(57)【要約】【課題】ユーザーが可動部材を押して把持する構成において、押付力の調整を容易にする。【解決手段】可動部材１１０（押付部１１１）を受け部材２側へ押すユーザー操作力Ｆ１により該可動部材を受け部材側へ移動させて、該可動部材と該受け部材との間に被把持物Ｐを把持する把持装置であって、前記被把持物が前記可動部材から受ける押付力Ｆの大きさと前記可動部材が受ける前記ユーザー操作力Ｆ１の大きさとの差分が小さくなるように、前記可動部材に外力を付与する外力付与手段５０（５１，５２）を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部材を受け部材側へ押すユーザー操作力により該可動部材を受け部材側へ移動させて、該可動部材と該受け部材との間に被把持物を把持する把持装置であって、
前記被把持物が前記可動部材から受ける押付力の大きさと前記可動部材が受ける前記ユーザー操作力の大きさとの差分が小さくなるように、前記可動部材に外力を付与する外力付与手段を有することを特徴とする把持装置。
【請求項２】
請求項１に記載の把持装置において、
前記外力付与手段が付与する外力は、前記差分が略ゼロになるように設定されていることを特徴とする把持装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の把持装置において、
前記外力付与手段が付与する外力は、前記可動部材が前記ユーザー操作力を受けていないときに、前記可動部材が前記受け部材から離れる側へ移動するように設定されていることを特徴とする把持装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の把持装置において、
前記可動部材の位置を固定する固定手段と、
前記固定手段により前記可動部材の位置を固定するロック状態と該ロック状態を解除するロック解除状態とを切り替える切替手段とを有することを特徴とする把持装置。
【請求項５】
請求項４に記載の把持装置において、
前記固定手段は、電磁ブレーキであることを特徴とする把持装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の把持装置において、
前記切替手段は、ユーザーの手とは異なる体部位によって操作される操作部を備え、該操作部に対する操作内容に応じて前記ロック状態と前記ロック解除状態とを切り替えることを特徴とする把持装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の把持装置において、
前記可動部材は、前記受け部材に対して鉛直方向上方に配置され、
前記外力付与手段は、前記可動部材を前記受け部材から離す向きに、該可動部材の自重分の押付力と略一致する外力を付与することを特徴とする把持装置。
【請求項８】
請求項７に記載の把持装置において、
前記可動部材は、水平方向に延びる回転軸回りの回転運動を前記受け部材への並進運動に変換する運動変換機構と、該運動変換機構によって並進運動する押付部とを備え、
前記外力付与手段は、前記回転運動により回転するアームと、前記アームに取り付けられるおもり部材とを備えることを特徴とする把持装置。
【請求項９】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の把持装置において、
前記可動部材は、前記受け部材に対して鉛直方向側方に配置され、
前記外力付与手段は、前記可動部材を前記受け部材へ近づける向きに、前記ユーザー操作力により該可動部材が前記受け部材側へ移動する際に該可動部材に作用する移動抵抗力と略一致する外力を付与することを特徴とする把持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被把持物を固定したり移動させたりする際に用いられる把持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の把持装置としては、ユーザー操作によって可動部材を受け部材側へ移動させて可動部材と受け部材との間に被把持物を把持する把持装置が知られている。例えば、特許文献１には、基台上に固定された固定バイス（受け部材）とスクリュー軸の軸方向に沿って水平移動可能な移動バイス（可動部材）との間に被把持物を把持するクイックバイス装置が開示されている。このクイックバイス装置は、移動バイスがスクリュー軸に噛み合う噛合状態と噛み合わない非噛合状態とに切り替える構成を備えている。
【０００３】
このクイックバイス装置で被把持物を把持する場合、まず、移動バイスを非噛合状態にし、ユーザーはスクリュー軸を回転させることなく移動バイスを直接操作して、移動バイスをスクリュー軸に沿って水平移動させ、移動バイスと固定バイスとの間隔を被把持物の大きさにあった間隔に調整する。その後、移動バイスを噛合状態にし、スクリュー軸に設けられるレバーをユーザーが回してスクリュー軸を回転させ、移動バイスを固定バイス側へ移動させる。これにより、レバーの回し量に応じた押付力で移動バイスが被把持物を固定バイスへ押し付け、移動バイスと固定バイスとの間に被把持物が把持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２９５２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば強度の低い被把持物（壊れやすい被把持物等）を把持するとき、被把持物が可動部材から受ける押付力の許容範囲が狭くなる場合がある。このように押付力の許容範囲が狭い場合であっても、ユーザーが当該被把持物を直接押さえて把持する場合（受け部材との間で被把持物をユーザーの指で押さえて把持するような場合）、ユーザーは、被把持物が受ける押付力を直接的に感知でき、押付力を当該狭い許容範囲内に調整することが容易である。しかしながら、ユーザーがレバーを回して被把持物の押付力を調整するような従来の把持装置では、被把持物が受ける押付力を直接的に感知することができず、当該狭い許容範囲内に押付力を調整することが困難である。
【０００６】
ところで、上述した特許文献１に開示されたクイックバイス装置のように、移動バイス（可動部材）がスクリュー軸に噛み合う噛合状態（可動部材の位置がロックされたロック状態）と噛み合わない非噛合状態（非ロック状態）とに切り替える構成を備えた把持装置では、次のような利用方法が考えられる。すなわち、可動部材を非ロック状態にし、ユーザーは可動部材を受け部材側へ押して移動させ、可動部材により被把持物を受け部材へ押し付けて把持し、その後、可動部材をロック状態にして可動部材の位置を固定するという利用方法である。この利用方法によれば、ユーザーが可動部材を介して被把持物を押さえるので、ユーザーが被把持物を直接（可動部材を介さずに）押さえる場合と同様に、被把持物が受ける押付力を感知しやすく、許容範囲が狭い場合でも押付力を当該許容範囲内に調整することが比較的容易となる。
【０００７】
しかしながら、ユーザーが可動部材を押して把持する場合、可動部材が移動するときの移動抵抗力（摩擦力等）などが作用して、被把持物が可動部材から受ける押付力の大きさが、可動部材を押すユーザー操作力の大きさと一致せず、ズレたものとなる。このようなズレが大きいと、ユーザーが当該被把持物を直接（可動部材を介さずに）押さえて把持する場合と比べて、被把持物が受ける押付力を正確に感知しにくく、押付力の調整が困難となる。
【０００８】
なお、以上の説明は、可動部材が受け部材に対して水平移動して把持する例であるが、可動部材が受け部材に対して鉛直方向に沿って移動して把持する例でも、可動部材の自重などが作用して、同様に、被把持物が可動部材から受ける押付力の大きさが、可動部材を押すユーザー操作力の大きさと一致せず、ズレたものとなる。そのため、被把持物が受ける押付力を正確に感知しにくく、押付力の調整が困難となるという同様の課題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明は、可動部材を受け部材側へ押すユーザー操作力により該可動部材を受け部材側へ移動させて、該可動部材と該受け部材との間に被把持物を把持する把持装置であって、前記被把持物が前記可動部材から受ける押付力の大きさと前記可動部材が受ける前記ユーザー操作力の大きさとの差分が小さくなるように、前記可動部材に外力を付与する外力付与手段を有することを特徴とする。
本発明においては、可動部材を受け部材側へ押すユーザー操作力によって可動部材を受け部材側へ移動させて可動部材と受け部材との間に被把持物を把持するので、被把持物をユーザーが直接（可動部材を介さずに）押さえる場合と同様に、被把持物が受ける押付力を感知しやすい。よって、許容範囲が狭い場合でも押付力を当該許容範囲内に調整することが比較的容易である。
ここで、上述したように、ユーザー操作力によって可動部材が移動するとき、移動抵抗力（摩擦力等）や可動部材の自重などの作用により、被把持物が可動部材から受ける押付力の大きさが、可動部材を押すユーザー操作力の大きさと一致せず、ズレたものとなり、押付力の調整を困難にする。
そこで、本発明においては、外力付与手段により可動部材に外力を付与し、被把持物が可動部材から受ける押付力の大きさと、可動部材が受けるユーザー操作力の大きさとの差分が小さくなるようにしている。これにより、ユーザー操作力によって可動部材が移動するときに移動抵抗力（摩擦力等）や可動部材の自重などが作用していても、被把持物が可動部材から受ける押付力の大きさと、可動部材を押すユーザー操作力の大きさとのズレを小さくし、又は無くすことが可能となる。これにより、ユーザーが可動部材を押して把持する構成であっても、被把持物をユーザーが直接（可動部材を介さずに）押さえる場合の感覚により近づけることができ、押付力の調整が容易なものとなる。
【００１０】
また、前記把持装置において、前記外力付与手段が付与する外力は、前記差分が略ゼロになるように設定されていることを特徴とする。
これによれば、ユーザー操作力によって可動部材が移動するときに移動抵抗力（摩擦力等）や可動部材の自重などが作用していても、被把持物が可動部材から受ける押付力の大きさと、可動部材を押すユーザー操作力の大きさとのズレを、実質的に無くすことができる。これにより、ユーザーが可動部材を押して把持する構成であっても、被把持物をユーザーが直接（可動部材を介さずに）押さえる場合と同等の感覚を実現することができる。その結果、ユーザーは被把持物が受ける押付力を直接的に感知することができ、許容範囲が狭い場合でも、押付力を当該許容範囲内に調整することが更に容易なものとなる。
【００１１】
また、前記把持装置において、前記外力付与手段が付与する外力は、前記可動部材が前記ユーザー操作力を受けていないときに、前記可動部材が前記受け部材から離れる側へ移動するように設定されていることを特徴とする。
可動部材と受け部材との間に被把持物を把持させる際、ユーザーは可動部材と受け部材との間隔を広げて、その間に被把持物を入れるという作業を行う。本発明によれば、可動部材と受け部材との間に被把持物を入れる作業の際、外力付与手段が付与する外力により可動部材が受け部材から離れる側へ移動していて、可動部材と受け部材との間隔が広がった状態になっている。よって、ユーザーが可動部材を操作して可動部材と受け部材との間隔を広げるという作業が不要となり、ユーザーの利便性が向上する。
【００１２】
また、前記把持装置において、前記可動部材の位置を固定する固定手段と、前記固定手段により前記可動部材の位置を固定するロック状態と該ロック状態を解除するロック解除状態とを切り替える切替手段とを有することを特徴とする。
これによれば、ユーザーが可動部材を押す力（ユーザー操作力）を加減して被把持物が可動部材から受ける押付力を適切に調整した後、可動部材の位置を固定手段により固定してロック状態にすることができる。これにより、ユーザーがその後に可動部材から手を放しても、当該調整された押付力で被把持物を把持し続けることができる。
【００１３】
また、前記把持装置において、前記固定手段は、電磁ブレーキであることを特徴とする。
ユーザーが可動部材を押す力（ユーザー操作力）を加減して被把持物が可動部材から受ける押付力を適切に調整した後、固定手段により可動部材の位置を固定するまでの間に、例えば切替手段の操作を行うこと等が原因で、調整した押付力が変化してしまうおそれがある。本発明によれば、固定手段として電磁ブレーキを用いるため、切替手段の操作（電磁ブレーキのオン／オフ操作）により、可動部材の位置を即座に固定できる。よって、固定手段により可動部材の位置を固定する（ロック状態にする）までの間に、調整した押付力が変化してしまう事態の発生が抑制される。
【００１４】
また、前記把持装置において、前記切替手段は、ユーザーの手とは異なる体部位によって操作される操作部を備え、該操作部に対する操作内容に応じて前記ロック状態と前記ロック解除状態とを切り替えることを特徴とする。
これによれば、ユーザーが手で可動部材を押している状態のまま、ユーザーの他の体部位（足など）で操作部を操作して、ロック状態にすることができる。よって、切替手段の操作のために、調整した押付力が変化してしまう事態の発生が更に抑制される。
【００１５】
また、前記把持装置において、前記可動部材は、前記受け部材に対して鉛直方向上方に配置され、前記外力付与手段は、前記可動部材を前記受け部材から離す向きに、該可動部材の自重分の押付力と略一致する外力を付与することを特徴とする。
これによれば、受け部材の上に載せた被把持物を可動部材で上から押し付けて把持することができる。このとき、上述した外力付与部材を備えていない構成では、可動部材の自重分の押付力が常に被把持物に加わった状態となるため、被把持物が可動部材から受ける押付力の大きさは、可動部材の自重分だけ、可動部材を押すユーザー操作力の大きさよりも大きいものとなってしまい、押付力の調整が困難になる。
本発明によれば、外力付与手段による外力付与によって、被把持物が可動部材から受ける押付力の大きさのうち、可動部材の自重分が実質的にキャンセルされる。これにより、被把持物が可動部材から受ける押付力の大きさと、可動部材を押すユーザー操作力の大きさとのズレを、実質的に無くすことができる。その結果、ユーザーが可動部材を押して把持する構成であっても、被把持物をユーザーが直接（可動部材を介さずに）押さえる場合と同等の感覚を実現することができ、押付力の調整が容易なものとなる。
【００１６】
また、前記把持装置において、前記可動部材は、水平方向に延びる回転軸回りの回転運動を前記受け部材への並進運動に変換する運動変換機構と、該運動変換機構によって並進運動する押付部とを備え、前記外力付与手段は、前記回転運動により回転するアームと、前記アームに取り付けられるおもり部材とを備えることを特徴とする。
これによれば、外力付与手段を比較的簡易な構成で実現することができる。
【００１７】
また、前記把持装置において、前記可動部材は、前記受け部材に対して鉛直方向側方に配置され、前記外力付与手段は、前記可動部材を前記受け部材へ近づける向きに、前記ユーザー操作力により該可動部材が前記受け部材側へ移動する際に該可動部材に作用する移動抵抗力と略一致する外力を付与することを特徴とする。
これによれば、被把持物を水平方向から挟み込むようにして可動部材と受け部材との間に把持することができる。このとき、上述した外力付与部材を備えていない構成では、ユーザー操作力による可動部材の移動時には、摩擦力などの移動抵抗力が常に作用するため、被把持物が可動部材から受ける押付力の大きさは、移動抵抗力の分だけ、可動部材を押すユーザー操作力の大きさよりも小さいものとなってしまい、押付力の調整が困難になる。
本発明によれば、外力付与手段による外力付与によって、被把持物が可動部材から受ける押付力の大きさのうち、移動抵抗力の分が実質的にキャンセルされる。これにより、被把持物が可動部材から受ける押付力の大きさと、可動部材を押すユーザー操作力の大きさとのズレを、実質的に無くすことができる。その結果、ユーザーが可動部材を押して把持する構成であっても、被把持物をユーザーが直接（可動部材を介さずに）押さえる場合と同等の感覚を実現することができ、押付力の調整が容易なものとなる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ユーザーが可動部材を押して把持する構成であっても、被把持物をユーザーが直接（可動部材を介さずに）押さえる場合と同等の感覚を実現して、押付力の調整が容易なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態に係る物体固定装置の全体構成を示す斜視図。
【図２】（ａ）は、把持前状態における同物体固定装置のバイス部を水平方向から見た模式図。（ｂ）は、把持状態における同物体固定装置のバイス部を水平方向から見た模式図。
【図３】ユーザーがガラス基板を基台の上にセットした状態を示す斜視図。
【図４】ユーザーがバイス部の押付部を指で押し下げて、押付部と基台との間にガラス基板を挟んだ状態を示す斜視図。
【図５】バイス部をロック状態にして押付部と基台との間にガラス基板を把持した状態を示す斜視図。
【図６】（ａ）は、把持前状態における変形例の物体固定装置のバイス部を水平方向から見た模式図。（ｂ）は、把持状態における変形例の物体固定装置のバイス部を水平方向から見た模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る把持装置の一実施形態について、図面に用いて説明する。
本実施形態の把持装置は、被把持物である加工対象物であるガラス基板を固定する物体固定装置として用いられるものである。ただし、本発明に係る把持装置は、可動部材を受け部材側へ押すユーザー操作力により可動部材を受け部材側へ移動させて、可動部材と受け部材との間に被把持物を把持するものであれば、その用途が特に制限されるものではない。
【００２１】
図１は、本実施形態に係る把持装置としての物体固定装置の全体構成を示す斜視図である。
本実施形態の物体固定装置１は、主に、可動部材としてのバイス部１０と、ロック部２０と、電源部３０と、フット操作部４０とから構成されている。バイス部１０は、押付部１１を受け部材としての基台２側へユーザーが押すことにより、その押す力（ユーザー操作力）で押付部１１を基台２側へ移動させて、押付部１１と基台２との間に被把持物としてのガラス基板を把持する。ロック部２０は、バイス部１０の押付部１１の位置を固定する固定手段である。電源部３０は、ロック部２０を構成する電磁ブレーキ２２Ａ，２２Ｂへの通電をオン、オフすることで、ロック部２０によりバイス部１０の押付部１１の位置を固定するロック状態と、そのロック状態を解除するロック解除状態とを切り替える切替手段である。フット操作部４０は、電源部３０の通電のオン、オフを指示するためのユーザー操作を受け付ける操作部である。
【００２２】
図２（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態における物体固定装置１のバイス部１０を水平方向から見た模式図である。
バイス部１０は、基台２に対して鉛直方向上方に配置され、押付部１１を鉛直方向下側へ移動させることで、基台２上に置いたガラス基板Ｐを押付部１１で押さえ、押付部１１と基台２との間にガラス基板Ｐを把持する。バイス部１０は、基台２上に設けられたロック部２０によって支持されている。具体的には、ロック部２０は、基台２上に立設された２つの支持柱２１Ａ，２１Ｂの上部にそれぞれ電磁ブレーキ２２Ａ，２２Ｂが取り付けられている。バイス部１０には、水平方向に延びる第一回転軸１２が設けられており、その第一回転軸１２の両端部がそれぞれ電磁ブレーキ２２Ａ，２２Ｂに支持されている。
【００２３】
バイス部１０の第一回転軸１２は、電磁ブレーキ２２Ａ，２２Ｂが通電していないときにロック状態となり、電磁ブレーキ２２Ａ，２２Ｂによって回転不能に支持される。一方、電磁ブレーキ２２Ａ，２２Ｂが通電しているときにはロック解除状態となり、電磁ブレーキ２２Ａ，２２Ｂによって回転自在に支持される。
【００２４】
本実施形態のバイス部１０は、第一回転軸１２の回転運動を基台２への並進運動に変換する運動変換機構としてのリンク機構を備え、押付部１１は第一回転軸１２の回転に応じてリンク機構によって並進運動するように構成されている。これは、押付部１１を第一回転軸１２の回りで回転移動させて基台２へ移動させる構成であると、基台２と押付部１１との間隔がかわると、押付部１１の下面（被把持物に接触する面）と基台２の上面との平行度が変化してしまうため、被把持物の厚みによって押付部１１の下面と被把持物との接触状態が変化し、一定の接触状態を確保しにくいためである。本実施形態のようにリンク機構を採用することで、基台２と押付部１１との間隔がかわっても、押付部１１の下面と基台２の上面との平行度が維持されるため、被把持物の厚みによらず一定の接触状態を確保しやすい。
【００２５】
バイス部１０のリンク機構は、４節リンクの平行クランク構造であり、ジョイント部となる４つの回転軸１２〜１５の両端にそれぞれ、リンク部材１６Ａ，１６Ｂ，１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂが回転自在に取り付けられている。第一リンク部材１６Ａ，１６Ｂは、その長手方向が鉛直方向に平行となるように、ロック部２０の支持柱２１Ａ，２１Ｂに固定されている。第一回転軸１２は、第一リンク部材１６Ａ，１６Ｂの下端部に回転自在であり、第二リンク部材１７Ａ，１７Ｂの一端部は、第一回転軸１２に固定されている。
【００２６】
第二リンク部材１７Ａ，１７Ｂの他端部には、第二回転軸１３が固定されている。第二回転軸１３には、第三リンク部材１８Ａ，１８Ｂが回転自在に取り付けられている。第三リンク部材１８Ａ，１８Ｂには、第三回転軸１４にも回転自在に取り付けられている。第三回転軸１４は、第四リンク部材１９Ａ，１９Ｂの一端部に固定され、第四リンク部材１９Ａ，１９Ｂの他端部には第四回転軸１５が固定されている。第四回転軸１５には、第一リンク部材１６Ａ，１６Ｂの上端部が回転自在に取り付けられている。
【００２７】
このようなリンク機構を採用することで、バイス部１０は、図２（ａ）に示す把持前状態から図２（ｂ）に示す把持状態にするために、ユーザーが押付部１１の上面を指で押し下げるとき、押付部１１は基台２に対して並進移動することができる。
【００２８】
図３は、ユーザーがガラス基板Ｐを基台２の上にセットした状態を示す斜視図である。
図４は、ユーザーがバイス部１０の押付部１１を指で押し下げて、押付部１１と基台２との間にガラス基板Ｐを挟んだ状態を示す斜視図である。
図５は、バイス部１０をロック状態にして押付部１１と基台２との間にガラス基板Ｐを把持した状態を示す斜視図である。
【００２９】
本実施形態の物体固定装置１を用いてガラス基板Ｐを把持して固定する場合、まず、ユーザーは、図３に示すように、ガラス基板Ｐを手で持って基台２の上に置く。このとき、ガラス基板Ｐの把持される箇所がバイス部１０の押付部１１の下方に位置するように置く。その後、ユーザーは、自分の足元に配置されたフット操作部４０を足で踏むことで、電源部３０からロック部２０の電磁ブレーキ２２Ａ，２２Ｂへの通電をオンにし、電磁ブレーキ２２Ａ，２２Ｂによるバイス部１０の第一回転軸１２のロック状態を解除する（ロック解除状態にする）。これにより、バイス部１０の第三リンク部材１８Ａ，１８Ｂに取り付けられた押付部１１の位置を動かすことができるようになる。
【００３０】
ユーザーは、フット操作部４０を足で踏みつづけて、電磁ブレーキ２２Ａ，２２Ｂへの通電をオンにしたまま（ロック解除状態のまま）、図４に示すように、バイス部１０の押付部１１の上面に指を掛け、指で押付部１１を押し下げる。なお、押付部１１の上方には、第二回転軸１３が配置されているが、本実施形態では、ユーザーが押付部１１の上面に指が掛けられるように、指を入れる分のスペースが確保されている。
【００３１】
ユーザーが指で押付部１１を押し下げると、そのユーザーの押し下げる力（ユーザー操作力）で、バイス部１０を構成するリンク機構（平行クランク）が１自由度で動き、第三リンク部材１８Ａ，１８Ｂが鉛直方向に沿ってまっすぐに下降する。そして、押付部１１がガラス基板Ｐに接したら、ユーザーは、ガラス基板Ｐが割れず（ガラス基板Ｐが割れない押付力Ｆの許容範囲の上限値以下で）、かつ、必要な固定力が発揮されるように（ガラス基板Ｐを固定するために必要な押付力Ｆの範囲の下限値以上で）、ガラス基板Ｐが基台２と押付部１１との間に把持されるように、押し下げる力（ユーザー操作力）を調整（力加減）する。
【００３２】
このとき、本実施形態の被把持物であるガラス基板Ｐは、強度が低く、壊れやすい物であるため、押付部１１からガラス基板Ｐが受ける押付力Ｆの許容範囲は狭い。このように狭い許容範囲であっても、ユーザーがガラス基板Ｐを直接（押付部１１を介さずに）押さえる場合（ユーザーの指と基台２との間にガラス基板Ｐを把持する場合）には、ユーザーがガラス基板Ｐが受ける押付力Ｆを直接的に感知できるので、押付力Ｆを当該狭い許容範囲内に調整することが容易である。
【００３３】
そこで、本実施形態の物体固定装置１では、ユーザーが指で押付部１１を押し下げる力（ユーザー操作力）Ｆ１によって押付部１１を基台２側へ移動させて押付部１１と基台２との間にガラス基板Ｐを把持するようにしている。これにより、ガラス基板Ｐをユーザーが直接（押付部１１を介さずに）押さえる場合に近い感覚で、押付部１１と基台２との間にガラス基板Ｐを把持することが可能となる。その結果、ガラス基板Ｐが受ける押付力Ｆを感知しやすく、許容範囲が狭い場合でも押付力Ｆを当該許容範囲内に調整することが比較的容易である。
【００３４】
ところが、基台２上のガラス基板Ｐを押付部１１で上から押さえて把持する構成では、図２（ｂ）に示すように、ガラス基板Ｐを押し付ける力Ｆには、ユーザーが指で押付部１１を押し下げる力（ユーザー操作力）Ｆ１だけでなく、押付部１１及びこれを支持する第三リンク部材１８Ａ，１８Ｂを含むバイス部１０の自重よる力Ｆ２が含まれる。そのため、ガラス基板Ｐが押付部１１から受ける押付力Ｆの大きさは、自重よる力Ｆ２の分だけ、ユーザー操作力Ｆ１からズレたものとなる。すなわち、ユーザーが指で押付部１１を押し下げる力Ｆ１は、ガラス基板Ｐが押付部１１から受ける押付力Ｆとは一致しない。その結果、ユーザーは、ガラス基板Ｐが受ける押付力Ｆを正確に感知することが難しく、ガラス基板Ｐが受ける押付力Ｆを当該狭い許容範囲内に調整することが難しいものとなる。
【００３５】
そこで、本実施形態においては、ガラス基板Ｐが押付部１１から受ける押付力Ｆの大きさと押付部１１が受けるユーザー操作力Ｆ１の大きさとの差分が小さくなるように、押付部１１に外力を付与する外力付与手段を設けている。本実施形態の外力付与手段は、図２（ｂ）に示すように、第四リンク部材１９Ａ，１９Ｂの他端部を連結している連結部１９Ｃに一端が固定されたアーム５１と、アーム５１に取り付けられるおもり部材５２とから構成されたバランス機構５０である。
【００３６】
本実施形態のバランス機構５０では、おもり部材５２の自重Ｆ３によって、そのおもり部材５２が取り付けられたアーム５１が固定されている第四リンク部材１９Ａ，１９Ｂに固定された第四回転軸１５の軸回りに、回転モーメントが常に与えられる。この回転モーメントは、バイス部１０を構成するリンク機構に対し、第三リンク部材１８Ａ，１８Ｂの下端部に取り付けられた押付部１１を基台２から離す向きに作用する。よって、ガラス基板Ｐを押し付ける力Ｆに含まれるバイス部１０の自重よる力Ｆ２の少なくとも一部が、バランス機構５０によるおもり部材５２の自重Ｆ３によってキャンセルされる。これにより、ガラス基板Ｐが押付部１１から受ける押付力Ｆの大きさと、押付部１１が受けるユーザー操作力Ｆ１の大きさとの差分（ズレ）が小さくなるので、ユーザーは、ガラス基板Ｐが受ける押付力Ｆを正確に感知することが可能となり、ガラス基板Ｐが受ける押付力Ｆの調整が容易になる。
【００３７】
特に、本実施形態においては、ガラス基板Ｐを押し付ける力Ｆに含まれるバイス部１０の自重よる力Ｆ２が、バランス機構５０によるおもり部材５２の自重Ｆ３によってキャンセルされるように設定されている。すなわち、バランス機構５０により付与する外力がバイス部１０の自重よる力Ｆ２と略一致するように設定されている。これにより、ガラス基板Ｐが押付部１１から受ける押付力Ｆの大きさと、押付部１１が受けるユーザー操作力Ｆ１の大きさとの差分（ズレ）は実質的にゼロとなるので、ユーザーは、ガラス基板Ｐが受ける押付力Ｆを正確に感知でき、ガラス基板Ｐが受ける押付力Ｆの調整が容易になる。
【００３８】
本実施形態のバランス機構５０は、アーム５１に対するおもり部材５２の取り付け位置を変えることが可能な構成となっている。おもり部材５２の取り付け位置を変えることで、第四回転軸１５の軸回りの回転モーメントの大きさが変化するので、バランス機構５０により付与する外力の大きさを調整できる。すなわち、本実施形態では、アーム５１に対するおもり部材５２の取り付け位置を調整することで、おもり部材５２を変えなくても、バイス部１０の自重よる力Ｆ２をキャンセルできるように設定できる。よって、その設定作業が容易である。
【００３９】
ただし、本実施形態では、押付部１１の位置によって、第四回転軸１５回りのアーム５１の回転位置が変わり、これにより、おもり部材５２の自重Ｆ３における第四回転軸１５回りの回転方向成分の大きさが変化して、第四回転軸１５の軸回りの回転モーメントの大きさが変動する。そのため、ガラス基板Ｐを基台２との間に挟み込む位置又はその近傍に押付部１１が位置するときに、バイス部１０の自重よる力Ｆ２がおもり部材５２の自重Ｆ３によってキャンセルされるように設定するのがよい。
【００４０】
以上のようにして、ユーザーは、押付部１１を押し下げる力（ユーザー操作力）Ｆ１を調整（力加減）して、押付部１１からガラス基板Ｐが受ける押付力Ｆを適切に調整したら（許容範囲内に調整したら）、フット操作部４０を足で踏むのを止める。これにより、電磁ブレーキ２２Ａ，２２Ｂへの通電がオフになり、電磁ブレーキ２２Ａ，２２Ｂによりバイス部１０の第一回転軸１２がロック状態になる。これにより、バイス部１０の第三リンク部材１８Ａ，１８Ｂに取り付けられた押付部１１の位置が固定され、ユーザーが押付部１１から手を放しても、押付部１１からガラス基板Ｐが受ける押付力Ｆは維持される。その結果、適切に調整された押付力Ｆでガラス基板Ｐを把持して固定することができる。
【００４１】
本実施形態の固定手段としては、ユーザーの力（人力）を作用させて押付部１１の位置を固定するような人力の固定手段（ネジ止め手段など）であってもよい。しかしながら、このような人力の固定手段だと、ロック解除状態からロック状態へ切り替える際、押付部１１の位置を固定する作業を行っている間に、押付部１１を押し付けているユーザー操作力Ｆ１が変動しやすい。そのため、ロック解除状態においてガラス基板Ｐが受ける押付力Ｆを適切に調整しても、ロック状態にするときには当該押付力Ｆが変化して不適切なものとなってしまうおそれがある。
【００４２】
そのため、本実施形態においては、上述したとおり、固定手段として、ロック状態とロック解除状態とを電気的に制御可能な電磁ブレーキ２２Ａ，２２Ｂを採用している。これによれば、スイッチ操作等のように大きな力が不要でごく単純な作業によって、ロック解除状態からロック状態へ切り替えることができる。よって、人力の固定手段と比べて、ロック解除状態からロック状態へ切り替える際に、押付部１１を押し付けているユーザー操作力Ｆ１が変動しにくく、適切に調整した押付力Ｆでロック状態にすることができる。なお、電磁ブレーキ２２Ａ，２２Ｂに限らず、ロック状態とロック解除状態とを電気的に制御可能なものであれば、同様の効果を得ることができる。
【００４３】
また、本実施形態においては、ロック状態とロック解除状態とを切り替える切替手段が、ユーザーの手とは異なる体部位である足によって操作されるフット操作部４０に対する操作によって、ロック状態とロック解除状態とを切り替えるものである。そのため、ロック状態とロック解除状態とを切り替える操作をユーザーの手で行う構成と比べて、その操作時に、ユーザーが手で押付部１１を押さえている力（ユーザー操作力Ｆ１）が変動しにくい。よって、適切に調整した押付力Ｆでロック状態にするうえで、より好ましい構成である。
【００４４】
また、本実施形態においては、ユーザーが指で押付部１１を押し下げて押付部１１を移動させる際、バイス部１０の回転軸１２〜１５とリンク部材１６Ａ，１６Ｂ，１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂとの間の摺動部分で発生する摩擦力、電磁ブレーキ２２Ａ，２２Ｂの負荷など、押付部１１に移動抵抗力が影響する。よって、この移動抵抗力が大きい場合には、ガラス基板Ｐが押付部１１から受ける押付力Ｆの大きさと、押付部１１が受けるユーザー操作力Ｆ１の大きさとの差分（ズレ）が大きくなる。そのため、この移動抵抗力の分もキャンセルできるように、おもり部材５２の自重Ｆ３によってバランス機構５０が付与する外力を調整するのが好ましい。
【００４５】
ところで、ガラス基板Ｐが押付部１１から受ける押付力Ｆの大きさと、押付部１１が受けるユーザー操作力Ｆ１の大きさとの差分（ズレ）が完全にゼロとなるように設定されると、ユーザーが押付部１１から手を放しても、押付部１１の位置はほとんど動かない。そのため、基台２の上にガラス基板Ｐをセットする際や、あるいは、基台２からガラス基板Ｐを取り出す際には、押付部１１と基台２との間隔を広げるためにユーザーが押付部１１を持ち上げるという作業が必要となる場合がある。この作業を省略して利便性の向上を図る観点からすれば、ユーザー操作力Ｆ１を受けていない押付部１１が基台２から離れる側へ移動するように、バランス機構５０によって付与される外力を設定してもよい。このように設定すれば、ユーザーが押付部１１から手を放すことで、バランス機構５０によって付与される外力により押付部１１が基台２から離れる側へ自動的に移動するので、押付部１１と基台２との間隔を広げるためのユーザー作業が不要になる。
【００４６】
〔変形例〕
次に、上述した実施形態における物体固定装置１の一変形例について説明する。
上述した実施形態では、可動部材としてのバイス部１０が受け部材としての基台２に対して鉛直方向上方に配置され、押付部１１を鉛直方向下側へ移動させることで、基台２上に置いたガラス基板Ｐを押付部１１で押さえ、押付部１１と基台２との間にガラス基板Ｐを把持する。これに対し、本変形例は、可動部材としてのバイス部が受け部材としての基壁部に対して鉛直方向側方に配置され、バイス部の押付部を基壁部へ近づける向きに移動させて、押付部と基壁部との間にガラス基板を水平方向から挟み込んで把持する。なお、本変形例の説明では、上述した実施形態と同様の構成、動作については、適宜省略する。
【００４７】
図６（ａ）及び（ｂ）は、本変形例における物体固定装置１００のバイス部１１０を水平方向から見た模式図である。
本変形例において、基壁部１０２は、被把持物であるガラス基板Ｐに接触する基面１０２ａが略鉛直面に平行となるように、台部１０３上に立設されている。バイス部１１０は、台部１０３上に設けられたロック部１２０によって支持されている。具体的には、ロック部１２０は、台部１０３上に立設された２つの第一支持柱１２１Ａ，１２１Ｂの上部にそれぞれ電磁ブレーキ１２２Ａ，１２２Ｂが取り付けられている。バイス部１１０には、水平方向に延びる第一回転軸１１２が設けられており、その第一回転軸１１２の両端部がそれぞれ電磁ブレーキ１２２Ａ，１２２Ｂに支持されている。また、ロック部１２０においては、台部１０３上に立設された２つの第二支持柱１２３Ａ，１２３Ｂの上部に、第四回転軸１１５が固定され、支持している。
【００４８】
バイス部１１０の第一回転軸１１２は、上述した実施形態と同様、電磁ブレーキ１２２Ａ，１２２Ｂが通電していないときにロック状態となり、電磁ブレーキ１２２Ａ，１２２Ｂによって回転不能に支持され、通電しているときにはロック解除状態となり、電磁ブレーキ２２Ａ，２２Ｂによって回転自在に支持される。また、本変形例のバイス部１１０は、上述した実施形態と同様のリンク機構（平行クランク構造）で構成されている。このようなリンク機構を採用することで、バイス部１１０も、図６（ａ）に示す把持前状態から図６（ｂ）に示す把持状態にするために、ユーザーが押付部１１１の側面を指で押すとき、押付部１１１は基壁部１０２に対して並進移動することができる。
【００４９】
本変形例の物体固定装置１００を用いてガラス基板Ｐを把持して固定する場合、まず、ユーザーは、ガラス基板Ｐを手で持って基壁部１０２の基面１０２ａに接するように、ガラス基板Ｐの把持される箇所がバイス部１１０の押付部１１１の対向位置に位置するように持つ。その後、ユーザーは、上述した実施形態と同様、自分の足元に配置されたフット操作部を足で踏むことで、電源部からロック部１２０の電磁ブレーキ１２２Ａ，１２２Ｂへの通電をオンにし、電磁ブレーキ１２２Ａ，１２２Ｂによるバイス部１１０の第一回転軸１１２のロック状態を解除する（ロック解除状態にする）。これにより、バイス部１１０の第三リンク部材１１８Ａ，１１８Ｂに取り付けられた押付部１１１の位置を動かすことができるようになる。
【００５０】
ユーザーは、フット操作部を足で踏みつづけて、電磁ブレーキ１２２Ａ，１２２Ｂへの通電をオンにしたまま（ロック解除状態のまま）、バイス部１１０の押付部１１１の側面に指を掛け、指で押付部１１１を基壁部１０２に向けて押す。これにより、そのユーザーの押す力（ユーザー操作力）で、バイス部１１０を構成するリンク機構（平行クランク）が１自由度で動き、第三リンク部材１１８Ａ，１１８Ｂが水平方向へまっすぐに移動する。そして、押付部１１１がガラス基板Ｐに接したら、ユーザーは、ガラス基板Ｐが割れず（ガラス基板Ｐが割れない押付力Ｆの許容範囲の上限値以下で）、かつ、必要な固定力が発揮されるように（ガラス基板Ｐを固定するために必要な押付力Ｆの範囲の下限値以上で）、ガラス基板Ｐが基壁部１０２と押付部１１１との間に把持されるように、押す力（ユーザー操作力）を調整（力加減）する。
【００５１】
本変形例の物体固定装置１００でも、上述した実施形態と同様、ユーザーが指で押付部１１１を押す力（ユーザー操作力）Ｆ１によって押付部１１１を基壁部１０２側へ移動させて押付部１１１と基壁部１０２との間にガラス基板Ｐを把持するようにしている。よって、ガラス基板Ｐをユーザーが直接（押付部１１１を介さずに）押さえる場合に近い感覚で、押付部１１１と基壁部１０２との間にガラス基板Ｐを把持することが可能となる。その結果、ガラス基板Ｐが受ける押付力Ｆを感知しやすく、許容範囲が狭い場合でも押付力Ｆを許容範囲内に調整することが比較的容易である。
【００５２】
ただし、基壁部１０２上のガラス基板Ｐを押付部１１１で略水平方向から挟み込んで把持する構成では、図６（ｂ）に示すように、ガラス基板Ｐを押し付ける力Ｆは、ユーザーが指で押付部１１１を押す力（ユーザー操作力）Ｆ１だけでは決まらない。例えば、ユーザーが指で押付部１１１を押して押付部１１１を移動させる際、バイス部１１０の回転軸１１２〜１１５とリンク部材１１６Ａ，１１６Ｂ，１１７Ａ，１１７Ｂ，１１８Ａ，１１８Ｂ，１１９Ａ，１１９Ｂとの間の摺動部分で発生する摩擦力、電磁ブレーキ１２２Ａ，１２２Ｂの負荷など、押付部１１１に移動抵抗力が影響する。また、本変形例では、押付部１１１及びこれを支持する第三リンク部材１１８Ａ，１８Ｂを含むバイス部１１０の自重より、リンク機構を動かす回転モーメントも影響する。したがって、ガラス基板Ｐを押し付ける力Ｆは、ユーザーが指で押付部１１１を押す力（ユーザー操作力）Ｆ１のほか、このような移動抵抗力や回転モーメントによる力（以下、これらの力を「抵抗力Ｆ２’」という。）によっても左右される。
【００５３】
そのため、ガラス基板Ｐが押付部１１１から受ける押付力Ｆの大きさは、このような抵抗力Ｆ２’の分だけ、ユーザー操作力Ｆ１からズレたものとなる。すなわち、ユーザーが指で押付部１１１を押す力Ｆ１は、ガラス基板Ｐが押付部１１１から受ける押付力Ｆとは一致しない。その結果、本変形例においても、ユーザーは、ガラス基板Ｐが受ける押付力Ｆを正確に感知することが難しく、ガラス基板Ｐが受ける押付力Ｆを狭い許容範囲内に調整することが難しいものとなる。
【００５４】
そこで、本変形例においても、ガラス基板Ｐが押付部１１１から受ける押付力Ｆの大きさと押付部１１１が受けるユーザー操作力Ｆ１の大きさとの差分が小さくなるように、押付部１１１に外力を付与する外力付与手段を設けている。本変形例の外力付与手段は、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、第四リンク部材１１９Ａ，１１９Ｂの他端部を連結している連結部１１９Ｃに一端が固定されたアーム１５１と、アーム１５１に取り付けられる付勢手段としてのバネ部材１５２とから構成されたバランス機構１５０である。
【００５５】
本変形例のバランス機構１５０では、バネ部材１５２の付勢力Ｆ３’によって、そのバネ部材１５２が取り付けられたアーム１５１が固定されている第四リンク部材１１９Ａ，１１９Ｂに固定された第四回転軸１５の軸回りに、回転モーメントが常に与えられる。この回転モーメントは、バイス部１１０を構成するリンク機構に対し、第三リンク部材１１８Ａ，１１８Ｂに取り付けられた押付部１１１を基壁部１０２へ近づける向きに作用する。よって、ガラス基板Ｐを押し付ける力Ｆに影響する抵抗力Ｆ２’の少なくとも一部が、バランス機構１５０によるバネ部材１５２の付勢力Ｆ３’によってキャンセルされる。これにより、ガラス基板Ｐが押付部１１１から受ける押付力Ｆの大きさと、押付部１１１が受けるユーザー操作力Ｆ１の大きさとの差分（ズレ）が小さくなるので、ユーザーは、ガラス基板Ｐが受ける押付力Ｆを正確に感知することが可能となり、ガラス基板Ｐが受ける押付力Ｆの調整が容易になる。
【００５６】
特に、本変形例においては、ガラス基板Ｐを押し付ける力Ｆに影響する抵抗力Ｆ２’が、バランス機構１５０によるバネ部材１５２の付勢力Ｆ３’によってキャンセルされるように設定されている。すなわち、バランス機構１５０により付与する外力が、摩擦力（動摩擦力）などの移動抵抗力やバイス部１１０の自重よる回転モーメント等による抵抗力Ｆ２’と略一致するように設定されている。これにより、ユーザーが押付部１１１を押すとき、ガラス基板Ｐが押付部１１１から受ける押付力Ｆの大きさと、押付部１１１が受けるユーザー操作力Ｆ１の大きさとの差分（ズレ）は実質的にゼロとなり、ユーザーは、ガラス基板Ｐが受ける押付力Ｆを正確に感知でき、ガラス基板Ｐが受ける押付力Ｆの調整が容易になる。
【００５７】
以上のようにして、ユーザーは、押付部１１１を押す力（ユーザー操作力）Ｆ１を調整（力加減）して、押付部１１１からガラス基板Ｐが受ける押付力Ｆを適切に調整したら（許容範囲内に調整したら）、フット操作部を足で踏むのを止める。これにより、電磁ブレーキ１２２Ａ，１２２Ｂへの通電がオフになり、電磁ブレーキ１２２Ａ，１２２Ｂによりバイス部１１０の第一回転軸１１２がロック状態になる。これにより、バイス部１１０の第三リンク部材１１８Ａ，１１８Ｂに取り付けられた押付部１１１の位置が固定され、ユーザーが押付部１１１から手を放しても、押付部１１１からガラス基板Ｐが受ける押付力Ｆは維持される。その結果、適切に調整された押付力Ｆでガラス基板Ｐを把持して固定することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１，１００：物体固定装置
２        ：基台
１０，１１０：バイス部
１１，１１１：押付部
１２，１１２：第一回転軸
１３，１１３：第二回転軸
１４，１１４：第三回転軸
１５，１１５：第四回転軸
１６Ａ，１６Ｂ，１１６Ａ，１１６Ｂ：第一リンク部材
１７Ａ，１７Ｂ，１１７Ａ，１１７Ｂ：第二リンク部材
１８Ａ，１８Ｂ，１１８Ａ，１１８Ｂ：第三リンク部材
１９Ａ，１９Ｂ，１１９Ａ，１１９Ｂ：第四リンク部材
２０，１２０：ロック部
２１Ａ，２１Ｂ，１２１Ａ，１２１Ｂ，１２３Ａ，１２３Ｂ：支持柱
２２Ａ，２２Ｂ，１２２Ａ，１２２Ｂ：電磁ブレーキ
３０      ：電源部
４０      ：フット操作部
５０，１５０：バランス機構
５１，１５１：アーム
５２      ：おもり部材
１０２    ：基壁部
１０２ａ  ：基面
１０３    ：台部
１５２    ：バネ部材
Ｐ        ：ガラス基板
【図１】
2020069578.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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