(57)【要約】  ワーク（１２）の側周面全面を非接触で位置決めする位置決め装置（１０）及びこれに関する位置決め方法であって、ワーク（１２）は、第１側面（２８ａ）〜第４側面（２８ｄ）を有する。ワーク（１２）が挿入される穴（１６）と、穴（１６）の複数の内壁面のうち、ワーク（１２）の第１側面（２８ａ）が対向する第１内壁面（３０ａ）と、ワーク（１２）の第２側面（２８ｂ）が対向する第２内壁面（３０ｂ）と、ワーク（１２）の第３側面（２８ｃ）が対向する第３内壁面（３０ｃ）と、ワーク（１２）の第４側面（２８ｄ）が対向する第４内壁面（３０ｄ）にそれぞれ形成された第１噴出孔（３２ａ）〜第４噴出孔（３２ｄ）とを有し、第１噴出孔（３２ａ）〜第４噴出孔（３２ｄ）から空気を噴出させてワーク（１２）の第１側面（２８ａ）〜第４側面（２８ｄ）に空気を噴射させることで、ワーク（１２）を穴（１６）内に位置決めさせる。
2009025270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク（１２）の側周面全面を非接触で位置決めする位置決め装置であって、
前記ワーク（１２）は、少なくとも第１側面（２８ａ）〜第４側面（２８ｄ）を有し、前記第１側面（２８ｂ）と前記第２側面（２８ｂ）が点対称の位置にあり、前記第３側面（２８ｃ）と前記第４側面（２８ｄ）が点対称の位置にあり、
前記ワーク（１２）が挿入される穴（１６）と、
前記穴（１６）の複数の内壁面のうち、前記ワーク（１２）の前記第１側面（２８ａ）が対向する第１内壁面（３０ａ）と、前記ワーク（１２）の前記第２側面（２８ｂ）が対向する第２内壁面（３０ｂ）と、前記ワーク（１２）の前記第３側面（２８ｃ）が対向する第３内壁面（３０ｃ）と、前記ワーク（１２）の前記第４側面（２８ｄ）が対向する第４内壁面（３０ｃ）にそれぞれ形成された流体噴出孔（３２ａ〜３２ｄ）とを有し、
前記流体噴出孔（３２ａ〜３２ｄ）から流体を噴出させて前記ワーク（１２）の前記第１側面（２８ａ）〜前記第４側面（２８ｄ）に前記流体を噴射させることで、前記ワーク（１２）を前記穴（１６）内に位置決めさせることを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
請求項１記載の位置決め装置において、
前記穴（１６）内に挿入された前記ワーク（１２）の上面及び下面を保持する保持機構（１８）を有することを特徴とする位置決め装置。
【請求項３】
請求項２記載の位置決め装置において、
前記保持機構（１８）は、
前記穴（１６）の底部に設けられ、前記ワーク（１２）の下面（１２ｂ）を上方に押圧する第１保持部材と、
前記穴（１６）に挿入された前記ワーク（１２）の上面（１２ａ）を下方に押圧する第２保持部材とを有することを特徴とする位置決め装置。
【請求項４】
請求項３記載の位置決め装置において、
前記第１保持部材は、前記ワーク（１２）に対して電気信号の入出力を行うプローブ（２０）として機能し、
前記第２保持部材は、前記ワーク（１２）の上面（１２ａ）を下方に押圧する押さえ部材（２２）として機能することを特徴とする位置決め装置。
【請求項５】
請求項３記載の位置決め装置において、
前記第１保持部材は、前記ワーク（１２）の下面（１２ｂ）を上方に押圧する押さえ部材として機能し、
前記第２保持部材は、前記ワーク（１２）に対して電気信号の入出力を行うプローブ（２０）として機能することを特徴とする位置決め装置。
【請求項６】
請求項４又は５記載の位置決め装置において、
少なくとも前記プローブ（２０）として機能する前記第１保持部材又は前記第２保持部材は、バネ機構によって、前記ワーク（１２）を押圧することを特徴とする位置決め装置。
【請求項７】
請求項４又は５記載の位置決め装置において、
前記押さえ部材として機能する前記第１保持部材又は前記第２保持部材は、バネ機構によって、前記ワーク（１２）を押圧することを特徴とする位置決め装置。
【請求項８】
請求項４又は５記載の位置決め装置において、
前記押さえ部材として機能する前記第１保持部材又は前記第２保持部材は、前記ワーク（１２）に対して線接触で押圧することを特徴とする位置決め装置。
【請求項９】
請求項３記載の位置決め装置において、
前記穴（１６）は、前記第１保持部材に対して相対的に上下方向に移動する台座（１４）の上部に形成されていることを特徴とする位置決め装置。
【請求項１０】
請求項１記載の位置決め装置において、
前記ワーク（１２）は、その表面に複数の端子（２６ａ、２６ｂ）が形成され、前記端子（２６ａ、２６ｂ）に電気信号を与えることで前記ワーク（１２）自体が変形するタイプのものであることを特徴とする位置決め装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の位置決め装置において、
前記穴（１６）の内壁面は絶縁性部材で構成されていることを特徴とする位置決め装置。
【請求項１２】
請求項１記載の位置決め装置において、
各前記流体噴出孔（３２ａ〜３２ｄ）は、前記ワーク（１２）の前記第１側面（２８ａ）〜前記第４側面（２８ｄ）と下面（１２ｂ）との境界部分に対向した位置に形成されていることを特徴とする位置決め装置。
【請求項１３】
ワーク（１２）の側周面全面を非接触で位置決めする位置決め方法であって、
前記ワーク（１２）は、少なくとも第１側面（２８ａ）〜第４側面（２８ｄ）を有し、前記第１側面（２８ａ）と前記第２側面（２８ｂ）が点対称の位置にあり、前記第３側面（２８ｃ）と前記第４側面（２８ｄ）が点対称の位置にあり、
台座（１４）と、
前記台座（１４）に形成され、前記ワーク（１２）が挿入される穴（１６）と、
前記穴（１６）の複数の内壁面のうち、前記ワーク（１２）の前記第１側面（２８ａ）が対向する第１内壁面（３０ａ）と、前記ワーク（１２）の前記第２側面（２８ｂ）が対向する第２内壁面（３０ｂ）と、前記ワーク（１２）の前記第３側面（２８ｃ）が対向する第３内壁面（３０ｃ）と、前記ワーク（１２）の前記第４側面（２８ｄ）が対向する第４内壁面（３０ｄ）にそれぞれ形成された流体噴出孔（３２ａ〜３２ｄ）とを有する位置決め装置（１０）を用い、
前記流体噴出孔（３２ａ〜３２ｄ）から流体を噴出させて前記ワーク（１２）の前記第１側面（２８ａ）〜前記第４側面（２８ｄ）に前記流体を噴射させることで、前記ワーク（１２）を前記穴（１６）内に位置決めすることを特徴とする位置決め方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば精密ステージ、プリンタ、超音波モータ等に使用される圧電素子の電気的特性や電歪特性等を測定する際に好適な位置決め装置及び位置決め方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークを位置決めする方法としては、例えば特許文献１に示すように、ワークを保持した保持機構自体に空気を噴射させてフローティング状態にすることで、保持したワークの例えば孔内にシャフトを挿入させるという技術が提案されている。【０００３】
また、枠内にワークを位置決めする場合には、例えば特許文献２に示すように、枠内の四方に設けられた板バネをワークの側面に接触させることで位置決めする技術が提案されている。【０００４】
さらに、従来では、例えば特許文献３に示すように、エアーマイクロメータを利用して、多点接触玉軸受の軸方向ギャップ量を多くの時間や手間等を要することなく精度よく測定するようにした方法が提案されている。【０００５】
【特許文献１】特開平７−１３０１３８号公報
【特許文献２】特開２００１−６０４３５号公報
【特許文献３】特開２００５−２４１５８５号公報
【発明の開示】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び２に示す方法は、保持部材や板バネにて、ワークの側面を接触保持するようにしているため、電気信号を与えることによって変形する例えば圧電素子の電気的特性や電歪特性を測定する場合に、保持部材や板バネによる接触保持が圧電素子の変形を阻止してしまい、正確な測定ができないという問題がある。
【０００７】
また、特許文献３は、エアーマイクロを利用することから、構造的な寸法を測定するには好適であるが、上述した例えば圧電素子の電気的特性や電歪特性を測定する場合の圧電素子の位置決めには適さないという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、電気信号を与えることによって変形する例えば圧電素子の電気的特性や電歪特性を測定する場合、圧電素子の変形を阻止することなく、正確に位置決めすることができる位置決め装置及び位置決め方法を提供することを目的とする。
【０００９】
第１の本発明に係る位置決め装置は、ワークの側周面全面を非接触で位置決めする位置決め装置であって、前記ワークは、少なくとも第１側面〜第４側面を有し、前記第１側面と前記第２側面が点対称の位置にあり、前記第３側面と前記第４側面が点対称の位置にあり、前記ワークが挿入される穴と、前記穴の複数の内壁面のうち、前記ワークの前記第１側面が対向する第１内壁面と、前記ワークの前記第２側面が対向する第２内壁面と、前記ワークの前記第３側面が対向する第３内壁面と、前記ワークの前記第４側面が対向する第４内壁面にそれぞれ形成された流体噴出孔とを有し、前記流体噴出孔から流体を噴出させて前記ワークの前記第１側面〜前記第４側面に前記流体を噴射させることで、前記ワークを前記穴内に位置決めさせることを特徴とする。
【００１０】
これにより、電気信号を与えることによって変形する例えば圧電素子の電気的特性や電歪特性を測定する場合、圧電素子の変形を阻止することなく、正確に位置決めすることができる。
【００１１】
そして、第１の本発明において、前記穴内に挿入された前記ワークの上面及び下面を保持する保持機構を有するようにしてもよい。
【００１２】
また、第１の本発明において、前記保持機構は、前記穴の底部に設けられ、前記ワークの下面を上方に押圧する第１保持部材と、前記穴に挿入された前記ワークの上面を下方に押圧する第２保持部材とを有するようにしてもよい。
【００１３】
この場合、前記第１保持部材は、前記ワークに対して電気信号の入出力を行うプローブとして機能し、前記第２保持部材は、前記ワークの上面を下方に押圧する押さえ部材として機能するようにしてもよいし、あるいは、前記第１保持部材は、前記ワークの下面を上方に押圧する押さえ部材として機能し、前記第２保持部材は、前記ワークに対して電気信号の入出力を行うプローブとして機能するようにしてもよい。
【００１４】
また、第１の本発明において、少なくとも前記プローブとして機能する前記第１保持部材又は前記第２保持部材は、バネ機構によって、前記ワークを押圧するようにしてもよい。
【００１５】
また、第１の本発明において、前記押さえ部材として機能する前記第１保持部材又は前記第２保持部材は、バネ機構によって、前記ワークを押圧するようにしてもよい。
【００１６】
また、第１の本発明において、前記押さえ部材として機能する前記第１保持部材又は前記第２保持部材は、前記ワークに対して線接触で押圧するようにしてもよい。
【００１７】
また、第１の本発明において、前記穴は、前記第１支持部材に対して相対的に上下方向に移動する台座の上部に形成されていてもよい。
【００１８】
また、第１の本発明において、前記第１側面及び前記第２側面の各面積と前記第１内壁面及び前記第２内壁面の各前記流体噴出孔の開口面積との比が１／１０００〜５００／１０００であり、前記第３側面及び前記第４側面の各面積と前記第３内壁面及び前記第４内壁面の各前記流体噴出孔の開口面積との比が１／１０００〜５００／１０００であることが好ましい。
【００１９】
また、第１の本発明において、各前記流体噴出孔から噴出される前記流体の圧力が０．０００１〜１ＭＰａであることが好ましい。
【００２０】
また、第１の本発明において、前記ワークは、その表面に複数の端子が形成され、前記端子に電気信号を与えることで前記ワーク自体が変形するタイプのものであってもよい。この場合、前記穴の内壁面は絶縁性部材で構成されていることが好ましい。
【００２１】
また、第１の本発明において、前記ワークは、誘電体の表面に複数の端子が形成され、且つ、前記誘電体内に複数の電極が形成された高周波部品であってもよい。この場合、穴の内壁面は導電部材で構成されていることが好ましい。
【００２２】
また、第１の本発明において、各前記流体噴出孔は、前記ワークの前記第１側面〜前記第４側面と下面との境界部分に対向した位置に形成されていてもよい。
【００２３】
次に、第２の本発明に係る位置決め方法は、ワークの側周面全面を非接触で位置決めする位置決め方法であって、前記ワークは、少なくとも第１側面〜第４側面を有し、前記第１側面と前記第２側面が点対称の位置にあり、前記第３側面と前記第４側面が点対称の位置にあり、台座と、前記台座に形成され、前記ワークが挿入される穴と、前記穴の複数の内壁面のうち、前記ワークの前記第１側面が対向する第１内壁面と、前記ワークの前記第２側面が対向する第２内壁面と、前記ワークの前記第３側面が対向する第３内壁面と、前記ワークの前記第４側面が対向する第４内壁面にそれぞれ形成された流体噴出孔とを有する位置決め治具を用い、前記流体噴出孔から流体を噴出させて前記ワークの前記第１側面〜前記第４側面に前記流体を噴射させることで、前記ワークを前記穴内に位置決めすることを特徴とする。
【００２４】
これにより、電気信号を与えることによって変形する例えば圧電素子の電気的特性や電歪特性を測定する場合、圧電素子の変形を阻止することなく、正確に位置決めすることができる。
【００２５】
以上説明したように、本発明に係る位置決め装置及び位置決め方法によれば、電気信号を与えることによって変形する例えば圧電素子の電気的特性や電歪特性を測定する場合、圧電素子の変形を阻止することなく、正確に位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施の形態に係る位置決め装置の台座をワークと共に示す斜視図である。
【図２】本実施の形態に係る位置決め装置を一部省略して示す断面図である。
【図３】押さえ部材の構成を示す斜視図である。
【図４】本実施の形態に係る位置決め装置を上から見て示す図である。
【図５】本実施の形態に係る位置決め方法を示す工程ブロック図である。
【図６】図６Ａはワークを穴内に挿入した状態を示す工程図であり、図６Ｂは押さえ部材をセットした状態を示す工程図であり、図６Ｃは空気を噴出させた状態を示す工程図である。
【図７】図７Ａは台座を上方に移動させた状態を示す工程図であり、図７Ｂは空気の噴出を停止させた状態を示す工程図であり、図７Ｃは台座を下方に移動させた状態を示す工程図である。
【図８】ワークとして高周波部品を適用した場合における位置決め装置の好ましい態様の一例を一部省略して示す断面図である。
【図９】ワークとして高周波部品を適用した場合における位置決め装置の好ましい態様の他の例を一部省略して示す断面図である。
【図１０】位置決め装置の他の例、特に、押さえ部材の第１変形例を設置した位置決め装置を一部省略して示す断面図である。
【図１１】位置決め装置の他の例、特に、押さえ部材の第２変形例を設置した位置決め装置を一部省略して示す断面図である。
【図１２】位置決め装置の他の例、特に、押さえ部材の第３変形例を設置した位置決め装置を一部省略して示す断面図である。
【図１３】位置決め装置の他の例、特に、保持機構の第１変形例を設置した位置決め装置を一部省略して示す断面図である。
【図１４】位置決め装置の他の例、特に、保持機構の第２変形例を設置した位置決め装置の台座をワークと共に示す斜視図である。
【図１５】位置決め装置の他の例、特に、保持機構の第２変形例を設置した位置決め装置を一部省略して示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明に係る位置決め装置及び位置決め方法を例えば圧電素子の位置決めに適用した実施の形態例を図１〜図１５を参照しながら説明する。【００２８】
本実施の形態に係る位置決め装置１０は、図１に示すように、圧電素子等のワーク１２の側周面全面を非接触で位置決めする位置決め装置であって、例えば直方体状の台座１４と、該台座１４の上面中央に設けられ、ワーク１２が挿入される穴１６と、該穴１６内に挿入されたワーク１２の上面１２ａ及び下面１２ｂを保持する保持機構１８（図２参照）とを有する。【００２９】
保持機構１８は、図２に示すように、台座１４の穴１６の底部に設けられ、穴１６に挿入されたワーク１２の下面１２ｂを上方に押圧する１以上のプローブ２０（第１プローブ２０ａ及び第２プローブ２０ｂ）と、穴１６に挿入されたワーク１２の上面１２ａを下方に押圧する押さえ部材２２とを有する。【００３０】
プローブ２０は、バネ機構２１によって、ワーク１２の下面１２ｂを上方に押圧する。バネ機構２１としては、図２に示すような圧縮コイルバネでもよいし、板バネを用いてもよい。バネ機構２１のバネ定数は、ワーク１２がプローブ２０上に載置された際に、ワーク１２の自重でバネ機構２１が収縮しきらない程度であり、且つ、押さえ部材２２による下方への押圧によってプローブ２０が下方に移動する程度とされている。これにより、ワーク１２を穴１６内に挿入した際に、ワーク１２の下面１２ｂが穴１６に底部に落下衝突することを避けることができ好ましい。【００３１】
押さえ部材２２は、図３にも示すように、ほぼ直方体状の形状を有する部材本体２４と、該部材本体２４の下面（ワーク１２と対向する面）のほぼ中央部分に設けられた線状突起２５とを有する。従って、押さえ部材２２は、ワーク１２の上面１２ａに対して線接触で下方に押圧することとなる。もちろん、点状の突起を設けて点接触させてもよいが、線接触の方がより確実に、且つ、安定にワーク１２を保持することができるため好ましい。【００３２】
ワーク１２は、ほぼ直方体状あるいは立方体状の形状を有し、その下面１２ｂに例えば３つの端子（第１端子２６ａ〜第３端子２６ｃ）が形成されている。もちろん、ワーク１２の形状は、直方体状や立方体状に限定されることはないが、図４に示すように、少なくとも第１側面２８ａ〜第４側面２８ｄを有し、第１側面２８ａと第２側面２８ｂが点対称の位置にあり、第３側面２８ｃと第４側面２８ｄが点対称の位置にあることが必要である。コーナー部が面取りされてＣ面となっている場合やＲ面となっている場合も含む。【００３３】
また、ワーク１２は、図示しないが、誘電体基板内に圧電効果を発生させるための一対の電極が例えばくし歯状に内層され、誘電体基板内において、一方の電極がそれぞれ第１端子２６ａ（図２参照）に電気的に接続され、他方の電極が第２端子２６ｂ（図２参照）に電気的に接続されている。このうち、第２端子２６ｂに対応するプローブ（第２プローブ２０ｂ）を介して接地電位が印加され、第１端子２６ａに対応するプローブ（第１プローブ２０ａ）を介して交流信号が印加されるようになっている。【００３４】
従って、ワーク１２の電気的特性や電歪特性を測定する場合、ワーク１２の下面１２ｂに形成された第１端子２６ａ及び第２端子２６ｂと第１プローブ２０ａ及び第２プローブ２０ｂとがそれぞれ対応して接触するように位置決めする必要がある。本実施の形態では、図４に示すように、穴１６を上面から見た中心位置とワーク１２を上面から見た中心位置とが一致したときに、ワーク１２の第１端子２６ａ及び第２端子２６ｂと第１プローブ２０ａ及び第２プローブ２０ｂとがそれぞれ対向するように、第１端子２６ａ及び第２端子２６ｂの形成位置並びに第１プローブ２０ａ及び第２プローブ２０ｂの配置位置が決定されている。【００３５】
従って、ワーク１２の電気的特性や電歪特性を測定する場合、穴１６を上面から見た中心位置とワーク１２を上面から見た中心位置とを一致させ、さらに、ワーク１２が変形する方向であるワーク１２の側面に対して非接触状態で位置決めを行う必要がある。【００３６】
そこで、本実施の形態では、ワーク１２が挿入される穴１６の複数の内壁面のうち、ワーク１２の第１側面２８ａが対向する第１内壁面３０ａと、ワーク１２の第２側面２８ｂが対向する第２内壁面３０ｂと、ワーク１２の第３側面２８ｃが対向する第３内壁面３０ｃと、ワーク１２の第４側面２８ｄが対向する第４内壁面３０ｄにそれぞれ流体噴出孔（第１噴出孔３２ａ〜第４噴出孔３２ｄ）を形成し、これら第１噴出孔３２ａ〜第４噴出孔３２ｄから例えば空気を噴出させてワーク１２を位置決めするようにしている。【００３７】
第１噴出孔３２ａの配置位置は、図４に示すように、第１内壁面３０ａのうち、その長さ方向中央であって、且つ、図２に示すように、ワーク１２を穴１６内に挿入し、プローブ２０によって支持されたときのワーク１２の第１側面２８ａと下面１２ｂとの境界線と対向する位置である。ここで、長さ方向とは第１内壁面３０ａの穴１６の開口の対応する辺に沿った方向をいう。以下同じである。【００３８】
同様に、第２噴出孔３２ｂの配置位置は、第２内壁面３０ｂのうち、その長さ方向中央であって、且つ、ワーク１２を穴１６内に挿入し、プローブ２０によって支持されたときのワーク１２の第２側面２８ｂと下面１２ｂとの境界線と対向する位置である。【００３９】
第３噴出孔３２ｃの配置位置は、第３内壁面３０ｃのうち、その長さ方向中央であって、且つ、ワーク１２を穴１６内に挿入し、プローブ２０によって支持されたときのワーク１２の第３側面２８ｃと下面１２ｂとの境界線と対向する位置である。【００４０】
第４噴出孔３２ｄの配置位置は、第４内壁面３０ｄのうち、その長さ方向中央であって、且つ、ワーク１２を穴１６内に挿入し、プローブ２０によって支持されたときのワーク１２の第４側面２８ｄと下面１２ｂとの境界線と対向する位置である。【００４１】
第１噴出孔３２ａ〜第４噴出孔３２ｄへの空気は、図４に示すように、それぞれ個別に用意した４つのポンプ３４ａ〜３４ｄからそれぞれフレキシブルパイプ３６ａ〜３６ｄを介して供給されるようになっている。もちろん、１つのポンプから第１噴出孔３２ａ〜第４噴出孔３２ｄに空気を供給するようにしてもよいが、４つのポンプ３４ａ〜３４ｄから空気を供給した方が、第１噴出孔３２ａ〜第４噴出孔３２ｄから噴出される空気の圧力を個別に調整できるため、ワーク１２の形状等に応じて正確に位置決めすることが可能となる。【００４２】
また、台座１４と押さえ部材２２は相対的に互い接近する方向と互いに離間する方向に移動するようになっている。本実施の形態では、図２に示すように、台座移動機構３８によって台座１４が押さえ部材２２に対して互いに接近する方向と互いに離間する方向に移動するようになっている。【００４３】
ここで、ワーク１２の電気的特性や電歪特性を測定する方法の一例について図５の工程ブロック図並びに図６Ａ〜図７Ｃの工程図を参照しながら説明する。【００４４】
先ず、図５のステップＳ１において、ワーク１２を穴１６内に挿入する。このとき、図６Ａに示すように、このワーク１２の挿入によって、第１プローブ２０ａ及び第２プローブ２０ｂ上にワーク１２が載置されることになる。【００４５】
その後、ステップＳ２において、図６Ｂに示すように、穴１６内に挿入されたワーク１２の上方に押さえ部材２２をセットする。この場合、押さえ部材２２を固定する。ワーク１２と押さえ部材２２の最下端（線状突起２５の頂部）との間の距離ｄａは例えば０．３〜０．７ｍｍとされる。好ましくは０．５ｍｍである。【００４６】
その後、ステップＳ３において、図６Ｃに示すように、第１噴出孔３２ａ〜第４噴出孔３２ｄから圧力０．００５ＭＰａの空気を噴出させる。この空気の噴出によって、ワーク１２が第１プローブ２０ａ及び第２プローブ２０ｂから僅かに浮き上がると同時に、図４に示すように、ワーク１２の第１側面２８ａと穴１６の第１内壁面３０ａ間の第１距離ｄ１と第２側面２８ｂと第２内壁面３０ｂ間の第２距離ｄ２とがほぼ同じになり、且つ、第３側面２８ｃと第３内壁面３０ｃ間の第３距離ｄ３と第４側面２８ｄと第４内壁面３０ｄ間の第４距離ｄ４とがほぼ同じになるように横方向（水平方向）に僅かに移動し、その結果、穴１６を上面から見た中心位置とワーク１２を上面から見た中心位置とが一致することとなる。このとき、図６Ｃに示すように、第１端子２６ａ及び第２端子２６ｂがそれぞれ対応する第１プローブ２０ａ及び第２プローブ２０ｂに対向することとなる。【００４７】
その後、ステップＳ４において、台座移動機構３８によって台座１４を上方に移動させる。図７Ａに示すように、台座１４が上方に移動する間に、押さえ部材２２の線状突起２５の頂部がワーク１２の上面に接触し、さらに、台座１４の上方への移動によって、ワーク１２が穴１６の底部に向けて押し込まれることになる。押さえ部材２２によるワーク１２の押込み量ｄｂが例えば９０〜１１０μｍとなった段階で、台座１４の上方への移動を停止する。このときのワーク１２の押込み量ｄｂとしては、１００μｍ程度が好ましい。もちろん、ワーク１２の第１端子２６ａ及び第２端子２６ｂはそれぞれ対応する第１プローブ２０ａ及び第２プローブ２０ｂに接触している。【００４８】
この段階で、ワーク１２は、保持機構１８によって、第１側面２８ａ〜第４側面２８ｄがそれぞれ自由端とされた状態で保持されるため、ステップＳ５において、第１噴出孔３２ａ〜第４噴出孔３２ｄからの空気の噴出を停止する（図７Ｂ参照）。【００４９】
その後、ステップＳ６において、台座移動機構３８によって今度は台座１４を下方に移動させる。図７Ｃに示すように、台座１４の下方への移動によって、押さえ部材２２によるワーク１２の押し込み量ｄｂが徐々に少なくなり、押込み量ｄｂが例えば４０〜６０μｍとなった段階で、台座１４の下方への移動を停止する。このときのワーク１２の押込み量ｄｂとしては、５０μｍ程度が好ましい。【００５０】
そして、ステップＳ７において、図１に示すように、第２プローブ２０ｂを介して第２端子２６ｂに接地電位を印加し、第１プローブ２０ａを介して第１端子２６ａに交流信号を供給して、ワーク１２の電気的特性及び電歪特性が測定されることになる。【００５１】
このとき、ワーク１２の第１側面２８ａ〜第４側面２８ｄが解放状態とされているため、ワーク１２の変形を阻止することなく、正確に測定することができる。【００５２】
このように、本実施の形態に係る位置決め装置１０及び位置決め方法においては、電気信号を与えることによって変形する例えば圧電素子の電気的特性や電歪特性を測定する場合において、圧電素子の変形を阻止することなく、正確に位置決めすることができる。【００５３】
特に、第１噴出孔３２ａ〜第４噴出孔３２ｄを、ワーク１２の第１側面２８ａ〜第４側面２８ｄと下面１２ｂとの境界部分に対向した位置に配置するようにしたので、ワーク１２を第１プローブ２０ａ及び第２プローブ２０ｂに対して僅かに浮かせた状態で位置決めをすることができ、位置決めの際にワーク１２（誘電体基板や第１端子２６ａ及び第２端子２６ｂ）に対して損傷を与えることがない。【００５４】
そして、寸法関係としては、ワーク１２を上面から見たときの投影面積と穴１６の開口面積の比は６０／１００〜９０／１００が好ましい。【００５５】
さらに、ワーク１２の第１側面２８ａの面積と第１噴出孔３２ａの開口面積との比、並びにワーク１２の第２側面２８ｂの面積と第２噴出孔３２ｂの開口面積との比が共に１／１０００〜４５０／１０００であり、ワーク１２の第３側面２８ｃの面積と第３噴出孔３２ｃの開口面積との比、並びにワーク１２の第４側面２８ｄの面積と第４噴出孔３２ｄの開口面積との比が共に１／１０００〜４５０／１０００であることが好ましい。【００５６】
これにより、ワーク１２の位置決め精度が向上し、圧電素子の変形を阻止することなく、さらに正確に電気的特性や電歪特性を測定することができる。【００５７】
次に、その他の好ましい態様について説明する。【００５８】
先ず、台座１４の材料、特に、第１内壁面３０ａ〜第４内壁面３０ｄの材料として、ヤング率が１〜１０ＧＮ／ｍ2の範囲の材料を採用することが好ましい。例えばナイロン（１ＧＮ／ｍ2）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン：２ＧＮ／ｍ2）、ポリイミド（６ＧＮ／ｍ2）等を使用することができる。通常、圧電素子等のワーク１２に交流信号を供給すると、その周波数でワーク１２が歪み、超音波振動が励起され、ワーク１２から超音波が出射し、穴１６の第１内壁面３０ａ〜第４内壁面３０ｄに当たって反射するおそれがある。これは測定誤差を引き起こす要因ともなる。しかし、第１内壁面３０ａ〜第４内壁面３０ｄの材料として、ヤング率が１〜１０ＧＮ／ｍ2の範囲の材料を採用することで、超音波の反射を低減でき、測定精度の向上を図ることができる。【００５９】
また、ワーク１２を位置決めした際のワーク１２の第１側面２８ａと穴１６の第１内壁面３０ａ間の第１距離ｄ１、第２側面２８ｂと第２内壁面３０ｂ間の第２距離ｄ２をそれぞれ２０〜３００μｍとし、ワーク１２を位置決めした際のワークの第３側面２８ｃと穴１６の第３内壁面３０ｃ間の第３距離ｄ３、第４側面２８ｄと第４内壁面３０ｄ間の第４距離ｄ４をそれぞれ２０〜３００μｍとすることでも、ワーク１２から出射する超音波の反射を低減することができ、測定精度の向上を図ることができる。【００６０】
また、ワーク１２と穴１６の第１内壁面３０ａ〜第４内壁面３０ｄとの間に静電容量が発生する場合がある。この静電容量も測定誤差を引き起こす要因になる。特に、ワーク１２に側面端子を形成した場合等において顕著である。【００６１】
この場合、穴１６の第１内壁面３０ａ〜第４内壁面３０ｄを絶縁性のある材料で構成することが好ましい。これにより、ワーク１２と第１内壁面３０ａ〜第４内壁面３０ｄ間に生じる不要な静電容量の低減を図ることができ、測定精度を向上させることができる。【００６２】
上述の例では、ワークとして圧電素子に適用した例を示したが、その他、ワークとして、誘電体基板内にフィルタ等の受動回路を構成するための複数の電極が形成された受動部品にも適用することができる。この場合、ワークに形成される端子としては、例えば４つの端子が挙げられ、プローブもそれに応じて４つ設けられることになる。そして、４つのプローブを通じて受動部品のＳパラメータ等の高周波特性を測定することになる。なお、図面では、代表的に２つの端子（第１端子２６ａ及び第２端子２６ｂ）及び２つのプローブ２０にて示してある。【００６３】
この場合、台座１４の材料として樹脂を使用する場合、特に、第１内壁面３０ａ〜第４内壁面３０ｄの材料として、ヤング率が１〜１０ＧＮ／ｍ2の範囲の材料を採用することが好ましい。これにより、高周波特性の測定が超音波の反射によって阻害されるということが抑制され、より高精度に受動部品の高周波特性を測定することが可能となる。【００６４】
また、ワーク１２を位置決めした際のワーク１２の第１側面２８ａと穴１６の第１内壁面３０ａ間の第１距離ｄ１、第２側面２８ｂと第２内壁面３０ｂ間の第２距離ｄ２をそれぞれ２０〜３００μｍとし、ワーク１２を位置決めした際のワークの第３側面２８ｃと穴１６の第３内壁面３０ｃ間の第３距離ｄ３、第４側面２８ｄと第４内壁面３０ｄ間の第４距離ｄ４をそれぞれ２０〜３００μｍとすることでも、ワーク１２から出射する超音波の反射を低減することができ、高周波特性の測定精度の向上を図ることができる。【００６５】
また、外部からの電磁ノイズを防ぐため、穴１６の第１内壁面３０ａ〜第４内壁面３０ｄを導電性のある材料で構成し、例えば第１内壁面３０ａ〜第４内壁面３０ｄを接地電位とすることが好ましい（シールド効果）。【００６６】
さらに、ワーク１２の上方を導電性のある材料で覆う構造とし、第１内壁面３０ａ〜第４内壁面３０ｄと同じく接地電位にすることが好ましい。例えば、図８に示すように、台座１４を導電材料にて構成し、押さえ部材２２の上面から側面にかけて覆う導電材料によるカバー４２（金属製カバー等）を取り付け、台座１４の上面のうち、穴１６の開口の近傍に、一部（例えば中央部分）が屈曲した形状の一対の金属片４４を設ける。そして、台座１４をＧＮＤ（グランド）に接続して接地電位とする。これにより、ワーク１２を保持機構１８（プローブ２０と押さえ部材２２）で保持したとき、押さえ部材２２のカバー４２、金属片４４及び台座１４が接地電位となることから、電磁シールドの隙間をより小さくすることができ、外部からの電磁ノイズの侵入を少なくすることができるので、より効果的である。【００６７】
通常、導電性を有する内壁面にて囲まれた穴１６内に、ワーク１２を挿入した場合、位置決め状態が悪いとワーク１２と内壁面が接触することになる。特に、ワーク１２に側面端子が形成されている場合、測定中にワーク１２が第１内壁面３０ａ〜第４内壁面３０ｄのいずれかに接触すると、ワーク１２の側面端子から第１内壁面３０ａ〜第４内壁面３０ｄに電流が流れてしまい（短絡現象）、正しい測定ができなくなるおそれがある。【００６８】
測定中にワーク１２が第１内壁面３０ａ〜第４内壁面３０ｄのいずれかに接触しない場合や、ワーク１２に側面端子が形成されていない場合であっても、ワーク１２の内部に形成された電極と第１内壁面３０ａ〜第４内壁面３０ｄとの間に静電容量が生じる。測定するたびにワーク１２内の電極と第１内壁面３０ａ〜第４内壁面３０ｄとの距離が異なると、測定のたびに静電容量が値が変わるため、繰り返し再現性の高い測定ができないという不都合もある。【００６９】
しかし、本実施の形態では、測定のたびにワーク１２の位置決めを正確に行うことができるため、ワーク１２内の電極と第１内壁面３０ａ〜第４内壁面３０ｄとの距離を一定にすることができ、測定の際に生じる静電容量の値を一定にすることができる。その結果、繰り返し再現性の高い測定が可能となる。【００７０】
さらに、図９に示すように、導電性の材料で構成された第１内壁面３０ａ〜第４内壁面３０ｄの表面に絶縁材４６を設けることで、測定の際に発生する静電容量を低減することができ、繰り返し再現性のより高い測定が可能となる。【００７１】
上述の例では、押さえ部材２２を固定にし、台座１４を押さえ部材２２に対して接近する方向及び離間する方向に移動させた例を示したが、その他、台座１４を固定にし、押さえ部材２２を台座１４に対して接近する方向及び離間する方向に移動させるようにしてもよい。【００７２】
また、上述の例では、押さえ部材２２として、部材本体２４と該部材本体２４の下面に線状突起２５とを設けた例を示したが、その他、図１０に示すように、台座１４に対して相対的に接近する方向及び離間する方向に移動する梁部材４８の下面にバネ機構５０を介して押さえ部材２２を取り付けるようにしてもよい。【００７３】
また、押さえ部材２２として、図１１に示すように、上述した梁部材４８と、該梁部材４８の下面に設けられた穴５２と、該穴５２内に挿入された柱状の押さえ片５４と、該押さえ片５４を常時下方（ワーク１２側）に押圧するバネ機構５０とで構成するようにしてもよい。押さえ片５４は、図１１に示すように、１つ設けるようにしてもよいし、図１２に示すように、２つ以上設けるようにしてもよい。２つ以上設けることで、ワーク１２をより確実に、且つ、安定に保持することができる。【００７４】
また、上述の例では、保持機構１８として、ワーク１２の下面１２ｂを上方に押圧する１以上のプローブ２０と、穴１６に挿入されたワーク１２の上面１２ａを下方に押圧する押さえ部材２２とで構成するようにしたが、その他、図１３に示すように、保持機構１８として、穴１６の底部に、上述した１以上のプローブ２０の代わりに設けられたプローブ形状の１以上の支持片５６と、支持片５６を常時上方に付勢するバネ機構５８と、穴１６に挿入されたワーク１２の上面１２ａを下方に押圧する１以上のプローブ２０（第１プローブ２０ａ及び第２プローブ２０ｂ）とで構成するようにしてもよい。【００７５】
この場合、ワーク１２は２つの端子２６ａ及び２６ｂが形成された面が上方を向けて穴１６内に挿入されることになる。また、ワーク１２を穴１６内に挿入して支持片５６上に載置した際に、ワーク１２の各側面と下面１２ｂとの境界線がそれぞれ対応する噴出孔３２ａ〜３２ｄと対向するように、バネ機構５８のバネ定数等を設定することが好ましい。【００７６】
また、図１４及び図１５に示すように、保持機構１８として、穴１６の底部に形成され、ワーク１２の下面１２ｂを上方に押圧する複数の線状突起６０と、穴１６に挿入されたワーク１２の上面１２ａを下方に押圧する１以上のプローブ２０（第１プローブ２０ａ及び第２プローブ２０ｂ）とで構成するようにしてもよい。【００７７】
この場合、ワーク１２は２つの端子２６ａ及び２６ｂが形成された面が上方を向けて穴１６内に挿入されることになる。また、線状突起６０の頂部の高さｈは、ワーク１２を穴１６内に挿入して線状突起６０に載置した際に、ワーク１２の各側面と下面１２ｂとの境界線が対応する噴出孔３２ａ〜３２ｄと対向するように設定することが好ましい。【００７８】
なお、本発明に係る位置決め装置及び位置決め方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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