(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電剤を添加することにより、導電性を付加した合成ゴム、合成樹脂を基材とした連続気孔を有する多孔質体で形成した挟持部を金属もしくは導電性を付加した合成樹脂で構成された把持部の先端に嵌合により着脱可能としたことを特徴とするピンセット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械的損傷を受け易い光学レンズ、静電気破壊を受け易い電子部品等の挟持や、配線基板に飛散し固着したハンダボール除去等に用いるピンセットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ピンセットの大半は、細長い金属板を２つ折り、もしくは２枚の細片を根元部を溶接するなどして、その金属板の弾力性により挟持部の開閉を導き、物を挟持する道具として広く使われている。
一般に、単一素材で構成される場合が多いが、把持部は金属製、挟持部はプラスチック製など、把持部材と異なる材質から成る挟持部をネジ止めした物も存在する（例えば、特許文献１参照）。
また、ピンセット全体がプラスチック、セラミック、あるいは竹で出来ている物も存在する（例えば、特許文献２参照）。
しかし、前記従来技術の共通した欠点はピンセットの挟持部の挟持面が固く、滑り易い点が挙げられる。
さらに、電子部品挟持用として静電気破壊防止を目的とした導電性仕様品やアース取付品なども存在する（例えば、特許文献３参照）。
一方、同じ電子部品挟持用として絶縁性や非磁化性に配慮した特殊なセラミック製のピンセットも数多く市販されている。
【特許文献１】特開２００３−１３６４１４号公報（特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄、及び図１〜図４を参照）
【特許文献２】実開平６−７４２６６号公報（実用新案登録請求の範囲の欄、考案の詳細な説明の欄、及び図１、図２を参照）
【特許文献３】特開２００５−２３０１３１号公報（特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄、及び図１〜図１２を参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前項で述べたように、ピンセットは多種多様な材質、形状、構造で構成され、電気的、物理的、化学的性質などを考慮し、使用目的に適した挟持具として数多く市販され普及している。
しかしながら、実際に固体を挟持する面、即ち被挟持物に接触する面の物理的性状は共通して固く滑り易い。
現存する微細球の挟持用として適していると思われる何種類かのピンセットを用い、微細なガラス球や表面研磨されたステンレス球を挟持するには、球を挟持する位置や挟持圧を加減しつつ行う必要があり、ピンセットで挟持した瞬間に球があらぬ方向に弾け飛んでしまうことを度々経験している。
また、ＣＣＤカメラ用の光学レンズ、コンタクトレンズ等の取扱いには、傷付きを心配しながら操作している。
即ち、現存するピンセット以上に挟持部が柔らかい材質で挟持できるピンセットが望まれる場合が多々あり、その対策品の供給が待たれている。
【０００４】
さて、ＩＣチップ等の電子部品を取扱う場合のピンセットは、電子部品を挟持したり離したりする際に発生する剥離帯電、摩擦帯電、あるいは作業者の主に衣服の衣ズレにより発生する人体帯電が電子部品を破壊しないよう対策しなければならず、ピンセットに適度な導電性能を付与したり、人体帯電をアースさせるためにピンセットにアース線を接続したりしている。
しかしながら、人体帯電をアースさせる根本的原理に疑問点があり、完璧な静電気破壊防止対策はなされていない。
そこで、今後さらに集積度の高い半導体部品等の取扱いに対応できる、より優れた静電気破壊防止性能を有するピンセットが要望されている。
一方、ＩＣパッケージの組立作業に用いるピンセットは、金属汚染や磁性化防止を目的とし、非金属体で高絶縁性を要求されるケースも多い。
【０００５】
さて、ピンセットの用途は、今まで述べた挟持目的の他に、例えば配線基板に飛び散った弱く基板に貼り付いたハンダボールのかき落とし除去、粘着テープのテープ剥がし、両面テープの剥離紙剥がし、あるいはワイパーをピンセットの先端に巻き付け、ワイパーに有機溶媒を含浸させて基板表面等の油分の汚れ除去など、その用途は幅広い。
このように、ピンセットは被挟持物や使用目的に応じ、使い分けが必要なツールと言える。
従って、一つの製品を組立てるために、何種類ものピンセットを用意しなければならぬ場合が多々あり、そのコストも無視できない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、数少ないピンセットの本数で、尚且つできるだけ多くの使用目的に適用可能なピンセットを安価で提供すると共に、被挟持物の損傷防止、確実な挟持と解離、並びに静電気破壊防止性能のより優れたピンセットを提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の第１発明は、請求項１に記載された通りの連続気孔多孔質体の挟持部を有するピンセットであり、次のようなものである。
ピンセット挟持部を導電剤を付与した連続気孔を有する多孔質体とすると同時に、導電性を有する把持部へ嵌合により脱着できるようにする構成である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の連続気孔多孔質体の挟持部を有するピンセットは、上記説明のような構成を有するので、以下に記載する効果を奏する。
（１）被挟持物を挟持する際は、挟持部が連続気孔を有する多孔質体で形成されているため、弾力性、柔軟性に富み、被挟持物を損傷せずに挟持することができる。
（２）挟持圧力により、多孔質体中の空気が出たり入ったりするため、挟持する時は空気が追い出され、挟持部の挟持面と被挟持物の接触面積が大きくなり、保持性が高まり確実な挟持ができる。
（３）挟持圧をゆるめると、徐々に多孔質体へ空気が吸い込まれ、被挟持物との接触面積が小さくなり、被挟持物を押し離す力が生じ、素早く挟持面から解離することができる。
（４）挟持部を着脱自在にしたことで、絶縁性から導電性まで電気的性質の違うピンセットを構成できる。同時に硬度や材質、あるいは形状までも様々な種類の挟持部を用意することで、把持部はそのままで挟持部だけの差し替えで様々な用途に対応することができる。
（５）挟持部に導電性多孔質体を用い、把持部も導電性の金属や合成樹脂との嵌合接続により、一体化された導電性ピンセットが構成され、挟持と解離の際の摩擦帯電、解離帯電による帯電圧を人体へとゆるやかな放電を可能にすると共に、空気中の水分へと自己放電を促すことができる。
（６）挟持部が多孔質体であるため、ゴミを吸着し易く、被挟持物の表面の汚れを同時に除去する効果を発揮する。
（７）汚れた挟持部を把持部から取り外し、新しい挟持部に交換する必要がある。しかしながら、挟持部と把持部との接続が、嵌合による接続であるため、容易に交換ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
前述したように、現存するピンセットの挟持面は、金属からプラスチック素材に替えた程度の柔軟性では不充分で、例えばプラスチック製光学レンズを挟持する際は、レンズ表面のコーティング材の剥離やレンズ面への損傷に細心の注意を払わねばならず、微細な球体を挟持する際は、球体を挟持する位置や挟持圧に注意しつつの作業となる。
ここで、物を掴み、移送し、物を離すまでの一連の動作を行うために用いる場合のピンセットの必要最小限の機能を挙げるとすれば、
１）被挟持物を損傷せず挟持できる柔軟性。
２）確実な挟持ができる被挟持物との密着性。
３）移送後、被挟持物を所定の位置で開放できる解離性であり、従って、ピンセットの挟持面は上述した柔軟性、密着性、解離性の３要素を満足するものでなくてはならない。
特に、被挟持物に対する密着性と解離性の相反する性質を同時に持ち合わせる必要がある。
【実施例】
【００１０】
そこで実施に当たり、先ずは挟持部の材質選定を行った。
柔軟性に富んだ合成ゴム材としてニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム、そしてやや硬めのプラスチック系シートとして、ビニールシート、軟質ポリエチレンシート、ナイロンシートをそれぞれステンレス製ピンセットの挟持面に合わせて切り取り、両面テープで貼り合わせ、手持ちのガラスビーズ（直径約２ｍｍ）とステンレスビス（Ｍ２．６×８Ｌ）で挟持テストを行った。すると、いずれも被挟持物を移送後に離す際に、ピンセットの一方の挟持面に貼り付きが生じやすく、素早く所定の場所に静置させる解離性に欠点が見られた（特に、表面がツルッとしているガラスビーズの解離性はテストの大半が不合格であった。）。
【００１１】
次に、スポンジシートでテストを行った。
印鑑捺印時の下敷きに使用しているスポンジからクッションシートを切り取り、同様な挟持テストを行った。
その結果、損傷やハジキ現象の発生も見られず、解離性も格段に良くなったが、極く稀に挟持面にガラスビーズの貼り付きが発生してしまった。何故貼り付きが起こるのか、このテスト時では見当が付かなかった。しかしながら、スポンジ即ち多孔質の材料は挟持面としてかなり有効であることが確認できた。
【００１２】
そこで、再度食器洗い用のスポンジブロックからカッターナイフで薄くシート状に切り出し同様なテストを行った。
その結果、腰の弱さはあるものの（ガラスビーズが半分以上沈み込んでしまった）密着性と解離性は抜群で、今までのテストで使用した材料の中で最適な挟持性能が確認できた。
その理由は、前述のスポンジと今回のテストで使用したスポンジも見かけ状は同じでも、構造上、単独気孔と連続気孔との根本的な相違点に起因することが判った。
水に浮かべると、一方は水が染み込まず、食器洗い用のスポンジは水が染み込み、手で圧力をかければ水が押し出されてくる。この現象は空気でも同じで、連続気孔であれば空気の流通が起こり、被挟持物を掴む時は空気が追い出され、挟持面との密着性が高まり、挟持圧をゆるめると空気が流れ込む作用によって、被挟持物を押し離し、素早く解離させる力が働くものと推測される。
即ち、連続気孔多孔質体の構造そのものが挟持圧に従って空気の出入りを促し、被挟持物との接触面積の増減を導き、密着性と解離性に多大な効果を発揮することが確認できた。
【００１３】
しかしながら、２ｍｍネジのステンレスビスを用いてのテストでは、新品のビスであるにも拘らず、何度も挟持、移送、解離の作業を繰り返すと、挟持回数が増すと共に、挟持面に貼り付けたスポンジが黒く薄汚れていくと共に、ビスのネジ山でスポンジ表面がささくれてしまった。スポンジは汚れを吸収し易く、機械的強度も金属やプラスチック板に較べるとはるかに弱いため、製品化の際は、簡単に交換できる形態としなければならないことが判った。
【００１４】
次に、連続気孔を有する多孔質体をどのような材質で作るかを検討した。
入手したエチレンプロピレン、ウレタン、ポリエチレンの３種の連続気孔を有するスポンジシートで再度挟持テストをしたが、目立った有為さは確認できず、いずれもが柔軟性、密着性、解離性に富んでいた。
しかしながら、適度な硬度、耐久性、絶縁性を考えるとゴム系素材よりプラスチック系で熱可塑性ポリオレフィンのポリエチレンがこの３種の中では適していると考え、試作はポリエチレンで行うこととした。
また、挟持部の形状は図２に示すような外観とし、ピンセット把持部先端を角柱の突き出し形状とし、この突き出し部に嵌合できる角穴を掘り込む形状とし、成型用金型を製作した。
【００１５】
連続気孔の多孔質体を形成する方法は、昔からの技法、即ち液体ゴム材料に塩を混ぜ、熱処理により固形化した後、水で塩を洗い出す方法で比較的容易に製作可能である。挟持部の試作は、熱可塑性樹脂に形孔材を混練し、加熱溶融、成型、冷却、形孔材を溶出させ、連続気孔体を形成する方法（特開２００６−２６３３８２公報参照）を適用した。
本法は、射出成型、押し出し成型など加工方法の幅が広く、しかも安価で製作することができる。
得られたポリエチレン製挟持部は形孔材（水溶性塩化物を採用）の混入比率や成型温度により、硬度（柔軟性）の違う様々な挟持部を得ることができた。
同時に、挟持テストの結果も満足の行くものであった。特に、機械的強度が増し、先のテスト時のようなネジのネジ山で表面が直ぐにささくれるような現象も見られなかった。しかし、表面の汚れは避けようがなく、このことは、被挟持物の表面清掃を挟持と同時に行える利点があるとも言える。
【００１６】
次に、挟持部に導電性を付加する検討を行った。
樹脂を導電化する場合、導電材として一般に良く使われるのは、カーボンブラック等の導電性無機物を添加する方法があるが、多孔質体の弱点である強度がないことを考えると、カーボンブラック等の微細粉の飛散が心配で適切でないと判断し、溶出や発塵が殆ど発生しないイオン電子伝導性の導電材を採用することとした。
先ず、ポリエチレン樹脂に導電材を溶融混練し、導電性ポリエチレンペレットを作成し、その後再度形孔材での混練成型を行う手順で導電性挟持部を製作することとした。
導電性能は、最終製品の体積抵抗１０７〜１０１０Ω・ｃｍを目標に導電材添加量を調整した。
成型時にスキン層（表面が目潰し状態の層）が発生し、形孔材が溶出できない等の問題はあったものの、溶融温度や金型温度の調整により満足のいく導電性挟持部ができあがった。
【００１７】
一方、既製の導電性プラスチック製のピンセットの挟持部先端をヤスリで削り、角柱に仕上げ、完成した導電性挟持部を嵌合させ、挟持テストを行った。
すると、柔軟性、密着性、解離性の全ての性能に満足できる結果が得られた。
また、ピンセット両腕の導電性挟持部の挟持面同士を接触、解離、接触、解離の繰り返しによる帯電性能を表面電位計で測定したところ、非導電性の挟持部（導電材無添加品）の動作時との比較から、その摩擦、剥離による帯電圧は異常に低い数値を示し、導電性の効果を確認することができた。
【００１８】
ここで、図１〜図３に示すものに基づいて、さらに説明すると、把持部２は何ら変える必要がないのに、挟持部１が硬くて絶縁性の挟持部が使用目的に合う場合、あるいは柔軟性と導電性を兼ね備えた挟持部が使用目的に適している場合など、それぞれピンセットを別に用意しなければならない。これでは不便だし、コストも高くついてしまう。
そこで、ピンセットの構成を図１に示すように挟持部１と把持部２とに完全に分離し、使用目的に合致する挟持部１のみを把持部２に装着できるようにする方が便利だと考えた。しかも、把持部２と挟持部１とは嵌合により着脱できるようにすることが望ましい。
【００１９】
挟持部の嵌合部４の具体的な形状としては、挟持部１の根元と、把持部２の先端との嵌合は、挟持部１が回転し、微細な挟持ができなくなることがあるので、丸形状を避けることが望ましい。加工の容易さを考慮すれば、図２のように角形にするのが有効である。
【００２０】
また、電子部品等の静電気障害を防止するためにアースを導く方法は必要な手段だと考えるが、従来の技術の項で参考文献２及び３に挙げた金属性ピンセットの根元部から直接アースをとる方法には以下の欠点がある。
作業者は動作に伴う着衣の衣ずれにより３０００Ｖ以上の帯電は頻繁に発生し、帯電した作業者が導電性の金属ピンセットを把持したなら、その帯電はピンセットのアース線を設けた根元部だけに必ず電気が流れるとは限らず、同時に挟持部へも通電されるのである。
従って、被挟持物が電子部品なら静電気破壊を期しても何ら不思議でない。これでは静電気対策がなされたピンセットとは言えない。逆に人体からの帯電圧がピンセットに通電されては困る。
そこで、図３に示すピンセットの把持部骨材８、並びに挟持部７も導電性であるが、ピンセットを把持する部分（手が触れる部分）６は絶縁体である必要がある。
即ち、把持部６において導電体８に絶縁被覆をすることにより、人体からの電気の流れを完全に遮断し、ピンセットの挟持、解離動作によって帯電した電気は導電体７の挟持部７、並びに把持部骨材８を通じ、アース５から放電する方法が最良の形態である。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
半導体の製造工程、検査工程だけでなく、ピンセットで微細な部品を使用しているところで利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のピンセットの一実施例を示す全体斜視図である。
【図２】本発明のピンセットにおける、把持部と挟持部の嵌合状態を示す概略斜視図である。
【図３】本発明のピンセットの他の実施例を示す全体斜視図である。
【符号の説明】
【００２３】
１・・・・挟持部                          ２・・・・把持部
３・・・・根元部                          ４・・・・挟持部嵌合部
５・・・・アース線                        ６・・・・絶縁体
７・・・・導電体                          ８・・・・把持部骨材
【図１】
0005068587.tif 000002
【図２】
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【図３】
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