JP7328134B2 - ブラケット - Google Patents

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Description

本発明は、センサーを装置に固定するブラケットに関する。
IC、LSI等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、ダイシング装置、レーザー加工装置によって個々のデバイスチップに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
また、保持手段の保持面に保持されたウエーハの上面高さを計測する背圧センサー、超音波センサー、レーザー光センサー等のセンサーが搭載され、これらのセンサーを利用してウエーハの上面高さを検出し、該上面を基準に加工を施すダイシング装置、レーザー加工装置が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2を参照)。
特開2001-298003号公報 特開2008-170366号公報
上記した特許文献1、特許文献2に記載された技術では、各装置に対し、センサーの測定軸をX軸方向、及び該X軸方向に直交するY軸方向によって規定される保持手段の保持面に対して垂直になるように配設して、該保持面に保持された被加工物の上面高さを高精度に検出する。しかし、実際には、センサーが該保持面に対して完全に垂直になっていない場合があり、その場合は精度の高い測定ができないという問題がある。
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、センサーを装置に固定するためのブラケットであって、保持面に対してセンサーの測定軸を垂直に調整することができるブラケットを提供することにある。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、センサーを装置に固定し、該センサーの位置をX軸方向、及び該X軸方向に直交するY軸方向に微調整できるブラケットであって、表面から裏面に至りX軸方向及びY軸方向に直交するZ軸方向にセンサーを固定する貫通口を備えた第一のブロックと、該第一のブロックの表面からX軸方向に第一の板バネ部を介し第一の隙間を有して連結される表面を有する第二のブロックと、該第二のブロックの裏面からY軸方向に第二の板バネ部を介し第二の隙間を有して連結される裏面を有する第三のブロックと、該第三のブロックに形成され装置に固定される固定部とを含み、該第一の隙間を形成する該第一のブロックのY軸方向に沿う側面に第一のボルトがX軸方向に螺合する第一の雌ネジを備えると共に、該第二のブロックのY軸方向に沿う一方の側面に第一のボルトがX軸方向に挿入される第一のボルト挿入口とを備え、該第二の隙間を形成する該第三のブロックのX軸方向に沿う側面に第二のボルトがY軸方向に螺合する第二の雌ネジを備えると共に、該第二のブロックのX軸方向に沿う一方の側面に該第二のボルトがY軸方向に挿入される第二のボルト挿入口とを備え、該第一のボルトには、先端から該第一の隙間の幅を超える位置に螺合を規制する第一の規制部が配設されると共に、該第一の規制部と該第一のボルト挿入口が形成された該第二のブロックを挟む位置に螺合を規制する第二の規制部が配設され、該第一のボルトを該第一の雌ネジに進入させると該第二の規制部が該第二のブロックのY軸方向に沿う一方の側面に当接し、更に進入させると該第一のブロックが該第二のブロックに接近し、該第一のボルトを該第一の雌ネジから退避させると該第一の規制部が該第二のブロックのY軸方向に沿う他方の側面に当接し、更に退避させると該第一のブロックが該第二のブロックから離反して、該貫通口に固定されたセンサーのX軸方向の微調整を可能とし、該第二のボルトには、先端から該第二の隙間の幅を超える位置に螺合を規制する第三の規制部が配設されると共に、該第三の規制部と該第二のボルト挿入口が形成された該第二のブロックを挟む位置に螺合を規制する第四の規制部が配設され、該第二のボルトを該第二の雌ネジに進入させると該第四の規制部が該第二のブロックのX軸方向に沿う一方の側面に当接し、更に進入させると該第二のブロックが該第三のブロックに接近し、該第二のボルトを該第二の雌ネジから退避させると該第三の規制部が該第二のブロックのX軸方向に沿う他方の側面に当接し、更に退避させると該第二のブロックが該第三のブロックから離反して、該貫通口に固定されたセンサーのY軸方向の微調整を可能とするブラケットが提供される。
本発明のブラケットは、センサーを装置に固定し、該センサーの位置をX軸方向、及び該X軸方向に直交するY軸方向に微調整できるブラケットであって、表面から裏面に至りX軸方向及びY軸方向に直交するZ軸方向にセンサーを固定する貫通口を備えた第一のブロックと、該第一のブロックの表面からX軸方向に第一の板バネ部を介し第一の隙間を有して連結される表面を有する第二のブロックと、該第二のブロックの裏面からY軸方向に第二の板バネ部を介し第二の隙間を有して連結される裏面を有する第三のブロックと、該第三のブロックに形成され装置に固定される固定部とを含み、該第一の隙間を形成する該第一のブロックのY軸方向に沿う側面に第一のボルトがX軸方向に螺合する第一の雌ネジを備えると共に、該第二のブロックのY軸方向に沿う一方の側面に第一のボルトがX軸方向に挿入される第一のボルト挿入口とを備え、該第二の隙間を形成する該第三のブロックのX軸方向に沿う側面に第二のボルトがY軸方向に螺合する第二の雌ネジを備えると共に、該第二のブロックのX軸方向に沿う一方の側面に該第二のボルトがY軸方向に挿入される第二のボルト挿入口とを備え、該第一のボルトには、先端から該第一の隙間の幅を超える位置に螺合を規制する第一の規制部が配設されると共に、該第一の規制部と該第一のボルト挿入口が形成された該第二のブロックを挟む位置に螺合を規制する第二の規制部が配設され、該第一のボルトを該第一の雌ネジに進入させると該第二の規制部が該第二のブロックのY軸方向に沿う一方の側面に当接し、更に進入させると該第一のブロックが該第二のブロックに接近し、該第一のボルトを該第一の雌ネジから退避させると該第一の規制部が該第二のブロックのY軸方向に沿う他方の側面に当接し、更に退避させると該第一のブロックが該第二のブロックから離反して、該貫通口に固定されたセンサーのX軸方向の微調整を可能とし、該第二のボルトには、先端から該第二の隙間の幅を超える位置に螺合を規制する第三の規制部が配設されると共に、該第三の規制部と該第二のボルト挿入口が形成された該第二のブロックを挟む位置に螺合を規制する第四の規制部が配設され、該第二のボルトを該第二の雌ネジに進入させると該第四の規制部が該第二のブロックのX軸方向に沿う一方の側面に当接し、更に進入させると該第二のブロックが該第三のブロックに接近し、該第二のボルトを該第二の雌ネジから退避させると該第三の規制部が該第二のブロックのX軸方向に沿う他方の側面に当接し、更に退避させると該第二のブロックが該第三のブロックから離反して、該貫通口に固定されたセンサーのY軸方向の微調整を可能とするように構成されていることにより、センサーをX軸方向、Y軸方向で微調整して、保持面に対して垂直にすることが可能であり、センサーによる測定精度が向上する。
本実施形態のブラケットの全体斜視図である。 (a)第一のボルトの他の実施形態、(b)第二のボルトの他の実施形態である。 図1に示すブラケットを介してセンサーを装置に固定した状態を示す斜視図である。 (a)センサーをX軸方向において調整する態様を示す正面図、(b)センサーをY軸方向において調整する態様を示す側面図である。
以下、本発明に基づいて構成されるブラケットに係る実施形態について添付図面を参照しながら、詳細に説明する。
図1には、本実施形態のブラケット1の全体斜視図が示されている。図1に示すブラケット1は、実質的に水平面を構成するX軸方向、及び該X軸方向に直交するY軸方向と、該X軸方向及び該Y軸方向に直交するZ軸方向とで規定される空間に配置される。ブラケット1は、第一のブロック10、第二のブロック20、第三のブロック30、第一のボルト4、及び第二のボルト5を備えている。
第一のブロック10は、表面11から裏面12に至り、後述するセンサーが挿入されて固定される貫通口14を備えている。第二のブロック20は、第一のブロック10の表面11からX軸方向に第一の板バネ部2を介して第一の隙間S1を有して連結される表面21を有する。さらに、第三のブロック30は、第二のブロック20の裏面22からY軸方向に第二の板バネ部3を介し第二の隙間S2を有して連結される裏面32と、後述する任意の装置に固定される固定部33とを備えている。なお、第一のブロック10、第二のブロック20、及び第三のブロック30は一体で成形されることが好ましく、弾性変形に優れる金属、アクリル樹脂等によって形成されることが好ましい。
上記した第一の隙間S1を形成する第一のブロック10のY軸方向に沿う側面13には、第一のボルト4がX軸方向に螺合する第一の雌ネジ16が形成され、第二のブロック20のY軸方向に沿う一方の側面23には、第一のボルト4がX軸方向に挿入される貫通孔を形成する第一のボルト挿入口24が形成されている。
また、上記した第二の隙間S2を形成する第三のブロック30のX軸方向に沿う側面35には、第二のボルト5がY軸方向に螺合する第二の雌ネジ37が形成され、第二のブロック20のX軸方向に沿う一方の側面26には、第二のボルト5がY軸方向に挿入される貫通孔を形成する第二のボルト挿入口28が形成されている。
第一のボルト4は、プラスの工具孔が形成された頭部41と、胴部42(雄ネジは形成されていない)と、胴部42の先端側に雄ネジが形成された領域Aを有する雄ネジ部43と、雄ネジ部43に後述する手順に従い螺合され固定される雌ネジが形成されたリング状の第一の規制部44(図1ではまだ螺合されていない)と、胴部42の所定の位置に固定された第二の規制部45と、を備えている。また、第二のボルト5も、第一のボルト4とほぼ同様の構成を備えており、プラスの工具孔が形成された頭部51と、胴部52(雄ネジは形成されていない)と、胴部52の先端側に雄ネジが形成された領域Bを有する雄ネジ部53と、雄ネジ部53に後述する手順に従い螺合され固定される雌ネジが形成されたリング状の第三の規制部54(図1ではまだ螺合されていない)と、胴部52の所定の位置に固定された第四の規制部55と、を備えている。
例えば、右ネジに形成された第一のボルト4をブラケット1に組み付ける手順について説明する。ブラケット1に第一のボルト4を組み付ける際には、まず、図1に示すように、第一の規制部44を第一のボルト4とは別に用意する。次いで、第一のボルト4を、第二のブロック20の第一のボルト挿入口24から挿入し、雄ネジ部43の先端を第一の隙間S1に位置付けて、雄ネジ部43に第一の規制部44を螺合する。次いで、雄ネジ部43の先端を第一のブロック10の側面13に形成された第一の雌ネジ16に位置付け、第一のボルト4を時計回りに回転させて第一の雄ネジ16に進入させる。この際、第一の規制部44が、第一のブロック10の側面13に当たらないように適宜回転させる。やがて、第一のボルト4の胴部42に形成された第二の規制部45が、第二のブロック20のY軸方向に沿う一方の側面23近傍に位置付けられる。
第二の規制部45が第二のブロック20の側面23近傍に位置付けられた状態で、第一の規制部44をさらに回転して雄ネジ部43の胴部42側の終端部43aに位置付ける。雄ネジ部43が形成された領域Aは、第一の隙間S1の幅を超える長さに設定されていることから、第一の規制部44は、第一のボルト4の先端からみて第一の隙間S1の幅を超える位置に位置付けられる。また、この際、第一の規制部44及び第二の規制部45の間隔は、第二のブロック20をX軸方向において僅かな隙間をもって挟むように設定される。すなわち、胴部42の長さは、第二のブロック20のX軸方向の幅より僅かに長く(例えば1mm)形成されている。第一の規制部44が、雄ネジ部43の終端部43aに位置付けられたならば、第一の規制部44を第一のボルト4に対し、接着剤、又は溶接等の適宜の手段を用いて固定する。なお、第二のブロック20に形成された第一のボルト挿入口24は、第一のボルト4の胴部42の直径よりもやや大きい寸法で設定され、径方向に所定の隙間を形成する。
次いで、例えば、右ネジに形成された第二のボルト5をブラケット1に組み付ける手順について説明する。この手順も上記した第一のボルト4を組み付ける手順をほぼ同様である。すなわち、ブラケット1に第二のボルト5を組み付ける際に、まず、図1に示すように、第三の規制部54を第二のボルト5とは別に用意する。第二のボルト5を、第二のブロック20の第二のボルト挿入口28から挿入し、雄ネジ部53の先端を、第二の隙間S2に位置付けて、雄ネジ部53に第三の規制部54を螺合する。次いで、雄ネジ部53の先端を第三のブロック30の側面35に形成された第二の雌ネジ37に位置付け、第二のボルト5を時計回りに回転させて第二のボルト5を第二の雄ネジ37に進入させる。この際、第三の規制部54が、第三のブロック30の側面35に当たらないように適宜回転させる。やがて、第二のボルト5の胴部52に形成された第四の規制部55が、第二のブロック20のX軸方向に沿う一方の側面26の近傍に位置付けられる。
第四の規制部55が該一方の側面26近傍に位置付けられた状態で、第三の規制部54をさらに回転して雄ネジ部53の胴部52側の終端部53aに位置付ける。雄ネジ部53が形成された領域Bは、第二の隙間S2の幅を超える長さに設定されていることから、第三の規制部54は、第二のボルト5の先端からみて第二の隙間S2の幅を超える位置に位置付けられる。また、この際、第三の規制部54及び第四の規制部55の間隔は、第二のブロック20をY軸方向において僅かな隙間をもって挟むように設定される。すなわち、胴部52の長さは、第二のブロック20のY軸方向の幅より僅かに長く(例えば1mm)形成されている。第三の規制部54が、雄ネジ部53の終端部53aに位置付けられたならば、第三の規制部54を第二のボルト5に対し、接着剤、又は溶接等の適宜の手段を用いて固定する。なお、第二のブロック20に形成された第二のボルト挿入口28は、第二のボルト5の胴部52の直径よりもやや大きい寸法で設定され、径方向に所定の隙間を形成する。
なお、上記した実施形態では、第一のボルト4、第二のボルト5に対して第一の規制部44、第三の規制部54を配設するに際し、第一の規制部44、第三の規制部54に雌ネジを形成して、第一のボルト4の雄ネジ部43、第二のボルト5の雄ネジ部53に螺合して固定する例を示したが、第一のボルト4、及び第二のボルト5に対して、螺合を規制する規制部を配設する形態はこれに限定されない。図2(a)には、第一のボルト4の他の実施形態である第一のボルト4’、図2(b)には、第二のボルト5の他の実施形態である第二のボルト5’が示されている。図2(a)に示すように、第一のボルト4’の雄ネジ部43’と胴部43’との境界位置に対し、径が細く形成されたくびれ部46を形成し、一部にくびれ部46の径よりも狭く形成された開口を有するC型形状の規制部47を別途用意して、該くびれ部46に嵌め込むことによって螺合を規制する規制部を配設するようにしてもよい。なお、図2(b)に示す第二のボルト5’も、図2(a)に示す第一のボルト4’と同一の構成であることから、詳細な説明については省略する。
図3には、被加工物を切削する切削装置100(一部のみ示している)に配設されたブラケット1が示されている。ブラケット1は、切削装置100の支持部110の支持面120に対し、第三のブロック30の固定部33を介してボルト38によって固定される。ブラケット1の第一のブロック10の貫通口14(図1を参照)にはセンサー60が挿入され、センサー60の測定軸CがX軸方向及びY軸方向に直交するZ軸方向を指向するように支持されて、フランジ62を介してボルト62aによって固定される。切削装置100の支持部110は、図示しない駆動手段によりZ軸方向(上下方向)で駆動され、所望の高さに位置付けることができる。なお、図4(a)に示す正面図、図4(b)に示す側面図からも理解されるように、ブラケット1には、上記した手順に従い、第一のボルト4と、第二のボルト5が予め組付けられている。
センサー60は、例えば、切削装置100の保持面130、又は保持面130に保持される被加工物(図示は省略)の表面に対して、先端部64から圧縮気体を測定軸Cに沿って下方に吹き付けて反射させて、センサー60に圧縮気体を供給する経路66の内部の圧力の変化に基づいて、センサー60から保持面130、又は保持面130に保持された被加工物の表面までの距離を検出する背圧式のセンサーである(特許文献1を参照)。
上記したブラケット1によってセンサー60を切削装置100に取り付けた場合、設計上は、センサー60の測定軸Cが保持面130に対して垂直になるように設定されている。しかし、製造誤差、取り付け誤差等によって、センサー60の位置に、微小なずれが生じる場合がある。本実施形態のブラケット1によれば、このずれを適切に微調整することが可能である。この微調整を実施するための手順について、図4(a)、図4(b)を参照しながら、より具体的に説明する。
図4(a)に示す正面図では、調整前においては、第二の規制部45と、第二のブロック20の一方の側面23との間には、微小な隙間S3(1mm)が形成されている。センサー60のX軸方向における微調整を実施するに際しては、まず、センサー60を作動させて保持面130との距離を検出する状態とする。そして、第一のボルト4を時計回りに回転させて、第一の雌ネジ16に進入させる。その結果、第二の規制部45が、第二のブロック20の一の側面23に当接して、第一のボルト4のそれ以上の螺合を規制する。この状態から、さらに第一のボルト4を時計回りに回転させて第一の雌ネジ16に進入させると、第一の板バネ部2が弾性変形し、第一のブロック10が第二のブロック20に引っ張られて接近する。この結果、第一のブロック10に固定されたセンサー60の測定軸Cが、矢印X2の方向に変化する。逆に、第一のボルト4を反時計回りに回転させて、第一の雌ネジ16から退避させると、今度は、図4(a)に示すように第一の規制部44が第二のブロック20の他方の側面25に当接し、第一のボルト4の螺合を規制する。この状態から、さらに第一のボルト4を反時計回りに回転させて退避させようとすると、第一の板バネ部2が逆方向に弾性変形して、第一のブロック10が、第二のブロック20側から押されて離反する。その結果、センサー60の測定軸Cが、矢印X1の方向に変化する。
上記したように第一のボルト4を時計回り、反時計回りに少しずつ回転させて、センサー60を、X軸方向(X1方向、又はX2方向)で変化させると共に、センサー60によって検出される保持面130までの距離を参照する。センサー60をX軸方向で変化させた場合、センサー60によって検出されるセンサー60の先端64から保持面130までの距離は、センサー60の測定軸Cが保持面130に対して傾いていると長くなり、センサー60が、保持面130に対して垂直に近づくと短くなる。よって、センサー60の測定軸CをX1方向、及びX2方向で変化させながら、センサー60から保持面130までの距離が最も短くなる位置を見出し、センサー60の位置をその位置に固定する。これにより、センサー60の測定軸CをX軸方向に対して垂直となるように位置付けることができる。
図4(b)に示す側面図では、第四の規制部55と、第二のブロック20との間には、微小な隙間S4(1mm)が形成されている。この状態において、センサー60によって保持面130の位置を検出しながら、第二のボルト5を時計回りに回転させて、第二の雌ネジ37に更に進入させる。その結果、第四の規制部55が、第二のブロック20のX軸方向に沿う一方の側面26に当接して、第二のボルト5の螺合を規制する。この状態から、さらに第二のボルト5を時計回りに回転させて第二の雌ネジ37に進入させると、第二の板バネ部3が弾性変形して、第二のブロック10が第三のブロック20側に引っ張られて接近し、第一のブロック10に固定されたセンサー60の測定軸Cが、矢印Y2の方向に変化する。逆に、第二のボルト5を反時計回りに回転させて、第二の雌ネジ37から退避させると、今度は、第三の規制部54が第二のブロック20の他方の側面27に当接し、第二のボルト5の螺合を規制する。この状態から、さらに第二のボルト5を反時計回りに回転させて退避させようとすると、第二の板バネ部3が弾性変形して、第二のブロック20が、第三のブロック30側から押されて離反する。その結果、センサー60の測定軸Cが、矢印Y1の方向に変化する。上記したように第二のボルト5を時計回り、及び反時計回りに少しずつ回転させて、センサー60の測定軸Cを、上記したようにY軸方向(Y1方向、又はY2方向)で変化させながら、センサー60から保持面130までの距離が最も短くなる位置に調整する。これにより、センサー60の測定軸CをY軸方向に対しても垂直となるように位置付けることができ、センサー60の測定軸Cが、保持面130を規定するX軸方向、Y軸方向のいずれに対しても垂直となる位置O(図3を参照)に調整される。
本実施形態のブラケット1によれば、第一のボルト4、第二のボルト5を回転させて、センサー60の測定軸CをX軸方向及びY軸方向で微調整して、保持面130に対して垂直になるように微調整することが可能であり、センサー60による測定精度が向上する。
上記した実施形態では、ブラケット1に支持されるセンサー60が背圧式のセンサーである例を示したが、本発明はこれに限定されず、保持面130、又は被加工物に対して測定軸が垂直に位置付けられる超音波センサー、レーザー光センサー等であってもよい。レーザー光センサーである場合、センサー60は、集光レンズを備えた集光器であってもよい。
上記した実施形態では、ブラケット1を使用してセンサー60を取り付ける装置が切削装置100である場合を示したが、本発明はこれに限定されず、他の装置、例えば、レーザー加工装置、研削装置等であってもよい。
1:ブラケット
2:第一の板バネ部
3:第二の板バネ部
4:第一のボルト
41:頭部
42:胴部
43:雄ネジ部
44:第一の規制部
45:第二の規制部
5:第二のボルト
51:頭部
52:胴部
53:雄ネジ部
54:第三の規制部
55:第四の規制部
10:第一のブロック
11:表面
12:裏面
14:貫通口
16:第一の雄ネジ
20:第二のブロック
21:表面
22:裏面
23:一方の側面
24:第一のボルト挿入口
25:他方の側面
26:一方の側面
27:他方の側面
28:第二のボルト挿入口
30:第三のブロック
32:裏面
35:側面
37:第二の雌ネジ
S1:第一の隙間
S2:第二の隙間

Claims (1)

  1. センサーを装置に固定し、該センサーの位置をX軸方向、及び該X軸方向に直交するY軸方向に微調整できるブラケットであって、
    表面から裏面に至りX軸方向及びY軸方向に直交するZ軸方向にセンサーを固定する貫通口を備えた第一のブロックと、該第一のブロックの表面からX軸方向に第一の板バネ部を介し第一の隙間を有して連結される表面を有する第二のブロックと、該第二のブロックの裏面からY軸方向に第二の板バネ部を介し第二の隙間を有して連結される裏面を有する第三のブロックと、該第三のブロックに形成され装置に固定される固定部とを含み、
    該第一の隙間を形成する該第一のブロックのY軸方向に沿う側面に第一のボルトがX軸方向に螺合する第一の雌ネジを備えると共に、該第二のブロックのY軸方向に沿う一方の側面に第一のボルトがX軸方向に挿入される第一のボルト挿入口とを備え、
    該第二の隙間を形成する該第三のブロックのX軸方向に沿う側面に第二のボルトがY軸方向に螺合する第二の雌ネジを備えると共に、該第二のブロックのX軸方向に沿う一方の側面に該第二のボルトがY軸方向に挿入される第二のボルト挿入口とを備え、
    該第一のボルトには、先端から該第一の隙間の幅を超える位置に螺合を規制する第一の規制部が配設されると共に、該第一の規制部と該第一のボルト挿入口が形成された該第二のブロックを挟む位置に螺合を規制する第二の規制部が配設され、
    該第一のボルトを該第一の雌ネジに進入させると該第二の規制部が該第二のブロックのY軸方向に沿う一方の側面に当接し、更に進入させると該第一のブロックが該第二のブロックに接近し、該第一のボルトを該第一の雌ネジから退避させると該第一の規制部が該第二のブロックのY軸方向に沿う他方の側面に当接し、更に退避させると該第一のブロックが該第二のブロックから離反して、該貫通口に固定されたセンサーのX軸方向の微調整を可能とし、
    該第二のボルトには、先端から該第二の隙間の幅を超える位置に螺合を規制する第三の規制部が配設されると共に、該第三の規制部と該第二のボルト挿入口が形成された該第二のブロックを挟む位置に螺合を規制する第四の規制部が配設され、
    該第二のボルトを該第二の雌ネジに進入させると該第四の規制部が該第二のブロックのX軸方向に沿う一方の側面に当接し、更に進入させると該第二のブロックが該第三のブロックに接近し、該第二のボルトを該第二の雌ネジから退避させると該第三の規制部が該第二のブロックのX軸方向に沿う他方の側面に当接し、更に退避させると該第二のブロックが該第三のブロックから離反して、該貫通口に固定されたセンサーのY軸方向の微調整を可能とするブラケット。
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