JP2000085949A

JP2000085949A - 電子部品用磁気バルク・フィ―ダ―

Info

Publication number: JP2000085949A
Application number: JP11248788A
Authority: JP
Inventors: Bedonarutsu Michael; マイケル、ベドナルツ; Leory Kneisel Lawrence; ローレンス、レオリー、クナイセル; Davis Baker J; ジェイ、デエイビス、ベイカー; Hong Huang Shing; シン・ホン、フアン
Original assignee: Ford Motor Co
Current assignee: Ford Motor Co
Priority date: 1998-09-04
Filing date: 1999-09-02
Publication date: 2000-03-28
Also published as: EP0989798A3; US6152281A; EP0989798A2; DE69905225T2; EP0989798B1; DE69905225D1; CA2282052A1

Abstract

(57)【要約】【課題】エア・ブラストを無くしたバルク供給方法を提
供する。【解決手段】自動化把持配置機械へ電子部品を適切な向
きとするのに、磁力及び回転フィーダー管を用いる、部
品をバルク供給するその装置は、(1)上端12、下端14、
長軸L-L、及び内面略筒状の通路16を持つ略直線状の管1
0、(2)管10の下方でかつ近傍に配置され、その北極南極
軸N-Sが長軸L-Lに略平行である、略直線状の棒磁石20、
(3)第１端32、第２端34及びテーパー状の喉部36を持つ
入れ物30及び、(4)管10を長軸L-L回りに回転させる手段
40、を有し、入れ物の上記喉部が第１端に規定された拡
大入口38から第２端に規定された絞り出口39まで延び、
拡大入口38が絞り出口39より上に配置される様に入れ物
30が配置され、第１端32及び拡大入口38がそこで電子部
品のバルク供給カセットを受けるのに適合され、絞り出
口39がそこにおいて内面通路16と連通して配置される様
に、入れ物の第２端34が管の上端に回転自在かつ摺動自
在に接触して配置されるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明は、概略的にはバルク
・フィーダー装置に関し、より具体的には電子チップ構
成部品のためのバルク・フィーダー装置に関する。

【0002】

【従来の技術】回路板の製造において、ロウ付けに先立
つ電子部品の配置のために、自動化された把持配置機械
（pick-and-place machine）が慣用されている。また、
(1)リールからリールへの薄片に載せるか、又は(2)ホッ
パー、ボウル・フィーダー及びカセット／カートリッジ
の様なバルク・フィーダーに入れるかの、２つの方法の
いずれかで、把持配置機械へ部品を供給することも、慣
用されている。

【0003】バルク供給は、リールからリールへの供給に対
して、ある利点を持つ。例えば、緩い結合の（バルク）
部品は、リール供給に比して、リール薄片への部品の取
付費用が削減出来るので、個々の部品ベースでは安いも
のである。また、バルク供給により、部品が用いられた
後で、薄片が残るということもない。

【0004】しかしながら、バルク供給においては、把持配
置機械への供給の前に、部品が、規則正しい態様で、方
向付けられている必要がある。これを達成する典型的な
取組みが、米国特許4,846,345号に開示され、そこにお
いては、図10乃至12に示す様に、部品108がバルク供給
カセット101へ供給される。カセット101が、上向きに傾
けられたカセット101からその中に部品108を受ける貯留
スペース117を持つホッパ102へ、挿入される。部品108
はホッパー貯蔵スペース117内の最も低い領域に向けて
重力で沈み、下向きに傾けられた通路118を通って一つ
ずつ滑ることが出来る。なお、通路118の形状は、一つ
の部品だけがその中を通るのを許容する様に、構成され
ている。部品108は、図14及び15に図示する様に、把持
配置機械への供給のために、管141を降りて位置決めス
タンド142上まで滑ることが出来る。

【0005】部品108が通路118の入口で詰まるのを防止する
ために、図14に示す様に、上向きのブロー通路140が通
路118の入口に隣接する床に設けられている。部品通路1
18の入口を塞ぐ可能性のある部品108を取り除くため
に、空気などのガスのブラストがこの通路140を通って
間欠的に吹き付けられる。

【0006】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エア・
ブラストがホッパー内で吹かれると、部品の損傷を起こ
すことがある。それで、従来技術の取組みのエア・ブラ
ストを無くした電子部品のバルク供給の別の方法を提供
することが、望ましいであろう。

【0007】

【課題を解決するための手段】本発明は、部品の自動化
把持配置機械への供給用に部品を適切に方向付けるため
に磁力と回転フィーダー管を用いる電子部品をバルク供
給する装置を提供することにより、従来技術の問題点を
解消するものである。その装置は、(1)上端、下端、長
軸、及び内面略筒状の通路を持つ略直線状の管、(2)該
管の下方でかつ近傍に配置され、その北極南極軸が上記
長軸に略平行である、略直線状の棒磁石、(3)第１端、
第２端及びテーパー状の喉部を持つ入れ物及び、(4)上
記管を上記長軸回りに回転させる手段、を有し、上記入
れ物の上記喉部が上記第１端に規定された拡大入口から
上記第２端に規定された絞り出口まで延び、上記拡大入
口が上記絞り出口より上に配置される様に上記入れ物が
配置され、上記第１端及び上記拡大入口がそこで電子部
品のバルク供給カセットを受けるのに適合され、上記絞
り出口がそこにおいて上記内面通路と略気密可能に連通
して配置される様に、上記入れ物の第２端が上記管の上
記上端に回転自在かつ摺動自在に接触して配置されるも
のである。

【0008】

【発明の効果】本発明は、部品の自動化把持配置機械へ
の供給用に電子チップを適切に方向付けるため、磁力と
回転フィーダー管を用いている。

【0009】それで、本発明は製造するのが比較的単純であ
り、バルク供給部品カセット、ボウル・フィーダー、ホ
ッパーなどの現存するバルク供給機械及びシステムと互
換性を持つことが出来る。

【0010】本発明のこれらの目的、特徴、効果などは、図
面、詳細な説明、請求項から明らかであろう。

【0011】

【発明の実施の形態】図面を参照すると、図１及び２は
本発明に従い電子チップ構成部品をバルク供給する装置
を示している。その装置は、(1)上端12、下端14、長軸L
-L、及び内面略筒状の通路16を持つ略直線状の管10、
(2)管10の下方でかつ近傍に配置され、その北極南極軸N
-Sが長軸L-Lに略平行である、略直線状の棒磁石20、(3)
第１端32、第２端34及びテーパー状の喉部36を持つ入れ
物30及び、(4)管10を長軸L-L回りに回転させる手段40、
を有し、入れ物の上記喉部が第１端に規定された拡大入
口38から第２端に規定された絞り出口39まで延び、拡大
入口38が絞り出口39より上に配置される様に入れ物30が
配置され、第１端32及び拡大入口38がそこで電子部品の
バルク供給カセットを受けるのに適合され、絞り出口39
がそこにおいて内面通路16と連通して配置される様に、
入れ物の第２端34が管の上端に回転自在かつ摺動自在に
接触して配置されるものである。

【0012】本発明の理解を容易にするために、ここで用い
られる全ての図示符号を、それらが表す要素と共に以下
に記載する。 10 管 12 管の上端 14 管の下端 16 管を通る内面通路 20 棒磁石 22 棒磁石の上の樋 30 入れ物 32 入れ物の第１端 34 入れ物の第２端 35 カセットを受けるための入れ物の溝 36 入れ物のテーパー状の喉部 37 入れ物上部の開口 38 入れ物の第１端の拡大入口 39 入れ物の第２端の絞り出口 40 管を回転させる手段 42 駆動輪 44 モーター 50 足場台 52 足場台の上面の溝 54 溝の上流端 56 溝の下流端 57 溝の下流端におけるストッパー 58 下流端回りに形成されたポケット 60 支持構造 70 電子チップ部品 80 バルク供給部品カセット 85 入れ物への取付用のカセットの隆起 α 管の水平との間の角度 β 溝と管の軸との間の角度 A-A 部品の長軸 L-L 管の長軸 N-S 棒の北極南極軸

【0013】フィーダー管10は、種々の材料から作られるも
のであるが、操作者が装置の作動中に管の中を見そして
監視することが出来る様に、透明なプラスチック製であ
るのが好ましい。管の構成用の材料は、部品70が過剰に
転がることなしに管内に規則正しく並ぶのを確実なもの
とするのに充分小さい管内面の静摩擦及び動摩擦係数を
持つ様に、選択するべきである。管の外面は、横断断面
が円形であるのが好ましいが、他の形状（例えば、四角
形、六角形など）であっても良い。管の内面は、その中
の部品の転がりを最小とするために、横断断面が円形で
あるべきである（つまり管を通る通路16は筒状であるべ
きである）。通路16は、管の上端12における大径から下
端14における小径へテーパー状になるように設計しても
良い。

【0014】管10は、その長軸L-L回りに回転すると共に、
一端（つまり上端12）が他端（つまり下端14）よりも高
く保持される様に、配置されるのが好ましい。管の水平
面に対する傾斜角αは、０と45度の間であるのが好まし
く、30度が最も好ましい。

【0015】棒磁石20は、永久磁石でも電磁石であっても良
く、管10の下側で、ほぼ平行にそして、その近傍に（つ
まり殆ど触れているか又は接触している）、配設される
べきである。磁石20は、北極南極軸N-Sが、管の長軸L-L
にほぼ平行である様に、向けられるべきである。磁場の
この向きが、管10の回転と傾斜に関連して、管内の電子
部品70が管に沿って並んで降りて行く際に、部品をその
長軸A-Aが磁石の軸N-Sにほぼ平行に配列される向きとす
る。棒磁石20は、その全長の少なくとも80%に沿って伸
びるべきである。棒磁石20は、単一の磁石からなってい
ても、それらの軸N-Sが管の軸L-Lにほぼ平行に配列され
る様に全てが向けられる複数の磁石からなっていても良
い。それぞれの磁石20が、図３に示される様にその中に
管が入り回転する長手方向に伸びる樋22を、持っていて
も良い。

【0016】入口30は、図４及び５に示す様に、第１端32、
第２端34及びその中を通るテーパー状喉部36を持つ。喉
部36は、第１端32に規定される拡大入口38から、第２端
に規定される絞り出口39へ向け、伸びていて、入口38は
出口39よりも高く配置されている。第１端32及び／又は
拡大入口38は、図８に示される様に、村田製作所製であ
り上記米国特許4,846,345号に開示されたチップ部品カ
セットの様な電子部品バルク供給カセット80に取り外し
自在に固定可能である様に設計されても、バルク供給ホ
ッパー（不図示）の出口端に取り外し自在に固定可能に
設計されても良い。例えば、図４及び５に示される様
に、入れ物30は入口38に隣接する第１端32の内壁に形成
された鉛直溝35を持ち、それがカセットの開口又はドア
に隣接するカセットの外側に形成された対応する鉛直方
向の隆起に適応する様に、しても良い。この構成によ
り、カセット80の開口端又はドア端は、カセットの隆起
85が対応する入れ物の溝35に収まる様に、入口38に隣接
するその上面における穴37を通って滑り降りることが出
来る。代わりに、入れ物30を、そこへ外部カセット80又
はホッパーを接続する必要性無しに、それ自体が部品ホ
ッパーとして機能するのに充分な程大きく設計しても良
い。喉部36をファンネルの様にテーパー化すること及び
部品の入口38を出口39よりも上に配置することにより、
入れ物30を通る部品70の容易な流れを確実なものとす
る。

【0017】入れ物の第２端36は、入れ物の出口39が上端12
において管の内面通路16と略気密可能に配置される様
に、管10の上端12と回転自在に摺動可能に配置されるべ
きである。これは、部品がこぼれたり詰まったりするこ
となしに、部品70が入れ物の出口39から供給管10の上端
12へ通り抜けるのを可能とする。

【0018】管を長軸L-L回りに回転させる手段40が、図１
及び２に示される様に、モーター44へ取付けられる駆動
輪42を有することがある。駆動輪42は、管をその軸L-L
回りに回転させる様に、管の外面と摩擦結合可能に配置
される。回転手段40は代わりに、ベルト駆動、歯車駆動
そして、ウインドミルの様な流体ベーン駆動などの、管
をその軸回りに回転させるいかなる公知の手段を含んで
も良い。

【0019】管10は、上述の様に、磁石20の長手方向に延び
る樋内に管を配置することにより、及び／又は、ガイ
ド、スラスト・ベアリング、円周軸受けなどの管につい
てその運動を制限するものにより、その動きをその軸回
りの回転にのみ（その軸に沿っての並進運動が認知され
ることなしに）制限する様に構成することが出来る。例
えば、管10の上端12は、入れ物30の第２端34及び絞り出
口39へ回転自在に取付けられるのが良く、この取付が、
管のその軸L-L回りの回転を可能とすることになろう
が、上端12は、並進運動などのいかる動きからも制限さ
れる。

【0020】装置は更に、図１，２，６及び７に示される様
な、足場台50を含んでも良い。この台50は、自動化把持
配置ユニット（不図示）が回路板上への配置のために部
品70を把持出来る様に、供給管10より適切に配列された
部品70を受けて、部品の受け渡し領域を提供する。台50
は、その上面に規定されたほぼ直線状の、短い溝52を含
み、溝52が「上流」端54および「下流」端56を持つ、の
が好ましい。溝52は、図６のＡにおける様に、台の一端
から他端へ台50の全面を横切って、切り取られても、図
４のＢ及び図５における様に台の一端のみに向けて延び
ても、図４のＣにおける様にいずれの端に向けても延び
ない様にしても、良い。いずれの場合においても、溝52
の上流端54が管の出口端14の近傍で下側に配置される。
これは、管10から出る各部品70が、溝52内へ落ちるか滑
り落ち、それから次の部品70により溝に沿って押される
のを、可能とする。

【0021】台50は、溝の長軸が管の長軸L-Lと同じ鉛直面
内にある様に配置されるのが好ましい。管が水平面に関
して角度αで傾斜されているので、溝52がほぼ水平に配
置される様に、台50は長軸L-Lより、角度αにほぼ等し
い角度βだけ上に向けて傾けられている。

【0022】図６のＢ若しくはＣと同様の台構成が用いられ
る場合には、ストッパー57が溝の下流端56に本来的に備
えられ、それに対して、先頭の部品が押し当たり、それ
により、更なる部品の溝内への流れを停止させる。足場
台50上の先頭の部品を把持配置機械が把持する時に、並
んでいる残りの部品が進み（管の回転及び傾斜のため
に）、次に並んでいる部品を新たな先頭部品として表わ
させる。把持配置機械による部品の把持を補助するため
に、図７に示される様に、溝の下流端56回りにポケット
58を形成しても良い。このポケット58は、先頭部品位置
回りに、補助的な隙間を与え、把持配置機械がより容易
に、部品70を掴むのを可能とする。ポケット58は、溝の
深さよりも浅く切り取られるべきである。

【0023】装置は更に、棒磁石20を支持する全体として堅
固な支持構造60、回転手段40及び、入れ物30を、図９に
示される様に、有しても良い。構造物60は更に、ベアリ
ング、ガイド、及び／又は、管の運動を回転のみに制限
する構造を、足場台50及び／又は部品カセット80又はバ
ルク供給ホッパーの支持構造と共に、含むことがある。

【0024】本発明は、チップ抵抗及びチップ・コンデンサ
ーの様な広範囲な種類の電子チップ部品をバルク供給す
るのに、用いることが出来る。管の長さ及び内径、管の
回転数などのプロセス・パラメーターは、部品70の寸
法、把持配置機械が作動する速度に見合うのに必要な部
品供給速度の様な、因子に基き、本発明が属する分野の
当業者により、容易に求めることが出来る。最も一般的
なチップ部品については、推奨値は、305〜610mm（12〜
24インチ）の管長、部品70の幅の3〜5倍の通路内径、及
び30〜60RPMの回転数である。

【0025】本発明に対して種々の改良を、本発明が属する
分野の当業者は想到するであろう。本発明の範囲を規定
するものは、全ての均等物を包含する、添付の請求項で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるバルク供給装置の斜視図である。

【図２】本発明によるバルク供給装置の側面図である。

【図３】図２の線3-3に沿う、管の磁石の断面図であ
る。

【図４】本発明の入れ物部分の、側面断面図である。

【図５】本発明の入れ物部分の、平面断面図である。

【図６】本発明の足場台の各種のものの、斜視図であ
る。

【図７】その中に、追加ポケットを持つ本発明の足場台
の、平面図、側面断面図及び斜視図である。

【図８】本発明の管と入れ物の間の、相添え構成の側面
断面図である。

【図９】そのための支持構造を含む本発明の側面図であ
る。

【図10】従来技術による、電子部品を格納するカセット
101と、ホッパー102の外観を示す斜視図である。

【図11】図10のカセット101とホッパー102を示す断面図
である。

【図12】図11に示されたカセット101がホッパー102へ固
定されている状態を示す断面図である。

【図13】図12の線13-13に沿う断面図である。

【図14】ホッパー102について適応された好ましい構造
の例を示す拡大断面図である。

【図15】ホッパー102からチップ取付ステーションまで
の部品搬送の例を示す図である。

【符号の説明】

10 管 12 管の上端 14 管の下端 16 管の通路 20 棒磁石 30 入れ物 32 入れ物の第１端 34 入れ物の第２端 36 入れ物の喉部 38 拡大入口 39 絞り出口 40 管の回転手段 50 足場台 52 足場台の溝 54 溝の上流端 56 溝の下流端 80 バルク供給カセット L-L 管の長軸 N-S 棒磁石の北極南極軸

フロントページの続き (72)発明者ジェイ、デエイビス、ベイカーアメリカ合衆国ミシガン州ウェスト・ブルームフィールド、ハードウッズ・ドライブ、4210 (72)発明者シン・ホン、フアンアメリカ合衆国ミシガン州ウェスト・ブルームフィールド、チャンプレイン・サークル、5059

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上端、下端、長軸、及び内面略筒状の通路
を持つ略直線状の管、該管の下方でかつ近傍に配置され、その北極南極軸が上
記長軸に略平行である、略直線状の棒磁石、第１端、第２端及びテーパー状の喉部を持つ入れ物及
び、上記管を上記長軸回りに回転させる手段、を有する電子部品をバルク供給する装置であって、上記入れ物の上記喉部が上記第１端に規定された拡大入
口から上記第２端に規定された絞り出口まで延び、上記
拡大入口が上記絞り出口より上に配置される様に上記入
れ物が配置され、上記第１端及び上記拡大入口がそこで
電子部品のバルク供給カセットを受けるのに適合され、
上記絞り出口がそこにおいて上記内面通路と略気密可能
に連通して配置される様に、上記入れ物の第２端が上記
管の上記上端に回転自在かつ摺動自在に接触して配置さ
れる、装置。
【請求項２】そこの上面に規定されるほぼ直線状の溝を
持つ足場台を更に有し、上記溝が上流端及び下流端を持
ち、上記溝の上流端が上記管の上記下端の近傍でそして
ほぼ下側に配置される様に上記足場台が配置される、請
求項１に記載の装置。