JP2000296490A - 部品挟持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品を一対の挟持片により挟持する部品
挟持装置において、電子部品を安定して挟持できるよう
にする。 【解決手段】 シャフト支持部材１６に軸方向摺動自在
に支持されるピストンシャフト１４の端面に負圧を印加
することで、このピストンシャフト１４を上下動させ、
その上下動に部品挟持部２０を連動させて挟持片を開閉
し、電子部品３６を挟持する部品挟持装置１０におい
て、この部品挟持部２０には、挟持片支持部材２２に固
定支持される固定挟持片２４と、挟持片支持部材２２に
揺動自在に支持され、ピストンシャフト１４の上下動に
連動して開閉するようにされた揺動挟持片２６とを備え
るようにし、これらが協働して電子部品３６を挟持・開
放する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、抵抗、コンデン
サ、ＩＣ、コネクタ等の電子部品を回路基板の所定位置
に搭載する部品装着装置に関するものであり、特に、電
子部品を挟持及び開放する部品挟持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】部品装着装置６０は、例えば図７に示さ
れるように、回路基板等を配置する部品装着部６２と、
その回路基板等に搭載される電子部品３６を順次供給す
る部品供給部６４と、前記電子部品３６を挟持・開放す
る部品挟持装置１００と、この部品挟持装置１００が上
下動、及び、回動自在に支持されている部品搭載ヘッド
６６と、前記部品搭載ヘッド６６が、前記部品供給部の
ピックポジション上から前記回路基板の所定の電子部品
搭載位置まで移動自在に支持されるＸＹロボット６８
と、を備えて構成されている。

【０００３】前記部品搭載ヘッド６６は、ＸＹロボット
６８によって固定支持されるフレーム７０と、このフレ
ーム７０に回動自在、且つ、上下方向摺動自在に支持さ
れるスライドシャフト７２とを備えており、このスライ
ドシャフト７２の下端において、前記部品挟持装置１０
０が同軸的に連結させられて構成されている。

【０００４】更に詳細には、前記スライドシャフト７２
の上端にはバキュームチューブ７４が連結されており、
このスライドシャフト７２内部を通じて部品挟持装置装
置１００へ負圧を導入するようにされている。更に、前
記スライドシャフト７２は、その上端部において、前記
フレーム７０に設けられている鉛直ガイド７６の移動プ
レート７６Ａと上下方向に係合させられており、ラック
７８Ａとピニオン７８Ｂを経て、前記フレーム７０に設
けられているＺ軸モータ８０により上下方向に駆動させ
られる。なお、このＺ軸モータ８０には、エンコーダ８
０Ａが備えられており、Ｚ軸モータ８０の回動角度を検
出することで前記スライドシャフト７２の上下方向の位
置が測定可能とされている。

【０００５】前記スライドシャフト７２は、その下方側
に同軸的に配されるプーリ８２Ａとこれに装架されるベ
ルト８２Ｂを経て、前記フレーム７０に設けられている
θ軸モータ８４により回動駆動されている。なお、この
θ軸モータ８４には、その回動角度を測定するためのエ
ンコーダ８４Ａが設けられている。

【０００６】前記部品装着装置６０は、前記部品搭載ヘ
ッド６６を前記ＸＹロボット６８により部品供給部６４
上に移動させた後、前記部品挟持装置１００により電子
部品３６を挟持する。その後、前記部品搭載ヘッド６６
を部品装着部６２の回路基板上へ移動させ、前記部品挟
持装置１００により前記電子部品３６を開放すること
で、所定の位置に電子部品を搭載するものである。

【０００７】この部品装着装置６０における前記部品挟
持装置１００は、例えば、特開平９−１０７１９８号公
報に開示されているようなものが従来から存在する。

【０００８】この従来の部品挟持装置１００は、負圧の
印加によって進退するスライダーと、支点ピンを軸とし
てそれぞれ揺動自在に支持される一対のチャック爪とを
備えており、前記スライダーの動作と連動して一対のチ
ャック爪の双方を開閉させることにより、協働して電子
部品を挟持・開放できるようにしたものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の部品挟
持装置１００は、双方のチャック爪が揺動して電子部品
を挟持するため、電子部品３６を挟む際の確実性が低い
という問題があった。

【００１０】又、（１）電子部品３６の挟持完了後にお
いても、挟持片にぶれが生じ易く、電子部品３６の保持
状態の安定性に欠けることと、（２）負圧の印加により
スライダーに生じる力が各々の挟持片に２分される結
果、電子部品３６を挟持する力が弱くなることから、部
品供給部６４のピックアップポジションから所定の搭載
位置まで、部品挟持装置１００を低速で移動させなけれ
ばならず、生産性を低下させる要因となっていた。

【００１１】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、電子部品を安定して挟持することが可能な部
品挟持装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、部品搭載ヘッ
ドに回動自在、且つ、上下動自在に設けられるシャフト
支持部材と、前記シャフト支持部材に軸方向摺動自在に
支持されるとともに、軸端面に印加される圧力により前
記軸方向移動自在なピストンシャフトと、前記ピストン
シャフトの軸方向変位に連動して動作し、電子部品を挟
持可能な部品挟持部と、を備えた部品挟持装置におい
て、前記部品挟持部は、挟持片支持部材と、先端部が下
方に突出して前記挟持片支持部材に固定配設される固定
挟持片と、先端部が下方に突出して前記挟持片支持部材
に揺動自在に支持され、且つ、前記ピストンシャフトの
軸方向変位と連動して、前記先端部が前記固定挟持片先
端部に近接・離隔し、これと協働して電子部品を保持・
解放する揺動挟持片と、を備えていることを特徴とする
部品挟持装置により上記目的を達成するものである。

【００１３】又、上記部品挟持装置における前記固定狭
持片は、前記揺動挟持片側、且つ、固定挟持片先端から
の鉛直方向距離が前記電子部品高さ以内となる位置に、
略水平方向に延在する部品係止部を有するようにしもよ
い。

【００１４】更に、前記固定挟持片先端部の前記揺動挟
持片側に、先端方向へ向かって、且つ、前記揺動挟持片
と反対方向に広がる部品案内面が形成されているように
してもよい。

【００１５】更に又、これらの上記部品挟持装置におい
て、前記部品挟持部は、前記シャフト支持部材に対して
上下動自在であるとともに、前記部品挟持部と前記シャ
フト支持部材との間に上下方向の衝撃を吸収する緩衝部
材を備えるようにしてもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の例につい
て、図面を参照しながら以下詳細に説明する。

【００１７】実施の形態の第１例に係る部品挟持装置１
０は、図１に示されるように、部品搭載ヘッド（図示省
略）に保持筒１２を介して、回動自在、且つ、上下方向
移動自在に設けられたシャフト支持部材１６と、前記シ
ャフト支持部材１６に軸方向摺動自在に支持されるピス
トンシャフト１４と、前記ピストンシャフト１４の下端
側に設けられ、前記ピストンシャフトの軸方向変位に連
動して動作する部品挟持部２０と、を備えて構成されて
いる。

【００１８】更に詳細に説明すると、前記シャフト支持
部材１６は、その外周壁において、前記保持筒１２の内
周壁に設けられる鋼球４０と係合して着脱自在に固定支
持されている。又、着脱を容易にするために、保持筒１
２の外周面には、着脱スリーブ４２が摺動自在に設けら
れており、この着脱スリーブ４２とＣリング４４で固定
されるばね受け４６との間に装架されるばね４８によ
り、前記シャフト支持部材１６は下方に付勢されてい
る。従って、前記シャフト支持部材１６と一体となって
いる前記ピストンシャフト１４、部品挟持部２０等を含
む部品挟持装置１０は、電子部品の形状・大きさ等に合
わせて、部品を吸着保持する吸着パッド装置等に交換で
きるようにされている。

【００１９】前記保持筒１２とシャフト支持部材１６と
の間には、これらにより外部に対し密閉構造とされた負
圧室１２Ａが設けられており、このシャフト支持部材１
６の上端面には、負圧流入孔１２Ｂが設けられている。

【００２０】前記ピストンシャフト１４は、上方側に位
置する径大略筒状のピストン部１４Ａと、そのピストン
部１４Ａの下方側に同軸的且つ一体的に配されるシャフ
ト部１４Ｂとから構成されている。このピストン部１４
Ａは、下側に基底面１４Ｃを有すると共に上端は負圧室
１２Ａ側に開放されている。

【００２１】従って、前記負圧室１２Ａに導入される負
圧が、この負圧流入孔１２Ｂを通じて前記基底面１４Ｃ
に印加され、この負圧印加による力でピストンシャフト
１４は上方向に移動可能とされている。

【００２２】前記基底面１４Ｃと前記シャフト支持部材
１６の内側上端面との間には、圧縮ばね１２Ｃが装架さ
れており、前記ピストンシャフト１４はシャフト支持部
材１６に対して下方側に付勢されている。なお、その付
勢力は、前記負圧により生じる上方側への力よりも弱く
なるように設定されている。

【００２３】前記ピストン部１４Ａの周壁には、長辺が
軸方向に延びる略長方形の長孔１４Ｄが設けられてい
る。この長孔１４Ｄは、前記シャフト支持部材１６の周
壁に径方向内側に突出して固定されるピン１６Ａと係合
させられており、前記ピストンシャフト１４は軸方向最
大移動量が制限させられている。

【００２４】次に、前記部品挟持部２０について具体的
に説明する。

【００２５】この部品挟持部２０は、前記シャフト支持
部材１６の内周壁に上下方向摺動自在に支持される円板
状の挟持片支持部材２２と、先端部２４Ａが下方に突出
してこの挟持片支持部材２２に固定配設される固定挟持
片２４と、先端部２６Ａが下方に突出して前記挟持片支
持部材２２に揺動自在に支持される揺動挟持片２６と、
を備えている。

【００２６】前記挟持片支持部材２２は２つの貫通孔を
備えている。１つは、その円板中心において前記シャフ
ト部１４Ｂが軸方向に貫通する貫通孔２２Ａ、もう１つ
は、この貫通孔２２Ａと軸直角方向に交わり、前記挟持
片支持部材２２の直径方向に形成される長孔２２Ｂであ
る。なお、この長孔２２Ｂの孔形状は、鉛直方向に延び
る略長円となるようにされている。又、前記貫通孔２２
Ａを貫通する前記シャフト部１４Ｂにもほぼ同様の長孔
１４Ｅが形成されている。

【００２７】前記２つの長孔２２Ｂ、１４Ｅの双方を貫
通するように配されるピン２８は、その両端において前
記シャフト支持部材に固定支持されており、前記挟持片
支持部材２２が下方に脱落しないようにされている。

【００２８】前記シャフト支持部材１６の内周壁には、
同軸状の肩部１６Ｂが形成されている。この肩部１６Ｂ
と前記挟持片支持部材２２の上端面との間にばね３０が
装架されることで、前記挟持片支持部材２２を下方向へ
付勢するようにされている。

【００２９】図１〜図３に示されるように、前記円板状
の挟持片支持部材２２はその下側面において、この１直
径上に位置するように配置され、且つ、下方向に突出延
在するように形成される一対の挟持片支持プレート２２
Ｃを備えており、それぞれ挟持片に挟み込まれるように
されている。又、図３に示されるように、前記シャフト
部１４Ｂは、その先端側において、平行する一対の面取
部１４Ｆが形成されており、前記挟持片支持プレート２
２Ｃと同じ厚みとなるようにされている。

【００３０】前記揺動挟持片２６は、図１に示されるよ
うに、水平部２６Ｂ、鉛直部２６Ｃ、及び、先端部２６
Ａを有し、前記先端部２６Ａが下方突出位置に配される
逆Ｌ字形状となるように構成されている。

【００３１】この水平部２６Ｂは、図２及び図３に示さ
れるように、鉛直方向に平行となる一対の平板からな
り、前記挟持片支持プレート２２Ｃと前記シャフト部１
４Ｂとを一緒に挟み込んで、それぞれ揺動軸３２及びピ
ン３４により回動自在に支持されている。

【００３２】従って、図１及び図４に示されるように、
前記挟持片支持プレート２２Ｃに対して前記シャフト部
１４Ｂが上下動すると、揺動挟持片２６は、その動作に
連動して揺動軸３２を中心として揺動し、先端部２６Ａ
が前記固定挟持片２４の先端部２４Ａに対して近接・離
隔するようにされている。

【００３３】前記固定挟持片２４は、図１に示されるよ
うに、鉛直部２４Ｂと、その鉛直部２４Ｂの下方に位置
する先端部２４Ａとを備え、前記鉛直部２４Ｂの上方基
端側において前記挟持片支持プレート２２Ｃを挟み込む
ようにして固定支持されている。

【００３４】又、前記固定挟持片２４は、揺動挟持片２
６側、且つ、固定挟持片先端からの鉛直方向距離が電子
部品３６（図４参照）の高さ以内となる位置に、略水平
方向に延在する部品係止部２４Ｃを備えており、挟持さ
れる前記電子部品３６と当接されるようになっている。

【００３５】なお、先端部２４Ａ、２６Ａの部品を挟持
する面には、部品を挟持する際の衝撃を吸収すると共
に、摩擦力によって電子部品３６の落下を防止する接触
部３８が形成されている。

【００３６】次に、前記部品挟持装置１０の作用につい
て説明する。

【００３７】負圧室１２Ａに負圧が導入されていない場
合は、図１に示されるように、ピストンシャフト１４
は、ばね１２Ｃにより下方に付勢されており、前記長孔
１４Ｅの上側内面に前記ピン２８が係合することで、最
下方位置で停止させられている。

【００３８】又、挟持片支持部材２２も同様に、ばね３
０により下方に付勢されており、前記長孔２２Ｂの上側
内面に前記ピン２８が係合することで、最下方位置で停
止させられている。

【００３９】この静止状態で、前記揺動挟持片２６の先
端部２６Ａは固定挟持片２４の先端部２４Ａに対して離
隔した位置、即ち、開放状態で静止するよう設定されて
いる。

【００４０】前記部品挟持装置１０は、ＸＹロボットに
よって、部品供給部の電子部品ピックポジション上に移
動させられた後、部品搭載ヘッドによって下降させら
れ、電子部品３６が前記部品係止部２４Ｃに当接した時
点でその下降を停止する。

【００４１】次に、図４に示されるように、負圧発生源
（図示省略）により前記負圧室１２Ａに負圧が導入さ
れ、それにより前記ピストンシャフト１４は上方向への
力を受ける。なお、挟持片支持部材２２を付勢するばね
３０が位置する空間には、負圧は導入れないため、前記
挟持片支持部材２２は上方向に力を受けることはない。

【００４２】その結果、前記ピストンシャフト１４は前
記挟持片支持部材２２に対して上方に引き込まれるよう
に移動させられる。従って、前記揺動挟持片２６の先端
部２６Ａは固定挟持片２４の先端部２４Ａに対し近接す
る方向へ揺動し、これらが協働して電子部品３６を支持
する。

【００４３】電子部品３６を挟持した前記部品挟持装置
１０は、部品搭載ヘッドによって上昇させられた後、回
路基板上の所定の搭載位置まで移動・位置決めがなされ
る。位置決め完了後、前記部品挟持装置１０は下降させ
られ、下降完了後、前記負圧発生源による負圧の印加を
解くことで、図１に示される状態にもどり、電子部品３
６を開放し、電子部品３６が搭載される。

【００４４】この部品挟持装置１０の下降の際、基板が
上方に沿っている場合には、電子部品３６が回路基板に
衝突することがある。その際には、部品挟持部２０全体
がシャフト支持部材１６に対して上方に摺動する。従っ
て、前記ばね３０が緩衝部材の役割をなし、その衝撃が
吸収される。

【００４５】前記部品挟持装置１０によると、一方の挟
持片が固定されているため、電子部品供給部により供給
される電子部品３６のピックアップの際や、回路基板へ
の電子部品搭載の際の位置決めが容易となる。

【００４６】又、双方の挟持片が揺動して電子部品を挟
持する場合と比較して、電子部品３６を挟持する際の信
頼性、安定性が向上する。

【００４７】更に、１つのピストンシャフト１４によっ
て一対の挟持片を揺動させて挟持力を発生させる場合と
比較して、１つの挟持片のみを揺動させるため、電子部
品３６の挟持力が約２倍に増大し、電子部品の挟持中の
安定性が向上する。その結果、部品挟持装置１０の移動
速度を上げることができ、電子部品３６の搭載サイクル
タイムが短くなる。

【００４８】更に又、前記固定挟持片２４に部品係止部
２４Ｃが設けられていることから、電子部品３６を挟持
する際に部品係止部２４Ｃが上下動又は揺動することが
ない。従って、上下方向の位置決めが容易になると共
に、電子部品３６の挟持状態の安定性が向上する。

【００４９】又更に、部品挟持部２０がシャフト支持部
材１６に対して上下方向に摺動自在、且つ、その間に緩
衝部材であるばね３０が挿入されていることから、電子
部品３６のピックアップや回路基板への搭載の際に前記
部品挟持部２０が電子部品３６や回路基板等に与える衝
撃を、このばね３０によって吸収することが可能とな
り、電子部品３６、回路基板の破損等が防止される。

【００５０】なお、この部品挟持装置１０においては、
緩衝部材として圧縮ばねを用いたが、本発明はこれに限
定されるものではなく、引張りばね、板ばね、ゴム、気
体や流動体を密封した弾性部材等、あらゆる緩衝部材を
用いることが可能である。

【００５１】次に、実施の形態の第２例に係る部品挟持
装置５０について説明する。

【００５２】この部品挟持装置５０は、図５に示される
ように、前記固定挟持片２４に部品案内面２４Ｄが形成
されているものである。

【００５３】更に具体的に説明すると、前記固定挟持片
２４は、揺動挟持片２６側において、先端方向へ向かっ
て揺動挟持片反対方向に広がるように部品案内面２４Ｄ
が形成されている。又、この部品案内面２４Ｄと部品係
止部２４Ｃとの間には、部品案内面２４Ｄとつらなるよ
うに鉛直方向の挟持平面２４Ｅが設けられている。

【００５４】従って、部品供給部のピックアップポジシ
ョン上で部品挟持装置５０が下降させられている最中
に、電子部品３６Ａが部品案内面２４Ｄに接触すると、
この電子部品３６Ａは部品案内面２４Ｄに沿って水平方
向に移動させられ、前記挟持平面２４Ｅと部品係止部２
４Ｃに当接する所定の位置（電子部品３６で示す）まで
案内される。

【００５５】なお、前記部品挟持装置５０のその他の構
成については、既に実施の形態の第１例に示した部品挟
持装置１０と同様であるため、同一部分に同一符号を付
することで説明は省略する。

【００５６】前記部品挟持装置５０によると、実施の形
態の第１例で示した部品挟持装置１０が有する機能に加
え、更に、電子部品挟持の際の位置決めが容易となると
共に、位置決め誤差が生じた場合であっても電子部品を
安定して挟持することが可能となる。

【００５７】なお、本発明に係る部品挟持装置の部品案
内面の形状は図５で示したものに限定されず、図６
（Ａ）に模式的に示されるような側面略凹円弧形状、図
６（Ｂ）に同様に示される側面略凸円弧形状、又、図６
（Ｃ）に同様に示される側面略Ｓ字形状等、電子部品が
案内され得るあらゆる部品案内面を形成することが可能
である。

【００５８】上記実施の形態の第１例及び第２例におい
ては、部品挟持装置１０、５０が保持筒１２を介して部
品搭載ヘッド６６に配置されるものを示したが、本発明
はこれらに限定されるものでなく、ピストンシャフト１
４に負圧が印加され、所定の機能を発揮し得るような構
造であれば、この部品挟持装置１０、５０をどのように
支持しても構わない。

【００５９】又、上記実施の形態の第１例及び第２例で
は、部品挟持部２０がシャフト支持部材１６に対して上
下方向摺動自在である場合のみを示したが、本発明はこ
れらに限定されるものでなく、シャフト支持部材１６に
対して固定されていてもよい。

【００６０】更に、上記実施の形態の第１例及び第２例
では、固定挟持片２４が部品係止部２４Ｃを有する場合
のみを示したが、本発明はこれらに限定されるものでは
なく、部品係止部２４Ｃを有さない場合も含むものであ
る。

【００６１】以上、本発明に係る部品挟持装置につい
て、実施の形態の第１例及び第２例を通じて具体的に示
したが、本発明に係る部品挟持装置はそれらに限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変
更・組合せが可能である。

【００６２】

【発明の効果】本発明によれば、電子部品を安定して挟
持することができる部品挟持装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態の第１例に係る部品挟持装置を示す
正面断面図

【図２】同部品挟持装置を示す右側面図

【図３】図１におけるIII−III矢視下側断面図

【図４】同部品挟持装置における電子部品を挟持した状
態を示す正面断面図

【図５】実施の形態の第２例に係る部品挟持装置を示す
正面断面図

【図６】同部品挟持装置における固定挟持片の先端形状
の他例を示す拡大模式図

【図７】従来の部品装着装置の要部を示す斜視図

【符号の説明】

１０、５０…部品挟持装置 １２…保持筒 １４…ピストンシャフト １６…シャフト支持部材 ２０…部品挟持部 ２２…挟持片支持部材 ２４…固定挟持片 ２４Ａ、２６Ａ…先端部 ２４Ｃ…部品係止部 ２４Ｄ…部品案内面 ２６…揺動挟持片 ３６…電子部品 ６６…部品搭載ヘッド

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】部品搭載ヘッドに回動自在、且つ、上下動
   自在に設けられるシャフト支持部材と、 前記シャフト支持部材に軸方向摺動自在に支持されると
   ともに、軸端面に印加される圧力により前記軸方向移動
   自在なピストンシャフトと、 前記ピストンシャフトの軸方向変位に連動して動作し、
   電子部品を挟持可能な部品挟持部と、 を備えた部品挟持装置において、 前記部品挟持部は、 挟持片支持部材と、 先端部が下方に突出して前記挟持片支持部材に固定配設
   される固定挟持片と、先端部が下方に突出して前記挟持
   片支持部材に揺動自在に支持され、且つ、前記ピストン
   シャフトの軸方向変位と連動して、前記先端部が前記固
   定挟持片先端部に近接・離隔し、これと協働して電子部
   品を保持・解放する揺動挟持片と、 を備えていることを特徴とする部品挟持装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記固定狭持片は、前記揺動挟持片側、且つ、固定挟持
   片先端からの鉛直方向距離が前記電子部品高さ以内とな
   る位置に、略水平方向に延在する部品係止部を有するこ
   とを特徴とする部品挟持装置。
3. 【請求項３】請求項２において、 前記固定挟持片先端部の前記揺動挟持片側に、先端方向
   へ向かって、且つ、前記揺動挟持片と反対方向に広がる
   部品案内面が形成されていることを特徴とする部品挟持
   装置。
4. 【請求項４】請求項１、２又は３において、 前記部品挟持部は、前記シャフト支持部材に対して上下
   動自在であるとともに、前記部品挟持部と前記シャフト
   支持部材との間に上下方向の衝撃を吸収する緩衝部材を
   備えることを特徴とする部品挟持装置。