JP2006205270A

JP2006205270A - 保持装置

Info

Publication number: JP2006205270A
Application number: JP2005016817A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takeda; 啓武田; Masahito Iso; 将人磯; Kazue Saito; 和重斎藤; Keiichiro Date; 啓一郎伊達
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-01-25
Filing date: 2005-01-25
Publication date: 2006-08-10

Abstract

【課題】吸着し保持する対象物を開放するとともに伸縮可能でチャック装置との干渉を避けることができる保持装置を提供する。
【解決手段】伸縮型保持装置１０は、流体を独立して導入排出可能な帯状の管であって一体的に形成された第１変形部２a、第２変形部２b、第３変形部２c及び第４変形部２dと、各変形部に密着かつ固定されて板状に形成された真空排気可能な帯状の管で吸着穴５を有する保持部６とを備え、各変形部と保持部６とが密接する箇所に、形状維持用スプリング８a、８b、８c、８dが設けられている。保持部６を真空排気して基板を吸着保持し、各変形部に充填した流体を排出して流体圧をゼロにしていくと形状維持用スプリング８a、８b、８c、８dの自然状態の形状に変形していき、保持装置の先端が曲がり、チャック装置との干渉を避けることができる。可変ステージ及び可変ハンドとして使用可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、保持装置に係り、特に、対象物を吸着して保持する伸縮可能な保持装置、より、詳しくは可変ステージ及び可変ハンドとなり、対象物を吸着保持し開放する伸縮型保持装置に関するものである。

従来、電子部品を基板に実装したり、部品を把持して組み付けたり、試験したりするとき、一定の位置、高さ及び姿勢などを保つために、部品などを保持器具上で保持し、この部品をロボットハンド(例えば特許文献１参照)やチャック(例えば特許文献２参照)などのハンドや真空パッドで掴むような部品把持装置が用いられている。

特許文献１に示すロボットハンドでは、複数の部品を爪と吸着子とで保持可能となっており、ロボットハンドの姿勢を変えることなく、爪と吸着子とで各部品を組み合わせて保持でき、各部品の組み付け速度の向上を図っている(特許文献１、［０００５］、図１)。

また特許文献２に示す部品保持装置では、パッドの貫通孔に負圧を印可することにより、パッドに部品が吸着されるが、これと同時にパッド貫通孔に印可された負圧によって蛇腹パッドが収縮し、パッド及びパッドピンとともに部品を吸い上げられるようになっており、部品に作用する力を小さくしている(特許文献１、［０００８］、［０００９］、図３)。

特開平０９ー２０１７８８号公報特開２００１ー２６００６５号公報

しかしながら、上記従来の構成では保持器具上の部品をロボットハンドで掴む際に、保持器具とロボットハンドとの干渉を避けることができない(例えば特許文献１参照)。

また特許文献２に示す例では、部品を吸着保持するとき、部品に作用する力を小さくしているが、このチャック装置と保持器具(特許文献２に示す例では、部品を搭載したトレイ)との干渉を避けられず、改善の余地がある。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、伸縮可能で、チャック装置などの周辺装置との干渉を避けることができる伸縮型の保持装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の保持装置は、平坦面を構成して対象物を保持する保持層を備えた保持冶具であって、前記保持層に連設され、前記保持層と同一面を構成しうる補助保持層を備えた変形部とを具備している。

この構成により、例えば流体を充填し流体圧に基づく変形部の伸長により保持層に連設された補助保持層を拡張するとともに、変形部の流体を排出することにより補助保持層を縮減することができ、これによって、保持部が吸着し保持している対象物を、例えばチャック装置によりピックアップするとき、このチャック装置と干渉することがないように保持部を変位させることができる。このようにこの構成によればチャック装置などの周辺装置との干渉なしに作業を実行することができる。

また、本発明の保持装置は、変形部が弾性体を含み、変形部の流体を排出して、弾性体の自然状態の形状に復帰することにより伸縮するようにしている。この構成により、変形部に充填した流体を排出して流体圧をゼロにし（あるいは低くし）、変形部の形状を維持する弾性体が自然状態の形状に変形する。ここで弾性体は変形部全体に形成されていても良いし、一部に形成されていてもよい。これによって、保持部が吸着し保持している対象物を、例えばチャック装置によりピックアップするとき、このチャック装置と干渉することがないように保持部を変位させることができる。

本発明の伸縮型保持装置は、前記変形部は独立に伸縮可能な複数の領域に分離されている。
この構成により、変形部ごとに流体を排出すると、変形部ごとに変形するようにすることができる。

また、変形部が独立して複数個あり、これらの変形部に共通して流体を供給排出するようにすれば、各変形部の流体を排出すると除々に先端部から変形していくようにすることができる。

本発明の保持装置は、前記保持層は、真空吸着により対象物を吸着保持可能に形成された吸着孔を具備している。
この構成により、対象物の安定した固定が可能となる。

本発明の保持装置は、前記変形部が、巻き込み可能に形成されている。
この構成により、収納が極めて容易となる。

本発明の保持装置は、前記変形部が、前記保持層の幅方向に伸長可能に形成されている。
この構成により、ボンディングなどの処理工程では幅広の状態を保持しておき、チャック装置による把持を行なう場合に、幅方向に干渉するようなチャック装置の場合にも干渉を回避することができる。

本発明の保持装置は、前記変形部は、前記保持層の長さ方向に伸長可能に形成されている。
この構成により、ボンディングなどの処理工程では長い状態を保持しておき、チャック装置による把持を行なう場合に、長さ方向に干渉するようなチャック装置の場合にも干渉を回避することができる。

本発明の保持装置は、保持部が変形部とともに変形可能である。
この構成により、変形部の変形にともなって保持部が変形することにより、最終的な収納が容易となる。

本発明の伸縮型保持装置は、前記保持層と前記補助保持層とによって可変ステージを形成している。
この構成により、可変ステージになる。

本発明の保持装置は、前記変形部の先端に前記保持部を設けることにより可変ハンドを形成している
この構成により、可変ハンドになる。

本発明の保持装置では、吸着して保持する対象物をチャック装置がピックアップするような場合、対象物を開放するとともに伸縮してチャック装置から離れ、チャック装置との干渉を避けることができる。

本発明の伸縮型保持装置は、電子部品などの対象物を保持するための保持部と、保持部の下部に複数の形に変形する変形部とを有し、保持部と変形部とが互いに接しているため、変形部の変形に倣って保持部も同様の変形をするので、保持装置上の対象物をハンドで掴む際、保持装置が一時的に逃げることが可能となるので、保持装置とハンドとの干渉を防ぐことができる。

（実施の形態１）
以下、図１から図１３に基づき、実質的に同一又は対応する部材には同一符号を用いて本発明による伸縮型保持装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

先ず、基板などの電子部品を保持する保持装置が可変ステージである実施の形態１にかかる伸縮型保持装置について説明する。

図１は、実施の形態１にかかる伸縮型保持装置の外観図である。
図１を参照して、実施の形態１にかかる伸縮型保持装置１０は、水などの流体をそれぞれ独立して導入排出可能な帯状の管であって一体的に形成された第１変形部２a、第２変形部２b、第３変形部２c及び第４変形部２dと、これらの第１変形部２a、第２変形部２b、第３変形部２c及び第４変形部２dに密着かつ固定されて板状に形成された真空排気可能な帯状の管である保持部６とを備え、各第１変形部２a、第２変形部２b、第３変形部２c及び第４変形部２dと保持部６とが密接する箇所に弾性体、例えば、形状維持用スプリング８a、８b、８c、８dが設けられている。

図２は図１のA−A線断面図である。
図２を参照して、伸縮型保持装置１０は、各第１変形部２a、第２変形部２b、第３変形部２c及び第４変形部２dに流体が充填され、流体圧と形状維持用スプリング８a、８b、８c、８dとにより平板状の形状が維持され形成されている。

また保持部６には、各変形部の境界に対応した箇所に、各変形部が変形したときに曲がりやすいように溝７が形成されている。

さらに保持部６は、例えば一列状に配列された吸着穴５から大気が吸入されるようになっており、電子部品などの基板が保持部６の吸着穴５を塞いで保持部６が真空排気されると、基板が真空吸着されるようになっている。

なお、図２に示す保持部６の矢印は空気の流れを示し、各変形部の矢印は流体の充填方向を示す。

基板を真空吸着しているとき、大気圧により保持部６が圧迫され、保持部６の形状が維持できないような樹脂製の場合には、保持部６の適宜の箇所に例えば球形のスペーサーや形状維持用のスティを挿入し、空気の流通路を確保可能にしておくのがよい。

図３は自然状態の形状維持用スプリングの例を示す外観図であり、(a)は図１に示した各変形部に対応する幅の広い板状スプリング、(b)は幅が相対的に狭いが第１変形部から第４変形部までにわたって配設可能な長さの板状スプリング、(c)はワイヤー状のスプリングを示す図である。

伸縮型保持装置１０は、第１変形部２a、第２変形部２b、第３変形部２c及び第４変形部２dのそれぞれに流体圧がかかっているとき、平板状の形状に維持され、流体圧がゼロになったとき、図３(a)から(b)に示した自然状態のリング状又は渦巻き状の形状に変形し復帰するようになっている。

図４は変形部の外観図である。
第１変形部について説明するが、他の変形部も同様である。
図４を参照して、第１変形部２aは段差を有する帯状の管であり、段になっている箇所に、例えば、板状スプリングを外部から挿入可能にポケット２２が設けられている。

この第１変形部２aは、流体圧により板状の形状を維持する樹脂や板状の形状を維持可能に水密処理をした布で作製されており、各変形部との境界に対応した箇所に形状維持を補強するためのスティ２４を適宜設けていてもよい。

図５は第１変形部を変形させたときの伸縮型保持装置の外観図である。
図５を参照して、伸縮型保持装置１０は、第１変形部２aに充填されていた流体を排出し、流体圧をゼロにすると、板状スプリング８aが図３(a)に示す自然状態に戻り、第１変形部２aが変形するようになっている。

同様にして第２変形部２bの流体を排出し、流体圧をゼロにすると、板状スプリング８bが図３(a)に示す自然状態に戻り、第２変形部が変形する。他の変形部も同様である。

以上説明したように、保持装置が可変ステージである実施の形態１にかかる伸縮型保持装置では、第１変形部２aとこれに対応する保持部６の部分とで第１可変ステージを構成しており、さらに、第２変形部２bとこれに対応する保持部６の部分とで第２可変ステージを、第３変形部２cとこれに対応する保持部６の部分とで第３可変ステージを、第４変形部２dとこれに対応する保持部６の部分とで第４可変ステージを構成する。

次に、可変ステージである実施の形態１にかかる伸縮型保持装置の動作を説明する。
本発明の伸縮型保持装置は、例えば電子部品を実装する実装装置などの搬送ユニットに設けられ、この搬送ユニットにより本発明の伸縮型保持装置を、実装装置のチャックなどの所定位置に搬送し、保持する基板をピックアップするものである。

図６は実施の形態１にかかる伸縮型保持装置の使用状態を示す外観図である。
図７は可変ステージが変形した状態を示す外観図である。

図６に示すように、可変ステージの伸縮型保持装置１０は、真空吸着により基板３４を吸着して保持し、実装装置などのチャック３６によって搬送される。

図２、図５及び図７を参照して、第１可変ステージ３２がチャック３６の位置に来ると、第１変形部２aの流体を排出し、流体圧を低くしていくと（ゼロにしてもよい）、形状維持用スプリング８aが図３(a)に示す自然状態のリング状に変形していく。

流体圧の減少と形状維持用スプリング８aの自然状態への変形とにより第１可変ステージ３２の先端が曲がっていき、このときチャック３６が基板３４をピックアップする。

このように上記実施の形態１にかかる伸縮型保持装置１０では、チャック３６が基板３４をピックアップするとき、基板３４を保持する第１可変ステージ３２がチャック３６から逃げていくことになり、チャック３６と基板保持装置とが干渉しないという効果を有する。

（実施の形態２）
次に、基板などの電子部品を保持する保持装置が可変ハンドである実施の形態２にかかる伸縮型保持装置について説明する。

図８は可変ハンドである伸縮型保持装置の一部外観図である。
図８を参照して、可変ハンド４０は、水などの流体をそれぞれ独立して導入排出可能な帯状の管であって一体的に形成された第１変形部４２a、第２変形部４２b、第３変形部４２c及び第４変形部４２dと、第１変形部４２aの端部に密着固定された真空排気可能な吸着パッド４４とを備える。

各第１変形部４２a、第２変形部４２b、第３変形部４２c及び第４変形部４２dには、充填された流体の流体圧により平板状に変形して、各々の形状を平板状に維持するための形状維持用スプリング４８a、４８b、４８c、４８dが設けられている。

第２変形部４２bの端部４６a、第３変形部４２cの端部４６b、第４変形部４２dの端部４６cにそれぞれ空隙が設けられており、各変形部が変形するとき各々が干渉することなく曲がるようになっている。

可変ハンド４０は、各第１変形部４２a、第２変形部４２b、第３変形部４２c及び第４変形部４２dに流体が充填され、流体圧と各々の形状維持用スプリング４８a、４８b、４８c、４８dとにより平板状の形状が形成されており、流体を排出し流体圧を低くしていくと（ゼロにしてもよい）図３(a)に示したように自然状態のリング状の形状に変形するようになっている。

吸着パッド４４は、多数の吸着穴４５を有し、さらにフレキシブルチューブ４３を介して真空排気でき、基板などが吸着穴４５を塞ぐと、真空排気により基板を吸着するようになっている。

図９は変形部が一つの場合の可変ハンドを示す外観図である。
可変ハンド５０は、形状維持用スプリング５４が配設され、流体の導入排出が可能な帯状の管からなる変形部５２と、この変形部５２の端部に密着固定された真空排気可能な吸着パッド４４とを備える。

図１０は変形部が一つの場合に複数の形状維持用スプリングを設けた可変ハンドの例を示す外観図である。
可変ハンド６０は、可変ハンド５０における形状維持用スプリング５４を細くしたもので(図３(b)参照)、変形部６２と、複数の形状維持用スプリング６４a、６４b、６４cと、吸着パッド４４とを備える。

次に、可変ハンドの動作について説明する。
図１１は可変ハンドの使用状態を示す外観図である。
図１２は可変ハンドが変形した状態を示す外観図である。
図１１に示す可変ハンド７０は、第１変形部から第６変形部まであるもので、変形部の個数が異なるだけで図８に示す例と同様の構成である。

図１１を参照して、可変ハンド７０は、真空吸着により吸着パッド４４が基板３４を吸着して保持し、実装装置のチャック３６によって搬送される。
チャック３６が可変ハンド７０の保持する基板３４の位置に来ると、真空排気をやめ、フレキシブルチューブ４３を介して空気を導入し、保持する基板３４を吸着パッド４４から開放する。

このときチャック３６が基板３４をピックアップすると同時に、第１変形部から第６変形部の流体を排出し、流体圧をゼロにして、形状維持用スプリングが自然状態のリング状に変形していく。

図１３は可変ハンド７０の保持する対象物が基板ではなく、携帯電話などのケースの例を示したものである。
可変ハンド７０の場合、対象物に吸着パッドで吸着可能な領域があれば、可変ハンド７０により吸着保持することができる。

このように、上記実施の形態２にかかる伸縮型保持装置では、薄くてはさめないもの、ケースのように簡単にはさんでもてるものなど、複数の形状のワークを同じチャックでつかむことができる。すなわち、チャック３６が基板３４をピックアップするとき、基板３４を保持する可変ハンドがチャック３６から逃げていくことになり、チャック３６と基板保持装置とが干渉することがなくなるという効果を有する。

以上説明してきたように、本発明の保持装置は、例えば吸着して保持する対象物をチャック装置がピックアップするような場合、対象物を開放するとともに伸縮してチャック装置から離れ、チャック装置との干渉をさけることができるという効果を有し、可変ステージ及び可変ハンドとして対象物を吸着保持する保持装置として有用である。

実施の形態１にかかる伸縮型保持装置の外観図である。図１のAーA線断面図である。自然状態の形状維持用スプリングの例を示す外観図であり、(a)は図１に示した各変形部に対応する幅の広い板状スプリング、(b)は幅が相対的に狭いが第１変形部から第４変形部までにわたって配設可能な長さの板状スプリング、(c)はワイヤー状のスプリングを示す図である。変形部の外観図である。第１変形部を変形させたときの伸縮型保持装置の外観図である。実施の形態１にかかる伸縮型保持装置の使用状態を示す外観図である。可変ステージが変形した状態を示す外観図である。可変ハンドである伸縮型保持装置の一部外観図である。変形部が一つの場合の可変ハンドを示す外観図である。変形部が一つの場合に複数の形状維持用スプリングを設けた可変ハンドの例を示す外観図である。可変ハンドの使用状態を示す外観図である。可変ハンドが変形した状態を示す外観図である。吸着保持する対象物がケースの例を示す図である。

符号の説明

２a、４２a 第１変形部
２b、４２b 第２変形部
２c、４２c 第３変形部
２d、４２d 第４変形部
５、４５吸着穴
６保持部
７溝
８a 、８b、８c、８d、４８a、４８b、４８c、４８d、５４、６４a、６４b、６４c 形状維持用スプリング
１０伸縮型保持装置
２２ポケット
２４スティ
３２可変ステージ
３６チャック
４０、５０、６０、７０可変ハンド
４３フレキシブルチューブ
４４吸着パッド
４６a、４６b、４６c 端部
５２、６２変形部

Claims

平坦面を構成して対象物を保持する保持層を備えた保持冶具であって、
前記保持層に連設され、前記保持層と同一面を構成しうる補助保持層を備えた変形部とを具備した保持冶具。
請求項１に記載の保持冶具であって、
前記変形部が弾性体を含み、前記変形部の流体を排出して、弾性体の自然状態の形状に復帰することにより伸縮するようにした保持冶具。
請求項１または２に記載の保持冶具であって、
前記変形部は流体の供給および排出により変形可能な空間部を具備しており、前記流体の供給により補助保持層を構成し、前記流体の排出により、元の形状に復帰する保持冶具。
請求項１に記載の保持冶具であって、
前記変形部は独立に伸縮可能な複数の領域に分離されている保持冶具。
請求項１乃至４のいずれかに記載の保持冶具であって、
前記保持層は、真空吸着により対象物を吸着保持可能に形成された吸着孔を具備した保持冶具。
請求項１乃至５のいずれかに記載の保持冶具であって、
前記変形部は、巻き込み可能に形成されている保持冶具。
請求項１乃至６のいずれかに記載の保持冶具であって、
前記変形部は、前記保持層の幅方向に伸長可能に形成された保持冶具。
請求項１乃至６のいずれかに記載の保持冶具であって、
前記変形部は、前記保持層の長さ方向に伸長可能に形成された保持冶具。
請求項１乃至８のいずれかに記載の保持冶具であって、
前記保持部が前記変形部とともに変形可能に形成された保持冶具。
請求項１乃至９のいずれかに記載の保持冶具であって、
前記保持層と前記補助保持層とによって可変ステージを形成した保持装置。
請求項１乃至６のいずれかに記載の保持冶具であって、
前記変形部の先端に前記保持部を設けることにより可変ハンドを形成している保持装置。