JP2006321562A - パッケージング装置用の保持ラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品等繊細な部品を取扱う、部品の位置決め、移動防止の効果のあるトレイの提供。
【解決手段】一体形成されたマウント３０と多数のラッチ５０を有するトレイ１００であり、各ラッチ５０の一部分は各部品を各々のマウント３０に保持する役割を持つ。エンドエフェクタを有するロボットアームにより、ラッチ５０をずらして部品を開放し、トレイ１００から自動で部品を取り出せる。
【選択図】図１

Description

本発明は電子部品等の繊細な部品又はワークを取扱うための装置及び方法に関するものである。この出願は、２００５年５月１６日付けの米国特許仮出願６０／６８１，２９４に基づいて、優先権主張を行う。

繊細な部品が搭載されたトレイの輸送、取扱い中には、部品が振動を受け、その結果、マウントからずれる可能性がある。このようなずれが生じると、部品が損傷したり、部品の自動ピックアップ中にミスが起こったりする虞がある。さらに、部品がマウントから離れる時にトレイが摩耗する。摩耗を繰り返すと、粒子が発生して繊細な部品を汚染する原因となる。従って、繊細な部品を適切な位置に保持し、輸送及び取扱い中に部品が損傷を受けないようにするトレイが必要とされている。

本発明は電子部品等の繊細な部品又はワークを取扱うための装置に関する。本装置は、ワークの加工、清浄化、又は輸送中に使用することができる。

本発明の第１の実施形態は、多数のマウント及び多数のラッチが取り付けられたトレイを備えたワーク取扱装置である。各ラッチはトレイと一体に形成される。各ラッチの一部分は各ワークの一部分から間隙を介して配置される。各ラッチは、各ワークを各々のマウント上に保持するフックを有している。

また本発明は、自動組立工程においてエンドエフェクタを用いてトレイを扱うための方法に関する。エンドエフェクタは、ラッチを外すとともに、トレイからワークを取り出す。

次に、図１及び図２を参照して本発明を詳細に説明する。図１は、部品又は部品の一部が載置されるマウント３０が多数並んだトレイ１００を示している。図１には、トレイ１００の長方形の外周部７５にオプションとして設けた面取りされたリブ７０も示されている。容易に積み重ねられるように、外周部７５と反対側の壁面には、第２のトレイからのリブ７０を受ける凹部（図示せず）が形成されている。トレイ１００のリブ７０に凹部を嵌合することで、トレイ１００上に第３のトレイを積み重ねることができる。リブ７０は、積み重ねられたトレイの分離を容易にする。リブ７０がないと、本発明のトレイは互いに貼り付いて、積み重ねられた状態のものを分解するのが困難になる傾向がある。

トレイ１００は、一体形成された多数のラッチ５０が並んでいる主面１５を有している。図２にラッチ５０がより明確に示されている。組立て、輸送、及び取扱い中、ワーク６５がマウントに対して移動するような時はいつでも、ラッチ５０の一部分がワーク６５を適正位置に保持する。マウント３０及びラッチ５０はどちらも、トレイ１００の床面２３に対して垂直である。複数種類の形状のマウント３０を同じトレイに設けてもよい。例えば図２においては、あるマウント３０は円形状であり、他のマウントは略長方形である。

また、図２は、主面１５に取り付けられたスタンドオフ２７Ａ，２７Ｂを示している。スタンドオフ２７Ａ，２７Ｂは、トレイの輸送及び取扱い中、ワーク６５をさらにしっかりと固定する。特に、スタンドオフ２７Ａ，２７Ｂとマウント３０，３１とは、ワークのＸ／Ｙ方向の移動を制限する。本実施形態においては、スタンドオフ２７Ａ，２７Ｂは図２に示されるようにワークの内周側に立っている。

ワークは、トレイ１００の一又は複数のマウント３０に操作者が手作業で取り付ける。図２では、一つのマウントに音声コイル６５が、別のマウントに弾力性のある回路基板６８が取り付けられている。本実施形態においては、ラッチ５０は音声コイル６５の片側上方に位置している。トレイ１００においては特定のディスクドライブ部品が図示されているが、本発明のトレイはその他の種類のワークの取扱いにも利用できる。例えば、トレイ１００は、図２に示されるヘッドジンバルアセンブリだけでなく、読取り／書込みヘッド、ヘッドサスペンション、マイクロアクチュエータも収容することができる。

ラッチ５０の自由端には、ワーク６５の片側上をスライドするフック５２が設けられている。フック５２は、約０．００２インチという狭い間隔だけワーク６５から離れている。フック５２はトレイ１００の分割線に対して平行することが好ましい。各ラッチはそれぞれ異なるワークの片側上方に位置することが好ましい。ラッチフック５２は、ワーク６５が輸送又は取扱い中に傾いたりずれたりするのを防止する。それにより、ラッチ５０は、ワークがその周囲の「保持スペース」と呼ぶ領域内においてマウント上に確実に留まるようにする。例えば、ワーク６５が振動した場合、ラッチ５０のフック５２が、ワーク６５がそのマウントから落ちないようブロックし、それにより、ワーク６５をマウント上の適正位置に保持する。ラッチ５０と保持スペースとを設けたことにより、ワーク６５によるトレイ１００の摩耗が防止される。さらには、トレイの摩耗を低減することによって粒子の発生が実質的に回避されるため、ワークのマウントに対する移動を制限することは結果的に汚染を抑えることになる。何らかの残滓が生じても、それらは床面２３を貫通する複数の開口３７を通って除去される。

ラッチ５０は、例えば、クリップ、バネ、又はその他同様の弾性構造である。好ましい実施形態によるラッチ５０の断面図が図３に示されている。図３に示されるように、ラッチ５０は、第１のループ５１と、第２のループ５３とで構成される。ループ５１とループ５３との中心間の距離３１０は約３．８０ｍｍである。ループ５１の自由端は、トレイ１００の分割線に平行するフック５２を有している。好ましい実施形態においては、フック５２の底部５５と基準面３５との距離３２０は約３．７０ｍｍである。２つのループ５１及び５３の外側の半径はそれぞれ１．６０ｍｍ及び１．８０ｍｍである。各ラッチの厚みは、約０．６０ｍｍから１．２０ｍｍの範囲内であることが好ましい。上記寸法のラッチは、ワークの過度な垂直移動を抑制するのに効果的である。

一般に、ラッチ５０は使用中、定位置にある。しかしながら、下に説明するように、トレイ１００から部品を取り出す前にはラッチ５０をずらすことができる。本例では、ラッチ５０は、０．５０から２．０度の範囲の抜き勾配を有し、４．０から５．０ｌｂｓ／ｉｎｃｈのバネ定数を有する。好ましい実施形態においては、ラッチ５０は約４．２０ｌｂｓ／ｉｎｃｈのバネ定数を有する。

ワークは、ロボットシステムを用いてトレイ１００から取り出されるのが好ましい。そのようなシステムの一つが図４に示されているが、ここではグリップアーム４４，４６とカム７３とを備えたエンドエフェクタ４０が用いられている。図４に示されるように、カム７３は両グリップアーム４４，４６に対して平行である。エンドエフェクタ４０は、トレイ１００から各部品を順次移動させるために動作する。図４はまた、エンドエフェクタを動作させるための様々なツールが取り付けられたツール取付台７５を示している。

次に、ラッチを保持スペースから除く方法を説明する。図５はカム７３の拡大図である。カム７３は、モータ(図示せず)に連結されたシャフト４８及びローブ４３を含む。シャフト４８とローブ４３の両方が回転すると、フック５２が部品６５から離れるように移動する。ローブ４３はフック５２を保持スペースから徐々に離れさせる。カム７３は、部品６５及び６８がトレイ１００から離れて持ち上げられるまで、ラッチ５０を伸張状態に維持する。

ラッチ５０が保持スペース外にあるとき、グリップアーム４４及び４６は同時に図６に示される位置、部品６５及び６８の真上、まで下げられる。２つのグリップアーム４４，４６は、一斉に作動してトレイ１００から各部品を取り出す。具体的には、グリップアーム４４が部品６５を掴む間に、グリップアーム４６はＨＳＡ６８を捕える。グリップアーム４６は、トレイ１００に収容されている部品を持ち上げるために十分な空気圧で動作する空気圧シリンダで構成されていてもよい。本実施形態においては、空気圧シリンダ４６は、およそ５−１０ｐｓｉの空気圧を用いてヘッドスタックアセンブリ（ＨＳＡ）６８を持ち上げる。

グリップアーム４６は、シリンダ４６の下面の溝内に位置決めピン４１を有している。位置決めピン４１は、ワークの開口３３を介してＨＳＡ６８を捕らえるために、溝（図示せず）に沿って外方に移動する。シリンダ４６から発する空気圧によって、シリンダ４６はＨＳＡを効果的に保持することができる。もう一方のグリップアーム４４は、図７の構造図に示されているように、真空源に連結されている。図６は、管状のステム３８と、真空で部品６５を吸引するカップ３１を含むグリップアーム４４を示している。シリンダ４６がＨＳＡ６８を捕らえる間に、グリップアーム４４は部品６５を捕らえる。部品６５及び６８の両方を適切に捕らえたとセンサが感知すると、エンドエフェクタ４０は部品６５及び６８をマウント３０から、ディスクドライブ、プリント回路基板、コンピュータのケースといったハードウェアへと移動させる。部品６５及び６８が保持スペースから持ち上げられると、カム７３はラッチ５０を非伸張状態に戻す。その後、エンドエフェクタ４０はワークをディスクドライブ等のハードウェアに移す。続いて、エンドエフェクタ４０は、トレイ１００上の新しい位置に戻るようにコントローラによって位置合わせされる。

エンドエフェクタ４０に適したツールインタフェースの例が図７に示されている。ロボットコントローラ８２は、真空源４１、モータ７１、及び圧力調整器４９に連結されている。圧力調整器４９は、シリンダ４６から発する圧力が、トレイ１００に収容されている部品を捕えるために必要な適切な範囲内に確実に収まるようにする。真空は、制御弁８６と真空ステム３８を介して供給される。グリップアーム４４及び空気圧シリンダ４６の両方からの信号がセンサ８９によってコントローラ８２に入力される。エンドエフェクタ４０は、例えばコンピュータプロセッサに接続されたビデオカメラによって提供されるマシンビジョンシステム７７に連結してもよく、それにより、ロボット８２がエンドエフェクタの配置を認識して位置調整を行うことが可能になる。従って、コントローラは、トレイ１００から部品を自動で取り出すとき、エンドエフェクタ４０の位置合わせ及び移動を制御する。

本発明のトレイは標準的な射出成形方法によって製造されるのが好ましい。トレイを形成するのに適した成形材料には、導電性、熱可塑性、非導電性、及び絶縁性のプラスチックが含まれる。さらに、トレイは静電気消散性を有する材料から製造してもよい。また、トレイは熱成形方法を用いて製造してもよい。

以上、具体的な実施例を挙げて本発明を説明してきたが、本発明の様々な特徴は発明の趣旨及び範囲から逸脱しない限り変更が可能であることは、当業者には理解されるであろう。従って、本発明の範囲は付記される請求項によって定義されることを意図するものである。

本発明の好ましい実施形態によるトレイの斜視図。 図１のトレイのワークを収容する部分を示す分解図。 図２における複数のラッチの中の一つを示す断面図。 図１のトレイと共に使用するに適したエンドエフェクタの斜視図。 本発明のエンドエフェクタのカム部分を示す分解図。 トレイから部品の様々な部分を掴むために使用されているエンドエフェクタを示す拡大図。 図４のエンドエフェクタに取り付けられるツールインタフェースの構造図。

符号の説明

１５ 主面
２７Ａ スタンドオフ
２７Ｂ スタンドオフ
３０ マウント
３５ 基準面
４０ エンドエフェクタ
５０ ラッチ
５２ フック
６５ 部品
６８ 部品
７０ リブ
１００ トレイ

Claims (16)

1. ワークを取扱うための装置であって、
   主面を有するトレイと、
   少なくとも一つのワークが載置される前記主面に取り付けられた多数のマウントと、
   前記トレイと一体に形成された多数のラッチとを備え、
   各ラッチは、狭い間隔だけ前記ワークから離れていることを特徴とする装置。
2. 前記多数のマウントは前記多数のラッチに隣接していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 各ラッチの一端に設けられたフックが、前記ワーク付近の保持スペースの上方に位置することを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記ラッチは弾力性のあるバネを備え、該バネの一部分は前記主面の水準より下方に位置することを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 前記フックは、前記ラッチの下方に位置するワークが過度に移動するのを抑制することを特徴とする請求項３に記載の装置。
6. 前記ラッチは前記トレイの前記主面に対して垂直であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 前記主面に複数のスタンドオフをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
8. 前記ワークは、読取り／書込みヘッド、ヘッドサスペンション、マイクロアクチュエータ、又はヘッドジンバルアセンブリを包含することを特徴とする請求項１に記載の装置。
9. 複数のワークを取扱うための装置であって、
   ２つの端壁と、２つの側壁と、前記ワークを支持するように適合された主面とを有するトレイと、
   前記主面に取り付けられ、各々ワークを受容する多数のマウントと、
   前記主面に前記多数のマウントと分離して取り付けられた多数の弾性部材とを備え、
   少なくとも一つの弾性部材は前記複数のワークの中の一つの上方に位置し、各弾性部材は各々のマウント上に各ワークを保持することを特徴とする装置。
10. 前記弾性部材の一部分は前記主面の水準より下方に位置することを特徴とする請求項９に記載の装置。
11. 各弾性部材は、前記ワーク付近の保持スペースの上方に位置する一端にフックを有することを特徴とする請求項９に記載の装置。
12. 前記弾性部材は、ラッチ、バネ、クリップ、又は同様の構造を包含することを特徴とする請求項９に記載の装置。
13. 前記弾性部材は、前記ワークが過度に垂直移動するのを抑制することを特徴とする請求項９に記載の装置。
14. 前記トレイの前記側壁には、積み重ねを目的とする面取りされたリブが設けられていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
15. 前記ワークは、読取り／書込みヘッド、ヘッドサスペンション、マイクロアクチュエータ、又はヘッドジンバルアセンブリを包含することを特徴とする請求項９に記載の装置。
16. 一体構造を備えたワーク取扱用の装置を利用する方法であって、
    ａ）主面に多数のラッチと多数のマウントとを有するトレイを提供し、
    ｂ）前記多数のマウントの中、前記トレイと一体のラッチの下方に位置する一つのマウントにワークを嵌め込み、
    ｃ）ロボットを利用して前記ラッチを伸張状態にずらし、
    ｄ）その後、前記ワークを前記トレイから取り出すことを特徴とする方法。

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