JP2013118241A - マニピュレータの抜け防止機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 マニピュレータがヘッドのホルダーから抜け出ることを防止できるマニピュレータの抜け防止機構を提供すること。
【解決手段】 筒状のホルダー１３ｃと、ホルダー１３ｃに嵌合するシャンク部２１と電子部品Ｂを保持する把持片２６ａ，２７ａとを含み、取付部３０を介してホルダー１３ｃに着脱可能に取り付けられるマニピュレータ２０とを備えたマニピュレータの抜け防止機構に、取付状態維持片２６ｂ，２７ｂを設けた。そして、把持片２６ａ，２７ａと取付状態維持片２６ｂ，２７ｂとを連動させて、把持片２６ａ，２７ａが電子部品Ｂを保持するときに取付状態維持片２６ｂ，２７ｂが取付部３０の取付状態を維持させ、把持片２６ａ，２７ａが電子部品Ｂを解放するときに取付状態維持片２６ｂ，２７ｂが取付部３０の取付状態を維持させた状態を解除するようにした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子部品やバックアップピンなどの保持部材を保持するマニピュレータがヘッドのホルダーから抜けることを防止できるマニピュレータの抜け防止機構に関する。

従来から、プリント基板にチップ部品やＩＣ等の電子部品を装着することが行われており、この場合、テープフィーダで搬送されてくる電子部品をノズルで吸着してプリント基板に装着する電子部品実装装置が用いられている。しかしながら、電子部品の中には、ノズルでは吸着できない形状のものや、重量が大きいためノズルでは吸着できないものもある。このため、挟持装置などを備えたマニピュレータを用いて電子部品を保持して持ち上げる電子部品実装装置もある（例えば、特許文献１参照）。

この電子部品実装装置は、Ｚ軸方向およびθ軸方向に移動可能なマニピュレータ（部品保持部）を含み、部品供給部と部品装着部との間で移動可能になったヘッドユニットと、マニピュレータに設けられ電子部品を両側から挟み込むことにより保持する挟持装置とを備えている。また、マニピュレータは、基端側に印加される負圧により基端側に上昇するピストンシャフトと、ピストンシャフトを先端側に付勢するばねとを備え、挟持装置は、ピストンシャフトの下部両側に配置された一対の挟持片を備えている。

そして、ピストンシャフトと、一対の挟持片とは、負圧によりピストンシャフトが上昇したときに、挟持片が電子部品を挟み込み、負圧が解除されてばねの弾性によりピストンシャフトが下降したときに、挟持片が互いに離間して電子部品を放すように構成されている。また、マニピュレータは、挟持装置の支持部材に設けられた長孔に、ヘッドユニットのシャフト支持部材に配置されたピンを貫通させることによって、下方に脱落することが防止されている。

しかしながら、電子部品実装装置の中には、電子部品だけでなく、プリント基板を支持するバックアップピンなどの種々の保持部材を保持して所定の位置に設置するものもある。このような電子部品実装装置の場合、保持する部材に応じてマニピュレータが取り替えられるため、マニピュレータの交換作業が、容易であることが要求される。このため、マニピュレータをヘッドユニットのホルダー（シャフト支持部材）に取り付けるための取付部の中には、例えば、マニピュレータに備わったシャンク部に断面Ｖ形の溝部を設けるとともに、ホルダーに、この溝部に係合する板ばね部材をねじで取り付けて、溝部に板ばね部材を係合させることにより、マニピュレータをホルダーに着脱可能に取り付けるものがある。

特開２０００−１８３５９４号公報

しかしながら、前述した従来の電子部品実装装置では、保持部材の重さが重い場合には、板ばね部材が溝部から外れて、マニピュレータがヘッドのホルダーから抜け出てしまうことがある。

本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、その目的は、マニピュレータがヘッドのホルダーから抜け出ることを防止できるマニピュレータの抜け防止機構を提供することである。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。

前述した目的を達成するため、本発明に係るマニピュレータの抜け防止機構の構成上の特徴は、ヘッド（１３ａ，１３ｂ）に設けられた筒状のホルダー（１３ｃ）と、ホルダーに嵌合する筒状の嵌合部（２１，４１）と保持部材（Ｂ，５０）を保持する保持機構（２６ａ，２７ａ，４６ａ）とを含み、取付部（３０）を介してホルダーに着脱可能に取り付けられるマニピュレータ（２０，４０）とを備えたマニピュレータの抜け防止機構において、ホルダーにマニピュレータが取り付けられたときの取付部の取付状態を維持させる取付状態維持機構（２６ｂ，２７ｂ，４６ｂ）を設けるとともに、取付状態維持機構を保持機構に連動させて、保持機構が保持部材を保持するときに取付状態維持機構が取付部の取付状態を維持させ、保持機構が保持部材を解放するときに取付状態維持機構が取付部の取付状態を維持させた状態を解除するようにしたことにある。

本発明に係るマニピュレータの抜け防止機構には、保持機構の動作に連動して、保持機構が保持部材を保持するときに取付部の取付状態を維持させ、保持機構が保持部材を解放するときに取付部の取付状態を維持させた状態を解除する取付状態維持機構が備わっている。このため、保持機構が保持部材を保持して保持機構に大きな負荷が掛った状態のときに、取付状態維持機構が取付部の取付状態を維持させて、マニピュレータがヘッドのホルダーから抜け出ることを確実に防止する。また、保持機構が保持部材を保持していないときには、保持機構や取付部に大きな負荷は掛らないため、マニピュレータは、取付状態維持機構による状態維持作用が働かなくとも、取付部を介してヘッドに取り付けられた状態に維持される。

また、本発明に係るマニピュレータの抜け防止機構の他の構成上の特徴は、取付部を、嵌合部に設けられた溝部（３５）を備えた機構で構成し、取付状態維持機構をホルダーに対して進退可能な取付状態維持片（２６ｂ，２７ｂ，４６ｂ）で構成したことにある。本発明によると、取付部と取付状態維持機構とを簡単な構造にすることができる。

なお、本発明では、例えば、取付部を、嵌合部に設けた１つまたは複数の溝部と、ホルダーに取り付けられて溝部に係合する１つまたは複数のばね部材とを備えた機構で構成し、取付状態維持機構を１つまたは複数のばね部材における溝部側と反対側の表面に対して進退可能な取付状態維持片で構成することが好ましい。この場合、ばね部材は、溝部に直接係合するばねであってもよいし、ばねと溝部に係合する部材とで構成され溝部に係合する部材をばねが溝部に押圧するものであってもよい。ばね部材を、ばねと溝部に係合する部材とで構成する場合には、例えば、溝部に係合する部材を丸棒状のピンで構成して、ホルダーにピンを周面側から挿入でき内部に貫通する切欠きを設け、その切欠きに溝部を合わせた状態で嵌合部をホルダーに取り付けて切り欠きと溝部との内部にピンを入れ、ばねでピンを溝部に押圧することができる。

また、取付状態維持機構を構成する取付状態維持片が、ばね部材の表面側に位置することにより、ばね部材が溝部から離れることを防止できるため、ばね部材と溝部とが係合した状態を維持させることができる。そして、取付状態維持片が、ばね部材の表面側から後退することにより、ばね部材が溝部から離れるように撓むことが可能になるため、ばね部材と溝部とが係合した状態を解除することが可能になる。なお、この場合も、ばね部材の弾性よりも大きな力が加わって、ばね部材と溝部との係合が解除されない限り、マニピュレータがホルダーに装着された状態は維持される。また、この場合のばね部材の表面は、ばね部材が溝部との係合を解除する際に撓もうとする方向の面であり、取付状態維持片は、この面に対して正面から進退してもよいし、側方から進退してもよい。

また、本発明に係るマニピュレータの抜け防止機構のさらに他の構成上の特徴は、保持機構を、保持部材を挟むことにより保持する一対の挟持片（２６ａ，２７ａ）で構成し、取付状態維持片をそれぞれ一対の挟持片の一方と一体からなる一対の取付状態維持片（２６ｂ，２７ｂ）で構成したことにある。

本発明では、一対の挟持片の一方と一対の取付状態維持片の一方および一対の挟持片の他方と一対の取付状態維持片の他方とがそれぞれ一体であるため、部品点数が減少してマニピュレータの抜け防止機構が簡単な構造になる。なお、本発明の場合、一対の挟持片が互いに接近したり離間したりして、保持部材を挟持したり解放したりする際に、一対の取付状態維持片は、互いに対向する方向からばね部材の表面に対して進退することが好ましい。

また、本発明に係るマニピュレータの抜け防止機構のさらに他の構成上の特徴は、保持部材（５０）を係合溝（５３ａ）が形成された部材で構成して、保持機構を、保持部材を挿通させる挿通穴（４８ａ）と係合溝に係合する縁部を有する係合穴（４８ｂ）とが連続して形成されたシャッター（４６ａ）で構成し、取付状態維持片（４６ｂ）をシャッターと一体からなる部材で構成したことにある。

本発明において、保持機構を構成するシャッターは、係合溝を備えた保持部材を保持するものであり、このシャッターには、保持部材を挿通させる挿通穴と、係合溝に係合可能な縁部を有する係合穴とが設けられている。このため、保持部材として、バックアップピンを用い、このバックアップピンを挿通穴に位置させた状態で、シャッターを移動させて係合穴の縁部を溝部に係合させることにより、バックアップピンをシャッターで保持することができる。その際に、取付状態維持片は、ばね部材の表面に対して後退した位置からばね部材の表面に向かって移動する。また、取付状態維持片とシャッターとが一体であるため、部品点数が減少してマニピュレータの抜け防止機構が簡単な構造になる。

また、本発明に係るマニピュレータの抜け防止機構のさらに他の構成上の特徴は、保持機構で保持部材を保持する際に、シャッターの位置が保持部材を保持するための適正位置にあるか否かを確認する第１の確認手段（１４，４２，４６ａ）を設けたことにある。本発明によると、確認手段が、シャッターが適正位置に位置していると確認したときだけ保持機構を作動させることができる。これによると、シャッターが保持部材を確実に保持することができる。また、保持機構が保持部材を保持する際に、保持部材がシャッターに衝突することを防止できる。これによってシャッターや保持部材が破損することを防止できる。

また、本発明に係るマニピュレータの抜け防止機構のさらに他の構成上の特徴は、ホルダーにマニピュレータを取り付ける際に、マニピュレータが取り付け可能な状態であるか否かを確認する第２の確認手段（１８，４９ａ，４９ｂ）を設けたことにある。本発明によると、ホルダーにマニピュレータを確実に取り付けることができる。

また、本発明に係るマニピュレータの抜け防止機構のさらに他の構成上の特徴は、保持機構および取付状態維持機構がばね（２５ａ，２５ｂ，４５ａ，４５ｂ）の弾性とばねの弾性に抗する負圧発生装置の作動とにより往復移動する作動部分を備えたものであることにある。本発明によると、保持機構と取付状態維持機構との作動が、ばねの弾性とばねの弾性に抗する負圧発生装置の作動とによるものであるため、作動部分の往復移動が確実になる。

また、本発明に係るマニピュレータの抜け防止機構のさらに他の構成上の特徴は、マニピュレータに、負圧により保持部品を吸着する負圧発生装置が接続されているとともに、保持機構および取付状態維持機構が負圧発生装置が発生する負圧によって作動するものであり、かつ、保持部品を吸着する負圧発生装置と、保持機構および取付状態維持機構を作動させる負圧発生装置とが共通のものであることにある。

本発明によると、元々、マニピュレータが取り付けられる電子部品実装装置に備わっている負圧発生装置を保持機構および取付状態維持機構を作動させるためにも利用できるため、新たに、保持機構用の負圧発生装置や、取付状態維持機構用の負圧発生装置を設ける必要がなくなる。また、本発明によると、装置全体の簡略化が図れるとともに、保持機構と取付状態維持機構との動作を同期させることができる。

本発明の各実施形態で用いられる電子部品実装装置を示した斜視図である。 第１実施形態に係るマニピュレータの抜け防止機構の保持機構が電子部品を保持した状態を示した斜視図である。 図２に示したマニピュレータの抜け防止機構の正面図である。 第１実施形態に係るマニピュレータの抜け防止機構の保持機構が開いた状態を示した斜視図である。 図４に示したマニピュレータの抜け防止機構の正面図である。 図５に示したマニピュレータの抜け防止機構の縦断面図である。 マニピュレータの要部を示した横断面図である。 取付部を示した分解斜視図である 取付部を示した斜視図である 第２実施形態に係るマニピュレータの抜け防止機構の保持機構が閉じた状態を示した斜視図である。 第２実施形態に係るマニピュレータの抜け防止機構の保持機構が開いた状態を示した斜視図である。 バックアップピンを示した正面図である。 第２実施形態に係るマニピュレータを示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。 第２実施形態に係るマニピュレータのばね収容部が位置する部分を示した縦断面図である。 第２実施形態に係るマニピュレータの横断面図である。 第２実施形態に係るマニピュレータのシャッタ挿通孔が位置する部分を示した縦断面図である。 シャッターを示した平面図である。 ホルダーにマニピュレータを装着する前の状態を示した斜視図である。 ホルダーにマニピュレータを装着した状態を示した斜視図である。 取付状態維持機構が取付部の取付状態を維持させ、ホルダーに装着されたマニピュレータとマニピュレータ固定ピンとの係合を解除した状態を示した斜視図である。 取付状態維持機構が取付部の取付状態を維持させ、ホルダーに装着されたマニピュレータをマニピュレータ固定ピンから引き離した状態を示した斜視図である。 ホルダーに装着されたマニピュレータ内にバックアップピンの上部を挿入した状態を示した斜視図である。 取付状態維持機構が取付部の取付状態を維持させ、ホルダーに装着されたマニピュレータがバックアップピンを保持した状態を示した斜視図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係るマニピュレータの抜け防止機構を備えた電子部品実装装置１０を示している。この電子部品実装装置１０は、基板Ａ上に、ＩＣチップ、抵抗器、コンデンサ等からなる電子部品Ｂ（図２および図３参照）を実装するための装置である。電子部品実装装置１０は、基台１１の上方で、基板ＡをＸ方向（図１に矢印ａで示した左右方向）に移動させて予め設定された設置部（図１における基板Ａの位置）に設置するためのコンベア１２と、基台１１の上方に配置されＸ方向およびＹ方向（図１に矢印ｂで示した前後方向）に移動する一対の移載ヘッド１３ａ，１３ｂと、基台１１の上面に配置された部品撮像カメラ１４と、電子部品Ｂを供給する複数のテープフィーダ１５からなる電子部品供給部１５ａ，１５ｂとを備えている。

コンベア１２は、載置台１２ａと、載置台１２ａの前後に設けられ基板Ａを前後から挟んで固定する一対のレール部１２ｂ，１２ｃと、搬送モータ（図示せず）の作動により載置台１２ａを移動させて基板Ａを搬送するボールねじ１２ｄとを備えている。また、基台１１の上面における載置台１２ａの前後両側には、駆動装置を備えた一対のＸレールユニット１６ａ，１６ｂが一定間隔を保って左右方向に延びている。そして、その一対のＸレールユニット１６ａ，１６ｂに、Ｙレールユニット１７が左右方向に移動可能な状態で掛け渡されている。

Ｙレールユニット１７は、Ｘレールユニット１６ａ，１６ｂに沿って移動可能な脚部１７ａ，１７ｂと、脚部１７ａ，１７ｂの上端に掛け渡されたＹ軸部１７ｃとを備えている。そして、Ｙ軸部１７ｃには、移載ヘッド１３ａ，１３ｂを移動可能に支持するレール部１７ｄと、レール部１７ｄに沿って移載ヘッド１３ａ，１３ｂをそれぞれ個別に移動させる駆動装置とが備わっている。このため、Ｙレールユニット１７は、Ｘレールユニット１６ａ，１６ｂの駆動装置の駆動により左右方向に移動する。そして、移載ヘッド１３ａ，１３ｂは、Ｙ軸部１７ｃの駆動装置の駆動によりレール部１７ｄの長手方向に沿って移動する。

この移載ヘッド１３ａ，１３ｂには、複数の円筒状のホルダー１３ｃと、この複数のホルダー１３ｃの下端にそれぞれ取り付けられ電子部品Ｂを保持する電子部品用のマニピュレータ２０とが備わっている。また、移載ヘッド１３ａ，１３ｂには、複数のホルダー１３ｃを個別に昇降させるＺ軸サーボモータと、複数のホルダー１３ｃを個別に回転方向に回転させるＲ軸サーボモータとが備わっている。このため、移載ヘッド１３ａ，１３ｂは、Ｙレールユニット１７の移動可能範囲で基台１１上を移動でき、さらに、各ホルダー１３ｃおよびマニピュレータ２０は、上下方向に移動できるとともにＺ軸周り方向に回転できる。

また、移載ヘッド１３ａ，１３ｂには、基板Ａおよびテープフィーダ１５の所定部分などを撮像する移動カメラ１８が備わっている。この移動カメラ１８は、基板Ａの設置位置、テープフィーダ１５の部品吸着位置およびテープフィーダ１５の部品吸着位置に搬送された電子部品Ｂの位置などを確認するために用いられる。また、部品撮像カメラ１４は、複数のマニピュレータ２０の配置の確認や、各マニピュレータ２０がそれぞれ保持する電子部品Ｂなどを撮像するために用いられる。

マニピュレータ２０は、図２ないし図５に示した取付部３０を介して、ホルダー１３ｃに取り付けられている。マニピュレータ２０は、本発明の嵌合部としてのシャンク部２１と、シャンク部２１の下端に取り付けられたばね保持部２２と、ばね保持部２２の両側に取り付けられた一対のばね押圧部２３，２４と、後述するように、ばね保持部２２とばね押圧部２３，２４との内部にそれぞれ収容され、ばね押圧部２３，２４の移動により伸縮するコイルばね２５ａ，２５ｂ（図６および図７参照）と、ばね押圧部２３，２４の外側部に取り付けられた一対の移動部材２６，２７とで構成されている。

シャンク部２１は、ホルダー１３ｃに連通して内部に負圧空間を形成できる筒体で構成されている。ばね保持部２２は、高さよりも直径が大きな円板の所定の対向する部分に扇形の切欠きを２つ形成して、平面視が切欠き部よりもやや大きな扇形を２つ対称に連結した形状に形成された部材で構成されており、内部に、シャンク部２１に連通するばね収容部２２ａ，２２ｂが形成されている。このばね収容部２２ａ，２２ｂは、逆方向から平行して延びており、図７の状態で、ばね収容部２２ａは、前側の切欠き部分から左側に向かって延びており、ばね収容部２２ｂは、後側の切欠き部分から右側に向かって延びている。

そして、ばね収容部２２ａ，２２ｂに、コイルばね２５ａ，２５ｂが収容されている。また、コイルばね２５ａの一方の端部は、ばね収容部２２ａの奥端部に位置し、コイルばね２５ａの他方の端部は、ばね収容部２２ａの開口よりも外部側に突出している。同様に、コイルばね２５ｂの一方の端部は、ばね収容部２２ｂの奥端部に位置し、コイルばね２５ｂの他方の端部は、ばね収容部２２ｂの開口よりも外部側に突出している。また、ばね保持部２２の下面における左右の中央にはストッパ２２ｃがねじ２２ｄによって固定されている。

ばね押圧部２３，２４は、ともに一方が開口し他方が閉塞した筒状部材で構成されており、開口側の大部分がばね収容部２２ａ，２２ｂ内に挿入可能で、内部に、伸長状態のコイルばね２５ａ，２５ｂの大部分を収容できる大きさに形成されている。このばね押圧部２３，２４は、軸をずらした状態で互いに対向して配置されており、ともに開口側をばね収容部２２ａ，２２ｂの内部に位置させ、閉塞側をばね収容部２２ａ，２２ｂの外部に位置させて、内部にコイルばね２５ａ，２５ｂを収容している。シャンク部２１の内部から、ばね収容部２２ａ，２２ｂおよびばね押圧部２３，２４の内部にかけての部分で形成される空間は密閉状態になっており、ばね押圧部２３，２４は、その密封状態を維持してばね保持部２２に対して摺動する。このばね押圧部２３，２４の互いの進退によってコイルばね２５ａ，２５ｂは伸縮する。

移動部材２６，２７は、本発明に係る保持機構と取付状態維持機構とを構成している。すなわち、移動部材２６，２７は、下部が保持機構としての把持片２６ａ，２７ａで構成され、上部が取付状態維持機構としての取付状態維持片２６ｂ，２７ｂで構成されている。そして、把持片２６ａと取付状態維持片２６ｂとは四角板状の連結片２６ｃで連結され、この連結片２６ｃはねじ２６ｄによってばね押圧部２３の閉塞された部分に固定されている。また、把持片２７ａと取付状態維持片２７ｂとは四角板状の連結片２７ｃで連結され、この連結片２７ｃはねじ２７ｄによってばね押圧部２４の閉塞された部分に固定されている。

把持片２６ａは、連結片２６ｃの下端から連結片２６ｃに直交してばね保持部２２の下面に沿うようにして延びる水平部分と、水平部分の先端から水平部分に直交して下方に延びる垂直部分とからなる断面形状がＬ形の部分で構成されている。把持片２７ａは、把持片２６ａと左右対称に形成されており、連結片２７ｃの下端から連結片２７ｃに直交してばね保持部２２の下面に沿うようにして延びる水平部分と、水平部分の先端から水平部分に直交して下方に延びる垂直部分とからなる断面形状がＬ形の部分で構成されている。また、把持片２６ａ，２７ａの垂直部分の上部における対向する部分には、ストッパ２２ｃの側部が係合できる切り欠き部２６ｅ，２７ｅが形成されている。

把持片２６ａ，２７ａは、ばね押圧部２３，２４の移動に伴って、互いの間隔を変更し、互いに接近したときには、図２および図３に示したように、ストッパ２２ｃに切り欠き部２６ｅ，２７ｅが係合する位置まで移動できる。また、把持片２６ａ，２７ａが互いに離間したときには、図４および図５に示したように、切り欠き部２６ｅ，２７ｅはストッパ２２ｃから離れるようになる。このため、把持片２６ａ，２７ａは、図２および図３に示した状態の垂直部分間の距離を最短としてそれよりも幅の長い電子部品Ｂを挟持することができる。

また、取付状態維持片２６ｂ，２７ｂは、ともに平面視がコ字状の板状に形成されており、取付状態維持片２６ｂは、両端部をホルダー１３ｃの前後に向けて連結片２６ｃの上端からホルダー１３ｃ側に延び、取付状態維持片２７ｂは、両端部をホルダー１３ｃの前後に向けて連結片２７ｃの上端からホルダー１３ｃ側に延びている。取付状態維持片２６ｂ，２７ｂのそれぞれの両端部間の幅は、ホルダー１３ｃに接近した状態でホルダー１３ｃを前後から挟める長さに設定されている。このため、取付状態維持片２６ｂ，２７ｂは、互いに接近したときには、図２に示したように、ホルダー１３ｃの周囲を略囲むようになり、取付状態維持片２６ｂ，２７ｂは、互いに離間したときには、図４に示したように、ホルダー１３ｃから離れた状態になる。

このように構成されたマニピュレータ２０をホルダー１３ｃに取り付ける取付部３０は、図８に示した板ばね３１、係止ピン３２、一対のねじ３３、ホルダー１３ｃに形成されたばね部材取付部３４およびシャンク部２１に形成されたＶ形溝３５で構成されている。板ばね３１は、弾性を備えた縦長の矩形板３１ａの下部を後方に略直角に折り曲げるとともに、その角部の両側に、矩形板３１ａに直交して後方に突出する一対の止め爪３１ｂを形成して構成されており、矩形板３１ａの上部両側には一対のねじ挿通穴（図示せず）が形成されている。係止ピン３２は、板ばね３１の一対の止め爪３１ｂ間に配置できる長さを有する丸棒で構成されている。

ばね部材取付部３４は、ホルダー１３ｃの下部におけるシャンク部２１が挿入される部分の外周面に形成されており、ばね取付面３４ａと、係止溝３４ｂとで構成されている。ばね取付面３４ａは、左右の幅が矩形板３１ａの左右の幅と略等しく、上下の長さが矩形板３１ａの上下の長さよりも係止ピン３２の直径程度短くなった平面で構成されており、上部に板ばね３１の一対のねじ挿通穴と同じ間隔で一対のねじ穴３４ｃが形成されている。係止溝３４ｂは、係止ピン３２を殆ど余裕なく挿入できる長さ（幅）と深さを備えた直線状の水平溝で構成されており、左右方向の中央部分は、ホルダー１３ｃの内部に貫通している。なお、ばね部材取付部３４の上下方向の長さは、板ばね３１の上下の長さよりも僅かに長くなっている。

シャンク部２１は、ホルダー１３ｃの内部に密接状態で挿入されてホルダー１３ｃに取り付けられるようになっており、Ｖ形溝３５は、ホルダー１３ｃにシャンク部２１が挿入されたときの係止溝３４ｂの位置に位置するようにしてシャンク部２１の外周面に形成されている。また、シャンク部２１の上縁部におけるＶ形溝３５の上方部分には、傾斜面３５ａが形成されている。Ｖ形溝３５は、水平方向に延びており、係止ピン３２の一部が係合できる深さを備えている。このため、係止ピン３２を係止溝３４ｂに入れた状態で、一対の止め爪３１ｂで係止ピン３２を挟むようにして、板ばね３１をばね部材取付部３４に位置させ、ねじ３３を板ばね３１のねじ挿通穴に通してねじ穴３４ｃに螺合させることにより、板ばね３１を係止ピン３２とともにばね部材取付部３４に取り付けることができる。

そして、シャンク部２１の上部を、ホルダー１３ｃの下部の内部に挿入して、Ｖ形溝３５を係止ピン３２に係合させることにより、シャンク部２１を、ホルダー１３ｃに取り付けることができる。これによって、図９に示した状態になる。この状態では、係止ピン３２は、板ばね３１によって押圧され、係止溝３４ｂおよびＶ形溝３５から外れることを防止される。なお、シャンク部２１を、ホルダー１３ｃに挿入する際、傾斜面３５ａが係止ピン３２に当接することによって、シャンク部２１は、ホルダー１３ｃにスムーズに挿入される。また、前述した取付状態維持片２６ｂ，２７ｂが、互いに接近したときには、取付状態維持片２６ｂ，２７ｂのそれぞれの前部が板ばね３１に接近した状態で板ばね３１の表面側に位置するようになり、これによって、板ばね３１が前側に撓んで、係止ピン３２が、係止溝３４ｂおよびＶ形溝３５から外れることが防止される。

また、ホルダー１３ｃの内部は、移載ヘッド１３ａ，１３ｂに設けられた配管等を介して負圧発生装置（図示せず）に連通しており、負圧発生装置の作動によって生じる吸引力でマニピュレータ２０は作動する。すなわち、負圧発生装置が作動していないときには、コイルばね２５ａ，２５ｂの弾性によって、ばね押圧部２３，２４は、ばね収容部２２ａ，２２ｂの外部側に付勢され、移動部材２６，２７は、互いに離間した状態になる。そして、負圧発生装置が作動すると、ばね収容部２２ａ，２２ｂおよびばね押圧部２３，２４で形成される空間に負圧が生じ、この負圧がコイルばね２５ａ，２５ｂの弾性に抗してばね押圧部２３，２４をばね収容部２２ａ，２２ｂ内に吸い寄せる。

これによって、移動部材２６，２７は、互いに接近し、把持片２６ａ，２７ａは、電子部品Ｂを保持できる状態になり、取付状態維持片２６ｂ，２７ｂが、板ばね３１を押さえて、係止ピン３２が、係止溝３４ｂおよびＶ形溝３５から外れることを防止する。なお、ホルダー１３ｃ、マニピュレータ２０、取付部３０および負圧発生装置で、本発明に係るマニピュレータの抜け防止機構が構成される。また、ホルダー１３ｃには、マニピュレータ２０に代えてノズルを取り付けることもでき、この場合、ノズルは、負圧発生装置の作動により電子部品Ｂを吸着する。すなわち、移動部材２６，２７は、元々、ノズルを介して電子部品Ｂを吸着する負圧発生装置が発生する負圧を利用して作動するものである。

このように構成された電子部品実装装置１０を用いて、基板Ａ上に電子部品Ｂを実装する場合には、まず、図１に示したように、複数のテープフィーダ１５を基台１１に設置した状態で、電子部品実装装置１０を作動させる。これによって、テープフィーダ１５から電子部品Ｂを保持するキャリアテープが繰り出され、複数の電子部品Ｂが順次部品取出位置に送られる。つぎに、部品取出位置に到達した電子部品Ｂを、移載ヘッド１３ａ，１３ｂに設けられたマニピュレータ２０が挟持してピックアップする。そして、ピックアップした電子部品Ｂをプリント基板Ａの所定の部分に搬送したのちに、その部分に実装する。この電子部品Ｂをピックアップして実装する動作が繰り返し行われる。その間、例え、電子部品Ｂが重量の大きなものであっても、マニピュレータ２０が、ホルダー１３ｃから抜け落ちることはない。このため、電子部品実装装置１０は適正に作動することができる。

このように、本実施形態に係るマニピュレータの抜け防止機構では、保持機構を構成する把持片２６ａ，２７ａと、取付状態維持機構を構成する取付状態維持片２６ｂ，２７ｂとのうちの、把持片２６ａと取付状態維持片２６ｂとが一体に形成され、把持片２７ａと取付状態維持片２７ｂとが一体に形成されている。また、係止ピン３２を係止溝３４ｂに位置させた状態で、板ばね３１をねじ３３でばね部材取付部３４に固定し、その状態のホルダー１３ｃの下部にシャンク部２１の上部を挿入することにより、マニピュレータ２０をホルダー１３ｃに取り付けている。

このため、把持片２６ａ，２７ａと取付状態維持片２６ｂ，２７ｂとが連動して作動するようになり、把持片２６ａ，２７ａが電子部品Ｂを保持してマニピュレータ２０や取付部３０に大きな負荷が掛った状態のときに、取付状態維持片２６ｂ，２７ｂが、板ばね３１を押さえて、取付部３０の取付状態を維持させるようになる。この結果、マニピュレータ２０がホルダー１３ｃから抜け出ることを確実に防止できる。また、マニピュレータ２０をホルダー１３ｃに着脱する操作が簡単になる。さらに、把持片２６ａと取付状態維持片２６ｂおよび把持片２７ａと取付状態維持片２７ｂをそれぞれ一体にしたため、部品点数が減少してマニピュレータの抜け防止機構が簡単な構造になる。

また、把持片２６ａ，２７ａと取付状態維持片２６ｂ，２７ｂとを含む移動部材２６，２７が、コイルばね２５ａ，２５ｂの弾性と、負圧発生装置の作動とによって移動するため、確実な往復移動が可能になる。さらに、把持片２６ａ，２７ａと取付状態維持片２６ｂ，２７ｂとを、同じコイルばね２５ａ，２５ｂの弾性と負圧発生装置の作動とで往復移動させるため、電子部品実装装置１０の簡略化が図れる。

（第２実施形態）
図１０および図１１は、本発明の第２実施形態に係るマニピュレータの抜け防止機構を示している。このマニピュレータの抜け防止機構に備わっているマニピュレータ４０は、電子部品Ｂではなく、図１２に示したバックアップピン５０を保持して所定の位置に装着するためのバックアップピン用のマニピュレータである。バックアップピン５０は、基台１１の内部に設けられた台座５６（図２２および図２３参照）に複数並んで配置されており、その所定のものが適宜、マニピュレータ４０に保持されて搬送され基板Ａの設置部の下方に設置されたバックアッププレート（図示せず）に装着される。このバックアップピン５０は、基板Ａの下方に位置して、基板Ａに電子部品Ｂを実装する際に、基板Ａが撓むことを防止する。

バックアップピン５０は、下部が太く上方に行くほど細くなった段違いの棒状体で構成されており、下部から順に、吸着部５１、大径部５２、小径部５３が形成され、小径部５３の上部に小さな支持ピン５４が形成されている。また、軸方向の長さは、下部の吸着部５１から上方の小径部５３に行くにしたがって長くなっている。吸着部５１の底面中央には収容穴が形成されておりその内部に磁石５５が収容されている。バックアップピン５０は、この磁石５５の磁力によりバックアッププレート上に起立状態で設置される。また、小径部５３の上部には外周面に沿った係合溝５３ａが形成されている。そして、吸着部５１、大径部５２および小径部５３の各境界部と小径部５３の上部にはテーパ面が形成されている。

マニピュレータ４０は、図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示したように、シャンク部４１と、シャンク部４１の下部に取り付けられたばね保持部４２と、ばね保持部４２の一方の側部に取り付けられたばね押圧部４３，４４（図１４および図１５参照）と、後述するように、ばね保持部４２とばね押圧部４３，４４との内部にそれぞれ収容され、ばね押圧部４３，４４の移動により伸縮するコイルばね４５ａ，４５ｂと、ばね押圧部４３，４４の外側端部に取り付けられた移動部材４６とで構成されている。

ばね保持部４２は、高さよりも直径が大きな円板の一方の側部（図１４および図１５の右側）を切り欠いて平面状にした形状に形成された部材で構成されており、上部に、シャンク部２１に連通するばね収容部４２ａ，４２ｂが形成されている。このばね収容部４２ａ，４２ｂは、間隔を保って平行して形成されており、ともに切り欠かれた平面状部分からばね保持部４２の内部側に向かって延びている。また、ばね保持部２２の下部には、図１６に示したように、ばね収容部４２ａ，４２ｂに平行してばね保持部２２を左右に貫通するシャッタ挿通孔４２ｃが形成されている。そして、そのシャッタ挿通孔４２ｃに交差して、ばね保持部４２の下面から上方に延びる穴部４２ｄ，４２ｅ，４２ｆが左右に間隔を保って形成されている。このうち、穴部４２ｅの直径は、バックアップピン５０の小径部５３を挿通できる大きさに設定されている。

ばね押圧部４３，４４は、前述したばね押圧部２３，２４と同様の構成をしており、ともに開口側をばね収容部４２ａ，４２ｂの内部に位置させ、閉塞側をばね収容部４２ａ，４２ｂの外部に位置させてばね保持部４２に設置されている。また、ばね押圧部４３，４４の内部には、コイルばね４５ａ，４５ｂが収容されている。なお、コイルばね４５ａ，４５ｂが伸長状態のときには、コイルばね４５ａ，４５ｂの一部は、ばね押圧部４３，４４の開口から突出する。また、ばね押圧部４３，４４の間には、ばね保持部４２の平面部からばね押圧部４３，４４に平行して右方向外部に延びるねじからなるガイド棒４７が設けられている。

移動部材４６は、下部が保持機構としてのシャッター４６ａで構成され、上部が取付状態維持機構としての取付状態維持片４６ｂで構成されている。そして、シャッター４６ａと取付状態維持片４６ｂとは四角板状の連結片４６ｃで連結され、この連結片４６ｃは、一対のねじ４６ｄによってばね押圧部４３，４４の閉塞された部分に固定されている。また、連結片４６ｃにおける一対のねじ４６ｄが取り付けられた部分の中間には、挿通穴が形成され、この挿通穴にガイド棒４７が挿通している。このため、移動部材４６は、ガイド棒４７に沿って左右に移動できる。

シャッター４６ａは、連結片４６ｃの下端から僅かに下方に延びたのちに、屈曲してシャッタ挿通孔４２ｃの内部に延びている。このシャッター４６ａには、図１７に示したように、上下に貫通する長穴４８が形成されている。この長穴４８は、中央部分に並んで形成された略四角形の挿通穴４８ａと左右に細長い係合穴４８ｂと、挿通穴４８ａの左に形成された半円穴４８ｃと、係合穴４８ｂの右に形成された円形穴４８ｄとで構成されている。挿通穴４８ａは、バックアップピン５０の小径部５３を通せる大きさに形成され、係合穴４８ｂは、その縁部に、小径部５３の係合溝５３ａを係合させることができる大きさに形成されている。

シャッター４６ａは、ばね押圧部４３，４４の移動に伴って左右に移動し、右側（外側）に位置しているときには、挿通穴４８ａがばね保持部４２の穴部４２ｅと連通して、バックアップピン５０の小径部５３が穴部４２ｅを挿通可能になる。また、シャッター４６ａが左側（内側）に位置しているときには、係合穴４８ｂがばね保持部４２の穴部４２ｅと連通して、バックアップピン５０の小径部５３は穴部４２ｅを挿通不可の状態になる。この場合、小径部５３の係合溝５３ａが係合穴４８ｂに位置していれば、係合溝５３ａが係合穴４８ｂの縁部に係合してバックアップピン５０を保持できる。

また、図１３（ａ）に示したように、ばね保持部４２の上面と、移動部材４６の上面とには、マークとなる穴４９ａ，４９ｂが形成されており、この穴４９ａ，４９ｂ間の距離からシャッター４６ａが開いた状態（右に位置した状態）であるか閉じた状態（左に位置した状態）であるかを認識できる。取付状態維持片４６ｂは、前述した取付状態維持片２６ｂ，２７ｂの一方と同様の構成であるため、説明は省略する。さらに、このように構成されたマニピュレータ４０をホルダー１３ｃに取り付ける取付部も、前述した取付部３０と同じ構成であるため、同一部分に同一符号を記して説明は省略する。このように構成されたマニピュレータ４０は、前述した電子部品実装装置１０に取り付けられる。

マニピュレータ４０を用いて電子部品実装装置１０で、バックアップピン５０をバックアッププレート上に設置する場合には、まず、図１８ないし図２１に示した操作を順次行ってホルダー１３ｃにマニピュレータ４０を取り付ける。使用前のマニピュレータ４０は、台座５６ａに設置されているマニピュレータ固定ピン５７に固定されており、この場合の固定は、マニピュレータ固定ピン５７の上面に設けられた一対の係合ピン５７ａに、シャッター４６ａが係合することによって行われている。

すなわち、係合ピン５７ａは、バックアップピン５０の小径部５３における係合溝５３ａが形成された部分と略等しい形状と大きさとを備えており、互いの間隔は、ばね保持部４２の穴部４２ｄと穴部４２ｆとの間隔と同じに設定されている。そして、一対の係合ピン５７ａの係合溝が、それぞれシャッター４６ａの長穴４８の係合穴４８ｂと半円穴４８ｃとの縁部に係合することにより、マニピュレータ４０は、マニピュレータ固定ピン５７に固定されている。また、マニピュレータ固定ピン５７の上面における一対の係合ピン５７ａの間には、位置決用突起５８が設けられており、一対の係合ピン５７ａと位置決用突起５８とは、それぞればね保持部４２の穴部４２ｄ，４２ｅ，４２ｆ内に位置している。

その状態から、図１８に示したように、ホルダー１３ｃをマニピュレータ４０の上方に移動させたのちに下降させてホルダー１３ｃの内部にシャンク部４１を挿入させることにより、ホルダー１３ｃにマニピュレータ４０を取り付けて、図１９の状態にする。なお、ホルダー１３ｃを下降させる前には、移動カメラ１８で穴４９ａ，４９ｂを撮像してシャッター４６ａが開いた状態であることを確認する。これによって、ホルダー１３ｃが、取付状態維持片４６ｂに衝突することを防止できる。この移動カメラ１８と穴４９ａ，４９ｂとで本発明に係る第２の確認手段が構成される。

そして、負圧発生装置を作動させて、図２０のように、移動部材４６をばね保持部４２の内部側に吸い込むことにより、一対の係合ピン５７ａが長穴４８の挿通穴４８ａと円形穴４８ｄとの内部に位置するようにする。これによって、係合ピン５７ａとシャッター４６ａとの係合が解除されるため、ホルダー１３ｃを上昇させることにより、図２１に示したように、マニピュレータ４０は、マニピュレータ固定ピン５７から離れ、ホルダー１３ｃとともに上昇していく。

つぎに、マニピュレータ４０でバックアップピン５０を保持する操作が行われる。この場合、負圧発生装置の作動を停止させて、コイルばね４５ａ，４５ｂの弾性により、移動部材４６をばね保持部４２の外部側に移動させる。これによって、シャッター４６ａの挿通穴４８ａが、ばね保持部４２の穴部４２ｅと連通するようになり、バックアップピン５０の小径部５３が穴部４２ｅに挿通可能になる。その状態で、マニピュレータ４０をバックアップピン５０の上方から下降させて、図２２の状態にする。なお、マニピュレータ４０が下降する直前には、部品撮像カメラ１４が、マニピュレータ４０を下方から撮像してばね保持部４２からシャッター４６ａがはみ出している長さに基づいてシャッター４６ａが開いた状態であることを認識する。この部品撮像カメラ１４と、ばね保持部４２と、シャッター４６ａとで本発明に係る第１の確認手段が構成される。

そして、負圧発生装置を作動させて、図２３のように、移動部材４６をばね保持部４２の内部側に吸い込むことにより、小径部５３の係合溝５３ａに、係合穴４８ｂ縁部を係合させる。これによって、バックアップピン５０は、マニピュレータ４０に保持された状態になり、ホルダー１３ｃが上昇すると、台座５６から離れて、マニピュレータ４０とともに上昇していく。また、板ばね３１は、取付状態維持片４６ｂの前部によって係止溝３４ｂ側に押圧されるため、マニピュレータ４０が、ホルダー１３ｃから抜け落ちることはない。そして、バックアップピン５０は、バックアッププレートに搬送され、所定の位置に設置される。このときには、負圧発生装置の作動を停止させて、小径部５３の係合溝５３ａと、係合穴４８ｂ縁部との係合を解除する。

このように、本実施形態に係るマニピュレータの抜け防止機構では、重量の大きなバックアップピン５０を保持してもマニピュレータ４０が、ホルダー１３ｃから抜け落ちることを確実に防止できる。また、取付状態維持片４６ｂをシャッター４６ａと一体に形成したため、部品点数が減少してマニピュレータの抜け防止機構が簡単な構造になる。さらに、ホルダー１３ｃにマニピュレータ４０を取り付ける際に、移動カメラ１８で穴４９ａ，４９ｂを撮像してシャッター４６ａが開いた状態であることを確認するため、ホルダー１３ｃが、取付状態維持片４６ｂに衝突することを防止して、ホルダー１３ｃにマニピュレータ４０を確実に取り付けることができる。

また、シャッター４６ａの挿通穴４８ａにバックアップピン５０の小径部５３を挿通させる際に、小径部５３と挿通穴４８ａとの位置が合っていることを確認するためにマニピュレータ４０を下方から撮像してシャッター４６ａが開いた状態であることを認識する。このため、シャッター４６ａがバックアップピン５０に衝突して、シャッター４６ａやバックアップピン５０が破損することを防止できる。この実施形態におけるそれ以外の作用効果は、前述した第１実施形態の作用効果と同様である。

また、本発明に係るマニピュレータの抜け防止機構は、前述した実施形態に限定するものでなく、適宜変更して実施することができる。例えば、前述した第１実施形態では、把持片２６ａと取付状態維持片２６ｂ、および把持片２７ａと取付状態維持片２７ｂをそれぞれ一体に形成しているが、これらは、一体でなく、別々の部材として構成してもよい。同様に、第２実施形態におけるシャッター４６ａと、取付状態維持片４６ｂも一体でなく、別々の部材として構成してもよい。この場合、負圧発生装置は、保持機構用のものと取付状態維持機構用のものとの別々の装置で構成してもよいし、一つの装置を共通して用いてもよい。

また、前述した各実施形態では、取付状態維持片２６ｂ，２７ｂおよび４６ｂが板ばね３１の側方から板ばね３２の表面に進退するようにしているが、板ばね３２が側方を向くようにして、取付状態維持片２６ｂ，２７ｂの一方および４６ｂが板ばね３１の正面から板ばね３２の表面に進退するようにしてもよい。さらに、前述した第２実施形態では、マニピュレータ４０を下方から撮像してシャッター４６ａが開いた状態であることを認識しているが、穴４９ａ，４９ｂ間の距離からシャッター４６ａが開いた状態であることを認識してもよい。また、マニピュレータの抜け防止機構のそれ以外の部分や、マニピュレータの抜け防止機構が設けられる電子部品実装装置の構成についても、適宜変更することができる。

１３ａ，１３ｂ…移載ヘッド、１３ｃ…ホルダー、１４…部品撮像カメラ、１８…移動カメラ、２０，４０…マニピュレータ、２１，４１…シャンク部、４２…ばね保持部、２５ａ，２５ｂ，４５ａ，４５ｂ…コイルばね、２６ａ，２７ａ…把持片、２６ｂ，２７ｂ，４６ｂ…取付状態維持片、３０…取付部、３５…Ｖ形溝、４６ａ…シャッター、４８ａ…挿通穴、４８ｂ…係合穴、４９ａ，４９ｂ…穴、５０…バックアップピン、５３ａ…係合溝、Ｂ…電子部品。

Claims (8)

1. ヘッドに設けられた筒状のホルダーと、
   前記ホルダーに嵌合する筒状の嵌合部と保持部材を保持する保持機構とを含み、取付部を介して前記ホルダーに着脱可能に取り付けられるマニピュレータと
   を備えたマニピュレータの抜け防止機構において、
   前記ホルダーに前記マニピュレータが取り付けられたときの前記取付部の取付状態を維持させる取付状態維持機構を設けるとともに、前記取付状態維持機構を前記保持機構に連動させて、
   前記保持機構が前記保持部材を保持するときに前記取付状態維持機構が前記取付部の取付状態を維持させ、前記保持機構が前記保持部材を解放するときに前記取付状態維持機構が前記取付部の取付状態を維持させた状態を解除するようにしたことを特徴とするマニピュレータの抜け防止機構。
2. 前記取付部を、前記嵌合部に設けられた溝部を備えた機構で構成し、前記取付状態維持機構を前記ホルダーに対して進退可能な取付状態維持片で構成した請求項１に記載のマニピュレータの抜け防止機構。
3. 前記保持機構を、前記保持部材を挟むことにより保持する一対の挟持片で構成し、前記取付状態維持片をそれぞれ前記一対の挟持片の一方と一体からなる一対の取付状態維持片で構成した請求項２に記載のマニピュレータの抜け防止機構。
4. 前記保持部材を係合溝が形成された部材で構成して、前記保持機構を、前記保持部材を挿通させる挿通穴と前記係合溝に係合する縁部を有する係合穴とが連続して形成されたシャッターで構成し、前記取付状態維持片を前記シャッターと一体からなる部材で構成した請求項２に記載のマニピュレータの抜け防止機構。
5. 前記保持機構で前記保持部材を保持する際に、前記シャッターの位置が前記保持部材を保持するための適正位置にあるか否かを確認する第１の確認手段を設けた請求項４に記載のマニピュレータの抜け防止機構。
6. 前記ホルダーに前記マニピュレータを取り付ける際に、前記マニピュレータが取り付け可能な状態であるか否かを確認する第２の確認手段を設けた請求項１ないし５のうちのいずれか一つに記載のマニピュレータの抜け防止機構。
7. 前記保持機構および前記取付状態維持機構がばねの弾性と前記ばねの弾性に抗する負圧発生装置の作動とにより往復移動する作動部分を備えたものである請求項１ないし６のうちのいずれか一つに記載のマニピュレータの抜け防止機構。
8. 前記マニピュレータに、負圧により前記保持部品を吸着する負圧発生装置が接続されているとともに、前記保持機構および前記取付状態維持機構が負圧発生装置が発生する負圧によって作動するものであり、かつ、前記保持部品を吸着する負圧発生装置と、前記保持機構および前記取付状態維持機構を作動させる負圧発生装置とが共通のものである請求項１ないし７のうちのいずれか一つに記載のマニピュレータの抜け防止機構。