JP2018181884A - 搬送装置及び搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送しやすい状態で固定対象物を吸引し、固定状態を維持することを課題とする。【解決手段】搬送装置は、固定対象物を載置する載置面を有する載置部と、一端側に前記載置面に開口する第１の開口を有すると共に、他端側に第２の開口を備える吸引通路と、前記第２の開口が開口する減圧室と、前記吸引通路を開放した状態で前記減圧室の容積を縮小し、前記吸引通路を通じて前記減圧室内の空気を排出すると共に、前記吸引通路を前記固定対象物で閉塞した状態で前記減圧室の容積を拡大し、前記減圧室内を減圧する収縮拡張部と、を含む。【選択図】図４

Description

本明細書開示の発明は、搬送装置及び搬送方法に関する。

従来、部品等のワークを吸引して固定する装置が種々提案されている。例えば、上部を開口した大径の吸引室とこの吸引室の底部に貫設した小径の吸気口を備えた吸着構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。この吸着構造は、吸気口の上端に吸引室内の気圧変動によって遊動する弁が被冠された構造を有している。吸着構造は、吸引室の開口側となる表面をワークの載置面とし、吸気口には、裏面側から真空吸引系が接続される。そして、真空吸引系が作動すると、ワークによって閉塞された吸引室は真空状態となり、弁には吸引力が作用しなくなる。一方、ワークによって閉塞されていない吸引室では、弁が吸引され、弁によって吸気口が閉塞される。これにより、ワークが載置面に吸引されて位置決めされる。

また、真空源と接続された制御孔内に、その制御孔の最大内径よりも小さく、かつ最小内径よりも大きい外径を有する駒が制御孔内に配置された真空吸着式ワーク固定装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。駒は、制御孔の最小内径よりも小さい径の貫通孔を有すると共に、弾性を有し、真空源によって制御孔の最小内径側に引き込まれると制御孔を閉じる。すなわち、ワークによって塞がれていない制御孔を閉じることができるので、ワークに対する吸引力の低下を抑制することができる。

特開平５−１８７４３０号公報 特開平９−２７７１３４号公報

ところで、ワークは、搬送されることがあり、特許文献１の吸着構造や特許文献２の真空吸着式ワーク固定装置に吸引され、固定された状態で搬送されることも想定される。しかしながら、特許文献１の吸着構造や特許文献２の真空吸着式ワーク固定装置によって、ワークを固定状態に保つためには、吸引力を発揮する真空状態や減圧状態を維持しなければならない。このとき、真空吸引系や真空源との接続状態を維持したままとすると、減圧、吸引の為の配管の取り回しが煩雑となり、搬送しづらい。また、真空吸引系や真空源との接続を切り離す場合には、減圧、吸引の為の配管に、真空、減圧状態を維持するための弁機構を備え、この弁機構を操作しなければならず、手間である。

１つの側面では、本明細書開示の搬送装置及び搬送方法は、搬送しやすい状態で固定対象物を吸引し、固定状態を維持することを課題とする。

本明細書開示の搬送装置は、固定対象物を載置する載置面を有する載置部と、一端側に前記載置面に開口する第１の開口を有すると共に、他端側に第２の開口を備える吸引通路と、前記第２の開口が開口する減圧室と、前記吸引通路を開放した状態で前記減圧室の容積を縮小し、前記吸引通路を通じて前記減圧室内の空気を排出すると共に、前記吸引通路を前記固定対象物で閉塞した状態で前記減圧室の容積を拡大し、前記減圧室内を減圧する収縮拡張部と、を含む。

本明細書開示の搬送方法は、固定対象物を載置する載置面に第１の開口が開口する吸引通路を開放した状態で、前記吸引通路の第２の開口が開口する減圧室の容積を縮小し、前記減圧室内の空気を排出する工程と、前記載置面に前記固定対象物を載置して、前記固定対象物により前記第１の開口を閉塞する工程と、前記第１の開口を閉塞した状態で、前記減圧室の容積を拡大し、前記減圧室内を減圧する工程と、前減圧室を減圧した状態で、前記載置面に固定された前記固定対象物を搬送する工程と、を含む。

本明細書開示の搬送装置及び搬送方法によれば、搬送しやすい状態で固定対象物を吸引し、固定状態を維持することができる。

図１は第１実施形態の搬送装置を含む固定システムの概略構成を模式的に示す説明図である。 図２は第１実施形態の搬送装置の外観を模式的に示す斜視図である。 図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、第１実施形態の搬送装置が用いられる測定装置の概略構成を模式的に示す説明図である。 図４（Ａ）〜図４（Ｄ）は第１実施形態の搬送装置が固定対象物を固定する様子を時系列的に示す説明図である。 図５は第２実施形態の搬送装置を含む固定システムの概略構成を模式的に示す説明図である。 図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は第２実施形態の搬送装置が固定対象物を固定する様子を時系列的に示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては、説明の都合上、実際には存在する構成要素が省略されていたり、寸法が実際よりも誇張されて描かれていたりする場合がある。

（第１実施形態）
まず、図１及び図２を参照して第１実施形態の搬送装置５について説明する。図１は第１実施形態の搬送装置を含む固定システムの概略構成を模式的に示す説明図である。図２は第１実施形態の搬送装置の外観を模式的に示す斜視図である。

固定システム１は、搬送装置５と圧気導入部３０を含む。搬送装置５は、固定対象物の一例である電子素子６０を吸引し、固定する。搬送装置５は、電子素子６０を吸引し、固定した状態で搬送することができるように設けられている。すなわち、電子素子６０は、搬送対象物であり、搬送装置５は、電子素子６０を搬送するためのトレイとして用いることができる。電子素子６０は、後に詳説する測定装置５０において、各種試験、検査に供される。

搬送装置５は、筐体１０を備える。筐体１０は、底板部１０ａ、側壁部１０ｂ及び天板部１０ｃを備える。筐体１０は、底板部１０ａ、側壁部１０ｂ及び天板部１０ｃに囲まれた内部空間１１を有する。底板部１０ａには、圧気導排出口１０ａ１が設けられている。天板部１０ｃは、電子素子６０の載置部となる。天板部１０ｃの上面には、凹部１２が形成されている。凹部１２は、電子素子６０の外形形状に対応させて設けられており、電子素子６０の位置決めとして機能する。凹部１２の底面は、電子素子６０の載置面１２ａとなる。本実施形態では、複数個の凹部１２が形成されている。

天板部１０ｃには、凹部１２毎に、吸引通路１３が形成されている。吸引通路１３は、その一端側に載置面１２ａに開口する第１の開口１３ａを有している。この第１の開口１３ａは、載置面１２ａに載置された電子素子６０を吸引する吸引口である。吸引通路１３は、他端側に第２の開口１３ｂを有している。第２の開口１３ｂは、内部空間１１に開口している。

搬送装置５は、減圧室１４を備える。また、搬送装置５は、減圧室１４の容積を収縮したり、拡張したりする収縮拡張部を備える。本実施形態は、自身が拡張することで減圧室１４の容積を収縮させ、自身が収縮することで減圧室１４の容積を拡張する風船１５を備えている。風船１５は、拡張収縮体の一例である。風船１５は、その内部領域１５ａが内部空間１１内に位置し、内部空間１１内で拡張し、収縮できるように設けられている。風船１５の口部１５ｂは、底板部１０ａに設けられた圧気導排出口１０ａ１に装着されている。口部１５ｂは、内部空間１１が圧気導排出口１０ａ１を通じて外部と連通しないように圧気導排出口１０ａ１の内周面に密着させて装着されている。なお、風船１５はゴム製であるが、他の素材を用いたものであってもよい。

減圧室１４の領域は、内部空間１１の領域から風船１５の内部領域１５ａを除いた領域となる。なお、内部空間１１に開口している第２の開口１３ｂは、減圧室１４に開口していることになる。

風船１５には、圧気導入部３０により、圧気を導入することができる。圧気導入部３０は、作業テーブル３１を備える。作業テーブル３１は、風船１５の口部１５ｂに接続可能に設けられた接続ノズル３１ａを備えている。接続ノズル３１ａは、コンプレッサ３２と接続されており、風船１５の内部領域１５ａに圧気を導入することができる。

ここで、風船１５の拡張収縮と、減圧室１４の容積の収縮拡張との関係について、整理して説明する。風船１５は、吸引通路１３を開放した状態、すなわち、凹部１２に電子素子６０を載置しておらず、第１の開口１３ａが開放された状態で内部領域１５ａに圧気が導入されると、拡張する。これに伴って、風船１５の内部領域１５ａが拡がり、風船１５の内部領域１５ａが内部空間１１に占める割合が増える。これに伴って、減圧室１４の容積は縮小される。風船１５の内部領域１５ａが拡張し、減圧室１４の容積が縮小されるとき、減圧室１４内の空気は、吸引通路１３を通じて外部へ排出される。

このように、風船１５の内部領域１５ａが拡張しており、減圧室１４の容積が縮小された状態で、電子素子６０により全ての第１の開口１３ａを塞ぎ、吸引通路１３を閉塞した状態で風船１５の内部領域１５ａから圧気を抜くと風船１５が収縮する。これに伴い、減圧室１４の容積は、拡張する。このとき、減圧室１４内の空気は、排出された状態となっているので、減圧室１４の容積が拡張すると、減圧室１４が減圧される。減圧室１４が減圧されると、吸引通路１３を通じて吸引力が電子素子６０に作用し、電子素子６０が天板部１０ｃに吸引され、固定される。

なお、風船１５内の圧気は、口部１５ｂを開放することで、風船１５の外部に排出され、減圧室１４内の減圧が進行するが、減圧室１４内の減圧が進行すると、風船１５が減圧室１４側に引かれる。これにより、風船１５の収縮は、減圧室１４内の減圧の状態とバランスした状態に収束する。

搬送装置５は、単に圧気導入部３０の作業テーブル３１から取り外すされるだけで、電子素子６０を吸引し、固定することができる。すなわち、減圧状態を維持するための弁等の操作を伴うことなく、電子素子６０を搬送装置５に固定することができる。また、減圧室１４内の減圧状態を維持するために、搬送装置５の外部からの吸引等は不要であるため、搬送装置５に減圧、吸引の為の配管等が接続されることもない。このため、搬送装置５は、搬送しやすい状態で固定対象物である電子素子６０を吸引し、固定状態を維持することができる。

ここで、図３（Ａ）、図３（Ｂ）を参照しつつ、本実施形態の搬送装置５が用いられる測定装置５０について、説明する。図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、第１実施形態の搬送装置が用いられる測定装置の概略構成を模式的に示す説明図である。

測定装置５０は、電子素子６０に検査プローブ５４を当接させたり、カメラ５２で撮影したりすることで、各種試験、検査を行う。図３（Ａ）を参照すると、測定装置５０は、フレーム５１を備える。フレーム５１は、土台部５１ａに立設された複数の支柱５１ｂを備える。複数の支柱５１ｂの上部には、梁５１ｃが設けられている。梁５１ｃには、カメラ５２が設置されている。そして、複数の支柱５１ｂで囲まれた領域にステージ５３が設置されている。ステージ５３は、その位置を調整するＸ方向調整部５３ａやＹ方向調整部５３ｂを備えている。そして、ステージ５３の上方に検査プローブ５４が設けられている。

電子素子６０は、搬送装置５に固定された状態で、各種試験、検査に供される。搬送装置５は、図３（Ｂ）に示すように、ステージ５３上に設置される。ステージ５３は、支柱５１ｂに囲まれた領域に設置されているので、仮に、搬送装置５に配管等が接続された状態であると、その取り回しが煩雑になると考えられる。搬送装置５の搬送及び設置は、オペレータが手動で行ったり、ハンドロボットを用いたりしてもよいが、配管等が存在しない本実施形態の搬送装置５を用いれば、いずれの場合にも、搬送装置５を容易に搬送し、ステージ５３上に設置できる。このように、本実施形態の搬送装置５を用いると、固定対象物を固定し、保持した状態での移動や設置が容易となる。

つぎに、図４（Ａ）〜図４（Ｄ）を参照しつつ、搬送装置５に電子素子６０が固定される様子について説明する。図４（Ａ）〜図４（Ｄ）は第１実施形態の搬送装置が固定対象物を固定する様子を時系列的に示す説明図である。なお、図４（Ａ）〜図４（Ｄ）では、コンプレッサ３２は省略されている。

まず、図４（Ａ）に示すように、搬送装置５を圧気導入部３０の作業テーブル３１に設置する。このとき、接続ノズル３１ａは、風船１５の口部１５ｂに挿し込まれる。このとき、凹部１２には、電子素子６０は、載置されておらず、吸引通路１３は開放された状態となっている。そして、図４（Ｂ）において、矢示２１で示すように、圧気が風船１５の内部領域１５ａ内に導入されると、矢示２２で示すよう風船１５が拡張する。これに伴って、減圧室１４の容積が収縮し、減圧室１４内の空気は、各吸引通路１３を通じて排出される。

ついで、図４（Ｃ）に示すように各凹部１２に電子素子６０を載置する。電子素子６０は、吸引通路１３の第１の開口１３ａを塞ぐ。これにより、各吸引通路１３は、閉塞された状態となる。なお、電子素子６０の載置を行っている段階では、図４（Ｃ）において矢示２１で示すように圧気の導入は継続されている。

そして、図４（Ｄ）で示すように、搬送装置５を作業テーブル３１から持ち上げ、接続ノズル３１ａを口部１５ｂから抜き取ると、矢示２４で示すように、風船１５の内部領域１５ａから圧気が排出される。これに伴って、風船１５は、矢示２５で示すように収縮する。この結果、減圧室１４の容積が拡張する。減圧室１４の容積が拡張すると、減圧室１４内が減圧状態となり、矢示２６で示すような吸引力を生じる。電子素子６０は、吸引力により、吸引され、固定される。電子素子６０は、搬送装置５に吸引され、固定された状態で測定装置５０のステージ５３上へ搬送される。

このように、本実施形態の搬送装置５を用いれば、電子素子６０を吸引し、固定することができる。なお、本実施形態では、固定対象物を電子素子６０としているが、これは、一例であり、他の物品を固定対象物としてもよい。

（第２実施形態）
つぎに、図５、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）を参照して、第２実施形態の搬送装置７５について説明する。図５は第２実施形態の搬送装置を含む固定システムの概略構成を模式的に示す説明図である。図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は第２実施形態の搬送装置が固定対象物を固定する様子を時系列的に示す説明図である。

第２実施形態の固定システム７１は、搬送装置７５と仕切り部材駆動部９０を含む。搬送装置７５は、電子素子６０を吸引し、固定する。搬送装置７５は、電子素子６０を吸引し、固定した状態で搬送することができるように設けられている。すなわち、搬送装置７５は、第１実施形態の搬送装置５と同様に、電子素子６０を搬送するためのトレイとして用いることができる。

搬送装置７５は、筐体８０を備える。筐体８０は、底板部８０ａ、側壁部８０ｂ及び天板部８０ｃを備える。筐体８０は、底板部８０ａ、側壁部８０ｂ及び天板部８０ｃに囲まれた内部空間８１を有する。底板部８０ａには、仕切り部材駆動部９０が備える押上シャフト９３ａが通過するシャフト通過孔８０ａ１が設けられている。天板部８０ｃは、電子素子６０の載置部となる。天板部１０ｃの上面には、凹部８２が形成されている。凹部８２は、電子素子６０の外形形状に対応させて設けられており、電子素子６０の位置決めとして機能する。凹部８２の底面は、電子素子６０の載置面８２ａとなる。本実施形態では、複数個の凹部８２が形成されている。

天板部８０ｃには、凹部８２毎に、吸引通路８３が形成されている。吸引通路８３は、その一端側に載置面８２ａに開口する第１の開口８３ａを有している。この第１の開口８３ａは、載置面８２ａに載置された電子素子６０を吸引する吸引口である。吸引通路８３は、他端側に第２の開口８３ｂを有している。第２の開口８３ｂは、内部空間８１に開口している。

搬送装置７５は、減圧室８４を備える。また、搬送装置７５は、減圧室８４の容積を収縮したり、拡張したりする収縮拡張部を備える。本実施形態は、内部空間８１に移動可能に設置され、減圧室８４の容積を拡張する向きに付勢された仕切り部材８５を備えている。本実施形態において、減圧室８４は、仕切り部材８５よりも上側の領域となる。すなわち、仕切り部材８５は、内部空間８１を底板部８０ａ側と天板部８０ｃ側とに分断し、天板部８０ｃ側の領域が減圧室８４として形成されている。仕切り部材８５は、内部空間８１を形成する側壁部８０ｂに摺接するシール部８５ａを備えている。なお、内部空間８１に開口している第２の開口８３ｂは、減圧室８４に開口していることになる。

搬送装置７５は、仕切り部材８５を底板部８０ａ側に付勢する弾性部材８６を備えている。すなわち、仕切り部材８５は、弾性部材８６により、減圧室８４の容積を拡張する向きに付勢されている。本実施形態における弾性部材８６はコイルスプリングであるが、これに限定されず、仕切り部材８５を付勢することができるものであれば、他の弾性部材であってもよい。

仕切り部材８５は、仕切り部材駆動部９０によって天板部１０ｃ側に押し上げられる。仕切り部材駆動部９０は、作業テーブル９１を備える。作業テーブル９１には、開口部９２が設けられている。開口部９２には、押上シャフト９３ａが通過する。仕切り部材駆動部９０は、押上部９３を備える。押上部９３は、昇降可能に設けられた押上シャフト９３ａを備える。なお、本実施形態における押上部９３は、シリンダ装置を採用しているが、トグルランプ等、他の装置を用いてもよい。押上シャフト９３ａは、シャフト通過孔８０ａ１を通じて内部空間８１内に挿入され、仕切り部材８５を押し上げることができる。

仕切り部材８５が押し上げられると、減圧室８４の容積が収縮する。そして、弾性部材８６により、仕切り部材８５が押し下げられると、減圧室８４の容積が拡大する。このように、本実施形態は、第１実施形態の搬送装置５と同様に減圧室８４の容積を収縮したり、拡張したりすることができる。

つぎに、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）を参照しつつ、搬送装置７５に電子素子６０が固定される様子について説明する。図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は第２実施形態の搬送装置が固定対象物を固定する様子を時系列的に示す説明図である。なお、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）では、押上部９３の本体部分は省略されている。

まず、図６（Ａ）に示すように、搬送装置７５を仕切り部材駆動部９０の作業テーブル９１に設置する。このとき、凹部８２には、電子素子６０は、載置されておらず、吸引通路８３は開放された状態となっている。そして、図６（Ｂ）に示すように、押上シャフト９３ａが仕切り部材８５に当接し、仕切り部材８５を押し上げると、これに伴って、減圧室８４の容積が収縮し、減圧室８４内の空気は、各吸引通路８３を通じて排出される。なお、この状態のときに、弾性部材８６は、圧縮された状態となっている。

ついで、図６（Ｃ）に示すように各凹部８２に電子素子６０を載置する。電子素子６０は、吸引通路８３の第１の開口８３ａを塞ぐ。これにより、各吸引通路８３は、閉塞された状態となる。なお、電子素子６０の載置を行っている段階では、押上シャフト９３ａによる仕切り部材８５の押し上げは継続されている。

そして、図６（Ｄ）で示すように、搬送装置７５を作業テーブル９１から持ち上げ、押上シャフト９３ａを搬送装置７５から抜き取ると、仕切り部材８５は、弾性部材８６の弾性力によって、下方に押し下げられる。この結果、減圧室８４の容積が拡張する。減圧室８４の容積が拡張すると、減圧室８４内が減圧状態となり、吸引力を生じる。電子素子６０は、吸引力により、吸引され、固定される。電子素子６０は、搬送装置７５に吸引され、固定された状態で第１実施形態と同様に測定装置５０のステージ５３上へ搬送される。

このように、本実施形態の搬送装置７５を用いれば、電子素子６０を吸引し、固定することができる。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

１、７１ 固定システム
５、７５ 搬送装置
１０、８０ 筐体
１０ａ、８０ａ 底板部
１０ａ１ 圧気導排出口
１０ｂ、８０ｂ 側壁部
１０ｃ、８０ｃ 天板部
１１、８１ 内部空間
１２、８２ 凹部
１２ａ、８２ａ 載置面
１３、８３ 吸引通路
１３ａ、８３ａ 第１の開口
１３ｂ、８３ｂ 第２の開口
１４、８４ 減圧室
１５ 風船（拡張収縮体）
１５ａ 内部領域
８０ａ１ シャフト通過孔
８５ 仕切り部材
８６ 弾性部材

Claims (4)

1. 固定対象物を載置する載置面を有する載置部と、
   一端側に前記載置面に開口する第１の開口を有すると共に、他端側に第２の開口を備える吸引通路と、
   前記第２の開口が開口する減圧室と、
   前記吸引通路を開放した状態で前記減圧室の容積を縮小し、前記吸引通路を通じて前記減圧室内の空気を排出すると共に、前記吸引通路を前記固定対象物で閉塞した状態で前記減圧室の容積を拡大し、前記減圧室内を減圧する収縮拡張部と、
   を含む搬送装置。
2. 前記減圧室は、筐体の内部空間に形成され、
   前記収縮拡張部は、前記内部空間内で拡張及び収縮可能に設けられた拡張収縮体を含む請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記減圧室は、筐体の内部空間に形成され、
   前記収縮拡張部は、前記内部空間に移動可能に設置され、前記減圧室の容積を拡張する向きに付勢された仕切り部材を含む請求項１に記載の搬送装置。
4. 固定対象物を載置する載置面に第１の開口が開口する吸引通路を開放した状態で、前記吸引通路の第２の開口が開口する減圧室の容積を縮小し、前記減圧室内の空気を排出する工程と、
   前記載置面に前記固定対象物を載置して、前記固定対象物により前記第１の開口を閉塞する工程と、
   前記第１の開口を閉塞した状態で、前記減圧室の容積を拡大し、前記減圧室内を減圧する工程と、
   前減圧室を減圧した状態で、前記載置面に固定された前記固定対象物を搬送する工程と、
   を含む搬送方法。

Images