JP3016318B2 - 真空吸着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣデバイス（集積回
路素子）等のワークを、衝撃や大きな荷重を加えずに吸
着して搬送するため等として用いられる真空吸着装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ＩＣデバイスの電気的特性の試
験・測定を行う場合においては、デバイスを一の部位
（受け渡し位置）から他の部位（受け取り位置）に移載
する必要がある。このようなＩＣデバイス等のワークを
移載するために、真空吸着手段を装着したロボットを用
いるようにしたものは従来から用いられている。即ち、
ロボットをワークの受け渡し位置に配置して、真空吸着
手段の吸着パッドをワークに当接させて吸着して取り出
し、受け取り位置まで移行させて、吸着パッドから脱着
させることによりデバイスの移載が行われる。

【０００３】ここで、ロボットに装着される真空吸着手
段としては、図２に示した構成のものが従来から知られ
ている。図中において、１は吸着パッドを示し、この吸
着パッド１は作動ロッド２の先端に装着されている。作
動ロッド２の内部には真空ポンプ等の吸引源に接続した
吸引通路３が形成されている。この作動ロッド２はロボ
ットに昇降可能に連結されるもので、このためにシリン
ダ４を有し、作動ロッド２はシリンダ４の内部を貫通す
るようにして摺動可能に挿通されている。

【０００４】そして、この作動ロッド２はシリンダ４内
ではピストンとして機能とするものであり、このために
作動ロッド２の中間位置には太径のピストン部２ａが設
けられ、このピストン部２ａの外周部にはシール部材５
が装着されて、このシール部材５によりシリンダ４内は
チャンバ４ａ，４ｂの２室に区画形成されている。ま
た、これら２つのチャンバ４ａ，４ｂにはそれぞれエア
の給排口６ａ，６ｂが形成されており、これら各給排口
６ａ，６ｂには加圧エアの給排管（図示せず）が接続さ
れている。さらに、この作動ロッド２には、そのピスト
ン部２ａから上下方向に所定の間隔だけ離れた位置まで
の部分はそれ以外の部分より太径となるように段差が形
成されており、この段壁部が作動ロッド２の摺動ストロ
ーク範囲を規制するストッパ部２ｂ，２ｃとして機能す
る構成となっている。

【０００５】このように構成される真空吸着装置は、そ
のシリンダ４の部分がロボットに装着されて、このロボ
ットを作動させて、吸着パッド１を受け渡し位置におい
て、適宜の治具に設置されているワーク７の上部位置に
配置して、上方の給排口６ａからチャンバ４ａ内に加圧
エアを供給し、給排口６ｂを介してチャンバ４ｂから排
気を行うことによって、作動ロッド２を下降させて、吸
着パッド１をワーク７の上面に当接させると共に、作動
ロッド２の吸引通路３を負圧にさせて、ワーク７を真空
吸着する。そして、チャンバ４ｂ内に加圧エアを供給
し、チャンバ４ａから排気を行うようにすると、吸着パ
ッド１によってワーク７を吸着して上昇させることによ
り、ワーク７が取り出される。ロボットによってワーク
７を受け取り位置に配置した治具の上部まで搬送して、
シリンダ４を前述と同様に作動させることによって、吸
着パッド１に吸着保持されたワーク７を当該の位置に配
置させて、吸引通路３と吸引源との接続を遮断すること
によって、ワーク７を受け取り位置に移載できるように
なる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ワーク７として、例え
ば図示されているようなＱＦＰ型のＩＣデバイスのよう
に、パッケージ部８の側部からリード９を延在させたも
のであり、リード９が治具１０上に載置されている場合
には、パッケージ部８は浮いた状態となっている。この
ワーク７を吸着パッド１で吸着させる際には、それがパ
ッケージ部８の上面部と当接する。この時に吸着パッド
１がパッケージ部８に過大な押圧力で押し付けられる
と、リード９が変形してしまう等の問題点がある。従っ
て、ワーク７を吸着する際及び脱着する際には、吸着パ
ッド１によりワーク７に荷重が作用しないように保持す
る必要がある。

【０００７】以上のことから、ロボットによる吸着パッ
ド１の位置決めを高精度に行い、この吸着パッド１を非
荷重状態でワーク７に当接するようにする必要がある。
しかしながら、受け渡し位置及び受け取り位置に配置さ
れている治具の寸法誤差等を考慮すれば、ワーク７のパ
ッケージ部８の上面の高さ位置が、微小ではあるが、ば
らつきが生じるために、このワーク７を吸着できない場
合が生じる。従って、吸着パッド１により確実に吸着す
るために、吸着パッド１をワーク７にある程度は押し付
けなければならないことになる。勿論、吸着パッド１の
ワーク７への当接面をゴム等の弾性部材で形成し、また
シリンダ４の空気圧を低くする等により、荷重の軽減を
図ることができるが、特にワーク７が、ＩＣデバイスの
リード９等のように、極めて容易に変形するものである
場合には、この程度の荷重の軽減策だけでは十分に保護
を図れない等といった問題点がある。

【０００８】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、ワークに対して衝撃
や大きな荷重を加えずに真空吸着して移載できるように
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、シリンダと、このシリンダ内に摺動
可能に配置され、このシリンダの内部を２つのチャンバ
に区画形成するピストン本体部と、前記シリンダの両端
部から突出する細径部とを備え、かつ軸線方向に貫通す
る挿通孔を形成したピストンと、前記挿通孔に挿通さ
れ、内部に吸引通路を形成した作動ロッドと、この作動
ロッドの先端に連結した弾性部材からなる吸着パッド
と、前記作動ロッドとピストンとの間に設けられ、前記
吸着パッドを前記ピストンの挿通孔から突出させる方向
に付勢するばねと、前記ピストンに設けた規制部材と、
前記作動ロッドに形成され、前記規制部材と係合して、
前記吸着パッドの前記ピストンからの突出ストローク端
位置を規制すると共にピストンに対する相対回転を規制
する係合部材とを備える構成としたことをその特徴とす
るものである。

【００１０】

【作用】ピストンを下降させることによって、このピス
トンに挿通した作動ロッドがこれに連動して下降して、
その先端に装着した吸着パッドをワークに当接させる。
ここで、シリンダ内の空気圧はピストンのみに作用し、
作動ロッドはばねを介してピストンに弾性的に支承され
ているから、作動ロッドにはシリンダ内の空気圧は全く
作用しない状態となっている。従って、吸着パッドをワ
ークに当接させて、ある程度押し付けたとしても、この
ワークに対して殆ど荷重が作用することがなく、ワーク
が変形する等の不都合が生じるおそれはない。この結
果、吸着時には吸着パッドをワークを取り落としたりす
ることがなく、確実に吸着できるようになり、また脱着
時には、ワークを確実に治具上に当接する状態まで吸着
パッドで保持させることができるので、このワークの脱
着時における位置決め精度が良好となる。

【００１１】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図１において、１１は吸着パッドを示し、この吸
着パッド１１は、ゴム等の弾性部材で形成され、作動ロ
ッド１２の先端に装着されており、作動ロッド１２には
吸引通路１３が形成されている。そして、作動ロッド１
２は、シリンダ１４により上下動せしめられる点につい
ては、前述した従来技術のものと格別差異はない。

【００１２】然るに、シリンダ１４内の空気圧は直接作
動ロッド１２に作用するものではなく、このシリンダ１
４を貫通するように設けたピストン１５に空気圧を作用
させて、このピストン１５をシリンダ１４内で摺動変位
させるようになし、作動ロッド１２はピストン１５に追
従して変位するように構成されている。

【００１３】即ち、シリンダ１４内をチャンバ１４ａ，
１４ｂに区画形成するピストン１５は、その軸線方向に
おける中央の部位がピストン本体部１５ａとなり、この
ピストン本体部１５ａの上下の部位は所定の長さ寸法の
太径部１５ｂ，１５ｂが設けられ、さらにこの太径部１
５ｂの延長線方向には細径部１５ｃ，１５ｃが連設され
ている。また、両細径部１５ｃの長さＬ₁ ，Ｌ₁ ′は、
シリンダ１４内部の軸線方向の長さから太径部１５ｂ，
１５ｂの両端間の長さＬ₂ を引いた寸法より長くなって
いる。従って、これら両細径部１５ｃはピストン１５の
全ストロークにおいてシリンダ１４を貫通した状態に保
持される。そして、ピストン本体部１５ａとシリンダ１
４内面との間、及びシリンダ１４の両端部と細径部１５
ｃ，１５ｃとの間には、シール部材１６，１７が介装さ
れている。シリンダ１４内において、ピストン１５によ
り区画形成されるチャンバ１４ａ，１４ｂには、それぞ
れ加圧エアの供給及び排気を行うためのエア給排口１８
ａ，１８ｂが形成されており、これら各エア給排口１８
ａ，１８ｂには加圧エアの給排管（図示せず）が接続さ
れている。

【００１４】ピストン１５には、その軸線方向に向けて
貫通する挿通孔１９が穿設されており、作動ロッド１２
はこの挿通孔１９内に摺動可能に挿通されている。そし
て、ピストン１５の挿通孔１９は、下側の部位におい
て、所定の長さだけ拡径されており、この拡径部がばね
受け部２０となっている。また、作動ロッド１２には円
周状の突条１２ａが形成されており、このばね受け部２
０と突条１２ａとの間に圧縮ばね２１が弾装されてい
る。

【００１５】さらに、作動ロッド１２には、その上方に
突出する部位に軸線方向の長溝２２が形設されており、
またピストン１５の細径部１５ｃにおけるシリンダ１４
から突出する部位には位置決めピン２３が取り付けられ
ている。従って、位置決めピン２３は吸着パッド１１の
最下降位置と回転方向との位置を規制するための規制部
材として機能するものであって、この位置決めピン２３
が係合している長溝２２は係合部材として機能し、これ
ら位置決めピン２３と長溝２２とで位置決め部材が構成
される。そして、常時には、圧縮ばね２１の付勢力によ
り位置決めピン２３は長溝２２の上方の溝端に当接して
吸着パッド１１の突出ストローク端位置が規制されるよ
うにして、ピストン１５と作動ロッド１２との間が軸線
方向に相対的に位置決めされると共に、作動ロッド１２
がピストン１５に対して相対回動するのを防止してい
る。また、この長溝２２の全長により作動ロッド１２の
ピストン１５内での軸線方向のストロークが規制され
る。

【００１６】本実施例は以上のように構成されるもの
で、この真空吸着装置は、そのシリンダ１４がロボット
等に装着されて、ＩＣデバイス等からなるワーク７を、
受け渡し位置で真空吸着して取り出し、受け取り位置に
移行させて、この受け取り位置においてある程度正確に
位置制御した状態に配置するために用いられる。

【００１７】而して、シリンダ１４における下方のチャ
ンバ１４ｂ側に圧力を供給して、作動ロッド１２を上昇
させた状態にしてロボットを作動させて、吸着パッド１
１が受け渡し位置のワーク７上の位置に配置されるよう
に位置決めを行う。この状態で、シリンダ１４における
上方のチャンバ１４ａに加圧エアを供給し、チャンバ１
４ｂを排気に接続する。これによって、ピストン１５が
下降することになり、これと共に作動ロッド１２が下降
して、吸着パッド１１がワーク７のパッケージ部８に接
触する。

【００１８】ここで、ピストン１５には、直接加圧エア
の力が作用しているが、先端に吸着パッド１１を設けた
作動ロッド１２は、このピストン１５に対して圧縮ばね
２１を介して支承されているので、この作動ロッド１２
にはシリンダ１４内の圧力が作用しないようになってい
る。そして、吸引通路１３内を負圧にすることによっ
て、ワーク７を吸着パッド１１に吸着させるが、この時
に吸着パッド１１によりワーク７を確実に吸着させるに
は、ある程度吸着パッド１１をワーク７に押し付けなけ
ればならない。この時において、ワーク７に作用する力
としては、作動ロッド１２及び吸着パッド１１の自重と
圧縮ばね２１のばね力だけであることから、ワーク７へ
の荷重を著しく軽減できる。ここで、ワーク７の吸着時
に、ロボットによって吸着パッド１１の高さ位置をある
程度正確に制御できることから、このワーク７が載置さ
れている治具の寸法公差等を吸収できる程度のストロー
クを持たせれば良く、しかも作動ロッド１２とピストン
１５との間にはシール部材等を介装する必要がないこと
から、その動きが抵抗なく円滑になるために、実質的に
荷重を殆ど作用させずにワーク７を確実に真空吸着させ
ることができる。この結果、吸着時にワーク７、特にそ
のリード９が変形したりする不都合を生じることはな
い。

【００１９】ワーク７が吸着されると、シリンダ１４の
下方のチャンバ１４ｂに加圧エアを供給し、上方のチャ
ンバ１４ａを排気に接続することによって、ワーク７を
持ち上げることができ、この状態でロボットを作動させ
て、受け渡し位置に移行させる。そして、再びチャンバ
１４ａに加圧エアが供給され、チャンバ１４ｂが排気に
接続される状態に切り換えることによって、吸着パッド
１１に吸着されているワーク７は、この受け渡し位置に
配置されている治具に載置される。この状態で、吸引通
路１３による吸引力を解除して、加圧エアの切り換えを
行うことによって、作動ロッド１２及び吸着パッド１１
を上昇させると、ワーク７は受け渡し位置の治具上に移
載される。この時においても、ワーク７が治具に当接し
た後にも僅かにストロークさせても、ワーク７を治具上
に押し付ける力が殆ど作用せず、そのリード９の変形等
が生じないようにして、しかもピストン１５側の位置決
めピン２３と作動ロッド１２側の長溝２２とにより回転
方向の位置が規制されているので、ワーク７を正確に位
置決めした状態で治具上に移載できる。

【００２０】前述したように、吸着パッド１１を備えた
作動ロッド１２は、ピストン１５に対してその軸線方向
にほぼフローティング状態に保持されるが、回転方向の
動きを規制しなければ、受け渡し位置から取り出して、
受け取り位置に移載するまでの間に、作動ロッド１１が
回動して、ワーク７の方向がずれるおそれがある。しか
しながら、ピストン１５には作動ロッド１２の長溝２１
に係合する位置決めピン２２が設けられているので、作
動ロッド１１がピストン１５に対して回転方向に位置ず
れするおそれはない。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、シリン
ダ内を摺動するピストンを、このシリンダの両端から貫
通させて延在して、このピストンに挿通孔を貫通する状
態に設けて、先端に吸着パッドを設け、内部に吸引通路
を形成した作動ロッドをこの挿通孔に軸線方向にのみ摺
動可能に挿通して、作動ロッドとピストンとの間に、吸
着パッドをピストンの挿通孔から突出させる方向に付勢
するばねを設け、さらに吸着パッドのピストンからの突
出ストローク端位置を規制すると共にピストンに対する
相対回転を規制する位置決め部材としては、ピストンに
設けた規制部材を作動ロッドに形成した係合部に係合さ
せる構成としたので、弾性部材からなる吸着パッドが連
結されている作動ロッドにはシリンダ内の圧力が作用し
なくなり、ワークの移載時に衝撃力や過大な加圧力が作
用することがなく、その変形等を確実に防止でき、また
ワークを吸着する際に吸着パッドをワークに押し付ける
ためにピストン内で作動ロッドがストロークするが、ピ
ストンと作動ロッドとの間にはシール部材等が介在され
ておらず、しかもピストン側の規制部材と作動ロッド側
の係合部とからなる位置決め部材で吸着パッドの上下方
向及び回転方向の位置規制を行うことによって、作動ロ
ッドの構成が極めて簡単かつ軽量化できるようになり、
かつ動きが抵抗なく円滑に行われるようになり、さらに
ワークの取り出しが迅速かつ確実に行われると共に、移
載後にも、ワークを所定の位置に確実に位置決めできる
等の諸効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す真空吸着装置の断面図
である。

【図２】従来技術による真空吸着装置の断面図である。

【符号の説明】

７ ワーク １１ 吸着パッド １２ 作動ロッド １３ 吸引通路 １４ シリンダ １５ ピストン ２０ ばね受け部 ２１ 圧縮ばね

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−83999（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−63689（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−191381（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−81588（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−30900（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−126792（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25J 15/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダと、 このシリンダ内に摺動可能に配置され、このシリンダの
   内部を２つのチャンバに区画形成するピストン本体部
   と、前記シリンダの両端部から突出する細径部とを備
   え、かつ軸線方向に貫通する挿通孔を形成したピストン
   と、 前記挿通孔に挿通され、内部に吸引通路を形成した作動
   ロッドと、 この作動ロッドの先端に連結した弾性部材からなる吸着
   パッドと、 前記作動ロッドとピストンとの間に設けられ、前記吸着
   パッドを前記ピストンの挿通孔から突出させる方向に付
   勢するばねと、 前記ピストンに設けた規制部材と、 前記作動ロッドに形成され、前記規制部材と係合して、
   前記吸着パッドの前記ピストンからの突出ストローク端
   位置を規制すると共にピストンに対する相対回転を規制
   する係合部材とを備える構成と したことを特徴とする真
   空吸着装置。