JP3625535B2 - 線材分離供給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えばワイヤーダイオード，抵抗体等の電子部品に使用される複数の線材を保持して被供給部に対して１本ずつ分離供給可能な線材分離供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ワイヤーダイオード，抵抗体，トランジスタ，サーミスタ等の電子部品には、リードとして線材（ワイヤー）が用いられている。このワイヤーは、予め一定の径（例えば０．５φ程度）を有し、所定長に切断された円柱状の銅線等が用いられる。
上記ワイヤーを用いてダイオード等の大量の電子部品を製造する場合、ワイヤーと半導体素子を接合（ボンディング）したものを整列載置したローディングフレームにより金型にセットし、金型をクランプして樹脂封止等の工程が行われて、電子部品が製造されていた。
ところで、上記金型内に運ばれた半導体素子に接合されたワイヤーは、モールド工程より前工程で折れて欠損するものが生ずる場合がある。この欠損状態のままモールド工程に移行すると欠損部分より樹脂漏れを生ずるおそれがあることから、ワイヤーの欠損を確認すると作業者はダミーワイヤーを手作業でローディングフレーム上に補充していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のダミーワイヤーの補充作業は、手作業であるため作業効率が低い。この補充作業を自動化する場合、例えば、図１１に示すように、複数本のワイヤー５１をホッパー５２に複数本収納しておき、振動式パーツフィーダ５３により振動を加えて整列させかつ一本ずつに分離した後、別に設けたピックアップフィンガ５４によりチャッキングして、図示しないローディングフレーム上へ運んで順次整列載置する構成が考えられる。
上記線材分離供給装置を用いるとすれば、ダミーワイヤーをストックして一本ずつ分離する分離装置（例えば振動式パーツフィーダ５３）と、該分離されたダミーワイヤーをチャッキングしてローディングフレームの欠損部分に運ぶための供給装置（例えばピックアップフィンガ５４）が別々に必要になり、装置が複雑化，大型化し、製造コストが高くなる。
【０００４】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、被供給部への線材の分離供給を自動化することで省力化を図ると共に、線材の分離供給を一体化して行うことにより小型軽量で製造コストを削減することが可能な線材分離供給装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次の構成を備える。
すなわち、複数の線材を保持して被供給部に対して１本ずつ分離供給可能な線材分離供給装置において、複数の線材を整然と積み上げてロック状態に保持させるために断面Ｖ字状に所定保持角度に傾斜した傾斜面を備えた線材保持手段と、前記線材保持手段の傾斜面の傾斜角を所定保持角度より変動させるための傾斜角変動手段と、前記線材保持手段より供給された線材を１本ずつ分離して前記被供給部へ供給するための線材供給路を開閉可能な分離手段と、前記分離手段を往復移動させることにより前記線材供給路を開閉する分離駆動手段と、を備え、
前記傾斜角変動手段は、前記傾斜面を回動させることにより、整然と積み上げられたロック状態を一時的に解除して線材を前記線材保持手段から前記分離手段へ供給することを特徴とする。
【０００６】
【作用】
上記構成によれば、線材保持手段に複数本の線材を供給すると、１〜２本は分離手段に落下するが、残りの線材は所定保持角度、例えば６０°に傾斜した傾斜面に沿って整然と積み上げられてロック状態に保持される。そして、傾斜角変動手段により一方の傾斜面を前記所定保持角度が小さくなる方向に支軸を中心に回動させることにより、整然と積み上げられたロック状態を一時的に解除して線材を前記線材保持手段から分離手段へ供給する。
そして、分離駆動手段により前記分離手段を往復移動させて線材供給路を開閉することにより、線材を被供給部へ１本ずつ分離供給する。
特に、前記被供給部における線材の欠損を検出するための欠損検出手段を備えた場合には、前記欠損検出手段の検出結果に応じて前記分離駆動手段を駆動させて前記分離手段を往復移動させて線材を被供給部に分離供給する。
また、前記分離手段の移動動作により被供給部に供給する線材を検出する線材供給検出手段を備えた場合には、前記傾斜角変動手段は当該線材供給検出手段の検出結果に基づいて前記線材保持手段の傾斜面を回動させて線材を前記分離手段へ供給する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の線材分離供給装置の一実施例について図面を用いて説明する。
図１は線材分離供給装置の全体構成を示す正面図、図２は図１の左側面図、図３は図１の右側面図及びその平面及び底面図、図４はホッパーの回動機構を示す説明図、図５はホッパー内のワイヤーのロック状態、及びワイヤーの分離供給動作を示す説明図、図６は線材分離供給装置の走査状態を示す説明図、図７は金型内にセットされたワイヤーを載置したローディングフレームの平面図、及びその側面図、図８はローディングフレームの構成を示す説明図、図９はワイヤーダイオードのモールド工程を示す説明図、図１０はモールド成形後のワイヤーダイオードの説明図である。
【０００８】
（全体構成）
先ず、図１〜図４を参照して線材分離供給装置の全体構成について説明する。図１において、１は線材保持手段としてのホッパーであり、複数の線材（ダミーワイヤー）２を整然と積み上げてロック状態に保持可能な断面Ｖ字状に所定保持角度、例えば６０°に傾斜させることが可能な傾斜面１ａ，１ｂとその両側を閉塞する側壁１ｃ，１ｄを備えている（図３参照）。上記傾斜面１ａ，１ｂは回動軸１ｅを中心に回動可能に取付られている。
３は傾斜角変動手段としてのホッパー上下シリンダーであり、後述するリンク機構により上記ホッパー１の傾斜面１ａの傾斜角を所定保持角度（例えば６０°）より例えば小さくなる方向に回動させるものである。尚、上記ホッパー上下シリンダー３は、上記傾斜面１ａを所定保持角度より大きくなる方向に回動させても良い。
【０００９】
４は分離手段としての分離シャッターであり、水平方向にスライド可能なシャッター板４ａ、該シャッター板４ａに係合するＬ型係合部材４ｂ、相互に水平方向にずれた位置に形成された鉛直方向に走るワイヤー供給路４ｄ，４ｅを形成したシャッターフレーム４ｃを装備している。
【００１０】
６は欠損検出手段としての欠損検出センサーであり、ローディングフレーム５におけるワイヤーの欠損を検出する。７は分離駆動手段としてのシャッター開閉シリンダーであり、前記欠損検出センサー６の検出結果に応じて前記分離シャッター４を水平方向に往復移動させる。上記シャッター開閉シリンダー７のロッドは、Ｌ型係合部材４ｂに連結されており、該Ｌ型係合部材４ｂを介してシャッター板４ａを水平方向に移動させる。
【００１１】
また８はユニット取付板であり、上記ホッパー上下シリンダー３、欠損検出センサー６が取付固定されている。また上記ユニット取付板８には、図３及び図４に示すように、ガイドレール８ａが両側に突設されている。９は移動板であり上記ユニット取付板８に対向して設けられている。この移動板９には上記ガイドレール８ａに係合して移動する凹部を形成した移動ガイド部材９ａが両側に形成されている。
上記ユニット取付板８の下端には２つのアーム１０が連結されており、該アーム１０間にはロッド１１が架設されている。このロッド１１は前記傾斜面１ａの裏面側に当接して支持している。また上記移動板９は前記ホッパー上下シリンダー３のロッド先端にリンク１２を介して連結されている。
また、図４に示すように、傾斜面１ａは回動軸１ｅの長手方向両側に取り付られた支持アーム１ｆにより一体となって回動可能に支持されており、該支持アーム１ｆ及び傾斜面１ａの自重により図４の時計回り方向に回転するように構成されている。
【００１２】
従って、図４に示すように、上記ホッパー上下シリンダー３を駆動してそのロッドを押し出すことでリンク１２を介して移動板９がガイドレール８ａに沿って下降し、アーム１０，１０間に架設されたロッド１１が傾斜面１ａの裏面側に当接しながら該傾斜面１ａを回動軸１ｅを中心に反時計回り方向、即ち前記所定保持角度６０°より小さくなる方向に回動軸１ｅを中心に回動させる。これによって、ホッパー１内に整然と俵積みされたダミーワイヤー２のロック状態を一時的に解除し、前記ワイヤー供給路４ｄを経て前記シャッター板４ａへ供給できる。また上記ホッパー上下シリンダー３のロッドを吸引すると、移動板９はガイドレール８ａに沿って上昇し、傾斜面１ａは自重により図４の時計回り方向に回転して所定保持角度にて停止する。
【００１３】
また、図２において、シャッター開閉シリンダー７は、上記側壁１ｄに連結するシリンダー保持部材１３に一体的に保持されており、また図４に示すように、分離シャッター４のシャッターフレーム４ｃは、上記側壁１ｃ，１ｄに連結するフレーム保持部材１４に一体的に保持されている。
【００１４】
また、図１において、１５は線材有無検出手段としてのワイヤー検出センサーであり、例えばセンサーレバーとフォトインタラプタの組み合わせにより、ホッパー１内のダミーワイヤー２の残量が所定量より少なくなったことを検出する。
【００１５】
１６は線材供給検出手段としてのワイヤー供給検出センサーであり、例えば発光部と受光部を備えた反射型センサーが用いられ、シャッターフレーム４ｃの裏面側にＬ型アングル材４ｇによって一体に取り付けられ、シャッターフレーム４ｃに形成されたワイヤー供給路４ｅをローディングフレーム５に向かって供給されるダミーワイヤー２の通過を検出する。前記ホッパー上下シリンダー３は、上記ワイヤー供給検出センサー１６の検出信号に応じて駆動することにより傾斜面１ａを回動させて、ダミーワイヤー２をホッパー１より分離シャッター４への供給動作を行う。
【００１６】
１７は取付部であり、前記ユニット取付板８に一体に保持されたホッパー１、分離シャッター４、ホッパー上下シリンダー３、欠損検出センサー６、シャッター開閉シリンダー７等の移動ユニット１８を、前記ローディングフレーム５に対してＸ−Ｙ方向に走査可能なＸ−Ｙ駆動ロボット（図示せず）に搭載するためのものである。
【００１７】
次に上述のように構成された線材供給装置の各部の構成について図面を参照してより詳細に説明する。
（ホッパー）
図５（ａ）において、ポッパー１は傾斜面１ａ，１ｂが６０°Ｖ形の所定保持角度を有しており、直径約０．５ｍｍ、長さ約６６ｍｍ程度の銅線よりなる円柱状のダミーワイヤ２をストックするものである。上記所定保持角度を６０°とすることにより、円形断面のワイヤー２は整然と積み込まれ、最下側のワイヤー２ａはワイヤー供給路４ｄ（溝巾約０．６ｍｍ）に落下するが、残りのワイヤーはロック状態となる。このとき、ワイヤー２は径分位の変形を伴うが、６０°に整然と俵積みされた状態でその変形を矯正するように維持される。
【００１８】
次に、図５（ｂ）に示すように、傾斜面１ａを上記所定保持角度６０°より小さくなる方向に約１５°程度傾けることにより、ダミーワイヤー２の整列状態が崩れて、最下側のワイヤー２ａはワイヤー供給路４ｄへ落下する。上記ワイヤー２の整列状態を崩すためには、傾斜角１ａの回動を少なくとも２〜３度行うことが好ましい。上記傾斜面１ａを６０°の位置に戻すと、最下側のワイヤー２ａはやはり、ワイヤー供給路４ｄへ落下するが、残りのワイヤーは再びロック状態となって、整然と積み上げられる。
【００１９】
次に、図５（ｃ）に示すように、ワイヤー供給路４ｄ内に落下したダミーワイヤー２は、最下側のワイヤー２ａがシャッター板４ａに設けたワイヤー積載スリット４ｆ内に収容されており、該ワイヤー２ａの上にワイヤー供給路４ｄの両壁に沿って１列に積み上げられる。このとき、ダミーワイヤー２の変形は上下方向のみに規制されが、１列に積み上げられることでさらに変形が確実に矯正される。このように、従来の振動式パーツフィーダではワイヤの変形を生ずるおそれがあるのに対して、本発明に係る線材供給装置ではワイヤーの変形を矯正する効果がある。
次に、前述したシャッター開閉シリンダー７を駆動させて後述する分離シャッター４を水平方向に移動させることにより、１本ずつ分離されたダミーワイヤー２をローディングフレーム５へ供給する。
【００２０】
（分離シャッター）
上記分離シャッター４は、図５（ｃ）に示すように、前記ホッパー１よりワイヤー供給路４ｄを経て供給されたダミーワイヤー２のうち最下側のワイヤー２ａのみをシャッター板４ａに形成したワイヤー積載スリット４ｆに保持している。この状態で、シャッター開閉シリンダー７を駆動させると、上記シャッター板４ａを水平方向に移動させてワイヤー積載スリット４ｆとワイヤー供給路４ｅを合致させて上記ワイヤー２ａのみをローディングフレーム５へ分離供給する。
なお、上記ワイヤー供給路４ｄ，４ｅ及びシャッター板４ａに形成したワイヤー積載スリット４ｆの大きさは、ダミーワイヤー２の一本分が通過できる程度の大きさに形成されている。
【００２１】
（ローディングフレーム）
ローディングフレーム５は、図６及び図７に示すように、長手方向両側に複数の凹凸部を連続して形成した支持部５ａ，５ｂを形成した積載板５ｃが互いに隣接するように複数枚装備されており、各積載板５ｃ上にはダイオード等の半導体素子にワイヤーリードが接合された電子部品１９がそのワイヤー両端部を上記支持部５ａ，５ｂに支持されて長手方向に整列して搭載されている。また上記支持部５ａ，５ｂの両側には電子部品１９の長手方向のがたつきを防止するためのストッパーとなるワイヤガイド５ｄ，５ｅがそれぞれ支持部５ａ，５ｂと平行に設けられている。上記各積載板５ｃは、図６に示すように、後述する樹脂封止のための空間を確保するため長手方向（矢印Ｘ方向）両側に所定間隔を開けて配置され、図７に示すように、幅方向（矢印Ｙ方向）に隣接するように配置されている。
【００２２】
上記電子部品１９を搭載したローディングフレーム５は、モールド工程を行うため、図示しないチャッキング手段により把持して金型（下型）上にセットされる。このとき、上記電子部品１９のうち樹脂封止される半導体素子は、金型のキャビティ部分に位置するように配置される。
前記ホッパー１，分離シャッター４等を一体的に支持した移動ユニット１８を、図６に示すように上記積載板５ｃの長手方向（矢印Ｘ方向）に走査しながら、欠損検出センサー６によりワイヤーリードが欠損していないか否かを検出し、欠損を検出するとシャッター開閉シリンダー７を駆動してダミーワイヤー２を欠損部分に供給する。そして、１列分、即ち最初の積載板５ｃの走査が終了すると、図７の矢印Ｙ方向に隣の列の積載板５ｃに移動して同様に矢印Ｘ方向の走査を行いワイヤーリードの欠損部分があればダミーワイヤー２を供給する。
以上の動作を繰り返して、ローディングフレーム５に搭載された電子部品１９全体の走査を終了する。
【００２３】
また、図８において、上記ローディングフレーム５の各積載板５ｃに形成された支持部５ａ，５ｂの形状と、金型上で電子部品１９のワイヤーリードを支持する下チェイス（下型）２０の形状を比較すると、例えば支持部５ａ，５ｂの凹部の幅は約１．２ｍｍで傾斜角は約３０°に設定されている。また下チェイス２０の凹部の幅はダミーワイヤー２とほぼ同じ０．５ｍｍで傾斜角は約４０°に設定されている。
このように設定したのは、ローディングフレーム５上では、ダミーワイヤー２を下チェイス２０に導くためのガイドであれば足りるため、所定のクリアランスをもって搭載されているのに対し、下チェイス２０では樹脂封止を行うため、電子部品１９を正確に固定する必要があるためである。
なお、上記ローディングフレーム５の下チェイス２０への搭載が完了すると、モールド工程に移行するため、上チェイス（上型）２１が下降して下チェイス２０と共に電子部品１９を挟持する。このとき、電子部品１９のワイヤリード両側は下チェイス２０の凹部に固定されており、ローディングフレーム５の支持部５ａ，５ｂ及びワイヤガイド５ｄ，５ｅは、金型より外側に逃げた位置に配置されるため、金型と干渉することはない。
【００２４】
（モールド工程）
次にモールド工程について説明すると、図９に示すように、下チェイス２０と上チェイス２１に電子部品を挟持させた後、図示しないポットに装填された樹脂タブレットをプランジャによって押圧して図７及び図９に示すようにカル２２，ランナ２３を経て各ゲート２４より各半導体素子が配置されているキャビティ２５内に樹脂がそれぞれ流入して封止される。上記下チェイス２０と上チェイス２１にはそれぞれエジェクターピン２０ａ及びエジェクターピン２１ａがそれぞれ配置されており、樹脂成形後の製品の金型からのスムーズな離型を行っている。尚、上記エジェクターピン２０ａ，２１ａはランナ樹脂部をそれぞれ押圧するように配置されており、離型を効果的に行っている。上記離型後のワイヤーダイオード２６を図１０に示す。同図において、ワイヤーダイオード２６の樹脂成形部にゲート樹脂が付着したままであるが、次に切断工程に移行して不要な樹脂が除去されて、製品としての仕上げが行われる。
【００２５】
（ダミーワイヤ供給動作）
次に前述したワイヤー供給装置によるダミーワイヤー供給動作について説明する。先ず、移動ユニット１８のホッパー１には、図５に示すように、複数のダミーワイヤー２をストックしておく。
図７に示すように、ローディングフレーム５には、半導体素子にワイヤーリードが接合された電子部品１９がそのワイヤー両端部が上記支持部５ａ，５ｂに支持されて整列して搭載されている。上記電子部品１９が搭載されたローディングフレーム５上をＸ−Ｙ方向に移動ユニット１８を走査させて欠損検出センサー６によりワイヤーリードが欠損していないか否かを検出する。
ワイヤーリードの欠損を検出したままモールド工程に移行すると、欠損部分から樹脂漏れを生ずるおそれがあることから、ダミーワイヤー２を供給してこれを防止する必要がある。そこで、上記欠損検出センサー６が欠損を検出すると、予め分離シャッター４のシャッター板４ａのワイヤー積載スリット４ｆに装填したダミーワイヤー２を１本だけシャッター開閉シリンダー７により水平方向に移動させてワイヤー供給路４ｅを経て欠損部分に供給する（図６参照）。
ダミーワイヤー２が供給されると、上記ワイヤー供給路４ｅを通過する際にワイヤー供給センサー１６により検出され、この検出信号に基づいてホッパー上下シリンダー３を駆動して傾斜面１ａを所定保持角度（６０°）より約１５°程度小さくなる方向に２〜３回回動させることにより、ロック状態にあったダミーワイヤー２の整列状態を崩して、１〜２本ワイヤーをワイヤー供給路４ｄへ供給する。
またワイヤーガイド５ｄ，５ｅへのワイヤの供給は以下のようにすると効率的である。欠損部分に供給するとき、シリンダ３を駆動してロッドを押し出すことで供給路をワイヤガイド５ｄ，５ｅに近づけてから供給する。このとき、上記シリンダ３が駆動しているので、ワイヤのロック状態が崩れており、ワイヤー供給路４ｄへワイヤーを供給可能となる。また、このときのワイヤー供給センサー１６は、ワイヤーが確実に供給されたことを検知する役割として設けても良い。
【００２６】
尚、上記構成では、ホッパー１の傾斜面１ａの回動をシリンダー駆動によるロッド１１によって行ったが、これに限定されるものではなく、他の構成、例えばモータ駆動によるカムやソレノイド駆動により行っても良い。
【００２７】
上記構成によれば、ダミーワイヤーの供給を自動化できるので省力化することができる。また、分離動作と供給動作を一体化させた簡易な構造のため、装置の軽量化小型化に寄与でき、製造コストの低減を図ることができる。また線材としてダミーワイヤーの他に他の線材についても応用でき、Ｘ−Ｙロボットに組み込むだけで一般的な線材の供給装置として使用することも可能であり、汎用性の高い装置を提供することができる。
【００２８】
以上、本発明の好適な実施例について種々述べてきたが、本発明は上述の実施例に限定されるのではなく、発明の精神を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【００２９】
【発明の効果】
本発明に係る線材分離供給装置を用いると、線材としてのダミーワイヤーの供給を自動化できるので省力化することができる。また、分離動作と供給動作を一体かさせた簡易な構造のため、装置の軽量化小型化に寄与でき、製造コストの低減を図ることができる。また線材としてダミーワイヤーの他に他の線材についても応用でき、Ｘ−Ｙロボットに組み込むだけで一般的な線材の供給装置として使用することも可能であり、汎用性の高い装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】線材分離供給装置の全体構成を示す正面図である。
【図２】図１の左側面図である。
【図３】図１の右側面図及びその平面図及び底面図である。
【図４】ホッパーの回動機構を示す説明図である。
【図５】ホッパー内のワイヤーのロック状態、及びワイヤーの分離供給動作を示す説明図である。
【図６】線材分離供給装置の走査状態を示す説明図である。
【図７】金型内にセットされたワイヤーを載置したローディングフレームの平面図、及びその側面図である。
【図８】ローディングフレームの構成を示す説明図である。
【図９】ワイヤーダイオードのモールド工程を示す説明図である。
【図１０】モールド成形後のワイヤーダイオードの説明図である。
【図１１】従来の線材分離供給装置の説明図である。
【符号の説明】
１ ホッパー
１ａ，１ｂ 傾斜面
１ｃ，１ｄ 側壁
１ｅ 回動軸
１ｆ 支持アーム
２ ダミーワイヤー
３ ホッパー上下シリンダー
４ 分離シャッター
４ａ シャッター板
４ｂ Ｌ型係合部材
４ｃ シャッターフレーム
４ｄ，４ｅ ワイヤー供給路
４ｆ ワイヤー積載スリット
５ ローディングフレーム
５ａ，５ｂ 支持部
５ｃ 積載板
５ｄ，５ｅ ワイヤガイド
６ 欠損検出センサー
７ シャッター開閉シリンダー
８ ユニット取付板
８ａ ガイドレール
９ 移動板
９ａ 移動ガイド部材
１０ アーム
１１ ロッド
１２ リンク
１３ シリンダー保持部材
１４ フレーム保持部材
１５ ワイヤー検出センサー
１６ ワイヤー供給センサー
１７ 取付部
１８ 移動ユニット
１９ 電子部品
２０ 下チェイス
２０ａ，２１ａ エジェクターピン
２１ 上チェイス
２２ カル
２３ ランナ
２４ ゲート
２５ キャビティ
２６ ワイヤーダイオード

Claims (5)

1. 複数の線材を保持して被供給部に対して１本ずつ分離供給可能な線材分離供給装置において、
   複数の線材を整然と積み上げてロック状態に保持させるために断面Ｖ字状に所定保持角度に傾斜させることが可能な傾斜面を備えた線材保持手段と、
   前記線材保持手段の傾斜面の傾斜角を所定保持角度より変動させるための傾斜角変動手段と、
   前記線材保持手段より供給された線材を１本ずつ分離して前記被供給部へ供給するための線材供給路を開閉可能な分離手段と、
   前記分離手段を往復移動させることにより前記線材供給路を開閉する分離駆動手段と、を備え、
   前記傾斜角変動手段は、前記傾斜面を回動させることにより、整然と積み上げられたロック状態を一時的に解除して線材を前記線材保持手段から前記分離手段へ供給することを特徴とする線材分離供給装置。
2. 前記被供給部における線材の欠損を検出するための欠損検出手段を備え、前記欠損検出手段の検出結果に応じて前記分離駆動手段を駆動させて前記分離手段を往復移動させて線材を被供給部に分離供給することを特徴とする請求項１記載の線材分離供給装置。
3. 前記線材保持手段は、所定保持角度として傾斜面を断面Ｖ字状に６０°傾斜させることにより、線材を俵積みしてロック状態として保持することを特徴とする請求項１記載の線材分離供給装置。
4. 前記線材保持手段は、線材の有無を検出する線材有無検出手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の線材分離供給装置。
5. 前記被供給部に対してＸ−Ｙ方向に走査可能なＸ−Ｙ駆動ロボットに搭載可能な取付部を備えたことを特徴とする請求項１記載の線材分離供給装置。

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