JP3642225B2 - 多角形電子部品の溝切装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多角形断面形状で端子電極を有する電子部品の本体部に、螺旋状の溝加工を行って電子部品の所定機能を形成する多角形電子部品の溝切装置を関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来における電子部品の本体部に螺旋状の溝加工を行う装置について図面を用いて説明する。図９は従来における電子部品の本体部の溝切装置の要部構成斜視図、図１０は同電子部品の移送を示す要部斜視図である。
【０００３】
図９、図１０において６０は炭素皮膜抵抗器、金属皮膜抵抗器あるいは酸化金属皮膜抵抗器などの電子部品であり、円柱あるいは円筒状の本体６２と、本体６２の両端に嵌め込んだ金属キャップ６１とにより構成されている。
【０００４】
５３，５４は鋼材などでなる対のスピンドルチャックであり、片側の先端５３ａ，５４ａの先端部に金属キャップ６１が嵌り込む半球凹部５９を設けており、回転およびＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動自在に設置されている。
【０００５】
５１，５２は金属材などでなり対向する先端の内面に本体６２を把持して移送する半円溝５１ａ，５２ａを設けた移載チャック６３を構成するチャック片であり、同期してＸ，Ｙ，Ｚ方向へ移動自在にスピンドルチャック５３，５４の近傍に直交して設置されている。
【０００６】
５５はシャフト６４の一端に固定され回転自在で厚みの薄い円板砥石、５７はシャフト６４の他端に結合されたプーリであり、駆動機構（図示せず）の回転駆動力を伝達する駆動ベルト５８を懸架しており、円板砥石５５を回転させその外円周に当接した本体６２の表面を、所定の研削あるいは溝加工を行う溝加工機構５６を構成している。
【０００７】
前記構成の溝切装置における溝加工動作は、移載チャック６３におけるチャック片５１，５２の半円溝５１ａ，５２ａに把持され、移載チャック６３の移動により移送された電子部品６０を、その金属キャップ６１を半球凹部５９に挿入してスピンドルチャック５３，５４により保持した後、電子部品６０を解放した移載チャック６３を元の位置に復帰させることから行う。
【０００８】
続いてスピンドルチャック５３，５４の移動により本体６２の溝加工開始箇所に、回転する円板砥石５５の外円周を当接させ、スピンドルチャック５３，５４を図９に示す矢印方向の左右水平移動と回動を同期させて行うことにより、本体６２の表面所定箇所に螺旋状の溝加工を行うのである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の溝切装置は多角形電子部品、例えば近年の電子部品の小型化に伴う１００５サイズ、０６０３サイズといった微小な角形チップ部品に対応することが困難である。また、多角形電子部品の製造方法として、例えば特開平７−３０７２０１号公報に開示されているが、チップ部品およびその製造方法であり溝切装置ではない。
【００１０】
また、前記従来の溝切装置は、図１０に示すような円柱あるいは円筒状の電子部品６０を扱うため、電子部品６０の長軸に対しての方向性が無く、パーツフィーダーなどから送出し供給された電子部品６０を分離し、移載する移載チャック６３における把持用溝も製品形状にあった半円溝５１ａ，５２ａで形成される断面円形状のものである。
【００１１】
このため多角形電子部品に前記移載チャック６３を適用すると、多角形状の稜線部に保持力が集中し、電極部４９のコーナーに対して傷、打痕などのダメージを与えることになる。
【００１２】
また、製品である電子部品６０を把持し保持するスピンドルチャック５３，５４は連続回転しており、移載チャック６３から電子部品６０を受取りスピンドル５３，５４が回転を始める際にも、移載チャック６３との間で多角形状の電極部のコーナーに同じくダメージを与えることになる。
【００１３】
本発明は、前記の課題を解決しようとするものであり、多角形電子部品の溝加工が可能となる多角形電子部品の溝切装置を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の多角形電子部品の溝切装置は、電極部を両端に設けた多角形電子部品の前記電極部を、その電極部の形状に合致させた多角錐状の窪みを有する一対のスピンドルチャックにて挟侍し、この多角形電子部品を回転および水平移動させる機構と、前記多角形電子部品の表面の形成素子にレーザ光を照射して螺旋状に溝加工するレーザ機構とにより構成されたものであり、多角形電子部品にダメージを与えることなく確実に保持して一定の溝加工が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、電極部を両端に設けた多角形電子部品の前記電極部を、その電極部の形状に合致した多角錐状の窪みを有するスピンドルチャックにて挟持し、この多角形電子部品を回転および水平移動させる機構と、前記多角形電子部品の表面にレーザ光を照射して螺旋状に溝加工するレーザ機構とにより構成された多角形電子部品の溝切装置としたものであり、多角形電子部品の電極部に対し、その稜線部と合致した多角錐状の窪みを有するスピンドルチャックを使用するため、特定の箇所に保持力が集中せず、前記電極部のコーナーに対してダメージを与えることが無く、かつ安定した保持が可能であり、溝加工による形成素子の特性バラツキを小さくかつ安定にできるという作用を有する。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、スピンドルチャックの回転角度を検出するセンサーを配置してなる請求項１に記載の多角形電子部品の溝切装置であり、レーザ光照射タイミング位置が設定できるという作用を有する。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、スピンドルチャックをその回転と同期して平行に水平移動させる請求項１または２に記載の多角形電子部品の溝切装置であり、レーザ光の照射焦点を被加工表面の加工点に常に維持できるという作用を有する。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、Ｌ字形状の先端切欠きを設けた真空チャックにより多角形電子部品を溝加工位置まで移載する分離供給機構を設けた請求項１〜３のいずれか１つに記載の多角形電子部品の溝切装置であり、微小な多角形電子部品を、分離し移載して溝加工回転軸線に対してセンタリングされながら安定して保持でき、干渉などにより多角形電子部品に損傷を与えないという作用を有する。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態における多角形電子部品の溝切装置の要部斜視図、図２は図１の後方からの要部斜視図、図３は同多角形電子部品の分離供給機構の要部斜視図、図４は同真空チャックに多角形電子部品が分離後保持されスピンドルチャック回転軸上に移送された状態を示す要部斜視図、図５は同スピンドルチャック先端形状の要部斜視図、図６は同溝加工動作状態を示す要部斜視図、図７は同レーザ光焦点を電子部品表面上に保ち溝加工する模式図、そして図８は溝加工された多角形電子部品の斜視図である。
【００２１】
図８において５０は炭素皮膜抵抗器、金属皮膜抵抗器、酸化金属皮膜抵抗器、あるいは表面波フィルタなどの多角形電子部品であり、所定の機能を得るための形成素子を設けた四角柱あるいは四角筒状のセラミックなどの絶縁材料でなる本体部５０ａと、本体部５０ａの両端に設けた電極部４９により構成されている。４８は本体部５０ａに形成した溝加工部である。
【００２２】
図１〜図７において１は鋼材などでなりテーパ状先端の端面に、多角形電子部品５０の電極部４９の断面形状に相似した四角錐形状の先端凹部１ａを設け回転およびＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動自在なスピンドルチャックである。２はスピンドルチャック１と一直線上に設けられて一対となり、先端凹部１ａに対向して突出部の先端２ａを設け、同期あるいは独立して回転およびＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動自在なスピンドルチャックである。
【００２３】
なお、先端凹部１ａの形状は前記の四角錐形状のみでなく溝加工する電子部品の電極形状に相似した円錐あるいは多角錐形状にすればよい。
【００２４】
３，４は平歯車であり、スピンドルチャック１，２の他端に結合された回転軸３ａ，４ａの一端に結合されており、同じく平歯車５，６と噛み合って回転駆動力をスピンドルチャック１，２に伝達する。
【００２５】
７は平歯車５，６を軸上の所定箇所に固着したシャフトであり、片側を取付板４４を介して金属材などでなる一部分がＬ字形状のフレーム２７の垂直面部に回転自在に取付けられ、また一端にはスリットなどを外円周に設けたタイミングカム８を、そして多角形電子部品５０の本体５０ａの断面形状に相似形のカム９を軸上の所定個所に配置し固着している。
【００２６】
１０は一端をフレーム２７の垂直面部の一端に固定された取付アングル４２の上部に装着されたサーボモータであり、カップリング１１を介して取付アングル４２に回転自在に取付けられたシャフト７の他端に連結されている。
【００２７】
４１はタイミングカム８のスリットを検出する磁気、静電容量あるいは光式などによるセンサーであり、前記固定板４４の一端上部に設置されている。
【００２８】
１２は金属材などでなるプレート１９の上面に載置された直動軸受であり、回転軸４ａを回転自在に保持する取付アングル４ｂを移動自在に搭載し、スピンドルチャック２を取付アングル４ｂの内上面に固定したレバー１３を駆動することによりその回転軸方向すなわち長手方向に摺動可能としている。
【００２９】
１４は一端をプレート１９に他端を取付アングル４ｂの側面に張架した引張バネであり、スピンドルチャック２をスピンドルチャック１の方向に付勢する保持力を発生させている。
【００３０】
１５は金属板などでなる角筒形状のシュート、１６はシュート１５の先端を連結し、かつ固定フレーム３０の側面に装着された金属材などでなる受箱であり、溝加工が終了しシュート１５を通過した多角形電子部品５０を収納する。
【００３１】
１７，１８は、金属材などでなり一部分がＬ字形状のフレーム２７の水平面部に配設された直動軸受であり、回転軸３ａを回転自在に保持した取付アングル４３、取付アングル４ｂ、直動軸受１２すなわちスピンドルチャック１，２を上面に配設および搭載したプレート１９をスピンドルチャック１，２の回転軸方向すなわち長手方向に摺動可能としている。
【００３２】
２０はボールネジであり、取付アングル２１ａを介してフレーム２７の垂直面部に装着されたサーボモータ２１の回転駆動力がタイミングベルト２２を介して伝達され、これを直動運動に変換してプレート１９を水平方向に移動させる。
【００３３】
２３はＹＡＧ、炭酸ガス、あるいは半導体などでなるレーザ機構、２４はレーザ機構２３で発生し集光焦点を多角形電子部品５０の本体５０ａの所定箇所に照射するレーザ光、２５，２６は固定フレーム３０の側面に配置された直動軸受であり、フレーム２７をレーザ光２４に対して平行すなわち垂直方向に移動自在としている。
【００３４】
２８は金属材などでなり一端に回動自在に取付けたカムフォロア２８ａの追従により、前記カム９の外周形状による変位を伝達するレバーであり、フレーム２７の後背面部に取付板２９ａ，２９ｂを介して配置された支点軸２９を中心に揺動し、金属材などでなり本体台となる固定フレーム３０に対して、フレーム２７をスライドさせる駆動力を伝達するのであり、この時のレバー比は前記カム９の相似比に設定されている。
【００３５】
また、図３において、３１は供給された多角形電子部品５０を個別に分離し吸着してスピンドルチャック１，２まで移載する一端に駆動体３１ａを連結した真空チャックであり、金属材などでなる固定立板４６の側面に配設された直動軸受３２に載置されて水平移動自在としている。
【００３６】
３３は取付アングル３３ａを介して金属材などでなる台板４５に設置されたサーボモータであり、タイミングベルト３４を介して固定立板４６に回転自在に取付けられたカム３５を回転駆動する。
【００３７】
３６はレバーであり、一端で固定立板４６に揺動自在に取付けられ、カム３５の外周形状変位を他端に連結した駆動体３１ａの駆動により真空チャック３１に伝達している。
【００３８】
３７はパーツフィーダーであり、上部に設置され一端を真空チャック３１に連接したヘッド部３７ａにおいて多角形電子部品５０を整列して、真空チャック３１に排出し供給する。
【００３９】
３８は前記したレバー１３の先端部に当接するカムフォロアである回転自在なローラ３９を先端に配設したレバーであり、レバー３８は前記レバー３６と同じくサーボモータ３３で回転駆動されるカム（図示せず）により、水平の矢印方向に揺動自在としている。以上により多角形電子部品５０の分離供給機構を構成している。
【００４０】
前記真空チャック３１に多角形電子部品５０が分離し供給された後保持され、スピンドルチャック１，２の回転軸線上に移送された状態を図４に示しており、真空チャック３１の先端断面はＬ字形状の切欠き部になっており、長手軸方向に設けた真空孔４０から分岐した真空枝孔４０ａ，４０ｂを２辺に配設している。
【００４１】
また、図７における４７はレーザ光２４を多角形電子部品５０の所定個所に集光する集光レンズである。なお４８は溝加工部である。
【００４２】
以上、前記のように構成された多角形電子部品の溝切装置の動作について説明する。
【００４３】
まずパーツフィーダー３７のヘッド部３７ａから整列して排出し供給された多角形電子部品５０は、ヘッド部３７ａの先端部より真空チャック３１のＬ字形状の切欠き部分に載置され、真空枝孔４０ａ，４０ｂによる真空力により吸着し保持される。
【００４４】
真空チャック３１の先端は、サーボモータ３３の回転駆動力によりタイミングベルト３４を介して回転駆動されたカム３５と、その外円周形状による変位を伝達するレバー３６、直動軸受３２により前進し、スピンドルチャック１，２の回転軸線上に移動する。
【００４５】
次に同じくサーボモータ３３の回転駆動力によりレバー３８が揺動し、ローラ３９、レバー１３を介してスピンドルチャック２を水平移動させて、スピンドルチャック１との間を多角形電子部品５０の長さより少し長く押し広げ、多角形電子部品５０をスピンドルチャック１の先端凹部１ａとスピンドルチャック２の先端２ａ間に載置する。
【００４６】
スピンドルチャック２の先端２ａの先端面は平坦であり、かつ多角形電子部品５０の電極部４９の端面よりもわずかに小さい断面積であるので、多角形電子部品５０を挟持させるためにレバー３８が揺動し前進した際には、真空チャック３１に干渉することなく多角形電子部品５０を押圧し移動させることができる。
【００４７】
同時にもう一方のスピンドルチャック１すなわち先端凹部１ａは、サーボモータ２１の回転駆動により回転するボールねじ２０の直動運動により、真空チャック３１や多角形電子部品５０の他の電極部４９に接近し当接した位置となり、スピンドルチャック２の先端２ａとの間で多角形電子部品５０の両電極部４９間を挟持することになる。
【００４８】
そして、スピンドルチャック１の先端凹部１ａの形状は、図５に示すように四角錐形状であり、これにより多角形電子部品５０を回転軸線上にセンタリングすることができる。
【００４９】
多角形電子部品５０を挟持した後のスピンドルチャック１，２は、真空チャック３１がサーボモータ３３の回転駆動によりその干渉領域から離脱すると、サーボモータ１０の駆動により回転駆動された平歯車３，４，５，６によって同一方向に回転を始め、またサーボモータ２１で回転駆動されたボールねじ２１の直動運動により、回転軸方向にも前記回転と同期して移動し始める。
【００５０】
その後、多角形電子部品５０は、図６に示すように、レーザ機構２３で発生したレーザ光２４の集光照射により、本体部５０ａの外周面に設けられた抵抗体、磁性体、誘電体あるいは導電体の皮膜などの形成素子と非導電体である基体の表面部と共に溶融蒸発して、螺旋状の溝加工が行われ所定特性の電子部品の機能が形成される。
【００５１】
レーザ光２４の照射は、所定時間制御の後に完了しても良く、従来の方法のように多角形電子部品５０の所定特性を計測しながら、特性が満足したときに完了しても良い。
【００５２】
この時、レーザ光２４の照射するタイミングなどを、シャフト７の一端に配設されたタイミングカム８に設けたタイミングスリットをセンサー４１で検出するように設定すれば、多角形電子部品５０の任意の位置により溝加工を開始することができる。
【００５３】
一般的に溝加工は、電子部品の本体部が多角形の時には、その一面の中心位置から行うことにより、多角形の稜線の面取り形状に左右されることが無くなり、特性のバラツキを小さくすることができる。
【００５４】
また電子部品の本体部が多角形であり、その回転に伴いレーザ光２４の集光焦点を多角形電子部品５０の本体部５０ａの表面上に結ぶことが困難なときは、本体部５０ａの断面形状に相似したカム９が、スピンドルチャック１，２と同期して回転することにより、レバー２８によって直動軸受２５，２６に搭載し保持されたフレーム２７の垂直面を、レーザ光２４の照射方向と平行に駆動し移動させることができ、レーザ光２４の集光焦点を図７（ａ，ｂ，ｃ）に示すように常時本体部５０ａの表面上の所定箇所に結ぶことができる。
【００５５】
溝加工の終了後は、サーボモータ１０の回転駆動が停止することでスピンドルチャック１，２の回転および水平移動が停止し、かつスピンドルチャック２がレバー３８により前記と逆方向に駆動されて開放離脱し、多角形電子部品５０の挟持を終了する。
【００５６】
その後、多角形電子部品５０は、シュート１５を経由して受箱１６に落下して収納あるいは取出すのである。
【００５７】
なお、本実施の形態においては、多角形電子部品５０を回転させる駆動源と水平移動させる駆動源と分離供給機構の駆動源に、それぞれ別個のサーボモータを使用したが、これはパルスモータやクラッチブレーキモータのような応答性の良いモータを使用しても良い。
【００５８】
また、多角形電子部品５０の水平移動の動力伝達機構にボールネジ２０を使用しているが、これはリニアモータやカム機構を介した構成のものを使用してもよく、さらに、水平移動機構に代えてレーザ機構にガルバノミラーを使用してレーザ光を走査させる構成にしてもよい。
【００５９】
さらにまた、カム９は、レーザ光２４の集光焦点深度内に本体部５０ａの加工位置が収まるものであれば、本体部５０ａの相似形とせず一般的なカム曲線のカム９を使用してもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上、本発明による多角形電子部品の溝切装置は、電極部のコーナーに対してダメージを与えることなく保持が可能であり、溝加工の開始位置を限定でき、電子部品の特性バラツキを小さくでき、多角形電子部品の被加工表面上に常時レーザ光の焦点を結ぶことができ、溝幅寸法が一定となり、微小な多角形電子部品でも分離、移載して加工回転軸に対してセンタリングでき、安定して把持し保持できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における多角形電子部品の溝切装置の要部斜視図
【図２】図１の後方からの要部斜視図
【図３】同多角形電子部品の分離供給機構の要部斜視図
【図４】同真空チャックに多角形電子部品が分離後保持されスピンドルチャック回転軸上に移送された状態を示す要部斜視図
【図５】同スピンドルチャック先端形状の要部斜視図
【図６】同溝加工動作状態を示す要部斜視図
【図７】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ同レーザ光焦点を電子部品表面上に保ち溝加工する模式図
【図８】溝加工された多角形電子部品の斜視図
【図９】従来における電子部品の本体部の溝切装置の要部構成斜視図
【図１０】同電子部品の移送を示す要部斜視図
【符号の説明】
１，２ スピンドルチャック
１ａ 先端凹部
２ａ 先端
３，４，５，６ 平歯車
３ａ，４ａ 回転軸
４ｂ 取付アングル
７ シャフト
８ タイミングカム
９ カム
１０ サーボモータ
１１ カップリング
１２ 直動軸受
１３ レバー
１４ 引張バネ
１５ シュート
１６ 受箱
１７，１８ 直動軸受
１９ プレート
２０ ボールネジ
２１ サーボモータ
２１ａ 取付アングル
２２ タイミングベルト
２３ レーザ機構
２４ レーザ光
２５，２６ 直動軸受
２７ フレーム
２８ レバー
２８ａ カムフォロア
２９ 支点軸
３０ 固定フレーム
３１ 真空チャック
３１ａ 駆動体
３２ 直動軸受
３３ サーボモータ
３３ａ 取付アングル
３４ タイミングベルト
３５ カム
３６ レバー
３７ パーツフィーダー
３７ａ ヘッド部
３８ レバー
３９ ローラ
４０ 真空孔
４０ａ，４０ｂ 真空枝孔
４１ センサー
４２ 取付アングル
４３ 取付アングル
４４ 固定板
４５ 台板
４６ 固定立板
４７ 集光レンズ
４８ 溝加工部
４９ 電極部
５０ 多角形電子部品
５０ａ 本体部
５１，５２ チャック片
５１ａ，５２ａ 半円溝
５３，５４ スピンドルチャック
５３ａ，５４ａ 先端
５５ 円板砥石
５６ 溝加工機構
５７ プーリ
５８ 駆動ベルト
５９ 半球凹部
６０ 電子部品
６１ 金属キャップ
６２ 本体
６３ 移載チャック
６４ シャフト

Claims (4)

1. 電極部を両端に設けた多角形電子部品の前記電極部を、その電極部の形状に合致した多角錐状の窪みを有するスピンドルチャックにて挟持し、この多角形電子部品を回転および水平移動させる機構と、前記多角形電子部品の表面にレーザ光を照射して螺旋状に溝加工するレーザ機構とにより構成された多角形電子部品の溝切装置。
2. スピンドルチャックの回転角度を検出するセンサーを配置してなる請求項１に記載の多角形電子部品の溝切装置。
3. スピンドルチャックをその回転と同期してレーザ照射口からの距離を可変させる請求項１または２に記載の多角形電子部品の溝切装置。
4. Ｌ字形状の先端切欠きを設けた真空チャックにより多角形電子部品を溝加工位置まで移載する分離供給機構を設けた請求項１〜３のいずれか１つに記載の多角形電子部品の溝切装置。

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