JP3803614B2 - ワーク支持装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数のロッドにより板状のワークを支持するワーク支持装置に関し、たとえば、ＩＣなどの部品が搭載されるプリント基板などを支持するために適用して有用なワーク支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板ないし実装基板にクリームハンダを塗布する際には、ハンダが塗布されるパターンが形成されたマスキング板材を実装基板に取り付けた状態でハンダ塗布ステージにおいてクリームハンダを塗布するようにしている。また、プリント基板などの実装基板に対してＩＣ，ＬＳＩ、コンデンサおよび抵抗体などの部品を搭載する場合には、実装基板をコンベアなどにより搭載ステージにまで搬送し、その搭載ステージにおいて搭載装置などにより自動的に種々の部品を実装基板に搭載するようにしている。搭載ステージにおいては、実装基板を所定の位置に位置決めした後に、チップマウンタとも言われる搭載装置の搬送ヘッドによって部品収容部から部品を掴んで搭載したり、部品を真空吸着して実装基板まで搬送して搭載するようにしている。
【０００３】
このようなハンダ塗布ステージや搭載ステージにはプリント基板や実装基板を支持するために、ワーク支持装置が設けられている。従来のワーク支持装置としてはそれぞれ同時に上下動する複数本の棒材を有するものがあり、実装基板をその下面で棒材により支持して所定の位置に位置決めするようにしている。位置決めされた状態のもとで搭載ステージでは実装基板の上面に部品が搭載され、ハンダ塗布ステージでは実装基板の上面にクリームハンダが塗布され、搭載ステージでは部品が搭載されることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ハンダ塗布ステージでは下面に電子部品が搭載された状態で上面にクリームハンダを塗布することがある。また、部品が搭載される実装基板には種々のタイプがあり、実装基板の上面のみならず、上下両面に電子部品が搭載される場合があり、上下両面に電子部品が搭載される場合には、下面に部品が搭載された実装基板面の上面にさらに部品を搭載することになる。そのような場合には、実装基板をその下面で支持する際に、既に下面に搭載された部品の部分に支持棒材が当たることになると、既に搭載された部品に支持棒材が接触して部品を破損させるおそれがある。
【０００５】
したがって、従来では、実装基板の種類に応じて支持装置の種類を複数用意する必要があり、１つの搭載ステージやハンダ塗布ステージに多種類の実装基板に対して部品の搭載を行うためには、用意する支持装置の種類も多種となり、実装基板の種類に応じて支持装置を交換する必要がある。このため、部品の組立工程が複雑となり、効率的に組立を行うことができないという問題点がある。
【０００６】
本発明の目的は、複数種類のワークを１台のワーク支持装置によって支持し得るようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のワーク支持装置は、それぞれワークを支持するピストンロッドが設けられたピストンを往復動自在に収容する複数のシリンダ孔が形成された支持台と、前記ピストンの後端面側の前進用空気圧室に連通させて前記支持台に形成された前進用流路に接続される前進用バルブと、前記ピストンの前端面側の後退用空気圧室に連通させて前記支持台に形成された位置保持用流路に接続される位置保持用バルブと、それぞれの前記ピストンに設けられ、前記ピストンロッドが前進限位置となったときに前記位置保持用流路と前記後退用空気圧室との連通を遮断し、前記ピストンロッドが所定の振り分け位置まで後退したときに前記位置保持用流路と前記後退用空気圧室とを連通させる第１のシール部材と、それぞれの前記ピストンに設けられ、前記ピストンロッドが前進限位置となったときに前記前進用空気圧室と前記位置保持用流路とを連通させ、前記ピストンロッドが前記振り分け位置まで後退したときに前記位置保持用流路と前記前進用空気圧室との連通を遮断する第２のシール部材とを有することを特徴とする。このように、本発明にあっては、第１と第２の２つのシール部材がピストンに設けられており、前進限位置と振り分け位置とで位置保持用流路は後退用空気圧室と前進用空気圧室とに切り換えられるので、位置保持用流路からの圧縮空気によって前進限位置のピストンロッドにはその位置を保持する推力が加えられ、振り分け位置のピストンロッドは後退限位置に退避移動する。
【０００８】
本発明のワーク支持装置は、全ての前記ピストンロッドが前進限位置に保持されて前記前進用流路と前記位置保持用流路に対する圧縮空気の供給を停止した状態でいずれかの前記ピストンロッドをワークにより振り分け移動することを特徴とする。このように、圧縮空気の供給を停止した状態でワークにより振り分け移動させるので、ワークを介してピストンロッドを押し付けると、小さな押し付け力でピストンロッドが振り分け移動し、ワークには大きな荷重が加わることを防止できる。
【０００９】
本発明のワーク支持装置は、複数の前記ピストンロッドのうちいずれかが振り分け移動した後に、前記位置保持用流路を介して前進限位置の前記ピストンの前進用空気圧室と、振り分け位置の前記ピストンの後退用空気圧室とにそれぞれ圧縮空気を供給することを特徴とする。
【００１０】
本発明のワーク支持装置は、前記前進用流路に供給された圧縮空気を前記前進用空気圧室に案内し、前記位置保持用流路から前記前進用空気圧室に圧縮空気が供給されると前記前進用流路を閉じる流路開閉バルブをそれぞれのシリンダ孔に対応させて前記支持台に設けたことを特徴とする。本発明のワーク支持装置は、前記ピストンロッドが後退限位置となると前記流路開閉バルブは前記前進用流路を開くことを特徴とする。この流路開閉バルブによって前進用流路からの圧縮空気を前進用空気圧室に案内することができるとともに、位置保持用流路からの圧縮空気が前進用流路に漏れるのを防止できる。
【００１１】
本発明のワーク支持装置は、それぞれの前記ピストンロッドが前進限位置となったときに前記第１シール部材と前記シリンダ孔内周面との接触により前記ピストンロッドを前進限位置で保持することを特徴とする。本発明のワーク支持装置は、それぞれの前記ピストンロッドが前進限位置となったときに前記ピストンロッドを前進限位置で保持するマグネットをそれぞれの前記ピストンに対応させて前記支持台に設けたことを特徴とする。このように、ピストンロッドは前進限位置で所定の制動力で保持されることになり、前進用空気圧室内の圧縮空気を排気しても前進限位置のピストンロッドはその位置を保持することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態であるワーク支持装置を示す斜視図であり、図２（Ａ）は図１における２Ａ−２Ａ線に沿う拡大断面図であり、図２（Ｂ）は図１における２Ｂ−２Ｂ線に沿う拡大断面図であり、図３は図１における３−３線に沿う拡大断面図である。
【００１３】
図１に示すように、このワーク支持装置は、基台プレート１０ａの上に固定された直方体形状の支持ブロック１０ｂを有し、この支持ブロック１０ｂにはカバー部材１０ｃが設けられている。支持ブロック１０ｂとカバー部材１０ｃは複数本のねじ部材１１により基台プレート１０ａに固定され、これらの部材により支持台１０が形成されている。支持台１０には図３に示すように上下方向を向いて複数のシリンダ孔１２が形成されている。図示するワーク支持装置にあっては、図１においてＸ方向に一行となって１３個のシリンダ孔１２が形成され、Ｙ方向に一列となって１１個のシリンダ孔１２が形成されており、シリンダ孔１２は１３行１１列となってマトリックス状に形成されている。ただし、シリンダ孔１２の数は１３行１１列の１４３個に限られることなく、任意の数に設定することができる。また、それぞれのシリンダ孔１２はＸ，Ｙ両方向に一定のピッチで形成されているが、シリンダ孔相互間の間隔も任意に設定することができる。
【００１４】
それぞれのシリンダ孔１２内には、図３に示されるように、ピストン１３が上下方向に往復動自在に収容され、それぞれのピストン１３にはワーク支持ロッドつまりピストンロッド１４が設けられており、それぞれのピストンロッド１４はカバー部材１０ｃを貫通して上方に突出している。それぞれのシリンダ孔１２は、ピストン１３によってピストン後端面１５側の前進用空気圧室１６と、前端面１７側の後退用空気圧室１８とに区画形成される。
【００１５】
支持台１０には、図２（Ｂ）に示すように、Ｘ方向に延びて共通の前進用流路２１が形成されており、この前進用流路２１はＹ方向に延びて支持台１０に形成された複数の分岐流路２１ａに連通し、分岐流路２１ａを介して共通の前進用流路２１はそれぞれの前進用空気圧室１６に連通するようになっている。支持台１０には、図２（Ａ）に示すように、Ｘ方向に延びて共通の位置保持用流路２２が形成されており、共通の位置保持用流路２２はＹ方向に延びて支持台１０に形成された複数の分岐流路２２ａに連通し、分岐流路２２ａを介して共通の位置保持用流路２２はそれぞれのシリンダ孔１２の上端部に連通するようになっている。
【００１６】
共通の前進用流路２１の一端には、図１および図２（Ｂ）に示すように、給排ポート２１ｂが形成され、共通の位置保持用流路２２の一端部には、図１および図２（Ａ）に示すように、給排ポート２２ｂが形成されており、それぞれの流路２１，２２の他端部はボールなどからなる図示しない閉塞部材により閉塞されている。また、それぞれの分岐流路２１ａ，２２ａの両端部は、図２に示されるように、ボールなどからなる閉塞部材２１ｃ，２２ｃにより閉塞されている。
【００１７】
図３に示すように、空気圧源２３と前進用流路２１との間に接続される空気供給路２４には、前進用バルブ２５が設けられており、この前進用バルブ２５は前進用流路２１を空気圧源２３に連通させる供給位置▲１▼と、この連通を遮断して前進用流路２１を大気に開放させる排気位置▲２▼との２位置に作動する。さらに、空気圧源２３と位置保持用流路２２との間に接続される空気供給路２６には、位置保持用バルブ２７が設けられており、この位置保持バルブ２７は空気圧源２３と位置保持用流路２２との連通を遮断して位置保持用流路２２を大気に開放させる排気位置▲１▼と、空気圧源２３と位置保持用流路２２との連通を遮断して位置保持用流路２２を閉じる閉塞位置▲２▼と、位置保持用流路２２を空気圧源２３に連通させる供給位置▲３▼との３位置に作動する。
【００１８】
図３に示すように、支持台１０の下部にはそれぞれの前進用空気圧室１６に連通して前進用空気圧室１６の内径よりも大径の取付孔２８が形成され、この取付孔２８には円筒部３１ａとこれの上部に設けられた端壁部３１ｂとを有する弁体収容筒体３１が組み込まれている。この弁体収容筒体３１にはその内部と前進用流路２１とを連通させる開口３１ｃが形成され、弁体収容筒体３１の内部に軸方向に往復動自在に組み込まれる流路開閉バルブ３２には、端壁部３１ｂに形成され開口３１ｃと前進用空気圧室１６とを連通させる連通孔３１ｄに嵌合する弁軸３２ａが設けられている。この弁軸３２ａには連通孔３１ｄを閉じるシール部材３２ｂが設けられており、支持台１０に取り付けられたプラグ３３と流路開閉バルブ３２との間に装着された圧縮コイルばね３４によって弁軸３２ａが連通孔３１ｄを閉じる方向にばね力が加えられている。さらに、圧縮コイルばね３４のばね力に抗して弁軸３２ａに対して連通孔３１ｄを開く方向に推力を加える大径の受圧部３２ｃが流路開閉バルブ３２に設けられている。
【００１９】
したがって、前進用バルブ２５を供給位置▲１▼に設定すると、前進用流路２１に供給される圧縮空気が受圧部３２ｃを加圧することになる。この結果、ばね力に抗して流路開閉バルブ３２の弁軸３２ａのシール部材３２ｂが連通孔３１ｄから離れる位置まで後退移動し、連通孔３１ｄと弁軸３２ａとの間に形成される隙間３５を介して前進用空気圧室１６内には前進用流路２１に供給された圧縮空気が流入し、ピストン１３は前進限位置まで前進駆動される。
【００２０】
プラグ３３にはブリードポートつまり息付き孔３３ａが形成され、それぞれの息付き孔３３ａは共通の息付き孔３６を介して支持台１０の外部に連通している。それぞれの流路開閉バルブ３２には弁体収容筒体３１の内部に流入した空気が息付き孔３３ａから外部に漏出するのを防止するために、シール部材３７が設けられている。
【００２１】
それぞれのピストンロッド１４には、先端部側に第１のシール部材４１が設けられ、後端部側に第１のシール部材４１に対して所定の距離離れて第２のシール部材４２が設けられている。
【００２２】
図３に示すように、支持台１０の上部には、それぞれの後退用空気圧室１８に連通させて後退用空気圧室１８の内径よりも大径の取付孔４３が形成され、この取付孔４３には円筒部４４ａとこれの上部に設けられた端壁部４４ｂとを有するピストン保持筒体４４が組み込まれている。それぞれのピストン保持筒体４４の外側にはロッドカバー４５が組み込まれており、それぞれのロッドカバー４５はカバー部材１０ｃにより固定されている。ロッドカバー４５にはロッドカバー４５とピストンロッド１４との間をシールするためのシール部材４６が組み込まれている。
【００２３】
それぞれのピストン保持筒体４４の円筒部４４ａには、その内部と位置保持用流路２２とを連通させる開口４４ｃが形成され、開口４４ｃが設けられた部分の円筒部４４ａの内径はシリンダ孔１２の内径よりも大径となっている。さらに、ピストンロッド１４つまりピストン１３が前進限位置となったときに第１のシール部材４１が入り込んで接触する接触面４４ｄが円筒部４４ａに形成されている。したがって、ピストンロッド１４が前進限位置となって端壁部４４ｂにピストン１３が接触すると、シール部材４１が接触面４４ｄに嵌合することから、ピストンロッド１４に対してはその位置を保持させる保持力が加えられる。しかも、ピストンロッド１４が前進限位置となると、第１のシール部材４１によって位置保持用流路２２と後退用空気圧室１８との連通が遮断される。
【００２４】
このようにピストンロッド１４が前進限位置となると、ピストン１３に設けられた第２のシール部材４２は、前進用空気圧室１６を形成するシリンダ内周面と接触しなくなり、第２のシール部材４２とシリンダ孔１２との間に隙間４７が形成されて、位置保持用流路２２と前進用空気圧室１６とが連通する。したがって、ピストン１３が前進限位置となると、前進用流路２１から前進用空気圧室１６内に流入した空気は隙間４７を介して位置保持用流路２２と連通状態となるとともに、位置保持用流路２２から流入した空気は隙間４７を介して前進用空気圧室１６と連通状態となる。
【００２５】
このようにして、全てのピストンロッド１４が前進限位置となった待機位置の状態のもとで、下面に電子部品Ｗａが搭載されたプリント基板Ｗがピストンロッド１４の先端に配置されて所定の押しつけ力が加えられると、電子部品Ｗａに先端が接触したピストンロッド１４は所定のストロークだけ後退方向に振り分け移動することになる。振り分け移動すると、第１のシール部材４１は接触面４４ｄから離れて第１のシール部材４１とピストン保持筒体４４との間には隙間４８が形成されて、位置保持用流路２２と後退用空気圧室１８とが連通状態となる。一方、第２のシール部材４２は位置保持用流路２２と前進用空気圧室１６との連通を遮断する。
【００２６】
したがって、振り分けが完了した状態のもとで位置保持用流路２２に圧縮空気を供給すると、振り分け時にプリント基板Ｗの下面にピストンロッド１４が接触して前進限位置となった状態のピストンロッド１４には前進用空気圧室１６に供給される圧縮空気により前進方向の推力が加えられ、このときには流路開閉バルブ３２により前進用流路２１は閉じられるので、前進用空気圧室１６内に流入した空気が外部に漏出することを防止できる。これに対して、振り分け位置にまで後退したピストンロッド１４は、後退用空気圧室１８に圧縮空気が供給されるので、後退限位置に向けて後退移動することになる。このときには、ピストンロッド１４が後退限位置まで移動すると、ピストン１３によって弁軸３２ａが押し下げられて流路開閉バルブ３２は前進用流路２１を開くことになる。
【００２７】
このように、流路開閉バルブ３２は前進用流路２１に供給された圧縮空気を前進用空気圧室１６に案内し、位置保持用流路２２から前進用空気圧室１６内に圧縮空気が供給されたときには前進用流路２１を閉じるように機能する。さらに、ピストンロッド１４が後退限位置まで後退移動すると、ピストン１３によって前進用流路２１が開かれることになる。
【００２８】
図１においては、最も右側の１列のピストンロッド１４が前進限位置となって示されている。また、図３においては、図１に示された多数のピストンロッド１４のうち符号ａ〜ｆが付された６本のピストンロッド１４が示されており、これらの６本のピストンロッド１４を、ワーク支持装置の作動状態を説明するために、それぞれビストンロッド１４を異なった状態として示している。
【００２９】
図４は前進用バルブ２５と位置保持用バルブ２７の流路切換位置と、ピストンロッド１４の作動状態とを示す作動表であり、図４において部号１４ａ〜１４ｆは図３における同様の符号のピストンロッド１４に対応する。
【００３０】
位置保持用バルブ２７を排気位置▲１▼に設定し、前進用バルブ２５を排気位置▲２▼に設定すると、ワーク支持装置は初期状態となる。このときには、前進用流路２１と位置保持用流路２２は大気に開放されるので、ピストンロッド１４を後退移動させた状態とすると、符号１４ａで示すように、圧縮コイルばね３４によって前進限位置となっている弁軸３２ａにピストン１３の後端面１５が接触し、ピストン１３は弁体収容筒体３１から離れた状態となる。
【００３１】
この状態のもとで、前進用バルブ２５を供給位置▲１▼に設定すると、前進用流路２１には空気圧源２３からの圧縮空気が弁体収容筒体３１内に流入する。これにより、流路開閉バルブ３２の受圧部３２ｃに加わる空気圧によって流路開閉バルブ３２は圧縮コイルばね３４のばね力に抗して図３において下方に移動し、弁軸３２ａと連通孔３１ｄとの間の隙間３５を介して前進用空気圧室１６内に前進用流路２１からの圧縮空気が流入する。したがって、ピストンロッド１４は、符号１４ｂで示すように、前進限位置まで移動して待機準備位置となる。図３においては、ピストンロッド１４ｂに対応する前進用空気圧室１６には点を付して圧縮空気が入り込んだ状態を示している。
【００３２】
この待機準備位置のもとでは、ピストン１３とピストン保持筒体４４との間には隙間４７が形成されるので、前進用流路２１を介して前進用空気圧室１６内に流入した空気は位置保持用流路２２を介して位置保持用バルブ２７の排気ポートから外部に流出することになる。そこで、ピストンロッド１４が前進限位置となったことを検出したり、位置保持用バルブ２７の排気ポートから空気が流出したことを検出したり、タイマーによって所定時間が経過したことを検出したら、位置保持用バルブ２７を排気位置▲１▼から閉塞位置▲２▼に切り換える。これにより、ピストンロッド１４は待機完了状態となる。
【００３３】
待機完了状態のもとで、位置保持用バルブ２７を排気位置▲１▼に切り換えるとともに前進用バルブ２５を排気位置▲２▼に切り換えると、前進用空気圧室１６内の圧縮空気は位置保持用流路２２を介して外部に排出されて振り分け移動が可能な状態となる。この状態では第１のシール部材４１がピストン保持筒体４４の接触面４４ｄに嵌合しているので、ピストンロッド１４は後退移動することはなく前進限位置に保持される。この振り分け状態のもとで、下面に電子部品Ｗａが搭載されたプリント基板や実装基板Ｗを、それぞれ前進限位置となっているピストンロッド１４の上に配置された状態のもとで基板Ｗの下面が直接ピストンロッド１４の先端に接触するまで支持台１０に向けて接近させると、電子部品Ｗａに接触するピストンロッド１４は、図３において符号１４ｄに示すように電子部品Ｗａの厚みに対応する所定のストロークＳだけ後退移動することになり、基板Ｗの下面に直接接触するピストンロッド１４は、符号１４ｃで示すように、前進限位置を保持することになる。
【００３４】
このようにして振り分けが完了した後に、位置保持用バルブ２７を供給位置▲３▼に切り換えると、前進限位置となっているピストンロッド１４に対応する前進用空気圧室１６には位置保持用流路２２から隙間４７を介して圧縮空気が供給され、図３において符号１４ｅで示すように、所定のストロークＳだけ後退移動したピストンロッド１４に対応する後退用空気圧室１８には隙間４８を介して圧縮空気が供給されることになる。これにより、前進限位置となって基板Ｗをその下面で直接支持しているピストンロッド１４には前進方向の推力が加えられることになるので、ピストンロッド１４に対して基板Ｗから強い押し付け力を加えてもピストンロッド１４は確実に前進限位置を保持することになる。
【００３５】
一方、所定のストロークだけ電子部品Ｗａにより後退移動したピストンロッド１４に対応する後退用空気圧室１８に圧縮空気が供給されるので、図３において符号１４ｆで示すように、後退限位置まで後退移動する。図３においては、ピストンロッド１４ｅに対応する前進用空気圧室１６と、ピストンロッド１４ｆに対応する後退用空気圧室１８にはそれぞれ点を付して圧縮空気が流入した状態を示している。
【００３６】
図５は下面に電子部品Ｗａが搭載されたプリント基板Ｗを支持するための手順を示す工程図であり、図４に示した待機準備位置から設定完了までに対応する。図５にあっては、ワーク支持装置に対するワークの装填手順を概略的に示すために、多数のピストンロッドのうち４本のみが示されている。図５（Ａ）はプリント基板Ｗが支持装置の真上まで搬送された状態を示し、全てのピストンロッド１４は前進限位置となって図４に示す待機完了位置に設定される。この状態のもとで、図５（Ｂ）に示すように、ワークであるプリント基板Ｗはそれぞれのピストンロッド１４の上に配置される。配置された状態のもとで、振り分け状態に切り換えられた後に、プリント基板Ｗを押し付けると、振り分けが終了する。振り分け終了後に位置保持用バルブ２７を供給位置▲２▼に切り換えると、図５（Ｃ）に示すように、電子部品Ｗａに対応するピストンロッド１４は後退限位置まで退避することになる。
【００３７】
図６（Ａ）および図６（Ｂ）はそれぞれ本発明の他の実施の形態であるワーク支持装置の一部を示す断面図であり、これらの図においては前述した場合と共通する部材には同一の符号が付されている。図６（Ａ）に示す場合には、ピストン保持筒体４４にはピストンロッド１４を囲むようにマグネット５１が装着されており、ピストンロッド１４つまりピストン１３が前進限位置となったときには、第１のシール部材４１と円筒部４４ａの接触面４４ｄとの嵌合力に加えて、ピストン１３はマグネット５１の磁力により前進限位置に保持される。したがって、この場合にはピストン１３としては磁性材料を使用したり、マグネットを埋め込むことになる。
【００３８】
図６（Ｂ）に示す場合には、ピストン保持筒体４４にはピストンロッド１４に形成された係合溝５２に係合する係合部材５３が装着されており、ピストンロッド１４が前進限位置となったときには、第１のシール部材４１と円筒部４４ａの接触面４４ｄとの嵌合力に加えて、ピストン１３は係合部材５３が係合溝５２に係合することにより保持力が加えられる。図６（Ａ），（Ｂ）にあっては、それぞれ１つのピストンロッド１４の部分を示すが、他の全てのピストンロッド１４についても同様の構造となっている。
【００３９】
流路開閉バルブ３２は、前進用流路２１に供給された圧縮空気を前進用空気圧室１６に案内し、位置保持用流路２２から前進用空気圧室に圧縮空気が供給されると前進用流路を閉じる逆止弁としての機能と、ピストンロッド１４が後退限位置となったときには前進用流路２１を開放する機能を有していれば、図示する構造に限られるものではない。
【００４０】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、図１に示すワーク支持装置は、ワークである実装基板Ｗを支持してその上面に電子部品を搭載する場合を示すが、実装基板の上面にクリームハンダを塗布する際などにも本発明のワーク支持装置を使用することができる。また、図示する実施の形態では予め下面に電子部品が搭載された実装基板をワーク支持装置により支持するようにしているが、全てのピストンロッドを前進限位置に設定した状態のもとで、ワークを支持するピストンロッドを残して他のピストンロッドをロボットや治具などにより所定のストロークだけ後退移動させるようにしても良い。
【００４１】
また、ピストンロッドは、図１に示すように、マトリックス状に配置することなく、ランダムに配置するようにしても良い。さらに、図示するワーク支持装置にあっては、ピストンロッドが上下方向に移動するようにしているが、水平方向でも傾斜方向でも任意の方向に前進後退移動させて使用することができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、第１と第２の２つのシール部材がピストンに設けられており、前進限位置と振り分け位置とで位置保持用流路は後退用空気圧室と前進用空気圧室とに切り換えられるので、位置保持用流路からの圧縮空気によって前進限位置のピストンロッドにはその位置を保持する推力が加えられ、振り分け位置のピストンロッドは後退限位置に退避移動する。前進限位置のピストンロッドには空気圧が加えられるので、前進限位置のピストンロッドにワークから大きな押し付け力が加えられても、ピストンロッドは前進限位置を確実に保持する。このようにして、１台のワーク支持装置によって複数種類のワークを支持することができる。
【００４３】
圧縮空気の供給を停止した状態でワークにより振り分け移動させるので、ワークを介してピストンロッドを押し付けると、小さな押し付け力でピストンロッドが振り分け移動し、ワークには大きな荷重が加わることを防止できる。ピストンロッドは前進限位置で所定の制動力で保持されることになり、前進用空気圧室内の圧縮空気を排気しても前進限位置のピストンロッドはその位置を保持することができる。
【００４４】
前記位置保持用流路を介して前進限位置のピストンの前進用空気圧室と、振り分け位置のピストンの後退用空気圧室とにそれぞれ圧縮空気を供給することにより、振り分け位置のピストンロッドを確実に後退限位置に退避させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるワーク支持装置を示す斜視図である。
【図２】（Ａ）は図１における２Ａ−２Ａ線に沿う拡大断面図であり、（Ｂ）は図１における２Ｂ−２Ｂ線に沿う拡大断面図である。
【図３】図１における３−３線に沿う拡大断面図である。
【図４】前進用バルブと位置保持用バルブの流路切換位置と、ピストンロッドの作動状態とを示す作動表である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は下面に電子部品が搭載されたプリント基板を支持するための手順を示す工程図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の他の実施の形態であるワーク支持装置の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 支持台
１１ ねじ部材
１２ シリンダ孔
１３ ピストン
１４ ピストンロッド
１６ 前進用空気圧室
１８ 後退用空気圧室
２１ 前進用流路
２１ｂ 給排ポート
２２ 位置保持用流路
２２ｂ 給排ポート
２３ 空気圧源
２４ 空気供給路
２５ 前進用バルブ
２６ 空気供給路
２７ 位置保持用バルブ
２８ 取付孔
３１ 弁体収容筒体
３２ 流路開閉バルブ
３２ａ 弁軸
３２ｂ シール部材
３２ｃ 受圧部
３４ 圧縮コイルばね
３５ 隙間
４１ 第１のシール部材
４２ 第２のシール部材
４４ ピストン保持筒体
４４ａ 円筒部
４４ｂ 端壁部
４４ｃ 開口
４４ｄ 接触面
４７ 隙間
４８ 隙間
５１ マグネット
５２ 係合溝
５３ 係合部材
【発明の属する技術分野】
本発明は複数のロッドにより板状のワークを支持するワーク支持装置に関し、たとえば、ＩＣなどの部品が搭載されるプリント基板などを支持するために適用して有用なワーク支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板ないし実装基板にクリームハンダを塗布する際には、ハンダが塗布されるパターンが形成されたマスキング板材を実装基板に取り付けた状態でハンダ塗布ステージにおいてクリームハンダを塗布するようにしている。また、プリント基板などの実装基板に対してＩＣ，ＬＳＩ、コンデンサおよび抵抗体などの部品を搭載する場合には、実装基板をコンベアなどにより搭載ステージにまで搬送し、その搭載ステージにおいて搭載装置などにより自動的に種々の部品を実装基板に搭載するようにしている。搭載ステージにおいては、実装基板を所定の位置に位置決めした後に、チップマウンタとも言われる搭載装置の搬送ヘッドによって部品収容部から部品を掴んで搭載したり、部品を真空吸着して実装基板まで搬送して搭載するようにしている。
【０００３】
このようなハンダ塗布ステージや搭載ステージにはプリント基板や実装基板を支持するために、ワーク支持装置が設けられている。従来のワーク支持装置としてはそれぞれ同時に上下動する複数本の棒材を有するものがあり、実装基板をその下面で棒材により支持して所定の位置に位置決めするようにしている。位置決めされた状態のもとで搭載ステージでは実装基板の上面に部品が搭載され、ハンダ塗布ステージでは実装基板の上面にクリームハンダが塗布され、搭載ステージでは部品が搭載されることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ハンダ塗布ステージでは下面に電子部品が搭載された状態で上面にクリームハンダを塗布することがある。また、部品が搭載される実装基板には種々のタイプがあり、実装基板の上面のみならず、上下両面に電子部品が搭載される場合があり、上下両面に電子部品が搭載される場合には、下面に部品が搭載された実装基板面の上面にさらに部品を搭載することになる。そのような場合には、実装基板をその下面で支持する際に、既に下面に搭載された部品の部分に支持棒材が当たることになると、既に搭載された部品に支持棒材が接触して部品を破損させるおそれがある。
【０００５】
したがって、従来では、実装基板の種類に応じて支持装置の種類を複数用意する必要があり、１つの搭載ステージやハンダ塗布ステージに多種類の実装基板に対して部品の搭載を行うためには、用意する支持装置の種類も多種となり、実装基板の種類に応じて支持装置を交換する必要がある。このため、部品の組立工程が複雑となり、効率的に組立を行うことができないという問題点がある。
【０００６】
本発明の目的は、複数種類のワークを１台のワーク支持装置によって支持し得るようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のワーク支持装置は、それぞれワークを支持するピストンロッドが設けられたピストンを往復動自在に収容する複数のシリンダ孔が形成された支持台と、前記ピストンの後端面側の前進用空気圧室に連通させて前記支持台に形成された前進用流路に接続される前進用バルブと、前記ピストンの前端面側の後退用空気圧室に連通させて前記支持台に形成された位置保持用流路に接続される位置保持用バルブと、それぞれの前記ピストンに設けられ、前記ピストンロッドが前進限位置となったときに前記位置保持用流路と前記後退用空気圧室との連通を遮断し、前記ピストンロッドが所定の振り分け位置まで後退したときに前記位置保持用流路と前記後退用空気圧室とを連通させる第１のシール部材と、それぞれの前記ピストンに設けられ、前記ピストンロッドが前進限位置となったときに前記前進用空気圧室と前記位置保持用流路とを連通させ、前記ピストンロッドが前記振り分け位置まで後退したときに前記位置保持用流路と前記前進用空気圧室との連通を遮断する第２のシール部材とを有することを特徴とする。このように、本発明にあっては、第１と第２の２つのシール部材がピストンに設けられており、前進限位置と振り分け位置とで位置保持用流路は後退用空気圧室と前進用空気圧室とに切り換えられるので、位置保持用流路からの圧縮空気によって前進限位置のピストンロッドにはその位置を保持する推力が加えられ、振り分け位置のピストンロッドは後退限位置に退避移動する。
【０００８】
本発明のワーク支持装置は、全ての前記ピストンロッドが前進限位置に保持されて前記前進用流路と前記位置保持用流路に対する圧縮空気の供給を停止した状態でいずれかの前記ピストンロッドをワークにより振り分け移動することを特徴とする。このように、圧縮空気の供給を停止した状態でワークにより振り分け移動させるので、ワークを介してピストンロッドを押し付けると、小さな押し付け力でピストンロッドが振り分け移動し、ワークには大きな荷重が加わることを防止できる。
【０００９】
本発明のワーク支持装置は、複数の前記ピストンロッドのうちいずれかが振り分け移動した後に、前記位置保持用流路を介して前進限位置の前記ピストンの前進用空気圧室と、振り分け位置の前記ピストンの後退用空気圧室とにそれぞれ圧縮空気を供給することを特徴とする。
【００１０】
本発明のワーク支持装置は、前記前進用流路に供給された圧縮空気を前記前進用空気圧室に案内し、前記位置保持用流路から前記前進用空気圧室に圧縮空気が供給されると前記前進用流路を閉じる流路開閉バルブをそれぞれのシリンダ孔に対応させて前記支持台に設けたことを特徴とする。本発明のワーク支持装置は、前記ピストンロッドが後退限位置となると前記流路開閉バルブは前記前進用流路を開くことを特徴とする。この流路開閉バルブによって前進用流路からの圧縮空気を前進用空気圧室に案内することができるとともに、位置保持用流路からの圧縮空気が前進用流路に漏れるのを防止できる。
【００１１】
本発明のワーク支持装置は、それぞれの前記ピストンロッドが前進限位置となったときに前記第１シール部材と前記シリンダ孔内周面との接触により前記ピストンロッドを前進限位置で保持することを特徴とする。本発明のワーク支持装置は、それぞれの前記ピストンロッドが前進限位置となったときに前記ピストンロッドを前進限位置で保持するマグネットをそれぞれの前記ピストンに対応させて前記支持台に設けたことを特徴とする。このように、ピストンロッドは前進限位置で所定の制動力で保持されることになり、前進用空気圧室内の圧縮空気を排気しても前進限位置のピストンロッドはその位置を保持することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態であるワーク支持装置を示す斜視図であり、図２（Ａ）は図１における２Ａ−２Ａ線に沿う拡大断面図であり、図２（Ｂ）は図１における２Ｂ−２Ｂ線に沿う拡大断面図であり、図３は図１における３−３線に沿う拡大断面図である。
【００１３】
図１に示すように、このワーク支持装置は、基台プレート１０ａの上に固定された直方体形状の支持ブロック１０ｂを有し、この支持ブロック１０ｂにはカバー部材１０ｃが設けられている。支持ブロック１０ｂとカバー部材１０ｃは複数本のねじ部材１１により基台プレート１０ａに固定され、これらの部材により支持台１０が形成されている。支持台１０には図３に示すように上下方向を向いて複数のシリンダ孔１２が形成されている。図示するワーク支持装置にあっては、図１においてＸ方向に一行となって１３個のシリンダ孔１２が形成され、Ｙ方向に一列となって１１個のシリンダ孔１２が形成されており、シリンダ孔１２は１３行１１列となってマトリックス状に形成されている。ただし、シリンダ孔１２の数は１３行１１列の１４３個に限られることなく、任意の数に設定することができる。また、それぞれのシリンダ孔１２はＸ，Ｙ両方向に一定のピッチで形成されているが、シリンダ孔相互間の間隔も任意に設定することができる。
【００１４】
それぞれのシリンダ孔１２内には、図３に示されるように、ピストン１３が上下方向に往復動自在に収容され、それぞれのピストン１３にはワーク支持ロッドつまりピストンロッド１４が設けられており、それぞれのピストンロッド１４はカバー部材１０ｃを貫通して上方に突出している。それぞれのシリンダ孔１２は、ピストン１３によってピストン後端面１５側の前進用空気圧室１６と、前端面１７側の後退用空気圧室１８とに区画形成される。
【００１５】
支持台１０には、図２（Ｂ）に示すように、Ｘ方向に延びて共通の前進用流路２１が形成されており、この前進用流路２１はＹ方向に延びて支持台１０に形成された複数の分岐流路２１ａに連通し、分岐流路２１ａを介して共通の前進用流路２１はそれぞれの前進用空気圧室１６に連通するようになっている。支持台１０には、図２（Ａ）に示すように、Ｘ方向に延びて共通の位置保持用流路２２が形成されており、共通の位置保持用流路２２はＹ方向に延びて支持台１０に形成された複数の分岐流路２２ａに連通し、分岐流路２２ａを介して共通の位置保持用流路２２はそれぞれのシリンダ孔１２の上端部に連通するようになっている。
【００１６】
共通の前進用流路２１の一端には、図１および図２（Ｂ）に示すように、給排ポート２１ｂが形成され、共通の位置保持用流路２２の一端部には、図１および図２（Ａ）に示すように、給排ポート２２ｂが形成されており、それぞれの流路２１，２２の他端部はボールなどからなる図示しない閉塞部材により閉塞されている。また、それぞれの分岐流路２１ａ，２２ａの両端部は、図２に示されるように、ボールなどからなる閉塞部材２１ｃ，２２ｃにより閉塞されている。
【００１７】
図３に示すように、空気圧源２３と前進用流路２１との間に接続される空気供給路２４には、前進用バルブ２５が設けられており、この前進用バルブ２５は前進用流路２１を空気圧源２３に連通させる供給位置▲１▼と、この連通を遮断して前進用流路２１を大気に開放させる排気位置▲２▼との２位置に作動する。さらに、空気圧源２３と位置保持用流路２２との間に接続される空気供給路２６には、位置保持用バルブ２７が設けられており、この位置保持バルブ２７は空気圧源２３と位置保持用流路２２との連通を遮断して位置保持用流路２２を大気に開放させる排気位置▲１▼と、空気圧源２３と位置保持用流路２２との連通を遮断して位置保持用流路２２を閉じる閉塞位置▲２▼と、位置保持用流路２２を空気圧源２３に連通させる供給位置▲３▼との３位置に作動する。
【００１８】
図３に示すように、支持台１０の下部にはそれぞれの前進用空気圧室１６に連通して前進用空気圧室１６の内径よりも大径の取付孔２８が形成され、この取付孔２８には円筒部３１ａとこれの上部に設けられた端壁部３１ｂとを有する弁体収容筒体３１が組み込まれている。この弁体収容筒体３１にはその内部と前進用流路２１とを連通させる開口３１ｃが形成され、弁体収容筒体３１の内部に軸方向に往復動自在に組み込まれる流路開閉バルブ３２には、端壁部３１ｂに形成され開口３１ｃと前進用空気圧室１６とを連通させる連通孔３１ｄに嵌合する弁軸３２ａが設けられている。この弁軸３２ａには連通孔３１ｄを閉じるシール部材３２ｂが設けられており、支持台１０に取り付けられたプラグ３３と流路開閉バルブ３２との間に装着された圧縮コイルばね３４によって弁軸３２ａが連通孔３１ｄを閉じる方向にばね力が加えられている。さらに、圧縮コイルばね３４のばね力に抗して弁軸３２ａに対して連通孔３１ｄを開く方向に推力を加える大径の受圧部３２ｃが流路開閉バルブ３２に設けられている。
【００１９】
したがって、前進用バルブ２５を供給位置▲１▼に設定すると、前進用流路２１に供給される圧縮空気が受圧部３２ｃを加圧することになる。この結果、ばね力に抗して流路開閉バルブ３２の弁軸３２ａのシール部材３２ｂが連通孔３１ｄから離れる位置まで後退移動し、連通孔３１ｄと弁軸３２ａとの間に形成される隙間３５を介して前進用空気圧室１６内には前進用流路２１に供給された圧縮空気が流入し、ピストン１３は前進限位置まで前進駆動される。
【００２０】
プラグ３３にはブリードポートつまり息付き孔３３ａが形成され、それぞれの息付き孔３３ａは共通の息付き孔３６を介して支持台１０の外部に連通している。それぞれの流路開閉バルブ３２には弁体収容筒体３１の内部に流入した空気が息付き孔３３ａから外部に漏出するのを防止するために、シール部材３７が設けられている。
【００２１】
それぞれのピストンロッド１４には、先端部側に第１のシール部材４１が設けられ、後端部側に第１のシール部材４１に対して所定の距離離れて第２のシール部材４２が設けられている。
【００２２】
図３に示すように、支持台１０の上部には、それぞれの後退用空気圧室１８に連通させて後退用空気圧室１８の内径よりも大径の取付孔４３が形成され、この取付孔４３には円筒部４４ａとこれの上部に設けられた端壁部４４ｂとを有するピストン保持筒体４４が組み込まれている。それぞれのピストン保持筒体４４の外側にはロッドカバー４５が組み込まれており、それぞれのロッドカバー４５はカバー部材１０ｃにより固定されている。ロッドカバー４５にはロッドカバー４５とピストンロッド１４との間をシールするためのシール部材４６が組み込まれている。
【００２３】
それぞれのピストン保持筒体４４の円筒部４４ａには、その内部と位置保持用流路２２とを連通させる開口４４ｃが形成され、開口４４ｃが設けられた部分の円筒部４４ａの内径はシリンダ孔１２の内径よりも大径となっている。さらに、ピストンロッド１４つまりピストン１３が前進限位置となったときに第１のシール部材４１が入り込んで接触する接触面４４ｄが円筒部４４ａに形成されている。したがって、ピストンロッド１４が前進限位置となって端壁部４４ｂにピストン１３が接触すると、シール部材４１が接触面４４ｄに嵌合することから、ピストンロッド１４に対してはその位置を保持させる保持力が加えられる。しかも、ピストンロッド１４が前進限位置となると、第１のシール部材４１によって位置保持用流路２２と後退用空気圧室１８との連通が遮断される。
【００２４】
このようにピストンロッド１４が前進限位置となると、ピストン１３に設けられた第２のシール部材４２は、前進用空気圧室１６を形成するシリンダ内周面と接触しなくなり、第２のシール部材４２とシリンダ孔１２との間に隙間４７が形成されて、位置保持用流路２２と前進用空気圧室１６とが連通する。したがって、ピストン１３が前進限位置となると、前進用流路２１から前進用空気圧室１６内に流入した空気は隙間４７を介して位置保持用流路２２と連通状態となるとともに、位置保持用流路２２から流入した空気は隙間４７を介して前進用空気圧室１６と連通状態となる。
【００２５】
このようにして、全てのピストンロッド１４が前進限位置となった待機位置の状態のもとで、下面に電子部品Ｗａが搭載されたプリント基板Ｗがピストンロッド１４の先端に配置されて所定の押しつけ力が加えられると、電子部品Ｗａに先端が接触したピストンロッド１４は所定のストロークだけ後退方向に振り分け移動することになる。振り分け移動すると、第１のシール部材４１は接触面４４ｄから離れて第１のシール部材４１とピストン保持筒体４４との間には隙間４８が形成されて、位置保持用流路２２と後退用空気圧室１８とが連通状態となる。一方、第２のシール部材４２は位置保持用流路２２と前進用空気圧室１６との連通を遮断する。
【００２６】
したがって、振り分けが完了した状態のもとで位置保持用流路２２に圧縮空気を供給すると、振り分け時にプリント基板Ｗの下面にピストンロッド１４が接触して前進限位置となった状態のピストンロッド１４には前進用空気圧室１６に供給される圧縮空気により前進方向の推力が加えられ、このときには流路開閉バルブ３２により前進用流路２１は閉じられるので、前進用空気圧室１６内に流入した空気が外部に漏出することを防止できる。これに対して、振り分け位置にまで後退したピストンロッド１４は、後退用空気圧室１８に圧縮空気が供給されるので、後退限位置に向けて後退移動することになる。このときには、ピストンロッド１４が後退限位置まで移動すると、ピストン１３によって弁軸３２ａが押し下げられて流路開閉バルブ３２は前進用流路２１を開くことになる。
【００２７】
このように、流路開閉バルブ３２は前進用流路２１に供給された圧縮空気を前進用空気圧室１６に案内し、位置保持用流路２２から前進用空気圧室１６内に圧縮空気が供給されたときには前進用流路２１を閉じるように機能する。さらに、ピストンロッド１４が後退限位置まで後退移動すると、ピストン１３によって前進用流路２１が開かれることになる。
【００２８】
図１においては、最も右側の１列のピストンロッド１４が前進限位置となって示されている。また、図３においては、図１に示された多数のピストンロッド１４のうち符号ａ〜ｆが付された６本のピストンロッド１４が示されており、これらの６本のピストンロッド１４を、ワーク支持装置の作動状態を説明するために、それぞれビストンロッド１４を異なった状態として示している。
【００２９】
図４は前進用バルブ２５と位置保持用バルブ２７の流路切換位置と、ピストンロッド１４の作動状態とを示す作動表であり、図４において部号１４ａ〜１４ｆは図３における同様の符号のピストンロッド１４に対応する。
【００３０】
位置保持用バルブ２７を排気位置▲１▼に設定し、前進用バルブ２５を排気位置▲２▼に設定すると、ワーク支持装置は初期状態となる。このときには、前進用流路２１と位置保持用流路２２は大気に開放されるので、ピストンロッド１４を後退移動させた状態とすると、符号１４ａで示すように、圧縮コイルばね３４によって前進限位置となっている弁軸３２ａにピストン１３の後端面１５が接触し、ピストン１３は弁体収容筒体３１から離れた状態となる。
【００３１】
この状態のもとで、前進用バルブ２５を供給位置▲１▼に設定すると、前進用流路２１には空気圧源２３からの圧縮空気が弁体収容筒体３１内に流入する。これにより、流路開閉バルブ３２の受圧部３２ｃに加わる空気圧によって流路開閉バルブ３２は圧縮コイルばね３４のばね力に抗して図３において下方に移動し、弁軸３２ａと連通孔３１ｄとの間の隙間３５を介して前進用空気圧室１６内に前進用流路２１からの圧縮空気が流入する。したがって、ピストンロッド１４は、符号１４ｂで示すように、前進限位置まで移動して待機準備位置となる。図３においては、ピストンロッド１４ｂに対応する前進用空気圧室１６には点を付して圧縮空気が入り込んだ状態を示している。
【００３２】
この待機準備位置のもとでは、ピストン１３とピストン保持筒体４４との間には隙間４７が形成されるので、前進用流路２１を介して前進用空気圧室１６内に流入した空気は位置保持用流路２２を介して位置保持用バルブ２７の排気ポートから外部に流出することになる。そこで、ピストンロッド１４が前進限位置となったことを検出したり、位置保持用バルブ２７の排気ポートから空気が流出したことを検出したり、タイマーによって所定時間が経過したことを検出したら、位置保持用バルブ２７を排気位置▲１▼から閉塞位置▲２▼に切り換える。これにより、ピストンロッド１４は待機完了状態となる。
【００３３】
待機完了状態のもとで、位置保持用バルブ２７を排気位置▲１▼に切り換えるとともに前進用バルブ２５を排気位置▲２▼に切り換えると、前進用空気圧室１６内の圧縮空気は位置保持用流路２２を介して外部に排出されて振り分け移動が可能な状態となる。この状態では第１のシール部材４１がピストン保持筒体４４の接触面４４ｄに嵌合しているので、ピストンロッド１４は後退移動することはなく前進限位置に保持される。この振り分け状態のもとで、下面に電子部品Ｗａが搭載されたプリント基板や実装基板Ｗを、それぞれ前進限位置となっているピストンロッド１４の上に配置された状態のもとで基板Ｗの下面が直接ピストンロッド１４の先端に接触するまで支持台１０に向けて接近させると、電子部品Ｗａに接触するピストンロッド１４は、図３において符号１４ｄに示すように電子部品Ｗａの厚みに対応する所定のストロークＳだけ後退移動することになり、基板Ｗの下面に直接接触するピストンロッド１４は、符号１４ｃで示すように、前進限位置を保持することになる。
【００３４】
このようにして振り分けが完了した後に、位置保持用バルブ２７を供給位置▲３▼に切り換えると、前進限位置となっているピストンロッド１４に対応する前進用空気圧室１６には位置保持用流路２２から隙間４７を介して圧縮空気が供給され、図３において符号１４ｅで示すように、所定のストロークＳだけ後退移動したピストンロッド１４に対応する後退用空気圧室１８には隙間４８を介して圧縮空気が供給されることになる。これにより、前進限位置となって基板Ｗをその下面で直接支持しているピストンロッド１４には前進方向の推力が加えられることになるので、ピストンロッド１４に対して基板Ｗから強い押し付け力を加えてもピストンロッド１４は確実に前進限位置を保持することになる。
【００３５】
一方、所定のストロークだけ電子部品Ｗａにより後退移動したピストンロッド１４に対応する後退用空気圧室１８に圧縮空気が供給されるので、図３において符号１４ｆで示すように、後退限位置まで後退移動する。図３においては、ピストンロッド１４ｅに対応する前進用空気圧室１６と、ピストンロッド１４ｆに対応する後退用空気圧室１８にはそれぞれ点を付して圧縮空気が流入した状態を示している。
【００３６】
図５は下面に電子部品Ｗａが搭載されたプリント基板Ｗを支持するための手順を示す工程図であり、図４に示した待機準備位置から設定完了までに対応する。図５にあっては、ワーク支持装置に対するワークの装填手順を概略的に示すために、多数のピストンロッドのうち４本のみが示されている。図５（Ａ）はプリント基板Ｗが支持装置の真上まで搬送された状態を示し、全てのピストンロッド１４は前進限位置となって図４に示す待機完了位置に設定される。この状態のもとで、図５（Ｂ）に示すように、ワークであるプリント基板Ｗはそれぞれのピストンロッド１４の上に配置される。配置された状態のもとで、振り分け状態に切り換えられた後に、プリント基板Ｗを押し付けると、振り分けが終了する。振り分け終了後に位置保持用バルブ２７を供給位置▲２▼に切り換えると、図５（Ｃ）に示すように、電子部品Ｗａに対応するピストンロッド１４は後退限位置まで退避することになる。
【００３７】
図６（Ａ）および図６（Ｂ）はそれぞれ本発明の他の実施の形態であるワーク支持装置の一部を示す断面図であり、これらの図においては前述した場合と共通する部材には同一の符号が付されている。図６（Ａ）に示す場合には、ピストン保持筒体４４にはピストンロッド１４を囲むようにマグネット５１が装着されており、ピストンロッド１４つまりピストン１３が前進限位置となったときには、第１のシール部材４１と円筒部４４ａの接触面４４ｄとの嵌合力に加えて、ピストン１３はマグネット５１の磁力により前進限位置に保持される。したがって、この場合にはピストン１３としては磁性材料を使用したり、マグネットを埋め込むことになる。
【００３８】
図６（Ｂ）に示す場合には、ピストン保持筒体４４にはピストンロッド１４に形成された係合溝５２に係合する係合部材５３が装着されており、ピストンロッド１４が前進限位置となったときには、第１のシール部材４１と円筒部４４ａの接触面４４ｄとの嵌合力に加えて、ピストン１３は係合部材５３が係合溝５２に係合することにより保持力が加えられる。図６（Ａ），（Ｂ）にあっては、それぞれ１つのピストンロッド１４の部分を示すが、他の全てのピストンロッド１４についても同様の構造となっている。
【００３９】
流路開閉バルブ３２は、前進用流路２１に供給された圧縮空気を前進用空気圧室１６に案内し、位置保持用流路２２から前進用空気圧室に圧縮空気が供給されると前進用流路を閉じる逆止弁としての機能と、ピストンロッド１４が後退限位置となったときには前進用流路２１を開放する機能を有していれば、図示する構造に限られるものではない。
【００４０】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、図１に示すワーク支持装置は、ワークである実装基板Ｗを支持してその上面に電子部品を搭載する場合を示すが、実装基板の上面にクリームハンダを塗布する際などにも本発明のワーク支持装置を使用することができる。また、図示する実施の形態では予め下面に電子部品が搭載された実装基板をワーク支持装置により支持するようにしているが、全てのピストンロッドを前進限位置に設定した状態のもとで、ワークを支持するピストンロッドを残して他のピストンロッドをロボットや治具などにより所定のストロークだけ後退移動させるようにしても良い。
【００４１】
また、ピストンロッドは、図１に示すように、マトリックス状に配置することなく、ランダムに配置するようにしても良い。さらに、図示するワーク支持装置にあっては、ピストンロッドが上下方向に移動するようにしているが、水平方向でも傾斜方向でも任意の方向に前進後退移動させて使用することができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、第１と第２の２つのシール部材がピストンに設けられており、前進限位置と振り分け位置とで位置保持用流路は後退用空気圧室と前進用空気圧室とに切り換えられるので、位置保持用流路からの圧縮空気によって前進限位置のピストンロッドにはその位置を保持する推力が加えられ、振り分け位置のピストンロッドは後退限位置に退避移動する。前進限位置のピストンロッドには空気圧が加えられるので、前進限位置のピストンロッドにワークから大きな押し付け力が加えられても、ピストンロッドは前進限位置を確実に保持する。このようにして、１台のワーク支持装置によって複数種類のワークを支持することができる。
【００４３】
圧縮空気の供給を停止した状態でワークにより振り分け移動させるので、ワークを介してピストンロッドを押し付けると、小さな押し付け力でピストンロッドが振り分け移動し、ワークには大きな荷重が加わることを防止できる。ピストンロッドは前進限位置で所定の制動力で保持されることになり、前進用空気圧室内の圧縮空気を排気しても前進限位置のピストンロッドはその位置を保持することができる。
【００４４】
前記位置保持用流路を介して前進限位置のピストンの前進用空気圧室と、振り分け位置のピストンの後退用空気圧室とにそれぞれ圧縮空気を供給することにより、振り分け位置のピストンロッドを確実に後退限位置に退避させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるワーク支持装置を示す斜視図である。
【図２】（Ａ）は図１における２Ａ−２Ａ線に沿う拡大断面図であり、（Ｂ）は図１における２Ｂ−２Ｂ線に沿う拡大断面図である。
【図３】図１における３−３線に沿う拡大断面図である。
【図４】前進用バルブと位置保持用バルブの流路切換位置と、ピストンロッドの作動状態とを示す作動表である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は下面に電子部品が搭載されたプリント基板を支持するための手順を示す工程図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の他の実施の形態であるワーク支持装置の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 支持台
１１ ねじ部材
１２ シリンダ孔
１３ ピストン
１４ ピストンロッド
１６ 前進用空気圧室
１８ 後退用空気圧室
２１ 前進用流路
２１ｂ 給排ポート
２２ 位置保持用流路
２２ｂ 給排ポート
２３ 空気圧源
２４ 空気供給路
２５ 前進用バルブ
２６ 空気供給路
２７ 位置保持用バルブ
２８ 取付孔
３１ 弁体収容筒体
３２ 流路開閉バルブ
３２ａ 弁軸
３２ｂ シール部材
３２ｃ 受圧部
３４ 圧縮コイルばね
３５ 隙間
４１ 第１のシール部材
４２ 第２のシール部材
４４ ピストン保持筒体
４４ａ 円筒部
４４ｂ 端壁部
４４ｃ 開口
４４ｄ 接触面
４７ 隙間
４８ 隙間
５１ マグネット
５２ 係合溝
５３ 係合部材
Claims (7)
- それぞれワークを支持するピストンロッドが設けられたピストンを往復動自在に収容する複数のシリンダ孔が形成された支持台と、
前記ピストンの後端面側の前進用空気圧室に連通させて前記支持台に形成された前進用流路に接続される前進用バルブと、
前記ピストンの前端面側の後退用空気圧室に連通させて前記支持台に形成された位置保持用流路に接続される位置保持用バルブと、
それぞれの前記ピストンに設けられ、前記ピストンロッドが前進限位置となったときに前記位置保持用流路と前記後退用空気圧室との連通を遮断し、前記ピストンロッドが所定の振り分け位置まで後退したときに前記位置保持用流路と前記後退用空気圧室とを連通させる第１のシール部材と、
それぞれの前記ピストンに設けられ、前記ピストンロッドが前進限位置となったときに前記前進用空気圧室と前記位置保持用流路とを連通させ、前記ピストンロッドが前記振り分け位置まで後退したときに前記位置保持用流路と前記前進用空気圧室との連通を遮断する第２のシール部材とを有することを特徴とするワーク支持装置。 - 請求項１記載のワーク支持装置において、全ての前記ピストンロッドが前進限位置に保持されて前記前進用流路と前記位置保持用流路に対する圧縮空気の供給を停止した状態でいずれかの前記ピストンロッドをワークにより振り分け移動することを特徴とするワーク支持装置。
- 請求項１または２記載のワーク支持装置において、複数の前記ピストンロッドのうちいずれかが振り分け移動した後に、前記位置保持用流路を介して前進限位置の前記ピストンの前進用空気圧室と、振り分け位置の前記ピストンの後退用空気圧室とにそれぞれ圧縮空気を供給することを特徴とするワーク支持装置。
- 請求項１〜３のいずれか１項に記載のワーク支持装置において、前記前進用流路に供給された圧縮空気を前記前進用空気圧室に案内し、前記位置保持用流路から前記前進用空気圧室に圧縮空気が供給されると前記前進用流路を閉じる流路開閉バルブをそれぞれのシリンダ孔に対応させて前記支持台に設けたことを特徴とするワーク支持装置。
- 請求項４記載のワーク支持装置において、前記ピストンロッドが後退限位置となると前記流路開閉バルブは前記前進用流路を開くことを特徴とするワーク支持装置。
- 請求項１〜５のいずれか１項に記載のワーク支持装置において、それぞれの前記ピストンロッドが前進限位置となったときに前記第１シール部材と前記シリンダ孔内周面との接触により前記ピストンロッドを前進限位置で保持することを特徴とするワーク支持装置。
- 請求項１〜６のいずれか１項に記載のワーク支持装置において、それぞれの前記ピストンロッドが前進限位置となったときに前記ピストンロッドを前進限位置で保持するマグネットをそれぞれの前記ピストンに対応させて前記支持台に設けたことを特徴とするワーク支持装置。
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