JP4869999B2

JP4869999B2 - ワーク支持装置

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Publication number: JP4869999B2
Application number: JP2007075317A
Authority: JP
Inventors: 篤志佐々木; 幸宏宮下
Original assignee: Koganei Corp
Current assignee: Koganei Corp
Priority date: 2007-03-22
Filing date: 2007-03-22
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2027-03-22
Also published as: JP2008235700A

Description

本発明は、例えばＩＣ等の部品が搭載されるプリント基板をワークとし、ワークを複数のロッドにより支持するワーク支持装置に関する。

プリント基板に対してＩＣ，ＬＳＩ，コンデンサおよび抵抗体等の電子部品を搭載する場合には、コンベア等によりチップマウンタの搭載ステージに搬送されたプリント基板に対し、チップマウンタの装着ヘッドによって部品収容部の部品を搭載するようにしている。この装着ヘッドとしては、部品をフィンガー等により掴んでプリント基板に搬送するタイプや、部品を装着ノズル等により真空吸着して搬送するタイプ等がある。チップマウンタの搭載ステージにはプリント基板をその下面で支持するために複数のロッドを有するワーク支持装置が設けられている。

プリント基板の両面に電子部品を搭載する場合には、一方面に電子部品を搭載した後に反対側面にも電子部品を搭載することになる。反対側面に電子部品を搭載する際には、既に電子部品が搭載された一方面を下側としてその下側面でプリント基板を支持することになる。このため、既に下面に搭載された部品にロッドが接触して部品を破損させないようにする必要がある。同様に、一方面に電子部品が搭載されたプリント基板の反対側面にクリームハンダを塗布する場合にも、一方面に搭載された電子部品を破損させないようにプリント基板をロッドにより支持する必要がある。

このようなプリント基板をワークとしてワークを支持するためのワーク支持装置として、例えば、特許文献１に記載されるものが開発されている。このワーク支持装置は、ワークを支持するための複数のピストンロッドのうち選択された任意のピストンロッドを所定のストローク後退移動させると、そのピストンロッドは後退限位置まで移動するという構造になっている。したがって、複数のピストンロッドにより支持するようにしたワークの支持面に部品などが突出している面があると、その面に対応するピストンロッドは後退移動し、所定の支持面にのみピストンロッドが当接してワークを支持することができるため、１台のワーク支持装置によって様々な種類のワークに対応することができる。

またワーク支持装置として、例えば、特許文献２に記載されるものが開発されている。このワーク支持装置は、スプール弁を排出位置に移動させることにより突出させる支持ロッドが選択され、選択されない支持ロッドを後退限位置に移動させた状態のもとで前進用圧力室に流体を供給すると、選択された支持ロッドは突出移動してワークを支持するというものである。
特開２００３−３４７７９９号公報特開２００６−３３２４３０号公報

上記従来のワーク支持装置において、特許文献１に記載のワーク支持装置は、基板に設けられた電子部品により支持ロッドを下降させるようにしているため、支持ロッドが電子部品に強い負荷を加えないようにする必要がある。一方、特許文献２に記載のワーク支持装置は上昇させる支持ロッドを選択するようにしているので、上昇させる支持ロッドの本数が上昇させない支持ロッドの本数よりも多い場合には、上昇させる支持ロッドの選択に多くの時間を費やしてしまうという問題点を有している。

本発明の目的は、ワークに対応させて短時間で支持ロッドをワーク支持位置に設定し得るようにしたワーク支持装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、ワークを支持しない支持ロッドのみを選択してそれ以外の支持ロッドを上昇させるようにしたワーク支持装置を提供することにある。

本発明のワーク支持装置は、支持ロッドをワークに接触する前進限位置と後退限位置との間に移動する支持ピストンをそれぞれ往復動自在に収容し、前記支持ピストンの後端面側の前進用圧力室と前記支持ピストンの前端面側の後退用圧力室とに区画される複数のシリンダ室が形成された支持台と、前記前進用圧力室に連通させて前記支持台に形成された弁室内に軸方向に往復動自在に収容され、前記支持ピストンの後端面に対向して前記前進用圧力室を形成する対向面、当該対向面の反対側に設けられ当該対向面よりも大径の受圧面および前記対向面と前記受圧面とを連通させる貫通孔が形成された切換弁と、前記弁室に連通させて前記支持台に形成された収容孔内に前記切換弁の前記受圧面に対向して往復動自在に収容され、前記切換弁を介して前記支持ピストンを前記前進限位置と前記後退限位置との間の段取り位置に駆動する切換ピストンと、前記支持台に形成され、前記切換ピストンに前記段取り位置に向かう流体圧を供給する切換用流路と、前記支持台に形成され、前記切換ピストンにより前記切換弁を介して前記支持ピストンが前記段取り位置に移動した状態のもとでは前記切換弁の前記貫通孔を介して前記前進用圧力室に連通する一方、前記支持ピストンが前記後退限位置に移動した状態のもとでは前記前進用圧力室との連通が前記切換弁により遮断される前進用流路と、前記支持台に形成され前記後退用圧力室に連通する後退用流路と、前記後退限位置に移動した前記支持ピストンを前記後退限位置に保持し、前記段取り位置に移動した前記支持ピストンを前記前進用流路に流体圧を供給して前記前進限位置に駆動する流路切換弁とを有し、前記流路切換弁が前記前進用流路に流体圧を供給したときに、前記後退限位置に移動した前記支持ピストンを前記後退限位置に保持し、前記段取り位置に移動した前記支持ピストンを前記前進限位置に駆動することを特徴とする。

本発明のワーク支持装置は、前記切換弁の前記受圧面と前記切換ピストンの間に、前記切換弁の前記貫通孔を介して前記前進用圧力室に連通する背圧スペースを設けることを特徴とする。本発明のワーク支持装置は、前記支持台に形成され、前記支持ピストンが後退限位置に移動した状態のもとでは前記切換弁の前記貫通孔を介して前記前進用圧力室に連通する一方、前記切換ピストンにより前記切換弁を介して前記支持ピストンが前記段取り位置に移動した状態のもとでは前記前進用圧力室との連通が前記切換弁により遮断される排気ポートを有することを特徴とする。

本発明のワーク支持装置は、前記切換弁を往復動自在に収容する弁室が形成された支持スリーブと、前記切換ピストンを往復動自在に収容する収容孔が形成された収納スリーブとを有することを特徴とする。

本発明のワーク支持装置は、前記支持ピストンが後退限位置に移動したときの前記支持ロッドの先端面を前記支持台の表面とほぼ一致させることを特徴とする。

クリームハンダが塗布される実装基板を多数本の支持ロッドで支持する場合などにおいては、ワークである実装基板を支持する支持ロッドの本数のほうがワークを支持しない支持ロッドの本数よりも圧倒的に多い。本発明は、ワークを支持しない支持ロッドを選択してこれを上昇させないようにし、ワークを支持する支持ロッドを流体圧により上昇させるようにするので、支持ロッドの選択を短時間で行うことができ、速やかにワーク支持状態を設定することができる。

すなわち、全ての支持ロッドを段取り位置に設定した状態のもとで、まず、ワークを支持しない支持ロッドを選択してこれを後退限位置まで移動させる。後退限位置にまで移動した支持ロッドは切換弁を駆動して前進用圧力室を閉塞する。この状態で前進用流路から流体を供給すると、後退限位置に移動した支持ロッドは前進用圧力室が閉塞されているため後退限位置を維持する一方、段取り位置のままの支持ロッドはワーク支持位置である前進限位置にまで前進駆動される。

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はワーク支持装置の一部を示す斜視図であり、図２は図１の一部を拡大して示す断面図である。

図１に示すように、このワーク支持装置は、それぞれ基台プレート１１が下面に固定される直方体形状の支持ブロック１２を有し、支持ブロック１２の上面にはカバープレート１３が取り付けられている。図１に示される支持ブロック１２は、１つの支持ブロック１２に対して基台プレート１１とカバープレート１３とが７本のねじ部材１４により固定され、基台プレート１１と支持ブロック１２とカバープレート１３とにより支持台１５が形成されている。支持ブロック１２には図２に示すように図において複数のシリンダ室１６が上下方向に形成されており、それぞれのシリンダ室１６に対応させてカバープレート１３には貫通孔１７が形成されている。シリンダ室１６および貫通孔１７は、図１においてＸ方向およびＹ方向に一定間隔毎に形成され、Ｘ方向に３行、Ｙ方向に２３列となってマトリックス状に配列されている。ただし、ねじ部材１４が設けられた部分にはシリンダ室１６は形成されておらず、支持ブロック１２には７本のねじ部材１４が設けられているので、合計６２個のシリンダ室１６が支持ブロック１２に形成されている。なお、支持ブロック１２に形成されるシリンダ室１６の数は図示する場合に限られず、任意の数とすることができる。また、シリンダ室１６は、Ｘ方向とＹ方向に一定のピッチで形成されているが、シリンダ室１６相互の間隔も任意に設定することができる。

それぞれのシリンダ室１６内には、図２に示すように、それぞれ支持ピストン１８が図において上下方向に往復動自在に収容され、それぞれの支持ピストン１８にはワークに接触する支持ロッド１９が設けられており、それぞれの支持ロッド１９はカバープレート１３を貫通して上方に突出可能となっている。支持ブロック１２の上部には支持ロッド１９が貫通するロッドカバー２０が設けられており、ロッドカバー２０には、支持ロッド１９とロッドカバー２０との間をシールするシール材と、ロッドカバー２０と支持ブロック１２との間をシールするシール材とが設けられている。図１においては７本の支持ロッド１９が突出限位置となった状態で示され、１本の支持ロッド１９が段取り位置となった状態で示され、他の支持ロッド１９は支持台１５の表面と同じ高さの後退限位置まで引っ込んだ状態で示されている。

図２に示すようにそれぞれの支持ピストン１８は支持ロッド側が前端面となり、反対側の端面が後端面となっており、それぞれのシリンダ室１６は、支持ピストン１８により前端面側の後退用圧力室２１と後端面側の前進用圧力室２２とに区画されている。後退用圧力室２１はこの中に流体が供給されると、支持ロッド１９を支持台１５内に引き込む方向に支持ピストン１８を移動させる圧力室であり、前進用圧力室２２はこの中に流体が供給されると、支持ロッド１９を突出させる方向に支持ピストン１８を移動させる圧力室である。両方の圧力室２１，２２は支持ピストン１８に装着されたシール材１８ａによりシールされている。支持ピストン１８は、後退限位置と、前端面がロッドカバー２０のストッパ面２０ａに当接する前進限位置との間を往復動するようになっている。支持ピストン１８が前進限位置にあるときには支持ロッド１９は貫通孔１７から突出して実装基板Ｗを支持する状態となる。また、支持ピストン１８が後退限位置にあるときには支持ロッド１９は完全に支持台１５内に収容され、支持ロッド１９とカバープレート１３の表面とが同じ高さになる。さらに、支持ロッド１９は前進限位置と後退限位置との間の段取り位置に駆動される。

図２に示すようにそれぞれのシリンダ室１６と同軸状に支持ブロック１２には取付孔１６ａが形成されており、それぞれの取付孔１６ａはシリンダ室１６の後端部側に連なっている。それぞれの取付孔１６ａはシリンダ室１６よりも内径が大きくなっており、取付孔１６ａには円筒状の支持スリーブ２３が設けられ、支持スリーブ２３の内部には前進用圧力室２２に連通する略円筒状の弁室２４が形成されている。それぞれの弁室２４内には、前進用圧力室２２に連通する流路を切り換えるための略円筒状の切換弁２５が往復動自在に収容されている。切換弁２５の先端部には、支持スリーブ２３の端部に形成された貫通孔からシリンダ室１６内に突出する小径作動部２６が設けられている。小径作動部２６の外径はシリンダ室１６の内径よりも小さく設定されており、切換弁２５の後端部には小径作動部２６よりも大径の受圧部２７が設けられている。小径作動部２６が突出する段差面と小径作動部２６の端面はともに支持ピストン１８の後端面に対向する面であり、両者を合わせて対向面２８となっている。対向面２８は支持ピストン１８とともに前進用圧力室２２を形成している。また、対向面２８に対して反対側の受圧部２７の端面は対向面２８よりも大径の受圧面２９となっている。

取付孔１６ａ内には支持スリーブ２３に隣接させて収納スリーブ３１が組み込まれている。収納スリーブ３１内には支持スリーブ２３内の弁室２４に連通する収納孔３１ａが形成され、切換ピストン３２が往復動自在に収容されている。収納孔３１ａの内径が受圧面２９の外径よりも小さく設定されており、切換弁２５は受圧面２９が収納スリーブ３１の前端面に当接する後退限位置と、小径作動部２６の段差部が支持スリーブ２３のストッパ面２３ａに当接する前進限位置との間を往復動する。切換弁２５が前進限位置に移動すると小径作動部２６の端面がシリンダ室１６内に突出して支持ピストン１８の後端面に当接し、支持スリーブ２３の前端面に当接して後退限位置となっていた支持ピストン１８は段取り位置にまで駆動される。一方、切換弁２５が後退限位置に移動すると小径作動部２６の端面はシリンダ室１６内から弁室２４内に後退移動する。

切換ピストン３２は収納孔３１ａから迫り出して切換弁２５を前進限位置に駆動する前進限位置と、収納孔３１ａ内に入り込む後退限位置との間を往復動する。切換ピストン３２は収納スリーブ３１に形成された連通孔３３から圧力室３４内に供給される流体により前進限位置まで駆動され、一方、支持ロッド１９の先端面がカバープレート１３の表面と同一面となる位置まで支持ロッド１９が押し下げられると、切換弁２５を介して後退限位置まで駆動される。

切換弁２５と切換ピストン３２との間には背圧スペース３５が設けられており、背圧スペース３５は切換弁２５内に軸方向に貫通して形成され対向面２８と受圧面２９とを連通させる貫通孔３６により前進用圧力室２２に連通している。背圧スペース３５が切換弁２５に設けられたシール材２５ａにより弁室２４に対してシールされ、切換ピストン３２に設けられたシール材３２ａにより圧力室３４に対してシールされている。

図２に示すように、支持ブロック１２には、それぞれの前進用圧力室２２に流体を供給して支持ピストン１８を前進限位置に移動させるための前進用流路４１と、それぞれの前進用圧力室２２内の流体を外部に排出するための排出用流路４２とが形成されている。さらに、基台プレート１１にはそれぞれの連通孔３３を介して圧力室３４に流体を供給するための切換用流路４３が形成され、支持ブロック１２にはそれぞれの後退用圧力室２１に流体を供給して支持ピストン１８を後退限位置に移動させるための後退用流路４４が形成されている。基台プレート１１に形成された切換用流路４３、支持ブロック１２に形成された前進用流路４１、排出用流路４２および後退用流路４４は、基台プレート１１と支持ブロック１２に格子状に張り巡らされており、前進用流路４１と排出用流路４２は全ての前進用圧力室２２に連通し、切換用流路４３は全ての圧力室３４に連通し、後退用流路４４は全ての後退用圧力室２１に連通している。

切換弁２５には、切換弁２５が前進限位置となると前進用流路４１と貫通孔３６とを連通させ、切換弁２５が後退限位置となると排出用流路４２と貫通孔３６とを連通させる連通孔４５が形成されており、連通孔４５は切換弁２５の径方向に貫通して切換弁２５に形成されている。支持スリーブ２３には前進用流路４１と連通孔４５とを連通させる開口部４６が形成されるとともに、排出用流路４２と連通孔４５とを連通させる開口部４７とが形成されている。切換弁２５が前進限位置となって前進用流路４１と連通孔４５とが連通しているときには連通孔４５と排出用流路４２との連通を遮断し、切換弁２５が後退限位置となって排出用流路４２と連通孔４５とが連通しているときには連通孔４５と前進用流路４１との連通を遮断するために複数のシール材４８が切換弁２５に設けられている。

図１に示すように、支持ブロック１２の側面には、前進用流路４１に連通する給排ポート４１ａと、排出用流路４２に連通する排気ポート４２ａとが形成されるとともに、切換用流路４３に連通する給排ポート４３ａと、後退用流路４４に連通する給排ポート４４ａとが形成されている。図２に示すように、流体圧供給部５０ａと給排ポート４１ａとを連通させる配管には流路切換弁５１が設けられており、給排ポート４１ａを介して前進用流路４１には圧力Ｐ１の圧縮空気が供給されるようになっている。流体圧供給部５０ｂと給排ポート４３ａとを連通させる配管には流路切換弁５２が設けられており、給排ポート４３ａを介して切換用流路４３には圧力Ｐ２の圧縮空気が供給されるようになっている。さらに、流体圧供給部５０ｃと給排ポート４４ａとを連通させる配管には流路切換弁５３が設けられており、給排ポート４４ａを介して後退用流路４４には圧力Ｐ３の圧縮空気が供給されるようになっている。なお、排気ポート４２ａは大気に開放されるようになっている。このように、それぞれの給排ポート４１ａ，４３ａ，４４ａにはそれぞれ所定の圧力の圧縮空気が供給されるようになっており、圧力の大小関係は、Ｐ１＞Ｐ３となっている。それぞれの流体圧供給部５０ａ〜５０ｃには、コンプレッサやサージタンクなどからなる共通の空気圧源からの圧縮空気が調圧弁により相互に相違した圧力に調整されて供給されるが、別々の空気圧源からそれぞれの流体圧供給部５０ａ〜５０ｃに流体つまり圧縮空気を供給するようにしても良い。それぞれの流路切換弁５１〜５３としては、電磁弁が使用されており、図示しないコントローラからの制御信号によって、流体を流路に供給するオン状態と、流体の供給を停止するオフ状態とに作動する。

給排ポート４３ａから切換用流路４３に流体を供給すると、切換ピストン３２が図２に示す後退限位置から図３に示す前進限位置まで駆動されて切換弁２５は前進限位置になり、支持ロッド１９は支持ピストン１８と一体となって段取り位置まで前進移動する。この状態のもとで切換用流路４３内の流体を排出しても、支持ピストン１８と切換ピストン３２と切換弁２５は、それぞれに設けられたシール材の摩擦により前進限位置を保持する。このように、切換弁２５が前進限位置となると、前進用流路４１は開口部４６と連通孔４５および貫通孔３６を介して前進用圧力室２２に連通する。このように切換弁２５が前進限位置にあるときには、支持ピストン１８の後端面が切換弁２５の小径作動部２６の端面により押圧されて支持ピストン１８も切換弁２５のストローク分だけ前進方向に移動し、支持ロッド１９も切換弁２５のストローク分だけカバープレート１３の表面から突出する。これにより、支持ロッド１９は段取り位置となる。一方、切換弁２５が後退限位置となると、排出用流路４２は開口部４７と連通孔４５を介して貫通孔３６に連通し、貫通孔３６を通じて前進用圧力室２２は排出用流路４２に連通する。この状態のもとで給排ポート４４ａから後退用圧力室２１に流体を供給すると、支持ピストン１８は後退限位置まで駆動される。

次に、上述したワーク支持装置によるワーク支持手順について説明すると、図２には図１に示された多数の支持ロッド１９のうち相互に隣り合う２本の支持ロッドが拡大して示されている。図２においては、支持ピストン１８は後退限位置となっており、切換弁２５および切換ピストン３２も後退限位置となっている。また、前進用流路４１、切換用流路４３および後退用流路４４のいずれにも流体は供給されておらずワーク支持装置は初期状態つまり待機状態となっている。

図３は流路切換弁５２をオンさせて切換用流路４３に流体を供給した状態を示す断面図である。図２に示す初期状態のもとで切換用流路４３に流体を供給すると、圧力室３４に供給された流体により切換ピストン３２は前進限位置まで移動し、切換ピストン３２により切換弁２５を介して全ての支持ピストン１８が段取り位置まで上方に移動する。

図４は切換用流路４３への流体の供給を切断した状態を示す断面図である。図３に示された段取り位置の状態から切換用流路４３への流体の供給を切断すると、切換ピストン３２、切換弁２５および支持ピストン１８に対する上方への推力が失われる。しかしながら、切換ピストン３２、切換弁２５および支持ピストン１８にはそれぞれシール材が装着されているため、シール材の摩擦力により下方に移動することはなく、全ての支持ロッド１９は段取り位置のままの状態を保つ。

図５はワーク支持位置まで上昇させない支持ロッドを選択するための支持ロッドを振り分けた状態を示す断面図である。図４に示すように段取り位置となった支持ロッド１９のうち、上昇させない支持ロッド１９を選択し、選択された支持ロッド１９の先端を作動部材５５により押し下げる。これにより、支持ロッド１９は支持ピストン１８が後退限位置となるまで作動部材５５により押し下げられ、支持ピストン１８により切換弁２５および切換ピストン３２も後退限位置となるまで移動させられる。図５においては、右側の支持ロッド１９が押し下げられた状態で示されており、この支持ロッド１９に対応する切換弁２５はシール材４８により前進用流路４１と貫通孔３６との連通を遮断する。これに対し、図５における左側の支持ロッド１９は段取り位置のままであるため、前進用流路４１と前進用圧力室２２は貫通孔３６を介して連通している。

ワークの支持を行わない支持ロッドの選択は、ワーク支持装置に設けられた全ての支持ロッド１９を段取り位置に移動させた状態のもとで、作動部材５５を図示しないロボットアームにより移動させて行われる。作動部材５５により支持ロッド１９はその先端面がカバープレート１３の表面とほぼ一致する位置となるまで押し下げられるが、支持ロッド１９の押し下げにより切換弁２５が前進用流路４１を遮断することができれば、押し下げが終了したときに支持ロッド１９の先端面がカバープレート１３の表面よりも突出した状態となるようにしても良い。ただし、押し下げたときに支持ロッド１９の先端面がカバープレート１３の表面とほぼ一致するようにすると、作動部材５５はカバープレート１３に衝突することになるので、作動部材５５の衝撃力が支持ロッド１９に加わることを防止できる。

図６は流路切換弁５１をオンして前進用流路４１に流体を供給した状態を示す断面図である。図６における左側の支持ロッド１９は段取り位置となっていたので、前進用流路４１に流体を供給すると。貫通孔３６を介して前進用圧力室２２に流体が供給され、支持ピストン１８は前進限位置となるまで上方に押し上げられる。さらに、前進用流路４１から供給される流体は貫通孔３６から背圧スペース３５内にも供給され、切換ピストン３２を後退限位置まで下降させる。このとき切換弁２５の対向面２８とこれとは反対側の受圧面２９の両方に流体圧が加わることになるが、切換弁２５の対向面２８の受圧面積よりも受圧面２９の受圧面積のほうが大きいため、切換弁２５を上方へ移動させる推力の方が大きくなり、切換弁２５は前進限位置、すなわち段取り位置を保持することになる。これにより、前進用流路４１と貫通孔３６との連通が遮断されることはない。一方、右側の支持ロッド１９は既に押し下げられており、切換弁２５は後退限位置にあるため、シール材４８により前進用流路４１と貫通孔３６との連通が遮断されているので、支持ピストン１８、切換弁２５および切換ピストン３２はともに後退限位置を保持することになる。

図７は前進用流路４１に流体を供給したまま、さらに流路切換弁５３をオンにして後退用流路４４に流体を供給した状態を示す断面図である。図７において右側の支持ロッド１９は既に初期状態にあり、後退用流路４４から後退用圧力室２１に流体が流れ込むことにより、支持ピストン１８の前端面に加わる流体圧により支持ロッド１９は固定され、支持ロッド１９がガタつくことを防止できる。一方、図７において左側の支持ロッド１９は前進限位置にあり、後退用流路４４から後退用圧力室２１に流体が流れ込むことにより支持ピストン１８の前端面にも支持ロッドを下方に押し下げようとする流体圧がかかるが、前進用圧力室２２に供給される流体圧Ｐ１は後退用圧力室２１に供給さる流体圧Ｐ３よりも高く、しかも流体圧Ｐ１が加わる支持ピストン１８の受圧面積は、流体圧Ｐ３が加わる支持ピストン１８の受圧面積よりも支持ロッド１９の断面積分だけ大きいので、支持ピストン１８は前進限位置を保持する。

図８は前進限位置にまで突出した支持ロッド１９によりワークを支持している状態を示す断面図である。前進用流路４１および後退用流路４４に流体が供給された状態のままワーク支持装置に実装基板Ｗが搬入され、上昇している支持ロッド１９により実装基板Ｗは支持される。図８においては左側の支持ロッド１９により実装基板Ｗが支持されることになる。この状態のもとで、クリームハンダを塗布する操作をしたり、実装基板Ｗの上面に他の部品の搭載を行ったりすることができ、上面への作業を行う際には下面に予め搭載されている部品Ｗａには支持ロッド１９が接触することなく部品に負荷が加わることを防止できる。

図９はワークの支持作業が終了した後に、流路切換弁５１をオフすることにより前進用流路４１から流体を外部に排出し、全ての支持ロッド１９を初期位置に戻した状態を示す断面図である。図９に示すように、前進用流路４１に供給されていた流体を排出すると、図８の左側の支持ロッド１９は後退用流路４４から供給される流体によって支持ピストン１８が初期状態まで押し下げられる。この状態のもとで、流路切換弁５３を作動させて後退用圧力室２１内の流体を排出すると、図２に示す初期状態となる。

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における支持ロッド１９は、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、支持ロッド１９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きる。

本発明の一実施の形態であるワーク支持装置の一部を示す斜視図である。図１の一部を拡大して示す断面図である。切換用流路に流体を供給した状態における図２と同一の部分を示す断面図である。切換用流路への流体の供給を切断した状態における図２と同一の部分を示す断面図である。ワーク支持位置まで上昇させない支持ロッドを振り分けた状態における図２と同一の部分を示す断面図である。前進用流路に流体を供給した状態における図２と同一の部分を示す断面図である。前進用流路に流体を供給した状態のもとで後退用流路に流体を供給した状態における図２と同一の部分を示す断面図である。前進限位置にまで突出した支持ロッドによりワークを支持している状態における図２と同一の部分を示す断面図である。全ての支持ロッドを初期位置に戻した状態における図２と同一の部分を示す断面図である。

符号の説明

１１基台プレート
１２支持ブロック
１３カバープレート
１４ねじ部材
１５支持台
１６シリンダ室
１６ａ取付孔
１７貫通孔
１８支持ピストン
１８ａシール材
１９支持ロッド
２０ロッドカバー
２０ａストッパ面
２１後退用圧力室
２２前進用圧力室
２３支持スリーブ
２３ａストッパ面
２４弁室
２５切換弁
２５ａシール材
２６小径作動部
２７受圧部
２８対向面
２９受圧面
３１収納スリーブ
３１ａ収納孔
３２切換ピストン
３２ａシール材
３３連通孔
３４圧力室
３５背圧スペース
３６貫通孔
４１前進用流路
４１ａ給排ポート
４２排出用流路
４２ａ排気ポート
４３切換用流路
４３ａ給排ポート
４４後退用流路
４４ａ給排ポート
４５連通孔
４６，４７開口部
４８シール材
５０ａ〜５０ｃ流体圧供給部
５１〜５３流路切換弁
５５作動部材
Ｗ実装基板
Ｗａ部品

Claims

支持ロッドをワークに接触する前進限位置と後退限位置との間に移動する支持ピストンをそれぞれ往復動自在に収容し、前記支持ピストンの後端面側の前進用圧力室と前記支持ピストンの前端面側の後退用圧力室とに区画される複数のシリンダ室が形成された支持台と、
前記前進用圧力室に連通させて前記支持台に形成された弁室内に軸方向に往復動自在に収容され、前記支持ピストンの後端面に対向して前記前進用圧力室を形成する対向面、当該対向面の反対側に設けられ当該対向面よりも大径の受圧面および前記対向面と前記受圧面とを連通させる貫通孔が形成された切換弁と、
前記弁室に連通させて前記支持台に形成された収容孔内に前記切換弁の前記受圧面に対向して往復動自在に収容され、前記切換弁を介して前記支持ピストンを前記前進限位置と前記後退限位置との間の段取り位置に駆動する切換ピストンと、
前記支持台に形成され、前記切換ピストンに前記段取り位置に向かう流体圧を供給する切換用流路と、
前記支持台に形成され、前記切換ピストンにより前記切換弁を介して前記支持ピストンが前記段取り位置に移動した状態のもとでは前記切換弁の前記貫通孔を介して前記前進用圧力室に連通する一方、前記支持ピストンが前記後退限位置に移動した状態のもとでは前記前進用圧力室との連通が前記切換弁により遮断される前進用流路と、
前記支持台に形成され前記後退用圧力室に連通する後退用流路と、
前記後退限位置に移動した前記支持ピストンを前記後退限位置に保持し、前記段取り位置に移動した前記支持ピストンを前記前進用流路に流体圧を供給して前記前進限位置に駆動する流路切換弁とを有し、
前記流路切換弁が前記前進用流路に流体圧を供給したときに、前記後退限位置に移動した前記支持ピストンを前記後退限位置に保持し、前記段取り位置に移動した前記支持ピストンを前記前進限位置に駆動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、前記切換弁の前記受圧面と前記切換ピストンの間に、前記切換弁の前記貫通孔を介して前記前進用圧力室に連通する背圧スペースを設け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、前記支持台に形成され、前記支持ピストンが後退限位置に移動した状態のもとでは前記切換弁の前記貫通孔を介して前記前進用圧力室に連通する一方、前記切換ピストンにより前記切換弁を介して前記支持ピストンが前記段取り位置に移動した状態のもとでは前記前進用圧力室との連通が前記切換弁により遮断される排気ポートを有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、前記切換弁を往復動自在に収容する弁室が形成された支持スリーブと、
前記切換ピストンを往復動自在に収容する収容孔が形成された収納スリーブとを有することを特徴とするワーク支持装置。
請求高１〜４のいずれか１項に記載のワーク支持装置において、前記支持ピストンが後退限位置に移動したときの前記支持ロッドの先端面を前記支持台の表面とほぼ一致させることを特徴とするワーク支持装置。