JP5013061B2

JP5013061B2 - 振動式パーツフィーダ

Info

Publication number: JP5013061B2
Application number: JP2006347105A
Authority: JP
Inventors: 和渡小川
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-12-25
Filing date: 2006-12-25
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2026-12-25
Also published as: JP2008156065A

Description

本願発明は、電子部品を搬送するための振動式パーツフィーダに関し、詳しくは、順次供給されるワークをワーク導入部から取り入れ、ワークを整列させた状態でワーク排出部まで搬送する搬送路と、搬送路に対しワークが搬送されるように振動を加える加振機構を備えた振動式パーツフィーダに関する。

例えば、一方主面に表面実装型の実装部品を搭載した多層基板には、実装部品を保護するため、一方主面を覆うように金属ケースを接合した構造を備えた製品がある。

ところで、このような金属ケースを備えた多層基板の場合、金属ケースを取り付けるにあたっては、例えば、金属ケースを取り付ける前の多層基板本体をケーシング装置に順次供給し、これを吸着ノズルで吸着、保持し、所定の金属ケースに嵌め込む方法が用いられている。

そして、ケーシング装置に多層基板本体を順次供給するにあたっては、多層基板本体を搬送するための搬送路を備えた振動式パーツフィーダが一般的に用いられている。

そして、このような振動式パーツフィーダとして、振動により被搬送物を前進駆動させるとともに、エアジェットの噴射により前進駆動の促進を図るようにした振動式パーツフィーダ提案されている（特許文献１）。

この振動式パーツフィーダによりワーク（被搬送物）を搬送する場合、所定の条件が整えば、図４に示すように、振動と、エアの噴射により、ワーク５２が、搬送路カバー５１ａを備えた搬送路５１を、ばたついたりすることなく、安定した姿勢で、かつ、ワーク５２どうしが互いに接触したりすることなく確実に搬送される。

しかしながら、この特許文献１の振動式パーツフィーダにおいて、その実施例に示されているように、搬送路の上方よりエアジェットを導入した場合、多層基板にように板状の部品を搬送する際には、図５に示すように、搬送路５１上を搬送されるワーク５２の下側にエアが回り込みやすく、ワーク５２がその下側に回り込んだエアにより搬送路５１上でばたつき、ワーク５２どうしの互いの接触、搬送路５１の壁面や底面への衝突などにより、割れや欠けなどの不具合を生じたり、搬送路５１上で詰まりを生じたりするというような問題点があり、必ずしも十分な搬送信頼性を備えているとはいえないのが実情である。
実公平７−８４９４号公報

本願発明は、上記課題を解決するものであり、ワークを、振動とエア流により、搬送路上で転動したり、互いに接触したりして、割れや欠け、あるいは搬送途中での詰まりなどを生じたりすることなく確実に搬送することが可能な振動式パーツフィーダを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本願発明（請求項１）の振動式パーツフィーダは、
順次供給されるワークをワーク導入部から取り入れ、前記ワークを整列させた状態でワーク排出部まで搬送する搬送路と、
前記搬送路に対し、前記ワーク導入部から前記ワーク排出部に向かって前記ワークが搬送されるように振動を加える加振機構と、
を備える振動式パーツフィーダであって、
前記搬送路の、ワーク搬送方向に向かって左右両側の互いに対向する位置に、前記ワーク搬送方向に所定の間隔をおいて複数配設され、前記搬送路を搬送されている前記ワークに対してエアを吹き付けるとともに、前記ワークの搬送方向に沿うエア流を生じさせるように、前記搬送路にエアを供給するエア供給部と
を具備し、
前記ワークは、基板上に表面実装部品が実装され、かつ、表面実装部品を覆うケースが配設されていないか、または、樹脂モールド処理が施されていない加工途中の電子デバイス、または、モジュールであり、
前記エア供給部は、エアが主に前記表面実装部品に向かって吹き付けられるように配設されていること
を特徴としている。

また、請求項２の振動式パーツフィーダは、請求項１の発明の構成において、少なくとも前記ワーク導入部近傍には、前記エア供給部が設けられていることを特徴としている。

また、請求項３の振動式パーツフィーダは、請求項１または２の発明の構成において、少なくとも前記ワーク排出部近傍には、前記エア供給部が設けられていることを特徴としている。

本願請求項１の発明の振動式パーツフィーダにおいては、搬送路の両側の互いに対向する位置からエアが供給されるため、ほぼ左右対称にエアが、搬送方向に所定の間隔を置いた複数の位置でワークに吹き付けられるとともに、吹き付けられたエアがワークの搬送方向に沿うエア流となるため、ワークの搬送状態や進行方向が安定し、ワークがエアにより持ち上げられてばたつき、ワークどうしの互いの接触、搬送路の壁面や底面への衝突などにより、割れや欠けなどの不具合を生じたり、搬送路上で詰まりを生じたりすることを防止して、ワークを安定して確実に搬送することが可能になる。

また、振動による搬送力と、エア流による推進力とにより搬送が行われるため、高速にワークを搬送することが可能になる。

また、エア供給部からのエアを、ワーク（すなわち、基板上に表面実装部品が実装され、かつ、表面実装部品を覆うケースが配設されていないか、または、樹脂モールド処理が施されていない加工途中の電子デバイス、または、モジュール）を構成する、上記表面実装部品に向かって吹き付けるようにしているので、表面実装型電子部品が、例えば帆船における帆のようにエア流を確実に受け止めることから、ワークにエア流による推進力を十分に与えることが可能になり、効率よく高速搬送を実現することができる。

また、請求項２の発明のようにワーク導入部近傍にエア供給部を設けた場合、エア供給部からワーク導入部近傍にエアが供給されることにより、ワーク導入部近傍にエアの巻き込みが生じてワーク導入部近傍が負圧となるため、ワークが搬送路に吸い込まれるように円滑に導入されることになり、より安定した搬送を実現することができるようになる。

また、請求項３の発明のようにワーク排出部近傍にエア供給部を設けた場合、ワーク排出部近傍に供給されるエアにより、ワークを搬送路から確実に排出することが可能になり、例えば、多層基板本体の、表面実装型電子部品が実装された実装面を覆うケースを取り付けるためのケーシング機構部などの搬送先へのワークの受け渡しをより円滑に行うことが可能になる。

以下に本願発明の実施例を示して、本願発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。

まず、本発明の振動式パーツフィーダおよびこれを用いた部品搬送装置の構成について説明する。なお、図１は本願発明の一実施例にかかる振動式パーツフィーダの概略構成を示す断面図、図２は図１に示した振動式パーツフィーダの搬送路を、ワークの搬送方向に直交する方向、すなわち、図１のII−II線による断面図、図３は図１に示した振動式パーツフィーダの搬送路の平面図である。

図１に示すように、本発明の振動式パーツフィーダ１は、順次搬送されるワーク（この実施例では、表面実装部品が搭載された多層基板）Ｗをワーク導入部導３ａから取り入れ、ワークＷを整列させた状態でワーク排出部３ｂまで搬送する搬送路（トラフ）３と、搬送路３を覆う搬送路カバー２３と、搬送路３の下部に配設され、搬送路３を振動させる加振機構５とを有するパーツフィーダ本体２とを備えており、パーツフィーダ本体２は、ベース６と、ベース６を保持するフレーム７とを備えている。

この振動式パーツフィーダ１を構成する搬送路３は、図１，図２，図３に示すように、底部１３ａと両側の側壁部１３ｂとからなり、断面がコ字状で、上面側が開口した構造を有する直線通路であり、その上をワークＷが搬送されることになる底部１３ａが水平になるように配置されている。

また、搬送路３の一方端側が、ワーク供給部から順次供給されるワークＷを取り入れるワーク導入部３ａとなっており、他方端側が、搬送路３上を搬送されてきたワークＷを排出するワーク排出部３ｂとなっている。

この実施例１では、ワークＷは、基板本体１１の上面側に、例えば、コンデンサ、コイル、抵抗、フィルター、発振器などの表面実装部品１２を実装したものであり、表面実装部品１２を覆うケースがまだ配設されていない加工途中の電子デバイス（具体的にはケースが取り付けられて製品（多層基板）となる多層基板本体）である。
そして、ワーク（多層基板本体）Ｗは、上記ワーク排出部３ｂにおいて、搬送路３から排出され、吸着ノズル２０により吸着されて金属ケース１４に嵌め込まれることにより、ケースが取り付けられ、製品である多層基板となる。

この実施例においては、ワークＷにケースを取り付けるためのケーシング機構部１５は、上記搬送路３のワーク排出部３ｂから、ワークＷを１個ずつ受け取って金属ケース１４に嵌め込んでいくことができるように構成されている。すなわち、ケーシング機構１５は、搬送路３のワーク排出部３ｂからワークＷを受け取る吸着ノズル２０を備えた吸着部１６と、金属ケース１４を待機させておき、金属ケース１４に、ワークＷの表面実装部品１２が実装された面側を嵌め込むケーシング部１７とを備えている。

また、上記吸着部１６は、吸着ノズル２０を上方に向けた状態でワークＷの下面を吸着し、そのまま吸着ノズル２０を下方に向けることにより、ワークＷを１８０℃回転させて、下向きに反転させることができるように構成されている。

また、ケーシング部１７は、吸着部１６の下方に位置し、金属ケース１４の天面を下に、開口部を上にした状態で金属ケース１４を保持するように構成されており、吸着ノズル２０によって吸着され、反転させられて下向きになったワークＷの、表面実装部品１２が実装された面側が上方から金属ケース１４の開口に嵌め込まれるよう構成されている。

なお、金属ケース１４に嵌め込まれた基板本体１１は、その接合部位にはんだペーストが供給された後、リフロー工程に送られ、金属ケース１４と基板本体１１とがはんだにより接合される。

そして、この実施例の振動式パーツフィーダ１において、搬送路３の側壁部１３ｂの互いに対向する位置には、図１，図２，図３に示すように、搬送路３を搬送されるワークＷに対してエア８（図２，図３）を吹き付け、かつ、ワークＷの搬送方向に沿うエア流８ａ（図３参照）を生じさせるに、エア供給部（エア供給口）１０が搬送方向に所定の間隔（この実施例１では、約５ｃｍの間隔）をおいて複数配設されている。

なお、この実施例では、エア供給部１０にエア８を供給するためのエア供給機構として、エア供給部１０へのエア供給ライン、エア供給ラインを経てエア供給部１０にエア８を供給するエア供給手段（ポンプ等）などから構成されるエア供給機構が用いられている。

また、搬送路３の両側壁部１３ｂのワーク導入部３ａの近傍（ワークＷの流れ方向でいうワーク導入部３ａよりも下流側で、この実施例１では、ワーク導入部３ａから１ｃｍ以内の位置）には、エア供給部１０（１０ａ）が設けられており、また、ワーク排出部３ｂの近傍（ワークＷの流れ方向でいうワーク排出部３ｂよりも上流側で、この実施例１では、ワーク排出部３ｂまで１ｃｍ以内の位置））にもエア供給部１０（１０ｂ）が設けられている。

また、この実施例１では、上述のように、ワークＷが、基板本体１１の上面側に表面実装部品１２が実装され、かつ、表面実装部品１２を覆うケースが配設されていない加工途中の電子デバイス（具体的には多層基板）であり、エア供給部１０は、吹き出したエア８が、多層基板（基板本体）１１の表面に実装された表面実装部品１２に当たるように配設位置およびエアの吹き出し角度が調整されている。

次に、上記実施例１の振動式パーツフィーダ１によりワークＷを搬送する場合の動作について説明する。
まず、前工程２２から送られてきたワークＷは、プッシャー２１により、１個ずつ搬送路３のワーク導入部３ａに供給される。このとき、搬送路３のワーク導入部３ａから下流側に１ｃｍ以内の搬送路３の両測壁部１３ｂの、互いに対向する位置にエア供給部１０が設けられていることから、搬送路３のワーク導入部３ａが負圧になり、搬送路３へのワークＷの移行が円滑に行われる。

そして、搬送路３に移行したワークＷは、加振機構５による振動と、エア供給部１０からのエア流８ａにより搬送路３を円滑に搬送され、搬送途中でワークＷどうしが衝突したり、転動したりすることによる破損や、ワークＷの詰まりなどが生じることなく、安定して搬送路３を搬送される。すなわち、この実施例１の振動式パーツフィーダ１においては、搬送路３の両側の互いに対向する位置に、搬送方向に所定の間隔をおいて配設されたエア供給部１０から、左右対称にエア８がワークＷに吹き付けられるとともに、吹き付けられたエア８がワークＷの搬送方向に沿うエア流８ａとなることから、ワークＷの搬送状態や進行方向が安定し、結果として、エア８によりワークＷが持ち上げられてばたつくことによる、ワークＷどうしの衝突や、搬送路３の壁面や底面への衝突によるワークＷへの割れや欠けの発生、搬送路３上におけるワークＷの詰まりの発生などを防止して、ワークＷを損傷させることなく、確実に搬送することが可能になる。
また、振動による搬送力と、エア流８による推進力の両方を利用することができることから、高速にワークを搬送することが可能になる。

さらに、エア供給部（エア供給口）１０は、吹き出したエア８が、多層基板（基板本体）１１の表面に実装された表面実装部品１２に当たるように配設位置およびエアの吹き出し角度が調整されているため、ワークＷにエア流８ａによる推進力を十分に与えることが可能になり、より効率よく高速搬送を実現することができる。

上述のようにして搬送路３を搬送されたワークＷが、ケーシング機構部１５にワークＷを移送するためのワーク排出部３ｂに近づくと、ワーク排出部３ｂの近傍（ワーク排出部３ｂよりも上流側で、ワーク排出部３ｂから１ｃｍ以内の位置）に配設されたエア供給部１０から吹き出されるエア８（エア流８ａ）により、ワークＷが１個ずつ、確実に、かつ円滑にワーク排出部３ｂから排出され、ケーシング機構部１５の吸着部１６を構成する吸着ノズル２０により吸着、保持される。

その後ワークＷは吸着ノズル２０により吸着、保持された状態で、反転されるとともにケーシング部１７に搬送され、表面実装部品１２が実装されている面側が金属ケース１４に嵌め込まれる。
したがって、上記実施例１の振動式パーツフィーダ１によれば、以下のような作用効果が得られる。一部は上述しているが、以下にまとめて説明する。

(１)加振機構５により振動が印加される搬送路３の両側壁に、エア８を供給するエア供給部１０を設けて、左右両側からワークＷにエア８を吹き付けるようにしているので、振動による搬送力と、エア８（エア流８ａ）による推進力の両方を利用して、高速にワークＷを搬送することが可能になる。

(２)搬送路３の両側の側壁部１３ｂの互いに対向する位置に設けられたエア供給部１０からエア８が供給されるため、左右両側からバランスよくエア８がワークＷに吹き付けられるとともに、吹き付けられたエア８がワークＷの搬送方向に沿うエア流８ａとなるため、ワークＷの搬送状態や進行方向を安定させることが可能になり、例えば従来のように、上方からエアを吹き付けた場合に比べて、搬送路内でのワークＷの詰まりを約１／５に減少させることができる。

(３)また、搬送路３のワーク導入部３ａの近傍にエア供給部１０を設けることにより、搬送路３のワーク導入部３ａの近傍の圧力が負圧になり、前工程から搬送路３へのワークＷの移行がスムーズになり、この部分でのワークＷの詰まりも約１／５に減少させることができる。

(４)さらに、搬送路３のワーク排出部３ｂの近傍にエア供給部１０を設けることにより、ワーク排出部３ｂにおいて、ワークＷのケーシング機構部１５への移行が円滑になり、この部分でのワークＷの詰まりの発生を約１／２に減少させることができる。

(５)また、上記実施例１の振動式パーツフィーダ１によれば、エア８によりワークＷが持ち上げられてばたついたり、搬送路３の壁面や底面に当たったり、ワークどうしが互いに接触したりすることによる割れや欠けなどの不具合の発生を抑えることが可能になり、例えば従来のように、上方からエアを吹き付けた場合に比べて、搬送路内でのワークＷの欠け、割れなどによる外観不良が約３０％減少することが確認された。

［変形例１］
なお、上記実施例１では、搬送路３の両側壁部１３ｂの互いに対向する位置に、ワークＷの搬送方向に所定の間隔をおいて複数配設するとともに、ワークＷの搬送方向に沿うエア流８ａが形成されるように、搬送路３にエア８を供給するエア供給部１０を搬送方向に所定の間隔をおいて複数配設し、かつ、ワーク導入部３ａの近傍でそれよりも下流側、および、ワーク排出部３ｂの近傍でそれよりも上流側にエア供給部１０を設けるようにしているが、ワーク導入部と、ワーク排出部の近傍にのみエア供給部を設けた構成、すなわち、図１を参照しつつ説明すると、搬送路３のワーク導入部３ａの近傍にはエア供給部１０（１０ａ）を設け、ワーク排出部３ｂの近傍にはエア供給部１０（１０ｂ）を設けるが、その他のエア供給部１０を設けないようにした構成とすることも可能である。
このようにした場合、搬送路３の構造が簡潔になり、搬送路３の製作コストを抑えることが可能になる。

［変形例２］
また、特に図示しないが、上記実施例１の場合のように、搬送路のワーク導入部およびワーク排出部のごく近傍には特にエア供給部を設けず、例えば、搬送路に配設すべきエア供給部を、搬送路のワーク導入部から５〜１０ｃｍ下流に設け、それ以降、５ｃｍ間隔でエア供給部を設け、さらに、ワーク排出部に最も近い位置に配設されるエア供給部を、ワーク排出部より５〜１０cm上流側に設けるように構成することも可能である。すなわち、図１を参照しつつ説明すると、搬送路３のワーク導入部３ａの近傍のエア供給部１０ａ、およびワーク排出部３ｂの近傍のエア供給部１０ｂを省略し、その他のエア供給部１０を設けた構成とすることも可能である。

このような構成とした場合、上記変形例１の場合と同様に、搬送路の構造が簡潔になり、搬送路の製作コストを抑えることが可能になるとともに、ワーク導入部では、外気中のほこりの取り込み量を減少させ、搬送路の清浄性を向上させることが可能になる。

また、本願発明では、ワーク排出部から排出されるワークがケーシング機構部に搬送される場合を例にとって説明したが、本願発明において、搬送路より後の工程の種類には特別の制約はなく、本願発明は、種々の工程にワークを搬送する場合に広く適用することが可能である。

本願発明はさらにその他の点においても上記実施例に限定されるものではなく、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。

上述のように、本願発明によれば、振動とエア流を利用して、搬送路上でワークが転動したり、互いに接触したりすることを防止し、割れや欠け、あるいは搬送途中での詰まりなどを生じたりすることなく確実に搬送することが可能になる。
したがって、本願発明は、表面実装部品を搭載した多層基板をはじめとする種々のワークを搬送する工程を含む電子部品などの製造工程に広く適用することが可能である。

本願発明の一実施例にかかる振動式パーツフィーダの構成を示す図である。図１に示した本願発明の一実施例にかかる振動式パーツフィーダの搬送路の、ワークの搬送方向に直交する方向の断面図である。図１に示した本願発明の一実施例にかかる振動式パーツフィーダの搬送路の平面図である。従来の振動式パーツフィーダによる被搬送物の搬送状態を示す図である。従来の振動式パーツフィーダの問題点を説明する図である。

１振動式パーツフィーダ
２パーツフィーダ本体
３搬送路
３ａワーク導入部
３ｂワーク排出部
５加振機構
６ベース
７フレーム
８エア
８ａエア流
１０エア供給部
１１基板本体
１２表面実装部品
１３ａ搬送路の底面部
１３ｂ搬送路の両側壁部
１４金属ケース
１５ケーシング機構部
１６吸着部
１７ケーシング部
２０吸着ノズル
２１プッシャー
２２前工程
２３搬送路カバー
Ｗワーク

Claims

順次供給されるワークをワーク導入部から取り入れ、前記ワークを整列させた状態でワーク排出部まで搬送する搬送路と、
前記搬送路に対し、前記ワーク導入部から前記ワーク排出部に向かって前記ワークが搬送されるように振動を加える加振機構と、
を備える振動式パーツフィーダであって、
前記搬送路の、ワーク搬送方向に向かって左右両側の互いに対向する位置に、前記ワーク搬送方向に所定の間隔をおいて複数配設され、前記搬送路を搬送されている前記ワークに対してエアを吹き付けるとともに、前記ワークの搬送方向に沿うエア流を生じさせるように、前記搬送路にエアを供給するエア供給部と
を具備し、
前記ワークは、基板上に表面実装部品が実装され、かつ、表面実装部品を覆うケースが配設されていないか、または、樹脂モールド処理が施されていない加工途中の電子デバイス、または、モジュールであり、
前記エア供給部は、エアが主に前記表面実装部品に向かって吹き付けられるように配設されていること
を特徴とする振動式パーツフィーダ。
少なくとも前記ワーク導入部近傍には、前記エア供給部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の振動式パーツフィーダ。
少なくとも前記ワーク排出部近傍には、前記エア供給部が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の振動式パーツフィーダ。