JP5403465B2 - 電子部品供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品供給装置に係わり、特に、バラ積み状態で電子部品収納部に収納された電子部品を取出位置まで供給する電子部品供給装置に関する。

電子部品実装装置等に、直方体形状のコンデンサやレジスタ等のチップ型電子部品（以下「チップ部品」と言う）を供給する電子部品供給装置として、特許文献１及び特許文献２に示すような、振動式電子部品供給装置（振動式パーツフィーダ）が知られている。
この振動式電子部品供給装置は、チップ部品を供給するための部品通路に対し、振動源から所定の加振周波数で振動を付与することにより、部品通路に一定方向の振動を生じさせ、この振動によりチップ部品を一定方向に供給するようにした部品供給装置である。

この振動式電子部品供給装置は、部品通路が加振されることによりチップ部品を供給するようにしているので、チップ部品が部品通路内で詰まらず、また、チップ部品を長い距離でも供給できるという利点がある。

一方、電子部品実装装置等は部品吸着ノズルを備えており、この部品吸着ノズルにより、チップ部品を電子部品供給装置の取出位置にて取り出すようになっている。このため、従来の電子部品供給装置は、先頭の部品と２番目の部品とを分離して容易に先頭の部品を取り出せるように取出位置に部品分離機構を設けていた。しかしながら、この部品分離機構は、小型化及び高速化の要請があり、実用上十分なものではなかった。

特開平１０−１７５７２４号公報 特許第３８７４２８０号公報

そこで、本出願人は、部品搬送レールを取出位置に継ぎ目のない一体連通構造のものにすると共にその先端を閉じるストッパーを設けたり、部品搬送レールの取出位置近傍に部品の動きを規制しかつ逆流を防止するための折れ線状部を形成したり、部品の飛び出しを防止するために取出位置の一部をカバーで覆う等の提案を行った（特願２００８−０４７７３２号参照）。これらの提案は、従来技術に比べ有効なものであるが、現在、より有効で効果的な技術が求められている。

ここで、図１４及び図１５により、電子部品供給装置の部品の取出位置で発生する問題点を具体的に説明する。図１４に示すように、部品供給用レール７０上において、先頭のチップ部品Ｐ１は、上述したように振動により取出位置７２まで移動するが、この取出位置７２に配置された固定ストッパー７４と衝突し、この衝突の反力Ｆ１により、チップ部品Ｐ１は、部品供給用レール７０上を逆走する。この結果、先頭のチップ部品Ｐ１は、本来の位置からズレてしまい、部品吸着ノズル７６に吸着されるとき、吸着ミスが発生する。

また、図１５に示すように、先頭のチップ部品Ｐ１が、後続の２番目以降のチップ部品Ｐ２からの押し力Ｆ２を受けることがある。この場合には、上述した衝突の反力Ｆ１と押し力Ｆ２とにより、先頭の電子部品Ｐ１は、サンドイッチ状態となり、部品吸着ノズル７６により吸着されるとき、吸着ミスが発生する。

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、取出位置に到達したチップ部品を分離して取り出すときに部品吸着ノズルによる部品吸着ミスを低減させることができる電子部品供給装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明は、バラ積み状態で電子部品収納部に収納された電子部品を取出位置まで供給する電子部品供給装置であって、電子部品収納部から導かれた電子部品を一列に整列させる部品通路と、この部品通路に振動を付与して電子部品を取出位置まで移動させる加振機構と、部品通路の下流端に位置する取出位置に設けられたストッパー部材と、を有し、ストッパー部材が、取出位置に到達した電子部品と当接して微少距離だけ振動することにより電子部品を取出位置で停止させる板バネを備え、この板バネのバネ常数が０．１ｍｍ／ｇ〜１０．０ｍｍ／ｇの範囲であることを特徴としている。
このように構成された本発明においては、電子部品収納部でバラ積み状態の電子部品が、加振機構により部品通路に付与された振動により、部品通路上を一列に整列して取出位置まで移動する。このとき、取出位置に到達した先頭の電子部品が板バネに当接し、板バネが微少距離だけ振動する。この板バネが振動することにより、先頭の電子部品の衝突による反力が吸収されると共に後続の２番目以降の電子部品が先頭の電子部品を押す押し力も吸収される。この結果、本発明によれば、電子部品を取出位置で大きなズレが生じることなく停止することができ、それにより、電子部品実装装置等の部品吸着ノズルによる電子部品の吸着ミスを低減させることができる。さらに、本発明においては、取出位置において部品分離機構を設けることなく、簡易な構成の板バネを設けることにより、取出位置で容易に先頭の電子部品を分離して取り出すことができる。

本発明において、好ましくは、ストッッパー部材の微動ストッパー手段のバネ常数は、０．７ｍｍ／ｇ〜２．０ｍｍ／ｇの範囲である。

本発明は、好ましくは、更に、部品通路の下流側の端部に設けられ、加振機構により振動が付与される部品通路から微少距離だけ離間した部品取出位置に固定配置された固定ステージを有する。
このように構成された本発明によれば、電子部品を取り出す際、電子部品が振動している部品通路の影響を受けることがない固定ステージ上に配置されているので、取出し精度が向上する。

本発明の電子部品供給装置によれば、取出位置に到達したチップ部品を分離して取り出すときに部品吸着ノズルによる部品吸着ミスを低減させることができる。

本発明の一実施形態による電子部品供給装置を電子部品装着装置に取り付けた状態を示す全体図である。 本発明の一実施形態による電子部品供給装置を示す正面図（図２（ａ））、平面図（図２（ｂ））、右側面図（図２（ｃ））、左側面図（図２（ｄ））である。 本発明の一実施形態による電子部品供給装置を一部切り欠いて示す正面図である。 図３の要部拡大正面図である。 本発明の一実施形態による電子部品供給装置の加振装置の一部を拡大して示す部分拡大正面図である。 本発明の一実施形態による電子部品の部品通路を拡大して示す拡大正面図である。 本発明の一実施形態による電子部品供給装置のシステム構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による電子部品供給装置の部品の取出位置の近傍部分を示す平面図である。 図８の側面図である。 本発明の一実施形態の電子部品供給装置による部品の供給スピード別の吸着成功率を示す表である。 本発明の一実施形態の電子部品供給装置による部品吸着ノズルの吸着力別の吸着成功率を示す表である。 本発明の他の実施形態による電子部品供給装置の部品の取出位置の近傍部分を示す平面図である。 図１２の側面図である。 従来の電子部品供給装置の部品の取出位置の近傍部分を示す側面図である。 従来の電子部品供給装置の部品の取出位置の近傍部分を示す側面図である。

以下、添付図面により、本発明の実施形態による電子部品供給装置を説明する。
先ず、図１〜図９により、本発明の一実施形態による電子部品供給装置を説明する。図１は本発明の一実施形態による電子部品供給装置を電子部品装着装置に取り付けた状態を示す全体図であり、図２は本発明の一実施形態による電子部品供給装置を示す正面図（図２（ａ））、平面図（図２（ｂ））、右側面図（図２（ｃ））、左側面図（図２（ｄ））であり、図３は本発明の一実施形態による電子部品供給装置を一部切り欠いて示す正面図であり、図４は図３の要部拡大正面図であり、図５は本発明の一実施形態による電子部品供給装置の加振装置の一部を拡大して示す部分拡大正面図であり、図６は本発明の一実施形態による電子部品の部品通路を拡大して示す拡大正面図であり、図７は本発明の一実施形態による電子部品供給装置のシステム構成を示すブロック図であり、図８は本発明の一実施形態による電子部品供給装置の部品の取出位置の近傍部分を示す平面図であり、図９は図８の側面図である。

図１に示すように、符号１は、電子部品供給装置であり、この電子部品供給装置１が、電子部品実装装置（マウンター）２のテーブル４に取り付け固定されている。この電子部品供給装置１は、直方体形状のコンデンサやレジスタ等のチップ型電子部品Ｐ（チップ部品Ｐ）を電子部品実装装置２に供給するようになっている。

電子部品実装装置２には、部品吸着ノズル６及びプリント基板８が設けられており、この部品吸着ノズル６が、電子部品供給装置１から供給されるチップ部品Ｐを取出位置で吸着して取り出し、チップ部品Ｐをプリント基板８上の所定位置に実装するようになっている。

なお、本実施形態による電子部品供給装置１は、電子部品実装装置２以外にも適用可能であり、測定された電気特性に基づき電子部品の良・不良を選別する電子部品特性選別機、撮像された画像に基づき電子部品の良・不良を選別する電子部品外観選別機、対象包装体の部品収納部に移乗・挿入する電子部品包装装置等に取り付けるようにしても良い。

次に、図２及び図３に示すように、電子部品供給装置１は、プラットフォーム１０と部品供給用アタッチメント１２とを備えている。この部品供給用アタッチメント１２は、チップ部品Ｐをバラ積み状態で収納する部品収納ケース１４と、この部品収納ケース１４内のチップ部品Ｐを導いて、一列に整列させる部品通路である部品供給用レール１６とを備えている。さらに、この部品供給用アタッチメント１２は、固定手段１８により、プラットフォーム１０に着脱自在に取り付けられている。
この部品供給用アタッチメント１２は、チップ部品の種類毎に対応したものが準備され、共通であるプラットフォーム１０に取り付けられるようになっている。

図２に示すように、部品供給用アッタチメント１２の部品供給用レール１６には、部品供給用通路１６ａと部品回収用通路１６ｂが設けられている（図２（ｂ）参照）。

また、図３及ぶ図４に示すように、プラットフォーム１０には、部品供給用アッタチメント１２の部品供給用通路１６ａと部品回収用通路１６ｂをそれぞれ駆動するための、加振装置２２ａ，２２ｂが設けられている。
部品供給用通路１６ａ用の加振装置２２ａは、ベースプレート２４ａと、トッププレート２６ａと、このベースプレート２４ａに取り付けられた振動源である圧電素子２８ａとこの圧電素子２８ａで発生した振動をトッププレート２６ａに伝達するための加振機構である板バネ３０ａとを備えている。ここで、トッププレート２６ａは、上述したように、固定手段１８により、部品供給用アタッチメント１２の部品供給レール１６の部品供給用通路１６ａに固定され、圧電素子２８ａからの振動を板バネ３０ａを介して伝達さるようになっている。ここで、板バネ３０ａは、図４において、右方向に傾いて設けられており、この板バネ３０ａが振動することにより、部品供給用通路１６ａ上のチップ部品Ｐを部品供給方向（左方向）へ移動させるようになっている。

同様に、部品回収用通路１６ｂ用の加振装置２２ｂも、ベースプレート２４ｂと、トッププレート２６ｂと、このベースプレート２４ｂに取り付けられた振動源である圧電素子２８ｂとこの圧電素子２８ｂで発生した振動をトッププレート２６ｂに伝達するための加振機構である板バネ３０ｂとを備えている。ここで、トッププレート２６ｂも、固定手段１８により、部品供給用アタッチメント１２の部品供給レール１６の部品回収用通路１６ｂに固定され、圧電素子２８ｂからの振動を板バネ３０ｂを介して伝達さるようになっている。ここで、板バネ３０ｂは、図４において、左方向に傾いて設けられており、この板バネ３６０ｂが振動することにより、部品回収用通路１６ｂ上のチップ部品Ｐを部品回収方向（右方向）へ移動させるようになっている。

次に、図５に示すように、トッププレート２６ａの先端側には、検出片３２が取り付けられており、一方、プラットフォーム１０のベース３６には、検出片３２に微小隙間を介して振動センサ３４が取り付けられている。この振動センサ３４は、圧電素子２８で加振されたトッププレート２６ａで発生している振動の振幅及び位相を検知するようになっている。

次に、図６に示すように、部品供給用アッタチメント１２の部品供給用レール１６の部品供給用通路１６ａの下流側（供給側）の端部には、チップ部品Ｐの取出位置３８が設けられており、この取出位置３８まで供給されたチップ部品Ｐが、上述した電子部品実装装置２の部品吸着ノズル６により吸着されて取り出され、その後、図１に示すように、プリント基板８の所定位置まで搬送され、プリント基板８に実装されるようになっている。

次に、図３に示すように、電子部品供給装置２のプラットフォーム１０には、更に、交流電圧発生部４０及び制御部４２が設けられている。
ここで、図７に示すように、本発明の一実施形態では、制御部４２が、交流電圧発生部４０に信号を送り、この交流電圧発生部４０により加振装置２２ａ、２２ｂのトッププレート２６ａ、２６ｂ及びトッププレート２６ａ、２６ｂに取り付けられた部品供給用通路１６ａ及び部品回収用通路１６ｂが加振されて振動するようになっている。このように、本実施形態では、制御部４２は、トッププレート２６ａ、２６ｂの振動振幅を検出する振動センサ３４に接続されており、その検出された振幅の値に応じて振動源２８ａ、２８ｂに所定の振動を発生させるようにして電圧制御を行っている。

次に、図８及び図９により、電子部品供給装置１の取出位置３８におけるチップ部品Ｐを取出すための機構を説明する。
部品供給通路１６ａの上方には、チップ部品Ｐの飛び出しを防止すると共に部品の取出しのための空間を確保するためのシュートガイド４４が設けられている。また、部品供給通路１６ａの下流側の端部の先頭のチップ部品Ｐ１と向き合う位置には、ストッパー部材４６が固定配置されている。このストッパー部材４６の先頭のチップ部品Ｐ１の側には、先頭のチップ部品Ｐ１が当接すると微少距離だけ振動してチップ部品Ｐ１を取出位置３８で停止させるための微動ストッパー４８が取り付けられている。

この微動ストッパー４８は、バネ性を持つ薄板であり、例えば、ＳＵＳ０．０３ｍｍの厚みを持つ板バネである。
この微動ストッパー４８のバネ常数は、好ましくは、０．１ｍｍ／ｇ〜１０．０ｍｍ／ｇの範囲であり、さらに、より好ましくは、０．７ｍｍ／ｇ〜２．０ｍｍ／ｇの範囲である。

次に、上述した本実施形態による電子部品供給装置の動作を説明する。部品収納ケース１４にバラ積み状態で収納されたチップ部品Ｐは、部品供給用通路１６ａ上に落下し、その後、加振装置２２ａにより部品供給用通路１６ａへ振動が付与され、部品供給用通路１６ａが振動することにより、チップ部品Ｐは、一列に整列して部品供給用通路１６ａの下流側の端部の取出位置３８まで移動する。なお、部品供給用通路１６ａ上で過剰となったチップ部品Ｐは、部品回収用通路１６ｂに移動し、加振装置２２ｂにより部品回収用通路１６ｂへ振動が付与され、部品回収用通路１６ｂが振動することにより、チップ部品Ｐは上流側へ戻される。

次に、図８及び図９に示すように、電子部品供給装置１の取出位置３８に到達した先頭のチップ部品Ｐ１が微動ストッパー４８に当接（衝突）し、微動ストッパー４８が微少距離だけ振動する。この微動ストッパー４８が振動することにより、先頭のチップ部品Ｐ１の衝突による反力Ｆ１が吸収されると共に後続の２番目以降のチップ部品Ｐ２が先頭のチップ部品Ｐ１を押す押し力Ｆ２も吸収される。この結果、本実施形態の電子部品供給装置１によれば、チップ部品Ｐは、取出位置で大きなズレが生じることなく停止することができ、電子部品実装装置２等の部品吸着ノズル６によるチップ部品Ｐの吸着ミスを低減させることができる。

次に、図１０及び図１１により、本実施形態による電子部品供給装置による部品吸着ノズルにおける吸着成功率について説明する。図１０は本発明の一実施形態の電子部品供給装置による部品の供給スピード別の吸着成功率を示す表であり、図１１は本発明の一実施形態の電子部品供給装置による部品吸着ノズルの吸着力別の吸着成功率を示す表である。
先ず、図１０に示すように、固定ストッパーを用いた従来の電子部品供給装置においては、チップ部品の供給スピードが速くなればなるほど、吸着力成功率は低下する。これは、チップ部品の供給スピードが速くなればなるほど、図１４及び図１５に示す反力Ｆ１及び押し力Ｆ２の値が大きくなり、部品吸着ノズルによるチップ部品Ｐ１の吸着に悪影響を及ぼすからでる。
これに対し、本実施形態による電子部品供給装置１においては、チップ部品の供給スピードが変化しても、微動ストッパー４８が反力Ｆ１及び押し力Ｆ２を吸収するので、吸着力成功率はほぼ変化せず、高い成功率を示している。

次に、図１１に示すように、固定ストッパーを用いた従来の電子部品供給装置においては、部品吸着ノズルの吸着力が小さくなればなるほど、吸着力成功率は低下する。これは、部品吸着ノズルの吸着力が小さくなればなるほど、図１４及び図１５に示す反力Ｆ１及び押し力Ｆ２の値が大きくなり、部品吸着ノズルによるチップ部品Ｐ１の吸着に悪影響を及ぼすからでる。
これに対し、本実施形態による電子部品供給装置１においては、部品吸着ノズルの吸着力が変化しても、微動ストッパー４８が反力Ｆ１及び押し力Ｆ２を吸収するので、吸着力成功率はほぼ変化せず、高い成功率を示している。

次に、図１２及び図１３により、本発明の他の実施形態による電子部品供給装置を説明する。図１２は本発明の他の実施形態による電子部品供給装置の部品の取出位置の近傍部分を示す平面図であり、図１３は図１２の側面図である。
本発明の他の実施形態の基本構造は、上述した本発明の一実施形態と同様であるので、以下、異なる部分のみ説明する。

図１２及び図１３に示すように、部品供給通路１６ａの下流側の端部には、加振される部分とは、微少距離だけ離間して、固定ステージ５０が固定配置され、先頭のチップ部品Ｐ１は、この固定ステージ５０上の取出位置３８にて、部品吸着ノズル６により吸着されるようになっている。この固定ステージ５０は、部品供給通路１６ａと共に部品通路を形成している。この固定ステージ５の部品供給通路１６ａの反対側には、ストッパー部材４６が固定配置されている。

このように構成された本発明の他の実施形態の電子部品供給装置においては、上述した作用効果を奏する他に、さらに、部品吸着ノズル６がチップ部品Ｐ１を吸着するとき、部品吸着ノズル６がチップ部品Ｐ１を上方から押し付けるように作用するが、チップ部品Ｐ１は固定ステージ４５上に配置されており、振動している部品供給通路１６ａの影響を受けることがないので、吸着精度が向上する。

１ 電子部品供給装置
２ 電子部品実装装置
６ 部品吸着ノズル
１０ プラットフォーム
１２ 部品供給用アタッチメント
１４ 部品収納ケース
１６ 部品供給用レール（部品通路）
１６ａ 部品供給用通路
１６ｂ 部品回収用通路
２２ａ 加振装置（部品供給用通路）
２２ｂ 加振装置（部品回収用通路）
３８ 取出位置
４６ ストッパー部材
４５ 固定ステージ
４８ 微動ストッパー
５０ 固定ステージ
Ｐ チップ部品
Ｐ１ 先頭のチップ部品
Ｐ２ ２番目以降のチップ部品
Ｆ１ 衝突の反力
Ｆ２ 押し力

Claims (3)

1. バラ積み状態で電子部品収納部に収納された電子部品を取出位置まで供給する電子部品供給装置であって、
   上記電子部品収納部から導かれた電子部品を一列に整列させる部品通路と、
   この部品通路に振動を付与して電子部品を取出位置まで移動させる加振機構と、
   上記部品通路の下流端に位置する取出位置に設けられたストッパー部材と、を有し、
   上記ストッパー部材が、上記取出位置に到達した電子部品と当接して微少距離だけ振動することにより電子部品を取出位置で停止させる板バネを備え、この板バネのバネ常数が０．１ｍｍ／ｇ〜１０．０ｍｍ／ｇの範囲であることを特徴とする電子部品供給装置。
2. 上記ストッッパー部材の板バネのバネ常数は、０．７ｍｍ／ｇ〜２．０ｍｍ／ｇの範囲である請求項１に記載の電子部品供給装置。
3. 更に、上記部品通路の下流側の端部に設けられ、上記加振機構により振動が付与される部品通路から微少距離だけ離間した部品取出位置に固定配置された固定ステージを有する請求項１又は２に記載の電子部品供給装置。

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