JP5926115B2 - 収納装置 - Google Patents

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Description

本発明は、プリント基板や部品供給用パレットを上下複数段にかつ出し入れ可能に収納するための収納装置に関する。
上記のような収納装置の一例として、従来、特許文献１に開示されるような部品供給装置が公知である。この部品供給装置は、ＱＦＰ（Quad Flatpack Package）等のパッケージ型の電子部品（以下、単に部品と略す）をトレイに収納した状態で供給するものである。
この部品供給装置は、箱形のハウジングと、このハウジングの内側に支持され、前記トレイをそれぞれ載置したパレットが上下複数段に収納されるストッカと、このストッカを前記ハウジング内で昇降させるストッカ昇降装置と、前記ストッカからパレットを引き出す引出装置とを備えている。前記ハウジングには、所定の高さ位置に前記パレットを引き出すための引出口が設けられており、前記引出装置は、この引出口の前方の位置に配置されている。つまり、この部品供給装置は、前記ストッカを昇降させて所望の部品（トレイ）が載置されたパレットを前記引出口に対向させ、この状態で当該パレットを前記引出装置により引き出すことにより、部品の供給を行うようになっている。
特開２００９−１４７１９７号公報
上記従来の部品供給装置（収納装置）は、上述の通り複数のパレットが収納されたストッカを昇降させる必要がある。比較的重量の嵩む当該ストッカを安定的に昇降させるためには、ハウジング等に高い剛性が求められるとともに大きい駆動力が求められる。そのため、部品供給装置が比較大きくかつ高重量で、また、コスト高になるという欠点がある。しかし、特定の高さ位置でパレットを出し入れでき、また、可動部分が全てハウジング内に収容されるという構造上の利点があるために使用頻度は決して低くなく、従って、上記のような欠点を解消することが望まれる。
本発明は、このような事情に鑑みて成されたものであり、パレットを収納するための収納装置に関し、占有スペース及び重量を抑制するとともに低廉化を図ることが可能な収納装置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、本発明は、パレットを上下複数段に収納する収納装置であって、前記パレットを収納可能な複数の収納部を上下方向に並列に備える収納部材と、この収納部材の上下方向の位置を保ったままで当該収納部材に収納されている各パレットを一体的に上下方向に移動させる第１昇降手段と、を備え、前記収納部材は、上下方向に互いに平行に延びかつ外周に同一形状のねじが形成された複数のねじ軸であり、これらねじ軸のねじ溝を前記収納部として各ねじ軸のねじ溝に前記パレットの端部が挿入されることで当該パレットを支持するように構成され、前記パレットは、前記端部として、前記ねじ軸のフランク面に沿って外向きに傾斜して延びてフランク面に支持されるフランジ部を有し、前記第１昇降手段は、前記各ねじ軸を回転駆動することによりこのねじ軸の回転に伴い前記パレットをねじ溝に沿って上下方向に移動させるものである。
この収納装置の構成によれば、パレットが収納される収納部材そのものの上下方向の位置を保ちながら、当該収納部材に収納されているパレットだけを上下方向に移動させるため、収納部材（ストッカ）とそれに収納されるパレットの両方を昇降させる従来の収納装置に比べると、当該昇降に要する駆動力や機構部分に求められる強度を低減することが可能となる。特に、この構成によれば、パレットが収納（支持）される収納部材と、パレットを上下方向に移動させるためにパレットを支持するための部材とが共通化される。しかも、パレットを移動させる際には、収納部材であるねじ軸をその軸回りに回転させるだけですむため、非常に簡単な構成で、収納部材の上下方向の移動を伴うことなく各パレットを一体的に上下方向に移動させることが可能となる。
具体的な構成として、前記第１昇降手段は、前記各ねじ軸がそれらの軸回りに回転可能となるように支持するねじ軸支持部と、前記各ねじ軸を同一方向に同期して回転させる回転駆動機構とを備えるものである。
なお、前記パレットを水平方向に移動させることにより、前記ねじ軸に対してパレットの収納又は取り出しの少なくとも一方を行う板状部材移動装置をさらに備えるのが好適である。
この構成によれば、収納部材に対するパレットの収納又は取り出しの少なくとも一方の動作を、当該収納装置において自動化することが可能となる。
この場合、前記板状部材移動装置を収納部材に沿って上下方向に移動させる第２昇降手段をさらに備えているのが好適である。
この構成によれば、収納部材に対してパレットを収納する位置と、収納部材からパレットを取り出す位置とが上下方向に異なる場合でも、パレットの収納や取り出し動作を支障なく効率良く行うことが可能となる。
なお、上記収納装置において、前記板状部材移動装置は、前記収納部材の収納部のうち最上位の収納部に対してパレットの収納又は取り出しの少なくとも一方の動作を行うものであり、前記第１昇降手段は、前記板状部材移動装置により前記パレットが収納されるときには、当該収納前に各収納部に収納されているパレットの収納位置を一体的に繰り下げる一方、前記板状部材移動装置によりパレットが取り出されるときには、当該取り出し後に各収納部に収納されているパレットの収納位置を一体的に繰り上げるものであってもよい。
この構成によれば、複数のパレットを最上位の収納部を経由しながら効率良く収納部材に収納すること、又は収納部材に収納されている複数のパレットを最上位の収納部を経由しながら効率良く取り出すことが可能となる。
また、上記収納装置において、前記板状部材移動装置は、前記収納部材の収納部のうち最下位の収納部に対してパレットの収納又は取り出しの少なくとも一方の動作を行うものであり、前記第１昇降手段は、前記板状部材移動装置によりパレットが収納されるときには、当該収納前に各収納部に収納されているパレットの収納位置を一体的に繰り上げる一方、前記板状部材移動装置によりパレットが取り出されるときには、当該取り出し後に各収納部に収納されているパレットの収納位置を一体的に繰り下げるものであってもよい。
この構成によれば、複数のパレットを最下位の収納部を経由しながら効率良く収納部材に収納すること、又は収納部材に収納されている複数のパレットを最下位の収納部を経由しながら効率良く取り出すことが可能となる。
以上説明したように、本発明の収納装置によれば、パレットの昇降に要する駆動力や機構部分に求められる強度を低減させることが可能となるため、収納装置の占有スペース及び重量の削減、さらに低廉化に寄与するものとなる。
本発明にかかる収納装置（第１実施形態）を備えた部品実装装置を示す平面図である。 部品実装装置を示す側面図である。 部品供給装置のマガジン内の構成を示す斜視図である。 パレット昇降機構の構成を示すマガジンの下面図である。 ねじ軸とこれにより支持されるパレットを示す側面図である。 本発明にかかる収納装置（第２実施形態）を示す断面略図である。 本発明にかかる収納装置を示す断面略図である。 本発明にかかる収納装置（第３実施形態）を示す側面略図である。 マガジンの変形例を示す斜視図である。 マガジンを示す平面図である。 マガジンにおける基板の繰り上げ動作を説明する模式図である。 マガジンにおける基板の繰り上げ動作を説明する模式図である。
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。
（第１実施形態）
この第１実施形態は、本発明にかかる収納装置が部品実装装置のトレイ部品供給装置として適用されたものである。図１及び図２は、部品実装装置を示している。図１は平面図で、図２は側面図でそれぞれ部品実装装置を概略的に示している。同図及び後に用いる図面には、方向関係を明確化するためにＸＹＺ直角座標軸が示されている。
部品実装装置は、基台１と、この基台１上に配置されてプリント配線板（PWB；Printedwiring board）等の基板３をＸ方向に搬送する基板搬送機構２と、部品供給部４、５と、部品実装用のヘッドユニット６と、このヘッドユニット６を駆動するヘッドユニット駆動機構等とを備える。
前記基板搬送機構２は、基台１上において基板３を搬送する一対のベルトコンベア２ａを含む。これらベルトコンベア２ａは、同図の右側から基板３を受け入れて所定の実装作業位置（同図に示す位置）に搬送し、図略の保持装置により当該基板３を保持する。そして、実装作業後、当該基板３の保持を解除し、この基板３を同図の左側に搬出する。
前記部品供給部４、５は、前記基板搬送機構２の両側（Ｙ方向両側）に配置されている。これら部品供給部４、５のうち装置前側（＋Ｙ方向側）の部品供給部４には、基板搬送機構２に沿ってＸ方向に並ぶ複数のテープフィーダ４ａが配置されている。これらテープフィーダ４ａは、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品を収納、保持したテープが巻回されたリールを備え、このリールから間欠的にテープを繰り出しながら基板搬送機構２近傍の所定の部品供給位置に部品を供給する。一方、装置後側（−Ｙ方向側）の部品供給部５には、ＱＦＰ(Quad Flat Package)やＢＧＡ(Ball Grid Array)等のパッケージ型の部品（以下、単に部品と略す）をトレイに収納した状態で供給する２つのトレイ部品供給装置５ａが並列に配置されている。これらトレイ部品供給装置５ａは、本発明に係る収納装置の一例でありＸ方向に並列に、かつ後側（−Ｙ方向側）に取り外し可能に連結されている。なお、このトレイ部品供給装置５ａについては、後に詳述することにする。
前記ヘッドユニット６は、前記ヘッドユニット駆動機構により一定の領域内でＸ方向およびＹ方向に移動可能とされている。このヘッドユニット駆動機構は、基台１上に設けられる一対の高架フレーム１ａ、１ａにそれぞれ固定され、Ｙ方向に互いに平行に延びる一対の固定レール９と、これら固定レール９に支持されてＸ方向に延びるユニット支持部材１２と、このユニット支持部材１２に螺合挿入されてＹ軸サーボモータ１１より駆動されるボールねじ軸１０とを含む。また、ユニット支持部材１２に固定され、ヘッドユニット６をＸ方向に移動可能に支持する固定レール１３と、ヘッドユニット６に螺合挿入されてＸ軸サーボモータ１５を駆動源として駆動されるボールねじ軸１４とを含む。つまり、ヘッドユニット駆動機構は、Ｘ軸サーボモータ１５の駆動によりボールねじ軸１４を介してヘッドユニット６をＸ方向に移動させる共に、Ｙ軸サーボモータ１１の駆動によりボールねじ軸１０を介してユニット支持部材１２をＹ方向に移動させ、その結果、ヘッドユニット６を一定の領域内でＸ方向およびＹ方向に移動させる。
前記ヘッドユニット６は、先端にそれぞれ部品吸着用のノズルを備える複数本の実装用ヘッド７と、これら実装用ヘッド７をヘッドユニット６に対して昇降（Ｚ方向の移動）およびノズル中心軸回りに回転させるための図外のサーボモータを駆動源とするヘッド駆動機構等とを備える。各実装用ヘッド７のノズルは、それぞれ電動切替弁を介して負圧発生装置、正圧発生装置および大気の何れかに連通可能とされている。つまり、前記ノズルに負圧が供給されることで当該ノズルによる部品の吸着保持が可能となり、その後、正圧が供給されることで当該部品の吸着保持が解除される。
次に、部品供給部５に配置されている前記トレイ部品供給装置５ａについて、図１〜図４を用いて説明する。
トレイ部品供給装置５ａは、ＱＦＰ等の部品が収納されたトレイＴをパレットＰ（本発明の板状部材に相当する）上に支持した状態で上下複数段に収納するマガジン２０と、このマガジン２０から前記パレットＰを引き出す引出し機構３０（本発明の板状部材移動装置に相当する）とを備えており、マガジン２０内のパレットＰを引出し機構３０により当該マガジン２０の前方（＋Ｙ方向）に引出すことで、当該パレットＰに支持されているトレイＴ内の部品を前記ヘッドユニット６により取り出させるように構成されている。なお、パレットＰは、周壁部を備えた平面視矩形の皿形の部材であり、前記マガジン２０は、パレットＰの長辺がＸ方向と平行となる状態で当該パレットＰを収納し、引き出し機構３０は、パレットＰをその短辺と平行な方向（Ｙ方向）に引き出すように構成されている。
図１及び図２に示すように、前記マガジン２０は、複数のパレットＰを上下方向（Ｚ方向）に並列にかつ装置前方に引き出し可能な状態で収納する断面矩形の箱形フレーム２２と、この箱形フレーム２２に収納されたパレットＰをそれらの位置関係を保ったままで上下方向に移動させるためのパレット昇降機構（本発明の第１昇降手段に相当する）とを含む。
前記箱形フレーム２２は、図２及び図３に示すように、平面視が共に矩形のベースプレート２２１及びトッププレート２２２と、これらプレート２２１、２２２の間に介設される４本のねじ軸２２３（本発明の収納部材）と、パレットＰを外側から覆う側板２２４等とからなり、パレットＰを前記複数本のねじ軸２２３で支持するように構成されている。
詳しく説明すると、前記４本のねじ軸２２３は、その基端部から先端部の略全域に亘って同一形状のねじ山が連続的に螺旋状に形成された同じねじ軸であり、前記両プレート２２１、２２２の四隅の位置で当該プレート２２１、２２２の間に介設されている。他方、前記パレットＰは、その長手方向（Ｘ方向）の両端に、前記周壁部の上端から外向き延びる一対のフランジ部Ｐａ（図５参照）を備えている。つまり、パレットＰは、図５に示すように、両プレート２２１、２２２の幅方向（Ｘ方向）両端にそれぞれ位置するねじ軸２２３の間に挿入され、かつフランジ部Ｐａが各ねじ軸２２３のねじ溝（谷部）に挿入されることで当該ねじ軸２２３により支持されるようになっている。当例では、同図に示すように、例えば側面視でねじ溝一つおきにパレットＰが支持されるようになっている。
前記パレット昇降機構は、各ねじ軸２２３を同一方向に同期して回転させることで、当該ねじ軸２２３に支持されている各パレットＰをそれらの位置関係を保ちつつ一体的に昇降させるように構成されている。図３及び図４に示すように、パレット昇降機構は、各ねじ軸２２３をその軸回りに回転可能となるように支持する、スプレート２２１及びトッププレート２２２に設けられるベアリング等からなるねじ軸支持部２３０（本発明のねじ軸支持部に相当する）と、ベースプレート２２１の下方において各ねじ軸２２３に装着されるプーリ２３１と、これらプーリ２３１に掛け渡される無端状の伝動ベルト２３２と、この伝動ベルト２３２を張設するためのテンションプーリ２３３、２３４と、このテンションプーリ２３４と同軸に設けられる駆動プーリ２３５と、モータ２３６と、当該モータ２３６の出力軸に装着されるプーリ２３７と、当該プーリ２３７と前記駆動プーリ２３５とに掛け渡される駆動ベルト２３８とを含む。つまり、パレット昇降機構は、モータ２３６の回転駆動力を、前記各プーリ及びベルトを介して各ねじ軸２２３に伝達することにより各ねじ軸２２３を同期回転させるとともに、モータ２３５の駆動方向の切り換えによりねじ軸２２３の回転方向を切り換え、これによりパレットＰを各ねじ軸２２３の回転に伴いそれらのねじ溝に沿って上下方向に移動させるように構成されている。
なお、前記箱形フレーム２２には、パレットＰの水平方向へのずれを防止しつつ当該パレットＰを上下方向に案内する図外のガイド部材が設けられている。これによりねじ軸２２３の回転力がパレットＰに作用することに起因して、当該ねじ軸２２３に対して各パレットＰが水平方向にずれることが抑制されるようになっている。
また、箱形フレーム２２（側板２２４）のうちその前面には、パレットＰの出し入れ用の開口部２２ａが形成されており、この開口部２２ａを介して前記引き出し機構３０によりパレットＰの出し入れが行われるようになっている。他方、箱形フレーム２２の後面には、扉（図示省略）が備えられており、この扉を開いて箱形フレーム２２を開放することにより部品（トレイＴ）交換や部品補充等の作業をマガジン２０の後方から行うことが可能となっている。
なお、マガジン２０は、前記開口部２２ａが箱形フレーム２２の上下方向の略中間（ねじ軸２２３の略中間）に位置し、上記のように、この開口部２２ａを介して引き出し機構３０によりパレットＰの出し入れが行われるように前記部品供給部５に組み込まれた上で、さらに、前記パレット昇降機構の作動によりパレットＰを上下方向へ移動させつつ、引き出し機構３０により最上位（最上段）および最下位（最下段）のパレットＰの出し入れが可能となるように当該マガジン２０に対するパレットＰの最大収納数が定められている。これにより、マガジン２０内に収納されたパレットＰのうち任意のものを開口部２２から引き出すことが可能となっている。
前記引き出し機構３０は、図１及び図２に示すように、マガジン２０の前方に配置されている。引き出し機構３０は、フランジ部Ｐａを支持しながらパレットＰを前後方向に案内する一対のガイドレール３２と、これらガイドレール３２の間に前後方向に移動可能に設けられる出し入れ用ヘッド３４と、この出し入れ用ヘッド３４を移動させる駆動機構とを含む。
前記出し入れ用ヘッド３４は、パレットＰの前端中央に設けられるフックＰｂに係合可能で、かつ例えばエアシリンダ等のアクチュエータの作動により係合状態と解除状態とに切り換え可能な連結装置を備えている。つまり、この引き出し機構３０は、連結装置をパレットＰのフックＰｂに係合させることによって出し入れ用ヘッド３４をパレットＰに連結し、この状態で出し入れ用ヘッド３４を前後方向に移動させることで、パレットＰをガイドレール３２に沿って案内しつつマガジン２０に対して出し入れするようになっている。
なお、出し入れ用ヘッド３４の前記駆動機構は、例えば、前後方向に間隔を隔てて配置された駆動プーリと、この駆動プーリに装着されかつ前記出し入れ用ヘッド３４に対して一部が固定される無端状の駆動ベルトと、前記駆動プーリを回転駆動するモータ等とを含み、このモータにより駆動ベルトを介して出し入れ用ヘッド３４を移動させるように構成されている。
次に、上述した部品実装装置による部品の実装動作について説明する。なお、ここではトレイ部品供給装置５ａから部品を取出して基板３に実装する場合の動作について説明する。
実装動作が開始されると、まず、マガジン２０内に収納される部品のうち、実装対象となる部品（トレイＴ）を支持したパレットＰが引出し機構３０による引出し高さ位置（開口部２２ａに対応する高さ位置）に配置される。具体的には、前記パレット昇降機構の作動により各ねじ軸２２３が同期して同一方向に回転駆動されることにより、この回転に伴いマガジン２０内に収納されたパレットＰが一体的にねじ溝に沿って上下方向に移動し、これにより所望のパレットＰが前記開口部２２ａに対応する位置に配置される。
次いで、引き出し機構３０の出し入れ用ヘッド３４がマガジン２０に接近し、前記連結装置を介してパレットＰに連結された後、逆方向、つまりベルトコンベア２ａ側に移動する。これによりパレットＰがガイドレール３２に沿ってマガジン２０から引き出され、当該パレットＰに支持された部品（トレイＴ）がヘッドユニット６の可動領域内に設定された所定の部品供給位置に配置される。このように部品（トレイＴ）が部品供給位置に配置されると、当該トレイＴ上の部品がヘッドユニット６により取り出されて基板３上へ搬送され、当該基板上の所定の位置に実装される。そして、必要な場合には、ヘッドユニット６が当該トレイＴと基板３との間を往復移動しながら同様にして部品の実装が行われる。
そして、部品供給位置に引出されたトレイＴから全部品が取り出された場合、又は異なる部品を取り出す場合には、上述した手順とは逆の手順でパレットＰがマガジン２０に戻された後、別のパレットＰがマガジン２０から引き出されることとなる。
以上のように、この部品実装装置に適用される上記トレイ部品供給装置５ａは、ねじ軸２２３を収納部材として当該ねじ軸２２３によりパレットＰを支持（収納）するようにマガジン２０が構成された上で、当該ねじ軸２２３を回転駆動することで、マガジン２０に収納されているパレットＰを一体的に上下方向に移動させるようにパレット昇降機構が構成されている。つまり、パレットＰが収納されている収納部材の位置（ねじ軸２２３の上下方向の位置）を保ったままで、収納されたパレットＰだけを一体的にそれらの位置関係を保ったままで上下方向に移動させることができる。そのため、パレットとそれが収納された収納部材（ストッカ）の両方を移動させる従来のこの種の装置（背景技術の特許文献１）に比べると、モータ２３６の出力や箱形フレーム２２等の強度を低く設定することが可能となる。従って、その分、このトレイ部品供給装置５ａによれば、従来装置に比べて、占有スペース及び重量を抑制するとともに低廉化を図ることが可能となる。
また、このトレイ部品供給装置５ａでは、上記のようにパレットＰを支持（収納）する収納部材（ねじ軸２２３）を回転駆動することで、パレットＰを上下方向に移動させるようにパレット昇降機構が構成されているので、パレットＰの移動を非常に簡単な構成で、しかも、パレット昇降機構の占有スペースを抑えながら比較的小さい駆動力で達成することができる。従って、この点でも、トレイ部品供給装置５ａの占有スペース及び重量の抑制や低廉化に寄与するものとなる。
なお、上述したマガジン２０の例では、４本のねじ軸２２３によりパレットＰを支持するようにしているが、ねじ軸２２３の数は、パレットＰを安定的に支持しつつ上下方向に移動させることが可能な数であれば４本に限定されるものではない。
（第２実施形態）
第２実施形態は、本発明にかかる収納装置がローダ、すなわちプリント配線板等の複数枚の基板をストックしつつ、当該基板を部品実装基板の生産ライン上に一枚ずつ送り出すための装置として適用されたものである。
図６及び図７は、当該ローダを示している。図６は縦方向の断面図で、図７は水平方向の断面図でそれぞれローダを概略的に示している。
同図に示すように、ローダは、ベルトコンベア等の基板搬送機構１６に対向するように設置される。このローダは、部品実装前の基板３（本発明の板状部材に相当する）を上下複数団に収納するマガジン４０と、このマガジン４０から基板３を送り出す送り出し機構５０（本発明の板状部材移動装置に相当する）とを備えており、マガジン４０内の基板３を送り出し機構５０によりマガジン４０前方（同図では左方）に送り出すことにより、当該前方に配置される前記基板搬送機構１６に基板３を受け渡すように構成されている。
前記マガジン４０は、被収納物である板状部材が基板３である点を除けば、第１実施形態のマガジン２０とほぼ同等の構成を有するものである。そのため、ここでは、第１実施形態のマガジン２０と共通する部分については同一符号を付して説明を省略し、主にマガジン２０との相違点について説明する。
マガジン４０は、複数の基板３を上下方向に並列にかつマガジン４０前方に引き出し可能な状態で収納する箱形フレーム２２と、これに収納された基板３をそれらの位置関係を保ったままで一体に昇降させる基板昇降機構（本発明の第１昇降手段に相当する）とを含む。
箱形フレーム２２は、そのベースプレート２２１が当該ローダの基台として共通化されており、基板３を送り出すための開口部２２ａがこの基台の近傍位置、つまり箱形フレーム２２の前面のうちその下端部に設けられている。なお、ねじ軸２２３は、基板３の端部がねじ溝（谷部）に挿入されることにより、当該基板３を支持するように形成されている。
基板昇降機構は、第１実施形態のパレット昇降機構と同等の構成であり、ねじ軸２２３の回転に伴い基板３をねじ溝に沿って移動させるものであるが、当該マガジン４０では、その下端部に設けられる前記開口部２２ａから基板３を送り出すものであるため、基板昇降機構は、主に基板３を下降させるためだけに作動する。なお、このマガジン４０では、当該基板昇降機構を構成するモータ２３６や各プーリ及びベルト等は、箱形フレーム２２のトッププレート２２２に組み付けられている。
前記送り出し機構５０は、同図に示すように、マガジン４０の内底部、つまりベースプレート２２１上に設けられている。送り出し機構５０は、ベースプレート２２１上に固定されて前後方向（同図では左右方向）に延びる一対のレール５３と、当該レール５３に移動可能に支持される送り出しヘッド５２と、この送り出しヘッド５２に螺合挿入されてモータ５５により回転駆動されるねじ軸５４とを含み、このねじ軸５４の駆動により送り出しヘッド５２をマガジン４０の内外に亘って前後方向に移動させるように構成されている。この送り出しヘッド５２は、基板３の下面を吸引することにより当該基板３を保持することが可能な保持部５２ａを備えており、電動切替弁５６を介して負圧／正圧発生装置５８および大気の何れかに連通可能とされている。つまり、送り出し機構５０は、基板３の下面を吸引することにより当該基板３を保持し、この状態で送り出しヘッド５２を移動させることで、基板３をマガジン４０からその前方に送り出すようになっている。
このローダによる基板３の送り出し動作は次の通りである。まず、送り出しヘッド５２がマガジン４０内の所定位置に配置された状態で、基板昇降機構が作動し、最下位（最下段）の基板３が所定の送り出し高さ位置、つまり送り出しヘッド５２により保持することが可能な高さ位置となるまでマガジン４０内の基板３が一体に下降する。最下位の基板３が所定の送り出し高さ位置に達すると、送り出しヘッド５２（保持部５２ａ）が当該基板３を吸引、保持し、この状態で、マガジン４０の外部前方の所定の基板受け渡し位置まで移動し、当該基板３を基板搬送機構１６に受け渡す。この受け渡しは、当該基板３が基板搬送機構１６に支持された時点で当該基板３の吸引を解除し、その後、送り出しヘッド５２をマガジン４０内にリセットすることにより行われる。以後、上記動作が繰り返し行われることにより、マガジン４０内に収納された基板３が、その最下位のものから順に送り出されることとなる。
このようなローダによれば、ねじ軸２２３により基板３を支持（収納）するようにマガジン４０が構成された上で、当該ねじ軸２２３を回転駆動することで、マガジン４０に収納されている基板３を上下方向に移動させるように基板昇降機構が構成されているので、第１実施形態のトレイ部品供給装置５ａと同様に、ローダの占有スペース及び重量の抑制や低廉化に寄与するものとなる。
なお、このローダは、マガジン４０に収納された基板３を順次下側に移動させながら開口部２２ａから送り出す構成であるが、逆の構成、つまりマガジン４０のうちその上端部近傍に開口部２２ａを設けておき、マガジン４０に収納された基板３を順次上側に移動させながら開口部２２ａから送り出す構成であってもよい。この場合には、送り出し機構５０がマガジン４０の上部に設けられる。
（第３実施形態）
第３実施形態は、本発明にかかる収納装置が基板のバッファ装置、すなわち部品実装基板の生産ラインに沿って搬送される基板を引き出してストックし、必要に応じて生産ラインに戻すための装置として適用されたものである。
図８は、当該バッファ装置を側面図で模式的に示している。このバッファ装置は、ベルトコンベア等の基板搬送機構１８の側方であって、当該基板搬送機構１８のうち後記基板持ち上げ機構１９が配置される所定の基板出し入れ部に対応する位置の側方に配置される。
このバッファ装置は、基板３（本発明の板状部材に相当する）を上下複数段に収納することが可能なマガジン６０と、このマガジン６０と基板搬送機構１８との間で基板３の受け渡しを行う中継装置６２（本発明の板状部材移動装置に相当する）と、この中継装置６２を上下方向に移動させる中継装置駆動機構（本発明の第２昇降手段に相当する）とを含み、中継装置６２により、基板搬送機構１８上の基板３を引き出してマガジン６０に収納しつつ、当該マガジン６０に収納されている基板３を必要に応じて基板搬送機構１８に戻すように構成されている。
前記マガジン６０は、第２実施形態のマガジン４０とほぼ同等の構成を有するものであるため、ここでは、第２実施形態のマガジン４０と共通する部分については図中に同一符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。第３実施形態では、マガジン６０（箱形フレーム２２）はその前面（同図では右面）に基板出し入れ用の上下２つの開口部２２ａ、２２ｂを備えている。これら開口部２２ａ、２２ｂのうち、上側の開口部２２ａ（上側開口部２２ａという）は、マガジン６０に基板３を収納するための開口部であり当該マガジン６０の上端部近傍に位置する。一方、下側の開口部２２ｂ（下側開口部２２ｂという）は、マガジン６０から基板３を引き出すための開口部であり、当該マガジン６０の下端部近傍に位置する。
前記中継装置６２は、図示を省略しているが、基板３を支持しつつ案内するための前後方向（同図では左右方向）に延びるガイドレールと、これらと平行な方向に移動可能な出し入れ用ヘッドとを備えており、この出し入れ用ヘッドにより基板搬送機構１８から前記ガイドレール上に基板３を引き込むとともに、当該基板３を前記ガイドレールに沿ってマガジン６０内に収納するように構成されている。出し入れ用ヘッドは、例えば第２実施形態で説明した送り出しヘッド５２に類似する構成を有しており、基板３の下面を吸引することにより当該基板３を保持するように構成されている。なお、中継装置駆動機構は、前記マガジン６０の前方に設けられるガイド部材６４に沿って中継装置６２を移動させる、例えばモータを駆動源とするねじ送り機構等から構成されている。
バッファ装置による基板３の出し入れ動作は次の通りである。
まず、マガジン６０に基板３をストックする際には、所定の引き込み可能な高さ位置、具体的には基板持ち上げ機構１９により基板搬送機構１８から持ち上げられた基板３に対応する高さ位置に中継装置６２が移動した後、出し入れ用ヘッドが当該基板３を保持して前記ガイドレール上に引き込む。なお、基板持ち上げ機構１９は、先端にボール等の回転体を備えた上下方向に移動可能なピン部材を備えており、このピン部材により基板３を下側から突き上げることにより当該基板３を基板搬送機構１８から持ち上げるように構成されている。
中継装置６２上に基板３が引き込まれると、前記上側開口部２２ａに対向する所定の収納高さ位置まで中継装置６２が上昇した後、出し入れ用ヘッドの移動に伴い、前記ガイドレールに沿って基板３が当該中継装置６２からマガジン６０内に収納される。この際、基板３の端部がねじ軸２２３のねじ溝（谷部）に挿入されることにより、当該ねじ軸２２３に支持された状態で基板３がマガジン６０に収納される。なお、この基板３の収納に際しては、基板昇降機構の作動により、事前にマガジン６０内の基板３が一体的に繰り下げられることで、マガジン６０の最上位に基板３を収納することが可能な状態とされる。
一方、マガジン６０内にストックされた基板３を基板搬送機構１８に戻す場合には、最下位（最下段）の基板３が下側開口部２２ｂに対応する高い位置に配置されるように、基板昇降機構の作動により、マガジン６０内に収納された基板３が一体に下降する。また、中継装置６２が下側開口部２２ｂに対応する位置に配置される。そして、この状態で、出し入れ用ヘッドにより基板３が下側開口部２２ｂを介してマガジン６０から前記ガイドレール上に引き出された後、さらに出し入れ用ヘッドの移動に伴い、当該ガイドレールに沿って中継装置６２から基板搬送機構１８側に押し出される。この際、前記基板持ち上げ機構１９のピン部材が上昇位置に配置されることにより、中継装置６２からこれらピン部材上に基板３が受け渡され、その後、当該ピン部材が下降することにより、基板搬送機構１８上に当該基板３が戻されることとなる。なお、マガジン６０から基板３が取り出された後は、基板昇降機構の作動により、事前にマガジン６０内の基板３が一体的に繰り下げられることで、マガジン６０の最下位に次の基板３が準備される。
以上のようなバッファ装置によれば、マガジン６０が第１、第２実施形態のマガジン２０、４０と同等の構成を有しており、従って、第１、第２実施形態のものと同様に、バッファ装置の占有スペース及び重量の抑制や低廉化に寄与するものとなる。
なお、上述したバッファ装置では、上側開口部２２ａからマガジン６０内に基板３を収納し、下側開口部２２ｂから基板３を引き出すようにしているが、勿論、逆であってもよい。この場合には、上述した動作と上下逆の動作に従って基板３の出し入れが行われる。
また、通常は、上側又は下側の何れか一方側の開口部２２ａ（又は２２ｂ）を使って基板３の出し入れを行い、必要に応じて他方側の開口部２２ｂ（又は２２ａ）を使用するようにしてもよい。また、上側又は下側の何れか一方側の開口部を省略し、片側の開口部２２ａ（又は２２ｂ）のみで基板３の出し入れを行う構成としてもよい。
ところで、このバッファ装置では、上記マガジン６０に代えて、図９及び図１０に示すようなマガジン６０Ａを用いることも可能である。
以下、このマガジン６０Ａについて説明する。なお、同図には、方向関係を明確化するためにＸＹＺ直角座標軸が示されており、＋Ｙ側が、マガジン６０Ａの前側、つまり上記中継装置６２が配置される側（図８の右側）である。
マガジン６０Ａは、平面視略矩形のベースプレート７０と、このベースプレート７０の幅方向（Ｘ方向）両端に位置し、当該幅方向に互いに対向する板状の一対の第１基板支持部材７２と、これら第１基板支持部材７２に近設してそれらの内側に並び、前記幅方向に互いに対向して並ぶ板状の一対の第２基板支持部材７４と、前記第１基板支持部材７２をそれらの並び方向（Ｘ方向）に移動させる第１支持部材駆動機構と、前記第２基板支持部材７４をそれらの並び方向（Ｘ方向）及び上下方向（Ｚ方向）に移動させる第２支持部材駆動機構と、を備えている。
前記一対の第１基板支持部材７２はそれぞれ、前後方向（Ｙ方向）に細長い側面視略矩形のプレート７３ａと、各プレート７３ａの対向面であってその前後方向両端にそれぞれ固定される一対の支持ブロック７３ｂと、前記プレート７３ａの対向面の上端であって両支持ブロック７３ｂの間の位置でプレート７３ａに固定される中間ブロック７３ｃとを備えている。
各第１基板支持部材７２の各支持ブロック７３ｂはそれらの対向面に、上下方向に並びかつ前後方向に延びる複数のガイド溝７３１を備えており、これらガイド溝７３１に基板３の両端が挿入されることで、基板３を支持可能となっている。なお、各支持ブロック７３ｂは４つのガイド溝７３１を備えており、各第１基板支持部材７２は、これらガイド溝７３１により基板３を支持するとともに、支持ブロック７３ｂ及び中間ブロック７３ｃの上面で基板３を支持する。従って、このマガジン６０Ａは、最大５枚の基板３を上下方向に並列に支持した状態で収納することが可能となっている。なお、この例では、前記ガイド溝７３１や、支持ブロック７３ｂ及び中間ブロック７３ｃの上面が本発明の収納部として棚に相当する。
各第１基板支持部材７２は、前記ベースプレート７０に固定されたＸ方向に延びるレール７８にそれぞれ台座７６を介して移動可能に支持されている。具体的には、各第１基板支持部材７２は、一対の支持ブロック７３ｂで基板３を支持することが可能な接近位置と、両第１基板支持部材７２の間隔が前記接近位置のときよりも広くなり、両第１基板支持部材７２の間で基板３が上下方向に移動することを許容する離間位置とに亘って移動可能となるように前記レール７８に支持されている。そして、前記第１支持部材駆動機構により駆動されるようになっている。
この第１支持部材駆動機構は、前後方向に延びてその長手方向の略中間で前記ベースプレート７０に支持軸７０ａを介して回転可能に支持される第１リンク部材８１と、支持軸７０ａを境とした第１リンク部材８１の長手方向両側部と前記各台座７６とを各々ヒンジ構造を形成しつつ繋ぐ一対の第２リンク部材８２と、前記第１リンク部材８１にヒンジ構造を形成しつつ連結され、エア圧の給排切り換えに応じて当該第１リンク部材８１をその支持軸７０ａ回りに駆動するエアシリンダ８０とを備える。つまり、第１支持部材駆動機構は、エアシリンダ８０により第１リンク部材８１をその支持軸７０ａ回りに揺動させ、この第１リンク部材８１の揺動に伴い各第２リンク部材８２を介して各第１基板支持部材７２を前記接近位置と離間位置とに移動させる。
前記一対の第２基板支持部材７４は、前後方向（Ｙ方向）に細長い側面視略矩形の板状のブロック部材である。これら第２基板支持部材７４は、前記一対の第１基板支持部材７２の各プレート７３ａの対向面の側であって、前記第１基板支持部材７２の前後の支持ブロック７３ｂの間に介在するように配置されている。これら第２基板支持部材７４は、それらの対向面に、上下方向に並びかつ前後方向に延びる、４つのガイド溝７４１が形成されており、これらガイド溝７４１に基板３の端部が挿入されることで、当該基板３を支持可能となっている。
各第２基板支持部材７４は、図外のガイド部材を介して前記ベースプレート７０上に昇降可能に支持される可動プレート８４に組み付けられてあり、この可動プレート８４を介して前記ベースプレート７０に対して昇降可能に支持されている。具体的には、全て（４つ）のガイド溝７４１がそれぞれ前記支持ブロック７３ｂのガイド溝７３１と合致する上昇位置と、ガイド溝７４１の１ピッチ分だけ第１基板支持部材７２に対して下方にずれた下降位置とに亘って移動可能に支持されている。また、各第２基板支持部材７４は、可動プレート８４に固定されたＸ方向に延びるレール８８にそれぞれ台座８６を介して移動可能に支持されている。具体的には、各第２基板支持部材７４は、基板３を支持可能な接近位置と、両第２基板支持部材７４の間隔が前記接近位置よりも広くなり、両第２基板支持部材７４の間で基板３が上下方向に移動することを許容する離間位置とに亘って移動可能となるように前記レール８８に支持されている。
前記第２支持部材駆動機構は、前記ベースプレート７０の下面に固定され、エア圧の給排切り換えに応じて当該可動プレート８４をベースプレート７０に対して上下方向に移動させるエアシリンダ８５を備える。また、前記第２支持部材駆動機構は、前後方向に延びてその長手方向の略中間で前記可動プレート８４に支持軸８４ａを介して回転可能に支持される第１リンク部材９１と、支持軸８４ａを境とした第１リンク部材９１の長手方向両側部と前記各台座８６とを各々ヒンジ構造を形成しつつ繋ぐ一対の第２リンク部材９２と、前記第１リンク部材９１の長手方向片側端部にヒンジ構造を形成しつつ連結され、エア圧の給排切り換えに応じて当該第１リンク部材９１をその支持軸８４ａ回りに駆動するエアシリンダ９０とを備える。つまり、第２支持部材駆動機構は、エアシリンダ８５により可動プレート８４を昇降させることで各第２基板支持部材７４を上昇位置と下降位置とに移動させるとともに、エアシリンダ９０により第１リンク部材９１をその支持軸８４ａ回りに揺動させることで、この第１リンク部材９１の揺動に伴い各第２リンク部材９２を介して各第２基板支持部材７４を前記接近位置と離間位置とに移動させる。
なお、両第１基板支持部材７２及び両第２基板支持部材７４が共に接近位置に配置された状態では、各第１基板支持部材７２の各支持ブロック７３ｂのガイド溝７３１（内底部）の位置と各第２基板支持部材７４のガイド溝７４１（内底部）の位置とがＸ方向において一致し、これにより両第１基板支持部材７２及び両第２基板支持部材７４がともに基板３を支持可能となる。一方、この状態から、両第１基板支持部材７２のみが離間位置に配置された状態では、各第１基板支持部材７２の両支持ブロック７３ｂのガイド溝７３１の位置が、各第２基板支持部材７４のガイド溝７４１の位置に対してＸ方向外側にずれる、つまり、各第２基板支持部材７４に支持された基板３のＸ方向端部の位置よりもＸ方向外側にずれる。これにより、両第２基板支持部材７４は、基板３を支持したままで、両第１基板支持部材７２のプレート７３ａの内側の位置で上下方向に移動可能となる。
また、前記各第２基板支持部材７４は、各第１基板支持部材７２が接近位置に配置された状態で、前記接近位置と離間位置とに移動することが可能となるように、当該第２基板支持部材７４の厚み寸法（Ｘ方向の厚み寸法）が第１基板支持部材７２の前記支持ブロック７３ｂの厚み寸法よりも小さく形成されている。これにより、図１０に示すように、各第１基板支持部材７２（支持ブロック７３ｂ）による基板３の支持状態を保ったままで、各第２基板支持部材７４だけを離間位置に移動させて当該第２基板支持部材７４による基板３の支持状態を解除できるようになっている。すなわち、両第２基板支持部材７４の対向面の位置を、両第１基板支持部材７２の支持ブロック７３ｂのガイド溝５３１（内底部）の位置よりもＸ軸方向外側に配置することができる。この状態でも、各第２基板支持部材７４それぞれと第１基板支持部材７２のプレート７３ａとの間には隙間が維持され、各第２基板支持部材７４は、離間位置に移動した状態でも上下方向に移動可能となる。
このマガジン６０Ａでは、各第１基板支持部材７２が接近位置にセットされるとともに、各第２基板支持部材７４が接近位置であってかつ上昇位置にセットされた状態で基板３を支持することが可能となり、この状態の下で、前記中継装置６２（図８参照）により基板３の出し入れが行われる。つまり、この状態では、第１基板支持部材７２の４つのガイド溝７３１と第２基板支持部材７４の４つのガイド溝７４１が互いに上下方向に一致し、基板３を支持可能な、上下方向に並ぶ４つの溝部が形成されるとともに、第１基板支持部材７２の支持ブロック７３ｂの上面と第２基板支持部材７４の上面とにより基板３を支持可能な１つの支持部が形成される。これにより、最大５枚の基板３が支持可能となる。
次に、このマガジン６０Ａにおける基板３の昇降動作について、図１１及び図１２を用いて説明する。なお、同図は各基板支持部材７２、７４の動作を概念的に示したものである。構造上、実際には第２基板支持部材７４が第１基板支持部材７２の外側に移動することはないが、一部の図（例えば図１１（ｃ）等）は便宜上そのように図示されている。
前提として、図１１（ａ）に示すように、最上段（最上位）を除いた各段に基板３が支持（収納）されているものとする。このときには、上記の通り、各第１基板支持部材７２は接近位置にセットされ、各第２基板支持部材７４は接近位置であってかつ上昇位置にセットされている。
まず、各第２基板支持部材７４が離間位置に移動し、さらに上昇位置から下降位置に移動した後、離間位置から接近位置に移動する（図１１（ｂ）、（ｃ）、図１２（ｄ））。これにより、第１基板支持部材７２に対して第２基板支持部材７４が下側にオフセットされ、基板３が支持される第２基板支持部材７４のガイド溝７４１の位置が一段だけ上にずれることとなる。次に、各第１基板支持部材７２が離間位置に移動し、この状態で第２基板支持部材７４が下降位置から上昇位置に移動した後、各第１基板支持部材７２が離間位置から接近位置に移動する（図１２（ｂ）〜（ｄ））。これにより、基板３が支持されている第１基板支持部材７２のガイド溝７３１の位置が一段だけ上にずれ、その結果、マガジン６０Ａに支持されている基板３の位置が、それらの位置関係を保ったままで共に一段だけ繰り上がることとなる。
以上、マガジン６０Ａに収納された基板３を繰り上げる（上昇させる）場合について説明したが、上述した動作と逆の動作に従うことで、基板３を繰り下げる（下降させる）こともできる。
なお、図９〜図１２を用いて説明したマガジン６０Ａについては、レール７８が本発明の収納部材支持部に相当し、一対の第１基板支持部材７２が本発明の一対の収納部材に相当し、第１支持部材駆動機構が本発明の収納部材駆動機構に相当し、第２基板支持部材７４及び第２支持部材駆動機構等が本発明の送り機構に相当する。
以上のようなマガジン６０Ａについても、上述した第３実施形態のマガジン６０と同様に、複数枚（５枚）の基板を上下複数段にストックすることができ、また、ストックした基板３を上下方向に移動させる機能を有する。従って、図８に示したバッファ装置のマガジンとして適用することができる。なお、このようなマガジン６０Ａの構成は、図８に示すバッファ装置に限らず、図６に示すローダのマガジンとしても適用可能である。また、各支持部材７２、７４のガイド溝７３１、７４１でパレットＰのフランジ部Ｐａを支持するようにすれば、図１に示すトレイ部品供給装置５ａのマガジンとしても適用可能である。
以上、本発明に係る収納装置が適用されるトレイ部品供給装置５ａ、ローダ及びバッファ装置について説明したが、これらは本発明に係る収納装置の好ましい実施形態の例示であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
２０、４０、６０ ６０Ａ マガジン
２２ 箱形フレーム
２２１ ベースプレート
２２２ トッププレート
２２３ ねじ軸
２３６ モータ
Ｐ パレット
Ｔ トレイ

Claims (6)

  1. パレットを上下複数段に収納する収納装置であって、
    前記パレットを収納可能な複数の収納部を上下方向に並列に備える収納部材と、
    この収納部材の上下方向の位置を保ったままで当該収納部材に収納されている各パレットを一体的に上下方向に移動させる第１昇降手段と、を備え、
    前記収納部材は、上下方向に互いに平行に延びかつ外周に同一形状のねじが形成された複数のねじ軸であり、これらねじ軸のねじ溝を前記収納部として各ねじ軸のねじ溝に前記パレットの端部が挿入されることで当該パレットを支持するように構成され、
    前記パレットは、前記端部として、前記ねじ軸のフランク面に沿って外向きに傾斜して延びてフランク面に支持されるフランジ部を有し、
    前記第１昇降手段は、前記各ねじ軸を回転駆動することによりこのねじ軸の回転に伴い前記パレットをねじ溝に沿って上下方向に移動させることを特徴とする収納装置。
  2. 請求項１に記載の収納装置において、
    前記第１昇降手段は、前記各ねじ軸がそれらの軸回りに回転可能となるように支持するねじ軸支持部と、前記各ねじ軸を同一方向に同期して回転させる回転駆動機構とを備えることを特徴とする収納装置。
  3. 請求項１又は２に記載の収納装置において、
    前記パレットを水平方向に移動させることにより、前記ねじ軸に対してパレットの収納又は取り出しの少なくとも一方を行う板状部材移動装置をさらに備えることを特徴とする収納装置。
  4. 請求項３に記載の収納装置において、
    前記板状部材移動装置を収納部材に沿って上下方向に移動させる第２昇降手段をさらに備えていることを特徴とする収納装置。
  5. 請求項３又は４に記載の収納装置において、
    前記板状部材移動装置は、前記収納部材の収納部のうち最上位の収納部に対してパレットの収納又は取り出しの少なくとも一方の動作を行うものであり、
    前記第１昇降手段は、前記板状部材移動装置により前記パレットが収納されるときには、当該収納前に各収納部に収納されているパレットの収納位置を一体的に繰り下げる一方、前記板状部材移動装置によりパレットが取り出されるときには、当該取り出し後に各収納部に収納されているパレットの収納位置を一体的に繰り上げることを特徴とする収納装置。
  6. 請求項３又は４に記載の収納装置において、
    前記板状部材移動装置は、前記収納部材の収納部のうち最下位の収納部に対してパレットの収納又は取り出しの少なくとも一方の動作を行うものであり、
    前記第１昇降手段は、前記板状部材移動装置によりパレットが収納されるときには、当該収納前に各収納部に収納されているパレットの収納位置を一体的に繰り上げる一方、前記板状部材移動装置によりパレットが取り出されるときには、当該取り出し後に各収納部に収納されているパレットの収納位置を一体的に繰り下げることを特徴とする収納装置。
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