JP5932533B2 - 基板クランプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンベアにより搬送されてくる基板の両側縁を基準側クランプ部材と従属側クランプ部材との間に挟み込んでクランプする基板クランプ装置に関する発明である。

例えば、回路基板に半田パターン等をスクリーン印刷するスクリーン印刷装置では、特許文献１（特開２００７−２４５４３５号公報）に記載されているように、コンベアにより搬送されてくる回路基板の両側縁を基準側クランプ部材（固定サイドクランパ）と従属側クランプ部材（可動サイドクランパ）との間に挟み込んでクランプし、この状態で、回路基板を上昇させてスクリーンマスクの下面に軽く接触させて、該スクリーンマスク上に供給した半田ペーストをスキージで押し広げて、回路基板に半田パターン等をスクリーン印刷するようにしている。一般に、基準側／従属側クランプ部材は、金属で一直線状に形成されているため、回路基板の歪み、バリ、形状不良等があると、回路基板の側縁が一直線にならなかったり、クランプ部材と平行にならない可能性があり、その結果、クランプ部材と回路基板の側縁とが部分的にしか当接せず、回路基板を安定してクランプできない可能性がある。

このような課題を解決する技術として、特許文献２（特開平９−８３１８９号公報）と特許文献３（特開２００９−２７０３８号公報）がある。

特許文献２では、従属側クランプ部材を複数のブロックに分割して、各ブロックをスプリングを介して幅寄せプレートに取り付け、クランプ動作時に幅寄せプレートをクランプ方向に移動させて、各ブロックのスプリングの圧縮変形を利用して各ブロックを回路基板の側縁に押し付けるようにしている。

また、特許文献３では、従属側クランプ部材（可動サイドクランパ）のクランプ面にゴム等の弾性部材を設け、クランプ動作時に該従属側クランプ部材の弾性部材を回路基板の側縁に押し付けてその側縁の形状に倣って弾性変形させることで、該弾性部材を回路基板の側縁全体に押し付けるようにしている。

特開２００７−２４５４３５号公報 特開平９−８３１８９号公報 特開２００９−２７０３８号公報

しかし、上記特許文献２，３の構成では、いずれも、基準側クランプ部材（固定サイドクランパ）は、一直線状に形成されているため、回路基板の歪み、バリ、形状不良等があると、基準側クランプ部材と回路基板の側縁とが部分的にしか当接せず、回路基板を安定してクランプできない可能性がある。

しかも、基準側クランプ部材と回路基板の側縁とが部分的にしか当接しないと、その当接部分にクランプ動作時の押し付け力が集中的に作用するため、回路基板がプラスチック基板等の変形しやすい薄い基板の場合は、クランプ動作時の押し付け力により回路基板に反り等の変形が生じる可能性もある。

また、上記特許文献２，３の構成では、従属側クランプ部材（可動サイドクランパ）は、回路基板の側縁の形状に倣ってスプリングやゴム等の弾性部材を圧縮変形させて各ブロックや弾性部材を回路基板の側縁全体に当接させることが可能であるが、回路基板の側縁の形状に倣って弾性部材の圧縮変形量が変動して、クランプ動作時の押し付け力が回路基板の側縁に均等に作用しない場合があるため、プラスチック基板等の変形しやすい薄い基板では、回路基板に反り等の変形を生じさせる原因にもなる。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、基板の歪み、バリ、形状不良等があっても、クランプ動作時の押し付け力を基板の側縁に均等に作用させることができ、プラスチック基板等の変形しやすい薄い基板であっても、該基板に反り等の変形を生じさせることなく、該基板を安定してクランプすることができる基板クランプ装置を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、コンベアにより搬送されてくる基板の両側縁を基準側クランプ部材と従属側クランプ部材との間に挟み込んでクランプする基板クランプ装置において、前記基準側クランプ部材を複数の基準側ブロックに分割して、各基準側ブロックを個別にクランプ方向に移動させて前記基板の側縁に当接させる基準側移動手段を前記各基準側ブロックにそれぞれ設けると共に、前記従属側クランプ部材を複数の従属側ブロックに分割して、各従属側ブロックを個別にクランプ方向に移動させて前記基板の側縁に当接させる従属側移動手段を前記各従属側ブロックにそれぞれ設け、２個以上の前記基準側ブロックと２個以上の前記従属側ブロックとの間に前記基板の両側縁を挟み込んだ状態で各基準側ブロックの位置を固定する基準側固定手段を前記各基準側ブロックにそれぞれ設け、前記基準側移動手段と前記従属側移動手段は、前記基準側ブロックと前記従属側ブロックを前記基板の側縁に押し付ける押し付け力が所定値以下となるように構成されていることを特徴とするものである。

この構成では、基準側クランプ部材と従属側クランプ部材の両方をそれぞれ複数のブロックに分割し、２個以上の基準側ブロックと２個以上の従属側ブロックとの間に基板の両側縁を挟み込んだ状態で各基準側ブロックの位置を基準側固定手段によって固定するようにしたので、従属側ブロックを基板の側縁に押し付ける押し付け力を所定値以下に設定することで、基板の歪み、バリ、形状不良等があっても、クランプ動作時に比較的弱い押し付け力で基板の側縁全体を均等に押し付けることができると共に、各基準側ブロックの位置を基準側固定手段によって固定することで、各基準側ブロックの位置を基準にして基板を位置決めして該基板の位置ずれを防止できる。これにより、プラスチック基板等の変形しやすい薄い基板であっても、該基板に反り等の変形を生じさせることなく、比較的弱い押し付け力で該基板を安定してクランプすることができる。

具体的には、請求項２のように、基準側移動手段と従属側移動手段をそれぞれエアーシリンダにより構成して、各エアーシリンダの駆動力が所定値以下となるようにエアー圧力を設定すれば良い。エアーシリンダは、供給するエアー圧力によって駆動力が決まるため、基準側ブロックと従属側ブロックを基板の側縁に押し付ける押し付け力をエアー圧力によって容易に調整できる。

また、請求項３のように、基準側ブロックと従属側ブロックは、それぞれ基準側移動手段と従属側移動手段に基板幅方向に揺動可能に支持するようにすると良い。このようにすれば、簡単な支持構造で、基準側ブロックと従属側ブロックを基板の側縁の形状に倣って揺動させて基板の側縁に均等に押し付けることができる。

本発明は、請求項４のように、基準側移動手段と従属側移動手段と基準側固定手段を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、クランプ動作時に複数の基準側ブロックと複数の従属側ブロックを同時にクランプ方向に移動させて２個以上の基準側ブロックと２個以上の従属側ブロックとの間に前記基板の両側縁を挟み付けるように前記基準側移動手段及び前記従属側移動手段を制御した後、前記基準側固定手段を作動させて前記基準側ブロックの位置を固定すると共に、前記従属側ブロックを前記基板の側縁に押し付ける押し付け力を均等にするように前記従属側移動手段を制御するようにすると良い。

図１は本発明の実施例１の基板クランプ装置の平面図である。 図２は実施例１の基板クランプ装置の縦断面図である。 図３は実施例２の基板クランプ装置の縦断面図である。

以下、本発明を実施するための形態をスクリーン印刷装置に適用して具体化した２つの実施例１，２を説明する。

本発明の実施例１を図１及び図２に基づいて説明する。
スクリーン印刷装置には、回路基板１１（基板）を搬送する２本のコンベア１２が平行に水平方向に延びるように設けられている。このコンベア１２により印刷位置へ搬送されてくる回路基板１１の両側縁を基準側クランプ部材１３と従属側クランプ部材１４との間に挟み込んでクランプする基板クランプ装置１５が設けられている。

基準側クランプ部材１３は、複数の基準側ブロック１６に分割され、回路基板１１の側縁に２個以上の基準側ブロック１６が当接するようになっている。各基準側ブロック１６は個別にクランプ方向に移動できるように設けられ、各基準側ブロック１６の中央部に下向きに設けられた連結部材１６ａ（図２参照）が、各基準側エアーシリンダ１７（基準側移動手段）のロッド１８に軸１９を介して回路基板１１の幅方向（水平方向）に揺動可能に支持されている。これにより、各基準側ブロック１６は、各基準側エアーシリンダ１７のロッド１８に設けられた軸１９を支点にして回路基板１１の幅方向に揺動可能となっている。各基準側エアーシリンダ１７は、基板クランプ装置１５の本体ベース（基板搬送装置の本体ベース）に取り付けられている。

各基準側ブロック１６を任意の位置で固定する各チャック機構２１（基準側固定手段）が基板クランプ装置１５の本体ベースに取り付けられている。各チャック機構２１は、エアーシリンダやソレノイド等のアクチュエータ（図示せず）を駆動源として動作し、各基準側ブロック１６を回路基板１１の側縁に押し付けた状態で、各基準側ブロック１６をその側面方向から各チャック機構２１で直接つかむことで、各基準側ブロック１６の位置を固定できるようになっている。

一方、従属側クランプ部材１４は、複数の従属側ブロック２３に分割され、回路基板１１の側縁に２個以上の従属側ブロック２３が当接するようになっている。各従属側ブロック２３は個別にクランプ方向に移動できるように設けられ、各従属側ブロック２３の中央部に下向きに設けられた連結部材２３ａ（図２参照）が、各従属側エアーシリンダ２４（従属側移動手段）のロッド２５に軸２６を介して回路基板１１の幅方向（水平方向）に揺動可能に支持されている。これにより、各従属側ブロック２３は、各従属側エアーシリンダ２４のロッド２５に設けられた軸２６を支点にして回路基板１１の幅方向に揺動可能となっている。各従属側エアーシリンダ２４は、基板クランプ装置１５の本体ベース（基板搬送装置の本体ベース）に取り付けられている。

各基準側エアーシリンダ１７と各従属側エアーシリンダ２４は、各ブロック１６，２３を回路基板１１の側縁に押し付ける押し付け力で回路基板１１が変形するのを防止するために、各エアーシリンダ１７，２４の駆動力が所定値以下となるように各エアーシリンダ１７，２４に供給するエアー圧力が所定圧力に設定されている。

以上のように構成した基板クランプ装置１５の動作は、スクリーン印刷装置の制御装置（制御手段）によって次のように制御される。
コンベア１２により回路基板１１が所定位置へ搬送されたことがセンサ（図示せず）で検出されると、コンベア１２の駆動を停止させる。この後、各基準側エアーシリンダ１７と各従属側エアーシリンダ２４にそれぞれ所定圧力の圧縮エアーを供給して各ロッド１８，２５を突出させて各基準側ブロック１６と各従属側ブロック２３を同時にクランプ方向に移動させて、２個以上の基準側ブロック１６と２個以上の従属側ブロック２３を回路基板１１の側縁に押し付けて両ブロック１６，２３間に回路基板１１を挟み付けた状態にする。この際、各ブロック１６，２３が回路基板１１の側縁の形状に倣って軸１９，２６を支点にして回路基板１１の幅方向に揺動（回動）して、各ブロック１６，２３が回路基板１１の側縁に均等に押し付けられた状態となる。この場合、各エアーシリンダ１７，２４の駆動力が所定値以下となるように各エアーシリンダ１７，２４に供給するエアー圧力が所定圧力に設定されているため、各ブロック１６，２３を回路基板１１の側縁に押し付ける押し付け力で回路基板１１が変形するのが防止される。

この後、各基準側ブロック１６のチャック機構２１を動作させて各基準側ブロック１６の位置を各チャック機構２１で固定する。この後も、各従属側エアーシリンダ２４は、引き続き供給エアー圧力を所定圧力に維持して、各従属側ブロック２３を回路基板１１の側縁に押し付けた状態に維持する。前述したように、各従属側エアーシリンダ２４の駆動力が所定値以下となるように各従属側エアーシリンダ２４に供給するエアー圧力が所定圧力に設定されているため、各従属側エアーシリンダ２４を回路基板１１の側縁に押し付ける押し付け力で回路基板１１が変形するのが防止される。尚、各基準側ブロック１６の位置を各チャック機構２１で固定した後は、各基準側エアーシリンダ１７の供給エアー圧力を低下させるようにしても良い。

以上説明した本実施例１によれば、基準側クランプ部材１３と従属側クランプ部材１４の両方をそれぞれ複数のブロック１６，２３に分割し、２個以上の基準側ブロック１６と２個以上の従属側ブロック２３との間に回路基板１１の両側縁を挟み込んだ状態で各基準側ブロック１６の位置を各チャック機構２１によって固定するようにしたので、従属側ブロック２３を回路基板１１の側縁に押し付ける押し付け力を所定値以下に設定することで、回路基板１１の歪み、バリ、形状不良等があっても、クランプ動作時に比較的弱い押し付け力で回路基板１１の側縁全体を均等に押し付けることができると共に、各基準側ブロック１６の位置を各チャック機構２１によって固定することで、各基準側ブロック１６の位置を基準にして回路基板１１を位置決めして該回路基板１１の位置ずれを防止できる。これにより、回路基板１１がプラスチック基板等の変形しやすい薄い基板であっても、該回路基板１１に反り等の変形を生じさせることなく、比較的弱い押し付け力で該回路基板１１を安定してクランプすることができる。

しかも、本実施例１では、クランプ動作時に各従属側エアーシリンダ２４によって各従属側ブロック２３を回路基板１１の側縁に押し付けるようにしたので、各従属側ブロック２３を回路基板１１の側縁に押し付ける押し付け力を各従属側エアーシリンダ２４に供給するエアー圧力によって容易に調整できる利点がある。

尚、本実施例１では、各基準側ブロック１６の位置を各チャック機構２１で固定する前後で従属側エアーシリンダ２４の供給エアー圧力を所定圧力に維持するようにしたが、例えば、各基準側ブロック１６の位置を各チャック機構２１で固定する前は、各基準側エアーシリンダ１７と各従属側エアーシリンダ２４の供給エアー圧力を上記所定圧力より低い圧力に設定して両ブロック１６，２３間に回路基板１１の両側縁を挟み込み、各基準側ブロック１６の位置を各チャック機構２１で固定した後に、各従属側エアーシリンダ２４の供給エアー圧力を上記所定圧力まで上昇させるようにしても良い。

上記実施例１では、クランプ動作時に各基準側ブロック１６をその側面方向から各チャック機構２１で直接つかんで固定するようにしたが、図３に示す本発明の実施例２では、各基準側ブロック１６の中央部に下向きに設けられた連結部材１６ａの突片部１６ｂをその側面方向から各チャック機構２１でつかんで固定することで、各基準側ブロック１６の位置を固定するようにしている。その他の構成は、上記実施例１と実質的に同じである。

本実施例２でも、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。
尚、上記実施例１，２では、基準側／従属側の各ブロック１６，２３をクランプ方向に移動させる基準側／従属側の移動手段としてエアーシリンダ１７，２４を用いるようにしたが、これに代えて、例えば、リニアソレノイドを用いて、基準側／従属側の各ブロック１６，２３の回路基板１１の側縁への押し付け力を電気的に制御するようにしても良い。

その他、本発明は、スクリーン印刷装置の基板クランプ装置に限定されず、基板を搬送して所定位置でクランプする様々な装置に適用して実施できる等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。

１１…回路基板（基板）、１２…コンベア、１３…基準側クランプ部材、１４…従属側クランプ部材、１５…基板クランプ装置、１６…基準側ブロック、１６ａ…連結部材、１７…基準側エアーシリンダ（基準側移動手段）、１８…ロッド、１９…軸、２１…チャック機構（基準側固定手段）、２３…従属側ブロック、２４…従属側エアーシリンダ（従属側移動手段）、２５…ロッド、２６…軸

Claims (4)

1. コンベアにより搬送されてくる基板の両側縁を基準側クランプ部材と従属側クランプ部材との間に挟み込んでクランプする基板クランプ装置において、
   前記基準側クランプ部材を複数の基準側ブロックに分割して、各基準側ブロックを個別にクランプ方向に移動させて前記基板の側縁に当接させる基準側移動手段を前記各基準側ブロックにそれぞれ設けると共に、前記従属側クランプ部材を複数の従属側ブロックに分割して、各従属側ブロックを個別にクランプ方向に移動させて前記基板の側縁に当接させる従属側移動手段を前記各従属側ブロックにそれぞれ設け、
   ２個以上の前記基準側ブロックと２個以上の前記従属側ブロックとの間に前記基板の両側縁を挟み込んだ状態で各基準側ブロックの位置を固定する基準側固定手段を前記各基準側ブロックにそれぞれ設け、
   前記基準側移動手段と前記従属側移動手段は、前記基準側ブロックと前記従属側ブロックを前記基板の側縁に押し付ける押し付け力が所定値以下となるように構成されていることを特徴とする基板クランプ装置。
2. 前記基準側移動手段と前記従属側移動手段は、それぞれエアーシリンダにより構成され、各エアーシリンダの駆動力が所定値以下となるようにエアー圧力が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の基板クランプ装置。
3. 前記基準側ブロックと前記従属側ブロックは、それぞれ前記基準側移動手段と前記従属側移動手段に基板幅方向に揺動可能に支持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板クランプ装置。
4. 前記基準側移動手段と前記従属側移動手段と前記基準側固定手段を制御する制御手段を備え、
   前記制御手段は、クランプ動作時に前記複数の基準側ブロックと前記複数の従属側ブロックを同時にクランプ方向に移動させて２個以上の基準側ブロックと２個以上の従属側ブロックとの間に前記基板の両側縁を挟み付けるように前記基準側移動手段及び前記従属側移動手段を制御した後、前記基準側固定手段を作動させて前記基準側ブロックの位置を固定すると共に、前記従属側ブロックを前記基板の側縁に押し付ける押し付け力を均等にするように前記従属側移動手段を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の基板クランプ装置。

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