JP6672323B2 - 部品チャック装置および部品装着装置 - Google Patents

Description

本発明は、部品チャック装置および部品装着装置に関する。

従来より、下方からピンが突出した部品を側方からクランプするクランプ部と、部品を上方から押さえるプッシャ部とを備える部品チャック装置を用いて部品を基材に装着するものが提案されている。例えば、特許文献１の部品チャック装置は、負圧が供給されると、クランプ部が部品をクランプすると共にプッシャ部が部品に当接しない待機位置に移動し、正圧が供給されると、クランプ部が部品のクランプを解除すると共にプッシャ部が部品を押し下げる。これにより、部品のピンが基材の孔に挿入されて、部品が基材に装着されることになる。

ＷＯ２０１３／１４０５７１号公報

しかしながら、上述した部品チャック装置では、クランプ部がクランプを解除するタイミングと、プッシャ部が部品を押し下げ始めるタイミングとのずれによっては、部品が何ら支持されない時間が生じるため、部品のピンが基材の孔に挿入される前に部品が傾いてしまうなど、部品の姿勢が安定しない場合がある。その場合、部品を基材に適切に装着するのが困難となってしまう。

本発明は、装着中の部品の姿勢を安定させることを主目的とする。

本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の部品チャック装置は、
把持した部品の挿入部を基材の被挿入部に挿入する部品チャック装置であって、
負圧が供給されている状態で前記部品を把持する把持機構と、
保持部材により前記部品の姿勢を保持する保持機構と、
を備え、
前記保持機構は、負圧が供給されている状態および負圧の供給が停止された後の状態のいずれにおいても、前記保持部材が前記部品の姿勢を保持する作動をするよう構成される
ことを要旨とする。

本発明の部品チャック装置では、負圧が供給されている状態および負圧の供給が停止された後の状態のいずれにおいても、保持部材が部品の姿勢を保持する。これにより、負圧の供給が停止されるか正圧が供給されることにより把持機構が部品の把持を解除しても、保持機構が部品の姿勢を保持し続けて、装着中の部品の姿勢を安定させることができる。

部品装着装置１０の構成の概略を示す構成図。 部品チャック装置３０の構成の概略を示す構成図。 部品装着装置１０の制御に関する構成を示すブロック図。 部品チャック装置３０のプッシャ機構３５の外観図。 プッシャ機構３５の構成の概略を示す構成図。 負圧供給時の部品チャック装置３０の作動の様子を示す説明図。 負圧供給停止時の部品チャック装置３０の作動の様子を示す説明図。 正圧供給時の部品チャック装置３０の作動の様子を示す説明図。

図１は部品装着装置１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は部品チャック装置３０の構成の概略を示す構成図であり、図３は部品装着装置１０の制御に関する構成を示すブロック図である。なお、図１の左右方向がＸ軸方向であり、前後方向がＹ軸方向であり、上下方向がＺ軸方向である。

部品装着装置１０は、図１に示すように、部品Ｐを供給する部品供給装置１２と、平板状の基材Ｓを搬送する基材搬送装置１６と、搬送された基材Ｓを保持する基材保持装置１８と、部品Ｐを把持する部品チャック装置３０が取り付けられたヘッド２０と、ヘッド２０をＸＹ方向に移動させる移動機構６０とを備える。また、部品装着装置１０は、基材Ｓに付されたマークを撮像するマークカメラ６６と、部品チャック装置３０に把持された部品Ｐを撮像するパーツカメラ６８と、部品装着装置１０の全体を制御する制御装置８０（図３参照）とを備える。部品チャック装置３０は、ヘッド２０に着脱可能に取り付けられる。ヘッド２０は、部品チャック装置３０以外に、ノズルにより部品Ｐを吸着する部品吸着装置が取り付け可能である。なお、基材Ｓには、例えば、回路基板であるプリント配線板，一方の面に電子回路部品が搭載されると共に電気的に接合されて他方の面に電子回路部品が未装着であるプリント回路板，ベアチップが搭載されチップ付基板を構成する基材，ボールグリッドアレイを備えた電子回路部品が搭載される基材等が含まれる。

部品供給装置１２は、リード付きの部品Ｐ（ラジアル部品やアキシャル部品など）が貼り付けられたテープを送り出すことで、部品Ｐを供給するテープフィーダ１４などを備える。部品Ｐは基材Ｓに装着される際に、基材Ｓに形成された孔Ｈ（被挿入部）にリードＬ（挿入部）が挿入される。また、部品装着装置１０は、孔Ｈに挿入されたリードＬを折り曲げたり切断したりするリード加工装置１９（図３参照）を備える。

ヘッド２０は、昇降機構２２（図３参照）および回転機構２４（図３参照）を備え、取り付けられた部品チャック装置３０をＺ軸方向に昇降させたり、軸回りに回転させたりする。ヘッド２０内には、図示しないエア流路が設けられている。このエア流路は、電磁弁７０（図３参照）を経て、真空ポンプなどの負圧源７２（図３参照）およびコンプレッサなどの正圧源７４（図３参照）に接続されている。

部品チャック装置３０は、図２に示すように、部品Ｐを把持する把持機構３２と、部品Ｐを下方に押し出し可能なプッシャ機構３５とを備える。把持機構３２は、左右一対の把持爪３３（３３ａ，３３ｂ）と、把持爪３３を開閉するエア駆動式の把持用シリンダ３４（図３参照）とを備える。把持機構３２は、負圧が供給されている状態で把持用シリンダ３４の駆動により把持爪３３を待機位置から閉方向に移動させて部品Ｐを把持し、負圧の供給が停止されると把持爪３３による把持を解除するよう構成されている。例えば、把持機構３２は、負圧が供給されるとスプリングの付勢に抗して把持爪３３を閉じ、負圧の供給が停止されるとスプリングの付勢により把持爪３３を開くよう構成してもよい。あるいは、負圧が供給されると把持爪３３を閉じ、正圧が供給されると把持爪３３を開くよう構成してもよい。プッシャ機構３５は、部品Ｐの上面に当接可能なプッシャ部材３６と、プッシャ部材３６を昇降させるエア駆動式のプッシャ用シリンダ３７と、プッシャ用シリンダ３７へのエアの供給を切り替える流路切替バルブ３９とを備える。

また、部品チャック装置３０は、ヘッド２０との取付面にエア供給路３１の接続口３１ａが露出しており、ヘッド２０に取り付けられるとヘッド２０のエア流路に接続口３１ａが接続される。このため、エア供給路３１は、電磁弁７０の作動により負圧源７２からの負圧または正圧源７４からの正圧が供給される。エア供給路３１は、把持用シリンダ３４およびプッシャ用シリンダ３７（流路切替バルブ３９）にエアを供給可能である。即ち、エア供給路３１は、把持機構３２およびプッシャ機構３５へのエアの供給に兼用される。

制御装置８０は、図３に示すように、ＣＰＵ８１とＲＯＭ８２とＨＤＤ８３とＲＡＭ８４と入出力インターフェース８５とを備える。これらはバス８６を介して電気的に接続されている。制御装置８０には、マークカメラ６６からの画像信号やパーツカメラ６８からの画像信号などが入出力インターフェース８５を介して入力される。一方、制御装置８０からは、部品供給装置１２や基材搬送装置１６、基材保持装置１８、リード加工装置１９などの各装置への駆動信号、移動機構６０への駆動信号、ヘッド２０（昇降機構２２，回転機構２４）への駆動信号、電磁弁７０への駆動信号などが入出力インターフェース８５を介して出力される。

以下は、部品チャック装置３０のプッシャ機構３５の詳細な説明である。図４は部品チャック装置３０のプッシャ機構３５の外観図であり、図５はプッシャ機構３５の構成の概略を示す構成図である。図５は、プッシャ機構３５の図４中の各断面図を示す。なお、図５（ａ）は主に流路切替バルブ３９の説明に用い、図５（ｂ）は主にプッシャ用シリンダ３７の説明に用い、図５（ｃ），（ｄ）は主に後述するロック部材５７の説明に用いる。なお、図示の都合上、図５（ａ）は図４のＡ−Ａ断面に現れない一部の要素を含む。

流路切替バルブ３９は、エア供給路３１に接続される供給口４０ａを有するエア流路４０と、エア流路４０に接続され負圧スプール４４が上下方向に摺動する負圧スプール室４５と、エア流路４０に接続され正圧スプール４７が上下方向に摺動する正圧スプール室４８とが形成されている。

負圧スプール室４５は、円筒状空間であり、軸方向上端にエア流路４０からエアが入力される入力口４５ａが形成されている。また、負圧スプール室４５は、側方に負圧供給路４１ａに接続される出力口４５ｂと、外部に接続（大気開放）される大気開放口４５ｃと、負圧供給路４１ａから分岐する分岐路４１ｂに接続される分岐路連通口４５ｄとが形成されている。なお、出力口４５ｂと分岐路連通口４５ｄとは、Ａ−Ａ断面に現れない要素であるが、図５（ａ）に図示した。

負圧スプール４４は、負圧スプール室４５内を摺動可能な径に形成され、軸方向の２箇所に一段小さな第１小径部４４ａおよび第２小径部４４ｂが形成された段付き軸状の部材である。負圧スプール４４は、上端に凹部が形成されている。その凹部の底面と負圧スプール室４５の上端面との間には、負圧スプール４４を下方に付勢するスプリング４６が配置されている。また、負圧スプール４４の凹部の底面に設けられた開口に連通すると共に第１小径部４４ａを径方向に貫通する貫通孔４４ｃが形成されている。負圧スプール４４は、エア流路４０から入力口４５ａに負圧が入力されていないときには（正圧が入力されているときを含む）、スプリング４６の付勢により負圧スプール室４５内の下方に位置する（図５（ａ））。このとき、負圧スプール４４は、貫通孔４４ｃと出力口４５ｂとの連通を遮断すると共に第２小径部４４ｂを介して大気開放口４５ｃと分岐路連通口４５ｄとを連通する。このため、負圧供給路４１ａ内および分岐路４１ｂ内は大気圧となる。また、負圧スプール４４は、エア流路４０からの負圧が入力口４５ａに入力されているときには、スプリング４６の付勢に抗して上方に移動して負圧スプール室４５内の上方に位置する（図６参照）。このとき、負圧スプール４４は、第１小径部４４ａを介して貫通孔４４ｃと出力口４５ｂとを連通すると共に大気開放口４５ｃと分岐路連通口４５ｄとの連通を遮断する。これにより、入力口４５ａと出力口４５ｂとが連通し、負圧供給路４１ａ内および分岐路４１ｂ内は負圧となる。

正圧スプール室４８は、円筒状空間であり、軸方向下端にエア流路４０からのエアが入力される入力口４８ａが形成されている。また、正圧スプール室４８は、側方に正圧供給路４１ｃに接続される出力口４８ｂと、外部に接続（大気開放）される大気開放口４８ｃとが形成されている。なお、出力口４８ｂは、Ａ−Ａ断面に現れない要素であるが、図５（ａ）に図示した。

正圧スプール４７は、正圧スプール室４８内を摺動可能な径に形成され、軸方向の中央部に一段小さな小径部４７ａが形成された段付き軸状の部材である。正圧スプール４７は、上端に凹部が形成されている。その凹部の底面と正圧スプール室４７の上端面との間には、正圧スプール４７を下方に付勢するスプリング４９が配置されている。正圧スプール４７は、エア流路４０からの正圧が入力口４８ａに入力されていないときには（負圧が入力されているときを含む）、スプリング４９の付勢により正圧スプール室４８内の下方に位置する（図５（ａ））。このとき、正圧スプール４７は、入力口４８ａと出力口４８ｂとの連通を遮断すると共に小径部４７ａを介して出力口４８ｂと大気開放口４８ｃとを連通する。このため、正圧供給路４１ｃ内は大気圧となる。また、正圧スプール４７は、エア流路４０から入力口４８ａに正圧が入力されているときには、スプリング４９の付勢に抗して上方に移動して正圧スプール室４８内の上方に位置する（図８参照）。このとき、正圧スプール４７は、入力口４８ａと出力口４８ｂとを連通すると共に出力口４８ｂと大気開放口４８ｃとの連通を遮断する。これにより、正圧供給路４１ｃ内は正圧となる。

プッシャ用シリンダ３７は、シリンダ内を上下方向に摺動する中空円筒状の第１ピストン５１と、第１ピストン５１内を上下方向に摺動する第２ピストン５２と、第２ピストン５２と一体的に形成され第１ピストン５１とプッシャ用シリンダ３７とを貫通して下方に突出するピストンロッド５３とを備える。ピストンロッド５３は、接続プレート３６ａ（図２参照）を介して下端（先端）にプッシャ部材３６が取り付けられる。第１ピストン５１は、軸方向の下側の外径が上側の外径よりも一段小さく形成された段差部を有する。その段差部の下面とプッシャ用シリンダ３７内の底面との間には、第１ピストン５１を上方に付勢する第１スプリング５４が配置されている。また、第１ピストン５１の上端には、中央に開口部５６ａが形成された円環状のエンドプレート５６が取り付けられている。第２ピストン５２は、上端に凹部が形成されている。その凹部の底面とエンドプレート５６の下面との間には、第２ピストン５２（ピストンロッド５３，プッシャ部材３６）を下方に付勢する第２スプリング５５が配置されている。また、プッシャ用シリンダ３７の内部は、第１ピストン５１により下部の負圧室３７ａと上部の正圧室３７ｂ（図６参照）とに区画される。負圧室３７ａは負圧供給路４１ａに接続され、正圧室３７ｂは正圧供給路４１ｃに接続される。

第１ピストン５１は、外周面の上部に僅かに窪んだ窪み部５１ａが一周に亘って形成されている（図２参照）。プッシャ用シリンダ３７は、窪み部５１ａに嵌まるサイズに形成されたロック部材５７をシリンダ壁内に備えており、そのロック部材５７が移動可能な移動通路５８がシリンダ壁内に形成されている。移動通路５８は、一端がロック部材５７がシリンダ内に突出しない非突出位置５８ａであり、他端がロック部材５７がシリンダ内に部分的に突出する突出位置５８ｂである。この移動通路５８は、突出位置５８ｂ側で連絡路５９に接続されている。連絡路５９は、エア流路４０の連絡路出力口４０ｂに繋がる連絡供給路４１ｄに接続されており、連絡供給路４１ｄを介してエア流路４０の正圧または負圧が供給される。また、連絡路５９に供給されたエアは突出位置５８ｂ側から移動通路５８内に作用する。このため、ロック部材５７は、移動通路５８に負圧が作用すると、非突出位置５８ａから引き出されて突出位置５８ｂまで移動し、移動通路５８に正圧が作用すると、突出位置５８ｂから押し出されて非突出位置５８ａまで移動する。

第２ピストン５２とピストンロッド５３は、一体的に形成されており、内部にロッド内流路５３ａが形成されている。ロッド内流路５３ａは、一端がピストンロッド５３の下方で側方に開口し、他端が第２ピストン５２の側方に開口している。このため、ピストンロッド５３が下方に移動してロッド内流路５３ａの一端の開口が外部に露出すると、ロッド内流路５３ａは外部に連通（大気開放）することになる。

以下は、こうして構成された部品装着装置１０の部品Ｐの装着動作の説明であり、部品チャック装置３０の動作を中心に説明する。制御装置８０のＣＰＵ８１は、まず、部品供給装置１２の供給位置上にヘッド２０（部品チャック装置３０）が移動するよう移動機構６０を制御する。次に、ＣＰＵ８１は、部品チャック装置３０が部品Ｐを把持可能な高さ位置および向きとなるようヘッド２０を制御し、負圧源７２から負圧を供給するよう電磁弁７０を制御して部品チャック装置３０に部品Ｐを把持させる。図６は、負圧供給時の部品チャック装置３０の作動の様子を示す説明図である。

図６に示すように、負圧が供給される場合、把持機構３２は、把持用シリンダ３４の駆動により把持爪３３ａ，３３ｂが待機位置から閉方向に移動して部品Ｐを把持する。把持機構３２（把持爪３３）は、部品ＰのリードＬを把持する。このため、リードＬに若干の反りなどが生じていても、孔ＨにリードＬを適切に誘導することができる。プッシャ機構３５は、エア流路４０に負圧が供給されるため、負圧スプール４４が上方に位置して入力口４５ａと出力口４５ｂとを連通し、正圧スプール４７が下方に位置して出力口４８ｂと大気開放口４８ｃとを連通する。このため、負圧供給路４１ａ内が負圧となり正圧供給路４１ｃ内が大気圧となるから、プッシャ用シリンダ３７の負圧室３７ａ内が負圧となり正圧室３７ｂ内が大気圧となる。これにより、第１ピストン５１が第１スプリング５４の付勢に抗して下方に移動して、第１ピストン５１の下面がプッシャ用シリンダ３７内の底面に当接する位置（下端位置）で第１ピストン５１が停止する。このとき、第１ピストン５１の窪み部５１ａは移動通路５８と同じ高さ位置となる。

第１ピストン５１が下方に移動すると、第２スプリング５５の付勢により第２ピストン５２（ピストンロッド５３）が押し下げられるため、プッシャ部材３６も下方に移動する。そして、プッシャ部材３６が部品Ｐの上面に当接すると、把持機構３２に把持されている部品Ｐから反力を受けるため、第２スプリング５５が収縮して第２ピストン５２（ピストンロッド５３）が停止する。このため、プッシャ機構３５は、第２スプリング５５の付勢によってプッシャ部材３６が部品Ｐの上面に当接している状態を維持する。把持機構３２が部品ＰのリードＬを把持する場合、把持位置を支点に部品Ｐが傾き易くなるが、プッシャ部材３６で部品Ｐの上面を押さえることにより、部品Ｐが傾くのを防止して姿勢を安定させることができる。ここで、部品チャック装置３０（把持機構３２）は、高さの異なる複数種の部品Ｐを把持可能である。本実施形態では、プッシャ部材３６が部品Ｐの上面に当接したときに第２ピストン５２（ピストンロッド５３）が停止する。このため、第２ピストン５２のストロークの範囲内でどのような高さの部品Ｐが把持されていても、部品Ｐの上面を適切に押さえることができる。

また、エア流路４０の連絡路出力口４０ｂに繋がる連絡供給路４１ｄ内が負圧となるため、連絡路５９内も負圧となって移動通路５８に負圧が作用する。このため、ロック部材５７が非突出位置５８ａから突出位置５８ｂまで移動して一部がシリンダ内に突出する。前述したように、下端位置にある第１ピストン５１の窪み部５１ａは、移動通路５８と同じ高さ位置にあるから、突出位置５８ｂから突出したロック部材５７の一部が窪み部５１ａに進入する。これにより、第１ピストン５１は、下端位置でロックされる。

また、ロッド内流路５３ａの一端の開口が外部に露出し、ロッド内流路５３ａを大気開放する。このため、第１ピストン５１内で第２ピストン５２よりも下方の空間Ｒ内に大気圧を導入する。ここで、ピストンロッド５３が第１ピストン５１を貫通する部分を漏れなくシールすることは困難であり、負圧室３７ａが負圧になると空間Ｒ内も負圧となる場合がある。その場合、第２ピストン５２（ピストンロッド５３）が第２スプリング５５の付勢だけでなく負圧によっても下げられるため、プッシャ部材３６の押圧力が過大なものとなるおそれがある。本実施形態では、ロッド内流路５３ａから空間Ｒ内に大気圧を導入することで、空間Ｒ内が負圧となるのを抑えて、そのような過大な押圧力が生じるのを防止するのである。これにより、プッシャ機構３５は、適切な力で部品Ｐの上面を軽く押さえることができるから、部品姿勢を適切に保持することができる。

部品チャック装置３０に部品Ｐをチャックさせると、ＣＰＵ８１は、ヘッド２０（部品チャック装置３０）が基材Ｓの装着位置上まで移動するよう移動機構６０を制御し、部品ＰのリードＬを基材Ｓの孔Ｈに挿入可能な高さ位置および向きとなるようヘッド２０を制御する。ＣＰＵ８１は、例えば、リードＬの先端が孔Ｈの真上となる高さ（先端が孔Ｈに嵌まる高さ）までヘッド２０を下降させる。そして、ＣＰＵ８１は、部品チャック装置３０によりリードＬを孔Ｈに挿入させるために負圧源７２からの負圧の供給を停止して正圧に切り替えるよう電磁弁７０を制御する。図７は、負圧供給停止時の部品チャック装置３０の作動の様子を示す説明図である。

図７に示すように、負圧の供給が停止されると、把持機構３２は、把持爪３３ａ，３３ｂによる部品Ｐの把持を解除する解除状態となる。プッシャ機構３５は、エア流路４０に負圧が供給されないため、負圧スプール４４がスプリング４６の付勢により負圧スプール室４５内の下方に移動して大気開放口４５ｃと分岐路連通口４５ｄとを連通する。なお、正圧スプール４７は図６と位置の変化はない。このため、負圧供給路４１ａ内が負圧から大気圧となり正圧供給路４１ｃ内は大気圧のままとなるから、プッシャ用シリンダ３７の負圧室３７ａおよび正圧室３７ｂはいずれも大気圧となる。また、連絡供給路４１ｄおよび連絡路５９への負圧の供給は停止されるが、移動通路５８に正圧は作用しないため、ロック部材５７は突出位置５８ｂのままとなる。このため、第１ピストン５１のロックが維持され、第１スプリング５４の付勢により第１ピストン５１が上方に移動することはない。これにより、負圧の供給を停止しても（負圧から正圧に切り替えるときにも）、プッシャ部材３６が部品Ｐに当接し続けるから、部品Ｐが倒れるのを適切に防止することができる。なお、正圧が供給されたときに把持爪３３ａ，３３ｂが開くものにおいても、負圧から正圧への切り替わり時には、把持力が低下するから、同様の効果を奏する。

一方、把持の解除により部品Ｐからの反力がなくなるため、第２スプリング５５が伸張して第２ピストン５２（ピストンロッド５３）が下方に移動する。即ち、第２スプリング５５の付勢によりプッシャ部材３６を下方に移動させて部品Ｐを押し出すから、リードＬを孔Ｈに挿入することができる。このように、負圧の供給が停止された後の状態では、プッシャ部材３６を部品Ｐの上面に当接させ続けたまま下方に押し出すから、部品Ｐの姿勢を保持しつつリードＬを孔Ｈに挿入することができる。なお、ピストンロッド５３の突出量（ストローク量）は、最も高さの低い部品Ｐでも、リードＬを孔Ｈに挿入させるのに必要なプッシャ部材３６の押し出し量を確保できる量に設定されている。

部品チャック装置３０に正圧源７４からの正圧が供給されると、ＣＰＵ８１は、リードＬを加工するようリード加工装置１９を制御して部品Ｐを基材Ｓに装着する。図８は、正圧供給時の部品チャック装置３０の作動の様子を示す説明図である。

図８に示すように、正圧が供給されても、把持機構３２の把持爪３３ａ，３３ｂは解除状態のままである（待機位置に位置する）。プッシャ機構３５は、エア流路４０に正圧が供給されるため、正圧スプール４７が正圧スプール室４８内の上方に位置して入力口４８ａと出力口４８ｂとを連通する。なお、負圧スプール４４は図７と位置の変化はない。このため、負圧供給路４１ａ内は大気圧のままとなり正圧供給路４１ｃ内は大気圧から正圧となるから、プッシャ用シリンダ３７の負圧室３７ａ内は大気圧のままとなり正圧室３７ｂ内は正圧となる。正圧室３７ｂに導入された正圧は、第１ピストン５１やエンドプレート５６の上面に作用する。また、導入された正圧のエアは、エンドプレート５６の開口部５６ａから第１ピストン５１内に流入するため、第２ピストン５２の上面に正圧が作用する。このため、第１ピストン５１および第２ピストン５２は、いずれも下向きの力が作用することになる。また、連絡供給路４１ｄおよび連絡路５９に正圧が供給されて移動通路５８に正圧が作用するから、ロック部材５７が突出位置５８ｂから非突出位置５８ａに移動する。したがって、ロック部材５７が第１ピストン５１の窪み部５１ａから退出し、第１ピストン５１のロックが解除される。ただし、第１ピストン５１に下向きの力が作用するから、第１ピストン５１は上昇することなく下端位置のままとなる。本実施形態では、正圧を供給することにより、第１ピストン５１および第２ピストン５２に下向きの力を作用させるから、第２スプリング５５の付勢力に加えて正圧により作用する力によってプッシャ部材３６を押し出すことができる。したがって、負圧が供給されるときよりも、プッシャ部材３６が大きな力で部品Ｐを押さえることができる。このため、リードＬに反りなどが生じているためにリードＬを孔Ｈに挿入し難い場合でも、リードＬを孔Ｈに適切に押し込むことができる。ここで、リード加工装置１９がリードＬの加工を行うときには、部品Ｐに上向きの力が作用するものとなる。本実施形態では、正圧の供給によりプッシャ部材３６が大きな力で部品Ｐを押さえるから、リードＬの加工が行われる際に部品Ｐが浮き上がるのを適切に防止することができる。即ち、リードＬの加工が行われる際の部品姿勢を安定させることができる。

リードＬの曲げが完了すると、ＣＰＵ８１は、エア供給路３１（エア流路４０）が大気開放されるよう電磁弁７０を制御する。これにより、プッシャ機構３５は、正圧スプール４７がスプリング４９の付勢により正圧スプール室４８内の下方に移動して出力口４８ｂと大気開放口４８ｃとを連通する。なお、負圧スプール４４は図７と位置の変化はない。このため、負圧供給路４１ａ内は大気圧のままとなり正圧供給路４１ｃ内は正圧から大気圧となるから、プッシャ用シリンダ３７の負圧室３７ａおよび正圧室３７ｂはいずれも大気圧となる。第１ピストン５１のロックは既に解除されているから、第１スプリング５４の付勢により第１ピストン５１が上方に移動して初期位置に戻る（図５参照）。

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の部品チャック装置３０が本発明の部品チャック装置に相当し、把持機構３２が把持機構に相当し、プッシャ部材３６が保持部材に相当し、プッシャ機構３５が保持機構に相当する。また、プッシャ用シリンダ３７がシリンダに相当し、流路切替バルブ３９が流路切替部に相当する。また、窪み部５１ａが窪み部に相当し、ロック部材５７がロック部材に相当し、移動通路５８が移動通路に相当し、連絡路５９が連絡路に相当する。また、移動機構６０が移動機構に相当する。

以上説明した部品チャック装置３０によれば、負圧が供給されている状態および負圧の供給が停止された後の状態（切り替わり時）のいずれにおいてもプッシャ部材３６が部品Ｐの姿勢を保持可能に作動するようプッシャ機構３５が構成されている。これにより、負圧の供給が停止して把持機構３２が部品Ｐの把持を解除しても、部品Ｐの姿勢を保持し続けることができるから、装着中の部品Ｐの姿勢を安定させることができる。なお、部品装着装置１０は、部品チャック装置３０がヘッド２０に着脱可能に取り付けられるから、部品チャック装置３０が有する効果と同様の効果を奏する。

また、部品チャック装置３０は、正圧および負圧のいずれが供給される場合もプッシャ部材３６が部品Ｐを上方から押さえる。このため、部品Ｐの上面を支持して、部品Ｐの姿勢を安定させることができる。部品チャック装置３０は、負圧が供給される場合よりも正圧が供給される場合の方が、プッシャ部材３６の押さえ力が大きくなるよう構成される。このため、負圧が供給される場合は、把持されている部品Ｐをプッシャ部材３６が必要以上に押し込むのを防止することができる。また、正圧が供給される場合は、リードＬの加工時に部品Ｐが浮き上がるのを防止することができる。

また、部品チャック装置３０のプッシャ機構３５は、プッシャ部材３６を上下に移動させるプッシャ用シリンダ３７と、プッシャ用シリンダ３７への正圧および負圧の供給を切り替える流路切替バルブ３９とを備える。プッシャ用シリンダ３７は、シリンダ内を上下方向に摺動する中空円筒状の第１ピストン５１と、第１ピストン５１内を上下方向に摺動する第２ピストン５２と、第２ピストン５２と一体的に形成されたピストンロッド５３とを備える。第１ピストン５１は、負圧室３７ａが負圧になると第１スプリング５４の付勢に抗して下端位置（所定位置）まで移動し、正圧室３７ｂが正圧になると下端位置を維持する。また、第２ピストン５２（ピストンロッド５３）は、第２スプリング５５の付勢により第１ピストン５１の移動により下方に移動してプッシャ部材３６を押し出し、正圧室３７ｂが正圧になると第２スプリング５５の付勢に加えて正圧によりプッシャ部材３６を押し出す。このため、第１ピストン５１内に第２ピストン５２を配置してプッシャ用シリンダ３７の大型化を防止してプッシャ機構３５をコンパクトに構成することができる。

また、部品チャック装置３０の第１ピストン５１は、プッシャ用シリンダ３７との摺動面に窪み部５１ａが形成されている。プッシャ用シリンダ３７は、窪み部５１ａに進入可能なサイズのロック部材５７を備え、そのロック部材５７がシリンダ内に突出しない非突出位置５８ａとシリンダ内に部分的に突出する突出位置５８ｂとの間を移動する移動通路５８が形成されている。そして、移動通路５８に負圧が作用するとロック部材５７が突出位置５８ｂに移動し第１ピストン５１の窪み部５１ａに進入することで第１ピストン５１をロックする。また、移動通路５８に正圧が作用するとロック部材５７が非突出位置５８ａに移動して窪み部５１ａから退出することで第１ピストン５１のロックを解除する。このため、負圧が供給されなくなったとき（大気圧状態）でも、ロック部材５７により第１ピストン５１をロックすることができる。したがって、負圧から正圧への切り替わり中もプッシャ機構３５が部品Ｐの姿勢を保持し続けることができる。

また、プッシャ機構３５は、プッシャ部材３６が部品Ｐの上面に当接するまでは第２スプリング５５の付勢により第２ピストン５２（ピストンロッド５３）を第１ピストン５１の移動に伴って下方に移動させ、プッシャ部材３６が部品Ｐの上面に当接すると第２スプリング５５が収縮することで部品Ｐに当接した際の第２ピストン５２（ピストンロッド５３）の位置を保持する。このため、高さが異なる複数種の部品Ｐのうちいずれの部品Ｐが把持されている場合でも、プッシャ部材３６を部品Ｐに軽く当接させることができる。即ち、複数種の部品Ｐの姿勢保持に適切に対応することができる。

また、部品チャック装置３０の把持機構３２とプッシャ機構３５とは、同一の負圧源７２からの負圧が供給される。このため、部品チャック装置３０は、把持機構３２が部品Ｐの把持を解除するタイミングでプッシャ機構３５への供給圧も切り替わることになるから、負圧の供給が停止された後に部品Ｐの姿勢を保持する必要性が高い。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、プッシャ用シリンダ３７が、第１ピストン５１と第２ピストン５２（ピストンロッド５３）と第１スプリング５４と第２スプリング５５とを備えるものとしたが、この構成に限られるものではない。負圧が供給されている状態および負圧の供給が停止された後の状態（切り替わり時）のいずれにおいてもプッシャ部材３６が部品Ｐを保持可能に作動するものであれば如何なる構成としてもよい。また、第２ピストン５２とピストンロッド５３の内部に、ロッド内流路５３ａを設けたが、ピストンロッド５３と第１ピストン５１とのシール性を高めて、ロッド内流路５３ａを設けないものとしてもよい。また、第１ピストン５１は、負圧が供給されると下端位置まで下降するものとしたが、これに限られず、負圧が供給されると下端位置の手前の所定位置まで下降し、正圧が供給されると下端位置まで下降するものとしてもよい。また、負圧供給時と正圧供給時とで、プッシャ部材３６が同じ押さえ力で部品Ｐを押さえるものなどとしてもよい。

上述した実施形態では、保持機構として部品Ｐの上面にプッシャ部材３６を当接させるプッシャ機構３５を用いて部品Ｐの姿勢を保持するものとしたが、これに限られず、部品Ｐの姿勢を保持可能な機構であれば如何なるものとしてもよい。例えば、把持機構３２のような、開閉可能な爪を一対あるいは複数対用いて、負圧が供給されている状態および負圧の供給が停止された後の状態のいずれも爪が部品を保持可能に構成してもよい。

上述した実施形態では、ロック部材５７により第１ピストン５１をロックするものとしたが、これに限られず、ロック部材５７を備えず第１ピストン５１をロックしないものとしてもよい。ただし、プッシャ部材３６を部品Ｐの上面に当接させ続けるために、第１ピストン５１をロックするものが好ましい。

上述した実施形態では、把持機構３２とプッシャ機構３５とは、同一の正圧源７４からの正圧および同一の負圧源７２からの負圧が供給されるものとしたが、これに限られず、別々の正圧源からの正圧および別々の負圧源からの負圧が供給されるものとしてもよい。

本発明は、把持した部品を基材に装着する部品チャック装置の製造産業に利用可能である。

１０ 部品装着装置、１２ 部品供給装置、１４ テープフィーダ、１６ 基材搬送装置、１８ 基材保持装置、１９ リード加工装置、２０ ヘッド、２２ 昇降機構、２４
回転機構、３０ 部品チャック装置、３１ エア供給路、３１ａ 接続口、３２ 把持機構、３３，３３ａ，３３ｂ 把持爪、３４ 把持用シリンダ、３５ プッシャ機構、３６ プッシャ部材、３６ａ 接続プレート、３７ プッシャ用シリンダ、３７ａ 負圧室、３７ｂ 正圧室、３９ 流路切替バルブ、４０ エア流路、４０ａ エア供給口、４０ｂ 出力口、４１ａ 負圧供給路、４１ｂ 分岐路、４１ｃ 正圧供給路、４１ｄ 連絡供給路、４４ 負圧スプール、４４ａ 第１小径部、４４ｂ 第２小径部、４４ｃ 貫通孔、４５ 負圧スプール室、４５ａ 入力口、４５ｂ 出力口、４５ｃ 大気開放口、４５ｄ 分岐路連通口、４６ スプリング、４７ 正圧スプール、４７ａ 小径部、４８ 正圧スプール室、４８ａ 入力口、４８ｂ 出力口、４８ｃ 大気開放口、４９ スプリング、５１ 第１ピストン、５１ａ 窪み部、５２ 第２ピストン、５３ ピストンロッド、５３ａ ロッド内流路、５４ 第１スプリング、５５ 第２スプリング、５６ エンドプレート、５６ａ 開口部、５７ ロック部材、５８ 移動通路、５８ａ 非突出位置、５８ｂ 突出位置、５９ 連絡路、６０ 移動機構、６６ マークカメラ、６８ パーツカメラ、７０ 電磁弁、７２ 負圧源、７４ 正圧源、８０ 制御装置、８１ ＣＰＵ、８２ ＲＯＭ、８３ ＨＤＤ、８４ ＲＡＭ、８５ 入出力インターフェース、８６ バス、Ｌ リード、Ｈ 孔、Ｐ 部品、Ｓ 基材。

Claims (5)

1. 把持した部品の挿入部を基材の被挿入部に挿入する部品チャック装置であって、
   負圧が供給されている状態で前記部品を把持する把持機構と、
   保持部材により前記部品の姿勢を保持する保持機構と、
   を備え、
   前記保持機構は、前記保持部材を上下に移動させるシリンダと、該シリンダに供給されるエアの流路を切り替える流路切替部とを備え、
   前記シリンダは、該シリンダ内を摺動する中空の第１ピストンと、該第１ピストン内を摺動する第２ピストンと、前記シリンダおよび前記第１ピストンを貫通し下端に前記保持部材が取り付けられて前記第２ピストンと一体的に移動するピストンロッドと、前記シリンダに対して前記第１ピストンを上方に付勢する第１スプリングと、前記第１ピストンに対して前記第２ピストンを下方に付勢する第２スプリングと、を備え、前記シリンダ内が前記第１ピストンにより下部の負圧室と上部の正圧室とに区画され、
   前記流路切替部は、負圧が供給されると前記負圧室を負圧として前記正圧室を大気開放するよう流路を切り替え、正圧が供給されると前記正圧室を正圧として前記負圧室を大気開放するよう流路を切り替え、
   前記負圧室が負圧とされる状態では、前記第１ピストンが前記第１スプリングの付勢に抗して前記シリンダ内の所定位置まで下方に移動し、前記第２ピストンおよび前記ピストンロッドが前記第１ピストンの下方への移動に伴い前記第２スプリングの付勢力により下方に移動することで前記保持部材を押し出し、該保持部材により前記部品を上方から押さえることで前記部品の姿勢を保持し、
   前記正圧室が正圧とされる状態では、前記第１ピストンが前記所定位置を維持するか該所定位置よりも下方に移動し、前記第２ピストンおよび前記ピストンロッドが前記第２スプリングの付勢に加えて前記第２ピストンに作用する正圧により前記保持部材を押し出し、該保持部材により前記部品を上方から押さえることで前記部品の姿勢を保持する
   部品チャック装置。
2. 請求項１に記載の部品チャック装置であって、
   前記第１ピストンは、前記シリンダの内壁面と摺動する摺動面に窪み部が形成され、
   前記シリンダは、前記窪み部に進入可能なサイズのロック部材を備え、該ロック部材が前記内壁面から突出しない非突出位置と前記内壁面から部分的に突出する突出位置との間を移動する移動通路が形成され、
   前記流路切替部は、前記移動通路に前記突出位置で連絡する連絡路に接続されており、負圧が供給されると前記連絡路を負圧とし、正圧が供給されると前記連絡路を正圧とし、
   前記ロック部材は、前記連絡路を介して前記移動通路が負圧とされると前記突出位置に移動して前記所定位置にある前記第１ピストンの窪み部に部分的に進入することで該第１ピストンが前記所定位置よりも上方に移動しないようロックし、前記連絡路を介して前記移動通路が正圧とされると前記非突出位置に移動して前記第１ピストンの窪み部から退出することで該第１ピストンのロックを解除する
   部品チャック装置。
3. 請求項１または２に記載の部品チャック装置であって、
   前記把持機構は、高さが異なる複数種の部品を把持可能であり、
   前記保持機構は、前記負圧室が負圧とされて前記保持部材を押し出す場合、該保持部材が前記部品に当接するまでは前記第２スプリングの付勢により前記第２ピストンおよび前記ピストンロッドが下方に移動し、前記保持部材が前記部品に当接すると前記第２スプリングが収縮することで前記部品に当接した際の前記第２ピストンおよび前記ピストンロッドの位置を保持する
   部品チャック装置。
4. 請求項１ないし３いずれか１項に記載の部品チャック装置であって、
   前記把持機構と前記保持機構とは、同一の負圧源からの負圧が供給される
   部品チャック装置。
5. 請求項１ないし４いずれか１項に記載の部品チャック装置が取り付けられるヘッドと、
   該ヘッドを移動させる移動機構と、
   を備え、
   前記部品チャック装置により前記部品の挿入部が前記基材の被挿入部に挿入されることで、前記部品を前記基材に装着する
   部品装着装置。