JP7155519B2

JP7155519B2 - 作業装置

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Publication number: JP7155519B2
Application number: JP2017246529A
Authority: JP
Inventors: 泰行石谷; 涼太井上
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2022-10-19
Anticipated expiration: 2037-12-22
Also published as: JP2019114646A

Description

本発明は、基台をカバー部材で覆って形成される作業空間で作業部が所定の作業を行う作業装置に関する。

基台をカバー部材で覆って形成される作業空間で作業部が所定の作業を行う作業装置としては、例えば、作業空間に位置決めされた基板に対し、装着ヘッドにより部品を装着する部品実装装置が知られている。このような作業装置のカバー部材には窓部が設けられており、作業者は窓部を通して作業空間を視認でき、作業部による作業状況等を目視で確認することができる（例えば、下記の特許文献１参照）。窓部は、金属製のフレーム部によって形成される窓枠部に透明な樹脂製のパネル部の周辺部を複数の締結具によって締結した構成となっている。締結具は通常、フレーム部とパネル部に挿通された状態でフレーム部とパネル部とを挟み込んで締め付けるボルトとナットから構成される。

特開２０１２－２２７４８３号公報

しかしながら、上記のように、窓部がフレーム部とパネル部が締結された構成では、作業装置が温度変化の大きい環境に晒され、金属製のフレーム部に対して熱膨張係数が相対的に大きい樹脂製のパネル部がより大きく伸縮するような場合には、周辺部がフレームに拘束されているパネル部に熱変形が生じ、悪い場合には製品の適格性が失われてしまうおそれがあるという問題点があった。

そこで本発明は、温度変化の大きい環境に晒された場合であっても、カバー部材の窓部のパネル部に大きな熱変形が生じることを防止できる作業装置を提供することを目的とする。

本発明の作業装置は、基台と、前記基台を覆って作業空間を形成するカバー部材と、前記作業空間で所定の作業を行う作業部とを備えた作業装置であって、前記カバー部材は窓部を備えており、前記窓部は、窓枠部を形成する金属製のフレーム部と、前記フレーム部が形成する前記窓枠部に周辺部を接触させた透明な樹脂製のパネル部と、前記フレーム部と前記パネル部とを締結する複数の締結具とを備え、前記複数の締結具はそれぞれ、前記フレーム部と前記パネル部に挿通された状態で前記フレーム部と前記パネル部とを挟み込んで締め付けるボルトとナットから成り、前記複数の締結具の少なくともひとつは前記ボルトと前記ナットとの間であり前記フレーム部の前記パネル部と反対側に配置された弾性部材を前記フレーム部及び前記パネル部とともに挟み込んでおり、前記フレーム部は中空のビーム部材が複数連結されて成り、前記ナットに対する前記ボルトの過度の捻じ込みを規制するスペーサが前記ビーム部材の内部に設けられた。

本発明によれば、温度変化の大きい環境に晒された場合であっても、カバー部材の窓部のパネル部に大きな熱変形が生じることを防止できる。

本発明の一実施の形態における作業装置の斜視図本発明の一実施の形態における作業装置の斜視図本発明の一実施の形態における作業装置の斜視図本発明の一実施の形態における作業装置が備えるカバー部材の開閉カバー部の斜視図本発明の一実施の形態における作業装置が備える閉閉カバー部の分解斜視図本発明の一実施の形態における作業装置が備える開閉カバー部の締結具による締結箇所の断面図本発明の一実施の形態における作業装置が備える開閉カバー部の締結具による締結箇所の分解斜視図本発明の一実施の形態における作業装置が備える開閉カバー部の締結具による締結箇所の分解断面図（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における作業装置が備える開閉カバー部の一部の断面図本発明の一実施の形態の変形例における作業装置が備える開閉カバー部の締結具による締結箇所の断面図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１及び図２は本発明の一実施の形態の作業装置１を示している。この作業装置１は、外部から搬入したワークとしての基板ＫＢに部品ＰＴを装着する作業を施して部品実装基板を製造する部品実装装置であり、基台１１、カバー部材１２、搬送コンベア１３、パーツフィーダ１４、ヘッド移動機構１５及び装着ヘッド１６を備えている。ここでは説明の便宜上、作業者ＯＰから見た基台１１の左右方向をＸ軸方向とし、作業者ＯＰから見た基台１１の前後方向をＹ軸方向とする。また、上下方向をＺ軸方向とする。

図１及び図２において、基台１１はカバー部材１２によって覆われている。カバー部材１２によって覆われた基台１１の上方の空間は作業装置１の作業空間１１Ｓとなっている。搬送コンベア１３は基台１１に設けられて作業空間１１ＳをＸ軸方向に延びている。搬送コンベア１３は基板ＫＢを外部から搬入し、作業空間１１Ｓの所定の作業位置に位置決めする。

図１及び図２において、パーツフィーダ１４は基台１１に連結される台車１４Ｄに取り付けられている。台車１４Ｄには複数のパーツフィーダ１４を取り付けることができ、台車１４Ｄを基台１１に連結又は分離させることで、複数のパーツフィーダ１４を一括して基台１１に取り付け、或いは基台１１から取り外すことができる。基台１１に取り付けられた状態のパーツフィーダ１４は、作業空間１１Ｓに部品ＰＴを供給する。

図２において、ヘッド移動機構１５は、Ｙ軸ビーム１５ａ、Ｙ軸ビーム１５ａ及び移動プレート１５ｃを備えている。Ｙ軸ビーム１５ａは基台１１に設けられてＹ軸方向に延びている。Ｘ軸ビーム１５ｂはＸ軸方向に延びており、Ｙ軸ビーム１５ａにより一端が支持されている。Ｘ軸ビーム１５ｂはＹ軸ビーム１５ａに沿って移動（すなわちＹ軸方向に移動）自在である。移動プレート１５ｃはＸ軸ビーム１５ｂに取り付けられており、Ｘ軸ビーム１５ｂに沿って移動（すなわちＸ軸方向に移動）自在である。

図２において、装着ヘッド１６はヘッド移動機構１５の移動プレート１５ｃに取り付けられている。装着ヘッド１６は、ヘッド移動機構１５のＹ軸ビーム１５ａに対するＸ軸ビーム１５ｂのＹ軸方向への移動と、Ｘ軸ビーム１５ｂに対する移動プレート１５ｃのＸ軸方向への移動とによって、作業空間１１Ｓを移動する。装着ヘッド１６は下方に延びた複数のノズル１６Ｎを備えている。各ノズル１６Ｎの下端には真空吸着力を発生させることができる。

装着ヘッド１６は、パーツフィーダ１４が供給する部品ＰＴをノズル１６Ｎにより吸着するピックアップ動作と、吸着した部品ＰＴを作業位置に位置決めされた基板ＫＢに装着する部品装着動作とを繰り返し実行する。このように本実施の形態において、装着ヘッド１６は、作業空間１１Ｓでワークとしての基板ＫＢに対して所定の作業（部品装着作業）を行う作業部となっている。装着ヘッド１６による基板ＫＢへの部品装着作業が終了したら、搬送コンベア１３は基板ＫＢを作業装置１の外部に搬出する。

このような構成の作業装置１において、基台１１を覆って作業空間１１Ｓを形成するカバー部材１２は、基台１１の全体を覆う本体部２１のほか、基台１１の前後それぞれに設けられた開閉カバー部２２を有している（図１及び図３）。図４に示すように、各開閉カバー部２２は窓部２２Ｗを有しており、それぞれ上縁がヒンジ２１Ｈを介して本体部２１に枢結されている。

作業者ＯＰは、窓部２２Ｗを通して作業空間１１Ｓを視認でき、装着ヘッド１６による部品装着作業を目視で確認することができる。また作業者ＯＰは、装着ヘッド１６の動作が停止した状態ではヒンジ２１Ｈを支点にして開閉カバー部２２を上下方向に開閉させることができ（図３）、これにより開放状態となった作業空間１１Ｓにアクセスすることができる。

各開閉カバー部２２が備える各窓部２２Ｗは、図４及び図５に示すように、フレーム部３１と、複数のパネル部３２と、複数の締結具３３を備えて構成されている。フレーム部３１は金属製の中空のビーム部材３１Ｂが複数連結されて成り、矩形の３つの窓枠部３１Ｗを形成している。各パネル部３２は樹脂（例えばアクリル樹脂）製の透明な板状部材から成り、フレーム部３１が形成する各窓枠部３１Ｗの外面側に、周辺部の四辺それぞれを接触させている。複数の締結具３３は各窓枠部３１Ｗの四辺に沿ったとびとびの位置において、それぞれフレーム部３１とパネル部３２とを締結する。なお、本実施の形態ではひとつの開閉カバー部２２が３つの窓部２２Ｗを備えた構成となっているが（図４）、これは一例であり、開閉カバー部２２が備える窓部２２Ｗの数は特に限定されない。

図４及び図５において、パネル部３２の周辺部の各辺の外面側には、板状部材から成る押さえプレート３４が設置されている。押さえプレート３４は、パネル部材の周辺部の外面側を保護する働きをするほか、その押さえプレート３４が取り付けられるパネル部３２の周辺部の各辺に並んで配置される複数のナット３３Ｎを相互に連結する働きをしている。

押さえプレート３４によって相互に連結される複数のナット３３Ｎのそれぞれは、スタッド溶接によって押さえプレート３４に取り付けられている。すなわち本実施の形態では、押さえプレート３４にスタッド溶接された複数のスタッドのそれぞれが締結具３３の一部（ナット３３Ｎ）となっている。

ボルト３３Ｂとナット３３Ｎから成る各締結具３３は、ビーム部材３１Ｂとパネル部３２の双方に挿通された状態で、ビーム部材３１Ｂとパネル部３２とを締め付けて結合する。ここで、図６（図４における矢視Ｖ－Ｖ断面図）に示すように、押さえプレート３４は、パネル部３２の外面側（図６では紙面上側）から、各ナット３３Ｎをパネル部３２に形成された貫通孔３２Ｈ（図７及び図８）と、ビーム部材３１Ｂを貫通して設けられた挿通孔３１Ｈ（図７及び図８）に挿通させており、その端部をビーム部材３１Ｂの内部に位置させている。

ボルト３３Ｂは、フレーム部３１の内面側（ビーム部材３１Ｂのパネル部３２が設けられる側とは反対の側。図６では紙面下側）からビーム部材３１Ｂの挿通孔３１Ｈに挿通され、ビーム部材３１Ｂの内部でナット３３Ｎに螺入している。ビーム部材３１Ｂの内面側にはワッシャ３５と円盤形状に形成された弾性部材３６が配置されており、ビーム部材３１Ｂの内部には中空円筒形状のスペーサ３７が配置されている。ボルト３３Ｂはこれらワッシャ３５、弾性部材３６及びスペーサ３７を挿通してナット３３Ｎに螺入されており、ボルト３３Ｂとナット３３Ｎは、ビーム部材３１Ｂ及びパネル部３２を、ワッシャ３５、弾性部材３６及びスペーサ３７とともに挟み込んだ状態となっている（図６）。

弾性部材３６は、或る程度厚みのある円盤形状に形成された弾性材料から成る部材である。ここでは弾性部材３６はゴム材料から構成されているが、熱可塑性エラストマ等から構成されていてもよい。スペーサ３７は一端側（図６では上端側）をビーム部材３１Ｂの内部に位置したナット３３Ｎの端面に当接させており、他端側（図６では下端側）をビーム部材３１Ｂの外部（ボルト３３Ｂが挿入される側）に突出させている。スペーサ３７のビーム部材３１Ｂの外部への突出量は、弾性部材３６の厚さとほぼ同じか弾性部材３６の厚さよりも若干小さい量となっている。

上記のように、ボルト３３Ｂとナット３３Ｎは、ビーム部材３１Ｂ及びパネル部３２を弾性部材３６とともに挟み込んだ状態となっているので、ビーム部材３１Ｂとパネル部３２との間の押付け力は、弾性部材３６の弾性変形に応じて適度に緩和され、フレーム部３１に対するパネル部３２の相対移動（滑り）が許容される（図９（ａ）→図９（ｂ）。図９（ｂ）中に示す矢印Ｍ）。詳細には、フレーム部３１に対してパネル部３２がその面内方向に相対移動しようとしたときは、弾性部材３６はその厚さ方向（締結具３３によるビーム部材３１Ｂとパネル部３２の締め付け方向）に縮むように弾性変形し、フレーム部３１に対するパネル部３２の相対移動（滑り）を許容する。

このため、例えば、作業装置１が温度変化の大きい環境に晒され、金属製のフレーム部３１に対して樹脂製のパネル部３２がより大きく伸縮するような場合であっても、パネル部３２は貫通孔３２Ｈとこれに挿通された締結具３３（ここではナット３３Ｎ）との間の隙間ＳＰ（いわゆるガタ）の範囲内でフレーム部３１に対して相対移動できる。このため本実施の形態の作業装置１では、カバー部材１２の窓部２２Ｗを構成するパネル部３２に大きな熱変形が生じることが防止される。

ボルト３３Ｂは、ナット３３Ｎに捻じ込まれた状態で、ワッシャ３５及び弾性部材３６をビーム部材３１Ｂに外側から押し付けるが、弾性部材３６はボルト３３Ｂの捻じ込みによってはほとんど圧縮されない。これは、ナット３３Ｎに対するボルト３３Ｂの捻じ込み量はスペーサ３７の高さによって規定されており、ボルト３３Ｂはナット３３Ｎに対する過度の捻じ込みがスペーサ３７によって規制されるうえ、スペーサ３７のビーム部材３１Ｂへの外部への突出量が上記のように弾性部材３６の厚さとほぼ同じか若干小さい量となっているからである。

このように、本実施の形態では、ナット３３Ｎに対するボルト３３Ｂの過度の捻じ込みがスペーサ３７によって規制されるために、締結具３３によってフレーム部３１とパネル部３２とが締結された状態であっても、弾性部材３６には十分な縮み代が確保される。このため、弾性部材３６は、フレーム部３１とパネル部３２との締め付け方向に縮んでフレーム部３１に対するパネル部３２の滑りを許容するという、本来の機能を十分に発揮することができる。

以上説明したように、本実施の形態における作業装置１では、窓部２２Ｗの金属製のフレーム部３１と樹脂製のパネル部３２とを締結する締結具３３は、弾性部材３６をフレーム部３１及びパネル部３２とともにボルト３３Ｂとナット３３Ｎとによって挟み込んだ構成となっているので、パネル部３２がフレーム部３１に対して相対移動しようとしたときには、弾性部材３６がフレーム部３１とパネル部３２との締め付け方向に縮んでフレーム部３１に対するパネル部３２の滑りを許容する。このためパネル部３２はフレーム部３１に対して相対移動することができ、作業装置１が温度変化の大きい環境に晒された場合であっても、カバー部材１２の窓部２２Ｗを構成するパネル部３２に大きな熱変形が生じることを防止できる。

これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述したものに限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上述の実施の形態では、弾性部材３６はビーム部材３１Ｂの外面に押し付けられる位置に設けられていたが、ボルト３３Ｂとナット３３Ｎとの間に配置されるのであれば、その設置位置は特に限定されない。また、上述の実施の形態では、ナット３３Ｎに対するボルト３３Ｂの過度の捻じ込みを規制する機能をスペーサ３７が果たしていたが、図１０の変形例に示すように、ナット３３Ｎの高さを高くしてビーム部材３１Ｂを貫通させたうえで、ビーム部材３１Ｂからの突出量を前述の実施の形態におけるスペーサ３７の突出量と同程度とすることで、スペーサ３７を省略することができる。

また、上述の実施の形態では、パネル部３２の周辺部の各辺に沿って並ぶ複数のナット３３Ｎは押さえプレート３４に取り付けられて相互に連結された構成となっていたが、このような構成をとらず、ナット３３Ｎが各個に独立してボルト３３Ｂと螺合される構成としてもよい。また、上述の実施の形態では、弾性部材３６は円盤形状に形成されていたが、弾性部材３６の形状は全く任意である。なお、本発明は、上述の実施の形態に示したように、窓部２２Ｗが本体部２１に対して開閉される開閉カバー部２２に設けられている作業装置１に限られず、窓部２２Ｗが本体部２１そのものに設けられている作業装置にも適用することができる。

温度変化の大きい環境に晒された場合であっても、カバー部材の窓部のパネル部に大きな熱変形が生じることを防止できる作業装置を提供する。

１作業装置
１１基台
１１Ｓ作業空間
１２カバー部材
１６装着ヘッド
２１本体部
２２開閉カバー部
２２Ｗ窓部
３１フレーム部
３１Ｗ窓枠部
３２パネル部
３３締結具
３３Ｂボルト
３３Ｎナット
３４押さえプレート（板状部材）
３６弾性部材
３７スペーサ

Claims

基台と、前記基台を覆って作業空間を形成するカバー部材と、前記作業空間で所定の作業を行う作業部とを備えた作業装置であって、
前記カバー部材は窓部を備えており、
前記窓部は、
窓枠部を形成する金属製のフレーム部と、
前記フレーム部が形成する前記窓枠部に周辺部を接触させた透明な樹脂製のパネル部と、
前記フレーム部と前記パネル部とを締結する複数の締結具とを備え、
前記複数の締結具はそれぞれ、前記フレーム部と前記パネル部に挿通された状態で前記フレーム部と前記パネル部とを挟み込んで締め付けるボルトとナットから成り、
前記複数の締結具の少なくともひとつは前記ボルトと前記ナットとの間であり前記フレーム部の前記パネル部と反対側に配置された弾性部材を前記フレーム部及び前記パネル部とともに挟み込んでおり、
前記フレーム部は中空のビーム部材が複数連結されて成り、前記ナットに対する前記ボルトの過度の捻じ込みを規制するスペーサが前記ビーム部材の内部に設けられた、作業装置。
前記弾性部材はゴム材料から構成されている請求項１に記載の作業装置。
前記パネル部の周辺部に沿って設けられる板状部材を備え、前記板状部材に複数の前記ナットが取り付けられている請求項１又は２に記載の作業装置。
前記カバー部材は前記基台の全体を覆う本体部と前記本体部に対して開閉される開閉カバー部とを備え、前記窓部は前記開閉カバー部に備えられている請求項１～３のいずれかに記載の作業装置。
前記作業部は、前記作業空間に位置決めされた基板に部品を装着する装着ヘッドである請求項１～４のいずれかに記載の作業装置。