JPH0325440Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、部品挿入装置、特に電子部品等のよ
うにリードを多数備えた部品を多数のリード挿入
孔を形成した基板等の被取付部材に装着するため
に、部品のリードを孔に自動挿入する装置に関す
るものである。

（従来の技術） 一般に電子制御システム等に用いられる電子部
品は、セラミツク、プラスチツク等のパツクに
IC等の電子回路を封入し、このパツクの両側縁
より対向して突出する同数のリードを形成したデ
ユアルインラインパツケージが多用され、このデ
ユアルインラインパツケージはソケツト等の接続
部材を用いずに直接プリント回路板等の被取付部
材に取付けることができる。

近年、上記電子部品等の部品をプリント回路板
等の基板に取付けるのに際して、工業用ロボツト
を用いて自動装着するための部品挿入装置が多数
提案されている。このような部品挿入装置の一例
として実開昭56−108285号公報に示されるもの
（以下、第１従来例という）がある。このものは、
部品を保持するチヤツク部と挿入ヘツド本体部と
を分離してフリーな状態にしておいて、リード線
基準で部品を仮位置決めし、この後チヤツク部と
挿入ヘツド本体部とをソレノイドにより固定し、
基板位置決め機構により正確に位置決めされた基
板上にチヤツク部を下降して、部品を基板に挿入
するようにしている。

ところで、上述した第１従来例では、基板位置
決め機構の設定によつては部品を基板に適正に装
着することができない場合があり、かつ、部品を
基板に適正に装着するうえで、この基板位置決め
機構を備える分装置全体が大きくなつてしまつて
いた。

この問題点の改善のために、被取付部材上に直
接電子部品を位置させた状態で、振動機構を用い
該電子部品を保持する保持部材を該電子部品の挿
入方向に対して直交する平面内で振動させて微調
整することにより部品を基板に適正に装着するよ
うに構成し（例えば代表例として特願昭59−
145708号、特願昭59−244039号）、従来例１で必
要とされた基板位置決め機構を省いて、装置のコ
ンパクト化を図ると共に、部品を基板に対して直
接位置決めすることにより確実かつ迅速に部品を
基板に装着するようにしたものがある。

上記のような微調整を行なう振動機構を備えた
部品挿入装置の一例として第３図、第４図に示す
もの（以下、第２従来例という。）この部品挿装
置１は、基板Ａのリード挿入用孔Ａ１……に挿入
すべきリードＢ１……を概ね位置決めして部品Ｂ
を保持する保持部材２と、この保持部材２の上方
に位置して基板Ａと部品Ｂが当接したときの衝撃
を緩和する緩衝部材３と、この緩衝部材３の上方
にあつて緩衝部材３を吊り下げる可動部材４と、
この可動部材４を外方より支持する支持部材５と
により概略構成されている。

上記保持部材２は下端面に取付けられた吸着パ
ツド６と吸引機構（図示せず）の吸引口２ａによ
つて部品Ｂを吸着保持するもので、保持部材２の
フランジ部２ｂには前記緩衝部材３と保持部材２
とを連結するシヤフト７の下端がフランジ８ａ、
ナツト９により固定されている。前記シヤフト７
の上端は緩衝部材３の上下動を許容する長さだけ
離間して止輪８ｂにより固定されている。

前記緩衝部材３のシヤフト７挿通部分には軸受
１０が設けられてシヤフト７の摺動を円滑に行な
わせている。この緩衝部材３の下端面中央には凹
部３ａが形成され、この凹部３ａ内に設けられた
スプリング１１は凹部３ａ上面と前記保持部材２
上面との間に介装されて、保持部材２を下方へ弾
発付勢している。また、前記凹部３ａ上面には前
記可動部材４の軸４ａ先端が突出してナツト１２
により固定されている。

前記可動部材４は、支持部材５の空〓部５ａに
装着されており、この可動部材４は、第４図に示
すように一定巾△ＸだけＸ方向に移動可能に装着
された外囲部１３と、この外囲部１３内で一定巾
△ＹだけＹ方向に移動可能に装着された内装部１
４とにより構成され、前記外囲部１３、内装部１
４は夫々ソレノイド等のアクチユエータ１５，１
６により振動を加えられたときに移動可能なよう
にスプリング１７，１７及び１８，１８により姿
勢を制御されている。

前記可動部材４の上下両面にはすべり軸受１
９，２０が設けられており、下面側のすべり軸受
１９の下方には支持板２１及びスプリング２２が
設けられて、可動部材４全体を上方へ付勢してい
る。

前記支持部材５の空〓部５ａの上方には、ピス
トン室５ｂが形成されており、このピストン室５
ｂに設けられたピストン２３はスプリング２４に
より常時下方へ付勢され、このピストン２３の下
端に設けたピストンロツド２３ａは前記可動部材
４の内装部１４の上面中央に形成された位置決め
穴１４ａに係合している。上記ピストン室５ｂの
底面には圧縮空気又は油を供給する流通孔２５が
穿設されており、ピストンロツド２３ａと位置決
め穴１４ａとの係合を解除する場合には、この流
通孔２５より圧縮空気又は油を供給してピストン
２３を上方へ移動させる。尚、符号２６，２６は
ピストン室５ｂの作動部分を密閉するＯリング等
のシール部材である。

上記のような構成を有する従来の部品挿入装置
の動作について説明する。まず、該装置１をロボ
ツトのアーム部先端に取付けて部品Ｂを保持部材
２により吸着保持する。このとき、ロボツトのア
ーム部は部品Ｂをストツクしてある任意の一点で
吸着保持し、その後、生産ライン等の載置台に載
置した基板Ａの部品装着箇所である任意の箇所に
移動してその上で停止して、大凡の位置決めがな
される。この位置決めに際しては、ロボツトの制
御部より駆動部に駆動制御信号を送出する関係か
ら部品挿入装置の中心を挿入箇所である任意の一
点に合致させる必要があるため、可動部材４を支
持部材５の中心で固定しておかねばならない。従
つて、ピストン２３のロツド２３ａと位置決め穴
１４ａとが係合して可動部材４と支持部材５とを
固定状態として、挿入装置を下降させる。

挿入装置１を下降させて、基板Ａの挿入孔Ａ１
……とリードＢ１……とが対応している場合には
円滑にリードの挿入が行なわれ、部品Ｂの装着は
終了するが、挿入孔Ａ１……とリードＢ１とが対
応していない場合には、リードＢ１……先端が基
板Ａと当接して挿入装置に衝撃が加わる。この衝
撃は緩衝部材３により緩和されるが、この衝撃を
図示しない検出手段が検出して、振動機構を作動
させる。振動機構の作動に先行してまず、ピスト
ン２３が圧縮空気又は油により上方に移動してロ
ツド２３ａと位置決め穴１４ａとの係合を解除
し、次にアクチユエータ１５，１６を作動させ、
可動部材４をXY方向に微振動させてリードＢ１
……と挿入孔Ａ１……とを総て一致させると挿入
装置１は挿入方向Ｃに作動しているので部品Ｂは
基板Ａに装着される。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、上述した第２従来例によれば、
以下のような問題点を有していた。

まず、可動部材４を支持部材５に対して位置決
めして挿入装置１を基板Ａの挿入箇所上方にまで
移動させるが、この位置決めのために支持部材５
の上部に形成した位置決め機構が、上下に延長す
るピストン室５ｂ及びピストン２３、スプリング
２４等よりなる大掛りなものであるところから、
挿入装置１の全体が上下に長尺なものとなつてし
まい、しかも第３図においては図示説明を省略し
たが、挿入装置１とロボツトのアーム部先端との
間には別途に取付機構を設けなければならない。
従つて、アーム下端から基板Ａまでの間のスペー
スを大きく確保しなければならないという問題点
があつた。

また、上述したようにアーム先端に取付ける部
品挿入装置等の全体が大掛かりなものとなり、部
品点数も増加することから製造コストの増加を招
くと共に、装置が複雑な構成となることから故障
が発生し易くなり、またこの際の修理等の保守管
理作業も煩雑となるところからランニングコスト
の増加をも派生させるという問題点があつた。

この問題点に対して、上述した第１従来例に示
されるように、部品を保持するチヤツク（保持機
構）をチヤツクフレーム（可動部材）に取付け、
チヤツクフレームをチヤツクハンガ（支持部材）
内に前後左右に摺動自在に支持させると共に、チ
ヤツクフレームをチヤツクハンガに固定させるた
めのソレノイド（位置決め機構）をチヤツクハン
ガの側部に設けることにより、装置が上下に長尺
なものになるのを避けて装置のコンパクト化を図
ることが考えられる。しかしながら、第１従来例
は、リード線基準で部品を仮位置決めし、この
後、あらかじめ正確に位置決めされた基板上にチ
ヤツク部を下降させて、部品を基板に挿入するも
のであり、この構成を部品を直接基板に位置させ
て部品を適正に被取付部材に装着するようにした
ものにそのまま適用することは困難である上、位
置決め機構を支持部材の外部に設けることによ
り、装置全体がその分だけ大型化するという問題
点が解決されずに残されてしまうというのが実状
であつた。

本考案は上記問題点を解決するためになされた
ものであり、装置全体を小型で簡単な構成とする
ことにより、アーム下端と基板との間を狭くして
正確な挿入動作を期待できると共に、種種のコス
トを低減でき、かつ、部品を被取付部材に直接位
置決めして、迅速、かつ、確実な部品の装着が図
れる部品挿入装置を提供することを目的としてい
る。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するための本考案に係る部品挿
入装置の特徴は、支持部材に、該支持部材の一方
向側に開口する有底の空〓部を設け、該空〓部
に、前記一方向と直交する平面における一前後方
向に移動自在に可動部材を装着し、該可動部材
を、中央部に孔を形成した第１可動部と、該第１
可動部の孔内に位置して、前記平面における前記
一前後方向と異なる第２可動部移動方向に移動自
在に設けた第２可動部とから構成し、前記支持部
材を貫通して第１可動部を振動させる第１の振動
手段を設けると共に、前記支持部材および前記第
１可動部を貫通して第２可動部を振動させる第２
の振動手段を設け、前記第２可動部の前記一方向
側に、被取付部材に装着すべき部品を着脱自在に
保持する保持機構を取付け、第２可動部における
前記一方向と反対側に前記空〓部の底部に対向し
て開口する第２可動部穴を形成し、該第２可動部
穴内に、前記空〓部の底部に形成した支持部材穴
に係合離脱可能で、かつ、係合することにより可
動部材を支持部材に対して位置決めして固定させ
る固定部材を設けたことを特徴とする。

（作用） 上記のように構成したので、本考案に係る部品
挿入装置をロボツトのアーム等の先端に固定して
基板に部品の装着を行なうに際し、挿入装置を基
板の所定の位置に大凡の位置決めをするときに
は、可動部材内部に設けられ固定手段を用いてこ
の可動部材を装着した支持部材の空〓部に可動部
材を固定して移動を規制しておく。この状態で、
部品挿入装置を下降させて部品を基板方向に移動
させ、部品を基板に当接させる。部品が位置調整
することなく装着できる場合には装着作業は１回
の動作で終了するが、部品が基板の装着箇所から
位置ずれしている場合には、前記固定手段を解除
して部品を被取付部材上に位置された状態で第
１、第２の振動手段を振動させることにより部品
は微調整されて被取付部材に位置決めされ、これ
により部品は被取付部材に迅速、かつ、確実に装
着されることになる。

以上のように作用するので、可動部材の支持部
材への位置固定は極めて簡単に行なうことがで
き、これによつて装置全体の小型化を実現して、
無用なスペースの省略と挿入動作の正確さを図る
ことができると共に、種々のコストの低減を図る
ことができる。

（実施例） 以下、本考案に係る部品挿入装置の実施例を図
面に基き、詳細に説明する。

第１図、第２図は本考案の一実施例を説明する
ためのもので、第１図は部品挿入装置の全体を示
す正面断面図、第２図は同じく第１図−線切
断の平面断面図であり、第１図は第２図−線
で切断している。なお、第３図、第４図と同一符
号を付したものは同一又は相当する部材を示して
いる。

第１図において、部品挿入装置３０は、基板Ａ
に挿入する部品を着脱自在に保持する保持機構３
１と、この保持機構３１を吊下げ支持する可動部
材４０と、この可動部材４０を部品Ｂの挿入方向
Ｃに対し直交する平面内で移動自在に支持する支
持部５０とにより概略構成され、この部品挿入装
置３０は、ロボツトアーム等に取付けるための取
付部材６０により吊下支持されている。

前記保持機構３１は本体３２と、部品Ｂを吸着
保持するための吸着部材３３と図示しない吸引機
構により吸引する吸引口３４，３４とを有してお
り、この本体３２の上面中央には圧入部３５が突
出し、本体３２、圧入部３５内には圧縮空気の供
給孔３６ａが穿設されている。

前記本体３２には中空部３２ａが穿設され、こ
の中空部３２ａにはピストン７５が装着されてい
る。このピストン７５のロツド部７５ａは、中空
部３２ａの下部側に設けられた止輪７６の中心を
摺動可能に貫通して下方へ突出しており、この止
輪７６の上部に設けられたガイド７７とピストン
７５本体との間にはピストン７５を常時上方へ付
勢するスプリング７８が介装されている。前記中
空部３２ａの上面には、本体３２側方より貫通し
て圧縮空気を中空部３２ａ内に供給する供給孔３
６ｂが穿設されている。尚、符号７９はピストン
７５に設けられて圧縮空気のリークを防止するシ
ール部材である。

前記可動部材４０は、第２図に示すように支持
部材５０の本体５１と蓋体５２との間で形成され
る空〓部５３内に移動自在に装着され、この可動
部材４０は外側に位置する第１可動部４１と、第
１可動部４１内に設けられる第２可動部４２とか
ら構成される。前記第１可動部４１には支持部材
本体５１外方よりソレノイド等のアクチユエータ
４３（第１の振動手段）の加振棒４４が孔５１ａ
を介して当接しており、また前記第２可動部４２
にはアクチユエータ４５（第２の振動手段）の加
振棒４６が孔５２ａ及び、４１ａを介して当接し
ている。前記第１可動部材４１はＸ方向に振動可
能なように△Ｘ１，△Ｘ２の間隙を有しており、
第２可動部材４２はＹ方向の振動を許容するよう
に△Ｙ１，△Ｙ２の間隙を有して、夫々スプリン
グ４７，４７、及び４８，４９，４９を備えてい
る。前記第２可動部４２の下部側は下方へ突出し
て円筒部４２ａとなつており、この円筒部４２ａ
に設けられた孔４２ｂには下方より前記保持機構
３１の圧入部３５が圧入されている。

前記円筒部４２ａの孔４２ｂは上方において大
径のピストン装着孔４２ｃに連通しており、この
ピストン装着孔４２ｃにはピストン７０、スプリ
ング７１、スプリング係止部７２等が設けられて
おり、スプリング係止部７２の孔からは上方へピ
ストンロツド７０ａが突出している。ピストンロ
ツド７０ａの先端７０ｂは円錐状となつており、
この円錐状の先端７０ｂは支持部材本体５１の空
〓部５３側の上面に形成された円錐状の溝５５に
係合可能となつている。尚符号５６，５７は上下
より前記可動部材４０の移動を円滑化するすべり
軸受であり、下面側のすべり軸受５７は下方より
支持板５８、スプリング５９により上方へ付勢さ
れている。

また、前記取付部材６０は下端開口の穴６１を
有しており、穴６１にはキー６２、軸受６３を介
してシヤフト６４が摺動可能に挿通されており、
シヤフト６４の上端のフランジ部６５は前記軸受
６３に係止され、シヤフト６４の下端のねじ部６
６は前記支持部材５０の上面中央の凸部５０ａの
孔５０ｂに螺着されて、前記部品挿入装置３０全
体を吊下げ支持している。なお、前記取付部材６
０の下面と支持部材５０の上面との間にはスプリ
ング６７が設けられている。

以上のような構成において、上記実施例の動作
について説明する。

まず、部品Ｂを保持機構３１により吸着保持
し、挿入装置３０が基板Ａの部品挿入箇所の上方
に位置するまでロボツトのアームを作動させて停
止する。このとき、前記ピストン７０を孔３６か
らの圧縮空気により上方へ移動させて先端部７０
ｂを溝５５に係合して可動部材４０に対して位置
決めし、センタリングして固定しておく。

次に、ロボツトアームを下降させると、部品Ｂ
のリードＢ１……が基板Ａの挿入孔Ａ１……に総
て一致している場合には、部品Ｂの装着が完了す
るが、一致していない場合には、リードＢ１……
は基板Ａに当接し、このときの衝撃を取付部材６
０のシヤフト６４の上方への摺動と、スプリング
６７の縮みとにより緩和すると共に、この衝撃を
図示しない検出手段が検出して可動部材４０の振
動手段であるアクチユエータ４３，４５の作動を
指示する。このとき、アクチユエータ４３，４５
の作動に先行してピストン７０への圧縮空気の供
給が停止されるので、可動部４０は△Ｘ１，△Ｘ
２及び△Ｙ１，△Ｙ２の移動範囲の中で振動して
リードＢ１と挿入孔Ａ１とは一致することにな
る。このように基板Ａと部品Ｂとを直接対応させ
て基板Ａに対する部品Ｂの位置決めを行うことに
より、迅速、かつ確実に部品Ｂを基板Ａに装着す
ることができる。

リードＢ１と挿入孔Ａ１とが一致すると、部品
挿入装置３０は常に下方へ制御されているので、
リードＢ１は挿入孔Ａ１に挿入され、その後ピス
トン７５を下降させリードＢ１を挿入孔Ａ１の中
に最後まで押し込むと共に、吸着機構３１の吸着
を解除して部品Ｂの基板Ａへの装着が完了する。

以上説明した実施例に特有の効果について説明
する。

取付部材６０に孔６１、軸受６３、シヤフト
６４等より成る緩衝機構を設け、保持機構３１
の上方に従来設けられていた緩衝機構を省略す
るようにしたので、挿入装置３０の上下方向の
全長を更に短くすることができる。

可動部材４０と保持機構３１とを直接固定
し、この間の緩衝部材を設けないようにしたの
で、可動部材４０と保持機構３１とが接近し、
可動部材４０の振動を保持機構３１に伝達し易
くなるという効果を奏する。

（考案の効果） 以上詳細に説明したように、本考案に係る部品
挿入装置によれば以下のような効果を奏する。

まず、部品挿入装置の可動部材を支持部材の空
〓部に位置固定する固定手段を可動部材の内部に
設けるようにしたので、支持部材の前記空〓部上
方に大掛かりな位置決め機構を取付けることがな
く、装置全体の小型化、簡略化を実現できるの
で、ロボツト等に取付けた場合アームと基板との
間の省スペースを図ることができ、さらに部品を
被取付部材に直接位置決めでき、これにより被取
付部材に対する部品の迅速、かつ、確実な装着を
図れる。

また、上記のように簡単な構成としたので、製
造コスト、メンテナンスコスト等の種々のコスト
を低減できるという副次的効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本考案に係る部品挿入装置の
一実施例を説明するためのもので、第１図は部品
挿入装置及び取付部材の全体を示す正面断面図
（第２図−線切断）、第２図は同じく第１図の
−線切断の平面断面図である。また、第３
図、第４図は従来の部品挿入装置の一例を示す正
面断面図及び−線切断の平面断面図である。 ３０……部品挿入装置、３１……保持機構、４
０……可動部材、４３，４５……アクチユエー
タ、５０……支持部材、５３……空〓部、５５…
…角溝、７０……ピストン（固定手段）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 支持部材に、該支持部材の一方向側に開口する
   有底の空〓部を設け、該空〓部に、前記一方向と
   直交する平面における一前後方向に移動自在に可
   動部材を装着し、該可動部材を、中央部に孔を形
   成した第１可動部と、該第１可動部の孔内に位置
   して、前記平面における前記一前後方向と異なる
   第２可動部移動方向に移動自在に設けた第２可動
   部とから構成し、前記支持部材を貫通して第１可
   動部を振動させる第１の振動手段を設けると共
   に、前記支持部材および前記第１可動部を貫通し
   て第２可動部を振動させる第２の振動手段を設
   け、前記第２可動部の前記一方向側に、被取付部
   材に装着すべき部品を着脱自在に保持する保持機
   構を取付け、第２可動部における前記一方向と反
   対側に前記空〓部の底部に対向して開口する第２
   可動部穴を形成し、該第２可動部穴内に、前記空
   〓部の底部に形成した支持部材穴に係合離脱可能
   で、かつ、係合することにより可動部材を支持部
   材に対して位置決めして固定させる固定部材を設
   けたことを特徴とする部品挿入装置。