JPH0357390Y2 - - 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。この部品挿入装置は、前記工業
用ロボツトのアーム部先端に取付けて、下端側で
前記部品を保持して作業台等のベースに載置され
た基板の被装着箇所の上に位置決めし、ロボツト
をさらに作動させて挿入装置を下降させて部品の
装着を行なうのが一般的である。

しかし、電子部品にばらつき（例えばリードの
本数や取付位置等のばらつき）があつたり、或い
はロボツトの停止位置が一定でなかつたりして、
電子部品の自動挿入が良好に行なえない場合があ
つた。

そこで、従来、電子部品のうちリード本数が少
ない部品については、リードが基板の孔に確実に
挿入されるようにリードをフオーミングしたり、
またリードを基板の孔に導くリードガイドを設け
ることにより位置ずれを修正していた。

また、電子部品のうちリード本数が多い部品に
ついては、リードフオーミングが殆ど不可能であ
るために、電子部品を保持する保持部材を部品の
挿入方向に対して直交する平面内で振動させて微
調整を行なうようにしている（例えば代表例とし
て特開昭61−25732号公報）。

この部品挿入装置１は、第５図、第６図に示す
ように基板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の空隙部５ａに
装着されており、この可動部材４は、第６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の空隙部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の部品装置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。
振動機構の作動を先行してまず、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２３
ａ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、上述した従来の部品挿入装置に
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等よりなる大掛か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５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
との間には別述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。

さらに、可動部材４を構成する外囲部１３と内
装部１４とは、それぞれXY方向の片側にのみし
か移動余裕（△Ｘ，△Ｙ）を有していないため、
リードの特定方向の位置ずれに対して調整不能と
なるおそれがあつた。しかも、支持部材５に対す
る可動部材４の固定は、ピストンロツド２３ａと
位置決め穴１４ａとの係合により一義的に定めら
れているため、可動部材４の加工精度あるいは該
可動部材４と支持部材５との組付精度によつて
は、両者の固定が困難になるという問題があつ
た。

本考案は、上記従来の問題を解決するためにな
されたものであり、可動部材とその支持部材との
固定構造に工夫をなすことにより、装置全体の簡
略化、小型化を図り、なおかつ部品の正確な挿入
を保証する部品挿入装置を提供することを目的と
する。

（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、挿入すべき部品を着脱自在に保
持する保持手段と、この保持手段を支持する可動
部材と、この可動部材を前記部品の挿入方向に対
し直交する平面内で移動自在に支持する支持部材
と、前記可動部材を前記支持部材に対し固定およ
び固定解除する固定手段とから成り、該固定手段
は、前記可動部材に前記部品の挿入方向に沿い摺
動自在に内装されたピストンと、前記支持部材に
取付けられ前記ピストンのロツド端の嵌合する位
置決め穴を有する固定板と、前記支持部材に対す
る前記固定板の取付け位置を調整する調整手段と
を備えるようにした点にある。

（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た固定手段を用いて
この可動部材を装着した支持部材の空隙部に可動
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
解除して可動部を移動させることにより部品の位
置決めが微調整され、部品は基板に装着される。

しかもこの時、調整手段により固定板の位置決
め穴を、予め可動部材の移動中心となるように位
置決めしておけば、可動部材は部品挿入方向に対
し直交する平面内で任意の方向へ移動することが
でき、部品の確実な挿入が可能になる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を添付図面にもとづいて
説明する。

第１〜３図において、部品挿入装置３０は、基
板Ａに挿入する部品Ｂを着脱自在に保持する保持
部材３１と、この保持部材３１を吊下支持する可
動部材４１と、この可動部材４１を部品Ｂの挿入
方向に対し直交する平面内で移動自在に支持する
支持部材５１とから概略構成されている。この部
品挿入装置３０は、全体が取付部材６０に吊下支
持され、該取付部材６０を介して図示を略すロボ
ツトアーム等に取付けられるものとなる。

以下、上記構成要素の詳細を説明すると、保持
部材３１は、吸引口３２を有する本体３３の下端
に、部品Ｂを吸着保持する吸着パツド３４を取付
けて成るもので、前記本体３３の上端には、前記
可動部材４１への連結部となる軸部３３ａが一体
に設けられている。本体３３には、また側壁から
前記軸部３３ａの上端に連通する空気供給孔３５
が設けられると共に、前記吸引口３２に負圧を供
給するための図示を略す吸引孔が設けられてい
る。

前記可動部材４１は、第２図に示すように、支
持部材５１の本体５２と蓋体５３との間で形成さ
れる空隙部５４内に移動自在に装着され、この可
動部材４１は外側に位置する第１可動部４２と、
第１可動部４２内に設けられる第２可動部４３と
から構成される。前記第１可動部４２には支持部
材本体５２外方よりソレノイド等のアクチユエー
タ４４の加振棒４５が孔５２ａ及び４２ａを介し
て当接しており、また前記第２可動部４３にはア
クチユエータ４６の加振棒４７が孔５２ｂ及び４
２ｂを介して当接している。前記第１可動部４２
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４３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４８ａ，４８ｂ，及び４８
ｃ，４８ｄにより付勢されている。前記第２可動
部４３の下部側は下方へ突出して円筒部４９とな
つており、この円筒部４９に設けられた孔４９ａ
には下方より前記保持部材３１の軸部３４が圧入
されている。

前記円筒部４９の孔４９ａは第２可動部４３を
貫通しており、これにピストン７１が摺動自在に
収納されている。ピストン７１は、前記孔４９ａ
の上開口部に設けられたスプリング受け７２に一
端を着座させるスプリング７３によつて常時下方
へ付勢されている。またピストン７３からは前記
スプリング受け７２を貫通して上方へピストンロ
ツド７４が延設されている。このピストンロツド
７４の先端部は円錘部７４ａとされている。

一方、支持部材５１の本体５２には、第３図に
示すように、前記ピストンロツド７４の突出側に
位置して固定板８１が取付けられている。固定板
８１は、その中央部に前記ピストンロツド７４の
円錘部７４ａの嵌まるテーパ穴８２を有してお
り、支持部材５１の本体５２にねじ５３によつて
止められている。ねじ５３は、前記本体５２の周
方向三等配位置に螺合しており、３本のねじ５３
のねじ締め程度により本体５３に対する固定板８
１の取付位置を調整できる。

なお、５５，５６は前記可動部材４１の移動を
円滑化すべく支持部材５１内上下に配されたすべ
り軸受であり、下側のすべり軸受５６はスプリン
グ５７により上方へ付勢されている。また取付部
材６０は、中空の本体６１内にすべり軸受６２を
介して摺動自在に軸６３を内装しており、該軸６
３の先端を前記支持部材５１に締結している。ま
た前記本体６１と支持部材５１との間にはスプリ
ング６４が介装されており、両者はわずかに相対
移動できるようになつている。

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を保持部材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７１を孔３５か
らの圧縮空気により上方へ移動させてピストンロ
ツド７４の先端円錘部７４ａを固定板８１のテー
パ穴８２に係合して可動部材４１の移動を阻止す
るように固定しておく。

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６０の軸６
３の上方への摺動と、スプリング６４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４１の振動手段であるア
クチユエータ４４，４６の作動を指示する。この
とき、アクチユエータ４４，４６の作動に先行し
てピストン７１への圧縮空気の供給が停止される
ので、第１可動部４２は△Ｘ１，△Ｘ２の移動範
囲の中で、第２可動部４３は△Ｙ１，△Ｙ２の移
動範囲の中で、それぞれ振動してリードB1と挿
入孔A1とは一致することになる。

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、その後保持部材３
１の吸引を解除して、部品Ｂの基板Ａへの装着が
完了する。

ところで、上記部品挿入動作は、予めロボツト
に教示することによつて開始されるが、この教示
は可動部材４１を固定状態として行われる。した
がつて、いま加工精度等に起因して可動部材４１
の固定点、すなわちピストンロツド７４の先端円
錘部７４ａの嵌まる固定板８１のテーパ穴８２の
位置が、可動部材４１の振動範囲の中心から偏位
していると、上記部品ＢのリードB1の調整範囲
に片寄りが生じて挿入不能となる事態も予想され
る。

このような場合、本部品挿入装置３０にあつて
は、固定板８１を支持部材５１の本体５２に固定
するねじ５３のねじ締め量を調整して、第４図に
示すように、振動範囲Ｐの中心点0₀から偏位して
いる固定点0₁を矢印Ｑのよう移動させて中心点0₀
に合致させるようにする。これにより部品Ｂのリ
ードB1の基板Ａへの確実な挿入が可能になる。

また、上記実施例において、ピストンロツド７
４の先端を円錘部７４ａとし、これが嵌まる固定
板８１の位置決め穴をテーパ穴としたので、可動
部材４１の確実な固定が可能になる。

さらに、保持部材３１と可動部材４１とを直結
し、緩衝機構を取付部材６０側にもたせるように
したので、全長の短縮化を図ることができるよう
になると共に、可動部材４１の振動を保持部材３
１に伝達し易くなる効果が得られる。

（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
隙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、支持部材の前記空隙部上
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る。

また、上記固定手段に可動部材の固定位置を調
整する機能をもたせたので、可動部材の移動範囲
の可及的拡大を図ることができ、確実な部品挿入
が可能になる。そして前記調整機能により構成要
素の加工精度および組付精度にそれ程の高精度が
必要でなくなり、それらの加工コストの低減を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案に係る部品挿入装
置の構造を示したもので、第１図は縦断面図、第
２図は第１図の−矢視線に沿う横断面図、第
３図は第２図の−矢視線に沿う横断面図、第
４図は可動部材を固定様式を示す説明図、第５図
および第６図は従来の部品挿入装置の構造を示し
たもので、第５図は縦断面図、第６図は第５図の
−矢視線に沿う横断面図である。 ３１……保持手段、４１……可動部材、４４，
４６……アクチユエータ、５１……支持部材、７
１……ピストン、８１……固定板、８２……位置
決め穴（テーパ穴）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 挿入すべき部品を着脱自在に保持する保持手段
   と、この保持手段を支持する可動部材と、この可
   動部材を前記部品の挿入方向に対し直交する平面
   内で移動自在に支持する支持部材と、前記可動部
   材を前記支持部材に対し固定および固定解除する
   固定手段とから成り、該固定手段は、前記可動部
   材に前記部品の挿入方向に沿い摺動自在に内装さ
   れたピストンと、前記支持部材に取付けられ前記
   ピストンのロツド端の嵌合する位置決め穴を有す
   る固定板と、前記支持部材に対する前記固定板の
   取付け位置を調整する調整手段とを備えているこ
   とを特徴とする部品挿入装置。