(57)【要約】【課題】色々な大きさや形状の異なる部品であっても治具を交換することなく共通使用できる部品保持治具の構造を提供する。【解決手段】この部品保持治具は多孔質体１１と排気口１ｂを有する。平面状部品を載せる面に形成された凹状部内に多孔質体１１が嵌め込まれている。排気口は、多孔質体１１と凹状部の内壁との間の空気を排出して多孔質体１１上に部品の負圧吸着を行うために具備する。【選択図】図１
2010171172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面部面積が異なる複数の平面状部品に対して共通使用され、該平面状部品を負圧吸着によって保持する部品保持治具であって、
前記部品保持治具の前記平面状部品を載せる面に形成された凹状部に嵌め込まれた多孔質体と、
前記多孔質体と前記凹状部の内壁との間の空気を排出するための排気路と、
を有する部品保持治具。
【請求項２】
前記多孔質体は、平面部面積が異なる複数の前記平面状部品を交換して載せるときに共通する共通接触面を有し、
該共通接触面内に、前記多孔質体に内在する多数の空孔の平均孔径によりも大きい、前記凹状部の内部と通じる貫通穴が設けられている、請求項１に記載の部品保持治具。
【請求項３】
前記多孔質体は、平面部面積が異なる複数の前記平面状部品を交換して載せるときに共通する共通接触面を有し、
前記多孔質体における前記共通接触面内の部位が、前記多孔質体に内在する多数の空孔の平均孔径によりも大きい空孔を持つ別の多孔質体により構成されている、請求項１に記載の部品保持治具。
【請求項４】
前記多孔質体は、平面部面積が異なる複数の前記平面状部品のうちの最大の平面状部品の平面形状に合った形に作られている、請求項１から３のいずれか１項に記載の部品保持治具。
【請求項５】
前記多孔質体は、前記平面状部品を載せる面において前記平面状部品に対して保持力が必要な領域のみに沿って配置されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の部品保持治具。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の部品保持治具を用いた負圧吸着装置であって、
前記負圧を発生する負圧発生源と、
前記排気路に接続され、前記平面状部品の保持状態の良否を判定するために前記負圧発生源による到達真空度を検出する検出器と、
を備えた負圧吸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動組立装置に使用され、負圧によって平面状の部品を保持する保持治具の構造と、該治具を用いた負圧吸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に負圧を利用して部品を保持する方法は負圧吸着と呼ばれている。平面状の部品を保持する場合は、治具本体の上面に穴が設けられ、負圧発生機構によって該穴から空気を吸い込むことで、治具上に置かれた該部品が吸着保持される。
【０００３】
図５は負圧吸着を利用した従来の部品保持治具の構成部品を説明するための分解斜視図で、図６は図５の部品保持治具を備えた負圧吸着装置の斜視図である。
【０００４】
図５に示す従来の部品保持治具は、上面に凹状部１ａが形成された治具本体１と、凹状部１ａの開口を蓋する平面状の蓋部２とから構成される。蓋部２には、凹状部１ａの空間に通じる複数の吸引穴２ａが開けられている。また、治具本体１の側面には、蓋部２と凹状部１ａの内壁との間の空間の空気を排出するための排気口１ｂが設けられている。
【０００５】
図６に示すように、排気口１ｂには排気管３が接続されており、排気管３の末端３ａは、図示しない真空ポンプや工場内の真空源に接続される。また排気管３の途中には負圧ゲージ（負圧センサー）４が介在している。
【０００６】
このように構成された負圧吸着装置では、部品保持治具の蓋部２の上に平面状の部品を載せ、真空ポンプ等により負圧を発生させると、吸引穴２ａでの空気吸引力により該部品を吸着保持することが出来る。このとき、負圧ゲージ４の出力値により、治具上に部品が載せられているか否かを判定できる。
【０００７】
また、上記従来の治具において吸着保持すべき平面状部品の大きさや形状が変わる場合には、部品保持力を同じにするため、その部品形状に合わせて、治具上面に設けられた複数の吸引穴２ａの場所や存在領域も変える必要があった。
【０００８】
そのため、面積が異なる平面状部品ごとに、該部品の面積に対応する領域全体に複数の吸引穴２ａが存在する部品保持治具が用意されていた。例えば図７に示すように大型パネル５にはそれ専用の保持治具６が作られ、図８に示すように小型パネル７にはそれ専用の保持治具８が作られていた。
【０００９】
尚、以上のような負圧吸着装置はよく知られているので、この装置に関する先願の公開番号については記載しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、図５，６に示すような部品保持治具を使った負圧吸着による部品保持には、下記１）〜３）のような課題がある。
【００１１】
１）負圧吸着による部品を保持する保持力は、部品の平面部に対して吸着力が働いている面積（吸着面積と呼ぶ。）に比例して大きくなる。つまり、真空ポンプの圧力を一定とすると、部品の平面部に対する吸着面積の割合が大きいほど、その保持力は大きくなる。逆を言えば、部品の平面部に対する吸着面積の割合が小さくなるほど、その保持力は低下する。
【００１２】
また部品の平面部に比べて吸引穴が設けられた領域の面積が大きく、該部品の面で塞がれない吸引穴が多くできるほど、部品保持は困難になる。
【００１３】
したがって、組立や加工等で部品保持に大きな力が必要である場合には、その部品の大きさに合った吸着面積を持つ部品保持治具を作製する必要があった。
【００１４】
２）また、吸着保持すべき平面状部品の形状が大きく異なる場合には治具上の吸引穴が存在する領域の形状を変えなければならないので、形状が異なる平面状部品ごとに別の部品保持治具を用意する必要があった。
【００１５】
３）吸着保持すべき部品の形状や大きさが変わると、その部品ごとに部品保持治具を用意する必要があるため、その都度新たな治具の設計費用や製作費用が生じ、経済的な負担が増える。また、異種の部品ごとに治具取り付けのための交換時間が発生し、生産効率も低下する。よって、負圧吸着を利用した従来の部品保持治具は多品種少量の部品を処理するには適さなかった。
【００１６】
そこで本発明は、上記のような課題を解消することができる部品保持治具及び該治具を用いた部品吸着装置を提供することを目的とする。その目的の一例は、色々な大きさや形状の異なる部品であっても治具を交換することなく共通使用できる部品保持治具の構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の一つの態様は、平面部面積が異なる複数の平面状部品に対して共通使用され、該平面状部品を負圧吸着によって保持する部品保持治具である。
【００１８】
この部品保持治具は、部品保持治具の平面状部品を載せる面に形成された凹状部に嵌め込まれた多孔質体を有する。そして、多孔質体と凹状部の内壁との間の空気を排出するための排出路が具備されている。
【００１９】
また本発明の他の態様は、上記のような部品保持治具を用いた負圧吸着装置であって、負圧を発生する負圧発生源と、上記排気路に接続された検出器とを備える。この検出器は、負圧発生源による到達真空度を検出して平面状部品の保持状態の良否を判定するものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、色々な大きさや形状の異なる部品であっても治具を交換することなく共通使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明者は、負圧吸着式の部品保持治具の構造について検討を重ねた結果、多孔質体における連続した空孔を吸引穴に利用した部品保持治具であれば、大きさや形状が異なる平面状部品に対して共通使用できることを見い出した。
【００２２】
つまり、異種の平面状部品ごとに別の部品保持治具を用意しないでも、各種の平面状部品を一の部品保持治具で吸着保持できることが判明した。
【００２３】
特に、治具上の部品吸着領域に空孔の平均孔径が十数μｍの多孔質体を使用すると、各種の平面状部品を吸着保持できた。
【００２４】
しかし、多孔質体の連続した空孔による吸引穴は穴の大きさが十数マイクロメーターと非常に小さいため、多孔質領域に対する部品平面部の接触面積が大きくなければ部品の保持力は弱い。したがって、多孔質領域に比べて平面部の面積の小さな部品の保持を確実にする必要がある。
【００２５】
また、部品保持治具とこの上に保持される部品との間に異物が混入した場合には保持力が低下し、該部品への別部品の組付けや加工などの失敗に繋がる。そこで一般的には、部品保持治具に繋いだ真空ポンプによる到達真空度を負圧センサーによって検出することで、部品が確実に保持されているか否かが判断される。
【００２６】
ところが、多孔質体の連続した空孔による吸引穴では負圧の流路の管路抵抗が大きいため、治具上を覆う部品平面部の面積の大小では、その負圧経路の管路抵抗で到達真空度がほとんど変化しない。
【００２７】
したがって、部品吸着領域に多孔質体を使用した部品保持治具では部品保持状態の良否判断を負圧センサーでは行えない。このため、該部品保持治具を用いた負圧吸着装置では別の、例えば光学センサーやＣＣＤカメラ等を用いて部品保持状態の良否を判定せざるを得ないので費用や処理時間がかかる虞があった。
【００２８】
上記のような多孔質体を用いる場合の懸念を解消できる手段についても本発明者は検討して、本願発明に至っている。
【００２９】
以下、図面を参照して本発明について具体的に説明する。下記の説明において図５〜８の従来例を構成する部品と同様な部品には同一符号を用いた。
【００３０】
図１は本発明の一実施形態による部品保持治具を示す斜視図である。この図に示す部品保持治具では、従来技術のような吸引穴が設けられた蓋部（図５の符号２参照）に多孔質体１１が使用されている。
【００３１】
この多孔質体１１の蓋部は、この部品保持治具で保持したい複数種の平面パネルのうちの最大の大型パネル５の平面形状に合った形に多孔質セラミックス（アルミナ）を加工したものである。
【００３２】
該多孔質セラミックスとしては、内部に存在する多数の微小な空孔の平均孔径が１６μｍのものが平面部の面積が異なる各種の平面状パネル部品の吸着保持に好適であった。
【００３３】
例えば、本実施形態の部品保持治具は液晶パネルにドライバーＩＣを実装する場合に使用される大型パネル５や小型パネル７の両方に適用できる。
【００３４】
また本実施形態では、多孔質体１１の蓋部に、治具本体１の凹状部（図５の符号１ａ参照）の内壁と蓋部との間の空間に通じる複数の吸引穴１２が機械加工等で開けられている。
【００３５】
それらの吸引穴１２は、多孔質体１１上において平面部面積が異なる小型パネル７と大型パネル５を交換して載せたときに両者がオーバーラップする領域（以下、部品共通接触面と呼ぶ）内に設けられている（図１参照）。各吸引穴１２は、多孔質体１１内の空孔の孔径によりも十分に大きな貫通穴である。
【００３６】
上記のように加工された多孔質体１１の蓋部は治具本体１の凹状部（図５の符号１ａ参照）内に嵌め込まれ、接着もしくはネジ止め等で固定されている。
【００３７】
そして、多孔質体１１の蓋部上に平面状の部品を載せ、排気口１ｂに接続された図示しない真空ポンプ等により負圧を発生させると、多孔質体１１における連続した空孔での空気吸引力により該部品を吸着保持することが出来る。
【００３８】
また、本発明の治具構造は、多孔質体１１上の部品共通接触面内に複数の吸引穴１２が配置されているため、多孔質体１１の上面全体を覆う大型パネル５の吸着保持だけでなく、多孔質体１１の上面領域に比べて平面部面積の小さな小型パネル７の保持も確実に行うことができる。
【００３９】
吸引穴１２の穴径を多孔質体１１の空孔径よりも大きくしたことで、負圧の流路の管路抵抗を下げることができるので、部品保持状態の良否を負圧センサーで判定することが可能となる。よって、多孔質構造の部品保持治具を用いた負圧吸着装置での部品状態の良否判定にかかる費用や処理時間の増加を抑制できる。
【００４０】
こうした効果は、上記のように複数の吸引穴１２を多孔質体１１の部品共通接触部に開けることで得られたが、別の構成によっても達成される。
【００４１】
例えば図２に示すように、多孔質体１１の部品共通接触面内の部分が、多孔質体１１内の空孔の孔径よりも大きな多数の空孔を持つ別の多孔質体１３で構成されていてもよい。
【００４２】
以上のように本発明の好ましい実施形態を図面に示して説明したが、本願発明は図示した形や構造に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変更して実施可能であることは言うまでもない。
【００４３】
例えば、図３に示すように、治具本体１に複数の凹状部を溝加工で形成し、該凹状部の各々に多孔質体１１の蓋部を組み付けることで、一つの部品保持治具上に複数の平面状部品を同時に吸着保持できるようにしてもよい。
【００４４】
また別の変形例として、平面状部品を載せる治具上面において保持力が必要な領域のみに多孔質体が配置されていてもよい。
【００４５】
すなわち、四角形の大型の液晶パネルの場合、該液晶パネルの４辺の内の直交２辺のみにドライバーＩＣを実装することが多い。このようなドライバーＩＣの実装工程では、治具により前記液晶パネルの直交２辺を精度良く位置決めする必要がある。
【００４６】
そのため、図４に示すように、部品保持治具の上面には液晶パネルの直交２辺に沿った領域に対応して多孔質体１１が配置されている。
【００４７】
図４に示す部品保持治具は、治具本体１の上面に凹状部を平面視Ｌ字形になるように溝加工し、該凹状部に多孔質体１１の蓋部を組み付けてなる。治具本体１において多孔質体１１が配置されていない所には貫通孔１４を設けて治具の軽量化を図ると良い。
【００４８】
また図３及び図４の例でも図１，２の構造と同様に、夫々の多孔質体１１の部品共通接触面内に複数の吸引穴１２を設けたり、該部品共通接触面内の部位を別の多孔質体１３で構成したりすることが好ましい。
【００４９】
以上に各種の実施例を挙げて説明してきた本発明の部品保持治具及び該治具を用いた負圧吸着装置は、小型Panelから大型Panelまでの各種サイズの液晶パネルの組立工程での吸着保持に適用でき、また、液晶パネルだけでなく、平面状の部品であればどれにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態による部品保持治具を示す斜視図である。
【図２】本発明の他の実施形態による部品保持治具を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の他の実施形態による部品保持治具を示す上面図である。
【図４】本発明の他の実施形態による部品保持治具を示す上面図である。
【図５】負圧吸着を利用した従来の部品保持治具の分解図である。
【図６】従来の部品保持治具を用いた負圧発生装置の斜視図である。
【図７】大型の平面状部品の保持に使用される従来の部品保持治具の斜視図である。
【図８】小型の平面状部品の保持に使用される従来の部品保持治具の斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】
１    治具本体
１ａ    凹状部
１ｂ    排気口
５    大型パネル
７    小型パネル
１１、１３    多孔質体
１２    吸引穴
１４    貫通孔
【図１】
2010171172.tif 000003
【図２】
2010171172.tif 000004
【図３】
2010171172.tif 000005
【図４】
2010171172.tif 000006
【図５】
2010171172.tif 000007
【図６】
2010171172.tif 000008
【図７】
2010171172.tif 000009
【図８】
2010171172.tif 000010