(57)【要約】【課題】チップ型の部品を部品搭載機構による部品取出し位置に縦姿勢で供給することができるバルクフィーダを提供することを目的とする。【解決手段】直方体形状の部品Ｐを部品取出し位置３５ａに供給するバルクフィーダにおいて、収納室から部品Ｐを横姿勢で案内する部品走路３４において部品取出し位置３５ａを部分的に下方に切除して、部品Ｐを長辺方向を垂直方向に向けた縦姿勢で収容可能な縦型の部品ポケット３６を設け、シャッタ部材４１を開にすることにより部品ポケットの２つの垂直面の対向間隔を所定隙間Ｇ分だけ増大させるとともに、部品ポケット３６を下方から真空吸引することにより、部品走路３４に沿って横姿勢で送られて部品取出し位置に到達した部品Ｐを縦姿勢に姿勢変換して部品ポケット３６に収容する。【選択図】図５
2011023500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品実装装置において直方体形状の部品を部品取出し位置に供給するバルクフィーダであって、
前記部品をランダム姿勢で複数収納する収納室と、前記部品を前記部品取り出し位置まで前記直方体の長辺方向を部品送り方向に向けた横姿勢で案内する部品走路と、前記部品走路において前記部品取出し位置を部分的に下方に切除して設けられ前記部品を前記長辺を垂直方向に向けた縦姿勢で収容可能な縦型の部品ポケットと、前記部品ポケットを下方から真空吸引することにより前記部品走路に沿って横姿勢で送られて前記部品取出し位置に到達した前記部品を縦姿勢に姿勢変換して前記部品ポケットに収容する姿勢変換手段とを備えたことを特徴とするバルクフィーダ。
【請求項２】
前記部品ポケットは、前記底面を下方に切除することにより前記部品送り方向に垂直に形成された第１の垂直面と、この第１の垂直面と対向して設けられ前記部品送り方向に所定間隔だけ移動可能に設けられた第２の垂直面との間に挟まれて形成され、前記第１の垂直面と第２の垂直面との対向間隔を前記所定間隔だけ広げることにより、前記姿勢変換が可能になることを特徴とする請求項１記載のバルクフィーダ。
【請求項３】
前記部品取出し位置において前記部品ポケットの上方を開閉自在に覆うカバー部材を備え、前記カバー部材を開方向に移動させることにより、前記第２の垂直面を前記対向間隔を広げる方向へ移動させることを特徴とする請求項２記載のバルクフィーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品実装装置においてチップ型部品などの部品を部品取出し位置に供給するバルクフィーダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を基板に実装する部品実装装置において、部品搭載機構に電子部品を供給するパーツフィーダとして、テープフィーダ、チューブフィーダ、バルクフィーダなどが用いられる。このうちバルクフィーダは大量の電子部品をストックでき、また電子部品の取扱いなども簡単なことから、殊に抵抗やコンデンサなどの小型のチップ部品の供給形態として多用されている。バルクフィーダは、収納室に部品をランダムに投入し、真空吸引や気体圧送などを用いた移動手段により収納室内の部品を１個づつ部品走路へ導出して、部品搭載機構による部品取出し位置へ向って搬送するものである（特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２９４５９６号公報
【特許文献２】特開平１１−１９５８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年電子機器の小型化に伴い、電子部品が実装される基板における実装密度の高密度化が進展している。このような高密度実装の形態として、配線回路が形成された配線基板を複数枚積層して多層基板とし、さらに内層の配線基板に電子部品を埋め込んだ３次元実装形態が導入されるようになっている。このような３次元実装においては、配線基板相互を接続するための層間配線が必要とされる。
【０００５】
このような層間配線は、従来より多層配線基板を厚み方向に貫通するスルーホールを設けることにより行われていた。このようなスルーホール内に、抵抗やコンデンサなどの小型のチップ型の部品を収容することができれば、実装スペースをコンパクト化することができるとともに、これらの部品によって層間配線を置き換えることができ、実装密度の更なる高密度化に資することができる。
【０００６】
このような実装形態を実現するためには、チップ型の部品をスルーホール内に上方から挿入することができるよう、これらの部品を部品搭載機構による部品取出し位置に縦姿勢で供給することが望ましい。しかしながら、従来のバルクフィーダでは部品の搬送を安定して行うためには、部品を横姿勢にして移動させる必要があり、部品を縦姿勢で供給する方策は確立されていなかった。
【０００７】
そこで本発明は、チップ型の部品を部品搭載機構による部品取出し位置に縦姿勢で供給することができるバルクフィーダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のバルクフィーダは、部品実装装置において直方体形状の部品を部品取出し位置に供給するバルクフィーダであって、前記部品をランダム姿勢で複数収納する収納室と、前記部品を前記部品取り出し位置まで前記直方体の長辺方向を部品送り方向に向けた横姿勢で案内する部品走路と、前記部品走路において前記部品取出し位置を部分的に下方に切除して設けられ前記部品を前記長辺を垂直方向に向けた縦姿勢で収容可能な縦型の部品ポ
ケットと、前記部品ポケットを下方から真空吸引することにより前記部品走路に沿って横姿勢で送られて前記部品取出し位置に到達した前記部品を縦姿勢に姿勢変換して前記部品ポケットに収容する姿勢変換手段とを備えた。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、部品走路において部品取出し位置を部分的に下方に切除して設けられ部品を長辺を垂直方向に向けた縦姿勢で収容可能な縦型の部品ポケットを設け、部品ポケットを下方から真空吸引することにより部品走路に沿って横姿勢で送られて部品取出し位置に到達した部品を縦姿勢に姿勢変換して部品ポケットに収容する姿勢変換手段を備えることにより、チップ型の部品を部品搭載機構による部品取出し位置に縦姿勢で供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態の部品実装装置の平面図
【図２】本発明の実施の形態の部品実装装置の部分断面図
【図３】本発明の実施の形態のバルクフィーダの側断面図
【図４】本発明の実施の形態のバルクフィーダにおける部品取出し部の構成説明図
【図５】本発明の実施の形態のバルクフィーダに部品取り出し動作の説明図
【図６】本発明の実施の形態のバルクフィーダにおける部品の姿勢変換の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず、部品実装装置の全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１において、基台１上の略中央には搬送ガイド２が配設されている。搬送ガイド２は、実装対象としての基板３を搬送して所定位置に位置決めする基板位置決め部となっている。なお、本発明においては、基板３の搬送方向をＸ方向とし、これに水平面内で直交する方向をＹ方向とする。搬送ガイド２のＹ方向における両側方には部品供給部４が配設されており、複数種類のパーツフィーダ５が着脱自在に並設されている。ここでは、パーツフィーダ５としてチップ部品などの直方体形状の部品Ｐを部品取出し位置に供給するバルクフィーダ５ａ（図３参照）が含まれている。
【００１２】
基台１のＸ方向における両端部には一対のＹテーブル６が配設されており、Ｙテーブル６上にはＸテーブル７が架設されている。Ｘテーブル７には複数のノズルユニット９を備えた移載ヘッド８が装着されており、Ｘテーブル７，Ｙテーブル６を駆動することにより、ノズルユニット９はＸ方向、Ｙ方向に移動し、下端部に装着されたノズル１０（図２）によってパーツフィーダ５から部品を取り出して基板３に実装する。本実施の形態においては、複数の配線層を積層した多層基板を実装対象としており、基板３の実装面に開口した実装凹部３ａ内に直方体形状の部品Ｐを縦姿勢で挿入する実装形態を採用している。
【００１３】
図１において、移載ヘッド８の側方にはカメラ１１等からなる基板認識部が備えられており、基板３を上方から認識する。この認識結果に基づいて、ノズル１０に吸着された部品と基板３上の実装位置の位置合わせがなされる。搬送ガイド２と部品供給部４の間には、ラインカメラ１２等からなる部品認識部が備えられており、ノズル１０に吸着された部品Ｐの位置ずれ等を下方から認識する。移載ヘッド８による部品搭載動作においては、この認識結果に基づいて部品の位置ずれ等を補正する。
【００１４】
なお、図２においてバルクフィーダ５ａなどのパーツフィーダ５はキャリア１３上に保持されている。キャリア１３には、車輪１４とハンドル１５が備えられており、オペレータ等がハンドル１５を操作してキャリア１３を運搬することにより、これらのパーツフィーダ５を部品供給部４に搬出入する。
【００１５】
次に、バルクフィーダ５ａについて、図３を参照して説明する。図３において、バルクフィーダ５ａは、フレーム２２と、フレーム２２の上部に配設されたチップ供給機構２３と部品搬送部２４から構成される。チップ供給機構２３の上部には、バルク状の部品Ｐをランダム姿勢で複数収納する収納室２５が備えられている。収納室２５の底部はテーパ面となっており、収納された部品Ｐはテーパ面の最下部に設けられた部品排出口２６に集積するようになっている。部品排出口２６には、ストックされた部品Ｐの排出を促す排出機構部２７が備えられている。
【００１６】
排出機構部２７は、部品排出口２６に挿嵌された筒状体２８を備えており、この筒状体２８を上下動させて先端を収納室２５内に出し入れすると、部品排出口２６に集積した部品Ｐが流動化し、筒状体２８の内部の中空部２８ａに一個ずつ落ち込んで収納室２５から排出される。筒状体２８の上下動は、筒状体２８の下部に設けられた上下一組の鍔部２８ｂの間にモータ２９の回転軸に取り付けられた偏心ピン３０を係合させ、このモータ２９を回転させることにより行う。筒状体２８の内部の中空部２８ａは、チップ供給機構２３の下部に設けられた部品排出路３１と連通しており、中空部２８ａに落ち込んだ部品Ｐは部品排出路３１を通って部品搬送部２４に導かれる。
【００１７】
部品搬送部２４はフレーム２２の上面に配設されたガイド部３２と、ガイド部３２を上方から塞ぐガイドカバー３３を備えた構成となっており、ガイド部３２の上面は部品排出路３１と接続されて部品Ｐを受け取る部品走路３４となっている。部品走路３４の先端部は、部品Ｐを部品取出し位置３５ａにおいてノズル１０によって取り出すための部品取出し部３５と接続されている。部品走路３４は、部品Ｐを部品取出し位置３５ａまで直方体の長辺方向を部品送り方向（Ｙ方向・・矢印ｂ方向）に向けた横姿勢で案内する機能を有しており、部品取出し部３５に接続された真空吸引源４６（図４参照）から真空吸引することにより、部品排出路３１を介して送り出された部品Ｐは、部品取出し位置３５ａに到達する。そしてここでノズル１０が部品Ｐに対して上下動（矢印ａ）することにより、部品Ｐはノズル１０によって真空吸着される。
【００１８】
次に図４を参照して、部品取出し部３５の構造を説明する。図４において、ガイド部３２の端部を部分的に切除した装着面３２ａには、ストッパ部材４０、シャッタ部材４１、ケーシング部材４２を組み合わせた部品取出し部３５が装着されている。ストッパ部材４０は内部に矩形の凹部４０ａが設けられた方形のブロック状部材であり、ケーシング部材４２のスプリング孔４２ａに装着された圧縮スプリング４３によって、部品送り方向における上流側方向（矢印ｄ方向）に付勢されている。これにより、上流側端面４０ｆはガイド部３２に設けられたガイド部端面３２ｂに当接した状態にあり、下流側端面４０ｇはケーシング部材４２のケーシング部端面４２ｂとの間に所定隙間Ｇを保った状態にある。この所定隙間Ｇは、後述するように、部品ポケット３６における部品Ｐの姿勢変換を可能とするために予め部品に応じて設定されるものである。
【００１９】
ガイド部３２の上面の部品走路３４がストッパ部材４０と突き当たる位置は、ノズル１０による部品取出し位置３５ａとなっており、この部品取出し位置３５ａにおいて部品走路３４の底面３４ａを部分的に下方に切除することにより、部品ポケット３６が設けられている。部品ポケット３６は、部品走路３４を介して送られた直方体形状の部品Ｐを、長辺方向を垂直方向に向けた縦姿勢で収容可能な縦型となっている。すなわち、図４の拡大図に示すように、部品ポケット３６は、底面３４ａを下方に切除することにより部品送り方向に垂直に形成されたポケット垂直面３６ａ（第１の垂直面）と、ポケット垂直面３６ａと対向する位置にあるストッパ上流端部４０ｂに設けられた上流端面４０ｆ（第２の垂直面）との間に挟まれて形成されている。
【００２０】
ストッパ部材４０に設けられた凹部４０ａには、シャッタ部材４１から下方に凸出した
嵌合凸部４１ａが部品送り方向にスライド自在に嵌合している。嵌合凸部４１ａの内部には、ストッパ部材４０に設けられた開口部４０ｄを介して吸引孔３２ｃと連通する吸引孔４１ｃが設けられており、真空吸引源４６を駆動して吸引孔３２ｃから真空吸引することにより（矢印ｅ）、開口部４０ｄ、吸引孔４１ｃ、さらにストッパ上流端部４０ｂに設けられた吸引開口部４０ｅを介して、部品ポケット３６を下方から真空吸引することができる。そしてこの真空吸引によって生じる空気流により、取り出し対象の部品Ｐは部品走路３４に沿って部品ポケット３６まで送られる。ストッパ部材４０において凹部４０ａの側壁には外部と連通した開口部４０ｈが設けられており、後述するように、シャッタ部材４１を下流側に移動させた状態において開口部４０ｈを介して真空破壊が行われるようになっている。
【００２１】
次に、シャッタ部材４１の開閉動作について説明する。シャッタ部材４１は部品送り方向の上流側に延出して部品ポケット３６の上方を塞ぐカバー部４１ｄを備えた形状となっている。シャッタ部材４１はシャッタ駆動機構４４によって矢印ｃ方向に往復動し、シャッタ駆動機構４４を駆動することにより、部品ポケット３６の上方を開閉することができる。これとともに、当接部４１ｂを被当接部４０ｃに当接させることによってストッパ部材４０を下流側にスライドさせることができ、これにより部品ポケット３６のポケット垂直面３６ａ（第１の垂直面）と、この第１の垂直面と対向して設けられた第２の垂直面である上流側端面４０ｆとの間の対向間隔を変更することが可能となっている。
【００２２】
このシャッタ部材４１の開閉動作および部品ポケット３６における部品Ｐの姿勢変換について、図５、図６を参照して説明する。図５（ａ）は、シャッタ駆動機構４４によってシャッタ部材４１が上流側に位置し、カバー部４１ｄが部品ポケット３６の上方を覆った状態を示している。このとき、上流側端面４０ｆはガイド部端面３２ｂに当接しており、部品ポケット３６における２つの垂直面（ポケット垂直面３６ａ、上流側端面４０ｆ）の対向間隔は予め部品ポケット３６の加工時に設定された対向間隔Ｂとなっている。そしてこの状態で真空吸引源４６を駆動することにより、吸引孔３２ｃ、開口部４０ｄ、吸引孔４１ｃ、吸引開口部４０ｅを介して部品ポケット３６の内部が真空吸引され（矢印ｆ）、これにより部品走路３４に沿って部品Ｐが部品ポケット３６に移動する。このとき、図６（ａ）に示すように、対向間隔Ｂは部品Ｐの直角方向への姿勢変換が許容されない幾何学寸法として予め個々の部品寸法に応じて設定されていることから、部品Ｐは一方側の端部が上流端面４０ｆに当接するのみで姿勢変換には至らない。
【００２３】
図５（ｂ）は、シャッタ駆動機構４４を駆動してシャッタ部材４１を矢印ｇ方向に移動させた状態を示している。すなわちシャッタ部材４１が移動することによりカバー部４１ｄが部品ポケット３６の上方から待避し、部品ポケット３６の上方が開放される。これとともに、当接面４１ｂが被当接面４０ｃと当接することによってストッパ部材４０が下流側に移動し、下流側端面４０ｇがケーシング部端面４２ｂに当接する位置で停止する。これにより、図６（ｂ）に示すように、ストッパ上流端部４０ｂが矢印ｉ方向に移動し、部品ポケット３６における２つの垂直面の対向間隔は、予め設定された所定隙間Ｇ（図３、図５参照）だけ増大する。そしてこの対向間隔の増大により、部品ポケット３６における部品Ｐの直角方向への姿勢変換（矢印ｉ）が許容されるようになる。このとき、図５（ｂ）に示すように、シャッタ部材４１の移動によって生じた空間Ｓが開口部４０ｈと連通することにより、空間Ｓにおける真空度は低下するが、なお部品ポケット３６を下方から吸引する真空吸引圧が残留しており、この残留吸引力（矢印ｈ）によって部品Ｐは部品ポケット３６において姿勢変換する。
【００２４】
すなわち図５（ｃ）に示すように、姿勢変換された部品Ｐは、２つの垂直面の対向間隔がＢ＋Ｇに増大した状態の部品ポケット３６内に縦姿勢で収納された状態となる。そしてこの縦姿勢の部品Ｐに対して、図６（ｃ）に示すように、ノズル１０を昇降させて部品吸
着動作を実行させることにより、部品Ｐがバルクフィーダ５ａから取り出され、基板３の実装凹部３ａ内に実装される。
【００２５】
上記構成において、部品ポケット３６、ストッパ部材４０、シャッタ部材４１を移動させるシャッタ駆動機構４４および真空吸引源４６は、部品ポケット３６を下方から真空吸引することにより部品走路３４に沿って横姿勢で送られて部品取出し位置に到達した部品Ｐを縦姿勢に姿勢変換して部品ポケット３６に収容する姿勢変換手段を構成する。本実施の形態においては、部品ポケット３６は、部品走路３４の底面３４ａを下方に切除することにより部品送り方向に垂直に形成された第１の垂直面としてのポケット垂直面３６ａと、この第１の垂直面３６ａと対向して設けられ部品送り方向に所定間隔Ｇだけ移動可能に設けられた第２の垂直面としての上流側端面４０ｆとの間に挟まれて形成され、これらの２つの垂直面の対向間隔を所定間隔Ｇだけ広げることにより、部品Ｐの姿勢変換が可能になる形態となっている。そしてさらに本実施の形態においては、部品取出し位置３５ａにおいて部品ポケット３６の上方を開閉自在に覆うカバー部材４１を備え、カバー部材４１を開方向（部品送り方向における下流側）に移動させることにより、第２の垂直面を、２つの垂直面の対向間隔を広げる方向へ移動させる形態を採用している。
【００２６】
このような構成を採用することにより、チップ型の部品を部品搭載機構による部品取出し位置に縦姿勢で供給することが可能となる。したがって、多層配線基板を厚み方向に貫通するスルーホール内に、抵抗やコンデンサなどの小型のチップ型の部品を縦姿勢で収容することができ、実装スペースをコンパクト化することができるとともに、これらの部品によって層間配線を置き換えることができ、実装密度の更なる高密度化が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明のバルクフィーダは、チップ型の部品を部品搭載機構による部品取出し位置に縦姿勢で供給することができるという特徴を有し、高実装密度でチップ型の部品を基板実装面に設けられたスルーホール内に上方から挿入する実装形態が採用される部品実装分野において有用である。
【符号の説明】
【００２８】
３  基板
３ａ  実装凹部
５  パーツフィーダ
５ａ  バルクフィーダ
２５  収納室
３４  部品走路
３５  部品取出し部
３５ａ  部品取出し位置
３６  部品ポケット
３６ａ  ポケット垂直面（第１の垂直面）
４０  ストッパ部材
４０ｆ  上流側端面（第２の垂直面）
４１  シャッタ部材
４２  ケーシング部材
Ｂ  対向間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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