(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エア給排路を有する被噴射機構に対して圧縮空気を給排気するエアオンオフ回路であって、
圧縮空気の流量を調整する流量制御弁と、
この流量制御弁の下流に配置される方向切替弁とを備え、
前記方向切替弁は、
前記流量制御弁の出口と前記被噴射機構のエア給排路とを接続する第１の切替位置と、前記流量制御弁の出口および前記被噴射機構のエア給排路を個別に大気開放する第２の切替位置とに切替え可能に構成されることを特徴とするエアオンオフ回路。
【請求項２】
前記方向切替弁は、前記流量制御弁の出口に通ずる第１ポートと、前記被噴射機構のエア給排路に通ずる第２ポートと、大気域に通ずる第３ポートおよび第４ポートとを少なくとも備え、前記第１の切替位置で前記第１ポートと前記第２ポートとを連通させ、前記第２の切替位置で前記第１ポートおよび前記第２ポートをそれぞれ前記第３ポートまたは第４ポートに連通させる４ポート以上の切替弁であることを特徴とする請求項１に記載のエアオンオフ回路。
【請求項３】
前記流量制御弁がニードル弁であることを特徴とする請求項１または２に記載のエアオンオフ回路。
【請求項４】
前記流量制御弁が比例弁であることを特徴とする請求項１または２に記載のエアオンオフ回路。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１つに記載のエアオンオフ回路により給排気されるエア給排路を用いて、搬送路上を搬送されるワークのうち不良なものを前記搬送路上から排除または前記搬送路上で姿勢変更させる前記被噴射機構を備えることを特徴とするパーツフィーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気の噴射の応答性が良く、かつ動作時における圧縮空気の圧力を安定させることが可能なエアオンオフ回路およびパーツフィーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、搬送路上で電子部品等のワーク（チップ）の姿勢判別を行い、不適切な姿勢のワークを搬送路上から排除または搬送路上で反転させて姿勢矯正しつつ、それ以外の適正姿勢のワークを所定の供給先に搬送可能なパーツフィーダが知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
この種のパーツフィーダでは、例えば、図３に示すように、圧縮空気源３に接続されるレギュレータ４と、レギュレータ４の下流に配置される３ポート弁１０６と、３ポート弁１０６の下流に配置されるチェック弁付きニードル弁（スピードコントローラ）５０とを備えるエアオンオフ回路１０を適用して、不適切な姿勢のワークの排除または姿勢矯正を行うことが通例である。
【０００４】
３ポート弁１０６は、レギュレータ４の出口に通ずる第１ポート１０６ａと、パーツフィーダ２のエア給排路２１に通ずる第２ポート１０６ｂと、大気域に通ずる第３ポート１０６ｃとを備える。３ポート弁１０６は、非通電時において、スプール１６０内の通路１６１を介して第２ポート１０６ｂと第３ポート１０６ｃとを連通させるとともに、第１ポート１０６ａと第２ポート１０６ｂとを遮断し、レギュレータ４から供給される圧縮空気を第１ポート１０６ａ付近で閉止する。一方、通電時において、スプール１６０が変位し、スプール１６０内の通路１６２を介して第１ポート１０６ａと第２ポート１０６ｂとを連通させて、レギュレータ４から供給される圧縮空気をチェック弁付きニードル弁５０に供給する。
【０００５】
チェック弁付きニードル弁５０は、圧縮空気の流量を調整し、所定流量の圧縮空気をパーツフィーダ２のエア給排路２１に供給する。また、チェック弁付きニードル弁５０は、３ポート弁１０６への通電がＯＦＦになり、圧縮空気の逆向きの流れが生じた場合に、チェック弁５１側で自由流を生じさせ、３ポート弁１０６に向けて圧縮空気を流すことができる。
【０００６】
このようなエアオンオフ回路１０を用いることで、レギュレータ４により一定圧力に調整（減圧）された圧縮空気を３ポート弁１０６の開閉（ＯＮ・ＯＦＦ）によりエア給排路２１を介してワークＷに伝え、その圧縮空気により、ワークＷを搬送路２０上から排除、あるいは搬送路２０上で反転させることができる。
【０００７】
ところで、このようなパーツフィーダ２においてワークＷの高速排出および高速処理を適切に行うためには、圧縮空気が噴射された際に不適切な姿勢のワークＷに隣接する他のワークＷにまで影響を及ぼさないよう、高速搬送される各ワークＷに圧縮空気を吹きかける時間を短くすることが重要であり、エアオンオフ回路１０からの１回の噴射毎に、圧縮空気の圧力の立ち上がり、立ち下がりを早める必要がある。
【０００８】
図３に示すエアオンオフ回路１０では、電磁弁として３ポート弁１０６を用いることで、通電時にスムーズに給気して圧縮空気の圧力の立ち上がりを早めるとともに、ある到達圧力に達している状態で圧縮空気の圧力を下げたい（オフにしたい）場合、３ポート弁１０６とエア給排路２１との間のエア配管経路７内の残圧を、エア給排路２１（エア排出ブロック）および３ポート弁１０６の両方から抜いて排気（大気開放）することができ、圧縮空気の圧力の立ち下がり（キレ）を早めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１５−３０５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、近年ワークＷの微小化が進んでおり（超微小化）、ワークＷの適切な排除や反転のために１回の噴射で圧縮空気をワークＷに吹きかけられる時間がますます短くなっている。そのため、エア給排路２１から噴射される圧縮空気の圧力が低くなって、チェック弁付きニードル弁５０が最低使用圧力以下で使用されることになり、チェック弁側５１の自由流が機能せず、ニードル弁側５２の制御流のみが機能する状態になりやすい。このとき、ニードル弁側５２は流量を絞った形で調整されており、残圧排気の配管抵抗が高く、排気流量が少ないので、図４に示すように、１回毎の噴射における立下り領域Ａの傾斜が緩やかになり、圧縮空気の圧力の立ち下がりが遅くなって、立ち下がり応答性が低下するという問題がある。
【００１１】
このような問題を解決するために、図５に示すように、チェック弁付きニードル弁５０の代わりに３ポート弁１０６の入力側にニードル弁５を配置して、排気時のチェック弁の影響をなくした構成とすることが考えられる。このような構成であると、３ポート弁１０６が非通電となったときのエア配管経路７内の残圧がエア給排路２１および３ポート弁１０６の両方から適切に大気開放されるので、図６に示すように１回毎の噴射における立下り領域Ａの傾斜が急になり、立下り応答性が改善すると考えられる。
【００１２】
しかしながら、このようなエアオンオフ回路２０では、オフ中にレギュレータ４から供給される圧縮空気によりニードル弁５と３ポート弁１０６の第１ポート１０６ａとの間のエア配管経路７内で圧力が上がるので、図６に示すように１発目の圧縮空気の圧力が２発目以降の圧力よりも高くなり、動作時すなわち動作初期の圧力が不安定になって、安定してワークを処理できないという新たな問題が生じる。
【００１３】
本発明は、このような課題を有効に解決することを目的としており、圧縮空気の噴射の応答性が早く、かつ動作時の圧力が安定しているエアオンオフ回路およびパーツフィーダを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は以上のような問題点を鑑み、次のような手段を講じたものである。
【００１５】
すなわち、本発明のエアオンオフ回路は、エア給排路を有する被噴射機構に対して圧縮空気を給排気するものであって、圧縮空気の流量を調整する流量制御弁と、この流量制御弁の下流に配置される方向切替弁とを備え、前記方向切替弁は、前記流量制御弁の出口と前記被噴射機構のエア給排路とを接続する第１の切替位置と、前記流量制御弁の出口および前記被噴射機構のエア給排路を個別に大気開放する第２の切替位置とに切替え可能に構成される。
【００１６】
このような構成であると、被噴射機構のエア給排路への給気前において方向切替弁を第２の切替位置にすることで、流量制御弁を通過した圧縮空気が方向切替弁から大気中に開放されるので、流量制御弁と方向切替弁との間で圧縮空気の圧力が高くなることを抑制できる。そのため、方向切替弁が第１の切替位置に最初に切り替えられた際に、エア給排路から噴射される１発目の圧縮空気の圧力が、２発目以降の圧縮空気の圧力よりも高くなることを抑制できる。また、エア給排路への排気時、すなわち方向切替弁の第２の切替位置への切替直後には、方向切替弁と被噴射機構との間の残圧がエア給排路および方向切替弁の両方から適切に大気に開放されるので、圧縮空気の圧力の立ち下がりを早めることができる。したがって、動作時にエア給排路に給気される圧縮空気の圧力を安定させることができるとともに、立下り応答性を良好にして、圧縮空気の噴射の応答性を早めることができる。
【００１７】
上記効果を安定して発揮するためには、前記方向切替弁は、前記流量制御弁の出口に通ずる第１ポートと、前記被噴射機構のエア給排路に通ずる第２ポートと、大気域に通ずる第３ポートおよび第４ポートとを少なくとも備え、前記第１の切替位置で前記第１ポートと前記第２ポートを連通させ、前記第２の切替位置で前記第１ポートおよび前記第２ポートをそれぞれ前記第３ポートまたは第４ポートに連通させる４ポート以上の切替弁であることが好適である。
【００１８】
特に、前記流量制御弁がニードル弁であることが好適である。或いは、一般的に入手しやすいチェック弁付きニードル弁（スピードコントコーラ）でも好適である。
【００１９】
或いは、流量制御弁の開閉を、手動でなく、デジタル制御するためには、前記流量制御弁が比例弁であることが好適である。
【００２０】
一方、微小化したワークが搬送路上を高速搬送されている場合であっても、ワークの搬送路上からの排除または搬送路上での姿勢変更を適切に行うことができるパーツフィーダを実現するためには、上記エアオンオフ回路により給排気されるエア給排路を用いて、搬送路上を搬送されるワークのうち不良なものを前記搬送路上から排除または前記搬送路上で姿勢変更させる前記被噴射機構を備える構成であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
以上、説明した本発明によれば、給気前において方向切替弁を第２の切替位置にして流量制御弁を通過した圧縮空気を方向切替弁から大気中に開放させることで、動作時にエア給排路に給気される圧縮空気の圧力を安定させるとともに、方向切替弁の第２の切替位置への切替直後には、方向切替弁と被噴射機構との間の残圧をエア給排路および方向切替弁の両方から適切に大気に開放させて圧縮空気の圧力の立ち下がりを早め、圧縮空気の噴射の応答性を早めることができるエアオンオフ回路およびパーツフィーダを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るエアオンオフ回路を示す模式図。
【図２】同エアオンオフ回路における圧縮空気の噴射時の圧力を示すグラフ。
【図３】従来のエアオンオフ回路の構成を示す模式図。
【図４】同エアオンオフ回路における圧縮空気の噴射時の圧力を示すグラフ。
【図５】従来構成を一部変更したエアオンオフ回路を示す模式図。
【図６】同エアオンオフ回路における圧縮空気の噴射時の圧力を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２４】
図１に示すように、本発明の一実施形態であるエアオンオフ回路１は、被噴射機構としての不良ワーク処理手段２２を有するパーツフィーダ２に適用される。パーツフィーダ２は、搬送路２０に沿って複数のワークＷを搬送するものであり、図示しない良否判別手段によりワークＷの姿勢等を判別して良否を判別する。不良と判別されたワークＷは、不良ワーク処理手段２２により、搬送路２０に設定された所定の処理位置で搬送路２０上から排除または搬送路２０上で反転して姿勢矯正される。
【００２５】
不良ワーク処理手段２２は、搬送路２０の側壁２０ａを貫通して形成され、処理位置に向けてエアオンオフ回路１を介して供給された圧縮空気が通過するエア給排路２１を有する。
【００２６】
エアオンオフ回路１は、圧縮空気源３（工場設備）に接続され、圧縮空気源３や負荷側の圧力によらず、圧縮空気源３から供給された圧縮空気を一定値に減圧するレギュレータ４と、レギュレータ４の下流に配置され、レギュレータ４で減圧された圧縮空気の流量を調整する流量制御弁としてのニードル弁５と、ニードル弁５の下流に配置される方向切替弁（電磁弁）としての４ポート弁６とを備える。圧縮空気源３とレギュレータ４とは第１エア配管経路７ａで接続され、レギュレータ４とニードル弁５とは第２エア配管経路７ｂで接続され、ニードル弁５と４ポート弁６とは第３エア配管経路７ｃで接続され、４ポート弁６とエア給排路２１とは第４エア配管経路７ｄで接続される。
【００２７】
４ポート弁６は、第３エア配管経路７ｃすなわちニードル弁５の出口に通ずる第１ポート６ａと、第４エア配管経路７ｄすなわちパーツフィーダ２のエア給排路２１に通ずる第２ポート６ｂと、大気域に通ずる第３ポート６ｃおよび第４ポート６ｄとを備える。４ポート弁６は、スプール６０の通路６３を介して第１ポート６ａと第２ポート６ｂを内部で連通させる図１（ｂ）に示す第１の切替位置Ｒと、スプール６０の通路６１，６２を介して第１ポート６ａおよび第２ポート６ｂをそれぞれ第３ポート６ｃまたは第４ポート６ｄに内部で連通させる同図（ａ）に示す第２の切替位置Ｌとに切替え可能に構成される。なお、第１の切替位置Ｒでは、通路６４を介して第３ポート６ｃと第４ポート６ｄとが連通される。
【００２８】
この切替えは、４ポート弁６に備わる電磁ソレノイド６６への通電により、スプール６０が変位することで行われ、電磁ソレノイド６６への非通電時には、図１（ａ）に示す第２の切替位置Ｌとなり、ニードル弁５から４ポート弁６に供給された圧縮空気が第１ポート６ａより入力されて通路６１を通り第３ポート６ｃから常に大気中に開放される。一方、電磁ソレノイド６６への通電時には、スプール６０が変位して同図（ｂ）に示す第１の切替位置Ｒとなり、ニードル弁５から供給された圧縮空気を第１ポート６ａから入力させて通路６３を介して第２ポート６ｂより出力させ、エア給排路２１に給気する。これによりエア給排路２１から所定位置に向けて圧縮空気が噴射される。そして、電磁ソレノイド６６への通電が停止されると、スプール６０が弾性体６５の弾性力で押し戻されて第２の切替位置Ｌに戻り、このときの第４エア配管経路７ｄ内の残圧は、エア給排路２１から大気中に開放されるとともに、４ポート弁６の第２ポート６ｂから通路６２を介して第４ポート６ｄより大気開放される。
【００２９】
そのため、４ポート弁６が第２の切替位置Ｌにある圧縮空気の噴射前では、ニードル弁５から供給される圧縮空気が４ポート弁６から大気開放され、ニードル弁５と４ポート弁６との間の第３エア配管経路７ｃでの圧力が高くなることを抑制できるので、４ポート弁６が第１の切替位置Ｒに切り替えられた際に４ポート弁６の入力圧力の上昇が抑えられ、ランダムに動作させても一定の圧で動作させることができ、図２に示すように１発目と２発目以降とで噴射時の圧縮空気の圧力をほぼ同程度に揃えることができる。
【００３０】
なお、圧縮空気の噴射時の立ち上がり応答性については、圧力の変化開始は、４ポート弁６などの電磁弁の応答時間により決定される。また、第４エア配管経路７ｄの抵抗によりある傾きで立ち上がり、電磁弁の駆動時間により到達圧力が決まる。さらに、対象の機能、ワークＷにマッチさせるため、さらにニードル弁５で調整することで、圧の立ち上がりの傾きが決まる。
【００３１】
また、４ポート弁６を図１（ｂ）に示す第１の切替位置Ｒから同図（ａ）に示す第２の切替位置Ｌに戻した直後には、４ポート弁６とパーツフィーダ２のエア給排路２１との間の第４エア配管経路７ｄ内の残圧が、エア給排路２１および４ポート弁６の両方から適切に大気開放されるので、圧縮空気の圧力の立ち下がりを早めることができる。
【００３２】
また、圧縮空気は、ワークＷの反転や排除などの用途や、ワークＷのサイズにより、その圧力、流量が異なるため、レギュレータ４や４ポート弁６はこれらに合わせて適宜調整される。
【００３３】
以上のように本実施形態のエアオンオフ回路１は、エア給排路２１を有する被噴射機構としての不良ワーク処理手段２２に対して圧縮空気を給排気するものであって、圧縮空気の流量を調整する流量制御弁としてのニードル弁５と、このニードル弁５の下流に配置される方向切替弁としての４ポート弁６とを備え、４ポート弁６は、ニードル弁５の出口とパーツフィーダ２のエア給排路２１とを接続する第１の切替位置Ｒと、ニードル弁５の出口およびパーツフィーダ２のエア給排路２１を大気開放する第２の切替位置Ｌとで切替え可能に構成される。
【００３４】
このような構成であると、パーツフィーダ２のエア給排路２１への給気前において４ポート弁６を第２の切替位置Ｌにすることで、ニードル弁５を通過した圧縮空気が４ポート弁６から大気中に開放されるので、ニードル弁５と４ポート弁６との間で圧縮空気の圧力が高くなることを抑制できる。そのため、４ポート弁６が第１の切替位置Ｒに切り替えられた際に、エア給排路２１から噴射される１発目の圧縮空気の圧力が、２発目以降の圧縮空気の圧力よりも高くなることを抑制できる。また、エア給排路２１への排気直後、すなわち４ポート弁６の第２の切替位置Ｌへの切替直後には、４ポート弁６とパーツフィーダ２との間の残圧がエア給排路２１および４ポート弁６の両方から適切に大気中に開放されるので、圧縮空気の圧力の立ち下がりを早めることができる。したがって、動作時にエア給排路２１に給気される圧縮空気の圧力を安定させることができるとともに、立下り応答性を良好にして、圧縮空気の噴射の応答性が早い高速のエアオンオフ回路１を実現できる。
【００３５】
また、４ポート弁６は、ニードル弁５の出口に通ずる第１ポート６ａと、パーツフィーダ２のエア給排路２１に通ずる第２ポート６ｂと、大気域に通ずる第３ポート６ｃおよび第４ポート６ｄとを少なくとも備え、第１の切替位置Ｒで第１ポート６ａと第２ポート６ｂを内部で連通させ、第２の切替位置Ｌで第１ポート６ａおよび第２ポート６ｂをそれぞれ第３ポート６ｃまたは第４ポート６ｄに内部で連通させていることから、上記の効果を安定して発揮することができる。
【００３６】
特に、流量制御弁がニードル弁５であることから、開弁中に圧縮空気との摩擦抵抗を小さく抑え、閉弁時の負荷を小さくできる。
【００３７】
さらに、本発明のパーツフィーダ２が、本実施形態のエアオンオフ回路１により給排気されるエア給排路２１から圧縮空気を噴射して、搬送路２０上を搬送されるワークＷのうち不良なものを搬送路２０上から排除または搬送路２０上で姿勢変更する被噴射機構としての不良ワーク処理手段２２を備えることから、不良ワーク処理手段２２より毎回同程度の圧力の圧縮空気を素早く噴射でき、圧縮空気の応答性が早いので、微小化したワークＷが搬送路２０上を高速で搬送されている場合であっても、各ワーク２０に圧縮空気が吹きかけられる時間を短くして、隣接する他のワークＷに影響を及ぼすことなく、不適切なワークＷを搬送路２０上から排除または搬送路２０上で反転させて姿勢変更を行うことができる。
【００３８】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。
【００３９】
例えば、本実施形態では前記流量制御弁としてニードル弁５が用いられるが、これに限定されず、流量制御弁として比例弁やチェック弁付きニードル弁（スピードコントローラ）が用いられてもよい。流量制御弁が比例弁であることで、弁の開閉を手動でなくデジタル制御できる。また、流量制御弁が４ポート弁６の入力側に配置されることから、流量制御弁としてチェック弁付きニードル弁が最低使用圧力以下で使用されても好適に利用することができる。
【００４０】
また、本実施形態では方向切替弁として４ポート弁６が用いられたが、これに限定されず、５ポート弁やそれ以上のポートを持つ切替弁が用いられてもよい。また、電磁弁でなく、圧電バルブが用いられてもよい。
【００４１】
さらに、本実施形態のエアオンオフ回路１は被噴射機構としての不良ワーク処理手段２２を有するパーツフィーダ２に適用されたが、これに限定されず、外観検査機、測定分別機およびテーピング機などに適用されてもよい。
【００４２】
その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１・・・エアオンオフ回路
２・・・パーツフィーダ
５・・・ニードル弁（流量制御弁）
６・・・４ポート弁（方向切替弁）
６ａ・・・第１ポート
６ｂ・・・第２ポート
６ｃ・・・第３ポート
６ｄ・・・第４ポート
２０・・・搬送路
２１・・・エア給排路
２２・・・不良ワーク処理手段（被噴射機構）
Ｗ・・・ワーク
Ｒ・・・第１の切替位置
Ｌ・・・第２の切替位置
【図１】
0006601111.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006601111.tif 000004
【図４】
0006601111.tif 000005
【図５】
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【図６】
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