(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ共通ポートに連通する複数の共通流路が形成された支持ブロックと、
前記支持ブロックに相互に平行となって形成された複数の弁孔内にそれぞれ往復動自在に装着され、それぞれの前記共通流路に連通する複数の連通口とそれぞれの連通口に対応する吐出口との連通を開閉する複数のスプールが設けられた弁軸と、
それぞれの前記弁軸に設けられ、前記支持ブロックに形成された流路開閉ポートからの流体により前記弁軸を駆動する開閉ピストンと、
それぞれの前記吐出口に連通する複数のシリンダ室内にそれぞれ進退移動自在に配置される駆動ピストンに設けられ、ワークに接触する支持棒材と、
前記支持ブロックに設けられ、前記支持棒材が前進限位置となったときに前記支持棒材に対応する前記駆動ピストンを前進限位置でロックする締結部材とを有し、
前記共通ポートの数と前記流路開閉ポートの数とを掛けた数の前記支持棒材のうち任意の支持棒材を、それぞれの前記共通ポートと前記流路開閉ポートから流体を供給することにより前進移動し、前進限位置で前記締結部材により前記支持棒材に対応する前記駆動ピストンをロックすることを特徴とするワーク支持装置。
【請求項２】
請求項１記載のワーク支持装置において、空気圧源とそれぞれの前記共通ポートとを接続する複数の第１流路にそれぞれ設けられる複数の第１開閉弁と、前記空気圧源とそれぞれの前記流路開閉ポートとを接続する複数の第２流路にそれぞれ設けられる複数の第２開閉弁とを有することを特徴とするワーク支持装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のワーク支持装置において、それぞれの前記駆動ピストンに対して後退方向の流体圧を供給し、前進限位置で前記締結部材により前記支持棒材に対応する前記駆動ピストンのロックを解除する後退流路を前記支持ブロックに形成したことを特徴とするワーク支持装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のワーク支持装置において、前記締結部材は前記駆動ピストンを磁力によりロックするマグネットであることを特徴とするワーク支持装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のワーク支持装置において、前記締結部材は前記駆動ピストンに係合する係合部材であることを特徴とするワーク支持装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のワーク支持装置において、前記支持棒材を前記支持ブロックにマトリックス配置したことを特徴とするワーク支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は板状のワークを支持するワーク支持装置に関し、たとえば、ＩＣなどの電子部品が搭載されるプリント基板を支持するために適用して有用なワーク支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板などからの実装基板に対してＩＣ，ＬＳＩ、コンデンサおよび抵抗体などの電子部品を搭載する場合には、実装基板をコンベアにより搭載ステージにまで搬送し、その搭載ステージにおいて搭載装置などにより自動的に種々の電子部品を搭載するようにしている。搭載ステージにおいては、実装基板を所定の位置に位置決めした後に、チップマウンタとも言われる搭載装置の搬送ヘッドによって部品収容部から電子部品を掴んだり、真空吸着して実装基板まで搬送するようにしている。
【０００３】
搭載ステージには実装基板を支持するために、ワーク支持装置が設けられている。従来のワーク支持装置はそれぞれ同時に上下動する複数本の棒材を有し、実装基板をその下面で棒材により支持して所定の位置に位置決めしている。位置決めされた状態のもとで搭載装置によって実装基板の上面に電子部品が搭載されることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電子部品が搭載される実装基板には種々のタイプがあり、実装基板の上面のみならず、上下両面に電子部品が搭載される場合がある。上下両面に電子部品が搭載される場合には、下面に電子部品が搭載された実装基板面の上面にさらに電子部品を搭載することになる。その場合には、実装基板をその下面で支持する際に、既に下面に搭載された電子部品の部分に支持棒材が当たることになると、既に搭載された電子部品に支持装置が接触して電子部品を破損させるおそれがある。
【０００５】
したがって、従来では、実装基板の種類に応じて支持装置の種類を複数用意する必要があり、１つの搭載ステージで多種類の実装基板に対して電子部品の搭載を行うためには、用意する支持装置の種類も多種となり、実装基板の種類に応じて支持装置を交換する必要がある。このため、電子装置の組立工程が複雑となり、効率的に組立を行うことができないという問題点がある。
【０００６】
本発明の目的は複数種類のワークを１台のワーク支持装置によって支持し得るようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のワーク支持装置は、それぞれ共通ポートに連通する複数の共通流路が形成された支持ブロックと、前記支持ブロックに相互に平行となって形成された複数の弁孔内にそれぞれ往復動自在に装着され、それぞれの前記共通流路に連通する複数の連通口とそれぞれの連通口に対応する吐出口との連通を開閉する複数のスプールが設けられた弁軸と、それぞれの前記弁軸に設けられ、前記支持ブロックに形成された流路開閉ポートからの流体により前記弁軸を駆動する開閉ピストンと、それぞれの前記吐出口に連通する複数のシリンダ室内にそれぞれ進退移動自在に配置される駆動ピストンに設けられ、ワークに接触する支持棒材と、前記支持ブロックに設けられ、前記支持棒材が前進限位置となったときに前記支持棒材に対応する前記駆動ピストンを前進限位置でロックする締結部材とを有し、前記共通ポートの数と前記流路開閉ポートの数とを掛けた数の前記支持棒材のうち任意の支持棒材を、それぞれの前記共通ポートと前記流路開閉ポートから流体を供給することにより前進移動し、前進限位置で前記締結部材により前記支持棒材に対応する前記駆動ピストンをロックすることを特徴とする。
【０００８】
本発明のワーク支持装置は、空気圧源とそれぞれの前記共通ポートとを接続する複数の第１流路にそれぞれ設けられる複数の第１開閉弁と、前記空気圧源とそれぞれの前記流路開閉ポートとを接続する複数の第２流路にそれぞれ設けられる複数の第２開閉弁とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明のワーク支持装置は、それぞれの前記駆動ピストンに対して後退方向の流体圧を供給し、前進限位置で前記締結部材により前記支持棒材に対応する前記駆動ピストンのロックを解除する後退流路を前記支持ブロックに形成したことを特徴とする。
【００１０】
本発明のワーク支持装置は、前記締結部材は前記駆動ピストンを磁力によりロックするマグネットであることを特徴とし、前記締結部材は前記駆動ピストンに係合する係合部材であることを特徴とし、前記支持棒材を前記支持ブロックにマトリックス配置したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態であるワーク支持装置を示す斜視図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図３は図２におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、図４は図２におけるＣ−Ｃ線に沿う断面図であり、図５は図２におけるＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【００１２】
このワーク支持装置は支持ブロック１０を有し、この支持ブロック１０は四角形の本体部１１と、これの底面に取り付けられる底板１２と、上面に取り付けられる天板１３とからなる。支持ブロック１０の本体部１１には図１において上下方向に１６個のシリンダ室１４が、図２に示すように形成されており、それぞれのシリンダ室１４内には軸方向に往復動自在に駆動ピストン１５が図３に示すように装着され、それぞれの駆動ピストン１５には支持ピンつまり支持棒材１６が取り付けられている。それぞれの支持棒材１６は駆動ピストン１５によって前進限位置と後退限位置との間を進退移動する。
【００１３】
合計１６本の支持棒材１６は、４行４列となってマトリックス状に行列配置されている。つまり、図１に示すように、支持棒材１６は添字ａ〜dを付した４本ずつの支持棒材１６が図１においてＹ方向に相互に平行となってそれぞれ一直線状に配置され、さらにａ〜ｄに加えて添字1〜4を付した４本ずつの支持棒材１６が図１においてＸ方向に相互に平行となってそれぞれ一直線状に配置されている。図１にあっては、１６本の支持棒材１６のうち１本のみが前進限位置となり、他の１５本が後退限位置となっている状態が示されており、このワーク支持装置は合計１６本の支持棒材１６のうち、任意の支持棒材を前進限位置にまで移動させることができる。天板１３にはそれぞれの支持棒材１６が貫通する突出孔１７が形成されている。
【００１４】
底板１２の側面１２ａには、４つの共通ポート２１〜２４が形成され、それぞれの共通ポート２１〜２４に連通させて４つの共通流路２５が、図２に示すように、底板１２に相互に平行となってＸ方向に伸びて形成されている。本体部１１のうち、側面１２ａに対して直角となった側面１１ａには、４つの流路開閉ポート２６ａ〜２６ｄが形成され、それぞれの流路開閉ポート２６ａ〜２６ｄに対応させて、本体部１１には４つの弁孔２７が、図２に示すように、相互に平行となってＹ方向に伸びて形成されている。それぞれの共通流路２５とそれぞれの弁孔２７は、図１における上下方向にずれた状態となって交差している。
【００１５】
それぞれの共通流路２５とそれぞれの弁孔２７とがずれて交差する部分には、共通流路２５と弁孔２７とを連通させる連通口２８が形成されている。したがって、支持ブロック１０には、図２に示すように、連通口２８は交差部の位置に対応させて合計１６個形成されている。図４には共通ポート２３に連通した共通流路２５とそれぞれの弁孔２７とを連通させる４つの連通口２８が示されている。
【００１６】
支持ブロック１０には、それぞれのシリンダ室１４と弁孔２７とを連通させる吐出口２９が形成されており、吐出口２９は図２に示すように１６個のシリンダ室１４に対応させて１６個形成されている。図３には４本の支持棒材１６a3〜１６d3に対応した４つのシリンダ室１４と連通する４つの吐出口２９が示されており、全ての吐出口２９はシリンダ室１４の下端部に連通している。
【００１７】
それぞれの弁孔２７には弁軸３１が軸方向に摺動自在に装着され、それぞれの弁軸３１にはそれぞれの連通口２８とそれに対応するそれぞれの吐出口２９との連通を開閉させるために、４つずつスプール３２が設けられている。弁孔２７内には、それぞれの弁軸３１を連通口２８と吐出口２９との連通を遮断する位置に移動させるために、圧縮コイルばね３３が組み込まれており、この圧縮コイルばね３３により弁軸３１には一端部から他端部にばね力が加えられている。それぞれの弁軸３１の他端部には開閉ピストン３４が設けられ、開閉ピストン３４は弁孔２７にねじ結合されるポートプラグ３５に形成された流路開閉ポート２６ａ〜２６ｄに対向しており、流路開閉ポートから圧縮空気が供給されると、弁軸３１は連通口２８と吐出口２９とを連通させる位置に移動する。
【００１８】
したがって、４つの共通ポート２１〜２４のいずれかに圧縮空気を供給すると、その共通ポートに連通する共通流路２５に圧縮空気が供給され、その共通流路２５に連通する４つの連通口２８には圧縮空気が供給される。たとえば、図４に示される共通ポート２３に圧縮空気を供給すると、図４に示される４つの連通口２８に圧縮空気が供給される。この状態のもとで、たとえば、流路開閉ポート２６ａから圧縮空気を供給すると、支持棒材１６a3に対応する駆動ピストン１５の吐出口２９が連通口２８に連通して、支持棒材１６a3は上方に向けて前進移動することになる。全ての流路開閉ポート２６ａ〜２６ｄに圧縮空気を供給すれば、４本の支持棒材１６a3〜１６d3が前進移動する。このようにして、全ての支持棒材１６のうち任意位置および任意本数を前進移動させることができる。
【００１９】
図５は支持棒材１６d1が前進限位置となった状態を示しており、支持棒材１６を前進限位置においてロックするために、図６（Ａ）に示すように、それぞれの駆動ピストン１５にはマグネット３６が設けられ、天板１３にはマグネット３６と磁力により吸着する磁性体３７が設けられている。ただし、マグネット３６と磁性体３７との位置関係を逆にしても良い。
【００２０】
前進限位置となった支持棒材１６を後退位置に戻すには、図示しない部材によって強制的に支持棒材１６を押し下げることも可能であるが、空気圧によって支持棒材１６を後退移動させるために、それぞれのシリンダ室１４の上端部に連通させて、図３に示すように、支持ブロック１０には４つの後退流路３８が形成されている。図１に示すように、それぞれの後退流路３８は支持ブロック１０に側面１１ａに開口して形成された戻しポート３９に連通しており、同時に全ての戻しポート３９に圧縮空気を供給することによって、前進限位置となった全ての支持棒材１６を後退移動させることができる。
【００２１】
図６（Ｂ）は前進限位置となった支持部材１６をその位置でロックするための他の具体例を示す断面図であり、駆動ピストン１５には係合爪４６が設けられている。この係合爪４６に係合する係合爪４７が天板１３には取り付けられている。したがって、支持部材１６が前進限位置となると、両方の係合爪４６，４７が係合して支持棒材１６はロックされ、後退流路３８から圧縮空気を供給することによって、係合解除ピストン４８が下降し、係合爪４６を押し下げることにより、係合を離脱させて支持棒材１６を後退移動させることができる。
【００２２】
図７はワーク支持装置の作動を制御する制御部を示す空気圧回路図であり、空気圧源４０とそれぞれの共通ポート２１〜２４の間には４つの第１流路４１が接続され、空気圧源４０と４つの流路開閉ポート２６ａ〜２６ｄの間には４つの第２流路４２が接続されている。それぞれの流路４１，４２には、流路を開閉する開閉弁４３ａ〜４３ｈが設けられている。さらに、空気圧源４０と全ての戻しポート３９との間には戻り流路４４が接続され、それぞれの戻し流路４４は相互に連通するとともにこの戻し流路４４を開閉するために１つの開閉弁４５が設けられている。それぞれの開閉弁はソレノイドにより作動する電磁弁であり、たとえば、開閉弁４３ａのソレノイドに通電すると、共通ポート２１から共通流路２５に流体が供給され、さらに開閉弁４３ｅに通電すると、支持棒材１６a1に対応するシリンダ室１４に流体が供給されて、その支持棒材１６a1は前進移動する。開閉弁４３ａのソレノイドに通電するとともに、開閉弁４３ｅ〜４３ｈに通電すると、４本の支持棒材１６a1、１６b1、１６c1、１６d1が前進移動する。
【００２３】
このように、共通ポート２１〜２４の数４と、流路開閉ポート２６ａ〜２６ｄの数４とを掛けた値つまり乗法値である１６本の支持棒材１６の前進移動を、加算数である８つの開閉弁により制御することができる。したがって、１６本の支持棒材１６の前進移動を１６個の開閉弁を使用することなく、８個の開閉弁により制御することができ、ワーク支持装置の構造を簡単にするとともに小型化を達成することができる。
【００２４】
図８は前述したワーク支持装置を使用してワークである実装基板を支持する手順を示す図である。図８（Ａ）は、ガイドレール５１に沿って実装基板５２が部品搭載ステージに設けられたワーク支持装置の真上にまで案内された状態を示す。この実装基板５２の下面には予めＩＣやＬＳＩなどの電子部品５３が搭載されている。この状態のもとで、図８（Ｂ）に示すように、支持棒材１６が前進移動して実装基板５２は支持される。たとえば、図８（Ｂ）は、図１に示された１６本の支持棒材１６が全て上昇させても、それぞれの支持棒材１６が実装基板５２の下面に搭載された電子部品５３に接触しない場合を示しており、全ての支持棒材１６を前進上昇させることができる。
【００２５】
これに対して、全ての支持棒材１６を前進移動させると、いずれかの支持棒材１６が電子部品５３に接触してしまう位置に電子部品５３が実装基板５２の下面に予め搭載されている場合には、図８（Ｃ）に示すように、電子部品５３に接触することになる位置の支持棒材１６を前進移動させないようにすることができる。
【００２６】
図９（Ａ），（Ｂ）はそれぞれワーク支持装置の変形例を示す平面図であり、図９（Ａ）は６行６列の正方形に配列して合計３６本の支持棒材１６が設けられたワーク支持装置を示す。また、図９（Ｂ）は８行６列の長方形に配列して合計４８本の支持棒材１６が設けられたワーク支持装置を示す。このように、支持ブロック１０に設ける支持棒材１６の本数は、実装基板などのワークのサイズに応じて任意の本数とすることができ、配列も正方形に配列しても良く、長方形に配列しても良い。
【００２７】
図１に示す場合には、全ての支持棒材１６について前進移動させる状態と前進移動させない状態とに切り換えるようにしているが、図９（Ａ）において二点鎖線の外側に位置する支持棒材については、常に上昇移動させるようにしても良い。その場合には、外側の２０本の支持棒材については、１つの開閉弁によって前進移動させるようにし、内側の１６本の支持棒材については、図１に示すように任意の支持棒材を前進移動させるようにできる。
【００２８】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、共通ポート２１〜２４と流路開閉ポート２６ａ〜２６ｄを支持ブロックの同一の側面に設けるようにしても良い。また、図示する実施の形態にあっては、共通ポート支持棒材相互間の間隔を一定としたピッチで配置して、完全なマトリックス配置としているが、一定としなくとも良く、さらにはジグザグ状にずれて配置するようにしても良い。
【００２９】
【発明の効果】
複数の支持棒材によりワークを支持するようにし、任意の支持棒材を前進移動させるようにしたので、ワークの種類に応じて前進移動させる支持棒材を選択することにより、一台のワーク支持装置によって複数種類のワークを支持することができる。支持棒材の数よりも少ない数の開閉弁によって任意の支持棒材を前進移動させることができるので、ワーク支持装置の部品点数を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるワーク支持装置を示す斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図２におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】図２におけるＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図５】図2におけるＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図６】（Ａ）は図５にけるＥ部の拡大断面図であり、（Ｂ）は同様の部分の変形例を示す断面図である。
【図７】ワーク支持装置の作動を制御する制御部を示す空気圧回路図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）はワーク支持装置によって実装基板を位置決め支持する手順を示す正面図である。
【図９】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれワーク支持装置の変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
１０      支持ブロック
１１      本体部
１２      底板
１３      天板
１４      シリンダ室
１５      駆動ピストン
１６      支持棒材
１７      突出孔
２１〜２４    共通ポート
２５      共通流路
２６ａ〜２６ｄ  流路開閉ポート
２７      弁孔
２８      連通口
２９      吐出口
３１      弁軸
３２      スプール
３３      圧縮コイルばね
３４      開閉ピストン
３５      ポートプラグ
３６      マグネット
３７      磁性体
３８      後退流路
３９      戻しポート
４１      第１流路
４２      第２流路
４３ａ〜４３ｈ    開閉弁
４４      戻し流路
４５      開閉弁
４６，４７    係合爪（係合部材）
４８      係合解除ピストン
５１      ガイドレール
５２      実装基板
５３      電子部品
【図１】
0004421137.tif 000002
【図２】
0004421137.tif 000003
【図３】
0004421137.tif 000004
【図４】
0004421137.tif 000005
【図５】
0004421137.tif 000006
【図６】
0004421137.tif 000007
【図７】
0004421137.tif 000008
【図８】
0004421137.tif 000009
【図９】
0004421137.tif 000010