(57)【要約】      （修正有）【課題】衝撃緩衝型単動エアシリンダ及びそれを用いたテープフィーダを提供する。【解決手段】単動シリンダは複動シリンダのロッド側高圧給気パイプ（単動シリンダの空気抜き孔５１）を密閉してロッド側のシリンダ室４７の内部を外気から遮断された気密室に構成する。通常の単動シリンダの形状と比べると、伸長したロッド部２８を退縮状態に戻すための螺旋バネをロッド側のシリンダ室４７から除去した形状となっている。部品搭載装置側の高圧空気供給口に通じる電磁弁が一定時間開くと、高圧空気導入パイプ４３を介してロッド反対側のシリンダ室４６に高圧空気が供給され、ピストン４４がストロークエンドへ急速に移行を開始するが、ストロークエンドでは気密室（シリンダ室４７）の空気圧が上昇し、ピストン４４は圧縮された空気圧の抵抗により速度がゼロとなって停止する。【選択図】図２
2007250580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンからロッド側のシリンダ室の空気抜き孔を密閉され前記ロッド側のシリンダ室の内部を外気から遮断されて気密室に構成されると共に、伸長したロッド部を退縮状態に戻すための螺旋ばねを前記気密室から除去された形状を有する、ことを特徴とする単動エアシリンダ。
【請求項２】
前記空気抜き孔は、複動エアシリンダのロッド側高圧給気パイプであり、前記気密室は、前記複動エアシリンダのロッド側シリンダ室である、ことを特徴とする請求項１記載の単動エアシリンダ。
【請求項３】
ロッド反対側シリンダ室に高圧空気を供給されて前記ピストンがロッド部のストロークエンドの状態へ移行するとき、前記ピストンは前記気密室の空気が最大に圧縮される位置で停止する、ことを特徴とする請求項１記載の単動エアシリンダ。
【請求項４】
伸長したロッド部を退縮状態に戻すための螺旋ばねを内蔵したロッド側のシリンダ室の内部を外気から遮断して気密室に構成したことを特徴とする単動エアシリンダ。
【請求項５】
ロッド反対側シリンダ室を部品搭載装置の高圧空気供給パイプに接続される請求項１、２、３又は４記載の単動エアシリンダを駆動原として備えることを特徴とするテープフィーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は衝撃緩衝型単動エアシリンダ及びそれを用いたテープフィーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、チップ状電子部品（以下、単に部品という）を保持して、この部品を部品搭載装置に供給するテープ式部品供給装置（以下、単にテープフィーダという）がある。
このテープフィーダは、通常、その後端部にテープリールを着脱自在に装着しており、そのテープリールには部品を満載した部品テープが巻着されている。
【０００３】
部品テープは、本体テープとこの本体テープに側端部を貼り合わせられたトップカバーテープ（以下、トップテープという）の二種類のテープ部材から成る。
本体テープは、多数の凹部を長手方向に沿って一定間隔で備えており、その凹部に部品を収容している。トップテープは、本体テープの部品を収容した凹部の開口部を上から押さえ込むように貼り合わせられており、これにより、部品が凹部から脱落しないようにしている。
【０００４】
部品テープの一方の側端部には、スプロケットの歯が係合する孔が例えば４ｍｍ間隔で形成されている。スプロケットは、例えばシリンダ機構によるカム操作とラチェットの作用により、所定のタイミングとテープ送り速度で、部品テープをテープリールから引き出して部品供給口への送り出す。
【０００５】
部品供給口では本体テープからトップテープが剥離され、凹部内で外部に露出した部品が部品搭載装置の吸着ノズルに供給される。このときトップテープを剥離された本体テープから部品が逸脱して外部にこぼれ落ちることのないように、通常、部品供給口には、部品吸着の直前まで部品供給口を閉鎖し吸着時に開口するシャッタ部材が配設されている。
【０００６】
上記のシリンダ機構によるカム操作と複数の連結部材とラチェットの作用によりスプロケットを回転駆動すると同時にシャッタ部材を開閉駆動する構成は比較的古くから存在する。
【０００７】
そして、シリンダ機構によるカム操作と複数の連結部材の中に摺動部分があることから生じる磨耗による短寿命化の欠点を解消するために、連結部材を４点から６点に増やす構成が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
ところで、上記特許文献１の示す改善案は良いとしても、同文献の段落００２８に見られる「次に図７(c) はシリンダ２１のロッド２１ａを没入させ、スプリング３１の付勢力によってリンク部材３２が元の位置に復帰する状態を示している」との記載から判るように、ここで使用されているシリンダ機構は単動エアシリンダである。
【０００８】
図４(a),(b) は、そのような従来の単動エアシリンダの内部構成を示す断面図である。同図(a) はピストン１がシリンダ２のロッド反対側シリンダ室３の終端に突き当たってロッド部４が全退縮したときの状態を示しており、同図(b) はピストン１がストロークエンド（ロッド部伸長時の終点）で内部バネ５を介してシリンダ２のロッド側シリンダ室６の終端に突き当たってロッド部４が全伸長したときの状態を示している。
【０００９】
同図(a) は、高圧給気パイプ７の流路が不図示のバルブにより外部に開放されてロッド反対側シリンダ室３の空気が矢印ａで示すように自由に抜ける状態のもとで、圧縮されていた内部螺旋バネ５の復元力と不図示の外部配置の引き螺旋バネにより、ピストン１がロッド反対側シリンダ室３の終端まで押されたものであり、これに伴って矢印ｂで示すように空気抜き孔８から外気がロッド側動作部６内に流入する。
【００１０】
これに対して同図(b) では、矢印ｃで示すように、高圧給気パイプ７から高圧空気がロッド反対側シリンダ室３に供給され、この圧力でピストン１が内部バネ５の押し付勢力に抗して、その内部バネ５を圧縮しながら内部バネ５を介してシリンダ２のロッド側シリンダ室６の終端まで押されたものであり、これに伴って矢印ｄで示すように空気抜き孔８からロッド側シリンダ室６内の空気が外部に流出する。
【００１１】
このような単動エアシリンダにおいては、ロッド部４はストロークエンドで最高速となるから、ロッド部４の伸縮速度を高速に設定すると、ストロークエンドでピストン１が内部バネ５を介してシリンダ２のロッド側終端と衝突して急停止するときの衝撃が大きく、このため各部が大きく振動する。
【００１２】
特に、テープフィーダのシャッタ部材が部品供給口から退避して部品供給口を開放する際に、このような大きな振動が発生すると、部品供給口から部品が飛び出してしまうことがある。部品が飛び出さないまでも、部品と本体テープの収容部とに比較的大きな間隙を有するものでは、部品が本体テープの収容部内で転がって、位置が大きくずれたり、表裏が反転したりする。いずれにしても、ノズルによる吸着エラーが発生する。
【００１３】
それであるからといって、その不具合を防止するために、ロッド部４の伸縮速度を低速に設定すると、装置全体の動作速度が低下してタクトタイムが長くなるという他の問題が発生する。
【００１４】
タクトタイムを長くせずに、ロッド部４のストロークエンドにおける衝撃を緩和するには、例えば、複動エアシリンダを使用する方法がある。
図５(a),(b) は複動エアシリンダの内部構成を示す断面図である。同図(a) はピストン１０がシリンダ１１のロッド反対側シリンダ室１２の終端に突き当たってロッド部１３が全退縮したときの状態を示しており、同図(b) はピストン１０がストロークエンドでシリンダ１１のロッド側シリンダ室１４の終端に突き当たってロッド部１３が全伸長したときの状態を示している。
【００１５】
同図(a) は、ロッド反対側高圧給気パイプ１５の流路が不図示のバルブにより外部に開放されてロッド反対側シリンダ室１２の空気が矢印ｅで示すように自由に抜ける状態のもとで、ロッド側高圧給気パイプ１６から高圧空気が矢印ｆで示すようにロッド側シリンダ室１４に供給され、ピストン１０がロッド反対側シリンダ室１２の終端まで押されたものである。
【００１６】
これに対して同図(b) では、ロッド側高圧給気パイプ１６の流路が不図示のバルブにより外部に開放されてロッド側シリンダ室１４の空気が矢印ｈで示すように自由に抜ける状態のもとで、ロッド反対側高圧給気パイプ１５から高圧空気が矢印ｇで示すようにロッド反対側シリンダ室１２に供給され、ピストン１０がロッド側シリンダ室１４の終端まで押されたものである。
【００１７】
このような複動エアシリンダは、ロッド部の伸縮の動きを所望の状態に制御できるから、ロッド部のストロークエンドにおける衝撃を緩和するのも容易であある。しかし、単動エアシリンダを使用していたシステムに複動エアシリンダを用いる場合は、従来の単動エアシリンダ用のシステムに高圧空気の圧入経路を２つ設ける必要があり、この改造は手数と時間と費用が掛かりすぎて実用的でない。
【００１８】
このような問題を解決するために、単動エアシリンダ機構のロッド部の伸長終端と退縮終端のそれぞれに対応する連結部材の適宜の２箇所に、弾性部材を配設するようにした構成が提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
【特許文献１】特開２０００−２５２６９２号公報（要約、図４）
【特許文献２】特開２００１−１６８５８５号公報（要約、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、特許文献２のように、連結部材の適宜の２箇所に、弾性部材を配設する構成は、部品が増えることによるコストアップが避けられない。
また、現今のように部品サイズの小型化が進むと、シリンダ機構の連結部材に対する外付けの弾性部材の配設では、小型部品に対する衝撃の緩和は、さほど期待できない。
【００２０】
ところで、特許文献２の段落００３２には「また、弾性部材７１、７２を設ける代わりに、エアーシリンダー６２自体にストロークエンドでクッションが作用するような構成を採用し、このクッション構成（衝撃緩和手段）によってシャッター部材４３を非閉塞位置に移動させる際の衝撃を緩和するように構成してもよい」との記載が見られる。しかし、これは単なる示唆のみで、そのような具体的な構成はどこにも記載されていない。
【００２１】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、衝撃緩衝型単動エアシリンダ及びそれを用いたテープフィーダを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
先ず、第１の発明の単動シリンダは、ピストンからロッド側のシリンダ室の空気抜き孔を密閉され上記ロッド側のシリンダ室の内部を外気から遮断されて気密室に構成されると共に、伸長したロッド部を退縮状態に戻すための螺旋ばねを上記気密室から除去された形状を有して構成される。
【００２３】
この単動シリンダにおいて、例えば、上記空気抜き孔は、複動エアシリンダのロッド側高圧給気パイプであり、上記気密室は、上記複動エアシリンダのロッド側シリンダ室である。
【００２４】
また、この単動エアシリンダにおいて、例えば、ロッド反対側シリンダ室に高圧空気を供給されて上記ピストンがロッド部のストロークエンドの状態へ移行するとき、上記ピストンは上記気密室の空気が最大に圧縮される位置で停止するように構成される。
【００２５】
次に、第２の発明の単動エアシリンダは、伸長したロッド部を退縮状態に戻すための螺旋ばねを内蔵したロッド側のシリンダ室の内部を外気から遮断して気密室に構成したことを特徴とする。
【００２６】
更に、第３の発明のテープフィーダは、ロッド反対側シリンダ室を部品搭載装置の高圧空気供給パイプに接続される上記第１又は第２の発明の単動エアシリンダを駆動原として備えるように構成される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、単動エアシリンダのピストンからロッド側のシリンダ室の空気抜き孔を密閉して気密室を構成し、この気密室から伸長したロッド部を退縮状態に戻すための螺旋ばねを排除する構成としたので、ロッド反対側シリンダ室に高圧空気を供給されてピストンがロッド部のストロークエンドの状態へ移行するとき、ピストンは気密室の空気が最大に圧縮される位置で停止するようになり、これにより、安価な構成の単動シリンダで、急速に伸長移動するロッド部の速度をストロークエンドで減速させることができ、したがって、タクトタイムを長くすることなく、ストロークエンド時のテープフィーダ各部に伝わる衝撃を大幅に緩和することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１は、実施例１におけるテープフィーダの側面図である。同図に示すように、本例のテープフィーダ２０は、図では左方となる後端部２１のリール装着部２２にテープリール２３を着脱自在に装着している。
【００３０】
テープリール２３には、部品（図示省略）を満載した部品テープが巻着されている。部品テープは、本体テープ２４と、この本体テープ２４に側端部を貼り合わせられた図では定かに見えないトップテープの二種類のテープ部材から形成されている。
【００３１】
本体テープ２４は、ポケットとも呼ばれる多数の凹部２５を長手方向に沿って一定間隔で備えており、その凹部２５に部品を収容している。トップテープは、本体テープ２４の部品を収容した凹部２５の開口部を上から押さえ込むように貼り合わせられており、これにより、部品が本体テープ２４から脱落しないようにしている。
【００３２】
部品テープの一方の側端部（例えば図面奥行き方向手前側の端部）には、スプロケット２６の歯が係合する孔が通常４ｍｍ間隔で形成されている。
スプロケット２６は、単動シリンダ２７のロッド部２８の伸長移動により、ロッド部２８の端部に係合する第１連結部材２９及び第２連結部材３１を介して間歇的に回転駆動される。
【００３３】
この間歇的回転駆動により、スプロケット２６は、部品テープ２４を、矢印ｉ、ｊ、ｋで示すように搬送すると共に、シャッタ３２を部品と共に移動させ、部品吸着時はシャッタ３２を開放して後方の退避位置に移動させ部品供給口３３を開放する。
【００３４】
また、これと同時に、上記の第１連結部材２９に連結されている第３連結部材３４が後方に移動し、第４連結部材３５を反時計回り方向に回動させ、この第４連結部材３５に連結する図では定かに見えないギアを反時計回り方向に駆動して、トップテープを本体テープ２４から剥離させるようになっている。
【００３５】
シャッタ３２から開放された部品供給口３３において、トップテープを剥離された本体テープ２４の凹部２５内に露出した部品は、不図示の部品搭載装置の搭載ヘッドにより、その先端に装着されているノズルによって吸着され、部品搭載装置内に搬入されて位置決めされている基板上に移載される。
【００３６】
スプロケット２６は、ラッチによって逆回転を抑止されており、部品供給口３３から部品が吸着されたのちは、単動シリンダ２７のロッド分２８が、シリンダ内部の圧縮空気（これについては後述する）の膨張と、第１連結部材２９に係合する外部配置の引き螺旋バネ３６の引き付勢力により、伸長前の退縮位置に復帰する。
【００３７】
これにより、シャッタ３２が後方の退避位置から前方に移動して部品供給口３３を外部から遮蔽し、第２連結部材３１は次の部品テープ送りを行うスプロケット２６駆動位置に待機し、第４連結部材３５は時計回り方向に戻って次のトップテープ剥離を行う位置に待機する。
【００３８】
このテープフィーダ２０は、取っ手３７を現場オペレータにより持ち上げられて部品搭載装置の所望の装着位置に持ち運ばれる。現場オペレータは、操作桿３８を支持ピン３９を支点にして反時計回り方向に回動させて上後方（図では左上方向）に引き起こした状態にする。
【００３９】
これにより、この操作桿３８に連動するローラ付き固定フック４１が前方上向き（図１では右方上向き）つまり反時計回り方向に回動して持ち上がった状態になる。
次に、現場オペレータは、取っ手３７でテープフィーダ２０を保持しながら、スライドレール係合部４２の先端を、特には図示しないが、部品搭載装置における部品供給ステージの係合溝の手前端部に差し込んで、そのままテープフィーダ２０を前方に押し込む。
【００４０】
更に、現場オペレータは、テープフィーダ２０を、係合溝の最終位置まで押し込んだところで、操作桿３８を時計回り方向へ回動させて図に示す位置に倒し込む。
これにより、これに連動してローラ付き固定フック４１が時計回り方向に回動して、ローラ付き固定フック４１のローラが付いた鉤型の先端が、部品供給ステージの前端部を咥え込むように下面に回り込んで、部品供給ステージに係止し、テープフィーダ２０が部品供給ステージに固定される。
【００４１】
また、このとき、スライドレール係合部４２の後方で、テープフィーダ本体から前方向きに突設されている高圧空気導入パイプ４３が、部品供給ステージの後端面に設けられている高圧空気供給口に嵌入する。
【００４２】
高圧空気導入パイプ４３は、内側端部が単動シリンダ２７のロッド反対側のシリンダ室に連結されている。これにより、部品搭載装置側からの高圧空気の供給によって、単動シリンダ２７のロッド部２８の伸長駆動が可能となる。
【００４３】
図２(a),(b) は、上記単動シリンダ２７の内部構成を示す断面図である。同図(a) はピストン４４がシリンダ４５のロッド反対側のシリンダ室４６の終端に突き当たってロッド部２８が全退縮したときの状態を示している。
【００４４】
また、同図(b) は、ピストン４４がストロークエンドで、シリンダ４５のロッド側のシリンダ室４７の終端に突き当たってロッド部２８が全伸長したときの状態を示している。
ピストン４４には、シリンダ室４６及び４７の内壁に摺接するピストンパッキン４８が外嵌しており、ロッド部２８のロッド本体には、シリンダ内周面の溝４８内に位置固定され、ロッド本体に摺接するリング状のロッドパッキン４９が外嵌して係合している。
【００４５】
本例の単動シリンダ２７においては、ピストン４４からロッド側のシリンダ室４７は、その空気抜き孔５１に封止部材５２をねじ込んだ状態で空気抜き孔５１は外気から密閉されている。
【００４６】
これにより、ロッド側のシリンダ室４７は、ピストンパッキン４８、ロッドパッキン４９、及び封止部材５２により、内部を外気から遮断されて気密室に構成されている。
また、この単動シリンダ２７は、通常の単動シリンダの構造から、伸長したロッド部２８を退縮状態に戻すための螺旋バネ（図４(a),(b) の内部螺旋バネ５参照）を気密室（ロッド側のシリンダ室４７）から除去された形状を有している。
【００４７】
本例における単動シリンダ２７は、部品の費用を低廉でまかなうために、図５(a),(b) に示した複動シリンダのロッド側高圧給気パイプ１６を、図２(a),(b) に示す空気抜き孔５１として、この空気抜き孔５１を密閉している。
【００４８】
そして、気密室となっているシリンダ室４７は、図５(a),(b) に示した複動エアシリンダのロッド側シリンダ室１４である。このように複動エアシリンダを転用することで、本例の単動シリンダ２７は極めて安価に構成される。
【００４９】
この単動シリンダ２７は、部品搭載装置の制御部からの指示により、部品供給ステージの高圧空気供給口に通じる電磁弁が、予め設定された一定時間開くように作動する。
これにより、高圧空気導入パイプ４３を介してロッド反対側のシリンダ室４６に高圧空気が供給され、ピストン４４がロッド部２８のストロークエンドの状態へと移行を開始する。
【００５０】
図１において、ロッド部２８が伸長し、これにより、第１連結部材２９を介して第２連結部材３１及び第３連結部材３４が駆動されて、トップテープを剥離された本体テープ２４が、部品を凹部２５に露出させた状態で部品供給口３３に搬送される。
【００５１】
部品供給口３３において、部品の上部には、シャッタ３２が存在し、吸着位置（ピック点）まで本体テープ２４の浮き上がりを防止するために本体テープ２４の両側部を抑えながら部品と共に移動する。
【００５２】
トップテープが剥離された後のロッド部２８のストロークエンドでは、気密室（シリンダ室４７）の空気圧が上昇しているため、ピストン４４は気密室（シリンダ室４７）の空気が最大に圧縮される位置で空気圧の抵抗により速度がゼロとなって停止する。これにより、衝撃を生じない形でロッド部２８の伸長動作を完了することができる。
【００５３】
この後、部品搭載装置側からの指示が終了して電磁弁が閉じ、ロッド部２８は、ピストン４４に加わる気密室の膨張空気圧と、外付けの引き螺旋バネ３６の引き付勢力で、伸長前の元の位置に退縮する。
【００５４】
このように、急速に伸長移動するロッド部２８の速度をストロークエンドで衝撃を生じない形で速度ゼロまで減速させることができる。したがって、タクトタイムを長くすることなく、ストロークエンド時のテープフィーダ２０の各部に伝わる衝撃を無くすことができる。
【００５５】
また、このように安価な構成の単動シリンダで、単動シリンダ以外に部材を増やすこともなく、タクトタイムを長くすることなく、ロッド部２８の速度をストロークエンドで衝撃を生じない形で速度ゼロに減速させることができる。
【００５６】
また、これにより、微小サイズの部品が本体テープ２４の凹部２５から転がり出ることなく部品供給口３３まで送ることが容易に出来るようになる。
実験における実際的な使用においても、ストロークエンドでピストンの速度がかなり低下するためロッド部の衝撃が大きく緩和され、実際の部品送りで大きな効果が得られている。
【００５７】
尚、本例の構造においては、負荷の変動によりストロークが変化するため、シリンダ室４７の初期圧は、本体で最も圧力が低下する条件よりも更に１０％程度下げたところに圧力を設定する。
【００５８】
また、使用環境の温度差がストローク量に影響を与えるので、予め温度差分のストローク量を突き当てる方向に設ける。例えば、３０℃分のストローク変化量として０．５ｍｍを干渉代として設定するとよい。
【００５９】
また、上記の動作と同じ動作を外付けのアブソーバで行おうとした場合は、単動シリンダと同額以上の費用を必要とするから、極めてコストの高い構成となって不経済である。
【実施例２】
【００６０】
図３は、実施例２における単動シリンダの内部構成を示す断面図である。図３に示す単動シリンダは、図４に示した従来の単動シリンダの、伸長したロッド部４を退縮状態に戻すための螺旋ばね５を内蔵したロッド側シリンダ室６の空気抜き孔８を、適宜の封止部材５３で封止して、ロッド側シリンダ室６の内部を外気から遮断して気密室に構成したものである。このようにしても、実施例１の場合と同様の衝撃緩和の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】実施例１における単動シリンダを備えたテープフィーダの側面図である。
【図２】(a),(b) は実施例１における単動シリンダの内部構成を示す断面図である。
【図３】実施例２における単動シリンダの内部構成を示す断面図である。
【図４】(a),(b) は従来の単動エアシリンダの内部構成を示す断面図である。
【図５】(a),(b) は従来の複動エアシリンダの内部構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１      ピストン
２      シリンダ
３      ロッド反対側シリンダ室
４      ロッド部
５      内部螺旋バネ
６      ロッド側シリンダ室
７      高圧給気パイプ
８      空気抜き孔
１０    ピストン
１１    シリンダ
１２    ロッド反対側シリンダ室
１３    ロッド部
１４    ロッド側シリンダ室
１５    ロッド反対側高圧給気パイプ
１６    ロッド側高圧給気パイプ
２０    テープフィーダ
２１    後端部
２２    リール装着部
２３    テープリール
２４    本体テープ
２５    凹部
２６    スプロケット
２７    単動シリンダ
２８    ロッド部
２９    第１連結部材
３１    第２連結部材
３２    シャッタ
３３    部品供給口
３４    第３連結部材
３５    第４連結部材
３６    引き螺旋バネ
３７    取っ手
３８    操作桿
３９    支持ピン
４１    ローラ付き固定フック
４２    スライドレール係合部
４３    高圧空気導入パイプ
４４    ピストン
４５    シリンダ
４６    ロッド反対側のシリンダ室
４７    ロッド側のシリンダ室
４８    ピストンパッキン
４９    ロッドパッキン
５１    空気抜き孔
５２、５３  封止部材
【図１】
2007250580.tif 000003
【図２】
2007250580.tif 000004
【図３】
2007250580.tif 000005
【図４】
2007250580.tif 000006
【図５】
2007250580.tif 000007