JP6585398B2 - 可動装置 - Google Patents

Description

本発明は、左右の両側から駆動力を伝達して直線移動を行う可動装置に関する。

回路基板に電子部品を装着する電子部品実装機には、電子部品を供給するための電子部品供給装置が使用されている。その電子部品供給装置には、例えば、電子部品を収容した複数のトレイパレットがマガジン内に収納され、そのマガジンの昇降による位置決めによって、実装機側に所定のトレイパレットが送り出されるようにしたものがある。下記特許文献１には、そうしたトレイ型電子部品供給装置が開示されている。そのトレイ型電子部品供給装置は、独立して昇降可能に構成された２つのマガジンが上下に配置され、各マガジンには、複数段のスロットに対して電子部品を収容したトレイパレットが出し入れ可能に搭載されている。

本体ボックス内に入れられたマガジンは、左右両側に配置されたレールによって上下に摺動可能に組み込まれている。また、マガジンには左右両側にナット部材が固定され、本体ボックス内の左右両側に起立して設けられたネジ軸と螺合したボールネジ機構が設けられている。左右２本のネジ軸には、一のモータからの回転がタイミングベルトとプーリを介して伝達され、同時に回転するネジ軸を介してマガジンが左右両側から駆動力を受けて昇降することとなっている。

特開２０１１−０９１３５０号公報

前記従来例のトレイ型電子部品供給装置は、マガジンに対して左右両側から駆動力が伝達されることにより、片側だけの駆動力の伝達に比べてスムーズな昇降移動が可能になる。しかし、一つの駆動源から左右両側に駆動力を伝達するこの可動装置は、左右両側に設けられたボールネジ機構の動きが同期する構成であるものの、組み付け誤差や駆動力の伝達に若干のずれが生じることなどにより、マガジンの昇降運動に多少の振動が生じてしまう。トレイ型電子部品供給装置のように細かい電子部品を取り扱うものの場合は、トレイパレット内における電子部品が振動によって位置ずれを生じ、その後に行われる回路基板への装着に影響を与えてしまうことになる。一方で、完全に同期させることは困難であり、実行するにはコストがかかってしまうなどの問題がある。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、左右の駆動伝達機構に生じるずれを吸収するようにした可動装置を提供することを目的とする。

本発明に係る可動装置は、左右両側に配置されたレール部材に対して摺動可能に装着された可動台と、前記可動台を前記レール部材に沿って移動させるための駆動手段と、前記可動台の左右両側に設けられ、前記駆動手段から出力される駆動力を前記可動台の移動に変換するための駆動伝達機構と、左右両側の前記駆動伝達機構に対して前記駆動手段の駆動力を同時に伝達するための左右伝達機構とを有し、前記可動台は、その右側壁部と左側壁部とが前記レール部材および前記駆動伝達機構にそれぞれ連結し、前記レール部材に沿ってそれぞれが移動可能であって、当該右側壁部および左側壁部は、弾性プレートによって連結されたものである。

本発明の可動装置によれば、右側壁部と左側壁部とが駆動手段からの駆動力を駆動伝達機構や左右伝達機構を介して伝えられることで可動台がレール部材に沿った移動を行う。その際、右側壁部および左側壁部が分離した状態で構成され、又は弾性プレートによって連結されているので、左右伝達機構に生じるずれが吸収されて、右側壁部および左側壁部が受ける各々の駆動力が互いに伝わらずに独立した移動になる。

可動装置の一実施形態であるトレイ型電子部品供給装置を示した正面図である。 トレイ型電子部品供給装置の内部構造を簡略化して示した側面図である。 トレイ型電子部品供給装置の内部構造を示した斜視図である。

次に、本発明に係る可動装置の一実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態の可動装置は、回路基板に電子部品を装着する電子部品実装機のトレイ型電子部品供給装置において構成されたものである。電子部品実装機は、回路基板に電子部品の装着を行うものであり、回路基板に印刷パターンを通してクリームはんだを印刷するスクリーン印刷機や、印刷状態を検査する検査機などを組み合わせた基板生産ラインの一部を構成するものである。そして、トレイ型電子部品供給装置は、そうした基板生産ラインの電子部品実装機に電子部品を供給するものである。

図１は、トレイ型電子部品供給装置を示した正面図であり、図２は、トレイ型電子部品供給装置の内部構造を簡略化して示した側面図である。本実施形態のトレイ型電子部品供給装置（以下、単に「部品供給装置」とする）１は、複数のトレイパレットを収納する上マガジン２と下マガジン３が本体ボックス１１内に上下２段になって配置され、それぞれが独立して上下動するように構成されている。本体ボックス１１は、前面に上扉１２と下扉１３とが設けられ、上マガジン２と下マガジン３にそれぞれ対応している。上扉１２および下扉１３は、取っ手１５によって開け閉めが可能であり、窓１６から内部が確認できる。また、本体ボックス１１の前面には操作入力部１７などが設けられている。

一方、本体ボックス１１の背面側には引出しテーブル１８が設けられている。上マガジン２と下マガジン３に搭載されたトレイパレット５は、その引出しテーブル１８に対して高さ方向の位置合わせが行われ、パレット出し入れ機構によって引出しテーブル１８上に引き出されるようになっている。引き出されたトレイパレット５は電子部品の供給位置へと送られ、電子部品実装機の装着ヘッドによって電子部品が取り出されることになる。よって、部品供給装置１には、上マガジン２と下マガジン３を引出しテーブル１８に対して位置合わせができるようにした昇降機構が設けられている。

上マガジン２と下マガジン３には各々独立した昇降機構が構成されている。図３は、部品供給装置１の内部構造を示した斜視図である。上マガジン２は、左右両側に対向する側壁部材２１Ｌ，２１Ｒが、下マガジン３には側壁部材３１Ｌ，３１Ｒがそれぞれ同じ高さに設けられ、側壁部材２１Ｌ，２１Ｒ，３１Ｌ，３１Ｒの内側にはスロット４１が上下に複数段形成されている。従って、側壁部材２１Ｌ，２１Ｒ又は側壁部材３１Ｌ，３１Ｒは、それぞれ同一高さの対になったスロット４１間にトレイパレット５（図２参照）を水平に出し入れできるようになっている。本実施形態では、図示するＸ軸方向が部品供給装置１について左右の幅方向であり、Ｙ軸方向が前後方向で、Ｚ軸方向が高さ方向である。よって、トレイパレット５は、上下マガジン２，３に対して前後方向から挿入され、また抜き取られるようになっている。

側壁部材２１Ｌ，２１Ｒ，３１Ｌ，３１Ｒは外側にガイドブロック４２が固定され、そのガイドブロック４２が、本体ボックス１１（図２参照）の内側壁に固定されたガイドレール４３に対して摺動可能に嵌め合わされている。ガイドレール４３は、左右両側に２本ずつ鉛直方向に固定され、左側には上下の側壁部材２１Ｌ，３１Ｌが同一のガイドレール４３に装着され、右側には上下の側壁部材２１Ｒ，３１Ｒが同一のガイドレール４３に装着されている。そして、昇降自在に組み付けられた側壁部材２１Ｌ，２１Ｒ，３１Ｌ，３１Ｒには、各々に対して昇降のための駆動力を伝達する駆動伝達機構が設けられている。

先ず、上マガジン２（側壁部材２１Ｌ，２１Ｒ）には駆動モータ２２が設けられ、下マガジン３（側壁部材３１Ｌ，３１Ｒ）には駆動モータ３２が設けられ、各々の回転制御によって上マガジン２と下マガジン３とが別々に上下移動するように構成されている。上下マガジン２，３の駆動伝達機構は同じ構成であり、左右にボールネジ機構が設けられ、上マガジン２の側壁部材２１Ｌ，２１Ｒや下マガジン３の側壁部材３１Ｌ，３１Ｒに対して各々に駆動力が伝えられるようになっている。複数のトレイパレットを搭載したマガジンは、その重量が大きいため、片側だけに駆動力を伝達した片持ち構造では、摺動部分にこじりが生じるなどしてスムーズな上下動を妨げてしまうからである。

左右両側への駆動力の伝達に関しては、例えば左右両側に２台の駆動モータを設けるようなデュアル構造も考えられるが、モータの数が増えてしまうとコストアップになり、特に上下マガジン２，３を有する本実施形態の部品供給装置１では、モータが４台にもなってしまう。そこで、左右にボールネジ機構を設け、各１台の駆動モータ２２，３２の駆動力が各々のボールネジに伝達される構成が採られている。上マガジン２について構造を説明すると、左右にネジ軸２３Ｌ，２３Ｒが鉛直方向に設けられ、側壁部材２１Ｌに固定されたナット部材２４Ｌがネジ軸２３Ｌに螺合し、側壁部材２１Ｒに固定されたナット部材２４Ｒがネジ軸２３Ｒに螺合している。

駆動モータ２２は、その回転軸がネジ軸２３Ｌに対してカップリングを介して同軸上に連結されている。また、ネジ軸２３Ｌ，２３Ｒにはそれぞれにプーリ２５Ｌ，２５Ｒが固定され、その間にタイミングベルト２６が掛け渡されている。そして、そのタイミングベルト２６にはテンションローラ２７が押し当てられている。よって、駆動モータ２２の回転出力は、ネジ軸２３Ｌには直接伝達され、ネジ軸２３Ｒにはプーリ２５Ｌ，２５Ｒとタイミングベルト２６を介して伝達されるようになっている。ネジ軸２３Ｌ，２３Ｒの回転は同期し、その回転運動がそれぞれナット部材２４Ｌ，２４Ｒを介して直線運動に変換され、側壁部材２１Ｌ，２１Ｒの昇降が行われることになる。

こうした構成は下マガジン３においても同様である。すなわち、左右にネジ軸３３Ｌ，３３Ｒが鉛直方向に設けられ、側壁部材３１Ｌに固定されたナット部材３４Ｌがネジ軸３３Ｌに螺合し、側壁部材３１Ｒに固定されたナット部材３４Ｒがネジ軸３３Ｒに螺合している。そして、駆動モータ３２の回転軸はネジ軸３３Ｌにカップリングを介して連結され、ネジ軸３３Ｌ，３３Ｒに固定されたプーリ３５Ｌ，３５Ｒに対してテンションローラ３７の当てられたタイミングベルト３６が掛け渡されている。よって、駆動モータ３２の回転出力は、ネジ軸３３Ｌには直接伝達され、ネジ軸３３Ｒにはプーリ３５Ｌ，３５Ｒとタイミングベルト３６を介して伝達されるようになっている。そして、ネジ軸３３Ｌ，３３Ｒの回転は同期し、その回転運動がナット部材３４Ｌ，３４Ｒにより直線運動に変換され、側壁部材３１Ｌ，３１Ｒの昇降が行われることになる。

このように、上マガジン２では、駆動モータ２２の回転出力が左右のネジ軸２３Ｌ，２３Ｒに同時に伝えられ、側壁部材２１Ｌ，２１Ｒの昇降が同期するように構成されている（下マガジン３でも同じ）。しかし、回転運動が直線運動に変換させる左右のボールネジ機構は、ネジ軸２３Ｌおよびナット部材２４Ｌの組み合わせと、ネジ軸２３Ｒおよびナット部材２４Ｒの組み合わせにおける、作動時の溝の位置などが完全に一致するわけではない。また、タイミングベルト２６を介して伝えられる回転にも僅かな誤差が生じてしまい、完全な同期は困難である。一方で、僅かな誤差を解消して極めて高いレベルで同期させる調整を行ったとしても、そのような調整は装置毎に個別に行われるものであるため、作業負担が大きくなるだけではなく精度も不安定である。

こうした一の駆動手段から出力される駆動力を、２つの駆動伝達機構を介して一対の可動部材の動きとして同期させるようにした構成は、本実施形態のような部品供給装置１では特に、昇降に伴う僅かな移動誤差が部品供給に影響を及ぼしてしまう。すなわち、従来構造の部品供給装置は、例えば側壁部材２１Ｌ，２１Ｒが天板と底板とによって剛結された構造のマガジンであったため、昇降時の左右の移動誤差が振動となって現れてしまい、それがトレイパレット上の部品を跳ねさせるなどして電子部品の位置ズレを生じさせてしまう。すると、装着ヘッドによって吸着保持した電子部品の姿勢が不適切な状態になってしまい、検査で不適合と判定されたその電子部品が廃棄の対象になってしまう。

よって、如何にして電子部品に振動を与えないかが課題であったが、前述したように昇降途中の状態を左右で一致させる完全な同期は困難であり、駆動モータの数を増やして制御によって解決を図るのは、コストアップや装置の大型化につながるため好ましくない。そこで本実施形態では、左右の側壁部材２１Ｌ，２１Ｒについて移動誤差が生じることを前提に、トレイパレット５に及ぶ振動を抑える構成とすることにした。すなわち、側壁部材２１Ｌ，２１Ｒの間を移動誤差による力の伝達が行われないようにした。下マガジン３の側壁部材３１Ｌ，３１Ｒについても同じ構成である。

具体的には、側壁部材２１Ｌ，２１Ｒは前記従来構造と同様に天板４５と底板４６とによって連結されているが、天板４５と底板４６は極めて薄い撓みの生じ得る板材が使用されている。すなわち、側壁部材２１Ｌ，２１Ｒの間に移動誤差が生じたとしても、天板４５や底板４６が撓むことによってずれが吸収される構成が採られている。例えば、従来のマガジンは、天板や底板に厚さ６ｍｍ程度のアルミ板が使用されていたが、本実施形態の上下マガジン２，３の天板４５及び底板４６は、０．５ｍｍから１．０ｍｍ程度のアルミ板が使用される。

ところで、本実施形態では、課題解決手段として極薄の天板４５や底板４６を使用することとしたが、特にこれらが上下マガジン２，３本来の機能を果たすために必要な構成であるわけではない。天板４５や底板４６が存在しなくても、左右の側壁部材２１Ｌ，２１Ｒの昇降が同期するため、そのスロット４１に挿入したトレイパレット５を昇降させることはできるからである。本実施形態において天板４５や底板４６が設けられているのは、例えば天板４５は、部品実装機の作業によりグリスなどが飛んでトレイパレット５上の電子部品を汚してしまわないようにするためであり、底板４６は、作業者が上マガジン２に対して作業をしているときに、移動する下マガジン３に手が伸びないようにするためである。

このように、天板４５や底板４６は、トレイパレット５の移動とは別の目的で設けられたものである。そこで、本実施形態では、天板４５や底板４６がそれぞれの目的を果たす一方で、側壁部材２１Ｌ，２１Ｒに生じる移動誤差を吸収することができるように極薄の板材が使用されている。また、本実施形態の可動台は、左右の側壁部材２１Ｌ．２１Ｒが連結された上下マガジン２，３を説明しているが、前述したように天板４５や底板４６に各自の目的を果たすための構成である。従って、可動装置として側壁部材２１Ｌ．２１Ｒを連結する構成が必須であるわけではなく、連結部材の無い左右の側壁部材２１Ｌ，２１Ｒが分離された構成のマガジンであってもよい。

よって、本実施形態の部品供給装置１によれば、上マガジン２は、駆動モータ２２の回転制御により、ネジ軸２３Ｌとタイミングベルト２６によってネジ軸２３Ｒに所定角度の回転が与えられ、その回転運動がそれぞれナット部材２４Ｌ，２４Ｒにより直線運動に変換され、側壁部材２１Ｌ，２１Ｒが上下方向に所定距離だけ移動する。その際、上マガジン２内に挿入されている対象となるトレイパレット５が引出しテーブル１８の高さに位置合わせが行われ、引き出されたトレイパレット５が電子部品の供給位置へと移動し、そこから実装に使用される電子部品が取り出される。下マガジン３は、例えば使用頻度の高い電子部品のストックとして使用され、上マガジン２内の特定の電子部品が無くなった場合には、同じようにトレイパレット５が引出しテーブル１８の高さに位置合わせするように上下方向の移動が行われる。

このような上マガジン２（下マガジン３も同じ）の動作は、左右の側壁部材２１Ｌ，２１Ｒの移動が同期しているものの、前述したように多少の移動誤差が生じている。しかし、本実施形態では、側壁部材２１Ｌ，２１Ｒのずれが天板４５や底板４６が撓むことによって吸収される。そのため、側壁部材２１Ｌ，２１Ｒは独立した移動になり、互いに影響を受けることが無くなって振動を発生させることもない。従って、トレイパレット５上の電子部品を安定した状態で移動させることができ、装着ヘッドによる吸着ミスによる部品廃棄を減らすことができる。また、移動誤差を許容する構成であるため、コストをかけることなく効果を達成することができる。

以上、本発明の可動装置の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、電子部品実装機に使用するトレイ型電子部品供給装置を例に挙げて説明したが、そのほかの可動装置であってもよい。トレイ型電子部品供給装置１に関してもマガジンが一つのものであってもよい。
また、前記実施形態では駆動伝達機構としてボールネジ機構を示し、左右伝達機構としてタイミングベルトとプーリによる構成を示したが、例えばこれらの構成がギヤとチェーンで構成したものなどであってもよい。

１…トレイ型電子部品供給装置 ２…上マガジン ３…下マガジン ５…トレイパレット ２１Ｌ，２１Ｒ…側壁部材 ２２…駆動モータ ２３Ｌ，２３Ｒ…ネジ軸 ２４Ｌ，２４Ｒ…ナット部材 ２５Ｌ，２５Ｒ…プーリ ２６…タイミングベルト ２７…テンションローラ ４１…スロット ４２…ガイドブロック ４３…ガイドレール ４５…天板 ４６…底板

Claims (3)

1. 左右両側に配置されたレール部材に対して摺動可能に装着された可動台と、
   前記可動台を前記レール部材に沿って移動させるための駆動手段と、
   前記可動台の左右両側に設けられ、前記駆動手段から出力される駆動力を前記可動台の移動に変換するための駆動伝達機構と、
   左右両側の前記駆動伝達機構に対して前記駆動手段の駆動力を同時に伝達するための左右伝達機構とを有する可動装置において、
   前記可動台は、その右側壁部と左側壁部とが前記レール部材および前記駆動伝達機構にそれぞれ連結し、前記レール部材に沿ってそれぞれが移動可能であって、当該右側壁部および左側壁部は、弾性プレートによって連結されたものであることを特徴とする可動装置。
2. 前記弾性プレートは、前記右側壁部と前記左側壁部との移動方向のずれを撓みによって吸収する薄板であることを特徴とする請求項１に記載の可動装置。
3. 前記可動台は、対向する前記右側壁部および左側壁部の内側面に水平方向の対となるスロットが形成されたものであり、
   前記レール部材は、鉛直方向に形成され、前記右側壁部と左側壁部の外側面に固定されたガイドブロックが摺動可能に嵌合するガイドレールであり、
   前記駆動伝達機構は、前記右側壁部と左側壁部の外側面に固定されたナットと、鉛直方向に回転自在に設置されたネジ軸とからなるボールネジ機構であり、
   前記左右伝達機構は、左右に配置された前記ネジ軸に固定されたスプロケットにベルトが掛け渡され、前記駆動手段であるモータの回転を伝達するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の可動装置。
   

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