| 【発明の名称】 |
バルクフィーダ |
| 【発明者】 |
【氏名】佐保 秀浩
【氏名】田中 勇次
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| 【要約】 |
【課題】ケースの収納室に収納されたチップが外力により黒化現象を生じるのを防止できるバルクフィーダ、またケースの収納室に収納されたチップをトンネルへスムーズに排出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】チップ３の収納室２１は高い天井面２２ａと低い天井面２２ｂを有し、チップ３の取り出し口２５へ向う長い第１の傾斜面２６ａと短い第２の傾斜面２６ｂを有する。チップ３の上層部は天井面２２ａの下方の自由空間２７に露呈し、ケース２０の振動により激しく振動して黒化現象を生じる。天井面２２ｂの下方のチップ３は天井面２２ｂに接触するので振動しにくく、黒化現象を生じにくい。取り出し口２５からトンネル３１へ落下するチップ３ａに加えられる傾斜面２６ａ，２６ｂ上のチップ３の荷重Ｆａと荷重Ｆｂは大きさが異るのでチップ３ａはトンネル３１にスムーズに落下する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】チップが収納室に収納されるケースと、このケースの下部に連結されてこのケースから１個づつ排出されたチップを移載ヘッドによるチップのピックアップ位置へ案内するトンネルを有するトンネル部と、このトンネル内をチップを搬送する搬送手段とを備えたバルクフィーダであって、前記収納室の天井面に高低の段差を設けたことを特徴とするバルクフィーダ。
【請求項２】高い方の天井面と低い方の天井面を低い方の天井面へ向って下り勾配の傾斜部で連結した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】前記トンネルへのチップの取り出し口が、低い方の天井面の直下に位置することを特徴とする請求項１または請求項２記載のバルクフィーダ。
【請求項４】チップが収納室に収納されるケースと、このケースの下部に連結されてこのケースから１個づつ排出されたチップを移載ヘッドによるチップのピックアップ位置へ案内するトンネルを有するトンネル部と、このトンネル内をチップを搬送する搬送手段とを備えたバルクフィーダであって、前記収納室の底面が、バルクフィーダの後部側から前記トンネルへのチップの取り出し口へ向う下り勾配の第１の傾斜面と、バルクフィーダの前部側から前記取り出し口へ向う下り勾配の第２の傾斜面を有し、第１の傾斜面の長さを第２の傾斜面の長さよりも長くしたことを特徴とするバルクフィーダ。
【請求項５】前記収納室の天井面に高低の段差があり、前記取り出し口が低い方の天井面の直下に位置することを特徴とする請求項４記載のバルクフィーダ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品実装装置にチップを供給するバルクフィーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子部品（以下、「チップ」という）を基板に実装する電子部品実装装置には、チップを供給するためのパーツフィーダが備えられる。パーツフィーダとしては、テープフィーダ、チューブフィーダ、トレイフィーダ、バルクフィーダなどが用いられている。このうち、バルクフィーダは小形のチップの大量供給に有利なことから、近年、次第に多用されるようになってきている。
【０００３】図４は、従来のバルクフィーダのケースとトンネルの断面図である。ケース１の内部はチップ３の収納室２になっている。収納室２にはチップ３がランダムに大量収納されている。ケース１の上面には開閉蓋４が設けられており、これを開閉して収納室２にチップ３を出し入れする。
【０００４】ケース１の下部中央にはトンネル５が連結されており、トンネル５の上端部がチップ３の取り出し口６になっている。収納室２の底面は取り出し口６へ向って下り勾配の傾斜面７になっている。空気圧手段（図外）によりトンネル５の内部を吸引したり、あるいはトンネル５の内部に正圧を加えたりするなどして、収納室２内のチップ３は取り出し口６からトンネル５内に１個づつ落下し（矢印ａ）、さらにトンネル５内を前方へ搬送される（矢印ｂ）。トンネル５の前方に搬送されてきたチップ３は、電子部品実装装置の移載ヘッドのノズルに真空吸着してピックアップされ、基板に実装される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】チップ３としては、チップコンデンサや抵抗チップが一般的であるが、これらのチップ３は外力により損耗劣化しやすい。特に図４に示すように収納室２に大量投入されたチップ３に振動などの外力が長時間繰り返し加えられると、チップ３の両側部の電極部同士は互いにこすり合って損耗劣化し、黒化現象を生じやすい。黒化現象を生じたチップ３は半田のぬれ性が悪く、半田付け不良になりやすい。
【０００６】ケース１の収納室２に収納されたチップ３に加えられる主たる外力は、バルクフィーダの高速移動にともなう振動である。すなわちバルクフィーダは、例えば特開平５−８６９９９号公報に示される移動テーブル上に並設されて使用される場合が多い。移動テーブルは、バルクフィーダを電子部品実装装置に対して横方向に高速移動させ、所定のバルクフィーダを移載ヘッドによるピックアップ位置に停止させるものである。
【０００７】この高速移動にともない、ケース１は激しく振動するが、収納室２内では、収納室２上部の自由空間８に露呈する上層部のチップ３程激しく振動し、上記黒化現象を生じるものである。図４において、黒く塗り潰したチップ３は黒化現象を生じたものを示している。
【０００８】また収納室２内のチップ３は、取り出し口６から１個づつ高速度でしかもスムーズにトンネル５に落下しなければならない。しかしながら収納室２内のチップ３は取り出し口６付近で詰りやすく、そのためトンネル５へスムーズに落下されにくいものであった。
【０００９】したがって本発明は、ケースの収納室に収納されたチップが外力により黒化現象を生じるのを抑制できるバルクフィーダを提供することを目的とする。またケースの収納室に収納されたチップをトンネルへ１個づつスムーズに排出できるバルクフィーダを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のバルクフィーダは、チップが収納室に収納されるケースと、このケースの下部に連結されてこのケースから１個づつ排出されたチップを移載ヘッドによるチップのピックアップ位置へ案内するトンネルを有するトンネル部と、このトンネル内をチップを搬送する搬送手段とを備えたバルクフィーダであって、前記収納室の天井面に高低の段差を設けた。
【００１１】この構成おいて、高い天井面の下方に貯溜するチップの上層部は収納室上部の自由空間に露呈し、激しく振動するので従来同様に黒化現象を生じやすい。しかしながら低い天井面の下方に貯溜するチップはこの低い天井面に接触するので振動しにくく黒化現象を生じにくい。したがって全体として、黒化現象により不良品になるチップの数量を低減できる。また天井面に高低の段差を設けた構造とすることにより、ケースの剛性は増大する。したがってバルクフィーダが移動テーブル上を高速移動しても、ケースの振動は小さく、チップは黒化現象を生じにくい。
【００１２】また本発明のバルクフィーダは、高い方の天井面と低い方の天井面を低い方の天井面へ向って下り勾配の傾斜部で連結した。
【００１３】この構成により、ケースの剛性はより一層増大するので、高速移動時のケースの振動はより小さくなり、黒化現象を生じにくい。
【００１４】また本発明のバルクフィーダは、前記トンネルへのチップの取り出し口が、低い方の天井面の直下に位置する。
【００１５】この構成において、取り出し口からトンネルに落下しようとするチップには、その上方に存在する大量のチップの荷重が加わり、このチップはトンネル部の上端面に押し付けられるが、この荷重が大きいほどチップはダメージを受けやすい。そこでチップの取り出し口を低い方の天井面の直下に位置させることにより、取り出し口上のチップの量を少なくする。これによりチップをトンネルの上端面に押し付ける荷重は小さくなり、チップが受けるダメージを軽減できる。
【００１６】また本発明のバルクフィーダは、チップが収納室に収納されるケースと、このケースの下部に連結されてこのケースから１個づつ排出されたチップを移載ヘッドによるチップのピックアップ位置へ案内するトンネルを有するトンネル部と、このトンネル内をチップを搬送する搬送手段とを備えたバルクフィーダであって、前記収納室の底面が、バルクフィーダの後部側から前記トンネルへのチップの取り出し口へ向う下り勾配の第１の傾斜面と、バルクフィーダの前部側から前記取り出し口へ向う下り勾配の第２の傾斜面を有し、第１の傾斜面の長さを第２の傾斜面の長さよりも長くした。
【００１７】この構成において、取り出し口からトンネルに落下するチップには、第１の傾斜面側および第２の傾斜面側からこれらの傾斜面上に存在するチップの斜め下向きの荷重が外力として加えられるが、第１の傾斜面と第２の傾斜面の長さが異ることにより、取り出し口上のチップに前後から加えられる外力（荷重）の大きさも異ることとなる。このようにチップに前後から加えらえれる外力（荷重）の大きさを異らせれば、チップを取り出し口からトンネルにスムーズに落下させやすい。
【００１８】また本発明のバルクフィーダは、前記収納室の天井面に高低の段差があり、前記取り出し口が低い方の天井面の直下に位置する。
【００１９】この構成において、チップの取り出し口を低い方の天井面の直下に位置させることにより、取り出し口上のチップの量を少なくする。これによりチップをトンネル部の上端面に押し付ける荷重は小さくなり、チップが受けるダメージを軽減できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のバルクフィーダの側面図、図２は同バルクフィーダのケースの断面斜視図、図３（ａ）は同バルクフィーダのケースの拡大断面図、図３（ｂ）は同バルクフィーダのトンネルの上端部付近の拡大断面図である。
【００２１】図１において、１１はバルクフィーダ１０の主体となる長板状の基台であり、その上面には第１のトンネル部１２が装着されている。第１のトンネル部１２の内部には水平なトンネル１３が形成されている。１４はトンネル１３を覆うカバー板である。また基台１１の下面には取付体１５が装着されている。この取付体１５は移動テーブル７０上に載置されたテーブル７１に着脱自在に装着される。移動テーブル７０が駆動すると、バルクフィーダ１０を載せたテーブル７１は移動テーブル７０の長手方向（図１の紙面に垂直な方向）に高速度で移動する。基台１１の上方にはブロック１６，１７が設けられており、ブロック１７の上方にケース２０が装着されている。
【００２２】次に、図１および図２を参照して、ケース２０の構造を説明する。図２はケース２０を長手方向に２分割した断面斜視図である。ケース２０は幅の小さい薄箱形であり、その内部に収納室２１が形成されている。ケース２０は弾性を有する合成樹脂により形成されている。収納室２１の天井面には高低の段差があり、後部側の天井面２２ａは前部側の天井面２２ｂよりもかなり高くなっている。また天井面２２ａと天井面２２ｂは低い方の天井面２２ｂへ向って下り勾配の傾斜部２３で連結されている。天井面２２ａには開閉蓋２４が装着されており、これをスライドさせて開閉することにより収納室２１にチップ３を出し入れする。
【００２３】収納室２１の下部の前寄りにはチップ３の取り出し口２５がすりばち状に形成されている。この取り出し口２５は、低い天井面２２ｂの直下に位置している。バルクフィーダ１０の後部側から取り出し口２５へ向って第１の傾斜面２６ａとなっており、また同前部側から取り出し口２５へ向って第２の傾斜面２６ｂとなっている。第１の傾斜面２６ａの長さＬａは、第２の傾斜面２６ｂの長さＬｂよりもかなり長くなっている（図３（ａ）も参照）。
【００２４】取り出し口２５の下部には、第２のトンネル部３０が設けられている。第２のトンネル部３０は、上記トンネル１３に連通する垂直なトンネル３１と、トンネル３１に上下動自在かつ回転自在に挿嵌されたパイプ状の外筒３２から成っている。トンネル３１は細長いパイプから成り、上下動しないように固設されている。外筒３２の下部にはフランジ３３が上下２段形成されている。３４は駆動部としてのモータである。モータ３４は横設されており、モータ３４に駆動されて回転する偏心ピン３５はフランジ３３の間に嵌入している。３６は上側のフランジ３３の下面に装着された偏心ピン３５のすべり止め用のＯリング、３７はモータ３４の保持フレームである。
【００２５】モータ３４が駆動して偏心ピン３５が回転すると、外筒３２は上下運動とその軸心を中心とする回転運動を行う。外筒３２はこのように上下運動と回転運動を行いながら、その上端部は取り出し口２５に間欠的に突出する。そしてこの上端部により取り出し口２５に存在するチップ３を突き崩し、チップ３を１個づつ取り出し口２５からトンネル３１に落下させる。そしてトンネル３１内に落下したチップ３は水平なトンネル１３内へ移動する。これらのトンネル１３，３１は、チップ３が移載ヘッド４６によるピックアップ位置へ搬送されるのを案内する。
【００２６】図１において、基台１１の後部上方には空気圧ユニット４０が設けられている。トンネル１３の先端部と空気圧ユニット４０はチューブ４１で接続されている。空気圧ユニット４０が駆動してトンネル１３内を真空吸引することにより、チップ３はトンネル１３内を前方へ搬送される。すなわち空気圧ユニット４０はチップ３の搬送手段となっている。搬送手段としては、トンネルの後側からトンネル内に正圧を送り込むものなども用いられる。
【００２７】トンネル部１２の先端上面にはシャッタ４２が装着されている。４３はシャッタ開閉用のレバーである。レバー４３の上端部のローラ４４を電子部品実装装置側の押圧子４５で上方から押圧すると、シャッタ４２は開き、トンネル１３の先端部のピックアップ位置まで送られてきたチップ３は露呈する。そこで電子部品実装装置の移載ヘッド４６のノズル４７はこのチップ３を真空吸着してピックアップし、基板に実装する。
【００２８】図１において、トンネル１３の後部には、トンネル１３を上下からはさむようにチップ検出素子４８が設けられている。またバルクフィーダの後部フレーム４７の背面には棒状のホルダ６０が設けられている。ホルダ６０の先端部には発光素子６１が装着されている。ホルダ６０は受部６２により上下方向に回転自在に装着されている。ホルダ６０から後部フレーム４７内に突子６３が突出しており、突子６３の先端部の下方には電源投入用のスイッチ部６４が設けられている。ホルダ６０が上向きの状態では突子６３はスイッチ部６４のレバー６５を押圧し、スイッチ部６４は閉成する。また鎖線で示すようにホルダ６０を下向きにすると、突子６３はレバー６５から離れ、スイッチ部６４は開放される。チップ検出素子４８がトンネル１３内を移動するチップ３を検出すると、発光素子６１は点灯する。オペレータは発光素子６１の点滅を視認することにより、トンネル１３内をチップ３が順調に移動していることを外部から確認できる。
【００２９】基台１１の後方にはトグル部５０が設けられている。トグル部５０からはカギ形のフック５１が延出している。トグル部５０から操作レバー５２が上方へ延出している。操作レバー５２を矢印方向へ揺動させると、フック５１は揺動し、フック５１は移動テーブル７０上のテーブル７１の係合口７２に係脱する。フック５１は、パーツフィーダ１０をテーブル７１に着脱自在に固定するための手段である。
【００３０】後部フレーム４７の背面は前方へ向って下り勾配の傾斜面５３になっており、この傾斜面５３にフレーム５４を介してホルダ５５が装着されている。このホルダ５５には、チップ収納ケース５６が着脱自在に装着される。収納室２１内のチップ３の残量が少なくなったり、チップ３が品切れになると、オペレータは開閉蓋２４を開き、チップ収納ケース５６内のチップ３を収納室２１に投入して補給する。そして空になったチップ収納ケース５６はホルダ５５に装着される。したがってオペレータはこのチップ収納ケース５６のラベル５７などを視認することにより、収納室２１に現在収納されているチップ３の品種を知ることができる。後部フレーム４７の上部にはアーム状の保持部５８が後方へ突設されている。オペレータはこの保持部５８を手に保持してバルクフィーダ１０を取り扱う。
【００３１】このバルクフィーダ１０は上記のような構成より成り、次に動作を説明する。収納室２１内のチップ３は垂直なトンネル３１に落下し、水平なトンネル１３へ移動する。空気圧ユニット４０を駆動してトンネル１３内を真空吸引すると、チップ３はトンネル１３内を一列になって前方へ搬送される。そこで押圧子４５が駆動してシャッタ４２が開閉することによりトンネル１３内の先頭のチップ３は露呈し、移載ヘッド４６にピックアップされて基板に実装される。バルクフィーダ１０は、移動テーブル７０上を高速度で移動することにより所定の位置で停止し、そこで押圧子４５が駆動して上述のように移載ヘッド４６にチップ３を供給する。
【００３２】次に、ケース２０を上記のような構造としたことによる作用効果について説明する。まず第１の作用効果について述べる。上述のようにパーツフィーダ１０は移動テーブル７０上を高速度で移動し、この移動・移動停止にともなう外力がケース２０に加えられる。ケース２０は合成樹脂などの弾性材により形成されており、この外力のためにケース２０は振動する。この振動が収納室２１内のチップ３に長時間繰り返し加えられると、殊に上層部のチップ３に黒化現象が生じることは上述したとおりである。そこでこのケース２０は段差のある高い天井面２２ａと低い天井面２２ｂを形成し、かつ傾斜部２３で連結した異形状にしているので、ケース２０の剛性は大きく、それだけ振動しにくい。したがってケース２０の振動によるチップ３の黒化現象の発生を抑制できる。
【００３３】また図３において、収納室２１に収納されたチップ３のうち、高い天井面２２ａの下方に貯溜されたチップ３の上層部は自由空間２７に露呈しており、かつ図４に示す従来例と同様に長時間かなりの振動を受けるので図示するように黒化現象を生じやすい。これに対し低い天井面２２ｂの下方に貯溜されたチップ３はこの天井面２２ｂに接触している。したがって天井面２２ｂの直下のチップ３は振動しにくく、黒化現象を生じにくい。すなわちこのケース２０によれば、高い天井面２２ａの下方に貯溜されたチップ３は従来例同様に黒化現象を生じやすいが、低い天井面２２ｂの下方に貯溜されたチップ３は黒化現象を生じにくいので、全体として黒化現象を生じるチップ３の数量を低減できる。
【００３４】次に図３を参照して第２の作用効果について述べる。上述したように、収納室２１内のチップ３は、１個づつトンネル３１内へ落下させる必要がある。図３において、３ａは今からトンネル３１に落下しようとするチップである。このチップ３ａには、第１の傾斜面２６ａ上に集積するチップ３から受ける斜め下向きの荷重Ｆａと、第２の傾斜面２６ｂ上に集積するチップ３から受ける斜め下向きの荷重Ｆｂを前後から受けるが、第１の傾斜面２６ａの長さＬａは第２の傾斜面２６ｂの長さＬｂよりも長いので、Ｆａ＞Ｆｂである。
【００３５】このようにチップ３ａに前後から加えられる荷重Ｆａと荷重Ｆｂの大きさが異っていると、チップ３ａは一定個所に停止することなく流動しやすく、したがってトンネル３１にスムーズに落下しやすい。なお図４に示す従来例では、第１の傾斜面（取り出し口６の後側の傾斜面）と第２の傾斜面（取り出し口６の前側の傾斜面）の長さは等しいので、取り出し口６からトンネル５へ落下しようとするチップ３には前後から等しい荷重が加えられる。したがって取り出し口６上のチップ３は前後から等しい力ではさみつけられることとなって一定箇所に停止しやすく、取り出し口６にスムーズに落下しにくい。
【００３６】また図３（ａ）において、取り出し口２５は低い天井面２２ｂの直下にあり、したがって取り出し口２５から落下しようとするチップ３ａにはその上方の高さＨのチップ３の荷重が加えられる。ここで、高さＨが高いと、チップ３ａに加えられる荷重も大きくなり、チップ３ａは第２のトンネル部３０の外筒３２の上端面に強く押しつけられて破損しやすい。したがって上記高さＨは低い方が有利である。このケース２０は、取り出し口２５は低い天井面２２ｂの直下に位置しているので、上記高さＨはそれだけ低く、チップ３ａは破損しにくい。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ケースの収納室に収納されたチップの黒化現象を低減することができる。またチップを取り出し口からトンネル内へスムーズに落下させて移載ヘッドによるピックアップ位置へ搬送することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１２月１６日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】滝本 智之 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１７７２８３ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月２日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３４６０４６ |
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