JP3554961B2

JP3554961B2 - 搬送装置

Info

Publication number: JP3554961B2
Application number: JP25503599A
Authority: JP
Inventors: 勝巳大槻
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2019-09-09
Also published as: JP2001077131A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は搬送装置、特にリードフレームのような磁性ワークを搬送するのに適した搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、リードフレームの搬送装置として、実公平７−３５３８８号公報に記載のように、リードフレームを非磁性の案内レールの上面にそってガイドするとともに、案内レールの上面の一側縁に非磁性の案内部材を設け、この案内部材の内部に磁石を適宜間隔で埋設した移送用案内装置が提案されている。この場合には、リードフレームの側縁が磁力により吸着されて案内部材に接触するため、位置精度に優れ、かつリードフレームの逆行を防止するための装置や、テンションを与えておくための装置などが不要となるという利点がある。
【０００３】
しかしながら、この場合には、リードフレームを移送するために送り爪などの移送手段を用いる必要があり、低振動，低騒音で高速搬送を行うことが難しい。また、リードフレームは案内部材に密着しているため、案内部材との間に摩擦抵抗が作用し、送り爪がリードフレームに係合して移送する際、リードフレームに部分的に大きな荷重がかかり、リードフレームの伸びあるいは変形を招く恐れがあった。
【０００４】
上記のような問題を解決するものとして、特開平９−１９９５１６号公報のように、磁性ワークを低振動，低騒音で高速搬送でき、しかも高精度位置決めが可能な搬送装置が提案されている。この搬送装置は、隣合う２面を有する磁性ワークを搬送するための装置であって、ワークの第１面を滑動自在にガイドするガイド面を有する非磁性のレールと、ワークの第２面に接触する搬送面を有し、レールに沿って移動自在な非磁性ベルトと、ベルトを周回駆動させる駆動手段と、上記ベルトを間にしてレールと対向する位置に配置され、ワークの第２面をベルトに密着させる分力と、ワークの第１面をレールに接触させる分力とを有する磁力を発生する磁石と、を備えたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記搬送装置の場合、磁性ワークは非磁性ベルトを介して磁石（ヨーク）に吸着された状態で搬送される。特に、大きな磁力を必要とする重量ワークを搬送する場合には、非磁性ベルトと磁石（ヨーク）との間の摩擦力も大きくなり、非磁性ベルトや磁石（ヨーク）の摩耗が発生し、耐久性の低下を招くとともに、搬送位置精度が低下するという問題があった。さらに、ベルトを駆動するために大きな駆動力を必要とするという問題もあった。
【０００６】
また、非磁性ベルトの耐久性を高めるには、ベルトとして例えばステンレスのような非磁性金属ベルトを使用することが考えられる。ステンレスは硬度が高く、耐久性に優れるが、その反面、磁性金属よりなるヨークを摩耗させ、金属粉を発生させる。この金属粉が研磨材となり、ベルトを摩耗させて破断に至る可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、磁性ワークを低振動，低騒音で高速搬送できるとともに、金属摩耗粉を発生させず、耐久性に優れた搬送装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は請求項１に記載の搬送装置によって達成される。すなわち、請求項１に記載の発明は、直角な２面を有する磁性ワークの第１面を滑動自在にガイドするガイド面を有する非磁性のレールと、上記ワークの第２面に接触する搬送面を有し、レールに沿って移動自在な非磁性ベルトと、非磁性ベルトを周回駆動させる駆動手段と、上記ベルトを間にしてレールのガイド面と対向する位置に配置されたヨークと、一方の磁極に上記ヨークが配置され、ワークの第２面をベルトに密着させる分力と、ワークの第１面をレールのガイド面に接触させる分力とを有する磁力を発生する磁石とを備え、上記ベルトは非磁性金属ベルトで構成され、上記ヨークの非磁性金属ベルトと対面する部位が耐摩耗性と自己潤滑性とを有する樹脂製ガイド部材で覆われ、上記樹脂製ガイド部材は上記ベルトの搬送面の背面を摺動自在に支持していることを特徴とする搬送装置を提供する。
【０００９】
駆動手段によって非磁性金属ベルトをレールに沿って移動させると、磁石の磁力によってワークの第２面がベルトの搬送面に吸着されているので、ワークはベルトと一体に移動する。このとき、ワークの第１面がレールのガイド面によって滑動自在にガイドされているので、ワークは安定した姿勢を保ちながら搬送される。そのため、低振動，低騒音でワークを高速搬送できる。
また、ベルトの背面、つまり搬送面と対向する面が樹脂製ガイド部材によって摺動自在に支えられているので、ベルトとヨークとの金属接触による金属摩耗粉の発生が防止され、金属ベルトの寿命を改善できる。特に、樹脂製ガイド部材は耐摩耗性と自己潤滑性とを有するので、使用に際して適時潤滑剤を供給する必要がなく、無潤滑で長期継続使用が可能となる。
さらに、ベルトとして非磁性の金属ベルトを使用しているので、樹脂ベルトに比べると引っ張り強度に優れ、延びを防止でき、しかも薄肉に構成できる。
【００１０】
請求項２に記載のように、樹脂製ガイド部材は、ポリエーテルサルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、芳香族ポリエステル、四フッ化エチレンのいずれかで形成されているのが望ましい。これら材料は、機械的強度、耐疲労性、耐クリープ性、耐摩耗性、耐熱性に優れたエンジニアリングプラスチックであるから、使用中に破損したり変形することなく、樹脂製ガイド部材として長期使用にわたって安定した特性を維持できる。
【００１１】
請求項３のように、樹脂製ガイド部材の非磁性金属ベルトと接触する面の幅を、非磁性金属ベルトの幅の１／２以上とするのが望ましい。ガイド部材のベルトと接触する面の幅が小さいと、ベルトがガイド部材側へ撓み、ベルトに長手方向にそって折れ目ができることがあり、搬送面が凸面となってしまう。そこで、ガイド部材の幅を非磁性金属ベルトの幅の１／２以上とすることで、ベルトがガイド部材側へ撓むのを抑制し、搬送面が凸面となるのを防止している。
【００１２】
本発明は、リードフレームのように薄肉板状のフープ材の搬送に適している。すなわち、フープ材の場合、局部的に大きな荷重を作用させると、撓みや変形が発生しやすい性質があるが、本発明のように磁力を用いて吸着しながら搬送する方式では、フープ材に局部的に過大な荷重を作用させずに、高速搬送することが可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１，図２は本発明の第１実施例を示し、この搬送装置はワークの一例であるリードフレームＷを横向きにして搬送するのに用いられる。
この実施例のリードフレームＷは、薄肉な帯状の磁性金属板（フープ材）より打ち抜き形成されたものであり、長手方向の一側縁に送り穴を有するタイバーａが形成され、他側縁にはタイバーａからほぼ直交方向に突出する複数本の端子部ｂが一体に形成されている。
【００１４】
本搬送装置は、リードフレームＷのタイバーａの下面（第１面）を滑動自在に支えるレール１を備えている。レール１はステンレス，アルミニウム，樹脂などの非磁性材料で構成され、その上面（ガイド面）１ａにはリードフレームＷとの摩擦抵抗を少なくするため、フッ素樹脂コーティングなどを適宜施してもよい。レール１は、非磁性材料よりなるレールベース２の側面にネジ等によって固定されている。レールベース２上には、非磁性のマグネットホルダ３を介して幅広な上側ヨーク４が固定され、この上側ヨーク４の下面に永久磁石５および下側ヨーク６が順に取り付けられている。つまり、永久磁石５のＮ，Ｓ両極にそれぞれ磁性体よりなるヨーク４，６が配置され、上側ヨーク４の位置はガイド面１ａの高さとほぼ等しい高さにある。なお、ヨーク４，６はレールベース２とほぼ同長の長尺材であるが、永久磁石５はヨーク４，６のような長さを有する必要はなく、部分的に配置してもよい。
【００１５】
上側ヨーク４の上面には、このヨーク４と同長の樹脂ガイド（樹脂製ガイド部材）７がネジなどによって固定されている。樹脂ガイド７には、上側ヨーク４と後述するベルト１８との間に延びるガイド壁７ａが全長にわたって垂設されている。このガイド壁７ａは永久磁石５の磁力が確実に透過できるよう、１ｍｍ程度の薄肉に形成するのが望ましい。なお、ガイド壁７ａを薄肉とすると機械的強度が低下するが、ガイド壁７ａの背面はヨーク４および磁石５によって支えられているので、ガイド壁７ａの撓みは防止される。樹脂ガイド７は、ポリエーテルサルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、芳香族ポリエステル、四フッ化エチレンなどの、耐摩耗性と自己潤滑性とを有する樹脂材料で形成されている。ガイド壁７ａの幅Ｄはベルト１８の幅の１／２以上とするのが望ましい。例えば、幅が１０ｍｍのベルト１８を使用した場合、ガイド壁７ａの幅を５ｍｍ以上に設定するのがよい。このガイド壁７ａがベルト１８の背面を摺動自在に支え、ベルト１８とヨーク４との金属接触による摩耗粉の発生を防止している。
【００１６】
レールベース２の長手方向両端部は、支持台１０，１１によって水平に支持されている。一方の支持台１０には、サーボモータやパルスモータ等からなる駆動用モータ１２が固定されている。モータ１２の回転軸１３はカップリング１４を介して、レールベース２の一端部上面に配置された駆動側プーリ１５と連結されている。また、レールベース２の他端部上面には回転自在な従動側プーリ１６が配置され、この従動側プーリ１６の回転軸は図示しない支持機構によってレールベース２の長手方向に移動自在にガイドされている。そして、従動側プーリ１６の回転軸はテンションスプリング１７によって駆動側プーリ１５と相反方向に付勢されており、ベルト１８に所定の張力が与えられる。
【００１７】
上記駆動側プーリ１５と従動側プーリ１６の間には、非磁性金属材料よりなるベルト１８が張力をもって巻き掛けられており、水平方向に周回駆動される。ベルト１８としては、ステンレススチールなどの非磁性金属ベルトが使用される。ベルト１８は、例えば厚みが５０μｍ程度、幅が１０ｍｍ程度の薄肉なテープ状に形成され、樹脂ガイド７のガイド壁７ａとレール１との隙間を水平方向に移動自在である。ベルト１８の搬送面（送り側の外周面）１８ａはリードフレームＷのタイバーａの端面（第２面）と密着し、背面（送り側の内周面）は樹脂ガイド７のガイド壁７ａによって摺動自在に支持されている。そのため、ベルト１８の搬送面１８ａはレール１のガイド面１ａに対しほぼ垂直となっている。
なお、ベルト１８は、モータ１２の駆動制御により、リードフレームＷの送り速度を変換することが可能であり、連続送りのほか、タクト送り、前進・後進切替を行うことも可能である。
【００１８】
ここで、本搬送装置の作動について説明する。
永久磁石５の両極にヨーク４，６が配置されているため、ヨーク４，６と永久磁石５との境界部に磁力線が集中する。特に、上側ヨーク４と永久磁石５との境界部近傍にはレール１のガイド面１ａが位置しているので、ガイド面１ａ上を滑動するリードフレームＷのタイバーａに磁力線が集中的に作用する。
【００１９】
永久磁石５の磁力は、図２に示すように、リードフレームＷのタイバーａの端面（第２面）をベルト１８に密着させる分力Ｘと、リードフレームＷのタイバーａの下面（第１面）をレール１に密着させる分力Ｙとを発生することができる。なお、リードフレームＷをベルト１８に効果的に密着させ、かつリードフレームＷとレール１との摺動摩擦をできるだけ小さくするため、分力Ｘを分力Ｙより大きく設定してある。上記のような磁石５の吸着力により、リードフレームＷはその端面（第２面）がベルト１８を介して樹脂ガイド７のガイド壁７ａと接触し、下面（第１面）がレール１のガイド面１ａと接触した姿勢を保つ。ここで、ベルト１８を駆動すると、リードフレームＷはレール１と摺接しながら、ベルト１８と一体的に搬送される。そのため、高速搬送させても、安定した姿勢を保つことができる。また、ベルト１８とリードフレームＷとはほぼ全長にわたって密着しているので、長い距離で接触状態を確保でき、リードフレームＷに対し局部的に大きな荷重が作用しない。そのため、リードフレームＷが薄肉な材料で形成されていても、リードフレームＷの変形，ソリ，撓みなどを防止できる。しかも、搬送体であるベルト１８は周回駆動されるので、従来の往復動作する送り爪のような振動や騒音の発生を抑制できる。
【００２０】
また、ベルト１８の背面は、ベルト１８の幅の１／２以上の幅を持つ樹脂ガイド７のガイド壁７ａにより摺動自在に支持されているので、ベルト１８の撓みや折れ目の発生を防止できるとともに、ベルト１８とヨーク４との接触による金属摩耗粉の発生が防止され、ベルト１８やヨーク４の耐久性が向上する。また、樹脂ガイド７が耐摩耗性と自己潤滑性とを持つ樹脂で構成されているので、長期間にわたって無潤滑で継続使用できる。また、ベルト１８と樹脂ガイド７との間の摩擦が少ないので、ベルト１８を駆動するモータ１２の駆動力を小さくできるとともに、樹脂ガイド７の摩耗が少ないので、ワークＷの幅方向の位置精度を常に高く保持できる。したがって、小型で高精度な搬送装置を実現できる。
【００２１】
ベルト１８を停止させた時、リードフレームＷは磁石５の磁力によって停止位置を保持するので、この状態で振動や衝撃を受けても、リードフレームＷの位置が狂うことがなく、高い位置決め精度が得られる。そのため、本搬送装置を電子部品の組立工程や特性測定工程に用いた場合、電子部品の位置の狂いが少ない。また、リードフレームＷの逆行を防止したり、テンションを与えておくための装置が不要となるため、装置を小型・簡素化できる。
【００２２】
ベルト１８を停止状態から起動した時、ベルト１８と樹脂ガイド７との摩擦により所定の起動トルクを必要とするが、樹脂ガイド７とベルト１８との間の摩擦抵抗が非常に小さいので、モータ１２の起動トルクが小さくて済む。そのため、ベルト１８をタクト送りする場合や、前進・後進切替駆動を行なう場合でも、小型のモータで駆動させることができ、起動遅れを少なくできる。
【００２３】
なお、上記各実施例は本発明のほんの一例を示すに過ぎず、種々変更が可能であることは言うまでもない。
上記実施例では単一のユニットについて説明したが、図１のユニットを複数個直列に連結すれば、搬送経路が長くなり、ワークを多数の工程の間で搬送することが可能である。この場合、各ユニットのモータを制御することにより、各ユニットのベルトを同期運転させることも可能である。
このように、設備仕様に応じてユニットの追加、削除が容易であり、設計の自由度が増すという特徴がある。
【００２４】
上記実施例では、ワークの第１面を滑動自在にガイドするガイド面を水平面とし、ワークの第２面に接触するベルトの搬送面を垂直面としたが、搬送面を水平面とし、ガイド面を垂直面としてもよい。本発明で搬送可能なワークとしては、実施例のような一側部にタイバーを有するリードフレームに限らないことは勿論であり、直角な２面を有する磁性ワークであれば、如何なるものでもよい。
【００２５】
本発明にかかる樹脂ガイドは、実施例のように上側ヨークの上面に固定され、下方へ垂下するガイド壁を有する形状に限るものではない。例えば、レールベース２の上面に固定され、ヨークとベルトとの間に介在するガイド壁を起立形成したものでもよいし、ヨーク４，６および磁石５のベルト側側面全体を覆うような形状であってもよい。
また、ガイド壁の幅寸法はベルト幅の１／２以下であってもよいし、ベルト幅より大きくてもよい。
上記実施例では磁石５の両極にヨーク４，６を配置したが、下側ヨーク６については必ずしも必要ではない。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、金属ベルトの背面が樹脂製ガイド部材によって摺動自在に支えられているので、重量ワークの搬送時のように大きな吸着力を必要とする場合でも、ベルトとヨークとの金属接触による金属摩耗粉の発生が防止され、金属ベルトの寿命を改善できる。特に、樹脂製ガイド部材は耐摩耗性と自己潤滑性とを有するので、使用に際して潤滑剤を補給する必要がなく、無潤滑で長期継続使用が可能となるという特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる搬送装置の一例の斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【符号の説明】
Ｗワーク
１レール
１ａガイド面
４上側ヨーク
５永久磁石
７樹脂ガイド（樹脂製ガイド部材）
７ａガイド壁
１２モータ
１５駆動側プーリ
１６従動側プーリ
１８非磁性金属ベルト

Claims

直角な２面を有する磁性ワークの第１面を滑動自在にガイドするガイド面を有する非磁性のレールと、
上記ワークの第２面に接触する搬送面を有し、レールに沿って移動自在な非磁性ベルトと、
非磁性ベルトを周回駆動させる駆動手段と、
上記ベルトを間にしてレールのガイド面と対向する位置に配置されたヨークと、一方の磁極に上記ヨークが配置され、ワークの第２面をベルトに密着させる分力と、ワークの第１面をレールのガイド面に接触させる分力とを有する磁力を発生する磁石とを備え、
上記ベルトは非磁性金属ベルトで構成され、
上記ヨークの非磁性金属ベルトと対面する部位が耐摩耗性と自己潤滑性とを有する樹脂製ガイド部材で覆われ、
上記樹脂製ガイド部材は上記ベルトの搬送面の背面を摺動自在に支持していることを特徴とする搬送装置。
上記樹脂製ガイド部材は、ポリエーテルサルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、芳香族ポリエステル、四フッ化エチレンのいずれかで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
上記樹脂製ガイド部材の非磁性金属ベルトと接触する面の幅は、非磁性金属ベルトの幅の１／２以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の搬送装置。