JPH0367815B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ピンを有する部品等を基板等に挿入
するための部品挿入装置に関する。

（従来技術） ピンを有する部品を基板等に挿入する場合、一
方をベース上に固定し、他方をロボツト等に把持
させ、ロボツトを下降させることにより、部品の
挿入を行うのが一般である。

しかし、部品にばらつき（例えばピンの位置に
ばらつきがある場合等）があるため、或いはロボ
ツトの停止位置にばらつきがあるため、部品の挿
入が上手に行えない場合があつた。

そこで電気部品のうちリード本数が少ない部品
については、リードが基板の孔に確実に挿入され
るようにリードをフオーミングしたりまたはリー
ドを基板の孔に導びくリードガイドを設けること
によつて入ずれを補正し上記問題点に対処してい
た。

しかしリード本数の多い部品については、リー
ドフオーミングが殆ど不可能であり、リードとこ
れに対応する基板の孔とがすべて一致することは
難しく、上手に挿入できない、という問題があつ
た。

（発明が解決しようとする問題点） 前述したようにリード本数が多い部品にあつて
は、リードフオーミングが殆ど不可能であるた
め、部品の挿入が上手に行えない、という問題が
あつた。

本発明は、かかる問題点に鑑み、リード本数が
多い部品でも、リードの挿入が確実かつ円滑に行
えるようにしようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するため、挿入すべ
き部品を着脱自在に保持する保持機構と、該保持
機構を支持する可動部と、該可動部を前記部品の
挿入方向に対して直交する方向に移動自在に支持
部材と、該支持部材を前記部品の挿入方向へ移動
させて前記保持機構に保持された部品のピンを前
記挿入部材の挿入孔に挿入する挿入手段とを備
え、 前記可動部は、支持部材内部に形成された空孔
に、前記部品の挿入方向と直交する平面内の一方
向に移動自在に設けられた中空の第１可動部材
と、該第１可動部材の内側に摺接され該第１可動
部材の移動方向と前記平面内で直交する方向に移
動自在に設けられた第２可動部材と、該第１及び
第２可動部材をそれぞれ移動自在な方向に振動さ
せる動作手段とから構成したことを特徴とするも
のである。

（作用） 電気部品等の部品に設けられているピンを基板
等の被挿入部材の挿入孔に挿入して部品を挿着さ
せる際には、当該部品を保持機構に保持させた
後、当該部品のピンを被挿入部材に押当させ、そ
して当該部品の挿入が行なえない場合には、可動
部を構成する第１及び第２可動部材を動作部材に
よつて当該部品の挿入方向と直交する平面上でそ
れぞれ直交方向に振動させ、この振動により部品
のピンの位置が補正されて被挿入部材の挿入孔と
一致すると挿入されることになる。

（実施例） 以下図面に示す実施例を参照しながら本発明を
説明すると、第１図に示すように本発明に係る装
置は、部品を保持する保持機構１と、該保持機構
１を支持する可動部２と、該可動部２を移動自在
に支持する支持部３と該支持部３を部品４の挿入
方向へ移動させる後述する挿入手段とを主たる構
成要素とし、これらは図示しないロボツトアーム
に取り付けられるもので、以下順を追つてこれら
を説明する。

保持機構１は、部品４を吸収保持するための吸
着部５と該吸着部を支持するための吸着部支持体
６とを備えており、該吸着部支持体６に形成され
た一対の貫通孔内には、軸受７，７を介してシヤ
フト８，８が摺動自在に挿入されており、貫通孔
から突出したシヤフト８，８の下端は、吸着本体
５ａに形成された一対の取付孔９，９を貫通して
おり、取付孔９，９からの突出端にはナツト１
０，１０が螺合されている。該シヤフト８，８の
上端には、止輪１１，１１が取付けられており、
該止輪１１，１１が軸受７，７の上端面に当接す
ることによつてシヤフト８，８の抜け止めが図ら
れていると共にシヤフト８，８の下端部に設けら
れたフランジ１２，１２が吸着部本体５ａの上面
に接面することによりナツト１０，１０による吸
着部本体５ａの固定が可能となり、かつ吸着部支
持体６の底面と吸着部本体５ａの上面とに所定の
間隔が保持されることになる。さらに吸着部支持
体６の中央部には、吸着部５側に開口する凹所１
３が形成されており、この凹所１３の底面と吸着
部本体５ａの上面との間には、コイルバネ１４が
配設されており、このバネ１４の夫々の端部は、
凹所１３の底面に形成された環状突起１５と吸着
部本体５ａの上面に形成された環状突起１６とに
嵌合されている。

上記可動部２は、支持部３を構成する支持部材
３ａの内部に形成された空孔１７内に移動自在に
設けられている。即ち、第２図に示すように、空
孔１７は横断面形状が矩形状であつて、この空孔
１７内には、第１及び第２の可動部材２ａ，２ｂ
が配置されている。第１の可動部材２ａの横の長
さ1xは空孔１７の横の長さLxよりもΔlxだけ小
さく設定されており、かつ該可動部材２ａの横方
向の側壁１８は、該部材２ａが横方向つまりＸ方
向に移動する際空孔１７の内壁に摺接するように
なつている。該第１の可動部材２ａの中央部に
は、矩形状の貫通孔１９が形成されており、該孔
１９内には第２の可動部材２ｂが配設されてい
る。該部材２ｂはガイド部２０と垂下部２１とか
らなり、該ガイド部２０の平面形状は矩形をなし
ており、その縦の長さl′yは貫通孔１９の縦の長
さL′yよりもΔl′yだけ小さくなつており、かつ該
ガイド部２０が縦方向つまりＹ方向に移動する
際、ガイド部２０の縦方向の側壁は貫通孔１９の
内面に摺接するようになつている。

上記垂下部２１は、支持部材３ａに開設された
開口部２２から空孔１７外に突出し、吸着部支持
体６の中央部に形成された取付孔２２′内に嵌合
され、さらにその先端面に突設された細杆２３は
該支持体６を貫通し、凹所１３内に達しており、
この凹所１３内の細杆２３にはナツト２４が螺合
されている。

上記第１可動部材２ａと第２可動部材2bのガ
イド部２０とは、空孔１７内を横切るようにして
設けられた保持板２５にすべり軸受２６を介して
保持されている。この保持板２５は、空孔１７の
底面と該保持板２５の下面との間に配設されたバ
ネ２７によつて上方に弾発付勢されている。尚、
上記すべり軸受２６は、空孔１７の天面と第１可
動部材２ａ及びガイド部２０の夫々の上面との間
にも設けられている。

上記第１可動部材２ａの横方向における内側面
の一方と該内側面と相対向するガイド部２０の側
面との夫々には、切欠部２８ａ，２８ｂが形成さ
れており、該切欠部２８ａ，２８ｂ内にはバネ２
９が配設されている。このバネ２９によつてガイ
ド部２０は、第１可動部材２ａの切欠部２８ａか
らの離間する方向に弾発付勢される。前記切欠部
２８ａ，２８ｂと同様の切欠部が支持部材３ａと
第１可動部材２ａとにも形成されており、該切欠
部２９ａ，２９ｂ内にもバネ３０が配設されてい
る。

さらに、切欠部２８ａ，２９ａと相対向する個
所には、ソレノイド３１ａ，３１ｂによつて振動
させられる加振棒３２ａ，３２ｂが配置されてい
る。つまり、切欠部２８ａ，２９ａと加振棒３２
ａ，３２ｂとは、夫々ガイド部２０の中央部に関
して点対称となつている。切欠部２８ａと相対的
する位置にある加振棒３２ａは、支持部材３ａ
と、第１可動部材２ａとに形成された透孔３３内
に設置され、その先端部はガイド部２０に当接し
ている。また、切欠部２９と相対向する位置にあ
る加振棒３２ｂは、支持部材３ａを貫通する透孔
３４と第１可動部材２ａに形成された凹所３５内
に位置しており、かつ該加振棒３２ｂの先端部は
凹所３５の底部に当接している。加振棒３２ａ，
３２ｂの夫々は、先端部に大径部を有し、大径部
の段差面とソレノイド３１ａ，３１ｂが収納され
た筐体３６ａ，３６ｂの端面との間にはバネ３７
ａ，３７ｂが配設されており、該バネ３７ａ，３
７ｂによつて加振棒３２ａ，３２ｂはソレノイド
３１ａ，３１ｂから突出する方向に弾発付勢され
ている。

支持部材３ａの上面には、原点出しピストン３
８が摺動自在に収容されたシリンダ３９が設けら
れており、ピストン３８に連結されたピストンロ
ツド４０は、支持部材３ａを貫通する貫通孔４１
及びガイド部２０の中央部に形成された位置決め
孔４２内を進退動自在となつている。尚、シリン
ダ３９内のばね４３は、ピストン３８を下降させ
る方向に弾発付勢するためのものである。

上記支持部材３ａには、一対のロツド４３ａ，
４３ｂが立設されており、該ロツド４３ａ，４３
ｂには、軸受４４，４４を介して取付部材４５が
取付けられている。この取付部材４５には、ピス
トンロツド４６の先端部がナツト４７によつて固
定されており、このピストンロツド４６の基端部
に取付けられたピストン４８はシリンダ４９内に
摺動自在に嵌挿されている。このシリンダ４９に
は伝達部材５０が取付けられており、該部材５０
は、軸受５１，５１を介して一対のロツド４３
ａ，４３ｂに摺動自在に嵌挿されている。該伝達
部材５０と支持部材３ａとの間には挿入ミス検出
用のバネ５２が配設されており、シリンダ４９の
作動によつて伝達部材５０が下降すると支持部材
３ａは下降することになる。すなわち、ピストン
ロツド４６、シリンダ４９、伝達部材５０等は支
持部材３ａを部品４の挿入方向へ移動させて前記
保持機構に保持された部品４のピン５５を後述す
る基板の孔に挿入する挿入手段を構成している。

第１図において、５３はセンサであつて、略Ｌ
字状の検出部材５３ａを備えており、その一端
は、吸着部本体５ａにビス５４により取付けられ
ていると共に他端はセンサ本体５３ｂに形成され
たスリツト５３ｃ内に配置されており、吸着部本
体５ａの上下方向の変位に応じてスリツト５３ｃ
内を上下するようになつており、吸着部本体５ａ
が上方向に変位するとスリツト５３ｃの上壁に当
接し、また逆に該本体５ａが下方向に変位すると
スリツト５３ｃの下壁に当接するようになつてい
る。このスリツト５３ｃには、この検出部材５３
ａの他端の上述した位置、つまり、スリツト５３
ｃの上下壁の何れに当接しているかを検出する図
示しない素子が設けられており、該素子が、検出
部材５３ａの他端が上壁に当接したことを検出す
ると信号を発生し、該信号は、シリンダ３９及び
ソレノイド３１ａ，３１ｂに供給され、これらを
オンにする。これによつてピストンロツド４０は
位置決め孔４２から退動するため、可動部２はロ
ツクを解除され、移動自在となり、さらに加振棒
３２ａ，３２ｂが振動を開始するため、第１可動
部材２ａはＸ方向に振動し、第２可動部材２ｂは
Ｙ方向に振動することになり、この結果、吸着部
支持体６はこれらＸ，Ｙ方向の合成運動をするこ
とになる。

次に上記構成に係る装置の作用について説明す
ると、先ず第１図に示すように、吸着パツド５６
に、多数のピン５５を有する部品４を当接させ、
吸着口５７から部品４に吸引力を作用させて部品
を吸着部５に保持させる。次いで、図示しない搬
送装置等により搬送された多数の孔５８ａを有す
る基板５８に対して本装置の全体を下降させ、部
品４を基板５８に対する所定位置に位置決めする
（第３図）。この際、部品４のピン５５と基板５８
の孔５８ａとが整合していれば、該ピン５５の先
端が基板５８の孔５８ａに所定の深さだけ挿入さ
れる。したがつて吸着部本体５ａは支持部材３ａ
と相対移動せず、検出部材５３ａの他端がスリツ
ト５３ｃの下壁に当接したまゝとなり、引き続い
てシリンダ４９が作動して伝達部材５０が下動
し、部品４のピン４ａが基板５８の孔５８ａにさ
らに挿入される。一方、基板５８に対して本装置
の全体を下降させた際、部品４及び／又は搬送装
置の停止位置にばらつきがあると、ピン５５は基
板５８の孔５８ａ内に挿入されないことになり、
第３図に示すように、ピン５５の先端面が基板５
８に当接することになり、この結果、吸着部本体
５ａは、コイルバネ１４の弾発付勢力に抗して上
動することになるため、検出部材５３ａの他端
は、第１図の状態から上方に移動し、スリツト５
３ｃの上壁に当接する。これによつて、上述した
ように第１及び第２可動部材２ａ，２ｂが振動を
始めるため、ピン５５も基板５８面上を振動し、
そしてピン５５が基板５８の孔５８ａに入ると、
吸着部本体５ａはバネ１４の弾発付勢力によつて
下動するため、検出部材５３ａの他端はスリツト
５３ｃの下壁に当接することになり、これを図示
しない上記素子が検出すると、信号を発生し、こ
の信号はシリンダ４９に供給される。これによつ
てシリンダ４９が作動するためロツド４３，４３
ｂを介して伝達部材５０が下動することになり、
この結果、支持部材３ａ及び吸着部支持体６を介
して部品４のピン５５が基板５８の孔５８ａ内に
さらに挿入されることになる。

第４図は本発明の他の実施例を示すもので、同
図において第１図と同一符号は同一部分または相
当部分を示すものとする。該実施例においては、
可動部の駆動源としてソレノイドの代りにモータ
を用いた点において上記第１実施例と相異なつて
いる。即ち、一方の切欠部２９ａと相対向する位
置には、モータ５９が設置されており、このモー
タ５９の回転軸５９ａは、支持部材３ａに形成さ
れた通孔６０内に達している。この通孔６０内に
は第７図に示すような変換部材６１が配設されて
いる。該変換部材６１の基端部には、回転軸５９
ａが挿入される挿入孔６２が形成されていると共
にスリツト６３が形成されて二又状にされてい
る。該変換部材６１の先端部は縮径されて小径部
６４に形成されており、さらに該小径部６４に隣
接して該小径部６４よりも大径の伝達部６５及び
該伝達部６５に隣接してカム６６が形成されてい
る。

伝達部６５は、同図ｄに示すように、柱状の変
換部材６１の周面の複数の所定個所を長手方向沿
いに切除いた断面略角形状であり、またカム６６
は円形状であつてかつ先端側の一端面にはテーパ
が形成されている。

上述したように、回転軸５９ａの先端部は、変
換部材６１の挿入孔６２に摺動自在に挿入されて
おり、該回転軸５９ａの回転力は、回転軸５９ａ
を貫通しかつスリツト６３に係合するピン６７に
よつて伝えられる。

該変換部材６１は通孔６０内に設けられた一対
の軸受６８，６８に回転自在に保持されており、
該軸受６８，６８間には、バネ６９が配設されて
いる。該バネ６９によつては変換部材６１はその
先端部方向に弾発付勢されている。

上記第１可動部材２ａの、カム６６と相対向す
る個所には鋼球７０が取付けられており、カム６
６のテーパ面はバネ６９によつて鋼球７０に圧接
されている。

上記第２可動部材２ｂには、伝達部６５が遊嵌
される伝達孔７１が形成されており、上記バネ２
９によつて第２可動部材２ｂは切欠部２８ａから
離間する方向に弾発付勢されているため、伝達部
６５の半周面だけが伝達孔７１に圧縮されること
になる。上記第１可動部材２ａには、伝達部６５
よりも大径の貫通孔７２が形成されているため、
該伝達部６５が第１可動部材２ａと接触すること
はない。上記伝達孔７１は、位置決め孔４２に連
なつており、小径部６４は位置決め孔４２内に達
し、ピストンロツド４０に当接自在となつてい
る。その他の構成は第１実施例と同様である。

次に第２実施例の作用について述べると、第６
図に示すように図示しない第１実施例と同様のセ
ンサが、ピン５５と基板５８との当接を検出する
と、ピストンロツド４０は位置決め孔４２から退
動するため、可動部２のロツクは解除され、変換
部材６１は第６図の矢印Ｃ方向に移動し、カム６
６は鋼球７０に、伝達部６５は伝達孔７１に圧接
されモータ５９もオンとなるため、回転軸５９ａ
が回転することになる。この回転軸５９ａの回転
力は、カム６６と鋼球７０とを介してＸ方向の直
線運動に変換され、また伝達部６５を介してＹ方
向の直線運動に変換されることになり、この結
果、第１可動部材２ａはＸ方向に振動し、また第
２可動部材２ｂはＹ方向に振動するため、吸着部
支持体６はこれらの合成運動を行うことになる。

（効果） 本発明は以上から明らかなように、挿入すべき
部品を保持する保持機構を支持するための可動部
が移動自在であるので、相手部材に対して部品が
挿入されない場合、可動部を介して保持機構を振
動させると、部品のピンの位置が補正されて被挿
入部材の挿入孔に挿入されることになる。

特に部品が多数のリードを有し、該リードを基
板等の孔に挿入する場合でも、保持機構を移動さ
せるだけであるから、リードの数に影響されず、
したがつて多数のリードを有する部品でも挿入率
が極めて高くなり、コストダウンが可能になる。

また、ロボツトなどによつて部品のピンの位置
と挿入孔との位置とを決める第一工程と、可動部
が動作して部品のピンの位置を補正する第二工程
とに分けられ、第二工程ではロボツトが部品の挿
入方向には移動せず、もつぱら可動部材が挿入方
向と直交する平面（水平面）上で振動するだけで
あるから、部品のピンが挿入孔に当接して損傷す
るというようなことがない。

さらに、第２可動部材を第１可動部材の内側に
配置することにより小型軽量化することができる
ため、振動を与える動作部材の出力を小さくする
ことができて、電力消費を低減することができる
という効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すもので、可動
部の駆動源としてソレノイドを用いた装置の縦断
面図、第２図は可動部の横断面図、第３図は同装
置の使用状態を示す縦断面図、第４図は本発明の
他の実施例を示すもので、可動部の駆動源として
モータを用いた装置の縦断面図、第５図は可動部
の横断面図、第６図は同装置の使用状態を示す縦
断面図、第７図ａは変換部材の正面図、同図ｂ
は、同図ａの右側面図、同図ｃは同図ａの左側面
図、同図ｄは伝達部の側面図である。 １……保持機構、２……可動部、２ａ……第１
可動部材、２ｂ……第２可動部材、３……支持
部、４……部品、｛３１ａ……第１のソレノイド、
３１ｂ……第２のソレノイド｝（動作部材）、｛５
９……モータ、６１……変換部材、６５……伝達
部、６６……カム｝（動作部材）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 部品に設けれられたピンを被挿入部材の挿入
   孔に挿入するための部品挿入装置であつて、挿入
   すべき部品を着脱自在に保持する保持機構と、該
   保持機構を支持する可動部と、該可動部を前記部
   品の挿入方向に対して直交する方向に移動自在に
   支持する支持部材と、該支持部材を前記部品の挿
   入方向へ移動させて前記保持機構に保持された部
   品のピンを前記被挿入部材の挿入孔に挿入する挿
   入手段とを備え、前記可動部は、前記支持部材内
   部に形成された空孔に、前記部品の挿入方向と直
   交する平面内の位置方向に移動自在に設けられた
   中空の第１可動部材と、該第１可動部材の内側に
   摺接され該第１可動部材の移動方向と前記平面内
   で直交する方向に移動自在に設けられた第２可動
   部材と、該第１及び第２可動部材をそれぞれ移動
   自在な方向に振動させる動作手段とからなること
   を特徴とする部品挿入装置。 ２ 動作手段が、第１及び第２可動部材を互いに
   直交する方向に振動させる第１及び第２のソレノ
   イドを備えている特許請求の範囲第１項記載の部
   品挿入装置。 ３ 動作手段が、支持部材に設けたモータと、モ
   ータの回転軸に取付けられ、回転によつて第１及
   び第２可動部材を互いに直交する方向に振動させ
   る伝達部及びカムが形成された変換部材とから構
   成された特許請求の範囲第１項記載の部品挿入装
   置。