(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記4つのリンク部材の各々は、一端部が前記力点部を構成する第1アームと、一端部が前記作用点部を構成する第2アームとを有し、前記第1アーム及び前記第2アームの他端部同士が水平軸回りに回動可能に連結されて前記支点部を構成する連結構造体からなり、
前記リンク部材において、
前記支点部は、前記基台上を移動可能であり、
前記力点部は、前記可動部に、水平軸回りに回動可能に固定され、
前記作用点部は、前記バックアッププレートの下面の隅部に、水平軸回りに回動可能に固定される、請求項1に記載の基板支持装置。
前記4つのリンク部材の各々は、断面L字形の屈曲形状に形成され、その屈曲部分が前記支点部を構成し、一端部が前記力点部を構成し、他端部が前記作用点部を構成する単一構造体からなり、
前記リンク部材において、
前記支点部は、前記基台に、水平軸回りに回動可能に固定され、
前記力点部は、前記可動部に、水平軸回りに回動可能に固定され、
前記作用点部は、前記バックアッププレートの下面に対して移動可能である、請求項1に記載の基板支持装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に開示される技術では、バックアッププレートの四隅をそれぞれ支持する4つのリンク部材が、2つのリンク部材を1組として連結部材で連結されている。そして、2つのリンク部材を1組とした合計2組の連結構造のリンク部材が、2つのエアシリンダーの駆動力によって揺動することにより、バックアッププレートが昇降される。2組の連結構造のリンク部材の揺動が、2つのエアシリンダーの駆動力によって行われるので、その2組の連結構造のリンク部材の揺動の同期を取るのが困難となる。このため、リンク部材によって四隅が支持されたバックアッププレートを、水平姿勢を保ちながら昇降させることが困難となる。この結果、部品が搭載される基板を、水平姿勢を保ちながら支持することが困難となる。
【0006】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、部品が搭載される基板を、水平姿勢を保ちながら支持することが可能な基板支持装置、及びこの基板支持装置を備えた部品実装機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一の局面に係る基板支持装置は、基板に部品を搭載する部品実装機における、前記基板と下方側で対向する基台に設けられ、前記基板を支持する基板支持装置である。この基板支持装置は、前記基板を下方側から支持するためのバックアップピンと、前記基台の上方側に配置され、前記バックアップピンが上面に取り付けられるバックアッププレートと、前記基台と前記バックアッププレートとの間において、上下方向に移動する可動部を有する1つのアクチュエータと、前記基台上に配置される支点部と前記可動部に接続される力点部と前記バックアッププレートの下面を支持する作用点部とを有する複数のリンク部材と、を備える。前記複数のリンク部材の各々は、前記力点部に入力された前記可動部の移動に基づき、前記支点部を中心に前記作用点部が上下方向に揺動することにより、前記バックアップピンが前記基板を支持する基板支持位置と、前記バックアップピンが前記基板から下方側に退避した退避位置との間で前記バックアッププレートを、水平姿勢を保ちながら上下方向に昇降させる。前記バックアッププレートは、矩形平板状に形成され、前記アクチュエータにおいて、前記可動部は、前記バックアッププレートの中心を通る垂線上を上下方向に移動し、前記バックアッププレートの四隅にそれぞれ対応して、4つの前記リンク部材が設けられる。そして、前記4つのリンク部材の各々において、前記作用点部は前記バックアッププレートの下面の隅部を支持し、前記支点部と前記力点部との長さが前記支点部と前記作用点部との長さよりも長い。
【0010】
この基板支持装置は、部品実装機の基台に設けられる。基板支持装置は、基台の上方側に配置されるバックアッププレートと、基台とバックアッププレートとの間において上下方向に移動する可動部を有する1つのアクチュエータと、複数のリンク部材とを備える。複数のリンク部材の各々は、基台上に配置される支点部と、アクチュエータの可動部に接続される力点部と、バックアッププレートの下面を支持する作用点部とを有する。複数のリンク部材の各々は、力点部に入力された可動部の移動に基づき、支点部を中心に作用点部が上下方向に揺動することにより、バックアッププレートを上下方向に昇降させる。ここで、複数のリンク部材において、バックアッププレートの下面を支持する作用点部の揺動は、力点部が接続された、1つのアクチュエータの可動部の移動に基づくものである。このため、複数のリンク部材の各々における作用点部の揺動は、同期が取れたものとなる。この結果、複数のリンク部材の各々における作用点部によって下面が支持されたバックアッププレートを、水平姿勢を保ちながら昇降させることができる。従って、基板支持装置は、部品が搭載される基板を、水平姿勢を保ちながら支持することができる。
また、4つのリンク部材の各々における作用点部によってバックアッププレートの四隅が支持された構成であるので、バックアッププレートの中央部を支持する構成に比べて、このバックアッププレートの隅部に荷重がかかった場合でも、水平姿勢を保持しやすい。また、4つのリンク部材の各々において、支点部と力点部との長さが、支点部と作用点部との長さよりも長くなるように設定されているので、梃子の原理を利用し、力点部に入力された可動部の移動力よりも大きな力で、作用点部によってバックアッププレートの各隅部を支持することができる。
【0011】
上記の基板支持装置において、前記4つのリンク部材の各々は、一端部が前記力点部を構成する第1アームと、一端部が前記作用点部を構成する第2アームとを有し、前記第1アーム及び前記第2アームの他端部同士が水平軸回りに回動可能に連結されて前記支点部を構成する連結構造体からなる。そして、前記リンク部材において、前記支点部は、前記基台上を移動可能であり、前記力点部は、前記可動部に、水平軸回りに回動可能に固定され、前記作用点部は、前記バックアッププレートの下面の隅部に、水平軸回りに回動可能に固定される。
【0012】
この態様では、4つのリンク部材の各々は、第1アームと第2アームとが連結された連結構造体からなる。このような連結構造体からなるリンク部材を備えた基板支持装置において、バックアップピンが基板を支持する基板支持位置から、バックアップピンが基板から下方側に退避した退避位置へとバックアッププレートを下降させる場合、各リンク部材は次のように動作する。各リンク部材において、力点部を構成する一端部がアクチュエータの可動部に固定された第1アームは、可動部が上方に移動すると、その移動に応じて力点部を中心に水平軸回りに回動する。すなわち、アクチュエータの可動部に固定された、第1アームの一端部で構成される力点部は、可動部が上方に移動すると、その移動に応じて水平軸回りに回動しつつ上方に移動する。各リンク部材において、力点部が回動しつつ上方に移動すると、第1アームと第2アームとの連結部分で構成される支点部は、水平軸回りに回動しつつ、上方から見た平面視でバックアッププレートの隅部から中心に向かって基台上を移動する。そして、各リンク部材において、第2アームは、支点部を中心に、作用点部を構成する一端部がバックアッププレートの中心から離れるように回動する。これにより、バックアッププレートの隅部に固定される第2アームの一端部で構成される作用点部は、水平軸回りに回動しつつ下方に移動する。このため、作用点部によって各隅部が支持されたバックアッププレートは、アクチュエータの可動部の上方への移動に応じて、水平姿勢を保ちながら下降される。
【0013】
一方、第1アームと第2アームとが連結された連結構造体からなる4つのリンク部材を備えた基板支持装置において、退避位置から基板支持位置へとバックアッププレートを上昇させる場合、各リンク部材は次のように動作する。各リンク部材において、力点部を構成する一端部がアクチュエータの可動部に固定された第1アームは、可動部が下方に移動すると、その移動に応じて力点部を中心に水平軸回りに回動する。すなわち、アクチュエータの可動部に固定された、第1アームの一端部で構成される力点部は、可動部が下方に移動すると、その移動に応じて水平軸回りに回動しつつ下方に移動する。各リンク部材において、力点部が回動しつつ下方に移動すると、第1アームと第2アームとの連結部分で構成される支点部は、水平軸回りに回動しつつ、上方から見た平面視でバックアッププレートの中心から隅部に向かって基台上を移動する。そして、各リンク部材において、第2アームは、支点部を中心に、作用点部を構成する一端部がバックアッププレートの中心に近づくように回動する。これにより、バックアッププレートの隅部に固定される第2アームの一端部で構成される作用点部は、水平軸回りに回動しつつ上方に移動する。このため、作用点部によって各隅部が支持されたバックアッププレートは、アクチュエータの可動部の下方への移動に応じて、水平姿勢を保ちながら上昇される。従って、基板支持装置は、第1アームと第2アームとが連結された連結構造体からなる4つのリンク部材によって、部品が搭載される基板を、水平姿勢を保ちながら支持することができる。
【0014】
上記の基板支持装置において、前記4つのリンク部材の各々は、断面L字形の屈曲形状に形成され、その屈曲部分が前記支点部を構成し、一端部が前記力点部を構成し、他端部が前記作用点部を構成する単一構造体からなる。そして、前記リンク部材において、前記支点部は、前記基台に、水平軸回りに回動可能に固定され、前記力点部は、前記可動部に、水平軸回りに回動可能に固定され、前記作用点部は、前記バックアッププレートの下面に対して移動可能である。
【0015】
この態様では、4つのリンク部材の各々は、断面L字形の屈曲形状に形成された単一構造体からなる。このような単一構造体からなるリンク部材を備えた基板支持装置において、基板支持位置から退避位置へとバックアッププレートを下降させる場合、各リンク部材は次のように動作する。各リンク部材において、アクチュエータの可動部に固定された一端部で構成される力点部は、可動部が上方に移動すると、その移動に応じて水平軸回りに回動しつつ上方に移動する。力点部が回動しつつ上方に移動すると、各リンク部材は、バックアッププレートを支持する他端部で構成される作用点部がバックアッププレートの中心から隅部に向かって移動するように、基台に固定された支点部を中心に水平軸回りに回動する。これにより、作用点部によって各隅部が支持されたバックアッププレートは、アクチュエータの可動部の上方への移動に応じて、水平姿勢を保ちながら下降される。
【0016】
一方、断面L字形の屈曲形状に形成された単一構造体からなるリンク部材を備えた基板支持装置において、退避位置から基板支持位置へとバックアッププレートを上昇させる場合、各リンク部材は次のように動作する。各リンク部材において、アクチュエータの可動部に固定された一端部で構成される力点部は、可動部が下方に移動すると、その移動に応じて水平軸回りに回動しつつ下方に移動する。力点部が回動しつつ下方に移動すると、各リンク部材は、バックアッププレートを支持する他端部で構成される作用点部がバックアッププレートの隅部から中心に向かって移動するように、基台に固定された支点部を中心に水平軸回りに回動する。これにより、作用点部によって各隅部が支持されたバックアッププレートは、アクチュエータの可動部の下方への移動に応じて、水平姿勢を保ちながら上昇される。従って、基板支持装置は、断面L字形の屈曲形状に形成された単一構造体からなる4つのリンク部材によって、部品が搭載される基板を、水平姿勢を保ちながら支持することができる。
【0017】
上記の基板支持装置において、前記アクチュエータは、シリンダ本体と、前記シリンダ本体に対して移動する前記可動部としてのピストンロッドと、を含むエアシリンダーである。
【0018】
この態様では、4つのリンク部材の各々を動作させる駆動源となるアクチュエータを、エアシリンダーによって実現することができる。4つのリンク部材の動作によってバックアッププレートを昇降させる場合、エアシリンダーのピストンロッドは、次のように移動することになる。すなわち、4つのリンク部材の動作によってバックアッププレートを下降させる場合、ピストンロッドは、シリンダ本体から突出するように上方に移動する。一方、4つのリンク部材の動作によってバックアッププレートを上昇させる場合、ピストンロッドは、シリンダ本体に収納されるように下方に移動する。換言すると、バックアップピンによって基板を支持する、バックアッププレートが基板支持位置まで上昇された状態では、ピストンロッドは、シリンダ本体に収納されるように下方に移動した状態となっている。つまり、バックアップピンによって基板を支持するときには、ピストンロッドは、シリンダ本体から露出する長さが短く、ぐらつきが抑止された状態となっている。このため、ピストンロッドのぐらつきに起因してバックアッププレートの姿勢が変動することを抑制することができ、バックアッププレートが基板支持位置において水平姿勢を保った状態で、基板を支持することができる。
【0019】
本発明の他の局面に係る部品実装機は、基台と、前記基台に設けられ、基板を支持する上記の基板支持装置と、前記基板支持装置により支持された前記基板に部品を搭載するヘッドユニットと、を備える。
【0020】
この部品実装機によれば、部品が搭載される基板を、水平姿勢を保ちながら支持することが可能な基板支持装置を備えている。これにより、ヘッドユニットによる基板に対する部品の搭載精度が高精度に維持される。
【発明の効果】
【0021】
以上説明したように、本発明によれば、部品が搭載される基板を、水平姿勢を保ちながら支持することが可能な基板支持装置、及びこの基板支持装置を備えた部品実装機を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の一実施形態に係る基板支持装置及び部品実装機について図面に基づいて説明する。なお、以下では、方向関係についてはXYZ直交座標軸を用いて説明する。X軸方向は水平面と平行な方向であり、Y軸方向は水平面上でX軸方向と直交する方向であり、Z軸方向はX、Y両方向に直交する上下方向である。また、X軸方向において一方向側を「+X側」と称し、X軸方向において一方向とは反対の他方向側を「−X側」と称する。Y軸方向において一方向側を「+Y側」と称し、Y軸方向において一方向とは反対の他方向側を「−Y側」と称する。Z軸方向の上側を「+Z側」と称し、Z軸方向の下側を「−Z側」と称する。
【0024】
[部品実装機の構成]
図1は、本発明の一実施形態に係る部品実装機1を概略的に示す平面図である。部品実装機1は、基板Pに部品を搭載(実装)して実装基板を生産する装置である。部品実装機1は、本体フレーム2と、移動フレーム3と、一対のコンベア4と、基板支持装置5と、部品供給部6と、ヘッドユニット7と、を備える。
【0025】
本体フレーム2は、部品実装機1を構成する各部が配置される構造体である。
図2は、部品実装機1の本体フレーム2の構成を示す斜視図である。
図2に示すように、本体フレーム2は、基台21と、一対の第1柱部22Aと、一対の第2柱部22Bと、第1梁部23Aと、第2梁部23Bと、一対の隆起部25とを含んで構成され、これらの各部が一体成形されてなる。
【0026】
基台21は、X軸方向及びY軸方向に延びる平面となる、略矩形状の上面21Aを有する。一対の第1柱部22Aは、基台21の上面21Aの+X側の各隅部から+Z側(上側)にそれぞれ突出した角柱状の柱部である。一対の第2柱部22Bは、基台21の上面21Aの−X側の各隅部から+Z側(上側)にそれぞれ突出した角柱状の柱部である。
【0027】
第1梁部23Aは、一対の第1柱部22Aの間に架け渡されてY軸方向に延びる梁部である。この第1梁部23Aの上面23Aaには、後述の第1移動機構8及び第1駆動モーター9が配置される。また、第1梁部23Aの上面23Aaにおいて、−X側の端縁部には、+Z側(上側)に突出し、Y軸方向に延びる突出部23Abが形成されている。この第1梁部23Aの突出部23Abには、第1ガイドレール23Acが敷設されている。第1ガイドレール23Acには、後述の移動フレーム3の第1嵌合部32Aが嵌合される。
【0028】
第2梁部23Bは、一対の第2柱部22Bの間に架け渡されてY軸方向に延びる梁部である。この第2梁部23Bの上面23Baには、後述の第1移動機構8及び第1駆動モーター9が配置される。また、第2梁部23Bの上面23Baにおいて、+X側の端縁部には、+Z側(上側)に突出し、Y軸方向に延びる突出部23Bbが形成されている。この第2梁部23Bの突出部23Bbには、第2ガイドレール23Bcが敷設されている。第2ガイドレール23Bcには、後述の移動フレーム3の第2嵌合部32Bが嵌合される。
【0029】
一対の隆起部25は、X軸方向に互いに離間して基台21の上面21Aから+Z側(上側)に隆起し、Y軸方向に延びる。一対の隆起部25はそれぞれ、基台21の上面21Aにおいて、一対の第1柱部22A及び一対の第2柱部22BよりもX軸方向の内側に配置される。また、一対の第1柱部22Aと第1梁部23Aとで囲まれた開口部24Aと、一対の第2柱部22Bと第2梁部23Bとで囲まれた開口部24Bとは、それぞれ、一対の隆起部25に面して開口している。一対の隆起部25には、開口部24A,24Bを貫通するようにして、後述の一対のコンベア4が配置される。
【0030】
また、基台21の上面21Aには、+Y側及び−Y側の各端縁部に沿って、−Z側(下側)に僅かに凹んだ凹部26A,26Bがそれぞれ形成されている。これらの凹部26A,26Bには、後述の部品供給部6がそれぞれ配置される。
【0031】
一対のコンベア4は、互いにY軸方向に間隔をおいてX軸方向に延び、本体フレーム2の一対の隆起部25に、開口部24A,24Bを貫通するようにして配置される。一対のコンベア4は、基板PをX軸方向に搬送する。一対のコンベア4のうち、−Y側のコンベア4は隆起部25に固定された固定コンベアであり、+Y側のコンベア4は隆起部25に対してY軸方向に移動可能な可動コンベアである。一対のコンベア4のY軸方向の間隔を変更することにより、複数サイズの基板Pの搬送が可能となる。
【0032】
一対のコンベア4上を搬送される基板Pは、一対の隆起部25の間に設定された所定の作業位置(基板P上に部品が搭載される部品搭載作業位置)に、基板支持装置5によって位置決めされるようになっている。この基板支持装置5の詳細については、後述する。
【0033】
部品供給部6は、基台21の上面21Aに形成された各凹部26A,26Bに配置される。部品供給部6は、基板Pに搭載される部品を供給するものであり、例えば、多数列のテープフィーダーを備える。各テープフィーダーは、部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出されるように構成されるとともに、テープ送り出し端にはテープ送り機構が具備される。多数列のテープフィーダーを備えた部品供給部6は、後述のヘッドユニット7により部品が取り出されるにつれて、テープ送り機構によりテープを間欠的に送り出すように構成される。
【0034】
移動フレーム3は、X軸方向に延び、本体フレーム2の第1梁部23A及び第2梁部23Bに、Y軸方向に移動可能に支持される。移動フレーム3は、X軸方向に延びる本体部31と、本体部31の+X側の端部に接続される第1嵌合部32Aと、本体部31の−X側の端部に接続される第2嵌合部32Bとを含んで構成される。移動フレーム3において第1嵌合部32Aは、第1梁部23Aの突出部23Abに敷設された第1ガイドレール23Acに嵌合される。また、移動フレーム3において第2嵌合部32Bは、第2梁部23Bの突出部23Bbに敷設された第2ガイドレール23Bcに嵌合される。そして、移動フレーム3は、第1嵌合部32Aが第1ガイドレール23Acに嵌合され、第2嵌合部32Bが第2ガイドレール23Bcに嵌合された状態で、当該第1ガイドレール23Ac及び第2ガイドレール23Bcに沿って移動可能とされる。また、移動フレーム3の本体部31における−Y側の面には、X軸方向に延びるガイド部材33が取り付けられている。このガイド部材33に、後述のヘッドユニット7が嵌合される。
【0035】
移動フレーム3は、駆動モーター9を駆動源とする移動機構8によってY軸方向に移動される。駆動モーター9は、本体フレーム2の第1梁部23Aにおける上面23Aaの−Y側の端部と、第2梁部23Bにおける上面23Baの−Y側の端部とに、ブラケット9Aを介して配設される。移動機構8は、本体フレーム2の第1梁部23Aの上面23Aaと第2梁部23Bの上面23Baとに配設される。
【0036】
本実施形態では、移動機構8は、ボールねじ軸81と、ボールナット82とを含む。ボールねじ軸81は、Y軸方向に延びて駆動モーター9と連結され、駆動モーター9の回転に伴って回転駆動される。ボールねじ軸81の駆動モーター9と連結される側とは反対の+Y側の端部は、ブラケット8Aに支持されている。ボールナット82は、移動フレーム3の第1嵌合部32A(または第2嵌合部32B)に配設され、ボールねじ軸81と螺合する。ボールナット82は、ボールねじ軸81の回転駆動に伴って当該ボールねじ軸81に沿って進退することにより、移動フレーム3を移動させる。
【0037】
ヘッドユニット7は、移動フレーム3に搭載される。ヘッドユニット7は、移動フレーム3の本体部31に取り付けられたガイド部材33に嵌合され、そのガイド部材33に沿ってX軸方向に移動可能となるように、移動フレーム3に搭載される。すなわち、ヘッドユニット7は、移動フレーム3の移動に伴ってY軸方向に移動可能であり、且つ、ガイド部材33に沿ってX軸方向に移動可能である。ヘッドユニット7は、基板支持装置5により支持される基板Pと部品供給部6とにわたって移動可能とされ、部品供給部6から部品を取り出すとともに、その取り出した部品を基板P上に搭載する。
【0038】
[基板支持装置の構成]
基板支持装置5は、上方から見た平面視において一対のコンベア4の間に位置し、基板Pと下方側で対向するように、基台21の上面21Aに配置される。基板支持装置5は、一対のコンベア4により部品搭載作業位置に搬送された基板Pを、下方側から支持する。
【0039】
<第1実施形態>
図3は、第1実施形態に係る基板支持装置5の構成を示す斜視図である。
図4及び
図5は、
図1に示される基板支持装置5を切断面線A−Aから見た断面図である。基板支持装置5は、バックアップピン51と、バックアッププレート52と、アクチュエータである1つのエアシリンダー53と、4つのリンク部材である第1リンク部材54、第2リンク部材55、第3リンク部材56及び第4リンク部材57と、を備える。なお、
図1では、バックアップピン51が省略され、
図4及び
図5では、4つのリンク部材のうち、−Y側に配置される第3リンク部材56及び第4リンク部材57が省略されている。
【0040】
バックアップピン51は、一対のコンベア4により部品搭載作業位置に搬送された基板Pを、下方側から支持するための支持ピンである。バックアップピン51は、バックアッププレート52の上面52Aに縦向きに取り付けられる。バックアップピン51のバックアッププレート52に対する固定方法としては、例えば、バックアッププレート52の上面52Aに複数の凹部を形成し、この凹部にバックアップピン51を嵌め込むようにすればよい。
【0041】
バックアッププレート52は、部品実装機1における本体フレーム2の基台21の上面21Aに対向するように、当該基台21の上方側(+Z側)に配置される、矩形平板状のプレートである。なお、本実施形態では、基台21の上面21Aには、平面視矩形状のトレイ21AAが固定されている。バックアッププレート52は、このトレイ21AAを介して基台21の上面21Aと対向している。このバックアッププレート52の上面52Aにバックアップピン51が取り付けられる。
【0042】
アクチュエータとしてのエアシリンダー53は、シリンダ本体531と、このシリンダ本体531に対して移動する可動部としてのピストンロッド532と、を含む。基台21及びトレイ21AAには、厚み方向に貫通する挿通孔21AB(
図4及び
図5参照)が形成されている。この挿通孔21ABは、基台21の上面21Aに固定されたトレイ21AAの中央部に形成されている。エアシリンダー53において、シリンダ本体531は基台21の下方側(−Z側)に配置され、ピストンロッド532が挿通孔21ABに挿通された状態で上下方向(Z軸方向)に沿って延びて、基台21の上方側(+Z側)に露出している。エアシリンダー53では、シリンダ本体531に供給される圧縮空気によってピストンロッド532が、基台21とバックアッププレート52との間において、バックアッププレート52の中心を通る垂線S1上を上下方向(Z軸方向)に移動する。
【0043】
4つのリンク部材である第1リンク部材54、第2リンク部材55、第3リンク部材56及び第4リンク部材57は、バックアッププレート52の四隅にそれぞれ対応して設けられる。
図3に示す例では、バックアッププレート52の+Y側であり且つ+X側の隅部に対応して第1リンク部材54が設けられ、バックアッププレート52の+Y側であり且つ−X側の隅部に対応して第2リンク部材55が設けられ、バックアッププレート52の−Y側であり且つ+X側の隅部に対応して第3リンク部材56が設けられ、バックアッププレート52の−Y側であり且つ−X側の隅部に対応して第4リンク部材57が設けられている。
【0044】
第1リンク部材54、第2リンク部材55、第3リンク部材56及び第4リンク部材57の各々は、基台21上に固定されたトレイ21AA上に配置される支点部59Aと、ピストンロッド532の上方側先端にリンク取付部533を介して接続される力点部59Bと、バックアッププレート52の下面52Bの隅部を支持する作用点部59Cと、を有する。第1リンク部材54、第2リンク部材55、第3リンク部材56及び第4リンク部材57の各々は、力点部59Bに入力されたピストンロッド532の移動に基づき、支点部59Aを中心に作用点部59Cが上下方向(Z軸方向)に揺動することにより、バックアッププレート52を、水平姿勢を保ちながら上下方向(Z軸方向)に昇降させる。第1リンク部材54、第2リンク部材55、第3リンク部材56及び第4リンク部材57の各々は、バックアップピン51が基板Pを支持する基板支持位置と、バックアップピン51が基板Pから下方側(−Z側)に退避した退避位置との間でバックアッププレート52を、上下方向(Z軸方向)に昇降させる。なお、バックアッププレート52が退避位置に配置された状態が
図4に示され、バックアッププレート52が基板支持位置に配置された状態が
図5に示される。
【0045】
ここで、第1リンク部材54、第2リンク部材55、第3リンク部材56及び第4リンク部材57の各々において、バックアッププレート52の隅部を支持する作用点部59Cの揺動は、力点部59Bが接続された、1つのエアシリンダー53のピストンロッド532の移動に基づくものである。このため、第1リンク部材54、第2リンク部材55、第3リンク部材56及び第4リンク部材57の各々における作用点部59Cの揺動は、同期が取れたものとなる。この結果、第1リンク部材54、第2リンク部材55、第3リンク部材56及び第4リンク部材57の各々における作用点部59Cによって四隅が支持されたバックアッププレート52を、水平姿勢を保ちながら昇降させることができる。従って、基板支持装置5は、部品が搭載される基板Pを、水平姿勢を保ちながら支持することができる。また、バックアッププレート52の四隅が支持された構成であるので、バックアッププレート52の中央部を支持する構成に比べて、このバックアッププレート52の隅部に荷重がかかった場合でも、水平姿勢を保持しやすい。
【0046】
また、基板支持装置5では、第1リンク部材54、第2リンク部材55、第3リンク部材56及び第4リンク部材57の各々において、支点部59Aと力点部59Bとの長さは、支点部59Aと作用点部59Cとの長さよりも長くなるように、設定されている。これにより、第1リンク部材54、第2リンク部材55、第3リンク部材56及び第4リンク部材57の各々において、梃子の原理を利用し、力点部59Bに入力されたピストンロッド532の移動力よりも大きな力で、作用点部59Cによってバックアッププレート52の各隅部を支持することができる。
【0047】
次に、第1実施形態に係る基板支持装置5に備えられる第1リンク部材54、第2リンク部材55、第3リンク部材56及び第4リンク部材57の各々について、より詳しく説明する。
【0048】
本実施形態に係る基板支持装置5において、第1リンク部材54、第2リンク部材55、第3リンク部材56及び第4リンク部材57の各々は、第1アーム58Aと第2アーム58Bとが連結された連結構造体からなる。第1リンク部材54、第2リンク部材55、第3リンク部材56及び第4リンク部材57の各々において、第1アーム58Aのサイズ及び形状は同一とされ、第2アーム58Bのサイズ及び形状も同一とされる。第1アーム58Aの一端部が力点部59Bを構成し、この力点部59Bが、ピストンロッド532の上方側先端におけるリンク取付部533に、接続ピン59Ba(水平軸)回りに回動可能に固定されている。
【0049】
第2アーム58Bの一端部が作用点部59Cを構成し、この作用点部59Cが、バックアッププレート52の下面52Bの隅部に固定されたフランジ板に、接続ピン59Ca(水平軸)回りに回動可能に、固定部59Dを介して固定されている。なお、
図3に示す例では、バックアッププレート52の下面52Bにおいて、+Y側であり且つ+X側の隅部にフランジ板52B1が固定され、このフランジ板52B1に、第1リンク部材54の作用点部59Cが回動可能に固定されている。また、バックアッププレート52の下面52Bにおいて、+Y側であり且つ−X側の隅部にフランジ板52B2が固定され、このフランジ板52B2に、第2リンク部材55の作用点部59Cが回動可能に固定されている。また、バックアッププレート52の下面52Bにおいて、−Y側であり且つ+X側の隅部にフランジ板52B3が固定され、このフランジ板52B3に、第3リンク部材56の作用点部59Cが回動可能に固定されている。また、バックアッププレート52の下面52Bにおいて、−Y側であり且つ−X側の隅部にフランジ板52B4が固定され、このフランジ板52B4に、第4リンク部材57の作用点部59Cが回動可能に固定されている。
【0050】
そして、第1アーム58A及び第2アーム58Bの他端部同士が、接続ピン59Aa(水平軸)回りに回動可能に連結されて支点部59Aを構成する。この支点部59Aは、接続ピン59Aaに挿通された車輪によって構成され、基台21の上面21Aに固定されたトレイ21AA上を移動可能である。
【0051】
上記のような、第1アーム58Aと第2アーム58Bとが連結された連結構造体からなる4つのリンク部材54,55,56,57を備えた基板支持装置5において、バックアップピン51が基板Pを支持する基板支持位置(
図5に示す位置)から、バックアップピン51が基板Pから下方側に退避した退避位置(
図4に示す位置)へとバックアッププレート52を下降させる場合、各リンク部材54,55,56,57は次のように動作する。各リンク部材54,55,56,57において、力点部59Bを構成する一端部がピストンロッド532に固定された第1アーム58Aは、ピストンロッド532が上方に移動すると、その移動に応じて力点部59Bを中心に接続ピン59Ba回りに回動する。すなわち、ピストンロッド532にリンク取付部533を介して固定された、第1アーム58Aの一端部で構成される力点部59Bは、ピストンロッド532が上方に移動すると、その移動に応じて接続ピン59Ba回りに回動しつつ上方に移動する。
【0052】
各リンク部材54,55,56,57において、力点部59Bが回動しつつ上方に移動すると、第1アーム58Aと第2アーム58Bとの連結部分で構成される支点部59Aは、接続ピン59Aa回りに回動しつつ、上方から見た平面視でバックアッププレート52の隅部から中心に向かって基台21のトレイ21AA上を移動する。そして、各リンク部材54,55,56,57において、第2アーム58Bは、支点部59Aを中心に、作用点部59Cを構成する一端部がバックアッププレート52の中心から離れるように回動する。これにより、バックアッププレート52の隅部に固定される第2アーム58Bの一端部で構成される作用点部59Cは、接続ピン59Ca回りに回動しつつ下方に移動する。このため、作用点部59Cによって各隅部が支持されたバックアッププレート52は、エアシリンダー53のピストンロッド532の上方への移動に応じて、水平姿勢を保ちながら下降される。
【0053】
一方、第1アーム58Aと第2アーム58Bとが連結された連結構造体からなる4つのリンク部材54,55,56,57を備えた基板支持装置5において、退避位置(
図4に示す位置)から基板支持位置(
図5に示す位置)へとバックアッププレート52を上昇させる場合、各リンク部材54,55,56,57は次のように動作する。各リンク部材54,55,56,57において、力点部59Bを構成する一端部がピストンロッド532に固定された第1アーム58Aは、ピストンロッド532が下方に移動すると、その移動に応じて力点部59Bを中心に接続ピン59Ba回りに回動する。すなわち、ピストンロッド532に固定された、第1アーム58Aの一端部で構成される力点部59Bは、ピストンロッド532が下方に移動すると、その移動に応じて接続ピン59Ba回りに回動しつつ下方に移動する。
【0054】
各リンク部材54,55,56,57において、力点部59Bが回動しつつ下方に移動すると、第1アーム58Aと第2アーム58Bとの連結部分で構成される支点部59Aは、接続ピン59Aa回りに回動しつつ、上方から見た平面視でバックアッププレート52の中心から隅部に向かって基台21のトレイ21AA上を移動する。そして、各リンク部材54,55,56,57において、第2アーム58Bは、支点部59Aを中心に、作用点部59Cを構成する一端部がバックアッププレート52の中心に近づくように回動する。これにより、バックアッププレート52の隅部に固定される第2アーム58Bの一端部で構成される作用点部59Cは、接続ピン59Ca回りに回動しつつ上方に移動する。このため、作用点部59Cによって各隅部が支持されたバックアッププレート52は、エアシリンダー53のピストンロッド532の下方への移動に応じて、水平姿勢を保ちながら上昇される。従って、基板支持装置5は、第1アーム58Aと第2アーム58Bとが連結された連結構造体からなる4つのリンク部材54,55,56,57によって、部品が搭載される基板Pを、水平姿勢を保ちながら支持することができる。
【0055】
なお、4つのリンク部材54,55,56,57の動作によってバックアッププレート52が基板支持位置(
図5に示す位置)まで上昇すると、そのバックアッププレート52の上昇動作は、ガイドシャフト60の下端に取り付けられたストッパ部60Aによって停止される。
図3に示すように、ガイドシャフト60は、バックアッププレート52の下面52Bにおける四隅にそれぞれ固定されたフランジ板52B1,52B2,52B3,52B4に、接続されている。各ガイドシャフト60は、基台21を貫通した挿通孔に挿通され、その下端にストッパ部60Aが取り付けられている。バックアッププレート52が基板支持位置(
図5に示す位置)まで上昇すると、ガイドシャフト60の下端に取り付けられたストッパ部60Aが基台21の下面に当接する。これにより、バックアッププレート52の上昇動作が停止される。
【0056】
また、上述の如く、4つのリンク部材54,55,56,57の各々を動作させる駆動源となるアクチュエータは、エアシリンダー53によって実現される。4つのリンク部材54,55,56,57の動作によってバックアッププレート52を昇降させる場合、エアシリンダー53のピストンロッド532は、次のように移動することになる。すなわち、4つのリンク部材54,55,56,57の動作によってバックアッププレート52を下降させる場合、ピストンロッド532は、シリンダ本体531から突出するように上方に移動する。一方、4つのリンク部材54,55,56,57の動作によってバックアッププレート52を上昇させる場合、ピストンロッド532は、シリンダ本体531に収納されるように下方に移動する。
【0057】
換言すると、バックアップピン51によって基板Pを支持する、バックアッププレート52が基板支持位置(
図5に示す位置)まで上昇された状態では、ピストンロッド532は、シリンダ本体531に収納されるように下方に移動した状態となっている。つまり、バックアップピン51によって基板Pを支持するときには、ピストンロッド532は、シリンダ本体531から露出する長さが短く、ぐらつきが抑止された状態となっている。このため、ピストンロッド532のぐらつきに起因してバックアッププレート52の姿勢が変動することを抑制することができ、バックアッププレート52が基板支持位置において水平姿勢を保った状態で、基板Pを支持することができる。
【0058】
<第2実施形態>
図6及び
図7は、第2実施形態に係る基板支持装置5Aの構成を示す断面図である。
図6及び
図7は、第2実施形態に係る基板支持装置5Aについて、上述の第1実施形態に係る基板支持装置5の
図4及び
図5にそれぞれ対応した断面図である。第2実施形態に係る基板支持装置5Aは、上述の第1実施形態に係る基板支持装置5に対して、4つのリンク部材の構成が異なる。第2実施形態に係る基板支持装置5Aは、リンク部材の構成以外は、第1実施形態に係る基板支持装置5と同様に構成されている。このように第2実施形態に係る基板支持装置5Aは、第1実施形態に係る基板支持装置5と同様の部分を有する。従って、以下の説明及び図において、対応する同様の部分については同一の参照符号を付すとともに、説明を省略する。
【0059】
基板支持装置5Aは、上述の基板支持装置5と同様に、バックアッププレート52の四隅にそれぞれ対応して設けられる、4つのリンク部材を備える。なお、
図6及び
図7では、4つのリンク部材のうち、+Y側に配置される第1リンク部材54A及び第2リンク部材55Aが表されており、−Y側に配置される第3リンク部材及び第4リンク部材が省略されている。
図6及び
図7では、第3リンク部材及び第4リンク部材が省略されているが、以下では、基板支持装置5Aに備えられる4つのリンク部材を、上述の基板支持装置5に備えられる4つのリンク部材54,55,56,57に対応して、第1リンク部材54A、第2リンク部材55A、第3リンク部材56A、及び第4リンク部材57Aと称する。
【0060】
基板支持装置5Aに備えられる、第1リンク部材54A、第2リンク部材55A、第3リンク部材56A及び第4リンク部材57Aの各々は、基台21の上面21Aに配置された固定部21ACに固定される支点部70Aと、ピストンロッド532の上方側先端にリンク取付部533を介して接続される力点部70Bと、バックアッププレート52の下面52Bの隅部を支持する作用点部70Cと、を有する。第1リンク部材54A、第2リンク部材55A、第3リンク部材56A及び第4リンク部材57Aの各々は、力点部70Bに入力されたピストンロッド532の移動に基づき、支点部70Aを中心に作用点部70Cが上下方向(Z軸方向)に揺動することにより、バックアッププレート52を、水平姿勢を保ちながら上下方向(Z軸方向)に昇降させる。第1リンク部材54A、第2リンク部材55A、第3リンク部材56A及び第4リンク部材57Aの各々は、バックアップピン51が基板Pを支持する基板支持位置と、バックアップピン51が基板Pから下方側(−Z側)に退避した退避位置との間でバックアッププレート52を、上下方向(Z軸方向)に昇降させる。なお、バックアッププレート52が退避位置に配置された状態が
図6に示され、バックアッププレート52が基板支持位置に配置された状態が
図7に示される。
【0061】
ここで、第1リンク部材54A、第2リンク部材55A、第3リンク部材56A及び第4リンク部材57Aの各々において、バックアッププレート52の隅部を支持する作用点部70Cの揺動は、力点部70Bが接続された、1つのエアシリンダー53のピストンロッド532の移動に基づくものである。このため、第1リンク部材54A、第2リンク部材55A、第3リンク部材56A及び第4リンク部材57Aの各々における作用点部70Cの揺動は、同期が取れたものとなる。この結果、第1リンク部材54A、第2リンク部材55A、第3リンク部材56A及び第4リンク部材57Aの各々における作用点部70Cによって四隅が支持されたバックアッププレート52を、水平姿勢を保ちながら昇降させることができる。従って、基板支持装置5Aは、部品が搭載される基板Pを、水平姿勢を保ちながら支持することができる。
【0062】
また、基板支持装置5Aでは、第1リンク部材54A、第2リンク部材55A、第3リンク部材56A及び第4リンク部材57Aの各々において、支点部70Aと力点部70Bとの長さは、支点部70Aと作用点部70Cとの長さよりも長くなるように、設定されている。これにより、第1リンク部材54A、第2リンク部材55A、第3リンク部材56A及び第4リンク部材57Aの各々において、梃子の原理を利用し、力点部70Bに入力されたピストンロッド532の移動力よりも大きな力で、作用点部70Cによってバックアッププレート52の各隅部を支持することができる。
【0063】
次に、第2実施形態に係る基板支持装置5Aに備えられる第1リンク部材54A、第2リンク部材55A、第3リンク部材56A及び第4リンク部材57Aの各々について、より詳しく説明する。
【0064】
本実施形態に係る基板支持装置5Aにおいて、第1リンク部材54A、第2リンク部材55A、第3リンク部材56A及び第4リンク部材57Aの各々は、断面L字形の屈曲形状に形成された単一構造体からなる。第1リンク部材54A、第2リンク部材55A、第3リンク部材56A及び第4リンク部材57Aの各々は、サイズ及び形状が同一とされる。単一構造体からなる各リンク部材54A,55A,56A,57Aにおいて一端部が力点部70Bを構成し、この力点部70Bが、ピストンロッド532の上方側先端におけるリンク取付部533に、接続ピン70Ba(水平軸)回りに回動可能に固定されている。なお、単一構造体からなる各リンク部材54A,55A,56A,57Aにおいて、力点部70Bを構成する一端部には、長穴状の貫通孔70Bbが形成されている。この貫通孔70Bbに接続ピン70Baが挿通された状態で、力点部70Bが、接続ピン70Ba回りに回動可能に固定されている。
【0065】
単一構造体からなる各リンク部材54A,55A,56A,57Aにおいて他端部が作用点部70Cを構成している。この作用点部70Cは、接続ピン70Caに挿通された車輪によって構成され、バックアッププレート52の下面52Bに対して移動可能である。
【0066】
そして、単一構造体からなる各リンク部材54A,55A,56A,57Aにおいて、屈曲部分が支点部70Aを構成している。この支点部70Aは、基台21の上面21Aに配置された固定部21ACに、接続ピン70Aa(水平軸)回りに回動可能に固定されている。
【0067】
上記のような、断面L字形の屈曲形状に形成された単一構造体からなる4つのリンク部材54A,55A,56A,57Aを備えた基板支持装置5Aにおいて、バックアップピン51が基板Pを支持する基板支持位置(
図7に示す位置)から、バックアップピン51が基板Pから下方側に退避した退避位置(
図6に示す位置)へとバックアッププレート52を下降させる場合、各リンク部材54A,55A,56A,57Aは次のように動作する。
【0068】
各リンク部材54A,55A,56A,57Aにおいて、ピストンロッド532に固定された一端部で構成される力点部70Bは、ピストンロッド532が上方に移動すると、その移動に応じて接続ピン70Ba回りに回動しつつ上方に移動する。力点部70Bが回動しつつ上方に移動すると、各リンク部材54A,55A,56A,57Aは、バックアッププレート52を支持する他端部で構成される作用点部70Cがバックアッププレート52の中心から隅部に向かって移動するように、基台21の固定部21ACに固定された支点部70Aを中心に接続ピン70Aa回りに回動する。これにより、作用点部70Cによって各隅部が支持されたバックアッププレート52は、ピストンロッド532の上方への移動に応じて、水平姿勢を保ちながら下降される。
【0069】
一方、断面L字形の屈曲形状に形成された単一構造体からなるリンク部材54A,55A,56A,57Aを備えた基板支持装置5Aにおいて、退避位置(
図6に示す位置)から基板支持位置(
図7に示す位置)へとバックアッププレート52を上昇させる場合、各リンク部材54A,55A,56A,57Aは次のように動作する。
【0070】
各リンク部材54A,55A,56A,57Aにおいて、ピストンロッド532に固定された一端部で構成される力点部70Bは、ピストンロッド532が下方に移動すると、その移動に応じて接続ピン70Ba回りに回動しつつ下方に移動する。力点部70Bが回動しつつ下方に移動すると、各リンク部材54A,55A,56A,57Aは、バックアッププレート52を支持する他端部で構成される作用点部70Cがバックアッププレート52の隅部から中心に向かって移動するように、基台21の固定部21ACに固定された支点部70Aを中心に接続ピン70Aa回りに回動する。これにより、作用点部70Cによって各隅部が支持されたバックアッププレート52は、ピストンロッド532の下方への移動に応じて、水平姿勢を保ちながら上昇される。従って、基板支持装置5Aは、断面L字形の屈曲形状に形成された単一構造体からなる4つのリンク部材54A,55A,56A,57Aによって、部品が搭載される基板Pを、水平姿勢を保ちながら支持することができる。
【0071】
なお、4つのリンク部材54A,55A,56A,57Aの動作によってバックアッププレート52が基板支持位置(
図7に示す位置)まで上昇すると、そのバックアッププレート52の上昇動作は、上述の基板支持装置5の場合と同様に、ガイドシャフト60の下端に取り付けられたストッパ部60Aによって停止される。
【0072】
また、本実施形態に係る部品実装機1は、部品が搭載される基板Pを、水平姿勢を保ちながら支持することが可能な基板支持装置5,5Aを備えている。これにより、ヘッドユニット7による基板Pに対する部品の搭載精度が高精度に維持される。
【0073】
以上、本発明の実施形態に係る基板支持装置及び部品実装機について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を採ることができる。
【0074】
上記の実施形態においては、4つのリンク部材を動作させる駆動源となるアクチュエータとして、エアシリンダー53を用いた例を示したが、上下方向(Z軸方向)に直動運動する可動部を有するアクチュエータであればよい。例えば、アクチュエータは、ボールねじ軸と、ボールナットとを含んで構成されていてもよい。この場合、ボールねじ軸は、上下方向(Z軸方向)に延びて駆動モーターと連結され、駆動モーターの回転に伴って回転駆動される。そして、ボールナットは、ボールねじ軸と螺合する。ボールナットは、ボールねじ軸の回転駆動に伴って当該ボールねじ軸に沿って進退することにより、上下方向(Z軸方向)に移動する。ボールナットは可動部として機能し、このボールナットに、4つのリンク部材の各々の力点部を接続するようにすればよい。
【0075】
また、上記の実施形態においては、可動部としてのピストンロッド532の移動に基づきバックアッププレート52を上下方向(Z軸方向)に昇降させるリンク機構として、4つのリンク部材を備えた構成について説明したが、バックアッププレート52の水平姿勢を保持できるのであれば、リンク部材の数は4つに限定されるものではない。基板支持装置は、基台21上に配置される支点部と、1つのエアシリンダー53のピストンロッド532に接続される力点部と、バックアッププレート52の下面52Bを支持する作用点部とを有する複数のリンク部材を備えた構成であればよい。