特許 7325705 倣い装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-04

(45)【発行日】2023-08-15

(54)【発明の名称】倣い装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/52 20060101AFI20230807BHJP

   B25J 17/02 20060101ALI20230807BHJP

   H05K 13/04 20060101ALN20230807BHJP

【ＦＩ】

H01L21/52 F

B25J17/02 G

H05K13/04 Z

H05K13/04 B

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019084020

(22)【出願日】2019-04-25

(65)【公開番号】P2020181889

(43)【公開日】2020-11-05

【審査請求日】2022-02-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000102511

【氏名又は名称】ＳＭＣ株式会社

(74)【代理人】

【氏名又は名称】林 宏

(74)【代理人】

【識別番号】100119404

【弁理士】

【氏名又は名称】林 直生樹

(74)【代理人】

【識別番号】100177769

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 徹

(72)【発明者】

【氏名】下田 洋己

(72)【発明者】

【氏名】西川 武志

(72)【発明者】

【氏名】石辺 二朗

【審査官】堀江 義隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－２１６２６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１５６７７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／５２

Ｂ２５Ｊ １７／０２

Ｈ０５Ｋ １３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

凹球面を有する固定部材と、前記凹球面に嵌合する凸球面を有する可動部材とを備え、前記凹球面と凸球面との間にエアを供給することにより該凹球面と凸球面とを非接触状態にし、その状態で前記可動部材を前記凹球面に沿って変位させることにより、該可動部材に取り付けられる吸着治具に吸着されたワークを装着対象部位に平行に押し付けるように構成された倣い装置において、
前記倣い装置は、前記可動部材の凸球面を前記固定部材の凹球面に押し付けることにより該可動部材をロックするロック機構と、前記吸着治具に通じる吸引用流路とを有し、
前記ロック機構は、前記固定部材の内部を前記凹球面の中心軸に沿って延びるロッド孔と、該ロッド孔の内部に摺動自在に挿入されたロッドとを有し、該ロッドの基端部に、エアの作用により該ロッドを前進及び後退させるピストンが設けられ、該ロッドの先端は、前記可動部材の凸球面に形成された中心孔を遊動状態に貫通して該可動部材の内部の凹部内に進入し、該ロッドの先端に、前記凹部の底面に係止及び離脱する係止部が形成されており、
前記吸引用流路は、前記固定部材に形成された吸引用ポートと、前記ロッドの先端に開口して前記吸着治具に通じる吸引用開口と、前記吸引用ポートと前記吸引用開口とを結ぶ吸引用連通孔とを有し、
前記吸引用連通孔は、前記ロッドの外周を取り囲む環状孔と、該環状孔と前記吸引用ポートとを結ぶ第１連通孔と、前記ロッドの内部を前記中心軸方向に延びて前記吸引用開口に連通する第２連通孔と、該第２連通孔と前記環状孔とを結ぶ第３連通孔とを有する、
ことを特徴とする倣い装置。

【請求項2】

前記ロッドの先端の前記吸引用開口は、前記吸着治具のエア吸引管をねじ込んで接続するための螺子孔であることを特徴とする請求項１に記載の倣い装置。

【請求項3】

前記可動部材に形成された前記凹部の底面は凹球面状をなし、
前記ロッドの先端の前記係止部は円形をなしていて、該係止部の背面の、前記凹部の底面に対向する係止面は平坦面をなし、前記係止部には、前記可動部材の中心孔を外部に開放する複数の排気孔が形成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の倣い装置。

【請求項4】

前記固定部材に形成された前記ロッド孔の孔端は前記凹球面に開口し、該孔端に拡大孔部が形成されており、該拡大孔部の孔径は前記可動部材の中心孔の孔径より大きいことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の倣い装置。

【請求項5】

前記固定部材は非磁性材からなり、前記可動部材は磁性材からなっており、
前記固定部材の前記凹球面には、前記中心軸を取り囲む環状の第１収容溝が形成され、該第１収容溝の内部に、非磁性材からなる環状の多孔質部材が前記凹球面の一部を形成するように収容されており、
前記第１収容溝の背後には、前記中心軸を取り囲む環状の第２収容溝が前記第１収容溝に連なるように形成され、該第２収容溝の内部に、環状の永久磁石が収容されると共に、該永久磁石の外周と前記第２収容溝の内周との間に環状のエア供給孔が形成され、該エア供給孔は、前記固定部材に形成されたフローティング用ポートに連通すると共に、前記第１収容溝に前記多孔質部材の背面側で連通している、
ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の倣い装置。

【請求項6】

前記第２収容溝の内径は前記第１収容溝の内径より大きく、該第２収容溝の外径は前記第１収容溝の外径より小さいことを特徴とする請求項５に記載の倣い装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークを装着対象部位に平行に倣わせて装着するのに用いる倣い装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば半導体チップ等のワークをプリント基板などの装着対象部位に平行に倣わせて装着する場合、特許文献１や特許文献２あるいは特許文献３等に開示されているような倣い装置が使用される。この倣い装置は、図１０に概略的に示すように、凹球面６１を備えた固定部材６０と、前記凹球面６１に揺動自在に嵌合する凸球面６３を備えた可動部材６２とを有していて、前記可動部材６２に、ワークＷを吸着により保持する吸着治具６４が取り付けられる。そして、前記吸着治具６４の先端の吸着口６５にワークＷを吸着させた状態で、ポート６６から前記凹球面６１と凸球面６３との間にエアを供給して該凹球面６１と凸球面６３とを非接触状態にし、その状態で、前記吸着治具６４に保持されたワークＷを装着対象部位６７に押し付けることにより、前記可動部材６２及び吸着治具６４を前記凹球面６１に沿って変位させ、前記吸着治具６４に保持されたワークＷを、前記装着対象部位６７に平行に押し付けて装着するものである。図中の符号６８で示す部材は、通気性を有する多孔質部材である。

【0003】

ところが、前記公知の倣い装置は、通常、前記吸着治具６４の内部に、前記吸着口６５に通じる吸引孔６９が形成されると共に、該吸着治具６４の側面に、前記吸引孔６９に通じる配管接続口７０が設けられていて、この配管接続口７０に吸引用の配管（ホース）７１を接続した状態で使用される。このため、前記可動部材６２及び吸引治具６４の変位によって前記配管７１が変形した際に、該配管７１の変形に伴う弾性力が前記治具６４を介して前記可動部材６２に作用し、この弾性力により、前記可動部材６２の円滑且つ適正な変位が阻害されて倣い精度が低下するおそれがあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第４０８１２４７号公報

【文献】特許第４５４７６５２号公報

【文献】特許第５１８５８８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の技術的課題は、ワークを吸着するための吸着治具に吸引用の配管を直接接続する必要がなく、従って、前記吸着治具に前記配管の変形に伴う弾性力が作用しないために倣い精度の低下を来すことのない、簡単で合理的な構造を有する倣い装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を解決するため、本発明は、凹球面を有する固定部材と、前記凹球面に嵌合する凸球面を有する可動部材とを備え、前記凹球面と凸球面との間にエアを供給することにより該凹球面と凸球面とを非接触状態にし、その状態で前記可動部材を前記凹球面に沿って変位させることにより、該可動部材に取り付けられる吸着治具に吸着されたワークを装着対象部位に平行に押し付けるように構成された倣い装置において、前記倣い装置は、前記可動部材の凸球面を前記固定部材の凹球面に押し付けることにより該可動部材をロックするロック機構と、前記吸着治具に通じる吸引用流路とを有し、前記ロック機構は、前記固定部材の内部を前記凹球面の中心軸に沿って延びるロッド孔と、該ロッド孔の内部に摺動自在に挿入されたロッドとを有し、該ロッドの基端部に、エアの作用により該ロッドを前進及び後退させるピストンが設けられ、該ロッドの先端は、前記可動部材の凸球面に形成された中心孔を遊動状態に貫通して該可動部材の内部の凹部内に進入し、該ロッドの先端に、前記凹部の底面に係止及び離脱する係止部が形成されており、前記吸引用流路は、前記固定部材に形成された吸引用ポートと、前記ロッドの先端に開口して前記吸着治具に通じる吸引用開口と、前記吸引用ポートと前記吸引用開口とを結ぶ吸引用連通孔とを有し、前記吸引用連通孔は、前記ロッドの外周を取り囲む環状孔と、該環状孔と前記吸引用ポートとを結ぶ第１連通孔と、前記ロッドの内部を前記中心軸方向に延びて前記吸引用開口に連通する第２連通孔と、該第２連通孔と前記環状孔とを結ぶ第３連通孔とを有することを特徴とする。

【0007】

本発明の倣い装置において、前記ロッドの先端の前記吸引用開口は、前記吸着治具のエア吸引管をねじ込んで接続するための螺子孔であることが望ましい。

【0008】

また、本発明の倣い装置においては、前記可動部材に形成された前記凹部の底面は凹球面状をなし、前記ロッドの先端の前記係止部は円形をなしていて、該係止部の背面の、前記凹部の底面に対向する係止面は平坦面をなし、前記係止部には、前記可動部材の中心孔を外部に開放する複数の排気孔が形成されていても良い。

【0009】

また、本発明の倣い装置において、前記固定部材に形成された前記ロッド孔の孔端は前記凹球面に開口し、該孔端に拡大孔部が形成されており、該拡大孔部の孔径は前記可動部材の中心孔の孔径より大きくても構わない。

【0010】

更に、本発明の倣い装置において、前記固定部材は非磁性材からなり、また、前記可動部材は磁性材からなっていて、前記固定部材の前記凹球面には、前記中心軸を取り囲む環状の第１収容溝が形成され、該第１収容溝の内部に、非磁性材からなる環状の多孔質部材が前記凹球面の一部を形成するように収容され、前記第１収容溝の背後には、前記中心軸を取り囲む環状の第２収容溝が前記第１収容溝に連なるように形成され、該第２収容溝の内部に、環状の永久磁石が収容されると共に、該永久磁石の外周と前記第２収容溝の内周との間に環状のエア供給孔が形成され、該エア供給孔は、前記固定部材に形成されたフローティング用ポートに連通すると共に、前記第１収容溝に前記多孔質部材の背面側で連通していても良い。

【0011】

この場合、前記第２収容溝の内径は前記第１収容溝の内径より大きく、該第２収容溝の外径は前記第１収容溝の外径より小さくても構わない。

【発明の効果】

【0012】

本発明の倣い装置は、可動部材をロックするためのロック機構を形成するロッドを、吸引用流路を形成するための部材として兼用し、該ロッドに形成した吸引用流路を通じて吸着治具にワーク吸着用の吸引力を作用させるようにしたので、従来の倣い装置のように前記吸着治具に吸引用の配管を接続する必要がなく、従って、前記配管が変形した場合の弾性力が前記吸着治具に作用することがないため、倣い精度の低下を来すことがない。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明に係る倣い装置の第１実施形態を示す断面図である。

【図2】図１の要部拡大図である。

【図3】図２の要部拡大図である。

【図4】前記倣い装置の一つの動作状態を、吸着治具の中間部分を省略して示す断面図である。

【図5】前記倣い装置の他の動作状態を、吸着治具の中間部分を省略して示す断面図である。

【図6】前記倣い装置の他の動作状態を、吸着治具の中間部分を省略して示す断面図である。

【図7】前記倣い装置の他の動作状態を、吸着治具の中間部分を省略して示す断面図である。

【図8】本発明に係る倣い装置の変形例を示す断面図である。

【図9】本発明に係る倣い装置の第２実施形態を示す要部断面図である。

【図10】従来の倣い装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１－図７は本発明に係る倣い装置の第１実施形態を示すものである。この倣い装置１は、凹球面３を有する固定部材２と、前記凹球面３に揺動自在に嵌合する凸球面５を有する可動部材４とを有していて、図７に示すように、前記凹球面３と凸球面５との間にエアを供給して該凹球面３と凸球面５とを非接触状態にし、その状態で、前記可動部材４の前面に取り付けられた吸着治具６に半導体チップ等のワークＷを吸着により保持させて、該ワークＷをプリント基板などの装着対象部位９に押し付けることにより、前記吸着治具６を介して前記可動部材４を前記凹球面３に沿って変位（傾斜）させ、それにより、前記ワークＷを前記装着対象部位９に平行に倣わせて装着するものである。

【0015】

図１において、前記凹球面３の曲率半径と凸球面５の曲率半径とは互いに等しく、前記凸球面５の曲率中心Ｃは、前記装着対象部位９の中心に設定されている。従って、前記吸着治具６の中心軸Ｌ方向の長さは、前記曲率半径に見合う長さであるが、図示した例では、該吸着治具６の中間部分は省略されている。

【0016】

また、前記固定部材２は、ロボットアーム等の作業機器に取り付けるための部材であって、非磁性材からなる第１部材２ａと非磁性材からなる第２部材２ｂとをシール部材１０を介してボルト（不図示）で連結することにより、矩形のブロック形に形成され、前記第１部材２ａの前面に前記凹球面３が形成され、前記第２部材２ｂの後面に前記作業機器に取り付けるための取付面２ｃが形成されている。

【0017】

前記固定部材２の凹球面３には、該凹球面３の中心を通る中心軸Ｌを取り囲む環状の第１収容溝１１が形成され、該第１収容溝１１の内部に、非磁性材からなる環状の多孔質部材１３が収容され、該多孔質部材１３の前面は前記凹球面３の一部を形成している。前記多孔質部材１３は、連続気孔を有する焼結体からなっていて、通気性を有する。

【0018】

前記第１収容溝１１の背後には、前記中心軸Ｌを取り囲む環状の第２収容溝１２が、前記第１収容溝１１に連なるように形成され、該第２収容溝１２の内部に、環状の永久磁石１４が、該永久磁石１４の前面と前記多孔質部材１３の背面との間に若干の間隔を保った状態で収容されている。
図２に示すように、前記第２収容溝１２の内径ｄ１は、前記第１収容溝１１の内径Ｄ１より大きく、該第２収容溝１２の外径ｄ２は、前記第１収容溝１１の外径Ｄ２より小さい。このため、前記永久磁石１４は、前記多孔質部材１３の真後ろに配置され、該永久磁石１４の磁力が、磁性材製の前記可動部材４に、前記多孔質部材１３を介して作用することになる。

【0019】

また、前記永久磁石１４の外径ｄ３を前記第２収容溝１２の外径ｄ２より小さくすることにより、該永久磁石１４の外周と前記第２収容溝１２の内周との間に環状のエア供給孔１５が形成され、該エア供給孔１５が、前記固定部材２の側面に形成されたフローティング用ポート１６に連通孔１７を通じて連通すると共に、前記第１収容溝１１にも、前記多孔質部材１３の背面側で連通している。該多孔質部材１３の背面には、該背面と前記永久磁石１４の前面との間の間隔を拡大するための環状の凹部１８が形成され、この凹部１８が前記エア供給孔１５に連通している。

【0020】

これにより、前記フローティング用ポート１６から前記エア供給孔１５にエアが供給されると、該エアが、前記多孔質部材１３の内部を通って前記凹球面３と凸球面５との間に流入し、該凹球面３と凸球面５とを非接触状態にするため、図５及び図７に示すように、前記可動部材４がフローティング状態になる。このとき、前記エアの圧力により前記凸球面５が前記凹球面３から離間する力と、前記永久磁石１４により前記可動部材４が固定部材２側に吸引される力とが釣り合うことで、前記凹球面３と凸球面５とは、微少な空隙Ｇを介して非接触状態を維持する。
前記フローティング用ポート１６が排気状態になると、前記可動部材４は、前記永久磁石１４により前記固定部材２側に吸引され、図１及び図２に示すように、前記凸球面５が凹球面３に接触した状態になる。

【0021】

従って、前記フローティング用ポート１６と、前記連通孔１７及びエア供給孔１５と、前記多孔質部材１３と、前記凹球面３及び凸球面５とは、前記可動部材４をフローティング状態にするためのフローティング機構を形成するものである。

【0022】

前記可動部材４は、鉄等の磁性材により形成されていて、その後面に前記凸球面５が形成され、前面に前記吸着治具６を螺子で取り付けるための取付面４ａが形成されている。前記凸球面５の正面視形状は円形であり、前記取付面の正面視形状は矩形である。

【0023】

また、前記倣い装置１は、前記可動部材４の凸球面５を前記固定部材２の凹球面３に押し付けることによって該可動部材４をロックするロック機構２０を有している。
前記ロック機構２０は、前記固定部材２の内部を前記中心軸Ｌに沿って延びるロッド孔２１と、該ロッド孔２１の内部に２つのリップ型のシール部材２３ａ，２３ｂを介して摺動自在に挿入されたロッド２２とを有している。

【0024】

前記ロッド２２の基端部には、エアの作用により該ロッド２２を前進及び後退させるピストン２４が、シール部材２５を介して取り付けられている。前記ピストン２４は、前記固定部材２の前記第１部材２ａと第２部材２ｂとの間に形成されたピストン室２６内に、ピストンシール２７を介して摺動自在に収容され、該ピストン２４によって前記ピストン室２６の内部が、第１圧力室２８と第２圧力室２９とに区画されている。また、前記固定部材２の側面には、ロック用ポート３０とロック解除用ポート３１とが形成され、前記ロック用ポート３０は前記第１圧力室２８に連通し、前記ロック解除用ポート３１は前記第２圧力室２９に連通している。

【0025】

前記ロッド２２とピストン２４とを連結するため、該ロッド２２の基端部には、小径化した取付部２２ａが形成され、該取付部２２ａが、前記ピストン２４の中心に形成された取付孔２４ａ内に挿入され、該ピストン２４の一端は前記ロッド２２の段部２２ｂに係止し、該ピストン２４の他端は、前記ロッド２２に取り付けられたＣ形リング３２に係止している。

【0026】

一方、前記ロッド２２の先端には、該ロッド２２の長さ方向の中央部分、即ち、前記ロッド孔２１内を摺動する部分より径の小さい小径部２２ｃが形成され、この小径部２２ｃが、前記可動部材４の凸球面５の中心に形成された中心孔３３を遊動状態に貫通して、該可動部材４の内部に形成された円形の凹部３４内に進入し、該小径部２２ｃの先端に、円形の係止部３５が形成され、該係止部３５が、前記凹部３４の凹球面状をした底面３４ａに係止及び離脱するようになっている。

【0027】

前記係止部３５の直径ｄ４は、前記ロッド２２の中央部分の直径ｄ５及び前記中心孔３３の孔径ｄ６より大きいが、前記凹部３４の内径ｄ７よりは小さく、該係止部３５の中心軸Ｌ方向の高さ（厚み）ｈ１は、前記凹部３４の深さｈ２より小さい。また、前記係止部３５の背面、即ち、前記凹部３４の底面３４ａに対向する係止面３５ａは、平坦面をなしている。更に、前記係止部３５には、前記可動部材４の中心孔３３を外部に開放する複数の排気孔３６が、該係止部３５を中心軸Ｌの方向に貫通するように形成されている。

【0028】

前記ロック機構２０において、前記ロック用ポート３０を排気状態にすると共に、前記ロック解除用ポート３１を給気状態にすると、図１及び図５に示すように、前記ピストン２４の作用によりロッド２２が前進（下降）し、該ロッド２２の先端の係止部３５が可動部材４の凹部３４の底面３４ａから離間するため、前記可動部材４のロックは解除される。その逆に、前記ロック解除用ポート３１を排気状態にすると共に、前記ロック用ポート３０を給気状態にすると、図４に示すように、前記ピストン２４の作用によりロッド２２が後退（上昇）して前記係止部３５が可動部材４の凹部３４の底面３４ａに係止し、該可動部材４を引き上げて前記凸球面５を前記固定部材２の凹球面３に押し付けるため、該可動部材４はロックされる。

【0029】

また、図２に示すように、前記固定部材２に形成されたロッド孔２１の孔径は、前記ロッド２２の中央部分の直径ｄ５とほぼ同径であって、前記可動部材４の中心孔３３の孔径ｄ６より僅かに小さいが、該ロッド孔２１の前端には、図３に示すように、該ロッド孔２１の孔径を次第に拡大させて前記中心孔３３の孔径ｄ６に近づけるためのテーパー部２１ａが形成され、該テーパー部２１ａの前端に、拡大孔部２１ｂが形成されている。該拡大孔部２１ｂは、座繰りにより形成されたもので、該拡大孔部２１ｂの孔径ｄ８は、前記中心孔３３の孔径ｄ６より大きく、該拡大孔部２１ｂの孔縁２１ｃは、前記中心孔３３の孔縁３３ａの回りを取り囲んでいる。
このような拡大孔部２１ｂを前記ロッド孔２１の孔端に形成したことにより、倣い動作のために前記凸球面５が凹球面３に対して変位した場合に、前記中心孔３３の孔縁３３ａと前記拡大孔部２１ｂの孔縁２１ｃとが交叉しないか、あるいは交叉してもその度合いは小さいため、こじり等による動作不良が発生しにくい。

【0030】

前記倣い装置１には、更に、図１及び図２に示すように、前記吸着治具６に通じるワーク吸着のための吸引用流路４０が形成されている。
前記吸引用流路４０は、前記固定部材２の側面に形成された吸引用ポート４１と、前記ロッド２２の先端に開口して前記吸着治具６に通じる吸引用開口４２と、前記吸引用ポート４１と前記吸引用開口４２とを結ぶ吸引用連通孔４３とを有している。

【0031】

前記吸引用連通孔４３は、前記２つのシール部材２３ａ，２３ｂ間の位置で前記ロッド孔２１の一部に前記ロッド２２の外周を取り囲むように形成された環状孔４３ａと、該環状孔４３ａと前記吸引用ポート４１とを結ぶ第１連通孔４３ｂと、前記ロッド２２の内部を中心軸Ｌ方向に延びて該ロッド２２の先端の前記吸引用開口４２に連通する第２連通孔４３ｃと、前記第２連通孔４３ｃと前記環状孔４３ａとを連通させるために前記ロッド２２の内部に放射状に形成された複数の第３連通孔４３ｄとを有している。
前記ロッド２２の先端の前記吸引用開口４２は、前記吸着治具６のエア吸引管５１をねじ込んで接続するための螺子孔である。

【0032】

前記吸着治具６は、前記可動部材４の前端の前記取付面４ａに取り付けられる中空の治具本体５０と、該治具本体５０の内部に配設された前記エア吸引管５１とを有し、前記治具本体５０の前端には、ワークＷを吸着するための前記吸着口７が形成されている。また、前記エア吸引管５１の基端には、前記吸引用開口４２に螺着するための螺子部５１ａが形成され、該エア吸引管５１の先端には、弾性変形可能な吸着パッド５２が取り付けられ、該吸着パッド５２の先端が、前記治具本体５０の内部において、前記吸着口７の周りのシート部７ａに気密に接触している。

【0033】

これにより、前記固定部材２の吸引用ポート４１から、該固定部材２及びロッド２２に形成された前記吸引用連通孔４３、前記ロッド２２の先端の吸引用開口４２、及び前記エア吸引管５１を通じてエアが吸引されると、前記治具本体５０の前端の吸着口７にワークＷが吸着され、また、前記吸引用ポート４１が外気に開放されるか又は給気状態になると、前記ワークＷが前記治具本体５０から解放される。
従って、前記吸引用流路４０と吸着治具６とによって、前記ワークＷを吸着するための吸着機構が形成されていることになる。

【0034】

なお、図１中の符号４７で示す部分は、前記可動部材４が固定部材２に対して中心軸Ｌの回りに回転するのを規制するための回転規制機構である。この回転規制機構４７の構成は特許文献２等によって公知であり、本実施形態においては、この公知の回転規制機構と実質的に同じ構成の回転規制機構４７を採用しているため、その構成の説明は省略することとする。

【0035】

次に、前記構成を有する倣い装置１を使用し、トレー等に置かれたワークＷを吸着により保持して装着対象部位９まで搬送し、該装着対象部位９の傾きに倣わせた状態で装着するときの動作の一例について説明する。

【0036】

なお、以下の説明では、前記ロック機構２０において、図４に示すように、前記ロック用ポート３０を給気状態にすると共に前記ロック解除用ポート３１を排気状態にすることによって前記可動部材４をロックした状態を、ロックオン又はロック機構がオンの状態にあるといい、図５に示すように、前記ロック用ポート３０を排気状態にすると共に前記ロック解除用ポート３１を給気状態にすることによって前記可動部材４のロックを解除した状態を、ロックオフ又はロック機構がオフの状態にあるといい、また、前記フローティング機構において、図５及び図７に示すように、前記フローティング用ポート１６を給気状態にすることによって前記可動部材４をフローティング状態にした状態を、フローティングオン又はフローティング機構がオンの状態にあるといい、図４に示すように、前記フローティング用ポート１６を開放状態（非給気状態）にすることによって前記可動部材４のフローティング状態を解除した状態を、フローティングオフ又はフローティング機構がオフの状態であるという。更に、前記吸着機構において、図６及び図７に示すように、前記吸引用ポート４１を吸引状態にすることによって前記吸引治具でワークＷを吸着した状態を、吸着オン又は吸着機構がオンの状態にあるといい、図４及び図５に示すように、前記吸引用ポート４１を開放状態又は給気状態にすることによって前記吸引治具からワークＷを解放した状態を、吸着オフ又は吸着機構がオフの状態にあるという。

【0037】

図１は、前記倣い装置１がイニシャルポジションにあって倣い動作が行われていないときの状態である。このとき、全てのポート１６，３０，３１，４１は排気状態（開放状態）にあるため、該倣い装置１は、ロックオフ、フローティングオフ、吸着オフの状態にあり、このため、前記可動部材４のロックは解除されていて、該可動部材４は、永久磁石１４に吸引されて固定部材２に当接した状態にあり、また、前記吸着治具６の吸着口７に吸引力は作用していない。

【0038】

この状態から前記倣い装置１が、トレー等に置かれたワークＷの位置まで移動する場合には、図４に示すように、前記ロック解除用ポート３１を排気状態にすると共に前記ロック用ポート３０を給気状態にすることにより、前記ロック機構２０がオンの状態に切り換わり、前記可動部材４がロックされる。このとき、前記フローティング用ポート１６及び吸引用ポート４１はそれぞれ開放状態のままであるため、前記フローティング機構及び吸着機構はオフのままである。

【0039】

そして、前記倣い装置１がワークＷの位置まで移動し、前記吸着治具６の先端が前記ワークＷに当接すると、図５に示すように、該倣い装置１は、前記ロック用ポート３０が排気状態になると共に前記ロック解除用ポート３１が給気状態になることによりロックオフの状態になり、また、前記フローティング用ポート１６が給気状態になることによりフローティングオンの状態になる。このため、前記可動部材４及び吸着治具６は、前記ワークＷの姿勢に倣って変位する。しかし、前記吸着機構はオフのままである。

【0040】

このとき、前記フローティング用ポート１６からエア供給孔１５及び多孔質部材１３を通じて前記凹球面３と凸球面５との間の空隙Ｇ内に噴射されたエアは、該空隙Ｇの外周から外部に流出するほか、前記空隙Ｇの内周からも、前記可動部材４の中心孔３３の内周とロッド２２の外周との間の空間部を通って前記凹部３４内に流入し、主として前記係止部３５の排気孔３６から、前記可動部材４と吸着治具６との間に形成された排気孔３７を通って外部に流出する。

【0041】

また、前記可動部材４が前記固定部材２に対して変位（傾斜）することができる角度範囲は、前記中心孔３３の孔径ｄ６の範囲であり、図５には、前記可動部材４が、前記中心孔３３の内壁が前記ロッド２２の側面に当接する位置まで、最大限傾斜した状態が示されている。

【0042】

また、前記倣い動作が行われたとき、前記可動部材４と、前記吸着治具６の治具本体５０とは、前記中心軸Ｌに対して傾斜するのに対し、前記エア吸引管５１は、その基端が前記ロッド２２に連結されているため傾斜しない。この時の該エア吸引管５１と前記治具本体５０との間の角度のずれは、前記吸着パッド５２が撓むことによって吸収される。

【0043】

前記倣い動作が完了したあと、前記倣い装置１は、図６に示すように、前記吸引用ポート４１が吸引状態になることによって吸着オンの状態に切り換わるため、前記吸着治具６にワークＷが吸着され、それと同時に、ロックオン及びフローティングオフの状態に切り換わることにより、前記可動部材４及び吸着治具６は、ロック機構２０によってその時の姿勢にロックされる。

【0044】

次に、ワークＷを吸着した前記倣い装置１は、図６の動作状態を維持したまま、図７に示すように装着対象部位９に移動し、該装着対象部位９に前記ワークＷを押し当てる。そして、ロックオフ、フローティングオン、吸着オンの動作状態に切り換わることにより、前記ワークＷを吸着治具６に吸着したまま、前記可動部材４及び吸着治具６の変位によって該ワークＷを前記装着対象部位９に平行に倣わせ、該装着対象部位９に装着する。

【0045】

続いて前記倣い装置１は、前記吸引用ポート４１を外部に開放するか又は該吸引用ポート４１から吸引用流路４０にエアを供給することにより吸着オフに切り換わり、前記ワークＷを吸着治具６から解放する。そのあと該倣い装置１は、ロックオン及びフローティングオフの状態に切り換わることにより、図４に示すように、前記可動部材４及び吸着治具６はロックされる。

【0046】

そして、前記ワークＷを解放した前記倣い装置１は、前記ロックオン、フローティングオフ、吸着オフの動作状態のまま、次の作業に移行するか、あるいは、イニシャルポジションに移動して次の作業のために待機する。
作業を終了する場合、前記倣い装置１は、ロックオフ、フローティングオフ、吸着オフの状態（図１参照）に切り換わる。

【0047】

以上に詳述したように、前記倣い装置１は、前記可動部材４をロックするためのロック機構２０を形成するロッド２２を、前記吸引用流路４０を形成するための部材として兼用し、該ロッド２２に形成した吸引用流路４０を通じて吸着治具６にワーク吸着用の吸引力を作用させるように構成されているので、従来の倣い装置のように前記吸着治具６に吸引用の配管を直接接続する必要がなく、従って、前記配管が変形した場合の弾性力が、前記吸着治具６に、倣い動作に対する抵抗力として作用することがなく、このため、前記可動部材４の正常な変位が阻害されて倣い精度の低下を来すことがない。

【0048】

図８に示す変形例は、倣い装置１に取り付けられる吸着治具６Ａの構成が、図１－図７に示す吸着治具６の構成と相違している。
即ち、前記図１－図７に示す吸着治具６は、治具本体５０の前端の吸着口７にワークＷを吸着するタイプであるが、図８に示す吸着治具６Ａは、吸着パッド５２でワークＷを直接吸着するタイプである。このとき、前記治具本体５０の前端の吸着口７Ａの口径は、前記吸着パッド５２の口径より大きく形成され、前記吸着パッド５２に吸着されたワークＷの外周部分が前記吸着口７Ａの口縁に当接するようになっており、それにより、該ワークＷが安定した姿勢に保たれるようになっている。
この変形例における倣い装置１の構成は、図１－図７における倣い装置１の構成と同じである。

【0049】

図９は本発明に係る倣い装置の第２実施形態の要部を示すもので、この第２実施形態の倣い装置１Ａでは、ロック機構２０のロッド２２とピストン２４との取付構造が前記第１実施形態の倣い装置１と相違している。即ち、この第２実施形の倣い装置１Ａにおいては、ロッド２２の基端部の取付軸部２２ｄをピストン２４の取付孔２４ａ内に挿入し、該取付軸部２２ｄに取り付けた２つの係止リング４８ａ，４８ｂを前記ピストン２４の一端及び他端に係止させている。
前記第２実施形態の倣い装置１のその他の構成は、前記第１実施形態の倣い装置１と実質的に同じである。

【符号の説明】

【0050】

１，１Ａ 倣い装置
２ 固定部材
３ 凹球面
４ 可動部材
５ 凸球面
６，６Ａ 吸着治具
９ 装着対象部位
１１ 第１収容溝
１２ 第２収容溝
１３ 多孔質部材
１４ 永久磁石
１５ エア供給孔
１６ フローティング用ポート
２０ ロック機構
２１ ロッド孔
２１ｂ 拡大孔部
２２ ロッド
２４ ピストン
３３ 中心孔
３４ 凹部
３４ａ 底面
３５ 係止部
３５ａ 係止面
３６ 排気孔
４０ 吸引用流路
４１ 吸引用ポート
４２ 吸引用開口
４３ 吸引用連通孔
４３ａ 環状溝
４３ｂ 第１連通孔
４３ｃ 第２連通孔
４３ｄ 第３連通孔
５１ エア吸引管
Ｗ ワーク
Ｌ 中心軸
Ｄ１，ｄ１ 内径
Ｄ２，ｄ２ 外径
ｄ６，ｄ８ 孔径

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】