JPH0425391A - 電子部品装着ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、たとえばチップ状の電子部品を吸着し、電子
部品回路基板の所定位置に装着するための電子部品装着
ヘッドに関する。

（従来の技術） たとえば電子部品回路基板に多数のチップ状の電子部品
を装着しなければならない。そのために電子部品装着ヘ
ッドが用いられる。この種の電子部品装着ヘッドは、高
速回転間欠移動して所定の電子部品を吸着し、電子部品
回路基板まで移送してその任意位置に装着する。

従来の電子部品装着ヘッドをなお説明すると、たとえば
第３図あるいは第４図に示すように構成される。

はじめに第３図−のものから説明すると、図中１は高速
回転間欠駆動されるテーブルであり、この端部に主軸２
が垂設される。この主軸２には図示しない回転駆動機構
が連結され、正逆方向に回転駆動される。また、主軸２
の下端部には略円筒状のノズルヘッド本体３の中心部が
一体的に設けられる。上記ノズルヘッド本体３には、そ
の同心円上に等間隔を存して複数本のノズルホルダ４・
・・が設けられ、それぞれの先端部である下端部に直径
の異なる吸着ノズル５・・・を備えている。これらノズ
ルホルダ４・・・は、それぞれ単独で上下動自在となる
よう、図示しない昇降機構に連結される。そして全ての
吸着ノズル５・・・は、それぞれのノズルホルダ４・・
・を介して図示しない負圧・正圧切換回路に連通される
。

実際に電子部品Ｐを装着するには、上記テーブル１を高
速回転間欠駆動してノズルヘッド本体３を図示しない電
子部品供給部に対向させ、かつこれを回転駆動して、吸
着すべき電子部品Ｐに適応する吸着ノズル５を選択する
。最適径の吸着ノズル５が対向したら、その吸着ノズル
５を備えたノズルホルダ４のみ下降駆動してノズルヘッ
ド本体３から突出させる。同時に、そのノズルホルダ４
を介して吸着ノズル５を負圧状態にする。したがって、
吸着ノズル５の先端部に電子部品Ｐを吸着保持できる。

ついで電子部品Ｐを吸着したノズルホルダ４を上昇駆動
してテーブル１を高速移動し、電子部品Ｐを図示しない
電子部品回路基板の所定の装着部位に移送する。そして
再びノズルヘッド本体３を回転駆動するとともにノズル
ホルダ４を下降駆動し、吸着ノズル５先端部を電子部品
Ｐごと所定の装着部位に当てる。吸着ノズル５を正圧状
態に変えて、吸着していた電子部品Ｐを装着する。

つぎに、第４図に示す電子部品装着ヘッドについて説明
する。高速回転間欠駆動する図示しないテーブルにノズ
ルヘッド本体６が昇降機構７を介して連結され、上下動
自在である。このノズルヘッド本体６の端部には、図示
しない回転駆動機構に連結されるハウジング８が設けら
れる。そしてハウジング８の同心円上には、等間隔にノ
ズルホルダ９・・・が設けられ、それぞれの先端部には
直径が異なる吸着ノズル１０・・・が設けられる。各ノ
ズルホルダ９・・・は、図示しない突出機構に連結され
、それぞれ単体でハウジング８から突没自在になってい
る。そして全ての吸着ノズル１０・・・は、それぞれの
ノズルホルダ９・・・を介して図示しない負圧・正圧切
換回路に連通される。

しかして、テーブルを高速回転間欠駆動して上記ノズル
ヘッド本体６を電子部品供給部に対向し、ハウジング８
を回転駆動して吸着すべき電子部品Ｐに適応する吸着ノ
ズル１０を選択して対向させる。最適径の吸着ノズル１
０が対向したら、その吸着ノズル１０を備えたノズルホ
ルダ９のみハウジング８から突出保持する。同時に、そ
のノズルホルダ９を介して吸着ノズル１０を負圧状態に
する。ついで昇降機構７を作動してノズルヘッド本体６
を下降させ、吸着ノズル１０の先端部を電子部品Ｐに当
接し吸着する。そして再びノズルヘッド本体６を上昇駆
動してテーブルを高速移動し、ハウジング８を回転駆動
して電子部品Ｐを電子部品回路基板の所定の装着部位に
移送する。再びノズルヘッド本体６を下降駆動して、吸
着ノズル１０先端部を電子部品Ｐごと所定の装着部位に
当て、これを正圧状態に変えて吸着していた電子部品Ｐ
を装着する。

（発明が解決しようとする課題） このように、いずれの電子部品装着ヘッドにおいても所
期の作用効果を得られるが、それぞれ問題を有している
。

すなわち、第３図に示す構造のものであると、これはノ
ズルヘッド本体３の中心部に上記主軸２が貫通している
ため、ノズルヘッド本体３自体の直径がかなり大となり
、大型になってしまう。このような大型のノズルヘッド
本体３を、テーブル１に多数配置しようとしても、上記
テーブル１を大型にできないので、その配置数が限られ
てしまい大量生産に不適である。また、ノズルヘッド本
体３の直径が大であることは、電子部品Ｐを吸着する吸
着ノズル５の移動量が大となる。一方、生産量が設定さ
れているため、そこから吸着ノズル５の移送速度が求め
られる。上記構造のものでは、大なる移動量を所定の単
位時間で移動しなければならず、そのため吸着した電子
部品Ｐを移送する際の最大加速度が高くなってしまう。

これに対して、吸着されるべき電子部品Ｐは極めて小型
軽量であるところから、高い最大加速度の影響で移送中
に位置ズレが生じる恐れがあり、装着精度に対する信頼
性が低い不具合がある。

あるいは第４図に示す構造のものであると、ハウジング
８の中心部に主軸がないため、その直径を小さくして軽
量化できる利点があるが、上記昇降機構７は、ハウジン
グ８などを備えたノズルヘッド本体６全体を昇降駆動し
なければならない。

上記ノズルヘッド本体６の重量がかさんで昇降動作が迅
速でなく、したがって高速回転間欠駆動に適さないとい
う不具合がある。

本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その
目的とするところは、小型軽量化を図るとともに、移送
中における最大加速度を小さくして、電子部品を確実に
吸着移送および装着でき、高速回転間欠駆動に最適な電
子部品装着ヘッドを提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決する手段および作用） すなわち本発明は、ノズルヘッド本体に回転自在で、か
つ上下動自在にハウジングを設け、このハウジングの回
転中心に対して同心円上に複数本のノズルホルダを配置
し、かつそれぞれ上下動自在に設け、これらノズルホル
ダのそれぞれ端部に電子部品の吸着離反が可能な吸着ノ
ズルを設け、上記ハウジングの回転中心に鋼球およびガ
イドバーからなるロック機構を設け、ハウジングの端面
から突出する所定の吸着ノズルおよびノズルホルダをそ
の位置でロックすることを特徴とする電子部品装着ヘッ
ドである。

このように、ハウジングにノズルホルダとロック機構を
収めて小型軽量化したので、ノズルヘッド本体を迅速に
高速駆動できて最大加速度が小さくてすみ、移送中の電
子部品の位置ズレがない。

電子部品の吸着および装着にあたっては、ノズルホルダ
を突出保持し、ハウジングを回転上下動するだけでよく
、高速駆動を行っても振動騒音の発生がない。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図および第２図にもとづ
いて説明する。図中１１は、回転間欠駆動機構１２に設
けられるノズルヘッド本体である。上記回転間欠駆動機
構１２は、図示しないテーブルから垂設される。上記ノ
ズルヘッド本体１１には負圧・正圧孔１３が貫通して設
けられ、その一端開口部は図示しない負圧・正圧源に連
通する。このノズルヘッド本体１１には、負圧・正圧溝
１４を有するブツシュ１５が圧入嵌着されていて、上記
負圧・正圧溝１４はノズルヘッド本体１１の負圧・正圧
孔１３端部に設けられるフィルタ１６を介して連通ずる
。さらに、ブツシュ１５にはハウジング１７が回転自在
、かつ上下動自在に嵌合する。

すなわち、上記ハウジング１７は図示しない回転駆動機
構および押圧機構に連結される。上記ブツシュ１５から
上方に突出するハウジング１７の周面には圧縮ばね１８
が巻装され、ブツシュ１５に対してハウジング１７を上
方向に突出するよう弾性的に付勢している。なお、上記
ブツシュ１５の下端部およびハウジング１７の下端部は
ともにテーパ加工が施されていて、上記圧縮ばね１８の
弾性力をもって互いに密着し、かつ作動中におけるハウ
ジング１７の回転ずれ防止がなされている。

上記ハウ−ジンク１７の中心部には、後述するロック機
構１９か設けられ、かつその周囲である同心円上に極め
て狭小の間隔を存して複数のノズルホルダ２０・・・か
設けられる。上記ロック機構１９は、ハウジング１７の
中心軸に沿って収容され、図示しない押圧機構に連結さ
れるガイドバー２１と、このガイドバー２１の周面一部
に設けられる溝部２２に転移自在に掛合する鋼球２３お
よび上記ガイドバー２１の下端部とハウジング１７下端
部との間に介在される圧縮ばね２４とから構成される。

この圧縮ばね２４は、上記ガイドバー２１を押圧機構の
押圧力に抗して上方向へ突出するよう弾性力を付勢して
いる。上記溝部２２は、その上端部は略直角状に、かつ
下端部はテーバ状に形成されていて、これらの間は当然
、細径になっている。上記鋼球２３は、上記ハウジング
１７に設けられる鋼球用孔２５内に嵌合していて、その
−部を上記溝部２２に突出する。なお説明すれば、上記
鋼球２３が溝部２２の細径部分に転接する位置にあれば
、これは上記鋼球用孔２５から溝部２２内部側に突出可
能である。鋼球２３か溝部２２のテーパ部分に転接すれ
ば、圧縮ばね２４によりガイドバー２１が上方向に付勢
されることてもあり、テーパ部分を介して鋼球２３は鋼
球用孔２５から外部側であるノズルホルダ２０側に突出
付勢される。

上記ノズルホルダ２０は、ハウジング１７のガイドバー
２１周部に沿って等間隔に設けられるホルダ用孔２６内
に上下動自在に収容される。なお、上記ガイドバー２１
の直径が小さく、かつこの周部に沿って複数のノズルホ
ルダ２０・・・を最小限の等間隔で備えるので、上記ハ
ウジング１７の直径も小さくてすみ、軽量である。

上記ノズルホルダ２０は、図示しない押圧機構に連結さ
れるとともに、その上端部と／＼ウジング１７中間部と
の間には圧縮ばね２７が設けられ、押圧機構の押圧力に
抗して上方向へ突出するよう弾性力を付勢している。

それぞれのノズルホルダ２０の外周面には、上下方向に
所定間隔を存して第１の溝２８と第２の溝２９が設けら
れる。上記第１の溝２８は上部側にあり、上記鋼球用孔
２５からホルダ用孔２６内に突出する鋼球２３が完全に
挿嵌し、よってノズルホルダ２０の上下動か規制される
よう鋼球２３直径と略同−の断面矩形状の溝である。こ
れに対し上記第２の溝２９は下部側にあって、上下同一
のテーパ状である。したかって、第２の溝２９に上記鋼
球２３が掛合しても、ノズルホルダ２０は容易に上下動
可能である。

一方、上記ハウジング１７の周面一部には、このハウジ
ング１７が上下方向に変位しても、上記ブツシュ１５に
設けられる負圧・正圧溝１４に常に連通する負圧・正圧
ガイド孔３０が設けられ、かつノズルホルダ２０の周面
一部には、このノズルホルダ２０が下方に突出したとき
のみ上記負圧・正圧ガイド孔３０に連通するガイド孔３
１が開口している。上記ノズルホルダ２０は、その軸方
向に沿って中空孔３２が設けられ、上記ガイド孔３１と
連通ずる。

上記中空孔３２の特に下端側に、圧縮ばね３３および吸
着ノズル３４が収容される。すなわち、上記吸着ノズル
３４は圧縮ばね３３の弾性力を受けてハウジング１７の
下端部から突出するよう弾性的に付勢される。この周面
には上下方向に沿ってガイド溝３５が設けられていて、
ノズルホルダ２０に設けられるストッパピン３６が掛合
する。

したがって、上記吸着ノズル３３はガイド溝３５の範囲
に亘って上下動自在である。

なお、それぞれの吸着ノズル３３の中心軸に沿って吸着
孔３７が設けられ、先端である下端部に開口するよう貫
通する。その先端である下端部の直径は互いに異なって
いて、吸着すべき電子部品Ｐに適応可能となっている。

しかして、実際に電子部品Ｐを吸着するには、ノズルヘ
ッド本体１１を高速回転間欠駆動して図示しない電子部
品供給部に移動し、ノーウジング１７を回動駆動して吸
着すべき電子部品Ｐに適応する吸着ノズル３４を対向さ
せる。最適径の吸着ノズル３４がその電子部品Ｐに対向
したら、その吸着ノズル３４を備えたノズルホルダ２０
のみ下方に押圧付勢するとともに、上記ガイドバー２１
を下方に押圧付勢する。これらの作用により、鋼球２３
は溝部２２における細径部分に転移するとともに第２の
溝２９から出て第１の溝２８に嵌合する。ついて、ノズ
ルホルダ２０およびガイドバー２１に対する押圧付勢力
を除去する。上記ガイドバー２１には圧縮ばね２４の弾
性力か作用して上方に変位し、上記鋼球２３に溝部２２
におけるテーパ部分が当接する。したがって、この鋼球
２３は第１の満２８内方向に押付けられ、ここから抜は
出ない。すなわち上記ノズルホルダ２０は、ガイドバー
２１と鋼球２３および圧縮ばね２４とからなるロック機
構１９の作用によってその位置がロックされ、ここに備
えられる吸着ノズル３４はハウジング１７下端面から下
方に突出する。

ついで、上記ハウジング１７を下降駆動するとともに負
圧・正圧孔１３を負圧状態にする。突出した上記吸着ノ
ズル３４の先端部は目的とする電子部品Ｐに当接し、負
圧によってこの電子部品Ｐを吸着保持する。このとき吸
着ノズル３４は圧縮ばね３３の弾性力に抗して一旦上昇
し、電子部品Ｐ当接時における衝撃を緩和する。

そのままハウジング１７を上昇駆動し、かつノズルヘッ
ド本体１１を電子部品回路基板Ｓまで高速移動して、電
子部品Ｐを吸着した吸着ノズル３４を所定の装着部位に
対向させる。再びハウジング１７を下降駆動して、吸着
した電子部品Ｐを所定の装着部位に当てる。このときも
、吸着ノズル３４は圧縮ばね３３の弾性力に抗して一旦
上昇して衝撃を緩和する。上記負圧・正圧孔１３を正圧
側に切換えて吸着ノズル３４を正圧状態とし、したがっ
てそれまで吸着していた電子部品Ｐを電子部品回路基板
Ｓの所定部位に装着できる。

なお、別の電子部品Ｐを吸着すべく新たな吸着ノズル３
４を突出させるには、上述のようにロック機構１９を作
用する。このとき同時に、それまで突出していた吸着ノ
ズル３４はハウジング１７内に収容される。すなわち、
上記ガイドバー２１を一旦押し下げると、上記鋼球２３
は溝部２２のテーパ部分から細径部分にその転接位置を
変え、球状であるところから第１の溝２８から抜は出や
すい状態となる。そのノズルホルダ２０には圧縮ばね２
７の弾性押し上げ力か作用しているところから、上記鋼
球２３は第１の溝２８から抜は出る。

上記ノズルホルダ２０に対するロックが解除し、圧縮ば
ね２７の弾性押し上げ力によって上昇する。

鋼球２３はノズルホルダ２０の周面に沿って転接し、結
局、第２の溝２９に挿入したところで、ノズルホルダ２
０に対する弱いロックがなされる。

第２図にも示すように、電子部品Ｐの吸着・装着にあた
っては、ロック機構１９の作用でノズルホルダ２０を突
出保持し、かつ直径が小さく軽量のハウジング１７を回
動し、上下動することにより可能である。したがって、
ノズルヘッド本体１１の回転間欠移動量が少なくなり、
このとき吸着した電子部品Ｐの最大加速度が小さくなっ
て、移動中の位置ズレなど発生しない。吸着した電子部
品Ｐを電子部品回路基板Ｓの装着すべき部位に正しく対
向して装着でき、極めて信頼性が高い。

また、上記ハウジング１７は軽量であるから、回動およ
び上下動を迅速に行うことができ、高速駆動をしても振
動騒音の発生がない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ハウジングの同心
円上にノズルホルダを備えるとともにその中心部にロッ
ク機構を設け、電子部品の吸着および装着は、ノズルホ
ルダを突出保持した状態でハウジングを回転し、かつ上
下動させて行うようにした。したがって、上記ハウジン
グは直径が小さくて軽量化し、回転および上下動を迅速
に行え、高速駆動をしても振動騒音の発生がない。この
ようなハウジングを備えたノズルヘッド本体は間欠移動
量が少なくてすみ、吸着した電子部品の最大加速度が小
さくなって移送中の位置ズレの防止ができ、装着精度の
信頼性向上を得るなどの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す電子部品装着ヘッドの
縦断面図、第２図はその概略斜視図、第３図は本発明の
従来例を示す電子部品装着ヘッドの斜視図、第４図は本
発明のさらに異なる従来例を示す電子部品装着ヘッドの
斜視図である。 １１・・・ノズルヘッド本体、１７・・ハウジング、２
０・・・ノズルホルダ、Ｐ・・・電子部品、３４・・・
吸着ノズル、２３・・・鋼球、２１・・・ガイドバー　
１９・・・ロック機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ノズルヘッド本体と、このノズルヘッド本体に回転自在
   で、かつ上下動自在に設けられたハウジングと、このハ
   ウジングの回転中心に対して同心円上に配置され、かつ
   それぞれ上下動自在に設けられた複数本のノズルホルダ
   と、これらノズルホルダのそれぞれ端部に設けられる電
   子部品の吸着離反が可能な吸着ノズルと、上記ハウジン
   グの回転中心部に設けられこのハウジングの端面から突
   出する上記ノズルホルダをその位置でロックする鋼球お
   よびガイドバーからなるロック機構とを具備したことを
   特徴とする電子部品装着ヘッド。