JP2011228592A - 微小部品配置ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】構成が簡単で軽量化も容易な微小部品配置ユニットを提供すること。
【解決手段】減圧機構に接続する微小部品吸着ノズルを下端に備えた軸体および軸体の周囲に備えられた軸体の昇降を案内する軸受からなる微小部品の昇降手段が複数個、それぞれの軸体の頂部および吸着ノズルの下端部を、それぞれが同一の高さにあるような位置関係にて軸体の幅方向に整列配置してなる微小部品の昇降機構、昇降機構を支持固定している枠体、各昇降手段の軸体と軸受あるいは枠体とに係合して軸体をその頂部の高さが全て所定の高さになるように支持する弾性体、各軸体の頂部の上方に間隔を介して配置された押圧装置、任意の軸体の頂部と押圧装置の底面との間の間隔に挿入することが可能にされている押圧補助部材、そして押圧補助部材に接続し、この押圧補助部材を駆動して水平方向の移動かつ位置決めを行なう押圧補助部材駆動機構を含む微小部品配置ユニット。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品をプリント配線板の表面に実装する電子部品実装装置に組み込んで特に有利に用いることができる微小部品配置ユニットに関する。

従来より、電子部品をプリント配線板の表面に実装するため電子部品実装装置が用いられている。電子部品実装装置には通常、下端に電子部品（微小部品）の吸着ノズルを備える軸体と、この軸体の昇降駆動装置とを備える微小部品配置ユニットが組み込まれている。

電子部品実装装置の作動に際しては、先ず上記微小部品配置ユニットを、電子部品が収容されたトレイの上方に移動させる。微小部品配置ユニットは、軸体を下降させ、その下端に備えられた吸着ノズルにより電子部品を吸着したのち軸体を上昇させる。次いで電子部品実装装置は、微小部品配置ユニットを、プリント配線板の上方に移動させる。そして微小部品配置ユニットは、軸体を下降させ、その吸着ノズルに吸着している電子部品をプリント配線板の表面に配置（実装）したのち軸体を上昇させる。このような操作を繰り返すことにより、プリント配線板の表面に多数の電子部品が実装される。

プリント配線板の表面に多数の電子部品を効率良く（短時間で）実装するため、微小部品配置ユニットは、通常、各々下端に吸着ノズルを持つ軸体が複数本備えられた構成とされ、この微小部品配置ユニットの高速での移動が繰り返して行なわれる。

特許文献１には、各々下端に吸着ノズルを持つ複数本（例、１０本）の軸体（駆動シャフト）を備える微小部品配置ユニット（ヘッドユニット）が開示されている。複数本の軸体のそれぞれを独立に昇降可能とするため、各軸体毎に昇降駆動装置（リニアモータ）が備えられている。

特許文献２には、各々下端に吸着ノズルを持つ複数本（例、８本）の軸体（スピンドル）を備える微小部品配置ユニット（部品移載装置）が開示されている。複数本の軸体は、円盤状のロータリヘッドの周縁部に装着されている。ロータリヘッドには回転駆動装置（サーボモータ４３）が接続されている。この回転駆動装置を作動させることにより、ロータリヘッドが回転（自転）する。これにより、複数本の軸体もまた回転（ロータリヘッドの回転軸を中心として公転）する。微小部品配置ユニットには、昇降駆動装置（サーボモータ４５、送りねじ４６及び下降レバー４７）が備えられている。この昇降駆動装置を作動させることにより、上記ロータリヘッドの回転によって昇降駆動装置の下降レバーの下に配置された軸体が下降する。

特開２００９−１７０５２５号公報（第２図及び図３） 特開２００９−１３５５５３号公報（第７図）

微小部品配置ユニットは、その高速での移動が繰り返して行なわれるため、簡単な構成を有していて、かつ軽量であることが望ましい。微小部品配置ユニットの質量が大きいと、微小部品配置ユニットの高速での移動を開始あるいは停止する際に生じる慣性により、その移動の精度（位置決めの精度）が低下することがあり、また移動のために必要とされる消費電力も大きくなる。

特許文献１の微小部品配置ユニットは、その各軸体毎に昇降駆動装置（合計で１０台のリニアモータ）を備える複雑な構成を有しているため、これを軽量化することは容易ではない。

特許文献２の微小部品配置ユニットは、ロータリヘッドにより複数本の軸体を回転（公転）させる複雑な構成を有しているため、これを軽量化することは容易ではない。また、各軸体が回転（公転）により水平方向に移動するため、ロータリヘッドを回転させて高精度にて位置決めしないと、軸体の吸着ノズルに吸着させた電子部品の位置が変動する。ロータリヘッドを高精度の回転駆動装置を用いて回転させることもできるが、このような回転駆動装置は複雑な構成を有していて、微小部品配置ユニットの質量を増加させる傾向にある。

本発明の課題は、構成が簡単で軽量化も容易な微小部品配置ユニットを提供することにある。

本発明は、減圧機構に接続する微小部品吸着ノズルを下端に備えた軸体および軸体の周囲に備えられた軸体の昇降を案内する軸受からなる微小部品の昇降手段が複数個、それぞれの軸体の頂部および吸着ノズルの下端部を、それぞれが同一の高さにあるような位置関係にて軸体の幅方向に整列配置してなる微小部品の昇降機構、昇降機構を支持固定している枠体、各昇降手段の軸体と軸受あるいは枠体とに係合して軸体をその頂部の高さが全て所定の高さになるように支持する弾性体、各軸体の頂部の上方に間隔を介して配置された押圧装置、任意の軸体の頂部と押圧装置の底面との間の間隔に挿入することが可能にされている押圧補助部材、そして押圧補助部材に接続し、この押圧補助部材を駆動して水平方向の移動かつ位置決めを行なう押圧補助部材駆動機構を含む微小部品配置ユニットにある。

本発明の微小部品配置ユニットの好ましい態様は、次の通りである。
（１）押圧補助部材が、円盤状部材と円盤状部材を回転可能に保持する移動部材とからなり、そして押圧補助部材駆動機構が環状ベルトと環状ベルトの循環移動を実現する駆動装置とからなる。
（２）微小部品吸着ノズルが接続する減圧機構が、中空とした軸体の内部空間を介して微小部品吸着ノズルに接続している。
（３）各軸体が軸受内にて回転可能とされている。

本発明の微小部品配置ユニットは、各軸体毎に昇降駆動装置を設ける必要がないため、その構成が簡単で軽量化も容易である。

本発明の微小部品配置ユニットの構成例を示す正面図である。但し、電子部品９１ａ〜９１ｆ、トレイ９２、環状のパッキン１８、そして枠体１６は、それぞれ断面として記入してある。また、枠体１６の図の紙面に対して手前側に備えられている接続具（図２：１１）は記入されていない。 図１の微小部品配置ユニット１０の左側面図である。 図１の微小部品配置ユニット１０の押圧装置５１、押圧補助部材６１、そして押圧補助部材駆動機構７１の構成を示す図である。 図３に示す押圧装置５１、押圧補助部材６１、そして押圧補助部材駆動機構７１を、押圧補助部材６１を水平方向に移動して位置決めした状態にて示す図である。 図４に示す押圧装置５１、押圧補助部材６１、そして押圧補助部材駆動機構７１を、押圧補助部材６１を下降させた状態にて示す図である。 図１の微小部品配置ユニット１０を、一個目の電子部品９１ａの吸着のため、軸体１３ａを微小部品吸着ノズル１２ａと共に下降させた状態にて示す図である。 図１の微小部品配置ユニット１０を、軸体１３ａを一個目の電子部品９１ａを吸着させた微小部品吸着ノズル１２ａと共に上昇させた状態にて示す図である。 図１の微小部品配置ユニット１０を、二個目の電子部品９１ｂの吸着のため、押圧補助部材６１を水平方向に移動して位置決めした状態にて示す図である。 図１の微小部品配置ユニット１０を、二個目の電子部品９１ｂの吸着のため、軸体１３ｂを微小部品吸着ノズル１２ｂと共に下降させた状態にて示す図である。 図１の微小部品配置ユニット１０を、全ての微小部品吸着ノズル１２ａ〜１２ｆに、それぞれ電子部品９１ａ〜９１ｆを吸着させた状態にて示す図である。 図１の微小部品配置ユニット１０を、一個目の電子部品９１ｆをプリント配線板９３の表面に配置するため、軸体１３ｆを微小部品吸着ノズル１２ｆと共に下降させた状態にて示す図である。 図１の微小部品配置ユニット１０を、全ての電子部品９１ａ〜９１ｆを同時に吸着するため、軸体１３ａ〜１３ｆを微小部品吸着ノズル１２ａ〜１２ｆと共に下降させた状態にて示す図である。

本発明の微小部品配置ユニットを、添付の図面を用いて説明する。図１は、本発明の微小部品配置ユニット１０の構成例を示す正面図である。そして図２は、図１の微小部品配置ユニット１０の左側面図である。なお、上記の図１において、電子部品９１ａ〜９１ｆ、電子部品を収容するトレイ９２、軸体１３ａ〜１３ｆの各々の周囲に装着されている環状のパッキン１８、そして昇降機構１５を支持固定している枠体１６は、それぞれ断面として記入してある。また、枠体１６の図の紙面に対して手前側に備えられている接続具（図２：１１）は記入されていない。

図１及び図２に示す微小部品配置ユニット１０は、減圧機構に接続する微小部品吸着ノズル（例、吸着ノズル１２ａ）を下端に備えた軸体（例、軸体１３ａ）および軸体の周囲に備えられた軸体の昇降を案内する軸受１４からなる微小部品の昇降手段（例、昇降手段１５ａ）が複数個、それぞれの軸体の頂部および吸着ノズルの下端部を、それぞれが同一の高さにあるような位置関係にて軸体の幅方向に整列配置してなる微小部品の昇降機構１５、昇降機構１５を支持固定している枠体１６、各昇降手段の軸体と枠体１６とに係合して軸体をその頂部の高さが全て所定の高さになるように支持する弾性体１７、各軸体の頂部の上方に間隔を介して配置された押圧装置５１、任意の軸体の頂部と押圧装置５１の底面との間の間隔に挿入することが可能にされている押圧補助部材６１、そして押圧補助部材６１に接続し、押圧補助部材６１を駆動して水平方向の移動かつ位置決めを行なう押圧補助部材駆動機構７１から構成されている。

微小部品配置ユニット１０は、例えば、その支持板１９が電子部品実装装置が備える駆動装置に接続固定された状態にて電子部品実装装置に組み込まれる。この駆動装置の作動により、例えば、複数個の電子部品を収容しているトレイ９２とプリント配線板（図１１：９３）との間での微小部品配置ユニット１０の高速での移動が繰り返して行なわれる。

微小部品配置ユニット１０には、例えば、昇降手段１５ａ〜１５ｆの六個が備えられている。昇降手段の個数（すなわち微小部品吸着ノズルを備える軸体の本数に相当する）は、通常は２〜３０個、好ましくは３〜２０個の範囲内、更に好ましくは４〜１０個の範囲内に設定される。

昇降手段１５ａは、減圧機構（図示していない）に接続する微小部品吸着ノズル１２ａ、軸体１３ａ、および軸受１４から構成されている。昇降手段１５ｂ〜１５ｆの各々の構成は、昇降手段１５ａと同様である。以下では、昇降手段１５ａ〜１５ｆの構成や動作を、昇降手段１５ａを代表例として説明する。

減圧機構は、枠体１６に備えられた接続具１１の管体１１ａに接続される。減圧機構としては、例えば、エゼクタ真空ポンプに代表される公知のポンプ（図示していない）を用いることができる。

減圧機構は、微小部品吸着ノズルに接続されていてもよいが、図２に示すように、中空とした軸体１３ａの内部空間２２を介して微小部品吸着ノズル１２ａに接続されていることが好ましい。このような接続方法を採用すると、電子部品９１ａを吸着するため軸体１３ａを微小部品吸着ノズル１２ａと共に昇降させた際に、この吸着ノズル１２ａと共に減圧機構が昇降することがないため、軸体１３ａの円滑な昇降が実現される。

減圧機構のポンプを作動させて軸体１３ａの内部空間２２を減圧することにより、微小部品吸着ノズル１２ａの下端に電子部品を吸着させることができる。軸体１３ａの内部空間２２を減圧するため、軸体１３ａには内部空間２２に接続する孔２３が形成されている。そして孔２３の上下の各々において、軸体１３ａの周囲には環状のパッキン１８が装着されている。このポンプの作動を停止して軸体１３ａの内部空間を外気圧と等しくする（あるいは外気圧よりも高い圧力にする）ことにより、微小部品吸着ノズル１２ａの下端から電子部品を離脱させることができる。

微小部品吸着ノズル１２ａを備える軸体１３ａの周囲には、軸体１３ａの昇降を案内する軸受１４が備えられている。軸受１４としては、公知の直動軸受（例、ボールブッシュ）が用いられている。

昇降手段１５ａ〜１５ｆは、それぞれの軸体の頂部および吸着ノズルの下端部を、それぞれが同一の高さにあるような位置関係にて軸体の幅方向に整列配置されていて、微小部品の昇降機構１５を構成している。昇降機構１５は、各昇降手段の軸受１４を介して枠体１６に支持固定されている。枠体１６は（接続部材２４と回転駆動装置８３とを介して）支持板１９に固定されている。

微小部品配置ユニット１０には、各昇降手段の軸体と枠体１６とに係合して軸体をその頂部の高さが全て所定の高さになるように支持する弾性体１７が備えられている。弾性体１７としては、コイルばねが用いられている。コイルばねに代えて、例えば、ゴム製の筒体などを用いることもできる。なお、上記の「所定の高さ」とは、軸体を下降させた際に微小部品吸着ノズルの下端が電子部品（微小部品）に到達可能な高さを意味し、微小部品配置ユニットが組み込まれる装置に応じて適切な高さに設定される。

例えば、軸体１３ａをその頂面を押圧して下降させると、軸体１３ａと枠体１６とに係合している弾性体１７が短縮する。従って、上記の軸体１３ａへの押圧を停止すると、弾性体１７が伸長して軸体１３ａが上昇する。

上記弾性体は、軸体と軸受（例、軸受１４）とに係合していてもよい。上記弾性体と、軸体そして枠体（あるいは軸受）との係合については、後に詳しく説明する。

複数本の軸体１３ａ〜１３ｆを昇降させるため、各軸体の頂部の上方に間隔を介して押圧装置５１が配置される。

押圧装置５１は、複数本の軸体１３ａ〜１３ｆの上方に昇降可能に配設されている、各軸体の上端面に対向する底面を有する可動ブロック５２、可動ブロック５２の上方に配設されていて、可動ブロック５２の底面に対して平行に配置された回転軸５３ａを持つ回転駆動装置５３、および回転駆動装置５３の回転軸５３ａの中心とは異なる位置に一方の端部が接続され、他方の端部が可動ブロック５２の側面（あるいは頂面）に接続されている、上記各端部を中心とする傾斜移動が可能なロッド５４から構成されている。

可動ブロック５２と回転駆動装置５３に備えられたプレート５５とは、直動案内装置（リニアガイド）５６、５６を介して互いに接続されている。各直動案内装置５６は、上下方向に伸びるレール５６ａとレール５６ａに滑動可能に装着されたスライダ５６ｂとから構成されている。可動ブロック５２は、各直動案内装置５６のスライダ５６ｂと共にレール５６ａに沿って移動（昇降）可能とされている。

回転駆動装置５３の回転軸５３ａを図１に記入した矢印５９ａが示す方向（時計回り方向）に回転させると、ロッド５４が可動ブロック５２を押し下げ、これにより可動ブロック５２が直動案内装置５６のスライダ５６ｂと共に下降する。一方、回転駆動装置５３の回転軸５３ａを上記とは逆向き（図１にて反時計回り方向）に回転させると、ロッド５４が可動ブロック５２を引き上げ、これにより可動ブロック５２は直動案内装置５６のスライダ５６ｂと共に上昇する。

押圧装置５１は、部品点数が少ないため、構成が簡単で軽量化が容易であるという利点を有している。なお、押圧装置５１の回転駆動装置５３及びロッド５４は、可動ブロック５２を上下方向に移動（昇降）させる直動駆動装置として機能している。この回転駆動装置５３及びロッド５４に代えて、公知の直動駆動装置を用いることができる。直動駆動装置の例としては、リニアモータ、あるいは回転駆動装置と送りねじとを組み合わせた直動駆動装置が挙げられる。

微小部品配置ユニット１０には、軸体１３ａ〜１３ｆのうちの任意の軸体の頂部と、押圧装置５１の底面（すなわち可動ブロック５２の底面）との間の間隔に挿入することが可能にされている押圧補助部材６１と、押圧補助部材６１に接続し、押圧補助部材６１を駆動して水平方向の移動かつ位置決めを行なう押圧補助部材駆動機構７１とが備えられている。

図１及び図２において、押圧補助部材６１は、例えば、軸体１３ａの頂部と押圧装置５１の底面との間の間隔（間隙）に挿入された状態にて示されている。

押圧補助部材６１を支持しているプレート６２ａは、直動案内装置６３に固定されている。直動案内装置６３は、上下方向に伸びるレール６３ａとレール６３ａに滑動可能に装着されたスライダ６３ｂとから構成されている。レール６３ａはプレート６２ｂに固定されていて、そしてスライダ６３ｂはプレート６２ａに固定されている。プレート６２ａの下端面にはプレート６２ｃが固定されている。プレート６２ｂ、６２ｃは、弾性体６４、６４を介して互いに接続されている。弾性体６４としては、例えば、コイルばねが用いられている。

従って、押圧装置５１の可動ブロック５２を下降させることにより、押圧補助部材６１は、可動ブロック５２に押されて（押圧されて）、プレート６２ａ、６２ｃ、およびスライダ６３ｂと共にレール６３ａに沿って下方に移動（下降）する。この際、プレート６２ｂとプレート６２ｃとを接続している弾性体６４が伸長する。このため、可動ブロック５２を上昇させることにより、弾性体６４が短縮して、押圧補助部材６１は、プレート６２ａ、６２ｃ、およびスライダ６３ｂと共にレール６３ａに沿って上方に移動（上昇）する。このような機構により、押圧補助部材６１の昇降が可能とされている。

一方、上記の直動案内装置６３を支持しているプレート６２ｂは、別の直動案内装置６５に固定されている。直動案内装置６５は、水平方向に（軸体１３ａ〜１３ｆの整列方向に沿って）伸びるレール６５ａとレール６５ａに滑動可能に装着されたスライダ６５ｂとから構成されている。レール６５ａは、支持板１９から水平方向に伸びる棚板２１の端面に固定されている。

従って、押圧補助部材６１は、プレート６２ａ、６２ｃ、直動案内装置６３、プレート６２ｂ、および直動案内装置６５のスライダ６５ｂと共にレール６５ａに沿って水平方向に（軸体１３ａ〜１３ｆの整列方向に沿って）移動することが可能とされている。

押圧補助部材駆動機構７１は、環状ベルト７２と環状ベルト７２の循環移動を実現する駆動装置７３とから構成されている。

駆動装置７３は、回転軸７４ａを持つ回転駆動装置（例、モータ）７４、回転軸７４ａに接続するプーリ７５ａ、そして別の四個のプーリ７５ｂ〜７５ｅから構成されている。

環状ベルト７２としては、タイミングベルトが用いられていて、環状ベルト７２の内面を支持しているプーリ７５ａ〜７５ｃとしては、タイミングプーリが用いられている。

環状ベルト７２は、例えば、Ｌ字型の接続部材７６を介して、上記押圧補助部材６１を支持しているプレート６２ｂに接続されている。従って、回転駆動装置７４の回転軸７４ａを回転（あるいは逆回転）させ、環状ベルト７２を循環移動させることにより、環状ベルト７２に接続部材を介して接続している押圧補助部材６１を、水平方向に移動して位置決めすることができる。

環状ベルトを利用した押圧補助部材駆動機構７１は、構成が簡単で軽量化が容易であるという利点を有している。なお、押圧補助部材駆動機構７１は、押圧補助部材６１を水平方向に移動させる直動駆動装置として機能している。この押圧補助部材駆動機構７１に代えて、公知の直動駆動装置を用いることができる。直動駆動装置の例としては、リニアモータ、あるいは回転駆動装置と送りねじとを組み合わせた直動駆動装置が挙げられる。

次に、押圧補助部材６１の動作の一例について、添付の図３〜図５を参照しながら説明する。図３〜図５には、図１及び図２に示す微小部品吸着ユニット１０の押圧装置５１、押圧補助部材６１、そして押圧補助部材駆動機構７１が記入してある。

図３に示すように、押圧補助部材駆動機構７１の回転駆動装置（図２：７４）を作動させ、その回転軸に接続されたプーリ７５ａを、例えば、矢印７９ａが示す向きに回転させることにより、環状ベルト７２を、矢印７９ｂが示す方向に循環移動させる。これにより、押圧補助部材６１が、矢印６９ａが示す方向（図にて右方向）に移動する。そして押圧補助部材６１が任意の軸体の頂部の上方に移動したのち、上記回転駆動装置の作動を停止することにより、押圧補助部材６１の水平方向の位置決めを行なうことができる。

図４は、上記の位置決めの操作により、押圧補助部材６１が、例えば、図１に示す軸体１３ｂの頂部の上方に位置決めされた状態を示している。

そして図４に示すように、押圧装置５１の回転駆動装置（図２：５３）を作動させ、その回転軸５３ａを矢印５９ａが示す方向に回転させることにより、可動ブロック５２を下降させる。この可動ブロック５２に押圧されて、押圧補助部材６１が矢印６９ｂが示す方向に移動（下降）する。

図５は、押圧補助部材６１が下降した状態を示している。押圧補助部材６１は、前記のように図１に示す軸体１３ｂの頂部の上方に位置決めされている。このため、前記のように押圧補助部材６１を下降させることにより、図１に示す軸体１３ｂが微小部品吸着ノズル１２ｂと共に下降する。そして押圧補助部材６１を上昇させることにより、軸体１３ｂを支持している弾性体１７が伸長して、軸体１３ｂもまた上昇する。

従って、図１及び図２に示す微小部品配置ユニット１０は、押圧補助部材駆動機構７１を用いて押圧補助部材６１を任意の軸体の頂部の上方に移動させて位置決めを行ない、次いで押圧装置５１を用いて押圧補助部材６１を昇降させることにより、この軸体をその下端に備えられた微小部品吸着ノズルと共に選択的に昇降させることができるため、すなわち各軸体毎に昇降駆動装置を設ける必要がないため、その構成が簡単で軽量化も容易である。

また、複数本の軸体１３ａ〜１３ｆはそれぞれ枠体１６に固定されていて、各軸体が水平方向に移動することがないため、軸体を水平方向に移動させて高精度にて位置決めする駆動装置を用いる必要もない。

次に、微小部品配置ユニット１０の使用方法、例えば、トレイ９２に収容された電子部品９１ａ〜９１ｆをプリント配線板の表面に配置（実装）する方法について説明する。

先ず、図１に示すように、押圧補助部材駆動機構７１により押圧補助部材６１を水平方向に移動して、軸体１３ａの頂部の上方に位置決めする。これにより、押圧補助部材６１は、押圧装置５１の底面（すなわち可動ブロック５２の底面）と軸体１３ａの頂部との間の間隔（間隙）に挿入される。

次に、押圧装置５１の可動ブロック５２を押圧補助部材６１と共に下降させることにより、図６に示すように軸体１３ａを微小部品吸着ノズル１２ａと共に下降させる。微小部品吸着ノズル１２ａの下端が電子部品９１ａに到達したのち減圧機構を作動させることにより、吸着ノズル１２ａの下端に電子部品９１ａを吸着させる。次いで、押圧装置５１の可動ブロック５２を上昇させることにより、押圧補助部材６１が上昇し、そして図７に示すように、軸体１３ａが電子部品９１ａを吸着させた微小部品吸着ノズル１２ａと共に上昇する。このようにして、一個目の電子部品９１ａの吸着が行なわれる。

続いて、押圧補助部材駆動機構７１により押圧補助部材６１を水平方向に移動して、図８に示すように軸体１３ｂの頂部の上方に位置決めする。そして前記と同様にして押圧装置５１の可動ブロック５２を押圧補助部材６１と共に下降させることにより、図９に示すように軸体１３ｂを微小部品吸着ノズル１２ｂと共に下降させる。微小部品吸着ノズル１２ｂの下端が電子部品９１ｂに到達したのち減圧機構を作動させることにより、吸着ノズル１２ｂの下端に電子部品９１ｂを吸着させる。次いで、押圧装置５１の可動ブロック５２を上昇させることにより、押圧補助部材６１が上昇し、軸体１３ｂが電子部品９１ｂを吸着させた微小部品吸着ノズル１２ｂと共に上昇する。このようにして、二個目の電子部品９１ｂの吸着が行なわれる。

同様の操作を繰り返すことにより、図１０に示すように微小部品吸着ノズル１２ａ〜１２ｆに、それぞれ電子部品９１ａ〜９１ｆを吸着させる。

そして、図１１に示すように微小部品配置ユニット１０をプリント配線板９３の上方に移動したのち、例えば、軸体１３ｆを微小部品吸着ノズル１２ｆと共に下降させることにより、プリント配線板９３の表面に電子部品９１ｆを配置（実装）することができる。同様にして、残りの電子部品をプリント配線板９３の表面に配置する。

図２に示すように、押圧補助部材６１は、円盤状部材６１ａと円盤状部材６１ａを回転可能に保持する移動部材６１ｂとから構成されていることが好ましい。このような押圧補助部材６１としては、例えば、軸付きローラ、軸の周囲に回転軸受を装着した部品、あるいはカム機構に利用されるカムフォロアを用いることができる。

押圧補助部材６１が円盤状部材６１ａと移動部材６１ｂとから構成されていると、押圧補助部材６１が水平方向に移動する際に、円盤状部材６１ａが押圧装置５１の底面（すなわち可動ブロック５２の底面）に接触しながら転動する。これにより、押圧補助部材６１と押圧装置５１との摩擦が極めて小さくなるため、押圧補助部材６１の耐久性が良好となる。

なお、押圧装置を押圧補助部材の上方に間隙を介して配置して、押圧補助部材を押圧装置と接触させることなく水平方向に移動させて位置決めすることもできる。このような場合には、押圧補助部材を、例えば、金属製の部材から構成することもできる。

また、本発明の微小部品配置ユニットにおいては、微小部品吸着ノズルに吸着された微小部品（例、電子部品）が所定の向きに配置されるように、各軸体が軸受内にて回転可能とされていることが好ましい。

図１及び図２に示す微小部品配置ユニット１０の各軸体、例えば、軸体１３ａは、その昇降と回転とが可能な状態にて軸受１４に支持されている。

各軸体を回転駆動するため、各軸体の周囲には軸受８１が更に備えられている。軸受８１としては、軸体を昇降可能に且つ非回転の状態にて支持する公知の軸受を用いることができる。例えば、各軸体の外周面に互いに周方向に間隔をあけて複数本の直線溝を形成し、そして各直線溝との係合により軸体を昇降可能に且つ非回転の状態にて支持するスプライン軸受を用いることができる。

各軸受８１の周囲には回転軸受８２が装着されていて、軸受８１を軸体と共に回転することが可能とされている。そして軸体１３ａ〜１３ｆには、それぞれ軸受８１を介してプーリ８４ａ〜８４ｆが備えられている。

一方、微小部品配置ユニット１０には、回転駆動装置８３が備えられている。回転駆動装置８３の回転軸８３ａにはプーリ８５ａが備えられている。

プーリ８５ａは、環状ベルト８６ａを介してプーリ８５ｂに接続されている。プーリ８５ｂは、その回転軸８７を介してプーリ８５ｃに接続されている。プーリ８５ｃは、環状ベルト８６ｂを介してプーリ８４ａ、８４ｂに、そして環状ベルト８６ｃを介してプーリ８４ｂ、８４ｃに、それぞれ接続されている。

プーリ８５ａは、同様にして環状ベルト８６ｄを介してプーリ８５ｄに接続されている。プーリ８５ｄにその回転軸を介して接続されたプーリ（図示していない）は、環状ベルト８６ｅを介してプーリ８４ｄ、８４ｅに、そして環状ベルト８６ｆを介してプーリ８４ｅ、８４ｆに、それぞれ接続されている。

従って、回転駆動装置８３を駆動して、その回転軸８３ａを回転させ、これによりプーリ８４ａ〜８４ｆを回転させることにより、軸体１３ａ〜１３ｆをそれぞれ軸受８１に支持された状態にて同時に回転させることができる。

回転駆動装置８３に代えて、二個の回転駆動装置を設け、一方の回転駆動装置の回転軸にプーリ及びベルトを介してプーリ８４ａ、８４ｃ、８４ｅを接続し、そして他方の回転駆動装置の回転軸にプーリ及びベルトを介してプーリ８４ｂ、８４ｄ、８４ｆを接続することもできる。すなわち、一方の回転駆動装置により、軸体１３ａ、１３ｃ、１３ｅを同時に回転駆動し、そして他方の回転駆動装置により、軸体１３ｂ、１３ｄ、１３ｆを同時に回転駆動することもできる。

これにより、例えば、図１１に示すように軸体１３ｆが備える微小部品吸着ノズル１２ｆを用いて電子部品９１ｆをプリント配線板９３の表面に実装している間に、軸体１３ｅを微小部品吸着ノズル１２ｅと共に回転させることにより、この吸着ノズル１２ｅに吸着された電子部品９１ｅを所定の向きに回転させることができる。従って、複数個の電子部品を効率良く（短時間で）プリント配線板の表面に実装することができる。軸体の回転駆動方法は公知であるため、これ以上の説明は行なわない。

また、上記のように各軸体を回転駆動する場合には、各軸体を支持する弾性体と、軸体そして枠体（あるいは軸受）との係合を、この軸体の回転を妨げることのない状態にて行なう必要がある。

例えば、図２に示す弾性体１７は、その上端部にて筒体２５ａを支持していて、この筒体２５ａと回転軸受２６とを介して軸体１３ａに係合している。弾性体１７はまた、その下端部が別の筒体２５ｂに支持されていて、この筒体２５ｂを介して枠体１６に係合している。従って、軸体１３ａは、回転軸受２６に支持された状態にて回転可能とされていて、その頂部を下方に押圧することにより、回転軸受２６及び筒体２５ａと共に下降可能とされている。

なお、弾性体１７を、その下端部を直接的にあるいは別の部品を介して軸受で支持することにより、この軸受（例、軸受１４）に係合させることもできる。また、各軸体を回転駆動しない場合には、弾性体１７を、その上端部を回転軸受を介さずに軸体の頂部に固定することにより、この軸体に係合させることもできる。

図１２は、図１の微小部品配置ユニット１０を、全ての電子部品９１ａ〜９１ｆを同時に吸着するため、軸体１３ａ〜１３ｆを微小部品吸着ノズル１２ａ〜１２ｆと共に下降させた状態にて示す図である。

図１２に示すように、押圧補助部材６１は、押圧装置５１の底面（すなわち可動ブロック５２の底面）の下方の領域の外側に移動可能とされていることが好ましい。

このような構成を採用すると、押圧補助部材駆動機構７１により押圧補助部材６１を押圧装置５１の底面の下方の領域の外側に移動して、次いで押圧装置５１の可動ブロック５２を下降させることにより、図１２に示すように軸体１３ａ〜１３ｆを同時に下降させ、複数個の微小部品吸着ノズル１２ａ〜１２ｆのそれぞれに同時に電子部品９１ａ〜９１ｆを吸着させることができる。このような操作により、微小部品吸着ノズル１２ａ〜１２ｆに短時間で電子部品を吸着させることができるため、複数個の電子部品を極めて効率良くプリント配線板の表面に実装することができる。

本発明の微小部品配置ユニットは、微小な電子部品や機械部品に代表される各種微小部品を実装あるいは移動する装置に組み込んで有利に用いることができる。電子部品の例としては、チップコンデンサやチップ抵抗に代表されるチップ型電子部品が挙げられる。機械部品の例としては、携帯電話に搭載されるカメラに用いられる小サイズの光学レンズや光学フィルタが挙げられる。

本発明の部品配置ユニットは、例えば、上記のような小サイズの光学レンズや光学フィルタを携帯電話内部の所定位置に装着する装置、あるいはトレイに収容された微小部品を移動して、顧客の注文に応じて別のトレイに収容配置する装置に組み込んで用いることもできる。

１０ 微小部品配置ユニット
１１ 減圧機構への接続具
１１ａ 管体
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ 微小部品吸着ノズル
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ 軸体
１４ 軸受
１５ 昇降機構
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ 昇降手段
１６ 枠体
１７ 弾性体
１８ パッキン
１９ 支持板
２１ 棚板
２２ 軸体の内部空間
２３ 孔
２４ 接続部材
２５ａ、２５ｂ 筒体
２６ 回転軸受
５１ 押圧装置
５２ 可動ブロック
５３ 回転駆動装置
５３ａ 回転軸
５４ ロッド
５５ プレート
５６ 直動案内装置
５６ａ レール
５６ｂ スライダ
５９ａ 回転駆動装置５３の回転軸５３ａの回転方向を示す矢印
６１ 押圧補助部材
６１ａ 円盤状部材
６１ｂ 移動部材
６２ａ、６２ｂ、６２ｃ プレート
６３ 直動案内装置
６３ａ レール
６３ｂ スライダ
６４ 弾性体
６５ 直動案内装置
６５ａ レール
６５ｂ スライダ
６９ａ、６９ｂ 押圧補助部材６１の移動方向を示す矢印
７１ 押圧補助部材駆動機構
７２ 環状ベルト
７３ 駆動装置
７４ 回転駆動装置
７４ａ 回転軸
７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄ、７５ｅ プーリ
７６ 接続部材
７９ａ プーリ７５ａの回転方向を示す矢印
７９ｂ 環状ベルト７２の循環移動の方向を示す矢印
８１ 軸受
８２ 回転軸受
８３ 回転駆動装置
８３ａ 回転軸
８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、８４ｄ、８４ｅ、８４ｆ プーリ
８５ａ、８５ｂ、８５ｃ、８５ｄ プーリ
８６ａ、８６ｂ、８６ｃ、８６ｄ、８６ｅ、８６ｆ 環状ベルト
８７ 回転軸
９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄ、９１ｅ、９１ｆ 電子部品
９２ トレイ
９３ プリント配線板

Claims (4)

1. 減圧機構に接続する微小部品吸着ノズルを下端に備えた軸体および軸体の周囲に備えられた軸体の昇降を案内する軸受からなる微小部品の昇降手段が複数個、それぞれの軸体の頂部および吸着ノズルの下端部を、それぞれが同一の高さにあるような位置関係にて軸体の幅方向に整列配置してなる微小部品の昇降機構、該昇降機構を支持固定している枠体、各昇降手段の軸体と軸受あるいは枠体とに係合して軸体をその頂部の高さが全て所定の高さになるように支持する弾性体、各軸体の頂部の上方に間隔を介して配置された押圧装置、任意の軸体の頂部と押圧装置の底面との間の間隔に挿入することが可能にされている押圧補助部材、そして押圧補助部材に接続し、該押圧補助部材を駆動して水平方向の移動かつ位置決めを行なう押圧補助部材駆動機構を含む微小部品配置ユニット。
2. 押圧補助部材が、円盤状部材と該円盤状部材を回転可能に保持する移動部材とからなり、そして押圧補助部材駆動機構が環状ベルトと該環状ベルトの循環移動を実現する駆動装置とからなる請求項１に記載の微小部品配置ユニット。
3. 微小部品吸着ノズルが接続する減圧機構が、中空とした軸体の内部空間を介して微小部品吸着ノズルに接続している請求項１もしくは２に記載の微小部品配置ユニット。
4. 各軸体が軸受内にて回転可能とされている請求項１乃至３のうちのいずれかの項に記載の微小部品配置ユニット。

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