JP2013135149A - 表面実装機の吸着ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】吸着ヘッド本体にシャフトが昇降可能かつ軸周りに回転可能に装着された表面実装機の吸着ヘッドにおいて、シャフトのメンテナンス性を向上させること。
【解決手段】シャフト２０が吸着ヘッド本体１０に昇降可能かつ軸周りに回転可能に装着され、シャフト２０には、その先端に電子部品を吸着する吸着ノズル３０が装着されるとともに、その内部に吸着ノズル３０に通じるエア通路２２ａが形成されている、表面実装機の吸着ヘッドにおいて、シャフト２０を、エア通路２２ａの全体を含む下部シャフト２２と、その上方の上部シャフト２１とに分割し、下部シャフト２２を、上部シャフト２１に対して着脱可能とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＣチップ等の電子部品をプリント基板上に実装する表面実装機において、電子部品を吸着する吸着ヘッドに関する。なお、本明細書では、電子部品のことを単に部品ともいう。

表面実装機は、吸着ノズルを有する吸着ヘッドにより、電子部品を部品供給部から吸着してプリント基板上に移送し、プリント基板上の所定位置に実装するように構成されている。

また、表面実装機の吸着ヘッドは、一般的に、吸着ヘッド本体にシャフトが昇降可能かつ軸周りに回転可能に装着され、このシャフトの先端に電子部品を吸着する吸着ノズルが装着された構成を有する（例えば特許文献１）。そして、シャフトの内部には吸着ノズルに通じるエア通路が形成され、吸着ノズルが部品を吸着するときには前記エア通路を介して負圧が供給され、部品を実装するときには微正圧が供給される。

このような吸着ヘッドにおいては、シャフト内部のエア通路に塵などが溜まりやすく、定期的あるいは随時にクリーニングする必要がある。また、シャフトの特に下部部分は、シャフトの昇降及び回転の精度を確保するため、吸着ヘッド本体に対して高精度で摺動するように装着されているので、使用により摩耗が進み、使用限度を超えたら交換する必要がある。更に、シャフトの特に下部部分は、プリント基板上の部品との衝突などによる外力を受けて変形することがあり、その場合も交換が必要となる。

上述したシャフト内部のエア通路のクリーニングやシャフトの交換などのメンテナンスを行うには、シャフトを吸着ヘッド本体から取り外す必要がある。エア通路はシャフトの下部部分に形成されており、また摩耗や変形しやすいのもシャフトの下部部分であるが、従来のシャフトは上下一体の一本構造であるため、シャフト全体を吸着ヘッド本体から取り外す必要があった。シャフトには、スプラインナットなどの付属品が取り付けられていることが多く、シャフト全体を吸着ヘッド本体から取り出すには、多くの工数と時間を要していた。

特開２０１０−１５７６３５号公報

本発明が解決しようとする課題は、吸着ヘッド本体にシャフトが昇降可能かつ軸周りに回転可能に装着された表面実装機の吸着ヘッドにおいて、シャフトのメンテナンス性を向上させることにある。

本発明は、シャフトが吸着ヘッド本体に昇降可能かつ軸周りに回転可能に装着され、前記シャフトには、その先端に電子部品を吸着する吸着ノズルが装着されるとともに、その内部に前記吸着ノズルに通じるエア通路が形成されている、表面実装機の吸着ヘッドにおいて、前記シャフトが、前記エア通路の全体を含む下部シャフトと、その上方の上部シャフトとに分割され、前記下部シャフトが、前記上部シャフトに対して着脱可能であることを特徴とする。

本発明においては、上部シャフトから外された下部シャフトが、そのまま吸着ヘッド本体から下方に引き抜き可能であるようにすることができる。

また、下部シャフトを上部シャフトに対して着脱可能とする具体的な構成としては、下部シャフトの上端部分にジョイントピンを設け、上部シャフトの下端部分にジョイント溝を設け、前記ジョイントピンを前記ジョイント溝に嵌め込むことにより、下部シャフトを上部シャフトに対して着脱可能に装着することができる。

そして、前記ジョイントピンを前記ジョイント溝に嵌め込むための動作は、シャフトの軸方向及び軸周りの動作のみとすることができる。

本発明によれば、シャフトをエア通路の全体を含む下部シャフトと、その上方の上部シャフトとに分割したことにより、エア通路のクリーニングを行うには下部シャフトのみを取り外せば済むので、メンテナンス性が向上する。

また、摩耗や変形が起こりやすいのは下部シャフトであるから、摩耗や変形が起きたときには下部シャフトのみを交換すれば済み、メンテナンス性が向上するとともに、コスト低減にも寄与できる。

本発明の一実施例による吸着ヘッドの要部を示す断面図である。 図１の吸着ヘッドにおけるシャフト構造体を示す斜視図である。 図２に示すシャフト構造体の内部構造を示す、一部透視による斜視図である。 図３において上部シャフトと下部シャフトを分離した状態を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づき説明する。

図１は、本発明の一実施例による吸着ヘッドの要部を示す断面図である。

表面実装機の吸着ヘッドの吸着ヘッド本体１０に、上部シャフト２１と下部シャフト２２とからなるシャフト２０が、シャフト２０の軸方向に沿って昇降可能かつシャフト２０の軸周りに回転可能に装着されている。そして、下部シャフト２２の先端（下端）に、電子部品を吸着する吸着ノズル３０が装着されている。

下部シャフト２２の内部にはエア通路２２ａが形成されている。エア通路２２ａは、その一端が、後述するハウジング２３に設けたエア供給口２３ｃを介して吸着ヘッド本体１０に設けられた吸排気口１１に通じ、他端が吸着ノズル３０に通じている。また、吸排気口１１には、自動制御される吸排気系が接続される。これにより、吸着ノズル３０が部品を吸着するときには吸排気口１１からエア供給口２３ｃ及びエア通路２２ａを介して吸着ノズル３０に負圧が供給され、部品を実装するときには微正圧が供給される。

図２は、先に説明したシャフト２０を主体とするシャフト構造体を示す斜視図、図３は、そのシャフト構造体の内部構造を示す、一部透視による斜視図、図４は、図３において上部シャフト２１と下部シャフト２２を分離した状態を示す斜視図である。図１及び図２〜４を参照してシャフト構造体の構成を説明する。

上部シャフト２１と下部シャフト２２とからなるシャフト２０は、シャフトハウジング２３を貫通して装着される。具体的には、上部シャフト２１に一対のベアリング２１ａが固定されており、この一対のベアリング２１ａをシャフトハウジング２３に形成したガイド溝２３ａに嵌め込んでいる。これにより、シャフト２０は、ガイド溝２３ａの範囲内でシャフトハウジング２３に対して摺動可能（昇降可能）となっている。一方、シャフト２０は、シャフトハウジング２３に対して軸線周りには回転できない。すなわち、シャフト２０は、シャフトハウジング２３が軸線周りに回転したときに、シャフトハウジング２３と一体となって軸線周りに回転する。

シャフトハウジング２３は、吸着ヘッド本体１０に対して、上下方向には移動不可（昇降不可）であるが、シャフト２０の軸線周りには回転可能となるように上下２箇所のベアリング２４を介して装着されている。シャフトハウジング２３をシャフト２０の軸線周りに回転させるために、シャフトハウジング２３の外周にギア２５が設けられている。ギア２５は、トーションばねを使用したバックラッシュレスギアであり、シャフト２０（下部シャフト２２）に固定した固定ギア２５ａと、この固定ギア２５ａに重ねられる揺動ギア２５ｂとの間に、トーションばね２５ｃを組み込んだものである。このギア２５に、駆動モータに連結された駆動ギアを噛み合わせ駆動ギアを回転させることで、シャフトハウジング２３は、吸着ヘッド本体１０に対してシャフト２０の軸線周りに回転する。これにより、シャフト２０もシャフトハウジング２３と一体となって軸線周りに回転する。

また、シャフトハウジング２３には、下部シャフト２２に設けたエア通路２２ａにエアを供給するエア供給口２３ｃが設けられている。エア供給口２３ｃは、吸着ヘッド本体１０に設けられた吸排気口１１に通じており、エア供給口２３ｃから供給されるエアは、図４に符号２２ａ−１で示したエア通路の入口を通じてエア通路２２ａに供給される。

なお、シャフトハウジング２３が吸着ヘッド本体１０に対して軸線周りに回転するときの回転摺動面２３ｂは、メカニカルシールされている。また、シャフト２０がシャフトハウジング２３に対して昇降するときの昇降摺動面２０ａもメカニカルシールされている。

シャフト２０の上部シャフト２１の上部外周を囲むようにコイルスプリング２６が配置されている。コイルスプリング２６は、上部シャフト２１の外周に設けられたスプリングベース２１ｂに支持されており、図２に示すシャフト構造体が図１に示すように吸着ヘッド本体１０に装着された状態において、シャフト２０にこれを上方に摺動させる方向の力を作用させる。したがって、シャフト２０は常時はその上限位置に付勢されている。シャフト２０を下降させるときは、上部シャフト２１の上端に固定されたシャフトヘッド２１ｃの上方に位置する押圧部材２７を押し下げる。これにより、シャフト２０がコイルスプリング２６の弾性力に抗して下降する。

次に、上部シャフト２１と下部シャフト２２との接続構造について説明する。本発明において、下部シャフト２２は上部シャフト２１に対して着脱可能に装着される。その具体的な接続構造として、本実施例では図４に明確に現れているように、下部シャフト２２の上端部分に円柱状の挿入部２２ｂを形成し、この挿入部２２ｂの外周面に１８０度間隔で２箇所にジョイントピン２２ｃを突出して設けている。一方、上部シャフト２１の下端部分には、挿入部２２ｂを挿入可能な中空状の受部２１ｄを設け、この受部２１ｄにジョイントピン２２ｃを嵌め込み可能なジョイント溝２１ｅを設けている。ジョイント溝２１ｅの基端は、ジョイントピン２２ｃを嵌め込めるように開放している。

以上の構成において、図３の拡大図に示すように、上部シャフト２１の受部２１ｄに下部シャフト２２の挿入部２２ｂを挿入し、ジョイントピン２２ｃがジョイント溝２１ｅの基端に嵌り込む位置まで下部シャフト２２をＡ方向に押し込み、次いでＢ方向に回転させ、更にＣ方向に引っ張る。これにより、ジョイントピン２２ｃがジョイント溝２１ｅに確実に嵌り込み、上部シャフト２１に下部シャフト２２が装着される。そして、上記と逆の手順により、上部シャフト２１から下部シャフト２２を取り外すことができる。

本実施例では、下部シャフト２２の挿入部２２ｂの下側にコイルスプリング２８を装着している。このコイルスプリング２８は、下部シャフト２２を上部シャフト２１に上述の手順で装着して接続した状態において、下部シャフト２２を上部シャフト２１に対して下方に引っ張る力を作用させる。このコイルスプリング２８の作用により、下部シャフト２２を上部シャフト２１に装着した状態では、図３の拡大図に示すように、ジョイントピン２２ｃがジョイント溝２１ｅの壁に突き当たる位置に付勢される。したがって、上部シャフト２１に対する下部シャフト２２の軸方向（長手方向）の位置が固定され、シャフト２０全体としての長さを一定に保つことができる。

また、本実施例においては、上述のとおり、シャフト２０の軸方向であるＡ方向及びＣ方向、並びに軸周りのＢ方向の動作のみにより、上部シャフト２１に下部シャフト２２を着脱することができる。したがって、図２に示すシャフト構造体を図１に示すように吸着ヘッド本体１０に装着した状態において、上部シャフト２１に対して下部シャフト２２を容易に着脱することができ、上部シャフト２１から外された下部シャフト２２は、そのまま吸着ヘッド本体１０から下方に引き抜くことが可能である。このため、シャフト２０のうち特にメンテナンスを行う必要がある下部シャフト２２のメンテナンスを極めて容易に行うことができ、下部シャフト２２の交換も同様に極めて容易に行うことができる。

１０ 吸着ヘッド本体
１１ 吸排気口
２０ シャフト
２０ａ 昇降摺動面
２１ 上部シャフト
２１ａ ベアリング
２１ｂ スプリングベース
２１ｃ シャフトヘッド
２１ｄ 受部
２１ｅ ジョイント溝
２２ 下部シャフト
２２ａ エア通路
２２ａ−１ エア通路の入口
２２ｂ 挿入部
２２ｃ ジョイントピン
２３ シャフトハウジング
２３ａ ガイド溝
２３ｂ 回転摺動面
２３ｃ エア供給口
２４ ベアリング
２５ ギア
２５ａ 固定ギア
２５ｂ 揺動ギア
２５ｃ トーションばね
２６ コイルスプリング
２７ 押圧部材
２８ コイルスプリング
３０ 吸着ノズル

Claims (4)

1. シャフトが吸着ヘッド本体に昇降可能かつ軸周りに回転可能に装着され、前記シャフトには、その先端に電子部品を吸着する吸着ノズルが装着されるとともに、その内部に前記吸着ノズルに通じるエア通路が形成されている、表面実装機の吸着ヘッドにおいて、
   前記シャフトが、前記エア通路の全体を含む下部シャフトと、その上方の上部シャフトとに分割され、前記下部シャフトが、前記上部シャフトに対して着脱可能であることを特徴とする表面実装機の吸着ヘッド。
2. 前記上部シャフトから外された下部シャフトが、そのまま前記吸着ヘッド本体から下方に引き抜き可能である、請求項１に記載の表面実装機の吸着ヘッド。
3. 前記下部シャフトの上端部分にジョイントピンが設けられ、前記上部シャフトの下端部分にジョイント溝が設けられ、前記ジョイントピンを前記ジョイント溝に嵌め込むことにより、前記下部シャフトが前記上部シャフトに対して着脱可能に装着される、請求項１又は２に記載の表面実装機の吸着ヘッド。
4. 前記ジョイントピンを前記ジョイント溝に嵌め込むための動作が、前記シャフトの軸方向及び軸周りの動作のみである、請求項３に記載の表面実装機の吸着ヘッド。

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