JP3657561B2 - 非接触シーリング構造をもつ部品吸着ヘッド - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触シーリング構造をもつ部品吸着ヘッドに係るもので、表面実装機の部品吸着ヘッドで回転シャフトの回転を精密に調節することができる非接触シーリング構造をもつ部品吸着ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、表面実装機は多数の部品を印刷回路基板に高速且つ精密に実装するために用いられる。部品を印刷回路基板に高速且つ精密に実装するために用いられる表面実装機は、大きくX-Yガントリー、印刷回路基板移送装置、部品供給部及びヘッドユニットから構成される。ヘッドユニットはX-Yガントリーに設置されて印刷回路基板移送装置により部品実装作業位置に移送された印刷回路基板に部品を実装する。ヘッドユニットは印刷回路基板に実装される部品を部品供給部で供給受ける。
【0003】
部品供給部で供給される部品を吸着するヘッドユニットは多数個の部品吸着ヘッドから構成され、それぞれの部品吸着ヘッドはモーター、ボールスプライン(ball spline)部、及びソケット部から構成される。モーター、ボールスプライン部及び回転シャフト部から構成された部品吸着ヘッドを添付図を用いて詳しく説明する。
【0004】
図6は表面実装機に適用された従来の部品吸着ヘッドの側面図である。図示したように、部品吸着ヘッドはモーター10、ボールスプライン部20及び回転シャフト部30から構成される。前記モーター10の回転中心軸11はボールスプライン部20の一端とカップリング1により結合され、ボールスプライン部20の他端は回転シャフト部30と結合される。回転シャフト部30と結合されるボールスプライン部20はボールスプライン21とボールスプラインナット22から構成され、モーター10で発生した回転力により回転運動をすると共に垂直方向に往復運動をする。ここで、ボールスプライン部20は部品吸着ヘッドの垂直方向へ移動するときにモーター10の荷重が回転シャフト部30に伝達されないようにするために用いられる。
【0005】
回転運動と往復運動をするボールスプライン部20の他端に結合される回転シャフト部30は回転シャフト31、ソケット32、LMガイド(linear guide)33、移動ブロック34、フランジ(flange)35から構成される。回転シャフト31の一端にはソケット32が設置され、その外側に移動ブロック34が設置される。回転シャフト31が内側に組み立てられた移動ブロック34の両端にはフランジ35が設置される。移動ブロック34の内側に組み立てられた回転シャフト31を垂直に往復移動させるため、移動ブロック34の背面にLMガイド33が設置される。
【0006】
LMガイド33に回転シャフト31、ボールスプライン21及び移動ブロック34の垂直往復移動をガイドして、回転シャフト31に設置された部品吸着ヘッドが部品を吸着し、吸着された部品を印刷回路基板に実装するようにする。印刷回路基板に実装される部品が正確に部品吸着ヘッドに吸着されない場合にモーター10により所定半径に回転シャフト31を回転させて部品の吸着を補正する。
【0007】
回転シャフト31を回転させて部品の吸着を補正する従来の回転シャフト部30の構造を図7を用いて説明する。図7は図6に示した従来の接触シーリング構造をもつ回転シャフト部の断面図である。図示したように、移動ブロック34の内側に回転シャフト31が挿入されて設置された状態で移動ブロック34の両端にそれぞれシーリング材36で密封させて移動ブロック34の両端に外部空気が投入されて発生される圧力強化を防止する。ここで、部品吸着のため圧力を発生するように移動ブロック34に形成された空気出入口34aと回転シャフト31に形成された中空部31a及び空気出入口31bを通じて空気を矢印A方向に出入させる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このように構成された従来の回転シャフトは、移動ブロックの内側に挿入設置された状態で移動ブロックの両端をシーリング材で密封させる接触式構造であるため、回転シャフトを回転させると、ゴム材質をもつシーリング材と回転シャフトとの間に非線形摩擦力が発生する。非線形摩擦力は回転シャフトを精密に回転させる場合に所望時間内に回転角を安定化させることができないという問題点があった。
【0009】
そこで、本発明の目的は、表面実装機の部品吸着ヘッドに適用された回転シャフト部で移動ブロックの内側に挿入されて回転シャフトの回転の際に非線形摩擦力が発生しないように非接触シーリング構造をもつ部品吸着ヘッドを提供するにある。
【0010】
本発明の他の目的は、部品吸着ヘッドで移動ブロックと回転シャフトを非接触式で回転させることにより、回転シャフトの精密回転の際に所望時間内に回転の安定化を図ることにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の非接触シーリング構造をもつ部品吸着ヘッドは、部品を吸着して印刷回路基板に実装する表面実装機のヘッドにおいて、その上面に複数個の第1空気出入口が形成されると共に長さ方向に第1中空部が形成された移動ブロックと、前記多数の第1空気出入口と連通されて空気が出入されるようにその所定部位に少なくとも1個以上の第2空気出入口が形成され長さ方向に第2中空部が形成されたスペーサと、前記スペーサに形成された中空部の内側に所定間隔を維持した状態に挿入設置され、前記スペーサの第2空気出入口と連通されて空気が出入されるように少なくとも1個以上の第3空気出入口が形成され長さ方向に第3中空部が形成されその一端にはボールスプライン部とモーターが結合される回転シャフトと、前記スペーサと回転シャフトとの間の空間を密封させるように前記移動ブロックの両端に設置されるフランジと、からなることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳しく説明する。
【0013】
図1は本発明による非接触シーリング構造をもつ回転シャフト部の分離組立斜視図で、図2は図1に示した回転シャフト部の断面図で、図3は図1に示した移動ブロックの拡大斜視図である。図示したように、第1空気出入口111が形成されると共に長さ方向に第1中空部112が形成された移動ブロック110と、第1空気出入口111と連通されて空気が出入されるようにその所定部位に少なくとも1個以上の第2空気出入口121が形成され長さ方向に第2中空部122が形成されたスペーサ120と、スペーサ120に形成された第2中空部122の内側に所定間隔を維持した状態で挿入されて移動ブロック110の両端にフランジボールベアリング140で密封され一端にボールスプライン部20(図6に図示)とモーター10(図6に図示)が結合されると共に第2空気出入口121と連通されて空気が出入されるように少なくとも1個以上の第3空気出入口131が形成され、長さ方向に第3中空部132が形成された回転シャフト130と、から構成される。
【0014】
本発明の構成及び作用を詳しく説明する。
【0015】
本発明の非接触式構造をもつ部品吸着ヘッドは、モーター10(図6に図示)、ボールスプライン部20(図6に図示)及び回転シャフト部100から構成される。モーター10とボールスプライン部20はカップリング1により結合されてモーター10の回転中心軸11に伝達された回転力をボールスプライン部20のボールスプラインナット22及びボールスプライン21に伝達する。ボールスプライン21に伝達された回転力は回転シャフト部100に伝達される。回転シャフト部100に伝達された回転力は回転シャフト130を回転させて部品吸着ヘッドに吸着された部品(図示せず)の吸着姿勢及び位置を補正する。
【0016】
部品の吸着姿勢及び位置を補正するため回転される回転シャフト130の回転のときに非線形摩擦力発生を防止するため、本発明では回転シャフト130を移動ブロック110と非接触された状態で回転される構造を変更した。非接触式構造に変更された本発明の回転シャフト部100を詳しく説明する。
【0017】
本発明の回転シャフト部100で非接触式構造をもつ部分は移動ブロック110、スペーサ120、回転シャフト130及びフランジボールベアリング140から構成される。前記移動ブロック110はその上面に複数個の第1空気出入口111が形成されると共に長さ方向に第1中空部112が形成される。前記移動ブロック110の長さ方向に形成された第1中空部112の内側には図3に示すようにスペーサ120が挿入設置される。
【0018】
スペーサ120は移動ブロック110に形成された第1中空部112に挿入設置されると共に第1空気出入口111と連通されて空気が出入されるように中央部分に少なくとも1個以上の第2空気出入口121が形成される。スペーサ120に形成された第2空気出入口121は図4に示すように所定角度に分割されて4方向にそれぞれ形成される。第2空気出入口121が少なくとも一つまたは所定角度に分割されて4方向にそれぞれ形成されるスペーサ120の内側長さ方向に第2中空部122が形成される。
【0019】
スペーサ120の内側長さ方向に形成された第2中空部122には所定間隔を維持した状態で回転シャフト130が挿入設置される。ここで、所定間隔はスペーサ120の中空部122の径Lから回転シャフト130の全体径L1を減算した大きさが少なくとも10μm以下に設定される。スペーサ120の内周面で回転シャフト130の外周面間の所定間隔が10μm以下に設定して設置する場合にこの間隔による空気圧低下の発生を防止することができる。
【0020】
スペーサ120の中空部122の内側に非接触式で所定間隔が維持されるように回転シャフト130が挿入設置されると、移動ブロック110の両端にフランジボールベアリング140を設置してスペーサ120と回転シャフト130との間の空間を密封させる。スペーサ120と回転シャフト130との間の空間を密封させるため用いられるボールベアリング140は回転シャフト130の回転運動を円滑にするためフランジボールベアリングが用いられる。
【0021】
フランジボールベアリングにより移動ブロックに密封設置される回転シャフト130の他端はフランジボールベアリングを支持するためベアリング支持部材133が突出されて形成される。フランジボールベアリングを支持するためベアリング支持部材133が突出形成された回転シャフト130の一端にはボールスプライン部20(図6に図示)とモーター10(図6に図示)が結合されてモーター10で発生した回転力により回転される。
【0022】
一端にモーター10及びボールスプライン部20が結合された回転シャフト130には第2空気出入口121と連通されて空気が出入されるように少なくとも一つ以上の第3空気出入口131が形成されると共に長さ方向に所定径1をもつ第3中空部132が形成される。回転シャウト130に少なくとも一つ以上が形成される第3空気出入口131は図5に示すように所定の角度に分割されて4方向にそれぞれ形成されることができる。
【0023】
回転シャフト130に所定角度に分割されて4方向にそれぞれ形成された第3空気出入口131はスペーサ120の第2空気出入口121及び移動ブロック110に形成された第1空気出入口111と一致される位置に形成されて、図7に示した矢印A方向に空気の出入路を形成する。空気の出入路が形成されると、外部空気制御器(図示せず)から空気を排出させるか流入させることにより回転シャフト130の内側に長さ方向に形成された第3中空部132、第3空気出入口131、第2空気出入口121及び第1空気出入口111に空気圧が発生するか解除されて部品を吸着及び実装する。
【0024】
以上説明したようにスペーサを用いて回転シャフトを非接触式で移動ブロックの内側に設置することにより、摩擦による非線形摩擦力の発生を除去して所望時間内に回転シャフトの回転角を精密に制御することができる。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、表面実装機の部品吸着ヘッドに適用された回転シャフト部でスペーサを用いて回転シャフトを非接触式で移動ブロックの内側に設置することにより、摩擦による非線形摩擦力の発生を除去して所望時間内に回転シャフトの回転角を精密に制御することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による非接触シーリング構造をもつ回転シャフト部の分離組立斜視図である。
【図2】図1に示した回転シャフト部の断面図である。
【図3】図1に示した移動ブロックの拡大斜視図である。
【図4】図1に示したスペーサの拡大斜視図である。
【図5】図1に示した回転シャフトの要部拡大斜視図である。
【図6】表面実装機に適用された従来の部品吸着ヘッドの側面図である。
【図7】図6に示した接触シーリング構造をもつ回転シャフト部の断面図である。
【符号の説明】
10 モーター
20 ボールスプライン部
100 回転シャフト部
110 移動ブロック
120 スペーサ
130 回転シャフト
140 フランジボールベアリング
Claims (5)
- 部品を吸着して印刷回路基板に実装する表面実装機のヘッドにおいて、
その上面に複数個の第1空気出入口が形成されると共に長さ方向に第1中空部が形成された移動ブロックと、
前記多数の第1空気出入口と連通されて空気が出入されるようにその所定部位に少なくとも1個以上の第2空気出入口が形成され、長さ方向に第2中空部が形成されたスペーサと、
前記スペーサに形成された第2中空部の内側に所定間隔を維持した状態で挿入設置され、前記スペーサの第2空気出入口と連通されて空気が出入されるように少なくとも1個以上の第3空気出入口が形成され、長さ方向に第3中空部が形成され、その一端にはボールスプライン部とモーターが結合される回転シャフトと、
前記スペーサと回転シャフトとの間の空間を密封させるように前記移動ブロックの両端に設置されるフランジと、
を備えたことを特徴とする非接触シーリング構造をもつ部品吸着ヘッド。 - 前記スペーサに形成された第2空気出入口は所定角度に分割されて4方向にそれぞれ形成されることを特徴とする請求項1に記載の非接触シーリング構造をもつ部品吸着ヘッド。
- 前記回転シャフトに形成された第3空気出入口は所定角度に分割されて4方向にそれぞれ形成されることを特徴とする請求項1に記載の非接触シーリング構造をもつ部品吸着ヘッド。
- 前記回転シャフトを移動ブロックに密封させるフランジはフランジボールベアリングであることを特徴とする請求項1に記載の非接触シーリング構造をもつ部品吸着ヘッド。
- 前記回転シャフトの他端はフランジボールベアリングを支持するためベアリング支持部材が突出されて形成されることを特徴とする請求項1に記載の非接触シーリング構造をもつ部品吸着ヘッド。
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