JP3695176B2 - Air cylinder - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアにより往復駆動されるエアシリンダのエアクッション機構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子部品実装装置における往復動作用のアクチュエーターとして、構造が簡単でコンパクトなエアシリンダが多用されている。エアシリンダの往復動作は、供給されるエアの圧力や流量によって制御され、一般にストロークエンドに衝撃吸収用のエアクッション機構を設けたものが広く用いられている。このエアクッション機構は、ストロークエンドにおいてシリンダ内のの端部に設けられた嵌入部にピストンの一部分が気密に嵌入するようにし、このときに嵌入部が閉じられて形成される気室内から排出されるエアの量を絞ることにより、ストロークエンドでの衝撃を吸収させるようにしたものである。一般に市販のエアシリンダのエアクッション機構には調整式の絞りが設けられ、使用目的に応じて絞りの開度を調整することにより、所要のクッション効果を得るようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電子部品の実装工程においては、高速でしかも極力衝撃の少ないスムースな動作が求められるため、電子部品実装装置に使用されるエアシリンダにはエアクッション機構が必須とされている。このため電子部品実装装置の調整作業においては、各エアシリンダについて、最適のエアクッション効果を得るための絞り調整作業が行われる。この作業は、従来作業者によって個々のエアシリンダの調整ねじを操作することによって行われていた。
【0004】
しかしながら、電子部品実装装置ではきわめて多くのエアシリンダが使用されており、しかも同一用途のエアシリンダが多数用いられ、装置の種類によっては同一のものが装置1台当り100本以上使用される場合がある。このため、組立後の装置立ち上げ時や保守調整において、このエアクッションの絞り調整作業に多大の時間と労力を要している実情にあった。
【0005】
そこで本発明は、エアクッション機構における絞り調整作業を必要としないエアシリンダを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載のエアシリンダは、シリンダ内にエアを供給することによりこのシリンダに嵌合したピストンを往復駆動するエアシリンダであって、前記シリンダ内の端部に設けられた嵌入部と、前記ピストンに設けられピストンの往復動のストロークエンドにおいて前記嵌入部に気密に嵌入する突部と、前記突部が前記嵌入部に嵌入して形成される気室を外部に連通させる導気孔と、この導気孔に設けられ、前記気室内のエアの外部への排出を所定量に規制する固定絞りとを備え、前記固定絞りは板部材に設けられた所定径の開孔部であり、且つこの板部材はねじ部材の下面で押え込んで固定される。
【0008】
本発明によれば、エアシリンダのエアクッション機構の絞りを、予め求められた所定開度を有する固定絞りとすることにより、装置組み込み後の絞り調整作業を必要としない。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態のエアシリンダを用いた電子部品実装装置の実装ヘッドの斜視図、図2は同エアシリンダを用いた電子部品実装装置の実装ヘッドの断面図、図3は同エアシリンダの部分断面図、図4は同エアシリンダのクッションオリフィスの断面図である。
【0010】
まず、図1、図2を参照して電子部品実装装置の実装ヘッドについて説明する。図1、図2において、実装ヘッド1はZ軸モータ2によって駆動されるZ軸テーブル3に装着されている。実装ヘッド1は箱型部材5に結合された昇降ブロック4を備えており、箱型部材5の上面には、円周上の等配位置に6本のエアシリンダ6が配設されている。
【0011】
図2に示すように、エアシリンダ6は両ロッドタイプであり、上下両方向にロッド6aが突出している。下方に突出したロッド6aは、ノズル昇降ロッド7と回転自在に結合されており、ノズル昇降ロッド7はスライドユニット8に挿通して下端部に装着されたノズル9と連結されている。図示しない吸引手段によってノズル9の下端部10から真空吸引することにより、ノズル10は下端部10の吸着孔に電子部品を吸着する。
【0012】
エアシリンダ6の給排気ポートにはエア配管を介して電磁弁11が接続されており、電磁弁11にはレギュレータ12を経由してエアが供給される。電磁弁11を作動させることによりエアの方向が切り換えられ、供給されるエアの方向に応じてエアシリンダ6は上下動を行う。以上説明したように、エアシリンダ6は電子部品を吸着したノズル9を上下動させるためのものであり、その下死点において電子部品の真空吸着を行い、ロッド6aを上方に突出させてノズル9を上昇させた状態で実装点まで移動し、そこで再び下降し下死点において吸着して保持していた電子部品を実装位置に搭載し、吸着を解除して実装するものである。
【0013】
半導体チップなどの電子部品は近年非常に小型化しており、吸着や搭載時の取り扱いには極めて精緻な動作制御を必要とする。更に電子部品実装工程においては、実装作業効率の向上が要請され、実装タクトタイムは益々短縮化の傾向にある。すなわち、電子部品吸着用のノズルを上下駆動するエアシリンダには、精緻な動作制御と高速動作の両立が可能となるような特性を備えたものが求められている。
【0014】
このような機能、特性を要する用途に用いられるエアシリンダ6について、図3、図4を参照して説明する。図3において、エアシリンダ6は固定部分としてのシリンダを構成するシリンダチューブ20およびシリンダチューブ20の両端に固着されたシリンダヘッド21を備えている。シリンダチューブ20には往復動部分であるピストン23が嵌合し、ピストン23の両側には外部に突出しピストン23と共に往復動するロッド6aが結合されている。ロッド6aとシリンダヘッド21との摺動部およびピストン23とシリンダチューブ20内面との摺動部には、それぞれシール部材22,24が装着され摺動隙間を密封している。
【0015】
ピストン23の両側には突部であるクッション部25が設けられており、クッション部25にはシール部材26が装着されている。またシリンダの端部であるシリンダヘッド21にはクッション部25の外径に対応した嵌入部27が設けられている。ピストン23がストロークエンド近傍まで移動すると、クッション部25は嵌入部27に嵌入する。このとき嵌入部27の内部はシール部材26によって気密に保たれ、気密の気室28が形成される。
【0016】
気室28は導気孔29を介して絞り部30と連結されており、絞り部30はオリフィスリング32およびオリフィスリング32を固定する固定ねじ部材31を備えている。絞り部30は導気孔33を介して給排気ポート34と連通している。図4に示すように、オリフィスリング32には孔径dのオリフィス32aが設けられており、オリフィスリング32を押え込んで固定するねじ部材31の下面には十字溝31aが設けられている。
【0017】
ねじ部材31をねじ部31bによってオリフィスリング32に押しつけてオリフィスリング32を固定した状態では、オリフィス32aは十字溝32aと連通し、したがって、導気孔29と導気孔33の間はオリフィス32aを介して連通する。気室28から排出されるエアはオリフィス32aによって絞られ、このときの絞り効果はオリフィス径dによって決定される。すなわち板部材であるオリフィスリング32に設けられた所定径の開孔部であるオリフィス32aは、気室28内のエアの排出を所定量に規制する固定絞りとなっている。
【0018】
次にエアシリンダ6の動作時における絞り部30の機能について説明する。図において、ピストン23がストロークエンド近傍まで移動すると、オリフィス部25が嵌入部27に嵌入し、嵌入部27内の気室28はシール部材26により密封される。ピストン23が更にストロークエンドに接近することにより、気室28内のエアは圧縮され、導気孔29、絞り部30および導気孔33を介して給排気ポート34に排出される。
【0019】
このとき排出されるエアの流量は、絞り部30のオリフィス径dによって決定され、オリフィス径dを適切に設定することにより、気室28からのエアの排出速度を制御することができる。したがってストロークエンドにおけるピストン23の速度を低下させ、ピストン23をストロークエンドで衝撃を生じることなくスムース停止させることができる。このクッション効果は、オリフィス径dによって決定されるので、エアシリンダの長期にわたる使用期間中においてもクッション特性が変化することがなく、従来の定期的な再調整作業を必要とする調整ニードルによる絞り方式と比較して、安定したクッション効果を得ることができる。
【0020】
このようにエアシリンダ6のクッション機構の絞りとして固定絞りを用い、また好ましくは板部材に開孔部を設けたオリフィスリング32を用いることにより、同一用途のエアシリンダについては、予め製作され同一規格の開孔部が設けられたオリフィスリングを装着するのみで、従来必要とされた絞り調整作業を省略することができる。この省力効果は、前述の電子部品実装装置のような同一規格のエアシリンダを同一用途に多数使用するような装置についてきわめて大きい。
【0021】
なお、本実施の形態では、電子部品実装装置の実装ヘッドに用いられたエアシリンダの例を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば電子部品を供給するテープフィーダのテープのピッチ送り駆動に用いられるエアシリンダなど、高速・高精度の動作が必要とされ、しかも同一用途に多数が使用されるものであれば本発明を適用することができる。
【0022】
【発明の効果】
本発明によれば、エアシリンダのエアクッション機構の絞りを、予め求められた所定開度を有する固定絞りとするようにしたので、装置組み込み後の絞り調整作業を必要とせず、また長期間安定したクッション効果を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態のエアシリンダを用いた電子部品実装装置の実装ヘッドの斜視図
【図2】本発明の一実施の形態のエアシリンダを用いた電子部品実装装置の実装ヘッドの断面図
【図3】本発明の一実施の形態のエアシリンダの部分断面図
【図4】本発明の一実施の形態のエアシリンダのクッションオリフィスの断面図
【符号の説明】
6 エアシリンダ
6a ロッド
20 シリンダチューブ
23 ピストン
25 クッション部
27 嵌入部
28 気室
29、33 導気孔
30 絞り部
32 オリフィスリング
32a オリフィス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air cushion mechanism of an air cylinder that is reciprocated by air.
[0002]
[Prior art]
As an actuator for a reciprocating operation in an electronic component mounting apparatus, an air cylinder having a simple structure and a compact structure is often used. The reciprocating operation of the air cylinder is controlled by the pressure and flow rate of the supplied air, and in general, an air cushion mechanism for absorbing shock is provided at the stroke end. This air cushion mechanism allows a part of the piston to be hermetically fitted into a fitting portion provided at an end portion in the cylinder at the stroke end, and is discharged from the air chamber formed by closing the fitting portion at this time. By reducing the amount of air to be absorbed, the impact at the stroke end is absorbed. Generally, an air cushion mechanism of a commercially available air cylinder is provided with an adjustable throttle, and a required cushion effect is obtained by adjusting the opening of the throttle according to the purpose of use.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the electronic component mounting process, a smooth operation with high impact and minimal impact is required. Therefore, an air cushion mechanism is indispensable for an air cylinder used in an electronic component mounting apparatus. For this reason, in the adjustment work of the electronic component mounting apparatus, the diaphragm adjustment work for obtaining the optimum air cushion effect is performed for each air cylinder. This operation has been conventionally performed by operating an adjustment screw of each air cylinder by an operator.
[0004]
However, an electronic component mounting apparatus uses an extremely large number of air cylinders, and many air cylinders of the same purpose are used. Depending on the type of apparatus, 100 or more of the same one may be used per apparatus. is there. For this reason, when starting up the apparatus after assembly or during maintenance adjustment, the air cushion diaphragm adjustment work requires a great deal of time and effort.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide an air cylinder that does not require an aperture adjustment operation in an air cushion mechanism.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The air cylinder according to claim 1 is an air cylinder that reciprocally drives a piston fitted to the cylinder by supplying air into the cylinder, the fitting portion provided at an end portion in the cylinder, A protrusion provided on the piston at a stroke end of the reciprocating motion of the piston and hermetically inserted into the insertion portion; A fixed throttle that is provided in the air introduction hole and restricts discharge of the air in the air chamber to a predetermined amount, and the fixed throttle is an opening portion of a predetermined diameter provided in a plate member, and the plate The member is pressed and fixed on the lower surface of the screw member .
[0008]
According to the present invention, the throttle of the air cushion mechanism of the air cylinder is a fixed throttle having a predetermined opening determined in advance, so that the throttle adjustment work after the device is incorporated is not required.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a perspective view of a mounting head of an electronic component mounting apparatus using an air cylinder according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of the mounting head of the electronic component mounting apparatus using the air cylinder, and FIG. FIG. 4 is a sectional view of a cushion orifice of the air cylinder.
[0010]
First, the mounting head of the electronic component mounting apparatus will be described with reference to FIGS. 1 and 2, the mounting head 1 is mounted on a Z-axis table 3 driven by a Z-
[0011]
As shown in FIG. 2, the
[0012]
An
[0013]
In recent years, electronic components such as semiconductor chips have become very small in size, and extremely precise operation control is required for adsorption and handling during mounting. Furthermore, in the electronic component mounting process, improvement in mounting work efficiency is required, and the mounting tact time tends to be shortened. That is, an air cylinder that drives the electronic component suction nozzle up and down is required to have characteristics that enable both precise operation control and high-speed operation.
[0014]
The
[0015]
[0016]
The
[0017]
In a state where the
[0018]
Next, the function of the
[0019]
The flow rate of the air discharged at this time is determined by the orifice diameter d of the
[0020]
As described above, by using a fixed throttle as the throttle of the cushion mechanism of the
[0021]
In the present embodiment, an example of an air cylinder used for a mounting head of an electronic component mounting apparatus is shown. However, the present invention is not limited to this, for example, a tape feeder for supplying electronic components. The present invention can be applied to an air cylinder that is used for tape pitch feed driving and requires high-speed and high-accuracy operation and many are used in the same application.
[0022]
【The invention's effect】
According to the present invention, the throttle of the air cushion mechanism of the air cylinder is a fixed throttle having a predetermined opening obtained in advance, so that it is not necessary to adjust the throttle after the device is installed and is stable for a long time. The cushioning effect can be maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a mounting head of an electronic component mounting apparatus using an air cylinder according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a mounting of an electronic component mounting apparatus using an air cylinder according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a partial sectional view of an air cylinder according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a sectional view of a cushion orifice of the air cylinder according to an embodiment of the present invention.
6
Claims (1)
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