JP6898880B2 - 部品保持ヘッド - Google Patents

Description

本発明は、ＩＣ（integrated circuit）チップなどの部品（電子部品）を基板に実装する部品実装機に使用される部品保持ヘッドに関する。

一般的に、部品実装機は、部品保持ヘッドを部品供給部の上方に移動させ、そこから部品保持ヘッドに具備されたスピンドルとノズルとを下降させ、ノズルの下端部に部品を真空吸着させてピックアップし、その後、この部品保持ヘッドを基板上方に移動させた後、基板の上方からノズルを下降させ、基板の所定座標位置に部品を実装するように構成されている。

このように部品をノズルに吸着させたり、ノズルに吸着された部品を基板に実装したりするためには、ノズルに負圧または正圧を付与するのが必要である。そのために、部品実装機のノズルに作用する空圧を調節することが必要であり、部品実装機は、そのような調節に必要な正圧管路、負圧管路、スプール弁などのさまざまな装置及び設備を含んでいる。例えば、特許文献１には、ノズル側に連通された弁が、チューブを介して真空タンクに接続された電子部品実装装置が開示されている。

日本特許第３７１８９９５号

本発明の一側面によれば、簡単な構造を有する部品保持ヘッドを具現することを主な課題とする。

本発明の一側面によれば、複数個のスピンドル部が上下動自在に設けられるヘッド凸部と、前記複数個のスピンドル部それぞれの下端に設けられたノズル部と、前記ヘッド凸部に設けられ、前記ノズル部に空圧を付与するスプール弁部と、前記ヘッド凸部に設けられ、上端部には、シール孔が形成された複数個のブロータンク部と、前記ブロータンク部に隣接するように、前記ヘッド凸部に設けられ、上端部には、連通孔が形成された複数個のエアポート部と、前記シール孔に対応する装着孔が形成され、底面には、前記連通孔に連通される連結溝が円周方向に形成されたフランジ部と、前記装着孔を通過し、前記シール孔に装着され、前記フランジ部を前記ヘッド凸部に固定する複数個の固定部と、を含み、前記フランジ部が、前記ヘッド凸部の一面に設置されたとき、前記連結溝は、前記複数個の連通孔を連結する連結通路を形成する部品保持ヘッドを提供する。

ここで、前記フランジ部は、環形状を有することができる。

ここで、前記シール孔の内周には、ねじが形成され、前記固定部は、前記ねじに締結されるボルトからなるものとすることができる。

ここで、前記フランジ部の底面と前記ヘッド凸部との間には、シール部材が配置されてもよい。

本発明の一側面による部品保持ヘッドは、フランジ部及び固定部を利用し、複数個のブロータンク部のシール作用を奏しながら、フランジ部の底面に形成された連結溝に、複数個のエアポート部の連通孔が互いに連通される連結通路を簡単に構成することができるので、部品保持ヘッドの構造が簡単になり、製造コストを低減させ、設置作業及び維持補修作業が容易になる。

一実施形態に係わる部品保持ヘッドの全体構成を図示した概略的な図面である。 図１のブロータンク部、エアポート部、フランジ部、固定部が設けられた様子を拡大して図示した概略的な図面である。 図１のブロータンク部、エアポート部、フランジ部、固定部が設けられた様子を拡大して図示した概略的な図面である。 説明のために、本発明の一実施形態に係わるヘッド凸部において、スピンドル部、ノズル部、支持軸を除いて図示した概略的な斜視図である。 図４に図示されたヘッド凸部において、スプール部、フランジ部、固定部を除いて図示した概略的な斜視図である。 本発明の一実施形態に係わるフランジ部の上面を図示した概略的な斜視図である。 本発明の一実施形態に係わるフランジ部の底面を図示した概略的な斜視図である。 本発明の実施形態の一変形に係わるブロータンク部、エアポート部、フランジ部、固定部、シール部材が設けられた様子を拡大して図示した概略的な図面である。

以下、添付された図面を参照し、望ましい実施形態による本発明について詳細に説明する。また、本明細書及び本図面において、実質的に同一構成を有する構成要素については、同一符号を使用することにより、重複説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係わる部品保持ヘッドの全体構成を図示した概略的な図面であり、図２及び図３は、図１のブロータンク部、エアポート部、フランジ部、固定部が設けられた様子を拡大して図示した概略的な図面であり、図４は、説明のために、本発明の一実施形態に係わるヘッド凸部において、スピンドル部、ノズル部、支持軸を除外して図示した概略的な斜視図である。また、図５は、図４に図示されたヘッド凸部において、スプール部、フランジ部、固定部を除外して図示した概略的な斜視図であり、図６は、本発明の一実施形態に係わるフランジ部の上面を図示した概略的な斜視図であり、図７は、本発明の一実施形態に係わるフランジ部の底面を図示した概略的な斜視図である。

図１ないし図７に図示されているように、本実施形態による部品保持ヘッド１００は、ヘッド凸部１１０、スピンドル部１２０、ノズル部１３０、スプール弁部１４０、ブロータンク部１５０、エアポート部１６０、フランジ部１７０、固定部１８０、スピンドル加圧部ＳＰ、スプール作用部ＶＰを含む。

本実施形態の部品保持ヘッド１００は、ロータリヘッド形式の部品保持ヘッドであって、ヘッド本体Ｈに、ヘッド凸部１１０が垂直軸周囲のＲ方向に回転自在に装着されている。

本実施形態による部品保持ヘッド１００は、回転するロータリヘッド形式を有しているが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明による部品保持ヘッドは、回転しない形式であってもよい。

ヘッド凸部１１０は、ヘッド本体Ｈに設けられたＲサーボモータＲＭの駆動により、Ｒ方向に回転することができる。すなわち、ＲサーボモータＲＭが駆動されれば、連結ギアＣＧにより、ヘッド凸部１１０の支持軸ＭＳに動力が伝達され、ヘッド凸部１１０が回転することになる。

ヘッド凸部１１０の内部には、第１空圧ライン１１１、第２空圧ライン及び第３空圧ライン１１３が形成されている。第１空圧ライン１１１は、ブロータンク部１５０に連結されており、第２空圧ライン１１２は、エアポート部１６０に連結されており、第３空圧ライン１１３は、負圧管路（図示せず）に連結されている。

一方、ヘッド凸部１１０には、その周方向に沿って、複数個のスピンドル部１２０が配置される。スピンドル部１２０は、ヘッド凸部１１０に、上下動自在に設けられるが、スピンドル部１２０の内部には、スプール弁部１４０と連結されるエア通路１２０ａが形成される。また、スピンドル部１２０は、弾性部材ＴＳ１により、ヘッド凸部１１０に弾性的に支持される。

スピンドル部１２０の外周の少なくとも一部には、スプライン（図示せず）が形成されており、スピンドル部１２０は、ボール・スプライン構造でもって、ヘッド凸部１１０に設けられる。すなわち、スピンドル部１２０は、外筒１２１に嵌め込まれ、ヘッド凸部１１０に設けられるが、外筒１２１の下部には、駆動ギア１２２が設けられる。駆動ギア１２２は、ＴサーボモータＴＭから動力を伝達され、外筒１２１及びスピンドル部１２０をＴ方向に回転させることになる。

すなわち、各スピンドル部１２０は、ヘッド本体Ｈに設けられたＴサーボモータＴＭの駆動により、各スピンドル部１２０の軸線周りのＴ方向に回転することができるが、ＴサーボモータＴＭが駆動されれば、ヘッド凸部１１０を垂直方向に貫通する回転軸ＶＳが回転し、次に、回転軸ＶＳに設けられたギアＶＧ、及び駆動ギア１２２により、動力が順次に伝達され、各スピンドル部１２０の回転がなされる。

本実施形態によるスピンドル部１２０は、ボール・スプライン構造でもって、ヘッド凸部１１０に設けられるが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明によれば、スピンドル部１２０は、Ｚ軸方向に移動することができ、かつＴ方向に回転するように設けられればよく、それ以外の特別な制限はない。

一方、ノズル部１３０は、複数個のスピンドル部１２０それぞれの下端に設けられ、内部に、ノズル通路１３１が形成されている。

すなわち、ノズル通路１３１を介して、負圧または正圧が付与されれば、ノズル部１３０が部品を吸着したり、部品を下ろしたりするが、ノズル通路１３１は、スピンドル部１２０のエア通路１２０ａに連通される。

スプール弁部１４０は、ヘッド凸部１１０に設けられるが、ノズル部１３０に空圧を付与する。

スプール弁部１４０は、スプール弁１４１とスプール弁設置孔１４２とを含む。

ヘッド凸部１１０に形成されたスプール弁設置孔１４２には、スプール弁１４１が設けられ、スプール弁設置孔１４２は、第１空圧ライン１１１、第２空圧ライン及び第３空圧ライン１１３と、エア通路１２０ａとに連通されている。スプール弁１４１がスプール作用部ＶＰによって動けば、スプール弁１４１の位置により、エア通路１２０ａとノズル通路１３１との空圧が、負圧または正圧に変化することになる。

一方、複数個のブロータンク部１５０は、ヘッド凸部１１０に設けられる。各ブロータンク部１５０は、ヘッド凸部１１０に設けられるが、ヘッド凸部１１０に孔を加工して形成される。

ブロータンク部１５０は、第１空圧ライン１１１で、スプール弁設置孔１４２と連通されるように設けられるが、図３及び図５に図示されているように、ブロータンク部１５０の上端部には、内周にねじＳが形成されたシール孔１５１が形成されている。

本実施形態によるシール孔１５１の内周には、ねじが形成されているが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明によるシール孔の内周には、ねじが形成されないこともある。

本実施形態によれば、ブロータンク部１５０は、ヘッド凸部１１０に孔を加工して形成されるが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明によるブロータンク部は、別個の容器、またはパイプ形状のブロータンクを準備した後、そのようなブロータンクをヘッド凸部１１０に設けても構成される。

一方、複数個のエアポート部１６０は、ヘッド凸部１１０に設けられる。それぞれのエアポート部１６０は、ブロータンク部１５０に隣接するように、ヘッド凸部１１０に設けられるが、ヘッド凸部１１０に孔を加工して形成される。

エアポート部１６０は、第２空圧ライン１１２でもって、スプール弁設置孔１４２と連通されるように設けられるが、図３及び図５に図示されているように、エアポート部１６０の上端部には、連通孔１６１が形成されている。

本実施形態によれば、エアポート部１６０は、ヘッド凸部１１０に孔を加工して形成されるが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明によるエアポート部は、別個のパイプ形状のエアポート部を準備した後、そのようなエアポート部をヘッド凸部１１０に設けても構成される。

一方、図６及び図７に図示されているように、フランジ部１７０は、全体的に環形状を有し、ヘッド凸部１１０の一面１１４に設置される。

フランジ部１７０には、複数個の装着孔１７１が形成されているが、装着孔１７１は、フランジ部１７０の設置時、シール孔１５１に対応するように形成される。

装着孔１７１には、固定部１８０が嵌め込まれて配置されるが、固定部１８０は、装着孔１７１を通過し、ブロータンク部１５０のシール孔１５１に装着されることになる。

フランジ部１７０の底面１７０ａには、連結溝１７２が円周方向に形成されているが、フランジ部１７０が設置されると、連結溝１７２は、連通孔１６１に連通することになる。

すなわち、連結溝１７２は、フランジ部１７０の底面１７０ａに所定深さに形成されるので、フランジ部１７０がヘッド凸部１１０の一面１１４に設置されれば、連結溝１７２は、連結通路ＣＰになる。連結通路ＣＰは、複数個のエアポート部１６０の連通孔１６１を連通させる。

本実施形態によるフランジ部１７０の底面１７０ａは、ヘッド凸部１１０の一面１１４に直接接触するように設置されるが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明によれば、図８に図示されているように、フランジ部１７０の底面１７０ａと、ヘッド凸部１１０の一面１１４との間にシール部材ＳＭが配置され、さらに確実なシール作用を奏するようにすることもできる。そのとき、シール部材ＳＭは、環、直線、弧のような形状を有することができ、その素材として、シリコン、合成ゴム、天然ゴム、樹脂、合成樹脂などのシールが容易な素材が適用される。

一方、固定部１８０は、それぞれ装着孔１７１を経由し、シール孔１５１に装着される。固定部１８０のヘッド１８１は、装着孔１７１の大きさより大きく形成されているので、固定部１８０をシール孔１５１に設置すれば、フランジ部１７０は、ヘッド凸部１１０に固定されることになる。

固定部１８０の本体１８２下部の外周には、ねじが形成されており、固定部１８０は、ボルトからなる。固定部１８０のねじは、シール孔１５１の内周に形成されたねじＳと締結されるので、設置者は、固定部１８０を適切に回転させ、所望の締結力で、フランジ部１７０をヘッド凸部１１０に容易に固定させることができる。

本実施形態による固定部１８０は、ボルトからなるが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明による固定部は、ボルトからならないこともある。その場合、固定部の下端部は、接着剤などで、シール孔の内周に固定されるように設置される。

固定部１８０は、シール孔１５１に締結されるが、固定部１８０は、ブロータンク部１５０の上部を密封（シール）する。すなわち、各固定部１８０は、それぞれのブロータンク部１５０の上部をシールする作用を奏することになる。

また、固定部１８０の設置により、フランジ部１７０の底面１７０ａと、エアポート部１６０の上端部（ヘッド凸部１１０の一面１１４）は、互いに密着されるように固定されることにより、フランジ部１７０の連結溝１７２は、複数個のエアポート部１６０の連通孔１６１を互いに連通させる連結通路ＣＰになる。

一方、スピンドル加圧部ＳＰは、スピンドル部１２０をＺ方向に下降させる装置である。ヘッド本体Ｈに配置されたＺサーボモータＺＭのモータ軸は、ボールねじ機構のねじ軸（図示せず）に連結され、そのねじ軸に設けられたナットに、スピンドル加圧部ＳＰが連結されている。従って、ＺサーボモータＺＭの駆動により、スピンドル加圧部ＳＰがＺ方向に下降すれば、スピンドル加圧部ＳＰは、スピンドル部１２０の上端部を押すことにより、スピンドル部１２０が下降する。

スプール弁作用部ＶＰは、スプール弁１４１をＺ方向に昇降させる装置である。ヘッド本体Ｈに配置されたＶサーボモータＶＭのモータ軸は、ボールねじ機構のねじ軸（図示せず）に連結され、そのねじ軸に設けられたナットに、スプール弁作用部ＶＰが連結されている。従って、ＶサーボモータＶＭの駆動により、スプール弁作用部ＶＰがＺ方向に移動し、弾性部材ＴＳ２は、スプール弁作用部ＶＰの振動などを防止し、精密な制御が可能になる。

以下、本実施形態による部品保持ヘッド１００のヘッド凸部１１０に、フランジ部１７０を設置する様子を説明する。

設置者は、図５に図示されたヘッド凸部１１０の一面１１４に、フランジ部１７０を設置する。

すなわち、設置者は、それぞれの固定部１８０が、フランジ部１７０の装着孔１７１を通過し、シール孔１５１に装着されるようにするが、固定部１８０を十分に回転させ、フランジ部１７０がヘッド凸部１１０の一面１１４に密着されるようにする。それにより、それぞれの固定部１８０により、それぞれのブロータンク部１５０の上端部が密封される一方、フランジ部１７０の連結溝１７２は、複数個のエアポート部１６０の連通孔１６１を連結する連結通路ＣＰになる。

以上のように、本実施形態による部品保持ヘッド１００によれば、フランジ部１７０と固定部１８０とを利用し、各ブロータンク部１５０の上端部シールを行い、フランジ部１７０の連結溝１７２に、複数個のエアポート部１６０の連通孔１６１が互いに連結される連結通路ＣＰを簡単に構成することができる。それにより、部品保持ヘッド１００の構造が簡単になり、部品個数を減らし、製造コストを低減させるだけではなく、設置作業、及び維持補修のための分解作業が容易になる。

本発明の一側面は、添付された図面に図示された実施形態を参照して説明したが、それらは、例示的なものに過ぎず、当該技術分野で当業者であるならば、それらから多様な変形、及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解することができるであろう。従って、本発明の真の保護範囲は、特許請求の範囲によってのみ決められるものである。

本発明は、部品実装機の部品保持ヘッドの製造及び運用に使用される。

１００ 部品保持ヘッド
１１０ ヘッド凸部
１２０ スピンドル部
１３０ ノズル部
１４０ スプール弁部
１５０ ブロータンク部
１６０ エアポート部
１７０ フランジ部
１８０ 固定部

Claims (4)

1. 複数個のスピンドル部が上下動自在に設けられるヘッド凸部と、
   前記複数個のスピンドル部それぞれの下端に設けられたノズル部と、
   前記ヘッド凸部に設けられ、前記ノズル部に空圧を付与するスプール弁部と、
   前記ヘッド凸部に設けられ、上端部には、シール孔が形成された複数個のブロータンク部と、
   前記ブロータンク部に隣接するように、前記ヘッド凸部に設けられ、上端部には、連通孔が形成された複数個のエアポート部と、
   前記シール孔に対応する装着孔が形成され、底面には、前記連通孔に連通される連結溝が円周方向に形成されたフランジ部と、
   前記装着孔を通過し、前記シール孔に装着され、前記フランジ部を前記ヘッド凸部に固定する複数個の固定部と、を含み、
   前記フランジ部が、前記ヘッド凸部の一面に設置されたとき、前記連結溝は、前記複数個の連通孔を連結する連結通路を形成する部品保持ヘッド。
2. 前記フランジ部は、環形状を有する請求項１に記載の部品保持ヘッド。
3. 前記シール孔の内周には、ねじが形成され、前記固定部は、前記ねじに締結されるボルトからなる請求項１に記載の部品保持ヘッド。
4. 前記フランジ部の底面と、前記ヘッド凸部との間には、シール部材が配置されている請求項１に記載の部品保持ヘッド。

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