JPH04342199A - 着脱機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子部品装着機
において、部品を保持する被結合部材としてのツールを
結合部材としてのツールホルダに着脱する着脱機構に関
する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品装着機には図１７に示すように
ＸＹロボット５０の可動部５１にヘッド部５２が取り付
けられている。ヘッド部５２には図１８に示すように円
筒状のツールホルダ５３が設けられており、ツールホル
ダ５３には電子部品５４を吸着またはメカニカルに保持
するツール５５が着脱可能に装着されている。ツール５
５は保持する電子部品の種類によってその形状、大きさ
が異なるため、それぞれに対応したものが必要となり、
電子部品に合わせてツール５５を交換している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】最近、電子部品装着機
により基板などに装着する電子部品の種類数は増大して
おり、多品種の電子部品に対応するためにはツール５５
をツールホルダ５３に容易に、確実に高精度で着脱する
必要がある。

【０００４】しかしながら従来のこの種の着脱機構は、
構造が簡単なものでは結合時にガダがあったり、結合時
にガタのないものでは構造が複雑となるなどの問題があ
った。

【０００５】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たもので、簡単な構造で位置決め精度よく容易に部材の
着脱を行なうことのできる着脱機構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】本発明の着脱機構は、結
合部材と被結合部材とのいずれか一方の端部に形成され
た円柱状の凸部を、他方の端部に形成された円筒状の凹
部に対して嵌合、離脱することにより着脱を行なう着脱
機構において、凹部の内外周を貫通して保持された複数
個の球体と、凹部の外周に軸方向に摺動自在に装着され
、一端の内周に球体に当接し端面に向って拡径する第１
のテーパ面が形成された環状部材と、凸部の外周に形成
され第１のテーパ面と逆方向に傾斜して球体に当接する
第２のテーパ面と、環状部材を軸方向に押圧して球体を
第２のテーパ面に押圧付勢する付勢手段とを具備したこ
とを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記構成の着脱機構においては、環状部材を軸
方向に移動することにより球体を第１のテーパ面の拡径
部に位置させることができ、凸部を凹部内に嵌合するこ
とができる。嵌合後は付勢手段により環状部材が原位置
に移動し、第１のテーパ面を介して球体を凸部外周の第
２のテーパ面に転動させながら当接する。この結果凸部
を凹部端面に密着当接させ位置決めすることができる。 また環状部材を軸方向に移動することにより、同様に凹
部から凸部を容易に離脱させることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の着脱機構の実施例を図面を参
照して説明する。

【０００９】図１乃至図４に本発明の第１の実施例を示
す。図１は結合部材としてのツールホルダ１と被結合部
材としてのツール２とが分離された状態を示し、図２は
ツールホルダ１とツール２とが結合された状態を示す。 また図３は図２の縦断面図、図４は図３のＡ−Ａ線断面
図である。

【００１０】円柱状のツールホルダ１の下端は円筒状と
なっており、凹部１ａが形成されている。凹部１ａには
内外周を貫通して２つの直径上に４個の孔１ｂが形成さ
れており、孔１ｂにはそれぞれボール（球体）３が回転
自在に保持されている。また孔部１ｂの内周側の直径は
ボール３の直径よりわずかに小さくなっており、ボール
３の凹部１ａ内への脱落を防止している。

【００１１】ツールホルダ１の外周には環状部材である
リング４が同心上に軸方向に摺動自在に装着されており
、リング４の上端とツールホルダ１の外周に固定された
係止リング５との間には付勢手段であるコイルスプリン
グ６が巻装されている。そしてリング４を矢印Ｂ方向に
押圧付勢している。またリング４の下端内周には下端に
向って拡径する第１のテーパ面４ａが形成されており、
第１のテーパ面４ａにボール３が当接している。第１の
テーパ面４ａにはリング４の上昇端においてもボール３
が係止されて、ボール３の外側への脱落を防止している
。

【００１２】ツール２は、外周がツールホルダ１の凹部
１ａの内周とほぼ等しい円柱状の凸部７と、凸部７の下
端面に同心上に一体に形成された鍔部８と、鍔部８の中
心の下方に突出して設けられた吸着部９とからなってい
る。また凸部７の外周には直径上に下方に向って縮径す
る平面状の一対の第２のテーパ面７ａが形成されている
。そしてツール２の凸部７をツールホルダ１の凹部１ａ
内に挿入したとき、ボール３が第２のテーパ面７ａに当
接し、リング４の第１のテーパ面４ａとの間に挟持され
るようになっている。なお、第１のテーパ面４ａのテー
パ角度は第２のテーパ面７ａのテーパ角度より小さくな
っている。

【００１３】次に上記のように構成された第１の実施例
の作用を図５，６を参照して説明する。ツール２をツー
ルホルダ１に結合するときは、先ず図５（ａ）に示すよ
うに、コイルスプリング６の付勢力に抗してリング４を
矢印Ｃで示す方向に上昇させる。次に（ｂ）に示すよう
にツール２の凸部７をツールホルダ１の凹部１ａ内に挿
入する。このときボール３は凸部７の外周に押されて、
リング４の下端の拡径部に当接する。次に（ｃ）に示す
ように、リング４をコイルスプリング６の付勢力により
矢印Ｄで示す方向に下降させる。

【００１４】このときボール３はリング４の第１のテー
パ面４ａに当接し、矢印Ｅで示す方向に回転してツール
２を矢印Ｃで示す方向に押し上げる。この結果ツール２
の鍔部８がツールホルダ１の下端面に当接し、ツール２
の凸部７の外周とツールホルダ１の凹部１ａ内周とが嵌
合当接することとともに、ツール２のツールホルダ１に
対する図２に示すＸ，Ｙ，Ｚ方向の位置決めがなされる
。また、ツール２の凸部７の外周の対向する位置に形成
された１対の第２のテーパ面７ａが平面状であり、第２
のテーパ面７ａにそれぞれ２個のボール３が当接してい
るため、図２に示すθ方向に対しても位置決めがなされ
る。

【００１５】また、ツール２をツールホルダ１から分離
するときは、まず図６（ａ）に示す結合状態から（ｂ）
に示すようにリング４を矢印Ｃで示す方向に上昇させる
。この結果ボール３はリング４の第１のテーパ面４ａの
下端拡径部に対向するため、凹部１ａの外周側に退避可
能となる。したがって（ｃ）に示すように、ツール２を
ツールホルダ１の凹部１ａから分離することができる。 本実施例によれば、簡単な構造で安価な着脱機構により
、ツール２をツールホルダ１に対して容易に着脱するこ
とができる。また、結合時のガタをなくして高精度の位
置決めが可能となる。しかも着脱時の両部材１，２の接
触がころがり接触であるので、耐久性が向上する。

【００１６】上記実施例ではツール２の凸部７の外周に
、直径上に対向して１対の第２のテーパ面７ａを平面状
に形成した場合について説明したが、図７乃至図１０に
示すように第２のテーパ面７ａを下方に向って縮径する
円錐状としてもよい。この場合はツール２がツールホル
ダ１に対してＸＹＺ方向は位置決め固定されるが、θ方
向は固定されず回転自在となる。

【００１７】図１１乃至図１４に本発明の第２の実施例
を示す。本実施例はツールホルダ１１の下端にほぼ円柱
状の凸部１１ａを設け、ほぼ円柱状のツール１２の上部
に同心上に円筒状の凹部１２ａを形成したものである。 ツールホルダ１１の凸部１１ａの外周には直径上に対向
して軸方向に平行な平面状の切欠部１１ｂが形成されて
おり、切欠部１１ｂの下端は端面に向って拡径する第２
のテーパ面１１ｃとなっている。

【００１８】一方、ツール１２の上部外周の縮径部１２
ｂには、内外周を貫通して２つの直径上に４個の孔１２
ｃが形成されており、孔１２ｃにはそれぞれボール１３
が回転自在に保持されている。そしてツール１２の凹部
１２ａ内にツールホルダ１１の凸部１１ａを挿入嵌合し
たときに、ボール１３がツールホルダ１１の切欠部１１
ｂに当接するようになっている。またツール１２の縮径
部１２ｂの外周にはリング１４が同心上に軸方向に摺動
自在に装着されている。さらにリング１４の下端面と縮
径部１２ｂの下端の段差部１２ｄとの間には、第１のコ
イルスプリング１５が巻装されている。また、ツール１
２の上端面には鍔部１２ｄが同心上に一体に形成されて
おり、リング１４の上昇端の位置が規制されている。そ
してリング１４の上端面には下方に向って縮径する第１
のテーパ面１４ａが形成されている。

【００１９】ツール１２の凹部１２ａ内にはほぼ円筒状
の係止部材１６が軸方向に摺動自在に装着されており、
係止部材１６の下端面には外周側に突出する突起部１６
ａが設けられいる。また凹部１２ａの内周には段差部１
２ｅが形成されており、突起部１６ａが段差部１２ｅに
係合することにより係止部材１６の上昇端が規制される
。そして係止部材１６の上昇端においてその外周がボー
ル１３に当接するようになっている。また係止部材１６
の内側上面とツール１２の凹部１２ａの底面との間には
、第２のコイルスプリング１７が装着されている。

【００２０】次に上記のように構成された第２の実施例
の作用を図１５，１６を参照して説明する。ツールホル
ダ１１とが分離された状態では、図（ａ）に示すように
、係止部材１６はコイルスプリング１７の付勢力で上昇
し、係止部材１６の突起部１６ａがツール１２の内周の
段差部１２ｅに当接している。この状態ではボール１３
は係止部材１６の外周に当接している。

【００２１】ツール１２をツールホルダ１１に結合する
ときは、（ｂ）に示すようにリング１４を固定した状態
でツールホルダ１１の凸部１１ａをツール１２の凹部１
２ａ内に挿入する。この結果係止部材１６が押し下げら
れ、ボール１３は第１のコイルスプリング１５により上
方に付勢されたリング１４の第１のテーパ面１４ａに沿
って内側に押し込まれる。そして（ｃ）に示すようにボ
ール１３はリング１４の内周とツールホルダ１１の下端
外周の第２のテーパ面１１ｃとの間に挟持される。この
状態で第１，第２のコイルスプリング１５，１７の付勢
力により、ツール１２はツールホルダ１１に対して位置
決め結合される。

【００２２】また、ツール１２をツールホルダ１１から
分離するときは、図６（ａ）に示す結合状態から（ｂ）
に示すように、リング１４を固定しツールホルダ１１を
引き上げると、ボール１３を介してツール１２も一体に
引き上げられる。この結果ボール１３はリング１４の第
１のテーパ面１４ａに沿って外側に押し出され、ツール
ホルダ１１の下端の第２のテーパ面１１ｃから離脱する
。そして（ｃ）に示すようにツールホルダ１１とツール
１２とが分離する。このときボール１３は第１のコイル
スプリング１５によって上方に押し上げられたリング１
４の第１テーパ面１４ａによって保持される。

【００２３】本実施例によれば、ツールホルダ１１を上
下に駆動させる機構を有していれば、リング１４を固定
してツールホルダ１１を上下させるだけでツール１２と
ツールホルダ１１との結合分離を容易に行なうことがで
きる。なお、図１３に示すようにツール１２はツールホ
ルダ１１に対してＸ，Ｙ，θ方向の位置は固定されるが
、Ｚ方向には相対的に移動可能であるので、結合、分離
動作時に距離ｄの逃げの機能を持たせることができる。

【００２４】なお、上記各実施例は電子部品装着機のツ
ールホルダとツールとの着脱機構について説明したが、
他の結合部材と被結合部材との着脱機構に応用しても同
様の効果が得られる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の着脱機構
によれば、結合部材と被結合部材とを球体を介してテー
パ面を有する環状部材で連結するようにしたので、簡単
で安価な着脱機構により、両部材の着脱を高い位置決め
精度で容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の着脱機構の第１の実施例の分離時の構
成を示す斜視図

【図２】図１の結合時の構成を示す斜視図

【図３】図２
の縦断面図

【図４】図３のＡ−Ａ線断面図

【図５】図１に示す第１の実施例の連結動作を示す説明
図

【図６】図１に示す第１の実施例の分離動作を示す説明
図

【図７】図１に示す第１の実施例の変形例の分離時の構
成を示す斜視図

【図８】図７の結合時の構成を示す斜視図

【図９】図８
の縦断面図

【図１０】図９のＦ−Ｆ線断面図

【図１１】本発明の着脱機構の第２の実施例の分離時の
構成を示す縦断面図

【図１２】図１１のツールホルダの構成を示す斜視図

【
図１３】図１１の結合時の構成を示す縦断面図

【図１４
】図１３のＧ−Ｇ線断面図

【図１５】図１１に示す第２の実施例の連結動作を示す
説明図

【図１６】図１１に示す第２の実施例の分離動作を示す
説明図

【図１７】電子部品装着機の着脱機構の従来の一例の構
成を示す概略斜視図

【図１８】図１７のヘッド部の構成を示す斜視図

【符号の説明】

１，１１　　ツールホルダ（結合部材）１ａ，１２ａ　
　凹部 ２，１２　　ツール（被結合部材） ３，１３　　ボール（球体） ４，１４　　リング（環状部材） ４ａ，１４ａ　　第１のテーパ面 ６，１５　　コイルスプリング（付勢手段）７，１１ａ
　　凸部 ７ａ，１１ｃ　　第２のテーパ面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　結合部材と被結合部材とのいずれか一
   方の端部に形成された円柱状の凸部を、他方の端部に形
   成された円筒状の凹部に対して嵌合、離脱することによ
   り着脱を行なう着脱機構において、前記凹部の内外周を
   貫通して保持された複数個の球体と、前記凹部の外周に
   軸方向に摺動自在に装着され、一端の内周に前記球体に
   当接し端面に向って拡径する第１のテーパ面が形成され
   た環状部材と、前記凸部の外周に形成され前記第１のテ
   ーパ面と逆方向に傾斜して前記球体に当接する第２のテ
   ーパ面と、前記環状部材を軸方向に押圧して前記球体を
   前記第２のテーパ面に押圧付勢する付勢手段とを具備し
   たことを特徴とする着脱機構。