JPH04365579A - 吸着ノズル - 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】この発明は、例えば、電子部品を
吸着する吸着ノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、吸着ノズルを用いて、回路基板
上に電子部品を連続的に装着する電子部品装着装置があ
る。この電子部品装着装置は、上記吸着ノズルで部品ト
レイから上記電子部品を吸着保持することによって取り
出し、ついで、この吸着ノズルをＸＹＺ方向に駆動する
ことによって上記電子部品を回路基板上に搬送し装着す
る。そして、上記電子部品装着装置は、上述の動作を繰
り返すことによって電子部品を回路基板上に装着する。

【０００３】上記吸着ノズルは、例えば図５に示すよう
に構成されている。すなわち、上記吸着ノズル１は電子
部品２の外形よりも小さい外形を有し、かつ下端面１ａ
は略平坦に形成されている。また、この吸着ノズル１の
上端側は図示しない真空装置に接続されている。

【０００４】このような吸着ノズル１を用いて電子部品
２を吸着保持する場合には、上記電子部品装着装置は、
まず、上記吸着ノズル１を駆動し、上記電子部品２の上
面に上記吸着ノズル１の下端面を当接させる。そして、
上記真空装置を作動させ、上記吸着ノズル１の吸引孔１
ｂ内に吸引力を生じさせる。このことでこの吸着ノズル
１は、図５に示すように、電子部品２を吸着保持するこ
とができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、上
記吸着ノズル１の吸着力を増加させようとすると、上記
吸引孔１ｂの径を大きくし、上記電子部品２の上面に吸
着力が働く面積（吸着面積）を大きくする必要がある。 しかし、近年、電子部品２はますます小型化され、吸引
孔１ｂの径を大きくするのには限界がある。

【０００６】この発明は、このような事情に鑑みて成さ
れたもので、ノズルの吸引孔の径を大きくすることなく
吸着力を向上させることができる吸着ノズルを提供する
ことを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、吸引孔が形
成されたノズル本体を有し、このノズル本体の先端面に
ワ−クを吸着保持する吸着ノズルにおいて、上記ノズル
本体の先端面に、上記吸引孔から上記ノズル本体の外周
面に貫通する流通路を設けたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】このような吸着ノズルによれば、上記流通路を
気体が高速で流れることで、この流通路内にベルヌ−イ
の効果により負圧が生じ、この負圧によってワ−クを保
持することができる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。まず第１の実施例を図１、図２を参照して説
明する。

【００１０】図２中５はこの発明の吸着ノズルである。 この吸着ノズル５の本体５ａは内部に上下方向に貫通す
る吸引孔５ｂを有する。この吸引孔５ｂの上端側は図示
しない真空装置に接続されていると共に、下端は上記本
体５ａの下端面に解放している。

【００１１】また、上記本体５ａの下端面には円周方向
に等間隔で複数個の凹部６が形成されている。この凹部
６は半径方向に吸引孔５ｂから本体５ａの外周面に貫通
している。

【００１２】このような構成の吸着ノズル５を用いて、
電子部品２を吸着保持する場合、電子部品吸着装置は、
図１に示すように、上記本体５ａの下端面を上記電子部
品２の上面に当接させる。このことで、上記吸着ノズル
５の下端には、上記凹部６と上記電子部品２の上面とで
エア流通路７が４つ区画される。

【００１３】ついで、上記電子部品吸着装置は、図示し
ない真空ポンプを作動させ、上記吸引孔５ｂ内の空気を
上方向に流動させる。このことで、図１に矢印で示すよ
うに、上記吸着ノズル５の外部の空気は上記エア流通路
７から上記吸引孔５ｂ内に吸引される。

【００１４】このとき、上記エア流通路７内には吸着ノ
ズル５の外部の空気が高速で流れ込むから、ベルヌ−イ
の定理よりこの流通路７内は大気圧より負圧となる。し
たがって、上記吸着ノズル５は下端面に上記電子部品２
を吸着保持することができる。以下、この原理を詳しく
説明する。

【００１５】上記真空ポンプにより上記吸着ノズル５の
吸引孔５ｂ内を流れる空気の流量をＱ（＝一定）とする
。また、上記吸着ノズル５の吸引孔５ｂの空気の流れに
直角な断面積をＡ１　、上記各エア流通路７…の流れに
対して直角な断面積をＡ２　とする。そして、上記吸引
孔５ｂ内の空気の流速をＶ１　、上記エア流通路７内の
流速をＶ２　とすると、連続の公式より（１）式が導か
れる。 　　　　　　　　　　　　　　Ｑ＝Ｖ１　・Ａ１　＝Ｖ
２　・Ａ２　・４　　……………………（１）（１）式
より、Ｖ２　は（２）式で表される。

【００１６】 　　　　　　　　　　　　　　Ｖ２　＝Ｖ１　・（Ａ１
　／Ａ２　）・４　　……………………（２）次に、吸
着ノズル５の外部の圧力（大気圧・流速０）をＰ０　、
上記吸着ノズル５の吸引孔５ｂの圧力をＰ１　、上記エ
ア流通路７内の圧力をＰ２　とすると、ベルヌ−イの法
則より（３）式が成立する。 Ｐ０　／γ＝（Ｐ１　／γ）＋（Ｖ１　２　／２ｇ）＝
（Ｐ２　／γ）＋（Ｖ２　２　／２ｇ）　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　……………………（３）
　　　　ただし、ここでγは比重量、ｇは重力加速度で
ある。上記（３）式を変形すると、Ｐ２　は（４）式の
ように示される。Ｐ２　＝Ｐ１　＋γ（Ｖ１　２　−Ｖ
２　２　）／２ｇ＝Ｐ０　−γ（Ｖ２　２　／２ｇ）…
（４）（４）式において、Ｖ２　は正の値であるので、
Ｐ０　＞Ｐ２となり、上記エア流通路内７の圧力Ｐ２　
は負圧となるから、この部分に上記電子部品２を吸着す
る力が生じる。

【００１７】また、上記凹部６が形成されていることに
よって、上記吸着ノズル５の吸引孔５ｂの下端での吸引
力はエア流通路７がない場合の吸引力よりも小さくなる
ことが考えられるが、ベルヌ−イの効果によりこの減少
分を補うだけの圧力が生じるように、上記凹部６の形状
を定めてやれば、同じ内径で上記凹部６がない従来の吸
着ノズル１（図５に示す）の吸着力に比べてより大きな
吸着力を得ることができる。

【００１８】例えば、上記Ａ１　よりＡ２　を小さくす
れば、（２）式よりＶ２　＞Ｖ１　となり、これを（４
）式に代入するとＰ１　＞Ｐ２　となり上記流通路内の
圧力Ｐ２　は上記吸引孔内の圧力Ｐ１　よりも負圧にな
る。すなわち、Ａ２　をできるだけ小さくしてやること
で上記エア流通孔７内に生じる吸引圧力Ｐ２　を大きく
することができる。

【００１９】すなわち、上記凹部６（エア流通路７）の
形状を幅が広く高さが低い形状にしてやれば、上記電子
部品２の上面にベルヌ−イの効果による吸着力が有効に
働き、吸引孔５ａの径が等しい従来例の吸着ノズル１（
図５に示す）に比較して、吸着力が向上する。次にこの
発明の第２の実施例を図３を参照して説明する。

【００２０】上記第１の実施例では、上記吸着ノズル５
の先端面に凹部６を設けるようにしたが、凹部６を設け
る代わりに、上記吸着ノズル５の先端面に複数個の凸部
を設けるようにしても同様の効果を得ることができる。 これを第２の実施例として説明する。

【００２１】図３中１０ａはこの第２の実施例の吸着ノ
ズル１０の本体である。この吸着ノズル本体１０ａの周
壁には、この吸着ノズル１０の軸方向に貫通する複数個
の貫通孔１０ｃ…が設けられている。この貫通孔１０ｃ
…はこの周壁の周方向に等間隔で設けられ、かつ各貫通
孔１０ｃの下端開口部には半球形状の圧子１１…が嵌め
込まれている。この圧子１１はルビ−、サファイヤなど
硬い材料で形成され、かつ光透過性、光拡散性を有する
ものである。

【００２２】また、上記貫通孔１０ｃ内には、光ファイ
バ１２が挿通されている。この光ファイバ１２の下端は
上記圧子１１に接続され、上端側は図示しない光源に接
続されている。すなわち、上記図示しない光源からの光
は上記光ファイバ１２を介して、上記圧子１１から下方
に照射される。この光は、リング状に配置された上記半
球形状の圧子１１…から下方に照射されるので、リング
状の拡散光となる。

【００２３】上記電子部品装着装置は、上記吸着ノズル
１０を駆動し、各圧子１１の先端を上記電子部品２の上
面に当接させる。そして、上記電子部品装着装置は、図
示しない真空装置を作動させ、上記吸着ノズル１０の吸
引孔１０ｂ内の空気を上方向へ流動させる。

【００２４】このことで上記圧子１１と圧子１１の隙間
から外部の空気が上記吸引孔１０ｃ内に導入される。こ
のことで上記圧子１１と圧子１１の隙間には空気が高速
で流れ、ベルヌ−イの効果を生じる。

【００２５】すなわち、上記圧子１１と圧子１１の隙間
と上記電子部品２の上面とで第１の実施例と同様にエア
流通路７´が区画され、この部分の圧力は大気圧より負
圧となり吸引力が生じるから上記吸着ノズル１０の下端
部には電子部品２が吸着保持される。

【００２６】ついで、上記電子部品装着装置は、上記吸
着ノズル１０を駆動し、上記電子部品２を図示しない回
路基板に移送する。この移送経路の途中には上記吸着ノ
ズル１０によって吸着保持された電子部品２を下方から
撮像する図示しない撮像カメラが設けられている。

【００２７】すなわち、上記電子部品２を部品トレイか
ら取り出す際に、何等かの原因で上記吸着ノズル１の中
心軸と上記電子部品２の中心位置とがずれてしまう場合
があるが、上記撮像カメラでこのずれを検知し、上記電
子部品装着装置はこのずれ量にしたがって上記吸着ノズ
ル１による上記電子部品２の装着位置を補正する。

【００２８】しかし、このとき、図５に示す従来例の構
成によれば、図６に示すように電子部品２から吸着ノズ
ル１がはみ出している場合でも、吸着ノズル１と電子部
品２とが図に斜線で示すように略同じ明るさで撮像され
てしまうということがある。このために、上記吸着ノズ
ル１を電子部品２の一部と誤認識し、ずれを正確に補正
することができない恐れがある。

【００２９】また、ずれていることを検知することがで
きても、図６に示すような映像から電子部品２と吸着ノ
ズル１のずれ量を検出するには、電子部品２と吸着ノズ
ル１の境目が認識しずらいために演算処理が複雑となり
、処理時間がかかるということがある。

【００３０】しかし、この第２の実施例の構成によれば
上記電子部品装着装置は、図３（ｂ）に示すように、電
子部品２を吸着する際に上記光源を作動させ上記圧子１
１…から拡散光を照射する。このことで、上記吸着ノズ
ル１０の先端は上記電子部品２よりも明るく撮像される
ので、上記電子部品と上記吸着ノズルとがずれていれば
、容易にそのことを検知することができる。

【００３１】また、上記電子部品と上記吸着ノズル１０
の境目をはっきりと認識でき、上記吸着ノズル１０と上
記電子部品２がどれだけずれているのかを正確に認識す
ることができ、補正のための演算処理も高速で行うこと
ができる。

【００３２】従って、上述のような構成によれば、従来
の同じ内径の吸着ノズル１に比べ、吸着力を増加させる
ことができると共に、電子部品２がずれて吸着されてい
る場合であっても、そのことを確実に検知することが可
能である。なお、この発明は上記一実施例に限定される
ものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で種々変形
可能である。例えば上記第１の実施例では、上記凹部６
…は４つであるが、４つに限定されるものではなく、２
つ、３つ、５つ、６つあるいはそれ以上であっても良い
。また上記第２の実施例では、光ファイバ１２および圧
子１１の数は８つとしたが、これ以上であっても良いし
、これより少なくても良い。さらに、上記吸着ノズル５
（１０）で吸着保持するワ−クは電子部品２に限定され
るものではなく、その他機械部品であっても良い。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の吸着ノ
ズルは、吸引孔が形成されたノズル本体を有し、このノ
ズル本体の先端面にワ−クを吸着保持するものであって
、上記吸着ノズル本体の先端面に、上記吸引孔とノズル
の外周面とに解放する流通路を設けたものである。

【００３４】このような構成によれば、上記吸着ノズル
の先端部に形成された流通路内にベルヌ−イの効果を生
じさせることで、従来の同じ内径の吸着ノズルに比べ吸
着力が向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の吸着ノズルを示す一部断
面を有する斜視図。

【図２】（ａ）は同じく一部断面を有する側面図。 （ｂ）はＩ−Ｉ線に沿う断面図。

【図３】（ａ）同じく第２の実施例を示す一部断面を有
する側面図。（ｂ）は下面図。

【図４】同じく第２の実施例の吸着ノズルに電子部品が
ずれて吸着された状態を示す下面図。

【図５】従来例を示す一部断面を有する側面図。

【図６】同じく吸着ノズルに電子部品がずれて吸着され
た状態を示す下面図。

【符号の説明】

２…電子部品、５…吸着ノズル、５ａ…本体、５ｂ…吸
引孔、６…凹部、７…エア流通路、１０…吸着ノズル、
１０ａ…ノズル本体、１０ｂ…吸引孔、１０ｃ…貫通孔
、１１…圧子、１２…光ファイバ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　吸引孔が形成されたノズル本体を有し
   、このノズル本体の先端面にワ−クを吸着保持する吸着
   ノズルにおいて、上記ノズル本体の先端面に、上記吸引
   孔から上記ノズル本体の外周面に貫通する流通路を設け
   たことを特徴とする吸着ノズル。