JPH08229867A - 電子部品搭載装置の吸着ビット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大きな衝撃力を与えずに電子部品を位置決め
できる吸着ビットを提供する。 【構成】 ビット本体２７に嵌合され、ビット本体２７
の軸方向に移動可能に設けられたスリーブ３１と、この
スリーブ３１の先端より長く、且つ内方に付勢されてス
リーブ３１に取り付けられ、ビット本体２７の前進移動
で径が拡大され、後退移動で径が縮小される板ばね３４
と、板ばね３４の内側においてビット本体２７の軸方向
に移動可能に取り付けられ、板ばね３４の径が拡大した
ときにこの板ばね３４から突出して電子部品を吸着保持
する部品吸着部材４０とを有するものである。部品吸着
部材４０に保持された電子部品は、径の縮小する板ばね
３４によって側方から位置が矯正されて部品吸着部材４
０の所定位置に位置決めされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子部品をプリント基板
などの配線基板に自動的に搭載する電子部品搭載装置に
設けられた吸着ビットに関する。

【０００２】

【従来の技術】配線基板に対してＩＣ等の半導体装置、
ダイオード、コンデンサ、さらに抵抗などの電子部品を
自動的に搭載するために電子部品搭載装置が使用されて
いる。この電子部品搭載装置は、配線基板を案内して所
定の位置で位置決めして基板支持ステージを構成するす
るガイドレールと、配線基板に搭載される複数種類の部
品をそれぞれ保持する部品ステージとを有しており、部
品ステージにおける電子部品を配線基板にまで搬送して
搭載するために搭載ヘッドがＸＹ二軸方向に水平移動す
るようになっている。

【０００３】この搭載ヘッドには電子部品を負圧により
吸着するための吸着ビットが装着されており、この吸着
ビットは基板支持ステージと部品ステージとにおいてそ
れぞれ上下動するように搭載ヘッドに設けられている。

【０００４】また、搭載ヘッドには吸着ビットに吸着さ
れた電子部品の位置を所定の位置、姿勢に矯正移動する
ための位置決め装置が装着されている。この位置決め装
置は、たとえば回動するレバーや直線移動する滑子より
なり、電子部品を押圧矯正するものなどが知られてい
る。

【０００５】このような位置決め装置では、その構造
上、運動部分に相当な質量を有し、且つこれによる位置
決めは電子部品を挟撃するように行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ここで、近年において
は電子部品がますます微小化、脆弱化する一方で、部品
の搭載速度はより高速化が要求されている。

【０００７】このような状況下においては、前記のよう
な電子部品搭載装置を用いて電子部品を配線基板に搭載
しようとした場合に、位置決めを高速度で行うと電子部
品に大きな衝撃力が及び、これが損傷されるという問題
が顕在化している。

【０００８】そこで、本発明の目的は、電子部品に大き
な衝撃力を与えることなくこれを吸着ビットの所定位置
に位置決めすることのできる技術を提供することにあ
る。

【０００９】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、次の通
りである。

【００１１】すなわち、本発明による電子部品搭載装置
の吸着ビットは、搭載ヘッドに取り付けられたビット本
体と、このビット本体に嵌合され、ビット本体の軸方向
に移動可能に設けられたスリーブと、このスリーブの先
端より長く、且つ内方に付勢されてスリーブに取り付け
られ、ビット本体が前進移動したときに径が拡大され、
後退移動したときに径が縮小される部品位置決め手段
と、部品位置決め手段の内側においてビット本体の軸方
向に移動可能に取り付けられ、部品位置決め手段の径が
拡大したときにこの部品位置決め手段から突出して電子
部品を吸着保持する部品吸着手段とを有するものであ
る。そして、部品吸着手段に保持された電子部品は、径
の縮小する部品位置決め手段によって部品吸着手段の所
定位置に位置決めされる。

【００１２】この場合、部品位置決め手段には、部品吸
着手段に吸着された電子部品の位置を側方から矯正して
これを保持する板ばねを用いることができる。

【００１３】

【作用】上記した手段によれば、電子部品は質量の小さ
な部品位置決め手段によりスムーズに位置決めされるの
で、位置決め動作を高速度で実行しても、電子部品に加
わる衝撃力によりこれが損傷されるおそれがない。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面に基づいて詳
細に説明する。

【００１５】図１は本発明の一実施例である電子部品搭
載装置を示す平面図、図２は図１の正面図、図３は図１
の電子部品搭載装置に設けられた吸着ビットを示す断面
図、図４は図３の吸着ビットの板ばねによる位置決め動
作を示す説明図である。

【００１６】本実施例の電子部品搭載装置は、平行に配
置された２つの水平支持部材１，２を有し、それぞれの
水平支持部材１，２には図２に示すようにガイドレール
３，４が取り付けられている。水平支持部材１，２に対
して直角方向に延びるクロスバー５はその両端部でガイ
ドレール３，４に装着されており、ガイドレール３，４
に案内されて水平支持部材１，２に沿ってＹ方向に移動
自在となっている。このクロスバー５にはこれに案内さ
れてヘッドユニット６が摺動自在に装着されており、ヘ
ッドユニット６はクロスバー５の延びる方向つまりＸ方
向に移動自在となっている。

【００１７】クロスバー５をＹ方向に駆動するために、
一方の水平支持部材２にはモータ７により駆動されるボ
ールねじ８が回転自在に取り付けられており、このボー
ルねじ８はクロスバー５の一端部にねじ結合されてい
る。クロスバー５にはこれに平行に連動シャフト１０が
設けられており、この連動シャフト１０の両端に固定さ
れたピニオンギア１１，１２は、水平支持部材１，２に
固定されたラックギヤ１３，１４に噛み合っている。し
たがって、モータ７によってボールねじ８を駆動する
と、クロスバー５はＹ方向に移動することになり、この
移動に伴ってそれぞれのラックギヤ１３，１４と噛み合
うピニオンギヤ１１，１２が回転することから、クロス
バー５は水平支持部材１，２に対して所定の直角度を維
持しながらＹ方向に移動することになる。なお、ラック
ギヤ１３は図２に示すガイドレール４の上方に位置して
いる。

【００１８】図２に示すように、クロスバー５にはヘッ
ドユニット６をＸ方向に駆動するためのボールねじ１５
が回転自在に設けられており、このボールねじ１５はヘ
ッドユニット６にねじ結合されている。ボールねじ１５
はモータ１６の主軸に設けられたプーリーとボールねじ
に設けられたプーリーとに掛け渡されたタイミングベル
トを介して駆動されるようになっている。

【００１９】水平支持部材１，２の下方には、水平支持
部材１，２に対して直角の方向に相互に平行となって延
びる２本のガイド部材２１，２２が設けられており、こ
れらのガイド部材２１，２２は配線基板２０を搬送する
コンベアを形成し、これらのガイド部材２１，２２に案
内されて配線基板２０がＸ方向に搬送されるようになっ
ている。配線基板２０はガイド部材２１，２２に案内さ
れて所定の基板支持ステージの位置に位置決めされるよ
うになっている。配線基板２０のサイズに対応させて、
一方のガイド部材２１は他方のガイド部材２２に対して
接近離反移動し得るようになっている。

【００２０】ガイド部材２１，２２により形成されるコ
ンベアの両側には、電子部品を保持する複数の部品ステ
ージ２３が設けられている。それぞれの部品ステージ２
３における電子部品を配線基板２０に搭載するために、
ヘッドユニット６には複数の搭載ヘッド２４が設けられ
ている。

【００２１】図２に示すように、搭載ヘッド２４は上下
方向に摺動自在となった吸着ビット２５を有している。
この吸着ビット２５は、クロスバー５を水平支持部材
１，２に沿ってＹ方向に移動させるとともに、搭載ヘッ
ド２４をクロスバー５に沿ってＸ方向に移動させること
により、任意の部品ステージ２３における電子部品Ｗを
吸着し、配線基板２０の所定の位置に搭載する。電子部
品Ｗを吸着する際には、吸着ビット２５を所定の部品ス
テージ２３に向けて下降移動させ、吸着した後に上昇移
動させながら配線基板２０の所定の位置に移動させる。
その地点でこれを下降移動させることにより、電子部品
Ｗは配線基板２０の所定の位置に搭載される。

【００２２】図３に示すように、吸着ビット２５はその
ビット本体２７が搭載ヘッド２４（図１、図２）の昇降
駆動部２８に取り付けられている。ビット本体２７には
軸方向に中空孔２９が形成されており、ビット本体２７
の外周溝に装着されたシール材３０により昇降駆動部２
８との間がシールされて中空孔２９の気密性が確保され
ている。なお、このシール材３０は、昇降駆動部２８に
対するビット本体２７の固定の役目も果たしている。

【００２３】ビット本体２７にはスリーブ３１が嵌合さ
れている。このスリーブ３１はビット本体２７の外周位
置に取り付けられており、その軸方向に摺動可能になっ
ている。スリーブ３１の上部に形成されたフランジ３１
ａは搭載ヘッド２４の固定部３２に係止されており、こ
れによって下方への移動が阻止されている。

【００２４】スリーブ３１の側面の複数箇所にはねじ孔
３１ｂが開設され、このねじ孔３１ｂにねじ結合する雄
ねじ３３によって、スリーブ３１の外周には４枚の板ば
ね（部品位置決め手段）３４が装着されている。この板
ばね３４は、スリーブ３１の外側面に形成されたばね溝
３１ｃにはまりこむようにしてスリーブ３１に取り付け
られており、その先端はスリーブ３１の先端より下方に
位置している。板ばね３４の先端部は相互に接近する方
向に屈曲されて内方に付勢されている。そして、図３お
よび図４に示すように、先端部が相互に平行となるよう
に形成された対向する一対の板ばね３４ａ，３４ｂは曲
げ寸法が同一とされ、他の対向する一対の板ばね３４
ｃ，３４ｄとは異なる幅および寸法とされている。そし
て、下方から見ると、これら４枚の板ばね３４によっ
て、吸着する電子部品Ｗ（図２、図４）に対応した四角
形が形成される。

【００２５】スリーブ３１の内側には、ビット本体２７
に摺動可能に装着された内スリーブ３５が位置してい
る。そして、軸方向に延びてビット本体２７およびスリ
ーブ３１にそれぞれ形成された長孔２７ｂ，３１ｆとこ
の内スリーブ３５を貫通してピン３６が取り付けられて
いる。したがって、ピン３６によってスリーブ３１、ビ
ット本体２７および内スリーブ３５の３つの部材相互間
の回動が阻止されるとともに、軸方向への一定量の摺動
が可能とされている。

【００２６】ビット本体２７の外周部に形成されたフラ
ンジ２７ａとスリーブ３１の内側に形成された段部３１
ｅとの間には圧縮コイルばね３７が装着されており、こ
の圧縮コイルばね３７のばね力によって、前記したピン
３６はビット本体２７の長孔２７ｂの一方側に当接され
ている。なお、ビット本体２７の外周に形成された環状
溝２７ｃに装着された止め輪３８とピン３６との間に
は、両者を離反させる方向に付勢する圧縮コイルばね３
９がはめ込まれている。

【００２７】内スリーブ３５には部品吸着部材（部品吸
着手段）４０が摺動可能に装着されている。したがっ
て、部品吸着部材４０は内スリーブ３５を介してビット
本体２７の軸方向に移動される。前記した４枚の板ばね
３４の内側に設けられたこの部品吸着部材４０には、ピ
ン３６と係合する切り欠き溝４０ａが軸方向に形成され
てその回動が阻止されている。なお、部品吸着部材４０
とピン３６との間には、ピン３６の中央部に設けられた
小径部３６ａに一端がはまりこむようにして圧縮コイル
ばね４１が装着されており、これによりピン３６の軸方
向への逸脱が防止されている。

【００２８】先端が吸着面とされた部品吸着部材４０に
は、前記したビット本体２７の中空孔２９と連通する中
空孔４２が貫通して形成されており、電子部品Ｗはこれ
らの中空孔２９，４２に導通された真空ポンプ４３（図
２）の負圧によって吸着される。

【００２９】電子部品Ｗは、次のようにして本実施例に
示す吸着ビット２５に吸着される。

【００３０】まず、昇降駆動部２８が部品ステージ２３
（図１）に載置された所定の電子部品Ｗに向けて下降移
動を開始すると、それに伴って吸着ビット２５の全体も
下降移動される。そして、下降途中の所定位置において
固定部３２と係合するフランジ３１ａによってスリーブ
３１のそれ以上の下降が阻止され、スリーブ３１は途中
位置に停止した状態とされる。

【００３１】圧縮コイルばね３９の押圧力によってピン
３６はスリーブ３１に形成された長孔３１ｆの上端に圧
接されているので、ピン３６が貫通された内スリーブ３
５と部品吸着部材４０とは、昇降駆動部２８によりさら
に下降されるビット本体２７から取り残されて、その後
ビット本体２７のみが下降して行く。

【００３２】ビット本体２７が下降つまり前進移動を続
けると、その先端が内方に付勢された板ばね３４を外方
に押し広げて行き、これによって板ばね３４の先端の径
が拡大される（図４（ａ）参照）。

【００３３】ビット本体２７がさらに下降すると、ピン
３６がビット本体２７の長孔２７ｂの他方端つまり上端
に当接するようになるので、以降、ピン３６はビット本
体２７とともに下降する状態に移行し、したがって、こ
のピン３６が貫通された内スリーブ３５および圧縮コイ
ルばね４１により内スリーブ３５に取り付けられた部品
吸着部材４０も再びビット本体２７とともに下降して行
く。これにより、部品吸着部材４０は径が拡大された板
ばね３４から突出して電子部品Ｗに向かって行く。

【００３４】ビット本体２７が下降端に到達する前に、
板ばね３４から突出した部品吸着部材４０の吸着面が電
子部品Ｗの上面に接触し、ビット本体２７の中空孔２９
を介して真空ポンプ４３に連通された中空孔４２に印加
された真空圧によって電子部品Ｗは部品吸着部材４０に
吸着される（図４（ａ））。なお、部品吸着部材４０が
電子部品Ｗに接触すると、昇降駆動部２８によりビット
本体２７がさらに下降されても、部品吸着部材４０はピ
ン３６と係合する切り欠き溝４０ａによって圧縮コイル
ばね４１を圧縮するようにしてビット本体２７と相対移
動される。したがって、昇降駆動部２８のストロークと
電子部品Ｗの高さとの誤差によって生じる吸着時のオー
バーストロークが防止されて、部品吸着部材４０により
電子部品Ｗに過度の力が加わることが回避される。

【００３５】電子部品Ｗが部品吸着部材４０に吸着され
ると、昇降駆動部２８が上昇移動を開始してビット本体
２７が上昇される。

【００３６】ビット本体２７が上昇つまり後退移動して
行くと、ピン３６がビット本体２７の長孔２７ｂの反対
端に移動するときに部品吸着部材４０が一旦停止され、
ビット本体２７が板ばね３４から離反してこの板ばね３
４の径が縮小されるようになる。これにより、たとえば
図４（ａ）に示すように、部品吸着部材４０に対して適
正位置からずれて吸着された電子部品Ｗは、相互に接近
するように径が縮小するそれぞれの板ばね３４ａ，３４
ｂ，３４ｃ，３４ｄにより側方から押圧されて移動、回
動して吸着位置が矯正され、且つこの板ばね３４に挟持
される（図４（ｂ））。そして、昇降駆動部２８により
上昇されるビット本体２７により、電子部品Ｗはその上
昇端まで持ち上げられる。

【００３７】このようにして電子部品Ｗを吸着した吸着
ビット２５は、上昇移動されながら搭載ヘッド２４の移
動により配線基板２０の所定の位置に移動される。そし
て、その地点で、前記した動作により電子部品Ｗの下面
が配線基板２０の搭載面に達する高さまで下降して停止
され、真空圧が解除される。これにより、電子部品Ｗは
部品吸着部材４０から離反して配線基板２０の所定の位
置に搭載される。

【００３８】その後、吸着ビット２５は上昇移動されな
がら搭載ヘッド２４により部品ステージ２３に移動さ
れ、ここに載置された新たな電子部品Ｗを配線基板２０
に搭載するため、再び前記した吸着動作が開始される。

【００３９】このように、本実施例の吸着ビット２５で
は、ビット本体２７の前進移動によりスリーブ３１に取
り付けられた板ばね３４の径が拡大され、この状態にお
いて、板ばね３４から部品吸着部材４０が突出して電子
部品Ｗが吸着される。そして、ビット本体２７の後退移
動により径が縮小される板ばね３４により、吸着された
電子部品Ｗは側方から押圧されて部品吸着部材４０の適
正な吸着位置に姿勢が矯正され、且つこの板ばね３４に
挟持される。

【００４０】したがって、電子部品Ｗは質量の小さな板
ばね３４によりスムーズに位置決めされるようになり、
位置決め動作を高速度で実行しても、レバーや滑子を用
いた場合に比べて電子部品Ｗに加わる衝撃力は圧倒的に
小さくなり、これを損傷するおそれがない。

【００４１】また、このような電子部品Ｗの位置決めを
行う板ばね３４が吸着ビット２５に一体的に設けられて
いるので、板ばね３４により行われる位置決め動作の部
位と部品吸着部材４０の吸着面との垂直距離を最小限と
することが可能になる。これにより、たとえばレバーや
滑子の位置まで電子部品Ｗを上昇させて位置決めを行う
必要がなくなって吸着時および搭載時における吸着ビッ
ト２５の上下ストローク量を大幅に削減することがで
き、搭載速度の向上を図ることが可能になる。

【００４２】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることは言うまでもない。

【００４３】たとえば、本実施例においては、部品位置
決め手段として４枚の板ばね３４が用いられているが、
相互に接近する方向に付勢された断面Ｌ字状の２枚の板
ばねを用いてもよい。また、板ばね３４ではなく、たと
えば所定の形状に屈曲されたピンなどを用いることもで
きる。したがって、径の縮小によって電子部品Ｗの位置
決めを行うことのできる部材であれば、板ばね３４以外
を用いてもよく、またその構成数も自由に設定すること
ができる。

【００４４】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以
下の通りである。

【００４５】(1).すなわち、本発明による電子部品搭載
装置の吸着ビットによれば、電子部品は径の拡大された
部品位置決め手段から突出した部品吸着手段に吸着され
る。そして、部品位置決め手段の径の縮小により部品吸
着手段の適正位置に位置決めされ、且つこの部品位置決
め手段に挟持される。したがって、電子部品は質量の小
さな部品位置決め手段によりスムーズに位置決めされる
ので、位置決め動作を高速度で実行しても、電子部品に
加わる衝撃力によりこれが損傷されるおそれがない。

【００４６】(2).また、部品位置決め手段が吸着ビット
に一体的に設けられているので、位置決め動作の部位と
部品吸着手段の吸着面との垂直距離を最小限とすること
が可能になる。したがって、吸着時および搭載時におけ
る吸着ビットのストローク量を大幅に削減することがで
き、搭載速度の向上を図ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である電子部品搭載装置を示
す平面図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】図１の電子部品搭載装置に設けられた吸着ビッ
トを示す断面図である。

【図４】（ａ），（ｂ）は吸着ビットの板ばねによる位
置決め動作を示す説明図である。

【符号の説明】

１，２ 水平支持部材 ３，４ ガイドレール ５ クロスバー ６ ヘッドユニット ７ モータ ８ ボールねじ １０ 連動シャフト １１，１２ ピニオンギヤ １３，１４ ラックギヤ １５ ボールねじ １６ モータ ２０ 配線基板 ２１，２２ ガイド部材 ２３ 部品ステージ ２４ 搭載ヘッド ２５ 吸着ビット ２７ ビット本体 ２７ａ フランジ ２７ｂ 長孔 ２７ｃ 環状溝 ２８ 昇降駆動部 ２９ 中空孔 ３０ シール材 ３１ スリーブ ３１ａ フランジ ３１ｂ ねじ孔 ３１ｃ ばね溝 ３１ｅ 段部 ３１ｆ 長孔 ３２ 固定部 ３３ 雄ねじ ３４ 板ばね（部品位置決め手段） ３４ａ〜３４ｄ 板ばね ３５ 内スリーブ ３６ ピン ３６ａ 小径部 ３７ 圧縮コイルばね ３８ 止め輪 ３９ 圧縮コイルばね ４０ 部品吸着部材（部品吸着手段） ４０ａ 切り欠き溝 ４１ 圧縮コイルばね ４２ 中空孔 ４３ 真空ポンプ Ｗ 電子部品

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品を配線基板に搭載する電子部品
   搭載装置の吸着ビットであって、 搭載ヘッドに取り付けられたビット本体と、 前記ビット本体に嵌合され、このビット本体の軸方向に
   移動可能に設けられたスリーブと、 前記スリーブの先端より長く、且つ内方に付勢されて前
   記スリーブに取り付けられ、前記ビット本体が前進移動
   したときに径が拡大され、後退移動したときに径が縮小
   される部品位置決め手段と、 前記部品位置決め手段の内側において前記ビット本体の
   軸方向に移動可能に取り付けられ、前記部品位置決め手
   段の径が拡大したときにこの部品位置決め手段から突出
   して前記電子部品を吸着保持する部品吸着手段とを有
   し、 前記部品吸着手段に保持された前記電子部品が径の縮小
   する前記部品位置決め手段によって前記部品吸着手段の
   所定位置に位置決めされ且つ保持されることを特徴とす
   る電子部品搭載装置の吸着ビット。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電子部品搭載装置の吸着
   ビットにおいて、前記部品位置決め手段は、前記部品吸
   着手段に吸着された前記電子部品の位置を側方から矯正
   してこれを保持する板ばねであることを特徴とする電子
   部品搭載装置の吸着ビット。