JPH09232795A - 吸着装置及び装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、負圧空気の吸引力によつて生じるイ
ンナノズルの上方向への移動を抑え、安定した状態で確
実に電子部品を吸着保持させる。 【解決手段】本発明は、吸着ノズルの吸着面に被吸着物
を吸着保持する吸着装置において、筒状に形成され、側
壁の異なる高さ位置に内側及び外側間を連通する第１及
び第２の気体流路が設けられたノズルホルダと、ノズル
ホルダの内部で当該ノズルホルダの高さ方向に移動自在
に嵌挿され、第１の気体流路を挟んで位置する第１のピ
ストン部と第２のピストン部とが第１の空間を形成して
連結され、第２の気体流路を挟んで位置する第２のピス
トン部と第３のピストン部とが第２の空間を形成して連
結され、吸着ノズルが第２の空間と連通したインナノズ
ルと、ノズルホルダの第１及び第２の気体流路を介して
第１及び第２の空間に負圧を与える負圧供給手段とを設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 発明の属する技術分野 従来の技術（図５） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 発明の実施の形態（図１〜図４） 発明の効果

【０００２】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸着装置及び装着
装置に関し、例えばＩＣチツプ等の電子部品を回路基板
に装着する吸着装置及び装着装置に適用して好適なもの
である。

【０００３】

【従来の技術】従来、この種の装着装置では、例えば吸
着装置としての吸着ノズルがチツプ型の電子部品をプリ
ント基板に装着する場合に用いられていた。実際上、こ
の装着装置では、部品供給カセツトにより供給された電
子部品を吸着ノズルが吸着し、プリント基板を搭載した
テーブルまで搬送し、プリント基板の所定の位置に装着
するようになされている。

【０００４】ここで図５には、電子部品を吸着保持する
吸着ノズル１の全体構成を示す。吸着ノズル１は、ノズ
ルブロツク２が外周を覆つており、当該ノズルブロツク
２の内部には、円筒形状で所定の内部空間３を有するア
ウタホルダ４が、上下端部に設けられたベアリング５及
び６を介して回動自在に保持されている。またノズルブ
ロツク２の内部には、所定形状の空間７が形成されてい
る。さらにアウタホルダ４には、側壁の所定位置に空気
孔８及び９が２箇所設けられ、内部空間３と空間７とが
繋がるように構成されている。

【０００５】このアウタホルダ４の内部空間３には、ア
ウタホルダ４の下端部１０とアウタホルダ４の一端部を
塞ぐように嵌合固定されたバネ押さえ１１とによつて円
筒形状のノズルホルダ１２が保持され、上下方向に移動
し得るようになされている。またノズルホルダ１２は、
アウタホルダ４よりも外径の大きいホルダ部１３がアウ
タホルダ４の外部に形成されており、アウタホルダ４の
下端部１０の下面にホルダ部１３を当てることにより上
方向に対するストツパの役割を担うようになされてい
る。

【０００６】さらにノズルホルダ１２には、内部空間３
に位置する部分の周囲にノズルバネ１４が取り付けられ
ている。これにより、ノズルホルダ１２は、レバ１７に
より電子部品１８の間近まで押し下げられ、電子部品１
８を負圧空気の吸引力によつて吸着保持した後に、ノズ
ルバネ１４の反発力により元の位置に押し戻されるよう
になされている。ところで、ノズルホルダ１２には、側
壁の所定位置に負圧空気が流れるための空気孔１５及び
１６が２箇所設けられている。

【０００７】またノズルホルダ１２の内部には、負圧空
気が流れる内部通路１９を有し、側壁の所定位置に負圧
空気の流れる空気孔２０及び２１を２箇所設けたインナ
ノズル２２が上下方向に移動し得るように保持されてい
る。従つて吸着ノズル１では、ノズルブロツク２を介し
て外部に設けられた負圧供給手段としての真空ポンプ２
３により発生した負圧空気が、内部通路１９から空気孔
２０、２１及び１５、１６を介して内部空間３及び空間
７へ導かれるようになされている。このとき吸着ノイズ
１では内部通路１９に生じた負圧と外部の大気圧との圧
力差によりインナノズル２２が上方向に持ち上がろうと
する。

【０００８】そこでノズルホルダ１２では、インナノズ
ル２２が上方向に持ち上がることを防止するために、ノ
ズルピストン２４の上部分でかつホルダ部１３内に位置
する部分の周囲にノズル戻りバネ２５が取り付けられて
いる。かくして、吸着ノズル１はインナノズル２２にノ
ズル戻りバネ２５を取り付けたことにより、ノズル２６
の吸着面の位置を移動させることなく安定した状態で電
子部品１８を吸着保持することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところでかかる構成の
吸着ノズル１においては、電子部品１８を吸着する際、
負圧空気の吸引力によつてインナノズル２２に上方向の
力が加わる。吸着ノズル１では、この上方向の力をノズ
ル戻りバネ２５で上方向に上がらないように押し下げて
いるが、負圧空気の負圧が変動するとインナノズル２２
が上下動してノズル２６の吸着面の位置が変化したり、
電子部品１８を回路基板に押し付ける推力が小さくなる
等、電子部品１８を確実に吸着できないという問題があ
つた。

【００１０】また吸着ノズル１では、負圧空気の吸引力
による上方向の力よりも弱いノズル戻りバネを用いると
インナノズル２２が上方向に持ち上げられてしまつて電
子部品１８を吸着できない。一方、負圧空気の吸引力に
よる上方向の力よりも強いノズル戻りバネを用いた場合
には、電子部品１８を吸着するときや電子部品１８を装
着するときに、バネの強さで電子部品１８や回路基板を
損傷させてしまうという問題があつた。

【００１１】またインナノズル２２は、ノズル戻りバネ
２５自体の弾性力でノズル２６の吸着面の位置が必ずし
も安定することはなく、ノズル２６の位置が不安定で吸
着及び装着しにくいという問題があつた。

【００１２】さらに吸着ノズル１では、負圧空気の吸引
力による上方向の力を打ち消すためにノズル戻りバネ２
５を取り付けなければならない。これにより、吸着ノズ
ル１ではインナノズル２２及びノズルホルダ１２の共振
を抑制する等の目的のためにバネを取り付けることがで
きず、使用できるバネの種類が限られてしまうという問
題があつた。

【００１３】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、負圧空気の吸引力によつて生じるインナノズルの上
方向への移動を防止し、安定した状態で確実に電子部品
を吸着保持し得る吸着装置及び装着装置を提案しようと
するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、吸着ノズルの吸着面に被吸着物を
吸着保持する吸着装置において、筒状に形成され、側壁
の異なる高さ位置に内側及び外側間を連通する第１及び
第２の気体流路が設けられたノズルホルダと、ノズルホ
ルダの内部で当該ノズルホルダの高さ方向に移動自在に
嵌挿され、第１の気体流路を挟んで位置する第１のピス
トン部と第２のピストン部とが第１の空間を形成して連
結され、第２の気体流路を挟んで位置する第２のピスト
ン部と第３のピストン部とが第２の空間を形成して連結
され、吸着ノズルが第２の空間と連通したインナノズル
と、ノズルホルダの第１及び第２の気体流路を介して第
１及び第２の空間に負圧を与える負圧供給手段とを設け
る。

【００１５】第１の空間に与えられた負圧により第３の
ピストン部側にインナノズルを移動しようとする力と、
第２の空間に与えられた負圧により第１のピストン部側
にインナノズルを移動しようとする力とが互いに打ち消
し合うことにより、負圧によるインナノズルの移動を防
止して安定した状態で確実に被吸着物を吸着保持するこ
とができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施例を詳述する。

【００１７】図１においては、本発明による装着装置３
１の全体構成を示す。装着装置３１では、被吸着物とし
ての電子部品１８を複数個搭載した部品供給カセツト３
２が第１の搬送テーブルとしての搬送テーブル３３上に
複数載置され、搬送テーブル３３が矢印Ｘに示す方向に
移動することにより部品供給カセツト３２を順次吸着ポ
イントに送る。

【００１８】また装着装置３１には、吸着装置としての
吸着ノズル（図３に詳述する）３４を５個取り付けた回
転式のロータリヘツド３５が、移動制御手段としての回
転ユニツト３６に30[ °] 間隔で１２個取り付けられて
いる。この場合ロータリヘツド３５は、吸着ポイントで
吸着ノズル３４が電子部品１８を吸着保持すると、回転
ユニツト３６が30[ °] 回転する。そしてロータリヘツ
ド３５は、回転ユニツト３６が30[ °] づつ回転してい
き、吸着ノズル３４が装着ポイントに到達すると、第２
の搬送テーブルとしてのＸＹテーブル３７により搬送さ
れた被装着物としての回路基板３８上の所定位置に電子
部品１８を装着するようになされている。

【００１９】ここで図２に、回転ユニツト３６の構成を
示す。回転ユニツト３６は、インデキサ（図示せず）に
より角度30[ °] づつ矢印に示す方向へ間欠的に回転
し、それに伴つてロータリヘツド３５の位置が順次30[
°] づつ移動していくようになされている。さらに回転
ユニツト３６では、ロータリヘツド３５に取り付けられ
た５個の吸着ノズル３４が、角度72[ °] づつ間欠的に
回転するようになされており、吸着保持する電子部品１
８に合わせて吸着ノズル３４を選定して用いるようにな
されている。

【００２０】従つて装着装置３１では、ロータリヘツド
３５の吸着ノズル３４が吸着ポイントで電子部品１８を
吸着保持した後、回転ユニツト３６が角度30[ °] 回転
して次のロータリヘツド３５を吸着ポイントに位置させ
る。装着装置３１は、このような一連の動作を繰り返し
ながら順次電子部品１８を吸着保持していく。

【００２１】次に装着装置３１では、回転ユニツト３６
の回転によりＸＹテーブル３７上に載置された回路基板
３８上の装着ポイントにロータリヘツド３５が位置する
と、吸着ノズル３４が回路基板３８上の所定位置に電子
部品１８を装着する。そして装着装置３１は、また回転
ユニツト３６が角度30[ °] 回転し、次のロータリヘツ
ド３５が装着ポイントに位置し、次の吸着ノズル３４が
回路基板３８上の所定位置に電子部品１８を装着し、以
後この操作を繰り返しながら順次電子部品１８を装着し
ていくようになされている。

【００２２】続いて、図３に吸着ノズル３４の構成を示
す。吸着ノズル３４は、図５に示した吸着ノズル１のノ
ズルホルダ８、インナノズル２２及びノズル戻りバネ２
５を除いて同様に構成されている。吸着ノズル３４は、
円筒形状のノズルホルダ４２の一端部に所定径の貫通孔
４３を設けて大気に開放した状態にすると共に、側壁に
負圧空気が流れるための第１の気体流路としての空気孔
４４、４５及び第２の気体流路としての空気孔４６、４
７を計４箇所設けて構成されている。

【００２３】またノズルホルダ４２の内部には、インナ
ノズル４８が嵌挿され、上下方向に移動し得るように保
持されている。このインナノズル４８は、ノズルホルダ
４２の空気孔４６、４７と重なる位置に空気孔４９、５
０が設けられている。

【００２４】またインナノズル４８は、空気孔４４及び
４５を挟んで位置する第１のピストン部５１と第２のピ
ストン部５２とが第１の空間としての空間５３及び５４
を形成して連結され、空気孔４６、４７を挟んで位置す
る上記第２のピストン部５２と第３のピストン部として
のノズルピストン２４とが第２の空間としての内部通路
１９を形成して連結され、ノズル２６が内部通路１９と
連通して構成されている。また第１のピストン部５１
は、貫通孔４３を介して外部から大気圧を受けると共
に、ノズルピストン２４も大気圧を外部から受けてい
る。

【００２５】従つてインナノズル４８では、空間５３及
び５４で発生した負圧空気と、第１のピストン部５１が
受ける大気圧との気圧差により下方向の力が働き、また
内部通路１９で発生した負圧空気と、ノズルピストン２
４が受ける大気圧との気圧差により上方向の力が働くこ
とにより、上方向及び下方向の力を互いに向き合つて打
ち消し合うようになされている。これによりインナノズ
ル４８では、負圧空気の発生による上方向への移動を最
小限に抑えることができる。実際上、この場合のインナ
ノズル４８は、空間５３及び５４の体積と内部通路１９
の体積に差があるために、インナノズル４８はやや上方
向に移動する。

【００２６】かくして、吸着ノズル３４では、従来のよ
うなインナノズル２２が持ち上げられることを防止する
ための強いノズル戻りバネ２５（図５）を用いる必要が
無くなる。このために吸着ノズル３４では、ノズルピス
トン２４の上部分でかつノズルホルダ４２のホルダ部５
２内に位置する部分のインナノズル４８の周囲にバネの
線径がそれぞれ異なる２種類のノズル戻りバネ５５及び
５６を取り付けるようにする。

【００２７】ここで、ノズル戻りバネ５５とノズル戻り
バネ５６とは、インナノズル４８の上方向への移動を防
止すると共に、共振を抑制するために２重に重ねて取り
付けられている。また、線径の太いノズル戻りバネ５５
の内側に線径の細いノズル戻りバネ５６が取り付けら
れ、ノズル戻りバネ５６の両端部分はバネピツチが中央
部分と比べて狭くなつている。

【００２８】ここで図４には、この２種類のノズル戻り
バネ５５とノズル戻りバネ５６の特性曲線図を示す。こ
のノズル戻りバネ５５とノズル戻りバネ５６とは、変位
量に対するバネの復元力が正反対の非線形な特性を持つ
ている。またノズル戻りバネ５６では、両端部分のバネ
ピツチを中央部分と比べて狭くしたことにより、変位量
が小さい場合にインナノズル４８の復元力も小さくして
微妙な電子部品１８の高さ位置の差に追従し易くしてい
る。

【００２９】またノズル戻りバネ５５は変位量が小さい
範囲ではインナノズル４８の上下動をしつかり押さえ込
み、ある程度の変位量分だけインナノズル４８を押し込
むと、それに応じて軽く戻るようになされ、振動が抑制
されて小さな電子部品１８を吸着保持し易くしている。
このように吸着ノズル３４では、固有振動数の異なり、
互いに非線形な特性を持つ２種類のノズル戻りバネ５５
及び５６を重ねてインナノズル４８に取り付けたことに
より、インナノズル４８及びノズルホルダ４２の共振を
抑制すると共に、インナノズル４８の上方向への移動を
防止し得るようになされている。

【００３０】以上の構成において、吸着ノズル３４は、
インナノズル４８の空間５３及び５４で発生した負圧空
気と第１のピストン部５１が受ける大気圧との気圧差に
より生じた下方向の力と、内部通路１９で発生した負圧
空気とノズルピストン部２４が受ける大気圧との気圧差
により生じた上方向の力とが、互いに向き合つて打ち消
し合うことにより、負圧空気の発生によるインナノズル
４８の上方向への移動を防止することができる。

【００３１】また吸着ノズル３４は、負圧空気による上
方向及び下方向の力が互いに向き合つて打ち消し合うこ
とにより、インナノズル４８の上方向への移動を抑える
ための強いノズル戻りバネを用いる必要が無くなる。こ
れにより吸着ノズル３４は、従来の吸着ノズル１のよう
に電子部品１８を吸着するときや装着するときに、バネ
の強さで電子部品１８や回路基板３８を損傷させてしま
うことを防止することができる。

【００３２】さらに吸着ノズル３４は、ノズルピストン
２４の上部分でかつノズルホルダ４２のホルダ部５２内
に位置する部分の周囲に固有振動数の異なる２種類のノ
ズル戻りバネ５５及び５６を重ねてインナノズル４８に
取り付けることにより、インナノズル４８及びノズルホ
ルダ４２の共振を抑制すると共に、インナノズル４８の
上方向への移動を防止し、インナノズル４８が電子部品
１８の高さ位置の変化に合わせて追従して安定した状態
で電子部品１８を吸着保持することができる。

【００３３】以上の構成によれば、装着装置３１では、
インナノズル４８の内部通路１９及び空間５３、５４で
発生した負圧空気による上方向及び下方向の力が互いに
向き合あつて打ち消し合うことにより、インナノズル４
８の上方向への移動を防止し、安定した状態で確実に電
子部品１８を吸着保持して回路基板３８に装着し得る吸
着装置及び装着装置を実現できる。

【００３４】なお上述の実施例においては、ノズルホル
ダ４２が円筒形状である場合について述べたが、本発明
はこれに限らず、内部空間を有しインナノズル４８を上
下方向に移動し得るように保持できれば角柱形状等の種
々の形状でも良い。この場合にも上述の実施例と同様の
効果を得ることができる。

【００３５】また上述の実施例においては、インナノズ
ル４８を第１のピストン部５１、第２のピストン部５２
及びノズルピストン２４により空間５３、５４及び内部
通路１９を形成するようにした場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、上方向及び下方向の力を互いに
向き合わせて打ち消し合うようにできれば、負圧空気を
発生させる空間５３、５４及び内部通路１９の形状は他
の種々の形状にしても良い。

【００３６】さらに上述の実施例においては、ノズル戻
りバネ５５及び５６を重ねてインナノズル４８に取り付
けて共振を抑制するようにした場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、インナノズル４８の共振を抑制
し、インナノズル４８が電子部品１８の高さ位置の変化
に合わせて追従して吸着保持できればバネの線径やバネ
ピツチ、あるいはバネの本数は種々の組合せによるもの
でも良い。

【００３７】さらに上述の実施例においては、ノズルホ
ルダ４２に貫通孔４３を設けて第１のピストン部５１で
大気圧を受けるようにした場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、ノズルホルダ４２の一端部を全て開
放するようにしても良い。

【００３８】さらに上述の実施例においては、吸着ノズ
ル３４をＩＣチツプ等の電子部品１８の吸着保持に用い
るようにした場合について述べたが、本発明はこれに限
らず、負圧空気の吸引力により吸着保持できれば他の種
々の被吸着物を吸着保持する吸着装置及び装着装置に適
用しても良い。

【００３９】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、第１の空
間に与えられた負圧により第３のピストン部側にインナ
ノズルを移動しようとする力と、第２の空間に与えられ
た負圧により第１のピストン部側にインナノズルを移動
しようとする力とが互いに打ち消し合うことにより、負
圧によるインナノズルの移動を防止して安定した状態で
確実に被吸着物を吸着保持し得る吸着装置及び装着装置
を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による装着装置の構成を示す
概略図である。

【図２】本発明の一実施例によるロータリーヘツドの構
成を示す略線図である。

【図３】本発明の一実施例による吸着ノズルの構成を示
す断面図である。

【図４】２種類のノズル戻りバネの特性曲線図を示すグ
ラフである。

【図５】従来の吸着ノズルの構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１、３４……吸着ノズル、２……ノズルブロツク、３…
…内部空間、４……アウタホルダ、５、６……ベアリン
グ、７、５３、５４……空間、１０……下端部、１１…
…バネ押さえ、１２、４２……ノズルホルダ、１３、５
２……ホルダ部、１４……ノズルバネ、８、９、１５、
１６、２０、２１、４４、４５、４６、４７、４９、５
０……空気孔、１７……レバー、１８……電子部品、１
９……内部通路、２２、４８……インナノズル、２３…
…真空ポンプ、２４……ノズルピストン、２５、５５、
５６……ノズル戻りバネ、２６……ノズル、３１……装
着装置、３２……部品供給カセツト、３３……搬送テー
ブル、３５……ロータリヘツド、３６……回転ユニツ
ト、３７……ＸＹテーブル、３８……回路基板、５１…
…第１のピストン部、５２……第２のピストン部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸着ノズルの吸着面に被吸着物を吸着保持
   する吸着装置において、 筒状に形成され、側壁の異なる高さ位置に内側及び外側
   間を連通する第１及び第２の気体流路が設けられたノズ
   ルホルダと、 上記ノズルホルダの内部で当該ノズルホルダの高さ方向
   に移動自在に嵌挿され、上記第１の気体流路を挟んで位
   置する第１のピストン部と第２のピストン部とが第１の
   空間を形成して連結され、上記第２の気体流路を挟んで
   位置する上記第２のピストン部と第３のピストン部とが
   第２の空間を形成して連結され、上記吸着ノズルが上記
   第２の空間と連通したインナノズルと、 上記ノズルホルダの上記第１及び上記第２の気体流路を
   介して上記第１及び上記第２の空間に負圧を与える負圧
   供給手段とを具えることを特徴とする吸着装置。
2. 【請求項２】上記ノズルホルダは、一端部及び他端部が
   開放されてなることを特徴とする請求項１に記載の吸着
   装置。
3. 【請求項３】上記インナノズルには、固有振動数が異な
   り、互いに非線形な特性を持つ２種類のバネが重ねて取
   り付けられることを特徴とする請求項１に記載の吸着装
   置。
4. 【請求項４】吸着ノズルの吸着面に被吸着物を吸着保持
   する吸着装置において、筒状に形成され、側壁の異なる
   高さ位置に内側及び外側間を連通する第１及び第２の気
   体流路が設けられたノズルホルダと、上記ノズルホルダ
   の内部で当該ノズルホルダの高さ方向に移動自在に嵌挿
   され、上記第１の気体流路を挟んで位置する第１のピス
   トン部と第２のピストン部とが第１の空間を形成して連
   結され、上記第２の気体流路を挟んで位置する上記第２
   のピストン部と第３のピストン部とが第２の空間を形成
   して連結され、上記吸着ノズルが上記第２の空間と連通
   したインナノズルと、上記ノズルホルダの上記第１及び
   上記第２の気体流路を介して上記第１及び上記第２の空
   間に負圧を与える負圧供給手段とでなる吸着装置と、 上記吸着装置を吸着位置及び装着位置に移動制御する移
   動制御手段と、 上記被吸着物を上記吸着位置に搬送する第１の搬送手段
   と、 被装着物を搭載して上記装着位置に搬送する第２の搬送
   手段とを具え、 上記移動制御手段が上記吸着装置を上記吸着位置まで移
   動し、上記吸着装置が上記第１の搬送手段により搬送さ
   れた上記被吸着物を吸着保持し、上記移動制御手段が上
   記吸着装置を上記装着位置まで移動し、上記吸着装置が
   上記第２の搬送手段により上記装着位置まで搬送された
   上記被装着物上の所定位置に上記被吸着物を装着するこ
   とを特徴とする装着装置。