JPH09307287A - 部品の吸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 交換しなくても複数種類の電子部品を吸着し
て保持することができる部品の吸着装置を提供する。 【解決手段】 部品ＰＡ１，ＰＡ２を吸引力で保持する
ための部品の吸着装置２００であり、本体２０１と、本
体２０１に設けられて複数の穴３００が形成された部品
の接触部２０３と、接触部に部品ＰＡ１，ＰＡ２を吸引
力で保持させる真空アキュムレータ２０２を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大きさの異なる電
子部品のような部品を吸着して保持する場合に用いて最
適な汎用型の部品の吸着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】実装機は、プリント配線板に対して複数
種類の電子部品を適宜必要な箇所に実装する。この種の
実装機は、微小な電子部品、中型の電子部品、大型の電
子部品を、プリント配線板の必要な箇所に実装する必要
がある。このために、この種の実装機は、各電子部品の
大きさに合わせた個別の吸着用のノズルを用意してお
り、部品サイズに合ったノズルを使用することで、各種
大きさの電子部品を、プリント配線板の必要な箇所に実
装することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、プリント配
線板に対して実装される電子部品の種類は、益々増えて
きており、しかも多品種少量生産の傾向が強くなってい
るので生産品目や生産量の変動が生じ易い。このような
実情に合わせて吸着用のノズルの種類を増やすと、ノズ
ルを保持するヘッド部の構造が複雑となりかつ大型とな
ってしまい、重量も増してしまう。従ってノズルのヘッ
ド部の高速移動が難しくなり、ヘッド部におけるノズル
の種類の切換えの制御も複雑となる。そしてヘッド部に
おける各種のノズルの位置精度をうまく出すことも難し
くなる。電子部品の種類が増えるとノズルの種類が多く
なり、そのメンテナンスに手間が掛かることになる。本
発明は上記課題を解消し、交換しなくても複数種類の電
子部品を確実に吸着して保持することができる部品の吸
着装置を提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、部品を吸引力で保持するための部品の吸着装置
において、本体と、本体に設けられて、複数の穴が形成
された部品の接触部と、接触部に部品を吸引力で保持さ
せるための真空アキュムレータと、を備える部品の吸着
装置により、達成される。本発明の部品の吸着装置は、
接触部と真空アキュムレータを備えており、接触部には
複数の穴が形成されている。真空アキュムレータの作用
が作用することで、複数の穴を通して接触部に異なる種
類の電子部品を吸着することができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。

【０００６】図１は、本発明の部品の供給装置の好まし
い実施の形態を備える部品の実装機１を示している。こ
の部品の実装機１は本体１０と部品の供給装置１２及び
部品ストック部１３などを備えている。部品の供給装置
１２は本体１０の中に配置されており、部品ストック部
１３は、本体１０の前部１１側に配置されている。図１
の部品の供給装置１２は、対象物であるプリント配線板
に対して、複数種類の電子部品をプリント配線板の必要
な箇所に実装するための装置である。

【０００７】図２は、図１の部品の供給装置１２を示し
ている。この部品の供給装置１２は、プリント配線板Ｐ
１，Ｐ２を搬送する搬送コンベア１４に対応して設けら
れている。搬送コンベア１４は、図１と図２に示すよう
に、基板Ｐ１，Ｐ２，…を順次矢印Ｘ１方向に搬送する
ための手段である。従ってこの搬送コンベア１４は動力
源１６によりプリント配線板Ｐ１，Ｐ２，・・・を矢印
Ｘ１方向に順次搬送し、かつ図２のように、二枚のプリ
ント配線板Ｐ１，Ｐ２を、ポジションＰＲ１，ＰＲ２に
それぞれ位置決めすることができるようになっている。

【０００８】搬送コンベア１４は、ベース１８の上に搭
載されているが、上述した部品の供給装置１２もベース
１８の上に搭載されている。部品の供給装置１２は、図
２に示す移動操作手段２０、複数の保持手段２２，２２
と、部品の吸着装置２００などを備えている。

【０００９】図２の移動操作手段２０は、図３と図４に
示すような構造を有している。移動操作手段２０は、Ｘ
方向レール３０，３２と、二つのＹ方向ビーム４０，４
２などを有している。Ｘ方向レール３０，３２は、図１
の本体１０の枠体に対して間隔をおいて平行にＸ軸方向
に沿って配列されている。これらのＸ方向レール３０，
３２の間には、搬送コンベア１４が配置されている。Ｙ
方向ビーム４０，４２は、駆動手段５０の作動により、
矢印Ｘ１，Ｘ２の方向に沿って、Ｘ方向レール３０，３
２において移動可能になっている。つまりＸ方向レール
３０，３２は、Ｙ方向ビーム４０，４２のＸ方向のガイ
ドレールである。

【００１０】駆動手段５０は、上述したように、Ｙ方向
ビーム４０，４２を矢印Ｘ１あるいはＸ２の方向に移動
させる。図４の駆動手段５０は、二つのモータ５２，５
４、ボールネジ５６，５８、ナット６０，６２，６４，
６６などを備えている。駆動手段５０、ナット６０，６
２は、Ｙ方向ビーム４０において、ベアリング６０ａ，
６２ａによりそれぞれ回転可能に支持されている。同様
にしてナット６４，６６は、Ｙ方向ビーム４２におい
て、ベアリング６４ａ，６６ａによりそれぞれ回転可能
に支持されている。これらのナット６０，６４は、ボー
ルネジ５６に噛み合っている。同様にしてナット６２，
６６は、ボールネジ５８に噛み合っている。

【００１１】ナット６０，６２は、モータ５２の作動に
より回転するようになっている。同様にしてナット６
４，６６は、モータ５４により回転するようになってい
る。つまりモータ５２のプーリ５２ａと、ナット６０，
６２には、歯付きベルト７０，７２が設けられている。
これにより、モータ５２が正転あるいは逆転することに
より、ナット６０，６２が同期して正転及び逆転するこ
とができる。同様にして、モータ５４のプーリ５４ａと
ナット６４，６６に対して歯付きベルト７４，７６が設
けられている。これによりモータ５４が正転あるいは逆
転することで、ナット６４，６６が、正転あるいは逆転
できる。ナット６０，６２が正転と逆転をすることで、
Ｙ方向ビーム４０は、矢印Ｘ１方向あるいは矢印Ｘ２の
方向に移動及び位置決め可能である。同様にしてＹ方向
ビーム４２は、ナット６４，６６が正転または逆転する
ことで、矢印Ｘ１方向あるいは矢印Ｘ２の方向に移動及
び位置決め可能である。

【００１２】次に、図２の移動操作手段２０の別の駆動
手段１５０について説明する。この駆動手段１５０は、
モータ１５２，１５４と、ボールネジ１５６，１５８
と、ナット１６０，１６２などを備えている。ナット１
６０はボールネジ１５６に噛み合っており、このナット
１６０は保持手段２２に固定されている。モータ１５２
によりボールネジ１５６が回転すると、ナット１６０と
保持手段２２は、矢印Ｙ１方向あるいは矢印Ｙ２の方向
に沿って、Ｙ方向ビーム４０において移動及び位置決め
可能である。

【００１３】同様にして、ナット１６２は、ボールネジ
１５８に噛み合っており、このナット１６２は別の保持
手段２２に固定されている。従って、モータ１５４が作
動してボールネジ１５６が回転すると、ナット１６２と
保持手段２２は矢印Ｙ１あるいは矢印Ｙ２の方向に沿っ
て、Ｙ方向ビーム４２において移動及び位置決め可能で
ある。ところで、図２と図３及び図４に示すように、モ
ータ５２，５４，１５２，１５４は、制御手段１００の
指令によりそれぞれ別個に駆動ができるようになってい
る。また搬送コンベア１４の動力源１６は、制御手段１
００によりやはりその駆動が制御されている。

【００１４】図１において、部品ストック部１３は、図
３にも示すように、例えば複数の部品カセット１３ａ，
１３ｂ，１３ｃを備えている。これらの部品カセット１
３ａ，１３ｂ，１３ｃは、異なる電子部品を収容してお
り、例えばテープキャリアに対してそれら必要な電子部
品を張り付けて供給していく方式を採用することができ
る。

【００１５】図５と図６は、本発明の部品の吸着装置２
００を示している。部品の吸着装置２００は、図２の部
品の供給装置１２の保持手段２２，２２に各々着脱可能
に、機械的なチャック機構や電磁チャック等を用いて保
持できるようになっている。部品の吸着装置２００は、
本体であるノズルヘッド２０１、真空アキュムレータ２
０２、部品の接触部２０３などを有している。ノズルヘ
ッド２０１は、吸着ノズル２０４を備えており、ノズル
ヘッド２０１の内部には真空アキュムレータ２０２が設
けられている。この真空アキュムレータ２０２は、真空
吸引ポンプ４００に接続されている。吸着ノズル２０４
は、ノズルヘッド２０１に対して好ましくは着脱可能に
取付けることができる。吸着ノズル２０４の一端部分２
０５がノズルヘッド２０１の穴２０６にはめ込まれてお
り、吸着ノズル２０４の下端面が部品の接触部２０３で
ある。この部品の接触部２０３には、複数の吸着用の穴
３００が、図７に示すようなパターンで配置されてい
る。即ち、接触部２０３を形成している周辺部分Ａ１の
穴３００の配置が、この周辺部分Ａ１よりも内側部分Ａ
２の穴３００の配置よりも「疎」になっている。言換れ
ば、内側部分Ａ２の穴３００の配置が周辺部分Ａ１の穴
３００の配置より「密」になっている。

【００１６】このようにすることで、例えば図８のよう
に微小な電子部品、例えばベアチップのような微小な電
子部品ＰＡ１を吸着装置２００で保持する場合に、微小
な電子部品ＰＡ１は、部品の接触部２０３の内側部分Ａ
２に配置された複数の穴３００を用いて、吸着装置２０
０は真空吸引ポンプ４００及び真空アキュムレータ２０
２の作用により吸引して保持することができる。

【００１７】これに対して、図９に示すように駆動ＩＣ
のような比較的大型の電子部品ＰＡ２を、部品の吸着装
置２００で保持する場合には、部品の接触部２０３の周
辺部分Ａ１及び内側部分Ａ２の各穴３００を用いて、吸
着装置２００は真空吸引ポンプ４００と真空アキュムレ
ータ２０２の作用により吸着して保持することができ
る。

【００１８】次に、上述した部品の供給装置１２におい
て、本発明の部品の吸着装置２００を用いた場合の動作
例について説明する。図１において、部品ストック部１
３には、必要とする部品カセット１３ａ，１３ｂ，１３
ｃをセットする。そして図２に示すように、動力源１６
を作動して２枚の対象物であるプリント配線板Ｐ１，Ｐ
２を搬送コンベア１４で搬送してきて、この結果動力源
１６を適当なところで停止することで、プリント配線板
Ｐ１はポジションＰＲ１に位置決めされ、かつプリント
配線板Ｐ２は、ポジションＰＲ２に位置決めされる。ポ
ジションＰＲ１側の保持手段２２と、ポジションＰＲ２
の保持手段２２のそれぞれに、部品の吸着装置２００が
それぞれ着脱可能に取付けられている。

【００１９】制御手段１００が、モータ５２，５４及び
モータ１５２，１５４にそれぞれ指令を与えることで、
保持手段２２，２２は、それぞれＸ方向とＹ方向に適宜
別々に移動することにより、例えば一方の部品の吸着装
置２００が、図３の部品カセット１３ａから図８に示す
ような小型の電子部品（例えばベアチップ）ＰＡ１を吸
引により保持する。同様にして、もう一つの保持手段２
２の部品の吸着装置２００が、別の部品カセット１３ｂ
から比較的大型の電子部品ＰＡ２を図９に示すように吸
着して保持する。図８と図９に示すように、サイズの異
なる電子部品ＰＡ１，ＰＡ２は、同じ種類の吸着装置２
００により、確実に保持することができる。

【００２０】この場合に、図６の真空吸引ポンプ４００
が作動して、真空アキュムレータ２０２は、ノズルヘッ
ド内部の真空度を安定化させ、吸着ノズルから外部エア
ーが吸引されても急速に内部真空度が下がらないように
している。大型部品の吸着時には吸着穴がすべてふさが
れるため特に問題はないが、小型部品の吸着時は周辺部
の吸着穴からエアーが入り、真空度が下がり易いが、こ
れがこの真空アキュムレータにより真空度が保たれ、安
定な吸着が可能となる。すなわち、大型から小型までの
安定な吸着を実現する。これにより、真空吸引ポンプ４
００が吸引作動を始めると、真空アキュムレータ２０
２、吸着ノズル２０４の中空部２０４ａ及び複数個の穴
３００を介して、図８あるいは図９に示すように電子部
品ＰＡ１あるいは電子部品ＰＡ２を吸着して保持するこ
とができる。さらに、制御手段１００は各モータ５２，
５４に対して制御信号を送ることにより、Ｙ方向ビーム
４０，４２は別々にＸ方向レール３０，３２に沿って移
動して位置決めされる。これにより各プリント配線板Ｐ
１とＰ２にはそれぞれの位置に図８と図９に示す電子部
品ＰＡ１，ＰＡ２が装着できる。

【００２１】ところで、図８のように、比較的小型の電
子部品ＰＡ１が部品の接触部２０３に対して保持される
場合には、例えば周辺部分Ａ１の穴３００が開放状態に
なっており、内側部分Ａ２の穴３００が塞がった状態に
なっている。このために、開放されている穴３００から
エアーが入り、内部の真空度が下がり易い。しかしこの
真空度の低下を極力防ぐために、ノズルヘッド２０１の
内部には、図６のような出来るだけ大型の真空アキュム
レータ２０２を設けることが望ましい。

【００２２】また図７のように、本発明の実施の形態で
は、内側部分Ａ２の穴３００の配置密度が、周辺部分Ａ
１の穴３００の配置密度よりも大きく設定されているこ
とから、図８のように、比較的小型の電子部品ＰＡ１を
内側部分Ａ２の穴３００に対応して吸引する場合にあっ
ても、極力周辺部分Ａ１の穴３００にエアーが入るのを
防ぐことができる。なお、本発明の実施の形態の吸着装
置２００は、１００５などの微小チップから、５ｍｍ角
程度の大型のチップまで吸着できる。なお、１００５の
微小チップは１．０ｍｍ×０．５ｍｍの角型をした微小
なチップで現在、コンデンサと抵抗の２種がある。

【００２３】ところで本発明は上記実施の形態に限定さ
れるものではない。本発明の実施の形態では、図５のよ
うに、吸着ノズル２０４の部品の接触部２０３の形状が
角形になっているが、これに限らず、図１０に示すよう
に丸形の部品の接触部１２０３にしても勿論構わない。
この部品の接触部１２０３においても、周辺部分Ａ１の
穴３００の配置密度は、内側部分Ａ２の穴３００の配置
密度より「疎」とするのが好ましい。また、周辺部分Ａ
１の穴の径を小さくし、内側部分Ａ２の穴の径を大きく
してもよい。本発明の実施の形態では、電子部品がプリ
ント配線板のような対象物に対して実装する例を示して
いるが、他の分野において、１つの吸着装置を用いて異
なる大きさの部品を対象物に対して装着する場合であっ
ても、本発明の部品の吸着装置が適用できる。本発明の
実施の形態によれば、１種類の吸着装置２００を用意す
ればよく、従来のような複数のノズルの旋回装置が不要
で構造がシンプルであり切換制御が不要で、吸着装置の
小型化、軽量化ができる。しかも１種類の吸着装置２０
０の位置精度の調整は、従来の複数のノズルを用いる場
合よりかんたんであり、メンテナンスも容易である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
交換しなくても複数種類の電子部品を確実に吸着して保
持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の部品の吸着装置を備える部品の実装機
の一例を示す斜視図。

【図２】図１の実装機における部品の供給装置の一例を
拡大して示す斜視図。

【図３】図２の部品の供給装置の構造を示す平面図。

【図４】部品の供給装置の構造を示す平面図。

【図５】本発明の部品の吸着装置の好ましい実施例を示
す斜視図。

【図６】図５の部品の吸着装置の構造を示す軸方向の断
面図。

【図７】部品の吸着装置の部品の接触部における穴の配
置例を示す底面図。

【図８】部品の吸着装置により比較的小型の電子部品を
吸着した状態を示す図。

【図９】部品の吸着装置により比較的大型の電子部品を
吸着した状態を示す図。

【図１０】本発明の部品の吸着装置の別の実施の形態を
示す斜視図。

【図１１】図１０の部品の吸着装置の部品の接触部にお
ける穴の配置パターンを示す底面図。

【符号の説明】

１２・・・部品の供給装置、１４・・・搬送コンベア、
２０・・・移動操作手段、２２・・・保持手段、５０・
・・駆動手段、１００・・・制御手段、１５０・・・駆
動手段、２００・・・部品の吸着装置、２０１・・・ノ
ズルヘッド（本体）、２０２・・・真空アキュムレー
タ、２０３・・・部品の接触部、２０４・・・吸着ノズ
ル、３００・・・穴、４００・・・真空吸引ポンプ、Ｐ
Ａ１，ＰＡ２・・・電子部品（部品）、Ｐ１，Ｐ２・・
・プリント配線板（対象物）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品を吸引力で保持するための部品の吸
   着装置において、 本体と、 本体に設けられて、複数の穴が形成された部品の接触部
   と、 接触部に部品を吸引力で保持させるための真空アキュム
   レータと、を備えることを特徴とする部品の吸着装置。
2. 【請求項２】 複数の穴の接触部における配置として
   は、接触部を形成している周辺部分の穴の配置が、接触
   部を形成している周辺部分の内側部分の穴の配置よりも
   「疎」になっている請求項１に記載の部品の吸着装置。
3. 【請求項３】 真空アキュムレータは、本体内に配置さ
   れている請求項１に記載の部品の吸着装置。
4. 【請求項４】 部品は電子部品である請求項１に記載の
   部品の吸着装置。