(57)【要約】【課題】電子部品の実装速度を向上させることができるとともに、安全性および耐久性に優れた電子部品実装装置を提供する。【解決手段】電子部品実装装置は、電子部品を吸着する吸着ノズル２が先端側に設けられた昇降軸３を、互いに平行に２列をなすように配設してなる実装ヘッド４を備えている。また、吸着ノズル２を進退させるように、昇降軸３を軸方向に移動するエアシリンダ５および上下移動機構７と、昇降軸３を軸回りに回動させる回動機構１２と、実装ヘッド４を軸方向と略垂直な２軸方向に移動させるＸ軸移動機構２９ＡおよびＹ軸移動機構２９Ｂを備えている。エアシリンダ５は、内部にピストン５ａを反重力方向に付勢するスプリング５ｅを内蔵している。【選択図】図４
2010040742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を吸着する吸着ノズルが下端側に設けられ、軸方向が上下方向と略一致するように配設された少なくとも１つの軸状の電子部品保持部材を有する実装ヘッドと、
前記吸着ノズルを進退させるように、前記保持部材を軸方向に駆動する軸方向駆動機構と、
前記保持部材を軸回りに回動させる回動機構と、
前記保持部材の前記吸着ノズルにより前記電子部品を吸着し、該吸着された電子部品を前記基板上に実装させるように、前記実装ヘッドを移動する実装ヘッド移動機構と、
前記軸方向駆動機構の駆動力を前記保持部材に伝達する伝達部材と、
前記保持部材を前記伝達部材と回動自在に連結する連結部と、を具備した電子部品実装装置であって、
前記軸方向駆動機構に、前記保持部材を反重力方向に付勢する付勢手段を設けた電子部品実装装置。
【請求項２】
前記軸方向駆動機構が、エアシリンダであり、
前記付勢手段は、前記エアシリンダの内部に配設されて、前記エアシリンダのピストンを反重力方向に付勢している請求項１記載の電子部品実装装置。
【請求項３】
前記軸方向駆動機構が、エアシリンダであり、
前記エアシリンダは、上端壁を貫通して延びるようにピストンに取り付けられた軸状の延長部材を有しており、
前記付勢手段は、前記上端壁の上面に配設されて、前記延長部材を反重力方向に付勢している請求項１記載の電子部品実装装置。
【請求項４】
前記軸方向駆動機構が、リニアモータであり、
前記リニアモータは、固定磁石、該固定磁石を収容する筐体、並びに前記伝達部材に設けられ前記固定磁石の磁力との相互作用により駆動される被駆動磁石を有しており、
前記付勢手段は、前記筐体の内部に配設されて、前記伝達部材を反重力方向に付勢している請求項１記載の電子部品実装装置。
【請求項５】
前記軸方向駆動機構が、リニアモータであり、
前記リニアモータは、固定磁石、該固定磁石を収容する筐体、並びに前記伝達部材に設けられ前記固定磁石の磁力との相互作用により駆動される被駆動磁石を有しており、
前記付勢手段は、前記筐体の上側壁の上面に配設されて、前記伝達部材を反重力方向に付勢している請求項１記載の電子部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品実装装置に関し、さらに詳しくは、吸着ノズルにより電子部品を吸着して基板に実装する実装ヘッドを備えた電子部品実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を基板に実装する電子部品実装装置は、パーツフィーダーに置かれた電子部品を実装ヘッドによりピックアップし、それを基板上へ移送し、基板上の定められた位置に電子部品を実装するように構成されている。電子部品をピックアップする方法は、吸着ノズルにより真空吸着する方法が広く用いられている。
【０００３】
このような電子部品実装装置においては、市場の要望に応えるべく、電子部品や回路基板はますます小型化されており、回路基板に電子部品を高密度且つ高精度に実装を行えるようにすることがますます重要になってきている。その一方で、電子回路の製造コストを削減するために、電子部品の回路基板への実装に要する時間を短縮化することが求められている。
【０００４】
図２１に、従来の電子部品実装装置の一例を示す（特許文献１参照）。この実装装置においては、吸着ノズル６１は、上下に移動する昇降軸６２の下端に装着されている。昇降軸６２は、上端がエアシリンダ６３のピストンロッド６３ａの下端に設けられた円板状の押圧部材６３ｂにより押し下げられて下降する。また、昇降軸６２はスプリング６４により押し上げられて上昇する。
このように、昇降軸をスプリングなどの付勢部材により上方向に付勢するものとすることによって、例えばエアシリンダへのエアの供給が何らかの原因でストップした場合などに昇降軸がその重量により落下して、吸着ノズルの先端が他部材と衝突して損傷したり、吸着ノズルと衝突して基板が損傷したりするのを防止することができる。
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ  ００／７１３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術においては、昇降軸とピストンロッドとが分離されており、昇降軸の上昇がスプリングの付勢力によりなされている。このため、昇降動作に遅れが発生する場合があり、この遅れは、電子部品実装装置の動作の高速化を達成する上での障害となっている。これを避けるためには、より付勢力の大きいスプリングを採用することも考えられるが、その場合には、スプリングの大きな付勢力に抗して昇降軸を押し下げる必要が生じ、高速動作化の障害となる。
また、昇降軸の昇降のストロークがスプリングの長さにより規定されるため、設計の自由度が小さくなるとともに、スプリングを昇降軸に取り付ける長さを稼ぐ必要があることから、その分だけ昇降軸の長さが長くなる。昇降軸が長くなると重量が増大し、昇降動作が遅くなり、高速動作化の妨げとなる。
【０００７】
また、昇降軸の上昇のためにスプリングの付勢力を利用するのではなく、エアシリンダを複動式とし、ピストンロッドと昇降軸とを連結して、エアの供給がストップしたときにも吸着ノズルが落下しない構成とすることも考えられる。
ところが、この場合には、エアシリンダの吸気および排気の制御が複雑なものとなるなど、装置が複雑化する。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、電子部品の実装速度を向上させることができるとともに、安全性および耐久性に優れた電子部品実装装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の電子部品実装装置は、電子部品を吸着する吸着ノズルが下端側に設けられ、軸方向が上下方向と略一致するように配設された少なくとも１つの軸状の電子部品保持部材を有する実装ヘッドと、
前記吸着ノズルを進退させるように、前記保持部材を軸方向に駆動する軸方向駆動機構と、
前記保持部材を軸回りに回動させる回動機構と、
前記保持部材の前記吸着ノズルにより前記電子部品を吸着し、該吸着された電子部品を前記基板上に実装させるように、前記実装ヘッドを移動する実装ヘッド移動機構と、
前記軸方向駆動機構の駆動力を前記保持部材に伝達する伝達部材と、
前記保持部材を前記伝達部材と回動自在に連結する連結部と、を具備した電子部品実装装置であって、
前記軸方向駆動機構に、前記保持部材を反重力方向に付勢する付勢手段を設けた。
【００１０】
ここで、電子部品実装装置においては、前記軸方向駆動機構が、エアシリンダであり、
前記付勢手段は、前記エアシリンダの内部に配設されて、前記エアシリンダのピストンを反重力方向に付勢しているのが好ましい。
【００１１】
また、前記軸方向駆動機構が、エアシリンダであり、
前記エアシリンダは、上端壁を貫通して延びるようにピストンに取り付けられた軸状の延長部材を有しており、
前記付勢手段は、前記上端壁の上面に配設されて、前記延長部材を反重力方向に付勢しているのも好ましい。
【００１２】
また、前記軸方向駆動機構が、リニアモータであり、
前記リニアモータは、固定磁石、該固定磁石を収容する筐体、並びに前記伝達部材に設けられ前記固定磁石の発生する磁力との相互作用により駆動される被駆動磁石を有しており、
前記付勢手段は、前記筐体の内部に配設されて、前記伝達部材を反重力方向に付勢しているのも好ましい。
【００１３】
また、前記軸方向駆動機構が、リニアモータであり、
前記リニアモータは、固定磁石、該固定磁石を収容する筐体、並びに前記伝達部材に設けられ前記固定磁石の発生する磁力との相互作用により駆動される被駆動磁石を有しており、
前記付勢手段は、前記筐体の上側壁の上面に配設されて、前記伝達部材を反重力方向に付勢しているのも好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、軸方向駆動機構に電子部品保持部材を反重力方向に付勢する付勢手段が設けられているので、駆動機構の動力源が何らかの原因で停止しても、電子部品を保持した保持部材が重力により落下することが防止される。この結果、軸方向駆動機構を例えば複動式のエアシリンダ等の複雑な機構から構成することなしに、吸着ノズルもしくはそれに吸着された電子部品と、基板等の他部材との干渉を防止することができる。したがって、簡素な機構により基板等が損傷する事故の発生を防止することができる。これにより、コストダウンが図れる。また、安全性および耐久性が向上する。
【００１５】
また、付勢部材は、保持部材に直接的に取り付けられるものではなく、軸方向駆動機構に設けられているために、付勢部材を保持部材に直接的に取り付ける場合よりも保持部材を短くすることができる。したがって、保持部材の重量を小さくして動作を高速化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
〈実施の形態１〉
図１は、本発明の実施の形態１に係る電子部品実装装置の一部を断面にした斜視図である。図２は、図１の一部を模式化して拡大した側面図である。
電子部品実装装置は、電子部品を吸着する吸着ノズル２が先端に設けられた複数本の昇降軸３を有する実装ヘッド４を備えている。昇降軸３は、互いに平行に、２列に並ぶように設けられている。ここで、１列あたりの昇降軸３の個数は、図示例では８本であり、合計１６本の昇降軸３が実装ヘッド４に設けられている。
【００１７】
また、電子部品実装装置は、図３に示すように、実装ヘッド４を水平２軸方向に移動するＸ軸移動機構２９ＡおよびＹ軸移動機構２９Ｂを備えている。実装ヘッド４は、パーツフィーダー２６ａを並設してなる部品供給部２６により供給される図示しない電子部品を吸着ノズル２により吸着し、それを基板搬送路２７に載置された基板２８まで搬送して基板２８上の所定位置に実装するように、Ｘ軸移動機構２９ＡおよびＹ軸移動機構２９Ｂにより移動される。ここで、昇降軸３は、パーツフィーダー２６ａが並設される間隔と等しい間隔もしくはその整数倍の間隔で１列に並び、パーツフィーダー２６ａの延びる方向と同じ方向に列が重なって２列となるように、実装ヘッド４に設けられている。なお、Ｘ軸移動機構２９ＡおよびＹ軸移動機構２９Ｂに加えて、実装ヘッド４を鉛直上下方向に移動する図示しないＺ軸移動機構を備えさせることもできる。
【００１８】
また、昇降軸３は、電子部品を吸着・実装するために、吸着ノズル２を、電子部品を基板に実装する実装位置と退避位置との間で進退させるように、エアシリンダ（軸方向駆動機構）５および上下駆動機構７により軸方向（図示例では、鉛直上下方向）に移動される。ここで、実装位置は、昇降軸３がエアシリンダ５および上下駆動機構７により最下位まで移動されたときの吸着ノズル２の位置と対応し、退避位置は、昇降軸３がエアシリンダ５および上下駆動機構７により最上位まで移動されたときの吸着ノズル２の位置と対応している。
【００１９】
エアシリンダ５は、昇降軸３のそれぞれに対応して設けられている。そして、制御部３５（図４参照）の制御により、吸着ノズル２により電子部品を吸着・実装する１または複数の昇降軸３に対応するエアシリンダ５のみが昇降軸３を下降させるように動作する。それ以外の昇降軸３に対応するエアシリンダ５は、昇降軸３を上方で保持するように動作する。
【００２０】
上下駆動機構７は、エアシリンダ５により下降された昇降軸３の吸着ノズル２により部品供給部２６において電子部品を吸着し、吸着された電子部品を基板２８に実装させるように、全ての昇降軸３を一括して上下動させる。より詳細には、上下駆動機構７は、実装ヘッド４全体を支持する架台１０に設けられたリニアガイド７ａと、全てのエアシリンダ５を支持するシリンダ支持部材６と、シリンダ支持部材６が取り付けられるスライダ７ｂと、スライダ７ｂをリニアガイド７ａに沿って上下方向に駆動する上下駆動モータ３１とから構成される。
【００２１】
上下駆動モータ３１は、図示しない出力軸にクランク３１ａが取り付けられており、クランク３１ａがピン３１ｂによりスライダ７ｂと連結されている。上下駆動モータ３１の回転に伴い、クランク３１ａおよびピン３１ｂが上下動し、これにより、スライダ７ｂおよびシリンダ支持部材６が上下動して、エアシリンダ５が一括して上下動される。
【００２２】
また、昇降軸３は、エアシリンダ５のピストン５ａ（図４参照）とピストンロッド（伝達部材）３４を介して接続されている。ピストンロッド３４は、昇降軸３と同軸に配され、上端側がエアシリンダ５のピストン５ａと直接的に連結され、下端側が継手（連結部）４０により昇降軸３の上端側と回転自在に連結されている。
【００２３】
ここで、図４に示すように、エアシリンダ５は、空気ポンプなどのエア源３６と圧力調整器３７および電磁弁３８を介して接続されている。また、エアシリンダ５は、シリンダ本体５ｂ内部のピストン５ａと下端壁５ｄとの間にスプリング５ｅが介装されている。また、シリンダ本体５ｂ内部のピストンロッド３４の所定位置にはピストン５ａの最下位置を規定するためのストッパ５ｃが装着されている。また、シリンダ本体５ｂの下端壁５ｄに設けられたロッド挿通孔５ｆには、リング状のパッキン５ｇが嵌装されるとともに、ブッシュ５ｉが詰め込まれている。
【００２４】
そして、制御部３５の制御により電磁弁３８がオンすると、ピストン５ａは、ストッパ５ｃが下端壁５ｄに当接するまで下降する。これによりスプリング５ｅは圧縮される。図４は、ストッパ５ｃが下端壁５ｄに当接した状態を示している。
また、電磁弁３８がオフすると、図５に示すように、ピストン５ａは、シリンダ本体５ｂの上端壁５ｈに当接するまで上昇する。このときスプリング５ｅは圧縮も伸張もされない状態となっている。
【００２５】
また、エア源３６が停止したときには、図６に示すように、ピストン５ａはピストンロッド３４とともに降下して、スプリング５ｅの上端部に当接する。このとき、ピストンロッド３４に連結された昇降軸３等の重みにより、スプリング５ｅは所定長さＬ１だけ圧縮される。スプリング５ｅの長さおよびバネ定数は、上記所定長さＬ１だけスプリング５ｅが圧縮されたときにもストッパ５ｃが下端壁５ｄに当接しないように調節される。
【００２６】
このように、本実施の形態においては、エアシリンダ５のシリンダ本体５ｂ内部のピストン５ａと下端壁５ｄとの間にスプリング５ｅが介装されている。これにより、エア源３６が何らかの原因で停止するエアダウンが起こっても、ピストン５ａとピストンロッド３４を介して接続された昇降軸３が落下することが防止される。この結果、複動式のエアシリンダを採用することなしに、エアダウンが起こったときの、吸着ノズル２もしくはそれに吸着された電子部品と、基板等の他部材との干渉を防止することができる。したがって、簡素な機構により基板等が損傷する事故の発生を防止することができる。これにより、コストダウンが図れる。また、安全性および耐久性が向上する。
【００２７】
ここで、スプリング５ｅは、昇降軸３に直接的に取り付けられるものではなく、エアシリンダ５の内部に取り付けられて、昇降軸３とピストンロッド３４を介して接続されたピストン５ａを反重力方向に付勢している。このため、スプリング５ｅを昇降軸３に直接的に取り付ける場合よりも昇降軸３を短くすることができ、昇降軸３の重量を小さくして昇降動作を高速化することができる。
【００２８】
次に、昇降軸３を回動可能且つ上下動自在に支持する支持機構を説明する。昇降軸３は、架台１０に梁材１０ａにより取り付けられた支持部８により、ボールスプライン９を介して軸方向に移動自在に支持されている。
図７に示すように、ボールスプライン９は、昇降軸３が挿通されるスリーブ９ａを有している。スリーブ９ａは、支持部８に設けられた軸挿通孔８ａに挿通された状態で、ラジアル軸受１１Ａ、１１Ｂにより回動自在に支持されている。また、スリーブ９ａは、回動機構１２により昇降軸３の軸回りに回動される。また、スリーブ９ａの内側には、昇降軸３の周面に形成された図示しないスプライン溝と係合する複数の球体が保持されており、スリーブ９ａが回転されるのに伴って昇降軸３も回転する。これにより、吸着ノズル２に吸着された電子部品の姿勢を調節することができる。
【００２９】
回動機構１２は、水平横向きに突出する歯列３５ａが両側に設けられたラック３５と、スリーブ９ａに同軸に外装されるピニオンギア１２ｂと、ラック３５を往復動可能に支持するラック受け１２ｃと、ラック３５を水平方向に駆動するラック駆動モータ３２とから構成される。ラック駆動モータ３２は、出力軸３２ａに取り付けられた駆動ギア３２ｂがラック３５と噛合しており、出力軸３２ａを正逆回転させることにより、ラック３５を水平方向に移動させる。また、２列に並ぶ全ての昇降軸３のピニオンギア１２ｂは、ラック３５の両側に形成された歯列３５ａのいずれかと噛合しており、ラック３５が長手方向に移動することにより全ての昇降軸３が回動される。
【００３０】
次に、図８を参照して、吸着ノズル２の作動流体の流通経路について説明する。図８に示すように、昇降軸３の吸着ノズル２近傍における内部には吸着ノズル２の作動流体を流通させる流体通路３ｄが形成されている。流体通路３ｄは、一端が吸着ノズル２の先端部において開口するとともに、他端が昇降軸３の周面開口部３ｅに開口している。
【００３１】
昇降軸３の周面開口部３ｅと対応する部位には、流体通路３ｄと連通する連絡路１３ａを有する回転継手１３が外装されている。回転継手１３は、上下方向に貫通するように設けられた挿通孔１３ｂに挿通された昇降軸３に、ラジアル軸受１１Ｃおよび１１Ｄを介して取り付けられている。また、回転継手１３は、支持部８に設けられたレール３３と係合して、その回転が阻止され且つ上下の移動がガイドされている。
【００３２】
また、回転継手１３の挿通孔１３ｂの内部には、流体通路３ｄの周面開口部３ｅと対応する位置に円筒状の凹部１３ｃが設けられており、連絡路１３ａの一端は、凹部１３ｃに開口している。つまり、流体通路３ｄと連絡路１３ａとは凹部１３ｃを介して連通している。
また、凹部１３ｃの軸方向の両端部には、凹部１３ｃと外部との気密性を保つように、リング状のパッキン１４Ａ、１４Ｂが嵌装されている。なお、そのようなパッキンとして、横断面がＹ字形、Ｕ字形等の様々なパッキンを使用することができる。
【００３３】
また、連絡路１３ａの他端は、回転継手１３の側面に設けられたチューブ継手１５の中空部１５ａを介して、チューブ継手１５の円筒状の第１嵌合部１５ｂの先端部において開口している。
【００３４】
ここで、第１嵌合部１５ｂは、回転継手１３の側方に突出するように設けられたチューブ継手１５の基部１５ｃから下方、つまり吸着ノズル２を進出させるときの昇降軸３の移動方向と同じ方向に突出するよう形成されている。また、チューブ継手１５の基部１５ｃは、２列に並ぶ各昇降軸３に、列の外側に向かって突出するように回転継手１３の側面に設けられている。なお、第１嵌合部１５ｂは、実施の形態１では、回転継手１３の側方に設けられているが、これに限定するものではなく、吸着ノズル２を進出させるときの昇降軸３の移動方向、すなわち、重力方向もしくは、重力斜め方向に突出するように形成されていれば、第１嵌合部１５ｂは、回転継手１３の下面や上部に設けられていてもよい。
【００３５】
また、支持部８の外側部８ｂには、吸着ノズル２のそれぞれと対応してバルブ８ｉが配置されており、バルブ８ｉと接続された配管１６を介して吸着ノズル２の駆動源である図示しない真空ポンプと接続された中継路８ｃが設けられている。中継路８ｃの途中にはエアフィルタ１７が挿入されるエアフィルタ挿入孔８ｄが設けられている。いずれかの吸着ノズル２により電子部品を吸着する場合には、対応するバルブ８ｉをオンすることで、当該吸着ノズル２により電子部品を吸着把持することができる。
【００３６】
さらに、外側部８ｂの下面には円筒状の第２嵌合部８ｆが鉛直下方、すなわち吸着ノズル２の進出方向との角度が約３０度（度数法）となる方向に突設されている。第２嵌合部８ｆは、第１嵌合部１５ｂよりも上方、つまり吸着ノズル２の退避方向に位置している。また、第２嵌合部８ｆの中心軸と第１嵌合部１５ｂの中心軸は同一平面に位置し、第２嵌合部８ｆは、第１嵌合部１５ｂのほぼ真上の第１嵌合部１５ｂよりも若干、昇降軸３が並ぶ２列の外側に位置するように設けられている。そして、中継路８ｃは、第２嵌合部８ｆの中空部８ｇを介して第２嵌合部８ｆの先端部において開口している。
【００３７】
そして、支持部８の中継路８ｃと回転継手１３の連絡路１３ａとは、チューブ１８を介して連通している。チューブ１８は、吸着ノズル２の進出方向、つまり鉛直下方もしくは略鉛直下方に向かって凸に湾曲する冗長部１８ａを形成するように、第１嵌合部１５ｂに一端部が嵌合され、第２嵌合部８ｆに他端部が嵌合される。冗長部１８ａの大きさ、つまりチューブ１８の長さは、昇降軸３を最下位まで下降させたときにもチューブ１８から回転継手１３に掛かる力が大きくならず、且つ昇降軸３を最上位まで上昇させたときにチューブ１８が横方向に大きく張り出さない範囲で調節される。ここで、第２嵌合部８ｆは、例えば吸着ノズル２の進出方向との角度が６０度以内となる方向に突設されるのが好ましい。
【００３８】
なお、実施の形態１では、第２嵌合部８ｆは、外側部８ｂの下面に位置しているがこれに限定するものではなく、外側部８ｂの側方であってもよい。また、第２嵌合部８ｆは鉛直下方、すなわち吸着ノズル２の進出方向との角度が約３０度（度数法）となる方向に突設されているが、これに限定するものではなく、重力方向もしくは、重力斜め方向に突設されていればよい。
【００３９】
次に、エアフィルタを説明する。図７に示すように、エアフィルタ１７は、丸棒状のフィルタ本体１７ａと、その長手方向に延設された把持部１７ｂとから構成されている。フィルタ本体１７ａは、内部に多数の微細な空隙を有する燒結金属などの多孔質材料から構成されており、把持部１７ｂを把持し、フィルタ本体１７ａを先にして、長い丸孔からなるエアフィルタ挿入孔８ｄにエアフィルタ１７を挿入することにより中継路８ｃの途中にエアフィルタ１７が介在される。
【００４０】
また、把持部１７ｂには、環状の凹部１７ｃが設けられており、これと対応する部位のエアフィルタ挿入孔８ｄの隔壁に、止め部材装着孔８ｈが設けられている。止め部材装着孔８ｈには、凹部１７ｃと先端が係合するように図示しない付勢部材に付勢された短釘状の止め部材１９が装着される。エアフィルタ１７がエアフィルタ挿入孔８ｄに装着された場合には、密閉状態を保つことができる。これにより、バルブ８ｉをオンすることで、連通した中継路８ｃ、フィルタ本体１７ａ、中空部８ｇ、チューブ１８、中空部１５ａ、連絡路１３ａ、および流体通路３ｄ等を通して吸着ノズル２の先端に設けられた孔より真空吸引して、電子部品を吸着すべき吸着ノズル２により、電子部品を吸着把持できるようになっている。この構成によれば、止め部材１９のつまみ部１９ａを把持して、止め部材１９を止め部材装着孔８ｈから引き出す方向に引っ張った状態で、エアフィルタ１７をエアフィルタ挿入孔８ｄに対して抜き差しする簡単な操作で、エアフィルタ１７を着脱することができる。したがって、エアフィルタ１７のメンテナンスが非常に容易となる。
【００４１】
ここで、フィルタ本体１７ａの直径は例えば５ｍｍ、長さは例えば３０ｍｍとすることができる。エアフィルタ挿入孔８ｄは、そのフィルタ本体１７ａに対応する丸孔であり、そのような丸孔を支持部８に穿設するだけで、エアフィルタ１７の取り付けスペースを確保することができる。したがって、実装ヘッド４のコンパクト化をさらに容易にすることができる。
【００４２】
〈実施の形態２〉
次に、図９〜１１を参照して本発明の実施の形態２を説明する。実施の形態２は、実施の形態１のエアシリンダ５を改変したものであり、その他の構成は実施の形態１と同様であるので、以下、実施の形態１とは異なる部分のみを説明する。
【００４３】
図９に示すように、実施の形態２においては、エアシリンダ５Ｍは、ピストン５ａの上面に、軸延長部材５ｊが、昇降軸３およびピストンロッド３４と同軸に立設されている。軸延長部材５ｊは、シリンダ本体５ｂの上端壁５ｈに穿設された貫通孔５ｋを貫通して更に上に延びるように設けられており、その上端部近傍には、円形の止め板５ｔが取り付けられている。また、貫通孔５ｋには、リング状のパッキン５ｇおよびブッシュ５ｉが配設されている。
そして、シリンダ本体５ｂの上面５ｕと止め板５ｔとの間には、スプリング５ｅが介装されている。
【００４４】
以上の構成において、制御部３５の制御により電磁弁３８がオンすると、ピストン５ａは、ストッパ５ｃが下端壁５ｄに当接するまで下降する。このとき、止め板５ｔとシリンダ本体５ｂの上面５ｕとの間でスプリング５ｅは圧縮される。図９は、ストッパ５ｃが下端壁５ｄに当接した状態を示している。
また、電磁弁３８がオフすると、図１０に示すように、ピストン５ａは、シリンダ本体５ｂの上端壁５ｈに当接するまで上昇する。このときスプリング５ｅは圧縮も伸張もされない状態となっている。
【００４５】
また、エア源３６が停止したときには、図１１に示すように、ピストン５ａがピストンロッド３４とともに降下し、止め板５ｔがスプリング５ｅの上端部に当接する。このとき、ピストンロッド３４に連結された昇降軸３等の重みにより、スプリング５ｅは所定長さだけ圧縮される。スプリング５ｅの長さおよびバネ定数は、そのようにしてスプリング５ｅが圧縮されたときにもストッパ５ｃが下端壁５ｄに当接しないように調節される。
【００４６】
このように、本実施の形態においては、シリンダ本体５ｂの上端壁５ｈを貫通するようにして、軸延長部材５ｊがピストン５ａの上面に設けられるとともに、軸延長部材５ｊの上端部に取り付けられた止め板５ｔと、上端壁５ｈの上面５ｕとの間にスプリング５ｅが介装されている。これにより、エア源３６が何らかの原因で停止するエアダウンが起こっても、昇降軸３が落下することが防止される。この結果、複動式のエアシリンダを採用することなしに、エアダウンが起こったときの、吸着ノズル２もしくはそれに吸着された電子部品と、基板等の他部材との干渉を防止することができる。したがって、簡素な機構により基板等が損傷する事故の発生を防止することができる。これにより、コストダウンが図れる。また、安全性および耐久性が向上する。
【００４７】
ここで、スプリング５ｅは、昇降軸３に直接的に取り付けられるものではなく、エアシリンダ５の上端壁５ｈに取り付けられて、昇降軸３と接続された軸延長部材５ｊを反重力方向に付勢している。このため、スプリング５ｅを昇降軸３に直接的に取り付ける場合よりも昇降軸３を短くすることができ、昇降軸３の重量を小さくして昇降動作を高速化することができる。
【００４８】
〈実施の形態３〉
次に、図１２〜１５を参照して本発明の実施の形態３を説明する。実施の形態３は、実施の形態１のエアシリンダ５に代えて、リニアモータ３０を昇降軸３の軸方向の駆動機構として使用したものであり、その他の構成は実施の形態１と同様であるので、以下、実施の形態１とは異なる部分のみを説明する。
【００４９】
図１２に示すように、実施の形態３においては、昇降軸３を個別に昇降させる駆動機構としてリニアモータ３０が使用されている。リニアモータ３０は、両端が閉塞された円筒状の筐体３０ａ、および筐体３０ａの周壁内部に固定された固定電磁石３０ｂを含んでいる。
【００５０】
固定電磁石３０ｂは、複数の電磁石を軸方向（図の上下方向に）に等ピッチで並べて構成されており、軸方向に隣り合う電磁石は磁極が逆極性となっている。個々の電磁石は、図示しないリニアモータドライバにより所定時間毎に磁極の切り替えが行われる。また、固定電磁石３０ｂの中空部にはロッド（伝達部材）３４Ｇが挿通されている。ロッド３４Ｇの固定電磁石３０ｂと対応する箇所には、所定範囲に亘ってＳ極およびＮ極が交互に、上記固定電磁石３０ｂにおける個々の電磁石の配設ピッチと等しいピッチで着磁されている。
【００５１】
また、ロッド３４Ｇは、図示しないリニア・エンコーダにより上下方向の位置が検出され、その検出位置に関する情報は、図示しない制御部に入力される。また、筐体３０ａ内部のロッド３４Ｇの所定位置には止め板３０ｃが装着されている。止め板３０ｃと筐体３０ａの下端壁３０ｄとの間にスプリング３０ｅが介装されている。
【００５２】
そして、上記制御部の制御によりロッド３４Ｇは、所定範囲で上下動される。図１３は、ロッド３４Ｇが上記所定範囲の最下位まで下降された状態を示している。このとき、スプリング３０ｅは自然長Ｌ１１から長さＬ１２だけ圧縮された長さＬ１０となっている。
また、図１４は、ロッド３４Ｇが上記所定範囲の最上位まで上昇された状態を示している。このとき、スプリング３０ｅの上端と止め板３０ｃとは離隔しており、スプリング３０ｅは全長が自然長Ｌ１１よりも自重の分だけ圧縮された長さＬ１３となっている。
【００５３】
また、図１５は、固定電磁石３０ｂへの電流が停止された状態を示している。これにより、ロッド３４Ｇは昇降軸３等の重量により降下して、止め板３０ｃがスプリング３０ｅの上端部に当接する。このとき、スプリング３０ｅは掛かっている重量の分だけ圧縮されて、全長が自然長Ｌ１１よりも短い長さＬ１４（Ｌ１１＞Ｌ１３＞Ｌ１４＞Ｌ１０）となっている。ここで、スプリング３０ｅの長さおよびバネ定数は、固定電磁石３０ｂへの電流が停止されたときにもロッド３４Ｇが上記所定範囲の最下位まで下降しないように調節される。
【００５４】
このように、本実施の形態においては、リニアモータ３０の筐体３０ａ内部にスプリング３０ｅが配設されて、ロッド３４Ｇを上方向に付勢している。これにより、何らかの原因で固定電磁石３０ｂへの電流が停止されたときにも昇降軸３が落下することが防止される。この結果、昇降軸３をリニアモータにより上下方向に駆動するものとした場合にも、吸着ノズル２もしくはそれに吸着された電子部品と、基板等の他部材との干渉を防止することができる。したがって、安全性および耐久性が向上する。
【００５５】
ここで、スプリング３０ｅは、昇降軸３に直接的に取り付けられるものではなく、リニアモータ３０の筐体３０ａに取り付けられて、昇降軸３と接続されたロッド３４Ｇを反重力方向に付勢している。このため、スプリング３０ｅを昇降軸３に直接的に取り付ける場合よりも昇降軸３を短くすることができ、昇降軸３の重量を小さくして昇降動作を高速化することができる。
【００５６】
〈実施の形態４〉
次に、図１６〜１９を参照して本発明の実施の形態４を説明する。実施の形態４は、実施の形態１のエアシリンダ５に代えて、リニアモータ３０Ｇを昇降軸３の軸方向の駆動機構として使用したものであり、その他の構成は実施の形態１と同様であるので、以下、実施の形態１とは異なる部分のみを説明する。
【００５７】
図１６に示すように、実施の形態４においては、昇降軸３を個別に昇降させる駆動機構としてリニアモータ３０Ｇが使用されている。リニアモータ３０Ｇは、両端が閉塞された円筒状の筐体３０ａ、および筐体３０ａの周壁内部に固定された固定電磁石３０ｂを含んでいる。
【００５８】
固定電磁石３０ｂは、複数の電磁石を軸方向（図の上下方向に）に等ピッチで並べて構成されており、軸方向に隣り合う電磁石は磁極が逆極性となっている。個々の電磁石は、図示しないリニアモータドライバにより所定時間毎に磁極の切り替えが行われる。また、固定電磁石３０ｂの中空部にはロッド（伝達部材）３４Ｇが挿通されている。ロッド３４Ｇの固定電磁石３０ｂと対応する箇所には、所定範囲に亘ってＳ極およびＮ極が交互に、上記固定電磁石３０ｂにおける個々の電磁石の配設ピッチと等しいピッチで着磁されている。
【００５９】
また、ロッド３４Ｇは、図示しないリニア・エンコーダにより上下方向の位置が検出され、その検出位置に関する情報は、図示しない制御部に入力される。また、ロッド３４Ｇは筐体３０ａの上端壁３０ｆを貫通して延設されており、その延設部分の所定位置には止め板３０ｃが装着されている。止め板３０ｃと筐体３０ａの上端壁３０ｆとの間にスプリング３０ｅが介装されている。
【００６０】
そして、上記制御部の制御によりロッド３４Ｇは、所定範囲で上下動される。図１７は、ロッド３４Ｇが上記所定範囲の最下位まで下降された状態を示している。このとき、スプリング３０ｅは自然長Ｌ２１から長さＬ２２だけ圧縮された長さＬ２０となっている。
また、図１８は、ロッド３４Ｇが上記所定範囲の最上位まで上昇された状態を示している。このとき、スプリング５ｅの上端と止め板３０ｃとは離隔しており、スプリング３０ｅは全長が自然長Ｌ２１よりも自重の分だけ圧縮された長さＬ２３となっている。
【００６１】
また、図１９は、固定電磁石３０ｂへの電流が停止された状態を示している。これにより、ロッド３４Ｇは昇降軸３等の重量により降下して、止め板３０ｃがスプリング３０ｅの上端部に当接する。このとき、スプリング３０ｅは掛かっている重量の分だけ圧縮されて、全長が自然長Ｌ２１よりも短い長さＬ２４（Ｌ２１＞Ｌ２３＞Ｌ２４＞Ｌ２０）となっている。ここで、スプリング３０ｅの長さおよびバネ定数は、固定電磁石３０ｂへの電流が停止されたときにもロッド３４Ｇが上記所定範囲の最下位まで下降しないように調節される。
【００６２】
このように、本実施の形態においては、リニアモータ３０の筐体３０ａの上端壁３０ｆの上面にスプリング３０ｅが配設されて、ロッド３４Ｇを上方向に付勢している。これにより、何らかの原因で固定電磁石３０ｂへの電流が停止されたときにも昇降軸３が落下することが防止される。この結果、昇降軸３をリニアモータにより上下方向に駆動するものとした場合にも、吸着ノズル２もしくはそれに吸着された電子部品と、基板等の他部材との干渉を防止することができる。したがって、安全性および耐久性が向上する。
【００６３】
ここで、スプリング３０ｅは、昇降軸３に直接的に取り付けられるものではなく、リニアモータ３０の筐体３０ａに取り付けられて、昇降軸３と接続されたロッド３４Ｇを反重力方向に付勢している。このため、スプリング３０ｅを昇降軸３に直接的に取り付ける場合よりも昇降軸３を短くすることができ、昇降軸３の重量を小さくして昇降動作を高速化することができる。
【００６４】
以上、本発明を実施の形態により説明したが、本発明は、種々改変が可能である。例えば、上記各実施の形態においては、エアシリンダ５の支持部６を、リニアガイド７ａに沿って上下にスライドするスライダ７ｂに取り付けるものとしたが、図２０に示すように、エアシリンダ（図示しない）の支持部６Ｇを、カム機構により上下動させるものとしてもよい。このカム機構は、上下駆動モータ３１Ｇの回転軸２３ａに取り付けられた、偏芯した楕円形のカム板２３、カム板２３の周面と摺接する摺接部材２４、並びに摺接部材２４を支持部６Ｇに固定する固定部材２５から構成されている。支持部６Ｇは図示しない付勢部材により上方に付勢されており、カム板２３の回転に追従して支持部６Ｇが上下動し、これにより、昇降軸３Ｇが一括して上下動するように構成されている。
【００６５】
また、昇降軸３（３Ｇ）は、吸着ノズル２（２Ｇ）が先端に一体的に設けられている構成のものに限られない。多種の電子部品の吸着に対応し得るように、昇降軸３を様々な形状の吸着ノズルが脱着可能とされた構成とすることも可能である。
また、軸方向駆動機構の駆動源（アクチュエータ）として、エアシリンダおよびリニアモータを使用する場合を示したが、これに限定するものではなく、昇降軸を軸方向に駆動することができる駆動源であれば、全ての種類の駆動源を使用した軸方向駆動機構に本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の電子部品実装装置によれば、軸状の電子部品保持部材を、軸方向駆動機構に取り付けられた付勢部材により反重力方向に付勢するので、保持部材の重量を軽減することができ、高速動作化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電子部品実装装置の一部を断面にした斜視図である。
【図２】図１の装置の一部を模式化して拡大した断面図である。
【図３】図１の装置の全体構成を簡略化して示す平面図である。
【図４】実施の形態１の軸方向駆動機構の詳細を示す断面図である。
【図５】実施の形態１の軸方向駆動機構においてピストンが最上位にある状態を示す断面図である。
【図６】実施の形態１の軸方向駆動機構においてエアダウンが生じた状態を示す断面図である。
【図７】図２のボールスプラインの周辺の拡大図である。
【図８】図２の回転継手の周辺の拡大図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る電子部品実装装置の軸方向駆動機構の詳細を示す断面図である。
【図１０】実施の形態２の軸方向駆動機構においてピストンが最上位にある状態を示す断面図である。
【図１１】実施の形態２の軸方向駆動機構においてエアダウンが生じた状態を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る電子部品実装装置の概略構成を示す断面図である。
【図１３】実施の形態３の軸方向駆動機構においてロッドが最下位にある状態を示す断面図である。
【図１４】実施の形態３の軸方向駆動機構においてロッドが最上位にある状態を示す断面図である。
【図１５】実施の形態３の軸方向駆動機構においてエアダウンが生じた状態を示す断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態４に係る電子部品実装装置の概略構成を示す断面図である。
【図１７】実施の形態３の軸方向駆動機構においてロッドが最下位にある状態を示す断面図である。
【図１８】実施の形態３の軸方向駆動機構においてロッドが最上位にある状態を示す断面図である。
【図１９】実施の形態３の軸方向駆動機構においてエアダウンが生じた状態を示す断面図である。
【図２０】本発明の１つの変形例に係る電子部品実装装置の斜視図である。
【図２１】従来の電子部品実装装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
２      吸着ノズル
３      昇降軸
４      実装ヘッド
５      エアシリンダ
５ａ    ピストン
５ｂ    シリンダ本体
５ｅ、３０ｅ  スプリング
５ｈ    上端壁
１２    回動機構
２９Ａ  Ｘ軸移動機構
２９Ｂ  Ｙ軸移動機構
３０    リニアモータ
３４    ピストンロッド
３４Ｇ  ロッド
【図１】
2010040742.tif 000003
【図２】
2010040742.tif 000004
【図３】
2010040742.tif 000005
【図４】
2010040742.tif 000006
【図５】
2010040742.tif 000007
【図６】
2010040742.tif 000008
【図７】
2010040742.tif 000009
【図８】
2010040742.tif 000010
【図９】
2010040742.tif 000011
【図１０】
2010040742.tif 000012
【図１１】
2010040742.tif 000013
【図１２】
2010040742.tif 000014
【図１３】
2010040742.tif 000015
【図１４】
2010040742.tif 000016
【図１５】
2010040742.tif 000017
【図１６】
2010040742.tif 000018
【図１７】
2010040742.tif 000019
【図１８】
2010040742.tif 000020
【図１９】
2010040742.tif 000021
【図２０】
2010040742.tif 000022
【図２１】
2010040742.tif 000023