(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品を吸着して印刷回路基板に実装する表面実装機のヘッドにおいて、
その上面に複数個の第１空気出入口が形成されると共に長さ方向に第１中空部が形成された移動ブロックと、
前記多数の第１空気出入口と連通されて空気が出入されるようにその所定部位に少なくとも１個以上の第２空気出入口が形成され、長さ方向に第２中空部が形成されたスペーサと、
前記スペーサに形成された第２中空部の内側に所定間隔を維持した状態で挿入設置され、前記スペーサの第２空気出入口と連通されて空気が出入されるように少なくとも１個以上の第３空気出入口が形成され、長さ方向に第３中空部が形成され、その一端にはボールスプライン部とモーターが結合される回転シャフトと、
前記スペーサと回転シャフトとの間の空間を密封させるように前記移動ブロックの両端に設置されるフランジと、
を備えたことを特徴とする非接触シーリング構造をもつ部品吸着ヘッド。
【請求項２】
前記スペーサに形成された第２空気出入口は所定角度に分割されて４方向にそれぞれ形成されることを特徴とする請求項１に記載の非接触シーリング構造をもつ部品吸着ヘッド。
【請求項３】
前記回転シャフトに形成された第３空気出入口は所定角度に分割されて４方向にそれぞれ形成されることを特徴とする請求項１に記載の非接触シーリング構造をもつ部品吸着ヘッド。
【請求項４】
前記回転シャフトを移動ブロックに密封させるフランジはフランジボールベアリングであることを特徴とする請求項１に記載の非接触シーリング構造をもつ部品吸着ヘッド。
【請求項５】
前記回転シャフトの他端はフランジボールベアリングを支持するためベアリング支持部材が突出されて形成されることを特徴とする請求項１に記載の非接触シーリング構造をもつ部品吸着ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触シーリング構造をもつ部品吸着ヘッドに係るもので、表面実装機の部品吸着ヘッドで回転シャフトの回転を精密に調節することができる非接触シーリング構造をもつ部品吸着ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、表面実装機は多数の部品を印刷回路基板に高速且つ精密に実装するために用いられる。部品を印刷回路基板に高速且つ精密に実装するために用いられる表面実装機は、大きくX-Yガントリー、印刷回路基板移送装置、部品供給部及びヘッドユニットから構成される。ヘッドユニットはX-Yガントリーに設置されて印刷回路基板移送装置により部品実装作業位置に移送された印刷回路基板に部品を実装する。ヘッドユニットは印刷回路基板に実装される部品を部品供給部で供給受ける。
【０００３】
部品供給部で供給される部品を吸着するヘッドユニットは多数個の部品吸着ヘッドから構成され、それぞれの部品吸着ヘッドはモーター、ボールスプライン(ball spline)部、及びソケット部から構成される。モーター、ボールスプライン部及び回転シャフト部から構成された部品吸着ヘッドを添付図を用いて詳しく説明する。
【０００４】
図６は表面実装機に適用された従来の部品吸着ヘッドの側面図である。図示したように、部品吸着ヘッドはモーター１０、ボールスプライン部２０及び回転シャフト部３０から構成される。前記モーター１０の回転中心軸１１はボールスプライン部２０の一端とカップリング１により結合され、ボールスプライン部２０の他端は回転シャフト部３０と結合される。回転シャフト部３０と結合されるボールスプライン部２０はボールスプライン２１とボールスプラインナット２２から構成され、モーター１０で発生した回転力により回転運動をすると共に垂直方向に往復運動をする。ここで、ボールスプライン部２０は部品吸着ヘッドの垂直方向へ移動するときにモーター１０の荷重が回転シャフト部３０に伝達されないようにするために用いられる。
【０００５】
回転運動と往復運動をするボールスプライン部２０の他端に結合される回転シャフト部３０は回転シャフト３１、ソケット３２、ＬＭガイド（ｌｉｎｅａｒ  ｇｕｉｄｅ）３３、移動ブロック３４、フランジ（ｆｌａｎｇｅ）３５から構成される。回転シャフト３１の一端にはソケット３２が設置され、その外側に移動ブロック３４が設置される。回転シャフト３１が内側に組み立てられた移動ブロック３４の両端にはフランジ３５が設置される。移動ブロック３４の内側に組み立てられた回転シャフト３１を垂直に往復移動させるため、移動ブロック３４の背面にＬＭガイド３３が設置される。
【０００６】
ＬＭガイド３３に回転シャフト３１、ボールスプライン２１及び移動ブロック３４の垂直往復移動をガイドして、回転シャフト３１に設置された部品吸着ヘッドが部品を吸着し、吸着された部品を印刷回路基板に実装するようにする。印刷回路基板に実装される部品が正確に部品吸着ヘッドに吸着されない場合にモーター１０により所定半径に回転シャフト３１を回転させて部品の吸着を補正する。
【０００７】
回転シャフト３１を回転させて部品の吸着を補正する従来の回転シャフト部３０の構造を図７を用いて説明する。図７は図６に示した従来の接触シーリング構造をもつ回転シャフト部の断面図である。図示したように、移動ブロック３４の内側に回転シャフト３１が挿入されて設置された状態で移動ブロック３４の両端にそれぞれシーリング材３６で密封させて移動ブロック３４の両端に外部空気が投入されて発生される圧力強化を防止する。ここで、部品吸着のため圧力を発生するように移動ブロック３４に形成された空気出入口３４ａと回転シャフト３１に形成された中空部３１ａ及び空気出入口３１ｂを通じて空気を矢印Ａ方向に出入させる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このように構成された従来の回転シャフトは、移動ブロックの内側に挿入設置された状態で移動ブロックの両端をシーリング材で密封させる接触式構造であるため、回転シャフトを回転させると、ゴム材質をもつシーリング材と回転シャフトとの間に非線形摩擦力が発生する。非線形摩擦力は回転シャフトを精密に回転させる場合に所望時間内に回転角を安定化させることができないという問題点があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、表面実装機の部品吸着ヘッドに適用された回転シャフト部で移動ブロックの内側に挿入されて回転シャフトの回転の際に非線形摩擦力が発生しないように非接触シーリング構造をもつ部品吸着ヘッドを提供するにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、部品吸着ヘッドで移動ブロックと回転シャフトを非接触式で回転させることにより、回転シャフトの精密回転の際に所望時間内に回転の安定化を図ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の非接触シーリング構造をもつ部品吸着ヘッドは、部品を吸着して印刷回路基板に実装する表面実装機のヘッドにおいて、その上面に複数個の第１空気出入口が形成されると共に長さ方向に第１中空部が形成された移動ブロックと、前記多数の第１空気出入口と連通されて空気が出入されるようにその所定部位に少なくとも１個以上の第２空気出入口が形成され長さ方向に第２中空部が形成されたスペーサと、前記スペーサに形成された中空部の内側に所定間隔を維持した状態に挿入設置され、前記スペーサの第２空気出入口と連通されて空気が出入されるように少なくとも１個以上の第３空気出入口が形成され長さ方向に第３中空部が形成されその一端にはボールスプライン部とモーターが結合される回転シャフトと、前記スペーサと回転シャフトとの間の空間を密封させるように前記移動ブロックの両端に設置されるフランジと、からなることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳しく説明する。
【００１３】
図１は本発明による非接触シーリング構造をもつ回転シャフト部の分離組立斜視図で、図２は図１に示した回転シャフト部の断面図で、図３は図１に示した移動ブロックの拡大斜視図である。図示したように、第１空気出入口１１１が形成されると共に長さ方向に第１中空部１１２が形成された移動ブロック１１０と、第１空気出入口１１１と連通されて空気が出入されるようにその所定部位に少なくとも１個以上の第２空気出入口１２１が形成され長さ方向に第２中空部１２２が形成されたスペーサ１２０と、スペーサ１２０に形成された第２中空部１２２の内側に所定間隔を維持した状態で挿入されて移動ブロック１１０の両端にフランジボールベアリング１４０で密封され一端にボールスプライン部２０（図６に図示）とモーター１０（図６に図示）が結合されると共に第２空気出入口１２１と連通されて空気が出入されるように少なくとも１個以上の第３空気出入口１３１が形成され、長さ方向に第３中空部１３２が形成された回転シャフト１３０と、から構成される。
【００１４】
本発明の構成及び作用を詳しく説明する。
【００１５】
本発明の非接触式構造をもつ部品吸着ヘッドは、モーター１０（図６に図示）、ボールスプライン部２０（図６に図示）及び回転シャフト部１００から構成される。モーター１０とボールスプライン部２０はカップリング１により結合されてモーター１０の回転中心軸１１に伝達された回転力をボールスプライン部２０のボールスプラインナット２２及びボールスプライン２１に伝達する。ボールスプライン２１に伝達された回転力は回転シャフト部１００に伝達される。回転シャフト部１００に伝達された回転力は回転シャフト１３０を回転させて部品吸着ヘッドに吸着された部品（図示せず）の吸着姿勢及び位置を補正する。
【００１６】
部品の吸着姿勢及び位置を補正するため回転される回転シャフト１３０の回転のときに非線形摩擦力発生を防止するため、本発明では回転シャフト１３０を移動ブロック１１０と非接触された状態で回転される構造を変更した。非接触式構造に変更された本発明の回転シャフト部１００を詳しく説明する。
【００１７】
本発明の回転シャフト部１００で非接触式構造をもつ部分は移動ブロック１１０、スペーサ１２０、回転シャフト１３０及びフランジボールベアリング１４０から構成される。前記移動ブロック１１０はその上面に複数個の第１空気出入口１１１が形成されると共に長さ方向に第１中空部１１２が形成される。前記移動ブロック１１０の長さ方向に形成された第１中空部１１２の内側には図３に示すようにスペーサ１２０が挿入設置される。
【００１８】
スペーサ１２０は移動ブロック１１０に形成された第１中空部１１２に挿入設置されると共に第１空気出入口１１１と連通されて空気が出入されるように中央部分に少なくとも１個以上の第２空気出入口１２１が形成される。スペーサ１２０に形成された第２空気出入口１２１は図４に示すように所定角度に分割されて４方向にそれぞれ形成される。第２空気出入口１２１が少なくとも一つまたは所定角度に分割されて４方向にそれぞれ形成されるスペーサ１２０の内側長さ方向に第２中空部１２２が形成される。
【００１９】
スペーサ１２０の内側長さ方向に形成された第２中空部１２２には所定間隔を維持した状態で回転シャフト１３０が挿入設置される。ここで、所定間隔はスペーサ１２０の中空部１２２の径Ｌから回転シャフト１３０の全体径Ｌ１を減算した大きさが少なくとも１０μｍ以下に設定される。スペーサ１２０の内周面で回転シャフト１３０の外周面間の所定間隔が１０μｍ以下に設定して設置する場合にこの間隔による空気圧低下の発生を防止することができる。
【００２０】
スペーサ１２０の中空部１２２の内側に非接触式で所定間隔が維持されるように回転シャフト１３０が挿入設置されると、移動ブロック１１０の両端にフランジボールベアリング１４０を設置してスペーサ１２０と回転シャフト１３０との間の空間を密封させる。スペーサ１２０と回転シャフト１３０との間の空間を密封させるため用いられるボールベアリング１４０は回転シャフト１３０の回転運動を円滑にするためフランジボールベアリングが用いられる。
【００２１】
フランジボールベアリングにより移動ブロックに密封設置される回転シャフト１３０の他端はフランジボールベアリングを支持するためベアリング支持部材１３３が突出されて形成される。フランジボールベアリングを支持するためベアリング支持部材１３３が突出形成された回転シャフト１３０の一端にはボールスプライン部２０（図６に図示）とモーター１０（図６に図示）が結合されてモーター１０で発生した回転力により回転される。
【００２２】
一端にモーター１０及びボールスプライン部２０が結合された回転シャフト１３０には第２空気出入口１２１と連通されて空気が出入されるように少なくとも一つ以上の第３空気出入口１３１が形成されると共に長さ方向に所定径１をもつ第３中空部１３２が形成される。回転シャウト１３０に少なくとも一つ以上が形成される第３空気出入口１３１は図５に示すように所定の角度に分割されて４方向にそれぞれ形成されることができる。
【００２３】
回転シャフト１３０に所定角度に分割されて４方向にそれぞれ形成された第３空気出入口１３１はスペーサ１２０の第２空気出入口１２１及び移動ブロック１１０に形成された第１空気出入口１１１と一致される位置に形成されて、図７に示した矢印Ａ方向に空気の出入路を形成する。空気の出入路が形成されると、外部空気制御器（図示せず）から空気を排出させるか流入させることにより回転シャフト１３０の内側に長さ方向に形成された第３中空部１３２、第３空気出入口１３１、第２空気出入口１２１及び第１空気出入口１１１に空気圧が発生するか解除されて部品を吸着及び実装する。
【００２４】
以上説明したようにスペーサを用いて回転シャフトを非接触式で移動ブロックの内側に設置することにより、摩擦による非線形摩擦力の発生を除去して所望時間内に回転シャフトの回転角を精密に制御することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、表面実装機の部品吸着ヘッドに適用された回転シャフト部でスペーサを用いて回転シャフトを非接触式で移動ブロックの内側に設置することにより、摩擦による非線形摩擦力の発生を除去して所望時間内に回転シャフトの回転角を精密に制御することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による非接触シーリング構造をもつ回転シャフト部の分離組立斜視図である。
【図２】図１に示した回転シャフト部の断面図である。
【図３】図１に示した移動ブロックの拡大斜視図である。
【図４】図１に示したスペーサの拡大斜視図である。
【図５】図１に示した回転シャフトの要部拡大斜視図である。
【図６】表面実装機に適用された従来の部品吸着ヘッドの側面図である。
【図７】図６に示した接触シーリング構造をもつ回転シャフト部の断面図である。
【符号の説明】
１０  モーター
２０  ボールスプライン部
１００  回転シャフト部
１１０  移動ブロック
１２０  スペーサ
１３０  回転シャフト
１４０  フランジボールベアリング
【図１】
0003657561.tif 000002
【図２】
0003657561.tif 000003
【図３】
0003657561.tif 000004
【図４】
0003657561.tif 000005
【図５】
0003657561.tif 000006
【図６】
0003657561.tif 000007
【図７】
0003657561.tif 000008