(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内にエアを供給することによりこのシリンダに嵌合したピストンを往復駆動するエアシリンダであって、前記シリンダ内の端部に設けられた嵌入部と、前記ピストンに設けられピストンの往復動のストロークエンドにおいて前記嵌入部に気密に嵌入する突部と、前記突部が前記嵌入部に嵌入して形成される気室を外部に連通させる導気孔と、この導気孔に設けられ前記気室内のエアの外部への排出を所定量に規制する固定絞りとを備え、前記固定絞りは板部材に設けられた所定径の開孔部であり、且つこの板部材はねじ部材の下面で押え込んで固定されることを特徴とするエアシリンダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアにより往復駆動されるエアシリンダのエアクッション機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品実装装置における往復動作用のアクチュエーターとして、構造が簡単でコンパクトなエアシリンダが多用されている。エアシリンダの往復動作は、供給されるエアの圧力や流量によって制御され、一般にストロークエンドに衝撃吸収用のエアクッション機構を設けたものが広く用いられている。このエアクッション機構は、ストロークエンドにおいてシリンダ内のの端部に設けられた嵌入部にピストンの一部分が気密に嵌入するようにし、このときに嵌入部が閉じられて形成される気室内から排出されるエアの量を絞ることにより、ストロークエンドでの衝撃を吸収させるようにしたものである。一般に市販のエアシリンダのエアクッション機構には調整式の絞りが設けられ、使用目的に応じて絞りの開度を調整することにより、所要のクッション効果を得るようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電子部品の実装工程においては、高速でしかも極力衝撃の少ないスムースな動作が求められるため、電子部品実装装置に使用されるエアシリンダにはエアクッション機構が必須とされている。このため電子部品実装装置の調整作業においては、各エアシリンダについて、最適のエアクッション効果を得るための絞り調整作業が行われる。この作業は、従来作業者によって個々のエアシリンダの調整ねじを操作することによって行われていた。
【０００４】
しかしながら、電子部品実装装置ではきわめて多くのエアシリンダが使用されており、しかも同一用途のエアシリンダが多数用いられ、装置の種類によっては同一のものが装置１台当り１００本以上使用される場合がある。このため、組立後の装置立ち上げ時や保守調整において、このエアクッションの絞り調整作業に多大の時間と労力を要している実情にあった。
【０００５】
そこで本発明は、エアクッション機構における絞り調整作業を必要としないエアシリンダを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のエアシリンダは、シリンダ内にエアを供給することによりこのシリンダに嵌合したピストンを往復駆動するエアシリンダであって、前記シリンダ内の端部に設けられた嵌入部と、前記ピストンに設けられピストンの往復動のストロークエンドにおいて前記嵌入部に気密に嵌入する突部と、前記突部が前記嵌入部に嵌入して形成される気室を外部に連通させる導気孔と、この導気孔に設けられ、前記気室内のエアの外部への排出を所定量に規制する固定絞りとを備え、前記固定絞りは板部材に設けられた所定径の開孔部であり、且つこの板部材はねじ部材の下面で押え込んで固定される。
【０００８】
本発明によれば、エアシリンダのエアクッション機構の絞りを、予め求められた所定開度を有する固定絞りとすることにより、装置組み込み後の絞り調整作業を必要としない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のエアシリンダを用いた電子部品実装装置の実装ヘッドの斜視図、図２は同エアシリンダを用いた電子部品実装装置の実装ヘッドの断面図、図３は同エアシリンダの部分断面図、図４は同エアシリンダのクッションオリフィスの断面図である。
【００１０】
まず、図１、図２を参照して電子部品実装装置の実装ヘッドについて説明する。図１、図２において、実装ヘッド１はＺ軸モータ２によって駆動されるＺ軸テーブル３に装着されている。実装ヘッド１は箱型部材５に結合された昇降ブロック４を備えており、箱型部材５の上面には、円周上の等配位置に６本のエアシリンダ６が配設されている。
【００１１】
図２に示すように、エアシリンダ６は両ロッドタイプであり、上下両方向にロッド６ａが突出している。下方に突出したロッド６ａは、ノズル昇降ロッド７と回転自在に結合されており、ノズル昇降ロッド７はスライドユニット８に挿通して下端部に装着されたノズル９と連結されている。図示しない吸引手段によってノズル９の下端部１０から真空吸引することにより、ノズル１０は下端部１０の吸着孔に電子部品を吸着する。
【００１２】
エアシリンダ６の給排気ポートにはエア配管を介して電磁弁１１が接続されており、電磁弁１１にはレギュレータ１２を経由してエアが供給される。電磁弁１１を作動させることによりエアの方向が切り換えられ、供給されるエアの方向に応じてエアシリンダ６は上下動を行う。以上説明したように、エアシリンダ６は電子部品を吸着したノズル９を上下動させるためのものであり、その下死点において電子部品の真空吸着を行い、ロッド６ａを上方に突出させてノズル９を上昇させた状態で実装点まで移動し、そこで再び下降し下死点において吸着して保持していた電子部品を実装位置に搭載し、吸着を解除して実装するものである。
【００１３】
半導体チップなどの電子部品は近年非常に小型化しており、吸着や搭載時の取り扱いには極めて精緻な動作制御を必要とする。更に電子部品実装工程においては、実装作業効率の向上が要請され、実装タクトタイムは益々短縮化の傾向にある。すなわち、電子部品吸着用のノズルを上下駆動するエアシリンダには、精緻な動作制御と高速動作の両立が可能となるような特性を備えたものが求められている。
【００１４】
このような機能、特性を要する用途に用いられるエアシリンダ６について、図３、図４を参照して説明する。図３において、エアシリンダ６は固定部分としてのシリンダを構成するシリンダチューブ２０およびシリンダチューブ２０の両端に固着されたシリンダヘッド２１を備えている。シリンダチューブ２０には往復動部分であるピストン２３が嵌合し、ピストン２３の両側には外部に突出しピストン２３と共に往復動するロッド６ａが結合されている。ロッド６ａとシリンダヘッド２１との摺動部およびピストン２３とシリンダチューブ２０内面との摺動部には、それぞれシール部材２２，２４が装着され摺動隙間を密封している。
【００１５】
ピストン２３の両側には突部であるクッション部２５が設けられており、クッション部２５にはシール部材２６が装着されている。またシリンダの端部であるシリンダヘッド２１にはクッション部２５の外径に対応した嵌入部２７が設けられている。ピストン２３がストロークエンド近傍まで移動すると、クッション部２５は嵌入部２７に嵌入する。このとき嵌入部２７の内部はシール部材２６によって気密に保たれ、気密の気室２８が形成される。
【００１６】
気室２８は導気孔２９を介して絞り部３０と連結されており、絞り部３０はオリフィスリング３２およびオリフィスリング３２を固定する固定ねじ部材３１を備えている。絞り部３０は導気孔３３を介して給排気ポート３４と連通している。図４に示すように、オリフィスリング３２には孔径ｄのオリフィス３２ａが設けられており、オリフィスリング３２を押え込んで固定するねじ部材３１の下面には十字溝３１ａが設けられている。
【００１７】
ねじ部材３１をねじ部３１ｂによってオリフィスリング３２に押しつけてオリフィスリング３２を固定した状態では、オリフィス３２ａは十字溝３２ａと連通し、したがって、導気孔２９と導気孔３３の間はオリフィス３２ａを介して連通する。気室２８から排出されるエアはオリフィス３２ａによって絞られ、このときの絞り効果はオリフィス径ｄによって決定される。すなわち板部材であるオリフィスリング３２に設けられた所定径の開孔部であるオリフィス３２ａは、気室２８内のエアの排出を所定量に規制する固定絞りとなっている。
【００１８】
次にエアシリンダ６の動作時における絞り部３０の機能について説明する。図において、ピストン２３がストロークエンド近傍まで移動すると、オリフィス部２５が嵌入部２７に嵌入し、嵌入部２７内の気室２８はシール部材２６により密封される。ピストン２３が更にストロークエンドに接近することにより、気室２８内のエアは圧縮され、導気孔２９、絞り部３０および導気孔３３を介して給排気ポート３４に排出される。
【００１９】
このとき排出されるエアの流量は、絞り部３０のオリフィス径ｄによって決定され、オリフィス径ｄを適切に設定することにより、気室２８からのエアの排出速度を制御することができる。したがってストロークエンドにおけるピストン２３の速度を低下させ、ピストン２３をストロークエンドで衝撃を生じることなくスムース停止させることができる。このクッション効果は、オリフィス径ｄによって決定されるので、エアシリンダの長期にわたる使用期間中においてもクッション特性が変化することがなく、従来の定期的な再調整作業を必要とする調整ニードルによる絞り方式と比較して、安定したクッション効果を得ることができる。
【００２０】
このようにエアシリンダ６のクッション機構の絞りとして固定絞りを用い、また好ましくは板部材に開孔部を設けたオリフィスリング３２を用いることにより、同一用途のエアシリンダについては、予め製作され同一規格の開孔部が設けられたオリフィスリングを装着するのみで、従来必要とされた絞り調整作業を省略することができる。この省力効果は、前述の電子部品実装装置のような同一規格のエアシリンダを同一用途に多数使用するような装置についてきわめて大きい。
【００２１】
なお、本実施の形態では、電子部品実装装置の実装ヘッドに用いられたエアシリンダの例を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば電子部品を供給するテープフィーダのテープのピッチ送り駆動に用いられるエアシリンダなど、高速・高精度の動作が必要とされ、しかも同一用途に多数が使用されるものであれば本発明を適用することができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、エアシリンダのエアクッション機構の絞りを、予め求められた所定開度を有する固定絞りとするようにしたので、装置組み込み後の絞り調整作業を必要とせず、また長期間安定したクッション効果を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のエアシリンダを用いた電子部品実装装置の実装ヘッドの斜視図
【図２】本発明の一実施の形態のエアシリンダを用いた電子部品実装装置の実装ヘッドの断面図
【図３】本発明の一実施の形態のエアシリンダの部分断面図
【図４】本発明の一実施の形態のエアシリンダのクッションオリフィスの断面図
【符号の説明】
６  エアシリンダ
６ａ  ロッド
２０  シリンダチューブ
２３  ピストン
２５  クッション部
２７  嵌入部
２８  気室
２９、３３  導気孔
３０  絞り部
３２  オリフィスリング
３２ａ  オリフィス
【図１】
0003695176.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003695176.tif 000005