(57)【要約】【課題】構造を簡素化するとともにメンテナンス負担を軽減させた実装ヘッドおよび電子部品実装装置を提供する。【解決手段】自転軸ａ２を同方向に向けた状態で環状に等分配置された複数のノズルと、各ノズルを公転軸ａ１周りに回転させる公転駆動手段と、各ノズルを自転軸ａ２周りに回転させる自転駆動手段と、を備え、自転駆動手段が、公転軸ａ１周りに回転し、極性の異なる永久磁石条をその円周方向に交互に配置した自転駆動磁石筒２９と、各ノズルの外周に極性の異なる永久磁石条をその円周方向に交互に配置した自転従動磁石筒２８と、自転駆動磁石筒２９を公転軸ａ１周りに回転させる回転駆動手段と、で構成され、自転駆動磁石筒２９と非接触状態で対向する自転従動磁石筒２８との間に働く引斥力により、回転駆動手段の駆動力が各ノズルの自転軸ａ２周りの回転として伝達されるようにした。【選択図】図３
2008053576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの回転軸である自転軸を同方向に向けた状態で環状に等分配置された複数のノズルと、前記複数のノズルを前記環の中心軸である公転軸周りに回転させる公転駆動手段と、前記複数のノズルをそれぞれの自転軸周りに回転させる自転駆動手段と、を備え、
前記自転駆動手段が、前記公転軸周りに回転し、極性の異なる永久磁石条をその円周方向に交互に配置した自転駆動磁石筒と、前記複数のノズルの外周に極性の異なる永久磁石条をその円周方向に交互に配置した自転従動磁石筒と、前記自転駆動磁石筒を前記公転軸周りに回転させる回転駆動手段と、で構成され、
前記自転駆動磁石筒と非接触状態で対向する前記自転従動磁石筒との間に働く引斥力により、前記回転駆動手段の駆動力が前記複数のノズルのそれぞれの自転軸周りの回転として伝達される実装ヘッド。
【請求項２】
前記公転駆動手段が、
前記公転軸と同方向を向いた中心軸周りに回転し、極性の異なる永久磁石条をその円周方向に交互に配置した公転駆動磁石筒と、前記複数のノズルを前記環状に等分配置させた状態で保持する保持部材と、前記公転軸周りに回転し、前記保持部材に極性の異なる永久磁石条をその円周方向に交互に配置した公転従動磁石筒と、前記公転駆動磁石筒をその中心軸周りに回転させる回転駆動手段と、で構成され、
前記公転駆動磁石筒と非接触状態で対向する前記公転従動磁石筒との間に働く引斥力により、前記回転駆動手段の駆動力が前記複数のノズルの前記公転軸周りの回転として伝達される請求項１に記載の実装ヘッド。
【請求項３】
請求項１または２の何れかに記載の実装ヘッドを備え、前記ノズルにピックアップされた電子部品が、前記ノズルの前記自転軸周りの回転により任意の姿勢で基板に実装される電子部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を吸着するノズルを複数備えた実装ヘッドおよび電子部品実装装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の実装分野においては、パーツフィーダから供給される電子部品を吸着することでピックアップするノズルを備えた電子部品実装装置が広く用いられている。ノズルは、パーツフィーダと基板の間を往復移動する実装ヘッドに装着され、電子部品を吸着しては基板に移載する実装動作を繰り返し行う。従来、実装動作の効率化を目的として、複数のノズルを環状に等分配置し、一度に複数の電子部品を実装することができるようにした電子部品実装装置が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２６０１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電子部品は、基板に設けられた実装個所に正確に位置合わせして実装する必要があるため、実装ヘッドに装着されたノズルをそれぞれの軸心周りに自転可能に構成することで、各ノズルに吸着した電子部品の向きを任意の角度に調整できるようになっている。従来の電子部品実装装置においては、回転駆動部の回転駆動を各ノズルに調帯した無端ベルトにより各ノズルに伝達する回転伝達機構が用いられている。
【０００４】
しかしながら、従来の回転伝達機構では、無端ベルトを回転駆動部の回転軸と各ノズルに掛け回すためのスペースが必要となるため、実装ヘッドが複雑化、大型化していた。また、ゴム等の弾性素材で構成される無端ベルトを駆動伝達手段として用いているので、原動側から離れた位置にあるノズルに回転駆動を正確に伝達するため、定期的に無端ベルトのテンション調整や交換を行う必要があり、メンテナンス上の負担となっていた。
【０００５】
そこで本発明は、構造を簡素化するとともにメンテナンス負担を軽減させた実装ヘッドおよび電子部品実装装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の実装ヘッドは、それぞれの回転軸である自転軸を同方向に向けた状態で環状に等分配置された複数のノズルと、前記複数のノズルを前記環の中心軸である公転軸周りに回転させる公転駆動手段と、前記複数のノズルをそれぞれの自転軸周りに回転させる自転駆動手段と、を備え、前記自転駆動手段が、前記公転軸周りに回転し、極性の異なる永久磁石条をその円周方向に交互に配置した自転駆動磁石筒と、前記複数のノズルの外周に極性の異なる永久磁石条をその円周方向に交互に配置した自転従動磁石筒と、前記自転駆動磁石筒を前記公転軸周りに回転させる回転駆動手段と、で構成され、前記自転駆動磁石筒と非接触状態で対向する前記自転従動磁石筒との間に働く引斥力により、前記回転駆動手段の駆動力が前記複数のノズルのそれぞれの自転軸周りの回転として伝達される。
【０００７】
請求項２に記載の実装ヘッドは、請求項１に記載の実装ヘッドであって、前記公転駆動手段が、前記公転軸と同方向を向いた中心軸周りに回転し、極性の異なる永久磁石条をその円周方向に交互に配置した公転駆動磁石筒と、前記複数のノズルを前記環状に等分配置させた状態で保持する保持部材と、前記公転軸周りに回転し、前記保持部材に極性の異なる永久磁石条をその円周方向に交互に配置した公転従動磁石筒と、前記公転駆動磁石筒を
その中心軸周りに回転させる回転駆動手段と、で構成され、前記公転駆動磁石筒と非接触状態で対向する前記公転従動磁石筒との間に働く引斥力により、前記回転駆動手段の駆動力が前記複数のノズルの前記公転軸周りの回転として伝達される。
【０００８】
請求項３に記載の電子部品実装装置は、請求項１または２の何れかに記載の実装ヘッドを備え、前記ノズルにピックアップされた電子部品が、前記ノズルの前記自転軸周りの回転により任意の姿勢で基板に実装される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、回転駆動力を永久磁石間の引斥力により複数のノズルに伝達するので、駆動力伝達機構として機械的構造物を用いる必要がなく、実装ヘッドおよび電子部品実装装置の構造を簡素化するとともにメンテナンスにおける負担を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図２は本発明の実施の形態の実装ヘッドの側面図、図３は本発明の実施の形態の磁石筒の配置を示す斜視図である。
【００１１】
最初に、本発明の実施の形態の電子部品実装装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は電子部品実装装置の全体構成を示している。同図において、電子部品実装装置１は、電子部品供給部２から供給される電子部品を実装ヘッド３により基板４に移載する機能を備えている。電子部品供給部２は、電子部品実装装置１の両側に対向して設けられ、それぞれ複数のパーツフィーダ５から構成されている。各パーツフィーダ５には複数の電子部品が収納されており、上方に向けて開口する電子部品供給口６に所定の姿勢で供給されるようになっている。対向して設けられた電子部品供給部２の間には、基板搬送部７が設けられている。基板搬送部７は、電子部品実装装置１を横断する一対の搬送レール８から構成され、一対の搬送レール８のそれぞれに両側を支持された基板４の搬送を行うようになっている。基板搬送部７には、一対の搬送レール８を互いに近接させることにより基板４を所定の位置で保持する基板保持機能が備えられている。
【００１２】
実装ヘッド３は、直交ロボット９により電子部品供給部２と基板搬送部７との上方で水平移動自在となっており、電子部品供給部２から供給される電子部品をピックアップし、基板搬送部７により所定の位置に保持される基板４に実装する。基板認識カメラ１０は、実装ヘッド３と一体となって水平移動し、基板４に予め設けられた認識マークを撮像する撮像手段として機能する。撮像された認識マークの画像を解析し、基板４に設けられた複数の実装箇所の位置認識を行うことで、実装ヘッド３にピックアップされた電子部品と任意の実装箇所を正確に位置合わせすることができるようになっている。また、部品認識カメラ１１は、電子部品供給部２と基板搬送部７の間に設けられ、実装ヘッド３にピックアップされた電子部品を下方から撮像する撮像手段として機能する。撮像された電子部品の画像を解析することで、実装ヘッド３にピックアップされた電子部品の位置および姿勢が認識され、電子部品を正常な位置および姿勢に補正した後に基板４に実装する。
【００１３】
次に、実装ヘッドの構成について図２を参照して説明する。図２は実装ヘッドの構成を示している。同図において、実装ヘッド３には複数のノズルユニット２０が設けられている。各ノズルユニット２０には、ノズルシャフト２１とスプライン軸受け２２がそれぞれ設けられている。各ノズルシャフト２１の下端にはノズルホルダ２３が設けられ、ノズル２４を着脱自在に装着できるようになっている。各ノズルホルダ２３は図示しない真空発生源と連通し、装着されたノズル２４の内部を真空吸引することで、各ノズル２４に電子部品が吸着されるようになっている。各スプライン軸受け２２は、回転軸である公転軸ａ１周りに回転自在な円形プレート２５に環状に等分配置されるとともに、それぞれの回転
軸である自転軸ａ２回りに回転自在に構成されている。各ノズルシャフト２１は、各スプライン軸受け２２に対して上下動可能に構成されている。このように、各ノズル２４は、それぞれの回転軸となる自転軸ａ２を鉛直方向に向けた状態で公転軸ａ１を中心として環状に等分配置されており、公転軸ａ１周りに公転するとともにそれぞれの自転軸ａ２周りに自転することができるようになっている。
【００１４】
環状に等分配置させた状態で各ノズル２４を保持する保持部材である円形プレート２５の外周には、公転従動磁石筒２６が挿嵌されている。円形プレート２５の側方には、公転従動磁石筒２６と対向して公転駆動磁石筒２７が配設され、公転軸ａ１と同方向に向けた中心軸ａ３周りに回転自在に構成されている。また、各スプライン軸受け２２の外周には自転従動磁石筒２８が挿嵌されている。環状に等分配列された各スプライン軸受け２２の内側には、各自転従動磁石筒２８と対向して自転駆動磁石筒２９が配設され、公転軸ａ１周りに回転自在に構成されている。なお、磁石筒は、Ｎ極およびＳ極の永久磁石条を円周方向に交互に配置して形成されており、それぞれの回転軸を同方向に向けた状態で外周面を所定の間隔で対向させると、対向する磁石条間に働く引力および斥力によって一方の磁石筒の回転が他方の磁石筒に伝達し、対向する磁石筒が同期して逆方向に回転するという性質を備えている。
【００１５】
図３は実装ヘッドにおける磁石筒の配置を示している。同図において、公転従動磁石筒２６と公転駆動磁石筒２７は、対向する磁石筒間で回転駆動力を伝達するために必要な間隔ｂ１をおいて対向配置されている。この間隔ｂ１は、対向する磁石筒間で回転駆動力を伝達するために最適な数値が磁石筒の品種毎に予め設定されている。公転駆動磁石筒２７を回転軸ａ３周りに矢印ｃ方向に回転させると、公転従動磁石筒２６は公転軸ａ１周りに矢印ｃとは逆向きの矢印ｄ方向に回転し、これに伴って各ノズル２４は公転軸ａ１周りに公転する。また、各自転従動磁石筒２８と自転駆動磁石筒２９は間隔ｂ２をおいて対向配置されている。自転駆動磁石筒２９を公転軸ａ１周りに矢印ｅ方向に回転させると、各自転従動磁石筒２８は自転軸ａ２周りに矢印ｅとは逆向きの矢印ｆ方向に回転し、これに伴って各ノズル２４はそれぞれ自転軸ａ２周りに自転する。なお、各自転従動磁石筒２８は、隣り合う従動磁石筒２８間において一方の回転駆動力が他方に影響を与えることがないような間隔ｂ３で等分配置されている。
【００１６】
図２において、モータ３０は、公転駆動磁石筒２７を中心軸ａ３周りに回転させる回転駆動手段として機能し、モータ３０、公転駆動磁石筒２７、公転従動磁石筒２６、円形プレート２５から構成される公転駆動手段により、モータ３０の回転駆動力が各ノズル２４の公転軸ａ１周りの公転運動として伝達されるようになっている。また、モータ３１は、自転駆動磁石筒２９を公転軸ａ１周りに回転させる回転駆動手段として機能し、モータ３１、自転駆動磁石筒２９、各自転従動磁石筒２８から構成される自転駆動手段により、モータ３１の回転駆動力が各ノズル２４のそれぞれの自転軸ａ２周りの自転運動として伝達されるようになっている。従って、モータ３０およびモータ３１の回転駆動動作の制御を行うことにより、各ノズル２４の位置および回転角を任意に調整することができるので実装ヘッド３にピックアップされた電子部品の位置および姿勢補正を行うことができる。
【００１７】
このように、モータ３０およびモータ３１の回転駆動を各ノズル２４に伝達する駆動力伝達機構として永久磁石を加工した磁石筒を用い、非接触状態での回転駆動力の伝達を可能にしているので、駆動力伝達機構として従来用いられていた機械的構造物の損耗や劣化が発生せず、メンテナンスにおける作業負担を大幅に削減することができる。また、接触部をなくしたことから、発振や発塵を極力低減させることが可能になるので、実装品質の向上を図ることができる。さらに、比較的簡素な構造であるので、実装ヘッドの小型化、軽量化が可能となり、スペース効率の向上や慣性質量の低減による位置制御性の向上を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明によれば、本発明によれば、回転駆動力を永久磁石間の引斥力により複数のノズルに伝達するので、駆動力伝達機構として機械的構造物を用いる必要がなく、実装ヘッドおよび電子部品実装装置の構造を簡素化するとともにメンテナンス負担を軽減させることができるという利点を有し、電子部品の実装分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図２】本発明の実施の形態の実装ヘッドの側面図
【図３】本発明の実施の形態の磁石筒の配置を示す斜視図
【符号の説明】
【００２０】
１  電子部品実装装置
３  実装ヘッド
４  基板
２４  ノズル
２５  円形プレート
２６  公転従動磁石筒
２７  公転駆動磁石筒
２８  自転従動磁石筒
２９  自転駆動磁石筒
３０、３１  モータ
ａ１  公転軸
ａ２  自転軸
ａ３  中心軸
【図１】
2008053576.tif 000003
【図２】
2008053576.tif 000004
【図３】
2008053576.tif 000005