(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体と、前記回転体の回転により電子部品を基板に対して所定向きに位置付けるとともに前記回転体の軸方向に駆動されて電子部品を実装する部品実装部と、前記部品実装部を前記回転体の軸方向に駆動する駆動装置及び連結シャフトと、前記回転体内に設けた電気部品とを備えた電子部品実装機において、
前記回転体の軸方向に沿って、内部を中空に形成した中空回転軸をロータとして備えた中空モータを配設し、前記中空回転軸と前記回転体とを連結し、前記中空モータの駆動により前記中空回転軸と前記回転体とを一体に回転させ、且つ前記電気部品から延出した配線の端部を前記回転体に実質的に固定した状態で前記中空回転軸の軸線と平行する方向に布線するとともに前記中空回転軸外に引き出し、前記駆動装置を前記中空モータを挟んで前記回転体と対向する側に配置するとともに、前記連結シャフトが前記中空モータ内部を軸方向に貫通して前記駆動装置と前記回転体を連結することを特徴とする電子部品実装機。
【請求項２】
前記中空回転軸内において、前記配線を弛み状態で布線したことを特徴とする請求項１記載の電子部品実装機。
【請求項３】
前記中空回転軸内において、前記配線を螺旋状に形成して布線したことを特徴とする請求項１記載の電子部品実装機。
【請求項４】
前記中空回転軸の内側面及び前記連結シャフトの表面に保護材を設けたことを特徴とする請求項１記載の電子部品実装機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に電子部品を実装する電子部品実装機に関するものであり、特に前記電子部品実装機を構成する回転駆動装置、及び配線処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下に、図４を参照して従来の電子部品実装機１００の構成を説明する。
回転体１は、各種電子部品を基板上の所定位置に実装向き可変に順次実装するものであり、第１駆動用継手２を介して駆動装置３に接続され、駆動装置３によって所定量だけ往復動回転するように構成されている。なお、駆動装置３は、図示しない固定構造物（フレーム等）に固定されている。
【０００３】
前記回転体１の下部には部品実装部１８が設けられ、部品実装部１８は上下、及び回転方向に摺動可能な連結シャフト１７を介して駆動装置１９に接続されている。そして、電子部品を基板の所定位置に実装する場合、部品実装部１８は回転体１とは別に、所定量だけ上下するように構成されている。
【０００４】
前記第１駆動用継手２は、駆動装置３の回転軸に設けられた駆動用円盤４、連結シャフト１７に設けられた従動円盤５、両者の間に巻張された駆動ベルト６により構成されている。
【０００５】
配線８は回転体１に組み込まれる例えばセンサー等の電気部品の配線であり、円板状に形成された案内板９の外側に沿うようにガイドされ、その一方の端部が固定用部品１０によって回転体１の上端に固定されている。なお、配線８の固定位置を固定点Ａとする。また、前記配線８の中間位置は可動ブロック１３に取り付けられ、この取付箇所を中継支点Ｂとする。
【０００６】
可動ブロック１３は、スライドブロック１６に取り付けられている。スライドブロック１６は、直動ガイド部１４に支持案内されて、直線経路１５上を回転体１に対し接近及び離間する方向に、言い換えれば往復動するように構成されている。また、前記可動ブロック１３の上端は、直動ガイド部１４に沿うように配設された第２駆動手段２０を介して前記駆動装置３に接続されている。
【０００７】
前記第２駆動手段２０は、駆動装置３の回転軸に設けられた駆動円盤２１と、機械本体側の回転軸に設けられた従動円盤２２と、駆動円盤２１と従動円盤２２とに巻張された駆動ベルト２３とにより構成されている。
【０００８】
そして、前記可動ブロック１３は駆動ベルト２３に連結されているので、駆動装置３が作動すると第１駆動用継手２を介して回転体１が回転するとともに、第２駆動用継手２０を構成する駆動ベルト２３を介して可動ブロック１３が回転体１の回転動作と同期して直線経路１５上を移動するようになる。
【０００９】
また、配線８の他方の端部は機械本体側の固定ブロック２７にされているが、この固定位置を固定点Ｃとする。
【００１０】
前記配線８は、一方の固定点Ａから中継支点Ｂまでがストレート部３０に形成され、中継支点Ｂから他方の固定点Ｃまでが伸縮可能な巻線部３１に形成されている。したがって、可動ブロック１３が直線経路１５上を移動する際、巻線部３１で中継支点Ｂの移動による中継支点Ｂから他方の固定点Ｃまでの距離の変化量を吸収することができる。また、固定点Ｃから先において、配線８は再びストレート部となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の電子部品実装機は、下記のような問題点を有している。
電子部品実装機のサイクルタイムを短縮するため、言い換えれば回転体１が実装向きを変えるための回転運動時間を短縮するため、回転運動を高速化する場合は駆動装置３を高速化すればよい。しかし、この場合、巻張される駆動ベルト６に掛かる引張力が増大するので、ベルト寿命が著しく低下してしまう。
【００１２】
また、駆動円盤４や従動円盤５と巻張される駆動ベルト６が接触している部分に懸かる力が増大することにより、滑りや歯飛びが発生する。
【００１３】
更に、回転運動の加減速度の増大により、回転体１が停止する際の残留振動も増大し、部品実装時の位置制度が低下する等の種々の問題があった。
【００１４】
一方、回転体１に含まれる電気製品の配線８に関しては、巻線部３１（カールした部分）によって、回転体１が回転した場合の中継支点Ｂの移動による中継支点Ｂから固定点Ｃまでの距離の変化量を吸収するように構成されている。しかし、回転体１の回転速度を高速化した場合、これに対応して中継支点Ｂの移動速度も高速化するので、巻線部３１の伸縮速度も増大し、中継支点Ｂ、固定点Ｃの配線固定部近傍で配線８に懸かる負荷が増大する。
【００１５】
また、巻線部３１の振動や伸縮速度が増大することにより、巻線部３１が伸縮した際、巻線同士が接触する力も大きくなり、これに起因して配線８の寿命が低下する、という問題があった。
【００１６】
更に、回転体１を回転運動させるため、駆動装置３以外に駆動用継手２を設ける必要がある上に、配線８の処理のため、配線処理ユニットを設ける必要があり、設備の大型化や部品点数が増大するので、これらが相まってコストアップの一因になっていた。
【００１７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は電子部品実装時における回転体の回転時間の短縮、更に配線の寿命向上、構成の簡略化、低コスト化、小型化を可能にする電子部品実装機を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、下記構成によって達成される。
▲１▼  回転体と、前記回転体の回転により電子部品を基板に対して所定向きに位置付けるとともに前記回転体の軸方向に駆動されて電子部品を実装する部品実装部と、前記部品実装部を前記回転体の軸方向に駆動する駆動装置及び連結シャフトとを備えた電子部品実装機において、
前記回転体の軸方向に沿って、内部を中空に形成した中空回転軸をロータとして備えた中空モータを配設し、前記中空回転軸と前記回転体とを連結し、前記中空モータの駆動により前記中空回転軸と前記回転体とを一体に回転させ、前記部品実装部による前記電子部品の実装向きを変更させることを特徴とする電子部品実装機。
【００１９】
▲２▼  回転体と、前記回転体の回転により電子部品を基板に対して所定向きに位置付けるとともに前記回転体の軸方向に駆動されて電子部品を実装する部品実装部と、前記部品実装部を前記回転体の軸方向に駆動する駆動装置及び連結シャフトと、前記回転体内に設けた電気部品とを備えた電子部品実装機において、
前記回転体の軸方向に沿って、内部を中空に形成した中空回転軸をロータとして備えた中空モータを配設し、前記中空回転軸と前記回転体とを連結し、前記中空モータの駆動により前記中空回転軸と前記回転体とを一体に回転させ、且つ前記電気部品から延出した配線の端部を前記回転体に実質的に固定した状態で前記中空回転軸の軸線と平行する方向に布線するとともに前記中空回転軸外に引き出すことを特徴とする電子部品実装機。
【００２０】
▲３▼  前記中空回転軸内において、前記配線を弛み状態で布線したことを特徴とする前記▲２▼記載の電子部品実装機。
【００２１】
▲４▼  前記中空回転軸内において、前記配線を螺旋状に形成して布線したことを特徴とする前記▲２▼記載の電子部品実装機。
【００２２】
▲５▼  前記中空回転軸の内側面及び前記連結シャフトの表面に保護材を設けたことを特徴とする前記▲２▼記載の電子部品実装装置。
【００２３】
前記▲１▼記載の電子部品実装機によれば、回転体が中空モータを構成するロータとしての中空回転軸に固定されているので、中空モータの駆動により回転体が一体に回転する。したがって、構造が複雑で部品点数の多い動力伝達手段は不要になり、回転時間の短縮と構造の簡略化、部品点数の削減等を一挙に図ることができる。
【００２４】
また、前記▲２▼記載の電子部品実装機によれば、回転体に設けられたセンサー等の電気部品から延出した配線は、中空モータのロータである中空回転軸内に布線されるので、配線を安定に保持することができるとともに、従来技術のような配線処理ユニットを省略することができる。
【００２５】
また、前記▲３▼又は▲４▼記載の電子部品実装機によれば、回転体の回転に伴い配線の端部が移動しても、その移動量が前記弛みや螺旋状の巻線部分により吸収されるので、配線端部の接続部に張力が負荷として作用するなどの不都合がなくなる。
【００２６】
また、前記▲５▼記載の電子部品実装機によれば、前記中空回転軸の内側面や連結シャフトの表面に保護材をコーティングしたので、回転体の回転に伴う配線の被覆損傷を防止することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図１を参照して本発明に係る電子部品実装機の第１実施形態を説明する。図１は電子部品実装機を構成する回転体の構造を示す断面図である。なお、本実施形態の説明にあたっては、従来例として示した電子部品実装機１００及び説明に用いた符号を適宜援用する。
【００２８】
図１の下部に示した回転体１は、従来例同様に電子部品を基板の所定位置に実装向き可変に順次実装するものであり、その上部にはフランジ４２を介して中空モータ５０が、更にその上部には駆動装置１９が配設されている。中空モータ５０は、コイル５０ａを巻回したステータ５０ｂと、ロータである中空回転軸５１を備え、この中空回転軸５１と回転体１とがフランジ４２を介して接続されている。なお、中空モータ５０は図示しないフレームに固定されているので、中空モータ５０を往復回転運動に制御することにより、回転体１も一体に往復回転運動を行うようになる。
【００２９】
回転体１は、図４に示したように外観形状は四角形の柱状であるが、その内部には図１に示すように中空部１ａが形成され、この中空部１ａ内に部品実装部１８が配設されている。中空部１ａは横断面四角形であるから、回転体１が回転すると部品実装部１８も一体に回転するようになる。しかし、部品実装部１８は回転体１に固定されておらず、しかも駆動装置１９の連結シャフト１７に連結されている。したがって、部品実装部１８は、中空モータ５０の駆動により回転体１と一体に往復回転運動を行うとともに、駆動装置１９の駆動により回転体１とは独立して上下方向に移動するようになる。
【００３０】
連結シャフト１７は中空回転軸５１の上下端に設けたフランジ４１，４２を挿通し、その下端部は回転体１に設けた挿通孔１ｂを挿通して部品実装部１８に連結した板状の嵌合部材４０に固定されている。嵌合部材４０の外周端部は、部品実装部１８の内側上部に形成した嵌合溝１８ａに嵌合し、連結シャフト１７の上下動に対応して回転体１に対し独立に部品実装部１８全体を上下動させるように構成されている。なお、フランジ４１，４２に設けた挿通孔には軸受けとなるブッシュ３２，３３が設けられ、連結シャフト１７が上下運動を行う際に円滑に上下動し得るようになっている。
【００３１】
連結シャフト１７の上端部は、連結部材３５を介して駆動装置１９に連結されている。連結部材３５は、連結シャフト１７を上下動させるとともに、連結シャフト１７を円滑に回転させるために設けられている。すなわち、連結部材３５は戸車のように周囲にガイド溝３６を形成した円盤状の回転板３７と、端部が前記ガイド溝３６に入り込むように折り曲げられた軸受け部材３８とを備え、連結シャフト１７が回転板３７の中央部に固定され、駆動装置１９のシリンダーロッド１９ａが軸受け部材３８の中央部にネジ止め等により固定されている。
【００３２】
なお、回転板３７の回転を円滑にするために、ガイド溝３６と軸受け部材３８との間にボール等を介在させてもよい。また、駆動装置１９としては、エアシリンダー等が好適である。
【００３３】
次に、上記回転体１の作用を説明する。
図１に示した状態で図示しない基板に電子部品を実装する際、駆動装置１９を上下方向に駆動することによって、連結部材３５を介して連結シャフト１７が駆動され、更に連結部材４０を介して部品実装部１８が上下方向に運動するようになる。今仮に、部品実装部１８が基板上に部品を実装するのであれば、駆動装置１９の駆動により部品実装部１８を所定距離降下させて、電子部品を基板上の所定位置に実装する。そして、実装が終了すると、駆動装置１９を逆方向に駆動して、部品実装部１８を上方に引き上げ、次の部品実装に備えて待機する。
【００３４】
一方、電子部品の実装向きを変更する場合は、中空モータ５０を駆動して中空回転軸５１を所定量だけ回転させる。この回転運動はフランジ４２を介して回転体１に伝達されるので、回転体１の回転とともに部品実装部１８が一体に回転し、実装しようとする電子部品の向きを変更する。この動作に続いて駆動装置１９を駆動すると、連結シャフト１７が前記同様に下方に移動し、部品実装部１８が図示しない基板上の所定位置に下降し、当初とは異なった向きに電子部品を実装する。
【００３５】
以上の構成によれば、回転体１を回転させるために中空モータ５０を設けたので、従来例で説明した駆動用継手等が不要になり、部品実装機全体の構成を簡略化できる上に、回転体１の回転時間短縮を図ることができる。
【００３６】
しかも、部品実装部１８を上下動させる連結シャフト１９は、連結部材３５，４０の作用により中空モータ５０の回転、部品実装部１８の位置変更とは独立に上下動する。したがって、電子部品の実装向きを変更しても、部品実装部１８は確実に上下動することができるので、電子部品実装時の不良低減、ひいては基板を実装した電子機器の品質向上を図ることができる。
【００３７】
次に、図２を参照して本発明の第２実施形態を説明する。
図２は電子部品実装機を構成する回転体の構造を示す断面図である。なお、本実施形態と前記第１実施形態との主な相違点は、回転体１内にセンサー等の電気部品７を設けるとともに、電気部品７に接続された配線８の配線処理に関する。したがって、第１実施形態と同一の作用を行う部材については同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００３８】
本実施形態にあっては、回転体１の上部にセンサー等の電気部品７が配設され、電気部品８の配設位置からフランジ４２を挿通するようにして中空回転軸５１内に抜ける配線孔４４が形成されている。一方、中空モータ５０の上側にはフランジ４３が設けられ、フランジ４３は連結シャフト１７を挿通させるとともに、配線孔４５を形成して配線８を挿通させるようになっている。なお、図２においては配線８の径に対し配線孔４４，４５の径を大径に図示しているが、これは図示の便宜のためであって、実際には配線孔４４，４５は配線８の固定作用をも有しているので、配線孔４４，４５と配線８との間に殆ど隙間が形成されないようになっている。
【００３９】
また、中空回転軸５１の内面及び連結シャフト１７の外面は、保護材５２がコーティングされている。
【００４０】
前記構成において、配線８を布線する場合は、電気部品７に接続された配線８を挿通孔４４から中空回転軸５１内に引き出す。中空回転軸５１はドラム状になっているので、内部空間に弛みを持たせた状態で布線し、次いで配線孔４５から引き出して電子部品実装機の装置側に配線する。
【００４１】
次いで、電子部品実装時の作用を説明すると、部品実装部１８は前記同様に回転及び上下に駆動されて図示しない電子部品を基板に実装する。そして、部品の実装向きを変更するため中空モータ５０を駆動した場合、フランジ４２や回転体１が同時に所定量だけ回転するが、配線８の下部が配線孔４４によって固定されているので、センサー等の電気部品７との接続部に張力が負荷として作用することがない。
【００４２】
また、配線８は中空回転軸５１内で弛みを有しているので、前記回転体１の回転による配線８の長さの変化量は前記弛みによって吸収される。更に、配線８の上部は配線孔４５によって固定されているので、配線孔４５の外側で配線８が引っ張られることはなく、装置での接続位置に影響を及ぼさない。
【００４３】
一方、駆動装置１９を駆動して前記同様に部品実装部１８を上下動させた場合、電気部品７の位置は不変であり、配線８は弛みを有したままである。
【００４４】
ところで、回転体１の回転及び復動に対応して、配線８は前記のように弛んだり、張った状態に変化するので、中空回転軸５１の内側面に接触したり、連結シャフト１７の表面に接触する。また、回転体１が固定状態で連結シャフト１７を上下に移動させた場合、連結シャフト１７の表面と配線８が接触して擦れることもある。しかし、本実施形態では前記のように保護材５２がコーティングされているので、配線８の被覆材にかかる負荷が軽減され、被覆の剥離等を未然に防止することができる。
【００４５】
次に、図３を参照して本発明の第３実施形態を説明する。
図３は電子部品実装機を構成する回転体の構造を示す断面図である。なお、本実施形態と前記第２実施形態との主な相違点は、回転体１内にセンサー等の電気部品７を設けるとともに、電気部品７に接続された配線８の配線処理に関する。したがって、前記各実施形態と同一の作用を行う部材については同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００４６】
本実施形態においても、回転体１内に電気部品７が配設されるとともに、フランジ４３が設けられている。そして、配線８は弛みを形成した状態で連結シャフト１７の周囲に巻き回され、この巻き回し部分が従来例で説明した巻線部分１３になっている。なお、配線８は配線孔４４，４５によって、前記同様に固定されている。
【００４７】
前記構成において、部品の実装向きを変更するため、前記同様に中空モータ５０を駆動して回転体１を所定量だけ回転させると、回転体１と一体にフランジ４２、配線挿通孔４４、電気部品７が回転する。配線挿通孔４４の回転によって前記同様に配線８の下部も所定量だけ回転するが、配線８の巻線部１３が半径方向に伸縮するので、配線８の回転量が巻線部１３によって吸収される。
【００４８】
なお、前記第２実施形態と同様の保護材５２はコーティングしてもよく、しなくてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明における電子部品実装機は、部品実装部の方向を可変する回転体を中空モータを構成するロータとしての中空回転軸に固定し、中空モータの駆動により回転体が一体に回転するように構成したので、構造が複雑で部品点数の多い動力伝達手段は不要になり、回転時間の短縮と構造の簡略化、部品点数の削減等を一挙に図ることができる。
【００５０】
更に、本発明における電子部品実装機は、部品実装部の向きを変更するための回転体に設けられたセンサー等の電気部品から延出した配線を中空モータのロータとしての中空回転軸内に布線した構成であるので、配線を安定に保持することができるとともに、従来技術のような配線処理ユニットを省略することができる。
【００５１】
また、中空回転軸内において、配線を弛み状態又は螺旋状に形成して布線することにより、回転体の回転に伴い配線の端部が移動しても、その移動量が前記弛みや螺旋状の巻線部分により吸収され、配線端部の接続部に張力が負荷として作用するなどの不都合がなくなり、電子部品実装機の信頼性向上を図ることができる。
【００５２】
更に、前記中空回転軸内の側面や連結シャフトの表面に保護材をコーティングすることにより、回転体の回転に伴う前記配線の被覆の損傷等を未然に防止することができ、電子部品実装機の信頼性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である電子部品実装機の回転体の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態である電子部品実装機の回転体の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態である電子部品実装機の回転体の構成を示す断面図である。
【図４】従来の電子部品実装機の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１    回転体
７    電気部品
８    電気部品の配線
９    カバーテープ
１７    連結シャフト
１８    部品実装部
１９    駆動装置
３５，４０    連結部材
３６    ガイド溝
３７    回転板
３８    軸受け部材
４２，４３    フランジ
４４，４５    配線孔
５０    中空モータ
５０ａ    コイル
５０ｂ    ステータ
５１      中空回転軸
５２    保護材
【図１】
0004510307.tif 000002
【図２】
0004510307.tif 000003
【図３】
0004510307.tif 000004
【図４】
0004510307.tif 000005