(57)【要約】【課題】電子部品保持装置の真空吸着ノズルにおいて、永久磁石を用いてワンタッチでノズル本体を交換可能にする。【解決手段】本発明は、段部３ｂを形成した大径の挿入孔３ａと小径の貫通孔３ｅとを有するノズルホルダ３と、前記ノズルホルダ３に形成した前記挿入孔３ａの内壁と前記段部３ｂとに嵌入・固着した環状の永久磁石４と、前記ノズルホルダ３の前記小径の前記貫通孔３ｅに嵌入・固着したノズル本体２と、からなり、前記永久磁石４の磁力により前記ノズル本体２を前記ノズルホルダ３にワンタッチで着脱可能にした真空吸着ノズル１に関する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
段部を形成した大径の挿入孔と小径の貫通孔とを有するノズルホルダと、
前記ノズルホルダに形成した前記挿入孔の内壁と前記段部に嵌入・固着した環状の磁石と、
前記ノズルホルダの前記小径の前記貫通孔に嵌入したノズル本体と、からなり、
前記磁石の磁性による吸着力により前記ノズル本体を吸着・保持したことを特徴とする電気部品保持装置用の真空吸着ノズル。
【請求項２】
前記磁石の底面と前記ノズル本体の先端部との間に所定の隙間を形成して前記ノズル本体を前記ノズルホルダにより保持したことを特徴とする請求項１に記載の真空吸着ノズル。
【請求項３】
前記所定の隙間が、０ｍｍより大で、かつ、０．１ｍｍより小であることを特徴とする請求項２に記載の真空吸着ノズル。
【請求項４】
前記ノズル本体の側面に、その中心線に平行にＤカット部と前記ノズルホルダの底面に前記Ｄカット部と当接して前記ノズル本体の回り止めをするＤカット接触用段部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の真空吸着ノズル。
【請求項５】
前記ノズル本体の先端に形成した挿入軸部の設計外径寸法に対する製造公差が−０．００４〜−０．０１２ｍｍ及び前記ノズルホルダに形成した前記挿入軸部が嵌入される嵌合孔の設計内径寸法に対する製造公差が０〜＋０．０１２ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の真空吸着ノズル。
【請求項６】
前記ノズル本体に形成した挿入軸部の長さの設計寸法に対する製造公差が０〜−０．０５ｍｍ及び前記挿入軸部が嵌入される嵌合孔の長さの設計寸法に対する製造公差が０〜＋０．０５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の真空吸着ノズル。
【請求項７】
前記ノズル本体に形成した前記Ｄカット部の前記ノズル本体の中心から設計寸法に対する製造公差が０〜−０．０１ｍｍ及び前記ノズルホルダに形成した前記Ｄカット部接触用段差の前記ノズルホルダの中心からの設計寸法に対する製造公差が０〜＋０．０１ｍｍであることを特徴とする請求項４に記載の真空吸着ノズル。
【請求項８】
前記ノズル本体の外周面に艶消し・防錆黒色被膜処理が施されていることを特徴とする請求項１に記載の真空吸着ノズル。
【請求項９】
前記磁石が二液性エポキシ樹脂等の接着剤により前記挿入孔に固着されていることを特徴とする請求項１に記載の真空吸着ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の保持装置に用いる真空吸着ノズルに係り、特に、永久磁石を用いてワンタッチで交換可能にした真空吸着ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップ、水晶振動子等の電子部品の真空吸着ノズルを用いた電子部品保持装置１０は、図６に示すように、小型な電子部品Ｗを真空吸着ノズル２０の先端部で吸着保持して、実装作業位置等に搬送する装置である。
【０００３】
この種の従来の電子部品保持装置１０は、図６に示すように、電子部品Ｗを吸着保持する真空吸着ノズル２０を着脱自在に保持するノズル保持機構３０と、このノズル保持機構３０とともに、真空吸着ノズル２０を上下方向（Ｚ方向）に沿って往復移動させるノズル昇降機構４０と、真空吸着ノズル２０に対して、Ｚ軸方向を中心として角度調整を行う角度調整機構５０と、真空吸着ノズル２０の先端部から空気を吸入する吸気供給機構６０とからなり、上記各機構３０，４０，５０，６０を支持するフレーム１１と、このフレーム１１を水平面Ｈに平行な互いに直行する２方向に沿って移動させる図示しない移動機構から構成されている。
【０００４】
そして、この種の従来の電子部品保持装置の真空吸着ノズル２０は、単に、ノズル保持機構３０にネジ孔を形成してネジで取り付ける。あるいは、図７に示すように、その長手方向に沿って貫通孔２２を形成し、かつ、真空吸着ノズル２の長手方向の一端部に管状部材２１を設け、また真空吸着ノズル２０の長手方向の他端部には、円錐台形状の挿入凸部３３を形成し、この挿入凸部３３がノズル保持機構３０のテーパ外周面２３に挿入されて真空吸着ノズル２０を装着できるようになっている。ここで、保持圧用流路３４と空気回路形成手段３５等からなるエアチャックにより、真空吸着ノズル２０の装着・脱離を行うようになっている（特許文献１）。
【０００５】
また、図８に示すように、他の従来例では、チップ状の電子部品Ｗを吸着する真空吸着ノズル１０１を吸排気用流路１０５を有する吸着ピン本体１０３と先端吸着部１０２とに分離して構成し、吸着ピン本体１０３の環状端面に永久磁石１０４を固着し、永久磁石１０４の磁気吸着力により先端吸着部１０２を吸着ピン本体１０３に吸着固定させる。この構成により、先端吸着部１０２により小型のチップ状電子部品Ｗを吸着する（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１５８６５８号公報
【特許文献２】実開昭６１−１１７２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この種の従来の真空吸着ノズルでは、ノズル保持機構にネジ孔を穿ち、ネジにより吸着ノズルをノズル保持機構に螺着していたので、（ｉ）真空吸着ノズルのメンテナンスや交換に時間と手間がかかる、（ii）締め付け用のネジを容易に紛失し易い、（iii）作業者により取り付け時の締め付けトルクが異なるため、締め付け位置が狂い片側に寄ってしまい、ノズルがノズル保持機構に対して偏心し正確な取付位置が設定できない、（iv）取り付け時の締め付けによりノズルが変形してしまう、等の問題点があった。
【０００８】
また、エアチャックによる吸着ノズルの装着・脱離は、ワンタッチでなされるが、ノズル保持機構が大型化・複雑化するため、高速で動作する電子部品保持装置には作動時のモーメントや慣性力の観点から不向きであるとする問題点があった。
【０００９】
さらに、吸着ピン本体の環状端面に永久磁石を固着し、この永久磁石の磁気吸引力により電子部品の先端吸着部を固定する従来例では、ノズルの上部端面と永久磁石の下端面とが常時接触するため、接触時の衝撃により、永久磁石が衝撃に弱いので、破損し易く、かつ、吸着ピン本体と永久磁石との接着が緩んで永久磁石が落下する恐れがあった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した課題を解決するため、本発明の真空吸着ノズルは、段部を形成した大径の挿入孔と小径の貫通孔とを有するノズルホルダと、前記ノズルホルダに形成した前記挿入孔の内壁と前記段部に嵌入・固着した環状の磁石と、前記ノズルホルダの前記小径の前記貫通孔に嵌入したノズル本体と、からなり、前記磁石の磁性による吸着力により前記ノズル本体を吸着・保持したことを特徴とする。
【００１１】
本願の第２発明は、前出第１発明において、前記磁石の底面と前記ノズル本体の先端部との間に所定の隙間を形成して前記ノズル本体を保持したことを特徴とする。
【００１２】
本願の第３発明は、前出第２発明において、前記所定の隙間が、０ｍｍより大で、かつ、０．１ｍｍより小であることを特徴とする。
【００１３】
本願の第４発明は、前出第１発明において、前記ノズル本体の側面にその中心線に平行にＤカット部と前記ノズルホルダの底面に前記Ｄカット部と当接して前記ノズル本体の回り止めをするＤカット接触用段部が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
本願の第５発明は、前出第１発明において、前記ノズル本体に形成した挿入軸部の設計外径寸法に対する製造公差が−０．００４〜−０．０１２ｍｍ及び前記ノズルホルダに形成した前記挿入軸部が嵌入される嵌合孔の設計内径寸法に対する製造公差が０〜＋０．０１２ｍｍであることを特徴とする。
【００１５】
本願の第６発明は、前出第１発明において、前記ノズル本体に形成した挿入軸部の設計寸法に対する製造公差が０〜−０．０５ｍｍ及び前記挿入軸部が嵌入される嵌合孔の長さの設計寸法に対する製造公差が０〜＋０．０５ｍｍであることを特徴とする。
【００１６】
本願の第７発明は、前出第４発明において、前記ノズル本体に形成した前記Ｄカット部の前記ノズル本体の中心から設計寸法に対する製造公差が０〜−０．０１ｍｍ及び前記ノズルホルダに形成した前記Ｄカット部接触用段差の前記ノズルホルダの中心からの設計寸法に対する製造公差が０〜＋０．０１ｍｍであることを特徴とする。
【００１７】
本願の第８発明は、前出第１発明において、前記ノズル本体の外周面に艶消し・防錆黒色被膜処理が施されていることを特徴とする。
【００１８】
最後に、本願の第９発明は、前出第１発明において、前記磁石が二液性エポキシ樹脂等の接着剤により前記挿入孔に固着されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の真空吸着ノズルは、そのノズルホルダへの着脱にネジ等による締結を必要としないため、吸着ノズルの交換が極めて容易になるとともに、吸着ノズルをノズルホルダに嵌入する際の作業者による取り付け位置のばらつきがなくなり、さらに、吸着ノズルの構造が簡素であり、かつ小型・軽量であるため、高速で動作する電子部品保持装置へも適用も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の真空吸着ノズルの斜視図を示す。
【図２】図２（ａ）は、図１に示した本発明の真空吸着ノズルのII−II矢視断面図、（ｂ）は、（ａ）にＢ矢視で示した拡大断面図を示す。
【図３】図１に示した本発明の真空吸着ノズルを構成するノズル本体を示し、（ａ）は、その正面図、（ｂ）は、その吸着孔側から見た平面図、（ｃ）は、（ａ）にＣ矢視で示した部分の拡大平面図を示す。
【図４】図１に示した本発明の真空吸着ノズルを構成するノズルホルダを示し、（ａ）は、その正面図、（ｂ）は、その底面図を示す。
【図５】図２に示すＡ矢視部一部拡大断面図である。
【図６】図１に示した本発明の真空吸着ノズルを装着する汎用の電子部品保持装置の側面図を示す。
【図７】図６に示した電子部品保持装置に用いる従来の吸着ノズルの縦断面図である。
【図８】従来の磁石を用いた吸着ノズルの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の真空吸着ノズルの実施例を添付した図面に基いて説明する。
【００２２】
図１及び図２に示すように、本発明の真空吸着ノズル１は、磁性材料からなるノズル本体２と、このノズル本体２を保持するノズルホルダ３と磁石４とからなり、ノズル本体２は、ノズルホルダ３の中心に形成した磁石挿入孔３ａに挿入した磁石（永久磁石）４により、ノズル本体２の上端面をその電気磁気力により吸引して保持している。
【００２３】
そして、図６に示した汎用の電子部品保持装置には、そのノズル保持機構３０に取り付けられた吸着ノズル取り付け軸５にノズルホルダ３の挿入孔３ａを嵌入・ネジ止めすることより装着される（図２参照）。
【００２４】
そして、小型な電子部品、例えば、半導体チップ、水晶振動子、水晶発振器等の電子部品は、ノズル本体２の先端部に形成された吸着部２ｃに形成した１個以上の孔径が、例えば、０．５〜３．５ｍｍ程度の吸着孔２ｂにより真空吸着されるようになっている。例えば、水晶片等の矩形状の電子部品を吸着するときには、図３（ｃ）に示すように、水晶片の長手方向と平行になるように、複数の例えば、吸着部３ｃに３個の吸着孔２ｂが配置され、分岐流路により各吸着孔２ｂから吸着されるようにする。ここで、吸着孔２ｂへの吸排気は、吸着孔２ｂと通気孔２ａ、磁石４に形成した貫通孔４及び吸着ノズル取り付け軸５に形成した通気路（図示せず）を経由してなされるようになっている。
【００２５】
そして、ノズル本体２は、図３に示すように、磁石４との吸着性が大な磁性を有する、例えばＳＵＳ材（４４０番）からなり、そのテーパ状外周面２ｇと直線状外周面２ｈには、電子部品の外形検査等の画像処理時の艶消しを目的として、膜厚が１〜２μｍの酸化クロームの黒色被膜により艶消し・防錆黒色被膜処理（レイデント加工（登録商標））が施されている。そしてノズル本体２の軸線方向に、図３に示すような、Ｄカット（カットした軸方向断面がＤ字に見えるため一般に“Ｄカット”という）２ｄが外周面２ｇ，２ｈに形成され、その挿入軸部２ｅがノズルホルダ３の嵌合孔３ｅに嵌入され、後述するノズルホルダ３に形成したＤカット接触用段差３ｄに当接するようになっている。これにより、吸着ノズル１の回転が阻止され、吸着ノズル本体２の先端に形成した吸着孔２ｄが吸着する電子部品Ｗの外形と平行に配置されるように位置決めがなされる。
【００２６】
さらに、図３（ａ）に示すように、ノズルホルダ３の下端面３ｆと当接するノズル本体２の直線状外周面２ｈの上端鍔部２ｊには環状の逃げ溝２ｆが形成されているので、ノズル２の角部２ｋにフィレット（Ｒ部）ができるのが回避され、ノズルホルダ３の下端面３ｆとノズル２の上端鍔部（段部）２ｊとの当接を密にしている。さらに、ノズル本体２の先端部（吸着部）に形成した１個以上の吸着用の吸着孔２ｂは、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、ノズル本体２の先端部に、これと一体に形成した突出部２ｃに、Ｄカット部２ｄに平行な方向になるよう形成されている。
【００２７】
また、図４に示すように、ノズルホルダ３は、例えば、ＳＵＳ材（例えば、３０３番または３０４番）からなり、その中心にノズル本体２の嵌入孔３ｅと磁石挿入孔３ａと、さらにその側面上部には、磁石挿入孔３ａの内側に貫通したネジ孔３ｃが形成され、電子部品保持装置の吸着ノズル取り付け軸５に嵌入・ネジ止めされている（図２参照）。さらに、ノズルホルダ３の下端面に、Ｄカット接触用段差３ｄが形成され、ノズル本体２のＤカット部２ｄに当接して、ノズル本体２の回り止め、位置決め等の役目を果たすようになっている。
【００２８】
また、図２に示すように、ノズルホルダ３に形成した磁石挿入孔３ａに挿入され、吸着ノズル１を吸引する磁石４は、永久磁石からなり、磁石挿入孔３ａに嵌入可能な外形寸法と所定の厚みを有し、磁石４の中心には、電子部品の吸着に負圧を用いるため空気が抜けるように吸排気用の貫通孔４ａが形成されている。そして、環状の磁石４は、ノズルホルダ３の磁石挿入孔３ａの内側に嵌入され、例えば、二液性エポキシ樹脂等の接着剤により磁石挿入孔３ａ内に固定される。そのため、磁石４がノズルホルダ３から落下することがない。また永久磁石を用いているため、電磁石を用いる場合のような電気配線が不要となる。
【００２９】
特に、本発明の真空吸着ノズルでは、図５に拡大して示すように、ノズルホルダ３の磁石挿入孔３ａに挿入固着した磁石４の下端面（底面）４ｃとノズル本体２の上端面２ｉとの間に０ｍｍより大で０．１ｍｍより小さい程度の間隙ｇが形成されている。そのため、この間隙ｇにより、磁石４のノズル本体２との交換時あるいは本発明の真空吸着ノズル１の使用時に、ノズル本体２の上端面２ｉが磁石４に衝突しないので、磁石４の損傷、正規取り付け位置からのずれ等が回避される。
【００３０】
一般に、この種の電子部品保持装置の真空吸着ノズルでは、ノズル交換は、吸着する電子部品の外形寸法が替った時、ノズルが汚れて洗浄が必要となった時、ノズルが摩耗した時、等に頻繁に行われる。
【００３１】
しかし、本発明の真空吸着ノズルでは、図２に示すように、吸着ノズル本体２が、磁石４の磁力で確実に保持されるために、吸着ノズル本体２とノズルホルダ３との部品加工精度を大にして両者の取り付け精度を確保して、ワンタッチで吸着ノズル本体２のノズルホルダ３への交換が可能になるとともに、高度な吸着ノズル本体２の取り付け精度・位置再現性が実現できるようにしている。
【００３２】
即ち、図３（ａ），（ｂ）に示すように、ノズル本体２の挿入軸部２ｅの外径寸法の設計寸法に対する製造公差を、例えば、−０．００４〜−０．０１２ｍｍ、挿入軸部２ｅの端面２ｉから段部２ｊまでの寸法ｄ１の設計寸法に対する製造公差を０〜−０．０５ｍｍ、さらに、ノズル本体２の中心からＤカット部２ｄまでの寸法ｄ２の製造公差を０〜−０．０１ｍｍとする。
【００３３】
これに対して、図４に示す、ノズル本体２が嵌入されるノズルホルダ３に形成したノズル本体２の挿入軸部２ｅが嵌入される嵌合孔３ｅの長さの設計寸法に対する製造公差を０〜＋０．０１２ｍｍ、磁石４の底面が当接する面３ｂから端面３ｆまでの設計寸法ｄ３に対する製造公差を０〜＋０．０５ｍｍ、ノズルホルダ３の中心からＤカット接触用段差３ｄまでの設計寸法に対する製造公差を０〜＋０．０１ｍｍとする。
【００３４】
このような、互に嵌合する吸着ノズル本体２とノズルホルダ３との嵌合部の微小な製造公差により、ワンタッチで吸着ノズル本体２の交換が可能となり、さらに高度な取り付け精度及び位置再現性が確実に担保できることになる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本願発明の真空吸着ノズルは、半導体チップ、水晶振動子、水晶発振器等の小型な電子部品の保持搬送装置、実装装置に限らず、部品・加工品等を真空吸着して保持・搬送する装置に広く適用できる。
【符号の説明】
【００３６】
１  吸着ノズル
２  ノズル本体
２ａ  吸着孔
２ｂ  貫通孔
２ｃ  吸着部
２ｄ  Ｄカット部
２ｅ  挿入軸部
２ｆ  逃げ溝
２ｇ  テーパ状外周面
２ｈ  直線状外周面
２ｉ  端面
２ｊ  段部（上端鍔部）
２ｋ  角部
３  ノズルホルダ
３ａ  磁石挿入孔
３ｂ  磁石載置面
３ｃ  ねじ孔
３ｄ  Ｄカット部接触用段差
３ｅ  嵌合孔
３ｆ  端面
３ｇ  接着剤
４  磁石
４ａ  貫通孔
４ｂ  ノズルホルダ接触面
５  吸着ノズル取り付け軸
１０  電子部品保持装置
２０  吸着ノズル
２１  管状部材
２２  貫通孔
２３  テーパ外周面
３０  ノズル保持機構
３１  スライドシャフト
３２  保持圧用流路
３３  テーパ内周面
３５  吸排気流路
４０  ノズル昇降機構
５０  角度調整機構
６０  吸気供給機構
Ｗ  電子部品
ｇ  間隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013184281.tif 000009
【図８】
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