(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転レバー部とこれと一体に回転する反転ブロックとを有する回転部を、直線運動する移動ブロックに回転自在に設け、前記回転レバー部の一端部に固定カムに当接するカムフォロアを設け、前記移動ブロックと前記回転レバー部又は反転ブロックとの間にばねを設けて前記カムフォロアを前記固定カムに当接する向きに付勢し、かつ前記移動ブロックの直線運動方向に直交して前記回転部の回転中心を通過する線上にて前記ばねの一端を前記移動ブロック側に固定しておき、
前記移動ブロックの直線運動に伴い、前記固定カムの第１の変位曲面により前記回転レバー部を前記直線運動方向に略平行な向きから略直交する向きにまで回転させる反転動作の前半を実行後、
前記固定カムの第２の変位曲面により前記回転レバー部を同方向にさらに前記直線運動方向に略平行な向きにまで回転させて反転動作の後半を実行することで、反転動作を行なうことを特徴とする移動反転方法。
【請求項２】
直線運動する移動ブロックと、該移動ブロックに支点軸を回転中心として反転自在に取り付けられた回転部と、前記移動ブロックの移動方向に平行に固定配置された固定カムとを備え、
前記回転部は、一端に前記固定カムに当接するカムフォロアを設けた回転レバー部と、該回転レバー部と一体に回転する反転ブロックとを有し、
前記移動ブロックと前記回転レバー部又は反転ブロックとの間にばねが設けられていて、前記カムフォロアを前記固定カムに当接する向きに付勢し、かつ前記移動ブロックの直線運動方向に直交して前記回転部の回転中心を通過する線上にて前記ばねの一端が前記移動ブロック側に固定されており、
前記移動ブロックの直線動作に伴い、前記カムフォロアが前記固定カムで駆動されて前記回転レバー部が反転動作を行い、
さらに前記固定カムが第１カムと第２カムとからなり、それら第１、第２カムの一方が反転動作の始点を、他方が該反転動作の終点を規定するものであって、それぞれ位置調整自在であることを特徴とする移動反転機構。
【請求項３】
前記固定カムが前記移動ブロックの直線運動方向と平行な向き及び直交する向きに位置調整自在である請求項２記載の移動反転機構。
【請求項４】
前記反転ブロックにワークを保持するワーク保持部が設けられている請求項２又は３記載の移動反転機構。
【請求項５】
前記移動ブロックの一方の側にて前記回転レバー部が前記支点軸の一端に固着され、前記移動ブロックの他方の側にて前記反転ブロックが前記支点軸の他端に固着されている請求項２，３又は４記載の移動反転機構。
【請求項６】
前記第１カムの第１の変位曲面を前記カムフォロアが通過し、反転動作の前半を完了した状態において、前記ばねの一端及び他端の固定位置と、前記支点軸の中心と、前記カムフォロアの中心とが、前記移動ブロックの直線運動方向に対し垂直方向に一列に配列されることを特徴とする請求項２，３，４又は５記載の移動反転機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品等のワークの供給装置や移載装置又はそれらの装置を備えた設備において、ワークを移動途中で反転させる機能を具備した移動反転方法及び機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品等のワーク供給装置や移載装置又はそれらの装置を備えた設備を必要とする時、ワークを目的の位置に移動する際に、ワークを途中何らかの手段で移動途中に反転しなければならない場合がある。例えば、ワークをピックアップする上下ヘッドに反転動作が必要な場合や、左右方向に移動する移動ヘッドに反転動作が必要な場合等が挙げられる。このような反転動作を必要とする具体的装置としては、特開平８−１３０２３０号公報に記載のフリップチップの実装装置等がある。
【０００３】
上記のように、ワークを目的の位置に移動する途中でワークを反転しなければならない場合、ワークを移動する手段と反転する手段はそれぞれの動作を行うための駆動源を設けているか、ワークを移動するための駆動源を利用して反転を行わせることになる。後者の場合はラックとピニオン等がよく知られている。
【０００４】
図８及び図９は従来の移動反転機構の１例であって、１は移動ガイドであり、これにより移動ブロック２が直線的に摺動自在に支持されている。移動ガイド１には平行にボール螺子軸３が回転自在に支持されており、このボール螺子軸３は移動駆動源としてのモータ（電動機）４で回転駆動されるようになっている。なお、移動ブロック２には図示しないがボール螺子軸３に螺合するボール螺子ナットが一体化されており、ボール螺子軸３の回転に伴い移動ガイド１に沿って直線運動（例えば上下運動）を行う。移動ブロック２上には反転駆動源としてのモータ５が設置されており、そのモータ５の回転軸に反転ブロック６が固定され、さらに反転ブロック６の先端側に電子部品等のワーク１０を保持するワーク保持部７が設けられている。
【０００５】
図８及び図９の移動反転機構では、移動ブロック２の直線移動はモータ４で、反転ブロック６の反転動作はモータ５でそれぞれ行うことができる。
【０００６】
図１０及び図１１は従来の移動反転機構の他の例であって、１は移動ガイド、２は移動ブロック、３はボール螺子軸、４は移動駆動源としてのモータ（電動機）である。反転駆動のために、ピニオン１１が移動ブロック２に枢支され、ピニオン１１と噛み合うラック１２が移動ガイド１側に固定されている。ピニオン１１上に反転ブロック６が固定され、その先端側に電子部品等のワーク１０を保持するワーク保持部７が設けられている。
【０００７】
図１０及び図１１の移動反転機構では、移動ブロック２の直線移動（例えば上下運動）に伴いピニオン１１が回転し、反転ブロック６の反転動作が実行される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
移動反転機構を構成する上では、目的の位置へ移動するまでの間にそれぞれの移動動作と反転動作の繰り返しが、正確かつ高速であることが必要とされる。本発明は、この移動反転機構に関するものである。
【０００９】
図８及び図９に示した従来機構で移動反転動作を行う場合、直線移動機構（例えば上下機構）、反転機構はそれぞれに独立した駆動源、例えばサーボモータやステッピングモータ等を持つことになる。この場合、▲１▼機構部が大きくなる、▲２▼サーボモータやコントロール部が高価なものになる、▲３▼駆動源が２つであるため消費電力が多くなる、▲４▼直線移動動作（例えば上下動作）と、回転の開始、終了のタイミングを高速に制御することが難しい等の問題がある。
【００１０】
図１０及び図１１に示した他の従来機構では、ラック１２とピニオン１１を利用して直線動作（例えば上下動作）を回転にかえて反転機構を構成しており、駆動源は直線運動用のみで反転を伴う動作が得られるが、▲１▼歯車のバックラッシュ等で反転ブロック６の回転角の精度が悪い、▲２▼直線移動方向の停止位置を調整すると回転角も変わってしまい、直線移動の停止位置と回転角を正確に調整することが困難である、▲３▼歯車等の潤滑が必要でクリーン対応（クリーンルームで使用可能にすること等）が面倒等の問題がある。
【００１１】
本発明は、上記の点に鑑み、直線方向の移動動作を利用して反転動作を行うことが可能で、直線運動動作と反転動作が機械的にリンクしているため、容易に高速化が可能で、機構の簡素化、小型化、さらには原価低減、消費電力低減を図ることのできる移動反転方法及び機構を提供することを目的とする。
【００１２】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の移動反転方法は、回転レバー部とこれと一体に回転する反転ブロックとを有する回転部を、直線運動する移動ブロックに回転自在に設け、前記回転レバー部の一端部に固定カムに当接するカムフォロアを設け、前記移動ブロックと前記回転レバー部又は反転ブロックとの間にばねを設けて前記カムフォロアを前記固定カムに当接する向きに付勢し、かつ前記移動ブロックの直線運動方向に直交して前記回転部の回転中心を通過する線上にて前記ばねの一端を前記移動ブロック側に固定しておき、
前記移動ブロックの直線運動に伴い、前記固定カムの第１の変位曲面により前記回転レバー部を前記直線運動方向に略平行な向きから略直交する向きにまで回転させる反転動作の前半を実行後、
前記固定カムの第２の変位曲面により前記回転レバー部を同方向にさらに前記直線運動方向に略平行な向きにまで回転させて反転動作の後半を実行することで、反転動作を行なうことを特徴としている。
【００１４】
また、本発明の移動反転機構は、直線運動する移動ブロックと、該移動ブロックに支点軸を回転中心として反転自在に取り付けられた回転部と、前記移動ブロックの移動方向に平行に固定配置された固定カムとを備え、
前記回転部は、一端に前記固定カムに当接するカムフォロアを設けた回転レバー部と、該回転レバー部と一体に回転する反転ブロックとを有し、
前記移動ブロックと前記回転レバー部又は反転ブロックとの間にばねが設けられていて、前記カムフォロアを前記固定カムに当接する向きに付勢し、かつ前記移動ブロックの直線運動方向に直交して前記回転部の回転中心を通過する線上にて前記ばねの一端が前記移動ブロック側に固定されており、
前記移動ブロックの直線動作に伴い、前記カムフォロアが前記固定カムで駆動されて前記回転レバー部が反転動作を行い、
さらに前記固定カムが第１カムと第２カムとからなり、それら第１、第２カムの一方が反転動作の始点を、他方が該反転動作の終点を規定するものであって、それぞれ位置調整自在であることを特徴としている。
【００１６】
前記固定カムが前記移動ブロックの直線運動方向と平行な向き及び直交する向きに位置調整自在であるとよい。
【００１７】
前記反転ブロックにワークを保持するワーク保持部が設けられるとよい。
【００１８】
前記移動ブロックの一方の側にて前記回転レバー部が前記支点軸の一端に固着され、前記移動ブロックの他方の側にて前記反転ブロックが前記支点軸の他端に固着された構成としてもよい。
また、前記第１カムの第１の変位曲面を前記カムフォロアが通過し、反転動作の前半を完了した状態において、前記ばねの一端及び他端の固定位置と、前記支点軸の中心と、前記カムフォロアの中心とが、前記移動ブロックの直線運動方向に対し垂直方向に一列に配列される構成としてもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る移動反転方法及び機構の実施の形態を図面に従って説明する。
【００２０】
図１乃至図３で本発明に係る移動反転機構の実施の形態を説明する。これらの図において、移動ガイド１により移動ブロック２が直線的に摺動自在に支持されている。移動ガイド１には平行に駆動伝達部としてのボール螺子軸３が回転自在に支持されており、このボール螺子軸３は移動駆動源としてのモータ（電動機）４で回転駆動されるようになっている。移動ブロック２には図示しないがボール螺子軸３に螺合するボール螺子ナットが一体化されており、ボール螺子軸３の回転に伴い移動ガイド１に沿って直線運動としての上下運動を行う。
【００２１】
前記移動ブロック２には、回転レバー部２１と一体に回転する反転ブロック２２を有する回転部２０が枢支（回転自在に支持）されている。つまり、移動ブロック２に回転軸２３が軸支（軸受で支持）されており、この回転軸２３を支点軸として（回転中心として）回転するように反転ブロック２２の基端部及び回転レバー部２１の中間部が当該回転軸２３に固着されている。反転ブロック２２と回転レバー２１とは一体となって回転するようになっているか、当初から一体品として構成されている。また、反転ブロック２２の先端部には電子部品等のワーク１０を保持するワーク保持部２４が設けられている。ワーク保持部２４は例えば電子部品等のワーク１０を吸着保持する吸着ノズルである。
【００２２】
前記回転レバー部２１の先端部にはカムフォロアとしてのローラー２５が枢着され（回転自在に取り付けられ）、該ローラー２５が後述の第１及び第２固定カム３１，３２に当接するように付勢する引っ張りばね２６が、回転レバー部２１の基端部に固定のばねフック２７と移動ブロック２に固定のばねフック２８間に設けられている。
【００２３】
前記移動ブロック２の移動方向に平行に固定配置される固定カムとして、第１カム３１及び第２カム３２が移動ガイド１に沿って設けられている。つまり、第１カム３１及び第２カム３２は移動ガイド１の側面にカム取付部材３３，３４を介して取り付けられていて、移動ブロック２の直線運動方向（すなわち、上下方向）と平行な向き及び直交する向きに位置調整自在となっている。例えばボルト４１を緩めることで、カム取付部材３３に対するカム取付部材３４の上下方向位置を調整でき、ボルト４２を緩めることでカム取付部材３４に対するカム３１，３２の横方向の位置調整ができるようになっている。但し、カム３１，３２の位置調整手段としては多様な手段が採用可能である。
【００２４】
前記第１カム３１は第１の停留面３１ｂとこれに続く第１の変位曲面３１ａとを有し、第２カム３２は第２の変位曲面３２ａとこれに続く第２の停留面３２ｂとを有している。変位曲面３１ａ，３２ａは共に円弧状面等の曲面である。
【００２５】
なお、前記移動ブロック２に固定するばねフック２８は、移動ブロック２の直線移動方向に直交して回転軸２３を通過する線上に配置されることが望ましい。その理由は、図３（Ｂ）のようにカムフォロアとしてのローラー２５が第１、第２カム３１，３２間に入り込んだときに引っ張りばね２６のばね力が最小となり、それ以外のときはカムフォロアとしてのローラー２５を第１及び第２の変位曲面３１ａ，３２ａ及び停留面３１ｂ，３２ｂに当接させるのに十分なばね力を発揮できるようにするためである。
【００２６】
次に、図３を用いて実施の形態の動作説明を行う。
【００２７】
回転部２０が反転する前の状態において、下向きのワーク保持部２４は電子部品等のワーク１０を吸着保持し、移動ブロック２の上昇に伴って上昇していく。このとき、回転レバー部２１の先端部のカムフォロアとしてのローラー２５は図３（Ａ）の第１カム３１の第１停留面３１ｂに押し付けられながら転がっており、回転レバー部２１は未だ回転しない状態である。
【００２８】
移動ブロック２の上昇動作により、図３（Ａ）の第１カム３１の第１変位曲面３１ａにローラー２５が到達すると、反転動作の前半が開始され、ローラー２５は第１変位曲面３１ａに沿って押し付けられながら転がり、回転部２０（つまり回転レバー部２１、反転ブロック２２）は回転軸２３を回転中心として回転し始める。そして、ローラー２５が第１変位曲面３１ａを通過し終えた図３（Ｂ）では回転レバー部２１は９０°分の回転（反転動作の前半）を完了している。この時、ばねフック２７とバネフック２８及び回転軸２３、カムフォロアとしてのローラー２５のそれぞれの中心が、移動ブロック２の直線移動方向に対し垂直になるように構成することが望ましい。
【００２９】
更に、移動ブロック２が上方向に移動するとカムフォロアーとしてのローラー２５は第２カム３２の第２変位曲面３２ａに当接して規制され、ローラー２５は第２変位曲面３２ａに沿って押し付けられながら転がることで反転動作の後半が始まり、回転レバー部２１はさらに同方向に回転を行う。そして、図３（Ｃ）のようにローラー２５が第２変位曲面３２ａを通過し終えて第２停留面３２ｂに達すると、回転レバー部２１上のローラー２５の中心と回転軸２３の中心を結ぶ線が前記第２停留面３２ｂにより移動ブロック２の直線移動方向と平行になって、反転動作の後半が終わり、全体として１８０°の反転動作が完了する。
【００３０】
従って、反転ブロック２２に取り付けられたワーク保持部２４は図３（Ａ）では下向きであったものが、同図（Ｃ）では１８０°反転して上向きとなる。また、図３（Ａ）から（Ｂ）までの反転動作の前半にて移動ブロック２は高さＨ１だけ上昇し、図３（Ｂ）から（Ｃ）までの反転動作の後半にて移動ブロック２は高さＨ２だけ上昇するから、１８０°の反転動作の際に移動ブロック２はＨ１＋Ｈ２だけ上昇することになる。
【００３１】
さらに必要とあらば移動ブロック２を上昇させるが、以後カムフォロアとしてのローラー２５は第２カム３２の第２停留面３２ｂに当接するから、回転部２０、つまり回転レバー部２１、反転ブロック２２は図３（Ｃ）の姿勢を保って上昇する。
【００３２】
このように、移動ガイド１上を移動ブロック２が直線的に往復することで、回転部２０、つまり反転ブロック２２は移動ブロック２上で往復反転する。
【００３３】
この実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【００３４】
(1)  固定カムとしての第１、第２カム３１，３２とカムフォロアとしてのローラー２５とにより反転動作を行うため、移動ブロック２の直線運動を利用して高速で位置精度のよい１８０°反転動作が可能になる。
【００３５】
(2)  前記反転動作はカム３１，３２とカムフォロアーとしてのローラー２５で規制されていることからガタがなく、反転角度の精度を正確に保つことが可能となる。
【００３６】
(3)  それぞれのカム３１，３２は、移動ブロック２の直線運動方向と平行な向き及び直交する向きに位置調整自在としたので、回転部２０の反転動作の始点と終点の位置調整できる。
【００３７】
(4)  反転用のモータは不要であり、１軸分のモータ制御が不要となり設備を安価にできる。また、設備をコンパクトにでき、電力消費を抑えて省エネルギー化を図ることができる。
【００３８】
(5)  上下動作と反転動作の難しいタイミングを制御的にとる必要がないので、調整、保守作業が容易である。また、高速で、精度の高い上下運動、反転動作のそれぞれの位置決めが可能となる。
【００３９】
(6)  回転部２０の回転中心と吸着ノズル等のワーク保持部２４の先端位置をオフセットすることでワーク保持部２４の先端が反転動作に伴い水平方向にも移動できるので水平方向の移動時間の短縮になる。
【００４０】
上記実施の形態では、前記移動ガイド１上を摺動する移動ブロック２の移動平面に平行な面内で回転レバー部２１及び反転ブロック２２が回転する構成としてが、前記移動ガイド１上を摺動する移動ブロック２の移動平面に垂直な面内で回転レバー部及び反転ブロックが回転する構成としてもよい。この場合を、図４乃至図７の他の実施の形態で説明する。
【００４１】
図４乃至図７の実施の形態において、移動ガイド１上を摺動する移動ブロック２の移動平面に垂直な面に第１カム３１及び第２カム３２が設けられている。つまり、移動ガイド１の側面に第１カム３１及び第２カム３２が固定配置されている。移動ブロック２には、回転レバー部２１Ａと一体に回転する反転ブロック２２Ａを有する回転部２０Ａが枢支（回転自在に支持）されている。つまり、移動ブロック２に回転軸２３Ａが軸支（移動ブロックの移動平面に平行な面内でかつ移動方向に直交する向きに軸受で支持）されており、この回転軸２３Ａを支点軸として（回転中心として）回転するように回転レバー部２１Ａ及び反転ブロック２２Ａの基端部が当該回転軸２３の両側に固着されている。すなわち、移動ブロック２の一方の側にて回転レバー部２１Ａが回転軸２３Ａの一端に固着され、移動ブロック２の他方の側にて反転ブロック２２Ａが回転軸２３Ａの他端に固着され、これにより反転ブロック２２Ａと回転レバー２１Ａとは一体となって回転するようになっている。また、反転ブロック２２Ａの先端部には電子部品等のワーク１０を保持するワーク保持部２４が設けられている。
【００４２】
前記回転レバー部２１Ａの先端部にはカムフォロアとしてのローラー２５が枢着され（回転自在に取り付けられ）、該ローラー２５が前記第１及び第２固定カム３１，３２に当接するように付勢する引っ張りばね２６が、反転ブロック２２Ａに固定のばねフック２７Ａと移動ブロック２に固定のばねフック２８Ａ間に設けられている。
【００４３】
その他の構成は前述の図１乃至図３の実施の形態と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００４４】
図７（Ａ）の状態は回転部２０Ａが反転する前の状態を示し、同図（Ｂ）の状態は第１カム３１の第１変位曲面３１ａをローラー２５が通過し終えて回転レバー部２１Ａが９０°分の回転（反転動作の前半）を完了してい状態を示す。この時、ばねフック２７Ａとバネフック２８Ａ及び回転軸２３Ａが、移動ブロック２の直線移動方向に対し垂直な直線上に位置するように構成することが望ましい。図７（Ｃ）の状態は、ローラー２５が第２カム３２の第２変位曲面３２ａを通過し終えて第２停留面３２ｂに達し、回転レバー部２１Ａ上のローラー２５の中心と回転軸２３Ａの中心を結ぶ線が前記第２停留面３２ｂにより移動ブロック２の直線移動方向と平行になって、反転動作の後半が終わり、全体として１８０°の反転動作が完了した状態である。
【００４５】
この図４乃至図７の実施の形態の動作は、移動ガイド１上を摺動する移動ブロック２の移動平面に垂直な面内で回転レバー部２１Ａ及び反転ブロック２２Ａが回転する構成となっていること以外は図１乃至図３の実施の形態と同様であり、同様の作用効果が得られる。
【００４６】
なお、上記各実施の形態の説明は、移動ブロックが上下方向に直線移動するものとして、上下動作にともなう反転動作を説明したが、移動ブロックの直線移動方向は平面方向（水平方向）であっても、任意方向であっても同様である。
【００４７】
また、移動ブロックに直線運動を行わせるための駆動伝達部としてボール螺子軸を用いたが、駆動伝達部としてその他の機構を採用可能であることは勿論である。
【００４８】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電子部品等のワークを反転して実装する場合等において、移動ブロックの直線運動を利用して高精度の反転動作を行うことができ、直線運動の動作と反転動作が機械的にリンクしているため、高速でタイミングを取るモータ制御が不要で容易に高速化が可能となり、また保守、調整が簡単になる。また、反転動作のための駆動源となるモータやコントローラが不要になるので、機構を簡素化、小型化でき、コストダウンを図り、消費電力を抑えることができる等の長所がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る移動反転方法及び機構の実施の形態を示す正面図である。
【図２】同側面図である。
【図３】実施の形態の動作説明図である。
【図４】本発明の他の実施の形態を示す左側面図である。
【図５】同正面図である。
【図６】同右側面図である。
【図７】実施の形態の動作説明図である。
【図８】第１従来例の正面図である。
【図９】同側面図である。
【図１０】第２従来例の正面図である。
【図１１】同側面図である。
【符号の説明】
１  移動ガイド
２  移動ブロック
３  ボール螺子軸
４，５  モータ
６，２２，２２Ａ  反転ブロック
１０  ワーク
１１  ピニオン
１２  ラック
２０，２０Ａ  回転部
２１，２１Ａ  回転レバー部
２３，２３Ａ  回転軸
２４  ワーク保持部
２５  ローラー
２６  引っ張りばね
２７，２７Ａ，２８，２８Ａ  ばねフック
３１，３２  カム
３１ａ，３２ａ  変位曲面
３１ｂ，３２ｂ  停留面
３３，３４  カム取付部材
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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