(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一文字状の中央スリットと、中央スリットの長手方向の両側に外方向に開いて対称的に設けたコの字形のスリットとから成り、これらスリットを通じ吸着した電子部品を支承する支持部が、電子部品吸着ノズルの中心軸の方向に突出した４つの支持脚から成り、いずれも鋭角部分を有することなくほぼ方形状に形成されている開口を有することを特徴とする電子部品吸着ノズル。
【請求項２】
前記４つの支持脚は、ほぼ同程度の幅と長さを有している請求項１に記載の電子部品吸着ノズル。
【請求項３】
前記４つの支持脚による支持部とこの支持部間で対向する電子部品を吸着する吸着部とが前記中心軸まわりに、交互にかつほぼ均等に分散して配置された請求項１又は２に記載の電子部品吸着ノズル。
【請求項４】
前記４つの支持脚は、矩形状電子部品の４辺を支持する請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子部品吸着ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子部品装着機に使用する電子部品吸着ノズルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品装着機には、所要の電子部品を吸着し、回路基板の所定個所に装着するための電子部品吸着ノズルが用いられている。
【０００３】
従来、電子部品吸着ノズルとしては、超硬金属製のノズルの先端に例えば図５のような形状のノズル開口７１を形成したものが用いられている。このような電子部品吸着ノズルは前記ノズル開口７１を形成した後、先端の吸着面にダイヤモンドコーティングを施して、耐磨耗性と着磁防止機能を付与している。
【０００４】
このノズル開口７１は、図５に示すように中央スリット７２とスリット７２の中央から左右に対称的に放射状に延びたＶ字形スリット７３、７４から形成され、中心軸Ｘ、Ｙにそれぞれ対称であり、電子部品に吸着力の作用する吸着部分と電子部品を受け止める支持部分とが交互にかつ均等に分散配置された構成を有しており、部品の大小や、吸着位置ずれにも対応することができた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の吸着ノズルは、放射状に形成したスリットによりノズル開口７１が構成されているため、吸着時に電子部品を受け止める支持部が自ずから鋭角形状となり、鋭角形状の尖端部に欠けが生じやすいと云った圧縮強度上の問題がある。具体的には、二点鎖線枠５０を吸着する最小な電子部品とすると、電子部品５０に吸着力が作用するのは図のドットを付加した領域Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎであり、この電子部品５０にかかる吸着力は図の斜線を付加して示した鋭角形状の支持部７５〜８０で受け止められ、基板への部品装着時にはこの鋭角形状支持部にさらに大きな圧縮力が負荷されるので、高硬度材に欠けを生じ易い。
【０００８】
本発明の目的は、加工性と耐久性にすぐれた電子部品吸着ノズルを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するため、本発明の電子部品吸着ノズルは、一文字状の中央スリットと、中央スリットの長手方向の両側に外方向に開いて対称的に設けたコの字形のスリットとから成り、これらスリットを通じ吸着した電子部品を支承する支持部が、電子部品吸着ノズルの中心軸の方向に突出した４つの支持脚から成り、いずれも鋭角部分を有することなくほぼ方形状に形成されている開口を有することを主たる特徴とするものである。
【００１０】
前記４つの支持脚は、ほぼ同程度の幅と長さを有したものとすることができる。
【００１１】
また、上記に加え、さらに、前記４つの支持脚による支持部とこの支持部間で対向する電子部品を吸着する吸着部とが前記中心軸まわりに、交互にかつほぼ均等に分散して配置されたものとしたり、前記４つの支持脚は、矩形状電子部品の４辺を支持するようにしたりすることもできる。
【００１２】
【作用】
本発明の電子部品吸着ノズルの上記主たる特徴の構成では、ノズル孔のノズル開口の形状が、一文字状の中央スリットと、中央スリットの長手方向の両側に外方向に開いて対称的に設けたコの字形スリットとから成り、これらスリットを通じ吸着した電子部品を支承する支持部が、電子部品吸着ノズルの中心軸の方向に突出した４つの支持脚から成り、いずれも鋭角部分を有することなくほぼ方形状に形成されているので、吸着部分と支持部分との分散配置による部品吸着の安定性を損なわずに、部品支持部を鋭角部のないほぼ方形状として、開口部に欠けの生じにくい耐圧縮性に優れたノズルが得られる。また、吸着口に鋭角部分、とくに細かい鋭角部分がないので、加工性は良好である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による電子部品吸着ノズルの製造工程の説明図である。これについて、概略を説明する。
【００１５】
（ａ）超硬金属のノズルパイプ４の先端にダイヤモンドチップ２を固着して成るノズル棒１の他端（基部）を所定の径に細く削成して、シャンク５と接続するための接続部４１を形成する。ダイヤモンドチップ２としては、細かい粒状のダイヤモンドをバインダーにより、たとえば２ｍｍ前後の厚みに固めたものが使用されている。
【００１６】
（ｂ）ノズル棒１の接続部４１をシャンク５の一端に設けられた接続用孔に挿入し、両者の突き合わせ部分を接着等により接続する。これにより、ノズル棒１とシャンク５とが一体に接続され、かつノズルパイプ４とシャンク５に予め設けられているエア流れ用孔が接続される。なおシャンク５の他端（図では下端）には、電子部品装着ヘッド（図示せず）に装着するための装着部６が予め設けられている。
【００１７】
（ｃ）ノズル棒１の先端部付近を角切加工し、ノズル吸着口に必要な形状と寸法に適合した断面形状と大きさのノズルブロック３を形成する。ノズルブロック３の断面は、吸着対象電子部品の寸法にもよるが、微小部品用の場合、たとえば、１．２ｍｍ×１．５ｍｍ程度の大きさとなる。ダイヤモンド、超硬合金等の超硬材料にしかもかなりの微細加工を施す必要があるので、ワイヤ放電加工を用いることが好ましい。次の（ｄ）、（ｅ）工程についても同じである。
【００１８】
放電加工では、絶縁性の加工液中で微小間隙をおいて、工具電極と工作物との間に１００ｖ前後の電圧を印加してパルス状にアーク放電させ、放電による両者の溶融、気化および、これによる衝撃圧により、工作物にクレータを生じさせ、超硬金属、ダイヤモンド等を精度良く加工でき、また加工時に働く力が小さく、熱影響が少なく、複雑形状の加工が容易であり、自動化もし易く、上記の加工に好適である。ワイヤ放電加工は、電極として金属細線を用いるものであり、上記の微細加工に効果的である。
【００１９】
（ｄ）ダイヤモンドチップ２の中心に、ワイヤ放電加工により、中心軸Ａの方向の中心孔を形成する。これにより、ノズル棒１全体を通る貫通孔ｐが形成される。なおノズル棒１の超硬度金属として中心孔を有しない棒材を用いた場合には、この工程により、棒材自体にも中心孔を形成することができる。
【００２０】
（ｅ）ダイヤモンドチップ２に、ワイヤ放電加工により、所定形状のノズル開口１１を持ったノズル孔１０を形成する。ノズル孔１０は、シャンク５に予め設けられている空気流れ孔（図示せず）と繋がり、ノズル棒１全体の吸引エア通路となる。
【００２１】
なお、上記ａ）〜ｅ）の工程の順序は一部変更することができるが、精度維持のため、ノズル孔形成工程（ｅ）は最終であることが望ましく、またワイヤ放電加工を用いる工程は、生産効率上連続させる方が望ましい。
【００２２】
上記の製造方法により、電子部品吸着ノズル７の製造時にノズル先端にダイヤモンドコーティングを施す必要が無くなり、製作が容易となり製作時間が短縮されるとともに、歩留りが向上し、その結果製造コストは約３０〜４０％程度低減された。
【００２３】
図２は、図１の方法により製造された本発明の１実施形態の電子部品吸着ノズル７のノズル棒１の部分の拡大図であり、ダイヤモンドチップ２がノズルブロック３の先端に固着されている。ノズルブロック３はノズルパイプ４の先端にダイヤモンドチップ２と共に形成され、ノズル棒１の下部は図１に示すように、シャンク５に固着されている。
【００２４】
電子部品吸着ノズル７の先端付近にはノズル孔１０のノズル開口１１が形成され、長方形のノズル吸着面２０に開口している。
【００２５】
図３は、本発明の１実施形態の電子部品吸着ノズル７の先端開口面の平面図であり、ノズル先端を構成するダイヤモンドチップ２、従ってノズル吸着面２０は、長方形状を有する。ノズル孔１０のノズル開口１１はノズル吸着面２０の長方形の中心線Ｘ、Ｙにそれぞれ対称であり、電子部品吸着ノズル７の中心軸Ａに点対称の形状を有している。
【００２６】
ノズル開口１１は、具体的には、一文字状でやや細長の中央スリツト１２と、中央スリツト１２の長さ方向の両側に外方向に開いて、中心線Ｘ、Ｙにそれぞれ対称に設けられたコの字形スリット１３、１４から成っている。一方、吸着した電子部品５０を支承するための支持部は、電子部品吸着ノズル７の中心軸Ａの方向に突出した支持脚２１、２２、２３、２４から成り、いずれもほぼ方形状に形成されて、鋭角部分を有することなく、またほぼ同程度の幅と長さ、面積を有している。なお、ノズル開口１１の外向き部分の角はほぼ円形に形成されている。
【００２７】
上記構成においては、Ｘ、Ｙ２軸方向について、電子部品５０を支承すべき支持部分と吸着すべき吸着部分とが交互にかつほぼ均等に分散して配置されている。例えばＹ軸方向にみると、中央部では、支持脚２３−中央スリット１２による吸着部分−支持脚２４の如く交互にほぼ均等に分散して配置され、また中央の左側部分でも、外枠支持部−吸着部分１３１−支持脚２１−吸着部分１３２−外枠支持部分のように、両者が交互に且つほぼ均等に分散して配置されている。中央の右側部分、およびＸ軸方向についても、同じである。
【００２８】
二点鎖線枠の電子部品５０は、ノズル吸着面２０に吸着された最小な電子部品５０の１例であり、電子部品吸着ノズル７の吸着位置、支持位置、電子部品５０との相対関係を示している。この関係において、ドットを付加して示した部分Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇは電子部品５０の表面に吸着力が作用する吸着位置、斜線を付加して示した部分Ｓ、Ｔ、Ｕ、Ｖ及び外枠部分は電子部品５０を支承する支持位置に該当し、ノズル吸着面２０上において、吸着位置と支持位置とが図３に示すように中心軸Ａのまわりに交互にかつほぼ均等に分散配置された状態となっており、この関係が図にも明確に示されている。吸着位置と支持位置とのこの関係は、破線枠の電子部品５０より多少小さい場合、十分大きい場合（例えばノズル端面と同じ大きさの場合）でも、また吸着の角度が中心軸のまわりに若干回転している場合でも、ほぼ維持される。
【００２９】
またノズル開口１１の輪郭が電子部品５０の輪郭よりはみ出す場合には、はみ出し部分からの吸引エアの抜けが生じるが、図２の場合この抜けの生じる範囲（ノズル開口１１の輪郭内の白い部分）も電子部品５０の４隅に均等に分散され、電子部品５０を正常位置にかつ正常な向きに安定して吸着するのに役立つ。
【００３０】
図４に、本発明の製造方法および構成による電子部品吸着ノズル７（Ｎｏ．１）と従来の電子部品吸着ノズル（Ｎｏ．２）とのノズル性能を比較して示した。図４に示されるように、本発明の電子部品吸着ノズル７によれば、上記の製造方法および中央スリット１２と、中央スリット１２の長手方向の両側に対称的に設けたコの字形のスリット１３、１４から成るノズル開口１１を有する電子部品吸着ノズル７を構成することにより、吸着性能が総合的に格段に向上した。
【００３１】
例えば、圧縮強度は、図５の従来品の９６．９Ｋｇから１５３．０Ｋｇと約１．６倍に高められ、またエッジ部耐磨耗性も一段と向上し、その結果ノズル寿命については、従来の３〜１０倍に向上し、１個のノズルで１０００万個程度の部品吸着が可能となる場合もあった。
【００３２】
また、吸着力も十分であり、エアー流れは均一であった。
【００３３】
また立ち吸着優位性の点でも改善が得られた。即ち、部品に対する吸着位置分布と支持位置分布とが偏ることなく、吸着面上で交互にかつほぼ均等に分散しているので、部品吸着位置が若干ずれても正常な姿勢で吸着することができる。
【００３４】
したがつて、本発明によれば、ノズルの製造、使用面での経済性が向上するとともに、また上記の従来のノズルの弱点であったエッジ部磨耗性、圧縮強度等の問題が解消されて、安定な吸着性能を長く維持でき、耐久性にすぐれた電子部品吸着ノズルを構成することが可能となった。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、吸着部分と支持部分との分散配置による部品吸着の安定性を損なわずに、部品支持部に鋭角部がなく欠けの生じにくい耐圧縮性に優れ、しかも、吸着口に鋭角部分、とくに細かい鋭角部分がないので加工性は良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電子部品吸着ノズルの製造工程の１例図。
【図２】本発明の１実施形態の電子部品吸着ノズルの要部構成図。
【図３】本発明の１実施形態の電子部品吸着ノズルのノズル開口の平面図。
【図４】本発明の電子部品吸着ノズルと従来のノズルとのノズル性能比較図。
【図５】従来の電子部品吸着ノズルのノズル開口の構成例図。
【符号の説明】
１    ノズル棒
２    ダイヤモンドチップ
４    ノズルパイプ
６    装着部
７    電子部品吸着ノズル
１０    ノズル孔
１１    ノズル開口
１２    中央スリット
１３  １４    コの字形スリツト
２０    ノズル吸着面
５０    電子部品
Ａ    中心軸
Ｂ〜Ｇ    吸着位置
Ｓ〜Ｖ    支持位置
【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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