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技術 移動反転方法及び機構

出願人 TDK株式会社
発明者 水野亨小野関善宏
出願日 2000年7月4日 (20年5ヶ月経過) 出願番号 2000-201864
公開日 2002年2月5日 (18年10ヶ月経過) 公開番号 2002-036036
状態 特許登録済
技術分野 自動組立 ウエハ等の容器,移送,固着,位置決め等 ボンディング ウエハ等の容器、移送、固着、位置決め等
主要キーワード 直線移動動作 反転ブロック 直線運動方向 移動駆動源 バネフック 上下ヘッド 移動ヘッド 直線移動方向
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図面 (12)

課題

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。

解決手段

直線運動する移動ブロック2に、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を枢支し、前記回転レバー部21の一端部に固定カム31,32に当接するカムフォロアを設けておき、前記移動ブロック2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21を前記直線運動方向に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回転させて反転動作の後半を実行する。

概要

背景

電子部品等のワーク供給装置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実装装置等がある。

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。

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。

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。

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。

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。

概要

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。

直線運動する移動ブロック2に、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を枢支し、前記回転レバー部21の一端部に固定カム31,32に当接するカムフォロアを設けておき、前記移動ブロック2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21を前記直線運動方向に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回転させて反転動作の後半を実行する。

目的

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。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

直線運動する移動ブロックに、回転レバー部と一体に回転する反転ブロックを有する回転部を枢支し、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回転させて反転動作の後半を実行する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う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、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又は3記載の移動反転機構。

請求項5

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2,3又は4記載の移動反転機構。

請求項6

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2,3,4又は5記載の移動反転機構。

技術分野

0001

本発明は、電子部品等のワークの供給装置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。

背景技術

0002

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。

発明が解決しようとする課題

0008

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ステッピングモータ等を持つことになる。この場合、機構部が大きくなる、サーボモータやコントロール部が高価なものになる、駆動源が2つであるため消費電力が多くなる、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、歯車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、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、歯車等の潤滑が必要でクリーン対応(クリーンルーム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。

課題を解決するための手段

0013

上記目的を達成するために、本発明の移動反転方法は、直線運動する移動ブロックに、回転レバー部と一体に回転する反転ブロックを有する回転部を枢支し、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回転させて反転動作の後半を実行する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うことを特徴としている。

0015

前記移動反転機構は、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、位置調整自在であるとよい。

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。

発明を実施するための最良の形態

0019

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。

発明の効果

0049

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

0050

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。

--

0051

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

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