反転ユニット

【課題】回転駆動用のモーターを１個として構造を簡素にし、かつ、ワークの反転を高速で行える反転ユニットの提供。
【解決手段】ヘッド５とヘッドの回転機構３及び１個のカム部材４を備え、ヘッド５は、前端部に貫通したワーク配置孔１４を有するワーク収納部材１１とこれの上下両面にそれぞれ配置され、前後に移動してワーク配置孔１４を開閉できるフィンガー１２，１３とを備え、回転機構３はモーター６により、ヘッド５を正転位置、反転位置とする構造であり、カム部材４は固定位置にあって、ヘッドの回転機構３によりワーク収納部材１１の両面のフィンガー１２，１３を交互に前後移動させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体チップなどの微小部品（ワーク）を表裏反転させる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器関連の表面実装部品のコンデンサ・抵抗・トランスなどの受動部品やトランジスタなどの半導体部品、小形電池、その他さまざまな微小部品について、表裏反転を必要とする作業は多い。例えば、表面で測定（検査）を行った後、裏面でも測定を行う、表面の検査をして表裏反転し、梱包（エンボステープへのテーピング）を行う、表面に加工をし、ついで裏面にも加工を施す、などである。このような場合にＰＰＵ（ピックアンドプレースユニット）などと共に反転ユニットが用いられる。
従来の反転ユニットについてみると、特許文献１のように、２個の反転ヘッドによる受け渡し方式が主である。また、先願として特願２００４−２９２７６５号（特許文献２）を出願済みである。
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−１１５６８７号公報
【特許文献２】特願２００４−２９２７６５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の受け渡し方式では、２個のヘッドをタイミングよく駆動する機構、ワークを受け渡しするためのタイミングを合わせたエア機構を必要として構造が複雑である上、ワークを受ける位置とこれを反転したワークを渡す位置が異なる。このため、ＰＰＵの先端作業部を移動させたり、反転ヘッドの先端作業部を移動させたりする必要がある。また、ワークを保持したヘッドの回転やエアによるワークの押し込みと吸い込みのタイミングを常に監視していないと、受け渡しミスの生じることがある。さらに、エア回路は応答にロス時間を見込む必要があり、反転操作を高速化するときに支障を生じることがある。
【０００５】
先願である特願２００４−２９２７６５号の発明は、ヘッドと間欠駆動機構及び制御機構を備えたユニットであって、前端部にワーク配置孔を有するワーク収容部材とワーク配置孔の両面を開閉できるフィンガー（蓋部材）とでヘッドを構成し、第１のステッピングモーターによる間欠駆動機構でヘッドを正転、反転させ、これと同時に、第２のステッピングモーターによる制御機構でフィンガーの開閉を制御する構造である。これにより、ワークをワーク配置孔に収容してフィンガーで閉じ、ついで、ヘッド全体を回転して内部のワークを反転させ、取り出す構造である。
【０００６】
先願の構造は、ヘッドの回転とフィンガーの作動をそれぞれのステッピングモーターで行うので、ヘッドの回転位置とフィンガーの開閉作動のタイミングをいろいろと組み合わせることができるなど、自由度が高く，その分用途が広い利点がある。また、ワークの反転がヘッドの回転軸を中心に行われることから、反転によってワークの位置（中心位置）が変化せず、反転のためにワークを納めたり、取り出したりする操作が簡素化される利点がある。
【０００７】
しかし、ヘッドを回転するための間欠駆動機構とフィンガーの開閉を行う制御機構とが合わさって機構が複雑である。さらに、制御面の設定なども負担が大きいなどの難点がある。
この発明は、ワークの反転そのものには、格別なタイミングの設定が要求されず、ワーク反転のための機構が簡素で、かつ、反転作動（１８０°の回転）を高速化できる反転ユニットの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
正転、反転されるヘッドのワーク収納部材前端部にワーク配置孔を設け、これをワーク収納部材の両面に沿って前後に移動するフィンガーで開閉する。ワーク配置孔が開かれているときにワークを出し入れし、ヘッドが回転してワークを反転するときはフィンガーによりワーク配置孔が閉じられているようにする。ヘッドの回転をステッピングモーターで行い、このモーターの回転を利用してカムにより両面のフィンガーを開閉する。
【発明の効果】
【０００９】
ワークの転回を同一個所で行えるので、ワークの受け入れと取り出しを省スペースで行える。
同一個所で転回できるので、ＰＰＵなどの先端作業部の移動を単純な一方向とでき、ＰＰＵなどの制御や機構を簡単なものとできる。
ワーク配置孔はワークの形状に合わせ、内部で回転が生じない貫通孔でよく、通常単純な形態となるので加工が容易であり、反転ユニットのコストダウンを図ることができる。
ヘッドの回転とフィンガーの作動を１個のモーターで行うので機構が簡素であり、反転作動を高速化できる。
フィンガーの動作がカム曲線によるので、動作が高速でもシリンダーによる場合のように動き出し、停止の際にショックがないので、ショックに起因するワークの飛び出しなどがない。
受け渡しにエア回路を用いないので、制御にエア応答のロス時間を見込む必要がなく、ワークの反転作動を高速化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
ヘッドとヘッドの回転機構及び１個のカム部材を備えたものとする。ヘッドは、前端部に貫通したワーク配置孔を有するワーク収納部材とこれの両面に配置され、前後に移動してワーク配置孔を開閉できるフィンガーとを備える。ステッピングモーターなどで駆動される回転機構により、ヘッドを正転位置、反転位置とする。カム部材は、固定位置にあって、ヘッドの回転にともなってフィンガーが回転することにより、フィンガーを交互に前後移動させる。これにより、ワーク配置孔を開閉させる。
【実施例１】
【００１１】
図１は、反転ユニット１の全体を機構的に示している。反転ユニット１は、機体２と回転機構３、１個のカム部材４及びヘッド５を備える。
回転機構３は、ステッピングモーター６と回転軸7とからなり、ステッピングモーター6は、円筒形をした機体２の後端（底部）外面に固定され、回転軸７は、機体２を貫通して前後方向（図1の左が前、右が後）に配置され、前後のベアリング８，９で回転可能に軸支されている。回転軸７の後端はステッピングモーター６の出力軸と連結されている。
【００１２】
カム部材４は、この実施例において円筒溝カムであり、円筒の周面にカム曲線に沿った溝を形成してある。円筒面に沿って形成されるカム溝は連続し、かつ、閉じた１本の曲線であり、その展開図（カム割付表）は図２（イ）のとおりである。図２（ロ）は、カム割付表の角度とワーク収納部材１１（後述）の姿勢を対応させたものである。図２（ロ）では０°の状態にあり、右回りに回転する。ワークｗがワーク収納部材１１の先端部に収容さている。
カム部材４は、回転軸７へ同軸に嵌合され、後端を機体２の後端内面にボルト１０により固定されている。回転軸７の後方を軸支するベアリング１０はこのカム部材４に取り付けられ、カム部材４が機体２に固定されることで回転軸７が機体２に軸支されている。
【００１３】
ヘッド５は、ワーク収納部材１１と第１のフィンガー１２及び第２のフィンガー１３を有する。ワーク収納部材１１は、この実施例において平らな板体であり（図３）、前端部に図１において上下方向に貫通したワーク配置孔１４が形成され、後端が中央結合部材１５で前記の回転軸７の前端に固定されている。ワーク収納部材１１の長手方向中心軸線は幅方向、厚み方向ともに、回転軸７の軸線に一致させてある。
【００１４】
第１のフィンガー１２は、図１においてワーク収納部材１１の上面側にあって、ワーク収納部材１１の上面に摺接して前後に移動可能とされており、第２のフィンガー１３は同下面にあってワーク収納部材１１の下面に摺接して前後に移動可能とされている。第１、第２のフィンガー１２，１３は蓋部材であって、これは前方へ移動したとき、前記のワーク配置孔１４を覆って閉じ、後方に移動したときはワーク配置孔１４を開放して開く。第１のフィンガー１２は、回転軸７と平行に配置された前結合部材１６と後結合部材１７によりカム部材４と連携され、第２のフィンガー１３も、同様に前結合部材１８と後結合部材１９によりカム部材４と連携されている。
【００１５】
前結合部材１６は、前端に第１のフィンガー１２を固定するとともに、後端が後結合部材１７に固定されている。同様に、前結合部材１８は、前端に第２のフィンガー１３を固定するとともに、後端が後結合部材１９に固定されている。そして、後結合部材１７と１９は、それぞれ、中間部で回転軸７の上下位置に固定したリニアガイドのスライドプレート２０，２１に固定され、後端にカムフォロア２２，２３を有している。カムフォロア２２，２３は縦軸のローラー構造であり、ローラー部分がカム部材４のカム溝２４（図３）に嵌め込まれる。カム溝２４は閉じた１本のもので、前記のカム割付表に沿って形成されており、カムフォロア２２と、カムフォロア２３は、上下位置、すなわち、１８０°の位相差をもってカム溝２４と関連している。
【００１６】
一方、後結合部材１７，１９は軸支部材２５を貫通してスライド可能に配置されている。軸支部材２５は回転軸７と一体の部材であり、機体２との間に前記のベアリング８を介して回転可能に取り付けられている。すなわち、回転軸７の前部は、軸支部材２５を介してベアリング８により回転可能に機体２へ取り付けられている。
【００１７】
ステッピングモーター６が駆動されると、ヘッド５が回転する。これにともない、カム部材４との連携によって、第１、第２のフィンガー１２，１３が１８０°の位相差をもって前後に移動してワーク配置孔１４を開閉する。ステッピングモーター６の回転は、ヘッド５のワーク配置孔１４が水平となる０°と１８０°の位置で一時停止する間歇回転に設定する。なお、ワークｗを高速で反転する必要のないときは、連続回転とすることもある。このような場合、ステッピングモーター６は通常のＤＣモーターであってもよい。
【００１８】
したがって、例えば、図４のように、ワーク収納部材１１が水平で、ワーク配置孔１４が水平となっており、かつ、第１のフィンガー１２が開き位置（後端）にあってワーク配置孔１４を開き、第２のフィンガー１３が閉じ位置（前端）にあってワーク配置孔１４の底を形成しているとき（回転角度０）に、上方からＰＰＵなどでワークｗをワーク配置孔１４に収め、ＰＰＵが上方へ退避した後、ヘッド５が回転されて第１のフィンガー１２が前方に移動してワーク配置孔１４を閉じた後（図５、回転角度９０°）、さらに、ヘッド５が回転されてワークｗを反転し、回転角度１８０°では上方位置となった第２のフィンガー１３が開き位置にあるので（図６）、ＰＰＵで反転されたワークｗを取り出す。回転角度１８０°〜２７０°及び２７０°〜３６０°（０°）の場合も、同様である。したがって、ヘッド５の１回転で２個のワークｗを受け入れ、反転することができる。
【００１９】
ヘッド５の回転角度とカム部材４による第１、第２のフィンガー１２，１３の位置について具体的にまとめると下記の表となる。この作動は図２のカム割付表と一致する。
【００２０】
【表２】

【００２１】
以上は、１つの実施例である。ヘッド５の回転角度とカム部材４によるワーク配置孔１４の開閉の関係はカム割付表の範囲で変更することができる。例えば、ワークｗの収納と取り出しを行う位置（第１のフィンガー１２がワーク配置孔１４を開く位置）をワーク配置孔１４が垂直となっている位置とすることもできる。
したがって、請求の範囲を含め、この明細書において、第１、第２のフィンガーの位置を上、下としているのは、説明上で相互の位置関係を明確にするためであって、具体的に上下に限定されるものではない。
第１、第２のフィンガー１２，１３によるワーク配置孔１４の開閉は、前後移動ではなく、水平な回転によって開閉させることもできる。
円筒溝カムのカム溝は第１、第２のフィンガーそれぞれに分離したものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】全体の機構を概略で示した側面図
【図２】（イ）カム割付表、（ロ）割付位置とワーク収納部材の姿勢を示す図
【図３】要部を取り出して示した斜視図（一部を破断）
【図４】作動の状態を示した要部の斜視図（ヘッド回転角度０°）
【図５】作動の状態を示した要部の斜視図（ヘッド回転角度９０°）
【図６】作動の状態を示した要部の斜視図（ヘッド回転角度１８０°）
【符号の説明】
【００２３】
１反転ユニット
２機体
３回転機構
４カム部材
５ヘッド
６ステッピングモーター
７回転軸
８ベアリング（前）
９ベアリング（後）
１０ボルト
１１ワーク収納部材
１２第１のフィンガー
１３第２のフィンガー
１４ワーク配置孔
１５中央結合部材
１６前結合部材（第１のフィンガー）
１７後結合部材（第１のフィンガー）
１８前結合部材（第２のフィンガー）
１９後結合部材（第２のフィンガー）
２０スライドプレート（第１のフィンガー）
２１スライドプレート（第２１のフィンガー）
２２カムフォロア（第１のフィンガー）
２３カムフォロア（第２のフィンガー）
２４カム溝
２５軸支部材

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドとヘッドの回転機構及び１個のカム部材を備え、ヘッドは、前端部に貫通したワーク配置孔を有するワーク収納部材とこれの上下両面にそれぞれ配置され、前後に移動してワーク配置孔を開閉できるフィンガーとを備え、回転機構はモーターにより、ヘッドを正転位置、反転位置とする構造であり、カム部材は固定位置にあって、ヘッドの回転機構によりワーク収納部材両面のフィンガーを交互に前後移動させてワーク配置孔を交互に開閉させるカム溝を有していることを特徴とした反転ユニット。
【請求項２】
カム部材は円筒の周面に前記のカム溝を形成した溝カムであって、ヘッドの回転軸と同軸であるが固定して配置されており、ヘッドの回転に関して１８０°の位相差を持った位置にフィンガーを溝カムに連携させるカムフォロアが配置されていることを特徴とした請求項１に記載の反転ユニット。
【請求項３】
回転機構によるヘッドの回転位置とフィンガーの前後移動のタイミングを、ワーク配置孔が水平であるとき、上位置にあるフィンガーが後退してワーク配置孔を開くものであることを特徴とした請求項１または２に記載の反転ユニット。
【請求項４】
カム溝の割り付けを回転機構によるヘッドの回転位置との関係で下記の表に拠ったものとしたことを特徴とした請求項１〜３のいずれかひとつに記載の反転ユニット。
【表１】