专利名称：电子元件安装装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用来将电子元件安装到底板上的电子元件安装装置，更具体地涉及作为该电子元件安装装置一部分的转动驱动器以及处理布线问题的方法。
背景技术：
下面结合图4来描述一个常规的电子元件安装装置100的构造。
旋转体1相继地将各种电子元件以不同的安装方向安装到底板的预定位置上。旋转体1通过一个第一驱动连接装置2与驱动器3相连，并且设计成能使驱动器3驱动旋转体1转动一个预定角度的往复量。驱动器3固定在一个图中未表示的如框架之类的固定结构上。
在旋转体1的底部设有一个元件安装部件18，该安装部件18通过耦合轴17与驱动器19相连，该耦合轴17能够在垂直及转动两个方向上滑动。元件安装部件18被设计成在将一个电子元件安装到底板的预定位置上时能够独立于旋转体1而作一个预定行程的上下位移。
第一驱动连接装置2包括一个装在驱动器3转动轴上的驱动盘4，一个装在耦合轴17上的被驱动盘5，以及一个环绕在驱动盘4和被驱动盘5上并伸展在其间的驱动皮带6。
引线8是装在旋转体1中的一个诸如传感器那样的电子元件的引线。引线8的走线方式为引线8沿着形成为类似碟形导向盘9的外部延伸，并以一个紧固件10将引线8的末端固定旋转体1的上端上。引线8的这个固定位置称作“固定点A”。在引线8的一个中间位置上引线8附着在一个活动块13上，该安装位置称作“中间支承点B”。
活动块13附着在滑块16上。滑块16支承在往复运动导条14上。往复运动导条14设计成可导引滑块16沿着直线路径15作朝着旋转体1或背着旋转体1的运动。换句话说，滑块16具有能进行往复运动的结构。活动块13的上端通过第二驱动连接装置20与驱动器3相连。该驱动连接装置20配置成与往复运动导条14的方向一致。
该第二驱动连接装置20包括一个装在驱动器3转动轴上的驱动盘21、一个装在本安装装置主体的转轴上的被驱动盘22，以及一个环绕驱动盘21和驱动盘22并伸展其间的驱动皮带23。
活动块13和驱动皮带23相连。因此，当驱动器3运转时，旋转体1便由于第一驱动连接装置2的皮带动而旋转，而活动块13则由于驱动皮带23的皮带动而与旋转体1的旋转同步地沿着直线路径15运动，该驱动皮带23是第二驱动连接装置的一部分。
引线8的另一端固定在一个固定块27上，该固定块27则固定在本安装装置的主体上，该固定位置称作“固定点C”。
从固定点A到中间支承点B之间引线8形成为一段引线8，这一段引线称作“直段30”。从中间支承点B到另一个固定点C之间引线8形成为可伸缩的螺旋状，这一段引线称作“线圈段31”。因此，当活动块13沿着直线路径15运动时，由中间支承点B的运动而造成的中间支承点B与另一个固定点C之间的距离变化便可由线圈段31来吸收。此外，引线8还有另一个直段，该直段位于固定点C之外。
尽管如此，常规电子元件安装装置还是存在下列问题一是为了减少电子元件安装装置的循环时间就要增加驱动器3的转速，或是换句话说，为了改变电子元件的安装方向旋转体1要进行转动，为了减少旋转体1转动所需的时间就要增加其旋转速度。然而，在转速增加情况下，环绕驱动盘4和被驱动盘5并伸展其间的驱动皮带6上所作用的拉紧力就要增加，因此驱动皮带的寿命会明显缩短。
另外，驱动皮带6张紧绕在主驱动盘4与被驱动盘5之间，由于驱动盘4、被驱动盘5和驱动皮带6之间的接触区域上的作用力增加，就可能出现打滑或齿啮合错位现象。
另外，由于旋转加速度或负加速度增加，当旋转体1停止时所伴随的残余振动会增加。该残余振动会引起许多问题，包括元件安装定位精度的下降关于装在旋转体1中的电子元件的引线8，它具有一个通过线圈段31(卷曲段)吸收中间支承点B和固定点C之间的距离变化量，这一距离变化是由在旋转体1旋转时中间支点B运动引起的。然而，当旋转体1的转速增加时，作用在中间支承点B及固定点C固定部位附近的引线8上的负荷便增加。此负荷之所以增加是因为旋转体1的转速增加使得中间支承点B的运动速度增加，从而使得线圈段31的伸缩速度增加。
由于振动和线圈段31的伸缩速度的增加，线圈段31伸缩时线圈的各圈之间的接触力会增加，就会使引线8的寿命缩短。
另外，为了使旋转体1转动，必须除驱动器3之外还提供驱动连接装置2，并且为了处理引线8的布线问题必须设有引线整理装置，这就会使设备的尺寸及元件数目增加并导致费用增加。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种电子元件安装装置。该装置中的旋转体在安装电子元件过程的转动时间可以缩短，从而可以使引线的寿命可以增加，并可使其结构简化、费用降低、尺寸减小。
本发明的第一方面提供一个电子元件安装装置，该装置包括一个旋转体、一个电子元件安装部件、和一个用于沿所述旋转体的轴向驱动的元件安装部件的驱动器和耦合轴，所述元件安装部件将一个电子元件通过所述旋转体的旋转按预定方向安装在底板上，并在旋转体的轴向方向驱动所述元件安装部件以便固定该电子元件，该电子元件固定装置还包括一个空心电机，该空心电机具有一个形成有一个空心内部的空心旋转轴，该空心旋转轴作为一个配置在该旋转体的轴向的转子。该空心转轴和所述旋转体相互连接，因此当空心电机起动时空心转轴和旋转体便整体地转动，于是，通过上述过程使该元件安装部件所安装的电子元件的方向改变。
本发明的第二方面提供一个电子元件安装装置，该装置包括一个旋转体、一个电子元件安装部件、和一个用于沿所述旋转体的轴向驱动的元件安装部件的驱动器和耦合轴，以及一个安装在所述旋转体上的电子元件，所述元件安装部件将一个电子元件通过所述旋转体的旋转按预定方向安装在底板上，并在旋转体的轴向方向驱动所述元件安装部件以便固定该电子元件，该电子元件固定装置还包括一个空心电机，该空心电机具有一个形成有一个空心内内转轴，该空心旋转轴作为一个配置在该旋转体的轴向的转子。该空心转轴和所述旋转体相互连接，因此当空心电机起动时空心转轴和旋转体便整体地转动，从所述电子元件上引出的引线沿着与空心转轴的轴线平行的方向延伸并从空心转轴中引出，同时该引线的一个端头基本上固定在旋转体上。
本发明的第三方面是提供一种如本发明第二方面的电子元件安装装置，其中的引线松散地配置在空心转轴内。
本发明的第四方面是提供一种如本发明第二方面的电子元件安装装置，其中引线形成为螺旋状并配置在空心转轴内。
本发明的第五方面是提供一种如本发明第二方面的电子元件安装装置，其中所述空心转轴的内表面及所述耦合轴的表面上都形成有保护材料。
按照本发明第一方面的电子元件安装装置，由于所述旋转体是固定在所述空心转轴上的，而该空心转轴又作为所述空心电机的转子而成为该电机的一个组成部分，因此，当该空心电机起动时所述旋转体便与所述空心电机整体地转动。所以，该电子元件安装装置不需要任何结构复杂零件众多的传动装置，这就有可能缩短转动时间、简化结构、并减少零件数目。
按照本发明第二方面的电子元件安装装置，由于从装在旋转体内的传感器之类的电子元件中引出的引线是配置在所述空心转轴内的，而该空心转轴又是所述空心电机的转子，因此引线具有稳定的位置而不需设置如传统技术中所见的引线整理装置。
按照本发明第三或第四方面的电子元件安装装置，由旋转体的转动而引起的引线端头的位移会如上所述那样被引线的松散性或螺旋状线圈段所吸收，因而消除了如作用在引线端头连接部分上的拉力一类的问题。
按照本发明第五方面的电子元件安装装置，由于所述空心转轴的内表面及所述耦合轴的表面上都覆盖有保护材料因此有可能防止引线外套因旋转体的转动而损坏。
图1是表示本发明电子元件安装装置的第一实施例的旋转体构造的剖视图。
图2(a)是表示本发明电子元件安装装置的第二实施例的旋转体构造的剖视图。
图2(b)是表示本发明第二实施方式的另一例的电子元件固定装置的旋转体的详细构造的剖视图，关于图2(b)的耦合件35的结构，它可以被归入第一图3是表示本发明电子元件安装装置的第三实施例的旋转体构造的剖视图。
图4是表示常规电子元件安装装置构造的透视图。
具体实施例方式
下面结合图1来描述本发明电子元件安装装置的第一实施例。图1是表示一个旋转体构造的剖视图，该旋转体是电子元件安装装置的一部分。前面的叙述中以及先前技术的实例电子元件安装装置100中所使用的标号将同样适用于本实施例的描述中。
与先前技术实例一样，展示在图1下部的旋转体1将各种电子元件相继地以不同的安装方向安装到底板的预定位置上。一个空心电机50配置在旋转体1的上方，法兰42插入在空心电机50和旋转体1之间，旋转体1的上方还配置了一个驱动器19。空心电机50有一个定子50b，定子50b的四周绕有线圈50a，而空心转轴51用作电机的转子，空心转轴51和旋转体1通过法兰42连接在一起。由于空心电机50是固定在一个图中未表示的框架上的，因此当控制空心电机50进行往复转动时，旋转体1也随其整体地往复转动。
旋转体1的外部构造如同一根如图4所示的四方杆，旋转体1的内部则如图所示那样形成了一个空心区域1a，在该空心区域1a中配置了一个元件安装部件18。由于空心区域1a的截面是四方形的，因此当旋转体1转动时元件安装部件18也随其整体地转动。然而，元件安装部件18并不固定在旋转体1上而是与驱动器19的耦合轴17相耦合。所以，元件安装部件18在空心电机50的驱动下随着旋转体1整体地作往复转动并同时在驱动器19的驱动下作独立于旋转体1的上下运动。
耦合轴17延伸通过法兰41及42，这两个法兰41、42设置在空心转轴51的上下两端。耦合轴17的下端延伸通过旋转体1上的通孔1b，耦合轴17的下端端头上固定了一个平板形的配合件40，耦合轴17通过该配合件40和元件安装部件18相耦合。元件安装部件18的上端内面上有一个配合槽18a，配合件40的外圆周边缘与该配合槽18相配。所以，当耦合轴17上下运动时，元件安装部件18便如同一个整体地随着耦合轴17作独立于旋转体1的上下运动。在法兰41及42的通孔内配置了两个衬套32及33，这两个衬套起轴承的作用以使耦合轴17能够平滑地上下运动。
耦合轴17的上端通过耦合元件35与驱动器19相耦合。该耦合元件35设计成既可使耦合轴17上下运动又允许耦合轴17自由地平滑转动。具体地说，耦合元件35包括一个碟形的转盘37及一个支承元件38，该转盘37的周围有一道象拉门门框上的辊道一样的导槽36，而该支承元件38的端头则弯曲进入该导槽36中。耦合轴17固定在转盘37上并与其同轴，而驱动器19的缸杆19a则以一个螺纹或类似的手段固定在支承元件38上并与其同轴。
在图2(b)中示出耦合体35的另一个例子，如图2(b)所示，把一个单列深槽球支承用作耦合件35，在图2(b)中，耦合件35包括一个具有一个导轴36a、一些球39和支承件38a的盘形旋转件37a。导槽36a形成在类似框格滚轮的周围。支承件38a的两端被弯曲以便进入导槽36a中，球39等可插入导槽36a与支承件38a之间，以便使旋转板37a平滑地转动。
耦合轴17固定在旋转盘37a的中心部上，驱动器19的气缸杆19a通过螺钉等固定在支承件38a的中心部分上。驱动器19最好是气缸等。
在导槽36和支承元件38之间可以设有滚珠以使转盘能平滑地转动。驱动器19最好是一个汽缸或类似的装置。
下面对上述旋转体1的工作情况进行描述。
当将一个电子元件往底板(图中未表示)上安装时，在图1所示状态下驱动器19起动并通过耦合元件35皮带动耦合轴17在垂直方向上运动，还通过配合件40使元件安装部件18也在垂直方向上运动。假设，此时元件安装部件18将一个电子元件安装到底板上。元件安装部件18在驱动器19的皮带动下向下行进一个预定的行程以将电子元件安装到底板的预定位置上。当安装过程完成后，驱动器19便朝相反方向运动并将元件安装部件18向上拉起并等待下一次元件安装任务。
当一个电子元件的安装方向需要改变时，空心电机50便起动以使空心转轴51转过一个预定的角度。空心转轴51通过法兰42皮带着旋转体1一起转动，元件安装部件18也随着旋转体1整体地转动，从而使待安装的电子元件的方向改变。在这个动作完成以后驱动器19便起动，此时耦合轴17便以上面所述的相同方式向下运动以使元件安装部件18向下行进到底板上的预定位置上(图中未表示)，从而将电子元件以一定的方向安装到底板上，该安装方向不同于原来的方向。
在上述构造中，由于空心电机50可以皮带着旋转体1一起转动，因此没有必要设置如先前技术实例中那样的用于驱动等目的的耦合装置。所以，可以将电子元件安装装置的构造简化成为一体并可缩短旋转体1的转动时间。
另外，由于耦合元件35及40的作用，用来皮带动元件安装部件18上下运动的耦合轴17可以不管空心电机50的转动及元件安装部件18的方向改变而独立地上下运动。所以，元件安装部件18甚至可以在电子元件的安装方向改变的情况下可靠地上下运动。因此可以降低电子元件在安装过程中产生缺陷的概率，并且从而改善装有这种底板的电子设备的质量。
下面结合图2(a)来描述本发明的第二实施例。
图2(a)所示为一个旋转体构造的剖视图，该旋转体是电子元件安装装置的一部分。本实施例和上述第一实施例之间的主要差别在于旋转体1中设有一个诸如传感器那样的电子元件7，以及与该电子元件7相连的引线8的布线问题相关的差别。所以，为了避免重复叙述，这两个实施例中具有相同功能的元件以相同的号码来标注。
在本实施例中，在旋转体1上方配置了一个诸如传感器那样的电子元件7，并且有一个过线孔44从电子元件7的配置处开始延伸通过法兰42而到达空心转轴51内。在空心电机50的上方设有一个法兰43，耦合轴17穿过该法兰43，法兰43上设有一个通过引线8用的过线孔45。虽然图2所示的过线孔44及45的直径大于引线8的直径，但这仅是为了便于图示而已。实际上过线孔44及45与引线8之间基本上没有间隙存在，因为这两个孔还负有固定引线8的任务。
空心转轴51的内表面和耦合轴17的外表面用保护材料52涂敷，例如可以涂敷特氟隆(商标名)作为保护材料52。在这种情况下，空心转轴51的内表面和耦合轴17的外表面可以涂敷厚度约0.5mm的特氟隆。
除上述材料外，也可以覆盖承载面料作为保护材料52，如图2(b)所示。
空心转轴51的内表面和耦合轴17的外表面上都包覆了保护材料52。
现在来讨论上述构造中引线8的走线问题。和电子元件7相连的引线8从通孔44中穿出而进入空心转轴51中。由于空心转轴51是一个鼓形的构造，引线8便松散地伸展在它的内部空间中并从过线孔45拉出然后走向电子元件安装装置。
现在来看一个电子元件的安装操作情况。为了将一个电子元件安装到底板上(图中未表示)，电子元件安装部件18要以前面叙述过的方式作出旋转方向和垂直方向的运动。当空心电机50为了改变元件的安装方向而起动时，尽管法兰42和旋转体1要同时转过一个预定的角度，但是引线8和诸如传感器之类的电子元件7之间的结合部位上并不出现拉力负载，这是因为引线8的下部是被过线孔44所固定了的。
另外，由于引线8在空心转轴51内是松散地伸展的，由旋转体1的转动所引起的引线8的长度的改变会被引线8的松散性所吸收。此外，由于引线8的上部被过线孔45所固定，因此空心转轴51内的引线8不会拉动过线孔45以外的引线8，这就消除了旋转体1的转动对引线8与安装装置的连接部位所产生的任何影响。
当驱动器19起动并皮带着电子元件安装部件18按前述方式作上下运动时，所述电子元件7的位置仍保持不变，因此引线8仍保持其松散状态。
当旋转体1作往复转动时，引线8的松紧程度就要如上所述那样发生变化，此时引线8就会和空心转轴51的内表面以及耦合轴17的表面相接触。当耦合轴17作上下运动而旋转体1固定不动时，耦合轴17表面和引线8就会接触并且相互摩擦。然而，由于本实施例如上所述那样设置了保护材料52，加在引线8外套上的负荷会有所减小，因此能够防止引线8外套脱落。
现在结合图3来描述本发明的第三实施例。
图3所示为一个旋转体构造的剖视图，该旋转体是电子元件安装装置的一部分。本实施例和上述第一实施例之间的主要差别在于旋转体1中设有一个诸如传感器那样的电子元件7，以及与该电子元件7相连的引线8的布线问题相关的差别。所以，为了避免重复叙述，上述诸实施例中具有相同功能的元件以相同的号码来标注。
在本实施例中，在旋转体1中配置了一个诸如传感器那样的电子元件7，并且本实施例也设有一个法兰43。引线8以一定的松散度卷绕在耦合轴7上，该卷绕部分的作用与上述先前技术实例中的线圈段31相同。引线8以上面所述的相同方式固定在过线孔44及45上。
当空心电机50按同上方式起动并皮带着旋转体1转过一个预定角度来改变一个元件的安装方向时，法兰42、过线孔44、及电子元件7便整体地随之转动。尽管由于过线孔44的转动引线8的下部会如上所述那样随之转过一个预定的角度，但是由于引线8的线圈段31的径向伸缩作用引线8下部的转动角度会被线圈段31所吸收。
在本实施例中，可以设置类似第二实施例中那样的保护材料覆盖层，但也可以省略。
如上所述，本发明的电子元件安装装置不需要任何零件众多结构复杂的传动装置。这是因为该电子元件安装装置的构造中用来改变元件安装部件方向的旋转体是固定在空心转轴上的，而该空心转轴又作为空心电机的一个部件的转子而成为该电机的一个组成部分，以便通过驱动当该空心电机使旋转体与空心电机整体地转动起来。所以，这就有可能缩短转动时间、简化结构、并减少零件数目。
此外，在本发明的电子元件安装装置中，由于装在旋转体上的用来改变元件安装部件方向的传感器之类的电子元件中延伸出来的引线是配置在空心转轴内的，而该空心转轴又是空心电机的转子，因此引线具有稳定的位置而不需设置如先前技术中所见的引线整理装置。
由于引线是松散地或螺旋状地配置在空心转轴内，因此因旋转体的转动而引起的引线端头的位移量会被引线的松散性或螺旋形的线圈段所吸收。这就消除了诸如作用在引线端头连接部分上的拉力负荷一类的问题，从而改善了电子元件安装装置的可靠性。
此外，由于空心转轴的内表面及耦合轴的表面上都覆盖有保护材料，这就可以防止引线外套因旋转体的转动而损坏，因此可以改善电子元件安装装置的可靠性。
权利要求
1.一种电子元件安装装置，该装置包括一个旋转体；一个元件安装部件，该元件安装部件通过所述旋转体的转动而将一个电子元件以一个预定方向定位在底板上，该元件安装部件沿所述旋转体的轴线方向被驱动并安装电子元件；一个用于沿所述旋转体的轴线方向驱动所述元件安装部件的驱动器；一个用于使所述驱动器与所述元件安装部件耦合的耦合轴；一个沿所述旋转体的轴向配置并具有空心转轴的空心电机，该空心转轴具有一个空的内部空间并作为所述空心电机的转子；其中所述空心转轴与所述旋转体相互耦合在一起并在所述空心电机的驱动下整体地转动，以改变所述电子元件被所述元件安装部件固定的方向。
2.如权利要求1所述的电子元件安装装置，该装置包括一个设置在所述旋转体中的电子元件；一条从所述电子元件延伸出来的引线；其中从所述电子元件伸出来的引线的一端基本上借助所述引线一端固定在旋转体上，和其中，所述引线布置所述空心转轴中和沿所述空心转轴的轴线方向，并从所述空心转轴中拉出。
3.如权利要求2所述的电子元件安装装置，其中所述引线松散地布置在所述空心转轴内。
4.如权利要求2所述的电子元件安装装置，其中所述引线形成为螺旋状并且布置在所述空心转轴内。
5.如权利要求2所述的电子元件安装装置，其中所述空心转轴的内表面和所述耦合轴的表面上用保护材料涂敷。
6.如权利要求3所述的电子元件安装装置，其中所述空心旋转轴的内表面和耦合轴的表面用保护材料涂敷。
7.如权利要求4所述的电子元件安装装置，其中所述空心旋转轴的内表面和耦合轴的表面用保护材料涂敷。
8.如权利要求1所述的电子元件安装装置，其中所述耦合轴的上端通过一个包括旋转盘、一个环绕所述旋转盘形成的导槽、和一个两端弯曲以便进入所述导槽中的支承件与所述驱动器耦合。
9.如权利要求1所述的电子元件安装装置，其中所述耦合轴的下端通过一个形成为盘状的配合件与所述元件安装部件耦合；其中所述配合件与一个形成在所述安装部件的里面上部分上的配合槽配合并固定在所述的耦合轴上；其中，所述元件安装部件配置在所述旋转的空心部分上并沿所述旋转体的轴向可移动。
10.如权利要求2所述的电子元件安装装置，所述耦合轴的上端通过一个包括一个旋转盘、一个环绕所述旋转盘形成的导槽、和一个两端弯曲以便进入该导槽中的支承件与所述驱动器耦合。
11.如权利要求2所述的电子元件安装装置，其中，所述耦合轴的下端通过一形成为盘状的配合件与所述元件安装部件耦合；其中，所述配合件与一个形成在所述元件安装部件的里面上部分的配合槽配合，并固定到所述耦合轴上。其中，所述元件安装部件配置在所述旋转体的空心部分中并可沿所述旋转体的轴向移动。
12.如权利要求5所述的电子元件安装装置，其中，所述保护材料是由特氟隆制作。
13.如权利要求5所述的电子元件安装装置，其中，所述保护材料包括一些支承面料。
14.如权利要求8所述的电子元件安装装置，其中，所述耦合件包括插入在所述导槽与所述支承件之间的间隙内的一些球。
15.如权利要求10所述的电子元件安装装置，其中，所述耦合件包括插入在所述导槽与所述支承件之间的间隙内的一些球。
全文摘要
本发明涉及一种电子元件安装装置。在该装置中设有一个用来使元件安装部件改变方向的旋转体,该旋转体通过一个中间法兰固定在一个空心转轴上,该空心轴配置在空心电机上,并通过驱动空心电机与旋转体整体转动。在旋转体内设有一个用来使元件安装部件改变方向的电子元件,从该电子元件上延伸出来一条引线,在所述空心转轴内呈松散状态或成螺旋状。该引线布置在用于改变元件安装部件方向的空心体内,该引线的一端固定在旋转体上。另外,在空心旋转体的内侧表面上和耦合轴的表面上都包覆了保护材料。
文档编号H05K7/00GK1372435SQ0210505
公开日2002年10月2日 申请日期2002年2月11日 优先权日2001年2月15日
发明者横山大, 渡边英明, 金井圣, 小山利幸, 石井平 申请人:松下电器产业株式会社