| 【発明の名称】 |
表面実装機のノズル保持装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】橋本 和久
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| 【要約】 |
【課題】ノズルの着脱を容易に可能としつつ、ノズル取付状態においてノズルホルダーに対するノズルのがたつきを確実に防止する。
【解決手段】部品装着用のヘッドユニットに設けられたノズルホルダー１にノズル導入孔５を設け、該ノズル導入孔５にチャック部材１０を進退可能に設け、ノズル２の軸部２０をチャック部材１０に挿入するようにした。チャック部材１０は、軸方向に延びるスリット状の切欠き１１を備えた筒状に形成し、進退駆動に応じて拡縮するようにした。そして、チャック部材１０の拡径状態で軸部２０を遊嵌できるようにし、縮径状態でチャック部材１０の先端内周がノズル２の軸部２０に圧着するようにした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 部品装着用のヘッドユニットに設けられたノズルホルダーに、電子部品を吸着するノズルを取外し可能に取付けた表面実装機のノズル保持装置であって、上記ノズルホルダーに、ノズル軸方向の移動に伴いノズルに対して圧着嵌合するノズル固定状態とノズルに対して遊離するノズル脱着可能状態とに拡縮するチャック部材を設けるとともに、チャック部材をノズル軸方向に進退駆動させる駆動手段を設けたことを特徴とする表面実装機のノズル保持装置。
【請求項２】 上記チャック部材は、ノズル軸方向に延びるスリット状の切欠きを有した筒状体からなり、上記ノズルホルダーに設けられ、ノズルホルダー先端に向かって先細りの楔状部分を有したノズル導入用の孔内に挿着されていることを特徴とする請求項１記載の表面実装機のノズル保持装置。
【請求項３】 上記チャック部材は、ノズル軸方向に直列状に配置されて相対応する傾斜面が互いに当接する一対の筒状体からなり、これら筒状体が上記傾斜面に沿って相対的に移動可能に保持されていることを特徴とする請求項１記載の表面実装機のノズル保持装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動可能な部品装着用のヘッドユニットに装備されたノズル部材により部品を吸装着する実装機において、特に、部品の種類に応じてノズルが選択的に装着される表面実装機におけるノズル保持装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、移動可能なヘッドユニットに部品吸着用のノズル部材を昇降、かつ回転可能に設け、このノズル部材により部品供給部から部品を吸着して位置決めされているプリント基板上に装着するようにした表面実装機が知られている。
【０００３】このような実装機のノズル部材は、従来、例えば図８に示すような構造となっている。
【０００４】すなわち、同図に示すノズル部材１０４は、図外のヘッドユニットに取付けられた中空状のノズルシャフト１０３と、その下端部に設けられたノズルホルダー１０１と、このノズルホルダー１０１に対して着脱自在に装着されるノズル１０２とから構成されており、部品吸着用の負圧が負圧供給源からノズルシャフト１０３内に導かれてノズル１０２の先端に作用するようになっている。そして、上記ノズル１０２としては、その先端部の大きさ、形状等が異なる複数種のものが予め用意され、実装される部品の種類に適したノズル１０２が選択的にノズルホルダー１０１に装着され、実装される部品の種類等に応じてノズル１０２が取替えられるようになっている。
【０００５】このようにノズル１０２を着脱可能に取付ける構造としては、例えば同図に示すように、ノズルホルダー１０１の下端部に、中空の細軸部１０５と、この細軸部１０５を挟んで左右両側に位置するノズル扶持用の板ばね１０６とが設けられ、一方、ノズル１０２の上端部分には、上記細軸部１０５に対応する嵌合孔（図示せず）を有する被保持部１０７が設けられている。そして、ノズル１０２の上端の被保持部１０７が上記細軸部１０５に外嵌されるとともに、上記被保持部１０７の外周に板ばね１０６が両側から弾性的に当接することにより、ノズル１０２がノズルホルダー１０１に保持されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の構造によると、ノズルホルダーに対するノズルの着脱を容易ならしめるように、上記ノズルホルダーの細軸部とノズルの被保持部とは若干のクリアランスをもって遊嵌する状態とする必要があり、このため、上記板ばねによってノズルを挾持するにしても、ノズルホルダーに対するノズルの微小ながたつきを阻止することが難しい。そして、このようなノズルのがたつきが生じると、実装精度等に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００７】本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ノズルの着脱を容易に可能としつつ、ノズル取付状態においてノズルホルダーに対するノズルのがたつきを確実に防止することができる表面実装機のノズル保持装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、部品装着用のヘッドユニットに設けられたノズルホルダーに、電子部品を吸着するノズルを取外し可能に取付けた表面実装機のノズル保持装置であって、上記ノズルホルダーに、ノズル軸方向の移動に伴いノズルに対して圧着嵌合するノズル固定状態とノズルに対して遊離するノズル脱着可能状態とに拡縮するチャック部材を設けるとともに、チャック部材をノズル軸方向に進退駆動させる駆動手段を設けたものである。
【０００９】この装置によると、駆動手段によるチャック部材の進退に応じて、ノズル固定状態とノズル脱着可能状態との切換えが行われる。そして、ノズル固定状態では、ノズルに対してチャック部材が圧着嵌合することでノズルのがたつきが防止される。また、ノズル脱着可能状態では、チャック部材とノズルとが遊離することにより、ノズルの脱着が容易に可能となる。
【００１０】この装置においては、チャック部材として、ノズル軸方向に延びるスリット状の切欠きを有した筒状体を設け、これを、ノズルホルダー先端に向かって先細りの楔状部分を有したノズルホルダーのノズル導入用の孔内に挿着した構成とすることができる。このようにすると、ノズルを筒状体に挿入した状態でチャック部材が楔状部分に至ると、筒状体が縮径してノズルが固定され、一方、楔状部分から外れると筒状体が拡大してノズルの脱着が可能となる。
【００１１】また、この装置においては、チャック部材として、ノズル軸方向に直列状に配置されて相対応する傾斜面が互いに当接する一対の筒状体からなり、これら筒状体を上記傾斜面に沿って相対的に移動可能に保持した構成とすることができる。
【００１２】このようにすると、各筒状体に亘ってノズルを挿入した状態で、各筒状体を相対的にノズル軸方向に移動させると、各筒状体が互いに反対方向にずれ、これにより各筒状体内面がノズルに圧着してノズルが固定される。一万、各筒状体の軸心が一致するように各筒状体が配置されると筒状体の圧着が解除され、ノズルの脱着が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１４】図１は、本発明の第１の実施の形態を示し、この図において、１はノズルホルダー、２はノズルホルダー１に着脱可能に取付けられるノズルである。ノズルホルダー１は、中空のノズルシャフト（図示せず）の下端に固定されている。そして、このノズルシャフト、ノズルホルダー１およびノズル２によりノズル部材が構成され、このノズル部材が表面実装機のヘッドユニット（図示せず）に昇降および回転可能に装備されている。
【００１５】上記ノズルホルダー１は、その先端部にノズル嵌合部３を有しており、上記ノズル２がこのノズル嵌合部３に取付けられるようになっている。ノズル嵌合部３には、ノズル導入孔５が形成されており、この孔５が部品吸着のための負圧を導通すべくノズルホルダー１内に形成された通路４に連通している。
【００１６】ノズル導入孔５は、先端（同図では下方）に向かって先細りに形成された楔状部分５ｃを介して大径部５ａと小径部５ｂとを上下に有しており、小径部５ｂの先端部分にはノズル２を受入れ易くするためのテーパ５ｄが形成されている。
【００１７】上記大径部５ａには、ノズル２を圧着嵌合するためのチャック部材１０が軸方向に変位可能に挿着され、ノズルホルダー１内に形成された段状部分６とこのチャック部材１０との間に介設されたスプリング７により、このチャック部材１０が先端側に向かって付勢されている。
【００１８】チャック部材１０は、先細りの先端部１０ａを備えた筒状の部材で、軸方向に延びるスリット状の切欠き１１を周方向複数個所に備えており、周囲からの外力に応じて先端部が縮径可能となっている。チャック部材１０の周囲には、さらに放射状に複数の支持軸１２が突設されており、この支持軸１２が上記ノズルホルダー１に形成された軸方向のガイド孔８を介して外側に突出しているとともに、ノズルホルダー１に対して軸方向にスライド自在に外嵌された筒状の可動部材１５に接続されている。そして、この可動部材１５が図外の電磁ソレノイドに連結されることにより、一定ストロークだけノズルホルダー１に対して相対的に進退駆動されるようになっている。すなわち、上記ソレノイドがオンされると、スプリング７の付勢力に逆らって可動部材１５及びチャック部材１０が一体に上昇端位置に保持され、ソレノイドがオフされるとスプリング７の付勢力で下降端位置に保持されるようになっている。
【００１９】そして、このようなチャック部材１０の進退動作において、チャック部材１０が下降端位置にあるときには、チャック部材１０の先端部１０ａがノズル導入孔５の楔状部分５ｃに圧接され、これによりチャック部材１０の内径が縮径された状態となり、チャック部材１０が上昇端位置にあるときには、チャック部材１０の先端部１０ａが楔状部分５ｃから適度に離間し、これによりチャック部材先端の内径が復帰（拡径）した状態（図１に示す状態）となるような構成とされている。
【００２０】一方、上記ノズル２は、上記ノズル導入孔５を介してチャック部材１０に挿入される軸部２０と、つば部２２を介してこの軸部２０に連なる頭部２１とを有し、軸部２０から頭部２１にわたる内部には、ノズル導入孔５を介して上記通路４に連通する負圧導通用の通路２３が形成されている。なお、軸部２０と上記ノズル嵌合部３における小径部５ｂおよびチャック部材１０との関係では、軸部２０を遊嵌することができる程度に小径部５ｂ、およびチャック部材１０の先端内径（チャック部材１０が上昇位置にある状態での内径）が設定されている。
【００２１】また、ノズルホルダー１におけるノズル嵌合部３の下端面とノズル２の上面には、ノズルホルダー１に対するノズル２の回転方向の位置決めのための相対応する係合突起２４と係合孔２５とが設けられている。
【００２２】以上のような当実施形態の装置によると、上記ノズルホルダー１に対して予め分離されているノズル２を取り付ける際には、まず、上記ソレノイドをオンしてチャック部材１０を上昇端位置にセットし、これによりチャック部材１０の先端部１０ａを拡径した状態とし、この状態で、ノズル嵌合部３の小径部５ｂを介してチャック部材１０内にノズル２の軸部２０を遊嵌する。この際、係合突起２４と係合孔２５とを係合することにより、ノズルホルダー１に対するノズル２の回転方向の位置決めが達成される。
【００２３】それから、上記ソレノイドをオフに切換えると、図２に示すように、スプリング７の付勢力によりノズル導入孔５が下降端位置に移動し、これに伴いチャック部材１０の先端部１０ａが縮径されることにより、チャック部材１０の内周がノズル２の軸部２０に圧着し、ノズル２が固定される。この固定状態では、ノズル嵌合部３とノズル２との間にがたつきを生じることがなく、実装中のノズル２の昇降、回転、部品吸着等の動作が良好に行われる。
【００２４】また、上記固定状態からノズル２を取外すときは、ノズル保管場所等の上方にヘッドユニットを位置させた状態で、上記ソレノイドをオンに切換えれば、チャック部材１０の上昇端位置への移動に伴い先端部１０ａが拡径し、これによりノズル嵌合部３からノズル２が離脱することとなり、ノズル２を容易に取外すことができる。
【００２５】このように、上記の装置によればノズル２の着脱が容易に可能であり、ノズル取付状態においてノズルのがたつきを確実に防止することができる。
【００２６】なお、この装置によれば、実装機に設けられているノズル交換ステーションでのノズルの自動交換も容易に可能となる。すなわち、図３に示すように、形状等が異なる複数種類のノズル２をノズル交換ステーションＳに保管し得るようにしておけば、実装部品の変更等に応じてノズル交換の必要が生じたときには、ヘッドユニットをノズル交換ステーションＳ上に移動させ、上記ノズル取外し動作によりノズル２をノズル交換テーションＳ上に置き、次いで、ノズル交換用ステーションＳにセットされている別のノズル２の上方にヘッドユニットを移動させてノズル嵌合部３にノズル２を嵌合させる。これによりノズル２を自動的に交換することができる。
【００２７】図４は、本発明の第２の実施の形態を示している。なお、第２の実施の形態の説明において、第１の実施の形態と共通する部分については同一の符号を付して説明を省略し、相違点についてのみ詳しく説明することとする。
【００２８】この図に示すノズルホルダー１には、上記チャック部材１０に代えて同図に示すようなチャック部材３０がノズル導入孔５の大径部５ａに挿着されている。なお、当実施の形態ではノズル導入孔５に楔状部分５ｃは設けられていない。
【００２９】チャック部材３０は、同図に示すようにそれぞれノズル挿入孔３１ａ，３１ａを備え、軸方向に直列状に配置されて相対応する傾斜面が互いに当接する上下一対の筒状体３０ａ，３０ｂから構成されており、下側の筒状体３０ｂがノズルホルダー１に固着される一方、上側の筒状体３０ａが上記傾斜面に沿って上下方向に進退可能に設けられている。そして、図示を省略するが、上側の筒状体３０ａが連結部材を介して電磁ソレノイドに連結されることにより、筒状体３０ａが一定ストロークだけ上記傾斜面に沿って進退駆動されるようになっている。すなわち、上記ソレノイドがオンされると、スプリング７の付勢力に逆らって上側の筒状体３０ａが上昇端位置に保持され、ソレノイドがオフされるとスプリング７の付勢力により筒状体３０ａが下降端位置に保持されるようになっている。
【００３０】各筒状体３０ａ，３０ｂのノズル挿入孔３１ａ，３１ｂはいずれも同径とされており、とくに下側の筒状体３０ｂは、ノズル挿入孔３１ｂの軸心とノズル導入孔５の軸心とが一致するようにノズルホルダー１に対して固定されている。一方、上側の筒状体３０ａは、筒状体３０ａが上昇端位置にあるときにのみノズル挿入孔３１ａの軸心が下側の筒状体３０ｂのノズル挿入孔３１ｂの軸心と一致するような構造とされている。
【００３１】以上のような当実施形態の装置によると、上記ノズルホルダー１に対してノズル２を取り付ける際には、まず、上記ソレノイドをオンして上側の筒状体３０ａを上昇端位置にセットし、これにより筒状体３０ａ，３０ｂの各ノズル挿入孔３１ａ，３１ｂの軸心を一致させた状態とし（図４に示す状態）、この状態で、ノズル嵌合部３の小径部５ｂを介して各ノズル挿入孔３１ａ，３１ｂに亘ってノズル２の軸部２０を遊嵌する。
【００３２】それから、上記ソレノイドをオフに切換えると、図５に示すように、スプリング７の付勢力により上側の筒状体３０ａが下降端位置に向かって付勢される。これにより各筒状体３０ａ，３０ｂの内面、より詳しくは筒状体３０ａ，３０ｂにおける上記傾斜面の方向に相対向する内面が軸部２０に圧着してノズル２が固定され、これによりノズル嵌合部３とノズル２との間のたつきが防止される。
【００３３】また、上記固定状態からノズル２を取外すときは、ノズル保管場所等の上方にヘッドユニットを位置させた状態で、上記ソレノイドをオンに切換えれば、上側の筒状体３０ａの上昇端位置への移動に伴い各ノズル挿入孔３１ａ，３１ｂの軸心が一致することとなり、これによりノズル嵌合部３からノズル２が離脱し、ノズル２を容易に取外すことができる。
【００３４】このように、第２の実施の形態の装置によってもノズル２の着脱が容易に可能であり、ノズル取付状態においてノズル２のがたつきを確実に防止することができる。
【００３５】ところで、上記第１及び第２の実施の形態は、本発明に係るノズル保持装置の一部の例であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００３６】例えば、図１の例において、ソレノイド、スプリング７、あるいは可動部材１５等を設ける代わりに、図６に示すように、ノズルシャフト３５の下端にボールねじ軸３６を突設し、このボールねじ軸３６にノズルホルダー１を螺合装着するとともに、ボールねじ軸３６先端でスラストベアリング３７を介してチャック部材１０を軸方向に押圧するように構成してもよい。このようにすれば、例えば、ノズルホルダー１を固定した状態でノズルシャフト３５を正転させると、これに伴いチャック部材１０がボールねじ軸３６により押圧されて縮径する。一方、ノズルシャフト３５を反転させると、ボールねじ軸３６による押圧力が解除されてチャック部材１０が復帰、つまり拡径することとなる。従って、このような構成によれば、ノズルシャフト３５の回転駆動を利用した合理的な構成でチャック部材３０を拡縮させることができる。なお、この構成の場合、ノズル２の脱着の際に上記のようにノズルシャフト３５に対してノズルホルダー１を固定する必要があるので、ノズル交換ステーション等にノズルホルダー１の回転を阻止する回転阻止部材を設けるようにすればよい。また、一般にヘッドユニットには、搭載角度調整のため回転駆動機構が設けられているので、これを利用してノズルシャフト３５を回転させるようにすればよい。また、チャック部材１０の拡径を促すために、チャック部材１０をノズルシャフト３５側に向かって付勢するスプリング等を設けるようにしてもよい。
【００３７】また、図１に示す例では、ノズルホルダー１にスライド自在に外嵌された筒状の可動部材１５に支持軸１２を介してチャック部材１０を連結し、可動部材１５の作動に伴いチャック部材１０を上昇端位置に変位させるようにしているが、図７に示すように、通路４内にロッド４０を通すとともに、このロッド４０の先端（下端）をピン部材４１を介してチャック部材１０の内部に固定し、上記ロッド４０を電磁ソレノイド等で作動させることによってチャック部材１０を変位させるようにしてもよい。この場合、同図に示すように、負圧供給用の通し孔４３を穿設した支持板４２を通路４内に設置し、この支持板４２によってロッド４０を上下動可能に支持するようにすればよい。このような構成によると可動部分がノズルホルダー１内に配置されるためノズルホルダー１の大型化を抑えることができ、また、可動部分の外部接触による作動不良や損傷を回避することができるという利点がある。なお、ロッド４０をワイヤーで代用するようにしてもよい。
【００３８】なお、上記各実施の形態では、チャック部材１０，３０を進退駆動させるためのアクチュエータとしてソレノイドを用いるようにしているが、これ以外に、エアシリンダやモータを用いるようにしてもよい。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、部品装着用のヘッドユニットに設けられたノズルホルダーにチャック部材を設け、駆動手段によるチャック部材の軸方向の進退駆動に応じて、ノズルに対して圧着嵌合するノズル固定状態とノズルに対して遊離するノズル脱着可能状態とにチャック部材が切換わるようにしているため、ノズル固定状態ではノズルのがたつきを確実に防止することができ、また、ノズル脱着可能状態では、ノズルの脱着を容易に行うことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００１００７６
【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）１月１４日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】小谷 悦司 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２０４９９１ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月３０日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−５９３５ |
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