JP2006140274A - ノズル交換ユニットにおけるノズル収納構造および表面実装機 - Google Patents

Abstract

【課題】特に大型のノズルを精度良く位置決めした状態で収納するノズル収納構造を提供する。
【解決手段】ノズル２１の本体部分２１の下面に位置決め用凹部２５，２６を形成する一方、ノズル収納孔４２Ｃの内底面（支持部４３）に前記凹部２５，２６に対応する位置決めピン４５，４６を設け、ノズル２１をその下面側からノズル収納孔４２Ｃに収納し、前記位置決め用凹部２５，２６に位置決めピン４５，４６をそれぞれ差込んだ状態でノズル２１をノズル収納孔４２Ｃ内に収納するようにした。ノズル２１の位置決め用凹部２５，２６のうち一方側はノズル中心位置に設けられ、他方側はノズル中心位置からノズル長手方向に一定距離だけ離れた位置に設けられている。
【選択図】図８

Description

本発明は、実装用のヘッドに部品吸着用のノズルが着脱可能に設けられ、かつ必要に応じてヘッドの可動領域内に配設されたノズル交換ユニット内のノズルと付け替えが行われるようにされた表面実装機に関し、特に、大型部品やコネクタを実装するためのノズルをノズル交換ユニットに収納する場合のノズル収納構造に関するものである。

従来から、部品供給部と所定の作業位置に位置決めされたプリント基板とにわたって移動可能な実装用ヘッドを備え、このヘッドの下端に取付けられる部品吸着用のノズルにより部品供給部から部品を吸着してプリント基板上に実装する表面実装機が知られている。

また、この種の表面実装機において、実装用ヘッドに対して前記ノズルを着脱可能に設けるとともに、交換用のノズルを収納したノズルステーション（ノズル交換ユニット）を実装用ヘッドの可動領域内に配設し、実装部品の種類に応じて実装作業中にノズルを交換するようにしたものも知られている（例えば特許文献１）。

前記のノズルステーションとしては、ノズル収納孔を設け、これにノズルを出し入れ自在に収納するとともに、同収納孔にノズルを収納した状態で実装用ヘッドへの脱着を行うようにしたものが多い。ノズル収納孔は、ちょうどノズルが嵌め込まれるように設けられており、つまりノズルをその外形（輪郭）を基準として位置決めした状態で収納するように孔の輪郭が形成されており、これによって実装用ヘッドへのノズル装着時には、ノズルに対して実装用ヘッドを正確に位置決めできるようにしている。
特開２００２−２４６８００号公報

前記ノズルとしては円筒状のものが一般的であるが、大型部品や特殊形状の部品等を吸着する場合には、例えば部品外縁部分を吸着するための複数の吸着孔をもつ扁平かつ広幅の先端形状を有した大型ノズルが用いられる場合が多い。

この種の大型ノズルも上記ノズルステーションに交換可能に収納されるが、この種のノズルは外縁寸法が大きい分、ノズルおよびノズル収納孔の双方において寸法公差が大きくなる。そのため、ノズル収納孔にノズルを嵌め込み、その外形（輪郭）基準でノズルを位置決めする上記従来の収納構造では、ノズルの位置決めを精度良く行うことが難しくなる。従って、この点を解決することが求められる。

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、特に大型のノズルを精度良く位置決めした状態でノズル交換ユニット内に収納できるようにすること、また、これを通じて実装用のヘッドに対するノズルの脱着信頼性を向上させることを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明のノズル収納ユニットにおけるノズル収納構造は、移動可能なヘッドに部品吸着用のノズルが着脱可能に設けられるとともに、交換用のノズルを収納したノズル交換ユニットが前記ヘッドの可動領域内に設けられ、前記実装用ヘッドのノズルが必要に応じて前記ユニットに収納されたノズルと交換されるように構成された表面実装機の前記ノズル交換ユニットにおけるノズル収納構造であって、
前記ノズル交換ユニットにノズル収納部が設けられ、このノズル収納部に前記ノズルがその部品吸着面側から収納されるように構成されるとともに、ノズルの前記部品吸着面側又はノズル収納部の何れか一方側に位置決め用の凸部が設けられる一方、他方側に前記凸部に嵌合可能な凹部が形成され、前記ノズルをその部品吸着面側からノズル収納部に収納して前記凹部と凸部を互いに嵌合させることにより前記ノズルを位置決めするように構成されているものである（請求項１）。

この構造では、ノズルの部品吸着面側およびノズル収納部側に設けられる凹部と凸部とが互いに嵌合することによりノズルが位置決めされる。そのため、ノズルの外形（輪郭）の大きさに拘わらず位置決めを精度良く行うことが可能となる。

この構造において、前記ノズルにおける部品吸着面側とは反対側に前記ヘッドに対する連結部を備えるものであって、この連結部に対応する位置に前記凹部又は凸部が設けられているのが好適である（請求項２）。

この構造によると連結部の位置決めが精度良く行われるため、ノズル装着時における当該ノズルに対するヘッドの位置決めを精度良く行わせることが可能となる。

また、上記の構造においては、前記ノズルおよびノズル収納部に互いに嵌合する複数組みの前記凹部および凸部が設けられているのが好適である（請求項３）。

この構造によればノズルをより確実に、かつ精度よく位置決めすることが可能となる。例えば凹凸部の断面形状が円形の場合、凹凸部が1つだと当該嵌合部分回りにノズルが回転ずれを起こすそれがあるが、凹凸部を複数設けておくことによりこのような回転ずれを防止することが可能となる。

また、上記の構造においては、ノズルの部品吸着面側に前記凹部が設けられるとともに、この凹部として部品吸着用の負圧を供給するための開口部が兼用されているのが好適である（請求項４）。

この構造によると、負圧供給用の開口部を前記凹部として利用した合理的な構成が達成される。

一方、本発明に係る表面実装機は、移動可能なヘッドに部品吸着用のノズルが着脱可能に設けられるとともに、交換用のノズルを収納したノズル交換ユニットが前記ヘッドの可動領域内に設けられ、前記実装用ヘッドのノズルが必要に応じて前記ユニットに収納されたノズルと交換されるように構成された表面実装機において、前記ノズル交換ユニットにおけるノズルの収納構造として、請求項１乃至４のいずれかに記載のノズル収納構造を有しているものである（請求項５）。

この構成によると、上記のようなノズル収納構造が適用されているため、ノズル交換ユニットにおいて、ノズルの外形（輪郭）の大きさに拘わらずノズル収納部におけるノズルの位置決めを精度良く行うことが可能となる。

なお、この表面実装機において、前記ヘッドに対してノズルが抜差し可能に設けられる一方、前記ノズル交換ユニットに、作動位置と退避位置とに移動可能に設けられ、かつ作動位置にセットされた状態で当該ユニットに収納されたノズルに係合する係合部材が設けられ、前記ヘッドに装着されたノズルを前記ノズル収納部に収納し、さらに前記係合部材を作動位置にセットして前記ヘッドを移動させることにより前記ノズルと係合部材とを係合させて前記ヘッドからノズルを取り外すように構成されるものについては、前記ノズルにおける前記係合部材に対する被係合部が、当該ノズルにおける前記ヘッドに対する連結部の近傍に設けられているのが好ましい（請求項６）。

より具体的に、例えば、ノズルの先端が扁平、かつ細長に形成され、その長手方向中心部分に前記連結部を備えるものである場合には、当該ノズルは、さらに前記係合部材に対する被係合部として前記連結部に対応する箇所に前記長手方向と直交して両側に突出する一対の舌片を備え、前記係合部材は、前記作動位置において前記舌片に対してそれぞれ係合するように構成されているのが好適である（請求項７）。

これらの構成によると、実装用のヘッドからノズルを取り外す際の荷重が略連結部に作用することとなるため、ヘッドからのノズルの取り外しをスムーズに、かつ適切に行うことが可能となる。すなわち、実装用のヘッドからノズルを取り外す際に連結部から離れた位置に荷重が作用すると、連結部を支点とするモーメントが働きノズルのスムーズな取り外しが阻害されるおそれがある。これに対して上記のような構成によるとノズルの取り外し荷重が略連結部に作用するため上記のようなモーメントが生じることがなくスムーズなノズルの取り外しが可能となる。

以上のような本発明に係るノズル交換ユニットのノズル収納構造および表面実装機によると、例えば扁平かつ広幅の先端部分を有するような大型ノズルをノズル交換ユニット内に収納する場合でも、当該ユニット内でノズルを精度良く位置決めすることができる。そのため、同ユニットからノズルを取り出す際のヘッドとノズルとの結合ミスといったトラブルの発生をより確実に防止することができ、実装用のヘッドに対するノズルの脱着信頼性を向上させることができる。

本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、本発明に係る表面実装機（本発明に係るノズル交換ユニットのノズル収納構造が適用される表面実装機）を平面図で概略的に示している。

これらの図において、表面実装機（以下、実装機と略す）の基台１上には基板搬送用のコンベア２が配置されており、このコンベア２上をプリント基板Ｐが搬送されて所定の実装作業用位置で停止され、図外のプッシュアップピン等の基板保持手段により保持されるようになっている。なお、以下の説明では、コンベア２の方向をＸ軸方向、水平面上でＸ軸と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸に直交する方向をＺ軸方向として説明を進めることにする。

コンベア２のＹ軸方向両側には、プリント基板Ｐに実装する電子部品を供給するための部品供給部３，４が設けられており、各部品供給部３，４には、比較的小形のチップ部品の供給に適した多数のテープフィーダー３ａ，４ａがＸ軸方向に並べて配置される。また、コンベア２に対してフロント側（図１では下側）の部品供給部４には、さらに部品を載せたトレイ４ｂが配置されている。

各テープフィーダー３ａ，４ａには、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品を所定間隔毎に収納保持したテープが巻回されたリールが着脱可能に装着されており、このリールからフィーダー先端の部品取出部に前記テープを間欠的に繰り出しながら、後述するヘッドユニット５によりテープに収納された部品をピックアップさせるように構成されている。一方、トレイ４ｂには、後述するような大型の特殊部品が整列して並べられた状態で載置されている。

前記基台１の上方には、さらに部品実装用のヘッドユニット５が設けられている。このヘッドユニット５は、部品供給部４から部品を吸着してプリント基板Ｐ上に実装し得るように、一定の領域内でＸ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ移動可能とされている。すなわち、前記基台１には、ヘッドユニット５の支持部材１１がＹ軸方向の固定レール７に移動可能に配置され、この支持部材１１上にヘッドユニット５がＸ軸方向のガイド部材１４に沿って移動可能に支持されている。そして、Ｙ軸サーボモータ９により駆動されるボールねじ８に支持部材１１が螺合装着されることにより、支持部材１１のＹ軸方向の移動が行われる一方、Ｘ軸サーボモータ１５により駆動されるボールねじ１３にヘッドユニット５が装着されることにより、ヘッドユニット５のＸ軸方向の移動が行われるように構成されている。

前記ヘッドユニット５には部品を吸着してプリント基板Ｐに実装するための複数の実装用ヘッド２０が搭載されており、当実施形態では、５つの実装用ヘッド２０がＸ軸方向に一列に並べられた状態で搭載されている。これらの実装用ヘッド２０のうちその並び方向一端に位置するヘッド２０（図１では左端のヘッド２０）は、大型部品を実装するための専用のヘッドとされ、これ以外のヘッド２０から若干離れて設けられている。なお、以下の説明において特に区別する必要がある場合には、大型部品を実装するための上記の実装用ヘッド２０を第１ヘッド２０Ａとよび、それ以外の実装用ヘッド２０を第２ヘッド２０Ｂとよぶことにする。

これらの実装用ヘッド２０は、Ｚ軸サーボモータ（図示省略）を駆動源とする昇降機構に連結されるとともにＲ軸サーボモータ（図示省略）を駆動源とする回転駆動機構にそれぞれ連結されており、これら各機構によりヘッドユニット５に対して上下方向（Ｚ軸方向）および回転方向（Ｒ軸方向）に駆動されるようになっている。

各実装用ヘッド２０の先端には部品吸着用のノズルが設けられており、前記テープフィーダー４ａからの部品取出し時には、図外の負圧供給手段からノズル先端に負圧が供給され、この負圧により部品が吸着されるようになっている。

なお、第１ヘッド２０Ａのノズル２１（図４に示す）は、当該ヘッド２０Ａに対して着脱可能に装着されており、必要に応じてサイズの異なる他のノズル２１と交換されるようになっている。すなわち、第１ヘッド２０Ａの先端部（下端部）には、図２（ａ）に示すようにノズル２１を外嵌装着するための軸部２０ａとノズル保持用の一対の板バネ２０ｂとが設けられ、一方、ノズル２１の上部（部品吸着面とは反対側）には、第１ヘッド２０Ａに対する筒状の連結部２３が突設されている。そして、図２（ｂ）に示すように、第１ヘッド２０Ａの前記軸部２０ａに対してノズル２１の前記連結部ノズル２１が外嵌装着されるとともに、この連結部２３に前記板バネ２０ｂが弾性的に係合することによりノズル２１が第１ヘッド２０Ａの先端部に保持されている。従って、第１ヘッド２０Ａに装着されているノズル２１に対して上記板バネ２０ｂの弾発力よりも大きな外力をノズル引抜き方向に作用させると、第１ヘッド２０Ａからノズル２１が分離されるようになっている。なお、ノズル２１の構成については後に詳述する。

図１に戻って、上記基台１上には、各実装用ヘッド２０による部品の吸着状態を画像認識するための部品認識カメラ１７が設けられている。部品認識カメラ１７は部品供給部３，４にそれぞれ設けられており、テープフィーダー３ａ，４ａ先端の部品取出部の並びに並べられた状態で上向きに固定されている。これにより、テープフィーダー３ａ，４ａからの部品取出し後、ヘッドユニット５をＸ軸方向に真直ぐ移動させるだけで各実装用ヘッド２０の吸着部品を連続的にその下側から撮像できるように構成されている。

上記基台１上には、さらにフロント側の部品供給部４の側方にノズルステーション１９（本発明に係るノズル交換ユニットに相当する）が設けられている。このノズルステーション１９は、第１ヘッド２０Ａに対する交換用のノズル２１を収納するものである。

ここで、ノズルステーション１９の構成について説明する前に、第１ヘッド２０Ａに装着されるノズル２１と、当該ノズル２１により吸着される大型特殊部品（トレイ４ｂにより供給される部品）の一例について図面を用いて説明する。

図３は、大型特殊部品（以下、特殊部品という）を平面図、正面図および側面図でそれぞれ示している。同図に示すように特殊部品３０は、細長のパッケージ３１を有しており、このパッケージ３１の上面に、その幅方向（図３（ａ）では上下方向）中央部分からそれぞれ両外側に延び、かつパッケージ３１の長手方向に並ぶ多数のリード３４を備えているとともにその下面に、真下に突出し、かつ前記長手方向に並ぶ複数のピン３５を備えている。また、パッケージ３１の長手方向両端にそれぞれ平坦な一対の脚部３２を備えており、プリント基板Ｐに対して前記ピン３５を基板上ホールに挿入し、かつ前記リード３４および脚部３２を基板上ランドにそれぞれ接触させた状態で実装されるようになっている。

図４は、上記特殊部品３０を吸着するためのノズル２１を平面図、正面図および側面図でそれぞれ示している。同図に示すようにノズル２１は、前記特殊部品３０に対応する幅および長さを有する平面視で略長方形の扁平な本体部分２２を有している。本体部分２２の上面であってノズル２１の中心位置には、第１ヘッド２１Ａに対する前記連結部２３が突設されている。

一方、本体部分２２の下面、すなわち部品吸着面には前記特殊部品３０を吸着するための吸着部２４が突設されている。吸着部２４は前記本体部分２２の長手方向両端部に２つずつ幅方向に並んだ状態で、かつ特殊部品３０の前記脚部３２に対応した配置で設けられている。各吸着部２４の先端（下端）には、前記本体部分２２および連結部２３の内部に形成される負圧供給通路２２ａ（図８参照）が開口している。つまり、前記第１ヘッド２０Ａにノズル２１が装着されると、第１ヘッド２０Ａの内部に形成される図外の負圧供給通路とノズル２１内の前記負圧供給路２２ａとが連通し、これにより両通路を通じて前記吸着部２４に部品吸着用の負圧が供給されるようになっている。そして、図５に示すように、前記本体部分２２を特殊部品３０の前記パッケージ３１に重ね合わせ、前記各吸着部２４により特殊部品３０の各脚部３４を吸着することにより当該特殊部品３０を吸着保持するようになっている。

図４に戻って、前記本体部分２２の部品吸着面側であって前記連結部２３の反対側（つまりノズル２１の中心位置）と、この位置から長手方向に一定距離だけ離れた位置（図４（ａ）では右側に離れた位置）にはそれぞれ断面円形の位置決め用凹部２５，２６が設けられている。これらの凹部２５，２６は、ノズル２１をノズルステーション１９に収納した際に、当該ノズル２１を位置決めするものである。また、本体部分２２の側面にはさらにノズル中心位置に対応する箇所に、互いに本体部分２２から外側に突出する一対の舌片２７が設けられている。これら舌片２７は、前記第１ヘッド２０Ａからノズル２１を分離させる際にノズルステーション１９の後記シャッタ５０に本体部分２２を係合させるためのものである。

なお、当実施形態の実装機では、上記ノズル２１としてサイズ、すなわち本体部分２１の長手方向の寸法が異なる３種類のノズル２１がノズルステーション１９に収納されており、これら３種類のノズル２１のうち一つが第１ヘッド２０Ａに装着されている。

図６および図７はノズルステーション１９の構成をそれぞれ平面図と縦断面図で概略的に示している。これらの図に示すように、ノズルステーション１９は、ブロック状のノズル保持部４０とその上面に沿ってスライドするシャッタ５０とを有している。

ノズル保持部４０には、前記第１ヘッド２０Ａに対する交換用のノズル２１を収納するためのノズル収納孔が設けられている。ノズル収納孔は上向きに開口し、かつ平面視で長方形に形成されており、図示の例では、上記３種類のノズル２１を収納するための長手方向に寸法が異なる３つのノズル収納孔４２Ａ〜４２Ｃが並列に並べられた状態で設けられている。そして、これらノズル収納孔４２Ａ〜４２Ｃに対して交換用のノズル２１が部品吸着面側から差込まれて連結部２３を上向きに突出させた状態で収納されるようになっている。

各ノズル収納孔４２Ａ〜４２Ｃの内底部には、図８に示すように上向きに突出する支持部４３が設けられるとともに、この支持部４３にノズル２１の前記位置決め用凹部２５，２６に対応する位置決めピン４５，４６が上向きに突設されている。すなわち、ノズル２１を各ノズル収納孔４２Ａ〜４２Ｃに収納すると、ノズル２１の各位置決め用凹部２５，２６に前記位置決めピン４５，４６がそれぞれ差込まれ、これによりノズル２１がＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＲ軸回りに位置決めされ、同図に示すように、本体部分２２の長手方向中央部分が支持部４３に支持され、かつ各吸着部２４が支持部４３の両側に垂下した状態でノズル収納孔４２Ａ〜４２Ｃ内に前記ノズル２１が収納されるようになっている。

なお、前記凹部２５，２６およびピン４５，４６の嵌め合い公差は各ノズル収納孔４２Ａ〜４２Ｃに対するノズル２１の出し入れを支障なく行うことができる範囲で設定されている。

図６に戻って、シャッタ５０には各ノズル収納孔４２Ａ〜４２Ｃに対応する長方形の通し孔５１が形成されている。

シャッタ５０は、ノズル保持部４０の両端に形成されたガイド部４０ａに沿ってＹ軸方向にスライド可能に設けられており、エアシリンダ５５により駆動されるようになっている。具体的には、シャッタ５０の下面であってＹ軸方向両端にそれぞれ連結板５６が組付けられ、これら連結板５６がノズル保持部４０に形成された切欠き部４１を介して下方に突出した状態で設けられるとともにこれら連結板５６にノズル保持部４０の下面に固定された複動型エアシリンダ５５のロッド５５ａ，５５ｂがそれぞれ連結されている。これによりエアシリンダ５５に対するエアの給排切換えに応じて、シャッタ５０がＹ軸方向に進退可能となっている。

シャッタ５０には、各通し孔５１の長手方向中央部に同孔５１の周縁部から内側に張り出す一対の係合片５２が設けられている。これらの係合片５２は、シャッタ５０のスライドに伴い、図６（ａ）に示すようにノズル収納孔４２Ａ〜４２Ｃに収納されているノズル２１の前記舌片２７の側方に退避する位置と、図６（ｂ）に示すようにノズル２１の前記舌片２７の上方に重なる位置とに変位するように設けられている。つまり、係合片５２がノズル２１の前記舌片２７から側方に退避する状態がシャッタ５０の開放状態とされ、この状態では、各ノズル収納孔４２Ａ〜４２Ｃにおけるノズル２１の収納部分の全体が完全に開放され、その結果ノズル２１の出し入れが可能とる。そして、係合片５２がノズル２１の前記舌片２７に重なる状態がシャッタ５０の閉止状態とされ、この状態では、収納されているノズル２１の舌片２７と係合片５２とが上下方向に係合し、これによって後に詳述するように第１ヘッド２０Ａに対するノズル２１の付け替えが可能となるようになっている。なお、当実施形態では、上記シャッタ５０（係合片５２）が本発明に係る係合部材に相当し、図６（ａ）に示す位置が係合部材の退避位置に、図６（ｂ）に示す位置が係合部材の作動位置にそれぞれ相当する。

以上の実装機によると、通常は、部品供給部３，４と所定の作業位置にセットされたプリント基板Ｐとの間でヘッドユニット５が移動しながら、各実装用ヘッド２０のノズルにより部品供給部３，４から部品をピックアップしてプリント基板Ｐ上に搬送し、同基板Ｐ上の所定位置に部品を実装することが行われる。この際、トレイ４ｂにより供給される前記特殊部品３０については第１ヘッド２０Ａにより部品がピックアップされ、テープフィーダー３ａ，４ａにより供給されるＩＣ等のチップ部品については第２ヘッド２０Ｂにより部品がピックアップされる。

そして、特殊部品３０としてサイズの異なるものを実装する場合には、第１ヘッド２０Ａに装着されているノズル２１がノズルステーション１９に収納されている他のノズル２１に交換されて部品の実装が進められる。

この場合、ノズル交換は次のように行われる。まず、ヘッドユニット５がノズルステーション１９の上方に配置され、ノズル収納孔４２Ａ〜４２Ｃのうち現在装着されているノズル２１に対応するもの上方に配置される。そして、ノズルステーション１９の前記シャッタ５０が開放状態にセットされた後、第１ヘッド２０Ａの下降に伴いノズル２１がノズル収納孔４２Ａ〜４２Ｃに挿入される。このようにノズル２１がノズル収納孔４２Ａ〜４２Ｃに挿入されると、上述したように、ノズル２１の各位置決め用凹部２５，２６に位置決めピン４５，４６がそれぞれ差込まれつつノズル２１の本体部分２２が支持部４３に支持され、これによってノズル２１がＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＲ軸回りに位置決めされた状態でノズル収納孔４２Ａ〜４２Ｃ内に収納されることとなる。

そして、シャッタ５０が閉止状態に切換えられた後、第１ヘッド２０Ａが上昇する。このように収納部２０Ａが上昇すると、図６（ｂ）および図９に示すように、シャッタ５０が閉止状態とされてノズル２１の舌片２７の上方にシャッタ５０の係合片５２が重なった状態となっているため、舌片２７と係合片５２とが上下方向に係合してノズル２１の取り出しが阻止される。その結果、ノズル２１が第１ヘッド２０Ａから分離されてノズル収納孔４２Ａ〜４２Ｃ内に収納されることとなる。

ノズル２１が取り外されると、次に、上記と逆の動作に従って第１ヘッド２０Ａに別のノズル２１が装着される。すなわち、ノズル収納孔４２Ａ〜４２Ｃのうち、装着すべきノズル２１が収納されたもの上方に第１ヘッド２０Ａがセットされた後、同ヘッド２０Ａが下降する。これにより第１ノズル２０Ａの先端にノズル２１が装着される。詳しくは、第１ヘッド２０Ａが下降すると、これに伴い第１ヘッド２０Ａの軸部２０ａがノズル２１の前記連結部２３に挿入される一方で、板ばね２０ｂがノズル２１の連結部２３によって押し拡げられ、前記軸部２０ａが完全にノズル２１に挿入されると連結部２３が板バネ２０ｂにより弾性的に挾持され、これにより第１ヘッド２０Ａの先端にノズル２１が保持されることとなる。この際、ノズル収納孔４２Ａ〜４２Ｃ内のノズル２１は、上記の通り、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＲ軸回りに位置決めされた状態で収納されているため、ノズル２１の前記連結部２３に対する軸部２０ａの挿入が良好に行われることとなる。

そして、前記シャッタ５０が開放状態に切換えられた後、第１ヘッド２０Ａが上昇することにより、該ヘッド２０Ａと一体にノズル２１がノズル収納孔４２Ａ〜４２Ｃから抜き出され、これによりノズル２１の交換が完了することとなる。

以上のような実装機によると、第１ヘッド２０Ａに装着されるノズル２１によりトレイ４ｂにより供給される大型特殊部品３０を良好にピックアップしてプリント基板Ｐ上に実装することができる上、第１ヘッド２０Ａに対してノズル２１が着脱可能に設けられ、必要に応じてノズルステーション１９に収納されたサイズの異なる他のノズル２１と付け替えられるようになっているため、大型特殊部品３０としてサイズの異なるものを良好に実装することができる。

そして、ノズルステーション１９については、上述したような位置決め構造によりノズル２１をＸ軸、Ｙ軸およびＲ軸回りに位置決めするようにしているので、大型特殊部品３０を吸着する上記のような大型のノズル２１を精度良く位置決めした状態で収納することができる。従って、ノズル交換を適切、かつ確実に行いながら大型特殊部品３０の実装処理を行うことができるという利点がある。

すなわち、ノズルステーション１９については、従来のこの種のノズルステーションと同様に、ノズル２１の前記本体部分２２の輪郭に等しい輪郭をもつノズル収納孔を設け、ここにノズル２１を挿入することによりノズル２１をその輪郭（外形）基準で位置決めすることも考えられる。しかしこの構成では、ノズルが大型化すると、その分ノズル２１およびノズル収納孔の双方において寸法誤差が生じ易くなり（寸法公差が大きくなる）、上記のように大型特殊部品３０を吸着する大型のノズル２１を精度良く位置決めした状態で収納することが難しくなる。これに対して上記実施形態のように、ノズル２１に位置決め用凹部２５，２６を設け、ここに位置決めピン４５，４６を差込むことによってノズル２１を位置決めする構成によると、ノズル２１の外形（輪郭）の大きさに拘わらず一定の精度でノズル２１を位置決めすることができる。そのため、大型特殊部品３０を吸着する上記のような大型のノズル２１についても精度良く位置決めした状態でノズルステーション１９に収納しておくことができ、第１ヘッド２０Ａに対するノズル２１の装着に際しては、第１ヘッド２０Ａの軸部２０ａとノズル２１の連結部２３とを正確に対向させることができる。従って、ノズル２１の装着ミスといったトラブルの発生をより確実に防止することができ、その結果、ノズル交換をより適切、かつ確実に行うことができるようになる。

さらに、上記のノズルステーション１９では、現在装着されているノズル２１を第１ヘッド２０Ａから分離させる際には、ノズル２１をノズル収納孔４２Ａ〜４２Ｃに挿入した状態で第１ヘッド２０Ａを上昇させ、これによりノズル２１をシャッタ５０に係合させるようにしているが、この係合に関し、当実施形態では、上記の通り連結部２３の側方に本体部分２２から突出する一対の舌片２７を設けておき、この部分にシャッタ５０（係合片５２）を係合させるようにしているので、ノズル２１の分離を確実に、かつスムーズに行わせることができる。すなわち、例えばシャッタ５０のスライド変位により、ノズル収納孔４２Ａ〜４２Ｃの長手方向一端側の部分を塞ぎ、これによりノズル２１（本体部分２２）の長手方向一端側にのみシャッタ５０を係合させることも考えられる。しかしこの場合には、シャッタ５０のノズル２１に対する係合位置が第１ヘッド２０Ａとの連結部分、つまり連結部２３から離れているため、ノズル２１を分離させるべく第１ヘッド２０Ａを上昇させると、連結部２３から離れた位置に引き抜き荷重が作用する結果、第１ヘッド２０Ａとノズル２１の連結部分を支点としてモーメントが作用し、ノズル２１のスムーズな分離が阻害されるおそれがある。これに対して、上記実施形態のように第１ヘッド２０Ａとの連結部２３の両側に設けられた一対の舌片２７にシャッタ５０を係合させる構成によると、連結部２３に下向きの引き抜き荷重が適切に作用するため、第１ヘッド２０Ａからのノズル２１の分離をスムーズに、かつ速やかに行わせることができる。

従って、上記のような表面実装機によると、第１ヘッド２０Ａに対するノズル２１の脱着信頼性を向上させることができ、上記のような大型特殊部品３０の実装処理を適切に、かつ安定して進めることができるようになるという効果がある。

ところで、以上説明した実装機は、本発明に係る表面実装機（本発明に係るノズルの収納構造が適用される表面実装機）の一の実施形態であって、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。

例えば、実施形態では、ノズル２１に２つの位置決め用凹部２５，２６を設ける一方、ノズル収納孔４２Ａ〜４２Ｃ側にこれに対応する一対の位置決めピン４５，４６を設けているが、これらはノズル２１をＲ軸回りに位置決めするためであり、可能な場合には位置決め用凹部２５とこれに対応する位置決めピン４５のみの一組だけの構成としてもよい。つまり、実施形態では、位置決めピンとして断面円形のものを使用しているため、嵌合箇所を二箇所にすることによりノズル２１のＲ軸回りの位置決めを達成している。従って、位置決めピンの断面形状を矩形、あるいは十字型等とした場合には、嵌合箇所が一箇所の場合でもノズル２１をＸ軸、Ｙ軸およびＲ軸回りに位置決めすることが可能となるため、この場合には、ノズル２１の位置決め用凹部およびノズル収納孔４２Ａ〜４２Ｃ側の位置決めピンとして一組だけ設けるようにしてもよい。

また、実施形態では、ノズル２１の本体部分２２において連結部２３に対応する位置（ちょうど連結部２３の反対側の位置）に位置決め用凹部２５を設けているが、ノズル２１の具体的な形状との関係でこの位置に位置決め用凹部２５を設けることが困難な場合には、勿論、これ以外の位置に位置決め用凹部２５を設けるようにしてもよい。但し、ノズル装着時に第１ヘッド２０Ａと連結部２３を適切に対向させる上では、連結部２３のちょうど反対側の位置に位置決め用凹部２５を設けることにより連結部２３を基準として位置決めを行うのが好ましい。

また、ノズル２１の具体的な構成との関係で、可能な場合には、部品吸着用の負圧を供給するための前記吸着部２４の開口を位置決め用凹部として利用するようにしてもよい。このような構成によると、負圧供給用の開口部を前記凹部として利用した合理的な構成が達成される。この場合、例えば連結部２３のちょうど反対側に負圧供給用の開口部が設けられるノズル２１の場合には、この開口部を前記凹部として利用すれば、連結部２３を基準としてノズル２１を位置決めできるため理想的である。

また、上記実施形態では、ノズル２１側に位置決め用凹部を設け、ノズル収納孔４２Ａ〜４２Ｃ側に位置決めピン（凸部）を設けているが、部品の吸着に支障がない場合にはこれとは逆の構成を採用してもよい。すなわち、ノズル２１の部品吸着面側に位置決め用の凸部を設ける一方で、ノズル収納孔４２Ａ〜４２Ｃ側にこの凸部に嵌合可能な凹部を設けるように構成してもよい。

本発明に係る表面実装機（本発明に係るノズル交換ユニットのノズルの収納構造が適用される表面実装機）を示す平面略図である。 実装用ヘッド（第１ヘッド）に対するノズルの脱着構造を示す概略側面図である。 大型特殊部品用の一例を示す図である（（ａ）は部品の平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である）。 第１ヘッドに装着される大型特殊部品用のノズルを示す図である（（ａ）はノズルの側面図、（ｂ）は下面図、（ｃ）は側面図である）。 大型特殊部品をノズルにより吸着した状態を示す正面図である。 ノズルステーションを示す平面略図である（（ａ）はシャッタの開放状態、（ｂ）はシャッタの閉止状態をそれぞれ示す。） ノズルステーションを示す図６（ａ）のＡ-Ａ線断面図である。 ノズルステーションとこれに収納されたノズルを示す断面図である。 ノズルステーションとこれに収納されたノズルを示す図６（ｂ）のＢ-Ｂ線断面図である。

符号の説明

５ ヘッドユニット
１９ ノズルステーション
２０ 実装用ヘッド
２１ ノズル
２５，２６ 位置決め用凹部
３０ ノズル保持部
４２Ａ〜４２Ｃ ノズル収納孔
４５，４６ 位置決めピン
５０ シャッタ

Claims (7)

1. 移動可能なヘッドに部品吸着用のノズルが着脱可能に設けられるとともに、交換用のノズルを収納したノズル交換ユニットが前記ヘッドの可動領域内に設けられ、前記実装用ヘッドのノズルが必要に応じて前記ユニットに収納されたノズルと交換されるように構成された表面実装機の前記ノズル交換ユニットにおけるノズル収納構造であって、
   前記ノズル交換ユニットにノズル収納部が設けられ、このノズル収納部に前記ノズルがその部品吸着面側から収納されるように構成されるとともに、ノズルの前記部品吸着面側又はノズル収納部の何れか一方側に位置決め用の凸部が設けられる一方、他方側に前記凸部に嵌合可能な凹部が形成され、前記ノズルをその部品吸着面側からノズル収納部に収納して前記凹部と凸部を互いに嵌合させることにより前記ノズルを位置決めするように構成されていることを特徴とするノズル交換ユニットにおけるノズル収納構造。
2. 請求項１に記載のノズル交換ユニットにおけるノズル収納構造において、
   前記ノズルにおける部品吸着面側とは反対側に前記ヘッドに対する連結部を備えるものであって、この連結部に対応する位置に前記凹部又は凸部が設けられていることを特徴とするノズル交換ユニットにおけるノズル収納構造。
3. 請求項１又は２に記載のノズル交換ユニットにおけるノズル収納構造において、
   前記ノズルおよびノズル収納部に互いに嵌合する複数組みの前記凹部および凸部が設けられていることを特徴とするノズル交換ユニットにおけるノズル収納構造。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載のノズル交換ユニットにおけるノズル収納構造において、
   ノズルの部品吸着面側に前記凹部が設けられるとともに、この凹部として部品吸着用の負圧を供給するための開口部が兼用されていることを特徴とするノズル交換ユニットにおけるノズル収納構造。
5. 移動可能なヘッドに部品吸着用のノズルが着脱可能に設けられるとともに、交換用のノズルを収納したノズル交換ユニットが前記ヘッドの可動領域内に設けられ、前記実装用ヘッドのノズルが必要に応じて前記ユニットに収納されたノズルと交換されるように構成された表面実装機において、
   前記ノズル交換ユニットにおけるノズルの収納構造として、請求項１乃至４のいずれかに記載のノズル収納構造を有していることを特徴とする表面実装機。
6. 請求項５に記載の表面実装機において、
   前記ヘッドに対してノズルが抜差し可能に設けられる一方、前記ノズル交換ユニットに、作動位置と退避位置とに移動可能に設けられ、かつ作動位置にセットされた状態で当該ユニットに収納されたノズルに係合する係合部材が設けられ、前記ヘッドに装着されたノズルを前記ノズル収納部に収納し、さらに前記係合部材を作動位置にセットして前記ヘッドを移動させることにより前記ノズルと係合部材とを係合させて前記ヘッドからノズルを取り外すように構成されるものであって、
   前記ノズルにおける前記係合部材に対する被係合部が、当該ノズルにおける前記ヘッドに対する連結部の近傍に設けられていることを特徴とする表面実装機。
7. 請求項６に記載の表面実装機において、
   前記ノズルはその先端が扁平、かつ細長に形成され、その長手方向中心部分に前記連結部を備えるものであって、さらに前記係合部材に対する被係合部として前記連結部に対応する箇所に前記長手方向と直交して両側に突出する一対の舌片を備え、前記係合部材は、前記作動位置において前記舌片に対してそれぞれ係合するように構成されていることを特徴とする表面実装機。

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