JP2541470Y2 - 吸着ノズル交換装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の技術分野】この考案は、吸着ノズルを自動的に
交換する吸着ノズル交換装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術とその問題点】通常、プリント基板上にＩ
Ｃ、抵抗、コンデンサ等の多数のチップ部品を高速且つ
高精度で自動搭載する為の電子部品搭載装置では、搭載
作業ヘッドに交換可能に設けた吸着ノズルで、搭載すべ
きチップ部品をエア吸引により吸着する。この場合、搭
載するチップ部品の外形やサイズ等が大幅に変わると、
それに応じて吸着ノズルも最適なものに交換する必要が
生じる。

【０００３】従来、上述の吸着ノズルの交換は、必要に
応じてその都度手動で行なっている。この場合、部品搭
載作業を一旦中断して吸着ノズルの交換を行なうから、
電子部品の搭載時間が大幅に増加する。特に近年は、電
子部品の種類が多様化して吸着ノズルの交換頻度も多く
なっているから、更に搭載時間が増加する傾向にある。
そこで、吸着ノズルを迅速に自動交換する方法が必要と
され、種々の自動交換装置が提案されているが、機構が
複雑化し高価なものが多い。

【０００４】又、搭載作業ヘッドの昇降ストロークや吸
着ノズル交換装置における吸着ノズルの支持位置が多少
ずれることがある。その様な場合、吸着ノズルに過度な
圧力が加わり吸着ノズルを破損する虞がある。搭載作業
ヘッドの昇降ストロークを安定して正確に制御するに
は、高価な制御機構を必要とし、吸着ノズル交換装置が
高価なものとなる。

【０００５】

【考案の目的】この考案は、上述した従来技術の問題点
に鑑みなされたものであって、簡単な構造で安価であ
り、多種類の吸着ノズルを破損することなく迅速且つ正
確に自動交換可能な吸着ノズル交換装置を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【考案の要点】この考案は、電子部品を吸着保持する複
数の吸着ノズルを挿脱自在に支持する支持台と、前記支
持台に支持された全ての前記吸着ノズルと係合して脱装
を阻止する係止位置と、前記吸着ノズルに対する係合を
解除し前記支持台からの脱装を許可する係止解除位置と
の間を移動自在に設けたノズル係止部材と、前記ノズル
係止部材を移動させる駆動手段とを有し、前記吸着ノズ
ルを作業ヘッドから脱装し他の吸着ノズルに交換する吸
着ノズル交換装置において、前記支持台に緩衝機構を設
け、該緩衝機構を介して前記吸着ノズルを支持すること
を要点とするものである。

【０００７】

【考案の実施例】以下、この考案を図１乃至図８に基づ
き詳細に説明する。◇図１は本考案の一実施例としての
吸着ノズル交換装置を示す立面図で、図２はその平面
図、図３は図１のIII−III線断面図である。本例の吸着
ノズル交換装置により装脱する吸着ノズルＮは、図３に
示す様に、被挾持部Ｎ1とノズル部Ｎ2間に光反射板Ｎ3
を鍔状に形成して成る。光反射板Ｎ3は、吸着対象物を
照明する光を反射させる為のもので、図２に示す様に吸
着ノズルＮの中心から全周囲へ大きく張り出させて８角
形に形成してある。この光反射板Ｎ3は、本例の吸着ノ
ズル交換装置により支持される際の被支持部にもなる。

【０００８】図１において、電子部品自動搭載機におけ
るベースＢ上の所定位置に立設した取り付け板１，１
に、吸着ノズル交換装置の基台２を取り付けてある。
基台２は、下部の取付け部２ａと、上部の吸着ノズルＮ
を支持する支持部２ｂから成る。支持部２ｂは、取付け
部２ａより水平方向へ長く延出形成し、図３に示す様に
略Ｌ字状断面をなす様に折曲してある。

【０００９】支持部２ｂの水平方向に延在する水平部２
ｂ1には、図２に示す様に、本例では６個の吸着ノズル
Ｎを同時に支持できる様に６個の窓穴Ｈ1〜Ｈ6を等間隔
に穿設してある。そして、水平部２ｂ1の両端部と各窓
穴Ｈ1〜Ｈ6間には、夫々、一対のストッパピン３，３を
立設してある。これらストッパピン３の対間隔Ｌ1は、
窓穴Ｈ1〜Ｈ6間の間隔Ｌ2と等しく、吸着ノズルＮの光
反射板Ｎ3の幅Ｗより若干長く設定してある。従って、
これらストッパピン３により吸着ノズルＮの水平方向の
大略位置が決まり、６個の吸着ノズルＮを、図示する様
に夫々がストッパピン３の対を挟み若干水平方向に遊動
可能な状態で余剰スペース無く効率よく支持できる。

【００１０】図３において、基台支持部２ｂの水平部２
ｂ1の下方には、コの字形断面の底板４を取り付けてあ
る。底板４は、内側が表向きになる姿勢で水平部２ｂ1
をその内部に収容した状態に取り付けてある。この場
合、基台支持部２ｂの垂直部２ｂ2に開口２ｂ3を穿設
し、この開口２ｂ3に底板４の片側を通して水平部２ｂ1
を収容する構造となっている。底板４には、上方の窓穴
Ｈ1〜Ｈ6に対応させて、複数の支持ボルト５を足部５ａ
が上方に向く倒立姿勢で螺着してある。これら支持ボル
ト５は、図２に示す様に、各窓穴Ｈ1〜Ｈ6に対して３本
づつ配設してあり、３本の支持ボルト５は各窓穴Ｈ1〜
Ｈ6の周辺部に均等な配置で各足部５ａを延出させてい
る。

【００１１】而して、図４に示す様に、各支持ボルト足
部５ａを中空に形成し、その内部には、圧縮バネ６を夫
々挿入してある。各圧縮バネ６の足部５ａから出没する
先端には、当接子７を夫々固着してある。作業ヘッドか
ら脱装した吸着ノズルＮは、夫々、３個の圧縮バネ６に
より各当接子７を介して３点で弾性支持される。この様
に既存の汎用ボルトを利用することにより、吸着ノズル
の支持構造に組み込む緩衝機構を簡単に供給でき、吸着
ノズル交換装置のコストダウンを促進できる。

【００１２】底板４の両側壁４ａ，４ａの外側には、一
対のノズル係止板８，８を立設してある。ノズル係止板
８の上端部は、内側に折曲してある。そして、その折曲
部先端面に、図２に示す様に、前述したストッパピンの
間隔Ｌ1と同一の間隔で６個の係止突部８ａを等間隔に
突設してある。これら係止突部８ａを支持された吸着ノ
ズルＮの光反射板Ｎ3に係合させ、吸着ノズルＮの上方
への移動を阻止する。

【００１３】図３において、ノズル係止板８，８は、連
結具９により一体移動可能に結合してある。連結具９
は、略Ｌ字形断面を備えた結合板部９ａと、結合板部９
ａの一端から直角に延出させた連結棒部９ｂからなる。
結合板部９ａの一方の平面部９ａ1を、基台垂直部２ｂ2
の開口２ｂ3を通して底板４下方に水平に延在させ、そ
の両端に両側のノズル係止板８，８の各下端部中央をボ
ルト結合し、両者を結合する構造となっている。結合板
部９ａにおける垂直平面部９ａ2の下端部には、スライ
ドレール１０を水平方向（紙面垂直方向）に延在設置し
てある。これに対応させて、基台２の取付け部２ａに
は、スライドレール１０を摺動自在に保持するスライド
ホルダ１１を設置してある。これにより、一対のノズル
係止板８，８が、一体にスライドレール１０の延在方向
に沿って自在に往復直線移動することができる。

【００１４】図１において、スライドホルダ１１の下方
には、ノズル係止板８の駆動手段を構成するエアシリン
ダ１２を設置してある。エアシリンダ１２は、そのピス
トンロッド１２ａがスライドレール１０延在方向（水平
方向）に併行に進退可能な姿勢で基台取付け部２ａに固
設してある。ピストンロッド１２ａ先端は、連結具９の
連結棒部９ｂに結合してある。連結棒部９ｂの先端部に
は、エアシリンダ１２と協働してノズル係止板８の駆動
手段を構成する引っ張りバネ１３の一端を係止してあ
る。引っ張りバネ１３は、エアシリンダ１２の下方に、
そのピストンロッド１２ａの伸縮方向に沿って延在させ
てあり、その他端を基台取付け部２ａの所定位置に立設
したピン１４に係止してある。

【００１５】引っ張りバネ１３の下方には、ノズル係止
板８のスライドストロークを決める下限ストッパ１５を
配設してある。又、基台取付け部２ａ両側の一対の耳部
２ａ1，２ａ2の内の連結棒部９ｂに対向する耳部２ａ1
におけるピストンロッド１２ａ先端に対向する位置に
は、スライドストロークを決める為の上限ストッパ１６
を配設してある。これら各ストッパ１５，１６は、ボル
トとナットを利用し、ナット先端に連結棒部９ｂに当接
させる当接板１５ａ，１６ａを固着してある。従って、
夫々のナットを廻すことによりノズル係止板８のスライ
ドストロークを容易に調節することができる。

【００１６】次に、上述の様に構成した吸着ノズル交換
装置の動作について説明する。◇先ず、吸着ノズルを搭
載ヘッドに装着する場合は、図４に示す様に、搭載ヘッ
ドＭを吸着ノズル交換装置の上方に移動させ、装着すべ
き吸着ノズルＮの中心線上に先細に形成した搭載軸Ｍ1
の中心が位置する様に停止させる。このとき、各吸着ノ
ズルＮは、３個の圧縮バネ６により３点で弾性支持され
ている。又、図１に示す様に、エアシリンダ１２がオフ
されてピストンロッド１２ａがシリンダ内に退入し、引
っ張りバネ１３により連結具９の連結棒部９ｂを下限ス
トッパ１５に当接させ、ノズル係止板８を図２に示す係
止位置に保持している。この係止位置においては、両ノ
ズル係止板８，８の各係止突部８ａが各吸着ノズルＮの
中心を挟んで対向しており、各吸着ノズルＮの光反射板
Ｎ3に両側の係合突部８ａが係合し、吸着ノズルＮの上
方への脱装が確実に阻止される。

【００１７】次いで、図５に示す様に搭載ヘッドＭを下
降させる。搭載ヘッドＭの下降と共に、搭載軸Ｍ1の先
細先端部が吸着ノズルＮの嵌装孔Ｎ4内に進入する。こ
れに併行して、搭載軸Ｍ1を挟みその両側に回動自在に
支承してある各チャック爪Ｍ2の先端が吸着ノズルＮ頭
部の斜面Ｎ5に当接し、その斜面効果で一対のチャック
爪Ｍ2，Ｍ2が板バネＭ3，Ｍ3の弾発力に抗し円滑に開成
回動される。この当接の際に、吸着ノズルＮに対し下方
に押圧する力が作用するが、吸着ノズルＮは３個の圧縮
バネ６により弾性支持されているから加えられる押圧力
に応じて柔軟に下降し、チャック爪Ｍ2当接の際の衝撃
が顕著に緩和される。又、吸着ノズルＮは前述した様に
水平方向に若干の遊動幅を持たせて支持してあるから、
吸着ノズルＮの中心と搭載軸Ｍ1の中心が若干ずれてい
る場合がある。この様な場合、搭載軸Ｍ1の先端が先ず
嵌装孔Ｎ4の傾斜した内面に当接し、搭載軸Ｍ1の下降と
共にその斜面効果で吸着ノズルＮの位置が修正される。
この搭載軸Ｍ1と吸着ノズルＮの嵌装孔Ｎ4内面が当接す
る際の衝撃も、上述した弾性支持効果により同様に緩和
される。この様にして、装着時における搭載ヘッドＭと
の衝突による吸着ノズルＮの破損が、確実に防止され
る。

【００１８】更に、搭載軸Ｍ1を下降させると、図６に
示す様に、搭載軸Ｍ1先端が嵌装孔Ｎ4内に完全に嵌入
し、チャック爪Ｍ2の先端が係合溝Ｎ6内に進入して吸着
ノズルＮを係合挾持する。各チャック爪Ｍ2先端が係合
溝Ｎ6に一旦進入した後は、板バネＭ3の付勢力により係
合挾持状態が維持される。この様にして、吸着ノズルＮ
が、嵌装孔Ｎ4内面と搭載軸Ｍ1先端の各斜面同士による
嵌合保持効果と、一対のチャック爪Ｍ2，Ｍ2各先端と係
合溝Ｎ6との係合挾持効果により、吸着ノズルＮが搭載
軸Ｍ1先端に確実に装着保持される。

【００１９】吸着ノズルＮの装着が完了したら、図１に
おいて、エアシリンダ１２を作動させてピストンロッド
１２ａを引っ張りバネ１３の引っ張り弾力に抗して伸出
させ、連結具９をその連結棒部９ｂが上限ストッパ１６
に当接するまで図中左方へ摺動させる。これにより、両
ノズル係止板８、８が、図７に示す係止解除位置へ一体
に移動する。この係止解除位置では、各係止突部８ａが
各吸着ノズルＮ間に確保してある空きスペース上方に位
置し、各吸着ノズルＮの支持部２ｂから上方への脱装が
可能となる。この状態下で、図８に示す様に搭載ヘッド
Ｍを上昇させれば、吸着ノズルＮが搭載軸Ｍ1と一体に
上昇する。

【００２０】次に、吸着ノズルＮを脱装する動作ついて
説明する。◇図８に示す様に、吸着ノズルＮを装着した
搭載ヘッドＭを吸着ノズル交換装置の上方に移動させ、
吸着ノズルＮを収納すべき例えば窓穴Ｈ1の真上に停止
させる。この場合、搭載軸Ｍ1の中心線と窓穴Ｈ1の中心
を整合させる。この時点でノズル係止板８が係止位置に
在る場合は、図１においてエアシリンダ１２を作動させ
てピストンロッド１２ａを伸出させ、ノズル係止板８を
係止解除位置へ移動させる。

【００２１】次いで、図６に示す様に、搭載ヘッドＭを
下降させ、吸着ノズルＮを窓穴Ｈ1内の３箇所に配設し
てある圧縮バネ６に弾性支持させる。この下降動作にお
いては、搭載ヘッドＭを、吸着ノズルＮの光反射板Ｎ3
が圧縮バネ６先端の当接子７に当接してから基台支持部
２ｂの水平板部２ｂ1に当接するまでの間に停止させれ
ばよい。従って、搭載ヘッドＭの昇降ストロークを制御
する為に特に高精度な制御機構を用いなくてもよく、装
置のコストダウンを促進できる。又、吸着ノズルＮと当
接子７が当接する際の衝撃を圧縮バネ６の弾性により緩
和し、吸着ノズルＮの破損を確実に防止することができ
る。

【００２２】次に、エアシリンダ１２に対する駆動力を
オフしてその押圧力を脱勢させる。これにより、連結具
９が引っ張りバネ１３の引っ張り弾力により下限ストッ
パ１５に当接するまで引き戻され、ノズル係止板８が図
２に示す係止位置に復帰する。

【００２３】次に、図５に示す様に、搭載ヘッドＭを上
昇させる。このとき、各係止突部８ａが吸着ノズルＮの
光反射板Ｎ3に係合し、吸着ノズルＮが搭載軸Ｍ1と一体
に上昇するのを阻止する。この様に吸着ノズルＮを係止
した状態で搭載軸Ｍ1を強制上昇させれば、吸着ノズル
Ｎが自動的に搭載軸Ｍ1先端から脱装する。この場合、
吸着ノズルＮの係合溝Ｎ5の上壁Ｎ7を傾斜させてあるか
ら、その斜面効果により搭載軸Ｍ1の上昇と共にチャッ
ク爪Ｍ2，Ｍ2が自動的に開かれ、係合溝Ｎ5との係合が
比較的容易に解除される。

【００２４】吸着ノズルＮの脱装が終了したら、搭載ヘ
ッドＭが新たに装着すべき吸着ノズルの収納支持されて
いる位置に移動し、前述した装着動作を行なう。これに
より、吸着ノズルＮの交換が終了する。

【００２５】尚、本考案は、上記の特定の実施例に限定
されるべきものでなく、本考案の技術的範囲において種
々の変形が可能であることは勿論である。◇例えば、吸
着ノズル装脱時の衝撃を吸収する為の緩衝機構として
は、圧縮バネ等のバネ部材に限らず、エアクッション構
造やゴム等の可撓性弾性材料を採用することができる。
◇又、ノズル係止部材としては、上述の実施例の様なス
ライド式に限らず、ノズル係止位置と係止解除位置の間
を開閉回動する方式のものを用いてもよい。

【００２６】

【考案の効果】以上、詳細に説明した様に、本考案によ
れば、吸着ノズルを衝撃緩衝機構を介して支持しつつ搭
載ヘッドに着脱する構成とすることにより、着脱時にお
ける吸着ノズルと搭載ヘッド及び支持台との当接による
衝撃を顕著に緩和することができる。又、複数のノズル
を１セットのノズル係止部材により支持台上に係合保持
するから、吸着ノズル交換装置の構造が簡単となる。従
って、多数の吸着ノズルを破損することなく迅速且つ正
確に自動交換可能な吸着ノズル交換装置を、簡単な構造
で安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例としての吸着ノズル交換装置
を示す立面図である。

【図２】上記吸着ノズル交換装置を示す平面図である。

【図３】上記吸着ノズル交換装置を示す図１のIII−III
線断面図である。

【図４】上記吸着ノズル交換装置の詳細構成と動作を示
す部分拡大断面図である。

【図５】上記吸着ノズル交換装置の異段階での状態を示
す部分拡大断面図である。

【図６】上記吸着ノズル交換装置の他の異段階での状態
を示す部分拡大断面図である。

【図７】上記吸着ノズル交換装置を示す図２とは動作段
階が異なる平面図である。

【図８】上記吸着ノズル交換装置の更に他の異なる段階
での状態を示す部分拡大断面図である。

【符号の説明】

２ 基台 ２ａ 取付け部 ２ｂ 支持部 ３ ストッパピン ４ 底板 ５ 支持ボルト ６ 圧縮バネ ７ 当接子 ８ ノズル係止板 ８ａ 係合突部 ９ 連結具 ９ａ 結合板部 ９ｂ 連結棒部 １０ スライドレール １２ エアシリンダ １３ 引っ張りバネ １５ 下限ストッパ １６ 上限ストッパ

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 光反射板を有し電子部品を吸着保持する
   複数の吸着ノズルの各々を、脱着の際の衝撃を緩和する
   各緩衝機構上に前記光反射板を被支持部にして支持する
   支持台と、 前記支持台に支持される全ての前記吸着ノズルの脱装を
   前記光反射板と係わって阻止する係止位置、又は前記全
   ての吸着ノズルの係止を解除する係止解除位置に移動自
   在に設けたノズル係止部材と、 前記吸着ノズルの脱着時に前記ノズル係止部材を係止解
   除位置に移動させる駆動手段と、 を有する ことを特徴とする吸着ノズル交換装置。