JP5903596B2 - 部品吸着ノズル - Google Patents

Description

本発明は、部品吸着ノズルに関する。

電子部品の移載や実装等におけるハンドリングの方法として、真空吸着による方法が広く用いられている。この方法は吸着孔が設けられた吸着ノズルを電子部品に当接させ、吸着孔から真空吸引することにより発生する負圧を利用して電子部品を吸着するものである。ここで用いられる吸着ノズルは電子部品に直接当接させて用いられるものであり、対象の電子部品の形状やサイズに応じて種々の形式のものが用いられる。

例えば特許文献１の電子部品吸着ノズル１００は、負圧供給口１０１の形成されるノズルホルダ１０２に、ノズルスライダ１０３のパイプ状の軸部１０４が装着される。軸部１０４の先端部１０５には中間口１０６が開口され、中間口１０６には吸着口１０７を有するアダプタ１０８が挿入される。アダプタ１０８には吸着口１０７の周囲に複数の固定ねじ１０９が貫通され、固定ねじ１０９は先端部１０５に螺合する。固定ねじ１０９が先端部１０５に螺合されることにより、アダプタ１０８は、先端部１０５の中間口１０６に固定される。中間口１０６には、異なる吸着口１０７の形成される複数のアダプタ１０８が被吸着部品１１０に応じ選択的に取り付けられる。

特開２００２−２０８７９９号公報（請求項１、図２、段落００３１）

しかしながら、従来の電子部品吸着ノズル１００は、先端部１０５の中間口１０６にアダプタ１０８が挿入される。アダプタ１０８は、吸着口１０７の周囲に貫通される固定ねじ１０９によって、先端部１０５に固定される。このため、先端部１０５は大径となり、幅が狭い被吸着部品１１０を吸着する場合には、先端部１０５が被吸着部品１１０の吸着面からはみ出し、実装時に隣接する部品に干渉する虞があった。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、先端部材が、被吸着部品の形状に応じて容易に交換され、実装時に隣接する部品に干渉しない部品吸着ノズルを提供することにある。

本発明の部品吸着ノズルは、筒部の一端側に設けられるフランジ部に前記筒部の内孔が挿入開口部となって開口される基端部材と、一方の面に部品吸着部が突出される基部を有し、部品吸着部を貫通して設けられるノズル孔に連通する固定穴の内周に内周ねじが形成される先端部材と、前記フランジ部もしくは前記基部の少なくともどちらか一方に設けられ、前記基端部材に対する前記先端部材の取り付け位置を規制する規制部と、軸線に沿って貫通孔が形成され外周に前記内周ねじと螺合する外周ねじが形成される軸本体の一端側に前記内孔に係止するストッパ片が形成される締結部材と、を備え、前記締結部材の前記外周ねじが前記基端部材の前記内孔と前記挿入開口部との間の部分を貫通して前記先端部材の内周ねじと螺合されることにより前記基端部材と前記先端部材とが固定されるものである。

また、本発明の部品吸着ノズルは、前記挿入開口部が前記筒部と同軸の円形状に形成され、前記基部の他方の面に円形凸状の挿入部が形成され、前記挿入開口部と前記挿入部が嵌合するものである。

さらに、本発明の部品吸着ノズルは、前記貫通孔の開口形状が矩形状であるものである。

さらに、本発明の部品吸着ノズルは、前記ノズルの外形が被吸着部品の輪郭形状と相似して前記輪郭形状よりも小さく形成されるものである。

本発明に係る部品吸着ノズルによれば、先端部材が、被吸着部品の形状に応じて容易に交換でき、実装時に隣接する部品に干渉しない。

（Ａ）は本発明に係る実施形態の部品吸着ノズルの断面図、（Ｂ）は（Ａ）の分解断面図 図１に示した部品吸着ノズルが使用される部品実装装置の正面図 図２に示した部品実装装置の平面図 （Ａ）は図１に示した部品吸着ノズルの上から見下ろした分解斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の基端部材を下から見上げた分解斜視図 従来の電子部品搭載装置における電子部品吸着ノズルの構造を示す断面図

以下、本発明に係る実施形態について、図面を用いて説明する。
図１（Ａ）は本発明に係る実施形態の部品吸着ノズルの断面図、（Ｂ）は（Ａ）の分解断面図である。
本実施形態に係る部品吸着ノズル１０は、部品実装装置１１（図２参照）の吸着ヘッド１２に装着され、この吸着ヘッド１２と連通するノズル孔１３から真空吸引することにより、下端側の部品吸着部１４に被吸着部品１５を真空吸着する。

ここで、部品吸着ノズル１０が使用される部品実装装置１１について簡単に説明する。
図２は図１に示した部品吸着ノズル１０が使用される部品実装装置１１の側面図、図３は図２に示した部品実装装置１１の平面図である。
部品実装装置１１は、ベッド１６の中央部に、電子部品（図示せず）を実装する回路基板１７を固定する基板固定部（コンベアレール）が設けられる。ベッド１６には、基板固定部を挟んで前後対称に一対の部品実装ステージ１８が設けられる。部品実装ステージ１８は、電子部品を連続的に供給する複数列のパーツフィーダ１９を備え、多品種の電子部品を部品供給位置において吸着可能にする。

部品実装ステージ１８は、部品供給位置で電子部品を保持して、この電子部品を回路基板１７に装着する吸着ヘッド１２を備える。この吸着ヘッド１２は、ＸＹロボット２０に支持される。このＸＹロボット２０は、図３中のＸＹ方向のそれぞれに移動可能となり、吸着ヘッド１２を部品供給位置や回路基板１７の上方に移動させる。ＸＹロボット２０は、Ｘ軸ビーム２１を有し、このＸ軸ビーム２１に吸着ヘッド１２が、Ｘ方向へ移動可能に支持される。Ｘ軸ビーム２１は、Ｙ軸ビーム２２に沿ってＹ方向へ移動可能とされる。

部品実装ステージ１８と基板固定部との間には、ノズルチェンジ部２３が設けられている。ノズルチェンジ部２３には、ノズルホルダ２４、部品認識部２５、および廃棄トレイ２６が設けられる。ノズルホルダ２４は、吸着ヘッド１２に装着させる各種電子部品用の部品吸着ノズル１０を格納する。吸着ヘッド１２は、このノズルチェンジ部２３にて、部品吸着ノズル１０の交換を行うことができる。部品認識部２５は、ラインセンサ等からなる光学センサを備え、吸着ヘッド１２の部品吸着ノズル１０が吸着している電子部品の姿勢（部品位置や回転角度等）を認識する。廃棄トレイ２６には、吸着ヘッド１２の部品吸着ノズル１０が吸着している電子部品に種類の誤りや不具合があった場合、その電子部品が廃棄される。

吸着ヘッド１２にはチャック機構を有した吸着軸２７が設けられる。吸着軸２７には真空ポンプ（図示せず）がチューブを介して接続される。吸着軸２７は、チャック機構（図示せず）によって、部品吸着ノズル１０を下端に着脱自在に保持する。吸着軸２７に保持された部品吸着ノズル１０は、チューブから真空吸引されることにより、先端部材２８（図１参照）に当接した被吸着部品１５を吸着する。ノズルホルダ２４に格納される部品吸着ノズル１０は、基端部材２９が吸着軸２７のチャック機構によって保持される。基端部材２９には、各種の先端部材２８が、締結部材３０によって交換可能に固定される。

図１に示すように、部品吸着ノズル１０は、基端部材２９と、先端部材２８と、締結部材３０と、に分離される。基端部材２９は、外周にチャック溝３１の形成される筒部３２を有する。筒部３２の軸線３３に沿う方向の一端側には、基端部材２９の先端である長円形のフランジ部３４が形成される。筒部３２の内孔３５はフランジ部３４で挿入開口部３６となって開口する。挿入開口部３６は、筒部３２と同軸の円形状に形成される。内孔３５と挿入開口部３６との間には鍔部３７が半径方向内側に張り出して形成される。この鍔部３７の内孔側の面は締結部材３０の締結座面３８となる。フランジ部３４の挿入開口部側の面には位置決めピン３９が軸線３３に沿う方向で突出して設けられる。

先端部材２８は、基部４０の一方の面に部品吸着部１４が突出して設けられる。部品吸着部１４は、外形が被吸着部品１５の吸着対象面の輪郭形状と相似して、輪郭形状よりも小さく形成される。基部４０の他方の面には挿入部４１が突出して形成される。挿入部４１は、円形凸状に形成される。基部４０には挿入部４１が形成される面に位置決め溝４２が形成され、位置決め溝４２は上記の位置決めピン３９と嵌合する。先端部材２８の挿入部４１にはノズル孔１３に通じる固定穴４３が同一中心で形成される。固定穴４３の内周には締結部材３０の外周ねじ４４と螺合する内周ねじ４５が形成される。

締結部材３０は、軸本体４６の軸線３３に沿って貫通孔４７が形成される。軸本体４６の軸線３３に沿う方向の一端側にはストッパ片４８が張り出して形成される。締結部材３０は、ストッパ片４８を挿入方向の後側にして基端部材２９の内孔３５に挿入されると、外周ねじ４４が鍔部３７を貫通して、ストッパ片４８が締結座面３８に当たる。

図４（Ａ）は図１に示した部品吸着ノズル１０の上から見下ろした分解斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の基端部材２９を下から見上げた分解斜視図である。
分離された基端部材２９、先端部材２８、締結部材３０を組み立てるには、基端部材２９のフランジ部３４に開口する挿入開口部３６に、先端部材２８の挿入部４１を挿入する。一方、基端部材２９の筒部３２には締結部材３０を挿入する。筒部３２の内孔３５に挿入した締結部材３０は、鍔部３７を貫通して先端部材２８の内周ねじ４５に外周ねじ４４が螺合される。この際、締結部材３０の貫通孔４７の少なくともストッパ片側の開口部は、図４（Ａ）に示すように開口形状が矩形状となる。これにより、先端が矩形断面の締結用工具を貫通孔４７に挿入して回転が可能となる。締結部材３０が回転されることにより、先端部材２８に螺合した締結部材３０は、ストッパ片４８が締結座面３８に当たり、先端部材２８が基端部材２９に固定される。これにより、図１（Ａ）に示す部品吸着ノズル１０の組み立てが完了する。

部品吸着ノズル１０は、一つの基端部材２９を共用できる。先端部材２８は、基部４０が同一の形状に形成され、部品吸着部１４が電子部品の形状や大きさによって異なる。図４（Ｂ）には、小ノズル４９の第１先端部材５０と、大ノズル５１の第２先端部材５２とを例示する。これら、第１先端部材５０と第２先端部材５２とは、選択的に基端部材２９に取り付けられる。

この部品吸着ノズル１０では、先端部材２８の基部４０から部品吸着部１４が突出され、先端部材２８の基部４０が隣接する部品から浮上した位置に配置される。従って、基部４０からは部品吸着部１４のみが垂下して、その下端に被吸着部品１５が吸着される。

また、部品吸着ノズル１０では、基部４０と先端部材２８との嵌合部分が同軸の凹凸嵌合構造となり、小さい外径で容易、かつ、高精度な装着が可能となる。

また、部品吸着ノズル１０は、先端部材２８の固定手段と、真空吸引路とを同一の締結部材３０に形成でき、コンパクト化が可能となる。これに加え、締結部材３０は、貫通孔４７の開口形状が矩形状で形成され、貫通孔４７が締結用工具の係合孔として使える。これによっても、さらなるコンパクト化が可能となる。

また、部品吸着ノズル１０は、部品吸着部１４の外形が図１に示した被吸着部品１５の輪郭形状と相似して輪郭形状よりも小さく形成される。これにより、部品吸着部１４が被吸着部品１５を吸着するための必要最小限の外形状に形成され、実装時に隣接する部品に干渉し難くなる。

従って、本実施形態に係る部品吸着ノズル１０によれば、先端部材２８が、被吸着部品１５の形状に応じて容易に交換でき、実装時に隣接する部品に干渉しない。

本発明の部品吸着ノズルは、真空吸着による電子部品を吸着するものであり、部品実装装置等に適用可能なものである。

１０ 部品吸着ノズル
１３ ノズル孔
１４ 部品吸着部
１５ 被吸着部品
２８ 先端部材
２９ 基端部材
３０ 締結部材
３２ 筒部
３３ 軸線
３４ フランジ部
３５ 内孔
３６ 挿入開口部
３９ 位置決めピン
４０ 基部
４１ 挿入部
４２ 位置決め溝
４３ 固定穴
４４ 外周ねじ
４５ 内周ねじ
４６ 軸本体
４７ 貫通孔
４８ ストッパ片

Claims (4)

1. 筒部の一端側に設けられるフランジ部に前記筒部の内孔が挿入開口部となって開口される基端部材と、
   一方の面に部品吸着部が突出される基部を有し、部品吸着部を貫通して設けられるノズル孔に連通する固定穴の内周に内周ねじが形成される先端部材と、
   前記フランジ部もしくは前記基部の少なくともどちらか一方に設けられ、前記基端部材に対する前記先端部材の取り付け位置を規制する規制部と、
   軸線に沿って貫通孔が形成され外周に前記内周ねじと螺合する外周ねじが形成される軸本体の一端側に前記内孔に係止するストッパ片が形成される締結部材と、を備え、
   前記締結部材の前記外周ねじが前記基端部材の前記内孔と前記挿入開口部との間の部分を貫通して前記先端部材の内周ねじと螺合されることにより前記基端部材と前記先端部材とが固定される部品吸着ノズル。
2. 請求項１記載の部品吸着ノズルであって、
   前記挿入開口部が前記筒部と同軸の円形状に形成され、
   前記基部の他方の面に円形凸状の挿入部が形成され、
   前記挿入開口部と前記挿入部が嵌合する部品吸着ノズル。
3. 請求項１または請求項２に記載の部品吸着ノズルであって、
   前記貫通孔の開口形状が矩形状である部品吸着ノズル。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１項に記載の部品吸着ノズルであって、
   前記ノズルの外形が被吸着部品の輪郭形状と相似して前記輪郭形状よりも小さく形成される部品吸着ノズル。

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