JP6464184B2

JP6464184B2 - 部品実装機

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Inventors: 明伸伊藤
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Priority date: 2014-10-31
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Description

本発明は、部品実装機及びそれに用いるノズルツールに関するものである。

回路基板の実装ラインでは、市場における需要の変化に柔軟に対応できる生産システムが要求されると共に、さらなる段取り替え時間の削減と生産効率の向上が重要な課題となっている。そこで、特許文献１には、複数種のノズルツールを自動交換しながら生産を行う部品実装機が提案されている。当該部品実装機は、Ｘ軸及びＹ軸に移動する移動台に着脱可能に設けられる装着ヘッドと、装着ヘッドに着脱可能に設けられると共に吸着ノズルを保持するノズルツールとを備える。ノズルツールには、例えば、１個の吸着ノズルを保持する大型シングルノズルツール、４個の吸着ノズルを保持する汎用４マルチノズルツール、１２個の吸着ノズルを保持する高速１２マルチノズルツールなどが存在する。つまり、１つの部品実装機において、それぞれのノズルツールを用いる部品実装が自動で切り替えられる。

国際公開第２０１３／１０８３９４号

当該部品実装機においては、装着ヘッドとノズルツールとを着脱可能にするためのクランプ機構と、吸着ノズルが部品を装着するために装着ヘッドとノズルツールとの間でエアを流通させる接続路とが設けられる。当該部品実装機の装着ヘッドにおいて、エア接続路の開口部がクランプ機構の内周側又は同径位置に位置する。作業者は、部品実装機が確実に部品を着脱するためにエア接続路のメンテナンスを行う。しかし、クランプ機構の存在により、作業者によるメンテナンス性は良好とは言えない。

本発明は、メンテナンス性を向上できる部品実装機及びそれに用いるノズルツールを提供することを目的とする。

本発明に係る部品実装機は、装着ヘッドと、前記装着ヘッドに着脱可能に設けられると共に吸着ノズルを保持するノズルツールとを備える。
前記装着ヘッドは、回転可能な軸状部を有するハウジングと、前記ハウジングの前記軸状部の端面の中央部に設けられるクランプ部材と、を備える。前記ハウジングの前記軸状部は、前記軸状部の端面において前記クランプ部材より外周側に開口し、エアを流通するエア接続路を備える。
前記ノズルツールは、前記装着ヘッドの前記クランプ部材に係止される被クランプ部と、前記エア接続路に接続され、前記エア接続路との間で前記エアを流通するエア被接続路とを備える。
前記ハウジングは、前記軸状部の端面の中央部から突出形成され、内周面から外周面に亘って貫通する複数の窓部が形成される筒部と、前記軸状部の内部の中央部に形成され、前記筒部の内周側に連通するシリンダと、前記筒部の端面に設けられ、前記ハウジングの中心位置を検出する基準マークと、を備える。前記装着ヘッドは、前記ハウジングの前記筒部の内周側及び前記シリンダの内周側を相対移動可能に設けられるピストンを備える。前記クランプ部材は、前記複数の窓部のそれぞれに設けられ、前記ピストンの軸方向移動に伴って前記ピストンの外周面に押圧されることにより前記筒部の外周面から突出する。前記ノズルツールは、前記筒部を収容する凹所と、前記凹所の開口縁に径方向内方に向かって突出形成され、前記クランプ部材が前記筒部の外周面から突出することに伴い前記ノズルツールを前記ハウジング側へ引き込む爪部と、を備える。

本発明に係る部品実装機によれば、装着ヘッドのクランプ部材が、ハウジングの軸状部の端面の中央部に設けられる。装着ヘッドのエア接続路が、軸状部の端面においてクランプ部材より外周側に開口する。従って、作業者がエア接続路の開口のメンテナンスを行う際に、クランプ部材が邪魔にならない。そのため、メンテナンス性が非常に向上する。

本発明の実施の形態に係る部品実装機の全体を示す斜視図である。図１の部品実装機を構成する装着ヘッドと装着ヘッドにクランプされた状態のノズルツールとを含む部分の軸方向断面図である。ただし、図２に示す装着ヘッドは、ノズルツールとの第一エア接続路（右側）及び第二エア接続路（左側）を含む断面図である。図２の装着ヘッドの一部を下方から見た斜視図である。図３の装着ヘッドの一部を下方から見た図である。図２のノズルツールを上方から見た図である。クランプ状態の装着ヘッド及びノズルツールを含む軸方向部分断面図及びエア供給回路である。ただし、図６に示す装着ヘッドは、第一エア接続路に介在するエアフィルタを含む断面（右側）、及び、離脱用エア供給路を含む断面（左側）の図である。クランプ状態の装着ヘッド及びノズルツールを含む軸方向部分断面図である。ただし、図７の装着ヘッドは、シリンダの各室へのエア供給路を含む断面図である。アンクランプ状態の装着ヘッド及びノズルツールを含む軸方向部分断面図であって、装着ヘッドのクランプ部材を含む断面図である。アンクランプ状態の装着ヘッド及びノズルツールを含む軸方向部分断面図であって、装着ヘッドの係止部を含み、ノズルツールの爪部を含む断面図である。アンクランプ状態の装着ヘッド及びノズルツールを含む軸方向部分断面図であって、装着ヘッドの係止部を含み、ノズルツールの切欠を含む断面図である。アンクランプ許容状態の装着ヘッド及びノズルツールを含む軸方向部分断面図である。離脱した装着ヘッド及びノズルツールを含む軸方向部分断面図である。装着ヘッドに着脱される他のノズルツールの斜視図である。

（１．部品実装機１の全体構成）
本実施形態の部品実装機１の全体構成について、図１を参照して説明する。部品実装機１は、ノズルツール自動交換方式の機種である。部品実装機１は、基板搬送装置２、部品供給装置３、部品移載装置４及び部品カメラ５を備える。

基板搬送装置２は、回路基板ＫをＸ軸方向に搬送すると共に、所定の実装位置にて保持する。部品供給装置３は、複数の部品種の部品を供給する。図１の部品供給装置３は、基台９上に複数のテープフィーダをＸ軸方向に並設したタイプを例示する。

部品移載装置４は、部品供給装置３から供給される部品を、基板搬送装置２に保持された回路基板Ｋに移載する。部品移載装置４は、例えば、ＸＹロボットにより構成され、基台９に対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能な移動台（Ｘ軸スライダ４３）を備える。部品移載装置４は、基板搬送装置２及び部品供給装置３の上方に設けられる。

部品移載装置４は、ガイドレール４１、Ｙ軸スライダ４２、移動台としてのＸ軸スライダ４３、装着ヘッド４４、ノズルツール４５及び基板カメラ４６を備える。ガイドレール４１は、基台９にＹ軸方向に延びるように設けられる。Ｙ軸スライダ４２は、ガイドレール４１に沿ってＹ軸方向に移動可能に設けられ、サーボモータにより駆動される。移動台としてのＸ軸スライダ４３は、Ｙ軸スライダ４２にＸ軸方向に移動可能に案内支持され、サーボモータにより駆動される。

装着ヘッド４４は、移動台としてのＸ軸スライダ４３に着脱可能に設けられる。装着ヘッド４４は、下方に、ノズルツール４５を着脱可能に保持する。ここで、ノズルツール４５には、例えば、１個の大型の吸着ノズルを保持するシングルノズルツール、４個の吸着ノズルを保持する汎用４マルチノズルツール、１２個の吸着ノズルを保持する高速１２マルチノズルツールなどがある。つまり、装着ヘッド４４は、移載する部品に応じて、複数のノズルツール４５を自動交換する。

装着ヘッド４４は、さらに、ノズルツール４５全体を旋回するためのＲ軸駆動機構（図示せず）、複数個の吸着ノズルを保持するノズルツール４５においてノズルツール４５の本体部に対して吸着ノズル２４０を旋回するためのθ軸駆動機構（図示せず）、吸着ノズル２４０をＺ軸方向に移動させるＺ軸駆動機構（図示せず）などを備える。

さらに、装着ヘッド４４は、ノズルツール４５との間でエア（正圧エア及び負圧エア）を流通させることにより部品の吸着及び離脱を行う機構（図２及び図３等に示す）と、エアを用いたノズルツール４５のクランプ機構（図２及び図３等に示す）とを備える。部品の吸着及び離脱を行う機構、並びに、クランプ機構は、後述する。

基板カメラ４６は、Ｘ軸スライダ４３の底面に下向きに設けられ、回路基板Ｋを撮像する。基板カメラ４６により撮像される画像は、部品を装着する位置を制御するために用いられる。部品カメラ５は、基板搬送装置２と部品供給装置３との間の基台９上に、上向きに設けられる。部品カメラ５は、装着ヘッド４４及びノズルツール４５が移動する途中に、吸着ノズル２４０に保持されている部品の状態を撮像する。

（２．装着ヘッド４４及びノズルツール４５の詳細構成）
装着ヘッド４４及びノズルツール４５の詳細構成について、図２〜図７を参照して説明する。ここでは、装着ヘッド４４のうち、部品の吸着及び離脱を行うための機構、並びに、ノズルツールをクランプする機構を主として説明する。なお、ノズルツール４５は、１個の吸着ノズル２４０を保持するシングルノズルツールを例示する。

（２−１．装着ヘッド４４の構成）
図２に示すように、装着ヘッド４４は、Ｒ軸ハウジング１１０、分岐路形成ユニット１３０、ピストン機構１４０、複数のクランプ部材１５０、エアフィルタユニット１６０、複数のシール部材１７１，１７２、複数の位置基準ピン１８０、θ軸ハウジング１９０、負圧源１９１、弁１９３及び流量計１９４を備える。

Ｒ軸ハウジング１１０は、図３に示すように、装着ヘッド４４の下方に突出して設けられる。Ｒ軸ハウジング１１０は、装着ヘッド４４の本体部（図示せず）に、中心軸周りに回転可能に設けられる。Ｒ軸ハウジング１１０は、部品としての分類では、第一ハウジング１１０ａと第二ハウジング１１０ｂとを備える。Ｒ軸ハウジング１１０は、機能として分類では、軸状部１１１、小径筒部１１２、複数の係止部１１３及び複数の基準マーク１１４を備える。

軸状部１１１は、図２及び図３に示すように、中央に貫通孔を有する円筒状に形成され、装着ヘッド４４の本体部に対して中心軸周りに回転可能である。軸状部１１１は、第一ハウジング１１０ａと第二ハウジング１１０ｂの一部とを含む。ここで、軸状部１１１は、シリンダ１１１ｄ（後述する）を形成するために２部材（第一ハウジング１１０ａと第二ハウジング１１０ｂ）により形成するが、１部材により形成することもできる。

軸状部１１１は、円筒外周面及び円形の端面を有する。軸状部１１１は、端面に、ヘッド基準面１１１ａ及び逃がし凹溝１１１ｂを備える。ヘッド基準面１１１ａは、平面状に形成され、軸状部１１１の端面の最外周面に環状に設けられる。ヘッド基準面１１１ａは、ノズルツール４５のツール基準面２１２（後述する）に当接する面となる。

逃がし凹溝１１１ｂは、ヘッド基準面１１１ａの内周側に環状に形成される。逃がし凹溝１１１ｂは、ノズルツール４５の爪部２１３（後述する）がクランプ部材１５０（後述する）の押圧力によって変形する場合に、爪部２１３の一部を収容する領域として機能する。

軸状部１１１の内部に形成される貫通孔は、上孔１１１ｃ、シリンダ１１１ｄ及び下孔１１１ｅを備える。上孔１１１ｃは、軸状部１１１の上端から下方に延びるように形成され、円筒内周面を有する。上孔１１１ｃは、軸状部１１１の中央に形成される。シリンダ１１１ｄは、上孔１１１ｃの下方に連続して形成され、上孔１１１ｃと同軸状であり上孔１１１ｃより大径の円筒内周面を有する。上孔１１１ｃ及びシリンダ１１１ｄは、第一ハウジング１１０ａに形成される。下孔１１１ｅは、シリンダ１１１ｄの下方に連続して形成され、軸状部１１１の下方に開口する。下孔１１１ｅは、第二ハウジング１１０ｂに形成される。

軸状部１１１は、第一エア接続路１１１ｆ、第二エア接続路１１１ｇ、フィルタ装着孔１１１ｈ、第一室流路１１１ｉ、第二室流路１１１ｊ及びエア排出路１１１ｋを備える。

第一エア接続路１１１ｆは、図２及び図６の中心軸線より右部分に示すように、シリンダ１１１ｄと軸状部１１１の端面（第二ハウジング１１０ｂの端面の外周部）の外部とを連通し、エアを流通する。第一エア接続路１１１ｆの一方は、シリンダ１１１ｄの上端のうち上孔１１１ｃの外周側に開口し、第一エア接続路１１１ｆの他方は、軸状部１１１の端面の外周側に位置するヘッド基準面１１１ａに開口する。つまり、第一エア接続路１１１ｆは、軸状部１１１の内部の外周側に形成される。より詳細には、第一エア接続路１１１ｆは、シリンダ１１１ｄ側の開口部から上方に延び、続いて周方向にＵ字状に折り返し、さらに続いて下方へ向かうことで軸状部１１１のヘッド基準面１１１ａに開口する。

第二エア接続路１１１ｇは、図２の中心軸線より左部分に示すように、上孔１１１ｃと軸状部１１１の端面（第二ハウジング１１０ｂの端面の外周部）の外部とを連通し、エアを流通する。第二エア接続路１１１ｇの一方は、上孔１１１ｃの内周面に開口し、第二エア接続路１１１ｇの他方は、軸状部１１１の端面の外周側に位置するヘッド基準面１１１ａに開口する。つまり、第二エア接続路１１１ｇは、軸状部１１１の内部の外周側に形成される。より詳細には、第二エア接続路１１１ｇは、上孔１１１ｃ側の開口部から径方向外方に延び、続いて下方へ向かうことで軸状部１１１のヘッド基準面１１１ａに開口する。

フィルタ装着孔１１１ｈは、図６に示すように、第一エア接続路１１１ｆのＵ字状の折り返し部分に形成され、軸状部１１１の円筒外周面に開口する。フィルタ装着孔１１１ｈは、後述するエアフィルタ１６１が装着される部位である。

第一室流路１１１ｉは、図７の右部分に示すように、軸状部１１１の外周側に形成され、上孔１１１ｃとシリンダ１１１ｄとを連通し、エアを流通する。詳細には、第一室流路１１１ｉの一方は、上孔１１１ｃの内周面に開口し、第一室流路１１１ｉの他方は、シリンダ１１１ｄの内周面のうち上方に開口する。

第二室流路１１１ｊは、図７の左部分に示すように、軸状部１１１の外周側に形成され、上孔１１１ｃとシリンダ１１１ｄとを連通し、エアを流通する。詳細には、第二室流路１１１ｊの一方は、上孔１１１ｃの内周面に開口し、第二室流路１１１ｊは、シリンダ１１１ｄの内周面のうち下方、すなわち第一室流路１１１ｉの開口部より下方に開口する。

エア排出路１１１ｋは、軸状部１１１の外周側に形成され、上孔１１１ｃと下孔１１１ｅとを連通し、エアを流通する。詳細には、エア排出路１１１ｋの一方は、上孔１１１ｃの内周面に開口し、エア排出路１１１ｋの他方は、下孔１１１ｅの内周面に開口する。より詳細には、エア排出路１１１ｋは、第一ハウジング１１０ａに形成される第一エア排出路１１１ｋ１と、第二ハウジング１１０ｂに形成され第一エア排出路１１１ｋ１に連通する第二エア排出路１１１ｋ２とを備える。

小径筒部１１２は、中央に貫通孔が形成され、軸状部１１１の端面の中央部から下方へ突出形成される。小径筒部１１２の内周側は、軸状部１１１の下孔１１１ｅに連通する。小径筒部１１２には、内周面から外周面に亘って貫通する複数の窓部１１２ａが形成される。本実施形態においては、小径筒部１１２には、４個の窓部１１２ａが等間隔で形成される。窓部１１２ａは、円形に形成される。

複数の係止部１１３は、図３に示すように、小径筒部１１２の外周面から径方向外方に突出形成される。複数の係止部１１３は、図４に示すように、小径筒部１１２の窓部１１２ａより下方に形成され、且つ、窓部１１２ａに対して周方向にずれて形成される。

複数の基準マーク１１４は、小径筒部１１２の端面に設けられる。複数の基準マーク１１４の相対的な位置関係から、Ｒ軸ハウジング１１０の中心位置が検出される。

分岐路形成ユニット１３０は、図６に示すように、軸状部１１１の上孔１１１ｃ及びシリンダ１１１ｄの上方領域に配置される。分岐路形成ユニット１３０は、第一分岐路形成部１３１、複数の区画管１３２，１３３，１３４，１３５、第二分岐路形成部１３６及び蓋部１３７を備える。

第一分岐路形成部１３１は、上孔１１１ｃの下方に配置される。第一分岐路形成部１３１は、筒状に形成される。第一分岐路形成部１３１の外周面には、４個のＯリングを配置するための４個の環状溝が形成される。第一分岐路形成部１３１の内周面は、下方に行くに従って、縮径するような階段状に形成される。さらに、第一分岐路形成部１３１には、内周側と、第二エア接続路１１１ｇ、第一室流路１１１ｉ、第二室流路１１１ｊ、エア排出路１１１ｋのそれぞれと連通するように、径方向に複数の貫通穴が形成される。

複数の区画管１３２，１３３，１３４，１３５は、上孔１１１ｃのうち第一分岐路形成部１３１の上方の領域に配置される。複数の区画管１３２，１３３，１３４，１３５は、順に径が小さくなるように、且つ、径方向隙間を有するように形成される。従って、区画管１３２の外周面と上孔１１１ｃの内周面との間、区画管１３２，１３３の間、区画管１３３，１３４の間、区画管１３３，１３４の間には隙間が形成される。

第二分岐路形成部１３６は、中心孔を有する円盤状に形成される。さらに、第二分岐路形成部１３６の一方端面には、径方向に延びる溝が形成される。第二分岐路形成部１３６は、溝が形成されていない側の端面が第一分岐路形成部１３１の下面に当接するように、シリンダ１１１ｄ内に設けられる。蓋部１３７は、円盤状に形成され、第二分岐路形成部１３６の下面側を閉塞するように第一ハウジング１１０ａに固定される。

ピストン機構１４０は、ピストン１４１とスプリング１４２とを備える。ピストン１４１は、シルクハット形状、すなわち円盤状鍔部を有する有底筒状に形成される。ピストン１４１の筒状部分の外周面のうち鍔部の反対側は、先細テーパ状に形成される。

ピストン１４１は、鍔部が上孔１１１ｃ側に位置するように、シリンダ１１１ｄ及び下孔１１１ｅの内側に軸方向（上下方向）に相対移動可能に配置される。ピストン１４１の鍔部の外周縁が、シリンダ１１１ｄの内周側にＯリングを介して摺動する。つまり、ピストン１４１は、シリンダ１１１ｄ内を、上方の第一室と下方の第二室とを区画する。第一室は、第一室流路１１１ｉが開口する領域である。第二室は、第二室流路１１１ｊが開口する領域である。

さらに、ピストン１４１の筒状部分の外周面が、下孔１１１ｅの内周側に、Ｏリングを介して摺動する。特に、ピストン１４１の軸方向の移動範囲に、エア排出路１１１ｋが開口する。つまり、ピストン１４１の筒状部分が下方に移動しているときには、下孔１１１ｅに開口するエア排出路１１１ｋの開口部を閉塞する。ピストン１４１の筒状が上方に移動しているときには、下孔１１１ｅに開口するエア排出路１１１ｋの開口部を開放する。

スプリング１４２は、蓋部１３７の下面とピストン１４１の底面との間に配置される。スプリング１４２は、蓋部１３７に対してピストン１４１を下方向に付勢する。

複数のクランプ部材１５０は、球体である。複数のクランプ部材１５０は、小径筒部１１２の複数の窓部１１２ａのそれぞれに配置される。複数のクランプ部材１５０は、小径筒部１１２の外周面から突出する位置と、小径筒部１１２の外周面より径方向内方の位置との間で、移動する。

エアフィルタユニット１６０は、軸状部１１１の外周面に開口するフィルタ装着孔１１１ｈに着脱可能に設けられる。エアフィルタユニット１６０は、エアフィルタ１６１及びフィルタ固定部１６２を備える。エアフィルタ１６１は、第一エア接続路１１１ｆに介在する位置に配置される。フィルタ固定部１６２は、エアフィルタ１６１を固定するための部材である。

シール部材１７１は、第一エア接続路１１１ｆの開口部位に着脱可能に設けられる。シール部材１７１は、例えば、筒状弾性部材である。複数のシール部材１７２は、第二エア接続路１１１ｇの開口部位に着脱可能に設けられる。複数のシール部材１７２は、例えば、Ｏリングである。

複数の位置基準ピン１８０（位相基準部に相当）は、軸状部１１１の端面のヘッド基準面１１１ａに、下方に延びるように設けられる。複数の位置基準ピン１８０は、１８０度間隔に２つ設けられる。

θ軸ハウジング１９０は、図３に示すように、Ｒ軸ハウジング１１０の軸状部１１１の外周側に相対回転可能に設けられる。θ軸ハウジング１９０は、下端に凹凸状の環状クラッチ１９０ａを備える。θ軸ハウジング１９０は、１個の吸着ノズル２４０を保持するノズルツール４５の場合には、使用されない。θ軸ハウジング１９０は、複数個の吸着ノズル２４０を保持するノズルツール４５の場合に使用される。

負圧源１９１は、部品実装機１の本体に設けられるポンプである。さらに、装着ヘッド４４は、負圧源１９１と中央に位置する区画管１３５の内部とを連通する流路を有する。さらに、図６に示すように、装着ヘッド４４は、正圧源１９２と複数の区画管１３２〜１３５のそれぞれにより形成される各流路との間で連通される流路を有する。

弁１９３は、負圧源１９１及び正圧源１９２と、複数の区画管１３２〜１３５のそれぞれにより形成される各流路との間に配置され、正圧エアが供給される流路及び負圧エアが供給される流路を切り替える。

上孔１１１ｃと区画管１３２との間に供給される正圧エアは、図７の右部分に示すように、シリンダ１１１ｄの第二室に供給される。区画管１３２，１３３の間に供給される正圧エアは、図６の左部分に示すようにエア排出路１１１ｋに供給される。区画管１３３，１３４の間に供給される正圧エアは、図７の右部分に示すように、シリンダ１１１ｄの第一室に供給される。区画管１３４，１３５の間に供給される負圧エアは、図２に示すように、第二エア接続路１１１ｇに供給される。区画管１３５の内側に供給される正圧エア又は負圧エアは、図２に示すように、第一エア接続路１１１ｆに供給される。

流量計１９４は、区画管１３２，１３３の間の流路と弁１９３との間に設けられ、区画管１３２，１３３の間の流路、すなわち図６の左部分に示すようにエア排出路１１１ｋを流通するエア流量を計測する。

ここで、部品実装機１は、図６に示すように、制御部（ピストン位置判定部に相当）６を備える。制御部６は、弁１９３の切替制御を行うと共に、流量計１９４により計測される流量に基づいて、ピストン１４１の位置を判定する。ピストン１４１の位置判定についての詳細は後述する。

（２−２．ノズルツール４５の構成）
ノズルツール４５は、図２に示すように、ツール本体部２１０、蓋部２２０、ノズル固定部２３０、吸着ノズル２４０及びスプリング２５０を備える。ツール本体部２１０は、貫通孔を有する筒状に形成されると共に、外径が下方に行くに従って小さくなるような階段状に形成される。ツール本体部２１０の上面側は、装着ヘッド４４の軸状部１１１の端面に対向する面である。ツール本体部２１０の上端面の中央部には、Ｒ軸ハウジング１１０の小径筒部１１２を収容する凹所２１１が形成される。ツール本体部２１０の上端面の外周側は、平面状に形成される環状のツール基準面２１２を備える。ツール基準面２１２は、ヘッド基準面１１１ａに当接する部位である。

ツール本体部２１０は、凹所２１１の開口縁に径方向内方に向かって突出形成される環状の爪部２１３を備える。つまり、爪部２１３は、ツール本体部２１０の中央部に設けられる。爪部２１３は、クランプ部材１５０がクランプ位置、すなわち小径筒部１１２の外周面より突出する位置に位置するときに、クランプ部材１５０に係止される被クランプ部である。爪部２１３の内周面は、凹所２１１の奥側からツール基準面２１２側に向かって、縮径するテーパ状に形成される。

爪部２１３の内周縁には、図５に示すように、複数の切欠２１３ａが形成される。複数の切欠２１３ａは、装着ヘッド４４の係止部１１３を通過可能に形成される。一方、爪部２１３のうち複数の切欠２１３ａ以外の部位は、係止部１１３に係止される。つまり、爪部２１３は、係止部１１３に係止される被係止部である。

ツール本体部２１０は、さらに、第一エア被接続路２１４及び位置決め孔２１６（位相被装着部）を備える。第一エア被接続路２１４は、ツール本体部２１０の上面側において、爪部２１３より外周側に開口するように設けられる。第一エア被接続路２１４は、ツール基準面２１２と凹所２１１より下方の中央孔とを連通する。第一エア被接続路２１４のツール基準面２１２側の開口部は、軸状部１１１の第一エア接続路１１１ｆに接続される。第一エア被接続路２１４は、第一エア接続路１１１ｆとの間でエアを流通する。

複数の位置決め孔２１６は、ツール基準面２１２に形成され、複数の位置基準ピン１８０に対応する位置に形成される。なお、１個の吸着ノズル２４０を保持するノズルツール４５は、第二エア接続路１１１ｇに接続される流路を有しない。後述するが、複数個の吸着ノズル２４０を保持するマルチノズルツールは、第二エア接続路１１１ｇに接続される第二エア被接続路を備える。

蓋部２２０は、ツール本体部２１０の凹所２１１の底部を閉塞する。つまり、蓋部２２０は、凹所２１１と、ツール本体部２１０の先細側の貫通孔とを区画する。ノズル固定部２３０は、筒状に形成される。ノズル固定部２３０の一部は、ツール本体部２１０の先細側の貫通孔に、軸方向に移動可能に挿入される。ただし、ノズル固定部２３０は、ツール本体部２１０の下方へ脱落しないように係止される。

吸着ノズル２４０は、ノズル固定部２３０の先端に取り付けられる。吸着ノズル２４０は、端部から離れた位置に、径方向外方に突出するフランジ部２４１を備える。スプリング２５０は、ツール本体部２１０の階段状外周面と吸着ノズル２４０のフランジ部２４１との間に配置され、両者を離間する方向に付勢する。

（３．装着ヘッド４４の動作）
（３−１．クランプ動作）
装着ヘッド４４がノズルツール４５をクランプする動作について、図２，図６及び図７を参照して説明する。ノズルツール４５がツールステーション（図示しない）に保管されている状態で、制御部６が、装着ヘッド４４を移動して、装着ヘッド４４にノズルツール４５をクランプさせる。

まず、制御部６は、Ｘ軸スライダ４３及びＹ軸スライダ４２を駆動する。制御部６は、複数の基準マーク１１４の位置を認識して、装着ヘッド４４がツールステーションに保管されているノズルツール４５をクランプ可能な位置に装着ヘッド４４を移動する。このとき、装着ヘッド４４の小径筒部１１２がノズルツール４５の凹所２１１の上方に位置する。この状態において、装着ヘッド４４の係止部１１３とノズルツール４５の爪部２１３の切欠２１３ａとが位相合わせされている。

続いて、制御部６が、Ｒ軸ハウジング１１０を下方へ移動させることにより、Ｒ軸ハウジング１１０をツールステーションに保管されているノズルツール４５に近づける。図１０に示すように、係止部１１３が切欠２１３ａを通過する。そして、装着ヘッド４４の小径筒部１１２の一部が、ノズルツール４５の凹所２１１に入り込む。

続いて、図８及び図９に示すように、制御部６は、Ｒ軸ハウジング１１０を回転させて、係止部１１３と切欠２１３ａの位相をずらす。位置基準ピン１８０と位置決め孔２１６との位置が合わせられる。このとき、クランプ部材１５０が、切欠２１３ａ以外の位相に位置する。この状態で、制御部６がＲ軸ハウジング１１０を下方へ移動することにより、図２に示すように、装着ヘッド４４の小径筒部１１２がノズルツール４５の凹所２１１に収容される。同時に、位置基準ピン１８０が位置決め孔２１６に嵌め込まれる。

続いて、図７に示すように、弁１９３の切替によって、正圧エアが区画管１３３，１３４の間に供給される。従って、正圧エアが、第一室流路１１１ｉを通過して、シリンダ１１１ｄの第一室（ピストン１４１の上方領域）に供給される。一方、弁１９３の切替によって、シリンダ１１１ｄの第二室（ピストン１４１の下方領域）内のエアが、第二室流路１１１ｊを通過して外部へ排出される。

そうすると、ピストン１４１が、図２、図６及び図７に示すように、下方へ移動する。ピストン１４１が下方へ移動すると、ピストン１４１の外周面のテーパ状部分が、クランプ部材１５０に当接する。ピストン１４１がさらに下方へ移動すると、クランプ部材１５０が径方向外方へ移動する。つまり、クランプ部材１５０が小径筒部１１２の外周面から突出する状態となる。

ここで、ノズルツール４５の爪部２１３は、突出するクランプ部材１５０より上方に位置している。クランプ部材１５０が小径筒部１１２の外周面から突出することに伴って、クランプ部材１５０は、被クランプ部としての爪部２１３のテーパ状部分を押圧し、ノズルツール４５がＲ軸ハウジング１１０の軸状部１１１側へ引き込まれる。

さらに、クランプ部材１５０がさらに径方向外方へ突出すると、ツール基準面２１２がヘッド基準面１１１ａに面接触する状態となる。この状態が、ノズルツール４５を軸状部１１１に対して移動規制するクランプ状態である。そして、クランプ状態におけるクランプ部材１５０の位置が、クランプ位置である。つまり、ピストン１４１が下方に移動することで、クランプ部材１５０によりノズルツール４５が確実にＲ軸ハウジング１１０にクランプされる。

ここで、クランプ状態において、爪部２１３がクランプ部材１５０に押圧されることにより、爪部２１３の先端側がツール基準面２１２より突出するように変形する。爪部２１３の先端側は、軸状部１１１の端面に形成される逃がし凹溝１１１ｂに入り込む。従って、クランプ部材１５０が爪部２１３を軸状部１１１側に確実に引き込みつつ、ヘッド基準面１１１ａとツール基準面２１２とが確実に面接触する。つまり、ノズルツール４５が装着ヘッド４４に常に安定した状態で位置決めされる。

また、クランプ状態において、図６に示すように、正圧エアが区画管１３２，１３３の間に常時供給され続けている。従って、正圧エアが、エア排出路１１１ｋに供給され続ける。ここで、クランプ状態では、ピストン１４１が下方に移動している。そのため、エア排出路１１１ｋの開口部は、ピストン１４１により閉塞されている。つまり、正圧エアはエア排出路１１１ｋを流通しない。

流量計１９４は、エア排出路１１１ｋを流通する流量を計測する。従って、流量計１９４は、ゼロ又はゼロに近い値を示す。制御部６は、流量計１９４により計測される流量を受け取り、ピストン１４１の位置を判定する。流量計１９４により計測される流量がゼロに近い値であるため、制御部６は、ピストン１４１が下方に位置していると判定する。言い換えると、制御部６は、流量がゼロに近い値であることにより、クランプ部材１５０がクランプ状態であると判定できる。

（３−２．部品の吸着及び離脱）
吸着ノズル２４０が部品を吸着する場合の装着ヘッド４４の動作について、図２を参照して説明する。クランプ状態において、制御部６が、Ｘ軸スライダ４３をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させて、吸着ノズル２４０を部品供給装置３における部品の位置に移動させる。この位置において、図２に示すように、弁１９３の切替によって、負圧エアが区画管１３５の内側に供給される。従って、負圧エアが、第一エア接続路１１１ｆを通過して、第一エア被接続路２１４に供給される。その結果、部品が吸着ノズル２４０に吸着される。

ここで、エアフィルタ１６１が第一エア接続路１１１ｆに介在している。従って、吸着ノズル２４０から第一エア被接続路２１４を介して第一エア接続路１１１ｆへ流通するエアは、エアフィルタ１６１を通過する。つまり、エアフィルタ１６１により、第一エア接続路１１１ｆよりさらに奥側への異物の侵入が抑制される。

次に、吸着ノズル２４０が吸着した部品を離脱する場合の装着ヘッド４４の動作について、図２を参照して説明する。クランプ状態において、制御部６が、Ｘ軸スライダ４３をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させて、吸着ノズル２４０を回路基板Ｋの所定位置に移動させる。この位置において、図２に示すように、弁１９３の切替によって、負圧エアの供給が停止される。さらに、弁１９３の切替によって、正圧エアが区画管１３５の内側に供給される。従って、正圧エアが、第一エア接続路１１１ｆを通過して、第一エア被接続路２１４に供給される。その結果、部品が吸着ノズル２４０から確実に離脱する。

（３−３．アンクランプ動作）
装着ヘッド４４がノズルツール４５をアンクランプする動作について、図８，図９，図１１及び図１２を参照して説明する。ノズルツール４５を自動交換する際に、装着ヘッド４４が現在クランプしているノズルツール４５がツールステーションに戻される。そこで、制御部６は、ノズルツール４５を保持している状態の装着ヘッド４４を移動して、装着ヘッド４４にノズルツール４５をアンクランプさせる。

制御部６は、Ｘ軸スライダ４３及びＹ軸スライダ４２を駆動して、ノズルツール４５をツールステーションにセットする。このとき、クランプ部材１５０はクランプ位置に位置する。そして、制御部６は弁１９３を切り替えて、正圧エアが上孔１１１ｃと区画管１３２との間に供給される。従って、正圧エアが、第二室流路１１１ｊを通過して、シリンダ１１１ｄの第二室（ピストン１４１の下方領域）に供給される。一方、弁１９３の切替によって、シリンダ１１１ｄの第一室（ピストン１４１の上方領域）内のエアが、第一室流路１１１ｉを通過して外部へ排出される。

そうすると、ピストン１４１が、図１１に示すように、上方へ移動する。ピストン１４１の上方への移動に伴って、クランプ部材１５０への径方向外方への押圧力が低下する。このとき、クランプ部材１５０自身は、径方向内方へ移動する動力を有していない。そのため、図１１に示すように、ピストン１４１が上方へ移動したとしても、クランプ部材１５０がクランプ位置に位置する状態となることがある。ただし、ピストン１４１は上方へ移動しているため、クランプ部材１５０は径方向内方、すなわちアンクランプ位置への移動が許容される状態となる。この状態が、離脱許容状態の一態様としてのアンクランプ許容状態である。なお、離脱許容状態は、ノズルツール４５を軸状部１１１から離脱することを許容する状態であって、アンクランプ許容状態の他に、後述するアンクランプ状態を含む意味である。

ここで、エア排出路１１１ｋには、正圧エアが供給され続けている。アンクランプ許容状態では、ピストン１４１は、上方に移動している。そのため、エア排出路１１１ｋの開口部は、ピストン１４１により閉塞されておらず開放されている。つまり、正圧エアは、エア排出路１１１ｋの開口部から排出される。正圧エアは、ピストン１４１の存在により、小径筒部１１２の下方の開口からノズルツール４５の凹所２１１の底面に向けて排出される。つまり、ノズルツール４５には、軸状部１１１から離脱させる力が作用する。

この状態で、制御部６は、Ｒ軸ハウジング１１０を上方へ移動させる。そうすると、エア排出路１１１ｋから排出される正圧エアの影響により、ノズルツール４５が軸状部１１１から離れる。同時に、クランプ部材１５０が径方向内方へ移動し、小径筒部１１２の外周面より内側に位置する。従って、クランプ部材１５０による爪部２１３への係止が、確実に解除される。この状態が、離脱許容状態のもう一つの態様としてのアンクランプ状態である。つまり、アンクランプ状態は、クランプ部材１５０がアンクランプ位置に位置し、ノズルツール４５がクランプ状態から下方へ移動する際にクランプ部材１５０が被クランプ部としての爪部２１３に係止されない状態である。

クランプ状態からアンクランプ状態に移行して軸状部１１１とノズルツール４５とが離れると、図８及び図９に示すように、係止部１１３が被係止部としての爪部２１３に係止する状態になる。そこで、制御部６はＲ軸ハウジング１１０を回転し、係止部１１３と切欠２１３ａとの位相が一致する状態にする。続いて、制御部６は、さらにＲ軸ハウジング１１０を上方へ移動することにより、係止部１１３が切欠２１３ａを通過し、Ｒ軸ハウジング１１０がノズルツール４５から完全に離脱する。

また、アンクランプ許容状態及びアンクランプ状態において、エア排出路１１１ｋから排出された正圧エアは、軸状部１１１の端面の中央部から小径筒部１１２を介して排出し、その後にヘッド基準面１１１ａとツール基準面２１２との隙間を通過して径方向外方へ流出する。ヘッド基準面１１１ａとツール基準面２１２との隙間を正圧エアが通過することで、両面に異物の付着を防止できると共に、付着した異物を除去できる。

また、流量計１９４は、エア排出路１１１ｋを流通する流量を計測する。ここで、アンクランプ許容状態又はアンクランプ状態では、ピストン１４１が上方に移動している。そのため、エア排出路１１１ｋの開口部は、ピストン１４１により閉塞されておらず開放されている。従って、流量計１９４は、クランプ状態のときと比べて大きな値を示す。制御部６は、流量計１９４により計測される流量を受け取り、ピストン１４１の位置を判定する。流量計１９４により計測される流量が大きな値であるため、制御部６は、ピストン１４１が上方に位置していると判定する。言い換えると、制御部６は、流量が大きな値であることにより、クランプ部材１５０が離脱許容状態（アンクランプ状態又はアンクランプ許容状態）であると判定できる。

（３−４．ノズルツール手動交換時の動作）
作業者がノズルツール４５を手動交換する際の装着ヘッド４４の動作について、図８，図９及び図１１を参照して説明する。通常時には、ノズルツール４５は自動交換される。装着ヘッド４４が異常停止した場合などに、ノズルツール４５を装着ヘッド４４から取り外したい場合がある。この場合、作業者が、手動によりノズルツール４５を装着ヘッド４４から取り外す。

まず、異常停止により、装着ヘッド４４が停止したとする。ただし、この場合の異常停止は、ノズルツール４５の手動交換を許容する種別の異常停止である。この状態で、図８又は図９に示すように、クランプ部材１５０はクランプ状態からアンクランプ状態となる。つまり、ノズルツール４５が、軸状部１１１の下方に移動する。

若しくは、一時的に、図１１に示すように、クランプ部材１５０がクランプ状態からアンクランプ許容状態となる。クランプ部材１５０がアンクランプ許容状態のときには、正圧エアがエア排出路１１１ｋから排出されているため、直後にはノズルツール４５が軸状部１１１の下方に移動すると共に、クランプ部材１５０はアンクランプ許容状態からアンクランプ状態となる。つまり、ノズルツール４５は、図８及び図９に示す状態となる。

若しくは、シール部材１７１，１７２が、摩擦力により第一エア接続路１１１ｆ又は第二エア接続路１１１ｇに付着した状態となることがある。このとき、クランプ部材１５０はアンクランプ状態ではあるが、ノズルツール４５は装着ヘッド４４にくっついた状態となる。クランプ部材１５０がアンクランプ状態のときには、正圧エアがエア排出路１１１ｋから排出されているため、直後にはノズルツール４５は、軸状部１１１の下方に移動して図８及び図９に示す状態となる。

つまり、図８及び図９に示すように、クランプ部材１５０がクランプ状態からアンクランプ状態に移行したときに、ノズルツール４５が下方へ移動する際に、被係止部としての爪部２１３が係止部１１３に係止される。従って、異常停止のときに、ノズルツール４５が装着ヘッド４４から落下することはなく、装着ヘッド４４に引っ掛けられている状態となる。つまり、この時点までにおいて、作業者がノズルツール４５を保持しておく必要はない。続いて、作業者は、ノズルツール４５を回転して係止部１１３と切欠２１３ａとの位相を合わせ、ノズルツール４５を装着ヘッド４４から取り外す。

（３−５．メンテナンス動作）
作業者は、装着ヘッド４４のメンテナンスとして、消耗品であるエアフィルタ１６１を交換することがある。この場合、作業者は、軸状部１１１の外周面に配置されているフィルタ固定部１６２及びエアフィルタ１６１をＲ軸ハウジング１１０から取り外す。そして、作業者は、新しいエアフィルタ１６１とフィルタ固定部１６２を軸状部１１１に取り付ける。従って、作業者は、容易にエアフィルタ１６１を交換できる。

また、作業者は、装着ヘッド４４のメンテナンスとして、消耗品であるシール部材１７１，１７２を交換することがある。この場合、作業者は、軸状部１１１の端面において、軸状部１１１の外周側からシール部材１７１，１７２を取り外す。そして、作業者は、新しいシール部材１７１，１７２を軸状部１１１に取り付ける。シール部材１７１，１７２は、軸状部１１１の端面のうちクランプ部材１５０及び小径筒部１１２より外周側に設けられている。そのため、作業者によるシール部材１７１，１７２の交換時に、クランプ部材１５０及び小径筒部１１２が邪魔になることはない。従って、作業者は、容易にシール部材１７１，１７２を交換できる。

（４．ノズルツール３００の構成）
上記におけるノズルツール４５は、１個の吸着ノズル２４０を保持する。ノズルツール４５は、自動交換可能であるため、装着ヘッド４４に着脱可能な他のノズルツール３００について、図１３を参照して説明する。

図１３に示すノズルツール３００は、１２個の吸着ノズルを保持する１２マルチノズルツールである。ノズルツール３００は、ツール本体部３０１、円筒ギヤ３０２、１２個のノズルホルダ３０３、１２個の吸着ノズル３０４、θ軸ギヤ３０５、係止片３０６及びバルブ操作片３０７を備える。

ツール本体部３０１は、装着ヘッド４４の軸状部１１１にクランプされる。ここで、図１３には図示しないが、ツール本体部３０１の上面の中央の凹所３０１ａには、ノズルツール４５の上面側の凹所２１１、ツール基準面２１２、爪部２１３第一エア被接続路２１４を備える。さらに、図示しないが、ツール本体部３０１の上面の中央の凹所３０１ａには、軸状部１１１の第二エア接続路１１１ｇに接続される第二エア被接続路が形成される。

円筒ギヤ３０２は、凹所３０１ａの外周側に、ツール本体部３０１に相対回転可能に設けられる。円筒ギヤ３０２の外周面には、軸長方向に延びるギヤ歯（図示せず）が形成される。円筒ギヤ３０２の上端面には、θ軸ハウジング１９０（図３に示す）の凹凸状の環状クラッチ１９０ａに噛み合う凹凸状の環状クラッチ３０２ａが形成される。つまり、環状クラッチ１９０ａ，３０２ａが噛み合うことで、円筒ギヤ３０２はθ軸ハウジング１９０と共に回転する。

１２個のノズルホルダ３０３は、１２個の吸着ノズル３０４を先端側に保持する。１２個のノズルホルダ３０３は、それぞれ独立して、ツール本体部３０１に対して上下方向に移動可能に設けられる。さらに、１２個のノズルホルダ３０３は、ツール本体部３０１に対して自転可能に設けられる。

θ軸ギヤ３０５は、ノズルホルダ３０３の上端に設けられ、円筒ギヤ３０２の外周面のギヤ歯に噛合する。そして、ノズルホルダ３０３が上下方向に移動する場合、θ軸ギヤ３０５は、円筒ギヤ３０２のギヤ歯に噛合した状態を維持する。つまり、θ軸ハウジング１９０が回転することで、ノズルホルダ３０３及び吸着ノズル３０４が自転する。

係止片３０６は、ノズルホルダ３０３に設けられ、装着ヘッド４４に設けられるＺ軸駆動機構（図示せず）によって昇降駆動される。つまり、係止片３０６の昇降駆動により、吸着ノズル３０４が昇降する。

バルブ操作片３０７は、ツール本体部３０１の内部に設けられるバルブ（図示せず）の切替操作を行う。バルブは、吸着ノズル３０４へ供給するエアを、装着ヘッド４４の第一エア接続路１１１ｆを介して供給される正圧エアと、装着ヘッド４４の第二エア接続路１１１ｇを介して供給される負圧エアとを何れかで切り替える。バルブ操作片３０７は、装着ヘッド４４に設けられるバルブ切替機構（図示せず）に係合することで動作する。つまり、装着ヘッド４４において、弁１９３（図６に示す）によって、第一エア接続路１１１ｆには常に正圧エアが供給され、第二エア接続路１１１ｇには常に負圧エアが供給される。

ノズルツール３００を適用する場合において、クランプ動作、アンクランプ動作、ノズルツール手動交換時の動作及びメンテナンス動作は、上記のノズルツール４５の場合と同様である。

ただし、吸着した部品の吸着及び離脱が異なる。クランプ状態において、制御部６が、Ｘ軸スライダ４３をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させて、吸着ノズル３０４を部品供給装置３における部品の位置に移動させる。この位置において、バルブ操作片３０７の操作によって、吸着ノズル３０４へ負圧エアが供給されることにより、部品が吸着ノズル３０４に吸着される。この場合、負圧エアは、第二エア接続路１１１ｇを通過して、第二エア被接続路（図示せず）に供給される。

また、クランプ状態において、制御部６が、Ｘ軸スライダ４３をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させて、吸着ノズル３０４を回路基板Ｋの所定位置に移動させる。この位置において、バルブ操作片３０７の操作によって、吸着ノズル３０４への負圧エアの供給が遮断される。さらに、バルブ操作片３０７の操作によって、吸着ノズル３０４への正圧エアの供給が開始される。その結果、部品が吸着ノズル３０４から確実に離脱する。この場合、正圧エアは、第一エア接続路１１１ｆを通過して、第一エア被接続路（図示せず）に供給される。

（５．実施形態の効果）
（Ａ）本実施形態の効果を以下に説明する。本実施形態の部品実装機１は、装着ヘッド４４と、装着ヘッド４４に着脱可能に設けられると共に吸着ノズル２４０，３０４を保持するノズルツール４５，３００とを備える。

装着ヘッド４４は、回転可能な軸状部１１１を有するＲ軸ハウジング１１０と、Ｒ軸ハウジング１１０の軸状部１１１の端面の中央部に設けられるクランプ部材１５０とを備える。Ｒ軸ハウジング１１０の軸状部１１１は、軸状部１１１の端面においてクランプ部材１５０より外周側に開口し、エアを流通するエア接続路１１１ｆ，１１１ｇを備える。ノズルツール４５，３００は、装着ヘッド４４のクランプ部材１５０に係止される被クランプ部（爪部２１３に相当）と、エア接続路１１１ｆ，１１１ｇに接続され、エア接続路１１１ｆ，１１１ｇとの間でエアを流通するエア被接続路２１４とを備える。

上記のとおり、装着ヘッド４４のクランプ部材１５０が、Ｒ軸ハウジング１１０の軸状部１１１の端面の中央部に設けられる。装着ヘッド４４のエア接続路１１１ｆ，１１１ｇが、軸状部１１１の端面においてクランプ部材１５０より径方向外方に開口する。従って、作業者がエア接続路１１１ｆ，１１１ｇの開口のメンテナンスを行う際に、クランプ部材１５０が邪魔にならない。そのため、メンテナンス性が非常に向上する。

また、装着ヘッド４４は、エア接続路１１１ｆ，１１１ｇの開口部位に着脱可能に設けられるシール部材１７１，１７２を備える。シール部材１７１，１７２は、クランプ部材１５０より径方向外方に位置する。従って、作業者によるシール部材１７１，１７２の交換が、容易に行われる。

また、エア接続路１１１ｆ，１１１ｇは、Ｒ軸ハウジング１１０の軸状部１１１の内部の外周側に形成される。さらに、装着ヘッド４４は、Ｒ軸ハウジング１１０の軸状部１１１の外周面から着脱可能に設けられ、Ｒ軸ハウジング１１０の軸状部１１１の内部を流通するエア接続路１１１ｆに介在するエアフィルタ１６１を備える。従って、作業者は、エアフィルタ１６１の交換を非常に容易に行うことができる。

また、Ｒ軸ハウジング１１０は、軸状部１１１の端面の中央部から突出形成され、内周面から外周面に亘って貫通する複数の窓部１１２ａが形成される筒部（小径筒部１１２に相当）と、軸状部１１１の内部の中央部に形成され、筒部（１１２）の内周側に連通するシリンダ１１１ｄとを備える。さらに、装着ヘッド４４は、Ｒ軸ハウジング１１０の筒部（１１２）の内周側及びシリンダ１１１ｄの内周側を相対移動可能に設けられるピストン１４１を備える。クランプ部材１５０は、複数の窓部１１２ａのそれぞれに設けられ、ピストン１４１の軸方向移動に伴ってピストン１４１の外周面に押圧されることにより小径筒部１１２の外周面から突出する。ノズルツール４５は、筒部（１１２）を収容する凹所２１１と、凹所２１１の開口縁に径方向内方に向かって突出形成され、クランプ部材１５０が筒部（１１２）の外周面から突出することに伴いノズルツール４５をＲ軸ハウジング１１０側へ引き込む爪部２１３とを備える。クランプ機構が上記のような構成を採用する場合、クランプ機構が軸状部１１１の中央部に配置することが、クランプの安定性に寄与する。そして、クランプ機構が軸状部１１１の中央部に設けられるため、軸状部１１１の端面においてクランプ部材１５０より外周側に開口するエア接続路１１１ｆ，１１１ｇが容易に形成できる。つまり、上記構成により、クランプの安定性が図られると共に、メンテナンス性が非常に向上する。

また、Ｒ軸ハウジング１１０は、筒部（１１２）の端面に設けられ、Ｒ軸ハウジング１１０の中心位置を検出する基準マーク１１４を備える。筒部（１１２）の端面は、ノズルツール４５のツール基準面２１２に接触させる部位ではない。ヘッド基準面１１１ａが筒部（１１２）より径方向外方に設けられるため、ツール基準面２１２と接触する面積は、十分確保されている。そこで、基準マーク１１４が設けられることが、クランプの安定性の低下の要因とはならない。また、筒部（１１２）の端面は、筒部（１１２）の中心から一定の距離だけ離れている。従って、基準マーク１１４による中心検出精度は、十分に確保できる。

また、Ｒ軸ハウジング１１０は、凸状又は凹状の位相基準部（位置基準ピン１８０に相当）を備え、ノズルツール４５は、位相基準部に対応する凹状又は凸状の位相被装着部（位置決め孔２１６に相当）を備える。これにより、装着ヘッド４４とノズルツール４５との相対位相が高精度に位置決めされる。なお、上記実施形態においては、位置基準ピン１８０が凸状とし、位置決め孔２１６が凹状としたが、凹凸を逆にしてもよい。

また、本実施形態のノズルツール４５，３００は、部品実装機１に用いられ、装着ヘッド４４に着脱可能に設けられると共に、吸着ノズル２４０，３０４を保持する。ノズルツール４５，３００は、装着ヘッド４４に対向する面の中央部に設けられ、装着ヘッド４４のクランプ部材１５０に係止される被クランプ部（２１３）と、装着ヘッド４４に対向する面において被クランプ部（２１３）より外周側に開口し、装着ヘッド４４のエア接続路１１１ｆ，１１１ｇに接続され、エア接続路１１１ｆ，１１１ｇとの間でエアを流通するエア被接続路２１４とを備える。この場合、メンテナンス性が非常に向上する。

（Ｂ）装着ヘッド４４は、回転可能な軸状部１１１を有するＲ軸ハウジング１１０と、Ｒ軸ハウジング１１０の軸状部１１１に移動可能に設けられるクランプ部材１５０であり、ノズルツール４５，３００を軸状部１１１に対して移動規制するクランプ状態（図２に示す状態）、及び、ノズルツール４５，３００を軸状部１１１から離脱することを許容する離脱許容状態（図８及び図９の状態、図１０の状態、並びに、図１１の状態）で切り替わるクランプ部材１５０と、クランプ部材１５０が離脱許容状態のときにノズルツール４５，３００に向けて軸状部１１１から正圧エアを排出し、ノズルツール４５，３００をＲ軸ハウジングの軸状部１１１から離脱させるエア排出路１１１ｋとを備える。
これにより、クランプ部材１５０が離脱許容状態のときに、正圧エアにより、ノズルツール４５，３００が確実にＲ軸ハウジング１１０の軸状部１１１から離脱する。

また、軸状部１１１は、端面の外周側に設けられるヘッド基準面１１１ａを備え、ノズルツール４５，３００は、ヘッド基準面１１１ａに当接するツール基準面２１２を備える。エア排出路１１１ｋが排出した正圧エアは、軸状部１１１の端面の中央部から排出し、ヘッド基準面１１１ａとツール基準面２１２との隙間を通過して径方向外方へ流出する。ヘッド基準面１１１ａとツール基準面２１２との隙間を正圧エアが通過することで、両面に異物の付着を防止できると共に、付着した異物を除去できる。

また、軸状部１１１は、シリンダ１１１ｄを備え、装着ヘッド４４は、シリンダ１１１ｄの内周側を相対移動可能に設けられ、クランプ部材１５０を軸状部１１１に対して移動させるピストン１４１を備える。エア排出路１１１ｋは、軸状部１１１におけるピストン１４１の軸方向の移動範囲に開口する。ピストン１４１は、クランプ部材１５０をクランプ状態にするときにエア排出路１１１ｋの開口部を閉塞し、クランプ部材を離脱許容状態にするときにエア排出路１１１ｋの開口部を開放する。ノズルツール４５，３００が軸状部１１１から離脱されるときは、クランプ部材１５０が離脱許容状態のときである。そこで、上記構成により、離脱許容状態のときに、エア排出路１１１ｋからエアが排出されるようにできる。また、ピストン１４１をエア排出路１１１ｋのバルブとして兼用することで、構造の簡易化及び部品点数の削減が図られる。

また、部品実装機１は、エア排出路１１１ｋの流量に基づいてピストン１４１の位置を判定するピストン位置判定部（制御部６に相当）を備える。流量がゼロに近い値のときには、ピストン１４１が下方に移動している状態になる。一方、流量が大きな値のときには、ピストン１４１が上方に移動している状態になる。つまり、エア排出路１１１ｋの流量を用いることにより、ピストン１４１の位置が正確に把握される。

また、軸状部１１１は、軸状部１１１の内部の中央部に形成されるシリンダ１１１ｄを備え、装着ヘッド４４は、軸状部１１１の中央部にシリンダ１１１ｄの内周側を相対移動可能に設けられ、クランプ部材１５０を軸状部１１１に対して移動させるピストン１４１を備える。エア排出路１１１ｋは、軸状部１１１におけるピストン１４１の軸方向の移動範囲に開口する。エア排出路１１１ｋが供給した正圧エアは、軸状部１１１の端面の中央部に設けられる開口から、ヘッド基準面１１１ａとツール基準面２１２との隙間を通過して径方向外方へ流出する。つまり、中央のシリンダ１１１ｄを利用することで、正圧エアが中央部から供給される。

また、Ｒ軸ハウジング１１０は、軸状部１１１の端面の中央部から突出形成され、内周面から外周面に亘って貫通する複数の窓部１１２ａが形成される筒部（１１２）と、軸状部１１１の内部の中央部に形成され、筒部（１１２）の内周側に連通するシリンダ１１ｄとを備える。装着ヘッド４４は、Ｒ軸ハウジング１１０の筒部（１１２）の内周側及びシリンダ１１１ｄの内周側を相対移動可能に設けられるピストン１４１を備える。クランプ部材１５０は、複数の窓部１１２ａのそれぞれに設けられ、ピストン１４１の軸方向移動に伴ってピストン１４１の外周面に押圧されることにより筒部（１１２）の外周面から突出する。ノズルツール４５，３００は、筒部（１１２）を収容する凹所２１１と、凹所２１１の開口縁に径方向内方に向かって突出形成され、クランプ部材１５０が筒部（１１２）の外周面から突出することに伴いノズルツール４５，３００をＲ軸ハウジング１１０側へ引き込む爪部２１３とを備える。

さらに、クランプ部材１５０は、クランプ位置にて移動規制されるクランプ状態（図２の状態）、離脱許容状態としてクランプ位置に位置し且つクランプ位置からアンクランプ位置への移動が許容されるアンクランプ許容状態（図１１の状態）、及び、アンクランプ位置に位置するアンクランプ状態（図８及び図９の状態）で切り替わる。エア排出路１１１ｋは、クランプ部材１５０がアンクランプ許容状態のときにノズルツール４５，３００に向けて正圧エアを排出する。この構成により、クランプ部材１５０がアンクランプ許容状態のときに、確実に、ノズルツール４５，３００が正圧エアにより軸状部１１１から離脱される。

（Ｃ）装着ヘッド４４は、Ｒ軸ハウジング１１０と、Ｒ軸ハウジング１１０に移動可能に設けられるクランプ部材１５０を備える。クランプ部材１５０は、ノズルツール４５，３００をＲ軸ハウジング１１０に対して移動規制するクランプ状態、及び、ノズルツール４５，３００をＲ軸ハウジング１１０から離脱することを許容すると共にノズルツール４５，３００がクランプ状態から下方へ移動する際にノズルツール４５，３００に係止されないアンクランプ状態で切り替わる。

Ｒ軸ハウジング１１０は、クランプ部材１５０がクランプ状態からアンクランプ状態に移行したときに、ノズルツール４５，３００が下方へ移動する際にノズルツール４５，３００を係止する係止部１１３を備える。従って、クランプ部材１５０がノズルツール４５，３００を引っ掛けることができない場合において、クランプ部材１５０とは異なる係止部１１３を用いて、ノズルツール４５，３００が装着ヘッド４４から脱落することを防止できる。

また、Ｒ軸ハウジング１１０は、筒部（１１２）を備える。クランプ部材１５０は、クランプ状態において筒部（１１２）の外周面から径方向外方に突出するクランプ位置に位置し、アンクランプ状態において筒部（１１２）の外周面より径方向内方のアンクランプ位置に位置する。ノズルツール４５，３００、筒部（１１２）を収容する凹所２１１と、凹所２１１の開口縁に径方向内方に向かって突出形成され、クランプ部材１５０がクランプ位置に位置するときにノズルツール４５，３００をＲ軸ハウジング１１０に当接させる環状の爪部２１３とを備える。係止部１１３は、筒部（１１２）の外周面から径方向外方に突出し、且つ、爪部２１３に係止する。

つまり、爪部２１３は、クランプ部材１５０に係止する部位として用いられることに加えて、係止部１１３に係止する部位としても用いられる。このように、爪部２１３が、クランプ機能及び脱落防止機能の兼用で用いられる。従って、構造が非常に容易にできる。

また、係止部１１３は、クランプ部材１５０とは異なる位相に形成される。さらに、爪部２１３において、クランプ部材１５０に当接する位相と係止部１１３に係止される位相とは異なる。これにより、筒部（１１２）において、窓部１１２ａの形成位置と係止部１１３の形成位置とが、異なる位相となる。従って、筒部（１１２）の軸方向長さが短くできる。

また、爪部２１３は、内周縁に係止部１１３を通過可能な切欠２１３ａを備える。係止部１１３は、爪部２１３の切欠２１３ａ以外の部位に係止し、クランプ部材１５０は、クランプ状態において爪部２１３の切欠２１３ａ以外の部位に当接する。これにより、係止部１１３の突出量及びクランプ位置に位置するクランプ部材１５０の突出量が少なくても、確実に、係止部１１３による係止、及び、クランプ部材１５０による係止が実現できる。

また、本実施形態のノズルツール４５，３００は、部品実装機１に用いられ、装着ヘッド４４に着脱可能に設けられると共に、吸着ノズル２４０，３０４を保持する。ここで、ノズルツール４５，３００が装着ヘッド４４のクランプ部材１５０との係止によって装着ヘッド４４に対して移動規制される状態がクランプ状態とし、且つ、ノズルツール４５，３００が装着ヘッド４４から離脱することを許容されると共にノズルツール４５，３００がクランプ部材１５０に係止されない状態がアンクランプ状態とする。

ノズルツール４５，３００は、クランプ状態においてクランプ部材１５０に係止され、且つ、アンクランプ状態においてクランプ部材１５０に係止されない被クランプ部（２１３）と、クランプ部材１５０がクランプ状態からアンクランプ状態に移行したときに、ノズルツール４５，３００が下方へ移動する際に装着ヘッド４４の係止部１１３に係止される被係止部（２１３）とを備える。

クランプ部材１５０がノズルツール４５，３００を引っ掛けることができない場合において、クランプ部材１５０とは異なる係止部１１３を用いて、ノズルツール４５，３００が装着ヘッド４４から脱落することを防止できる。

また、クランプ部材１５０は、クランプ状態において装着ヘッド４４の筒部（小径筒部１１２に相当）の外周面から径方向外方に突出するクランプ位置に位置し、アンクランプ状態において筒部（１１２）の外周面より径方向内方のアンクランプ位置に位置する。ノズルツール４５，３００は、筒部（１１２）を収容する凹所２１１と、凹所２１１の開口縁に径方向内方に向かって突出形成され、クランプ部材１５０がクランプ位置に位置するときにノズルツール４５，３００をＲ軸ハウジング１１０に当接させる環状の爪部２１３とを備える。被クランプ部（２１３）及び被係止部（２１３）は、爪部２１３である。

つまり、爪部２１３は、クランプ部材１５０に係止する被クランプ部として用いられることに加えて、係止部１１３に係止する被係止部としても用いられる。このように、爪部２１３が、クランプ機能及び脱落防止機能の兼用で用いられる。従って、構造が非常に容易にできる。

１：部品実装機、２：基板搬送装置、３：部品供給装置、４：部品移載装置、５：部品カメラ、６：制御部、９：基台、４３：Ｘ軸スライダ（移動台）、４４：装着ヘッド、４５：ノズルツール、１１０：Ｒ軸ハウジング、１１１：軸状部、１１１ａ：ヘッド基準面、１１１ｂ：逃がし凹溝、１１１ｃ：上孔、１１１ｄ：シリンダ、１１１ｅ：下孔、１１１ｆ：第一エア接続路、１１１ｇ：第二エア接続路、１１１ｈ：フィルタ装着孔、１１１ｉ：第一室流路、１１１ｊ：第二室流路、１１１ｋ：エア排出路、１１２：小径筒部、１１２ａ：窓部、１１３：係止部、１１４：基準マーク、１４１：ピストン、１５０：クランプ部材、１６１：エアフィルタ、１７１，１７２：シール部材、１８０：位置基準ピン（位相基準部）、１９４：流量計、２１０：ツール本体部、２１１：凹所、２１２：ツール基準面、２１３：爪部（被クランプ部、被係止部）、２１３ａ：切欠、２１４：第一エア被接続路、２１６：位置決め孔（位相被装着部）、２４０：吸着ノズル、３００：ノズルツール、３０１：ツール本体部、３０１ａ：凹所、３０４：吸着ノズル、Ｋ：回路基板

Claims

装着ヘッドと、前記装着ヘッドに着脱可能に設けられると共に吸着ノズルを保持するノズルツールと、を備える部品実装機であって、
前記装着ヘッドは、回転可能な軸状部を有するハウジングと、前記ハウジングの前記軸状部の中央部に設けられるクランプ部材と、を備え、
前記ハウジングの前記軸状部は、前記軸状部の端面において前記クランプ部材より外周側に開口し、エアを流通するエア接続路を備え、
前記ノズルツールは、前記装着ヘッドの前記クランプ部材に係止される被クランプ部と、前記エア接続路に接続され、前記エア接続路との間で前記エアを流通するエア被接続路と、を備え、
前記ハウジングは、
前記軸状部の端面の中央部から突出形成され、内周面から外周面に亘って貫通する複数の窓部が形成される筒部と、
前記軸状部の内部の中央部に形成され、前記筒部の内周側に連通するシリンダと、
前記筒部の端面に設けられ、前記ハウジングの中心位置を検出する基準マークと、
を備え、
前記装着ヘッドは、前記ハウジングの前記筒部の内周側及び前記シリンダの内周側を相対移動可能に設けられるピストンを備え、
前記クランプ部材は、前記複数の窓部のそれぞれに設けられ、前記ピストンの軸方向移動に伴って前記ピストンの外周面に押圧されることにより前記筒部の外周面から突出し、
前記ノズルツールは、
前記筒部を収容する凹所と、
前記凹所の開口縁に径方向内方に向かって突出形成され、前記クランプ部材が前記筒部の外周面から突出することに伴い前記ノズルツールを前記ハウジング側へ引き込む爪部と、
を備える、部品実装機。
前記装着ヘッドは、前記エア接続路の開口部位に着脱可能に設けられるシール部材を備える、請求項１に記載の部品実装機。
前記エア接続路は、前記ハウジングの前記軸状部の内部の外周側に形成され、
前記装着ヘッドは、前記ハウジングの前記軸状部の外周面から着脱可能に設けられ、前記ハウジングの前記軸状部の内部を流通する前記エア接続路に介在するエアフィルタを備える、請求項１又は２に記載の部品実装機。