JP7137024B2 - 部品吸着ノズル、部品実装システム - Google Patents

Description

この発明は、下端に取り付けられた部品吸着ノズルによって吸着した部品を基板に実装する実装ヘッドに部品吸着ノズルを装着する技術に関する。

従来、実装ヘッドの下端に装着された部品吸着ノズルによって部品を吸着しつつ、実装ヘッドにより部品を基板に移載する部品実装機が知られている。また、特許文献１に示されるように、基板に実装する部品の種類に応じて部品吸着ノズルを変更できるように、部品吸着ノズルは実装ヘッドに対して着脱可能に装着されるのが一般的である。

特開２０１８－０４６１２２号公報

ところで、部品実装機で使用される実装ヘッドとしては、インラインヘッドおよびロータリーヘッドの２種類が存在する。インラインヘッドは、直線的に並ぶ複数のインラインシャフトを有し、インラインシャフトの下端に部品吸着ノズルが装着される。一方、ロータリーヘッドは、円周状に並ぶ複数のロータリーシャフトを有し、ロータリーシャフトの下端に部品吸着ノズルが装着される。

これらの実装ヘッドは、用途の違いに応じて異なる構成を備える。つまり、インラインヘッドは、小型から大型までの多様な部品を吸着する用途に用いられるため、インラインシャフトは比較的広いピッチで配列される。一方、ロータリーヘッドは、多くの小型の部品を一度に吸着する用途に用いられるため、ロータリーシャフトは比較的狭いピッチで配列される。そして、このようなシャフトの配列の違いに応じて、部品吸着ノズルの装着機構にも違いがある。

つまり、インラインヘッドは、インラインシャフトの下端に一対の板バネを有し、一対の板バネがそれぞれの弾性力によって部品吸着ノズルを挟み込むことで、部品吸着ノズルをインラインシャフトに装着する。一方、ロータリーヘッドでは、ロータリーシャフトを狭いピッチで配列するため、一対の板バネを配置するスペースを確保できない。そこで、ロータリーシャフトの下端の嵌入部を嵌入可能な嵌入孔を部品吸着ノズルに形成し、嵌入孔の内側に部品吸着ノズルの装着機構を設けている。具体的には、嵌入孔の内側には係合部が設けられており、嵌入孔に嵌入された嵌入部の被係合部に係合部を上方から係合させつつ、付勢部材で部品吸着ノズルを下方に付勢することで、ロータリーシャフトに部品吸着ノズルを装着する。

ちなみに、ロータリーヘッドにおける装着機構では、部品実装時に部品吸着ノズルに加わる衝撃に付勢部材が十分に対抗できないと、部品吸着ノズルがロータリーシャフトから外れてしまう。そこで、ロータリーヘッドに装着される部品吸着ノズルでは、ノズル本体に対してノズル下端部を上下に可動に取り付けて、スプリングコイル（バッファー部材）によってノズル下端部を下方に付勢することで、部品実装時の衝撃によって部品吸着ノズルが外れるのを防止している。

ただし、このような構成は、小型の部品を対象とするロータリーヘッドには適している一方で、小型の部品のみならず大型の部品も対象とするインラインヘッドには不適切である。つまり、ノズル本体とノズル下端部との間の遊びにより、部品吸着ノズルに吸着される部品の回転位置がずれる場合がある。このような位置ずれは、小型の部品の実装では問題にならない一方、大型の部品の実装では問題となる。したがって、インラインヘッドに対しては、リジッドな部品吸着ノズルを装着する必要があった。

上記のような事情から、インラインヘッドおよびロータリーヘッドには、それぞれ専用の部品吸着ノズルを装着する必要があると考えられていた。その結果、インライン型およびロータリー型それぞれの部品実装機を所有するユーザーにおいては、多くの種類の部品吸着ノズルを準備しておく必要があった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、インライン型およびロータリー型それぞれの部品実装機を所有するユーザーにおいて部品吸着ノズルの準備に要する負担を軽減することを可能とする技術の提供を目的とする。

本発明に係る部品吸着ノズルは、嵌入孔が上方へ開口するノズル本体と、嵌入孔の内側に設けられた係合部と、ノズル本体の外側に設けられて側方に突出する一対の係合突起と、 ノズル本体に対して上下に可動に取り付けられて、部品を吸着する際に部品に接するノズル下端部と、ノズル下端部をノズル本体に対して下方に付勢するバッファー部材とを備え、 嵌入孔に対しては、円周状に配列された複数のロータリーシャフトを備えるロータリーヘッドのロータリーシャフトの下端に設けられた被係合部が上方から嵌入し、係合部は、嵌入孔に嵌入された被係合部に上方から接することで被係合部に係合し、ロータリーヘッドが有する付勢部材によってノズル本体が下方に付勢されることで、係合部と被係合部との係合が保持され、一対の係合突起は、直線状に配列された複数のインラインシャフトを備えるインラインヘッドのインラインシャフトの下端に設けられた一対の弾性部材にそれぞれ設けられた一対の被係合突起を弾性部材の弾性力に抗して互いに離間させながら、一対の被係合突起の間に下方から進入することで一対の被係合突起に上方から係合し、一対の弾性部材の弾性力によって、係合突起と被係合突起との係合が保持される。

本発明に係る部品実装システムは、円周状に配列された複数のロータリーシャフトを有し、ロータリーシャフトの下端に取り付けられた部品吸着ノズルによって部品を吸着して基板に実装するロータリーヘッドを備えたロータリー型の部品実装機と、直線状に配列された複数のインラインシャフトを有し、インラインシャフトの下端に取り付けられた部品吸着ノズルによって部品を吸着して基板に実装するインラインヘッドを備えたインライン型の部品実装機とを備え、部品吸着ノズルは、嵌入孔が上方へ開口するノズル本体と、嵌入孔の内側に設けられた係合部と、ノズル本体の外側に設けられて側方に突出する一対の係合突起と、ノズル本体に対して上下に可動に取り付けられて、部品を吸着する際に部品に接するノズル下端部と、ノズル下端部をノズル本体に対して下方に付勢するバッファー部材とを備え、嵌入孔に対しては、ロータリーシャフトの下端に設けられた被係合部が上方から嵌入し、係合部は、嵌入孔に嵌入された被係合部に上方から接することで被係合部に係合し、ロータリーヘッドが有する付勢部材によってノズル本体が下方に付勢されることで、係合部と被係合部との係合が保持され、一対の係合突起は、インラインシャフトの下端に設けられた一対の弾性部材にそれぞれ設けられた一対の被係合突起を弾性部材の弾性力に抗して互いに離間させながら、一対の被係合突起の間に下方から進入することで一対の被係合突起に上方から係合し、一対の弾性部材の弾性力によって、係合突起と被係合突起との係合が保持される。

このように構成された本発明（部品吸着ノズル、部品実装システム）では、部品吸着ノズルのノズル本体の外側には側方に突出する一対の係合突起が設けられている。一対の係合突起は、インラインシャフトの下端に設けられた一対の弾性部材にそれぞれ設けられた一対の被係合突起を弾性部材の弾性力に抗して互いに離間させながら、一対の被係合突起の間に下方から進入することで一対の被係合突起に上方から係合する。そして、一対の弾性部材の弾性力によって、係合突起と被係合突起との係合が保持されることで、部品吸着ノズルがインラインシャフトに装着される。

さらに、部品吸着ノズルのノズル本体には、上方へ開口する嵌入孔と、嵌入孔の内側に設けられた係合部とが設けられている。この嵌入孔に対しては、ロータリーシャフトの下端に設けられた被係合部が上方から嵌入し、部品吸着ノズルの係合部は、嵌入孔に嵌入された被係合部に上方から接することで当該被係合部に係合する。そして、ロータリーヘッドが有する付勢部材によってノズル本体が下方に付勢されて、これら係合部と被係合部との係合が保持されることで、部品吸着ノズルがロータリーシャフトに装着される。

このように本発明の部品吸着ノズルは、ノズル本体の外側をインラインヘッドへの装着に活用するとともに、ノズル本体の内側をロータリーヘッドへの装着に活用することで、インラインヘッドおよびロータリーヘッドのいずれにも装着可能となっている。したがって、インライン型およびロータリー型それぞれの部品実装機を所有するユーザーにおいて、それぞれ専用の部品吸着ノズルを準備する必要がなく、部品吸着ノズルの準備に要する負担を軽減することが可能となっている。

また、係合部は、凹部を有し、被係合部は、凸部を有し、係合部の凹部と被係合部の凸部とが係合するように、部品吸着ノズルを構成してもよい。かかる構成では、凹部と凸部とを係合させるといった簡便な構成で、ロータリーヘッドへ部品吸着ノズルを装着できる。

また、係合部は、凸部を有し、被係合部は、凹部を有し、係合部の凸部と被係合部の凹部とが係合するように、部品吸着ノズルを構成してもよい。かかる構成では、凹部と凸部とを係合させるといった簡便な構成で、ロータリーヘッドへ部品吸着ノズルを装着できる。

本発明によれば、インライン型およびロータリー型それぞれの部品実装機を所有するユーザーにおいて部品吸着ノズルの準備に要する負担を軽減することが可能となる。

本発明に係る部品実装システムの一例を示すブロック図。 図１の部品実装システムが備えるロータリー型およびインライン型の部品実装機が共通して備える構成を模式的に示す図。 ロータリー型の部品実装機が備えるロータリーヘッドの構成を部分的に示す正面図。 ロータリー型の部品実装機が備えるロータリーヘッドの構成を部分的に示す底面図。 インライン型の部品実装機が備えるインラインヘッドの構成を部分的に示す正面図。 インライン型の部品実装機が備えるインラインヘッドの構成を部分的に示す底面図。 ロータリーシャフトの下端近傍を模式的に示す部分正面図。 ロータリーシャフトの下端近傍を模式的に示す部分側面図。 図２のロータリーシャフトの部分切欠断面図。 インラインシャフトの下端近傍を模式的に示す部分正面図。 変形例に係るロータリーシャフトの下端近傍を示す部分正面図。 変形例に係るロータリーシャフトの下端近傍を示す上方斜視図。 変形例に係るロータリーシャフトとノズルの装着機構を模式的に示す図。

図１は本発明に係る部品実装システムの一例を示すブロック図である。同図に示すように、部品実装システムＭＳは、ロータリー型の部品実装機１Ａと、インライン型の部品実装機１Ｂとを備える。これら部品実装機１Ａ、１Ｂは、Ｘ方向（水平方向）に直列に配列され、部品実装機１Ａ、１Ｂの順に基板へ部品を実装する。すなわち、部品実装機１Ａが部品を実装した基板に対して、部品実装機１Ｂが部品を実装する。ロータリー型およびインライン型の部品実装機１Ａ、１Ｂの違いは主に実装ヘッドの構成にある。そこで、これらの共通点について図２を用いて説明してから、これらの差異点について説明を行う。

図２は図１の部品実装システムが備えるロータリー型およびインライン型の部品実装機が共通して備える構成を模式的に示す図である。図２および以下の図では、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向を適宜示す。ここで、Ｘ方向およびＹ方向は、いずれも水平方向であり、互いに直交する。Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向に直交する鉛直方向である。また、ロータリー型およびインライン型を特に区別せずに、部品実装機１と称することとする。

部品実装機１は、基台１１の上に設けられた一対のコンベア１２、１２を備える。そして、部品実装機１は、コンベア１２によりＸ方向（基板搬送方向）の上流側から作業位置（図１の基板Ｂの位置）に搬入した基板Ｂに対して部品実装を実行し、部品実装を完了した基板Ｂをコンベア１２により作業位置からＸ方向の下流側へ搬出する。

部品実装機１では、Ｙ方向に延びる一対のＹ軸レール２１、２１と、Ｙ方向に延びるＹ軸ボールネジ２２と、Ｙ軸ボールネジ２２を回転駆動するＹ軸モーターＭｙとが設けられ、Ｘ軸レール２３が一対のＹ軸レール２１、２１にＹ方向に移動可能に支持された状態でＹ軸ボールネジ２２のナットに固定されている。Ｘ軸レール２３には、Ｘ方向に延びるＸ軸ボールネジ２４と、Ｘ軸ボールネジ２４を回転駆動するＸ軸モーターＭｘとが取り付けられており、実装ヘッドＨがＸ軸レール２３にＸ方向に移動可能に支持された状態でＸ軸ボールネジ２４のナットに固定されている。したがって、Ｙ軸モーターＭｙによりＹ軸ボールネジ２２を回転させて実装ヘッドＨをＹ方向に移動させ、あるいはＸ軸モーターＭｘによりＸ軸ボールネジ２４を回転させて実装ヘッドＨをＸ方向に移動させることができる。

一対のコンベア１２、１２のＹ方向の両側それぞれでは２つの部品供給部２５がＸ方向に並んでおり、各部品供給部２５では、複数のテープフィーダ２５１がＸ方向に所定の配列ピッチＰで配列されている。各テープフィーダ２５１は、コンベア１２側の先端部に部品供給位置２５２を有し、部品供給テープに収容された部品Ｅを部品供給位置２５２に供給する。部品供給テープは、等ピッチで一列に配列された複数のポケットのそれぞれに部品Ｅを収納し、テープフィーダ２５１は、部品供給テープを当該ピッチずつ間欠的にＹ方向に送り出すことで、部品供給位置２５２に部品Ｅを供給する。部品供給テープに収容される部品Ｅは、例えば集積回路、トランジスタあるいはコンデンサ等の小片状の電子部品である。

実装ヘッドＨは、後述するノズルを用いて、テープフィーダ２５１から部品Ｅを吸着して基板Ｂに移載することで、基板Ｂに部品Ｅを実行する。この実装ヘッドＨの具体的構成は、部品実装機１がロータリー型であるかインライン型であるかによって異なる。続いては、この点について説明する。

図３はロータリー型の部品実装機が備えるロータリーヘッドの構成を部分的に示す正面図であり、図４はロータリー型の部品実装機が備えるロータリーヘッドの構成を部分的に示す底面図である。ロータリー型の部品実装機１Ａが備えるロータリーヘッドＨａは、回転中心Ｃｒを中心として円周状に等ピッチ（例えば１０度）で配列された複数のロータリーシャフト４１と、ロータリーシャフト４１を支持するシャフト支持部材４２とを有する。シャフト支持部材４２は、回転中心Ｃｒを中心とする略円筒形を有し、各ロータリーシャフト４１をＺ方向に昇降可能に支持する。さらに、複数のロータリーシャフト４１は、Ｚ方向に平行なそれぞれの軸心を中心に回転（自転）可能にシャフト支持部材４２に支持されている。

また、ロータリーヘッドＨａは、シャフト支持部材４２より下方に突き出た各ロータリーシャフト４１の下端４０１に取り付けられたノズル保持部材５を有する。そして、ロータリーヘッドＨａは、ノズル保持部材５に装着されたノズルに負圧を与えることで、当該ノズルによって部品Ｅを吸着する。

図５はインライン型の部品実装機が備えるインラインヘッドの構成を部分的に示す正面図であり、図６はインライン型の部品実装機が備えるインラインヘッドの構成を部分的に示す底面図である。インライン型の部品実装機１Ｂが備えるインラインヘッドＨｂは、Ｘ方向に直線的に配列ピッチＰで配列された複数のインラインシャフト６１と、インラインシャフト６１を支持するシャフト支持部材６２とを有する。シャフト支持部材６２、各インラインシャフト６１をＺ方向に昇降可能に支持する。さらに、複数のインラインシャフト６１は、Ｚ方向に平行なそれぞれの軸心を中心に回転（自転）可能にシャフト支持部材６２に支持されている。

また、インラインヘッドＨｂは、シャフト支持部材６２より下方に突き出た各インラインシャフト６１の下端６０１に設けられたノズル保持部材７を有し、図５および図６の例では、各ノズル保持部材７に対してノズル８が装着されている。そして、インラインヘッドＨｂは、ノズル保持部材７に装着されたノズル８に負圧を与えることで、当該ノズル８によって部品Ｅを吸着する。ちなみに、インラインヘッドＨｂにおいて複数のインラインシャフト６１が配列される配列ピッチＰ、換言すれば複数のノズル８が配列される配列ピッチＰは、テープフィーダ２５１が配列される配列ピッチＰと等しい。したがって、インラインヘッドＨｂは、複数のノズル８によって複数のテープフィーダ２５１から部品Ｅを同時に吸着することができる。

そして、部品実装システムＭＳで使用されるノズル８は、ロータリーヘッドＨａおよびインラインヘッドＨｂの両方に装着可能な構成を備えており、ロータリー型およびインライン型の部品実装機１Ａ、１Ｂで共用することができる。続いては、この点について説明を行う。

図７はロータリーシャフトの下端近傍を模式的に示す部分正面図であり、図８はロータリーシャフトの下端近傍を模式的に示す部分側面図であり、図９は図２のロータリーシャフトの部分切欠断面図である。図７および図８において、「離脱」の欄にはロータリーシャフト４１からノズル８が離脱した状態が示され、「係合」の欄にはロータリーシャフト４１にノズル８が係合した状態が示されている。図９にはロータリーシャフト４１にノズル８が係合した状態が示されている。なお、各図においては、ロータリーシャフト４１に係合するノズル８に吸着される部品Ｅを適宜示している。これらの図に示すように、ロータリーヘッドＨａは、ロータリーシャフト４１の下端４０１に取り付けられたノズル保持部材５を有し、ノズル保持部材５にノズル８が着脱可能に装着される。

ノズル保持部材５は、Ｚ方向に延びる主軸５１と、主軸５１の下端に設けられた被係合部５２とを有する。被係合部５２は、互いに回転方向Ｒに１８０度の角度を空けて配置された一対の被係合突起５２１、５２１を有する。ここで、回転方向Ｒは、Ｚ方向に平行なロータリーシャフト４１の軸心Ｃ４１を中心とする回転方向である。被係合突起５２１、５２１は、水平方向において互いに逆向きに突出しつつ上方に凸の形状を有する。また、ノズル保持部材５の主軸５１には、円環形状の押圧板４６およびコイル形状の圧縮バネ４７がそれぞれ外嵌する。すなわち、押圧板４６および圧縮バネ４７のそれぞれに主軸５１が挿通されている。このようにして被係合部５２の上方に設けられた押圧板４６は、被係合部５２の上端の幅（被係合突起５２１、５２１の両端の距離）より内周円の径が狭い円環形状を有しており、被係合部５２の上端に引っ掛かることで下方に脱落しないように構成されている。また、押圧板４６の上方に設けられた圧縮バネ４７は、押圧板４６の内周円より広くて押圧板４６の外周円より狭い径のコイル形状を有し、圧縮バネ４７の下端は押圧板４６の上面に当接する。

ノズル８は、ノズル本体８０ａおよびノズル下端部８０ｂを有する。ノズル下端部８０ｂは、ノズル本体８０ａから下方に突出し、ノズル本体８０ａに対してＺ方向に昇降可能に取り付けられている。このノズル下端部８０ｂの下端に吸着孔が開口しており、ノズル下端部８０ｂの下端が部品Ｅに接した状態で当該吸着孔に負圧が供給されることで、部品Ｅがノズル下端部８０ｂに吸着される。さらに、ノズル８は、ノズル本体８０ａに対してノズル下端部８０ｂを下方に付勢するバッファスプリング８０ｃを有する。バッファスプリング８０ｃは圧縮バネであり、バッファスプリング８０ｃの上端はノズル本体８０ａに下方から接する一方、バッファスプリング８０ｃの下端はノズル下端部８０ｂに上方から接する。

ノズル本体８０ａには、上方を向いて開口する略円筒形状の中空部８１が設けられている。中空部８１の内壁８１１には、係合部８２が設けられており、係合部８２は、互いに回転方向Ｒに１８０度の角度を空けて配置されてそれぞれ上方へ凹んだ一対の係合孔８２１、８２１を有する。そして、ノズル保持部材５の被係合部５２を上方からノズル８の中空部８１に挿入しつつ、ノズル保持部材５の被係合部５２にノズル８の係合部８２を係合させることで、ノズル保持部材５にノズル８を装着することができる。

具体的には、以下のような動作によって、ノズル８の装着は実行される。なお、ここでは、ロータリーシャフト４１に対してノズル８を動かす態様で説明を行う。しかしながら、これらの動きは相対的であり、ノズル８に対してロータリーシャフト４１を動かす態様によっても同一の動作が実行される。

図７の「離脱」の状態から、ノズル８の中空部８１をノズル保持部材５に下方から外嵌しつつ、圧縮バネ４７の付勢力に抗してノズル８の上面で押圧板４６を相対的に押し上げる。そして、ロータリーシャフト４１の下端４０１に押圧板４６の上面が近接あるいは当接するまで、ノズル８を相対的に押し上げる。これによって、ノズル保持部材５の被係合突起５２１がノズル８の中空部８１に嵌入して、ノズル８の係合孔８２１がノズル保持部材５の被係合突起５２１より上方まで相対的に上昇する。この状態からノズル８をノズル保持部材５に対して９０度回転させることで、係合孔８２１、８２１と被係合突起５２１、５２１との回転位置（位相）を合せると、係合孔８２１、８２１が被係合突起５２１、５２１に上方から対向する。

続いて、圧縮バネ４７の付勢力に従ってノズル８を相対的に降ろすと、係合孔８２１、８２１に被係合突起５２１、５２１が嵌入・係合し、ノズル８と被係合部５２とが係合する。さらに、圧縮バネ４７が押圧板４６を介してノズル８を下方へ付勢するため、ノズル８の係合孔８２１とノズル保持部材５の被係合突起５２１との係合は圧縮バネ４７の付勢力により保持される。こうして、図７の「係合」の欄に示すように、ノズル８とノズル保持部材５とが係合すると、ロータリーシャフト４１の内部に形成されたエア供給路とノズル８とが連通し、このエア供給路を介してノズル８に負圧を供給可能となる。

図１０はインラインシャフトの下端近傍を模式的に示す部分正面図である。図１０に示すように、インラインヘッドＨｂは、インラインシャフト６１の下端６０１に取り付けられたノズル保持部材７を有し、ノズル保持部材７にノズル８が着脱可能に装着される。ノズル保持部材７は、インラインシャフト６１の下端６０１から下方に突出した一対の板バネ７１、７１と、各板バネ７１の下端に設けられた被係合突起７２とを有する。これら一対の被係合突起７２は、一対の板バネ７１から内側に向かって側方（Ｘ方向）に突出する。

これに対して、ノズル本体８０ａの外壁８５には、ノズル本体８０ａの上端において側方（Ｘ方向）に突出する一対の係合突起８６が設けられている。各係合突起８６は、下部８６１、中部８６２および上部８６３とで構成され、下部８６１は上方に向かって外側へ傾斜し、中部８６２はＺ方向に略平行であり、上部８６３は上方に向かって内側に傾斜する。一対の係合突起８６は一対の被係合突起７２に対応して設けられており、一対の係合突起８６が設けられた部分でのノズル本体８０ａの最大幅Ｗ８６は、一対の板バネ７１が自然状態での一対の被係合突起７２の間隔より広い。そして、一対の被係合突起７２の間に一対の係合突起８６を下方から挿入することで、ノズル保持部材７にノズル８を装着することができる。

具体的には、以下のような動作によって、ノズル８の装着は実行される。なお、ここでは、インラインシャフト６１に対してノズル８を動かす態様で説明を行う。しかしながら、これらの動きは相対的であり、ノズル８に対してインラインシャフト６１を動かす態様によっても同一の動作が実行される。

一対の板バネ７１の弾性力に抗して、一対の係合突起８６を一対の被係合突起７２の間に下方から進入させる。これら係合突起８６の進入に伴って、一対の被係合突起７２は上部８６３によって外側に押し遣られて互いに離間しつつ、中部８６２を超えて下部８６１に到る。下部８６１に到った一対の被係合突起７２は、板バネ７１の弾性力によって互いに近づき、係合突起８６の下部８６１に係合して、係合突起８６を下方から支持する。その結果、一対の板バネ７１の弾性力によって、ノズル８の係合突起８６とノズル保持部材７の被係合突起７２との係合が保持される。こうして、図１０に示すように、ノズル８とノズル保持部材７とが係合すると、インラインシャフト６１の内部に形成されたエア供給路とノズル８とが連通し、このエア供給路を介してノズル８に負圧を供給可能となる。

以上に説明した実施形態では、ノズル８（部品吸着ノズル）のノズル本体８０ａの外壁８５（外側）には側方（Ｘ方向）に突出する一対の係合突起８６が設けられている。一方、インラインシャフト６１の下端６０１には、一対の板バネ７１が取り付けられており、これら一対の板バネ７１の下端に一対の被係合突起７２が設けられている。これら一対の係合突起８６は、一対の板バネ７１の弾性力に抗して一対の被係合突起７２を側方（Ｘ方向）に互いに離間させながら、一対の被係合突起７２の間に下方から進入することで、一対の被係合突起７２に上方から係合する。そして、一対の板バネ７１の弾性力によって、ノズル８の係合突起８６とノズル保持部材７の被係合突起７２との係合が保持されることで、ノズル８がインラインシャフト６１に装着される。

さらに、ノズル８のノズル本体８０ａには、上方へ開口する中空部８１（嵌入孔）と、中空部８１の内壁８１１（内側）に設けられた係合部８２とが設けられている。この中空部８１に対しては、ロータリーシャフト４１の下端４０１に設けられた被係合部５２が上方から嵌入し、ノズル８の係合部８２は、中空部８１に嵌入されたノズル保持部材５の被係合部５２に上方から接することで当該被係合部５２に係合する。そして、ロータリーヘッドＨａが有する圧縮バネ４７（付勢部材）によってノズル８が下方に付勢されて、これら係合部８２と被係合部５２との係合が保持されることで、ノズル８がロータリーシャフト４１に装着される。

このように本実施形態のノズル８は、ノズル本体８０ａの外側（外壁８５）をインラインシャフト６１への装着に活用するとともに、ノズル本体８０ａの内側（内壁８１１）をロータリーシャフト４１への装着に活用することで、インラインシャフト６１およびロータリーシャフト４１のいずれにも装着可能となっている。したがって、インライン型およびロータリー型それぞれの部品実装機１Ａ、１Ｂを所有するユーザーにおいて、それぞれ専用のノズルを準備する必要がなく、ノズルの準備に要する負担を軽減することが可能となっている。

また、係合部８２は、凹形状を有する係合孔８２１（凹部）を有し、被係合部５２は、凸形状を有する被係合突起５２１（凸部）を有し、係合部８２の係合孔８２１と被係合部の被係合突起５２１とが係合する。かかる構成では、凹部と凸部とを係合させるといった簡便な構成で、ロータリーヘッドＨａへノズル８を装着できる。

ところで、ロータリーシャフト４１へのノズル８の装着は、図７～図９に例示した機構によらず、次に示す機構によって実現することもできる。図１１は変形例に係るロータリーシャフトの下端近傍を示す部分正面図であり、図１２は変形例に係るロータリーシャフトの下端近傍を示す上方斜視図であり、図１３は変形例に係るロータリーシャフトとノズルの装着機構を模式的に示す図である。なお、上記の例とここの変形例とは、ロータリーシャフト４１へのノズル８の装着機構において異なり、インラインシャフト６１へのノズル８の装着機構においては共通する。したがって、ここでは、前者について説明を行い、後者については相当符号を付して説明を省略する。

変形例に係るロータリーシャフト４１の下端４０１に取り付けられたノズル保持部材５の被係合部５２は、被係合溝５２２を有する。この被係合溝５２２は、導入鉛直部５２２ａ、水平部５２２ｂおよび没入鉛直部５２２ｃを有する。導入鉛直部５２２ａは、下方に開口してＺ方向に平行に延設され、没入鉛直部５２２ｃは、回転方向Ｒにおいて導入鉛直部５２２ａと間隔を空けて設けられＺ方向に平行に延設され、水平部５２２ｂは、導入鉛直部５２２ａの上端と没入鉛直部５２２ｃの上端との間で回転方向Ｒに延設されている。これに対して、ノズル８の係合部８２は、中空部８１の内壁８１１から突出した係合凸部８２２を有する。そして、ノズル保持部材５の被係合部５２を上方から中空部８１に挿入しつつ、ノズル保持部材５の被係合部５２にノズル８の係合部８２を係合させることで、ノズル保持部材５にノズル８を装着することができる。

具体的には、以下のような動作によって、ノズル８の装着は実行される。なお、ここでは、ロータリーシャフト４１に対してノズル８を動かす態様で説明を行う。しかしながら、これらの動きは相対的であり、ノズル８に対してロータリーシャフト４１を動かす態様によっても同一の動作が実行される。

ノズル８の係合凸部８２２を、ノズル保持部材５の被係合溝５２２の導入鉛直部５２２ａに下方から対向させて、導入鉛直部５２２ａに進入させる（図１３の「導入」の欄）。かかる導入鉛直部５２２ａへの係合凸部８２２への進入は、押圧板４６を介してノズル８を下方に付勢する圧縮バネ４７の付勢力に抗してノズル８をノズル保持部材５に対して上昇させつつ実行される。係合凸部８２２が導入鉛直部５２２ａの上端に到達すると、ノズル８を回転方向Ｒに回転させることで、導入鉛直部５２２ａから没入鉛直部５２２ｃへと水平部５２２ｂに沿って係合凸部８２２を移動させる（図１３の「回転」の欄）。

係合凸部８２２が没入鉛直部５２２ｃの上端に到達するのに伴って、圧縮バネ４７の付勢力に従ってノズル８をノズル保持部材５に対して降ろすと、係合凸部８２２が没入鉛直部５２２ｃに没入し、ノズル８の係合凸部８２２とノズル保持部材５の被係合溝５２２とが係合する。さらに、圧縮バネ４７が押圧板４６を介してノズル８を下方へ付勢するため、ノズル８の係合凸部８２２とノズル保持部材５の被係合溝５２２との係合は圧縮バネ４７の付勢力により保持される。こうして、図１３の「没入」の欄に示すように、ノズル８とノズル保持部材５とが係合すると、ロータリーシャフト４１の内部に形成されたエア供給路とノズル８とが連通し、このエア供給路を介してノズル８に負圧を供給可能となる。

このように変形例に係るノズル８も、ノズル本体８０ａの外側（外壁８５）をインラインシャフト６１への装着に活用するとともに、ノズル本体８０ａの内側（内壁８１１）をロータリーシャフト４１への装着に活用することで、インラインシャフト６１およびロータリーシャフト４１のいずれにも装着可能となっている。したがって、インライン型およびロータリー型それぞれの部品実装機１Ａ、１Ｂを所有するユーザーにおいて、それぞれ専用のノズルを準備する必要がなく、ノズルの準備に要する負担を軽減することが可能となっている。

また、係合部８２は、係合凸部８２２（凸部）を有し、被係合部５２は、被係合溝５２２（凹部）を有し、係合部８２の係合凸部８２２と被係合部５２の被係合溝５２２とが係合する。かかる構成では、凹部と凸部とを係合させるといった簡便な構成で、ロータリーヘッドＨａへノズル８を装着できる。

以上に説明したように本実施形態では、部品実装機１Ａが本発明の「ロータリー型の部品実装機」の一例に相当し、部品実装機１Ｂが本発明の「インライン型の部品実装機」の一例に相当し、ロータリーシャフト４１が本発明の「ロータリーシャフト」の一例に相当し、下端４０１が本発明の「ロータリーシャフトの下端」の一例に相当し、圧縮バネ４７が本発明の「付勢部材」の一例に相当し、被係合部５２が本発明の「被係合部」の一例に相当し、被係合突起５２１が本発明の「凸部」の一例に相当し、被係合溝５２２が本発明の「凹部」の一例に相当し、インラインシャフト６１が本発明の「インラインシャフト」の一例に相当し、下端６０１が本発明の「インラインシャフトの下端」の一例に相当し、板バネ７１が本発明の「弾性部材」の一例に相当し、被係合突起７２が本発明の「被係合突起」の一例に相当し、ノズル８が本発明の「部品吸着ノズル」の一例に相当し、ノズル本体８０ａが本発明の「ノズル本体」の一例に相当し、ノズル下端部８０ｂが本発明の「ノズル下端部」の一例に相当し、バッファスプリング８０ｃが本発明の「バッファー部材」の一例に相当し、中空部８１が本発明の「嵌入孔」の一例に相当し、係合部８２が本発明の「係合部」の一例に相当し、係合孔８２１が本発明の「凹部」の一例に相当し、係合凸部８２２が本発明の「凸部」の一例に相当し、係合突起８６が本発明の「係合突起」の一例に相当し、部品Ｅが本発明の「部品」の一例に相当し、ロータリーヘッドＨａが本発明の「ロータリーヘッド」の一例に相当し、インラインヘッドＨｂが本発明の「インラインヘッド」の一例に相当し、部品実装システムＭＳが本発明の「部品実装システム」の一例に相当する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば被係合部５２における被係合突起５２１の個数や、係合部８２における係合孔８２１の個数は、上記の２個に限られない。

また、板バネ７１、被係合突起７２および係合突起８６の個数は上記の１対に限られず、これらを２対ずつ設けて４方からノズル８を保持するように構成してもよい。

また、ロータリーヘッドＨａにおけるロータリーシャフト４１の本数や、インラインヘッドＨｂにおけるインラインシャフト６１の本数を適宜変更してもよい。さらに、上記の例では、インラインヘッドＨｂでは、複数のインラインシャフト６１が１列に並ぶが、主軸５１の列は、１列に限られず、複数列でもよい。

１…部品実装機
１Ａ…ロータリー型の部品実装機
１Ｂ…インライン型の部品実装機
４１…ロータリーシャフト
４０１…ロータリーシャフトの下端
４７…圧縮バネ（付勢部材）
５２…被係合部
５２１…被係合突起（凸部）
５２２…被係合溝（凹部）
６１…インラインシャフト
６０１…インラインシャフトの下端
７１…板バネ（弾性部材）
７２…被係合突起
８…ノズル（部品吸着ノズル）
８０ａ…ノズル本体
８０ｂ…ノズル下端部
８０ｃ…バッファスプリング（バッファー部材）
８１…中空部（嵌入孔）
８２…係合部
８２１…係合孔（凹部）
８２２…係合凸部（凸部）
８６…係合突起（係合突起）
Ｅ…部品
Ｈａ…ロータリーヘッド
Ｈｂ…インラインヘッド
ＭＳ…部品実装システム

Claims (4)

1. 嵌入孔が上方へ開口するノズル本体と、
   前記嵌入孔の内側に設けられた係合部と、
   前記ノズル本体の外側に設けられて側方に突出する一対の係合突起と、
   前記ノズル本体に対して上下に可動に取り付けられて、部品を吸着する際に部品に接するノズル下端部と、
   前記ノズル下端部を前記ノズル本体に対して下方に付勢するバッファー部材と
   を備え、
   前記嵌入孔に対しては、円周状に配列された複数のロータリーシャフトを備えるロータリーヘッドの前記ロータリーシャフトの下端に設けられた被係合部が上方から嵌入し、
   前記係合部は、前記嵌入孔に嵌入された前記被係合部に上方から接することで前記被係合部に係合し、
   前記ロータリーヘッドが有する付勢部材によって前記ノズル本体が下方に付勢されることで、前記係合部と前記被係合部との係合が保持され、
   前記一対の係合突起は、直線状に配列された複数のインラインシャフトを備えるインラインヘッドの前記インラインシャフトの下端に設けられた一対の弾性部材にそれぞれ設けられた一対の被係合突起を前記弾性部材の弾性力に抗して互いに離間させながら、前記一対の被係合突起の間に下方から進入することで前記一対の被係合突起に上方から係合し、
   前記一対の弾性部材の弾性力によって、前記係合突起と前記被係合突起との係合が保持される部品吸着ノズル。
2. 前記係合部は、凹部を有し、前記被係合部は、凸部を有し、前記係合部の前記凹部と前記被係合部の前記凸部とが係合する請求項１に記載の部品吸着ノズル。
3. 前記係合部は、凸部を有し、前記被係合部は、凹部を有し、前記係合部の前記凸部と前記被係合部の前記凹部とが係合する請求項１に記載の部品吸着ノズル。
4. 円周状に配列された複数のロータリーシャフトを有し、前記ロータリーシャフトの下端に取り付けられた部品吸着ノズルによって部品を吸着して基板に実装するロータリーヘッドを備えたロータリー型の部品実装機と、
   直線状に配列された複数のインラインシャフトを有し、前記インラインシャフトの下端に取り付けられた部品吸着ノズルによって部品を吸着して基板に実装するインラインヘッドを備えたインライン型の部品実装機と
   を備え、
   前記部品吸着ノズルは、嵌入孔が上方へ開口するノズル本体と、前記嵌入孔の内側に設けられた係合部と、前記ノズル本体の外側に設けられて側方に突出する一対の係合突起と、前記ノズル本体に対して上下に可動に取り付けられて、部品を吸着する際に部品に接するノズル下端部と、前記ノズル下端部を前記ノズル本体に対して下方に付勢するバッファー部材とを備え、
   前記嵌入孔に対しては、前記ロータリーシャフトの下端に設けられた被係合部が上方から嵌入し、
   前記係合部は、前記嵌入孔に嵌入された前記被係合部に上方から接することで前記被係合部に係合し、
   前記ロータリーヘッドが有する付勢部材によって前記ノズル本体が下方に付勢されることで、前記係合部と前記被係合部との係合が保持され、
   前記一対の係合突起は、前記インラインシャフトの下端に設けられた一対の弾性部材にそれぞれ設けられた一対の被係合突起を前記弾性部材の弾性力に抗して互いに離間させながら、前記一対の被係合突起の間に下方から進入することで前記一対の被係合突起に上方から係合し、
   前記一対の弾性部材の弾性力によって、前記係合突起と前記被係合突起との係合が保持される部品実装システム。

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