JPH10209687A - 表面実装機のノズル昇降用エアシリンダの構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より少ないエアで適切にノズル部材を昇降駆
動させる。 【解決手段】 ヘッドユニット５Ａにノズル部材２０を
搭載してエアシリンダ２５により作動させるように実装
機を構成した。エアシリンダ２５は、ピストン３２と、
このピストン３２の上下に一対の圧力室３６，３７を有
し、各圧力室３６，３７にそれぞれエア給排口となるポ
ート３８，３９を備えたシリンダ３３とから構成した。
また、シリンダ３４の上部にピストン３２の昇降ストロ
ークよりも長いシャフト４５を配設し、このシャフト４
５をピストン３２に挿入し、このシャフト４５、ピスト
ン３２等の内部を介して部品吸着用の負圧を供給するよ
うにした。さらに、ポート３８の上方に配設されるシー
ル部材４１の上方にシリンダ３３内を外部に開放するポ
ート４７を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、部品供給部と部品
装着部とにわたって移動可能なヘッドユニットに、エア
シリンダにより駆動されて昇降する部品吸着用のノズル
部材を備えた表面実装機のノズル昇降用エアシリンダの
構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】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と
されたヘッドユニットにノズル部材を昇降かつ回転可能
に装備し、上記ノズル部材に供給される負圧により電子
部品を吸着するようにし、部品供給部から部品を吸着し
た後にヘッドユニットをプリント基板上に移動させて部
品を装着するようにした表面実装機は一般に知られてい
る。この実装機において、上記ヘッドユニットに装備さ
れるノズル部材は、部品吸着時及び部品装着時に昇降駆
動手段により昇降される。

【０００３】上記昇降駆動手段としては、ヘッドユニッ
トのコンパクト化の観点からエアシリンダを用いる実装
機が多く、図８（ａ）は、そのようなエアシリンダの一
般的な構造を示している。

【０００４】同図において８１はヘッドユニットのハウ
ジングであり、このハウジング８１に上下方向のシリン
ダ８２が形成されている。シリンダ８２の内部にはピス
トン８３が備えられ、このピストン８３のロッド８３ａ
がシリンダ８２の上下端部に取付けられた上側及び下側
エンドプラグ８４，８５に昇降可能に支持されていると
ともに、ピストン８３の上方及び下方に圧力室８６，８
７が形成され、これらの圧力室８６，８７が上記各構成
部材８４，８５に形成されたポート８８，８９を介して
エア給排系統の通路９０，９１に接続されている。そし
て、ノズル部材を構成するノズルシャフト９２の上端が
ピストン８３のロッド８３ａ下端部に挿入されるととも
に、このノズルシャフト９２がつば部９３を介してスプ
リング９４によって上方に付勢されている。

【０００５】すなわち、上側の圧力室８６にエアが供給
されつつ下側の圧力室８７からエアが排出されるときに
は、図８（ｂ）に示すようにピストン８３が下降し、こ
れによりつば部９３を介してノズルシャフト９２が押し
下げられ、逆に下側の圧力室８７にエアが供給されつつ
上側の圧力室８６からエアが排出されるときにはピスト
ン８３が上昇するとともに、スプリング９４の付勢力に
よりノズルシャフト９２が押し上げられるようになって
いる。

【０００６】そして、上側エンドプラグ８４に負圧導入
部が形成され、この負圧導入部がパイプ及びバルブ等を
介して真空発生器に連結されることにより、部品吸着の
際には、エアシリンダ８０のピストン８３及びノズルシ
ャフト９２の内部を介して部品吸着用の負圧がノズル部
材先端に供給されるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような実装機で
は、ヘッドユニットをよりコンパクトな構造とする方
が、ヘッドユニットの有効移動領域を拡大する上で有効
であるが、上記のようなエアシリンダ８０を用いてノズ
ル部材昇降用の駆動系統を構成する従来の実装機では、
このようなヘッドユニットのコンパクト化の点において
未だ改善の余地がある。

【０００８】すなわち、上記エアシリンダ８０では、ピ
ストン８３の下降中に部品吸着用の負圧が供給される
と、上側エンドプラグ８４とピストン８３との間に形成
される空間（図８（ｂ）中にＳで示す）が真空となり、
これがピストン８３の推力の妨げとなる。そのため、ノ
ズル部材の下降速度を確保するには、ピストンの受圧面
積を大きくする、つまりピストン８３とロッド８３ａの
径の差を大きくして圧力室８６，８７の容積を大きくせ
ざるをえない。従って、エアシリンダ８０をコンパクト
化することが難しい。しかも、圧力室８６，８７の容積
が大きくなるに伴い、ピストンを所定ストローク駆動す
るのに必要なエア量が多くなる。

【０００９】近年では、実装効率を高めるべく多数のノ
ズル部材をヘッドユニットに搭載して各ノズル部材をそ
れぞれエアシリンダを用いて昇降駆動させる実装機が開
発されており、特に、このような実装機においては、上
記エアシリンダの構造によると、ヘッドユニットが大型
化し易くなるとともに、複数のノズル部材によって部品
を同時吸着させる場合等にエア不足を招く虞れがある。

【００１０】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、ヘッドユニットに搭載されたノズル部
材をエアシリンダを用いて昇降駆動させる実装機におい
て、より少ないエアで適切にノズル部材を昇降駆動させ
ることができる表面実装機のノズル昇降用エアシリンダ
の構造を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に係るエアシリ
ンダ構造は、移動可能なヘッドユニットに、電子部品を
吸着するノズル部材と、このノズル部材を昇降駆動する
エアシリンダとを備えた表面実装機において、上記エア
シリンダは、上記ノズル部材に連結されて内部が相互に
連通する筒状のピストンと、このピストンの上下に一対
の圧力室を有し、各圧力室にそれぞれエア給排口を備え
るシリンダと、このシリンダ上部に固定されてシリンダ
軸方向に延びる筒状のシャフト部材とを備えた構成とさ
れ、上記シャフト部材とピストンとが、ピストンの上下
動範囲にわたって相互に内部が連通し、かつシリンダ軸
方向に相対変位可能な状態で嵌合させられるとともに、
上記シャフト部材が部品吸着用の負圧供給源に接続され
ているものである。

【００１２】このエアシリンダの構造によれば、シャフ
ト部材を介して直接ピストン内の通路に負圧が供給され
るため、ピストンの下降中に負圧が供給されてもピスト
ンの推力に影響を与え難い。そのため、ピストンの受圧
面積を小さく設定することができ、これによりシリンダ
をコンパクト化することが可能になるとともに、より少
ないエアでノズル昇降動作を従来同様の速度で行わせる
ことが可能となる。

【００１３】請求項２に係るエアシリンダ構造は、請求
項１のエアシリンダ構造において、シリンダの上部に細
筒部を形成し、この細筒部にエア給排口を設ける一方、
ピストンの上部に、上昇位置において上記細筒部に挿入
される小径部を一体に設け、さらに、エア給排口の直上
部にシリンダの細筒部とピストンの小径部の間をシール
するシール手段を設けるとともに、このシール手段より
も上部に、シリンダ内を大気中に開放する通路を細筒部
に形成したものである。

【００１４】このエアシリンダの構造によれば、ピスト
ンの上側の圧力室の容積を小さくすることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
に基づいて説明する。

【００１６】図１は本発明に係る表面実装機（以下、実
装機と略す）の平面図、図２は同正面図、図３は同側面
図である。この図において、基台１上にはコンベア２に
より構成される搬送ラインＬが設けられ、プリント基板
３がこの搬送ラインＬに沿って搬送されて所定の作業位
置に保持されるようになっている。

【００１７】搬送ラインＬの上方には、後に詳述する部
品装着用の２つのヘッドユニット５Ａ，５Ｂが装備さ
れ、これらのヘッドユニット５Ａ，５ＢがそれぞれＸ軸
方向（搬送ラインＬの方向）に移動することができるよ
うになっている。

【００１８】すなわち、搬送ラインＬの上方には、Ｘ軸
方向に延びる一対の支持部材６が配設され、図２に示す
ように、各支持部材６にＸ軸方向に延びる一対の固定レ
ール４Ａと、Ｘ軸サーボモータ７により回転駆動される
ボールねじ軸８とが配設され、上記固定レール４Ａにヘ
ッドユニット５Ａが移動自在に装着されるとともに、こ
のヘッドユニット５Ａに設けられたナット部分９（図５
に示す）が上記ボールねじ軸８に螺合している。そし
て、Ｘ軸サーボモータ７の作動によりボールねじ軸８が
回転することによりヘッドユニット５ＡがＸ軸方向に移
動することができるようになっている。

【００１９】なお、以上は一方のヘッドユニット５Ａの
駆動系についての説明であるが、他方のヘッドユニット
５Ｂの駆動系も同様の構成となっており、ここでは説明
を省略する。

【００２０】一方、図１に示すように、上記支持部材６
の外側方であって、前記搬送ラインＬに対して点対称的
な位置には、プリント基板３の上記作業位置となる作業
ステーション１０Ａ，１０Ｂが設けられ、各作業ステー
ション１０Ａ，１０Ｂにそれぞれプリント基板３を保持
する基板保持装置１１Ａ，１１Ｂが装備されるととも
に、これら各作業ステーション１０Ａ，１０ＢがＹ軸方
向（水平面上でＸ軸と直交する方向）に移動することが
できるようになっている。

【００２１】すなわち、搬送ラインＬに対して点対称的
な位置には、それぞれ上記基台１上にＹ軸方向に延びる
固定レール１２Ａ，１２Ｂと、Ｙ軸サーボモータ１３に
より回転駆動されるボールねじ軸１４とが配設され、上
記固定レール１２Ａ，１２Ｂ上に作業ステーション１０
Ａ，１０Ｂがそれぞれ移動自在に装着されるとともに、
これら作業ステーション１０Ａ，１０Ｂに設けられたナ
ット部分（図示せず）が上記ボールねじ軸１４に螺合し
ている。そして、Ｙ軸サーボモータ１３の作動によりボ
ールねじ軸１４が回転することにより作業ステーション
１０Ａ，１０ＢがそれぞれＹ軸方向に移動することがで
きるようになっている。

【００２２】また、図３に示すように、上記搬送ライン
Ｌの上方には、詳しく図示していないが、搬送ラインＬ
と作業ステーション１０Ａ，１０Ｂとの間でプリント基
板３を受け渡すための移載装置１５が設けられている。

【００２３】さらに、図１に示すように、各作業ステー
ション１０Ａ，１０Ｂのそれぞれ両側には部品供給部１
６Ａ，１６Ｂ及び１７Ａ，１７Ｂがそれぞれ配置されて
いる。これらの部品供給部１６Ａ，１６Ｂ及び１７Ａ，
１７Ｂには、多数列のテープフィーダ１８が備えられて
おり、各テープフィーダ１８はそれぞれ、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
おきに収納、保持したテープがリールから導出されるよ
うになっているとともに、テープ繰り出し端にはラチェ
ット式の送り機構が具備され、ヘッドユニット５Ａ，５
Ｂにより部品がピックアップされるにつれてテープが間
欠的に繰り出されるようになっている。

【００２４】図４〜図６は、上記ヘッドユニット５Ａの
構造を示している。これらの図において、上記ヘッドユ
ニット５Ａには、部品を吸着するためのノズル部材２０
が具備され、本実施形態では１２本のノズル部材２０が
Ｘ軸方向に整列した状態で配設されている。さらにヘッ
ドユニット５Ａには、上記各ノズル部材２０を昇降させ
る昇降駆動機構と、各ノズル部材を回転させる回転駆動
機構と、各ノズル部材２０に部品吸着用の負圧を供給す
る負圧供給系統等が具備されている。

【００２５】上記昇降駆動機構は、各ノズル部材２０を
同時に上下動させる１個の全体上下動用サーボモータ２
１と、各ノズル部材２０を個別に一定ストロークだけ昇
降させる所定数（１２個）のエアシリンダ２５とを有し
ており、上記サーボモータ２１とエアシリンダ２５とを
併用することにより各ノズル部材２０を所定の上昇位置
と下降位置とにわたって昇降させるように構成されてい
る。また、図示を省略しているが、回転駆動機構は１個
の回転用サーボモータを有し、このサーボモータにより
ベルト伝動機構からなる動力伝達手段を介して各ノズル
部材２０を回転させるように構成されている。

【００２６】上記ヘッドユニット５Ａの構造をより具体
的に説明すると、ヘッドユニット本体２４には、図５に
示すように、上記ノズル部材２０及びエアシリンダ２５
等を保持するハウジング２２がレール１９を介して上下
動可能に取付けられているとともに、その上方に上下動
用サーボモータ２１が取付けられ、このサーボモータ２
１の駆動によるボールねじ２３の正逆回転に伴いハウジ
ング２２を上下動させるようになっている。

【００２７】上記各ノズル部材２０は、図６に示すよう
に、中空のノズルシャフト２０ａと、これに取付けられ
るノズルホルダ２０ｂと、その下端に着脱自在に装着さ
れるノズル２０ｃとから構成され、このノズル部材２０
がノズルガイド２６を介して上記ハウジング２２に上下
動及び回転可能に取付けられている。つまり、ハウジン
グ２２にノズルガイド２６が回転可能に取付けられ、こ
のノズルガイド２６に上記ノズルシャフト２０ａが上下
動可能に嵌合されている。

【００２８】ノズルシャフト２０ａには、その略中間部
分にベアリング２７が固定されるとともに、その下方部
分には上記ノズルガイド２６との間にスプリング２８が
装着されており、このスプリング２８によりベアリング
２７を介してノズルシャフト２０ａが上方に付勢される
ようになっている。

【００２９】また、各ノズル部材２０のノズルシャフト
２０ａに対向する位置には、ハウジング２２に下降端セ
ンサ２９が取付けられており、ノズルシャフト２０ａの
下降に伴ってセンサ２９が上記ベアリング２７を検出す
ることによってノズルシャフト２０ａが下降端位置に到
達したことが検知されるようになっている。

【００３０】上記ハウジング２２の前面側におけるノズ
ル部材配設箇所の上方には、上記各エアシリンダ２５
と、各エアシリンダ２５に対するエア給排系統が設けら
れており、上記各ノズル部材２０のノズルシャフト２０
ａ上端がそれぞれ対応するエアシリンダ２５の内部に挿
入されている。上記エア給排系統としては、各エアシリ
ンダ２５に対するエアの給排を切替えるエアシリンダ駆
動用のソレノイドバルブ３０が配設され、これらソレノ
イドバルブ３０が図外のエア供給源に接続されている。

【００３１】各エアシリンダ２５は、ピストン３２と、
このピストン３２の上下に一対の圧力室３６，３７を有
し、各圧力室３６，３７にそれぞれエア給排口となるポ
ート３８，３９を備えたシリンダ３３とから構成されて
いる。

【００３２】より詳しく説明すると、各ノズル部材２０
の配設箇所の上方には上記ハウジング２２に上下方向の
貫通孔が形成され、この貫通孔にシリンダ構成部材３４
が嵌入されている。シリンダ構成部材３４は、図７
（ａ）に示すように、上下一対の筒状の単位構成部材３
４ａ，３４ｂが相互に螺合挿入されて全体が円筒状に構
成されたもので、このシリンダ構成部材３４の内面によ
って、中間の太筒部３５ａとその上下両側の細筒部３５
ｂとを有する上記シリンダ３３が構成されている。

【００３３】各単位構成部材３４ａ，３４ｂにおいて細
筒部３５ｂを構成する部分にはそれぞれ上記ポート３
８，３９が形成され、シリンダ構成部材３４がハウジン
グ２２の貫通孔に嵌入された状態で、各ポート３８，３
９がハウジング２２に形成された通路４３，４４（図４
に示す）に連通しているとともに、これらの通路４３，
４４を介して各ポート３８，３９がソレノイドバルブ３
０に接続されている。

【００３４】また、上側の単位構成部材３４ａには、後
記シール部材４１の上方にシリンダ構成部材３４の内外
を連通するポート４７が形成され、シリンダ構成部材３
４がハウジング２２の貫通孔に嵌入された状態で、この
ポート４７がハウジング２２に形成された外部に通じる
通路４８に連通し、ポート４７及び通路４８を介してシ
リンダ内部を大気中に開放するようになっている。

【００３５】上記ピストン３２は、ピストン本体３２ａ
の上下にシリンダ方向に延びるピストンロッド３２ｂを
一体に備えるとともに、その内部に部品吸着用の負圧を
供給するための上下に貫通する通路を有しており、ピス
トン本体３２ａが太筒部３５ａに、上下各ピストンロッ
ド３３ｂが細筒部３５ｂにそれぞれ配された状態で上記
シリンダ３３内に上下動可能に収容されている。そし
て、ポート３８の直上方及びポート３９の直下方のシリ
ンダ内周面にシール部材４１，４２が配設されてシリン
ダ内周面とピストンロッド３２ｂとの間がシールされる
とともに、ピストン本体３２ａの外周面にシール部材４
０が配設さてシリンダ内周面とピストン本体３２ａとの
間がシールされることにより、ピストン３２の上下に上
記圧力室３６，３７が形成されている。

【００３６】ピストン３２の下側のピストンロッド３２
ｂはシリンダ３３から下方に突出させられ、ここにノズ
ル部材２０の上記ノズルシャフト２０ａが挿入されると
ともに、ピストンロッド３２ｂの内周面にシール部材４
９が配設されてノズルシャフト２０ａとピストンロッド
３２ｂとの間がシールされてる。そして、上述のように
スプリング２８により付勢されることによりノズルシャ
フト２０ａの上記ベアリング２７がピストン３２下端部
に当接させられている。

【００３７】一方、上記シリンダ構成部材３４の上部に
は、シリンダ内に突入して下方に延びる筒状のシャフト
４５が着脱可能に挿着され、このシャフト４５がピスト
ン３２のピストンロッド３２ｂに挿入されているととも
に、ピストンロッド３２ｂの内周面にシール部材４６が
配設されてシャフト４５とピストンロッド３２ｂとの間
がシールされてる。シャフト４５は、ピストン３２の昇
降ストロークよりも長く形成されており、ピストン３２
の全昇降行程においてシャフト４５の内部とピストン３
２の内部を連通し得るようになっている。

【００３８】さらにシリンダ構成部材３４の上部には、
ハウジング２２に対してシリンダカバー５０が着脱可能
に取付けられている。シリンダカバー５０の内部には上
記シャフト４５の内部に連通する通路が形成されてお
り、この通路５１が図外のパイプ及びバルブ等を介して
ハウジング２２上方に配置された真空発生器５２（図４
及び図５に示す）に接続されている。これにより実装機
の駆動時には、シリンダカバー５０の通路５１、シャフ
ト４５、ノズルシャフト２０ａ及びノズルホルダ２０ｂ
を通じてノズル２０ｃの先端に部品吸着用の負圧が供給
されるようになっている。

【００３９】なお、以上は一方のヘッドユニット５Ａの
構成であるが、他方のヘッドユニット５Ｂも同様の構成
となっており、従ってここでは説明を省略する。

【００４０】図４及び図５において５３は、プリント基
板３に設けられたフィデューシャルマークを認識するた
めのカメラであり、ヘッドユニット本体２４の一側部に
取付けられている。

【００４１】次に上記実装機の作用効果について説明す
る。

【００４２】以上のように構成された実装機において実
装動作が開始されると、先ず、搬送ラインＬに沿ってプ
リント基板３が図１の矢印方向（左方向）に向かって最
初の作業ステーション１０Ａの手前まで搬送され、ここ
で、プリント基板３が上記移載装置１５により作業ステ
ーション１０Ａの基板保持装置１１Ａに移載されて保持
される。

【００４３】そして、ヘッドユニット５Ａが部品供給部
１６Ａ又は１６Ｂの上方に配置され、部品の吸着を行な
うべきノズル部材２０に対応するエアシリンダ２５にお
いて上側の圧力室３６にエアが供給されつつ下側の圧力
室３７からエアが排出されるとともに、真空発生器５２
で生成された負圧がノズル部材２０内に供給される。こ
れにより図７（ｂ）に示すようにピストン３２が下降す
るとともに、このピストン３２の下降に伴いベアリング
２７を介してノズルシャフト２０ａが押し下げられ、こ
れによってノズル部材２０が下降端位置まで変位させら
れて部品の吸着が行われる。また、このようなエアシリ
ンダ２５の作動に加えて上下動用サーボモータ２１が作
動させられることにより、下降端位置が調整される。

【００４４】この際、上述のようにピストンの下降中に
部品吸着用の負圧が供給されると、従来のこの種の実装
機ではピストンの下降に伴い形成されるピストン上方の
空間が真空となってピストンの推力を妨げるという事態
が生じていたが、上記実装機では、上述のようにエアシ
リンダ２５のシリンダ３３上部にシャフト４５が配設さ
れ、このシャフト４５を介してピストン３２内に直接負
圧が供給されるとともに、ポート４７及び通路４８を介
してシリンダ３３内が大気中に開放されるようになって
いるため、ピストンの下降に伴い形成されるピストン上
方の空間Ｓが負圧の供給によって真空になることも、ま
た、ピストン３２の下降に伴いこの空間Ｓが真空になる
こともない。そのため、ピストン３２の下降中に負圧が
供給されてもピストン３２の推力が妨げられるようなこ
とがない。

【００４５】そして、部品吸着後は、上記エアシリンダ
２５へのエアの給排が切換えられて下側の圧力室３７に
エアが供給されつつ上側の圧力室３６からエアが排出さ
れることによりピストン３２が上昇させられるととも
に、上記スプリング２８の付勢力によりノズルシャフト
２０ａがピストン３２に追従して押し上げられ、これに
よってノズル部材２０が上昇端まで変位させられる。

【００４６】こうして各ノズル部材２０毎に上述のよう
な部品吸着動作が行われることによって、順次各ノズル
部材２０によって部品の吸着が行われ、可能な場合に
は、複数のノズル部材２０により同時に部品の吸着が行
われる。

【００４７】こうして部品供給部１６Ａ，１６Ｂからの
部品の取出しが完了すると、ヘッドユニット５ＡがＸ軸
方向に移動させられつつ、作業ステーション１０ＡがＹ
軸方向に移動させられることによって、吸着部品がプリ
ント基板３の所定の装着位置上方に移動させられ、上記
部品吸着時と同様、上下動用サーボモータ２１及びエア
シリンダ２５の作動によりノズル部材２０が昇降させら
れるとともに、ノズル部材２０が下降端に達するタイミ
ングでノズル部材２０への負圧の供給が遮断され、これ
によって部品がプリント基板３に装着される。この際、
ノズル部材２０の下降前、あるいは下降後に上記回転駆
動機構の回転用サーボモータが駆動されることによりノ
ズル部材２０が回転させられ、これにより部品の回転方
向の位置決めが行われる。

【００４８】そして、作業ステーション１０Ａ上で上記
作業が繰り返され、プリント基板３の例えば半分の領域
について部品の装着が完了すると、上記移載装置１５に
よりプリント基板３が作業ステーション１０Ａから作業
ステーション１０Ｂの基板保持装置１１Ｂに移載されて
保持され、部品供給部１７Ａ，１７Ｂからの部品の供給
を受けながら、ヘッドユニット５Ｂ及び作業ステーショ
ン１０Ｂの移動に伴いプリント基板３の残り領域につい
て部品の装着が行われる。そして、最終的に全ての部品
の装着が完了すると、移載装置１５によりプリント基板
３が搬送ラインＬ上に搬出される。

【００４９】このように、上記実装機では、エアシリン
ダ２５においてピストン３２の下降中に部品吸着用の負
圧が供給されても、従来のこの種の実装機のようにピス
トン３２の推力が妨げられるようなことがないため、ピ
ストン３２の受圧面積を比較的小さく設定する、つまり
ピストン３２においてピストン本体３２ａとピストンロ
ッド３２ｂの径の差を小さくして圧力室３６，３７の容
積を比較的小さく設定しても、従来のこの種の実装機と
略同等のノズル昇降速度を確保することができる。従っ
て、このようにピストン３２の受圧面積を小さく設定で
きる分、エアシリンダ２５をコンパクト化することがで
き、これによりヘッドユニット５をコンパクトな構成と
することができる。しかも、圧力室３６，３７の容積が
小さくなる分、より少ないエアでピストン３２を作動さ
せることができるため、例えば、複数のノズル部材２０
を同時に作動させて複数の部品を同時に吸着する場合等
でもエア不足を回避して適切に部品吸着を行うことがで
きる。

【００５０】また、上記エアシリンダ２５を採用する実
装機の構成によれば、組立て性やメンテナンス性におい
ても以下のように有利である。

【００５１】例えば、図８（ａ）に示にすような従来の
エアシリンダ構造では、ヘッドユニットのハウジング８
１にシリンダが形成されているため、ハウジング８１に
対してまず下側エンドプラグ８５を嵌入し、ピストン８
３を挿入した後、上側エンドプラグ８４を装着すること
になる。つまり、複数の部品を順次ヘッドユニット８１
に組み込む必要があるため組立てが面倒である。また、
エンドプラグ８４等の嵌入時にシリンダ８２を損傷しな
いように細心の注意を払う必要があるため作業性が悪
い。これに対して上記実施形態のエアシリンダ構造で
は、シリンダ構成部材３４内にピストン３２が納められ
ることによりエアシリンダ２５がアッセンブリ化されて
いるため、このようなエアシリンダ２５のアッセンブリ
ユニットをハウジング２２に形成された貫通孔に嵌入す
るだけで、エアシリンダ２５を容易に組付けることがで
き組立て性が極めてよい。

【００５２】また、エアシリンダ２５がアッセンブリ化
されているために、エアシリンダ２５単体での品質チェ
ックが可能であり、そのため組み付け前にエアシリンダ
２５の不良等を発見することができる。さらに、ハウジ
ング２２自体にシリンダを形成する必要がないので、ハ
ウジング２２の製作に高い精度が要求されることがなく
なり、ハウジング２２の製作が容易になるという利点も
ある。

【００５３】一方、メンテナンスの面でも、従来のエア
シリンダ構造では、上側エンドプラグ８４を取り外して
ピストン８３及び下側エンドプラグ８５を順次取り外し
てエアシリンダを分解することになるが、特に、シリン
ダ底部に嵌め込まれている下側エンドプラグ８５を取り
外すのは困難で、そのためメンテナンス性が悪い。これ
に対して、上記実施形態のエアシリンダ２５では、シリ
ンダカバー５０を取外してエアシリンダ２５のアッセン
ブリユニットをハウジング２２から取り出し、さらにシ
リンダ構成部材３４を各単位構成部材３４ａ，３４ｂに
分離させれば簡単にエアシリンダ２５を分解することが
できる。そのため、メンテナンス性が極めてよいという
特徴がある。

【００５４】なお、上記実装機は、本発明に係るノズル
昇降用のエアシリンダの構造が適用される実装機の一例
であって、実装機自体、あるいはノズル昇降用エアシリ
ンダの具体的な構造は、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で適宜変更可能である。

【００５５】例えば、上記実装機のエアシリンダ２５で
は、ポート３８の上方にシール部材４１を配設し、この
シール部材４１とピストン本体３２ａのシール部材４０
とで閉塞されるシリンダ３３内の空間が上側の圧力室３
６とされているが、上記シール部材４１及びシリンダ３
３内を大気中に開放するためのポート４７を省略し、こ
れによってシリンダ３３内におけるピストン本体３２ａ
より上方の全体を上側の圧力室として機能させるように
構成してもよい。このようにすれば、シール部材４１や
ポート４７、さらにはハウジング２２の通路４８を設け
る必要がなくなり、エアシリンダ２５の構造をより簡略
化することができる。但し、この構造の場合には、上側
の圧力室の容積が増大する分、エアの充填に時間を要す
ることになるため、実装効率を重視する場合には、上記
実施形態に示したようなエアシリンダの構造を採用して
ノズル部材２０の昇降を迅速に行わせるようにする方が
有利である。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のノズル昇
降用エアシリンダの構造は、ノズル部材に連結される筒
状のピストンと、このピストンの上下に一対の圧力室を
有し、各圧力室にそれぞれエア給排口を備えるシリンダ
と、このシリンダ上部に固定されてシリンダ軸方向に延
びる筒状のシャフト部材とを設け、シャフト部材とピス
トンとを、ピストンの上下動範囲にわたって相互に内部
が連通し、かつシリンダ軸方向に相対変位可能な状態で
嵌合するとともに、上記シャフト部材を部品吸着用の負
圧供給源に接続し、これによりピストンの下降中に部品
吸着用の負圧を供給してもピストンの推力が妨げられる
ことがないようにしたので、ピストンの受圧面積を比較
的小さく設定しながらもノズル昇降速度を適切に確保す
ることができる。そのため、ピストンの受圧面積を小さ
く設定してエアシリンダをコンパクト化することがで
き、これによってヘッドユニットのコンパクト化を達成
することができる。しかも、少ないエアでピストンを作
動させることが可能となるため、複数のノズル部材を搭
載するような実装機において、特に、複数のノズル部材
を同時に作動させて部品吸着を行わせるような実装機で
は、効果的にエア不足を回避して適切に部品吸着を行う
ことができる。

【００５７】とりわけ、このような構造において、シリ
ンダの上部に細筒部を形成し、この細筒部にエア給排口
を設ける一方、ピストンの上部に、ピストンの上昇位置
において細筒部に挿入される小径部を一体に設け、さら
に、エア給排口の直上部にシリンダの細筒部とピストン
の小径部の間をシールするシール手段を設けるととも
に、このシール手段よりも上部に、シリンダ内を大気中
に開放する通路を細筒部に形成するようにすれば、ピス
トンの上側の圧力室の容積を効果的に小さくすることが
でき、これによりノズル下降時間を短縮することができ
るとともに、複数のノズル部材を同時作動させるような
場合のエア不足をより確実に回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る表面実装機全体の概
略平面図である。

【図２】上記表面実装機を示す正面図である。

【図３】上記表面実装機を示す側面図である。

【図４】上記実装機におけるヘッドユニットの構成を示
す正面図である。

【図５】上記ヘッドユニットの側面図である。

【図６】ノズル部材及びその昇降駆動機構を示す要部断
面図である。

【図７】（ａ）（ｂ）は、エアシリンダの構造示す断面
拡大図で、（ａ）はピストン上昇状態、（ｂ）はピスト
ン下降状態をそれぞれ示す図である。

【図８】（ａ）（ｂ）は、従来のエアシリンダの構造示
す断面拡大図で、（ａ）はピストン上昇状態、（ｂ）は
ピストン下降状態をそれぞれ示す図である。

【符号の説明】

５Ａ，５Ｂ ヘッドユニット ２０ ノズル部材 ２０ａ ノズルシャフト ２０ｂ ノズルホルダ ２０ｃ ノズル ２２ ハウジング ２５ エアシリンダ ２６ ノズルガイド ２７，２９ スプリング ２８ ベアリング ３２ ピストン ３３ シリンダ ３４ シリンダ構成部材 ３６，３７ 圧力室 ３８，３９，４７ ポート ４０，４１，４２，４６，４９ シール部材 ４５ シャフト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動可能なヘッドユニットに、電子部品
   を吸着するノズル部材と、このノズル部材を昇降駆動す
   るエアシリンダとを備えた表面実装機において、上記エ
   アシリンダは、上記ノズル部材に連結されて内部が相互
   に連通する筒状のピストンと、このピストンの上下に一
   対の圧力室を有し、各圧力室にそれぞれエア給排口を備
   えるシリンダと、このシリンダ上部に固定されてシリン
   ダ軸方向に延びる筒状のシャフト部材とを備えた構成と
   され、上記シャフト部材とピストンとが、ピストンの上
   下動範囲にわたって相互に内部が連通し、かつシリンダ
   軸方向に相対変位可能な状態で嵌合させられるととも
   に、上記シャフト部材が部品吸着用の負圧供給源に接続
   されていることを特徴とする表面実装機のノズル昇降用
   エアシリンダの構造。
2. 【請求項２】 シリンダの上部に細筒部が形成され、こ
   の細筒部に上記エア給排口が設けられる一方、上記ピス
   トンの上部に、上昇位置において上記細筒部に挿入され
   る小径部が一体に設けられ、上記エア給排口の直上部に
   シリンダの細筒部とピストンの小径部の間をシールする
   シール手段が設けられるとともに、このシール手段より
   も上部には、シリンダ内を大気中に開放する通路が上記
   細筒部に形成されていることを特徴する請求項１記載の
   表面実装機のノズル昇降用エアシリンダの構造。