WO2020032011A1 - 吸着ノズル、部品実装機 - Google Patents

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suction nozzle
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    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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    • B25J15/04Gripping heads and other end effectors with provision for the remote detachment or exchange of the head or parts thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J15/06Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components

Definitions

  • the chip mounter In the electronic circuit manufacturing industry, a chip mounter for mounting an electronic component on a printed circuit board is frequently used.
  • the chip mounter is called a surface mounter.
  • the chip mounter includes a plurality of suction nozzles that suction and hold electronic components.
  • the suction nozzle includes a nozzle body having a suction surface, a nozzle holder that supports the nozzle body, a compression coil spring that biases the nozzle body, and the like.
  • the nozzle holder fits and holds the nozzle body so that the nozzle body can reciprocate (project / retract) toward the electronic component.
  • the compression coil spring alleviates the shock generated when the nozzle body is pressed against the electronic component and the shock generated when the electronic component sucked by the nozzle body is placed on the printed circuit board.
  • An object of the present invention is to provide a suction nozzle and a component mounting machine that can reduce maintenance costs.
  • An object of the present invention is to provide a suction nozzle and a component mounting machine that can perform suction and mounting without damaging components including a brittle material.
  • a second embodiment of the suction nozzle according to the present invention is characterized in that, in the first embodiment, the nozzle body is detachably held to the nozzle holder.
  • a fifth embodiment of the suction nozzle according to the present invention is characterized in that, in the fourth embodiment, the arm has a spiral shape surrounding the close contact portion.
  • the nozzle main body has an introduction groove extending from a base end toward the guide groove on an outer peripheral surface thereof, and the engaging claw is provided in the nozzle body.
  • the guide groove is moved into and out of the guide groove via the introduction groove.
  • the eighth embodiment of the suction nozzle according to the present invention is characterized in that, in the seventh embodiment, the introduction groove extends in a crank shape from a base end and is connected to the guide groove.
  • a ninth embodiment of the suction nozzle according to the present invention is characterized in that, in the seventh or eighth embodiment, the guide groove has a greater amount of digging than the introduction groove.
  • a tenth embodiment of the suction nozzle according to the present invention is the suction nozzle according to any one of the sixth to ninth embodiments, wherein the nozzle holder comprises: a holder main body in which the air passage is formed; And a nozzle support having the engaging claw and being attached to the holder main body.
  • the nozzle support has a cap that has the engaging claw to close a distal end opening of the air passage, and the through hole. And a cylinder supported by the cap.
  • the user When mounting the nozzle body 10 on the nozzle holder 20, first, the user holds the nozzle body 10 and inserts the nozzle shaft 14 into the through hole 42 of the nozzle cylinder 41. The nozzle shaft 14 is pressed against the engaging claw 35 of the cap 31. Subsequently, the nozzle body 10 is rotated in the circumferential direction while pressing the nozzle shaft 14 against the engagement claws 35. Thereby, the engaging claw 35 enters the introduction groove 17 (non-through groove 17 a) of the nozzle shaft 14, and the nozzle shaft 14 is inserted into the through hole 32 of the cap 31.
  • FIG. 13 is a diagram showing a nozzle series of the suction nozzle 5.
  • the nozzle body 10 can be exchanged according to the size of the chip component C.
  • a nozzle body 10A for the 0603 to 1005 size, a nozzle body 10B for the 0603 size, and a nozzle body 10C for the 0402 size are prepared.
  • the nozzle bodies 10A to 10C differ in the shape of the nozzle hole 11 opening at the nozzle tip 12.
  • the reflector plate 45 has a circular reflecting surface 46 with a diameter of about 10 mm.
  • One pliers insertion hole 103 is provided outside each of the bent spring bars 102.
  • the snap ring pliers are inserted to elastically deform the pair of bending spring bars 102 so as to curve outward and separate from each other.
  • the pair of bent spring bars 102 is inserted into the spring bar insertion groove 86.
  • the outer peripheral part 104 is a part that holds the four fixing parts 101.
  • the outer peripheral portion 104 is provided to prevent the four fixing portions 101 from being deformed or displaced when the pair of bending spring bars 102 is elastically deformed.
  • the nozzle shaft 64 can move toward the proximal end until the bending spring bar 102 comes into contact with the distal end (the step surface 67a) of the engaging surface 66.
  • the nozzle shaft 64 cannot move (rotate) in the circumferential direction.
  • the procedure reverse to the procedure for mounting is performed.
  • the nozzle body 60 is gripped and rotated 90 degrees in the circumferential direction.
  • the bending spring bar 102 rides on the outer peripheral surface 64s from the engagement surface 66, curves outward and separates from each other.
  • the nozzle body 10 is opened.
  • the nozzle body 60 moves toward the distal end by the repulsive force of the thin plate spring 50.
  • the nozzle shaft 64 of the nozzle body 60 is pulled out from the through hole 82.
  • the nozzle body 60 has an engaging groove 65 extending tangentially on the outer peripheral surface thereof, and the nozzle holder 70 has a bent spring bar 102 extending tangentially and fitting into the engaging groove 65.
  • the bent spring bar 102 comes into contact with the engagement groove 65, and the movement of the nozzle body 60 is regulated.
  • the elastic body is not limited to the thin plate spring 50.
  • the elastic body is disposed in the air passage 22 and urges the nozzle bodies 10 and 60 toward the distal end side, as long as communication between the air passage 22 and the nozzle hole 11 can be ensured.
  • the material of the elastic body is arbitrary.
  • the elastic body is not limited to the case where the elastic body is arranged on the step portion 23.
  • the elastic body may be bonded to the inner wall of the air passage 22, for example.

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Abstract

吸着ノズル(5)は、電子部品(C)を吸着する軸形のノズル本体(10)と、ノズル本体(10)のノズル孔(11)に連通する空気通路(22)を有してノズル本体(10)を軸方向に往復移動可能に保持するノズルホルダ(20)と、空気通路(22)に配置されてノズル本体(10)を軸方向に付勢する弾性体(50)と、を備える。ノズル本体(10)は、ノズルホルダ(20)に対して着脱可能に保持される。

Description

吸着ノズル、部品実装機
 この発明は、電子部品等を吸着保持してプリント基板等に搭載する吸着ノズル、部品実装機に関する。
 電子回路製造業では、電子部品をプリント基板に実装するチップマウンターが多用されている。チップマウンターは、表面実装機(Surface Mounter)と呼ばれる。
 チップマウンターは、電子部品を吸着保持する吸着ノズルを複数備える。この吸着ノズルは、吸着面を有するノズル本体、ノズル本体を支持するノズルホルダ、ノズル本体を付勢する圧縮コイルバネ等を備える。
 ノズルホルダは、ノズル本体が電子部品に向けて往復移動(突出・縮退)できるように、ノズル本体を嵌合保持する。圧縮コイルバネは、ノズル本体を電子部品に押し当てた時に発生する衝撃およびノズル本体で吸着した電子部品をプリント基板に載置した時に発生する衝撃をそれぞれ緩和する。
特開2006-093248号公報 特開2008-300598号公報 特開2017-112307号公報
 チップマウンターでは、吸着ノズルが詰まったり、吸着ノズルの往復移動が不良になったりしたときに、吸着ノズルを交換する。
 吸着ノズルを交換する際には、ノズル本体のみならず、ノズルホルダや圧縮コイルバネ等をまとめて交換する。従来の吸着ノズルは、ノズル本体のみを取り外すことが困難な構造になっている。このため、消耗品費がかさんで、メンテナンスコストが高くなるという問題がある。
 ガラスやセラミックス等の脆性材料を含む電子部品や微細な光学部品が開発されている。このような部品をプリント基板等に実装する際には、部品に加わる力(衝撃)を従来よりも小さくする必要がある。ノズル本体が突出・縮退し始めるとき(微小変位時)に、圧縮コイルバネの変位と反発力の関係が線形性になる必要がある。
 しかし、圧縮コイルバネは、微小変位時に、変位と反発力の関係が非線形になる。具体的には、圧縮コイルバネは、圧縮し始めるときに、反発力が急激に増加する(図14参照)。このため、従来の吸着ノズルは、部品に加わる力をさらに小さくすることが困難である。
 したがって、ガラスを含む電子部品を従来の吸着ノズルで吸着すると、電子部品の被吸着面が白化する(図24参照)。電子部品に損傷や破損が生じてしまう。
 このように、従来の吸着ノズルで脆性材料を含む部品を吸着すると、部品の品質や性能が低下したり損なわれたりするという問題がある。
 本発明は、メンテナンスコストを低減することができる吸着ノズル、部品実装機を提供することを目的とする。
 本発明は、脆性材料を含む部品に損傷を与えることなく、吸着・実装を行うことができる吸着ノズル、部品実装機を提供することを目的とする。
 本発明に係る吸着ノズルの第一実施態様は、電子部品を吸着する軸形のノズル本体と、前記ノズル本体のノズル孔に連通する空気通路を有して前記ノズル本体を軸方向に往復移動可能に保持するノズルホルダと、前記空気通路に配置されて、前記ノズル本体を軸方向に付勢する弾性体と、を備えることを特徴とする。
 本発明に係る吸着ノズルの第二実施態様は、第一実施態様において、前記ノズル本体は、前記ノズルホルダに対して着脱可能に保持されることを特徴とする。
 本発明に係る吸着ノズルの第三実施態様は、第一または第二実施態様において、前記弾性体は、板バネであることを特徴とする。
 本発明に係る吸着ノズルの第四実施態様は、第三実施態様において、前記板バネは、前記ノズルホルダに支持されるベースと、前記ノズル本体の基端面に密着する密着部と、前記密着部に開口して前記ノズル孔に重なる通気孔と、前記ベースと前記密着部の間に架け渡されるアームと、を有することを特徴とする。
 本発明に係る吸着ノズルの第五実施態様は、第四実施態様において、前記アームは、前記密着部を取り巻く渦巻形であることを特徴とする。
 本発明に係る吸着ノズルの第六実施態様は、第一から第五実施態様のいずれかにおいて、前記ノズル本体は、その外周面に軸方向に延びる案内溝を有し、前記ノズルホルダは、前記案内溝に嵌まり込む係合爪を有し、前記係合爪が前記案内溝に当接して、前記ノズル本体の移動が規制されることを特徴とする。
 本発明に係る吸着ノズルの第七実施態様は、第六実施態様において、前記ノズル本体は、その外周面に基端から前記案内溝に向けて延びる導入溝を有し、前記係合爪が前記導入溝を経由して前記案内溝に入退することを特徴とする。
 本発明に係る吸着ノズルの第八実施態様は、第七実施態様において、前記導入溝は、基端からクランク状に延びて前記案内溝に接続することを特徴とする。
 本発明に係る吸着ノズルの第九実施態様は、第七または第八実施態様において、前記案内溝は、前記導入溝よりも掘り込み量が大きいことを特徴とする。
 本発明に係る吸着ノズルの第十実施態様は、第六から第九実施態様のいずれかにおいて、前記ノズルホルダは、前記空気通路が形成されたホルダ本体と、前記ノズル本体が嵌合する貫通孔および前記係合爪を有して前記ホルダ本体に取り付けられるノズル支持体と、を備えることを特徴とする。
 本発明に係る吸着ノズルの第十一実施態様は、第十実施態様において、前記ノズル支持体は、前記係合爪を有して前記空気通路の先端開口を塞ぐキャップと、前記貫通孔を有して前記キャップに支持されるシリンダと、を備えることを特徴とする。
 本発明に係る吸着ノズルの第十二実施態様は、第一から第五実施態様のいずれかにおいて、前記ノズル本体は、その外周面に接線方向に延びる係合溝を有し、前記ノズルホルダは、前記接線方向に延びて前記係合溝に嵌まり込むバネ棒を有し、前記バネ棒が、前記係合溝に当接して、前記ノズル本体の移動が規制されることを特徴とする。
 本発明に係る吸着ノズルの第十三実施態様は、第十二実施態様において、前記バネ棒は、半径方向の外側に湾曲して前記係合溝に入退することを特徴とする。
 本発明に係る吸着ノズルの第十四実施態様は、第十二または第十三実施態様において、前記ノズルホルダは、前記空気通路が形成されたホルダ本体と、前記ノズル本体が嵌合する貫通孔を有して前記ホルダ本体に取り付けられるノズル支持体と、前記バネ棒を有して前記ノズル支持体に取り付けられるクリップと、を備えることを特徴とする。
 本発明に係る吸着ノズルの第十五実施態様は、第十二から第十四実施態様のいずれかにおいて、前記ノズル支持体に取り付けられて、前記バネ棒を前記ノズル支持体との間で挟持するクリップ抑え板を備えることを特徴とする。
 本発明に係る吸着ノズルの第十六実施態様は、第十または第十四実施態様において、前記ノズル支持体は、前記空気通路の先端開口を塞ぐと共に、前記ホルダ本体とにより前記弾性体を挟持することを特徴とする。
 本発明に係る吸着ノズルの第十七実施態様は、第十または第十四実施態様において、前記ノズルホルダは、前記ノズル支持体の先端面に配置されるリフレクター板を備えることを特徴とする。
 本発明に係る吸着ノズルの第十八実施態様は、第十七実施態様において、前記リフレクター板は、ガラス製であることを特徴とする。
 本発明に係る吸着ノズルの第十九実施態様は、第一から第十八実施態様のいずれかにおいて、前記ノズル本体は、電子部品を吸着する吸着面が形成されたノズル先端と、前記ノズルホルダに内嵌するノズルシャフトと、と有し、前記ノズル先端がセラミックスまたは合成樹脂からなることを特徴とする。
 本発明に係る部品実装機の実施態様は、吸着ノズルの第一から第十九実施態様のいずれかと、前記吸着ノズルの空気圧を制御する空気圧制御部と、前記吸着ノズルを部品供給域と部品搭載域の間で往復移動させる吸着ヘッドと、を備えることを特徴とする。
 本発明の吸着ノズル、部品実装機は、メンテナンス時にノズル本体のみを交換できるため、メンテナンスコストを低減できる。
 本発明の吸着ノズル、部品実装機は、微小変位時の線形性が良好な板バネを用いているので、脆性材料を含む部品に損傷を与えることなく、吸着・実装を行うことができる。
本発明の第一および第二実施形態に係る吸着ノズルを示す斜視図である。 本発明の第一実施形態に係る吸着ノズルの分解斜視図である。 吸着ノズルの断面図である。 ノズル本体を示す図であって、(a)は斜視図、(b)は正面図である。 ノズルシャフトの側面図であって、(a)は導入溝、(b)は案内溝を示す。 キャップを示す図であって、(a)は正面図、(b)は断面図である。 ノズルシリンダを示す断面図である。 薄板バネの斜視図である。 吸着ノズルの動作図である。 薄板バネの特性(線形性)を示すグラフである。 ノズル本体の着脱を示す斜視図である。 ノズル本体の着脱を示す斜視図である。 吸着ノズルのノズルシリーズを示す図である。 吸着ノズルの他のノズルシリーズを示す図である。 本発明の第二実施形態に係る吸着ノズルの分解斜視図である。 吸着ノズルの断面図である。 ノズル本体を示す分解斜視図である。 ノズルシャフトの側面図であり、(a)係合面、(b)外周面を示す。 ノズル支持体を示す図であり、(a)背面図、(b)断面図である。 クリップを示す図である。 クリップの変形例を示す図であり、(a)e字形タイプ、(b)U字形タイプである。 本発明の第三実施形態に係る吸着ノズル7を示す分解斜視図である。 (比較例)圧縮コイルバネの特性(非線形性)を示すグラフである。 (比較例)従来の吸着ノズルで吸着されたガラス含有チップ部品を示す図であり、(a)吸着前の被吸着面、(b)吸着後の被吸着面である。
 本発明の実施形態につき図面を参照して説明する。下記説明において示す各種寸法等は一例である。図1は、本発明の第一および第二実施形態に係る吸着ノズル5,6を示す斜視図である。
〔表面実装機〕
 表面実装機(部品実装機)1は、いわゆるピックアンドプレース方式によりチップ部品Cをプリント基板Pに実装する。表面実装機1は、吸着ノズル5,6を用いてチップ部品Cをプリント基板Pに実装する(図9参照)。
 表面実装機1は、吸着ノズル5,6の他に、空気圧制御部や吸着ヘッド(いずれも不図示)等を備える。空気圧制御部は、吸着ノズル5,6の空気圧を制御し、吸着ヘッドは、吸着ノズル5,6を部品供給域(紙キャリアテープT)と部品搭載域(プリント基板P)の間で往復移動させる。
 表面実装機1は、吸着ノズル5,6に負圧気体を供給して、紙キャリアテープTに配置されたチップ部品Cを拾い上げる。表面実装機1は、チップ部品Cをプリント基板Pに向けて移送した後に、吸着ノズル5,6に正圧気体を供給して、チップ部品Cをプリント基板Pに載置する。
 電子機器は、軽薄短小化および高機能化が進んでいる。電子機器のプリント基板の表面には、例えば、0603サイズ(長辺0.6mm×短辺0.3mm)や0402サイズ(長辺0.4mm×0.2mm)等の角型のチップ型電子部品が高密度に実装される。
 このようなチップ型電子部品は、抵抗、コンデンサ、インダクタ、フィルタ等の受動部品であって、チップ部品(chip component)と呼ばれる。例えば、スマートフォンのプリント基板には、500~800個程度のチップ部品が実装される。
〔第一実施形態:吸着ノズル〕
 図2は、本発明の第一実施形態に係る吸着ノズル5の分解斜視図である。図3は、吸着ノズル5の断面図である。
 吸着ノズル5は、ノズル本体10、ノズルホルダ20、薄板バネ50を備える。
 ノズル本体10は、チップ部品Cを吸着保持する軸形部材である。ノズルホルダ20は、吸着ヘッドに保持されて、ノズル本体10を摺動(往復移動)可能に保持する。薄板バネ50は、ノズル本体10をチップ部品に向けて付勢する。
 ノズル本体10の中心軸Lに沿う方向を軸方向と言う。軸方向のうちのチップ部品側を先端側、吸着ヘッド側を基端側と言う。
 中心軸L周りの方向を周方向と言う。
 中心軸Lに直交する面において、中心軸Lを通る方向を半径方向という。半径方向のうち、中心軸Lに向かう方向を内側、中心軸Lから離れる方向を外側と言う。
 中心軸Lに直交する面において、ノズル本体10の外周面の接する直線に沿う方向を接線方向という。
〔ノズル本体〕
 図4は、ノズル本体10を示す図であって、(a)は斜視図、(bは)正面図である。図5は、ノズルシャフト14の側面図であって、(a)は導入溝17、(b)は案内溝16を示す。
 ノズル本体10は、細長い軸形部材であって、先端側に配置されるノズル先端12と、ノズルホルダ20に保持されるノズルシャフト14と、を備える。
 ノズル本体10には、全長に亘ってノズル孔11が設けられる。ノズル孔11は、中心軸Lに沿って延びて、ノズル本体10を貫通する。
 ノズル先端12は、チップ部品を吸着保持する部材であって、セラミックスや合成樹脂等からなる。ノズル先端12は、先端側が略四角錐台形、基端側が円柱形(円筒形)に形成される。ノズル先端12には、全長に亘ってノズル孔11aが設けられる。ノズル先端12は、チップ部品が密着する平坦な吸着面12sを有する。吸着面12sは、矩形平面であって、X字形のノズル孔11が開口する。ノズル先端12の基端には、ノズルシャフト14が嵌合(内嵌)する連結穴13が設けられる。
 ノズルシャフト14は、ステンレス鋼からなる細長い円筒形部材であって、全長に亘ってノズル孔11bが設けられる。ノズルシャフト14の先端側に、ノズル先端12が嵌合(外嵌)して固定される。
 ノズルシャフト14は、先端側を除く部位がノズルホルダ20に覆われる。具体的には、ノズルシャフト14の大部分が、後述するノズルシリンダ41に嵌合(内嵌)する。
 ノズルシャフト14は、先端側にフランジ15、基端側に案内溝16と導入溝17、中央にシール溝18を有する。
 フランジ15は、ノズル先端12を支持する円板形の部位であって、ノズル先端12の基端面が固着される。フランジ15は、ノズルシリンダ41の先端側に露出する。
 案内溝16、導入溝17およびシール溝18は、ノズルシャフト14の外周面に形成される。これら3つの溝16~18は、ノズルシリンダ41に覆われる。
 案内溝16は、軸方向に延びる細長い貫通溝であって、周方向において180°間隔で2つ設けられる。一対の案内溝16が中心軸Lを基準にして対称に形成される。この2つの案内溝16には、ノズルホルダ20が係合する。具体的には、後述する係合爪35が案内溝16にそれぞれ嵌まり込む。これにより、ノズル本体10がノズルホルダ20から脱落しないように保持される。係合爪35が案内溝16に嵌まり込むことにより、ノズル本体10がノズルホルダ20に対して軸方向に移動可能、周方向に移動不能になる。案内溝16の最基端は、T字形に形成される。案内溝16の最基端に係合爪35を確実に当接させるためである。
 導入溝17は、基端から軸方向に延び、直角に曲がって案内溝16に連結する。導入溝17のうち、軸方向に延びる部位は細長い不貫通溝17a、周方向に延びる部位は貫通溝17bである。導入溝17は、案内溝16と同様に、周方向において180°間隔で2つ設けられる。一対の導入溝17が中心軸Lを基準にして対称に形成される。
 この2つの導入溝17は、係合爪35を案内溝16に嵌め入れたり、取り外したりするときに用いられる。一対の係合爪35は、それぞれ導入溝17を経由して案内溝16に侵入したり、退出したりする。
 シール溝18は、周方向に沿って円環形に掘り込まれた不貫通溝であって、シール剤を保持する。シール溝18にシール剤を配置(充填)することにより、ノズルシリンダ41とノズルシャフト14の間が封止される。
〔ノズルホルダ〕
 図6は、キャップ31を示す図であって、(a)は正面図、(b)は断面図である。図7は、ノズルシリンダ41示す断面図である。
 ノズルホルダ20は、ノズル本体10に嵌合(外嵌)して、ノズル本体10を摺動可能に保持する。ノズルホルダ20に対してノズル本体10が往復移動して、ノズル本体10が先端側に突出したり、縮退したりする。ノズルホルダ20は、ホルダ本体21、ノズル支持体25およびリフレクター板45を備える。ノズル支持体25は、キャップ31、ノズルシリンダ41を備える。
 ホルダ本体21は、吸着ヘッドに装着される略円筒形部材であって、全長に亘って空気通路22が設けられる。ホルダ本体21は、円環形のフランジ面である先端面21sを有する。先端面21sは、中心軸Lに対して垂直に形成される。先端面21sには、リフレクター板45が固着される。
 空気通路22の先端開口には、円環形の段差部23が設けられる。この段差部23には、薄板バネ50とキャップ31が収容される。
 キャップ31は、段差部23に嵌まり込む円板形部材であって、空気通路22を閉塞する。キャップ31には、中心軸Lに沿って貫通孔32が設けられる。この貫通孔32には、ノズル本体10のノズルシャフト14が嵌合(内嵌)する。
 キャップ31は、収容穴33、筒部34および係合爪35を有する。
 収容穴33は、先端面31sにおいて、貫通孔32を取り囲む円環形の浅い掘り込みである。収容穴33には、ノズルシリンダ41の基端(後述するフランジ44)が収容されて固着される。
 筒部34は、貫通孔32を有する円筒形の部位であって、収容穴33の底面から先端側に立設する。この筒部34には、ノズルシリンダ41が嵌合(外嵌)されて固着される。
 係合爪35は、筒部34の先端面から先端側に立設する2つの突起である。2つの係合爪35は、周方向において180°間隔で2つ設けられる。一対の係合爪35が中心軸Lを基準にして対称に形成される。
 係合爪35は、中心軸Lに向けて、貫通孔32の内面よりも僅かに突出する。係合爪35は、ノズル本体10の案内溝16に嵌まり込む。
 ノズルシリンダ41は、キャップ31の先端側に配置される細長い円筒であって、全長に亘って貫通孔42が設けられる。この貫通孔42には、ノズル本体10のノズルシャフト14が嵌合(内嵌)する。ノズルシリンダ41の基端には、連結穴43とフランジ44が設けられる。ノズルシリンダ41は、連結穴43がキャップ31の筒部34に嵌合(外嵌)する。フランジ44がキャップ31の収容穴33に収容されて、固着される。これにより、貫通孔42と貫通孔32が連通する。
 貫通孔32,42にノズルシャフト14を嵌合(内嵌)し、案内溝16に係合爪35を嵌め入れることにより、ノズル本体10がノズルホルダ20に対して摺動可能に保持される。案内溝16は、軸方向において係合爪35の2倍以上の長さを有する。案内溝16は、周方向において係合爪35よりも僅かに大きい。このため、係合爪35が案内溝16の最基端に当接するまで、ノズルシャフト14が先端側に移動できる。ノズルシャフト14が先端側に移動すると、ノズル本体10が突出する。
 係合爪35が案内溝16の最先端に当接するまで、ノズルシャフト14が基端側に移動できる。ノズルシャフト14が基端側に移動すると、ノズル本体10が縮退する。一方、係合爪35と案内溝16が周方向においてほぼ密着しているので、ノズルシャフト14は周方向に移動(回転)できない。案内溝16に係合爪35を嵌め入れたとき、ノズル本体10の基端は、常にキャップ31から基端側に突出する。ノズルシャフト14の基端面14bは、常に空気通路22に露出する。
 リフレクター板45は、先端側から投光された照明光を反射する平板形部材であって、ホルダ本体21の先端面21sに固着される。リフレクター板45は、透明なアクリル板からなり、基端面にアルミニウムが蒸着された凹凸形状の反射面46が設けられる。この反射面46は、ノズル本体10に吸着保持されたチップ部品を撮像する際に、先端側から投光される照明光を反射する。リフレクター板45の中央には、ノズルシリンダ41が挿通される貫通孔47が設けられる。
〔薄板バネ〕
 図8は、薄板バネ50の斜視図である。薄板バネ(弾性体)50は、ホルダ本体21の段差部23に配置されて、キャップ31の基端側に密着する。薄板バネ50は、ノズルシャフト14の基端面14bに当接して、ノズル本体10を先端に向けて付勢する。
 薄板バネ50は、バネ用鋼板からなる円形平板であって、ベース51、アーム52、密着部53、通気孔54を有する。
 ベース51は、円環形の外周縁部であって、ホルダ本体21の段差部23に密着する。ベース51は、ホルダ本体21とキャップ31により挟持される。
 アーム52は、ベース51から中心軸Lに向かって延びる帯状の部位である。アーム52は、例えば3本であり、空気通路22の内面からノズル本体10に向かって架け渡される。
 密着部53は、3本のアーム52に連結する円形の部位である。密着部53は、ノズルシャフト14の基端面14bに密着する。
 通気孔54は、密着部53の中心に開口して、ノズル本体10のノズル孔11に重なる。この通気孔54を介して、ホルダ本体21の空気通路22とノズル本体10のノズル孔11が連通する。
 3本のアーム52は、密着部53を取り巻く渦巻形に形成される。3本のアーム52は、中心軸Lを基準にして点対称な形状を有する。アーム52を渦巻形にしたので、ベース51から密着部53までの距離よりも、アーム長を延ばすことができる。具体的には、ベース51から密着部53までの距離は約1.7mm、アーム52のアーム長は約10mmである。このため、薄板バネ50のバネ定数を小さくできる。アーム52の板厚を薄くすることにより、薄板バネ50のバネ定数がさらに小さくできる。具体的には、アーム52の板厚は約0.05mmである。
〔吸着ノズル5の動作〕
 図9は、吸着ノズル5の動作図である。表面実装機によりチップ部品Cをプリント基板Pに実装する。チップ部品Cは、紙キャリアテープTに載置された状態で部品供給域に配置される。プリント基板Pは、部品搭載域に配置される。
 上述したように、ノズル本体10の基端は、常にキャップ31よりも基端側に位置する。このため、薄板バネ50の密着部53がノズルシャフト14の基端面14bに当接し、3本のアーム52が基端側に湾曲(弾性変形)する。したがって、薄板バネ50は、ノズル本体10を先端側に向けて常に付勢する。
 図9(a)に示すように、吸着ノズル5は、初期状態において、ノズル本体10がノズルホルダ20から最も突出する。
 まず、図9(b)に示すように、表面実装機は、吸着ノズル5の先端(ノズル本体10)をチップ部品Cの上面に押し当てる。このとき、薄板バネ50が基端側に弾性変形して、ノズル本体10が僅かに基端側に移動する。ノズル本体10が縮退する。これにより、吸着ノズル5がチップ部品Cに与える力(衝撃)が緩和される。
 表面実装機は、吸着ノズル5の空気通路22とノズル孔11に負圧気体を供給して、ノズル本体10にチップ部品Cを吸着する。
 次に、図9(c)に示すように、表面実装機は、吸着ノズル5を上昇させて、チップ部品Cを紙キャリアテープTから拾い上げる。このとき、薄板バネ50の弾性変形が回復して、ノズル本体10が先端側に移動する。吸着ノズル5は、ノズル本体10が突出して、初期状態に戻る。
 次に、図9(d)に示すように、表面実装機は、吸着ノズル5で吸着したチップ部品Cをプリント基板Pの実装面に押し当てる。このとき、薄板バネ50が基端側に弾性変形して、ノズル本体10が縮退する。これにより、吸着ノズル5がチップ部品Cに与える力(衝撃)が緩和される。表面実装機は、吸着ノズル5の空気通路22とノズル孔11に正圧気体を供給して、チップ部品Cを取り離す。
 最後に、表面実装機は、吸着ノズル5を上昇させて、プリント基板Pから離間する。このとき、薄板バネ50の弾性変形が回復して、吸着ノズル5は、初期状態に戻る。
〔薄板バネ50の線形性〕
 図10は、薄板バネ50の線形性を示すグラフである。横軸は時間、縦軸は薄板バネ50の反発力である。
 ノズル本体10を一定速度で0~0.4mmまで縮退させ、その後に同一速度で元に戻した。薄板バネ50の密着部53を0~0.4mmまで一定速度で変位させた後に、同一速度で元に戻した。
 図10に示すように、薄板バネ50は、変位に応じた反発力を発生する。薄板バネ50は、微小変位時において高い線形性を有する。このため、吸着ノズル5は、チップ部品Cに加わる力を正確に制御することができる。例えば、ノズル本体10の縮退量を0.2mm以内にして、チップ部品Cに加わる力を20g以下に制限することができる。吸着ノズル5は、ノズル本体10の縮退量を小さくしたり、薄板バネ50のバネ定数を低下させたりして、チップ部品Cに加わる力をさらに制限することも可能である。
〔比較例〕
(圧縮コイルバネの非線形性)
 これに対して、従来の吸着ノズルは、圧縮コイルバネを用いている。圧縮コイルバネは、微小変位時に、変位と反発力の関係が非線形になる。一般的に、圧縮コイルバネは、たわみ量が全たわみ量(密着時のたわみ量)の30~70%のときに、バネ定数が安定する。微小変位はこの範囲外となるため、変位と反発力の関係が非線形になる。
 図23は、圧縮コイルバネの特性(非線形性)を示すグラフである。横軸は時間、縦軸は圧縮コイルバネの反発力である。
 従来の吸着ノズルのノズル本体を一定速度で0~0.4mmまで縮退させ、その後に同一速度で元に戻した。圧縮コイルバネを0~0.4mmまで圧縮させた後に、同一速度で元に戻した。
 図23に示すように、圧縮コイルバネは、変位にかかわらず、ほぼ一定の反発力(25~30g)の反発力を発生する。圧縮コイルバネは、微小変位時において、非線形性を有する。このため、従来の吸着ノズルは、チップ部品Cに加わる力を正確に制御することができない。例えば、ノズル本体の縮退量を0.2mm以内にしたとしても、チップ部品Cに加わる力を20g以下にすることはできない。特に、従来の吸着ノズルでは、圧縮コイルバネが圧縮し始めたときに、反発力を急激に増加する。このため、従来の吸着ノズルをチップ部品Cに押し当てた瞬間に、30g程度の反発力がチップ部品Cに加わる。したがって、従来の吸着ノズルは、チップ部品Cに損傷を与えてしまう。圧縮コイルバネの線径を細くしたり巻き数を少なくしたりしても、圧縮コイルバネは、微小変位時の非線形性を解消できない。
 図24は、従来の吸着ノズルで吸着されたガラス含有チップ部品を示す図であって、(a)は吸着前の被吸着面、(b)は吸着後の被吸着面である。
 図24に示すように、ガラス含有チップ部品Cを従来の吸着ノズルで吸着すると、チップ部品Cの被吸着面が白化することが確認された。すなわち、ガラス含有チップ部品Cに損傷が生じたことが確認された。
〔ノズル本体10の着脱〕
 図11、図12は、ノズル本体10の着脱を示す斜視図である。
 ノズル本体10は、ノズルホルダ20に対して単独で着脱可能である。特別な工具等を用いることなく、ノズル本体10のみをノズルホルダ20に対して取り付けたり、取り外したりすることができる。
 ノズル本体10をノズルホルダ20に装着するときは、まず、ノズル本体10を把持して、ノズルシャフト14をノズルシリンダ41の貫通孔42に挿入する。ノズルシャフト14をキャップ31の係合爪35に押し当てる。
 続いて、ノズルシャフト14を係合爪35に押し当てながら、ノズル本体10を周方向に回転させる。これにより、係合爪35がノズルシャフト14の導入溝17(不貫通溝17a)に入り込み、ノズルシャフト14がキャップ31の貫通孔32に挿入される。
 続いて、ノズル本体10を基端側に押し入れて、係合爪35を不貫通溝17aに沿って移動させる。係合爪35が不貫通溝17aの先端側に移動すると、ノズルシャフト14の基端面14bが薄板バネ50の密着部53に当接する。
 続いて、薄板バネ50の反発力に抗しながら、ノズル本体10をさらに基端側に押し入れる。これにより、係合爪35が不貫通溝17aの最先端まで移動して、貫通溝17bに導入される。係合爪35が貫通溝17bの側面に当接して、ノズル本体10は基端側に移動できなくなる。
 続いて、ノズル本体10を周方向に回転させる。具体的には、ノズル本体10を、先端側から見て時計回りに回転させる。これにより、係合爪35が貫通溝17bに沿って移動して、案内溝16に導入される。
 最後に、ノズル本体10を開放する。これにより、ノズル本体10が薄板バネ50の反発力により先端側に移動する。係合爪35が案内溝16に沿って移動して、案内溝16の最基端に当接する。
 以上の手順により、特別な工具等を用いることなく、ノズルホルダ20に対してノズル本体10のみを取り付けることができる。
 ノズル本体10をノズルホルダ20から取り外すときは、装着とは逆の手順を行う。
 まず、ノズル本体10を把持して、薄板バネ50の反発力に抗しながら、ノズル本体10を最基端まで押し入れる。
 続いて、ノズル本体10を周方向に回転させて、係合爪35を案内溝16から貫通溝17bに移動させる。具体的には、ノズル本体10を、先端側から見て反時計回りに回転させる。
 続いて、係合爪35が貫通溝17bの側面に当接して、ノズル本体10が周方向に移動できなくなったら、ノズル本体10を開放する。これにより、ノズル本体10が薄板バネ50の反発力により先端側に移動する。係合爪35が貫通溝17bから不貫通溝17aに移動する。さらに、係合爪35が不貫通溝17aに沿って移動して、導入溝17から抜け出る。
 最後に、ノズル本体10のノズルシャフト14を貫通孔32,42から抜き出す。
 以上の手順により、特別な工具等を用いることなく、ノズルホルダ20からノズル本体10のみを取り外すことができる。
〔ノズルシリーズ〕
 図13は、吸着ノズル5のノズルシリーズを示す図である。
 上述したように、吸着ノズル5は、ノズル本体10のみを着脱できる。このため、チップ部品Cのサイズに応じてノズル本体10を入れ替えることができる。
 図13に示すように、0603サイズ~1005サイズ用のノズル本体10A、0603サイズ用のノズル本体10B、0402サイズ用のノズル本体10Cを用意する。ノズル本体10A~10Cは、ノズル先端12に開口するノズル孔11の形状が異なる。このように、複数のノズル本体10を用意することにより、異なるサイズのチップ部品Cに対応することができる。リフレクター板45は、反射面46が直径約10mmの円形である。
 図14は、吸着ノズル5の他のノズルシリーズを示す図である。
 この吸着ノズル5では、リフレクター板45は、反射面46が直径約4mmの円形である。
 図14に示すように、0402サイズ~0603サイズ用のノズル本体10D、03015サイズ用のノズル本体10E、0201サイズ用のノズル本体10Fを用意する。ノズル本体10D~10Fは、ノズル先端12に開口するノズル孔11の形状が異なる。このように、複数のノズル本体10を用意することにより、異なるサイズのチップ部品Cに対応することができる。
〔第二実施形態:吸着ノズル〕
 図15は、本発明の第二実施形態に係る吸着ノズル6を示す斜視図である。図16は、吸着ノズル6の断面図である。
 吸着ノズル6は、ノズル本体60、ノズルホルダ70、薄板バネ50を備える。
 ノズル本体60は、ノズル本体10と同様に、チップ部品Cを吸着保持する軸形部材である。ノズルホルダ70は、ノズルホルダ20と同様に、吸着ヘッドに保持されて、ノズル本体60を往復移動可能に保持する。薄板バネ50は、ノズル本体60をチップ部品に向けて付勢する。
 吸着ノズル6の動作は、吸着ノズル5の動作と同一である。吸着ノズル6は、吸着ノズル5と同様に、ノズルシリーズを有する。
 以下では、主に吸着ノズル5との相違点について説明する。同一の部材や部位には、同一の符号を付してその説明を省略する。
〔ノズル本体〕
 図17は、ノズル本体60を示す分解斜視図である。図18は、ノズルシャフト64の側面図であって、(a)は係合面66、(b)は外周面64sを示す。
 ノズル本体60は、ノズル先端12と、ノズルホルダ70に保持されるノズルシャフト64と、を備える。
 ノズルシャフト64は、先端側を除く部位がノズルホルダ70(ノズルシリンダ91)に嵌合(内嵌)する。ノズルシャフト64は、先端側にフランジ15と係合溝65、中央にシール溝18を有する。係合溝65とシール溝18は、ノズルシャフト64の外周面64sに形成される。係合溝65とシール溝18は、ノズルシリンダ91に覆われる。ノズルシャフト64の基端の外周縁には、面取り状の傾斜面68が設けられる。
 係合溝65は、接線方向に延びる不貫通溝であって、周方向において180°間隔で2つ設けられる。係合溝65は、一つの係合面66と、2つの段差面67(67a,67b)を有する。
 係合面66は、係合溝65の底面であり、接線方向に延びて半径方向に直交する平坦な面である。係合面66同士は、平行かつ背向する。
 2つの段差面67は、係合溝65の側面であり、軸方向において正対する平坦な面である。段差面67aは、先端側を向き、段差面67bは、基端側を向く。
 一対の係合溝65には、ノズルホルダ20が係合する。具体的には、後述する曲がりバネ棒102が係合面66にそれぞれ密着する。これにより、ノズル本体60がノズルホルダ70から脱落しないように保持される。曲がりバネ棒102が係合面66に嵌まり込むことにより、ノズル本体60がノズルホルダ70に対して軸方向に移動可能、周方向に移動不能になる。曲がりバネ棒102が段差面67に当接して、ノズル本体60の軸方向の移動が規制される。
〔ノズルホルダ〕
 図19は、ノズル支持体を示す図であって、(a)は背面図、(b)は断面図である。
 ノズルホルダ70は、ノズル本体60に嵌合(外嵌)して、ノズル本体60を摺動可能に保持する。ノズルホルダ70は、ホルダ本体21、ノズル支持体75、リフレクター板45およびクリップ100を備える。ノズル支持体75は、キャップ31とノズルシリンダ41を一体化した部材に相当する。クリップ100は、ノズル支持体75の基端に取り付けられる。
 ノズル支持体75は、キャップ81とノズルシリンダ91を有する。
 キャップ81は、段差部23に嵌まり込む円板形の部位であって、空気通路22を閉塞する。キャップ81の中心には、ノズル本体60のノズルシャフト64が嵌合(内嵌)する貫通孔82が設けられる。キャップ81は、収容穴83と筒部84を有する。
 収容穴83は、基端面81bにおいて、貫通孔82を取り囲む円環形の浅い掘り込みである。収容穴83には、クリップ100が収容されて固着される。
 筒部84は、貫通孔82を有する円筒形の部位であって、収容穴83の底面から基端側に立設する。この筒部84には、クリップ100の曲がりバネ棒102が取り付けられる。
 キャップ81は、クリップ固定溝85とバネ棒挿通溝86を有する。
 クリップ固定溝85は、クリップ100の端部を嵌め入れて保持する部位であって、キャップ81の外周縁(収容穴83の側壁)に4つ設けられる。バネ棒挿通溝86は、曲がりバネ棒102を挿通させる部位であって、筒部84に2つ設けられる。クリップ固定溝85とバネ棒挿通溝86は、ワイヤーカット加工により同時に形成される。このため、2つのクリップ固定溝85と1つのバネ棒挿通溝86は、接線方向において一直線状に延在する。4つのクリップ固定溝85と一対のバネ棒挿通溝86が中心軸Lを基準にして対称に形成される。クリップ固定溝85は、キャップ81の外周縁を貫通する。バネ棒挿通溝86は、筒部84を外周壁に彫り込まれて、貫通孔82に連通する。バネ棒挿通溝86には、ノズルシャフト64の係合面66が露出する。このため、クリップ100のバネ棒挿通溝86を貫通孔82に挿通すると、バネ棒挿通溝86が係合面66に密着する。
 ノズルシリンダ91は、キャップ81から先端側に向けて延びる細長い円筒形の部位であって、全長に亘って貫通孔82が設けられる。この貫通孔82には、ノズル本体10のノズルシャフト64が嵌合(内嵌)する。
〔クリップ〕
 図20は、クリップ100を示す図である。
 クリップ100は、ノズル支持体75(キャップ81)の収容穴83に配置されて、ノズルシャフト64を挟持する。クリップ100は、弾性変形して、ノズルシャフト64をノズル支持体75から着脱可能に保持する。クリップ100は、バネ用鋼板からなる略円形平板であって、固定部101、曲がりバネ棒102、プライヤー挿入穴103および外周部104を有する。
 固定部101は、外周側に突出する4つの爪体形の部位である。4つの固定部101は、キャップ81のクリップ固定溝85にそれぞれ嵌まり込む。
 曲がりバネ棒102は、一対の棒状の部位であって、キャップ81のバネ棒挿通溝86に挿通される。一対の曲がりバネ棒102は、固定部101同士の間に架け渡されて、平行に配置される。一対の曲がりバネ棒102は、それぞれ直線状に延び、外側に湾曲して互いに離間するように弾性変形できる。一対の曲がりバネ棒102は、ノズルシャフト64の係合面66にそれぞれ密着する。このとき、曲がりバネ棒102は、直線状に延びる。一対の曲がりバネ棒102は、ノズルシャフト64を周方向に回転させたときに、弾性変形する。ノズルシャフト64を周方向に回転させると、一対の曲がりバネ棒102は、係合面66から外周面64sに乗り移って外側に湾曲する。
 プライヤー挿入穴103は、曲がりバネ棒102の外側にそれぞれ一つずつ設けられる。クリップ100を収容穴83に取り付けるときに、スナップリングプライヤーを挿入して、一対の曲がりバネ棒102を外側に湾曲して互いに離間するように弾性変形させる。一対の曲がりバネ棒102をバネ棒挿通溝86に挿通させる。外周部104は、4つの固定部101を保持する部位である。外周部104は、一対の曲がりバネ棒102が弾性変形したときに、4つの固定部101が変形や変位しないようにするために設けられる。
 貫通孔82にノズルシャフト64を嵌合(内嵌)し、係合面66に曲がりバネ棒102を嵌め入れることにより、ノズル本体60がノズルホルダ70に対して摺動可能に保持される。係合面66は、軸方向において曲がりバネ棒102の約3倍の長さを有する。曲がりバネ棒102は、接線方向に延びながら係合面66に密着する。このため、曲がりバネ棒102が係合面66の基端(段差面67b)に当接するまで、ノズルシャフト64が先端側に移動できる。曲がりバネ棒102が係合面66の先端(段差面67a)に当接するまで、ノズルシャフト64が基端側に移動できる。
 一方、曲がりバネ棒102と係合面66が接線方向において密着しているので、ノズルシャフト64は周方向に移動(回転)できない。係合面66に曲がりバネ棒102を嵌め入れたとき、ノズル本体60の基端は、常にキャップ81から基端側に突出する。ノズルシャフト64の基端面64bは、常に空気通路22に露出する。
〔ノズル本体60の着脱〕
 ノズル本体60は、ノズルホルダ70に対して単独で着脱可能である。特別な工具等を用いることなく、ノズル本体60のみをノズルホルダ70に対して取り付けたり、取り外したりすることができる。
 ノズル本体60をノズルホルダ70に装着するときは、まず、ノズル本体60を把持して、ノズルシャフト64をノズルシリンダ91の貫通孔82に挿入する。ノズルシャフト64をクリップ100の曲がりバネ棒102に押し当てる。
 続いて、ノズルシャフト64を曲がりバネ棒102に押し付けると、一対の曲がりバネ棒102が傾斜面68に乗り上がり、外側に湾曲して互いに離間し始める。曲がりバネ棒102が弾性変形し始める。ノズルシャフト64の基端面64bが薄板バネ50の密着部53に当接する。
 続いて、薄板バネ50の反発力に抗しながら、ノズル本体60をさらに基端側に押し入れる。これにより、曲がりバネ棒102が傾斜面68に乗り越えて、係合面66に嵌まり込む。曲がりバネ棒102の弾性変形が回復して、係合面66に密着する。曲がりバネ棒102が段差面67aに当接して、ノズル本体60は基端側に移動できなくなる。
 ノズル本体60を貫通孔82に挿入するとき、ノズル本体60を周方向に回動させながら挿入する。曲がりバネ棒102を係合面66に確実に嵌め入れるためである。
 以上の手順により、特別な工具等を用いることなく、ノズルホルダ70に対してノズル本体60のみを取り付けることができる。
 ノズル本体60をノズルホルダ70から取り外すときは、装着とは逆の手順を行う。
 まず、ノズル本体60を把持して周方向に90度回転させる。これにより、曲がりバネ棒102が係合面66から外周面64sに乗り上がり、外側に湾曲して互いに離間する。
 続いて、ノズル本体10を開放する。これにより、ノズル本体60が薄板バネ50の反発力により先端側に移動する。
 最後に、ノズル本体60のノズルシャフト64を貫通孔82から抜き出す。
 以上の手順により、特別な工具等を用いることなく、ノズルホルダ70からノズル本体60のみを取り外すことができる。
 図21は、クリップ100の変形例を示す図であって、(a)はe字形タイプ、(b)はU字形タイプである。
 クリップ100は、一対の曲がりバネ棒102を備えていれば足る。したがって、図21(a),(b)に示すように、e字形のクリップ105やU字形のクリップを用いてもよい。
〔第三実施形態:吸着ノズル〕
 図22は、本発明の第三実施形態に係る吸着ノズル7を示す分解斜視図である。
 吸着ノズル6では、クリップ100を収容穴83に取り付けるときに、プライヤー挿入穴103にスナップリングプライヤーを挿入し、曲がりバネ棒102を外側に湾曲させてバネ棒挿通溝86に挿通する。このとき、曲がりバネ棒102が捻じれて変形する不具合が発生する可能性がある。そこで、吸着ノズル7は、このような不具合を防止し、組み立ての容易化、確実化を図る。
 吸着ノズル7は、ノズル支持体75に代えて、ノズル支持体76を備える。ノズル支持体76は、筒部84にバネ棒挿通溝86に代えて、バネ棒挿通部87が形成される。バネ棒挿通部87は、筒部84の一部(2か所)を軸方向に沿って削り取り、貫通孔82に連通する空間である。バネ棒挿通部87を設けることにより、筒部84は、2つの円弧形の壁体に形成される。
 吸着ノズル7は、クリップ100に代えて、クリップ105とクリップ抑え板110を備える。クリップ105は、プライヤー挿入穴103を有しない点がクリップ100とは異なる。クリップ105の曲がりバネ棒102は、バネ棒挿通部87に配置される。
 クリップ抑え板110は、クリップ105の基端側に密着配置される円環形の平板である。クリップ抑え板110は、本体部111、固定部112、貫通孔113を有する。本体部111は、円環形の部位である。4つの固定部112は、本体部111から外周側に突出する爪体形の部位である。4つの固定部112は、キャップ81のクリップ固定溝85にそれぞれ嵌まり込む。貫通孔113は、本体部111の中心に形成されて、ノズル本体60を挿通させる。貫通孔113には、ノズルシャフト64の基端面64bが露出する。
 吸着ノズル7は、クリップ105を収容穴83に取り付けるときに、曲がりバネ棒102を外側に湾曲させる必要がないので、曲がりバネ棒102の変形を防止できる。
 クリップ105は、キャップ81(収容穴83の底面)とクリップ抑え板110により挟持される。このため、曲がりバネ棒102が外側に湾曲したときに、捻じれが規制される。したがって、曲がりバネ棒102が捻じれて変形する不具合を防止できる。
 以上、説明したように、吸着ノズル5,6,7は、チップ部品Cを吸着するノズル本体10,60と、ノズル本体10,60を軸方向に往復移動可能に保持するノズルホルダ20,70と、ノズル本体10,60を軸方向に付勢する薄板バネ50を備える。薄板バネ50がノズルホルダ20,70の空気通路22に配置されて、ノズル本体10,60の基端を押圧する。薄板バネ50の基端側に配置されるので、吸着ノズル5,6,7の横幅(直径)を小さくすることができる。したがって、複数の吸着ノズル5,6,7を密集配置することができる。
 吸着ノズル5,6,7は、ノズル本体10,60のみをノズルホルダ20,70から着脱できる。このため、吸着ノズル5,6,7の全体を入れ替えたり、薄板バネ50を着脱したりする必要がない。したがって、吸着ノズル5,6,7は、メンテナンスコストを低減することができる。
 薄板バネ50を用いたので、吸着ノズル5,6,7を小型化することができる。薄板バネ50は、ノズル本体10,60の基端面14b,64bに密着する密着部53と、密着部53に開口してノズル孔11に重なる通気孔54を有する。このため、薄板バネ50は、ノズル孔11の通気に悪影響を与えない。薄板バネ50は、アーム52が密着部53を取り巻く渦巻形であるため、アーム長を延ばして容易にバネ定数を低くすることができる。したがって、吸着ノズル5,6がチップ部品Cに与える力(衝撃)を良好に緩和できる。
 ノズル本体10は、その外周面に軸方向に延びる案内溝16を有し、ノズルホルダ20は、案内溝16に嵌まり込む係合爪35を有する。案内溝16に係合爪35が当接して、ノズル本体10の移動が規制される。
 ノズル本体10は、ノズルシャフト14の外周面14sに基端から案内溝16に向けて延びる導入溝17を有し、係合爪35が導入溝17を経由して案内溝16に入退する。このため、係合爪35を案内溝16に嵌め入れたり、案内溝16から外したりすることが容易にできる。したがって、吸着ノズル5は、ノズル本体10をノズルホルダ20から容易に着脱できる。
 導入溝17は、基端からクランク状に延びて案内溝16に接続する。このため、係合爪35が案内溝16から自然に外れることを防止できる。係合爪35を案内溝16から外すためには、ノズル本体10を周方向に回転させるなどの作業が必要になる。
 案内溝16は、導入溝17よりも掘り込み量が大きいため、係合爪35が案内溝16から自然に外れることを防止できる。
 ノズル本体60は、その外周面に接線方向に延びる係合溝65を有し、ノズルホルダ70は、接線方向に延びて係合溝65に嵌まり込む曲がりバネ棒102を有する。係合溝65に曲がりバネ棒102が当接して、ノズル本体60の移動が規制される。
 曲がりバネ棒102は、半径方向の外側に湾曲して係合溝65に入退する。このため、ノズル本体60を回転させるだけで、曲がりバネ棒102を係合溝65に嵌め入れたり、係合溝65から外したりすることが容易にできる。したがって、吸着ノズル6は、ノズル本体60をノズルホルダ70から容易に着脱できる。
 ノズルホルダ70は、曲がりバネ棒102を有してノズル支持体75に取り付けられるクリップ100,105を備える。このため、ノズル本体60を着脱するための曲がりバネ棒102を容易に設けることができる。
 本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
 例えば、上述した実施形態においては、プリント基板Pに配置されるチップ部品Cがガラスを含有する場合について説明したが、これに限らない。吸着ノズル5は、チップ部品Cを吸着保持する場合に限らない。例えば光学部品などを吸着する場合であってもよい。
 薄板バネ50は、アーム52の形状や数、厚みを任意に変更できる。例えば、アーム52は、片持ち型であってもよい。薄板バネ50は、アーム52を有する場合に限らない。薄板バネ50は、膜体(ダイヤフラム)であってもよい。
 弾性体は、薄板バネ50に限らない。弾性体は、空気通路22に配置されてノズル本体10,60を先端側に付勢するものであって、空気通路22とノズル孔11の連通を確保できればよい。弾性体の材料は任意である。弾性体は、段差部23に配置される場合に限らない。弾性体は、例えば空気通路22の内壁に接着される場合であってもよい。
 係合爪35と案内溝16の係合、曲がりバネ棒102と係合溝65の係合は、それぞれ2か所に限らない。1か所や3か所以上であってもよい。
 リフレクター板45は、透明なアクリル板からなる場合に限らない。リフレクター板45は、ガラス製であってもよい。リフレクター板45をガラス製にすることにより、チップ部品の撮像が良好になる。
 吸着ノズル5は、薄板バネ50を用いて、吸着ノズル5がチップ部品Cに与える力(衝撃)を良好に緩和する。このため、リフレクター板45に加わる衝撃も緩和される。したがって、ガラス製のリフレクター板45であっても、割れや歪み等の不具合が発生しづらい。
 プリント基板Pには、チップ部品Cのみが配置される場合に限らない。CSP(ChipSizePackage)や、BGA(BallGridArray)パッケージ等の各種IC(集積回路)が配置されてもよい。QFN(QuadFlatNoleadpackage)やDFN(DualFlatNoleaded)、LGA(LandGridArray)が配置されてもよい。これらの電子部品を吸着ノズル5によりプリント基板Pに実装してもよい。
 1 表面実装機(部品実装機)  5,6,7 吸着ノズル  10 ノズル本体  11 ノズル孔  12 ノズル先端  12s 吸着面  14 ノズルシャフト  14b 基端面  16 案内溝  17 導入溝  17a 不貫通溝  17b 貫通溝  20 ノズルホルダ  21 ホルダ本体  22 空気通路  23 段差部  25 ノズル支持体  31 キャップ  32 貫通孔  35 係合爪  41 ノズルシリンダ  42 貫通孔  45 リフレクター板  50 薄板バネ(弾性体)  51 ベース  52 アーム  53 密着部  54 通気孔  60 ノズル本体  64 ノズルシャフト  64b 基端面  64s 外周面  65 係合溝  66 係合面  67 段差面  68 傾斜面  70 ノズルホルダ  75,76 ノズル支持体  81 キャップ  82 貫通孔  85 クリップ固定溝  86 バネ棒挿通溝  87 バネ棒挿通部  91 ノズルシリンダ  100 クリップ  102 曲がりバネ棒  105 クリップ  110 クリップ抑え板 C チップ部品(電子部品)  P プリント基板(部品搭載域)  T 紙キャリアテープ(部品供給域)  L 中心軸  
 

Claims (20)

  1.  電子部品を吸着する軸形のノズル本体と、
     前記ノズル本体のノズル孔に連通する空気通路を有して前記ノズル本体を軸方向に往復移動可能に保持するノズルホルダと、
     前記空気通路に配置されて前記ノズル本体を軸方向に付勢する弾性体と、
    を備える吸着ノズル。
  2.  前記ノズル本体は、前記ノズルホルダに対して着脱可能に保持される請求項1に記載の吸着ノズル。
  3.  前記弾性体は、板バネである請求項1または2に記載の吸着ノズル。
  4.  前記板バネは、
     前記ノズルホルダに支持されるベースと、
     前記ノズル本体の基端面に密着する密着部と、
     前記密着部に開口して前記ノズル孔に重なる通気孔と、
     前記ベースと前記密着部の間に架け渡されるアームと、
    を有する請求項3に記載の吸着ノズル。
  5.  前記アームは、前記密着部を取り巻く渦巻形である請求項4に記載の吸着ノズル。
  6.  前記ノズル本体は、その外周面に軸方向に延びる案内溝を有し、
     前記ノズルホルダは、前記案内溝に嵌まり込む係合爪を有し、
     前記係合爪が前記案内溝に当接して、前記ノズル本体の移動が規制される請求項1から5のうちいずれか一項に記載の吸着ノズル。
  7.  前記ノズル本体は、その外周面に基端から前記案内溝に向けて延びる導入溝を有し、
     前記係合爪が前記導入溝を経由して前記案内溝に入退する請求項6に記載の吸着ノズル。
  8.  前記導入溝は、基端からクランク状に延びて前記案内溝に接続する請求項7に記載の吸着ノズル。
  9.  前記案内溝は、前記導入溝よりも掘り込み量が大きい請求項7または8に記載の吸着ノズル。
  10.  前記ノズルホルダは、
     前記空気通路が形成されたホルダ本体と、
     前記ノズル本体が嵌合する貫通孔および前記係合爪を有して前記ホルダ本体に取り付けられるノズル支持体と、
    を備える請求項6から9のうちいずれか一項に記載の吸着ノズル。
  11.  前記ノズル支持体は、
     前記係合爪を有して前記空気通路の先端開口を塞ぐキャップと、
     前記貫通孔を有して前記キャップに支持されるシリンダと、
    を備える請求項10に記載の吸着ノズル。
  12.  前記ノズル本体は、その外周面に接線方向に延びる係合溝を有し、
     前記ノズルホルダは、前記接線方向に延びて前記係合溝に嵌まり込むバネ棒を有し、
     前記バネ棒が、前記係合溝に当接して、前記ノズル本体の移動が規制される請求項1から5のうちいずれか一項に記載の吸着ノズル。
  13.  前記バネ棒は、半径方向の外側に湾曲して前記係合溝に入退する請求項12に記載の吸着ノズル。
  14.  前記ノズルホルダは、
     前記空気通路が形成されたホルダ本体と、
     前記ノズル本体が嵌合する貫通孔を有して前記ホルダ本体に取り付けられるノズル支持体と、
     前記バネ棒を有して前記ノズル支持体に取り付けられるクリップと、
    を備える請求項12または13に記載の吸着ノズル。
  15.  前記ノズル支持体に取り付けられて、前記バネ棒を前記ノズル支持体との間で挟持するクリップ抑え板を備える請求項12から14のうちいずれか一項に記載の吸着ノズル。
  16.  前記ノズル支持体は、
     前記空気通路の先端開口を塞ぐと共に、前記ホルダ本体とにより前記弾性体を挟持する請求項10または14に記載の吸着ノズル。
  17.  前記ノズルホルダは、
     前記ノズル支持体の先端面に配置されるリフレクター板を備える請求項10または14に記載の吸着ノズル。
  18.  前記リフレクター板は、ガラス製である請求項17に記載の吸着ノズル。
  19.  前記ノズル本体は、
     電子部品を吸着する吸着面が形成されたノズル先端と、
     前記ノズルホルダに内嵌するノズルシャフトと、
    と有し、
     前記ノズル先端がセラミックスまたは合成樹脂からなる請求項1から18のうちいずれか一項に記載の吸着ノズル。
  20.  請求項1から19のうちいずれか一項に記載の吸着ノズルと、
     前記吸着ノズルの空気圧を制御する空気圧制御部と、
     前記吸着ノズルを部品供給域と部品搭載域の間で往復移動させる吸着ヘッドと、
    を備える部品実装機。
     
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114203615A (zh) * 2021-11-08 2022-03-18 西北电子装备技术研究所(中国电子科技集团公司第二研究所) 用于吸附薄脆型芯片的高柔性吸嘴结构
CN114890135A (zh) * 2022-05-27 2022-08-12 杭州长川科技股份有限公司 浮动吸嘴机构、浮动吸嘴装置及辅助检测系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0637485A (ja) * 1992-07-16 1994-02-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 部品装着装置
JP2016021542A (ja) * 2014-07-11 2016-02-04 株式会社長峰製作所 セラミックス製黒色ノズル
WO2017029750A1 (ja) * 2015-08-20 2017-02-23 富士機械製造株式会社 部品実装装置
WO2017072829A1 (ja) * 2015-10-26 2017-05-04 ヤマハ発動機株式会社 部品保持具および部品実装装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0637485A (ja) * 1992-07-16 1994-02-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 部品装着装置
JP2016021542A (ja) * 2014-07-11 2016-02-04 株式会社長峰製作所 セラミックス製黒色ノズル
WO2017029750A1 (ja) * 2015-08-20 2017-02-23 富士機械製造株式会社 部品実装装置
WO2017072829A1 (ja) * 2015-10-26 2017-05-04 ヤマハ発動機株式会社 部品保持具および部品実装装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114203615A (zh) * 2021-11-08 2022-03-18 西北电子装备技术研究所(中国电子科技集团公司第二研究所) 用于吸附薄脆型芯片的高柔性吸嘴结构
CN114890135A (zh) * 2022-05-27 2022-08-12 杭州长川科技股份有限公司 浮动吸嘴机构、浮动吸嘴装置及辅助检测系统

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