JP5601706B2 - 吸着ノズル - Google Patents

Description

本発明は、部品実装機に供給される部品を吸着する吸着ノズルに関する発明である。

特許文献１（特開２００９−１３００５８号公報）に記載されているように、部品実装機の吸着ノズルで吸着する部品には、様々な形状の部品があるため、部品上面の吸着可能な平坦部分の形状に合った吸着パッド部を持つ吸着ノズルに取り替えるようにしている。特に、ノイズ対策用のシールド部品は、吸着可能な平坦部分が少なく、且つ、その平坦部分が特殊な形状をしているため、その形状に合致した特殊形状の吸着パッド部を持つ吸着ノズルを特注で製作するようにしている。

特開２００９−１３００５８号公報

しかし、部品の吸着可能な平坦部分の特殊な形状に合わせて、特殊形状の吸着パッド部を持つ特注ノズルを製作するのは、手間と時間がかかり、特注ノズルの製作コストが高くなるばかりか、特注ノズルを製作する時間的余裕が無い場合もある。この場合は、既存の吸着ノズルの中から、図９に示すように、吸着対象となる部品１を吸着できる吸着ノズル２を選択して、該吸着ノズル２に吸着した部品１が実装位置への移動中に落下しないように吸着ノズル２の移動速度を低下させるようにしているが、吸着ノズル２の移動速度を低下させると、生産性が低下してしまうという問題がある。また、部品実装機の仕様によっては、吸着ノズルの移動速度の下限値が制限されているために、吸着ノズルの移動速度を吸着部品の落下を防止できる低速度まで低下できない機種があり、当該部品を実装できないという問題もある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、部品の吸着可能な平坦部分の様々な形状に応じて、当該部品を吸着する吸着ノズルの吸着パッド部の吸着領域を簡単に変更できるようにすることである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、部品実装機に供給される部品を吸着する吸着ノズルにおいて、負圧が供給される吸着パッド部に複数の吸着穴を形成し、部品の吸着可能な平坦部分の形状に応じて前記吸着パッド部の複数の吸着穴のうちの前記部品の吸着可能な平坦部分の外側に存在する吸着穴を閉塞する栓状の吸着穴閉塞部材を着脱可能に設けた吸着ノズルであって、前記吸着穴閉塞部材を前記吸着穴内に完全に没した状態となるまで圧入することで前記吸着穴を閉塞し、前記吸着穴閉塞部材の下部の外周面と前記吸着穴の内周面との間に引出し具を挿入するための隙間を形成するように前記吸着穴閉塞部材の下部の外周面の一部をカット状に形成して、そのカット部分に引掛け穴を形成し、前記吸着穴に圧入した前記吸着穴閉塞部材を取り外す場合に前記引出し具を前記引掛け穴に引っ掛けて前記吸着穴閉塞部材を前記吸着穴から引き出すように構成したことを特徴とするものである。

この構成では、吸着ノズルの吸着パッド部に形成した複数の吸着穴のうちの部品の吸着可能な平坦部分の外側に存在する吸着穴（部品吸着に使用しない吸着穴）を吸着穴閉塞部材で着脱可能に閉塞する構成であるため、部品の吸着可能な平坦部分の様々な形状に応じて、吸着穴閉塞部材で閉塞する吸着穴の位置を変えることで、吸着パッド部の吸着領域を簡単に変更することができ、特殊形状の部品でも安定して吸着することができる。これにより、従来のように特殊形状の吸着パッド部を持つ特注ノズルを製作する場合と比較して吸着パッド部の吸着領域変更のための手間と時間を大幅に省くことができ、コスト削減・生産性向上の要求を満たすことができる。

ところで、吸着パッド部の吸着穴に圧入した吸着穴閉塞部材の一部が吸着パッド部の吸着面（下面）から下方に突出していると、吸着パッド部の吸着面に部品を吸着する際に、吸着穴閉塞部材の下方への突出部分が部品に当たって吸着パッド部の吸着面に部品を吸着できない可能性がある。
そこで、本発明では、栓状の吸着穴閉塞部材を吸着穴内に完全に没した状態となるまで圧入するようにしている。これにより、吸着パッド部の吸着面に部品を吸着する際に、吸着穴閉塞部材に当たらず、吸着パッド部の吸着面に部品を密着させて安定して吸着することができる。
更に、本発明では、吸着穴閉塞部材の下部の外周面と吸着穴の内周面との間に引出し具を挿入するための隙間を形成するように吸着穴閉塞部材の下部の外周面の一部をカット状に形成して、そのカット部分に引掛け穴を形成し、吸着穴に圧入した吸着穴閉塞部材を取り外す場合に引出し具を引掛け穴に引っ掛けて吸着穴閉塞部材を吸着穴から引き出すように構成しているため、吸着穴閉塞部材が吸着穴内に完全に没した状態となるまで圧入されていても、吸着穴から吸着穴閉塞部材を取り外すことができる。

この場合、請求項２のように、吸着パッド部に、吸着穴内への吸着穴閉塞部材の圧入量を規制するストッパを設けるようにすると良い。このようにすれば、吸着穴内に吸着穴閉塞部材を圧入する場合は、吸着穴閉塞部材がストッパに突き当たるまで圧入すれば良く、吸着穴内への吸着穴閉塞部材の圧入量を容易に規制できる。

図１は本発明の実施例１を示す吸着ノズルの斜視図である。 図２は実施例１の吸着ノズルの吸着パッド部の下面図である。 図３（ａ）は実施例１の吸着ノズルの複数の吸着穴のうちゴム栓で閉塞する吸着穴とシールド部品Ａの吸着可能な平坦部分Ｃの形状との関係を説明する吸着ノズルの吸着パッド部の下面図であり、（ｂ）はシールド部品Ａの斜視図である。 図４（ａ）は実施例１の吸着ノズルの複数の吸着穴のうちゴム栓で閉塞する吸着穴とシールド部品Ｂの吸着可能な平坦部分Ｄの形状との関係を説明する吸着ノズルの吸着パッド部の下面図であり、（ｂ）はシールド部品Ｂの斜視図である。 図５は実施例１で使用するゴム栓の斜視図である。 図６は実施例１の吸着ノズルの吸着穴をゴム栓で閉塞した状態を示す拡大断面図である。 図７は本発明に関連する参考例としての実施例２の吸着ノズルの吸着パッド部を破断して示す斜視図である。 図８は実施例２の吸着穴閉塞シートに形成する開口穴と吸着穴閉塞シートで閉塞する吸着穴とシールド部品Ａの吸着可能な平坦部分Ｃの形状との関係を説明する吸着穴閉塞シートの平面図である。 図９は従来の吸着ノズルでシールド部品を吸着した状態を示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した２つの実施例１，２を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図６に基づいて説明する。
まず、本実施例１の吸着ノズル１１の構成を説明する。
吸着ノズル１１は、部品実装機の装着ヘッド（図示せず）に交換可能に保持され、図１に示すように、該吸着ノズル１１の下端部には、扁平なケース状の吸着パッド部１２が水平に設けられている。吸着パッド部１２の形状は、例えば、円盤状、四角形箱状、五角形以上の多角形箱状等、どの様な形状であっても良く、要は、吸着パッド部１２の吸着面（下面）が吸着可能なサイズの部品の吸着可能な平坦部分をできるだけ広範囲にカバーできるサイズの水平な平坦面になっていれば良い。

吸着パッド部１２の吸着面（下面）には、複数の円形の吸着穴１３が所定の配列ピッチでマトリックス状（格子状）に形成され、各吸着穴１３が吸着パッド部１２内の空洞部である負圧室１４（図６参照）に連通し、部品実装機の負圧源から負圧が吸着ノズル１１内部の負圧導入路（図示せず）を通して吸着パッド部１２内の負圧室１４に供給されるようになっている。

図１に示すように、吸着ノズル１１には、吸着パッド部１２の回転方向の位置を調整するための位置調整ネジ１５が設けられ、位置調整ネジ１５を緩めることで吸着パッド部１２の回転方向の位置を調整できる状態となり、位置調整後に位置調整ネジ１５を締め付けることで吸着パッド部１２の回転方向の位置を固定できるようになっている。

吸着ノズル１１の吸着パッド部１２は、図３、図４に示すような様々な形状のシールド部品Ａ，Ｂやその他の様々な形状の電子部品を吸着可能であり、例えば、シールド部品Ａ，Ｂの吸着可能な平坦部分Ｃ，Ｄの形状に応じて吸着パッド部１２の複数の吸着穴１３のうちのシールド部品Ａ，Ｂの吸着可能な平坦部分Ｃ，Ｄの外側に存在する吸着穴１３に吸着穴閉塞部材である穴埋め栓１６を圧入することで、該吸着穴１３を穴埋め栓１６で着脱可能に閉塞する。これにより、シールド部品Ａ，Ｂの吸着可能な平坦部分Ｃ，Ｄと対向する吸着穴１３のみが開口した状態となり、吸着パッド部１２にシールド部品Ａ，Ｂを吸着できる状態となる。

例えば、図３に示すシールド部品Ａのように、吸着可能な平坦部分Ｃが十字状になっていれば、吸着パッド部１２の複数の吸着穴１３のうちのシールド部品Ａの吸着可能な十字状の平坦部分Ｃと対向する十字状領域の吸着穴１３のみを開口し、それ以外の領域の吸着穴１３を穴埋め栓１６で閉塞する。また、図４に示すシールド部品Ｂのように、吸着可能な平坦部分Ｄが四角枠状になっていれば、吸着パッド部１２の複数の吸着穴１３のうちのシールド部品Ｂの吸着可能な四角枠状の平坦部分Ｄと対向する四角枠状領域の吸着穴１３のみを開口し、それ以外の領域の吸着穴１３を穴埋め栓１６で閉塞する。

この場合、穴埋め栓１６は、ゴム等の弾性材料により栓状（円柱状）に形成され、穴埋め栓１６の外径が吸着穴１３の内径よりも若干太く形成されている。これにより、吸着穴１３に穴埋め栓１６を圧入することで、部品吸着・実装作業中に吸着パッド部１２の吸着穴１３から穴埋め栓１６が抜けないようになっている。尚、吸着穴１３の内周面の一部に凹又は凸を形成して穴埋め栓１６がより一層抜け難くなるようにしても良い。

図６に示すように、吸着パッド部１２内の負圧室１４の奥壁１４ａが穴埋め栓１６の圧入量を規制するストッパとなっている。従って、吸着穴１３に穴埋め栓１６を圧入する場合は、穴埋め栓１６の端部が吸着パッド部１２内の負圧室１４の奥壁１４ａに突き当たるまで圧入すれば良く、これにより、吸着穴１３への穴埋め栓１６の圧入量を一定量に容易に規制できるようになっている。穴埋め栓１６の一部が吸着パッド部１２の吸着面（下面）から突出していると、部品を吸着できないため、穴埋め栓１６は、吸着穴１３内に完全に没した状態となるまで圧入される。

図５及び図６に示すように、穴埋め栓１６は、一部がＤカット状に形成されて、そのＤカット部分に引掛け穴１７が形成されている。吸着穴１３に圧入された穴埋め栓１６を抜き出す場合は、図６に二点鎖線で示すように、穴埋め栓１６の引掛け穴１７にＬ字形の引出し具１８を差し込んで該引出し具１８を引き出すことで、吸着穴１３から穴埋め栓１６を抜き出すことができるようになっている。

以上説明した本実施例１によれば、吸着ノズル１１の吸着パッド部１２に形成した複数の吸着穴１３のうちの部品の吸着可能な平坦部分の外側に存在する吸着穴１３（部品吸着に使用しない吸着穴１３）を穴埋め栓１６で着脱可能に閉塞する構成であるため、部品の吸着可能な平坦部分の様々な形状に応じて、穴埋め栓１６で閉塞する吸着穴１３の位置を変えることで、吸着パッド部１２の吸着領域を簡単に変更できると共に、部品の吸着可能な平坦部分に対して吸着パッド部１２の吸着領域をできるだけ広く確保することができる。これにより、シールド部品Ａ，Ｂ等の特殊形状の部品でも安定して吸着することができて、部品を吸着した吸着ノズル１１の移動速度を低下させる必要がない。しかも、従来のように特殊形状の吸着パッド部を持つ特注ノズルを製作する場合と比較して、吸着パッド部１２の吸着領域変更のための手間と時間を大幅に省くことができ、コスト削減・生産性向上の要求を満たすことができる。

尚、穴埋め栓１６は、ゴム等の弾性材料に限定されず、樹脂、金属等により栓状に形成したものを不使用の吸着穴１３に嵌め込むようにしても良い。

次に、図７及び図８を用いて本発明に関連する参考例としての実施例２を説明する。
本実施例２で使用する吸着ノズル２１の吸着パッド部２２は、該吸着ノズル２１の下端に形成した取付フランジ部２３にネジ止め等により着脱可能に取り付けられている。吸着パッド部２２の内面に、吸着穴閉塞部材である吸着穴閉塞シート２４が貼着等により着脱可能に密着されている。吸着パッド部２２の内面への吸着穴閉塞シート２４の着脱は、吸着パッド部２２を吸着ノズル２１の取付フランジ部２３から取り外した状態で行うようになっている。

吸着パッド部２２の吸着面（下面）には、複数の円形の吸着穴２５が所定の配列ピッチでマトリックス状（格子状）に形成され、部品実装機の負圧源から負圧が吸着ノズル２１内部の負圧導入路２６を通して吸着パッド部２２内の空洞部である負圧室２７に供給される。

吸着パッド部２２の内面に貼着等により密着させた吸着穴閉塞シート２４は、吸着パッド部２２の複数の吸着穴２５のうちのシールド部品Ａの吸着可能な平坦部分Ｃを吸着する吸着穴２５と対向する位置に、該吸着穴２５とほぼ同径の開口穴２８が形成されて、当該吸着穴２５が開口穴２８を通して負圧室２７に連通され、シールド部品Ａの吸着可能な平坦部分Ｃの外側に存在する吸着穴２５が該吸着穴閉塞シート２４で閉塞されるようになっている。

この場合、予め開口穴２８が形成された吸着穴閉塞シート２４を吸着パッド部２２の内面に着脱可能に密着させるようにしても良いが、この場合は、吸着穴閉塞シート２４を吸着パッド部２２に密着させる際に、該吸着穴閉塞シート２４の開口穴２８を部品吸着に使用する吸着穴２５に正確に位置合わせする必要があり、その分、吸着穴閉塞シート２４の取り付けに手間がかかる。

そこで、本実施例２では、開口穴２８が形成されていない吸着穴閉塞シート２４を吸着パッド部２２の内面に着脱可能に密着させた後、該吸着穴閉塞シート２４のうちのシールド部品Ａの吸着可能な平坦部分Ｃを吸着する吸着穴２５と対向する位置に開口穴２８をピン状の穴開け治具（図示せず）で穴開けするようにしている。このようにすれば、吸着穴閉塞シート２４を吸着パッド部２２に密着させる際に、正確な位置合わせが不要となり、吸着穴閉塞シート２４の取り付け（貼着等）が容易である。しかも、吸着パッド部２２に密着させた吸着穴閉塞シート２４に開口穴２８を穴開けする際に、部品吸着に使用する吸着穴２５を基準にして開口穴２８を正確な位置に穴開けすることができ、開口穴２８の穴開けも容易である。吸着パッド部２２に吸着する部品が異なる形状の部品に変更される場合は、吸着パッド部２２から吸着穴閉塞シート２４を剥がし取り、新たな吸着穴閉塞シート２４を吸着パッド部２２の内面に貼着等により密着させて、開口穴２８を形成する位置を変更すれば良い。

以上説明した本実施例２によれば、吸着ノズル２１の吸着パッド部２２に形成した複数の吸着穴２５のうちの部品の吸着可能な平坦部分の外側に存在する吸着穴２５（部品吸着に使用しない吸着穴２５）を吸着穴閉塞シート２４で着脱可能に閉塞する構成であるため、部品の吸着可能な平坦部分の様々な形状に応じて、吸着穴閉塞シート２４に形成する開口穴２８の位置を変えることで、吸着パッド部２２の吸着領域を簡単に変更できると共に、部品の吸着可能な平坦部分に対して吸着パッド部２２の吸着領域をできるだけ広く確保することができる。これにより、シールド部品Ａ等の特殊形状の部品でも安定して吸着することができて、部品を吸着した吸着ノズル２１の移動速度を低下させる必要がない。しかも、従来のように特殊形状の吸着パッド部を持つ特注ノズルを製作する場合と比較して、吸着パッド部２２の吸着領域変更のための手間と時間を大幅に省くことができ、コスト削減・生産性向上の要求を満たすことができる。

尚、本実施例２では、吸着穴閉塞シート２４を吸着パッド部２２の“内面”に着脱可能に密着させるようにしたが、吸着穴閉塞シート２４を吸着パッド部２２の“外面”に着脱可能に密着させるようにしても良い。

また、本実施例２では、吸着パッド部２２の吸着穴２５を選択的に閉塞する吸着穴閉塞部材として、吸着穴閉塞シート２４を用いたが、板状に形成した吸着穴閉塞部材を用いるようにしても良い。

また、本実施例２では、吸着穴閉塞シート２４に、吸着パッド部２２の吸着穴２５とほぼ同径の開口穴２８を形成したが、吸着パッド部２２の２つ以上の吸着穴２５に跨がる大きな開口穴を形成して、２つ以上の吸着穴２５を１つの開口穴を通して吸着パッド部２２内の負圧室２７に連通させるようにしても良い。

その他、本発明は、吸着ノズルの吸着パッド部に形成した複数の吸着穴のうちの部品の吸着可能な平坦部分の外側に存在する吸着穴（部品吸着に使用しない吸着穴）を、２枚以上の吸着穴閉塞シートの貼着等で着脱可能に閉塞するようにしても良く、また、吸着パッド部に形成する吸着穴の個数や配列パターンを適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。

１１…吸着ノズル、１２…吸着パッド部、１３…吸着穴、１４…負圧室、１５…位置調整ネジ、１６…穴埋め栓（吸着穴閉塞部材）、１７…引掛け穴、１８…引出し具、２１…吸着ノズル、２２…吸着パッド部、２３…取付フランジ部、２４…吸着穴閉塞シート（吸着穴閉塞部材）、２５…吸着穴、２６…負圧導入路、２７…負圧室、２８…開口穴、Ａ，Ｂ…シールド部品、Ｃ，Ｄ…吸着可能な平坦部分

Claims (2)

1. 部品実装機に供給される部品を吸着する吸着ノズルにおいて、
   負圧が供給される吸着パッド部に複数の吸着穴を形成し、
   前記部品の吸着可能な平坦部分の形状に応じて前記吸着パッド部の複数の吸着穴のうちの前記部品の吸着可能な平坦部分の外側に存在する吸着穴を閉塞する栓状の吸着穴閉塞部材を着脱可能に設けた吸着ノズルであって、
   前記吸着穴閉塞部材を前記吸着穴内に完全に没した状態となるまで圧入することで前記吸着穴を閉塞し、前記吸着穴閉塞部材の下部の外周面と前記吸着穴の内周面との間に引出し具を挿入するための隙間を形成するように前記吸着穴閉塞部材の下部の外周面の一部をカット状に形成して、そのカット部分に引掛け穴を形成し、前記吸着穴に圧入した前記吸着穴閉塞部材を取り外す場合に前記引出し具を前記引掛け穴に引っ掛けて前記吸着穴閉塞部材を前記吸着穴から引き出すように構成したことを特徴とする吸着ノズル。
2. 前記吸着パッド部には、前記吸着穴内への前記吸着穴閉塞部材の圧入量を規制するストッパが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の吸着ノズル。

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