JP7104581B2

JP7104581B2 - ノズルステーション対応のノズル洗浄用治具

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Publication number: JP7104581B2
Application number: JP2018145173A
Authority: JP
Inventors: 貴規高木
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-08-01
Filing date: 2018-08-01
Publication date: 2022-07-21
Anticipated expiration: 2038-08-01
Also published as: JP2020018975A

Description

本発明は、複数のノズルを取り出し可能に収納したノズルステーションに対応したものであり、そのノズルステーションに収納した複数のノズルを一度に取り出して洗浄するためのノズル洗浄用治具に関する。

部品実装機は、実装ヘッドに搭載した吸着ノズルによって部品供給部から部品が取り出され、更にその部品が所定位置に運ばれて基板上に実装される。部品実装機では、このような部品の実装作業が繰り返し行われ、所定のタイミングで実装ヘッドに装着された吸着ノズルの自動交換が行われる。そのため、部品実装機には、吸着ノズルの自動交換を行うことができるように、複数の吸着ノズルを整列させた状態で収納するノズルステーションが設けられている。吸着ノズルの自動交換は、ノズルステーションから新しい吸着ノズルが取り出され、使用済み吸着ノズルがステーションに戻される。その後、使用済みの吸着ノズルは、再利用に当たって部品の吸着不良が生じないように汚れや詰まりを取り除くための洗浄が行われる。

吸着ノズルを洗浄する場合、ノズルステーションから１本ずつを取り外して行っていたのでは、作業者の負担が大きく生産性を低下させることになる。その点、下記特許文献１には、部品実装機と同様の着脱機構が設けられたクリーニング槽が開示されている。この第１従来例では、部品実装機から取り外されたノズルステーションが、複数の吸着ノズルを保持したままクリーニング槽内に取り付けられ、超音波洗浄が行われる。また、下記特許文献２には、部品の実装動作が停止した後に実装ヘッドを移動させ、吸着ノズルを超音波洗浄器の液内に入れて超音波洗浄を行うようにした第２従来例が開示されている。

特開２０１２－５９４８号公報特開平１０－３０５２６３号公報

前記第２従来例は、作業者が関わることなく吸着ノズルの自動洗浄が行われる点で負担軽減の効果は大きい。しかし、部品実装機の内部に超音波洗浄機を搭載することになるため、機体全体が大型化してしまう。そのほかにも、実装ヘッドを洗浄機へと移動させる構成は機内の構造を複雑にしてしまい、部品実装機のコストアップにもなる。一方、前記第１従来例は、作業者が洗浄作業を行うものであるが、複数の吸着ノズルを一度に扱うことができるため、その点で作業の負担軽減になっている。しかし、ノズルステーションのままクリーニング槽へ入れてしまっているため、洗浄後に吸着ノズルを乾燥させる際、クリーニング液給排装置や乾燥用送風装置などが必要になり全体が大型化してしまうおそれがある。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、作業者の負担を軽減させるノズルステーション対応のノズル洗浄用治具を提供することを目的とする。

本発明に係るノズルステーション対応のノズル洗浄用治具は、吸着ノズルを収納する孔形状のノズル収納部がノズル収納面に複数形成されたノズルステーションに使用するものであり、前記ノズル収納面に対して重ねられる板状の治具本体に、前記ノズルステーションに形成された複数のノズル収納部に対応して、前記ノズル収納面から突出した前記吸着ノズルの一部を挿入する孔形状の複数のノズル受け部と、前記複数のノズル受け部を前記ノズルステーションの複数のノズル収納部に位置合わせするため、前記ノズルステーションの所定個所に当てる位置決め部とが形成されたものである。

前記構成によれば、ノズルステーションに対して位置決め部を当てて位置決めすることにより、ノズル洗浄用治具の複数のノズル受け部が、ノズルステーションの複数のノズル収納部の位置に合わせられる。その際、ノズルステーションのノズル収納面から突出した吸着ノズルの一部がノズル受け部に挿入されるため、複数の吸着ノズルをノズルステーションからノズル洗浄用治具へと一度に移し替えることができる。よって、そのままノズル洗浄用治具をクリーニング槽へと投入することなどにより、吸着ノズルの洗浄作業を簡単に行うことが可能になる。

ノズルステーションの一例を示した斜視図である。吸着ノズルがノズル洗浄用治具に移し替えられる一過程を示した斜視図である。吸着ノズルがノズル洗浄用治具に移し替えられる一過程を示した斜視図である。ノズル洗浄用治具を示した平面図である。ストッパの使用状態を示した側面図である。蓋プレートとノズル洗浄用治具の関係を示した斜視図である。

次に、本発明に係るノズルステーション対応のノズル洗浄用治具の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。基板に対して電子部品を装着する部品実装機では、吸着ノズルを使用した真空引きによって電子部品の取り出しや装着などの取り扱いが行われる。その部品実装機は、例えば複数の吸着ノズルを円周方向に一定ピッチで備えるロータリーヘッドを有し、機内を移動させるための駆動機構に組み込まれている。そして、部品実装機には、ロータリーヘッドに装着された吸着ノズルの交換を可能にするため、複数本の吸着ノズルが収納されたノズルステーションが機内に設置されている。図１は、そうしたノズルステーションの斜視図であり、図中の丸枠内にはノズル収納面の一部が拡大して示されている。

ノズルステーション１は、ノズル収納台１１の上面に複数のノズル収納孔１２が開口し、それぞれのノズル収納孔１２には吸着ノズル３が１本ずつ取り出し可能な状態で挿入されている。複数のノズル収納孔１２は、ノズル収納台１１の長手方向（矢印で示すＬ１，Ｌ２方向）に一定のピッチ間隔で一列に形成され、更にノズル収納台１１の短手方向にはノズル収納孔１２の列が一定の間隔で複数形成されている。そのため、図示するノズルステーション１の上面側には、収納された複数の吸着ノズル３が規則的に配置されたノズル収納面が構成されている。そのノズル収納面には、ノズル収納孔１２に入れられた吸着ノズル３の抜けを防止するため、ノズル収納台１１に対して長手方向に沿ってスライドするシャッタ部材１３が組み付けられている。

シャッタ部材１３は薄い金属プレートであり、複数のガイド孔１５が打ち抜かれている。ガイド孔１５は、ノズル収納台１１に形成されたノズル収納孔１２に対応するように、同じ数、そして同じ配置で形成されている。そのガイド孔１５は、吸着ノズル３のフランジ３０１が通る大きさの円形部１５１と、スリーブ３０２の径よりは大きいがフランジ３０１の径よりは狭い幅寸法のガイド部１５２が一つの孔となって形成されている。特に、ガイド部１５２は、シャッタ部材１３のスライド方向であるノズル収納台１１の長手方向に沿って形成されている。

よって、ガイド孔１５の円形部１５１がノズル収納台１１のノズル収納孔１２と重なることにより、吸着ノズル３がノズル収納孔１２へ挿入させることが可能となる。また、このとき吸着ノズル３のスリーブ３０２は上方に突き出しているが、そのスリーブ３０２が相対的にガイド部１５２に入り込むことにより、シャッタ部材１３は引っ掛かることなくスライドすることが可能となっている。シャッタ部材１３は、矢印で示すＬ２方向にスライドすることにより、吸着ノズル３の出し入れが可能となり、Ｌ１方向にスライドすることにより、フランジ３０１上にガイド部１５２が位置し、吸着ノズル３の抜け防止状態となる。

シャッタ部材１３は、図面手前側に示すように、ノズル収納台１１の上面から側面そして下面へと回り込むように折曲げ部１３１が形成され、その折曲げ部１３１にはノズル収納台１１の下面側にスプリング１６（図３参照）が取り付けられている。シャッタ部材１３は、このスプリング１６によって矢印Ｌ１方向に常時付勢されている。つまり、通常時のシャッタ部材１３は、吸着ノズル３を抜け止めする状態となっている。そして、そのシャッタ部材１３は、上面部に長孔１７が長手方向の２箇所に形成され、ノズル収納台１１に突設された案内ピン１８が貫通することにより、シャッタ部材１３の可動範囲が設定されている。また、シャッタ部材１３は、複数の個所に別の長孔２１が形成されており、頭径が大きく頭厚みの薄いネジ２２がその長孔２１を貫通してノズル収納台１１に固定され、摺動可能な状態で取り付けられている。

ところで、ノズルステーション１に収納された吸着ノズル３は、段取り替えや一定の使用に応じて洗浄が行われるが、前記第１従来例の場合には、ノズルステーンそのものがクリーニング槽へと運ばれ、超音波洗浄などが行われていた。この点、本実施形態ではノズルステーション対応のノズル洗浄用治具が使用される。図２および図３は、吸着ノズルがノズル洗浄用治具に移し替えられる過程を示した斜視図である。また、図４は、ノズル洗浄用治具を示した平面図である。なお、図３には、図中の丸枠内にノズル受け面の一部が拡大して示されている。そして、図４には、図中の丸枠内にノズル受け孔の拡大平面図が、破線の丸枠内にはノズル受け孔の断面図がそれぞれ示されている。

ノズル洗浄用治具５は、ノズルステーション１との間で複数の吸着ノズル３を一度に且つ簡単に移し替えられるように構成されたものである。そのノズル洗浄用治具５は、ノズルステーション１の複数の吸着ノズル３を直接受け取るため、矩形の板状部材である治具本体２５にノズル受面２５１が形成されている。ノズル受面２５１には、ノズル収納台１１の複数のノズル収納孔１２に対応するように、同じ数、そして同じ配置でノズル受取り孔２６が形成されている。吸着ノズル３の挿入が可能なノズル受け孔２６は、治具本体２５を貫通した円形部２６１と、その円形部２６１から径方向に突き出すように広がった２箇所の嵌め合い部２６２とが形成されている。

ノズル受け孔２６は、その円形部２６１に対して、ノズルステーション１から突き出している吸着ノズル３のスリーブ３０２（図１参照）が入り込み、所定の深さの嵌め合い部２６２には、そのスリーブ３０２を径方向に貫通したピン３０３が入り込むようになっている。ノズル洗浄用治具５に形成された複数のノズル受け孔２６は、嵌め合い部２６２の角度が全て一致している。これは、ノズルステーション１の吸着ノズル３が、全てについてピン３０３の向きが同じ角度に揃えられ、且つ非回転の状態で収納されているからである。なお、そうした吸着ノズル３は、フランジ３０１にノッチ３０５（図１参照）が形成され、ノズルステーション１側の突起部にノッチ３０５が嵌め合わされ、同じ向きで収納されるようになっている。

ノズル洗浄用治具５は、ノズルステーション１に対して簡単に位置合わせができるように、ノズル受面２５１側に突き出した側壁２７がＬ字状に形成されている。側壁２７は、矩形形状の治具本体２５に対して一方の長辺側全体と短辺側の一部に形成され、角部には溝部２７１が形成されている。このノズル洗浄用治具５は、図２に示すように、ノズル受面２５１を下にして、側壁２７の角部２７２をノズルステーション１の角部１０１に合わせることにより、ノズル受け孔２６の位置をノズルステーション１のノズル収納孔１２の位置つまり突き出している吸着ノズル３の位置に合わせることができるようになっている。

ところで、通常状態のノズルステーション１は、シャッタ部材１３がスプリング１６の付勢力よって吸着ノズル３の抜け防止状態になっている。そこで、ノズル洗浄用治具５を使用する場合には、ノズル収納台１１のノズル収納孔１２にガイド孔１５の円形部１５１を重ねた状態を維持できるように、シャッタ部材１３を位置決めするためのストッパ６が図２に示すようにして用いられる。ここで、図５は、ストッパ６の使用状態を示した側面図である。ストッパ６は、シャッタ部材１３に形成された長孔２１に入れられ、ネジ２２との間の隙間を塞ぐようにしたものである。そのストッパ６は、長孔２１より幅寸法が大きなＬ字型部材であって、短辺側下面には長孔２１内に嵌め込まれる止め部６０１が突設されたものである。

続いて、ノズルステーション１に収納された吸着ノズル３の洗浄について説明する。先ず、ノズル収納台１１のノズル収納孔１２にガイド孔１５の円形部１５１が重なるように、作業者によってシャッタ部材１３がＬ２方向に移動する。このとき、シャッタ部材１３は、スプリング１６の付勢力Ｆ（図５参照）が作用しているため、そのままでは反対のＬ１方向に戻されてしまう。そこで、図２及び図５に示すように、シャッタ部材１３の長孔２１にストッパ６の止め部６０１が入れられる。これにより、スプリング１６の付勢力Ｆがストッパ６を介してネジ２２によって受け止められ、ノズル収納孔１２にガイド孔１５の円形部１５１が重なった状態のままシャッタ部材１３の移動が制限される。

次に、取出し準備が行われたノズルステーション１に対し、ノズル受面２５１を下にしたノズル洗浄用治具５が、図２に示すように、側壁２７の角部２７２をノズルステーション１の角部１０１に合わせるようにして重ねられる。このとき、複数あるノズル受け孔２６には、ノズルステーション１から突き出している吸着ノズル３が挿入される。特に、ノズル受け孔２６の円形部２６１には吸着ノズル３のスリーブ３０２が入り込み、嵌め合い部２６２にはピン３０３が入り込む。

そして、図３に示すように上下を反転させてノズルステーション１を上方に外すことにより、全ての吸着ノズル３がノズル洗浄用治具５に移し替えられる。複数の吸着ノズル３を搭載したノズル洗浄用治具５は、そのままクリーニング槽へと運ばれて超音波洗浄などが行われる。その後、吸着ノズル３を乾燥させるための乾燥処理が行われるが、例えばエアブローなどが使用され、噴出されるエアによって吸着ノズル３に付着するクリーニング液が吹き飛ばされる。

エアブローなどを使用した乾燥処理では、吸着ノズル３がエアの勢いによって外れてしまうおそれがあり、そのままでは作業がし難い。また、クリーニング槽への投入に際しても、吸着ノズル３が外れるおそれがある。そこで、こうした不具合を回避するため、本実施形態では、ノズル洗浄用治具５の補助部材として蓋プレート７が用意されている。図６は、蓋プレート７とノズル洗浄用治具５の関係を示した斜視図である。

蓋プレート７は、治具本体２５の形状および大きさに合わせた矩形形状であって、側壁２７の角部２７２に対応して面取り部が形成されている。また、蓋プレート７は、長手方向両端部の短辺に沿って下方に突設した直方体形状の脚部３１が形成されている。従って、図６において一点鎖線で示すように、蓋プレート７がノズル洗浄用治具５に重ね合わされた場合、脚部３１がノズル受面２５１に突き当てられる。そして、ノズル洗浄用治具５と蓋プレート７との間には、起立した姿勢の吸着ノズル３と干渉しないようにした隙間が形成される。一方で、ノズル洗浄用治具５のノズル受取り孔２６から抜け出そうとする吸着ノズル３は、蓋プレート７によってその移動が制限されることとなる。

また、本実施形態のノズル洗浄用治具５および蓋プレート７は、吸着ノズル３の洗浄時にも重ね合わせて使用するものであり、特に複数組を重ねて使用することにより、数台分のノズルステーション１の吸着ノズル３を一度に洗浄することが可能な構成を有している。具体的には、ノズル洗浄用治具５に重ね合わせた蓋プレート７の上に、別のノズル洗浄用治具５が重ねられようになっている。そのため、ノズル洗浄用治具５は、治具本体２５の下面であって、長手方向端部に短辺に沿って直方体形状の脚部２８（図２参照）が形成されている。

一方の脚部２８は、その角部が、図２に示すように側壁２７の角部２７２に形成されている。また、ノズル洗浄用治具５に重ねられた蓋プレート７は、その上面が側壁２７より若干低くなって段差ができるようになっている。そのため、上下に２つのノズル洗浄用治具５が重ねられた場合、蓋プレート７の上面に載せたノズル洗浄用治具５の脚部２８が、下側の側壁２７の角部２７２に嵌め合わせられる。そして、両者の間には脚部２８による隙間があけられた状態で、且つ上下方向に見て位置が揃うようになっている。

そして、吸着ノズル３のエアブローを使用した乾燥作業では、作業者がノズル洗浄用治具５と蓋プレート７を重ねた状態で一方の手で持ち、他方の手に持ったエアノズルからエアを噴き付けることにより吸着ノズル３を乾燥させる。そうした乾燥作業において、ノズル洗浄用治具５と蓋プレート７は、挟み込んだ吸着ノズル３を乾燥させやすい構成が採られている。すなわち、エアの流れを良くするための構成であり、ノズル洗浄用治具５は、ノズル受け孔２６の円形部２６１が貫通し、更に大きな貫通孔２９が４箇所に形成されている。一方、蓋プレート７にも、吸着ノズル７の位置に合うように貫通孔３２が形成されている。

よって、本実施形態によれば、ノズル洗浄用治具５を使用することにより、ノズルステーション１から複数の吸着ノズル３を一度に移し替えることができるため、そのままクリーニング槽へと入れて超音波洗浄を行うことで、作業者の負担は大幅に軽減される。そして、洗浄後の吸着ノズル３をノズルステーション１に戻すことも、同じように一度に行うことができ、吸着ノズルに対する一連の洗浄作業が簡単に且つ短時間に行うことが可能になる。ノズルステーション１には吸着ノズル３が規則的に収納されているが、ノズル洗浄用治具５は、ノズル受け孔２６の嵌め合い部２６２にピン３０３を入れるようにすることで、吸着ノズル３の向きを常に一定にして移し替えを行うことができる。

ノズル洗浄用治具５は、ノズルステーション１に収納されている複数の吸着ノズル３まとめて取り扱うことができるため、洗浄だけではなくその後の乾燥作業も容易となる。特に、ノズル洗浄用治具５に蓋プレート７を使用することにより、あらゆる方向にノズル洗浄用治具５を向けても吸着ノズル３を安定して保持することができるため、クリーニング槽への投入のほか、エアブローを使用した乾燥作業が行い易くなる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、ノズル洗浄用治具５のノズル受け部として円形部２６１と嵌め合い部２６２とを備えたノズル受け孔２６が形成されているが、これは吸着ノズルに対応して変更可能なものである。
また、ノズル洗浄用治具５位置決め部材としてＬ字状の側壁２７が形成されているが、これはノズルステーション１に対応して変更可能なものである。

１…ノズルステーション３…吸着ノズル５…ノズル洗浄用治具６…ストッパ７…蓋プレート１１…ノズル収納台１２…ノズル収納孔１３…シャッタ部材１５…ガイド孔２５…治具本体２６…ノズル受取り孔３１…脚部

Claims

吸着ノズルを収納する孔形状のノズル収納部がノズル収納面に複数形成されたノズルステーションに使用するノズル洗浄用治具であり、
前記ノズル収納面に対して重ねられる板状の治具本体に、
前記ノズルステーションに形成された複数のノズル収納部に対応して、前記ノズル収納面から突出した前記吸着ノズルの一部を挿入する孔形状の複数のノズル受け部と、
前記複数のノズル受け部を前記ノズルステーションの複数のノズル収納部に位置合わせするため、前記ノズルステーションの所定個所に当てる位置決め部と、
が形成されたノズルステーション対応のノズル洗浄用治具。
前記治具本体のノズル受け部は、吸着ノズルの形状に応じた円柱形状の円形部と、前記円形部の開口部に径方向に広がった嵌め合い部が形成され、複数のノズル受け部の全てについて前記嵌め合い部が同じ方向である請求項１に記載するノズルステーション対応のノズル洗浄用治具。
前記ノズル受け部が形成された前記治具本体のノズル受け面に対して重ねられる蓋プレートを有し、当該蓋プレートは、前記ノズル受け面から突出した前記吸着ノズルと干渉しない隙間を形成するため、前記ノズル受け面に当てられる脚部が形成されたものである請求項１又は請求項２に記載するノズルステーション対応のノズル洗浄用治具。
前記治具本体の位置決め部は、前記蓋プレートの脚部を位置決めさせるものである請求項３に記載するノズルステーション対応のノズル洗浄用治具。