(57)【要約】【課題】部品保持状態における吸着ノズルの安定した保持力の確保と、ノズル交換時の着脱容易性とを両立させることができる電子部品実装装置および電子部品実装方法を提供することを目的とする。【解決手段】吸着ノズル２６を着脱自在に保持するノズル保持部２５に、吸着ノズル２６に設けられた被クランプ部をクランプする複数のクランプアーム３２およびこれらのクランプアーム３２をクランプ方向に付勢する環状バネ部材３３よりなるクランプ機構と、環状バネ部材３３に対して外周側から円筒形状部材３０を当接させて外径方向への変位を規制することによりクランプ力を補強するクランプ力補強機構と、円筒形状部材３０を環状バネ部材３３へ嵌脱させることによってクランプ力の補強実行および補強解除を切り換える補強切り換え手段とを備える。【選択図】図６
2011253974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品供給部から吸着ノズルによって電子部品を吸着保持して取り出して基板位置決め部に位置決めされた基板に実装する電子部品実装装置であって、
前記吸着ノズルが着脱自在に装着される実装ヘッドと、この実装ヘッドを前記部品供給部と前記基板位置決め部との間で移動させるヘッド移動手段と、前記実装ヘッドに設けられ前記吸着ノズルを着脱自在に保持するノズル保持部とを備え、
前記ノズル保持部は、前記吸着ノズルに設けられた被クランプ部をクランプする複数のクランプアームおよびこれらのクランプアームの外面側を周回して装着されて前記クランプアームに対してクランプ方向の付勢力を与える円環形状の引張りバネ部材よりなるクランプ機構と、
前記引張りバネ部材に対して少なくとも相対向する２位置において外周側から規制部材を当接させて前記円環形状の引張りバネ部材の外径方向への変位を規制することにより前記クランプ機構によるクランプ力を補強するクランプ力補強機構と、
前記実装ヘッドに設けられた相対移動手段によって前記規制部材を前記ノズル保持部に対してノズル軸方向に往復動させて、この規正部材の位置を前記引張りバネ部材の外周面に当接する第１位置と、前記引張りバネ部材の外周面から離脱する第２位置とに切り換えることにより、前記クランプ機構によるクランプ力の補強実行および補強解除を切り換える補強切り換え手段とを備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
前記規制部材は、前記円環形状の引張りバネ部材が内嵌する円筒形状部材であり、
前記相対移動手段は、前記実装ヘッドを昇降させるＺ軸駆動機構によって昇降方向に相対移動する移動部材と、前記実装ヘッドに対して昇降自在に設けられた前記ノズル保持部に下方への押圧力を可変に付与する押圧機構とを備え、
前記補強切り換え手段は、前記円筒形状部材に外周方向に延出して設けられた被係止部を、前記移動部材に設けられた係止部によって係止した状態で前記相対移動手段を駆動することにより、前記円筒形状部材の位置を前記第１位置と、前記第２位置とに切り換えることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項３】
吸着ノズルが着脱自在に装着される実装ヘッドと、この実装ヘッドを前記部品供給部と前記基板位置決め部との間で移動させるヘッド移動手段と、前記実装ヘッドに設けられ前記吸着ノズルを着脱自在に保持するノズル保持部とを備え、前記ノズル保持部は、前記吸着ノズルに設けられた被クランプ部をクランプする複数のクランプアームおよびこれらのクランプアームの外面側を周回して装着されて前記クランプアームに対してクランプ方向の付勢力を与える円環形状の引張りバネ部材よりなるクランプ機構と、前記引張りバネ部材に対して少なくとも相対向する２位置において外周側から規正部材を当接させて前記円環形状の引張りバネ部材の外径方向への変位を規制することにより前記クランプ機構によるクランプ力を補強するクランプ力補強機構と、前記実装ヘッドに設けられた相対移動手段によって前記規制部材を前記ノズル保持部に対してノズル軸方向に往復動させて、この規正部材の位置を前記引張りバネ部材の外周面に当接する第１位置と、前記引張りバネ部材の外周面から離脱する第２位置とに切り換えることにより、前記クランプ機構によるクランプ力の補強実行および補強解除を切り換える補強切り換え手段とを備えた電子部品実装装置によって、部品供給部から前記吸着ノズルによって電子部品を吸着保持して取り出して基板位置決め部に位置決めされた基板に実装する電子部品実装方法であって、
予め重量が大きい大型部品として設定された所定部品を吸着保持の対象とする場合には、前記規制部材の位置を前記第１位置に位置させた状態で電子部品を前記吸着ノズルによって吸着保持し、
前記所定部品以外の電子部品を吸着保持の対象とする場合および前記ノズル保持部において吸着ノズルを交換する場合には、前記規制部材の位置を前記第１位置に位置させた状態で作業を行うことを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項４】
前記規制部材は、前記円環形状の引張りバネ部材が内嵌する円筒形状部材であり、
前記相対移動手段は、前記実装ヘッドを昇降させるＺ軸駆動機構によって昇降方向に相対移動する移動部材と、前記実装ヘッドに対して昇降自在に設けられた前記ノズル保持部に下方への押圧力を可変に付与する押圧機構とを備え、
前記円筒形状部材に外周方向に延出して設けられた被係止部を、前記移動部材に設けられた係止部によって係止した状態で前記相対移動手段を駆動することにより、前記円筒形状部材の位置を前記第１位置と、前記第２位置とに切り換えることを特徴とする請求項３に記載の電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に電子部品を実装する電子部品実装装置および電子部品実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を基板に実装する電子部品実装装置では、部品供給部に収納された電子部品を実装ヘッドによってピックアップし、基板上へ移送して所定の実装点に搭載する。電子部品のピックアップの方法としては、吸着ノズルによって真空吸着する方法が広く用いられている。吸着ノズルは一般に吸着対象の電子部品に応じて種類やサイズが異なっているため、吸着対象の電子部品に応じて実装ヘッドに着脱自在に装着される。吸着ノズルを実装ヘッドに着脱自在に装着する形式としては、吸着ノズルを保持するノズル保持部に、吸着ノズルに設けられた凹部に嵌合する形状のクランプアームを同心配置で複数設け、これらのクランプアームの外面側を周回させて円環状のスプリングを装着する構成が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
吸着ノズルの着脱に際しては、クランプアームの嵌入突部と吸着ノズルの凹部とがスプリングの弾性力によって押し付けられた状態で摺動し摩耗が生じやすいため、特許文献１に示す例においては、クランプアームの嵌入突部に潤滑剤を貯留する溝部を設けることにより、摺動による摩耗を低減するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７１４０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年電子基板に実装される電子部品の種類の多様化に伴い、電子部品実装装置において吸着ノズルが保持対象とする電子部品の種類には、従来と比較してより重量が大きい大型部品が含まれるようになっている。そしてこのような大型部品を吸着保持している場合には、吸着ノズルに作用する荷重が大きくなることから、吸着ノズルをクランプするためのスプリングの保持力が十分でない場合には、吸着ノズルが保持した部品とともにノズル保持部から脱落する場合がある。このようなノズル脱落の不具合を低減するためには、スプリングのバネ強度を大きくすることにより大きな保持力を得ることができるが、この場合には、ノズル交換に際して既装着の吸着ノズルをノズル保持部から取り外す際に大きな力を必要とする。この結果、嵌入突部と凹部との摺動面の摩耗が促進され、部品寿命の低下を招くという問題が生じる。このように、従来の電子部品実装装置においては、部品保持状態における吸着ノズルの安定した保持力の確保と、ノズル交換時の着脱容易性とを両立させることが困難であるという課題があった。
【０００６】
そこで本発明は、部品保持状態における吸着ノズルの安定した保持力の確保と、ノズル交換時の着脱容易性とを両立させることができる電子部品実装装置および電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電子部品実装装置は、部品供給部から吸着ノズルによって電子部品を吸着保持して取り出して基板位置決め部に位置決めされた基板に実装する電子部品実装装置であって、前記吸着ノズルが着脱自在に装着される実装ヘッドと、この実装ヘッドを前記部品供給部と前記基板位置決め部との間で移動させるヘッド移動手段と、前記実装ヘッドに設けられ前記吸着ノズルを着脱自在に保持するノズル保持部とを備え、前記ノズル保持部は、前記吸着ノズルに設けられた被クランプ部をクランプする複数のクランプアームおよびこれらのクランプアームの外面側を周回して装着されて前記クランプアームに対してクランプ方向の付勢力を与える円環形状の引張りバネ部材よりなるクランプ機構と、前記引張りバネ部材に対して少なくとも相対向する２位置において外周側から規制部材を当接させて前記円環形状の引張りバネ部材の外径方向への変位を規制することにより前記クランプ機構によるクランプ力を補強するクランプ力補強機構と、前記実装ヘッドに設けられた相対移動手段によって前記規制部材を前記ノズル保持部に対してノズル軸方向に往復動させて、この規正部材の位置を前記引張りバネ部材の外周面に当接する第１位置と、前記引張りバネ部材の外周面から離脱する第２位置とに切り換えることにより、前記クランプ機構によるクランプ力の補強実行および補強解除を切り換える補強切り換え手段とを備えた。
【０００８】
本発明の電子部品実装方法は、吸着ノズルが着脱自在に装着される実装ヘッドと、この実装ヘッドを前記部品供給部と前記基板位置決め部との間で移動させるヘッド移動手段と、前記実装ヘッドに設けられ前記吸着ノズルを着脱自在に保持するノズル保持部とを備え、前記ノズル保持部は、前記吸着ノズルに設けられた被クランプ部をクランプする複数のクランプアームおよびこれらのクランプアームの外面側を周回して装着されて前記クランプアームに対してクランプ方向の付勢力を与える円環形状の引張りバネ部材よりなるクランプ機構と、前記引張りバネ部材に対して少なくとも相対向する２位置において外周側から規正部材を当接させて前記円環形状の引張りバネ部材の外径方向への変位を規制することにより前記クランプ機構によるクランプ力を補強するクランプ力補強機構と、前記実装ヘッドに設けられた相対移動手段によって前記規制部材を前記ノズル保持部に対してノズル軸方向に往復動させて、この規正部材の位置を前記引張りバネ部材の外周面に当接する第１位置と、前記引張りバネ部材の外周面から離脱する第２位置とに切り換えることにより、前記クランプ機構によるクランプ力の補強実行および補強解除を切り換える補強切り換え手段とを備えた電子部品実装装置によって、部品供給部から前記吸着ノズルによって電子部品を吸着保持して取り出して基板位置決め部に位置決めされた基板に実装する電子部品実装方法であって、予め重量が大きい大型部品として設定された所定部品を吸着保持の対象とする場合には、前記規制部材の位置を前記第１位置に位置させた状態で電子部品を前記吸着ノズルによって吸着保持し、前記所定部品以外の電子部品を吸着保持の対象とする場合および前記ノズル保持部において吸着ノズルを交換する場合には、前記規制部材の位置を前記第１位置に位置させた状態で作業を行う。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、吸着ノズルに設けられた被クランプ部をクランプするクランプ機構に設けられた複数のクランプアームの外面側を周回して装着されてクランプ方向の付勢力を与える円環形状の引張りバネ部材に対して外周側から規正部材を当接させて引張りバネ部材の外径方向への変位を規制してクランプ機構によるクランプ力を補強するクランプ力補強機構と、実装ヘッドに設けられた相対移動手段によって規制部材をノズル軸方向に往復動させてこの規正部材の位置を引張りバネ部材の外周面に当接する第１位置と引張りバネ部材の外周面から離脱する第２位置とに切り換えてクランプ機構によるクランプ力の補強実行および補強解除を切り換える補強切り換え手段とを備えることにより、部品保持状態における吸着ノズルの安定した保持力の確保と、ノズル交換時の着脱容易性とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置に用いられる実装ヘッドユニットの構成説明図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるノズル保持部の構成および機能説明図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における実装ヘッドの部分断面図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における実装ヘッドのクランプ力補強機構に設けられた移動部材の機能説明図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における実装ヘッドのクランプ力補強機構の動作説明図
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における実装ヘッドのクランプ力補強機構の動作説明図
【図８】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法を示す作業フロー図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１を参照して、電子部品実装装置１の構造を説明する。電子部品実装装置１は、部品供給部から吸着ノズルによって電子部品を吸着保持して取り出して、基板位置決め部に位置決めされた基板に実装する機能を有している。図１において、基台１ａの中央には基板搬送機構２がＸ方向に配設されている。基板搬送機構２は電子部品が実装される基板３をＸ方向に搬送する。
【００１２】
基板搬送機構２による搬送経路には、基板を実装位置に位置決めして保持する基板位置決め部が設けられており、この基板位置決め部によって位置決めされた基板３に対して、電子部品が実装される。基板搬送機構２を挟んだ両側方には部品供給部４が配置されており、部品供給部４にはそれぞれ複数のテープフィーダ５が並設されている。テープフィーダ５は電子部品を収納したキャリアテープをピッチ送りして、以下に説明する部品搭載機構に電子部品を供給する。
【００１３】
基台１ａのＸ方向の一端部にはＹ軸移動テーブル６がＹ方向に配設されており、Ｙ軸移動テーブル６には１対のＸ軸移動テーブル７がＹ方向にスライド自在に結合されている。２つのＸ軸移動テーブル７にはそれぞれ下端部に吸着ノズル２６（図２参照）を備えた実装ヘッド８が装着されており、Ｙ軸移動テーブル６およびＸ軸移動テーブル７を駆動することにより実装ヘッド８は水平移動する。これにより、実装ヘッド８によってそれぞれの部品供給部４のテープフィーダ５から電子部品を取り出し、基板搬送機構２に位置決めされた基板３に移送搭載する部品実装動作が実行される。したがって、Ｙ軸移動テーブル６、Ｘ軸移動テーブル７は、実装ヘッド８を移動させるヘッド移動機構を構成する。
【００１４】
次に、図２を参照して実装ヘッド８の構造について説明する。図２において実装ヘッド８は垂直な取付プレート１０を備えており、Ｚ軸駆動機構９によって昇降する昇降部材９ａに取付プレート１０を介して装着される。Ｚ軸駆動機構９を駆動することにより、実装ヘッド８の全体が昇降動作を行う（矢印ａ）。取付プレート１０の上部に設けられた平面部１０ａには、モータ１１が垂直に配設されている。モータ１１の回転軸１１ａは、カップリング１２を介して回転ブロック１３の上端軸１３ａと結合されている。回転ブロック１３の下部は中空軸１４と結合されており、中空軸１４との結合部に設けられた中空部１３ｂは、管路１３ｃを介して正圧供給源１５に接続されている。Ｚ軸駆動機構９、モータ１１および正圧供給源１５は、制御部１７によって制御される。
【００１５】
取付プレート１０の側面にはハウジング１８が固着されており、ハウジング１８は上下のベアリング１９を介して中空軸１４を回転自在に軸支している。中空軸１４内に装着されたスプラインハウジング２０には上下にスプライン軸２１が昇降自在に挿通している。スプライン軸２１の上端部は、中空部１３ｂ内に装着されたベロフラム１６に当接し、下端部は吸着ノズル２６を保持するノズルブロック２２に結合されている。スプライン軸２１が昇降することにより、ノズル保持部２５に保持された吸着ノズル２６が昇降する（矢印ｂ）。したがってスプライン軸２１は、吸着ノズル２６を昇降させるノズル軸となっている。
【００１６】
ハウジング１８の下面には、水平な結合部材２７が結合されており、結合部材２７は垂直な連結部２８を介して水平な板状の移動部材２９と連結されている。移動部材２９は、後述するように、吸着ノズル２６をクランプするクランプ力を必要に応じて補強する機能において、円筒形状部材３０を昇降させるために設けられており、実装ヘッド８を昇降させるＺ軸駆動機構９によって昇降方向に相対移動する。すなわち制御部１７によってＺ軸駆動機構９、モータ１１および正圧供給源１５を制御して、ハウジング１８およびスプライン軸２１の昇降動作とノズル保持部２５のθ回転動作とを組み合わせることにより、円筒形状部材３０を円環形状の引張りバネ部材である環状バネ部材３３の外周に嵌脱させるようにしている。これにより、環状バネ部材３３によるクランプ力の補強の有無が切り換えられる。なお、ノズルブロック２２は、上端をハウジング１８に支持された引張りバネ部材３５（図４参照）によって上方に付勢されており、これによりスプライン軸２１およびノズルブロック２２の下方への移動が規制されている。
【００１７】
正圧供給源１５を駆動して中空部１３ｂ内に正圧を付与すると、ベロフラム１６はこの圧力によって上述の引張りバネ部材３５の付勢力に抗してスプライン軸２１を下方に押圧する。すなわち、正圧供給源１５およびベロフラム１６は、スプライン軸２１に対して空圧による下向きの荷重を作用させることにより、実装ヘッド８に対して昇降自在に設けられたノズル保持部２５に下方への押圧力を可変に付与する押圧機構となっている。このとき、制御部１７によって正圧供給源１５から供給される空圧の圧力を制御することにより、電子部品を押圧する押圧力が制御される。なお、押圧機構としてベロフラム以外の他形式のエアアクチュエータを用いてもよい。
【００１８】
スプライン軸２１の下端部に結合されたノズルブロック２２の下部は、吸着ノズル２６が着脱自在に装着されるノズル保持部２５となっており、吸着ノズル２６が装着された状態では、吸着ノズル２６の軸部２６ａに設けられた吸着孔２６ｂは管路２３を介して真空吸引源２４に接続される。真空吸引源２４を駆動することにより、管路２３を介して真空吸引され、これにより吸着ノズル２６の吸着孔２６ｂに電子部品を真空吸着して保持する。
【００１９】
モータ１１を回転させることにより、回転ブロック１３，中空軸１４，スプラインハウジング２０，スプライン軸２１を介してノズルブロック２２に回転が伝達される。これにより、ノズルブロック２２とともに吸着ノズル２６がθ方向に回転する（矢印ｃ）。モータ１１は、スプライン軸２１をθ回転させるθ回転駆動手段となっている。したがって、吸着ノズル２６に吸着保持された電子部品のθ方向の回転位置を任意に調整することができる。この回転動作において、ノズルブロック２２に組み込まれた回転継手部２２ａによって、真空吸引源２４に接続された管路２３に対するノズルブロック２２の回転が許容されるようになっており、回転継手部２２ａは、廻り止め部材２２ｂによって廻り止めされている。
【００２０】
吸着ノズル２６に保持した電子部品を基板に搭載する実装時には、電子部品の種類によって定められた所定の実装荷重で電子部品を押圧する必要がある。この押圧は、正圧供給源１５から中空部１３ｂに正圧を付与し、ベロフラム１６によってスプライン軸２１を下方に押圧することによって行われる。このとき、正圧供給源１５から供給される圧力を調整することにより、ベロフラム１６が押圧する荷重を任意に設定することができる。したがって、同一の実装ヘッド８を用いて、実装荷重が異る多種類の電子部品を実装できるようになっている。
【００２１】
次に、図３を参照して、吸着ノズル２６およびノズル保持部２５の構造を説明する。図３に示すように吸着ノズル２６は、吸着孔２６ｂを有し下方に延出する軸部２６ａを円板状の鍔部２６ｃの下面側に設け、さらに吸着ノズル２６をノズル保持部２５によってクランプして保持するための被クランプ部２６ｆが設けられた装着突部２６ｄを、鍔部２６ｃの上面側に突設した構成となっている。
【００２２】
ノズル保持部２５は上記構成の吸着ノズル２６を着脱自在に保持する機能を有しており、上下に貫通して吸着ノズル２６と連通する吸引開口部２５ｂが設けられた本体部２５ａを主体としている。本体部２５ａは外側に延出した鍔状の延出部２５ｄを有しており、本体部２５ａの下部には装着突部２６ｄの外テーパ面２６ｅが嵌合する内テーパ面２５ｃが形成されている。真空吸引源２４を駆動することにより、管路２３を介して吸引開口部２５ｂ内が真空吸引される。本体部２５ａの両側面には、２つのクランプアーム３２が装着されており、これらのクランプアーム３２のクランプアーム３２の外面側を周回して環状バネ部材３３が装着されている。環状バネ部材３３は無端円環形状の引張りバネ部材であり、クランプアーム３２に対して内側方向（クランプ方向）の付勢力を与える付勢手段としての機能を有している。クランプアーム３２および環状バネ部材３３は、吸着ノズル２６をクランプするクランプ機構を構成する。
【００２３】
外テーパ面２６ｅを内テーパ面２５ｃに嵌合させて吸着ノズル２６をノズル保持部２５に保持させた状態では、図３（ｂ）に示すように、環状バネ部材３３の付勢力によってクランプアーム３２の下部突起３２ｂが被クランプ部２６ｆに対して押し付けられ、これにより吸着ノズル２６はクランプされる。このクランプ力は環状バネ部材３３の付勢力に依存しているため、大きなクランプ力を必要とする場合には、必要とされるクランプ力に応じて適切なバネ強さを有する環状バネ部材３３を選定する必要がある。しかしながら、過大なバネ強さの環状バネ部材３３を採用すると、ノズル脱着動作時に下部突起３２ｂや被クランプ部２６ｆに過度の面摩擦が作用して摩耗が促進されるなどの不都合が生じるため、実際に採用可能な環状バネ部材３３のバネ強さには限度がある。
【００２４】
このため、本実施の形態においては、強いバネ強さの環状バネ部材３３を用いることなくクランプ力を増大させることができるよう、以下に説明するクランプ力補強機構を備えるようにしている。以下、図４，図５を参照して、クランプ力補強機構の構成を説明する。図４に示すように、本体部２５ａの外周には、クランプアーム３２に装着された状態における環状バネ部材３３の外径に応じた内径を有する略円筒形状の円筒形状部材３０が装着されている。円筒形状部材３０の上端部には相対向する２位置において外方に延出した被係止部３０ａおよび内方に鍔状に延出した鍔部３０ｂが設けられている（図５参照）。
【００２５】
図４に示す状態では、被係止部３０ａの上面が移動部材２９の下面に当接している。円筒形状部材３０の内周部において、延出部２５ｄと鍔部３０ｂの間には、圧縮バネ部材３１が装着されており、圧縮バネ部材３１の付勢力により円筒形状部材３０は移動部材２９の下面に押し付けられている。円筒形状部材３０は内周面に環状バネ部材３３が内嵌する寸法形状となっており、円筒形状部材３０をノズル保持部２５に対して相対的に下降させた状態では、円筒形状部材３０の内周面は環状バネ部材３３の外周面に当接し（図６（ｂ）参照）、環状バネ部材３３の外径方向への変位を規制する。これにより、環状バネ部材３３によってクランプアーム３２を内側方向（クランプ方向）へ押し付けるクランプ力が補強される。すなわち、円筒形状部材３０のノズル保持部２５に対する高さ方向の相対位置を変更することにより、クランプ力の補強実行／補強解除を切り換えるようにしている。
【００２６】
上記構成において、環状バネ部材３３が内嵌する円筒形状部材３０は、環状バネ部材３３に対して外周側から当接して、環状バネ部材３３の外径方向への変位を規制する規制部材としての機能を有している。これにより、クランプアーム３２、環状バネ部材３３よりなるクランプ機構によるクランプ力を補強するクランプ力補強機構が構成される。なお本実施の形態においては、規制部材として円筒形状部材３０を用いているが、環状バネ部材３３の外径方向への変位を規制する機能を果たすためには、少なくとも相対向する２位置において環状バネ部材３３に対して外周側から当接すればよく、このような機能を有する形状の部材であれば、円筒形状部材３０のような形状に限定されるものではない。
【００２７】
スプライン軸２１およびノズルブロック２２は、ピン３６を介してハウジング１８に支持された引張りバネ部材３５によって上方に付勢されるとともに（矢印ｄ）、中空部１３ｂ内に供給される正圧空気（矢印ｅ）によって、空気圧に応じた押圧力でベロフラム１６を介して下方に押圧される（矢印ｆ）。この構成により、中空部１３ｂ内に付与される空気圧を制御することにより、スプライン軸２１、ノズルブロック２２を介してノズル保持部２５および吸着ノズル２６を下方に押し下げ、または上方に復帰させることが可能となっている。すなわち、空気圧による押圧力を引張りバネ部材３５の付勢力よりも小さくすることにより、ノズル保持部２５、吸着ノズル２６は引張りバネ部材３５の付勢力により上方に移動し、また空気圧による押圧力を引張りバネ部材３５の付勢力よりも大きくすることにより、ノズル保持部２５、吸着ノズル２６は引張りバネ部材３５の付勢力に抗して下方に移動する。
【００２８】
このように本実施の形態においては、Ｚ軸駆動機構９によって昇降方向に相対移動する移動部材２９の動作とスプライン軸２１を昇降させる前述の押圧機構との動作とを組み合わせることにより、円筒形状部材３０をノズル保持部２５に対してノズル軸方向に相対移動させることが可能となっている。したがって、移動部材２９、引張りバネ部材３５および前述の押圧機構は、円筒形状部材３０をノズル保持部２５に対してノズル軸方向に相対移動させる相対移動手段を構成する。このような構成を採用することにより、実装ヘッド８の機構を複雑化することなく、円筒形状部材３０の相対移動機能を実現することができる。
【００２９】
なお、本実施の形態においては、実装ヘッド８に既に設けられている引張りバネ部材３５や押圧機構を利用して相対移動手段を構成するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、円筒形状部材３０をノズル保持部２５に対してノズル軸方向に相対移動可能な機構であれば、空圧アクチュエータなどの駆動源を用いた移動機構を別途付加するようにしてもよい。
【００３０】
次に図５を参照して移動部材２９の機能を説明する。前述のように、本実施の形態におけるクランプ力補強機構では、円筒形状部材３０のノズル保持部２５に対する相対位置を変更することにより、補強実行および補強解除を切り換えるようになっている。移動部材２９は、この相対位置の変更のために用いられるものである。矩形板状の移動部材２９には、中央部に位置して円形の開口部２９ａが形成されており、開口部２９ａには相対向する２位置に切欠き部２９ｂが設けられている。開口部２９ａ、切欠き部２９ｂはそれぞれ円筒形状部材３０の本体および被係止部３０ａが上下方向に挿通可能な寸法に設定されている。
【００３１】
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、移動部材２９と円筒形状部材３０との相対位置関係を示すものであり、移動部材２９を下面側から見た下面図を、それぞれにおけるＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面と併せて示している。まず図５（ａ）は、モータ１１を駆動してスプライン軸２１を回転させることにより、被係止部３０ａを切欠き部２９ｂに対して略直交する方向に合わせた状態で、被係止部３０ａを移動部材２９の下面２９ｄに当接させた状態を示している。この状態では、Ｚ軸駆動機構９を駆動してハウジング１８を下降させ、結合部材２７とともに移動部材２９を下降させることにより、円筒形状部材３０をスプライン軸２１、ノズルブロック２２に対して相対的に下降させることができる。
【００３２】
図５（ｂ）は、モータ１１を駆動してスプライン軸２１を回転させることにより、被係止部３０ａの方向を切欠き部２９ｂに合わせた状態で、円筒形状部材３０を移動部材２９に対して相対的に昇降させる状態を示している。すなわちこの状態では、円筒形状部材３０は被係止部３０ａとともに開口部２９ａ、切欠き部２９ｂを挿通することが可能であるため、図４にて説明した操作により、円筒形状部材３０を移動部材２９に対して相対的に上昇または下降させることができる（矢印ｈ）。すなわち、下面２９ｄ側に位置していた被係止部３０ａを上面２９ｃ側に移動させ、またはその逆の移動を行わせることが可能となっている。
【００３３】
図５（ｃ）は、図５（ｂ）にて切欠き部２９ｂを挿通して上面２９ｃ側に移動させ、さらにモータ１１を駆動してスプライン軸２１を回転させることにより、被係止部３０ａを切欠き部２９ｂに対して略直交する方向に合わせた状態で、被係止部３０ａを移動部材２９の上面２９ｃに当接させた状態を示している。この状態では、図４にて説明した操作によって円筒形状部材３０を移動部材２９に対して相対的に下降させることにより、被係止部３０ａを上面２９ｃに対して押し付けることができる。
【００３４】
次に図６，図７を参照して、クランプ力補強機構および補強切り換え手段の機能の実際例を説明する。図６（ａ）は、図４に示す状態から、円筒形状部材３０をノズル保持部２５に対して相対的に下降させて、クランプ力の補強実行状態にする際の動作を示している。すなわちこの場合には、まず部品供給部４の近傍に配置されるノズル収納部など、軸部２６ａを挿通させることが可能な挿通孔３７ａが設けられた固定平面３７の上方に実装ヘッド８を移動させる。次いで、Ｚ軸駆動機構９を駆動してハウジング１８を下降させ、挿通孔３７ａに軸部２６ａを挿通させながら鍔部２６ｃを固定平面３７の上面３７ｂに当接させる。この状態では、円筒形状部材３０はまだ環状バネ部材３３の外周面に当接する位置には到達しない。
【００３５】
この後、図６（ｂ）に示すように、Ｚ軸駆動機構９を駆動して結合部材２７をさらに所定量だけ下降させる（矢印ｊ）。これにより、円筒形状部材３０もともに下降し（矢印ｋ）、内周面が環状バネ部材３３の外周面に当接して、環状バネ部材３３の外径方向への変位を規制する。これにより、クランプアーム３２、環状バネ部材３３よりなるクランプ機構による吸着ノズル２６のクランプ力が補強される。図６（ｂ）に示す円筒形状部材３０の位置は、環状バネ部材３３の外周面に内周面が当接する第１位置となっている。
【００３６】
図７（ａ）は、図６（ｂ）に示す状態から、円筒形状部材３０をノズル保持部２５に対して相対的に上昇させて、クランプ力の補強解除状態にする際の動作を示している。まずモータ１１を駆動してスプライン軸２１を回転させることにより（矢印ｍ）、被係止部３０ａの方向を切欠き部２９ｂに合わせ、この状態で、図４に示す操作によって引張りバネ部材３５の付勢力によりスプライン軸２１を上昇させる（矢印ｌ）。これにより、円筒形状部材３０は内周面が環状バネ部材３３の外周面から離脱する（矢印ｎ）とともに、被係止部３０ａは移動部材２９の上面２９ｃ側に移動する。
【００３７】
この後、モータ１１を駆動してスプライン軸２１を回転させることにより（矢印ｏ）、図７（ｂ）に示すように、被係止部３０ａを開口部２９ａに直交する方向に位置させ、この状態で、図４に示す操作によってスプライン軸２１を下降させる（矢印ｐ）。これにより、被係止部３０ａは上面２９ｃに押し付けられ（矢印ｑ）、位置が固定される。そしてこの状態では、クランプ補強機構によるクランプ力は補強解除の状態となる。図７（ｂ）に示す円筒形状部材３０の位置は、環状バネ部材３３の外周面から離脱する第２位置となっている。
【００３８】
上述構成においては、環状バネ部材３３の外径方向の変位を規制する規制部材としての円筒形状部材３０を、ノズル保持部２５に対してスプライン軸２１のノズル軸方向に往復動させて、円筒形状部材３０の位置を上述の第１位置と第２位置とに切り換えることによって、前述のクランプ機構によるクランプ力の補強実行、補強解除を切り換えるようにしている。すなわち本実施の形態に示す構成において、前述の相対移動手段およびスプライン軸２１をθ回転するモータ１１を制御する制御部１７は、相対移動手段によって円筒形状部材３０をノズル保持部２５に対してノズル軸方向に往復動させて、この円筒形状部材３０の位置を、図６（ｂ）、図７（ｂ）にそれぞれ示す第１位置と第２位置とに切り換えることにより、クランプ機構によるクランプ力の補強実行および補強解除を切り換える補強切り換え手段を構成する。
【００３９】
そしてこのクランプ力の補強実行、補強解除の機能は、円筒形状部材３０に外周方向に延出して設けられた被係止部３０ａを、移動部材２９において係止部として機能する上面２９ｃ、下面２９ｄによって係止した状態で、前述の相対移動手段を駆動することにより、円筒形状部材３０の位置を前述の第１位置と第２位置とに切り換えるようにしている。
【００４０】
この電子部品実装装置は上記の様に構成されており、以下電子部品実装作業フローについて説明する。まず部品実装作業が開始されると（ＳＴ１）、実装ヘッド８において吸着ノズル２６の交換が必要か否かが判断される（ＳＴ２）。この判断は、記憶装置に予め記憶された実装データに基づいて行われる。ここで、ノズル交換が必要ならば、クランプ力の補強解除状態でノズル交換動作を実行する（ＳＴ３）。すなわち、円筒形状部材３０の位置を図７（ｂ）に示す第２位置に位置させた状態でノズル交換作業を行う。そしてノズル交換作業を実行した後には、また（ＳＴ２）においてノズル交換が不要の場合には、次に実装の対象となる対象部品は大型部品として設定された所定部品であるか否かを判断する（ＳＴ４）。すなわち、予め記憶装置に記憶された部品データを制御部１７が読み出し、質量が大きくノズル保持部２５によって吸着ノズル２６をクランプするクランプ力を補強する必要があるか否かを判断する。
【００４１】
そして対象部品が大型部品以外である場合には、クランプ力の補強解除状態で電子部品を吸着保持する（ＳＴ５）。すなわち円筒形状部材３０の位置を、図７（ｂ）に示す第２位置に位置させた状態で電子部品を吸着ノズル２６によって吸着保持する。これに対し対象部品が大型部品である場合には、クランプ力の補強実行状態で電子部品を吸着保持する（ＳＴ６）。すなわち円筒形状部材３０の位置を、図６（ｂ）に示す第１位置に位置させた状態で電子部品を吸着ノズル２６によって吸着保持する。次いで、電子部品を吸着ノズル２６によって吸着保持した実装ヘッド８は基板搬送機構２に位置決め保持された基板３へ移動し、保持した電子部品を基板３に実装する（ＳＴ７）。
【００４２】
上述のように、本実施の形態に示す電子部品実装方法においては、予め重量が大きい大型部品として設定された所定部品を吸着保持の対象とする場合には、円筒形状部材３０の位置を前述の第１位置に位置させた状態で電子部品を吸着ノズル２６によって吸着保持し、所定部品以外の電子部品を吸着保持の対象とする場合およびノズル保持部２５において吸着ノズル２６を交換する場合には、円筒形状部材３０の位置を第１位置に位置させた状態で作業を行う形態となっている。これにより、吸着ノズル２６のクランプ力を対象部品に応じて適正に選択することが可能となるとともに、ノズル交換時にはクランプ力を低減させることができ、安定したノズル保持力の確保とノズル交換時の着脱容易性とを両立させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の電子部品実装装置および電子部品実装方法は、部品保持状態における吸着ノズルの安定した保持力の確保と、ノズル交換時の着脱容易性とを両立させることができるという効果を有し、吸着ノズルによって電子部品を保持して基板に移送搭載する分野において有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１  電子部品実装装置
２  基板搬送機構
３  基板
４  部品供給部
５  テープフィーダ
６  Ｙ軸移動テーブル
７  Ｘ軸移動テーブル
８  実装ヘッド
２５  ノズル保持部
２５ａ  本体部
２５ｂ  吸引開口部
２６  吸着ノズル
２６ｂ  吸着孔
２６ｆ  被クランプ部
２９  移動部材
２９ａ  開口部
３０  円筒形状部材
３０ａ  被係止部
３２  クランプアーム
３３  環状バネ部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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