(57)【要約】      （修正有）【課題】直方体形状の部品を安定して縦姿勢で吸着保持して基板に実装することができる部品実装装置および部品実装方法ならびに部品吸着ノズルおよび部品吸着方法を提供する。【解決手段】部品Ｐを吸着保持する部品吸着ノズル１０において、ノズル軸１０ｄの外表面に筒状部材４２ａを上下方向に摺動自在に嵌合する摺動部４２を設け、摺動部４２において部材下端部４２ｃから上方に溝状に切り欠いて気体流入溝４２ｂを設ける。これにより、部材下端部４２ｃへ部品Ｐが当接した状態において筒状部材４２ａの内部への外部からの気体の流入が許容され、部品Ｐを吸着保持する過程で部品Ｐの姿勢を横姿勢から縦姿勢に変換することができ、直方体形状の部品を安定して縦姿勢で吸着保持して基板に実装することができる。【選択図】図５
2011023499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品供給部から搭載ヘッドによって直方体形状の部品を取り出して基板の部品実装面に形成された凹部内に長辺方向を垂直に向けた縦姿勢で実装する部品実装装置であって、
前記基板を位置決めして保持する基板位置決め部と、前記搭載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機構と、前記搭載ヘッドに装着され前記部品を縦姿勢で吸着保持する部品吸着ノズルとを備え、
前記部品吸着ノズルは、前記搭載ヘッドに設けられた装着部に着脱自在に装着され、装着状態において真空吸引源と連通する吸引孔が設けられた本体部と、
前記本体部から下方に延出して設けられ、ノズル下端部に前記吸引孔と連通して開孔し前記部品を縦姿勢で吸着保持可能な吸着孔を有するノズル軸と、
前記ノズル軸の外表面に上下方向に摺動自在に嵌合して設けられた筒状部材であって、上昇状態において前記ノズル下端部が露呈し、下降状態において前記吸着孔に吸着保持された縦姿勢の前記部品を前記筒状部材の内部に収容可能であり、且つこの状態で前記部品の部品下端部と前記筒状部材の部材下端部との間に所定の間隔が確保されるように構成された摺動部と、
前記摺動部において前記部材下端部から上方に溝状に切り欠いて設けられ、前記部材下端部へ前記部品が当接した状態において前記筒状部材の内部への外部からの気体の流入を許容する気体流入溝とを備えたことを特徴とする部品実装装置。
【請求項２】
基板を位置決めして保持する基板位置決め部と、搭載ヘッドを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機構と、前記搭載ヘッドに装着され前記部品を縦姿勢で吸着保持する部品吸着ノズルとを備え、前記部品吸着ノズルは、前記搭載ヘッドに設けられた装着部に着脱自在に装着され、装着状態において真空吸引源と連通する吸引孔が設けられた本体部と、前記本体部から下方に延出して設けられ、下端部に前記吸引孔と連通して開孔し前記部品を縦姿勢で吸着保持可能な吸着孔を有するノズル軸と、前記ノズル軸の外表面に上下方向に摺動自在に嵌合して設けられた筒状部材であって、上昇状態において前記ノズル下端部が露呈し、下降状態において前記吸着孔に吸着保持された縦姿勢の前記部品を前記筒状部材の内部に収容可能であり、且つこの状態で前記部品の部品下端部と前記筒状部材の部材下端部との間に所定の間隔が確保されるように構成された摺動部と、前記摺動部において前記部材下端部から上方に溝状に切り欠いて設けられ、前記部材下端部へ前記部品が当接した状態において前記筒状部材の内部への外部からの気体の流入を許容する気体流入溝とを備えて構成された部品実装装置によって、部品供給部から搭載ヘッドによって直方体形状の部品を取り出して基板の部品実装面に形成された凹部内に長辺方向を垂直に向けた縦姿勢で実装する部品実装方法であって、
前記部品供給部においてパーツフィーダによって前記部品を搬送して前記長辺方向を水平方向に向けた横姿勢で部品取出し位置に位置させる部品搬送工程と、
前記搭載ヘッドを移動させて、前記部品の長辺方向の一方側の端部に対して前記ノズル軸を位置合わせするノズル位置合わせ工程と、
前記ノズル軸を前記摺動部とともに下降させることにより、前記パーツフィーダのシャッター部材に前記摺動部の部材下端部を当接させるとともに前記ノズル下端部を露呈させて前記部品に当接させるノズル当接工程と、
前記部品の端部を前記吸着孔によって真空吸着しながら前記ノズル軸を前記摺動部とともに上昇させるノズル上昇工程と、
ノズル上昇工程において前記摺動部が前記ノズル軸に対して相対的に下降して、一方側の端部が前記吸着孔によって真空吸着された前記部品の上面に当接することにより前記部品の姿勢を横姿勢から傾斜姿勢に変換する姿勢変換開始工程と、
前記姿勢変換開始工程後に前記ノズル軸をさらに上昇させるとともに前記摺動部を前記ノズル軸に対してさらに相対的に下降させることにより、前記筒状部材の内部において前記気体流入溝が設けられた範囲よりも上側に前記部品を位置させ、前記筒状部材の内部を
下方から前記吸着孔に向かって流動する気体の流体力によって前記部品を傾斜姿勢から縦姿勢に変換するとともに前記吸着孔に位置合わせする姿勢変換完了工程と、
姿勢変換完了工程後の前記搭載ヘッドを前記基板位置決め部に移動させ、前記部品を縦姿勢で保持した部品吸着ノズルを基板の部品実装面に形成された凹部に位置合わせして下降させることにより、前記凹部内に前記部品を縦姿勢で挿入する部品挿入工程とを含むことを特徴とする部品実装方法。
【請求項３】
部品実装装置において部品供給部から部品を取り出して基板に実装する搭載ヘッドに装着され、この搭載ヘッドと連通した吸引孔から真空吸引することにより下端部に直方体形状の部品を長辺方向を垂直に向けた縦姿勢で吸着保持する部品吸着ノズルであって、
前記搭載ヘッドに設けられた装着部に着脱自在に装着され、装着状態において真空吸引源と連通する前記吸引孔が設けられた本体部と、
前記本体部から下方に延出して設けられ、ノズル下端部に前記吸引孔と連通して開孔し前記部品を縦姿勢で吸着保持可能な吸着孔を有するノズル軸と、
前記ノズル軸の外表面に上下方向に摺動自在に嵌合して設けられた筒状部材であって、上昇状態において前記ノズル下端部が露呈し、下降状態において前記吸着孔に吸着保持された縦姿勢の前記部品を前記筒状部材の内部に収容可能であり、且つこの状態で前記部品の部品下端部と前記部材下端部との間に高さ方向の所定の間隔が確保されるように構成された摺動部と、
前記摺動部において前記部材下端部から上方に溝状に切り欠いて設けられ、前記部材下端部へ前記部品が当接した状態において前記内筒部への外部からの気体の流入を許容する気体流入溝とを備えたことを特徴とする部品吸着ノズル。
【請求項４】
部品実装装置において部品供給部から部品を取り出して基板に実装する搭載ヘッドに装着され、この搭載ヘッドと連通した吸引孔から真空吸引することにより下端部に直方体形状の部品を長辺方向を垂直に向けた縦姿勢で吸着保持し、前記搭載ヘッドに設けられた装着部に着脱自在に装着され、装着状態で真空吸引源と連通する前記吸引孔が設けられた本体部と、前記本体部から下方に延出して設けられ、ノズル下端部に前記吸引孔と連通して開孔し前記部品を縦姿勢で吸着保持可能な吸着孔を有するノズル軸と、前記ノズル軸の外表面に上下方向に摺動自在に嵌合して設けられた筒状部材であって、上昇状態において前記ノズル下端部が露呈し、下降状態において前記吸着孔に吸着保持された縦姿勢の前記部品を前記筒状部材の内部に収容可能であり、且つこの状態で前記部品の部品下端部と前記筒状部材の部材下端部との間に所定の間隔が確保されるように構成された摺動部と、前記摺動部において前記部材下端部から上方に溝状に切り欠いて設けられ、前記部材下端部へ前記部品が当接した状態において前記筒状部材の内部への外部からの気体の流入を許容する気体流入溝とを備えて構成された部品吸着ノズルによって、直方体形状の部品を長辺方向を垂直に向けた縦姿勢で吸着保持する部品吸着方法であって、
前記部品供給部においてパーツフィーダによって前記部品を搬送して前記長辺方向を水平方向に向けた横姿勢で部品取出し位置に位置させる部品搬送工程と、
前記搭載ヘッドを移動させて、前記部品の長辺方向の一方側の端部に対して前記ノズル軸を位置合わせするノズル位置合わせ工程と、
前記ノズル軸を前記摺動部とともに下降させることにより、前記パーツフィーダのシャッター部材に前記摺動部の部材下端部を当接させるとともに前記ノズル下端部を露呈させて前記部品に当接させるノズル当接工程と、
前記部品の端部を前記吸着孔によって真空吸着しながら前記ノズル軸を前記摺動部とともに上昇させるノズル上昇工程と、
ノズル上昇工程において前記摺動部が前記ノズル軸に対して相対的に下降して、一方側の端部が前記吸着孔によって真空吸着された前記部品の上面に当接することにより前記部品の姿勢を横姿勢から傾斜姿勢に変換する姿勢変換開始工程と、
前記姿勢変換開始工程後に前記ノズル軸をさらに上昇させるとともに前記摺動部を前記
ノズル軸に対してさらに相対的に下降させることにより、前記筒状部材の内部において前記気体流入溝が設けられた範囲よりも上側に前記部品を位置させ、前記筒状部材の内部を下方から前記吸着孔に向かって流動する気体の流体力によって前記部品を傾斜姿勢から縦姿勢に変換するとともに前記吸着孔に位置合わせする姿勢変換完了工程とを含むことを特徴とする部品吸着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直方体形状の部品を部品実装面に形成された凹部内に長辺方向を垂直に向けた縦姿勢で実装する部品実装装置および部品実装方法ならびに部品実装に用いられる部品吸着ノズルおよび部品吸着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部品実装装置においては、部品供給部に配置されたテープフィーダやバルクフィーダなどのパーツフィーダから、搭載ヘッドによって部品が取り出され、基板位置決め部に位置決めされた基板に実装される（特許文献１参照）。搭載ヘッドによって部品を保持する方法としては、部品吸着ノズルを部品に当接させて吸着保持する真空吸着が多用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４２２８４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年電子機器の小型化に伴い、電子部品が実装される基板における実装密度の高密度化が進展している。このような高密度実装の形態として、配線回路が形成された配線基板を複数枚積層して多層基板とし、さらに内層の配線基板に電子部品を埋め込んだ３次元実装形態が導入されるようになっている。このような３次元実装においては、配線基板相互を接続するための層間配線が必要とされる。
【０００５】
このような層間配線は、従来より多層配線基板を厚み方向に貫通するスルーホールを設けることにより行われていた。このようなスルーホール内に、抵抗やコンデンサなどの小型のチップ型の部品を収容することができれば、実装スペースをコンパクト化することができるとともに、これらの部品によって層間配線を置き換えることができ、実装密度の更なる高密度化に資することができる。
【０００６】
このような実装形態を実現するためには、チップ型など直方体形状の部品をスルーホール内に上方から挿入することができるよう、搭載ヘッドの部品吸着ノズルによって部品を縦姿勢で吸着保持することが求められる。しかしながら、従来の部品実装装置に装着される部品吸着ノズルは、直方体形状の部品を縦姿勢で安定して吸着保持することが困難であった。
【０００７】
そこで本発明は、直方体形状の部品を安定して縦姿勢で吸着保持して基板に実装することができる部品実装装置および部品実装方法ならびに部品吸着ノズルおよび部品吸着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】
【０００８】
本発明の部品実装装置は、部品供給部から搭載ヘッドによって直方体形状の部品を取り出して基板の部品実装面に形成された凹部内に長辺方向を垂直に向けた縦姿勢で実装する部品実装装置であって、前記基板を位置決めして保持する基板位置決め部と、前記搭載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機構と、前記搭載ヘッドに装着され前記部品を縦姿勢で吸着保持する部品吸着ノズルとを備え、前記部
品吸着ノズルは、前記搭載ヘッドに設けられた装着部に着脱自在に装着され、装着状態において真空吸引源と連通する吸引孔が設けられた本体部と、前記本体部から下方に延出して設けられ、ノズル下端部に前記吸引孔と連通して開孔し前記部品を縦姿勢で吸着保持可能な吸着孔を有するノズル軸と、前記ノズル軸の外表面に上下方向に摺動自在に嵌合して設けられた筒状部材であって、上昇状態において前記ノズル下端部が露呈し、下降状態において前記吸着孔に吸着保持された縦姿勢の前記部品を前記筒状部材の内部に収容可能であり、且つこの状態で前記部品の部品下端部と前記筒状部材の部材下端部との間に所定の間隔が確保されるように構成された摺動部と、前記摺動部において前記部材下端部から上方に溝状に切り欠いて設けられ、前記部材下端部へ前記部品が当接した状態において前記筒状部材の内部への外部からの気体の流入を許容する気体流入溝とを備えた。
【０００９】
本発明の部品実装方法は、基板を位置決めして保持する基板位置決め部と、搭載ヘッドを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機構と、前記搭載ヘッドに装着され前記部品を縦姿勢で吸着保持する部品吸着ノズルとを備え、前記部品吸着ノズルは、前記搭載ヘッドに設けられた装着部に着脱自在に装着され、装着状態において真空吸引源と連通する吸引孔が設けられた本体部と、前記本体部から下方に延出して設けられ、ノズル下端部に前記吸引孔と連通して開孔し前記部品を縦姿勢で吸着保持可能な吸着孔を有するノズル軸と、前記ノズル軸の外表面に上下方向に摺動自在に嵌合して設けられた筒状部材であって、上昇状態において前記ノズル下端部が露呈し、下降状態において前記吸着孔に吸着保持された縦姿勢の前記部品を前記筒状部材の内部に収容可能であり、且つこの状態で前記部品の部品下端部と前記筒状部材の部材下端部との間に所定の間隔が確保されるように構成された摺動部と、前記摺動部において前記部材下端部から上方に溝状に切り欠いて設けられ、前記部材下端部へ前記部品が当接した状態において前記筒状部材の内部への外部からの気体の流入を許容する気体流入溝とを備えて構成された部品実装装置によって、部品供給部から搭載ヘッドによって直方体形状の部品を取り出して基板の部品実装面に形成された凹部内に長辺方向を垂直に向けた縦姿勢で実装する部品実装方法であって、前記部品供給部においてパーツフィーダによって前記部品を搬送して前記長辺方向を水平方向に向けた横姿勢で部品取出し位置に位置させる部品搬送工程と、前記搭載ヘッドを移動させて、前記部品の長辺方向の一方側の端部に対して前記ノズル軸を位置合わせするノズル位置合わせ工程と、前記ノズル軸を前記摺動部とともに下降させることにより、前記パーツフィーダのシャッター部材に前記摺動部の前記部材下端部を当接させるとともに前記ノズル下端部を露呈させて前記部品に当接させるノズル当接工程と、前記部品の端部を前記吸着孔によって真空吸着しながら前記ノズル軸を前記摺動部とともに上昇させるノズル上昇工程と、ノズル上昇工程において前記摺動部が前記ノズル軸に対して相対的に下降して、一方側の端部が前記吸着孔によって真空吸着された前記部品の上面に当接することにより前記部品の姿勢を横姿勢から傾斜姿勢に変換する姿勢変換開始工程と、前記姿勢変換開始工程後に前記ノズル軸をさらに上昇させるとともに前記摺動部を前記ノズル軸に対してさらに相対的に下降させることにより、前記筒状部材の内部において前記気体流入溝が設けられた範囲よりも上側に前記部品を位置させ、前記筒状部材の内部を下方から前記吸着孔に向かって流動する気体の流体力によって前記部品を傾斜姿勢から縦姿勢に変換するとともに前記吸着孔に位置合わせする姿勢変換完了工程と、姿勢変換完了工程後の前記搭載ヘッドを前記基板位置決め部に移動させ、前記部品を縦姿勢で保持した部品吸着ノズルを基板の部品実装面に形成された凹部に位置合わせして下降させることにより、前記凹部内に前記部品を縦姿勢で挿入する部品挿入工程とを含む。
【００１０】
本発明の部品吸着ノズルは、部品実装装置において部品供給部から部品を取り出して基板に実装する搭載ヘッドに装着され、この搭載ヘッドと連通した吸引孔から真空吸引することにより下端部に直方体形状の部品を長辺方向を垂直に向けた縦姿勢で吸着保持する部品吸着ノズルであって、前記搭載ヘッドに設けられた装着部に着脱自在に装着され、装着状態において真空吸引源と連通する前記吸引孔が設けられた本体部と、前記本体部から下
方に延出して設けられ、ノズル下端部に前記吸引孔と連通して開孔し前記部品を縦姿勢で吸着保持可能な吸着孔を有するノズル軸と、前記ノズル軸の外表面に上下方向に摺動自在に嵌合して設けられた筒状部材であって、上昇状態において前記ノズル下端部が露呈し、下降状態において前記吸着孔に吸着保持された縦姿勢の前記部品を前記筒状部材の内部に収容可能であり、且つこの状態で前記部品の部品下端部と前記筒状部材の部材下端部との間に所定の間隔が確保されるように構成された摺動部と、前記摺動部において前記部材下端部から上方に溝状に切り欠いて設けられ、前記部材下端部へ前記部品が当接した状態において前記筒状部材の内部への外部からの気体の流入を許容する気体流入溝とを備えた。
【００１１】
本発明の部品吸着方法は、部品実装装置において部品供給部から部品を取り出して基板に実装する搭載ヘッドに装着され、この搭載ヘッドと連通した吸引孔から真空吸引することにより下端部に直方体形状の部品を長辺方向を垂直に向けた縦姿勢で吸着保持し、前記搭載ヘッドに設けられた装着部に着脱自在に装着され、装着状態で真空吸引源と連通する前記吸引孔が設けられた本体部と、前記本体部から下方に延出して設けられ、ノズル下端部に前記吸引孔と連通して開孔し前記部品を縦姿勢で吸着保持可能な吸着孔を有するノズル軸と、前記ノズル軸の外表面に上下方向に摺動自在に嵌合して設けられた筒状部材であって、上昇状態において前記ノズル下端部が露呈し、下降状態において前記吸着孔に吸着保持された縦姿勢の前記部品を前記筒状部材の内部に収容可能であり、且つこの状態で前記部品の部品下端部と前記筒状部材の部材下端部との間に所定の間隔が確保されるように構成された摺動部と、前記摺動部において前記部材下端部から上方に溝状に切り欠いて設けられ、前記部材下端部へ前記部品が当接した状態において前記筒状部材の内部への外部からの気体の流入を許容する気体流入溝とを備えて構成された部品吸着ノズルによって、直方体形状の部品を長辺方向を垂直に向けた縦姿勢で吸着保持する部品吸着方法であって、前記部品供給部においてパーツフィーダによって前記部品を搬送して前記長辺方向を水平方向に向けた横姿勢で部品取出し位置に位置させる部品搬送工程と、前記搭載ヘッドを移動させて、前記部品の長辺方向の一方側の端部に対して前記ノズル軸を位置合わせするノズル位置合わせ工程と、前記ノズル軸を前記摺動部とともに下降させることにより、前記パーツフィーダのシャッター部材に前記摺動部の部材下端部を当接させるとともに前記ノズル下端部を露呈させて前記部品に当接させるノズル当接工程と、前記部品の端部を前記吸着孔によって真空吸着しながら前記ノズル軸を前記摺動部とともに上昇させるノズル上昇工程と、ノズル上昇工程において前記摺動部が前記ノズル軸に対して相対的に下降して、一方側の端部が前記吸着孔によって真空吸着された前記部品の上面に当接することにより前記部品の姿勢を横姿勢から傾斜姿勢に変換する姿勢変換開始工程と、前記姿勢変換開始工程後に前記ノズル軸をさらに上昇させるとともに前記摺動部を前記ノズル軸に対してさらに相対的に下降させることにより、前記筒状部材の内部において前記気体流入溝が設けられた範囲よりも上側に前記部品を位置させ、前記筒状部材の内部を下方から前記吸着孔に向かって流動する気体の流体力によって前記部品を傾斜姿勢から縦姿勢に変換するとともに前記吸着孔に位置合わせする姿勢変換完了工程とを含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、部品実装装置において搭載ヘッドに装着されて部品を吸着保持する部品吸着ノズルを、部品を縦姿勢で吸着保持可能な吸着孔を有するノズル軸と、ノズル軸の外表面に上下方向に摺動自在に嵌合して設けられた筒状部材であって、上昇状態においてノズル下端部が露呈し、下降状態において吸着孔に吸着保持された縦姿勢の部品を筒状部材の内部に収容可能であり、且つこの状態で部品の部品下端部と筒状部材の部材下端部との間に所定の間隔が確保されるように構成された摺動部と、摺動部において部材下端部から上方に溝状に切り欠いて設けられ、部材下端部へ部品が当接した状態において筒状部材の内部への外部からの気体の流入を許容する気体流入溝とを備えた構成とすることにより、部品吸着ノズルによって部品を吸着保持する過程で部品の姿勢を横姿勢から縦姿勢に変換することができ、直方体形状の部品を安定して縦姿勢で吸着保持して基板に実装するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態の部品実装装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の部品実装装置の部分断面図
【図３】本発明の一実施の形態の部品実装装置に用いられるバルクフィーダの側断面図
【図４】本発明の一実施の形態の部品実装装置における部品吸着ノズルの構成説明図
【図５】本発明の一実施の形態の部品実装装置による部品実装方法の工程説明図
【図６】本発明の一実施の形態の部品実装装置による部品実装方法の工程説明図
【図７】本発明の一実施の形態の部品吸着ノズルによる部品吸着方法の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
まず、部品実装装置の全体構成について、図１、図２を参照して説明する。図１において、基台１上の略中央には基板搬送機構２が配設されている。基板搬送機構２は、実装対象の基板３を搬送して所定位置に位置決めして保持する基板位置決め部となっている。なお、本発明においては、基板３の搬送方向をＸ方向とし、これに水平面内で直交する方向をＹ方向とする。基板搬送機構２のＹ方向における両側方には部品供給部４が配設されており、複数種類のパーツフィーダ５が着脱自在に並設されている。ここでは、パーツフィーダ５としてチップ部品などの直方体形状の部品Ｐを部品取出し位置に供給するバルクフィーダ５ａ（図３参照）が含まれている。
【００１５】
基台１のＸ方向における両端部には一対のＹテーブル６が配設されており、Ｙテーブル６上にはＸテーブル７が架設されている。Ｘテーブル７には複数のノズルユニット９を備えた搭載ヘッド８が装着されており、Ｘテーブル７、Ｙテーブル６を駆動することにより、ノズルユニット９はＸ方向、Ｙ方向に移動する。Ｘテーブル７、Ｙテーブル６は、搭載ヘッド８を部品供給部４と基板位置決め部との間で移動させるヘッド移動機構を構成する。
【００１６】
図２に示すように、ノズルユニット９の下端部は部品吸着ノズル１０を装着するための装着部９ａとなっており、装着部９ａには複数種類の部品吸着ノズル１０が対象となる部品の種類に応じて交換自在に装着される。ヘッド移動機構によって搭載ヘッド８を移動させることにより、各ノズルユニット９は下端部に装着された部品吸着ノズル１０によってパーツフィーダ５から部品を取り出して基板３に実装する。本実施の形態においては、複数の配線層を積層した多層基板を実装対象としており、基板３の部品実装面に開口した実装凹部３ａ内に直方体形状の部品Ｐを縦姿勢で挿入する実装形態を採用している。
【００１７】
図１において、搭載ヘッド８の側方にはカメラ１１等からなる基板認識部が備えられており、基板３を上方から認識する。この認識結果に基づいて、部品吸着ノズル１０に吸着された部品と基板３上の実装位置の位置合わせがなされる。基板搬送機構２と部品供給部４の間には、ラインカメラ１２等からなる部品認識部が備えられており、部品吸着ノズル１０に吸着された部品Ｐの位置ずれ等を下方から認識する。搭載ヘッド８による部品搭載動作においては、この認識結果に基づいて部品の位置ずれ等を補正する。なお、図２においてバルクフィーダ５ａなどのパーツフィーダ５はキャリア１３上に保持されている。キャリア１３には、車輪１４とハンドル１５が備えられており、オペレータ等がハンドル１５を操作してキャリア１３を運搬することにより、これらのパーツフィーダ５を部品供給部４に搬出入する。
【００１８】
次に、バルクフィーダ５ａについて、図３を参照して説明する。図３において、バルクフィーダ５ａは、フレーム２２と、フレーム２２の上部に配設されたチップ供給機構２３と部品搬送部２４から構成される。チップ供給機構２３の上部には、バルク状の部品Ｐを
ランダム姿勢で複数収納する収納室２５が備えられている。収納室２５の底部はテーパ面となっており、収納された部品Ｐはテーパ面の最下部に設けられた部品排出口２６に集積するようになっている。部品排出口２６には、ストックされた部品Ｐの排出を促す排出機構部２７が備えられている。
【００１９】
排出機構部２７は、部品排出口２６に挿嵌された筒状体２８を備えており、この筒状体２８を上下動させて先端を収納室２５内に出し入れすると、部品排出口２６に集積した部品Ｐが流動化し、筒状体２８の内部の中空部２８ａに一個ずつ落ち込んで収納室２５から排出される。筒状体２８の上下動は、筒状体２８の下部に設けられた上下一組の鍔部２８ｂの間にモータ２９の回転軸に取り付けられた偏心ピン３０を係合させ、このモータ２９を回転させることにより行う。筒状体２８の内部の中空部２８ａは、チップ供給機構２３の下部に設けられた部品排出路３１と連通しており、中空部２８ａに落ち込んだ部品Ｐは部品排出路３１を通って部品搬送部２４に導かれる。
【００２０】
部品搬送部２４はフレーム２２の上面に配設されたガイド部３２と、ガイド部３２を上方から塞ぐガイドカバー３３を備えた構成となっており、ガイド部３２の上面は部品排出路３１と接続されて部品Ｐを受け取る部品走路３４となっている。部品走路３４の先端部は、部品Ｐを部品取出し位置３５ａにおいて部品吸着ノズル１０によって取り出すための部品取出し部３５と接続されている。部品走路３４は、部品Ｐを部品取出し位置３５ａまで直方体の長辺方向を部品送り方向（Ｙ方向・・矢印ｂ方向）に向けた横姿勢で案内する機能を有しており、部品取出し部３５に接続された真空吸引源（図示省略）から真空吸引することにより、部品排出路３１を介して送り出された部品Ｐは、部品取出し位置３５ａに到達する。そしてここで部品吸着ノズル１０が部品Ｐに対して上下動（矢印ａ）することにより、部品Ｐは部品吸着ノズル１０によって真空吸着される。
【００２１】
次に図４を参照して、搭載ヘッド８の各ノズルユニット９に装着される部品吸着ノズル１０の構成を説明する。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、部品吸着ノズル１０は、装着部９ａに装着される本体部１０ａ、本体部１０ａの下部から側方に円板状に張り出した鍔部１０ｃ、本体部１０ａの下面から下方に延出したノズル軸１０ｄ、ノズル軸１０ｄの外表面に摺動自在に嵌合して設けられた摺動部４２および摺動部４２を下方に付勢するスプリング４１より構成される。
【００２２】
本体部１０ａには、装着部９ａへの装着状態において真空吸引源４０と連通する吸引孔１０ｂが設けられている。ノズル軸１０ｄは、ノズル下端部１０ｆに吸引孔１０ｂと連通して開孔し、実装対象となる直方体形状の部品Ｐを縦姿勢で吸着保持可能な吸着孔１０ｅを有している。
【００２３】
摺動部４２は、ノズル軸１０ｄの外表面に上下方向に摺動自在に嵌合して設けられた筒状部材４２ａであり、筒状部材４２ａとノズル軸１０ｄとの相対寸法が、次のような条件を満たすように構成されている。すなわち筒状部材４２ａがノズル軸１０ｄに沿って上昇した状態では、ノズル下端部１０ｆが筒状部材４２ａの部材下端部４２ｃから下方に露呈し（図５（ｂ）に示す状態参照）、筒状部材４２ａがノズル軸１０ｄに沿って下降した状態において、吸着孔１０ｅによって吸着保持された縦姿勢の部品Ｐを筒状部材４２ａの内部に収容可能であり、且つこの状態で部品Ｐの部品下端部と筒状部材４２ａの部材下端部４２ｃとの間に所定の間隔Ｈが確保される（図６（ｂ）に示す状態参照）ように、筒状部材４２ａとノズル軸１０ｄとの相対寸法が設定されている。ここで所定の間隔Ｈは、以下に説明する気体流入溝４２ｂの切り欠き寸法との兼ね合いで、部品種類ごとに個別に設定されるものである。
【００２４】
摺動部４２においては、部材下端部４２ｃへ部品Ｐが当接した状態において筒状部材４
２ａの内部への外部からの気体の流入を許容する機能を有する気体流入溝４２ｂが設けられている。気体流入溝４２ｂは、筒状部材４２ａを部材下端部４２ｃから上方に所定幅ｂで溝状に切り欠いて設けられている。後述するように、部材下端部４２ｃに部品Ｐが当接して部材下端部４２ｃの下面を部品Ｐが閉塞した状態となっている場合においても、気体流入溝４２ｂを介して筒状部材４２ａの内部に空気が流入するため、部品Ｐが部材下端部４２ｃに吸着されたままとなって所望の姿勢変換が阻害される事態が生じない。
【００２５】
摺動部４２は、ノズル軸１０ｄに装着されたスプリング４１によって下方に付勢されている。これにより、通常時においては図４（ａ）に示すように、摺動部４２はノズル軸１０ｄに対して相対的に下降した状態にある。この状態において、摺動部４２がノズル軸１０ｄから離脱して下方に落下しないよう、係止ピンなどの抜け止め機構（図示省略）が設けられている。部品吸着ノズル１０を下降させて摺動部４２の部材下端部４２ｃが個体物に当接すると、摺動部４２はスプリング４１の付勢力に抗してノズル軸１０ｄに対して相対的に上昇する。そしてスプリング４１が完全に圧縮された状態で摺動部４２の相対上昇が停止する。なお、スプリング４１を用いる代わりに、摺動部４２の材質比重や厚み寸法を適切に設定し、摺動部４２の自重のみによって同様の付勢作用を果たすようにしてもよい。
【００２６】
次に図５、図６を参照して、図１に示す部品実装装置における部品実装方法および部品吸着ノズル１０による部品吸着方法について説明する。まず、部品供給部４においてバルクフィーダ５ａなどのパーツフィーダ５によって部品Ｐを搬送し、図５（ａ）に示すように、部品Ｐを部品走路３４を移動させて（矢印ｃ）、長辺方向を水平方向に向けた横姿勢で部品取出し位置３５ａに位置させる（部品搬送工程）。次いで搭載ヘッド８を移動させることにより、実装動作の対象となる部品吸着ノズル１０を移動させ、部品Ｐの長辺方向の一方側の端部Ｅに対してノズル軸１０ｄの中心線ＣＬを位置合わせする（ノズル位置合わせ工程）。
【００２７】
次に、図５（ｂ）に示すように、装着部９ａを下降させて（矢印ｄ）、ノズル軸１０ｄを摺動部４２とともに下降させることにより、バルクフィーダ５ａのシャッター部材３３ａに摺動部４２の部材下端部４２ｃを当接させるとともに、ノズル下端部１０ｆを露呈させて部品Ｐに当接させる（ノズル当接工程）。すなわちここでは、まず部材下端部４２ｃが先にシャッター部材３３ａに当接し、この状態で部品吸着ノズル１０をさらに継続して下降させることにより、摺動部４２がノズル軸１０ｄに対して相対上昇してノズル下端部１０ｆが露呈する。
【００２８】
次いで図５（ｃ）に示すように、部品Ｐの端部Ｅを吸着孔１０ｅによって真空吸着しながら、ノズル軸１０ｄを摺動部４２とともに上昇させる（矢印ｅ）（ノズル上昇工程）。そしてこのノズル上昇工程において、摺動部４２がノズル軸１０ｄに対して相対的に下降して、一方側の端部Ｅが吸着孔１０ｅによって真空吸着された状態の部品Ｐの上面に当接することにより、部品Ｐの姿勢を、図５（ｂ）に示す横姿勢から、端部Ｅが吸着孔１０ｅによって持ち上げられた姿勢の傾斜姿勢に変換する（姿勢変換開始工程）。このとき、筒状部材４２ａには気体流入溝４２ｂが形成されていることにより、筒状部材４２ａの内部には負圧が発生しない。したがって、部品Ｐが部材下端部４２ｃに吸着されたままの状態で停止する事態が発生しない。
【００２９】
この後、姿勢変換が継続される。すなわち図６（ａ）に示すように、姿勢変換開始工程後にノズル軸１０ｄをさらに上昇させるとともに、スプリング４１の付勢力によって摺動部４２をノズル軸１０ｄに対してさらに相対的に下降させる。これにより、筒状部材４２ａの内部において気体流入溝４２ｂが設けられた範囲よりも上側に部品Ｐが位置する。そしてこの過程において、筒状部材４２ａの内部を下方から吸着孔１０ｅに向かって流動す
る気体の流体力によって、部品Ｐを傾斜姿勢から縦姿勢に変換するとともに、部品Ｐの位置を吸着孔１０ｅに位置合わせする（姿勢変換完了工程）。
【００３０】
この姿勢変換の過程の詳細について、図７を参照して説明する。図７（ａ）は、筒状部材４２ａの内部において幾分傾斜した姿勢で、部品Ｐが端部Ｅを吸着孔１０ｅによって吸着された状態を示している。この状態では、吸着孔１０ｅは完全に部品Ｐによって閉塞されておらず、吸着孔１０ｅ内の圧力ｐ１と筒状部材４２ａ内の圧力ｐ２には大きな差がなく、部品Ｐは外力によって姿勢が変化しやすい状態にある。そして図７（ｂ）は、この状態において吸着孔１０ｅから真空吸引を継続して行う場合の筒状部材４２ａ内部における気体流の状態を示している。
【００３１】
この状態では、吸着孔１０ｅから真空吸引された気流は部品Ｐと筒状部材４２ａの内壁面との間の隙間を上方に向かって流れる。このとき、部品Ｐの周囲を流れる気体流は、部品Ｐがより安定した状態となるように変動する。この気体流により、部品Ｐには筒状部材４２ａ中で姿勢を垂直にするセルフアライメント作用が働く。そして部品Ｐは姿勢が変化しやすい状態にあることから、図７（ｃ）に示すように、部品Ｐは吸着孔１０ｅによって正しい位置に縦姿勢で吸着保持された状態となる。
【００３２】
このようにして姿勢変換完了工程後には、部品搭載が実行される。すなわち搭載ヘッド８を基板位置決め部に移動させ、部品Ｐを縦姿勢で保持した部品吸着ノズル１０を基板３の部品実装面に形成された実装凹部３ａに位置合わせして下降させる。これにより、実装凹部３ａ内に部品Ｐを縦姿勢で挿入する（部品挿入工程）。
【００３３】
このように、本実施の形態に示す構成の部品吸着ノズル１０を用いることにより、部品吸着ノズル１０によって部品Ｐを吸着保持する過程で部品Ｐの姿勢を横姿勢から縦姿勢に変換することができる。したがって、直方体形状の部品Ｐを安定して縦姿勢で吸着保持して基板３に実装することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の部品実装装置および部品実装方法ならびに部品吸着ノズルおよび部品吸着方法は、直方体形状の部品を安定して縦姿勢で吸着保持して基板に実装することができるという特徴を有し、高実装密度でチップ型の部品を実装面に設けられたスルーホール内に上方から挿入する実装形態が採用される部品実装分野において有用である。
【符号の説明】
【００３５】
２  基板搬送機構
３  基板
３ａ  実装凹部
４  部品供給部
５ａ  バルクフィーダ（パーツフィーダ）
８  搭載ヘッド
９  ノズルユニット
９ａ  装着部
１０  部品吸着ノズル
１０ａ  本体部
１０ｄ  ノズル軸
１０ｅ  吸着孔
１０ｆ  ノズル下端部
４１  スプリング
４２  摺動部
４２ａ  筒状部材
４２ｂ  気体流入溝
４２ｃ  部材下端部
【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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