(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下軸方向に延設されたノズルの先端で部品を吸着し、その吸着した部品を基板に実装する部品実装装置において、
前記ノズルを嵌合させて保持する保持孔を有し、前記保持孔の内周面に沿って前記ノズルの側面を摺接させながら前記上下軸方向に前記ノズルを移動自在に保持する保持部と、
前記保持部に対して前記ノズルを前記上下軸方向に移動させるノズル移動機構とを備え、
前記ノズルは、前記ノズルの内部で前記ノズルの先端まで延設される空気圧導入通路と、前記ノズルの側面から前記空気圧導入通路に延設される少なくとも１つ以上の流通孔とを有し、
前記保持部は、前記保持孔に連通されて第１の負圧を前記保持孔に供給可能とする第１の連通孔と、前記保持孔に連通されて第２の負圧を前記保持孔に供給可能とする第２の連通孔とを有し、
前記ノズル移動機構は、前記流通孔が前記第１の連通孔のみに連通する第１の位置への前記ノズルの下降と、前記流通孔が前記第２の連通孔のみに連通する第２の位置への前記ノズルの上昇とによって、前記空気圧導入通路を介して前記ノズルの先端に供給される負圧を調整することを特徴とする部品実装装置。
【請求項２】
前記第１の連通孔は上下軸方向に伸びる長孔形状を有する請求項１に記載の部品実装装置。
【請求項３】
前記ノズルは前記流通孔として第１の流通孔および第２の流通孔を有しており、
前記ノズルが前記第１の位置に移動させられるとき、前記第１の流通孔および前記第２の流通孔のうちの少なくとも一方が前記第１の連通孔のみと連通する一方、前記第２の連通孔が前記ノズルの側面で塞がれて何れの流通孔とも連通されず、
前記ノズルが前記第２の位置に位置決めされるとき、前記第１の流通孔および前記第２の流通孔のうちの一方の流通孔のみが前記第２の連通孔のみと連通する一方、他方の流通孔が前記保持孔の内周面で塞がれて何れの連通孔とも連通されず、
前記ノズルが前記第１の位置および前記第２の位置の間の第３の位置に位置させられるとき、前記第１の流通孔および前記第２の流通孔のうちの一方の流通孔が前記第１の連通孔のみと連通するとともに、他方の流通孔が前記第２の連通孔のみと連通する請求項１または２に記載の部品実装装置。
【請求項４】
前記ノズルが前記第１の位置に移動させられるとき、前記第１の流通孔および前記第２の流通孔がともに前記第１の連通孔のみと連通する請求項３に記載の部品実装装置。
【請求項５】
前記第１の流通孔および前記第２の流通孔は、前記上下軸方向において略同一位置で、かつ前記上下軸方向周りの周方向において互いに離間して設けられており、
前記ノズルが前記第１の位置に移動させられるとき、前記第１の流通孔のみが前記第１の連通孔のみと連通し、前記第２の流通孔は前記保持孔の内周面で塞がれて何れの連通孔とも連通しない請求項３に記載の部品実装装置。
【請求項６】
前記第１の連通孔および前記第２の連通孔は、前記上下軸方向周りの周方向において互いに離間し、かつ孔中心が前記上下軸方向において略同一位置となるように、前記保持部に設けられており、
前記ノズルが前記第１の位置に移動させられるとき、前記第１の流通孔のみが前記第１の連通孔のみと連通し、前記第２の流通孔は前記保持孔の内周面で塞がれて何れの連通孔とも連通しない請求項３に記載の部品実装装置。
【請求項７】
前記ノズルに設けられた前記流通孔は１つであり、
前記ノズルが前記第１の位置および前記第２の位置の間の第３の位置に位置させられるとき、前記流通孔が前記第１の連通孔および前記第２の連通孔を跨って各連通孔に同時に連通する請求項１または２に記載の部品実装装置。
【請求項８】
前記第１の連通孔に接続されて前記第１の負圧または第１の正圧を選択的に前記第１の連通孔を介して前記保持孔に供給する第１の切替手段をさらに備える請求項１ないし７のいずれか一項に記載の部品実装装置。
【請求項９】
前記第２の連通孔に接続されて前記第２の負圧または第２の正圧を選択的に前記第２の連通孔を介して前記保持孔に供給する第２の切替手段をさらに備え、
前記第１の正圧の絶対値は前記第２の正圧の絶対値よりも小さい請求項８に記載の部品実装装置。
【請求項１０】
前記ノズルを複数個備える請求項１ないし９のいずれか一項に記載の部品実装装置であって、
前記保持部は前記上下軸方向周りに互いに離間して設けられた複数の前記保持孔を有し、
前記複数のノズルは各保持孔にそれぞれ１つずつ嵌合され、前記保持孔の内周面に沿って前記ノズルの側面を摺接させながら前記上下軸方向に移動自在に前記保持部により保持され、
前記ノズル移動機構は前記複数のノズルを選択的に前記上下軸方向に移動させる部品実装装置。
【請求項１１】
前記上下軸方向に貫通する貫通孔に前記保持部を嵌合させて支持する筒状部材をさらに備え、
各保持孔にそれぞれ前記第１の連通孔および前記第２の連通孔が連通され、
前記筒状部材は、前記複数の第１の連通孔に連通可能に構成されて前記第１の負圧を前記複数の第１の連通孔に供給可能な第１の空気圧供給孔と、前記複数の第２の連通孔に連通可能に構成されて前記第２の負圧を前記複数の第２の連通孔に供給可能な第２の空気圧供給孔とを有し、
前記貫通孔の内周面および前記保持部の外周面の少なくとも一方に、前記複数の第１の連通孔および前記第１の空気圧供給孔を連通する第１の環状溝が設けられ、
前記貫通孔の内周面および前記保持部の外周面の少なくとも一方に、前記複数の第２の連通孔および前記第２の空気圧供給孔を連通する第２の環状溝が設けられる請求項１０に記載の部品実装装置。
【請求項１２】
前記ノズルを複数個備える請求項１ないし９のいずれか一項に記載の部品実装装置であって、
前記保持部は前記上下軸方向と直交する水平方向に互いに離間して配列された複数の前記保持孔を有し、
前記複数のノズルは各保持孔にそれぞれ１つずつ嵌合され、前記保持孔の内周面に沿って前記ノズルの側面を摺接させながら前記上下軸方向に移動自在に前記保持部により保持され、
前記ノズル移動機構は前記複数のノズルを選択的に前記上下軸方向に移動させる部品実装装置。
【請求項１３】
前記第１の連通孔は前記複数の保持孔を相互に連通するように前記保持部に形成され、
前記第２の連通孔は前記第１の連通孔と離間して前記複数の保持孔を相互に連通するように前記保持部に形成される請求項１２に記載の部品実装装置。
【請求項１４】
前記保持部は、前記上下軸方向の第１の高さ位置で前記複数の保持孔とそれぞれ１つずつ連通するように設けられた複数の第１の連通チャンバ部と、前記第１の高さ位置と異なる前記上下軸方向の第２の高さ位置で前記複数の保持孔とそれぞれ１つずつ連通するように設けられた複数の第２の連通チャンバ部とを有し、
前記前記第１の連通孔は前記複数の第１の連通チャンバ部を介して前記複数の保持孔を相互に連通し、
前記前記第２の連通孔は前記複数の第２の連通チャンバ部を介して前記複数の保持孔を相互に連通する請求項１３に記載の部品実装装置。
【請求項１５】
前記第１の負圧の絶対値は前記第２の負圧の絶対値よりも大きい請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の部品実装装置。
【請求項１６】
前記第１の負圧の絶対値は前記第２の負圧の絶対値よりも小さい請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の部品実装装置。
【請求項１７】
前記第１の負圧の絶対値は前記第２の負圧の絶対値と等しい請求項１０ないし１４のいずれか一項に記載の部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ノズルの昇降動作に応じて該ノズルに供給する圧力を切り替えながら該ノズルにより部品を吸着し、その吸着した部品を基板に実装する部品実装装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ノズルの昇降動作に応じて該ノズルに供給する圧力を切り替える機構を有する部品実装装置としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この特許文献１に記載の装置では、水平回転可能なノズルホルダに対してその回転方向に沿って複数の吸着ノズルが所定間隔で上下動可能に設けられている。また、ノズルホルダに対し、吸着ノズル毎にそれぞれ負圧側スプールバルブと正圧側スプールバルブとが設けられている。そして、各吸着ノズル内に負圧を供給する負圧通路を各負圧側スプールバルブによって開閉可能に構成されるとともに、各吸着ノズル内に正圧（又は大気圧）を供給する正圧通路を正圧側スプールバルブによって開閉可能に構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３１１８０７号公報（例えば図７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したように特許文献１に記載の装置では、ノズルに対して互いに異なる２つの圧力を供給するために、２種類のスプールバルブを設ける必要があり、ノズルに供給する圧力を切り替えるための構成は複雑なものとなっている。また、同装置では、１つのノズルに対して２種類のスプールバルブを設ける必要があり、ノズルホルダに装着するノズル本数が増えるのに伴ってノズルホルダに設けるべきスプールバルブの個数も増大する。したがって、ノズルホルダに対して複数のノズルを取り付ける部品実装装置では、ノズルホルダの大型化は避けられず、これにより部品実装装置の大型化を招くという問題も生じている。
【０００５】
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ノズルに供給する圧力を切り替えながら当該ノズルにより部品を基板に実装する部品実装装置において、当該ノズルに対して供給する圧力を切り替えるための構成を簡素化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明にかかる部品実装装置は、上下軸方向に延設されたノズルの先端で部品を吸着し、その吸着した部品を基板に実装する部品実装装置であって、上記目的を達成するため、ノズルを嵌合させて保持する保持孔を有し、保持孔の内周面に沿ってノズルの側面を摺接させながら上下軸方向にノズルを移動自在に保持する保持部と、保持部に対してノズルを上下軸方向に移動させるノズル移動機構とを備え、ノズルは、ノズルの内部でノズルの先端まで延設される空気圧導入通路と、ノズルの側面から空気圧導入通路に延設される少なくとも１つ以上の流通孔とを有し、保持部は、保持孔に連通されて第１の負圧を保持孔に供給可能とする第１の連通孔と、保持孔に連通されて第２の負圧を保持孔に供給可能とする第２の連通孔とを有し、ノズル移動機構は、流通孔が第１の連通孔のみに連通する第１の位置へのノズルの下降と、流通孔が第２の連通孔のみに連通する第２の位置へのノズルの上昇とによって、空気圧導入通路を介してノズルの先端に供給される負圧を調整することを特徴としている。
【０００７】
このように構成された発明では、ノズルに流通孔を設ける一方、ノズルを保持する保持部に第１の連通孔と第２の連通孔とを設け、第１の位置へのノズル下降および第２の位置へのノズル上昇によって、第１の連通孔および第２の連通孔と、流通孔との連通接続が切り替えられて空気圧導入通路を介してノズルの先端に供給される負圧が調整される。したがって、従来技術に比べて簡素な構成でノズルに供給する圧力を切り替えることができる。
【０００８】
また、ノズルを第１の位置および第２の位置に位置決めした際には、各位置に対応する負圧がノズルに供給される。したがって、ノズルを第１の位置に移動させて第１の負圧で部品がノズルに吸着される。また、吸着した部品を基板側に移動させるためにノズルを第２の位置に上昇させたときには、その第２の位置においてノズルに第２の負圧が供給されるため、ノズルから部品を落下させることなく、部品を吸着しながらノズルを基板側に移動させることができる。そして、第１の負圧および第２の負圧がそれぞれ第１の連通孔および第２の連通孔を介して供給されるように構成されているため、第１の負圧および第２の負圧をそれぞれ部品吸着に適した値および部品搬送に適した値に設定することが可能となっている。
【０００９】
ここで、第１の連通孔が上下軸方向に伸びる長孔形状となるように構成した場合、第１の位置の範囲は上下軸方向に広がる。つまり、第１の連通孔が上下軸方向に伸びる分だけ、第１の連通孔および流通孔を介してノズルに第１の負圧を供給し続けることができる上下軸方向の範囲が広がり、次のような作用効果が得られる。すなわち、ノズルで部品を吸着する際の吸着高さ位置やその吸着した部品を基板に実装する際の実装高さ位置は、各種部品の高さ寸法等によるバラツキにより相違することがある。したがって、長孔形状の連通孔を用いることで、ノズル駆動機構によりノズルを第１の位置の範囲内で適宜上下動させても、支障なく部品をノズルで吸着保持できる。
【００１０】
また、流通孔の個数は任意であるが、例えば流通孔として第１の流通孔および第２の流通孔が設けられた場合、第１の流通孔、第２の流通孔、第１の連通孔および第２の連通孔の位置関係が次の通りになるように構成してもよい。ノズルが第１の位置に移動させられるとき、第１の流通孔および第２の流通孔のうちの少なくとも一方が第１の連通孔のみと連通する一方、第２の連通孔がノズルの側面で塞がれて何れの流通孔とも連通されないことで、ノズルに第１の負圧を供給可能となる。また、ノズルが第２の位置に位置決めされるとき、第１の流通孔および第２の流通孔のうちの一方の流通孔のみが第２の連通孔のみと連通する一方、他方の流通孔が保持孔の内周面で塞がれて何れの連通孔とも連通されないことで、ノズルに第２の負圧を供給可能となる。さらに、ノズルが第１の位置および第２の位置の間の第３の位置に位置させられるとき、第１の流通孔および第２の流通孔のうちの一方の流通孔が第１の連通孔のみと連通するとともに、他方の流通孔が第２の連通孔のみと連通することでノズルに負圧が供給される。したがって、ノズルが第１の位置と第２の位置との間を移動している間も、常にノズルに負圧が供給され、ノズルの移動中にも部品がノズルに吸着保持されて部品の落下を確実に防止することができる。
【００１１】
また、ノズルが第１の位置に移動させられるとき、第１の流通孔および第２の流通孔がともに第１の連通孔のみと連通するように構成してもよく、これによって、第１の位置での、各流通孔の断面積の合計（有効断面積）が大きくなるので、部品吸着時の負圧を一気にノズルに供給できるなど、場面に応じた圧力供給が可能となる。
【００１２】
また、第１の流通孔および第２の流通孔を、上下軸方向において略同一位置で、かつ上下軸方向周りの周方向において互いに離間して設けてもよく、ノズルが第１の位置に移動させられるとき、第１の流通孔のみが第１の連通孔のみと連通し、第２の流通孔は保持孔の内周面で塞がれて何れの連通孔とも連通しないように構成することで、次のような作用効果が得られる。すなわち、第１の負圧は第１の流通孔の形成位置に対応した方向から供給される一方、第２の負圧は第２の流通孔の形成位置に対応した方向から供給され、第１の負圧の供給方向と、第２の負圧の供給方向とは上下軸方向周りの周方向において互いに異なる。したがって、負圧を保持部に供給するための空気圧配管や空気圧供給源などをノズル周囲でずらして配置することができ、レイアウトの自由度を高めることができる。また、第１の流通孔と第２の流通孔とが上下軸方向において略同一位置に配置されているため、上下軸方向において流通孔の間隔が狭められ、上下軸方向に保持部を小型化することができる。さらに、上記間隔の狭小化に応じてノズルと保持部とが嵌合範囲も狭まり、嵌合精度出しが容易となり、製造コストの低減が可能となる。
【００１３】
また、流通孔に代えて連通孔を上記のように構成してもよい。つまり、上下軸方向周りの周方向において互いに離間し、かつ孔中心が上下軸方向において略同一位置となるように、第１の連通孔および第２の連通孔を保持部に設けてもよい。この場合も、第１の負圧の供給方向と、第２の負圧の供給方向とが上下軸方向周りの周方向において互いに異なるため、上記発明と同様に、負圧を保持部に供給するための空気圧配管や空気圧供給源などをノズル周囲でずらして配置することができ、レイアウトの自由度を高めることができる。
【００１４】
また、流通孔を１つだけ設けてもよい。この場合、ノズルが第１の位置および第２の位置の間の第３の位置に位置させられるとき、流通孔が第１の連通孔および第２の連通孔を跨って各連通孔に同時に連通するように構成するのが好適である。この場合、ノズルが第１の位置と第２の位置との間を移動している間も、常にノズルに負圧が供給され、ノズルの移動中にも部品がノズルに吸着保持されて部品の落下を確実に防止することができる。また、流通孔を最小個数とすることで製造コストの低減を図ることができる。
【００１５】
また、第１の連通孔に接続されて第１の負圧または第１の正圧を選択的に第１の連通孔を介して保持孔に供給する第１の切替手段をさらに備えるように構成してもよい。この場合、ノズルに与える圧力を負圧から正圧に切り替えることで、ノズルに吸着した部品をエアーブローにより容易に離脱させることができる。また、切替手段により切り替えるだけで正圧と負圧とを択一的に供給できるので、正圧と負圧とを供給するための構造が単純となる。
【００１６】
また、第２の連通孔に対しても第１の連通孔と同様に構成してもよい。つまり、第２の連通孔に接続されて第２の負圧または第２の正圧を選択的に第２の連通孔を介して保持孔に供給する第２の切替手段をさらに備えるように構成してもよい。この場合、例えばノズルが部品を吸着しないまま第２の位置に移動させられたとき、ノズルに与える圧力を負圧から正圧に切り替えることで、エアーパージによってノズルの空気圧導入通路およびノズル先端をエアー洗浄することができる。また、第１の正圧の絶対値が第２の正圧の絶対値よりも小さくなるように構成することで、次の作用効果が得られる。すなわち、ノズル駆動機構によりノズルを下降させて部品を実装する際、ノズルから部品を離脱させるときのエアーブローの正圧を無用に大きくしないで済むという作用効果が得られる。また、第１の正圧を発生させる正圧源の正圧供給能力を低減させることができるという効果もある。
【００１７】
また、部品実装装置では、実装効率を高めるため、ノズルを複数備えることがある。この場合、保持部が上下軸方向周りに互いに離間して設けられた複数の保持孔を有し、複数のノズルが各保持孔にそれぞれ１つずつ嵌合され、保持孔の内周面に沿ってノズルの側面を摺接させながら上下軸方向に移動自在に保持部により保持され、ノズル移動機構が複数のノズルを選択的に上下軸方向に移動させるように構成することで、上記発明と同様の作用効果が得られる。つまり、単純な構造で複数のノズルに供給する圧力を切り替えることができる。
【００１８】
なお、このように複数のノズルを備えた部品実装装置では、上下軸方向に貫通する貫通孔に保持部を嵌合させて支持する筒状部材をさらに備え、各保持孔にそれぞれ第１の連通孔および第２の連通孔が連通され、筒状部材は、複数の第１の連通孔に連通可能に構成されて第１の負圧を複数の第１の連通孔に供給可能な第１の空気圧供給孔と、複数の第２の連通孔に連通可能に構成されて第２の負圧を複数の第２の連通孔に供給可能な第２の空気圧供給孔とを有し、貫通孔の内周面および保持部の外周面の少なくとも一方に、複数の第１の連通孔および第１の空気圧供給孔を連通する第１の環状溝が設けられ、貫通孔の内周面および保持部の外周面の少なくとも一方に、複数の第２の連通孔および第２の空気圧供給孔を連通する第２の環状溝が設けられるように構成するのが好適である。この場合、第１の空気圧供給孔を介して第１の負圧を供給することで全ノズルに対して第１の負圧を供給することができ、さらに第２の空気圧供給孔を介して第２の負圧を供給することで全ノズルに対して第２の負圧を供給することができる。したがって、ノズルが複数本であったとしても、第１の負圧および第２の負圧の供給源をそれぞれ１つずつ設けることで、単純な構造で複数のノズルに供給する圧力を切り替えることができる。
【００１９】
また、ノズルを複数備える構成としては、例えば保持部が上下軸方向と直交する水平方向に互いに離間して配列された複数の保持孔を有し、複数のノズルが各保持孔にそれぞれ１つずつ嵌合され、保持孔の内周面に沿ってノズルの側面を摺接させながら上下軸方向に移動自在に保持部により保持され、ノズル移動機構が複数のノズルを選択的に上下軸方向に移動させるように構成してもよく、上記発明と同様の作用効果が奏せられる。
【００２０】
また、第１の連通孔が複数の保持孔を相互に連通するように保持部に形成され、第２の連通孔が第１の連通孔と離間して複数の保持孔を相互に連通するように保持部に形成されるように構成してもよい。この場合、第１の連通孔を介して第１の負圧を供給することで全ノズルに対して第１の負圧を供給することができ、さらに第２の連通孔を介して第２の負圧を供給することで全ノズルに対して第２の負圧を供給することができる。したがって、ノズルが複数本であったとしても、第１の負圧および第２の負圧の供給源をそれぞれ１つずつ設けることで、単純な構造で複数のノズルに供給する圧力を切り替えることができる。
【００２１】
さらに、保持部が、上下軸方向の第１の高さ位置で複数の保持孔とそれぞれ１つずつ連通するように設けられた複数の第１の連通チャンバ部と、第１の高さ位置と異なる上下軸方向の第２の高さ位置で複数の保持孔とそれぞれ１つずつ連通するように設けられた複数の第２の連通チャンバ部とを有し、第１の連通孔が複数の第１の連通チャンバ部を介して複数の保持孔を相互に連通され、第２の連通孔が複数の第２の連通チャンバ部を介して複数の保持孔を相互に連通されるように構成してもよい。
【００２２】
なお、第１の負圧と第２の負圧との関係は任意であるが、ノズルが下方に移動させられて第１の位置でノズルの先端による部品の吸着が開始される場合、第１の負圧の絶対値が第２の負圧の絶対値よりも大きくなるように構成するのが望ましい場合がある。というのも、部品を吸着する際に、大きな負圧で部品を吸着ことで確実に部品を吸着することができる一方、ノズル先端により部品を吸着した後でノズルを上昇させて第２の位置に移動させると、部品吸着開始時のような吸着力は必要とされない場合があるからである。また、このように構成することで第２の負圧を発生させる負圧源の負圧供給能力を低減させることができるという効果もある。
【００２３】
さらに、ノズルの先端に部品が吸着された状態でノズルが上方に移動させられた第２の位置で、高速で水平移動し停止する場合、第２の負圧の絶対値が第１の負圧の絶対値よりも大きくなるように構成するのが望ましい場合がある。というのも、水平移動するノズルが急停止する場合には、部品に大きな慣性力が作用し、部品が脱落する可能性があるからである。また、このように構成することで第１の負圧を発生させる負圧源の負圧供給能力を低減させることができるという効果もある。
【００２４】
また、ノズルを複数個備える部品実装装置において、第１の負圧の絶対値と第２の負圧の絶対値を等しく構成するのが望ましい場合がある。すなわち、部品を吸着するに十分で、且つ、水平移動時の急停止に対しても部品脱落を防ぐに十分な負圧を供給できる場合で、このように構成することで負圧源の数を低減させることができるという効果がある。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、空気圧導入通路がノズル先端に延設されるとともに、ノズル側面から流通孔が空気圧導入通路に延設される。また、このノズルを保持孔で保持する保持部では、保持孔に連通されて第１の負圧を保持孔に供給可能とする第１の連通孔と、保持孔に連通されて第２の負圧を保持孔に供給可能とする第２の連通孔とが設けられている。そして、ノズルが第１の位置に下降させられると、流通孔が第１の連通孔のみに連通する一方、ノズルが第２の位置に上昇させられると、流通孔が第２の連通孔のみに連通する。このように簡素な構造でノズルの先端に供給される負圧を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明にかかる部品実装装置の第１実施形態の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１に示す部品実装装置に装備されるヘッドユニットの部分等角投影図である。
【図３】図１に示す部品実装装置に装備されるヘッドユニットの部分側面図である。
【図４】実装用ヘッドに装着された各ノズルに空気圧を供給する機構を示す図である。
【図５】実装用ヘッドの部分断面図である。
【図６】ノズルに設けられる流通孔と保持部に設けられる連通孔との接続関係を模式的に示す図である。
【図７】本発明にかかる部品実装装置の第２実施形態での流通孔と連通孔との接続関係を模式的に示す図である。
【図８】本発明にかかる部品実装装置の第３実施形態での流通孔と連通孔との接続関係を模式的に示す図である。
【図９】本発明にかかる部品実装装置の第４実施形態での流通孔と連通孔との接続関係を模式的に示す図である。
【図１０】本発明にかかる部品実装装置の第５実施形態での流通孔と連通孔との接続関係を模式的に示す図である。
【図１１】本発明にかかる部品実装装置の第８実施形態を示す側面図である。
【図１２】第８実施形態で採用したヘッドユニットの正面図である。
【図１３】図１２に示すヘッドユニットの部分断面図である。
【図１４】ブラケットの構成を示す部分断面図である。
【図１５】図１４中のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図１６】図１５中のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図１７】図１５中のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図１８】連通孔に対する負圧発生装置および切替バルブの接続状態を示す図である。
【図１９】本発明にかかる部品実装装置の第９実施形態での連通孔に対する負圧発生装置および切替バルブの接続状態を示す図である。
【図２０】部品実装装置の別の実施形態を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は本発明にかかる部品実装装置の第１実施形態の概略構成を示す平面図である。なお、図１および後で説明する図面では、各図の方向関係を明確にするために、ＸＹＺ直角座標軸が示されている。
【００２８】
この部品実装装置１では、基台１１上に基板搬送機構２が配置されており、基板３を所定の搬送方向Ｘに搬送可能となっている。より詳しくは、基板搬送機構２は、基台１１上において基板３を図１の右側から左側へ搬送する一対のコンベア２１、２１を有している。そして、コンベア２１、２１は基板３を搬入し、所定の実装作業位置（同図に示す基板３の位置）で停止させ、図略の保持装置で基板３を固定し保持する。そして、ヘッドユニット６がヘッド移動機構によって基台１１の所定範囲にわたりＸ軸方向及びＹ軸方向（Ｘ軸及びＺ軸方向と直交する方向）に移動させられながら、部品供給部４から供給される電子部品がヘッドユニット６に搭載された実装用ヘッド８により基板３に移載される。そして、基板３に実装すべき部品の全部について実装処理が完了すると、基板搬送機構２は基板３を搬出する。なお、基台１１上には、部品認識用カメラ７が配設されている。この部品認識用カメラ７は、照明部およびＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラなどから構成されており、ヘッドユニット６の各実装用ヘッド８に保持された電子部品をその下側から撮像するようになっている。
【００２９】
このように構成された基板搬送機構２の前方側（＋Ｙ軸方向側）および後方側（−Ｙ軸方向側）には、上記した部品供給部４が配置されている。これらの部品供給部４は多数のテープフィーダ４１を備えている。また、各テープフィーダ４１には、電子部品を収納・保持したテープを巻回したリール（図示省略）が配置されており、電子部品をヘッドユニット６に供給可能となっている。すなわち、各テープには、集積回路（ＩＣ）、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ電子部品が所定間隔おきに収納、保持されている。そして、テープフィーダ４１がリールからテープをヘッドユニット６側に送り出すことによって該テープ内の電子部品が間欠的に繰り出され、その結果、ヘッドユニット６の実装用ヘッド８による電子部品の吸着が可能となる。
【００３０】
このヘッドユニット６は、実装用ヘッド８により部品供給部４で吸着した電子部品を保持したまま基板３に搬送するとともに、ユーザより指示された搭載位置に移載するものである。続いて、このヘッドユニット６およびヘッドユニット６が備える実装用ヘッド８の構成について、図２〜図５を用いて説明する。ここで、図２はヘッドユニットの部分等角投影図であり、図３はヘッドユニットの部分側面図である。また、図４は実装用ヘッドに装着された各ノズルに空気圧を供給する機構を示す図である。さらに、図５は実装用ヘッドの部分断面図である。
【００３１】
ヘッドユニット６は、４本の実装用ヘッド８をＸ方向（水平方向）に一列に並べるとともに、これらを後方（−Ｙ方向）から支持フレーム６１で支持した概略構成を備える。具体的には、これら実装用ヘッド８は、支持フレーム６１から前方（＋Ｙ方向）に延びる２つのアーム６１ａ、６１ｂによって支持されている。なお、４本の実装用ヘッド８は、互いに略共通の構成を有するため、以下の実装用ヘッド８の説明は、基本的に１つの実装用ヘッド８で代表して行い、その他の実装用ヘッド８については相当符号を付して説明を適宜省略する。
【００３２】
実装用ヘッド８は、上下軸（Ｚ軸）方向に延びる長尺のシャフト８１を備える。このシャフト８１の上下軸方向（Ｚ方向）の下部には、ノズルホルダ５１が配置されている。このノズルホルダ５１は、図４および図５に示すように、上下軸方向（Ｚ方向）に延設された円柱形状を有しており、その軸芯に沿って上方から穿設された凹部５１１にシャフト８１の下端部が挿入されるとともに、ノズルホルダ５１の下方面側からネジやボルトなどの締結部材によってノズルホルダ５１に固定されている。
【００３３】
このようにシャフト８１の下端部にノズルホルダ５１が固定された状態で、これらをアーム６１ａで支持するため、本実施形態では筒状部材５２が用いられている。この筒状部材５２は、アーム６１ａに設けられた４つの貫通孔６１ａ１の内径と同程度の外径を有するとともに、上下軸方向（Ｚ方向）に貫通する貫通孔５２１を有している。そして、図４に示すように、アーム６１ａの貫通孔６１ａ１に筒状部材５２が嵌入されてアーム６１ａに支持される。さらに、この筒状部材５２の貫通孔５２１にノズルホルダ５１が嵌入されて筒状部材５２で支持される。こうして、シャフト８１の下端部にノズルホルダ５１がアーム６１ａにより支持される。
【００３４】
なお、本実施形態では、アーム６１ａは単なる支持部材として機能するのではなく、前方（＋Ｙ方向）の側面に第１空気圧供給部５３（図５）と接続するための接続部ＣＰ１および第２空気圧供給部５４（図５）と接続するための接続部ＣＰ２を有するとともに、内部に形成されたマニホールド（図示省略）を介して後述するノズルに空気圧を供給する機能を有している。また、こうして供給される空気圧をノズルに供給するために、ノズルホルダ５１および筒状部材５２に溝や孔部などが設けられてノズル８３への空気圧供給機構を構成している。その構成および動作については後で詳述する。
【００３５】
図４に示すように、ノズルホルダ５１には上記した凹部５１１を中心に上下軸（Ｚ軸）の回りに一定間隔を空けて円周状に保持孔５１２が８個、上下軸方向（Ｚ方向）に貫通して設けられている。そして、各保持孔５１２に吸着ノズル８３が１本ずつ挿入されている。より具体的には、保持孔５１２の内周面に沿ってノズル８３の側面を摺接させながら上下軸方向にノズル８３はノズルホルダ５１により移動自在に保持されている。また、各保持孔５１２には１本ずつバネなどの付勢部材８２が設けられており、各付勢部材８２によりノズル８３は上昇方向（＋Ｚ方向）に付勢されており、次に説明する押下機構からの押下力が作用しない間、図５中の右側ノズルのように、ノズル８３は上昇端位置に位置決めされる。
【００３６】
この押下機構は、これら８本の吸着ノズル８３の上下軸方向（Ｚ方向）の上方に設けられて、これらのうちの一つの吸着ノズル８３を選択的に押し下げて部品吸着に供させるための機構である。具体的には、この押下機構は、ガイド部材８４と、ガイド部材８４に対して移動自在な移動部材８５と、移動部材８５と一体的に移動するノズル押圧部材８６と、移動部材８５にノズル押圧部材８６を結合するリンク部材８７とで実現されている。
【００３７】
つまり、シャフト８１の上下軸方向（Ｚ方向）の上部には、その中心軸が上下軸方向（Ｚ方向）に平行な円筒形状を有するガイド部材８４が配置されている。このガイド部材８４は、その中心軸がシャフト８１の中心軸と一致するように取り付けられており、さらにその周面には溝Ｃが形成されている。
【００３８】
ガイド部材８４の上下軸方向（Ｚ方向）の下方（図５）には、ガイド部材８４に対して上下軸方向（Ｚ方向）に移動自在な移動部材８５が設けられている。この移動部材８５は、その中心軸が上下軸方向（Ｚ方向）に平行な円筒形状であるとともに、上下軸方向（Ｚ方向）に貫通する円柱状の孔が中空部として形成されている。移動部材８５の中空部の直径はガイド部材８４の直径よりやや大きく、移動部材８５は、その中空部にガイド部材８４が嵌った状態で、ガイド部材８４に対して上下軸方向（Ｚ方向）に移動自在となっている。
【００３９】
また、移動部材８５（の中空部）の内壁から内向きに突出するピン形状の２つの移動子８５１が、移動部材８５の中心軸を中心として互いに１８０°だけずれた位置に設けられている。具体的には、各移動子８５１に対応して、移動部材８５の外壁から内壁までを貫通する小径孔が形成されており、各移動子８５１は対応する小径孔に移動自在に嵌っている。さらに、各移動子８５１の両端のうち移動部材８５外壁側の端は、当該移動子８５１を付勢する板バネに当接している。つまり、板バネの下端部は移動部材８５の外壁に固定される一方、板バネの上端は自由端となっており、この自由端に移動子８５１が当接している。そして、この板バネによって、移動子８５１が内向き（ガイド部材８４側）に付勢されている。
【００４０】
このように構成された移動部材８５の移動子８５１はガイド部材８４の溝Ｃに嵌りながら、板バネの付勢力によって溝Ｃに押圧されている。そして、この状態で、移動部材８５がガイド部材８４に対して上下軸方向（Ｚ方向）に移動する。この際、移動子８５１が溝Ｃに沿って移動するように、移動部材８５の移動はガイド部材８４によって案内される。これにより、移動部材８５は、上下軸方向（Ｚ方向）に直線的に下降する動作の他、上下軸方向（Ｚ方向）へ往復移動した際にはガイド部材８４の案内により上下軸（Ｚ軸）回りに回転動作を行なう。
【００４１】
移動部材８５の上下軸方向（Ｚ方向）の下端にはリンク部材８７を介してノズル押圧部材８６が固定されている。このノズル押圧部材８６は、上下軸方向（Ｚ方向）に延びる棒状の部材で、移動部材８５と一体的に移動する。したがって、移動部材８５と一体的に上下軸方向（Ｚ方向）に下降する動作の他、移動部材８５と一体的に上下軸（Ｚ軸）回りに回転する動作も実行可能である。そして、このノズル押圧部材８６によって、８本の吸着ノズル８３の一つが選択的に上下軸方向（Ｚ方向）に押し下げられて、部品吸着に供する。
【００４２】
つまり、８本の吸着ノズル８３のそれぞれは、部品吸着に供しない場合は、付勢部材８２の付勢力によって上下軸方向の上方（＋Ｚ方向）に引き上げられる一方、部品吸着に供する場合は、ノズル押圧部材８６によって付勢力に抗して上下軸方向の下方（−Ｚ方向）に押し下げられる。この際、ノズル押圧部材８６は、上下軸（Ｚ軸）回りに回転することで、８本の吸着ノズル８３の上方で８本の吸着ノズル８３それぞれに対応して上下軸（Ｚ軸）回りに並ぶ８個のノズル上方位置（ここでは、各吸着ノズル８３の上下軸方向（Ｚ方向）真上の位置）に選択的に移動する。そして、選択された吸着ノズル８３に対応するノズル上方位置からノズル押圧部材８６が下降して、当該吸着ノズル８３を押し下げる。こうして押し下げられた吸着ノズル８３がその先端部で部品を吸着する。ちなみに、図２では、これらの図の左側から３本目の実装用ヘッド８が備える８本の吸着ノズル８３の１本が押し下げられている。
【００４３】
以上が、実装用ヘッド８の構成である。続いて、実装用ヘッド８を駆動する２種類の駆動機構（Ｚ軸駆動機構６２、Ｒ軸駆動機構６３）について説明する。上述のとおり、実装用ヘッド８では、移動部材８５がノズル押圧部材８６と一体的に上下軸方向（Ｚ方向）に移動することで、吸着ノズル８３の押下動作が実行される。そこで、Ｚ軸駆動機構６２は、この移動部材８５を上下軸方向（Ｚ方向）に駆動する手段として設けられたものである。このＺ軸駆動機構６２は、支持フレーム６１と実装用ヘッド８の間に設けられるとともに、支持フレーム６１から前方（＋Ｙ方向）に延びる２つのアーム６１ｂ、６１ｃによって支持されている。
【００４４】
より具体的には、Ｚ軸駆動機構６２では、上下軸方向（Ｚ方向）に延びるボールネジ軸６２１と、ボールネジ軸６２１の上下軸方向（Ｚ方向）上方に配置されてボールネジ軸６２１を回転駆動するＺ軸モータ６２２と、ボールネジ軸６２１に螺合する可動部材６２３とが設けられている。そして、Ｚ軸モータ６２２がボールネジ軸６２１を上下軸（Ｚ軸）回りに正逆回転させることで、可動部材６２３が上下軸方向（Ｚ方向）に昇降する。この可動部材６２３は、移動部材８５とノズル押圧部材８６を結合するリンク部材８７を、ボールベアリング８８を介して支持している。こうして、可動部材６２３が、移動部材８５、ノズル押圧部材８６およびリンク部材８７を上下軸（Ｚ軸）回りに回転自在に支持するとともに、可動部材６２３が上下軸方向（Ｚ方向）に昇降するのに伴って、移動部材８５、ノズル押圧部材８６、ボールベアリング８８およびリンク部材８７が上下軸方向（Ｚ方向）に昇降する。このように、Ｚ軸駆動機構６２によって、移動部材８５およびノズル押圧部材８６を一体的に上下軸方向（Ｚ方向）に移動させることができる。
【００４５】
また、上述のとおり、実装用ヘッド８では、移動部材８５、リンク部材８７、ノズル押圧部材８６および複数の吸着ノズル８３を伴ってシャフト８１が上下軸（Ｚ軸）回りに回転するように構成されている。そこで、Ｒ軸駆動機構６３は、シャフト８１を上下軸（Ｚ軸）回りに回転駆動するために設けられたものである。具体的には、Ｒ軸駆動機構６３は、シャフト８１の上端に取り付けられたＲ軸モータ６３１を備えており、Ｒ軸モータ６３１の回転駆動力によってシャフト８１が上下軸（Ｚ軸）回りに正逆回転可能となっている。
【００４６】
また、ヘッドユニット６では、４本の実装用ヘッド８が水平方向（Ｘ方向）に一列に並ぶとともに、これら実装用ヘッド８それぞれに対して、Ｚ軸駆動機構６２およびＲ軸駆動機構６３が配置されている。この際、４個のＺ軸駆動機構６２も水平方向（Ｘ方向）に一列に並んで、かつ４個のＲ軸駆動機構６３も水平方向（Ｘ方向）に一列に並ぶ。しかも、４個のＺ軸駆動機構６２の列と４個のＲ軸駆動機構６３の列とは上下軸方向（Ｚ方向）から見て互いに並列に配置されている。このような構成では、部品実装装置１の各構成部材（実装用ヘッド８、Ｚ軸駆動機構６２、Ｒ軸駆動機構６３）をコンパクトに配置することができ、部品実装装置１を小型化できる。特に、４個のＺ軸駆動機構６２の列と４個のＲ軸駆動機構６３とを並列に配置するレイアウトとしたため（Ｚ軸駆動機構６２とＲ軸駆動機構６３を一つずつ隣り合わせて一列に並べた直列配置と比べて）、水平方向（Ｘ方向）に隣り合う実装用ヘッド８の距離、延いては、各実装用ヘッド８が備えるノズル群（８本の吸着ノズル８３からなる群）の間の距離を狭めることができる。
【００４７】
次に、各ノズル８３に空気圧を供給するための空気圧供給機構の構成および動作について図４ないし図６を参照しつつ説明する。図６はノズルに設けられる流通孔と保持部に設けられる連通孔との接続関係を模式的に示す図である。各ノズル８３は図５に示すように上下軸方向（Ｚ方向）に延設されており、ノズル内部にはノズル８３の軸芯に沿って空気圧導入通路８３１が設けられ、その下方端がノズル先端部まで延設されている。また、図６に示すように、ノズル８３の側面から水平方向に２つの流通孔ＦＨ１、ＦＨ２が空気圧導入通路８３１に延設されている。なお、この第１実施形態では、流通孔ＦＨ１、ＦＨ２は空気圧導入通路８３１の上端部と繋がっており、上下軸方向において流通孔ＦＨ１が流通孔ＦＨ２よりも下方に位置するように上下一列に配設されている。
【００４８】
このように構成されたノズル８３は保持孔５１２の内周面に沿ってノズル側面を摺接しながら上下軸方向（Ｚ方向）に昇降移動させられる。また、各ノズル８３を昇降させるのに伴い、後述するように負圧または正圧を流通孔ＦＨ１、ＦＨ２を介して空気圧導入通路８３１に供給するために、ノズルホルダ５１の側面には２種類の連通孔ＣＨ１、ＣＨ２が各保持孔５１２にそれぞれ１組ずつ連通されており、流通孔ＦＨ１、ＦＨ２と同様に、保持孔５１２ごとに上下軸方向（Ｚ方向）において連通孔ＣＨ１が連通孔ＣＨ２よりも下方に位置するように上下一列に配設されている。このように第１実施形態では、ノズル８３に２つの流通孔ＦＨ１、ＦＨ２が設けられるとともに、ノズルホルダ５１に２つの連通孔ＣＨ１、ＣＨ２が設けられているが、それらの配設位置はノズル８３の昇降移動に関連して次の関係を満足するように設定されている。
【００４９】
ここでは、１つのノズル８３に着目して上記関係を説明する。ノズル８３が上昇端まで上昇移動させられると、図６（ａ）に示すように、上側流通孔ＦＨ２が上側連通孔ＣＨ２と完全に対向して上側連通孔ＣＨ２が上側流通孔ＦＨ２を介して空気圧導入通路８３１と繋がり空気圧を供給可能となる。一方、下側流通孔ＦＨ１は保持孔５１２の内周面で塞がれるとともに、下側連通孔ＣＨ１がノズル８３の側面で塞がれ、下側連通孔ＣＨ１を用いた空気圧の供給は行われない。なお、このときのノズルホルダ５１に対するノズル８３の位置を「上昇端位置」と称するが、これは本発明の「第２の位置」に相当する。
【００５０】
また、ノズル８３が上昇端位置から下降移動すると、ノズル下降に伴って上側連通孔ＣＨ２に対する上側流通孔ＦＨ２の対向範囲が徐々に狭まるが、同図（ｂ）に示すように、下降途中で上側連通孔ＣＨ２に対して上側流通孔ＦＨ２が部分的に対向しながら下側連通孔ＣＨ１に対して下側流通孔ＦＨ１が部分的に対向する。このため、この位置では、両連通孔ＣＨ１，ＣＨ２を介して空気圧の供給が可能となっている。そして、次に説明するようにノズル８３がさらに下降すると、空気圧の供給経路、つまりエアー回路がさらに切り替えられる。このように同図（ｂ）に示す位置は、エアー回路の切替位置として機能しており、本明細書では、このときのノズルホルダ５１に対するノズル８３の位置を「回路切替位置」と称するが、これは本発明の「第３の位置」に相当する。
【００５１】
さらに、ノズル８３が回路切替位置から下降移動して部品供給部４からの部品の吸着や基板３への部品の載置を行う高さ位置（上下軸方向における位置）まで移動すると、同図（ｃ）および（ｄ）に示すように、両流通孔ＦＨ１、ＦＨ２とも下側連通孔ＣＨ１と完全に対向し、下側連通孔ＣＨ１が流通孔ＦＨ１、ＦＨ２を介して空気圧導入通路８３１と繋がり空気圧を供給可能となる。一方、上側連通孔ＣＨ２はノズル８３の側面で塞がれ、上側連通孔ＣＨ２を用いた空気圧の供給は行われない。なお、同図（ｃ）に示すように部品吸着を行うときのノズルホルダ５１に対するノズル８３の位置を「部品吸着位置」と称する一方、同図（ｄ）に示すように部品搭載を行うときのノズルホルダ５１に対するノズル８３の位置を「部品搭載位置」と称するが、これらが本発明の「第１の位置」に相当する。また、部品吸着位置や部品搭載位置は部品サイズなどに応じて上下軸方向（Ｚ方向）に多少異なることがあるため、本実施形態では、下側連通孔ＣＨ１については上下軸方向に延設された長孔形状としている。さらに、その上下軸方向の長さとしては、部品実装装置１で実装可能な最大部品の寸法などに基づき設定することができる。また、上記したように部品吸着位置や部品搭載位置で下側連通孔ＣＨ１に対して流通孔ＦＨ１、ＦＨ２ともに完全に対向させるために、上下軸方向（Ｚ方向）における流通孔ＦＨ１、ＦＨ２の間隔よりも長い長孔形状とするのが望ましい。
【００５２】
ここでは、１本のノズル８３が上昇端から部品吸着位置や部品搭載位置に下降する場合を例示して説明したが、部品吸着位置や部品搭載位置から上昇端に上昇する場合にも、ノズルホルダ５１に対するノズル８３の位置に応じて連通孔ＣＨ１、ＣＨ２と流通孔ＦＨ１、ＦＨ２との接続関係は下降時と逆の順序となる。
【００５３】
また第１実施形態では、１つのノズルホルダ５１に対して８本のノズル８３がそれぞれ１本ずつ交互に昇降移動するため、ノズルホルダ５１には８個の連通孔ＣＨ１と８個の連通孔ＣＨ２とが設けられている。そこで、各連通孔ＣＨ１、ＣＨ２を介して空気圧をノズル側に供給可能とするため、図４に示すように、ノズルホルダ５１の外周面に２本の円環状の溝ＬＴ１、ＬＴ２が設けられている。すなわち、溝ＬＴ１が８個の下側連通孔ＣＨ１を連結するようにノズルホルダ５１の外周面に設けられるとともに、溝ＬＴ１の上方側で溝ＬＴ２が８個の上側連通孔ＣＨ２を連結するようにノズルホルダ５１の外周面に設けられている。そして、ノズルホルダ５１が筒状部材５２の貫通孔５２１に嵌入されることで、貫通孔５２１の内周面と下側溝ＬＴ１とで挟まれた円環状空間が形成され、この円環状空間を介して各下側連通孔ＣＨ１に対して空気圧を供給可能となる。この点に関しては、上側溝ＬＴ２についても全く同様である。つまり、貫通孔５２１の内周面と上側溝ＬＴ２とで形成される円環状空間を介して各上側連通孔ＣＨ２に対して空気圧を供給可能となる。
【００５４】
筒状部材５２には、２つの空気圧供給孔ＳＨ１、ＳＨ２が設けられている。これらの空気圧供給孔ＳＨ１、ＳＨ２は、貫通孔５２１にノズルホルダ５１が嵌入されたときにそれぞれ円環状溝ＬＴ１、ＬＴ２と対向し、しかもアーム６１ａの貫通孔６１ａ１に筒状部材５２が嵌入されたときにそれぞれ接続部ＣＰ１、ＣＰ２と接続されるように、配設されている。
【００５５】
これら２つの接続部のうち接続部ＣＰ１には、図５に示すように、負圧（Ｐ1-）を発生する負圧源５３１、正圧（Ｐ1+）を発生する正圧源５３２および切替バルブ５３３を備えた空気圧供給部５３が接続されている。この空気圧供給部５３では、負圧源５３１および正圧源５３２が切替バルブ５３３に接続されており、装置全体を制御する制御ユニット（図示省略）からの切替指令に応じて切替バルブ５３３は負圧（Ｐ1-）または正圧（Ｐ1+）を選択的にノズル側に供給可能となっている。したがって、次に説明するように部品搭載を行う際には正圧を供給するように切替バルブ５３３は切り替わる一方、それ以外では負圧を供給するように切替バルブ５３３は切り替わる（なお、図５では、負圧供給状態を図示している）。一方、接続部ＣＰ２には、負圧（Ｐ2-）を発生する負圧源５４１を備えた空気圧供給部５４が接続されており、常時、負圧（Ｐ2-）が空気圧供給孔ＳＨ２を介して上側連通孔ＣＨ２に供給される。
【００５６】
次に、上記のように構成された装置１における空気圧切替動作を部品実装動作（主としてノズル８３の昇降動作）に関連付けて図６を参照しつつ説明する。図１に示す部品実装装置１は、サーバ−ＰＣなどの外部制御装置（図示省略）から与えられる生産プログラムを制御ユニットの記憶部に記憶しており、制御ユニットは記憶部から生産プログラムを読み出し、当該生産プログラムに基づき装置各部を駆動制御して以下のようにノズル８３を昇降移動させるとともに、その昇降移動に応じて空気圧の供給経路、つまりエアー回路の切替動作を行う。なお、ここでは、ノズル８３の昇降移動に関連するエアー回路の切替動作の理解を容易なものとするため、実装用ヘッド８に装着された８本の吸着ノズル８３のうちの選択された吸着ノズル８３による動作に絞って説明する。
【００５７】
部品供給部４の部品吸着位置に繰り出された部品の直上位置に実装用ヘッド８の吸着ノズル８３が位置するように、ヘッドユニット６が部品供給部４の上方に移動させられる。なお、この時点では全吸着ノズル８３は図６（ａ）に示すように上昇端位置に移動させられており、連通孔ＣＨ２が流通孔ＦＨ２と連通されて空気圧供給部５４から所定の負圧（Ｐ2-）が空気圧導入通路８３１に供給されている。なお、空気圧供給部５３の切替バルブ５３３は負圧供給状態となっており、空気圧供給部５４よりも大きな負圧（Ｐ1-）、つまり｜Ｐ1-｜＞｜Ｐ2-｜を満足するように連通孔ＣＨ１への負圧供給が実行されるが、連通孔ＣＨ１がノズル８３の側面で塞がれているため、空気圧供給部５３からの空気圧導入通路８３１への負圧供給は行われない。
【００５８】
そして、部品の吸着保持のために吸着ノズル８３の下降を開始し、回路切替位置まで下降すると、連通孔ＣＨ２と流通孔ＦＨ２との連通が維持されたまま、連通孔ＣＨ１が流通孔ＦＨ１と流通し、空気圧供給部５３および空気圧供給部５４の２箇所から負圧が空気圧導入通路８３１に供給される（図６（ｂ））。ただし、吸着ノズル８３が回路切替位置から下降させられると、ノズル下降とともに流通孔ＦＨ２が下方に移動して連通孔ＣＨ２はノズル側面で塞がれて空気圧供給部５４による空気圧導入通路８３１への負圧供給が停止される。そのため、空気圧供給部５３からの負圧のみが流通孔ＦＨ１を介して空気圧導入通路８３１に供給される。
【００５９】
また、吸着ノズル８３がさらに下降して部品吸着位置に移動させられると、図６（ｃ）に示すように、連通孔ＣＨ１に対して流通孔ＦＨ１だけでなく、流通孔ＦＨ２も対向して連通される。その結果、各流通孔ＦＨ１、ＦＨ２の断面積の合計（有効断面積）が大きくなり、部品吸着時の負圧が一気にノズル８３の空気圧導入通路８３１に供給され、ノズル先端部での部品吸着がより確実に行われる。
【００６０】
上記のようにして部品吸着が完了すると、吸着ノズル８３は元の上昇端位置まで上昇させられる。この上昇移動中では、下降移動中におけるエアー回路切替と逆の切替動作が実行される。したがって、上昇移動中においても、空気圧供給部５３および／または空気圧供給部５４により負圧が空気圧導入通路８３１に供給され、これによりノズル先端で部品を吸着保持した状態のまま吸着ノズル８３は上昇端まで移動する。そして、上昇端位置では空気圧供給部５４による負圧供給により部品を吸着保持した状態が維持され、他の吸着ノズル８３による部品吸着が完了するまで上昇端位置で待機している。
【００６１】
次に、各吸着ノズル８３による部品吸着が完了すると、ヘッドユニット６が部品供給部４の上方から基板３の部品搭載位置の上方に移動させられる。このとき、ヘッドユニット６は部品認識用カメラ７の上方を通過し、部品認識用カメラ７により各吸着ノズル８３に保持された部品がその下側から撮像され、従来より周知の方法で部品認識が行われる。
【００６２】
部品搭載位置へのヘッドユニット６の位置決めが完了すると、部品の搭載のために吸着ノズル８３の下降を開始する。このように基板３への部品搭載のために下降する場合も、部品吸着のための下降動作時と同様に、吸着ノズル８３の下降動作に伴ってエアー回路が切り替えられるが、その下降動作中においては空気圧供給部５３および／または空気圧供給部５４により負圧が空気圧導入通路８３１に供給されるため、ノズル先端で部品を吸着保持した状態のまま吸着ノズル８３は部品搭載位置まで下降する。したがって、この下降移動中に部品が吸着ノズル８３から落下するのを確実に防止することができる。
【００６３】
こうして吸着ノズル８３が部品搭載位置に達すると、空気圧供給部５３は制御ユニットからの動作指令にしたがって切替バルブ５３３を正圧供給サイドに切り替え、正圧を連通孔ＣＨ１、流通孔ＦＨ１、ＦＨ２を介して空気圧導入通路８３１に供給してノズル先端からエアーブローする。これによってノズル８３に吸着保持された部品をノズル先端から容易に離脱させることができ、所望の部品搭載位置に部品を搭載することができる。そして、部品搭載完了後は、吸着ノズル８３は上昇移動させられ、回路切替位置を経由して上昇端位置に移動する。この上昇移動を開始する直前または回路切替位置に達する前までに、制御ユニットからの動作指令にしたがって切替バルブ５３３は負圧供給サイドに戻され、空気圧導入通路８３１に負圧が供給される。なお、この実施形態では、部品搭載後に空気圧導入通路８３１を負圧に戻しているが、空気圧導入通路８３１を大気圧解放するように構成してもよい。
【００６４】
なお、これらの動作により部品搭載が完了すると、次の部品を基板３に搭載するため、上記一連の動作を繰り返して行う。
【００６５】
以上のように、第１実施形態では、吸着ノズル８３に２つの流通孔ＦＨ１、ＦＨ２を設ける一方、吸着ノズル８３を保持するノズルホルダ５１に２つの連通孔ＣＨ１、ＣＨ２を設けている。そして、部品吸着位置へのノズル下降および上昇端へのノズル上昇によって、連通孔ＣＨ１、ＣＨ２と、流通孔ＦＨ１、ＦＨ２との連通接続を切り替えて空気圧導入通路８３１を介して吸着ノズル８３の先端に供給される負圧を調整している。したがって、従来技術に比べて簡素な構成で吸着ノズル８３に供給される空気圧を切り替えることが可能となっている。
【００６６】
また、上記実施形態では、互いに異なる負圧を供給する空気圧供給部５３、５４を設け、ノズル８３の昇降移動に応じて吸着ノズル８３に供給する負圧の大きさを変更しているため、吸着ノズル８３から部品を落下させることなく、その部品を基板側に移動させることができる。しかも、第１実施形態では、空気圧供給部５３から供給する負圧（Ｐ1-）と、空気圧供給部５４から供給する負圧（Ｐ2-）とをそれぞれ部品吸着に適した値および部品搬送に適した値に設定しているため、部品吸着を確実に行うことができるとともに、ノズル８３またはヘッドユニット６の移動中にノズル先端から部品が脱落するのを確実に防止することができる。
【００６７】
また、連通孔ＣＨ１が上下軸方向（Ｚ方向）に伸びる長孔形状となるように構成しているため、連通孔ＣＨ１を介して負圧を供給可能な範囲、つまり部品吸着位置および部品搭載位置の範囲が上下軸方向（Ｚ方向）に広がる。そのため、各種部品の高さ寸法等によりバラツキが部品を吸着し、また基板３に搭載する高さ位置が上下軸方向に変動したとしても、何の支障もなく部品を吸着ノズル８３で吸着保持可能となっている。
【００６８】
さらに、上記第１実施形態では、図４に示すように、各保持孔５１２では凹部５１１の反対側に流通孔ＦＨ１、ＦＨ２を設け、円環状溝ＬＴ１により流通孔ＦＨ１を連通して空気圧供給部５３から空気圧供給孔ＳＨ１を介して空気圧（負圧および正圧）を全吸着ノズル８３に供給可能に構成するとともに、ＬＴ２により流通孔ＦＨ２を連通して空気圧供給部５４から空気圧供給孔ＳＨ２を介して空気圧（負圧）を全吸着ノズル８３に供給可能に構成している。したがって、本実施形態のようにノズル８３が複数本であったとしても、空気圧供給部５３および空気圧供給部５４をそれぞれ１つずつ設けることで、単純な構造で各ノズル８３にノズル位置に応じた空気圧を供給可能となっている。
【００６９】
このように、第１実施形態においては、流通孔ＦＨ１、ＦＨ２がそれぞれ本発明の「第１の流通孔」、「第２の流通孔」に相当し、連通孔ＣＨ１、ＣＨ２がそれぞれ本発明の「第１の連通孔」、「第２の連通孔」に相当している。また、空気圧供給孔ＳＨ１、ＳＨ２がそれぞれ本発明の「第１の空気圧供給孔」、「第２の空気圧供給孔」に相当している。また、Ｚ軸駆動機構６２および付勢部材８２が本発明の「ノズル移動機構」として機能する。また、ノズルホルダ５１が本発明の「保持部」に相当する。また、正圧（Ｐ1+）、負圧（Ｐ1-）および負圧（Ｐ2-）がそれぞれ本発明の「第１の正圧」、「第１の負圧」および「第２の負圧」も相当する。また、切替バルブ５３３が本発明の「第１の切替手段」に相当する。さらに、円環状溝ＬＴ１、ＬＴ２はそれぞれ本発明の「第１の環状溝」および「第２の環状溝」に相当する。
【００７０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記第１実施形態では、第１の流通孔ＦＨ１および第１の連通孔ＣＨ１がそれぞれ第２の流通孔ＦＨ２および第２の連通孔ＣＨ２の下方に配置されているが、これらの配置関係に限定されるものではなく、例えば図７に示すように上下関係を入れ替えて配置してもよい（第２実施形態）。ただし、この第２実施形態における部品吸着位置では、同図（ｃ）に示すように、流通孔ＦＨ１のみが連通孔ＣＨ１と対向しており、他の流通孔ＦＨ２は保持孔５１２の内周面で塞がれて何れの連通孔ＣＨ１、ＣＨ２とも連通されない。また、同図への図示を省略しているが、吸着ノズル８３が部品搭載位置に移動したときも、部品吸着位置に移動したとき（同図（ｃ））と同様である。なお、この点に関しては、以下の説明する第３実施形態ないし第５実施形態においても同様である。
【００７１】
また、上記第１実施形態および第２実施形態では、２個の流通孔ＦＨ１、ＦＨ２を吸着ノズル８３に設けているが、流通孔の個数はこれに限定されるものではなく、任意であり、例えば図８に示すように上下軸方向（Ｚ方向）に伸びる長孔形状の流通孔ＦＨのみで構成してもよい（第３実施形態）。この第３実施形態では、保持孔５１２の内周面と対向する側の上下軸方向における流通孔ＦＨの開口長さは、連通孔ＣＨ１、ＣＨ２の離間間隔よりも長く、同図（ｂ）に示すように、吸着ノズル８３が回路切替位置に移動させられたとき、流通孔ＦＨが両連通孔ＣＨ１、ＣＨ２を跨って各連通孔ＣＨ１、ＣＨ２に同時に連通する。その結果、ノズル８３が上昇端位置と、部品吸着位置および部品搭載位置との間を移動している間も、常にノズル８３に負圧が供給され、ノズル８３の移動中にも部品がノズル８３に吸着保持されて部品の落下を確実に防止することができる。また、流通孔ＦＨを最小個数とすることで製造コストの低減を図ることができる。
【００７２】
また、上記実施形態では、第１の流通孔ＦＨ１および第２の流通孔ＦＨ２が上下軸方向に一列に配置されるとともに、第１の連通孔ＣＨ１および第２の連通孔ＣＨ２が上下軸方向に一列に配置されているが、流通孔および連通孔の配置関係はこれに限定されるものではなく、ノズル８３の昇降移動に伴い流通孔ＦＨ１、ＦＨ２の連通孔側開口（図６〜図８における左側開口）が移動する軌跡上に連通孔ＣＨ１、連通孔ＣＨ２の流通孔側開口（図６〜図８における右側開口）が位置するように配置すればよい。
【００７３】
また、第１実施形態ないし第３実施形態では、流通孔ＦＨ１、ＦＨ２および連通孔ＣＨ１、ＣＨ２が吸着ノズル８３に対して同一方向側（図６〜図８中の左手側）に配置されているが、例えば図９に示すように吸着ノズル８３を挟んで互いに反対側に配置してもよい（第４実施形態）。また、この第４実施形態では、流通孔ＦＨ１、ＦＨ２は、上下軸方向（Ｚ方向）において略同一位置で、かつ上下軸方向周りの周方向において互いに離間して設けられている。そして、吸着ノズル８３が部品吸着位置に移動させられるとき、同図（ｃ）に示すように流通孔ＦＨ１のみが連通孔ＣＨ１のみと連通し、流通孔ＦＨ２は保持孔５１２の内周面で塞がれて何れの連通孔とも連通しない。
【００７４】
このように構成された第４実施形態では、部品吸着や部品搭載に適した空気圧（負圧Ｐ1-や正圧Ｐ1+）は流通孔ＦＨ１の形成位置に対応した方向（同図中の右手側）から供給される一方、部品搬送に適した空気圧（負圧Ｐ2-）は流通孔ＦＨ２の形成位置に対応した方向（同図中の左手側）から供給され、このように空気圧の供給方向は上下軸方向周りの周方向において互いに異なる。したがって、空気圧をノズルホルダ５１に供給するための空気圧配管や空気圧供給源などをノズル周囲でずらして配置することができ、レイアウトの自由度を高めることができる。また、同図に示すように流通孔ＦＨ１、ＦＨ２が上下軸方向において略同一位置に配置されているため、上下軸方向（Ｚ方向）において流通孔ＦＨ１、ＦＨ２の間隔が狭められ、上下軸方向にノズルホルダ５１を小型化することができる。さらに、上記間隔の狭小化に応じてノズル８３とノズルホルダ５１との嵌合範囲も狭まり、嵌合精度出しが容易となり、製造コストの低減が可能となる。
【００７５】
また、上記第４実施形態では、流通孔ＦＨ１、ＦＨ２を上下軸方向において略同一位置に配置しているが、流通孔ＦＨ１、ＦＨ２に代えて連通孔ＣＨ１、ＣＨ２を第４実施形態のように構成してもよい（第５実施形態）。つまり、図１０に示すように、上下軸方向周りの周方向において互いに離間し、かつ孔中心が上下軸方向において略同一位置となるように、連通孔ＣＨ１、ＣＨ２をノズルホルダ５１に設けてもよい。この場合も、連通孔ＣＨ１、ＣＨ２を介した空気圧の供給方向がそれぞれ上下軸方向周りの周方向において異なるため、上記第４実施形態と同様に、空気圧をノズルホルダ５１に供給するための空気圧配管や空気圧供給源などをノズル周囲でずらして配置することができ、レイアウトの自由度を高めることができる。
【００７６】
また既に言及したように、第１の負圧と第２の負圧との関係は任意であるが、上記実施形態では部品吸着を確実なものとすることを重要視して｜Ｐ1-｜＞｜Ｐ2-｜の関係が満足されるように構成されている。すなわち、ノズル先端により部品を吸着したノズルを比較的低速で移動させる装置では、ノズルを移動させる際に要求される吸着力については、部品吸着開始時のような吸着力は必要とされないという技術背景に基づくものである。一方、装置の高速化を図る場合には、ノズルの最高移動速度を高く設定する必要があり、ノズルの加減速時や停止の瞬間にノズル先端に吸着されている部品に作用する慣性力が大きくなる。このような装置では、当該慣性力に打ち勝つための第２の負圧｜Ｐ2-｜が、吸着時における摩擦力等に打ち勝つための第１の負圧｜Ｐ1-｜より大きくしなければならない。このような事情は従来より周知の表面実装装置全般に共通しているが、特に上記実施形態の実装用ヘッド８では、例えば図２に示すように８本のノズル８３がロータリー状に並べて搭載されているため、搭載本数の増大によりロータリー半径が大きくなり、実装用ヘッド８の回転の加減速度が大きくなる場合には、｜Ｐ1-｜＜｜Ｐ2-｜の関係が満足されるように構成するのが望ましい（第６実施形態）。
【００７７】
また、上記実施形態では、複数のノズル８３を有するとともに、各ノズル８３への正圧または負圧の供給切替をノズル本数よりも少ない切替バルブ(上記実施形態では、単一の切替バルブ５３３)で行っている。この場合において、ノズルを移動させる際に要求される吸着力と、部品吸着開始時のような吸着力とを同等程度にすれば良い場合には、単一の負圧源を有する負圧発生装置（例えば後で説明する図１９参照）を用いて各ノズル８３に負圧を供給する、つまり｜Ｐ1-｜＝｜Ｐ2-｜の関係が満足されるように構成してもよい（第７実施形態）。この場合、上記他の実施形態と同様、部品吸着時および部品運搬時には、全ノズル８３に負圧を与える一方、部品を基板に実装する時には、次のように負圧／正圧の切替を行うことができる。つまり、下降しているノズル８３で実装のために負圧から正圧に切り替えるために切替バルブ５３３を使用しつつ、上昇位置にあるノズル８３に負圧を作用させるためであれば、上昇位置にあるノズル８３に負圧を作用させるための空気回路と、下降位置での切替バルブ５３３に連通した空気回路とを切り替えるスプール弁の一部として、ノズル自身が機能するように構成してもよい。
【００７８】
また、下降しているノズル８３で実装のために負圧から正圧に切り替えるために切替バルブ５３３を使用しつつ、上昇位置にあるノズル８３に負圧を作用させるためであれば、上昇位置での負圧を導く空気回路と、下降位置での切替バルブ５３３に連通した空気回路とをノズル自身がスプール弁の一部として機能するように構成してもよい。
【００７９】
また、上記実施形態では、空気圧供給部５４は負圧源５４１のみで構成されているが、空気圧供給部５３と同様に、正圧源および切替バルブをさらに備えて負圧のみならず正圧（Ｐ2+）も選択的に供給するように構成してもよい。このように構成された装置では、第２の連通孔ＣＨ２を介して負圧（Ｐ2-）または正圧（Ｐ2+）を選択的に保持孔５１２に供給することができる。このため、例えば吸着ノズル８３が部品を吸着しないまま上昇端位置に移動させられたとき、ノズル８３に与える圧力を負圧（Ｐ2-）から正圧（Ｐ2+）に切り替えることで、エアーパージによってノズル８３の空気圧導入通路８３１およびノズル先端をエアー洗浄することができる。また、正圧（Ｐ1+）の空気圧供給は部品離脱用エアーブローとして用いられることを考慮すると、エアーブロー用の正圧（Ｐ1+）の絶対値がエアーパージ用の正圧（Ｐ2+）の絶対値よりも小さくなるように構成するのが望ましい。というのも、Ｚ軸駆動機構６２により吸着ノズル８３を下降させて部品を実装する際、ノズル８３から部品を離脱させるときのエアーブローの正圧を無用に大きくしないで済むからである。また、正圧源５３２の正圧供給能力を低減させることができるという効果もある。
【００８０】
また、上記実施形態は、８本の吸着ノズル８３を円周状に配置した、いわゆるロータリー方式（あるいはレボルバー方式）の実装用ヘッド８に適用しているが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、例えば他の方式により複数本の吸着ノズル８３を装備する実装用ヘッドにより部品実装を行う部品実装装置に対して適用可能である。また、吸着ノズル８３ごとに空気圧を切替ながら供給する部品実装装置に対して本発明を適用することができる。
【００８１】
図１１は本発明にかかる部品実装装置の第８実施形態を示す側面図である。この第８実施形態では、第１実施形態と同様に、基台１１上に基板搬送機構２（図１参照）が配置されるとともに、基板搬送機構２の前方（＋Ｙ）側および後方（−Ｙ）側には、上記した部品供給部４（図１参照）が配置されている。そして、基板搬送機構２により基板３が所定の実装作業位置に搬送され、図略の保持装置により固定された後、ヘッドユニット６がヘッド移動機構によって基台１１の所定範囲にわたりＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させられながら部品供給部４で吸着ノズル８３０により吸着した電子部品を保持したまま基板３に搬送するとともに、ユーザより指示された搭載位置に移載する。ただし、第８実施形態では、ヘッドユニット６は第１実施形態と異なり、８本の吸着ノズル８３を水平方向（Ｘ方向）に一列に並んで配列している。以下、ヘッドユニット６の構成および動作を中心に図１１ないし図１８を参照しつつ説明する。
【００８２】
図１２はヘッドユニットの正面図であり、前方カバーを外した状態を図示している。また、図１３は図１２に示すヘッドユニットの部分断面図である。この第８実施形態では、ヘッドユニット６は、Ｘ軸方向に延びる実装ヘッド支持部材９１に対して支持フレーム６１がＸ軸に沿って移動可能に支持されている。この支持フレーム６１の前方（＋Ｙ）部を構成する支持プレート６１Ａの両側部には、サイドプレート６４が固定されている（なお、図１２では（−Ｘ）側のサイドプレートのみを図示している）。また、支持プレート６１Ａの上方端部にトッププレート６５が固定されるとともに、下方端部には本発明の「保持部」に相当するブラケット６６が固定されている。
【００８３】
このヘッドユニット６では、図１１に示すように、８個の実装ヘッド８００がＸ軸方向に一列に配列されている。これらの実装ヘッド８００はともに同一構成を有しており、各実装ヘッド８００では、上下軸方向（Ｚ方向）に延設されたノズルシャフト８１０が軸受ユニット８２０により回転可能、且つ上下軸方向に摺動可能に支持されている。つまり、支持プレート６１Ａの前方（＋Ｙ）面に対し、８個の軸受ユニット８２０が等間隔でＸ軸方向に一列で配列されて固定されている。各軸受ユニット８２０では、図１３に示すように、軸受ユニット本体８２１の内部にノズルシャフトガイド軸８２２が上下軸回りに回転自在に配置されている。また、そのノズルシャフトガイド軸８２２の中央部には、スプライン孔が上下軸方向に貫通して設けられており、当該スプライン孔に対してノズルシャフト８１０が上下軸方向に摺動可能にスプライン嵌合されつつ挿通されて支持されている。
【００８４】
また、各ノズルシャフトガイド軸８２２の下方端部は軸受ユニット本体８２１の下端面よりも下方に延設されており、さらに当該下方端部に対してドリブン歯車８４１が装着されている。このように８個のドリブン歯車８４１が左右方向（Ｘ軸方向）に一列に配列されている。そして、Ｒ軸モータ８４２の駆動力を各ドリブン歯車８４１に伝達してノズルシャフトガイド軸８２２を回転させることによって、ノズルシャフト８１０がＲ軸方向に回転させられる。すなわち、吸着ノズル８３０が装着されたノズルシャフト８１０をＲ軸方向に回転させるノズル回転機構は、次のように構成されている。Ｒ軸モータ８４２はサイドプレート６４にモータステー８４３で取り付けられている。また、このＲ軸モータ８４２の出力軸の下方端部にはピニオン８４４が取り付けられ、両端をラックガイド８４５により左右方向（Ｘ軸方向）に摺動可能に支持されたラック８４６を介してドリブン歯車８４１を回転駆動する。これにより、部品実装動作に入った実装ヘッド８００のノズルシャフト８１０の下端に装着される吸着ノズル８３０を実装位置毎に設定された部品実装方向と一致する回転角度に位置させる。
【００８５】
トッププレート６５には、８個のノズルシャフト８１０の上方位置にノズル移動機構の駆動源８６１が１つずつ設けられている。本実施形態では、駆動源８６１としてリニアモータを用いており、各リニアモータ８６１の出力軸８６２の下方端部はカップリング８６３にネジ嵌合し、またカップリング８６３はノズルシャフト８１０の上方端部を軸受８６４を介して回転可能に支持する。このように、カップリング８６３は、回転不可能且つ上下動するリニアモータ８６１の出力軸８６２に対してノズルシャフト８１０を回転可能に連結する機能を果たしている。なお、ノズル駆動機構の構成はこれに限定されるものではなく、出力軸８６２を回転不可能且つ上下動させる構成のもの、例えば中空モータ、ボールナットおよびボールネジ機構を用いたノズル駆動機構を採用してもよい。
【００８６】
また、ブラケット６６は、左右方向（Ｘ軸方向）に並列配置されたノズルシャフト８１０の下方端部を回転可能、且つ上下に摺動可能に支持する。以下、図１４ないし図１７を参照しつつブラケット６６の構造について詳述する。
【００８７】
図１４はブラケットの構成を示す部分断面図である。また、図１５は図１４中のＡ−Ａ線矢視断面図であり、図１６は図１５中のＢ−Ｂ線矢視断面図であり、図１７は図１５中のＣ−Ｃ線矢視断面図である。ブラケット６６には、左右方向（Ｘ軸方向）に一定間隔を空けて直線状に保持孔が８個、上下軸方向（Ｚ方向）に貫通して設けられている。そして、各保持孔にノズルシャフト８１０の下方端部が１本ずつ挿入されている。より具体的には、保持孔の内周面に沿ってノズルシャフト８１０の下方端部側面を摺接させながら上下軸方向にノズルシャフト８１０は回転可能、かつ上下に移動自在に保持されている。
【００８８】
また、ブラケット６６の内部では、図１４および図１５に示すように、上下軸方向（Ｚ方向）における第１の高さ位置Ｐ１では、保持孔を水平方向に円環状に拡幅した第１の連通チャンバ部ＣＨ１ａが８個の保持孔に対して１つずつ設けられている。また、第１の高さ位置Ｐ１の上方側、つまり第２の高さ位置Ｐ２でも、第１の連通チャンバ部ＣＨ１ａと同様にして、８個の第２の連通チャンバ部ＣＨ２ａが設けられている。このように各保持孔に対し、２種類の連通チャンバ部ＣＨ１ａ、ＣＨ２ａが設けられ、それぞれ異なる高さ位置Ｐ１、Ｐ２で保持孔に連通している。
【００８９】
さらに、ブラケット６６の内部では、第１の高さ位置Ｐ１で第１の連通チャンバ部ＣＨ１ａを相互に連通する連通孔ＣＨ１ｂが設けられている。この連通孔ＣＨ１ｂの（−Ｘ）側端部は、図１６に示すように、ブラケット６６の（−Ｘ）側端面まで延設されている。一方、第２の高さ位置Ｐ２においても、上記と同様に、連通孔ＣＨ２ｂが設けられている。つまり、図１７に示すように、連通孔ＣＨ２ｂは第２の連通チャンバ部ＣＨ２ａを相互に連通するとともに、その（−Ｘ）側端部がブラケット６６の（−Ｘ）側端面まで延設されている。
【００９０】
図１８は連通孔に対する負圧発生装置および切替バルブの接続状態を示す図である。上記のように構成された連通孔のうち連通孔ＣＨ１ｂの（−Ｘ）側端部は切替バルブ５５に接続されており、装置全体を制御する制御部（図示省略）からの切替指令に応じて切替バルブ５５が空気回路を切り替えると、その切替に応じて大気あるいは負圧配管５６１を介して負圧発生装置５７の第１の負圧源５７１に連通する。なお、同図では、連通孔ＣＨ１ｂの（−Ｘ）側端部は切替バルブ５５および負圧配管５６１を介して第１の負圧源５７１に接続されており、この場合、第１の負圧源５７１から負圧（Ｐ1-）が第１の連通チャンバ部ＣＨ１ａを介して保持孔に供給される。また、大気開放する代わりに、第１実施形態と同様に、正圧源と接続して正圧（Ｐ1+）を供給するように構成してもよい。
【００９１】
また、連通孔ＣＨ１ｂの（−Ｘ）側端部は負圧配管５６２を介して負圧発生装置５７の第２の負圧源５７２に連通されている。このため、第２の負圧源５７２から負圧（Ｐ2-）が第２の連通チャンバ部ＣＨ２ａを介して保持孔に供給される。
【００９２】
このように各保持孔に対しては、切替バルブ５５の切替に応じて、２種類の負圧（Ｐ1-）、（Ｐ2-）か、大気および負圧（Ｐ2-）かが常に供給されている。そして、これらの保持孔に対して８本のノズルシャフト８１０の下方端部がそれぞれ１本ずつ挿入され、保持孔の内周面に沿って摺接しながら回転可能、且つ上下軸方向に移動可能に保持されている。また、各ノズルシャフト８１０の下方端部の先端には、吸着ノズル８３０が取り付けられている。吸着ノズル８３０の内部には、ノズル軸芯に沿ってノズル先端部まで貫通孔（図示省略）が設けられているが、この貫通孔と連通するように、各ノズルシャフト８１０の下方端部には、吸着ノズル８３０まで空気圧導入通路８１１が設けられている。このようにノズルシャフト８１０と吸着ノズル８３０が一体化されて本発明の「ノズル」として機能する。
【００９３】
各ノズルシャフト８１０には、第１実施形態のノズル８３と同様に、ノズル８３の側面から水平方向に２つの流通孔ＦＨ１、ＦＨ２が空気圧導入通路８１１に延設されており、上下軸方向において流通孔ＦＨ１が流通孔ＦＨ２よりも下方に位置するように上下一列に配設されている。また、流通孔ＦＨ１、ＦＨ２の形成態様（大きさおよび上下軸方向の間隔）と、連通チャンバ部ＣＨ１ａ、ＣＨ２ａの形成態様（大きさおよび上下軸方向の間隔）とは第１実施形態と同一である。したがって、第１実施形態と同様に、部品吸着位置へのノズル下降および上昇端へのノズル上昇によって、連通チャンバ部ＣＨ１ａ、ＣＨ２ａと、流通孔ＦＨ１、ＦＨ２との連通接続を切り替えてノズルシャフト８１０の空気圧導入通路８１１、吸着ノズル８３０の貫通孔を介して吸着ノズル８３の先端に供給される負圧を調整することができる。したがって、従来技術に比べて簡素な構成で吸着ノズル８３０に供給される空気圧を切り替えることが可能となっている。
【００９４】
また、第１実施形態と同様に、負圧発生装置５７に互いに異なる負圧を発生させる負圧源５７１、５７２を設け、ノズル（＝ノズルシャフト８１０＋吸着ノズル８３０）の昇降移動に応じて吸着ノズル８３に供給する負圧の大きさを変更しているため、吸着ノズル８３から部品を落下させることなく、その部品を基板側に移動させることができる。しかも、負圧源５７１から供給する負圧（Ｐ1-）と、負圧源５７２から供給する負圧（Ｐ2-）とをそれぞれ部品吸着に適した値および部品搬送に適した値に設定しているため、部品吸着を確実に行うことができるとともに、ノズル（＝ノズルシャフト８１０＋吸着ノズル８３０）の上下移動または回転、あるいはヘッドユニット６の移動中にノズル先端から部品が脱落するのを確実に防止することができる。
【００９５】
また、連通チャンバ部ＣＨ１ａが上下軸方向（Ｚ方向）に伸びる形状となるように構成しているため、連通チャンバ部ＣＨ１ａを介して負圧を供給可能な範囲、つまり部品吸着位置および部品搭載位置の範囲が上下軸方向（Ｚ方向）に広がる。そのため、各種部品の高さ寸法等によりバラツキが部品を吸着し、また基板３に搭載する高さ位置が上下軸方向に変動したとしても、何の支障もなく部品を吸着ノズル８３０で吸着保持可能となっている。
【００９６】
また、連通チャンバ部ＣＨ１ａ、ＣＨ２ａは保持孔を取り囲むように設けられ、しかも連通チャンバ部ＣＨ１ａ、ＣＨ２ａを介して連通孔ＣＨ１ｂ、ＣＨ２ｂが保持孔に連通するように構成している。このため、ノズル（＝ノズルシャフト８１０＋吸着ノズル８３０）の如何なる角度に回転したとしても、連通チャンバ部ＣＨ１ａ、ＣＨ２ａを介して連通孔ＣＨ１ｂ、ＣＨ２ｂが常に保持孔と連通し、上記作用効果が得られる。なお、ノズル（＝ノズルシャフト８１０＋吸着ノズル８３０）を回転させない装置では、連通チャンバ部ＣＨ１ａ、ＣＨ２ａを省略し、連通孔ＣＨ１ｂ、ＣＨ２ｂを保持孔に連通させることも可能である。
【００９７】
さらに、この第８実施形態においても、第１実施形態と同様に、実装ヘッド８００が複数本であったとしても、切替バルブ５５および負圧発生装置５７をそれぞれ、実装ヘッド８００の数より少ない１つずつ設けることで、単純な構造で各ノズル８３０にノズル位置に応じた空気圧を供給可能となっている。
【００９８】
なお、上記第８実施形態では、第１の流通孔ＦＨ１および第１の連通チャンバ部ＣＨ１ａがそれぞれ第２の流通孔ＦＨ２および第２の連通チャンバ部ＣＨ２ａの下方に配置されているが、これらの配置関係に限定されるものではなく、第２実施形態（図７）ないし第５実施形態（図１０）で説明したと同様の配置関係を採用してもよい。
【００９９】
また、第８実施形態においても、既に言及したように、第１の負圧と第２の負圧との関係は任意であり、第１実施形態と同様に、部品吸着を確実なものとすることを重要視して｜Ｐ1-｜＞｜Ｐ2-｜の関係が満足されるように構成してもよいし、ノズル移動速度、急激な加速、停止を重視して｜Ｐ1-｜＜｜Ｐ2-｜の関係が満足されるように構成してもよい。
【０１００】
また、第８実施形態では、複数のノズル８３０を有するとともに、各ノズル８３０への正圧または負圧の供給切替をノズル本数よりも少ない１つの切替バルブ５５で行っているため、例えば図１９に示すように、負圧発生装置５７に共通の負圧源５７３を設け、この負圧源５７３が負圧配管５６１および切替バルブ５５を介して連通孔ＣＨ１ｂに接続されるとともに負圧配管５６２を介して連通孔ＣＨ２ｂに接続されるように構成してもよい（第９実施形態）。このように構成することで、｜Ｐ1-｜＝｜Ｐ2-｜の関係が満足される。この場合、部品吸着時および部品運搬時には、全ノズル８３０に負圧を与える一方、部品を基板に実装する時には、次のように負圧／正圧の切替を行うことができる。つまり、下降しているノズル８３０で実装のために負圧から正圧に切り替えるために切替バルブ５５を使用しつつ、上昇位置にあるノズル８３０に負圧を作用させるためであれば、上昇位置での負圧を導く空気回路（負圧源５７３−負圧配管５６２−連通孔ＣＨ２ｂ−連通チャンバ部ＣＨ２ａ）と、下降位置での切替バルブ５５を含む空気回路（負圧源５７３−負圧配管５６１−切替バルブ５５−連通孔ＣＨ１ｂ−連通チャンバ部ＣＨ１ａ）とを切り替えるスプール弁の一部として、ノズル自身が機能している。
【０１０１】
また、ノズル（ノズルシャフト８１０の下方端部に吸着ノズル８３０を装着したもの）ごとに空気圧を切替ながら供給する部品実装装置に対して本発明を適用することができる。
【０１０２】
以上のように、上記第１実施形態ないし第７実施形態では吸着ノズル８３の本数よりも少ない数の切替バルブ５３３で各ノズル８３への負圧／正圧の切替を行う一方、それらの吸着ノズル８３に跨る連通孔ＣＨ１、ＣＨ２を設けることで互いに異なる空気回路を形成するとともに各吸着ノズル８３の上下動により空気回路を切り替えて吸着ノズル８３に供給する負圧を調整している。また、上記第８実施形態および第９実施形態においても、複数のノズル（ノズルシャフト８１０の下方端部に吸着ノズル８３０を装着したもの）の本数よりも少ない数の切替バルブ５５で各吸着ノズル８３０への負圧／正圧の切替を行う一方、ノズルシャフト８１０に跨る連通孔ＣＨ１ｂ、ＣＨ２ｂを設けることで互いに異なる空気回路を形成するとともに各ノズルの上下動により空気回路を切り替えて吸着ノズル８３０に供給する負圧を調整している。このように、吸着ノズル８３、８３０に要求される負圧がノズル位置に対応しており、ノズルの上下動を利用して負圧切替が可能となっている。したがって、負圧切替を行うための構造が簡単で故障し難く、安価に構成することができるという利点を有している。
【０１０３】
ここで、ノズルの上下動を利用して負圧切替を行うという技術的特徴に着目すれば、部品実装装置を次のように構成してもよい。すなわち、特許文献１に記載の装置では、既に説明したように、吸着ノズルに対して負圧側スプールバルブと正圧側スプールバルブとを設けることで吸着ノズルに対する正圧／負圧供給を制御している。したがって、吸着ノズルに要求される負圧をさらに細かく制御するためには、上記負圧側スプールバルブと異なる別の負圧側スプールバルブをさらに追加する必要があり、装置構成が複雑になるとともに、装置の大型化は避けられない。このような課題については、上記実施形態により解決されるが、さらに次のような構成を採用してもよい。以下、図２０を参照しつつ別の実施形態について説明する。
【０１０４】
図２０は部品実装装置の別の実施形態を模式的に示す図である。この実施形態にかかる部品実装装置は、複数の吸着ノズル８３０を水平方向（Ｘ方向）に一列に並んで配列しており、実装ヘッド８００の具体的構成および負圧切替機構が相違する点を除き、基本的には第８実施形態（図１１）と同一である。したがって、以下においては、図２０を参照しつつ、相違点を中心に説明する一方、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。
【０１０５】
この実施形態では、３本の実装ヘッド８００がＸ軸方向に一列に配列されている。これらの実装ヘッド８００はともに同一構成を有しており、各実装ヘッド８００では、上下軸方向（Ｚ方向）に延設されたノズルシャフト８１０の上方端部が軸受ユニット８２０により回転可能、且つ上下軸方向に移動可能に支持されるとともに、同ノズルシャフト８１０の下方端部がブラケット６６により回転可能、且つ上下軸方向に移動可能に支持される。そして、装置各部の駆動を制御する駆動制御部９００からの指令に応じてＲ軸モータ８４２およびリニアモータ８６１が作動することで、ノズルシャフト８１０がＲ軸方向に回転し、また上下軸方向（Ｚ方向）に移動する。なお、発明の理解を容易にするため、図２０ではブラケット６６、ノズルシャフト８１０および吸着ノズル８３０の断面のみを抽出して図示している。また、この実施形態では、３本のノズルシャフト８１０を１つのブラケット６６で支持しているが、ノズル本数は「３」に限定されるものではなく、またノズルシャフト８１０の本数と同数のブラケットを用意し、各ブラケットで１本ずつノズルシャフト８１０を支持するように構成してもよい。
【０１０６】
各ノズルシャフト８１０の下方端部には、第８実施形態と同様に、吸着ノズル８３０まで空気圧導入通路８１１が設けられるとともに、この空気圧導入通路８１１に対して吸着ノズル８３０の貫通孔が連通するようにノズルシャフト８１０の下方端部に対して吸着ノズル８３０が取り付けられている。このように、ノズルシャフト８１０と吸着ノズル８３０が一体化されて「ノズル」として機能する。また、各ノズルシャフト８１０には、その側面から水平方向に１つの流通孔ＦＨが空気圧導入通路８１１に延設されている。
【０１０７】
このブラケット６６には、左右方向（Ｘ軸方向）に一定間隔を空けて直線状に保持孔が３個、上下軸方向（Ｚ方向）に貫通して設けられている。そして、各保持孔にノズルシャフト８１０の下方端部が１本ずつ挿入されている。より具体的には、保持孔の内周面に沿ってノズルシャフト８１０の下方端部側面を摺接させながら上下軸方向にノズルシャフト８１０は回転可能、かつ上下に移動自在に保持されている。
【０１０８】
このブラケット６６の内部では、保持孔を水平方向に円環状に拡幅した連通チャンバ部ＣＨ１ａが３個の保持孔に対して１つずつ設けられている。そして、各連通チャンバ部ＣＨ１ａから連通孔ＣＨ１ｂが独立分離してブラケット６６の側面に延設されている。これらの連通チャンバ部ＣＨ１ａはいずれもノズルシャフト８１０に設けられた流通孔ＦＨよりも上下軸方向に長く形成されており、その長さの範囲内でノズルが上下軸方向（Ｚ方向）に昇降移動したとしても、流通孔ＦＨは連通チャンバ部ＣＨ１ａと連通され、連通チャンバ部ＣＨ１ａおよび流通孔ＦＨを介して次に説明するようにして空気圧導入通路８１１に正圧および負圧を供給可能となっている。
【０１０９】
ブラケット６６の前面には各実装ヘッド８００毎に圧力切替・調整部５８が左右方向に取り付けられており、各連通孔ＣＨ１ｂはそれぞれ各圧力切替・調整部５８を介して真空源５９に接続されている。この圧力切替・調整部５８は、同図（ｂ）に示すように、電空真空レギュレータ５８１、切替バルブ５８２および正圧源５８３を有している。この電空真空レギュレータ５８１は、真空源５９より伝達される真空圧力を所望の負圧に調整するための圧力調整機能を有する。また、切替バルブ５８２は、駆動制御部９００からの動作指令に基づいて空気回路を正圧側および負圧側に切り替える機能を有している。このため、切替バルブ５８２が正圧源５８３を連通孔ＣＨ１ｂと接続する正圧側空気回路に切り替えると、当該正圧側空気回路に繋がる吸着ノズル８３０に正圧が供給される。一方、同図（ｂ）に示すように、切替バルブ５８２が負圧側に切り替わると、真空源５９が電空真空レギュレータ５８１および切替バルブ５８２を介して連通孔ＣＨ１ｂと繋がり、当該負圧側空気回路（真空源５９−電空真空レギュレータ５８１−切替バルブ５８２−連通孔ＣＨ１ｂ）に繋がる吸着ノズル８３０に負圧が供給される。しかも、こうして吸着ノズル８３０に負圧を供給する際、駆動制御部９００からの制御信号に基づいて電空真空レギュレータ５８１は後で説明するように２段階の負圧に調整する。
【０１１０】
また、この実施形態では、実装ヘッド８００毎にノズル上下位置センサ９０１が設けられてノズル（＝ノズルシャフト８１０＋吸着ノズル８３０）の上下軸方向の高さ位置を検出し、その位置情報を駆動制御部９００に出力する。一方、駆動制御部９００はメモリ９０２に記憶されている実装プログラムにしたがって装置各部を制御し、以下のように動作させる。
【０１１１】
メモリ９０２には、実装位置に対応する電子部品データや電子部品高さデータ等の各種データが記憶されており、駆動制御部９００はこれらのデータに基づいてノズル上下位置センサ９０１による所定のノズル上下位置（電子部品の底が基板に接触する上下位置）で該当する切替バルブ５８２を切り替えて正圧／負圧の切替を行う。
【０１１２】
さらに、駆動制御部９００は、各実装ヘッド８００におけるノズル（＝ノズルシャフト８１０＋吸着ノズル８３０）の昇降動作に応じて電空真空レギュレータ５８１に制御信号を与えて負圧ＰA、ＰBの間で切り替える。なお、これら２種類の負圧のうち負圧ＰAは、部品吸着のためノズルの下降途中あるいは下降端に達した時点から吸着後の部品吸着したノズルを上昇する途中の時点までの間の真空圧である。また、もう一方の負圧ＰBは、ヘッドユニット６（図１１参照）を部品供給部４（図１参照）の上方から基板３の上方位置への移動中、および基板３の上方位置での該当実装ヘッド８００の部品実装位置上方への移動中を含め、部品吸着したノズルの上昇端に到達する前から、実装開始のため部品吸着したノズルの下降途中あるいは下降端に到達するまでの間の真空圧である。なお、負圧ＰA、負圧ＰBにしなければならない上記期間を除けば、負圧ＰA、負圧ＰBいずれにしても良い。
【０１１３】
以上のように、この実施形態によれば、吸着ノズル８３０による部品吸着時における負圧ＰAと、ヘッドユニット６による部品の運搬中における負圧ＰBとを、１つの電空真空レギュレータ５８１で切り替えることができる。したがって、特許文献１に記載の装置に負圧切替機能を付加する場合に比べ、少ない構成要素で負圧切替を行うことができ、装置の大型化も抑制することができる。また、このような作用効果はノズルの上下動を利用して負圧切替を行う第１実施形態ないし第９実施形態においても奏せられる。
【０１１４】
なお、吸着ノズル８３０に負圧を供給する際、駆動制御部９００は、電空真空レギュレータ５８１が電子部品毎に細かく負圧調整するように制御しても良い。すなわち、慣性力の大きな大型の部品には大きな負圧を、慣性力の小さな小型の部品には比較的小さな負圧を、あるいは大きな吸着力を必要とする部品には大きな負圧を、小さな吸着力で済む部品には小さな負圧を、それぞれ部品種に応じて吸着ノズルに作用させる。
【０１１５】
さらに、上記実施形態では、複数の実装ヘッド８００を備えた部品実装装置に対し、ノズルの上下動作に応じて電空真空レギュレータ５８１を制御して負圧切替を行うという発明を適用しているが、この発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、単一の実装ヘッドで構成された部品実装装置にも適用可能である。
【０１１６】
さらに、上記実施形態では、正圧源や負圧源を装置内部に設けているが、他の装置に設けられた正圧源や負圧源、あるいは装置が設置される工場のユーティリティー（用力）から供給される正圧や負圧を利用するように構成してもよい。また、正圧源の代わりに大気開放するように構成してもよい。
【符号の説明】
【０１１７】
１…部品実装装置
３…基板
５１…ノズルホルダ（保持部）
５２…筒状部材
５３、５４…空気圧供給部
５５、５３３…切替バルブ
６３…Ｒ軸駆動機構（ノズル移動機構）
８２…付勢部材（ノズル移動機構）
８３、８３０…吸着ノズル
５１２…保持孔
５２１…貫通孔
５３１、５４１…負圧源
５３２…正圧源
８１０…ノズルシャフト
８１１、８３１…空気圧導入通路
ＣＨ１、ＣＨ１ｂ…（第１の）連通孔
ＣＨ２、ＣＨ２ｂ…（第２の）連通孔
ＣＨ１ａ…第１の連通チャンバ部
ＣＨ２ａ…第２の連通チャンバ部
ＦＨ…流通孔
ＦＨ１…（第１の）流通孔
ＦＨ２…（第２の）流通孔
ＬＴ１…（第１の）環状溝
ＬＴ２…（第２の）環状溝
ＳＨ１…（第１の）空気圧供給孔
ＳＨ２…（第２の）空気圧供給孔
Ｚ…上下軸方向
【要約】
【課題】ノズルに供給する圧力を切り替えながら当該ノズルにより部品を基板に実装する部品実装装置において、当該ノズルに対して供給する圧力を切り替えるための構成を簡素化する。
【解決手段】筒状部材５２の貫通孔にノズルホルダ５１が嵌入されて筒状部材５２で支持される。また、ノズルホルダ５１に設けられた保持孔に対して吸着ノズル８３が上下軸方向（Ｚ方向）に移動自在に保持される。この吸着ノズル８３には２つの流通孔ＦＨ１、ＦＨ２が設けられる一方、ノズルホルダ５１には２つの連通孔ＣＨ１、ＣＨ２が設けられている。そして、部品吸着位置へのノズル下降および上昇端へのノズル上昇によって、連通孔と、流通孔との連通接続が切り替えられて空気圧導入通路８３１を介して吸着ノズル８３の先端に供給される負圧が調整される。
【選択図】図５【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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