(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性部材を板状に形成して成る板ばねプレートと、
前記板ばねプレートに接合される圧電膜プレートであって、圧電膜と、前記圧電膜の第１の面に配置された第１の電極と、前記第１の面に配置され、前記第１の電極には接しない第２の電極と、前記圧電膜の第２の面に、前記第１の電極に対向して配置された第３の電極と、前記圧電膜の前記第２の面に、前記第２の電極に対向して配置された第４の電極とを有する圧電膜プレートと
を有し、前記板ばねプレートに衝撃が加わると、前記第１および第４の電極が正電位または負電位のうち一方の電位に帯電し、前記第２および第３の電極が他方の電位に帯電する衝撃センサにおいて、
前記板ばねプレートは、前記第１の面から突出する側に撓んだ凸部と、前記第１の面から凹む側に撓んだ凹部とを有することを特徴とする衝撃センサ。
【請求項２】
前記第１および第３の電極が前記凸部に対向し、前記第２および第４の電極が前記凹部に対向する
ことを特徴とする請求項１に記載の衝撃センサ。
【請求項３】
前記圧電膜には貫通孔が形成されており、
前記第２の面に配置された前記第３および第４の電極の一部は前記貫通孔を経由することで前記第１の面に露出する
ことを特徴とする請求項２に記載の衝撃センサ。
【請求項４】
前記第２の面に配置された前記第３および第４の電極の一部は前記圧電膜の端部を経由することで前記第１の面に露出する
ことを特徴とする請求項２に記載の衝撃センサ。
【請求項５】
部品を搬送する搬送部材と、
前記搬送部材に設けられ、前記部品の搬送先に前記部品が衝合した際にパルス状の第１の信号を出力する検知装置と、
前記第１の信号に基づいて前記搬送部材を制御する処理部と、
を有し、前記検知装置は、請求項１ないし４の何れか一項に記載の衝撃センサを有することを特徴とする部品実装装置。
【請求項６】
前記搬送部材は、前記部品の搬送方向に伸縮する弾性体を有し、前記搬送先に前記部品が衝合すると、衝合による衝撃が前記弾性体を介して前記検知装置に伝達される
ことを特徴とする請求項５に記載の部品実装装置。
【請求項７】
前記処理部は、前記弾性体が縮んだ後に前記検知装置からパルス状の第２の信号が出力されると、前記搬送部材の速度を変更する
ことを特徴とする請求項６に記載の部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃センサおよび部品実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を基板に装着する装置の背景技術として、下記特許文献１の要約書には、「吸着ヘッド機構(４)を高速で下降せしめる際の位置制御において、ストレインゲージ(62)によって測定した力データに対し、エンコーダ(14)のカウント値から検出した加速度データに基づく補正演算を施すことにより、吸着ノズル作用する実際の外力を測定し、該補正外力が所定の閾値を上回ったとき、吸着ヘッド機構の降下を停止する」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２８８６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、近年の電子部品の小型化に伴い、電子部品を破損せずに装着するためには、従来よりも微小な衝撃力を検出して装置の位置制御を行うことが望まれている。この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、微小な衝撃力を検出し、あるいは微小な衝撃力に基づいて位置制御を行うことができる衝撃センサおよび部品実装装置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】
【０００５】
上記課題を解決するため本発明にあっては、弾性部材を板状に形成して成る板ばねプレートと、板ばねプレートに接合される圧電膜プレートであって、圧電膜と、圧電膜の第１の面に配置された第１の電極と、第１の面に配置され、第１の電極には接しない第２の電極と、圧電膜の第２の面に、第１の電極に対向して配置された第３の電極と、圧電膜の第２の面に、第２の電極に対向して配置された第４の電極とを有する圧電膜プレートとを有し、前記板ばねプレートに衝撃が加わると、前記第１および第４の電極が正電位または負電位のうち一方の電位に帯電し、前記第２および第３の電極が他方の電位に帯電する衝撃センサにおいて、前記板ばねプレートは、前記第１の面から突出する側に撓んだ凸部と、前記第１の面から凹む側に撓んだ凹部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、微小な衝撃力を検出し、あるいは微小な衝撃力に基づいて位置制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施形態によるワッシャ型センサの要部の構成を示す分解斜視図である。
【図２】第１実施形態における圧電膜プレートの外観構成図である。
【図３】第１実施形態における圧電膜プレートにリード線を接続した外観構成図である。
【図４】第１実施形態におけるワッシャ型センサの外観構成図である。
【図５】本発明の第２実施形態における圧電膜プレートの外観構成図である。
【図６】第２実施形態における圧電膜プレートにリード線を接続した外観構成図である。
【図７】本発明の第３実施形態のワッシャ型センサの外観構成図である。
【図８】本発明の第４実施形態による部品実装装置の構成を示す図である。
【図９】第４実施形態における吸着搬送装置の構成を示す図である。
【図１０】第４実施形態における吸着ノズルの構成を示す図である。
【図１１】第４実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図１２】第４実施形態における各部の波形図である。
【図１３】本発明の第５実施形態における吸着ノズルの構成を示す図である。
【図１４】第５実施形態における吸着ノズルの動作の概要を示す図である。
【図１５】第５実施形態の動作説明図である。
【図１６】第５実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図１７】第５実施形態における各部の波形図である。
【図１８】比較例における問題点を示す図である。
【図１９】比較例における他の問題点を示す図である。
【図２０】本発明の第６実施形態における要部の外観構成図である。
【図２１】第６実施形態におけるセンサフォルダの構成を示す図である。
【図２２】本発明の第７実施形態による部品実装装置の要部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［第１実施形態］
＜第１実施形態の構成＞
次に、本発明の第１実施形態のワッシャ型センサ４００の構成を図１〜図４を参照し説明する。なお、ワッシャ型センサ４００は、後述する他の実施形態による部品実装装置に組み込んで好適なものである。
図１は、ワッシャ型センサ４００の主要部の分解斜視図である。ワッシャ型センサ４００は、板ばねプレート４０１と、圧電膜プレート４１０とを主要な構成要素としている。板ばねプレート４０１は、平板円環状の金属板を周回方向に沿って１２０°周期のサインカーブを描くように湾曲させて成るものであり、これによって周回方向に沿って１２０°間隔で凸部４０１ａおよび凹部４０１ｂが形成されている。これにより、板ばねプレート４０１は、板厚方向に力を受けると、平板に近づくように撓む板ばね構造を有している。
【０００９】
圧電膜プレート４１０は板ばねプレート４０１に接合されるものであり、接合されると、板ばねプレート４０１の形状に沿って湾曲する。但し、図１は接合前の湾曲していない状態を示す。また、図１において、板ばねプレート４０１は、形状を解りやすくするため、本来の角度よりも若干、回動した状態で示している。実際に板ばねプレート４０１と圧電膜プレート４１０とを接合する際には、板ばねプレート４０１を反時計回りに角度θ（平面視にて約６０°）だけ回動し、凸部４０１ａ，凹部４０１ｂが一点鎖線Ｋ−Ｋ’上に位置するようにした上で、圧電膜プレート４１０に接合する。
【００１０】
圧電膜プレート４１０は、平板円環状の圧電膜４０２と、圧電膜４０２の上面に形成される電極層４０３，４０４と、圧電膜４０２の下面に形成される電極層４０５，４０６とから構成されている。圧電膜４０２の材質としては、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、及びフッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体の少なくとも１つを含み、せん断弾性係数Ｇが０.３〜２ＧＰａ程度の圧電材料を任意に採用できる。
【００１１】
また、電極層４０３〜４０６は、スパッタや蒸着、めっきのような成膜技術を用いて成膜することができる。その他の成膜方法としては、導電性ペーストをスクリーン印刷する方法やインクジェット印刷する方法、金属箔を積層する方法など所望の方法を採用し得る。何れの方法を用いても電極層４０３〜４０６は薄膜として形成できる。それらの厚さは任意に設定でき、圧電膜４０２よりも薄くしてもよく、厚くしてもよい。
【００１２】
電極層４０３は、周回方向３箇所に形成され円環を半径方向に沿って切断した形状を有する中空扇形部４０３ａと、圧電膜４０２の内周に沿って細線状に形成され各中空扇形部４０３ａを接続する細線部４０３ｂとから成る。また、電極層４０４は、周回方向３箇所に形成された中空扇形部４０４ａと圧電膜４０２の外周に沿って細線状に形成され、各中空扇形部４０４ａを接続する細線部４０４ｂとから成る。圧電膜４０２の下面に形成される電極層４０６は、電極層４０３と略同形に形成され、中空扇形部４０６ａと細線部４０６ｂとから成る。また、電極層４０５は、電極層４０４と略同形に形成され、中空扇形部４０５ａと細線部４０５ｂとから成る。電極層４０４の各中空扇形部４０４ａと、電極層４０６の各中空扇形部４０６ａとは相互に対向する位置に形成され、同様に、電極層４０３の各中空扇形部４０３ａと、電極層４０５の各中空扇形部４０５ａとは、相互に対向する位置に形成される。
【００１３】
図２(a)は、圧電膜４０２に電極層４０３〜４０６を積層して構成した圧電膜プレート４１０の平面図、図２(b)は、図２(a)におけるＡ−Ａ’断面図、図２(c)は底面図である。図２(a)に示すように、圧電膜４０２の上面に形成される電極層４０３，４０４は相互に絶縁されている。同様に、図２(c)に示すように、圧電膜４０２の下面に形成される電極層４０５，４０６は相互に絶縁されている。そして、図２(b)に示すように、電極層４０３，４０５は圧電膜４０２を挟んで対向するように形成され、同様に、電極層４０４，４０６も圧電膜４０２を挟んで対向するように形成されている。これにより、全ての電極層４０３〜４０６は、相互に絶縁されている。
【００１４】
次に、図２(a)〜(c)に示す圧電膜プレート４１０に対して、リード線６０２〜６０５を接合した状態を、図３(a)〜(c)に示す。各リード線６０２〜６０５は、長尺状の金属箔（例えば銅箔）の端部を半円形状に形成して成るものであり、その端部がAgペーストや導電性接着剤などを介して、電極層４０３〜４０６に接合される。図３(a)に示すように、圧電膜プレート４１０の上面において、リード線６０２は電極層４０３に、リード線６０３は電極層４０４に、それぞれ接合されている。また、図３(c)に示すように、圧電膜プレート４１０の下面において、リード線６０４は電極層４０５に、リード線６０５は電極層４０６に、それぞれ接合されている。
【００１５】
次に、圧電膜プレート４１０を板ばねプレート４０１に接着して形成したワッシャ型センサ４００の平面図を図４(a)、側面図を図４(b)に示す。また、図４(a)におけるＣ−Ｃ’部分の拡大断面図を図４(c)に示す。但し、これらの図においては、主要な部分の構成を解りやすくするため、リード線６０２〜６０５は除いている。これらの図に示すように、圧電膜プレート４１０は、板ばねプレート４０１に接合されることにより、板ばねプレート４０１の形状に沿って湾曲することになる。なお、必要な場合は、圧電膜プレート４１０の上面に、同形の保護膜プレート等を接合してもよい。
【００１６】
図４(c)において、板ばねプレート４０１と圧電膜プレート４１０との間には、絶縁性の接着層４０８が形成されており、これによって圧電膜プレート４１０は、板ばねプレート４０１が撓む際、共に撓むようになっている。上述したように、板ばねプレート４０１は、金属板を波状に曲げて形成され、凸部と凹部が交互に並んだウエーブワッシャ構造を有しているため、板厚方向に加わる力に比例した撓み量を持つ。ワッシャ型センサ４００に板厚方向の力が加わった際に起きる現象は、以下の通りである。
【００１７】
ワッシャ型センサ４００の板厚方向に力が加わると、板ばねプレート４０１が加わった力に比例した撓み量だけ撓む。この時、板ばねプレート４０１の剛性をワッシャ型センサ４００が曲がる際の中立面が板ばねプレート４０１の厚み中央付近に存在するように設計することで、板ばねプレート４０１に積層接合（接着）した圧電膜プレート４１０に加わる力を引張と圧縮に近似できるようになり、板ばねプレート４０１の撓み量に応じて、圧電膜４０２の凸部の部分は水平方向に圧縮されて縮み、圧電膜４０２の凹部の部分は水平方向に引っ張られて伸びる。この時、圧電膜４０２の上下面間の電位差は、伸びた部分の上下面間の電位差が大きくなり、縮んだ部分の電位差が小さくなる。
【００１８】
ワッシャ型センサ４００に板厚方向の力が加わり撓んだ時に、電極層４０３，４０５に上下から挟まれた部分の圧電膜４０２の表面には、電極層４０３の側に正電荷が、電極層４０５の側に負電荷が増加する。そこで、電極層４０３，４０５に接合されたリード線６０２，６０４（図３参照）を抵抗器等を介して相互に接続しておくと、この抵抗器等を介して電極層４０５から電極層４０３に電子が供給される。
【００１９】
同様に、電極層４０４，４０６に挟まれた部分の圧電膜４０２には、電極層４０４の側に負電荷が、電極層４０６の側に正電荷が増加する。そこで、電極層４０４，４０６に接合されたリード線６０３，６０５（図３参照）を抵抗器等を介して相互に接続しておくと、この抵抗器等を介して、上側の電極層４０４から下側の電極層４０６に電子が供給される。従って、これら抵抗器等を流れる電流を計測すると、ワッシャ型センサ４００の厚み方向に加わった力の変化率、あるいは加加速度を計測することができる。
【００２０】
なお、板ばねプレート４０１は、計測範囲内の力に対しては、凹凸の高さを潰し切らないように板厚を設定することが望ましく、また、過荷重により凹凸高さゼロの平板状になっても塑性変形しないようにすることが望ましい。これにより、過荷重が加わっても壊れないワッシャ型センサ４００を実現できる。
【００２１】
＜第１実施形態の効果＞
以上のように、本実施形態によるワッシャ型センサ４００は、弾性部材を板状に形成して成る板ばねプレート（４０１）と、前記板ばねプレート（４０１）に接合される圧電膜プレート（４１０）であって、圧電膜（４０２）と、前記圧電膜（４０２）の第１の面（上面）に配置された第１の電極（４０３）と、前記第１の面（上面）に配置され、前記第１の電極（４０３）には接しない第２の電極（４０４）と、前記圧電膜（４０２）の第２の面（下面）に、前記第１の電極（４０３）に対向して配置された第３の電極（４０５）と、前記圧電膜（４０２）の前記第２の面（下面）に、前記第２の電極（４０４）に対向して配置された第４の電極（４０６）とを有する圧電膜プレート（４１０）とを有し、前記板ばねプレート（４０１）に衝撃が加わると、前記第１および第４の電極（４０３，４０６）が正電位または負電位のうち一方の電位（正電位）に帯電し、前記第２および第３の電極（４０４，４０５）が他方の電位（負電位）に帯電するものである。
【００２２】
また、前記板ばねプレート（４０１）は、前記第１の面（上面）から突出する側に撓んだ凸部（４０１ａ）と、前記第１の面（上面）から凹む側に撓んだ凹部（４０１ｂ）とを有するものであり、前記第１および第３の電極（４０３，４０５）が前記凸部（４０１ａ）に対向し、前記第２および第４の電極（４０４，４０６）が前記凹部（４０１ｂ）に対向するものである。
【００２３】
かかる構成により、本実施形態のワッシャ型センサ４００は力の変化率、あるいは加加速度を計測することができるため、微小な衝撃であっても、比較的高レベルなインパルス状の検出信号を得ることができる。これにより、特に微小な衝撃力（例えば、電子部品のランドへの着地の際に発生する微小な衝撃力）を検出する用途に用いて好適である。このワッシャ型センサ４００の出力信号レベルは、該センサ４００に加わった力の変化率、すなわち加加速度に依存する要素が大きく、センサ４００の受圧面積には殆ど依存しない特性を持っている。そのため、本実施形態のワッシャ型センサ４００は、小型化に適している。
【００２４】
さらに、ワッシャ型センサ４００が薄いプレートの積層体であるため軽量であり、例えば部品実装装置の吸着ノズル等に込みこんでも可動部の質量は殆ど変化せず、高速化の妨げにならない。また、本実施形態においては、センサ４００の板厚方向の力により発生する電荷を利用するため、電源が不要であり、例えば、部品実装装置等を構成する複数の吸着ノズル全てにセンサ４００を組込んだとしても、電源への負荷が増えないという特徴がある。
【００２５】
［第２実施形態］
＜第２実施形態の構成＞
次に、本発明の第２実施形態のワッシャ型センサについて説明する。本実施形態のワッシャ型センサは、第１実施形態のものと同様に、圧電膜プレートと、板ばねプレートとを接合して構成される。このうち、板ばねプレートは、第１実施形態に示した板ばねプレート４０１と同様であるため、説明を省略し、圧電膜プレートについて詳細を説明する。
【００２６】
図５(a)は、本実施形態における圧電膜プレート４２０の平面図、図５(b)は、図５(a)におけるＤ−Ｄ’断面図、図５(c)は底面図である。図５(a)において、圧電膜４２２の上面には、電極層４２３，４２４が形成されている。ここで、電極層４２３のうち、図中の右上部分に位置する中空扇形部４２３ａは、電極層４２３の他の中空扇形部と比較して、周回方向の幅が狭く面積が約半分になっている。また、電極層４２４のうち、図中の右下部分に位置する中空扇形部４２４ａも、電極層４２４の他の中空扇形部と比較して、周回方向の幅が狭く面積が約半分になっている。
【００２７】
次に、図５(c)において、圧電膜４２２の下面には、電極層４２５，４２６が形成されている。これらの形状は、底面視においては、第１実施形態の電極層４０５，４０６（図２(c)参照）と同様である。但し、電極層４２５，４２６は、その一部が上面側にも露出し、図５(a)に示す中空扇形部４２５ａ，４２６ａを形成している点で、第１実施形態の電極層４０５，４０６とは異なる。図５(b)を参照すると、中空扇形部４２５ａが形成されている部分には、圧電膜４２２にスルーホール（貫通孔）４２２ａが形成されており、このスルーホール４２２ａが導電性物質で埋められることにより、上面の中空扇形部４２５ａと、下面の中空扇形部４２５ｂ（図５(c)参照）とが一体化されている。
【００２８】
同様に、上面の中空扇形部４２６ａが形成されている部分には、圧電膜４２２に図示せぬスルーホールが形成されており、このスルーホールが導電性物質で埋められることにより、中空扇形部４２６ａと、下面の中空扇形部４２６ｂとが一体化されている。このように、本実施形態においては、全ての電極層４２３〜４２６の各一部を成す中空扇形部４２３ａ〜４２６ａが、圧電膜４２２の上面に、一列に配列されていることが解る。
【００２９】
次に、図５(a)〜(c)に示す圧電膜プレート４２０に対して、リード線８０１〜８０４を接合した状態を、図６(a)〜(c)に示す。各リード線８０１〜８０４は、第１実施形態におけるリード線６０２〜６０５（図３参照）と同様に、長尺状の金属箔の端部を半円形状に形成して成るものである。但し、本実施形態において、リード線８０１〜８０４は、圧電膜４２２の上面に配列された中空扇形部４２３ａ〜４２６ａに接続されている。
【００３０】
＜第２実施形態の効果＞
以上のように、本実施形態よるワッシャ型センサは、圧電膜（４２２）には貫通孔（４２２ａ）が形成されており、第２の面（下面）に配置された第３および第４の電極（４２５，４２６）の一部（４２５ａ，４２６ａ）は前記貫通孔（４２２ａ）を経由することで第１の面（上面）に露出することを特徴とするものである。
【００３１】
かかる構成により、本実施形態によれば、圧電膜プレート４２０の下面（板ばねプレート４０１（図１参照）との接合面）からリード線を除外できるため、圧電膜プレート４２０と板ばねプレート４０１との接合が容易になる。さらに、リード線８０１〜８０４を接続すべき中空扇形部４２３ａ〜４２６ａを一列に配列しているため、FPC(フレキシブルプリンテッドサーキット)を利用した信号取出しにも容易に対応できる。
【００３２】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態のワッシャ型センサについて説明する。
図７(a)は本実施形態によるワッシャ型センサ９００の平面図、図７(b)はその側面図であり、図７(c)は図７(a)におけるＦ−Ｆ’断面図である。図７(a)において、板ばねプレート４０１は、第１実施形態のものと同様に形成されており、その上面には、圧電膜プレート９１０が接合されている。圧電膜プレート９１０は、第１実施形態における圧電膜プレート４１０（図２参照）と同様に構成されている。すなわち、圧電膜プレート９１０は、平板円環状の圧電膜９０２と、その上面に形成された電極層９０３，９０４と、下面に形成された電極層９０５，９０６（図７(c)参照）とから構成されている。
【００３３】
また、図７(b)において、板ばねプレート４０１の下面には、圧電膜プレート９２０が接合されている。圧電膜プレート９２０も、第１実施形態における圧電膜プレート４１０と同様に形成されている。すなわち、図７(c)に示すように、圧電膜プレート９２０は、平板円環状の圧電膜９１２と、その上面に形成された電極層９１５，９１６と、下面に形成された電極層９１３，９１４とから構成されている。このように、本実施形態においては、板ばねプレート４０１の上下両面に圧電膜プレート９１０，９２０が接合されているため、第１，第２実施形態と比較して、センサの出力レベルを高めることができる。
【００３４】
［第４実施形態］
＜第４実施形態の構成＞
次に、本発明の第４実施形態による部品実装装置の構成を図８を参照し説明する。なお、本実施形態は、第１〜第３実施形態による何れかのワッシャ型センサを、部品実装装置に適用したものである。
図８において、吸着ノズル１１００は、基板１００５に実装すべき電子部品を保持するものであり、吸着搬送装置１００１は、吸着ノズル１１００をｚ方向に移動させるものである。なお、吸着搬送装置１００１は、ヘッドアクチュエータと称呼される場合もある。ｘビーム１００２は、吸着搬送装置１００１をｘ方向に移動させるものであり、ｙビーム１００３は、吸着搬送装置１００１をｙ方向に移動させるものである。処理部１００４は、後述するプログラムに基づいて、吸着ノズル１１００、吸着搬送装置１００１、ｘビーム１００２、ｙビーム１００３等を制御する。
【００３５】
次に、吸着搬送装置１００１の構成を図９を参照し説明する。
図９において、リニアアクチュエータ１４０１は、吸着ノズル１１００（図８参照）が装着されるシャフト１１０２を上下方向に駆動するものであり、シャフト１１０２の現在位置を検出するエンコーダも内蔵している。また、詳細は後述するが、吸着ノズル１１００には、第１〜第３実施形態による何れかのワッシャ型センサが装着されている。センサ信号処理部１４０５は、上記リニアアクチュエータのエンコーダや、吸着ノズル１１００内のワッシャ型センサ等の出力信号に基づいて、リニアアクチュエータ１４０１、流体制御機器１４０２、サーボコントローラ１４０６等に各種コマンドを出力する。
【００３６】
真空ポンプ１４０４は真空状態を生成し、レギュレータ１４０３は吸着ノズル１１００の空気圧を調節する。これらは、流体制御機器１４０２によって制御される。レギュレータ１４０３が空気圧を負圧にすると、電子部品が吸着ノズル１１００に保持され、負圧を切ると、電子部品が離脱する。このように、電子部品の着脱は吸着ノズル１１００内の気圧によって制御される。サーボコントローラ１４０６は、センサ信号処理部１４０５からのコマンドに基づいて、サーボアンプ１４０７を介して、リニアアクチュエータ１４０１を駆動制御する。
【００３７】
次に、図１０を参照し、吸着ノズル１１００の構成を説明する。図１０(a)は、シャフト１１０２に吸着ノズル１１００を装着した際の平面図であり、図１０(b)はその中央断面図である。
図１０(a)に示すように、シャフト１１０２は略円筒状に形成されている。そして、図１０(b)に示すように、その途中部分は、吸着ノズル１１００を装着するために、内径が大きくなっており、装着溝１１０２ａが形成されている。
【００３８】
吸着ノズル１１００には円環状に形成されたフランジ部１１０４が設けられており、フランジ部１１０４から下方向に円筒状のシリンダ１１０１が突出している。そして、シリンダ１１０１の下端には、テーパー状に形成された先端部１１０５が固定されている。このように、先端部１１０５をシリンダ１１０１に固定したタイプの吸着ノズル１１００は、「ハードマウントタイプ」と呼ばれており、主として低速の部品実装装置に適用されるものである。
【００３９】
また、フランジ部１１０４から上方向に、一対の吸着ノズル着脱部１１０７が突出している。吸着ノズル着脱部１１０７は、フランジ部１１０４から伸びる片持ち梁構造部材であり、その先端部分がシャフト１１０２の装着溝１１０２ａに嵌合する。但し、吸着ノズル着脱部１１０７は、完全には装着溝１１０２ａに嵌りきっていない状態であり、これにより、吸着ノズル着脱部１１０７は板バネとして機能し、吸着ノズル１１００をシャフト１１０２に押しつける方向に付勢する。また、シャフト１１０２の下端と、フランジ部１１０４との間には、ワッシャ型センサ１１０３が挟まれている。
【００４０】
このワッシャ型センサ１１０３は、上述した第１〜第３実施形態による何れかのワッシャ型センサ４００，９００である。ワッシャ型センサ１１０３は、若干押圧された状態でシャフト１１０２とフランジ部１１０４との間に挟まれるため、その復元力によりフランジ部１１０４を下方向に付勢する。このように、吸着ノズル１１００は、吸着ノズル着脱部１１０７によって生じる上向きの力と、ワッシャ型センサ１１０３の復元力として発生する下向きの力が釣り合った状態で保持される。これにより、隙間のない密着状態を作り出すことができ、力の伝達遅れの発生を防止している。従って、先端部１１０５に下方向から僅かな衝撃が加わると、その衝撃は、直ちにセンサ１１０３に伝達され検出される。
【００４１】
＜第４実施形態の動作＞
次に、本実施形態の動作を図１１を参照しつつ説明する。なお、同図はセンサ信号処理部１４０５（図９参照）において実行されるプログラムのフローチャートである。
図１１のプログラムが動作する前に、処理部１００４（図８参照）の制御により、吸着ノズル１１００には電子部品が吸着され、リニアアクチュエータ１４０１は基板１００５のランドの上方に位置決めされる。なお、「ランド」とは、基板１００５上で電子部品を実装すべき部分を指す。より具体的には、当該部分には電極が形成されるとともに、その電極上にソルダーペーストが塗布されている。
【００４２】
処理部１００４から、センサ信号処理部１４０５に対して、電子部品のマウントを指示するコマンドが送信されると、図１１に示すプログラムの処理が開始される。まず、ステップ１５０１においては、センサ信号処理部１４０５からサーボコントローラ１４０６に対して、所定の駆動速度Ｖ1でシャフト１１０２を駆動するようにコマンドが出力される。このコマンドに応じて、サーボコントローラ１４０６は、サーボアンプ１４０７を介してリニアアクチュエータ１４０１を駆動し、電子部品を吸着した吸着ノズル１１００は、上記速度Ｖ1で下方向に駆動され、ランドに接近する。
【００４３】
次に、処理がステップ１５０２に進むと、センサ信号処理部１４０５は、リニアアクチュエータ１４０１内のエンコーダからの出力信号に基づいて、予め設定した減速開始位置まで吸着ノズル１１００が下降したか否かを判定する。吸着ノズル１１００が未だ減速開始位置に到達していなければ、センサ信号処理部１４０５において「Ｎｏ」と判定される。この場合、処理はステップ１５０３に進み、リニアアクチュエータ１４０１の駆動速度Ｖ1は維持される。以後、ステップ１５０２，１５０３のループが繰り返される。
【００４４】
その後、センサ信号処理部１４０５にて、吸着ノズル１１００が減速開始位置に到達したと判断されると、ステップ１５０２において「Ｙｅｓ」と判定され、処理はステップ１５０４に進む。ここでは、センサ信号処理部１４０５から、サーボコントローラ１４０６に対して、リニアアクチュエータ１４０１の駆動速度を、速度Ｖ1よりも低い所定の速度Ｖ2に変更するよう、コマンドが出力される。これにより、サーボコントローラ１４０６は、サーボアンプ１４０７を介して、吸着ノズル１１００の降下速度をＶ2にまで減速させる。
【００４５】
次に、処理がステップ１５０５に進むと、吸着ノズル１１００内のワッシャ型センサ１１０３（図１０参照）から、パルス状の信号が出力されたか否かが判定される。ここで「Ｎｏ」と判定されると、ステップ１５０５の処理が繰り返される。これにより、吸着ノズル１１００は、引き続き、速度Ｖ2でランドに接近してゆく。その後、吸着ノズル１１００の先端に保持した電子部品がランドに衝合すると、吸着ノズル１１００内のワッシャ型センサ１１０３に衝撃が加わり、センサ１１０３からパルス状の信号が出力される。
【００４６】
このパルス状の信号がセンサ信号処理部１４０５によって検出されると、ステップ１５０５にて「Ｙｅｓ」と判定され、処理はステップ１５０７に進む。ここでは、センサ信号処理部１４０５から、サーボコントローラ１４０６に対して、電子部品をランドへ所定長だけ押し込むように、コマンドが出力される。これにより、サーボコントローラ１４０６は、サーボアンプ１４０７を介してリニアアクチュエータ１４０１を駆動し、電子部品をランド内に所定長だけ押しこむ。
【００４７】
電子部品の押し込みが完了すると、処理はステップ１５０８に進む。ここでは、センサ信号処理部１４０５からサーボコントローラ１４０６を介してリニアアクチュエータ１４０１を停止させるようにコマンドが出力され、これによってリニアアクチュエータ１４０１が停止される。そして、センサ信号処理部１４０５は、吸着ノズル１１００の負圧を切って電子部品を脱離し、リニアアクチュエータ１４０１により吸着ノズル１１００を上昇させる。そして、吸着ノズル１１００が所定の位置まで上昇した際に、電子部品の実装は終了する。
【００４８】
図１１にて説明した動作に基づいた動作例を図１２(a)，(b)を参照し説明する。なお、図１２(a)は吸着ノズル１１００の速度チャートであり、図１２(b)はワッシャ型センサ１１０３の出力信号の波形図である。
図１２(a)において、時刻ｔ1以前の期間では、吸着ノズル１１００の速度は速度Ｖ1になっている。これは、図１１においてステップ１５０２，１５０３のループが繰り返されている期間に相当する。また、時刻ｔ1〜ｔ2の期間においては、吸着ノズル１１００の速度が減速され、速度Ｖ2になっているが、これは、図１１のステップ１５０４において減速が開始された後、ステップ１５０５にて「Ｎｏ」と判定されるループが繰り返されている期間に相当する。
【００４９】
この時刻ｔ2に至るまで、ワッシャ型センサ１１０３の出力信号はゼロになっているが、時刻ｔ2においてインパルス状に立ち上がっている。この時刻ｔ2は、電子部品がランドに衝合したタイミングであり、図１１のステップ１５０５にて「Ｙｅｓ」と判定されるタイミングである。次に、時刻ｔ2〜ｔ3の期間には、吸着ノズル１１００の速度が緩やかに低下しているが、これは図１１のステップ１５０７が実行され電子部品がランド内に所定長だけ押しまれている期間である。時刻ｔ3以降は、リニアアクチュエータ１４０１が一旦停止された後、電子部品が脱離され、吸着ノズル１１００が上昇されるため、図上で負の方向に速度が増加する。
【００５０】
＜第４実施形態の効果＞
以上のように本実施形態によれば、ワッシャ型センサ１１０３によって微小な衝撃力を検知できるから、微小な部品の破損を未然に防止することができる。また、センサ１１０３はコンパクトに構成できるため、装置の大型化を抑制でき、さらにセンサ１１０３は軽量に構成できるため、吸着ノズル１１００の位置決め精度を高くでき、外乱に対してロバストな制御系を構成できるという効果を奏する。また、吸着ノズル１１００は消耗品であり、シャフト１１０２に対して簡単に着脱可能にすることが元々望まれている部材である。本実施形態によれば、センサ１１０３は、その吸着ノズル１１００の装着箇所に組み込める小さなサイズと軽い質量を実現できるため、高いメンテナンス性も実現することができる。
【００５１】
［第５実施形態］
＜第５実施形態の構成＞
次に、本発明の第５実施形態による部品実装装置の構成について説明する。
本実施形態においては、第４実施形態に適用されていた吸着ノズル１１００に代えて、図１３に示す吸着ノズル１００が適用される。但し、それ以外のハードウエア構成は第４実施形態のものと同様である。そこで、吸着ノズル１００の構成を図１３を参照し説明する。
【００５２】
図１３において、シャフト１１０２の構成は第４実施形態のもの（図１０参照）と同様である。吸着ノズル１００において、フランジ部１１０４から上方向に一対の吸着ノズル着脱部１１０７が突出し装着溝１１０２ａに装着される点、フランジ部１１０４から下方向に円筒状のシリンダ１１０１が突出している点、および、シャフト１１０２の下端とフランジ部１１０４との間にワッシャ型センサ１１０３（第１〜第３実施形態にて説明した何れかのワッシャ型センサ）が挟まれている点も、第４実施形態のものと同様である。
【００５３】
但し、本実施形態においては、先端部１１０５はシリンダ１１０１には固定されておらず、シリンダ１１０１の長手方向に沿って移動可能になっている。先端部１１０５とフランジ部１１０４との間には、コイルバネである緩衝バネ１１０６が挿入され、先端部１１０５を下方向に付勢している。この緩衝バネ１１０６は、吸着ノズル１００の下降速度を高速化した際に、電子部品１０４がランド１０５に着地した時の衝撃力で破損したり、ランド１０５のソルダーペーストが飛び散るのを防止するためのものである。
【００５４】
次に、上述した吸着ノズル１００の動作の概要を図１４を参照し説明する。
図１４(a)に示す状態では、シリンダ１１０１の内部は負圧になっており、先端部１１０５の先端部分には、電子部品１０４が吸着されている。そして、電子部品１０４は、吸着ノズル１００とともに、ランド１０５の上方に位置している。この状態で吸着ノズル１００を降下してゆくと、電子部品１０４がランド１０５に衝合する。その状態を図１４(b)に示す。
【００５５】
ここで、緩衝バネ１１０６のバネ定数は小さい値に設定されている。それは、図１４(b)の状態で電子部品１０４が破損せず、ランド１０５のソルダーペーストが飛び散らないようにするためである。そのため、図１４(b)に示す位置から吸着ノズル１００を若干降下させたとしても、降下した距離だけ緩衝バネ１１０６が縮み、電子部品１０４の位置はほとんど変化しない。さらに吸着ノズル１００を降下させると、緩衝バネ１１０６が縮みきった状態になる。その状態を図１４(c)に示す。
【００５６】
このように、図１４(b)〜(c)に至る期間は、電子部品１０４はランド１０５には押し込まれないため、この期間中に吸着ノズル１００の降下速度を減速させるための時間的な余裕ができる。従って、図１４(b)に至るまでの期間は、吸着ノズル１００の降下速度を相当に高めることができることになる。図１４(c)の状態で吸着ノズル１００をさらに下方向に押し下げると、その力は、電子部品１０４に直接印加されるから、電子部品１０４はランド１０５に押し込まれる。
【００５７】
次に、以降の説明に用いられる各種変数について、図１５を参照し説明する。
吸着ノズル１００を降下させてゆくと、図１５(a)に示すように電子部品１０４がランド１０５に接触するが、そのタイミングにおける吸着ノズル１００の凡その高さは、予め推定することができる。そのランド接触高さの推定値を「Ｈ1」という。次に、吸着ノズル１００をさらに降下させると、緩衝バネ１１０６が縮んでゆくが、最大限縮んだ際の縮み量を「Ｌ1（図示せず）」という。
【００５８】
また、吸着ノズル１００をさらに降下させると、図１５(b)に示すように、電子部品１０４がランド１０５に押し込まれる。その押込み量を「Ｌ2（図示せず）」という。従って、ランド接触高さの推定値Ｈ1を基準として、Ｌ1＋Ｌ2だけ下がった高さが、推定される停止高さであり、その高さを「Ｎh1」という。ところで、実際には、基板１００５（図８参照）には反りなどがあり、ランド接触高さは、必ずしも推定値Ｈ1の通りにはならない。そこで、図１５(c)に示す実際のランド接触高さを「Ｈ2」という。このランド接触高さＨ2を基準にすると、実際に目標にすべき停止高さＮh2は、図１５(d)に示すように、「Ｎh2＝Ｈ2−（Ｌ1＋Ｌ2）」で表されることになる。
【００５９】
＜第５実施形態の動作＞
次に、本実施形態の動作を図１６を参照し説明する。
図１６はセンサ信号処理部１４０５（図９参照）において実行されるプログラムのフローチャートである。第４実施形態の処理（図１１参照）と同様に、図１６のプログラムが動作する前に、処理部１００４（図８参照）の制御により、吸着ノズル１００には電子部品１０４が吸着され、リニアアクチュエータ１４０１は基板１００５のランド１０５の上方に位置決めされる。
【００６０】
処理部１００４から、センサ信号処理部１４０５に対して、電子部品のマウントを指示するコマンドが送信されると、図１６のステップ１８０１〜１８０４の処理が実行される。これらステップの処理は第４実施形態（図１１参照）のステップ１５０１〜１５０４の処理と同様である。但し、本実施形態においてステップ１８０４にて減速された後の吸着ノズル１００の降下速度は、第４実施形態におけるステップ１５０４の後の速度Ｖ2よりも高速になっている。そこで、本実施形態のステップ１８０４において指定される降下速度を「Ｖ2’」という。
【００６１】
次に、処理がステップ１８０５に進むと、吸着ノズル１００内のワッシャ型センサ１１０３から、パルス状の信号が出力されたか否かが判定される。ここで「Ｎｏ」と判定されると、ステップ１５０５の処理が繰り返される。これにより、吸着ノズル１００は、引き続き、ランド１０５に接近してゆく。その後、吸着ノズル１００の先端に保持した電子部品１０４がランド１０５に衝合する。これは、図１４(b)（または図１５(c)）の状態に対応する。この時点で緩衝バネ１１０６は縮んではいないが、僅かな衝撃が、緩衝バネ１１０６を介してセンサ１１０３に伝達されるため、その衝撃によって、センサ１１０３からパルス状の信号（第１の信号）が出力される。
【００６２】
このパルス状の信号がセンサ信号処理部１４０５によって検出されると、ステップ１８０５にて「Ｙｅｓ」と判定され、処理はステップ１８０６に進む。センサ信号処理部１４０５は、パルス状の信号を検出した時点における吸着ノズル１００の高さが、実際のランド接触高さＨ2であると認識し、このランド接触高さＨ2がサーボコントローラ１４０６へ送信される。
【００６３】
サーボコントローラ１４０６においては、事前に設定されていた推定停止高さＮh1が、停止高さＮh2に変更される。より具体的には、緩衝バネ１１０６の最大縮み量をＬ1、押込み量をＬ2としたとき、Ｎh2＝Ｈ2−（Ｌ1＋Ｌ2）になる。さらに、サーボコントローラ１４０６においては、吸着ノズル１００を停止高さＮh2で停止させるための加速度（負値）が計算される。この加速度は、ランド接触高さＨ2から減速を開始し、停止高さＮh2にて速度がゼロになるように決定される。
【００６４】
一方、センサ信号処理部１４０５においては、サーボコントローラ１４０６に対して、ランド接触高さＨ2を送信した後、処理はステップ１８０７に進む。ここでは、再び、吸着ノズル１００内のワッシャ型センサ１１０３から、パルス状の信号が出力されたか否かが判定される。ここで「Ｎｏ」と判定されると、ステップ１８０７の処理が繰り返される。その後、緩衝バネ１１０６が縮みきった状態になると、ランド１０５のソルダーペーストによる粘性によって、僅かな衝撃が、緩衝バネ１１０６を介してセンサ１１０３に伝達される。
【００６５】
その衝撃によって、センサ１１０３からパルス状の信号（第２の信号）が再び出力されると、ステップ１８０７において「Ｙｅｓ」と判定され、処理はステップ１８０８に進む。ここでは、センサ信号処理部１４０５からサーボコントローラ１４０６に対して、電子部品１０４をランド１０５に押込み量Ｌ2だけ押し込むように、コマンドが送信される。サーボコントローラ１４０６は、このコマンドに対応して、吸着ノズル１００を押込み量Ｌ2だけ押し込むように、サーボアンプ１４０７を介してリニアアクチュエータ１４０１を駆動する。
【００６６】
電子部品の押し込みが完了すると、処理はステップ１８０９に進む。ここでは、センサ信号処理部１４０５からサーボコントローラ１４０６を介してリニアアクチュエータ１４０１を停止させるようにコマンドが出力され、これによってリニアアクチュエータ１４０１が停止される。そして、センサ信号処理部１４０５は、吸着ノズル１００の負圧を切って電子部品を脱離し、リニアアクチュエータ１４０１により吸着ノズル１００を上昇させる。そして、吸着ノズル１００が所定の位置まで上昇した際に、電子部品の実装は終了する。
【００６７】
次に、図１６にて説明した動作に基づいた動作例を図１７(a)，(b)を参照し説明する。なお、図１７(a)は吸着ノズル１００の速度チャートであり、図１７(b)はワッシャ型センサ１１０３の出力信号の波形図である。
図１７(a)において、時刻ｔ11以前の期間にて、既に速度は速度Ｖ2’に減速されていることとする。時刻ｔ12に至るまで、ワッシャ型センサ１１０３の出力信号はゼロになっているが、時刻ｔ12においてインパルス状に立ち上がっている。この時刻ｔ12は、電子部品１０４がランド１０５に衝合したタイミングであり、図１６のステップ１８０５にて「Ｙｅｓ」と判定されるタイミングである。
【００６８】
上述したように、次のステップ１８０６では、速度を減速させるような加速度が設定されるから、図１７の時刻ｔ12〜ｔ13の期間では、吸着ノズル１００の速度が直線的に減少している。時刻ｔ13においては、センサ１１０３の出力信号が再びインパルス状に立ち上がっている。この時刻ｔ13は、緩衝バネ１１０６が縮みきったタイミングであり、図１６のステップ１８０７において「Ｙｅｓ」と判定されるタイミングである。図１７において、時刻ｔ13〜ｔ14の期間は、図１６のステップ１８０８が実行され電子部品１０４がランド１０５内に押込み量Ｌ2だけ押しまれている期間である。時刻ｔ14以降は、リニアアクチュエータ１４０１が一旦停止された後、電子部品１０４が脱離され、吸着ノズル１１００が上昇されるため、図上で負の方向に速度が増加する。
【００６９】
＜比較例とその問題点＞
次に、本実施形態と比較するための比較例について説明する。この比較例のハードウエア構成は、ワッシャ型センサ１１０３を「用いない」点を除いて、第５実施形態と同様であることとする。従って、本比較例においても、緩衝バネ１１０６を内蔵した吸着ノズル１００が適用される。
【００７０】
ワッシャ型センサ１１０３を用いない場合、図１４(d)に示した最後の工程、すなわちランド１０５へ電子部品１０４を所定量押込む工程を実現するために、「みなし制御」と呼ばれる方法を採ることが一般的である。「みなし制御」を行うにあたっては、まず実装対象となる基板１００５（図８参照）の反り量を数か所で測定して基板全体の反り量分布を推定し、基板上の各ランドの高さを算出する。その後、ランド１０５に電子部品１０４を適切な下降速度で着地させ、ランド１０５へ電子部品１０４を所定量押込んだところでＺ方向のリニアアクチュエータ１４０１を停止させる。
【００７１】
近年の部品実装装置では、みなし制御と緩衝バネ付き吸着ノズル１００とにより、電子部品１０４の破損などの回避しつつ、実装の高速化を図ってきた。しかし、実装効率向上のための基板サイズの大型化や多層配線化、薄型化などにより、ランド高さの推定値と実際のランド高さの誤差が、以前よりも大きくなりつつある。また、電子部品１０４の大きさが小さくなり、実装密度が高まってくると、ランド１０５の高さが低くなり、かつ、隣のランド１０５との距離が小さくなり、みなし制御での高さの推定値に、より高い精度が求められるようになっている。
【００７２】
以上のような事情により、望ましくない現象の発生頻度が増加している。望ましくない現象の１つは電子部品のランドへの押込み過ぎであり、もう１つは押込み不足による不良である。まず、図１８を参照し、押込み過ぎについて説明する。図１８に示すように、吸着ノズル１００の押込み過ぎが発生すると、押込まれた電子部品１０４によりランド１０５を構成するソルダーペーストがはみ出す。その結果、隣接する電子部品との短絡が発生する場合がある。さらに、ランド１０５の厚みが薄い場合、電子部品１０４に大きな力が加わることにより電子部品１０４が破損する場合もある。
【００７３】
次に、図１９を参照して押込み不足による不良について説明する。図１９(a)に示すように吸着ノズル１００の押込み不足が発生すると、ランド１０５と電子部品１０４との密着性不足が発生する。その結果、図１９(b)に示すように、電子部品１０４がランド１０５から脱落する場合もある。このように、みなし制御と緩衝バネ付き吸着ノズル１００を利用するアプローチでは、基板サイズの大型化やチップサイズの小型化に対して十分なアプローチを取ることが難しかった。
【００７４】
このランド高さの推定値と実際のランド高さとの違いに起因する実装不良に対して、吸着ノズル１００の押圧力を計測するアプローチが考えられる。例えば、吸着ノズル１００に歪センサを組み込み、押圧力が所定値以上になると、押圧を終了することが考えられる。しかし、歪センサは比較的重いため、吸着ノズル１００が水平方向の高速移動から停止する際の振れは大きくなり、位置決め精度が低下する。また、吸着ノズル１００は、通常は複数搭載されることから、歪センサを取り付けることによって吸着ノズル１００の設置間隔が拡大し、装置が大型する等、他の望ましくない現象を発生させる場合もある。従って、高速対応の部品実装装置では、吸着ノズル内、又は吸着ノズルを着脱する部分に組込んでも装置の性能に悪影響を与えない小型で軽量なセンサが望ましいものと考えられる。
【００７５】
＜第５実施形態の効果＞
以上のように、本実施形態による部品実装装置は、部品（１０４）を搬送する搬送部材（１００）と、前記搬送部材（１００）に設けられ、前記部品（１０４）の搬送先（１０５）に前記部品（１０４）が衝合した際にパルス状の第１の信号を出力する検知装置（１１０３）と、前記第１の信号に基づいて前記搬送部材（１００，１１００）を制御する処理部（１４０５）と、を有し、前記検知装置（１１０３）は、第１〜第３実施形態の何れかのワッシャ型センサを有するものである。
【００７６】
さらに、前記搬送部材（１００）は、前記部品（１０４）の搬送方向に伸縮する弾性体（１１０６）を有し、前記搬送先（１０５）に前記部品（１０４）が衝合すると、衝合による衝撃が前記弾性体（１１０６）を介して前記検知装置（１１０３）に伝達されるものである。さらに、前記処理部（１４０５）は、前記弾性体（１１０６）が縮んだ後に前記検知装置（１１０３）からパルス状の第２の信号が出力されると、前記搬送部材（１００）の速度を変更するものである。
【００７７】
本実施形態は、かかる構成により、第４実施形態と同様に、ワッシャ型センサ１１０３によって微小な衝撃力を検知できるから、微小な部品の破損を未然に防止することができる。また、センサ１１０３はコンパクトに構成できるため、装置の大型化を抑制でき、さらにセンサ１１０３は軽量に構成できるため、吸着ノズル１１００の位置決め精度を高くでき、外乱に対してロバストな制御系を構成できるという効果を奏する。また、第４実施形態の吸着ノズル１１００と同様に、本実施形態の吸着ノズル１００も消耗品であり、その装着箇所にセンサ１１０３を組み込むことにより、高いメンテナンス性も実現することができる。
【００７８】
さらに、本実施形態によれば、高速性を損なわずに電子部品１０４のランド１０５への押込み量の最適化を図ることが可能となり、押込み過ぎや押込み不足による不良を回避した生産性の高いシステムを提供することができる。なお、積分回路を用いて、センサ１１０３の出力信号を積分すれば、押圧力の計測も可能であり、最適な押圧力で電子部品１０４を実装することも可能になる。
【００７９】
［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態による部品実装装置の構成について図２０を参照し説明する。なお、図２０は本実施形態の要部の外観を示す図である。
本実施形態においては、第５実施形態に適用されていたシャフト１１０２に代えて、図２０に示すシャフト１２０２が適用される。シャフト１２０２は、吸着ノズル着脱部１１０７と嵌合する装着溝１２０２ａが形成されている点等において第５実施形態のシャフト１１０２と同様に形成されている。但し、シャフト１２０２は、その下端近傍に半径方向に突出する一対の小突起１２０７，１２０８が形成されている点でシャフト１１０２とは異なる。
【００８０】
また、本実施形態においては、吸着ノズル１００とワッシャ型センサ１１０３との間に、断面略コ字状のセンサフォルダ１３０２が挿入されている。本実施形態においても、シャフト１２０２にワッシャ型センサ１１０３およびセンサフォルダ１３０２を押し付ける力は、吸着ノズル１００から伸びる吸着ノズル着脱部１１０７を装着溝１２０２ａに差し込むことで発生させており、第５実施形態と同様に、隙間のない密着状態を作り出し、力の伝達遅れの発生を防止している。上記以外の点については、本実施形態の構成は第５実施形態のものと同様である。
【００８１】
次に、図２１(a)，(b)を参照し、センサフォルダ１３０２の詳細構成を説明する。
センサフォルダ１３０２は、平板円環状の底板１３１３と、底板１３１３の外周から上方向に突出する円筒状の側壁部１３１４とを有している。図２１(a)において、側壁部１３１４の内壁には、上述の小突起１２０７，１２０８と遊嵌する一対の凹部１３１１，１３１２が形成されている。すなわち、センサフォルダ１３０２は、凹部１３１１，１３１２を小突起１２０７，１２０８に遊嵌させつつ、上下方向に若干移動することが可能になっている。これにより、ワッシャ型センサ１１０３の撓み量が変化した場合であっても、吸着ノズル１００と、センサフォルダ１３０２と、ワッシャ型センサ１１０３と、シャフト１２０２との密着状態を確保することができる。
【００８２】
また、側壁部１３１４の内壁には、周回方向４等分位置に断面略コ字状の逃げ溝１３０７，１３０８，１３０９，１３１０が形成されている。ワッシャ型センサ１１０３は、底板１３１３の上面に載置され、ワッシャ型センサ１１０３から引き出された４本のリード線１３０３，１３０４，１３０５，１３０６が逃げ溝１３０７，１３０８，１３０９，１３１０に沿って配置される。
【００８３】
本実施形態によれば、ワッシャ型センサ１１０３をシャフト１２０２から着脱することが容易になるから、ワッシャ型センサの交換等のメンテナンスも容易になるという効果を奏する。なお、本実施形態においても、ワッシャ型センサ１１０３としては、第１〜第３実施形態の何れのワッシャ型センサも適用できるが、リード線１３０３，１３０４，１３０５，１３０６を四方に引き出すことから、特に第１，第３実施形態のものが好適である。
【００８４】
［第７実施形態］
次に、本発明の第７実施形態による部品実装装置の構成について図２２を参照し説明する。本実施形態の部品実装装置は、第６実施形態に適用された吸着搬送装置１００１（図８，図９参照）に代えて、図２２に示す吸着搬送装置１９０１が適用される。その他のハードウエア構成は、第６実施形態と同様である。
【００８５】
吸着搬送装置１９０１の内部において、リニアアクチュエータ１４０１は、シャフト１２０２を上下方向に駆動する。シャフト１２０２の下端には、センサフォルダ１３０２を介して吸着ノズル１００が装着されている。真空吸着用流路１９０７は、シャフト１２０２に接続されている。本実施形態においては、シャフト１２０２を周回方向に回動させるロータリーアクチュエータ１９０６が設けられている。シャフト１２０２を回動させることにより、吸着ノズル１００に吸着された電子部品１０４（図１４参照）の角度を自由に設定することが可能である。
【００８６】
第４〜第６実施形態の部品実装装置と同様に、吸着搬送装置１９０１は、ｘビーム１００２（図８参照）、ｙビーム１００３によって基板１００５の上方を移動し、吸着ノズル１００の先端に吸着した電子部品１０４をランド１０５上に位置決めする。その際、必要に応じて、ロータリーアクチュエータ１９０６によってシャフト１２０２が駆動され、電子部品１０４の装着角度が調節される。しかる後に、吸着搬送装置１９０１は、リニアアクチュエータ１４０１によって吸着ノズル１００を下降させ、電子部品１０４をランド１０５に押し込む。なお、電子部品１０４の着脱は、真空吸着用流路１９０７から供給される負圧・正圧により行われる。
【００８７】
本実施形態においては、ロータリーアクチュエータ１９０６による回動動作の中心軸は、シャフト１２０２に中心軸に一致している。すなわち、電子部品１０４を上下動させる軸と、回転軸とが同一である。これにより、本実施形態は、電子部品１０４を実装する際の自由度をさらに高めることができるという効果を奏する。
【００８８】
［変形例］
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。
【００８９】
＜ワッシャ型センサの変形例＞
（１）上記各実施形態において、ワッシャ型センサ４００，９００等は円環状に形成されたが、ワッシャ型センサの形状は円環状に限定されるものではなく、四角形、その他の多角形など任意の形状のものを用いてよい。
（２）上記各実施形態の板ばねプレート４０１は、凸部４０１ａおよび凹部４０１ｂを、各々３箇所形成したが、凸部４０１ａ，凹部４０１ｂの数は適宜増減してもよい。さらに、板ばねプレート４０１に代えて、凹部，凸部を有しない平板状の板ばねプレートを用いてもよい。この場合は、板ばねプレートを挟む部材（図２０の例においては、シャフト１２０２およびセンサフォルダ１３０２）に、相互に噛み合うような凹凸を形成しておくと、板ばねプレートに圧力が加わった際に板ばねプレートが波状に撓むため、上記各実施形態と同様に、圧電膜プレートの出力信号から衝撃を検出することができる。
【００９０】
（３）上記各実施形態においては、板ばねプレート４０１と圧電膜プレート４１０，９１０，９２０との間に接着層４０８を設けたが、両者の絶縁を確保できれば、接着層４０８を除いて板ばねプレート４０１と圧電膜プレート４１０，９１０，９２０とを直接積層してもよい。
（４）上記各実施形態においては、板ばねプレート４０１として金属板を適用したが、弾性部材を板状に形成して成るものであれば、板ばねプレート４０１は金属でなくてもよい。板ばねプレート４０１として絶縁物を用いれば、板ばねプレート４０１と圧電膜プレート４１０，９１０，９２０との絶縁を確保する必要はなくなる。
【００９１】
（５）上記第２実施形態によるワッシャ型センサ（図５参照）は、圧電膜４２２にスルーホール４２２ａを形成し、このスルーホール４２２ａを介して、上面の中空扇形部４２５ａと、下面の中空扇形部４２５ｂとを接続していた。しかし、上面の電極と下面の電極を接続する方法は、スルーホールを形成することに限られず、圧電膜４２２の端部（内外周の側面）に両者を接続する導体層を形成してもよい。
すなわち、本変形例によるワッシャ型センサは、第２の面（下面）に配置された第３および第４の電極（４２５，４２６）の一部（４２５ａ，４２６ａ）は圧電膜（４２２）の端部を経由することで第１の面（上面）に露出することを特徴とするものである。
【００９２】
（６）上記第３実施形態によるワッシャ型センサ９００（図７参照）は、第１実施形態の圧電膜プレート４１０と同様に形成された圧電膜プレート９１０，９２０を板ばねプレート４０１の両面に接合したが、第２実施形態の圧電膜プレート４２０と同様に形成された２枚の圧電膜プレートを、板ばねプレート４０１の両面に接合してもよい。
【００９３】
＜部品実装装置の変形例＞
（１）上記実施形態において搬送・実装の対象となる「部品」とは「電子部品」を指していたが、本発明における「部品」は「電子部品」に限られるものではなく、食品や医薬品、生体試料等も含む。また、部品の「実装」も、ランドへの埋め込みなどを伴うことは必須ではなく、単純に「所定の位置に配置する」という動作も「実装」の概念に含まれる。
【符号の説明】
【００９４】
１００，１１００  吸着ノズル（搬送部材）
１０４  電子部品（部品）
１０５  ランド（搬送先）
４００  センサ
４００，９００  ワッシャ型センサ（検知装置）
４０１  板ばねプレート（板ばねプレート）
４０１ａ  凹部
４０１ｂ  凸部
４０２  圧電膜
４０３  電極層（第１の電極）
４０４  電極層（第２の電極）
４０５  電極層（第３の電極）
４０６  電極層（第４の電極）
４０８  接着層
４１０，９１０，９２０  圧電膜プレート
４２０  圧電膜プレート
４２２ａ  スルーホール（貫通孔）
４２３  電極層（第１の電極）
４２４  電極層（第２の電極）
４２５  電極層（第３の電極）
４２６  電極層（第４の電極）
６０２〜６０５  リード線
８０１〜８０４  リード線
９０２  圧電膜
９０３〜９０６  電極層
９１２  圧電膜
９１３〜９１６  電極層
１００１  吸着搬送装置
１００２  ｘビーム
１００３  ｙビーム
１００４  処理部
１００５  基板
１１０１  シリンダ
１１０２  シャフト
１１０３  ワッシャ型センサ（検知装置）
１１０４  フランジ部
１１０５  先端部
１１０６  緩衝バネ（弾性体）
１４０１  リニアアクチュエータ
１４０２  流体制御機器
１４０３  レギュレータ
１４０４  真空ポンプ
１４０５  センサ信号処理部（処理部）
【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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【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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【図２１】
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【図２２】
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