(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品を吸着保持するための吸着ノズルであって、
一端が吸引源に接続された第１の吸引流路と、ノズル本体収容孔とが形成された外側ノズル部材と、
その基端側が上記ノズル本体収容孔にそれ自体の軸線方向に摺動自在に収容され、その先端側が上記外側ノズル部材から突出し、上記軸線方向に延びて先端側端面において開口すると共に上記第１の吸引流路と連通する第２の吸引流路が形成され、先端側端面に上記部品を吸着保持するノズル本体と、
少なくとも上記ノズル本体収容孔の壁面と上記ノズル本体の基端側端面により構成され、上記第１及び第２の吸引流路から遮断された弾性付勢部材収容室に収容され、上記ノズル本体を上記外側ノズル部材から離反する方向に弾性的に付勢する弾性付勢部材と
を備え、
上記ノズル本体収容孔の底壁面と隣接する上記ノズル本体収容孔の側周壁面に、上記ノズル本体収容孔を拡径する環状溝が設けられている吸着ノズル。
【請求項２】
部品を吸着保持するための吸着ノズルであって、
一端が吸引源に接続された第１の吸引流路と、ノズル本体収容孔とが形成された外側ノズル部材と、
その基端側が上記ノズル本体収容孔にそれ自体の軸線方向に摺動自在に収容され、その先端側が上記外側ノズル部材から突出し、上記軸線方向に延びて先端側端面において開口すると共に上記第１の吸引流路と連通する第２の吸引流路が形成され、先端側端面に上記部品を吸着保持するノズル本体と、
少なくとも上記ノズル本体収容孔の壁面と上記ノズル本体の基端側端面により構成され、上記第１及び第２の吸引流路から遮断された弾性付勢部材収容室に収容され、上記ノズル本体を上記外側ノズル部材から離反する方向に弾性的に付勢する弾性付勢部材と
を備え、
上記ノズル本体には、上記ノズル本体の軸線に対して交差する方向に延び、一端が上記第２の吸引流路に接続された横流路が２個設けられ、これらの横流路は上記ノズル本体の軸線に対して互いに対称に配置され、かつこれらの横流路の他端は上記外側ノズル部材の第１の吸引流路の他端と連通する吸着ノズル。
【請求項３】
部品を吸着保持するための吸着ノズルであって、
一端が吸引源に接続された第１の吸引流路と、ノズル本体収容孔とが形成された外側ノズル部材と、
その基端側が上記ノズル本体収容孔にそれ自体の軸線方向に摺動自在に収容され、その先端側が上記外側ノズル部材から突出し、上記軸線方向に延びて先端側端面において開口すると共に上記第１の吸引流路と連通する第２の吸引流路が形成され、先端側端面に上記部品を吸着保持するノズル本体と、
少なくとも上記ノズル本体収容孔の壁面と上記ノズル本体の基端側端面により構成され、上記第１及び第２の吸引流路から遮断された弾性付勢部材収容室に収容され、上記ノズル本体を上記外側ノズル部材から離反する方向に弾性的に付勢する弾性付勢部材と
を備え、
上記ノズル本体には、上記ノズル本体の軸線に対して交差する方向に延び、一端が上記第２の吸引流路に接続された横流路が少なくとも１個設けられ、この横流路の他端が上記外側ノズル部材の第１の吸引流路の他端と連通し、
上記ノズル本体の外周壁面に第２の環状溝が設けられ、この第２の環状溝を介して上記横流路が上記第１の吸引流路の他端と連通する吸着ノズル。
【請求項４】
部品を吸着保持するための吸着ノズルであって、
一端が吸引源に接続された第１の吸引流路と、ノズル本体収容孔とが形成された外側ノズル部材と、
その基端側が上記ノズル本体収容孔にそれ自体の軸線方向に摺動自在に収容され、その先端側が上記外側ノズル部材から突出し、上記軸線方向に延びて先端側端面において開口すると共に上記第１の吸引流路と連通する第２の吸引流路が形成され、先端側端面に上記部品を吸着保持するノズル本体と、
少なくとも上記ノズル本体収容孔の壁面と上記ノズル本体の基端側端面により構成され、上記第１及び第２の吸引流路から遮断された弾性付勢部材収容室に収容され、上記ノズル本体を上記外側ノズル部材から離反する方向に弾性的に付勢する弾性付勢部材と
を備え、
上記ノズル本体は、基端側端面から軸線方向に延びる筒状部を備え、この筒状部は上記弾性付勢部材収容室を貫通して外側ノズル部材の第１の吸引流路内へ延び、この筒状部に形成された第３の吸引流路により上記第２の吸引流路が上記第１の吸引流路に連通されている吸着ノズル。
【請求項５】
部品を吸着保持するための吸着ノズルであって、
一端が吸引源に接続された第１の吸引流路と、ノズル本体収容孔とが形成された外側ノズル部材と、
その基端側が上記ノズル本体収容孔にそれ自体の軸線方向に摺動自在に収容され、その先端側が上記外側ノズル部材から突出し、上記軸線方向に延びて先端側端面において開口すると共に上記第１の吸引流路と連通する第２の吸引流路が形成され、先端側端面に上記部品を吸着保持するノズル本体と、
少なくとも上記ノズル本体収容孔の壁面と上記ノズル本体の基端側端面により構成され、上記第１及び第２の吸引流路から遮断された弾性付勢部材収容室に収容され、上記ノズル本体を上記外側ノズル部材から離反する方向に弾性的に付勢する弾性付勢部材と
を備え
上記外側ノズル部材には、一端が大気に連通した第１の真空破壊流路が形成され、かつ、
上記ノズル本体には、一端が上記第２の吸引流路に連通した第２の真空破壊流路がさらに形成され、
上記部品を吸引保持する際には、上記第１の真空破壊流路の他端と第２の真空破壊流路の他端が互いに遮断され、
上記部品を上記回路基板に装着する際には、上記第１の真空破壊流路の他端と第２の真空破壊流路の他端が互いに遮断される吸着ノズル。
【請求項６】
部品を吸着保持するための吸着ノズルであって、
一端が吸引源に接続された第１の吸引流路と、ノズル本体収容孔とが形成された外側ノズル部材と、
その基端側が上記ノズル本体収容孔にそれ自体の軸線方向に摺動自在に収容され、その先端側が上記外側ノズル部材から突出し、上記軸線方向に延びて先端側端面において開口すると共に上記第１の吸引流路と連通する第２の吸引流路が形成され、先端側端面に上記部品を吸着保持するノズル本体と、
少なくとも上記ノズル本体収容孔の壁面と上記ノズル本体の基端側端面により構成され、上記第１及び第２の吸引流路から遮断されて大気に連通される弾性付勢部材収容室に収容され、上記ノズル本体を上記外側ノズル部材から離反する方向に弾性的に付勢する弾性付勢部材と
を備え、
上記ノズル本体は、基端側端面から突出する筒状部を備え、
上記ノズル本体は、上記筒状部の先端側端面が上記ノズル本体収容孔の底壁面に対して離隔している第１の位置から、上記第１の筒状部の先端側端面が上記ノズル本体収容孔の底壁面に当接する第２の位置へ、上記弾性付勢部材の付勢力に抗して移動可能であり、
上記外側ノズル部材には、一端が大気に連通した第１の真空破壊流路が形成され、かつ、
上記ノズル本体には、一端が上記第２の吸引流路に連通した第２の真空破壊流路がさらに形成され、
上記ノズル本体が上記第１の位置にあると上記第１の真空破壊流路の他端と第２の真空破壊流路の他端が互いに遮断され、
上記ノズル本体が上記第２の位置にあると上記第１の真空破壊流路の他端と第２の真空破壊流路の他端が互いに連通され、上記第２の吸引流路が大気に開放される吸着ノズル。
【請求項７】
部品を回路形成体に装着する部品実装装置であって、
上記部品を供給する部品供給部と、
上記回路形成体を部品装着位置に搬送する回路形成体搬送部と、
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の吸着ノズルを有し、上記部品供給部から部品装着位置に移動する実装ヘッド部とを備え、
上記実装ヘッド部が上記部品供給部と対応する位置に移動すると、上記吸着ノズルが上記部品供給部から供給される部品を上記ノズル本体の先端に吸着保持し、かつ
上記実装ヘッド部が上記部品装着位置に移動すると、上記吸着ノズルが上記回路形成体に向けて移動し、上記ノズル本体の先端に吸着保持した部品を回路形成体に装着する、部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸着ノズルに関する。詳しくは、本発明は、回路基板等の回路形成体へ電子部品等の部品を実装する部品実装装置において、部品を吸着保持するための吸着ノズルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は、電子部品実装装置において電子部品Ｂの吸着保持に使用される従来の吸着ノズル１を示している。
【０００３】
この吸着ノズル１は、第１の吸引流路２ａを有する外側ノズル部材２と、外側ノズル部材２に変位可能に設けられ、第１の吸引流路２ａと連通する第２の吸引流路３ａを有するノズル本体３と、外側ノズル部材２及びノズル本体３間に設けられ、ノズル本体３を変位方向（図１３において上下方向）に沿う所定の側（図１３において下側）に弾性的に付勢するばね４とを備えている。上記第２の吸引流路３ａは、ノズル本体３の変位方向に沿って設けられている。また、第２の吸引流路３ａは、一端部（図１３において下端部）を、ノズル本体３の変位方向前端面３ｂ（図１３中下端面）で開口すると共に、他端部（図１３において上端部）を、ノズル本体３の変位方向後端面（図１３において上端面）３ｃで開口して、第１の吸引流路２ａに連通させている。
【０００４】
上記吸着ノズル１は、電子部品実装装置の実装ヘッド部５のノズル軸６に対して、ノズルホルダ７により取り外し可能に取り付けられている。詳しくは、ノズルホルダ７は、その内側にボール７ａを支持したインナスリーブ７ｂと、このインナスリーブ７ｂが押し込まれるアウタスリーブ７ｃとを備え、ボール７ａが外側ノズル部材２に設けられた係合凹部２ｂに入り込むことにより、吸着ノズル１がノズル軸６に固定される。
【０００５】
上記ノズル軸６に形成された吸引流路６ａは真空吸引ポンプ８に接続されている。ノズル軸６の吸引流路６ａ、外側ノズル部材２の第１の吸引流路２ａ、及びノズル本体３の第２の吸引流路３ａを介して作用する真空吸引ポンプ８の吸引力により、電子部品Ｂがノズル本体３の変位方向前端面３ｂに吸着保持される。また、ノズル軸６は昇降機構９及び回転駆動機構１０に機械的に接続されている。そのため、吸着ノズル１は昇降機構９によりノズル軸６と共に昇降し、回転駆動機構１０によりノズル軸６と共にそれ自体の軸線回りに回転する。
【０００６】
電子部品実装装置の部品供給部（図示せず）から電子部品Ｂを吸着保持する際には、吸着ノズル１は所定の高さ位置（吸着高さ位置）まで降下し、吸着ノズル１のノズル本体３の変位方向前端面３ｂが、電子部品Ｂに当接する。続いて、真空吸引ポンプ８の吸引力により、電子部品Ｂがノズル本体３の変位方向前端面３ｂに吸着保持される。電子部品Ｂを吸着保持した吸着ノズル１は、元の高さ位置まで上昇する。
【０００７】
また、回路基板（図示せず）に電子部品を装着する際には、吸着ノズル１は所定の高さ位置（装着高さ位置）まで降下し、変位方向前端面３ｂに吸着保持した電子部品Ｂを、回路基板に当接させる。続いて、吸着ノズル１がさらに降下し、すでに回路基板に当接している電子部品Ｂに荷重を作用させる。この荷重により電子部品Ｂは回路基板に装着される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記ばね４は、部品吸着時及び部品装着時において部品に作用する衝撃を緩和するためのものである。すなわち、ばね４は、部品吸着時にノズル本体３と電子部品Ｂが当接する際に、電子部品Ｂに作用する衝撃を緩和する。また、ばね４は、部品装着時に電子部品Ｂが回路基板と当接する際に、電子部品Ｂに作用する衝撃を緩和する。この衝撃緩和作用のみを考慮すれば、ばね４の付勢力は小さいことが好ましい。
【０００９】
しかし、吸着ノズル１による電子部品Ｂの吸着の際、ノズル本体３の変位方向後端面（図１３において上面）３ｃにも真空吸引ポンプ８の吸引力が作用し、この吸引力は、ばね４を圧縮する方向にノズル本体３を付勢する。そして、この吸引力によってノズル本体３が移動し、ノズル本体３の変位方向前端面３ｂの高さ位置が変動すると、電子部品Ｂの吸着エラー及び装着エラーが起こる。従って、この吸引力による外側ノズル部材２に対するノズル本体３の変位を回避する必要から、ばね４の付勢力はノズル本体３に作用する吸引力に抗し得るように比較的大きい値（例えば３．９２〜５．８８Ｎ（４００〜６００ｇｆ））に設定されている。
【００１０】
しかし、ばね４の付勢力を大きくしたことにより、上記衝撃緩和作用の低下を避けることができない。すなわち、ばね４の付勢力を大きくした結果、部品吸着時に吸着ノズル１が当接した際に電子部品Ｂに比較的高い荷重が作用する。同様に、ばね４の付勢力を大きくした結果、部品装着時に電子部品Ｂが回路基板に当接した際に、電子部品Ｂに比較的高い荷重が作用する。
【００１１】
最近の電子部品Ｂの中には、裏面に半田ボール（装着時の荷重によって適当な直径まで潰される）を有するものがあり、このような小型の電子部品Ｂは低荷重で装着する必要がある。仮に上述のように装着時に高加重が作用すると、半田ボールが潰れ過ぎてしまう。従って、上述した従来の吸着ノズル１は、裏面に半田ボールを有するような小型の電子部品Ｂの実装に適さない。
【００１２】
そこで、本発明は、吸引によるノズル本体の変位を防止しつつ、部品吸着時及び部品装着時に部品に作用する衝撃を十分に緩和することができる吸着ノズルを提供することを課題としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
従って、第１の本発明は、部品を吸着保持するための吸着ノズルであって、一端が吸引源に接続された第１の吸引流路と、ノズル本体収容孔とが形成された外側ノズル部材と、その基端側が上記ノズル本体収容孔にそれ自体の軸線方向に摺動自在に収容され、その先端側が上記外側ノズル部材から突出し、上記軸線方向に延びて先端側端面において開口すると共に上記第１の吸引流路と連通する第２の吸引流路が形成され、先端側端面に上記部品を吸着保持するノズル本体と、少なくとも上記ノズル本体収容孔の壁面と上記ノズル本体の基端側端面により構成され、上記第１及び第２の吸引流路から遮断された弾性付勢部材収容室に収容され、上記ノズル本体を上記外側ノズル部材から離反する方向に弾性的に付勢する弾性付勢部材とを備え、上記ノズル本体収容孔の底壁面と隣接する上記ノズル本体収容孔の側周壁面に、上記ノズル本体収容孔を拡径する環状溝が設けられている吸着ノズルを提供する。
【００１４】
本発明の吸着ノズルは、第１及び第２の流路から遮断される弾性付勢部材収容室をノズル本体の基端側に備え、この弾性付勢部材収容室内に弾性付勢部材が収容されている。そのため、ノズル本体に対して作用する弾性付勢部材を圧縮する方向の吸引源からの吸引力を低減することができ、それによって吸引時のノズル本体の変位を生じさせることなく、弾性付勢部材の付勢力を小さく設定することができる。そして、弾性付勢部材の付勢力を小さく設定することにより、部品吸着時や部品装着時に部品に作用する衝撃を十分に緩和することができる。
【００１７】
上記弾性付勢部材はばねであり、このばねの付勢力は例えば０．１９６Ｎ以上０．９８０Ｎ以下に設定することができる。
【００１８】
環状溝により、ノズル本体収容孔内をノズル本体が移動する際の摺動抵抗が低減される。
【００１９】
上記底壁面に上記弾性付勢部材を固定するための座ぐりを設けてもよい。この座ぐりにより、弾性付勢部材が大気室内に安定して保持され、弾性付勢部材が外側ノズル部材とノズル本体とに噛み込まれるのを防止することができる。
【００２１】
第２の発明は、部品を吸着保持するための吸着ノズルであって、一端が吸引源に接続された第１の吸引流路と、ノズル本体収容孔とが形成された外側ノズル部材と、その基端側が上記ノズル本体収容孔にそれ自体の軸線方向に摺動自在に収容され、その先端側が上記外側ノズル部材から突出し、上記軸線方向に延びて先端側端面において開口すると共に上記第１の吸引流路と連通する第２の吸引流路が形成され、先端側端面に上記部品を吸着保持するノズル本体と、少なくとも上記ノズル本体収容孔の壁面と上記ノズル本体の基端側端面により構成され、上記第１及び第２の吸引流路から遮断された弾性付勢部材収容室に収容され、上記ノズル本体を上記外側ノズル部材から離反する方向に弾性的に付勢する弾性付勢部材とを備え、上記ノズル本体には、上記ノズル本体の軸線に対して交差する方向に延び、一端が上記第２の吸引流路に接続された横流路が２個設けられ、これらの横流路は上記ノズル本体の軸線に対して互いに対称に配置され、かつこれらの横流路の他端は上記外側ノズル部材の第１の吸引流路の他端と連通する吸着ノズルを提供する。ノズル本体の外側周壁面に対して吸引源からの吸引力が均一に作用する。
【００２２】
第３の発明は、部品を吸着保持するための吸着ノズルであって、一端が吸引源に接続された第１の吸引流路と、ノズル本体収容孔とが形成された外側ノズル部材と、その基端側が上記ノズル本体収容孔にそれ自体の軸線方向に摺動自在に収容され、その先端側が上記外側ノズル部材から突出し、上記軸線方向に延びて先端側端面において開口すると共に上記第１の吸引流路と連通する第２の吸引流路が形成され、先端側端面に上記部品を吸着保持するノズル本体と、少なくとも上記ノズル本体収容孔の壁面と上記ノズル本体の基端側端面により構成され、上記第１及び第２の吸引流路から遮断された弾性付勢部材収容室に収容され、上記ノズル本体を上記外側ノズル部材から離反する方向に弾性的に付勢する弾性付勢部材とを備え、上記ノズル本体には、上記ノズル本体の軸線に対して交差する方向に延び、一端が上記第２の吸引流路に接続された横流路が少なくとも１個設けられ、この横流路の他端が上記外側ノズル部材の第１の吸引流路の他端と連通し、上記ノズル本体の外周壁面に第２の環状溝が設けられ、この第２の環状溝を介して上記横流路が上記第１の吸引流路の他端と連通する吸着ノズルを提供する。上記ノズル本体の外側周壁面に対してより均一に吸引力が作用する。
【００２３】
第４の発明は、部品を吸着保持するための吸着ノズルであって、一端が吸引源に接続された第１の吸引流路と、ノズル本体収容孔とが形成された外側ノズル部材と、その基端側が上記ノズル本体収容孔にそれ自体の軸線方向に摺動自在に収容され、その先端側が上記外側ノズル部材から突出し、上記軸線方向に延びて先端側端面において開口すると共に上記第１の吸引流路と連通する第２の吸引流路が形成され、先端側端面に上記部品を吸着保持するノズル本体と、少なくとも上記ノズル本体収容孔の壁面と上記ノズル本体の基端側端面により構成され、上記第１及び第２の吸引流路から遮断された弾性付勢部材収容室に収容され、上記ノズル本体を上記外側ノズル部材から離反する方向に弾性的に付勢する弾性付勢部材とを備え、上記ノズル本体は、基端側端面から軸線方向に延びる筒状部を備え、この筒状部は上記弾性付勢部材収容室を貫通して外側ノズル部材の第１の吸引流路内へ延び、この筒状部に形成された第３の吸引流路により上記第２の吸引流路が上記第１の吸引流路に連通されている吸着ノズルを提供する。この構造により、弾性付勢部材収容室と第１及び第２の吸引流路とをより確実に遮断することができる。
【００２４】
第５の発明は、部品を吸着保持するための吸着ノズルであって、一端が吸引源に接続された第１の吸引流路と、ノズル本体収容孔とが形成された外側ノズル部材と、その基端側が上記ノズル本体収容孔にそれ自体の軸線方向に摺動自在に収容され、その先端側が上記外側ノズル部材から突出し、上記軸線方向に延びて先端側端面において開口すると共に上記第１の吸引流路と連通する第２の吸引流路が形成され、先端側端面に上記部品を吸着保持するノズル本体と、少なくとも上記ノズル本体収容孔の壁面と上記ノズル本体の基端側端面により構成され、上記第１及び第２の吸引流路から遮断された弾性付勢部材収容室に収容され、上記ノズル本体を上記外側ノズル部材から離反する方向に弾性的に付勢する弾性付勢部材とを備え、上記外側ノズル部材には、一端が大気に連通した第１の真空破壊流路が形成され、かつ、上記ノズル本体には、一端が上記第２の吸引流路に連通した第２の真空破壊流路がさらに形成され、上記部品を吸引保持する際には、上記第１の真空破壊流路の他端と第２の真空破壊流路の他端が互いに遮断され、上記部品を上記回路基板に装着する際には、上記第１の真空破壊流路の他端と第２の真空破壊流路の他端が互いに遮断される吸着ノズルを提供する。
【００２５】
第６の発明は、部品を吸着保持するための吸着ノズルであって、一端が吸引源に接続された第１の吸引流路と、ノズル本体収容孔とが形成された外側ノズル部材と、その基端側が上記ノズル本体収容孔にそれ自体の軸線方向に摺動自在に収容され、その先端側が上記外側ノズル部材から突出し、上記軸線方向に延びて先端側端面において開口すると共に上記第１の吸引流路と連通する第２の吸引流路が形成され、先端側端面に上記部品を吸着保持するノズル本体と、少なくとも上記ノズル本体収容孔の壁面と上記ノズル本体の基端側端面により構成され、上記第１及び第２の吸引流路から遮断されて大気に連通される弾性付勢部材収容室に収容され、上記ノズル本体を上記外側ノズル部材から離反する方向に弾性的に付勢する弾性付勢部材とを備え、上記ノズル本体は、基端側端面から突出する筒状部を備え、上記ノズル本体は、上記筒状部の先端側端面が上記ノズル本体収容孔の底壁面に対して離隔している第１の位置から、上記第１の筒状部の先端側端面が上記ノズル本体収容孔の底壁面に当接する第２の位置へ、上記弾性付勢部材の付勢力に抗して移動可能であり、上記外側ノズル部材には、一端が大気に連通した第１の真空破壊流路が形成され、かつ、上記ノズル本体には、一端が上記第２の吸引流路に連通した第２の真空破壊流路がさらに形成され、上記ノズル本体が上記第１の位置にあると上記第１の真空破壊流路の他端と第２の真空破壊流路の他端が互いに遮断され、上記ノズル本体が上記第２の位置にあると上記第１の真空破壊流路の他端と第２の真空破壊流路の他端が互いに連通され、上記第２の吸引流路が大気に開放される吸着ノズルを提供する。上記ノズル本体が外側ノズル部材と当接すると、吸引源による吸引を停止することなく部品の吸着動作を円滑かつ確実に解除することができる。例えば、ノズル本体に吸着した部品を被装着体に押し付けることによりノズル本体が第２の位置に移動すると、上記第１及び第２の真空破壊流路の連通により吸着が解除される。
【００２６】
第７の発明は、部品を回路形成体に装着する部品実装装置であって、上記部品を供給する部品供給部と、上記回路形成体を部品装着位置に搬送する回路形成体搬送部と、上記した吸着ノズルを有し、上記部品供給部から部品装着位置に移動する実装ヘッド部とを備え、上記実装ヘッド部が上記部品供給部と対応する位置に移動すると、上記吸着ノズルが上記部品供給部から供給される部品を上記ノズル本体の先端に吸着保持し、かつ上記実装ヘッド部が上記部品装着位置に移動すると、上記吸着ノズルが上記回路形成体に向けて移動し、上記ノズル本体の先端に吸着保持した部品を回路形成体に装着する部品実装装置を提供する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
次に、図面に示す本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２９】
（第１実施形態）
図１は本発明に係る吸着ノズルを備える電子部品実装装置１００を示し、図２から図５は第１実施形態に係る吸着ノズル２１を示している。
【００３０】
図１を参照すると、電子部品実装装置１００は、回路基板Ａを搬入搬出する基板搬送部１０１、複数の部品供給ユニットを有する部品供給部１０２、吸着ノズル２１を装着可能な実装ヘッド部１０３、回路基板Ａを認識する基板認識カメラ１０４、実装ヘッド部１０３及び基板認識カメラ１０４を図１において矢印Ｘ方向及びＹ方向に沿って移動可能なＸＹロボット１０５、吸着ノズル２１に吸着保持された電子部品Ｂの姿勢を撮像する部品撮像装置１０６、姿勢に異常が検出された電子部品Ｂを廃棄する部品廃棄部１０７、及びそれらを制御する制御ユニット１０８を備えている。
【００３１】
図２に示すように、上記吸着ノズル２１は、実装ヘッド部１０３のノズル軸２２に対して、ノズルホルダ２３により取り外し可能に取り付けられている。詳しくは、ノズルホルダ２３は、その内側にボール２３ａを支持したインナスリーブ２３ｂと、このインナスリーブ２３ｂが押し込まれるアウタスリーブ２３ｃとを備え、ボール２３ａが後述する外側ノズル部材３０に設けられた係合凹部３８に入り込むことにより、吸着ノズル２１がノズル軸２２に固定される。
【００３２】
上記ノズル軸２２に形成された吸引流路２２ａは真空吸引ポンプ２４に接続されている。また、ノズル軸２２は昇降機構２６及び回転駆動機構２７に機械的に接続されている。そのため、吸着ノズル２１は昇降機構２６によりノズル軸２２と共に昇降し、回転駆動機構２７によりノズル軸２２と共にそれ自体の軸線回りに回転する。
【００３３】
吸着ノズル２１は、外側ノズル部材３０、ノズル本体４０及びばね５０を備えている。
【００３４】
上記外側ノズル部材３０には、第１の吸引流路３１とノズル本体収容孔３２とが形成されている。第１の吸引流路３１は、ノズル軸２２の吸引流路２２ａと連通する比較的大径の第１部分３１ａ、この第１部分３１ａに一端が接続されノズル本体４０の軸線Ｌの方向に延びる第２部分３１ｂ、この第２部分３１ｂの他端から第２部分３１ｂと直交する方向に延びる第３部分３１ｃとを備えている。この第３部分３１ｃは上記ノズル本体収容孔３２の側周壁面３２ａで開口している。
【００３５】
上記ノズル本体４０の基端側は、上記外側ノズル部材３０のノズル本体収容孔３２にそれ自体の軸線Ｌの方向に摺動自在に収容されている。ノズル本体収容孔３２の側周壁面３２ａとノズル本体４０の外側周壁面４０ａとは互いに密接している。一方、ノズル本体４０の先端側は、外側ノズル部材３０から図において下向きに突出している。
【００３６】
ノズル本体４０には、軸線Ｌの方向に延びて先端側端面４０ｂにおいて開口する第２の吸引流路４１が形成されている。また、ノズル本体４０には、軸線Ｌと直交する方向に延びる横流路４２が形成されている。この横流路４２は一端が上記第２の吸引流路４１に連通し、他端がノズル本体４０の外側周壁面４０ａで開口している。
【００３７】
図２及び図４（Ａ）に示すように、ノズル本体４０の外側周壁面４０ａの上記横流路４２の開口と対応する位置に環状溝４３が設けられている。この環状溝４３と、上記横流路４２とを介して、ノズル本体４０の第２の吸引流路４１が、上記第１の吸引流路３１の第３部分３１ｃに連通している。また、図２及び図４（Ｂ）に示すように、ノズル本体４０の基端側端面４０ｃから第１の筒状部４４が軸線Ｌの方向に突出している。図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、この第１の筒状部４４の先端には、製造時にノズル本体収容孔３２へのノズル本体４０の挿入を容易にするための面取り加工４４ａが施されている。
【００３８】
ノズル本体４０の基端側端面４０ｃ、この基端側端面４０ｃと対向するノズル本体収容孔３２の底壁面３２ｂ、ノズル本体収容孔３２の側周壁面３２ａ、及び上記第１の筒状部４４により、上記第１及び第２の吸引流路３１，４１から遮断された空間、すなわちばね収容室６０が構成されている。図２及び図４（Ｂ）に示すように、このばね収容室６０は、第１の筒状部４４に設けられた楕円孔４４ｂと、外側ノズル部材３０の楕円孔４４ｂに対応する位置に設けられた断面円形の流路３３を介して大気と連通している。従って、このばね収容室６０内の圧力は、ノズル本体４０の外側ノズル部材３０に対する位置や真空吸引ポンプ２４からの吸引力の有無に関わらず、大気圧に維持される。言い換えるならば、ノズル本体４０の基端側端面４０ｃには真空吸引ポンプ２４の吸引力は作用しない。
【００３９】
ばね収容室６０には、つる巻きばねであるばね５０が圧縮状態で収容されている。このばね５０はノズル本体４０を外側ノズル部材から離反する方向に弾性的に付勢している。上記のようにノズル本体４０の基端側端面４０ｃには真空吸引ポンプ２４の吸引力が作用しないため、ばね５０の付勢力をこの吸引力に抗することができるように大きく設定する必要がない。従って、ばね５０の付勢力は比較的小さい値に設定することができる。具体的には、このばね５０の付勢力は０．１９６Ｎ以上０．９８Ｎ以下に設定される。
【００４０】
ばね５０のばね収容室６０内への収容構造について詳細に説明する。まず、ばね５０は上記第１の筒状部４４の内側に配置されている。また、上記ばね収容室６０を構成するノズル本体４０の基端側端面４０ｃと、ノズル本体収容孔３２の底壁面３２ｂには、それぞれ座ぐり７１Ａ，７１Ｂがそれぞれ設けられている。そして、これらの座ぐり７１Ａ，７１Ｂにばね５０の端部が差し込まれている。従って、ばね５０は、ばね収容室６０内に安定して保持されており、外側ノズル部材３０とノズル本体４０との間へのばね５０の噛み込みが防止されている。
【００４１】
図２、図４（Ｃ）及び図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、ノズル本体収容孔３２の側周壁面３２ａには底壁面３２ｂと隣接して環状溝３４が設けられている。この環状溝３４の部分でのノズル本体収容孔３２の直径は他の部分での直径よりも大きい。そのため、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、ノズル本体４０の第１の筒状部４４は、この環状溝３４の部分ではノズル本体収容孔３２の側周壁面３２ａに接触しておらず、それによってノズル本体収容孔３２内を移動する際にノズル本体に作用する摺動抵抗が低減されている。また、この環状溝３４により第１の筒状部４４の先端がノズル本体収容孔３２の側周壁面３２ａに噛み込まれるのを防止している。
【００４２】
ノズル本体４０の外側周壁面４０ａには軸線Ｌの方向に延びる係止溝４５が形成されている。この係止溝４５には外側ノズル部材３０に固定されたストッパ７２の先端が遊挿されている。図２に示すように係止溝４５の一端がストッパ７２に係止されることにより、ばね５０の付勢力によるノズル本体収容孔３２からのノズル本体４０の脱落が防止されている。
【００４３】
真空吸引ポンプ２４の吸引力は、ノズル軸２２の吸引流路２２ａ、外側ノズル部材３０の第１の吸引流路３１、ノズル本体４０の環状溝４３、ノズル本体４０の横流路４２、及びノズル本体４０の第２の吸引流路４１を介してノズル本体４０の先端側端面４０ｂの電子部品Ｂに作用する。ノズル本体４０には上記のように環状溝４３を設けているため、外側ノズル部材３０の第１の吸引流路３１と、ノズル本体４０の横流路４２との接合部分において、真空吸引ポンプ２４の吸引力がノズル本体４０の外側周壁面４０ａに直接作用しない。そのため、真空吸引ポンプ８の吸引力により上記接合部分においてノズル本体４０が外側ノズル部材３０に吸着されるのを防止することができ、ノズル本体４０が外側ノズル部材３０に対して変位する際の摺動抵抗が確実に低減される。
【００４４】
先端側端面４０ｂに軸線方向上向きの力が作用していないときには、ノズル本体４０は図２に示すようにストッパ７２で係止された第１位置にある。この第１位置では、図５（Ａ）に示すように、ノズル本体４０の第１の筒状部４４の端面４４ｃはノズル本体収容孔３２の底壁面３２ｂに対して離隔している。一方、先端側端面４０ｂに軸線Ｌの方向上向の力が作用すると、ノズル本体４０はばね５０の付勢力に抗して図３に示す第２位置に移動する。この第２位置では、図５（Ｂ）に示すように、ノズル本体４０の第１の筒状部４４の端面４４ｃはノズル本体収容孔３２の底壁面３２ｂに当接する。
【００４５】
次に、上記吸着ノズル２１を備える電子部品実装装置１００の実装動作について説明する。
最初に、基板搬送部１０１が、回路基板Ａを部品装着位置に搬入する。この際、基板認識カメラ１０４は、ＸＹロボット１０５によって回路基板Ａの上方に移動され、回路基板Ａ上における電子部品Ｂを装着すべき位置を認識する。
【００４６】
次に、実装ヘッド部１０３が、ＸＹロボット１０５によって部品供給部１０２に移動され、吸着ノズル２１が部品供給部１０２から供給される電子部品Ｂを吸着保持する。
【００４７】
まず、吸着ノズル２１は昇降機構２６により所定の高さ位置（吸着高さ位置）まで降下し、ノズル本体４０の先端側端面４０ｂを部品供給部１０２から供給される電子部品Ｂに当接させる。この際、上記のようにばね５０の付勢力が比較的小さいため、電子部品Ｂに作用する衝撃を十分に緩和することができる。
【００４８】
次に、ノズル軸２２の吸引流路２２ａ、外側ノズル部材３０の第１の吸引流路３１、ノズル本体４０の横流路４２、及びノズル本体４０の第２の吸引流路４１を介して作用する真空吸引ポンプ２４の吸引力により、電子部品Ｂがノズル本体４０の先端側端面４０ｂに吸着保持される。この際、上記のようにノズル本体４０の基端側にばね収容室６０を設けることによりノズル本体４０に対して軸線Ｌ方向（ばね５０を圧縮する向き）に作用する真空吸引ポンプ２４の吸引力を低減しているため、真空吸引ポンプ２４の吸引力によりノズル本体４０が外側ノズル部材３０に対して変位しない。よって、電子部品Ｂが吸着保持されたノズル本体４０の先端側端面４０ｂの高さ位置は同一位置に維持される。その後、電子部品Ｂを吸着保持した吸着ノズル２１は、昇降機構２６により元の高さ位置まで上昇する。
【００４９】
次に、実装ヘッド部１０３は、吸着ノズル２１に吸着保持された電子部品Ｂが部品撮像装置１０６の上方を通過するように、ＸＹロボット１０５によって移動される。これにより部品撮像装置１０６が、吸着ノズル２１による電子部品Ｂの保持姿勢を撮像すると共に、部品撮像装置１０６による撮像結果に基づいて、制御ユニット１０８が電子部品Ｂの保持姿勢の良否を判定する。判定の結果、電子部品Ｂの保持姿勢が適正であれば、得られた画像情報に基づいて電子部品Ｂの位置補正がなされる。具体的には、上記回転駆動機構２７により吸着ノズル２１が軸線Ｌ回りに回転することにより、電子部品Ｂの位置が補正される。
【００５０】
次に、実装ヘッド部１０３は、ＸＹロボット１０５により部品装着位置に移動され、吸着ノズル２１に吸着保持した電子部品Ｂを、回路基板Ａ上に装着する。まず、昇降機構２６により吸着ノズル２１が所定の高さ位置（装着高さ位置）まで降下し、先端側端面４０ｂに吸着保持した電子部品Ｂを回路基板Ａに当接させる。この際、上記のようにばね５０の付勢力が比較的小さいため、電子部品Ｂに作用する衝撃を十分に緩和することができる。
【００５１】
次に、吸着ノズル２１は上記装着高さ位置からさらに降下する。その結果、ノズル本体４０に対して軸線Ｌの方向で上向の力が作用し、ノズル本体４０はばね５０の付勢力に抗して外側ノズル部材３０へ向けて第２位置（図２参照）まで移動する。この際、上記のようにばね５０の付勢力が比較的小さいため、電子部品Ｂにはわずかな負荷しか作用しない。
【００５２】
第２位置では上記のようにノズル本体４０の第１の筒状部４４の端面４４ｃが、外側ノズル部材３０のノズル本体収容孔３２の底壁面３２ｂに当接している。従って、吸着ノズル２１がさらに降下すると、ノズル本体４０は外側ノズル部材３０に対して相対変位することなく、外側ノズル部材３０と共に降下する。その結果、すでに回路基板Ａに当接している電子部品Ｂに対してノズル本体４０から荷重が作用し、この荷重により電子部品Ｂが回路基板Ａに装着される。装着完了後、真空吸引ポンプ２４による吸引が停止され、吸着ノズル２１は元の高さ位置まで上昇する。
【００５３】
一方、上記部品撮像装置１０６による撮像結果に基づいた判定により、電子部品Ｂの保持姿勢が適正でない場合には、実装ヘッド部１０３は、ＸＹロボット１０５により部品廃棄部１０７に移動される。部品廃棄部１０７では、真空吸引ポンプ２４による吸引が解除され、吸着ノズル２１に吸着保持された電子部品Ｂが廃棄される。
【００５４】
（第２実施形態）
図６及び図７は、本発明の第２実施形態に係る吸着ノズル２１を示している。この第２実施形態では、ノズル本体４０には２個の横流路４２，４２が設けられ、これらの横流路４２，４２はノズル本体４０の軸線Ｌに対して対称に、すなわち軸線Ｌに対して１８０度間隔で配置されている。また、これらの横流路４２，４２と対応して、外側ノズル部材３０の第１の吸引流路３１は、２個の第２部分３１ｂ，３１ｂと２個の第３部分３１ｃ，３１ｃとを備えている。これらの第２部分３１ｂ，３１ｂと第３部分３１ｃ，３１ｃもノズル本体４０の軸線Ｌに対して１８０°間隔で配置されている。
【００５５】
第２実施形態では、真空吸引ポンプ２４からの吸引力は、２つの横流路４２，４２を介してノズル本体４０の第２の吸引流路４１に作用する。従って、ノズル本体４０の外周壁面４０ａに作用する吸引力がより均一となり、真空吸引ポンプ２４の吸引力によるノズル本体４０の外側ノズル部材３０への吸着がより確実に防止される。これによりノズル本体４０が外側ノズル部材３０に対して変位する際の摺動抵抗はより確実に低減される。
【００５６】
第２実施形態のその他の構成及び作用は、上記第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５７】
（第３実施形態）
図８から図１０は、本発明の本発明の第３実施形態を示している。この第３実施形態では、外側ノズル部材３０に第１の真空破壊流路３６が形成され、ノズル本体４０に第２の真空破壊流路４６が形成されている。第１の真空破壊流路３６は一端が大気に連通し、他端がノズル本体収容孔３２の側周壁面３２ａで開口している。一方、第２の真空破壊流路４６は一端が第２の吸引流路４１に連通し、他端がノズル本体４０の外周壁面４０ａで開口している。
【００５８】
図８及び図１０（Ａ）に示すように、ノズル本体４０が第１位置にあるときには、第１の真空破壊流路３６の他端と第２の真空破壊流路４６の他端とは互いに遮断されている。また、ノズル本体４０が第１位置にあるときには、第１の吸引流路３１と第２の吸引流路４１は互いに連通している。従って、ノズル本体４０が第１位置にあるときには、第１及び第２の吸引流路３１，４１を介して作用する真空吸引ポンプ２４の吸引力によりノズル本体４０に先端側端面４０ｂに電子部品Ｂが吸着保持される。
【００５９】
一方、図９及び図１０（Ｂ）に示すように、ノズル本体４０が第２位置にあるときには、第１の真空破壊流路３６の他端と第２の真空破壊流路４６の他端とが互いに連通する。また、ノズル本体４０が第２位置にあるときには、環状溝４３と第１の吸引流路３１の第３部分３１ｃとの位置がずれ、第１の吸引流路３１と第２の吸引流路４１は互いに遮断される。従って、ノズル本体４０が第２位置に移動することにより、電子部品Ｂを解放するためのブロー動作を行うことなく、真空吸引ポンプ２４による吸引を停止するだけで、ノズル本体４０の先端側端面４０ｂの電子部品Ｂに対する吸着動作が円滑かつ確実に解除される。
【００６０】
例えば、ノズル本体４０に電子部品Ｂを吸着保持した吸着ノズル２１が、上記装着高さ位置からさらに降下し、ノズル本体４０が第２位置まで移動すると共に、真空吸引ポンプ２４による吸引が停止すると、電子部品Ｂの吸着が解除される。そして、回路基板Ａへの装着荷重を電子部品Ｂに作用させるために吸着ノズル２１が装着高さ位置からさらに降下する際には、電子部品Ｂに対して吸着力は作用しない。
【００６１】
第３実施形態のその他の構成及び作用は、上記第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６２】
（第４実施形態）
図１１及び図１２は、本発明の第４実施形態を示している。この第４実施形態では、ノズル本体４０の基端側端面４０ｃから第２の筒状部４７が上記第１の筒状部４４と同軸に軸線Ｌの方向に突出している。この第２の筒状部４７に形成された第３の吸引流路４７ａは、一端が第２の吸引流路４１と連通し、他端が第２の筒状部４７の先端側端面で開口している。
【００６３】
外側ノズル部材３０には、ノズル本体収容孔３２の底壁面３２ｂから第１の吸引流路３１に貫通する貫通孔３７が設けられている。第２の筒状部４７はばね収容室６０を貫通し、貫通孔３７を介して第１の吸引流路３１内に延びている。
【００６４】
ばね収容室６０は、ノズル本体収容孔３２の側周壁面３２ａ、底壁面３２ｂ、第１の筒状部４４、及び第２の筒状部４７の外周壁面により構成されている。また、第１実施形態と同様に、ばね収容室６０は第１の筒状部４４に設けられた楕円孔４４ａと、外側ノズル部材３０に設けられた流路３３を介して大気と連通している。
【００６５】
この第４実施形態では、上記第２の筒状部４７の第３の吸引流路４７ａにより第１の吸引流路３１と第２の吸引流路４１とを連通させているため、ばね収容室６０と第１及び第２の吸引流路３１，４１とがより確実に遮断される。
【００６６】
第４実施形態のその他の構成及び作用は、上記第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。第３実施形態の第１及び第２の真空破壊流路を、この第４実施形態の吸着ノズルに設けても良い。
【００６７】
上記第１実施形態から第４実施形態では、ばね収容室６０は大気に連通されているが、ばね収容室６０を第１及び第２の吸引流路３１，４１及び大気から遮断された密閉室としても、ノズル本体４０に作用する真空吸引ポンプ２４の吸引力を低減することができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の吸着ノズルは、第１及び第２の流路から遮断される弾性付勢部材収容室をノズル本体の基端側に備え、この大気圧室内に弾性付勢部材が収容されている。よって、ノズル本体に対して作用する弾性付勢部材を圧縮する方向の吸引源からの吸引力を低減することができ、それによって吸引時のノズル本体の変位を生じさせることなく、弾性付勢部材の付勢力を小さく設定することができる。そして、弾性付勢部材の付勢力を小さく設定することにより、部品吸着時や部品装着時に部品に作用する衝撃を十分に緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の吸着ノズルを備える電子部品実装装置を示す斜視図である。
【図２】  第１実施形態の吸着ノズルを示す縦断面図である。
【図３】  第１実施形態の吸着ノズルを示す縦断面図である。
【図４】  （Ａ）は図２のIV-IV線での断面図、（Ｂ）は図２のIV'-IV'線での断面図、（Ｃ）は図２のIV''-IV''線での断面図である。
【図５】  （Ａ）は図２の部分Vの部分拡大図、（Ｂ）は図３の部分V'の部分拡大図である。
【図６】  本発明の第２実施形態に係る吸着ノズルを示す縦断面図である。
【図７】  図６のVII-VII線での断面図である。
【図８】  本発明の第３実施形態に係る吸着ノズルを示す縦断面図である。
【図９】  本発明の第３実施形態に係る吸着ノズルを示す縦断面図である。
【図１０】  （Ａ）は図８のX-X線での断面図、（Ｂ）は図９のX'-X'線での断面図である。
【図１１】  本発明の第４実施形態に係る吸着ノズルを示す樹断面図である。
【図１２】  図１１のXII-XII線での断面図である。
【図１３】  従来の吸着ノズルを示す縦断面図である。
【符号の説明】
２１  吸着ノズル
２２  ノズル軸
２２ａ  吸引流路
２３  ノズルホルダ
２３ａ  ボール
２３ｂ  インナスリーブ
２３ｃ  アウタスリーブ
２４  真空吸引ポンプ
２６  昇降機構
２７  回転駆動機構
３０  外側ノズル部材
３１  第１の吸引流路
３１ａ  第１部分
３１ｂ  第２部分
３１ｃ  第３部分
３２  ノズル本体収容孔
３２ａ  側周壁面
３２ｂ  底壁面
３３  流路
３４  環状溝
３６  第１の真空破壊流路
３７  貫通孔
３８  係合凹部
４０  ノズル本体
４０ａ  外周壁面
４０ｂ  先端側端面
４０ｃ  基端側端面
４１  第２の吸引流路
４２  横流路
４３  環状溝
４４  第１の筒状部
４４ａ  面取り加工
４４ｂ  楕円孔
４４ｃ  端面
４５  係止溝
４６  第２の真空破壊流路
４７  第２の筒状部
４７ａ  第３の吸引流路
５０  ばね
６０  ばね収容室
７１Ａ，７１Ｂ  座ぐり
７２  ストッパ
１００  電子部品実装装置
１０１  基板搬送部
１０２  部品供給部
１０３  実装ヘッド部
１０４  基板認識カメラ
１０５  ＸＹロボット
１０６  部品撮像装置
１０７  部品廃棄部
１０８  制御ユニット
Ａ  回路基板
Ｂ  電子部品
【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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