JP2002325000A - 電子部品装着ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品をプリント配線板に装着する際にお
ける両者の接触荷重を精度よく適正値に制御し得るよう
にする。 【解決手段】支持軸８４に、部品吸着具１２０をボール
スプライン１２６を介して軸方向に相対移動可能かつ相
対回転不能に取り付ける。部品吸着具１２０を支持軸８
４に対して、部品吸着具１２０の自重および第一圧縮コ
イルスプリング１３０の弾性力により下向きに付勢する
一方、第二圧縮コイルスプリング１３４および蛇腹１３
６の弾性力によって上向きに付勢する。支持軸８４を下
降させて電子部品をプリント配線板に装着する際、支持
軸８４の下降端位置を変更することにより、第一、第二
圧縮コイルスプリング１３０，１３４の弾性力を変え、
電子部品のプリント配線板への接触荷重を適正値に制御
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子部品装着ヘッドに関
するものであり、特に、電子部品の装着対象材への接触
荷重の調節に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品は、部品吸着具の昇降によりプ
リント基板等の装着対象材に装着されることが多い。そ
のため、電子部品装着装置は、（Ａ）昇降装置により昇
降させられる昇降部材と、（Ｂ）その昇降部材により支
持された電子部品装着ヘッドとを含むように構成され
る。電子部品装着ヘッドは、（ａ）ヘッド本体と、
（ｂ）そのヘッド本体に上下方向に相対移動可能に保持
され、電子部品を吸着する部品吸着具と、（ｃ）その部
品吸着具を下方へ付勢する付勢手段とを含み、ヘッド本
体において昇降部材に支持されている。

【０００３】例えば、特開平３−２０３２５１号公報に
記載の電子部品装着装置の電子部品装着ヘッドにおいて
は、部品吸着具がヘッド本体に上下方向に移動可能に保
持されるとともに、部品吸着具とヘッド本体との間に圧
縮コイルスプリングが設けられ、部品吸着具がスプリン
グの弾性力と自重との和である付勢力により下方へ付勢
されている。部品吸着具の下方への移動限度は、ヘッド
本体に設けられたストッパに部品吸着具が当接すること
により規定されている。部品装着時には、昇降部材は、
電子部品が装着対象材としてのプリント基板に接触させ
られた状態から更に小距離下降させられる。電子部品や
プリント基板等に製造誤差があっても確実に電子部品が
装着されるようにするためであり、ヘッド本体と部品吸
着具とが圧縮コイルスプリングを圧縮して相対移動する
ことにより、電子部品がプリント基板に接触した後のヘ
ッド本体の下降が許容される。部品吸着具の電子部品の
吸着時も同じである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電子部品装着装置は、電子部品の装着対象材への接触荷
重を適切な大きさにすることが困難であり、特に小さく
することが困難であった。電子部品が装着対象材に接触
させられた後、ヘッド本体が更に下降させられるとき、
部品吸着具の重量（厳密には電子部品の自重を含む）お
よび圧縮コイルスプリングの付勢力が電子部品に加えら
れる上、部品吸着具とヘッド本体との間に摺動抵抗があ
り、電子部品に摺動抵抗に基づく力が加えられるため、
接触荷重を小さくすることが困難であり、装着し得る電
子部品が限られる。例えば、ウェハに極めて小径（例え
ば、直径０．１mm、高さ０．１mm）の半田バンプが直接
形成されるとともに、半田バンプの個数が少ない（例え
ば４個）電子部品の場合、１個の半田バンプに加え得る
荷重が最大１グラムであるとすれば、接触荷重を４グラ
ム以下にすることが必要であるが、部品吸着具は４グラ
ムより重いのが普通であり、このような電子部品をプリ
ント基板に装着することができないのである。

【０００５】本願の第一発明および第二発明は、電子部
品を適切な接触荷重で装着することができる電子部品装
着ヘッドを提供することを課題として為されたものであ
り、特に、第一発明は、電子部品を部品吸着具の自重よ
り小さい荷重で装着することもできるようにすることを
課題として為されたものである。第三ないし第七発明
は、上記課題に加えて、それぞれ以下のことを課題とし
てなされたものである。第三発明は、ヘッド本体の下降
端位置を制御することにより適正な接触荷重が得られる
ようにすることを課題とし、第四発明は、ヘッド本体の
下降端位置を変えなくても適正な接触荷重を得ることが
できるようにすること、第五発明は、電子部品の種類に
応じて適正な接触荷重を得ることができるようにするこ
と、第六発明は、広い範囲で接触荷重を変えることを容
易にすること、第七発明は、部品吸着ノズルが交換可能
な電子部品装着ヘッドを提供することをそれぞれ課題と
して為されたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第一発明は、上記の課題
を解決するために、(a)ヘッド本体と、(b)そのヘッド本
体に摩擦抵抗を無視し得る軸受を介して上下方向に相対
移動可能に保持され、電子部品を吸着する部品吸着具
と、(c)その部品吸着具を下方へ付勢する第一付勢手段
とを含む電子部品装着ヘッドにおいて、前記ヘッド本体
と前記部品吸着具との間に、部品吸着具を上方へ付勢す
る第二付勢手段を設けるとともに、その第二付勢手段と
前記第一付勢手段との少なくとも一方を、付勢力の可変
な可変付勢器を含む可変付勢手段としたことを要旨とす
るものである。また、第二発明は、(a)ヘッド本体と、
(b)そのヘッド本体に摩擦抵抗を無視し得る軸受を介し
て上下方向に相対移動可能に保持され、電子部品を吸着
する部品吸着具と、(c)その部品吸着具を下方へ付勢す
る付勢手段とを含む電子部品装着ヘッドにおいて、前記
付勢手段を、付勢力の可変な可変付勢器を含む可変付勢
手段としたことを要旨とするものである。

【０００７】第三発明は、第一または第二発明に係る電
子部品装着ヘッドにおいて、前記可変付勢器を、部品吸
着具のヘッド本体に対する相対位置の変化等外的要因を
変化させることにより付勢力を変化させ得る外的可変付
勢器としたことを要旨とするものである。第四発明は、
第一または第二発明のいずれかに係る電子部品装着ヘッ
ドにおいて、前記可変付勢器を、それ自体に付与される
電流，空気圧等の内的要因を変化させることにより、部
品吸着具のヘッド本体に対する相対位置の変化等外的要
因を変化させなくても付勢力を変化させ得る内的可変付
勢器としたことを要旨とするものである。

【０００８】第五発明は、第一ないし第四発明のいずれ
かに係る電子部品装着ヘッドにおいて、前記可変付勢手
段を、前記電子部品の種類に応じて前記可変付勢手段の
付勢力を変化させるものとしたことを要旨とするもので
ある。第六発明は、第一ないし第五発明のいずれかに係
る電子部品装着ヘッドにおいて、前記可変付勢器とし
て、付勢力の可変範囲が段階的に異なる複数種類のもの
を備え、それらが交換可能であるものを採用したことを
要旨とするものである。第七発明は、第一ないし第六発
明のいずれかに係る電子部品装着ヘッドにおいて、前記
部品吸着具を、前記ヘッド本体に上下方向に相対移動可
能に保持されるとともに、前記第一付勢手段と前記第二
付勢手段とによって互いに逆向きに付勢されたノズル保
持体と、部品吸着ノズルと、その部品吸着ノズルを前記
ノズル保持体に着脱可能に取り付ける取付装置とを含む
ものとしたことを要旨とするものである。

【０００９】

【作用】第一発明に係る電子部品装着ヘッドにおいて
は、部品吸着具がヘッド本体に軸受を介して保持されて
いるため、部品吸着具がヘッド本体に対して相対移動す
るときの摩擦抵抗がきわめて小さい。電子部品の装着対
象材への接触荷重に対する摩擦抵抗の影響を無視するこ
とができるのである。電子部品の装着対象材への装着時
には、電子部品が装着対象材に接触した状態から更にヘ
ッド本体と装着対象材とが互いに接近する向きに相対移
動させられる。この相対移動は、部品吸着具が第一付勢
手段の付勢力と第二付勢手段の付勢力との差に抗してヘ
ッド本体に対して相対移動することにより許容され、両
付勢力の差に対応する大きさの接触荷重が電子部品に加
えられる。

【００１０】例えば、第一付勢手段が、部品吸着具の自
重により構成され、第二付勢手段が、部品吸着具とヘッ
ド本体との間に設けられて部品吸着具を上方へ付勢する
弾性部材により構成されるようにすることができ、この
場合には、第一付勢力は部品吸着具の自重と電子部品の
自重（電子部品の自重は無視してもよい場合が多い）と
の和であり、第二付勢力は弾性部材の弾性力であること
になる。また、第一付勢手段が、ヘッド本体と部品吸着
具との間に設けられて部品吸着具を下方へ付勢する第一
弾性部材と部品吸着具の自重とにより構成され、第二付
勢手段が、部品吸着具とヘッド本体との間に設けられて
部品吸着具を上方へ付勢する第二弾性部材により構成さ
れるようにすることもでき、この場合には、第一付勢力
は第一弾性部材の弾性力と部品吸着具の自重と電子部品
の自重（電子部品の自重は無視してもよい場合が多い）
との和であり、第二付勢力は第二弾性部材の弾性力であ
ることになる。

【００１１】上記いずれの場合にも、電子部品が装着対
象材に接触させられる前には、第一付勢力と第二付勢力
とが釣り合っているようにすることも、また、第一付勢
力が第二付勢力より大きく、両付勢力の差の大きさの押
付力により部品吸着具がストッパに押し付けられている
ようにすることもできる。後者によれば、電子部品が装
着対象材に接触する前の状態において、部品吸着具の上
下方向の振動発生を抑制すること、および部品吸着具の
ヘッド本体に対する相対位置を正確に一定に保つことが
容易である。なお、後者の場合であっても、電子部品が
装着対象材に接触した後にヘッド本体と装着対象材とが
互いに接近する向きに相対移動させられれば、部品吸着
具はストッパから離間させられるため、電子部品の装着
対象材への接触荷重は、第一付勢力と第二付勢力との差
に等しい大きさとなる。

【００１２】第一付勢手段を部品吸着具の自重のみによ
って構成する場合には、部品吸着具の自重の一部を第二
付勢手段の付勢力により打ち消し、電子部品の装着対象
材への接触荷重を部品吸着具および電子部品の自重より
小さくすることができる。第一付勢手段を部品吸着具の
自重および第一弾性部材によって構成する場合には、第
二付勢手段の付勢力の設定次第で、電子部品の装着対象
材への接触荷重を部品吸着具および電子部品の自重より
小さくすることも、大きくすることもできる。

【００１３】そして、第一付勢手段と第二付勢手段との
少なくとも一方が付勢力の可変な可変付勢器を含む可変
付勢手段とされているため、装着すべき電子部品が複数
種類あり、それら電子部品の種類によって接触荷重が異
なるなど、接触荷重を複数種類に変更したい場合に、そ
の要求を満たすことができる可変付勢器としては、例え
ば、上記弾性部材のように、部品吸着具のヘッド本体に
対する相対位置の変化等外的要因を変化させることによ
り付勢力を変化させ得る外的可変付勢器とすることがで
き、この形態が第三発明の実施形態である。また、可変
付勢器を、ソレノイド，ダイアフラム式エアシリンダの
ように、それ自体に付与される電流，空気圧等の内的要
因を変化させることにより、部品吸着具のヘッド本体に
対する相対位置の変化等外的要因を変化させなくても、
付勢力を変化させ得る内的可変付勢器を使用することが
できる。この形態が第四発明の実施形態である。外的要
因あるいは内的要因の制御により電子部品の装着対象材
に対する接触荷重を制御することができる。なお、ソレ
ノイドやダイヤフラム式アクチュエータは、これらを部
品吸着具とヘッド本体との間に設置し、電流や封入空気
量等内的要因を一定に保って、部品吸着具とヘッド本体
との相対位置を変化させれば付勢力を変化させることが
でき、外的可変付勢器として使用することも可能であ
る。

【００１４】昇降部材の下降位置は、実施例の項で述べ
るように、電子部品装着装置において自動的に決定され
てもよく、作業者が決めてもよい。前者の場合、接触荷
重と相対位置との検出結果に基づいて昇降部材の下降位
置を決定する下降位置決定手段が設けられる。後者の場
合、作業者が決定した下降位置を電子部品装着装置に入
力する入力手段および入力された下降位置を記憶する記
憶手段が設けられる。

【００１５】第五発明に係る電子部品装着ヘッドにおい
ては、電子部品の種類に応じて可変付勢手段の付勢力が
変化させられるため、接触荷重が互いに異なる複数種類
の電子部品が、それぞれに適した接触荷重により装着対
象材に装着される。

【００１６】接触荷重の変化が特に大きい場合には、第
一付勢手段や第二付勢手段に含まれる可変付勢器とし
て、付勢力の可変範囲が段階的に異なる複数種類のもの
を準備し、交換することが望ましい。可変付勢器を、適
正接触荷重（装着時にはこれが目標接触荷重とされる）
が大きい電子部品に適した付勢力が得られるものとすれ
ば、適正接触荷重が小さい電子部品については接触荷重
の誤差が大きくなるのが普通であり、可変付勢器を、適
正接触荷重が小さい電子部品に適した付勢力が得られる
ものとすれば、適正接触荷重が大きい電子部品用の付勢
力を得ることが困難になるのが普通であるからである。
この形態が第六発明の実施形態となる。

【００１７】第七発明に係る電子部品装着ヘッドにおい
ては、部品吸着ノズルの損傷，電子部品の種類の変更等
により、部品吸着ノズルを別の部品吸着ノズルに交換す
る場合、取付装置を解除し、部品吸着ノズルを取り外し
て別の部品吸着ノズルを取付装置によってノズル保持体
に取り付ければよい。

【００１８】第二発明に係る電子部品装着ヘッドは、部
品吸着具を下方へ付勢する付勢手段を含み、その付勢手
段が付勢力の可変な可変付勢器を含む可変付勢手段とさ
れている。この可変付勢器が前述の外的可変付勢器であ
る場合には、電子部品の装着対象材への装着時に、電子
部品が装着対象材に接触した状態から更にヘッド本体と
装着対象材とが互いに接近する向きに相対移動させられ
る。この相対移動は、部品吸着具が付勢手段の付勢力に
抗してヘッド本体に対して相対移動することにより許容
され、付勢力（例えば、可変付勢器の付勢力と部品吸着
具の自重との和）に応じた大きさの接触荷重で電子部品
が装着対象材に押し付けられる。また、可変付勢器が前
述の内的可変付勢器である場合には、その内的可変付勢
器自体に付与される電流，空気圧等の内的要因を変化さ
せることにより、部品吸着具のヘッド本体に対する相対
位置の変化等外的要因を変化させなくても、付勢力を変
化させ得、付勢力に応じた大きさの接触荷重で電子部品
が装着対象材に押し付けられる。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、第一発
明によれば、電子部品の装着時に電子部品を装着対象材
に小さい荷重（部品吸着具の自重より小さくすることも
できる）で接触させることができるとともに、その接触
荷重を複数種類に変えることができる電子部品装着ヘッ
ドが得られる。なお、部品吸着具が電子部品を吸着する
ときにも、部品吸着具の自重の一部が第二付勢手段によ
って打ち消されることは同じであり、部品吸着具を小さ
い荷重で電子部品に接触させ、損傷し易い電子部品を損
傷させることなく吸着することができる。第二発明によ
れば、電子部品の装着時に、電子部品の装着対象材に対
する接触荷重を複数種類に変えることができる電子部品
装着ヘッドが得られる。第三発明によれば、ヘッド本体
の下降端位置を制御することにより電子部品を適正な接
触荷重で装着対象材に接触させることができる。第四発
明によれば、ヘッド本体の下降端位置を変えなくても電
子部品を適正な接触荷重で装着対象材に接触させること
ができる。第五発明によれば、電子部品を、それら電子
部品の種類に応じて、適正な接触荷重で装着対象材に接
触させることができる。第六発明によれば、電子部品の
装着対象材への接触荷重を、広い範囲で容易に変えるこ
とができる。第七発明によれば、電子部品の装着対象材
に対する接触荷重を複数種類に変えることができ、か
つ、部品吸着ノズルが交換可能な電子部品装着ヘッドを
得ることができる。

【００２０】

【補足説明】本発明によれば、特許請求の範囲に記載の
電子部品装着ヘッドの他に、以下の各装置が得られる。 （１）前記軸受がボールスプラインを含む請求項１ない
し７のいずれかに記載の電子部品装着ヘッド、またはそ
の電子部品装着ヘッドを備えた電子部品装着装置。この
態様のヘッドまたは装置においては、ころがり軸受によ
り、部品吸着具のヘッド本体に対する摩擦抵抗が軽減さ
れるとともに、部品吸着具のヘッド本体に対する相対回
転が防止される。部品吸着具とヘッド本体との相対移動
時の摩擦抵抗を軽減する軸受が、部品吸着具とヘッド本
体との相対回転を防止する相対回転防止装置を兼ねてお
り、構成を簡易にすることができる。なお、相対回転防
止装置ところがり軸受とを別個に設けてもよい。例え
ば、部品吸着具の軸方向に距離を隔てて、ころがり軸受
とボールスプラインとを配設するのである。 （２）前記第一付勢手段と前記第二付勢手段との少なく
とも一方が圧縮コイルスプリングを含む請求項１ないし
７， (1)項のいずれか１つに記載の電子部品装着ヘッ
ド、またはその電子部品装着ヘッドを備えた電子部品装
着装置。 （３）前記取付装置が前記部品吸着ノズルの前記ノズル
保持体に対する相対回転を防止する相対回転防止手段を
含む請求項１ないし７， (1)項， (2)項のいずれか１つ
に記載の電子部品装着ヘッド、またはその電子部品装着
ヘッドを備えた電子部品装着装置。この態様のヘッドま
たは装置においては、部品吸着ノズルの交換が可能であ
る上、部品吸着ノズルのノズル保持体に対する相対回転
が防止されており、電子部品装着ヘッドの移動時等に部
品吸着ノズルがヘッド本体に対して回転することがな
く、電子部品の吸着後、部品吸着具の軸線まわりの電子
部品位置にずれが生ずることがない。なお、本 (3)項か
ら (8)項までの特徴は独立に採用しても有効なものであ
る。 （４）前記相対回転防止手段が、前記ノズル保持体に設
けられ、互いに平行にかつノズル保持体の軸線と直角な
方向に延びる一対の係合溝と一対の係合部との一方と、
前記部品吸着ノズルから上方へ延び出させられ、先端部
に前記一対の係合溝と一対の係合部との他方を有する一
対の板ばねとを含む (3)項に記載の電子部品装着ヘッド
または電子部品装着装置。係合溝と係合部との係合状態
において一対の板ばねが弾性変形状態となり、係合溝と
係合部との係合を安定に維持する。 （５）前記係合部が、前記一対の板ばねの先端部が部品
吸着ノズルの軸線側に突に屈曲させられた屈曲部である
(4)項に記載の電子部品装着ヘッドまたは電子部品装着
装置。上記両態様のヘッドまたは装置においては、板ば
ねとノズル保持体とを係合溝と係合部とにおいて係合さ
せることによって、部品吸着ノズルをノズル保持体に保
持させるとともに両者の相対回転を防止することがで
き、構成が簡単で安価に製造でき、部品吸着ノズルの着
脱操作も容易なノズル取付装置兼回転防止装置が得られ
る。特に、係合部が板ばねの屈曲により形成され、係合
溝がノズル保持体に形成される態様５は両者の形成が容
易であり、好適なものである。 （６）前記ノズル保持体が、互いに嵌合可能な円柱状の
嵌合突部と嵌合凹部との一方を有し、前記部品吸着ノズ
ルがそれら嵌合突部と嵌合凹部との他方を有する(4)項
または (5)項に記載の電子部品装着ヘッドまたは電子部
品装着装置。嵌合突部と嵌合凹部との嵌合によりノズル
保持体と部品吸着ノズルとの同心性を保証することがで
きる。 （７）前記係合溝と前記係合部との少なくとも一方が、
上部ほど前記ノズル保持体の軸線に接近する向きに傾斜
した傾斜面を有し、係合溝と係合部とがその傾斜面にお
いて係合する (4)項ないし (6)項のいずれか１つに記載
の電子部品装着ヘッドまたは電子部品装着装置。板ばね
の弾性力が、傾斜面の作用により部品吸着ノズルをノズ
ル保持体に引き付ける向きの力に変換され、部品吸着ノ
ズルがノズル保持体に安定に保持される。 （８）前記嵌合突部と嵌合凹部とがテーパ外周面とテー
パ内周面とで嵌合する (7)項に記載の電子部品装着ヘッ
ドまたは電子部品装着装置。本態様のヘッドまたは装置
においてテーパ外周面は、嵌合突部の先端側ほど直径が
漸減する面とされ、テーパ内周面はテーパ外周面の傾斜
に対応する傾斜の面とされる。実施例の項において詳細
に説明するように、板ばねの弾性力と傾斜面の作用とに
より部品吸着ノズルがノズル保持体に引き付けられるこ
とにより、テーパ外周面とテーパ内周面とがしまり嵌合
させられ、部品吸着ノズルのノズル保持体に対する同心
度が高められる。なお、嵌合突部と嵌合凹部とをテーパ
外周面とテーパ内周面とでしまり嵌合させない場合に
は、部品吸着ノズルとノズル保持体とに、板ばねの弾性
力と傾斜面の作用とにより発生させられる引付け力によ
り互いに当接させられる当接面を形成することが望まし
い。部品吸着ノズルとノズル保持体との軸方向の相対位
置が、係合溝と係合部との係合のみによって規定される
ようにすることも可能であるが、当接面同士の当接によ
る方が高い位置決め精度を得易いのである。 （９）前記部品吸着具の前記ヘッド本体に対する振動の
発生を抑制する振動抑制手段を含む請求項１ないし７，
(1)項ないし (8)項のいずれか１つに記載の電子部品装
着ヘッド、またはその電子部品装着ヘッドを備えた電子
部品装着装置。 （１０）前記振動防止手段が、前記部品吸着具の前記第
一付勢手段の付勢方向の移動限度を規定するストッパを
含む (9)項に記載の電子部品装着ヘッドまたは電子部品
装着装置。本項のヘッドまたは装置においては、部品吸
着具がストッパにより第一付勢手段の付勢方向の移動限
度側への移動を阻止されているため、振動の発生が抑制
される。部品吸着具の上向きの慣性力が、ストッパに対
する当接力に打ち勝たなければ、部品吸着具がストッパ
から離れることはなく、振動が発生し難いのである。電
子部品の吸着時，装着時には、部品吸着具はストッパか
ら離れ、第一付勢手段と第二付勢手段との付勢力の差に
相当する付勢力が部品吸着具に作用する状態となる。 （１１）前記ヘッド本体が、軸方向に延びて下端に開口
する負圧通路を有する支持軸を含み、前記部品吸着具が
その支持軸の外側に前記軸受を介して嵌合された請求項
１ないし７， (1)項ないし(10)項のいずれか１つに記載
の電子部品装着ヘッド、またはその電子部品装着ヘッド
を備えた電子部品装着装置。本項の態様および次項の態
様によれば、部品吸着具への負圧の供給が容易になる。 （１２）前記部品吸着具が前記支持軸の下端部を外側か
ら覆う容器状を成し、その支持軸の部品吸着具の内部空
間内に位置する部分と部品吸着具との隙間が、一端が部
品吸着具に、他端が支持軸にそれぞれ固定された弾性変
形可能なシール部材により気密に塞がれた(11)項に記載
の電子部品装着ヘッドまたは電子部品装着装置。この態
様によれば、Ｏリングやメカニカルシールをシール部材
として使用する場合には避けることができない摩擦力の
発生を回避しつつ、支持軸と部品吸着具との間をシール
することができる。このシールは部品吸着具の負圧を確
保するとともに、部品吸着具と支持軸との間に配設され
るころがり軸受に空気と共に埃等が侵入することを防止
するために必要なものである。 （１３）前記シール部材が、前記支持軸の前記部品吸着
具の内部空間内に位置する部分の外側に嵌装され、上端
が部品吸着具に、下端が支持軸にそれぞれ気密に係合さ
せられた蛇腹である(12)項に記載の電子部品装着ヘッド
または電子部品装着装置。 （１４）前記蛇腹の外側に前記第二付勢手段の構成要素
としての圧縮コイルスプリングが配設された(13)項に記
載の電子部品装着ヘッドまたは電子部品装着装置。この
態様によれば、蛇腹が内外の圧力差により変形すること
を圧縮コイルスプリングにより防止することができる。
なお、蛇腹を圧縮コイルスプリングと一体的に形成する
ことも可能である。 （１５）前記部品吸着具が、前記支持軸に前記ころがり
軸受を介して嵌合されたノズル保持体と、そのノズル保
持体に取外し可能に取り付けられる部品吸着ノズルとを
含み、それらノズル保持体と部品吸着ノズルとの間に両
者間の気密を保持するシール手段が設けられた(11)項な
いし(14)項のいずれか１つに記載の電子部品装着ヘッド
または電子部品装着装置。 （１６）前記部品吸着ノズルが、有底容器状部とその有
底容器状部の底部から下方に延び出た吸着管とを有し、
有底容器状部内に、前記支持軸の前記ノズル保持体から
下方へ突出した部分を収容した状態でノズル保持体に取
り付けられる(15)項の電子部品装着ヘッドまたは電子部
品装着装置。この態様によれば、部品吸着ノズルを外し
た状態で支持軸に弾性部材やシール部材を組み付けるこ
とができ、部品装着ヘッドの組立作業が容易になる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の一実施例である電子部品装着
ヘッドを備えた電子部品装着装置を図面に基づいて詳細
に説明する。図１において１０は、フレームである。フ
レーム１０にはガイドレール１２がＸ軸方向（図１にお
いて左右方向）に平行に設けられるとともに、Ｘ軸スラ
イド１４が摺動可能に嵌合されている。Ｘ軸スライド１
４は、Ｘ軸スライド１４に固定の図示しないナット、フ
レーム１０により回転可能かつ軸方向に移動不能に支持
されたボールねじ、およびＸ軸モータ１６（図４参照）
を含むＸ軸移動装置によって、ガイドレール１２に案内
されつつＸ軸方向に移動させられる。

【００２２】Ｘ軸スライド１４には、水平面内において
Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に平行な一対のガイドレー
ル２０が設けられるとともに、Ｙ軸スライド２２が摺動
可能に嵌合されている。Ｙ軸スライド２２は、Ｙ軸スラ
イド２２に固定のナット、フレーム１０に支持されたボ
ールねじ、およびＹ軸モータ２４（図４参照）を含むＹ
軸移動装置によって、ガイドレール２０に案内されつつ
Ｙ軸方向に移動させられる。

【００２３】Ｙ軸スライド２２は厚板状を成し、ガイド
レール２０に、垂直に下方へ延び出す状態で支持されて
おり、Ｙ軸スライド２２の前面には昇降台２８が昇降可
能に支持されている。Ｙ軸スライド２２の前面のＹ軸方
向に隔たった２個所にはそれぞれ、２個ずつのガイドブ
ロック３０が上下に並んで固定されており、昇降台２８
の背面に上下方向に設けられた一対のガイドレール３２
（図１には一方のみ示されている）が、これらガイドブ
ロック３０に嵌合されている。

【００２４】昇降台２８の一対のガイドレール３２の間
の部分にはナット３６が固定されるとともに、Ｙ軸スラ
イド２２の前面に上下方向に設けられたボールねじ３８
に螺合されている。ボールねじ３８は、Ｙ軸スライド２
２に回転可能かつ軸方向に移動不能に支持されており、
図１に示すタイミングベルト４０，タイミングプーリ４
２，図示しない別のタイミングプーリを介してＺ軸モー
タ４４（図４参照）により回転させられ、昇降台２８を
昇降させる。ボールねじ３８，タイミングベルト４０，
タイミングプーリ４２，Ｚ軸モータ４４等が昇降装置４
６を構成しているのである。

【００２５】昇降台２８の下部は前方へ突出させられて
おり、図２に示すように、この突出部４８に電子部品装
着ヘッド４９が支持されている。突出部４８には貫通穴
５０が上下方向に貫通して形成され、電子部品装着ヘッ
ド４９の回転体５２が軸受５４，５６を介して垂直軸線
まわりに回転可能に嵌合されている。回転体５２は小径
の軸部５８と、軸部５８の下端部に設けられたフランジ
状の取付部６０とを有し、軸部５８において貫通穴５０
に嵌合されている。軸受５４と５６との間には、円筒状
のリテーナ６２，６４が配設されており、キャップ６６
が突出部４８に固定され、軸部５８に螺合されたナット
６８によりスペーサ７０が軸受５４に押し付けられるこ
とにより、回転体５２の貫通穴５０内における軸方向位
置が決められるとともに、軸受５４，５６のボールに予
荷重が与えられて、ネガティブクリアランスとされてい
る。

【００２６】回転体５２の取付部６０の下面には、２個
の歯車により構成されるバックラッシ除去型の被駆動歯
車７４が固定されている。被駆動歯車７４は、θ軸モー
タ７６（図４参照）の出力軸に固定の駆動歯車（図示省
略）に噛み合わされており、被駆動歯車７４が回転させ
られることにより回転体５２が垂直軸線まわりに回転さ
せられる。被駆動歯車７４と駆動歯車との間にはバック
ラッシが存在しないため、θ軸モータ７６の回転は正確
に回転体５２に伝達される。７８は、回転体５２および
θ軸モータ７６の原点位置を検出するセンサである。

【００２７】回転体５２内には、軸線上において貫通孔
８０が形成されている。貫通孔８０は段付状を成し、取
付部６０の下面に開口する大径孔部８２には支持軸８４
の小径部が嵌合されるとともに、軸部５８の上面に開口
する小径孔部８６に挿入されたボルト８８の下端部と螺
合されている。支持軸８４は、ボルト８８により上方へ
引き上げられ、上記小径部と下方の大径部との間の段付
面９０が、大径穴部８２の開口周辺に押し付けられるこ
とにより、回転体５２に軸方向の相対移動も相対回転も
不能に固定されている。

【００２８】支持軸８４内には、軸線に沿って貫通した
通路９４が形成されており、軸部５８内に形成された半
径方向通路９６，回転継手９８，ホース１００，電磁方
向切換弁１０２（図４参照）を介して図示しない負圧源
に接続されている。回転継手９８は、前記リテーナ６２
に形成された円環状通路１０４，半径方向通路１０６お
よびリテーナ６４に形成された円環状通路１０８，１１
０および半径方向通路１１２を含み、回転体５２の回転
位置の如何を問わず通路９４に負圧が供給される状態に
保つ。通路９４への負圧の供給，遮断は、電磁方向切換
弁１０２の切換えにより行われる。

【００２９】前記支持軸８４の回転体５２から突出した
大径部はスプライン軸部１１８とされ、部品吸着具１２
０を保持している。部品吸着具１２０は、ノズル保持体
１２２と、そのノズル保持体１２２により保持された部
品吸着ノズル１２４とを有する。ノズル保持体１２２内
にはボールスプライン１２６が設けられ、スプライン軸
部１１８とスプライン嵌合されている。なお、図２にお
いてボールスプライン１２６は概念的に示されており、
実際には、ノズル保持体１２２はボールスプラインのボ
ールを保持するために複数の部材に分割されている。

【００３０】スプライン軸部１１８のノズル保持体１２
２と回転体５２の取付部６０との間の部分には、図３に
示すように、第一圧縮コイルスプリング１３０（以下、
第一スプリング１３０と称する）が嵌装され、スプライ
ン軸部１１８の下端部に固定のばね受け１３２とノズル
保持体１２２との間の部分には、第二圧縮コイルスプリ
ング１３４（以下、第二スプリング１３４と称する）が
嵌装されている。第二圧縮コイルスプリング１３４は、
一端がノズル保持体１２２に気密に係止され、他端がば
ね受け１３２に気密に係止されたゴム製の蛇腹１３６の
外側に収容されている。

【００３１】第二スプリング１３４および蛇腹１３６に
は、第一スプリング１３０の付勢力および部品吸着具１
２０の重量が加えられる。部品吸着具１２０は常には、
第一スプリング１３０の弾性力および自重から成る第一
付勢力と第二スプリング１３４および蛇腹１３６の弾性
力とから成る第二付勢力との釣り合いによって決まる位
置に静止しており、この状態で、第一スプリング１３
０，第二スプリング１３４および蛇腹１３６がいずれも
密着しないように、これらの荷重特性が定められてい
る。

【００３２】ノズル保持体１２２の上部は四角形断面の
取付部１４０とされ、下部は円柱状の嵌合突部１４２と
されている。取付部１４０には、外面に開口するととも
に断面形状が三角形を成し、ノズル保持体１２２の軸線
に直角な方向に延びる係合溝１４４が一対、互いに平行
に形成されている。これら係合溝１４４はそれぞれ、上
方ほどノズル保持体１２２の軸線に接近する向きに傾斜
した傾斜溝面１４６を有する。また、取付部１４０と嵌
合突部１４２との間の部分には、下方ほど直径が小さい
テーパ外周面１４８が形成されている。

【００３３】部品吸着ノズル１２４は、有底円筒状の吸
着管保持体１５０と吸着管１５２とを有する。吸着管保
持体１５０の底部は、吸着管保持体１５０の円筒部１５
４より径の大きいバックプレート１５６とされており、
バックプレート１５６の下面はつやのない黒色とされて
光を吸収するようにされている。バックプレート１５６
の中心に円筒状の吸着管嵌合突部１５８が下向きに突設
され、吸着管１５２が嵌合されている。１６０は、大形
の電子部品のためのバックプレートであり、昇降台２８
に固定されている。

【００３４】円筒部１５４の内周面の上端部には、前記
テーパ外周面１４８に対応するテーパのテーパ内周面１
６２が形成されている。また、円筒部１５４の上部の外
面の直径方向に隔たった２個所にはそれぞれ、部品吸着
ノズル１２４の軸線に平行な取付面１６４が形成される
とともに、各々板ばね１６６がねじ１６８によって、円
筒部１５４から上方へ突出する向きに固定されている。
これら板ばね１６６の上端部はそれぞれＶ字形に屈曲さ
せられ、上方ほど部品吸着ノズル１２４の軸線側に傾斜
する係合面１７０を有する係合部１７２が形成されてい
る。

【００３５】部品吸着ノズル１２４は、円筒部１５４に
おいて嵌合突部１４２に嵌合させられる。このとき、一
対の板ばね１６６は外向きに弾性変形させられて係合部
１７２が係合溝１４４に係合させられるが、この係合状
態においても一対の板ばね１６６は外向きに弾性変形さ
せられた状態にあり、その弾性変形に基づく弾性力によ
り係合面１７０を傾斜溝面１４６に押し付ける。この係
合面１７０の傾斜溝面１４６への押付け力、すなわち板
ばね１６６の弾性力が、傾斜溝面１４６の作用により部
品吸着ノズル１２４をノズル保持体１２２に引き付ける
向きの力に変換され、部品吸着ノズル１２４のテーパ内
周面１６２がノズル保持体１２２のテーパ外周面１４８
にしまり嵌合させられる。これにより、部品吸着ノズル
１２４のノズル保持体１２２に対する軸線に直角な方向
の相対移動が確実に防止され、両者の同心度が高い精度
で保証される。テーパ内周面１６２とテーパ外周面１４
８とのしまり嵌合によって、部品吸着ノズル１２４のノ
ズル保持体１２２に対する軸方向の位置決めも行われ、
さらに、板ばね１６６の係合部１７２と、ノズル保持体
１２２の軸線に直角に形成された係合溝１４４との係合
により、部品吸着ノズル１２４のノズル保持体１２２に
対する相対回転が防止され、部品吸着ノズル１２４はノ
ズル保持体１２２にあらゆる方向に相対移動不能に、か
つ、高い位置決め精度で取り付けられる。係合部１７２
を有する板ばね１６６および係合溝１４４が部品吸着ノ
ズル１２４をノズル保持体１２２に相対回転不能に取り
付けるノズル取付装置兼回転防止装置１７４を構成して
いるのである。

【００３６】部品吸着ノズル１２４がノズル保持体１２
２に取り付けられることにより、吸着管保持体１５０と
嵌合突部１４２との間に負圧室１７６が形成され、支持
軸８４の通路９４からの負圧の供給により吸着管１５２
が電子部品１７８を吸着する。なお、負圧室１７６内に
はシール装置１８０が設けられて吸着管保持体１５０と
嵌合突部１４２との間の気密を保持しており、また、前
記蛇腹１３６によって嵌合突部１４２とスプライン軸部
１１８との間の気密が保持されている。特に、蛇腹１３
６は、スプライン軸部１１８に対するノズル保持体１２
２の軽快な移動を妨げることなく、ボールスプライン１
２６内に空気と共に埃等が吸入されることを防止する機
能を果たす。

【００３７】本電子部品装着装置は、図４に示す制御装
置１９０により制御される。制御装置１９０は、ＣＰＵ
１９２，ＲＯＭ１９４，ＲＡＭ１９６，バックアップＲ
ＡＭ１９７およびそれらを接続するバス１９８を有する
コンピュータを主体とするものである。バス１９８に接
続された入出力インタフェース２００には、前記センサ
７８，Ｚ軸モータ４４の回転位置を検出するＺ軸エンコ
ーダ２０４，ロードセル２０６，操作盤２０８等が接続
され、それらの検出信号が供給される。Ｚ軸エンコーダ
２０４はアブソリュートエンコーダである。ロードセル
２０６は、電子部品１７８の装着対象材としてのプリン
ト基板への接触荷重を検出するためのものであり、電子
部品供給位置および電子部品装着位置とは別の接触荷重
検出位置に設けられている。

【００３８】入出力インタフェース２００にはまた、駆
動回路２１０〜２１８を介して前記Ｘ軸モータ１６，Ｙ
軸モータ２４，Ｚ軸モータ４４，θ軸モータ７６，電磁
方向切換弁１０２等が接続されている。さらに、ＲＯＭ
１９４には電子部品１７８の装着に必要なプログラム
や、電子部品１７８のプリント基板への接触荷重を検出
し、昇降台２８の下降位置を決定するためのプログラム
等、種々のプログラムが格納されている。

【００３９】以上のように構成された電子部品装着装置
においては、プリント基板への電子部品１７８の装着開
始に先立って、電子部品１７８の接触荷重と昇降台２８
の位置との関係が調べられ、得られた関係と目標接触荷
重とに基づいて、部品吸着具１２０が電子部品供給装置
から電子部品１７８を取り出す際の昇降台２８の下降位
置および部品吸着具１２０が電子部品１７８をプリント
基板に装着する際の昇降台２８の下降位置が決定され
る。

【００４０】まず、操作盤２０８の操作により、部品吸
着具１２０に電子部品１７８を吸着させ、接触荷重検出
位置へ移動させた後、下降させる。この際、昇降台２８
は少なくとも部品吸着具１２０が電子部品１７８に接近
する直前からは十分小さい速度で下降させ、電子部品１
７８のロードセル２０６への接触時に部品吸着具１２０
の慣性力により接触荷重が増大することを回避すること
が望ましい。昇降台２８は電子部品１７８がロードセル
２０６に接触した状態から更に下降させる。この下降
は、部品吸着具１２０と回転体５２とが第一スプリング
１３０を圧縮して相対移動することにより許容され、か
つ、ボールスプライン１２６内における摩擦力は無視し
得るほど小さいため、電子部品１７８はロードセル２０
６に、第一スプリング１３０の弾性力および部品吸着具
１２０の自重から成る第一付勢力から、第二スプリング
１３４および蛇腹１３６の弾性力とから成る第二付勢力
を差し引いた付勢力差に等しい大きさの接触荷重で接触
させられる。

【００４１】この間、制御装置１９０内においては、各
プログラムの実行により、Ｚ軸エンコーダ２０４からの
出力信号に基づく昇降台２８の位置（原点位置からの下
降距離）の演算と、ロードセル２０６からの出力信号に
基づく接触荷重の演算とが繰り返され、電子部品１７８
がロードセル２０６に接触して接触荷重が０から増大し
始めた後は、昇降台２８が一定距離下降する毎に、その
時点の接触荷重が昇降台２８の位置と対応付けてバック
アップＲＡＭ１９７（書換え可能な不揮発性メモリが望
ましく、フロッピディスク，ハードディスク等の外部記
憶装置でもよい）に記憶される。

【００４２】電子部品１７８がロードセル２０６に接触
するまでは、電子部品装着ヘッド４９において、下向き
の第一付勢力と上向きの第二付勢力とが釣り合ってお
り、部品吸着具１２０および電子部品１７８は自重がな
いに等しい状態となっている。そして、電子部品１７８
がロードセル２０６に接触した後、部品吸着具１２０が
回転体５２に対して相対移動するにつれて、第一スプリ
ング１３０の弾性力が増大する一方、第二スプリング１
３４および蛇腹１３６の弾性力が減少し、これら増，減
量の絶対値の和が、第一付勢力と第二付勢力との大きさ
の差となり、その大きさの差に等しい接触荷重がロード
セル２０６により検出される。第一スプリング１３０，
第二スプリング１３４および蛇腹１３６の弾性力の増，
減量は部品吸着具１２０の回転体５２に対する相対移動
距離、すなわち、昇降台２８の下降距離と比例するた
め、図５のグラフに示すように、接触荷重は０から下降
距離に比例して直線的に増大する。接触荷重と昇降台２
８の位置との関係の検出は複数回行われ、それらの検出
結果に基づいて、接触荷重と昇降台２８の位置との関係
が演算される。

【００４３】このように接触荷重と昇降台２８の位置と
の関係（接触荷重と、部品吸着具１２０の回転体５２に
対する相対移動量との関係と考えることもできる）、す
なわち第一スプリング１３０，第二スプリング１３４お
よび蛇腹１３６のばね特性がわかれば、電子部品１７８
を適正な接触荷重でプリント基板に接触させ得る昇降台
２８の下降位置を決定することができる。ロードセル２
０６がプリント基板の電子部品装着面より下方に設けら
れており、それらの間の上下方向の距離がΔＤであると
すれば、接触荷重の検出により得られた直線（図中実線
で示される）を一点鎖線で示すように距離ΔＤだけ原点
側にずらし、その直線から適正接触荷重（目標接触荷
重）Ｌを得るための下降位置Ｐを決定することができる
のである。この下降位置Ｐの決定も、制御装置１９０内
におけるプログラムの実行により自動で行われる。下降
位置Ｐのデータは前記バックアップＲＡＭ１９７に格納
される。

【００４４】なお、部品吸着具１２０が電子部品１７８
を吸着するときにも、部品吸着具１２０が電子部品１７
８に過大な荷重を加えないようにするため、適正な接触
荷重（この適正接触荷重は、電子部品１７８のプリント
基板への適正接触荷重と同じ大きさであっても、異なる
大きさであってもよい）で接触するようにすることが必
要である。そのため、ロードセル２０６と電子部品供給
装置により保持された電子部品１７８の上面との上下方
向の距離および電子部品１７８の厚さと、適正接触荷重
とに基づいて電子部品吸着時の昇降台２８の下降位置が
決定され、これもバックアップＲＡＭ１９７に格納され
る。

【００４５】このようにして昇降台２８の電子部品吸着
時，装着時の各下降位置が決定されたならば、自動運転
による電子部品１７８のプリント基板への装着が開始さ
れる。部品吸着具１２０が電子部品供給位置へ移動させ
られ、吸着する電子部品１７８の真上に位置する状態で
下降させられて電子部品１７８を吸着する。この際、昇
降台２８は当初大きい速度で下降させられるが、部品吸
着具１２０が電子部品１７８に接近した後は滑らかに減
速され、電子部品１７８への接触時に部品吸着具１２０
の慣性力により接触荷重が増大することが回避される。
昇降台２８は、部品吸着具１２０が電子部品１７８に接
触した後、更に、先に決定された下降位置まで下降させ
られ、部品吸着具１２０は適正な荷重で電子部品１７８
に接触させられる。前述のように部品吸着具１２０の重
量はないに等しい状態とされており、しかも部品吸着具
１２０はボールスプライン１２６において回転体５２に
スプライン嵌合され、摩擦抵抗がきわめて小さくされて
おり、部品吸着具１２０をそれの自重より小さい接触荷
重で電子部品１７８に接触させることができる。接触荷
重の増大勾配は、第一スプリング１３０，第二スプリン
グ１３４および蛇腹１３６のばね定数が大きいほど大き
くなり、僅かな下降距離の差が大きな接触荷重誤差を生
じさせるため、これらのばね定数は比較的小さくするこ
とが望ましい。

【００４６】電子部品１７８の吸着後、電子部品装着位
置へ移動するまでの間に、部品吸着具１２０に保持され
た電子部品１７８の撮像が撮像装置によって行われ、撮
像結果に基づいて電子部品１７８の水平面内において互
いに直交するＸ軸，Ｙ軸両方向における位置誤差（水平
位置誤差）および軸線まわりの位置誤差（回転位置誤
差）が算出される。水平位置誤差は、部品吸着具１２０
のＸ軸方向およびＹ軸方向の停止位置を修正することに
よって修正され、回転位置誤差は回転体５２の回転によ
り修正される。部品吸着ノズル１２４はノズル保持体１
２２に着脱可能に保持されているが、板ばね１６６と係
合溝１４４との係合により回転を阻止されており、電子
部品１７８の保持姿勢の撮像後や回転位置誤差の修正後
に部品吸着ノズル１２４に軸線まわりのずれが生じて、
電子部品１７８がプリント基板に不適正な姿勢で装着さ
れることがない。

【００４７】部品吸着具１２０はプリント基板の電子部
品装着個所上へ移動させられた後、下降させられ、電子
部品１７８をプリント基板に装着する。この際にも、電
子部品１７８がプリント基板に接触する以前に昇降台２
８が減速され、部品吸着具１２０の慣性力による接触荷
重の増大が回避される。昇降台２８は予め定められた下
降位置へ下降させられ、電子部品１７８は適正な接触荷
重でプリント基板に接触させられる。したがって、電子
部品１７８が、ウェハに直径０．１mm、高さ０．１mm程
度の半田バンプが直接形成されるとともに、半田バンプ
の個数が数個程度と少ないものであっても、半田バンプ
が損傷されることはない。

【００４８】吸着管１５２の摩耗，電子部品の種類の変
更等により、部品吸着ノズル１２４を交換する必要が生
じた場合には、部品吸着ノズル１２４を下方へ引っ張れ
ば、板ばね１６６が弾性変形して係合溝１４４との係合
が外れ、部品吸着ノズル１２４がノズル保持体１２２か
ら離脱する。その後、別の種類あるいは同種類の新しい
吸着管１５２を備えた部品吸着ノズル１２４をノズル保
持体１２２に取り付ける。部品吸着ノズル１２４は寸法
精度良く作られており、部品吸着ノズル１２４の種類が
変わらなければ、昇降台２８は、同種の部品吸着ノズル
１２４を備えた部品吸着具１２０を用いて決定された下
降位置へ下降させればよい。部品吸着ノズル１２４の種
類が同じであっても、装着する電子部品１７８の種類が
異なる場合には、電子部品１７８の厚さの差に対応する
量だけ下降位置を修正することが必要である。また、こ
の際、適正設定荷重も異なるのであれば、さらに適正荷
重の差に対応する量だけ下降位置を修正することが必要
である。これら下降位置の修正も自動で行われる。

【００４９】部品吸着ノズル１２４を種類の異なる部品
吸着ノズル１２４に交換する必要が生じた場合には、新
たな部品吸着ノズル１２４を備えた部品吸着具１２０を
用いて電子部品１７８の接触荷重と昇降台２８の位置と
の関係を調べ、昇降台２８の下降位置を決定する。使用
が予定されている全部の種類の部品吸着具１２０につい
て、予め昇降台２８の下降位置を決定しておいてもよ
い。

【００５０】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、回転体５２および支持軸８４がヘッド本体
を構成し、付勢手段の一種である弾性部材としての第一
スプリング１３０および部品吸着具１２０の自重が第一
付勢手段を構成し、付勢手段の一種である弾性部材とし
ての第二スプリング１３４および蛇腹１３６が第二付勢
手段を構成している。また、昇降台２８が昇降部材を構
成し、ロードセル２０６が接触荷重検出装置を構成し、
Ｚ軸エンコーダ２０４が昇降部材の位置を検出する位置
検出装置、ないし部品吸着具のヘッド本体に対する相対
位置を検出する相対位置検出装置を構成している。さら
に、制御装置１９０のロードセル２０６およびＺ軸エン
コーダ２０４の各検出信号に基づいて昇降台２８の下降
位置を決定する部分が付勢手段特性検出装置ないし下降
位置決定装置を構成し、制御装置１９０の昇降装置４６
を制御して昇降台２８を予め決定された下降位置へ下降
させる部分が下降制御装置を構成している。

【００５１】上記実施例において部品吸着具１２０は、
第一付勢手段による付勢方向および第二付勢手段による
付勢方向のいずれにおいても移動限度が規定されていな
かったが、図６に示すように、部品吸着具１２０の第一
スプリング１３０による付勢方向の移動限度を規定して
もよい。支持軸８４のばね受け２３０の外周部には、円
筒状のストッパ２３２が支持軸８４の軸線に平行に、か
つ上方へ突出する向きに設けられている。そのため、ノ
ズル保持体１２２がストッパ２３２に当接することによ
り部品吸着具１２０の下方への移動限度が規定される。
ノズル保持体１２２がストッパ２３２に当接した状態
で、第一スプリング１３０の弾性力と部品吸着具１２０
の自重との和である第一付勢力が、第二スプリング１３
４および蛇腹１３６の弾性力の和である第二付勢力より
僅かに大きくなるようにされており、この両付勢力の差
に相当する押付け力によりノズル保持体１２２がストッ
パ２３２に押し付けられる。この押付け力は、吸着時に
おける部品吸着具１２０の電子部品１７８への適正接触
荷重および装着時における電子部品１７８のプリント基
板への適正接触荷重より小さい。このように部品吸着具
１２０の第一スプリング１３０の付勢方向における移動
限度を規定すれば、移動時等に部品吸着具１２０が振動
することが良好に抑制される。

【００５２】なお、上記実施例において部品吸着具１２
０の下降位置は、部品吸着具１２０に実際にプリント基
板に装着する電子部品１７８を吸着させた状態で接触荷
重を測定することにより決定されていたが、接触荷重測
定のために作られた測定用の電子部品を用いて測定して
もよく、あるいは半田バンプを潰して測定してもよい。
接触荷重を繰り返し測定すれば、半田バンプが潰れ、半
田バンプが潰れていない状態と潰れた状態とで測定結果
が異なるため、予め潰しておいて測定するのである。ま
た、実際の電子部品も測定用の電子部品も部品吸着具に
吸着させることなく、接触荷重を検出してもよい。さら
に、接触荷重検出装置は、電子部品装着装置に電子部品
装着ヘッドや昇降装置と共に恒久的に設けられていた
が、別個に準備され、接触荷重測定時にセットされるも
のとしてもよい。

【００５３】また、本発明は、装着対象材が昇降させら
れて電子部品の装着が行われる電子部品装着装置の電子
部品装着ヘッドにも適用することができ、さらに、装着
対象材が回転させられて電子部品および装着対象材の回
転位置誤差が修正される電子部品装着装置や、その電子
部品装着装置に用いられる電子部品装着ヘッドにも適用
することができる。

【００５４】本発明はまた、インデックス式電子部品装
着装置、およびインデックス式電子部品装着装置に使用
される電子部品装着ヘッドに適用することができる。イ
ンデックス式電子部品装着装置においては、一軸線まわ
りに回転可能に設けられたインデックステーブルの回転
軸線を中心とする円周上に複数の電子部品装着ヘッドが
設けられ、インデックステーブルがテーブル回転駆動装
置により間欠回転させられ、複数の電子部品装着ヘッド
が電子部品供給位置，電子部品装着位置，撮像位置等、
複数の作業位置に順次移動させられて複数の作業が並行
して行われる。このような電子部品装着装置において
は、昇降装置は電子部品供給位置および電子部品装着位
置に設けられ、それら位置に移動して来た電子部品装着
ヘッドの昇降部材を昇降させるようにされることが望ま
しい。

【００５５】１台の電子部品装着装置が電子部品装着ヘ
ッドを複数有し、あるいは１個の電子部品装着ヘッドが
複数の部品吸着具を有する場合、電子部品の装着開始に
先立って、複数の部品吸着具の各々について電子部品の
装着対象材への接触荷重を測定して部品吸着時，装着時
の各下降位置を決定し、下降位置記憶手段に記憶させる
ことが望ましい。この場合には、部品吸着時，装着時に
は、下降位置記憶手段から電子部品の吸着，装着を行う
部品吸着具の下降位置が読み出され、昇降部材が下降さ
せられる。

【００５６】さらに、第一付勢手段は、第一圧縮コイル
スプリングに代えて、ゴムブロック等、付勢手段の一種
である弾性部材を用いて構成してもよく、部品吸着具の
自重のみを第一付勢手段とすることもできる。後者の場
合には、第一付勢手段の付勢力を変えることはできない
が、第二付勢手段を弾性部材を含むものとすれば、部品
吸着具のホルダ本体に対する相対移動により第二付勢手
段の付勢力を変えることができ、電子部品の装着対象材
への接触荷重を制御することができる。

【００５７】接触荷重は、ヘッド本体と部品吸着具との
相対移動以外の手段によっても制御可能である。例え
ば、第一，第二付勢手段の少なくとも一方をソレノイド
やダイアフラム式エアシリンダのように、供給電流や供
給空気圧を変えることにより付勢力を変え得る可変付勢
器を含むものとすれば、ヘッド本体と部品吸着具とを相
対移動させることなく接触荷重を制御することができ
る。

【００５８】また、上記各実施例において部品吸着具は
ヘッド本体の外側に嵌合されていたが、部品吸着具がヘ
ッド本体の内側に軸受を介して軸方向に摺動可能に嵌合
された電子部品装着ヘッドに本発明を適用することがで
きる。その他、特許請求の範囲を逸脱することなく、当
業者の知識に基づいて種々の変形，改良を施した態様で
本発明を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である電子部品装着ヘッドを
備えた電子部品装着装置を示す正面図である。

【図２】上記電子部品装着装置を示す正面断面図であ
る。

【図３】上記電子部品装着装置の部品吸着具を拡大して
示す正面断面図である。

【図４】上記電子部品装着装置を制御する制御装置の構
成を示すブロック図である。

【図５】上記電子部品装着装置において電子部品の装着
開始に先立って測定される電子部品の接触荷重と昇降台
の位置との関係を示すグラフである。

【図６】本発明の別の実施例である電子部品装着ヘッド
の要部を示す正面断面図である。

【符号の説明】

２８ 昇降台 ４６ 昇降装置 ４９ 電子部品装着ヘッド ５２ 回転体 １１８ スプライン軸部 １２０ 部品吸着具 １２２ ノズル保持体 １２４ 部品吸着ノズル １２６ ボールスプライン １３０ 第一圧縮コイルスプリング １３４ 第二圧縮コイルスプリング １３６ 蛇腹 １７４ ノズル取付装置兼回転防止装置 １７８ 電子部品 １９０ 制御装置 ２０４ Ｚ軸エンコーダ ２０６ ロードセル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 照井 清一 愛知県知立市山町茶碓山19番地 富士機械 製造株式会社内 Ｆターム(参考） 3C007 AS08 FT17 FU00 NS17 5E313 AA01 AA11 CC02 CC07 EE02 EE24 EE34

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヘッド本体と、 そのヘッド本体に摩擦抵抗を無視し得る軸受を介して上
   下方向に相対移動可能に保持され、電子部品を吸着する
   部品吸着具と、 その部品吸着具を下方へ付勢する第一付勢手段とを含む
   電子部品装着ヘッドにおいて、 前記ヘッド本体と前記部品吸着具との間に、部品吸着具
   を上方へ付勢する第二付勢手段を設けるとともに、その
   第二付勢手段と前記第一付勢手段との少なくとも一方
   を、付勢力の可変な可変付勢器を含む可変付勢手段とし
   たことを特徴とする電子部品装着ヘッド。
2. 【請求項２】 ヘッド本体と、 そのヘッド本体に摩擦抵抗を無視し得る軸受を介して上
   下方向に相対移動可能に保持され、電子部品を吸着する
   部品吸着具と、 その部品吸着具を下方へ付勢する付勢手段とを含む電子
   部品装着ヘッドにおいて、 前記付勢手段を、付勢力の可変な可変付勢器を含む可変
   付勢手段としたことを特徴とする電子部品装着ヘッド。
3. 【請求項３】 前記可変付勢器が、部品吸着具のヘッド
   本体に対する相対位置の変化等外的要因を変化させるこ
   とにより付勢力を変化させ得る外的可変付勢器である請
   求項１または２のいずれかに記載の電子部品装着ヘッ
   ド。
4. 【請求項４】 前記可変付勢器が、それ自体に付与され
   る電流，空気圧等の内的要因を変化させることにより、
   部品吸着具のヘッド本体に対する相対位置の変化等外的
   要因を変化させなくても付勢力を変化させ得る内的可変
   付勢器である請求項１または２のいずれかに記載の電子
   部品装着ヘッド。
5. 【請求項５】 前記可変付勢手段が、前記電子部品の種
   類に応じて前記可変付勢手段の付勢力を変化させるもの
   である請求項１ないし４のいずれかに記載の電子部品装
   着ヘッド。
6. 【請求項６】 前記可変付勢器として、付勢力の可変範
   囲が段階的に異なる複数種類のものを備え、それらが交
   換可能である請求項１ないし５のいずれかに記載の電子
   部品装着ヘッド。
7. 【請求項７】 前記部品吸着具が、前記ヘッド本体に上
   下方向に相対移動可能に保持されるとともに、前記第一
   付勢手段と前記第二付勢手段とによって互いに逆向きに
   付勢されたノズル保持体と、部品吸着ノズルと、その部
   品吸着ノズルを前記ノズル保持体に着脱可能に取り付け
   る取付装置とを含む請求項１ないし６のいずれかに記載
   の電子部品装着ヘッド。