JP2021028987A - 装着ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 ツールにエアの正圧および負圧を切り換えて供給可能として、種々のツールへの対応を図る装着ヘッドを提供することを目的とする。【解決手段】 装着ヘッドは、エアが流通可能な第一エア通路および第二エア通路と、ツールとの間で連通して、ツールに供給されるエアが流通可能な共通エア通路と、共通エア通路に第一エア通路または第二エア通路を選択的に連通させる第三バルブと、ツールが取り外された場合に、共通エア通路と外部との間におけるエアの流通を遮断する通路遮断装置と、を備える。【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、装着ヘッドに関するものである。

装着ヘッドは、回路基板に部品を装着する部品装着機を構成し、部品装着機による装着処理に用いられる。装着ヘッドは、吸着ノズルなどのツールを着脱可能に取り付けられる。例えば吸着ノズルは、装着ヘッドから負圧エアを供給されて部品を吸着することにより、部品を採取するとともに保持する。また、装着ヘッドには、種々の部品を採取可能にするために、吸着ノズルの他にチャックなどのツールを取り付けられる。特許文献１には、例えば吸着ノズルと同様に負圧エアを供給されて部品を把持するチャックが開示されている。

特開平０７−１８６０８１号公報

ところで、部品を採取するとともに部品を載置するツールは、種々の部品に対応し、また種々の保持動作に対応するために、性能向上や機能追加が図られている。装着ヘッドには、多様化するツールに対応して、ツールにエアの正圧および負圧を切り換えて供給可能とすることが求められている。
本明細書は、ツールにエアの正圧および負圧を切り換えて供給可能として、種々のツールへの対応を図る装着ヘッドを提供することを目的とする。

本明細書は、正圧エアまたは負圧エアを供給されて部品を採取するツールを着脱可能に取り付けられ、前記ツールにより採取された前記部品を回路基板に装着する装着処理に用いられる装着ヘッドであって、エアが流通可能な第一エア通路および第二エア通路と、前記ツールとの間で連通して、前記ツールに供給されるエアが流通可能な共通エア通路と、前記共通エア通路に前記第一エア通路または前記第二エア通路を選択的に連通させる第三バルブと、前記ツールが取り外された場合に、前記共通エア通路と外部との間におけるエアの流通を遮断する通路遮断装置と、を備える装着ヘッドを開示する。

このような構成によると、共通エア通路からの正圧エアまたは負圧エアの漏れを防止できる。また、装着ヘッドに複数のツールが取り付け可能であり、且つ最大数より少数のツールが取り付けられている場合において、当該ツールに供給される空気圧を安定させることができる。さらに、エア供給源の動作負荷を軽減できる。

実施形態における装着ヘッドを示す側面図である。 装着ヘッドに構成されるエア供給回路を示す回路図である。 装着ヘッドに吸着ノズルを取り付けた状態を示す断面図である。 装着ヘッドから吸着ノズルを取り外した状態を示す断面図である。 チャックの正面図である。 採取前におけるリードチャックの状態を示す断面図である。 採取時におけるリードチャックの状態を示す断面図である。 移動時におけるリードチャックの状態を示す断面図である。 装着時におけるリードチャックの状態を示す断面図である。 装着処理における各バルブとツールへの供給エアの関係を示す表である。

１．実施形態
１−１．装着ヘッド２０の概要
装着ヘッド２０は、回路基板に部品を装着する部品装着機（図示しない）を構成する。装着ヘッド２０は、部品装着機のＸＹ移動装置１１により水平方向（ＸＹ方向）に移動可能な移動台１２に着脱可能に設けられる。部品装着機は、部品の装着処理において、先ず部品供給装置により供給される部品を装着ヘッド２０に取り付けられたツールにより採取する。次に部品装着機は、装着ヘッド２０を移動させた後に、ツールを下降させて回路基板上の所定位置に部品を装着する。

１−２．装着ヘッド２０の構成
装着ヘッド２０は、図１に示すように、移動台１２にクランプされるヘッド本体２１を有する。ヘッド本体２１には、Ｒ軸モータ２２によって所定の角度ごとに回転角度を割り出し可能に、ロータリヘッド２３が設けられている。ロータリヘッド２３は、Ｒ軸と同心の円周上において周方向に等間隔に複数（例えば、１２本）のツール軸２４をＺ軸方向（図１の上下方向）に摺動可能に且つ回転可能に保持する（図３Ａを参照）。

ツール軸２４は、図略のスプリングの弾性力によりロータリヘッド２３に対して上方に付勢されている。これにより、ツール軸２４は、外力を付与されていない通常状態では、上昇端に位置している。ツール軸２４の下端部には、正圧または負圧のエアを供給されて部品を採取するツールが着脱可能に取り付けられる。ツールには、吸着ノズル５０およびチャックの一種であるリードチャック６０（図４を参照）が含まれる。リードチャック６０の詳細構成については後述する。

吸着ノズル５０は、ノズル内エア通路５１に負圧エアを供給されて部品を吸着する。複数の吸着ノズル５０は、Ｒ軸モータ２２の駆動に伴ってロータリヘッド２３が回転することにより、Ｒ軸周りの所定の角度位置（例えば、ツール軸２４の昇降位置）に順次割り出される。装着ヘッド２０は、ヘッド本体２１に固定されたθ軸モータ２５を有する。θ軸モータ２５の出力軸には、複数のギヤを介して回転力を伝達可能に全てのツール軸２４が連結されている。ツール軸２４および吸着ノズル５０は、θ軸モータ２５の動作によりθ軸周りに一体的に回転（自転）し、回転角度や回転速度を制御される。

また、ヘッド本体２１には、上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能に作動部材２６が設けられている。作動部材２６は、Ｚ軸モータ２７の駆動により動作するボールねじ機構２８によりＺ軸方向に昇降する。作動部材２６は、複数のツール軸２４のうち上記の昇降位置に割り出されたツール軸２４の上端部に接触するレバー２９を有する。

レバー２９は、作動部材２６のＺ軸方向下方への移動に伴って下降する。レバー２９は、接触するツール軸２４のスプリングの弾性力に抗してツール軸２４をＺ軸方向下方へと押圧し、ツール軸２４を下降させる。ツール軸２４および吸着ノズル５０は、Ｚ軸モータ２７の駆動によりＺ軸方向に一体的に昇降し、Ｚ方向位置や移動速度を制御される。

１−３．エア供給回路３０の構成
装着ヘッド２０は、図２に示すように、ツール（吸着ノズル５０など）に正圧エアまたは負圧エアを供給可能とするエア供給回路３０を備える。エア供給回路３０は、エアが流通可能な第一エア通路３１、第二エア通路３２、複数の共通エア通路３３、正圧エア通路３４、および負圧エア通路３５を備える。また、エア供給回路３０は、流通するエアを切り換える第一バルブ３６、第二バルブ３７、および複数の第三バルブ３８を備える。

第一バルブ３６は、第一エア通路３１を流通するエアの正圧および負圧を切り換える。具体的には、第一バルブ３６は、正圧エアを供給する正圧エア供給源８１または負圧エアを供給する負圧エア供給源８２を第一エア通路３１に選択的に連通させることにより第一エア通路３１を流通するエアの正圧および負圧を切り換える。正圧エア供給源８１は、例えば装着ヘッド２０の外部に設けられたブロワーやコンプレッサー等により構成される。負圧エア供給源８２は、例えば装着ヘッド２０の内部に設けられた負圧ポンプ等により構成される。

本実施形態において、第一バルブ３６は、第一正圧バルブＢＰ１と、第一負圧バルブＢＮ１とを備える。第一正圧バルブＢＰ１は、第一エア通路３１と正圧エア供給源８１の連通状態と遮断状態とを切り換える。詳細には、第一正圧バルブＢＰ１は、正圧エア供給源８１により供給される正圧エアが流通する正圧エア通路３４と、第一エア通路３１との連通状態と遮断状態とを切り換える。

第一負圧バルブＢＮ１は、第一エア通路３１と負圧エア供給源８２の連通状態と遮断状態とを切り換える。詳細には、第一負圧バルブＢＮ１は、負圧エア供給源８２により供給される負圧エアが流通する負圧エア通路３５と、第一エア通路３１との連通状態および遮断状態とを切り換える。第一正圧バルブＢＰ１および第一負圧バルブＢＮ１は、本実施形態において、２位置のソレノイドバルブであり、独立して動作可能に構成されている。

第一正圧バルブＢＰ１は、ソレノイドが給電により励磁されると開状態（図６の「ＯＮ」）となり、正圧エアを流通させる。これにより、第一エア通路３１に正圧エア通路３４が連通して、ツール側に正圧エアが供給される。第一正圧バルブＢＰ１は、ソレノイドが給電されない場合に閉状態（図６の「ＯＦＦ」）となり、第一エア通路３１と正圧エア通路３４とを遮断状態とする。

第一負圧バルブＢＮ１は、ソレノイドが給電により励磁されると開状態（図６の「ＯＮ」）となり、負圧エアを流通させる。これにより、第一エア通路３１に負圧エア通路３５が連通して、ツール側に負圧エアが供給される。第一負圧バルブＢＮ１は、ソレノイドが給電されない場合に閉状態（図６の「ＯＦＦ」）となり、第一エア通路３１と負圧エア通路３５とを遮断状態とする。

第二バルブ３７は、第二エア通路３２を流通するエアの正圧および負圧を切り換える。具体的には、第二バルブ３７は、正圧エア供給源８１または負圧エア供給源８２を第二エア通路３２に選択的に連通させることにより第二エア通路３２を流通するエアの正圧および負圧を切り換える。本実施形態において、第二バルブ３７は、第二正圧バルブＢＰ２と、第二負圧バルブＢＮ２とを備える。

第二正圧バルブＢＰ２は、第二エア通路３２と正圧エア通路３４の連通状態と遮断状態とを切り換える。第二負圧バルブＢＮ２は、第二エア通路３２と負圧エア通路３５の連通状態と遮断状態とを切り換える。第二正圧バルブＢＰ２および第二負圧バルブＢＮ２は、本実施形態において、２位置のソレノイドバルブであり、独立して動作可能に構成されている。

第二正圧バルブＢＰ２は、ソレノイドが給電により励磁されると開状態（図６の「ＯＮ」）となり、正圧エアを流通させる。これにより、第二エア通路３２に正圧エア通路３４が連通して、ツール側に正圧エアが供給される。第二正圧バルブＢＰ２は、ソレノイドが給電されない場合に閉状態（図６の「ＯＦＦ」）となり、第二エア通路３２と正圧エア通路３４とを遮断状態とする。

第二負圧バルブＢＮ２は、ソレノイドが給電により励磁されると開状態（図６の「ＯＮ」）となり、負圧エアを流通させる。これにより、第二エア通路３２に負圧エア通路３５が連通して、ツール側に負圧エアが供給される。第二負圧バルブＢＮ２は、ソレノイドが給電されない場合に閉状態（図６の「ＯＦＦ」）となり、第二エア通路３２と負圧エア通路３５とを遮断状態とする。

複数の共通エア通路３３のそれぞれは、対応するツールとの間で連通してツールに供給されるエアが流通可能とする。具体的には、共通エア通路３３は、図３Ａに示すように、ロータリヘッド２３のエア通路、および当該エア通路に連通するツール軸２４のエア通路により構成される。共通エア通路３３は、ロータリヘッド２３に設けられたツール軸２４の数量だけ形成される。また、共通エア通路３３は、本実施形態において、吸着ノズル５０やリードチャック６０等のツールがツール軸２４に取り付けられると、当該ツールにエアを供給可能に常時連通する。

第三バルブ３８は、共通エア通路３３に第一エア通路３１または第二エア通路３２を選択的に連通させる。第三バルブ３８は、本実施形態において、スプール３８１を有するメカバルブである。第三バルブ３８は、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、スプール３８１をロータリヘッド２３に上下方向に摺動可能に嵌合して保持される。第三バルブ３８は、例えばステッピングモータ（図示しない）の駆動によりスプール３８１を昇降され、ロータリヘッド２３に対する上下方向位置を制御される。

具体的には、第三バルブ３８は、図３Ａに示すように、スプール３８１が第一位置（図６の「Ｐｏｓ１」）に位置する場合に、共通エア通路３３に第一エア通路３１を連通させる。これにより、吸着ノズル５０等のツールには、第一エア通路３１を流通する正圧エアまたは負圧エアが共通エア通路３３を介して供給される。一方で、第三バルブ３８は、図３Ｂに示すように、スプール３８１が第二位置（図６の「Ｐｏｓ２」）に位置する場合に、共通エア通路３３に第二エア通路３２を連通させる。これにより、吸着ノズル５０等のツールには、第二エア通路３２を流通する正圧エアまたは負圧エアが共通エア通路３３を介して供給される。

レギュレータバルブ３９は、正圧エア供給源８１と第二バルブ３７との間に配置される。具体的には、レギュレータバルブ３９は、正圧エア通路３４のうち正圧エア供給源８１と第二バルブ３７の第二正圧バルブＢＰ２とを接続する部分に配置される。レギュレータバルブ３９は、正圧エア供給源８１により供給される空気圧を調整する。本実施形態において、レギュレータバルブ３９は、正圧エア供給源８１により供給される正圧エアの空気圧を４０％程度低減させた規定圧力に減圧する。結果として、第二正圧バルブＢＰ２には、第一正圧バルブＢＰ１に供給される正圧エアよりも低圧の正圧エアが供給される。

上記のような構成からなるエア供給回路３０によると、例えば第三バルブ３８のスプール３８１が第一位置に位置する場合に、第一バルブ３６および第二バルブ３７の切り換えによって、ツールに供給されるエアの正圧および負圧を切り換えることができる。また、スプール３８１を第一位置に移動してツールを動作させた状態で、第二バルブ３７のみを切り換えてスプール３８１が第二位置に移動した際にツールに供給されるエアを予め準備しておくことができる。

１−４．通路遮断装置４０の構成
本実施形態において、装着ヘッド２０は、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、通路遮断装置４０を備える。通路遮断装置４０は、ロータリヘッド２３から吸着ノズル５０等のツールが取り外された場合に、共通エア通路３３と外部との間におけるエアの流通を遮断する。本実施形態において、通路遮断装置４０は、係止部４１と、シール部材４２と、軸内圧縮ばね４３とを備えて構成される。

係止部４１は、共通エア通路３３の内部に形成される。具体的には、図３Ａに示すように、係止部４１は、ツール軸２４の中間部において、共通エア通路３３を構成するエア導管２４１の内径が小径となる部位である。シール部材４２は、係止部４１に係止して共通エア通路３３におけるエアの流通を遮断する。具体的には、シール部材４２は、内部に共通エア通路３３を構成するエア導管４２１が形成された筒状に形成される。シール部材４２は、ツール軸２４の小径部分に上下方向に摺動可能に支持される。

シール部材４２のエア導管４２１は、シール部材４２の下端に形成された下側フランジ部４２２を貫通して形成される。また、エア導管４２１は、シール部材４２の上端に形成された上側フランジ部４２３よりも下側で外方に屈曲して形成される。下側フランジ部４２２および上側フランジ部４２３は、それぞれの外径がツール軸２４のエア導管２４１の内径よりも小径となるように形成され、径方向外側をエアが流通可能に構成される。

軸内圧縮ばね４３は、シール部材４２を係止部４１に付勢する弾性体である。具体的には、軸内圧縮ばね４３は、シール部材４２と同軸状に、且つ係止部４１と下側フランジ部４２２との間に配置される。これにより、シール部材４２は、軸内圧縮ばね４３の弾性力により、上側フランジ部４２３が係止部４１に接触するように付勢される。

つまり、通路遮断装置４０は、軸内圧縮ばね４３の弾性力によりシール部材４２の上側フランジ部４２３を係止部４１に密着させて、ツール軸２４のエア導管２４１とシール部材４２のエア導管４２１とが連通しない状態とする。このように、通路遮断装置４０は、図３Ｂに示すように、ツール軸２４から吸着ノズル５０等のツールが取り外されると、シール部材４２が軸内圧縮ばね４３により付勢されて係止部４１に係止することによってエアの流通を遮断する。

また、ツール軸２４にツールが取り付けられると、図３Ａに示すように、ツールによりシール部材４２が軸内圧縮ばね４３の弾性力に抗して押し上げられる。これにより、通路遮断装置４０は、シール部材４２の上側フランジ部４２３が係止部４１から離間することによって、ツール軸２４のエア導管２４１とシール部材４２のエア導管４２１を連通させてエアの流通を許容する。このように、通路遮断装置４０は、外部からの制御によらず、ツール軸２４へのツールの取り付け、取り外しに応じて自動的に、共通エア通路３３と外部との間におけるエアの流通を許容したり遮断したりするように構成されている。

１−５．リードチャック６０の構成
リードチャック６０の構成について図４、図５Ａ−図５Ｄを参照して説明する。リードチャック６０は、上記のように部品を把持するチャックの一種であり、特にリード部品９０を対象として把持する。リード部品９０は、図５Ｂに示すように、部品本体９１と、部品本体９１から下方に延伸する複数のリード９２とにより構成される。なお、リード９２は、リード部品９０の電極、または回路基板Ｂｄに対する位置決め用のピンとして機能する。

リードチャック６０は、図４および図５Ｂに示すように、ツール軸２４に取り付けられるチャック本体６１に、ロータリヘッド２３側の共通エア通路３３と連通するエア導入ポート６２が形成されている。さらに、チャック本体６１には、エア導入ポート６２とチャック内エア通路６３を介して連通する第一圧力室６４および第二圧力室６５が形成されている。第一圧力室６４には、ピストン６６が摺動可能に配置されている。

ピストン６６は、ピストン６６のヘッド部と第一圧力室６４の底部との間に配置された第一圧縮ばね６７の弾性力により、第一圧力室６４の上壁側に付勢されている。つまり、ピストン６６は、第一圧力室６４の空気圧が所定値未満の場合には、第一圧力室６４の容積が減少するように上端に位置する。一方で、第一圧力室６４の空気圧が所定値以上となった場合に、第一圧縮ばね６７の弾性力に抗して第一圧力室６４の容積が増加するように下方に移動する。

図４に示すように、ピストン６６の下部には、リンク機構６８を介して一対のクランプ爪６９が連結されている。一対のクランプ爪６９は、軸部６９１を中心に回転可能にチャック本体６１に支持されている。一対のクランプ爪６９は、図５Ａに示すように、リードチャック６０の側面視においてＬ字状に屈曲するように爪先部が形成されている。一対のクランプ爪６９の上部には、図４に示すように、クランプ爪６９の背面側に突出するアーム部６９２がそれぞれ形成されている。

これにより、アーム部６９２の先端を下方に移動させると、クランプ爪６９が軸部６９１を中心にして、爪先部が閉じる方向（クランプ方向）に回転する。よって、第一圧力室６４に所定値以上の正圧エアが供給されてピストン６６が下方に移動すると、一対のクランプ爪６９のアーム部６９２の先端は、リンク機構６８を介して下方に移動される。これにより、一対のクランプ爪６９は、爪先部が閉じる方向に回転する。結果として、リードチャック６０は、図５Ｃに示すように、一対のクランプ爪６９の間にリード部品９０を把持するクランプ状態となる。

その後に、第一圧力室６４の空気圧が低下してピストン６６が上方に移動すると、一対のクランプ爪６９のアーム部６９２の先端は、リンク機構６８を介して上方に移動される。これにより、一対のクランプ爪６９は、爪先部が開く方向（アンクランプ方向）に回転する。結果として、リードチャック６０は、図４および図５Ａに示す初期状態、または図５Ｄに示すアンクランプ状態となる。

第二圧力室６５には、プッシャ７１の上端部に形成されたピストン部７１１が摺動可能に配置されている。プッシャ７１は、図４に示すように、リードチャック６０の正面視において、一対のクランプ爪６９の左右方向の中央に配置される。また、プッシャ７１は、図５Ｂに示すように、一対のクランプ爪６９に把持されたリード部品９０の上方に位置するように配置される。

プッシャ７１は、ピストン部７１１とリード部品９０の上面を押圧する下端部７１２とをロッド７１３により連結して構成されている。プッシャ７１は、ロッド７１３の外周側であって第二圧力室６５の底部とピストン部７１１との間に配置された第二圧縮ばね７２の弾性力により、第二圧力室６５の底部側に付勢されている。つまり、プッシャ７１は、第二圧力室６５の空気圧が所定値未満の場合には、図５Ａおよび図５Ｄに示すように、第二圧力室６５の容積が減少するように下端に位置する。一方で、第二圧力室６５の空気圧が所定値以上となった場合に、図５Ｂおよび図５Ｃに示すように、第二圧縮ばね７２の弾性力に抗して第二圧力室６５の容積が増加するように上方に移動する。

ここで、本実施形態において、第一圧縮ばね６７の弾性力およびピストン６６の受圧面積は、正圧エア供給源８１により供給される正圧エアがレギュレータバルブ３９により減圧されて供給された場合はピストン６６が移動せず、上記の正圧エアがレギュレータバルブ３９を介さずに供給された場合にピストン６６が下方に移動するように設定される。

一方で、第二圧縮ばね７２の弾性力およびピストン部７１１の受圧面積は、正圧エア供給源８１により供給される正圧エアがレギュレータバルブ３９を介さずに供給された場合に加えて、上記の正圧エアがレギュレータバルブ３９により減圧されて供給された場合に、プッシャ７１が上方に移動するように設定される。以下では、説明を簡易にするために、正圧エア供給源８１が供給する空気圧の正圧エアを「高正圧エア」と称し、レギュレータバルブ３９により減圧された正圧エアを「低正圧エア」と称する。

上記のような構成によると、リードチャック６０は、エアを供給されていない初期状態（図５Ａ）から、エア導入ポート６２に低正圧エアが供給されると、図５Ｂに示すように、一対のクランプ爪６９が開いたアンクランプ状態を維持したままプッシャ７１が上方に移動する。そして、リードチャック６０は、エア導入ポート６２に高正圧エアが供給されると、図５Ｃに示すように、プッシャ７１が上方に位置したまま一対のクランプ爪６９が閉じるクランプ状態に移行する。

さらに、リードチャック６０は、エア導入ポート６２に負圧を供給またはエアの供給を遮断されると、図５Ｄに示すように、一対のクランプ爪６９が開いてアンクランプ状態となる。このとき、プッシャ７１は、下方に移動して一対のクランプ爪６９の間に位置するリード部品９０の上面に接触して、リード部品９０を下方（回路基板Ｂｄ側）に押圧する。このように、リードチャック６０は、供給されるエアに応じて種々の状態とすることが可能に構成されている。

上記のように、本実施形態のリードチャック６０は、正圧エアを用いてリード部品９０を把持する。このような構成は、負圧エアを用いて部品を把持する負圧チャックと比較して、大きな空気圧を供給でき、把持力を増大できる。また、チャック内エア通路６３を構成するエア導管は、正圧エアを流通させることを主の目的とするため、負圧エアを流通させる構成と比較して気密性に対する要求が低くなる。これにより、可動部等の構成を簡易にできる。結果として、リードチャック６０の小型化、および製造コストの低減を図ることができる。

１−６．装着処理における装着ヘッド２０の動作
部品装着機により実行される装着処理における装着ヘッド２０の動作について、図３Ａ、図５Ａ−図５Ｄ、図６を参照して説明する。装着処理における装着ヘッド２０には、図６に示すように、部品の供給位置まで装着ヘッド２０を移動させる採取前の状態と、ツールを用いて部品を採取する採取時の状態と、採取した部品を保持したまま回路基板Ｂｄの上方に移動する移動時の状態と、部品を回路基板Ｂｄの所定位置に装着する装着時の状態とが含まれる。

１−６−１．リードチャック６０を用いた装着処理
ここでは、装着ヘッド２０のツール軸２４にツールとしてのリードチャック６０が取り付けられているものとする。採取前において、装着ヘッド２０は、第一バルブ３６の第一正圧バルブＢＰ１をＯＮにし、且つ第一負圧バルブＢＮ１をＯＦＦにする。これにより、第一エア通路３１は、高正圧エアが供給された状態となる。また、装着ヘッド２０は、第二バルブ３７の第二正圧バルブＢＰ２をＯＮにし、且つ第二負圧バルブＢＮ２をＯＦＦにする。これにより、第二エア通路３２は、低正圧エアが供給された状態となる。

さらに、装着ヘッド２０は、第三バルブ３８を第二位置（Ｐｏｓ２）として、共通エア通路３３に第二エア通路３２を連通させる。これにより、共通エア通路３３を介してリードチャック６０には、低正圧エアが供給される。図６は、第三バルブ３８の切り換えにより選択されているエアを太実線の枠で示す。低正圧エアを供給されたリードチャック６０は、図５Ｂに示すように、アンクランプ状態、且つプッシャ７１が上方に移動した状態（以下、「押圧準備状態」と称する）となる。

次に、採取時において、装着ヘッド２０は、第一バルブ３６および第二バルブ３７の状態を維持しつつ第三バルブ３８を第一位置（Ｐｏｓ１）として、共通エア通路３３に第一エア通路３１を連通させる。これにより、共通エア通路３３を介してリードチャック６０には、高正圧エアが供給される。高正圧エアを供給されたリードチャック６０は、図５Ｃに示すように、クランプ状態となり、且つ押圧準備状態を維持する。

続いて、移動時において、装着ヘッド２０は、第一バルブ３６および第三バルブ３８の状態を維持しつつ、第二バルブ３７の第二正圧バルブＢＰ２をＯＦＦにし、且つ第二負圧バルブＢＮ２をＯＮにする。これにより、第二エア通路３２は、負圧エアが供給された状態となる。但し、移動時には、第三バルブ３８の切り換えがないため、リードチャック６０には、高正圧エアが供給された状態が維持される。

最後に、装着時において、装着ヘッド２０は、第一バルブ３６および第二バルブ３７の状態を維持しつつ第三バルブ３８を第二位置（Ｐｏｓ２）として、共通エア通路３３に第二エア通路３２を連通させる。これにより、共通エア通路３３を介してリードチャック６０には、負圧エアが供給される。負圧エアを供給されたリードチャック６０は、図５Ｄに示すように、アンクランプ状態、且つプッシャ７１が下方に移動した状態（以下、「押圧状態」と称する）となる。

リードチャック６０は、正圧エアの供給が遮断されると、第一圧縮ばね６７および第二圧縮ばね７２の弾性力によって、アンクランプ状態、且つ押圧状態に移行する。但し、エア供給回路３０の気密性が確保されていると、アンクランプ状態、且つ押圧状態への移行に時間を要する。そこで、装着ヘッド２０は、装着時においては、リードチャック６０に負圧エアを供給することにより、第一圧力室６４および第二圧力室６５からエアを吸引する。このような動作により、アンクランプ状態、且つ押圧状態への移行に要する時間の短縮が図られている。

このように、装着ヘッド２０は、装着時において、先ず第一バルブ３６および第二バルブ３７の切り換えにより第一エア通路３１および第二エア通路３２を流通するエアの正圧および負圧が互いに異なる状態とする。そして、装着ヘッド２０は、上記の状態において、第三バルブ３８の切り換えによりリードチャック６０によるリード部品９０の保持状態（クランプ状態）と非保持状態（アンクランプ状態）とを切り換える。

装着ヘッド２０は、ロータリヘッド２３に取り付けられた全てのリードチャック６０によるリード部品９０の装着が終了した後にリード部品９０を再度採取する場合に、採取前の状態とすべく、第一バルブ３６および第三バルブ３８の状態を維持しつつ、第二バルブ３７の第二正圧バルブＢＰ２をＯＮにし、且つ第二負圧バルブＢＮ２をＯＦＦにする。これにより、第二エア通路３２は、低正圧エアが供給された状態となる。低正圧エアを供給されたリードチャック６０は、図５Ｂに示すように、アンクランプ状態を維持しつつ、押圧準備状態となる。

１−６−２．正圧チャックを用いた装着処理
ここでは、装着ヘッド２０のツール軸２４にツールとしての正圧チャック（図示しない）が取り付けられているものとする。正圧チャックは、リードチャック６０のようにプッシャ７１を有さず、正圧エアを供給された場合にアンクランプ状態からクランプ状態へと移行するツールである。よって、装着ヘッド２０は、図６に示すように、装着処理における何れの状態においても第一バルブ３６および第二バルブ３７の状態を維持し、第三バルブ３８の切り換えのみによってアンクランプ状態とクランプ状態とを切り換える。

具体的には、装着ヘッド２０は、第一バルブ３６の第一正圧バルブＢＰ１をＯＮにし、且つ第一負圧バルブＢＮ１をＯＦＦにする。これにより、第一エア通路３１は、高正圧エアが供給された状態となる。また、装着ヘッド２０は、第二バルブ３７の第二正圧バルブＢＰ２をＯＦＦにし、且つ第二負圧バルブＢＮ２をＯＮにする。これにより、第二エア通路３２は、負圧エアが供給された状態となる。

そして、装着ヘッド２０は、装着処理において部品を把持しない採取前および装着時には、第三バルブ３８を第二位置（Ｐｏｓ２）として、正圧チャックをアンクランプ状態とする。また、装着ヘッド２０は、装着処理において部品を把持する採取時および移動時には、第三バルブ３８を第一位置（Ｐｏｓ１）として、正圧チャックをクランプ状態とする。

１−６−３．負圧チャックを用いた装着処理
ここでは、装着ヘッド２０のツール軸２４にツールとしての負圧チャック（図示しない）が取り付けられているものとする。負圧チャックは、リードチャック６０のようにプッシャ７１を有さず、負圧エアを供給された場合にアンクランプ状態からクランプ状態へと移行するツールである。よって、装着ヘッド２０は、図６に示すように、装着処理における何れの状態においても第一バルブ３６および第二バルブ３７の状態を維持し、第三バルブ３８の切り換えのみによってアンクランプ状態とクランプ状態とを切り換える。

具体的には、装着ヘッド２０は、第一バルブ３６の第一正圧バルブＢＰ１をＯＦＦにし、且つ第一負圧バルブＢＮ１をＯＮにする。これにより、第一エア通路３１は、負圧エアが供給された状態となる。また、装着ヘッド２０は、第二バルブ３７の第二正圧バルブＢＰ２をＯＮにし、且つ第二負圧バルブＢＮ２をＯＦＦにする。これにより、第二エア通路３２は、低正圧エアが供給された状態となる。

そして、装着ヘッド２０は、装着処理において部品を把持しない採取前および装着時には、第三バルブ３８を第二位置（Ｐｏｓ２）として、負圧チャックをアンクランプ状態とする。また、装着ヘッド２０は、装着処理において部品を把持する採取時および移動時には、第三バルブ３８を第一位置（Ｐｏｓ１）として、負圧チャックをクランプ状態とする。

１−６−４．吸着ノズル５０を用いた装着処理
ここでは、装着ヘッド２０のツール軸２４にツールとしての吸着ノズル５０（図３Ａを参照）が取り付けられているものとする。吸着ノズル５０は、負圧エアを供給されて部品を吸着するツールである。採取前において、装着ヘッド２０は、第一バルブ３６の第一正圧バルブＢＰ１をＯＦＦにし、且つ第一負圧バルブＢＮ１をＯＮにする。これにより、第一エア通路３１は、負圧エアが供給された状態となる。また、装着ヘッド２０は、第二バルブ３７の第二正圧バルブＢＰ２および第二負圧バルブＢＮ２をともにＯＦＦにする。これにより、第二エア通路３２は、エアが供給されない状態となる。

さらに、装着ヘッド２０は、第三バルブ３８を第二位置（Ｐｏｓ２）として、共通エア通路３３に第二エア通路３２を連通させる。これにより、吸着ノズル５０は、エアが供給されていない状態となる。ここで、吸着ノズル５０の先端を部品に十分に接近または接触させる前に吸着ノズル５０にエアが供給されていると、エアの影響により部品が吹き飛ばされたり、ひっくり返ったりするおそれがある。そこで、装着ヘッド２０は、採取前には、吸着ノズル５０にエアを供給しない状態とされる。

次に、採取時において、装着ヘッド２０は、第一バルブ３６および第二バルブ３７の状態を維持しつつ第三バルブ３８を第一位置（Ｐｏｓ１）として、共通エア通路３３に第一エア通路３１を連通させる。これにより、共通エア通路３３を介して吸着ノズル５０には、負圧エアが供給される。負圧エアを供給された吸着ノズル５０は、ノズル内エア通路５１が真空となり、部品を負圧エアにより吸着した状態となる。

続いて、移動時において、装着ヘッド２０は、第一バルブ３６および第三バルブ３８の状態を維持しつつ、第二バルブ３７の第二正圧バルブＢＰ２をＯＮにし、且つ第二負圧バルブＢＮ２をＯＦＦにする。これにより、第二エア通路３２は、低正圧エアが供給された状態となる。但し、移動時には、第三バルブ３８の切り換えがないため、吸着ノズル５０には、負圧エアが供給された状態が維持される。

最後に、装着時において、装着ヘッド２０は、第一バルブ３６および第二バルブ３７の状態を維持しつつ第三バルブ３８を第二位置（Ｐｏｓ２）として、共通エア通路３３に第二エア通路３２を連通させる。これにより、共通エア通路３３を介して吸着ノズル５０には、低正圧エアが供給される。負圧エアを供給された吸着ノズル５０は、ノズル内エア通路５１において真空破壊が生じ、部品を吸着しない状態となる。

装着ヘッド２０は、ロータリヘッド２３に取り付けられた全ての吸着ノズル５０による部品の装着が終了した後に部品を再度採取する場合に、採取前の状態とすべく、第一バルブ３６および第三バルブ３８の状態を維持しつつ、第二バルブ３７の第二正圧バルブＢＰ２および第二負圧バルブＢＮ２をともにＯＦＦにする。これにより、第二エア通路３２は、エアが供給されない状態となる。

１−６−５．ツールと第三バルブ３８の関係
上記のように、装着ヘッド２０は、ツールに応じて第一バルブ３６および第二バルブ３７の状態を適宜切り換えて、第一エア通路３１および第二エア通路３２に高正圧エア、低正圧エア、負圧エアを流通可能な状態とする。これにより、装着ヘッド２０に何れの種別のツールが取り付けられたとしても、第三バルブ３８の動作を共通にすることができる。

具体的には、ツールが正圧エアで部品を把持するリードチャック６０または正圧チャックである場合に、部品を把持する採取時および移動時には、第三バルブ３８は、第一位置（Ｐｏｓ１）とされる。また、ツールが負圧エアで部品を把持する負圧チャックまたは部品を吸着する吸着ノズル５０である場合に、部品を把持または吸着する採取時および移動時には、第三バルブ３８は、同様に第一位置（Ｐｏｓ１）とされる。

２．実施形態の構成による効果
上記のエア供給回路３０を備える装着ヘッド２０の構成によると、第一バルブ３６および第二バルブ３７の切り換えによって、第一エア通路３１に正圧エアおよび負圧エアを選択的に流通させることができ、また第二エア通路３２に正圧エアおよび負圧エアを選択的に流通させることができる。よって、第三バルブ３８の切り換えによって、ツールにエアの正圧および負圧を切り換えて供給することが可能となる。これにより、装着ヘッド２０は、正圧エアによって部品を採取するリードチャック６０や正圧チャック、負圧エアによって部品を採取する負圧チャックや吸着ノズル５０といった種々のツールに対応することができる。

また、通路遮断装置４０を備える装着ヘッド２０の構成によると、共通エア通路３３からの正圧エアまたは負圧エアの漏れを防止できる。また、装着ヘッド２０に複数のツールが取り付け可能であり、且つ最大数より少数のツールが取り付けられている場合において、当該ツールに供給される空気圧を安定させることができる。さらに、エア供給源の動作負荷を軽減できる。

３．実施形態の変形態様
３−１．装着ヘッド２０のエア供給回路３０について
実施形態において、エア供給回路３０は、第一バルブ３６が第一正圧バルブＢＰ１および第一負圧バルブＢＮ１により構成され、第二バルブ３７が第二正圧バルブＢＰ２および第二負圧バルブＢＮ２により構成されるものとした。これに対して、第一バルブ３６および第二バルブ３７の少なくとも一方は、１つのバルブにより構成されてもよい。

具体的には、例えば第一バルブ３６が２つのソレノイドを有する３位置のソレノイドバルブにより構成されてもよい。このような構成では、第一バルブ３６は、第一ソレノイドが給電された場合に第一エア通路３１に正圧エア通路３４を連通し、第二ソレノイドが給電された場合に第一エア通路３１に負圧エア通路３５を連通する。そして、第一バルブ３６は、第一ソレノイドおよび第二ソレノイドがともに給電されない中間位置において、第一エア通路３１にエアが供給されない状態とする。

第二バルブ３７についても同様に、３位置のソレノイドバルブを適用することができる。上記のような構成によると、エア供給回路３０を構成するために必要な部品点数を削減できる。ただし、エア供給回路３０における連通状態と遮断状態のパターン数を増加する観点、またはソレノイドバルブの小型化およびコスト低減の観点からは、実施形態にて例示した態様が好適である。

また、実施形態において、レギュレータバルブ３９は、正圧エア供給源８１と第二バルブ３７との間に配置される構成とした。これに対して、レギュレータバルブ３９は、ツールの仕様等に対応して、正圧エア供給源８１と第一バルブ３６との間、正圧エア供給源８１と第二バルブ３７との間、負圧エア供給源８２と第一バルブ３６との間、負圧エア供給源８２と第二バルブ３７との間のうち少なくとも一箇所に配置される構成であれば、種々の態様を採用し得る。

このような構成によると、実施形態にて例示したように高正圧エアと低正圧エアとを切り換え可能にツールに供給したり、負圧エア通路３５にレギュレータバルブを配置して高負圧エアと低負圧エアとを切り換え可能にツールに供給したりすることが可能となる。これにより、ツールの性能向上や機能追加を図ることができる。また、レギュレータバルブを適宜箇所に配置することにより、種々のツールに対応可能となり、装着ヘッド２０の用途を拡大することができる。

また、実施形態において、第三バルブ３８は、スプール３８１を有する２位置のメカバルブである構成とした。これに対して第三バルブ３８は、共通エア通路３３に第一エア通路３１または第二エア通路３２を選択的に連通させる構成であれば、種々の態様を採用し得る。具体的には、第三バルブ３８は、３位置として共通エア通路３３にエアを供給しない構成としてもよいし、ソレノイドにより切り換えを行うソレノイドバルブである構成としてもよい。

３−２．装着ヘッド２０の構成について
実施形態において、装着ヘッド２０は、第一エア通路３１および第二エア通路３２に供給するエアの正圧および負圧を切り換え可能なエア供給回路３０と、ツールが取り外された場合に共通エア通路３３と外部との間におけるエアの流通を遮断する通路遮断装置４０とを備える構成とした。これに対して、装着ヘッド２０は、エア供給回路３０および通路遮断装置４０の何れか一方のみを備える構成としてもよい。

例えば、従来のように第一エア通路には負圧エアが常時供給され、第二エア通路に正圧エアが常時供給されるエア供給回路を備える装着ヘッドにおいて、実施形態にて例示した通路遮断装置４０を適用してもよい。このような構成によると、例えば複数の吸着ノズル５０を取り付け可能なロータリヘッド２３に、最大数より少数の吸着ノズル５０を取り付けた装着ヘッド２０が装着処理に用いられる場合に、吸着ノズル５０を取り付けられなかったツール軸２４におけるエアの漏れを防止できる。これにより、エア供給回路における空気圧を適正に維持しやすくなり、部品を確実に保持することができる。また、エア供給源の動作負荷を軽減できる。

また、実施形態において、通路遮断装置４０は、シール部材４２をツール軸２４の軸方向に移動させてエアの流通状態と遮断状態とを切り換えるスライドバルブとした。これに対して、通路遮断装置４０は、ツールが取り外された場合に、共通エア通路３３と外部との間におけるエアの流通を遮断可能であれば種々の態様を採用し得る。

具体的には、上記のように第三バルブ３８を３位置として共通エア通路３３にエアを供給しない遮断位置を追加する。そして、ツールがツール軸２４から取り外された場合に、第三バルブ３８を遮断位置にすることにより、共通エア通路３３と外部との間におけるエアの流通を実質的に遮断することが可能となる。但し、ツールの取り付けや取り外しに連動して、共通エア通路３３と外部の連通状態と遮断状態とを自動的に切り換えるためには、実施形態にて例示した態様が好適である。

また、実施形態において、装着ヘッド２０は、複数のツールを取り付け可能なロータリヘッド２３を備える構成とした。これに対して、装着ヘッド２０は、１つのツールを取り付け可能な構成としてもよいし、より多数のツールを取り付け可能な構成としてもよい。上記のような構成では、第一エア通路３１および第二エア通路３２がツールの数量に応じて分岐し、実施形態にて例示したエア供給回路３０および通路遮断装置４０を同様に適用することが可能である。

２０：装着ヘッド、 ３０：エア供給回路、 ３１：第一エア通路、 ３２：第二エア通路、 ３３：共通エア通路、 ３４：正圧エア通路、 ３５：負圧エア通路、 ３６：第一バルブ、 ＢＰ１：第一正圧バルブ、 ＢＮ１：第一負圧バルブ、 ３７：第二バルブ、 ＢＰ２：第二正圧バルブ、 ＢＮ２：第二負圧バルブ、 ３８：第三バルブ、 ３８１：スプール、 ３９：レギュレータバルブ、 ４０：通路遮断装置、 ４１：係止部、 ４２：シール部材、 ４３：軸内圧縮ばね、 ５０：吸着ノズル（ツール）、 ６０：リードチャック（ツール）

Claims (2)

1. 正圧エアまたは負圧エアを供給されて部品を採取するツールを着脱可能に取り付けられ、前記ツールにより採取された前記部品を回路基板に装着する装着処理に用いられる装着ヘッドであって、
   エアが流通可能な第一エア通路および第二エア通路と、
   前記ツールとの間で連通して、前記ツールに供給されるエアが流通可能な共通エア通路と、
   前記共通エア通路に前記第一エア通路または前記第二エア通路を選択的に連通させる第三バルブと、
   前記ツールが取り外された場合に、前記共通エア通路と外部との間におけるエアの流通を遮断する通路遮断装置と、
   を備える装着ヘッド。
2. 前記通路遮断装置は、前記共通エア通路に形成された係止部と、前記係止部に係止して前記共通エア通路におけるエアの流通を遮断するシール部材と、前記シール部材を前記係止部に付勢する弾性体と、を備え、
   前記通路遮断装置は、前記ツールが取り付けられると前記ツールにより前記シール部材が前記弾性体の弾性力に抗して前記係止部から離間することによってエアの流通を許容し、前記ツールが取り外されると前記シール部材が前記弾性体により付勢されて前記係止部に係止することによってエアの流通を遮断する、請求項１に記載の装着ヘッド。

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