JP3064781B2

JP3064781B2 - 電子部品保持装置

Info

Publication number: JP3064781B2
Application number: JP5336486A
Authority: JP
Inventors: 東輔河田
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 2000-07-12
Anticipated expiration: 2015-07-12
Also published as: JPH06296093A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子部品保持装置に関す
るものであり、特に、部品保持ヘッドの交換が可能な電
子部品保持装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品保持装置には、ホルダと、その
ホルダに着脱可能に保持されて電子部品を保持する部品
保持ヘッドとを有するものがある。近年、電子部品の種
類は多様化しており、電子部品の形状，寸法によっては
同じ部品保持ヘッドにより保持することができず、電子
部品の種類に応じて異なる部品保持ヘッドを使用するこ
とが必要な場合がある。そのため、ホルダに部品保持ヘ
ッドを着脱可能に保持させ、電子部品の種類に応じた部
品保持ヘッドをホルダに保持させるようにするのであ
り、また、部品保持ヘッドが損傷したり、寿命に達した
とき、部品保持ヘッドをホルダに対して着脱し得るので
あれば、部品保持ヘッドのみを交換すればよく、ホルダ
ごと交換する場合に比較して装置コストを低減すること
ができる。

【０００３】そして、従来の電子部品保持装置において
は、ホルダに係合部材が、部品保持ヘッドに被係合部材
がそれぞれ設けられ、かつ、係合部材が被係合部材に係
合する係合位置と係合しない非係合位置とに移動可能な
ものとされるとともに、部品保持ヘッドのホルダへの着
脱時に係合部材を移動させて被係合部材と係合部材とを
係合させ、あるいは係合を解除する駆動機構を有するも
のとされていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにしてホルダに部品保持ヘッドを保持させれば、係合
位置と非係合位置とに移動する係合部材および駆動機構
が必要であって構造が複雑となり、コストが高くなる。
請求項１の発明は、ホルダが部品保持ヘッドを簡単な構
造で保持し得、かつ、ホルダおよび部品保持ヘッドの損
傷を回避し得る電子部品保持装置を提供することを課題
として為されたものである。請求項２の発明は、請求項
１の発明の課題を解決し得るとともに、部品保持ヘッド
が発光板を有する電子部品保持装置において発光板への
電流の供給が容易な電子部品保持装置を提供することを
課題として為されたものである。請求項３の発明は、請
求項１の発明の課題または請求項２の発明の課題を解決
し得、かつ、吸着管により電子部品を吸着保持するタイ
プの部品保持ヘッドをホルダに容易に着脱し得るように
することを課題として為されたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
上記の課題を解決するために、（ａ）負圧源と、（ｂ）
その負圧源に接続された負圧供給通路およびその負圧供
給通路が開口する吸着面を有するホルダと、（ｃ）前記
吸着面に密着して前記ホルダの前記開口を気密に閉塞す
る閉塞面と電子部品を保持する部品保持部とを有する部
品保持ヘッドとを含む電子部品保持装置において、ホル
ダと部品保持ヘッドとの互いに最も近い面をそれぞれ一
平面とし、それら一平面の各々を前記吸着面および前記
閉塞面としたことを特徴とする

【０００６】請求項２に係る発明は、（ａ）負圧源と、
（ｂ）その負圧源に接続された負圧供給通路およびその
負圧供給通路が開口する吸着面を有するホルダと、
（ｃ）前記吸着面に密着して前記ホルダの前記開口を気
密に閉塞する閉塞面と電子部品を保持する部品保持部と
を有する部品保持ヘッドとを含む電子部品保持装置にお
いて、部品保持ヘッドに電気回路への電流の供給により
発光する前記閉塞面と逆向きの発光板を設け、前記閉塞
面の中央部および外周部にそれぞれ前記電気回路に接続
した第一中央電極および第一外周電極を設ける一方、前
記吸着面の第一中央電極および第一外周電極にそれぞれ
対応する位置に第二中央電極および第二外周電極を設
け、それら第二中央電極および第二外周電極の一方を電
源に接続し、他方をアースして、前記閉塞面が前記吸着
面に密着した状態では前記電気回路を含む閉回路が形成
されるようにするとともに、第一中央電極と第一外周電
極とが部品保持ヘッドのうちで最もホルダに近い部分で
あって平らな閉塞面を形成し、第二中央電極と第二外周
電極とがホルダのうちで最も部品保持ヘッドに近い部分
であって平らな吸着面を形成するようにしたことを特徴
とする。

【０００７】請求項３に係る発明は、請求項１または請
求項２の発明に係る電子部品保持装置において、部品保
持ヘッドに、電子部品を吸着保持する吸着管と、その吸
着管に一端において連通するとともに他端において前記
閉塞面に開口するヘッド側負圧通路とを設ける一方、ホ
ルダに、第一ホルダ側通路としての前記負圧通路とは隔
離された状態で形成され、前記吸着面の前記ヘッド側負
圧通路の開口に対応する位置に開口する第二ホルダ側負
圧通路を設けたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】請求項１の発明に係る電子部品保持装置におい
ては、平面である吸着面と閉塞面とが密着した状態で部
品保持ヘッドがホルダに保持される。

【０００９】請求項２の発明に係る電子部品保持装置に
おいては、ホルダの吸着面と部品保持ヘッドの閉塞面と
が互に密着させられたとき、発光板の電気回路を含む閉
回路が形成され、電気回路に電流が供給されて発光板が
閉塞面とは逆向きに光を放射し、例えば、部品保持ヘッ
ドにより保持された電子部品の投影像を形成する。

【００１０】請求項３の発明に係る電子部品保持装置に
おいては、部品保持ヘッドがホルダに吸着保持されれ
ば、第一ホルダ側負圧通路が部品保持ヘッドの閉塞面に
より閉塞される一方、第二ホルダ側負圧通路がヘッド側
負圧通路に連通する状態となり、それら第二ホルダ側負
圧通路およびヘッド側負圧通路を経て吸着管に負圧を供
給可能となる。

【００１１】

【発明の効果】このように請求項１の発明によれば、ホ
ルダに負圧供給通路および吸着面を設け、部品保持ヘッ
ドに閉塞面を設け、負圧供給通路に負圧を供給すること
により部品保持ヘッドはホルダを保持することができ、
従来のように移動の必要な係合部材や駆動機構を設ける
場合に比較して構成が簡単であり、安価な電子部品保持
装置を得ることができる。

【００１２】その上、吸着面および閉塞面が平面である
ため、部品保持ヘッドとホルダとは吸着面および閉塞面
に平行な方向の相対移動が可能であり、例えば、電子部
品保持装置が吸着面および閉塞面に平行な方向に移動す
る装置であるとき、移動中に部品保持ヘッドが障害物に
衝突しても、吸着面と閉塞面との間に滑りが生じてホル
ダの移動が許容されるため、無理な負荷が加えられるこ
とがなく、損傷が回避される。電子部品保持装置が移動
しない装置であって、吸着面および閉塞面に平行な方向
に移動する障害物が部品保持ヘッドに衝突した場合も同
様である。

【００１３】また、負圧供給通路の開口が閉塞面により
閉塞されれば、部品保持ヘッドは負圧で吸着されて保持
されるため、ホルダと部品保持ヘッドとの軸心が互にず
れていてもホルダは部品保持ヘッドを保持することがで
きる。したがって、ホルダに部品保持ヘッドを保持させ
る際にホルダと部品保持ヘッドとの位置決め精度をそれ
ほど高くしなくてもよく、保持を容易に行うことができ
る。また、着脱される部品保持ヘッドを収容する収容装
置を、部品保持ヘッドを高精度で位置決めして収容し得
るものとする必要がなく、安価に製造することができ
る。

【００１４】請求項２の発明によれば、ホルダによる部
品保持ヘッドの保持と同時に閉回路が形成されるため、
部品保持ヘッドを交換する毎に、いちいち発光板の電気
回路と電源とをつなぐ配線の取外しおよび接続作業を行
わなくてもよく、発光板を有する部品保持ヘッドを迅速
に交換することができる。

【００１５】請求項３の発明によれば、請求項１または
請求項２の発明の効果が得られる上、部品保持ヘッドを
ホルダに吸着保持させるのみで、吸着管への負圧供給通
路が連通し、負圧の供給が可能になる効果が得られる。

【００１６】

【実施例】以下、請求項１ないし３の発明に共通の実施
例である電子部品保持装置を備え、電子部品をプリント
基板に装着する装置を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１７】図６において１０はベースである。ベース
１０上には複数本のコラム１２が立設されており、コラ
ム１２上に固定の固定台１４に操作盤１６等が設けられ
ている。ベース１０上にはまた、図８に示すように、装
着対象材としてのプリント基板２０をＸ軸方向（図６お
よび図８において左右方向）に搬送する基板コンベア２
２が設けられている。プリント基板２０は基板コンベア
２２により搬送され、プリント基板２０は図示しない位
置決め支持装置により予め定められた位置に位置決めさ
れ、支持される。

【００１８】ベース１０の水平面内においてＸ軸方向と
直交するＹ軸方向の両側にはそれぞれ、カートリッジ型
電子部品供給装置２６およびトレイ型電子部品供給装置
２８が設けられている。カートリッジ型電子部品装着装
置２６においては、多数の部品供給カートリッジ３０が
Ｘ軸方向に並べて設置される。各部品供給カートリッジ
３０にはテーピング電子部品がセットされる。テーピン
グ電子部品は、キャリヤテープに等間隔に形成された部
品収容凹部の各々に電子部品が収容され、それら部品収
容凹部の開口がキャリヤテープに貼り付けられたカバー
フィルムによって塞がれることにより、キャリヤテープ
送り時における電子部品の部品収容凹部からの飛び出し
が防止されたものである。このキャリヤテープがＹ軸方
向に所定ピッチずつ送られ、カバーフィルムが剥がされ
るとともに、電子部品が部品供給位置へ送られる。その
他の構成は本出願人に係る特願平４−１８５９６６号に
記載の部品供給カートリッジと同じであり、詳細な説明
は省略する。

【００１９】また、トレイ型電子部品供給装置２８は、
電子部品を部品トレイ３４（図２参照）に収容して供給
する。電子部品は部品トレイ３４に設けられた多数の部
品収容凹部３６（図５参照）に１個ずつ収容されてお
り、部品収容凹部３６には、重量軽減のために貫通穴３
７が設けられている。部品トレイ３４は、図７に示すよ
うに上下方向に配設された多数の部品トレイ収容箱３８
内にそれぞれ複数枚ずつ積まれている。これら部品トレ
イ収容箱３８はそれぞれ図示しない支持部材により支持
され、コラム４０内に設けられた昇降装置により順次部
品供給位置へ上昇させられるのであるが、部品供給位置
の上方には後述する部品保持ユニットが電子部品を取り
出すためのスペースを確保することが必要である。

【００２０】そのため、電子部品を供給し終わった部品
トレイ収容箱３８は、次の部品トレイ収容箱３８が部品
供給位置へ上昇させられるのと同時に、上記スペース分
上昇させられ、上方の退避領域へ退避させられる。この
トレイ型電子部品供給装置２８は、部品トレイ３４が電
子部品を供給し終わっても部品トレイ収容箱３８は部品
トレイ１枚分ずつ上昇させられず、部品トレイ３４が排
出されるにつれて部品供給位置が部品トレイ３４の１枚
分ずつ下がることを除いて、特公平２−５７７１９号公
報に記載の電子部品供給装置と同じであり、説明は省略
する。なお、部品トレイ収容箱３８は、図８に二点鎖線
で示すようにＸ軸方向に引き出して作業者が内部の点検
等を行うことができるようにされている。

【００２１】これらカートリッジ型電子部品供給装置２
６およびトレイ型電子部品供給装置２８により供給され
る電子部品４４（図２参照）は、ベース１０上に設けら
れた電子部品装着装置４６によってプリント基板２０に
装着される。ベース１０上の基板コンベア２２のＹ軸方
向における両側にはそれぞれ、図７に示すようにＸ軸方
向に延びるガイドレール４８が設けられ、第一移動部材
としてのＸ軸スライド５０がガイドブロック５２におい
て移動可能に嵌合されている。

【００２２】Ｘ軸スライド５０は、図８に示すように、
カートリッジ型電子部品供給装置２６から基板コンベア
２２を越えてトレイ型電子部品供給装置２８にわたる長
さを有し、２個のナット５４（図２には１個のみ示され
ている）がそれぞれボールねじ５６に螺合され、それら
ボールねじ５６がそれぞれＸ軸サーボモータ５８によっ
て同期して回転させられることにより、Ｘ軸方向に移動
させられる。Ｘ軸方向が第一移動方向であり、ナット５
４，ボールねじ５６およびＸ軸サーボモータ５８が第一
駆動装置を構成し、Ｘ軸スライド５０と共に第一移動装
置を構成しているのである。

【００２３】Ｘ軸スライド５０上には、第二移動部材と
してのＹ軸スライド６０が第二移動方向であるＹ軸方向
に移動可能に設けられている。Ｘ軸スライド５０の垂直
な側面６２には、図７に示すように、Ｙ軸方向に延びる
ボールねじ６４が取り付けられるとともに、Ｙ軸スライ
ド６０がナット６６（図２参照）において螺合されてお
り、ボールねじ６４が図８に示すＹ軸サーボモータ６８
によりギヤ７０，７２を介して回転させられることによ
り、Ｙ軸スライド６０は一対のガイドレール７４に案内
されてＹ軸方向に移動させられる。ボールねじ６４，ナ
ット６６およびＹ軸サーボモータ６８等が第二駆動装置
を構成し、Ｙ軸スライド６０と共に第二移動装置を構成
しているのである。

【００２４】Ｙ軸スライド６０の垂直な側面７８には、
図２および図３に示すように、部品保持ユニット８０が
昇降可能かつ回転可能に取り付けられるとともに、部品
保持ユニット８０を昇降させる昇降装置８２，部品保持
ユニット８０により保持された電子部品４４を中心線ま
わりに回転させる回転装置８４，プリント基板２０に設
けられた基準マークを撮像するＣＣＤカメラ８６（図８
参照）および電子部品４４を撮像する撮像装置としての
ＣＣＤカメラ８８が設けられている。

【００２５】部品保持ユニット８０は、電子部品４４を
吸着する部品保持ヘッドとしての部品吸着ヘッド９０
と、その部品吸着ヘッド９０を保持するホルダ９２とを
有する。ホルダ９２は前記第一移動装置および第二移動
装置によって移動させられるのであり、これら第一移動
装置および第二移動装置がホルダ移動装置を構成してい
る。なお、電子部品４４には小，大，特大のものがあ
り、部品吸着ヘッド９０は大きい電子部品４４を吸着す
るものであるため、以下、部品吸着ヘッド９０を大部品
吸着ヘッド９０と称することとする。

【００２６】ホルダ９２は図３に示すようにスプライン
軸９４を有し、スリーブ９６のスプライン孔９８に嵌合
されている。スリーブ９６は、Ｙ軸スライド６０の側面
７８に突設されたアーム１００に回転可能かつ軸方向に
移動不能に保持されており、スリーブ９６のアーム１０
０から突出した下端部にはバックラッシュ除去のために
一対のギヤ１０２，１０４が設けられ、回転装置８４の
回転駆動モータ１０６により回転させられるギヤ１０８
に噛み合わされている。それによりスプライン軸９４
は、ギヤ１０２，１０４，１０８およびスリーブ９６を
介して回転駆動モータ１０６により自身の軸心まわりに
精度良く回転させられ、大部品吸着ヘッド９０により保
持された電子部品４４が回転させられる。回転駆動モー
タ１０６もサーボモータである。

【００２７】なお、電子部品４４を撮像するＣＣＤカメ
ラ８８は、図２に示すように、アーム１００の突出端部
であって、Ｙ軸方向における位置が部品吸着ユニット８
０と一致する位置に下向きに設けられている。

【００２８】また、スプライン軸９４の上端部には金属
製の係合部材１１０が相対回転可能かつ軸方向に相対移
動不能に取り付けられるとともに、係合部材１１０から
水平に延び出させられた係合片１１２はソレノイド１１
４に下方から支持されている。ソレノイド１１４は、昇
降装置８２の昇降部材としての昇降スライド１２０に取
り付けられている。大部品吸着ヘッド９０は、ソレノイ
ド１１４および係合部材１１０を介して昇降部材１２０
により下方から支持されているのである。

【００２９】昇降スライド１２０は、Ｙ軸スライド６０
の側面７８に上下方向に取り付けられたボールねじ１２
２に図示しないナットにおいて螺合されており、ボール
ねじ１２２がプーリ１２４，１２６，ベルト１２８を介
して昇降用モータ１３０によって回転させられることに
より、昇降スライド１２０が昇降させられるとともに、
ソレノイド１１４，係合部材１１０を介して大部品吸着
ヘッド９０が昇降させられる。大部品吸着ヘッド９０は
昇降スライド１２０により下方から支持されているた
め、昇降スライド１２０が下降するときには追従して下
降し、上昇するときには持ち上げられて上昇するのであ
る。昇降用モータ１３０はサーボモータであり、昇降用
モータ１３０の回転量はエンコーダ１３２によって検出
されるようになっており、昇降スライド１２０、延いて
は大部品吸着ヘッド９０の昇降距離がわかる。

【００３０】ソレノイド１１４はコイルが巻かれたヨー
クを有している。ヨークは電気的に絶縁されて昇降スラ
イド１２０に取り付けられるとともに、上面が係合部材
１１０の係合片１１２の下面に接触するようにされてい
る。したがって、コイルに励磁電流が供給され、磁界が
形成されれば、係合部材１１０はヨークに吸着され、昇
降スライド１２０に固定される。ソレノイド１１４が、
部品保持ヘッドである大部品吸着ヘッド９０を昇降部材
である昇降スライド１２０に引き付ける引付力を作用さ
せる部品保持ヘッド引付装置を構成しているのである。
なお、ソレノイド１１４が引付力を作用させる時期につ
いては後に説明する。

【００３１】また、ソレノイド１１４のヨークと係合部
材１１０とはそれぞれ図示しない電源に接続され、ヨー
クが係合部材１１０に接触した状態では両者間が導通
し、離間により導通しなくなることにより、係合部材１
１０がソレノイド１１４に接触しているか否かを検出す
る接触検出スイッチ１３４（図９参照）が構成されてい
る。

【００３２】前記ホルダ９２のスプライン軸９４の下端
部には、図１に示すように樹脂製のリング１３６が固定
されている。このリング１３６はスプライン軸９４より
径が大きいが、その下面はスプライン軸９４の下端面１
３８より小距離引っ込んでいる。リング１３６の外側に
は金属製の吸着体１４０が固定されている。吸着体１４
０の下面１４２はスプライン軸９４の下端面１３８と同
一平面内に位置させられており、これら下端面１３８お
よび下面１４２が吸着面１４４を構成している。

【００３３】スプライン軸９４内には、図１および図３
に示すように軸方向に延びる部品用通路１４６および負
圧供給通路としてのヘッド用通路１４８が平行に設けら
れている。部品用通路１４６の下端部は、図１に示すよ
うにスプライン軸９４の軸心と同心とされて下端面１３
８に開口させられ、ヘッド用通路１４８はリング１３６
の下面１４９に開口させられている。

【００３４】部品用通路１４６は、図３に示すように、
係合部材１１０と一体に形成されたロータリ継手１５
０，それに接続された配管および配管の途中に設けられ
た電磁方向切換弁１５１，１５２を介して負圧源１５
３，正圧源１５４および大気に択一的に連通させられ
る。また、ヘッド用通路１４８は、係合部材１１０と一
体に形成されたロータリ継手１５６，それに接続された
配管および配管の途中に設けられた電磁方向切換弁１５
８によって負圧源１５３と大気とに択一的に連通させら
れる。

【００３５】大部品吸着ヘッド９０は、図１に示すよう
に、発光体１６０と拡散板１６２と部品保持部としての
吸着管１６４とを有する。発光体１６０は円環状のプリ
ント基板１６６に多数の発光ダイオード１６８が取り付
けられたものであり、プリント基板１６６の内周側の部
分は樹脂製で直径が前記吸着体１４０の直径と等しい支
持板１７２に固定されているが、プリント基板１６６の
外周側の部分は支持板１７２に固定されず、支持板１７
２に対して接触，離間可能とされている。

【００３６】このように支持板１７２に支持された発光
体１６０は、支持板１７２と共に拡散板１６２の中心に
突設された突部１７３に嵌合されて固定されるととも
に、拡散板１６２に形成された円環状の凹部１７０内に
収容されている。なお、発光体１６０および支持板１７
２は、拡散板１６２に固定された状態でそれぞれ、発光
ダイオード１６８と凹部１７０の底面との間に僅かな隙
間１７５が設けられ、支持板１７２の外周縁部と拡散板
１６２の凹部１７０を画定する外周壁の上面との間に僅
かな隙間１７７が設けられるようにされている。

【００３７】支持板１７２の上面には、前記スプライン
軸８４の下端面１３８より僅かに径の大きい金属製の円
板１７８と、外径が支持板１７２の直径に等しい金属製
の円環状板１８０とが同心的に固定されている。円板１
７８の上面１８２および円環状板１８０の上面１８４は
それぞれ、支持板１７２の上面より上方に突出させられ
るとともに同一平面内に位置させられ、前記吸着面１４
４に密着する閉塞面１８６を構成している。支持板１７
２にはまた、円環状板１８０と円板１７８とが固定され
た部分にそれぞれ、中心線方向に貫通する複数個ずつの
貫通穴が設けられて各々スプリング１７４，１７６が収
容され、スプリング１７４，１７６の一端部は発光体１
６０のプリント基板１６６の電気回路に接触させられ、
他端部は円環状板１８０および円板１７８に接触させら
れている。また、これら拡散板１６２，支持板１７２お
よび円板１７８の中心を貫通して貫通孔１８８が設けら
れ、吸着管１６４が嵌合されている。

【００３８】吸着面１４４と閉塞面１８６とが接触させ
られた状態では、吸着管１６４は部品用通路１４６に連
通させられ、ヘッド用通路１４８は円板１７８，円環状
板１８０，支持板１７２および吸着体１４０により囲ま
れて成る空間１９０に開口させられることとなる。した
がって、この状態で部品用通路１４６に負圧が供給され
れば吸着管１６４は電子部品４４を吸着し、ヘッド用通
路１４８に負圧が供給されれば吸着面１４４に閉塞面１
８６が吸着され、大部品吸着ヘッド９０がホルダ９２に
負圧によって吸着保持されることとなる。

【００３９】吸着体１４０は図示しないリード線によっ
てスイッチを介して電源に接続され、スプライン軸１４
６はアースされている。また、プリント基板１６６のプ
ラス側回路と円環状板１８０とはスプリング１７４によ
って電気的に接続され、マイナス側回路と円板１７８と
はスプリング１７６によって接続されている。したがっ
て、大部品吸着ヘッド９０がホルダ９２によって吸着さ
れた状態では、吸着体１４０，円環状板１８０，スプリ
ング１７４，発光ダイオード１６８，スプリング１７
６，円板１７８およびスプライン軸９４を含む電気回路
に電流が供給され、吸着管１６４により吸着された電子
部品４４が照射される。

【００４０】本実施例においては、スプライン軸１４６
が第一中央電極、吸着体１４０が第一外周電極、円板１
７８が第二中央電極、円環状板１８０が第二外周電極を
構成し、第一中央電極および第一外周電極はそれぞれ、
スプリング１７６，１７４によって発光体１６０のプリ
ント基板１６６の電気回路に接続されているのである。

【００４１】なお、発光体１６０はプリント基板１６６
の内周側の部分において支持板１７２に固定され、外周
部の部分は支持板１７２に接触，離間可能とされている
ため、ホルダ９２が部品吸着ノズル９０を吸着する際に
スプライン軸９４の下端面１３８と円板１７８および吸
着体１４０の下面１４２と円環状板１８０とが同時に接
触することができなくても、いずれをも接触させ、導通
を確実にすることができる。

【００４２】例えば、吸着面１４４を構成する下端面１
３８が吸着面１４４を構成する下面１４２より先に上面
１８２に接触する場合には、支持板１７２は負圧によっ
て吸引されることにより、プリント基板１６６から離れ
てスプライン軸９４側に凹に撓み、上面１８４が下面１
４２に接触させられる。

【００４３】また、逆に、下端面１３８が上面１８２に
接触するより先に下面１４２が上面１８４に接触する場
合には、支持板１７２は負圧によって吸引されることに
より、スプライン軸９４側に凸に撓んで上面１８２が下
端面１３８に接触させられる。プリント基板１６６の外
周部が支持板１７２に固定されておらず、支持板１７２
の剛性が低くされており、しかも発光ダイオード１６８
と拡散板１６２の凹部１７０の底面との間および支持板
１７２の外周縁部と拡散板１６２の外周縁部との間には
それぞれ隙間１７５，１７７が設けられているため、支
持板１７２の撓みが許容されるのであり、閉塞面１８６
は確実に吸着面１４４に接触させられて導通が確保され
る。

【００４４】また、このように支持板１７２が撓んで吸
着されても、プリント基板１６６のプラス側回路と円環
状板１８０との電気的接続およびマイナス側回路と円板
１７８との電気的接続は、スプリング１７４，１７６の
伸縮によって維持される。さらに、このように閉塞面１
８６が吸着面１４４に確実に接触させられることにより
負圧の漏れが防止され、部品吸着ノズル９０はホルダ９
２により強固に保持される。

【００４５】部品吸着ヘッドは、電子部品４４の形状，
寸法等に応じて異なるものが使用される。例えば、電子
部品４４の寸法が小さい場合には、吸着管１６４および
発光体１６０は小さいものでよく、図４に一点鎖線で示
すように吸着管１６４および発光体１６０がいずれも小
径の小部品吸着ヘッド１９４が用いられる。なお、この
ように小さい電子部品４４は部品供給カートリッジ３０
によって供給されるのが普通であり、キャリヤテープの
部品収容凹部は浅いため、吸着管１６４は短いものとさ
れている。

【００４６】また、電子部品４４が比較的大きい場合に
は、図１に示す前記大部品吸着ヘッド９０のように、拡
散板１６２の直径がホルダ９２の吸着体１４０と等し
く、吸着管１６４が太く、長い大部品吸着ヘッドが用い
られる。大きい電子部品４４は部品トレイ３４によって
供給されることが多く、大きい電子部品用の大部品吸着
ヘッド９０の吸着管１６４は、部品トレイ収容箱３８の
最下段に収容された部品トレイ３４からも電子部品４４
を取り出し得る長さのものとされている。このサイズの
大部品吸着ヘッド９０は部品供給カートリッジ３０から
も電子部品４４を取り出すことが可能である。

【００４７】さらに、電子部品４４が極めて大きい場合
には、図４に実線で示すように、発光体１６０がホルダ
９２の吸着体１４０より大径であって、吸着管１６４が
更に太い特大部品吸着ヘッド１９６が使用される。

【００４８】前記トレイ型電子部品供給装置２８の部品
トレイ３４は、例えば、部品トレイ３４内に収容された
全部の電子部品４４が装着されたならば排出することが
必要である。そのため、本電子部品装着装置において
は、ホルダ９２に大部品吸着ヘッド９０に代えて図５に
示すトレイ吸着ヘッド２００を保持させ、電子部品装着
装置４６によって部品トレイ３４を排出するようにされ
ている。この場合には、トレイ吸着ヘッド２００がトレ
イ保持ヘッドを構成することとなる。

【００４９】トレイ吸着ヘッド２００は、円筒状の吸着
体２０２と、空気供給体２０４とを有する。吸着体２０
２は、円筒部２０６の長手方向の両端部にそれぞれ半径
方向外向きに延び出すフランジ部２０８，２１０が形成
されたものである。フランジ部２０８の直径は、ホルダ
９２の吸着体１４０の直径と等しく、フランジ部２１０
の直径はフランジ部２０８より大きく、特大部品吸着ヘ
ッド１９６の拡散板１６２の直径に等しくされており、
また、円筒部２０６のフランジ部２０８に隣接する部分
には、複数の貫通穴２１２が等角度間隔に形成されてい
る。

【００５０】さらに、円筒部２０６の貫通穴２１２が形
成された部分とフランジ部２１０との間の部分の内周面
のうち、貫通穴２１２に隣接する部分は、フランジ部２
１０側ほど内径が漸減する部分円錐面２１４とされ、部
分円錐面２１４に続く部分は円筒面２１６とされ、さら
に円筒面２１６に続く部分はフランジ部２１０側ほど内
径が漸増する部分円錐面２１８とされている。

【００５１】空気供給体２０４は、フランジ部２０８と
直径が等しい円板部２２２と、円板部２２２の中心に突
設された突部２２４とを有し、突部２２４が円筒部２０
６内に嵌入させられるとともに、円板部２２２がフラン
ジ部２０８に着座させられて固定されている。突部２２
４の突出端部２２６はフランジ部２１０より僅かに引っ
込まされるとともに大径とされ、突出端部２２６の円板
部２２２側の外周面は、突出端側ほど直径が漸増する部
分円錐面２２８とされ、部分円錐面２２８に続く円筒面
２３０が形成された後、先端側の外周面は先端ほど径が
漸減する部分円錐面２３２とされている。それにより突
出端部２２６と円筒部２０６との間の円環状の空間のう
ち、中心線方向において貫通穴２１２側の部分とフラン
ジ部２１０側の部分との間には、狭い円環状通路２３４
が形成されている。

【００５２】突部２２４には、円板部２２２に開口する
有底の空気通路２３８が形成されるとともに、突出端部
２２６には、部分円錐面２２８に開口する複数個の噴出
口２４０が前記貫通穴２１２に向かって斜めに形成され
ている。また、突出端部２２６の突出端面にはスポンジ
２４２が取り付けられ、フランジ部２１０より突出させ
られている。

【００５３】このように構成されたトレイ吸着ヘッド２
００および前記特大部品吸着ヘッド１９６は使用回数が
少なく、前記大部品吸着ヘッド９０および小部品吸着ヘ
ッド１９４は使用回数が多い。そのため、これらヘッド
は、非使用時には、図８に示すように、基板コンベア２
０の上方の基板搬送方向に隔たった２個所にそれぞれ設
けられた第一ヘッド支持台２５０と第二ヘッド支持台２
５２とに分けて支持されるようになっている。

【００５４】第一ヘッド支持台２５０は、大部品吸着ヘ
ッド９０および小部品吸着ヘッド１９４用であり、第二
ヘッド支持台２５２は特大部品吸着ヘッド１９６および
トレイ吸着ヘッド２００用であって、それぞれヘッド支
持部としての５個のヘッド嵌合穴２５４および３個のヘ
ッド嵌合穴２５６が設けられている。これらヘッド嵌合
穴２５４，２５６は、寸法の違いを除いて構造は同じで
あり、ヘッド嵌合穴２５６を代表的に説明する。

【００５５】３個のヘッド嵌合穴２５６は、図８に示す
ように第二ヘッド支持台２５２を上下方向に貫通して千
鳥状に形成され、第二ヘッド支持台２５２のＹ軸方向の
寸法が３個のヘッド嵌合穴２５６をＹ軸方向に一直線に
並べて形成する場合より小さくコンパクトにされてい
る。各ヘッド嵌合穴２５６の上面側の直径は、図４に示
すように特大部品吸着ヘッド１９６の拡散板１６２の直
径と等しくされ、下面側の直径はそれより僅かに小さい
段付状とされて、上向きの支持座面２６０が形成されて
いる。また、第二ヘッド支持台２５２には、図８に示す
ように、ヘッド嵌合穴２５６と第二ヘッド支持台２５２
の前面とに開口し、吸着管１６４が通過するのに十分な
幅の切欠２６２が形成されている。

【００５６】なお、トレイ吸着ヘッド２００は、図４に
示すようにフランジ部２１０においてヘッド嵌合穴２５
６の支持座面２６０に着座させられる。そのため、３個
のヘッド嵌合穴２５６のうち前端側のヘッド嵌合穴２５
６がトレイ吸着ヘッド２００用とされ、他の特部品吸着
ヘッド１９６用のヘッド嵌合穴２５６より下方に設けら
れ、フランジ部２０８の上面が特大部品吸着１９６の上
面と同一平面内に位置するようにされている。それによ
りホルダ９２は、トレイ吸着ヘッド２００を特大部品吸
着ヘッド１９６の吸着時と同じ昇降距離で保持，解放す
ることができる。

【００５７】前記Ｘ軸スライド５０には、図２および図
８に示すように２個の反射装置としてのプリズム２７０
が固定され、前記ＣＣＤカメラ８８と共に撮像システム
を構成している。これらプリズム２７０は、Ｘ軸スライ
ド５０の下部のＹ軸方向においてちょうどＸ軸スライド
５０を移動させるボールねじ５６に対応する位置であっ
て、カートリッジ型電子部品供給装置２６とプリント基
板２０との間およびトレイ型電子部品供給装置２８とプ
リント基板２０との間の位置に設けられている。

【００５８】これらプリズム２７０の構成は同じであ
る。プリズム２７０のケーシング２７２は、図２に示す
ようにＸ軸スライド５０に固定されており、プリズム２
７０は、大部品吸着ヘッド９０のＹ軸方向の移動経路の
真下において、大部品吸着ヘッド９０の中心線を含む垂
直面に対して約４５度傾斜させられ、そのＸ軸スライド
５０から遠い側の端部が下方に位置する反射面２７４
と、ＣＣＤカメラ８８のＹ軸方向の移動経路の真下の位
置に、反射面２７４と垂直面に対して対称に位置する反
射面２７６とを有する。反射面２７４の外面にはハーフ
ミラー処理が施され、大部品吸着ヘッド９０側から照射
される光の大半を反射する一方、下方から照射された光
を透過させるようになっている。

【００５９】また、ケーシング２７２のＸ軸スライド５
０側とは反対の外側面にはシャッタ２８０が固定されて
いる。シャッタ２８０はＹ軸方向の寸法が反射面２７
４，２７６と同じであり、ケーシング２７２から上方へ
突出させられるとともに、突出端部はＸ軸スライド５０
側に水平に曲げられ、反射面２７６とＣＣＤカメラ８８
との間に突出する遮蔽部２８２とされている。また、遮
蔽部２８２のＹ軸方向の中央部には切欠２８４が設けら
れている。したがって、Ｙ軸スライド６０が移動すると
き、ＣＣＤカメラ８８は遮蔽部２８２上を移動し、切欠
２８４を通過するときに反射面２７６からの反射光が得
られるのであり、切欠２８４のＸ軸方向の寸法は、反射
面２７６からの反射される像形成光を通過させるのに十
分な大きさとされ、切欠２８４のＹ軸方向の寸法は、Ｃ
ＣＤカメラ８８のＹ軸方向の移動速度ｖに露光時間ｔを
掛けた長さｖｔとされている。

【００６０】図１０に示すように、ＣＣＤカメラ８８の
撮像素子により構成される撮像面には、反射面２７６か
らの反射光がレンズにより反転されて入光し、ＣＣＤカ
メラ８８の視野範囲は実線で示す範囲である。ＣＣＤカ
メラ８８が図に矢印で示すＹ軸方向に移動するとき、撮
像面には視野範囲内のそれぞれ対応する位置からの光が
入光する。撮像面の移動方向において上流側の端を例に
取れば、ＣＣＤカメラ８８が図に実線で示す位置から一
点鎖線で示す位置へ移動するまでの間、視野範囲の移動
方向において下流側の端からの反射光が切欠２８４を通
って入光し、撮像素子を露光する。したがって、切欠２
８４のＹ軸方向の長さをＣＣＤカメラ８８の露光時間ｔ
に移動速度ｖを掛けた長さにしておけば、撮像素子が撮
像に必要な時間だけ露光されて電子部品４４を撮像する
ことができるのである。

【００６１】また、反射面２７４，２７６のＹ軸方向の
長さは、ＣＣＤカメラ８８の撮像面に反射面２７６から
の反射光が反転して入光するため、二点鎖線で示すよう
に撮像面の移動方向において下流側の端への光の入射が
開始する位置から、一点鎖線で示すように撮像面の移動
方向において上流側の端への光の入射が終了する位置ま
での長さが最低必要であり、それよりもやや長くされ
る。この反射面２７４，２７６のＹ軸方向の長さは、切
欠２８４のＹ軸方向の長さによって変わり、ＣＣＤカメ
ラ８８の視野範囲より狭いこともあるが、本実施例では
視野範囲より広くなっている。

【００６２】Ｘ軸スライド５０には更に、図２に示すよ
うに、プリズム２７０の反射面２７４の下側と上側とに
それぞれ、フロントライト２９０，２９２が図示しない
取付部材によって取り付けられている。反射面２７４の
下側のフロントライト２９０は、プリント基板２９４に
多数の発光ダイオード２９６が固定されて成り、水平に
配設されている。また、反射面２７４の上側のフロント
ライト２９２は、内周面および外周面がテーパ面を成す
プリント基板２９８の内周面に多数の発光ダイオード３
００が固定されて成り、部品保持ユニット８０がプリズ
ム２７０のＹ軸方向け中央位置にあるとき部品保持ユニ
ットと同心となる位置に大径側を上にして設けられてい
る。これらフロントライト２９０，２９２は電子部品４
４に下方から光を照射し、電子部品４４の表面像を取得
するときに使用される。

【００６３】本電子部品装着装置は、図９に示す制御手
段としての制御装置３１０によって制御される。制御装
置３１０は、ＣＰＵ３１２，ＲＯＭ３１４，ＲＡＭ３１
６およびそれらを接続するバス３１８を有するコンピュ
ータを主体とするものである。バス３１８には画像入力
インタフェース３２２が接続され、前記ＣＣＤカメラ８
６，８８が接続されている。バス３１８にはまた、サー
ボインタフェース３２４が接続され、エンコーダ１３
２，Ｘ軸サーボモータ５８，Ｙ軸サーボモータ６８，回
転駆動モータ１０６，昇降用モータ１３０が接続されて
いる。バス３１８にはまたデジタル入力インタフェース
３２６が接続され、接触検出スイッチ１３４が接続され
ている。バス３１８にはさらに、デジタル出力インタフ
ェース３２８が接続され、基板コンベア２２，電磁方向
切換弁１５１，１５２，１５８が接続されている。

【００６４】次に作動を説明する。プリント基板２０に
電子部品を装着する場合には、部品保持ユニット８０
は、Ｘ軸スライド５０およびＹ軸スライド６０の移動に
よりカートリッジ型電子部品供給装置２６あるいはトレ
イ型電子部品供給装置２８の部品供給位置へ移動して電
子部品４４を保持する。ここでは大部品吸着ヘッド９０
がホルダ９２により保持され、カートリッジ型電子部品
供給装置２６により供給される大きい電子部品４４を装
着するものとする。

【００６５】部品保持ユニット８０は装着すべき電子部
品４４の種類を指定するデータに従って所定の電子部品
４４を供給する部品供給カートリッジ３０の部品供給位
置上へ移動する。移動後、昇降装置８２により下降させ
られるのであるが、この下降速度は、図１１のグラフに
示すように、一定距離加速された後、一定高速度とさ
れ、減速された後、吸着管１６４が電子部品４４に接触
する直前に一定低速度とされて吸着管１６４が電子部品
４４に衝撃少なく接触するようにされる。ソレノイド１
１４は加速時に励磁され、係合部材１１０がヨークに吸
着されて一体的に下降させられ、下降加速度が重力加速
度より大きくても、慣性により部品保持ユニット８０が
昇降スライド１２０から離れることがないようにされ
る。

【００６６】また、ソレノイド１１４は加速時以外には
消磁される。したがって、吸着管１６４が電子部品４４
に接触するときにはソレノイド１１４は係合部材１１０
を吸着しておらず、昇降スライド１２０の下降距離は、
下降開始前の吸着管１６４と電子部品４４との間の距離
より長くされ、吸着管１６４が確実に電子部品４４に接
触するようにされているが、吸着管１６４が電子部品４
４に接触した後、ソレノイド１１４が係合部材１１０か
ら離れ、昇降スライド１２０は余分な距離だけ下降する
ことができる。このようにソレノイド１１４が係合部材
１１０から離間し、吸着管１６４が電子部品４４に接触
したことは接触検出スイッチ１３４により検出される。

【００６７】また、ソレノイド１１４が係合部材１１０
から離れるため、電子部品４４には部品保持ユニット８
０の重さのみが加えられる。このように昇降スライド１
２０に部品保持ユニット８０をソレノイド１１４によっ
て下方から支持させ、ソレノイド１１４の励磁により係
合部材１１０を吸着して部品保持ユニット８０が昇降ス
ライド１２０から離れないようにすれば、昇降スライド
１２０にソレノイド１１４に代えて支持部材を設けて係
合部材１１０を下方から支持させ、支持部材にロッドを
突設して係合片１１２の上方へ突出させるとともに、そ
の突出端部と係合片１１２との間にスプリングを配設し
て係合片１１２を支持部材に押し付け、下降時に係合部
材１１０が昇降スライド１２０から離れないようにする
場合に比較して電子部品４４に加えられる負荷が小さく
て済む。

【００６８】スプリングを用いて下降時に部品保持ユニ
ット８０が昇降スライド１２０から離れないようにする
ためには、スプリングのセット荷重Ｆを（１）式が成立
する大きさに設定することが必要である。（α−ｇ）ｍ≦Ｆ・・・・・（１）ただし、 α：昇降スライド１２０の最大下降加速度ｇ：重力加速度ｍ：部品保持ユニット８０の質量

【００６９】そして、大部品保持ヘッド９０の吸着管１
６４が電子部品４４に接触した後、更に昇降スライド１
２０が下降するためにはスプリングのセット荷重Ｆに打
ち勝ってスプリングを圧縮することが必要であり、電子
部品４４には部品保持ユニット８０の重量とスプリング
のセット荷重とが加えられる。それに対し、係合部材１
１０をソレノイド１１４により吸着し、部品吸着ヘッド
９０が電子部品４４に接触するときには解放して昇降ス
ライド１２０が部品保持ヘッド８０から離れるようにす
れば、電子部品４４には部品保持ユニット８０の重量ｍ
ｇのみが加えられることとなり、負荷が小さくて済むの
である。

【００７０】また、部品保持ユニット８０が下降させら
れる際、下降速度が次のように制御される。電子部品４
４の寸法および部品供給カートリッジ３０のキャリヤテ
ープに形成された部品収容凹部の底面の位置にばらつき
があっても、部品保持ユニット８０が一定低速度で下降
させられる距離が０．３mmになるようにされるのであ
る。電子部品４４の寸法や部品収容凹部の底面の位置に
ばらつきがあり、吸着管１６４の下端面と電子部品４４
の上面の実際の距離が、それらばらつきがない場合より
短ければ、十分減速されない状態で部品保持ヘッド８０
が電子部品４４に接触して大きな衝撃が生じ、また、実
際の距離がばらつきがない場合より長ければ一定低速度
での下降時間が長くなって、部品吸着に長時間を要する
ことになる。そのため衝撃が大きくなることも下降時間
が長くなることもない速度制御が行われるのである。

【００７１】まず、電子部品４４の吸着開始時に、吸着
管１６４が電子部品４４に接触する直前に一定低速度で
下降させられる距離がほぼ２mmとなるように初期設定が
行われる。加速距離および減速距離は一定とし、加速後
に下降速度を一定高速度とする距離Ｌ₁ を調節して一定
低速度下降距離が２mmになるようにされるのである。そ
して、部品保持ユニット８０を下降させ、減速から一定
低速度への速度切換え時期，接触検出スイッチ１３４に
より検出される吸着管１６４の電子部品４４への接触時
期および各時期におけるエンコーダ１３２の検出値か
ら、図１１に示すように、一定低速度で下降した実際の
距離Ｌ_Rが算出され、この距離Ｌ_Rと０．３mmとの差
が、一定高速度で下降する距離Ｌ₁ に加えられる。これ
によって、距離Ｌ_Rが０．３mmより長い場合には距離Ｌ
₁ が長くなり、距離Ｌ_Rが０．３mmより短い場合には距
離Ｌ₁ が短くなることにより、吸着管１６４が電子部品
４４に接触する直前に一定低速度で下降する距離が０．
３mmになる。

【００７２】このように一定低速度での下降距離を０．
３mmとするための距離Ｌ₁ の補正は、部品供給カートリ
ッジ３０毎に行われる。この際、電子部品４４の寸法や
部品収容凹部の寸法の違いにより電子部品４４の上面の
高さが異なる場合には、初期設定時に距離Ｌ₁ は、電子
部品４４の上面の高さに応じた距離に設定される。電子
部品４４の上面と吸着管１６４の下端面との距離は予め
わかっており、距離Ｌ ₁ を電子部品４４の高さに応じた
距離に設定できるのである。

【００７３】そして、部品供給カートリッジ３０の種類
と対応付けて距離Ｌ₁ がＲＡＭ３１６に記憶され、次に
同じ部品供給カートリッジ３０から電子部品４４が取り
出されるとき、距離Ｌ₁ がＲＡＭ３１６から読み出さ
れ、部品保持ヘッド８０は、吸着管１６４が電子部品４
４に接触する直前の０．３mmを一定低速度下降させられ
る。同じ部品供給カートリッジ３０からの２個目以降の
電子部品４４の取出し時にも、吸着管１６４が電子部品
４４に接触する時期は接触検出スイッチ１３４により検
出され、実際の距離Ｌ_Rが算出されて一定低速度での下
降距離が０．３mmになるように距離Ｌ₁ が補正される。
それにより電子部品４４の寸法誤差や部品収容凹部の底
面の高さに誤差があっても、吸着管１６４を電子部品４
４に衝撃少なくかつ迅速に接触させることができる。

【００７４】なお、部品保持ユニット８０が電子部品４
４に接触する直前の一定低速度の下降速度は、例えば、
部品保持ユニット８０が電子部品４４に接触する際の衝
撃力の大きさおよび部品保持ユニット８０の重さによっ
て決められる。

【００７５】このように吸着管１６４が電子部品４４に
接触させられた後、部品用通路１４６に負圧が供給され
て吸着管１６４が電子部品４４を吸着する。吸着後、昇
降スライド１２０の上昇により部品保持ユニット８０が
上昇させられる。その後、部品保持ユニット８０は部品
供給カートリッジ３０の部品供給位置とプリント基板２
０の部品装着位置とを結ぶ直線に沿って部品装着位置へ
移動させられるのであるが、この際、Ｘ軸スライド５０
の部品供給位置と部品装着位置との間の位置に固定され
ているプリズム２７０上を通過する。

【００７６】部品供給位置および部品装着位置がカート
リッジ型電子部品供給装置２８およびプリント基板２０
のいずれの位置にあっても、部品保持ユニット８０が部
品供給位置から部品装着位置へ移動するためには必ず、
Ｘ軸スライド５０上をＹ軸方向へ移動してカートリッジ
型電子部品供給装置２６とプリント基板２０との間の部
分を通る。したがって、Ｘ軸スライド５０の部品供給位
置と部品装着位置との間に位置する部分にプリズム２７
０を固定しておけば、部品保持ユニット８０は必ずプリ
ズム２７０上を通過するのである。

【００７７】このとき、発光体１６０から照射されて電
子部品４４の投影像を形成する光は、反射面２７４によ
り反射された後、反射面２７６により上方へ反射され
る。部品保持ユニット８０がプリズム２７０上を通過す
るとき、電子部品４４は反射面２７４上を通り、ＣＣＤ
カメラ８８は反射面２７６上を通過し、シャッタ２８０
の遮蔽部２８２に形成された切欠２８４を通って撮像面
に入光する像形成光により電子部品４４を撮像する。

【００７８】ＣＣＤカメラ８８は部品保持ユニット８０
と共にアーム１００に設けられ、部品保持ユニット８０
に保持された電子部品４４と一体的に移動するため、電
子部品４４およびＣＣＤカメラ８８がプリズム２７０上
を通過するとき、反射面２７６により反射される像形成
光はＣＣＤカメラ８８に追従してくることとなり、ＣＣ
Ｄカメラ８８は電子部品４４を静止しているのと同じ状
態で撮像することができる。前述のようにシャッタ２８
０の切欠２８４のＹ軸方向の長さはＣＣＤカメラ８８の
露光時間に移動速度を掛けた長さとされており、撮像素
子は像形成光により十分に露光され、電子部品４４を撮
像する。

【００７９】撮像された像のデータはコンピュータ３２
０において保持位置誤差のない正規の像データと比較さ
れ、中心位置誤差ΔＸ，ΔＹおよび回転位置誤差Δθが
算出される。また、プリント基板２０の水平位置誤差Δ
Ｘ′，ΔＹ′はプリント基板２０に設けられた基準マー
クを予めＣＣＤカメラ８６によって撮像することにより
算出されており、部品装着位置へ移動するまでの間にこ
れら誤差に基づいて電子部品の移動距離が修正されると
ともに電子部品４４が回転装置８４により回転させられ
て回転位置誤差Δθが修正され、電子部品４４はプリン
ト基板２０の部品装着位置へ正規の姿勢で装着される。

【００８０】部品保持ユニット８０はプリント基板２０
の部品装着位置上へ移動させられた後、昇降装置８２に
より下降させられて電子部品４４をプリント基板２０に
装着する。このとき、下降速度は、電子部品４４を部品
供給カートリッジ３０から取り出す場合と同様に、図１
１に示すように、加速後、一定高速度とされ、減速され
た後、電子部品４４がプリント基板２０に接触する直前
に一定低速度とされる。また、加速時にはソレノイド１
１４が励磁されて係合部材１１０を吸着し、下降加速度
が重力加速度より大きくても部品保持ユニット８０を昇
降スライド１２０と一体的に下降させるとともに、加速
時以外には消磁され、電子部品４４がプリント基板２０
上に載置された後、電子部品４４の吸着時と同様に昇降
スライド１２０が余分に下降することが許容される。

【００８１】電子部品４４をプリント基板２０に装着す
るときにも、部品保持ユニット８０が電子部品４４を保
持する場合と同様に、電子部品４４がプリント基板２０
に接触する直前に一定低速度で下降する距離が０．３mm
になるように下降速度が制御される。装着開始時に初期
設定が行われ、一定低速度での下降距離が２mmになるよ
うに距離Ｌ₁ が設定されて電子部品４４がプリント基板
２０に装着された後、一定低速度での下降距離が０．３
mmになるように距離Ｌ₁ が補正される。このように下降
速度の制御を行うことにより、プリント基板２０に製造
誤差や製造後の歪の発生により凹凸があっても下降時間
を長くすることなく、かつ、衝撃少なく電子部品４４を
プリント基板２０に装着することができる。

【００８２】なお、電子部品４４のプリント基板２０へ
の装着時には、部品保持ユニット８０は上昇端位置から
プリント基板２０へ下降させられるが、電子部品４４の
寸法により、電子部品４４とプリント基板２０との距離
が異なる。装着すべき電子部品４４の種類，寸法はわか
っているため、初期設定時に距離Ｌ₁ は、電子部品４４
毎にそれぞれ、プリント基板２０に接触する直前の一定
低速度での下降距離が２mmになるように異なる値に設定
される。

【００８３】距離Ｌ₁ は、電子部品４４の種類およびプ
リント基板２０の電子部品装着位置と対応付けてＲＡＭ
１３６に記憶される。そして、次に同じ種類の電子部品
４４を同じ種類のプリント基板２０の同じ部品装着位置
に装着するときにＲＡＭ１３６から読み出され、電子部
品４４がプリント基板２０に接触する０．３mm直前に一
定低速度で下降するようにされる。距離Ｌ₁ は、電子部
品４４がプリント基板２０に装着される毎に補正され
る。

【００８４】また、装着プログラムが変更された場合
や、装着される電子部品４４の種類，プリント基板２０
の種類および部品装着位置が同じであっても、部品供給
カートリッジ３０や部品トレイ３４が交換された場合等
には距離Ｌ₁ は初期化され、電子部品４４がプリント基
板２０に接触する直前の速度が一定となる距離が２mmと
なるようにされた後、補正される。

【００８５】このように電子部品４４をプリント基板２
０に装着する場合にも、昇降スライド１２０はソレノイ
ド１１４を介して部品保持ユニット８０を下方から支持
しており、かつ、最終段階では一定低速度で下降させら
れるため、電子部品４４がプリント基板２０上に載置さ
れ、ソレノイド１１４が係合部材１１０から離間すれ
ば、電子部品４４は部品保持ユニット８０の重さで決ま
る適正な押付力でプリント基板２０に押し付けられる。
電子部品４４がプリント基板２０上に載置された後、部
品保持ユニット８０がプリント基板２０から離れると
き、電磁方向切換弁１５２が切り換えられて部品用通路
１４６への負圧の供給が断たれる一方、正圧が短時間供
給されて大部品吸着ノズル９０による電子部品４４の保
持が解放され、解放後、部品用通路１４６は大気に連通
させられる。

【００８６】次に部品吸着ヘッドの交換について説明す
る。プリント基板２０に装着する電子部品４４の種類が
変わり、あるいは部品吸着ヘッドに損傷が生ずる等の理
由により部品吸着ヘッドを交換することが必要となった
場合には、部品保持ユニット８０は、まず、現在ホルダ
９２が保持している部品吸着ヘッドをヘッド支持台に支
持させる。ここではホルダ９２は大きい電子部品４４用
の大部品吸着ヘッド９０を保持しているため、部品保持
ユニット８０は第一ヘッド支持台２５０へ移動させられ
る。このとき、部品保持ユニット８０は上昇端位置に移
動させられている。この上昇端位置において部品保持ユ
ニット８０はＸ軸スライド５０に干渉しないが、大部品
吸着ヘッド９０の吸着管１６４は第一ヘッド支持台２５
０と干渉する高さであり、部品保持ユニット８０は、空
いているヘッド嵌合穴２５４の切欠２６２を吸着管１６
４が通ってヘッド嵌合穴２５４内に進入させられた後、
拡散板１６２が支持座面２６０に着座するまで下降させ
られる。下降後、ヘッド用通路１４８に大気に解放され
てホルダ９２による大部品吸着ヘッド９０の保持が解除
される。

【００８７】次いで、ホルダ９２が上昇させられ、次に
保持する部品吸着ヘッド上へ移動させられる。ここでは
第一ヘッド支持台２５０により支持された小部品吸着ヘ
ッド１９４を保持するとする。ホルダ９０は小部品吸着
ヘッド１９４上へ移動させられた後、下降させられ、吸
着面１４４が小部品吸着ヘッド１９４の閉塞面１８６に
密着させられるとともにヘッド用通路１４８に負圧が供
給され、小部品吸着ヘッド１９４を吸着する。吸着後、
ホルダ９０は僅かに上昇させられて小部品吸着ヘッド１
９４の拡散板１６２が支持座面２６０から持ち上げられ
た後、Ｘ軸方向に移動させられ、吸着管１６４が切欠２
６２を通ってヘッド嵌合２５４から抜け出させられる。
そして、カートリッジ型電子部品供給装置２６へ移動し
て小さい電子部品４４を取り出し、プリント基板２０に
装着する。

【００８８】このように部品吸着ヘッド９０，１９４，
１９６および後述するようにトレイ排出ヘッド２００を
ホルダ９２が負圧によって吸着保持するようにすれば、
部品保持ユニット８０が移動中に部品吸着ヘッド９０，
１９４，１９６およびトレイ排出ヘッド２００が何らか
の障害物に衝突することがあっても、ホルダ９２とヘッ
ド９０，１９４，１９６，２００との間に水平方向の相
対移動が生じてホルダ９０の移動が許容され、部品保持
ユニット８０を移動させる第一，第二の移動装置に無理
な負荷が加えられることがなく、損傷が回避される。

【００８９】また、部品吸着ヘッド９０は電子部品４４
を負圧で吸着するものとされていて負圧源１５３が設け
られており、この負圧源１５３を利用してホルダ９２は
部品吸着ヘッド９０，１９４，１９６を負圧によって吸
着保持することができるため、部品吸着ヘッドを保持す
るために専用の負圧源を設ける場合に比較して装置コス
トを低減することができる。

【００９０】なお、部品吸着ヘッドの損傷や装着する電
子部品の種類の変更等により第一，第二ヘッド支持台２
５０，２５２に支持された部品吸着ヘッドを交換する場
合には、作業者が交換してもよく、自動交換装置を設け
て自動的に交換してもよい。

【００９１】トレイ型電子部品供給装置２８から電子部
品４４を取り出して装着するとき、部品トレイ３４内の
電子部品４４がなくなれば、部品吸着ヘッドがトレイ吸
着ヘッド２００に交換され、部品トレイ３４は電子部品
装着装置４６により搬送されて排出される。電子部品装
着装置４６がトレイ排出装置を兼ねているのであり、専
用のトレイ排出装置を設ける必要がない。

【００９２】部品トレイ排出時には、部品保持ユニット
８０はまず、第一ヘッド支持台２５０あるいは第二ヘッ
ド支持台２５２へ移動し、ホルダ９２が保持している部
品吸着ヘッドを支持させる。次いで、第二ヘッド支持台
２５２により支持されたトレイ吸着ヘッド２００上へ移
動させられ、吸着保持する。図５に示すように、吸着体
１４０がトレイ吸着ヘッド２００の円板部２２２に接触
させられ、ヘッド用通路１４８に負圧が供給されて吸着
するのである。また、この状態でトレイ吸着ヘッド２０
０に設けられた空気通路２３８が部品用通路１４６に連
通させられる。

【００９３】そして、トレイ吸着ヘッド２００は、Ｘ軸
スライド５０およびＹ軸スライド６０の移動により部品
トレイ３４の予め定められた保持位置上へ移動させられ
た後、下降させられ、フランジ部２１０が部品トレイ３
４に接触させられる。フランジ部２１０が部品収容凹部
３６を画定する部分に接触するとともに、スポンジ２４
２が部品収容凹部３６に形成された貫通穴３７を閉塞す
る。トレイ吸着ヘッド２００が部品トレイ３４のいずれ
の部分を保持するかは、保持バランス等を考慮して予め
設定されており、その保持位置に貫通穴３７がある場合
にスポンジ２４２によって閉塞するようにされているの
である。

【００９４】この状態で電磁方向切換弁１５１，１５２
が切り換えられ、部品用通路１４６に圧縮空気が供給さ
れる。この圧縮空気は、噴出口２４０を通って突部２２
４と円筒部２０６との間の空間に噴出するのであるが、
この噴出速度が大きいため、噴出口２４０の出口周辺に
負圧が生ずる。突部２２４と円筒部２０６との間の狭い
円環状通路２３４の上側開口周辺が負圧になるのであ
り、この円環状通路２３４より部品トレイ３４側の空間
内の空気が負圧により吸い出され、その空間内の圧力が
負圧となって部品トレイ３４が吸着される。電子部品収
容凹部３６に形成された貫通穴３７はスポンジ２４２に
よって塞がれているため、部品トレイ３４とトレイ吸着
ヘッド２００との間に空気が入ることはなく、部品トレ
イ３４は負圧により吸着されるのである。また、円筒部
２０６の内周面および突出端部２２８の外周面は部分円
錐面２１４，２１８，２２８，２３２とされており、空
気の流れを妨げず、円環状通路２３４へ導き、また、貫
通穴２１２側へ導く。

【００９５】トレイ吸着ヘッド２００は部品トレイ３４
を吸着した後、トレイ型電子部品供給装置２８に隣接し
て設けられた図示しないシュータ上方へ移動させられ、
部品トレイ３４を投棄し、部品トレイ３４はシュータに
より排出される。

【００９６】このようにトレイ吸着ヘッド２００は部品
トレイ３４を負圧により吸着するのであるが、負圧は、
部品吸着ヘッドが電子部品４４を吸着する際に負圧を供
給する部品用通路１４６に正圧を供給することによって
得られるようにされており、正圧供給用の専用の空気通
路を設ける必要がなく、正圧を容易に供給することがで
きる。

【００９７】正圧を負圧に変えるのではなく、トレイ吸
着ヘッド２００に直接負圧を供給して部品トレイ３４を
吸着させることもできるのであるが、部品トレイ３４が
大きく、大量の負圧が必要であり、部品吸着ヘッド９０
が電子部品４４を吸着するために十分な量の負圧を供給
する大きさの部品用通路１４６では負圧の供給量が不足
する。それに対し、正圧であれば圧縮して供給すること
により、通路が狭くても部品トレイ３４の吸着に十分な
量の負圧が得られる正圧を供給することができ、部品用
通路１４６を共用でき、装置を小形にかつ簡易に構成す
ることができるのである。

【００９８】また、正圧源１５４も吸着管１６４による
電子部品４４の保持を解放するために正圧を供給すべく
既に設けられており、この正圧源１５４を利用するた
め、正圧の供給は容易であり、装置コストが高くなるこ
とがない。

【００９９】なお、電子部品４４をトレイ型電子部品供
給装置２８の部品トレイ３４から取り出す場合にも、電
子部品４４を部品供給カートリッジ３０から取り出す場
合と同様に下降速度の制御が行われる。この場合には、
部品供給トレイ３４の歪を考慮し、初期設定において一
定低速度での下降距離が４mmになるように一定高速度で
の下降距離Ｌ₁ が設定される。また、通常の電子部品取
出し時には、吸着管１６４が電子部品４４に接触する直
前の一定低速度での下降距離は０．５mmに設定される。

【０１００】そして、一定低速度での下降距離が４mmで
電子部品４４の取り出しが行われた後、０．５mmになる
ように一定高速度での下降距離Ｌ₁ が補正され、以下、
同じ部品トレイ３４から電子部品４４を取り出す間、一
定低速度での実際の下降距離に基づいて逐次距離Ｌ₁ は
補正される。そして、部品トレイ３４内の電子部品４４
がなくなり、排出されて次の部品供給トレイ３４から電
子部品４４が取り出されるときには、部品保持ユニット
８０の下降距離が部品トレイ３４の１枚の厚さ分増え、
距離Ｌ₁ が一定低速度での下降距離が４mmになるように
初期設定される。

【０１０１】また、電子部品４４の投影像を撮像する場
合に、前述のように、発光体１６０が発光することによ
り電子部品４４が照明されるのであるが、例えば、電子
部品が本体の側面から延び出させられたリード線の先端
部が内向きに曲げられて電子部品の中心線方向において
本体と重なるものであって、表面像（図１において下方
から見た像）を取得することが必要な場合には、フロン
トライト２９０，２９２により電子部品に光を照射す
る。フロントライト２９０が照射する光は反射面２７４
を透過して電子部品を照射し、フロントライト２９２が
照射する光は電子部品を直接照射する。いずれにしても
電子部品からの反射光は反射面２７４，２７６により反
射され、電子部品の表面像がＣＣＤカメラ８８により撮
像される。

【０１０２】なお、上記実施例において部品保持ユニッ
ト８０は、Ｘ軸方向の直線移動とＹ軸方向の直線移動と
の組合わせによって水平面内の任意の位置に移動させら
れるようになっていたが、回動と直線移動との組合わせ
によって水平面内の任意の位置に移動させるようにして
もよい。

【０１０３】また、上記実施例において電子部品はカー
トリッジ型電子部品供給装置２６とトレイ型電子部品供
給装置２８との両方によって供給されるようにされ、プ
リズム２７０は２個設けられていたが、電子部品供給装
置２６，２８のいずれか一方のみにより電子部品を供給
し、プリズム２７０は１個のみ設けてもよい。

【０１０４】さらに、上記実施例においてトレイ保持ヘ
ッドは、部品トレイ３４を圧縮空気の噴出によって発生
させられる負圧により吸着するものとされていたが、ト
レイ吸着ヘッド２００を大部品吸着ヘッド９０と同様に
負圧源から供給された負圧によって部品トレイ３４を吸
着するものとしてもよい。さらに、磁石の磁力による吸
着，チャックによる把持，串状の部材による突き刺し等
によって保持するものとしてもよい。

【０１０５】また、上記実施例において電子部品４４を
保持し、または装着する直前の一定低速度移動の距離を
一定にするために、加速パターン，減速パターンを一定
にし、一定高速度で移動する距離を変えることが行われ
ていたが、加速，減速パターンの変更によって一定低速
度移動の距離を一定にすることができる。特に、部品ト
レイにより電子部品を供給する場合のように下降端位置
が大きく変わる場合に有効である。例えば、下降端位置
が下降距離が長くなる方向に変わる場合、加速距離を長
くし、迅速に下降させることができるからである。

【０１０６】さらに、上記実施例においてソレノイド１
１４は、昇降スライド１２０の下降加速時に励磁されて
大部品吸着ヘッド９０を昇降スライド１２０に引き付
け、下降加速時以外には消磁されて引付力が解除される
ようになっていたが、加速時であっても下降加速度が重
力加速度より小さいときには励磁により引き付けること
は不可欠ではなく、少なくとも下降加速時が重力加速度
より大きい間、励磁すれば部品保持ユニット８０を昇降
スライド１２０と一体的に下降させることができる。ま
た、ソレノイド１１４は、少なくとも大部品吸着ヘッド
９０が電子部品４４に接触するとき、また、電子部品４
４がプリント基板２０に接触するときに消磁されて、昇
降スライド１２０が大部品吸着ヘッド９０から離れるよ
うにされていればよい。部品保持ヘッド引付装置は、昇
降部材の少なくとも下降加速度が重力加速度より大きい
間は部品保持ヘッドを昇降部材に引き付ける引付力を作
用させ、それ以外の間の少なくとも一時期には引付力を
解除するものとすればよいのである。

【０１０７】また、部品保持ヘッド引付装置はソレノイ
ド１１４に限らず、例えば、負圧により引付力を作用さ
せるなど、種々の手段が採用可能である。

【０１０８】さらに、上記実施例において第一，第二ヘ
ッド支持台２５０，２５２はヘッド嵌合穴２５４，２５
６に大部品吸着ヘッド９０，１９４，１９６が嵌合され
て支持するものとされていたが、例えば、ヘッド支持台
に開閉可能な爪部材を設けて部品吸着ヘッドを把持させ
るなど、種々の態様で支持することができる。

【０１０９】また、ヘッド支持台は水平に設けられてい
たが、垂直等、他の姿勢に設けてもよく、また、基板コ
ンベア２２上を移動可能に設け、基板コンベア２２上に
おいてヘッドを供給する供給位置と基板コンベア２２上
から退避した退避位置とに移動させるようにしてもよ
い。

【０１１０】さらに、上記実施例においてカートリッジ
型電子部品供給装置２６は位置固定に設けられていた
が、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向あるいはＸ軸，Ｙ軸の両方向に
移動させて電子部品４４を供給するようにしてもよい。

【０１１１】また、上記実施例において部品保持ヘッド
は第二移動部材に１個のみ設けられていたが、複数個設
けてマルチヘッドとしてもよい。この場合にも、例え
ば、反射装置をマルチヘッドにより保持された全部の電
子部品の像を形成する光を反射し得るものとし、また、
撮像装置を上記全部の電子部品の像を一度に撮像し得る
ＣＣＤカメラや、第一移動方向に並ぶ全部の電子部品の
像を一度に読み取り得るラインセンサ等とすれば、部品
保持ヘッド１個の場合と同様に撮像することができる。

【０１１２】さらにまた、本発明は、以上述べた種々の
態様を組み合わせた態様によって実施することができ
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】請求項１ないし３の発明に共通の実施例である
電子部品保持装置のホルダおよび部品吸着ヘッドを示す
正面断面図である。

【図２】上記ホルダおよび部品吸着ヘッドを電子部品装
着装置の撮像システムと共に示す側面図（一部断面）で
ある。

【図３】上記ホルダおよび部品吸着ヘッドを昇降装置お
よび回転装置と共に示す正面図（一部断面）である。

【図４】上記部品吸着ヘッドを支持する第二ヘッド支持
台を示す正面図（一部断面）である。

【図５】トレイ吸着ヘッドを示す正面断面図である。

【図６】上記電子部品装着装置を示す正面図である。

【図７】上記電子部品装着装置を示す側面図である。

【図８】上記電子部品装着装置を示す平面図である。

【図９】上記電子部品装着装置を制御する制御装置のブ
ロック図である。

【図１０】上記電子部品装着装置の撮像システムを構成
するシャッタの切欠およびプリズムの反射面のＹ軸方向
の長さの設定を説明する図である。

【図１１】上記電子部品装着装置による電子部品装着時
の部品保持ユニットの下降速度の制御を説明する図であ
る。

【符号の説明】

４４電子部品８０部品保持ユニット９０部品吸着ヘッド９２ホルダ９４スプライン軸１４０吸着体１４４吸着面１４８ヘッド用通路１５３負圧源１６０発光体１６４吸着管１６６プリント基板１７８円板１８０円環状板１８６閉塞面１９４小部品吸着ヘッド１９６特大部品吸着ヘッド３１０制御装置

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 13/04 B23P 21/00 305 B25J 15/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】負圧源と、その負圧源に接続された負圧供給通路およびその負圧供
給通路が開口する吸着面を有するホルダと、前記吸着面に密着して前記ホルダの前記開口を気密に閉
塞する閉塞面と電子部品を保持する部品保持部とを有す
る部品保持ヘッドとを含む電子部品保持装置において、前記ホルダと前記部品保持ヘッドとの互いに最も近い面
をそれぞれ一平面とし、それら一平面の各々を前記吸着
面および前記閉塞面としたことを特徴とする電子部品保
持装置。
【請求項２】負圧源と、その負圧源に接続された負圧供給通路およびその負圧供
給通路が開口する吸着面を有するホルダと、前記吸着面に密着して前記ホルダの前記開口を気密に閉
塞する閉塞面と電子部品を保持する部品保持部とを有す
る部品保持ヘッドとを含む電子部品保持装置において、前記部品保持ヘッドに電気回路への電流の供給により発
光する前記閉塞面と逆向きの発光板を設け、前記閉塞面
の中央部および外周部にそれぞれ前記電気回路に接続し
た第一中央電極および第一外周電極を設ける一方、前記
吸着面の第一中央電極および第一外周電極にそれぞれ対
応する位置に第二中央電極および第二外周電極を設け、
それら第二中央電極および第二外周電極の一方を電源に
接続し、他方をアースして、前記閉塞面が前記吸着面に
密着した状態では前記電気回路を含む閉回路が形成され
るようにするとともに、第一中央電極と第一外周電極と
が部品保持ヘッドのうちで最もホルダに近い部分であっ
て平らな閉塞面を形成し、第二中央電極と第二外周電極
とがホルダのうちで最も部品保持ヘッドに近い部分であ
って平らな吸着面を形成するようにしたことを特徴とす
る電子部品保持装置。
【請求項３】前記部品保持ヘッドに、電子部品を吸着保
持する吸着管と、その吸着管に一端において連通すると
ともに他端において前記閉塞面に開口するヘッド側負圧
通路とを設ける一方、前記ホルダに、第一ホルダ側通路
としての前記負圧通路とは隔離された状態で形成され、
前記吸着面の前記ヘッド側負圧通路の開口に対応する位
置に開口する第二ホルダ側負圧通路を設けたことを特徴
とする請求項１または２に記載の電子部品保持装置。