JP5056769B2 - 電子部品実装装置および電子部品の搭載ヘッド - Google Patents

Description

本発明は、基板に電子部品を実装する電子部品実装装置および電子部品の搭載ヘッドに関するものである。

電子部品を基板に実装する電子部品実装装置では、部品供給部に収納された電子部品を搭載ヘッドによってピックアップし、基板上へ移送して所定の実装点に搭載する。電子部品のピックアップの方法としては、吸着ノズルによって真空吸着する方法が広く用いられている。吸着ノズルは一般に吸着対象の電子部品に応じて種類やサイズが異なっているため、吸着対象の電子部品に応じて搭載ヘッドに着脱自在に装着される。吸着ノズルを搭載ヘッドに着脱自在に装着する形式としては、吸着ノズルを着脱自在に保持するノズルホルダを、コイルスプリングなどを内蔵した緩衝ガイド機構を介して搭載ヘッドにフローティング状態で保持させる方式が用いられる場合が多い（特許文献１参照）。このようなフローティング支持を採用することにより、吸着ノズルを下降させて電子部品を基板に着地させる際の衝撃を緩和するとともに、搭載ヘッドの押し下げ量を加減することで付勢力を変化させて、吸着ノズルが電子部品を押圧する実装荷重を調整することができる。
特開平２−２６４５００号公報

部品実装動作においては搭載ヘッドは高速・高頻度で電子部品の取り出し・搭載を反復することから、上述の緩衝ガイド機構を備えた搭載ヘッドにおいては、ノズルホルダは緩衝ガイド機構に対して高頻度で摺動動作を行う。部品搭載動作の不具合を防止して実装品質を確保するためには、緩衝ガイド機構が安定して適正に動作することが不可欠であるため、緩衝ガイド機構の摺動性を確保するとともに、部品実装作業を連続して実行する過程において緩衝ガイド機構の摺動面の清掃などのメンテナンス作業を高頻度で行うことが求められる。しかしながら上述の特許文献例を含め、従来の電子部品実装装置に用いられている搭載ヘッドにおいては、機構構成面で緩衝ガイド機構の摺動性の確保とメンテナンス作業を作業性よく実行するための考慮が適正になされているとは言い難く、高頻度で行われるメンテナンス作業に際して手間と時間を要していた。

そこで本発明は、搭載ヘッドのメンテナンス作業を作業性よく効率的に実行することができる電子部品実装装置および電子部品の搭載ヘッドを提供することを目的とする。

本発明の電子部品実装装置は、部品供給部から吸着ノズルによって電子部品を吸着保持して取り出して基板位置決め部に位置決めされた基板に実装する電子部品実装装置であって、前記吸着ノズルが着脱自在に装着される搭載ヘッドと、この搭載ヘッドを前記部品供給部と前記基板位置決め部との間で移動させるヘッド移動手段と、前記搭載ヘッドに設けられ前記吸着ノズルを着脱自在に保持するノズル保持部と、このノズル保持部を上下方向の変位が許容された状態で案内するとともに前記ノズル保持部へ下向きの付勢力を付与する緩衝案内機構と備え、前記ノズル保持部は、前記吸着ノズルに設けられた被クランプ部をクランプするクランプ機構と、前記クランプ機構が設けられ下部に前記吸着ノズルと連通する吸引開口部が設けられた本体部と、前記本体部に上下方向に設けられた摺動孔とを有し、前記緩衝案内機構は、前記摺動孔に上下方向に摺動自在に嵌合し且つ内部に前記吸引開口部と連通する吸引孔が設けられた摺動軸と、前記摺動軸が上下方向に挿通して設けられたケーシング部材と、前記ケーシング部材に設けられ前記本体部に設けられた被係止
部を係止して前記本体部の脱落を防止する係止部と、前記本体部に下端部を当接させて装着されこの本体部を前記ケーシング部材に装着した状態において上端部がこのケーシング部材に当接するコイル状の圧縮バネ部材と、前記本体部から側方に延出して設けられこの本体部を前記ケーシング部材から取り外した状態において前記圧縮バネ部材の上方への離脱を防止するとともに前記被係止部を兼ねるピン形状部材とを有する。

本発明の電子部品の搭載ヘッドは、部品供給部から吸着ノズルによって電子部品を吸着保持して取り出して基板位置決め部に位置決めされた基板に実装する電子部品実装装置に用いられ前記吸着ノズルが着脱自在に装着される電子部品の搭載ヘッドであって、前記吸着ノズルを着脱自在に保持するノズル保持部と、このノズル保持部を上下方向の変位が許容された状態で案内するとともに前記ノズル保持部へ下向きの付勢力を付与する緩衝案内機構と備え、前記ノズル保持部は、前記吸着ノズルに設けられた被クランプ部をクランプするクランプ機構と、前記クランプ機構が設けられ下部に前記吸着ノズルと連通する吸引開口部が設けられた本体部と、前記本体部に上下方向に設けられた摺動孔とを有し、前記緩衝案内機構は、前記摺動孔に上下方向に摺動自在に嵌合し且つ内部に前記吸引開口部と連通する吸引孔が設けられた摺動軸と、前記摺動軸が上下方向に挿通して設けられたケーシング部材と、前記ケーシング部材に設けられ前記本体部に設けられた被係止部を係止して前記本体部の脱落を防止する係止部と、前記本体部に下端部を当接させて装着されこの本体部を前記ケーシング部材に装着した状態において上端部がこのケーシング部材に当接するコイル状の圧縮バネ部材と、前記本体部から側方に延出して設けられこの本体部を前記ケーシング部材から取り外した状態において前記圧縮バネ部材の上方への離脱を防止するとともに前記被係止部を兼ねるピン形状部材とを有する。

本発明によれば、吸着ノズルを着脱自在に保持するノズル保持部を上下方向の変位が許容された状態で案内するとともにノズル保持部へ下向きの付勢力を付与する緩衝案内機構において、ノズル保持部の本体部に下端部を当接させて装着され本体部をケーシング部材に装着した状態において上端部がこのケーシング部材に当接するコイル状の圧縮バネ部材と、本体部から側方に延出して設けられ本体部をケーシング部材から取り外した状態において圧縮バネ部材の上方への離脱を防止するピン形状部材を有する構成とすることにより、メンテナンス作業時の圧縮バネ部材の離脱を防止して、搭載ヘッドのメンテナンス作業を作業性よく効率的に実行することができる。

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜視図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品の搭載ヘッドの構造説明図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品の搭載ヘッドのノズルユニットの断面図、図５は本発明の一実施の形態の電子部品の搭載ヘッドのノズルユニットに装着される吸着ノズルの断面図、図６は本発明の一実施の形態の電子部品の搭載ヘッドのノズルユニットにおけるノズル保持部の断面図、図７、図８は本発明の一実施の形態の電子部品の搭載ヘッドのノズルユニットにおける緩衝案内機構の断面図である。

まず図１、図２を参照して、電子部品実装装置１の構造を説明する。電子部品実装装置１は、部品供給部から吸着ノズルによって電子部品を吸着保持して取り出して、基板位置決め部に位置決めされた基板に実装する機能を有している。電子部品実装装置であって図１において、基台１ａの中央には基板搬送機構２がＸ方向に配設されている。基板搬送機構２は電子部品が実装される基板３をＸ方向に搬送する。基板搬送機構２による搬送経路には基板を実装位置に位置決めして保持する基板位置決め部が設けられており、この基板位置決め部によって位置決めされた基板３に対して、電子部品が実装される。基板搬送機
構２を挟んだ両側方には部品供給部４が配置されており、部品供給部４にはそれぞれ複数のテープフィーダ５（パーツフィーダ）が並設されている。テープフィーダ５は電子部品を収納したキャリアテープをピッチ送りして、以下に説明する部品搭載機構に電子部品を供給する。

基台１ａのＸ方向の一端部には、Ｙ軸リニア駆動機構を備えたＹ軸移動テーブル７がＹ方向に水平に配設されている。Ｙ軸移動テーブル７は水平方向に細長形状で設けられたビーム部材７ａを主体としており、ビーム部材７ａにはリニアレール８が水平方向に配設されている。リニアレール８には、垂直姿勢で配設された矩形状の２つの結合ブラケット１０に結合されたリニアブロック９が、Ｙ方向にスライド自在に嵌着している。２つの結合ブラケット１０には、それぞれＸ軸リニア駆動機構を備えた第１のＸ軸移動テーブル１１Ａ、第２のＸ軸移動テーブル１１Ｂが結合されている。

第１のＸ軸移動テーブル１１Ａ、第２のＸ軸移動テーブル１１ＢはいずれもＸ方向に細長形状で設けられたビーム部材１１ａを主体としており、ビーム部材１１ａにはリニアレール１２が水平方向に配設されている。リニアレール１２には、垂直姿勢で配設された矩形状の結合ブラケット１３が、リニアブロック（図示省略）を介してＸ方向にスライド自在に装着されている。第１のＸ軸移動テーブル１１Ａ、第２のＸ軸移動テーブル１１Ｂのそれぞれの結合ブラケット１３には、第１の搭載ヘッド１４Ａ、第２の搭載ヘッド１４Ｂが装着されており、第１の搭載ヘッド１４Ａ、第２の搭載ヘッド１４Ｂは、結合ブラケット１３に結合されたリニア駆動機構によってそれぞれＸ方向に移動する。

第１の搭載ヘッド１４Ａ、第２の搭載ヘッド１４Ｂはいずれも複数の単位搭載ヘッドであるノズルユニット１５（図３参照）を備えた多連型ヘッドであり、それぞれのノズルユニット１５の下端部に設けられたノズル保持部３０には、電子部品を吸着して保持する吸着ノズル２１が装着されている（図３参照）。吸着ノズル２１は、ノズルユニット１５に内蔵されたノズル昇降機構によって昇降する。Ｙ軸移動テーブル７、第１のＸ軸移動テーブル１１Ａ、第２のＸ軸移動テーブル１１Ｂを駆動することにより、第１の搭載ヘッド１４Ａ、第２の搭載ヘッド１４Ｂは、Ｘ方向、Ｙ方向に移動し、これにより各ノズルユニット１５は、それぞれの部品供給部のテープフィーダ５から電子部品を取り出して、基板搬送機構２に位置決めされた基板３に移送搭載する。Ｙ軸移動テーブル７、第１のＸ軸移動テーブル１１Ａ、第２のＸ軸移動テーブル１１Ｂは、この搭載ヘッドを部品供給部４と基板位置決め部である基板搬送機構２との間で移動させるヘッド移動手段となっている。

基板搬送機構２と部品供給部４との間には、それぞれ画像読取り装置６が配設されている。画像読取り装置６はそれぞれの部品供給部４から電子部品を取り出した第１の搭載ヘッド１４Ａ、第２の搭載ヘッド１４Ｂが、画像読取り用の走査動作を行うことにより、当該搭載ヘッドに保持された電子部品の画像を下方からそれぞれ読み取る機能を有している。読み取られた画像を認識処理することにより、搭載ヘッドに保持された状態における電子部品の位置ずれが検出される。

図２に示すように、第１の搭載ヘッド１４Ａ、第２の搭載ヘッド１４Ｂには、一体に移動する基板認識カメラユニット１６が第１のＸ軸移動テーブル１１Ａ、第２のＸ軸移動テーブル１１Ｂの下方に位置して取り付けられている。基板認識カメラユニット１６は撮像光軸を下向きにした姿勢で結合ブラケット１３に取り付けられており、第１の搭載ヘッド１４Ａ、第２の搭載ヘッド１４Ｂとともに基板３の上方に移動して基板３を撮像する。この撮像結果を認識処理することにより、基板３における実装点の位置ずれが検出される。電子部品を基板３に実装する際には、前述の電子部品の位置ずれの検出結果と、実装点の位置ずれの検出結果とに基づいて、部品搭載時の位置補正が行われる。

次に図３を参照して第１の搭載ヘッド１４Ａ、第２の搭載ヘッド１４Ｂの構成を説明する。 第１の搭載ヘッド１４Ａ、第２の搭載ヘッド１４Ｂは同一構造であり、いずれも複数（ここでは１６個）のノズルユニット１５を備えている。ノズルユニット１５は、下端部に電子部品を吸着保持する吸着ノズル２１が装着され、軸廻りの回転および昇降が自在な複数のノズル軸２０を、結合ブラケット１３の下端部に結合された軸受けブロック２２に垂直姿勢で軸支させた構成となっている。吸着ノズル２１は、ノズルユニット１５の下端部のノズル保持部３０に着脱自在に保持され、さらにノズル保持部３０は緩衝案内機構４０を介してノズル軸２０の下端部に装着されている。

ノズル軸２０の上端部は、回転接手２５を介して昇降軸部材２４に結合されており、昇降軸部材２４は結合ブラケット１３に固定されたＺ軸リニアモータ２３によって昇降駆動される。Ｚ軸リニアモータ２３を駆動することによりノズル軸２０が昇降し、これにより吸着ノズル２１が電子部品のピックアップや搭載動作のための上下動を行う。すなわち、Ｚ軸リニアモータ２３、昇降軸部材２４は、ノズル軸２０を個別に昇降させるノズル昇降機構となっている。回転接手２５は、ノズル軸２０と昇降軸部材２４とをベアリングを介して結合しており、ノズル軸２０の軸廻りの回転が許容されるようになっている。これにより電子部品を保持した吸着ノズル２１を軸廻りに回転させることが可能となり、電子部品のノズル軸廻りの回転位置決めを行うことができる。

図３において軸受けブロック２２の上面には、第１θ軸モータ２７Ａ、第２θ軸モータ２７Ｂが出力軸を下向きにした垂直姿勢で配設されている。第１θ軸モータ２７Ａ、第２θ軸モータ２７Ｂの出力軸に装着された駆動プーリ２７ａには、無端の歯付ベルトである第１伝動ベルト２９Ａ、第２伝動ベルト２９Ｂがそれぞれ調帯されている。第１伝動ベルト２９Ａ、第２伝動ベルト２９Ｂは、それぞれ複数のノズルユニット１５を中心線ＣＬによって区分したノズル群Ａ、ノズル群Ｂに対応しており、第１伝動ベルト２９Ａは、ノズル群Ａに属するノズル軸２０に装着された被駆動プーリ２８に調帯されて第１θ軸モータ２７Ａの回転を各被駆動プーリ２８に伝達する。また第２伝動ベルト２９Ｂは、ノズル群Ｂに属するノズル軸２０に装着された被駆動プーリ２８に調帯されて第２θ軸モータ２７Ｂの回転を各被駆動プーリ２８に伝達する。

次に、図４〜図８を参照して、ノズル保持部３０および緩衝案内機構４０の構造を説明する。図４に示すように吸着ノズル２１は、吸着孔２１ｂを有し下方に延出するノズル軸２１ａを円板状の鍔部２１ｃの下面側に設け、さらに吸着ノズル２１をノズル保持部３０によってクランプして保持するための被クランプ部２１ｄを鍔部２１ｃの上面側に突設した構成となっている。ノズル保持部３０は各ノズルユニット１５に設けられ、上記構成の吸着ノズル２１を着脱自在に保持する機能を有しており、上下に貫通する摺動孔３１ａが設けられた本体部３１の両側面に、２つのクランプ部材３２を引張りバネ部材３３によって押しつけた構成となっている。吸着ノズル２１をノズル保持部３０に保持させる際には、本体部３１の下部の嵌合部３１ｇ（図６参照）を吸着ノズル２１に設けられた嵌入部２１ｅに嵌入させ、さらにクランプ部材３２によって被クランプ部２１ｄを両側から挟み込んで引張りバネ部材３３の弾性力によってクランプする。

緩衝案内機構４０は、このノズル保持部３０を上下方向の変位が許容された状態で案内するとともに、ノズル保持部３０へ下向きの付勢力を付与する機能を有するものであり、図４に示すように、ノズル軸２０が上下に挿通するケーシング部材４１、ノズル軸２０の下部に設けられて本体部３１の摺動孔３１ａに嵌合して摺動する摺動軸２０ｂ、本体部３１に下端部が当接して装着されたコイル状の圧縮バネ部材４２を主体としている。ケーシング部材４１はセットボルト４３によってノズル軸２０に固定されており、ケーシング部材４１の下面側には嵌入用開口部４１ａが設けられている。本体部３１の上部を嵌入用開口部４１ａに嵌入させて、摺動軸２０ｂを摺動孔３１ａに上下方向に摺動自在に嵌合させ
ることにより、ノズル保持部３０は緩衝案内機構４０に上下方向の変位が許容された状態で装着され、これによりノズル保持部３０は上下方向に案内される。ケーシング部材４１の下面と本体部３１との間には圧縮バネ部材４２が装着されており、圧縮バネ部材４２は本体部３１に対して下向きの付勢力を与える。

このように吸着ノズル２１がノズル保持部３０に保持され、さらにノズル保持部３０が緩衝案内機構４０に装着された状態において、ノズル軸２０の吸引孔２０ａは、摺動孔３１ａ、嵌入部２１ｅを介して吸着孔２１ｂと連通する。そしてこの状態で真空吸引源（図示省略）を駆動して吸引孔２０ａから真空吸引する（矢印ａ）ことにより、ノズル軸２１ａの下端部に電子部品を吸着保持することができる。摺動孔３１ａの下部は吸着ノズル２１の嵌入部２１ｅと連通する吸引開口部となっている。すなわち、本体部３１の下部には吸着ノズル２１の嵌入部２１ｅと連通する吸引開口部が設けられている。そして摺動軸２０ｂの内部に設けられた吸引孔２０ａは、この吸引開口部と連通する。

次に図５を参照して、吸着ノズル２１の詳細形状を説明する。被クランプ部２１ｄの外面の相対向する位置には、１対の切欠き溝部２１ｇが上下方向に設けられている。切欠き溝部２１ｇはクランプ部材３２の下端のクランプ用突部３２ｅが嵌入可能な幅寸法で設けられており、切欠き溝部２１ｇの底面は上窄まりのテーパ形状を有する摺接面２１ｈとなっている。吸着ノズル２１をノズル保持部３０に保持させる際には、クランプ用突部３２ｅが切欠き溝部２１ｇ内に嵌入して摺接面２１ｈに沿って移動し、これによりクランプ用突部３２ｅは外側に押し広げられる。摺接面２１ｈの下方は、外面が内側に凹入したクランプ用凹部２１ｆとなっており、クランプ用突部３２ｅがクランプ用凹部２１ｆに嵌入することにより、吸着ノズル２１はクランプ部材３２によってクランプされる。

次に図６を参照して、ノズル保持部３０の詳細構成を説明する。図６（ａ）に示すように、ノズル保持部３０の本体部３１は、上下方向に貫通して設けられた摺動孔３１ａを有する筒形状の部材である。摺動孔３１ａの内面は摺動軸２０ｂの軸摺動面２０ｃと摺動する孔摺動面３１ｂとなっており、摺動孔３１ａの内径寸法と摺動軸２０ｂの外形寸法とは、水平方向の装着位置精度と上下方向の良好な摺動性を満たすような嵌合い精度に設定されている。さらに、孔摺動面３１ｂおよび軸摺動面２０ｃは、高頻度で摺動を反復することから摺動時の耐摩耗性を考慮した材質および表面処理の組み合わせが選定される。

本体部３１の上端部近傍には両側方に突出した１対のピン形状部材３１ｃが設けられている（図８も参照）。ピン形状部材３１ｃの下方には、外径が増大した段付き部３１ｄが設けられており、段付き部３１ｄの上面とピン形状部材３１ｃとの間には、緩衝案内機構４０を構成する圧縮バネ部材４２が装着されている。図４に示す状態では、圧縮バネ部材４２はケーシング部材４１の下面と段付き部３１ｄとの間に介在するが、ノズル保持部３０を緩衝案内機構４０から取り外した状態では、圧縮バネ部材４２は本体部３１のみによって保持された状態となる。

なお、２つのピン形状部材３１ｃの突出端部間の寸法は圧縮バネ部材４２の内径よりも大きいため、そのままでは圧縮バネ部材４２を段付き部３１ｄとピン形状部材３１ｃとの間に装着することができない。このため、圧縮バネ部材４２の装着時には、通常状態では螺旋環が密着した状態にある圧縮バネ部材４２の端部を口開きさせた隙間内にピン形状部材３１ｃを押し込む。そしてこの状態で圧縮バネ部材４２を螺旋回転させることにより、圧縮バネ部材４２の各螺旋環を順次ピン形状部材３１ｃの下方に移動させるようにする。このように、圧縮バネ部材４２を簡単に素早く交換でき、かつ確実に保持することができる。

段付き部３１ｄには、クランプ部材３２の係止用突部３２ａが嵌入する係止用凹部３１
ｅが形成されている。さらに係止用凹部３１ｅの下方には、クランプ部材３２が当接する当接平面部３１ｆが設けられており、当接平面部３１ｆの下方は、吸着ノズル２１の嵌入部２１ｅに嵌合して位置決めする嵌合部３１ｇとなっている。クランプ部材３２は、本体部３１の外側面形状に倣って内側の形状が設定されている。すなわちクランプ部材３２の上端部には、本体部３１の係止用凹部３１ｅに嵌入する係止用突部３２ａが内側方向に突出して設けられ、下端部には吸着ノズル２１のクランプ用凹部２１ｆに嵌入するクランプ用突部３２ｅが内側方向に突出して設けられている。また係止用突部３２ａとクランプ用突部３２ｅとの中間には、当接平面部３１ｆと当接する形状の当接平面部３２ｂが設けられており、さらに当接平面部３２ｂの背面には引張りバネ部材３３を周回させて装着するためのバネ装着用凹部３２ｃが形成されている。

図６（ｂ）は、２つのクランプ部材３２を引張りバネ部材３３によって外側から本体部３１に押しつけて、ノズル保持部３０を構成した状態を示している。すなわち、２つのクランプ部材３２の当接平面部３２ｂを本体部３１の両側面の当接平面部３１ｆに当接させた状態で、バネ装着用凹部３２ｃに引張りバネ部材３３を周回させて装着し、２つのクランプ部材３２を両側から引張りバネ部材３３の弾性力によって本体部３１に押しつける。このとき、係止用突部３２ａは係止用凹部３１ｅに嵌入する位置にある。

この状態で、クランプ用突部３２ｅに外側への外力が作用すると、クランプ部材３２は係止用突部３２ａを支点として両開き方向に回動し、クランプ用突部３２ｅは本体部３１の側面から外側へ離れる方向へ移動する（矢印ｂ）。上記構成において、２つのクランプ部材３２および引張りバネ部材３３は、本体部３１に設けられて、吸着ノズル２１に設けられた被クランプ部２１ｄをクランプするクランプ機構を構成する。

次に図７、図８を参照して、緩衝案内機構４０の詳細構成を説明する。なお図８は、図４に示すＡ−Ａ断面を示しており、図７（ａ）は、図８（ａ）におけるＢ−Ｂ断面に対応している。図７（ａ）に示すように、上方から延出したノズル軸２０はケーシング部材４１を上下に挿通しており、ケーシング部材４１はセットボルト４３によってノズル軸２０に固着されている。ノズル軸２０の下部に設けられた摺動軸２０ｂは本体部３１の摺動孔３１ａに嵌合して摺動する。すなわちケーシング部材４１には摺動軸２０ｂが上下方向に挿通して設けられている。

ノズル保持部３０を緩衝案内機構４０によって保持した状態では、ケーシング部材４１に設けられた嵌入用開口部４１ａに本体部３１の上端部が嵌入する。図８（ａ）に示すように、ケーシング部材４１には嵌入用開口部４１ａと連通して、相対向する１対の水平溝部４１ｂおよび相対向する１対の垂直溝部４１ｃが、それぞれ相直交する位置に設けられており、水平溝部４１ｂおよび垂直溝部４１ｃは、切欠き部４１ｄによって連結されている。すなわち、切欠き部４１ｄはケーシング部材４１の側面部を図８（ａ）にて破線で示す切り欠き範囲だけ所定の高さ寸法ｈ１（図７（ａ）参照）で、水平方向に切り欠いて形成されている。

切欠き部４１ｄの１端部には、図８（ａ）に示すように、嵌入用開口部４１ａの内周面を径方向に切り欠いて、切欠き部４１ｄとケーシング部材４１の下面とを連通させる垂直溝部４１ｃが設けられている。垂直溝部４１ｃは、本体部３１を下方から装着する際に、ピン形状部材３１ｃが干渉することなく上下に挿通可能な平面形状で形成される。また切欠き部４１ｄの他端部には、切欠き部４１ｄの下端部をさらにピン形状部材３１ｃが嵌合可能な幅寸法で下方に所定の深さ寸法ｈ２（図７（ａ）参照）だけ切り込んだ水平溝部４１ｂが形成されている。高さ寸法ｈ１は、ピン形状部材３１ｃを切欠き部４１ｄ内で旋回して移動させることができ、且つ吸着ノズル２１の着地動作時に必要とされる緩衝のための昇降代を確保することが可能な寸法に設定される。また高さ寸法ｈ２は、本体部３１が
ケーシング部材４１に装着された状態においてピン形状部材３１ｃが安定して嵌合状態を保つのに必要な寸法に設定される。

図８（ｂ）、図８（ｃ）は、ノズル保持部３０を緩衝案内機構４０に装着する際の、本体部３１のケーシング部材４１への嵌合動作を示している。すなわちノズル保持部３０を緩衝案内機構４０に装着する際には、まず図８（ｂ）に示すように、本体部３１の摺動孔３１ａに摺動軸２０ｂを嵌合させる。このとき本体部３１のピン形状部材３１ｃをケーシング部材４１の垂直溝部４１ｃに合わせた状態で、本体部３１をケーシング部材４１の下面側から押し上げる。そしてピン形状部材３１ｃが垂直溝部４１ｃを通過して切欠き部４１ｄ内に到達したならば、本体部３１を略９０度だけノズル軸２０廻りに回転させる（矢印ｃ）。これにより、ピン形状部材３１ｃは切欠き部４１ｄ内を旋回し、水平溝部４１ｂの位置に到達する。次いで本体部３１を押し下げることにより、図８（ｃ）に示すように、ピン形状部材３１ｃは水平溝部４１ｂ内に嵌合し、これにより、ノズル保持部３０のノズル軸廻りの回転位置が規制され、ケーシング部材４１に正しい位置関係で装着される。このとき、ピン形状部材３１ｃが水平溝部４１ｂの底面の係止部４１ｅ（図４）によって係止されることにより、本体部３１の脱落が防止される。

すなわち上記緩衝案内機構４０は、摺動孔３１ａに上下方向に摺動自在に嵌合し且つ内部に吸引開口部と連通する吸引孔２０ａが設けられた摺動軸２０ｂと、摺動軸２０ｂが上下方向に挿通して設けられたケーシング部材４１と、ケーシング部材４１に設けられ本体部３１に設けられた被係止部であるピン形状部材３１ｃを係止して本体部３１の脱落を防止する係止部４１ｅと、本体部３１に下端部を当接させて装着されこの本体部３１をケーシング部材４１に装着した状態において上端部がこのケーシング部材４１に当接するコイル状の圧縮バネ部材４２と、本体部３１から側方に延出して設けられ、この本体部３１をケーシング部材４１から取り外した状態において圧縮バネ部材４２の上方への離脱を防止するとともに、本体部３１に設けられた被係止部を兼ねるピン形状部材３１ｃとを有する形態となっている。そしてピン形状部材３１ｃは、ノズル保持部３０のノズル軸廻り方向の回転位置を規制する回転位置規制部材を兼ねた形態となっている。

このようにして緩衝案内機構４０に装着したノズル保持部３０に、吸着ノズル２１を保持させた状態を図４を参照して説明する。すなわち、ピン形状部材３１ｃが水平溝部４１ｂ内に嵌合することにより、ピン形状部材３１ｃは水平溝部４１ｂの底面の係止部４１ｅに当接して下方から係止される。このとき、ケーシング部材４１の下面が圧縮バネ部材４２の上端部に当接して押し下げ、これにより、本体部３１には圧縮バネ部材４２による下向きの付勢力が作用する。

次いでノズル保持部３０に吸着ノズル２１を保持させる。このノズル保持動作は、ノズルストッカ（図示省略）に収納された吸着ノズル２１に対してノズルユニット１５に位置あわせして、ノズル保持部３０を吸着ノズル２１に対して下降させることにより行われる。すなわち、吸着ノズル２１の嵌入部２１ｅに図６に示す嵌合部３１ｇを嵌合させた状態で、ノズル軸２０を押し下げる。これにより、クランプ用突部３２ｅが被クランプ部２１ｄに設けられた摺接面２１ｈに沿って移動することによって、クランプ部材３２は引張りバネ部材３３による弾性力に抗して下側が開く方向に押し広げられる。そしてノズル軸２０をさらに押し下げて、本体部３１が吸着ノズル２１との関係における下限位置まで押し下げられた状態では、クランプ用突部３２ｅがクランプ用凹部２１ｆ内に嵌入する。これにより、吸着ノズル２１は水平方向とともに上下方向にも位置保持された状態でノズル保持部３０にクランプされて保持される。

このようにして吸着ノズル２１がノズル保持部３０に保持され、ノズル保持部３０は緩衝案内機構４０に装着された状態において、吸着孔２１ｂの下端部に保持された電子部品
を基板に着地させると、吸着ノズル２１は予め設定された実装荷重で電子部品を基板に対して押圧する。このとき、吸着ノズル２１には実装荷重による上向きの反力が作用し、この反力は本体部３１を上方に押し上げるように作用する。そしてこの反力により、本体部３１は圧縮バネ部材４２を押し縮める方向に移動し、これにより電子部品が基板に着地する際の衝撃や、ノズルユニット１５の押し込み量に起因して過大な実装荷重が電子部品に付加されることが防止される。このときのピン形状部材３１ｃの上方への移動は、切欠き部４１ｄの天井面である移動上限面４１ｆまで許容される。すなわちピン形状部材３１ｃは、ノズル保持部３０が圧縮バネ部材４２の付勢力に抗して上方に押し込まれたときの上限位置を規制する上限位置規制部材を兼ねた形態となっている。

なお緩衝案内機構４０の作動状態において、圧縮バネ部材４２の上端部、下端部はそれぞれケーシング部材４１の下面、本体部３１に設けられた段付き部３１ｄに、螺旋環の全周に亘って当接する。これにより、圧縮バネ部材４２を点接触状態で当接させる場合と比較して荷重分布を均一にすることができ、圧縮バネ部材４２の使用寿命を向上させることが可能となっている。

搭載ヘッドによるこのような部品搭載動作が反復実行されると、摺動軸２０ｂと摺動孔３１ａとの摺動が高頻度で繰り返される。部品搭載動作の不具合を防止して実装品質を確保するためには、緩衝案内機構４０が安定して適正に動作することが不可欠であるため、部品実装作業を連続して実行する過程において緩衝案内機構４０の摺動部の清掃などのメンテナンス作業を高頻度で行うことが求められる。このメンテナンス作業においては、緩衝案内機構４０からノズル保持部３０を取り外し、摺動軸２０ｂの外面、摺動孔３１ａの内面の清掃や、潤滑剤の補給などの作業が行われる。

このメンテナンス作業において、ノズル保持部３０の本体部３１をノズル軸２０から取り外す際には、図７（ｂ）に示すように、本体部３１に装着された圧縮バネ部材４２はピン形状部材３１ｃによって上方への離脱が防止される。これにより、本体部３１をケーシング部材４１から離脱させる度に圧縮バネ部材４２もともに取り外す必要があった従来構成の搭載ヘッドと比較して、搭載ヘッドのメンテナンス作業を作業性よく効率的に実行することができるようになっている。

本発明の電子部品実装装置および電子部品の搭載ヘッドは、搭載ヘッドのメンテナンス作業を作業性よく効率的に実行することができるという効果を有し、吸着ノズルによって電子部品を保持して基板に移送搭載する分野において有用である。

本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜視図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態の電子部品の搭載ヘッドの構造説明図 本発明の一実施の形態の電子部品の搭載ヘッドのノズルユニットの断面図 本発明の一実施の形態の電子部品の搭載ヘッドのノズルユニットに装着される吸着ノズルの断面図 本発明の一実施の形態の電子部品の搭載ヘッドのノズルユニットにおけるノズル保持部の断面図 本発明の一実施の形態の電子部品の搭載ヘッドのノズルユニットにおける緩衝案内機構の断面図 本発明の一実施の形態の電子部品の搭載ヘッドのノズルユニットにおける緩衝案内機構の断面図

１ 電子部品実装装置
２ 基板搬送機構
３ 基板
４ 部品供給部
７ Ｙ軸移動テーブル
１１Ａ 第１のＸ軸移動テーブル
１１Ｂ 第２のＸ軸移動テーブル
１４Ａ 第１の搭載ヘッド
１４Ｂ 第２の搭載ヘッド
１５ ノズルユニット
２０ ノズル軸
２１ 吸着ノズル
３０ ノズル保持部
３１ 本体部
３１ａ 摺動孔
３１ｃ ピン形状部材
３２ クランプ部材
３３ 引張りバネ部材
４０ 緩衝案内機構
４１ ケーシング部材
４１ａ バネ収納部
４１ｅ 係止部
４２ 圧縮バネ部材

Claims (4)

1. 部品供給部から吸着ノズルによって電子部品を吸着保持して取り出して基板位置決め部に位置決めされた基板に実装する電子部品実装装置であって、
   前記吸着ノズルが着脱自在に装着される搭載ヘッドと、この搭載ヘッドを前記部品供給部と前記基板位置決め部との間で移動させるヘッド移動手段と、前記搭載ヘッドに設けられ前記吸着ノズルを着脱自在に保持するノズル保持部と、このノズル保持部を上下方向の変位が許容された状態で案内するとともに前記ノズル保持部へ下向きの付勢力を付与する緩衝案内機構と備え、
   前記ノズル保持部は、前記吸着ノズルに設けられた被クランプ部をクランプするクランプ機構と、前記クランプ機構が設けられ下部に前記吸着ノズルと連通する吸引開口部が設けられた本体部と、前記本体部に上下方向に設けられた摺動孔とを有し、
   前記緩衝案内機構は、前記摺動孔に上下方向に摺動自在に嵌合し且つ内部に前記吸引開口部と連通する吸引孔が設けられた摺動軸と、前記摺動軸が上下方向に挿通して設けられたケーシング部材と、前記ケーシング部材に設けられ前記本体部に設けられた被係止部を係止して前記本体部の脱落を防止する係止部と、前記本体部に下端部を当接させて装着されこの本体部を前記ケーシング部材に装着した状態において上端部がこのケーシング部材に当接するコイル状の圧縮バネ部材と、前記本体部から側方に延出して設けられこの本体部を前記ケーシング部材から取り外した状態において前記圧縮バネ部材の上方への離脱を防止するとともに前記被係止部を兼ねるピン形状部材とを有することを特徴とする電子部品実装装置。
2. 部品供給部から吸着ノズルによって電子部品を吸着保持して取り出して基板位置決め部に位置決めされた基板に実装する電子部品実装装置に用いられ前記吸着ノズルが着脱自在に装着される電子部品の搭載ヘッドであって、
   前記吸着ノズルを着脱自在に保持するノズル保持部と、このノズル保持部を上下方向の変位が許容された状態で案内するとともに前記ノズル保持部へ下向きの付勢力を付与する緩衝案内機構と備え、
   前記ノズル保持部は、前記吸着ノズルに設けられた被クランプ部をクランプするクランプ機構と、前記クランプ機構が設けられ下部に前記吸着ノズルと連通する吸引開口部が設けられた本体部と、前記本体部に上下方向に設けられた摺動孔とを有し、
   前記緩衝案内機構は、前記摺動孔に上下方向に摺動自在に嵌合し且つ内部に前記吸引開口部と連通する吸引孔が設けられた摺動軸と、前記摺動軸が上下方向に挿通して設けられたケーシング部材と、前記ケーシング部材に設けられ前記本体部に設けられた被係止部を係止して前記本体部の脱落を防止する係止部と、前記本体部に下端部を当接させて装着されこの本体部を前記ケーシング部材に装着した状態において上端部がこのケーシング部材に当接するコイル状の圧縮バネ部材と、前記本体部から側方に延出して設けられこの本体部を前記ケーシング部材から取り外した状態において前記圧縮バネ部材の上方への離脱を防止するとともに前記被係止部を兼ねるピン形状部材とを有することを特徴とする電子部品の搭載ヘッド。
3. 前記ピン形状部材は、前記ノズル保持部のノズル軸廻り方向の回転位置を規制する回転位置規制部材を兼ねることを特徴とする請求項２記載の電子部品の搭載ヘッド。
4. 前記ピン形状部材は、前記ノズル保持部が前記圧縮バネ部材の付勢力に抗して上方に押し込まれたときの上限位置を規制する上限位置規制部材を兼ねることを特徴とする請求項２または３記載の電子部品の搭載ヘッド。

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