JP5492635B2 - 熱式流量センサおよび負圧吸着装置 - Google Patents

Description

本発明は熱式流量センサおよび負圧吸着装置に関する。

電子部品などの小型の部品をプリント配線基板上に搬送する場合、吸着ノズルに部品を吸着させて搬送する負圧吸着装置が用いられる。負圧吸着装置は、エジェクタや真空ポンプなどの負圧発生装置で発生した負圧を用いて吸着ノズルの空気吸込口から空気を吸引することにより、吸着ノズルに部品を吸着させる。負圧吸着装置は、部品の吸着／開放が正常に行われていることを知らせるために、吸着確認センサを備えている。下記特許文献１には、部品の吸着の有無を確認するための吸着確認センサとして熱式流量センサを用い、流量の多少に基づいて部品の吸着／開放を判定する負圧吸着装置が開示されている。

特開２００４−９１６６号公報

上記負圧吸着装置は、搬送する部品によってノズルの口径を変える必要がある。多機能な負圧吸着装置の中には、部品の大きさに適合させた口径のノズルを複数搭載するものがある。このような負圧吸着装置では、部品の大きさに応じてヘッドに装着するノズルを選択し、ノズルを付け替えた後に部品の吸着を行う。このとき、ヘッドへのノズルの装着が不完全な状態であると、部品の搭載不良が発生したり、部品吸着の有無を判定する際に支障を来たすこととなり、負圧吸着装置の動作が不安定になるおそれがある。これを防止するために、ノズル交換時にノズルを通過する空気の流量を測定し、標準流量と比較して、ノズルが適正に装着されているか否かを判定する機能を搭載するものがある。この機能を実現するために、上記吸着確認センサを、ノズルの装着状態を判定するために利用できれば、センサを複数搭載する必要がなくなり、負圧吸着装置の小型化、簡素化に寄与することができる。

ところで、吸着確認センサを部品吸着の有無を判定するために用いる場合、タクト時間を短縮するために応答時間を短くすることが要求される。一般的に、部品吸着の有無を判定するために利用される熱式流量センサの応答時間は、２〜５ｍｓ程度となる。このような熱式流量センサは、気流の乱れに起因する流速変化にも反応してしまい、乱れによる出力変動（ノイズ）は、流量が増えるにつれて大きくなる。比較的低い流量領域での判定となる部品吸着の有無判定は、出力変動が小さく、判定に問題は生じない。しかしながら、比較的高い流量領域での判定となるノズルの装着状態の正否判定では、出力変動が大きく、判定が困難となる。さらに、熱式流量センサの流量に対する出力電圧により表される出力特性はリニアではなく、例えば、低流量領域では流量に対する出力電圧の変化の度合いが大きいのに対し、高流量領域では流量に対する出力電圧の変化の度合いが小さくなる。この場合、低流量領域での判定となる部品吸着の有無判定は、流量変化による出力変化が大きいため出力変動の影響は少ないが、高流量領域での判定となるノズルの装着状態の正否判定では、出力変動の影響が大きくなる。

このように、熱式流量センサを使用した吸着確認センサを、部品吸着の有無判定に加え、ノズルの装着状態を判定するために用いる場合には、出力変動の影響により、ノズルの装着状態の判定ができないおそれがある。

そこで本発明は、幅広い範囲の流量領域での測定または判定に用いる場合であっても、判定精度を向上させることができる熱式流量センサおよび負圧吸着装置を提供することを目的の一つとする。

本発明にかかる熱式流量センサは、駆動回路から付与される電力によって発熱する発熱素子および当該発熱素子の両側に設けられる一対の温度検出素子を有するセンサと、前記センサの出力を増幅する増幅部と、前記センサの出力の応答時間を変更する応答時間変更回路と、を備える。

かかる構成により、センサの出力の応答時間を変更することができるため、この応答時間に応じて変わる出力波形の平滑化の度合いを変更することが可能となる。したがって、センサの出力に乱れが含まれる場合には、出力の応答時間を伸長することで、出力に含まれる乱れを除去することが可能となる。

また、本発明にかかる負圧吸着装置は、上記流熱式流量センサと、負圧発生装置で発生した負圧を利用して部品を吸着する吸着ノズルと、を備え、前記熱式流量センサは、前記吸着ノズルから吸い込まれる空気の流量を計測する。

かかる構成を採用することで、負圧吸着装置で行う各種の判定に用いる流量に対応する出力電圧から乱れを除去することができるため、乱れのない安定した出力電圧に基づいて判定させることが可能となる。

上記熱式流量センサにおいて、前記温度検出素子の各電気抵抗から求まる流体の測定流量または外部からの信号に応じて前記応答時間を制御する制御部を、さらに備えることとしてもよい。また、上記熱式流量センサにおいて、前記制御部は、前記測定流量が所定流量以上である場合、または、前記外部からの信号が所定流量以上の流量に対する出力を要求する信号である場合に、前記応答時間を伸長させることとしてもよい。また、上記熱式流量センサにおいて、前記応答時間変更回路は、スイッチとコンデンサとを含むこととしてもよい。

本発明によれば、幅広い範囲の流量領域での測定または判定に用いる場合であっても、判定精度を向上させることができる熱式流量センサおよび負圧吸着装置を提供することができる。

実施形態における負圧吸着装置の外観図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は側面図である。 図１に示す吸着確認センサの分解斜視図である。 図２に示すIII−III線矢視方向断面図である。 図３に示す流量センサの斜視図である。 図４に示すＶ−Ｖ線矢視方向断面図である。 図２に示す制御回路の機能構成図であり 図２に示す制御回路の回路構成図である。 図１に示す吸着確認センサの出力特性を例示する図である。 図１に示す吸着確認センサのスイッチオフ時の応答特性を例示する図である。 図１に示す吸着確認センサのスイッチオン時の応答特性を例示する図である。

以下に、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載では、同一または類似の部分を同一または類似の符号で表す。ただし、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明と照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれる。

図１は本発明の実施形態における負圧吸着装置の外観図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は側面図である。負圧吸着装置は、例えば、プリント配線基板にチップ部品を実装するためのマウンタ装置に搭載することができる。以下においては、複数の吸着ノズルが直線上に配置されたモジュラー式（ＸＹ式）マウンタ装置に搭載した負圧吸着装置について説明するが、本発明は複数の吸着ノズルが円周上に配置されたロータリー式マウンタ装置にも同様に適用することができる。

図１に示す負圧吸着装置は、吸着確認センサ１と、ノズル部３を含む吸着ノズル２と、空気吸引通路４Ａ〜４Ｃと、バルブ５と、配管６と、負圧発生装置７と、ヘッドユニット９とを有する。負圧発生装置７としては、例えば、エジェクタや真空ポンプ等を用いることができる。

ヘッドユニット９の底部には、５つの吸着ノズル２が等間隔で着脱自在に取り付けられている。ヘッドユニット９は、吸着ノズル２の先端にあるノズル部３の昇降動作や、ノズル部３の上下方向を軸とする回転動作を制御する。

各吸着ノズル２は、空気吸引通路４Ａ、吸着確認センサ１、空気吸引通路４Ｂ、バルブ５および空気吸引通路４Ｃを介して配管６にそれぞれ接続されている。各吸着ノズル２は、負圧発生装置７で発生した負圧を利用して部品を吸着する。

本実施形態における負圧吸着装置は、吸着対象となる部品の大きさに合わせてノズル部３を交換することができる。本実施形態では、以下において、口径の異なる大小２種類のノズル部３を交換して使用する場合について説明する。

バルブ５は、吸着ノズル２への負圧／大気圧の供給を制御して部品の吸着／開放を制御する。吸着確認センサ１は、本発明の熱式流量センサの一例である。吸着確認センサ１は、吸着ノズル２から吸い込まれる空気の流量に基づいて、例えば吸着ノズル２での部品吸着の有無等を判定する。

図２および図３を参照して、吸着確認センサ１について説明する。図２は、吸着確認センサ１の分解斜視図であり、図３は、図２に示すIII−III線矢視方向断面図である。

吸着確認センサ１は、全体として直方体をなしており、プラスチック樹脂製の成型品からなるケース１４内に、空気が流れる流路１５が形成され、その流路１５を流れる空気の流量を計測する流量センサ１２が流路１５内に配置されている。

流量センサ１２は、熱式センサであり、基板１１に実装されている。流量センサ１２が実装されている基板１１の反対側の面には、制御回路１３が実装されている。制御回路１３は、流量センサ１２を制御して流路１５内の空気流量を測定し、例えば吸着ノズル２での部品吸着の有無等を示す電気信号を出力する。

図４は、流量センサ１２の斜視図であり、図５は、図４に示すＶ−Ｖ線矢視方向断面図である。図４および図５に示すように、流量センサ１２は、キャビティ２６が設けられた基板２０と、基板２０上にキャビティ２６を覆うように配置された絶縁膜２５と、絶縁膜２５に設けられた発熱素子としての発熱抵抗体２１と、発熱抵抗体２１より上流側（図４，図５において左側）に設けられた温度検出素子としての上流側測温抵抗素子２２と、発熱抵抗体２１より下流側（図４，図５において右側）に設けられた温度検出素子としての下流側測温抵抗素子２３と、上流側測温抵抗素子２２より上流側に設けられた温度センサ２４と、を有する。

絶縁膜２５のキャビティ２６を覆う部分は、熱容量が小さく、基板２０に対して断熱性を有するダイヤフラムを構成する。温度センサ２４は、流路１５に流入してきた空気の温度を測定する。発熱抵抗体２１は、キャビティ２６を覆う絶縁膜２５の中心に配置されており、駆動回路（不図示）から付与される電力によって発熱する。発熱抵抗体２１は、温度センサ２４が計測した空気の温度よりも一定温度高くなるように加熱される。上流側測温抵抗素子２２は、発熱抵抗体２１より上流側の温度を検出するために用いられる。下流側測温抵抗素子２３は、発熱抵抗体２１より下流側の温度を検出するために用いられる。

ここで、図３に示す流路１５中の空気が静止（停止）している場合には、図４および図５に示す発熱抵抗体２１によって加えられた熱は、上流方向と下流方向へ対称的に拡散する。したがって、上流側測温抵抗素子２２および下流側測温抵抗素子２３の温度は等しくなり、上流側測温抵抗素子２２および下流側測温抵抗素子２３の電気抵抗は等しくなる。これに対し、流路１５中の空気が上流から下流に流れている場合には、発熱抵抗体２１によって加えられた熱は、下流方向に運ばれる。したがって、上流側測温抵抗素子２２の温度よりも、下流側測温抵抗素子２３の温度の方が高くなる。そのため、上流側測温抵抗素子２２の電気抵抗と下流側測温抵抗素子２３の電気抵抗との間に差が生じる。

下流側測温抵抗素子２３の電気抵抗と上流側測温抵抗素子２２の電気抵抗との差は、流路１５を流れる空気の流量と相関関係がある。それゆえに、下流側測温抵抗素子２３の電気抵抗と上流側測温抵抗素子２２の電気抵抗との差から、流路１５を流れる空気の流量を算出することができる。また、流路１５中の空気が下流から上流に流れる場合であっても、同様に、上流側測温抵抗素子２２の電気抵抗と下流側測温抵抗素子２３の電気抵抗との差から、流路１５を流れる空気の流量を算出することができる。

図４および図５に示す基板２０の材料としては、シリコン(Ｓｉ)などが使用可能である。絶縁膜２５の材料としては、酸化ケイ素(ＳｉＯ₂)などが使用可能である。キャビティ２６は、異方性エッチングなどにより形成される。また発熱抵抗体２１、上流側測温抵抗素子２２、下流側測温抵抗素子２３および温度センサ２４の各材料には白金(Ｐｔ)などが使用可能であり、リソグラフィ法などにより形成可能である。

図６および図７を参照して、制御回路１３について説明する。図６は、制御回路１３の機能構成図であり、図７は、制御回路１３の回路構成図である。

制御回路１３は、機能的には、例えば図６に示すように、流量算出部１３１と、増幅部１３２と、スイッチ制御部１３３と、判定部１３４とを有し、物理的には、例えば図７に示すように、ブリッジ回路Ｂと、インスツルメンテーションアンプＡと、ＣＰＵ（不図示）と、メモリ（不図示）とを含んで構成される。

図７に示すブリッジ回路Ｂは、上流側測温抵抗素子２２、下流側測温抵抗素子２３および抵抗Ｒ１，Ｒ２を含む。インスツルメンテーションアンプＡは、三つのオペアンプＯＰ１〜ＯＰ３と、６つの抵抗Ｒ３〜Ｒ８と、応答時間変更回路ＡＣとを含む。応答時間変更回路ＡＣは、インスツルメンテーションアンプＡの出力信号の応答時間を伸長させるコンデンサＣ１と、応答時間変更回路ＡＣをオン／オフするスイッチＳＷ１と、を含む。インスツルメンテーションアンプＡは、所定電圧ＶＢを抵抗Ｒ９と抵抗Ｒ１０とで分圧した電圧を基準電圧として用いる。

図６に示す流量算出部１３１は、発熱抵抗体２１を発熱させたときの上流側測温抵抗素子２２および下流側測温抵抗素子２３の各電気抵抗（温度）に基づいて、空気の流量を算出する。具体的に、流量算出部１３１は、下流側測温抵抗素子２３の電気抵抗と上流側測温抵抗素子２２の電気抵抗との差をブリッジ回路Ｂで検出し、空気の熱伝導率などの物性値に基づいて空気の流量（質量流量）を算出する。流量算出部１３１は、所定の検出間隔ごとに流量センサ１２を駆動して空気の流量を算出する。

増幅部１３２は、ブリッジ回路Ｂで検出された電気抵抗の差をインスツルメンテーションアンプＡで増幅し、出力電圧ＶＯを出力する。

図８を参照して、吸着確認センサ１の出力特性について説明する。この出力特性は、流量に対する出力電圧により表される。図８に示すＧ０は、負圧吸着装置で利用可能な全流量領域をカバーする吸着確認センサ１の出力特性を示す。この出力特性Ｇ０は、低流量領域では流量に対する出力電圧の変化の度合いが比較的大きいのに対し、高流量領域に移るにしたがって流量に対する出力電圧の変化の度合いが小さくなる。このような特性は、一般的な熱式センサに共通する特徴である。

本実施形態における負圧吸着装置では、小型のノズル部３を装着したときには、部品吸着時の空気流量が略０L／ｍｉｎとなり、部品開放時の空気流量が略１L／ｍｉｎとなる。したがって、小型のノズル部３を装着した時に部品の吸着の有無を判定する場合には、低流量領域に該当する０〜１L／ｍｉｎの流量に対応する出力電圧に基づいて判定することになる。つまり、出力電圧ＶＯが、０L／ｍｉｎの流量に対応する電圧ＶＬＹ付近であるときには、部品が吸着状態であると判定することができる。出力電圧ＶＯが、１L／ｍｉｎの流量に対応する電圧ＶＬＮ付近であるときには、部品が開放状態であると判定することができる。

また、負圧吸着装置において、大型のノズル部３を装着したときには、ノズル部３が正常に装着している時の空気流量が略５L／ｍｉｎとなり、ノズル部３が正常に装着していない時の空気流量が略６L／ｍｉｎとなる。したがって、大型のノズル部３を装着した時にノズル部３の装着状態の正否を判定する場合には、高流量領域に該当する５〜６L／ｍｉｎの流量に対応する出力電圧に基づいて判定することになる。つまり、出力電圧ＶＯが、５L／ｍｉｎの流量に対応する電圧ＶＨＹ付近であるときには、ノズル部３の装着状態が正常であると判定することができる。出力電圧ＶＯが、６L／ｍｉｎの流量に対応する電圧ＶＨＮ付近であるときには、ノズル部３の装着状態が異常であると判定することができる。

図８に示すように、低流量領域での判定に用いる流量に対応する出力電圧ＶＬＹ，ＶＬＮ間の差ＶＬは比較的大きいのに対し、高流量領域での判定に用いる流量に対応する出力電圧ＶＨＹ，ＶＨＮ間の差ＶＨは小さい。

図６に示すスイッチ制御部１３３は、外部からの信号に応じてスイッチＳＷ１のオン／オフを制御する。スイッチ制御部１３３がスイッチＳＷ１をオフからオンに切り替えると、応答時間変更回路ＡＣが接続状態となり、インスツルメンテーションアンプＡからの出力信号の応答時間が長くなる。スイッチ制御部１３３がスイッチＳＷ１をオンからオフに切り替えると、応答時間変更回路ＡＣが切断状態となり、インスツルメンテーションアンプＡからの出力信号の応答時間が短くなる。

外部からの信号としては、例えば、大型ノズルの装着状態の正否を判定する際に用いる高流量領域の流量（例えば、５L／ｍｉｎ〜６L／ｍｉｎ）に対する出力を要求する高流量判定要求信号や、小型ノズル装着時の部品の吸着の有無を判定する際に用いる低流量領域の流量（例えば、０L／ｍｉｎ〜１L／ｍｉｎ）に対する出力を要求する低流量判定要求信号等がある。

スイッチ制御部１３３は、高流量判定要求信号を受信した場合には、スイッチＳＷ１をオフからオンに切り替える。スイッチ制御部１３３は、低流量判定要求信号を受信した場合には、スイッチＳＷ１をオンからオフに切り替える。

判定部１３４は、インスツルメンテーションアンプＡからの出力電圧ＶＯに基づいて、流量を用いて行う各種の判定を実行する。各種の判定としては、例えば、ノズルの装着状態の正否判定や部品吸着の有無判定等が該当する。以下に、判定部１３４による判定について具体的に説明する。

判定部１３４は、例えば、大型のノズル部３の装着が正常であるか否かを判定する場合には、高流量領域に該当する５〜６L／ｍｉｎの流量に対応する出力電圧に基づいて判定する。具体的に、判定部１３４は、出力電圧が５L／ｍｉｎに対応する電圧ＶＨＹ付近である場合には、ノズル部３が正常に装着していると判定し、その旨を示す電気信号を出力する。一方、判定部１３４は、出力電圧が６L／ｍｉｎに対応する電圧ＶＨＮ付近である場合には、ノズル部３が正常に装着していないと判定し、その旨を示す電気信号を出力する。

また、判定部１３４は、例えば、小型のノズル部３装着時に部品吸着の有無を判定する場合には、低流量領域に該当する０〜１L／ｍｉｎの流量に対応する出力電圧に基づいて判定する。具体的に、判定部１３４は、出力電圧が０L／ｍｉｎに対応する電圧ＶＬＹ付近である場合には、部品が吸着していると判定し、その旨を示す電気信号を出力する。一方、判定部１３４は、出力電圧が１L／ｍｉｎに対応する電圧ＶＬＮ付近である場合には、部品が吸着していないと判定し、その旨を示す電気信号を出力する。

上述のように構成される負圧吸着装置は、例えば、以下のように動作する。

最初に、バルブ５が負圧発生装置７側（オン側）に切り替えられると、負圧発生装置７で発生する負圧を利用して、ノズル部３の空気吸込口から空気を吸い込む。これにより、空気吸引通路４Ａを介して吸着確認センサ１に空気が流入し、吸着確認センサ１は、空気の流量を計測する。吸着確認センサ１を通過した空気は、空気吸引通路４Ｂ、バルブ５、空気吸引通路４Ｃ、配管６を介して負圧発生装置７に到達する。その結果、ノズル部３の空気吸込口の真下に位置する部品がノズル部３の先端に吸着される。

続いて、バルブ５が大気圧側（オフ側）に切り替えられると、空気の吸い込みを停止する。その結果、ノズル部３の先端に吸着されていた部品が開放される。

ノズル部３の先端に部品が吸着している吸着状態では、部品によりノズル部３の空気吸込口の開口面積が狭められるため、吸い込まれる空気量が減少し、吸着確認センサ１の出力は低い出力電圧となる。一方、ノズル部３の先端に部品が吸着していない開放状態では、ノズル部３の空気吸込口から比較的多くの空気が吸い込まれるため、吸着確認センサ１の出力は高い出力電圧となる。また、大型のノズル部３が正常に装着していない場合には、正常に装着している場合に比べて、吸い込まれる空気の流量が増加し、吸着確認センサ１の出力が高くなる。

以下において、スイッチＳＷ１のオン／オフによって変化する吸着確認センサ１の応答特性について説明する。

吸着確認センサを部品吸着の有無を判定するために用いる場合、タクト時間を短縮するために応答時間を短くすることが要求される。一般的に、部品吸着の有無を判定するために利用される熱式流量センサの応答時間は、２〜５ｍｓ程度となる。このような応答時間に対応する熱式流量センサは、気流の乱れに起因する流速変化にも反応してしまい、乱れによる出力変動（ノイズ）は、流量が増えるにつれて大きくなる。例として、図９を参照して、スイッチＳＷ１をオフにしたときの吸着確認センサ１の応答特性について説明する。この応答特性は、時間＝０．００ｓでバルブ５が負圧発生装置７側に切り替えられてから経過した時間に対する出力電圧の遷移状態を示すものである。

図９のＧ１は、流量が１L／ｍｉｎであるときの応答特性を示す。この１L／ｍｉｎは、小型のノズル部３が部品を開放しているときの流量である。流量が１L／ｍｉｎであるときの最終値は電圧ＶＬＮとなる。これに対して、小型のノズル部３が部品を吸着しているときの流量は、略０L／ｍｉｎであり、このときの最終値は電圧ＶＬＹとなる。０〜１L／ｍｉｎのように低流量である場合には、気流に乱れがほとんど生じないため、各流量に対する出力電圧は、過渡期を経過した後に最終値付近で安定する。したがって、小型のノズル部３が部品を吸着しているか否かを判定する際の基準となる出力電圧の閾値を設定する場合には、電圧ＶＬＹから電圧ＶＬＮまでの間にある最適な電圧に設定すればよく、容易に設定することができる。

図９のＧ５は、流量が５L／ｍｉｎであるときの応答特性を示す。この５L／ｍｉｎは、大型のノズル部３が正常に装着されているときの流量である。流量が５L／ｍｉｎであるときの最終値は電圧ＶＨＹとなる。これに対して、大型のノズル部３が正常に装着されていないときの流量は、６L／ｍｉｎであり、このときの最終値は電圧ＶＨＮとなる。５〜６L／ｍｉｎのように高流量である場合には、気流に大きな乱れが生ずるため、各流量に対する出力電圧は、図９のＧ５に示すように大きく乱れ、不安定となる。したがって、大型のノズル部３が正常に装着されているか否かを判定する際の基準となる出力電圧の閾値を、電圧ＶＨＹから電圧ＶＨＮまでの間に設定すると、判定精度が著しく低減してしまう。

図１０を参照して、スイッチＳＷ１をオンにしたときの吸着確認センサ１の応答特性について説明する。この応答特性は、時間＝０．００ｓでバルブ５が負圧発生装置７側に切り替えられてから経過した時間に対する出力電圧の遷移状態を示すものである。なお、図１０のＧ５は、図９の応答特性Ｇ５と同一の応答特性であり、図１０のＧ５ａと比較するために表示したものである。

図１０のＧ５ａは、流量が５L／ｍｉｎであるときの応答特性を示す。この応答特性Ｇ５ａは、出力電圧が過渡期を経過した後に、最終値である電圧ＶＨＹ付近で安定することを示している。これと同様に、大型のノズル部３が正常に装着されていないときの流量である６L／ｍｉｎに対応する出力電圧も、過渡期を経過した後に、最終値である電圧ＶＨＮ付近で安定する。これにより、流量が５L／ｍｉｎであるときの出力電圧と、流量が６L／ｍｉｎであるときの出力電圧と、を明確に判別することが可能となる。つまり、スイッチＳＷ１をオンにすることで、大型のノズル部３が正常に装着されているか否かを判定する際の基準となる出力電圧の閾値を、電圧ＶＨＹから電圧ＶＨＮまでの間にある最適な電圧に設定することが可能となる。それゆえに、高流量領域における判定の精度を向上させることができる。

一方、図９に示す応答特性Ｇ５は、最終値の９０％に到達するまでに要する時間が、およそ０．０５ｓであるのに対し、図１０に示す応答特性Ｇ５ａは、最終値の９０％に到達するまでに要する時間が、およそ０．１５ｓとなる。つまり、応答時間変更回路ＡＣをオン状態にすることで、応答特性の応答時間が伸長され、判定に要する時間が長くなってしまう。したがって、低流量領域の流量を用いて判定する場合には、スイッチＳＷ１をオフにすることで、安定した出力電圧を維持したまま、応答時間を短縮することができるため、高い判定精度を維持したまま、判定に要する時間を短縮することができる。

上述したように、本実施形態における負圧吸着装置によれば、各種の判定に用いる流量に応じてスイッチＳＷ１のオン／オフを制御することで、センサの出力の応答時間を変更することができ、この応答時間に応じて変わる出力波形の平滑化の度合いを変更することが可能となる。したがって、低流量領域および高流量領域の双方で流量に対応する出力電圧を安定させることができるため、幅広い範囲の流量領域での測定や判定に用いる場合であっても、判定精度を向上させることができる。

具体的には、例えば、大型のノズル部の装着の正否を判定する場合には、スイッチＳＷ１をオンにすることで、応答時間を伸長して出力電圧に含まれる乱れを除去することができる。これにより、高流量領域の流量に対する出力電圧を安定して出力させることができるため、判定に用いる出力値の差が小さい場合であっても、判定精度を向上させることが可能となる。

また、例えば、小型のノズル部３での部品の吸着の有無を判定する場合には、スイッチＳＷ１をオフにすることで、安定した出力を維持したまま、応答時間を短縮することができる。これにより、高い判定精度を維持したまま、判定に要する時間を短縮することができる。

[変形例]
本発明を、上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす記述および図面は、この発明を限定するものではない。この開示から当業者には様々な代替の実施形態や運用技術等が明らかになるはずである。

例えば、上述した実施形態では、スイッチＳＷ１のオン／オフを切り替えて一つの出力電圧を出力しているが、これに限定されない。例えば流量が５L／ｍｉｎである場合、応答特性Ｇ５に応じた出力電圧を出力し、それとは別に、応答特性Ｇ５ａに応じた出力電圧を出力することとしてもよい。この場合に、図６に示す制御回路１３は、増幅部１３２の代わりに、応答特性Ｇ５に応じた出力電圧を出力可能な第１の増幅部と、応答特性Ｇ５ａに応じた出力電圧を出力可能な第２の増幅部と、を備えることとすればよい。また、図６に示す制御回路１３のスイッチ制御部１３３は、省略することとすればよい。

第１の増幅部および第２の増幅部について具体的に説明する。第１の増幅部は、ブリッジ回路で検出された電気抵抗の差を、応答時間変更回路ＡＣを含まないインスツルメンテーションアンプで増幅し、出力電圧を出力する。第２の増幅部は、ブリッジ回路で検出された電気抵抗の差を、応答時間変更回路ＡＣを含むインスツルメンテーションアンプで増幅し、出力電圧を出力する。

このように構成することで、各種の判定を行う際に、判定精度を高めることができる出力電圧を選択して判定を行うことが可能となる。

また、上述した実施形態におけるスイッチ制御部１３３は、外部からの信号に応じてスイッチＳＷ１のオン／オフを制御しているが、これに限定されない。例えば、スイッチ制御部１３３は、流量算出部１３１によって算出された空気の流量（測定流量）に応じてスイッチＳＷ１のオン／オフを制御することとしてもよい。具体的には、スイッチ制御部１３３は、測定流量が高流量領域に属すると判定した場合には、スイッチＳＷ１をオフからオンに切り替える。スイッチ制御部１３３は、測定流量が低流量領域に属すると判定した場合には、スイッチＳＷ１をオンからオフに切り替える。

また、上述した実施形態では、スイッチＳＷ１のオン／オフを制御する際に、判定に用いる流量が高流量領域であるのか低流量領域であるのかを基準にしているが、これに限定されない。例えば、所定流量を判定基準に設定し、外部からの信号が所定流量以上の流量に対する出力を要求する信号である場合には、スイッチＳＷ１をオンにし、外部からの信号が所定流量未満の流量に対する出力を要求する信号である場合には、スイッチＳＷ１をオフにすることとしてもよい。所定流量は、判定精度と判定時間とを比較考量しながら適宜設定することができる。

最後に、上述した実施形態では、本発明に係る熱式流量センサを、負圧吸着装置の吸着確認センサに適用した場合について説明しているが、これに限定されない。本発明に係る熱式流量センサは、流体の流量に基づいて判定を行う種々の装置に適用することができる。

１…吸着確認センサ、２…吸着ノズル、３…ノズル部、４Ａ〜４Ｃ…空気吸引通路、５…バルブ、６…配管、７…負圧発生装置、９…ヘッドユニット、１１…基板、１２…流量センサ、１３…制御回路、１４…ケース、１５…流路、２０…基板、２１…発熱抵抗体、２２…上流側測温抵抗素子、２３…下流側測温抵抗素子、２４…温度センサ、２５…絶縁膜、２６…キャビティ、１３１…流量算出部、１３２…増幅部、１３３…スイッチ制御部、１３４…判定部、Ａ…インスツルメンテーションアンプ、ＡＣ…応答時間変更回路、Ｂ…ブリッジ回路、Ｃ１…コンデンサ、ＳＷ１…スイッチ。

Claims (3)

1. 駆動回路から付与される電力によって発熱する発熱素子および当該発熱素子の両側に設けられる一対の温度検出素子を有するセンサと、
   前記センサの出力を増幅する増幅部と、
   前記センサの出力の応答時間を変更する応答時間変更回路と、
   前記応答時間変更回路をオン／オフするスイッチと、
   前記温度検出素子の各電気抵抗から求まる流体の測定流量または外部からの信号に応じて前記応答時間を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記測定流量が所定流量以上である場合、または、前記外部からの信号が所定流量以上の流量に対する出力を要求する信号である場合に、前記スイッチをオンすることにより前記応答時間を伸長させる、
   ことを特徴とする熱式流量センサ。
2. 前記応答時間変更回路は、コンデンサを含むことを特徴とする請求項１記載の熱式流量センサ。
3. 請求項１または２記載の熱式流量センサと、
   負圧発生装置で発生した負圧を利用して部品を吸着する吸着ノズルと、を備え、
   前記熱式流量センサは、前記吸着ノズルから吸い込まれる空気の流量を計測することを特徴とする負圧吸着装置。