JP6661649B2 - フィルタ保持構造および部品実装装置 - Google Patents

Description

この発明は、部品を吸着する部品吸着ヘッドの内部でフィルタを保持するフィルタ保持構造および当該フィルタ保持構造を有する部品実装装置に関するものである。

テープフィーダーなどの部品供給部から供給される部品を基板に実装する部品実装装置では、上記部品を部品供給部からピックアップし、基板に実装するために部品吸着ヘッドが用いられている。部品吸着ヘッドはノズルシャフトの先端部に吸着ノズルを装着したものであり、ノズルシャフトの内部に設けられる管路を介して吸着ノズルに負圧を与えることで吸着ノズルにより部品を吸着する。また、部品吸着ヘッドでは、異物除去のために、負圧経路上にフィルタが配置されている。例えば特許文献１に記載の装置では、上記ノズルシャフトに相当するノズルブロックの内部に、吸着ノズルに向かって吸引孔が延設されている。そして、円筒形状の保持体の内部にフィルタを固定してなるフィルタ部が吸引孔に装着されている。

特許第３８７８８１６号

上記従来技術では、フィルタを保持体内に収納した状態でノズルブロックに装着する必要があり、これによって吸引孔の内径が広くなっている。このため、吸引孔の延設方向に対して直交する方向においてノズルブロックの大型化、延いては部品吸着ノズルの大型化は避けられず、複数の部品吸着ヘッドを並設する際のヘッド間隔が広がってしまう。これが部品実装装置の稼働効率を低下させる主要因のひとつとなっていた。

また、上記従来技術では、保持体の外周にねじ部が設けられており、当該ねじ部を吸引孔に設けられた内ねじに螺合させることでフィルタ部をノズルブロックに装着している。このため、ノズルブロックへのフィルタの装着には、保持体へのフィルタの挿入、リング部材によるフィルタの固定、ノズルブロックへのフィルタ部（保持体＋フィルタ＋リング部材）の装着との３段階の装着作業を行う必要があった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、部品吸着ノズルの大型化を回避しつつ部品吸着ノズルへのフィルタ装着が簡易となるフィルタ保持構造、ならびに当該フィルタ保持構造を有する部品実装装置を提供することを目的とする。

この発明の一態様は、ノズルシャフトの先端部に吸着ノズルが着脱自在に装着される、部品吸着ヘッドにおいてフィルタを保持するフィルタ保持構造であって、開口がノズルシャフトの先端面に設けられ、フィルタ保持空間ならびに開口とフィルタ保持空間とをつなぐ通路がノズルシャフトの先端部に設けられ、開口の内径がフィルタの外径よりも広く設けられ、フィルタ保持空間は、通路とつながる連通領域と、連通領域に対して通路の反対側でフィルタを保持可能に設けられた領域とを有し、連通領域の内径がフィルタの外径よりも狭められ、通路の内径が開口からフィルタ保持空間に向かう圧入方向に進むにしたがって狭まられ、開口、通路および連通領域を介してフィルタの全部をフィルタを保持可能に設けられた領域に圧入可能となっており、フィルタを保持可能に設けられた領域に圧入されたフィルタがノズルシャフトの先端部で保持されることを特徴としている。

また、この発明の他の態様は、ノズルシャフトの先端部に吸着ノズルが着脱自在に装着される部品吸着ヘッドで部品を保持し、基板に実装する部品実装装置であって、口がノズルシャフトの先端面に設けられ、フィルタ保持空間ならびに開口とフィルタ保持空間とをつなぐ通路がノズルシャフトの先端部に設けられ、開口の内径がフィルタの外径よりも広く設けられ、フィルタ保持空間は、通路とつながる連通領域と、連通領域に対して通路の反対側でフィルタを保持可能に設けられた領域とを有し、連通領域の内径がフィルタの外径よりも狭められ、通路の内径が開口からフィルタ保持空間に向かう圧入方向に進むにしたがって狭まられ、開口、通路および連通領域を介してフィルタの全部をフィルタを保持可能に設けられた領域に圧入可能となっており、フィルタを保持可能に設けられた領域に圧入されたフィルタがノズルシャフトの先端部で保持されることを特徴としている。

このように構成された発明では、吸着ノズルはノズルシャフトの先端部に着脱自在に装着され、ノズルシャフトの先端部に設けられた開口を介してフィルタ保持空間に連通されている。そして、当該フィルタ保持空間にフィルタが単体で収容されている。しかも、フィルタ保持空間の開口とつながる連通領域がフィルタの吸着ノズル側の端面よりも狭められている。このため、上記開口からフィルタが抜け落ちることなく、フィルタをしっかりと保持することができる。

以上のように、本発明では、フィルタ単体をノズルシャフトの先端部に直接装着し、確実に保持することができるため、フィルタ装着が簡易なものとなっている。また、フィルタ装着に伴うノズルシャフトの大径化を防止することができ、その結果、フィルタ装着に伴う部品吸着ヘッドの大型化を回避することができる。

本発明にかかる部品実装装置の第１実施形態を示す平面図である。 図１に示す部品実装装置の正面図である。 吸着ノズルおよびノズルシャフトの構成を示す図である。 フィルタ供給部の構成を示す図である。 フィルタ供給部の部分断面図である。 フィルタ着脱部およびフィルタ廃棄ボックスの構成を示す模式図である。 図１の部品実装装置の電気的構成を示すブロック図である。 図１の部品実装装置で実行されるフィルタ交換処理を示すフローチャートである。 フィルタ取外工程を模式的に示す図である。 フィルタ供給工程を模式的に示す図である。 フィルタ装着工程を模式的に示す図である。 本発明にかかる部品実装装置の第２実施形態において装備されるフィルタ着脱部の構成を示す図である。 本発明にかかる部品実装装置の第３実施形態において装備されるフィルタ供給部の構成を示す図である。 本発明にかかる部品実装装置の第４実施形態において装備されるフィルタ供給部の構成を示す図である。 本発明にかかる部品実装装置の第５実施形態において装備されるフィルタ供給部の構成を示す図である。 本発明にかかる部品実装装置の第６実施形態におけるノズルシャフトの先端部およびフィルタの構造を模式的に示す図である。 本発明にかかる部品実装装置の第６実施形態に装備されるフィルタ供給装着部の構成を示す図である。 図１６のフィルタ供給部によるフィルタ供給装着動作を模式的に示す図である。 本発明にかかる部品実装装置の第７実施形態を示す平面図である。 図１８の部品実装装置で装備されるフィルタ交換装置の全体構成を示す図である。 図１９Ａのフィルタ交換装置の部分断面図である。

Ａ．第１実施形態
図１は本発明にかかる部品実装装置の第１実施形態を示す平面図である。また、図２は図１に示す部品実装装置の正面図である。この部品実装装置１００は、図１および図２に示すように、基台１と、基台１上に配置されＸ方向に基板１１０を搬送する基板搬送機構部２と、部品を供給する部品供給部４１が着脱自在に装着された部品収容部４ａ、４ｂと、部品実装用のヘッドユニット５とを備えている。

基板搬送機構部２は、基板１１０の搬送方向（Ｘ方向）に延びる一対のコンベア２ａを有している。一対のコンベア２ａは、Ｘ１方向側から基板１１０を受け入れて所定の実装作業位置に搬送するとともに、実装作業後に、作業済みの基板１１０をＸ２方向側に搬出するように構成されている。

部品収容部４ａ、４ｂは、基板搬送機構部２の前方側（Ｙ２方向側）において互いにＸ方向に離間して配置されている。これらの部品収容部４ａ、４ｂでは、複数の部品供給部４１が設けられている。本実施形態では、部品供給部の一例として、ＩＣ、トランジスタおよびコンデンサ等のチップ部品を収納したテープフィーダー４１が用いられており、各部品収容部４ａ、４ｂにおいて複数のテープフィーダー４１が基板搬送機構部２に沿ってＸ方向に配列されている。そして、部品収容部４ａ、４ｂにおいて各テープフィーダー４１は、間欠的にテープを繰り出しながらチップ部品を基板搬送機構部２近傍の所定の部品供給位置４１ａに供給するように構成されている。なお、これらのテープフィーダー４１は作業者などにより各部品収容部４ａ、４ｂへの装着位置を適宜変更可能となっている。

ヘッドユニット５は、後述する吸着ノズル５１を介して部品収容部４ａ、４ｂから供給される部品を吸着して基板１１０に実装する機能を有している。ヘッドユニット５は、基板１１０の搬送方向（Ｘ方向）および前後方向（Ｙ方向）に移動可能に構成されている。具体的には、ヘッドユニット５は、Ｘ方向に延びるユニット支持部材６によりＸ方向に移動可能に支持されている。また、ヘッドユニット５は、Ｘ軸モーター７ａによりボールねじ軸７ｂが回動されることによってＸ方向に移動される。ユニット支持部材６は、Ｙ方向に延びる一対の固定レール１ｂを介して、一対の高架フレーム１ａによりＹ方向に移動可能に支持されている。ユニット支持部材６は、Ｙ軸モーター８ａによりボールねじ軸８ｂが回動されることによってＹ方向に移動される。

また、ヘッドユニット５は、部品吸着用の吸着ノズル５１の後端部がノズルシャフト５２の先端部に着脱自在に装着された部品吸着ヘッド５３を複数個備えている。各部品吸着ヘッド５３は、Ｚ軸モーター５ａ（図６）により昇降（Ｚ方向の移動）可能であるとともに、Ｒ軸モーター５ｂ（図６）により吸着ノズル５１の中心を通る鉛直軸線を回動中心としてＲ方向に回動可能に構成されている。部品吸着ヘッド５３は、６個設けられており、３個ずつ前後の２列で配列されている。また、吸着ノズル５１は、各部品吸着ヘッド５３に１つずつ取り付けられており、部品吸着ヘッド５３と同様に、３個ずつ前後の２列で配列されている。すなわち、６個の吸着ノズル５１は、図１に示すように、３個ずつＹ方向にずれた状態で配置されている。

図３は吸着ノズルおよびノズルシャフトの構成を示す図である。同図では、ノズルシャフト５２に吸着ノズル５１が装着された状態が同図の（ａ）欄に記載され、吸着ノズル５１がノズルシャフト５２から取り外された状態が同図の（ｂ）欄に記載され、ノズルシャフト５２からフィルタ５４が取り外された状態が同図の（ｃ）欄に記載されている。吸着ノズル５１は、ノズルシャフト５２の先端部に対して外嵌されるノズルホルダ５１１と、このノズルホルダ５１１の先端部に対して上下方向に移動自在に保持されるノズル本体５１２と、ノズル本体５１２を下方（ノズルホルダ５１１から突出する方向）に付勢するための圧縮コイルばね５１３とを有している。ノズルホルダ５１１およびノズル本体５１２には、上下方向に貫通して管路がそれぞれ設けられている。そして、ノズルホルダ５１１がノズルシャフト５２の先端部に長さＬ１だけ外嵌されると、上記管路がノズルシャフト５２において上下方向に延設された管路５２１と連通され、圧縮エアを吸着ノズル５１の先端部に与えて部品や圧縮済フィルタ等に吹き付ける吹付経路および負圧を吸着ノズル５１の先端部に吸引力を与える吸引経路およびを形成する。

上記したように正圧および負圧を吸着ノズル５１に与えるために、部品吸着ヘッド５３ごとに、次に説明する切替バルブが設けられている。すなわち、図２に示すように、各部品吸着ヘッド５３のノズルシャフト５２は配管３１ａにより負圧／正圧切替バルブ３２と接続されている。この負圧／正圧切替バルブ３２に対しては、上記配管３１ａ以外に配管３１ｂ、３１ｃが接続されている。これらのうち配管３１ｂは、真空ポンプなどにより構成される負圧発生装置３３に接続されている。このため、装置全体を制御する制御ユニット８から負圧／正圧切替バルブ３２に与えられる切替信号が負圧レベルに設定されている間、負圧／正圧切替バルブ３２は配管３１ａを配管３１ｂのみと接続する。これによって、配管３１ａ、負圧／正圧切替バルブ３２、配管３１ｂ、ノズルシャフト５２の管路５２１で構成される吸引経路を介して吸着ノズル５１に負圧が供給される。一方、上記切替信号が正圧レベルに切り替わると、負圧／正圧切替バルブ３２は配管３１ａの接続先を配管３１ｂから配管３１ｃに切り替える。なお、配管３１ａには圧力センサ３７が取り付けられ、ノズルシャフト５２の管路５２１に与えられる圧力を検知し、制御ユニット８に出力する。

配管３１ｃは圧力切替バルブ３４に接続されている。この圧力切替バルブ３４に対しては、上記配管３１ｃ以外に配管３１ｄ、３１ｅが接続されている。これらのうち配管３１ｄはコンプレッサなどにより構成される正圧発生装置３５に直接接続され、正圧発生装置３５で発生した比較的高い圧力を有する圧縮エアを供給する。もう一方の配管３１ｅは配管３１ｄから分岐した分岐配管であり、その中間部にレギュレータ３６が介挿されている。このレギュレータ３６は、配管３１ｄ、３１ｅを介して流入してくる圧縮エアの圧力を部品装着処理に適した圧力に減圧する機能を有している。そして、レギュレータ３６により低圧に調圧されたエアは配管３１ｅにより圧力切替バルブ３４に向けて供給される。

圧力切替バルブ３４は制御ユニット８からの切替信号に応じて上記配管３１ｃと配管３１ｄ、３１ｅとの接続状態を切り替える。より詳しくは、切替信号が「高圧」レベルとなっている間、圧力切替バルブ３４は、配管３１ｄが配管３１ｃと接続された状態、つまり「高圧接続状態」に切り替える。一方、上記切替信号が「低圧」レベルに切り替わると、圧力切替バルブ３４は配管３１ｃの接続先を配管３１ｄから配管３１ｅに切り替える。つまり、配管３１ｅが配管３１ｃと接続された「低圧接続状態」に切り替える。したがって、負圧／正圧切替バルブ３２が正圧供給側に切り替わっている間に、配管３１ｃ、負圧／正圧切替バルブ３２および配管３１ａを介して正圧が吸着ノズル５１に供給される。しかも、圧力切替バルブ３４による接続状態の切替によって吸着ノズル５１に供給されるエアの圧力を２種類に調整することが可能となっており、それらの正圧が配管３１ｃ、負圧／正圧切替バルブ３２、ノズルシャフト５２の管路５２１で構成される吹付経路を介して吸着ノズル５１に圧縮エアが供給される。

上記のように構成された吸着ノズル５１はノズルシャフト５２の先端部に対して着脱自在となっており、吸着ノズル５１が取り外されると、ノズルシャフト５２の先端面に形成される開口５２２を介してノズルシャフト５２のフィルタ保持空間５２３が外部と連通される。また、この開口５２２は、吸着ノズル５１がノズルシャフト５２に装着されたときには、吸着ノズル５１のノズルホルダ５１１とフィルタ保持空間５２３とを連通させる機能を果たす。

また、開口５２２はＺ方向に延びる通路５２５を介してフィルタ保持空間５２３と連通している。本実施形態では、開口５２２の内径Ｄ１をフィルタ５４の外径Ｄ２よりも若干広く設定しているが、フィルタ保持空間５２３側に進むにしたがって上記通路５２５の内径は細くなっている。また、当該通路５２５を介してフィルタ保持空間５２３の連通領域５２３ａが開口５２２とつながっているが、本実施形態では当該連通領域５２３ａの内径Ｄ３がフィルタ５４の外径Ｄ２よりも若干狭くなるように設定している。このため、後述するようにフィルタ５４の後端部（Ｚ１側端部）をノズルシャフト５２の先端部に当接させ、さらにフィルタ５４の先端面５４１をフィルタ着脱部の円筒部材で上方向（Ｚ１方向）に押圧することで、開口５２２を介してフィルタ５４をフィルタ保持空間５２３に圧入してフィルタ保持空間５２３で保持可能となっている。特に、本実施形態では、連通領域５２３ａから先端側（Ｚ２方向側）を見ると、通路５２５および開口５２２はラッパ状に広がっており、フィルタ５４の圧入が容易となっている。なお、フィルタ５４を圧入してフィルタ保持空間５２３に保持させるためには、フィルタ５４が弾性変形する範囲、つまり弾性限界の範囲に保つ必要がある。したがって、圧入時にフィルタ５４に与えられる応力が弾性限界以下となるように、連通領域５２３ａの内径Ｄ３とフィルタ５４の外径Ｄ２との差（＝Ｄ２−Ｄ３）を設定するのが望ましい。

一方、圧入後においては、フィルタ５４の下面周縁部がノズルシャフト５２の先端部のうち連通領域５２３ａを取り囲む領域で係止され、正圧が供給された際もフィルタ５４はしっかりとフィルタ保持空間５２３で保持される。また、フィルタ保持空間５２３のＺ１方向側においても、管路５２１とつながる連通領域５２３ｂの内径Ｄ４がフィルタ５４の外径Ｄ２よりも若干狭くなっている。このため、フィルタ５４の上面周縁部がノズルシャフト５２の先端部のうち連通領域５２３ｂを取り囲む領域で係止され、負圧が供給された際もフィルタ５４はしっかりとフィルタ保持空間５２３で保持される。

また、本実施形態では、図３の（ａ）欄に示すように、上下方向Ｚにおいてフィルタ保持空間５２３がノズルシャフト５２に対する吸着ノズル５１の外嵌領域（長さＬ１の範囲）内に設けられており、フィルタ保持空間５２３で保持されるフィルタ５４も外嵌領域内に位置する。このようにノズルシャフト５２に対して吸着ノズル５１を着脱するための外嵌領域を利用してフィルタ５４が配置される。その結果、その内部にフィルタ５４を設けることに伴う部品吸着ヘッド５３の長尺化を効果的に防止することができる。というのも、部品吸着ヘッド５３の長さはフィルタの保持位置の影響を受けるからである。例えば特許文献１に記載の装置では、吸着ノズルをノズルブロック（本実施形態のノズルシャフトに相当）に装着するための領域（クランプ部材を配設した領域）から離れた位置でフィルタを保持しているため、フィルタを保持するための領域を別途確保する必要があり、その分だけ部品吸着ヘッドが長くなってしまう。これに対し、本実施形態では、フィルタ５４を保持するための領域と、ノズルシャフト５２に対して吸着ノズル５１を着脱するための領域（外嵌領域）とが部品吸着ヘッド５３の延設方向Ｚにおいて完全に重複しているため、部品吸着ヘッド５３の短縮化が可能となっている。

このように本実施形態では、フィルタ保持空間５２３にフィルタ５４が圧入され、当該フィルタ保持空間５２３で保持するというフィルタ保持構造が部品吸着ヘッド５３に採用されている。そして、図１に示すように、ノズルシャフト５２の先端部に対する吸着ノズル５１の着脱を行って吸着ノズル５１の交換を行うノズル交換部６０に隣接して、当該フィルタ５４を供給するためのフィルタ供給部６２が設けられている。また、フィルタ供給部６２から供給されたフィルタ５４をノズルシャフト５２に装着し、またノズルシャフト５２から使用済のフィルタ５４を取り外すために、フィルタ着脱部６４がフィルタ供給部６２に隣接して設けられている。さらに、フィルタ着脱部６４によって取り外された使用済フィルタ５４を廃棄するためのフィルタ廃棄ボックス６６がフィルタ着脱部６４に隣接して設けられている。なお、本実施形態では、図１に示すように、ノズル交換部６０、フィルタ供給部６２、フィルタ着脱部６４およびフィルタ廃棄ボックス６６がこの順序でＸ１方向に並設されているが、これらの配置については任意である。

図４Ａはフィルタ供給部の構成を示す図であり、図４Ｂはフィルタ供給部の部分断面図である。フィルタ供給部６２では、供給本体６２１に対してフィルタ供給ケース６２２が着脱自在に装着されている。このフィルタ供給ケース６２２は複数のフィルタ５４を一列に配列した状態で収容しており、正圧発生装置３５からの圧縮エアによる高圧ブローを受けたフィルタ５４をフィルタ供給位置６２３に案内可能となっている。なお、図４Ａ中の符号６２４は開閉バルブであり、制御ユニット８からの開指令に応じて開成することで圧縮エアをフィルタ供給ケース６２２のＺ２側端部に供給して高圧ブローを行い、閉指令に応じて閉成することで高圧ブローを停止する。これによって、フィルタ５４のＺ１方向への送込および送込停止を切り替える。

フィルタ供給位置６２３のＹ２側には、図４Ｂに示すように、エアシリンダ６２５およびフィルタ位置決め部材６２６が配置されている。フィルタ位置決め部材６２６はエアシリンダ６２５のピストン（図示省略）と連結されており、制御ユニット８からの移動指令に応じてエアシリンダ６２５が作動することによってＹ方向に移動し、フィルタ供給位置６２３に対して進退移動する。ここで、エアシリンダ６２５としては種々のタイプを用いることができ、例えば後で説明する第７実施形態で使用されている複動型のエアシリンダを用いてもよい。また、フィルタ位置決め部材６２６がフィルタ供給位置６２３に移動すると、高圧ブローによってＺ１方向に送り込まれるフィルタ５４を係止し、それ以上の上昇移動を規制し、上下方向Ｚにおいてフィルタ５４を位置決めする。このとき、フィルタ供給ケース６２２に収容されたフィルタ５４のうち最上位に位置するフィルタ５４が後で説明するように高圧ブローによってノズルシャフト５２に圧入される。ただし、高圧ブローのみによりフィルタ５４全体をノズルシャフト５２のフィルタ保持空間５２３に圧入することが困難であり、しかも、この時点ではフィルタ位置決め部材６２６の先端がフィルタ保持空間５２３に存在しているため、フィルタ５４の後端部（Ｚ１側端部）のみがノズルシャフト５２に圧入されて保持される（以下、この保持を「部分保持」という）。一方、フィルタ位置決め部材６２６がフィルタ供給位置６２３から後退すると、フィルタ５４に対する規制がなくなり、フィルタ５４の移動が可能となる。なお、図４Ａおよび図４Ｂ中の符号５２４はノズルシャフト５２の先端部の側面に形成されたフィルタ排出用の開口であり、符号６２７はフィルタ保持空間５２３におけるフィルタ位置決め部材６２６の先端位置を規定するためのストッパーである。

図５はフィルタ着脱部およびフィルタ廃棄ボックスの構成を示す模式図である。フィルタ着脱部６４では、ベース部材６４１の上面からＺ１方向に円筒部材６４２が突設されている。この円筒部材６４２の外径は連通領域５２３ａの内径Ｄ３（図３）よりも若干小さく、連通領域５２３ａを介して円筒部材６４２のＺ１方向側の端部がフィルタ保持空間５２３に進入可能となっている。例えばフィルタ５４を部分保持した状態のノズルシャフト５２が円筒部材６４２の直上位置に位置決めされた状態で、ノズルシャフト５２がＺ２方向に下降すると、フィルタ５４の先端面５４１が円筒部材６４２の頂部に当接する。そして、さらなるノズルシャフト５２の下降によってフィルタ５４が円筒部材６４２によってＺ１方向に押し付けられてフィルタ保持空間５２３に圧入される。このように円筒部材６４２はフィルタ５４を押し付ける部材、つまり「押し付け部材」として機能し、この円筒部材６４２を用いてフィルタ着脱部６４は本発明の「フィルタ装着部」として機能する。

また、円筒部材６４２はフィルタ保持空間５２３で保持されているフィルタ５４を押し潰す部材、つまり「押し潰し部材」としても機能し、この円筒部材６４２を用いてフィルタ着脱部６４は本発明の「フィルタ取外部」としても機能する。すなわち、フィルタ５４を保持した状態のノズルシャフト５２が円筒部材６４２の直上位置に位置決めされた状態で、ノズルシャフト５２がＺ２方向に下降すると、連通領域５２３ａを介して円筒部材６４２がフィルタ保持空間５２３に進入する。これによって、フィルタ保持空間５２３内でフィルタ５４が塑性変形される、具体的には上下方向Ｚに押し潰され、圧縮される。なお、こうして圧縮されたフィルタ５４はフィルタ保持空間５２３よりも大幅に小型化され、ノズルシャフト５２の管路５２１に高圧の圧縮エアを供給して高圧ブローすることによって圧縮済フィルタ５４がフィルタ排出用開口５２４を介してフィルタ廃棄ボックス６６に廃棄される。

フィルタ廃棄ボックス６６は、図５に示すように、回収用の開口６６１をフィルタ着脱部６４に向けて設けられ、高圧ブローによってフィルタ保持空間５２３から排出された圧縮済フィルタ５４を回収用開口６６１を介して受け取る。なお、本実施形態では、フィルタ廃棄ボックス６６は、回収した圧縮済フィルタ５４を内部で貯留するように構成されているが、後で説明する第７実施形態で採用しているように負圧をフィルタ廃棄ボックス６６の内部に与えて回収した圧縮済フィルタ５４を別の廃棄ボックスに自動搬送するように構成してもよい。

図１に戻って部品実装装置１００の構成説明を続ける。部品実装装置１００には、ヘッドユニット５により吸着された部品を撮像する部品撮像ユニット９が設けられている。部品撮像ユニット９は、ヘッドユニット５により部品収容部４ａ、４ｂから取り出されて各吸着ノズル５１に保持された部品の保持状態を認識する機能を有している。この部品撮像ユニット９は、基台１上に設けられており、本実施形態では平面視で部品収容部４ａ、４ｂの間において、各テープフィーダー４１のＸ方向に１列に並ぶ部品供給位置４１ａと同じＹ方向位置に配置されている。部品撮像ユニット９は、ヘッドユニット５により吸着された部品をその下方から撮像するように構成されている。

さらに、ヘッドユニット５のＸ２方向側には、基板撮像ユニット１０が固定されており、ヘッドユニット５がＸ軸方向およびＹ軸方向に移動することで任意の位置で基板１１０の上方から撮像可能となっている。そして、基板撮像ユニット１０は、実装作業位置上にある基板１１０に付された複数のフィデューシャルマークを撮像して基板位置、基板方向を画像認識する。

図６は図１の部品実装装置の電気的構成を示すブロック図である。この部品実装装置１００全体を制御する制御ユニット８は、ＣＰＵ（= Central Processing Unit）やＲＡＭ（=Random Access Memory）等を有するコンピューターにより構成される主制御部８１を有しており、主制御部８１は記憶部８２に記憶されているプログラムやデータに基づいてバス８３を介して制御ユニット８の各部と互いに信号のやり取りを行って、部品実装装置１００全体を制御する。すなわち、記憶部８２に記憶されたプログラム８２１は主制御部８１によって読み出される。そして、主制御部８１がこのプログラム８２１に従って駆動制御部８４、画像処理部８５および入出力制御部８６を制御することで、基板１１０に対して順番に部品実装が実行されて、実装基板が生産される。また、フィルタ５４の交換が必要となると、上記プログラム８２１に基づき次に説明するフィルタ交換処理を実行する。なお、図６中の符号６８は、主制御部８１が部品実装やフィルタ交換に関連する各種情報を表示したり、ユーザが主制御部８１に対して各種データや指令などの情報を入力するための表示／操作ユニットである。特に、本実施形態では、次に説明するように、フィルタ交換が必要となるタイミングでフィルタ交換を提案するメッセージが表示／操作ユニット６８に表示される。

図７は図１の部品実装装置で実行されるフィルタ交換処理を示すフローチャートである。上記部品実装装置１００の稼働状況に応じてフィルタ５４を適切なタイミングで交換するのが望ましい。そこで、部品実装装置１００では、制御ユニット８がプログラム８２１に基づき装置各部を以下のように制御してフィルタ交換処理を実行する。以下、図７ないし図１０を参照しつつフィルタ交換処理の内容について説明する。

制御ユニット８は適当なタイミング、例えば電源投入直後や一定の稼働時間経過時点でフィルタ５４の汚れ、つまり目詰まり状態をチェックする（ステップＳ１）。例えば各部品吸着ヘッド５３に正圧あるいは負圧を印加するとともに圧力センサ３７で計測される圧力値が適正な範囲にあるか否かに基づきフィルタ５４の汚れを検出してもよい。また、各部品吸着ヘッド５３で部品吸着を行った回数が一定値に達した時点でフィルタ５４の汚れがチェックしてもよい。

制御ユニット８は、次のステップＳ２でフィルタ５４が汚れていないと判定すると、フィルタ交換処理を終了し、通常の部品実装動作に移行する。一方、ステップＳ２でフィルタ５４の汚れが進行している、あるいは進行している可能性が高いと判定すると、制御ユニット８は表示／操作ユニット６８にフィルタ交換を提案するメッセージを表示する（ステップＳ３）。また、制御ユニット８は上記メッセージとともにフィルタ交換の実行ボタンおよびキャンセルボタンを表示してユーザ選択を促す。ここで、ユーザが表示／操作ユニット６８に表示されたキャンセルボタンをタッチする（ステップＳ４で「ＮＯ」）と、フィルタ交換処理を終了し、通常の部品実装動作に移行する。一方、ユーザが表示／操作ユニット６８に表示された交換実行ボタンをタッチする（ステップＳ４で「ＹＥＳ」）と、ヘッドユニット５をノズル交換部６０に移動させる。そして、制御ユニット８はノズル交換部６０に取り外し指令を与える。この指令を受けて、ノズル交換部６０はフィルタ交換の対象となる部品吸着ヘッド５３に装着している吸着ノズル５１を取り外して、ノズルシャフト５２の先端部を露出させる（ステップＳ５）。さらに、制御ユニット８はフィルタ取外工程（ステップＳ６）、フィルタ供給工程（ステップＳ７）およびフィルタ装着工程（ステップＳ８）を実行してフィルタ５４の自動交換を行う。

図８はフィルタ取外工程を模式的に示す図である。なお、以下の説明では、ヘッドユニット５に装備された６本の部品吸着ヘッド５３のうち一の部品吸着ヘッド５３についてのみフィルタ交換が必要となったケースに絞って説明するが、一度に複数本の部品吸着ヘッド５３についてフィルタ交換する場合も基本動作は同じである。

このフィルタ取外工程（ステップＳ６）では、ヘッドユニット５がノズル交換部６０からフィルタ着脱部６４に向けて移動し、フィルタ交換の対象となる部品吸着ヘッド５３（ノズルシャフト５２の先端部が露出した部品吸着ヘッド５３）をフィルタ取外位置の上方に位置決めする（ステップＳ６１）。より詳しくは、図８の（ａ）欄に示すように、円筒部材６４２の鉛直上方にフィルタ保持空間５２３の連通領域５２３ａが位置決めされる。

これに続いて、当該部品吸着ヘッド５３が下降してノズルシャフト５２の先端部を押潰位置に移動させ、これによって図８の（ｂ）欄に示すように連通領域５２３ａを介して円筒部材６４２がフィルタ保持空間５２３に進入する（ステップＳ６２）。この状態での部品吸着ヘッド５３の高さ位置が押潰位置であり、当該押潰位置への移動によって、フィルタ５４は円筒部材６４２によって上下方向Ｚに押し潰され、上下方向Ｚにおける寸法が排出用開口５２４よりも短い、コンパクトな形状に圧縮される。

フィルタ５４の押潰が完了すると、部品吸着ヘッド５３は上昇して押潰位置から離れ、排出用開口５２４がフィルタ廃棄ボックス６６の回収用開口６６１と対向する位置、つまり排出位置に位置決めされる（ステップＳ６３）。そして、この排出位置に部品吸着ヘッド５３を位置させたまま、ノズルシャフト５２の管路５２１に高圧の圧縮エアが供給される。これにより圧縮済フィルタ５４が高圧ブローされ、フィルタ排出用開口５２４を介してフィルタ廃棄ボックス６６に排出される（ステップＳ６４）。こうして部品吸着ヘッド５３からのフィルタ５４の廃棄が完了すると、部品吸着ヘッド５３はさらに上昇してフィルタ取外工程（ステップＳ６）を終了し、次のフィルタ供給工程（ステップＳ７）が実行される。

図９はフィルタ供給工程を模式的に示す図である。このフィルタ供給工程（ステップＳ７）では、図９の（ａ）欄に示すように、ヘッドユニット５がフィルタ着脱部６４からフィルタ供給部６２に向けて移動し、フィルタ交換の対象となる部品吸着ヘッド５３をフィルタ供給位置６２３の上方に位置決めする（ステップＳ７１）。この時点では、位置決め部材６２７はフィルタ供給位置６２３から退避している。これに続いて、当該部品吸着ヘッド５３が下降し、ノズルシャフト５２の開口５２２をフィルタ供給ケース６２２の上端開口に近接して対向配置させる（ステップＳ７２）。こうして上記部品吸着ヘッド５３は開口５２２を介して新品のフィルタ５４を受け取り可能となる。この状態での部品吸着ヘッド５３の高さ位置が受取位置である。なお、受取位置に位置決めした際に、ノズルシャフト５２は、フィルタ排出用開口５２４を介してフィルタ保持空間５２３がフィルタ位置決め部材６２６に向いた状態に調整される。

また、受取位置への部品吸着ヘッド５３の移動が完了すると、図９の（ｂ）欄に示すように、エアシリンダ６２５が作動してピストンを前進させる。これに伴い、フィルタ位置決め部材６２６の先端部がフィルタ排出用開口５２４を介してフィルタ保持空間５２３に挿入される（ステップＳ７３）。

次に、挿入状態のまま、制御ユニット８からの開指令に応じて開閉バルブ６２４が開き、フィルタ供給ケース６２２の下端開口に高圧の圧縮エアが供給される。これによりフィルタ供給ケース６２２に収容されているフィルタ５４が下方側から高圧ブローされ、図９の（ｃ）欄に示すように、収容された全フィルタ５４が上方に送られる（ステップＳ７４）。これらのフィルタ５４のうちフィルタ供給位置６２３に最も近い、つまり最上位のフィルタ５４は開口５２２および連通領域５２３ａを介してフィルタ保持空間５２３に送り込まれ、圧入される。このとき、フィルタ保持空間５２３にフィルタ位置決め部材６２６が事前に存在しているため、最上位のフィルタ５４は部分保持される。

こうしてフィルタ５４の部分保持が完了すると、制御ユニット８からの閉指令に応じて開閉バルブ６２４が閉じ、圧縮エアの供給が停止される。それに続いて、図９の（ｄ）欄に示すように、エアシリンダ６２５がピストンを後退させる。これに伴い、フィルタ位置決め部材６２６の先端部がフィルタ保持空間５２３からフィルタ排出用開口５２４を経由してノズルシャフト５２より退避する（ステップＳ７５）。これにより、部品吸着ヘッド５３の移動が可能となる。

こうして部品吸着ヘッド５３によるフィルタ５４の部分保持が行われ、ノズルシャフト５２の先端部へのフィルタ５４の供給が完了すると、当該フィルタ５４の全部をフィルタ保持空間５２３に圧入するために、次のフィルタ装着工程（ステップＳ８）が実行される。

図１０はフィルタ装着工程を模式的に示す図である。このフィルタ装着工程（ステップＳ８）では、ヘッドユニット５がフィルタ供給部６２から再びフィルタ着脱部６４に向けて移動し、新しいフィルタ５４を部分保持している部品吸着ヘッド５３をフィルタ装着位置（なお、本実施形態では、フィルタ取外位置と一致する）の上方に位置決めする（ステップＳ８１）。より詳しくは、円筒部材６４２の鉛直上方に部分保持状態のフィルタ５４の先端面５４１が位置決めされる。

これに続いて、当該部品吸着ヘッド５３が下降し始める（ステップＳ８２）。すると、部品吸着ヘッド５３がある程度下降した時点で、図１０の（ａ）欄に示すように、フィルタ５４の先端面５４１が円筒部材６４２の頂部に当接する。そして、さらなる部品吸着ヘッド５３の下降によって円筒部材６４２の頂部がフィルタ５４を上方向Ｚ１に押し付け、フィルタ５４をフィルタ保持空間５２３に圧入し、保持させる（図１０の（ｂ）欄）。そして、ステップＳ８３で制御ユニット８がフィルタ保持空間５２３へのフィルタ５４の装着が完了したことを確認する（ステップＳ８３で「ＹＥＳ」）と、制御ユニット８から停止指令により部品吸着ヘッド５３の下降が停止され、それに続いて制御ユニット８から上昇指令により部品吸着ヘッド５３はフィルタ保持空間５２３内でフィルタ５４を保持したまま上昇し（図１０の（ｃ）欄）、フィルタ装着工程を終了する。

こうしてフィルタ５４の自動交換が完了すると、ヘッドユニット５がフィルタ着脱部６４からノズル交換部６０に移動する。そして、上記自動交換によって新たなフィルタ５４を装着してなる部品吸着ヘッド５３の先端部に吸着ノズル５１が装着されて（ステップＳ９）、フィルタ交換処理を終了する。なお、その後は、新品のフィルタ５４および吸着ノズル５１を装備する部品吸着ヘッド５３によって部品実装が実行される。

以上のように、本発明の第１実施形態では、ノズルシャフト５２の先端部にフィルタ保持空間５２３が設けられ、当該フィルタ保持空間５２３にフィルタ５４単体を圧入して装着している。このフィルタ保持空間５２３はノズルシャフト５２の先端面に設けられた開口５２２を介して吸着ノズル５１と連通されているが、フィルタ保持空間５２３のうち開口５２２とつながる連通領域５２３ａはフィルタ５４の吸着ノズル５１側の端面、つまり先端面５４１よりも狭められているため、例えば図３の（ｂ）欄に示すように吸着ノズル５１を取り外した状態であっても、フィルタ５４はフィルタ保持空間５２３にしっかりと保持され、ノズルシャフト５２の先端部からの落下を確実に防止することができる。このように、本実施形態では、フィルタ５４単体をノズルシャフト５２の先端部に直接装着し、確実に保持することができるため、フィルタ装着が簡易なものとなっている。また、フィルタ装着に伴うノズルシャフト５２の大径化を防止することができる。このことは、フィルタ装着に伴う部品吸着ヘッド５３の大型化を回避し、ヘッドユニット５に数多くの部品吸着ヘッド５３を配備することを可能とする。その結果、部品実装を効率的に行うことができる。

また、上記実施形態では、フィルタ保持空間５２３内でフィルタ５４単体が保持されており、そのフィルタ保持空間５２３内でフィルタ５４を圧縮変形してフィルタ５４の体積をフィルタ保持空間５２３の容積よりも小さし、高圧ブローによりフィルタ保持空間５２３から排出している。このようにノズルシャフト５２からのフィルタ５４の取外作業を簡便に行うことが可能となっている。

また、上記実施形態では、フィルタ供給部６２において、新品のフィルタ５４の後端部をフィルタ保持空間５２３に挿入し、簡素な構成でノズルシャフト５２の先端部へのフィルタ供給が可能となっている。しかも、フィルタ位置決め部材６２６の進退動作と、フィルタ供給ケース６２２への高圧ブロー動作とを組み合わせることでフィルタ供給ケース６２２からフィルタ５４が１個ずつ供給され、フィルタ供給を確実に行うことができる。

また、上記実施形態では、フィルタ保持空間５２３にフィルタ５４を圧入して装着するように構成しているため、極めて簡素な作業によってノズルシャフト５２にフィルタ５４を装着することができる。

また、部品実装装置１００において、上記フィルタ取外工程を行う専用のフィルタ取外部と、上記フィルタ装着工程を行う専用のフィルタ装着装置とを個別に設けてもよい。しかしながら、上記実施形態のようにフィルタ取外工程およびフィルタ装着工程をフィルタ着脱部６４で行うように構成している。このため、装置構成を簡素化することができる。

また、上記実施形態では、フィルタ取外工程、フィルタ供給工程およびフィルタ装着工程の３つの工程を組み合わせてフィルタ５４の交換を行っているが、いずれの工程も上記したように簡素な作業であり、これらを組み合わせることフィルタ５４の自動交換が可能となっている。

また、上記実施形態では、フィルタ５４の交換が必要となり、ユーザから交換指示がある（ステップＳ４で「ＹＥＳ」）と、フィルタ５４がで自動的に交換される。したがって、フィルタ交換をユーザの手作業により行わざるを得なかった従来の部品実装装置に比べ、フィルタ交換に要する時間を短縮し、部品実装の稼働効率を高めることができる。また、ユーザの手間を大幅に低減させることができ、ユーザフレンドリーな装置となっている。

Ｂ．第２実施形態
図１１は本発明にかかる部品実装装置の第２実施形態において装備されるフィルタ着脱部の構成を示す図である。この第２実施形態が第１実施形態と大きく相違する点はフィルタ着脱部６４の構成とフィルタ５４の取り外し方法であり、その他の構成は第１実施形態と同様である。そこで、以下においては、相違点を中心に説明し、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。

この第２実施形態では、円筒部材６４２に凹部６４３が設けられている。この凹部６４３では、図１１に示すように、円筒部材６４２の頂部に倒立円錐台形状のピットが形成されている。そして、フィルタ取外工程は次のようにして実行される。

まず、第１実施形態におけるフィルタ取外工程と同様に、ヘッドユニット５がノズル交換部６０からフィルタ着脱部６４に向けて移動し、フィルタ交換の対象となる部品吸着ヘッド５３（ノズルシャフト５２の先端部が露出した部品吸着ヘッド５３）をフィルタ取外位置の上方に位置決めする（図１１の（ａ）欄参照）。

これに続いて、当該部品吸着ヘッド５３が下降してノズルシャフト５２の先端部を先端押潰位置に移動させ、これによって図１１の（ｂ）欄に示すように連通領域５２３ａを介して円筒部材６４２がフィルタ保持空間５２３に進入する。ただし、第２実施形態のフィルタ取外工程では、進入量は第１実施形態よりも少なく設定され、円筒部材６４２の先端部がフィルタ５４の先端面５４１から１／３程度だけ後端面側に進んだ位置で移動停止される。このため、フィルタ５４の先端部は円筒部材６４２により押し潰されて円筒部材６４２の凹部６４３に倣った形状、つまり倒立円錐台形状に成形される一方、後端部はもとの円筒形状のまま残っており、フィルタ５４は略弾丸形状に仕上げられている。

こうしてフィルタ５４の成形が完了すると、部品吸着ヘッド５３は上昇して先端押潰位置から離れるとともに、ノズルシャフト５２の管路５２１に高圧の圧縮エアが供給されて略弾丸形状のフィルタ５４に対して高圧ブローが吹き付けられる。このとき、図１１の（ｃ）欄に示すように、フィルタ５４は連通領域５２３ａ、通路５２５および開口５２２を通過してフィルタ着脱部６４のベース部材６４１に向けて排出される。なお、このように排出されたフィルタ５４を効率的に回収するために、図示を省略するが、フィルタ廃棄ボックス６６は回収用開口６６１をベース部材６４１に向けた状態でフィルタ着脱部６４の鉛直下方に配置されている。

以上のように、第２実施形態では、フィルタ５４の先端部を倒立円錐台形状に仕上げることで先端部の幅を連通領域５２３ａの内径Ｄ３（図３）よりも大幅に狭めているので、連通領域５２３ａを介してフィルタ５４を良好に排出することができる。また、フィルタ５４の排出方向と高圧ブローの方向とはともに方向Ｚ２に一致しているために、フィルタ５４を効率的に排出することができる。なお、上記第２実施形態では、部品吸着ヘッド５３の上昇と高圧ブローとを同時に開始しているが、部品吸着ヘッド５３の上昇後に高圧ブローを実行するように構成してもよい。

Ｃ．第３実施形態
図１２は本発明にかかる部品実装装置の第３実施形態において装備されるフィルタ供給部の構成を示す図である。この第３実施形態が第１実施形態と大きく相違する点はフィルタ供給部６２の構成とフィルタ５４の供給方法であり、その他の構成は第１実施形態と同様である。そこで、以下においては、相違点を中心に説明し、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。

この第３実施形態では、交換用のフィルタ５４はテープフィーダー４１による部品供給と同様にして供給される。すなわち、第３実施形態にかかるフィルタ供給部６２では、図１２に示すように、フィルタ供給ケース６２２の代わりにエンボステープ６２８が用いられている。エンボステープ６２８には、上方に開口した凹部、つまり空洞状のフィルタ収納部６２８ａが一定間隔置きにテープ本体６２８ｂに形成されるとともに、各フィルタ収納部６２８ａに交換用フィルタ５４が収納されている。テープ本体６２８ｂの一辺側には、その縁部に沿ってテープ厚み方向に貫通する係合孔６２８ｃが一定間隔で設けられており、図示を省略するテープ送り用スプロケットと係合可能となっている。

ここで、フィルタ供給が必要となると、制御ユニット８からの送り指令に応じてスプロケットが回転することで、テープ本体６２８ｂがフィルタ供給位置６２３側に送られ、最もフィルタ供給位置６２３に近接するフィルタ５４がフィルタ供給位置６２３に位置決めされる。また、これに並行して、ヘッドユニット５がフィルタ着脱部６４からフィルタ供給部６２に向けて移動し、フィルタ交換の対象となる部品吸着ヘッド５３をフィルタ供給位置６２３の上方に位置決めする。これに続いて、当該部品吸着ヘッド５３が下降した後で、ノズルシャフト５２に負圧が供給されることでフィルタ５４がノズルシャフト５２の先端部に部分保持される。

以上のように、第３実施形態では、従来より周知のテープフィーダー４１と同様の機構を用いてフィルタ５４を供給することができる。つまり、テープフィーダーをフィルタ供給部６２として代用することができる。また、上記のように構成されたフィルタ供給部６２を部品収容部４ａ、４ｂに装着することも可能である。

なお、上記第３実施形態では、エンボステープ６２８に対してカバーテープを設けていないが、部品供給用のテープと同様に、カバーテープによりフィルタ収納部６２８ａを覆って保護する一方、フィルタ供給直前にカバーテープを剥がしてフィルタ供給を行うように構成してもよい。

Ｄ．第４実施形態
図１３は本発明にかかる部品実装装置の第４実施形態において装備されるフィルタ供給部の構成を示す図である。この第４実施形態が第１実施形態と大きく相違する点はフィルタ供給部６２の構成とフィルタ５４の供給方法であり、その他の構成は第１実施形態と同様である。そこで、以下においては、相違点を中心に説明し、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。

この第４実施形態では、交換用のフィルタ５４が板状のマトリックスプレート６２９の上面にマトリックス状に保持されており、当該マトリックスプレート６２９がフィルタ供給部６２として機能する。そして、フィルタ供給が必要となると、ヘッドユニット５がフィルタ着脱部６４からフィルタ供給部６２に向けて移動し、フィルタ交換の対象となる部品吸着ヘッド５３をマトリックスプレート６２９に保持されているフィルタ５４のうちの一の上方に位置決めする。これに続いて、当該部品吸着ヘッド５３が下降した後で、ノズルシャフト５２に負圧が供給されることでフィルタ５４がノズルシャフト５２の先端部に部分保持される。

以上のように、第４実施形態では、第１実施形態や第３実施形態におけるフィルタ供給部６２に比べ、簡素な構成でフィルタ供給を行うことが可能となっている。

Ｅ．第５実施形態
図１４は本発明にかかる部品実装装置の第５実施形態において装備されるフィルタ供給部の構成を示す図である。この第５実施形態が第１実施形態と大きく相違する点はフィルタ供給部６２の構成とフィルタ５４の供給方法であり、その他の構成は第１実施形態と同様である。そこで、以下においては、相違点を中心に説明し、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。

この第５実施形態では、第１実施形態と同様に、フィルタ供給ケース６２２にフィルタ５４が収納されており、複数のフィルタ５４が上下方向Ｚに一列に配列されている。その一方で、高圧ブローによって上方に移動するフィルタ５４を位置決めする機構（エアシリンダ６２５、フィルタ位置決め部材６２６、ストッパー６２７）が省略されている。このように構成されたフィルタ供給部６２では、第３実施形態や第４実施形態と同様に部品吸着ヘッド５３に印加される負圧による吸引力によってフィルタ５４を部分保持する。つまり、フィルタ供給が必要となると、ヘッドユニット５がフィルタ着脱部６４からフィルタ供給部６２に向けて移動し、図１４の（ａ）欄に示すように、フィルタ交換の対象となる部品吸着ヘッド５３をフィルタ供給位置６２３の上方に位置決めする。これに続いて、当該部品吸着ヘッド５３が下降した後で、ノズルシャフト５２に負圧が供給されることでフィルタ５４がノズルシャフト５２の先端部に部分保持される（図１４の（ｂ）欄）。その後で、当該部品吸着ヘッド５３が上昇してフィルタ供給位置６２３から離れる（図１４の（ｃ）欄）。

以上のように、第５実施形態では、第１実施形態よりも簡素な構成によってフィルタ供給を行うことができる。

Ｆ．第６実施形態
上記第１実施形態ないし第５実施形態では円筒形状のフィルタ５４を用いているが、フィルタ形状はこれに限定されるものではなく、例えば円盤形状のフィルタ５４を用いる装置に対して本発明を適用することができる。以下、円盤形状のフィルタ５４を用いる部品実装装置１００について図面を参照しつつ説明する。

図１５は本発明にかかる部品実装装置の第６実施形態におけるノズルシャフトの先端部およびフィルタの構造を模式的に示す図であり、同図の（ａ）欄にノズルシャフト５２の先端部からフィルタ５４を取り外した状態が記載される一方、同図の（ｂ）欄にノズルシャフト５２の先端部にフィルタ５４が装着された状態が記載されている。

第６実施形態においても、第１実施形態ないし第５実施形態と同様に、ノズルシャフト５２に対して２つの開口５２２、５２４が設けられている。これらのうち開口５２４はノズルシャフト５２の先端部の側面に形成されており、排出口として機能する。また、本実施形態では、上下方向Ｚにおける開口５２４の寸法Ｈ１はフィルタ５４の寸法Ｈ２よりも若干狭くなっており、フィルタ５４をフィルタ保持空間５２３に圧入するための圧入口としても機能する。

もう一方の開口５２２は、ノズルシャフト５２の先端面に形成されたものであり、吸着ノズル５１がノズルシャフト５２に装着されたときには、吸着ノズル５１のノズルホルダ５１１とフィルタ保持空間５２３とを連通させる機能を果たす。また、開口５２２はＺ方向に延びる通路５２５を介してフィルタ保持空間５２３と連通している。なお、フィルタ保持空間５２３の連通領域５２３ａ、開口５２２および通路５２５の寸法関係は第１実施形態ないし第５実施形態と同一である。したがって、上記したように開口５２４を介してフィルタ保持空間５２３にフィルタ５４を圧入すると、フィルタ５４の下面周縁部が連通領域５２３ａの周縁部で係止され、正圧が供給された際もフィルタ５４はしっかりとフィルタ保持空間５２３で保持される。また、フィルタ保持空間５２３のＺ１方向側においても、管路５２１とつながる連通領域５２３ｂの内径Ｄ４がフィルタ５４の外径Ｄ２よりも若干狭くなっている。このため、フィルタ５４の上面周縁部が連通領域５２３ｂの周縁部で係止され、負圧が供給された際もフィルタ５４はしっかりとフィルタ保持空間５２３で保持される。

第６実施形態では、上記したように開口５２４を介してフィルタ５４が供給され、さらにフィルタ保持空間５２３に圧入されることで、ノズルシャフト５２の先端部へのフィルタ５４の装着が行われる。したがって、第６実施形態にかかる部品実装装置１００では、フィルタ供給部６２の代わりに図１６に示すフィルタ供給装着部６３が設けられるとともに、フィルタ着脱部６４はフィルタ５４の押し潰しを専門的に行う。なお、その他の構成は第１実施形態と同様である。よって、以下のおいては、第１実施形態と異なる点を中心に説明し、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。

図１６は本発明にかかる部品実装装置の第６実施形態に装備されるフィルタ供給装着部の構成を示す図である。また、図１７は図１６のフィルタ供給部によるフィルタ供給装着動作を模式的に示す図である。なお、図１７の上段図における楕円領域Ｒはトッププレートを一部切り欠いてフィルタ供給装着部６３の内部構造を示している領域である。

フィルタ供給装着部６３は、図１６に示すように、ベースプレート６３１とトッププレート６３２とを積層してなる本体部６３３を備えている。ベースプレート６３１およびトッププレート６３２の各々に貫通孔が設けられている。そして、それらの貫通孔が上下方向Ｚに一致するように重ね合わされた状態でベースプレート６３１とトッププレート６３２が接合され、これによってノズルシャフト５２の先端部を挿入自在な中空形状の作業空間６３４が構成されている。

この作業空間６３４に連通するように溝部６３５がベースプレート６３１の上面部で水平方向に延設されている。この溝部６３５には、棒状の押し部材６３６が溝部６３５の長手方向に摺動自在に設けられている。また、ベースプレート６３１の上面部には、別の溝部６３７が溝部６３５と直交する水平方向に延設されており、図１７に示すように、作業空間６３４の手前で溝部６３５と接続されて交差領域６３８を形成している。この溝部６３７の幅はフィルタ５４の外径よりも若干広く、フィルタ５４を一列に配列させながら交差領域６３８に案内可能となっている。

押し部材６３６の作業空間側端部は、図１７に示すようにフィルタ５４の曲率半径よりも若干大きな曲率半径で円弧状に仕上げられている。また、同図への図示を省略しているが、押し部材６３６には往復駆動機構が接続されており、制御ユニット８からの往路移動指令を受けると、押し部材６３６を作業空間６３４に向けて移動させる。これによって、交差領域６３８に存在するフィルタ５４は押し部材６３６によって作業空間６３４に押し出される。一方、制御ユニット８からの復路移動指令を受けると、押し部材６３６を作業空間６３４から離れる。

このように構成されたフィルタ供給装着部６３は次のように動作してフィルタ供給工程とフィルタ装着工程とを実行する。具体的には、制御ユニット８によって装置各部が制御されて以下の動作が実行される。まず、ヘッドユニット５がフィルタ供給装着部６３に向けて移動し、フィルタ交換の対象となる部品吸着ヘッド５３を作業空間６３４の上方に位置決めする（図１７の（ａ）欄参照）。

これに続いて、ノズルシャフト５２の開口５２４を溝部６３７に向けた状態で当該部品吸着ヘッド５３が下降してノズルシャフト５２の先端部が作業空間６３４に挿入される。これによって、図１７の（ｂ）欄に示すように、フィルタ保持空間５２３が開口５２４を介して交差領域６３８に近接して対向し、開口５２４を介して新品のフィルタ５４を受け取り可能となる。この状態で部品吸着ヘッド５３に対して負圧が供給され、溝部６７内のフィルタ５４が交差領域６３８に向かって引き寄せられる。これにより、最も交差領域６３８に近いフィルタ５４がフィルタ保持空間５２３と押し部材６３６との間に供給され、フィルタ５４の一部がフィルタ保持空間５２３に挿入される（図１７の（ｂ）欄）。こうして、フィルタ５４の供給が行われる（フィルタ供給工程）。

そして、往復駆動機構によって押し部材６３６が往路移動し、上記フィルタ５４を交差領域６３８から開口５２４に押し付け、フィルタ保持空間５２３に圧入する。これによってフィルタ５４のノズルシャフト５２への装着が完了する（フィルタ装着工程）。すると、往復駆動機構によって押し部材６３６が復路移動して交差領域６３８から退避する。

このように構成された部品実装装置１００においてフィルタ５４の交換が必要となり、ユーザから交換指示がある（ステップＳ４で「ＹＥＳ」）と、第１実施形態と同様にしてフィルタ取外工程が実行された後で、上記フィルタ供給装着部６３によるフィルタ供給工程とフィルタ装着工程とが実行される。これによって第６実施形態においてもフィルタ５４が自動的に交換される。

以上のように、第６実施形態では、円盤形状のフィルタ５４を取り扱っている点で第１実施形態と相違するものの、ノズルシャフト５２の先端部にフィルタ保持空間５２３が設けられ、当該フィルタ保持空間５２３にフィルタ５４単体を圧入して装着している。また、フィルタ取外工程については全く同じである。したがって、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。

また、第６実施形態では、フィルタ供給装着部６３でフィルタ供給工程とフィルタ装着工程とを連続して行っているため、第１実施形態よりもフィルタ交換に要する時間、つまりフィルタ交換のタクトタイムを短縮することができる。

Ｇ．第７実施形態
図１８は本発明にかかる部品実装装置の第７実施形態を示す平面図である。また、図１９Ａは図１８の部品実装装置で装備されるフィルタ交換装置の全体構成を示す図である。図１９Ｂは図１９Ａのフィルタ交換装置の部分断面図である。この第７実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、フィルタ供給部６２、フィルタ着脱部６４およびフィルタ廃棄ボックス６６が一体化されてフィルタ交換装置７０を構成している点と、当該フィルタ交換装置７０が部品収容部４ａ、４ｂに着脱自在に装着されている点とであり、その他の構成は第１実施形態と同一である。よって、以下のおいては、第１実施形態と異なる点を中心に説明し、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。

フィルタ交換装置７０は部品収容部４ａ、４ｂに対して着脱自在に構成されたハウジング部７１を有している。このハウジング部７１として、例えばテープフィーダー４１のフィーダー本体を流用してもよい。そして、図１９Ａに示すように、ハウジング部７１の前方側、つまりヘッドユニット５に近い側に２つのブロック７２、７３が固着されている。そして、図１９Ｂに示すように、一方のブロック７２にはフィルタ供給部６２が設けられている。また、他方のブロック７３にはフィルタ着脱部６４とフィルタ廃棄ボックス６６とが設けられている。

また、ハウジング部７１の中央部に、圧縮エア供給部７４、フィルタ供給部７５およびフィルタ回収部７６が固着されている。そして、圧縮エア供給部７４はフィルタ供給部６２に圧縮エアを供給してフィルタ供給動作を実行させる。この実施形態では、フィルタ位置決め部材６２６の駆動源として複動型のエアシリンダ６２５が用いられている。このエアシリンダ６２５の左端側に形成される左側空間６２５ａならびに左右中間に形成される中央空間６２５ｂは圧縮エア供給部７４と接続されている。そして、圧縮エア供給部７４から左側空間６２５ａに圧縮エアが供給されることでフィルタ位置決め部材６２６がフィルタ供給部６２の上方位置に向けて前進する。一方、圧縮エア供給部７４から中央空間６２５ｂに圧縮エアが供給されることでフィルタ位置決め部材６２６が後退してフィルタ供給部６２の上方位置から退避する。また、フィルタ供給部７５はフィルタ供給部６２に交換用のフィルタ５４を供給してフィルタ補充を行う。さらにフィルタ供給部６２はフィルタ廃棄ボックス６６に負圧を与えて使用済のフィルタ５４を回収する。

以上のように、第７実施形態では、フィルタ供給部６２、フィルタ着脱部６４およびフィルタ廃棄ボックス６６が一体化することでコンパクトなフィルタ交換装置７０が得られ、部品実装装置１００の小型化を図ることができる。

また、フィルタ交換装置７０は、テープフィーダー４１と同様に、部品収容部４ａ、４ｂに着脱自在に装着される。つまり、フィルタ５４も部品の同様に取扱うように構成することで、従来より広く普及している部品実装装置を改造することなく、テープフィーダーと同様に、フィルタ交換装置７０を部品収容部４ａ、４ｂに単に装着することでフィルタ交換を自動的に行うことができるようになる。このようにフィルタ交換装置７０を用いることで既に稼働中の部品実装装置の機能向上を簡単に図ることができる。

Ｈ．その他
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記第１実施形態ないし第７実施形態では、フィルタ５４を圧縮した後で圧縮済フィルタ５４を高圧ブローによって排出しているが、圧縮することなく、高圧ブローによってフィルタ５４を排出してもよい。

また、上記実施形態では、ノズルシャフト５２の先端部に装着されるフィルタ５４は円筒形状や円盤形状であるが、フィルタ形状はこれらに限定されるものではなく、本発明は部品吸着ヘッドに装着可能なフィルタ全般に対して適用可能である。

また、上記第１実施形態ないし第５実施形態および第７実施形態では、フィルタ着脱部６４がフィルタ装着部およびフィルタ取外部として兼用されているが、フィルタ装着部およびフィルタ取外部を個別に設けてもよい。

また、上記実施形態では、フィルタ保持構造、フィルタ取出方法、フィルタ供給方法、フィルタ交換方法およびフィルタ交換装置を部品実装装置に適用しているが、それらの適用対象は部品実装装置に限定されるものではなく、部品吸着ヘッドを用いる装置全般、例えば部品検査装置などに適用することができる。

以上説明したように、上記実施形態においては、方向Ｚが本発明の「外嵌方向」に相当し、ノズルシャフト５２に対する吸着ノズル５１の外嵌領域の長さＬ１が本発明の「外嵌長さ」に相当している。また、フィルタ５４の先端面５４１が本発明の「フィルタの吸着ノズル側の端面」に相当している。

以上、具体的な実施形態を例示して説明してきたように、本発明は、例えば吸着ノズルの後端部がノズルシャフトの先端部に外嵌されて装着されるように構成してもよく、これによって部品吸着ヘッドの短縮化が可能となる。特に、ノズルシャフトの先端部に対する吸着ノズルの後端部の外嵌方向においてフィルタの長さが、ノズルシャフトの先端部に対する吸着ノズルの後端部の外嵌長さよりも短くなるように構成するのが部品吸着ヘッドの短縮化を図る上で効果的である。

この発明は、部品を吸着する部品吸着ヘッドの内部でフィルタを保持するフィルタ保持技術全般に適用することができる。

５１…吸着ノズル
５２…ノズルシャフト
５３…部品吸着ヘッド
５４…フィルタ
１００…部品実装装置
１１０…基板
５２２…開口
５２３ａ…連通領域
５４１…（フィルタの）先端面

Claims (4)

1. ノズルシャフトの先端部に吸着ノズルが着脱自在に装着される、部品吸着ヘッドにおいてフィルタを保持するフィルタ保持構造であって、
   開口が前記ノズルシャフトの先端面に設けられ、フィルタ保持空間ならびに前記開口と前記フィルタ保持空間とをつなぐ通路が前記ノズルシャフトの先端部に設けられ、
   前記開口の内径が前記フィルタの外径よりも広く設けられ、
   前記フィルタ保持空間は、前記通路とつながる連通領域と、前記連通領域に対して前記通路の反対側で前記フィルタを保持可能に設けられた領域とを有し、
   前記連通領域の内径が前記フィルタの外径よりも狭められ、前記通路の内径が前記開口から前記フィルタ保持空間に向かう圧入方向に進むにしたがって狭まられ、前記開口、前記通路および前記連通領域を介して前記フィルタの全部を前記フィルタを保持可能に設けられた前記領域に圧入可能となっており、
   前記フィルタを保持可能に設けられた前記領域に圧入された前記フィルタが前記ノズルシャフトの先端部で保持されることを特徴とするフィルタ保持構造。
2. 請求項１に記載のフィルタ保持構造であって、
   前記吸着ノズルの後端部が前記ノズルシャフトの先端部に外嵌されて装着されるフィルタ保持構造。
3. 請求項２に記載のフィルタ保持構造であって、
   前記ノズルシャフトの先端部に対する前記吸着ノズルの後端部の外嵌方向において前記フィルタの長さが、前記ノズルシャフトの先端部に対する前記吸着ノズルの後端部の外嵌長さよりも短いフィルタ保持構造。
4. ノズルシャフトの先端部に吸着ノズルが着脱自在に装着される部品吸着ヘッドで部品を保持し、基板に実装する部品実装装置であって、
   開口が前記ノズルシャフトの先端面に設けられ、フィルタ保持空間ならびに前記開口と前記フィルタ保持空間とをつなぐ通路が前記ノズルシャフトの先端部に設けられ、
   前記開口の内径がフィルタの外径よりも広く設けられ、
   前記フィルタ保持空間は、前記通路とつながる連通領域と、前記連通領域に対して前記通路の反対側で前記フィルタを保持可能に設けられた領域とを有し、
   前記連通領域の内径が前記フィルタの外径よりも狭められ、前記通路の内径が前記開口から前記フィルタ保持空間に向かう圧入方向に進むにしたがって狭まられ、前記開口、前記通路および前記連通領域を介して前記フィルタの全部を前記フィルタを保持可能に設けられた前記領域に圧入可能となっており、
   前記フィルタを保持可能に設けられた前記領域に圧入された前記フィルタが前記ノズルシャフトの先端部で保持されることを特徴とする部品実装装置。

Images