JP6709822B2

JP6709822B2 - はんだ付け装置

Info

Publication number: JP6709822B2
Application number: JP2018099081A
Authority: JP
Inventors: 貢市広崎; 浩幸山本
Original assignee: アポロ精工株式会社
Priority date: 2018-05-23
Filing date: 2018-05-23
Publication date: 2020-06-17
Anticipated expiration: 2038-05-23
Also published as: JP2019202333A

Description

本発明は、切り取られた糸はんだを溶融してはんだ付けを行うはんだ付け装置に関する。

糸はんだを切り取るカッターユニットと、切り取られた糸はんだが落下可能な内径を有し、軸方向に貫通しており両端が開口した筒と、切り取られたはんだ片を筒の先端部で溶融させるための加熱手段とを備える、はんだ付け装置が知られている（特許文献１参照）。このはんだ付け装置では、切り取られたはんだ片は筒の上方の貫通口から筒の先端部まで落下し、そしてその先端部において加熱手段によって加熱されて溶融され、筒の下方の貫通口から筒内に入れられている被はんだ付け部がはんだ付けされる。

特許第６１４０３５０号公報

自動ではんだ付けや樹脂の塗布、充填を行う作業では、樹脂などから成るモールドケース等の外装ケースに内蔵（内側の底面に載置）されたＰＣＢ（プリント回路板）などの加工対象物の高さ（基準面からの高さ）が安定しない事があり、完成精度のバラツキの原因となることがある。加工対象物の高さのバラツキの原因としては外装ケースの寸法のバラツキ、ＰＣＢなどの加工対象物が外装ケースにしっかりと装着されていない、またＰＣＢなどの加工対象物の反り、曲がり等が挙げられる。

加工対象物の高さのバラツキは、加工対象物の表面とはんだごてなどのツールの先端との距離のバラツキの原因となる。加工対象物の表面とツールの先端との距離のバラツキは、完成精度のバラツキの原因となる。完成精度を高めるために、この加工対象物の高さのバラツキを補正しながら作業を行う場合、その補正の作業に時間がかかると、生産性の低下を招いてしまう。

また、加工対象物の高さのバラツキを補正する方法として、非接触タイプのレーザセンサーを使用して加工対象物の表面の高さを検知し、得られた結果に基いて加工対象物の表面とツールの先端との距離を制御する方法が挙げられる。非接触タイプのレーザセンサーを使用して加工対象物の表面の高さを検知する場合、加工対象物の表面が水平となるように加工対象物が載置され、レーザセンサーのレーザ光の光軸が加工対象物の表面に対して垂直に照射される必要がある。しかし、加工対象物が適切に載置されず、傾斜した状態で載置されてしまい、加工対象物の表面が水平ではない場合などには加工対象物の高さを正確に測定することはできない。

また、非接触タイプのレーザセンサーを使用する場合、レーザセンサーが高さを測定する位置と、ツールがはんだ付けや塗布などの作業をする位置とは一般的に異なる。このため、下記１）から３）の処理が必要になる。
１）レーザセンサーを用いて加工対象物の高さを測定する。
２）その後に、ツールがはんだ付けや塗布などの作業をする位置（作業位置）に移動する。
３）レーザセンサーを用いて測定した高さを基に、作業位置の高さを補正して、はんだ付けや塗布などの作業を行う。
上記１）から３）の処理をする場合、そのような処理をしない場合と比較して、時間がかかってしまう。

また、加工対象物の高さのバラツキを補正する方法として、ツールの先端を加工対象物の作業位置の表面に押し当てて、その後にツールを所定量だけ上昇させて、ツールの先端と加工対象物の作業位置の表面との距離を制御する方法が挙げられる。しかし、ツールの先端が加工対象物の表面に接触し、その後にツールを押し当てる力が大きいと、加工対象物を変形させてしまったり、加工対象物の載置状態を変化させたりしてしまうことがある。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、加工対象物の載置状態が不適切であっても、加工対象物を変形させたり、載置状態を変化させたりすることなく、はんだ付け装置に装着されるツール（はんだごて）の先端と加工対象物との距離を、簡易迅速かつ高精度に制御可能なはんだ付け装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係るはんだ付け装置は、ツールの先端を対象物の表面から所定の距離だけ離してはんだ付けするはんだ付け装置であって、
第１支持部と、
前記第１支持部を上下動させる上下動部と、
前記ツールを支持する第２支持部と、
前記ツールが前記対象物の表面に向かって接近し、前記ツールの先端が前記対象物の表面に接触する際に、前記ツールの先端が前記対象物の表面から受ける力を減少させるバッファー機構と、
前記第１支持部と前記第２支持部との間隔が変化したことを検知する変位検知部と、
前記バッファー機構をロックすることが可能であり、前記バッファー機構をロックした後は、前記第１支持部が上昇する量と、前記ツールが上昇する量とを等しくさせることが可能なバッファーロックと、を備える。

前記上下動部が、前記第１支持部を下降させ、
前記第１支持部の下降に伴って、下降していた前記ツールの先端が前記対象物の表面に接触したため、前記ツール及び前記第２支持部が下降しなくなった後に、前記第１支持部が下降したことによって、前記第１支持部と前記第２支持部との間隔が変化したことを前記変位検知部が検知したら、
前記上下動部は前記第１支持部の下降を停止させ、かつ
前記バッファーロックは前記バッファー機構をロックし、その後
前記上下動部は前記第１支持部を前記所定の距離だけ上昇させる、ことが好ましい。

本発明によれば、加工対象物の載置状態が不適切であっても、ツール先端を加工対象物の表面に過剰な負荷をかけることなく接触させ、その後にツールを上昇させることによって、加工対象物を変形させたり、載置状態を変化させたりすることなく、はんだ付け装置に装着されるツール（はんだごて）の先端と加工対象物（以下、単に「対象物」とも記載する。）との距離を、簡易迅速かつ高精度に制御可能なはんだ付け装置を提供することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係るはんだ付け装置の概略構成を示す図である。ツールのＺ方向の位置決めを開始し、その位置決めが完了するまでの一連の処理の流れを示すフローチャートである。（ａ）はツールのＺ方向の位置決め開始直後の状態を示す図であり、（ｂ）はツールの先端が対象物の表面に接触した直後の状態を示す図である。（ｃ）は第１フレームと第２フレームとの間隔が狭くなったことを変位検知部が検知し、バッファーロックがバッファー機構のロックを開始した直後の状態を示す図である。（ｄ）はバッファーロックがバッファー機構をロックした後に、第１フレーム、第２フレーム及びツールが微小量だけ上昇した状態を示す図である。時間の経過とともに、第１フレーム及び第２フレームのＺ方向の位置がどのように変化するかを示す図である。本発明の第２の実施形態に係るはんだ付け装置の概略構成を示す図である。本発明の実施例に係るはんだ付け装置の一部を拡大した斜視図である。本発明の実施例に係るバッファーロックの一例を示す平面図である。

以下、本発明に係るはんだ付け装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。ただし、以下の図面は本発明の技術的範囲を制限しない。
＜第１の実施形態＞
前記のように、本発明に係るはんだ付け装置は、ツールの先端を対象物の表面から所定の距離だけ離してはんだ付けするはんだ付け装置であり、第１支持部、上下動部、第２支持部、バッファー機構、変位検知部、及びバッファーロックを有する。

上下動部は、第１支持部を上下動させる。
第２支持部は、ツールを支持する。
バッファー機構は、前記ツールが前記対象物の表面に向かって接近し、前記ツールの先端が前記対象物の表面に接触する際に、前記ツールの先端が前記対象物の表面から受ける力を減少させることが可能である。
第１支持部と共に下降してきたツールの先端が前記対象物の表面に接触（衝突）した後、第１支持部は若干下降を続けても、ツール及び第２支持部は直ちに下降を停止する、という機構を採用することによって前記ツールの先端が前記対象物の表面から受ける力を減少させることが可能となる。

バッファー機構は、前記ツールが前記対象物の表面から上向きの力を受けていない間、前記第１支持部が下降する量と、前記第２支持部が下降する量とがほぼ等しくなるという状態で、前記第２支持部を支持することが可能である。
ツールの先端が対象物の表面に接した後、バッファー機構がロックされるまでの間、ツールの先端が対象物の表面から受ける力によって、ツール及び第２支持部は支持される。

第２支持部はコイルばねなどによって吊持されていることが好ましい。
ツールの先端が対象物の表面に接した後、バッファー機構がロックされるまでの間に、ツール及び第２支持部を支持するために、ツールの先端が対象物の表面から受ける力をＦ_１Ｂとし、第２支持部がコイルばねなどから受ける力をＦ_２Ｂとする。
ツールの先端が対象物の表面から受ける力Ｆ_１Ｂの向きと、第２支持部がコイルばねなどから受ける力Ｆ_２Ｂの向きとはほぼ等しい。
また、仮にコイルばねなどが存在せず、ツール及び第２支持部が対象物の表面から受ける力によって支持される場合、ツールの先端が対象物の表面から受ける力をＭとする。
上記Ｆ_１Ｂ、Ｆ_２Ｂ及びＭは以下の関係を満たす。
Ｆ_１Ｂ＋Ｆ_２Ｂ＝Ｍ

つまり、コイルばねなどが存在する場合、ツール及び第２支持部を支持するために、ツールの先端が対象物の表面から受ける力Ｆ_１ＢはＭよりもＦ_２Ｂだけ減少する。
すなわち、コイルばねなどが存在する場合、第１支持部に対して、ツール及び第２支持部を変位させるために、ツールの先端が対象物の表面から受ける力Ｆ_１ＢはＭよりもＦ_２Ｂだけ減少する。

変位検知部は、前記第１支持部と前記第２支持部との間隔が変化したことを検知する。
バッファーロックは、前記第１支持部と前記第２支持部との間隔を固定することができる。バッファーロックが、前記バッファー機構をロックした後は、前記第１支持部が上昇する量と、前記第２支持部が上昇する量と、前記ツールが上昇する量とは等しくなる。

図１に、本発明の第１の実施形態に係るはんだ付け装置を示す。図１に示すはんだ付け装置は、少なくとも上下動部１０と、ヘッド２０とを備える。
ヘッド２０は、ツール３０と、コイルばね４０と、バッファーロック５０と、変位検知部６０と、第１支持部である第１フレーム７１と、第２支持部である第２フレーム７２と、ガイド７３とを含む。

図１に示す例では、上下動部１０が第１フレーム７１を下降させると、第２フレーム７２及びツール３０なども共に下降する。ツール３０の先端が対象物８０の表面に接触し、接触後も上下動部１０が第１フレーム７１を下降させても、第２フレーム７２及びツール３０などは下降しない。第１フレーム７１の水平方向に伸びる腕の部分と第２フレーム７２との間隔が狭くなる。

図１に示す例では、コイルばねの上端は第１フレーム７１に、下端は第２フレーム７２に、それぞれ連結され、第２フレーム７２はコイルばね４０によって吊持されている。第１フレーム７１に対して、ツール３０及び第２フレーム７２を変位させる（つまり、ツール３０及び第２フレーム７２を支持する）ために、ツール３０の先端が対象物の表面から受ける力は、第２フレームとツールとの重量の総和に対して生じる下向きの力よりも第２フレーム７２がコイルばねから受ける上向きの力の分だけ減少する。

＜上下動部＞
上下動部１０は、ヘッド２０を上下方向（Ｚ方向）に移動させることができる。図１に示す例では、上下動部１０が第１フレーム７１を下降させると第２フレーム７２等も下降し、上下動部１０が第１フレームを上昇させると第２フレーム７２等も上昇する。第２フレーム７２の姿勢はガイド７３によって維持されるため、ヘッドが上下動しても第２フレーム７２の姿勢は維持される。
上下動部１０によって、第１フレーム７１が下降させられて、第２フレーム７２も下降し、ツール３０の先端が対象物８０に接触し、その後さらに上下動部１０によって、第１フレーム７１が下降させられても、第２フレーム７２は下降しない。このとき第１フレーム７１と第２フレーム７２との間隔Ｄが狭まる。

第１フレーム７１と第２フレーム７２との間隔Ｄが狭まり、変位検知部６０がかかる変位（第１フレーム７１に対する第２フレーム７２の相対的な上昇）を検知すると、上下動部１０による第１フレーム７１の下降は停止される。
また、変位検知部６０がかかる変位を検知すると、バッファーロック５０が作動し、第１フレーム７１に対して第２フレーム７２がロックされる。このときの第１フレーム７１と第２フレーム７２との間隔をＤ１とする。

その後、上下動部１０によって、第１フレーム７１はわずかに上昇させられる。第１フレーム７１と共に、第２フレーム７２も上昇させられる。このとき第１フレーム７１の上昇量と第２フレーム７２の上昇量とツール３０の上昇量とは等しい。このときの第１フレーム７１の上昇量をＤ２とすると、ツール３０の先端と対象物８０の表面との間隔もＤ２になる。
上下動部１０は、例えばステッピングモータ、電動シリンダー、エアーシリンダー、サーボモータとボールネジなどである。
また、ヘッド２０は上下動部１０と共に、水平方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動可能であるが、上下動部１０を水平方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動可能とする機構については説明を省略する。

＜バッファー＞
図１に示す例では、バッファー機構は、ツール３０の先端が対象物の表面に接触した後も上下動部１０が第１フレーム７１を下降させた際に、第１フレーム７１だけが下降し、第２フレーム７２が下降しないようにするための機構である。つまり、上下動部１０が第１フレーム７１を下降させる力は第２フレーム７２には及ばないようになる。前記のように、ツール３０の先端が対象物８０の表面に接触した後に、第１フレーム７１だけが下降し、第２フレーム７２が下降しないことによって、第１フレーム７１の腕の部分の下表面と第２フレーム７２の上表面との間隔Ｄは減少する（第１フレーム７１に対して第２フレーム７２が相対的に上昇する）。

＜変位検知部＞
変位検知部６０は、第１フレーム７１に対して第２フレーム７２が相対的に上昇したことを検知する。変位検知部６０は、第２フレーム７２が相対的に上昇したことを検知することによって、ツール３０の先端が対象物８０の表面に既に接触したことを検知する。
図１に示す例では、変位検知部６０は、バッファーロック５０の上端の上方に設けられているが、本発明において変位検知部６０を設置する位置に制限はない。

変位検知部６０の一例としては、発光素子と受光素子とを組み合わせた非接触光学式センサー（フォトセンサー）が挙げられる。例えば、発光素子から照射された光がバッファーロック５０の上端（第２フレームとともに上下動する部位）によって遮られたことを、第１フレーム７１に設置された受光素子が検知することによって、第１フレーム７１と第２フレーム７２との間隔が狭くなったことを検知する。
変位検知部６０は、ツール３０の先端が対象物８０の表面に接触した後に、第１フレーム７１は下降したが、第２フレーム７２は下降しなかったことを検知可能であれば、どこに設置されていてもよい。例えば、バッファーロック５０の他の部位の変位（Ｚ方向の位置の変化）を検知するものでも良く、また第２フレーム７２に設置されたバッファーロック５０以外の他の部位や第２フレーム７２自体のどこかの部位の相対的な上昇を検知するものでも良い。また、光学式センサー以外の非接触センサーでも良いし、バネによって可動するピンによって接点の開閉が行われるマイクロスイッチなどの接触センサーであっても良い。

＜バッファーロック＞
変位検知部６０が、ツール３０の先端が対象物８０の表面に接触した後に、第１フレーム７１は下降したが、第２フレーム７２は下降しなかったこと（その結果、第１フレーム７１と第２フレーム７２との間隔Ｄが減少したこと）を検知したら、
上下動部１０は、第１フレーム７１の下降を停止し、
バッファーロック５０は、バッファー機構（緩衝機構）をロック（固定）する。
バッファーロック５０が、「バッファー機構（緩衝機構）をロック（固定）する」とは、「第１フレーム７１に対して第２フレーム７２を固定する」ことであり、その結果、
「第１フレーム７１と第２フレーム７２との間隔Ｄが増減しないようにする」ことである。

図１などに示す例では、バッファーロック５０は、第１フレーム７１側に設けられているピンを、第２フレーム側に設けられている凹部に挿入することによって、第１フレーム７１に対して第２フレーム７２を固定している。
ただし、バッファーロック５０は、第１フレーム７１と第２フレーム７２との間隔Ｄが変化しないようにできるものであれば、どのような機構であっても、またどこに設置されていてもよい。

図２に、ツールのＸ−Ｙ方向の位置決めが完了した後に、ツールのＺ方向の位置決めを開始し、Ｚ方向の位置決めが完了するまでの一連の処理の流れを示す。

まず、上下動部１０と、第１フレーム７１と、変位検知部６０と、コイルばね４０と、バッファーロック５０と、第２フレーム７２と、ツール３０とが下降する（ステップＳ２０１）。
次に、ツール３０の先端（下端）が対象物８０の表面に接触した後は、上下動部１０が第１フレーム７１を下降させても、ツール３０の先端が対象物８０の表面から受ける上向きの反力によって、第２フレーム７２は下降しない（ステップＳ２０２）。このため、第１フレーム７１と第２フレーム７２との間隔が狭くなる。

次に、第１フレーム７１と第２フレーム７２との間隔が狭くなったことを、変位検知部６０が検知したら、上下動部１０は第１フレーム７１の下降を停止し、バッファーロック５０がバッファー機構をロックする（ステップＳ２０３）。
その後、上下動部１０が第１フレーム７１を微小量だけ上昇させる（ステップＳ２０４）。第１フレーム７１が微小量だけ上昇すると、第１フレーム７１と共に第２フレーム７２及びツール３０も上昇する。

図３、４に基いて、ツールのＸ−Ｙ方向の位置決めが完了した後に、ツールのＺ方向の位置決めを開始し、Ｚ方向の位置決めが完了するまでの一連の処理の流れを示す。

図３（ａ）は、ツールのＺ方向の位置決め開始直後の状態を示す。
上下動部１０が第１フレーム７１を下降させると、第２フレーム７２やツール３０も下降する。
つまり、以下の関係が成り立つ。
第１フレーム７１の下降量＝第２フレーム７２の下降量＝ツール３０の下降量
Ｚ方向の位置決め開始直後から、ツール３０の先端が対象物８０の表面に接触するまでの第１フレーム７１の下降量（＝第２フレーム７２の下降量＝ツール３０の下降量）は１０ｍｍ〜１００ｍｍ程度である。

図３（ｂ）は、ツールの先端が対象物の表面に接触した直後の状態を示す。
ツール３０の先端が対象物８０の表面に接触した後は、第１フレーム７１が下降しても、第２フレーム７２とツール３０とは下降しない。
つまり、ツール３０の先端が対象物８０の表面に接触した後は、以下の関係が成り立つ。
第２フレーム７２の下降量＝ツール３０の下降量＝０

図４（ｃ）は、ツールの先端が対象物の表面に接触した後も、第１フレーム７１が下降することによって、第１フレーム７１と第２フレーム７２との間隔が、Ｄ０からＤ１へ減少し、変位検知部６０がかかる間隔の減少を検知し、第１フレーム７１が下降を停止し、バッファーロック５０がバッファー機構をロックした状態を示す。
ツール３０の先端が対象物８０の表面に接触した後も、第１フレーム７１が下降することによる、第１フレーム７１と第２フレーム７２との間隔Ｄの減少量（＝Ｄ０−Ｄ１）は０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度である。

図４（ｄ）は、バッファーロック５０がバッファー機構をロックした後に、上下動部１０によって、第１フレーム７１、第２フレーム７２及びツール３０が微小量だけ上昇させられた状態を示す。
バッファーロック５０がバッファー機構をロックした後に、上下動部１０が第１フレーム７１、第２フレーム７２及びツール３０を上昇させる上昇量は０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度である。

図５（ａ）は、横軸が時刻、縦軸が第１フレームの基準点のＺ方向の位置を示す。
図５（ｂ）は、横軸が時刻、縦軸が第２フレームの基準点のＺ方向の位置を示す。
第１フレームの基準点とは、第１フレームのどこかの一点であって、第１フレームのＺ方向の変位を説明するために用いられる点である。例えば、第１フレームの下端などである。
第２フレームの基準点とは、第２フレームのどこかの一点であって、第２フレームのＺ方向の変位を説明するために用いられる点である。例えば、第２フレームの下端などである。

Ｔ０は、第１フレーム、第２フレーム及びツールが下降を開始した時刻である。
Ｔ１は、ツールの先端が対象物の表面に接触した時刻である。
Ｔ２は、バッファーロックがバッファー機構をロックし、第１フレーム、第２フレーム及びツールが上昇を開始した時刻である。
なお、バッファーロックがバッファー機構をロックした後、対象物（対象ワーク）を加熱するために、ロックした位置で１〜１００秒程度待機してから上昇を開始するとしてもよい。
Ｔ３は、第１フレーム、第２フレーム及びツールが上昇を停止した時刻である。
第２フレームとツールとは、下降開始の時刻、下降停止の時刻、上昇開始の時刻及び上昇停止の時刻が全て同じであり、かつ下降量及び上昇量も全て同じである。

図５（ａ）に示すように、第１フレームの基準点は、
Ｔ０のときにＺ１０の位置にあり、Ｔ１のときにＺ１１の位置にあり、
Ｔ２のときにＺ１２の位置にあり、Ｔ３のときにＺ１３の位置にある。
図５（ｂ）に示すように、第２フレームの基準点は、
Ｔ０のときにＺ２０の位置にあり、Ｔ１のときにＺ２１の位置にあり、
Ｔ２のときまでＺ２１の位置に停止し、Ｔ３のときにＺ２３の位置にある。

（Ｚ１０の値−Ｚ１１の値）は、Ｔ０からＴ１までの間に第１フレームが下降する量である。
（Ｚ２０の値−Ｚ２１の値）は、Ｔ０からＴ１までの間に第２フレームが下降する量であり、ツールが下降する量でもある。
そして、（Ｚ１０の値−Ｚ１１の値）と（Ｚ２０の値−Ｚ２１の値）とは等しい。

（Ｚ１１の値−Ｚ１２の値）は、Ｔ１からＴ２までの間に第１フレームが下降する量である。
Ｔ１からＴ２までの間に、第２フレームが下降する量は０であり、ツールが下降する量も０である。
つまり、（Ｚ１１の値−Ｚ１２の値）は、
ツールの先端が対象物に接触する直前の第１フレームと第２フレームとの間隔Ｄ０と、
バッファーロックがバッファー機構をロックしたときの第１フレームと第２フレームとの間隔Ｄ１との差（＝Ｄ０−Ｄ１）に等しい。

Ｔ２からＴ３までの間に第１フレームが上昇する量は（Ｚ１３の値−Ｚ１２の値）である。
Ｔ２からＴ３までの間に第２フレーム及びツールが上昇する量は（Ｚ２３の値−Ｚ２１の値）である。
そして、（Ｚ１３の値−Ｚ１２の値）と（Ｚ２３の値−Ｚ２１の値）とは等しい。

以上のように、ツールの先端が対象物に接触した後に、第１フレームのみが下降したことを検知したら、第１フレームの下降を停止し、かつ第１フレームと第２フレームとの間隔を固定する。そして、第１フレームと第２フレームとを微小量だけ上昇させることによって、ツールの先端にも対象物にも過大な負荷をかけることなく、ツールの先端と対象物との距離（隙間）を迅速かつ正確に設定することできる。その結果、高品質なはんだ付けを短時間で実現でき、はんだ付け個所の品質を高く保ちつつ、生産時間を短縮できる。

＜第２の実施形態＞
図６に、本発明の第２の実施形態に係るはんだ付け装置を示す。図６に示すはんだ付け装置も、第１の実施形態に係るはんだ付け装置と同様に、少なくとも上下動部１０と、ヘッド２０とを備える。ヘッド２０は、ツール３０と、コイルばね４０と、バッファーロック５０と、変位検知部６０とを含む。図６に示す例でも、第１支持部としての第１フレーム７１と、第２支持部としての第２フレーム７２と、ガイド７３とをさらに含む。

図１に示す第１の実施形態に係るはんだ付け装置と、図６に示す第２の実施形態に係るはんだ付け装置との主たる相違点は、以下のとおりである。
図１に示す第１の実施形態においては、コイルばね４０の上端は第１フレーム７１に、下端は第２フレーム７２に、それぞれ連結され、第２フレーム７２はコイルばね４０によって上方から吊持されている。
一方、図６に示す第２の実施形態においては、コイルばね４０の上端は第２フレーム７２に、下端は第１フレーム７１に、それぞれ連結され、第２フレーム７２はコイルばね４０によって下方から支持されている。

その結果、ツール３０の先端が対象物８０に接触した後に、第１フレームが下降すると、
第１の実施形態においては、第１フレームと第２フレームとの間隔が狭くなる（コイルばねが縮む）が、
第２の実施形態においては、第１フレームと第２フレームとの間隔が広くなる（コイルばねが伸びる）。

第１フレームと第２フレームとの間隔が変化したことを変位検知部６０が検知した後は、上下動部１０は第１フレーム７１の下降を停止するとともに、バッファーロックがバッファー機構をロックし、第１フレームと第２フレームとの間隔が変化しなくなる。そして、上下動部１０が第１フレーム７１を上昇させると、第２フレーム７２とツール３０も第１フレーム７１の上昇量と同じ量だけ上昇する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。
すなわち、ツールの先端が対象物に接触した後に、第１支持部（第１フレーム）のみが下降したことを検知したら、第１支持部の下降を停止し、第１支持部と第２支持部（第２フレーム）との間隔を固定し、第１支持部を微小量だけ上昇させることによって、ツールを微小量だけ上昇させうる、という条件を満たすものであれば、上下動部、第１支持部、第２支持部、バッファー、変位検知部、及びバッファーロックの機構や取り付け位置、取り付け機構、各部材の材質、形状やサイズ、各部材を保持する保持手段を変更してもよい。

図７に基づいて、本発明に係る実施例について説明する。図７はヘッド７２０の拡大図であり、図７において、上下動部（不図示）は、第１支持部である第１フレーム７７１を上下動させる。第２支持部である第２フレーム７７２は、ツール７３０を支持する。
コイルばね７４０は、ツール７３０が対象物（不図示）の表面から上向きの力を受けていない間、第１フレーム７７１が下降する量と、第２フレーム７７２が下降する量とがほぼ等しくなるという状態で、第２フレーム７７２を支持する（吊持する）。
また、ツール７３０が対象物の表面から上向きの力を受けている間、第１フレーム７７１は下降するが、第２フレーム７７２は下降しない。

変位検知部は、フォトセンサー７６０ａと遮光板７６０ｂとからなる。フォトセンサー７６０ａは、発光素子（不図示）が発する光が遮光板７６０ｂによって遮られると第１フレーム７７１と第２フレーム７７２との間隔が変化したことを検知する。
上下動部（不図示）によって下降させられていたツール７３０の先端が対象物の表面に到達し、フォトセンサー７６０ａが、第１フレーム７７１と第２フレーム７７２との間隔が変化したことを検知したら、上下動部（不図示）は、第１フレーム７７１の下降を停止する。

図８は、バッファーロックの一例を示す平面図である。
バッファーロックは、
第１フレーム７７１側に設けられたピン７５０ａ、エアシリンダー８０１、ピン７５０ｃ、及びリニアガイド８０２並びに
第２フレーム７７２側に設けられた接触部７５０ｂからなる。
ピン７５０ａの先端にはゴムが設けられている。接触部７５０ｂの形状は板状である。ピン７５０ｃは接触部７５０ｂを挟んで、ピン７５０ａとは反対側に、ピン７５０ａとは反対向きに設置されている。ピン７５０ｃの形状は、ピン７５０ａと同様であり、ピン７５０ａと同様に先端にゴムが設けられている。エアシリンダー８０１はピン７５０ａを矢印８０３の方向に移動させることができ、リニアガイド８０２はピン７５０ｃを矢印８０３の方向に移動させることができる。

フォトセンサー７６０ａが、第１フレーム７７１と第２フレーム７７２との間隔が変化した（狭くなった）ことを検知したら、図８（ｂ）に示されるように、エアシリンダー８０１はピン７５０ａを押し出し、リニアガイド８０２はピン７５０ｃを接触部７５０ｂの方向に移動させる。そして、ピン７５０ａ及びピン７５０ｃは接触部７５０ｂに押し当てられ、ピン７５０ａとピン７５０ｃとによって接触部７５０ｂが挟み込まれ、第２フレーム７７２は第１フレーム７７１に対して固定される。
上記のように、板状の接触部７５０ｂを先端にゴムが設けられたピンで挟み込むという構造とすることによって、凹部にピンを差し込んで第１フレーム７７１と第２フレーム７７２との間隔を固定する場合と比較して、第１フレーム７７１と第２フレーム７７２との間隔が変化したことを検知するタイミングが多少遅くなっても、第１フレーム７７１と第２フレーム７７２との間隔を確実に固定することができる。

上下動部（不図示）によって第１フレーム７７１が所定量だけ上昇させられ、第１フレーム７７１と共に、第２フレーム７７２及びツール７３０が上昇させられる。第１フレーム７７１の上昇量と、第２フレーム７７２の上昇量と、ツール７３０の上昇量は等しい。このようにして、ツール７３０の先端は、簡易迅速かつ正確に、対象物の表面から所定量だけ上昇した位置に停止する。

１０上下動部
２０ヘッド
３０ツール
４０コイルばね
５０バッファーロック
６０変位検知部
７１第１フレーム
７２第２フレーム
７３ガイド
８０対象物
９０外装ケース

Claims

ツールの先端を対象物の表面から所定の距離だけ離してはんだ付けするはんだ付け装置であって、
第１支持部と、
前記第１支持部を上下動させる上下動部と、
前記ツールを支持する第２支持部と、
前記ツールが前記対象物の表面に向かって接近し、前記ツールの先端が前記対象物の表面に接触する際に、前記ツールの先端が前記対象物の表面から受ける力を減少させるバッファー機構と、
前記第１支持部と前記第２支持部との間隔が変化したことを検知する変位検知部と、
前記バッファー機構をロックすることが可能であり、前記バッファー機構をロックした後は、前記第１支持部が上昇する量と、前記ツールが上昇する量とを等しくさせることが可能なバッファーロックと、
を有し、
前記上下動部が、前記第１支持部を下降させ、
前記第１支持部の下降に伴って、下降していた前記ツールの先端が前記対象物の表面に接触したため、前記ツール及び前記第２支持部が下降しなくなった後に、前記第１支持部が下降したことによって、前記第１支持部と前記第２支持部との間隔が変化したことを前記変位検知部が検知したら、
前記上下動部は前記第１支持部の下降を停止させ、かつ
前記バッファーロックは前記バッファー機構をロックし、その後
前記上下動部は前記第１支持部を前記所定の距離だけ上昇させることを特徴とするはんだ付け装置。