特許 7253727 作業ヘッド及び製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-30

(45)【発行日】2023-04-07

(54)【発明の名称】作業ヘッド及び製造装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/04 20060101AFI20230331BHJP

   B25J 15/06 20060101ALI20230331BHJP

【ＦＩ】

H05K13/04 A

B25J15/06 D

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2018018702

(22)【出願日】2018-02-05

(65)【公開番号】P2019135762

(43)【公開日】2019-08-15

【審査請求日】2020-12-14

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002527

【氏名又は名称】弁理士法人北斗特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡村 浩志

【審査官】大塚 多佳子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０３２７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２６２３５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１７０３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３２２２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－３４３６９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－２７２５０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １３／０４

Ｂ２５Ｊ １５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１インレット及び第１アウトレットを有する第１バルブと、
第２インレット及び第２アウトレットを有する第２バルブと、
構造体とを備え、
前記構造体は、
前記第１バルブを保持する第１保持部と、
前記第２バルブを保持する第２保持部と、
前記第１アウトレットと前記第２インレットとを接続する流路の少なくとも一部を構成する内部流路と、
流量センサを保持する第３保持部とを有し、
前記第１バルブと前記第２バルブは、鉛直方向に並んで前記構造体に保持され、
前記構造体の一側面に前記第１保持部と前記第２保持部と前記第３保持部がこの順に並んで配される、
作業ヘッド。

【請求項2】

前記第１インレットは２つの第１切換インレットを有し、
前記第２インレットは２つの第２切換インレットを有し、
前記流路は、前記２つの第２切換インレットの一方と、前記第１アウトレットとを接続する、
請求項１に記載の作業ヘッド。

【請求項3】

前記２つの第１切換インレットは、正圧源に通じる正圧インレット、及び大気に通じる大気圧インレットであって、
前記２つの第２切換インレットは、負圧源に通じる負圧インレット、及び前記流路を介して前記第１アウトレットに通じる中継インレットである、
請求項２に記載の作業ヘッド。

【請求項4】

前記内部流路は、チャンバを有する、
請求項１～３のいずれか１項に記載の作業ヘッド。

【請求項5】

前記チャンバは、前記流路において、前記第１アウトレットよりも前記第２インレットに近い位置に配される、
請求項４に記載の作業ヘッド。

【請求項6】

前記構造体は、
前記内部流路である第１流路とは別の第２流路を更に有し、
前記第２流路は、前記チャンバである第１チャンバとは別の第２チャンバを有する、
請求項４又は請求項５に記載の作業ヘッド。

【請求項7】

前記構造体は、負圧源に通じる接続口を有し、
前記第２流路は、前記接続口と前記第２インレットとを接続し、
前記第２チャンバは、前記第２流路において、前記接続口よりも前記第２インレットに近い位置に配される、
請求項６に記載の作業ヘッド。

【請求項8】

複数のバルブユニットを備え、
前記複数のバルブユニットの各々が、
前記第１バルブと、
前記第２バルブと、
前記構造体とを有し、
前記複数のバルブユニットの各々が有する前記構造体が、
前記チャンバを有する、
請求項４～７のいずれか１項に記載の作業ヘッド。

【請求項9】

前記チャンバは、
前記内部流路における他の部分よりも流路断面積が大きい、
請求項４～８のいずれか１項に記載の作業ヘッド。

【請求項10】

前記構造体が金属製である、
請求項１～９のいずれか１項に記載の作業ヘッド。

【請求項11】

前記構造体が樹脂製である、
請求項１～９のいずれか１項に記載の作業ヘッド。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか１項に記載の作業ヘッドと、
前記作業ヘッドを移動させる駆動機構とを備えた、
製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、作業ヘッド及び製造装置に関し、詳しくは、バルブを備えた作業ヘッド及びこれを備えた製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、部品実装装置が開示されている。この実装装置は、部品を吸着して搬送するための移載ヘッドを備えている。移載ヘッドは、ノズル、負圧供給弁及びマニホールドブロックを有している。

【0003】

負圧供給弁は、ノズルを負圧源に対して選択的に通じさせるための弁である。負圧供給弁は、マニホールドブロックに取り付けられている。ノズルに対して、負圧源から負圧供給弁を介して負圧が供給されることで、ノズルは、部品を吸着する。

【0004】

部品実装装置は、正圧供給弁を更に備えている。正圧供給弁は、ノズルに正圧を負圧供給弁を介して選択的に供給するための弁である。ノズルに対して、正圧源から正圧供給弁及び負圧供給弁を介して正圧が供給されることで、ノズルが部品をリリースして、部品が基板に実装される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１５－３２７７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記の部品実装装置では、正圧供給弁が負圧供給弁から離れて位置する。このため、正圧供給弁と負圧供給弁とをつなぐ流路が長くなりやすい。したがって、部品実装装置及び移載ヘッドの小型化や軽量化を図り難い。

【0007】

本開示は上記事由に鑑みてなされており、２つのバルブを接続する流路の長さを短くすることができる作業ヘッド及びこれを備えた製造装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の一態様に係る作業ヘッドは、以下に示す構成を有する。第１バルブ、第２バルブ及び構造体を備える。前記第１バルブは、第１インレット及び第１アウトレットを有する。前記第２バルブは、第２インレット及び第２アウトレットを有する。前記構造体は、第１保持部、第２保持部及び内部流路を有する。前記第１保持部は、前記第１バルブを保持する。前記第２保持部は、前記第２バルブを保持する。前記内部流路は、前記第１アウトレットと前記第２インレットとを接続する流路の少なくとも一部を構成する。

【0009】

また、本開示の一態様に係る製造装置は、前記作業ヘッドと、駆動機構とを備える。前記駆動機構は、作業ヘッドを移動させる。

【発明の効果】

【0010】

本開示の一態様に係る作業ヘッド及び製造装置は、２つのバルブを接続する流路の長さを短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、実施形態に係る作業ヘッドの斜視図である。

【図2】図２は、同上の作業ヘッドを組み込んだ実装装置の平面図である。

【図3】図３は、同上の作業ヘッドのブロック図である。

【図4】図４は、同上の作業ヘッドが備える複数のバルブユニットを示す斜視図である。

【図5】図５Ａは、作業ヘッドのバルブユニットを示した斜視図である。図５Ｂは、同上のバルブユニットを図５Ａとは異なる位置から見たときの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（１）概要
図１に示す本実施形態の作業ヘッド１は、対象物を移して載せる移載ヘッドである。より具体的に本実施形態の作業ヘッド１は、図２に示す実装装置（表面実装機）８に組み込まれて用いられる。すなわち、本実施形態の作業ヘッド１は、基板９０に部品を実装するために用いられる実装ヘッドである。

【0013】

なお、本開示の技術は、例えば、ダイボンダ又はワイヤボンダ等、実装装置８以外の製造装置にも適用可能である。また、本開示の技術は、例えば、作業ヘッド１を用いて対象物を搬送する機能のみを有する装置等にも適用可能である。

【0014】

本実施形態の作業ヘッド１は、図３に示すように、第１バルブ１１、第２バルブ１２及び構造体２を備える。第１バルブ１１は、第１インレット１５及び第１アウトレット１１２を有する。第２バルブ１２は、第２インレット１６及び第２アウトレット１２２を有する。構造体２は、第１保持部２１、第２保持部２２及び内部流路３２を有する。

【0015】

第１保持部２１は、第１バルブ１１を保持する。第２保持部２２は、第２バルブ１２を保持する。内部流路３２は、第１アウトレット１２２と第２インレット１６とを接続する流路の少なくとも一部を構成する。すなわち、内部流路３２は、第１アウトレット１２２と第２インレット１６とを接続する流路の全部を構成してもよいし、この流路の一部のみを構成してもよい。

【0016】

上記のように本実施形態の構造体２は、第１保持部２１、第２保持部２２及び内部流路３２を有する。このため、第１バルブ１１と第２バルブ１２とを近づけて、第１バルブ１１と第２バルブ１２とを接続する流路（内部流路３２によって少なくとも一部が構成される流路）の長さを短くすることができる。

【0017】

（２）構成
以下、図１～図５Ｂに基づいて、本実施形態の作業ヘッド１及び実装装置８の構成について詳しく説明する。なお、以下では、実装装置８が設置された状態を基準にした方向を用いて説明する。

【0018】

図２に示す本実施形態の実装装置８は、電源、正圧源９１（図３参照）及び負圧源９２（図３参照）に接続されて用いられる。電源、正圧源９１及び負圧源９２の各々は、実装装置８の動力の供給源となる。実装装置８は、搬送機構８２、駆動機構８０、作業ヘッド１、及び制御部８１（図３参照）を備える。搬送機構８２は、例えば、ベルトコンベア等である。搬送機構８２は、基板９０を実装装置８内の所定位置に搬送する。

【0019】

駆動機構８０は、例えば、リニア型モータを有する機構である。駆動機構８０は、作業ヘッド１を、水平面に沿って、第１位置と第２位置との間で移動させる。第１位置は、作業ヘッド１が部品をピックアップする位置である。第２位置は、作業ヘッド１が上記所定位置に配された基板９０に部品を実装する位置である。

【0020】

制御部８１（図３参照）は、搬送機構８２、駆動機構８０及び作業ヘッド１を制御する。制御部８１は、例えば、プロセッサ及び記憶装置等を含むコンピュータである。プロセッサは例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等である。記憶装置は、例えば半導体メモリ又はハードディスク等である。

【0021】

図１に示すように、本実施形態の作業ヘッド１は、ベース１０、複数の吸着ノズル５及び複数のバルブユニット６（図４参照）を備える。ベース１０は、駆動機構８０に取り付けられる。複数の吸着ノズル５及び複数のバルブユニット６は、ベース１０に取り付けられる。

【0022】

作業ヘッド１は、吸着ノズル５と同数のバルブユニット６を備える。本実施形態の作業ヘッド１は、吸着ノズル５及びバルブユニット６を２つずつ備える。複数のバルブユニット６は、複数の吸着ノズル５にそれぞれ一対一で対応する。複数のバルブユニット６は、図３に示すように、共通の負圧源９２及び共通の正圧源９１に接続される。

【0023】

なお、複数のバルブユニット６の各々は、バルブユニット６毎に異なる負圧源に接続されてもよいし、バルブユニット６毎に異なる正圧源に接続されてもよい。負圧源９２は、例えば、真空ポンプ又は真空発生器である。正圧源９１は、例えば、コンプレッサ等である。

【0024】

バルブユニット６は、対応する吸着ノズル５への圧力の供給元を、負圧源９２、正圧源９１及び大気のうちのいずれか一つに選択的に切り換える。吸着ノズル５が対応するバルブユニット６を介して負圧源９２に通じたとき、吸着ノズル５の内圧（内部の圧力）は負圧になり、吸着ノズル５は空気を吸い込む空気吸込状態となる。この空気により、吸着ノズル５に部品が吸着されて捕捉される。

【0025】

吸着ノズル５が対応するバルブユニット６を介して正圧源９１に通じたとき、吸着ノズル５の内圧は正圧になり、吸着ノズル５は空気を吹き出す空気吹出状態となる。この空気により、吸着ノズル５に吸着された部品は、吸着ノズル５から離れて基板９０（図２参照）上に実装される。

【0026】

吸着ノズル５が対応するバルブユニット６を介して大気に通じたとき、吸着ノズル５の内圧が大気圧になる。これにより、吸着ノズル５は、空気の吸込みと吹出しとの両方を行わない待機状態となる。

【0027】

本実施形態のベース１０は、図１に示すように、複数の吸着ノズル５と同数のアクチュエータ１４を有している。複数のアクチュエータ１４は、複数の吸着ノズル５にそれぞれ一対一で対応する。

【0028】

各アクチュエータ１４は、例えば、駆動源として、リニア型モータを有する。各アクチュエータ１４は、対応する吸着ノズル５を、上下方向に移動させる。各吸着ノズル５は、図３に示すように、対応するバルブユニット６に後述する管９５を介して接続される。各吸着ノズル５は、負圧源９２から対応するバルブユニット６を介して負圧が供給されることにより、部品を吸着する。

【0029】

図１に示す各アクチュエータ１４は、制御部８１（図３参照）に電気的に接続される。作業ヘッド１が第１位置に配されて部品をピックアップするとき、この吸着ノズル５に対応するアクチュエータ１４は、制御部８１によって例えば以下のように制御される。

【0030】

作業ヘッド１が第１位置に配置された後、アクチュエータ１４は、吸着ノズル５を下方に動かして、吸着ノズル５を基板９０に実装される部品の近傍に位置させる。この後、吸着ノズル５の状態が、前述した空気吸込状態に切り換えられて、吸着ノズル５に部品が吸着される。

【0031】

続いてアクチュエータ１４は、吸着ノズル５を上方に動かす。この後、作業ヘッド１は、駆動機構８０（図２参照）により、部品を実装する第２位置まで動かされる。作業ヘッド１が第２位置に配されて吸着ノズル５により部品を基板９０に実装するとき、この吸着ノズル５に対応するアクチュエータ１４は、制御部８１によって例えば以下のように制御される。

【0032】

作業ヘッド１が第２位置に配された後、アクチュエータ１４は、吸着ノズル５を下方に動かして、吸着ノズル５に吸着された部品を基板９０の上面近傍に位置させる。この後、吸着ノズル５の状態が、空気吸込状態から前述した空気吹出状態に切り換えられ、部品が基板９０に実装される。

【0033】

部品が基板９０に実装された後、アクチュエータ１４は、吸着ノズル５を上方に動かす。これにより、基板９０に実装された部品から吸着ノズル５が外れる。この後、作業ヘッド１は、駆動機構８０（図２参照）により、次の部品をピックアップする第１位置まで動かされる。

【0034】

吸着ノズル５の状態は、部品が基板９０に実装された後に、空気吹出状態から上述した待機状態に切り換えられる。この待機状態は、吸着ノズル５が次の部品を吸着するときまで維持される。すなわち、吸着ノズル５の状態は、待機状態、空気吸込状態及び空気吹出状態の順に切り換えられた後、再び待機状態に切り換えられ、以後、このサイクルが繰り返される。

【0035】

図３、図５Ａ及び図５Ｂ示すように、各バルブユニット６は、第１バルブ１１、第２バルブ１２及び構造体２を備えている。第１バルブ１１及び第２バルブ１２は、構造体２に取り付けられる。以下、特に区別しない場合には、第１バルブ１１及び第２バルブ１２の各々を、バルブ１１，１２という。各バルブ１１，１２は、電気的駆動弁であり、詳しくは電磁弁である。なお、各バルブ１１，１２は、電動弁等の他の電気的駆動弁であってもよい。

【0036】

図３に示すように、第１バルブ１１は、第１インレット１５及び第１アウトレット１１２を有する。第２バルブ１２は、第２インレット１６及び第２アウトレット１２２を有する。

【0037】

本実施形態の第１バルブ１１は、第２バルブ１２と比較して、応答性の優れたバルブであり、第２バルブ１２よりも大きい。本開示でいう「応答性」とは、入力に対して出力が対応する速さの性能である。

【0038】

第１バルブ１１は、３ポートバルブであり、第１インレット１５は、２つの第１切換インレットを有する。本実施形態の２つの第１切換インレットは、正圧インレット１１０及び大気圧インレット１１１である。正圧インレット１１０は、正圧源９１に通じる。大気圧インレット１１１は大気に通じる。第１アウトレット１１２は、正圧インレット１１０及び大気圧インレット１１１のうちのいずれか１つに選択的に通じる。

【0039】

本実施形態の第２バルブ１２は、３ポートバルブであり、第２インレット１６は、２つの第２切換インレットを有する。本実施形態の２つの第２切換インレットは、負圧インレット１２０及び中継インレット１２１である。負圧インレット１２０は、負圧源９２に通じる。中継インレット１２１は、第１アウトレット１１２に通じる。第２アウトレット１２２は、負圧インレット１２０及び中継インレット１２１のうちのいずれか１つに選択的に通じる。

【0040】

本実施形態の各バルブユニット６は、流量センサ１３を更に備える。流量センサ１３は、センサインレット１３０と、センサアウトレット１３１とを有している。センサインレット１３０は、第２アウトレット１２２に通じる。センサアウトレット１３１は、吸着ノズル５に通じる。

【0041】

流量センサ１３は、第２アウトレット１２２と吸着ノズル５とを接続する流路（後述する第４内部流路３４及び第５内部流路３５）を通過する空気の流量を計測する。

【0042】

流量センサ１３は、制御部８１に電気的に接続される。流量センサ１３を用いて計測された流量のデータは、例えば、対応する吸着ノズル５が、部品を正常に吸着しているか否かを検知するため等に用いられる。例えば、負圧源９２から吸着ノズル５に負圧が供給されている状態で、流量センサ１３により測定される流量が所定値を超えた場合、吸着ノズル５によって部品が正常に吸着されていない状態であることがわかる。

【0043】

構造体２は、単一の材料で形成されることで、全体が一体に形成された部材である。本開示において、「一体」とは、一つになって分けられない状態にあることを意味する。

【0044】

構造体２は、剛体である。本実施形態の構造体２は、金属製であり、詳しくは、アルミニウム合金で形成されている。構造体２が金属製であると、バルブ１１，１２等から構造体２に伝わった熱が、放散されやすい。このため、作業ヘッド１の放熱性が高まる。なお、構造体２は、例えば、鉄、真鍮、銅、銅合金等、アルミニウム合金以外の金属で形成されてもよい。また、構造体２は、例えば、アクリル樹脂等の合成樹脂で形成されてもよい。構造体２が合成樹脂製であると、構造体２を比較的容易に製造することができる。

【0045】

構造体２は、第１保持部２１、第２保持部２２及び第３保持部２３を有する。第１保持部２１、第２保持部２２及び第３保持部２３は、一体に形成されている。

【0046】

第１保持部２１は、第１バルブ１１を保持する。第２保持部２２は、第２バルブ１２を保持する。これにより、第２バルブ１２は、第１保持部２１で保持された第１バルブ１１に対する位置が固定される。第３保持部２３は、流量センサ１３を保持する。これにより、流量センサ１３は、第１保持部２１で保持された第１バルブ１１に対する位置と、第２保持部２２で保持された第２バルブ１２に対する位置が固定される。以下、特に区別しない場合には、第１保持部２１、第２保持部２２及び第３保持部２３の各々を、保持部２１～２３という。

【0047】

本実施形態では、構造体２が縦長に形成されており、第１保持部２１、第２保持部２２及び第３保持部２３は、この順序で、下方に向かって順に並んでいる。

【0048】

複数のバルブ１１，１２及び流量センサ１３は、構造体２の一面に沿って配置される。複数のバルブ１１，１２及び流量センサ１３は、対応する保持部２１～２３に、ねじ等の固着具を用いて取り付けられる。これにより、複数のバルブ１１，１２及び流量センサ１３の各々は、対応する保持部２１～２３によって保持される。

【0049】

各バルブユニット６は、第１接続口４１、第２接続口４２及び第３接続口４３を更に備える。以下、特に区別しない場合には、第１接続口４１、第２接続口４２、及び第３接続口４３の各々を、接続口４１～４３という。

【0050】

各接続口４１～４３は、構造体２に設けられる。各接続口４１～４３は、例えば、継手である。各接続口４１～４３は、構造体２に取り付けられる。本実施形態の第１接続口４１及び第２接続口４２は、構造体２の上面に取り付けられる。また、第３接続口４３は、構造体２の下面に取り付けられる。

【0051】

第１接続口４１は、ホース等の可撓性を有する管９３を介して正圧源９１に接続される。第２接続口４２は、ホース等の可撓性を有する管９４を介して負圧源９２に接続される。第３接続口４３は、ホース等の可撓性を有する管９５を介して吸着ノズル５に接続される。

【0052】

構造体２は、流体としての空気が流れる複数の内部流路を有している。本実施形態の構造体２は、複数の内部流路として、第１内部流路３１、第２内部流路３２、第３内部流路３３、第４内部流路３４及び第５内部流路３５を有している。以下、特に区別しない場合には、第１内部流路３１、第２内部流路３２、第３内部流路３３、第４内部流路３４及び第５内部流路３５の各々を、内部流路３１～３５という。

【0053】

各内部流路３１～３５は、構造体２の内部に形成されている。すなわち、本実施形態の構造体２は、第１保持部２１、第２保持部２２、第３保持部２３及び複数の内部流路３１～３５を一体に有している。

【0054】

第１内部流路３１は、第１接続口４１と正圧インレット１１０とを接続する。第２内部流路３２は、第１アウトレット１１２と中継インレット１２１とを接続する。すなわち、本実施形態において、第１アウトレット１１２と第２インレット１６とを接続する流路は、第２内部流路３２である。

【0055】

第３内部流路３３は、第２接続口４２と負圧インレット１２０とを接続する。第４内部流路３４は、第２アウトレット１２２とセンサインレット１３０とを接続する。第５内部流路３５は、センサアウトレット１３１と第３接続口４３とを接続する。

【0056】

本実施形態の各バルブユニット６は、フィルタ６０を更に有している。フィルタ６０は、第５内部流路３５に配置される。フィルタ６０は、第３接続口４３から第５内部流路３５に吸い込まれる空気に含まれる塵及び埃等を捕集する。

【0057】

本実施形態では、構造体２に、大気圧インレット１１１に通じる切欠３６が形成されている。大気圧インレット１１１は、この切欠３６を通じて大気に開放される。なお、上記の「切欠」は、構造体２の一部を実際に切り欠いて形成された構成はもちろん、構造体２の形成と同時に形成される構成も含む。

【0058】

本実施形態の第２内部流路３２は、チャンバ３２０を一部に有する。以下、このチャンバ３２０を第１チャンバ３２０という。

【0059】

第１チャンバ３２０の流路径は、第２内部流路３２における第１チャンバ３２０以外の部分の流路径よりも大きい。つまり、第１チャンバ３２０は、第２内部流路３２における他の部分よりも、流路断面積が大きい。本開示において、「流路断面積」とは、流路中を流体が流れる方向と直交する断面における流路の面積である。

【0060】

第２内部流路３２は、第１チャンバ３２０を有することで、その容積が大きくなる。このため、第２アウトレット１２２が負圧インレット１２０に通じ、かつ、第１アウトレット１１２が正圧インレット１１０に通じた状態において、第２内部流路３２に充填される正圧の空気の量が増す。

【0061】

第２内部流路３２は、２つの接続流路３２１，３２２を有している。以下、接続流路３２１を第１接続流路３２１といい、接続流路３２２を第２接続流路３２２という。

【0062】

第１接続流路３２１は、第１アウトレット１１２と、第１チャンバ３２０の入口とを接続する。第２接続流路３２２は、第１チャンバ３２０の出口と、中継インレット１２１とを接続する。

【0063】

第２接続流路３２２は、第１接続流路３２１よりも短い。すなわち、第１チャンバ３２０は、第２内部流路３２において、第１アウトレット１１２よりも第２インレット１６に近い位置に配される。

【0064】

本実施形態の第３内部流路３３は、チャンバ３３０を一部に有する。すなわち、構造体２は、第２内部流路３２である第１流路とは別の第２流路として、第３内部流路３３を有し、第３内部流路３３は、第１チャンバ３２０とは別のチャンバ３３０を有する。以下、このチャンバ３３０を第２チャンバ３３０という。

【0065】

第２チャンバ３３０の流路径は、第３内部流路３３における第２チャンバ３３０以外の部分の流路径よりも大きい。つまり、第２チャンバ３３０は、第３内部流路３３における他の部分よりも、流路断面積が大きい。

【0066】

第３内部流路３３は、第２チャンバ３３０を有することで、その容積が大きくなる。この第３内部流路３３内の圧力は、第２アウトレット１２２が中継インレット１２１に通じて負圧インレット１２０と遮断された状態において、負圧になる。

【0067】

第３内部流路３３は、２つの接続流路３３１，３３２を有している。以下、接続流路３３１を第１接続流路３３１といい、接続流路３３２を第２接続流路３３２という。第１接続流路３３１は、第２接続口４２と、第２チャンバ３３０の入口とを接続する。第２接続流路３３２は、第２チャンバ３３０の出口と、負圧インレット１２０とを接続する。

【0068】

第２接続流路３３２は、第１接続流路３３１よりも短い。すなわち、第２チャンバ３３０は、第３内部流路３３において、第２接続口４２よりも第２バルブ１２に近い位置に配される。

【0069】

各バルブユニット６の第１バルブ１１及び第２バルブ１２は、制御部８１に電気的に接続される。各吸着ノズル５は、制御部８１によって対応するバルブユニット６の第１バルブ１１及び第２バルブ１２が切り換えられることにより、上述した待機状態、空気吸込状態及び空気吹出状態のいずれかに切り換えられる。

【0070】

吸着ノズル５が待機状態にあるとき、第１アウトレット１１２は大気圧インレット１１１に通じ、かつ、第２アウトレット１２２は中継インレット１２１に通じる。このため、吸着ノズル５は、管９５、第３接続口４３、第５内部流路３５、流量センサ１３、第４内部流路３４、第２バルブ１２、第２内部流路３２及び第１バルブ１１を順に介して大気に通じる。したがって、吸着ノズル５は、空気の吸込みと吹出しとの両方を行わない状態となる。

【0071】

この待機状態では、第２アウトレット１２２が負圧インレット１２０と遮断される。このため、第３内部流路３３内の空気は、第２接続口４２、管９４及び負圧源９２を順に介して排出される。したがって、第２チャンバ３３０を有する第３内部流路３３の全体は、負圧になる。

【0072】

待機状態から空気吸込状態への切換えは、第２アウトレット１２２が負圧インレット１２０に通じるように、第２バルブ１２が制御部８１によって切り換えられることにより行われる。また、このとき、第１バルブ１１は、第１アウトレット１１２が正圧インレット１１０に通じるように、制御部８１によって切り換えられる。

【0073】

これにより、吸着ノズル５は、管９５、第３接続口４３、第５内部流路３５、流量センサ１３、第４内部流路３４、第２バルブ１２、第３内部流路３３、第２接続口４２及び管９４を順に介して負圧源９２に通じる。このようにして、吸着ノズル５は、空気を吸い込む空気吸込状態となる。

【0074】

上記のように吸着ノズル５が空気吸込状態に切り換えられたとき、第４内部流路３４の空気は、第３内部流路３３における負圧により、第２バルブ１２を介して第３内部流路３３に引き込まれる。すなわち、第２バルブ１２には、負圧源９２で発生する負圧よりも先に、第３内部流路３３における負圧が供給される。

【0075】

ここで、本実施形態の第３内部流路３３は、一部に第２チャンバ３３０を有することで、容量が大きくなっている。このため、第２バルブ１２には、負圧が速やかに供給されやすく、応答性が高い。

【0076】

また、上記の空気吸込状態では、第２アウトレット１２２が中継インレット１２１と遮断される。このため、第２内部流路３２には、正圧源９１から、管９３、第１接続口４１、第１内部流路３１及び第１バルブ１１を順に介して、正圧の空気が供給される。これにより、第１チャンバ３２０を有する第２内部流路３２の全体に亘って、正圧の空気が充填される。

【0077】

吸着ノズル５の空気吸込状態から空気吹出状態への切換えは、第２アウトレット１２２が中継インレット１２１に通じるように、第２バルブ１２が制御部８１によって制御されることで行われる。このとき、第１バルブ１１は切り換えられず、第１アウトレット１１２が正圧インレット１１０に通じた状態が維持される。

【0078】

これにより、吸着ノズル５は、管９５、第３接続口４３、第５内部流路３５、流量センサ１３、第４内部流路３４、第２バルブ１２、第２内部流路３２、第１バルブ１１、第１内部流路３１、第１接続口４１及び管９３を順に介して正圧源９１に通じる。このようにして、吸着ノズル５は、空気を吹き出す空気吹出状態となる。

【0079】

上記のように吸着ノズル５が空気吹出状態に切り換えられたとき、第２バルブ１２には、正圧源９１で発生する正圧の空気よりも先に、第２内部流路３２に充填された正圧の空気が、供給される。

【0080】

また、上記の空気吹出状態では、第２アウトレット１２２が負圧インレット１２０と遮断される。このため、第３内部流路３３の内部の圧力は、待機状態と同様、負圧になる。

【0081】

ここで、本実施形態の第２内部流路３２は、一部に第１チャンバ３２０を有することで、容量が大きくなっている。このため、第２バルブ１２には、正圧の空気が速やかに供給されやすく、応答性が高い。また、これにより、第１バルブ１１として、比較的応答性の低い小型のバルブを用いることができる。更に、従来の作業ヘッドに比べて第１バルブ１１と第２バルブ１２を接続する流路の長さを短くした本開示の作業ヘッド１においても、空気吸込状態から空気吹出状態への切換時に、十分な量の正圧の空気を供給することができる。

【0082】

特に、本実施形態では、第２バルブ１２に正圧を供給する第２内部流路３２と、第２バルブ１２に負圧を供給する第３内部流路３３との各々が、チャンバ３２０，３３０を有している。このため、待機状態から空気吸込状態への切換時の応答性及び空気吸込状態から空気吹出状態への切換時の応答性を向上することができる。したがって、本実施形態のように、吸着ノズル５の状態を、待機状態、空気吸込状態及び空気吹出状態の順に切り換えることで、部品の実装を行う吸着ノズル５においては特に有用である。

【0083】

吸着ノズル５の空気吹出状態から待機状態への切換えは、第１アウトレット１１２が大気圧インレット１１１に通じるように、第１バルブ１１が制御部８１によって制御されることで行われる。このとき、第２バルブ１２は切り換えられず、第２アウトレット１２２が中継インレット１２１に通じた状態が維持される。すなわち、第２アウトレット１２２と負圧インレット１２０とが遮断された状態が維持される。このため、第３内部流路３３の内部の圧力は、負圧の状態で維持される。

【0084】

（４）補足
上記実施形態の作業ヘッド１及び製造装置は、適宜設計変更可能である。例えば、作業ヘッド１が備える、吸着ノズル５の数及びバルブユニット６の数は、限定されない。例えば、作業ヘッド１は、吸着ノズル５及びバルブユニット６を一つずつ備えてもよい。また、作業ヘッド１は、３以上の吸着ノズル５と、吸着ノズル５と同数のバルブユニット６を備えてもよい。

【0085】

また、作業ヘッド１は、アクチュエータ１４を備えなくてもよい。この場合、作業ヘッド１は、例えば、駆動機構８０によって、水平方向及び上下方向に動かされる。

【0086】

また、第１バルブ１１の正圧インレット１１０に代えて、負圧源９２につながる負圧インレットを設け、かつ、第２バルブ１２の負圧インレット１２０に代えて、正圧源９１につながる正圧インレットを設けてもよい。この場合も、第１バルブ１１と第２バルブ１２とを適宜切り換えることで、吸着ノズル５の内圧を、負圧、正圧又は大気圧のいずれかに選択的に切り換えることができる。また、バルブユニット６が備える各接続口４１～４３は、構造体２と一体に形成されてもよい。

【0087】

また、第２内部流路３２は、第２接続流路３２２を有さなくてもよい。この場合、第１チャンバ３２０は、第２バルブ１２の中継インレット１２１に直接接続される。また、第１チャンバ３２０は、第２内部流路３２において、第２バルブ１２よりも第１バルブ１１に近い位置に配されてもよい。

【0088】

また、第１チャンバ３２０は、第２内部流路３２の他の部分よりも、流路断面積が大きければよく、例えば、上記他の部分から分岐した、並列する複数の流路で構成されてもよい。また、第１チャンバ３２０は、蛇行した流路であってもよい。また、第２内部流路３２は、第１チャンバ３２０を有さなくてもよい。

【0089】

また、第３内部流路３３は、第２接続流路３３２を有さなくてもよい。この場合、第２チャンバ３３０は、第２バルブ１２の負圧インレット１２０に直接接続される。また、第２チャンバ３３０は、第３内部流路３３において、第２バルブ１２よりも第２接続口４２に近い位置に配されてもよい。

【0090】

また、第２チャンバ３３０は、第３内部流路３３の他の部分よりも、流路断面積が大きければよく、例えば、上記他の部分から分岐した、並列する複数の流路で構成されてもよい。また、第２チャンバ３３０は、蛇行した流路であってもよい。また、第３内部流路３３には、第２チャンバ３３０を有さなくてもよい。

【0091】

また、第２内部流路３２は、第１バルブ１１と第２バルブ１２とを接続する流路の一部のみを構成してもよい。この場合、第１バルブ１１と第２バルブ１２とを接続する流路において、第２内部流路３２以外の部分は、構造体２とは別の部材で構成される。

【0092】

また、構造体２の切欠３６は、省略可能である。この場合、例えば、大気圧インレット１１１は、第１バルブ１１において構造体２に対向しない面に形成されることで、大気に開放される。

【0093】

また、構造体２の第２内部流路３２以外の内部流路３１，３３，３４，３５は、構造体２とは別の部材で構成されてもよい。また、バルブユニット６の流量センサ１３及びフィルタ６０は、省略可能である。

【0094】

（５）まとめ
以上説明したように、第１の態様に係る作業ヘッド（１）は、以下に示す構成を有する。作業ヘッド（１）は、第１バルブ（１１）と、第２バルブ（１２）と、構造体（２）とを備える。第１バルブ（１１）は、第１インレット（１５）及び第１アウトレット（１１２）を有する。第２バルブ（１２）は、第２インレット（１６）及び第２アウトレット（１２２）を有する。構造体（２）は、第１保持部（２１）と、第２保持部（２２）と、内部流路（３２）とを有する。第１保持部（２１）は、第１バルブ（１１）を保持する。第２保持部（２２）は、第２バルブ（１２）を保持する。内部流路（３２）は、第１アウトレット（１１２）と第２インレット（１６）とを接続する流路の少なくとも一部を構成する。

【0095】

この態様によれば、構造体（２）が、第１保持部（２１）と第２保持部（２２）とを有する。このため、第１バルブ（１１）と第２バルブ（１２）とを近づけて、第１アウトレット（１１２）と第２インレット（１６）とを接続する流路の長さを短くすることができる。したがって、作業ヘッド（１）の大型化が抑制され、かつ、作業ヘッド（１）が重くなることが抑制される。また、一つの構造体（２）によって、第１バルブ（１１）及び第２バルブ（１２）を保持し、かつ第１バルブ（１１）と第２バルブ（１２）とを接続する流路の少なくとも一部を構成することができる。このため、作業ヘッド（１）の部品点数を少なくすることができる。

【0096】

第２の態様に係る作業ヘッド（１）は、第１の態様において、以下に示す構成を有する。第１インレット（１５）は、２つの第１切換インレットを有する。第２インレット（１６）は、２つの第２切換インレットを有する。上記流路は、上記２つの第１切換インレットの一方と、上記第１アウトレット（１１２）とを接続する。

【0097】

この態様によれば、第１バルブ（１１）及び第２バルブ（１２）を切り換えることで、３種類の圧力を切り換えて出力することができる。

【0098】

また、第３の態様に係る作業ヘッド（１）は、第２の態様において、以下に示す構成を有する。上記２つの第１切換インレットは、正圧インレット（１１０）及び大気圧インレット（１１１）である。正圧インレット（１１０）は、正圧源（９１）に通じる。大気圧インレット（１１１）は、大気に通じる。上記２つの第２切換インレットは、負圧インレット（１２０）及び中継インレット（１２１）である。負圧インレット（１２０）は、負圧源（９２）に通じる。中継インレット（１２１）は、上記流路を介して第１アウトレット（１１２）に通じる。

【0099】

この態様によれば、第１バルブ（１１）及び第２バルブ（１２）を切り換えることで、負圧、正圧及び大気圧の３種類の圧力を切り換えて出力することができる。

【0100】

また、第４の態様に係る作業ヘッド（１）は、第１～第３のいずれかの態様において、以下に示す構成を有する。内部流路（３２）は、チャンバ（３２０）を有する。

【0101】

この態様によれば、チャンバ（３２０）により、内部流路（３２）の容積を大きくすることができる。このため、第２バルブ（１２）から圧力を速やかに出力することができ、作業ヘッド（１）の応答性が良くなる。

【0102】

また、第５の態様に係る作業ヘッド（１）は、第４の態様において、以下に示す構成を有する。チャンバ（３２０）は、上記流路（３２）において、第１アウトレット（１１２）よりも第２インレット（１６）に近い位置に配される。

【0103】

この態様によれば、チャンバ（３２０）に供給された圧力を、第２バルブ（１２）から速やかに出力することができる。このため、作業ヘッド（１）の応答性が一層良くなる。

【0104】

また、第６の態様に係る作業ヘッド（１）は、第４又は第５のいずれかの態様において、以下に示す構成を有する。構造体（２）は、内部流路（３２）である第１流路とは別の第２流路（３３）を更に有する。第２流路（３３）は、チャンバ（３２０）である第１チャンバ（３２０）とは別の第２チャンバ（３３０）を有する。

【0105】

この態様によれば、第２チャンバ（３３０）により、第２流路（３３）の容積を大きくすることができる。このため、第２流路（３３）から圧力を速やかに出力することができ、応答性が良くなる。

【0106】

また、第７の態様に係る作業ヘッド（１）は、第６の態様において、以下に示す構成を有する。構造体（２）は、接続口（４２）を有する。接続口（４２）は、負圧源（９２）に通じる。第２流路（３３）は、接続口（４２）と第２インレット（１６）とを接続する。第２チャンバ（３３０）は、第２流路（３３）において、接続口（４２）よりも第２インレット（１６）に近い位置に配される。

【0107】

また、第８の態様に係る作業ヘッド（１）は、第４～第７のいずれかの態様において、以下に示す構成を有する。作業ヘッド（１）は、複数のバルブユニット（６）を備える。複数のバルブユニット（６）の各々が、第１バルブ（１１）と、第２バルブ（１２）と、構造体（２）とを有する。複数のバルブユニット（６）の各々が有する構造体（２）が、チャンバ（３２０）を有する。

【0108】

この態様によれば、各バルブユニット（６）から、圧力を速やかに出力することができる。

【0109】

また、第９の態様に係る作業ヘッド（１）は、第４～第８のいずれかの態様において、以下に示す構成を有する。チャンバ（３２０）は、内部流路（３２）における他の部分よりも流路断面積が大きい。

【0110】

この態様によれば、チャンバ（３２０）の構造を単純化できる。

【0111】

また、第１０の態様に係る作業ヘッド（１）は、第１～第９のいずれかの態様において、以下に示す構成を有する。構造体（２）が金属製である。

【0112】

この態様によれば、第１バルブ（１１）及び第２バルブ（１２）等から、構造体（２）に伝わった熱が放散されやすくなり、作業ヘッド（１）の放熱性が高まる。

【0113】

また、第１１の態様に係る作業ヘッド（１）は、第１～第９のいずれかの態様において、以下に示す構成を有する。構造体（２）が樹脂製である。

【0114】

この態様によれば、第１保持部（２１）、第２保持部（２２）及び内部流路（３２）を構造体（２）を容易に製造できる。

【0115】

また、第１２の態様に係る製造装置（８）は、第１～第１１のいずれかの態様の作業ヘッド（１）と、駆動機構（８０）とを備える。駆動機構（８０）は、作業ヘッド（１）を移動させる。

【0116】

この態様によれば、作業ヘッド（１）が重くなることが抑制されことに伴い、駆動機構（８０）による作業ヘッド（１）の移動性を高めたり、駆動機構（８０）の構造を単純化したりすることができる。

【符号の説明】

【0117】

１ 作業ヘッド
１１ 第１バルブ
１１０ 正圧インレット
１１１ 大気圧インレット
１１２ 第１アウトレット
１２ 第２バルブ
１２０ 負圧インレット
１２１ 中継インレット
１２２ 第２アウトレット
１５ 第１インレット
１６ 第２インレット
２ 構造体
２１ 第１保持部
２２ 第２保持部
３２ 内部流路（第２内部流路）
３２０ 第１チャンバ
３３ 第２流路（第３内部流路）
３３０ 第２チャンバ
６ バルブユニット
８ 製造装置
８０ 駆動機構
９１ 正圧源
９２ 負圧源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】