JP2005006027A

JP2005006027A - フィーダー情報通信用アンテナ及び同アンテナを備えた表面実装機

Info

Publication number: JP2005006027A
Application number: JP2003167071A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Itoga; 信行糸賀; Yasuhiro Suzuki; 康弘鈴木; Masanori Yonemitsu; 正典米光
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2003-06-11
Publication date: 2005-01-06
Also published as: CN1806366B; CN1806366A; WO2004112191A1

Abstract

【課題】フィーダーを実装機本体に取付けたときにフィーダーから情報を得るための通信を良好に行うことができ、通信性能を安定させることができるフィーダー情報通信用アンテナを提供する。
【解決手段】表面実装機のフィーダー取付部に設置され、部品供給用のフィーダーに設けられている無線タグ２０との間で通信を行うアンテナ２１であって、実装機本体のフィーダー取付用プレートに固定されるアンテナ基板２２と、このアンテナ基板２２に設けられたＬＣ共振回路とを有している。ＬＣ共振回路のコイル２３は、アンテナ基板２２の表面にプリント配線パターンにより形成されている。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面実装機に設けられて部品供給用のフィーダーとの間で通信を行なうアンテナ、及び同アンテナを備えた表面実装機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近来、実装機本体に部品供給用のフィーダーが着脱可能に装備される表面実装機において、フィーダーやこれに収容された部品に関する情報をフィーダー自体に持たせておき、フィーダーが実装機本体に取付けられたときに上記情報が実装機本体に与えられるようにする技術が開発されてきている。
【０００３】
例えば特許文献１に示されるように、フィーダーＩＤ及び部品情報等を記憶する記憶部と、この記憶部に記憶される情報の送受信を可能にする接続端子部とをフィーダーに設けるとともに、実装機本体に、上記接続端子部に対応する端子と、この端子に結合されたコントローラ（コンピュータ）とを設け、フィーダーが実装機本体に装着されたときにフィーダーの接続端子部が実装機本体の端子に接触し、この状態で上記コントローラがフィーダーの記憶部と直接通信できるようにしたものが知られている。また、上記接続端子部と上記端子とからなる接触式の通信手段の代りに、電磁誘導等により非接触で情報の送受信を行い得る相対応する送受信回路をフィーダーと実装機本体とに設けるようにしたものも上記特許文献１に示されている。
【０００４】
ところで、無線通信可能に情報を記録する手段としてＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等が知られており、このＲＦＩＤ等を用いて情報を送信する場合、受信側にはＬＣ共振回路からなるアンテナが装備される。
【０００５】
従来、この種のアンテナとして、図５に示すように、コア１２４に巻回されたコイル１２３とコンデンサ１２５とがアンテナ基板１２２上に実装により搭載されたアンテナ１２１がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−３１７５９５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の図５に示すような構造のアンテナ１２１を、フィーダー情報通信用として表面実装機に装備しようとする場合、次のような問題が生じる。
【０００８】
すなわち、表面実装機に適用する場合、上記アンテナ１２１を実装機本体のフィーダー取付部に組み付ける一方、フィーダー情報送信のためのＲＦＩＤ等の通信手段をフィーダーに設け、フィーダーをフィーダー取付部に取り付けたときに、上記通信手段とアンテナ１２１のコイル１２３とを通信可能な一定の位置関係に対応させる必要があるが、上記アンテナ１２１では、コイル１２３がアンテナ基板１２２の上方に突出するため、フィーダーとアンテナ１２１とを密着させることが難しく、上記通信手段とコイル１２３との位置関係にばらつきが生じ易い。また、上記コイル１２３は実装部品であるので、実装時に位置ずれや傾きが生じることがある。これらの要因が、上記通信手段とアンテナとの通信性能に悪影響を及ぼすおそれがあった。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑み、フィーダーを実装機本体に取付けたときにフィーダーから情報を得るための通信を良好に行うことができ、通信性能を安定させることができるフィーダー情報通信用アンテナを提供し、またこのアンテナを備えた表面実装機を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のフィーダー情報通信用アンテナは、表面実装機のフィーダー取付部に設置され、部品供給用のフィーダーに設けられている通信手段との間で通信を行うアンテナであって、上記フィーダー取付部に固定されるアンテナ基板と、このアンテナ基板に設けられたＬＣ共振回路とを有し、このＬＣ共振回路のコイルがアンテナ基板の表面にプリント配線パターンにより形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
この構成によると、コイルがアンテナ基板から殆ど突出することがないため、フィーダーがフィーダー取付部に取り付けられた状態で、フィーダーとアンテナとを密着させることが可能となる。また、従来のようにコイルが実装される場合と比べ、アンテナ基板上におけるコイルの位置精度が向上される。これらにより、通信性能が安定する。
【００１２】
また、コイルがプリント配線パターンで形成されることでインダクタンス値の設計自由度が高くなり、最適な共振周波数の設計が可能となる。
【００１３】
本発明のアンテナにおいて、アンテナ基板における部品面と半田面の両面にコイルが形成され、かつ、この両面のコイルがスルーホールを介して接続されていることが好ましい。このようにすれば、基板の片面にコイルを形成する場合と比べてコイルのターン数が増加するため、通信性能が高められる。
【００１４】
また、本発明のアンテナを備えた表面実装機は、実装機本体と、この実装機本体のフィーダー取付部に着脱可能に取付けられるフィーダーとを備え、上記フィーダーに、通信手段として、フィーダーとこれに収容される部品の少なくとも一方に関する情報を記録する無線通信可能な記録部が設けられる一方、実装機本体のフィーダー取付部に上記アンテナが設置されていることを特徴とするものである。
【００１５】
この表面実装機によると、フィーダーに設けられた無線通信可能な記録部と実装機本体のフィーダー取付部に設置されたアンテナとの間で通信が良好に行なわれる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施形態による表面実装機を概略的に示している。これらの図において、実装機本体１の基台上には、プリント基板搬送用のコンベア２が配置され、プリント基板Ｐが上記コンベア２上を搬送されて所定の装着作業位置で停止するようになっている。
【００１８】
上記コンベア２の前後（図１では左右）両側にはそれぞれフィーダー設置領域３が設けられ、これらフィーダー設置領域３には、上記コンベア２と平行してフィーダー取付用プレート４（フィーダー取付部）が設けられている。そして、これらのフィーダー取付用プレート４に、実装部品供給用の多数のフィーダーが着脱可能に取付けられ、図示の例では多数のテープフィーダー５が並列に、かつ各々位置決めされた状態で着脱可能に取付けられている。
【００１９】
また、フィーダー設置領域３のうちの一部には一括交換台車６が装備され、図示の例では前側（図１で右側）のフィーダー設置領域３の片半部に一括交換台車６が装備されている。この一括交換台車６は、複数のテープフィーダー５を並列に配置した状態で着脱可能に保持するフィーダー取付用プレート４を有するとともに、下端部に車輪（図示せず）を有し、複数のテープフィーダーを搭載した状態で台車ごと実装機本体１に対して着脱可能となっている。なお、フィーダー設置領域３のうちの他の部分には、フィーダー取付用プレート４が固定的に設けられ、テープフィーダー５が直接取り付けられている。
【００２０】
上記基台の上方にはヘッドユニット８が装備され、このヘッドユニット８はＸ軸方向（コンベア２と平行な方向）及びＹ軸方向（図１におけるコンベア２と直交する方向）に移動することができるようになっている。
【００２１】
すなわち、実装機本体１の基台には、ヘッドユニット８の支持部材１０がＹ軸方向の固定レール１１に移動可能に配置され、支持部材１０上にヘッドユニット８がＸ軸方向のガイド部材（図示せず）に沿って移動可能に支持されている。そして、Ｙ軸サーボモータ１２によりボールねじ１３を介して支持部材１０のＹ軸方向の移動が行なわれるとともに、Ｘ軸サーボモータ１４によりボールねじ１５を介してヘッドユニット８のＸ軸方向の移動が行なわれるようになっている。
【００２２】
上記ヘッドユニット８には複数の部品装着用ヘッド１６が搭載されており、当実施形態では８本のヘッド１６がＸ軸方向に一列に並べて配設されている。これらのヘッド１６は、先端に吸着ノズル（図示せず）を有し、この吸着ノズルに供給される負圧による吸引力で部品を吸着し得るようになっている。
【００２３】
上記のような概略構造の表面実装機において、上記各テープフィーダー５には、フィーダー情報（テープフィーダー及びこれに収容される部品に関する情報）を送信可能にする通信手段が設けられ、この通信手段として当実施形態では無線タグ２０が設けられている。この無線タグ２０は、ＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）と称されるもので、ＩＣに情報を書き換え可能に記録し、かつ、無線で通信できるようになっている。
【００２４】
上記無線タグ２０には、フィーダーの種類、固有番号（フィーダー識別記号）、当該フィーダーに収容された部品の種類、残数等が書き込まれている。また、当該フィーダーに関する履歴（例えば部品が何個供給されたか、どのようなエラーが何回発生したか等の情報）も記憶させておくことができる。なお、無線タグ２０に記録される情報はフィーダー識別記号だけでもよく、あるいはフィーダー収容された部品の識別記号だけでもよい。この場合、後述の制御基板３１等に設けられるメモリに、フィーダー又は部品の識別記号に対応づけて部品の種類、残数等を書き込んでおき、照合し得るようにしておけばよい。
【００２５】
一方、実装機本体１のフィーダー設置領域３には、無線タグ２０からの情報を受信する受信手段としてのアンテナ２１が配設されている。さらに、アンテナ２１により得られる信号を処理する回路等が実装機本体１に設けられている。
【００２６】
図２は信号処理及び制御のための電気系統の一例を示す概略平面図である。この図に示す例では、実装機本体１のフィーダー設置領域３は複数の区域に区分され、その各区域に対してそれぞれ、アンテナ２１により受信された情報を読取って判別及び記憶を行う制御基板３１が１枚ずつ設けられている。
【００２７】
図示の実施形態では、フィーダー設置領域３が前側と後側で２つずつ、都合４つの区域３ａ〜３ｄ（一部の区域３ｂは一括交換台車６が占めている）に区分され、各区域３ａ〜３ｄ毎に、区域内に設置されるテープフィーダー５の数に対応する所定数（例えば２５個）のアンテナ２１が、各テープフィーダー５の無線タグ２０に対応するように配設されるとともに、各区域３ａ〜３ｄに対応して４枚の制御基板３１が設けられている。
【００２８】
そして、各区域３ａ〜３ｄ毎に所定数ずつのアンテナ２１が各制御基板３１に電気的に接続されるとともに、各制御基板３１が、実装機の各種制御を行う１つのコントローラ３２に電気的に接続されている。
【００２９】
このようにすれば、上記各区域３ａ〜３ｄ毎に所定数のテープフィーダー５からのフィーダー情報がアンテナ２１を介して制御基板３１に読み出され、各制御基板３１による情報の読み出しが並列処理で行われるため、１つのコントローラで直接全フィーダー情報を読み出していく場合と比べ、処理時間が短縮されるとともに、コントローラ３２の負担が軽減される。
【００３０】
図３は上記アンテナ２１の具体的構成を示している。この図に示すように、アンテナ２１は、プリント基板からなるアンテナ基板２２と、このアンテナ基板２２上に設けられたＬＣ共振回路のコイル２３及びコンデンサ２５を有している。特に、上記ＬＣ共振回路におけるコイル２３は、銅箔のプリント配線パターンからなり、アンテナ基板２２の表面に形成されている。また、コンデンサ２５はアンテナ基板２２上に実装されている。
【００３１】
このアンテナ２１は、コイル２３がフィーダー取付用プレート４の上面から上方に臨む状態で、フィーダー取付用プレート４に埋め込まれている。そして、フィーダー５がフィーダー取付用プレート４に取り付けられたとき、アンテナ基板２２にフィーダーが密接し、フィーダー５に設けられた無線タグ２０と上記コイル２３とが対応するように構成されている。
【００３２】
このような当実施形態のアンテナ２１によると、コイル２３が薄い銅箔パターンで形成されていて、アンテナ基板２２の表面からのコイル２３の飛び出し量はパターンの厚さ分（１７μｍ〜３５μｍ程度）だけとなるため、フィーダー５がフィーダー取付用プレート４に取り付けられた状態で、フィーダー５に設けられた無線タグ２０とアンテナ２１とを密着させることが可能となる。これにより、通信性能が向上し、かつ、安定する。
【００３３】
また、コイル２３が銅箔パターンで形成されるため、従来のように基板上にコイルが実装される場合と比べて位置精度が高められ、これによっても通信性能の安定性が高められる。
【００３４】
また、コイル２３を銅箔パターンで形成することによりインダクタンス値の設計自由度が高くなり、最適な共振周波数の設計が可能となる。
【００３５】
なお、図３に示す例ではアンテナ基板２２の片面に１ターンのコイル２３が形成されているが、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、アンテナ基板２２の両面にわたってコイル２３ａ，２３ｂを形成することもできる。すなわち、図４（ａ）はアンテナ基板２２の部品面２２ａ（上面）と半田面２２ｂ（下面）のコイル２３ａ，２３ｂを透視的に示し、同図（ｂ）は部品面２２ａのコイル２３ａのパターン、同図（ｃ）は半田面２２ｂのコイル２３ｂのパターンをそれぞれ示しており、これらの図のように、部品面２２ａと半田面２２ｂとにプリント配線パターンで１ターンずつのコイル２３ａ，２３ｂが形成されている。そして、上記両面２２ａ，２２ｂのコイル２３ａ，２３ｂは、アンテナ基板２２を貫通するスルーホール２４に設けられた導電部分を介して接続されている。
【００３６】
このようにすると、プリント配線パターンで２ターンのコイルが形成され、通信性能が高められる。
【００３７】
また、図３に示す例ではアンテナ基板２２の部品面にコイル２３が形成されるとともにコンデンサ２５が実装されているが、コンデンサ２５は半田面側に実装してもよく、このようにすればアンテナ基板の部品面はほぼ完全にフラットになるため、このアンテナを埋め込んだフィーダー取付用プレートへのフィーダーの取り付けに一層都合がよくなる。
【００３８】
また、図１、図２に示すようにフィーダー取付用プレート４に多数のアンテナ２１が配設される場合に、各アンテナを個別に形成してもよいが、１枚のアンテナ基板上に複数のアンテナ部分（ＬＣ共振回路）を一体に形成してもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のアンテナは、実装機本体のフィーダー取付部に固定されるアンテナ基板と、このアンテナ基板に設けられたＬＣ共振回路とを有し、このＬＣ共振回路のコイルがアンテナ基板の表面にプリント配線パターンにより形成されているため、基板上にコイルが実装される従来のアンテナと比べ、通信性能を向上させ、かつ安定させることができる。また、インダクタンス値の設計自由度が高くなり、最適な共振周波数が得られるように設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による表面実装機の全体を概略的に示した平面図である。
【図２】信号処理及び制御のための電気系統を主に示す説明図である。
【図３】アンテナの斜視図である。
【図４】アンテナの別の実施形態を示す図であって、（ａ）はアンテナ基板の部品面と半田面のコイルを透視的に示し、（ｂ）は部品面のコイルのパターンを示し、（ｃ）は半田面のコイルのパターンを示している。
【図５】従来のアンテナの斜視図である。
【符号の説明】
１実装機本体
４フィーダー取付用プレート
５テープフィーダー
２０無線タグ
２１アンテナ
２２アンテナ基板
２３コイル

Claims

表面実装機のフィーダー取付部に設置され、部品供給用のフィーダーに設けられている通信手段との間で通信を行うアンテナであって、上記フィーダー取付部に固定されるアンテナ基板と、このアンテナ基板に設けられたＬＣ共振回路とを有し、このＬＣ共振回路のコイルがアンテナ基板の表面にプリント配線パターンにより形成されていることを特徴とするフィーダー情報通信用アンテナ。
アンテナ基板における部品面と半田面の両面にコイルが形成され、かつ、この両面のコイルがスルーホールを介して接続されていることを特徴とする請求項１記載のフィーダー情報通信用アンテナ。
請求項１又は２記載のアンテナを備えた表面実装機であって、実装機本体と、この実装機本体のフィーダー取付部に着脱可能に取付けられるフィーダーとを備え、上記フィーダーに、通信手段として、フィーダーとこれに収容される部品の少なくとも一方に関する情報を記録する無線通信可能な記録部が設けられる一方、実装機本体のフィーダー取付部に上記アンテナが設置されていることを特徴とする表面実装機。