JP2007073791A - テープフィーダー及び表面実装機 - Google Patents

Abstract

【課題】 表面実装機から取り外したテープフィーダーであっても電源を使用することなく手動でテープ送り機構を使用することができるテープフィーダーを提供する。
【解決手段】 テープを巻回したリールとテープを一定量ずつ繰り出すための送り用スプロケットとスプロケットを駆動させるモータを駆動源とした駆動機構とを備えたテープフィーダーにおいて、スプロケットまたは前記駆動機構の回転部分に手送り用の穴、凹部または凸部からなる操作部を設ける。
【選択図】 図３

Description

本発明は、表面実装機に搭載され、テープを担体として実装用の部品を供給するテープフィーダーに関するものである。

従来から、表面実装機において実装用の部品を供給する装置としてテープフィーダーが一般に知られている。このフィーダーは、所定間隔おきに部品を収納したテープをリールに巻回した状態で保持し、このリールからフィーダー前方の部品取出部にテープを送り出しながら当該テープを担体として部品取出部に部品を供給し、部品実装用のヘッドにより部品の取出しが行われるに伴い、テープ送り機構によりテープを送り出すようになっており、上記テープ送り機構として、モータを用いた電動式のものが知られている（例えば下記特許文献１参照）。

このテープ送り機構は、テープに係合するスプロケットを有しており、外部電源から電源を供給されたモータがこのスプロケットを回転駆動することにより収納部品のピッチに対応した所定のピッチでテープを送り出すように構成されている。

ここで従来のテープフィーダーにおけるテープの掛け替え作業などにおけるリール交換作業は、まずフィーダーを表面実装機から取り外した後、旧リールを新しいテープが巻回されたリールに交換し、その後、新リールに巻回されたテープのうち、部品が収納されていない引出代部分についてテープ送り機構を使用して送り出し動作（頭出し）を行うことによって完了する。

テープフィーダーは電源供給源となる表面実装機から取り外されているため、送り出し動作を行うにあたってはフィーダーに電源を供給する必要があるが、従来では表面実装機などに別途用意された電源コネクタにより電源を供給することによってテープ送り機構を動作させていた。
特開２００１−７５９３号公報

しかしながら、わずかな送出し量のために電源コネクタを接続して送り出し動作を行うには、その接続作業が煩わしいという問題があった。また、表面実装機から取り外したフィーダーのテープ送り機構を使用するために別途電源コネクタを設けるのは、装置コストが高くならざるを得ないという問題があった。

本発明では、上記課題を解決するためになされたものであり、電動式のテープ送り機構を備えたフィーダーであっても表面実装機から取り外した場合等において電源を使用することなくテープ送り機構を動かすことができるテープフィーダーを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明のテープフィーダーは、所定間隔おきに部品を収納したテープを巻回したリールと、前記テープの貫通孔に係合して前記テープを所定量ずつ繰り出すための送り用スプロケットと、前記スプロケットを駆動させるモータを駆動源とした駆動機構と、を備えたテープフィーダーにおいて、前記スプロケットまたは前記駆動機構の回転部分に手送り用の穴、凹部または凸部からなる操作部を設け、該操作部を外部から操作可能に構成したことを特徴としている。

この構成によれば、前記操作部を外部から手動操作することによって前記駆動機構を駆動させることができる。したがって、表面実装機からテープフィーダーを取り外し、テープフィーダーに電源が供給されない場合であっても、テープフィーダーのテープの送り操作を行うことができる。

また、前記駆動機構は、前記スプロケットと駆動モータとの間に減速用ギアを備え、この減速用ギアに前記操作部を設けることが好ましい。

このようにすると、駆動モータの駆動軸に近い減速用ギアを手動操作して前記駆動機構を駆動させることができるため、より小さな力で送り操作を行うことができる。

さらに、前記操作部を、カバー部材の開口部から操作可能に構成することが好ましい。

このようにすると、カバー部材を取り外すことなく操作部を手動操作して、送り操作を行うことができる。

また、前記駆動機構の、テープフィーダーの一側面側に臨む位置にある回転部分と、テープフィーダーの他側面側に臨む位置にある回転部分とにそれぞれ前記操作部を設けることが好ましい。

このようにすると、テープフィーダーの左右両側のいずれからも操作部を手動操作することが可能となる。

また、上記課題を解決するために、本発明の表面実装機は、移動可能なヘッドユニットにより部品供給部から部品を吸着し、所定の位置に位置決めされている基板の上に前記部品を装着するように構成された表面実装機において、
前記部品供給部に前記請求項１乃至４のいずれか１項に記載のテープフィーダーが配設されていることを特徴としている。

この構成によれば、電動式のテープ送り機構を備えたテープフィーダーを表面実装機から取り外した場合であっても電源を使用することなくテープ送り機構を動かすことができる。したがって、テープフィーダーのテープの送り操作時の電源を表面実装機に設ける必要がなく、コストダウンを図った表面実装機とすることができる。

本発明によるテープフィーダーによれば、操作部を外部から手動操作することによって駆動機構を駆動させることができる。そのため、表面実装機からテープフィーダーを取り外し、テープフィーダーに電源が供給されない場合であっても、テープフィーダーのテープの送り操作を行うことができる。したがって、テープフィーダーを表面実装機から取り外した際にテープの送り操作を行うために必要となる電源コネクタを設ける必要がなくなるとともに、送り操作の際に電源コネクタに接続するといった煩わしい作業を解消することができる。

本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１，図２は、本発明に係るテープフィーダーが適用される表面実装機の全体構成を概略的に示している。

これらの図において、表面実装機（以下、実装機と略す）の基台１上には基板搬送用のコンベア２が配置されており、このコンベア２上をプリント基板３が搬送されて所定の実装作業位置で停止され、図外のプッシュアップピン等の基板保持手段により保持されるようになっている。なお、以下の説明では、コンベア２の方向をＸ軸方向、水平面上でＸ軸と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸に直交する方向をＺ軸方向として説明を進めることにする。

コンベア２の両側には、プリント基板３に実装する電子部品を供給するための部品供給部４が設けられている。これらの部品供給部４には、Ｘ軸方向に多数列のテープフィーダー４ａが配置されている。各テープフィーダー４ａには、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品を収納保持した後記テープを巻回したリールが着脱可能に装着されており、このリールからフィーダー先端の部品取出部に前記テープを間欠的に繰り出しながら、後述するヘッドユニット５により、テープに収納された部品をピックアップさせるように構成されている。なお、テープフィーダー４ａの構成については後に詳述する。

前記基台１の上方には、さらに部品実装用のヘッドユニット５が設けられている。このヘッドユニット５は、部品供給部４から部品を吸着してプリント基板３上に実装し得るように、一定の領域内でＸ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ移動可能とされている。

すなわち、前記基台１には、ヘッドユニット５の支持部材１１がＹ軸方向の固定レール７に移動可能に配置され、この支持部材１１上にヘッドユニット５がＸ軸方向のガイド部
材１４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９により駆動されるボールねじ８に支持部材１１が螺合装着されることにより、支持部材１１のＹ軸方向の移動が行われる一方、Ｘ軸サーボモータ１５により駆動されるボールねじ１３にヘッドユニット５が装着されることにより、ヘッドユニット５のＸ軸方向の移動が行われるように構成されている。

前記ヘッドユニット５には部品を吸着してプリント基板３に実装するための複数本の実装用ヘッド２０が搭載されており、当実施形態では、４本の実装用ヘッド２０がＸ軸方向に一列に並べられた状態で搭載されている。

これらの実装用ヘッド２０は、Ｚ軸サーボモータ（図示省略）を駆動源とする昇降機構に連結されるとともにＲ軸サーボモータ（図示省略）を駆動源とする回転機構にそれぞれ連結されており、これらの機構によりヘッドユニット５に対して上下方向（Ｚ軸方向）および自軸回り（Ｒ軸方向という）に駆動されるようになっている。

また、各実装用ヘッド２０の先端には部品吸着用のノズル２１が設けられている。各ノズル２１はそれぞれ図外のバルブ等を介して負圧供給手段に接続されており、前記テープフィーダー４ａからの部品取出し時には、ノズル２１の先端に負圧が供給されることにより部品の吸着が行われるようになっている。なお、ノズル２１は、実装用ヘッド２０に対して着脱可能に装着されており、必要に応じて基台１上のノズルステーション（図示せず）に収納された他のノズル２１、すなわち先端形状や大きさの異なる他のノズル２１と自動交換されるようになっている。

基台１上には、さらに各実装用ヘッド２０による部品の吸着状態を画像認識するための部品認識カメラ１７が設けられている。この部品認識カメラ１７は、コンベア２とフロント側（図１では下側）の部品供給部４との間に設けられており、ヘッドユニット５がこの部品認識カメラ１７上方の所定の撮像位置に配置されたときに、各実装用ヘッド２１による吸着部品をその下側から撮像するようになっている。

以上の構成により上記実装機では次のようにしてプリント基板３に部品が実装される。

先ずヘッドユニット５が部品供給部４の上方に移動し、各実装用ヘッド２０によりテープフィーダー４ａからの部品の取出しが行われる。具体的には、部品を吸着すべき所定の実装用ヘッド２０が下降して部品を吸着し、さらに部品を吸着した状態で上昇することによりテープフィーダー４ａから部品をピックアップする。この際、可能な場合には、複数の実装用ヘッド２０により同時に部品が取出される。

全ての実装用ヘッド２０による部品の吸着が完了すると、ヘッドユニット５が部品認識カメラ１７の上方に移動し、各吸着部品の撮像が行われることにより、その撮像結果に基づき各部品の吸着状態が調べられる。そして、ヘッドユニット５がプリント基板３上に移動した後、所定の部品実装ポイントに順次ヘッドユニット５が移動しながら各実装用ヘッド２０の昇降が行われ、この昇降に伴い各部品がプリント基板３上に実装される。

図３、図４は、上記テープフィーダー４ａの構成を概略的に示している。図３はカバー部材２７、２８を取り付ける前の状態を示す図であり、図４は、カバー部材２７、２８を取り付けた後の状態を示す図である。

テープフィーダー４ａは、同図に示すように、ボックス型のフィーダー本体部２５と、フィーダー本体部２５に連設されるプレート状のリール支持部２６とを備えており、先端側、すなわちフィーダー本体部２５をコンベア２側に向けた状態で、前記部品供給部４に設けられるフィーダー取付台６に着脱自在に固定されている。なお、以下の説明では、フィーダー本体部２５側（先端側）を前方としリール３１側から見た場合を基準に左右を定義する。すなわち、図３（ａ）はテープフィーダー４ａの右側側面図を示し、図３（ｂ）はその左側側面図を示している。

フィーダー本体部２５は、その内部にテープ送り用のスプロケット５０とこれを駆動する駆動機構とで構成されたテープ送り機構等を収容している。後述するように、駆動機構はモータ４２とその回転を伝達するギア４２ａ，５３ａ〜５３ｇ等で構成されている。そして、テープフィーダー４ａのフィーダー本体部２５は、一体にダイカスト鋳造により形成され、右側表面２５ａには右側開口部２５ｂが、左側表面２５ｃには左側開口部２５ｄが形成されている。

右側表面２５ａには、その表面に右側開口部２５ｂが形成されている。この右側開口部２５ｂは、図３（ａ）に示すように、ギア５３ｂ〜５３ｆ等を臨めるように設けられ、右側開口部２５ｂを介して、作業者によりギア５３ｂ〜５３ｆに対して回転操作が可能となるように開口形成されている。さらに右側開口部２５ｂは右カバー部材２７が嵌合可能になっている。右カバー部材２７を嵌合した状態では、右カバー部材２７に設けられた操作窓２７ａから第２減速ギア５３ｃのみが臨める状態となり、作業者により第２減速ギア５３ｃに対して回転操作可能となるように構成されている（図４（ａ）参照）。

左側表面２５ｃには、右側表面２５ａと同様に、その表面に左側開口部２５ｄが設けられている。図３（ｂ）に示すように、左側表面２５ｃに設けられた左側開口部２５ｄからは、モータ４２，後記第１減速ギア５３ａ、スプロケット５０が臨めるようになっている。そして、左側開口部２５ｄは、作業者によりモータ４２の駆動軸、第１減速ギア５３ａ、スプロケット５０に対して回転操作可能に開口形成されている。さらにその左側開口部２５ｄには左カバー部材２８が嵌合可能であり、左カバー部材２８を嵌合した状態では、モータ４２が隠蔽され左カバー部材２８に設けられた操作窓２８ａから第１減速ギア５３ａのみが臨める状態となり、作業者により第１減速ギア５３ａに対して回転操作可能となるように構成されている（図４（ｂ）参照）。

前記リール支持部２６には、その後端部（図３（ａ）では左端部）にテープ３２を巻回したリール３１が回転可能に保持されており、このリール３１から前方の前記フィーダー本体部２５へテープ３２が導出されている。

なお、テープ３２は、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の部品を所定間隔、ここでは一定間隔置きに収納、保持するものであり、図５に示すように、キャリアテープ３３とこれに貼着されるカバーテープ３４とから構成されている。キャリアテープ３３は、上方に開口した空洞状の部品収納部３３ａを所定間隔、ここでは一定間隔置きに有しており、各部品収納部３３ａにＩＣ等の部品が収納されている。また、キャリアテープ３３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３３ｂが一定間隔で設けられている。一方、カバーテープ３４は、部品収納部３３ａが開口する部分を覆うように前記キャリアテープ３３の上面に接着されている。

図３に示すように、フィーダー本体部２５の上部には、前後方向（Ｙ軸方向）に延びる案内部３５が設けられるとともに、その上部を覆うようにテープガイド部３６が設けられており、リール３１から導出されたテープ３２は、この案内部３５に沿ってテープガイド部３６の下方に案内されるようになっている。

フィーダー本体部２５の前端部には、部品取出部３７が設けられている。この部品取出部３７は、実装用ヘッド２０により部品をピックアップさせる部分で、この部分では、前記案内部３５に沿って案内されるテープ３２が前記テープガイド部３６の切欠部分３６ａを介して上方に露出するとともに、前記カバーテープ３４がテープ３２から引き剥がされつつ前記切欠部分３６ａの縁に沿って折り返されており、これによってテープ３２（キャリアテープ３３）の部品収納部３３ａが上方に開放されて、実装用ヘッド２０による部品の取出しが可能となっている。

また、駆動機構は、スプロケット５０に回転駆動力を与えるものである。この駆動機構のモータ４２は、扁平型のＤＣモータあるいはステッピングモータで形成され、回転軸４２ｂがフィーダー本体部２５に回転自在に支持されている。そして、テープフィーダー４ａの左側面側において、モータ４２の回転軸４２ｂに前記ギア４２ａが固定されるとともに、このギア４２ａに大径の第１減速ギア５３ａが噛合している。

また、テープフィーダー４ａの右側面側には、前記第１減速ギア５２ａと同軸の小径ギア５３ｂ、このギア５３ｂの回転駆動力をテープ送り機構に伝えるギア５３ｃ、５３ｄ等が配設されている。そして、ギア５３ｄにスプロケット５０が連結されている。

ギア５３ａ（第１減速ギア５３ａ）は、左側表面２５ｃの左側開口部２５ｄから臨めるその表面に、軸を中心として円周状に手送り用穴ｗが６個所貫通形成されている。手送り用穴ｗは、指が挿通できる程度の大きさであり、手送り用穴ｗに指を引っかけて回転させることにより上記ギア５３ｂ、５３ｃ、５３ｄを介してスプロケット５０を回転させることができる。また、手送り用穴ｗは、左カバー部材２８の操作窓２８ａから操作可能であり、左カバー部材２８を装着した状態においても手送り用穴ｗを使用して第１減速ギア５３ａを回転させることができる。なお、手送り用穴ｗは本発明における操作部に該当する。

ギア５３ｃ（第２減速ギア）についても同様に、手送り用穴ｗが形成されており、手送り用穴ｗに指を引っかけて回転させることにより上記ギア５３ｄを介してスプロケット５０を回転させることができる。また、操作窓２７ａから回転操作可能であり、右カバー部材２７を装着した状態においても手送り用穴ｗに指を引っかけて回転させることにより第２減速ギア５３ｃを回転させることができる。

前記スプロケット５０は、部品取出部３７の下方に配置され、その外縁部分の一部がフィーダー本体部２５の内側天井部分に形成される開口部を介して前記部品取出部３７に臨むとともに、その歯の一部が前記係合孔３３ｂに嵌合することにより前記テープ３２に係合している。このスプロケット５０がギア５３ｄに連結されているため、前記送りモータ４２によりスプロケット５０が回転駆動されると、この回転に伴いリール３１からテープ３２が引出されつつ、部品収納部３３ａのピッチに対応する一定のピッチでテープ３２が間欠的に送り出されるようになっている。

また、フィーダー本体部２５におけるテープ送り機構より後側には、テープ３２（キャリアテープ３３）からカバーテープ３４を引き剥がす引取り機構が設けられている。この引取り機構は、当実施形態では、前記モータ４２で駆動されるようになっており、引取りギア対５６ａ，５６ｂと、モータ４２およびモータ４２の回転駆動力を伝達するギア５３ｇ、ギア５３ｆ、ギア５３ｅ、ギア５３ｂ（ギア５３ａ）等から構成されている。そして、引取りギア対５６ａ，５６ｂの間に、前記切欠部分３６ａでテープ３２から引き剥がされたカバーテープ３４が案内されており、部品供給時には、引取りモータ４２の作動により引取りギア対５６ａ，５６ｂが回転駆動され、その引取力（回転力）によってカバーテープ３４がキャリアテープ３３から引き剥がされるようになっている。

当実施形態においては、ギア５３ａ〜５３ｇにより、テープ送り機構の送り速度と引取り機構の引取速度とが、それぞれテープ３２を剥離するのに最適となるように減速比が設定される。すなわち、テープ送り機構の送り速度は、スプロケット５０と同軸上に取り付けられたギア５３ｄ、５３ｃ、５３ｂ（５３ａ）とで設定され、引取り機構の送り速度は、引取ギア５６ａと噛合するギア５３ｇと、５３ｆ、５３ｅ、５３ｂ（５３ａ）とで設定される。

なお、詳しく図示していないが、モータ基板には、これらモータ４２を駆動制御するための制御回路が一体に組込まれており、実装動作中は、制御回路によりモータ４２の駆動が制御されることにより、テープフィーダー４ａによる部品の供給が連続的に行われる。

このように構成されるテープフィーダー４ａによれば、テープの架け替え作業の際にテープ３２の送り操作を手動にて行うことができる。すなわち、テープ架け替え作業では、テープフィーダー４ａを実装機から取り外し、テープフィーダー４ａに供給される電源は遮断される。その状態において、左右表面２５ａ、２５ｃの左右開口部２５ｂ、２５ｄか、あるいはカバー部材２７、２８を設けている場合には、それぞれの操作窓２７ａ、２８ａから、駆動機構の操作部を操作してテープ３２の送り操作を行う。すなわち、左右開口部２５ｂ、２５ｄあるいは操作窓２７ａ、２８ａを介して第２減速ギア５３ｃまたは第１減速ギア５３ａに設けた手送り用穴ｗに指を引っかけて減速ギア５３ａ（または５３ｃ）を回転させることにより、その回転駆動力が各ギア５３ａ〜５３ｄを介して最終的にスプロケット５０に伝達され、スプロケット５０が回転する。そのスプロケット５０の回転により、テープ３２はリール３１から引き出されつつ、一定のピッチで間欠的に送り出される。そして、所望の位置までテープ３２を送り出したことを確認した後、手動による送り操作を止めればテープ３２の送りは停止する。以上の操作により、新しいリール３１に巻回されたテープ３２の引出代部分の送り出しを手動にて行うことができる。したがって、テープ３２の送り操作を行うための電源が不要となるため、煩わしい送り操作用の電源接続作業から解放される。

上記実施形態では、第１減速ギア５３ａおよび第２減速ギア５３ｃに手送り用穴ｗを設けているが、双方に設ける必要はなく、第１減速ギア５３ａのみに設ける構成としてもよい。この場合、第２減速ギア５３ｃよりも第１減速ギア５３ａの方がモータ４２の回転軸４２ｂに近い位置に設置されているため負荷が軽く、送り操作を行いやすい点で好ましい。また、手送り用穴ｗを第１減速ギア５３ａおよび第２減速ギア５３ｃに設けており、減速比の関係で回転操作の負荷が軽くなる点で好ましいが、他のギア５３のいずれに設けてもよい。

また、操作部として手送り用穴ｗをギア５３の表面に貫通形成されているが、これに限定されるわけではなく、手動にて回転動作を行える構成であればよい。例えば、貫通しない凹部ｗ（窪みｗ）として、外部から指で引っ掛けてギア５３を回転させて送り操作を行う構成にしてもよい。また、ギア５３の表面に凸部を設け、凸部を指で摘んでギア５３を回転させる構成にしてもよい。

また、上記実施形態では、ギア５３に操作部を設けているが、スプロケット５０やモータ４２の回転軸４２ｂに設ける構成としてもよい。例えばスプロケット５０に設ける場合には、ギア５３に設けた操作部同様に、スプロケット５０の表面に貫通形成する手送り用穴ｗを設けたり、貫通しない凹部ｗを設ける構成としてもよい。また、モータ４２の回転軸４２ｂに設ける場合には、ギア４２ａの表面から回転軸４２ｂを突出状に形成し、該突出部を摘んで操作する操作部としてもよい。

本発明に係るテープフィーダーが搭載される表面実装機を示す平面図である。 表面実装機を示す正面図である。 本発明に係るテープフィーダーのカバー部材を外した状態を示す側面図であり、（ａ）は右側面図であり、（ｂ）は左側面図である。 本発明に係るテープフィーダーのカバー部材を取り付けた状態を示す側面図であり、（ａ）は右側面図であり、（ｂ）は左側面図である。 テープフィーダーで使用されるテープの構成を示す斜視図である。

符号の説明

４ａ テープフィーダー
２５ フィーダー本体部
２５ａ 右側表面
２５ｂ 右側開口部
２５ｃ 左側表面
２５ｄ 左側開口部
２７ 右カバー部材
２７ａ 操作窓
２８ 左カバー部材
２８ａ 操作窓
４２ モータ
４２ａ ギア
４２ｂ 回転軸
５０ スプロケット
５３ａ 第１減速ギア
５３ｃ 第２減速ギア

Claims (5)

1. 所定間隔おきに部品を収納したテープを巻回したリールと、
   前記テープの貫通孔に係合して前記テープを所定量ずつ繰り出すための送り用スプロケットと、
   前記スプロケットを駆動させるモータを駆動源とした駆動機構と、
   を備えたテープフィーダーにおいて、
   前記スプロケットまたは前記駆動機構の回転部分に手送り用の穴、凹部または凸部からなる操作部を設け、該操作部を外部から操作可能に構成したことを特徴とするテープフィーダー。
2. 前記駆動機構は、前記スプロケットと駆動モータとの間に減速用ギアを備え、この減速用ギアに前記操作部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のテープフィーダー。
3. テープフィーダーの側面部に前記駆動機構を覆うカバー部材を備え、このカバー部材の前記操作部に対応する個所に開口部を設け、前記操作部を、カバー部材の開口部から操作可能に構成したことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のテープフィーダー。
4. 前記駆動機構の、テープフィーダーの一側面側に臨む位置にある回転部分と、テープフィーダーの他側面側に臨む位置にある回転部分とにそれぞれ前記操作部を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のテープフィーダー。
5. 移動可能なヘッドユニットにより部品供給部から部品を吸着し、所定の位置に位置決めされている基板の上に前記部品を装着するように構成された表面実装機において、
   前記部品供給部に前記請求項１乃至４のいずれか１項に記載のテープフィーダーが配設されていることを特徴とする表面実装機。

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