JP2007317762A - テープフィーダ - Google Patents

Abstract

【課題】ピッチ送り機構の駆動源から発生する振動や衝撃等の伝達が抑制されるテープフィーダを提供する。
【解決手段】シリンダ２７を機枠に対して支持する支持部材を、機枠２０に固定された固定部である第２の支持部６１ｂおよび連結部６１ｃと、固定部に対する位置の変動が許容される変動部である第１の支持部６１ａの他端部６１ｄと第１の領域６０ａの先端部６０ｄとにより構成し、シリンダ２７を先端部６０ｄに支持させる。これにより、ロッド２７ａの伸縮行程を繰り返し行う際にシリンダ２７に発生する振動や衝撃は、板ばねとして機能する第１の領域６０ａおよび第１の支持部６１ａにより減滅されるので、機枠に直接的に伝達することがない。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子部品収納用のテープをピッチ送りする機能を備えたテープフィーダに関するものである。

テープフィーダには、電子部品収納用のテープをピッチ送りする機能としてラチェット機構が設けられている。ラチェット機構は、被動側のラックと、ラックに係合して一方向にインデックス回転させる駆動側の送り爪から構成される。ラックは、テープの送り孔に係合する係合部が外周に設けられたスプロケットに取り付けられており、ラックのインデックス回転に同期してスプロケットがインデックス回転することによりテープのピッチ送りが行われる。送り爪は、ラックの回転中心を中心として揺動する揺動部材に取り付けられており、ラックに係合する姿勢に付勢されている。揺動部材が一方向に揺動する際に送り爪がラックに係合し、揺動部材の揺動角に対応したピッチでラックをインデックス回転させる。揺動部材の駆動源は、シリンダに対して伸縮するロッドを備えたアクチュエータであり、アクチュエータの往復動をリンク機構により揺動部材の揺動に変換している（特許文献１参照）。
特開２００３−１５８３９７号公報

近年、電子部品の実装分野におけるスループットの向上を目的としてテープフィーダの更なる高速運転が要請されている。そのため、アクチュエータの往復動の速度の高速化や駆動サイクルの短縮化により、往復動に伴って発生する衝撃過重や振動が増大する傾向にある。一方、テープフィーダの製造コスト低減のため、テープフィーダのベースとなる機枠を金属ブロックの切削加工により形成する従来の工法から板金を組み合わせて構成する工法へと変化し、機枠の剛性が低下して固有振動数が高くなってきている。その結果、アクチュエータから短サイクルで発生する振動等が機枠に伝達し、破損や歪み等の不具合を生じさせるだけでなく、テープに収納された電子部品の位置や姿勢に悪影響を与えるおそれがある。

そこで本発明は、ピッチ送り機構の駆動源から発生する振動等が機枠に伝達することを防止するテープフィーダを提供することを目的とする。

請求項１記載のテープフィーダは、機枠と、前記機枠に支持された支軸と、前記支軸に軸支され、前記支軸を中心としてインデックス回転することで外周部に係合した電子部品収納用のテープをピッチ送りするスプロケットと、前記支軸を中心として前記スプロケットと一体的にインデックス回転するラックと、前記支軸を中心として揺動する揺動部材と、前記揺動部材に設けられ、前記揺動部材が前記支軸を中心として一方向に揺動するときに前記ラックに係合して前記スプロケットをインデックス回転させる送り爪と、前記機枠に支持され、前記揺動部材に接続されたロッドを伸縮させることで前記揺動部材を前記支軸を中心として揺動させるシリンダと、前記シリンダを前記機枠に対して支持する支持部材と、を備え、前記支持部材が、前記機枠に固定された固定部と前記固定部に対する位置の変動が許容される変動部を有し、前記シリンダが前記変動部に支持された。

請求項２記載のテープフィーダは、請求項１記載のテープフィーダにおいて、前記支持部材が一方向に延伸された板状体で構成され、前記支持部材の一方向における両端部のう
ち一方が前記機枠に固定され、他方に前記シリンダが支持された。

本発明によれば、ピッチ送り機構の駆動源から発生する振動や衝撃等がテープフィーダの機枠に伝達することを防止できるので、テープフィーダの破損や歪み等の不具合を防止し、また、テープに収納された電子部品の位置や姿勢がずれることによるピックアップ精度や実装精度の悪化を防止することができる。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の電子部品実装装置の側面図、図２は本発明の実施の形態のテープフィーダの側面図、図３は本発明の実施の形態のテープフィーダにおけるテープ送り機構の側面図、図４は本発明の実施の形態のテープフィーダにおけるテープ送り機構の支持機構を示す側面図、図５は本発明の実施の形態のテープフィーダにおけるテープのピッチ送り量の調整機構を示す側面図、図６は本発明の実施の形態のテープフィーダにおけるテープに収納された電子部品の姿勢変化を示す側面図、図７は本発明の実施の形態のテープフィーダにおけるピックアップ位置と磁石との位置関係を示す側面図、図８は従来のテープフィーダにおけるピックアップ位置と磁石との位置関係を示す側面図である。

まず、本発明の実施の形態の電子部品実装装置の全体構成および動作について説明する。図１において、電子部品実装装置のベースとなる基台１上に基板２の搬送を行う基板搬送装置３が配設される。基板搬送装置３にはクランプ機構が備えられ、搬送される基板２を所定に位置に位置決めして保持する基板位置決め装置として機能する。なお、本発明においては、基板２の搬送方向をＸ方向とし、これに水平面内で直交する方向をＹ方向とする。基板搬送装置３のＹ方向における側方に、電子部品実装装置に電子部品を供給する電子部品供給装置であるテープフィーダ４が複数並設される。テープフィーダ４はキャリア５により支持され、オペレータがキャリア５に装着されたハンドル６を操作することで基台１に対して着脱自在となっている。キャリア５には電子部品を等ピッチで収納したテープ７がテープリール８に巻回された状態で装着され、テープフィーダ４内でピッチ送りされて供給口９に順次供給される。

基台１の上方に移載ヘッド１０がＸＹ方向に水平移動自在に配設される。移載ヘッド１０には複数のノズルユニット１１が装着され、各ノズルユニット１１に対してＺ方向に昇降自在でθ方向（Ｚ軸周り）に回転自在に構成されたノズル１２が装着される。ノズル１０は電子部品を吸着する機能を備えており、テープフィーダ４の供給口９をピックアップ位置として電子部品をピックアップし、基板２上に設定された実装箇所に移載する。さらに移載ヘッド１０には基板２を撮像する撮像手段である第１のカメラ１３が装着される。第１のカメラ１３により撮像された基板２の画像処理結果に基づいてノズル１２に吸着された電子部品と基板２の実装箇所との位置合わせを行った後に電子部品を実装する。基板搬送装置３の側方にはノズル１２に吸着された電子部品を下方から撮像する撮像手段である第２のカメラ１４が配設される。第２のカメラ１４により撮像された電子部品の画像処理結果に基づいてノズル１２の水平位置および回転角度を調整し、電子部品を正常位置および角度に補正する。

次に、本発明の実施の形態のテープフィーダの構成について説明する。図２において、テープフィーダ４の下流側の先端部にはテープ送り機構２１が配設される。テープ送り機構２１は、テープ７の送り方向に等ピッチで形成された送り孔（図示せず）に係合する係合部２２ａが外周に設けられたスプロケット２２をインデックス回転させることにより、テープ７を上流から下流へ（矢印Ａ参照）ピッチ送りし、テープ７に等ピッチで収納された電子部品を供給口９に順次供給する機能を有している。

図３において、スプロケット２２は、テープフィーダ４の基体である機枠２０に支持された支軸２３に回転自在に軸支され、ラチェット機構により一方向（矢印Ｂ参照）にのみインデックス回転するように構成される。ラチェット機構は、支軸２３に軸支されてスプロケット２２と一体的に回転する被動側のラック２４と、ラック２４に係合して一方向（矢印Ｂ参照）にのみインデックス回転させる駆動側の送り爪２５から構成される。送り爪２５は、支軸２３を中心として揺動する揺動部材２６の作用点となる一端部２６ａにラック２４側に付勢された状態で枢支され、揺動部材２６がラック２４の回転方向（矢印Ｂ参照）に揺動するときにラック２４と係合し、逆方向（矢印Ｃ参照）に揺動するときにラック２４との係合が解除される。揺動部材２６の力点となる他端部２６ｂには、シリンダ２７に対して伸縮するロッド２７ａがブラケット２８を介して枢支される。シリンダ２７は尾端部で支軸２９を中心として揺動自在に機枠２０に支持されており、揺動部材２６の揺動に伴うロッド２７ａの微小な上下動を許容する。

シリンダ２７の駆動によりロッド２７ａが縮方向（矢印Ｄ参照）に移動すると、支軸２３を中心とした他端部２６ｂの揺動に伴って一端部２６ａの送り爪２５がラック２４の外周を揺動し、送り爪２５に係合するラック２４を一方向（矢印Ｂ参照）にインデックス回転させる。送り爪２５の揺動行程の終点側はストッパ３０により規制され、これによりテープ７のピッチ送り量の終点側が規制される。ラック２４は逆転防止爪３１により一方向（矢印Ｂ参照）にのみ回転可能になっており、ロッド２７ａの伸方向（矢印Ｅ参照）への移動により送り爪２５がラック２４の回転方向（矢印Ｂ参照）と逆方向（矢印Ｃ参照）に揺動する際にラック２４の逆回転が起きないようにしてテープ７の逆送りを防止している。

図２において、テープ７の一方の面にはカバーテープ７ａが貼着されており、一方の面に形成された収納部に収納された電子部品を被覆している。カバーテープ７ａは、開口部９においてテープ７から剥離され、カバーテープ剥離機構４０により上流側に回収される。カバーテープ剥離機構４０は、テープ送り機構２１と同様のラチェット機構によりリール４１をインデックス回転させることでカバーテープ７ａをリール４１で回収部４３に送る。リール４１の駆動源は、テープ送り機構２１の駆動源と同一のシリンダ２７であり、揺動部材２６に枢支されたアーム４２によりロッド２７ａの伸縮動が伝達される。

テープフィーダ４の下流側の上部にはテープガイド５０が配設される。テープガイド５０には開口部９が形成され、開口部９の近傍においてテープ７の送り孔（図示せず）にスプロケット２２の係合部２２ａが係合するようになっている。これにより、ピッチ送りされるテープ７の位置ずれを防止し、開口部９に供給される電子部品の位置精度を高めている。

以上のように構成されるテープフィーダ４は、図３において、シリンダ２７の駆動によりロッド２７ａを一行程伸縮させると、揺動部材２６が支軸２３を中心として揺動し、送り爪２５に係合したラック２４およびラック２４と一体的に回転するスプロケット２２が一方向（矢印Ｂ参照）へインデックス回転し、テープ７が揺動部材２６の揺動角に対応したピッチで上流から下流へ（矢印Ａ参照）ピッチ送りされる。また、テープ７のピッチ送り動作と同期してカバーテープ７ａが剥離され、テープ７に収納された電子部品が外部に露出した状態で供給口９に順次供給される。

次に、シリンダ２７の支持機構について説明する。図３において、シリンダ２７の尾端部は第１の支持プレート６０の上端部に支軸２９により軸支される。第１の支持プレート６０は、機枠２０に固定された第２の支持プレート６１にねじ等の締結部材により締結される。このように、シリンダ２７は、第１の支持プレート６０および第２の支持プレート
６１により機枠２０に支持された状態となる。図４（ｂ）、（ｃ）において、第２の支持プレート６１は、一方向に延伸された第１の支持部６１ａと第２の支持部６１ｂを連結部６１ｃで連結した形状に形成され、第２の支持部６１ｂはねじ６２等の締結部材により機枠に固定される。連結部６１ｃは、一方向に延伸された第１の支持部６１ａの一端が第２の支持部６１ｂと連結する部分に形成されており、連結部６１ｃを固定端として第１の支持部６１ａの他端部６１ｄは自由端となっている。第１の支持部６１ａと第２の支持部６１ｂにはねじ孔６３、６４が形成され、ねじ孔６４は第１の支持部６１ａの他端部６１ｄ寄りに形成される。

図４（ａ）において、第１の支持プレート６０は、一方向に延伸された第１の領域６０ａと第２の領域６０ｂに区画され、第２の領域６０ｂはねじ６５により第２の支持部６１ｂに締結される。また、第１の領域６０ａと第２の領域６０ｂとの境界部６０ｃはねじ６６により第１の支持部６１ａに締結され、第１の領域６０ａの先端部６０ｄは境界部６０ｃと相対的に自由に動き得る自由端となっている。先端部６０ｄにシリンダ２７の尾端部が支軸２９により軸支される。なお、本実施の形態では、第１の支持プレート６０を第２の支持プレート６１に締結した状態において、第１の支持部６１ａはＹ方向（水平方向）に延伸され、第１の支持部６１ａはＺ方向（鉛直方向）に延伸されている。

このように、シリンダ２７は、機枠２０に直接固定されるのではなく、第２の支持プレート６１の連結部６１ｃを固定端として第１の支持部６１ａの自由端に締結された第１の領域６０ａの自由端に支持される。すなわち、シリンダ２７を機枠２０に対して支持する支持部材を、機枠２０に固定された固定部である第２の支持部６１ｂおよび連結部６１ｃと、固定部に対する位置の変動が許容される変動部である第１の支持部６１ａの他端部６１ｄと第１の領域６０ａの先端部６０ｄとにより構成し、シリンダ２７は先端部６０ｄに支持される。従って、ロッド２７ａの伸縮行程を繰り返し行う際にシリンダ２７に発生する振動や衝撃は、板ばねとして機能する第１の領域６０ａおよび第１の支持部６１ａにより減滅され、直接機枠２０に伝達することがない。これにより、テープフィーダ４の破損や歪み等の不具合を防止し、また、テープ７に収納された電子部品の位置や姿勢がずれることによるピックアップ精度や実装精度の悪化を防止する。

次に、テープ７のピッチ送り量の調整機構について説明する。図３において、テープ送り機構２１は、支軸２３を中心として揺動する揺動部材２６の揺動角に対応したピッチでテープ７をピッチ送りする。揺動部材２６の揺動角は、揺動部材２６の他端部２６ｂを支軸２３を中心に揺動させるロッド２７ａのストロークにより決定される。図５（ａ）において、ロッド２７ａは、シリンダ２７の内部で往復動するピストン２７ｂに連動して伸縮動する。ロッド２７ａのストロークはピストン２７ｂの往復行程Ｓ１により決定され、ピストン２７ａがシリンダ２７の筐体２７ｃに当接する位置でロッド２７ａの伸方向（矢印Ｅ参照）への移動が規制され、送り爪２５がストッパ３０に当接する位置でロッド２７ａの縮方向（矢印Ｄ参照）への移動が規制される。

ロッド２７ａのストロークを変更する場合、ストッパ３０の位置を変更してロッド２７ａの縮方向（矢印Ｄ参照）への移動量を大きくする場合と、シリンダ２７の位置を変更してロッド２７ａの伸方向（矢印Ｅ参照）への移動量を大きくする場合があるが、本実施の形態では、シリンダ２７の機枠２０に対する支持位置を変更することでロッド２７ａのストロークを調整する。

図４（ａ）において、第１の支持プレート６０の第２の領域６０ｂにはＹ方向（水平方向）に延びる長孔６０ｅが形成され、長孔６０ｅの任意の位置において第２の支持部６１ｂのねじ孔６３にねじ６５で締結する。また、第２の支持プレート６１の第１の支持部６１ａのねじ孔６４についてもＹ方向（水平方向）に延びる長孔状に形成され、任意の位置
においてねじ６６で締結する。第１の支持プレート６０を長孔に沿って移動させることで、第１の支持プレート６０の第２の支持プレート６１に対するＹ方向（水平方向）における締結位置を変更することができる。これにより、シリンダ２７の機枠２０に対する支持位置を調整することが可能になり、ロッド２７ａのストロークを任意の長さに調整することができる。

図５（ｂ）において、第１の支持プレート６０の第２の支持プレート６１に対する締結位置をロッド２７ａの伸方向（矢印Ｅ参照）側に変更すると、送り爪２５がストッパ３０に当接するときのピストン２７ｂの位置がシリンダ２７の尾端側に移動するので、ピストン２７ｂの往復行程がＳ１からＳ２に増大してロッド２７ａのストロークが長くなる。これにより、揺動部材２６の支軸２３に対する揺動角が大きくなってテープ７のピッチ送り量が大きくなる。一方、図５（ａ）に示すように、第１の支持プレート６０の第２の支持プレート６１に対する締結位置をロッド２７ａの縮方向（矢印Ｄ参照）側に変更すると、送り爪２５がストッパ３０に当接するときのピストン２７ｂの位置がシリンダ２７の先端側に移動するので、ピストン２７ｂの往復行程がＳ２からＳ１に減少してロッド２７ａのストロークが短くなる。これにより、揺動部材２６の支軸２３に対する揺動角が小さくなってテープ７のピッチ送り量が小さくなる。

このように、第１の支持プレート６０と第２の支持プレート６１は、シリンダ２７の機枠２０に対する支持位置を調整することでロッド２７ａのストロークを調整するストローク調整手段として機能し、テープフィーダ４におけるテープ７のピッチ送り量は、第１の支持プレート６０の第２の支持プレート６１に対する締結位置を変更してシリンダ２７の機枠２０に対する支持位置を変更するだけで容易に調整することができる。従って、テープフィーダ４において取り扱うテープ７の品種が変更されて電子部品の収納ピッチが変化する場合であっても、特別な技術を要することなく短時間でピッチ送り量を調整することができる。

次に、テープフィーダ４の供給口９に供給される電子部品の姿勢を規制する機構について説明する。図６において、テープ７に等ピッチで収納された電子部品Ｐは、上流から下流へ（矢印Ａ参照）へピッチ送りされ、開口部９に供給される。開口部９は移載ヘッド１０に装着されたノズル１０（図１参照）による電子部品Ｐのピックアップ位置となっているため、電子部品Ｐは、正常姿勢、すなわち基板２への実装姿勢である水平姿勢で開口部９に供給されることが要求される。電子部品Ｐは、テープ７の一方の面に等ピッチで形成された収納部７ｂ内に正常姿勢で収納されているが、ピッチ送りを行う際にテープ送り機構２１の駆動により生じる衝撃や振動、さらにテープ送りをガイドするテープガイド５０とテープ７の摩擦で生じる静電気等の影響により、収納部７ｂの底面から浮き上がり（図６（ａ）参照）、立ち姿勢等の正常姿勢でない状態で開口部９に送られてくることがある（図６（ｂ）参照）。

図７において、本実施の形態のテープフィーダ４には、テープ７の収納部７ｂが形成された一方の面７ｃと反対の他方の面７ｄ側、すなわち、テープ７を挟んで開口部９と対向する側に磁石５１が配設される。テープ７の収納部７ｂに正常姿勢で収納された電子部品Ｐは、磁石５１の磁力によりテープ７の他方の面７ｄ側に吸引されて収納部７ｂの底面から容易に浮き上がることがないようになっている。磁石５１のテープ７の送り方向（矢印Ａ参照）における長さＬ１は、開口部９の上流側の端部、すなわちテープガイド５０に開口部９を形成する切欠き部５０ａと、ノズル１２による電子部品Ｐのピックアップ位置Ｓとの間の長さＬ２より長く形成される。磁石５１の上部は、切欠き部５０ａより上流側ではテープ７と略平行に形成されてテープ７の他方の面７ｄに近接し、切欠き部５０ａより下流側ではテーパが形成されてテープ７の他方の面７ｄから徐々に離反し、切欠き部５０ａから遠ざかるに従ってテープ７の他方の面７ｄとの離間距離Ｓ３が漸増するように形成
される。これにより、電子部品Ｐに作用する磁石５１の磁力が切欠き部５０ａからピックアップ位置Ｓに向けて漸減する。

ところで、図８（ａ）に示すように、磁石５２を切欠き部５０ａより上流側に配設した場合、切欠き部５０ａを境に磁界が急激に変化するため、開口部９に露出された電子部品Ｐの姿勢に変化が現れることがある。また、図８（ｂ）に示すように、磁石５３の上部にテーパを形成せずにピックアップ位置Ｓより下流まで延長して配設した場合、上述したような磁界の変化は発生しないが、ノズル１２による吸着力が弱い場合、ピックアップ位置Ｓにおいて電子部品Ｐを吸引する磁力に抗して電子部品Ｐを吸着することができず、ピックアップミスが発生することがある。さらに、吸着ノズル１２が磁性体で構成されている場合、吸着ノズル１２を磁化させてしまうことがある。そのため、図７に示すような形状および位置に磁石５１を配設することで、磁界の急激な変化を回避しつつピックアップ位置Ｓにおいて電子部品Ｐに作用する磁力を減少させてピックアップミスの発生を防止している。

なお、磁石５０の上部には必ずしもテーパを設ける必要はなく、磁石５０の組成に変化を加え、切欠き部５０ａからピックアップ位置Ｓに向けて磁力が漸減するように構成してもよい。

本発明によれば、テープフィーダの破損や歪み等の不具合を防止し、また、テープに収納された電子部品の位置や姿勢がずれることによるピックアップ精度や実装精度の悪化を防止することができるので、テープフィーダを用いた電子部品の実装分野において有用である。

本発明の実施の形態の電子部品実装装置の側面図 本発明の実施の形態のテープフィーダの側面図 本発明の実施の形態のテープフィーダにおけるテープ送り機構の側面図 本発明の実施の形態のテープフィーダにおけるテープ送り機構の支持機構を示す側面図 本発明の実施の形態のテープフィーダにおけるテープのピッチ送り量の調整機構を示す側面図 本発明の実施の形態のテープフィーダにおけるテープに収納された電子部品の姿勢変化を示す側面図 本発明の実施の形態のテープフィーダにおけるピックアップ位置と磁石との位置関係を示す側面図 従来のテープフィーダにおけるピックアップ位置と磁石との位置関係を示す側面図

符号の説明

４ テープフィーダ
７ テープ
２０ 機枠
２２ スプロケット
２３ 支軸
２４ ラック
２５ 送り爪
２６ 揺動部材
２７ シリンダ
２７ａ ロッド
６０ 第１の支持プレート
６０ａ 第１の領域
６０ｂ 第２の領域
６０ｃ 境界部
６０ｄ 先端部
６１ 第２の支持プレート
６１ａ 第１の支持部
６１ｂ 第２の支持部
６１ｃ 連結部
６１ｄ 他端部

Claims (2)

1. 機枠と、
   前記機枠に支持された支軸と、
   前記支軸に軸支され、前記支軸を中心としてインデックス回転することで外周部に係合した電子部品収納用のテープをピッチ送りするスプロケットと、
   前記支軸を中心として前記スプロケットと一体的にインデックス回転するラックと、
   前記支軸を中心として揺動する揺動部材と、
   前記揺動部材に設けられ、前記揺動部材が前記支軸を中心として一方向に揺動するときに前記ラックに係合して前記スプロケットをインデックス回転させる送り爪と、
   前記機枠に支持され、前記揺動部材に接続されたロッドを伸縮させることで前記揺動部材を前記支軸を中心として揺動させるシリンダと、
   前記シリンダを前記機枠に対して支持する支持部材と、
   を備え、
   前記支持部材が、前記機枠に固定された固定部と前記固定部に対する位置の変動が許容される変動部を有し、前記シリンダが前記変動部に支持されたテープフィーダ。
2. 前記支持部材が一方向に延伸された板状体で構成され、前記支持部材の一方向における両端部のうち一方が前記機枠に固定され、他方に前記シリンダが支持された請求項１記載のテープフィーダ。
   

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