JP2008243839A

JP2008243839A - 表面実装装置

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Publication number: JP2008243839A
Application number: JP2007077614A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Takaku; 常雄高久
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2008-10-09
Anticipated expiration: 2027-03-23
Also published as: JP4986668B2

Abstract

【課題】ケーブルベア（登録商標）の移動に伴う加減速時においても、所定の空間内にケーブルベアを保持できる表面実装装置を提供する。
【解決手段】部品を保持して基板上に搭載を行うヘッドを備えたヘッドユニット１０２と、ヘッドユニット１０２に連結されたケーブル１０８と、ケーブル１０８を内側に保持して直線経路上を往復移動するケーブルベア１１０と、ケーブルベア１１０を下側から支持する直線状の支持部材とを有する表面実装装置において、上下方向に位置調整ができ、ケーブルベア１００の移動時にケーブルベア１００が上方に持ち上げられることを防止する押え部材１２をケーブルベア１００の上方に設ける。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子部品等をプリント基板等に実装する表面実装装置に関し、さらに詳しくは、ヘッドユニットの加減速時にケーブルベア（登録商標）が上方へ持ち上がることを防止できる表面実装装置に関する。

表面実装装置においては、部品の実装速度を向上させる要求が高まっているとともに、装置の小型化も求められてきている。

部品の実装速度を向上させるためには、部品を吸着搭載するヘッドの速度を大きくする必要があり、そのためには加減速時のヘッドの加速度を大きくすることが必要である。

一方、表面実装装置のヘッドユニットは部品を吸着搭載するヘッドを備えてなるが、このヘッドユニットように、一定の軌道上を移動する産業ロボット等の移動体に対しては、動力供給ラインや信号線の接続を確保しつつ、その移動を妨げないようにするために、ケーブルベア（登録商標）が一般に用いられている。

図１は、従来の表面実装装置１００のヘッドユニット及びその移動機構に関連した構成部分を示す斜視図である。

図１において、例えば複数のヘッドを備えてなるヘッドユニット１０２は、Ｘ方向移動機構１０４の直動ガイド１０４Ａによって水平面内をＸ方向に移動可能に支持されている。このＸ方向移動機構１０４は、Ｙ方向移動機構１０６によって水平面内をＹ方向に移動可能に支持されている。その結果、ヘッドユニット１０２は、Ｘ方向移動機構１０４及びＹ方向移動機構１０６によって水平面内をＸＹ方向に移動可能なようになっている。Ｘ方向とＹ方向とは、互いに直交する方向である。

ヘッドユニット１０２には、動力供給ラインや信号線からなるケーブル１０８が接続されている。このケーブル１０８は、ケーブルベア１１０の中を通っており、ヘッドユニット１０２が直動ガイド１０４Ａに沿って水平面内をＸ方向に移動しても、ケーブル１０８が損傷したり絡まったりしないようになっており、かつ、ケーブル１０８がヘッドユニット１０２の移動を妨げないようになっている。

ケーブルベア１１０は、ヘッドユニット１０２に接続されたケーブル１０８を内側に保持して保護しつつ、該ケーブル１０８がヘッドユニット１０２の移動を妨げないようにする役割を有する。ケーブルベア１１０は、その一端である移動端１１０Ａがヘッドユニット１０２の構成要素である移動端支持部材１０２Ａに固定され、もう一端である固定端１１０ＢがＸ方向移動機構１０４と平行に備えられた支持部材１１２に固定されている。ヘッドユニット１０２が直動ガイド１０４Ａに沿って水平面内をＸ方向に移動すると、ケーブルベア１１０は、屈曲部位を移動させつつ、支持部材１１２の上を支持部材１１２に沿って移動する。支持部材１１２は、Ｘ方向移動機構１０４に固定されており、直動ガイド１０４Ａと平行に配置されている。

図２は、ケーブルベア１１０を側方から見た図であり、支持部材１１２上面からケーブルベア１１０の移動端１１０Ａ上面までの高さＨが、ケーブルベア１１０を最大まで屈曲させたときの屈曲部外周の曲率半径Ｒの２倍の高さとなるようになっている。ケーブルベア１１０の固定端１１０Ｂは、支持部材１１２に固定されている。

なお、ケーブルベアに関する技術は、例えば特許文献１〜１１に記載されている。

特開昭６３−３６１０号公報実開平５−４５２９１号公報特開平７−５２０７８号公報特開平９−１３７８８２号公報特開平９−３２６５７１号公報特開平１１−８２８１６号公報特開平１１−１２２７９０号公報特開平１１−１２３６９１号公報特開２００２−１５１８９８号公報特開２００２−１８５１９１号公報特開２００３−１３４４６号公報

従来の表面実装装置のヘッドユニット及びその移動機構に関連した部分は以上のように構成されているが、以下に記すような問題点があった。

（１）ヘッドユニット１０２が、図１において右下方から左上方（図２において右から左）へ、図示せぬ駆動源により加速移動すると、ケーブルベア１１０の屈曲部分は遠心力により、図３に示すように上方に持ち上げられる。さらに、ヘッドユニット１０２が減速停止する際には、ケーブルベア１１０の各関節部１１０Ｃにはお互いに圧縮方向へ力が加わる。その結果、各関節部１１０Ｃは、それぞれを上側から追い越そうとする慣性力によりさらに上方へ持ち上がってしまうため、表面実装装置の天井部分に大きなスペースを確保しなければならないという問題点があった。また、この持ち上がり量は、ケーブルベア１１０の各関節部１１０Ｃの磨耗の進行により増大するため、表面実装装置の使用期間が長くなるほど大きくなった。

このため、表面実装装置１００の筐体や天井カバーなどにケーブルベア１１０が衝突する危険を回避するため、短期間でケーブルベア１１０の交換を行う必要があった。

また、ケーブルベア１１０の磨耗に伴って、加減速時にケーブルベア１１０が上方に持ち上げられる量が大きくなることを考慮して設計すると、装置の小型化を図れなくなってしまう。

（２）ヘッドユニット１０２が、図１において左上方から右下方（図２において左から右）へ移動する場合、ケーブルベア１１０の屈曲部分の各関節部１１０Ｃは、支持部材１１２に衝突しながら整列するが、このときに衝撃音や振動が発生し、使用者に不快感を与えていた。また、この衝撃音や振動は、磨耗の進行により増大するため、表面実装装置の使用期間が長くなるほど大きくなった。

（３）Ｘ方向移動機構１０４がＹ方向移動機構１０６によりＹ方向に移動する場合、加減速によってケーブルベア１１０が受けるＹ方向の慣性力は、移動端１１０Ａ及び固定端１１０Ｂの２箇所で集中的に受け止められるため、この部分の磨耗が非常に激しく、ケーブルベア１１０の交換時期を早める原因となっていた。

ケーブルベアに関する技術は、例えば特許文献１〜１１に記載されているが、前記問題点（１）〜（３）を解決するためには十分ではない。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、ケーブルベアの移動に伴う加減速時においても、所定の空間内にケーブルベアを保持できる表面実装装置を提供することを課題とする。さらに、ケーブルベアの移動に伴う衝撃音や振動の発生を抑制できる表面実装装置、及びケーブルベアの特定の関節部のみで磨耗が進行することを防止できる表面実装装置を提供することも課題とする。

本発明に係る表面実装装置は、部品を保持して基板上に搭載を行うヘッドを備えたヘッドユニットと、該ヘッドユニットに連結されたケーブルと、該ケーブルを内側に保持して直線経路上を往復移動するケーブルベアと、該ケーブルベアを下側から支持する直線状の支持部材とを有する表面実装装置において、上下方向に位置調整ができ、ケーブルベアの移動時にケーブルベアが上方に持ち上げられることを防止する押え部材をケーブルベアの上方に設けたことにより、前記課題を解決したものである。

また、前記押え部材と前記ケーブルベアとの間に防振材を設けるとともに、前記直線状の支持部材と前記ケーブルベアとの間に防振材を設けることが好ましい。

さらに、前記押え部材の両側部および前記直線状の支持部材の両側部に、前記直線状の支持部材の長手方向と直交する方向に前記ケーブルベアが移動することを規制するガイドを設けることが好ましい。

本発明の表面実装装置によれば、上下方向に位置調整ができる押え部材を設けたので、ケーブルベアの磨耗が進行しても、ケーブルベアの移動時にケーブルベアが上方に持ち上げられることを防止でき、また、ケーブルベアが上方に持ち上げられることにより、さらにケーブルベアの関節部の磨耗が進行するという現象も抑制することができる。

このため、表面実装装置の小型化を図ることができ、また、ケーブルベアを短期間で新品と交換する必要がなくなる。

また、押え部材とケーブルベアとの間に防振材を設けるとともに、直線状の支持部材とケーブルベアとの間に防振材を設けた場合には、ケーブルベア移動時の衝撃音や振動の発生を抑制できる。また、ケーブルベアと防振材との間の摩擦力により、ヘッドユニットが直線状の支持部材と直交する方向に移動する際にケーブルベアに働く慣性力の一部を負担させることができ、ケーブルベアの特定の関節の磨耗が集中して進行することも抑制できる。

さらに、押え部材の両側部および直線状の支持部材の両側部に、直線状の支持部材の長手方向と直交する方向にケーブルベアが移動することを規制するガイドを設けた場合には、ヘッドユニットが直線状の支持部材と直交する方向に移動する際にケーブルベアに働く慣性力の一部を該ガイドに負担させることができ、ケーブルベアの特定の関節の磨耗が集中して進行することを抑制することができる。

以下、本発明に係る実施形態の表面実装装置１０について、図面を参照して、詳細に説明するが、従来の表面実装装置１００と同様の構成については同一の符号を付し、説明は省略する。

図４及び図５は、本発明に係る実施形態の表面実装装置１０のヘッドユニット及びその移動機構に関連した構成部分を示す斜視図であり、図４は、ヘッドユニット１０２が左端に位置する場合であり、図５は、ヘッドユニット１０２が右端に位置する場合である。

図６は、ヘッドユニット１０２が左端に位置する場合に、ケーブルベア１１０を側方から見た図であり、図７は、ヘッドユニット１０２がＸ方向移動機構１０４の中間付近に位置する場合に、ケーブルベア１１０を側方から見た図であり、図８は、ヘッドユニット１０２が右端に位置する場合に、ケーブルベア１１０を側方から見た図である。図９は、図７のＡ−Ａ線断面図である。

本発明に係る実施形態の表面実装装置１０は、（１）押え部材１２及び横ガイド部材１４を設けた点、（２）横断面をコの字状（図９参照）にした支持部材１６を支持部材１１２に代えて設けた点、（３）押え部材１２とケーブルベア１１０との間に防振材１８を設け、支持部材１６とケーブルベア１１０との間に防振材２０を設けた点が、図１に示す従来の表面実装装置１００との主な相違点である。

押え部材１２は、加減速時にケーブルベア１１０が上方に持ち上げらないように規制する役割を担っている。押え部材１２は、段付きねじ１２Ａ及びねじ１２Ｂにより、移動端支持部材１０２Ａに連結されている。ねじ１２Ａは段付きねじであり、また、ねじ１２Ｂは長孔１２Ｃを貫通しているので、ねじ１２Ｂを緩めることにより、段付きねじ１２Ａを支点として回転方向に調整することができる。回転方向に調整した後、ねじ１２Ｂを締めることにより、押え部材１２を固定することができる。押え部材１２の位置は、防振材１８（図９参照）がわずかにケーブルベア１１０に接触する程度の位置にする。

前述したように、図１において右下方から左上方（図２において右から左）へ、図示せぬ駆動源によりヘッドユニット１０２が加速移動すると、ケーブルベア１１０の屈曲部分は遠心力により、図３に示すように上方に持ち上げられる。さらに、ヘッドユニット１０２が減速停止する際には、ケーブルベア１１０の各関節部１１０Ｃにはお互いに圧縮方向へ力が加わる。その結果、各関節部１１０Ｃは、それぞれを上側から追い越そうとする慣性力によりさらに上方へ持ち上がってしまう。

これに対して、押え部材１２は、加速時の遠心力によってケーブルベア１１０に加わる上方向への力を受け止めて、ケーブルベア１１０が上方に持ち上げらないように規制する。このため、押え部材１２は、各関節部１１０Ｃが移動端１１０Ａよりも上方に位置することを防止するので、減速時の慣性力によって各関節部１１０Ｃがさらに上方へ持ち上がることも防止できる。

横ガイド部材１４は、図９に示すように、天板１４Ａと側板１４Ｂとからなり、側板１４Ｂは天板１４Ａの両側部から下方に伸びており、横ガイド部材１４の横断面は開口部が広がったコの字状になっている。横ガイド部材１４は、押え部材１２の下面に固定されている。横ガイド部材１４は、Ｘ方向移動機構１０４がＹ方向移動機構１０６によってＹ方向に加減速したときにケーブルベア１１０に生じるＹ方向の慣性力を受け止める役割を担い、横ガイド部材１４の側板１４Ｂがケーブルベア１１０がＹ方向に移動することを規制するガイドとなる。このため、横ガイド部材１４を設けることにより、ケーブルベア１１０に生じるＹ方向の慣性力が移動端１１０Ａ及び固定端１１０Ｂに集中的に加わることを防止することができ、移動端１１０Ａ及び固定端１１０Ｂの関節部１１０Ｃの磨耗が集中的に進行することを防止することができる。

防振材１８は、押え部材１２の下面に固定された横ガイド部材１４の天板１４Ａとケーブルベア１１０との間に設けられており、ヘッドユニット１０２のＸ方向に移動に伴ってケーブルベア１１０が移動して押え部材１２と衝突する際の衝撃を吸収し、衝撃音や振動の発生を少なくする役割を担っている。このため、図４、５において右下方から左上方（図６〜８において右から左）へ、図示せぬ駆動源によりヘッドユニット１０２が加速移動する際に、押え部材１２がケーブルベア１１０を上方向から押さえつけても、防振材１８を設けることにより、ケーブルベア１１０の移動に伴う衝撃音や振動の発生は少なくなる。防振材１８としては、衝撃音や振動の発生を効果的に減少させることができる点で、振動吸収性の高いゴム等を用いることが好ましい。

支持部材１６は、図４、５、９に示すように、底板１６Ａと側板１６Ｂとからなる直線状の部材で、側板１６Ｂは底板１６Ａの両側部から上方に伸びており、支持部材１６の横断面はコの字状になっている。支持部材１６は、その長手方向がＸ方向と平行になるようにＸ方向移動機構１０４に固定されており、Ｘ方向に移動するケーブルベア１１０を下方から支持する役割を担う。また、支持部材１６は、Ｘ方向移動機構１０４がＹ方向移動機構１０６によってＹ方向に加減速したときにケーブルベア１１０に生じるＹ方向の慣性力を受け止める役割を担い、支持部材１６の側板１６Ｂはケーブルベア１１０がＹ方向に移動することを規制するガイドとなる。従来の支持部材１１２には側板１６Ｂがなく、従来の支持部材１１２に代えて支持部材１６を設けることにより、ケーブルベア１１０に生じるＹ方向の慣性力が移動端１１０Ａ及び固定端１１０Ｂに集中的に加わることを防止することができ、移動端１１０Ａ及び固定端１１０Ｂの関節部１１０Ｃの磨耗が集中的に進行することを防止することができる。

防振材２０は、支持部材１６の底板１６Ａとケーブルベア１１０との間に設けられており、ヘッドユニット１０２がＸ方向に移動してケーブルベア１１０が移動する際の衝撃を吸収し、衝撃音や振動の発生を少なくする役割を担っている。このため、図４、５において左上方から右下方（図６〜８において左から右）へ、図示せぬ駆動源によりヘッドユニット１０２が移動する際に、ケーブルベア１１０の各関節部１１０Ｃが屈曲部分から支持部材１６に衝突しながら整列しても、防振材２０を介して衝突しているため、衝撃音や振動の発生は少なくなる。防振材２０としては、防振材１８と同様に、衝撃音や振動の発生を効果的に減少させることができる点で、振動吸収性の高いゴム等を用いることが好ましい。

以上説明したように、表面実装装置１０を用いることにより、ケーブルベアの移動に伴う加減速時においても、所定の空間内にケーブルベアを保持でき、かつ、ケーブルベアの移動に伴う衝撃音や振動の発生を抑制できるが、長期使用によりケーブルベア１１０の各関節部１１０Ｃが磨耗すると、押え部材１２とケーブルベア１１０との間に隙間が発生し、加減速時にケーブルベアが上方へ持ち上がることを防止する効果を十分に発揮できなくなるおそれがある。この効果が十分に発揮できなくなると、ケーブルベア１１０が予想以上に跳ね上がり、表面実装装置１０の天井カバーなどと接触する可能性が出てくる。また、ケーブルベア１１０の各関節部１１０Ｃが磨耗して、ケーブルベア１１０の上方への跳ね上がりが大きくなると、磨耗が急激に進行するおそれもある。

この場合には、ねじ１２Ｂを緩めて、段付きねじ１２Ａを支点として回転方向に調整して、押え部材１２の高さ位置を低くし、再度、防振材１８（図９参照）がわずかにケーブルベア１１０に接触するようにする。この位置に押え部材１２を配置したら、ねじ１２Ｂを締めて、押え部材１２の位置を固定する。

なお、押え部材１２の保持手段としては、ねじ１２Ｂに代えて押え部材１２に下方に力を加えるばねを設けてもよい。押え部材１２は、段付きねじ１２Ａを支点として回転可能に保持されているので、押え部材１２（防振材１８）は常時ケーブルベア１１０に接触するようになる。

また、以上説明してきたように、本発明に係る表面実装装置１０は、押え部材１２の下面に横ガイド部材１４を固定して取り付けるとともに、支持部材１６の両側部にガイド（側板１６Ｂ）を設けて支持部材１６の横断面をコの字状にしている。さらに、押え部材１２の下面に取り付けられた横ガイド部材１４とケーブルベア１１０との間には防振材１８が設けられ、支持部材１６とケーブルベア１１０との間には防振材２０が設けられている。

このため、Ｘ方向移動機構１０４がＹ方向移動機構１０６によってＹ方向に加減速したときにケーブルベア１１０に生じるＹ方向の慣性力は、移動端１１０Ａ及び固定端１１０Ｂだけでなく、押え部材１２及び支持部材１６によっても受け止められ、さらには防振材１８、２０とケーブルベア１１０との間の摩擦力によっても受け止められる。このようにして、ケーブルベア１１０に生じるＹ方向の慣性力は分散して受け止められるので、ある特定の関節部１１０Ｃのみにおいて急激に磨耗が進行することを防止することができる。

なお、ヘッドユニット１０２が右端に位置する場合、図５に示すように、ケーブルベア１１０は押え部材１２の下方から外れ、押え部材１２はケーブルベア１１０に生じるＹ方向の慣性力を受け止めることはできないが、ケーブルベア１１０の３分の２以上が防振材２０との間の摩擦力を受けるので、移動端１１０Ａは、残りの３分の１以下についての慣性力を受け止めればよく、移動端１１０Ａの関節部１１０Ｃで急激に磨耗が進行することはない。

また、以上説明した表面実装装置１０が備えるヘッドユニット１０２は複数のヘッドを搭載したものであるが、本発明に係る表面実装装置のヘッドユニットに搭載されるヘッドの数に制限はなく、単数でも複数でもよい。該ヘッドが部品を保持する機構についても特に制限はなく、例えば、吸着により部品を保持する機構でも、挟むことにより部品を保持する機構でもよい。

従来の表面実装装置のヘッドユニット及びその移動機構に関連した構成部分を示す斜視図ケーブルベアを側方から見た図ケーブルベアの跳ね上がり現象を示す図本発明に係る実施形態の表面実装装置のヘッドユニット及びその移動機構に関連した構成部分を示す斜視図（ヘッドユニットが左端に位置する場合）本発明に係る実施形態の表面実装装置のヘッドユニット及びその移動機構に関連した構成部分を示す斜視図（ヘッドユニットが右端に位置する場合）ケーブルベアを側方から見た図（ヘッドユニットが左端に位置する場合）ケーブルベアを側方から見た図（Ｘ方向移動機構の中間付近に位置する場合）ケーブルベアを側方から見た図（ヘッドユニットが右端に位置する場合）図７のＡ−Ａ線断面図

符号の説明

１０…表面実装装置
１２…押え部材
１２Ａ…段付きねじ
１２Ｂ…ねじ
１２Ｃ…長孔
１４…横ガイド部材
１４Ａ…天板
１４Ｂ…側板
１６…支持部材
１６Ａ…底板
１６Ｂ…側板
１８、２０…防振材

Claims

部品を保持して基板上に搭載を行うヘッドを備えたヘッドユニットと、該ヘッドユニットに連結されたケーブルと、該ケーブルを内側に保持して直線経路上を往復移動するケーブルベアと、該ケーブルベアを下側から支持する直線状の支持部材とを有する表面実装装置において、
上下方向に位置調整ができ、ケーブルベアの移動時にケーブルベアが上方に持ち上げられることを防止する押え部材をケーブルベアの上方に設けたことを特徴とする表面実装装置。
前記押え部材と前記ケーブルベアとの間に防振材を設けるとともに、前記直線状の支持部材と前記ケーブルベアとの間に防振材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の表面実装装置。
前記押え部材の両側部および前記直線状の支持部材の両側部に、前記直線状の支持部材の長手方向と直交する方向に前記ケーブルベアが移動することを規制するガイドを設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の表面実装装置。