JP2017152594A - 部品装着機、およびそのエアフィルタのメンテナンス方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】部品装着機の電子機器ボックスの空気吸引口に設けられたエアフィルタを、適宜なタイミングでメンテナンスすることを可能とする。【解決手段】部品装着機は、電子機器を収容する電子機器ボックスと、前記電子機器ボックス内に空気を取り込む、もしくは前記電子機器ボックス内の空気を排出する気流発生装置と、前記電子機器ボックス内への空気の吸気口に設けられたエアフィルタと、前記エアフィルタの目詰まり具合を測定する測定装置と、前記測定装置の測定結果に基づいて前記エアフィルタのメンテナンスの実施を案内する案内装置とを有するように構成される。【選択図】図５

Description

本発明は、電子機器ボックスの吸気口にエアフィルタを備えた部品装着機、およびそのエアフィルタのメンテナンス方法に関する。

回路基板に電子部品を装着する部品装着機は、装置の制御その他の目的でマイクロプロセッサ又はマイクロコンピュータ等の半導体デバイスである能動部品および抵抗器等の受動部品（ 以下、本明細書中ではこれらを総称して電子部品という）を使用した多くの電子機器を備える。これらの電子機器は、動作中に発熱を伴うのが普通である。また、これらの電子機器は、外部に露出した状態ではなく、これを収納する電子機器ボックスの内部に集めて収容配置されるのが一般的である。

斯かる電子機器ボックス内で発生する熱を効果的に放熱して内部の温度上昇を抑えるために、ファン（換気扇）を使用するのが一般的である。ファンによりエアフィルタを配置した吸気口から外部の冷たい空気を吸い込み、発熱する電子機器を通ってボックス外へ排出する。例えば、特許文献１には、電子機器ボックスではないが、機内に空気を吸入する吸気口にエアフィルタを設けた部品装着機が記載されている。

特開特開２００５−２７７２１２号公報

ところで、吸気口から吸い込まれる空気中には埃や塵等を含むので、かかる埃等がエアフィルタに付着して目詰まりを生じる。エアフィルタに目詰まりが生じると、吸気口から吸入する空気流に大きな抵抗を生じ、空気流が減少する。空気流が減少すると、電子部品の冷却効率が低下して、電子機器ボックスの内部に温度上昇を生じさせる。場合によっては、電子部品が許容動作温度を超えて、その動作信頼性が低下し、又は発熱その他のトラブルを誘発する危険が生じる。斯かる事態を回避するには、エアフィルタに付着する埃を頻繁に清掃するか、又はエアフィルタ自体を交換（以下、本明細書中ではこれらを総称してメンテナンスという場合がある）する必要がある。そしてこのようなメンテナンス作業は、定期的に行われるのが一般的である。

しかしながら、エアフィルタの目詰まり量は、その部品装着機の使用頻度、装置外部の環境等によって大きく変化する。そのため定期的にメンテナンスを行う場合、メンテナンス実施前にエアフィルタの目詰まりが発生する危険を解消するために、必要以上に清掃間隔を短く設定することとなり、その作業負荷が増大する。

本発明は、以上の課題を鑑みてなされたものであり、適宜なタイミングで部品装着機のエアフィルタのメンテナンス作業を実施することを可能とすることを目的としている。

以上の課題を解決するために、本発明に係る部品装着機は、電子機器を収容する電子機器ボックスと、前記電子機器ボックス内に空気を取り込む、もしくは前記電子機器ボックス内の空気を排出する気流発生装置と、前記電子機器ボックス内への空気の吸気口に設けられたエアフィルタと、前記エアフィルタの目詰まり具合を測定する測定装置と、前記測定装置の測定結果に基づいて前記エアフィルタのメンテナンスの実施を案内する案内装置とを有することを特徴とする。

また、本発明に係る部品装着機のエアフィルタのメンテナンス方法は、電子機器を収容する電子機器ボックスと、前記電子機器ボックス内に空気を取り込む、もしくは前記電子機器ボックス内の空気を排出する気流発生装置と、前記電子機器ボックス内への空気の吸気口に設けられたエアフィルタと、前記電子機器ボックス内の空気の流量を測定する流量測定装置とを備え、前記流量測定装置が計測した流量が所定の量以下となったときに前記エアフィルタの目詰まりと判定し、エアフィルタのメンテナンスの実施を案内することを特徴とする。

本発明の部品装着機は、エアフィルタの目詰まり具合を測定する測定装置を備え、その測定装置の測定結果に基づいて前記エアフィルタのメンテナンスの実施を案内する案内装置を有する。このため実際にエアフィルタが目詰まり状態となった直後にメンテナンスを実施することが出来る。よって、電子機器ボックス内の電子機器の動作不良等を発生させずに、かつ、過剰なメンテナンス作業を実施する必要もなく、メンテナンス作業を効率良く行うことが出来る。

また、本発明の部品装着機のエアフィルタのメンテナンス方法は、エアフィルタの目詰まりを判定する判定部を備え、その該判定部が前記目詰まりと判定した時に前記エアフィルタのメンテナンスの実施を案内するその測定装置の測定結果に基づいて前記エアフィルタのメンテナンスの実施を案内する案内装置を有する。このため実際にエアフィルタが目詰まり状態となった直後にメンテナンスを実施することが出来る。よって、電子機器ボックス内の電子機器の動作不良等を発生させずに、かつ、過剰なメンテナンス作業を実施する必要もなく、メンテナンス作業を効率良く行うことが出来る。

部品装着機を示す斜視図である。 装着ヘッドを示す斜視図である。 装着ヘッドを示す底面図である。 制御装置を示すブロック図である。 電子機器ボックスを示す側面図である。 エアフィルタのメンテナンス方法の動作フローである。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。

（特徴１） 本明細書に開示する部品装着機では、測定装置を前記電子機器ボックス内の空気の流量を測定する流量測定装置とし、流量測定装置が計測した流量が所定の量以下となったときに前記エアフィルタのメンテナンスの実施を案内するように構成されていてもよい。このような構成によると、エアフィルタの目詰まり具合を、エアフィルタを通過した空気の流量の低下具合により正しく判定することが出来る。

（特徴２） 本明細書に開示する部品装着機では、流量測定装置が、フィルタの正面、かつ、該フィルタとの間に遮蔽物を有しない位置に配置されていてもよい。このような構成によると、フィルタを通過する空気の流量を正しく測定することが出来る。

（特徴３） 本明細書に開示する部品装着機では、流量測定装置が、フィルタの正面近傍に配置されていてもよい。このような構成によると、フィルタを通過した直後の空気の流量を測定するので、フィルタを通過する空気の流量を正しく測定することが出来る。また、吸入した空気が流量測定装置に衝突することで、空気流をボックス内に拡散することが出来る。

（特徴４） 本明細書に開示する部品装着機では、流量測定装置が、フィルタと電子機器ボックスの排気口との間で、排気口側に配置されていてもよい。このような構成によると、電子機器が配置されたボックス内に流れた空気の流量を測定することが出来る。よって、ボックス内の冷却能力の低下具合を測定することができ、フィルタのメンテナンス時期を正しく判定できる。

以下、実施例の部品装着機１０について説明する。部品装着機１０は、１つのシステムベース１２と、そのシステムベース１２の上に並んで配設された２つの装着機１６とを有している。なお、以下の説明では、装着機１６の並ぶ方向をＸ軸方向と称し、その方向に直角な水平の方向をＹ軸方向と称し、その方向に直角な鉛直方向をＺ軸方向と称する。

各装着機１６は、主に、装着機本体２０、搬送装置２２、装着ヘッド移動装置（以下、「移動装置」と略す場合がある）２４、装着ヘッド２６、供給装置２８を備えている。装着機本体２０は、フレーム部３０と、そのフレーム部３０に上架されたビーム部３２とによって構成されている。

搬送装置２２は、２つのコンベア装置４０，４２を備えている。それら２つのコンベア装置４０，４２は、互いに平行、かつ、Ｘ軸方向に延びるようにフレーム部３０に配設されている。２つのコンベア装置４０，４２の各々は、電磁モータ（図４参照）４６によって各コンベア装置４０，４２に支持される回路基板をＸ軸方向に搬送する。また、回路基板は、所定の位置において、基板保持装置（図４参照）４８によって固定的に保持される。

移動装置２４は、ＸＹロボット型の移動装置である。移動装置２４は、スライダ５０をＸ軸方向にスライドさせる電磁モータ（図４参照）５２と、Ｙ軸方向にスライドさせる電磁モータ（図４参照）５４とを備えている。スライダ５０には、装着ヘッド２６が取り付けられており、その装着ヘッド２６は、２つの電磁モータ５２，５４の作動によって、フレーム部３０上の任意の位置に移動する。

装着ヘッド２６は、回路基板に対して電子部品を装着するものである。装着ヘッド２６は、図２および図３に示すように、棒状の装着ユニット６０を１２本備えており、各装着ユニット６０の先端部には、吸着ノズル６２が装着されている。吸着ノズル６２は、装着ユニット６０に着脱可能とされており、電子部品のサイズ，形状等に応じて変更することが可能である。なお、図２は、カバーを外した状態の装着ヘッド２６を示す斜視図であり、図３は、装着ヘッド２６の下方からの視点において示す装着ヘッド２６の底面図である。

各吸着ノズル６２は、負圧エア，正圧エア通路を介して、正負圧供給装置（図４参照）６６に通じている。各吸着ノズル６２は、負圧によって電子部品を吸着保持し、保持した電子部品を正圧によって離脱する。また、装着ユニット６０は、ユニット保持体６８の外周部に、等角度ピッチで保持されている。そして、装着ユニット６０は、軸方向が垂直となる状態で保持されている。その装着ユニット６０の先端部に保持される吸着ノズル６２は、ユニット保持体６８の下面から下方に向かって延び出している。これにより、１２個の吸着ノズル６２が、図３に示すように、１２等配で１円周上に配置されている。

また、ユニット保持体６８は、保持体回転装置７０の電磁モータ（図４参照）７２によって、装着ユニット６０の配設角度毎に間欠回転する。これにより、複数の装着ユニット６０の停止位置のうちの１つの停止位置である昇降ステーションに、装着ユニット６０が順次停止する。そして、その昇降ステーションに位置する装着ユニット６０は、ユニット昇降装置７４の電磁モータ（図４参照）７６によって昇降する。これにより、吸着ノズル６２に吸着保持された電子部品の上下方向の位置が変更される。

供給装置２８は、フィーダ型の供給装置であり、図１に示すように、フレーム部３０の前方側の端部に配設されている。供給装置２８は、テープフィーダ８６を有している。テープフィーダ８６は、テープ化部品を巻回させた状態で収容している。テープ化部品は、電子部品がテーピング化されたものである。そして、テープフィーダ８６は、送出装置（図４参照）８８によって、テープ化部品を送り出す。これにより、フィーダ型の供給装置２８は、テープ化部品の送り出しによって、電子部品を供給位置において供給する。

装着機１６は、さらに、図４に示すように、制御装置１００を備えている。制御装置１００は、コントローラ１０２と複数の駆動回路１０６とを有している。複数の駆動回路１０６は、上記電磁モータ４６，５２，５４，７２，７６、基板保持装置４８、正負圧供給装置６６、送出装置８８に接続されている。コントローラ１０２は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路１０６に接続されている。これにより、搬送装置２２、移動装置２４等の作動が、コントローラ１０２によって制御される。これらのコントローラ１０２、駆動回路１０６等の電子機器は、装着機１６の後方であり、搬送装置２２の下部に設けられた電子機器ボックス３４（図１参照）内に収納されている。

電子機器ボックス３４内の各電子機器は動作中に発熱を伴う。この結果、電子機器ボックス３４内部の温度が上昇する。温度上昇により、電子機器ボックス３４内の温度が各電子機器内の電子部品の許容動作温度を超えると、その動作信頼性が低下し、又は発熱その他のトラブルを誘発する危険が生じる。斯かる事態を回避するために、図５に示すように、電子機器ボックス３４内で発生する熱を効果的に放熱して内部の温度上昇を抑えるための気流発生装置であるファン１１４が設けられている。このファン１１４の駆動により吸気口１１０から外部の冷たい空気を吸い込み、発熱する電子機器の周囲を通って排気口１１４から電子機器ボックス３４外へ排出する。この場合、吸気口１１０から吸い込まれる空気中には埃や塵等を含む。かかる埃等を電子機器ボックス３４内へ吸い込んで内部の電子機器の動作不良を誘発しないように、吸気口１１０にはエアフィルタ１１６が設けられている。エアフィルタ１１６は吸入する空気から埃等を除去するが、これら埃等により目詰まりする。

エアフィルタ１１６の目詰まり具合により、吸気口から吸入する空気流に大きな抵抗を生じ、空気流が減少する。空気流が減少し、電子機器ボックス３４内の冷却効果が低下する。このためエアフィルタ１１６の目詰まり具合を監視し、目詰まり状態の発生、もしくはその兆候を捉えてエアフィルタ１１６のメンテナンスを実施する必要がある。つまりエアフィルタ１１６の清掃、もしくは交換を実施するのである。このようなエアフィルタ１１６の目詰まりを監視するために、エアフィルタ１１６の正面近傍には流量計１１８が設けられている。流量計１１８は、ファン１１４により吸気口１１０からエアフィルタ１１６を介して電子機器ボックス３４内へ吸入した空気の流量を測定する。この流量の低下具合により、エアフィルタ１１６の目詰まり具合が判定できる。流量計１１８の計測した流量が所定量以下となったときに、エアフィルタ１１６の目詰まりと判定するのである。この所定量は、予め流量とエアフィルタ１１６の目詰まり具合との関係、さらにいえば目詰まりによる電子機器ボックス３４内の温度上昇、および電子機器の動作不良発生との関係を測定してコントローラ１０２のＲＯＭに限界流量として記憶しておけばよい。このように監視した結果、測定した流量が限界流量以下となった場合、エアフィルタの目詰まりが発生した、もしくは目詰まりの兆候があると判定し、エアフィルタ１１６のメンテナンスの実施を表示装置９０(図１参照)に案内する。

次に、上記構成の部品装着機１０におけるエアフィルタ１１６のメンテナンス手順について図６に基づいて説明する。部品装着装置１０の電源がＯＮされると、まず、制御装置１００は、ＲＯＭ内に記憶された限界流量を取得する（Ｓ１）。次にファン１１４によって電子機器ボックス３４内に吸入する空気の流量を測定する流量計１１８の測定値を取得する（Ｓ２）。取得した流量が限界流量以下であるかどうかを判定し（Ｓ３）、取得した流量が限界流量より大きければＳ２へ戻る。一方、取得した流量が限界流量以下であれば、エアフィルタ１１６の目詰まりが発生した、もしくは目詰まりの兆候があると判定し表示装置９０にメンテナンスの実施を案内表示する。

本実施例に拠れば、ファン１１４により電子機器ボックス３４内に吸引した空気の流量を流量計１１８により測定する。そして予め記憶された限界流量以下であるか否かを判定することによりエアフィルタ１１６の目詰まり具合を監視する。そして限界流量以下となった場合にはエアフィルタ１１６の目詰まりと判定してメンテナンスの実施を案内する。このため実際にエアフィルタに目詰まり状態が発生、もしくは目詰まりの兆候が発生した直後にメンテナンスを実施することが出来る。よって、電子機器ボックス内の電子機器の動作不良等を発生させずに、かつ、過剰なメンテナンス作業を実施する必要もなく、メンテナンス作業を効率良く行うことが出来る。

ちなみに、本実施例において、電子機器ボックス３４は電子機器ボックスの一例である。ファン１１４は気流発生装置の一例である。エアフィルタ１１６は電子機器ボックスの吸気口に設けられるエアフィルタの一例である。
流量計１１８は、エアフィルタの目詰まり具合を測定する測定装置の一例である。流量計１１８は、気流測定装置の一例である。制御装置１００はエアフィルタの目詰まり具合を判定する判定装置の一例である。表示装置９０はエアフィルタのメンテナンスの実施を案内する案内装置の一例である。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、本実施例では、吸気口から外部空気を吸引するファンを設けたが、この代わりに、電子機器ボックスの排気口から空気を排出するファンを設けても良い。本実施例では流量計をエアフィルタの正面近傍に設けたが、流量計の配置位置はこの限りではない。電子機器ボックス内であればどこに配置しても良い。特に、エアフィルタの正面であり、かつ、エアフィルタとの間に遮蔽物を有しない位置に配置すると良い。そうすれば、エアフィルタから流入する空気の流量を正確に測定できる。さらにフィルタの正面近傍に配置すると更によい。フィルタを通過した直後の空気の流量を測定するので、フィルタを通過する空気の流量を正しく測定することが出来る。また、吸入した空気が流量計に衝突することで、空気流をボックス内に拡散することが出来る。また、フィルタと電子機器ボックスの排気口との間で、排気口に近い側に配置しても良い。このようにすれば、電子機器が配置されたボックス内に流れた空気の流量を測定することが出来る。よって、ボックス内の冷却能力の低下具合を測定することができ、フィルタのメンテナンス時期を正しく判定できる。

本実施例ではエアフィルタの目詰まり具合を測定する測定装置として電子機器ボックス内の空気の流量を測定する流量測定装置である流量計を設けたが、これに替えて、測定装置として電子機器ボックス内の温度を測定する温度測定装置を設けても良い。エアフィルタが目詰まりすれば電子機器ボックス内に流入する空気の流量が減少する。その結果冷却効果が低下し、電子機器ボックス内の温度が上昇する。このため、温度上昇具合を測定することでエアフィルタの目詰まり具合を推定できる。

本実施例では、部品装着機内の制御装置で、目詰まりの判定を行った。しかし、外部の部品装着機を管理する外部コンピュータ等の制御装置により判定しても良い。外部コンピュータの記憶装置に限界流量を記憶し、流量計の測定値を部品装着機から外部コンピュータへ通知することにより外部コンピュータで目詰まりを判定できる。また、案内装置も外部コンピュータ等の表示装置を用いても良い。

１０：部品装着機
１２：システムベース
１６：装着機
２０：装着機本体
２２：搬送装置
２４：装着ヘッド移動装置（移動装置）
２６：装着ヘッド
２８：供給装置
３０：フレーム部
３４：電子機器ボックス
４０，４２：コンベア装置
４６：電磁モータ
４８：基板保持装置
５０：スライダ
５２，５４：電磁モータ
６０：装着ユニット
６２：吸着ノズル
６６：正負圧供給装置
６８：ユニット保持体
７０：保持体回転装置
７２：電磁モータ
７４：ユニット昇降装置
７６：電磁モータ
８６：テープフィーダ
８８：送出装置
９０：表示装置
１００：制御装置
１０２：コントローラ
１０６：駆動回路
１１０：吸気口
１１２：排気口
１１４：ファン
１１６：エアフィルタ
１１８：流量計

Claims (6)

1. 部品を回路基板に装着する部品装着機において
   電子機器を収容する電子機器ボックスと、
   前記電子機器ボックス内に空気を取り込む、もしくは前記電子機器ボックス内の空気を排出する気流発生装置と、
   前記電子機器ボックス内への空気の吸気口に設けられたエアフィルタと、
   前記エアフィルタの目詰まり具合を測定する測定装置と、
   前記測定装置の測定結果に基づいて前記エアフィルタのメンテナンスの実施を案内する案内装置と
   を有することを特徴とする部品装着機。
2. 前記測定装置が前記電子機器ボックス内の空気の流量を測定する流量測定装置であり、
   前記流量測定装置が計測した流量が所定の量以下となったときに前記エアフィルタのメンテナンスの実施を案内する案内装置とを有することを特徴とする請求項１に記載の部品装着機。
3. 前記流量測定装置が、前記フィルタの正面であり、かつ、該フィルタとの間に遮蔽物を有しない位置に配置されたことを特徴とする請求項２に記載の部品装着機。
4. 前記流量測定装置が、前記フィルタの正面近傍に配置されたことを特徴とする請求項２に記載の部品装着機。
5. 前記流量測定装置が、前記フィルタと前記電子機器ボックスの排気口との間で、該排気口側に配置されたことを特徴とする請求項２に記載の部品装着機。
6. 部品を回路基板に装着する部品装着機において、
   電子機器を収容する電子機器ボックスと、
   前記電子機器ボックス内に空気を取り込む、もしくは前記電子機器ボックス内の空気を排出する気流発生装置と、
   前記電子機器ボックス内への空気の吸気口に設けられたエアフィルタと、
   前記電子機器ボックス内の空気の流量を測定する流量測定装置とを備え、
   前記流量測定装置が計測した流量が所定の量以下となったときに前記エアフィルタの目詰まりと判定し、前記エアフィルタのメンテナンスの実施を案内することを特徴とする部品装着機のエアフィルタのメンテナンス方法。