JP4005346B2 - 部品供給部一括交換用カート - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路基板などの回路形成体に電子部品などの部品を実装する部品実装装置において、部品供給装置を複数装着した部品供給部を部品実装装置の取り付け部に着脱するために使用される部品供給部の一括交換用カートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子回路基板等の回路形成体の生産において、生産設備の稼動率を向上させるために機種切替に伴う段取り替えを短時間で完了させることが望まれている。１つの回路形成体の生産から次の回路形成体の生産に移る際、部品供給装置（以下、「パーツカセット」という。）を次の生産に必要な部品に合わせて交換する段取り替えの時間を短縮するため、パーツカセットを多数装着した部品供給部を利用して複数のパーツカセットを一括交換することが知られている。
【０００３】
通常、回路形成体の生産には多種類の部品が実装されており、多種類のパーツカセットを全て交換するには多くの時間を要する。前記部品供給部の一括交換方式は、この手間のかかる多種類のパーツカセットの交換を事前に部品実装装置外で終えておき、前の回路形成体の生産終了と同時に複数のパーツカセットを搭載した部品供給部ごと一括して交換し、段取り替えを短時間に行なうものである。この一括交換を円滑に行なうために、前記部品供給部を搭載して昇降、及び移動させる一括交換用カートが使用されている。
【０００４】
以下、従来技術による部品実装装置、及び一括交換カート（以下、「カート」という。）について、図面を参照して説明する。図１２は、従来技術による部品実装装置とカートの概要を示している。図の右側に示す部品実装装置２００において、搬送部２０１は回路形成体（以下、「基板」という。）２０２を搬入・搬出すると共に、部品実装時に基板２０２を所定位置に規正保持する。実装ヘッド２０８は、部品供給部２０６（トレイ式）または２０７（パーツカセット式）から部品２０３を吸着して取り出し、基板２０２に実装する一連の動作を行なう。ロボット２０４は、実装ヘッド２０８が前記一連の動作に行う間、実装ヘッド２０８を所定位置にそれぞれ搬送して位置決めする。部品認識カメラ２０９は、実装ヘッド２０８で吸着保持された部品の吸着状態を撮像して認識する。
【０００５】
上記のように構成された部品実装装置の動作時、基板２０２が搬送部２０１により実装位置に搬入されて規正保持される。ロボット２０４は実装ヘッド２０８を部品供給部２０７上に移動し、実装ヘッド２０８に装着された単数もしくは複数のノズルが部品供給部２０７から部品を吸着して取り出す。吸着された部品は、ロボット２０４の搬送によって部品認識カメラ２０９に対向する位置に移動し、部品の吸着姿勢が部品認識力メラ２０９によって撮像される。撮像された画像が処理され、この処理結果に基づいて実装に必要な実装ヘッド２０８の位置、部品の角度補正量が把握される。この補正量を折り込んだロボット２０４の搬送とノズルの回転により、実装ヘッド２０８は基板２０２に対向する位置まで移動し、所定の実装位置に部品２０３を実装する。
【０００６】
図１２の左側には、複数のパーツカセット２１２を装着した部品供給部２０７を搭載するカート２２０を示している。部品供給部２０７は、カート２２０に搭載された状態で部品実装装置２００に向かって前進し、部品実装装置２００の取り付け部２１３の一対の位置決めピン２１４と係合して位置決めされ、取り付け部２１３に取り付けられる。
【０００７】
図１３は、従来のカート２２０の１例を示している。図において、カート２２０は、フレーム部２２１と、昇降部２２２と、搭載部２２３と、操作部２２４とから主に構成されている。フレーム部２２１は、自在キャスター２輪を含む合計４輪を備えた移動・旋回自在な台車から構成されている。フレーム部２２１に取り付けられた昇降用ペダル２２６は、昇降部２２２内にある油圧ジャッキを作動させ、搭載部２２３を昇降させて図１に示すように部品供給部２０７を部品実装装置２００の取り付け部２１３に取り付け可能にする。
【０００８】
搭載部２２３は、昇降部２２２に支持され、略Ｕ字状に形成されたその中央部分に部品供給部２０７を搭載可能である。搭載部２２３の図のＸ方向両側部にはそれぞれ１対の棒状突出部である上下方向の位置決めバー２２７が設けられ、部品供給部２０７を取り付ける際にこの上下方向の位置決めバー２２７が部品実装装置２００側にあるガイドに嵌り込む。操作部２２４は、一対の操作バーから構成され、オペレータがカート２２０全体を移動、旋回する際に利用される。
【０００９】
ところで、部品実装装置２００による実装動作が行われる間、パーツカセット２１２に取り付けられた部品が順次消費され、使用後の部品テープやこれをカバーする保護テープがパーツカセット外に大量に排出される。これらテープを回収するための回収箱や、予備のパーツ用リールなどを保管する収納箱などはカート２２０とは別途に設ける必要があり、このため余分なフロア・スペースを必要としていた。図１３に示すような形式のカート２２０では、カート２２０の中央部分を搭載部２２３昇降用の油圧ジャッキなどが占めており、カート２２０自身に上述の回収箱や収納箱を設けるには無理があった。
【００１０】
これに対して、特開２００１−２３０５８９号公報では、図１４に示すような、カート中央部分に多目的に利用可能なスペースを設けた改善されたカート２３０を開示している。この改善されたカート２３０では、搭載部昇降用の小型油圧ジャッキがフレーム部２３１の床下に収納され、この油圧ジャッキの伸縮を、同じく床下に収納されたレバー機構を利用してカートの両側部に配置した一対の昇降部２３２に伝達することにより、部品供給部２０７を搭載した搭載部２３３を昇降させるよう構成されている。
【００１１】
この改善されたカート２３０では、上述のような構成とすることによって、搭載部２３３と、一対の昇降部２３２と、床下に油圧ジャッキ他の昇降駆動部を収納するフレーム部２３１とによって囲まれるカート中央部分に、多目的に利用可能なスペースを確保している。図示の例ではこのスペースに、パーツカセットのリール２３４を収める収納箱２３５と、テープ類を回収する回収箱２３６とを設け、スペースの有効活用を図っている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の特開２００１−２３０５８９号公報に開示されたカート中央部分に多目的に利用可能なスペースを備える一括交換用カートにおいて、当該有効スペースを確保したままで、油圧ジャッキを使用することなく、昇降操作やメンテナンスがより容易となる代替の昇降駆動部を備えた一括交換用カートを提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来の油圧ジャッキを利用した昇降駆動部に代え、カム機構、レバー機構を利用して、カムの回転を適切に制御しつつカムの半径の変化を揺動に変換し、部品供給部の昇降を可能とする昇降駆動部を備えることによって上記課題を解決するもので、具体的には以下の内容を含む。
【００１４】
すなわち、本発明にかかる１つの態様は、複数の部品供給装置を装着した部品供給部を搭載可能な搭載部と、前記搭載部を支持して昇降させる一対の昇降部と、前記一対の昇降部を同期して昇降駆動する昇降駆動部と、前記搭載部、各昇降部、昇降駆動部の間に形成される多目的に利用可能なスペースとを備え、部品実装装置の取り付け部に接離して前記部品供給部を前記取り付け部に取り付け、もしくは前記取り付け部から取り外すために使用される一括交換用カートであって、前記昇降駆動部が、回転を揺動に変換するカム機構と、前記揺動を前記一対の昇降部に伝達してこれを昇降するレバー機構とにより構成されることを特徴とする一括交換用カートに関する。
【００１５】
前記カム機構は、ペダルもしくはレバーの反復操作をカムの特定方向の回転に変換するラチェット機構を含むことができ、前記ラチェット機構は、前記カムが回転してカムの作用点が半径最大となる位置である頂点に至ると空回りして更なるカムの回転を不能とする第１のラチェット機構と、前記カムの頂点を通過させて更に回転させることが可能な第２のラチェット機構との一対のラチェット機構から構成することができる。
【００１６】
前記第１のラチェット機構は、前記カムの作用点が前記頂点に至った位置でラチェット・ホイールのラチェット歯が設けられていない滑り歯部でラチェット・レバーが空回りする機構から構成可能であり、また、前記第２のラチェット機構は、前記カムの作用点が頂点にあるときに外部からの強制力によってラチェットを係合可能とし、前記カムの作用点が頂点にないときにはラチェットの係合が阻止される制御機構から構成可能である。
【００１７】
本発明にかかる他の態様は、以上述べた各特性を有する一括交換用カートであって、前記昇降駆動部の昇降動作の一部が、一括交換用カートと部品実装装置との間の接近距離に応じて規制される安全機構が設けられていることを特徴とする一括交換用カートに関する。前記安全機構は、一括交換用カートが部品実装装置と完全に離れた状態にあるときには前記昇降部の下降動作を規制し、一括交換カートが部品実装装置に密着した状態にあるときには前記昇降部の上昇動作を規制し、一括交換カートが前記両状態の中間位置にあるときには前記昇降部の上昇動作及び下降動作を許容する機構にすることができる。
【００１８】
また、前記安全機構は、一括交換用カートと部品実装装置との接近距離に応じて動作する制御機構から構成され、前記制御機構は、部品実装装置から完全に離れた状態にあるときには前記第２のラチェット機構の係合を強制的に解除し、部品実装装置に密着した状態にあるときには前記第１及び第２のラチェット機構の係合をいずれも強制的に解除する機構とすることができる。
【００１９】
本発明のさらに他の態様は、以上述べた各特性を有する一括交換用カートであって、部品供給部を前記部品実装装置の取り付け台に取り付けた後、当該部品供給部から分離され、部品実装装置から着脱可能としたことを特徴とする一括交換用カートに関する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる実施の形態のカートについて図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態にかかるカート３を示している。図において、カート３は、フレーム部４０と、一対の昇降部５０と、フレーム４０内に収納された昇降駆動部５５と、搭載部８０と、操作部９０とから主に構成されている。この内、フレーム部４０は、２個の自在キャスター４１を含む合計４輪を備えて自在に旋回・移動が可能な台車から構成される。フレーム部４０に取り付けられたリフトアップ用のペダル４２は、昇降駆動部５５を操作して搭載部８０を昇降するために用いられる。
【００２１】
昇降部５０は、フレーム部４０に固定された一対の固定フレーム５１と、図のＺ方向上下に移動可能な一対の昇降ロッド５３と、昇降ロッド５３の両側に互い違いに配置されて昇降ロッド５３を上下移動可能に支持する、少なくとも各３個のガイドローラ５２とから構成されている。
【００２２】
搭載部８０には、複数のパーツカセットを装着した部品供給部が搭載可能である。搭載部８０は、図のＹ方向に沿って略水平に延びる一対の保持アーム８１と、一対の昇降ロッド５３を結合して保持アーム８１を支持する連結バー８９とから構成される。各保持アーム８１の先端部には案内ガイド８２が設けられ、部品供給部を部品実装装置に取り付ける際、この案内ガイド８２が後述する部品実装装置の取り付け部に設けられたガイドローラに当たり、カート３を取り付け部の所定位置へガイドする。また、各保持アーム８１の上面には位置決めピンもしくは位置決め穴８３が設けられ、部品供給部が搭載されたときに部品供給部の下面に設けられた対応する穴もしくはピンに嵌って部品供給部を位置決めして保持する。
【００２３】
操作部９０は、カート３全体をオペレータが移動させたり、昇降駆動部５５を操作するために設けられている。操作部９０は、両固定フレーム５１に固定された一対のハンドルフレーム９１と、搭載部８０を下降させるための操作レバー９３とを備えている。操作レバー９３の動作は操作ワイヤ９４を介して昇降駆動部５５に伝えられる。
【００２４】
以上述べた構成は、特開２００１−２３０５８９号公報に開示されたカートの構成とほぼ同様である。この構成によって、本実施の形態に示すカート３は、図１からも明らかなように、搭載部８０、一対の昇降部５０、及び昇降駆動部５５に囲まれたカート中央部分に、多目的に利用可能なスペースを十分に確保することができる。
【００２５】
図２は、フレーム部４０に固定された昇降部５０と、昇降部５０を昇降駆動する昇降駆動部５５との関係を示している。昇降駆動部５５は、いずれもフレーム部４０に支持されて動作可能なカム機構６０と、カム機構６０で得られる揺動を昇降部５０に伝達するレバー機構７０とから主に構成される。このようにカム機構６０とレバー機構７０とを昇降駆動部５５の主要構成要素とする点において、油圧ジャッキを使用した昇降駆動部を備える特開２００１−２３０５８９号公報開示のカートとは異なる。カム機構６０は、カム６１と、カム６１を軸支して回転可能なカム軸６２と、後述するラチェット機構とから構成される。カム６１は、図２に示すようにカム軸６２からの半径が一回転に一度、最大値から最小値の間に変化するよう構成されている。なお、本明細書において、カム６１のカム軸６２からの半径が最大となる位置を「頂点」、最小となる位置を「底点」と呼ぶものとする。
【００２６】
レバー機構７０は、カム６１の外周に接して図のＺ方向上下に揺動するカム・レバー５６と、カム・レバー５６を軸支して回動自在なシャフト５７と、同じくシャフト５７に軸支されて前記のカムレバー５６の揺動を上下運動として昇降ロッド５３に伝えるロッド側レバー５８とから構成されている。カム６１に接するカム・レバー５６の先端部分にはカム・ローラ５４が回転自在に固定されており、カム６１とカムレバー５６の間の摺動抵抗を低減させている。また、ロッド側レバー５８の先端には昇降操作ピン５９が取り付けられ、昇降ロッド５３の下端がこの昇降操作ピン５９に当接している。本明細書において、カム６１がカムフォロアーであるカム・ローラ５４と接する点をカム６１の「作用点」と呼ぶものとする。
【００２７】
図２に示すように、ロッド側レバー５８のシャフト５７からのアーム長を、同じくカム・レバー５６のシャフト５７からのアーム長よりも長くすることにより、ロッド側レバー５８は、カム６１の半径変更量を拡大して昇降ロッド５３に伝達することができる。この拡大ができる分、カム６１をコンパクトにすることができ、カム機構６０をフレーム部４０内へ収納することが可能となる。但し、使用条件によっては、このようなカム６１のストローク拡大が不要な場合もあり、両レバー５６、５８のアーム長は必要に応じて任意に選ぶことができる。また、カム６１も１回転する間に頂点と底点を２回通過するまゆ型など、他の形状にすることが可能である。
【００２８】
図２において、昇降部５０にはダンパ４５が設けられている。ダンパ４５の本体部分は固定フレーム５１に固定され、伸縮部分は昇降ロッド５３に溶接されたブラケット４６に固定されており、これによってダンパ４５は昇降ロッド５３の昇降速度を減速させる機能を果たす。
【００２９】
図３は、図２に示す状態にあったカム６１が昇降駆動部５５の動作により図の矢印４９に示す方向に回転駆動されてカム・レバー５６がカム６１の頂点に至り、図のＺ方向に押し上げられた状態を示す。このカム６１駆動の結果、カム・レバー５６はシャフト５７を時計回りに回動し、このシャフト５７の回動によってロッド側レバー５８が同じく図のＺ方向上側に揺動する。これによって昇降操作ピン５９が上昇し、昇降操作ピン５９に当接した昇降ロッド５３を上昇させる。昇降ロッド５３の上昇は、その上に固定された搭載部８０（図１参照）、さらには搭載部８０に搭載された部品供給部を上昇させる。
【００３０】
昇降ロッド５３を元の高さへ下降させる場合は、図３に示す状態からカム６１をさらに矢印４９に示す方向へ回転させることにより可能である。この回転により、カム・レバー５６はカム６１の頂点を越え、搭載部８０他の自重がカム・レバー５６を介してカム６１に作用し、カム６１はその半径が減少する底点に向かう方向に回転、昇降ロッド５３を下降させる。この際、搭載部８０に搭載された部品供給部の荷重が大きい場合には昇降ロッド５３の下降が急激となって危険な事態も考えられ、このような事態を回避するために上述のダンパ４５を昇降部５０に設け、下降速度を減速させている。
【００３１】
次に、図４及び図５を参照して本実施の形態に係るカート３の昇降駆動部５５の構成を説明する。図４は、昇降駆動部５５をカート３の上方から見た概要を示しており、図のＹ方向上側が部品実装装置の側となる。図５（ａ）〜（ｃ）は、図４に示す昇降駆動部５５の異なる３つの箇所、すなわち、第１のラチェット機構（ａ）、第２のラチェット機構（ｂ）、カム機構（ｃ）を、図４のＸ方向右側から見た部分側面断面図をそれぞれ示している。
【００３２】
まず、図４において、部品供給部を昇降させるペダル４２がペダル軸７５に取り付けられている。ペダル軸７５にはリンク用ブロック７６が固定されており、リンク用ブロック７６にはリンク７７が回転自在に取り付けられている。このリンク７７はリンク・ブロック７６と揺動レバー６９との間を結び、ペダル４２の動きを揺動レバー６９に伝える。揺動レバー６９は、カム機構６０を動作させる。カム機構６０は、カム６１及びカム軸６２と、カム軸６２の回転を制御するための第１のラチェット機構６３、第２のラチェット機構６６とから主に構成される。
【００３３】
レバー機構７０は、図４では一部切り欠いて描かれたカム・レバー５６がカム６１の外周面に図の上方から当接しており、カム・レバー５６は図のＸ方向左右に延びるシャフト５７を中心に図面に垂直な方向に揺動する。カム６１の回転によるこのカム・レバー５６の揺動は、シャフト５７を介してロッド側レバー５８に拡大して伝えられ、ロッド側レバー５８の動きは昇降操作ピン５９に当接する昇降ロッド５３（図２参照）を図面に垂直な方向に押し上げる。なお、図４ではシャフト５７のＸ方向左側部分を省略しているが、ロッド側レバー５８は省略された左側にも設けられており、シャフト５７は、この部分に位置する他方の昇降ロッド５３を右側の昇降ロッド５３と同期して押し上げる。また、シャフト５７の軸方向両端には、シャフト５７を回転自在に固定する軸受４８が設けられている。
【００３４】
図５（ａ）は、第１のラチェット機構６３を、図４のＸ方向左側から見た状態を示す。第１のラチェット機構６３では、第１のラチェット・ホイール６４と第１のラチェット・レバー７１とが係合している。ペダル４２の反復操作によりリンク用ブロック７６がペダル軸７５を中心に回動し、リンク７７を介して揺動レバー６９をカム軸６２と同心状に揺動させる。これによって揺動レバー６９に取り付けられた第１のラチェット・レバー７１が図の時計回りに回動し、係合する第１のラチェット・ホイール６４を同じく時計回りに回転させる。ラチェットの歯一枚当たりの送りは２０°であり、９回のペダル操作でカム軸６２の半回転（カム６１の底点から頂点までの移動に相当）が可能である。なお、第１のラチェット・ホイール６４には、ラチェット歯の無い滑り歯部６５が設けられている。これに関しては後述する。
【００３５】
図５（ｂ）は、第２のラチェット機構６６を、同じく図４のＸ方向左側から見た状態を示す。第２のラチェット機構６６では、第２のラチェット・ホイール６７と第２のラチェット・レバー７３とが係合する。第２のラチェット機構６６においてはまた、第２のラチェット・レバー７３に回転可能に取り付けられた制御ローラ７４が、第２のラチェット・ホイール６７と同軸に固定された２点鎖線で示す制御カム７２に係合している。この制御カム７２の回転角度に応じ、第２のラチェット・レバー７３は第２のラチェット・ホイール６７と係合が可能な状態、あるいは係合が阻止される状態に制御される。第２のラチェット・レバー７３の背後（図の右側）には下降レバー１０６が配置され、２点鎖線に示すように第２のラチェット・レバー７３を背後から強制的に押してこれを第２のラチェット・ホイール６７に係合させるよう構成されている。なお、第２のラチェット・ホイール６７には第３のラチェット・レバー６８が常時係合し、第２のラチェット・ホイール６７（並びに、カム軸６２及びカム６１）の反時計回りへの逆転を防止している。
【００３６】
図５（ｃ）は、カム機構６０とレバー機構７０とが係合する部位を、同じく図４のＸ方向左側から見た状態を示す。図５（ａ）に示すペダル４２の操作によって生まれるカム軸６２の回転がカム６１の回転につながり、カム６１の半径変化に応じて、カム・ローラ５４を介してカム６１の外周面に当接するカム・レバー５６が図の上下方向に揺動する。図５（ｃ）に示す状態ではカム・レバー５６がカム６１の底点に当接し、昇降部５０を最も低い位置で支持している。
【００３７】
図４に戻って、本実施の形態にかかるカート３には、部品実装装置とカート３との間の間隙に応じ、カート３に搭載した部品供給部の昇降動作を規制する安全機構１００が設けられている。安全機構１００は、カート３から部品実装装置に向けて突出し、図のＹ方向に沿って移動可能な安全レバー１０１と、安全レバー１０１の一端に設けられた制御片１０２によって図のＸ方向に沿って移動するロック・レバー１０４と、同じく安全レバー１０１の端末部１０３が当接することによって図のＹ方向に移動可能な上昇規制ロッド１１１とから主に構成される。
【００３８】
安全レバー１０１が実線に示すＹ方向に完全に突出した位置にあるとき、すなわち、カート３が部品実装装置から完全に離れているとき、安全レバー１０１の制御片１０２によってロック・レバー１０４はＸ方向右側に移動し、これによってロック・レバー１０４は、第２のラチェット機構６６にある下降レバー１０６を拘束して回動不能にする。
【００３９】
安全レバー１０１が２点鎖線Ａに示す位置にあるとき、すなわち、カート３が部品実装装置に接近し、安全レバー１０１が部品実装装置側に設けられたブラケットなどに突き当たって安全レバー１０１が１段押し込まれたとき、制御片１０２が移動してロック・レバー１０４はロック・レバー・スプリング１０５の作用で図のＸ方向左側へ移動する。これによって上述したロック・レバー１０４による下降レバー１０６の拘束が解除される。
【００４０】
安全レバー１０１が２点鎖線Ｂに示す位置にあるとき、すなわち、カート３が部品実装装置に対して完全に押し込まれて密着し、安全レバー１０１が最大限（２段階）押し込まれたとき、安全レバー１０１の端末部１０３が上昇規制ロッド１１１を上昇規制ロッド・スプリング１１２の張力に抗してＹ方向下側へ押し込む。この上昇規制ロッド１１１は、上昇規制レバー１１３を介して上昇規制ワイヤ１１４につながれており、この上昇規制ワイヤ１１４は、破線で示すようにその他端１１４ａが第１のラチェット・レバー７１に結ばれている。
【００４１】
以上の構成にかかる昇降駆動部５５のより詳細な構成と動作につき、カート３と部品実装装置と間の間隙がそれぞれ異なる図６〜図８を参照して説明する。図６（ａ）〜（ｃ）は、カート３が部品実装装置から完全に離れ、図６（ａ）に示す安全レバー１０１が図の左方へ突出した状態を示している。この状態で安全レバー１０１の制御片１０２は、ロック・レバー１０４を図の上方に押し上げている。このため、図６（ｃ）に示すように、ロック・レバー１０４の端面１０４ａが下降レバー１０６の端面１０６ａに突き当たり、下降レバー１０６を拘束してその回動を不能にしている。この状態で操作部９０にある操作レバー９３（図１参照）を操作して操作ワイヤ９４を図の右方へ引いても、この操作力は操作ワイヤ・スプリング９５の伸張で吸収され、下降レバー１０６を図の反時計回りに回動させることができない。
【００４２】
すなわち、図６（ｃ）に示す状態では、第２のラチェット機構６６を動作させることは出来ない。これは、カート３が部品実装装置から離れた位置にあって部品供給部を上昇させた状態にあるときに、万一誤って操作レバー９３とペダル４２を操作することにより、部品供給部を急激に落下させることの危険を回避するものである。また、操作ワイヤ９４に設けられた上述の操作ワイヤ・スプリング９５は、下降レバー１０６の拘束時にオペレータが操作レバー９３を無理に操作した場合であっても、昇降駆動部５５の損傷を回避する安全装置としての役割を果たしている。操作ワイヤ・スプリング９５はゴムや他の弾性体であってもよい。
【００４３】
図６（ｂ）において、第１のラチェット機構６３を構成する第１のラチェット・ホイール６４と第１のラチェット・レバー７１とは係合しており、したがって、この状態でペダル４２を操作することによって第１のラチェット・ホイール６４を回転させることが可能である。このペダル４２操作によってカム６１は回転し、レバー機構７０を介して昇降部５０を上昇させることができる。
【００４４】
すなわち、図６（ａ）〜（ｃ）に示すカート３が部品実装装置から完全に離れた状態において、部品供給部が下降位置にあるときにはペダル４２を操作することによってこれを上昇させることができ、これによって部品供給部を部品実装装置へセットするための準備を可能にしている。また、部品供給部が上昇した位置にあるときにはこれを維持し、下降することは阻止される。
【００４５】
次に、図７（ａ）〜（ｃ）は、カート３が部品実装装置に一段接近し、安全レバー１０１が一段階押し込まれた状態を示す。この段階で安全レバー１０１の制御片１０２が図の右側へ一段移動し、ロック・レバー１０４はロック・レバー・スプリング１０５の張力で図の下方に移動する。これで先に図６（ｃ）で示したロック・レバー１０４による下降レバー１０６の拘束状態が解除され、図７（ｃ）に示すように操作ワイヤ９４を引張ることによって下降レバー１０６を２点鎖線で示すように反時計回りに回動させることが可能となる。
【００４６】
図７（ｂ）において、第１のラチェット機構６３を構成する第１のラチェット・ホイール６４と第１のラチェット・レバー７１とは係合状態にあるものの、同ラチェット・レバー７１はラチェット・ホイール６４のラチェット歯が設けられていない滑り歯部６５に乗り上げており、ペダル４２を操作してもラチェット・ホイール６４が回転不能な空回り状態にある。この状態で昇降部５０は最も高い位置に上昇している。すなわち、カム６１の回転により一旦カム６１の作用点が頂点に到達すると、更なるカム６１の回転は阻止される。これは、カート３に搭載した部品供給部を最も高く上昇させた位置で維持し（すなわち、部品供給部の下降を阻止し）、そのまま部品供給部を部品実装装置に接近させることを可能にするものである。
【００４７】
しかしながら、カート３を部品実装装置に一段階接近させた後には、部品供給部を部品実装装置に取り付けるために下降させる必要がある。この操作は、図７（ｃ）に示す第２のラチェット機構６６を利用することにより可能となる。具体的には、カート３の操作部９０にある操作レバー９３（図１参照）を握ることによって操作ワイヤ９４を図の右側に引き、拘束が解除された状態の下降レバー１０６を２点鎖線で示す位置まで反時計回りに回動させ、下降レバー１０６を第２のラチェット・レバー７３の背後から反時計回りに押し込む。第２のラチェット・ホイール６７と同期して回転する２点鎖線で示す制御カム７２は、その半径の短い部分がラチェット・レバー７３に対向する位置にあることから、第２のラチェット・レバー７３は回動可能な状態にある。したがって、前記下降レバー１０６の背後からの押し込み作用によって、第２のラチェット・レバー７３は２点鎖線で示す位置まで回動し、第２のラチェット・ホイール６７と係合するに至る。
【００４８】
この状態でペダル４２を操作すると、図７（ｂ）に示す第１のラチェット機構６３では空回り状態にあるものの、図７（ｃ）に示す第２のラチェット機構６６が第２のラチェット・ホイール６７を回転させるためカム軸６２は回転し、カム６１もこれによって回転する。これでカム・レバー５６（図５（ｃ）参照）はカム６１の頂点を越え、部品供給部他の自重によってカム・レバー５６がカム６１を押し下げ、カム６１は底点に至るまで回転可能となる。
【００４９】
すなわち、図７（ａ）〜（ｃ）に示す状態では、カート３を部品実装装置に１段階接近させ、操作レバー９３を操作することによって上昇位置に維持していた部品供給部を部品実装装置の取り付け部に下降させ、載置することを可能にしている。
【００５０】
次に、図８（ａ）〜（ｃ）は、カート３が部品実装装置に最大限押し込まれて密着した状態を示している。この状態では安全レバー１０１がさらに図の右方向に押し込まれ、その端末部１０３が上昇制御ロッド１１１に突き当たってこれを図の右側に押し込む。この動きが上昇制御レバー１１３の回転を介して上昇制御ワイヤ１１４を矢印１１６に示す方向に引張る。図８（ｂ）に示す第１のラチェット機構６３において、この上昇制御ワイヤ１１４の他端１１４ａは第１のラチェット・レバー７１の背後を図の右側に引き、第１のラチェット・レバー７１と第１のラチェット・ホイール６４との係合を強制的に解除する。また、図８（ｃ）に示す第２のラチェット機構６６では、第２のラチェット・レバー７３が制御カム７２と係合する制御ローラ７４の作用によって第２のラチェット・ホイール６７との係合が阻止される方向に押し戻されており、この段階で操作ワイヤ９４を引張って下降レバー１０６を回動させようとしても、第２のラチェット機構を係合させることは出来ない。
【００５１】
すなわち、図８（ａ）〜（ｃ）に示す状態では、ペダル４２の操作による部品供給部の上昇は阻止されるように規制される。これは、部品実装装置に取り付けられた後の部品供給部を誤って上昇させ、実装ノズル他の部品実装装置に装備された部材を損傷させることを回避する安全装置の役割を果たすものである。
【００５２】
カート３を部品実装装置から引き離し、部品供給部を取り外す場合の動作は、基本的に以上述べた動作の逆となる。すなわち、図８に示す状態からカート３を一段階部品実装装置から後退させることによって安全レバー１０１が一段前進し、安全レバー１０１の端末部１０３が上昇制御ロッド１１１から離れる。これで上昇制御ワイヤ１１４による引張りがなくなって第１のラチェット・レバー７１が第１のラチェット・ホイール６４に係合する。ここでペダル４２を操作することによって部品供給部の上昇が可能になり、この結果、図７に示す状態に戻る。
【００５３】
部品供給部を上昇させたままでカート３をさらに部品実装装置から引き離すと、カート３は部品実装装置から完全に分離した図６（ａ）〜（ｃ）に示す状態に戻る。この状態では図６（ｃ）に示すようにロック・レバー１０４の端面１０４ａが下降レバー１０６の端面１０６ａに当接して下降レバー１０６の回動を規制するため、操作レバー９３を操作して部品供給部を下降させることはできなくなる。すなわち、この状態で誤って部品供給部を急激に落下させることによる危険を回避する安全装置の役割を果たしている。
【００５４】
なお、本実施の形態では、上述の安全機構１００の動作を簡単な構造の安全レバー１０１の押し込みによる制御機構を用いているが、これを例えば接近センサを利用する制御方式としたり、あるいは実装装置本体とカート３との間に設けられたレバー機構やギア機構を利用して制御する方式とすることもできる。
【００５５】
次に、以上のように構成されたカート３の昇降駆動部５５の昇降動作と、部品実装装置の取り付け部に部品供給部を取り付ける場合の動作との関連につき図面を参照して説明する。図９は、Ｙ方向左側に部品供給部２、右側に取り付け部４をそれぞれ示している。部品供給部２は、これまで説明したようにカート３に搭載されて矢印３０に示す方向に押し込まれ、部品実装装置側に設けられた取り付け部４にセットされる。なお、本明細書では、矢印３０に示す取り付け部４に向かう方向への動きを「前進」、この逆の方向への動きを「後退」と呼ぶものとする。
【００５６】
まず、図９左側に示す部品供給部２は、基準水平板１１と、基準水平板１１の上に固定された交換プレート１２と、交換プレート１２に垂直に取り付けられたガイドプレート１３とから主に構成されている。基準水平板１１の図示のＸ方向両端面となる垂直面１４には、それぞれ部品供給部２を取り付け台４に取り付ける際のガイドとなるストッパ・ボルト１６が固着されている。
【００５７】
交換プレート１２には、パーツカセット取り付け用の複数のあり溝状のスロット１７が設けられ、パーツカセットはそれぞれのスロット１７に差し込まれて部品供給部２に装着される。したがって１つの部品供給部２には多数のパーツカセットが装着可能であり、段取り換え時の一括交換を可能にする。ガイドプレート１３には、装着されたパーツカセットを位置決めする複数の位置決め溝１８、その下方に各パーツカセットに空気を供給するエアジョイント１９などが設けられる。
【００５８】
次に、図９の右側に示す部品実装装置側の取り付け部４は、エンドプレート２１と、エンドプレート２１に対して図のＸ方向両側にある一対のアームプレート２２とにより、略コの字型に形成されている。エンドプレート２１には、部品供給部２へエアを供給するためのエアジョイント２３、電気信号授受用のコネクタ３３などが設けられ、部品供給部２が取り付けられた場合にパーツカセットを動作させるエア、電気信号をそれぞれ供給する。
【００５９】
両アームプレート２２は、部品供給部２が取り付け部４に取り付けられる際に部品供給部２を所定位置に位置決めする。この位置決めのため、各アームプレート２２は、まず、図示のＺ方向に沿った上下の位置決めおよびガイドをする水平ガイド面２４及び水平ストッパ２６と、図示のＹ方向に沿った前後の位置決め及びガイドをする垂直ストッパ２８及び位置決めピン２９と、そして、図示のＸ方向に沿った左右方向のガイドをする垂直ガイド面３１及びガイドローラ３２とをそれぞれ備えている。この内、水平ストッパ２６、垂直ストッパ２８、垂直ガイド面３１、ガイドローラ３２は、いずれも部品供給部２の取り付け及び取り外しの際のガイドとして使用される。
【００６０】
図１０（ａ）〜（ｆ）は、部品供給部２の基準水平板１１に設けられたストッパ・ボルト１６と、取り付け台４のアームプレート２２に設けられた水平ストッパ２６及び垂直ストッパ２８との関係を図９のＸ方向から見た状態で示している。各図の左側には部品供給部２の一部分を、右側には取り付け台４の一部分を示している。
【００６１】
図１０（ａ）において、図示しないカート３に搭載された部品供給部２が取り付け台４に向けて図の右側へ前進し、図１０（ｂ）に至って部品供給部２のストッパ・ボルト１６が取り付け台４の垂直ストッパ２８に突き当たる。この間、図面に垂直なＸ方向の動きは、図１に示すカート３の搭載部８０にある案内ガイド８２が、図９に示す取り付け部４のアームプレート２２にあるガイドローラ３２によってガイドされる。
【００６２】
この段階で、上述したカート３の安全レバー１０１が一段階押しこまれた状態になり、図６（ｃ）を参照して説明した下降レバー１０６の回動を規制するロック・レバー１０４によるロック状態が解除される結果、部品供給部２の下降が可能な状態となる。オペレータの操作レバー９３操作による部品供給部２の下降で、図１０（ｃ）に示すように部品供給部２のストッパ・ボルト１６が下降し、取り付け台４の両アームプレート２２に設けられた水平ストッパ２６のＹ方向右側にある溝部２０に嵌り込む。このときの部品供給部２の下降により、部品供給部２の下面にある基準水平板１１が、両アームプレート２２に設けられた水平ガイド面２４（図９参照）に載置され、部品供給部２の水平方向の位置決めがされる。
【００６３】
次に、この状態から部品供給部２がもう一段前進方向に押し込まれると、図１０（ｄ）に示すように、ストッパ・ボルト１６が垂直ストッパ２８の下側にある溝部２０内を図のＹ方向右側へ前進する。この部品供給部２の第２段階の前進によって、取り付け台４の水平ガイド面２４に設けられた位置決めピン２９（図９参照）が、部品供給部２の基準水平板１１に設けられた図示しない位置決め溝に嵌り、部品供給部２の位置決めが完了する。この状態で部品供給部２は部品実装装置にクランプされ、部品供給装置であるパーツカセットの一括交換が完了する。
【００６４】
部品供給部２が部品実装装置にクランプされた前記状態において、カート３に設けられた上述の安全レバー１０１が最大限押し込まれており、図８（ａ）〜（ｃ）を参照して説明したように、上昇規制ロッド１１１の動作によってカム６１の回転が常時下降状態となるよう制御されるため、誤って部品供給部２をリフトアップして実装装置本体側に損傷を与えることが回避される。又、同じくこのクランプ状態で、取り付け台４側のエアジョイント２３、電気信号授受のコネクタ３３（図９参照）がそれぞれ部品供給部２側の対応するジョイント、コネクタに接続され、部品実装装置から部品供給部２へのエアと電気信号の導通が可能となって部品実装装置による実装動作が開始される。
【００６５】
実装動作の完了後、部品実装装置の取り付け台４から部品供給部２を取り外す場合の動作は、基本的に上述の取り付け時の動作と逆になる。すなわち、取り付け状態にある部品供給部２のクランプ状態を解除し、図１０（ｅ）に示すように、部品供給部２のストッパ・ボルト１６が取り付け台４の水平ストッパ２６に突き当たるまで、図のＹ方向左側に一段階後退させる。
【００６６】
ここで、図７（ａ）を参照して説明したように、カム６１の回転を制御するカート３の安全機構１００の安全レバー１０１が一段戻るため、第１のラチェット機構６３が係合してペダル４２の操作によるカム６１の回転が可能となる。オペレータはペダル４２を操作し、図１０（ｆ）に示すようにストッパボルト１６が水平ストッパ２６の高さをクリアするところまで部品供給部２をリフトアップする。次にカート３を実装装置本体１からもう一段引き離すよう図のＹ方向左側に後退させることで、図１０（ａ）に示す元の状態に戻り、部品供給部２の取り付け台４からの取り外しが完了する。
【００６７】
すなわち、図４から図８を参照して説明したカート３の安全機構１００は、以上述べた部品供給部２を部品実装装置の取り付け部４に取り付ける際における部品供給部２の位置決め動作とリンクするよう構成されている。
【００６８】
図１１は、本実施の形態にかかるカート３を部品実装装置に対して使用する場合の使用態様を示している。図において、部品実装装置１には、部品供給部２の取り付け部が２つ設けられ、その内、図のＸ方向左側の取り付け部には、本実施の形態にかかるカート３ａを使用して部品供給部２ａが既に取り付けられた状態となっている。図のＸ方向右側にある取り付け部４には、カート３に搭載された別の部品供給部２が取り付け可能な状態で対向している。部品実装装置１の構成は、先に従来技術で説明した部品実装装置の構成と同様である。部品供給部２が取り付け台４に位置決めされた後、クランプスイッチ６を押すことによって部品供給部２は部品実装装置１にクランプされる。
【００６９】
図１１において、パーツカセット７は、部品供給用の収納テープを巻き取ったリール部８が下方に曲がり、本実施の形態にかかるカート３の中央部にあるスペースに設けられた収納箱９に収められるよう改善されている。このような改善により、部品実装装置１に取り付けられた状態でパーツカセット７の突出量を小さく抑えることができ、また、重心も低くなるため、オペレータによるカート３の取扱いが容易となる。同じくカート３の中央部分に設けられた回収箱１０は、部品供給用の部品テープ、もしくは部品テープに収まった部品をカバーする保護テープを使用後に回収するために使用可能である。
【００７０】
部品実装装置１に取り付けられた状態にある部品供給部２ａには、カート３ａが固定されたままの状態で示されている。これは、上述のように、本実施の形態にかかるカート３が、その中央部分に収納箱８や回収箱１０を設置できるようにしているため、部品実装装置１が稼動している間にもカート３ａを有効活用するものである。
【００７１】
しかしながら、本実施の形態にかかるカート３の別の態様では、部品実装装置１の稼動中にカート３を固定したままとせず、カート３を着脱可能としている。カート３が着脱可能となれば、当該カート３を他の部品実装装置の取り付け部に部品供給部を取り付ける際などに使用するなど、カート３の有効利用が可能となる。例えば複数の部品実装装置をシリーズで使用して稼動させる場合などにおいて、カート３のトータル台数を削減し、フロア・スペースの無駄を排除することができる。
【００７２】
このように、カート３を部品実装装置１から着脱可能とするには、カート３を部品実装装置１から引き離す際に障害となり得る構成要素を移動させる必要がある。このような着脱の障害となり得る要素には、図１１に示す収納箱９と回収箱１０のほか、図１に示す両昇降ロッド５３に固定された連結バー８９、連結バー８９に固定された一対の保持アーム８１からなる搭載部８０がある。保持アーム８１は、昇降ロッド５３に直接固定することにより障害要素から除くことができ、また、これによって連結バー８９も不要となるため、これらの撤去は可能である。この際には固定フレーム５１と昇降ロッド５３がフレーム部４０のみによって固定されるものとなるため、強度不足を補う対応が必要となる。例えば固定フレーム５１のフレーム部４０との取り付け台の強化や、昇降ロッド５３の剛性アップを図るなどにより、その対応は可能である。その他の機構、構成は、先に説明したカート３の内容と同様のままし、着脱可能なカートを実現することができる。
【００７３】
以上、特開２００１−２３０５８９号公報に開示されたカートに使用される油圧ジャッキの代替となる昇降駆動部の構成、並びにカートの態様について説明してきたが、油圧ジャッキの代替としての構成は以上述べたものには限定されない。カム機構、レバー機構を活用しつつ、例えばラチェット機構の代りにワンウェイ・クラッチを使用し、トルク伝達のオン／オフをクラッチを用いて制御したり、あるいは安全レバーの代わりに接近センサやマニピュレータを用いて制御するなどの態様が可能である。また、カム機構の回転駆動は、ペダル操作の代りにレバー操作としてもよい。
【００７４】
【発明の効果】
本発明にかかる一括交換用カートの実施によれば、油圧ジャッキを使用しないことに伴う操作とメンテナンスの容易化を図ることが可能となる。例えば、本発明にかかるカートによれば、油圧ジャッキ式のカートに比べて約半分のペダル操作で同程度の昇降部の上昇を得ることができる。また、油圧機器を使用しないことから万一の油洩れなどの対応が不要となるなどメンテナンスが容易となる。
【００７５】
また、昇降駆動部をフレーム部内に低床に収め、カートの両縁部に一対の昇降部を設けることによってカート中央部に十分なスペースを設けることができ、このスペースを利用してパーツカセットのリール部を収納する収納箱や、部品テープ、保護テープなどを回収する回収箱などが設けられるため、フロアスペースを有効に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる実施形態の一括交換用カートの斜視図である。
【図２】 図１に示す一括交換用カートの昇降部と昇降駆動部を示す部分側面断面図である。
【図３】 図２に示す昇降部と昇降駆動部が上昇位置にある状態を示す部分側面断面図である。
【図４】 図１に示す一括交換カートの昇降駆動部を示す要部平面図である。
【図５】 図４に示す昇降駆動部の部分側面断面図である。
【図６】 図４に示す昇降駆動部の動作を示す説明図である。
【図７】 図４に示す昇降駆動部の他の動作を示す説明図である。
【図８】 図４に示す昇降駆動部のさらに他の動作を示す説明図である。
【図９】 部品供給部を部品実装装置の取り付け部に取り付ける状態を示す斜視図である。
【図１０】 部品供給部を部品実装装置の取り付け部に取り付ける際の位置決め状態を示す説明図である。
【図１１】 本発明にかかる実施の形態の一括交換用カートを部品実装装置に使用する状態を示す斜視図である。
【図１２】 従来技術による一括交換用カートを部品実装装置に使用する状態を示す斜視図である。
【図１３】 従来技術による一括交換用カートを示す斜視図である。
【図１４】 従来技術による他の一括交換用カートを示す斜視図である。
【符号の説明】
１．部品実装装置、 ２．部品供給部、 ３．一括交換用カート、 ４．取り付け部、 ９．収納箱、 １０．回収箱、１６．ストッパ・ボルト、 ２２．アームプレート、 ２６．水平ストッパ、 ２８．垂直ストッパ、 ２９．位置決めピン、 ３１．垂直ガイド面、 ３２．ガイドローラ、 ４０．フレーム部、 ４２．ペダル、 ４５．ダンパ、 ５０．昇降部、 ５３．昇降ロッド、 ５５．昇降駆動部、 ５６．カム・レバー、 ５７．シャフト、 ５８．ロッド側レバー、 ５９．昇降操作ピン、 ６０．カム機構、 ６１．カム、 ６２．カム軸、 ６３．第１のラチェット機構、 ６４．第１のラチェット・ホイール、 ６５．滑り歯部、 ６６．第２のラチェット機構、 ６７．第２のラチェット・ホイール、 ６８．第３のラチェット・レバー、 ６９．揺動レバー、 ７０．レバー機構、 ７１．第１のラチェット・レバー、 ７２．制御カム、 ７３．第２のラチェット・レバー、 ７４．制御ローラ、 ７７．リンク、 ８０．搭載部、 ８１．保持アーム、 ８２．案内ガイド、 ９０．操作部、 ９３．操作レバー、 ９４．操作ワイヤ、 １００．安全装置、 １０１．安全レバー、１０２．制御片、 １０３．端末部、 １０４．ロック・レバー、 １０６．下降レバー、 １１１．上昇規制ロッド、 １１３．上昇規制レバー、 １１４．上昇規制ワイヤ。

Claims (1)

1. 複数の部品供給装置を装着した部品供給部を搭載可能な搭載部と、
   前記搭載部を支持して昇降させる一対の昇降部と、
   前記一対の昇降部を同期して昇降駆動する昇降駆動部と、
   前記搭載部、各昇降部、昇降駆動部の間に形成される多目的に利用可能なスペースとを備え、部品実装装置の取り付け部に接離して前記部品供給部を前記取り付け部に取り付け、もしくは前記取り付け部から取り外すために使用される一括交換用カートにおいて、
   前記昇降駆動部が、回転を揺動に変換するカム機構と、前記揺動を前記一対の昇降部に伝達してこれを昇降するレバー機構とにより構成され、
   前記カム機構が、ペダルもしくはレバーの反復操作をカムの特定方向の回転に変換するラチェット機構を含み、
   前記ラチェット機構は、前記カムが回転してカムの作用点が半径最大となる位置である頂点に至ると空回りして更なるカムの回転を不能とする第１のラチェット機構と、前記頂点を通過させて更なるカムの回転を可能とする第２のラチェット機構との一対のラチェット機構から構成されることを特徴とする一括交換用カート。

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