JP6401787B2 - 部品供給装置、表面実装機 - Google Patents

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    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/0417Feeding with belts or tapes
    • H05K13/0419Feeding with belts or tapes tape feeders

Description

本発明は、トップテープの巻き込みを防止する技術に関する。
従来から、表面実装機に電子部品を供給する装置の一例としてテープフィーダが知られている。テープフィーダは、電子部品を一定間隔で収納した部品供給テープをリールから引き出しつつフィーダ前方の部品供給位置まで送り出し、この位置で実装用ヘッドにより電子部品の取り出しを行わせるものである。部品供給テープは、部品収納部をもつキャリアテープと、トップテープとから構成されている。テープフィーダは、テープの送出中にキャリアテープからトップテープを引き剥がすため、トップテープを引っ張る引取装置を備えている。下記特許文献1には、ローラ式の引取装置において、ローラに爪部材を設けることにより、ローラの歯からトップテープを剥離させる点が記載されている。
特開2003−188582号公報(発明が解決しようとする課題) 近年では、電子部品の小型化に伴い、部品供給テープが極小化する傾向にある。テープ幅が小さい極小テープは、テープの腰が弱く、トップテープが流れ難い。そのため、ローラ後方にテープの流れを止める場所があると、そこに滞留するトップテープをローラが巻き込む恐れがあった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、トップテープの巻き込みを抑制することを目的とする。
(課題を解決するための手段)
本発明は、テープ幅が短い極小の部品供給テープを用いて電子部品を供給する部品供給装置であって、前記極小の部品供給テープを部品供給位置に向けて送出する送出装置と、前記極小の部品供給テープからトップテープを引き取る引取装置と、引き取られた前記トップテープを収納するテープ収納部とを備え、前記引取装置は、前記トップテープを引き取るための引取歯を外周に有する一対のローラと、前記一対のローラに対してそれぞれ設けられ、前記引取歯から前記トップテープを剥離させる第一爪部を備え、前記第一爪部は前記引取歯の歯底円に接する形状である。尚、極小の部品供給テープとは、テープ幅が8mm以下の部品供給テープを指す。
(発明の効果)
この発明では、トップテープの巻き込みを抑制することが出来る。
一実施形態に適用された表面実装機の平面図である。 ヘッドユニットの支持構造を示す図である。 部品供給テープの斜視図である。 フィーダの正面図である。 フィーダの斜視図である。 図4の一部を拡大した図である。 レバーの斜視図である。 レバーの正面図である。 レバーの下面図である。 図4の一部を拡大した図である。 図5の一部を拡大した図である。 図5の一部を拡大した図である。 他の実施形態に係るピンチローラ及び引き取りローラ周辺部の拡大図 他の実施形態に係るレバーの斜視図
1...表面実装機
11...基台
30...駆動装置
60...ヘッドユニット
63...実装ヘッド
70...部品供給テープ
71...キャリアテープ
75...トップテープ
80...フィーダ(本発明の「部品供給装置」の一例)
90...送出装置
100...引取装置
110...引っ張りローラ(本発明の「一対のローラ」の一例)
121...第一爪部
125A、125B...第二爪部
130...ピンチローラ(本発明の「一対のローラ」の一例)
151...第一爪部
155A、155B...第二爪部
200...テープ収納部
L1...外形線
<一実施形態>
1.表面実装機の全体構成
表面実装機1は、図1に示すように、基台11と、プリント基板Pを搬送する搬送コンベア20と、ヘッドユニット60と、ヘッドユニット60を基台11上にて平面方向(XY方向)に移動させる駆動装置30とを備えている。尚、以下の説明において、基台11の長手方向(図1の左右方向)をX方向と呼ぶものとし、基台11の奥行方向(図1の上下方向)をY方向、図2の上下方向をZ方向とする。
搬送コンベア20は、基台11の中央に配置されている。搬送コンベア20はX方向に循環駆動する一対の搬送ベルト21を備えており、搬送ベルト21上のプリント基板Pを、ベルトとの摩擦によりX方向に搬送する。
本実施形態では、図1に示す左側が入り口となっており、プリント基板Pは、図1に示す左側より搬送コンベア20を通じて機内へと搬入される。搬入されたプリント基板Pは、搬送コンベア20により基台中央の作業位置まで運ばれ、そこで停止される。
一方、基台11上には、作業位置の周囲を囲むようにして、部品供給部13が4箇所設けられている。これら各部品供給部13には、電子部品を供給するフィーダ15が横並び状に多数設置されている。
そして作業位置では、上記フィーダ15を通じて供給された電子部品を、プリント基板P上に実装する実装処理が、ヘッドユニット60に搭載された実装ヘッド63により行われるとともに、その後、実装処理を終えたプリント基板Pはコンベア20を通じて図1における右方向に運ばれ、機外に搬出される構成になっている。
駆動装置30は、大まかには一対の支持脚41、ヘッド支持体51、Y軸ボールネジ45、Y軸モータ47、X軸ボールネジ55、X軸モータ57から構成される。具体的に説明してゆくと、図1に示すように基台11上には一対の支持脚41が設置されている。両支持脚41は作業位置の両側に位置しており、共にY方向にまっすぐに延びている。
両支持脚41にはY方向に延びるガイドレール42が支持脚上面に設置されると共に、これら左右のガイドレール42に長手方向の両端部を嵌合させつつヘット支持体51が取り付けられている。
また、右側の支持脚41にはY方向に延びるY軸ボールねじ45が装着され、更にY軸ボールねじ45にはボールナット(不図示)が螺合されている。そして、Y軸ボールねじ45にはY軸モータ47が付設されている。
Y軸モータ47を通電操作すると、Y軸ボールねじ45に沿ってボールナットが進退する結果、ボールナットに固定されたヘッド支持体51、ひいては次述するヘッドユニット60がガイドレール42に沿ってY方向に移動する(Y軸サーボ機構)。
ヘッド支持体51は、X方向に長い形状である。ヘッド支持体51には、図2に示すように、X方向に延びるガイド部材53が設置され、更に、ガイド部材53に対してヘッドユニット60が、ガイド部材53の軸に沿って移動自在に取り付けられている。このヘッド支持体51には、X方向に延びるX軸ボールねじ55が装着されており、更にX軸ボールねじ55にはボールナットが螺合されている。
そして、X軸ボールねじ55にはX軸モータ57が付設されており、同モータ57を通電操作すると、X軸ボールねじ55に沿ってボールナットが進退する結果、ボールナットに固定されたヘッドユニット60がガイド部材53に沿ってX方向に移動する(X軸サーボ機構)。
従って、X軸モータ57、Y軸モータ47を複合的に制御することで、基台11上においてヘッドユニット60を平面方向(XY方向)に移動操作出来る構成となっている。
係るヘッドユニット60には、電子部品の実装作業を行う実装ヘッド63が列をなして複数個搭載されている。各実装ヘッド63はR軸モータによる軸回りの回転と、Z軸モータの駆動によりヘッドユニット60に対して昇降可能な構成となっている。また、各実装ヘッド63には図外の負圧手段から負圧が供給されるように構成されており、ヘッド先端に吸引力を生じさせるようになっている。
このような構成とすることで、X軸モータ57、Y軸モータ47、Z軸モータを所定のタイミングで作動させることにより、フィーダ15を通じて供給される電子部品を実装ヘッド63により取り出して、プリント基板P上に実装する処理を実行することが出来る。
尚、図1に示す符号「17」は部品認識カメラ、図3に示す符号65は基板認識カメラである。部品認識カメラ17は、基台11上において撮像面を上に向けて固定されている。この部品認識カメラ17は、実装ヘッド63により取り出された電子部品の画像(下面画像)を撮像して、実装ヘッド63による電子部品の吸着姿勢を検出するものである。基板認識カメラ65はヘッドユニット60に撮像面を下に向けた状態で固定されており、ヘッドユニット60とともに一体的に移動する構成とされている。これにより、上述のX軸サーボ機構、Y軸サーボ機構を駆動させることで、プリント基板P上の任意の位置の画像を、基板認識カメラ65により撮像することが出来る。
2.部品供給テープ70及びフィーダ80の構成
部品供給テープ70は、図3に示すように、キャリアテープ71と、これに貼着されるトップテープ75とから構成されている。キャリアテープ71の材質は、例えば、合成樹脂製であり、トップテープ75の材質は、例えば、合成樹脂製である。キャリアテープ71は、上方に開口した空洞状の部品収納部72を一定間隔置きに有しており、各部品収納部72にはチップ抵抗等の小型電子部品が収納されている。また、キャリアテープ71の一辺側には、縁部に沿って係合孔73が一定間隔で設けられている。この部品供給テープ70は、フィーダ80の後方位置において、図外のリールに巻回されて支持されている。
フィーダ(本発明の「部品供給装置」の一例)80は、図4、図5に示すように、送出装置90と、テープガイド97と、引取装置100と、テープ収納部200と、これらが取り付けられるフレーム81とを備える。フレーム81は、Y方向に長い形状であり、例えば、アルミダイキャスト製である。フレーム81には、部品供給テープ70を通すためのテープ通路85が設けられている。テープ通路85は、フレーム81の下部後端から前方に向けて延びている。その後、テープ通路85は、斜め上方に向かって延びており、フレーム81の上面に連続している。
送出装置90は、フレーム81の前部側に設けられている。送出装置90は、第一モータ91、複数枚のギヤからなるギヤ列93、スプロケット95からなる。ギヤ列93は、第一モータ91の動力を伝達してスプロケット95を回転させる。スプロケット95はフレーム81の前端上部に配置されている。スプロケット95の外周には等間隔で歯95Aが形成されている。スプロケット95の歯95Aは部品供給テープ70の係合孔73と係合しており、スプロケット95を回転させることにより、部品供給テープ70をフィーダ前部の部品供給位置Gに送出することが出来る。
テープガイド97は、前後に長い形状をなし、フレーム81の上面前部に設置されている。テープガイド97は、部品供給テープ70の両側をガイドするガイド壁97Aを有し、フレーム上面を送られる部品供給テープ70の姿勢が斜かないようにしている。また、図5に示すように、テープガイド97の上面壁98には、トップテープ75を後方に折り返すためのスリット99が設けられている。スリット99は、図6に示すように、部品供給位置Gの後方に位置しており、トップテープ75は、スリット99の真下を通過する時点で、後方に折り返されて、キャリアテープ71から引き剥がされる構造となっている。
キャリアテープ71はトップテープ75の剥離後、単体の状態で部品供給位置Gに送られる。これにより、キャリアテープ71と共に電子部品Wが部品供給位置Gに送られるため、そのタイミングに合わせて、実装ヘッド63を部品供給位置Gに移動することにより、キャリアテープ71の部品収納部72から電子部品Wをピックアップすることが出来る。
引取装置100は、第二モータ101、複数枚のギヤからなるギヤ列103と、引っ張りローラ110、ピンチローラ130からなる。尚、引っ張りローラ110、ピンチローラ130が本発明の「一対のローラ」に相当する。ギヤ列103は、第二モータ101の動力を伝達して、引っ張りローラ110を回転させる。引っ張りローラ110とピンチローラ130は、テープ収納部200の導入部210にて対向配置されている。引っ張りローラ110とピンチローラ130の外周部には、引取歯115、135が形成されている。両ローラ110、130の引取歯115、135は、トップテープ75の引取用であり、互いに噛み合っている。
ピンチローラ130は、ヒンジH1を中心に揺動可能なレバー140に固定されており、レバー140を操作することで、引っ張りローラ110に接した状態と、引っ張りローラ110から離れた状態とに変位操作可能となっている。
また、レバー140には、ピンチローラ130を下向きに付勢するばねが取り付けられている。そのため、スリット99によって後方に方向転換されたトップテープ75を2つのローラ110、130間に挟み、その状態から、引っ張りローラ110を回転させると、トップテープ75は、回転する2つのローラ110、130により後方に引っ張られ、テープ収納部200に収納される構造になっている。尚、図11に示すように、フレーム81のうち、引き取りローラ110の前側を囲む壁面上部にはテープ溝87が形成されており、トップテープ75が、引っ張りローラ110やピンチローラ130に対して横ずれしないように位置規制する構造になっている。
テープ収納部200は、フレーム81の後部に設けられており、その上部前端には、トップテープ75を導入するための導入部210が設けられている。導入部210には、上記した引っ張りローラ110とピンチローラ130が配置されている。テープ収納部200は、キャリアテープ71から引き剥がされたトップテープ75を収納する機能を果たす。また、テープ収納部200の後面には、ヒンジH2を介して、開閉操作可能なカバー250が取り付けられている。カバー250を開けると、テープ収納部200の後部が開放するため、収納されたトップテープ75を取り出すことが可能となっている。
3.トップテープ75の巻き込み防止対策
近年では、電子部品Wの小型化に伴い、部品供給テープ70が極小化する傾向にある。テープ幅(図3に示す寸法「Tw」)が8mm以下の極小テープは、テープの腰が弱く、トップテープ75が流れ難い。そのため、引っ張りローラ110やピンチローラ130の後方にテープの流れを止める場所があると、引っ張りローラ110やピンチローラ130が滞留するトップテープ75を巻き込む恐れがあった。そこで、極小テープを用いて電子部品を供給するフィーダ80は、以下に説明する巻き込み防止対策を行っている。
具体的に説明すると、図7に示すように、ピンチローラ130の引取歯135は2枚歯構造となっている。すなわち、ローラ外周部に2枚の引取歯135A、135Bを一定距離離して形成している。そして、2枚の引取歯135A、135Bの間には、図9に示すように溝部137が形成されている。
レバー140は、図7に示すように、レバー本体141と、ローラガイド150を有している。レバー本体141は、対向する一対の側壁143、144を有しており、ピンチローラ130を回転可能に保持している。
ローラガイド150は、レバー本体141の側壁143、144間に配置され、図8に示すように、レバー本体141の天井壁142に外側からビスで固定されている。このローラガイド150は、ピンチローラ130の後方に位置しており、第一爪部151と、第二爪部155とが形成されている。
第一爪部151は、図9に示すようにローラの軸方向(図9の上下方向)で、溝部137と位置が一致している。第一爪部151は、ピンチローラ130の溝部137に対して後方から嵌合している。
第一爪部151の先端部は、図8に示すように、ピンチローラ130の内輪(溝底部)138の外側に重なるような円弧形状をしており、内輪138の下部後方を囲っている。この第一爪部151は、図10に示すように、噛合点Po(2つの引取歯115、135が噛み合う点)から見て、ピンチローラ130の回転方向(図10のR1方向)の奥側の位置で、引取歯135A、135Bと重なっており、ピンチローラ130の引取歯135A、135Bからトップテープ75を引き剥がす機能を果たしている。尚、図10中の「O」は、ピンチローラ130と引っ張りローラ110の中心をそれぞれ示している。
また、第一爪部151は、ピンチローラ130の引取歯135A、135Bとの関係では、引取歯135の歯底円Cに対する接線形状となっている。すなわち、第一爪部151の外形線(引取歯135A、135Bからトップテープ75を剥離させる部位)L1が、歯底円Cに対する接線(直線)になっている。
このように、第一爪部151の外形線L1を歯底円Cに対する接線とすることで、図10に示すように、ピンチローラ130の引取歯135A、135Bから引き剥がされたトップテープ75は、第一爪部151の外形線L1に沿って流れるので、ピンチローラ130の後方にテープの流れを止める場所が出来ず、ピンチローラ130の後方にトップテープ75が滞留しない。そのため、ピンチローラ130によるトップテープ75の巻き込みを防止することが可能となる。また、第一爪部151の外形線L1を、歯底円Cに対する接線形状にすることで、歯先円に対する接線形状にする場合に比べて、以下のメリットがある。すなわち、歯先円に対する接線にすると、第一爪部151の先端部が引取歯135の歯先に重なる。そのため、引取歯135と噛み合ったトップテープ75が第一爪部151の先端に干渉してピンチローラ130の内側に巻き込まれる恐れがある。一方、第一爪部151の外形線L1を、歯底円Cに対する接線形状にしておけば、第一爪部151の先端部が引取歯135に重ならず内側に位置することになるので、トップテープ75が第一爪部151の先端に干渉せず、ピンチローラ130の内側に巻き込まれる恐れがない。
尚、第1爪部151の外形線L1は、図10に示す点「P1」と、歯底円C上の点「P2」とを結んだ直線であり、噛合点Poとの関係では、噛合点Poよりも後方(図10では左側)で歯底円Cに接している。また、点「P1」は、テープ収納部200の形状に合わせて任意に設定することが出来る。本実施形態では、第一爪部151の外形線L1とテープ収納部200の上側の縦壁201が連続するように、点「P1」を縦壁201の前端部と一致させている。
第二爪部155A、155Bは、第一爪部151の両側に形成されている。第二爪部155A、155Bは、図9に示すように、ローラの軸方向(図9中の上下方向)で、引取歯135A、135Bと位置が一致している。
第二爪部155A、155Bの先端部は、図8に示すように、ピンチローラ130の引取歯135A、135Bの外側に重なる円弧形状をしており、引取歯135A、135Bの後方を囲っている。図10に示すように、第二爪部155A、155Bの外形線L2は、第一爪部151の外形線L1に対して、図10の上側に傾斜しており、第一爪部151との間に段差がある。
第二爪部155A、155Bは、第一爪部151よりもピンチローラ130の回転方向(図10のR1方向)の奥側に位置している。そのため、トップテープ75が第一爪部151から外れたとしても、外れたテープ75がピンチローラ130に巻き込まれることを防止できる。
また、引っ張りローラ110は、ピンチローラ130と同じく、図11に示すように、ローラ外周に2枚の引取歯115A、115Bを形成しており、2枚歯構造となっている。引っ張りローラ110の各引取歯115A、115Bは、ピンチローラ130の各引取歯135A、135Bと噛合する。そして、引っ張りローラ110側についても、ピンチローラ130側と同様の巻き込み防止対策が行われている。
すなわち、ピンチローラ130の後部側には、第一爪部121と、第二爪部125A、125Bが設けられている。第一爪部121は、第二爪部125A、125Bと一体的に形成され、フレーム81に固定されている。第一爪部121は、図10に示すように、引っ張りローラ110の溝部117に対して後方から嵌合している。そして、第一爪部121の外形線(引取歯115A、115Bからトップテープ75を剥離させる部位)L1は、引っ張りローラ110の引取歯115A、115Bの歯底円Cに対する接線になっている。
第一爪部121の外形線L1を歯底円Cに対する接線とすることで、図10に示すように、引っ張りローラ110の引取歯115A、115Bから引き剥がされたトップテープ75は、第一爪部121の外形線L1に沿って流れるので、引っ張りローラ110の後方にテープの流れを止める場所が出来ず、引っ張りローラ110の後方にトップテープ75が滞留しない。そのため、引っ張りローラ110によるトップテープ75の巻き込みを防止することが可能となる。
尚、第1爪部121の外形線L1は、図10に示す点「P1」と、歯底円C上の点「P2」とを結んだ直線であり、噛合点Poよりも後方(図10では左側)で歯底円Cに接している。また、点「P1」は、テープ収納部200の形状に合わせて任意に設定することが出来る。本実施形態では、第一爪部121の外形線L1とテープ収納部200の下側の縦壁202が連続するように、点「P1」を縦壁202の前端部と一致させている。
第二爪部125A、125Bの外形線L2は、第一爪部121の外形線L1に対して、図10の下側に傾斜しており、第一爪部121との間に段差がある。第二爪部125A、125Bは、第一爪部121よりも、引っ張りローラ110の回転方向(図10のR2方向)の奥側に位置している。
そのため、トップテープ75が第一爪部121から外れたとしても、外れたテープ75が引っ張りローラ110に巻き込まれることを防止できる。
また、本フィーダ80では、引っ張りローラ110、ピンチローラ130を2枚歯構造とし、2枚の歯の間に第一爪部121、151を嵌合させている。このようにすることで、図12に示すように、トップテープ75が横ずれした場合(図中のF方向にテープの位置がずれた場合)でも、トップテープ75の一部が第一爪部121、151に重なる。そのため、引っ張りローラ110の引取歯115A、115Bや、ピンチローラ130の引取歯135A、135Bからトップテープ75が外れ難い。
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、第一爪部121、151の形状を、引取歯115、135の歯底円Cに接する接線形状(直線形状)とした。第一爪部121、151の形状は、引取歯115、135の歯底円Cに接する形状であればよく、例えば、図13に示すように、第一爪部121、151の外形線L1を、引取歯115、135の歯底円Cに対して接する円弧形状にしてもよい。
第一爪部121、151の形状を、歯底円Cに対して接する円弧形状にした場合も、接線形状にした場合と同様に、引取歯115、135から引き剥がされたトップテープ75は、第一爪部121、151の外形線L1に沿って流れる。そのため、ローラ後方にテープの流れを止める場所が出来ず、ローラ後方にトップテープ75が滞留することがない。そのため、各ローラ110、130によるトップテープ75の巻き込みを防止することが可能となる。
(2)上記実施形態では、引っ張りローラ110とピンチローラ130の引取歯115、135を2枚歯構造にした例を上げたが、引取歯115、135の枚数は2枚である必要はなく、2枚以外の枚数、例えば1枚や3枚等であってもよい。また、引取歯の枚数を1枚にした場合には、図14に示すレバー340のように、第一爪部321をピンチローラ330の引取歯335の両側に設け、更に第二爪部325を第一爪部321の両側に設ける構造にすればよい。

Claims (5)

  1. 極小の部品供給テープを用いて電子部品を供給する部品供給装置であって、
    前記極小の部品供給テープを部品供給位置に向けて送出する送出装置と、
    前記極小の部品供給テープからトップテープを引き取る引取装置と、
    引き取られた前記トップテープを収納するテープ収納部と、を備え、
    前記極小の部品供給テープは、テープ幅が8mm以下の部品供給テープであり、
    前記引取装置は、
    前記トップテープを引き取るための引取歯を外周に有する一対のローラと、
    前記一対のローラに対してそれぞれ設けられ、前記引取歯から前記トップテープを剥離させる第一爪部と、
    前記第一爪部よりも前記ローラの回転方向の奥側に位置し、前記第一爪部を外れた前記トップテープが前記ローラに巻き込まれることを抑制する第二爪部を備え、
    前記第一爪部は前記引取歯の歯底円に接する形状であり、
    前記第二爪部の外形線は、前記第一爪部の外形線に沿って移動する前記トップテープから離れる方向に傾斜して前記第一爪部の外形線から後退しており、
    前記第一爪部の外形線から前記第二爪部の外形線が後退する量は、前記トップテープが前記第一爪部及び前記第二爪部を通過する方向において下手から上手に向かうほど、大きくなっている、部品供給装置。
  2. 前記第一爪部は前記引取歯の歯底円に接する接線形状である請求項1に記載の部品供給装置。
  3. 前記一対のローラは、前記引取歯を2枚有する2枚歯構造であり、
    前記第一爪部は、前記2枚の引取歯の間の溝内に嵌合する請求項1又は請求項2に記載の部品供給装置。
  4. 前記第一爪部は、前記一対のローラの前記引取歯により前記トップテープが引き取られる方向において、前記一対のローラの前記引取歯の噛合点よりも下手側の位置で前記引取歯の歯底円に接する請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の部品供給装置。
  5. 請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の部品供給装置と、
    前記部品供給装置から供給された電子部品をプリント基板上に実装する実装ヘッドを搭載したヘッドユニットと、
    前記ヘッドユニットを平面方向に移動させる駆動装置と、を備えた表面実装機。
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