JP7554981B2 - テープフィーダおよび部品搭載装置 - Google Patents

Description

本発明は、部品を収納したキャリアテープを搬送して所定の部品供給位置に部品を供給するテープフィーダおよびこのテープフィーダを備えた部品搭載装置に関する。

基板に部品を搭載する部品搭載装置に部品を供給するパーツフィーダとして、従来テープフィーダが多用されている。テープフィーダは部品を収納したキャリアテープをフレームに設けられた搬送路内で搬送し、所定の部品供給位置に部品を連続的に供給する装置である。キャリアテープは部品を収納するポケットを備えたベーステープとベーステープに貼り付けられてポケット内に部品を封入するトップテープとを備えている。トップテープはポケットが部品供給位置に到達する前に剥離され、フレーム内に設けられた収容空間に収容される。

トップテープが収容される収容空間はフレームの外部に開口しており、フレームに取り付けられた扉部材によって開口が開閉される。作業者は、収容空間に収容されたトップテープを回収する場合には、扉部材を開けて収容空間を開放状態にする（下記の特許文献１参照）。扉部材は下端部がフレームに支持された水平な軸部材に連結されており、軸部材を中心に揺動することで収容空間を開閉するようになっている。

特開２００９－２１２１９２号公報

しかしながら、上記従来のテープフィーダにおいて、収容空間を開放した状態の扉部材に横方向の外力が作用した場合、扉部材はもとより、フレーム側の部材である軸部材やフレームそのものに過大な荷重が作用してこれらの部材を破損や変形等損傷させるおそれがあった。これらの部材が損傷するとその修理にコストがかかるだけでなくテープフィーダを使用できなくなるという不都合が生じる。

そこで本発明は、フレーム内に設けられた収容空間を開閉する扉部材に横方向の外力が作用した場合であっても扉部材およびフレーム側の部材を損傷させないテープフィーダおよび部品搭載装置を提供することを目的とする。

本発明のテープフィーダは、部品を収納したキャリアテープを搬送して所定の部品供給位置に部品を供給するテープフィーダであって、前記キャリアテープの搬送路を有するとともに開口部によって一端を開放された収容空間を有するフレームと、前記フレームにほぼ水平姿勢に取り付けられた軸部材と、一端部に設けられた連結部が前記軸部材に連結され、前記軸部材の中心軸線を中心に揺動することで前記開口部を開閉する扉部材と、を備え、前記連結部は一対の把持部で前記軸部材を把持することによって前記軸部材に連結され、前記扉部材がほぼ水平な姿勢となっている状態で前記扉部材に横方向の外力が作用した場合、前記扉部材は前記一対の把持部の内面と前記軸部材の外面との接点を中心に回転し、前記一対の把持部は前記扉部材の回転に伴って前記軸部材によってその端部同士の間隔が押し広げられる。

本発明の部品搭載装置は、上記本発明のテープフィーダと、前記テープフィーダが前記部品供給位置に供給する部品をピックアップして基板に搭載する搭載ヘッドと、を備えた。

本発明によれば、フレーム内に設けられた収容空間を開閉する扉部材に横方向の外力が作用した場合であっても扉部材およびフレーム側の部材を損傷させない。

本発明の一実施の形態における部品搭載装置の要部側面図 本発明の一実施の形態における部品搭載装置が備えるテープフィーダの側面図 本発明の一実施の形態におけるテープフィーダが搬送するキャリアテープを搭載ヘッドとともに示す斜視図 本発明の一実施の形態におけるテープフィーダの一部の斜視図 本発明の一実施の形態におけるテープフィーダの一部の斜視図 本発明の一実施の形態におけるテープフィーダの一部の分解斜視図 本発明の一実施の形態におけるテープフィーダが備える扉部材の一部の断面図 本発明の一実施の形態におけるテープフィーダの一部の側面図 本発明の一実施の形態におけるテープフィーダの一部の側面図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態におけるテープフィーダが備える扉部材が軸部材から離脱する様子を示す平面図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態におけるテープフィーダが備える扉部材の連結部が軸部材から離脱する様子を示す側面図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態１における部品搭載装置１を示している。部品搭載装置１は、基板ＫＢに部品ＢＨを搭載する部品搭載作業を実行する装置であり、基台１１、基板搬送部１２、台車１３、テープフィーダ１４、搭載ヘッド１５、ヘッド移動機構１６、部品認識カメラ１７および制御装置１８を備えている。

図１において、基板搬送部１２は基台１１上に設けられており、水平方向に延びた一対のコンベア１２ａによって、基板ＫＢを下方から支持して搬送する。本実施の形態では、説明の便宜上、基板搬送部１２による基板ＫＢの搬送方向をＸ方向（横方向）とし、上下方向をＺ方向とする。また、Ｘ方向とＺ方向の双方に直交する方向をＹ方向（前後方向）とする。

図１において、台車１３は基台１１のＹ方向の端部に連結されている。台車１３の上部にはフィーダベース１３Ｆが設けられている。テープフィーダ１４は、フィーダベース１３Ｆの横方向（Ｘ方向）に複数並んで設けられている。フィーダベース１３Ｆの下方には、部品ＢＨを収納したキャリアテープＣＴが巻き付けられたリールＲＬが保持されている。

各テープフィーダ１４はキャリアテープＣＴをリールＲＬから引き出しながらＹ方向のうち基板搬送部１２に向かう方向（前方とする）に搬送する。テープフィーダ１４がキャリアテープＣＴを前方に搬送することによって、キャリアテープＣＴに収納された部品ＢＨが順次、所定の部品供給位置１４Ｋ（図１および図２）に供給される。

図１において、搭載ヘッド１５は下方に延びた複数のノズル１５Ｎを備えている。搭載ヘッド１５はノズル１５Ｎ内に真空圧を供給することで、ノズル１５Ｎの下端に吸着力を発生させることができる。ヘッド移動機構１６は例えばＸＹテーブル機構から構成されており、搭載ヘッド１５を水平面内（ＸＹ面内）で移動させる。部品認識カメラ１７は撮像光軸を上方に向けた姿勢で基台１１に取り付けられている。

部品搭載装置１の制御装置１８（図１）は、予め記憶した部品搭載プログラムに基づいて部品搭載装置１の各部の動作を制御し、基板ＫＢに部品ＢＨを搭載させる部品搭載作業を実行させる。部品搭載作業では、先ず、部品搭載装置１の上流から送られてきた基板ＫＢを基板搬送部１２が受け取って搬送し、作業位置に位置決めする。基板搬送部１２が基板ＫＢを作業位置に位置決めしたら、ヘッド移動機構１６が搭載ヘッド１５にテープフィーダ１４と基板ＫＢとの間で往復移動させて、搭載ターンを繰り返し実行させる。

搭載ターンは、テープフィーダ１４が部品供給位置１４Ｋに供給する部品ＢＨをノズル１５Ｎによってピックアップする動作と、ピックアップした部品ＢＨを保持したまま部品認識カメラ１７の上方を通過し、部品ＢＨを部品認識カメラ１７に認識させてから基板ＫＢの上方に移動する動作と、基板ＫＢの上方で部品ＢＨを目標搭載座標に搭載する動作から成る。部品ＢＨを目標搭載座標に搭載する際には、部品認識カメラ１７が部品ＢＨを撮像することによって得られる部品ＢＨの認識情報に基づいて、搭載ヘッド１５（ノズル１５Ｎ）の位置補正がなされる。

搭載ヘッド１５が上記の搭載ターンを繰り返し実行することによって、基板ＫＢに搭載されるべき部品ＢＨが全て基板ＫＢに搭載されたら、基板搬送部１２が作動して基板ＫＢを部品搭載装置１から搬出する。これにより基板ＫＢの１枚当たりの部品搭載作業が終了する。

このような構成の部品搭載装置１において、本実施の形態ではテープフィーダ１４について特徴があり、以下にその説明を行う。先ず、キャリアテープＣＴについて説明する。キャリアテープＣＴは、図３に示すように、ベーステープＢＴの上面にトップテープＴＴが貼り付けられた構成を有する。ベーステープＢＴには下方に窪んだ形状の複数のポケットＰＫが長手方向に一列に並んで設けられており、ポケットＰＫの列と平行な位置には、複数の送り孔ＳＨが一列に並んで設けられている。各ポケットＰＫ内には部品ＢＨが収納されており、各ポケットＰＫ内の部品ＢＨはトップテープＴＴによってポケットＰＫ内に封入された状態となっている。

次に、テープフィーダ１４について説明する。テープフィーダ１４は、図２に示すように、フレーム２１、カバー部材２２、テープ搬送部２３およびトップテープ回収部２４を備えている。フレーム２１は全体としてＹＺ面内に広がった薄厚の箱形状を有している。フレーム２１の下面には下方に突出したスライダ２１Ｔが形成されており、スライダ２１Ｔがフィーダベース１３Ｆの上面に設けられたスロット（図示せず）にスライドされることで、テープフィーダ１４がフィーダベース１３Ｆに取り付けられる。

図２において、フレーム２１には、キャリアテープＣＴの搬送を案内する搬送路２１Ｌが形成されている。搬送路２１Ｌはフレーム２１の後端部から前端部にかけて延びており、フレーム２１の後端下部と前端上部のそれぞれに開口している。搬送路２１Ｌの後側下部の開口はキャリアテープＣＴが挿入される入口開口２１Ａとなっており、搬送路２１Ｌの前側上部の開口はキャリアテープＣＴが排出される出口開口２１Ｂとなっている。フレーム２１の一部の後部には、フレーム２１の側板の一部が後方に延出した延出部２１Ｅが形成されており、その延出部２１Ｅの後端には上方に突出したストッパ部２１Ｓが設けられている。

図２において、搬送路２１Ｌは、フレーム２１の後端の入口開口２１Ａから下流に向けてほぼ水平に延びた後、フレーム２１の中間部において上り坂となり、この上り坂が終わるところからほぼ水平に延びて出口開口２１Ｂに至る形状を有している。搬送路２１Ｌのうちフレーム２１の出口開口２１Ｂの直前の一定の領域は、フレーム２１の上方に開放された状態となっている。

図２において、カバー部材２２はフレーム２１の前端上部に設けられており、上方に開放された搬送路２１Ｌの少なくとも一部を上方から覆っている。図４に示すように、カバー部材２２の上面部２２ａには、部品取出口２２Ｇが上面部２２ａを厚さ方向に貫通して設けられている。部品取出口２２Ｇは、部品供給位置１４Ｋに位置したキャリアテープＣＴのポケットＰＫ内から搭載ヘッド１５がノズル１５Ｎによって部品ＢＨを取り出すための開口である。

図２において、テープ搬送部２３は、フレーム２１に設けられたスプロケット３１と、スプロケット３１を回転駆動する駆動モータ３２を備えている。スプロケット３１はフレーム２１の前端よりもやや後側の上部領域に、Ｘ方向と平行な軸まわりに回転自在に設けられている。スプロケット３１はその外周縁に一定間隔で係合ピン３１Ｐを有している（図３）。これら係合ピン３１Ｐのうち、スプロケット３１の回転中心の直上に位置するもの（「最上部係合ピン３１Ｇ」と称する）は、搬送路２１Ｌのうちスプロケット３１の上方領域内に位置するキャリアテープＣＴの送り孔ＳＨに下方から係合する。

駆動モータ３２を作動させてスプロケット３１を回転させると、スプロケット３１の最上部係合ピン３１Ｇは前方へ移動する。これによりキャリアテープＣＴはその全体が前方へ牽引され、搬送路２１Ｌ内を前方に搬送される。

キャリアテープＣＴのトップテープＴＴは、図４に示すように、部品供給位置１４Ｋ（部品取出口２２Ｇ）よりもフレーム２１の後方位置に設けられたトップテープ引出部２２Ｔ（あるいは部品取出口２２Ｇの後縁）を剥離位置としてベーステープＢＴから剥離され、後方へ折り返される。このため各ポケットＰＫは部品供給位置１４Ｋに到達した時点で上方に開放された状態となり、搭載ヘッド１５は、部品供給位置１４Ｋに位置した部品ＢＨを、ノズル１５Ｎによって部品取出口２２Ｇから取り出す（ピックアップする）ことができる（図３）。カバー部材２２の下方領域を通過したキャリアテープＣＴ（ベーステープＢＴ）は、出口開口２１Ｂからフレーム２１の外部に排出される（図２）。

図２において、トップテープ回収部２４はフレーム２１の前後方向の中間部の上側に設けられている。トップテープ回収部２４は、一対の送りローラ２４ａと、テンション付与部２４ｂを備えている。カバー部材２２のトップテープ引出部２２Ｔから折り返されたトップテープＴＴは一対の送りローラ２４ａに挟み込まれ、テンション付与部２４ｂによって適度なテンションが与えられるようになっている。

スプロケット３１が回転してキャリアテープＣＴが前方へ搬送されると、一対の送りローラ２４ａはスプロケット３１の回転と同調して回転する。これによりトップテープＴＴは一対の送りローラ２４ａによって後方に引っ張られ（図２および図４中に示す矢印Ｔ）、フレーム２１内に形成された収容空間４１（図２）内に送り込まれる。

図５において、収容空間４１はフレーム２１の後部で（すなわちフレーム２１の外部に）開口しており、収容空間４１にはその開口部であるアクセス開口４１Ｋからアクセスできるようになっている。アクセス開口４１Ｋの下部には、フレーム２１に固定された軸部材４２が位置しており、軸部材４２には扉部材４３が取り付けられている。扉部材４３は、軸部材４２の中心軸線４２Ｊを中心に揺動することでアクセス開口４１Ｋを開閉する。

図５において、軸部材４２はフレーム２１の幅方向（Ｘ方向）に延びており、その両端部がフレーム２１によって支持されている。このように軸部材４２は、フレーム２１にほぼ水平姿勢に取り付けられた状態となっている。本実施の形態では軸部材４２は円柱状の部材であり、外面は円筒形状になっている。

扉部材４３は樹脂材料から成っており、図６に示すように、全体として長方形形状を有している。扉部材４３が有する２つの短辺のうちの一方には軸部材４２に連結される連結部５１が設けられている。連結部５１は、図７にも示すように、軸部材４２に外嵌して軸部材４２を弾性的に把持する一対の把持部５２を備えている。これら一対の把持部５２の端部５２Ｔ同士の間には、開放部５３が形成されている。なお、扉部材４３は少なくとも連結部５１が樹脂材料から構成されていればよい。

前述したように軸部材４２の外面は円筒形状であるので、一対の把持部５２の内面５２Ｍは、その軸部材４２の外面に倣う円筒形状となっている。本実施の形態では、連結部５１は、図６および図７に示すように、一対の把持部５２それぞれの厚さがほぼ一様で弾性変形し易いＣ形断面形状となっている。

扉部材４３の連結部５１は、一対の把持部５２の円筒形状の内面５２Ｍを、軸部材４２の円筒形状の外面に対して滑らせることによって、軸部材４２の中心軸線４２Ｊ（図６および図７）を中心に揺動させることができる。このため扉部材４３は、収容空間４１を閉止する閉姿勢（図８）と、収容空間４１を開放する開姿勢（図９）との間で姿勢を変更することが可能である。扉部材４３が閉姿勢のとき、アクセス開口４１Ｋは扉部材４３によって閉じられて収容空間４１は閉止される。扉部材４３が開姿勢のとき、アクセス開口４１Ｋは開かれて収容空間４１は開放される。

本実施の形態では、図６および図７に示すように、扉部材４３がほぼ水平な姿勢となっている状態において、一対の把持部５２の端部５２Ｔ同士の間に形成される開放部５３が、軸部材４２の中心軸線４２Ｊの側方に位置するようになっている。

図５および図６において、扉部材４３が有する２つの短辺のうち、連結部５１が設けられた側とは反対側の短辺の近傍位置には、磁性体プレート６１とつまみ部６２が設けられている。磁性体プレート６１は、扉部材４３の内面（扉部材４３が水平な姿勢となったときの上面）に設けられており、つまみ部６２は、扉部材４３の外面（扉部材４３が水平な姿勢となったときの下面）に設けられている（図５）。つまみ部６２は、扉部材４３が閉姿勢の状態では、扉部材４３から後方に突出した状態となる（図８）。

このため作業者は、つまみ部６２を指で摘まんで後方に引っ張ることによって収容空間４１を開放することができ、収容空間４１に収容されたトップテープＴＴを外部に取り出して回収ことができる。なお、扉部材４３は、開姿勢となってほぼ水平になったところで、フレーム２１の延出部２１Ｅに設けられた前述のストッパ部２１Ｓに上方から当接し、その水平な状態、すなわち開姿勢が維持される（図５および図９）。

図５、図８および図９において、フレーム２１の収容空間４１内には磁石２１Ｍが設けられている。磁石２１Ｍは、閉姿勢になった扉部材４３の磁性体プレート６１と磁力で結合する位置に設けられている。このため閉姿勢の扉部材４３は磁力によって閉姿勢が維持される。扉部材４３は、収容空間４１に収容されるトップテープＴＴの量が満杯になるとトップテープＴＴの塊に押され、その力が磁石２１Ｍによる保持力を上回ることで自動的に開状態になる。これにより、作業者にトップテープＴＴが満杯になったことを認識させる。

このような構成のテープフィーダ１４において、扉部材４３が収容空間４１を開放した状態において、扉部材４３に横方向（Ｘ方向）の外力Ｐ（図５）が作用したとする。そうすると、扉部材４３は内面５２Ｍと軸部材４２の外面との接点Ｃ１を中心に矢印Ｍ１方向に回転する（図１０（ａ），（ｂ））。扉部材４３の回転に伴って把持部５２は軸部材４２によって押し広げられてその端部５２Ｔ同士の間隔が大きくなり（図１１（ａ）→図１１（ｂ））、最終的に連結部５１は軸部材４２から離脱する（図１０（ｃ）および図１１（ｃ））。

このように本実施の形態におけるテープフィーダ１４では、扉部材４３に横方向の外力Ｐが作用した場合、連結部５１は一対の把持部５２が軸部材４２によって弾性的に押し広げられることによって軸部材４２から離脱するので、連結部５１（一対の把持部５２）はもとより、フレーム２１側の部材（軸部材４２および軸部材４２を支持するフレーム２１）も損傷しない。

本実施の形態では、扉部材４３（連結部５１）が樹脂材料から成っていることと、Ｃ形断面形状から成っていることとが相俟って、一対の把持部５２が弾性変形し易くなっており、これにより容易に軸部材４２から離脱し得るようになっているが、扉部材４３が樹脂材料から成っていることと、連結部５１の形状がＣ形断面形状であることは、必須の要件ではない。扉部材４３に横方向の外力Ｐが作用した場合に、軸部材４２によって端部５２Ｔ同士の間隔が押し広げられるという条件が満たされるのであればよいのであって、連結部５１はＣ形断面形状以外の断面形状（例えば、ほぼＪ形断面形状やほぼＵ形断面形状等）であってもよく、これにより上述の実施の形態の場合と同様の効果が得られる。

以上説明したように、本実施の形態における部品搭載装置１のテープフィーダ１４は、フレーム２１内に設けられた収容空間４１の開口部であるアクセス開口４１Ｋを開閉する扉部材４３の連結部５１が、フレーム２１にほぼ水平姿勢に取り付けられた軸部材４２に連結された構成となっている。連結部５１は、一対の把持部５２で軸部材４２を把持することによって軸部材４２に連結されており、一対の把持部５２は、扉部材４３に横方向の外力Ｐが作用した場合に、軸部材４２によって端部５２Ｔ同士の間隔が押し広げられるようになっている。このため、扉部材４３に横方向の外力Ｐが作用した場合であっても連結部５１は軸部材４２から離脱し、扉部材４３はもとよりフレーム２１側の部材（軸部材４２および軸部材４２が取り付けられているフレーム２１）を損傷させない。

これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述したものに限定されず、種々の変形等が可能である。例えば、上述の実施の形態では、扉部材４３が上下方向に延びる姿勢で収容空間４１を閉止する閉姿勢になり、水平な姿勢で収容空間４１を開放する開姿勢になるようになっていたが、扉部材４３は閉姿勢と開姿勢との間で移動（揺動）自在であればよく、扉部材４３が閉姿勢および開姿勢それぞれでどのような姿勢になっているかは問わない。また、上述の実施の形態では、扉部材４３が開閉する収容空間４１はキャリアテープＣＴから剥離したトップテープＴＴを収容する空間であったが、収容空間４１の用途は限定されない。

フレーム内に設けられた収容空間を開閉する扉部材に横方向の外力が作用した場合であっても扉部材およびフレーム側の部材を損傷させないテープフィーダおよび部品搭載装置を提供する。

１ 部品搭載装置
１４ テープフィーダ
１４Ｋ 部品供給位置
１５ 搭載ヘッド
２１ フレーム
２１Ｌ 搬送路
４１ 収容空間
４１Ｋ アクセス開口（開口部）
４２ 軸部材
４２Ｊ 中心軸線
４３ 扉部材
５１ 連結部
５２ 把持部
５２Ｍ 内面
５３ 開放部
ＣＴ キャリアテープ
ＴＴ トップテープ
ＢＨ 部品
ＫＢ 基板
Ｐ 外力

Claims (8)

1. 部品を収納したキャリアテープを搬送して所定の部品供給位置に部品を供給するテープフィーダであって、
   前記キャリアテープの搬送路を有するとともに開口部によって一端を開放された収容空間を有するフレームと、
   前記フレームにほぼ水平姿勢に取り付けられた軸部材と、
   一端部に設けられた連結部が前記軸部材に連結され、前記軸部材の中心軸線を中心に揺動することで前記開口部を開閉する扉部材と、を備え、
   前記連結部は一対の把持部で前記軸部材を把持することによって前記軸部材に連結され、
   前記扉部材がほぼ水平な姿勢となっている状態で前記扉部材に横方向の外力が作用した場合、前記扉部材は前記一対の把持部の内面と前記軸部材の外面との接点を中心に回転し、
   前記一対の把持部は前記扉部材の回転に伴って前記軸部材によってその端部同士の間隔が押し広げられる、テープフィーダ。
2. 前記扉部材がほぼ水平な姿勢となっている状態において、前記一対の把持部の端部同士の間に形成される開放部が前記軸部材の前記中心軸線の側方に位置する、請求項１に記載のテープフィーダ。
3. 前記軸部材の外面は円筒形状であり、前記一対の把持部それぞれの内面は前記軸部材の外面に倣う円筒形状である、請求項１または２に記載のテープフィーダ。
4. 前記連結部はＣ形断面形状を有する、請求項３に記載のテープフィーダ。
5. 前記扉部材は少なくとも連結部が樹脂材料から構成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載のテープフィーダ。
6. 前記収容空間は前記キャリアテープから剥離したトップテープを収容する空間である、請求項１～５のいずれか１項に記載のテープフィーダ。
7. 前記フレームには、開姿勢となってほぼ水平になった前記扉部材に下方から当接することで、前記扉部材をほぼ水平な姿勢に維持するストッパ部が形成される、請求項１～６のいずれか１項に記載のテープフィーダ。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載のテープフィーダと、
   前記テープフィーダが前記部品供給位置に供給する部品をピックアップして基板に搭載する搭載ヘッドと、
   を備えた部品搭載装置。

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