WO2016006084A1 - 部品実装機 - Google Patents

Abstract

　支持台（１４）の上面に部品供給装置（２０）を複数並べて設置可能な部品実装機（１０）において、部品供給装置（２０）のケース（２１）を熱伝導率の高い素材により形成し、支持台（１４）の部品供給装置設置面の裏側となる面に放熱フィン（６２）を形成し、放熱フィン（６２）に空気の流れを生じさせる冷却ファン（６４）を設ける。これにより、部品供給装置（２０）の熱源（駆動モータ（２６）や制御基板（２８）など）で発生した熱をケース（２１）を介して支持台（１４）へ伝えて、支持台（１４）から放熱させることができる。この結果、部品供給装置（２０）を効率よく冷却することができる。

Description

部品実装機

　本発明は、部品をピックアップして実装対象物に実装する部品実装機に関する。

　従来、この種の部品実装機としては、部品が所定間隔で収納されたテープをリールから引き出すことにより部品を供給する部品供給装置を備えるものが知られている。例えば、特許文献１には、電子部品を収容するポケットが一定間隔で形成されたキャリアテープとキャリアテープの上面に貼り付けられたトップカバーテープとからなる電子部品搬送体をリールから引き出した後、電子部品搬送体からトップカバーテープを剥離し、トップカバーテープが剥離された電子部品搬送体を搬送する部品供給装置において、トップカバーテープが剥離される前の電子部品搬送体に対してイオンを含むエアを吹き付けるものが開示されている。
特開２０１１－５４８０７号公報

　こうした部品供給装置では、部品の搬送（テープ送り）に必要なモータトルクを確保するために比較的大きな電流をモータに出力する必要があり、モータや制御基板が発熱し易い。一方で、近年、部品供給装置の薄型化が図られており、１台の部品実装機につき多数の部品供給装置を並べて配置するのが一般的となっている。このため、部品供給装置は、モータや制御基板などの発熱源からの熱の逃げ場が少なく、装置の温度上昇を招いてしまう。

　本発明は、部品実装機の保持台に並べて保持された複数の部品供給装置を効率よく冷却することを主目的とする。

　本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

　本発明の部品実装機は、
　部品をピックアップして実装対象物に実装する部品実装機であって、
　部品を供給する部品供給装置と、
　複数の前記部品供給装置を並べて保持する保持台と、
　前記部品供給装置で発生した熱を前記保持台に伝える伝熱部と、
　前記保持台を冷却する冷却装置と
　を備えることを要旨とする。

　この本発明の部品実装機では、複数の部品供給装置を並べて保持する保持台を備えるものにおいて、部品供給装置で発生した熱を伝熱部によって保持台に伝え、冷却装置によって保持台を冷却する。これにより、保持台に並べて配置された複数の部品供給装置を効率よく冷却することができ、装置の温度を適切に管理することができる。

　こうした本発明の部品実装機において、前記冷却装置は、前記保持台の前記部品供給装置を保持する面とは反対側の面に空気の流れを生じさせることで、前記空気との熱交換により前記保持台を冷却するものとすることもできる。この態様の本発明の部品実装機において、前記部品実装機の機内から機外へ向かって空気の流れを生じさせることで、前記保持台を冷却するものとすることもできる。こうすれば、実装機内に熱がこもるのを抑制することができる。これらの場合、保持台の部品供給装置を保持する面とは反対側（裏側）の面に放熱用のフィンを設けることもできる。こうすれば、保持台の冷却をより促進させることができる。

　あるいは、本発明の部品実装機において、前記冷却装置は、前記保持台に冷媒を循環させる循環路を備え、前記循環路内を循環させる冷媒との熱交換により前記保持台を冷却するものとすることもできる。

　また、本発明の部品実装機において、前記保持台は、前記部品供給装置の底面を支持する底面支持部を有し、前記冷却装置は、前記底面支持部を冷却するものとすることもできる。

本発明の一実施例としての部品実装機１０の構成の概略を示す構成図である。 実施例の部品供給装置２０の構成の概略を示す構成図である。 実施例の冷却装置６０の構成の概略を示す構成図である。 変形例の冷却装置１６０の構成の概略を示す構成図である。

　本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

　図１は、本発明の一実施例としての部品実装機１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、実施例の部品供給装置２０の構成の概略を示す構成図であり、図３は、実施例の冷却装置６０の構成の概略を示す構成図である。なお、図１の左右方向がＸ軸方向であり、前（手前）後（奥）方向がＹ軸方向であり、上下方向がＺ軸方向である。

　部品実装機１０は、その外観としては、図１に示すように、基台１１と、基台１１に支持された本体枠１２とにより構成されている。この部品実装機１０は、図１に示すように、本体枠１２の下段部に設けられた支持台１４と、基板を搬送する基板搬送装置３０と、支持台１４に着脱可能に設置されて部品を供給する部品供給装置２０と、部品供給装置２０により供給された部品を吸着ノズル５２に吸着させて基板搬送装置３０により搬送された基板上へ実装するヘッド５０と、ヘッド５０をＸＹ方向へ移動させるＸＹロボット４０と、部品供給装置２０を冷却する冷却装置６０（図３参照）と、実装機全体をコントロールする図示しない制御装置とを備える。また、部品実装機１０は、これらの他に、ヘッド５０に設けられ基板に付された基板位置決め基準マークを撮像するためのマークカメラ４６や、吸着ノズル５２に吸着させた部品の吸着姿勢を撮像するためのパーツカメラ４８なども備えている。

　基板搬送装置３０は、図１に示すように、本実施例では、２つの基板搬送路が設けられたデュアルレーン方式の搬送装置として構成されており、支持台１４における前後方向（Ｙ軸方向）中央部に設置されている。基板搬送装置３０は、ベルトコンベア装置３２を備えており、ベルトコンベア装置３２の駆動により基板を図１の左から右（基板搬送方向）へと搬送する。また、基板搬送装置３０の基板搬送方向（Ｘ軸方向）中央部には、図示しない昇降装置により昇降可能なバックアッププレート３４が設けられており、基板搬送装置３０によりバックアッププレート３４の上方に基板が搬送されると、バックアッププレート３４を上昇させることで基板を裏面側からバックアップする。

　ＸＹロボット４０は、図１に示すように、本体枠１２の上段部に前後方向（Ｙ軸方向）に沿って設けられた左右一対のＹ軸ガイドレール４３と、左右一対のＹ軸ガイドレール４３に架け渡された状態でＹ軸ガイドレール４３に沿って移動が可能な長尺状のＹ軸スライダ４４と、Ｙ軸スライダ４４の下面に左右方向（Ｘ軸方向）に沿って設けられたＸ軸ガイドレール４１と、Ｘ軸ガイドレール４１に沿って移動が可能なＸ軸スライダ４２とを備える。Ｘ軸スライダ４２にはヘッド５０が取り付けられており、制御装置は、ＸＹロボット４０を駆動制御することにより、ＸＹ平面上の任意の位置にヘッド５０を移動可能である。　

　部品供給装置２０は、ピン２３を支持台１４に形成された図示しないピン穴に差し込むことにより支持台１４に位置決めされ、支持台１４に左右方向（Ｘ軸方向）に並ぶように複数整列配置される。この部品供給装置２０は、部品が所定ピッチで収容されたキャリアテープを、ヘッド５０（吸着ノズル５２）がピックアップ可能な部品供給位置まで送り出すテープフィーダである。なお、キャリアテープは、長手方向に所定ピッチでキャビティー（凹部）が形成されたボトムテープと、各キャビティーにそれぞれ部品が収容された状態でボトムテープの上面に貼り付けられたトップフィルムとからなり、その側縁には、後述するスプロケット歯２５ａが係合する図示しないスプロケット孔が所定ピッチで形成されている。

　また、部品供給装置２０は、図２に示すように、略長方形状のケース２１と、キャリアテープが巻回されたテープリール２２と、ケース２１に収容されテープリール２２からキャリアテープを引き出して部品供給位置まで送り出すテープ送り機構２４と、部品供給位置の手前に設けられボトムテープからトップフィルムを剥がして部品が露出された状態（部品をピックアップ可能な状態）とする図示しない剥離部と、ケース２１に収容され装置全体を制御する制御基板２８とを備える。なお、剥離部によって剥がされたトップフィルムは、ケース２１の外周に形成された図示しない誘導溝によって下方へ誘導されて基台１１に設置されたダストボックス７２に回収される。また、テープ送り機構２４によって送り出され部品供給位置で部品が取り出されたボトムテープは、テープ切断機構７０に誘導され細かく切断されてから、下方のダストボックス７２へ回収される。

　テープ送り機構２４は、外周にスプロケット歯が形成されたスプロケット２５と、駆動モータ２６（例えば、ステッピングモータ）と、スプロケット２５の回転軸に設けられたギヤ２４ａと駆動モータ２６の回転軸に設けられたギヤ２４ｂとを連結する伝達ギヤ２４ｃとを備える。このテープ送り機構２４は、キャリアテープに形成されたスプロケット孔にスプロケット歯を係合させると共に駆動モータ２６の駆動によりスプロケット２５を間欠回転させることにより、キャリアテープをピッチ送りする。

　制御基板２８は、ＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭなどからなるマイクロプロセッサとして構成されており、スプロケット２５の回転位置を検知する光学センサ２７からの検知信号を入力し、内蔵するモータドライバ（駆動回路）で駆動信号を生成して駆動モータ２６へ出力する。また、制御基板２８は、コネクタ２９を介して部品実装機１０の制御装置と通信可能に接続されており、互いに制御信号やデータのやりとりを行う。なお、コネクタ２９は、部品実装機１０から給電を受けて、テープ送り機構２４（駆動モータ２６）や、制御基板２８などの各部へ供給する給電コネクタとして構成されている。

　ケース２１は、本実施例では、アルミニウムやアルミニウム合金などの熱伝導性の高い材料によって形成されており、駆動モータ２６や制御基板２８（モータドライバ）など熱源で生じた熱を支持台１４へ伝える伝熱部材として機能する。

　部品供給装置２０の駆動モータ２６や制御基板２８等の機器は、駆動に伴い熱を発生する熱源となる。これらの熱源は、発熱量の多いものほど支持台１４のフィーダ設置面に接触する面（底面）に近い位置に配置されている。本実施例では、モータドライバを内蔵する制御基板２８は、駆動モータ２６よりも発熱量が多いため、図２に示すように、駆動モータ２６よりもケース２１底面に近い位置に配置されている。これにより、制御基板２８で発生した熱を支持台１４に効率よく逃がすことを可能とする。勿論、駆動モータ２６の方が制御基板２８よりも発熱量が多い場合には、駆動モータ２６を制御基板２８よりもケース２１底面に近い位置に配置するものとしてもよい。

　冷却装置６０は、支持台１４のフィーダ設置面の裏側となる面に形成された複数の放熱フィン６２と、複数の放熱フィン６２周辺に空気の流れを生じさせる冷却ファン６４とを備える。冷却ファン６４は、空気の流れの方向（送風方向）が部品実装機１０の機内から機外へ向かうように設置されている。このため、放熱フィン６２にて熱交換によって暖められた空気は、機外へ排出されるようになっている。

　ここで、部品供給装置２０は、テープ送りに必要なトルクを確保するため、比較的大きな電流を駆動モータ２６に印加する必要がある。このため、駆動モータ２６やこれを制御する制御基板２８（モータドライバ）が熱源となる。一方、図１に示すように、部品供給装置２０は支持台１４に整列させた状態で複数台設置されるのが通常であるから、部品供給装置２０が発熱すると、熱の逃げ場が少なく、温度上昇を招きやすい。このため、例えば、駆動モータ２６の駆動が制限され、部品を正常に供給することができなくなる場合が生じる。また、例えば、支持台１４周辺の温度上昇を招いて周囲の湿度を低下させることによりキャリアテープに静電気が発生し、静電気によって部品がボトムテープに張り付いたりトップテープの剥離動作に伴い部品が飛び跳ねたりし、吸着ノズル５２が部品を正常に取り出すことができない（吸着ズレや吸着ミスが発生する）場合が生じる。そこで、本実施例では、部品供給装置２０の熱源からの熱をケース２１を介して支持台１４へ伝え、支持台１４に空気の流れを生じさせて空気との熱交換によって支持台１４を冷却することで、部品供給装置２０を冷却して上述した不具合の発生を抑制しているのである。

　以上説明した実施例の部品実装機１０によれば、支持台１４の上面に部品供給装置２０を複数並べて設置可能なものにおいて、部品供給装置２０のケース２１を熱伝導率の高い素材により形成し、支持台１４のフィーダ設置面の裏側となる面に空気の流れを生じさせる冷却ファン６２を設ける。これにより、部品供給装置２０の熱源（駆動モータ２６や制御基板２８など）で発生した熱をケース２１を介して支持台１４へ伝えて、支持台１４から効率よく放熱させることができる。この結果、部品供給装置２０を効率よく冷却することができる。

　また、本実施例の部品実装機１０によれば、支持台１４のフィーダ設置面の裏側となる面に放熱フィン６２を形成したから、支持台１４からの放熱を促進することができ、冷却性能をより高めることができる。

　さらに、実施例の部品実装機１０によれば、冷却ファン６４を、空気の流れる方向（送風方向）が機内から機外へ向かうように設置したから、支持台１４（放熱フィン６２）との熱交換によって暖められた空気を機外へ排出することができ、機内の温度上昇を抑制することができる。

　さらに、実施例の部品実装機１０によれば、部品供給装置２０の熱源（駆動モータ２６や制御基板２８など）のうち発熱量が多いもの（制御基板２８）を、支持台１４のフィーダ設置面と接触する面（ケース２１の底面）に近い位置に配置したから、熱源の熱を効率よく支持台１４へ放熱させることができる。

　本実施例では、支持台１４の裏面に放熱フィン６２を形成するものとしたが、これに限定されるものではなく、放熱フィン６２を形成しないものとしてもよい。

　本実施例では、冷却装置６０を、冷却ファン６４を用いて構成するものとしたが、これに限定されるものではない。支持台１４に冷却水（冷媒）を循環させることで支持台１４を冷却するものとしてもよい。図４に変形例の冷却装置１６０を示す。変形例の冷却装置１６０は、支持台１４に設けられた循環路１６２と、循環路１６２の冷却水（冷媒）を循環させるポンプ１６４と、循環路１６２を循環する冷却水（冷媒）の熱を放熱するラジエータ１６６とを備える。これにより、支持台１４の冷却により、部品供給装置２０を効果的に冷却することができる。

　本実施例では、ケース２１を、熱源の熱を支持台１４に伝える伝熱部材として機能させたが、これに限定されるものではなく、熱伝導率の高い材料（銅や銅合金など）により形成された伝熱部材や伝熱ゲルなどを別途熱源に配置するものとしてもよい。

　本実施例では、支持台１４に配置されるテープフィーダとしての部品供給装置２０の冷却について本発明を適用するものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、複数の電子部品をバラバラの状態で収容し、これら電子部品を１列に整列させて供給するバルクフィーダなど、熱源（モータやソレノイド、制御基板など）を備える部品供給装置であれば、如何なるものに適用するものとしてもよい。また、フィーダ以外のユニット（例えば、部品にフラックスを塗布するフラックス塗布ユニットや、吸着ノズル５２を清掃するノズル清掃ユニットなど）を支持台１４に設置する場合、これらユニットの冷却について本発明を適用することも可能である。

　ここで、本実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。即ち、部品供給装置２０（テープフィーダ）が「部品供給装置」に相当し、支持台１４が「保持台」に相当し、ケース２１が「伝熱部」に相当し、冷却装置６０，１６０が「冷却装置」に相当する。

　なお、本発明は上述した実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

　本発明は、部品実装機の製造産業などに利用可能である。

　１０　部品実装機、１１　基台、１２　本体枠、１４　支持台、２０　部品供給装置、２１　ケース、２２　テープリール、２３　ピン、２４　テープ送り機構、２４ａ，２４ｂ　ギヤ、２４ｃ　伝達ギヤ、２５　スプロケット、２６　駆動モータ、２７　光学センサ、２８　制御基板、２９　コネクタ、３０　基板搬送装置、３２　ベルトコンベア装置、３４　バックアッププレート、４０　ＸＹロボット、４１　Ｘ軸ガイドレール、４２　Ｘ軸スライダ、４３　Ｙ軸ガイドレール、４４　Ｙ軸スライダ、４６　マークカメラ、４８　パーツカメラ、５０　ヘッド、５１　吸着ノズル、６０，１６２　冷却装置、６２　放熱フィン、６４　冷却ファン、７０　テープ切断機構、７２　ダストボックス、１６２　循環路、１６４　ポンプ、１６６　ラジエータ。

Claims (5)

1. 　部品をピックアップして実装対象物に実装する部品実装機であって、
   　部品を供給する部品供給装置と、
   　複数の前記部品供給装置を並べて保持する保持台と、
   　前記部品供給装置で発生した熱を前記保持台に伝える伝熱部と、
   　前記保持台を冷却する冷却装置と
   　を備えることを特徴とする部品実装機。
2. 　請求項１記載の部品実装機であって、
   　前記冷却装置は、前記保持台の前記部品供給装置を保持する面とは反対側の面に空気の流れを生じさせることで、前記空気との熱交換により前記保持台を冷却する
   　ことを特徴とする部品実装機。
3. 　請求項２記載の部品実装機であって、
   　前記冷却装置は、前記部品実装機の機内から機外へ向かって空気を流れを生じさせることで、前記保持台を冷却する
   　ことを特徴とする部品実装機。
4. 　請求項１記載の部品実装機であって、
   　前記冷却装置は、前記保持台に冷媒を循環させる循環路を備え、前記循環路内を循環させる冷媒との熱交換により前記保持台を冷却する
   　ことを特徴とする部品実装機。
5. 　請求項１ないし４いずれか１項に記載の部品実装機であって、
   　前記保持台は、前記部品供給装置の底面を支持する底面支持部を有し、
   　前記冷却装置は、前記底面支持部を冷却する
   　ことを特徴とする部品実装機。

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