特許 5973373 電子部品装着装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5973373

(24)【登録日】2016年7月22日

(45)【発行日】2016年8月23日

(54)【発明の名称】電子部品装着装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/04 20060101AFI20160809BHJP

【ＦＩ】

   H05K13/04 A

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-71205(P2013-71205)

(22)【出願日】2013年3月29日

(65)【公開番号】特開2014-195023(P2014-195023A)

(43)【公開日】2014年10月9日

【審査請求日】2015年10月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001036

【氏名又は名称】特許業務法人暁合同特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】橋本 将敏

(72)【発明者】

【氏名】狩野 良則

(72)【発明者】

【氏名】福島 吉晴

【審査官】 中島 昭浩

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−１１２６１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２４３８３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１０３３８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１５５２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ １３／００−１３／０８

Ｈ０２Ｇ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水平方向に移動可能なビームに、このビームに沿った方向に移動可能な装着ヘッドを設け、この装着ヘッドによって電子部品を保持して基板上に装着する電子部品装着装置において、複数のケーブルを並べてケーブルの長手方向に屈曲可能に形成したフラットケーブルと、このフラットケーブルの上方に設けられ前記フラットケーブルの移動と共に移動して前記フラットケーブルの上方への変形を押さえるケーブル押えとを備え、このケーブル押えの前記フラットケーブルとの当接部に、下方へ突出する回転部材を設けたことを特徴とする電子部品装着装置。

【請求項2】

水平方向に移動可能なビームに、このビームに沿った方向に移動可能な装着ヘッドを設け、この装着ヘッドによって電子部品を保持して基板上に装着する電子部品装着装置において、前記装着ヘッドに設けられた駆動源に信号を送るための信号線により形成された信号線ケーブルと、前記駆動源に電力を供給するための動力線により形成される電力ケーブルとを平板状に並べてケーブルの長手方向に屈曲可能に形成し前記ビームの移動方向に設けられフラットケーブルと、このフラットケーブルの上方に設けられて前記ビームと共に移動して前記フラットケーブルの上方への変形を押さえるケーブル押えとを備え、このケーブル押えの前記フラットケーブルとの当接部に、前記ビームの移動方向と直交する方向に軸を備えて前記フラットケーブルに接触して回転するローラを設けたことを特徴とする電子部品装着装置。

【請求項3】

前記ケーブル押えは、前記フラットケーブルの長手方向にほぼ水平に設けられ、前記ケーブル押えの先端部に形成され上方へ湾曲した当接部の中間部に前記回転部材或いは前記ローラを設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の電子部品装着装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水平方向に移動可能なビームに、このビームに沿った方向に駆動源により移動可能な装着ヘッドを設け、この装着ヘッドによって電子部品を保持してプリント基板上に装着する電子部品装着装置に関する。

【背景技術】

【0002】

上述した従来の電子部品装着装置は、例えば特許文献１等に開示されている。そして、装着ヘッドにはノズルの上下動手段やθ回転手段の駆動手段等に電力を供給するためのケーブルやエアを供給するエアチューブをまとめてフラットケーブルとし、さらに、フラットケーブルをその途中で固定部材により支持し、ビームに沿って支持し、更に、ビームの端部の方向変換部でフラットケーブルの配設方向をビームと直交する方向に変え、ビームの移動方向（図１でのＸ方向）に配設する技術が開示されている。

【0003】

そして、例えばビームと直交する方向、即ち、ビームの移動方向に配設されたフラットケーブルは、上部に略水平方向に配設された上部水平部と、この上部水平部から略Ｕ字状に下方へ延びてＵターン部と、このＵターン部の下端から前記上部水平部とは反対方向に略水平に延びた下部水平部とを備えている。

【0004】

更に、ビームの端部の方向変換部には、この方向変換部から延びた上部水平部の上方に略水平方向に配置され、ビームの移動に伴い、ケーブルの形状が変化したときに、上部水平部の跳ね上がり（暴れ）を押さえるケーブル押え緒さえが取付けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−２４６２８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ビームの移動に伴い、ビームの移動方向（図１でのＸ方向）に配設されたケーブルの形状が変化したとき、変化に伴いケーブルの上部水平部の上面がケーブル押えの下面に当たり擦れる虞があり、ケーブルの上部水平部の上面とケーブル押えの下面との間の摩擦が長年に亘り発生すると、ケーブルが傷む虞があった。

【0007】

そこで本発明は、ケーブル押えを用いて、フラットケーブルの跳ね上がりを回避することができるのはもちろん、ケーブルが傷むことを防止することができる電子部品装着装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

このため第１の発明は、水平方向に移動可能なビームに、このビームに沿った方向に移動可能な装着ヘッドを設け、この装着ヘッドによって電子部品を保持して基板上に装着する電子部品装着装置において、複数のケーブルを並べてケーブルの長手方向に屈曲可能に形成したフラットケーブルと、このフラットケーブルの上方に設けられ前記フラットケーブルの移動と共に移動して前記フラットケーブルの上方への変形を押さえるケーブル押えとを備え、このケーブル押えの前記フラットケーブルとの当接部に、下方へ突出する回転部材を設けたことを特徴とすることを特徴とする。

【0009】

第２の発明は、水平方向に移動可能なビームに、このビームに沿った方向に移動可能な装着ヘッドを設け、この装着ヘッドによって電子部品を保持して基板上に装着する電子部品装着装置において、前記装着ヘッドに設けられた駆動源に信号を送るための信号線により形成された信号線ケーブルと、前記駆動源に電力を供給するための動力線により形成される電力ケーブルとを平板状に並べてケーブルの長手方向に屈曲可能に形成し前記ビームの移動方向に設けられフラットケーブルと、このフラットケーブルの上方に設けられて前記ビームと共に移動して前記フラットケーブルの上方への変形を押さえるケーブル押えとを備え、このケーブル押えの前記フラットケーブルとの当接部に、前記ビームの移動方向と直交する方向に軸を備えて前記フラットケーブルに接触して回転するローラを設けたことを特徴とする。

【0010】

更に、第２の発明は、第１または第２の発明において、前記ケーブル押えは、前記フラットケーブルの長手方向にほぼ水平に設けられ、前記ケーブル押えの先端部に形成され上方へ湾曲した当接部の中間部に前記回転部材或いは前記ローラを設けたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、フラットケーブルの跳ね上がりをケーブル押えにより回避することができと共に、ケーブル押えとの摩擦によりケーブルが傷むことを防止する電子部品装着装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】電子部品装着装置の概略構成を平面図である。

【図2】電子部品装着装置の概略構成を示す要部の正面図である。

【図3】電子部品装着装置の概略構成を示す側面図である。

【図4】ケーブル押えの上面図である。

【図5】ケーブル押えの右側面図である。

【図6】ケーブル押えの先端部（当接部）の側面図である。

【図7】本願発明に係るフラットケーブルとケーブル押えとの状態を示した側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面に基づいて本願発明の実施形態につき説明する。図１は電子部品装着装置１の平面図で、図２は電子部品装着装置１の概略構成を示す要部の正面図で、図３は電子部品装着装置１の概略構成を示す側面図である。

１Ａはビーム、２はリニアガイド、３はケーブル支柱、４は装置架台、５は装置外側フレーム、６は装置側ケーブル受け、７はケーブル支柱３に取り付けられてケーブルの跳ね上がりを防止するケーブル押え、８はフラットケーブル、１０は装置カバー、１１はリニアモータ、１４は装着ヘッド（以下、ヘッドという。）、１５はフィーダ、１６は部品認識カメラ、１７は基板である。

【0014】

ビーム１Ａは、リニアモータ１１の駆動によりリニアガイド２に沿って基板１７や部品供給ユニットであるフィーダの部品取出し部（部品吸着位置）上方を個別にＸ方向に移動する。なお、リニアモータ１１の代わりに、サーボモータ等を用いてネジ軸を回転させてビーム１Ａを移動させても良い。 また、ヘッド１４は、図示しないガイドに沿ってビーム１ＡをＹ方向に移動する。ヘッド１４には、複数本の吸着ノズル３０が環状に等間隔を存して設けられ、例えばサーボモータであるノズル選択モータにより複数本の吸着ノズル３０のうちの任意の吸着ノズル３０の吸着側端部が昇降するように選択される。

フラットケーブル８は、ヘッド１４をビーム１Ａに沿ったＹ方向に移動させるＸ軸モータ、ヘッド１４に設けられたθ軸モータ、上下軸モータ及び各ノズル選択モータ等に電力を供給するための電力ケーブル、真空吸引するためのエアチューブ、エアを供給するためのエアチューブ、ヘッド１４に設けられた駆動部に信号を送る信号線ケーブルである光ケーブル等から構成され、これらは可撓性の合成樹脂材料で構成されている。また、フラットケーブル８は、屈曲可能であり、上部に略水平方向に配設された上部水平部８１と、この上部水平部８１から略Ｕ字状に下方へ延びたＵターン部８２と、このＵターン部８２の下端から前記上部水平部とは反対方向に略水平に延びた下部水平部８３とを備えている（図３等を参照）。 以下、ケーブル押え７について、図２〜図６に基づいて説明する。

【0015】

ケーブル押え７はケーブル支柱３の上部にビスにより固定され、断面形状が略U字状であり、ケーブル支柱３に固定された固定部４２と、この固定部から水平に延びた押え部４３とを備えている。また、ケーブル押え７は、固定部４２から押え部４３に亘り略水平に延びた底板４４と、この底板の両縁（図２では左右（図４では上下に位置している）の両縁から折曲して上方へ延びた左右の垂直板４５と、固定部４２において各垂直板４５の上縁から外側下方へ折曲して各垂直板の外面に沿って下方へ延び底板４３より下方に突出した外側垂直板４６と、各外側垂直板４６の下端から直角に外側に折曲して水平に延びた固定板４７とを備え、各固定板４７に形成された複数の開孔４８を介してケーブル支柱３にビス止めされている。

【0016】

また、押え部４３の先端には、フラットケーブル８が当接する当接部５０が形成されている。そして、フラットケーブル８が当接部５０に当たったとき、押え部４３は僅かに変形し、当接部５０は上下方向に振れる。

【0017】

以下、当接部５０について説明する。

【0018】

当接部５０は、Ｒ形状、即ち、円弧形状（図６を参照）に形成され、水平な部分５１から上方へ延び、ビーム１Ａと共にケーブル押え７が移動したときにフラットケーブル８が当接し易い部分である当接部５０の中間位置より下の部分に例えば樹脂製の回転部材であるローラ５２が回転自在に設けられている。尚、ローラ５２は、フラットケーブル８が当たったときに、当接部５０が上下に振れて衝撃を吸収し易いように、上述した樹脂のような軽量のものを用いるのが好ましく、ローラ５２を、軽量の金属、例えばアルミニウム等の金属製にしてもよい。当接部５０の底板４４に、ローラ配置用の矩形の開口５３が形成され、この開口５３を介してローラ５２の下部５２Ａが底板４４から下方へ突出している。そして、開口５３とローラ５２との間には僅かな隙間５４が設けられている。即ち、下部５２Ａが当接部５０である湾曲形状の部分から突出しており、当接部５０から突出していれば下部５２Ａの一部が水平な部分５１にかかっていてもよい。

【0019】

また、ローラ５２の左右両端（図４では上下の両端）には、端面から突出して左右の軸５５が設けられている。そして、左右の軸５５は、左右の垂直板４５に夫々形成された左右開口５６を貫通して回転自在に支持されている。また、垂直板４５より僅かに外側の各軸５５の位置には図示しない溝が形成され、それぞれの溝にワッシャ５７が取付けられている。そして、各ワッシャ５７と各垂直板４５との当接により、ローラ５２の左右方向の振れを防止することが可能になる。

【0020】

更に、底板４４の先端には、各垂直板４５の先端４５Ａより更に上方へ延びて先端支持部４４Ａが形成されている。

【0021】

６０は、固定部４２に位置し、底板４４の下面に、例えば両面テープで取り付けられたウレタンシート等の弾性を有したシートであり、フラットケーブル８は、底板４４の下面とケーブル支柱３の上面との間にシート６０を介して挟まれる。この結果、弾性を有したシート５８により、フラットケーブル８の振れを防止することができる。また、固定部４２には、図７に記載されているように、一部が各固定板４７とケーブル支柱３の上面との間に挟まれて固定された弾性を有して変形自在のケーブル受け６１が取付けられている。ケーブル受け６１は、固定部４７からフラットケーブル８と同様の方向へ延び、固定部４７近くのフラットケーブル８を受けて支持し、フラットケーブル８の下方への大きな撓みを防止する。

【0022】

図１〜図３において、ビーム１Ａ、ケーブル支柱３、及びケーブル押え７は、リニアガイド２をガイドとして、装置架台４の上に載っている。また、ビーム１Ａ、ケーブル支柱３及びケーブル押え７は、リニアモータ１１によって、図３に示すように、Ｘ方向である左または右に移動する（矢印２１の方向に移動する。）。

以下、電子部品装着装置１の運転、即ち、電子部品の基板への装着運転時の動作について、説明する。

【0023】

図１の電子部品装着装置１において、まずフィーダ１５から部品を供給し、その部品をヘッド１４の吸着ノズル３０が、吸着して取り出し保持する。その後、リニアモータ１１によってビーム１ＡがＸ方向右（矢印２１参照）に移動し、ヘッド１４も同様にＸ方向に移動し、部品認識カメラ１６の上を通過する。部品認識カメラ１６は、ヘッド１４が部品認識カメラ１６の上を通過する際に、ヘッド１４が保持した部品を撮影する。この時取得された映像によって部品装着装置１は、部品の保持状態を認識する。そしてヘッド１４が基板１７へ移動したのち、ヘッド１４が保持した部品を、部品認識カメラ１６が撮像して得た認識結果に基づいて、装着位置を補正し、部品を目標位置へ装着する。各吸着ノズル３０が吸着保持した電子部品を装着後、再びヘッド１４はフィーダ１５の位置まで、Ｘ方向左（矢印２１参照）に戻る。このサイクルを繰り返す。

【0024】

上述したサイクルが繰り返され、ヘッド１４がフィーダ１５の上方から基板１７の上方へ移動するとき、及び基板１７の上方からフィーダ１５の上方へ戻るとき、ビーム１Ａの動作に引っ張られ、フラットケーブル８は跳ね上がる。

【0025】

以下、ビーム１Ａの移動に伴うケーブル押え７の動作について、図３〜図７に基づいて説明する。 図３及び図７の（ａ）は、左側のヘッド１４が電子部品装着装置１の左側、即ち、フィーダ１５の上方に位置しているときの装置の平面図であり、図３に、破線で示したケーブル支柱３及びケーブル押え７がＸ方向右側の最大ストローク位置から、実線で示したＸ方向左側の最大ストローク位置へ矢印２２に示すように移動したときの図である。

【0026】

即ち、実線で示したケーブル支柱３、フラットケーブル８及びケーブル押え７の位置が最も左に位置したときであり、このとき、ケーブル押え７の右側の端部から右に延びたフラットケーブル８の上部水平部８１は一端下に撓みその先で斜め上方へ延び、左側のＵターン部８２は、ケーブル押え７より上に位置している。

尚、 図３に実線にて示したように、ビーム１Ａ、ケーブル支柱３、ケーブル押え７及びフラットケーブル８がＸ方向右から左の位置に移動した場合には、移動の途中で、フラットケーブル８は撓みながら、Ｚ方向の上方に引っ張られる。その結果、フラットケーブル８が上方に引っ張られ、上部水平部８１及びＵターン部８２が跳ね上がると、フラットケーブル８が装置カバー１０に接触する虞がある。この接触を防ぐために、上方へのフラットケーブル８の跳ね上がりをケーブル押え７によって抑制している。このとき、フラットケーブル８の上部水平部８１のＵターン部８２近くの部分がケーブル押え７の当接部５０に設けられたローラ５２に当たり、フラットケーブル８の跳ね上がりは、ケーブル押え７により押さえられる。 次に、図３に実線にて示したように、ビーム１Ａ、ケーブル支柱３、ケーブル押え７及びフラットケーブル８がＸ方向左側の最大ストローク位置に停止している状態からＸ方向の右方向に次第に移動したときのケーブル押え７お及びフラットケーブル８の状態について、図３及び図７の（ａ）〜（ｄ）に基づいて説明する。

【0027】

図３及び図７（ａ）に示したように、ビーム１Ａ、ケーブル支柱３、ケーブル押え７及びフラットケーブル８がＸ方向左の位置に停止しているときは、ケーブル押え７の当接部５０は、フラットケーブル８と接触していなく、ローラ５２とフラットケーブル８の上部水平部８１との間には、間隔が形成されている。

【0028】

そして、ケーブル支柱３及びケーブル押え７が図７（ａ）に矢印７１に示したように、Ｘ方向右の方向へ移動すると、図７（ｂ）に示したように、移動の途中で上部水平部８１のＵターン部８２側の部分が、ケーブル押え７の当接部５０に設けられたローラ５２に当たり、フラットケーブル８の跳ね上がりは、ケーブル押え７により押さえられる。また、フラットケーブル８が当接部５０に当たったとき、押え部４３が撓むので、衝撃は緩和される。

【0029】

その後、ケーブル支柱３及びケーブル押え７が、図７（ｂ）に矢印７２に示した方向であるＸ方向右の方向へ更に移動するとき、ケーブル押え７の当接部５０が上部水平部８１の上面に接触した状態でこの上部水平部８１及びフラットケーブル８のＵターン部８２を潰しながら移動する。このとき、図７（ｂ）及び（ｃ）に示したように、当接部５０のローラ５２が回転し、フラットケーブル８の上部水平部８１の上面を転がり移動するので、底板４４が直接フラットケーブル８の上面に当たり擦れることを防止することができる。

【0030】

そして、図７（ｃ）に示したように、当接部５０のローラ５２が、上部水平部８１の上面に当たっている状態で、ケーブル支柱３及びケーブル押え７が、図７（ｃ）に矢印７３に示した方向へ更に移動すると、上述したように、ローラ５２が上部水平部８１の上面を転がる。このため、ケーブル支柱３及びケーブル押え７が図７（ｄ）に示したＸ方向右側の最大ストローク位置まで移動する間に、底板４４が直接フラットケーブル８の上面に当たり擦れることを確実に防止することができる。

【0031】

また、ローラ５２は、ビーム１Ａ、ケーブル支柱３及びケーブル押え７が移動したときに、フラットケーブル８が当たり易い部分である当接部５０の中間位置より僅かに下の部分に設けられているので、ビーム１Ａ、ケーブル支柱３及びケーブル押え７の移動に伴い、フラットケーブル８のＵターン部８２の形状が変化してもローラ５２の下部５２Ａがフラットケーブル８の上面に当たる。この結果、当接部５０の底板４４が直接上部水平部８１の上面に当たり擦れることを一層確実に防止することができる。

【0032】

そして、電子部品装着装置１の運転時、左右一対のビーム１ＡがＸ方向に往復移動するが、往復移動するときには、当接部５０のローラ５２が、上部水平部８１の斜め上に延びた部分の上面に当たり、上面を転がり移動するので、底板４４が直接フラットケーブル８の上面に当たり擦れることを防止することができ、この結果、フラットケーブル８が傷むことを回避することができる。

【0033】

尚、上述したように、ローラ５２は、円弧形状の当接部５０の中間位置より下の部分に設けたが、この部分より先端の上の位置にもローラを追加して設けてもよく、また、水平な部分１の当接部５０の近傍にローラを追加して設けてもよい。このように、複数のローラを設けることにより、底板４４が直接フラットケーブル８の上面に当たり擦れることを一層確実に防止することができる。

【0034】

以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

【符号の説明】

【0035】

１ 電子部品装着装置
１Ａ ビーム
３ ケーブル支柱
７ ケーブル押え
８ フラットケーブル
１４ ヘッド
５０ 当接部
５２ ローラ（回転部材）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】