特許 6741602 コンベア支持構造および部品実装装置

(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】6741602

(24)【登録日】2020年7月29日

(45)【発行日】2020年8月19日

(54)【発明の名称】コンベア支持構造および部品実装装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/02 20060101AFI20200806BHJP

   H05K 13/04 20060101ALI20200806BHJP

【ＦＩ】

   H05K13/02 U

   H05K13/04 A

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-3546(P2017-3546)

(22)【出願日】2017年1月12日

(65)【公開番号】特開2018-113374(P2018-113374A)

(43)【公開日】2018年7月19日

【審査請求日】2019年9月9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】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100176304

【弁理士】

【氏名又は名称】福成 勉

(72)【発明者】

【氏名】藤原 正季

【審査官】 宮部 菜苗

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−３４０４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０７４０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４２０２０９２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０２９６９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ ３／３０、１３／００−１３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基台上に支持された一対のコンベアを含む基板搬送機構の前記コンベアの支持構造であって、
前記基台は、ベース面を有するテーブル部と、前記ベース面から上方に突出するように、テーブル部に一体に成形された土台部とを含み、
前記一対のコンベアによる基板の搬送方向を第１方向と定義したときに、前記土台部は、前記第１方向と直交する第２方向に延在し、
当該コンベアの支持構造は、前記土台部の上面に固定されて前記第２方向に延びるレールをさらに備え、
前記一対のコンベアの一方は、前記第２方向における土台部の一端に固定され、他方は、前記レールに移動可能に支持されている、ことを特徴とするコンベア支持構造。

【請求項2】

請求項１に記載のコンベア支持構造において、
前記各コンベアは、基板を搬送するコンベア本体と、このコンベア本体を基台上に支持するコンベア支持部材とを含む、ことを特徴とするコンベア支持構造。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のコンベア支持構造において、
前記土台部は、前記第２方向の少なくとも両端に、前記第１方向に延びるリブを備えている、ことを特徴とするコンベア支持構造。

【請求項4】

請求項１乃至３の何れか一項に記載のコンベア支持構造において、
前記基台は、テーブル部と土台部とが同一の金属材料により一体成型された鋳造体である、ことを特徴とするコンベア支持構造。

【請求項5】

基台と、
前記基台上に支持された一対のコンベアを含み、基板を搬送する基板搬送機構と、
実装用の部品を供給する部品供給部と、
前記部品供給部から部品を取り出して前記基板に搭載するためのヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットを移動させるヘッドユニット移動機構と、
請求項１乃至４の何れか一項に記載されたコンベア支持構造とを備えた、ことを特徴とする部品実装装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ベルトコンベア等のコンベアを含む基板搬送機構における前記コンベアの支持構造、および当該コンベア支持構造を備えた部品実装装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

部品実装装置には、装置外から所定の作業位置に基板を搬入するとともに、基板に電子部品を実装する作業後、実装作業が終了した基板を装置外に搬出する基板搬送機構が組み込まれている。

【0003】

基板搬送装機構は、基台上に備えられる一対のベルトコンベアを備えている（例えば特許文献１）。ベルトコンベアは、基板を搬送するコンベア本体と、このコンベア本体を基台上面から上方に離れた位置に支持するコンベア支持部材とを備えている。このように基台上面から離れた位置にコンベア本体が配置されるのは、コンベア本体の下方にバックアップ装置が配置されるからである。バックアップ装置とは、搬送ベルト上の基板を下方から持ち上げて、コンベア本体に設けられた固定面に基板を押し付けて位置決めしつつ下方から支持する装置である。

【0004】

なお、ベルトコンベアには、サイズの異なる複数種類の基板を搬送することが求められる。そのため、従来では、基台上面にレールが敷付され、一方のベルトコンベアのコンベア支持部材がこのレールに移動可能に支持されている。この構成により、基板のサイズに応じてベルトコンベア同士の間隔が変更可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−７６６３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記のようにコンベア本体が基台上面から離れた位置に配置される構成では、コンベア支持部材が上下方向に長尺化し易く、充分な支持剛性を確保できない場合がある。このような場合には、実装作業中の各部の作動によりベルトコンベアに振動が生じるおそれがある。このような振動は比較的小さいものであるが、実装精度上、無視できない場合がある。

【0007】

このような課題は、部品実装装置に限らず、例えば基板上に半田等の印刷処理を施す印刷装置など、基板を搬送しつつ所定の作業位置に基板を位置決めして処理を施す装置についても同様に考えられる。

【0008】

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、コンベアの支持剛性を効果的に高めることができる技術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】

【0009】

上記の課題を解決するために、本発明は、基台上に支持された一対のコンベアを含む基板搬送機構の前記コンベアの支持構造であって、前記基台は、ベース面を有するテーブル部と、前記ベース面から上方に突出するように、テーブル部に一体に成形された土台部とを含み、前記一対のコンベアによる基板の搬送方向を第１方向と定義したときに、前記土台部は、前記第１方向と直交する第２方向に延在し、当該コンベアの支持構造は、前記土台部の上面に固定されて前記第２方向に延びるレールをさらに備え、前記一対のコンベアの一方は、前記第２方向における土台部の一端に固定され、他方は、前記レールに移動可能に支持されているものである。

【0010】

この構造によれば、基台に一体に成形された土台部によりコンベアが支持されるため、コンベアを基台のベース面から上方へ離れた位置に配置しながらも、コンベアの支持剛性をより高く確保することが可能となる。また、土台部自体の第２方向の剛性が高くなるため、コンベアに生じ易い第２方向の振動を抑制するうえで有利となる。また、コンベアの支持剛性を確保しながら、コンベアの間隔を変更可能とすることができる。

【0011】

具体的には、各コンベアが、基板を搬送するコンベア本体と、このコンベア本体を基台上に支持するコンベア支持部材とを含むものである場合には、上記土台部の分だけコンベア支持部材の上下方向長さを短く設定することができるため、その分、コンベアの支持剛性を高めることが可能となる。

【0014】

また、上記のコンベア支持構造において、前記土台部は、前記第２方向の少なくとも両端に、前記第１方向に延びるリブを備えているのが好適である。

【0015】

この構造によれば、リブによる補強効果により土台部の剛性がさらに高くなる。そのため、コンベアをより安定的に支持することが可能となる。

【0018】

なお、上記のコンベア支持構造において、前記基台は、テーブル部と土台部とが同一の金属材料により一体に成型された鋳造体であるのが好適である。

【0019】

この構造によれば、テーブル部に土台部が一体に成形された上記のような基台を比較的容易に製造することが可能となる。

【0020】

一方、本発明の部品実装装置は、基台と、前記基台上に支持された一対のコンベアを含み、基板を搬送する基板搬送機構と、実装用の部品を供給する部品供給部と、前記部品供給部から部品を取り出して前記基板に搭載するためのヘッドユニットと、前記ヘッドユニットを移動させるヘッドユニット移動機構と、上記何れかのコンベア支持構造とを備えたものである。

【0021】

この部品実装装置によれば、コンベアの支持剛性をより高く確保できるため、コンベアが振動することに起因する実装精度等への影響を抑制することが可能となる。

【発明の効果】

【0022】

以上説明したように、本発明によれば、コンベアの支持剛性を効果的に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明にかかる部品実装装置（本発明のコンベア支持構造が適用された部品実装装置）の概略平面図である。

【図2】ベルトコンベアのみが組付けられた基台の斜視図である。

【図3】図２に示す基台の平面図である。

【図4】図２の要部拡大図である。

【図5】基台のみの斜視図である。

【図6】基台のみの平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。

【0025】

［部品実装装置の全体構成］
図１は、本発明にかかる部品実装装置（本発明のコンベア支持構造が適用された部品実装装置）を平面図で概略的に示している。同図では、下が装置前側、上が装置後側である。

【0026】

部品実装装置１は、基台２と、プリント配線板等の基板Ｐを搬送する基板搬送機構３と、部品供給部８と、部品実装用のヘッドユニット１０と、このヘッドユニット１０を移動させるヘッドユニット移動機構とを備えている。

【0027】

基台２は、前後方向にやや長い平面視長方形のテーブル部２０を有している。テーブル部２０の前後方向中央部分は作業エリアであり、その前後両側は、主に実装用の部品を供給する部品供給エリアである。テーブル部２０の上面は、ベース面２０ａであり、部品実装装置１の各構成要素がこのベース面２０ａ上に組付けられている。

【0028】

作業エリアには、上記基板搬送機構３が設けられている。基板搬送機構３は、基板Ｐを搬送する前後一対のベルトコンベア４と、当該ベルトコンベア４によって搬送される基板Ｐをリフトアップして所定の作業位置（同図に示す位置）に位置決めするバックアップ機構６とを備えている。基板Ｐは、ベルトコンベア４により、装置右端から装置内に受け入れられ、実装作業完了後、装置左端から装置外に送り出される。

【0029】

上記一対のベルトコンベア４のうち、装置前側のベルトコンベア４は基台２に固定された固定コンベアであり、他方は、基台２に対して前後方向に移動可能な可動コンベアである。上記基板搬送機構３は、固定コンベアに対して可動コンベアを移動させることにより両ベルトコンベア４の間隔を変更する間隔切替機構５（図２参照）をさらに含んでおり、この構成により、複数サイズの基板Ｐの搬送が可能となっている。なお、以下の説明では、装置前側のベルトコンベア４を固定コンベア４Ａと称し、装置後側のベルトコンベア４を可動コンベア４Ｂと称する場合がある。

【0030】

上記部品供給部８には、各々、ベルトコンベア４に沿って複数のテープフィーダ９が配置されている（図１では、一部の部品供給部８にのみ図示している）。テープフィーダ９は、テープを担体（キャリア）として、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の電子部品（単に部品と称す）を供給するものである。

【0031】

前記ヘッドユニット１０は、各部品供給部８のテープフィーダ９から部品を取り出して基板Ｐ上に実装するものであり、ヘッドユニット駆動機構の作動により一定の領域内で前後左右に移動する。

【0032】

ヘッドユニット駆動機構は、前記テーブル部２０の左右両端に立設された高架フレーム部２２上に各々固定されて前後方向に延びる一対の固定レール１１と、各固定レール１１に移動可能に支持されて左右方向に延びるユニット支持部材１２と、このユニット支持部材１２に固定されてヘッドユニット１０を左右方向に移動可能に支持する図外の固定レールとを含み、リニアモータ等の駆動手段によりユニット支持部材１２及びヘッドユニット１０を移動させる。つまり、ヘッドユニット駆動機構は、ヘッドユニット１０を左右方向に移動させる一方、ユニット支持部材１２を前後方向に移動させることで、ヘッドユニット１０を一定の領域内で任意の位置に移動させる。

【0033】

なお、図１中の符号１４は、ヘッドユニット１０がテープフィーダ９から取り出した部品の保持状態を下方から画像認識するためのカメラである。

【0034】

［基台２及びベルトコンベア４の詳細構造］
図２は、ベルトコンベア４のみが組付けられた基台２の斜視図であり、図３は、図２に示す基台２の平面図である。また、図４は、図２の要部拡大図であり、図５は、基台２のみの斜視図であり、図６は、基台２のみの平面図である。

【0035】

これらの図に示すように、基台２は、ベース面２０ａを有する上記テーブル部２０と、ベース面２０ａから上方に延びるようにテーブル部２０の左右両端に立設された一対の上記高架フレーム部２２と、テーブル部２０の左右両端から下方に延びた一対の脚部２４と、後記一対の土台部２６とを備えた構造体である。より詳しくは、基台２は、テーブル部２０、高架フレーム部２２、脚部２４及び土台部２６が同一の金属材料（鋳鉄）により一体に成型された鋳造体である。

【0036】

高架フレーム部２２は、前後方向に延びるレール固定部２２ａと、このレール固定部２２ａの前後両端に設けられた脚部２２ｂとを備えた門型形状である。上記固定レール１１は、レール固定部２２ａの上面にボルトによって固定される。

【0037】

高架フレーム部２２の前後の脚部２２ｂとレール固定部２２ａとにより囲まれた空間Ｓは、基板Ｐが通過する空間である。上記前後一対のベルトコンベア４（４Ａ、４Ｂ）及び間隔切替機構５は、この空間Ｓを通じて基板Ｐが左右方向に搬送され得るように基台２に組付けられている。

【0038】

図２〜図４に示すように、ベルトコンベア４（４Ａ、４Ｂ）は、基板Ｐを搬送する搬送ベルト４８を有するコンベア本体４２と、このコンベア本体４２を基台２上に支持する左右一対のコンベア支持部材４４と、前記搬送ベルト４８を駆動する搬送ベルト駆動機構とを備えている。搬送ベルト駆動機構は、両ベルトコンベア４に共通に設けられている。

【0039】

コンベア本体４２は、左右方向、すなわち基板Ｐの搬送方向（本発明の第１方向に相当する）に延びるフレーム部４６と、このフレーム部４６に支持された後記駆動プーリ４７及び図外の複数の従動プーリに掛け渡され無端状の上記搬送ベルト４８とを備えている。

【0040】

固定コンベア４Ａのコンベア本体４２は、テーブル部２０に形成された土台部２６にコンベア支持部材４４を介して固定されており、可動コンベア４Ｂのコンベア本体４２は、コンベア支持部材４４を介して土台部２６に対して前後方向に移動可能に支持されている。

【0041】

より詳しく説明すると、図５及び図６に示すように、テーブル部２０のうち、左側の高架フレーム部２２のやや右側の位置と、右側の高架フレーム部２２のやや左側の位置とには、ベース面２０ａから上方に突出するように土台部２６が設けられている。これら土台部２６は、上記の通り、テーブル部２０に一体に成形（成型）されたものである。

【0042】

土台部２６は、前後方向（本発明の第２方向に相当する）に真っ直ぐに延びる板状のストレート部２６ａと、その両端から左右方向に延びるリブ２６ｂとを有する、平面視でアルファベットのＩ字型の形状を有している。各土台部２６のストレート部２６ａの上面には、リニアガイド５２が組付けられている。リニアガイド５２は、図４に示すように、ストレート部２６ａの上面に固定されて前後方向に延びるレール５２ａと、このレール５２ａに移動自在に装着されたスライダ５２ｂとを備えている。

【0043】

そして、各土台部２６の前側のリブ２６ｂに、固定コンベア４Ａが固定されるとともに、各リニアガイド５２のスライダ５２ｂに、可動コンベア４Ｂが固定されている。この構成により、可動コンベア４Ｂが基台２に対して前後方向に移動可能に支持されている。

【0044】

各土台部２６の後側のリブ２６ｂには、各々ブラケット５４が固定されており、当該ブラケット５４と固定コンベア４Ａの各コンベア支持部材４４とに亘って前後方向に延びるボールねじ軸５６が回転自在に支持されている。ボールねじ軸５６は、可動コンベア４Ｂの各コンベア支持部材４４に組付けられたナット部材５８に螺合装着されており、モータ６０により回転駆動されるようになっている。すなわち、各ボールねじ軸５６の前端には駆動プーリ６２が装着され、この駆動プーリ６２と、モータ６０の出力軸に装着されたプーリ６０ａと、左側の土台部２６に固定されたテンションプーリ６３とに亘って無端状の駆動ベルト６４が装着されている。この構成により、モータ６０が作動すると、その回転駆動力が駆動ベルト６４を介して左右のボールねじ軸５６に伝達され、各ボールねじ軸５６が回転駆動されるようになっている。そして、このボールねじ軸５６の回転に伴い可動コンベア４Ｂがレール５２ａに沿って前後方向に移動し、その結果、固定コンベア４Ａと可動コンベア４Ｂとの間隔が変更されるようになっている。つまり、当例では、リニアガイド５２、ボールねじ軸５６、モータ６０、プーリ６０ａ、６２，６３及び駆動ベルト６４等により上記間隔切替機構５が構成されている。なお、上記モータ６０は、ブラケット５５を介して左側の土台部２６の前側のリブ２６ｂに固定されている。

【0045】

可動コンベア４Ｂのコンベア本体４２（フレーム部４６）の左端部近傍の位置には駆動プーリ４７が回転自在に支持されており、この駆動プーリ４７と図外の複数の従動プーリとに亘って上記搬送ベルト４８が掛け渡されている。固定コンベア４Ａについても同様に、コンベア本体４２（フレーム部４６）の左端部近傍の位置には駆動プーリ４７が回転自在に支持されており、この駆動プーリ４７と図外の複数の従動プーリとに亘って上記搬送ベルト４８が掛け渡されている。

【0046】

各コンベア４Ａ、４Ｂの駆動プーリ４７は同一方向に一体的に回転するように互いに連結されている。すなわち、左側の土台部２６の上記ブラケット５４と固定コンベア４Ａのコンベア本体４２のフレーム部４６とに亘ってスプライン軸からなる前後方向に延びる駆動軸７０が回転可能に支持されている。駆動軸７０は、可動コンベア４Ｂの駆動プーリ４７を貫通して、より詳しくは、駆動プーリ４７に設けられたスプラインナットを貫通して固定コンベア４Ａの駆動プーリ４７に連結されている。そして、駆動軸７０の後端にプーリ７０ａが設けられ、このプーリ７０ａと、上記ブラケット５４に固定されたモータ７２の出力軸に装着された図外のプーリとに亘って駆動ベルト７４が装着されている。この構成により、モータ７２が作動すると、その回転駆動力が駆動軸７０を介して各コンベア４Ａ、４Ｂの駆動プーリ４７に伝達され、各駆動プーリ４７が同一方向に一体的に回転するようになっている。

【0047】

そして、この駆動プーリ４７の回転に伴い、各コンベア４Ａ、４Ｂの搬送ベルト４８がフレーム部４６に沿って周回移動するようになっている。つまり、当例では、駆動軸７０、モータ７２，プーリ４７，７０ａにより搬送ベルト駆動機構が構成されている。

【0048】

なお、この搬送ベルト駆動機構では、上記の通り、駆動軸７０が可動コンベア４Ｂの駆動プーリ４７に設けられたスプラインナットを貫通し、当該駆動プーリ４７にスプライン結合している。そのため、前後方向における可動コンベア４Ｂの位置に拘らず、換言すれば、コンベア４Ａ、４Ｂの間隔に拘わらず、各コンベア４Ａ、４Ｂの搬送ベルト４８を一体に駆動することが可能となっている。

【0049】

［作用効果等］
以上説明した部品実装装置１によれば、ベース面２０ａから上方に突出するように土台部２６が基台２（テーブル部２０）に一体に成形（成型）され、この土台部２６に前後一対のベルトコンベア４が支持されている。そのため、各ベルトコンベア４（４Ａ，４Ｂ）の基板搬送経路の下方にバックアップ機構６の配置スペースを十分に確保しながらも、ベルトコンベア４の支持剛性を高めることが可能となる。すなわち、基台２（テーブル部２０）に一体に成形された土台部２６にベルトコンベア４が組付けられた構成によれば、土台部２６自体の剛性が高いことに加え、当該土台部２６の高さ分だけコンベア支持部材４４の上下方向長さが短くなる。そのため、基板搬送経路の下方にバックアップ機構６の配置スペースを確保しながらも、ベルトコンベア４の支持剛性を高めることが可能となる。

【0050】

従って、上記部品実装装置１によれば、ベルトコンベア４に振動が生じることを効果的に抑制すること、ひいては当該振動に起因する部品の搭載位置ずれを抑制して、部品の実装精度を向上させることができる。

【0051】

特に、上記土台部２６は、前後方向に延在しているため、当該前後方向の剛性が高い。そのため、左右方向に延在しているために生じ易いベルトコンベア４の前後方向の振動を抑制するうえで有利となる。なお、土台部２６は、ストレート部２６ａの両端にリブ２６ｂが設けられた平面視Ｉ字型の形状であるため、前後方向に延在しながらも左右方向の剛性も十分に高い。よって、ベルトコンベア４の支持剛性は、上記のような前後方向のみならず、左右方向についても効果的に高められる。

【0052】

また、上記部品実装装置１によれば、土台部２６の上面にレール５２ａが固定され、当該レール５２ａに可動コンベア４Ｂが移動可能に支持されることによって、固定コンベア４と可動コンベア４Ｂとの間隔が変更可能となっている。よって、上記部品実装装置１によれば、ベルトコンベア４（４Ａ、４Ｂ）の支持剛性を高めながら、それらの間隔を変更することができるという利点もある。

【0053】

また、土台部２６は、テーブル部２０（基台２）に一体に形成されたものであり、当例では、基台２の鋳造時に成型されるものである。そのため、コスト増や組立工数の大幅な増加を伴うことなく、上述したような作用効果を享受することができるという利点もある。

【0054】

なお、上記説明では言及していないが、土台部２６の上面２６１や前後の側面２６２は、鋳造後に切削加工が施された切削平面である。これにより、上記レール５２ａやブラケット５４、５５等の組付け精度が確保されている。

【0055】

［変形例等］
以上説明した部品実装装置１は、本発明にかかる部品実装装置（本発明のコンベア支持構造が適用された部品実装装置）の好ましい実施形態の例示であって、部品実装装置１の具体的な構成や、ベルトコンベア４（４Ａ、４Ｂ）の具体的な支持構造は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

【0056】

例えば、上記実施形態では、土台部２６は、ベース面２０ａ上の左右両端近傍の位置に設けられているが、ベース面２０ａの中央寄りの位置に設けられていてもよい。

【0057】

また、上記実施形態では、土台部２６は平面視Ｉ字型の形状であるが、例えばリブ２６ｂの長さがより長い平面視Ｈ字型の形状や、リブ２６ｂが片側にのみ延びる平面視Ｕ字型であってもよい。また、上記実施形態では、土台部２６は、ストレート部２６ａの両端にのみリブ２６ｂを備えているが、ストレート部２６ａの両端以外の部分にリブ２６ｂを備えた形状であってもよい。また、上記実施形態では、土台部２６は前後方向に連続して延在する形状であるが、前後方向に間隔を隔てて並ぶ複数の単位土台部からなるものであってもよい。

【0058】

また、上記実施形態では、土台部２６は、鋳造によりテーブル部２０等と共に一体に成型されたものであるが、例えば鋳造されたテーブル部２０（基台２）の一部に切削加工が施されることにより形成されたものであってもよい。

【0059】

また、上記実施形態では、本発明の適用例として部品実装装置について説明したが、本発明のコンベア支持構造は、基板Ｐに半田等の印刷処理を施す印刷装置、基板Ｐに接着剤等の塗布処理を施すディスペンサ（塗布装置）、および部品が実装された基板Ｐに検査処理を施す検査装置等、基板Ｐをベルトコンベア等のコンベアによって搬送しながら当該基板Ｐに対して所定の作業位置で処理を施す装置に適用可能である。

【符号の説明】

【0060】

１ 部品実装装置
２ 基台
３ 基板搬送機構
４ ベルトコンベア
４Ａ 固定コンベア
４Ｂ 可動コンベア
２０ テーブル部
２０ａ ベース面
２２ 高架フレーム部
２６ 土台部
２６ｂ リブ
４２ コンベア本体
４４ コンベア支持部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】