(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高粘性流体を充填したシリンジを下降および上昇させ、その下降端位置で当該シリンジの先端に取り付けたノズルから高粘性流体を吐出させる高粘性流体の塗布装置において、
正逆回転自在に構成されたカムと、
前記カムに係合すると共に、前記カムの正転動作および逆転動作のそれぞれの動作で、前記シリンジに下降から上昇に至る一連の動作を行わせるカムフォロアと、
前記カムを回転させる駆動源と、
回転信号を前記駆動源へ出力し、前記カムに１回転に満たない正転動作および逆転動作を交互に行わせると共に、当該カムを定期的に少なくとも１回転させる制御部とを、備えたことを特徴とする高粘性流体の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に電子部品固定用の接着剤やクリーム半田などの高粘性流体を塗布する高粘性流体の塗布装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高粘性の接着剤などを基板に塗布した後、シリンジを上昇させると接着剤にいわゆる糸引き現象が発生し、糸状に延びた接着剤が端子に付着するなどの支障を生ずる。一方、糸引き現象の発生は、接着剤を塗布した後、ノズルを数ミリゆっくり（低速で）上昇させることにより解消されることが、実験的に解明されている。したがって、装置の高速化のためにも、接着剤塗布前後のシリンジの下降および上昇が精度良く行われることが求められている。
【０００３】
本出願人は先に、このようなシリンジの下降および上昇を精度良く行わせる塗布装置の出願（特願平８−３１４８０）を行っている。この出願における高粘性流体の塗布装置は、カムの正転動作および逆転動作のそれぞれの動作で、カムフォロアを介して、シリジンに下降から上昇に至る一連の動作を行わせるようにしている。すなわち、カムの輪郭曲線の頂点をシリジンの下降端位置として、頂点を挟んだ前後でシリジンに下降から上昇に至る一連の動作を行わせるようにしている。したがって、一回転に満たないカムの正転動作で、シリジンが下降、塗布、上昇の一連の動作を行い、続く逆転動作でもシリジンが下降、塗布、上昇の一連の動作を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の塗布装置では、カムが一回転に満たない正転動作および逆転動作を行うため、カムの周面に対してカムフォロアが、一部転接しない部分を残して相対的に往復運動することになる。このため、カムとカムフォロアとの間の潤滑油（グリース）が転接しない部分に寄せられて、潤滑油（油膜）切れが生じ易くなり、潤滑油の補充周期が短くなると共に、カム機構（特にカムフォロアおよびその軸受）の寿命が短くなる問題が生ずる。特に、近年求められている装置の高速化では、このような問題が顕在化する。
【０００５】
本発明は、シリンジの昇降動をカムの正逆回転で行う構造において、潤滑油の補充周期を長くすることができると共に、カム機構の寿命を長くすることができる高粘性流体の塗布装置を提供することをその目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の高粘性流体の塗布装置は、高粘性流体を充填したシリンジを下降および上昇させ、その下降端位置でシリンジの先端に取り付けたノズルから高粘性流体を吐出させる高粘性流体の塗布装置において、正逆回転自在に構成されたカムと、カムに係合すると共に、カムの正転動作および逆転動作のそれぞれの動作で、シリンジに下降から上昇に至る一連の動作を行わせるカムフォロアと、カムを回転させる駆動源と、回転信号を駆動源へ出力し、カムに１回転に満たない正転動作および逆転動作を交互に行わせると共に、カムを定期的に少なくとも１回転させる制御部とを、備えたことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、制御部からカムの駆動源へ出力される回転信号による一回転に満たないカムの正転動作で、シリンジが下降、吐出、上昇の一連の動作を行い、続く一回転に満たない逆転動作でも、シリンジが下降、吐出、上昇の一連の動作を行う。そして、カムはこの正逆回転を交互に繰り返す。この場合、制御部から出力される回転信号により駆動源がカムを定期的に少なくとも１回転させるため、高粘性流体の塗布動作により、カムフォロアが転接しないカムの周面部分にかき寄せられた潤滑油を、カムの全周面に均一に行き渡らせることができる。なお、カムを少なくとも１回転させる周期（定期的）は、装置の稼動を考慮すると、高粘性流体を塗布する基板毎、カムの駆動時間又は駆動回数毎、塗布装置の稼働日数毎等、終業時毎、始業時毎などが、好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る高粘性流体の塗布装置について説明する。この塗布装置は、電子部品を接着するための接着剤を、基板上に塗布するものであり、図１はその側面図である。同図に示すようにこの塗布装置１は、接着剤Ａを基板Ｂ上に塗布する塗布ユニット２と、塗布ユニット２を昇降させるユニット昇降装置３とで構成されている。
【０００９】
ユニット昇降装置３は、ベース１１と、ベース１１の上端に下向きに取り付けた昇降モータ１２と、塗布ユニット２に係合してこれを昇降させるボールねじ１３とを有している。ボールねじ１３は、上下両端部をベース１１から延びる一対の軸受部１４ａ，１４ｂに回転自在に支持されると共に、上端でカップリング１５を介して昇降モータ１２に連結されている。ボールねじ１３には、後述する塗布ユニット２の取付板３１のナット部４１が螺合し、またベース１１の下部に形成したガイド部１６には、取付板３１のガイド受け部４２が上下方向に摺動自在に係合している。昇降モータ１２が回転すると、ボールねじ１３が回転して、ガイド部１６に案内された取付板３１が上下方向に移動し、塗布ユニット２が昇降する。
【００１０】
取付板３１の上側には、圧縮空気の吐出バルブ２１が取り付けられており、吐出バルブ２１の流入側には、コンプレッサ（図示せず）などの供給源に連なる圧縮空気の供給配管２２が連結されている。吐出バルブ２１は電磁三方弁などで構成されており、塗布ユニット２に圧縮空気を供給し、シリンジ３４内の接着剤Ａを吐出させる。
【００１１】
塗布ユニット２は、ユニット昇降装置３に取り付けた取付板３１と、背面を取付板３１に固定したブラケット３２と、ブラケット３２に上下動自在かつ回転自在に支持された昇降軸３３と、昇降軸３３の下端に取り付けたシリンジ３４とを備えており、シリンジ３４の下端には接着剤Ａを直接吐出するノズル３５が装着されている。また、ブラケット３２には、シリンジ昇降装置３６が取り付けられている。すなわち、シリンジ３４、厳密にはシリンジ３４、ノズル３５および昇降軸３３は、ユニット昇降装置３により塗布ユニット２全体として昇降されると共に、このシリンジ昇降装置３６によっても昇降されるようになっている。
【００１２】
この場合、ユニット昇降装置３は、先ず、基板Ｂに対してその基板厚に対応した下降端位置にノズル（シリンジ３４）３５が位置するように、塗布ユニット２を下降または上昇させる。次に、シリンジ昇降装置３６は、この位置から接着剤Ａを基板Ｂに塗布する位置までノズル（シリンジ３４）３５を下降させる。
【００１３】
取付板３１には、中間部にユニット昇降装置３のボールねじ１３に螺合するナット部４１が形成され、下部にユニット昇降装置３のガイド部１６に摺動自在に係合するガイド受け部４２が形成されている。また、取付板３１の上部には、吐出バルブ２１と昇降軸３３とを連結する継手形成部４３が形成されている。
【００１４】
昇降軸３３は、外周面において軸方向の必要箇所に断続的にスプラインが形成されると共に、軸心部分が中空に形成され、この中空部分に圧縮空気のエアー通路３３ａが構成されている。昇降軸３３の上端部は取付板３１の継手形成部４３に差し込まれるようにして接合しており、この継手形成部４３には、上側から吐出バルブ２１の吐出管２３が連結されている。継手形成部４３には、下側から接合溝４４が形成され、この接合溝４４に上側から継手形成部４３を貫通して吐出バルブ２１の吐出管２３が連通している。また、接合溝４４の内周面にはブッシュ４５およびシールドリング４６が挿入されており、このブッシュ４５およびシールドリング４６の内側に昇降軸３３の上端部が嵌挿されている。すなわち、昇降軸３３の上端部は、その外周面においてシールドリング４６に気密に接触すると共に、軸方向（上下方向）に摺動自在かつ回転自在に接合されている。これにより、固定側の吐出バルブ２１と可動側の昇降軸３３との間で、相互のエアー通路３３ａが気密に連通されている。
【００１５】
上記の継手形成部４３とブラケット３２の上ブラケット部３２ａとの間に位置して、昇降軸３３にはプーリ５１が装着されている。プーリ５１は、上ブラケット部３２ａを貫通する上ナット部材５２に固定されており、この上ナット部材５２は、上ブラケット部３２ａに回転自在に支持されると共に、昇降軸３３に対しスプライン係合している。すなわち、昇降軸３３は、プーリ５１および上ナット部材５２に対して回止め状態で軸方向に摺動自在に係合し、プーリ５１および上ナット部材５２は、上ブラケット部３２ａに対して上下動不能でかつ回転自在に係合している。一方、プーリ５１には、図外のタイミングベルトとこのタイミングベルトを走行させるモータとが連結されており、プーリ５１は、タイミングベルトの走行に伴って、昇降軸３３を上下動可能な状態で正逆回転させる。そして、この昇降軸３３の正逆回転により、シリンジ３４およびノズル３５が回転し、ノズル３５を構成する一対のノズル本体（後述）３５ａをノズル３５の軸心廻りに基準線から角度θ回転させる。
【００１６】
シリンジ昇降装置３６は、ブラケット３２の上ブラケット部３２ａおよび下ブラケット部３２ｂ間に渡すように取り付けた支持フレーム６１と、支持フレーム６１に組み込んだモータなどの駆動源６２と、駆動源６２の出力軸６３に固定された板カム６４と、板カム６４に係合するカムフォロア６６を組み込んだ「Ｔ」字状の回動アーム６５とを備えている。この板カム６４とカムフォロア６６とはカム機構を構成するものであり、またこの板カム６４は、駆動源６２の正逆回転により所定の角度範囲内において回動されるようになっている。したがって、板カム６４が回動すると、回動アーム６５がこれに追従して回動する。板カム６４には、いわゆる異形の偏心円板カムなどが用いられ、その変位曲線が、例えばサインカーブ（変形正弦、ユニバーサル曲線などのカム曲線）を描くように形成されている。カムフォロア６６は、ローラフォロアで構成されており、回動アーム６５の１のアーム端に回転自在に取り付けられている。
【００１７】
駆動源６２には制御部Ｓが接続されており、この制御部Ｓにより駆動源６２が制御され、板カム６４の正逆回転、および後述する板カム６４の定期的な回転が行われる。すなわち、駆動源６２と制御部Ｓとにより、板カム６４を制御回転させる駆動手段が構成されている。
【００１８】
回動アーム６５は、支持フレーム６１の下部に回動自在に軸支されており、他の１のアーム端にはローラ６７が回転自在に取り付けられている。ローラ６７は、上記の昇降軸３３に固定したフランジ状の当て板５３に下側から当接されている。一方、この当て板５３と、上記の上ナット部材５２の下側に配設したスペーサ５４との間には、昇降軸３３に巻回するようにコイルばね５５が取り付けられている。すなわち、コイルばね５５は、スペーサ５４および上ナット部材５２を受けとし、当て板５３を介して昇降軸３３およびローラ６７を下側に付勢している。したがって、ローラ６７が上方に回動するときには、コイルばね５５に抗して昇降軸３３が上動され、下方に回動するときには、コイルばね５５により昇降軸３３が下動される。
【００１９】
下ブラケット部３２ｂには、これを貫通するように下ナット部材５６が配設されている。下ナット部材５６は、下ブラケット部３２ｂに回転自在に支持されると共に、昇降軸３３に対しスプライン係合している。すなわち、昇降軸３３は、下ナット部材５６に対して回止め状態で軸方向に摺動自在に係合し、下ナット部材５６は、下ブラケット部３２ｂに対して上下動不能でかつ回転自在に係合している。
【００２０】
ノズル３５は、一対のノズル本体３５ａと、一対のストッパピン（一方のみ図示）３５ｂと、これらノズル本体３５ａおよびストッパピン３５ｂを保持する保持部３５ｃとで構成されており、保持部３５ｃでシリンジ３４の下端部に取り付けらている。一対のノズル本体３５ａは、保持部３５ｃの中心に対して１８０度点対称位置に配設され、また一対のストッパピン３５ｂは、ノズル本体３５ａから９０度角度をずらし、保持部３５ｃの中心に対して１８０度点対称位置に配設されている。この場合、一対のノズル本体３５ａは、１個の電子部品のための接着剤Ａを同時に２箇所塗布するものであり、ストッパピン３５ｂは、接着剤Ａを基板Ｂに塗布する際に、ノズル本体３５ａの先端と基板Ｂとの間に接着剤Ａの吐出空間を構成するものである。
【００２１】
図２は、上記板カム６４の変位曲線Ｐと、これに対応する上記の駆動源６２の駆動波形Ｑを示している。この板カム６４は、変位曲線Ｐの最下点である輪郭曲線の頂点を中心として、周方向に１５０度ずつ、計３００度の角度範囲で回動するようになっている。すなわち、角度１８０度の位置が、昇降軸（ノズル３５）３３の下降端位置であり、角度３０度および角度３３０度の位置が、昇降軸（ノズル３５）３３の上昇端位置である。これにより、駆動源６２が起動すると、昇降軸（ノズル３５）３３が上昇端位置から下降してゆき、やがて下降端位置に達し、さらに下降端位置から上昇して元の上昇端位置に戻って停止する。
【００２２】
この昇降軸（ノズル３５）３３の昇降における変位はサイン（コサイン）カーブを描いており、上昇端位置の近傍および下降端位置の近傍では昇降速度が遅く、これらの中間位置では昇降速度が速くなる。下降端位置の前後に亘ってノズル３５により接着剤Ａの塗布が行われるため、接着剤Ａ塗布の前後におけるノズル３５の昇降速度は極めて低速となる。また、図示の変位曲線Ｐは、接着剤Ａの１回の塗布動作を表しており、１回の塗布動作において、駆動源６２は、板カム６４が下降端位置に達しても停止することがなく、起動から停止まで定速で回転する（実際には起動時と停止時には変速状態となるが）。したがって、駆動源６２が正転したときに、任意の１回の塗布動作が行われ、次に逆転したときに続く１回の塗布動作が行われる。すなわち駆動源６２の正逆回転のそれぞれにおいて、塗布動作が行われることになる。
【００２３】
一方、この板カム６４によるノズル（昇降軸３３）３５の昇降ストロークは、上記の頂点を中心として、板カム６４の回動角度を小さくすることにより、調節される。本実施形態では、角度３０度から角度３３０度の間の３００度の角度範囲を利用した場合が、最大の昇降ストロークとなるが、例えば角度７０度から角度２９０度の間の２２０度の角度範囲を利用した場合は、昇降ストロークが短くなる。これにより、下降端位置近傍における昇降動作を変えることなく、接着剤Ａの種別により異なる糸引きが確実に解消される位置まで、ノズル３５を上昇させることができるようになっている。これにより、糸引きが解消される限度まで昇降ストロークを短くすることができ、各塗布動作の動作時間を短縮することができる。すなわち、タクトタイムを短縮することができ、全体として装置の高速化を達成することができる。
【００２４】
上述したように、駆動源６２には、板カム６４の正逆回転およびその回動角度を制御すると同時に、周期的に板カム６４を少なくとも一回転させる制御部Ｓが接続されている（図１参照）。この制御部Ｓからは、出力軸６３の正逆回転および回転角度を制御する信号と、所定の回数だけ出力軸６３を回転させる信号とが適宜出力され、これらの信号により、駆動源６２は制御される。なお、制御部Ｓから発せられるこれらの信号の出力タイミングは、制御部Ｓの設定いかんにより適宜変更され得るものであることは言うまでもない。
【００２５】
図３に示すように、一連の塗布動作により板カム６４の正逆転動作が長時間続くと、カム面６４ａには、カムフォロア６６の反転位置（転接しない部分）にグリースＧ溜まりが発生し、カム面６４ａのグリース切れを発生し易くなる。そこで、カムフォロア６６をホームポジションＨに戻した状態において、所定の周期（基板毎、カムの駆動時間又は駆動回数毎、塗布装置の稼働日数毎等、終業時毎、始業時毎など）で、制御部Ｓから回転信号を出力させ、板カム６４を数回転させる。その結果、カム面６４ａに溜まったグリースＧは、カムフォロア６６によりカム６４の全周面に均一に広げられ、板カム６４とカムフォロア６６との間に適量のグリースＧが行き渡る。したがって、グリースＧの充填周期を長くすることができると共に、板カム６４とカムフォロア６６（特にカムフォロア６６とその軸受）の寿命を長くすることができる。
【００２６】
なお、本実施形態では、カムを板カムで構成しているが、斜板カムのようなカムが回転するものであれば、他の形式のカムであったもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明の高粘性流体の塗布装置によれば、制御部は回転信号を前記駆動源へ出力し、カムに１回転に満たない正転動作および逆転動作を交互に行わせると共に、カムを定期的に少なくとも１回転させるので、高粘性流体の塗布性能を損なうことなく、カム機構部分における潤滑油の補充周期を長くすることができると共に、カム機構の寿命を長くすることができる。したがって、高粘性流体の塗布装置による塗布作業の高速化を更に促進させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る塗布装置の側面図である。
【図２】シリンジ昇降装置におけるカムの変位曲線および駆動源の駆動波形を表した線図である。
【図３】カムとカムフォロアとの関係を示した要部拡大図である。
【符号の説明】
１  塗布装置
２  塗布ユニット
３  ユニット昇降装置
３３  昇降軸
３４  シリンジ
３５  ノズル
３６  シリンジ昇降装置
６２  駆動源
６４  板カム（カム）
６６  カムフォロア
Ｓ  制御部
Ａ  接着剤
Ｂ  基板
Ｇ  グリース
【図１】
0003670387.tif 000002
【図２】
0003670387.tif 000003
【図３】
0003670387.tif 000004