(57)【要約】      （修正有）【課題】ヘッドユニットの軽量化を促進するとともに、組立性およびメンテナンス性を向上させた表面実装機を提供する。【解決手段】表面実装機は、複数の実装用ヘッドを具備した移動可能なヘッドユニットを有し、このヘッドユニットに圧力供給装置３０を備える。圧力供給装置３０は、エジェクタを内蔵したエジェクタユニット３２と、圧力供給路が形成されたマニホールド３３と、圧力供給路にそれぞれ対応する圧力センサ４７とを備える。各圧力センサ４７は、同一の圧力センサ基板４５に配置されている。この基板４５には、圧力センサ４７にそれぞれ対応した信号線経路と、全ての圧力センサ４７に共通する動力線経路および接地線経路とが形成されている。【選択図】図４
2008103412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品吸着用の複数の実装用ヘッドを具備し、部品供給部と被実装基板の設置位置との間を移動するヘッドユニットに、部品吸着用の負圧を発生させる負圧発生器と、この負圧発生器と連通可能とされるとともに実装用ヘッドにそれぞれ対応して設けられる圧力供給路と、これら圧力供給路にそれぞれ対応して設けられて当該供給路内の圧力を検出する圧力センサとを備えた表面実装機において、
前記圧力センサが同一基板に配置されるとともに、この基板に形成される共通の動力線経路および接地線経路に接続され、これら動力線経路および接地線経路がそれぞれ電線を介してセンサ制御用基板に接続されていることを特徴とする表面実装機。
【請求項２】
請求項１に記載の表面実装機において、
前記圧力供給路が並列に並んだ状態で形成される供給路構成部材が設けられ、前記各圧力センサは、前記圧力供給路の配列に対応して一列に並んだ状態で前記基板に配置され、この基板が前記供給路構成部材に組み付けられることにより、各圧力センサがそれぞれ対応する圧力供給路内の圧力を検出可能に配備されていることを特徴とする表面実装機。
【請求項３】
請求項２に記載の表面実装機において、
前記供給路構成部材は、各圧力供給路にそれぞれ連通するセンサ用ポートを有し、
前記圧力センサは、軸状の圧力導入部を備え、この圧力導入部を前記センサ用ポートに挿入した状態で供給路構成部材に組み付けられていることを特徴とする表面実装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の実装用ヘッドを搭載した移動可能なヘッドユニットにより部品供給部から被実装基板上に部品を搬送して実装する表面実装機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、実装作業位置に位置決めされたプリント基板に対して移動可能なヘッドユニットを備え、このヘッドユニットに搭載される複数の実装用ヘッドにより部品を吸着、搬送してプリント基板上に実装する表面実装機が知られている。
【０００３】
前記ヘッドユニットには、例えば特許文献１に開示されるように、エジェクタを内蔵した負圧発生器が搭載され、この負圧発生器により生成された負圧が各実装用ヘッドに供給されることにより部品の吸着が行われるようになっている。また、ヘッドユニットには、圧力供給路内の圧力を検出する負圧センサが各実装用ヘッドに対応して設けられており、これら負圧センサからの出力に基づき部品吸着の有無が実装用ヘッド毎に検出されるようになっている。
【特許文献１】特開２００４−９１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来の表面実装機において、各負圧センサは実装用ヘッド毎に独立して組み付けられており、各負圧センサからは、例えば動力線（５Ｖ電源線）、接地線（ＧＮＤ線）および信号線の合計３本のリード線からなる接続ケーブルが導出され、これらの接続ケーブルが、それぞれ負圧センサ毎にコネクタを介してセンサ制御用基板に接続される構成となっている。
【０００５】
そのため、多数の実装用ヘッドを有するヘッドユニットでは、負圧センサとセンサ制御用基板との間の配線数が嵩んで（リード線の数が増大して）、ヘッドユニットの軽量化を阻害するばかりか、接続ケーブルの配索が煩雑になる等して組立性およびメンテナンス性を阻害する要因の１つとなっている。
【０００６】
本発明は上記のような不具合に鑑みてなされたものであり、ヘッドユニットに多数の実装用ヘッドが搭載される表面実装機において、圧力センサとセンサ制御用基板等との間の配線構造を見直すことにより、ヘッドユニットの軽量化を促進するとともに組立性およびメンテナンス性を向上させることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであって、部品吸着用の複数の実装用ヘッドを具備し、部品供給部と被実装基板の設置位置との間を移動するヘッドユニットに、部品吸着用の負圧を発生させる負圧発生器と、実装用ヘッドにそれぞれ対応して設けられる圧力供給路と、これら圧力供給路にそれぞれ対応して設けられて当該供給路内の圧力を検出する圧力センサとを備えた表面実装機において、前記圧力センサが同一基板に配置されるとともに、この基板に形成される共通の動力線経路および接地線経路に接続され、これら動力線経路および接地線経路がそれぞれ電線を介してセンサ制御用基板に接続されているものである。
【０００８】
この構成によると、各圧力センサの配線のうち動力線（電源線）および接地線（ＧＮＤ線）が基板上で集約されてそれぞれ１本化されてセンサ制御用基板に接続される。そのため、各圧力センサを個別にセンサ制御用基板に接続する場合に比べてリード線（電線）の数を低減することができる。また、基板を媒体として複数の圧力センサが一体化されているため取扱い性、組付け性が向上する。
【０００９】
より具体的には、圧力供給路が並列に並んだ状態で形成される供給路構成部材が設けられ、前記各圧力センサは、前記圧力供給路の配列に対応して一列に並んだ状態で前記基板に配置され、この基板が前記供給路構成部材に組み付けられることにより、各圧力センサがそれぞれ対応する圧力供給路内の圧力を検出可能に配備されているものである。
【００１０】
この構成によると、圧力センサが一列に並んだ状態で基板上に配置されるため、当該基板をコンパクトに構成することが可能となり、また、当該基板に形成される上記配線経路も簡素なものにすることができる。
【００１１】
この場合、供給路構成部材は、各圧力供給路にそれぞれ連通するセンサ用ポートを有し、前記圧力センサは、軸状の圧力導入部を備え、この圧力導入部を前記センサ用ポートに挿入した状態で供給路構成部材に組み付けられているのが好適である。
【００１２】
この構成によると、各圧力センサの圧力導入部をそれぞれ対応するセンサ用ポートに挿入しつつ基板を供給路構成部材に組み付けるだけで簡単に複数の圧力センサを一体的に適正位置に配備することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、各圧力センサが同一基板上に配置され、この基板上で各圧力センサの配線が集約される構成となっているので、各圧力センサとセンサ制御用基板等とを接続する接続ハーネスの数を低減してヘッドユニットの軽量化を促進することがでる。また、各圧力センサが配置される基板とセンサ制御用基板とを接続ケーブルで接続するだけでこれらの間を整然と、かつ簡単に配線することができるため、配線構造を簡素して組立性およびメンテナンス性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の好ましい実施形態について図面を用いて説明する。
【００１５】
図１及び図２は、本発明に係る表面実装機の概略を示しており、図１は平面図で、図２は正面図でそれぞれ表面実装機を示している。
【００１６】
これらの図に示すように表面実装機（以下、実装機と略す）１０は、実装機本体１と、この実装機本体１に対して相対的に移動可能なヘッドユニット２とを備えている。
【００１７】
上記実装機本体１は、基台３を有し、この基台３上には、プリント基板Ｐを搬送するための一対のコンベア４が配置され、プリント基板Ｐがこのコンベア４上を搬送されて図示の装着作業位置で停止するようになっている。
【００１８】
また、コンベア４の両側には、部品供給部５がそれぞれ配置され、これら部品供給部５には、多数列のテープフィーダ５ａが設けられている。各テープフィーダ５ａは、各々、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出されるように構成されており、ヘッドユニット２の後記実装用ヘッド１３により電子部品がテープフィーダ５ａから取り出されるようになっている。
【００１９】
上記ヘッドユニット２は、基台３の上方に、実装機本体１に対して相対的に移動可能に設けられ、Ｘ軸方向（図１における左右方向）及びＹ軸方向（図１における上下方向）に移動することができるようになっている。
【００２０】
詳しく説明すると、実装機本体１の基台３には、固定レール６が設けられ、この固定レール６に沿ってヘッドユニット２の支持部材７がＹ軸方向に移動可能に配置されており、支持部材７のＹ軸方向の移動は、支持部材７に固定されるボルトナット７ｂに嵌合するボールねじ８を介してＸ軸サーボモータ９により行なわれる。また、ヘッドユニット２は、支持部材７に配置される固定レール７ａ（図３参照）に沿ってＸ軸方向へ移動可能に支持されており、このＸ軸方向の移動は、ヘッドユニット２に固定される不図示のボルトナットに嵌合するボールねじ１１を介してＹ軸サーボモータ１２により行なわれる。
【００２１】
このヘッドユニット２には複数の実装用ヘッド１３が搭載されており、当実施形態では８本の実装用ヘッド１３がＸ軸方向に列状に配置されている。図２，図３に示すように、これら実装用ヘッド１３は、先端に吸着ノズル１３ａを有しており、後記圧力供給装置３０から吸着ノズル１３ａに負圧が供給されることにより、当該負圧による吸引力で電子部品を吸着し得るようになっている。
【００２２】
各実装用ヘッド１３は、ヘッドユニット２に対して相対的に移動可能に設けられており、ヘッドユニット２のフレーム２ａ（固定レール７ａに対してＸ軸方向に移動可能）に対して昇降（Ｚ軸方向の移動）及びノズル中心軸（Ｒ軸）回りの回転が可能とされ、これにより部品の吸着姿勢と、プリント基板Ｐに部品を実装する供給姿勢との間で各実装用ヘッド１３が移動するように構成されている。
【００２３】
ヘッドユニット２には、実装用ヘッド１３のそれぞれに対して実装用ヘッド１３を上記各姿勢の間で移動できるように駆動する複数のモータ１４、１５、すなわち、ヘッド毎に昇降駆動を行う８個のＺ軸モータ１４と、半数ずつ実装用ヘッド１３を同時に回転駆動する２個のＲ軸モータ１５とが配置されている。
【００２４】
なお、ヘッドユニット２に搭載される実装用ヘッド１３、吸着ノズル１３ａ、Ｚ軸モータ１４及びＲ軸モータ１５等は、図３に示すように、支持部材１７に対して装置前側に配置されており、実装機１０を停止してオペレータが保守点検するのに都合が良い配置となっている。ここで、装置前側とは、当該実装機１０におけるオペレータの立ち位置側、つまり実装機１０の操作パネルやモニタ等が配置される側であり、図３では左側（図１では下側）にあたる。
【００２５】
ヘッドユニット２には、さらに図３および図４に示すように、支持部材１７に対して装置前側となる部分に圧力供給装置３０が設けられている。この圧力供給装置３０は、前記フレーム２ａにブラケット２６を介して固定されている。
【００２６】
圧力供給装置３０は、各実装用ヘッド１３に対して部品吸着用の負圧と部品装着用の正圧とを供給するもので、エジェクタユニット３２、マニホールド３３および圧力センサ基板４５等から構成されている。
【００２７】
エジェクタユニット３２は、本発明に係る負圧発生器に相当するもので、このエジェクタユニット３２には、各実装用ヘッド１３にそれぞれ対応するエジェクタがＸ軸方向に並べられた状態で一体に内蔵されている。
【００２８】
マニホールド３３は、本発明に係る供給路構成部材に相当するもので、エジェクタユニット３２に一体的に組み付けられている。マニホールド３３には、図５に示すように、実装用ヘッド１３にそれぞれ対応する圧力ポート４１と、これらの圧力ポート４１と前記エジェクタユニット３２の各エジェクタとをそれぞれ連通する圧力供給路４０が設けられている。つまり、エジェクタユニット３２に設けられる図外の給気ポートを介して各エジェクタに圧縮エアが導入されることによりエジェクタ毎に負圧が生成され、この負圧がそれぞれ圧力供給路４０、圧力ポート４１およびパイプ類（図示省略）を介して実装用ヘッド１３に供給されるようになっている。
【００２９】
なお、エジェクタユニット３２には、各エジェクタにそれぞれ対応して電磁バルブからなる負圧発生バルブ３６および負圧解除バルブ３７が設けられている。
【００３０】
負圧発生バルブ３６は、給気ポートとエジェクタとの間の通路をそれぞれ開閉するもので、負圧解除バルブ３７は、給気ポートと圧力供給路４０とを連通可能に設けられる図外のエア通路を開閉するものである。すなわち、実装用ヘッド１３による部品吸着時には、負圧発生バルブ３６が開状態に、負圧解除バルブ３７が閉状態にそれぞれ制御され、これによってエジェクタにおいて負圧が生成されつつ当該負圧が実装用ヘッド１３に供給される一方、実装用ヘッド１３によるプリント基板Ｐへの部品実装時には、負圧発生バルブ３６が閉状態に、負圧解除バルブ３７が開状態にそれぞれ制御され、これによってエジェクタでの負圧の生成が停止されるとともに圧力供給路４０を通じて実装用ヘッド１３に圧縮エアが導入され、その結果、吸着ノズル１３ａによる部品吸着状態が解除されるようになっている。圧力供給路４０は、部品吸着時から部品をプリント基板Ｐ上方への部品運搬時までは負圧供給路となり、部品装着の瞬間から所定時間は正圧供給路となる。
【００３１】
前記圧力センサ基板４５は、主に部品吸着の有無検知を行うために各圧力供給路４０内の圧力（負圧）をそれぞれ検出するものである。なお、前記圧力センサ基板４５は、部品装着性を点検する場合には、各圧力供給路４０内の圧力（正圧）をそれぞれ検出する。
【００３２】
この圧力センサ基板４５は、各圧力供給路４０にそれぞれ対応する圧力センサ４７が同一基板上に配置されることにより構成されており、図４および図５に示すようにマニホールド３３の側面に組付けられている。
【００３３】
各圧力センサ４７は、同図に示すように、センサチップが内蔵される本体部分４７ａとこの本体部分４７ａから突出する軸状の圧力導入部４７ｂとを有した側面視「Ｔ」字型の形状を有しており、図４に示すように各圧力供給路４０に対応してＸ軸方向に一列に配置され、さらに図５に示すように、圧力センサ基板４５に形成される開口部４６ａに圧力導入部４７ｂを貫通させた状態で当該基板４５に実装されている。
【００３４】
各圧力センサ４７は、それぞれ圧力センサ基板４５に形成された配線回路に接続されている。具体的には、図６に示すように、圧力センサ基板４５には、各圧力センサ４７にそれぞれ対応した複数本の独立した信号線経路Ｌ１と、全ての圧力センサ４７に共通するそれぞれ１本の配線経路からなる動力線経路Ｌ２および接地線経路Ｌ３とが形成されており、各圧力センサ４７は、これらの経路Ｌ１〜Ｌ３にそれぞれ接続されている。
【００３５】
圧力センサ基板４５はボルトによりマニホールド３３に固定されている。詳しくは、図５に示すように、マニホールド３３の側面には、それぞれ各圧力供給路４０に連通し、かつＸ軸方向に一定の間隔で一列に並ぶセンサ用ポート４２と、ねじ穴４４ａを具備した複数の固定部４４とが設けられている。そして、同図に示すように、各圧力センサ４７の圧力導入部４７ｂをそれぞれ対応するセンサ用ポート４２に差し込んだ状態で圧力センサ基板４５を固定部４４に突き当て、この状態でボルトを圧力センサ基板４５に形成される貫通穴４６ｂを通じて前記ねじ穴４４ａに螺合挿入することにより圧力センサ基板４５が前記マニホールド３３に固定されている。なお、同図中、符号４３は、センサ用ポート４２内に配置されるリング状シール部材で、圧力センサ４７の圧力導入部４７ｂとセンサ用ポート４２との間をシールするようになっている。
【００３６】
前記圧力センサ基板４５の各経路Ｌ１〜Ｌ３にはコネクタ４８を介して接続ケーブル５０が接続されている。この接続ケーブル５０は、ヘッドユニット２に搭載される図外のセンサ制御用基板に接続されており、これによってセンサ制御用基板から各圧力センサ４７に接続ケーブル５０および前記動力線経路Ｌ２を介して駆動電流が与えられるとともに、各信号線経路Ｌ１および接続ケーブル５０を介して各圧力センサ４７からセンサ制御用基板にそれぞれセンサ出力が送信されるようになっている。
【００３７】
なお、図２，図３において、符号５１は、支持部材７とヘッドユニット２とを連結する屈曲自在のケーブルダクト５１であって、基台３に搭載されるコントローラとヘッドユニット２との間の接続ケーブルがこのケーブルダクト５１内に配置されている。
【００３８】
以上のような実装機１０によると、ヘッドユニット２が部品供給部５と装着作業位置のプリント基板Ｐとの間を移動しながら、各実装用ヘッド１３（吸着ノズル１３ａ）が部品供給部５から部品を吸着し、これらの部品をプリント基板Ｐ上に搬送して実装する。この際、各実装用ヘッド１３にそれぞれ連通する前記圧力供給路４０内の圧力が圧力センサ４７により検出されることにより、各実装用ヘッド１３による部品の吸着が適正に行われているかの判定が行われることとなる。
【００３９】
なお、この実装機１０で、このように各実装用ヘッド１３にそれぞれ負圧を供給するための圧力供給路４０に対応して圧力センサ４７が設けられており、これら圧力センサ４７により圧力供給路４０内の圧力が検出されるが、上記の通り、各圧力センサ４７は、１つの圧力センサ基板４５上に実装されており、この基板上に形成される経路Ｌ１〜Ｌ３に接続されることにより基板上で配線が集約されている。すなわち、各圧力センサ４７がそれぞれ共通の動力線経路Ｌ２および接地線経路Ｌ３に接続されることにより、各圧力センサ４７の動力線および接地線がそれぞれ１本化されている。そのため、各センサを個別にセンサ制御用基板に接続する従来のこの種の実装機に比べると、各圧力センサ４７とセンサ制御用基板を接続するための接続ケーブル５０の線数（リード線の数）が低減される。具体的には、従来のこの種の実装機では、各センサからそれぞれ３本のリード線（信号、動力および接地線）が導出され、これらリード線がセンサ毎にセンサ制御用基板に接続されているため、８本の実装用ヘッドをもつ実装機では各センサとセンサ制御用基板とが合計２４本（３×８）のリード線からなる接続ケーブルで接続されていたが、上記の実装機１０では、接続ケーブル５０は合計１０本（８本の信号線、それぞれ１本の動力線および接地線）のリード線で済み、リード線の数が大幅に削減される。従って、複数の実装用ヘッド１３に対応する圧力センサ４７を搭載しながらも当該接続ケーブル５０の線数軽減を通じてヘッドユニット２の軽量化を促進することができる。
【００４０】
また、圧力センサ基板４５とセンサ制御用基板とを接続ケーブル５０で接続するだけで各圧力センサ４７とセンサ制御用基板との間を整然と、かつ簡単に配線することができるため、配線構造を簡素して組立性およびメンテナンス性を向上させることができるという利点もある。特に、接続ケーブル５０として例えばフラットケーブル（フラット配線材）を用いることも可能であり、この場合には、複数の圧力センサ４７とセンサ制御用基板とを１本のフラットケーブルで接続することができるため、各圧力センサ４７とセンサ制御用基板との間をより整然と配線することができある。
【００４１】
また、上記の実装機１０では、各圧力センサ４７の圧力導入部４７ｂを、それぞれ対応するセンサ用ポート４２に差し込んで圧力センサ基板４５をマニホールド３３（固定部４４）にボルト固定するだけで、複数の圧力センサ４７を簡単にエジェクタユニット３２に組み付けることができ、また、逆の手順で作業を行うことにより複数の圧力センサ４７を簡単に取り外すことできる。そのため、この点でも圧力供給装置３０の組立性やメンテナンス性が向上するというメリットもある。
【００４２】
なお、以上説明した実装機は、本発明に係る表面実装機の好ましい実施の形態の一例であってその具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、圧力センサ基板４５においける圧力センサ４７の配置や経路Ｌ１〜Ｌ３の具体的な構成や、マニホールド３３に対する圧力センサ基板４５の組み付け構造等は、ヘッドユニット２の具体的な構成に応じて適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る表面実装機の概略を示す平面図である。
【図２】表面実装機の概略を示す正面図である。
【図３】ヘッドユニットの概略を示す側面図である。
【図４】圧力供給装置の概略を示す斜視図である。
【図５】圧力供給装置の構成（主に圧力センサ基板の組み付け構造）を示す断面図である。
【図６】圧力センサ基板の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  実装機本体
２  ヘッドユニット
５  部品供給部
１０  表面実装機
１３  実装用ヘッド
１４，１５  モータ
３０  圧力供給装置
３２  エジェクタユニット
３２ａ  ユニット本体
３２ｂ  マニホールド
４５  圧力センサ基板
４７  圧力センサ
Ｐ  プリント基板
【図１】
2008103412.tif 000003
【図２】
2008103412.tif 000004
【図３】
2008103412.tif 000005
【図４】
2008103412.tif 000006
【図５】
2008103412.tif 000007
【図６】
2008103412.tif 000008