(57)【要約】【課題】受電部側に供給する直流出力電圧の安定化を図ることができる電力供給装置により電力を供給される部品供給装置を提供する。【解決手段】実装機本体１０Ａ側から部品供給装置３１側へ電磁誘導結合用トランスＭを介して給電する。部品供給装置３１側の出力電圧の変動を第１フィードバック回路ＦＢにより電圧フィードバック信号として実装機本体１０Ａ側の発振ドライブ手段ＯＣに送出し、出力電圧が所定値に近づくように制御する。また、出力電圧が所定の正常範囲を超える異常となると、第２フィードバック回路ＦＢ２により異常検出信号を発振ドライブ手段ＯＣに送出し部品供給装置側への給電を停止させる。【選択図】  図６
2009182117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装機本体側に設けられた給電部と、実装機の部品供給装置側に設けられた受電部とが電磁誘導結合用トランスを介して分離可能に結合され、
前記給電部における発振ドライブ手段のドライブ信号の周波数に応じてＯＮ／ＯＦＦ駆動するスイッチング手段から所定周波数の電圧を前記トランスにおける１次コイルに印加し、前記トランスの２次コイルに誘起する交流電圧を直流化手段により整流して所定の直流電圧を出力するように構成されている電力給電装置を備えた部品供給装置において、
前記直流化手段の出力電圧の変動を検出する電圧検出手段と、
電圧検出手段からの電圧検出信号を受けて発振ドライブ手段に電圧フィードバック信号を送出する第１フィードバック手段と、
前記直流化手段の出力電圧が所定の正常範囲を超える異常を検出する電圧異常検出手段と、
電圧異常検出手段により出力電圧の異常が検出された際に異常検出信号を前記発振ドライブ手段に送出する第２フィードバック手段と、を備え、
前記第２フィードバック手段は、前記直流化手段の出力電圧が所定の正常範囲内にあるときに正常信号を送出し、この正常信号の送出が停止されることを異常検出信号として前記発振ドライブ手段に送出し、
前記発振ドライブ手段は、前記第１フィードバック手段からの電圧フィードバック信号を受けて、前記出力電圧が所定値に近づくように前記ドライブ信号の周波数を変更して出力する一方、前記第２フィードバック手段からの前記異常検出信号を受けるとドライブ信号を停止するように設定されていることを特徴する電力供給装置により電力を供給される部品供給装置。
【請求項２】
実装機本体側に設けられた給電部と、実装機の部品供給装置側に設けられた受電部とが電磁誘導結合用トランスを介して分離可能に結合され、
前記給電部における発振ドライブ手段のドライブ信号の周波数に応じてＯＮ／ＯＦＦ駆動するスイッチング手段から所定周波数の電圧を前記トランスにおける１次コイルに印加し、前記トランスの２次コイルに誘起する交流電圧を直流化手段により整流して所定の直流電圧を出力するように構成されている電力供給装置を備えた実装機において、
前記直流化手段の出力電圧の変動を検出する電圧検出手段と、
電圧検出手段からの電圧検出信号を受けて発振ドライブ手段に電圧フィードバック信号を送出する第１フィードバック手段と、
前記直流化手段の出力電圧が所定の正常範囲を超える異常を検出する電圧異常検出手段と、
電圧異常検出手段により出力電圧の異常が検出された際に異常検出信号を前記発振ドライブ手段に送出する第２フィードバック手段と、を備え、
前記第２フィードバック手段は、前記直流化手段の出力電圧が所定の正常範囲内にあるときに正常信号を送出し、この正常信号の送出が停止されることを異常検出信号として前記発振ドライブ手段に送出し、
前記発振ドライブ手段は、前記第１フィードバック手段からの電圧フィードバック信号を受けて、前記出力電圧が所定値に近づくように前記ドライブ信号の周波数を変更して出力する一方、前記第２フィードバック手段からの前記異常検出信号を受けるとドライブ信号を停止するように設定されていることを特徴する実装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板に部品を供給する実装機に適用される電力供給装置により電力を供給される部品供給装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に電子部品を実装する実装機では、テープフィーダ等の部品供給装置によって電子部品を自動的に供給するようになっている。
【０００３】
このよう部品供給装置に対して実装機本体側から駆動電力を供給する方法として、コネクタ等の接続手段に代えて、最近では給電部側と受電部側とを電磁誘導結合用トランスを使って非接触構造で結合する技術が提案されている（下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−３０７２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような実装機の部品供給装置では、非接触で給電を行うため、給電部と受電部の間に異物が挟まることにより正常な充電ができなくなったり、特に、電子部品等の金属性の異物が挟まった場合には異常な発熱をするおそれがある。
【０００５】
この発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、給電部と受電部の間に挟まった場合の安全性を確保することと、部品供給装置の動作状態に合せた適切な給電を行い、受電部側に供給する直流出力電圧の安定化を図ることができる実装機および部品供給装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、以下の手段によって解決される。
【０００７】
［１］実装機本体側に設けられた給電部と、実装機の部品供給装置側に設けられた受電部とが電磁誘導結合用トランスを介して分離可能に結合され、
前記給電部における発振ドライブ手段のドライブ信号の周波数に応じてＯＮ／ＯＦＦ駆動するスイッチング手段から所定周波数の電圧を前記トランスにおける１次コイルに印加し、前記トランスの２次コイルに誘起する交流電圧を直流化手段により整流して所定の直流電圧を出力するように構成されている電力供給装置を備えた部品供給装置において、
前記直流化手段の出力電圧の変動を検出する電圧検出手段と、
電圧検出手段からの電圧検出信号を受けて発振ドライブ手段に電圧フィードバック信号を送出する第１フィードバック手段と、
前記直流化手段の出力電圧が所定の正常範囲を超える異常を検出する電圧異常検出手段と、
電圧異常検出手段により出力電圧の異常が検出された際に異常検出信号を前記発振ドライブ手段に送出する第２フィードバック手段と、を備え、
前記第２フィードバック手段は、前記直流化手段の出力電圧が所定の正常範囲内にあるときに正常信号を送出し、この正常信号の送出が停止されることを異常検出信号として前記発振ドライブ手段に送出し、
前記発振ドライブ手段は、前記第１フィードバック手段からの電圧フィードバック信号を受けて、前記出力電圧が所定値に近づくように前記ドライブ信号の周波数を変更して出力する一方、前記第２フィードバック手段からの前記異常検出信号を受けるとドライブ信号を停止するように設定されていることを特徴する電力供給装置により電力を供給される部品供給装置。
【０００８】
［２］
実装機本体側に設けられた給電部と、実装機の部品供給装置側に設けられた受電部とが電磁誘導結合用トランスを介して分離可能に結合され、
前記給電部における発振ドライブ手段のドライブ信号の周波数に応じてＯＮ／ＯＦＦ駆動するスイッチング手段から所定周波数の電圧を前記トランスにおける１次コイルに印加し、前記トランスの２次コイルに誘起する交流電圧を直流化手段により整流して所定の直流電圧を出力するように構成されている電力供給装置を備えた実装機において、
前記直流化手段の出力電圧の変動を検出する電圧検出手段と、
電圧検出手段からの電圧検出信号を受けて発振ドライブ手段に電圧フィードバック信号を送出する第１フィードバック手段と、
前記直流化手段の出力電圧が所定の正常範囲を超える異常を検出する電圧異常検出手段と、
電圧異常検出手段により出力電圧の異常が検出された際に異常検出信号を前記発振ドライブ手段に送出する第２フィードバック手段と、を備え、
前記発振ドライブ手段は、前記第１フィードバック手段からの電圧フィードバック信号を受けて、前記出力電圧が所定値に近づくように前記ドライブ信号の周波数を変更して出力する一方、前記第２フィードバック手段からの異常検出信号を受けるとドライブ信号を停止するように設定されていることを特徴する実装機。
【発明の効果】
【０００９】
前項記載の発明によれば、部品供給装置側の出力電圧の変動に応じた電圧フィードバック信号を受けて、出力電圧が所定値に近づくように発振ドライブ手段のドライブ信号の周波数が変更されるため、例えば駆動負荷が小さくなっても部品供給装置側の出力電圧の上昇を抑制して安定化することができる。
【００１０】
また、例えば第１フィードバック手段のトラブル等で、部品供給装置側の出力電圧が過大に上昇する事態にあっても、出力電圧が所定の正常範囲を超える異常が検出されると、第２フィードバック手段からの異常検出信号を受けてドライブ信号を停止し、部品供給装置側への給電を停止して、部品供給装置側の駆動負荷を保護することができる。
【００１１】
さらに、第２フィードバック手段は、出力電圧が所定の正常範囲内にあるときに正常信号を送出し、この正常信号の送出が停止されることを異常検出信号とするため、出力電圧が所定の正常範囲内から外れたことをより確実に発振ドライブ手段に伝達し、部品供給装置側の出力電圧が過大に上昇する事態を未然に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、この発明の第１実施形態にかかる電力供給装置により電力を供給される部品供給装置が適用された実装機を示す平面図である。
【００１４】
図１において、この実装機１０は、基台１１に設けられ、かつプリント基板Ｗを搬送するコンベア２と、コンベア２の両側に設けられて、供給装置装着部を構成する部品供給部３と、コンベア２の上方に設けられたヘッドユニット４とを備えている。
【００１５】
前記部品供給部３には、部品供給装置としての複数のテープフィーダ３１…が並列配置で着脱自在に装着されている。後述するように、テープフィーダ３１には、電子部品が所定間隔おきに格納された部品収納テープ（リールテープ）が巻回されてセットされており、その部品収納テープに収納された電子部品が吸着位置（部品供給位置３０）に順次供給されるようになっている。
【００１６】
前記テープフィーダ３１が部品供給位置３０に供給される電子部品は、後述するようにヘッドユニット４によってピックアップできるようになっている。
【００１７】
なお、この発明においては、部品供給部３には、部品供給装置として、パレット等の部品供給容器から部品を供給するように構成されたトレイフィーダも設置することができる。
【００１８】
前記ヘッドユニット４は、テープフィーダ３１から部品供給位置３０に供給された部品をピックアップしてプリント基板Ｗ上に搭載できるように、部品供給位置３０とプリント基板Ｗ上の実装位置との間にわたる領域を移動可能となっている。具体的には、ヘッドユニット４は、Ｘ軸方向（コンベア２の搬送方向）に延びるヘッドユニット支持部材１４２にＸ軸方向に移動可能に支持されている。
【００１９】
ヘッドユニット支持部材１４２は、その両端部においてＹ軸方向（Ｘ軸方向に水平面内で直交する方向）に延びるガイドレール１４３，１４３にＹ軸方向に移動可能に支持されている。そして、ヘッドユニット４は、Ｘ軸モータ１４４によりボールねじ１４５を介してＸ軸方向の駆動が行われ、ヘッドユニット支持部材１４２は、Ｙ軸モータ１４６によりボールねじ１４７を介してＹ軸方向の駆動が行われるようになっている。
【００２０】
ヘッドユニット４には、部品搭載用の複数のヘッド４１…がＸ軸方向に並んで配置されている。
【００２１】
各ヘッド４１…は、Ｚ軸モータを駆動源とする昇降機構による上下方向（Ｚ軸方向）に駆動されるとともに、Ｒ軸モータを駆動源とする回転機構により回転方向（Ｒ軸方向）に駆動されるようになっている。
【００２２】
各ヘッド４１…には、電子部品を吸引吸着（ピックアップ）してプリント基板Ｗに装着するための吸着ノズル（図示省略）がそれぞれ設けられている。
【００２３】
ヘッドユニット４には、下向きの基板撮像カメラ１３が設けられている。基板撮像カメラ１３は、ＣＣＤカメラ等によって構成され、この基板撮像カメラ１３によってプリント基板Ｗや部品供給位置３０の部品等を上側から認識できるようになっている。
【００２４】
また、コンベア２と、両側の部品供給部３との各間には、上向きに部品撮像カメラ１２が設けられている。部品撮像カメラ１２は、ラインセンサカメラ等によって構成され、この部品撮像カメラ１２によって、ヘッドユニット４のヘッド４１に吸着された部品を下側から認識できるようになっている。
【００２５】
前記テープフィーダ３１は、図２に示すように、フィーダ本体３２と、そのフィーダ本体３２の後端に設けられたトップテープ回収ボックス３３と、電装ボックス６とを備えている。
【００２６】
フィーダ本体３２には、後端部から前端上部にかけてテープ供給経路３２１が設けられそのテープ供給経路３２１に沿って、リールテープとしての部品収納テープＴが連続して供給されるようになっている。
【００２７】
図３に示すように、この実施形態において採用される部品収納テープＴは、ベーステープＴ１と、そのベーステープＴ１の上面に貼着されたトップテープ（カバーテープ）Ｔ２とを備えている。
【００２８】
ベーステープＴ１には、所定の間隔おきに多数の凹所（キャビティ）が設けられ、各キャビティ内に、小形の実装用電子部品として、ＩＣやトランジスタ等が収納された状態で、ベーステープＴ１のトップテープＴ２が貼り付けられて、各キャビティ内で部品が密閉される。なお、ベーステープＴ１としては、キャビティとしての打ち抜き貫通孔が設けられたテープボディの下面に、ボトムテープが貼り付けられたものを好適に用いることができる。
【００２９】
前記フィーダ本体３２におけるテープ供給経路３２１の前端部には、テープ送り機構３４が設けられる。テープ送り機構３４は、所定量ずつ回転するスプロケット３４１を備え、スプロケット３４１が所定量ずつ回転することによって、テープ供給経路３２１上に配置された部品収納テープＴが、所定のピッチで間欠的に前方へ送り出されるようになっている。このスプロケット３４１を回転駆動するスプロケットモータ３４２は、実装機本体側から給電を受けて動作するものであり、テープフィーダ（部品供給装置）３１における部品供給用駆動負荷となっている。
【００３０】
フィーダ本体３２におけるテープ供給経路３２１の前部には、部品収納テープＴが設置されるテープ設置走行面３２２が設けられており、このテープ設置走行面３２２に対応してテープガイド（テープ押え部材）３５が設けられている。そしてこのテープガイド３５によって、テープ設置走行面３２２上の部品収納テープＴ１がテープ設置走行面３２２に押え付けられることにより、安定した状態に支持されるようになっている。
【００３１】
テープガイド３５には、テープ剥離部３５１が設けられており、このテープ剥離部３５１において、部品収納テープＴが繰り出される毎に、ベーステープＴ１からトップテープＴ２が所定量ずつ剥離されるようになっている。
【００３２】
そして、トップテープＴ２が剥離されて上面が開放されたベーステープＴ１のキャビティ部分（部品収納部）は、テープ供給経路３２１によって前方へ繰り出されて、部品供給位置３０に送り出されるようになっている。こうして部品供給位置３０に供給された部品は、上記したようにヘッド４１によってピックアップされるようになっている。
【００３３】
一方、部品が取り出されたベーステープＴ１は、テープ送り機構３４による繰り出し操作に伴って、さらに前方へ送り出されるようになっている。
【００３４】
フィーダ本体３２におけるトップテープ回収ボックス３３の前方には、テープ引き込み機構３７が設けられている。テープ引き込み機構３７は、巻取ローラ３７１と、押えローラ３７２とを備え、べーステープＴ１から剥離されたトップテープＴ２が後方へ折り返されて、両ローラ３７１，３７２によって挟持された状態で配置されている。そして、巻取ローラ３７１が回転することによって、ベーステープＴ１から剥離されたトップテープＴ２が後方へ引き込まれるようになっている。この巻き取りローラ３７１を回転駆動する巻き取りモータ３７３は、実装機本体側から給電を受けて動作するものであり、テープフィーダ（部品供給装置）３１における部品供給用駆動負荷となっている。
【００３５】
さらに、テープ引き込み機構３７によって引き込まれたトップテープＴ２は、トップテープ回収ボックス３３に回収されるようになっている。
【００３６】
なお、トップテープ回収ボックス３３の後端面には、開口部が設けられるとともに、この開口部に開閉自在に開閉蓋３３１が設けられている。そして、トップテープ回収ボックス３３が、トップテープＴ２で満杯になった際には、開閉蓋３３１を開放して、トップテープ回収ボックス３３内のトップテープＴ２を後端開口部から取り出して処分できるようになっている。
【００３７】
また、フィーダ本体３１の下部に設けられる電装ボックス６は、その外周壁がケーシング６１として構成されている。
【００３８】
図４に示すように、電装ボックス６のケーシング６１内には、内部基板６５が設けられている。
【００３９】
この内部基板６５は、実装機１０の制御装置（コントローラ）からの情報に基づいて、テープフィーダ３１の各駆動部、例えばテープ送り機構３４やテープ引き込み機構３７の駆動を制御する制御基板によって構成されている。
【００４０】
前記電装ボックス６内には、前記テープ送り機構３４等の駆動モータ（フィーダモータ）に電力供給するために、実装機本体１０Ａ側の給電部１００から電力を電磁誘導結合用トランスＭを介して非接触で受電する受電部２００が設けられている（図６参照）。
【００４１】
このトランスＭは、図５に示すように、樹脂製のボビンＢ１に１次コイルＮ１が巻回される第１磁気コアＦ１と、樹脂製のボビンＢ２に２次コイルＮ２が巻回される第２磁気コアＦ２とを備え、第１磁気コアＦ１は実装機本体１０Ａ側に、第２磁気コアＦ２はテープフィーダ（部品供給装置）３１側に設けられている。
【００４２】
このトランスＭは、テープフィーダ（部品供給装置）３１が実装機本体１０Ａに対して着脱されることにより、１次コイルＮ１が巻回される第１磁気コアＦ１と、２次コイルＮ２が巻回される第２磁気コアＦ２とが分離可能になっている。
【００４３】
そして、テープフィーダ（部品供給装置）３１が実装機本体１０Ａに装着されたとき、第１磁気コアＦ１と第２磁気コアＦ２とは電磁的に結合するが、両コアＦ１，Ｆ２の対向面間には、所定の微小なギャップｇが形成されるようになっている。
【００４４】
この実施形態では、テープフィーダ３１の端面が、実装機本体１０Ａの端面と当接して部品供給装置３１が実装機本体１０Ａに対して位置決めされることにより、常に所定のギャップｇが再現されるようになっている。この実施形態では、テープフィーダ３１の端面と実装機本体１０Ａの端面とが当接する構造がテープフィーダ（部品供給装置）３１の位置決め手段を構成している。
【００４５】
図６は、第１実施形態における電力供給装置により電力を供給される部品供給装置の構成を示す電気回路図である。
【００４６】
図６において、この電力供給装置は、実装機本体１０Ａ側の給電部１００と、テープフィーダ３１側の受電部２００とを備えている。
【００４７】
前記給電部１００は、電磁誘導結合用トランスＭにおける第１磁気コアＦ１の他に、発振ドライブ回路ＯＣと、前記トランスＭにおける第１磁気コアＦ１に巻回された１次コイルＮ１に所定周波数の電圧を印加するスイッチング回路ＳＣと、前記トランスＭにおける第１磁気コアＦ１に巻回された１次コイルＮ１の接地端に対して直列に接続されたコンデンサＣ１とを備えている。
【００４８】
前記発振ドライブ回路ＯＣは、所定の周波数により発振するドライブ信号を生成して前記スイッチング回路ＳＣに送出するものである。
【００４９】
前記スイッチング回路ＳＣは、発振ドライブ回路ＯＣのドライブ信号の周波数に応じてＯＮ／ＯＦＦ動作して、それによって生起した所定周波数の電圧を前記第１磁気コアＦ１に巻回された１次コイルＮ１に印加するものであり、例えば、互いに直列接続された一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列体と、一対のダンパダイオードＤ１，Ｄ２の直列体とからなり、一方のスイッチング素子Ｑ１のドレイン・ソースに一方のダンパダイオードＤ１のカソード・アノードがそれぞれ接続され、また、他方にスイッチング素子Ｑ２のドレイン・ソースに他方のダンパダイオードＤ１のカソード・アノードがそれぞれ接続されている。
【００５０】
なお、一方のスイッチング素子Ｑ１のドレインが実装機本体１０Ａ側の直流電源ＶＣＣに接続され、他方のスイッチング素子Ｑ２のソースが接地されている。
【００５１】
さらに、前記一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の各ゲートが前記発振ドライブ回路ＯＣの出力端に接続されており、一対のダンパダイオードＤ１，Ｄ２のアノード・カソード接続点が前記第１磁気コアＦ１に巻回された１次コイルＮ１の高電位端に接続されている。
【００５２】
なお、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２としては、例えば、Ｎチャネル形の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）が使用されているが、Ｐチャネル形を使ったり、他のスイッチング素子を使う等、この実施形態の構成に限られるものではない。
【００５３】
前記コンデンサＣ１は、前記スイッチング回路ＳＣの出力端と前記トランスＭにおける１次コイルＮ１の高電位端との間に現れるリーケージインダクタンスＬｒとでＬＣ共振回路を構成するようになっている。
【００５４】
そして、前記発振ドライブ回路ＯＣによるドライブ信号の周波数は、このＬＣ共振回路の共振周波数となるように設定されている。
【００５５】
受電部２００は、電磁誘導結合用トランスＭにおける第２磁気コアＦ２の他に、前記トランスＭの２次コイルＮ２に誘起する交流電圧を整流して所定の直流電圧を出力する直流化回路ＶＣと、前記直流化回路ＶＣの出力端に接続された電圧検出部ＶＤと、電圧検出部ＶＤに接続された第１フィードバック回路ＦＢと、前記直流化回路ＶＣの出力に接続された電圧異常検出部ＷＤと、電圧異常検出部ＷＤに接続された第２フィードバック回路ＦＢ２とを備えている。
【００５６】
直流化回路ＶＣは、例えば、前記トランスＭの２次コイルＮ２に誘起した交流電圧を整流する整流回路ＲＣと、平滑回路ＥＣとからなる。
【００５７】
整流回路ＲＣは、例えば、４つの整流用ダイオードＤ３〜Ｄ６からなるブリッジ整流回路で構成されている。
【００５８】
平滑回路ＥＣは、整流出力の脈動を除去して平滑化するものであり、例えば、前記整流回路ＲＣの出力端と接地との間に介挿された平滑コンデンサＣ２から構成されている。勿論、この平滑回路ＥＣは、この例のようなコンデンサ入力形に限らず、チョークコイルも使用するチョーク入力形を採用してもよい。
【００５９】
電圧検出部ＶＤは、前記直流化回路ＶＣの直流出力の変動を検出するものであり、例えば、電圧基準値設定部や比較器などから構成されている。
【００６０】
第１フィードバック回路ＦＢは、電圧検出部ＶＤの検出出力に応じた電圧フィードバック信号を前記発振ドライブ回路ＯＣにフィードバックするものであり、例えば、前記受電部２００側に配置されて、電圧検出部ＶＤから検出出力に応じて光の強度が変化する発光素子としての発光ダイオードＤ７と、給電部１００側に配置されて、発光ダイオードＤ７の光を受光してその強度に応じた信号を出力する受光素子としてのフォトトランジスタＱ３とを備えている。
【００６１】
この例では、発光ダイオードＤ７とフォトトランジスタＱ３との間に、図５に示すように、部品供給装置側（受電部２００側）に配置された第１導光体Ｐ１と、実装機本体１０Ａ側（給電部１００側）に配置されて、第１導光体Ｐ１からの光をフォトトランジスタＱ３に導く第２導光体Ｐ２とが介在されている。
【００６２】
これら第１導光体Ｐ１と第２導光体Ｐ２とは、テープフィーダ（部品供給装置）３１が実装機本体１０Ａに装着されたとき、それぞれの端面が対向する位置に配置され、光学的に結合した状態となるように構成されている。
【００６３】
この第１フィードバック回路ＦＢは、前記フィーダ用モータ等の駆動負荷が軽くなって前記直流化回路ＶＣの出力電圧が所定電圧よりも上昇し、前記電圧検出部ＶＤがその出力電圧の上昇を検知した際に、それに応じた電圧フィードバック信号を発振ドライブ回路ＯＣに送出することで、前記トランスＭの１次コイルＮ１に印加する入力電圧が抑制されるようなドライブ信号が発振されるようにする。
【００６４】
電圧異常検出部ＷＤは、出力電圧が所定の正常範囲を超えて異常に高くなる電圧異常を検出するものである。
【００６５】
第２フィードバック回路ＦＢ２は、前記電圧異常検出部ＷＤにより出力電圧の異常が検出された際に異常検出信号を発振ドライブ回路ＯＣに送出するものであり、例えば、前記受電部２００側に配置されて、電圧異常検出部ＷＤからの出力に応じて発光する発光素子としての発光ダイオードＤ７０と、給電部１００側に配置されて、発光ダイオードＤ７０の光を受光して、発光の有無を検出する受光素子としてのフォトトランジスタＱ３０とを備えている。
【００６６】
この例では、上述した第１フィードバック回路ＦＢ１と同様に、発光ダイオードＤ７０とフォトトランジスタＱ３０との間に、図５に示すように、部品供給装置側（受電部２００側）に配置された第１導光体Ｐ１０と、実装機本体１０Ａ側（給電部１００側）に配置されて、第１導光体Ｐ１からの光をフォトトランジスタＱ３０に導く第２導光体Ｐ２０とが介在されている。
【００６７】
これら第１導光体Ｐ１０と第２導光体Ｐ２０とは、テープフィーダ（部品供給装置）３１が実装機本体１０Ａに装着されたとき、それぞれの端面が対向する位置に配置され、光学的に結合した状態となるように構成されている。
【００６８】
この実施形態では、テープフィーダ（部品供給装置）３１が実装機本体１０Ａに装着されると給電が開始され、ある一定の時間が経過すると電圧異常検出部ＷＤからの出力に応じてダイオードＤ７０が正常信号を送出するのに十分な電力が供給され、正常信号が送出される。そして、第２フィードバック回路ＦＢ２は、直流化手段ＶＣの出力電圧が所定の正常範囲内にあるときに正常信号を送出し、出力電圧が正常範囲から逸脱し、具体的には所定の電圧値を超える異常な高い電圧値となった場合に、前記正常信号の送出を停止するようになっている。すなわち、この第２フィードバック回路ＦＢ２は、発信されている正常信号が消失することをもって、前記異常検出信号とするようになっている。第２フィードバック回路ＦＢ２は、ダイオードＤ７０が正常信号を送出するのに十分な見込み時間が経過した後にフォトトランジスタＱ３０により異常検出を開始する。この見込み時間は、デバイスの条件に合わせて適宜定めればよい。従って、テープフィーダ（部品供給装置）３１を装着した時に供給部、受電部内に異常が発生した場合や、給電部と受電部の間に異物が挟まるなどの異常が発生している場合には、見込み時間が経過した後にも正常信号が送出されないことをもって、前記異常検出信号とする。
【００６９】
具体的には、正常信号として、連続的にあるいは所定時間間隔で間欠的に発光ダイオードＤ７０を点灯させ、異常な高い電圧値となった場合には、この発光ダイオードＤ７０の点灯を停止するようになっている。
【００７０】
この第２フィードバック回路ＦＢ２からの正常信号の送出が停止し、すなわち異常検出信号が送出されれば、前記発振ドライブ回路ＯＣにフィードバックされて、ドライブ信号が停止され、部品供給装置３１への給電が停止するようになっている。
【００７１】
このように、正常信号が送出されないことを、異常検出信号とすることにより、第２フィードバック回路ＦＢ２の発光ダイオードＤ７０やフォトトランジスタＱ３０に異常が発生した場合においても異常検出信号が送出されることとなる。
【００７２】
なお、上述した第１、第２フィードバック回路ＦＢ１，ＦＢ２等については、上記発光ダイオードＤ７、Ｄ７０やフォトトランジスタＱ３，Ｑ３０を使用した光を利用する構成に限らず、マイクロ波を利用するなど他の様々な構成を採用可能である。
【００７３】
つぎに、上記構成による電力供給装置の動作について説明する。
【００７４】
まず、前記電磁誘導結合用トランスＭにおける第１磁気コアＦ１と第２磁気コアＦ２の各対向面間に微小ギャップｇを介在させてあることから、前記スイッチング回路ＳＣの出力端と前記トランスＭにおける１次コイルＮ１の高電位端との間に等価的にリーケージインダクタンスＬｒが現れる。
【００７５】
このリーケージインダクタンスＬｒと前記コンデンサＣ１の容量とでＬＣ共振回路が構成されるように素子定数を設定しておき、前記発振ドライブ回路ＯＣの発振動作によるドライブ信号の周波数をそのＬＣ共振回路の共振周波数に設定する。
【００７６】
実装機１０の駆動開始に伴って前記発振ドライブ回路ＯＣが発振動作して、前記共振周波数でのドライブ信号がスイッチング回路ＳＣに印加される。つまり、前記ドライブ信号が一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のゲート電圧としてゲートに印加される。
【００７７】
このドライブ信号の印加によって、一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がトリガされ、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、ドライブ信号の周波数（ＬＣ共振周波数）に応じたスイッチング周波数に従って交互にＯＮ・ＯＦＦ動作を繰り返す。これによるスイッチング出力が前記電磁誘導結合用トランスＭにおける１次コイルＮ１に印加されると、前記リーケージインダクタンスＬｒとコンデンサＣ１の容量とによる共振回路で共振が起こる。
【００７８】
スイッチング出力がトランスＭの１次コイルＮ１に印加されることにより、電磁誘導結合用トランスＭにおける２次コイルＮ２の両端には、前記１次コイルＮ１の巻線数と２次コイルＮ２の巻線数との比に従った大きさの交流電圧が誘起される。
【００７９】
このトランスＭにおける２次コイルＮ２の両端に誘起された交流出力が前記直流化回路ＶＣにおける整流回路ＲＣで全波整流された後、整流電圧が平滑コンデンサＣ２で平滑化される。
【００８０】
つまり、前記交流出力の一方の半周期に、整流用ダイオードＤ３，Ｄ４の組が導通して平滑コンデンサＣ２に対して整流電流を充電する動作が得られ、また、交流出力の他方の半周期に、整流用ダイオードＤ５，Ｄ６の組が導通して平滑コンデンサＣ２に対して充電する動作が得られる。交流出力の一方の半周期に平滑コンデンサＣ２に充電された充電電流が交流出力の他方の半周期に放電される一方、交流出力の他方の半周期に平滑コンデンサＣ２に充電された充電電流が交流出力の一方の半周期に放電されることが繰り返される。これにより、直流化回路ＶＣにおいて、交流出力が整流・平滑された所定の直流電圧（ＤＣ  ＯＵＴ）がフィーダ駆動系に対する電力として供給される。
【００８１】
図７は、１つのテープフィーダ３１から１吸着サイクルで６個の部品を吸着する場合の時間に対するフィーダ負荷電流（消費電流）の波形図を示す。
【００８２】
図７に示すように、フィーダ負荷であるモータ等が動作している時は、消費電流がピーク値となり、フィーダ静止の時は、制御回路に対して一定の直流電圧が供給されているのみとなり、消費電流は小さい。このように、フィーダの負荷電流は時間経過に対して常に一定ではなく大きく変動し、電力の供給は、一番消費電流が大きいときにあわせて供給されなければならない。
【００８３】
図８で示すように、共振周波数ｆ０において、前記リーケージインダクタンスＬｒと前記コンデンサＣ１とによる共振回路が構成されてエネルギーロスが最小となり、最大電流が流れる。従って、ドライブ信号の周波数をＬＣ共振回路の共振周波数となるように設定することで、フィーダに効率良く電力供給できるため、トランスＭを小型化することが可能である。
【００８４】
ところで、フィーダ用モータ等が停止し、駆動負荷が軽くなると、前記直流化回路ＶＣの直流出力電圧が所定電圧よりも上昇する。その場合、前記電圧検出部ＶＤがその出力電圧の上昇を検知し、それに応じた検出出力が第１フィードバック回路ＦＢに入力される。
【００８５】
そして、第１フィードバック回路ＦＢでは、前記検出出力に応じて発光ダイオードＤ７の光の強度が変化し、これを受光したフォトトランジスタＱ３から前記光の強度が変化した電圧フィードバック信号が発振ドライブ回路ＯＣに送出される。そしてこの電圧フィードバック信号を受けた発振ドライブ回路ＯＣが、ドライブ信号の周波数を共振周波数ｆ０よりも高く設定するようになっている。
【００８６】
このように、フィーダ駆動負荷が軽くなって前記直流化回路ＶＣの出力電圧が所定電圧よりも上昇した場合には、ドライブ信号の周波数が共振周波数ｆ０よりも高くなるように構成したから、トランスＭの１次コイルＮ１に流れる電流が最大電流よりも小さくなり、無効電流を低減して、直流化回路ＶＣの出力電圧（ＤＣ  ＯＵＴ）が所定電圧に近づけられて、安定化が図れる。また、トランスＭの２次コイルＮ２に過剰に電流が流れることがないため、コイルＮ２をさらに小型化しても発熱するなどの問題が発生することなく信頼性が高く安定した電力を供給することができる。
【００８７】
なお、フィードバックする信号の形態としては、前記電圧検出回路ＶＤから電圧検出力に応じて発光ダイオードＤ７の発光時間が変化するような構成としてもよい。あるいはまた、光以外の媒体によって信号伝達するようにしてもよい。
【００８８】
図９（Ａ）（Ｂ）は、前述のようなフィードバック回路ＦＢを設けた場合に、負荷の大小に応じて、電磁誘導結合用トランスＭの一次コイルＮ１側に流れる電流と電圧との関係を示す波形図である。
【００８９】
図１０は、ドライブ信号の発振周波数ｆとトランスＭの一次コイルＮ１側に流れる電流Ｉとの関係を示している。
【００９０】
図１０に示すように、この実施形態では、ドライブ信号の周波数を共振周波数ｆ０に近いｆｍｉｎから、共振周波数ｆ０から離れたｆｍａｘまでの範囲で制御するようになっている。
【００９１】
そして、負荷が最大の時には、ドライブ信号の周波数が共振周波数ｆ０に近いｆｍｉｎとなり、図９（Ｂ）に示すように、矩形波の電圧と正弦波の電流の位相はほぼ同じとなって、電流の振幅が最大となっている。
【００９２】
一方、負荷が最小の場合には、ドライブ信号の周波数が共振周波数ｆ０から離れたｆｍａｘ側に変移し、図９（Ａ）に示すように、波形が三角波となった電流の位相は電圧に対して遅れ、電流の振幅は前述のフィードバックをかけない場合に比して小さくなっている。
【００９３】
なお、ドライブ信号の周波数を共振周波数ｆ０より高周波側で制御しているのは、共振周波数ｆ０よりも低周波側にドライブ信号の周波数を変化させると、スイッチング動作時に大電流が流れ、効率が悪く、ノイズも増加してしまう傾向にあり、目的とする電流量制御に不適となりうるためである。
【００９４】
また、ドライブ信号の制御範囲の下限ｆｍｉｎを共振周波数ｆ０よりも少しだけ高周波側に設定しているのは、共振周波数ｆ０は部品のバラツキやトランスＭの両コアＦ１，Ｆ２間のギャップｇの大きさなどに影響されて必ずしも一定値とは限らないため、制御範囲の下限ｆｍｉｎが共振周波数ｆ０より低くなって、ｆｍｉｎから周波数を高周波側に変化させても電流量が増加してしまい、制御不能になるという事態を未然に防止するためである。
【００９５】
また、このような共振周波数ｆ０は、５０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ程度に設定し、最大発振周波数ｆｍａｘは１ＭＨｚ以下とするのが実際的である。
【００９６】
ところで、前記第１フィードバック回路ＦＢでのトラブルが発生すると、直流出力電圧が正常範囲から逸脱して所定値を超える事態となっても、それが発振ドライブ回路ＯＣにフィードバックされなくなる。例えば、発光ダイオードＤ７とフォトトランジスタＱ３との間に塵埃等が侵入した場合、電圧フィードバック信号が送出されず、発振ドライブ回路ＯＣでは、誤った判断がなされることになる。つまり、前記直流の出力電圧が低いものと判断されて、発振ドライブ回路ＯＣにより、前記出力電圧が上昇するように制御され、出力電圧の過大化が進行して、駆動負荷の損傷を招くことになる。
【００９７】
このような事態に対して、この実施形態では、前記電圧異常検出部ＷＤと第２フィードバック回路ＦＢ２とを設けたことにより、前記第１フィードバック回路ＦＢでトラブルが発生して出力電圧が過大に上昇するような事態になっても、前記電圧異常検出部ＷＤからの検出出力を受けた第２フィードバック回路ＦＢ２における発光ダイオードＤ７０の発光が、例えば、停止される。これがフォトトランジスタＱ３０から異常検出信号として発振ドライブ回路ＯＳにフィードバックされる。異常検出信号を受けた発振ドライブ回路ＯＳは、スイッチング回路への、ドライブ信号の送出を停止させるから、直流化回路ＶＣからの出力が停止されることになる。従って、前記直流出力電圧の過大によって負荷が損傷するのが未然に防止される。
【００９８】
以上のように、本実施形態によれば、部品供給装置側の出力電圧の変動に応じた電圧フィードバック信号を受けて、出力電圧が所定値に近づくように発振ドライブ回路ＯＣのドライブ信号の周波数が変更されるため、例えば駆動負荷が小さくなっても部品供給装置側の出力電圧の上昇を抑制して安定化することができる。
【００９９】
また、例えば第１フィードバック回路ＦＢのトラブル等で、部品供給装置側の出力電圧が過大に上昇する事態にあっても、出力電圧が所定の正常範囲を超える異常が検出されると、第２フィードバック回路ＦＢ２からの異常検出信号を受けてドライブ信号を停止し、部品供給装置側への給電を停止して、部品供給装置側の駆動負荷を保護することができる。
【０１００】
また、この第２フィードバック回路ＦＢ２は、出力電圧が所定の正常範囲内にあるときに正常信号を送出し、この正常信号の送出が停止されることを異常検出信号とするため、出力電圧が所定の正常範囲内から外れたことをより確実に発振ドライブ回路ＯＣに伝達し、部品供給装置側の出力電圧が過大に上昇する事態を未然に防止することができる。
【０１０１】
また、実装機本体１０Ａの給電部１００側からフィーダ本体３１側の受電部２００に対してコネクタのような接続手段を介在することなく、電磁誘導結合用トランスＭの導入により非接触状態での給電を行うことができる。このため、コネクタのような機械的接続構造を採用するものに比べて、接触不良などが起きるおそれもなくなり、多品種少量生産下で部品供給装置を頻繁に交換するような状況であっても、より確実に部品供給装置に給電することができる。
【０１０２】
そして、トランスＭの１次コイルＮ１側に現れるリーケージインダクタンスＬｒと、コンデンサＣ１の容量とで共振回路が構成され、発振ドライブ回路ＯＣにおいて、その共振周波数でのドライブ信号を生起させるようにしたから、前記１次コイルＮ１に流れる電流が最大となる。このため、電磁誘導結合作用に基づく伝達時のエネルギ−ロスを低減して、高い給電効率を実現することができる。
【０１０３】
また、トランスＭのコアＦ１，Ｆ２間の所定のギャップｇの存在を利用するものであるから、ギャップｇの変動による伝達効率の変動を抑えることができ、ギャップｇを極力小さくするための手段を別途導入する必要もなく、小形の電磁誘導結合用トランスの採用を可能としながら、安定した部品供給を実現することができる。
【０１０４】
さらに、前記ギャップｇを積極的に設けてあるから、ギャップｇを極力無くすように構成するもの比較して、ギャップｇの微小な変動に対して第１および第２磁気コアＦ１，Ｆ２の磁気飽和が起きにくくなり、小形のコアを導入しやすい。
【０１０５】
さらにまた、負荷変動に対して安定に動作する電流共振を採用することにより、安定した電力供給が達成可能となる。
【０１０６】
また、１次および２次コイルＮ１，Ｎ２の結合係数を大きく確保する必要がないため、前記第１および第２磁気コアＦ１，Ｆ２の形状の自由度が増し、例えばＥ形コアに限らず、Ｕ形のコアを採用してトランスＭの一層の小形化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】この発明の第１実施形態にかかる電力供給装置により電力を供給される部品供給装置が適用された実装機を示す平面図である。
【図２】第１実施形態の部品供給装置としてのテープフィーダを示す側面断面図である。
【図３】第１実施形態におけるテープフィーダのテープガイド周辺を示す側面断面図である。
【図４】第１実施形態におけるテープフィーダと実装機本体側との結合構造の説明図である。
【図５】第１実施形態の電力供給装置に適用された電磁誘導結合用トランス周辺を示す側面断面図である。
【図６】第１実施形態における電力供給装置により電力を供給される部品供給装置の構成を示す電気回路図である。
【図７】第１実施形態の電力供給装置において、１つのテープフィーダから１吸着サイクルで６個の部品を吸着する場合のフィーダ負荷電流（消費電流）の波形図である。
【図８】第１実施形態の部品供給装置において、共振時の消費電流の波形図である。
【図９（Ａ）】負荷が最小の場合の電磁誘導結合用トランスの１次コイル側に流れる電流と電圧との関係を示す波形図である。
【図９（Ｂ）】負荷が最大の場合の電磁誘導結合用トランスの１次コイル側に流れる電流と電圧との関係を示す波形図である。
【図１０】共振周波数よりも高位側にシフトした周波数に制御する場合の説明図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１０  実装機
１０Ａ  実装機本体
３１  部品供給装置（テープフィーダ）
１００  給電部
２００  受電部
ＦＢ  第１フィードバック手段
ＦＢ２  第２フィードバック手段
Ｎ１  １次コイル
Ｎ２  ２次コイル
Ｍ  電磁誘導結合用トランス
ＯＣ  発振ドライブ手段
ＳＣ  スイッチング手段
ＶＣ  直流化手段
ＶＤ  電圧検出手段
ＷＤ  電圧異常検出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009182117.tif 000009
【図８】
2009182117.tif 000010
【図９（Ａ）】
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【図９（Ｂ）】
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【図１０】
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