JP2008288334A - 半田供給装置、表面実装機 - Google Patents

Abstract

【課題】表面実装機に対する半田片の完全自動供給が可能で、かつコンパクトな半田供給装置、及び同半田供給装置を搭載した表面実装機を提供することを目的とする。
【解決手段】基台１１上の供給位置Ｏに半田片Ｕを供給する半田供給装置１００であって、前記基台１１に対する取り付け部１１５を有するケーシング１１０内に、一方向に長いシート状をなす半田テープを巻回したリール１３０と、前記リール１３０を脱着可能に保持するリールホルダ１２０と、前記リール１３０を通じて供給される半田テープＴｐを引き取りきつつ、前記ケーシング１１０の上面前部に設定される前記供給位置Ｏに向けて水平に送り出す送出装置１７０と、前記供給位置Ｏに送られた半田テープＴｐを水平姿勢に保ちつつ、前記供給位置Ｏにて下方から押し上げて切断し前記半田片Ｕとする切断装置２００と、を収容してなることを特徴とする半田供給装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、半田供給装置、及び表面実装機に関する。

従来より、回路基板を製造する過程において、半田片（板状の半田小片）を用いて部品の電気的な接続を図る手法が広く採用されている。

係る半田片は一般に、母材としての半田テープを専用の装置で所定幅にカットした後、パレットに手詰めされ、表面実装機に供給されていた。しかし、このような手詰め作業は作業効率が悪いので、近年ではこれを自動化する試みがなされている（下記特許文献１）。
特許第２５５２６０６号公報

上記特許文献のものは半田片をパレット（治具）に自動供給させており、作業性が有る程度改善されている。しかしながら上記文献のものは装置が大掛かりであり、更なる改善の余地がある。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、コンパクトな半田供給装置、及び同半田供給装置を搭載した表面実装機を提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するためのものであって、本発明に係る半田供給装置は、半田片を所定の供給位置に供給する半田供給装置であって、ケーシング内に、一方向に長いシート状をなす半田テープを巻回したリールと、前記リールを脱着可能に保持するリールホルダと、前記リールを通じて供給される半田テープを引き取りつつ、前記ケーシングの上面前部に設定される前記供給位置に向けて水平に送り出す送出装置と、前記供給位置に送られた半田テープを水平姿勢に保ちつつ、前記供給位置にて下方から押し上げて切断し前記半田片とする切断装置と、を収容してなるところに特徴を有する。

本発明の実施態様として、以下の構成とすることが好ましい。
・前記切断装置を、前記半田テープが前記供給位置に向かうテープ搬送路の終端において、前記半田テープの上面を押さえるダイと、前記ダイを通過してダイ先端より前記供給位置上に突出した半田テープを、前記供給位置にて下から押し上げて切断するポンチと、から構成する。このようにしておけば、切断装置をシンプルに構成できる。

・前記ポンチ及び前記ダイの少なくともいずれか一方に、ダイヤモンドライクカーボンコーティングを施しておく。このようにしておけば、切断時に、ポンチあるいはダイに半田が付着し難くなり、半田テープを正確に切断できる。

・ポンチ上面に開口し、かつ負圧源に連なる吸引孔をポンチ内に設け、前記ポンチ上面に吸引力を作用させる構成とする。このようにしておけば、切断対象の半田テープをポンチ上面に密着（吸引保持）させた状態で切断できる。従って、半田テープがポンチから逃げて切断不良等を起こすことがない。

・前記ポンチにより前記半田テープを押し上げて切断する切断動作中は、前記負圧源より負圧を供給させて切断対象の半田テープをポンチ上面に吸引保持させる一方、前記切断動作を完了した後、所定条件の下、前記吸引孔を通じて、前記負圧に替えて正圧を供給することで、切断されたポンチ上面の半田片を廃棄させる構成とする。このようにしておけば、仮に切断不良等の不具合があったとしても、不良の半田片をポンチ上面、すなわち供給位置から強制的に廃棄できる。

・前記ダイを通過して供給位置に突出した半田テープの上方を塞ぐ閉止部材と、前記閉止部材を、前記ポンチの押し上げ動作に同期させて上昇変位させるリフト装置と、前記ポンチの押し上げ動作により半田テープが切断された後に、前記閉止部材を平面方向に水平移動させることにより前記供給位置から前記閉止部材を退避させるスライド装置と、を備える構成とする。このように、上面を閉止部材により塞いだ状態で半田テープを切断する構成としておけば、切断時、半田テープがポンチから逃げることをほぼ完全に回避でき、半田テープの切断作業をより安定的に行える。加えて、切断後、閉止部材を供給位置から退避させるようにしてあるから、その後に行われる半田片の取り出し作業を、閉止部材に干渉等起こすことなく円滑に行うことができる。

・モータから伝達される回転方向の動力を上下方向の往復運動に変換して、前記ポンチに前記押し上げ動作を行わせる第一の板カムと、前記リフト装置を構成する第二の板カムと、前記第一の板カムの回転軸と前記第二の板カムの回転軸とを掛け渡し、両板カムを同期回転させる同期回転ベルトを備える構成とする。このようにしておけば、比較的簡単な構成で、ポンチの押し上げ動作（切断動作）と閉止部材の上昇動作を確実に同期させることが可能となる。

・前記閉止部材に、半田テープの上方を塞ぐ閉止面を上下に貫通する貫通孔を設ける構成とする。このようにしておけば、閉止部材の閉止面に半田片が付着し難くなる。従って、閉止部材を平面方向に移動させて供給位置より退避させたとき、閉止部材に引かれて、半田片が変形するなどの不具合を生じない。

・前記リールを送り方向に強制回転させて前記半田テープを前記リールから送り出す回転装置と、前記リールから送出された半田テープを掛け渡す複数のローラ群よりなる掛渡装置と、を備え、前記掛渡装置のローラ群に湾曲状に掛け渡された半田テープを前記送出装置により引き取って、前記供給位置に送出させる構成とするとともに、前記ローラ群を構成するローラのうち少なくともいずれか一のローラを、他のローラに対し接近或いは離間動作可能であり、かつ前記ローラ群に掛け渡した半田テープに張力を作用させる可動テンションローラとする。

リールに巻かれた半田テープを送出装置で直接引き取る構成とすると、引き取り動作を停止させたとしても、慣性によりリールは回転し続け、更に半田テープを送ろうとする。このように、引き取り動作を停止したにも拘わらず、半田テープが意に反して送られてしまうと、半田テープを供給位置に安定的に送出するのに障害となる。

この点、送出装置が引き取る半田テープを掛渡装置内で賄なう（具体的には、可動テンションローラが他のローラに接近移動することにより賄われる）構成としておけば、リールの慣性が働く余地がなく、半田テープを供給位置に安定的に送出できる。

・前記可動テンションローラの移動を上下方向に規制する構成とする。このようにしておけば、可動テンションローラの移動方向（上下）と、テープの送り方向（水平）とが直交する関係となるから、より一層、リールの慣性が作用し難くなる。

・前記送出装置によるテープ引き取り伴う、前記可動テンションローラの上下方向に関する位置変化を検出する検出装置と、前記検出装置の検出結果に基づいて、前記リールから送出される半田テープの送出量を前記回転装置を介して制御する制御装置とを備え、前記可動テンションローラの上下方向に関する位置がほぼ一定となるように制御する制御系を構築する。このような構成としておけば、送出装置の作動に拘わらず、掛渡装置内に一定長の半田テープを保留でき、それに作用する張力もほぼ一定にコントロールできる。

・前記半田テープが前記供給位置に向かうテープ搬送路上に、前記半田テープの先端位置を検出する先端位置検出センサを設けておく。このような構成であれば、装置が緊急停止するなどして、半田テープが予定しない位置で停止等した場合であっても、復旧後、半田テープの先端位置を特定することが可能となる。

本発明は上記課題を解決するためのものであって、本発明に係る表面実装機は、水平移動可能とされ、かつ昇降動作により部品、半田片を取り出す実装ヘッドを基台上に設けてなる表面実装機であって、請求項１ないし請求項１２のいずれか一項に記載の半田供給装置を前記基台上に、前記供給位置が前記実装ヘッドの移動領域内に収まるように配置したところに特徴を有する。

本発明の実施態様として、以下の構成とすることが好ましい。
前記吸引孔を通じて負圧を供給することによりポンチ上面に吸引力を生じさせ、前記半田テープを前記ポンチの上面に密着させた状態で同半田テープを前記ポンチにより切断する構成であると共に、切断された半田片を前記実装ヘッドが取り出すタイミングに合わせて、前記負圧の供給を停止させる構成とする。このような構成としておけば、供給位置から半田片をスムーズに取り出せる。

本発明によれば、半田テープを供給位置にて切断し半田片としている。このような構成であれば、供給位置にて実装ヘッドを昇降させてやれば、切断した半田片を実装ヘッドにより直接取り出せる（完全自動供給）。また、半田供給装置はケーシング内に各装置を収容させており、コンパクトにまとめられている。

１．表面実装機の全体構成
図１は表面実装機の平面図、図２はヘッドユニットの支持構造を示す部分拡大図である。図１、図２に示すように、表面実装機１０は上面が平らな基台１１上に各種装置を配置している。尚、以下の説明において、基台１１の長手方向（図１、図２の左右方向）をＸ方向と呼ぶものとし、Ｙ方向、Ｚ方向をそれぞれ図１〜図３の向きに定めるものとする。

基台１１の中央には、プリント配線基板搬送用の搬送コンベア（以下、単にコンベアとも呼ぶ）２０が配置されている。搬送コンベア２０はＸ方向に循環駆動する一対の搬送ベルト２１を備えており、両ベルト２１を架設するように基板Ｐをセットすると、ベルト上面の基板Ｐはベルトとの摩擦によりベルトの駆動方向に送られるようになっている。

本実施形態のものは、図１に示す右側が入り口となっており、基板Ｐは図１に示す右側よりコンベア２０を通じて機内へと搬入される。搬入された基板Ｐは、コンベア２０により基台中央の搭載位置Ｇまで運ばれ、そこで停止される。

同搭載位置Ｇでは、基板Ｐに対する部品Ｗの実装が部品搭載装置３０により行われるとともに、その後、実装処理を終えた基板Ｐはコンベア２０を通じて図１における左方向に運ばれ、機外に搬出される構成になっている。

部品搭載装置３０は大まかにはＸ軸サーボ機構、Ｙ軸サーボ機構、Ｚ軸サーボ機構及びこれらサーボ機構によりＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に駆動される吸着ヘッド６３などから構成される。

具体的に説明してゆくと、図２に示すように基台１１上には一対の支持脚４１が設置されている。両支持脚４１は搭載位置Ｇの両側に位置しており、共にＹ方向（図１では上下方向）にまっすぐに延びている。

両支持脚４１にはＹ方向に延びるガイドレール４２が支持脚上面に設置されると共に、これら左右のガイドレール４２に長手方向の両端部を嵌合させつつヘット支持体５１が取り付けられている。

また、右側の支持脚４１にはＹ方向に延びるＹ軸ボールねじ４５が装着され、更にＹ軸ボールねじ４５にはボールナット（不図示）が螺合されている。そして、Ｙ軸ボールねじ４５にはＹ軸モータ４７が付設されている。

同モータ４７を通電操作すると、Ｙ軸ボールねじ４５に沿ってボールナットが進退する結果、ボールナットに固定されたヘッド支持体５１、ひいては次述するヘッドユニット６０がガイドレール４２に沿ってＹ方向に水平移動する（Ｙ軸サーボ機構）。

図２に示すように、ヘッド支持体５１にはＸ方向に延びるガイド部材５３が設置され、更に、ガイド部材５３に対してヘッドユニット６０が、ガイド部材５３の軸に沿って移動自在に取り付けられている。このヘッド支持体５１には、Ｘ方向に延びるＸ軸ボールねじ５５が装着されており、更にＸ軸ボールねじ５５にはボールナットが螺合されている。

そして、Ｘ軸ボールねじ５５にはＸ軸モータ５７が付設されており、同モータ５７を通電操作すると、Ｘ軸ボールねじ５５に沿ってボールナットが進退する結果、ボールナットに固定されたヘッドユニット６０がガイド部材５３に沿ってＸ方向に移動する（Ｘ軸サーボ機構）。

従って、Ｘ軸サーボ機構、Ｙ軸サーボ機構を複合的に制御することで、基台１１上においてヘッドユニット６０を水平方向（ＸＹ方向）に移動操作出来る構成となっている。

係るヘッドユニット６０には、実装動作を行う吸着ヘッド６３が列状をなして複数個搭載されている。吸着ヘッド６３はヘッドユニット６０の下面から下向きに突出しており、先端には吸着ノズル６４が設けられている。

各吸着ヘッド６３はＲ軸モータの駆動により軸周りの回転動作が可能とされ、又Ｚ軸モータの駆動により、ヘッドユニット６０のフレーム６１に対して昇降可能な構成となっている（Ｚ軸サーボ機構）。また、各吸着ノズル６４には図外の負圧手段から負圧が供給されるように構成されており、ヘッド先端に吸引力を生じさせるようになっている。

このような構成とすることで、次に説明する部品供給１５上にヘッドユニット６０を移動させつつ、その状態から吸着ヘッド６３を昇降させることで供給部１５から部品、半田片を取り出すことができる。

そして、部品、半田片を取り出した後、吸着ヘッド６３を基板Ｐの上方に移動させつつ、所定の部品搭載位置に達したところで同吸着ヘッド６３を昇降させることで基板Ｐに部品、半田片をを実装できる。

図１に示すように、基台１１上であって搭載位置Ｇの周囲には、供給部１５が４箇所設けられており、そのうちの２箇所（図１の上側２箇所１５Ａ、１５Ｂ）に供給トレイ１００が設置され、残る２箇所（図１の下側２箇所１５Ｃ、１５Ｄ）に半田供給装置が横並び状に４機設置されている。

２．供給トレイの構成
供給部１５Ａ、１５ＢのＹ方向奥側にはトレイ供給装置８０が設けられている。トレイ供給装置８０には、部品Ｗを載置する部品載置部を行列状に形成した供給トレイ９０が詰まれて収容されている。

トレイ供給装置８０は、トレイ先端を基台中央に向けつつ供給トレイ９０を、供給位置１５Ａ、１５Ｂに自動供給する機能を担っている。

３．半田供給装置１００の構成
半田供給装置１００は、基台１１に対する取り付け部１１５を有するケーシング１１０内に、次に説明する各装置を配置してなるものである。当ケーシング１１０は一方向に長い箱型をなすと共に、上面の一部（より具体的には、後述する供給位置Ｏが設定されるケーシング前部）が開口している。

図３は半田供給装置１００の中央断面図である。同図に示すように、ケーシング１１０内の後部には、リールホルダ１２０が設けられている。リールホルダ１２０は円形をなす回転盤１２１と、同回転盤１２１を軸支する揺動アーム１２５とから構成されている。回転盤１２１は、図４に示すリール１３０を脱着可能に保持する保持部材として機能するものであり、中心に支持軸１２３を設けている。

リール１３０は軸孔１３３を有する筒型の胴部１３１に一方向に長いシート状の半田テープＴｐを巻きつけて保持させたものであり、回転盤１２１の支持軸１２３に胴部１３１の軸孔１３３を嵌め込むと、回転盤１２１に固定される構成となっている。

そして、回転盤１２１の下方には回転装置１４０が設けられている。回転装置１４０は、駆動源としてのモータ１４１と、モータ１４１の動力により回転する駆動ローラ１４５と、から構成されている。駆動ローラ１４５は外周を回転盤１２１の外周に当接させるように配置されており、摩擦により回転盤１２１を送り方向（図３のＦ矢印方向）に強制回転させる。

これにより、リール１３０が回転盤１２１と一体的に回動する結果、半田テープＴｐがリール１３０から供給される構成となっている。

尚、本実施形態のものは、ケーシング後部が開放操作可能なカバー１１７となっており、カバー１１７を開放させた後、図３に示す揺動アーム１２５をヒンジＣ１を中心に反時計方向に回動させると、回転盤１２１をケーシング外に退避させることができ、リール１３０の付け替えを実施可能な構成となっている。

さて、当半田供給装置１００ではケーシング１１０の上部近辺に、掛渡装置１５０、送出装置１７０、ガイド部１９０、切断装置２００が図３に示す左手から右手に向かって順に配置されている。以下、まず掛渡装置１５０と送出装置１７０について説明し、その後、ガイド部１９０と切断装置２００の説明を行う。

（ａ）掛渡装置１５０及び、送出装置１７０
掛渡装置１５０は一対の保持ローラ１５１、１５３と、両保持ローラ１５１、１５３間に位置する可動ローラ１５５とから構成されており、リール１３０を通じて供給された半田テープＴｐがこれら各ローラ１５１〜１５５間に張り渡される構成となっている（より具体的には、湾曲状をなして張り渡されている）。

そして、一対の保持ローラ１５１、１５３は、ケーシング１１０の上部寄りの位置において、ほぼ同じ高さに定置固定される一方、可動ローラ１５５は上下方向に移動自在とされ、保持ローラ１５１、１５３に対して接近／離間動作可能とされている。

具体的に説明すると、可動ローラ１５５はケーシング１１０の壁面に設けられたガイド溝１１９に沿って上下動可能とされたブロック１６１に取り付けられており、同ブロック１６１と共に上下動する構成となっている。

このような構成とすることで、可動ローラ１５５が両保持ローラ１５１、１５３に接近移動（例えば、図５の位置から上昇）することで、次に説明する送出装置１７０に対して半田テープＴｐを繰り出すことができ、また、可動ローラ１５５が両保持ローラ１５１、１５３に対して離間移動（例えば、図５の位置から下方に移動）することでリール１３０から供給される半田テープＴｐを保留することが可能となる。

尚、可動ローラ１５５はローラ間に張られた半田テープＴｐに、ブロック１６１の自重を作用させており、半田テープＴｐに張力を作用させるテンションローラとしての機能も合わせ担っている。

送出装置１７０は水平ベース１７１、送出ローラ１７５、従動ローラ１７６などから構成されている。水平ベース１７１は半田テープＴｐを水平に送出する送出面を構成するものである。係る水平ベース１７１には、長手方向のほぼ中央に開口が形成されている。そして、水平ベース１７１の下方には、水平ベース１７１の開口に天頂を臨ませるようにして送出ローラ１７５が設置されている。

送出ローラ１７５は、回転盤１２１の右方に設置されるモータ１８１の動力を得て回動するものであり、同送出ローラ１７５にローラ外面を接するように、従動ローラ１７６が対向配置されている。

これにより、送出ローラ１７５を回転操作すると、両ローラ１７５、１７６間の摩擦により、掛渡装置１５０側の半田テープＴｐが引き取られつつ、水平ベース１７１に沿って装置前方に水平に送られることとなる。

尚、当実施形態のものは、先にも述べたように、掛渡装置１５０に可動ローラ１５５を設けてあり、半田テープＴｐの送出分を、各ローラ１５１、１５３、１５５間に渡された半田テープＴｐの全長を短くすることで賄っている。

そのため、送出装置１７０が半田テープＴｐを引き込んでも、掛渡装置１５０より上流に位置するリール１３０にそれが作用しない構成となっている。このような構成としてあるのは、以下の点を考慮したためである。

ここで仮に、リール１３０に巻かれた半田テープＴｐを送出装置１７０で直接引き取る構成とすると、引き取り動作を停止させたとしても、リール１３０は慣性により回転し続け、更に半田テープＴｐを送ろうとする。

このように、引き取り動作を停止したにも拘わらず、半田テープＴｐが意に反して送られてしまうと、半田テープＴｐを後述するポンチ上面２１１の供給位置Ｏに安定的に送出するのに障害となる。この点、リール１３０から既に引き出された掛渡装置１５０内の半田テープＴｐを送出装置１７０により引き取る構成としておけば、リール１３０の慣性が働く余地がなく、半田テープＴｐを安定的に送出できる。

また、本実施形態のものは、図６に示すように光センサ１８５、回転装置１４０を構成するモータ１４１の駆動を制御する制御装置１８８などを備えて制御系を構築し、リール１３０から送出される半田テープＴｐの送出量を自動コントロールしている。

具体的に説明すると、可動ローラ１５５を保持するブロック１６１には検知片１６２が設けられている。その一方、ケーシング１１０には光センサ１８５が設けられている。光センサ１８５は投光素子と、これと対をなし検出光軸を形成する受光素子とからなる。当実施形態では、係る光センサ１８５を、検知片１６２の移動範囲に対応して、上下方向に列をなして複数個配置している。

そして、可動ローラ１５５が上下に位置変位すると、検知片１６２が特定の光センサ１８５の検出光軸を遮光する結果、各光センサ１８５Ａ〜１８５Ｄから出力される検出信号（本発明の「検出結果」に相当）より、可動ローラ１５５の上下方向に関する位置を検出できる構成となっている。

そして、可動ローラ１５５が図６の（ａ）に示す上昇位置付近に至ると、制御装置１８８がモータ１４１の回転を加速させリール１３０を高速回転させる結果、半田テープＴｐの送出量が増して掛渡装置１５０内における半田テープＴｐの不足分が補われる。

一方、可動ローラ１５５が図６の（ｂ）に示す下降位置付近に至ると、制御装置１８８がモータ１４１を減速させる結果、リール１３０が低速回転し半田テープＴｐの送出量を減少させる。

このような構成とすることで送出装置１７０の作動に拘わらず、引き取り可能な半田テープＴｐが掛渡装置１５０内に一定長、絶えず保留される構成となっている。

また、多少の上下動はするものの可動ローラ１５５の上下方向に関する位置が、ほぼ一定に保たれる結果、半田テープＴｐに作用する張力がほぼ一定に保たれる。このような構成としておけば、送出装置１７０が半田テープＴｐを、一定の力で安定的に引き取れるから、必然的に、供給位置Ｏに半田テープＴｐを安定供給できる。

（ｂ）ガイド部１９０及び、切断装置２００
ガイド部１９０はカッターベース１９１と、ガイドプレート１９３より構成される。カッターベース１９１は、送出装置１７０を構成する水平ベース１７１と上面同士を面一にしており、送出された半田テープＴｐを装置前側に向けて水平に送るテープ搬送路Ｌを構成している。

ガイドプレート１９３はカッターベース１９１の上方に設置され、カッターベース上面との間に半田テープＴｐを挿通させる通路スペースを保有している。係るガイドプレート１９３は、カッターベース上面を送られる半田テープＴｐをガイドし、テープを水平姿勢に維持する機能を担っている。

また、ガイドプレート１９３の前部（図３における右側）にはダイ１９５が設けられている。ダイ１９５はガイドプレート１９３と同様に、カッターベース上面との間に半田テープＴｐを挿通させる通路スペースを保有している。

また、ダイ１９５の装置前側にあたる前壁は、図７に示すように壁面を斜めに切り落としており、切断刃１９７を形成している。そして、図７に示すように、カッターベース１９１には、切断刃１９７の前方に位置して、以下に説明するポンチ２１０を出入りさせるポンチ連通孔１９２を形成している。係るポンチ２１０はダイ１９５とともに、切断装置２００を構成するものであり、ダイ１９５を通過してポンチ上面２１１に突出した半田テープＴｐを下方から押し上げて切断する機能を担っている。

では、図３に戻って、ポンチ２１０に切断動作を行わせる各部の構成を順に説明してゆく。図３に示すように、ポンチ２１０は上下に長い角柱状をなす。そして、ポンチ２１０の下部には、間に平板状のばね受け部材２２０を介在させつつ、ガイドシャフト２３０が取り付けられている。

一方、カッターベース１９１の下方には、第一の支持板２４０と、第二の支持板２５０が板面を水平に向けて固定されている。第一の支持板２４０はカッターベース１９１の下面に重ねて固定されており、ポンチ２１０を上下に貫通させている。そして、同支持板２４０にはポンチの両側（図３において左右両側）にばね支持孔を設けている。係るばね支持孔には復動用のコイルばね２４５が、ポンチ下部に固定されたばね受け部材２２０に端部を当接するように取り付けられている。

第二の支持板２５０は、ケーシング１１０における高さ方向の中央やや上部寄りの位置に設置されている。係る第二の支持板２５０にはポンチ２１０の中心軸に対応する位置にガイド筒２５５が設けられている。係るガイド筒２５５は軸を上下に向けており、内部にポンチ下部のガイドシャフト２３０を貫通させている。

そして、ガイド筒２５５を貫通したガイドシャフト２３０の下端部に、断面円形のカムフォロア２６５がブラケット２６０を介して取り付けられている。

上記の如く構成された、ガイドシャフト２３０を含むポンチ全体は復動用のコイルばね２４５によって、図示下方に付勢される結果、ガイドシャフト下端のカムフォロア２６５が、以下に説明する第一の板カム２７０のヘリ２７１（すなわち、外周部）に常接する。

第一の板カム２７０は第二の支持板２５０の下方において、駆動用のモータ２８０と左右に並んで配置されている。そして、係るモータ２８０に設けられる不図示のモータギヤと第一の板カム２７０に設けられる不図示のカムギヤが無端状のタイミングベルトにより連結されている。

そのため、モータ２８０を駆動させると、第一の板カム２７０が回転する。そして、第一の板カム２７０が回転すると、板カムのヘリ２７１とカムフォロア２６５との接点が、上下方向に位置を変える結果、板カム２７０の回転運動が直線往復運動に変換され、ガイドシャフト２３０、ひいてはポンチ２１０を昇降させる。これにより、ダイ１９５を通過してポンチ上面２１１に突出した半田テープＴｐをポンチ２１０が下方から押し上げて、ダイ１９５の切断刃１９７により切断させる構成となっている。

尚、当実施形態では、ダイ１９５とポンチ２１０の双方にＤＬＣコーティング（ダイヤモンドライクカーボンコーティング）を施している。このような構成とすることでダイ１９５、ポンチ２１０の表面がすべり易くなり、半田テープＴｐを鉄などの金属片と同様に切断できる。すなわち、半田は、鉄などに比べて柔らかく、せん断に不向きであるが、ダイ１９５、ポンチ２１０の表面をすべり易くすることで、ダイ１９５、ポンチ２１０の表面に半田が粘着し難くなり、通常の金属片と同様に切断できるのである。

また、図３に示すように、ポンチ２１０並びにガイドシャフト２３０には、軸芯部にエア通路２１７、２３７が形成されている。係るエア通路２１７、２３７は第二の支持板２５０の下方部に設けられる継ぎ手２９１を通じて負圧源に連なっている。

また、ポンチ２１０の上端寄りの位置には、ポンチ上面２１１に開口する吸引孔２１３が形成されている。係る吸引孔２１３は、ポンチ中央において、前後方向に一列に並んで複数個形成されており、ダイ１９５を通過してポンチ上面２１１に送られた半田テープＴｐのテープ中央が、当該吸引孔２１３に丁度重なる設定とされている。

そして、ポンチ２１０の内部であって上部寄りの位置には空洞部２１５が形成され、同空洞部２１５にエア通路２１７、吸引孔２１３の双方が連通している。

以上の構成とすることで、負圧源を作動させるとエア通路２３７、２１７を通じて空洞部２１５内のエアが抜かれる結果、吸引孔２１３を介してポンチ上面２１１に吸引力が作用する。

これにより半田テープＴｐをポンチ上面２１１に吸引保持させることが可能となり、切断時における半田テープＴｐの位置ずれを規制すると共に、切断された半田片をポンチ上面２１１に保持しておくことが可能となる。

尚、本実施形態のものは、負圧源と並列的に正圧源が接続され制御弁Ｓ１、Ｓ２を切り替え制御することで、吸引孔２１３より高圧エアをポンチ上面２１１から吐出できる構成とされている。このような構成とすることで切断不良、あるいは吸着ヘッド６３による吸着ミスがあったとしても、半田片Ｕを高圧エアによりポンチ上面２１１から自動廃棄できる。

また、本発明で言うところの「前記切断動作を完了した後、所定条件の下、ポンチ上面の半田片を廃棄させる」が、上述の切断不良、吸着ヘッド６３による吸着ミスがあったときなどに、半田片Ｕを高圧エアによりポンチ上面２１１から自動廃棄させるにより具現化されている。

次に、ポンチ２１０による半田テープＴｐの切断作業を補助するストリッパー３００について説明する。図７に示すように、ストリッパー３００はカッターベース１９１の上面に設置され、形状はポンチ上面２１１を覆うことが可能な程度の幅を有する長方形状をなしている。係るストリッパー３００は、長手方向の両端部をリフトアーム３１０により保持されている。

尚、係るストリッパー３００が本発明の「閉止部材」に相当するものであり、また、ストリッパー３００の下面が、本発明の「閉止面」に相当している。

リフトアーム３１０は、装置の前後方向に水平に延びる基部３１５の前部にストリッパー３００の端部を保持する保持部３１６を形成したものであり、全体としてはＬ字状をなしている。そして、基部３１５の内壁面には前側に大コロ３２１を設け、後側に小コロ３２５を設けている。

一方、第一の支持板２４０の下方には板状をなす可動ベース３４０が、ガイド軸３５０を介して上下動可能に吊られている（図１０参照）。そして、可動ベース３４０の両端面には、図７に示すように前後方向に延びるガイドレール３４５が設けられ、係るガイドレール３４５に、上記リフトアーム３１０の内壁面に設けられるレール受け３１８が摺動自在に凹凸嵌合している。

このように、リフトアーム３１０は可動ベース３４０のガイドレール３４５に凹凸嵌合し上下方向については一体化されているから、可動ベース３４０を吊っているガイド軸３５０に案内されつつ、可動ベース３４０と共に上下動する。

次に、リフトアーム３１０の大コロ３２１を下から持ち上げて、ストリッパー３００を上昇させるリフト装置４００について説明する。図１０に示すように、リフト装置４００は第二の板カム４１０、ベルリンク４２０、コロ受け部材４３０などから構成されている。

コロ受け部材４３０は、中央にローラ４３１を支持した支持ブロック４３３の前後両部に支柱４３５を立設して、受け板４３７を支えたものである。係るコロ受け部材４３０は第二の支持板２５０の前部寄りの位置において、支柱４３５を支持板２５０を貫通させつつ上下動可能に取り付けられ、第二の支持板２５０を間に挟んで上側に受け板４３７が位置させ、下側に支持ブロック４３３を位置させている。

そして、第二の支持板２５０の上側に位置する受け板４３７の上面にリフトアーム３１０の大コロ３２１が当接する設定となっている。

第二の板カム４１０は第二の支持板２５０の下側後方寄りの位置に軸止されている。係る第二の板カム４１０は第一の板カム２７０に対して同期回転ベルト４１５を介して連結されている。より具体的に言えば、第一の板カム２７０の回転軸２７３と第二の板カム４１０の回転軸４１３とが同期回転ベルト４１５により連結されており、第一の板カム２７０が回転すると、それに追随して同期回転する。

ベルリンク４２０は、第二の板カム４１０とコロ受け部材４３０との間において、ヒンジＣ２を介して揺動自在に取り付けられ、一方のアーム４２１がコロ受け部材４３０のローラ４３１の下面に接している。そして、他方のアーム４２５にはローラ４２７が設けられており、係るローラ４２７が第二の板カム４１０のヘリ（すなわち、外周）４１１に接している。

本実施形態では、両板カム２７０、４１０の基準位置（すなわち、回転方向の原点にあたる位置）が図１０の様に設定されており、係る基準位置においてストリッパー３００は、ポンチ２１０上方にあって、ポンチ上面２１１との間に幾らかのクリアランスを保有している（以下、閉位置）。

これにより、ダイ１９５を通過した半田テープＴｐが、ポンチ２１０とストリッパー３００との間に収まるように構成されている。

そして、半田テープＴｐを切断するべくモータ２８０を駆動させると、第一の板カム２７０が回転してポンチ２１１を押し上げてゆく。そして、第一の板カム２７０の回転に同期して、第二の板カム４１０も回転する。

すると、回転した第二の板カム４１０のヘリ４１１がローラ４２７を押し込む結果、ベルリンク４２０が図１０に示すＧ矢印方向に回転し、コロ受け部材４３０を介してリフトアーム３１０を持ち上げる。

以上のことから、ポンチ２１０の押し上げ動作に同期してストリッパー３００が持ち上がり、半田テープＴｐは、ポンチ２１０とストリッパー３００の両部材により上下に挟み込まれた状態で、切断されることとなる。

また、上記したポンチ上方の閉位置にあるストリッパー３００は半田切断後、次に説明するスライド装置５００の作動を受けて装置前側にスライド（水平移動）し、ポンチ上面を開放させつつ切断された半田片Ｕを露出させるように構成されている。

スライド装置５００は、第二の支持板２５０の上面であって、中央から後部寄りの位置に設けられる案内レール５１０と、スライダー５２０とをから構成されている。案内レール５１０は、前後方向（図１０の左右方向）に延びており、同案内レール５１０上をスライダー５２０が前後動する構成となっている。

そして、スライダー５２０上には、Ｕ字状をなす嵌合孔を有するホルダプレート５３０が縦向きに固定され、同嵌合孔にリフトアーム３１０の小コロ３２５が嵌合されている。

これにより、不図示のエアシリンダを作動させると、エアシリンダの備えるシリンダ軸が水平方向に伸長変位してスライダー５２０を装置前側に押す。その結果、スライダー５２０が案内レール５１０に沿って、図１０の位置から同図の右方向に前進動作する。

すると、スライダー５２０を介してリフトアーム３１０が押される結果、ストリッパー３００はポンチ２１０上方の閉位置から装置前側に移動する。これにより、ポンチ２１０上方が開放され、切断された半田片Ｕが露出する。

尚、本実施形態では、上記ストリッパー３００に上下に貫通する貫通孔３０１を前後方向（半田テープの送り方向）に沿って一列状に形成している（図７参照）。

このようにしておけば、ストリッパー３００の下面に半田片Ｕが付着し難くなるから、ストリッパー３００を装置前側に移動させてポンチ上面２１１より退避させるときに、ストリッパー３００に引かれて、半田片Ｕが変形するなどの不具合を生じない。

以上のように構成された半田供給装置１００は、図１に示すように、半田テープＴｐを切断するポンチ２１０が設けられた装置前側をコンベア２０が設けられた基台中央に向けて取り付けられている。より具体的には、ケーシング下部の取り付け部１１５を介してボルトで固定されており、同取り付け状態にあっては、半田片Ｕを供給する供給位置Ｏにあたるポンチ上面２１１が、吸着ヘッド６３の移動領域Ｋ内に位置する設定となっている。

以下、図９〜図１６を参照して、半田供給装置１００による半田テープＴｐのカットサイクルを簡単に説明する。尚、動作開始前の初期状態においては、第一の板カム２７０、第二の板カム４１０はいずれも図１０に示す基準位置にある。すなわち、ポンチ２１０はカッターベース１９１と面一をなす下降状態にあり、また、ストリッパー３００はポンチ２１０上方の閉位置にある。

半田供給装置１００に電源が投入され、動作が開始されると、まず送出装置１７０が作動する。これにより、テープ搬送路Ｌに沿って半田テープＴｐが装置前側にあたる図９の右側に一定長送られる（ピッチ送り）。

これにより、半田テープＴｐは、図９の（ａ）に示すようにダイ１９５を通過してポンチ上面２１１に至る。そして、このときには、テープ上方にストリッパー３００が位置し、半田テープＴｐの上方を塞いだ状態となる。

半田テープＴｐが送られると、次にポンチ２１０の吸引孔２１３に負圧源を通じて負圧が供給され、ポンチ上面２１１に吸引力が生ずる。これにより、半田テープＴｐはポンチ上面２１１に吸引され、密着状態となる。

そして、上記負圧の供給と前後して、モータ２８０が通電操作され、モータ２８０の動力が第一の板カム２７０、及び第二の板カム４１０に伝達される。これにより、両板カム２７０、４１０が図１０に示す基準位置から同期して回転を始める。

すると、第一の板カム２７０の回転により、ポンチ２１０が図１０に示す下降位置から上昇を始める。また、第二の板カム４１０の回転により、リフト装置４００が作動して、閉位置にあるストリッパー３００を上昇させる（図１１参照）。

これにより、図９の（ｂ）に示すように、ポンチ上面２１１の半田テープＴｐは、ポンチ２１０により下方から押し上げられてダイ１９５の切断刃１９７により切断される。

尚、この切断動作中、ポンチ上面２１１に負圧が生じており、切断対象の半田テープＴｐを吸着保持している。しかも、半田テープＴｐの上方にはストリッパー３００が位置して半田テープＴｐの上方を塞いでいる。そのため、図１４に示すように、半田テープＴｐがポンチ２１０の上面より逃げて切断不良等を起こすことがない。

そして、同期回転する両板カム２７０、４１０の作用により、その後、ポンチ２１０は半田テープＴｐを切断した図９に示す（ｂ）の位置に留まるのに対して、ストリッパー３００は図９に示す（ｂ）の位置から更に上昇し、図９の（ｃ）に示すように切断されたポンチ上面２１１の半田片Ｕより完全に離間する。

かくして、ストリッパー３００が半田片Ｕより完全に離間すると、次に、シリンダ駆動によりスライド装置５００が作動する。すなわち、スライダー５２０が図１１に示す位置から装置前側にあたる右方向に移動を始める。これにより、閉位置にあるストリッパー３００はポンチ２１０の上方から装置前側へ移動する。

そして、ストリッパー３００が、図１２に示すケーシング前部の位置に至ると、シリンダの駆動が停止される。

その後、両板カム２７０、４１０の作用により、ストリッパー３００は図１２に示す位置に留まるのに対して、ポンチ２１０は切断した半田片Ｕを吸引保持した状態を保ちつつ、図１２に示す位置から上昇してゆく。

ポンチ２１０は図１３に示すように、ポンチ上面２１１がダイ１９５の上面とほぼ面一な高さとなったところで、上昇を停止する。これにて半田片Ｕを、表面実装機１０側のヘッドユニット６０に受け渡し可能な状態となる。

受け渡し動作について説明すると、まず、表面実装機１０の各サーボ機構が駆動され、ヘッドユニット６０が半田供給装置１００の上方に水平移動される。そして、吸着ヘッド６３が、図１５に示すように供給位置Ｏにあたるポンチ２１０の上方に位置したところで、ヘッドユニット６０は一時停止される。

あとは、供給位置Ｏの上方に位置する吸着ヘッド６３を下降させつつ、下降タイミングを見計らって、ポンチ２１０側の負圧を切ってやれば、半田片Ｕの保持が解かれ、半田片Ｕを取り出し可能となる。

従って、後は、保持の解かれた半田片Ｕを吸着ヘッド６３によって吸着し、その状態から吸着ヘッド６３を上昇させてやれば、供給位置Ｏから半田片Ｕを取り出せる。そして、取り出した半田片Ｕは、吸着ヘッド６３により基板Ｐ上に運ばれ、所定位置に実装される。

一方、供給位置Ｏから半田片Ｕが取り出されると、半田供給装置１００側ではカム２７０、及び復動用のコイルばね２４５の作用により、上昇位置にあるポンチ２１０は下降を始め、やがて、図１０に示す下降位置に戻る。

その後、シリンダ装置が作動して、装置前側にあるストリッパー３００を、後方にスライドさせつつ、ポンチ上方の閉位置に復帰させる。そして、ストリッパー３００の復帰に続いて、同期回転をしていた両板カム２７０、４１０は元の位置、すなわち図１０の基準位置に復帰する。かくして、動作前の状態に全て戻る。

従って、あとは、送出装置１７０により半田テープＴｐを送りつつ、上記した一連のカットサイクル（図９に示す（ａ）〜（ｄ）のサイクル）を行えば、次の半田片Ｕが供給位置Ｏに自動的に供給される。

このように、本実施形態の装置であれば、人手を介さず、半田片Ｕを表面実装機１０に完全自動供給することが可能となる。また、半田供給装置１００それ自体は、ケーシング１１０内に全装置を収容してコンパクトな形態となっている。しかも、基台１１から簡単に取り外せる（ボルト締めを解いてやるだけでよい）ようになっており、使い勝手がよく商品性に優れる。

また、本実施形態の半田供給装置１００は、以下に説明する先端位置検出センサ６００を搭載しており、半田テープＴｐの先端位置を検出できるように配慮されている。先端位置検出センサ６００は、投光側の光ファイバ６１０と、受光側の光ファイバ６２０とからなるファイバセンサであり、半田テープＴｐが搬送されるテープ搬送路Ｌの終端寄りの位置に設けられている。

具体的には、投光側の光ファイバ６１０と、受光側の光ファイバ６２０をテープ搬送路Ｌを間に挟んで向かい合うように配置して検出光軸Ｒを形成しており、半田テープＰが検出光軸Ｒを横切ると、検出光軸Ｒが透過状態から遮光状態に切り替わる。従って、半田テープＴｐの先端を検出することができる。

このような構成であれば、装置が緊急停止するなどして、半田テープＴｐが予定しない位置で停止等した場合であっても、復旧後、半田テープＴｐを図１６の（ａ）、（ｂ）に示すように、一旦、検出光軸Ｒを通過するまで引き戻してやり、その後、改めて半田テープＴｐを送り直してやれば、半田テープＴｐの先端位置を正確に特定することが可能となる。

従って、半田テープＴｐを既定量、正確に送出することが可能となり、半田テープＴｐを一定の幅で正確に切断できる。

尚、図１５に示す符号７００は、バックアップ装置である。かかるバックアップ装置は、吸着ヘッドにより基板Ｐに部品、半田片Ｕを実装する実装作業中、基板Ｐの下面を支えてバックアップするものである。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、リール１３０と送出装置１７０との間に掛渡装置１５０を設けたが、掛渡装置１５０を廃止してリール１３０に巻かれた半田テープＴｐを送出装置１７０で直接引き取る構成としてもよい。

（２）上記実施形態では、半田供給装置１００を表面実装機１０の基台１１上に設置し、供給される半田片Ｕを表面実装機１０の吸着ヘッド６３で直接取り出す例を示した。係る例は、半田供給装置１００の使用例の一例であり、例えば、半田片Ｕを表面実装機１０の実装ヘッドに替えて、別種のロボット（例えば、多関節ロボット）で取り出し、何らかの作業をさせることも可能である。

本発明の一実施形態に適用された表面実装機の平面図 ヘッドユニットの支持構造を示す部分拡大図 半田供給装置の中央断面図 リールの構成を示す斜視図 掛渡装置に構成を模試的に表した図 制御系の構成を示す図 ポンチの周辺構造を示す斜視図 図７をＣ矢印方向から見た図 半田供給装置によるカットサイクルを模式的に表した図 初期状態における各装置の関係を示す図 切断時における各装置の関係を示す図 ストリッパーのスライド時における各装置の関係を示す図 半田片の受け渡し時における各装置の関係を示す図 切断の際、ポンチ上面から半田テープが逃げる様子を示した図 図１中のＤ−Ｄ線断面図 先端位置検出センサの検出動作を示す図

符号の説明

１０…表面実装機
１１…基台
２０…搬送コンベア
６０…ヘッドユニット
６３…吸着ヘッド（本発明の「実装ヘッド」に相当）
１００…半田供給装置
１２０…リールホルダ
１３０…リール
１５０…掛渡装置
１５１…保持ローラ（本発明の「ローラ群」を構成）
１５３…保持ローラ（本発明の「ローラ群」を構成）
１５５…可動ローラ（本発明の「可動テンションローラ」に相当し、「ローラ群」を構成）
１７０…送出装置
１８５…光センサ（本発明の「検出装置」に相当）
１８８…制御装置
１９５…ダイ
２００…切断装置
２１０…ポンチ
２７０…第一の板カム
３００…ストリッパー（本発明の「閉止部材」に相当）
４００…リフト装置
４１０…第二の板カム
４１５…同期回転ベルト
５００…スライド装置

Claims (14)

1. 半田片を所定の供給位置に供給する半田供給装置であって、
   ケーシング内に、
   一方向に長いシート状をなす半田テープを巻回したリールと、
   前記リールを脱着可能に保持するリールホルダと、
   前記リールを通じて供給される半田テープを引き取りつつ、前記ケーシングの上面前部に設定される前記供給位置に向けて水平に送り出す送出装置と、
   前記供給位置に送られた半田テープを水平姿勢に保ちつつ、前記供給位置にて下方から押し上げて切断し前記半田片とする切断装置と、を収容してなることを特徴とする半田供給装置。
2. 前記切断装置を、
   前記半田テープが前記供給位置に向かうテープ搬送路の終端において、前記半田テープの上面を押さえるダイと、
   前記ダイを通過してダイ先端より前記供給位置に突出した半田テープを、前記供給位置にて下から押し上げて切断するポンチと、から構成したことを特徴とする請求項１に記載の半田供給装置。
3. 前記ポンチ及び前記ダイの少なくともいずれか一方に、ダイヤモンドライクカーボンコーティングを施したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半田供給装置。
4. ポンチ上面に開口し、かつ負圧源に連なる吸引孔をポンチ内に設け、前記ポンチ上面に吸引力を作用させる構成としたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の半田供給装置。
5. 前記ポンチにより前記半田テープを押し上げて切断する切断動作中は、前記負圧源より負圧を供給させて切断対象の半田テープをポンチ上面に吸引保持させる一方、
   前記切断動作を完了した後、所定条件の下、前記吸引孔を通じて、前記負圧に替えて正圧を供給することで、切断されたポンチ上面の半田片を廃棄させる構成としたことを特徴とする請求項４に記載の半田供給装置。
6. 前記ダイを通過して供給位置に突出した半田テープの上方を塞ぐ閉止部材と、
   前記閉止部材を、前記ポンチの押し上げ動作に同期させて上昇変位させるリフト装置と、
   前記ポンチの押し上げ動作により半田テープが切断された後に、前記閉止部材を平面方向に水平移動させることにより前記供給位置から前記閉止部材を退避させるスライド装置と、を備えることを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれか一項に記載の半田供給装置。
7. モータから伝達される回転方向の動力を上下方向の往復運動に変換して、前記ポンチに前記押し上げ動作を行わせる第一の板カムと、
   前記リフト装置を構成する第二の板カムと、
   前記第一の板カムの回転軸と前記第二の板カムの回転軸とを掛け渡し、両板カムを同期回転させる同期回転ベルトを備えることを特徴とする請求項６に記載の半田供給装置。
8. 前記閉止部材に、前記半田テープの上方を塞ぐ閉止面を上下に貫通する貫通孔を設けたことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の半田供給装置。
9. 前記リールを送り方向に強制回転させて前記半田テープを前記リールから送り出す回転装置と、
   前記リールから送出された半田テープを掛け渡す複数のローラ群よりなる掛渡装置と、を備え、前記掛渡装置のローラ群に湾曲状に掛け渡された半田テープを前記送出装置により引き取って、前記供給位置に送出させる構成とすると共に、
   前記ローラ群を構成するローラのうち少なくともいずれか一のローラを、他のローラに対し接近或いは離間動作可能であり、かつ前記ローラ群に掛け渡した半田テープに張力を作用させる可動テンションローラとしたことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の半田供給装置。
10. 前記可動テンションローラの移動を上下方向に規制してあることを特徴とする請求項９に記載の半田供給装置。
11. 前記送出装置によるテープ引き取りに伴う、前記可動テンションローラの上下方向に関する位置変化を検出する検出装置と、
    前記検出装置の検出結果に基づいて、前記リールから送出される半田テープの送出量を前記回転装置を介して制御する制御装置とを備え、前記可動テンションローラの上下方向に関する位置がほぼ一定となるように制御する制御系を構築してあることを特徴とする請求項１０に記載の半田供給装置。
12. 前記半田テープが前記供給位置に向かうテープ搬送路上に、前記半田テープの先端位置を検出する先端位置検出センサを設けたことを特徴とする請求項２ないし請求項１１のいずれか一項に記載の半田供給装置。
13. 水平移動可能とされ、かつ昇降動作により部品、半田片を取り出す実装ヘッドを基台上に設けてなる表面実装機であって、
    請求項１ないし請求項１２のいずれか一項に記載の半田供給装置を前記基台上に、前記供給位置が前記実装ヘッドの移動領域内に収まるように配置したことを特徴とする表面実装機。
14. 前記吸引孔を通じて負圧を供給することによりポンチ上面に吸引力を生じさせ、前記半田テープを前記ポンチの上面に密着させた状態で同半田テープを前記ポンチにより切断する構成であると共に、切断された半田片を前記実装ヘッドが取り出すタイミングに合わせて、前記負圧の供給を停止させる構成としたことを特徴とする請求項１３に記載の表面実装機。

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