JPH1174689A - テープフィーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品立ちや部品の飛び出しを防止しつつ、部
品取出し位置に対して部品をより高い精度で位置決めす
る。 【解決手段】 一定間隔おきに部品Ｐを収納したテープ
５を、超音波モータ２２により作動するテープ繰り出し
機構１２により部品取出し部１０に導出しながら、この
部品取出し部１０で部品の取出しが可能な状態に保持す
るようにテープフィーダ１を構成した。そして、供給す
る部品の種類に適した繰り出し速度等の動作条件を設定
して、上記モータ２２を当該動作条件で駆動することに
よりテープ５を繰り出すようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、実装機において基
板に電子部品を実装するために、テープを担体として所
定の部品取出し位置に順次部品を供給するテープフィー
ダに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、テープを担体として電子部品
を所定の部品取出し位置まで給送し、部品吸着用のノズ
ルによってピックアップさせるようにしたテープフィー
ダは一般に知られている。

【０００３】テープフィーダは、テープ本体とカバーテ
ープとからなって一定間隔おきに多数の部品を収納した
テープをリールに巻回した状態で保持しており、このテ
ープをリールから導出しつつ所定の部品取出し部に導く
とともに、部品取出し部においてカバーテープをテープ
本体から剥すことにより部品の取出しが可能な状態とす
るようになっている。そして、実装機のヘッドに設けら
れた上記ノズルにより部品がピックアップされる毎に、
繰り出し機構により間歇的にテープを繰り出すようにし
て、次々に部品を部品取出し部において取出させるよう
に構成されている。

【０００４】上記繰り出し機構としては、ラチェット回
動機構に連結されたスプロケットをテープに係合させ、
部品取出しのためのノズル部材等の上下動に伴いラチェ
ット回動機構を作動させてスプロケットを回転させるこ
とにより機械的にテープを繰り出す方法が主流である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の繰り
出し機構は、ラチェット回動機構と連動するレバーをノ
ズルの昇降動作に伴い揺動させて部品の種類に関係なく
一律に一定の速度でテープを繰り出すものであるため、
テープ繰り出し時の衝撃（加速度）や繰り出し速度の影
響がテープに収納された部品の種類によっては無視でき
ない場合があり、とくに、極小のチップ部品等では、部
品収納部内での部品立ちを招いたり、あるいは部品収納
部から部品が飛出したりする虞がある。

【０００６】そのため、最近では、上記ラチェット回動
機構のように機械的にテープを繰り出す方法に代え、サ
ーボモータで上記スプロケットを回転させることにより
電気的にテープを繰り出すことが考えられている。これ
によればテープ繰り出し時の衝撃を緩和することがで
き、また、部品の種類に応じてテープの繰り出し速度等
を調整できる。そのため、部品収納部からの部品の飛び
出し等を有効に防止することが可能となる。

【０００７】しかし、近年の電子部品の極小化に伴い、
部品の取出し位置に対して部品を極めて高い精度で位置
決めすることが要求されており、そのため、テープの繰
り出しをより精度良く行う必要も生じている。

【０００８】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、部品立ちや部品の飛び出しを防止しつ
つ、部品取出し位置に対して部品をより高い精度で位置
決めすることができるテープーフィーダを提供すること
を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定間隔おき
に部品を収納したテープを所定のタイミングで部品取出
し部に導出しながら、この部品取出し部での部品の取出
しが可能な状態に上記テープを保持するテープフィーダ
において、上記テープに係合可能な回転体を設け、この
回転体の回転に応じて上記テープを部品取出し部に向け
て繰り出すようにするとともに、この回転体を超音波モ
ータにより駆動させるようにしたものである。

【００１０】この装置によれば、モータ駆動により電気
的にテープを繰り出すので、テープの繰り出し速度等を
適宜部品の種類に適した速度等に調節することが可能と
なる。特に、応答性の高い超音波モータを用いるため、
テープ繰り出し時にモータの駆動、停止が頻繁に繰り返
されても、定められた一定量のテープを精度よく繰り出
すことが可能となる。

【００１１】このテープフィーダにおいて、周方向に被
検出用のマークを配列した円盤を上記回転体に一体に設
けるとともに、上記円盤の周方向に当該円盤に対して相
対的に回転して上記マークを検出する位置検出器を一対
設け、各位置検出器によるマーク検出に時間差が生じる
ように各位置検出器を円盤の周方向にオフセットして配
置するとともに、この一対の位置検出器からの信号に基
づいて上記超音波モータの駆動を制御する制御手段を設
けるようにすれば、上記一対の位置検出器からの信号で
加速度をリアルタイムに検出でき、これを上記モータ制
御にフィードバックして目標値により近い速度等でモー
タを駆動制御することが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を用いて説明する。

【００１３】図１は本発明に係るテープフィーダの全体
構成を示している。この図に示すように、テープフィー
ダ１は、後記部品取出し部１０を備える前側（同図で左
側）の本体２と、後側のリール保持部３とを有してお
り、このリール保持部３に、多数の部品を収納したテー
プ５をリール４に巻回した状態で保持している。

【００１４】上記テープフィーダ１は、上記本体部分１
ａを介して実装機に設けられるフィーダ設置台６に着脱
自在に取付けられている。

【００１５】具体的に説明すると、フィーダ設置台６に
は、基台６ａとこれに立設される固定台６ｂとが備えら
れており、テープフィーダ１を取付けるための多数の取
付け部が図１において紙面に直交する方向に並べて設け
られている。各取付け部には、断面円弧状の表面を有し
た位置決め用の軸体７が基台６ａに固定される（図５参
照）とともに、位置決め孔８と揺動可能なクランプ９と
が固定台６ｂに設けられている。そして、本体２の下面
に形成された逆Ｖ字型の溝２ａ（図５参照）を介してテ
ープフィーダ１の本体２が軸体７上に載置されるととも
に、本体２の先端に突設されたピン２ｂが上記位置決め
孔８に嵌入されることによりテープフィーダ１が取付け
部に位置決めされ、この状態で本体２の先端上部に設け
られた係合部２ｃに対して上記クランプ９がセットされ
ることによってテープフィーダ１がフィーダ設置台６に
取付け固定されている。なお、位置決め孔８は上下方向
の長孔からなり、クランプ９がセットされた状態で本体
２が溝２ａを介して確実に軸体７に当接するようになっ
ている。

【００１６】上記本体２の前方には部品取出し部１０が
設けられ、上記リール４から導出されたテープ５が本体
部分後方のテープ案内部材１１を介してこの部品取出し
部１０に導かれている。さらに、後述するようなテープ
繰り出し機構１２，カバーテープ引取り機構１３，テー
プ本体排出用案内部１４等が本体２に設けられている。

【００１７】上記リール４から導出されるテープ５は、
図２及び図３に示すように、テープ本体５ａとカバーテ
ープ５ｂとで構成されている。上記テープ本体５ａに
は、上部に開口した部品収納部５ｃが一定間隔おきに多
数配設されて、各部品収納部５ｃに部品Ｐが収納されて
おり、さらに、テープ本体５ａの側部には、多数の係合
孔５ｄが一定間隔おきに配設されている。上記カバーテ
ープ５ｂは、テープ本体５ａの各部品収納部５ｃを上方
から閉鎖するようにテープ５の上面に接着されている。
そして、上記部品取出し部１０においてカバーテープ５
ｂがテープ本体５ａから剥がされて部品Ｐの取出しが可
能な状態とされ、実装機に搭載される部品吸着用のノズ
ルＮにより部品Ｐが吸着されて取出されると、テープ繰
り出し機構１２により、テープ５が一定量ずつ繰り出さ
れるようになっている。

【００１８】テープ繰り出し機構１２（以下、繰り出し
機構１２と略す）は、部品取出し部１０の下方に位置す
る円環状のスプロケット２１と、このスプロケット２１
を回転駆動させるためのモータ２２とから構成されてい
る。上記スプロケット２１は、上記部品取出し部１０に
導かれたテープ５の上記係合孔５ｄに係合するように配
設されており、上記モータ２２の駆動によりスプロケッ
ト２１が回転することによってテープ５を繰り出すよう
になっている。

【００１９】上記モータ２２は、詳しく図示していない
が、図４に示すように円環状のロータ２２ａを備えたい
わゆる円環型超音波モータであって、上記スプロケット
２１が上記ロータ２２ａの周縁部に取付固定されて、こ
のロータ２２ａと一体回転するようになっている。モー
タ２２は、同図に示すように偏平な形状を有しており、
本体２に形成された凹部２ｄ内にスプロケット２１と一
体に配設されている。

【００２０】上記スプロケット２１には、所定の間隔で
多数の貫通孔２１ａが周方向に並べて穿設されており、
この貫通孔２１ａを検知するためのセンサ２４，２５が
本体２に取付けられている。各センサ２４，２５は、ス
プロケット２１を挟んで光の照射部と受光部とを有した
フォトセンサであって、貫通孔２１ａを透過する照射光
を受光部で受光することで上記貫通孔２１ａの位置を検
出し、これによりパルスを得るようにしている。そし
て、このパルスに基づいてテープ５の繰り出し量や速度
等を制御するようになっている。つまり、本願の回転体
及び円盤としてスプロケット２１が設けられ、被検出用
のマークとして貫通孔２１ａが配列され、位置検出器と
してセンサ２４，２５が設けられている。なお、上記各
センサ２４，２５は、各センサ２４，２５により得られ
るパルスに時間差ができるようにスプロケット２１の周
方向にオフセットして配置されている。

【００２１】上記部品取出し部１０でテープ本体５ａか
ら分離されたカバーテープ５ｂは、カバー引取り機構１
３（以下、引取り機構１３と略す）により引き取られて
図外の処理ケースに送られ、この引取り機構１３による
引っ張り力で、テープ本体５ａからカバーテープ５ｂが
引き剥がされるようになっている。

【００２２】この引取り機構１３は、図１及び図６に示
すように、本体２の後方下部に設けられており、モータ
３０により回転駆動される硬質の駆動ローラ３１と、こ
れに当接して従動する軟質の従動ローラ３２とを備えて
いる。従動ローラ３２は揺動可能なフレーム３３に軸支
されており、このフレーム３３がばね圧によって付勢さ
れることで従動ローラ３２が駆動ローラ３１に圧接され
るようになっている。そして、上記部品取出し部１０か
ら引き出されたカバーテープ５ｂがガイドローラ３５，
３６を介して両ローラ３１，３２の間に導かれている。
これにより上記モータ３０が駆動されると両ローラ３
１，３２が回転してカバーテープ５ｂが引き取られるよ
うになっている。なお、図示を省略するが、ローラ３１
とモータ３０の出力軸との間にはトルクリミッタが介設
されており、これによりカバーテープ５ｂが一定の張力
で引き取られるようになっている。

【００２３】図２及び図３は、部品取出し部１０の構造
を示している。これらの図において部品取出し部１０
は、本体２の上部において上方に開口するテープ案内溝
１９と、このテープ案内溝１９の上方に設けられるカバ
ー部材１５とを備えており、リール５から導出されて部
品取出し部１０に導かれたテープ５が、このテープ案内
溝１９に沿ってカバー部材１５の下側を移動するように
なっている。

【００２４】上記カバー部材１５には、その中央部分に
部品取出し用の開放部１６が形成されており、この開放
部１６の後端部分（図２、３では右側端部分）でカバー
テープ５ｂが折り返されて剥がされるようになってい
る。そして、カバーテープ５ｂが剥がされつつテープ本
体５ａの部品収納部５ｃが上記開放部１６の位置まで達
することによって、部品収納部５ｃが上方に開放され
て、上記ノズルＮによる部品Ｐの取出しができるように
なっている。

【００２５】なお、本体２の先端部分には、上記テープ
案内溝１９に連なるテープ本体排出用案内部１４が設け
られており、部品取出し部１０を経た使用済みのテープ
本体５ａが、このテープ排出用案内部１４を介して本体
２の後方下部に導かれ、上記引取り機構１３により引き
取られたカバーテープ５ｂと共に図外の処理ケース等に
送られるようになっている。

【００２６】以上のように構成されたテープフィーダ１
では、繰り出し機構１２の駆動によりテープ５がテープ
案内溝１９に沿って繰り出される一方で、引取り機構１
３の駆動によりカバーテープ５ｂが引き取られ、これに
より部品取出し部１０において部品Ｐの取出しが可能と
なる。そして、上記ノズルＮにより部品Ｐが取出される
に伴い間歇的にテープ５が繰り出され、これによって部
品取出し部１０に連続して部品が供給されることとな
る。

【００２７】このようなテープ５の繰り出し動作は、図
外の制御装置により各モータ２２，３０が制御されるこ
とにより行われ、特に、繰り出し機構１２によるテープ
５の繰り出し動作では、モータ２２が所定の加速度で駆
動された後、定速駆動され、減速開始位置に達すると減
速されて、目標位置、つまり次の部品収納部５ｃが部品
取出し部１０の所定の部品取出し位置に配置される位置
で停止されるようにモータ２２が制御される。

【００２８】この際、センサ２４，２５のうち一方のセ
ンサ２４（又はセンサ２５）を基準にしてスプロケット
２１の原点位置が定められ、スプロケット２１の回転に
伴い得られるパルスの数に基づいて上記減速開始位置、
停止位置等が検出されてモータ２２の駆動が制御され
る。このようなモータ２２の駆動制御においては、各セ
ンサ２４，２５によりそれぞれ得られるパルスの時間差
に基づき、速度及び加減速度がリアルタイムに検出さ
れ、それに応じてモータ２２がフィードバック制御され
ることにより、速度及び減速開始位置から停止位置まで
の減速度等がより高精度に制御される。

【００２９】以上のテープフィーダ１によれば、上述の
ようにモータ２２の駆動によりテープ５を繰り出すの
で、テープ５の繰り出し速度等を適宜調節することがで
きる。従って、テープ繰り出しの際に部品収納部５ｃ内
で部品Ｐが立ったり、あるいは部品Ｐが部品収納部５ｃ
から外部に飛び出すことがないように部品の種類等に適
した繰り出し速度等の動作条件を予め設定し、実装動作
中には、この動作条件に基づいてモータ２２を制御して
テープ５を繰り出すようにすることで、部品立ち等の発
生を確実に防止して良好な状態で部品を供給することが
できる。

【００３０】しかも、上記テープフィーダ１では、繰り
出し機構１２の駆動源として応答性に優れた超音波モー
タ（モータ２２）を用いているため、応答遅れに起因し
たテープ繰り出し量の誤差を有効に抑えることができ
る。そのため、繰り出し機構の駆動源として電磁モータ
を用いた一般的なテープフィーダに比べると、ノズルＮ
による部品取出し位置への部品Ｐの位置決めをより精度
良く行うことができる。さらに、上記のように一対のセ
ンサ２４，２５からの信号に基づいてモータ２２の速度
及び加減速度を制御することにより、位置決め（送りピ
ッチ）の精度を一層高めることができる。また、円環型
超音波モータは、図４に示すように偏平な形状であり嵩
張り難いのでテープフィーダ１の厚みを有効に抑えるこ
とができ、これによりテープフィーダ１のスペース効率
を高めることができるという利点もある。

【００３１】なお、上記テープフィーダ１は、本発明に
係るテープフィーダ１の一実施形態であって、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。

【００３２】例えば、上記テープフィーダ１では、超音
波モータ（モータ２２）のロータ２２ａに直接スプロケ
ット２１を取り付けているが、例えば、スプロケット２
１とモータ２２とを減速機構を介して接続するようにし
てもよい。すなわち、超音波モータは比較的トルクが低
いため、上述のようにロータ２２ａに直接スプロケット
ロケット２１を取付けると、繰り出し機構１２において
要求されるトルクを発揮できない場合がる。そのため、
繰り出し機構１２において要求されるトルクが比較的高
い場合には、上記のように減速機構を介してスプロケッ
ト２１とモータ２２とを連結してトルクを稼ぐようにす
ればよい。この場合、例えば、図７及び図８に示すよう
に、プーリー４０を付設した円盤状のスプロケット２１
を支持軸４１を介して本体２に回転自在に支持するとと
もに、その側方に、プーリ４２をロータ２２ａに取り付
けた上記モータ２２を配設し、上記各プーリ４０，４２
に渡ってタイミングベルト４３を装着することが考えら
れる。

【００３３】また、上記テープフィーダ１のフィーダ設
置台６への取付け構造では、本体２の下面に形成した逆
Ｖ字型の溝２ａを介してテープフィーダ１を基台６ａに
設けた断面円弧状の表面を備えた軸体７に乗せるように
しているが、直接、テープフィーダ１を基台６ａに載置
するようにしても構わない。但し、実施形態のような取
付け構造によれば、テープフィーダ１の位置決めを極め
て容易に行うことができるという利点がある。また、吸
着ミスにより落下した部品やその他の異物をテープフィ
ーダ１と基台６ａとの間に挟み込み難く、そのため、テ
ープフィーダ１の取付け不良を誘発し難いという利点も
ある。なお、このような位置決めの構造は、本体２と基
台６ａとの間以外に、本体と固定台６ａとの間の位置決
めのための構造としても採用することができる。つま
り、固定台６ｂに断面円弧状の表面を備えた上下方向の
軸体を付設する一方、本体２の先端部分に上下方向のＶ
字型の溝２ａを形成し、本体２の先端部をこの溝２ａを
介して上記軸体に押し当てた状態でテープフィーダ１を
フィーダ設置台６へ取り付けるようにしてもよい。

【００３４】さらに、上記テープフィーダ１では、２つ
のセンサ２４，２５で得られるパルスに基づいて繰り出
し機構１２のモータ２２をフィードバック制御するよう
にしているが、例えば、単一のセンサ（図７参照）でパ
ルスを得るようにして構成や制御を簡略化するようにし
ても構わない。但し、上記実施形態のように２つのセン
サ２４，２５によって得られるパルスに基づいてモータ
２２を制御するようにすれば、各センサ２４，２５よっ
て得られるパルスの時間差を検出することで速度変化を
よりリアルタイムに検出してモータ制御にフィードバッ
クすることができる。そのため、繰り出し機構１２によ
るテープ５の繰り出し速度等をより正確に制御するとい
った観点からは上記実施形態のように２つのセンサ２
４，２５でパルスを得るようにするのが好ましい。な
お、モータの制御は、必ずしもフィードバック制御であ
る必要はなく、シーケンス制御であっても構わない。ま
た、上記テープフィーダ１では、スプロケット２１に形
成された貫通孔２１ａをフォトセンサによって検出し、
これに基づいてテープ５の繰り出し量等を制御するよう
にしているが、例えば、スプロケット２１に磁気ドラム
を取付けるとともに、この磁気ドラムに対向して磁気セ
ンサを配置し、磁気センサによる磁束変化の検出に基づ
いてテープ５の繰り出し量等を制御するようにしてもよ
い。

【００３５】なお、上記のようにモータ駆動によりテー
プを繰り出すテープフィーダにおいては、モータとして
超音波モータを用いる代わりに、トルクを稼ぎ易く、ま
た、制御が容易なステッピングモータを用いることが考
えられるが、ステッピングモータは稼働中の停止状態下
でも電力を消費するため消費電力が極めて大きくランニ
ングコストが嵩み易い。この点、超音波モータでは消費
電力が極めて小さく、この点においても上記テープフィ
ーダは有用である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、所定間
隔おきに部品を収納したテープを所定のタイミングで部
品取出し部に導出しながら、この部品取出し部での部品
の取出しが可能な状態に上記テープを保持するテープフ
ィーダにおいて、上記テープに係合可能な回転体を設
け、この回転体の回転に応じて上記テープを部品取出し
部に向けて繰り出すようにするとともに、この回転体を
超音波モータにより駆動させるようにしたので、部品立
ち等の発生を確実に防止して良好な状態で部品供給を行
うことができる。しかも、電磁モータに比べて応答性の
高い超音波モータを用いるため、テープ繰り出し時にモ
ータの駆動、停止が頻繁に繰り返されても、テープの繰
り出し量等の一定の条件を精度よく保つことができる。
従って、部品取出し位置への部品の位置決めをより精度
良く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るテープフィーダを示す構成図であ
る。

【図２】上記テープフィーダの部品取出し部を示す平面
図である。

【図３】上記テープフィーダの部品取出し部を示す断面
図である。

【図４】テープ繰り出し機構を示す図１のＡ−Ａ断面図
である。

【図５】フィーダ設置台へのテープフィーダの取付け構
造を説明する図１のＢ−Ｂ断面図である。

【図６】テープ引取り機構を示す図１のＣ−Ｃ断面図で
ある。

【図７】本発明に係るテープフィーダの他の例を示す構
成図（要部）である。

【図８】図７のＤ−Ｄ断面図である。

【符号の説明】

１ テープフィーダ本体 ４ リール ５ テープ ５ａ テープ本体 ５ｂ カバーテープ ５ｃ 部品収納部 １０ 部品取出し部 １２ テープ繰り出し機構 １３ テープ引取り機構 ２２ モータ Ｐ 部品 Ｎ ノズル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定間隔おきに部品を収納したテープを
   所定のタイミングで部品取出し部に導出しながら、この
   部品取出し部での部品の取出しが可能な状態に上記テー
   プを保持するテープフィーダにおいて、上記テープに係
   合可能な回転体を設け、この回転体の回転に応じて上記
   テープを部品取出し部に向けて繰り出すようにするとと
   もに、この回転体を超音波モータにより駆動するように
   したことを特徴とするテープフィーダ。
2. 【請求項２】 周方向に被検出用のマークを配列した円
   盤を上記回転体に一体に設けるとともに、上記円盤の周
   方向に当該円盤に対して相対的に回転して上記マークを
   検出する位置検出器を一対設け、各位置検出器によるマ
   ーク検出に時間差が生じるように各位置検出器を円盤の
   周方向にオフセットして配置するとともに、この一対の
   位置検出器からの信号に基づいて上記超音波モータの駆
   動を制御する制御手段を設けたことを特徴とする請求項
   １記載のテープフィーダ。