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【発明の名称】 電子部品搭載装置
【発明者】 【氏名】応 性宝
【住所又は居所】東京都調布市国領町８丁目２番地の１ ジューキ株式会社内

【氏名】小川 博
【住所又は居所】東京都調布市国領町８丁目２番地の１ ジューキ株式会社内
【要約】 【課題】長時間円滑に基板搬送を行う。

【解決手段】電子部品搭載用の基板Ｋを搬送するベルト３０と、搬送状態のベルトに摺接して当該ベルトを支持する金属製のベルトガイド４０とを備え、ベルトガイドの少なくともベルトとの摺接部の表面にディンプル形成処理を施した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品搭載用の基板を搬送するベルトと、搬送状態の前記ベルトに摺接して当該ベルトを支持する金属製のベルトガイドとを備え、
前記ベルトガイドの少なくとも前記ベルトとの摺接部の表面にディンプル形成処理を施したことを特徴とする電子部品搭載装置。
【請求項２】
前記ディンプル形成処理は、20〜100[μm]の微粒子噴射により行われたものであることを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
【請求項３】
前記ベルトガイドは、少なくとも前記摺動部の表面に無電解Ni-Pメッキを施した上で前記ディンプル形成処理が施されていることを特徴とする請求項１又は２記載の電子部品搭載装置。
【請求項４】
前記ベルトガイドの母材は、表面硬化処理を施した鋼材であることを特徴とする請求項１，２又は３記載の電子部品搭載装置。
【請求項５】
前記ベルトの少なくとも前記ベルトガイドとの摺接部の表面材料を弾性体とすることを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の電子部品搭載装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板をベルト搬送する電子部品搭載装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子部品搭載装置にあっては、基板の搬送方向に沿って配設された一対の無端環状の搬送用のベルトと、ベルトの搬送を行うモータと、ベルトを搬送方向に沿った状態で複数のプーリを介して張設支持する枠体と、ベルトに摺接した状態で背後から支持するベルトガイドとを備えた基板搬送機構を有している（例えば、特許文献１参照）。
かかる基板搬送機構は、基板搬送方向に沿ってベルトが掛け渡され、その上面に基板が載置された状態で搬送を行うことから、基板載置面の背後となる内側面にベルトガイドを摺接させて弛みを生じないように支持されていた。
【特許文献１】特開２００２−２７１０９０号公報（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
基板搬送用のベルト材料には、合成ゴムが一般的に使用されている。一方、基板搬送用ベルトガイドには、ベルトとの摺接による摩擦力低減のために、鋼材を母材としてその摺接部の表面に電解メッキを施したものが使用されていた。
しかしながら、上記従来のベルトガイドでは、継続使用によりその表面のメッキ層の摩耗又は剥離を生じ、使用時間の経過につれて摩擦抵抗が大きくなるという問題があった。その場合、駆動出力が不足して、搬送不能となる場合もあった。
本発明は、長時間円滑に基板搬送を行うことをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１記載の発明は、電子部品搭載用の基板を搬送するベルトと、搬送状態のベルトに摺接して当該ベルトを支持する金属製のベルトガイドとを備え、ベルトガイドの少なくともベルトとの摺接部の表面にディンプル形成処理を施した、という構成を採っている。
【０００５】
上記構成では、ベルトが基板を載置した状態で駆動され、基板搬送が行われる。そして、その際に、ベルトガイドがベルトを摺接状態で支持を行い、基板搬送の安定化を図っている。
このとき、ベルトガイドにおけるベルトとの摺接部表面には、ディンプル形成処理が施されていることから、それにより形成される微細な凹凸が接触面積を低減し、ベルトとの摺動性の向上が図られる。一方、ディンプル形成により摺動性を図ることから、メッキ処理のように被膜剥離を生ずる余地がなく、耐久性も向上する。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、ディンプル形成処理が20〜100[μm]の微粒子噴射により行われたものである、という構成を採っている。
上記構成では、微粒子噴射によりディンプル形成が行われることから、ベルトガイドのベルトとの摺動面に微小ディンプルによる梨地面が形成される。従って、これにより、接触面積を低減し、ベルトとの摺動性の向上が図られる。また、微小ディンプルが微粒子の衝突により形成されることから、その硬度が向上し、摺動により凹凸がつぶれることが抑制される。従って、より耐久性も向上する。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明と同様の構成を備えると共に、ベルトガイドは、少なくとも摺動部の表面に無電解Ni-Pメッキを施した上でディンプル形成処理が施されている、という構成を採っている。
上記構成では、ディンプル形成面が無電解Ni-Pメッキ処理が成されていることから、耐久性が高められる。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項１，２又は３記載の発明と同様の構成を備えると共に、ベルトガイドの母材は、表面硬化処理を施した鋼材である、という構成を採っている。
ここでいう、代表的な表面硬化処理としては、浸炭焼き入れ、イオン窒化等が挙げられるが、これに限定されず、その他の硬度を向上させる処理を行っても良い。
上記構成では、ベルトガイドの母材を表面硬化処理を施した鋼材とすることから、ディンプル自体の硬度が向上し、その凹凸の摩耗やつぶれが抑制される。
また、表面硬化処理を施した鋼材に、無電解Ni-Pメッキを施した上でディンプル形成処理を行う場合、ディンプル形成処理の衝撃による母材と無電解Ni-Pメッキ皮膜との剥離を抑制することができる。
【０００９】
請求項５記載の発明は、請求項１，２，３又は４記載の発明と同様の構成を備えると共に、ベルトの少なくともベルトガイドとの摺接部の表面材料を弾性体とする、という構成を採っている。
上記構成により、弾性体であるベルトの摺動部から、その搬送駆動力が円滑に入力される一方で、弾性体とベルトガイドとが摺接することとなり、弾性体の軟性により、ベルトガイドのディンプルの摩耗、つぶれを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明は、ベルトガイドのベルトとの摺動部にディンプル形成処理が施されていることから、それにより形成される微細な凹凸が接触面積を低減し、ベルトとの摺動性の向上を図ることが可能となる。
一方、ディンプル形成により摺動性の向上を図ることから、メッキ処理のように被膜剥離を生ずる余地がなく、長時間円滑に基板搬送を行うことが可能となる。また、これに伴い、駆動源の負担を軽減して省エネルギー化を図ることが可能となる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、微粒子噴射によりディンプル形成が行われることから、ディンプルによる摺動性の向上を備え、さらには、微小ディンプルが微粒子の衝突により形成されることから、硬度向上により凹凸の摺動に対する耐久性が向上し、より長時間円滑に基板搬送を行うことが可能となる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、ベルトガイドのベルトとの摺動部のディンプル形成面に予め無電解Ni-Pメッキ処理が成されていることから、ディンプル自体の耐久性が高められ、より長時間円滑に基板搬送を行うことが可能となる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、ベルトガイドの母材を、表面硬化処理を施した鋼材とすることから、ディンプル自体の硬度が向上し、その凹凸の摩耗やつぶれが抑制され、より長時間円滑に基板搬送を行うことが可能となる。
また、表面硬化処理を施した鋼材に、無電解Ni-Pメッキを施した上でディンプル形成処理を行う場合、ディンプル形成処理の衝撃による母材と無電解Ni-Pメッキ皮膜との剥離を抑制することができ、ベルトガイドの耐久性をさらに向上することが可能となる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、ベルトの少なくともベルトガイドとの摺接部の表面材料を弾性体としていることから、ベルトの搬送駆動力が円滑に伝達される一方で、ベルトガイドとの摺接において、弾性体の軟性により、ベルトガイドのディンプルの摩耗、つぶれを抑制し、より長時間円滑に基板搬送を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施形態の全体構成）
以下、本発明の実施形態たる電子部品搭載装置１０について図１乃至図５に基づいて説明する。図１は電子部品搭載装置１０の斜視図である。
なお、電子部品搭載装置１０とは、基板Ｋを搬送方向に搬送し基板搬送路の所定位置に固定して該基板Ｋに電子部品を実装するものである。
以下の説明において、基板Ｋの搬送方向をＸ軸方向、基板Ｋの搬送方向と略直交する方向をＹ軸方向と定めるものとする。
【００１６】
電子部品搭載装置１０は、図１に示すように、矩形枠状の基台１１と、基板ＫをＸ軸方向に沿って搬送する基板搬送機構２０と、電子部品の保持と解放とが可能な複数のヘッド１２と、各ヘッド１２のＹ軸方向における移動位置決めを行う二基のＹ軸位置決め機構１３と、Ｘ軸方向における各ヘッド１２の移動位置決めを行うＸ軸位置決め機構１４と、各ヘッド１２に対して各種の電子部品を供給する電子部品供給手段１５とを備えている。
【００１７】
上記各Ｙ軸位置決め機構１３は、いずれもＹ軸方向に沿った状態で搬送経路を跨いで配設されたガイド枠を介してヘッド１２を支持し、図示しないリニアモータの駆動によりガイド枠に沿ったヘッド１２の移動位置決めを行う。
一方、Ｘ軸位置決め機構１４は、図示しないリニアモータの駆動により各Ｙ軸位置決め機構１３のガイド枠をＸ軸方向に沿って移動位置決めする。これにより、二つのヘッド１２は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の双方に移動され、Ｘ−Ｙ平面の任意の位置に位置決めすることができる。
電子部品供給手段１５は、各種の電子部品を供給するテープフィーダを複数並列配置した状態で基台１１上に備えている。従って、各ヘッド１２は、任意のテープフィーダの受け取り口に位置決めされて任意の電子部品を受け取ると共に、基板Ｋの任意の搭載位置に位置決めされて電子部品の搭載作業が行われる。
【００１８】
（基板搬送機構）
図２は基板搬送機構２０の搬送方向に沿った断面図であり、図３は図２のＳ−Ｓ線に沿った部分断面図である。基板搬送機構２０は、図２及び図３に示すように、いずれもＸ軸方向に沿った状態で立設されると共に互いに対向する一対の側壁板２１を有するフレーム２２と、各側壁板２１に設けられた複数のプーリ２３，２４に掛け渡された基板搬送用の無端環状のベルト３０と、駆動モータ（図示略）の出力軸に設けられ、ベルト３０に搬送駆動力を付与する出力プーリ２５と、ベルト３０の内側面に摺接して支持するベルトガイド４０とを備えている。
【００１９】
上記ベルト３０及びベルトガイド４０は、いずれも、フレーム２２の側壁板２１ごとに設けられている。そして、フレーム２２は、各側壁板２１の上端部であってＹ軸方向両端部に設けられた二つのプーリ２３によりベルト３０がＹ軸方向に沿った状態で張設されている。また、ベルト３０は、Ｙ軸方向中間位置において、四つのプーリ２４によりその一部分が下方に引き出されると共に、当該一部分において出力プーリ２５に巻回されている。
ベルトガイド４０は、側壁板２１の上端部の二つのプーリ２３の間のほぼ全長に渡ってＹ軸方向に沿った状態で設けられ、ベルトガイド４０の上面部がプーリ２３間に張設されたベルト３０の内側面に摺接するように配設される。
そして、基板ＫはそのＸ軸方向における両端部がそれぞれ一方と他方のベルト３０に載置され、同速で駆動される各ベルト３０によってＹ軸方向に沿って搬送される。このとき、ベルト３０は、背後でベルトガイド４０によって支持されることから、弛みを生じることなくＹ軸方向に沿った状態を維持しながら基板搬送が行われる。
【００２０】
（ベルトとベルトガイドの詳細説明）
ベルト３０とベルトガイド４０とについてさらに詳細に説明する。
図４（Ａ）はベルト３０をＸ軸方向から見た部分拡大図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＴ−Ｔ線に沿った断面図である。
ベルト３０は、その主たる素材が弾性体としての合成ゴム（例えばウレタンゴム）で形成されると共に、その内側面において、搬送される方向（図４ではＹ軸方向）に沿ってに均一間隔で突起３１が設けられている。従って、その材質の特性により、出力プーリ２５及びその他のプーリ２３，２４に対して柔軟に巻回され且つ密着し、さらに各突起３１の効果と相まって、各プーリに対する滑りの発生が防止されている。
さらに、ベルト３０は、その内部に、その幅方向（図４ではＸ軸方向）に対して均一間隔で並んだ複数本の芯線３２が、搬送方向に沿った状態で内包されている。各芯線３２は、例えば、ケブラー、炭素繊維、ガラス繊維、鋼線その他の合成ゴムに比して伸びの小さい素材から形成されており、伸びの防止及び強度向上が図られている。
【００２１】
図５は、ベルトガイド４０の上面（摺動部）近傍とこれに摺接するベルト３０の搬送方向に沿った断面図である。
各ベルトガイド４０は、水平に設けられ、前述したように、その長手方向全長に渡ってその上面が搬送されるベルト３０の内側面に摺接する。
各ベルトガイド４０は、母材を鋼材４１とし、まず浸炭焼き入れ焼き戻しにより表面硬化処理が施される。そして、ベルトガイド４０の上面となる面に厚さ2〜30[μm]程度のNiPの無電解メッキ皮膜４２を形成し、摂氏280度でベーキング処理を行う。この段階で表面硬度500[HV]を実現することが望ましく、さらには、600[HV]以上とすることがより望ましい。
さらに、上面に直径20〜100[μm]のセラミック又は鋼材ボールの微粒子を噴射してディンプル形成処理（いわゆるＷＰＣ処理：登録商標）を行ったものが使用される。セラミックボールを使用する場合には上記直径の範囲でも小さい範囲（20[μm]近傍）に近いことが望ましく、鋼材ボールを使用する場合には上記直径の範囲でも大きい範囲（100[μm]近傍）に近いことが望ましい。微粒子の噴射速度は300[m/s]、噴射時間は１分程度とするが、これは一例であって限定するものではない。
ディンプル形成処理により形成される無数の凹部は、その最大幅（凹部の最も大きく計測できる大きさ、但し深さ方向の大きさは除く）が0.1〜10.0[μm]、より望ましくは1.0〜2.0[μm]の範囲内ものが、単位面積中で最も大きな面積比を占めることが望ましく、さらにはその面積比が50パーセント以上となることがより望ましい。
【００２２】
（比較試験）
上記構成からなる基板搬送機構２０を搭載した電子部品搭載装置１０と、ベルトガイドの母材又は上面被膜素材のみが異なる電子部品搭載装置（比較例）との比較試験結果を図６及び図７に基づいて説明する。
図６は、850gの基板と1250gの基板とをベルト３０に載置した状態におけるベルト３０とベルトガイドとの間に生じる摩擦力を測定した結果を示す線図である。図６において、比較例１はベルトガイドの母材がアルミニウム合金であって被膜なしのものであり、比較例２は母材が鋼材であってNiP+PTFEが成膜されたものである。また、実施例１は、前述したベルトガイド４０とほぼ同様の構成であるが、母材である鋼材に浸炭焼き入れ焼き戻し処理を行っていないベルトガイドを使用している。
【００２３】
そして、かかる比較試験結果によると、850gの基板の基板に対して摩擦力が、比較例１では約3.0[kgf]、比較例２では約2.2[kgf]、本発明の実施形態では約1.5[kgf]となり、1250gの基板の基板に対して摩擦力が、比較例１では約3.8[kgf]、比較例２では約3.6[kgf]、本発明の実施例１では約2.0[kgf]となり、ディンプル形成処理等を行った実施例１のベルトガイドは、他の比較例１，２に比してベルト３０との間で生じる摩擦力を大きく低減することが観測された。
【００２４】
図７は、850gの基板をベルト３０に載置した状態での連続使用におけるその摩擦力の変化及び耐久性（駆動モータの回転数）を示す線図である。この図７において、比較例２及び実施例１は前述のものであり、実施例２は、前述したベルトガイド４０と同様のもの、つまり母材である鋼材に浸炭焼き入れ焼き戻し処理を行った上でディンプル形成処理等を行ったベルトガイドを使用している。
かかる比較試験結果によると、比較例２では搬送開始から摩擦力が増加し始め、駆動モータが約7000回転したところでその摩擦力によりベルト３０の搬送が停止した。
一方、実施例１では搬送開始からの摩擦力の増加は殆どなく、駆動モータが約6万回転を越えたところでその摩擦力の増加が始まり、約7万回転したところでその摩擦力によりベルト３０の搬送が停止した。
さらに、実施例２では搬送開始から約3万5000回転まで摩擦力が緩やかに増加し、その後、摩擦力の増加が殆どなく、駆動モータが約30万5000回転を越えたところで再び摩擦力の増加が始まり、307855回転したところでその摩擦力によりベルト３０の搬送が停止した。
このように、ディンプル形成処理等を行った場合には、行わない場合と比べて、ベルトの円滑な搬送状態を長期間維持することが可能となることが観測された。
さらに、母材である鋼材に予め表面硬化処理を行なった場合には、行わない場合と比べて、ベルトの円滑な搬送状態をさらに長期間維持することが可能となることが観測された。
【００２５】
（実施形態の効果）
以上のように、電子部品搭載装置１０において、ベルトガイド４０の上面に微粒子噴射によるディンプル形成処理が施されていることから、それにより形成される微細な凹凸が接触面積を低減し、ベルト３０との摺動性の向上を図ることが可能となる。
一方、ディンプル形成により摺動性の向上を図ることから、単なる摺動性の良い皮膜を摺動面に形成する場合のように被膜剥離を生ずる余地がなく、長時間円滑に基板搬送を行うことが可能となる。また、これに伴い、駆動源の負担を軽減して省エネルギー化を図ることが可能となる。
さらに、ベルトガイド４０の上面において、微粒子噴射によりディンプルが形成されることから、微粒子の衝突により硬度向上が図られ、凹凸の摺動に対する耐久性が向上し、より長時間円滑に基板搬送を行うことが可能となる。
さらに、ベルトガイド４０の母材である鋼材に浸炭焼き入れ焼き戻しの表面硬化処理を施すことから、ディンプル自体の硬度が向上し、その凹凸の摩耗やつぶれが抑制され、より長時間円滑に基板搬送を行うことが可能となる。また、ベルトガイド４０の上面において、ディンプル形成前に予め無電解Ni-Pメッキ処理を施すことで、摺動性を高め、防錆によるの耐久性を高めることができる。
また、ベルトガイド４０は、表面硬化処理を施した鋼材を母材としているため、その上面に無電解Ni-Pメッキを施した上でディンプル形成処理を行った場合に、ディンプル形成処理の衝撃による母材と無電解Ni-Pメッキ皮膜との剥離を抑制することができ、より長期に渡って防錆による耐久性を維持することが可能となる。
【００２６】
（その他）
なお、ベルトガイド４０の上面に形成される被膜は、NiPの無電解メッキ皮膜中にフッ素樹脂（四フッ化エチレン：PTFE）の微粒子を均一に分散共析させてなる皮膜形成処理を行っても良いし、NiPに限らず、例えば、NiB，NiBW，NiP-B等の成膜を行って良い。
また、ベルトガイド４０としては、錆の生じにくい環境下においては、浸炭焼き入れ焼き戻しを行い、NiP被膜を形成せず、セラミック又は鋼材ボールの微粒子を噴射させた鋼材であって、望ましくは表面硬度800[HV]以上としたものを使用しても良い。
また、ベルトガイド４０の母材としてＳＵＳ（ステンレス）を使用し、その上面にセラミック又は鋼材ボールの微粒子を噴射させ、その後、表面硬化処理としてイオン窒化処理を施したものであって、望ましくは表面硬度600[HV]以上の化合物層を形成したものを使用しても良い。
また、ベルトガイド４０の母材に対する表面硬化処理は、焼き入れ焼き戻し、イオン窒化処理に限らず、少なくとも表面硬化を促す他の処理を施しても良い。
【００２７】
また、上記実施形態では、ベルトガイド４０について、(1)鋼材の表面硬化処理→(2) 無電解Ni-Pメッキ皮膜形成処理→(3) ディンプル形成処理の順番で各処理を行っているが、(1)鋼材の表面硬化処理→(2) ディンプル形成処理→(3) 無電解Ni-Pメッキ皮膜形成処理→(4) ディンプル形成処理を行っても良い。かかる場合、図８に示すように、母材である鋼材４１にディンプル形成がされ、さらに、ディンプルの凹部の内側まで無電解Ni-Pメッキ皮膜４２が形成されることから、剥離しにくく、さらなる耐久性の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】発明の実施形態たる電子部品搭載装置の斜視図である。
【図２】図１に開示した基板搬送機構の搬送方向に沿った断面図である。
【図３】図２のＳ−Ｓ線に沿った部分断面図である。
【図４】図４（Ａ）はベルトをＸ軸方向から見た部分拡大図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＴ−Ｔ線に沿った断面図である。
【図５】ベルトガイドの上面近傍とこれに摺接するベルトの搬送方向に沿った断面図である。
【図６】載置する基板の重量を変えた場合における比較例と実施例のベルト−ベルトガイド間に生じる摩擦力を測定した結果を示す線図である。
【図７】基板をベルトに載置した状態での連続使用における比較例と実施例の摩擦力の変化及び耐久性を示す線図である。
【図８】図５と異なる工程で形成したベルトガイドの上面近傍とこれに摺接するベルトの搬送方向に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０ 電子部品搭載装置
２０ 基板搬送機構
３０ ベルト
４０ ベルトガイド
Ｋ 基板
【出願人】 【識別番号】０００００３３９９
【氏名又は名称】ジューキ株式会社
【住所又は居所】東京都調布市国領町８丁目２番地の１
【出願日】 平成１６年３月５日（２００４．３．５）
【代理人】 【識別番号】１０００９００３３
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 博司

【識別番号】１０００９３０４５
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 良男
【公開番号】 特開２００５−２５２０７６（Ｐ２００５−２５２０７６Ａ）
【公開日】 平成１７年９月１５日（２００５．９．１５）
【出願番号】 特願２００４−６２２７０（Ｐ２００４−６２２７０）