シャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッド

【課題】本発明は，直動案内ユニットを利用してシャフトをガタなく，高精度に直線案内し，支持体のスペースに光学式エンコーダを配設して軸方向の全長を小さく構成したシャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッドを提供する。
【解決手段】本発明の実装ヘッド１は，リング状に巻回され且つ中空の直線状に隣接して配列され本体部４，５に配設されたコイル２７，２７’を有するステータと，コイルの中空部に挿入されて直線運動に駆動されるシャフト２から構成されている。シャフト２は，軸方向にマグネット２０が同極を突き合わせて固着されている。支持体１５の開口側のスペース５５には，光学式リニアスケール１１がシャフト２の軸方向に固着され，光学式センサ１０がステータの本体部５に固着されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は，半導体製造装置，組立装置などの各種の装置に組み込んで使用されるシャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年，シャフト形リニアモータを備えた実装ヘッド（マウント）は，半導体製造装置，組立装置，測定装置等の各種の装置に組み込んで機器，部品等を往復移動させ取り付けるのに使用されるようになった。それに伴って，実装ヘッドは，コンパクトで高応答性等の各種の性能を持つように求められているのが現状である。
【０００３】
ところで，図１４に示すように，ボールスプライン形式の直動案内ユニット４１は，スプライン軸であるシャフト２及びそれに跨架するスライダ機能を持つ支持体１５から構成されている。機器，部材，部品，ベース，フレーム等の物体（図示せず）に固着された支持体１５は，シャフト２に対して隙間がなく，ガタが発生することなく，シャフト２上を相対摺動し，高精度に直線案内できるものになっている。上記物体は，支持体１５の取付け基準面５０及び取付け基準側面５１を基準として，支持体１５に取付け用ねじ穴５２にねじ（図示せず）をねじ込んで固定することによって，支持体１５に簡単に装着することができ，高機能な実装ヘッドが構成される。シャフト２は，長手方向に通し孔１４が形成され，その外面に対向した位置に一対の軌道溝１６が形成されている。支持体１５は，シャフト２を跨架するために凹部４８が形成され，リターン路４９及び軌道溝１６に対向した軌道溝１６Ｃが形成されたケーシング４２，ケーシング４２の両端面に固定された一対のエンドキャップ４３，エンドキャップ４３の端面に固定されたエンドシール４４，及び軌道溝１６と軌道溝１６Ｃとの間の軌道路５３を転走するボール４５を有している。また，支持体１５には，潤滑剤を供給するためのグリースニップル４７が設けられ，ボール４５を保持する保持バンド４６が設けられている。
【０００４】
従来，多軸リニアモータ及び該多軸リニアモータを利用する実装ヘッドが知られている。該実装ヘッドは，駆動シャフト用シャフトを備えており，駆動シャフト用シャフトと同軸にスプラインシャフトに並設し，軸受のさらに下方に一対の位置検出用センサユニットが配置されたものになっており，長尺で重厚に構成されている。上記実装ヘッドは，永久磁石又はコイルを直線状に配列した固定子，固定子に対向するコイル又は永久磁石を直線状に配列した可動部を備え，コイルに駆動電流を通電することによって固定子に対して可動部を移動させるシャフト形リニアモータを複数備えた多軸リニアモータを有し，該多軸リニアモータは隣接するリニアモータ同士の間に隣接リニアモータ相互における磁力障害を抑制する磁力遮蔽手段を備えている。また，リニアモータは，可動部を構成する駆動用シャフトに設けられた駆動用永久磁石の磁界の強さを検出することにより，駆動用シャフトの移動位置を検出する位置検出用センサユニットを備えている（例えば，特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−１８０６４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら，従来の実装ヘッドは，半導体製造装置，組立装置などの各種の装置に組み込んで使用されており，可動部材の位置を検出する位置センサは外付けタイプであってコンパクト化には問題があった。また，従来の実装ヘッドでは，可動部材を軽量化し，高応答性，高精度等の高機能が要求されており，更に，装置そのものがコンパクトであって装置への組み込みが容易であり，シャフト等の可動部材の往復移動の駆動において，可動部材に吸着又は把持された機器や部品の位置決めが高速で高応答に，しかも高精度に駆動されることが求められている。
【０００６】
この発明の目的は，上記の課題を解決することであり，本出願人が開発した，ボールスプライン形式の直動案内ユニットを用いてシャフト形リニアモータを内蔵した構造に構成したものであり，第１に，軸受として機能する支持体にボールスプライン軸であるシャフトをガタ即ち隙間なく配設して高精度に直線往復運動できる構造に構成し，支持体を本体部の取付面にねじ固定することによって簡単に配設することができ，支持体に対するシャフトの往復移動に高機能な性能を持たせることができ，第２に，支持体の開口側の領域に形成可能なスペースに光学式センサを且つシャフトの軸方向に光学式リニアスケールを配置して装置自体の軸方向の全長を短く形成し，マグネットを装着したシャフトで構成される可動部材を軽量化構造に形成できると共に装置全体をコンパクトに構成され，第３に，装置そのものの組立構成を簡潔にして信頼性の高いものに構成し，しかも，シャフトの単軸構造のみでなく多軸構造にも構成することができるシャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は，リング状に巻回され且つ中空の直線状に隣接して配列され複数の本体部に配設された複数のコイルを有するステータと，前記コイルの中空部に挿入されて直線運動に往復駆動されるシャフトを有する可動部材とを備えたシャフト形リニアモータが内蔵された実装ヘッドにおいて，
前記シャフトは，断面円形状で軸方向外面に沿って一対の軌道溝が形成され，前記本体部に固着された支持体に転動体を介して相対摺動自在に案内され，前記シャフトの外周には軸方向に沿って複数のマグネットが同極を突き合わせて配設され，前記マグネットが生じさせる磁束と前記コイルに流れる電流との電磁相互作用によって，前記シャフトが前記ステータに対してスライド自在に位置決め駆動されることを特徴とするシャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッドに関する。
【０００８】
また，この実装ヘッドは，前記支持体には前記シャフトに跨架するための凹部が形成され，前記支持体の前記凹部に対向する開口側領域に形成されたスペースには，前記本体部に配置された光学式センサと前記シャフトの軸方向に固着された光学式リニアスケールとで光学式エンコーダが構成されている。更に，前記光学式リニアスケールは前記シャフトに支持板を介して取り付けられ，前記支持板の前記シャフト側には，前記シャフト側からの潤滑剤が前記光学式リニアスケールに流入して汚染しないように，前記支持体の軸方向両側に沿って凹溝が形成されている。
【０００９】
また，この実装ヘッドは，前記シャフトには，部品吸着用のエア吸引孔として機能する通し孔が形成されている。従って，前記シャフトの先端面には，吸引エアによって各種のワーク，チップ，組立部品等の物体を吸着して該物体を容易に且つ正確に搬送したり，位置決めしたりすることができる。
【００１０】
また，この実装ヘッドは，前記本体部には前記コイルの外周を包み込む円筒状のコイルヨークが配設され，前記コイルヨークは，前記軸方向に半分に分割された一対のヨーク半体に形成され，一方の前記ヨーク半体にはコイル基板を固着するための支持フランジが外周側に突出して形成されている。更に，前記コイルヨークには，各個の前記コイルから導出した端子を集中配線する前記コイル基板が設けられている。また，前記コイルは各個毎にコイルボビンに巻回され，前記コイルボビンには前記コイルヨークに対して位置決めのための凸部がそれぞれ形成されている。
【００１１】
また，この実装ヘッドは，前記シャフトと前記マグネットとの間には，非磁性のスリーブが介在されている。
【００１２】
また，この実装ヘッドは，前記本体部を構成するフレームには，４本の前記シャフトがマトリックスに配設された多軸構造に構成されている。更に，前記フレームは，前記シャフトを２本毎に配設したフレーム半体を合体して構成されている。また，前記フレーム半体を合体した合体面の中央部には，軸方向に延びる重力均衡用ばねが挿通可能な貫通孔が形成されている。
【００１３】
また，この実装ヘッドは，前記シャフトと前記本体部にはフックがそれぞれ設けられ，前記シャフトを立軸で使用する場合には，前記フック間に重力の影響を均等化するためのばねを配設することができる。
【００１４】
また，この実装ヘッドにおいて，前記支持体は，前記シャフトの前記軌道溝に対向した軌道溝と前記軌道溝間の軌道路に平行なリターン路が形成されたケーシング，前記ケーシングの両端面に取り付けられ且つ前記軌道路と前記リターン路とを連通する方向転換路が形成されたエンドキャップ，及び前記軌道路と前記リターン路と一対の前記方向転換路とで構成される循環路を転走する複数の前記転動体を有している。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によるシャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッドは，上記のように，支持体の開口側に存在するスペースを活用して光学式リニアスケールと光学式センサからなる光学式エンコーダを配設し，また可動部材を構成するシャフトに永久磁石であるマグネットを設けたリニアモータに構成したので，軸方向の全長を小さくでき可動部材を軽量化してコンパクトに構成され，可動部材の慣性モーメントを小さくして高レスポンス即ち高応答性を実現すると共に，実装ヘッドの組立が容易で簡潔に構成され，高精度で信頼性が高いものに構成されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
この発明によるシャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッドは，軸方向に短く構成でき，コンパクトに構成されたシャフト形リニアモータが内蔵された実装ヘッドでなり，シャフト側の可動部が軽量になり，高応答，高速に対応でき，シャフトの摺動がガタも無く滑らかで，光リニアスケールを配設して高精度な位置決めが可能になっている。また，この実装ヘッドは，簡単な組立構成になっているので，信頼性が高い装置になっている。以下，図面を参照して，この発明によるシャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッドの実施例について説明する。
【００１７】
図１〜図８に示すように，この発明によるシャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッド（以下，実装ヘッド１という）は，概して，リング状に巻回され且つ中空の直線状に隣接して配列され複数（実施例では２個）の本体部４，５に配設された複数のコイル２７，２７’を有するステータと，コイル２７，２７’の中空部に挿入されて直線運動に駆動されるシャフト２を有する可動部材とを備えており，単軸の断面円形状で長尺状のシャフト２が支持体１５によって直動往復自在に支持されて配設され，支持体１５とシャフト２との間に位置決め制御するシャフト形リニアモータ３０が組み込まれている。即ち，この実装ヘッド１は，特に，シャフト２には断面円形状で長手方向に沿って軌道溝１６が形成され，シャフト２が両端部を一方の本体部５に固着された支持体１５に転動体のボール４５を介して相対摺動自在に支持され，シャフト２の外周には，軸方向に沿って複数のマグネット２０が同極（即ち，Ｎ極同士及びＳ極同士）を突き合わせて固着され，マグネット２０が生じさせる磁束とコイル２７，２７’に流れる電流との電磁相互作用によりシャフト２がステータに対してスライド自在に位置決め駆動されることを特徴としている。シャフト形リニアモータ３０は，支持体１５が両端に固着され，断面矩形枠体で長手状に箱状になるカバーを兼用したカバー本体３で外装して保護されており，カバー本体３の両端面の中心からシャフト２の両端がそれぞれ突出するように構成されている。カバー本体３は，軽量で非磁性のアルミ製材料で作製されており，図３に示すように，断面Ｌ字状の大きな枠体でなる本体部４と，本体部４のＬ字状内に合体して断面鍵状になる本体部５との２つの部材から構成され，シャフト形リニアモータ３０を簡単に外装できる構造に構成されている。シャフト２は，両端部の支持体１５によって摺動自在に支持され，支持体１５に対して直線往復運動して案内されるように構成されている。
【００１８】
図１〜図６に示す支持体１５は，図１４に示されるように，スプライン軸であるシャフト２に対して相対摺動するスライダとしても機能する支持体１５と同様に構成されているので，同一符号で示している。支持体１５は，矩形ブロック状でなり，シャフト２に跨架する凹部４８が形成され，凹部４８の背面側が取付け基準平面５０（取付け平面）に形成され，また，取付け基準平面５０に直交した側面が取付け基準側面５１に形成されている。本体部５は，本体部４の端部に形成されているＬ字状の内側Ｌ部の取付け２平面の取付面２６に固着されている。本体部５には，軽量化のため肉盗み５４が形成され，一方の肉盗み５４に対応する領域にセンサ基板１７が配設されている。
【００１９】
図２に示すように，支持体１５の凹部４８に対向する空きスペース５５になる開口側には，位置決め検出のための光学式エンコーダが設置されている。光学式エンコーダは，光学式リニアスケール１１と光学式センサ１０とから構成され，光学式リニアスケール１１は，支持体１５の凹部４８の開口側のシャフト２の軸方向に沿って支持板７を介してシャフト２に固着され，光学式リニアスケール１１に対向して僅かな隙間５６を有して光学式センサ１０は，支持体１５の凹部４８の開口側領域に形成されたスペース５５に配置されてカバー本体３を構成する本体部５にセンサ基板１７を介して固着されている。また，シャフト２側になる支持板７の背面の両側には軸方向に沿って凹溝１８が形成され，シャフト２側からの潤滑剤等の流動物が光学式リニアスケール１１に回り込んで汚染しないように逃がし溝が形成されている。実装ヘッド１は，上記のように，支持体１５に空きスペース５５が形成され，支持体１５の位置に光学式エンコーダが配設できたことにより，シャフト２の全長が小さく抑えられ，全体がコンパクトに形成され，マグネット２０を装着した可動部材のシャフト２も重量が軽量化され，相乗的な効果を伴って高応答性，高速摺動性，高精度，及び軽量化になる構造に構成されている。支持板７は，軽量で非磁性なアルミ製材料で作製されている。図１に示すように，シャフト２の後端部９側にフック１３が固着され，カバー本体３の先端部８側にフック１２が固着されており，実装ヘッド１を立軸で使用する場合に，重力の影響を均等化するために，フック１２とフック１３との間にばね（図示せず）が配設される。
【００２０】
図４〜図８に示すように，組み立てられたシャフト形リニアモータ３０は，カバー本体３の半体である本体部４にそのまま設置して支持体１５をねじ固着すれば，簡単に取り付けられる。シャフト形リニアモータ３０の電機子コイルを構成するコイル２７は，固定側であるカバー本体３に固設され，図示では本体部４に固設されている。コイル２７は，リング状にコイルボビン３１に巻回された一つのコイル２７を長手方向に沿って重ね合わせ配列して円筒状になる複数のコイル２７から構成されている。コイル２７は，三相通電方式でＵ相，Ｖ相，及びＷ相（以下，Ｕ，Ｖ，Ｗという）の各相に電流が供給される３つのコイル２７が一組として構成され，図５に示すように，８組で２４個のコイル２７で構成されている。また，一組のコイル２７（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に隣接するもう一組のコイル２７は，逆向き巻回されたコイル２７’（Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’）でなり，コイル２７とコイル２７’とが交互に配列されている。
【００２１】
この発明による実装ヘッド１におけるコイル２７，２７’の構成では，コイル基板６による各コイル２７，２７’からの集中配線方式に構成されており，そのために，コイル２７，２７’の外装は，通常，円筒状のコイルヨーク２２で覆われるものであり，図７及び図８に示すように，コイルヨーク２２は，２分割したヨーク半体２３とヨーク半体２３に対向整合するヨーク半体２５とから成り，ヨーク半体２５には，コイル基板６を取付面３４に固設できる支持フランジ３３が一体に形成されている。即ち，ヨーク半体２５に設けた支持フランジ３３には，その取付面３４にコイル基板６を固着して取り付けることができる。ヨーク半体２３，２５は，磁性材でなる鉄板状にして，長手状の円筒を軸方向に２分割した樋状に形成され，一方のヨーク半体２５は，軸方向に沿って一方の縁から外周に突出して延びてコイル基板６を固設できる取付平面を有した支持フランジ３３が形成された構造に構成されている。また，コイルヨーク２２は，分割体であるヨーク半体２５とヨーク半体２３とが軸方向に僅かな隙間５６を有して固設され，各コイル２７，２７’からの端子が隙間５６を通してコイル基板６に配線できるものになっている。また，各コイル２７，２７’は，合成樹脂製でなるコイルボビン３１に巻回されたもので，コイルボビン３１には，隙間５６に位置決め可能な凸部３２が形成され，各コイル２７，２７’からの導入線，導出線の端子を取り出し易い形状に形成されている。実装ヘッド１は，コイル基板６を外装して集中配線方式にしたので，配線し易いと共に信頼性の高い電源配線に構成されている。
【００２２】
図５に示すように，コイル２７，２７’の両端には，各コイル２７，２７’を密接し，分割したコイルヨーク２２を僅かな隙間５６を開けて固設するための固定ブラケット２４が配設されている。固定ブラケット２４は，軽量で非磁性なアルミ製になっている。図６には，マグネット２０の設置状態を示す説明図になっている。シャフト形リニアモータ３０の界磁マグネットを構成するマグネット２０は，シャフト２に装着されてコイル２７，２７’の中空部に挿入され，コイル２７，２７’と僅かな隙間１９を介して，コイル２７，２７’に対向した所定の位置のシャフト２の所定位置に固着されている。シャフト２は，両端部の支持体１５と直動案内ユニット４１を構成するスプライン軸に構成され，断面円形状で軸方向即ち長手方向に沿って外面に一対の軌道溝１６が形成され，支持体１５に転動体のボール４５（図１４）を介して嵌合して摺動自在に案内される構成になっており，ガタも無く，滑らかに往復摺動案内される。また，シャフト２には，通し孔１４が形成されており，通し孔１４は，機素，エレメント等の部品をシャフト２に吸着するため，エアを吸引する吸着用エアー孔に構成されている。
【００２３】
スプライン軸であるシャフト２の所定部分に非磁性であるアルミ製の円筒状のスリーブ２８を介して円筒状になる複数のマグネット２０を固着している。非磁性のスリーブ２８を介入させることによってスプライン軸のシャフト２への磁束の回り込みを小さくしている。マグネット２０は，軸方向に一端部がＮ極で，他端部がＳ極でなるマグネット２０を，同極同士を連結して配列（図示）したものであり，６個のマグネット２０からなっている。また，軸方向に反発する同士のマグネット２０は，フランジ２１付きスリーブ２８と他端の固定フランジ２９で密接に固着される。マグネット２０は，希土類のネオジウム系の永久磁石で構成されている。
【００２４】
次に，図９〜図１３を参照して，この発明によるシャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッドを多軸構造に構成した別の実施例であるマトリックスヘッド１Ａを説明する。図９〜図１３において，図１〜図８に示す実施例における部材と同一又は同様のものには同一番号に添字Ａを付して示し，重複する説明は省略している。図１〜図８に示すシャフト形リニアモータ３０は，コンパクトに軽量化されて構成できるので，図９〜図１３に示す多軸構造のシャフト形リニアモータ３０に構成したものもコンパクトで軽量化されたものになっている。
【００２５】
多軸構造に実装ヘッド即ちマトリックスヘッド１Ａは，上記シャフト形リニアモータ３０が４つでなる４軸をマトリックス（縦横）に配列した構造に構成され，縦横のシャフト２Ａ間ピッチが同寸法に構成されている。マトリックスヘッド１Ａは，４つのシャフト形リニアモータ３０を本体であるフレーム３５に配設され，カバー本体３Ａで外装したものになっている。マトリックスヘッド１Ａは，全体的に，断面略正方形で長手状の箱状になっており，両端面から４つのシャフト２Ａが各軸独立して摺動自在に突出したものになっている。カバー本体３Ａは，ステンレス板でなり，図示では４つの孔３６を有し，孔３６はシャフト形リニアモータ３０を冷却するためのエアーの注入口及び排出口に形成され，また，コイル２７，２７’及び位置エンコーダへの配線の導入口として利用されるものになっている。図１０に示すように，マトリックスに配列された４つのシャフト２Ａを直線方向に摺動自在に案内する４つの支持体１５Ａは，一対で開口側が互いに向かい合うように，矩形状になるフレーム３５内に固着されている。
【００２６】
図１２及び図１３に示すように，フレーム３５を２分割したフレーム半体３８に２本のシャフト形リニアモータ３０を並設した構造に構成し，組み立てたフレーム半体３８同士を合体面３７で合体してマトリックスヘッド１Ａが構成されている。従って，マトリックスヘッド１Ａは，その組立が容易に構成される。フレーム半体３８の先端部３８Ａ側には，センサ支持板４０が取り付けられ，センサ支持板４０には光学式センサ１０Ａが支持されている。フレーム半体３８は，非磁性で軽量なアルミ製材料で構成されている。カバー本体３Ａは，フレーム半体３８の外周部分を外装するように分割された構造に構成されている。シャフト２Ａの後端部９Ａには，フック１３Ａが固着され，フレーム３５の先端部側には別のフック（図示せず）が固着され，両フック間には，重力均衡用ばね（図示せず）を配設するように構成されている。重力均衡用ばねは，マトリックスヘッド１Ａを立軸で使用する場合に，シャフト２Ａ側である可動部の重力の影響を均等化するためのものであり，マトリックスヘッド１Ａの中央部の貫通孔３９に各軸の前記ばねが配設できる構造に構成されている。
【００２７】
図１４に示すように，シャフト形リニアモータ３０のシャフト２Ａを構成するスプライン軸は，断面円形状で長手方向に沿って軌道溝１６Ａが形成され，両端部が転動体のボール４５を介して摺動自在に案内される支持体１５Ａに嵌合された構造に構成されている。支持体１５Ａは，シャフト２Ａの軌道溝１６Ａに対向して軌道溝１６Ｃが形成され且つ軌道溝１６Ａ，１６Ｃ間に形成される軌道路５３に平行なリターン路４９が形成されたケーシング４２，ケーシング４２の両端面に取り付けられ且つ軌道路５３とリターン路４９とを連通する方向転換路が形成されたエンドキャップ４３，及び軌道路５３とリターン路４９と一対の方向転換路とで構成される循環路を転走する複数のボール４５を有して構成されている。支持体１５Ａは，スプライン軸のシャフト２Ａを跨架するように凹部４８が形成され，凹部４８の背面側は取付け基準平面５０即ち取付け基準面に形成され，取付け基準平面５０に直交する一方の側面が平面の取付け基準側面５１に形成され，全体として矩形ブロック状に形成されている。また，支持体１５の取付け基準平面５０には，取付け用ねじ穴５２が設けられている。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
この発明によるシャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッドは，例えば，半導体製造装置，組立装置，検査装置，精密チップ等の搬送装置等の各種の装置に適用して好ましいものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明によるシャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッドの一実施例であって実装ヘッドの単軸タイプを示す斜視図である。
【図２】図１の実装ヘッドにおける先端部側を示す側面図である。
【図３】図１の実装ヘッドにおける後端部側を示す側面図である。
【図４】図１の実装ヘッドからカバー本体の一部分を取り外した状態を示す斜視図である。
【図５】図４に示す実装ヘッドからコイルヨークの一部分を取り外した状態を示す斜視図である。
【図６】図５に示す実装ヘッドからコイル構成体を取り外した状態を示す斜視図である。
【図７】図４に示す実装ヘッドにおけるコイル構成を示す斜視図である。
【図８】図７に示すコイルヨークにおいて，一方のヨーク半体を示す斜視図である。
【図９】この発明によるシャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッドの別の実施例であって図１の実装ヘッドを４軸用いて構成した多軸タイプを示す斜視図である。
【図１０】図９の実装ヘッドにおける先端側を示す側面図である。
【図１１】図９の実装ヘッドにおける後端側を示す側面図である。
【図１２】図９の実装ヘッドからカバーを取り外した２軸でなる分割体の合体面側を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示す分割体の反対側を示す斜視図である。
【図１４】図１及び図９の実装ヘッドに組み込まれた直動案内ユニットを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１実装ヘッド
１Ａマトリックスヘッド
２，２Ａシャフト（スプライン軸）
３，３Ａカバー本体
４，５本体部
６，６Ａコイル基板
７，７Ａ支持板
１０，１０Ａ光学式センサ
１１，１１Ａ光学式リニアスケール
１２，１３，１３Ａフック
１４，１４Ａ通し孔
１５，１５Ａ支持体
１６，１６Ａ，１６Ｃ軌道溝
１７，１７Ａセンサ基板
１８，１８Ａ凹溝
２０，２０Ａマグネット
２１フランジ
２２，２２Ａコイルヨーク
２３，２３Ａヨーク半体
２５，２５Ａヨーク半体
２７，２７’ コイル（電機子コイル）
２８スリーブ
３０シャフト形リニアモータ
３１コイルボビン
３２，３２Ａ凸部（コイルボビン）
３５フレーム
３７合体面
３８フレーム半体
３９貫通孔
４１直動案内ユニット
４２ケーシング
４３エンドキャップ
４５ボール（転動体）
４８凹部
４９リターン路
５３軌道路
５５，５５Ａスペース

【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状に巻回され且つ中空の直線状に隣接して配列され複数の本体部に配設された複数のコイルを有するステータと，前記コイルの中空部に挿入されて直線運動に往復駆動されるシャフトを有する可動部材とを備えたシャフト形リニアモータが内蔵された実装ヘッドにおいて，
前記シャフトは，断面円形状で軸方向外面に沿って一対の軌道溝が形成され，前記本体部に固着された支持体に転動体を介して相対摺動自在に案内され，前記シャフトの外周には軸方向に沿って複数のマグネットが同極を突き合わせて配設され，前記マグネットが生じさせる磁束と前記コイルに流れる電流との電磁相互作用によって，前記シャフトが前記ステータに対してスライド自在に位置決め駆動されることを特徴とするシャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッド。
【請求項２】
前記支持体には前記シャフトに跨架するための凹部が形成され，前記支持体の前記凹部に対向する開口側領域に形成されたスペースには，前記本体部に配置された光学式センサと前記シャフトの軸方向に固着された光学式リニアスケールとで光学式エンコーダが構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッド。
【請求項３】
前記光学式リニアスケールは前記シャフトに支持板を介して取り付けられ，前記支持板の前記シャフト側には，前記シャフト側からの潤滑剤が前記光学式リニアスケールに流入しないように前記支持体の軸方向両側に沿って凹溝が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のシャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッド。
【請求項４】
前記シャフトには，部品吸着用のエア吸引孔として機能する通し孔が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のシャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッド。
【請求項５】
前記本体部には前記コイルの外周を包み込む円筒状のコイルヨークが配設され，前記コイルヨークは，前記軸方向に半分に分割された一対のヨーク半体に形成され，一方の前記ヨーク半体にはコイル基板を固着するための支持フランジが外周側に突出して形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のシャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッド。
【請求項６】
前記コイルヨークには，各個の前記コイルから導出した端子を集中配線する前記コイル基板が設けられていることを特徴とする請求項５に記載のシャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッド。
【請求項７】
前記コイルは各個毎にコイルボビンに巻回され，前記コイルボビンには前記コイルヨークに対して位置決めのための凸部がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載のシャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッド。
【請求項８】
前記シャフトと前記マグネットとの間には，非磁性のスリーブが介在されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のシャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッド。
【請求項９】
前記本体部を構成するフレームには，４本の前記シャフトがマトリックスに配設された多軸構造に構成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のシャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッド。
【請求項１０】
前記フレームは，前記シャフトを２本毎に配設したフレーム半体を合体して構成されていることを特徴とする請求項９に記載のシャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッド。
【請求項１１】
前記フレーム半体を合体した合体面の中央部に軸方向に延びる重力均衡用ばねが挿通可能な貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のシャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッド。
【請求項１２】
前記シャフトと前記本体部にはフックがそれぞれ設けられ，前記シャフトを立軸で使用する場合には，前記フック間に重力の影響を均等化するためのばねを配設することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のシャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッド。
【請求項１３】
前記支持体は，前記シャフトの前記軌道溝に対向した軌道溝と前記軌道溝間の軌道路に平行なリターン路が形成されたケーシング，前記ケーシングの両端面に取り付けられ且つ前記軌道路と前記リターン路とを連通する方向転換路が形成されたエンドキャップ，及び前記軌道路と前記リターン路と一対の前記方向転換路とで構成される循環路を転走する複数の前記転動体を有していることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のシャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッド。

【図１】