リニアモータ、部品実装装置及び部品検査装置
【課題】組立性の良いリニアモータを提供する。
【解決手段】リニアモータは、リニアモータ本体４０（固定子４２及び可動子４４）と、リニアガイド３２と、フレーム３０とから構成される。フレーム３０には、固定子位置決め用の突部３０３及びリニアガイド位置決め用の突条３０５と、が一体形成されている。そして、突部３０３に固定子４２が、突条３０５にレール３２１が当接する状態で、固定子４２及びリニアガイド３２（可動子４４が固定されたリニアガイド３２）がそれぞれフレーム３０に組込まれることにより、固定子４２と可動子４４との間に所定寸法のギャップが形成されている。
【解決手段】リニアモータは、リニアモータ本体４０（固定子４２及び可動子４４）と、リニアガイド３２と、フレーム３０とから構成される。フレーム３０には、固定子位置決め用の突部３０３及びリニアガイド位置決め用の突条３０５と、が一体形成されている。そして、突部３０３に固定子４２が、突条３０５にレール３２１が当接する状態で、固定子４２及びリニアガイド３２（可動子４４が固定されたリニアガイド３２）がそれぞれフレーム３０に組込まれることにより、固定子４２と可動子４４との間に所定寸法のギャップが形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータ、およびこのモータを用いて部品保持部材を駆動する部品実装装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、表面側の磁極が交互に異なる永久磁石を一方向に配列してなる界磁子と、この界磁子に対向して配置され、コイルを巻装したコアを具備した電機子とを備え、上記コイルに対する通電制御に応じて、界磁子及び電機子のうち一方側を固定し、他方側を可動子として当該可動子を固定子に対して相対的に永久磁石の配列方向に直線的に移動させるリニアモータが一般に知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
リニアモータは、種々の産業機械に適用されており、電子部品を基板上に搬送して実装する部品実装装置においても使用されている。例えば、この部品実装装置では、部品吸着用のノズルを昇降駆動させるための駆動機構にリニアモータが適用されている。
【特許文献１】特開２００５−２５３２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
リニアモータは、界磁子と電機子との間に所定寸法のギャップを設けることが適正な推進力を発生させる上で重要となる。そのため、従来では、両者の間にシム等を挟み込んだ状態で界磁子と電機子とのギャップ調整を行った上で、両者を固定するこことが行われている。しかしながら、電機子のコアと界磁子の永久磁石との間の磁気吸引力が強い場合には、シムが変形して所望のギャップが得られなかったり、コアと永久磁石との間にシムが強固に挟み込まれてシムの抜き取りが不能になる等、ギャップを精度良く確保しながら組立てることが難しいという課題がある。従って、この点を改善することが求められる。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、第１の目的は、組立性の良いリニアモータを提供することにあり、第２の目的は、リニアモータが適用される部品実装装置や部品検査装置においてその組立性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明にかかるリニアモータは、互いに対向するように並列に並ぶ固定子と可動子とを有し、これら固定子と可動子との間に吸引力を発生させながら前記並び方向と直交する一軸方向に前記可動子を移動させるリニアモータにおいて、前記固定子および可動子が組込まれるフレーム部材と、このフレーム部材に固定され、前記一軸方向と直交する方向への移動を規制しながら当該一軸方向に前記可動子を移動自在に案内するレールと、前記フレーム部材にそれぞれ設けられ、前記固定子を前記フレーム部材に対して前記並び方向に位置決めする第１位置決め部、及び前記レールを前記並び方向に位置決めする第２位置決め部と、を備え、前記固定子および前記レールがそれぞれ前記位置決め部により位置決めされた状態で前記フレーム部材に固定されることにより、前記固定子と可動子との間に所定寸法の隙間が形成されているものである。
【０００７】
このリニアモータの構成によれば、固定子を第１位置決め部に当接させた状態でフレーム部材に固定する一方、可動子を組付けたレールを第２位置決め部に当接させた状態でフレーム部材に固定すれば、前記固定子と可動子との間に自ずと所定寸法の隙間が形成される。そのため、固定子と可動子との組付けに際して従来のようなシムを使った隙間調整を行うことなく、モータの組立を簡単、かつ速やかに行うことが可能となる。
【０００８】
この構成において、前記第１位置決め部は、前記固定子における可動子側の面を当接させることにより当該固定子を前記フレーム部材に対して位置決めし、前記第２位置決め部は、前記レールにおける固定子側の面を当接させることにより前記可動子を前記フレーム部材に対して位置決めするように構成されているのが好適である。
【０００９】
この構成によれば、固定子および可動子は、位置決め部材によって互いに接近する方向への変位が規制されるので、組立中に、磁気吸引力により固定子と可動子とが不意に吸着するとことが防止される。しかも、磁気吸引力により固定子及び可動子が互いに引き付け合うことで各位置決め部に固定子及び可動子が確実に当接し、その結果、自ずと所定寸法のギャップが確保されることとなる。そのため、非常に組立易いものとなる。
【００１０】
なお、上記の構成において、前記可動子が、前記固定子に対向する側の表面極性が交互に異なるように前記一軸方向に複数の磁石が並ぶ界磁子からなり、前記固定子が、前記一軸方向に複数のティースが並ぶコアを有し、当該コアの前記ティースにコイルが装着された電機子からなる場合には、前記第１位置決め部として一対の位置決め部が前記一軸方向に所定間隔を隔てて設けられる一方、前記コアのティース並び方向両端に当該ティース並び方向に延設される延設部が設けられ、前記第１位置決め部は、前記コアの各延設部をそれぞれ前記一対の位置決め部に当接させることにより前記固定子を前記フレーム部材に対して位置決めするように構成されるものであるのが好適である。
【００１１】
このようにコアの両端に一対の延設部を設け、これら延設部を一対の位置決め部（第１位置決め部）に当接させる構成によれば、コイル部分の外側で固定子を位置決めすることができるので、固定子と可動子との間の磁束形成に影響を与えることなく固定子を適切に位置決めすることができ、また、比較的剛性を有するコアが被位置決め部分となるため変形等を伴い難く位置決めの信頼性も高いものとなる。
【００１２】
この場合、例えば前記コアが、プレート状の複数の構成部材が前記ティース並び方向と直交する方向に積層されることにより構成されるものである場合には、当該コアには、前記構成部材の積層方向に貫通する貫通孔が形成され、当該貫通孔を通じて前記フレーム部材にボルトが螺合挿入されることにより前記固定子が前記フレーム部材に固定されているのが好適である。
【００１３】
すなわち、具体的な固定方法としては種々の方法が適用可能であるが、プレート状の複数の構成部材が前記ティース並び方向と直交する方向に積層されるものの場合には、上記のような固定構造を用いることでコア全体の一体性を保ちつつ安定的に、かつ強固に固定子をフレーム部材に対して固定することが可能となる。
【００１４】
なお、各位置決め部材は、前記フレーム部材とは別体に形成されたものであり当該フレーム部材にボルト等により固定されたものであってもよいが、位置決めの信頼性を高める上では、前記フレーム部材に一体形成されているものであるのが好適である。
【００１５】
一方、本発明に係る部品実装装置は、リニアモータを有する駆動機構により昇降駆動される部品保持部材を有し、この保持部材の昇降動作に伴い部品供給位置からの部品の取出し、及び基板上への部品の実装を行う部品実装装置において、前記リニアモータとして、上記のようなリニアモータを有するものである。
【００１６】
また、本発明に係る部品検査装置は、リニアモータを有する駆動機構により昇降駆動される部品保持部材を有し、この保持部材の昇降動作に伴い部品供給位置からの部品の取出し、及び所定の検査部への部品の出し入れを行う部品検査装置において、前記リニアモータとして、上記のようなリニアモータを有するものである。
【００１７】
これらの装置によれば、部品保持部材の駆動機構として上記のようなリニアモータを適用しているので、結果的に、リニアモータの組立工程を含む装置全体の組立性も良いものとなる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のリニアモータによれば、固定子を第１位置決め部に当接させた状態でフレーム部材に固定し、また、可動子を組付けたレールを第２位置決め部に当接させた状態でフレーム部材に固定すれば、前記固定子と可動子との間に自ずと所定寸法の隙間が形成される。そのため、固定子と可動子との組付けに際して従来のようなシムを使った隙間調整を行う必要が無くなり、モータの組立を簡単、かつ速やかに行うことが可能となる。また、このようなリニアモータを搭載した本発明に係る部品実装装置及び部品検査装置によれば、上記の効果を享受できるため、リニアモータの組立工程を含む装置全体の組立性が向上することとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明に係るリニアモータが適用される部品実装装置（本発明に係る部品実装装置）の概略構成を平面図で示している。なお、この図を含め本説明で使用する図面には、各図の方向関係を明確にするためにＸＹＺ直角座標軸が示してある。
【００２０】
同図に示すように、部品実装装置の基台１０上には、基板搬送機構としてコンベア１２が配置されており、このコンベア１２によりプリント基板Ｐ（以下、単に基板Ｐという）が同図右側から左側に搬送されて所定の作業位置（同図に示す基板Ｐの位置）に搬入されるようになっている。作業位置の下方領域には、実装作業中に基板Ｐをバックアップピンにより支持する基板支持装置１１が配置されている。
【００２１】
前記コンベア１２の両側（図１では上下両側）にはそれぞれフィーダ設置領域１３が設けられており、これらフィーダ設置領域１３には、例えばテープフィーダ１４等の部品供給装置がコンベア１２に沿って並列に配置されている。各テープフィーダ１４は、集積回路（ＩＣ）、トランジスタ、抵抗、コンデンサ等の小片状のチップ部品を所定間隔で収納、保持したテープが巻回されたリールを保持しており、このリールから前記テープを繰り出すことによりフィーダ先端の部品供給位置に部品を供給し、ヘッドユニット１５により部品をピックアップさせるように構成されている。
【００２２】
前記基台１０の上方には部品実装用の前記ヘッドユニット１５が設けられている。このヘッドユニット１５は、前記テープフィーダ１４から部品を吸着して基板Ｐ上に搬送すると共に、基板Ｐ上の所定位置に実装するもので、所定領域内でＸ軸方向（コンベア１２による基板Ｐの搬送方向）及び水平面上でこれと直交するＹ軸方向にそれぞれ移動可能とされている。すなわち、ヘッドユニット１５は、Ｘ軸方向に延びるヘッドユニット支持部材１８に移動可能に支持されている。また、このヘッドユニット支持部材１８は、その両端部がＹ軸方向に延びる固定レール１７に支持され、この固定レール１７に沿ってＹ軸方向に移動可能となっている。そして、Ｘ軸サーボモータ２０によりボールねじ軸２１を介してヘッドユニット１５がＸ軸方向に駆動される一方、Ｙ軸サーボモータ２２によりボールねじ軸２３を介してヘッドユニット支持部材１８がＹ軸方向に駆動されるようになっている。
【００２３】
ヘッドユニット１５には、図２に示すように、部品を保持して搬送するための複数のヘッド１６が搭載されており、当実施形態では、合計１０個のヘッド１６がＸ軸方向に列状に配置されている。各ヘッド１６は、Ｚ軸方向（上下方向）に延びる駆動シャフト３４を有しており、この駆動シャフト３４の先端（下端）には部品吸着用のノズル３５が取付けられている。ノズル３５は、駆動シャフト３４の内部通路及び図略の切換弁等を介して負圧発生装置に接続されており、部品吸着時には、吸着ノズル先端に前記負圧発生装置から負圧吸引力が与えられることにより部品の吸着、保持が可能となっている。この当実施形態では、この駆動シャフト３４及びノズル３５が本発明に係る部品保持部材に相当する。
【００２４】
ノズル３５（駆動シャフト３４）は、ヘッドユニット１５に対して昇降（Ｚ軸方向の移動）およびノズル中心軸（Ｒ軸）回りの回転が可能とされ、昇降駆動機構および回転駆動機構によりそれぞれ駆動されるようになっている。これらの駆動機構のうち昇降駆動機構は各ヘッド１６に各々組み込まれている。なお、昇降駆動機構を含む各ヘッド１６の構成、及びノズル３５の回転駆動機構の構成については、後に説明する。
【００２５】
ヘッドユニット１５には、基板撮像ユニット２４が搭載されている。この基板撮像ユニット２４は、ＣＣＤ等の撮像素子をもつエリアカメラおよび照明装置等からなり、ヘッドユニット１５に対して下向きの姿勢で固定され、作業位置に搬入される基板Ｐ上の各種マークを撮像可能となっている。
【００２６】
なお、前記基台１０上には、図１に示すように、ヘッドユニット１５の各ヘッド１６（ノズル３５）に吸着された部品を撮像するための部品撮像ユニット２５が設けられている。この部品撮像ユニット２５も、前記基板撮像ユニット２４と同様にエリアカメラおよび照明装置等から構成されており、基台１０上に上向きの姿勢で固定されている。これにより、部品吸着後、ヘッドユニット１５が部品撮像ユニット２５上方に配置された際に、各ヘッド１６にて吸着された部品を部品撮像ユニット２５により撮像可能となっている。
【００２７】
次に、ヘッドユニット１５および各ヘッド１６の具体的な構成について説明する。
【００２８】
前記ヘッドユニット１５には上記の通り１０個のヘッド１６が搭載されている。各ヘッド１６は、Ｘ軸方向に扁平なユニット化された部材であり、図２に示すように、Ｘ軸方向に１０個並べた状態で一体にヘッドユニット１５に対して固定されている。
【００２９】
図３〜図５は、前記ヘッド１６の具体的な構成を示しており、図３は側面図（図２のIII−IIIに沿った矢視図）で、図４は正面図で、図５は分解斜視図でそれぞれヘッド１６を示している。なお、図５では、駆動シャフト３４等、一部の部品は便宜上省略されている。
【００３０】
前記ヘッド１６は、概略的には、前記ノズル３５を下端部に備える前記駆動シャフト３４と、この駆動シャフト３４とノズル３５等をＺ軸方向に駆動するリニアモータと、ノズル３５等に対して上向きの付勢力を付与するリターンスプリング４８とから構成されている。リニアモータは、前記駆動シャフト３４をＺ軸方向に案内するリニアガイド３２と、固定子４２及び可動子４４からなるリニアモータ本体４０と、フレーム３０（本発明に係るフレーム部材に相当する）とから構成されており、このフレーム３０に、前記駆動シャフト３４やリターンスプリング４８が組込まれることにより、ヘッド１６がユニット化されている。そして、リニアモータによりノズル３５（駆動シャフト３４）をＺ軸方向に駆動すると共に、リニアモータの停止時には、リターンスプリング４８の付勢力によりノズル３５を上方位置に保持するように構成されている。
【００３１】
詳細に説明すると、前記フレーム３０は、ベースプレート３０１の周囲一部分に側壁部３０２を備えたＸ軸方向に扁平な皿形の部材で、表面処理を施したアルミ合金等により構成されている。
【００３２】
リニアモータ本体４０は、上記の通り固定子４２と可動子４４とを有している。固定子４２は、櫛型のコア４２１にコイル４２２が装着された固定子本体、及びこの固定子本体とは別体の一対のサブティース４２３，４２３により構成されている。固定子本体及びサブティース４２３，４２３は各々ベースプレート３０１にボルトで固定されており、図３に示すように、サブティース４２３，４２３は、固定子本体の前記コイル４２２の両端に並ぶようにベースプレート３０１に固定されている。これらサブティース４２３，４２３は、モータ駆動時に固定子両端の磁束形成を補うことにより所謂コギング力を低減するものである。なお、当実施形態では、サブティース４２３，４２３は、固定子本体とは別体に設けられているが、勿論、固定子本体（コア４２１）に一体的に設けられていてもよい。
【００３３】
可動子４４は、固定子４２に対してＹ軸方向に横並びに設けられている。可動子４４は、Ｚ軸方向に延びる断面コ字型のスライドベース４４１を有しており、このスライドベース４４１の側面（固定子４２との対向面）にヨーク４４３を介して複数の永久磁石４４２が配列された構成となっている。具体的には、固定子４２側がＮ極、可動子４４側がＳ極の永久磁石４４２と、固定子４２側がＳ極、可動子４４側がＮ極の永久磁石４４２とがＺ軸方向に交互に配列されている。そして、この可動子４４がリニアガイド３２の後記スライダ３２２に固定されることにより、当該可動子４４がＺ軸方向に移動可能となっている。
【００３４】
リニアガイド３２は、Ｚ軸方向に延びるレール３２１と、このレール３２１に対してＺ軸方向にスライド自在に、かつＺ軸方向と直交する方向への移動不能に装着される複数のスライダ３２２，３２２とから構成されており、前記レール３２１がベースプレート３０１にボルトで固定されることによりフレーム３０に組み込まれている。そして、このリニアガイド３２の各スライダ３２２，３２２に対してリニアモータ本体４０の前記可動子４４（スライドベース４４１）が固定されている。これにより図外のリニア駆動制御部から前記リニアモータ本体４０の固定子４２に所定の駆動信号が与えられると、その駆動信号に応じた方向及び速度で可動子４４がＺ軸方向に駆動される構成となっている。
【００３５】
なお、固定子４２と可動子４４は、これらの間（正確には櫛形のコア４２１の可動子側端部と永久磁石４４２の固定子側表面との間）に所定のギャップが形成された状態でフレーム３０に固定されている。
【００３６】
詳しく説明すると、前記ベースプレート３０１には、固定子位置決め用の基準面３０４を有する一対の突部３０３，３０３（本発明の第１位置決め部に相当する）が一体形成されており、他方、固定子４２の前記コア４２１の両端にはティース並び方向に延設される延設部４２１ａ，４２１ａが一体に形成されている。そして、各突部３０３，３０３の基準面３０４に対し、コア４２１の各延設部４２１ａが前記可動子４４側とは反対側（図３では左側）から突き当てられ、この状態でコア４２１に形成される貫通孔を介してボルト４２５がベースプレート３０１のねじ孔３０１ａに螺合挿入されている。これにより前記固定子４２がＹ軸方向に位置決めされた状態でフレーム３０に組付けられている。
【００３７】
また、前記ベースプレート３０１には、可動子位置決め用の突条３０５（本発明の第２位置決め部に相当する）が一体形成されており、この突条３０５に対し、前記レール３２１が前記固定子４２側とは反対側（図３では右側）から突き当てられ、この状態で、当該レール３２１に形成される貫通孔を介してボルト３２５がベースプレート３０１のねじ孔３０１ｂに螺合挿入されている。これによりリニアガイド３２を介して前記可動子４４がＹ軸方向に位置決めされた状態でフレーム３０に組付けられている。なお、レール３２１をベースプレート３０１に組付けた後に前記可動子４４をスライダ３２２の定められた位置に組付けてもよいし、予め前記可動子４４をスライダ３２２に組付けてからレール３２１をベースプレート３０１に組付けてもよい。
【００３８】
このように、前記固定子４２及び可動子４４がそれぞれＹ軸方向に位置決めされた状態でフレーム３０に組付けられることにより、固定子４２と可動子４４との間に所定寸法のギャップが形成されている。なお、図中符合３２３は、スライダ３２２のＺ軸方向の移動を規制するストッパであり、また符合３２４は、前記可動子４４（スライドベース４４１）のＺ軸方向の移動を規制するストッパであり、それぞれベースプレート３０１にボルトで固定されている。
【００３９】
上記のように構成されたリニアモータの前記可動子４４に対して駆動シャフト３４が取付けられている。詳しくは、前記スライドベース４４１の下端部分に、前記固定子４２の下方位置に向かってＹ軸方向に延びる取付アーム３７が固定され、この取付アーム３７の下面にシャフト支持部材３６を介して駆動シャフト３４が取付けられている。
【００４０】
駆動シャフト３４は、中空軸からなり、シャフト支持部材３６に対してＲ軸回りに回転自在に支持されると共に、このシャフト支持部材３６に設けられる負圧導入用のポート３６１及び図外の負圧通路を介して前記負圧発生装置に接続されている。
【００４１】
駆動シャフト３４は、図示されないスプライン等機構により、軸方向に変位可能に、かつシャフト中心回り（Ｒ軸回り）に回転自在に、前記ヘッドユニット１５に保持されている。
【００４２】
そして、リニアモータ本体４０の前記固定子４２を挟んでリニアガイド３２とは反対側の位置にリターンスプリング４８が配設されている。このリターンスプリング４８は、前記フレーム３０の上端部分と前記取付アーム３７とに亘って装着されており、これにより取付アーム３７及びシャフト支持部材３６を介して前記駆動シャフト３４に上向きの付勢力が付与されている。
【００４３】
なお、ヘッド１６には、可動子４４及び駆動シャフト３４（ノズル３５）の位置を検出するための位置検出サンサとして磁気センサ４５が組込まれている。すなわち、図５に示すように、リニアモータ本体４０の前記可動子４４には、磁気的に目盛りを記録したプレート状の磁気スケール４６がスライドベース４４１に沿って固定されている。一方、フレーム３０には、前記ベースプレート３０１に設けられたセンサ支持部３０６に、ＭＲセンサやホールセンサ等の磁気センサ４５が取付けられており、この磁気センサ４５により磁気スケール４６を読み取ることにより、可動子４４及び駆動シャフト３４（ノズル３５）の位置が検出可能となっている。なお、図中符合４５１は、磁気センサ４５の制御基板等を被うカバー部材である。
【００４４】
このように構成された１０個のヘッド１６が互いにＸ軸方向に重装され、前記ヘッドユニット１５に対してその前面側（ヘッドユニット支持部材１８側とは反対側）にリターンスプリング４８が位置する状態で一体に固定されている。詳しくは、前記フレーム３０のうちリニアガイド３２等の組付け面側に一対の位置決めピン３１０，３１０が突設される一方、他面側にはこれに対応する図外の位置決め孔が穿設されており、これら位置決めピン３１０，３１０が隣接するヘッド１６の位置決め孔に挿入されることによって各ヘッド１６が互いに位置決めされた状態でＸ軸方向に重装されている。そして、この重装されたヘッド１６群に対してそのＸ軸方向外側から各々取付用フレーム１５ｂが重装され、各フレーム３０に形成される貫通孔３１２を通じて取付用フレーム１５ｂ及びヘッド１６群がボルト１５１，ナット１５２により一体に締結された上で、両取付用フレーム１５ｂがヘッドユニット１５の本体フレーム１５ａに対して位置決め固定されている。これによって１０個のヘッド１６が一体に前記ヘッドユニット１５に固定されている。
【００４５】
ヘッドユニット１５に固定された各ヘッド１６の駆動シャフト３４は、図２に示すように、本体フレーム１５ａに設けられる保持部１５ｃにより保持されている。さらに、駆動シャフト３４は前記保持部１５ｃに回転自在に支持され、図外の駆動ベルト等により、前記本体フレーム１５ａに固定された駆動モータ（回転型モータ）２６，２６の駆動プーリ（図示省略）に連結されており、これによって上記回転駆動機構が構成されている。
【００４６】
上記のように構成された部品実装装置では、次のようにして部品の実装が行われる。
【００４７】
まず、ヘッドユニット１５がフィーダ設置領域１３に移動して各ヘッド１９による部品の吸着が行われる。具体的には、所定のヘッド１６がテープフィーダ１４の上方に配置された後、リニアモータにより駆動シャフト３４が昇降駆動され、これによりノズル３５が下降してテープ内の部品を吸着して取出す。この際、可能な場合には、複数のヘッド１６により同時に部品の取出しが行われる。部品の吸着が完了すると、所定の経路に沿ってヘッドユニット１５が部品撮像ユニット２５の上方を経由してから基板Ｐ上に移動する。この移動中に、各ヘッド１６（ノズル３５）による部品の吸着状態が画像認識されて実装時の補正量が演算される。そして、ヘッドユニット１５が基板Ｐ上の最初の実装位置に到達すると、リニアモータにより駆動シャフト３４が昇降駆動され基板Ｐ上に部品が実装され、以降、ヘッドユニット１５が順次実装位置に移動することにより基板Ｐ上に残りの吸着部品が実装されることとなる。
【００４８】
以上のような本発明に係る部品実装では、リニアモータ式の駆動機構によりノズル３５（駆動シャフト３４）を昇降駆動するようにヘッド１６が構成されているが、各ヘッド１６を構成する上記リニアモータは、上記の通り、固定子４２（固定子本体）を突部３０３，３０３に当接させる一方、例えば予め可動子４４を組付けたリニアガイド３２（レール３２１）を突条３０５に当接させた状態でフレーム３０に固定すれば、固定子４２と可動子４４との間に自ずと所定寸法のギャップが形成される構成となっている。詳しくは、固定子４２及び可動子４４を突部３０３及び突条３０５に当接させ、コア４２１と永久磁石４４２との磁気吸引力を利用して引き付け合わせながらこれら固定子４２及び可動子４４を固定することで、自ずと所定寸法のギャップが形成される。そのため、フレーム３０に対する固定子４２及び可動子４４の組付け作業に際し、従来のようなシムによる隙間調整を行うことなく所定寸法の上記ギャップを適切に確保することができ、従って、リニアモータの組立、つまり当該実施形態においてはヘッド１６の組立を簡単に、かつ速やかに行うことができる。
【００４９】
しかも、上記リニアモータは、Ｙ軸方向において可動子４４側とは反対側から突部３０３，３０３に固定子４２を当接させて当該固定子４２を位置決めし、他方、固定子４２側とは反対側からレール３２１を突条３０５に当接させて可動子４４を位置決めする構成となっているので、互いに接近する方向への固定子４２及び可動子４４の変位が自ずと規制される。従って、組立中にコア４２１と永久磁石４４２との磁気吸引力によって固定子４２と可動子４４とが不意に吸着してしまうことを防止でき、より組立易いものとなる。
【００５０】
そして、この部品実装装置では、上記の通りヘッドユニット１５には１０個のヘッド１６が搭載されているため、上記の通りヘッド１６（リニアモータ）の組立性が良好である分、リニアモータの組立工程を含む装置全体の組立性も良いものとなる。また、各ヘッド１６間の上記ギャップのバラツキを抑えることもできるので、各ヘッド１６間でより等しいノズル昇降動作を行わせることが可能となる。従って、各ヘッド１６の動作のバラツキに起因した不具合、例えば、共通の制御プログラムに従って各ヘッド１６を駆動制御しながらも一部のヘッド１６のノズル昇降動作にずれが生じて部品の吸着不良や実装不良が生じ易くなるといった不都合を未然に回避することができるという利点もある。
【００５１】
なお、以上説明した部品実装装置は、本発明に係るリニアモータが適用される部品実装装置（本発明に係る部品実装装置）の好ましい実施形態の一例であって、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。
【００５２】
例えば、上記実施形態のリニアモータでは、コア４２１のティース並び方向両端に延設部４２１ａを一体形成し、両延設部４２１ａをベースプレート３０１に形成された一対の突部３０３，３０３にそれぞれ当接させることにより固定子４２をフレーム３０に対して位置決めしているが、例えばベースプレート３０１に位置決め用の凹部を形成する一方、コア４２１のうち当該ベースプレート３０１への重ね合わせ面に凸部を設け、当該凸部を前記凹部に嵌合させることにより固定子４２を位置決めするように構成してもよい。但し、上記実施形態のような位置決め構造によれば、コイル４２２の外側の部分で固定子４２を位置決めすることができるので、固定子４２と可動子４４との間の磁束形成に影響を与えることなく固定子４２を適切に位置決めすることができ、また、比較的剛性を有するコア４２１が被位置決め部分となるため変形等を伴い難く位置決めの信頼性も高いものになるという利点がある。
【００５３】
また、上記実施形態のリニアモータでは、固定子４２を、突部３０３に対して可動子４４側とは反対側から当接させ、またレール３２１を、突条３０５に対して固定子４２側とは反対側から当接させることにより、固定子４２及び可動子４４を位置決めする構成となっているが、勿論、位置決め部に対する固定子４２及びレール３２１（リニアガイド３２）の当付け方向は、固定子４２及び可動子４４を適切に位置決めできれば、特に限定されるものではない。
【００５４】
また、実施形態の説明中では言及していないが、固定子４２のコア４２１は、当実施形態では、プレート状の複数の構成部材が前記ティース並び方向と直交する方向（Ｘ軸方向）に積層された構造を有している。そのため、コア全体の一体性を保ちつつ安定的に、かつ強固に固定子４２をフレーム３０に対して固定する観点から、コア４２１に、前記積層方向（Ｘ軸方向）に貫通する貫通孔が形成され、当該貫通孔を介してボルト４２５がベースプレート３０１のねじ孔３０１ａに螺合挿入されることによりフレーム３０に前記固定子４２が固定される構成となっている。従って、コア４２１が一体形成されたブロック状のものであるような場合には、例えばコア４２１の延設部４２１ａにＹ軸方向に貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔を介してボルトを前記突部３０３に螺合挿入することにより、フレーム３０に対して前記固定子４２を固定するようにしてもよい。
【００５５】
また、上記実施形態のリニアモータでは、位置決め部としてフレーム３０に突部３０３及び突条３０５が一体形成されているが、例えば突部３０３及び突条３０５は、フレーム３０とは別体に設けられたものであり、ボルト等の固定手段により突条３０５に固定されるものであってもよい。但し、位置決めの信頼性の観点から、実施形態のようにフレーム３０に一体形成されている方が望ましい。
【００５６】
また、上記実施形態では、部品実装装置を例に本発明の適用について説明したが、本発明の適用対象は部品実装機に限定されるものではなく、例えば、部品を保持可能な部品保持部材が搭載された移動可能なヘッドユニットを備え、リニアモータを有する駆動機構により部品保持部材をヘッドユニットに対して昇降駆動することにより部品供給部からの部品の取出し、及び所定の検査部への部品の出し入れを行うように構成された部品検査装置についても本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係るリニアモータが適用される部品実装装置（本発明に係る部品実装装置）の概略構成を示す平面図である。
【図２】ヘッドユニットの具体的な構成を示す正面図である。
【図３】ヘッドユニットに搭載されるヘッドの構成を示す側面図（図２のIII−III線に沿った矢視図）である。
【図４】ヘッドの構成を示す正面図である。
【図５】ヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【図６】ヘッドユニットに対する各ヘッドの組付け方を説明する斜視図である。
【符号の説明】
【００５８】
１５ ヘッドユニット
１６ ヘッド
３０ フレーム
３２ リニアガイド
３４ 駆動シャフト
３５ ノズル
４０ リニアモータ本体
４２ 固定子
４４ 可動子
３２１ レール
３２２ スライダ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータ、およびこのモータを用いて部品保持部材を駆動する部品実装装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、表面側の磁極が交互に異なる永久磁石を一方向に配列してなる界磁子と、この界磁子に対向して配置され、コイルを巻装したコアを具備した電機子とを備え、上記コイルに対する通電制御に応じて、界磁子及び電機子のうち一方側を固定し、他方側を可動子として当該可動子を固定子に対して相対的に永久磁石の配列方向に直線的に移動させるリニアモータが一般に知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
リニアモータは、種々の産業機械に適用されており、電子部品を基板上に搬送して実装する部品実装装置においても使用されている。例えば、この部品実装装置では、部品吸着用のノズルを昇降駆動させるための駆動機構にリニアモータが適用されている。
【特許文献１】特開２００５−２５３２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
リニアモータは、界磁子と電機子との間に所定寸法のギャップを設けることが適正な推進力を発生させる上で重要となる。そのため、従来では、両者の間にシム等を挟み込んだ状態で界磁子と電機子とのギャップ調整を行った上で、両者を固定するこことが行われている。しかしながら、電機子のコアと界磁子の永久磁石との間の磁気吸引力が強い場合には、シムが変形して所望のギャップが得られなかったり、コアと永久磁石との間にシムが強固に挟み込まれてシムの抜き取りが不能になる等、ギャップを精度良く確保しながら組立てることが難しいという課題がある。従って、この点を改善することが求められる。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、第１の目的は、組立性の良いリニアモータを提供することにあり、第２の目的は、リニアモータが適用される部品実装装置や部品検査装置においてその組立性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明にかかるリニアモータは、互いに対向するように並列に並ぶ固定子と可動子とを有し、これら固定子と可動子との間に吸引力を発生させながら前記並び方向と直交する一軸方向に前記可動子を移動させるリニアモータにおいて、前記固定子および可動子が組込まれるフレーム部材と、このフレーム部材に固定され、前記一軸方向と直交する方向への移動を規制しながら当該一軸方向に前記可動子を移動自在に案内するレールと、前記フレーム部材にそれぞれ設けられ、前記固定子を前記フレーム部材に対して前記並び方向に位置決めする第１位置決め部、及び前記レールを前記並び方向に位置決めする第２位置決め部と、を備え、前記固定子および前記レールがそれぞれ前記位置決め部により位置決めされた状態で前記フレーム部材に固定されることにより、前記固定子と可動子との間に所定寸法の隙間が形成されているものである。
【０００７】
このリニアモータの構成によれば、固定子を第１位置決め部に当接させた状態でフレーム部材に固定する一方、可動子を組付けたレールを第２位置決め部に当接させた状態でフレーム部材に固定すれば、前記固定子と可動子との間に自ずと所定寸法の隙間が形成される。そのため、固定子と可動子との組付けに際して従来のようなシムを使った隙間調整を行うことなく、モータの組立を簡単、かつ速やかに行うことが可能となる。
【０００８】
この構成において、前記第１位置決め部は、前記固定子における可動子側の面を当接させることにより当該固定子を前記フレーム部材に対して位置決めし、前記第２位置決め部は、前記レールにおける固定子側の面を当接させることにより前記可動子を前記フレーム部材に対して位置決めするように構成されているのが好適である。
【０００９】
この構成によれば、固定子および可動子は、位置決め部材によって互いに接近する方向への変位が規制されるので、組立中に、磁気吸引力により固定子と可動子とが不意に吸着するとことが防止される。しかも、磁気吸引力により固定子及び可動子が互いに引き付け合うことで各位置決め部に固定子及び可動子が確実に当接し、その結果、自ずと所定寸法のギャップが確保されることとなる。そのため、非常に組立易いものとなる。
【００１０】
なお、上記の構成において、前記可動子が、前記固定子に対向する側の表面極性が交互に異なるように前記一軸方向に複数の磁石が並ぶ界磁子からなり、前記固定子が、前記一軸方向に複数のティースが並ぶコアを有し、当該コアの前記ティースにコイルが装着された電機子からなる場合には、前記第１位置決め部として一対の位置決め部が前記一軸方向に所定間隔を隔てて設けられる一方、前記コアのティース並び方向両端に当該ティース並び方向に延設される延設部が設けられ、前記第１位置決め部は、前記コアの各延設部をそれぞれ前記一対の位置決め部に当接させることにより前記固定子を前記フレーム部材に対して位置決めするように構成されるものであるのが好適である。
【００１１】
このようにコアの両端に一対の延設部を設け、これら延設部を一対の位置決め部（第１位置決め部）に当接させる構成によれば、コイル部分の外側で固定子を位置決めすることができるので、固定子と可動子との間の磁束形成に影響を与えることなく固定子を適切に位置決めすることができ、また、比較的剛性を有するコアが被位置決め部分となるため変形等を伴い難く位置決めの信頼性も高いものとなる。
【００１２】
この場合、例えば前記コアが、プレート状の複数の構成部材が前記ティース並び方向と直交する方向に積層されることにより構成されるものである場合には、当該コアには、前記構成部材の積層方向に貫通する貫通孔が形成され、当該貫通孔を通じて前記フレーム部材にボルトが螺合挿入されることにより前記固定子が前記フレーム部材に固定されているのが好適である。
【００１３】
すなわち、具体的な固定方法としては種々の方法が適用可能であるが、プレート状の複数の構成部材が前記ティース並び方向と直交する方向に積層されるものの場合には、上記のような固定構造を用いることでコア全体の一体性を保ちつつ安定的に、かつ強固に固定子をフレーム部材に対して固定することが可能となる。
【００１４】
なお、各位置決め部材は、前記フレーム部材とは別体に形成されたものであり当該フレーム部材にボルト等により固定されたものであってもよいが、位置決めの信頼性を高める上では、前記フレーム部材に一体形成されているものであるのが好適である。
【００１５】
一方、本発明に係る部品実装装置は、リニアモータを有する駆動機構により昇降駆動される部品保持部材を有し、この保持部材の昇降動作に伴い部品供給位置からの部品の取出し、及び基板上への部品の実装を行う部品実装装置において、前記リニアモータとして、上記のようなリニアモータを有するものである。
【００１６】
また、本発明に係る部品検査装置は、リニアモータを有する駆動機構により昇降駆動される部品保持部材を有し、この保持部材の昇降動作に伴い部品供給位置からの部品の取出し、及び所定の検査部への部品の出し入れを行う部品検査装置において、前記リニアモータとして、上記のようなリニアモータを有するものである。
【００１７】
これらの装置によれば、部品保持部材の駆動機構として上記のようなリニアモータを適用しているので、結果的に、リニアモータの組立工程を含む装置全体の組立性も良いものとなる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のリニアモータによれば、固定子を第１位置決め部に当接させた状態でフレーム部材に固定し、また、可動子を組付けたレールを第２位置決め部に当接させた状態でフレーム部材に固定すれば、前記固定子と可動子との間に自ずと所定寸法の隙間が形成される。そのため、固定子と可動子との組付けに際して従来のようなシムを使った隙間調整を行う必要が無くなり、モータの組立を簡単、かつ速やかに行うことが可能となる。また、このようなリニアモータを搭載した本発明に係る部品実装装置及び部品検査装置によれば、上記の効果を享受できるため、リニアモータの組立工程を含む装置全体の組立性が向上することとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明に係るリニアモータが適用される部品実装装置（本発明に係る部品実装装置）の概略構成を平面図で示している。なお、この図を含め本説明で使用する図面には、各図の方向関係を明確にするためにＸＹＺ直角座標軸が示してある。
【００２０】
同図に示すように、部品実装装置の基台１０上には、基板搬送機構としてコンベア１２が配置されており、このコンベア１２によりプリント基板Ｐ（以下、単に基板Ｐという）が同図右側から左側に搬送されて所定の作業位置（同図に示す基板Ｐの位置）に搬入されるようになっている。作業位置の下方領域には、実装作業中に基板Ｐをバックアップピンにより支持する基板支持装置１１が配置されている。
【００２１】
前記コンベア１２の両側（図１では上下両側）にはそれぞれフィーダ設置領域１３が設けられており、これらフィーダ設置領域１３には、例えばテープフィーダ１４等の部品供給装置がコンベア１２に沿って並列に配置されている。各テープフィーダ１４は、集積回路（ＩＣ）、トランジスタ、抵抗、コンデンサ等の小片状のチップ部品を所定間隔で収納、保持したテープが巻回されたリールを保持しており、このリールから前記テープを繰り出すことによりフィーダ先端の部品供給位置に部品を供給し、ヘッドユニット１５により部品をピックアップさせるように構成されている。
【００２２】
前記基台１０の上方には部品実装用の前記ヘッドユニット１５が設けられている。このヘッドユニット１５は、前記テープフィーダ１４から部品を吸着して基板Ｐ上に搬送すると共に、基板Ｐ上の所定位置に実装するもので、所定領域内でＸ軸方向（コンベア１２による基板Ｐの搬送方向）及び水平面上でこれと直交するＹ軸方向にそれぞれ移動可能とされている。すなわち、ヘッドユニット１５は、Ｘ軸方向に延びるヘッドユニット支持部材１８に移動可能に支持されている。また、このヘッドユニット支持部材１８は、その両端部がＹ軸方向に延びる固定レール１７に支持され、この固定レール１７に沿ってＹ軸方向に移動可能となっている。そして、Ｘ軸サーボモータ２０によりボールねじ軸２１を介してヘッドユニット１５がＸ軸方向に駆動される一方、Ｙ軸サーボモータ２２によりボールねじ軸２３を介してヘッドユニット支持部材１８がＹ軸方向に駆動されるようになっている。
【００２３】
ヘッドユニット１５には、図２に示すように、部品を保持して搬送するための複数のヘッド１６が搭載されており、当実施形態では、合計１０個のヘッド１６がＸ軸方向に列状に配置されている。各ヘッド１６は、Ｚ軸方向（上下方向）に延びる駆動シャフト３４を有しており、この駆動シャフト３４の先端（下端）には部品吸着用のノズル３５が取付けられている。ノズル３５は、駆動シャフト３４の内部通路及び図略の切換弁等を介して負圧発生装置に接続されており、部品吸着時には、吸着ノズル先端に前記負圧発生装置から負圧吸引力が与えられることにより部品の吸着、保持が可能となっている。この当実施形態では、この駆動シャフト３４及びノズル３５が本発明に係る部品保持部材に相当する。
【００２４】
ノズル３５（駆動シャフト３４）は、ヘッドユニット１５に対して昇降（Ｚ軸方向の移動）およびノズル中心軸（Ｒ軸）回りの回転が可能とされ、昇降駆動機構および回転駆動機構によりそれぞれ駆動されるようになっている。これらの駆動機構のうち昇降駆動機構は各ヘッド１６に各々組み込まれている。なお、昇降駆動機構を含む各ヘッド１６の構成、及びノズル３５の回転駆動機構の構成については、後に説明する。
【００２５】
ヘッドユニット１５には、基板撮像ユニット２４が搭載されている。この基板撮像ユニット２４は、ＣＣＤ等の撮像素子をもつエリアカメラおよび照明装置等からなり、ヘッドユニット１５に対して下向きの姿勢で固定され、作業位置に搬入される基板Ｐ上の各種マークを撮像可能となっている。
【００２６】
なお、前記基台１０上には、図１に示すように、ヘッドユニット１５の各ヘッド１６（ノズル３５）に吸着された部品を撮像するための部品撮像ユニット２５が設けられている。この部品撮像ユニット２５も、前記基板撮像ユニット２４と同様にエリアカメラおよび照明装置等から構成されており、基台１０上に上向きの姿勢で固定されている。これにより、部品吸着後、ヘッドユニット１５が部品撮像ユニット２５上方に配置された際に、各ヘッド１６にて吸着された部品を部品撮像ユニット２５により撮像可能となっている。
【００２７】
次に、ヘッドユニット１５および各ヘッド１６の具体的な構成について説明する。
【００２８】
前記ヘッドユニット１５には上記の通り１０個のヘッド１６が搭載されている。各ヘッド１６は、Ｘ軸方向に扁平なユニット化された部材であり、図２に示すように、Ｘ軸方向に１０個並べた状態で一体にヘッドユニット１５に対して固定されている。
【００２９】
図３〜図５は、前記ヘッド１６の具体的な構成を示しており、図３は側面図（図２のIII−IIIに沿った矢視図）で、図４は正面図で、図５は分解斜視図でそれぞれヘッド１６を示している。なお、図５では、駆動シャフト３４等、一部の部品は便宜上省略されている。
【００３０】
前記ヘッド１６は、概略的には、前記ノズル３５を下端部に備える前記駆動シャフト３４と、この駆動シャフト３４とノズル３５等をＺ軸方向に駆動するリニアモータと、ノズル３５等に対して上向きの付勢力を付与するリターンスプリング４８とから構成されている。リニアモータは、前記駆動シャフト３４をＺ軸方向に案内するリニアガイド３２と、固定子４２及び可動子４４からなるリニアモータ本体４０と、フレーム３０（本発明に係るフレーム部材に相当する）とから構成されており、このフレーム３０に、前記駆動シャフト３４やリターンスプリング４８が組込まれることにより、ヘッド１６がユニット化されている。そして、リニアモータによりノズル３５（駆動シャフト３４）をＺ軸方向に駆動すると共に、リニアモータの停止時には、リターンスプリング４８の付勢力によりノズル３５を上方位置に保持するように構成されている。
【００３１】
詳細に説明すると、前記フレーム３０は、ベースプレート３０１の周囲一部分に側壁部３０２を備えたＸ軸方向に扁平な皿形の部材で、表面処理を施したアルミ合金等により構成されている。
【００３２】
リニアモータ本体４０は、上記の通り固定子４２と可動子４４とを有している。固定子４２は、櫛型のコア４２１にコイル４２２が装着された固定子本体、及びこの固定子本体とは別体の一対のサブティース４２３，４２３により構成されている。固定子本体及びサブティース４２３，４２３は各々ベースプレート３０１にボルトで固定されており、図３に示すように、サブティース４２３，４２３は、固定子本体の前記コイル４２２の両端に並ぶようにベースプレート３０１に固定されている。これらサブティース４２３，４２３は、モータ駆動時に固定子両端の磁束形成を補うことにより所謂コギング力を低減するものである。なお、当実施形態では、サブティース４２３，４２３は、固定子本体とは別体に設けられているが、勿論、固定子本体（コア４２１）に一体的に設けられていてもよい。
【００３３】
可動子４４は、固定子４２に対してＹ軸方向に横並びに設けられている。可動子４４は、Ｚ軸方向に延びる断面コ字型のスライドベース４４１を有しており、このスライドベース４４１の側面（固定子４２との対向面）にヨーク４４３を介して複数の永久磁石４４２が配列された構成となっている。具体的には、固定子４２側がＮ極、可動子４４側がＳ極の永久磁石４４２と、固定子４２側がＳ極、可動子４４側がＮ極の永久磁石４４２とがＺ軸方向に交互に配列されている。そして、この可動子４４がリニアガイド３２の後記スライダ３２２に固定されることにより、当該可動子４４がＺ軸方向に移動可能となっている。
【００３４】
リニアガイド３２は、Ｚ軸方向に延びるレール３２１と、このレール３２１に対してＺ軸方向にスライド自在に、かつＺ軸方向と直交する方向への移動不能に装着される複数のスライダ３２２，３２２とから構成されており、前記レール３２１がベースプレート３０１にボルトで固定されることによりフレーム３０に組み込まれている。そして、このリニアガイド３２の各スライダ３２２，３２２に対してリニアモータ本体４０の前記可動子４４（スライドベース４４１）が固定されている。これにより図外のリニア駆動制御部から前記リニアモータ本体４０の固定子４２に所定の駆動信号が与えられると、その駆動信号に応じた方向及び速度で可動子４４がＺ軸方向に駆動される構成となっている。
【００３５】
なお、固定子４２と可動子４４は、これらの間（正確には櫛形のコア４２１の可動子側端部と永久磁石４４２の固定子側表面との間）に所定のギャップが形成された状態でフレーム３０に固定されている。
【００３６】
詳しく説明すると、前記ベースプレート３０１には、固定子位置決め用の基準面３０４を有する一対の突部３０３，３０３（本発明の第１位置決め部に相当する）が一体形成されており、他方、固定子４２の前記コア４２１の両端にはティース並び方向に延設される延設部４２１ａ，４２１ａが一体に形成されている。そして、各突部３０３，３０３の基準面３０４に対し、コア４２１の各延設部４２１ａが前記可動子４４側とは反対側（図３では左側）から突き当てられ、この状態でコア４２１に形成される貫通孔を介してボルト４２５がベースプレート３０１のねじ孔３０１ａに螺合挿入されている。これにより前記固定子４２がＹ軸方向に位置決めされた状態でフレーム３０に組付けられている。
【００３７】
また、前記ベースプレート３０１には、可動子位置決め用の突条３０５（本発明の第２位置決め部に相当する）が一体形成されており、この突条３０５に対し、前記レール３２１が前記固定子４２側とは反対側（図３では右側）から突き当てられ、この状態で、当該レール３２１に形成される貫通孔を介してボルト３２５がベースプレート３０１のねじ孔３０１ｂに螺合挿入されている。これによりリニアガイド３２を介して前記可動子４４がＹ軸方向に位置決めされた状態でフレーム３０に組付けられている。なお、レール３２１をベースプレート３０１に組付けた後に前記可動子４４をスライダ３２２の定められた位置に組付けてもよいし、予め前記可動子４４をスライダ３２２に組付けてからレール３２１をベースプレート３０１に組付けてもよい。
【００３８】
このように、前記固定子４２及び可動子４４がそれぞれＹ軸方向に位置決めされた状態でフレーム３０に組付けられることにより、固定子４２と可動子４４との間に所定寸法のギャップが形成されている。なお、図中符合３２３は、スライダ３２２のＺ軸方向の移動を規制するストッパであり、また符合３２４は、前記可動子４４（スライドベース４４１）のＺ軸方向の移動を規制するストッパであり、それぞれベースプレート３０１にボルトで固定されている。
【００３９】
上記のように構成されたリニアモータの前記可動子４４に対して駆動シャフト３４が取付けられている。詳しくは、前記スライドベース４４１の下端部分に、前記固定子４２の下方位置に向かってＹ軸方向に延びる取付アーム３７が固定され、この取付アーム３７の下面にシャフト支持部材３６を介して駆動シャフト３４が取付けられている。
【００４０】
駆動シャフト３４は、中空軸からなり、シャフト支持部材３６に対してＲ軸回りに回転自在に支持されると共に、このシャフト支持部材３６に設けられる負圧導入用のポート３６１及び図外の負圧通路を介して前記負圧発生装置に接続されている。
【００４１】
駆動シャフト３４は、図示されないスプライン等機構により、軸方向に変位可能に、かつシャフト中心回り（Ｒ軸回り）に回転自在に、前記ヘッドユニット１５に保持されている。
【００４２】
そして、リニアモータ本体４０の前記固定子４２を挟んでリニアガイド３２とは反対側の位置にリターンスプリング４８が配設されている。このリターンスプリング４８は、前記フレーム３０の上端部分と前記取付アーム３７とに亘って装着されており、これにより取付アーム３７及びシャフト支持部材３６を介して前記駆動シャフト３４に上向きの付勢力が付与されている。
【００４３】
なお、ヘッド１６には、可動子４４及び駆動シャフト３４（ノズル３５）の位置を検出するための位置検出サンサとして磁気センサ４５が組込まれている。すなわち、図５に示すように、リニアモータ本体４０の前記可動子４４には、磁気的に目盛りを記録したプレート状の磁気スケール４６がスライドベース４４１に沿って固定されている。一方、フレーム３０には、前記ベースプレート３０１に設けられたセンサ支持部３０６に、ＭＲセンサやホールセンサ等の磁気センサ４５が取付けられており、この磁気センサ４５により磁気スケール４６を読み取ることにより、可動子４４及び駆動シャフト３４（ノズル３５）の位置が検出可能となっている。なお、図中符合４５１は、磁気センサ４５の制御基板等を被うカバー部材である。
【００４４】
このように構成された１０個のヘッド１６が互いにＸ軸方向に重装され、前記ヘッドユニット１５に対してその前面側（ヘッドユニット支持部材１８側とは反対側）にリターンスプリング４８が位置する状態で一体に固定されている。詳しくは、前記フレーム３０のうちリニアガイド３２等の組付け面側に一対の位置決めピン３１０，３１０が突設される一方、他面側にはこれに対応する図外の位置決め孔が穿設されており、これら位置決めピン３１０，３１０が隣接するヘッド１６の位置決め孔に挿入されることによって各ヘッド１６が互いに位置決めされた状態でＸ軸方向に重装されている。そして、この重装されたヘッド１６群に対してそのＸ軸方向外側から各々取付用フレーム１５ｂが重装され、各フレーム３０に形成される貫通孔３１２を通じて取付用フレーム１５ｂ及びヘッド１６群がボルト１５１，ナット１５２により一体に締結された上で、両取付用フレーム１５ｂがヘッドユニット１５の本体フレーム１５ａに対して位置決め固定されている。これによって１０個のヘッド１６が一体に前記ヘッドユニット１５に固定されている。
【００４５】
ヘッドユニット１５に固定された各ヘッド１６の駆動シャフト３４は、図２に示すように、本体フレーム１５ａに設けられる保持部１５ｃにより保持されている。さらに、駆動シャフト３４は前記保持部１５ｃに回転自在に支持され、図外の駆動ベルト等により、前記本体フレーム１５ａに固定された駆動モータ（回転型モータ）２６，２６の駆動プーリ（図示省略）に連結されており、これによって上記回転駆動機構が構成されている。
【００４６】
上記のように構成された部品実装装置では、次のようにして部品の実装が行われる。
【００４７】
まず、ヘッドユニット１５がフィーダ設置領域１３に移動して各ヘッド１９による部品の吸着が行われる。具体的には、所定のヘッド１６がテープフィーダ１４の上方に配置された後、リニアモータにより駆動シャフト３４が昇降駆動され、これによりノズル３５が下降してテープ内の部品を吸着して取出す。この際、可能な場合には、複数のヘッド１６により同時に部品の取出しが行われる。部品の吸着が完了すると、所定の経路に沿ってヘッドユニット１５が部品撮像ユニット２５の上方を経由してから基板Ｐ上に移動する。この移動中に、各ヘッド１６（ノズル３５）による部品の吸着状態が画像認識されて実装時の補正量が演算される。そして、ヘッドユニット１５が基板Ｐ上の最初の実装位置に到達すると、リニアモータにより駆動シャフト３４が昇降駆動され基板Ｐ上に部品が実装され、以降、ヘッドユニット１５が順次実装位置に移動することにより基板Ｐ上に残りの吸着部品が実装されることとなる。
【００４８】
以上のような本発明に係る部品実装では、リニアモータ式の駆動機構によりノズル３５（駆動シャフト３４）を昇降駆動するようにヘッド１６が構成されているが、各ヘッド１６を構成する上記リニアモータは、上記の通り、固定子４２（固定子本体）を突部３０３，３０３に当接させる一方、例えば予め可動子４４を組付けたリニアガイド３２（レール３２１）を突条３０５に当接させた状態でフレーム３０に固定すれば、固定子４２と可動子４４との間に自ずと所定寸法のギャップが形成される構成となっている。詳しくは、固定子４２及び可動子４４を突部３０３及び突条３０５に当接させ、コア４２１と永久磁石４４２との磁気吸引力を利用して引き付け合わせながらこれら固定子４２及び可動子４４を固定することで、自ずと所定寸法のギャップが形成される。そのため、フレーム３０に対する固定子４２及び可動子４４の組付け作業に際し、従来のようなシムによる隙間調整を行うことなく所定寸法の上記ギャップを適切に確保することができ、従って、リニアモータの組立、つまり当該実施形態においてはヘッド１６の組立を簡単に、かつ速やかに行うことができる。
【００４９】
しかも、上記リニアモータは、Ｙ軸方向において可動子４４側とは反対側から突部３０３，３０３に固定子４２を当接させて当該固定子４２を位置決めし、他方、固定子４２側とは反対側からレール３２１を突条３０５に当接させて可動子４４を位置決めする構成となっているので、互いに接近する方向への固定子４２及び可動子４４の変位が自ずと規制される。従って、組立中にコア４２１と永久磁石４４２との磁気吸引力によって固定子４２と可動子４４とが不意に吸着してしまうことを防止でき、より組立易いものとなる。
【００５０】
そして、この部品実装装置では、上記の通りヘッドユニット１５には１０個のヘッド１６が搭載されているため、上記の通りヘッド１６（リニアモータ）の組立性が良好である分、リニアモータの組立工程を含む装置全体の組立性も良いものとなる。また、各ヘッド１６間の上記ギャップのバラツキを抑えることもできるので、各ヘッド１６間でより等しいノズル昇降動作を行わせることが可能となる。従って、各ヘッド１６の動作のバラツキに起因した不具合、例えば、共通の制御プログラムに従って各ヘッド１６を駆動制御しながらも一部のヘッド１６のノズル昇降動作にずれが生じて部品の吸着不良や実装不良が生じ易くなるといった不都合を未然に回避することができるという利点もある。
【００５１】
なお、以上説明した部品実装装置は、本発明に係るリニアモータが適用される部品実装装置（本発明に係る部品実装装置）の好ましい実施形態の一例であって、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。
【００５２】
例えば、上記実施形態のリニアモータでは、コア４２１のティース並び方向両端に延設部４２１ａを一体形成し、両延設部４２１ａをベースプレート３０１に形成された一対の突部３０３，３０３にそれぞれ当接させることにより固定子４２をフレーム３０に対して位置決めしているが、例えばベースプレート３０１に位置決め用の凹部を形成する一方、コア４２１のうち当該ベースプレート３０１への重ね合わせ面に凸部を設け、当該凸部を前記凹部に嵌合させることにより固定子４２を位置決めするように構成してもよい。但し、上記実施形態のような位置決め構造によれば、コイル４２２の外側の部分で固定子４２を位置決めすることができるので、固定子４２と可動子４４との間の磁束形成に影響を与えることなく固定子４２を適切に位置決めすることができ、また、比較的剛性を有するコア４２１が被位置決め部分となるため変形等を伴い難く位置決めの信頼性も高いものになるという利点がある。
【００５３】
また、上記実施形態のリニアモータでは、固定子４２を、突部３０３に対して可動子４４側とは反対側から当接させ、またレール３２１を、突条３０５に対して固定子４２側とは反対側から当接させることにより、固定子４２及び可動子４４を位置決めする構成となっているが、勿論、位置決め部に対する固定子４２及びレール３２１（リニアガイド３２）の当付け方向は、固定子４２及び可動子４４を適切に位置決めできれば、特に限定されるものではない。
【００５４】
また、実施形態の説明中では言及していないが、固定子４２のコア４２１は、当実施形態では、プレート状の複数の構成部材が前記ティース並び方向と直交する方向（Ｘ軸方向）に積層された構造を有している。そのため、コア全体の一体性を保ちつつ安定的に、かつ強固に固定子４２をフレーム３０に対して固定する観点から、コア４２１に、前記積層方向（Ｘ軸方向）に貫通する貫通孔が形成され、当該貫通孔を介してボルト４２５がベースプレート３０１のねじ孔３０１ａに螺合挿入されることによりフレーム３０に前記固定子４２が固定される構成となっている。従って、コア４２１が一体形成されたブロック状のものであるような場合には、例えばコア４２１の延設部４２１ａにＹ軸方向に貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔を介してボルトを前記突部３０３に螺合挿入することにより、フレーム３０に対して前記固定子４２を固定するようにしてもよい。
【００５５】
また、上記実施形態のリニアモータでは、位置決め部としてフレーム３０に突部３０３及び突条３０５が一体形成されているが、例えば突部３０３及び突条３０５は、フレーム３０とは別体に設けられたものであり、ボルト等の固定手段により突条３０５に固定されるものであってもよい。但し、位置決めの信頼性の観点から、実施形態のようにフレーム３０に一体形成されている方が望ましい。
【００５６】
また、上記実施形態では、部品実装装置を例に本発明の適用について説明したが、本発明の適用対象は部品実装機に限定されるものではなく、例えば、部品を保持可能な部品保持部材が搭載された移動可能なヘッドユニットを備え、リニアモータを有する駆動機構により部品保持部材をヘッドユニットに対して昇降駆動することにより部品供給部からの部品の取出し、及び所定の検査部への部品の出し入れを行うように構成された部品検査装置についても本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係るリニアモータが適用される部品実装装置（本発明に係る部品実装装置）の概略構成を示す平面図である。
【図２】ヘッドユニットの具体的な構成を示す正面図である。
【図３】ヘッドユニットに搭載されるヘッドの構成を示す側面図（図２のIII−III線に沿った矢視図）である。
【図４】ヘッドの構成を示す正面図である。
【図５】ヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【図６】ヘッドユニットに対する各ヘッドの組付け方を説明する斜視図である。
【符号の説明】
【００５８】
１５ ヘッドユニット
１６ ヘッド
３０ フレーム
３２ リニアガイド
３４ 駆動シャフト
３５ ノズル
４０ リニアモータ本体
４２ 固定子
４４ 可動子
３２１ レール
３２２ スライダ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向するように並列に並ぶ固定子と可動子とを有し、これら固定子と可動子との間に吸引力を発生させながら前記並び方向と直交する一軸方向に前記可動子を移動させるリニアモータにおいて、
前記固定子および可動子が組込まれるフレーム部材と、
このフレーム部材に固定され、前記一軸方向と直交する方向への移動を規制しながら当該一軸方向に前記可動子を移動自在に案内するレールと、
前記フレーム部材にそれぞれ設けられ、前記固定子を前記フレーム部材に対して前記並び方向に位置決めする第１位置決め部、及び前記レールを前記並び方向に位置決めする第２位置決め部と、を備え、
前記固定子および前記レールがそれぞれ前記位置決め部により位置決めされた状態で前記フレーム部材に固定されることにより、前記固定子と可動子との間に所定寸法の隙間が形成されていることを特徴とするリニアモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のリニアモータにおいて、
前記第１位置決め部は、前記固定子における可動子側の面を当接させることにより当該固定子を前記フレーム部材に対して位置決めし、前記第２位置決め部は、前記レールにおける固定子側の面を当接させることにより前記可動子を前記フレーム部材に対して位置決めすることを特徴とするリニアモータ。
【請求項３】
請求項２に記載のリニアモータにおいて、
前記可動子は、前記固定子に対向する側の表面極性が交互に異なるように前記一軸方向に複数の磁石が並ぶ界磁子からなり、前記固定子は、前記一軸方向に複数のティースが並ぶコアを有し、当該コアの前記ティースにコイルが装着された電機子からなるものであり、
前記第１位置決め部として一対の位置決め部が前記一軸方向に所定間隔を隔てて設けられる一方、前記コアのティース並び方向両端に当該ティース並び方向に延設される延設部が設けられ、前記第１位置決め部は、前記コアの各延設部をそれぞれ前記一対の位置決め部に当接させることにより前記固定子を前記フレーム部材に対して位置決めすることを特徴とするリニアモータ。
【請求項４】
請求項３に記載のリニアモータにおいて、
前記コアは、プレート状の複数の構成部材が前記ティース並び方向と直交する方向に積層されることにより構成されるものであり、当該コアには、前記構成部材の積層方向に貫通する貫通孔が形成され、当該貫通孔を通じて前記フレーム部材にボルトが螺合挿入されることにより前記固定子が前記フレーム部材に固定されていることを特徴とするリニアモータ。
【請求項５】
請求項４に記載のリニアモータにおいて、
前記各位置決め部は、前記フレーム部材に一体形成されていることを特徴とするリニアモータ。
【請求項６】
リニアモータを有する駆動機構により昇降駆動される部品保持部材を有し、この部品保持部材の昇降動作に伴い部品供給位置からの部品の取出し、及び基板上への部品の実装を行う部品実装装置において、
前記リニアモータとして、請求項１乃至５の何れか一項に記載のリニアモータを有することを特徴とする部品実装装置。
【請求項７】
リニアモータを有する駆動機構により昇降駆動される部品保持部材を有し、この部品保持部材の昇降動作に伴い部品供給位置からの部品の取出し、及び所定の検査部への部品の出し入れを行う部品検査装置において、
前記リニアモータとして、請求項１乃至５の何れか一項に記載のリニアモータを有することを特徴とする部品検査装置。
【請求項１】
互いに対向するように並列に並ぶ固定子と可動子とを有し、これら固定子と可動子との間に吸引力を発生させながら前記並び方向と直交する一軸方向に前記可動子を移動させるリニアモータにおいて、
前記固定子および可動子が組込まれるフレーム部材と、
このフレーム部材に固定され、前記一軸方向と直交する方向への移動を規制しながら当該一軸方向に前記可動子を移動自在に案内するレールと、
前記フレーム部材にそれぞれ設けられ、前記固定子を前記フレーム部材に対して前記並び方向に位置決めする第１位置決め部、及び前記レールを前記並び方向に位置決めする第２位置決め部と、を備え、
前記固定子および前記レールがそれぞれ前記位置決め部により位置決めされた状態で前記フレーム部材に固定されることにより、前記固定子と可動子との間に所定寸法の隙間が形成されていることを特徴とするリニアモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のリニアモータにおいて、
前記第１位置決め部は、前記固定子における可動子側の面を当接させることにより当該固定子を前記フレーム部材に対して位置決めし、前記第２位置決め部は、前記レールにおける固定子側の面を当接させることにより前記可動子を前記フレーム部材に対して位置決めすることを特徴とするリニアモータ。
【請求項３】
請求項２に記載のリニアモータにおいて、
前記可動子は、前記固定子に対向する側の表面極性が交互に異なるように前記一軸方向に複数の磁石が並ぶ界磁子からなり、前記固定子は、前記一軸方向に複数のティースが並ぶコアを有し、当該コアの前記ティースにコイルが装着された電機子からなるものであり、
前記第１位置決め部として一対の位置決め部が前記一軸方向に所定間隔を隔てて設けられる一方、前記コアのティース並び方向両端に当該ティース並び方向に延設される延設部が設けられ、前記第１位置決め部は、前記コアの各延設部をそれぞれ前記一対の位置決め部に当接させることにより前記固定子を前記フレーム部材に対して位置決めすることを特徴とするリニアモータ。
【請求項４】
請求項３に記載のリニアモータにおいて、
前記コアは、プレート状の複数の構成部材が前記ティース並び方向と直交する方向に積層されることにより構成されるものであり、当該コアには、前記構成部材の積層方向に貫通する貫通孔が形成され、当該貫通孔を通じて前記フレーム部材にボルトが螺合挿入されることにより前記固定子が前記フレーム部材に固定されていることを特徴とするリニアモータ。
【請求項５】
請求項４に記載のリニアモータにおいて、
前記各位置決め部は、前記フレーム部材に一体形成されていることを特徴とするリニアモータ。
【請求項６】
リニアモータを有する駆動機構により昇降駆動される部品保持部材を有し、この部品保持部材の昇降動作に伴い部品供給位置からの部品の取出し、及び基板上への部品の実装を行う部品実装装置において、
前記リニアモータとして、請求項１乃至５の何れか一項に記載のリニアモータを有することを特徴とする部品実装装置。
【請求項７】
リニアモータを有する駆動機構により昇降駆動される部品保持部材を有し、この部品保持部材の昇降動作に伴い部品供給位置からの部品の取出し、及び所定の検査部への部品の出し入れを行う部品検査装置において、
前記リニアモータとして、請求項１乃至５の何れか一項に記載のリニアモータを有することを特徴とする部品検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１７１６８１（Ｐ２００９−１７１６８１Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４６４２（Ｐ２００８−４６４２）
【出願日】平成２０年１月１１日（２００８．１．１１）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１１日（２００８．１．１１）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
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