JP4207757B2 - 電子部品実装用装置の直動機構 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品搭載装置などの電子部品実装用装置に配設されリニアモータによって搭載ヘッドなどの被駆動体を直線駆動する直動機構に関するものである。

電子部品搭載装置などの電子部品実装用装置には、搭載ヘッドなどの作業ヘッドを移動させるヘッド移動機構にを構成する要素機構として直動機構が多用される。この直動機構として、従来より用いられていたモータの回転運動をボールねじによって直線運動に変換するタイプの直動機構に替えて、近年高速動作が可能で高位置精度の直動機構が実現可能なリニアモータによって直接直線動作を行わせる方式の直動機構が用いられるようになっている。

このようなリニアモータとして、搭載ヘッドなどの被駆動体とともに移動する可動子を両側から固定子によって挟み込んだ構成のものが知られている（例えば特許文献１、２，３参照）。この構成により、固定子と対向した可動子に駆動方向と直交する方向に作用する吸引力を、両側の固定子からの吸引力によってお互いに相殺することができるという利点がある。
特開２００１−６９７４４号公報 特開２００２−２９９８９７号公報 特開２００３−１８９６７８号公報

しかしながら、上述のような吸引力を相殺させるタイプ（相殺型）のリニアモータには、リニアモータを継続して稼働させる上で次のような問題がある。すなわち、前述の各先行技術例に示すように、相殺型のリニアモータの断面は、駆動方向に固定子を２列配設し、これらの固定子の間に位置する可動子の上方側が被駆動体と連結される構成となっており、列状に配置された固定子の上面側は常に開放された形態となっている。

このため、リニアモータを連続して稼働する過程において、落下した電子部品やその他の異物がリニアモータの内部に進入し、固定子と可動子との間に噛み込む不具合を発生しやすい。特に異物が磁性体である場合には、吸引力によって固定子の間の隙間に異物が引き込まれ動作異常の原因となる。

そこで本発明は、吸引力を相殺させる相殺型のリニアモータを用いた直動機構において、異物進入による動作不具合を防止することができる電子部品実装用装置の直動機構を提供することを目的とする。

本発明の電子部品実装用装置の直動機構は、電子部品を基板に実装する実装作業に使用される電子部品実装用装置に配設されリニアモータによって被駆動体を基板に対して平行な第１方向に直線駆動する直動機構であって、前記被駆動体を第１方向にガイドするガイド部と、前記リニアモータを構成し前記第１方向に沿って垂直姿勢で２列に配列された固定子と、前記２列の固定子の間に配置され、その両側の全てが前記第１方向に沿って固定子により挟み込まれた可動子と、前記可動子に結合され可動子の第１方向の駆動力を前記被駆動体に伝達する駆動伝達部とを備え、前記２列の固定子を保持する固定子保持部は上面側が閉塞され下面側が開放された断面形状であり、前記駆動伝達部は前記下面側から前記可動子と連結されている。

本発明によれば、上面側が閉塞され下面側が開放された断面形状で２列に配列された固定子の間に可動子を配置した構成の相殺型のリニアモータを用い、可動子に結合され可動子の第１方向の駆動力を前記被駆動体に伝達する連結駆動部を可動子と下面側から連結することにより、上面側から落下する異物がリニアモータ内に進入するのを防止して、異物進入による動作不具合を防止することができる。

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平面図、図２、図４は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の断面図、図３、図５は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の移動ビームの駆動伝達部の構造説明図である。

まず図１，図２を参照して電子部品搭載装置の構造を説明する。図１において、電子部品搭載装置の架台１上には、Ｘ方向に搬送路２が配設されている。搬送路２は電子部品が実装される基板３を搬送し、搬送路２上に設定された２つの実装ステージＳ１，Ｓ２において基板３を位置決めする。実装ステージＳ１，Ｓ２は、それぞれ両側に複数のパーツフィーダ５を並設した部品供給部４と、部品供給部４から電子部品を取り出して基板３に搭載する搭載機構とを備えている。

搭載機構について説明する。実装ステージＳ１，Ｓ２の中間には、２基のＹ直動機構６がＹ方向に配設されている。Ｙ直動機構６は後述するようにリニアモータによって駆動される直動機構であり、この直動機構によって、２つのガイドレール１４（図２参照）によって両端部をガイドされたＸ直動機構８をＹ方向に移動させる。Ｘ直動機構８は同様にリニアモータによって駆動される直動機構であり、この直動機構によって搭載ヘッド９をＸ方向に移動させる。

図２に示すように、搭載ヘッド９は複数の単位搭載ヘッド９ａを備えたマルチタイプの搭載ヘッドであり、各単位搭載ヘッド９ａに備えられた吸着ノズル１２によって電子部品を吸着保持する。また搭載ヘッド９には一体的に移動する基板認識カメラ１３が設けられており、基板認識カメラ１３は搭載ヘッド９とともに基板３上に移動してその位置を認識する。

Ｙ直動機構６、Ｘ直動機構８を駆動することにより、搭載ヘッド９はＸＹ方向に移動し、これにより部品供給部４のパーツフィーダ５から電子部品をピックアップし、基板３に移送搭載する。部品供給部４と搬送路２との間には、ラインカメラ１０およびノズルストッカ１１が配設されている。部品供給部４から電子部品を取り出した搭載ヘッド９がラインカメラ１０の上方を通過することにより、搭載ヘッド９に保持された電子部品が認識される。ノズルストッカ１１には、各単位搭載ヘッド９ａに装着される吸着ノズル１２を電子部品の種類毎に収納しており、搭載ヘッド９がノズルストッカ１１にアクセスすることにより、吸着ノズル１２の交換が自動的に行われる。

次に図３を参照して、Ｙ直動機構６について説明する。Ｙ直動機構６は、上述の電子部品搭載装置など電子部品を基板に実装する実装作業に使用される電子部品実装用装置に配設され、リニアモータによって被駆動体であるＸ直動機構８をＹ方向（第１方向）に直線駆動する機能を有し、Ｘ直動機構８へリニアモータの駆動を伝達する駆動伝達部を備えている。

図３において、架台１上にはＸ直動機構８をＹ方向にガイドするためのガイドレール１
４が配設されており、ガイドレール１４にスライド自在に嵌合したスライダ１５は、Ｘ直動機構８に結合されたＬ字形状の連結部材１６の下面に固着されている。ガイドレール１４、スライダ１５および連結部材１６は、被駆動体を第１方向にガイドするガイド部となっている。

架台１上にはブラケット１７が立設されており、ブラケット１７にはＸ直動機構８をＹ方向に直線駆動するリニアモータが固定されている。このリニアモータは、被駆動体とともに移動する可動子２０を２つの固定子１９によって両側から挟み込んだ構成となっており、可動子２０に駆動方向と直交する方向に作用する吸引力を、両側の固定子１９からの吸引力によってお互いに相殺することができるという利点を有している。

ブラケット１７には固定子１９を保持する固定子保持部１８が結合されており、固定子保持部１８は上面側が上部１８ｂによって連結され下面側に開口下部１８ｃを有する逆Ｕ字型の断面形状となっている。固定子保持部１８の両側部１８ａの内側にはリニアモータを構成する固定子１９が垂直姿勢で２列配列されている。すなわち、２列の固定子１９を保持する固定子保持部１８は、上面側が閉塞され下面側が開放された断面形状となっている。

２列の固定子１９の間には、可動子２０が配置されており、可動子２０は連結ブロック２１を介して連結部材１６に結合されている。リニアモータの駆動時には可動子２０は固定子１９の間をＹ方向に移動し、このときの可動子２０の駆動力は連結ブロック２１、連結部材１６を介してＸ直動機構８に伝達される。したがって、連結ブロック２１、連結部材１６は、可動子２０に結合され可動子２０の第１方向の駆動力を被駆動体であるＸ直動機構８に伝達する駆動伝達部となっている。

そしてこのＹ直動機構６の構成において、駆動伝達部は固定子保持部１８の下面側から可動子２０と連結されており、固定子１９および可動子２０の上面側は、リニアモータの上方の空間とは完全に遮断されている。これにより、電子部品搭載動作時にリニアモータを連続して駆動する過程において、上方から落下した電子部品やその他の異物がリニアモータの内部に進入することがなく、固定子と可動子との間に異物が噛み込むことによる不具合が発生しない。したがって、吸引力を相殺させる相殺型のリニアモータを用いた直動機構において、異物進入による動作不具合を防止することができる。

なお上述のＹ直動機構におけるリニアモータの配置については、多様な設計変更例が可能であり、例えば図４，図５に示すＹ直動機構６Ａのように、リニアモータをＸ直動機構８の下方に配置してもよい。この例では、架台１のガイドレール１４の内側近傍に設けられた垂直面に固定子保持部１８と同様形状の固定子保持部２４を固定し、両側部２４ａの内側に固定子２５が垂直姿勢で２列配列されている。

そして固定子２５の間に配置された可動子２６は、Ｌ字形状の連結部材２３および連結ブロック２２を介してＸ直動機構８に連結されており、可動子２６のＹ方向の駆動力は、連結部材２３、連結ブロック２２を介してＸ直動機構８に伝達される。この構成においても、上方から落下した電子部品やその他の異物がリニアモータの内部に進入することがなく、固定子と可動子との間に異物が噛み込むことによる不具合が発生しない。

上記例では、Ｙ直動機構６について説明したが、搭載ヘッド９を移動させるＸ直動機構８についても、同様の構成が適用される。すなわち、Ｘ直動機構８への適用例では、Ｘ方向が第１方向であり、搭載ヘッド９が被駆動体となる。なお本実施の形態では、電子部品実装用装置として電子部品を基板に搭載する電子部品搭載装置の例を示したが、スクリーン印刷装置など電子部品実装ラインを構成する実装用装置にも本発明を適用することがで
きる。

本発明の電子部品搭載装置における直動機構は、上面側から落下する異物がリニアモータ内に進入するのを防止して、異物進入による動作不具合を防止することができるという効果を有し、電子部品搭載装置などの電子部品実装用装置に配設され搭載ヘッドなどの被駆動体を直線駆動する直動機構に有用である。

本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平面図 本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の断面図 本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の移動ビームの駆動伝達部の構造説明図 本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の断面図 本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の移動ビームの駆動伝達部の構造説明図

符号の説明

１ 電子部品搭載装置
２ 搬送路
３ 基板
４ 部品供給部
６ Ｙ直動機構
８ Ｘ直動機構
９ 搭載ヘッド
１８、２４ 固定子保持部
１９、２５ 固定子
２０、２６ 可動子

Claims (1)

1. 電子部品を基板に実装する実装作業に使用される電子部品実装用装置に配設されリニアモータによって被駆動体を基板に対して平行な第１方向に直線駆動する直動機構であって、
   前記被駆動体を第１方向にガイドするガイド部と、
   前記リニアモータを構成し前記第１方向に沿って垂直姿勢で２列に配列された固定子と、
   前記２列の固定子の間に配置され、その両側の全てが前記第１方向に沿って固定子により挟み込まれた可動子と、
   前記可動子に結合され可動子の第１方向の駆動力を前記被駆動体に伝達する駆動伝達部とを備え、
   前記２列の固定子を保持する固定子保持部は上面側が閉塞され下面側が開放された断面形状であり、前記駆動伝達部は前記下面側から前記可動子と連結されていることを特徴とする電子部品実装用装置の直動機構。

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