特開 2024-81126 リニアヘッドモジュール、電子部品実装装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024081126

(43)【公開日】2024-06-17

(54)【発明の名称】リニアヘッドモジュール、電子部品実装装置

(51)【国際特許分類】

   H02K 41/03 20060101AFI20240610BHJP

   H05K 13/04 20060101ALI20240610BHJP

【ＦＩ】

H02K41/03 A

H05K13/04 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023193239

(22)【出願日】2023-11-13

(31)【優先権主張番号】P 2022194486

(32)【優先日】2022-12-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000006622

【氏名又は名称】株式会社安川電機

(74)【代理人】

【識別番号】110003096

【氏名又は名称】弁理士法人第一テクニカル国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】麻沼 直岐

(72)【発明者】

【氏名】宮▲崎▼ 大輔

(72)【発明者】

【氏名】山岸 俊幸

(72)【発明者】

【氏名】有澤 忍

(72)【発明者】

【氏名】高野 透

(72)【発明者】

【氏名】土田 俊彰

(72)【発明者】

【氏名】木村 信一

(72)【発明者】

【氏名】岩切 満

(72)【発明者】

【氏名】長野 優輝

【テーマコード（参考）】

5E353

5H641

【Ｆターム（参考）】

5E353JJ28

5E353JJ44

5E353QQ21

5H641BB06

5H641BB14

5H641BB16

5H641GG02

5H641GG08

5H641GG26

5H641GG28

5H641HH03

5H641HH09

5H641JA09

5H641JB04

(57)【要約】

【課題】更なる小型軽量化を図ることが可能なリニアヘッドモジュール及び電子部品実装装置を提供する。
【解決手段】格子状に隣接して配列された複数のリニアモータ２３を有し、複数のリニアモータ２３の各々は、Ｚ軸方向に沿って並べられた複数の磁石３９を備えた可動子３３と、磁石３９の径方向外側にギャップＧを介して対向するように配置されたコイル４３、及び、コイル４３が内周面に固定されたバックヨーク４１を備えた固定子３５と、を有し、バックヨーク４１は、径方向外側に膨らみＺ軸方向に延びた突起部４１ａを有し、複数のリニアモータ２３は、各々の突起部４１ａの向きが一部異なる方向を向くように配列されている。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

格子状に隣接して配列された複数のリニアモータを有し、
前記複数のリニアモータの各々は、
軸方向に沿って並べられた複数の磁石を備えた可動子と、
前記磁石の径方向外側にギャップを介して対向するように配置されたコイル、及び、前記コイルが内周面に固定されたバックヨークを備えた固定子と、を有し、
前記バックヨークは、
径方向外側に膨らみ前記軸方向に延びた突起部を有し、
前記複数のリニアモータは、
各々の前記突起部の向きが一部異なる方向を向くように配列されている、
リニアヘッドモジュール。

【請求項2】

前記複数のリニアモータは、
前記軸方向に垂直な第１方向の列数が第１の数であり、前記軸方向及び前記第１方向に垂直な第２方向の列数が前記第１の数よりも多い第２の数となるように、格子状に隣接して配列されており、
前記第２方向における両端の前記バックヨークの前記突起部が前記第２方向における外側を向き、且つ、前記第２方向における両端以外の前記バックヨークの前記突起部が前記第１方向における外側を向くように、配置されている、
請求項１に記載のリニアヘッドモジュール。

【請求項3】

ベースに立設され、前記複数のリニアモータの軸方向一方側を支持する第１フレームと、
前記ベースに立設され、前記第１フレームと離間して配置され、前記複数のリニアモータの軸方向他方側を支持する第２フレームと、をさらに有する、
請求項１に記載のリニアヘッドモジュール。

【請求項4】

前記複数のリニアモータの各々は、
前記バックヨークの前記軸方向に垂直な断面積と、前記磁石の前記軸方向に垂直な断面積と、の比率に基づく設計値が、所定の数値範囲内である、
請求項１に記載のリニアヘッドモジュール。

【請求項5】

前記複数のリニアモータの各々は、
前記磁石の前記軸方向に垂直な断面積が前記バックヨークの前記軸方向に垂直な断面積の略２倍である、
請求項４に記載のリニアヘッドモジュール。

【請求項6】

前記固定子は、
前記バックヨークの前記内周面と前記コイルの外周面との間に配置され、加熱処理により体積が膨脹する発泡シートを有する、
請求項１に記載のリニアヘッドモジュール。

【請求項7】

前記コイルは、
ワニスにより硬化されている、
請求項６に記載のリニアヘッドモジュール。

【請求項8】

前記複数のリニアモータは、
前記軸方向に垂直な第１方向の列数が第１の数であり、前記軸方向及び前記第１方向に垂直な第２方向の列数が前記第１の数よりも多い第２の数となるように、格子状に隣接して配列されており、
前記リニアヘッドモジュールは、
前記複数のリニアモータの前記第１方向における一方側に配置され、前記複数のリニアモータに対し前記第１方向における一方側から空気を送風する第１ファンと、
前記複数のリニアモータの前記第１方向における他方側に配置され、前記複数のリニアモータに対し前記第１方向における他方側から空気を送風する第２ファンと、をさらに有する、
請求項１に記載のリニアヘッドモジュール。

【請求項9】

前記複数のリニアモータの前記軸方向における一方側に配置され、前記複数のリニアモータの各々に対して前記固定子の前記軸方向における一方側の内部空間と前記バックヨークの外部空間とを連通する空気穴が形成された第１部材と、
前記複数のリニアモータの前記軸方向における他方側に配置され、前記複数のリニアモータの各々に対して前記固定子の前記軸方向における他方側の内部空間と前記バックヨークの外部空間とを連通する空気穴が形成された第２部材と、をさらに有する、
請求項１に記載のリニアヘッドモジュール。

【請求項10】

前記複数のリニアモータの各々における前記可動子の位置を検出するリニアエンコーダをさらに有し、
前記リニアエンコーダは、
内部空間と外部空間とを連通する空気穴が形成されたケースと、
前記空気穴に設けられたエアフィルタと、を有する、
請求項９に記載のリニアヘッドモジュール。

【請求項11】

前記エアフィルタは、
空気を通過させると共に水を遮断する、
請求項１０に記載のリニアヘッドモジュール。

【請求項12】

請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のリニアヘッドモジュールと、
基板を搬送する搬送機構と、
ベースに立設した前記リニアヘッドモジュールを前記基板に対して移動させる移動機構と、
を有する、電子部品実装装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示の実施形態は、リニアヘッドモジュール及び電子部品実装装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、複数の直動動作を行うヘッドを備えたリニアヘッドモジュールが記載されている。このリニアヘッドモジュールでは、各ヘッドがリニアモータで構成されている。リニアモータは、パイプと、パイプの内面に固定されたコイルと、パイプ内を軸方向に摺動可能に配置された出力軸に、コイルと径方向に空隙を介して対向するように取り付けられたマグネットと、出力軸を支持する直動ガイドとを有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４３８５４０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記リニアヘッドモジュールにおいて、更なる小型軽量化が要望されていた。

【0005】

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、更なる小型軽量化を図ることが可能なリニアヘッドモジュール及び電子部品実装装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、格子状に隣接して配列された複数のリニアモータを有し、前記複数のリニアモータの各々は、軸方向に沿って並べられた複数の磁石を備えた可動子と、前記磁石の径方向外側にギャップを介して対向するように配置されたコイル、及び、前記コイルが内周面に固定されたバックヨークを備えた固定子と、を有し、前記バックヨークは、径方向外側に膨らみ前記軸方向に延びた突起部を有し、前記複数のリニアモータは、各々の前記突起部の向きが一部異なる方向を向くように配列されている、リニアヘッドモジュールが適用される。

【0007】

また、本発明の別の観点によれば、上記リニアヘッドモジュールと、基板を搬送する搬送機構と、ベースに立設した前記リニアヘッドモジュールを前記基板に対して移動させる移動機構と、を有する、電子部品実装装置が適用される。

【発明の効果】

【0008】

本発明のリニアヘッドモジュール等によれば、更なる小型軽量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】電子部品実装装置の全体構成の一例を表す上面図である。

【図2】リニアヘッドモジュールの全体構成の一例を表す斜視図である。

【図3】リニアヘッドモジュールの全体構成の一例を、リニアモータの一部を透過して表す斜視図である。

【図4】リニアヘッドモジュールの全体構成の一例を表す下面図である。

【図5】リニアヘッドモジュールの全体構成の一例を表す側面図である。

【図6】リニアヘッドモジュールの全体構成の一例を表す上面図である。

【図7】複数のリニアモータの配列方向の一例を表す断面図である。

【図8】ファンの配置及び空気の流れの一例を表す説明図である。

【図9】リニアモータを構成する各部品の寸法の決定手法の一例を表す説明図である。

【図10】リニアモータを構成する各部品の寸法の決定手法の一例を表す説明図である。

【図11】リニアモータの固定子の層構造の一例を表す断面図である。

【図12】リニアヘッドモジュールの全体構成の一例を表す側断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。

【0011】

＜１．電子部品実装装置の全体構成＞
図１を参照しつつ、実施形態に係る電子部品実装装置の全体構成の一例について説明する。

【0012】

図１に示すように、電子部品実装装置１は、基台３と、搬送機構５と、パーツフィーダ７と、リニアヘッドモジュール９と、移動機構１１と、を有する。基台３は、電子部品実装装置１のベースを構成する。搬送機構５は、基台３上に設置されており、基板１３をＸ軸方向に搬送すると共に、所定の位置で停止させて保持する。本実施形態では、基板１３の搬送方向をＸ軸方向とし、水平面内でＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する鉛直方向をＺ軸方向とする。Ｘ軸方向が第２方向の一例、Ｙ軸方向が第１方向の一例、Ｚ軸方向が軸方向の一例である。

【0013】

搬送機構５のＹ軸方向における両側には、複数のパーツフィーダ７が設置されている。パーツフィーダ７は、複数の電子部品を供給口１５に順次供給する。リニアヘッドモジュール９は、供給口１５に供給された電子部品を吸着して保持し、基板１３上の対応する位置に搬送して基板１３に装着する。

【0014】

移動機構１１は、ベース１７に立設したリニアヘッドモジュール９を、基板１３に対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる。移動機構１１は、一対のＸ軸テーブル１１Ｘと、一対のＹ軸テーブル１１Ｙと、を有する。Ｙ軸テーブル１１Ｙは、基台３上に設置されており、Ｘ軸テーブル１１Ｘは、一対のＹ軸テーブル１１Ｙに架け渡されており、リニアヘッドモジュール９は、一対のＸ軸テーブル１１Ｘのそれぞれに設置されている。Ｘ軸テーブル１１Ｘは、リニアヘッドモジュール９をＸ軸方向に移動させ、Ｙ軸テーブル１１Ｙは、Ｘ軸テーブル１１Ｘすなわちリニアヘッドモジュール９をＹ軸方向に移動させる。

【0015】

なお、電子部品実装装置１の上記構成は一例であり、上記以外の構成態様としてもよい。

【0016】

＜２．リニアヘッドモジュールの全体構成＞
図２～図６を参照しつつ、リニアヘッドモジュール９の全体構成の一例について説明する。なお、図２～図６におけるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各方向は、図１の各方向に対応している。

【0017】

図２～図６に示すように、リニアヘッドモジュール９は、第１フレーム１９と、第２フレーム２１と、複数のリニアモータ２３と、第１直動ガイド部２５と、第２直動ガイド部２７と、リニアエンコーダ２９と、ファン３１Ａ，３１Ｂと、を有する。

【0018】

第１フレーム１９は、電子部品実装装置１のベース１７に立設され、複数のリニアモータ２３のＺ軸方向における一方側を支持する。第１フレーム１９は、Ｙ軸方向一方側のトップフレーム１９Ａと、Ｙ軸方向他方側のボトムフレーム１９Ｂと、に分割可能に構成されている。

【0019】

第２フレーム２１は、電子部品実装装置１のベース１７に立設され、第１フレーム１９とＺ軸方向に離間して配置されている。第２フレーム２１は、複数のリニアモータ２３のＺ軸方向における他方側を支持する。第２フレーム２１は、Ｙ軸方向一方側のトップフレーム２１Ａと、Ｙ軸方向他方側のボトムフレーム２１Ｂと、に分割可能に構成されている。

【0020】

複数のリニアモータ２３は、第１フレーム１９及び第２フレーム２１により、Ｚ軸方向から見て格子状に隣接して配列された状態で支持されている。本実施形態では、後述の図７に示すように、リニアモータ２３の数は例えば１６であり、Ｙ軸方向の列数が２（第１の数の一例）であり、Ｘ軸方向の列数が２よりも多い８（第２の数の一例）となるように、格子状に隣接して配列されている。なお、リニアモータ２３の数や配列は上記以外としてもよい。

【0021】

図３に、一部のリニアモータ２３の内部構造を透過して示す。図３に示すように、複数のリニアモータ２３の各々は、可動子３３と、固定子３５と、を有する。可動子３３は、シャフト３７と、当該シャフト３７に固定され、Ｚ軸方向に沿って並べられた複数の磁石３９と、を有する。固定子３５は、円筒形状のフレームを構成するバックヨーク４１と、当該バックヨーク４１の内周面に固定され、磁石３９の径方向外側にギャップを介して対向するように配置された複数のコイル４３と、を有する。リニアモータ２３は、可動子３３を固定子３５に対してＺ軸方向に移動させることで、シャフト３７をＺ軸方向に移動させる。シャフト３７のＺ軸方向一方側の端部には、電子部品を吸着して保持可能なノズル機構（図示省略）が設けられる。

【0022】

図２、図３及び図５に示すように、第１直動ガイド部２５は、第１フレーム１９のＺ軸方向一方側に設置されている。後述の図１２に示すように、第１直動ガイド部２５は、複数のリニアモータ２３のそれぞれのシャフト３７をＺ軸方向に直動可能に支持する第１直動ガイド部２５ａを有する。第２直動ガイド部２７は、第２フレーム２１のＺ軸方向他方側に設置されている。後述の図１２に示すように、第２直動ガイド部２７は、複数のリニアモータ２３のそれぞれのシャフト３７をＺ軸方向に直動可能に支持する第２直動ガイド部２７ａを有する。第１直動ガイド２５ａ及び第２直動ガイド２７ａは、例えば鋼球の転がりを利用してシャフト３７を直線運動させるリニアブッシュである。

【0023】

図２、図３及び図５に示すように、リニアエンコーダ２９は、第２直動ガイド部２７のＺ軸方向他方側に設置されている。リニアエンコーダ２９は、Ｚ軸方向他方側に突出するように、第２フレーム２１によって片持ち梁状に支持されている。リニアエンコーダ２９は、複数のリニアモータ２３の各々における可動子３３の位置を検出する。

【0024】

図４～図６に示すように、リニアヘッドモジュール９には２台のファン３１Ａ，３１Ｂが設置されている。ファン３１Ａ（第１ファンの一例）は、支持部材４５により複数のリニアモータ２３のＹ軸方向における一方側に配置されている。ファン３１Ａは、複数のリニアモータ２３に対してＹ軸方向における一方側から空気を送風して冷却する。ファン３１Ｂ（第２ファンの一例）は、支持部材４７により複数のリニアモータ２３のＹ軸方向における他方側に配置されている。ファン３１Ｂは、複数のリニアモータ２３に対してＹ軸方向における他方側から空気を送風して冷却する。

【0025】

＜３．リニアモータの配列方向＞
図７を参照しつつ、複数のリニアモータ２３の配列方向の一例について説明する。図７に示すように、各リニアモータ２３のバックヨーク４１には、コイル４３の渡り線（図示省略）を挿通するための突起部４１ａが設けられている。突起部４１ａは、バックヨーク４１の円筒状の表面から径方向外側に膨らみ、Ｚ軸方向に延設されている。複数のリニアモータ２３は、各々の突起部４１ａの向きが一部異なる方向を向くように配列されている。本実施形態では、図７に示すように例えば１６台のリニアモータ２３が、Ｙ軸方向の列数が２列であり、Ｘ軸方向の列数が８列となるように、格子状に隣接して配列されている。１６台のリニアモータ２３は、Ｘ軸方向における両端のリニアモータ２３のバックヨーク４１の突起部４１ａが、Ｘ軸方向における外側を向き、且つ、Ｘ軸方向における両端以外のリニアモータ２３のバックヨーク４１の突起部４１ａがＹ軸方向における外側を向くように、配置されている。具体的には、Ｘ軸方向における一方側端部に配置された２台のリニアモータ２３は突起部４１ａがＸ軸方向における一方側を向くように配置され、Ｘ軸方向における他方側端部に配置された２台のリニアモータ２３は突起部４１ａがＸ軸方向における他方側を向くように配置される。Ｙ軸方向一方側に配列された８台のリニアモータ２３のうちＸ軸方向両端以外に配置された６台のリニアモータ２３は、突起部４１ａがＹ軸方向における一方側を向くように配置される。Ｙ軸方向他方側に配列された８台のリニアモータ２３のうちＸ軸方向両端以外に配置された６台のリニアモータ２３は、突起部４１ａがＹ軸方向における他方側を向くように配置される。

【0026】

なお、「Ｘ軸方向における一方側を向く」とは、必ずしもＸ軸方向に平行である必要はなく、Ｙ軸方向に対してＸ軸方向一方側に傾斜した向きであればよい。同様に、「Ｘ軸方向における他方側を向く」とは、必ずしもＸ軸方向に平行である必要はなく、Ｙ軸方向に対してＸ軸方向他方側に傾斜した向きであればよい。同様に「Ｙ軸方向における一方側を向く」とは、必ずしもＹ軸方向に平行である必要はなく、Ｘ軸方向に対してＹ軸方向一方側に傾斜した向きであればよい。同様に「Ｙ軸方向における他方側を向く」とは、必ずしもＹ軸方向に平行である必要はなく、Ｘ軸方向に対してＹ軸方向他方側に傾斜した向きであればよい。

【0027】

図７に示す例では、Ｙ軸方向一方側に配列された８台のリニアモータ２３がＸ軸方向に当接すると共に、Ｙ軸方向他方側に配列された８台のリニアモータ２３がＸ軸方向に当接しており、それらＹ軸方向一方側の８台と他方側の８台とは若干の隙間を介して隣接している。なお、Ｙ軸方向一方側の８台と他方側の８台とが当接するように配置されてもよい。また、各リニアモータ２３が相互に若干の隙間を介して配置されてもよい。

【0028】

第１フレーム１９のトップフレーム１９Ａ及びボトムフレーム１９Ｂには、各リニアモータ２３の突起部４１ａに対応する位置にそれぞれ凹部４９が形成されている。各リニアモータ２３の突起部４１ａが凹部４９にそれぞれ嵌合することにより、各リニアモータ２３が位置決めされている。トップフレーム１９Ａとボトムフレーム１９Ｂを分割した状態で各リニアモータ２３を設置できるので、作業性を向上できる。図示は省略するが、第２フレーム２１のトップフレーム２１Ａ及びボトムフレーム２１Ｂも、上記と同様に構成されている。

【0029】

上記構成により、例えば全部のバックヨーク４１の突起部４１ａがＹ軸方向における外側を向くようにリニアモータ２３が配列される場合に比べて、Ｘ軸方向における外側を向いた突起部４１ａがリブとして機能することで、リニアヘッドモジュール９の強度及び耐振動性を向上できる。

【0030】

＜４．ファンの配置、空気の流れ＞
リニアヘッドモジュール９のように、複数のリニアモータ２３が例えばＸ軸方向に８列、Ｙ軸方向に２列といったように格子状に隣接して配列される場合、Ｘ軸方向の並列数が比較的多いことから、Ｘ軸方向における中心付近のリニアモータ２３の熱がこもりやすい。この場合において、例えばＸ軸方向における一方側又は他方側にファンを配置してＸ軸方向に空気を送風しても、Ｘ軸方向における中心付近のリニアモータ２３の放熱効率が悪く、熱くなりやすい。特に、リニアヘッドモジュール９のＹ軸方向の寸法を小型化するために各リニアモータ２３間のＹ軸方向の隙間を狭くするか又は当接させている場合、空気のＸ軸方向における流路が狭くなるか又は無くなり、冷却効率がさらに低下する可能性がある。

【0031】

そこで本実施形態では、図８に示すように、２台のファン３１Ａ，３１Ｂを複数のリニアモータ２３のＹ軸方向における両側に配置して送風する。図８は、ファン３１Ａ，３１Ｂと複数のリニアモータ２３を抽出し、ファン３１Ａ，３１Ｂにより送風される空気の流れを矢印で表した説明図である。前述の図２～図６に示すように、ファン３１Ａは、支持部材４５により複数のリニアモータ２３のＹ軸方向における一方側に配置されている。ファン３１Ｂは、支持部材４７により複数のリニアモータ２３のＹ軸方向における他方側に配置されている。ファン３１Ａ，３１Ｂはそれぞれ、リニアヘッドモジュール９のＸ軸方向の寸法における略中心位置で、且つ、第１フレーム１９と第２フレーム２１の間の寸法における略中心位置よりもややＺ軸方向他方側寄りに配置されている。ファン３１Ａ，３１Ｂは例えば軸流ファンである。

【0032】

図８に示すように、ファン３１Ａは、Ｙ軸方向における一方側から空気を吸い込んで他方側に向けて吐出する。ファン３１Ａから吐出された空気は、複数のリニアモータ２３のうちＹ軸方向一方側の列に配置されたリニアモータ２３の表面に当たり、Ｘ軸方向の両端側に向けてそれぞれ送風される。Ｘ軸方向の端部まで到達した空気は、Ｘ軸方向一方側及び他方側の外方に向けて流れると共に、その一部はＸ軸方向の端部に位置するリニアモータ２３の表面に沿ってＹ軸方向他方側に回り込み、その後Ｘ軸方向一方側及び他方側の外方に向けて流れる。同様に、ファン３１Ｂは、Ｙ軸方向における他方側から空気を吸い込んで一方側に向けて吐出する。ファン３１Ｂから吐出された空気は、複数のリニアモータ２３のうちＹ軸方向他方側の列に配置されたリニアモータ２３の表面に当たり、Ｘ軸方向の両端側に向けてそれぞれ送風される。Ｘ軸方向の端部まで到達した空気は、Ｘ軸方向一方側及び他方側の外方に向けて流れると共に、その一部はＸ軸方向の端部に位置するリニアモータ２３の表面に沿ってＹ軸方向一方側に回り込み、その後Ｘ軸方向一方側及び他方側の外方に向けて流れる。

【0033】

上述したファン３１Ａ，３１Ｂの配置及び空気の流れにより、複数のリニアモータ２３の中で特に熱がこもりやすいＸ軸方向における中心付近のリニアモータ２３を効率良く冷却できる。また、複数のリニアモータ２３の表面全体に亘って空気を送風できるので、Ｘ軸方向における中心付近以外のリニアモータ２３についても満遍なく冷却することができる。

【0034】

＜５．リニアモータを構成する各部品の寸法＞
リニアヘッドモジュール９では、複数のリニアモータ２３を隣接して配置する。このため、各リニアモータ２３に対する磁石投入量を増加させてモータ特性の最大化を図った場合、隣接するリニアモータ２３に漏洩磁束による影響が出る可能性がある。漏洩磁束による影響は、例えば摩擦推力、コギング推力、推力リップル、速度リップルの増加等である。一方で、各リニアモータ２３に対する磁石投入量を減少させると、隣接するリニアモータ２３への漏洩磁束の影響は低減できるが、モータ特性の低下を招く。モータ特性を最大化させつつ漏洩磁束の影響を低減するには、隣接するリニアモータ２３の軸心間距離を離したり、リニアモータ２３間に磁気遮蔽物を設置したり、あるいは、バックヨーク４１の厚みを増加する等の対処方法があるが、この場合にはリニアヘッドモジュール９の大型化や重量の増大を招くこととなる。

【0035】

そこで本実施形態では、リニアモータ２３を構成する各部品の寸法を所定の範囲で決定することで、隣接するリニアモータ２３への漏洩磁束による影響を低減し、且つ、規定寸法内でモータ特性を最大化することができる。

【0036】

リニアモータ２３は、バックヨーク４１のＺ軸方向に垂直な断面積と、磁石３９のＺ軸方向に垂直な断面積と、の比率に基づく設計値が、所定の数値範囲内となるように、各部品の寸法が決定される。例えば図９及び図１０に示すように、バックヨーク４１の外径をＤｂ、バックヨーク４１の内径をＤｂｉ、磁石３９の外径をＤｍ、磁石３９のＺ軸方向のピッチをＰｍ、隣接するリニアモータ２３のＺ軸方向に垂直な方向であるＸ軸方向又はＹ軸方向における最小軸心間距離をＰｍｉｎ、磁石３９のＺ軸方向に垂直な断面積に対するバックヨーク４１のＺ軸方向に垂直な断面積の比率をＲａとする。なお、最小軸心間距離Ｐｍｉｎは、図１０に示す、Ｘ軸方向に隣接するリニアモータ２３の軸心間距離ＰｘとＹ軸方向に隣接するリニアモータ２３の軸心間距離Ｐｙのうち、最も小さい軸心間距離である。例えば図１０に示す例では、最小軸心間距離Ｐｍｉｎは軸心間距離Ｐｘとなる。例えば、隣接するリニアモータ２３のバックヨーク４１同士が接触するように配置される場合、バックヨーク４１の外径Ｄｂと最小軸心間距離Ｐｍｉｎはほぼ同一となる。この場合、例えば、磁石３９のＺ軸方向に垂直な断面積が、バックヨーク４１のＺ軸方向に垂直な断面積の略２倍となるように、各部品の寸法を適宜決定すればよい。

【0037】

＜６．リニアモータの固定子の層構造＞
図１１を参照しつつ、リニアモータ２３の固定子３５の層構造の一例について説明する。なお、当該図１１以外の各図では固定子３５の層構造を簡略化して図示している。また、図１１ではバックヨーク４１の突起部４１ａの図示を省略している。

【0038】

図１１に示すように、固定子３５は、前述のバックヨーク４１と、耐熱シート５３と、発泡シート５５と、前述のコイル４３と、を有する。耐熱シート５３は、例えばポリイミド樹脂等の高い耐熱性及び電気絶縁性を備えた素材で構成されたシート材であり、バックヨーク４１の径方向内側に設けられている。発泡シート５５は、加熱処理により体積が膨脹するシート材であり、耐熱シート５３の径方向内側に設けられている。コイル４３は、例えばワニスにより硬化処理を施されており、発泡シート５５の径方向内側に設けられている。コイル４３の内周面と磁石３９の外周面とは、径方向にギャップＧを介して対向するように配置されている。なお、コイル４３の径方向内側に不織布を設けてもよい。

【0039】

仮に、固定子のコイルを樹脂を注型することでバックヨークに固定する場合、樹脂の脱泡及び硬化に時間を要し、工数の増大を招く。また、コイルの内周側が樹脂で被覆されていることのチェックや、はみ出した樹脂の除去等の手作業が発生するという課題がある。本実施形態のリニアモータ２３では、上述のようにバックヨーク４１の内周面とコイル４３の外周面との間に発泡シート５５を配置するので、例えば加熱炉に入れて加熱処理を施すことで、発泡シート５５の体積を膨張させてコイル４３をバックヨーク４１に固定することができる。これにより、樹脂の注型が不要となるので工数を大幅に低減できると共に、上述した手作業も不要となる。

【0040】

＜７．空気穴によるエア抜き構造＞
リニアモータでは、可動子が固定子に対して軸方向一方側及び他方側に移動する際に、内圧の変化による粘性抵抗が発生する場合がある。粘性抵抗が発生すると、電子部品の位置決め精度の低下を招く可能性がある。

【0041】

そこで本実施形態では、図１２に示すように、複数のリニアモータ２３のＺ軸方向における一方側に配置された第１直動ガイド部２５（第１部材の一例）に、複数の空気穴５９が形成されている。空気穴５９は、複数のリニアモータ２３の各々に対して形成されている。空気穴５９は、リニアモータ２３のバックヨーク４１の内部空間である固定子３５のＺ軸方向一方側の内部空間Ｓ１と、バックヨーク４１の外部空間とを連通する。また、複数のリニアモータ２３のＺ軸方向における他方側に配置された第２直動ガイド部２７（第２部材の一例）に、複数の空気穴６１が形成されている。空気穴６１は、複数のリニアモータ２３の各々に対して形成されている。空気穴６１は、リニアモータ２３のバックヨーク４１の内部空間である固定子３５のＺ軸方向他方側の内部空間Ｓ２と、バックヨーク４１の外部空間とを連通する。

【0042】

上記構成により、可動子３３が固定子３５に対してＺ軸方向一方側及び他方側に移動する際の内圧の変化を抑制できるので、粘性抵抗の発生を抑制できる。

【0043】

図１２に示すように、リニアエンコーダ２９は、ケース６３と、複数のリニアスケール６５と、複数の検出部６７と、を有する。ケース６３は、第２直動ガイド部２７のＺ軸方向他方側に設置されており、リニアスケール６５及び検出部６７を収納する。リニアスケール６５は、複数のリニアモータ２３の各々に対して設けられており、各リニアモータ２３のシャフト３７のＺ軸方向他方側の端部にそれぞれ設けられている。検出部６７は、複数のリニアモータ２３の各々に対して設けられており、各リニアモータ２３のリニアスケール６５をそれぞれ検出する。複数の検出部６７は、例えば１枚の基板の表裏において、各リニアスケール６５に対応する位置に実装されてもよい。

【0044】

上記構成により、リニアエンコーダ２９においても、各軸のリニアスケール６５が検出部６７に対してＺ軸方向一方側及び他方側に移動する際に、内圧の変化による粘性抵抗が発生する可能性がある。粘性抵抗が発生すると、電子部品の位置決め精度の低下を招く可能性がある。

【0045】

そこで本実施形態では、図１２に示すように、ケース６３のＺ軸方向他方側の側面に、複数の空気穴６９が形成されている。空気穴６９は、ケース６３の内部空間Ｓ３と外部空間とを連通する。空気穴６９の数は特に限定されるものではないが、本実施形態では例えば４つの空気穴６９がＸ軸方向に沿って等間隔に設けられている（図６参照）。また、各空気穴６９にはエアフィルタ７１が設けられている。エアフィルタ７１は、空気穴６９の開口面積よりも大きな面積を有しており、空気穴６９を覆うようにケース６３の側面に設けられている。エアフィルタ７１の数は特に限定されるものではないが、本実施形態では例えば４つの空気穴６９のそれぞれに対応するように、４つの円形のエアフィルタ７１がＸ軸方向に沿って等間隔に設けられている（図６参照）。エアフィルタ７１は、空気を通過させると共に水を遮断する素材で構成されている。

【0046】

上記構成により、リニアスケール６５が検出部６７に対してＺ軸方向一方側及び他方側に移動する際の内圧の変化を抑制できるので、粘性抵抗の発生を抑制できる。また、エアフィルタ７１により外部空間の塵埃等がケース６３の内部に侵入することを防止できる。さらに、リニアヘッドモジュール９を備えた電子部品実装装置１は、静電気防止のためにミスト環境下に設置される場合がある。その場合、水分を含んだ空気をリニアエンコーダ２９の内部に侵入させると、電子回路の腐食等を招く可能性がある。本実施形態では、空気を通過させると共に水を遮断するエアフィルタ７１を使用することにより、水分の侵入を抑制でき、電子回路の腐食等を抑制できる。

【0047】

＜８．実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態のリニアヘッドモジュール９では、複数のリニアモータ２３が、各々のバックヨーク４１の突起部４１ａの向きが一部異なる方向を向くように、配置されている。これにより、例えば全部のリニアモータ２３のバックヨーク４１の突起部４１ａが同じ方向を向く場合に比べて、リニアヘッドモジュール９の強度及び耐振動性が向上するように、突起部４１ａの向きを最適化できる。強度及び耐振動性を向上できる結果、フレーム１９，２１を小型化することが可能となるので、リニアヘッドモジュール９の小型化及び軽量化を図ることができる。

【0048】

また、本実施形態において、複数のリニアモータ２３が、Ｘ軸方向における両端のバックヨーク４１の突起部４１ａがＸ軸方向における外側を向き、且つ、Ｘ軸方向における両端以外のバックヨーク４１の突起部４１ａがＹ軸方向における外側を向くように、配置されてもよい。この場合には、例えば全部のバックヨーク４１の突起部４１ａがＹ軸方向における外側を向くように配置される場合に比べて突起部４１ａの向きを最適化でき、Ｘ軸方向における外側を向いた突起部４１ａがリブとして機能することで、リニアヘッドモジュール９の強度及び耐振動性を向上できる。

【0049】

上述のように、本実施形態では、バックヨーク４１の突起部４１ａの向きを最適化することによってリニアヘッドモジュール９の強度及び耐振動性を向上できる。これに対応して、複数のリニアモータ２３を支持するフレームを、Ｚ軸方向一方側を支持する第１フレーム１９と、第１フレーム１９とは離間して配置されたＺ軸方向他方側を支持する第２フレーム２１とに分割してもよい。このようにフレームを分割構造とする場合、一体構造とする場合に比べてリニアヘッドモジュール９を小型化及び軽量化できる。

【0050】

また、本実施形態において、バックヨーク４１のＺ軸方向に垂直な断面積と、磁石３９のＺ軸方向に垂直な断面積と、の比率に基づく設計値を、シミュレーション結果に基づく所定の数値範囲内としてもよい。この場合には、各部の寸法や比率を最適化することが可能となり、リニアモータ２３の軸心間距離を離したり磁気遮蔽物を設置することなく、隣接するリニアモータ２３への磁束の漏洩による影響を低減できると共に、磁石投入量を最大化することが可能となる。したがって、リニアヘッドモジュール９の小型化及び軽量化を図ることができる。

【0051】

また、本実施形態において、隣接するリニアモータ２３のバックヨーク４１同士が接触するように配置される場合、磁石３９のＺ軸方向に垂直な断面積をバックヨーク４１のＺ軸方向に垂直な断面積の略２倍としてもよい。この場合には、リニアモータ２３の軸心間距離を離したり磁気遮蔽物を設置することなく、隣接するリニアモータ２３への磁束の漏洩による影響を低減できると共に、磁石投入量を最大化することが可能となる。したがって、リニアヘッドモジュール９の小型化及び軽量化を図ることができる。

【0052】

また、本実施形態において、バックヨーク４１の内周面とコイル４３の外周面との間に発泡シート５５を配置し、加熱処理によって発泡シート５５の体積を膨張させることでコイル４３をバックヨーク４１に固定してもよい。この場合には、樹脂の注型が不要となるので工数を大幅に低減できると共に、作業者による樹脂の除去等の手作業も不要となる。

【0053】

また、本実施形態において、コイル４３をワニスにより硬化させてもよい。この場合には、加熱処理によって発泡シート５５の体積を膨張させた際に、コイル４３の形状がくずれることを防止できる。

【0054】

また、本実施形態において、複数のリニアモータ２３のＹ軸方向における一方側及び他方側にファン３１Ａとファン３１Ｂを設置し、複数のリニアモータ２３に対しＹ軸方向における一方側から空気を送風すると共に、Ｙ軸方向における他方側から空気を送風してもよい。この場合には、リニアヘッドモジュール９の小型化のために各リニアモータ２３間の隙間が狭い場合でも、複数のリニアモータ２３のＹ軸方向における両側の表面に空気を送風させて、Ｘ軸方向における中心付近のリニアモータ２３についても効率良く冷却することができる。したがって、冷却効率を向上できる。

【0055】

また、本実施形態において、第１直動ガイド部２５に形成された空気穴５９により固定子３５のＺ軸方向における一方側の内部空間Ｓ１とバックヨーク４１の外部空間とを連通し、第２直動ガイド部２７に形成された空気穴６１により固定子３５のＺ軸方向における他方側の内部空間Ｓ２とバックヨーク４１の外部空間とを連通してもよい。この場合には、可動子３３が固定子３５に対してＺ軸方向一方側及び他方側に移動する際の内圧の変化を抑制できるので、粘性抵抗の発生を抑制できる。

【0056】

また、本実施形態において、リニアエンコーダ２９のケース６３に空気穴６９を形成し、当該空気穴６９にエアフィルタ７１を設けてもよい。この場合には、空気穴６９によりケース６３の内部空間Ｓ３と外部空間とを連通できるので、リニアスケール６５が検出部６７に対してＺ軸方向一方側及び他方側に移動する際の内圧の変化を抑制して、粘性抵抗の発生を抑制できる。また、エアフィルタ７１により外部空間の塵埃等がケース６３の内部に侵入することを防止できる。

【0057】

また、本実施形態において、エアフィルタ７１として、空気を通過させると共に水を遮断する素材のエアフィルタを使用してもよい。この場合には、リニアヘッドモジュール９を備えた電子部品実装装置１が、例えば静電気防止のためにミスト環境下に設置された場合でも、水分の侵入を抑制でき、電子回路の腐食等を抑制できる。

【0058】

以上の説明において、「垂直」「平行」「平面」等の記載がある場合には、当該記載は厳密な意味ではない。それら「垂直」「平行」「平面」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に垂直」「実質的に平行」「実質的に平面」という意味である。

【0059】

以上の説明において、外観上の寸法や大きさ、形状、位置等が「同一」「同じ」「等しい」「異なる」等の記載がある場合は、当該記載は厳密な意味ではない。それら「同一」「同じ」「等しい」「異なる」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に同一」「実質的に同じ」「実質的に等しい」「実質的に異なる」という意味である。

【0060】

以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

【0061】

以上説明した実施形態や変形例等が解決しようとする課題や効果は、上述した内容に限定されるものではない。実施形態や変形例等によって、上述されていない課題を解決したり、上述されていない効果を奏することもでき、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。

【符号の説明】

【0062】

１ 電子部品実装装置
３ 基台
５ 搬送機構
７ パーツフィーダ
９ リニアヘッドモジュール
１１ 移動機構
１１Ｘ Ｘ軸テーブル
１１Ｙ Ｙ軸テーブル
１３ 基板
１５ 供給口
１７ ベース
１９ 第１フレーム
１９Ａ トップフレーム
１９Ｂ ボトムフレーム
２１ 第２フレーム
２１Ａ トップフレーム
２１Ｂ ボトムフレーム
２３ リニアモータ
２５ 第１直動ガイド部（第１部材の一例）
２５ａ 第１直動ガイド
２７ 第２直動ガイド部（第２部材の一例）
２７ａ 第２直動ガイド
２９ リニアエンコーダ
３１Ａ ファン（第１ファンの一例）
３１Ｂ ファン（第２ファンの一例）
３３ 可動子
３５ 固定子
３７ シャフト
３９ 磁石
４１ バックヨーク
４１ａ 突起部
４３ コイル
４５ 支持部材
４７ 支持部材
４９ 凹部
５１ 磁石ピース
５３ 耐熱シート
５５ 発泡シート
５９ 空気穴
６１ 空気穴
６３ ケース
６５ リニアスケール
６７ 検出部
６９ 空気穴
７１ エアフィルタ
Ｓ１ 内部空間
Ｓ２ 内部空間
Ｓ３ 内部空間
ｆ 磁束

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】