特許 7271782 シャフト駆動装置及び部品実装装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-28

(45)【発行日】2023-05-11

(54)【発明の名称】シャフト駆動装置及び部品実装装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/04 20060101AFI20230501BHJP

【ＦＩ】

H05K13/04 A

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022502685

(86)(22)【出願日】2020-02-26

(86)【国際出願番号】 JP2020007873

(87)【国際公開番号】W WO2021171445

(87)【国際公開日】2021-09-02

【審査請求日】2022-08-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100127797

【弁理士】

【氏名又は名称】平田 晴洋

(72)【発明者】

【氏名】寺田 和広

【審査官】中田 誠二郎

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／０５６２９３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１１－４１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１７０８３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１０３３１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００５－５３６０３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １３／００－１３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被押圧部を有し、昇降可能に保持された複数のシャフトと、
前記複数のシャフトの各々に付設され、各シャフトを上方に付勢するリターンばねと、
前記複数のシャフトのいずれかの前記被押圧部と接触可能であり、一つのシャフトを選択的に昇降させる駆動部材と、
前記駆動部材を、前記リターンばねの付勢力に抗して前記シャフトを下降させるように、前記シャフトの被押圧部と接触して押圧する第１姿勢と、前記押圧を解除する第２姿勢との間で姿勢変更させる昇降機構と、を備え、
前記シャフトの前記被押圧部は強磁性体によって構成され、
前記駆動部材には磁力が付与されている、シャフト駆動装置。

【請求項2】

請求項１に記載のシャフト駆動装置において、
前記駆動部材の近傍に配置されるマグネットをさらに備え、
前記マグネットは、前記駆動部材の配置位置に磁力が向かう方向に磁化されている、シャフト駆動装置。

【請求項3】

請求項２に記載のシャフト駆動装置において、
前記マグネットは、互いに異なる位置に配置された第１マグネット及び第２マグネットを含み、
前記第１マグネットは、前記駆動部材に対向する第１対向面を備え、
前記第２マグネットは、前記駆動部材に対向する第２対向面を備え、
前記第１対向面と前記第２対向面とは、同極に着磁されている、シャフト駆動装置。

【請求項4】

請求項３に記載のシャフト駆動装置において、
前記第１対向面の面方向と前記第２対向面の面方向とが互いに交差する方向となるように、前記第１マグネット及び前記第２マグネットを保持するホルダをさらに備え、
前記駆動部材は、前記第１対向面の法線と前記第２対向面の法線とが交差する位置に配置されている、シャフト駆動装置。

【請求項5】

請求項２～４のいずれか１項に記載のシャフト駆動装置において、
前記マグネットが発生する磁力を前記駆動部材に集中させるヨークをさらに備える、シャフト駆動装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載のシャフト駆動装置において、
前記駆動部材の少なくとも表層部分が強磁性体で構成されている、シャフト駆動装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１項に記載のシャフト駆動装置において、
前記複数のシャフトを中心軸の周囲に環状に配列した状態で保持し、前記中心軸回りに回転する回転体と、
前記回転体を回転駆動する回転駆動機構と、をさらに備え、
前記回転駆動機構は、前記駆動部材の配置位置の直下に選択された一つのシャフトの被押圧部が位置するよう、前記回転体を回転させる、シャフト駆動装置。

【請求項8】

ロータリーヘッドを備え、基板上に部品を実装する部品実装装置であって、
前記ロータリーヘッドは、
被押圧部を上端に、部品吸着ノズルを下端にそれぞれ有する複数のシャフトと、
前記複数のシャフトを中心軸の周囲に環状に配列した状態で昇降可能に保持し、前記中心軸回りに回転する回転体と、
前記複数のシャフトの各々に付設され、各シャフトを上方に付勢するリターンばねと、
前記複数のシャフトのいずれかの前記被押圧部と接触可能であり、一つのシャフトを選択的に昇降させる駆動部材と、
前記駆動部材を、前記リターンばねの付勢力に抗して前記シャフトを下降させるように、前記シャフトの被押圧部と接触して押圧する第１姿勢と、前記押圧を解除する第２姿勢との間で姿勢変更させる昇降機構と、
前記駆動部材の配置位置の直下に選択された一つのシャフトの被押圧部が位置するよう、前記回転体を回転駆動する回転駆動機構と、を備え、
前記シャフトの前記被押圧部は強磁性体によって構成され、
前記駆動部材には磁力が付与されている、部品実装装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シャフトを昇降させるシャフト駆動装置及び当該シャフト駆動装置が適用されたロータリーヘッドを有する部品実装装置に関する。

【背景技術】

【0002】

昇降させるべき複数のシャフトに対し、その昇降機構が１対１で配置されていないシャフト駆動装置が存在する。例えば特許文献１に開示された部品実装装置のロータリーヘッドは、前記シャフト駆動装置の一例である。前記ロータリーヘッドは、部品吸着ノズルが取り付けられた複数のシャフトを環状に配列した状態で昇降可能に保持する回転体と、シャフトを押し下げ可能なカムフォロア等の駆動部材と、この駆動部材を上下動させる昇降機構とを含む。前記駆動部材は、前記回転体の回転位相により選択される一つのシャフトの被押圧部と接触し、当該シャフトを押し下げる。前記複数のシャフトの各々には、当該シャフトを上方に付勢するリターンばねが付設されている。

【0003】

上記ロータリーヘッドでは、前記部品吸着ノズルが部品を保持した後のシャフト上昇時に、慣性力と前記回転体とシャフトとの間の摩擦力との和が、前記リターンばねの付勢力よりも優勢となる場合がある。この場合、前記駆動部材の上昇に前記シャフトが追従できず、前記駆動部材と前記被押圧部とが一時的に離間する。この離間後に前記被押圧部が前記駆動部材へ再接触する際、前記シャフトに衝撃が加わり、保持している部品を落としたり、部品の吸着姿勢にずれが生じたりする不具合が生じ得る。

【0004】

前記離間を抑止する一つの手段は、前記リターンばねの付勢力を大きくし、シャフトのリターン力を増強することである。しかし、前記リターン力の増強には、ばねの線径を大きくする、ばねのセット長を長くする等、寸法の増加を伴う設計変更が必要となる。従って、小型化が求められる分野の装置では、前記リターン力の増強には限界がある。

【0005】

また、リターン力が増強できない場合、種々の不具合が生じる。前記シャフトに働く慣性力は、当該シャフト自身の質量、前記部品吸着ノズルの質量及び吸着された部品の質量の合計に比例する。より大きな部品の実装を企図する場合、大型で重いシャフト及び部品吸着ノズルを要することから、前記リターン力が規制されていると対応できない。また、前記シャフトに働く慣性力は、当該シャフトの駆動加速度にも比例する。それゆえ、前記リターン力が小さいと前記駆動加速度を小さく設定せざるを得ず、装置の高速化を阻害する。さらに、前記回転体とシャフトとの間の摩擦力を、現実的なコストの範囲で低減するには限界がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】国際公開第２０１７／０５６２９５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は、リターンばねの付勢力を大きくすることなく、シャフトの被押圧部と駆動部材との離間を抑止できるシャフト駆動装置、及び当該シャフト駆動装置が適用されたロータリーヘッドを有する部品実装装置を提供することにある。

【0008】

本発明の一局面に係るシャフト駆動装置は、被押圧部を有し、昇降可能に保持された複数のシャフトと、前記複数のシャフトの各々に付設され、各シャフトを上方に付勢するリターンばねと、前記複数のシャフトのいずれかの前記被押圧部と接触可能であり、一つのシャフトを選択的に昇降させる駆動部材と、前記駆動部材を、前記リターンばねの付勢力に抗して前記シャフトを下降させるように、前記シャフトの被押圧部と接触して押圧する第１姿勢と、前記押圧を解除する第２姿勢との間で姿勢変更させる昇降機構と、を備え、前記シャフトの前記被押圧部は、強磁性体によって構成され、前記駆動部材には磁力が付与されている。

【0009】

本発明の他の局面に係る部品実装装置は、ロータリーヘッドを備え、基板上に部品を実装する部品実装装置であって、前記ロータリーヘッドは、被押圧部を上端に、部品吸引ノズルを下端にそれぞれ有する複数のシャフトと、前記複数のシャフトを中心軸の周囲に環状に配列した状態で昇降可能に保持し、前記中心軸回りに回転する回転体と、前記複数のシャフトの各々に付設され、各シャフトを上方に付勢するリターンばねと、前記複数のシャフトのいずれかの前記被押圧部と接触可能であり、一つのシャフトを選択的に昇降させる駆動部材と、前記駆動部材を、前記リターンばねの付勢力に抗して前記シャフトを下降させるように、前記シャフトの被押圧部と接触して押圧する第１姿勢と、前記押圧を解除する第２姿勢との間で姿勢変更させる昇降機構と、前記駆動部材の配置位置の直下に選択された一つのシャフトの被押圧部が位置するよう、前記回転体を回転駆動する回転駆動機構と、を備え、前記シャフトの前記被押圧部は、強磁性体によって構成され、前記駆動部材には磁力が付与されている。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明に係るシャフト駆動装置並びに部品実装装置が適用される表面実装機の上面図である。

【図2】図２は、前記部品実装装置が備えるロータリーヘッドの斜視図である。

【図3】図３は、図２のロータリーヘッドの要部斜視図である。

【図4】図４は、ロータリーヘッドの要部断面図である。

【図5】図５は、表面実装機の電気的構成を示すブロック図である。

【図6】図６は、ロータリーヘッドのＺ軸駆動装置の斜視図である。

【図7】図７は、Ｚ軸駆動装置の側面図である。

【図8】図８は、Ｚ軸駆動装置の正面図である。

【図9】図９は、図８のＩＸ－ＩＸ線断面図である。

【図10】図１０（Ａ）～（Ｃ）は、比較例におけるシャフトの昇降動作を説明するための模式図である。

【図11】図１１（Ａ）～（Ｃ）は、本実施形態におけるシャフトの昇降動作を説明するための模式図である。

【図12】図１２（Ａ）は、マグネット及びカムフォロアを保持するホルダの側断面図、図１２（Ｂ）は、前記ホルダの正面図である。

【図13】図１３（Ａ）及び（Ｂ）は、前記ホルダの第１、第２変形例を示す側断面図である。

【図14】図１４（Ａ）は、前記ホルダの第３変形例を示す側断面図、図１４（Ｂ）は、前記ホルダの第３変形例を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態では、本発明に係るシャフト駆動装置が、プリント基板の上に電子部品を実装するロータリーヘッドを有する部品実装装置を含む表面実装機に適用される例を示す。もちろん本発明は、部品実装装置以外にも、複数の昇降可能なシャフトに対し、その昇降機構が１対１で配置されておらず、一つのシャフトを選択的に昇降させるように構成された各種のシャフト駆動装置に適用可能である。

【0012】

［表面実装機の全体構成］
図１は、本実施形態に係る表面実装機１の上面図である。表面実装機１は、基台１０と、プリント基板Ｂ（基板）を搬送する搬送コンベア２０と、プリント基板Ｂに電子部品Ｅ（部品）を実装する部品実装装置３０と、部品実装装置３０に電子部品Ｅを供給する部品供給装置４０と、を備えている。

【0013】

基台１０は、平面視で長方形状を有し、上面が平坦な基台である。基台１０における搬送コンベア２０の下方には、プリント基板Ｂに電子部品Ｅを実装する際にそのプリント基板Ｂをバックアップするためのバックアッププレート（図略）が設けられている。以下の説明では、基台１０の長辺方向（図１の左右方向）をＸ軸方向とし、基台１０の短辺方向（図１の前後方向）をＹ軸方向とし、基台１０の上下方向（図２の上下方向）をＺ軸方向とする。

【0014】

搬送コンベア２０は、Ｙ軸方向における基台１０の略中央位置に配置され、プリント基板ＢをＸ軸方向に沿った所定の搬送方向（例えば右側から左側）に沿って搬送する。搬送コンベア２０は、搬送方向に循環駆動する一対のコンベアベルト２２を備える。プリント基板Ｂは、両コンベアベルト２２に架設される形で搬送される。プリント基板Ｂは、基台１０の右側からコンベアベルト２２に沿って表面実装機１内に受け入れられ、図１の二点鎖線で囲まれる基台１０上の作業位置まで搬入される。そして、プリント基板Ｂは、前記作業位置で停止され、電子部品Ｅの実装作業が行われた後、コンベアベルト２２に沿って左側から表面実装機１の機外に搬出される。

【0015】

部品供給装置４０は、搬送コンベア２０の両側（図１の前後両側）においてＸ軸方向に並んで２箇所ずつ、計４箇所に配されている。これらの部品供給装置４０は、Ｘ軸方向に配列された複数のテープフィーダ４２を備えている。テープフィーダ４２は、複数の電子部品Ｅが収容された部品供給テープ（不図示）が巻回されたリール（不図示）、及び、リールから部品供給テープを引き出す電動式の送出装置（不図示）を含む。テープフィーダ４２は、前記リールから前記部品供給テープを間欠的に繰り出し、所定の部品供給位置に電子部品Ｅを供給する。

【0016】

部品実装装置３０は、基台１０の上方に設けられる一対の支持フレーム３２、ロータリーヘッド５０、及び、ロータリーヘッド５０をＸ軸方向及びＹ軸方向の任意の位置に移動させるロータリーヘッド移動機構を備えている。一対の支持フレーム３２は、それぞれＸ軸方向における基台１０の両側に位置において、Ｙ軸方向に延びている。支持フレーム３２には、前記ロータリーヘッド移動機構を構成するＸ軸サーボ機構及びＹ軸サーボ機構が設けられている。ロータリーヘッド５０はＸ軸サーボ機構及びＹ軸サーボ機構によって一定の可動領域内でＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能とされている。

【0017】

Ｙ軸サーボ機構は、左右一対で設けられ、Ｙ軸ガイドレール３３Ｙと、図示しないボールナットが螺合されたＹ軸ボールねじ３４Ｙと、Ｙ軸サーボモータ３５Ｙとを有している。Ｙ軸ガイドレール３３Ｙには、前記ボールナットに固定されたヘッド支持体３６が取り付けられている。Ｙ軸サーボモータ３５Ｙが通電制御されると、Ｙ軸ボールねじ３４Ｙに沿って前記ボールナットが進退する。その結果、前記ボールナットに固定されたヘッド支持体３６及びロータリーヘッド５０が、Ｙ軸ガイドレール３３Ｙに沿ってＹ軸方向に移動する。

【0018】

Ｘ軸サーボ機構は、Ｘ軸ガイドレール（不図示）と、図示しないボールナットが螺合されたＸ軸ボールねじ３４Ｘと、Ｘ軸サーボモータ３５Ｘとを有している。Ｘ軸ガイドレールには、その軸方向に沿ってロータリーヘッド５０が移動自在に取り付けられている。Ｘ軸サーボモータ３５Ｘが通電制御されると、Ｘ軸ボールねじ３４Ｘに沿って前記ボールナットが進退する。その結果、前記ボールナットに固定されたロータリーヘッド５０が、Ｘ軸ガイドレールに沿ってＸ軸方向に移動する。

【0019】

［ロータリーヘッドの構成］
次に、ロータリーヘッド５０の構成について説明する。図２は、ロータリーヘッド５０の斜視図である。ロータリーヘッド５０は、アーム状をなしており、各種の機構が搭載されるヘッド本体部５２と、このヘッド本体部５２を覆うヘッドカバー５３、５４を含む。ロータリーヘッド５０は、部品供給装置４０によって供給される電子部品Ｅを吸着すると共に移送し、プリント基板Ｂ上の所定位置に搭載する。

【0020】

図３は、ロータリーヘッド５０の要部斜視図、図４は、ロータリーヘッド５０の要部断面図である。ロータリーヘッド５０は、回転軸６２及びシャフト保持部６４を含む回転体６０、シャフト保持部６４に保持される複数本のノズルシャフト５５（シャフト）、Ｎ軸被駆動ギヤ６２Ｎ、図示しないＮ軸駆動装置、Ｒ軸被駆動ギヤ６２Ｒ、二つのＺ軸駆動装置８０（昇降機構）、各ノズルシャフト５５に対応して設けられている複数の切替装置９０、及び、二つのＶ軸駆動装置１００を備えている。本実施形態では、計１８本のノズルシャフト５５が、回転軸６２の回転軸線６１（中心軸）の周囲に環状に配列された状態で、シャフト保持部６４によってＺ軸方向に昇降可能に保持されている例を示している。

【0021】

回転体６０の回転軸６２は、Ｚ軸方向に沿って延びている。回転軸６２は、ヘッド本体部５２によって当該回転軸６２の回転軸線６１周りに回転可能に支持されている。シャフト保持部６４は、ロータリーヘッド５０の下端付近において回転軸６２の周りに設けられ、回転軸６２より大径な略円柱状を有している。

【0022】

Ｎ軸被駆動ギヤ６２Ｎは、回転軸６２に固定されており、回転軸６２と一体に回転する。前記Ｎ軸駆動装置は、ヘッド本体部５２に配置され、Ｎ軸サーボモータ３５Ｎ（回転駆動機構；図５参照）と、Ｎ軸サーボモータ３５Ｎの出力軸周りに設けられたＮ軸駆動ギヤ（不図示）と、を有している。Ｎ軸駆動ギヤは、Ｎ軸被駆動ギヤ６２Ｎと噛み合わされている。Ｎ軸サーボモータ３５Ｎが通電制御されると、Ｎ軸駆動ギヤ及びＮ軸被駆動ギヤ６２Ｎの回転駆動を介して、回転軸６２が回転軸線６１周りに任意の角度で回転駆動される。回転軸６２の回転によって、シャフト保持部６４も回転する。

【0023】

Ｒ軸被駆動ギヤ６２Ｒは、Ｎ軸被駆動ギヤ６２Ｎの下方に配置され、内側に回転軸６２が挿通されている。回転軸６２とＲ軸被駆動ギヤ６２Ｒとの間には、ベアリング６２１（図４）が配置されている。Ｒ軸被駆動ギヤ６２Ｒは、ベアリング６２１によって回転軸６２に対して回転軸線６１周りに相対回転可能に、回転軸６２に支持されている。

【0024】

図２に示すように、ロータリーヘッド５０のＺ軸方向における略中央部には、Ｒ軸被駆動ギヤ６２Ｒを回転駆動するためのＲ軸駆動装置７０が配置されている。Ｒ軸駆動装置７０は、Ｒ軸サーボモータ３５Ｒと、Ｒ軸サーボモータ３５Ｒの出力軸周りに設けられたＲ軸駆動ギヤ（不図示）と、を有している。Ｒ軸駆動ギヤはＲ軸被駆動ギヤ６２Ｒと噛み合わされている。Ｒ軸サーボモータ３５Ｒが通電制御されると、Ｒ軸駆動ギヤ及びＲ軸被駆動ギヤ６２Ｒの回転駆動を介してノズル自転用回転体６２２（図４）がＺ軸方向に沿った回転軸線６１周りに任意の角度で回転される。

【0025】

回転体６０のシャフト保持部６４には、周方向に等間隔で、貫通孔６４Ａが１８個形成されている。ノズルシャフト５５は、貫通孔６４Ａを通してＺ軸方向に沿って延在し、シャフト保持部６４を貫通している。貫通孔６４Ａ内には、ノズルシャフト５５の昇降をスムーズに行わせるためのボールベアリング６４Ｂが内設されている。各ノズルシャフト５５のうちシャフト保持部６４から下方に突出する下端部には、ノズル保持部５６Ｈが取り付けられている。ノズル保持部５６Ｈは、電子部品Ｅを吸着する吸着ノズル５６を保持している。

【0026】

各吸着ノズル５６には、負圧又は正圧が供給可能とされている。各吸着ノズル５６は、負圧によってその先端部に電子部品Ｅを吸着して保持するとともに、正圧によってその先端部に保持した電子部品Ｅを解放する。前記Ｎ軸駆動装置によって回転体６０が回転されると、各ノズルシャフト５５と共に各吸着ノズル５６が回転体６０の回転軸線６１周りに旋回する。

【0027】

各ノズルシャフト５５は、そのシャフト軸回りに自転が可能とされている。また、シャフト保持部６４の上方において各ノズルシャフト５５には、ノズルギヤ５７Ｒを下端側に備えたシャフトホルダ５７が挿通されている。ノズルギヤ５７Ｒは、上述のＲ軸被駆動ギヤ６２Ｒの回転に連動するノズル自転用回転体６２２が備えるギヤと噛み合わされている。Ｒ軸サーボモータ３５Ｒの駆動によってノズル自転用回転体６２２が回転されると、各シャフトホルダ５７がシャフト軸回りに回転する。

【0028】

各ノズルシャフト５５の上端部５５Ｔ（被押圧部）の近傍には、ばね止めボルト５８が螺合されている。また、各ノズルシャフト５５の上方部分には、リターンばね５９が挿通される形で付設されている。リターンばね５９は、ばね止めボルト５８とシャフトホルダ５７との間において圧縮された状態で配置されている。各ノズルシャフト５５は、このリターンばね５９の弾性力によって上方に付勢されている。

【0029】

二つのＺ軸駆動装置８０は、不動の装置であり、回転軸線６１を挟んでロータリーヘッド５０のＸ軸方向に対称配置されている。各Ｚ軸駆動装置８０は、環状に配置された１８本のノズルシャフト５５のうち、当該Ｚ軸駆動装置８０の配置位置に存在する一つのノズルシャフト５５を選択的に昇降させる。すなわち、１８本のノズルシャフト５５の配列円の円周の特定位置に一つのＺ軸駆動装置８０が配置されており、回転体６０の回転によって前記特定位置に停止された１本のノズルシャフト５５を、Ｚ軸方向に移動させる。

【0030】

Ｚ軸駆動装置８０は、箱状をなすＺ軸駆動源８１と、Ｚ軸駆動源８１から下方に伸びるＺ軸可動部８２と、カムフォロア８３（駆動部材）と、を有している。Ｚ軸駆動源８１の内部には、Ｚ軸可動部８２をリニアモータ駆動によって駆動するためのＺ軸リニアモータ３５Ｚ（図５）が設けられている。Ｚ軸可動部８２は、Ｚ軸駆動源８１に対してＺ軸方向に移動可能に支持されている。

【0031】

カムフォロア８３は、上述の特定位置に停止された１本のノズルシャフト５５の上端部５５Ｔ（被押圧部）と接触可能な位置に配置されている。換言すると、カムフォロア８３の配置位置の直下に、選択された１本のノズルシャフト５５の上端部５５Ｔが位置するように、上述のＮ軸駆動装置は回転体６０を回転駆動する。カムフォロア８３は、Ｚ軸可動部８２の下端部に、ホルダ８４を介して取り付けられている。ホルダ８４は、カムフォロア８３をＸ軸方向に沿った軸周りに回転可能に保持している。

【0032】

Ｚ軸駆動源８１によってＺ軸可動部８２が下降されると、カムフォロア８３が上記特定位置にあるノズルシャフト５５の上端部５５Ｔに当接して押圧し、当該ノズルシャフト５５がリターンばね５９の付勢力に抗して下降される（カムフォロア８３の第１姿勢）。ノズルシャフト５５が下降されると、そのノズルシャフト５５の下端に取り付けられた吸着ノズル５６が下降する。これにより、吸着ノズル５６の先端部が、部品供給装置４０の部品供給位置やプリント基板Ｂ上の所定位置に近接する。この状態からＺ軸可動部８２が上昇されると、上端部５５Ｔを押下していたカムフォロア８３も上昇する（カムフォロア８３の第２姿勢）。これにより、上端部５５Ｔの被押圧状態は解除され、リターンばね５９の弾性復帰力によってノズルシャフト５５及び吸着ノズル５６が上昇する。

【0033】

本実施形態では、ノズルシャフト５５の少なくとも上端部５５Ｔ付近、並びに、カムフォロア８３の少なくとも表層部分が強磁性体によって構成される。そして、ホルダ８４内には、カムフォロア８３に磁力を付与するためのマグネットが装備されている。これにより、カムフォロア８３とノズルシャフト５５の上端部５５Ｔとが磁力によって吸着可能とされている。この点については、後記で詳述する。

【0034】

切替装置９０は、各吸着ノズル５６に供給される圧力を、負圧と正圧との間で切り替える装置である。切替装置９０は、各吸着ノズル５６（各ノズルシャフト５５）に対応するよう、計１８個設けられている。各切替装置９０は、環状配列された各ノズルシャフト５５の外側において、隣接する二つのノズルシャフト５５の間に配置されている。各切替装置９０は、図３に示すように、軸状をなすバルブスプール９２と、バルブスプール９２の下側部分が収容される筒状のスリーブ９４と、を有している。

【0035】

スリーブ９４は、回転体６０に設けられた各取り付け孔の内部に挿入するようにして取り付けられている。バルブスプール９２は、その軸方向がＺ軸方向に沿うように、スリーブ９４の内部に収容されている。バルブスプール９２は、スリーブ９４内でＺ軸方向に沿って移動することで、各吸着ノズル５６に供給される空気の圧力を負圧と正圧との間で切り替える。なお、本実施形態では各スリーブ９４に負圧及び正圧が供給される経路についての説明は省略する。

【0036】

各バルブスプール９２は、その上側部分に当接部９３を有している。当接部９３は、横向きの略Ｕ字形状を有し、後述するＶ軸駆動装置１００のＶ軸カムフォロア１０６が当接される。当接部９３は、前記Ｕ字形状の開口側を外側（回転軸６２側とは反対側）に向けた形で、それぞれ配置されている。

【0037】

二つのＶ軸駆動装置１００は、回転体６０の回転軸６２を挟んでロータリーヘッド５０の左右両側に対称配置されている。Ｖ軸駆動装置１００は、各切替装置９０のバルブスプール９２をＺ軸方向に移動させる装置である。Ｖ軸駆動装置１００は、箱状をなすＶ軸駆動源１０２と、Ｖ軸駆動源１０２から上方に伸びるＶ軸可動部１０４と、を有している。Ｖ軸駆動源１０２の内部には、Ｖ軸可動部１０４をリニアモータ駆動によって駆動するためのＶ軸リニアモータ３５Ｖ（図５）が設けられている。Ｖ軸可動部１０４は、Ｖ軸駆動源１０２に対してＺ軸方向に沿って移動可能に支持されている。

【0038】

Ｖ軸可動部１０４の上端部には、Ｖ軸カムフォロア１０６が、Ｘ軸方向に沿った軸周りに回転可能に取り付けられている。Ｖ軸可動部１０４は、選択的に昇降されるノズルシャフト５５に対応するバルブスプール９２に対して、略Ｕ字形状の当接部９３の内側にＶ軸カムフォロア１０６が位置するような配置で、Ｖ軸駆動源１０２に支持されている。

【0039】

Ｖ軸駆動源１０２によってＶ軸可動部１０４が上方に移動されると、Ｖ軸カムフォロア１０６が当接部９３に当接してバルブスプール９２を押し上げ、吸着ノズル５６に負圧が供給される。一方、Ｖ軸駆動源１０２によってＶ軸可動部１０４が下方に移動されると、Ｖ軸カムフォロア１０６がその両側に位置する当接部９３に当接してバルブスプール９２を押し下げ、吸着ノズル５６に正圧が供給される。

【0040】

なお、ロータリーヘッド５０には、基板認識カメラＣ１（図５参照）が搭載されている。基板認識カメラＣ１は、ロータリーヘッド５０とともに一体的に移動することで、作業位置に停止したプリント基板Ｂ上の任意の位置の画像を撮像する。また、基台１０上における作業位置の近傍には、部品認識カメラＣ２（図１参照）が固定的に配置されている。部品認識カメラＣ２は、吸着ノズル５６によって部品供給装置４０の部品供給位置から吸着された電子部品Ｅの画像を撮像する。

【0041】

［表面実装機の電気的構成］
続いて、図５を参照して、表面実装機１の電気的構成について説明する。表面実装機１の本体は、制御部１１０によってその全体が制御統括されている。制御部１１０は、ＣＰＵ等により構成される演算処理部１１１を備えている。演算処理部１１１には、モータ制御部１１２、記憶部１１３、画像処理部１１４、外部入出力部１１５、フィーダ通信部１１６、表示部１１７及び入力部１１８が、それぞれ接続されている。

【0042】

モータ制御部１１２は、記憶部１１３に記憶されている実装プログラム１１３Ａに基づいて、部品実装装置３０のＸ軸サーボモータ３５Ｘ及びＹ軸サーボモータ３５Ｙを駆動させる。また、モータ制御部１１２は、ロータリーヘッド５０に搭載されているＮ軸サーボモータ３５Ｎ、Ｒ軸サーボモータ３５Ｒ、Ｚ軸リニアモータ３５Ｚ、及びＶ軸リニアモータ３５Ｖをそれぞれ駆動させる。さらにモータ制御部１１２は、実装プログラム１１３Ａに従って搬送コンベア２０を駆動させる。

【0043】

記憶部１１３は、ＣＰＵを制御するプログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）や、装置の動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成されている。記憶部１１３には実装プログラム１１３Ａ、各種データ１１３Ｂなどが記憶されている。

【0044】

各種データ１１３Ｂには、実装対象となるプリント基板Ｂの生産枚数に関する基板情報、プリント基板Ｂに実装される電子部品Ｅの個数や種類等を含む部品情報、プリント基板Ｂ上の電子部品Ｅの搭載位置に関する搭載位置情報、部品供給装置４０の各フィーダ４２に保持された電子部品Ｅの数や種類に関するデータ等が含まれている。

【0045】

画像処理部１１４には、基板認識カメラＣ１及び部品認識カメラＣ２から出力される撮像信号がそれぞれ取り込まれる。画像処理部１１４は、取り込まれた基板認識カメラＣ１及び部品認識カメラＣ２からの撮像信号に基づいて、部品画像の解析並びに基板画像の解析のための画像処理を行う。

【0046】

外部入出力部１１５は、いわゆるインターフェースであって、表面実装機１の本体に設置される各種センサ類１１５Ａから出力される検出信号を取り込む。外部入出力部１１５は、演算処理部１１１から出力される制御信号に基づいて、各種アクチュエータ類１１５Ｂに対する動作制御を行う。

【0047】

フィーダ通信部１１６は、部品供給装置４０に取り付けられた各フィーダ４２の制御部と接続されており、各フィーダ４２を統括して制御する。各フィーダ４２の制御部は、部品供給テープを送出するためのモータの駆動を制御する。

【0048】

表示部１１７は、表示画面を有する液晶表示装置等から構成され、表面実装機１の状態等を表示画面上に表示する。入力部１１８は、キーボード等から構成され、手動による操作によって外部からの入力を受け付ける。

【0049】

以上のような構成とされた表面実装機１では、自動運転中において、搬送コンベア２０によってプリント基板Ｂを基台１０上の作業位置に搬送する搬送状態と、作業位置に搬入されたプリント基板Ｂ上に実装する実装状態とが交互に実行される。この実装状態では、部品供給装置４０によって供給される電子部品Ｅを１８個の吸着ノズル５６にそれぞれ吸着させる吸着作業と、ロータリーヘッド５０を移送してそれらの電子部品Ｅをプリント基板Ｂに搭載する搭載作業とが交互に繰り返される。

【0050】

［Ｚ軸可動部の詳細］
次に、ロータリーヘッド５０のＺ軸駆動装置８０（昇降機構）のＺ軸可動部８２の詳細構造について、図６～図９を参照して説明する。図６、図７、図８は、それぞれＺ軸可動部８２の斜視図、側面図、正面図である。図９は、図８のＩＸ－ＩＸ線断面図である。Ｚ軸可動部８２は、上述のカムフォロア８３及びホルダ８４に加えて、Ｚ軸リニアモータ３５Ｚ（図５）を含むリニアモータ機構の一部をなすレール８２０、上下一対のレールガイド８２１及び可動子８２２を備えている。

【0051】

レール８２０は、Ｚ軸方向に直線状に延びる長尺体であり、そのＹ方向の側面は平坦面とされ、Ｘ軸方向の側面にはＺ軸方向に延びるレール溝が設けられている。一対のレールガイド８２１は、Ｚ軸駆動源８１（図２、図４）の筐体に固定され、レール８２０の前記レール溝が嵌め込まれるガイド部を有している。レール８２０は、レールガイド８２１にガイドされつつ、Ｚ方向へ摺動移動することができる。

【0052】

可動子８２２は、Ｚ軸駆動源８１内に配置されている図略の固定子と共に、リニアモータを構成する。可動子８２２は、ヨーク８２３及び複数の永久磁石８２４を含む。ヨーク８２３は、純鉄や低炭素鋼からなり、厚肉で長尺の矩形状の平板である。ヨーク８２３の裏面側が、レール８２０が有する前記平坦面に取り付けられている。複数の永久磁石８２４は、ヨーク８２３の表面側に、所定の均等なピッチでＺ軸方向に配列されている。

【0053】

Ｚ軸方向において、レール８２０は、ヨーク８２３よりも長い全長を有しており、ヨーク８２３はレール８２０に上詰めで取り付けされている。ホルダ８４は、空きスペースとなるレール８２０の下方領域に、ネジ止め等の固定部８４０によって取り付けられている。つまり、レール８２０には、可動子８２２とホルダ８４とが上下に並ぶように取り付けられている。従って、前記リニアモータが動作してレール８２０が昇降すると、ホルダ８４及び当該ホルダ８４に保持されているカムフォロア８３も昇降する。

【0054】

ホルダ８４は、アルミ合金等の非磁性体金属で形成され、側面視（図７）でＬ型の形状を備えている。ホルダ８４は、取り付け部８４Ａ、ホルダ本体部８４Ｂ及び先端突出部８４Ｃを有している。取り付け部８４Ａは、Ｚ軸方向に延在する部分であり、レール８２０とＸ軸方向の幅が略同一である。取り付け部８４Ａは、レール８２０の前記平坦面に添設され、上記の固定部８４０によってレール８２０に固定されている。ホルダ本体部８４Ｂは、取り付け部８４Ａの下端からＸ方向に延び出している。先端突出部８４Ｃは、ホルダ本体部８４Ｂの先端側の上方領域から、さらにＸ方向へ突出した部分である。カムフォロア８３は、先端突出部８４Ｃの直下に位置しており、ホルダ本体部８４Ｂの先端側下方領域において回転自在に保持されている。

【0055】

図９を参照して、ホルダ８４の内部構造を説明する。ホルダ８４はカムフォロア８３の他、その内部において第１マグネットＭ１及び第２マグネットＭ２を保持している。ホルダ８４のホルダ本体部８４Ｂ及び先端突出部８４Ｃの内部には、カム保持部８４１、第１マグネット保持部８４２及び第２マグネット保持部８４３が備えられている。第１、第２マグネットＭ１、Ｍ２は、カムフォロア８３に磁力を付与するために配置されたマグネットである。第１マグネットＭ１の上には、ホルダヨーク８５が配置されている。

【0056】

カム保持部８４１は、ホルダ本体部８４Ｂの先端且つ下方付近に設けられた、Ｘ軸方向に延びる筒状の空間である。カム保持部８４１は、ベアリングを備えたカムフォロア８３の回転軸８３１を保持している。第１マグネット保持部８４２は、先端突出部８４ＣをＺ軸方向に貫通するように設けられた筒状の空間である。第１マグネット保持部８４２は、第１マグネットＭ１を保持している。先端突出部８４Ｃとカムフォロア８３とは、Ｚ軸方向において至近距離で隣接している。このため、第１マグネットＭ１はカムフォロア８３の近傍に配置されることになる。また、第１マグネットＭ１は、カムフォロア８３の配置位置に磁力が向かう方向に磁化されている。

【0057】

第２マグネット保持部８４３は、カム保持部８４１に同軸で後方に連なるように設けられた、Ｘ軸方向に延びる筒状の空間である。第２マグネット保持部８４３は、第２マグネットＭ２を保持している。第２マグネット保持部８４３は、カムフォロア８３を保持するカム保持部８４１と、Ｘ軸方向において隣接している。このため、第２マグネットＭ２もまた、カムフォロア８３の近傍に配置されることになる。また、第２マグネットＭ２も、カムフォロア８３の配置位置に磁力が向かう方向に磁化されている。

【0058】

カムフォロア８３は、上記の通りホルダ８４内に配置された第１、第２マグネットＭ１、Ｍ２から磁力を与えられるので、磁気的な吸着力を持つようになる。また、本実施形態のノズルシャフト５５は、全体が鉄又は鉄合金等の強磁性体、若しくは、少なくとも上端部５５Ｔ（被押圧部）付近が強磁性体で形成されたものが用いられる。このため、カムフォロア８３とノズルシャフト５５の上端部５５Ｔとの間には磁力により密着しようとする力が作用する。従って、リターンばね５９の付勢力に前記磁力が重畳された力が、ノズルシャフト５５のリターン力となる。つまり、前記磁力の重畳により、前記リターン力を大きくすることができる。

【0059】

［カムフォロアに磁力を付与する意義］
続いて、図１０及び図１１を参照して、カムフォロア８３に磁力を付与する意義について説明する。図１０（Ａ）～（Ｃ）は、比較例におけるノズルシャフト５５の昇降動作を説明するための模式図である。比較例では、カムフォロア８３に磁力が付与されていないものとする。

【0060】

図１０（Ａ）は、ノズルシャフト５５が下降すると共に、ノズルシャフト５５の下端にノズル保持部５６Ｈを介して取り付けられた吸着ノズル５６が、電子部品Ｅを吸着して保持した後、ノズルシャフト５５が上昇しようとする状態を示している。ノズルシャフト５５の下降は、Ｚ軸駆動装置８０によってカムフォロア８３が下方へ移動されることで実現される。前記下方への移動により、カムフォロア８３が、ノズルシャフト５５の上端部５５Ｔと接触し、リターンばね５９の付勢力に抗して上端部５５Ｔを下方へ押圧する姿勢（第１姿勢）とされる。

【0061】

また、図１０（Ａ）に示したノズルシャフト５５の上昇は、Ｚ軸駆動装置８０によってカムフォロア８３が上方へ移動されることで実現される。つまり、カムフォロア８３による上端部５５Ｔの前記押圧が解除されるよう、カムフォロア８３が姿勢変更（第２姿勢）される。カムフォロア８３の押圧が解除されると、リターンばね５９の付勢力によって、ノズルシャフト５５は上昇する。図１０（Ａ）では、Ｚ軸駆動装置８０によって上昇されるカムフォロア８３の上昇加速度を矢印Ａ、リターンばね５９の付勢力を矢印Ｆ１で示している。

【0062】

一方、吸着ノズル５６が部品Ｅを保持した後のノズルシャフト５５の上昇時には、リターンばね５９の付勢力Ｆ１に反する二つの力が発生する。その一つが、ノズルシャフト５５を保持する回転体６０のシャフト保持部６４の貫通孔６４Ａと、ノズルシャフト５５の外周面との間の摩擦力Ｆ２である。貫通孔６４Ａ内にはボールベアリング６４Ｂが配設されているが、どうしても一定の摩擦力Ｆ２が発生してしまう。

【0063】

もう一つは、ノズルシャフト５５に働く慣性力Ｆ３である。慣性力Ｆ３の大きさは、ノズルシャフト５５自身の質量、ノズル保持部５６Ｈ及び吸着ノズル５６の質量、及び、吸着ノズル５６で吸着された電子部品Ｅの質量の合計に比例する。なお、大型の電子部品Ｅを実装対象とする場合、電子部品Ｅ自身の質量が増加すると共に、ノズル保持部５６Ｈ及び吸着ノズル５６も大型化を要することから質量が増加する。従って、大型の電子部品Ｅを取り扱い対象とするほど、慣性力Ｆ３も大きくなる傾向となる。

【0064】

これら摩擦力Ｆ２と慣性力Ｆ３との和が、リターンばね５９の付勢力Ｆ１よりも優勢となる場合がある。この場合、図１０（Ｂ）に示すように、カムフォロア８３の上昇にノズルシャフト５５が追従できない場合が生じ得る。図中に矢印ａ１で示すように、カムフォロア８３は、Ｚ軸駆動装置８０のリニアモータ機構によって所定の速度で上昇する。一方、ノズルシャフト５５も、矢印ａ２で示すように、リターンばね５９の付勢力Ｆ１によって上昇する。しかし、付勢力Ｆ１は上述の摩擦力Ｆ２及び慣性力Ｆ３で減殺されるので、ノズルシャフト５５の上昇は、カムフォロア８３の上昇に遅延する。このため、カムフォロア８３の最下面とノズルシャフト５５の上端部５５Ｔとが一時的に離間し、隙間Ｇが生じる。

【0065】

その後、図１０（Ｃ）に示すように、上端部５５Ｔはカムフォロア８３へ再接触する。つまり、ノズルシャフト５５は、矢印ａ３で示すように遅延分の上昇を行い、その上端部５５Ｔがカムフォロア８３に突き当たる。この再接触の際、ノズルシャフト５５に衝撃が加わり、保持している電子部品Ｅを落としたり、ノズルシャフト５５の吸着姿勢にずれが生じたりする不具合が生じ得る。とりわけ、部品認識カメラＣ２で吸着ノズル５６による電子部品Ｅの吸着姿勢を「良」と判定した後に前記再接触の衝撃が加わり、電子部品Ｅの落下や姿勢ズレが生じた場合、電子部品Ｅの実装ミスが生じてしまう。

【0066】

上端部５５Ｔとカムフォロアとの離間を抑止する一つの手段は、リターンばね５９の付勢力Ｆ１を大きくし、ノズルシャフト５５のリターン力を増強することである。しかし、前記リターン力の増強には、リターンばね５９を形成しているばねの線径を大きくする、ばねのセット長を長くする等、リターンばね５９の寸法の増加を伴う設計変更が必要となる。従って、小型化が求められるロータリーヘッド５０並びに表面実装機１では、前記リターン力の増強には限界がある。

【0067】

また、ノズルシャフト５５のリターン力が増強できない場合、種々の不具合が生じる。既述の通り、大型の電子部品Ｅを実装対象とするほど、慣性力Ｆ３が大きくなる。従って、前記リターン力が増強できないと、取り扱い対象の電子部品Ｅの種類に制限を掛けざるを得なくなり、表面実装機１の能力範囲が低下する。また、ノズルシャフト５５に働く慣性力Ｆ３は、当該ノズルシャフト５５の駆動加速度にも比例する。それゆえ、前記リターン力が小さいと前記駆動加速度を小さく設定せざるを得ず、ロータリーヘッド５０の高速化を阻害する。

【0068】

摩擦力Ｆ２については、ノズルシャフト５５や回転体６０の材質選択や表面コーティング等、又はボールベアリング６４Ｂの高性能化などの対策によって低減することは可能である。しかし、これらの対策には大幅なコストアップが必定となる。従って、摩擦力Ｆ２を、現実的なコストの範囲で低減するには限界がある。

【0069】

これらの問題を、本実施形態のロータリーヘッド５０では解消することができる。図１１（Ａ）～（Ｃ）は、本実施形態におけるノズルシャフト５５の昇降動作を説明するための模式図である。図１１（Ａ）は、比較例の図１０（Ａ）に対応する図であり、ノズルシャフト５５に取り付けられた吸着ノズル５６が、電子部品Ｅを吸着して保持した後、当該ノズルシャフト５５が上昇しようとする状態を示している。比較例と相違する点は、カムフォロア８３に対してマグネットＭから磁力φが付与されている点である。

【0070】

磁力φによって、カムフォロア８３とノズルシャフト５５の上端部５５Ｔとの間には密着しようとする力が作用する。換言すると、カムフォロア８３がノズルシャフト５５を引き上げる力を具備するようになる。つまり、リターンばね５９の付勢力Ｆ１に磁力φが重畳された力が、ノズルシャフト５５のリターン力となる。このため、摩擦力Ｆ２と慣性力Ｆ３との和が、リターンばね５９の付勢力Ｆ１よりも優勢であるとしても、磁力φの重畳によって優勢状態を解消することができる。従って、図１１（Ｂ）に示すように、カムフォロア８３と上端部５５Ｔとの密着性を確保でき、図１０（Ｂ）に示す比較例のような隙間Ｇの発生を防止することができる。

【0071】

図１１（Ｃ）に示すように、ノズルシャフト５５の上昇時にカムフォロア８３と上端部５５Ｔとの密着性を確保されているので、図１０（Ｃ）に示す比較例のような再接触に伴う衝撃もノズルシャフト５５に加わることはない。すなわち、本実施形態によれば、リターンばね５９の付勢力Ｆ１を大きくすることなく、マグネットＭから磁力φのアシストによって、ノズルシャフト５５の上昇時におけるカムフォロア８３と上端部５５Ｔとの離間を抑止できる。従って、吸着ノズル５６に吸着された電子部品Ｅの落下や吸着姿勢ズレの発生を防止することができる。

【0072】

また、磁力φのアシストによって、より大きな加速度でノズルシャフト５５を昇降駆動させることが可能となる。つまり、ロータリーヘッド５０の高速化を図ることができる。加えて、より質量の大きい電子部品Ｅを実装対象として考慮できるようになるので、表面実装機１の能力範囲を拡大することができる。

【0073】

さらに、磁力φのアシスト分を考慮できるので、リターンばね５９として比較的付勢力Ｆ１が小さいばねを採用することが可能となる。例えば、摩擦力Ｆ２及び慣性力Ｆ３を考慮した場合、ノズルシャフト５５のリターン力として２［Ｎ］（ニュートン）が必要であるとする。この２［Ｎ］の全てをリターンばね５９の付勢力Ｆ１で担わせる場合、相当の大サイズのリターンばね５９が必要となる。しかし、マグネットＭの磁力φにより、０．５～１．０［Ｎ］程度担わせることができれば、リターンばね５９として小サイズのものを使用することが可能となる。例えば、リターンばね５９を短く設計でき、ノズルシャフト５５も短いものを用いることができる。つまり、ロータリーヘッド５０を小型化でき、高速化にも対応し易くなる。

【0074】

リターンばね５９の付勢力Ｆ１を小さくできることによる副次的効果もある。付勢力Ｆ１が小さい分、リターンばね５９付のノズルシャフト５５を押下するカムフォロア８３を駆動するＺ軸駆動装置８０の出力を小さくすることができる。つまり、Ｚ軸リニアモータ３５Ｚの発生トルクを小さくできる。これに伴い、通電に伴う発熱の低減、温度変化の抑制による精度の向上も期待できる。さらに、付勢力Ｆ１が弱いことから、リターンばね５９が関わる周辺部材に加わるばね力が小さくなる。このため、各所の摩耗を低減し、製品寿命を延ばすことができる。

【0075】

［マグネットの各種配置態様］
続いて、ホルダ８４へのマグネットＭの各種配置態様について説明する。図１２（Ａ）は、ホルダ８４の側断面図、図１２（Ｂ）は、ホルダ８４の正面図である。ここに示すホルダ８４は、先に図９に示したホルダ８４を模式的に示した図でもある。

【0076】

ホルダ８４は、カムフォロア８３に磁力を付与するために、互いに異なる位置に配置された第１マグネットＭ１及び第２マグネットＭ２を保持している。第１マグネットＭ１は、カムフォロア８３にＺ軸方向において対向する平坦な第１対向面Ｍ１Ａを備える。第２マグネットＭ２は、カムフォロア８３にＸ軸方向に対向する平坦な第２対向面Ｍ２Ａを備えている。ホルダ８４は、第１対向面Ｍ１Ａの面方向と第２対向面Ｍ２Ａの面方向とが互いに交差する方向となるように、第１、第２マグネットＭ１、Ｍ２を保持している。図１２（Ａ）では、第１対向面Ｍ１Ａの面方向と第２対向面Ｍ２Ａの面方向とが直交する例を示している。すなわち、第１対向面Ｍ１Ａの法線ｎ１と第２対向面Ｍ２Ａの法線ｎ２とが直交（交差）している。

【0077】

第１マグネットＭ１の第１対向面Ｍ１Ａと第２マグネットＭ２の第２対向面Ｍ２Ａとは、同極に着磁されている。具体的には、第１マグネットＭ１のＳ極が第１対向面Ｍ１Ａとされ、第２マグネットＭ２のＳ極が第２対向面Ｍ２Ａとされている。このように、カムフォロア８３と対向する第１、第２対向面Ｍ１Ａ、Ｍ２Ａを同極とすることで、第１、第２マグネットＭ１、Ｍ２の磁力を効率的にカムフォロア８３へ作用させることができる。

【0078】

カムフォロア８３は、第１対向面Ｍ１Ａの法線ｎ１と第２対向面Ｍ２Ａの法線ｎ２とが直交する位置に配置されている。このことは、第１、第２マグネットＭ１、Ｍ２が発生する磁力が最も集中する位置に、カムフォロア８３が配置されていることを意味する。つまり、互いに直交する方向に配置された２つのマグネットＭ１、Ｍ２で多面的にカムフォロア８３へ磁力を付与し、カムフォロア８３を強く磁化することができる。

【0079】

また、第１マグネットＭ１のＮ極側には第１ホルダヨーク８５１が、第２マグネットＭ２のＮ極側には第２ホルダヨーク８５２が、各々配置されている。第１、第２ホルダヨーク８５１は、マグネットが発生する磁力をカムフォロア８３に集中させる機能を果たす。第１、第２ホルダヨーク８５１、８５２の配置によって、第１、第２マグネットＭ１、Ｍ２が発生する磁力に指向性を持たせることができる。従って、一層効率良く第１、第２マグネットＭ１、Ｍ２の磁力をカムフォロア８３に作用させることができる。

【0080】

カムフォロア８３は、第１、第２マグネットＭ１、Ｍ２の磁力によって磁化され易いよう、強磁性体で構成されていることが望ましい。或いは、少なくともカムフォロア８３の表層部分８３Ａが強磁性体で構成されていることが望ましい。これにより、大きな磁力が付与され易いカムフォロア８３とし、ノズルシャフト５５の上端部５５Ｔとカムフォロア８３との間の密着性を一層高めることができる。

【0081】

また、カムフォロア８３に磁力を付与する他の態様として、カムフォロア８３自体をマグネットによって構成することもできる。この場合、磁力がノズルシャフト５５の上端部５５Ｔへ集中するように、ヨークをカムフォロア８３の背面側に付設することが望ましい。但し、カムフォロア８３はノズルシャフト５５を押圧する役目を担うことから、相応の機械的強度が必要となる。マグネットからなるカムフォロア８３では、そのような機械的強度を確保するのは難しい。従って、鉄又は鉄合金のような、機械的強度に優れた強磁性体からなるカムフォロア８３を用いることが望ましい。

【0082】

図１２では、ホルダ８４内に２つのマグネットＭ１、Ｍ２を配置する例を示したが、ホルダ８４内に１個又は３個以上のマグネットを配置するようにしても良い。図１３（Ａ）は、第１変形例に係るホルダ８６を示す側断面図である。第１変形例は、一つのマグネットＭ１１だけをホルダ８６内に配置する例である。マグネットＭ１１の配置位置は、先の図１２における第２マグネットＭ２と同様である。すなわち、マグネットＭ１１は、そのＳ極がカムフォロア８３とＸ軸方向において対向するように、ホルダ８６内に組み付けられている。カムフォロア８３は、マグネットＭ１１から磁力を付与される。

【0083】

図１３（Ｂ）は、第２変形例に係るホルダ８７を示す側断面図である。第２変形例も、一つのマグネットＭ１２だけをホルダ８７内に配置する例である。マグネットＭ１２の配置位置は、先の図１２における第１マグネットＭ１と同様である。ホルダ８７は、カムフォロア８３に対してＸ軸方向（右側）に隣接する第１片８７１と、Ｚ軸方向（上側）に隣接する第２片８７２とが、固定ネジ８７３で結合されてなる。マグネットＭ１２は、Ｓ極がカムフォロア８３とＺ軸方向において対向するように、第２片８７２内に組み付けられている。第２変形例によれば、既存のホルダ８４に、マグネットＭ１２を後付けで取り付けることが可能という利点がある。

【0084】

図１４（Ａ）は、第３変形例に係るホルダ８８を示すＸＺ面の断面図である。第３変形例は、三つのマグネット；第１、第２、第３マグネットＭ２１、Ｍ２２、Ｍ２３をホルダ８８内に配置する例である。第１マグネットＭ２１は、カムフォロア８３とＺ軸方向において対向し、第２マグネットＭ２２は、カムフォロア８３とＸ軸方向において対向している。第３マグネットＭ２３は、ＸＺ軸の中間の斜めの方位において、カムフォロア８３と対向している。第１、第２、第３マグネットＭ２１、Ｍ２２、Ｍ２３は、いずれもＳ極がカムフォロア８３と対向するように、ホルダ８８に組み付けられている。

【0085】

図１４（Ｂ）は、第４変形例に係るホルダ８９を示すＹＺ面の断面図である。第４変形例も、三つのマグネット；第１、第２、第３マグネットＭ３１、Ｍ３２、Ｍ３３をホルダ８９内に配置する例である。第４変形例では、カムフォロア８３の周方向に三つのマグネットを配置する例を示している。すなわち、第１マグネットＭ３１は、カムフォロア８３とＺ軸方向において対向している。一方、第２マグネットＭ３２及び第３マグネットＭ３３は、第１マグネットＭ３１に対して周方向にシフトした斜めの方向から、カムフォロア８３と対向している。第１、第２、第３マグネットＭ３１、Ｍ３２、Ｍ３３は、いずれもＳ極がカムフォロア８３と対向するように、ホルダ８９に組み付けられている。第３、第４変形例によれば、カムフォロア８３は、三つのマグネットから磁力を付与されるので、より強力に磁化される。

【0086】

以上説明した本発明によれば、ノズルシャフト５５の少なくとも上端部５５Ｔ（被押圧部）は強磁性体によって構成され、カムフォロア８３（駆動部材）にはマグネットＭから磁力φが付与されているので、両者間には磁力φにより密着しようとする力が作用する。つまり、リターンばね５９の付勢力Ｆ１に磁力φが重畳された力が、ノズルシャフト５５のリターン力となる。このため、リターンばね５９の付勢力Ｆ１を大きくすることなく、ノズルシャフト５５の上昇時における上端部５５Ｔとカムフォロア８３との離間を抑止できる。従って、上端部５５Ｔとカムフォロア８３との離間の後の再接触という現象自体が生じず、前記再接触に伴う衝撃がノズルシャフト５５に加わることを未然に防止できる。従って、吸着ノズル５６が保持している電子部品Ｅを落としたり、電子部品Ｅの吸着姿勢にずれが生じたりする不具合を防止することができる。

【0087】

［上記実施形態に包含される発明］
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。

【0088】

本発明の一局面に係るシャフト駆動装置は、被押圧部を有し、昇降可能に保持された複数のシャフトと、前記複数のシャフトの各々に付設され、各シャフトを上方に付勢するリターンばねと、前記複数のシャフトのいずれかの前記被押圧部と接触可能であり、一つのシャフトを選択的に昇降させる駆動部材と、前記駆動部材を、前記リターンばねの付勢力に抗して前記シャフトを下降させるように、前記シャフトの被押圧部と接触して押圧する第１姿勢と、前記押圧を解除する第２姿勢との間で姿勢変更させる昇降機構と、を備え、前記シャフトの前記被押圧部は強磁性体によって構成され、前記駆動部材には磁力が付与されている。

【0089】

このシャフト駆動装置によれば、シャフトの被押圧部は強磁性体によって構成され、駆動部材には磁力が付与されているので、両者間には磁力により密着しようとする力が作用する。つまり、リターンばねの付勢力に前記磁力が重畳された力が、シャフトのリターン力となる。このため、前記リターンばねの付勢力を大きくすることなく、前記シャフトの上昇時における前記被押圧部と前記駆動部材との離間を抑止できる。従って、前記離間の後の再接触に伴う衝撃が前記シャフトに加わることを防止できる。

【0090】

上記のシャフト駆動装置において、前記駆動部材の近傍に配置されるマグネットをさらに備え、前記マグネットは、前記駆動部材の配置位置に磁力が向かう方向に磁化されていることが望ましい。

【0091】

このシャフト駆動装置によれば、駆動部材に磁力を簡易に付与することができる。また、前記駆動部材自体をマグネットとせず、強度に優れた材料で前記駆動部材を構成することができる。従って、前記駆動部材の耐久性を高めることができる。

【0092】

上記のシャフト駆動装置において、前記マグネットは、互いに異なる位置に配置された第１マグネット及び第２マグネットを含み、前記第１マグネットは、前記駆動部材に対向する第１対向面を備え、前記第２マグネットは、前記駆動部材に対向する第２対向面を備え、前記第１対向面と前記第２対向面とは、同極に着磁されていることが望ましい。

【0093】

このシャフト駆動装置によれば、多面的に配置される第１及び第２マグネットにより、効率的に駆動部材に磁力を付与することができる。

【0094】

上記のシャフト駆動装置において、前記第１対向面の面方向と前記第２対向面の面方向とが互いに交差する方向となるように、前記第１マグネット及び前記第２マグネットを保持するホルダをさらに備え、前記駆動部材は、前記第１対向面の法線と前記第２対向面の法線とが交差する位置に配置されていることが望ましい。

【0095】

このシャフト駆動装置によれば、第１及び第２マグネットの磁力が最も集中する位置に駆動部材が配置される。このため、前記被押圧部と前記駆動部材との間の密着性を一層高めることができる。

【0096】

上記のシャフト駆動装置において、前記マグネットが発生する磁力を前記駆動部材に集中させるヨークをさらに備えることが望ましい。

【0097】

このシャフト駆動装置によれば、ヨークによって磁力に指向性を持たせることができるので、マグネットの磁力を効率良く駆動部材に作用させることができる。

【0098】

上記のシャフト駆動装置において、前記駆動部材の少なくとも表層部分が強磁性体で構成されていることが望ましい。

【0099】

このシャフト駆動装置によれば、大きな磁力が付与され易い駆動部材とし、前記被押圧部と前記駆動部材との間の密着性を一層高めることができる。

【0100】

上記のシャフト駆動装置において、前記複数のシャフトを中心軸の周囲に環状に配列した状態で保持し、前記中心軸回りに回転する回転体と、前記回転体を回転駆動する回転駆動機構と、をさらに備え、前記回転駆動機構は、前記駆動部材の配置位置の直下に選択された一つのシャフトの被押圧部が位置するよう、前記回転体を回転させる構成とすることができる。

【0101】

このシャフト駆動装置よれば、回転体を回転させて複数のシャフトの中から一つのシャフトを選択し、選択されたシャフトを駆動部材で昇降させることができる。この昇降の際、磁力のアシストによって、前記駆動部材と前記シャフトの被押圧部との密着性を確保することができる。

【0102】

本発明の他の局面に係る部品実装装置は、ロータリーヘッドを備え、基板上に部品を実装する部品実装装置であって、前記ロータリーヘッドは、被押圧部を上端に、部品吸着ノズルを下端にそれぞれ有する複数のシャフトと、前記複数のシャフトを中心軸の周囲に環状に配列した状態で昇降可能に保持し、前記中心軸回りに回転する回転体と、前記複数のシャフトの各々に付設され、各シャフトを上方に付勢するリターンばねと、前記複数のシャフトのいずれかの前記被押圧部と接触可能であり、一つのシャフトを選択的に昇降させる駆動部材と、前記駆動部材を、前記リターンばねの付勢力に抗して前記シャフトを下降させるように、前記シャフトの被押圧部と接触して押圧する第１姿勢と、前記押圧を解除する第２姿勢との間で姿勢変更させる昇降機構と、前記駆動部材の配置位置の直下に選択された一つのシャフトの被押圧部が位置するよう、前記回転体を回転駆動する回転駆動機構と、を備え、前記シャフトの前記被押圧部は、強磁性体によって構成され、前記駆動部材には磁力が付与されている。

【0103】

この部品実装装置によれば、ロータリーヘッドのシャフトの被押圧部が強磁性体によって構成され、駆動部材には磁力が付与されているので、両者間には磁力により密着しようとする力が作用する。つまり、リターンばねの付勢力に前記磁力が重畳された力が、シャフトのリターン力となる。このため、ロータリーヘッドにおいて前記リターンばねの付勢力を大きくすることなく、前記シャフトの上昇時における前記被押圧部と前記駆動部材との離間を抑止できる。従って、前記離間の後の再接触に伴う衝撃が前記シャフトに加わることを防止でき、部品吸引ノズルに保持された部品の落下や吸着姿勢のずれの発生を防止することができる。

【0104】

以上説明した本発明によれば、リターンばねの付勢力を大きくすることなく、シャフトの被押圧部と駆動部材との離間を抑止できるシャフト駆動装置、及び当該シャフト駆動装置が適用されたロータリーヘッドを有する部品実装装置を提供することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】