特許 7584082 ヘッドユニット、アクチュエータ及び実装システム

(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】2024-11-07

(45)【発行日】2024-11-15

(54)【発明の名称】ヘッドユニット、アクチュエータ及び実装システム

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/04 20060101AFI20241108BHJP

   H02K 41/02 20060101ALI20241108BHJP

【ＦＩ】

H05K13/04 A

H02K41/02 C

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020176907

(22)【出願日】2020-10-21

(65)【公開番号】P2022068005

(43)【公開日】2022-05-09

【審査請求日】2023-08-07

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002527

【氏名又は名称】弁理士法人北斗特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】樋口 元寛

【審査官】内田 茉李

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１４３４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０３３５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０５６２９５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００４－０８８０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２６６１５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １３／０４

Ｈ０２Ｋ ４１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線が第１方向及び前記第１方向に対して反対方向である第２方向に沿ったリニアシャフトと、
前記リニアシャフトに対して前記第２方向に並んでおり、軸線が前記第１方向及び前記第２方向に沿っているロータシャフトと、
前記ロータシャフトの前記第２方向における端部に設けられ、対象物を捕捉する捕捉部と、
前記リニアシャフトを前記ロータシャフトと共に前記第１方向及び前記第２方向に移動させるリニア駆動力を前記リニアシャフトに与えるリニア駆動部と、
前記ロータシャフトを前記リニアシャフトに対して回転させる回転駆動力を前記ロータシャフトに与えるロータ駆動部と、
前記リニアシャフトに連結されたリニア連結部と、
前記リニア連結部に対して回転可能であり前記ロータシャフトに連結されたロータ連結部と、を備え、
前記ロータ連結部の形状は、前記リニア連結部の一部を収容可能な形状である、
ヘッドユニット。

【請求項2】

前記ロータ連結部は、前記ロータ連結部の内側でベアリングを保持し、
前記ベアリングは、前記第１方向と直交する方向において前記リニア連結部と前記ロータ連結部との間に配置される、
請求項１に記載のヘッドユニット。

【請求項3】

軸線が第１方向及び前記第１方向に対して反対方向である第２方向に沿ったリニアシャフトと、
前記リニアシャフトに対して前記第２方向に並んでおり、軸線が前記第１方向及び前記第２方向に沿っているロータシャフトと、
前記ロータシャフトの前記第２方向における端部に設けられ、対象物を捕捉する捕捉部と、
前記リニアシャフトを前記ロータシャフトと共に前記第１方向及び前記第２方向に移動させるリニア駆動力を前記リニアシャフトに与えるリニア駆動部と、
前記ロータシャフトを前記リニアシャフトに対して回転させる回転駆動力を前記ロータシャフトに与えるロータ駆動部と、
前記リニアシャフトに連結されたリニア連結部と、
前記リニア連結部に対して回転可能であり前記ロータシャフトに連結されたロータ連結部と、
前記第１方向と直交する方向において前記リニア連結部と前記ロータ連結部との間に配置されるベアリングと、を備える、
ヘッドユニット。

【請求項4】

前記ベアリングを複数備え、
前記複数のベアリングは、前記第１方向に並んでいる、
請求項２又は３に記載のヘッドユニット。

【請求項5】

前記複数のベアリングは、前記リニア連結部と前記ロータ連結部との間に挟まれている、
請求項４に記載のヘッドユニット。

【請求項6】

軸線が第１方向及び前記第１方向に対して反対方向である第２方向に沿ったリニアシャフトと、
前記リニアシャフトに対して前記第２方向に並んでおり、軸線が前記第１方向及び前記第２方向に沿っているロータシャフトと、
前記ロータシャフトの前記第２方向における端部に設けられ、対象物を捕捉する捕捉部と、
前記リニアシャフトを前記ロータシャフトと共に前記第１方向及び前記第２方向に移動させるリニア駆動力を前記リニアシャフトに与えるリニア駆動部と、
前記ロータシャフトを前記リニアシャフトに対して回転させる回転駆動力を前記ロータシャフトに与えるロータ駆動部と、
前記リニアシャフトに連結されたリニア連結部と、
前記リニア連結部に対して回転可能であり前記ロータシャフトに連結されたロータ連結部と、を備え、
前記ロータ駆動部は、前記ロータシャフトと同心状に配置され前記ロータシャフトに連結されている回転子と、前記回転子を介して前記ロータシャフトに前記回転駆動力を与える固定子と、を有し、
前記固定子の形状は、前記第１方向に沿った筒状であり、前記回転子は、前記固定子の内側に配置されている、
ヘッドユニット。

【請求項7】

前記第１方向に沿った筒状に形成されており、内側に前記ロータシャフトを配置しているスプラインナットと、
前記ロータシャフトと前記スプラインナットとの間に配置され、前記ロータシャフトの移動方向を前記第１方向及び前記第２方向に規制するガイド部材と、を更に備え、
前記ロータシャフトは、前記ロータ駆動部から前記スプラインナットを介して前記回転駆動力を受けて回転し、
前記ロータシャフトは、前記スプラインナットに対して前記第１方向及び前記第２方向に移動し、
前記ガイド部材と前記回転子とは、前記第１方向に並んでいる、
請求項６に記載のヘッドユニット。

【請求項8】

前記第１方向に沿った筒状に形成されており、内側に前記ロータシャフトを配置しているスプラインナットと、
前記ロータシャフトと前記スプラインナットとの間に配置され、前記ロータシャフトの移動方向を前記第１方向及び前記第２方向に規制するガイド部材と、を更に備え、
前記ロータシャフトは、前記ロータ駆動部から前記スプラインナットを介して前記回転駆動力を受けて回転し、
前記ロータシャフトは、前記スプラインナットに対して前記第１方向及び前記第２方向に移動し、
前記ガイド部材と前記回転子とは、前記第１方向と直交する方向に並んでいる、
請求項６に記載のヘッドユニット。

【請求項9】

前記固定子に対する前記回転子の回転角に関する情報を回転センサに提示するスケールを更に備え、
前記スケールは、前記スプラインナットと一体に回転可能である、
請求項７又は８に記載のヘッドユニット。

【請求項10】

前記スプラインナットと前記ロータ連結部との間に配置され、前記リニアシャフトを前記第１方向に移動させる力を発生させる復帰部材を更に備える、
請求項７～９のいずれか一項に記載のヘッドユニット。

【請求項11】

軸線が第１方向及び前記第１方向に対して反対方向である第２方向に沿ったリニアシャフトと、
前記リニアシャフトに対して前記第２方向に並んでおり、軸線が前記第１方向及び前記第２方向に沿っているロータシャフトと、
前記ロータシャフトの前記第２方向における端部に設けられ、対象物を捕捉する捕捉部と、
前記リニアシャフトを前記ロータシャフトと共に前記第１方向及び前記第２方向に移動させるリニア駆動力を前記リニアシャフトに与えるリニア駆動部と、
前記ロータシャフトを前記リニアシャフトに対して回転させる回転駆動力を前記ロータシャフトに与えるロータ駆動部と、
前記リニアシャフトに連結されたリニア連結部と、
前記リニア連結部に対して回転可能であり前記ロータシャフトに連結されたロータ連結部と、
前記リニア連結部に対して前記第１方向に並んでおり、前記リニアシャフトの移動方向を前記第１方向及び前記第２方向に規制する規制部材と、を備える、
ヘッドユニット。

【請求項12】

軸線が第１方向及び前記第１方向に対して反対方向である第２方向に沿ったリニアシャフトと、
前記リニアシャフトに対して前記第２方向に並んでおり、軸線が前記第１方向及び前記第２方向に沿っており、前記第２方向における端部に、対象物を捕捉する捕捉部が取付可能である取付部を有するロータシャフトと、
前記リニアシャフトを前記ロータシャフトと共に前記第１方向及び前記第２方向に移動させるリニア駆動力を前記リニアシャフトに与えるリニア駆動部と、
前記ロータシャフトを前記リニアシャフトに対して回転させる回転駆動力を前記ロータシャフトに与えるロータ駆動部と、
前記リニアシャフトに連結されたリニア連結部と、
前記リニア連結部に対して回転可能であり前記ロータシャフトに連結されたロータ連結部と、を備え、
前記ロータ連結部の形状は、前記リニア連結部の一部を収容可能な形状である、
アクチュエータ。

【請求項13】

請求項１～１１のいずれか一項に記載のヘッドユニットと、
前記捕捉部に捕捉された前記対象物が実装される実装部材を保持する保持装置と、を備える、
実装システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は一般にヘッドユニット、アクチュエータ及び実装システムに関し、より詳細には、直線的な移動と回転とが可能なヘッドユニット、このヘッドユニットに用いられるアクチュエータ、及び、このヘッドユニットを備える実装システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載のアクチュエータは、回転型モータ（ロータ駆動部）と、スプライン部材と、リニア型モータと、出力部（取付部）と、を備える。回転型モータは、一の軸線回りに回転する回転型可動子を有する。スプライン部材は、回転型可動子より回転力を受けて軸線回りに回転する第１部材と、軸線上を往復移動しかつ第１部材より回転力を受けて軸線回りに回転する第２部材と、を有する。リニア型モータは、第２部材より回転力を受けて軸線回りに回転するリニア型可動子と、リニア型可動子に軸線方向に沿った駆動力を与えるリニア型固定子と、を有する。リニア型可動子は、リニア型固定子を軸線方向に貫通しており、リニア型固定子に対して軸線回りに回転する。出力部は、リニア型可動子の一端に設けられ、回転型モータ及びリニア型モータにより駆動される。出力部には、対象物を捕捉する捕捉部が固定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－０７５８９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、捕捉部の位置制御の精度を向上させることができるヘッドユニット、アクチュエータ及び実装システム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】

【0005】

本開示の一態様に係るヘッドユニットは、リニアシャフトと、ロータシャフトと、捕捉部と、リニア駆動部と、ロータ駆動部と、リニア連結部と、ロータ連結部と、を備える。前記リニアシャフトの軸線は、第１方向及び第２方向に沿っている。前記第２方向は、前記第１方向に対して反対方向である。前記ロータシャフトは、前記リニアシャフトに対して前記第２方向に並んでいる。前記ロータシャフトの軸線は、前記第１方向及び前記第２方向に沿っている。前記捕捉部は、前記ロータシャフトの前記第２方向における端部に設けられ、対象物を捕捉する。前記リニア駆動部は、前記リニアシャフトを前記ロータシャフトと共に前記第１方向及び前記第２方向に移動させるリニア駆動力を前記リニアシャフトに与える。前記ロータ駆動部は、前記ロータシャフトを前記リニアシャフトに対して回転させる回転駆動力を前記ロータシャフトに与える。前記リニア連結部は、前記リニアシャフトに連結されている。前記ロータ連結部は、前記リニア連結部に対して回転可能であり前記ロータシャフトに連結されている。前記ロータ連結部の形状は、前記リニア連結部の一部を収容可能な形状である。
本開示の一態様に係るヘッドユニットは、リニアシャフトと、ロータシャフトと、捕捉部と、リニア駆動部と、ロータ駆動部と、リニア連結部と、ロータ連結部と、ベアリングと、を備える。前記リニアシャフトの軸線は、第１方向及び第２方向に沿っている。前記第２方向は、前記第１方向に対して反対方向である。前記ロータシャフトは、前記リニアシャフトに対して前記第２方向に並んでいる。前記ロータシャフトの軸線は、前記第１方向及び前記第２方向に沿っている。前記捕捉部は、前記ロータシャフトの前記第２方向における端部に設けられ、対象物を捕捉する。前記リニア駆動部は、前記リニアシャフトを前記ロータシャフトと共に前記第１方向及び前記第２方向に移動させるリニア駆動力を前記リニアシャフトに与える。前記ロータ駆動部は、前記ロータシャフトを前記リニアシャフトに対して回転させる回転駆動力を前記ロータシャフトに与える。前記リニア連結部は、前記リニアシャフトに連結されている。前記ロータ連結部は、前記リニア連結部に対して回転可能であり前記ロータシャフトに連結されている。前記ベアリングは、前記第１方向と直交する方向において前記リニア連結部と前記ロータ連結部との間に配置される。
本開示の一態様に係るヘッドユニットは、リニアシャフトと、ロータシャフトと、捕捉部と、リニア駆動部と、ロータ駆動部と、リニア連結部と、ロータ連結部と、を備える。前記リニアシャフトの軸線は、第１方向及び第２方向に沿っている。前記第２方向は、前記第１方向に対して反対方向である。前記ロータシャフトは、前記リニアシャフトに対して前記第２方向に並んでいる。前記ロータシャフトの軸線は、前記第１方向及び前記第２方向に沿っている。前記捕捉部は、前記ロータシャフトの前記第２方向における端部に設けられ、対象物を捕捉する。前記リニア駆動部は、前記リニアシャフトを前記ロータシャフトと共に前記第１方向及び前記第２方向に移動させるリニア駆動力を前記リニアシャフトに与える。前記ロータ駆動部は、前記ロータシャフトを前記リニアシャフトに対して回転させる回転駆動力を前記ロータシャフトに与える。前記リニア連結部は、前記リニアシャフトに連結されている。前記ロータ連結部は、前記リニア連結部に対して回転可能であり前記ロータシャフトに連結されている。前記ロータ駆動部は、前記ロータシャフトと同心状に配置され前記ロータシャフトに連結されている回転子と、前記回転子を介して前記ロータシャフトに前記回転駆動力を与える固定子と、を有する。前記固定子の形状は、前記第１方向に沿った筒状であり、前記回転子は、前記固定子の内側に配置されている。
本開示の一態様に係るヘッドユニットは、リニアシャフトと、ロータシャフトと、捕捉部と、リニア駆動部と、ロータ駆動部と、リニア連結部と、ロータ連結部と、規制部材と、を備える。前記リニアシャフトの軸線は、第１方向及び第２方向に沿っている。前記第２方向は、前記第１方向に対して反対方向である。前記ロータシャフトは、前記リニアシャフトに対して前記第２方向に並んでいる。前記ロータシャフトの軸線は、前記第１方向及び前記第２方向に沿っている。前記捕捉部は、前記ロータシャフトの前記第２方向における端部に設けられ、対象物を捕捉する。前記リニア駆動部は、前記リニアシャフトを前記ロータシャフトと共に前記第１方向及び前記第２方向に移動させるリニア駆動力を前記リニアシャフトに与える。前記ロータ駆動部は、前記ロータシャフトを前記リニアシャフトに対して回転させる回転駆動力を前記ロータシャフトに与える。前記リニア連結部は、前記リニアシャフトに連結されている。前記ロータ連結部は、前記リニア連結部に対して回転可能であり前記ロータシャフトに連結されている。前記規制部材は、前記リニア連結部に対して前記第１方向に並んでおり、前記リニアシャフトの移動方向を前記第１方向及び前記第２方向に規制する。

【0006】

本開示の一態様に係るアクチュエータは、リニアシャフトと、ロータシャフトと、リニア駆動部と、ロータ駆動部と、リニア連結部と、ロータ連結部と、を備える。前記リニアシャフトの軸線は、第１方向及び第２方向に沿っている。前記第２方向は、前記第１方向に対して反対方向である。前記ロータシャフトは、前記リニアシャフトに対して前記第２方向に並んでいる。前記ロータシャフトの軸線は、前記第１方向及び前記第２方向に沿っている。前記ロータシャフトは、前記第２方向における端部に、取付部を有する。前記取付部には、対象物を捕捉する捕捉部が取付可能である。前記リニア駆動部は、前記リニアシャフトを前記ロータシャフトと共に前記第１方向及び前記第２方向に移動させるリニア駆動力を前記リニアシャフトに与える。前記ロータ駆動部は、前記ロータシャフトを前記リニアシャフトに対して回転させる回転駆動力を前記ロータシャフトに与える。前記リニア連結部は、前記リニアシャフトに連結されている。前記ロータ連結部は、前記リニア連結部に対して回転可能であり前記ロータシャフトに連結されている。前記ロータ連結部の形状は、前記リニア連結部の一部を収容可能な形状である。

【0007】

本開示の一態様に係る実装システムは、前記ヘッドユニットと、保持装置と、を備える。前記保持装置は、前記捕捉部に捕捉された前記対象物が実装される実装部材を保持する。

【発明の効果】

【0008】

本開示は、捕捉部の位置制御の精度を向上させることができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、一実施形態に係るアクチュエータの正面図である。

【図2】図２は、同上のアクチュエータの正面図であって、ハウジングの図示を省略した図である。

【図3】図３は、図１の領域Ｘ１における、同上のアクチュエータの断面図である。

【図4】図４は、図１の領域Ｘ２における、同上のアクチュエータの断面図である。

【図5】図５は、同上のアクチュエータの要部の分解斜視図である。

【図6】図６は、同上のアクチュエータの別の要部の分解斜視図である。

【図7】図７は、図３のVII－VII線に対応する、同上のアクチュエータの断面図である。

【図8】図８は、同上のアクチュエータを備える実装システムの平面図である。

【図9】図９は、図８のIX－IX線に対応する位置における、同上の実装システムの正面図である。

【図10】図１０は、同上の実装システムの要部の側面図である。

【図11】図１１は、変形例１に係る実装システムの要部の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（実施形態）
以下、実施形態に係るアクチュエータ、ヘッドユニット及び実装システムについて、図面を用いて説明する。ただし、下記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の１つに過ぎない。下記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、下記の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。また、図１等において、第１方向Ｄ１を表す矢印及び第２方向Ｄ２を表す矢印は、説明のために図示しているに過ぎず、実体を伴わない。

【0011】

（概要）
図１に示すように、アクチュエータ１は、取付部５２を有する。取付部５２には、捕捉部１０ａ（図１０参照）が取付可能である。捕捉部１０ａは、対象物１０２ｂ（図９参照）に対する操作を実行する部位である。上記操作は、対象物１０２ｂを捕捉する操作である。アクチュエータ１は、取付部５２を有するロータシャフト５をロータシャフト５の軸線方向に直線的に移動させ、また、回転させることで、取付部５２を所望の位置に移動させ、かつ、取付部５２の回転角を所望の回転角にする。その後、捕捉部１０ａによる操作が実行される。

【0012】

アクチュエータ１は、ヘッドユニット１０（図１０参照）に用いられる。すなわち、ヘッドユニット１０は、アクチュエータ１を備える。ヘッドユニット１０は、捕捉部１０ａ（図１０参照）を更に備える。捕捉部１０ａは、取付部５２に設けられ、対象物１０２ｂを捕捉する。すなわち、取付部５２は、捕捉部１０ａを介して対象物１０２ｂを捕捉する操作をする。本実施形態の捕捉部１０ａは、取付部５２に取り外し可能に取り付けられるが、捕捉部１０ａは、取付部５２から取り外し不可能であってもよい。また、捕捉部１０ａは、取付部５２の一部又は全部であってもよい。

【0013】

捕捉部１０ａは、例えば、対象物１０２ｂを吸着することで、対象物１０２ｂを捕捉する。より詳細には、捕捉部１０ａは、対象物１０２ｂを真空吸着する。

【0014】

本実施形態の対象物１０２ｂは、電子部品である。ヘッドユニット１０は、対象物１０２ｂ（電子部品）を実装部材１１１（図９参照）に実装する。本実施形態の実装部材１１１は、基板である。より詳細には、実装部材１１１は、プリント配線板である。

【0015】

アクチュエータ１は、スケール７３（図４参照）及び回転センサ７４（図４参照）を備える。回転センサ７４は、取付部５２の回転角に関する情報をスケール７３から読み取る。具体的には、回転センサ７４は、取付部５２を有するロータシャフト５の回転角を読み取る。アクチュエータ１は、制御装置と共に用いられ、制御装置は、回転センサ７４の読取り結果を用いて、取付部５２の回転角を制御する。

【0016】

また、アクチュエータ１は、リニアスケール４７（図２、図３参照）及び位置センサ４６（図３参照）を更に備える。位置センサ４６は、取付部５２の位置に関する情報をリニアスケール４７から読み取る。具体的には、位置センサ４６は、取付部５２と共に第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に移動するリニアシャフト２（後述する）の、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２における位置に関する情報を読み取る。制御装置は、位置センサ４６で読み取られた情報を用いて、取付部５２の第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２における位置を制御する。

【0017】

ヘッドユニット１０は、実装システム１００に用いられる。すなわち、実装システム１００は、ヘッドユニット１０を備える。実装システム１００は、保持装置１０１（図９参照）を更に備える。保持装置１０１は、実装部材１１１を保持する。捕捉部１０ａに捕捉された対象物１０２ｂは、実装部材１１１に実装される。

【0018】

図３、図４に示すように、本実施形態のアクチュエータ１は、リニアシャフト２と、ロータシャフト５と、リニア駆動部３と、ロータ駆動部６と、リニア連結部８２と、ロータ連結部８３と、を備える。リニアシャフト２の軸線は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に沿っている。第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１に対して反対方向である。ロータシャフト５は、リニアシャフト２に対して第２方向Ｄ２に並んでいる。ロータシャフト５の軸線は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に沿っている。ロータシャフト５は、第２方向Ｄ２における端部に、取付部５２を有する。取付部５２には、対象物１０２ｂを捕捉する捕捉部１０ａが取付可能である。リニア駆動部３は、リニアシャフト２をロータシャフト５と共に第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に移動させるリニア駆動力をリニアシャフト２に与える。ロータ駆動部６は、ロータシャフト５をリニアシャフト２に対して回転させる回転駆動力をロータシャフト５に与える。リニア連結部８２は、リニアシャフト２に連結されている。ロータ連結部８３は、リニア連結部８２に対して回転可能でありロータシャフト５に連結されている。

【0019】

本実施形態のアクチュエータ１によれば、ロータシャフト５がロータ駆動部６から与えられた回転駆動力で回転するとき、リニアシャフト２が回転することを抑制できる。そのため、取付部５２（及び捕捉部１０ａ）の位置を精度良く制御できる。

【0020】

例えば、仮にリニアシャフト２が回転すると、位置センサ４６は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２への移動と回転との両方を行うリニアシャフト２の位置を検知する必要がある。このような位置検知は、回転しないリニアシャフト２の位置を検知することと比較して困難であるため、検知精度が低下する可能性がある。本実施形態では、リニアシャフト２の回転を抑制することで、検知精度を改善し、これにより、取付部５２（及び捕捉部１０ａ）の位置制御の精度を向上させることができる。

【0021】

（詳細）
（１）アクチュエータ
上述の通り、アクチュエータ１は、リニアシャフト２と、ロータシャフト５と、リニア駆動部３と、ロータ駆動部６と、リニア連結部８２と、ロータ連結部８３と、を備える。また、図３に示すように、アクチュエータ１は、２つのベアリング（第１ベアリング８１）と、規制部材４１と、第１基板４２と、第１外筒部４４１と、第２外筒部４４２と、カバー４５（図４参照）と、位置センサ４６と、リニアスケール４７と、２つのブッシュ４８と、２つの締結部材Ｆ１、Ｆ２と、を備える。さらに、図４に示すように、アクチュエータ１は、スプラインナット７１と、ガイド部材７２と、スケール７３（ロータリスケール）と、回転センサ７４と、第２基板７５と、第２ベアリング７６と、第３ベアリング７７と、シム７８と、復帰部材７９と、ハウジング９と、を備える。

【0022】

（２）ハウジング
図１、図３、図４に示すように、ハウジング９は、第１方向Ｄ１に長さを有する。ハウジング９は、第１ブロック９１と、第２ブロック９２と、第３ブロック９３と、第４ブロック９４と、を有する。第１ブロック９１、第２ブロック９２、第３ブロック９３及び第４ブロック９４は、この順で第２方向Ｄ２に並んでいる。

【0023】

第１ブロック９１は、第２方向Ｄ２における一端が開口した箱状に形成されている。第１ブロック９１には、リニアシャフト２のうち、第１方向Ｄ１における一端部２１（図２参照）を含む部分が収容されている。

【0024】

第２ブロック９２は、第１ブロック９１と第３ブロック９３とを連結している。第２ブロック９２は、リニアシャフト２の一部を収容する第１外筒部４４１を保持している。

【0025】

第３ブロック９３は、第２ブロック９２と第４ブロック９４とを連結している。第３ブロック９３は、筒状に形成されている。第３ブロック９３は、ロータシャフト５の一部を収容している。

【0026】

第４ブロック９４は、箱状に形成されている。第４ブロック９４は、第１方向Ｄ１における一端部及び第２方向Ｄ２における一端部にそれぞれ、開口部を有する。第４ブロック９４は、ロータシャフト５の一部を収容している。第４ブロック９４のうち第２方向Ｄ２における上記一端部の開口部からは、ロータシャフト５のうち取付部５２を含む部位が突出している。

【0027】

（３）リニアシャフト及びリニア連結部
図２、図３に示すように、リニアシャフト２の形状は、円柱状である。リニアシャフト２は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に移動可能なように、規制部材４１等に保持されている。

【0028】

リニアシャフト２のうち、第１方向Ｄ１における一端部２１には、リニアスケール４７が取り付けられている。リニアシャフト２のうち、第２方向Ｄ２における一端部２２は、リニア連結部８２に連結されている。リニア連結部８２は、リニアシャフト２に対して第２方向Ｄ２に並んでいる。

【0029】

リニアシャフト２は、磁石ユニットＵ１と、柱部２６と、を有する。柱部２６は、リニアシャフト２のうち第１方向Ｄ１における一端部２１を含む。磁石ユニットＵ１は、リニアシャフト２のうち、第２方向Ｄ２における一端部２２を含む。柱部２６は、磁石ユニットＵ１に連結されている。柱部２６は、磁石ユニットＵ１に対して第１方向Ｄ１に並んでいる。

【0030】

磁石ユニットＵ１は、複数（図３では１２個）の永久磁石２３と、内筒部２５と、を有する。

【0031】

複数の永久磁石２３は、第１方向Ｄ１に並んでいる。内筒部２５の形状は、筒状である。内筒部２５は、複数の永久磁石２３を収容している。

【0032】

複数の永久磁石２３は、互いに隣り合う側の端部の極（Ｓ極又はＮ極）が同極となるように並べられている。例えば、複数の永久磁石２３のうちの１つである第１の永久磁石と、第１の永久磁石に隣り合う第２の永久磁石とは、Ｓ極を対向させており、第２の永久磁石と、第２の永久磁石に隣り合う第３の永久磁石とは、Ｎ極を対向させている。

【0033】

図５に示すように、柱部２６の形状は、円柱状である。柱部２６は、その側面に、複数（４つ。図５では２つのみを図示）の溝部２６１を有する。複数の溝部２６１は、第１方向Ｄ１に延びている。

【0034】

図３に示すように、リニア連結部８２は、リニアシャフト２のうち第２方向Ｄ２における一端部２２に連結されている。すなわち、リニア連結部８２は、磁石ユニットＵ１に連結されている。リニア連結部８２は、磁石ユニットＵ１に対して第２方向Ｄ２に並んでいる。リニア連結部８２の形状は、柱状（より詳細には、円柱状）である。リニア連結部８２は、２つの第１ベアリング８１に連結されている。

【0035】

（４）リニア駆動部
図３に示すように、リニア駆動部３は、複数（図３では１２個）のコイル３１を含んでいる。複数のコイル３１は、第１方向Ｄ１に並んでいる。複数のコイル３１の内側には、リニアシャフト２が通されている。

【0036】

一例として、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３つのコイル３１を１組として、複数組（図３では４組）のコイル３１が第１方向Ｄ１に並んでいる。複数のコイル３１は、第１外筒部４４１に収容されている。

【0037】

リニア駆動部３の内側には、リニアシャフト２の複数の永久磁石２３が配置される。複数のコイル３１は、外部電源から励磁電流の供給を受けることができる。複数のコイル３１に励磁電流が流れると、複数のコイル３１と複数の永久磁石２３との電磁的相互作用により、リニアシャフト２が第１方向Ｄ１又は第２方向Ｄ２に駆動される。すなわち、複数のコイル３１と複数の永久磁石２３とにより、リニアモータが構成されている。

【0038】

（５）規制部材
規制部材４１は、リニア連結部８２に対して第１方向Ｄ１に並んでいる。規制部材４１は、リニアシャフト２の移動方向を第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に規制する。

【0039】

図５に示すように、規制部材４１は、筒状部４１１と、フランジ部４１２と、を有する。筒状部４１１の形状は、円筒状である。フランジ部４１２は、筒状部４１１から筒状部４１１の径方向に沿って外向きに突出している。

【0040】

筒状部４１１は、その内面から突出した複数（図５では４つ）の突部４１３を有する。複数の突部４１３は、第１方向Ｄ１に延びている。複数の突部４１３は、柱部２６の複数の溝部２６１と一対一で対応している。柱部２６は、複数の溝部２６１にそれぞれ対応する突部４１３が挿入されるように、筒状部４１１の内側に配置されている。これにより、リニアシャフト２の移動方向が第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に規制されている。また、これにより、リニアシャフト２の回転が抑制されている。

【0041】

（６）第１基板、位置センサ及びリニアスケール
図３に示すように、第１基板４２は、ハウジング９の第１ブロック９１に収容されている。第１基板４２は、第２ブロック９２に固定されている。アクチュエータ１は、第１基板４２に実装された複数の電子部品を備える。例えば、アクチュエータ１は、複数の電子部品の一部として、第１基板４２に実装された位置センサ４６を備える。位置センサ４６は、リニアシャフト２の位置を検知する。これにより、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２におけるリニアシャフト２の位置に関する情報が、位置センサ４６から出力される。アクチュエータ１の外部の制御装置は、位置センサ４６から出力された情報に基づいて、リニア駆動部３の複数のコイル３１に供給する電流を制御し、これにより、取付部５２の位置を制御する。

【0042】

リニアスケール４７は、リニアシャフト２に保持されている。リニアスケール４７は、リニアシャフト２と共に第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に移動する。位置センサ４６は、リニアスケール４７に対向する位置に配置されている。

【0043】

リニアスケール４７及び位置センサ４６は、リニアエンコーダを構成している。すなわち、アクチュエータ１は、リニアエンコーダを備え、リニアエンコーダは、リニアスケール４７及び位置センサ４６を有する。リニアエンコーダは、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２におけるリニアシャフト２の位置に関する情報を含む電気信号を出力する。

【0044】

一例として、リニアエンコーダは、光電式リニアエンコーダである。リニアスケール４７は、第１方向Ｄ１に並んで形成された複数のスリットを含む。位置センサ４６は、発光素子と受光素子とを含み、発光素子から出射されスリットを通過した光が、受光素子で受光される。位置センサ４６は、受光素子の受光量に応じた電気信号を、リニアシャフト２の位置に関する情報として出力する。アクチュエータ１の外部の制御装置は、受光素子から出力された電気信号に基づいて、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２におけるリニアシャフト２の位置を算出する。

【0045】

（７）第１外筒部、第２外筒部及びカバー
図３に示すように、第１外筒部４４１の形状は、筒状である。第１外筒部４４１は、リニアシャフト２の磁石ユニットＵ１を収容している。さらに、第１外筒部４４１は、２つの第１ベアリング８１と、リニア連結部８２と、ロータ連結部８３と、ロータシャフト５の一部と、を収容している。

【0046】

第２外筒部４４２（図４参照）の形状は、筒状である。第２外筒部４４２は、ロータシャフト５の一部を収容している。

【0047】

カバー４５（図４参照）は、第２方向Ｄ２における第２外筒部４４２の一端を覆う。第２方向Ｄ２から見たカバー４５の形状は、筒状である。カバー４５の内側には、ロータシャフト５が通されている。

【0048】

（８）ブッシュ
図３に示すように、２つのブッシュ４８の形状は、円筒状である。２つのブッシュ４８は、第１外筒部４４１に収容されている。２つのブッシュ４８は、第１方向Ｄ１に並んでいる。リニア駆動部３は、２つのブッシュ４８の間に挟まれている。

【0049】

（９）ロータシャフト
図４に示すように、ロータシャフト５の形状は、円柱状である。ロータシャフト５は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に移動可能、かつ、ロータシャフト５の中心軸を中心に回転可能なように、ガイド部材７２等に保持されている。

【0050】

ロータシャフト５のうち、第１方向Ｄ１における一端部５１は、ロータ連結部８３を介して、２つの第１ベアリング８１に保持されている。ロータシャフト５のうち、第２方向Ｄ２における一端部には、取付部５２（図１参照）が設けられている。取付部５２は、ハウジング９の外部に露出している。取付部５２は、捕捉部１０ａ（図１０参照）を着脱可能な構造に形成されている。

【0051】

図６に示すように、ロータシャフト５の形状は、円柱状である。ロータシャフト５は、その側面に、複数（４つ。図６では３つのみを図示）の溝部５３を有する。複数の溝部５３は、第１方向Ｄ１に延びている。

【0052】

（１０）ガイド部材
図６に示すように、ガイド部材７２の形状は、円筒状である。ガイド部材７２は、その内面から突出した複数（図６では４つ）の突部７２１を有する。複数の突部７２１は、第１方向Ｄ１に延びている。複数の突部７２１は、ロータシャフト５の複数の溝部５３と一対一で対応している。

【0053】

ロータシャフト５は、複数の溝部５３にそれぞれ対応する突部７２１が挿入されるように、ガイド部材７２の内側に配置されている。言い換えると、複数の突部７２１及び複数の溝部５３が嵌合している。これにより、ロータシャフト５の移動方向が第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に規制されている。

【0054】

また、複数の突部７２１及び複数の溝部５３が嵌合することでガイド部材７２とロータシャフト５とが連結されているため、ガイド部材７２は、ロータシャフト５と共に回転可能である。すなわち、ガイド部材７２がロータ駆動部６から回転駆動力を受けて回転することで、ロータシャフト５も回転する。

【0055】

（１１）ロータ駆動部
図４に示すように、ロータ駆動部６は、回転型モータである。ロータ駆動部６としては、例えば、サーボモータ又はステッピングモータを採用することができる。ロータ駆動部６は、ハウジング９の第４ブロック９４に収容されている。

【0056】

ロータ駆動部６は、回転子６１と、固定子６２と、を有する。固定子６２の形状は、第１方向Ｄ１に沿った筒状である。回転子６１の形状は、固定子６２と同心の筒状である。回転子６１は、固定子６２の内側に配置されている。回転子６１の内側には、ロータシャフト５が配置されている。すなわち、回転子６１は、ロータシャフト５と同心状に配置されている。回転子６１は、ロータシャフト５に連結されている。より詳細には、回転子６１は、スプラインナット７１及びガイド部材７２を介して、ロータシャフト５に連結されている。固定子６２は、回転子６１を介してロータシャフト５に回転駆動力を与える。

【0057】

一例として、固定子６２はコイルを有し、回転子６１は永久磁石を有する。回転子６１は、固定子６２との間の電磁的相互作用により回転する。

【0058】

（１２）スプラインナット
図４に示すように、スプラインナット７１は、第１方向Ｄ１に沿った筒状に形成されており、内側にロータシャフト５を配置している。スプラインナット７１、ガイド部材７２、スケール７３及び回転子６１は、互いに固定されている。

【0059】

スプラインナット７１は、第１筒部７１１と、第２筒部７１２と、を有する。第１筒部７１１及び第２筒部７１２は、互いに同心の筒状に形成されている。第１筒部７１１は、第２筒部７１２に対して第１方向Ｄ１に並んでいる。第１筒部７１１と第２筒部７１２とは、一体につながっている。第１筒部７１１のうち第１方向Ｄ１における一端部は、カバー４５の内側に通されている。

【0060】

第１筒部７１１の外径は、第２筒部７１２の外径よりも小さい。第１筒部７１１の内径は、第２筒部７１２の内径よりも小さい。

【0061】

第１筒部７１１は、ハウジング９の第４ブロック９４に収容されている。第１筒部７１１には、スケール７３が取り付けられている。第１方向Ｄ１から見たスケール７３の形状は環状であり、第１筒部７１１は、スケール７３の内側に通されている。スケール７３は、スプラインナット７１と共に回転可能である。

【0062】

第１筒部７１１は、ロータ駆動部６の回転子６１の内側に通されている。スプラインナット７１は、回転子６１と共に回転可能である。

【0063】

第１筒部７１１の内側には、ロータシャフト５が通されている。第２筒部７１２の内側には、ガイド部材７２が通されている。ガイド部材７２は、スプラインナット７１と共に回転可能である。ガイド部材７２の内側には、ロータシャフト５が通されている。つまり、ガイド部材７２は、ロータシャフト５とスプラインナット７１との間に配置されている。

【0064】

このように、スプラインナット７１の内側には、ロータシャフト５が通されている。回転子６１は、スプラインナット７１及びガイド部材７２を介して、ロータシャフト５に回転駆動力を与える。これにより、回転子６１、スプラインナット７１、ガイド部材７２、ロータシャフト５及びスケール７３が一体に回転する。

【0065】

ハウジング９の第３ブロック９３には、第２ベアリング７６が保持されている。第１方向Ｄ１から見た第２ベアリング７６の形状は、環状である。第２ベアリング７６は、第３ブロック９３の内側に配置されている。第２ベアリング７６の内側には、スケール７３が配置されており、スケール７３の内側には、スプラインナット７１が配置されている。第２ベアリング７６は、スケール７３を、スプラインナット７１、ガイド部材７２及びロータシャフト５と共にハウジング９に対して回転可能なように、ハウジング９に連結している。

【0066】

ハウジング９の第４ブロック９４には、第３ベアリング７７が保持されている。第１方向Ｄ１から見た第３ベアリング７７の形状は、環状である。第３ベアリング７７は、第４ブロック９４の内側に配置されている。第３ベアリング７７の内側には、スプラインナット７１が配置されている。第３ベアリング７７は、スプラインナット７１を、スケール７３、ガイド部材７２及びロータシャフト５と共にハウジング９に対して回転可能なように、ハウジング９に連結している。

【0067】

ロータシャフト５は、ロータ駆動部６からスプラインナット７１（及びガイド部材７２）を介して回転駆動力を受けて回転する。より詳細には、回転子６１が固定子６２に対して回転することで、ロータシャフト５も回転する。

【0068】

また、ロータシャフト５は、スプラインナット７１に対して第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に移動する。ロータシャフト５において、回転と、第１方向Ｄ１又は第２方向Ｄ２の移動とは、同時に可能である一方で、回転のみ、又は、第１方向Ｄ１の移動のみ若しくは第２方向Ｄ２の移動のみも可能である。ガイド部材７２は、ロータシャフト５の移動方向を第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に規制する。

【0069】

ガイド部材７２と回転子６１とは、第１方向Ｄ１に並んでいる。より詳細には、ガイド部材７２から見て回転子６１が位置する方向が第１方向Ｄ１であり、回転子６１から見てガイド部材７２が位置する方向が第２方向Ｄ２である。ガイド部材７２と回転子６１とが第１方向Ｄ１に並んでいるので、第１方向Ｄ１と直交する方向に並んでいる場合と比較して、第１方向Ｄ１から見たアクチュエータ１の寸法を小さくできる。

【0070】

（１３）スケール及び回転センサ
図４に示すように、スケール７３は、第１方向Ｄ１から見て環状のスケール本体７３１を有する。スケール７３は、ロータシャフト５と共に回転可能である。

【0071】

回転センサ７４は、第２基板７５に実装されている。回転センサ７４及び第２基板７５は、ハウジング９の第４ブロック９４に収容されている。回転センサ７４は、スケール７３と対向する位置に配置されている。

【0072】

スケール７３及び回転センサ７４は、ロータリエンコーダを構成している。すなわち、アクチュエータ１は、ロータリエンコーダを備え、ロータリエンコーダは、スケール７３及び回転センサ７４を有する。ロータリエンコーダは、回転子６１の回転角（すなわち、ロータシャフト５の回転角）に関する情報を含む電気信号を出力する。

【0073】

一例として、ロータリエンコーダは、光電式ロータリエンコーダである。スケール本体７３１は、スケール本体７３１の周方向に並んで形成された複数のスリットを含む。回転センサ７４は、発光素子と受光素子とを含み、発光素子から出射されスリットを通過した光が、受光素子で受光される。回転センサ７４は、受光素子の受光量に応じた電気信号を、回転子６１の回転角に関する情報として出力する。アクチュエータ１の外部の制御装置は、受光素子から出力された電気信号に基づいて、回転子６１の回転角を算出する。

【0074】

このように、スケール７３は、固定子６２に対する回転子６１の回転角に関する情報を回転センサ７４に提示する。スケール７３は、スプラインナット７１と一体に回転可能である。より詳細には、スケール７３は、スプラインナット７１に固定可能である。本実施形態では、スケール７３は、スプラインナット７１に予め固定されている。

【0075】

アクチュエータ１の外部の制御装置は、回転センサ７４から出力された情報に基づいて、ロータ駆動部６に供給する電流を制御し、これにより、取付部５２の回転角を制御する。

【0076】

（１４）シム及び復帰部材
図４に示すように、シム７８は、第２外筒部４４２の内側に固定されている。第１方向Ｄ１から見たシム７８の形状は、環状である。シム７８の内側には、ロータシャフト５が通されている。シム７８は、スプラインナット７１に対して第１方向Ｄ１に並んでいる。シム７８は、復帰部材７９を支持する支持部材である。

【0077】

復帰部材７９は、スプラインナット７１とロータ連結部８３との間に配置されている。復帰部材７９は、リニアシャフト２を第１方向Ｄ１に移動させる力を発生させる。より詳細には、復帰部材７９は、２つの第１ベアリング８１を含む連結ユニット８（後述する）と、シム７８と、の間に挟まれている。復帰部材７９は、連結ユニット８に対して第１方向Ｄ１の力を与える。これにより、リニアシャフト２が第１方向Ｄ１に移動する。復帰部材７９は、例えば、圧縮コイルばねである。

【0078】

連結ユニット８は、リニアシャフト２及びロータシャフト５と共に第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に移動可能である。

【0079】

リニアシャフト２は、リニア駆動部３からリニア駆動力を受けて、復帰部材７９を圧縮させながら第２方向Ｄ２に移動可能である。その後、リニア駆動力が失われると、復帰部材７９の復帰力により、リニアシャフト２が第１方向Ｄ１に移動する。

【0080】

（１５）連結ユニット
図３、図７に示すように、アクチュエータ１は、連結ユニット８を備える。リニアシャフト２は、連結ユニット８を介してロータシャフト５に連結されている。

【0081】

連結ユニット８は、２つの第１ベアリング８１と、リニア連結部８２と、ロータ連結部８３と、を有する。ロータ連結部８３は、２つの第１ベアリング８１を介してリニア連結部８２に連結されている。

【0082】

２つの第１ベアリング８１は、第１方向Ｄ１と直交する方向においてリニア連結部８２とロータ連結部８３との間に配置されている。より詳細には、ロータ連結部８３の内側に２つの第１ベアリング８１が配置されており、２つの第１ベアリング８１の内側にリニア連結部８２が配置されている。つまり、ロータ連結部８３の形状は、第１方向Ｄ１に沿った筒状であり、リニア連結部８２の少なくとも一部は、ロータ連結部８３の内側に位置する。

【0083】

２つの第１ベアリング８１は、第１方向Ｄ１に並んでいる。以下では、２つの第１ベアリング８１を区別して、一方を第１ベアリング８１Ａと称し、他方を第１ベアリング８１Ｂと称することがある。第１ベアリング８１Ｂから見て第１ベアリング８１Ａが位置する方向が第１方向Ｄ１である。２つの第１ベアリング８１の構成は互いに同じである。なお、上述の第２ベアリング７６及び第３ベアリング７７の構成は、第１ベアリング８１の構成と同じである。

【0084】

第１ベアリング８１は、内輪８１１と、外輪８１２と、複数（図７では６つ）の転動体８１３と、を含む。内輪８１１の形状は、第１方向Ｄ１に沿った筒状（より詳細には、円筒状）である。外輪８１２の形状は、第１方向Ｄ１に沿った筒状（より詳細には、円筒状）である。さらに詳細には、外輪８１２の形状は、内輪８１１と同心の円筒状である。内輪８１１の直径は、外輪８１２の直径よりも小さい。内輪８１１は、外輪８１２の内側に配置されている。

【0085】

内輪８１１は、リニア連結部８２に連結されている。リニア連結部８２は、内輪８１１の内側に通されている。第１ベアリング８１Ｂの内輪８１１は、締結部材Ｆ１（ボルト）によりリニア連結部８２に連結されている。

【0086】

外輪８１２は、ロータ連結部８３に連結されている。外輪８１２、ロータ連結部８３及びロータシャフト５は共に、内輪８１１、リニア連結部８２及びリニアシャフト２に対して回転可能である。

【0087】

複数の転動体８１３は、第１方向Ｄ１と直交する方向において内輪８１１と外輪８１２との間に配置されている。各転動体８１３の一例は、ベアリングボール（鋼球）又は“ころ”である。本実施形態の各転動体８１３は、ベアリングボールである。

【0088】

第１ベアリング８１が複数個（２つ）設けられているので、第１ベアリング８１が１つのみ設けられている場合と比較して、リニアシャフト２の第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２の移動が安定しやすい。すなわち、リニアシャフト２が第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に対して斜めに移動する可能性を低減させることができる。また、第１ベアリング８１が１つのみ設けられている場合と比較して、リニアシャフト２及びロータシャフト５のそれぞれの軸中心の位置のぶれを低減させることができる。

【0089】

ロータ連結部８３の形状は、第１方向Ｄ１に沿った筒状である。２つの第１ベアリング８１は、リニア連結部８２とロータ連結部８３との間に挟まれている。より詳細には、ロータ連結部８３に、２つの第１ベアリング８１が収容されており、２つの第１ベアリング８１の内側に、リニア連結部８２が挿入されている。

【0090】

ロータ連結部８３は、ロータシャフト５のうち第１方向Ｄ１における一端部５１に連結されている。ロータ連結部８３は、締結部材Ｆ２（ボルト）によりロータシャフト５に連結されている。

【0091】

（１６）動作
リニア駆動部３のコイル３１が励磁されると、リニアシャフト２、連結ユニット８及びロータシャフト５（図３参照）は、第１方向Ｄ１又は第２方向Ｄ２に移動する。このとき、リニア駆動部３、スケール７３、回転センサ７４、ロータ駆動部６、スプラインナット７１及びガイド部材７２等（図４参照）の第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２における位置は変化しない。

【0092】

ロータ駆動部６の回転子６１が固定子６２との間の電磁的相互作用により回転すると、回転子６１に連結されたスプラインナット７１が回転する。このとき、スケール７３、ガイド部材７２、ロータシャフト５、ロータ連結部８３、及び、２つの第１ベアリング８１の各々の外輪８１２もスプラインナット７１と共に回転する。一方で、回転センサ７４、リニアシャフト２、リニア連結部８２、及び、２つの第１ベアリング８１の各々の内輪８１１は回転しない。

【0093】

（１７）実装システム及びヘッドユニット
次に、図８～図１０を参照して、実装システム１００及びヘッドユニット１０について説明する。なお、図８～図１０におけるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を表す矢印は、説明のために図示しているに過ぎず、実体を伴わない。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、互いに直交する。

【0094】

本実施形態では、Ｚ軸の負の方向が鉛直方向（下方向）と一致するが、実装システム１００、ヘッドユニット１０及びアクチュエータ１の使用時の方向をこれにより限定する趣旨ではない。また、図８～図１０では、図１～図７と比較して、ヘッドユニット１０のアクチュエータ１を抽象化して図示している。

【0095】

ヘッドユニット１０は、複数（図８では８つ）のアクチュエータ１と、複数（８つ。図１０では４つのみを図示）の捕捉部１０ａと、基板認識カメラ１０ｂと、を備える。実装システム１００は、複数（図８では２つ）のヘッドユニット１０と、保持装置１０１と、複数（図８では２つ）の部品供給装置１０２と、複数（図８では２つ）のＸ軸ビーム１０３と、複数（図８では２つ）のＹ軸ビーム１０４と、複数（図８では２つ）の部品認識カメラ１０５と、台車１０６と、を備える。

【0096】

各部品供給装置１０２は、複数のテープフィーダ１０２ａを含む。複数のテープフィーダ１０２ａは、Ｘ軸方向に並んでいる。複数のテープフィーダ１０２ａの各々は、対象物１０２ｂ（電子部品）を保持しているテープ（キャリアテープ１０２ｃ）をテープ送りすることで、対象物１０２ｂを所定のセット位置まで搬送する。ここで、テープ送りとは、テープリール１０２ｄにテープを巻き取る動作とは逆の、テープを展開する動作である。

【0097】

保持装置１０１は、実装部材１１１（基板）を保持する。また、保持装置１０１は、実装部材１１１を所定の作業位置へ搬送する搬送装置としての機能を有する。ヘッドユニット１０は、セット位置に存在する対象物１０２ｂを捕捉し、作業位置に存在する実装部材１１１に実装する。その後、保持装置１０１は、実装部材１１１を搬出する。

【0098】

２つのＹ軸ビーム１０４は、実装部材１１１がセットされる作業位置に対して、Ｘ軸の正負の側（両側）に配置されている。各Ｙ軸ビーム１０４は、Ｙ軸方向に長さを有する。

【0099】

２つのＸ軸ビーム１０３は、作業位置に対して、Ｙ軸の正負の側（両側）に配置されている。各Ｘ軸ビーム１０３は、Ｘ軸方向に長さを有する。各Ｘ軸ビーム１０３は、２つのＹ軸ビーム１０４に連結されている。２つのＸ軸ビーム１０３は、２つのヘッドユニット１０と一対一で対応する。各Ｘ軸ビーム１０３は、対応するヘッドユニット１０を保持している。

【0100】

２つのＹ軸ビーム１０４は、２つのＸ軸ビーム１０３を個別に、Ｙ軸方向に搬送する。これにより、２つのＹ軸ビーム１０４は、２つのヘッドユニット１０を個別にＹ軸方向に搬送する。２つのＸ軸ビーム１０３は、対応するヘッドユニット１０をＸ軸方向に搬送する。これにより、ヘッドユニット１０は、複数のテープフィーダ１０２ａのうち、所望のテープフィーダ１０２ａの近傍まで搬送される。

【0101】

基板認識カメラ１０ｂは、実装部材１１１（基板）に設けられたマークを撮像して実装部材１１１の位置を認識する。また、基板認識カメラ１０ｂはテープフィーダ１０２ａのセット位置の上方に移動し、セット位置付近のキャリアテープ１０２ｃの状態を認識する。

【0102】

部品認識カメラ１０５は、ヘッドユニット１０に捕捉された対象物１０２ｂを撮像して対象物１０２ｂの姿勢を認識する。実装部材１１１へ対象物１０２ｂを実装する際には、部品認識カメラ１０５による対象物１０２ｂの認識結果と、基板認識カメラ１０ｂによる実装部材１１１の位置の認識結果とに基づいて、対象物１０２ｂの実装位置の補正が行われる。

【0103】

台車１０６は、保持装置１０１に対して固定される。台車１０６は、複数のテープフィーダ１０２ａと、複数のテープリール１０２ｄと、を保持する。各テープリール１０２ｄには、キャリアテープ１０２ｃが巻かれている。各キャリアテープ１０２ｃの一部は展開されて、対応するテープフィーダ１０２ａに保持される。

【0104】

図９、図１０に示すように、各ヘッドユニット１０の複数の捕捉部１０ａの各々は、対象物１０２ｂを吸着する吸着ノズルである。複数の捕捉部１０ａは、複数のアクチュエータ１と一対一で対応している。各捕捉部１０ａは、対応するアクチュエータ１の取付部５２に取り付けられている。

【0105】

各ヘッドユニット１０は、Ｘ軸ビーム１０３及びＹ軸ビーム１０４によりテープフィーダ１０２ａの近傍（セット位置の真上）まで搬送される。その後、ヘッドユニット１０の複数のアクチュエータ１の各々において、リニア駆動部３のリニア駆動力により、取付部５２及び捕捉部１０ａがＺ軸方向（第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２）に移動させられる。これにより、捕捉部１０ａは、セット位置に存在する対象物１０２ｂに接近し、対象物１０２ｂを捕捉することができる。

【0106】

さらに、ヘッドユニット１０は、Ｘ軸ビーム１０３及びＹ軸ビーム１０４により実装部材１１１の近傍（真上）まで搬送される。その後、ヘッドユニット１０の複数のアクチュエータ１の各々において、ロータ駆動部６のロータ駆動力により、取付部５２及び捕捉部１０ａは、Ｚ軸と平行な中心軸を中心に回転させられる。これにより、捕捉部１０ａの回転角が、対象物１０２ｂを実装部材１１１に実装するのに好適な回転角にされる。さらに、リニア駆動部３のリニア駆動力により、取付部５２及び捕捉部１０ａがＺ軸方向（第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２）に移動させられる。これにより、対象物１０２ｂが実装部材１１１に実装される。

【0107】

（利点）
次に、本実施形態のアクチュエータ１の構成を採用する利点を説明する。

【0108】

仮に、リニアシャフト２の位置とロータシャフト５の位置とが本実施形態とは逆であって、リニアシャフト２に取付部５２が設けられていると、ロータシャフト５が回転したとき、リニアシャフト２及び取付部５２も一緒に回転することになる。この場合、位置センサ４６は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２への移動と回転との両方を行うリニアシャフト２の位置を検知する必要がある。このような位置検知は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２への移動のみを行うリニアシャフト２の位置を検知することと比較して困難であるため、検知精度が低下する可能性がある。例えば、本実施形態のように第１方向Ｄ１に並ぶ複数のスリットを含むリニアスケール４７を用いる場合は、リニアシャフト２が回転すると、位置センサ４６による位置検知は困難である。これに対して、本実施形態では、ロータシャフト５が回転する際にリニアシャフト２が回転しないため、リニアシャフト２の位置検知の精度の低下を抑制することができる。

【0109】

また、本実施形態では、第１ベアリング８１が複数（２つ）設けられている。そのため、第１ベアリング８１の個数が１つの場合と比較して、リニアシャフト２の移動方向が第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に制限されやすく、リニアシャフト２の移動を安定させられる。よって、取付部５２（及び捕捉部１０ａ）の位置制御の精度を向上させることができる。

【0110】

また、複数（２つ）の第１ベアリング８１は、リニア連結部８２とロータ連結部８３との間に挟まれている。例えば、一部の第１ベアリング８１がリニアシャフト２の柱部２６と接するように配置されている場合、アクチュエータ１におけるその他の構成及び寸法が実施形態と同じであると、リニアシャフト２が第２方向Ｄ２に移動する際に複数の第１ベアリング８１とリニア駆動部３とが干渉する。そこで、干渉を避けるために、第１ベアリング８１の長さだけアクチュエータ１の長さを長くする必要が生じる。そのため、取付部５２の位置制御の精度が低下する可能性がある。これに対して、本実施形態では、複数の第１ベアリング８１はリニア連結部８２とロータ連結部８３との間に設けられるため、アクチュエータ１の長さを短くできることがある。よって、取付部５２の位置制御の精度を向上させることができる。

【0111】

（変形例１）
以下、変形例１に係るアクチュエータ１Ａについて、図１１を用いて説明する。実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

【0112】

本変形例１のガイド部材７２と回転子６１とは、第１方向Ｄ１と直交する方向に並んでいる。この点で、本変形例１のアクチュエータ１Ａは実施形態のアクチュエータ１と相違する。

【0113】

回転子６１は、筒状に形成されており、回転子６１の内側には、スプラインナット７１の第２筒部７１２が通されている。スプラインナット７１の内側には、ガイド部材７２が通されている。ガイド部材７２の内側には、ロータシャフト５が通されている。回転子６１の回転力は、スプラインナット７１及びガイド部材７２を介して、ロータシャフト５に伝達される。

【0114】

上述の実施形態では、ロータシャフト５のうち、周囲にガイド部材７２が配置される第１領域と、周囲に回転子６１が配置される第２領域と、が個別に存在し、第１領域と第２領域とが第１方向Ｄ１に並んでいる。これに対して、本変形例１では、第１領域と第２領域とが一致している。そのため、本変形例１では、実施形態と比較して、第１方向Ｄ１におけるロータシャフト５の長さを短くすることができる。すなわち、第１方向Ｄ１におけるアクチュエータ１の長さを短くすることができる。具体的には、本変形例１では、実施形態と比較して、第１方向Ｄ１における回転子６１の長さの分だけ、ロータシャフト５の長さを短くできる。

【0115】

（その他の変形例）
以下、実施形態のその他の変形例を列挙する。以下の変形例は、適宜組み合わせて実現されてもよい。また、以下の変形例は、上述の変形例１と適宜組み合わせて実現されてもよい。

【0116】

第１ベアリング８１の個数は、２つに限定されず、１つ又は３つ以上であってもよい。

【0117】

実施形態では、リニア連結部８２の少なくとも一部は、ロータ連結部８３の内側に配置されている。これに対して、リニア連結部８２を第１方向Ｄ１に沿った筒状に形成し、ロータ連結部８３の少なくとも一部は、リニア連結部８２の内側に配置されていてもよい。

【0118】

リニア連結部８２とロータ連結部８３とが１以上の第１ベアリング８１を介して連結されていることは必須ではない。例えば、ロータ連結部８３がリニア連結部８２に対して、潤滑油を介して外接することで、ロータ連結部８３がリニア連結部８２に対して回転可能に構成されていてもよい。

【0119】

１又は複数の第１ベアリング８１の内輪８１１は、リニア連結部８２に埋め込まれていてもよい。また、リニア連結部８２の一部が、内輪８１１として機能してもよい。

【0120】

１又は複数の第１ベアリング８１の外輪８１２は、ロータ連結部８３に埋め込まれていてもよい。また、ロータ連結部８３の一部が、外輪８１２として機能してもよい。

【0121】

リニア連結部８２がリニアシャフト２に連結されているとは、リニア連結部８２がリニアシャフト２の一部である場合を含む。すなわち、リニア連結部８２は、リニアシャフト２の一部であってもよい。

【0122】

ロータ連結部８３がロータシャフト５に連結されているとは、ロータ連結部８３がロータシャフト５の一部である場合を含む。すなわち、ロータ連結部８３は、ロータシャフト５の一部であってもよい。

【0123】

リニアスケール４７及び位置センサ４６を含むリニアエンコーダは、光電式リニアエンコーダに限定されず、例えば、磁気式リニアエンコーダであってもよい。

【0124】

スケール７３及び回転センサ７４を含むロータリエンコーダは、光電式ロータリエンコーダに限定されず、例えば、磁気式ロータリエンコーダであってもよい。

【0125】

アクチュエータ１は、位置センサ４６及び回転センサ７４のうち少なくとも一方を備えていなくてもよい。例えば、取付部５２の位置及び回転角が、アクチュエータ１の外部の位置センサ及び回転センサにより読み取られてもよい。

【0126】

スケール７３とスプラインナット７１とが、１つの部材から構成されていてもよい。

【0127】

復帰部材７９は、圧縮コイルばね等のばねに限定されない。復帰部材７９は、例えば、エアばね、シリンダ、又はダンパーであってもよい。

【0128】

捕捉部１０ａは、対象物１０２ｂを吸着する構成に限らず、例えば、ロボットハンドのように対象物１０２ｂを挟む（摘む）ことによって捕捉する構成でもよい。

【0129】

（まとめ）
以上説明した実施形態等から、以下の態様が開示されている。

【0130】

第１の態様に係るヘッドユニット（１０）は、リニアシャフト（２）と、ロータシャフト（５）と、捕捉部（１０ａ）と、リニア駆動部（３）と、ロータ駆動部（６）と、リニア連結部（８２）と、ロータ連結部（８３）と、を備える。リニアシャフト（２）の軸線は、第１方向（Ｄ１）及び第２方向（Ｄ２）に沿っている。第２方向（Ｄ２）は、第１方向（Ｄ１）に対して反対方向である。ロータシャフト（５）は、リニアシャフト（２）に対して第２方向（Ｄ２）に並んでいる。ロータシャフト（５）の軸線は、第１方向（Ｄ１）及び第２方向（Ｄ２）に沿っている。捕捉部（１０ａ）は、ロータシャフト（５）の第２方向（Ｄ２）における端部に設けられ、対象物（１０２ｂ）を捕捉する。リニア駆動部（３）は、リニアシャフト（２）をロータシャフト（５）と共に第１方向（Ｄ１）及び第２方向（Ｄ２）に移動させるリニア駆動力をリニアシャフト（２）に与える。ロータ駆動部（６）は、ロータシャフト（５）をリニアシャフト（２）に対して回転させる回転駆動力をロータシャフト（５）に与える。リニア連結部（８２）は、リニアシャフト（２）に連結されている。ロータ連結部（８３）は、リニア連結部（８２）に対して回転可能でありロータシャフト（５）に連結されている。

【0131】

上記の構成によれば、ロータシャフト（５）がロータ駆動部（６）から与えられた回転駆動力で回転するとき、リニアシャフト（２）が回転することを抑制できる。そのため、捕捉部（１０ａ）の位置を精度良く制御できる。

【0132】

また、第２の態様に係るヘッドユニット（１０）では、第１の態様において、ベアリング（第１ベアリング８１）を更に備える。ベアリング（第１ベアリング８１）は、第１方向（Ｄ１）と直交する方向においてリニア連結部（８２）とロータ連結部（８３）との間に配置される。

【0133】

上記の構成によれば、ロータ連結部（８３）がリニア連結部（８２）に対して回転しやすく、ヘッドユニット（１０）の動作を安定させられる。

【0134】

また、第３の態様に係るヘッドユニット（１０）は、第２の態様において、ベアリング（第１ベアリング８１）を複数備える。複数のベアリング（第１ベアリング８１）は、第１方向（Ｄ１）に並んでいる。

【0135】

上記の構成によれば、ベアリング（第１ベアリング８１）の個数が１つの場合と比較して、リニアシャフト（２）の移動方向が第１方向（Ｄ１）及び第２方向（Ｄ２）に制限されやすく、リニアシャフト（２）の移動を安定させられる。

【0136】

また、第４の態様に係るヘッドユニット（１０）では、第３の態様において、複数のベアリング（第１ベアリング８１）は、リニア連結部（８２）とロータ連結部（８３）との間に挟まれている。

【0137】

上記の構成によれば、複数のベアリング（第１ベアリング８１）をロータ連結部（８３）とリニア連結部（８２）との間に配置できる。よって、ヘッドユニット（１０）の長さを短くできる。

【0138】

また、第５の態様に係るヘッドユニット（１０）では、第１～４の態様のいずれか１つにおいて、ロータ連結部（８３）の形状は、第１方向（Ｄ１）に沿った筒状である。リニア連結部（８２）の少なくとも一部は、ロータ連結部（８３）の内側に位置する。

【0139】

上記の構成によれば、第１方向（Ｄ１）におけるヘッドユニット（１０）の長さを短くできる。

【0140】

また、第６の態様に係るヘッドユニット（１０）では、第１～５の態様のいずれか１つにおいて、ロータ駆動部（６）は、回転子（６１）と、固定子（６２）と、を有する。回転子（６１）は、ロータシャフト（５）と同心状に配置されロータシャフト（５）に連結されている。固定子（６２）は、回転子（６１）を介してロータシャフト（５）に回転駆動力を与える。固定子（６２）の形状は、第１方向（Ｄ１）に沿った筒状であり、回転子（６１）は、固定子（６２）の内側に配置されている。

【0141】

上記の構成によれば、回転子（６１）とロータシャフト（５）とが同心状に配置されているので、第１方向（Ｄ１）と直交する方向におけるヘッドユニット（１０）の寸法を小さくできる。

【0142】

また、第７の態様に係るヘッドユニット（１０）は、第６の態様において、スプラインナット（７１）と、ガイド部材（７２）と、を更に備える。スプラインナット（７１）は、第１方向（Ｄ１）に沿った筒状に形成されており、内側にロータシャフト（５）を配置している。ガイド部材（７２）は、ロータシャフト（５）とスプラインナット（７１）との間に配置され、ロータシャフト（５）の移動方向を第１方向（Ｄ１）及び第２方向（Ｄ２）に規制する。ロータシャフト（５）は、ロータ駆動部（６）からスプラインナット（７１）を介して回転駆動力を受けて回転する。ロータシャフト（５）は、スプラインナット（７１）に対して第１方向（Ｄ１）及び第２方向（Ｄ２）に移動する。ガイド部材（７２）と回転子（６１）とは、第１方向（Ｄ１）に並んでいる。

【0143】

上記の構成によれば、ガイド部材（７２）と回転子（６１）とが第１方向（Ｄ１）に並んでいるので、第１方向（Ｄ１）と直交する方向におけるヘッドユニット（１０）の寸法を小さくできる。

【0144】

また、第８の態様に係るヘッドユニット（１０）では、第６の態様において、スプラインナット（７１）と、ガイド部材（７２）と、を更に備える。スプラインナット（７１）は、第１方向（Ｄ１）に沿った筒状に形成されており、内側にロータシャフト（５）を配置している。ガイド部材（７２）は、ロータシャフト（５）とスプラインナット（７１）との間に配置され、ロータシャフト（５）の移動方向を第１方向（Ｄ１）及び第２方向（Ｄ２）に規制する。ロータシャフト（５）は、ロータ駆動部（６）からスプラインナット（７１）を介して回転駆動力を受けて回転する。ロータシャフト（５）は、スプラインナット（７１）に対して第１方向（Ｄ１）及び第２方向（Ｄ２）に移動する。ガイド部材（７２）と回転子（６１）とは、第１方向（Ｄ１）と直交する方向に並んでいる。

【0145】

上記の構成によれば、ガイド部材（７２）と回転子（６１）とが第１方向（Ｄ１）と直交する方向に並んでいるので、第１方向（Ｄ１）におけるヘッドユニット（１０）の寸法を小さくできる。

【0146】

また、第９の態様に係るヘッドユニット（１０）は、第７又は８の態様において、スケール（７３）を更に備える。スケール（７３）は、固定子（６２）に対する回転子（６１）の回転角に関する情報を回転センサ（７４）に提示する。スケール（７３）は、スプラインナット（７１）と一体に回転可能である。

【0147】

上記の構成によれば、回転子（６１）の回転角を測定できる。

【0148】

また、第１０の態様に係るヘッドユニット（１０）は、第７～９の態様のいずれか１つにおいて、復帰部材（７９）を更に備える。復帰部材（７９）は、スプラインナット（７１）とロータ連結部（８３）との間に配置され、リニアシャフト（２）を第１方向（Ｄ１）に移動させる力を発生させる。

【0149】

上記の構成によれば、リニアシャフト（２）が第２方向（Ｄ２）に移動した後、復帰部材（７９）で発生する力により、リニアシャフト（２）を第１方向（Ｄ１）に移動させることができる。

【0150】

また、第１１の態様に係るヘッドユニット（１０）は、第１～１０の態様のいずれか１つにおいて、規制部材（４１）を更に備える。規制部材（４１）は、リニア連結部（８２）に対して第１方向（Ｄ１）に並んでおり、リニアシャフト（２）の移動方向を第１方向（Ｄ１）及び第２方向（Ｄ２）に規制する。

【0151】

上記の構成によれば、リニアシャフト（２）の移動方向が安定しやすい。

【0152】

第１の態様以外の構成については、ヘッドユニット（１０）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

【0153】

また、第１２の態様に係るアクチュエータ（１、１Ａ）は、リニアシャフト（２）と、ロータシャフト（５）と、リニア駆動部（３）と、ロータ駆動部（６）と、リニア連結部（８２）と、ロータ連結部（８３）と、を備える。リニアシャフト（２）の軸線は、第１方向（Ｄ１）及び第２方向（Ｄ２）に沿っている。第２方向（Ｄ２）は、第１方向（Ｄ１）に対して反対方向である。ロータシャフト（５）は、リニアシャフト（２）に対して第２方向（Ｄ２）に並んでいる。ロータシャフト（５）の軸線は、第１方向（Ｄ１）及び第２方向（Ｄ２）に沿っている。ロータシャフト（５）は、第２方向（Ｄ２）における端部に、取付部（５２）を有する。取付部（５２）には、対象物（１０２ｂ）を捕捉する捕捉部（１０ａ）が取付可能である。リニア駆動部（３）は、リニアシャフト（２）をロータシャフト（５）と共に第１方向（Ｄ１）及び第２方向（Ｄ２）に移動させるリニア駆動力をリニアシャフト（２）に与える。ロータ駆動部（６）は、ロータシャフト（５）をリニアシャフト（２）に対して回転させる回転駆動力をロータシャフト（５）に与える。リニア連結部（８２）は、リニアシャフト（２）に連結されている。ロータ連結部（８３）は、リニア連結部（８２）に対して回転可能でありロータシャフト（５）に連結されている。

【0154】

上記の構成によれば、捕捉部（１０ａ）の位置を精度良く制御できる。

【0155】

また、第１３の態様に係る実装システム（１００）は、第１～１１の態様のいずれか１つに係るヘッドユニット（１０）と、保持装置（１０１）と、を備える。保持装置（１０１）は、捕捉部（１０ａ）に捕捉された対象物（１０２ｂ）が実装される実装部材（１１１）を保持する。

【0156】

上記の構成によれば、捕捉部（１０ａ）の位置を精度良く制御できる。

【符号の説明】

【0157】

１、１Ａ アクチュエータ
２ リニアシャフト
３ リニア駆動部
５ ロータシャフト
６ ロータ駆動部
１０ ヘッドユニット
１０ａ 捕捉部
４１ 規制部材
５２ 取付部
６１ 回転子
６２ 固定子
７１ スプラインナット
７２ ガイド部材
７３ スケール
７４ 回転センサ
７９ 復帰部材
８１ 第１ベアリング（ベアリング）
８２ リニア連結部
８３ ロータ連結部
１００ 実装システム
１０１ 保持装置
１０２ｂ 対象物
１１１ 実装部材
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】