電子部品実装用装置の直動機構

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【発明の名称】	電子部品実装用装置の直動機構
【発明者】	【氏名】小宮隆宏【住所又は居所】大阪府門真市松葉町２番７号パナソニックファクトリーソリューションズ株式会社内【氏名】永尾和英【住所又は居所】大阪府門真市松葉町２番７号パナソニックファクトリーソリューションズ株式会社内【氏名】堤卓也【住所又は居所】大阪府門真市松葉町２番７号パナソニックファクトリーソリューションズ株式会社内
【要約】	【課題】リニアモータを用いた直動機構において、部品寿命を延長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。【解決手段】電子部品を基板に実装する実装作業を行う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９が装着された移動ビーム８をＹ方向に移動させる直動機構において、Ｘ方向に配設された移動ビーム８の端部に結合された移動プレート１２に２つのスライダ１７をＹ方向に直列に固着し、スライダ１７に嵌合するガイドレール１８を、Ｙ方向に平行で且つＸ方向に直交する平面内にＹ方向に沿って配置する。これにより、加減速時の慣性力による曲げモーメントＭを、スライダ１７に対してモーメント負荷能力が高い方向に作用させることができ、部品寿命を延長することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を基板に実装する実装作業を行う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第１方向に直線駆動する直動機構であって、前記第１方向と直交する第２方向に軸線方向を一致させて配設された細長形状の前記被駆動体の一方側の端部に結合された駆動伝達部と、この駆動伝達部を介して前記被駆動体を第１方向に駆動するリニアモータと、前記駆動伝達部を第１方向にガイドするガイド部とを備え、前記ガイド部は、前記第１方向に平行で且つ第２方向に垂直な平面内に第１方向に沿って配設されたガイドレールと、前記駆動伝達部に結合され前記ガイドレールに摺動自在に嵌合するスライダより成ることを特徴とする電子部品実装用装置の直動機構。
【請求項２】
前記被駆動体の他方側の端部は第２のガイド部によって第１方向にガイドされ、前記第２のガイド部は、第１方向および第２方向のいずれとも平行な平面内に第１方向に沿って配設された第２のガイドレールと、前記他方側の端部に結合され前記第２のガイドレールに摺動自在に嵌合する第２のスライダより成ることを特徴とする電子部品実装用装置の直動機構。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
電子部品搭載装置などの電子部品実装用装置においては、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ボールねじ駆動タイプの直動機構に替えて、近年リニアモータによって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（例えば特許文献１参照）。この直動機構においては、搭載ヘッドが装着された移動ビームをガイドレールとスライダを組み合わせたガイド機構によってガイドするようにしている。
【特許文献１】特開２００２－２９９８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、リニアモータを用いた直動機構は高速動作・高位置精度が特徴であり、リニアモータによって駆動される移動ビームは高加速度での発停を高頻度で行う。このため上述構造において移動ビームの片側のみをリニアモータで駆動する構成の直動機構では、加減速時の慣性力は片持ち支持状態で作用する。そして移動ビームを支持するガイド機構には慣性力による大きな曲げモーメントが高頻度で作用し、ガイド機構を構成する部品の寿命低下を招いていた。
【０００４】
そこで本発明は、リニアモータを用いた直動機構において、部品寿命を延長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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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を行う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第１方向に直線駆動する直動機構であって、前記第１方向と直交する第２方向に軸線方向を一致させて配設された細長形状の前記被駆動体の一方側の端部に結合された駆動伝達部と、この駆動伝達部を介して前記被駆動体を第１方向に駆動するリニアモータと、前記駆動伝達部を第１方向にガイドするガイド部とを備え、前記ガイド部は、前記第１方向に平行で且つ第２方向に垂直な平面内に第１方向に沿って配設されたガイドレールと、前記駆動伝達部に結合され前記ガイドレールに摺動自在に嵌合するスライダより成る。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、駆動伝達部を第１方向にガイドするガイド部のガイドレールを、第１方向に平行且つ第２方向に垂直な平面内に第１方向に沿って配設する構成を採用することにより、加減速時の慣性力による曲げモーメントをガイド機構のスライダに対してモーメント負荷能力が高い方向に作用させることができ、部品寿命を延長することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
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は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置のＹ直動機構の構造説明図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の部分平面図、図５は本発明の一実施の形態の電子部
品搭載装置の直動機構に用いられるガイド機構の斜視図である。
【０００８】
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。この電子部品搭載装置は、電子部品を基板に実装する実装作業を行う電子部品実装用装置となっている。図１において、電子部品搭載装置の基台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上に設定された実装位置に基板３を位置決めする。搬送路２は、基板３を搬送し位置決めする基板位置決め部となっている。搬送路２の両側には複数のパーツフィーダ５を並設した部品供給部４と、これらの部品供給部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が配設されている。
【０００９】
搭載機構について説明する。基台１の右端部および左端部には、それぞれＹ直動機構６およびガイドレール７がＹ方向に配設されている。図２に示すように、Ｙ直動機構６、ガイドレール７は、それぞれ基台１上面にＹ方向に配設されたフレーム１６，２２上に設けられている。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移動ビーム８をＹ方向（第１方向）に移動させる。すなわちＹ直動機構６は、リニアモータによって被駆動体である細長形状の移動ビーム８を第１方向に直線駆動する。この第１方向への移動において、移動ビーム８の左端部は、フレームの上面に水平姿勢で配設されたガイドレール７およびガイドレール７にスライド自在に嵌合したスライダ２１によってＹ方向にガイドされる。
【００１０】
移動ビーム８はＹ方向（第１方向）と直交するＸ方向（第２方向）に軸線を一致させて配設されており、同様にリニアモータによって駆動されるＸ直動機構（図示省略）を内蔵している。そしてこのＸ直動機構を駆動することにより、搭載ヘッド９は移動ビーム８に沿ってＸ方向に移動する。
【００１１】
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９ｂ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９ｃが設けられており、基板認識カメラ９ｃ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。
【００１２】
Ｙ直動機構６のリニアモータの構成について、図３を参照して説明する。図３に示すように、フレーム１６の上面には３つのフレーム部材１５ａ、１５ｂ、１５ｃが、コ字形状を形成してＹ方向に配設されている。フレーム１５ｂの下面側およびフレーム１５ｃの上面には、それぞれリニアモータの固定子を構成する２列のマグネット部材１４が、水平姿勢で対向してＹ方向に沿って配列されている。
【００１３】
移動ビーム８の一方側の端部には駆動伝達部としての垂直な移動プレート１２が結合されており、移動プレート１２の外側の側面には、可動子１３、スライダ１７およびリニアヘッド１９が固着されている。またベースフレーム１６の内側側面には、ガイドレール１８およびリニアスケール２０がそれぞれＹ方向に配設されている。そして可動子１３は対向した２列のマグネット部材１４の間に配置されており、可動子１３は移動プレート１２を介してＹ方向の駆動力を移動ビーム８に伝達する。すなわちこのリニアモータは、駆動伝達部である移動プレート１２を介して被駆動体である移動ビーム８を第Ｙ方向に駆動する。
【００１４】
スライダ１７はガイドレール１８にＹ方向にスライド自在に嵌合している。ガイドレール１８、スライダ１７は駆動伝達部である移動プレート１２を第１方向にガイドするガイド部となっている。またリニアヘッド１９はリニアスケール２０と所定間隔で対向した位置にあり、移動ビーム８の移動時にはリニアヘッド１９がリニアスケール２０に沿って移
動することにより、Ｙ方向の位置信号を出力する。
【００１５】
ここで、移動ビーム８がＹ方向へ移動する際のガイド部における荷重負荷方式、すなわちガイドレールの取り付け姿勢について説明する。まずガイドレール１８はフレーム１６の内側面、すなわちＹ方向に平行で且つＸ方向に垂直な平面内にＹ方向に沿って配設されている。そして図３に示すように、ガイドレール１８と移動プレート１２に結合されガイドプレート１８に摺動自在に嵌合する２つのスライダ１７は、移動プレート１２を第１方向にガイドするガイド部を構成する。
【００１６】
そして前述のガイドレール７（第２のガイドレール）は、水平面内、すなわち第１方向および第２方向のいずれとも平行な平面内に、Ｙ方向に沿って配設されている。ガイドレール７および移動ビーム８の左端側（他方側）の端部に結合されガイドレール７に摺動自在に嵌合するスライダ２１（第２のスライダ）は、第２のガイド部を構成する。
【００１７】
図４は、リニアモータによって被駆動部、すなわち搭載ヘッド９が装着された移動ビーム８をＹ方向に移動させる際に、慣性力によってガイド部へ負荷される曲げモーメントの作用方向を示している。すなわち、移動ビーム８の加減速時には、スライダ１７およびガイドレール１８より成るガイド部には水平面内の曲げモーメントＭが負荷される。ここで曲げモーメントＭの大きさは細長形状の移動ビーム８における搭載ヘッド９の位置に応じて異なる。
【００１８】
このとき、移動プレート１２には２つのスライダ１７が直列方向に配置されていることから、曲げモーメントＭはそのままスライダ１７へは負荷されない。すなわち、２つのスライダ１７には、それぞれ大きさが等しく相反する方向の圧縮・引張力と、曲げモーメントＭよりも大幅に小さい曲げモーメントｍの組み合わせの形で、曲げモーメントＭによる力が作用する。
【００１９】
さらに、上述のガイド部においては、曲げモーメントｍは、スライダ１７のモーメント負荷能力が最も高い方向に作用するようになっており、スライダ１７の部品寿命を考える上で最も有利な構成となっている。すなわち図５に示すように、ガイドレール１８にボール転動方式のスライダ１７を嵌合させた構成のリニアガイド機構では、ガイドレール１８の長手方向であるＹ方向に曲げモーメントが負荷された場合の最大許容モーメントｍ１が、他方向に曲げモーメントが負荷された場合の最大許容モーメントｍ２，ｍ３と比較して大きくなる。したがって、ガイドレール１８をフレーム１６の内側面に配置する構成を採用することにより、スライダ１７とガイドレール１８より成るガイド機構の部品寿命を延長することができる。
【００２０】
なお、一般にガイドレール１８を水平面ではなく垂直面に配設する構成を採用すると、組立時の位置調整作業が困難になるが、本実施の形態においては、移動ビーム８の他方側の端部を支持する第２のガイド部（ガイドレール７およびスライダ２１）において、ガイドレール７を水平面内に配設するようにしていることから、組立時のＸ方向の誤差をガイドレール７側の位置調整で容易に吸収することができ、組立時の位置調整作業を容易にすることができる。
【００２１】
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。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の電子部品搭載装置における直動機構は、ガイド機構を構成するスライダに対し
てモーメント負荷能力が高い方向に作用させることができ、部品寿命を延長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移動ビームなどの被駆動体を直線駆動する直動機構に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】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】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】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置のＹ直動機構の構造説明図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の部分平面図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の直動機構に用いられるガイド機構の斜視図
【符号の説明】
【００２４】
１電子部品搭載装置
２搬送路
３基板
４部品供給部
６Ｙ直動機構
７、１８ガイドレール
９搭載ヘッド
１２移動プレート
１３可動子
１４マグネット部材
１７スライダ

【出願人】	【識別番号】０００００５８２１【氏名又は名称】松下電器産業株式会社【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地
【出願日】	平成１６年４月２３日（２００４．４．２３）
【代理人】	【識別番号】１０００９７４４５【弁理士】【氏名又は名称】岩橋文雄【識別番号】１００１０３３５５【弁理士】【氏名又は名称】坂口智康【識別番号】１００１０９６６７【弁理士】【氏名又は名称】内藤浩樹
【公開番号】	特開２００５－３１１１５８（Ｐ２００５－３１１１５８Ａ）
【公開日】	平成１７年１１月４日（２００５．１１．４）
【出願番号】	特願２００４－１２７８４３（Ｐ２００４－１２７８４３）