(57)【要約】【課題】  運動の加速性を高めることができ、且つ複数自由度の運動が得られる運動装置及びそれを用いたチップマウンターを提供する。【解決手段】    第１のアクチュエータにより第１の自由度の運動をするように駆動される第１の主動部７と、第２のアクチュエータにより第２の自由度の運動をするように駆動される第２の主動部７とを有する運動装置１である。この運動装置１は、前記第１及び第２の主動部７の駆動力により従動する単一の従動部９と、前記従動により従動部９に生成される運動を、前記第１及び第２の主動部７の運動により許容される２自由度の運動に規制する規制手段と、前記規制手段により規制される２自由度の運動を許容しつつ前記第１及び第２の主動部７のそれぞれと前記従動部９とを係合する２つの係合部と、を備えている。【選択図】      図５
2006234099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のアクチュエータにより第１の自由度の運動をするように駆動される第１の主動部と、
第２のアクチュエータにより第２の自由度の運動をするように駆動される第２の主動部と、
前記第１及び第２の主動部の駆動力により従動する単一の従動部と、
前記従動により前記従動部に生成される運動を、前記第１及び第２の主動部の運動により許容される２自由度の運動に規制する規制手段と、
前記規制手段により規制される２自由度の運動を許容しつつ前記第１及び第２の主動部のそれぞれと前記従動部とを係合する２つの係合部と、
を備えていることを特徴とする運動装置。
【請求項２】
前記第１及び第２のアクチュエータはいずれもリニアアクチュエータであり、
前記第１及び第２の自由度の運動はいずれも並進運動であり、
前記２自由度の運動は１自由度の並進運動と１自由度の回転運動とからなり、
前記２つの係合部は、前記従動部上の異なる位置で前記第１及び第２の主動部のそれぞれと前記従動部とを係合していることを特徴とする請求項１に記載の運動装置。
【請求項３】
第１のアクチュエータにより第１の自由度の運動をするように駆動される第１の主動部と、
第２のアクチュエータにより第２の自由度の運動をするように駆動される第２の主動部と、
第３のアクチュエータにより第３の自由度の運動をするように駆動される第３の主動部と、
前記第１乃至第３の主動部の駆動力により従動する単一の従動部と、
前記従動により前記従動部に生成される運動を、前記第１乃至第３の主動部の運動により許容される３自由度の運動に規制する規制手段と、
前記規制手段により規制される３自由度の運動を許容しつつ前記第１乃至第３の主動部のそれぞれと前記従動部とを係合する３つの係合部とを備えていることを特徴とする運動装置。
【請求項４】
前記第１乃至第３のアクチュエータは全てリニアアクチュエータであり、
前記第１乃至第３の自由度の運動は全て並進運動であり、
前記３自由度の運動は１自由度の並進運動と２自由度の回転運動とからなり、
前記３つの係合部は、前記従動部上の異なる位置で前記第１乃至第３の主動部のそれぞれと前記従動部とを係合していることを特徴とする請求項３に記載の運動装置。
【請求項５】
互いに同一方向への往復並進運動するように駆動される主動部をそれぞれ有する２つのリニアアクチュエータと、
前記２つの主動部の駆動力により従動する単一の従動部と、
前記従動により前記従動部に生成される運動を、前記同一方向への一軸並進運動と一軸回転運動とに規制する規制手段と、
前記一軸並進運動と一軸回転運動とを許容しつつ、前記２つの主動部のそれぞれと前記従動部とを当該従動部上の異なる位置で係合する２つの係合部とを備えたことを特徴とする運動装置。
【請求項６】
互いに同一方向への往復並進運動するように駆動される主動部をそれぞれ有する３つのリニアアクチュエータと、
前記３つの主動部の駆動力により従動する単一の従動部と、
前記従動により前記従動部に生成される運動を、前記同一方向への一軸並進運動と二軸回転運動とに規制する規制手段と、
前記一軸並進運動と二軸回転運動とを許容しつつ、前記３つの主動部のそれぞれと前記従動部とを当該従動部上の異なる位置で係合する３つの係合部とを備えたことを特徴とする運動装置。
【請求項７】
第一軸に沿って並進運動しうる第１の前記従動部を備えた請求項５に記載の第１の運動装置と、
第二軸に沿って並進運動しうる第２の前記従動部を備えた請求項５に記載の第２の運動装置と、
前記第１従動部及び第２従動部の両方と連結された単一の先端部と、
前記第二軸に沿った前記第２従動部の並進運動に伴う前記先端部の運動を許容する状態で前記第１従動部と前記先端部とを連結する第１先端連結部と、
前記第一軸に沿った前記第１従動部の並進運動に伴う前記先端部の運動を許容する状態で前記第２従動部と前記先端部とを連結する第２先端連結部と、
を有することを特徴とする運動装置。
【請求項８】
前記第１従動部の回転運動を前記先端部に伝達する第１の回転伝達機構と、
前記第２従動部の回転運動を前記先端部に伝達する第２の回転伝達機構と、
前記先端部に設けられ前記第１又は第２の回転伝達機構により伝達された回転のいずれかを前記第一軸及び第二軸に沿った並進運動以外の第３の自由度の運動に変換する第１変換機構と、
前記先端部に設けられ前記第１又は第２の回転伝達機構により伝達された回転のいずれかを前記第一軸及び第二軸に沿った並進運動及び前記第３の自由度の運動以外の第４の自由度の運動に変換する第２変換機構と、
を備えたことを特徴とする請求項７に記載の運動装置。
【請求項９】
前記第１従動部及び前記第２従動部はいずれも回転体を有し、
前記第１及び第２の回転伝達機構は、前記先端部に設けられた回転体と前記従動部の回転体との間に巻き掛けられたベルト状部材であることを特徴とする請求項８に記載の運動装置。
【請求項１０】
半導体製造工程で用いられるチップマウンターであって、
請求項８又は９のいずれかに記載の運動装置の前記先端部に、ウェハから切り出されたダイを吸着するための吸着コレットが取付けられるとともに、
前記第一軸と前記第二軸とは互いに直交する関係とされ、
前記第１又は第２先端連結部は、前記先端部の姿勢を一定に維持する姿勢維持機構を有することを特徴とするチップマウンター。
【請求項１１】
前記第３の自由度の運動により前記吸着コレットが前記第一軸及び第二軸と垂直な第三軸に沿って並進運動し、
前記第４の自由度の運動により前記吸着コレットが軸回転運動することを特徴とする請求項１０に記載のチップマウンター。
【請求項１２】
互いに平行に配置された第１ボールねじ及び第２ボールねじと、
前記ボールねじのそれぞれに別個に取り付けられ当該ボールねじを軸回転させる複数個の駆動モータと、
前記第１ボールねじに取り付けられ当該第１ボールねじの軸回転により並進運動する第１ボールねじナットと、
前記第２ボールねじに取り付けられ当該第２ボールねじの軸回転により並進運動する第２ボールねじナットと、
前記第１及び第２ボールねじナットの駆動力により従動する単一の従動部と、
前記従動部における第１位置と前記第１ボールねじナットとを連結する第１のロッドと、
前記従動部における第２位置と前記第２ボールねじナットとを連結する第２のロッドと、
前記従動部を回動自在に支持し前記従動に伴う従動部の並進運動を前記第１及び第２ボールねじの軸方向と同一方向にガイドするガイド部材とを備えていることを特徴とする運動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品の搬送等に用いられる運動装置、及び、この運動装置を用いたチップマウンターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
物品等を移送する搬送装置や、各種作業等を行う自動ロボットあるいは工作機械等に用いられる各種運動装置は、その目的に応じた１自由度以上の運動機能を有している。例えば、特許文献１には、３軸並進運動及び３軸回転運動が可能な６自由度の運動装置が開示されている（特許文献１参照。）。
また、特許文献２には、半導体装置に製造において半導体ペレットを移送するのに用いられ、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の３軸方向に並進運動が可能なボンディングヘッドが記載されている（特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平７−９６９００号公報
【特許文献２】特許２５４１０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した各種運動装置は、高速動作が可能な方が動作の速度設定が広範囲で可能となり、用途が広がるので好ましい。特に、各種運動装置を物品の製造等に用いる場合においては、動作が高速であるほど生産性が向上することになるため、動作の高速化が常に要求されている。例えば、半導体の製造工程の前工程においてウェハから切り出されたダイをピックアップしてリードフレーム上に固定する工程（ダイボンディング工程）を行うチップマウンターについて言えば、同工程のサイクルタイムは半導体の生産性に直結するので、より高速化しうるものが強く求められている。運動を高速化する手法として、モーター等の駆動手段の出力を上げることが考えられるが、当該モーター出力には限界があり、またモーターが大型化してしまうといった問題もある。更に、動作の自由度が高い方が運動装置の応用範囲が広がるので好ましい。また、単に動作を高速化するのみならず動作精度を高めることができれば、高精度の作業等にも利用できる運動装置となるので好ましい。
今回、本発明者は、従来とは全く異なる機構により、高い加速性を有するとともに複数自由度の運動を生成でき、且つ動作精度を高めうる運動装置を見いだし、本発明に至った。
即ち本発明は、運動の加速性を高めることができ、且つ複数自由度の運動が得られ、更に動作精度を高めうる運動装置及びそれを用いたチップマウンター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】
【０００４】
本発明の運動装置（第１発明）は、第１のアクチュエータにより第１の自由度の運動をするように駆動される第１の主動部と、第２のアクチュエータにより第２の自由度の運動をするように駆動される第２の主動部と、前記第１及び第２の主動部の駆動力により従動する単一の従動部と、前記従動により前記従動部に生成される運動を、前記第１及び第２の主動部の運動により許容される２自由度の運動に規制する規制手段と、前記規制手段により規制される２自由度の運動を許容しつつ前記第１及び第２の主動部のそれぞれと前記従動部とを係合する２つの係合部と、を備えていることを特徴とする。
【０００５】
このようにすると、２つのアクチュエータの運動を有効活用して２自由度の運動を得ることができる。また、それぞれ別個のアクチュエータにより駆動される２つの主動部により単一の従動部を駆動しているから、２つの主動部の駆動力が単一の従動部の駆動に集中し、従動部の運動の加速性を高めることができる。係合部は、従動部の２自由度の運動を許容しているので、従動部の運動を阻害せず、且つ２つのリニアアクチュエータの動作間にズレが生じた場合でも、機構を痛めるような機構内力の発生を避けることができる。さらに、上記規制手段により従動部の運動を規制しているので、パラレルメカニズム等と比較して従動部の制御精度が高まるとともに、制御計算や制御プログラムを簡素化できる。
【０００６】
上記第１発明において、前記第１及び第２のアクチュエータはいずれもリニアアクチュエータであり、前記第１及び第２の自由度の運動はいずれも並進運動であり、前記２自由度の運動は１自由度の並進運動と１自由度の回転運動とからなり、前記２つの係合部は、前記従動部上の異なる位置で前記第１及び第２の主動部のそれぞれと前記従動部とを係合していることを特徴とする運動装置としてもよい。
【０００７】
この場合、２つの主動部をいずれも並進運動させることにより、従動部の並進運動の加速性を向上させることができ、並進運動の高加速性が求められる用途において特に有用な運動装置とすることができる。また、２つの係合部を従動部上の異なる位置で係合させたので、従動部に回転のモーメントを発生させることができ、従動部を並進のみならず回転運動させることができる。結果として、高い加速性を有する１自由度の並進運動と１自由度の回転運動とを得ることができる。
なお、本願におけるリニアアクチュエータの例としては、後述するボールねじ機構のように、当初発生させる駆動力が（モーター等による）回転運動の駆動力であって、これを並進運動の駆動力に転換するものの他、当初発生させる駆動力自体が並進運動の駆動力であるもの等を挙げることができる。
【０００８】
上記は主動部（あるいはアクチュエータ）を２つ有する運動装置であるが、主動部（あるいはアクチュエータ）を３つ有する運動装置としてもよい。
即ち、本発明における第２発明は、第１のアクチュエータにより第１の自由度の運動をするように駆動される第１の主動部と、第２のアクチュエータにより第２の自由度の運動をするように駆動される第２の主動部と、第３のアクチュエータにより第３の自由度の運動をするように駆動される第３の主動部と、前記第１乃至第３の主動部の駆動力により従動する単一の従動部と、前記従動により前記従動部に生成される運動を、前記第１乃至第３の主動部の運動により許容される３自由度の運動に規制する規制手段と、前記規制手段により規制される３自由度の運動を許容しつつ前記第１乃至第３の主動部のそれぞれと前記従動部とを係合する３つの係合部とを備えていることを特徴とする運動装置である。
【０００９】
この場合も、上述したアクチュエータを２つ有する場合と同様の作用が得られる。即ち、３つのアクチュエータの運動を有効活用して３自由度の運動を得ることができる。また、それぞれ別個のアクチュエータにより駆動される３つの主動部により単一の従動部を駆動しているから、３つの主動部の駆動力が単一の従動部の駆動に集中し、従動部の運動の加速性を高めることができる。係合部は、従動部の３自由度の運動を許容しているので、従動部の運動を阻害せず、且つ３つのリニアアクチュエータの動作間にズレが生じた場合でも、機構を痛めるような機構内力の発生を避けることができる。さらに、上記規制手段により従動部の運動を規制しているので、パラレルメカニズム等と比較して従動部の制御精度が高まるとともに、制御計算や制御プログラムを簡素化できる。
【００１０】
この第２発明において、前記第１乃至第３のアクチュエータは全てリニアアクチュエータであり、前記第１乃至第３の自由度の運動は全て並進運動であり、前記３自由度の運動は１自由度の並進運動と２自由度の回転運動とからなり、前記３つの係合部は、前記従動部上の異なる位置で前記第１乃至第３の主動部のそれぞれと前記従動部とを係合していることを特徴とする運動装置としてもよい。
【００１１】
この場合、３つの主動部をいずれも並進運動させることにより、従動部の並進運動の加速性を向上させることができ、並進運動の高加速性が求められる用途において特に有用な運動装置とすることができる。また、３つの係合部を従動部上の異なる位置で係合させたので、従動部に回転のモーメントを発生させることができ、従動部を並進のみならず回転運動させることができる。結果として、高い加速性を有する１自由度の並進運動と２自由度の回転運動とを得ることができる。
【００１２】
主動部を２つ有する他の運動装置の発明（第３発明）は、互いに同一方向への往復並進運動するように駆動される主動部をそれぞれ有する２つのリニアアクチュエータと、前記２つの主動部の駆動力により従動する単一の従動部と、前記従動により前記従動部に生成される運動を、前記同一方向への一軸並進運動と一軸回転運動とに規制する規制手段と、前記一軸並進運動と一軸回転運動とを許容しつつ、前記２つの主動部のそれぞれと前記従動部とを当該従動部上の異なる位置で係合する２つの係合部とを備えたことを特徴とする運動装置である。
【００１３】
この場合、上述した主動部を２つ有する上記運動装置（第１発明）の作用に加えて、以下の作用効果を得ることができる。即ち、２つの主動部の並進運動と互いに平行な方向とし、従動部の並進運動もこれと同一方向の一軸並進運動に規制したので、当該同一方向における並進運動の加速性を更に向上させることができる。また、装置自体の構造を簡素化しやすくなり小型化、軽量化、低コスト化等に寄与するとともに、従動部の動作や主動部と従動部との幾何学的相関がより一層単純化されるため制御計算や制御プログラムを更に簡素化できる。
【００１４】
上記第３発明についても、主動部（あるいはリニアアクチュエータ）を３つ有するものとしてもよい。即ち、本発明の第４発明は、互いに同一方向への往復並進運動するように駆動される主動部をそれぞれ有する３つのリニアアクチュエータと、前記３つの主動部の駆動力により従動する単一の従動部と、前記従動により前記従動部に生成される運動を、前記同一方向への一軸並進運動と二軸回転運動とに規制する規制手段と、前記一軸並進運動と二軸回転運動とを許容しつつ、前記３つの主動部のそれぞれと前記従動部とを当該従動部上の異なる位置で係合する３つの係合部とを備えたことを特徴とする運動装置としてもよい。
【００１５】
この場合も、上記第３発明と同様の作用効果が得られる。即ち、３つの主動部の並進運動と互いに平行な方向とし、従動部の並進運動もこれと同一方向の一軸並進運動に規制したので、当該同一方向における並進運動の加速性を更に向上させることができる。また、装置自体の構造を簡素化しやすくなり小型化、軽量化、低コスト化等に寄与するとともに、従動部の動作や主動部と従動部との幾何学的相関がより一層単純化されるため制御計算や制御プログラムを更に簡素化できる。
【００１６】
上述した２つの主動部を互いに平行とした運動装置（第３発明）を２基用いた他の運動装置（第５発明）は、第一軸に沿って並進運動しうる第１の前記従動部を備えた第１の上記（第３発明の）運動装置と、第二軸に沿って並進運動しうる第２の前記従動部を備えた第２の上記（第３発明の）運動装置と、前記第１の従動部及び第２の従動部の両方と連結された単一の先端部と、前記第二軸に沿った前記第２従動部の並進運動に伴う前記先端部の運動を許容する状態で前記第１従動部と前記先端部とを連結する第１先端連結部と、前記第一軸に沿った前記第１従動部の並進運動に伴う前記先端部の運動を許容する状態で前記第２従動部と前記先端部とを連結する第２先端連結部と、を有することを特徴とする。
【００１７】
この場合、上述した第３発明の運動装置を２基用い、これらを単一の先端部と連結することにより、当該先端部を高速で２軸並進運動させることができる。また、第１従動部及び第２従動部は、互いの並進運動を許容する状態で先端部と連結されている。かかる許容状態が無い場合、例えば第１の運動装置により第一軸に沿った並進運動をさせる場合に、第２の運動装置ごと先端部を第一軸方向に並進運動させる必要が生じ、運動部分の重量増により加速性が著しく低下するが、本発明ではそのような不都合が無いので、高い加速性で先端部を２軸並進運動させることができる。
【００１８】
２軸並進運動が可能な先端部を有する上記運動装置（第５発明）において、前記第１従動部の回転運動を前記先端部に伝達する第１の回転伝達機構と、前記第２従動部の回転運動を前記先端部に伝達する第２の回転伝達機構と、前記先端部に設けられ前記第１又は第２の回転伝達機構により伝達された回転のいずれかを前記第一軸及び第二軸に沿った並進運動以外の第３の自由度の運動に変換する第１変換機構と、前記先端部に設けられ前記第１又は第２の回転伝達機構により伝達された回転のいずれかを前記第一軸及び第二軸に沿った並進運動及び前記第３の自由度の運動以外の第４の自由度の運動に変換する第２変換機構と、を備えた運動装置としてもよい。
【００１９】
この場合、上記第１の運動装置及び第２の運動装置からそれぞれ得られる高速の回転運動を活用して、先端部を４自由度で運動させることができる。つまり、先端部は、上記第一軸及び第二軸に沿った並進運動に加えて、上記第３及び第４の自由度の運動を高加速度で得ることができる。
【００２０】
上記装置において、前記第１従動部及び前記第２従動部はいずれも回転体を有し、前記第１及び第２の回転伝達機構は、前記先端部に設けられた回転体と前記従動部の回転体との間に巻き掛けられたベルト状部材である構成としてもよい。
このようにすると、上記第１及び第２の回転伝達機構を簡易な機構で得ることができ、装置の簡略化、小型化、軽量化、低コスト化に寄与する。
【００２１】
上記装置を用いたチップマウンターに係る本発明は、半導体製造工程で用いられるチップマウンターであって、前記運動装置の前記先端部に、ウェハから切り出されたダイを吸着するための吸着コレットが取付けられるとともに、前記第一軸と前記第二軸とは互いに直交する関係とされ、前記第１又は第２先端連結部は、前記先端部の姿勢を一定に維持する姿勢維持機構を有することを特徴とする。
このようにすると、上述した第一軸及び第二軸に沿った高加速性を有する並進運動をチップマウンターの主要動作として活用でき、ダイボンディングのサイクルタイムを短縮することができる。
【００２２】
上記チップマウンターにおいて、前記第３の自由度の運動により前記吸着コレットが前記第一軸及び第二軸と垂直な第三軸に沿って並進運動し、前記第４の自由度の運動により前記吸着コレットが軸回転運動する構成とするのが好ましい。このようにすると、上記装置が有する４自由度の運動を有効に利用して、吸着コレットがダイをリードフレーム上に固定する際におけるダイの位置や向きを微調整することができる。
【００２３】
他の観点からみた本発明の運動装置（第５発明）は、互いに平行に配置された第１ボールねじ及び第２ボールねじと、前記ボールねじのそれぞれに別個に取り付けられ当該ボールねじを軸回転させる複数個の駆動モータと、前記第１ボールねじに取り付けられ当該第１ボールねじの軸回転により並進運動する第１ボールねじナットと、前記第２ボールねじに取り付けられ当該第２ボールねじの軸回転により並進運動する第２ボールねじナットと、前記第１及び第２ボールねじナットの駆動力により従動する単一の従動部と、前記従動部における第１位置と前記第１ボールねじナットとを連結する第１のロッドと、前記従動部における第２位置と前記第２ボールねじナットとを連結する第２のロッドと、前記従動部を回動自在に支持し前記従動に伴う従動部の並進運動を前記第１及び第２ボールねじの軸方向と同一方向にガイドするガイド部材とを備えていることを特徴とする。
【００２４】
この場合、２つの主動部であるボールねじナットの並進運動方向及び従動部の並進運動方向は全て一軸方向（互いに平行）であるので、上述した第３発明の運動装置と同じ作用効果が得られる。更に、主動部を含むリニアアクチュエータとしてボールねじ、ボールねじナット、及び駆動モーターを用いたので、駆動モーターの回転を制御するだけで高精度で且つ円滑に従動部を運動させることができる。また、一つの従動部を運動させるのに複数の駆動モーターの駆動力を用いるので、運動の高加速化が可能となる。また、主動部と従動部とを係合する係合部としてロッドを用いたので、簡易な構造でありながら従動部の並進運動及び回転運動を高精度で制御することができる。更に、従動部を回動自在に支持しつつその並進運動をガイドするガイド部材により、従動部の回転運動を許容しつつその並進運動を一定方向に規制することができ、運動精度を更に高めることができる。
【発明の効果】
【００２５】
複数のリニアアクチュエータで単一の従動部を駆動するとともに、当該従動部の運動を規制する規制手段を設けることにより、従動部の運動を高加速度化することができるとともに、並進運動と回転運動とを高精度で得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。先ず、具体的な実施例に基づき、上述した第３〜第５発明に係る運動装置及びチップマウンターの発明について説明し、続いて、これら第３〜第５発明やチップマウンターの発明を包含する発明である上記第１発明及び第２発明について説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるチップマウンターｔの概略構成を示す全体斜視図であり、図２及び図４はその側面図、図３はその上面図である。
なお、本願の各図面においては、理解を容易とするために３次元直交座標系であるＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸を基準軸として適宜付記しており、以下の記載においてもこれらの基準軸を用いて適宜説明を行う。
【００２７】
このチップマウンターｔは、並進１自由度及び回転１自由度を有する２自由度運動装置を２基用いることにより、４自由度の運動装置として構成されている。この４自由度の運動装置の構造を簡略化して示したのが図５である。２基の２自由度運動装置のうち第１の運動装置１は第一軸（Ｙ軸）に沿った並進運動を生成することができるように配置されており、第２の運動装置２は第二軸（Ｚ軸）に沿った並進運動を生成することができるように配置されている。各運動装置１，２は、いずれも単一（共通）の先端部３と連結しており、運動装置１，２の並進運動に伴って先端部３もＹ軸方向及びＺ軸方向に並進運動することができる。先端部３には、ウェハから切り出されたダイを吸着するための真空吸着コレット４が取り付けられており、この真空吸着コレット４は上記先端部３の運動に伴ってＹ軸方向及びＺ軸方向に並進運動することができる。なお、真空吸着コレット４の先端部（下端部）には、図示しないエア吸引機構が取り付けられており、ダイを吸着できるようになっている。
【００２８】
第１の運動装置１と第２の運動装置２とは一部相違点もあるが基本構成は類似している。先ず、第１の運動装置１について説明する。
第１の運動装置１は、アクチュエータとしてリニア（直動）駆動系であるリニアアクチュエータ５を２つ有している。２つのリニアアクチュエータ５は互いに同一の仕様である。各リニアアクチュエータ５は、ボールねじ６と、それに螺合する主動部としてのボールねじナット７と、カップリング１０を介してボールねじナット７を軸回転駆動する駆動モータ８とを有している。
そして、これら第１の運動装置１や第２の運動装置２は図示しないベース部に固定されている。
【００２９】
なお、本発明に用いるリニアアクチュエータは特に限定されないが、上記リニアアクチュエータ５のようにボールねじ機構を用いると、高速且つ高精度なリニア駆動が得られやすい点で好ましい。また駆動モータ８としてはＡＣサーボモータ等のサーボモータの他、ステッピングモータ等の回転制御可能な各種モータを用いることができるが、制御精度やトルクの高さ、メンテナンス性、長時間使用耐性、低ロス性などに加え、汎用のコントローラやドライバが使用しやすい点からＡＣサーボモータが好適に用いられる。このＡＣサーボモータの具体例としては、例えば三菱電機株式会社製のＭＲ−Ｊ２ＳシリーズのＨＣ−ＭＦＳ４３などを挙げることができる。
【００３０】
図６は、第１の運動装置１における２つのボールねじナット７近傍付近を部分的に抜き出して記載した斜視図である。第１の運動装置１における２本のボールねじ６の軸芯は、同一平面（同一ＹＺ平面）内において互いに平行に配置されている。但し、基準位置における配置の関係から、２つのリニアアクチュエータ５は互いに軸方向（Ｙ軸方向）位置を相違させて配置されている（この点の詳細は後述する）。
【００３１】
第１の運動装置１における２つのボールねじナット７は、当該ボールねじナット７の駆動力により従動する単一の従動部に設けられた回転体としての円盤状部材であるプーリー９（図６において仮想線で示す）と係合している。プーリー９における第１位置とボールねじナット（第１ボールねじナット）７とはロッド１１（第１のロッド）で連結されており、プーリー９における第２位置とボールねじナット（第２ボールねじナット）７とは他のロッド１１（第２のロッド）で連結されている。具体的には、プーリー９とボールねじナット７を係合する係合部は、棒状部材であるロッド１１が、プーリー９及びボールねじナット７のそれぞれと回動自在に軸着されることにより構成されている。
【００３２】
プーリー９上において、第１のロッド１１との軸着位置９ａと、第２のロッド１１による軸着位置９ｂとは互いに相違している（図６参照）。具体的には、２つの軸着位置９ａ及び軸着位置９ｂは、円盤状のプーリー９の径方向同一位置であって互いの位相を１８０度異ならせた位置に配置されている。
また、図６に示すように、第１の運動装置１は、ボールねじナット７の並進運動に従動して生成する従動部としてのプーリー９の並進運動をボールねじナット７の並進移動方向と同一の一軸並進運動に規制する規制手段として、プーリー９をその中心位置９ｃにおいて回動自在に支持しプーリー９の並進運動をボールねじ６の軸方向と同一方向（即ちＹ軸方向）にガイド（規制）するガイド部材としてスライドガイド１２が設けられている。また、プーリー９の回転運動は、その中心位置９ｃにおける回動自在な軸着構造により、当該軸着の軸心における一軸回転運動に規制されている。
ロッド１１はプーリー９及びボールねじナット７に対して回動自在に係合しているので、プーリー９の回転運動を許容する。またスライドガイド１２も、プーリー９を回動自在に支持しているのでプーリー９の回転運動を許容する。
【００３３】
以上のように、主動部としてのボールねじナット７と係合したプーリー９は、ボールねじナット７の並進運動に伴い以下のように従動する。図７は、この従動を説明するための概略図であり、プーリー９を単純な円で示し、ロッド１１及びリニアアクチュエータ５によるボールねじナット７の並進方向５７とを単純な直線で示している。
図７（ａ）に示す初期状態から、図７（ｂ）に示すように２つのボールねじナット７を同一方向（図７における右方向）に距離ｄ１だけ並進運動させると、これに従動してプーリー９も同一方向に距離ｄ１だけ並進運動する。このときプーリー９は並進運動のみを行い、回転運動は起こらない。また、図７（ａ）に示す初期状態から、図７（ｃ）に示すように２つのボールねじナット７を逆方向に距離ｄ２だけ並進運動させると、これに従動してプーリー９は角度θ１だけ回転運動する。このときプーリー９は回転運動のみを行い、並進運動は起こらない。このように、２つのリニアアクチュエータ５におけるボールねじナット７の並進運動を制御するだけで、プーリー９の並進運動及び回転運動を高精度で制御することができる。
【００３４】
図７に示す正面視において、プーリー９の中心位置９ｃは２つのボールねじナット並進方向５７間の間隔の中央に位置している。換言すれば、プーリー９の並進移動による中心位置９ｃの軌跡直線は、２つのリニアアクチュエータ５の並進移動による２本の軌跡直線５７から同一の距離にある。そして、第１のボールねじナット７とプーリー９との係合関係と、第２のボールねじナット７とプーリー９との係合関係とは、プーリー９の周方向において等価とされている。即ち、図７（ａ）に示す初期状態において、第１のリニアアクチュエータ５とプーリー９との係合角度（プーリー９の正面視における、ロッド１１がボールねじナット７及びプーリー９と係合する両係合点を結ぶ直線とリニアアクチュエータ５の並進移動軌跡直線５７とのなす角）α１と、第２のリニアアクチュエータ５とプーリー９との係合角度α２とは同一（α１＝α２）とされている。この関係（α１＝α２）は、図７（ｂ）に示すようにリニアアクチュエータ５のボールねじナット７を同一方向に同一距離ｄ１だけ並進移動させた場合や、図７（ｃ）に示すように同一距離ｄ２だけ逆方向に移動させた場合にも維持される。このようにすると、プーリー９の運動を制御するためのリニアアクチュエータ５の運動の計算が単純化されるという利点がある。
【００３５】
図７（ａ）に示すような初期状態では、第１のリニアアクチュエータ５におけるボールねじナット７と第２のリニアアクチュエータ５におけるボールねじナット７とはＹ軸方向位置が相違している。そして、この相違距離に対応させて第１のリニアアクチュエータ５と第２のリニアアクチュエータ５とのＹ軸方向位置も相違させて配置することにより、両リニアアクチュエータ５間で同一の並進運動ストロークを確保するとともに、無駄な並進運動ストロークを抑えて第１の運動装置１を小型化している。
【００３６】
なお、第１のリニアアクチュエータ５のボールねじナット７と第２のリニアアクチュエータ５のボールねじナット７とが互いに異なる速さで同一方向又は逆方向に並進運動した場合は、プーリー９は並進運動すると同時に回転運動することになるが、このような運動をさせてもよい。
【００３７】
上記構成に加え、第１の運動装置１は、プーリー９と先端部３とを連結する第一先端連結部１５を有している。第一先端連結部１５は、棒状の連結ロッド１６の一端部がプーリー９とその中心位置９ｃにおいて回動自在に軸着されるとともに、連結ロッド１６の他端部が先端部３と回動自在に軸着されることにより構成されている。この連結ロッド１６により、プーリー９の並進運動に伴い先端部３が従動する。
更に、先端部３に設けられた回転体としての軸体３ａとプーリー９との間にはベルト状部材１７が架け渡されており、プーリー９の回転運動が軸体３ａに伝達される。即ち、これらプーリー９、軸体３ａ及びベルト状部材１７により第１の回転伝達機構が構成されている。
【００３８】
次に、第２の運動装置２について説明する。
第２の運動装置２の基本構成は第１の運動装置１と同一であるので、この同一部分については以下において説明を省略するとともに、図面において第１の運動装置１と同一の符号を付す。
【００３９】
第２の運動装置２は、プーリー９と先端部３と連結する第２先端連結部２０を有しているが、この第２先端連結部２０は、上述した第一先端連結部１５と異なり、先端部３の姿勢を一定に維持する姿勢維持機構２１を有している。具体的には、第２先端連結部２０は、プーリー９の中心位置９ｃと先端部３の所定位置３ｂ（図５参照）のそれぞれに回動自在に軸支された第１連結ロッド２５の他に２本の連結ロッド（第２連結ロッド２６及び第３連結ロッド２７）を有している。第２連結ロッド２６は、その一端部が第１連結ロッド２５と同様プーリー９の中心位置９ｃに回動自在に軸着され、その他端部は第３連結ロッド２７の一端部に回動自在に軸着されている。また第３連結ロッド２７の一端部は、上記したように第２連結ロッド２６の他端部と回動自在に軸着され、その他端部は先端部３における所定位置３ｃ（図５参照）と回動自在に軸着されている。この所定位置３ｃは、上述した所定位置３ｂとは異なる位置である。第２連結ロッド２６と第３連結ロッド２７とを軸着する軸部ｚ１（図５参照）は、プーリー９とは係合していないので、プーリー９の回転運動に連動して当該軸部ｚ１が動くことはない。一方、第１連結ロッド２５は、上述したようにプーリー９の中心位置９ｃにおいてプーリー９に回動自在に軸着されているので、プーリー９が並進運動すると、これに連動して先端部３が動く。
【００４０】
そして、第２連結ロッド２６は図示しない水平維持機構が設けられており、この水平維持機構により、プーリー９の並進及び回転運動に関わりなく第２連結ロッド２６は水平状態が維持されている。この水平維持機構としては、例えば、次の（イ）又は（ロ）の機構が考えられる。
（イ）プーリー９の並進移動方向（Ｚ軸方向）に沿って設けられたスライドガイドに第２連結ロッド２６を嵌め合わせて、この第２連結ロッド２６を回動不能な状態でＺ軸方向にスライド移動させる。
（ロ）第２連結ロッド２６とプーリー９とを軸着する軸部ｚ２（図５参照）の両端部分のみをＤカットし、その一端のＤカット部分と第２連結ロッド２６とを係合させ互いに回動不能な状態とするとともに、その他端のＤカット部分は、ベース部等に別途設けられたＺ軸方向に延在するスライド溝（図示しない）に回動不能に嵌め込むことにより、軸部ｚ２を軸回転不能な状態でＺ軸方向にスライド移動できる構成とする。更に、前記両端Ｄカット部分の間に設けられた軸部ｚ２の断面円形部分（Ｄカットされていない部分）を第１連結ロッド２５及びプーリー９に貫通させ、これらプーリー９及び第１連結ロッド２５は軸部ｚ２に対して回動自在とする。
【００４１】
上記した水平維持機構により、第２連結ロッド２６は、プーリー９の並進運動や回転運動に関わらず常に水平な状態（Ｙ軸と平行な状態）に維持される。そして、この第２連結ロッド２６の両端部のそれぞれと先端部３上の２カ所３ｂ、３ｃとの間隔は、第１連結ロッド２５及び第３連結ロッド２７により常時一定に維持されるので、先端部３もプーリー９の運動に関わらず常に一定の姿勢（水平姿勢）に維持される。したがって、先端部３に取り付けられた真空吸着コレット４が、先端部３の移動により傾いてしまうことがない。
【００４２】
また第２の運動装置２のプーリー９の回転は、ベルト状部材１７により先端部３に設けられた回転体としての軸体３ｄに伝達される。即ち、これらプーリー９、軸体３ｄ及びベルト状部材１７により第２の回転伝達機構が構成されている。この軸体３ｄは、上述した軸体３ａとは別個のものである（図５参照）。
【００４３】
以上のように、先端部３に対して第１の運動装置１及び第２の運動装置２を連結することにより、先端部３をＺ軸方向及びＹ軸方向の２方向に並進運動させることができる。
【００４４】
ここで、第１の運動装置１及び第２の運動装置２による先端部３の２軸並進運動について更に詳細に説明する。
第１の運動装置１の第一先端連結部１５は、Ｚ軸に沿った第２の運動装置２のプーリー９の並進運動に伴う先端部３の運動を許容する状態で第１の運動装置１のプーリー９と先端部３とを連結している。即ち第一先端連結部１５を構成する連結ロッド１６は、その両端部においてプーリー９や先端部３と回動自在に軸着されているので、これら両軸着部が回動することにより先端部３のＺ軸方向への並進移動を許容する（図５の仮想線参照）。同様に、第２の運動装置２の第２先端連結部２０も、Ｙ軸に沿った第１の運動装置１のプーリー９の並進運動に伴う先端部３の運動を許容する状態で第２の運動装置２のプーリー９と先端部３とを連結している。
【００４５】
なお、先端部３には、第１の運動装置１と第２の運動装置２の両方が連結されているので、先端部３が並進運動する場合には第１の運動装置１と第２の運動装置２の両方の影響を受ける。例えば、第１の運動装置１のプーリー９を並進移動させない状態でプーリー９を並進移動させた場合、先端部３は、第２の運動装置２のプーリー９に連動してＺ軸方向に直動することはできず、第１の運動装置１の連結ロッド１６に拘束されて、第１の運動装置１のプーリー９の中心位置９ｃを中心とした円に沿って移動することになる。よって、先端部３をＺ軸方向に直動させたい場合は、第１の運動装置１のプーリー９と第２の運動装置２のプーリー９とを同時に並進移動させる必要がある（図５の２点鎖線参照）。このように、先端部３をＺ軸方向又はＹ軸方向に直動させたい場合は、第１の運動装置１と第２の運動装置２の両方で同時に並進運動を生成させる必要があるが、このような制御を含め、先端部３の運動制御は、第１の運動装置１及び第２の運動装置２の有する全ての駆動モータ８の回転を統一的に制御可能な制御部３０（図５参照）により可能である。
【００４６】
なお、図１〜図５に示すような初期状態から、図５の二点鎖線に示すように先端部３をＺ軸方向に並進移動（直動）させると、第１の運動装置１の連結ロッド１６が水平配向状態を維持できず傾斜する。同様に、先端部３をＹ軸方向に並進移動させると、第１連結ロッド２５や第３連結ロッド２７が鉛直配向状態を維持できずに傾斜する。このような場合であっても、上述した姿勢維持機構２１により先端部３の姿勢（水平姿勢）は維持される。
また、第１の運動装置１において、プーリー９と軸体３ａとの間隔は連結ロッド１６によって維持されるので、先端部３の移動に関わらずベルト状部材１７の張設状態は常に維持される。同様に、第２の運動装置２において、プーリー９と軸体３ｄとの間隔は第１連結ロッド２５によって維持されるので、先端部３の移動に関わらずベルト状部材１７の張設状態は常に維持される。
【００４７】
以上のようなチップマウンターｔは、先端部３に取り付けられた真空吸着コレット４をＹ軸方向及びＺ軸方向に高加速度且つ高精度に並進運動させることができるので、図８に示すような半導体製造工程におけるダイボンディングに用いることができる。ダイボンディングでは、ウェハ３５を切断してなるダイ３６を真空吸着コレット４の先端部で吸着して拾い上げ、リードフレーム３７に固定する作業を繰り返すので、真空吸着コレット４をＹ軸方向及びＺ軸方向に高速で往復並進運動させる（図８の両矢印参照）。よって、上述したチップマウンターｔによりサイクルタイムを短縮することができる。なお、図８の枠内に示すように、真空吸着コレット４がダイ３６を吸着する際には、ダイ３６の真上に並進移動したのち当該ダイ３６と接する位置まで下降して、突き上げ針３１により突き上げられたダイ３６を吸着して引き上げる。
【００４８】
次に、先端部３について詳細に説明する。
図９及び図１０は、先端部３の内部構成を示す斜視図である。先端部３の機構部は箱状のハウジング３９内に収容されているが、図９及び図１０では見やすいようにハウジング３９の内部も実線で示す。
先端部３には、上述した第１の運動装置１の回転伝達機構（第１の回転伝達機構）により伝達された軸体３ａの軸回転（Ｘ軸回りの回転運動）をＸ軸に沿った並進運動に変換する第１変換機構４０と、上述した第２の運動装置２の回転伝達機構（第２の回転伝達機構）により伝達された軸体３ｄの軸回転（Ｘ軸回りの回転運動）をＺ軸回りの回転運動に変換する第２変換機構４１とを有している。
【００４９】
まず、第１変換機構４０は、ボールねじを用いた機構である。即ち軸体３ａはボールねじとされており、ハウジング３９に回動自在に支持された軸体３ａが軸回転すると、軸体３ａに螺合するボールねじナット４４がＸ軸方向に並進移動し、更にこのボールねじナット４４と一体的に取り付けられたヘッドスライダー４５もボールねじナット４４と共にＸ軸方向に並進運動する。
【００５０】
ヘッドスライダー４５は、上述したボールねじナット４４と、ハウジング３９の底面から下方に突出するとともにその下端に真空吸着コレット４が取り付けられた先端出力部４２と、詳細後述する第２変換機構４１のうち軸体３ｄを除く部分とを含んで構成されている。換言すれば、ヘッドスライダー４５は、先端部３のうち、ハウジング３９や軸体３ａ，３ｄを除くほとんどの部分を含む。図１３は、後述する第２変換機構４１の構成を説明するための図であると同時に、ヘッドスライダー４５の構成のほとんどを示す図でもある。ハウジング３９の底面にはＸ軸方向に敷設された２本のレール４３が設けられており、上述した軸体３ｄの並進運動に伴いヘッドスライダー４５の全体がレール４３上をスライドして並進運動する。これにより、先端出力部４２に取り付けられた真空吸着コレット４がＸ軸方向に並進運動する。
【００５１】
図１１及び図１２は、ヘッドスライダー４５の並進移動の様子を示す断面図（軸体３ａ及び軸体３ｄの軸線を含む平面による断面図）である。図１１の初期状態から軸体３ａが軸回転させると、ボールねじナット４４及びヘッドスライダー４５がＸ軸方向（図面上方）に並進移動する（図１２の白抜き矢印参照）。
なお、このような第１変換機構４０に用いられる比較的小型のボールねじとしては、例えばＫＳＳ株式会社の精密ミニチュアボールねじＭＲＢ０８１０などを採用することができる。
【００５２】
次に、第２変換機構４１を説明する。
第２変換機構４１では、軸体３ｄボールスプラインとワイヤプーリにより軸体３ｄの軸回転（Ｘ軸回りの回転）を先端出力部４２の軸回転（Ｚ軸回りの回転）に変換する。
まず、Ｘ軸回りの回転をＺ軸回りの回転に変換する機構について説明する。図１３に示すように、上述したヘッドスライダー４５内には、当該ヘッドスライダー４５の各部材を支持する支持体３８が設けられている。そしてこの支持体３８に、軸体３ｄの軸回転によりＸ軸回りに回転する第１プーリ４６と、先端出力部４２と同軸で一体化されＺ軸回りに回動自在な第２プーリ４７と、第１プーリ４６と第２プーリ４７とに巻き掛けられたワイヤ４８と、このワイヤ４８の張設方向を９０度転換する回動自在な回転体４９とが取り付けられている。そして、ワイヤ４８により第１プーリ４６の回転（Ｘ軸回りの回転）が第２プーリ４７の回転（Ｚ軸回りの回転）に変換される。
なお、回転軸を変換する機構としては上記ワイヤプーリ機構の他、かさ歯車などを用いることができる。ただし、バックラッシの発生を考慮すると、かさ歯車よりも上記ワイヤプーリ機構が好ましい。
【００５３】
第２変換機構４１では、上記の回転軸変換機構に加えて、ボールスプライン５０を用いている。この点について以下に説明する。
第１プーリ４６に回転を伝達する軸体３ｄは、先端部３のハウジング３９に軸回転自在に支持されているが、この軸体３ｄは、ヘッドスライダー４５と共に並進運動しない。よって、軸体３ａの軸回転に伴いヘッドスライダー４５がＸ軸方向に並進運動すると、第１プーリ４６等の上記回転軸変換機構の全体が軸体３ｄに対してＸ軸方向に相対移動することとなる。この相対移動を許容しつつ、つまり、ヘッドスライダー４５の相対位置に関わらず、軸体３ｄの軸回転が第１プーリ４６に伝達されるようにするため、ボールスプライン５０が用いられている。ボールスプライン５０は、スプライン軸よりなる前記軸体３ｄと、この軸体３ｄ上における軸方向移動を可能としつつ軸体３ｄのトルクを伝達できるスリーブ５１とを有しており、このスリーブ５１は第１プーリ４６と同軸で一体回転するようにされている。よって、軸体３ｄと第１プーリ４６との相対位置に関わらず、軸体３ｄの軸回転がスリーブ５１を介して第１プーリ４６に伝達される。
なお、ボールスプライン５０の具体例としては、例えば日本トムソン株式会社のＬＳＡＧＦ６などが挙げられる。
【００５４】
以上のような構成により、先端部３の先端出力部４２に取り付けられた真空吸着コレット４は、Ｘ軸方向に並進運動できるとともに自転（軸回転）することもできる。したがって、チップマウンターｔでは、図８に示すダイボンディング工程において、ダイ３６をリードフレーム３７に固定する際、ダイ３６の向きやＸ軸方向位置を微調整することが可能とされている。
【００５５】
上記実施形態の運動装置１，２では、従動部としてのプーリー９と２つのリニアアクチュエータ５（のボールねじナット７）とを係合する係合部としてロッド１１等のロッドを介したリンク機構を採用したが、他の機構よりなる係合部も可能である。
図１４〜１７は、この係合部の変形例を示す概略図である。
【００５６】
図１４は、係合部としてラックピニオン機構を採用したものである。即ち図１４に示す係合部６０は、スライドガイド１２の軸方向に並進方向を規制されつつ当該スライドガイド１２に回転自在に支持された従動部としてのピニオン６１と、前記スライドガイド１２と平行に設けられピニオン６１を両側から挟み込んで当該ピニオン６１と噛み合う２本のラック６２と、これらラック６２をピニオン６１に向かって押圧し噛み合い状態を維持するための弾性ばね６３と、を有し、弾性ばね６３を介してラック６２とリニアアクチュエータ（図示しない）の主動部６４とが連結されている。弾性ばね６３によりバックラッシを抑えることができる。この実施形態では、一つのラック６２あたり２つ（あるいは複数）の弾性ばね６３を設けることによりラック６２の姿勢を維持している。なお、ラック６２を弾性ばね６３のみで支持する場合には当該ラック６２の姿勢を維持しにくいから、別途ラック６２の姿勢維持機構（図示しない）を設けるのが好ましい。この係合部６０によっても、上記の運動装置１，２と同様、主動部６４の並進運動からピニオン６１の並進運動及び回転運動を生成することができる。
図１５は、同一のピニオン６１を２つ設けた変形例である。このように、ピニオン６１を複数化すると２つのラック６２同士の平行性及び各ラック６２の姿勢を維持できるという利点がある。なおこの場合、ピニオン６１を複数化したことにより２つのラック６２同士の平行性及び各ラック６２の姿勢が維持されるので、図１４の実施形態のように、ラック６２の姿勢を維持すべく一つのラック６２に対して２つ（あるいは複数）の弾性ばね６３を設ける必要はない。即ち図１５（ａ）に記載のように、一つのラック６２あたり一つの弾性ばね６３を設けるだけでもよい。
また図１６は上記弾性ばね６３のうちの一方をヒンジ構造６５としたものである。この場合は、ラック６２と主動部６４との相対位置のズレが抑えられるという利点がある。
以上のように本発明における係合部としてラックピニオン機構を用いることができる。ただし、バックラッシの発生、制御精度（停止位置精度）、及び軽量化等の観点からは上述した実施形態のようなロッドを介したリンク機構が好ましい。
【００５７】
図１６に示す係合部７０は、摩擦駆動方式によるものであり、スライドガイド１２の軸方向に並進方向を規制されつつ当該スライドガイド１２に回転自在に支持された従動部としての円盤状部材７１と、このピニオン円盤状部材７１を所定の圧力で挟み込みリニアアクチュエータ（図示しない）によって前記スライドガイド１２と平行な方向に往復並進駆動される２つの主動部７２とを有している。主動部７２は、円盤状部材７１の外周面７１ａとこれに接触する主動部７２の接触面７２ａとのとの摩擦により従動する。この場合、滑りが発生しない限りバックラッシは無くなり、接触面の表面加工や塗料等により接触面の摩擦係数を上げることができる。
【００５８】
図１７に示す係合部８０は、ベルト駆動方式によるものである。この係合部８０は、スライドガイド１２の軸方向に並進方向を規制されつつ当該スライドガイド１２に回転自在に支持された従動部としての円盤状部材８１と、同一の長さを有する２本のスチールベルト８２，８３とを有している。そして図示しない２つのリニアアクチュエータにより第１の主動部８４及び第２の主動部８５がそれぞれ同一の軸方向に往復並進駆動される。スチールベルト８２，８３はいずれもその一端部が第１の主動部８４に固定され、その他端部は第２の主動部８５に固定されている。第１のスチールベルト８２は円盤状部材８１の一方側から当該円盤状部材８１に巻き掛けられており、第２のスチールベルト８３は円盤状部材８１の他方側から当該円盤状部材８１に巻き掛けられている。そして、各スチールベルト８２，８３の両端部の固定位置は、両スチールベルト８２，８３が共に張設される位置関係に設定されている。このように構成した場合も、上述した運動装置１，２及び図１４〜１６の変形例と同様、第１の主動部８４及び第２の主動部８５の並進運動により円盤状部材８１の並進運動及び回転運動が生成する。本発明の係合部はこのようなスチールベルトを用いた機構でもよいが、加減速時の慣性力によるスチールベルトの伸びに起因した停止位置精度悪化の観点からは、上述したロッドを介したリンク機構が好ましい。しかし、上記のようなロッドを介したリンク機構と比較してガタを少なくしやすく、また上述したラックピニオン機構等と比較してバックラッシを少なくしやすいという観点からは、スチールベルトを用いた機構が好ましい。特に、加減速時の慣性力があまり問題とならないような場合には、ロッドを介したリンク機構に対してスチールベルトを用いた機構の利点が相対的に高まるので、かかる観点からはスチールベルトを用いた機構が好ましい。
【００５９】
以上に説明した運動装置やチップマウンターは本発明の一実施形態にすぎず、本発明はかかる形態に限定されない。
以下に、上記各実施形態を含む発明である第１発明及び第２発明について説明する。
【００６０】
図１８は、本発明の他の実施形態である運動装置Ｄ１の動作原理を説明するための概略図である。この運動装置Ｄ１は、第１のアクチュエータ（図示省略）により第１の自由度の運動をするように駆動される第１の主動部Ｓ１と、第２のアクチュエータ（図示省略）により第２の自由度の運動をするように駆動される第２の主動部Ｓ２と、これら各主動部Ｓ１，Ｓ２の駆動力により従動する単一の従動部Ｊと、前記従動により従動部Ｊに生成される運動を、第１の主動部Ｓ１及び第２の主動部Ｓ２の運動により許容される２自由度の運動に規制する規制手段（図示省略）と、この規制手段により規制される２自由度の運動を許容しつつ第１の主動部Ｓ１と第２の主動部Ｓ２のそれぞれと従動部Ｊとを係合する第１の係合部ｋ１及び第２の係合部ｋ２（２つの係合部ｋ１，ｋ２）と、を備えている。
【００６１】
また、運動装置Ｄ１においては、第１の主動部Ｓ１及び第２の主動部Ｓ２の運動はいずれもリニアな並進運動（直動）である。そして従動部Ｊの運動は、上記規制手段により、従動部並進方向Ｊｈに沿った並進運動ｘ（１自由度の並進運動）と、従動部Ｊの中心ｃまわりの回転運動θ（１自由度の回転運動）とに規制されている。また、２つの係合部ｋ１，ｋ２は、従動部Ｊ上の異なる位置Ｔ１，Ｔ３で、第１の主動部Ｓ１及び第２の主動部Ｓ２のそれぞれと従動部Ｊとを係合している。
【００６２】
第１の主動部Ｓ１は、第１並進方向Ｓ１ｈ（二点鎖線で示す）に沿って並進運動するように駆動され、第２の主動部Ｓ２は、第２並進方向Ｓ２ｈ（２点鎖線で示す）に沿って並進運動するように駆動される。従動部Ｊの運動を上記並進運動と回転運動とに規制する規制手段としては、上述した第１の運動装置１で用いたようなスライドガイド１２等の構造を挙げることができる。第１の主動部Ｓ１や第２の主動部Ｓ２の具体例としては、例えば上述したようなリニアアクチュエータ５で駆動されるボールねじナット７などがあり、第１の係合部ｋ１や第２の係合部ｋ２の具体例としては、上述したロッド１１等を用いたリンク機構などが挙げられる。
【００６３】
記述の第１の運動装置１や第２の運動装置２では、２つの主動部の並進方向（第１並進方向Ｓ１ｈ，第２並進方向Ｓ２ｈ）が平行であったが、運動装置Ｄ１では第１並進方向Ｓ１ｈと第２並進方向Ｓ２ｈとが平行ではない（即ち、従動部並進方向Ｊｈと第１並進方向Ｓ１ｈとのなす角度Ａ１と、従動部並進方向Ｊｈと第２並進方向Ｓ２ｈとのなす角度Ａ２とが同じではない）。更に、第１並進方向Ｓ１ｈ又は第２並進方向Ｓ２ｈと従動部並進方向Ｊｈとは平行ではない（即ち角度Ａ１は０でなく、また角度Ａ２も０でない。）。本発明の運動装置は、このような構成を採ることもできる。
【００６４】
また、本発明においては、主動部の運動や従動部の運動は特に限定されない。例えばアクチュエータにより駆動される主動部を２つ備えた運動装置の場合、第１の主動部は並進運動で第２の主動部は回転運動としてもよいし、第１及び第２の主動部がいずれも回転運動をしてもよい。同様に、主動部を３つ備えた運動装置の場合、３つの主動部とも並進運動をする構成としてもよく、３つのうちのいずれか２つが並進運動をし１つが回転運動をする構成としてもよく、３つのうちいずれか２つが回転運動をし１つが並進運動をする構成としてもよく、３つの主動部とも回転運動をしてもよい。
【００６５】
また、従動部Ｊについても、例えばアクチュエータにより駆動される主動部を２つ備えた運動装置の場合、規制手段により規制された従動部Ｊの２自由度の運動は、第１の自由度の運動が回転運動であり、第２の自由度の運動が並進運動である構成としてもよいし、第１及び第２の自由度の運動がいずれも回転運動である構成としてもよいし、第１及び第２の自由度の運動がいずれも並進運動である構成としてもよい。同様に、主動部を３つ備えた運動装置の場合、規制手段により規制された従動部Ｊの３自由度の運動は、３自由度全てが回転運動でもよく、３自由度全てが並進運動でもよく、３自由度のうち１自由度が回転運動で２自由度が並進運動でもよく、３自由度のうち１自由度が並進運動で２自由度が回転運動でもよい。
【００６６】
また、主動部や従動部が並進運動する場合、当該並進運動は一軸並進運動（直動）に限られず、曲線に沿って動く並進運動であってもよい。
なお、従動部Ｊの運動のうち少なくとも１自由度の運動を並進運動とすると、特に高加速度が要求される場合の多い運動装置である、並進運動を含む運動装置に好適に応用可能である点において好ましい。
【００６７】
第１及び第２の主動部がいずれも回転運動する例が、図１９に示される運動装置Ｄ２である。この場合、図示しない第１のアクチュエータ（モーター等）により回動中心ｃｒ１を中心とした回転運動ｒ１をするように回転駆動される第１の主動部Ｒ１と、同じく図示しない第２のアクチュエータ（モーター等）により回動中心ｃｒ２を中心とした回転運動ｒ２をするように回転駆動される第２の主動部Ｒ２とが従動部Ｊと係合している。図示しない規制手段による従動部Ｊへの運動規制の態様は運動装置Ｄ１と同様であり、従動部並進方向Ｊｈへの一軸並進運動ｘと中心点ｃ回りの回転運動θである。第１の係合部ｋ１や第２の係合部ｋ２の構造は、上述した運動装置Ｄ１あるいは第１の運動装置１と同様のもの（ロッドによるリンク機構）などを採用することができる。
【００６８】
主動部を３つ有する運動装置の例を図２０に示す。
同図に示す運動装置Ｄ３は、第１のアクチュエータ（図示省略）により第１の自由度の運動をするように駆動される第１の主動部Ｓ１と、第２のアクチュエータ（図示省略）により第２の自由度の運動をするように駆動される第２の主動部Ｓ２と、第３のアクチュエータ（図示省略）により第３の自由度の運動をするように駆動される第３の主動部Ｓ３と、第１乃至第３の主動部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の駆動力により従動する単一の従動部Ｊと、前記従動により従動部Ｊに生成される運動を、第１乃至第３の主動部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の運動により許容される３自由度の運動に規制する規制手段ｋｓと、規制手段ｋｓにより規制される３自由度の運動を許容しつつ前記第１乃至第３の主動部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のそれぞれと従動部Ｊとを係合する３つの係合部ｋ１，ｋ２，ｋ３とを備えている。図示省略するが、係合部ｋ１，ｋ２，ｋ３としては、上述した運動装置Ｄ１と同様、例えばロッドの両端部に回動部を有し、該ロッドの一端側の回動部が従動部Ｊと接続され、他端側の回動部が主動部Ｓ１〜Ｓ３と接続しているものを採用できる。但し、特に運動装置Ｄ３の場合、係合位置Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６には、ボールジョイント等の３次元的回動を許容する回動装置が好適に用いられる。
【００６９】
運動装置Ｄ３において、従動部Ｊは、規制手段ｋｓにより従動部並進方向Ｊｈの並進運動（図２０の３次元直交座標系のＸ，Ｙ，Ｚ軸におけるＸ軸方向の並進運動）ｘと、同３次元直交座標系におけるＹ軸回りの回転運動θｙと、同Ｚ軸回りの回転運動θｚとの合計３自由度の運動に規制されている。かかる規制を可能とするため、規制手段ｋｓでは、ユニバーサルジョイントＵを用いている。即ち、ユニバーサルジョイントＵにより許容される２つの回動の回動軸線のうち第１の回動軸線Ｕ１を上記Ｙ軸方向に配向させ、同第２の回動軸線Ｕ２を上記Ｚ軸方向に配向させている。これにより、従動部Ｊの運動を上記２自由度の回転運動θｙ，θｚに規制している。そして、このユニバーサルジョイントＵを介した一端側をリニアガイドＬＧにより規制することで、従動部Ｊの並進運動を従動部並進方向Ｊｈに規制している。そして、ユニバーサルジョイントＵを介した他端側に取り付けられた部材ｂｚ上の３つの位置Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５において、従動部ＪとＳ１，Ｓ２，Ｓ３とがそれぞれ係合している。
【００７０】
運動装置Ｄ３では、第１の主動部Ｓ１，第２の主動部Ｓ２，第３の主動部Ｓ３が全て並進駆動される。そして、第１の主動部Ｓ１の第１並進方向Ｓ１ｈと、第２の主動部Ｓ２の第２並進方向Ｓ２ｈと、第３の主動部Ｓ３の第３並進方向Ｓ３ｈとが、それぞれ互いに平行でなく、また、これら並進方向Ｓ１ｈ〜Ｓ３ｈと従動部並進方向Ｊｈの関係も互いに平行でない。本発明の運動装置では、上述したように、主動部の並進方向同士あるいは主動部の並進方向１ｈ〜Ｓ３ｈと従動部並進方向Ｊｈとの関係が平行であってもよいし、平行で無くてもよい。また、本発明では第１の主動部Ｓ１，第２の主動部Ｓ２，第３の主動部Ｓ３が全て並進駆動される場合に限られず、上述したようにこれら３つの主動部のうちの一部又は全部が回転駆動されるものであってもよい。
【００７１】
なお本発明における規制手段は、従動部に生成される運動を、全ての主動部（２つ又は３つ）の運動により許容される自由度の運動に規制しているが、この点について説明する。図２１及び図２２はこの説明をするための図であるが、いずれの図においても１つの主動部Ｓ１及びこれと係合する１つの係合部ｋ１のみを記載し、従動部Ｊと係合する他の主動部や他の係合部の記載を省略している。まず前提となる事項を図１８を用いて説明する。
【００７２】
図１８における第１の主動部Ｓ１で示すように、図示しないリニアアクチュエータにより第１の主動部Ｓ１に発生する駆動力ベクトルｘ１は、第１の係合部ｋ１を介して従動部Ｊに伝達される。従動部Ｊ上の位置Ｔ１から従動部Ｊに作用する駆動力ベクトルｘ１を分解した各直交成分のうち、従動部Ｊの運動を規制する規制手段の拘束力と打ち消し合う無効成分ｚ１については、従動部Ｊの運動（並進運動及び回転運動）に寄与しないが、従動部Ｊの運動を規制する規制手段の拘束力と打ち消し合わない有効成分ｙ１により、従動部Ｊに並進方向又は回転運動が生成される。２つの（又は３つの）主動部が、このような有効成分ｙ１を従動部に発生させうるような規制手段であれば、本発明における、「従動部に生成される運動を、２つ（又は３つ）の主動部の運動により許容される自由度の運動に規制する規制手段」に該当する。換言すれば、各主動部の駆動力の少なくとも一部が従動部の運動に有効に作用するように構成された規制手段であればよい。
【００７３】
なお、図２１のように、第１の主動部Ｓ１から第１の係合部ｋ１を介して従動部Ｊに伝達される駆動力（ベクトルｘ１）の全てが、従動部Ｊの運動を規制する規制手段の拘束力と打ち消し合う状態（以下、特異状態ともいう）においては、第１の主動部Ｓ１からの駆動力が従動部Ｊの運動に対して何ら寄与しないこととなる。しかしながら、従動部Ｊの運動の慣性や、図示しない他の主動部（図１８における第２の主動部Ｓ２など）からの駆動力などにより、従動部Ｊが何らかの運動（並進運動又は回転運動）を行えば、前記特異状態は回避され、従動部Ｊは全ての主動部から有効な駆動力を得ることができる状態となり、従動部Ｊは主動部からの駆動力により運動することができる。図２２に示す状態も上記特異状態であるが、この場合も、従動部Ｊの運動の慣性や、図示しない他の主動部からの駆動力などにより、従動部Ｊが何らかの運動（従動部並進方向Ｊｈ方向の並進運動又は従動部Ｊの中心ｃ回りの回転運動）を行えば、前記特異状態は回避され、従動部Ｊは全ての主動部から有効な駆動力を得ることができる状態となる。よって、このような特異状態を含む運動装置も本発明に含まれる。
ただし、従動部Ｊに係合する全ての主動部が、同時に、上記特異状態となった状態（以下、同時特異状態ともいう）をとりうる運動装置の場合は、従動部Ｊの運動の慣性により当該同時特異状態を回避しうるものの、同時特異状態で従動部Ｊが静止してしまった場合には、主動部を駆動しても従動部Ｊを運動させることができないから、本発明において好ましくない。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施形態であるチップマウンターの概略構成を示す全体斜視図である。
【図２】図１のチップマウンターの正面図である。
【図３】図１のチップマウンターを上方からみた平面図である。
【図４】図１のチップマウンターの側面図である。
【図５】図１のチップマウンターに用いた運動装置の機構の概略を示す図である。
【図６】プーリーの近傍部分を抜き出した斜視図である。
【図７】プーリーの並進運動及び回転運動を説明するための概略図である。
【図８】ダイボンディング工程を説明するための図である。
【図９】先端部の拡大斜視図である。
【図１０】図９とは異なる方向から見た先端部の拡大斜視図である。
【図１１】初期状態における先端部の断面図である。
【図１２】図１１の状態からヘッドスライダーがＸ軸方向に移動した状態における先端部の断面図である。
【図１３】ヘッドスライダーの略全体を示す図である。
【図１４】係合部の変形例を示す図である。
【図１５】係合部の他の変形例を示す図である。
【図１６】係合部の他の変形例を示す図である。
【図１７】係合部の他の変形例を示す図である。
【図１８】本発明の他の実施形態を示す運動装置の概略図である。
【図１９】本発明の他の実施形態を示す運動装置の概略図である。
【図２０】本発明の他の実施形態を示す運動装置の概略図である。
【図２１】特異状態について説明するための図である。
【図２２】特異状態について説明するための図である。
【符号の説明】
【００７５】
ｔ    チップマウンター
１    第１の運動装置
２    第２の運動装置
３    先端部
３ａ  軸体（先端部に設けられた回転体）
３ｄ  軸体（先端部に設けられた回転体）
４    真空吸着コレット（吸着コレット）
５    リニアアクチュエータ
６    ボールねじ（第１ボールねじ、第２ボールねじ）
７    ボールねじナット（主動部：第１ボールねじナット、第２ボールねじナット）
８    駆動モータ
９    プーリー（回転体）
１１  ロッド（第１のロッド、第２のロッド）
１２  スライドガイド（ガイド部材）
１５  第一先端連結部
１７  ベルト状部材
２０  第２先端連結部
２１  姿勢維持機構
４０  第１変換機構
４１  第２変換機構
６０，７０，８０    係合部
Ｓ１  第１の主動部
Ｓ２  第２の主動部
Ｓ２  第３の主動部
ｋｓ  規制手段
ｋ１  第１の係合部（係合部）
ｋ２  第２の係合部（係合部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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