(57)【要約】【課題】出力部が往復移動する方向と直交する断面におけるサイズを小さく抑えることができるアクチュエータ、実装ヘッドユニット及び実装装置を提供する。【解決手段】アクチュエータ６は、回転型モータ６１と、スプライン部材６２と、リニア型モータ６５と、出力部６８と、を備える。回転型モータ６１は、一の軸線６００回りに回転する回転型可動子６１２を有する。スプライン部材６２は、回転型可動子６１２より回転力を受ける第１部材６３と、第２部材６４と、を有する。リニア型モータ６５は、第２部材６４より回転力を受けるリニア型可動子６６と、リニア型固定子６７と、を有する。出力部６８は、リニア型可動子６６と一体である。リニア型可動子６６は、リニア型固定子６７を軸線６００方向に貫通する。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の軸線回りに回転する回転型可動子を有する回転型モータと、
前記回転型可動子より回転力を受けて前記軸線回りに回転する第１部材と、前記軸線上を往復移動しかつ前記第１部材より回転力を受けて前記軸線回りに回転する第２部材と、を有するスプライン部材と、
前記第２部材より回転力を受けて前記軸線回りに回転するリニア型可動子と、前記リニア型可動子に前記軸線方向に沿った駆動力を与えるリニア型固定子と、を有するリニア型モータと、
前記リニア型可動子の一端に設けられる、前記回転型モータ及び前記リニア型モータにより駆動される出力部と、
を備え、
前記リニア型可動子は、前記リニア型固定子を前記軸線方向に貫通しており、前記リニア型固定子に対して前記軸線回りに回転する
アクチュエータ。
【請求項２】
前記回転型モータは、前記回転型可動子を前記軸線回りに回転させる回転型固定子を有し、
前記回転型可動子の前記軸線方向における一端部が前記回転型固定子に収容され、前記回転型可動子の前記軸線方向における他端部が前記回転型固定子の外に位置している
請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記リニア型固定子が永久磁石を有し、前記リニア型可動子が前記永久磁石に磁力を作用させるコイルを有する
請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記リニア型可動子が永久磁石を有し、前記リニア型固定子が前記永久磁石に磁力を作用させるコイルを有する
請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記リニア型可動子の前記軸線方向における一端部側から他端部側に向けて、前記リニア型可動子に力を加える弾性部材を備える
請求項１〜４のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のアクチュエータと、
前記アクチュエータの前記出力部に固定されて、第２対象物に実装される第１対象物を捕捉する捕捉部と、
を備える
実装ヘッドユニット。
【請求項７】
請求項６に記載の実装ヘッドユニットと、
前記第２対象物を保持する保持装置と、
を備える
実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にアクチュエータ、実装ヘッドユニット及び実装装置に関し、更に詳しくは、回転型モータ及びリニア型モータを備えるアクチュエータ、このアクチュエータを備える実装ヘッドユニット、及び、この実装ヘッドユニットを備える実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板の位置決め部と、パーツフィーダに備えられた電子部品を位置決め部に位置決めされた基板に移送搭載する移載ヘッドと、を備えた電子部品実装装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
移載ヘッドはノズルを有している。ブラケットの上面にはＺ軸モータが装着されている。Ｚ軸モータに駆動される送りねじに沿って、ナット、ノズルシャフト及びノズルが上下動する。
【０００４】
θモータの出力軸と、ノズルシャフトに装着されたプーリとに、ベルトが調帯されている。θモータが駆動すると、ノズルはその軸心を中心に回転し、これによりノズルの下端部に真空吸着された電子部品の回転方向の角度を補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２４６７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来例にあっては、Ｚ軸モータに駆動される送りねじと、ノズルシャフト及びノズルと、θモータの出力軸とが、互いに同一直線上にない。このため、これらの部材を配置するためのスペースを、水平方向に広く要する、という問題があった。
【０００７】
本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされており、その目的とするところは、出力部が往復移動する方向と直交する断面におけるサイズを小さく抑えることができるアクチュエータ、実装ヘッドユニット及び実装装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る一形態のアクチュエータは、回転型モータと、スプライン部材と、リニア型モータと、出力部と、を備える。前記回転型モータは、一の軸線回りに回転する回転型可動子を有する。前記スプライン部材は、前記回転型可動子より回転力を受けて前記軸線回りに回転する第１部材と、前記軸線上を往復移動しかつ前記第１部材より回転力を受けて前記軸線回りに回転する第２部材と、を有する。前記リニア型モータは、前記第２部材より回転力を受けて前記軸線回りに回転するリニア型可動子と、前記リニア型可動子に前記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。前記出力部は、前記リニア型可動子の一端に設けられる、前記回転型モータ及び前記リニア型モータにより駆動される。前記リニア型可動子は、前記リニア型固定子を前記軸線方向に貫通しており、前記リニア型固定子に対して前記軸線回りに回転する。
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る一形態の実装ヘッドユニットは、前記アクチュエータと、前記アクチュエータの前記出力部に固定されて、第２対象物に実装される第１対象物を捕捉する捕捉部と、を備える。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る一形態の実装装置は、前記実装ヘッドユニットと、前記第２対象物を保持する保持装置と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る一形態のアクチュエータ、実装ヘッドユニット及び実装装置にあっては、出力部が往復移動する方向と直交する断面におけるサイズを小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態１に係る実装装置（実装装置）の外観を示す斜視図である。
【図２】図２Ａは、同上の実装装置のカバーモジュールを外した状態の斜視図である。図２Ｂは、図２Ａの領域Ａ１の概略拡大図である。
【図３】図３は、同上の作業モジュールの斜め上方より見た斜視図である。
【図４】図４は、同上の作業モジュールの斜め下方より見た斜視図である。
【図５】図５Ａは、同上の作業モジュールを、Ｙ軸方向に直交しかつＸ軸リニア型モータ固定子を通る面で切断した場合の要部断面図である。図５Ｂは、図５ＡにおけるＸ軸リニア型モータを中心とする部分の拡大図である。
【図６】図６Ａは、同上の作業モジュールを、Ｘ軸方向に直交しかつＹ軸リニア型モータ固定子を通る面で切断した場合の要部断面図である。図６Ｂは、図６ＡにおけるＹ軸リニア型モータを中心とする部分の拡大図である。
【図７】図７は、同上の作業モジュールのＹ軸移動ユニットの斜め上方より見た斜視図である。
【図８】図８は、同上のＹ軸移動ユニットの斜め下方より見た斜視図である。
【図９】図９は、同上の作業モジュールのＸ軸移動ユニットの斜め上方より見た斜視図である。
【図１０】図１０Ａは、同上の作業モジュールのアクチュエータ、捕捉部ユニット及びブラケットのＸ軸方向の正の向きから見た側面図である。図１０Ｂは、同上のアクチュエータ、捕捉部ユニット及びブラケットのＹ軸方向の負の向きから見た正面図である。
【図１１】図１１Ａは、同上のアクチュエータのＹ軸方向に直交する面で切断した場合の断面図である。図１１Ｂは、同上のアクチュエータのＺ軸方向に直交する面で切断した場合の断面図である。図１１Ｃは、図１１Ａにおけるリニア型モータを中心とする部分の拡大図である。
【図１２】図１２Ａは、同上の出力部ユニットが上昇した状態におけるアクチュエータ、出力部及びブラケットのＹ軸方向に直交する面で切断した場合の断面図である。図１２Ｂは、同上の出力部ユニットが下降した状態におけるアクチュエータ、出力部及びブラケットのＹ軸方向に直交する面で切断した場合の断面図である。
【図１３】図１３Ａは、実施形態２のアクチュエータのＹ軸方向に直交する面で切断した場合の断面図である。図１３Ｂは、同上のアクチュエータのＺ軸方向に直交する面で切断した場合の断面図である。
【図１４】図１４Ａは、同上の出力部ユニットが可動範囲の上限位置まで上昇した状態におけるアクチュエータ、出力部及びブラケットのＹ軸方向に直交する面で切断した場合の断面図である。図１４Ｂは、同上の出力部ユニットが可動範囲の下限位置まで下降した状態におけるアクチュエータ、出力部及びブラケットのＹ軸方向に直交する面で切断した場合の断面図である。
【図１５】図１５Ａは、図１２Ａの要部の概略構成を示す拡大図である。図１５Ｂは、図１２Ｂの要部の概略構成を示す拡大図である。
【図１６】図１６Ａは、図１４Ａの要部の概略構成を示す拡大図である。図１６Ｂは、図１４Ｂの要部の概略構成を示す拡大図である。
【図１７】図１７Ａは、実施形態３の出力部ユニットが可動範囲の上限位置まで上昇した状態におけるアクチュエータ、出力部及びブラケットのＹ軸方向に直交する面で切断した場合の概略断面図である。図１７Ｂは、同上の出力部ユニットが可動範囲の下限位置まで下降した状態におけるアクチュエータ、出力部及びブラケットのＹ軸方向に直交する面で切断した場合の概略断面図である。
【図１８】図１８Ａは、実施形態４の出力部ユニットが可動範囲の上限位置まで上昇した状態におけるアクチュエータ、出力部及びブラケットのＹ軸方向に直交する面で切断した場合の概略断面図である。図１８Ｂは、同上の出力部ユニットが可動範囲の下限位置まで下降した状態におけるアクチュエータ、出力部及びブラケットのＹ軸方向に直交する面で切断した場合の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施形態１）
（１）概要
本実施形態に係る製造作業装置１の概要について、図１〜図２Ｂを参照して説明する。図２Ａは、後述するカバーモジュール１４（図１参照）を外した状態の製造作業装置１の斜視図である。図２Ｂは、図２Ａの領域Ａ１の概略拡大図である。また、製造作業装置１には、冷却水の循環用のパイプ、電力供給用のケーブル及び空圧（正圧及び真空を含む）供給用のパイプ等が接続されるが、これらの図示を適宜省略する。
【００１４】
製造作業装置１は、例えば、工場、研究所、事務所、店舗及び教育施設等の施設において、電子機器、自動車、衣料品、食料品、医薬品及び工芸品等の種々の製品の製造のための作業に用いられる。本開示でいう「作業」は、製品の製造に際して実行される作業対象物に対する種々の作業を含み、例えば、実装、塗装、印刷、プレス、切削、溶着及び撮影等の作業を含む。本開示でいう「作業対象物」は、製造作業装置１により加工等の作業が施される物であって、例えば、第２対象物に対して第１対象物を実装する作業の場合には、第２対象物が作業対象物となる。
【００１５】
本実施形態では、製造作業装置１が、工場での電子機器の製造に用いられ、第２対象物（作業対象物）に対して第１対象物を実装する作業を行うための実装装置である場合について説明する。一般的な電子機器は、例えば、電源回路及び制御回路等の各種の回路ブロックを有している。これらの回路ブロックの製造にあたっては、一例として、はんだ塗布工程、実装工程、及びはんだ付け工程が、この順で行われる。はんだ塗布工程では、基板（プリント配線板）にクリーム状はんだが塗布（又は印刷）される。実装工程では、基板に部品（電子部品）が実装（搭載）される。はんだ付け工程では、例えば、部品が実装された状態の基板を、リフロー炉にて加熱することにより、クリーム状はんだを溶かしてはんだ付けが行われる。製造作業装置１（実装装置）は、実装工程において、第２対象物（作業対象物）である基板Ｂ１（図２Ａ参照）に対して、第１対象物である部品Ｐ１（図２Ｂ参照）を実装する作業を行う。本実施形態では一例として、表面実装技術（SMT：Surface Mount Technology）による部品Ｐ１の実装に、製造作業装置１が用いられる場合について説明する。ただし、この例に限らず、挿入実装技術（IMT：Insertion Mount Technology）による部品Ｐ１の実装に、製造作業装置１が用いられてもよい。
【００１６】
本実施形態に係る製造作業装置１は、制御モジュール１１と、保持モジュール１２と、作業モジュール１３と、を備えている。保持モジュール１２は、作業対象物を保持する。作業モジュール１３は、作業対象物に対する作業を実行する。制御モジュール１１は、保持モジュール１２及び作業モジュール１３を制御する機能を有している。すなわち、製造作業装置１は、機能別にモジュール化された、制御モジュール１１、保持モジュール１２及び作業モジュール１３を含む少なくとも３つのモジュールを備えている。製造作業装置１が備える少なくとも３つのモジュールの各々は、異なる機能を有する複数種類のモジュールの中から、製造作業装置１として必要な機能に合わせて適宜選択される。
【００１７】
本実施形態では、製造作業装置１は、作業対象物である基板Ｂ１に対する部品Ｐ１の実装作業を行うので、保持モジュール１２は、基板Ｂ１を保持する機能を有する。より具体的には、保持モジュール１２は、第２対象物である基板Ｂ１を、製造作業装置１の外部から製造作業装置１の内部空間へ搬送し、作業が完了した基板Ｂ１を製造作業装置１の内部空間から製造作業装置１の外部へ搬送する搬送装置である。この保持モジュール１２は、少なくとも基板Ｂ１に対する作業（部品Ｐ１の実装）中においては、製造作業装置１の内部空間にて基板Ｂ１を保持する。すなわち、保持モジュール１２が、第２対象物である基板Ｂ１を保持する保持装置となる。また、作業モジュール１３は、基板Ｂ１に対して部品Ｐ１を実装する作業を実行する。つまり、作業モジュール１３は、第１対象物である部品Ｐ１を捕捉し、捕捉した部品Ｐ１を基板Ｂ１上へ移動させ、基板Ｂ１上で部品Ｐ１を解放（捕捉を解除）することにより、基板Ｂ１に部品Ｐ１を実装（搭載）するピックアンドプレース装置である。
【００１８】
本実施形態では、制御モジュール１１は、製造作業装置１のマスタとして機能し、スレーブとしての他のモジュール（保持モジュール１２と、作業モジュール１３）を制御する。詳しくは後述するが、制御モジュール１１は、通信部と、共通インタフェースと、を有している。通信部は、保持モジュール１２及び作業モジュール１３の各々と通信する。共通インタフェースは、保持モジュール１２及び作業モジュール１３の両方に動力を供給する。本開示でいう「動力」は、保持モジュール１２及び作業モジュール１３の各々の動作に必要となるエネルギーを意味し、電力（交流及び直流を含む）、空圧（正圧及び真空を含む）、油圧及び水圧等を含んでいる。つまり、電動機（モータ）を有するモジュールにおいては、少なくとも電動機を駆動するためのエネルギーである電力が、動力として用いられる。制御モジュール１１は、通信部にて保持モジュール１２及び作業モジュール１３と通信し、共通インタフェースから保持モジュール１２及び作業モジュール１３に動力を供給することで、保持モジュール１２及び作業モジュール１３を制御する。
【００１９】
また、本実施形態に係る製造作業装置１は、制御モジュール１１、保持モジュール１２及び作業モジュール１３に加えて、カバーモジュール１４、供給モジュール１５及び信号灯１６（図１参照）を更に備えている。本実施形態では、制御モジュール１１が最下段となり、制御モジュール１１の上に、保持モジュール１２、作業モジュール１３及びカバーモジュール１４が、この順で積み重なるように制御モジュール１１に組み合わされている。供給モジュール１５は、制御モジュール１１及び保持モジュール１２に跨って形成された凹所１７内に収容されている。
【００２０】
カバーモジュール１４について詳しくは後述するが、カバーモジュール１４は、制御モジュール１１に対して直列に接続される複数のモジュールのうち、動力の供給路において最下流となる終端モジュールである。供給モジュール１５は、作業モジュール１３に対して第１対象物（部品Ｐ１）を供給する。つまり、作業モジュール１３は、供給モジュール１５から部品Ｐ１の供給を受け、この部品Ｐ１を、保持モジュール１２が保持する基板Ｂ１に実装する。信号灯１６は、カバーモジュール１４に取り付けられている。信号灯１６は、製造作業装置１の動作状態に応じて、その表示態様（例えば発光色）を変化させることにより、製造作業装置１の動作状態を視覚化する。
【００２１】
（２）詳細
以下、本実施形態に係る製造作業装置１について、主に図１〜図２を参照して、より詳しく説明する。
【００２２】
以下では、製造作業装置１の内部空間を作業対象物である基板Ｂ１が搬送される方向を「Ｘ軸方向」とし、水平面内でＸ軸方向と直交する方向を「Ｙ軸方向」とし、鉛直方向に沿う方向を「Ｚ軸方向」として説明する。つまり、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに直交する方向である。さらに、Ｚ軸方向の正の向きと負の向きとを区別する場合には、図１に示す矢印の向きを基準にし、Ｚ軸方向の正の向きを「上方」、Ｚ軸方向の負の向きを「下方」として説明する。同様に、Ｘ軸方向の正の向きと負の向きとを区別する場合には、Ｘ軸方向の正の向きを「右方」、Ｘ軸方向の負の向きを「左方」として説明する。同様に、Ｙ軸方向の正の向きと負の向きとを区別する場合には、Ｙ軸方向の正の向きを「後方」、Ｙ軸方向の負の向きを「前方」として説明する。図面中の「Ｘ軸方向」、「Ｙ軸方向」、及び「Ｚ軸方向」を示す矢印は説明のために表記しているに過ぎず、実体を伴わない。ただし、これらの方向は製造作業装置１の使用時の方向を限定する趣旨ではなく、例えば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向が水平面に対して多少傾斜した状態で、製造作業装置１が使用されていてもよい。
【００２３】
本実施形態に係る製造作業装置１は、上述したように、制御モジュール１１と、保持モジュール１２と、作業モジュール１３と、カバーモジュール１４と、供給モジュール１５と、信号灯１６と、を備えている。
【００２４】
制御モジュール１１、保持モジュール１２、作業モジュール１３及びカバーモジュール１４は、制御モジュール１１を最下段として、保持モジュール１２、作業モジュール１３及びカバーモジュール１４が、この順でＺ軸方向に積み重ねられている。制御モジュール１１及び保持モジュール１２の前面には、制御モジュール１１及び保持モジュール１２に跨って凹所１７が形成されている。凹所１７は、前方に開放されている。供給モジュール１５は、この凹所１７内に収容されている。信号灯１６は、作業モジュール１３及びカバーモジュール１４の前面に、作業モジュール１３及びカバーモジュール１４に跨るように固定されている。
【００２５】
この製造作業装置１においては、図２Ａに示すように、作業モジュール１３からカバーモジュール１４を物理的に分離（取り外し）可能である。図２Ａの例では、カバーモジュール１４が信号灯１６ごと取り外された状態を示している。また、制御モジュール１１と、保持モジュール１２と、作業モジュール１３と、供給モジュール１５とは、物理的に分離可能である。すなわち、製造作業装置１は、物理的に分離可能な制御モジュール１１、保持モジュール１２、作業モジュール１３、カバーモジュール１４及び供給モジュール１５の複数（ここでは５つ）のモジュールが、組み合されて構成されている。これら複数のモジュールは、ねじ等の締結具によって、互いに結合されている。
【００２６】
製造作業装置１は、図１に示すように、これら複数のモジュールが組み合わされた状態では、複数のモジュールを一体化された１台の装置として取り扱うことが可能である。この状態において、製造作業装置１は、例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の３軸方向の寸法が略同程度となることで、略立方体状となる。この立方体の寸法は、一例として、１辺が５００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下の寸法、より好ましくは１辺が６００ｍｍ程度の寸法に設定される。この程度の寸法であれば、卓上設置型の装置として用いることができ、例えば、研究所、事務所、店舗及び教育施設等の、工場以外の施設に設置することも容易になる。また、製造作業装置１から見て、例えば、上方に生じる空きスペースに、他の装置を配置すること等も可能である。
【００２７】
製造作業装置１は、制御モジュール１１と、保持モジュール１２、作業モジュール１３及び供給モジュール１５の各々との間で、双方向に通信可能に構成されている。これにより、物理的に分離可能な複数のモジュールが連携して、１つの製造作業装置１として動作可能である。さらに、製造作業装置１は、制御モジュール１１にて、製造作業装置１以外の各種の設備機器又は通信端末等とも通信可能に構成されている。
【００２８】
また、製造作業装置１は、動力の供給源となる電源、正圧源及び真空源には、全て制御モジュール１１にて接続される。すなわち、製造作業装置１は、各部位の動力を制御モジュール１１にて一旦取得し、制御モジュール１１から、制御モジュール１１以外のモジュールへ振り分けるように構成されている。
【００２９】
ここで、本実施形態では、保持モジュール１２及び作業モジュール１３は、制御モジュール１１の共通インタフェースからの動力の供給路について、制御モジュール１１に対して直列に接続されている。つまり、動力の供給路に着目した場合に、制御モジュール１１に対して、保持モジュール１２及び作業モジュール１３は直列の接続関係にある。したがって、制御モジュール１１からの動力は、保持モジュール１２に対して直接的に供給され、作業モジュール１３に対しては保持モジュール１２を通して供給されることになる。
【００３０】
上記構成によれば、制御モジュール１１が、共通インタフェースを有するので、共通インタフェースに適合した保持モジュール１２及び作業モジュール１３であれば、様々なモジュールに対して制御モジュール１１から動力を供給可能となる。しかも、制御モジュール１１は、保持モジュール１２及び作業モジュール１３の各々と通信する通信部を備えるので、通信部との通信機能を有する保持モジュール１２及び作業モジュール１３であれば組み合わせ可能となる。したがって、本実施形態に係る製造作業装置１においては、制御モジュール１１に、種々の保持モジュール１２及び作業モジュール１３を組み合わせることが可能である。
【００３１】
例えば、動力として電力及び空圧の両方を供給可能な態様の共通インタフェースであれば、電力で動作する保持モジュール１２又は作業モジュール１３、及び空圧で動作する保持モジュール１２又は作業モジュール１３のいずれも組み合わせ可能である。つまり、電力のみで動作する保持モジュール１２及び作業モジュール１３を接続する場合でも、制御モジュール１１が電力及び空圧の両方に対応した共通インタフェースを有することで、保持モジュール１２及び作業モジュール１３に動力を供給できる。さらに、この制御モジュール１１に対しては、空圧のみで動作する保持モジュール１２及び作業モジュール１３を組み合わせることも可能である。
【００３２】
その結果、制御モジュール１１に組み合わされる保持モジュール１２及び作業モジュール１３が、種々の保持モジュール１２及び作業モジュール１３の中から選択可能となり、製造作業装置１において、実行可能な作業の内容及び品質等を容易に変更可能となる。すなわち、制御モジュール１１に組み合わせる保持モジュール１２又は作業モジュール１３を変更することにより、製造作業装置１として、実行可能な作業の内容及び品質等を容易に変更可能である。
【００３３】
次に、作業モジュール１３について説明する。以下の説明において、製造作業装置１を実装装置１として説明する。
【００３４】
図３及び図４に示すように、作業モジュール１３は、作業モジュールフレーム２０を有する。作業モジュールフレーム２０は、各辺がＸ軸方向又はＹ軸方向に沿う矩形状をした下フレーム２００を有する。下フレーム２００は、一対のＸ軸ビーム部２２２と、一対のＹ軸ビーム部２５２と、を有する。下フレーム２００の前端及び後端に一対のＸ軸ビーム部２２２が位置する。下フレーム２００の右端及び左端に一対のＹ軸ビーム部２５２が位置する。各Ｘ軸ビーム部２２２の上方に上側のＸ軸ビーム部２２１が位置する。各Ｙ軸ビーム部２５２の上方に上側のＹ軸ビーム部２５１が位置する。Ｘ軸ビーム部２２１とＸ軸ビーム部２２２とのＸ軸方向の両端部において、Ｘ軸ビーム部２２１とＸ軸ビーム部２２２とが連結片２３により連結されている。Ｘ軸ビーム部２２１、Ｘ軸ビーム部２２２及び連結片２３により、Ｘ軸ビーム２１が構成される。Ｙ軸ビーム部２５１、Ｙ軸ビーム部２５２及び連結片２３により、Ｙ軸ビーム２４が構成される。連結片２３は、Ｘ軸ビーム２１とＹ軸ビーム２４とで共有される。
【００３５】
Ｘ軸ビーム２１及びＹ軸ビーム２４により、所定の曲げ剛性を有する作業モジュールフレーム２０が構成される。図２Ａに示すように、作業モジュールフレーム２０には、カバー２６が取り付けられる。作業モジュールフレーム２０とカバー２６とにより、作業モジュール１３の筐体１３０が構成される。
【００３６】
図３及び図４に示すように、作業モジュール１３は、Ｙ軸移動装置３と、Ｘ軸移動装置４と、を有する。Ｙ軸移動装置３は、いわゆる円筒型のリニア型モータであるＹ軸リニア型モータ３１を有する。
【００３７】
Ｙ軸リニア型モータ３１は、Ｙ軸リニア型モータ固定子３２と、Ｙ軸リニア型モータ可動子３５と、を有する。図５Ａに示すように、Ｙ軸リニア型モータ固定子３２は、軸線方向（長手方向）がＹ軸方向と平行になる外筒３２１と、筒状部材からなる巻き芯３２２と、を有する。図６Ａに示すように、巻き芯３２２は、外筒３２１の内部に配置され、軸線方向がＹ軸方向と平行になる。巻き芯３２２の表面には、後述するコイル３３が巻かれ、コイル３３が巻き芯３２２に保持される。外筒３２１の軸線方向の両端部は、作業モジュールフレーム２０に固定される。巻き芯３２２は、軸線方向に作業モジュールフレーム２０を貫通し、作業モジュールフレーム２０に固定される。
【００３８】
Ｙ軸リニア型モータ固定子３２は、筒状部材である巻き芯３２２の内部に、冷媒を通す流路を更に有する。つまり、巻き芯３２２の内部空間３４は、冷媒（例えば、冷却水）の流路となる。巻き芯３２２の軸線方向の端部には、管継手３２３が取り付けられる。管継手３２３にはホース等からなる給水管が接続され、内部空間３４に冷媒が通される。内部空間３４、管継手３２３及びホースにより、冷却部が構成される。内部空間３４を通る冷媒により、発熱源であるコイル３３が冷却される。なお、内部空間３４に冷媒が通らない場合でも、コイル３３の熱が巻き芯３２２を通して例えば内部空間３４に放熱されることにより、コイル３３の冷却効果が得られる。
【００３９】
このＹ軸リニア型モータ固定子３２は、作業モジュールフレーム２０のＸ軸方向における両端部にそれぞれ設けられる。すなわち、Ｙ軸移動装置３は、二つのＹ軸リニア型モータ３１を有する。
【００４０】
Ｙ軸リニア型モータ固定子３２は、コイル３３を有する。図６Ｂに示すように、コイル３３は、Ｙ軸方向に並んだ複数の単位コイル３３１にて構成される。一例として、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の三つの単位コイル３３１を１組として、複数組の単位コイル３３１がＹ軸方向に並んでいる。各単位コイル３３１は、巻き芯３２２にＹ軸回りに巻かれている。コイル３３は、巻き芯３２２に巻かれた状態で、巻き芯３２２ごと外筒３２１に収容される。
【００４１】
Ｙ軸リニア型モータ可動子３５は、励磁電流を流した状態のコイル３３との間に磁力が作用する永久磁石３６を有する。永久磁石３６は、Ｙ軸方向を軸線方向とする円筒状をしている。永久磁石３６は、Ｙ軸方向に並んだ複数の単位永久磁石３６１にて構成される。各単位永久磁石３６１は、Ｙ軸方向を軸線方向とする円筒状である。単位永久磁石３６１は、Ｙ軸方向の両端部にそれぞれＳ極又はＮ極を有する。Ｙ軸方向に隣接する単位永久磁石３６１は、互いに隣接する側の端部の極（Ｓ極又はＮ極）が同じ極となるように並べられる。
【００４２】
図３に示すように、Ｙ軸リニア型モータ可動子３５は、Ｙ軸リニア型モータ固定子３２のＹ軸回りに囲むように、Ｙ軸リニア型モータ固定子３２に被せられる。Ｙ軸リニア型モータ可動子３５のＹ軸方向長さは、Ｙ軸リニア型モータ固定子３２のＹ軸方向長さよりも短い。Ｙ軸リニア型モータ可動子３５は、Ｙ軸リニア型モータ固定子３２に沿ってＹ軸方向に直進移動可能である。永久磁石３６が、励磁電流を流した状態のコイル３３が生じる磁束を受けることにより、Ｙ軸リニア型モータ可動子３５がＹ軸方向に直進移動するための駆動力が生じる。
【００４３】
Ｙ軸リニア型モータ可動子３５は、後述するＹ軸移動ユニット５０に収容される。
【００４４】
Ｙ軸移動装置３は、Ｙ軸リニアガイド３７を有する。図５Ａに示すように、Ｙ軸リニアガイド３７は、Ｙ軸リニアガイドレール３８と、Ｙ軸リニアガイドスライダ３９と、を有する、いわゆるＬＭガイド（登録商標）である。Ｙ軸リニアガイドレール３８は、長手方向がＹ軸方向と平行になるように、作業モジュールフレーム２０のＸ軸ビーム部２２２の上面に固定される。このＹ軸リニアガイドレール３８は、作業モジュールフレーム２０のＸ軸方向における両端部にそれぞれ設けられる。すなわち、Ｙ軸移動装置３は、二つのＹ軸リニアガイド３７を有する。
【００４５】
Ｙ軸リニアガイドレール３８のＹ軸方向と直交する断面における形状は、Ｘ軸方向の位置にかかわらず一定で、上下方向における中間部３８２の幅（Ｘ軸方向長さ）が、中間部３８２の上側の部分３８１の幅よりも短い。
【００４６】
Ｙ軸リニアガイドスライダ３９は、Ｙ軸リニアガイドレール３８に嵌め合わされる。Ｙ軸方向と直交する断面において、Ｙ軸リニアガイドスライダ３９の形状は、上述したＹ軸リニアガイドレール３８の形状と対応しており、Ｙ軸リニアガイドスライダ３９とＹ軸リニアガイドレール３８とはほぼ隙間なく嵌め合わされる。上述したように、Ｙ軸リニアガイドレール３８のＹ軸方向と直交する断面における中間部３８２の幅が、中間部３８２の上側の部分３８１の幅よりも短いため、Ｙ軸リニアガイドスライダ３９がＹ軸リニアガイドレール３８から上方に脱落しない。
【００４７】
実施形態１では、Ｙ軸リニア型モータ３１と、Ｙ軸リニアガイド３７とにより、Ｙ軸移動装置３が構成される。
【００４８】
Ｙ軸リニアガイド３７は、Ｙ軸リニア型モータ３１と離間する。特に、Ｙ軸リニアガイドレール３８が、Ｙ軸リニア型モータ固定子３２から離間している。すなわち、Ｙ軸リニア型モータ固定子３２の周辺にはＹ軸リニア型モータ可動子３５が位置する。このため、Ｙ軸リニアガイドレール３８は、Ｙ軸リニア型モータ可動子３５との干渉を回避するため、Ｙ軸リニア型モータ固定子３２から離間して位置する。Ｙ軸リニア型モータ３１は発熱源であるコイル３３を有する。Ｙ軸リニアガイド３７がＹ軸リニア型モータ３１と離間することにより、Ｙ軸リニアガイド３７がコイル３３で発生する熱の影響を受けにくくなる。この結果、Ｙ軸リニアガイド３７の熱膨張又は熱収縮による寸法変化が抑えられる。
【００４９】
図３に示すように、Ｙ軸リニアガイドスライダ３９に、Ｙ軸移動ユニット５０を構成するＹ軸移動フレーム５１（後述する）が固定される。図７及び図８に示すように、Ｙ軸移動ユニット５０は、Ｙ軸リニア型モータ可動子３５を有し、Ｙ軸方向に直進移動する。すなわち、Ｙ軸移動ユニット５０は、Ｙ軸リニアガイド３７によってＹ軸方向の移動が直線状となるようにガイドされ、Ｙ軸リニア型モータ３１によりＹ軸方向に直進移動するための駆動力を得る。
【００５０】
Ｙ軸移動ユニット５０は、平面視矩形状をしたＹ軸移動フレーム５１を有する。Ｙ軸移動フレーム５１は、Ｙ軸方向を長手方向とするＹ軸ビーム５２を有する。Ｙ軸ビーム５２は、Ｙ軸ビーム部５２１と、Ｙ軸ビーム部５２１の下側に位置してＹ軸ビーム部５２１に固定されるＹ軸可動子ケーシング３５０と、を有する。Ｙ軸可動子ケーシング３５０は、Ｙ軸リニア型モータ可動子３５が有する永久磁石３６を収容し、永久磁石３６とともにＹ軸リニア型モータ可動子３５を構成する。このＹ軸ビーム５２は、Ｙ軸移動フレーム５１のＸ軸方向における両端部にそれぞれ設けられる。すなわち、Ｙ軸移動フレーム５１は、二つのＹ軸ビーム５２を有する。
【００５１】
Ｙ軸移動フレーム５１は、Ｘ軸方向を長手方向とするＸ軸ビーム５３を有する。Ｘ軸ビーム５３は、Ｘ軸ビーム部５３１により構成される。このＸ軸ビーム５３は、Ｙ軸移動ユニット５０のＹ軸方向における両端部にそれぞれ設けられる。すなわち、Ｙ軸移動フレーム５１は、二つのＸ軸ビーム５３を有する。
【００５２】
Ｙ軸移動ユニット５０は、Ｘ軸移動装置４を有する。Ｘ軸移動装置４は、Ｙ軸移動フレーム５１に固定される。Ｙ軸移動ユニット５０は、Ｘ軸移動装置４、Ｙ軸移動フレーム５１及びＹ軸リニアガイドスライダ３９により構成される。
【００５３】
Ｘ軸移動装置４は、いわゆる円筒型のリニア型モータからなるＸ軸リニア型モータ４１を有する。Ｘ軸リニア型モータ４１は、Ｘ軸リニア型モータ固定子４２と、Ｘ軸リニア型モータ可動子４５と、を有する。図５Ａに示すように、Ｘ軸リニア型モータ固定子４２は、軸線方向（長手方向）がＸ軸方向と平行になる外筒４２１と、筒状部材からなる巻き芯４２２と、を有する。巻き芯４２２は、外筒４２１の内部に配置され、軸線方向がＸ軸方向と平行になる。巻き芯４２２の表面には、後述するコイル４３が巻かれ、コイル４３が巻き芯４２２に保持される。外筒４２１の軸線方向の両端部は、Ｙ軸移動フレーム５１に固定される。巻き芯４２２は、軸線方向にＹ軸移動フレーム５１を貫通し、Ｙ軸移動フレーム５１に固定される。
【００５４】
Ｘ軸リニア型モータ固定子４２は、筒状部材である巻き芯４２２の内部に、冷媒を通す流路を更に有する。つまり、巻き芯４２２の内部空間４４は、冷媒（例えば、冷却水）の通路となる。巻き芯４２２の軸線方向の端部には、管継手４２３が取り付けられる。管継手４２３にはホース等からなる給水管が接続され、内部空間４４に冷媒が通される。内部空間４４、管継手４２３及びホースにより、冷却部が構成される。内部空間４４を通る冷媒により、発熱源であるコイル４３が冷却される。なお、内部空間４４に冷媒が通らない場合でも、コイル４３の熱が巻き芯４２２を通して例えば内部空間４４に放熱されることにより、コイル４３の冷却効果が得られる。
【００５５】
このＸ軸リニア型モータ固定子４２は、Ｙ軸移動ユニット５０のＹ軸方向における両端部にそれぞれ設けられる。すなわち、Ｙ軸移動ユニット５０は、二つのＸ軸リニア型モータ４１を有する。
【００５６】
Ｘ軸リニア型モータ固定子４２は、コイル４３を有する。図５Ｂに示すように、コイル４３は、Ｘ軸方向に並んだ複数の単位コイル４３１にて構成される。一例として、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の三つの単位コイル４３１を１組として、複数組の単位コイル４３１がＹ軸方向に並んでいる。各単位コイル４３１は、巻き芯４２２にＸ軸回りに巻かれている。コイル４３は、巻き芯４２２に巻かれた状態で、巻き芯４２２ごと外筒４２１に収容される。
【００５７】
Ｘ軸リニア型モータ可動子４５は、励磁電流を流した状態のコイル４３との間に磁力が作用する永久磁石４６を有する。永久磁石４６は、Ｘ軸方向を軸線方向とする円筒状をしている。永久磁石４６は、Ｘ軸方向に並んだ複数の単位永久磁石４６１にて構成される。各単位永久磁石４６１は、Ｘ軸方向を軸線方向とする円筒状である。単位永久磁石４６１は、Ｘ軸方向の両端部にそれぞれＳ極又はＮ極を有する。Ｘ軸方向に隣接する単位永久磁石４６１は、互いに隣接する側の端部の極（Ｓ極又はＮ極）が同じ極となるように並べられる。永久磁石４６は、Ｘ軸可動子ケーシング４５０に収容される。
【００５８】
図７に示すように、Ｘ軸リニア型モータ可動子４５は、Ｘ軸リニア型モータ固定子４２のＸ軸回りに囲むように、Ｘ軸リニア型モータ固定子４２に被せられる。Ｘ軸リニア型モータ可動子４５のＸ軸方向長さは、Ｘ軸リニア型モータ固定子４２のＸ軸方向長さよりも短い。Ｘ軸リニア型モータ可動子４５は、Ｘ軸リニア型モータ固定子４２に沿ってＸ軸方向に直進移動可能である。永久磁石４６が、励磁電流を流した状態のコイル４３が生じる磁束を受けることにより、Ｘ軸リニア型モータ可動子４５がＸ軸方向に直進移動するための駆動力が生じる。
【００５９】
Ｘ軸移動装置４は、Ｘ軸リニアガイド４７を有する。Ｘ軸リニアガイド４７は、Ｘ軸リニアガイドレール４８と、Ｘ軸リニアガイドスライダ４９と、を有する、いわゆるＬＭガイド（登録商標）である。Ｘ軸リニアガイドレール４８は、長手方向がＸ軸方向と平行になるように、Ｙ軸移動フレーム５１のＸ軸ビーム部５３１の上面に固定される。このＸ軸リニアガイドレール４８は、Ｙ軸移動フレーム５１のＹ軸方向における両端部にそれぞれ設けられる。すなわち、Ｘ軸移動装置４は、二つのＸ軸リニアガイド４７を有する。
【００６０】
図７に示すように、Ｘ軸リニアガイドレール４８のＸ軸方向と直交する断面における形状は、Ｙ軸方向の位置にかかわらず一定で、上下方向における中間部４８２の幅（Ｙ軸方向長さ）が、中間部４８２の上側の部分４８１の幅よりも短い。
【００６１】
Ｘ軸リニアガイドスライダ４９は、Ｘ軸リニアガイドレール４８に嵌め合わされる。Ｘ軸方向と直交する断面において、Ｘ軸リニアガイドスライダ４９の形状は、上述したＸ軸リニアガイドレール４８の形状と対応しており、Ｘ軸リニアガイドスライダ４９とＸ軸リニアガイドレール４８とはほぼ隙間なく嵌め合わされる。上述したように、Ｘ軸リニアガイドレール４８のＸ軸方向と直交する断面における中間部４８２の幅が、中間部４８２の上側の部分４８１の幅よりも短いため、Ｘ軸リニアガイドスライダ４９がＸ軸リニアガイドレール４８から上方に脱落しない。本実施形態では、Ｘ軸リニア型モータ４１と、Ｘ軸リニアガイド４７とにより、Ｘ軸移動装置４が構成される。
【００６２】
Ｘ軸リニアガイド４７は、Ｘ軸リニア型モータ４１と離間する。特に、Ｘ軸リニアガイドレール４８が、Ｘ軸リニア型モータ固定子４２から離間している。すなわち、Ｘ軸リニア型モータ固定子４２の周辺にはＸ軸リニア型モータ可動子４５が位置する。このため、Ｘ軸リニアガイドレール４８は、Ｘ軸リニア型モータ可動子４５との干渉を回避するため、Ｘ軸リニア型モータ固定子４２から離間して位置する。Ｘ軸リニア型モータ４１は発熱源であるコイル４４を有する。Ｘ軸リニアガイド４７がＸ軸リニア型モータ４１と離間することにより、Ｘ軸リニアガイド４７が、コイル４３で発生する熱の影響を受けにくくなる。この結果、Ｘ軸リニアガイド３７の熱膨張又は熱収縮による寸法変化が抑えられる。
【００６３】
本実施形態では、Ｘ軸リニアガイドスライダ４９に、実装ヘッドユニット５６が固定される。図７に示すように、実装ヘッドユニット５６及びＸ軸リニア型モータ可動子４５により、Ｘ軸移動ユニット５５が構成される。実装ヘッドユニット５６は、Ｘ軸リニア型モータ可動子４５と共にＸ軸方向に直進移動する。すなわち、実装ヘッドユニット５６は、Ｘ軸リニアガイド４７によってＸ軸方向の移動が直線状となるようにガイドされ、Ｘ軸リニア型モータ４１によりＸ軸方向に直進移動するための駆動力を得る。
【００６４】
図９に示すように、実装ヘッドユニット５６は、平面視矩形状をした実装ヘッドフレーム５７を有する。実装ヘッドフレーム５７は、二つのＸ軸可動子ケーシング４５０にそれぞれ固定されるプレート５７１と、二つのプレート５７１を連結するプレート５７２と、を有する。プレート５７１には、後述するアクチュエータ６及び捕捉部ユニット７を固定するブラケット５７３が固定される。プレート５７１、プレート５７２及びブラケット５７３により、実装ヘッドフレーム５７が構成される。
【００６５】
図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、実装ヘッドフレーム５７に、第１対象物（部品Ｐ１）を保持する捕捉部７０が、アクチュエータ６を介して固定される。捕捉部７０は、例えば、吸着ノズルである。捕捉部７０は、部品Ｐ１を捕捉（保持）する捕捉状態と、部品Ｐ１を解放（捕捉を解除）する解放状態と、を切替可能である。ただし、捕捉部７０は、吸着ノズルに限らず、例えば、ロボットハンドのように部品Ｐ１を挟む（摘む）ことによって捕捉（保持）する構成でもよい。アクチュエータ６は、捕捉部７０をＺ軸方向に直進移動させる。さらに、アクチュエータ６は、捕捉部７０をＺ軸方向に沿った軸線を中心とする回転方向（以下、「θ方向」という）に回転移動させる。Ｘ軸移動装置４は、実装ヘッドユニット５６をＸ軸方向に直進移動させる。Ｙ軸移動装置３は、実装ヘッドユニット５６をＹ軸方向に直進移動させる。Ｙ軸移動装置３及びＸ軸移動装置４は、捕捉部７０を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及びθ方向に移動させることが可能である。
【００６６】
図１１Ａに示すように、アクチュエータ６は、回転型モータ６１と、スプライン部材６２と、リニア型モータ６５と、出力部６８と、を備える。
【００６７】
回転型モータ６１は、Ｚ軸方向に平行な一の軸線６００回りに回転する回転型可動子６１２と、回転型可動子６１２を軸線６００回りに回転させる回転型固定子６１１と、を有する。このような回転型モータ６１としては、いわゆるサーボモータ又はステッピングモータ等が好適に用いられる。
【００６８】
図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、回転型固定子６１１は、実装ヘッドフレーム５７を構成するブラケット５７３に固定される。回転型可動子６１２の軸線６００方向における一端部（上端部）が、回転型固定子６１１に収容される。回転型可動子６１２の軸線６００方向における他端部（下端部）が回転型固定子６１１の外に位置している。回転型モータ６１は、いわゆる非貫通型の回転型モータ６１である。
【００６９】
図１１Ａに示すように、回転型可動子６１２の下端部に、第１カップリング６０１の上端部が連結されている。第１カップリング６０１の軸線は、回転型可動子６１２の軸線６００と一致する。第１カップリング６０１の下端部は、第３カップリング６０３を介して第２カップリング６０２の上端部に連結される。第２カップリング６０２の軸線は、第１カップリング６０１の軸線（軸線６００）と一致する。
【００７０】
スプライン部材６２は、第１部材６３と、第２部材６４と、を有する。第１部材６３は、回転型可動子６１２より回転力を受けて軸線６００回りに回転する。第２部材６４は、第１部材６３の軸線６００方向における一部と、径方向に重なっている。第２部材６４は、軸線６００上を直進移動しかつ第１部材６３より回転力を受けて軸線６００回りに回転する。
【００７１】
本実施形態では、第１部材６３は、軸線６００方向を長手方向とする筒部材からなる。第１部材６３の外周面は、外筒部材６３１の内周面に固定され、第１部材６３と外筒部材６３１とは一体化されている。第１部材６３の軸線は、軸線６００と一致する。
【００７２】
外筒部材６３１の上端部に、第２カップリング６０２の下端部が連結されている。第２カップリング６０２の軸線は、外筒部材６３１の軸線（軸線６００）と一致する。
【００７３】
第２カップリング６０２の外周面には、第１軸受６０４のインナー部材が固定される。第１軸受６０４のアウター部材は、ブラケット５７３（図１２Ａ参照）に固定される。これにより、第２カップリング６０２は軸線６００回りに回転可能となり、かつ、第２カップリング６０２が第１軸受６０４を介してブラケット５７３に支持される。
【００７４】
外筒部材６３１の下端部に、第４カップリング６０５の上端部が連結されている。第４カップリング６０５の軸線は、外筒部材６３１の軸線（軸線６００）と一致する。
【００７５】
第４カップリング６０５の外周面には、第２軸受６０６のインナー部材が固定される。第２軸受６０６のアウター部材は、ブラケット５７３（図１２Ａ参照）に固定される。これにより、第４カップリング６０５は軸線６００回りに回転可能となり、かつ、第４カップリング６０５が第１軸受６０４を介してブラケット５７３に支持される。
【００７６】
これにより、第２カップリング６０２、外筒部材６３１、第１部材６３及び第４カップリング６０５の重量は、第１軸受６０４及び第２軸受６０６を介してブラケット５７３に掛かる。すなわち、第１部材６３はブラケット５７３に支持される。
【００７７】
第２部材６４は、軸線６００方向を長手方向とし、第１部材６３の内部空間に挿入される軸部材からなる。図１１Ｂに示すように、第１部材６３の内周面の軸線６００回りの周方向の一部には、軸線６００方向に沿う第１キー溝６３２が形成される。第１キー溝６３２は、第１部材６３の軸線６００方向全長にわたって形成されてもよいし、第１部材６３の軸線６００方向の一部に形成されてもよい。第２部材６４の外周面の軸線６００回りの周方向の一部には、軸線６００方向に沿う第２キー溝６４１が形成される。第２キー溝６４１は、第２部材６４の軸線６００方向全長にわたって形成されてもよいし、第２部材６４の軸線６００方向の一部に形成されてもよい。第２キー溝６４１には、キー６４２が嵌め込まれて固定される。キー６４２の先端部は第２部材６４の外周面から突出する。
【００７８】
図１１Ａに示すように、第２部材６４は、第１部材６３の内部に軸線６００方向に沿って挿入される。この時、第２部材６４の外周面から突出したキー６４２の先端部が、第１キー溝６３２に収容される。ここで、第２キー溝６４１のＺ軸方向（軸線６００方向）の寸法は、少なくともキー６４２のＺ軸方向の寸法よりも大きい。これにより、第２部材６４は、第１部材６３に対して、第２部材６４の軸線６００回りの相対的な回転が規制される。また、第２部材６４は、第１部材６３に対して軸線６００方向に直進移動可能となる。
【００７９】
第２部材６４の上端部には、フランジ６４３が固定されている。フランジ６４３における軸線６００を中心とする径は、第１部材６３における軸線６００を中心とする径よりも大きい。
【００８０】
第２部材６４の下端部には、リニア型可動子６６の上端部が連結される。第２部材６４の下端部とリニア型可動子６６の上端部とに第５カップリング６０８が嵌め込まれて、第２部材６４とリニア型可動子６６とが連結される。
【００８１】
リニア型モータ６５は、リニア型可動子６６と、リニア型固定子６７と、を有する。リニア型可動子６６は、第２部材６４より回転力を受けて軸線６００回りに回転する。リニア型固定子６７は、リニア型可動子６６に軸線６００方向に沿った駆動力を与える。
【００８２】
図１１Ｃに示すように、リニア型固定子６７は、軸線６００方向を長手方向とする外筒６７１と、筒状の巻き芯６７２と、を有する。巻き芯６７２は、外筒６７１の内部に配置され、軸線方向が軸線６００方向と平行になる。巻き芯６７２の表面には、後述するコイル６７３が巻かれ、コイル６７３が巻き芯６７２に保持される。外筒６７１及び巻き芯６７２は、ブラケット５７３（図１２Ａ参照）に固定される。巻き芯６７２の内部空間が、リニア型可動子６６の通路となる。リニア型固定子６７は、コイル６７３を有する。コイル６７３は、巻き芯６７２に巻かれた複数の単位コイル６７４にて構成される。一例として、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の三つの単位コイル６７４を１組として、複数組の単位コイル６７４がＹ軸方向に並んでいる。コイル６７３は、巻き芯６７２に巻かれた状態で、外筒６７１に収容される。
【００８３】
リニア型可動子６６は、リニア型固定子６７の内部空間に挿入される軸部材である。リニア型可動子６６は、リニア型固定子６７を軸線６００方向に貫通する。リニア型可動子６６は、軸線６００方向を長手方向とする外筒６６１を有する。外筒６６１の内部には、励磁電流を流した状態のコイル６７３との間に磁力が作用する永久磁石６６２を有する。永久磁石６６２は、外筒６６１の内部に嵌まり込む。永久磁石６６２は、軸線６００方向に複数の単位永久磁石６６３が並んで構成される。軸線６００方向に隣接する単位永久磁石６６３は、互いに隣接する側の端部の極（Ｓ極又はＮ極）が同じ極となるように並べられる。
【００８４】
図１１Ａに示すように、リニア型固定子６７の上端部には、第１ガイド部６７５が固定される。第１ガイド部６７５は、リニア型可動子６６がリニア型固定子６７の内面に接触しないようにリニア型可動子６６をガイドする。リニア型固定子６７の下端部には、第２ガイド部６７６が固定される。第２ガイド部６７６は、リニア型可動子６６がリニア型固定子６７の内面に接触しないようにリニア型可動子６６をガイドする。リニア型可動子６６の軸線は、軸線６００と一致する。
【００８５】
リニア型可動子６６は、第２部材６４とともに、軸線６００方向に移動する。第２部材６４の上端部に第１部材６３の径よりも大きいフランジ６４３が形成されている。第２部材６４が下方に移動しても、フランジ６４３が第１部材６３の上端部に接触するため、第２部材６４はそれ以上下方に移動しない。このため、第２部材６４が第１部材６３から落下することが抑えられる。
【００８６】
また、リニア型可動子６６の軸線６００方向の上向き（Ｚ軸方向の正の向き）に、リニア型可動子６６に力を加える弾性部材６９を備える。弾性部材６９は、線材が軸線６００回りに巻かれたコイルばねであり、第１部材６３の上端部とフランジ６４３の間において、第２部材６４に巻かれるように配置される。上述したように、第２部材６４はフランジ６４３により第１部材６３からの落下が抑えられる。しかしながら、停電時等に、第２部材６４及びリニア型可動子６６が下方に自重により移動すると、捕捉部７０が基板Ｂ１や基板Ｂ１に実装された部品Ｐ１等に接触するおそれがある。第２部材６４及びリニア型可動子６６が下方に自重により移動しても、弾性部材６９が圧縮されて、第２部材６４及びリニア型可動子６６が弾性部材６９より上方への力を受けて、第２部材６４及びリニア型可動子６６が上方へ移動する。これにより、停電時等に、第２部材６４及びリニア型可動子６６が下方に自重により移動して、捕捉部７０が基板Ｂ１や基板Ｂ１に実装された部品Ｐ１等に接触することが抑制される。
【００８７】
出力部６８は、リニア型可動子６６と一体である。ただし、リニア型可動子６６と出力部６８とが別部材として形成され、リニア型可動子６６と出力部６８とが一体に固定されてもよい。出力部６８は、回転型モータ６１及びリニア型モータ６５により駆動される。
【００８８】
図１２Ａに示すように、出力部６８の軸線６００方向の移動を案内する第３ガイド部６０７がブラケット５７３に固定される。
【００８９】
以上、実施形態１について説明した。実施形態１にあっては、回転型モータ６１、スプライン部材６２、リニア型モータ６５及び出力部６８が、軸線６００上に並ぶ。すなわち、アクチュエータ６の軸線６００方向と直交する断面におけるサイズが小さくてすむ。
【００９０】
このため、図１０Ａに示すように、複数のアクチュエータ６を並べる際に、アクチュエータ６のピッチ７１を、例えば１２ｍｍといったように比較的短いピッチとすることができる。図１、図２に示すように、フィーダカセット１５４が１２ｍｍピッチでＸ軸方向に並べられることが多い。このような場合、アクチュエータ６及び捕捉部７０のピッチ７１をフィーダカセット１５４のピッチに合わせることができる。小さなスペースに多くのアクチュエータ６及び捕捉部７０を配置することができる。
【００９１】
次に、実施形態２について、図１３Ａ〜図１５Ｂに基づいて説明する。なお、実施形態２の実装装置１は、実施形態１の実装装置１と大部分において構成が共通する。このため、実施形態１と重複する説明については説明を適宜省略する。
【００９２】
実施形態１では、リニア型可動子６６と第２部材６４とが軸線６００方向（Ｚ軸方向）に並び、第２部材６４の下端部とリニア型可動子６６の上端部とに第５カップリング６０８が嵌め込まれる。これにより、第２部材６４とリニア型可動子６６とが連結されていた。
【００９３】
これに対して、実施形態２では、リニア型可動子６６と第２部材６４とが軸線６００方向に並ぶのみならず、リニア型可動子６６と第２部材６４とが一体となっている。ここで、リニア型可動子６６と第２部材６４とが一体とであるとは、リニア型可動子６６が第２部材６４に固定されて、第２部材６４に対して相対移動せず、かつ、リニア型可動子６６の直径と第２部材６４の直径とが同じであることを意味する。なお、リニア型可動子６６の直径と第２部材６４の直径とが同じとは、厳密に同じでなくてもよく、実用上、両者が同じとみなすことができればよい。
【００９４】
リニア型可動子６６と第２部材６４とは、同一部材によって継ぎ目なしに形成されてもよい。また、別部材からなるリニア型可動子６６と第２部材６４とが、溶接、接着又はボルト止め等によって連結されてもよい。
【００９５】
また、出力部６８がリニア型可動子６６と一体である点は実施形態１と同じである。このため、第２部材６４、リニア型可動子６６及び出力部６８が一体となり、出力部ユニット６８０を構成する。
【００９６】
また、実施形態２では、図１３Ｂに示すように、第１部材６３の第１キー溝６３２にキー６３３が嵌まり込んでいる。第２部材６４の第２キー溝６４１にキー６３３が挿入されて、第２部材６４の軸線６００方向の移動がガイドされる。
【００９７】
実施形態２では、リニア型可動子６６から第２部材６４にかけて設けられる第５カップリング６０８が不要となるため、第５カップリング６０８の重量分だけ、出力部ユニット６８０の軽量化が図られる。
【００９８】
また、実施形態１では、図１２Ａ及び図１５Ａに示すように、第２部材６４の下端部が嵌め込まれた第５カップリング６０８が、第４カップリング６０５の下端面に当たる。このため、第２部材６４の下端部の第４カップリング６０５内への進入が規制される。また、図１２Ｂ及び図１５Ｂに示すように、リニア型可動子６６の上端部が嵌め込まれた第５カップリング６０８が、リニア型固定子６７の上端面に当たる。このため、リニア型可動子６６の上端部のリニア型固定子６７内への進入が規制される。このため、リニア型可動子６６及び第２部材６４のうち、軸線６００方向（上下方向）において第５カップリング６０８が位置する部分は、第４カップリング６０５内とリニア型固定子６７内とのいずれにも進入し得ない部分となる。図１５Ｂに示すように、第４カップリング６０５とリニア型固定子６７との軸線６００方向における間隔は、出力部ユニット６８０のストロークＳ１に第５カップリング６０８の軸線６００方向の長さＨ１を加えた長さが最低限必要となる。
【００９９】
これに対して、実施形態２では、図１３Ａ、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、第５カップリング６０８が設けられていない。このため、図１６Ａに示すように、出力部ユニット６８０が上昇した際、第２部材６４の下端部は第４カップリング６０５内へ進入可能となる。また、図１６Ｂに示すように、出力部ユニット６８０が下降した際、リニア型可動子６６の上端部はリニア型固定子６７内へ進入可能となる。第４カップリング６０５とリニア型固定子６７との軸線６００方向における間隔は、出力部ユニット６８０のストロークＳ１分となる。このため、実施形態１と比較して、第５カップリング６０８の軸線６００方向の長さＨ１分、リニア型可動子６６及び第２部材６４の軸線６００方向の長さを短くすることができる。
【０１００】
次に、実施形態３について、図１７Ａ及び図１７Ｂに基づいて説明する。なお、実施形態３の実装装置１は、実施形態２の実装装置１と大部分において構成が共通する。このため、実施形態２と重複する説明については説明を適宜省略する。
【０１０１】
実施形態２では、スプライン部材６２の第１部材６３とリニア型固定子６７との間に第４カップリング６０５が位置していたが、実施形態３では第１部材６３とリニア型固定子６７との間に何も位置していない。
【０１０２】
出力部ユニット６８０にあっては、第２部材６４の上端部付近から下端部まで第２キー溝６４１が形成されており、かつ、リニア型可動子６６の下端部付近から上端部まで永久磁石６６２が位置している。
【０１０３】
図１７Ａに示すように、出力部ユニット６８０が可動範囲の上限位置まで上昇すると、Ｚ軸方向において第２部材６４の下端縁が第１部材６３の下端縁と同じ位置に位置する。
【０１０４】
また、図１７Ｂに示すように、出力部ユニット６８０が可動範囲の下限位置まで下降すると、Ｚ軸方向においてリニア型可動子６６の上端縁（第２部材６４の下端縁）がリニア型固定子６７の上端縁と同じ位置に位置する。
【０１０５】
この場合、第１部材６３とリニア型固定子６７との軸線６００方向における間隔は、出力部ユニット６８０のストロークＳ１分が最低限必要となる。実施形態３においては、実施形態２と比較すると、第１部材６３とリニア型固定子６７の軸線６００方向における間隔が、第４カップリング６０５の軸線６００方向の長さに第５カップリング６０８の長さＨ１を加えた分、短くてすむ。
【０１０６】
次に、実施形態４について、図１８Ａ及び図１８Ｂに基づいて説明する。なお、実施形態４の実装装置１は、実施形態３の実装装置１と大部分において構成が共通する。このため、実施形態３と重複する説明については説明を適宜省略する。
【０１０７】
実施形態３では、第１部材６３とリニア型固定子６７との軸線６００方向における間隔は、出力部ユニット６８０のストロークＳ１分であった。実施形態４では、第１部材６３とリニア型固定子６７との軸線６００方向における間隔は０である。
【０１０８】
図１８Ａに示すように、リニア型可動子６６に設けられている永久磁石６６２は、軸線６００方向において、リニア型可動子６６内部から第２部材６４の第２キー溝６４１の位置にまで延びている。リニア型可動子６６及び第２部材６４の軸線６００方向において、永久磁石６６２と第２キー溝６４１とが重なる部分は、リニア型固定子６７内と第１部材６３内とのいずれにも進入し得る。軸線６００方向における永久磁石６６２と第２キー溝６４１とが重なる部分の長さを、出力部ユニット６８０のストロークＳ１分の長さ以上とすることにより、第１部材６３とリニア型固定子６７との軸線６００方向における間隔を０とすることができる。
【０１０９】
これにより、アクチュエータ６の軸線６００方向における長さを短くすることができる。
【０１１０】
次に、実施形態１〜４の変形例について説明する。
【０１１１】
Ｙ軸リニア型モータ３１は、円筒型のリニア型モータでなくてもよい。すなわち、円筒ではない筒型のリニア型モータであってもよい。また、筒型のリニア型モータでなくてもよく、例えばいわゆる平面型のリニア型モータであってもよい。
【０１１２】
巻き芯３２２の内部空間３４に通される冷媒としては、水（冷却水）が好適に用いられるが、水以外の液体が用いられてもよい。
【０１１３】
Ｙ軸リニアガイド３７は、上述したようなＬＭガイド（登録商標）に限定されず、Ｙ軸リニア型モータ可動子３５の移動を直線上の移動としてガイドすることができる機構であればよい。
【０１１４】
Ｙ軸移動装置３は、実施形態１〜４では、Ｙ軸リニア型モータ３１とＹ軸リニアガイド３７とを有していたが、Ｙ軸リニアガイド３７を有しなくてもよい。また、Ｙ軸移動装置３は、Ｙ軸リニア型モータ３１及びＹ軸リニアガイド３７以外の構成を含んでもよい。
【０１１５】
Ｘ軸リニア型モータ４１は、円筒型のリニア型モータでなくてもよい。すなわち、Ｘ軸リニア型モータ４１は、円筒ではない筒型のリニア型モータであってもよい。また、Ｘ軸リニア型モータ４１は、筒型のリニア型モータでなくてもよく、例えばいわゆる平面型のリニア型モータであってもよい。
【０１１６】
巻き芯４２２の内部空間４４に通される冷媒としては、水が好適に用いられるが、水以外の液体が用いられてもよい。
【０１１７】
Ｘ軸リニアガイド４７は、上述したようなＬＭガイド（登録商標）に限定されず、Ｘ軸リニア型モータ可動子４５の移動を直線上の移動としてガイドすることができる機構であればよい。
【０１１８】
Ｘ軸移動装置４は、実施形態１では、Ｘ軸リニア型モータ４１とＸ軸リニアガイド４７とを有していたが、Ｘ軸リニアガイド４７を有しなくてもよい。また、Ｘ軸移動装置４は、Ｘ軸リニア型モータ４１及びＸ軸リニアガイド４７以外の構成を含んでもよい。
【０１１９】
回転型モータ６１は、いわゆるサーボモータ又はステッピングモータでなくてもよく、特に限定されない。
【０１２０】
実施形態１〜４では、回転型モータ６１の回転型可動子６１２は、第１カップリング６０１、第２カップリング６０２及び第３カップリング６０３を介してスプライン部材６２の第１部材６３に連結されていた。回転型モータ６１の回転型可動子６１２は、第１カップリング６０１のみ又は第２カップリング６０２のみを介して第１部材６３に連結されてもよい。回転型モータ６１の回転型可動子６１２は、直接第１部材６３に連結されてもよい。
【０１２１】
スプライン部材６２として、いわゆるボールスプラインが用いられてもよい。
【０１２２】
また、Ｙ軸リニア型モータ３１とＸ軸リニア型モータ４１との一方が、リニア型モータではなく、代わりに回転型モータ及びボールねじを有する機構が用いられてもよい。
【０１２３】
以上、述べた実施形態１〜４及びその変形例から明らかなように、第１の態様のアクチュエータ６は、回転型モータ６１と、スプライン部材６２と、リニア型モータ６５と、出力部６８と、を備える。回転型モータ６１は、一の軸線６００回りに回転する回転型可動子６１２を有する。スプライン部材６２は、第１部材６３と、第２部材６４と、を有する。第１部材６３は、回転型可動子６１２より回転力を受けて軸線６００回りに回転する。第２部材６４は、軸線６００上を往復移動しかつ第１部材６３より回転力を受けて軸線６００回りに回転する。リニア型モータ６５は、リニア型可動子６６と、リニア型固定子６７と、を有する。リニア型可動子６６は、第２部材６４より回転力を受けて軸線６００回りに回転する。リニア型固定子６７は、リニア型可動子６６に軸線６００方向に沿った駆動力を与える。出力部６８は、リニア型可動子６６の一端に設けられる、回転型モータ６１及びリニア型モータ６５により駆動される。リニア型可動子６６は、リニア型固定子６７を軸線６００方向に貫通しており、リニア型固定子６７に対して軸線６００回りに回転する。
【０１２４】
第１の態様によれば、回転型モータ６１、スプライン部材６２及びリニア型モータ６５が、軸線６００上に並ぶため、アクチュエータ６の軸線６００方向と直交する断面におけるサイズを小さく抑えることができる。
【０１２５】
第２の態様では、第１の態様との組み合わせにより実現される。第２の態様では、回転型モータ６１は、回転型可動子６１２を軸線６００回りに回転させる回転型固定子６１１を有する。回転型可動子６１２の軸線６００方向における一端部が回転型固定子６１１に収容され、回転型可動子６１２の軸線６００方向における他端部が回転型固定子６１１の外に位置している。
【０１２６】
第２の態様によれば、回転型モータ６１として、いわゆる非貫通型の回転型モータを使用することができる。
【０１２７】
第３の態様では、第１又は２の態様との組み合わせにより実現される。第３の態様では、リニア型固定子６７が永久磁石６７７を有し、リニア型可動子６６が永久磁石６７７に磁力を作用させるコイル６６５を有する。
【０１２８】
第３の態様によれば、リニア型可動子６６が永久磁石を有する場合と比較して、使用される永久磁石６７７の個数と大きさとの少なくとも一方が抑えられる。
【０１２９】
第４の態様では、第１又は２の態様との組み合わせにより実現される。第４の態様では、リニア型可動子６６が永久磁石６６２を有し、リニア型固定子６７が永久磁石６６２に磁力を作用させるコイル６７３を有する。
【０１３０】
第４の態様によれば、アクチュエータ６の軸線６００方向における長さを短くしやすくなる。
【０１３１】
第５の態様では、第１〜４のいずれかの態様との組み合わせにより実現される。第５の態様では、アクチュエータ６は、リニア型可動子６６の軸線６００方向における一端部側から他端部側に向けて、リニア型可動子６６に力を加える弾性部材６９を備える。
【０１３２】
第５の態様によれば、第２部材６４及びリニア型可動子６６が下方に自重により移動して、捕捉部７０が基板Ｂ１や基板Ｂ１に実装された部品Ｐ１等に接触することが抑制される。
【０１３３】
第６の態様では、第１〜５のいずれかの態様との組み合わせにより実現される。第６の態様では、実装ヘッドユニット５６は、アクチュエータ６と、アクチュエータ６の出力部６８に固定されて、第２対象物に実装される第１対象物を捕捉する捕捉部７０と、を備える。
【０１３４】
第６の態様によれば、回転型モータ６１、スプライン部材６２、リニア型モータ６５及び出力部６８が、軸線６００上に並ぶため、アクチュエータ６の軸線６００方向と直交する断面におけるサイズを小さく抑えることができる。
【０１３５】
第７の態様では、第６の態様との組み合わせにより実現される。第７の態様では、実装装置１は、実装ヘッドユニット５６と、第２対象物を保持する保持装置と、を備える。
【０１３６】
第７の態様によれば、回転型モータ６１、スプライン部材６２、リニア型モータ６５及び出力部６８が、軸線６００上に並ぶため、アクチュエータ６の軸線６００方向と直交する断面におけるサイズを小さく抑えることができる。
【０１３７】
以上、一つ又は複数の態様に係るアクチュエータ６及び実装装置１について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示に係るアクチュエータ及び実装装置は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施した構成についても、本開示の範囲内に含まれてもよい。
【符号の説明】
【０１３８】
１      実装装置
５６    実装ヘッドユニット
６      アクチュエータ
６００  軸線
６１    回転型モータ
６１１  回転型固定子
６１２  回転型可動子
６２    スプライン部材
６３    第１部材
６４    第２部材
６５    リニア型モータ
６６    リニア型可動子
６６２  永久磁石
６７    リニア型固定子
６７３  コイル
６７７  永久磁石
６８    出力部
６９    弾性部材
７０    捕捉部
Ｂ１    基板
Ｐ１    部品
【図１】
2019075896.tif 000003
【図２】
2019075896.tif 000004
【図３】
2019075896.tif 000005
【図４】
2019075896.tif 000006
【図５】
2019075896.tif 000007
【図６】
2019075896.tif 000008
【図７】
2019075896.tif 000009
【図８】
2019075896.tif 000010
【図９】
2019075896.tif 000011
【図１０】
2019075896.tif 000012
【図１１】
2019075896.tif 000013
【図１２】
2019075896.tif 000014
【図１３】
2019075896.tif 000015
【図１４】
2019075896.tif 000016
【図１５】
2019075896.tif 000017
【図１６】
2019075896.tif 000018
【図１７】
2019075896.tif 000019
【図１８】
2019075896.tif 000020