(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品収容部から部品搭載領域に部品を移載する部品移載装置において、
ベース部材と、前記ベース部材に対して上下方向に移動自在に支持され、先端部に吸着ノズルが取り付けられるとともに、後端部に接続された負圧配管を介して供給される負圧を前記吸着ノズルに与える複数のノズルシャフトと、前記複数のノズルシャフトをそれぞれ独立して前記上下方向に駆動する上下駆動機構とを有する、ヘッドユニットと、
前記部品収容部の上方位置と前記部品搭載領域の上方位置との間で前記ヘッドユニットを移動させるヘッド駆動手段とを備え、
前記上下駆動機構は、複数の単軸リニアモータを積層方向に積層配置した多軸リニアモータであり、
前記多軸リニアモータは、前記多軸リニアモータを構成する前記複数の単軸リニアモータが前記複数のノズルシャフトと１対１で対応するように前記ベース部材に取り付けられ、
前記複数の単軸リニアモータのそれぞれは、
ベース面の法線方向が前記積層方向に平行となるように配置されたベースプレートと、
前記ベースプレートの前記ベース面に対して前記上下方向に平行な移動方向に移動自在となっている可動部と、
前記可動部に対して前記移動方向に延設された可動子と、
前記移動方向と直交する幅方向に前記可動子から離間して対向するように前記ベースプレートの前記ベース面に対して前記移動方向に延設された固定子と、
前記幅方向の前記ベースプレートの両端部の各々に対して前記法線方向に延びるように前記ベースプレートと一体あるいは別体で前記移動方向に延設された立壁と、
前記立壁と前記ベース面で囲まれて前記法線方向に開口する収納空間に収納されて前記法線方向において前記立壁の頂部よりも低い位置に配置されるように前記開口から前記収納空間側に挿入配置された前記可動部、前記固定子および前記可動子と前記収納空間とを前記法線方向側から覆うように、前記立壁の頂部に取り付けられたカバー部材と、
リニアスケールおよびセンサを互いに前記幅方向に対向させながら前記リニアスケールおよび前記センサのうちの一方を前記可動部に設け、他方を前記ベースプレートに配置して前記移動方向における前記可動部の位置を検出する検出ユニットと
を備え、
前記可動子および前記固定子で発生する磁束の相互作用により前記可動部を前記移動方向に駆動し、
前記移動方向の前記ベースプレートの両端部のうち少なくとも一方は開放部となって前記収納空間と前記収納空間の外部とを連通し、
前記移動方向の前記可動部の開放部側端部または当該開放部側端部に連結された被駆動物が、前記移動方向への前記可動部の駆動に応じて、前記収納空間に対して出入移動し、
前記可動部が、前記被駆動物としての、対応する前記ノズルシャフトに連結されており、
前記リニアスケールおよび前記センサのうち前記ベースプレートに配置される他方は、前記立壁に設けられた切欠部を介して前記ベースプレート内に挿入自在である
ことを特徴とする部品移載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベースプレートに対して可動部を直線的に移動させる単軸リニアモータ、該単軸リニアモータを複数個組み合わせてなる多軸リニアモータ、及びこれらのリニアモータを用いた部品移載装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品などの部品をハンドリングする部品移載装置、半導体装置や液晶表示装置などを製造するための製造装置などを中心として、リニアモータの用途が年々拡大しており、高性能なリニアモータのニーズが高まっている。そして、このような要望に応えるべく、例えば部品移載装置に好適なリニアモータが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このリニアモータは部品を吸着保持するための吸着ノズルを上下方向に駆動する駆動機構として機能しており、次のように構成されている。このリニアモータは、機械的強度に十分な肉厚を有する中空の直方体の形状を有するハウジングを有しており、当該ハウジング内に複数のコイルが固定子として配置されている。各コイルの中央部には、可動子として機能する駆動用シャフトを挿入可能な中空の円形穴が設けられている。また、ハウジングの上下面には、駆動用シャフトを移動可能に受け入れるよう、駆動用シャフトの直径より僅かに大きい貫通孔が形成されている。これらの貫通孔はハウジング内のコイルに設けられた中空穴と連通するように位置決めされている。そして、駆動用シャフトを貫通孔およびコイルの中空穴に挿通し、さらに駆動用シャフトの駆動用永久磁石がコイルに対向するように位置決めされている。
【特許文献１】特開２００６−１８０６４５号公報（図５、図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、高性能のリニアモータを得るためには、駆動用シャフト（可動子）とコイル（固定子）を高精度に位置合せする必要がある。しかしながら、上記したリニアモータでは、駆動用シャフトとコイルの位置合せの前に、ハウジングとコイルとの位置合せが必要である。つまり、ハウジング上面および下面に設けるべき複数の貫通孔と、ハウジング内部で配置すべき複数のコイルとがそれぞれ上下方向に一列に配列されるように、ハウジングに対する貫通孔とコイル位置を高精度に位置決めしながら、ハウジング内部にコイルを、またハウジングの上面および下面に貫通孔をそれぞれ設ける必要がある。さらに、駆動用シャフトをハウジングに対して位置決めしながら貫通孔およびコイルの中空穴に挿入しなければならない。このように、コイルおよび駆動用シャフトをハウジングに対して位置合わせしてリニアモータ内に組み込む必要があり、このような組立作業は決して簡単なものではなく、高性能なリニアモータの製造が困難であった。また、リニアモータの製造に複雑な作業が必要となり、モータの組立性にも改善の余地があった。
【０００５】
また、組立性のみならず、メンテナンス性においても改善が求められている。つまり、上記のように構成されたリニアモータに対して保守や修理などのメンテナンス作業を施す際には、リニアモータの分解が必要となるケースがあった。例えばコイルの点検・交換を行う場合には、全ての駆動用シャフトをハウジングから抜き出した後、ハウジング上面または下面を取り外した上でハウジング内のコイル群から点検・交換の対象となるコイルを選択的に取り出す必要がある。一方、点検・交換後においては、リニアモータの製造時と実質的に同一の組立作業が必要となっている。したがって、メンテナンス性においても改善の余地があった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、組立性およびメンテナンス性に優れた高性能なリニアモータを提供することを第１の目的とする。
【０００７】
また、この発明は上記リニアモータを用いた部品移載装置を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明にかかる単軸リニアモータは、上記第１の目的を達成するため、ベースプレートと、ベースプレートのベース面に対して所定の移動方向に移動自在となっている可動部と、可動部に対して移動方向に延設された可動子と、移動方向と直交する幅方向に可動子から離間して対向するようにベースプレートのベース面に対して移動方向に延設された固定子とを備え、幅方向のベースプレートの両端部の各々に対してベース面の法線方向に延びる立壁がベースプレートと一体あるいは別体で移動方向に延設されて立壁とベース面で囲まれた収納空間が法線方向に開口して設けられ、可動部、固定子および可動子が開口から収納空間側に挿入配置されて可動子および固定子で発生する磁束の相互作用により可動部を移動方向に駆動することを特徴としている。
【０００９】
このように構成された単軸リニアモータでは、立壁が幅方向のベースプレートの両端部からベースプレートのベース面の法線方向に延びて当該立壁とベース面で囲まれた収納空間がベース面の法線方向に開口して形成されている。したがって、当該開口は移動方向および幅方向に広がりを有しており、法線方向側から開口を介して収納空間側に容易にアクセス可能となっている。したがって、可動部、固定子および可動子のいずれについて開口を介して収納空間側に挿入することができ、リニアモータの製造組立を容易に行うことができる。また、可動部などの点検・修理についても組立時と同様に収納空間に容易にアクセスしてメンテナンス作業を行うことができる。さらに、挿入された可動部、固定子および可動子は次のように配置される。つまり、可動部はベース面に対して移動方向に移動自在に設けられ、この可動部に対して可動子が移動方向に延設される。一方、固定子は幅方向に可動子から離間して対向するようにベース面に対して移動方向に延設される。したがって、開口を介して固定子と可動子の相対位置関係を確認しながら両者を配置することができるため、両者の位置合せを高精度に行うことができ、高性能な単軸リニアモータが得られる。
【００１０】
また、立壁を形成したことによりベースプレートの剛性が向上し、しかも収納空間側に可動部、固定子および可動子の全てを配置しているため、単軸リニアモータの強度を高めることができる。このように立壁の形成は強度の面のみならず、外部からの異物の侵入を効果的に防止している。
【００１１】
立壁については幅方向のみならず移動方向についても設ける、つまりベース面の全周縁に形成してもよいが、移動方向のベースプレートの両端部のうち少なくとも一方が開放部となって収納空間と収納空間の外部とを連通するように構成するのが望ましい。というのも、このように開放部を設けることによって、移動方向の可動部の開放部側端部または当該開放部側端部に連結された被駆動物を、移動方向への可動部の駆動に応じて、収納空間に対して出入移動させることができる。このような構成を採用することで移動方向での移動範囲を広げて汎用性の高い単軸リニアモータが得られる。
【００１２】
また、収納空間に配置された可動部、可動子および固定子が当該リニアモータの周囲に配置される構成部品と干渉するのを防止するため、２種類の態様を採用することができる。まず第１態様として、可動部、固定子および可動子については、収納空間にすっぽりと入り込むように収納して法線方向において立壁の頂部よりも低い位置に配置されるという構成である。そして、このように構成された単軸リニアモータを複数個、ベース面の法線方向と平行な積層方向に積層配置することで、複数の可動部を互いに干渉させることなく、それぞれ独立して移動方向に駆動可能な多軸リニアモータが得られる。
【００１３】
また、干渉防止構成の第２態様として、収納空間および収納空間に挿入配置された可動部、固定子および可動子を法線方向側から覆うように、カバー部材を立壁の頂部に取り付けてもよい。そして、このように構成された単軸リニアモータを複数個、ベース面の法線方向と平行な積層方向に積層配置することで、複数の可動部を互いに干渉させることなく、それぞれ独立して移動方向に駆動可能な多軸リニアモータが得られる。
【００１４】
また、この発明にかかる部品移載装置の第１態様は、部品収容部から部品搭載領域に部品を移載するものであって、上記第２の目的を達成するため、ベース部材と、ベース部材に対して上下方向に移動自在に支持され、先端部に吸着ノズルが取り付けられるとともに、後端部に接続された負圧配管を介して供給される負圧を吸着ノズルに与えるノズルシャフトと、ノズルシャフトを上下方向に駆動する上下駆動機構とを有する、ヘッドユニットと、部品収容部の上方位置と部品搭載領域の上方位置との間でヘッドユニットを移動させるヘッド駆動手段とを備え、上下駆動機構が請求項１ないし４のいずれかに記載の単軸リニアモータであり、リニアモータは移動方向が上下方向と平行となるようにベース部材に取り付けられ、単軸リニアモータの可動部がノズルシャフトに連結されていることを特徴としている。
【００１５】
さらに、この発明にかかる部品移載装置の第２態様は、部品収容部から部品搭載領域に部品を移載する部品移載装置であって、上記第２の目的を達成するため、ベース部材と、ベース部材に対して上下方向に移動自在に支持され、先端部に吸着ノズルが取り付けられるとともに、後端部に接続された負圧配管を介して供給される負圧を吸着ノズルに与える複数のノズルシャフトと、複数のノズルシャフトをそれぞれ独立して上下方向に駆動する上下駆動機構とを有する、ヘッドユニットと、部品収容部の上方位置と部品搭載領域の上方位置との間でヘッドユニットを移動させるヘッド駆動手段とを備え、上下駆動機構は、複数の単軸リニアモータを積層方向に積層配置した多軸リニアモータであり、多軸リニアモータは、多軸リニアモータを構成する複数の単軸リニアモータが複数のノズルシャフトと１対１で対応するようにベース部材に取り付けられ、複数の単軸リニアモータのそれぞれは、ベース面の法線方向が積層方向に平行となるように配置されたベースプレートと、ベースプレートのベース面に対して上下方向に平行な移動方向に移動自在となっている可動部と、可動部に対して移動方向に延設された可動子と、移動方向と直交する幅方向に可動子から離間して対向するようにベースプレートのベース面に対して移動方向に延設された固定子と、幅方向のベースプレートの両端部の各々に対して法線方向に延びるようにベースプレートと一体あるいは別体で移動方向に延設された立壁と、立壁とベース面で囲まれて法線方向に開口する収納空間に収納されて法線方向において立壁の頂部よりも低い位置に配置されるように開口から収納空間側に挿入配置された可動部、固定子および可動子と収納空間とを法線方向側から覆うように、立壁の頂部に取り付けられたカバー部材と、リニアスケールおよびセンサを互いに幅方向に対向させながらリニアスケールおよびセンサのうちの一方を可動部に設け、他方をベースプレートに配置して移動方向における可動部の位置を検出する検出ユニットとを備え、可動子および固定子で発生する磁束の相互作用により可動部を移動方向に駆動し、移動方向のベースプレートの両端部のうち少なくとも一方は開放部となって収納空間と収納空間の外部とを連通し、移動方向の可動部の開放部側端部または当該開放部側端部に連結された被駆動物が、移動方向への可動部の駆動に応じて、収納空間に対して出入移動し、可動部が、被駆動物としての、対応するノズルシャフトに連結されており、リニアスケールおよびセンサのうちベースプレートに配置される他方は、立壁に設けられた切欠部を介してベースプレート内に挿入自在であることを特徴としている。
【００１６】
上記のように構成された部品移載装置はいずれも本発明にかかるリニアモータを上下駆動機構としても用いているため、装置の組立性やメンテナンス性を向上させることができる。また、上下駆動機構として高性能なリニアモータを用いているため、ノズルシャフトの先端部に取り付けられた吸着ノズルの高精度な位置決めや高速移動が可能となっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、ベースプレートに対して可動部を直線的に移動させる単軸リニアモータ、単軸リニアモータを複数個組み合わせてなる多軸リニアモータおよびこれらのリニアモータを用いた部品移載装置に関するものであり、以下においては、本発明にかかる（単軸および多軸）リニアモータと、同リニアモータを用いた部品移載装置の一実施形態である表面実装機に分けて詳述する。
【００１８】
＜リニアモータ＞
図１は本発明にかかる単軸リニアモータの第１実施形態を示す斜視図である。また、図２は図１のリニアモータのＡ−Ａ線断面図である。さらに、図３は図１のリニアモータの分解組立斜視図である。なお、これらの図面及び後で説明する図面では、各図の方向関係を明確にするために、ＸＹＺ直角座標軸が示されている。これら３つの方向Ｘ、Ｙ、ＺのうちＺ方向が本発明の「移動方向」に相当し、Ｙ方向が本発明の「幅方向」に相当し、Ｘ方向が「移動方向」および「幅方向」の両方向に直交する「厚み方向」に相当している。
【００１９】
この単軸リニアモータＬＭは所定の移動方向Ｚに伸びる薄型トレイー状のベースプレート１を有している。このベースプレート１では、図３に示すように、その内底面がベース面１ａとなっており、ベースプレート１の（＋Ｙ）方向側端部、（−Ｙ）方向側端部および（＋Ｚ）方向側端部に立壁１ｂ〜１ｄが厚み方向（＋Ｘ）にそれぞれ立設され、これらの立壁１ｂ〜１ｄとベース面１ａにより上方向（＋Ｘ）に開口する凹部１ｅが形成されている。そして、当該凹部１ｅにリニアモータＬＭの構成部品が後述するように収容される。なお、この実施形態では、アルミニウム合金等によりベース面１ａと立壁１ｂ〜１ｄを一体的に成形して非磁性のベースプレート１を構成しているが、ベース面１ａと立壁１ｂ〜１ｄを個別に形成した上、これらの構成要素を組み付けてベースプレート１を構成してもよい。このようにベースプレート１を非磁性体材料で構成しているが、ベースプレート１を樹脂材料で構成してもよいことは言うまでもない。なお、図１および図２中の符号１ｈはリターンスプリングを取り付けるためのスプリング係合部である。
【００２０】
このように、本実施形態では、（＋Ｘ）方向がベース面１ａの法線方向に相当しており、この法線方向（＋Ｘ）に延びる立壁１ｂ〜１ｄとベース面１ａに囲まれた空間、つまり凹部１ｅの内部空間が本発明の「収納空間」に相当している。また、本実施形態では、移動方向Ｚのベースプレート１の両端部のうち（−Ｚ）側端部には立壁は形成されておらず、（−Ｚ）側端部が開放部１ｊとなって凹部１ｅの内部空間（収納空間）と当該空間の外部とを連通している。このように開放部１ｊを設けることによって、本実施形態では後述する可動ベースの（−Ｚ）側端部およびブロック部材の一部が移動方向Ｚへの可動ベースの駆動に応じて凹部１ｅの内部空間に対して出入移動されるように構成している。
【００２１】
このベース面１ａ上には、１本のリニアガイド２がＺ方向に延設されている。すなわち、ベースプレート１に対して移動方向Ｚに延びる直線状のレール２ａが固定されるとともに該レール２ａに沿って２つのスライダ２ｂ１、２ｂ２が移動方向Ｚにスライド自在に（Ｙ方向及びＸ方向に規制されて）取り付けられている。また、レール２ａからのスライダ２ｂ１、２ｂ２の抜け落ちを防止するために、２つのリニアガイドストッパ２ｃ１、２ｃ２がベースプレート１のベース面１ａに取り付け可能となっている。
【００２２】
また、これらのスライダ２ｂ１、２ｂ２に対して逆凹状またはＨ字状の断面を有する可動ベース４が取り付けられ、Ｚ方向に移動自在となっている。より詳しくは、可動ベース４はＸＹ断面にて逆凹形状を有する内部空間を有しており、この内部空間の天井面がスライダ２ｂ１、２ｂ２の上面上に位置した状態で、可動ベース４がスライダ２ｂ１、２ｂ２に固定されている。また、可動ベース４の軽量化を図るために、本実施形態では、複数個の貫通孔４ａが可動ベース４の天井面に形成されている。このように本実施形態では、可動ベース４およびスライダ２ｂ１、２ｂ２が一体的に移動方向Ｚに移動自在となっており、本発明の「可動部」に相当している。そして、次に説明するように可動ベース４の（−Ｙ）側端部側面に可動子が取り付けられる一方、（＋Ｙ）側端部側面にリニアスケール７ｂが取り付けられている。
【００２３】
図４は可動部材と可動子の取付構造を示す斜視図であり、また図５は可動部材と可動子の取付構造を示す図である。これらの図に示すように、可動ベース４の（−Ｙ）側端部側面に強磁性材料より形成されたヨーク５が取り付けられ、さらに当該ヨーク５の表面には、Ｎ極側が該表面に対向する永久磁石６と、Ｓ極側が該表面に対向する永久磁石とが、交互にＺ方向に沿って複数（この実施形態では１４個）配列されて取り付けられており、これら永久磁石６とヨーク５によりリニアモータＬＭの可動子が構成されている。また、この実施形態では、永久磁石６は樹脂層１０によりモールドされて表面保護されており、永久磁石６の破損などを効果的に防止することができる。さらに、可動ベース４の（−Ｙ）側端部側面では、可動子（ヨーク５＋永久磁石６）の（−Ｚ）側に雌ネジ部４ｂが２箇所形成されている。これらの雌ネジ部４ｂは可動ベース４の（−Ｙ）側端部に被駆動物を直接または連結部を介して取り付けるためのものである。例えば後で説明する表面実装機では、雌ネジ部４ｂを用いて可動ベース４に連結部を連結し、さらに当該連結部にノズルシャフトを被駆動物として接続している。つまり、雌ネジ部４ｂを用いて可動ベース４の端部に連結される、連結部を介して被駆動物を可動ベース４に取付可能となっている。なお、それについては後の「表面実装機」の項で詳述する。
【００２４】
このように構成された可動子（永久磁石６＋ヨーク５）の幅方向（−Ｙ）側に本発明の「固定子」に相当する電機子３が配置され、ベースプレート１のベース面１ａに固定されている。この電機子３は、コア３ａと、複数の中空形状のボビン３ｂと、各ボビン３ｂの外周部に電線を巻きつけてなるコイル３ｃとで構成されている。このコア３ａはＺ方向に延びる矩形プレート部から一定間隔で（＋Ｙ）方向に設けられた歯部を有する櫛型形状の珪素鋼板を複数枚Ｘ方向に積層したものである。このように構成されたコア３ａでは、複数の歯部がＺ方向に一定間隔で並設されて歯部列を形成している。そして、各歯部に対し、予めコイル３ｃが巻き付けられたボビン３ｂが装着されている。こうして、複数（この実施形態では９個）のコア３ａの歯部とこの歯部の周りに巻かれたコイル３ｃがＺ方向に同一間隔で設けられて電機子３を構成しており、可動子（永久磁石６＋ヨーク５）に対向配置されている。なお、本実施形態では、図２（ｂ）に示すようにコイル３ｃが巻かれたコア３ａの歯部の先端面８と、その先端面８の対向面となる可動子の永久磁石６の対向面８’との共通の法線８ａが移動方向Ｚおよび幅方向Ｙを含むＹＺ平面に対して平行となるように、電機子３は構成されている。そして、図示を省略するモータコントローラから各コイル３ｃに所定の順番で通電が行われると、上記のように先端面８の磁極と対向面８’の磁極の相互作用により可動子（永久磁石６＋ヨーク５）にＺ方向の推力が生じて可動ベース４をＺ方向に駆動する。
【００２５】
また、本実施形態では、可動子に永久磁石を用い、固定子に磁性体で構成されるコア３ａを用いているため、コア３ａの歯部と可動子の永久磁石との間にコギング力が発生する。「コギング力の発生」とは、従来周知のようにコア３ａの歯部位置により永久磁石６の磁束密度が変化し、これによって磁気エネルギーが変化するため、電機子３に作用する電磁気力の脈動が生じる現象である。そこで、コギング力を低減するために、電機子３の歯部列の両端に磁性体からなるサブティース９ａ、９ｂが設けられている。すなわち、歯部列の（＋Ｚ）側において歯列ピッチと一致あるいは異なる所望の位置にサブティース９ａが、また（−Ｚ）側において同歯列ピッチと一致あるいは異なる所望の位置にサブティース９ｂが、永久磁石６からの離間距離がそれぞれ所望の距離となるように、それぞれベースプレート１のベース面１ａに対して着脱自在に設けられている。
【００２６】
ところで、上記のように構成したリニアモータＬＭでは、コア３ａに繋がるプレート部位がサブティース９ａ、９ｂの近傍まで延ており、電機子のコアとサブティースとが磁気的結合を生じ、磁束密度分布の偏在を生じてしまう。このため、サブティース９ａ、９ｂを所定の位置に配置しただけでは、安定したコギング力低減機能を発揮できない場合がある。特に、加速・減速時等において、あるいは作動条件（加速後の一定移動速度）そのものが変化する場合においては、コイル３ｃに流れる電流量が想定値より変化し、サブティース９ａ、９ｂにおける永久磁石との対向面の磁極あるいはその強さが所望のものとはならず、サブティース９ａ、９ｂによるコギング力低減の効果が必ずしも得られない場合がある。そこで、本実施形態では、サブティース９ａ、９ｂによるコギング力の低減効果を補うために、サブティース９ａ、９ｂとベースプレート１の間に磁性体プレート１１が設けられている。より詳しくは、次のように構成されている。
【００２７】
図６はサブティースと磁性体プレートの配置関係を示す平面図である。同図においては、サブティース９ａ、９ｂに対する磁性体プレート１１の相対位置と、磁性体プレート１１の平面形状を明確にするため、磁性体プレート１１にハッチングを付している。ベースプレート１のベース面１ａには、磁性体プレート１１の平面形状とほぼ同一形状のプレート嵌合部１ｇが（−Ｘ）方向に形成されている（図２（ａ）参照）。そして、当該プレート嵌合部１ｇに磁性体プレート１１が嵌合されて磁性体プレート１１の表面がベース面１ａと面一状態となっている。この磁性体プレート１１の配設によって、Ｙ−Ｚ面上においてコア３ａ，サブティース９ａ、永久磁石６、ヨーク５、隣の永久磁石６、そして隣の歯部を通ってコア３ａに到る磁束だけでなく、サブティース９ａ、永久磁石６、ヨーク５、磁性体プレート１１を通じてサブティース９ａに到るＸ−Ｙ面上の磁束が発生し、コギング力の効果的な低減を図っている。
【００２８】
上記のように可動子（永久磁石６＋ヨーク５）と電機子３で発生する磁束の相互作用により可動ベース４が移動方向Ｚに駆動されるが、可動ベース４が所定の移動範囲を超えてしまうのを防止するために、ベースプレート１のベース面１ａに２つの移動規制ストッパ１２ａ、１２ｂが取付可能となっている。
【００２９】
また、可動ベース４の位置を正確に検出するため、可動ベース４の反電機子側、つまり（＋Ｙ）側にセンサ７ａとリニアスケール７ｂを有する検出ユニット７が設けられている。このリニアスケール７ｂは可動ベース４の（＋Ｙ）側端部側面に対してＺ方向に延設されている。また、リニアスケール７ｂの（−Ｙ）側でセンサ７ａがベースプレート１に固定配置されている。このため、可動ベース４のＺ方向移動に応じてリニアスケール７ｂのうちセンサ７ａと対向する領域が変位し、その変位に基づき移動方向Ｚにおける可動ベース４の位置を正確に検出することが可能となっている。
【００３０】
このセンサ７ａはセンサ制御ユニット７ｃと一体的に構成されており、この構造体（センサ７ａ＋センサ制御ユニット７ｃ）は図３に示すように立壁１ｂに形成された切欠部１ｆを介して凹部１ｅに対して挿脱自在となっている。すなわち、構造体は切欠部１ｆを介してベースプレート１内に挿入され、図２に示すように幅方向Ｙにおいてセンサ７ａがリニアスケール７ｂに対向して配置されるとともにセンサ制御ユニット７ｃがセンサ７ａの反リニアスケール側、つまり（＋Ｙ）側に配置された状態で、ベースプレート１に固定される。特に、この実施形態では、図２（ｃ）に示すように、リニアスケール７ｂの表面７ｅと、当該表面７ｅと対向するセンサ７ａのセンシング面７ｅ’との共通の法線７ｆが移動方向Ｚおよび幅方向Ｙを含むＹＺ平面に対して平行となるように、センサ７ａおよびリニアスケール７ｂの取付位置が設定されている。なお、センサ制御ユニット７ｃに埃やゴミなどの異物が進入を防止するため、上記構造体を取り付けた後にセンサカバー７ｄがセンサ制御ユニット７ｃを覆うようにベースプレート１の立壁１ｂに取り付けられている。
【００３１】
なお、この実施形態では、可動ベース４にリニアスケール７ｂを取り付ける一方、ベースプレート１にセンサ７ａを配置しているが、センサ７ａとリニアスケール７ｂを逆転配置してもよい。また、検出ユニット７の構成要素（センサ７ａ、リニアスケール７ｂ）の一方を可動ベース４に取り付ける代わりに、スライダ２ｂ１、２ｂ２に取り付けるように構成してもよい。また、検出ユニット７の検出方式としては、磁気を用いた磁気方式であっても、光学方式であってもよい。
【００３２】
以上のように、この実施形態にかかる単軸リニアモータＬＭでは、図３に示すように、立壁１ｂ、１ｃが幅方向Ｙのベースプレート１の両端部からベース面１ａの法線方向（＋Ｘ）に延びて当該立壁１ｂ、１ｃとベース面１ａで囲まれた凹部１ｅが収納空間としてベース面１ａの法線方向（＋Ｘ）に開口して形成されている。このように構成されたベースプレート１の開口は移動方向Ｚおよび幅方向Ｙに広がりを有しているため、開口の法線方向（＋Ｘ）側から開口を介して凹部１ｅ側（収納空間側）にアクセス可能となっている。したがって、同図から明らかなように、リニアモータＬＭの構成部品のいずれについて開口を介して凹部１ｅ側に容易に挿入することができる。したがって、本実施形態によれば、リニアモータＬＭの製造組立を容易に行うことができる。また、リニアモータＬＭに対して保守や修理などのメンテナンス作業を施す際にも、開口を介してリニアモータＬＭの構成部品に対して容易にアクセスすることができ、メンテナンス性に優れている。
【００３３】
また、上記のように構成されたリニアモータＬＭの組立工程では、Ｚ方向に延びるリニアガイド２がベース面１ａ上に配置された後に、リニアガイド２のスライダ２ｂ１、２ｂ２に可動ベース４が取り付けられ、これらスライダ２ｂ１、２ｂ２と可動ベース４で本発明の「可動部」が構成される。一方、本発明の「固定子」に相当する電機子３は可動ベース４に対して移動方向Ｚに延設された可動子（永久磁石６＋ヨーク５）から幅方向（−Ｙ）に離間して対向するようにベース面１ａに対して移動方向Ｚに延設される。したがって、開口を介して電機子３と可動子の相対位置関係を確認しながら両者を配置することができるため、両者の位置合せを高精度に行うことができ、高性能な単軸リニアモータＬＭが容易に製造することができる。
【００３４】
また、上記実施形態では、立壁１ｂ、１ｃを含む複数の立壁１ｂ〜１ｄをベースプレート１と一体的に形成したことによりベースプレート１の剛性が向上している。しかも、凹部１ｅの内部空間（収納空間）に可動部（スライダ２ｂ１、２ｂ２）、固定子（電機子３）および可動子（永久磁石６＋ヨーク５）の全てを配置している。これらの構成を採用することによって、単軸リニアモータＬＭの強度の向上が図られている。なお、このように立壁１ｂ〜１ｄの形成は、強度の面にみならず、モータ外部からの異物の侵入を効果的に防止することにも寄与している。
【００３５】
また、ベースプレート１の全周縁に立壁を形成してもよいが、この場合、リニアガイド２や可動ベース４の移動方向サイズや可動部の移動範囲などの設計がＺ方向側の両壁の存在によって大幅に制限されてしまう。また、可動ベース４への被駆動物の連結位置が可動ベース４の上面、つまり（＋Ｘ）側表面に限定されてしまう。これに対し、上記実施形態では、ベースプレート１の（−Ｚ）側端部が開放部１ｊとなって凹部１ｅの内部空間（収納空間）とモータ外部が開放部１ｊを介して連通されている。このような開放部１ｊを設けることによって、可動ベース４の（−Ｚ）側端部または雌ネジ部４ｂにより連結された被駆動物（後で説明するノズルシャフト等）を、移動方向Ｚへの可動ベース４の駆動に応じて、凹部１ｅの内部空間に対して出入移動させることができる。このため、移動方向Ｚでの可動ベース４（および可動ベース４に連結される被駆動物）の移動範囲を広げて汎用性の高い単軸リニアモータＬＭが得られる。
【００３６】
また、上記実施形態では、可動部（スライダ２ｂ１、２ｂ２）、固定子（電機子３）および可動子（永久磁石６＋ヨーク５）の全ては凹部１ｅの内部空間にすっぽりと入り込むように収納されており、法線方向（＋Ｘ）において立壁１ｂ〜１ｄの頂部よりも低い位置に配置されている。したがって、このように構成された単軸リニアモータＬＭと当該モータ以外の構成部品とが干渉するのを防止することができる。例えば、後で説明する多軸リニアモータや表面実装機では、第１実施形態にかかる単軸リニアモータＬＭを複数個、ベース面１ａの法線方向（＋Ｘ）と平行な積層方向に積層配置するが、このような積層構造を採用した場合にも、複数の可動部は互いに干渉することなく、それぞれ独立して移動方向Ｚに駆動可能となる。
【００３７】
また、上記実施形態では、１本のリニアガイド２により可動ベース４を移動方向Ｚに移動可能に構成しているため、構成が簡素で、しかも幅方向Ｙに小型化することができる。
【００３８】
また、上記実施形態では、図２（ａ）に示すように、ベースプレート１のベース面１ａに対して電機子３、永久磁石６、ヨーク５および可動ベース４が幅方向Ｙに配置されているので、ベースプレートからＸ方向に電機子、永久磁石、ヨーク、可動ベースを配置するものに比べて、リニアモータＬＭの厚み（Ｘ方向の装置サイズ）が大幅に低減されている。
【００３９】
なお、本発明にかかる単軸リニアモータは上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば第１実施形態では、図２（ｃ）に示すように、センサ７ａおよびリニアスケール７ｂの対向面７ｅの法線７ｆが移動方向Ｚおよび幅方向Ｙを含む平面に対して平行となるように、検出ユニット７が設けられているが、検出ユニット７の構成はこれに限定されるものではない。
【００４０】
また、上記実施形態では、可動ベース４の（−Ｙ）側にのみ可動子および電機子（固定子）３を配置して可動ベース４を駆動しているが、可動ベース４の（＋Ｙ）側にも可動子および電機子（固定子）３を配置してもよい。このように構成することで可動ベース４を駆動するための推進力をさらに高めることができる。
【００４１】
また、上記実施形態では、ベースプレート１の（＋Ｘ）側を開口した状態のままリニアモータＬＭを作動させるように構成しているが、例えば図７に示すように、リニアモータＬＭ１の（＋Ｘ）側にサイドプレートＳＰを配置し、凹部１ｅの内部空間（収納空間）および当該内部空間に挿入配置された可動部（スライダ２ｂ１、２ｂ２）、固定子（電機子３）および可動子（永久磁石６＋ヨーク５）を法線方向（＋Ｘ）側から覆うように、立壁１ｂ〜１ｄの頂部に取り付けもよい（第２実施形態）。このサイドプレートＳＰの取付によってモータ外部からの異物の侵入を効果的に防止することができるとともに、単軸リニアモータＬＭと当該モータ以外の構成部品とが干渉するのを防止することができる。このように第２実施形態では、サイドプレートＳＰは本発明の「カバー部材」に相当している。
【００４２】
また、上記第１実施形態及び第２実施形態ではスライダ２ｂ１，２ｂ２に固定された可動ベース４の幅方向Ｙの端部側面にヨーク５を取り付け、さらに当該ヨーク５に永久磁石６を取り付けているが、可動ベース４を強磁性材料で形成し、当該可動ベース４の幅方向Ｙの端部側面に直接永久磁石６をＺ方向に延設し、磁気回路を形成してもよい。また、上記第１実施形態ではスライダ２ｂ１，２ｂ２の幅方向Ｙの端部側面にヨーク５を取り付け、さらに当該ヨーク５に永久磁石６を取り付けてもよい。この場合、スライダ２ｂ１、２ｂ２は本発明の「可動部」に相当する。さらに、スライダを強磁性材料で構成するとともに、スライダの幅方向Ｙの端部側面に直接永久磁石６をＺ方向に延設して磁気回路を形成してもよい。
【００４３】
また、上記第１実施形態及び第２実施形態では、可動子を永久磁石６で構成する一方、固定子を電機子３で構成しているが、可動子を電磁子で構成する一方、固定子を永久磁石で構成した単軸リニアモータに対して本発明を適用してもよい。
【００４４】
また、上記実施形態のいずれも、いわゆる単軸リニアモータであるが、図８に示すように２つの単軸リニアモータＬＭ１、ＬＭ２を組み合わせて多軸リニアモータＭＬＭを構成してもよい。
【００４５】
図８は本発明にかかる多軸リニアモータの一実施形態を示す斜視図である。この実施形態では、同一構成の単軸リニアモータを２個準備し、その一方のリニアモータＬＭ１の立壁１ｂ〜１ｄの（＋Ｘ）側端面がもう一方のリニアモータＬＭ２のベースプレート１の裏面に当接してリニアモータＬＭ１、ＬＭ２がＸ方向に積層配置されて多軸リニアモータＭＬＭが形成されている。また、各リニアモータＬＭ１、ＬＭ２のベースプレート１には、３個の貫通孔１ｐ〜１ｒが形成されている。そして、リニアモータＬＭ１、ＬＭ２の貫通孔１ｐを貫くようにボルト１３ｐが挿通されるとともに、ボルト１３ｐの先端部に対してナット１４ｐが螺合される。また、他の貫通孔１ｑ、１ｒについても、貫通孔１ｐと同様に、ボルト１３ｑ、１３ｒが挿通されるとともにナットが螺合される。また、各単軸リニアモーターＬＭ１、ＬＭ２に各々２個づつ取り付けられる位置決めピン２０が貫通穴２１（図３参照）の（−Ｘ）側端部に勘合して位置決めを果たす。このように３箇所でリニアモータＬＭ１、ＬＭ２が相互に締結固定されて一体化されて２軸のリニアモータＭＬＭが形成される。
【００４６】
このように構成された２軸のリニアモータＭＬＭでは、第１実施形態にかかる薄型のリニアモータＬＭ１、ＬＭ２をＸ方向に積層配置したものであるため、２軸のＸ方向ピッチを狭く設定することができる。また、各リニアモータＬＭ１、ＬＭ２では、可動子や電機子（固定子）などの全構成部品の厚み（Ｘ方向の長さ）はベースプレート１の立壁１ｂ〜１ｄのそれ以下となっており、しかもリニアモータの主要構成（可動部、電機子３および可動子）はベース面１ａと立壁１ｂ〜１ｄで囲まれた凹部１ｅの内部空間（収納空間）に収納されている。このため、２軸の相対位置を高精度に保ちながらモータ組立を容易に行うことができる。
【００４７】
また、上記したように構成された単軸リニアモータを複数個、ベース面１ａの法線方向（＋Ｘ）と平行な積層方向に積層配置することで多軸リニアモータＭＬＭが構成されているので、２つの可動部を互いに干渉させることなく、それぞれ独立して移動方向に駆動可能となっている。また、この積層構造を採用した結果、積層方向（＋Ｘ）の上流側に位置する上流側単軸リニアモータＬＭ１の凹部１ｅの内部空間（収納空間）が上流側単軸リニアモータＬＭ１の下流側で隣接する下流側単軸リニアモータＬＭ２のベースプレート１の裏面、つまり反ベース面１ｋで覆われる。このため、上流側単軸リニアモータＬＭ１への異物の侵入を効果的に防止することができる。ここで、下流側単軸リニアモータＬＭ２の（＋Ｘ）側にサイドプレート（図示省略）を配置し、凹部１ｅの内部空間（収納空間）および当該内部空間に挿入配置された可動部（スライダ２ｂ１、２ｂ２）、固定子（電機子３）および可動子（永久磁石６＋ヨーク５）を法線方向（＋Ｘ）側から覆うように、立壁１ｂ〜１ｄの頂部に取り付けもよい。このサイドプレートＳＰの取付によって下流側単軸リニアモータＬＭ２についても異物の侵入を効果的に防止することができる。
【００４８】
なお、上記多軸リニアモータＭＬＭでは、第１実施形態にかかる単軸リニアモータＬＭを２個組み合わせているが、第２実施形態にかかる単軸リニアモータＬＭ（図７）を２個組み合わせてもよい。また、第１実施形態にかかる単軸リニアモータＬＭ（図１）と第２実施形態にかかる単軸リニアモータＬＭ（図７）を積層方向（＋Ｘ）に積層配置して多軸リニアモータを構成してもよい。
【００４９】
また、組み合わせる単軸リニアモータの数は「２」に限定されるものではなく、３以上の単軸リニアモータを組み合わせて多軸リニアモータＭＬＭを構成することができる。例えば、次に説明する表面実装機では、１０本の吸着ノズルを用いて部品を移載するために各吸着ノズルを上下方向に駆動する上下駆動機構を装備するが、１０個の単軸リニアモータＬＭ１〜ＬＭ１０を組み合わせた多軸リニアモータＭＬＭを当該上下駆動機構として用いることができる。
【００５０】
＜表面実装機＞
図９は本発明にかかる部品移載装置の一実施形態である表面実装機の概略構成を示す平面図である。また、図１０はヘッドユニットの正面図および側面図である。さらに、図１１は図９に示す表面実装機の電気的構成を示すブロック図である。なお、これらの図面及び後で説明する図面では、上記したリニアモータの移動方向Ｚ、幅方向Ｙおよび厚み方向Ｘに対応した三次元の座標系を採用している。
【００５１】
この表面実装機ＭＴでは、基台１１１上に基板搬送機構１０２が配置されており、基板１０３を所定の搬送方向Ｘに搬送可能となっている。より詳しくは、基板搬送機構１０２は、基台１１１上において基板１０３を図９の右側から左側へ搬送する一対のコンベア１２１、１２１を有している。これらのコンベア１２１、１２１は表面実装機ＭＴ全体を制御する制御ユニット１０４の駆動制御部１４１により制御される。すなわち、コンベア１２１，１２１は駆動制御部１４１からの駆動指令に応じて作動し、搬入されてきた基板１０３を所定の実装作業位置（同図に示す基板１０３の位置）で停止させる。そして、このように搬送されてきた基板１０３は図略の保持装置により固定保持される。この基板１０３に対して部品収納部１０５から供給される電子部品（図示省略）がヘッドユニット１０６に搭載された吸着ノズル１６１により移載される。また、基板１０３に実装すべき部品の全部について実装処理が完了すると、基板搬送機構１０２は駆動制御部１４１からの駆動指令に応じて基板１０３を搬出する。
【００５２】
基板搬送機構１０２の両側には、上記した部品収納部１０５が配置されている。これらの部品収納部１０５は多数のテープフィーダ１５１を備えている。また、各テープフィーダ１５１には、電子部品を収納・保持したテープを巻回したリール（図示省略）が配置されており、電子部品を供給可能となっている。すなわち、各テープには、集積回路（ＩＣ）、トランジスタ、抵抗、コンデンサ等の小片状のチップ電子部品が所定間隔おきに収納、保持されている。そして、テープフィーダ１５１がリールからテープをヘッドユニット１０６側に送り出すことによって該テープ内の電子部品が間欠的に繰り出され、その結果、ヘッドユニット１０６の吸着ノズル１６１による電子部品のピックアップが可能となる。
【００５３】
また、この実施形態では、基板搬送機構１０２の他に、ヘッド駆動機構１０７が設けられている。このヘッド駆動機構１０７はヘッドユニット１０６を基台１１１の所定範囲にわたりＸ方向及びＹ軸方向（Ｘ軸及びＺ方向と直交する方向）に移動するための機構である。そして、ヘッドユニット１０６の移動により吸着ノズル１６１で吸着された電子部品が部品収納部１０５の上方位置から基板１０３の上方位置に搬送される。すなわち、ヘッド駆動機構１０７は、Ｘ方向に延びる実装用ヘッド支持部材１７１を有しており、この実装用ヘッド支持部材１７１はヘッドユニット１０６をＸ軸に沿って移動可能に支持している。また、実装用ヘッド支持部材１７１は、両端部がＹ軸方向の固定レール１７２に支持され、この固定レール１７２に沿ってＹ軸方向に移動可能になっている。さらに、ヘッド駆動機構１０７は、ヘッドユニット１０６をＸ方向に駆動する駆動源たるＸ軸サーボモータ１７３と、ヘッドユニット１０６をＹ軸方向に駆動する駆動源たるＹ軸サーボモータ１７４とを有している。モータ１７３はボールねじ１７５に連結されており、駆動制御部１４１からの動作指令に応じてモータ１７３が作動することでヘッドユニット１０６がボールねじ１７５を介してＸ方向に駆動される。一方、モータ１７４はボールねじ１７６に連結されており、駆動制御部１４１からの動作指令に応じてモータ１７４が作動することで実装用ヘッド支持部材１７１がボールねじ１７６を介してＹ軸方向へ駆動される。
【００５４】
ヘッド駆動機構１０７によりヘッドユニット１０６は電子部品を吸着ノズル１６１により吸着保持したまま基板１０３に搬送するとともに、所定位置に移載する（部品移載動作）。より詳しく説明すると、ヘッドユニット１０６は次のように構成されている。このヘッドユニット１０６では、鉛直方向Ｚに延設された実装用ヘッドが１０本、Ｘ方向（基板搬送機構１０２による基板１０３の搬送方向）に等間隔で列状配置されている。実装用ヘッドのそれぞれの先端部には、吸着ノズル１６１が装着されている。すなわち、図１０に示すように、各実装用ヘッドはＺ方向に伸びるノズルシャフト１６３を備えている。ノズルシャフト１６３の軸心部には、上方（Ｚ方向）に延びる空気通路が形成されている。そして、ノズルシャフト１６３の下方端部には、吸着ノズル１６１が接続されて空気通路と連通している。一方、上方端部は開口しており、連結部１６４、接続部材１６５、空気パイプ１６６および真空切替バルブ機構１６７を介して真空吸引源および正圧源に接続される。
【００５５】
また、ヘッドユニット１０６では、ノズルシャフト１６３を上下方向Ｚに昇降させる上下駆動機構１６８が設けられており、駆動制御部１４１のモータコントローラ１４２により上下駆動機構１６８を駆動制御してノズルシャフト１６３を上下方向Ｚに昇降させ、これによって吸着ノズル１６１を上下方向Ｚに移動し、位置決めする。この実施形態では、１０個の単軸リニアモータＬＭ１〜ＬＭ１０を組み合わせた多軸リニアモータＭＬＭを上下駆動機構１６８として用いている。なお、この構成の詳細については、後で詳述する。
【００５６】
また、吸着ノズル１６１をＲ方向に回転させるＲ軸サーボモータ１６９が設けられており、制御ユニット１０４の駆動制御部１４１からの動作指令に基づきＲ軸サーボモータ１６９が作動して吸着ノズル１６１をＲ方向に回転させる。したがって、上記のようにヘッド駆動機構１０７によってヘッドユニット１０６が部品収納部１０５に移動されるとともに、上下駆動機構１６８およびＲ軸サーボモータ１６９を駆動することによって、部品収納部１０５から供給される電子部品に対して吸着ノズル１６１の先端部が適正な姿勢で当接する。
【００５７】
図１２は上下駆動機構の構成を示す図である。この実施形態において上下駆動機構１６８として用いられている多軸リニアモータＭＬＭは図１２に示すように１０個の単軸リニアモータＬＭ１〜ＬＭ１０と２枚のサイドプレートＳＰａ、ＳＰｂとで構成されている。これらの単軸リニアモータＬＭ１〜ＬＭ１０はＸ方向に積層配置されている。また、リニアモータＬＭ１の（−Ｘ）側にサイドプレートＳＰａが配置される一方、リニアモータＬＭ１０の（＋Ｘ）側にサイドプレートＳＰｂが配置されており、これら２枚のサイドプレートＳＰａ、ＳＰｂにより単軸リニアモータＬＭ１〜ＬＭ１０を挟み込んでいる。これらサイドプレートＳＰａ、ＳＰｂおよび単軸リニアモータＬＭ１〜ＬＭ１０のいずれにも予め設定された位置に３つの締結用の貫通孔が形成されており、これらの締結用貫通孔に貫くようにボルト１３ｐ〜１３ｑが挿通されるとともに、ナットによって締結されてサイドプレートＳＰａ、単軸リニアモータＬＭ１〜ＬＭ１０およびサイドプレートＳＰｂが一体化されて多軸リニアモータＭＬＭが形成されている。この多軸リニアモータＭＬＭは図１０に示すようにヘッドユニット１０６のベースプレート１６０に取り付けられる。なお、サイドプレートＳＰｂは、端部のリニアモータＬＭ１０の凹部１ｅ（図３参照）を覆うカバーとしても機能する。
【００５８】
このように本実施形態では、１０個の単軸リニアモータＬＭ１〜ＬＭ１０を積層しているが、これらのうち最も（＋Ｘ）側に位置する単軸リニアモータＬＭ１０が本発明の「最下流単軸リニアモータ」に相当しており、単軸リニアモータＬＭ１０の開口を覆うサイドプレートＳＰｂが本発明の「カバー部材」に相当している。
【００５９】
また、各リニアモータＬＭ１〜ＬＭ１０の可動ベース４には、連結部１６４を介してノズルシャフト１６３が連結されている。各連結部１６４は図１０に示すようにＬ字状のブロック部材１６４ａとシャフトホルダ１６４ｂを備えている。各ブロック部材１６４ａでは、（＋Ｚ）方向に延びる端部により、ネジで可動ベース４に螺合されている。これによって、各リニアモータＬＭ１〜ＬＭ１０でブロック部材１６４ａが可動ベース４の下端部、つまり（−Ｚ）側端部に連結される。また、各ブロック部材１６４ａの（−Ｙ）方向に延びる端部の下面にシャフトホルダ１６４ｂが取り付けられ、シャフトホルダ１６４ｂの下面側、つまり（−Ｚ）方向側でノズルシャフト１６３を保持可能となっている。また、シャフトホルダ１６４ｂの（−Ｙ）側端部側面には接続部材１６５が取り付けられている。この接続部材１６５には空気パイプ１６６の一方端が接続されており、当該空気パイプ１６６を介して真空切替バルブ機構１６７から送られてくる空気をシャフトホルダ１６４ｂに送り込んだり、逆にシャフトホルダ１６４ｂから空気を空気パイプ１６６を介して真空切替バルブ機構１６７に吸引可能としている。このように空気パイプ１６６−シャフトホルダ１６４ｂ内の空気経路（図示省略）−ノズルシャフト１６３という経路で真空切替バルブ機構１６７と吸着ノズル１６１が接続されており、各吸着ノズル１６１に正圧を供給したり、逆に各吸着ノズル１６１に負圧を供給可能となっている。
【００６０】
なお、この実施形態では、多軸リニアモータＭＬＭは上下駆動機構１６８として用いられており、各可動ベース４の移動方向は上下方向Ｚと平行となっている。このため、各可動ベース４には垂直荷重が常時付与されている。そこで、各リニアモータＬＭ１〜ＬＭ１０では、リターンスプリング１５の上端部をベースプレート１のスプリング係合部１ｈに係合させるとともに、その下端部をブロック部材１６４ａの（−Ｙ）側端部に設けられたスプリング係合部１６４ｃに係合させ、このリターンスプリング１５により可動ベース４を上方側、つまり（＋Ｚ）方向側に付勢している。これによって、各リニアモータＬＭ１〜ＬＭ１０のコイル３ｃへの電流供給を停止している間に、可動ベース４はベースプレート１内に収納される。これにより各吸着ノズル１６１は上方に位置することになり、上下駆動機構１６８が電流停止により機能しない状態で、例えばＸ軸サーボモータ１７３やＹ軸サーボモータ１７４が作動したとしても、各吸着ノズル１６１、あるいは吸着されている電子部品が基板１０３やコンベア１２１等と干渉事故を起こすことがない。
【００６１】
このように構成された表面実装機では、制御ユニット１０４のメモリ（図示省略）に予め記憶されたプログラムにしたがって制御ユニット１０４の主制御部１４３が装置各部を制御してヘッドユニット１０６を部品収納部１０５の上方位置と基板１０３の上方位置の間を往復移動させる。また、ヘッドユニット１０６は部品収納部１０５の上方位置に停止した状態で上下駆動機構１６８およびＲ軸サーボモータ１６９を駆動制御して部品収納部１０５から供給される電子部品に対して吸着ノズル１６１の先端部を適正な姿勢で当接させるとともに、負圧吸着力を吸着ノズル１６１に与えることで、該吸着ノズル１６１による部品保持を行う。そして、部品を吸着保持したままヘッドユニット１０６は基板１０３の上方位置に移動した後、所定位置に移載する。このように部品収納部１０５から基板１０３の部品搭載領域に部品を移載する、部品移載動作が繰り返して行われる。
【００６２】
以上のように、この実施形態にかかる表面実装機では、図１に示す単軸リニアモータＬＭと同一構成を有する１０個のリニアモータＬＭ１〜ＬＭ１０をＸ方向に積層配置してなる多軸リニアモータＭＬＭを用いてノズルシャフト１６３を上下方向Ｚに昇降駆動するように構成しているので、次のような作用効果が得られる。すなわち、上記したように製造組立性およびメンテナンス性に優れたリニアモータＬＭ１〜ＬＭ１０を用いて上下駆動機構１６８を構成しているため、表面実装機の組立性やメンテナンス性も向上する。また、上下駆動機構１６８として高性能なリニアモータＬＭ１〜ＬＭ１０を用いているため、ノズルシャフト１６３の先端部に取り付けられた吸着ノズル１６１の高精度な位置決めや高速移動が可能となっている。また、リニアモータＬＭ１〜ＬＭ１０の薄型化によってヘッドユニット１０６の小型化、軽量化を図ることができ、このことは表面実装機の小型化に寄与し、さらにＸＹ両方向の移動速度の高速化により実装時間の短縮に大きく寄与する。なおさらに、Ｘ方向に薄い形状を有するリニアモータＬＭ１〜ＬＭ１０を積層配置しているため、Ｘ方向において可動ベース４を狭ピッチで配置することができ、その結果、これらの可動ベース４に連結されるノズルシャフト１６３および吸着ノズル１６１のＸ方向のピッチＰＴを狭くすることができる。
【００６３】
なお、上記実施形態では、第１実施形態にかかる単軸リニアモータＬＭと同一構成のものを用いた多軸リニアモータＭＬＭを上下駆動機構として用いているが、第１実施形態や第２実施形態にかかる単軸リニアモータＬＭを複数個設けたもの、第２実施形態にかかる単軸リニアモータＬＭと同一構成のものを用いた多軸リニアモータ、第１実施形態および第２実施形態にかかる単軸リニアモータを組み合わせた多軸リニアモータなどを用いることができる。
【００６４】
また、上記実施形態では、部品移載装置として機能する表面実装機ＭＴに対して本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、ＩＣハンドラー等の部品移載装置に対しても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明にかかる単軸リニアモータの第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のリニアモータのＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のリニアモータの分解組立斜視図である。
【図４】可動部材と可動子の取付構造を示す斜視図である。
【図５】可動部材と可動子の取付構造を示す図である。
【図６】サブティースと磁性体プレートの配置関係を示す平面図である。
【図７】本発明にかかる単軸リニアモータの第２実施形態を示す斜視図である。
【図８】本発明にかかる多軸リニアモータの一実施形態を示す斜視図である。
【図９】本発明にかかる部品移載装置の一実施形態である表面実装機の概略構成を示す平面図である。
【図１０】ヘッドユニットの正面図および側面図である。
【図１１】図９に示す表面実装機の電気的構成を示すブロック図である。
【図１２】上下駆動機構の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１…ベースプレート
１ａ…ベース面
１ｂ〜１ｄ…立壁
１ｅ…凹部
１ｆ…切欠部
２ａ…レール
２ｂ１、２ｂ２…スライダ
３…電機子（固定子）
４…可動ベース（可動部）
５…ヨーク
６…永久磁石
１０６…ヘッドユニット
１０７…ヘッド駆動機構
１６１…吸着ノズル
１６３…ノズルシャフト
１６８…上下駆動機構
ＬＭ、ＬＭ１〜ＬＭ１０…単軸リニアモータ
ＭＬＭ…多軸リニアモータ
ＭＴ…表面実装機（部品移載装置）
Ｘ…厚み方向（ベース面の法線方向、積層方向）
Ｙ…幅方向
Ｚ…移動方向
【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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