(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドを取り付けられた支持テーブルと、前記ヘッドの直動方向に沿って配設された支持フレームと、該支持フレームに設けられ、前記ヘッド及び前記支持テーブルの荷重を支えながら前記ヘッド及び前記支持テーブルを前記支持フレームに沿って往復案内する直線摺動軸受及び直動ガイドレールと、前記支持テーブルを前記直動ガイドレールに沿って駆動する駆動手段とを備えたヘッド直動装置において、
前記支持フレームの前記ガイドレールが設けられた側の背面側に、前記支持フレームの熱変形を低減させる補強板を備え、
前記ガイドレールは上下に一対設けられ、それぞれの前記ガイドレールに対応して前記補強板が備えられ、下側の前記ガイドレールに対応する前記補強板の断面積が、上側の前記ガイドレールに対応する前記補強板の断面積よりも大きいことを特徴とするヘッド直動装置。
【請求項２】
前記補強板は、前記直動ガイドレールと同材料からなることを特徴とする請求項１記載のヘッド直動装置。
【請求項３】
前記補強板は、前記直動ガイドレールと線膨張率が等しいことを特徴とする請求項１記載のヘッド直動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品実装、組立、検査、搬送などに使用されるヘッド直動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のヘッド直動装置について、図５及び図６を参照しながら説明する。図５は従来のヘッド直動装置の支持フレームの断面図であり、図６は従来のヘッド直動装置の支持フレームの正面図であり、図７は従来のヘッド直動装置の支持フレームの熱変形による変位を示す平面図であり、図８は従来のヘッド直動装置の支持フレームの熱変形による変位を示す断面図である。
【０００３】
図５に示すように、アルミニウム製の支持フレーム１は、鉄製の直動ガイドレール２ａ，２ｂを上下に有し、該直動ガイドレール２ａ，２ｂに沿って移動する直線摺動軸受３ａ，３ｂを有する。４は上下の直線摺動軸受３ａ，３ｂに固着された支持テーブルであり、該支持テーブル４には、動作させる対象物であるヘッド５が取り付けられている。ヘッド５には部品吸着ノズル１０が取り付けられている。支持フレーム１には、モータ６及び該モータ６の回転を直進動作に変換するボールネジ７が備えられている。支持フレーム１は左右の支持部８で電子部品実装装置等の装置本体に固定されている。
【０００４】
上記構成において、モータ６を回転させると、ボールネジ７が回転運動を直線運動に変換し、直線摺動軸受３ａ，３ｂに取り付けられたテーブル４を直動ガイドレール２ａ，２ｂに沿って直進運動させ、ヘッド５を所定の座標に位置決めをすることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のヘッド直動装置では、ヘッド５の停止状態から動作を開始する際に、直動ガイドレール２ａ，２ｂは直線摺動軸受３ａ，３ｂとの摩擦により発熱する。ここで、支持フレーム本体１の材質がアルミニウムであり、直動ガイドレール２ａ，２ｂの材質が鉄であり、両者の材質が異なることから、支持フレーム本体１の長手方向の熱変形量と直動ガイドレール２ａ，２ｂの長手方向の熱変形量とが異なる。そして、図７に示すように、水平面内で支持フレーム本体１がわずかに湾曲してＹ方向の変位が発生する。
【０００６】
また、図８に示すように、垂直面内では上側の直動ガイドレール２ａと下側の直動ガイドレール２ｂとで温度差が発生する。この理由は、下側の直動ガイドレール２ｂには、上側の直動ガイドレール２ａよりも重量が多く作用して、その分、摩擦力が大きくなるからである。そして、この場合、上側の直動ガイドレール２ａと下側の直動ガイドレール２ｂでのＹ方向の変位量の差が発生し、支持テーブル４に傾きが発生し、ヘッド５の位置ずれを引き起こしてしまうという問題点がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、支持フレームと直動ガイドレールの材質が異なっていても熱変形の影響を受けない支持フレーム形状を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、下記構成により達成される。
▲１▼  ヘッドを取り付けられた支持テーブルと、前記ヘッドの直動方向に沿って配設された支持フレームと、該支持フレームに設けられ、前記ヘッド及び前記支持テーブルの荷重を支えながら前記ヘッド及び前記支持テーブルを前記支持フレームに沿って往復案内する直線摺動軸受及び直動ガイドレールと、前記支持テーブルを前記直動ガイドレールに沿って駆動する駆動手段とを備えたヘッド直動装置において、
前記支持フレームの前記ガイドレールが設けられた側の背面側に、前記支持フレームの熱変形を低減させる補強板を備えたことを特徴とするヘッド直動装置。
【０００９】
▲２▼  前記補強板は、前記直動ガイドレールと同材料からなることを特徴とする前記▲１▼記載のヘッド直動装置。
【００１０】
▲３▼  前記補強板は、前記直動ガイドレールと線膨張率が等しいことを特徴とする前記▲１▼記載のヘッド直動装置。
【００１１】
▲４▼  前記ガイドレールは上下に一対設けられ、それぞれの前記ガイドレールに対応して前記補強板が備えられ、下側の前記ガイドレールに対応する前記補強板の断面積が、上側の前記ガイドレールに対応する前記補強板の断面積よりも大きいことを特徴とする前記▲１▼〜▲３▼のいずれか記載のヘッド直動装置。
【００１２】
本発明において、好ましくは支持フレームの背面に熱変形を低減させるための直動ガイドレールと同じ材質の補強板を備え、変形量に比例して上下の断面形状に差をつける。これにより、ヘッド直動装置の動作時の発熱による支持フレームの熱変形を低減させることができる。
【００１３】
なお、本発明におけるヘッドとしては、電子部品を基板に装着するための部品吸着ヘッド、電子部品を基板に接着するための接着剤を基板に塗布するための塗布ヘッド、組立用治具、検査用治具、搬送用治具、等が挙げられ、これらを採用することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図１〜図３を用いて説明する。図１は本発明の一実施形態のヘッド直動装置の支持フレームの断面図であり、図２は本発明の一実施形態のヘッド直動装置の支持フレームの正面図であり、図３は本発明の一実施形態のヘッド直動装置の支持フレームの背面図である。
【００１５】
図１に示すように、アルミニウム製の支持フレーム１は、鉄製の直動ガイドレール２ａ，２ｂを上下に有し、該直動ガイドレール２ａ，２ｂに沿って移動する直線摺動軸受３ａ，３ｂを有する。４は上下の直線摺動軸受３ａ，３ｂに固着された支持テーブルであり、該支持テーブル４には、動作させる対象物であるヘッド５が取り付けられている。ヘッド５には部品吸着ノズル１０が取り付けられている。支持フレーム１には、モータ６及び該モータ６の回転を直進動作に変換するボールネジ７が備えられている。支持フレーム１は左右の支持部８で電子部品実装装置等の装置本体に固定されている。
【００１６】
支持フレーム１のヘッド取付側（以下、正面側という）とは逆側（以下、背面側という）の上下には直動ガイドレール２ａ，２ｂと同じ材質の鉄製の補強板９ａ，９ｂが取り付けられている。本実施形態の基本的構成は前述の従来の構成と同じであり、補強板９ａ，９ｂを備えた点が従来と異なる。
【００１７】
上記構成において、モータ６を回転させると、ボールネジ７が回転運動を直線運動に変換し、直動ガイドレール２ａ，２ｂに沿って直線摺動軸受３ａ，３ｂに取り付けられた支持テーブル４を直進運動させ、ヘッド５を所定の座標に位置決めをすることになる。
【００１８】
ここで、支持フレーム１の背面側に補強板９ａ，９ｂが取り付けられているので、動き始めにおいて直動ガイドレール２ａ，２ｂが直線摺動軸受３ａ，３ｂと摺動することによる発熱に起因する支持フレーム１の変形を防止する。補強板９ａ，９ｂは、上下の直動ガイドレール２ａ，２ｂの変位差に対応して、断面形状又は断面積が異なるように形成されている。すなわち、断面形状又は断面積を変えることにより、補強板９の剛性を変えている。
【００１９】
上下の直動ガイドレール２ａ，２ｂのうち、下方の直動ガイドレール２ｂの方が上方の直動ガイドレール２ｂよりも重量が多く作用し、直線摺動軸受３ａ，３ｂとの摩擦力が大きいため、その分発熱量も多くなる。したがって、発熱による支持フレーム１の熱変形量も、上部より下部の方が大きい。
【００２０】
そのため、支持フレーム１に取り付けられる補強板９ａ，９ｂのうち、下側の補強板９ｂが上側の補強板９ａよりも剛性を高く設定されている。これにより、下側の補強板９ｂの方が、上側の補強板９ａよりも変形防止能力が大きくなっている。
【００２１】
以上のように、本実施形態によれば、支持フレーム１の背面側に直動ガイドレール２ａ，２ｂと同じ材質の補強板９ａ，９ｂを取り付け、その上下の補強板９ａ，９ｂを上下の直動ガイドレール２ａ，２ｂの変位差に比例した断面積の断面形状として、両者に差をつけることによって、熱変位による位置ずれを低減することができる。
【００２２】
補強板９ａ，９ｂの断面積は、支持フレーム１の曲げモーメントが０になるように設定される。支持フレーム１の断面形状として、図４に示すようなＣ字形状のものを考えると、支持フレーム１を曲げるモーメントＭは、
Ｍ＝α１・Ｔ１・Ｅ１・Ｓ１・ｒ１−α２・Ｔ２・Ｅ２・Ｓ２・ｒ２
α：線膨張率
Ｔ：上昇温度
Ｅ：ヤング率
Ｓ：断面積
ｒ：主軸からの距離
となる。
【００２３】
ここで、直動ガイドレール２ａ，２ｂと補強板９ａ，９ｂの材料を同じとすると、α１＝α２、Ｅ１＝Ｅ２となる。また、同一断面内では温度分布差が小さいので、Ｔ１＝Ｔ２とみなすことができる。したがって、上式は
Ｍ＝α１・Ｔ１・Ｅ１（Ｓ１・ｒ１−Ｓ２・ｒ２）
となる。
【００２４】
そこで、Ｓ１・ｒ１−Ｓ２・ｒ２＝０となるようにＳ２とｒ２とを設定すれば、支持フレーム１の曲げモーメントを０にすることができる。
【００２５】
上記のようにして断面積を設定した補強板９ａ，９ｂを設けたところ、支持フレーム１の変形量は、従来に比し、１／５程度に低減することができた。
【００２６】
なお、補強板９ａ，９ｂは、直動ガイドレール２ａ，２ｂと異なる材料であっても、線膨張率が等しい材料であればよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明のヘッド直動装置によれば、支持フレームの支持テーブル取付側とは反対側に、支持フレームの熱変形を低減する補強板を備えたことにより、動作時に直動ガイドレールが発熱しても、支持フレームが変形することがなく、ヘッドの正確な位置決めが可能となる。
【００２８】
また、補強板を直動ガイドレールと同じ材料で成形し、上下の補強板を上下の直動ガイドレールの変位差に比例した断面形状となるように、断面積に差をつけることによって、熱変位による位置ずれを低減することができる。
【００２９】
また、補強板を直動ガイドレールと同じ線膨張率の材料で成形し、上下の補強板を上下の直動ガイドレールの変位差に比例した断面形状となるように、断面積に差をつけることによって、熱変位による位置ずれを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のヘッド直動装置の支持フレームの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態のヘッド直動装置の支持フレームの正面図である。
【図３】本発明の一実施形態のヘッド直動装置の支持フレームの背面図である。
【図４】支持フレームの曲げモーメントを説明する図である。
【図５】従来のヘッド直動装置の支持フレームの断面図である。
【図６】従来のヘッド直動装置の支持フレームの正面図である。
【図７】従来のヘッド直動装置の支持フレームの熱変形による変位を示す平面図である。
【図８】従来のヘッド直動装置の支持フレームの熱変形による変位を示す断面図である。
【符号の説明】
１  支持フレーム
２ａ，２ｂ  直動ガイドレール
３ａ，３ｂ  直線摺動軸受
４  支持テーブル
５  ヘッド
６  モータ
７  ボールネジ
８  支持部
９ａ，９ｂ  補強板
１０  部品吸着ノズル
【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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