(57)【要約】【課題】軽量化を図るとともに、ヘッドの重みによって発生する撓みを抑制してヘッドを精度良く位置決めすることができるＸビームを備える部品実装装置を提供する。【解決手段】部品３００を装着するヘッド１０１をＸ軸方向に摺動自在に案内するＸ軸方向に延びて配置されるレール１２２と、レール１２２がＹ軸方向の一端部に取り付けられ、Ｘ軸方向に延びて配置される棒形状のＸビーム１０３と、Ｘビーム１０３をＹ軸方向に摺動自在に案内するＹ軸方向に延びて配置されるＹビーム１０４とを備える部品実装装置１００であって、ヘッド１０１の重みによって発生するＸビーム１０３の撓みに抗する補強部材１０５であって、炭素繊維強化樹脂またはアラミド繊維強化樹脂からなりＸビーム１０３のＹ軸方向の他端部に取り付けられる第一補強部１０５ａを有する補強部材１０５を備える。【選択図】図２
2012129317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品を装着するヘッドをＸ軸方向に摺動自在に案内するＸ軸方向に延びて配置されるレールと、
前記レールがＹ軸方向の一端部に取り付けられ、Ｘ軸方向に延びて配置される棒形状のＸビームと、
前記ＸビームをＹ軸方向に摺動自在に案内するＹ軸方向に延びて配置されるＹビームと
を備える部品実装装置であって、
前記ヘッドの重みによって発生する前記Ｘビームの撓みに抗する補強部材であって、炭素繊維強化樹脂またはアラミド繊維強化樹脂からなり前記ＸビームのＹ軸方向の他端部に取り付けられる第一補強部を有する補強部材を備える
部品実装装置。
【請求項２】
前記補強部材は、さらに、
炭素繊維強化樹脂またはアラミド繊維強化樹脂からなり、前記第一補強部の上方に、前記Ｘビームに取り付けられて配置される第二補強部と、
炭素繊維強化樹脂またはアラミド繊維強化樹脂からなり、前記第一補強部の下方に、前記Ｘビームに取り付けられて配置される第三補強部とを有する
請求項１に記載の部品実装装置。
【請求項３】
前記第一補強部と前記第二補強部と前記第三補強部とは、一体に形成されている
請求項２に記載の部品実装装置。
【請求項４】
前記レールは、Ｚ軸方向に平行に並んで配置される２本のレールであり、
前記ＸビームのＹＺ断面の形状は、Ｙ軸方向の他端部に至るまで徐々にＺ軸方向の間隔がＹ軸対称で狭くなる形状を有し、
前記補強部材は、２本の前記レールと等距離となるように前記Ｘビームに取り付けられる
請求項１〜３のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項５】
前記補強部材のＸ軸方向の中央位置には、空間が形成されている
請求項１〜４のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項６】
前記空間は、Ｘ軸方向の両端がＸ軸方向の中心に近づくほどＹ軸方向の幅が大きくなるように形成されている
請求項５に記載の部品実装装置。
【請求項７】
前記補強部材の肉厚は、２ｍｍ〜６ｍｍである
請求項１〜６のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、基板に部品が実装された実装基板を生産するための設備である部品実装装置に関し、特にヘッドを直線的に移動させるビームを備える部品実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、部品実装装置の一つとして、固定されている基板に対し、部品供給部から部品を保持し、基板上方まで部品を搬送し、部品を降下させて基板に取り付ける部品実装装置がある。当該部品実装装置は、保持した部品のＸＹ方向（水平面内）の位置を正確に再現する必要がある。一方、実装基板の生産性を向上させるため、部品供給部から基板上方まで部品を搬送し、ＸＹ方向の位置決めをするまでの速度や、部品を実装した後に部品供給部まで戻るまでの速度などをできる限り速める必要もある。
【０００３】
そこで、部品実装装置は、基台にＹ軸方向に延びて固定されるＹビームと、当該Ｙビームに対してスライド可能に取り付けられるＸ軸方向に延びて配置されるＸビームと、当該Ｘビームに対してスライド可能に取り付けられるヘッドを備える構造となっている。これにより、正確かつ高速に部品を搬送することができるものとなっている。
【０００４】
ここで、Ｘビームには、直接ヘッドと摺動してヘッドを直線的に案内するレールが取り付けられている。これは、ヘッドと摩擦が生じるレールは、摩擦などに強いが重い金属を材料として採用し、レールとヘッドとを支えるＸビームは、構造的強度を備え軽量な金属を材料として採用することで、Ｙビームに沿って運動する部材の軽量化を図るためである。
【０００５】
しかしながら、Ｘビームとレールとは異なる金属からなり、Ｘ軸方向に長いレールとＸビームとが接合されるため、部品実装装置の温度が変化するとバイメタル効果によりＸビームに反りが発生する。このようにＸビームに反りが発生すると、基板に部品を正確に取り付けることが困難となり、また、反りを加味した補正をヘッドを移動させるためのデータに加えなければならず、部品実装装置の生産性に悪影響を及ぼすこととなる。
【０００６】
そこで、特許文献１や特許文献２、特許文献３に記載の発明は、Ｘビームのレールが取り付けられている側と反対側に、レールと同じ材質の棒状の補強部材を取り付けてＸビームの曲がりを防止している。これによりレールとＸビームとによって発生する反りを補強部材とＸビームとによって発生する反りによって相殺し、レールを真っ直ぐに維持することができるものとなっている。
【０００７】
また、特許文献４及び特許文献５に記載の発明においては、強度的に優れた炭素繊維強化樹脂でＸビームを構成し、Ｘビームの曲がりを防止することで、レールを真っ直ぐに維持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１７６２９４号公報
【特許文献２】特開２００３−１６８８９８号公報
【特許文献３】特開２００１−３５２２００号公報
【特許文献４】特開２００８−１０８９４９号公報
【特許文献５】特表２００６−５１４４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、特許文献１〜３に記載の発明のように、Ｘビームとレールとの間で発生する反りを相殺するためには、補強部材は、線膨張係数などレールと同じ特性を備える必要がある。従って、Ｘ方向の熱膨張、及び、熱応力がつりあうようにＸビームにはレールとほぼ同じ形状で同じ重量の補強部材が取り付けられることとなり、Ｘビームに取り付けられる部材の全重量は増加する。つまり、Ｘビームを高速に運動させることが困難となって部品実装装置の生産性を向上させることが困難となる。
【００１０】
このため、重量を軽減するためにＸビームの肉厚を薄くしてＸビームの重量を軽減することが考えられるが、Ｘビームの肉厚を薄くすれば、Ｘビームが支持しているヘッドの重みによって、Ｘビームに撓みが発生する。また、ヘッドの大型化によるヘッドの重量の増加や、ヘッドの重量増加分をＸビームの重量から軽減させることなどの必要性も生じてきており、この場合も、Ｘビームに撓みが発生する。
【００１１】
なお、Ｘビームとレールとの間で発生する反りと、ヘッドの重みによって発生するＸビームの撓みとは、Ｘビームの曲がる方向などが異なるものであるので、当該反りを相殺するための補強部材では、当該Ｘビームの撓みを有効に抑制することはできない。そして、当該Ｘビームに撓みが生じた場合は、部品を基板に実装する際に精度良くヘッドを位置決めすることができない。
【００１２】
また、特許文献４及び特許文献５に記載の発明においては、本願発明者らは、鋭意研究と実験の結果、炭素繊維強化樹脂を精度良く加工することは困難であり、炭素繊維強化樹脂製のＸビームにレールを精度良く取り付けることが困難であるということを見出すに至った。部品実装装置において、Ｘビームにレールを精度良く取り付けることができなければ、部品を基板に実装する際に精度良くヘッドを位置決めすることができない。
【００１３】
このように、従来の部品実装装置では、Ｘビームの軽量化を図りつつ、ヘッドの重みによって発生するＸビームの撓みを抑制してＸビームによるヘッドの正確な位置決めを行うことができないという課題があった。
【００１４】
本願発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、軽量化を図るとともに、ヘッドの重みによって発生する撓みを抑制してヘッドを精度良く位置決めすることができるＸビームを備える部品実装装置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】
【００１５】
上記目的を達成するために、本願発明にかかる部品実装装置は、部品を装着するヘッドをＸ軸方向に摺動自在に案内するＸ軸方向に延びて配置されるレールと、前記レールがＹ軸方向の一端部に取り付けられ、Ｘ軸方向に延びて配置される棒形状のＸビームと、前記ＸビームをＹ軸方向に摺動自在に案内するＹ軸方向に延びて配置されるＹビームとを備える部品実装装置であって、前記ヘッドの重みによって発生する前記Ｘビームの撓みに抗する補強部材であって、炭素繊維強化樹脂またはアラミド繊維強化樹脂からなり前記ＸビームのＹ軸方向の他端部に取り付けられる第一補強部を有する補強部材を備えることを特徴としている。
【００１６】
これによれば、当該部品実装装置は、ヘッドの重みによって発生するＸビームの撓みに抗する補強部材であって、炭素繊維強化樹脂またはアラミド繊維強化樹脂からなりＸビームのＹ軸方向の他端部に取り付けられる第一補強部を有する補強部材を備える。つまり、Ｘビームを薄肉化して軽量にした場合でも、強度的に優れた炭素繊維強化樹脂またはアラミド繊維強化樹脂からなる第一補強部を有する補強部材をＸビームに取り付けることで、ヘッドの重みによって発生するＸビームの撓みを抑制することができる。また、炭素繊維強化樹脂またはアラミド繊維強化樹脂は軽量であるので、補強部材をＸビームに取り付けることによる重量の増加を抑制することができる。このため、軽量化を図るとともに、ヘッドの重みによって発生する撓みを抑制してヘッドを精度良く位置決めすることができるＸビームを備える部品実装装置を実現することができる。
【００１７】
また、好ましくは、前記補強部材は、さらに、炭素繊維強化樹脂またはアラミド繊維強化樹脂からなり、前記第一補強部の上方に、前記Ｘビームに取り付けられて配置される第二補強部と、炭素繊維強化樹脂またはアラミド繊維強化樹脂からなり、前記第一補強部の下方に、前記Ｘビームに取り付けられて配置される第三補強部とを有する。
【００１８】
これによれば、補強部材は、さらに、第一補強部の上方及び下方に、炭素繊維強化樹脂またはアラミド繊維強化樹脂からなり、Ｘビームに取り付けられて配置される第二補強部及び第三補強部を有する。つまり、強度的に優れた炭素繊維強化樹脂またはアラミド繊維強化樹脂からなる第二補強部及び第三補強部をＸビームにさらに取り付けることで、ヘッドの重みによって発生するＸビームの撓みをさらに抑制することができる。また、炭素繊維強化樹脂またはアラミド繊維強化樹脂は軽量であるので、第二補強部及び第三補強部をＸビームに取り付けることによる重量の増加を抑制することができる。このため、軽量化を図るとともに、ヘッドの重みによって発生する撓みを抑制してヘッドを精度良く位置決めすることができるＸビームを備える部品実装装置を実現することができる。
【００１９】
また、好ましくは、前記第一補強部と前記第二補強部と前記第三補強部とは、一体に形成されている。
【００２０】
これによれば、補強部材が有する第一補強部と第二補強部と第三補強部とは、一体に形成されている。このため、補強部材を１部品として製造することができるため、補強部材の製造が容易であり、またＸビームに容易に補強部材を取り付けることができる。
【００２１】
また、好ましくは、前記レールは、Ｚ軸方向に平行に並んで配置される２本のレールであり、前記ＸビームのＹＺ断面の形状は、Ｙ軸方向の他端部に至るまで徐々にＺ軸方向の間隔がＹ軸対称で狭くなる形状を有し、前記補強部材は、２本の前記レールと等距離となるように前記Ｘビームに取り付けられる。
【００２２】
これによれば、ＸビームのＹＺ断面の形状は、Ｚ軸方向の間隔が徐々にＹ軸対称で狭くなる形状を有し、補強部材は、２本のレールと等距離となるようにＸビームに取り付けられている。これにより、２本のレールが配置される間隔相当の長さを一辺とする正方形をＸビームの断面形状とした場合に比べて、Ｘビームを軽量化することが可能となる。
【００２３】
また、好ましくは、前記補強部材のＸ軸方向の中央位置には、空間が形成されている。
【００２４】
これによれば、補強部材のＸ軸方向の中央位置には、空間が形成されている。ここで、ヘッドの重みによってＸビームのＸ軸方向の両端部に応力が集中し、Ｘビームに撓みが発生する。このため、補強部材のＸ軸方向の両端部の強度を確保すれば、Ｘビームの撓みを抑制することができるため、補強部材のＸ軸方向の中央位置に空間が形成されていても、Ｘビームの撓み抑制への影響は小さい。また、補強部材に空間を形成することで、補強部材の重量を軽減することができる。これにより、軽量化を図るとともに、ヘッドの重みによって発生する撓みを抑制してヘッドを精度良く位置決めすることができるＸビームを備える部品実装装置を実現することができる。
【００２５】
また、好ましくは、前記空間は、Ｘ軸方向の両端がＸ軸方向の中心に近づくほどＹ軸方向の幅が大きくなるように形成されている。
【００２６】
これによれば、補強部材のＸ軸方向の中央位置に形成された空間は、Ｘ軸方向の両端がＸ軸方向の中心に近づくほどＹ軸方向の幅が大きくなる。つまり、ヘッドの重みによってＸビームのＸ軸方向の両端部に応力が集中するため、補強部材のＸ軸方向の両端部に近いほど強度が強くなるようにすればよいので、Ｘ軸方向の中心に近づくほど大きな空間を形成しても、Ｘビームの撓み抑制への影響は小さい。また、空間をＸ軸方向の中心に近づくほど大きく形成することで、空間の領域を広くして、補強部材の重量をさらに軽減することができる。これにより、軽量化を図るとともに、ヘッドの重みによって発生する撓みを抑制してヘッドを精度良く位置決めすることができるＸビームを備える部品実装装置を実現することができる。
【００２７】
また、好ましくは、前記補強部材の肉厚は、２ｍｍ〜６ｍｍである。
【００２８】
これによれば、補強部材は、２ｍｍ〜６ｍｍの範囲の肉厚であることが好ましい。つまり、補強部材の肉厚が２ｍｍよりも小さければ、ヘッドの重みによって発生するＸビームの撓みを有効に抑制することができない。また、補強部材の肉厚が６ｍｍよりも大きければ、補強部材の重量が増加するため、軽量化を図ることができない。このため、２ｍｍ〜６ｍｍの範囲の肉厚の補強部材をＸビームに取り付けることによって、軽量化を図るとともに、ヘッドの重みによって発生する撓みを抑制してヘッドを精度良く位置決めすることができるＸビームを備える部品実装装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本願発明によれば、軽量化を図るとともに、ヘッドの重みによって発生する撓みを抑制してヘッドを精度良く位置決めすることができるＸビームを備える部品実装装置を提供することが可能となり、部品実装の位置の正確性や高速性を高めて生産性の向上に寄与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施の形態にかかる部品実装装置を模式的に示す斜示図である。
【図２】本実施の形態にかかるＸビーム及び補強部材の断面とヘッドとを側方から示す平面図である。
【図３】本実施の形態にかかるＸビーム及び補強部材とヘッドとを正面から示す平面図である。
【図４】本実施の形態の第１の変形例にかかるＸビーム及び補強部材とヘッドとを正面から示す平面図である。
【図５Ａ】本実施の形態の第２の変形例にかかるＸビーム及び補強部材の断面を側方から示す平面図である。
【図５Ｂ】本実施の形態の第２の変形例にかかるＸビーム及び補強部材の断面を側方から示す平面図である。
【図６Ａ】本実施の形態の第３の変形例にかかるＸビーム及び補強部材の断面を側方から示す平面図である。
【図６Ｂ】本実施の形態の第３の変形例にかかるＸビーム及び補強部材の断面を側方から示す平面図である。
【図７Ａ】台形形状の空間を有する補強部材の台形形状を変更した場合の断面三角形状のＸビームの撓み量を示すグラフである。
【図７Ｂ】台形形状の空間を有する補強部材の台形形状を変更した場合の断面三角形状のＸビームの撓み量を示すグラフである。
【図８】台形形状の空間を有する補強部材の台形形状を変更した場合の断面三角形状のＸビーム及び補強部材の合計重量の比較を示すグラフである。
【図９Ａ】長方形形状の空間を有する補強部材の長方形形状を変更した場合の断面三角形状のＸビームの撓み量を示すグラフである。
【図９Ｂ】長方形形状の空間を有する補強部材の長方形形状を変更した場合の断面三角形状のＸビームの撓み量を示すグラフである。
【図１０】長方形形状の空間を有する補強部材の長方形形状を変更した場合の断面三角形状のＸビーム及び補強部材の合計重量の比較を示すグラフである。
【図１１Ａ】長方形形状の空間を有する補強部材の肉厚を変更した場合の断面三角形状のＸビームの撓み量を示すグラフである。
【図１１Ｂ】長方形形状の空間を有する補強部材の肉厚を変更した場合の断面三角形状のＸビームの撓み量を示すグラフである。
【図１２】長方形形状の空間を有する補強部材の肉厚を変更した場合の断面三角形状のＸビーム及び補強部材の合計重量の比較を示すグラフである。
【図１３Ａ】台形形状の空間を有する補強部材の肉厚を変更した場合であって補強部材を一体で形成した場合と分割して形成した場合との断面三角形状のＸビームの撓み量を示すグラフである。
【図１３Ｂ】台形形状の空間を有する補強部材の肉厚を変更した場合であって補強部材を一体で形成した場合と分割して形成した場合との断面三角形状のＸビームの撓み量を示すグラフである。
【図１４Ａ】長方形形状の空間を有する補強部材を一体で形成した場合と分割して形成した場合との断面三角形状のＸビームの撓み量を示すグラフである。
【図１４Ｂ】長方形形状の空間を有する補強部材を一体で形成した場合と分割して形成した場合との断面三角形状のＸビームの撓み量を示すグラフである。
【図１５】台形形状の空間を有する補強部材を一体で形成した場合と分割して形成した場合との断面三角形状のＸビームの固有振動数を示すグラフである。
【図１６Ａ】台形形状の空間を有する補強部材を断面三角形状のＸビームの下部まで取り付けた場合と取り付けない場合とのＸビームの撓み量を示すグラフである。
【図１６Ｂ】台形形状の空間を有する補強部材を断面三角形状のＸビームの下部まで取り付けた場合と取り付けない場合とのＸビームの撓み量を示すグラフである。
【図１７】取り付ける補強部材の条件を変更した場合の断面三角形状のＸビームの温度変化による反り量を示すグラフである。
【図１８Ａ】台形形状の空間を有する補強部材の肉厚を変更した場合の断面矩形形状のＸビームの撓み量を示すグラフである。
【図１８Ｂ】台形形状の空間を有する補強部材の肉厚を変更した場合の断面矩形形状のＸビームの撓み量を示すグラフである。
【図１９】台形形状の空間を有する補強部材の肉厚を変更した場合の断面矩形形状のＸビーム及び補強部材の合計重量の比較を示すグラフである。
【図２０Ａ】台形形状の空間を有する補強部材の肉厚を変更した場合であって補強部材を一体で形成した場合と分割して形成した場合との断面矩形形状のＸビームの撓み量を示すグラフである。
【図２０Ｂ】台形形状の空間を有する補強部材の肉厚を変更した場合であって補強部材を一体で形成した場合と分割して形成した場合との断面矩形形状のＸビームの撓み量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
次に、本願発明の実施の形態にかかる部品実装装置について、図面を参照しつつ説明する。
【００３２】
図１は、本実施の形態にかかる部品実装装置を模式的に示す斜示図である。
【００３３】
同図に示すように、部品実装装置１００は、部品供給部（図示せず）から部品３００を基板２００の上方にまで搬送し、搬送した部品３００を基板２００に取り付ける装置であり、ヘッド１０１と、レール１０２と、Ｘビーム１０３と、Ｙビーム１０４と、補強部材１０５とを備えている。
【００３４】
ヘッド１０１は、部品３００を着脱自在に保持する保持手段１１１（図２など参照）を有する装置であり、Ｘ軸方向に往復動自在にレール１０２に取り付けられている。
【００３５】
本実施の形態の場合、保持手段１１１は、真空吸着により部品３００を保持するノズルであり、ヘッド１０１は、保持手段１１１を８本備えている。また、ヘッド１０１は、保持手段１１１をそれぞれ独立にＺ軸方向に出没させる機構を備えており、部品３００を保持して搬送し、基板２００に部品３００を取り付ける機能を備えている。
【００３６】
なお、ヘッド１０１は、部品３００を基板２００に実装する装置ばかりでなく、部品３００を検査するためのヘッド１０１や、部品３００を接着するための樹脂を塗布するためのヘッド１０１等でもよい。
【００３７】
Ｙビーム１０４は、Ｘビーム１０３と直交して配置され、Ｘビーム１０３をＹ軸方向に摺動自在に案内する部材である。本実施の形態の場合、２本のＹビーム１０４が平行に配置されており、各Ｙビーム１０４は、基台１０６にＹ軸方向に延びた状態で固定されている。
【００３８】
なお、Ｙビーム１０４は、基台１０６と一体に形成されるものでもよい。
【００３９】
図２は、本実施の形態にかかるＸビーム及び補強部材の断面とヘッドとを側方から示す平面図である。
【００４０】
図３は、本実施の形態にかかるＸビーム及び補強部材とヘッドとを正面から示す平面図である。
【００４１】
これらの図に示すように、レール１０２は、ヘッド１０１をＸ軸方向に摺動自在に案内する棒状の部材であって、Ｘ軸方向に延びて配置されている。
【００４２】
本実施の形態の場合、部品実装装置１００は、２本のレール１０２を備えており、２本のレール１０２は、Ｚ軸方向に平行に並んで配置されている。レール１０２は、ヘッド１０１と相対的に摺動し摩擦が発生するため、ＳＣＭ４３５などの鋼やステンレス等が材料として選定されている。
【００４３】
また、レール１０２は、Ｘビーム１０３に対し締結具１２２によりＸ軸方向に並ぶ３箇所以上でＸビーム１０３のＹ軸方向の一端部に締結されている。具体的には、締結具１２２は六角穴付きボルトであり、Ｘビームに設けられたねじ穴に締結具１２２を螺着することでレール１０２がＸビーム１０３に取り付けられる。本実施の形態の場合、締結具１２２は、６０ｍｍのピッチでＸ軸方向に並べて等間隔に配置されている。
【００４４】
また、２本のレール１０２の間には、ヘッド１０１をレール１０２に沿ってＸ軸方向に移動させるための可動側駆動部１０７と固定側駆動部１０８とが設けられている。
【００４５】
可動側駆動部１０７は、コイルで構成され、ヘッド１０１のＸビーム１０３側に取り付けられている。また、固定側駆動部１０８は、Ｘビーム１０３のヘッド１０１側に取り付けられており、電磁石１０８ａと、電磁石１０８ａとＸビーム１０３とを接続する金属製の板状部材１０８ｂとを備えている。この固定側駆動部１０８もレール１０２と同様に、締結具１２２によりＸ軸方向に並ぶ３箇所以上（６０ｍｍのピッチ）でＸビーム１０３のＹ軸方向の一端部に締結されている。
【００４６】
そして、リニアモータの原理によって、電磁石１０８ａで磁界を変化させて、可動側駆動部１０７をＸ軸方向に移動させることで、ヘッド１０１をレール１０２に沿って移動させる。
【００４７】
Ｘビーム１０３は、レール１０２及び固定側駆動部１０８がＹ軸方向のヘッド１０１側の一端部に取り付けられ、Ｘ軸方向に延びて配置される棒形状の部材である。本実施の形態の場合、Ｘビーム１０３のＹＺ断面の形状（図２参照）は、Ｙ軸方向の他端部に至るまで徐々にＺ軸方向の間隔がＹ軸対称で狭くなる形状を有している。
【００４８】
また、Ｘビーム１０３は、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金の引き抜き材で構成されている。また、Ｘビーム１０３は中空形状となっており、構造的な強度を確保するため多数のリブが設けられている。
【００４９】
一般に、Ｘビーム１０３は、ヘッド１０１のＸ軸方向の往復動を案内するレール１０２をＸ軸方向に沿って保持する部材であり、往復動するヘッド１０１が振動すると保持している部品３００を落とすなどの不具合が発生し、また、正確な位置に部品３００を運ぶためには撓みなどを極力抑える必要がある。従って、Ｘビーム１０３は、構造的な強度を十分に備えている必要がある。一方、Ｘビーム１０３は、レール１０２やヘッド１０１とともに、Ｙビーム１０４に沿って直線的に往復動する部材であり、軽量であるほど高速で部品３００を搬送することが可能となる。
【００５０】
補強部材１０５は、ヘッド１０１の重みによって発生するＸビーム１０３の撓みに抗するとともに、Ｘビーム１０３のＸ軸方向の熱膨張とレール１０２のＸ軸方向の熱膨張との差によって発生するＸビーム１０３のＹ軸方向の反りに抗して、Ｘビーム１０３を真っ直ぐに維持する部材である。
【００５１】
ここで、補強部材１０５の材料については、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics、またはＣＦＫ：炭素繊維強化プラスチック）またはアラミド繊維強化樹脂（ＡＦＲＰ）が採用されている。炭素繊維強化樹脂及びアラミド繊維強化樹脂は、軽量で強度的にも優れており、線膨張係数が小さい材料である。
【００５２】
また、補強部材１０５は、第一補強部１０５ａ、第二補強部１０５ｂ及び第三補強部１０５ｃを有している。ここで、第一補強部１０５ａと第二補強部１０５ｂと第三補強部１０５ｃとは、一体に形成されている。なお、補強部材１０５は、Ｘビーム１０３と同じ長さであり、接着剤などでＸビーム１０３に接合されているが、六角ボルトなどの締結具によりＸビーム１０３に締結されていてもよい。
【００５３】
第一補強部１０５ａは、炭素繊維強化樹脂またはアラミド繊維強化樹脂からなり、Ｘビーム１０３のＹ軸方向の他端部に取り付けられている部位である。第二補強部１０５ｂは、炭素繊維強化樹脂またはアラミド繊維強化樹脂からなり、第一補強部１０５ａの上方に、Ｘビーム１０３に取り付けられて配置されている部位である。第三補強部１０５ｃは、炭素繊維強化樹脂またはアラミド繊維強化樹脂からなり、第一補強部１０５ａの下方に、Ｘビーム１０３に取り付けられて配置されている部位である。
【００５４】
ここで、補強部材１０５は、２本のレール１０２と等距離となるようにＸビーム１０３に取り付けられている。つまり、第一補強部１０５ａは、２本のレール１０２と等距離となるようにＸビーム１０３に取り付けられている。また、第二補強部１０５ｂと上側のレール１０２との距離と、第三補強部１０５ｃと下側のレール１０２との距離とが、等距離となるように、第二補強部１０５ｂ及び第三補強部１０５ｃがＸビーム１０３に取り付けられている。
【００５５】
また、図３に示すように、補強部材１０５のＸ軸方向の中央位置には、空間が形成されている。当該空間は、補強部材１０５に切り欠き状に形成された空間である。具体的には、第二補強部１０５ｂのＸ軸方向の中央位置に、空間１０５ｄが形成されており、第三補強部１０５ｃのＸ軸方向の中央位置に、空間１０５ｅが形成されている。また、これらの空間１０５ｄ及び１０５ｅは、Ｘ軸方向の両端がＸ軸方向の中心に近づくほどＹ軸方向の幅が大きくなるように形成されている。
【００５６】
ここで、空間１０５ｄ及び１０５ｅは、第一補強部１０５ａに近い側の辺よりも、第一補強部１０５ａに遠い側の辺の方が長い台形形状を有している。このため、第一補強部１０５ａに近い側の強度を強くすることができるので、Ｘビーム１０３の撓みを効果的に抑制することができる。なお、空間１０５ｄ及び１０５ｅは、第一補強部１０５ａに近い側の辺よりも、第一補強部１０５ａに遠い側の辺の方が短い台形形状であってもよく、また、台形形状に限定されず半円形状などどのような形状であってもよい。また、第一補強部１０５ａのＸ軸方向の中央位置に空間が形成されていてもよい。
【００５７】
また、図３に示すように、補強部材１０５のＸ軸方向の長さをＬとした場合、空間１０５ｄ及び１０５ｅのＸ軸方向の長辺の長さＡは、軽量化及びＸビーム１０３の撓み抑制の観点から、０．３Ｌ〜０．４Ｌであることが好ましい。また、補強部材１０５の肉厚は、軽量化及びＸビーム１０３の撓み抑制の観点から、２ｍｍ〜６ｍｍであることが好ましく、さらには、３ｍｍ〜４ｍｍであることが好ましい。詳細については、後述する。
【００５８】
以上のように、本実施の形態にかかる部品実装装置１００によれば、ヘッド１０１の重みによって発生するＸビーム１０３の撓みに抗する補強部材１０５であって、炭素繊維強化樹脂またはアラミド繊維強化樹脂からなりＸビーム１０３のＹ軸方向の他端部に取り付けられる第一補強部１０５ａを有する補強部材１０５を備える。つまり、Ｘビーム１０３を薄肉化して軽量にした場合でも、強度的に優れた炭素繊維強化樹脂またはアラミド繊維強化樹脂からなる第一補強部１０５ａを有する補強部材１０５をＸビーム１０３に取り付けることで、ヘッド１０１の重みによって発生するＸビーム１０３の撓みを抑制することができる。また、炭素繊維強化樹脂またはアラミド繊維強化樹脂は軽量であるので、補強部材１０５をＸビーム１０３に取り付けることによる重量の増加を抑制することができる。このため、軽量化を図るとともに、ヘッド１０１の重みによって発生する撓みを抑制してヘッド１０１を精度良く位置決めすることができるＸビーム１０３を備える部品実装装置１００を実現することができる。
【００５９】
また、補強部材１０５は、第一補強部１０５ａの上方及び下方に、炭素繊維強化樹脂またはアラミド繊維強化樹脂からなり、Ｘビーム１０３に取り付けられて配置される第二補強部１０５ｂ及び第三補強部１０５ｃを有する。つまり、強度的に優れた炭素繊維強化樹脂またはアラミド繊維強化樹脂からなる第二補強部１０５ｂ及び第三補強部１０５ｃをＸビーム１０３にさらに取り付けることで、ヘッド１０１の重みによって発生するＸビーム１０３の撓みをさらに抑制することができる。また、炭素繊維強化樹脂またはアラミド繊維強化樹脂は軽量であるので、第二補強部１０５ｂ及び第三補強部１０５ｃをＸビーム１０３に取り付けることによる重量の増加を抑制することができる。
【００６０】
また、補強部材１０５が有する第一補強部１０５ａと第二補強部１０５ｂと第三補強部１０５ｃとは、一体に形成されている。このため、補強部材１０５を１部品として製造することができるため、補強部材１０５の製造が容易であり、またＸビーム１０３に容易に補強部材１０５を取り付けることができる。
【００６１】
また、Ｘビーム１０３のＹＺ断面の形状は、Ｚ軸方向の間隔が徐々にＹ軸対称で狭くなる形状を有し、補強部材１０５は、２本のレール１０２と等距離となるようにＸビーム１０３に取り付けられている。これにより、２本のレール１０２が配置される間隔相当の長さを一辺とする正方形をＸビーム１０３の断面形状とした場合に比べて、Ｘビーム１０３を軽量化することが可能となる。
【００６２】
また、Ｘビーム１０３の当該断面形状により、２本のレール１０２とＸビーム１０３との間で発生するＸ軸方向の熱膨張差によるＸビーム１０３を反らせる方向の応力をＸビーム１０３のＹ軸方向におけるレール１０２の取り付け側とは反対側に位置し、レール１０２とは離れたＸビーム１０３の他端部の狭い範囲に集中させることができる。従って、Ｘビーム１０３の他端部に取り付けられる補強部材１０５を構成する材料として、集中した当該応力に抗することのできる炭素繊維強化樹脂またはアラミド繊維強化樹脂を採用することで、レール１０２が取り付けられる側とは反対側のＸビーム１０３のＸ軸方向の熱膨張を抑え、材質の異なるレール１０２との熱膨張差によるＸビーム１０３の反りを抑制して、Ｘビーム１０３を真っ直ぐに維持することが可能となる。
【００６３】
また、Ｙ軸対称でＺ軸方向の幅が狭くなっているため、当該応力が均等に補強部材１０５に伝わり、Ｘビーム１０３がねじれることを抑制している。
【００６４】
また、補強部材１０５のＸ軸方向の中央位置には、空間が形成されている。ここで、ヘッド１０１の重みによってＸビーム１０３のＸ軸方向の両端部に応力が集中し、Ｘビーム１０３に撓みが発生する。このため、補強部材１０５のＸ軸方向の両端部の強度を確保すれば、Ｘビーム１０３の撓みを抑制することができるため、補強部材１０５のＸ軸方向の中央位置に空間が形成されていても、Ｘビーム１０３の撓み抑制への影響は小さい。また、補強部材１０５に空間を形成することで、補強部材１０５の重量を軽減することができる。
【００６５】
また、補強部材１０５のＸ軸方向の中央位置に形成された空間は、Ｘ軸方向の両端がＸ軸方向の中心に近づくほどＹ軸方向の幅が大きくなる。つまり、ヘッド１０１の重みによってＸビーム１０３のＸ軸方向の両端部に応力が集中するため、補強部材１０５のＸ軸方向の両端部に近いほど強度が強くなるようにすればよいので、Ｘ軸方向の中心に近づくほど大きな空間を形成しても、Ｘビーム１０３の撓み抑制への影響は小さい。また、空間をＸ軸方向の中心に近づくほど大きく形成することで、空間の領域を広くして、補強部材１０５の重量をさらに軽減することができる。
【００６６】
これらにより、軽量化を図るとともに、ヘッド１０１の重みによって発生する撓みを抑制してヘッド１０１を精度良く位置決めすることができるＸビーム１０３を備える部品実装装置１００を実現することができる。
【００６７】
ここで、本実施の形態の変形例について、以下に説明する。
【００６８】
図４は、本実施の形態の第１の変形例にかかるＸビーム及び補強部材とヘッドとを正面から示す平面図である。
【００６９】
同図に示すように、補強部材１３１は、第一補強部１３１ａ、第二補強部１３１ｂ及び第三補強部１３１ｃを有しており、第二補強部１３１ｂのＸ軸方向の中央位置には空間１３１ｄが形成されており、第三補強部１３１ｃのＸ軸方向の中央位置には空間１３１ｅが形成されている。
【００７０】
そして、これらの空間１３１ｄ及び１３１ｅは、長方形形状となるように形成されている。このため、第二補強部１３１ｂ及び第三補強部１３１ｃの空間１３１ｄ及び１３１ｅの加工を容易に行うことができる。
【００７１】
また、同図に示すように、補強部材１３１のＸ軸方向の長さをＬとした場合、空間１３１ｄ及び１３１ｅのＸ軸方向の長辺の長さＢは、軽量化及びＸビーム１０３の撓み抑制の観点から、０．２Ｌ〜０．３Ｌであることが好ましい。また、補強部材１３１の肉厚は、軽量化及びＸビーム１０３の撓み抑制の観点から、２ｍｍ〜６ｍｍであることが好ましく、さらには、３ｍｍ〜４ｍｍであることが好ましい。詳細については、後述する。
【００７２】
図５Ａ及び図５Ｂは、本実施の形態の第２の変形例にかかるＸビーム及び補強部材の断面を側方から示す平面図である。
【００７３】
図５Ａに示すように、補強部材１３２は、第一補強部１３２ａ、第二補強部１３２ｂ及び第三補強部１３２ｃを有している。ここで、第一補強部１３２ａ、第二補強部１３２ｂ及び第三補強部１３２ｃは、それぞれ独立した板状部材である。つまり、補強部材１３２は、上記実施の形態のように一体には形成されておらず、第一補強部１３２ａ、第二補強部１３２ｂ及び第三補強部１３２ｃに分割して構成されている。
【００７４】
このように補強部材１３２を加工が容易な３枚の板状部材に分割して構成することで、補強部材１３２を容易に製造することができる。
【００７５】
また、図５Ｂに示すように、補強部材１３３は、図５Ａに示された第一補強部１３２ａ、第二補強部１３２ｂ及び第三補強部１３２ｃに加えて、さらに第四補強部１３３ａを有している。第四補強部１３３ａは、炭素繊維強化樹脂またはアラミド繊維強化樹脂からなり、Ｘビーム１０３の下部に取り付けられて配置されている部材である。
【００７６】
これにより、ヘッド１０１の重みによってＸビーム１０３に加わる応力が集中するＸビーム１０３の下部を補強することができるため、Ｘビーム１０３の撓みを抑制することができる。また、Ｘビーム１０３の下部にはセンサなどの機器を設置しないため、第四補強部１３３ａをＸビーム１０３に容易に取り付けることができる。
【００７７】
特に、第四補強部１３３ａを負の線膨張係数を有するアラミド繊維強化樹脂で形成することで、熱に対して第四補強部１３３ａが縮むため、Ｘビーム１０３の撓みを有効に抑制することができる。
【００７８】
なお、第一補強部１３２ａと第二補強部１３２ｂと第三補強部１３２ｃと第四補強部１３３ａとが一体に形成されて、補強部材１３３を構成していてもよい。
【００７９】
図６Ａ及び図６Ｂは、本実施の形態の第３の変形例にかかるＸビーム及び補強部材の断面を側方から示す平面図である。
【００８０】
図６ＡのＸビーム１０３ａに示すように、ＸビームのＹＺ断面の形状は、三角形状ではなく、矩形形状であることにしてもよい。この場合、補強部材１３４は、一体に形成された第一補強部１３４ａと第二補強部１３４ｂと第三補強部１３４ｃとを有している。
【００８１】
また、図６Ｂに示すように、補強部材１３５は、第一補強部１３５ａ、第二補強部１３５ｂ及び第三補強部１３５ｃの３つの板状部材に分割して構成されていてもよい。
【００８２】
以上、本発明の実施の形態及びその変形例に係る部品実装装置１００について説明したが、本発明は、この実施の形態及びその変形例に限定されるものではない。
【００８３】
例えば、本実施の形態及びその変形例では、補強部材は、第一補強部、第二補強部及び第三補強部を有していることとしたが、補強部材は、第一補強部のみを有していることにしてもよい。Ｘビームに取り付ける補強部材が第一補強部のみであっても、Ｘビームの撓みを抑制することができ、また軽量化を図ることができる。
【００８４】
また、本実施の形態及びその変形例では、補強部材のＸ軸方向の中央位置には、空間が形成されていることとしたが、補強部材には空間は形成されていなくともよい。これによりＸビームの撓みを抑制することができ、また、補強部材の肉厚を低減することで、軽量化も図ることができる。
【００８５】
また、本実施の形態及びその変形例では、補強部材は、ヘッド１０１の重みによって発生するＸビームの撓みに抗する部材であることとした。ここで、部品３００が実装される基板２００のサイズに対応してＸビームが大きくなった場合、Ｘビームの重みが増大するため、当該Ｘビームの重みによってもＸビームに撓みが生じる。このため、補強部材は、Ｘビームの重みによって発生するＸビームの撓みに抗する部材でもあり、Ｘビームの重みによって発生するＸビームの撓みを抑制することができる。
【００８６】
また、本実施の形態及びその変形例では、Ｘビーム１０３は、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料で形成されていることとしたが、Ｘビーム１０３は、アルミニウムに限定されず、マグネシウムなど軽量な非鉄金属で形成されていればよい。
【実施例】
【００８７】
次に、本願発明の実施例を説明する。
【００８８】
なお、以下では、補強部材に炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ、比重１．５５、ヤング率１３７ＧＰａ）を使用し、Ｘビームにアルミ材（Ａ６０６３、比重２．７、ヤング率６８．９ＧＰａ）を使用している。
【００８９】
図７Ａ及び図７Ｂは、台形形状の空間を有する補強部材の台形形状を変更した場合の断面三角形状のＸビームの撓み量を示すグラフである。具体的には、図７Ａは、図３に示された補強部材が取り付けられたＸビームのＹ軸方向の変位を示すグラフであり、図７Ｂは、当該ＸビームのＺ軸方向の変位を示すグラフである。なお、ここでは、肉厚２ｍｍの補強部材を使用しているが、他の肉厚の補強部材でも同様の傾向を示す結果が得られる。
【００９０】
図８は、台形形状の空間を有する補強部材の台形形状を変更した場合の断面三角形状のＸビーム及び補強部材の合計重量の比較を示すグラフである。
【００９１】
これらのグラフでは、比較の基準となる厚肉のアルミ引き抜き材で構成されたＸビーム（肉厚４ｍｍ）の撓み量の実験結果を「従来断面」として示し、薄肉化したＸビーム（肉厚２ｍｍ）の撓み量の実験結果を「軽量化断面／ＣＦＲＰ無し」として示し、当該薄肉化したＸビームに空間のない補強部材を取り付けた場合の実験結果を「軽量化断面／ＣＦＲＰ全面」として示している。また、当該薄肉化したＸビームに、図３に示された空間１０５ｄ及び１０５ｅにおける長さＡが０．３Ｌの補強部材を取り付けた場合の当該撓み量の実験結果を「軽量化断面／Ａ＝０．３Ｌ」として示し、当該薄肉化したＸビームに長さＡが０．４Ｌの場合の補強部材を取り付けた場合の当該撓み量の実験結果を「軽量化断面／Ａ＝０．４Ｌ」として示している。
【００９２】
これらのグラフから解るように、「従来断面」に対して「軽量化断面／ＣＦＲＰ無し」では撓みが大きくなるが、「軽量化断面／ＣＦＲＰ全面」では撓みを抑制し過ぎているため、軽量化の観点から、「軽量化断面／Ａ＝０．３Ｌ」及び「軽量化断面／Ａ＝０．４Ｌ」が好ましい。つまり、補強部材１０５のＸ軸方向の長さをＬとした場合、台形形状の空間１０５ｄ及び１０５ｅのＸ軸方向の長辺の長さＡは、０．３Ｌ〜０．４Ｌであることが好ましい。
【００９３】
図９Ａ及び図９Ｂは、長方形形状の空間を有する補強部材の長方形形状を変更した場合の断面三角形状のＸビームの撓み量を示すグラフである。具体的には、図９Ａは、図４に示された補強部材が取り付けられたＸビームのＹ軸方向の変位を示すグラフであり、図９Ｂは、当該ＸビームのＺ軸方向の変位を示すグラフである。なお、ここでは、肉厚２ｍｍの補強部材を使用しているが、他の肉厚の補強部材でも同様の傾向を示す結果が得られる。
【００９４】
図１０は、長方形形状の空間を有する補強部材の長方形形状を変更した場合の断面三角形状のＸビーム及び補強部材の合計重量の比較を示すグラフである。
【００９５】
これらのグラフでは、薄肉化したＸビーム（肉厚２ｍｍ）に、図４に示された空間１３１ｄ及び１３１ｅにおける長さＢが０．３Ｌの補強部材を取り付けた場合の当該撓み量の実験結果を「軽量化断面／Ｂ＝０．３Ｌ」として示し、当該薄肉化したＸビームに長さＢが０．２Ｌの場合の補強部材を取り付けた場合の当該撓み量の実験結果を「軽量化断面／Ｂ＝０．２Ｌ」として示している。なお、「従来断面」、「軽量化断面／ＣＦＲＰ無し」及び「軽量化断面／ＣＦＲＰ全面」については、図７Ａ〜図８における説明と同様であるので、説明は省略する。
【００９６】
これらのグラフから解るように、「従来断面」に対して「軽量化断面／ＣＦＲＰ無し」では撓みが大きくなるが、「軽量化断面／ＣＦＲＰ全面」では撓みを抑制し過ぎているため、軽量化の観点から、「軽量化断面／Ｂ＝０．３Ｌ」及び「軽量化断面／Ｂ＝０．２Ｌ」が好ましい。つまり、補強部材１３１のＸ軸方向の長さをＬとした場合、台形形状の空間１３１ｄ及び１３１ｅのＸ軸方向の辺の長さＢは、０．２Ｌ〜０．３Ｌであることが好ましい。
【００９７】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、長方形形状の空間を有する補強部材の肉厚を変更した場合の断面三角形状のＸビームの撓み量を示すグラフである。具体的には、図１１Ａは、図４に示された補強部材が取り付けられたＸビームのＹ軸方向の変位を示すグラフであり、図１１Ｂは、当該ＸビームのＺ軸方向の変位を示すグラフである。なお、ここでは、Ｂ＝０．２Ｌの長方形形状の空間を有する補強部材を使用しているが、他の形状の空間を有する補強部材でも同様の傾向を示す結果が得られる。
【００９８】
図１２は、長方形形状の空間を有する補強部材の肉厚を変更した場合の断面三角形状のＸビーム及び補強部材の合計重量の比較を示すグラフである。
【００９９】
これらのグラフでは、補強部材の肉厚が２ｍｍの場合のＸビームの撓み量の実験結果を「軽量化断面／ｔ＝２ｍｍ」として示し、当該肉厚が３ｍｍの場合の当該撓み量の実験結果を「軽量化断面／ｔ＝３ｍｍ」として示し、当該肉厚が４ｍｍの場合の当該撓み量の実験結果を「軽量化断面／ｔ＝４ｍｍ」として示し、当該肉厚が６ｍｍの場合の当該撓み量の実験結果を「軽量化断面／ｔ＝６ｍｍ」として示している。なお、「従来断面」及び「軽量化断面／ＣＦＲＰ無し」については、図７Ａ〜図８における説明と同様であるので、説明は省略する。
【０１００】
まず、図１１Ｂから解るように、「従来断面」と「軽量化断面／ｔ＝２ｍｍ」とが同様の変位を示している。このため、補強部材の肉厚が２ｍｍよりも小さい場合、「従来断面」よりも変位が大きくなるおそれがある。また、図１２から解るように、「従来断面」と「軽量化断面／ｔ＝６ｍｍ」とが同様の重量を示している。このため、補強部材の肉厚が６ｍｍよりも大きい場合、「従来断面」よりも重量が大きくなるおそれがある。
【０１０１】
したがって、補強部材は、２ｍｍ〜６ｍｍの範囲の肉厚であることが好ましい。つまり、補強部材の肉厚が２ｍｍよりも小さければ、ヘッド１０１の重みによって発生するＸビームの撓みを有効に抑制することができない。また、補強部材の肉厚が６ｍｍよりも大きければ、補強部材の重量が増加するため、軽量化を図ることができない。また、軽量化及びＸビームの撓み抑制の観点から、補強部材の肉厚は、３ｍｍ〜４ｍｍであることがさらに好ましい。
【０１０２】
図１３Ａ及び図１３Ｂは、台形形状の空間を有する補強部材の肉厚を変更した場合であって補強部材を一体で形成した場合と分割して形成した場合との断面三角形状のＸビームの撓み量を示すグラフである。具体的には、図１３Ａは、図２及び図５Ａに示された台形形状の空間を有する補強部材が取り付けられたＸビームのＹ軸方向の変位を示すグラフであり、図１３Ｂは、当該ＸビームのＺ軸方向の変位を示すグラフである。
【０１０３】
これらのグラフでは、図２に示された一体型の台形形状の空間を有する補強部材１０５を取り付けた場合であって、肉厚３ｍｍ、４ｍｍ、６ｍｍの補強部材１０５を取り付けたＸビーム１０３の撓み量の実験結果を、それぞれ「一体／ｔ＝３ｍｍ」、「一体／ｔ＝４ｍｍ」、「一体／ｔ＝６ｍｍ」として示している。また、図５Ａに示された分割型の台形形状の空間を有する補強部材１３２を取り付けた場合であって、肉厚３ｍｍ、４ｍｍ、６ｍｍの補強部材１３２を取り付けたＸビーム１０３の撓み量の実験結果を、それぞれ「分割／ｔ＝３ｍｍ」、「分割／ｔ＝４ｍｍ」、「分割／ｔ＝６ｍｍ」として示している。
【０１０４】
これらのグラフから解るように、「分割」の方が「一体」に比べてＸビーム１０３の撓み量は多少大きくなるが、１μｍ以下の違いであるので、ヘッド１０１の位置決め精度にはほとんど影響しない。このため、補強部材が一体で形成されていても、分割して形成されていても、同様にＸビームの撓みを抑制することができる。
【０１０５】
図１４Ａ及び図１４Ｂは、長方形形状の空間を有する補強部材を一体で形成した場合と分割して形成した場合との断面三角形状のＸビームの撓み量を示すグラフである。具体的には、図１４Ａは、図２及び図５Ａに示された長方形形状の空間を有する補強部材が取り付けられたＸビームのＹ軸方向の変位を示すグラフであり、図１４Ｂは、当該ＸビームのＺ軸方向の変位を示すグラフである。なお、ここでは、肉厚６ｍｍの補強部材を使用しているが、他の肉厚の補強部材でも同様の傾向を示す結果が得られる。
【０１０６】
これらのグラフでは、図２に示された一体型の長方形形状の空間を有する補強部材１０５を取り付けたＸビーム１０３の撓み量の実験結果を「一体」として示し、図５Ａに示された分割型の長方形形状の空間を有する補強部材１３２を取り付けたＸビーム１０３の撓み量の実験結果を「分割」として示している。
【０１０７】
これらのグラフから解るように、図１３Ａ及び図１３Ｂで示された結果と同様、「一体」と「分割」とは、Ｘビーム１０３の撓み量はほぼ同じであるという結果が得られた。このため、補強部材が一体で形成されていても、分割して形成されていても、同様にＸビームの撓みを抑制することができる。
【０１０８】
図１５は、台形形状の空間を有する補強部材を一体で形成した場合と分割して形成した場合との断面三角形状のＸビームの固有振動数を示すグラフである。なお、ここでは、肉厚４ｍｍの台形形状の空間を有する補強部材を取り付けた断面三角形状のＸビームを使用しているが、他の肉厚の補強部材でも、他の形状の空間を有する補強部材でも、他の断面形状のＸビームでも、同様の傾向を示す結果が得られる。
【０１０９】
これらのグラフでは、図２に示された一体型の台形形状の空間を有する補強部材１０５を取り付けたＸビーム１０３の固有振動数の実験結果を「一体」として示し、図５Ａに示された分割型の台形形状の空間を有する補強部材１３２を取り付けたＸビーム１０３の固有振動数の実験結果を「分割」として示している。
【０１１０】
これらのグラフから解るように、「一体」と「分割」とは、Ｘビーム１０３の固有振動数はほぼ同じであるという結果が得られた。固有振動数が変化してヘッド１０１の位置決め精度に影響を与えるということがない。
【０１１１】
図１６Ａ及び図１６Ｂは、台形形状の空間を有する補強部材を断面三角形状のＸビームの下部まで取り付けた場合と取り付けない場合とのＸビームの撓み量を示すグラフである。具体的には、図１６Ａは、図５Ａ及び図５Ｂに示された台形形状の空間を有する補強部材が取り付けられたＸビームのＹ軸方向の変位を示すグラフであり、図１６Ｂは、当該ＸビームのＺ軸方向の変位を示すグラフである。なお、ここでは、台形形状の空間を有する補強部材を使用しているが、他の形状の空間を有する補強部材でも同様の傾向を示す結果が得られる。
【０１１２】
これらのグラフでは、図５Ａに示された台形形状の空間を有する補強部材１３２を取り付けた場合であって、肉厚３ｍｍ、６ｍｍの補強部材１３２を取り付けたＸビーム１０３の撓み量の実験結果を、それぞれ「ｔ＝３ｍｍ／下面無し」、「ｔ＝６ｍｍ／下面無し」として示している。また、図５Ｂに示された台形形状の空間を有する補強部材１３３を取り付けた場合であって、肉厚３ｍｍ、６ｍｍの補強部材１３３を取り付けたＸビーム１０３の撓み量の実験結果を、それぞれ「ｔ＝３ｍｍ／下面あり」、「ｔ＝６ｍｍ／下面あり」として示している。
【０１１３】
これらのグラフから解るように、「ｔ＝３ｍｍ／下面あり」、「ｔ＝６ｍｍ／下面あり」はともに、それぞれ「ｔ＝３ｍｍ／下面無し」、「ｔ＝６ｍｍ／下面無し」の場合よりもＸビームの撓みを大きく抑制している。特に、図１６Ｂに示すように、Ｚ軸方向のＸビームの撓みの抑制が顕著である。
【０１１４】
図１７は、取り付ける補強部材の条件を変更した場合の断面三角形状のＸビームの温度変化による反り量を示すグラフである。具体的には、同図は、温度を２０度から４０度に上昇させた場合のＸビームのＹ軸方向の変位を示すグラフである。なお、ここでは、断面三角形状のＸビームを使用しているが、他の断面形状のＸビームでも同様の傾向を示す結果が得られる。
【０１１５】
このグラフでは、補強部材を取り付けていないＸビームの反り量の実験結果を「ＣＦＲＰなし」として示し、肉厚が６ｍｍの空間のない補強部材を取り付けたＸビームの反り量の実験結果を「ｔ＝６ｍｍ／切り欠き無し」として示している。また、長方形形状の空間を有する肉厚６ｍｍの補強部材を取り付けたＸビーム１０３の撓み量の実験結果を「ｔ＝６ｍｍ／長方形切り欠き」として示し、図５Ａに示された補強部材１３２のうち肉厚６ｍｍの第一補強部１３２ａのみが取り付けられたＸビーム１０３の撓み量の実験結果を「ｔ＝６ｍｍ／背面のみ」として示している。なお、「ｔ＝３ｍｍ／下面あり」、「ｔ＝３ｍｍ／下面無し」、「ｔ＝６ｍｍ／下面あり」及び「ｔ＝６ｍｍ／下面無し」については、図１６Ａ及び図１６Ｂにおける説明と同様であるので、説明は省略する。
【０１１６】
このグラフから解るように、温度変化に基づくバイメタル効果によるＸビーム１０３の反りは、補強部材の肉厚が大きいほど抑制することができる。また、第一補強部１３２ａのみが取り付けられた「ｔ＝６ｍｍ／背面のみ」よりも、第一補強部１３２ａの上下に他の補強部を取り付けた場合の方が、当該Ｘビーム１０３の反りを抑制する効果が高い。
【０１１７】
図１８Ａ及び図１８Ｂは、台形形状の空間を有する補強部材の肉厚を変更した場合の断面矩形形状のＸビームの撓み量を示すグラフである。具体的には、図１８Ａは、ＸビームのＹ軸方向の変位を示すグラフであり、図１８Ｂは、ＸビームのＺ軸方向の変位を示すグラフである。なお、ここでは、台形形状の空間を有する補強部材を使用しているが、他の形状の空間を有する補強部材でも同様の傾向を示す結果が得られる。
【０１１８】
図１９は、台形形状の空間を有する補強部材の肉厚を変更した場合の断面矩形形状のＸビーム及び補強部材の合計重量の比較を示すグラフである。
【０１１９】
これらのグラフでは、比較の基準となる厚肉のアルミ引き抜き材で構成されたＸビーム（肉厚４ｍｍ）の撓み量の実験結果を「厚肉／ＣＦＲＰ無し」として示し、薄肉化したＸビーム（肉厚２ｍｍ）の撓み量の実験結果を「薄肉／ＣＦＲＰ無し」として示している。また、図６Ｂに示された台形形状の空間を有する補強部材１３５を取り付けた場合であって、肉厚３ｍｍ、４ｍｍ、６ｍｍの補強部材１３５を取り付けたＸビーム１０３ａの撓み量の実験結果を、それぞれ「ｔ＝３ｍｍ／３面」、「ｔ＝４ｍｍ／３面」、「ｔ＝６ｍｍ／３面」として示している。また、図６Ｂに示された補強部材１３５のうち第一補強部１３５ａのみが取り付けられた場合であって、肉厚３ｍｍ、４ｍｍ、６ｍｍの第一補強部１３５ａを取り付けたＸビーム１０３ａの撓み量の実験結果を、それぞれ「ｔ＝３ｍｍ／背面のみ」、「ｔ＝４ｍｍ／背面のみ」、「ｔ＝６ｍｍ／背面のみ」として示している。
【０１２０】
これらのグラフから解るように、補強部材の肉厚が大きいほど、Ｘビーム１０３ａの撓みを抑制することができるが、「ｔ＝４ｍｍ／３面」と「厚肉／ＣＦＲＰ無し」とは同様の重量を示し、「ｔ＝６ｍｍ／３面」は「厚肉／ＣＦＲＰ無し」よりも重量が大きくなっている。このため、補強部材の肉厚が４ｍｍよりも大きい場合、厚肉のアルミ引き抜き材で構成されたＸビームよりも重量が大きくなるため、補強部材の肉厚は、４ｍｍ以下であることが好ましい。
【０１２１】
また、第一補強部１３５ａのみ取り付ける場合では、「ｔ＝４ｍｍ／背面のみ」が「厚肉／ＣＦＲＰ無し」と同等の撓みを抑制する効果があるため、第一補強部１３５ａの肉厚は、４ｍｍ以上であることが好ましい。
【０１２２】
図２０Ａ及び図２０Ｂは、台形形状の空間を有する補強部材の肉厚を変更した場合であって補強部材を一体で形成した場合と分割して形成した場合との断面矩形形状のＸビームの撓み量を示すグラフである。具体的には、図２０Ａは、図６Ａ及び図６Ｂに示された台形形状の空間を有する補強部材が取り付けられたＸビームのＹ軸方向の変位を示すグラフであり、図２０Ｂは、当該ＸビームのＺ軸方向の変位を示すグラフである。
【０１２３】
これらのグラフでは、図５Ａに示された一体型の台形形状の空間を有する補強部材１３４を取り付けた場合であって、肉厚３ｍｍ、４ｍｍ、６ｍｍの補強部材１３４を取り付けたＸビーム１０３ａの撓み量の実験結果を、それぞれ「一体／ｔ＝３ｍｍ」、「一体／ｔ＝４ｍｍ」、「一体／ｔ＝６ｍｍ」として示している。また、図６Ｂに示された分割型の台形形状の空間を有する補強部材１３５を取り付けた場合であって、肉厚３ｍｍ、４ｍｍ、６ｍｍの補強部材１３５を取り付けたＸビーム１０３ａの撓み量の実験結果を、それぞれ「分割／ｔ＝３ｍｍ」、「分割／ｔ＝４ｍｍ」、「分割／ｔ＝６ｍｍ」として示している。
【０１２４】
これらのグラフから解るように、「分割」の方が「一体」に比べてＸビーム１０３ａの撓み量は多少大きくなるが、１μｍ以下の違いであるので、ヘッド１０１の位置決め精度にはほとんど影響しない。このため、補強部材が一体で形成されていても、分割して形成されていても、同様にＸビームの撓みを抑制することができる。
【０１２５】
今回開示された実施の形態及びその変形例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本願発明は、ヘッドをＸＹ方向に自在に高速で移動させる部品実装装置に利用でき、例えば部品を基板に実装する部品実装装置ばかりでなく、基板に取り付けられた部品を検査する検査機や、接着剤などを基板に塗布する塗布機などにも利用可能である。
【符号の説明】
【０１２７】
１００    部品実装装置
１０１    ヘッド
１０２    レール
１０３、１０３ａ  Ｘビーム
１０４    Ｙビーム
１０５、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５  補強部材
１０５ａ、１３１ａ、１３２ａ、１３４ａ、１３５ａ  第一補強部
１０５ｂ、１３１ｂ、１３２ｂ、１３４ｂ、１３５ｂ  第二補強部
１０５ｃ、１３１ｃ、１３２ｃ、１３４ｃ、１３５ｃ  第三補強部
１０５ｄ、１０５ｅ、１３１ｄ、１３１ｅ  空間
１０６    基台
１０７    可動側駆動部
１０８    固定側駆動部
１０８ａ  電磁石
１０８ｂ  板状部材
１１１    保持手段
１２２    締結具
１３３ａ  第四補強部
２００    基板
３００    部品
【図１】
2012129317.tif 000003
【図２】
2012129317.tif 000004
【図３】
2012129317.tif 000005
【図４】
2012129317.tif 000006
【図５Ａ】
2012129317.tif 000007
【図５Ｂ】
2012129317.tif 000008
【図６Ａ】
2012129317.tif 000009
【図６Ｂ】
2012129317.tif 000010
【図７Ａ】
2012129317.tif 000011
【図７Ｂ】
2012129317.tif 000012
【図８】
2012129317.tif 000013
【図９Ａ】
2012129317.tif 000014
【図９Ｂ】
2012129317.tif 000015
【図１０】
2012129317.tif 000016
【図１１Ａ】
2012129317.tif 000017
【図１１Ｂ】
2012129317.tif 000018
【図１２】
2012129317.tif 000019
【図１３Ａ】
2012129317.tif 000020
【図１３Ｂ】
2012129317.tif 000021
【図１４Ａ】
2012129317.tif 000022
【図１４Ｂ】
2012129317.tif 000023
【図１５】
2012129317.tif 000024
【図１６Ａ】
2012129317.tif 000025
【図１６Ｂ】
2012129317.tif 000026
【図１７】
2012129317.tif 000027
【図１８Ａ】
2012129317.tif 000028
【図１８Ｂ】
2012129317.tif 000029
【図１９】
2012129317.tif 000030
【図２０Ａ】
2012129317.tif 000031
【図２０Ｂ】
2012129317.tif 000032