(57)【要約】【課題】リニアモータを用いた直動機構において、部品寿命の延長と部品搭載精度の悪化防止とを実現することができる部品実装装置を提供する。【解決手段】部品実装装置１は、リニアモータを用いたＹ直動機構３０及び４０によって搭載ヘッド１２が装着された移動ビーム１３をＹ方向に移動する。Ｙ直動機構３０は、Ｘ方向に軸線を一致して移動ビーム１３のＸ方向の左端に回動自在に連結されると共に、Ｘ方向に摺動可能なように基台１０に配設されたフレーム１４ａ上に載置される転がり機構により構成する。また、Ｙ直動機構４０は、基台１０に配設されたフレーム１４ｂに固定されＹ方向に延在するガイドレール４５と、移動ビーム１３のＸ方向の右端に固定されガイドレール４５に摺動自在に嵌合するスライダ４４とを備えるガイド機構により構成する。【選択図】      図２
2012146944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭載ヘッドの吸着ノズルにより基板の所定位置に部品を装着し、
第１方向に直交する第２方向に延在し、前記搭載ヘッドが装着されて基台上を前記第１方向に移動可能な移動ビームと、
前記移動ビームを前記第１方向に移動させるリニアモータと、
前記移動ビームの一端を、前記基台に対して前記第１方向に移動可能に保持する第１保持部と、
前記移動ビームの他端を、前記基台に対して前記第１方向に移動可能に保持する第２保持部と、を備えた部品実装装置において、
前記第１保持部は、前記基台に固定され前記第１方向に延在するガイドレールと、前記移動ビームの一端に固定され前記ガイドレールに摺動自在に嵌合するスライダとを備えるガイド機構により構成され、
前記第２保持部は、前記第２方向に軸線を一致して前記移動ビームの他端に回動自在に連結されると共に、前記第２方向に摺動可能なように前記基台上に載置される転がり機構により構成されていることを特徴とする部品実装装置。
【請求項２】
前記転がり機構は、内輪が前記第２方向に軸線を一致して前記移動ビームの他端に固定され、外輪が回動自在な転がり軸受により構成することを特徴とする請求項１に記載の部品実装装置。
【請求項３】
前記転がり機構は、前記第２方向に軸線を一致して前記移動ビームの他端に回動自在に連結された円筒コロにより構成することを特徴とする請求項１に記載の部品実装装置。
【請求項４】
前記基台の表面における前記転がり機構の移動可能領域を潤滑する潤滑手段を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の部品実装装置。
【請求項５】
前記潤滑手段は、潤滑油を含浸させた潤滑部材を備え、前記潤滑部材は、前記移動可能領域内で前記基台の表面に接触配置するように、前記第２保持部に固定されていることを特徴とする請求項４に記載の部品実装装置。
【請求項６】
前記転がり機構は、内輪が前記第２方向に軸線を一致して前記移動ビームの他端に固定され、外輪が回動自在な転がり軸受により構成されており、
前記潤滑手段は、潤滑油を含浸させた潤滑部材を備え、前記潤滑部材は、前記外輪の外周面の一部に接触配置するように、前記第２保持部に固定されていることを特徴とする請求項４に記載の部品実装装置。
【請求項７】
前記転がり機構は、前記第２方向に軸線を一致して前記移動ビームの他端に回動自在に連結された円筒コロにより構成されており、
前記潤滑手段は、潤滑油を含浸させた潤滑部材を備え、前記潤滑部材は、前記円筒コロの外周面の一部に接触配置するように、前記第２保持部に固定されていることを特徴とする請求項４に記載の部品実装装置。
【請求項８】
前記潤滑部材を前記外周面側に付勢する付勢手段を備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の部品実装装置。
【請求項９】
前記移動ビームの前記第１方向での位置を検出する位置検出手段を備え、
前記位置検出手段は、
前記基台上の、前記第１方向に平行で且つ前記第２方向に平行な平面内で、前記第１方向に沿って設置されたリニアスケールと、
前記移動ビームに固定され、前記リニアスケールに対向配置されたリニアスケール読取りヘッドと、を備えることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の部品実装装置。
【請求項１０】
前記位置検出手段の前記第２方向の側方近傍に配置され、前記リニアスケールを保護する保護カバーを備えることを特徴とする請求項９に記載の部品実装装置。
【請求項１１】
前記ガイドレールは、前記第１方向に平行で且つ前記第２方向に垂直な平面内で、前記第１方向に延在していることを特徴とする請求項１〜１０の何れか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】
本発明は、部品供給装置から供給された部品を基板上に装着する部品実装装置に関し、特に搭載ヘッドが装着された移動ビームを直線駆動する直動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の部品実装装置の直動機構としては、例えば特許文献１に記載の技術がある。この技術は、部品の搭載ヘッドが装着された移動ビームをリニアモータによってＹ方向に直線駆動するＹ直動機構に関するものである。このＹ直動機構は、移動ビームの両端をガイドレールとスライダとを組み合わせたガイド機構によってＹ方向にガイドするようにしている。
【０００３】
図１４は、従来の部品実装装置のＹ直動機構を示す正面図である。この図１４において、左右方向がＸ方向、紙面垂直方向がＹ方向である。
基台１０１上のＸ方向の左端部および右端部には、Ｙ方向に沿って延在しているフレーム１０２及び１０３が配設されている。フレーム１０２及び１０３にはそれぞれＹ直動機構１１０及び１２０が配設されており、これらＹ直動機構１１０及び１２０によって、Ｘ方向に延在する移動ビーム１０４の両端を保持し、移動ビーム１０４をＹ方向に移動させる。
【０００４】
Ｙ直動機構１１０は、移動ビーム１０４のＸ方向左端の下面に固定されたプレート１１１、プレート１１１の下面に固定されたリニアモータ可動子１１２、フレーム１０２の上面にリニアモータ可動子１１２と対向配置するように固定されたリニアモータ固定子１１３、プレート１１１の下面に固定された２つのスライダ１１４、及びフレーム１０２の上面に固定されＹ方向に延在する２本のガイドレール１１５によって構成される。スライダ１１４は、ガイドレール１１５に摺動自在に嵌合されており、リニアモータ１１２及び１１３の駆動時には、移動ビーム１０４のＸ方向の左端がスライダ１１４及びガイドレール１１５によってＹ方向にガイドされる。
【０００５】
Ｙ直動機構１２０は、移動ビーム１０４のＸ方向右端の側面に固定されたプレート１２１、プレート１２１のＸ方向の右側面に固定されたリニアモータ可動子１２２、フレーム１０３のＸ方向の左側面にリニアモータ可動子１２２と対向配置するように固定されたリニアモータ固定子１２３、プレート１２１のＸ方向の右側面に固定された２つのスライダ１２４、及びフレーム１０３のＸ方向の左側面に固定されＹ方向に延在する２本のガイドレール１２５によって構成される。スライダ１２４は、ガイドレール１２５に摺動自在に嵌合されており、リニアモータ１２２及び１２３の駆動時には、移動ビーム１０４のＸ方向の右端がスライダ１２４及びガイドレール１２５によってＹ方向にガイドされる。
また、移動ビーム１０４は、Ｙ直動機構１１０，１２０と同様にリニアモータによって駆動されるＸ直動機構（図示略）を内蔵している。そしてこのＸ直動機構を駆動することにより、搭載ヘッド１０５を移動ビーム１０４に沿ってＸ方向に移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２０７８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
リニアモータを用いた直動機構は、高速動作・高位置精度が特徴であり、リニアモータによって駆動される移動ビーム及び搭載ヘッドは、高加速度での発停を高頻度で行う。このリニアモータの駆動時には可動子が発熱し、この熱が移動ビームに伝わって、移動ビームがＸ方向に伸縮したり曲がったりする熱変形を起こす。
上記従来の部品実装装置の直動機構にあっては、移動ビームの両端をスライダとガイドレールとを組み合わせたガイド機構によってガイドする構成であり、移動ビームのＸ方向の自由度がない。そのため、移動ビームの熱変形が生じた場合、ガイド機構に大きな曲げモーメントが作用する。例えば、図１４において、移動ビーム１０４がＸ方向（紙面左右方向）に伸縮すると、特に移動ビームの端部を水平姿勢で保持するＹ直動機構１１０のスライダ１１４及びガイドレール１１５に大きな負荷が作用する。上述したように、移動ビーム及び搭載ヘッドは高加速度での発停を高頻度で行うため、この現象は高頻度で発生する。
【０００８】
このように、ガイド機構に高頻度で高負荷が作用すると、ガイド機構を構成する部品の寿命低下を招く。また、移動ビームの変形は、電子部品の搭載精度の悪化を招く原因にもなる。
そこで、本発明は、リニアモータを用いた直動機構において、部品寿命の延長と部品搭載精度の悪化防止とを実現することができる部品実装装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に係る部品実装装置は、搭載ヘッドの吸着ノズルにより基板の所定位置に部品を装着し、第１方向に直交する第２方向に延在し、前記搭載ヘッドが装着されて基台上を前記第１方向に移動可能な移動ビームと、前記移動ビームを前記第１方向に移動させるリニアモータと、前記移動ビームの一端を、前記基台に対して前記第１方向に移動可能に保持する第１保持部と、前記移動ビームの他端を、前記基台に対して前記第１方向に移動可能に保持する第２保持部と、を備えた部品実装装置において、前記第１保持部は、前記基台に固定され前記第１方向に延在するガイドレールと、前記移動ビームの一端に固定され前記ガイドレールに摺動自在に嵌合するスライダとを備えるガイド機構により構成され、前記第２保持部は、前記第２方向に軸線を一致して前記移動ビームの他端に回動自在に連結されると共に、前記第２方向に摺動可能なように前記基台上に載置される転がり機構により構成されていることを特徴としている。
【００１０】
このように、移動ビームの一端はガイド機構で拘束保持し、他端は第２方向に摺動可能なように基台上に載置される転がり機構で保持する。そのため、移動ビームに第２方向の自由度を持たせることができる。したがって、リニアモータの発熱により移動ビームが第２方向に伸縮したり曲がったりしたときには、第２保持部が第２方向に摺動することで上記伸縮や曲げを吸収し、第１保持部及び第２保持部に大きな曲げモーメントが負荷されるのを抑制することができる。その結果、第１保持部及び第２保持部の構成部品の寿命低下を抑制することができる。さらに、移動ビームに第２方向の自由度を持たせることで、移動ビームに熱変形が生じても、これを解消することができる。そのため、移動ビームが変形することに起因する電子部品の搭載精度の悪化を防止し、搭載精度の安定化を図ることができる。
【００１１】
また、請求項２に係る部品実装装置は、請求項１に係る発明において、前記転がり機構は、内輪が前記第２方向に軸線を一致して前記移動ビームの他端に固定され、外輪が回動自在な転がり軸受により構成することを特徴としている。
これにより、比較的簡易な構成で転がり機構を実現することができる。
さらに、請求項３に係る部品実装装置は、請求項１に係る発明において、前記転がり機構は、前記第２方向に軸線を一致して前記移動ビームの他端に回動自在に連結された円筒コロにより構成することを特徴としている。
【００１２】
これにより、比較的簡易な構成で転がり機構を実現することができる。
また、請求項４に係る部品実装装置は、請求項１〜３の何れかに係る発明において、前記基台の表面における前記転がり機構の移動可能領域を潤滑する潤滑手段を備えることを特徴としている。
これにより、第２保持部の第１方向への移動および第２方向への摺動を円滑に行うことができるので、転がり機構と基台との接触面の摩耗の発生を低減して部品寿命の低下を抑制することができる。
【００１３】
さらにまた、請求項５に係る部品実装装置は、請求項４に係る発明において、前記潤滑手段は、潤滑油を含浸させた潤滑部材を備え、前記潤滑部材は、前記移動可能領域内で前記基台の表面に接触配置するように、前記第２保持部に固定されていることを特徴としている。
このように、基台の表面に直接潤滑部材を接触させるので、確実に基台の表面に潤滑油を塗布することができる。
【００１４】
また、請求項６に係る部品実装装置は、請求項４に係る発明において、前記転がり機構は、内輪が前記第２方向に軸線を一致して前記移動ビームの他端に固定され、外輪が回動自在な転がり軸受により構成されており、前記潤滑手段は、潤滑油を含浸させた潤滑部材を備え、前記潤滑部材は、前記外輪の外周面の一部に接触配置するように、前記第２保持部に固定されていることを特徴としている。
【００１５】
このように、転がり機構を構成する外輪の外周面に潤滑部材を接触させ、当該外周面に潤滑油を塗布するので、上記外輪から基台の表面に潤滑油を塗布することができる。すなわち、基台の表面に直接潤滑部材を接触させることなく、基台の表面に潤滑油を塗布することができる。したがって、基台の表面に直接潤滑部材を接触させる場合と比較して、基台の表面に接触する部品を減らすことができ、その分、部品寿命の低下を抑制することができる。
【００１６】
さらにまた、請求項７に係る部品実装装置は、請求項４に係る発明において、前記転がり機構は、前記第２方向に軸線を一致して前記移動ビームの他端に回動自在に連結された円筒コロにより構成されており、前記潤滑手段は、潤滑油を含浸させた潤滑部材を備え、前記潤滑部材は、前記円筒コロの外周面の一部に接触配置するように、前記第２保持部に固定されていることを特徴としている。
【００１７】
このように、転がり機構を構成する円筒コロの外周面に潤滑部材を接触させ、当該外周面に潤滑油を塗布するので、上記円筒コロから基台の表面に潤滑油を塗布することができる。すなわち、基台の表面に直接潤滑部材を接触させることなく、基台の表面に潤滑油を塗布することができる。したがって、基台の表面に直接潤滑部材を接触させる場合と比較して、基台の表面に接触する部品を減らすことができ、その分、部品寿命の低下を抑制することができる。
【００１８】
また、請求項８に係る部品実装装置は、請求項６又は７に係る発明において、前記潤滑部材を前記外周面側に付勢する付勢手段を備えることを特徴としている。
これにより、潤滑部材を転がり機構を構成する外輪又は円筒コロの外周面に当接させることができるので、より確実に潤滑油を上記外周面に塗布することができる。
さらに、請求項９に係る部品実装装置は、請求項１〜８の何れかに係る発明において、前記移動ビームの前記第１方向での位置を検出する位置検出手段を備え、前記位置検出手段は、前記基台上の、前記第１方向に平行で且つ前記第２方向に平行な平面内で、前記第１方向に沿って設置されたリニアスケールと、前記移動ビームに固定され、前記リニアスケールに対向配置されたリニアスケール読取りヘッドと、を備えることを特徴としている。
【００１９】
このように、移動ビームに熱変形が生じて第２方向に伸縮したときのリニアスケールとリニアスケール読取りヘッドとの干渉を防止する配置とすることができる。
また、請求項１０に係る部品実装装置は、請求項９に係る発明において、前記位置検出手段の前記第２方向の側方近傍に配置され、前記リニアスケールを保護する保護カバーを備えることを特徴としている。
【００２０】
これにより、周辺部品との干渉からリニアスケールを保護することができる。また、位置検出手段を潤滑部品の近傍に配置した場合には、当該保護カバーによって、例えば基板等に潤滑油が飛散されるのを防止することができる。
また、請求項１１に係る部品実装装置は、請求項１〜１０の何れかに係る発明において、前記ガイドレールは、前記第１方向に平行で且つ前記第２方向に垂直な平面内で、前記第１方向に延在していることを特徴としている。
【００２１】
これにより、移動ビームの加減速時の慣性力による曲げモーメントを、ガイド機構のスライダに対してモーメント負荷能力が高い方向に作用させることができ、部品寿命を延長することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、移動ビームの一端をガイド機構により拘束保持し、他端を転がり機構により第２方向に自由度を持たせて保持するので、リニアモータの発熱により移動ビームが伸縮したり曲がったりした場合であってもこれを吸収することができる。したがって、移動ビームの両端保持部に大きな曲げモーメントが作用するのを防止し、当該保持部の構成部品の寿命を延長することができる。また、移動ビームに熱による曲げ変形が生じても、これを解消することができるので、部品搭載精度の悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明における部品実装装置を示す平面図である。
【図２】Ｙ直動機構３０及び４０を示す正面図である。
【図３】Ｙ直動機構３０を示す斜視図である。
【図４】転がり機構を示す分解斜視図である。
【図５】転がり機構の組立方法を示す図である。
【図６】Ｙ直動機構３０の組立状態を示す図である。
【図７】潤滑部品を備えるＹ直動機構３０の組立状態を示す図である。
【図８】潤滑部品を示す分解斜視図である。
【図９】第３の実施形態の潤滑部品の組立状態を示す図である。
【図１０】第３の実施形態の潤滑部品を示す分解斜視図である。
【図１１】保護カバーを備えるＹ直動機構３０の組立状態を示す図である。
【図１２】保護カバーを示す側面図である。
【図１３】転がり機構の別の配置例を示す図である。
【図１４】従来のＹ直動機構１１０及び１２０を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明における部品実装装置を示す平面図である。この図１において、上下方向がＹ方向（第１方向）であり、左右方向がＸ方向（第２方向）であり、紙面垂直方向がＺ方向である。
【００２５】
図中、符号１は部品実装装置である。この部品実装装置１は、基台１０の上面にＸ方向に延在する一対の搬送レール１１を備える。この搬送レール１１は、回路基板５の両側辺部を支持し、搬送用モータ（図示せず）により駆動されることで回路基板５をＸ方向に搬送する。
また、部品実装装置１は搭載ヘッド１２を備える。この搭載ヘッド１２は、Ｘ方向に延在する移動ビーム１３に装着されている。搭載ヘッド１２は、図２に示すように、複数の単位搭載ヘッド１２ａを備えたマルチタイプの搭載ヘッドであり、各単位搭載ヘッド１２ａの先端下部に設けられた吸着ノズル１２ｂによって電子部品を吸着保持する。
【００２６】
また、図１に示すように、基台１０のＸ方向の左右端部には、それぞれＹ方向に延在するフレーム１４ａ及び１４ｂが配設されている。フレーム１４ａの材質としては、例えばＳ５０Ｃの炭素鋼、フレーム１４ａの熱処理としては、後述するベアリング３５との当接面に、例えば硬度５８ＨＲＣ〜６２ＨＲＣの高周波焼入れを適用する。
これらフレーム１４ａ及び１４ｂには、フレーム１４ａ及び１４ｂに沿って移動可能なＹ直動機構３０及び４０が配設されている。これらＹ直動機構３０及び４０は移動ビーム１３の両端を保持しており、Ｙ直動機構３０及び４０を駆動することで、移動ビーム１３をＹ方向に移動するようになっている。
【００２７】
また、移動ビーム１３は、当該移動ビーム１３に沿って移動可能なＸ直動機構（不図示）を内蔵している。そして、このＸ直動機構によって搭載ヘッド１２を保持し、Ｘ直動機構を駆動することで、搭載ヘッド１２をＸ方向に移動するようになっている。このように、搭載ヘッド１２は、基台１０上をＸＹ方向に水平移動可能に構成されている。
この部品実装装置１には、搬送レール１１のＹ方向両側に、テープフィーダ等により電子部品を供給する部品供給装置１５が装着される。そして、部品供給装置１５から供給された電子部品は、搭載ヘッド１２の吸着ノズル１２ｂによって真空吸着され、回路基板５上に実装搭載される。
【００２８】
また、部品実装装置１には、吸着する部品のサイズや形状に応じて、吸着ノズル１２ｂを交換するためのノズル交換機１６が設けられている。このノズル交換機１６内には複数種のノズルが保管、管理されている。
さらに、部品供給装置１５と回路基板５との間には、ＣＣＤカメラ等からなる部品認識カメラ２１を配置する。この部品認識カメラ２１は、電子部品の吸着ノズルの中心位置と吸着した部品の中心位置とのずれや、吸着角度ずれである傾きを検出するために、吸着ノズルで吸着した電子部品を撮像するものである。また、搭載ヘッド１２には、ＣＣＤカメラ等からなる基板認識カメラ２２が設けられている。この基板認識カメラ２２は、搭載ヘッド１２と一体的に移動して、回路基板５の位置を認識するものである。
【００２９】
次に、Ｙ直動機構３０及び４０の構成について具体的に説明する。
Ｙ直動機構３０は、図２に示すように、移動ビーム１３のＸ方向左端の下面に水平姿勢で固定されたプレート３１を備える。プレート３１の下面中央部にはリニアモータ可動子３２が装着されており、フレーム１４ａの上面には、リニアモータ可動子３２と対向配置するようにリニアモータ固定子３３が装着されている。
【００３０】
また、プレート３１の下面には、リニアモータ可動子３２のＸ方向両側に、それぞれ一対のベアリングガイド３４が複数組突設されている。これらベアリングガイド３４はベアリング３５を支持するものである。ベアリング３５の内輪は、軸線をＸ方向に一致させたベアリングシャフト３６に固定されており、ベアリングシャフト３６の両端はベアリングガイド３４に固定されている。すなわち、ベアリング３５の内輪がＸ方向に軸線を一致して移動ビーム１３のＸ方向の左端に固定され、ベアリング３５の外輪が回動自在な構造となっている。
【００３１】
このように、移動ビーム１３のＸ方向の左端をＹ方向に移動可能に保持するＹ直動機構３０は、Ｘ方向に軸線を一致して移動ビーム１３のＸ方向の左端に回動自在に連結される転がり機構を備える。なお、一対のベアリングガイド３４と、ベアリング３５と、ベアリングシャフト３６とで転がり機構を構成している。本実施形態では、図３に示すように、当該転がり機構をプレート３１の下面四隅に設ける。
【００３２】
図４は、転がり機構を示す分解斜視図である。ベアリング３５は、内輪３５ａ、外輪３５ｂ、及び内輪３５ａと外輪３５ｂとの間に転動自在に介装された複数の転動体（不図示）を備える。
転がり機構をプレート３１に組み付ける際には、先ずベアリングシャフト３６をベアリング３５の内輪３５ａに挿入し固定する。次に、ベアリングシャフト３６の両端をそれぞれベアリングガイド３４に固定する。これにより、ベアリング３５の内輪３５ａがベアリングガイド３４に固定され、ベアリング３５の外輪３５ｂが回動自在な構造となる。この状態で、図５に示すように、ベアリングシャフト３６の軸線がＸ方向に一致するように、ベアリングガイド３４の上面をプレート３１の下面四隅に固定する。
【００３３】
Ｙ直動機構３０は、図６に示すように、移動フレーム３０のＸ方向の左端を保持した状態でフレーム１４ａ上に載置される。このとき、ベアリング３５の外輪３５ｂの外周面がフレーム１４ａの上面に当接する。ここで、フレーム１４ａの外輪３５ｂとの当接面は平らな面であり、そのＸ方向の幅は、外輪３５ｂの幅よりも広く設定されている。すなわち、移動ビーム１３のＸ方向の左端は、Ｘ方向に摺動可能なようにフレーム１４ａ上に載置された転がり機構により保持されていることになる。
【００３４】
このような構成により、Ｙ直動機構３０のリニアモータ３２，３３を駆動したとき、ベアリング３５の外輪３５ｂの回転により移動ビーム１３のＸ方向の左端がＹ方向に移動可能となる。Ｙ直動機構３０の駆動時には、リニアモータ可動子３２とリニアモータ固定子３３との間に発生する吸引力と、移動ビーム１３の重量とにより、ベアリング３５はフレーム１４ａの上面に押し付けられた状態となる。したがって、Ｙ直動機構３０は、移動ビーム１３を安定してＹ方向に移動させることができる。
【００３５】
図２に戻って、移動ビーム１３のＸ方向の右端をＹ方向に移動可能に保持するＹ直動機構４０は、移動ビーム１３のＸ方向の右端の側面に垂直姿勢で固定されたプレート４１を備える。プレート４１の外側側面の中央部にはリニアモータ可動子４２が装着されており、フレーム１４ｂの内側側面には、リニアモータ可動子４２と対向配置するようにリニアモータ固定子４３が装着されている。
【００３６】
また、プレート４１の外側側面には、上下方向（Ｚ方向）に所定間隔を設けて、リニアモータ可動子４２を挟むように２個のスライダ４４が配設されている。フレーム１４ｂの内側側面にはＹ方向に沿って延在する２本のガイドレール４５が配設されており、このガイドレール４５にスライダ４４が摺動自在に嵌合するようになっている。
このように、移動ビーム１３のＸ方向の右端をＹ方向に移動可能に保持するＹ直動機構４０は、基台１０のフレーム１４ｂに固定されＹ方向に延在するガイドレール４５と、移動ビーム１３のＸ方向の右端に固定されガイドレール４５に摺動自在に嵌合するスライダ４４とから構成されるガイド機構を備える。
【００３７】
以上のように、移動ビーム１３のＸ方向の右端はスライダ４４及びガイドレール４５から構成されるガイド機構によってＹ方向に移動可能にガイドされ、移動ビーム１３のＸ方向の左端は転がり機構を構成するベアリング３５の外輪３５ｂの回転によりＹ方向に移動可能となる。したがって、Ｙ直動機構３０及びＹ直動機構４０のリニアモータを駆動すると、移動ビーム１３はＹ方向に円滑に移動する。
【００３８】
なお、Ｙ直動機構４０のプレート４１、スライダ４４及びガイドレール４５が第１保持部に対応し、Ｙ直動機構３０のプレート３１、ベアリングガイド３４、ベアリング３５及びベアリングシャフト３６が第２保持部に対応している。
本実施形態のＹ直動機構３０及び４０並びにＸ直動機構のようにリニアモータを用いた直動機構は、高速動作・高位置精度を特徴としており、リニアモータは、搭載ヘッド１２及び移動ビーム１３を高加速度で発停させるべく駆動される。このような駆動を高頻度で行うと、リニアモータの可動子が発熱し、その熱が移動ビーム１３へ伝わる。すると、移動ビーム１３の温度が上昇し、移動ビーム１３がＸ方向に伸縮したり曲がったりする熱変形が生じる。
【００３９】
リニアモータを用いたＹ直動機構によって移動ビームをＹ方向に駆動する場合、移動ビームの両端は、それぞれスライダとガイドレールとで構成されるガイド機構で保持するのが一般的である。しかしながら、移動ビームの両端をガイド機構で保持する構成では、移動ビームのＸ方向の自由度がないため、上述したようにリニアモータの発熱により移動ビームがＸ方向に伸縮した場合、ガイド機構に大きな曲げモーメントが作用し、ガイド機構を構成する部品の寿命低下を招いてしまう。また、移動ビームに熱変形が生じた状態で電子部品の実装処理を行うと、部品搭載精度が悪化する。
【００４０】
これに対して、本実施形態では、移動ビーム１３の一端をガイド機構で保持し、他端をＸ方向に摺動可能なようにフレーム１４ａ上に載置された転がり機構により保持する。これにより、移動ビーム１３にＸ方向の自由度を持たせることができる。そのため、直動機構を構成するリニアモータの発熱により移動ビーム１３に熱変形が生じた場合には、転がり機構のＸ方向への摺動により、これを吸収することができる。
【００４１】
例えば、熱変形により移動ビーム１３がＸ方向に伸びた場合には、ベアリング３５がフレーム１４ａ上を図２における左方向に摺動する。すなわち、Ｙ直動機構３０の構成部品一体が、移動ビーム１３が伸びた分だけ図２における左方向に移動する。逆に、熱変形により移動ビーム１３がＸ方向に縮んだ場合には、ベアリング３５がフレーム１４ａ上を図２における右方向に摺動する。すなわち、Ｙ直動機構３０の構成部品一体が、移動ビーム１３が縮んだ分だけ図２における右方向に移動する。
【００４２】
したがって、移動ビーム１３がＸ方向に伸縮したときには、移動ビーム１３のＸ方向の左端を保持する転がり機構や移動ビーム１３のＸ方向の右端を保持するガイド機構に大きな曲げモーメントが作用するのを抑制することができる。そのため、当該曲げモーメントが作用することに起因する転がり機構及びガイド機構の構成部品の寿命低下を防止することができる。その結果、両端をガイド機構で保持する場合と比較して、移動ビーム１３の両端を保持する保持部の耐久性を大幅に向上させることができる。
【００４３】
さらに、移動ビーム１３にＸ方向の自由度を持たせることで、移動ビーム１３に熱による曲げ変形が生じても、これを解消することができるので、移動ビーム１３が変形した状態で部品実装処理を行う事態を回避することができ、電子部品の搭載精度の悪化を防止することができる。
また、転がり機構を、内輪３５ａがＸ方向に軸線を一致して移動ビーム１３端部に固定され、外輪３５ｂが回動自在なベアリング３５により構成し、ベアリング３５をＸ方向に摺動可能なようにフレーム１４ａ上に載置するので、比較的簡易な構成で移動ビーム１３にＸ方向の自由度を持たせることができる。
【００４４】
さらに、移動ビーム１３の一方の端部はスライダとガイドレールとで構成されるガイド機構により拘束保持するので、移動ビーム１３の熱変形によるＸ方向の変位を、移動ビーム１３の他方の端部を保持する転がり機構により適切に吸収することができる。
また、ガイド機構を構成するガイドレールを、Ｙ方向に平行で且つＸ方向に垂直な平面内でＹ方向に延在させるので、Ｙ方向の曲げモーメントに対する耐久性を向上させることができる。そのため、ガイド機構を構成する部品の寿命を延長することができる。
【００４５】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、上述した第１の実施形態において、転がり機構が走行するフレーム１４ａの上面を潤滑する潤滑部品を設けるようにしたものである。
図７は、潤滑部品を備えるＹ直動機構３０の組立状態を示す図である。
この図７に示すように、ベアリングガイド３４のＹ方向端部に潤滑部品３７が固定されている。なお、ここでは図示されていないが、潤滑部品３７は、ベアリングガイド３４のＹ方向の両端部に固定されているものとする。潤滑部品３７は、潤滑油を含浸させた後述する潤滑部材を備え、潤滑部材の平らな下面がフレーム１４ａの上面に接触するような位置で固定される。
【００４６】
図８は、潤滑部品３７を示す分解斜視図である。図中、符号３７ａは潤滑油を含浸させた潤滑部材である。この潤滑部材３７ａは、一対の保持部品３７ｂで狭持された状態で、２つのネジ部品３７ｃによってベアリングガイド３４の端面にネジ止めされる。このとき、潤滑部材３７ａと保持部品３７ｂとは、潤滑部材３７ａの下部が保持部品３７ｂよりも下方に飛び出すような位置関係で固定するものとする。
【００４７】
このような構成により、Ｙ直動機構３０がＹ方向へ移動すると、それに伴って潤滑部材３７ａがフレーム１４ａ上を摺動し、当該フレーム１４ａの上面に潤滑油を塗布することができる。すなわち、潤滑部品３７によって、フレーム１４ａの上面における転がり機構の移動可能領域を潤滑することができる。
これにより、Ｙ直動機構３０のＹ方向への移動時におけるベアリング３５のＹ方向への回転移動、及び移動ビーム１３のＸ方向への伸縮時におけるベアリング３５のＸ方向への摺動を円滑に行うことができる。したがって、転がり機構のベアリング３５とフレーム１４ａとの接触面の摩耗の発生を低減し、部品寿命の低下を抑制することができる。
【００４８】
また、本実施形態の部品実装装置１は、図７に示すように、移動ビーム１３のＹ方向における位置を検出するためのリニアスケール３８ａ及びリニアスケール読取りヘッド３８ｂを備える。
リニアスケール３８ａは、フレーム１４ａの上面におけるＸ方向内側端部に、Ｙ方向に沿って敷設されている。また、リニアスケール読取りヘッド３８ｂは、リニアスケール３８ａの上方に配置されるようにプレート３１に固定されている。そして、リニアスケール読取りヘッド３８ｂによってリニアスケール３８ａの磁気目盛を読み取ることで、移動ビーム１３のＹ方向の位置が検出可能となっている。
【００４９】
したがって、リニアスケール３８ａ及びリニアスケール読取りヘッド３８ｂによって検出した移動ビーム１３のＹ方向位置を用いて、適切に移動ビーム１３の移動量を制御することができる。
ところで、リニアスケール３８ａをフレーム１４ａの内側側面に垂直姿勢で設置し、そのさらに内側にリニアスケール読取りヘッド３８ｂを対向配置しても、移動ビーム１３のＹ方向の位置検出は可能である。しかしながら、この場合、移動ビーム１３がＸ方向へ伸びてリニアスケール読取りヘッド３８ｂのＸ方向位置がＸ方向外側にずれた場合、リニアスケール読取りヘッド３８ｂがリニアスケール３８ａに干渉するおそれがある。
【００５０】
これに対して、本実施形態では、移動ビーム１３の熱変形を考慮して、リニアスケール３８ａをフレーム１４ａの上面に水平姿勢で設置し、その上方にリニアスケール読取りヘッド３８ｂを対向配置する。そのため、移動ビーム１３がＸ方向へ伸びてリニアスケール読取りヘッド３８ｂのＸ方向位置がＸ方向外側にずれた場合であっても、リニアスケール読取りヘッド３８ｂとリニアスケール３８ａとが干渉することはない。
【００５１】
また、リニアスケール読取りヘッド３８ｂには、所定の読取り可能範囲が設定されているため、移動ビーム１３のＸ方向の伸縮によってリニアスケール読取りヘッド３８ｂのＸ方向位置がリニアスケール３８ａのＸ方向位置に対して若干ずれたとしても、位置検出精度には影響しない。
なお、図７において、潤滑部品３７が潤滑手段に対応し、リニアスケール３８ａ及びリニアスケール読取りヘッド３８ｂが位置検出手段に対応している。
【００５２】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
この第３の実施形態は、上述した第２の実施形態において、潤滑部材３７ａをフレーム１４ａの上面に直接接触させて潤滑油を塗布しているのに対し、ベアリング３５の外輪３５ｂの外周面に潤滑油を塗布することで、間接的にフレーム１４ａの上面に潤滑油を塗布するようにしたものである。
すなわち、第３の実施形態におけるＹ直動機構３０は、図７における潤滑部品３７の構成が異なることを除いては、上述した第２の実施形態と同様の構成を有する。
【００５３】
図９は、第３の実施形態の潤滑部品３７の組立状態を示す図である。この図９に示すように、潤滑部品３７は、潤滑油を含浸させた潤滑部材３７ｄと、この潤滑部材３７ｄを保持する保持部品３７ｅとを備え、第２の実施形態と同様にベアリングガイド３４の端面に保持部品３７ｂを介してネジ部品３７ｃによってネジ止めされる。
この組立状態において、潤滑部材３７ｄは、外輪３５ｂの外周面の一部に接触するよう配置されており、ベアリング３５の回転時に外輪３５ｂの外周面に潤滑油を塗布するようになっている。
【００５４】
図１０は、第３の実施形態の潤滑部品３７を示す分解斜視図である。
この潤滑部品３７は、潤滑部材３７ｄ及び保持部品３７ｅの他に、板ばねで構成されるバネ部品３７ｆを備える。潤滑部品３７を組立てる際には、先ずバネ部品３７ｆを保持部品３７ｅの凹部に配置し、次いで潤滑部材３７ｄをバネ部品３７ｆ側から保持部品３７ｅに嵌め込む。このとき、潤滑部材３７ｄの上下に形成された嵌合部３７ｇが保持部品３７ｅと嵌合することで、潤滑部材３７ｄは保持部品３７ｅに保持される。この組立状態では、バネ部品３７ｆは、潤滑部材３７ｄを保持部品３７ｅとは反対側、即ちベアリング３５側（外輪３５ｂの外周面側）に付勢する。
【００５５】
このような構成により、潤滑部材３７ｄはベアリング３５の外輪３５ｂの外周面の一部に当接される。そのため、この状態でＹ直動機構３０がＹ方向へ移動してベアリング３５が回転すると、外輪３５ｂの外周面に確実に潤滑油を塗布することができる。そして、Ｙ直動機構３０のＹ方向への移動に伴ってベアリング３５がフレーム１４ａの上面を回転しながら移動すれば、外輪３５ｂの外周面に塗布された潤滑油をフレーム１４ａの上面に塗布することができる。
【００５６】
このように、潤滑部材３７ｄからフレーム１４ａの上面に、潤滑油を間接的に塗布する構成であるため、潤滑部材を直接フレーム１４ａに接触させる必要がない。そのため、上述した第２の実施形態と比較して、フレーム１４ａの上面とＹ直動機構３０との接触面積を小さくすることができ、Ｙ直動機構３０のＹ方向への移動時の抵抗やフレーム１４ａの上面の摩耗を低減させることができる。
なお、バネ部品３７ｆが付勢手段に対応している。
【００５７】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
この第４の実施形態は、上述した第２及び第３の実施形態において、リニアスケール３８ａを保護する保護カバーを設けるようにしたものである。
【００５８】
図１１は、保護カバーを備えるＹ直動機構３０の組立状態を示す図である。
図中、符号３９は保護カバーである。この保護カバー３９は、リニアスケール３８ａ及びリニアスケール読取りヘッド３８ｂのＸ方向の側方近傍に配置されるものであり、ここでは、リニアスケール３８ａ及びリニアスケール読取りヘッド３８ｂよりもＸ方向内側に配置されるように、フレーム１４ａの内側側面に固定されている。
【００５９】
すなわち、図１２に示すように、保護カバー３９は、リニアスケール３８ａ及びリニアスケール読取りヘッド３８ｂと所定間隔を設けて、これらのＸ方向内側に配置されている。また、保護カバー３９は、フレーム１４ａの上面からの高さが、リニアスケール３８ａ及びリニアスケール読取りヘッド３８ｂの高さと同等以上となるような形状となっている。
このような構成により、移動ビーム１３がＸ方向に縮んでＹ直動機構３０がＸ方向内側（図１２の右側）に摺動したときに、リニアスケール３８ａ及びリニアスケール読取りヘッド３８ｂが、これらの内側に配置されている周辺部品と干渉してしまうのを防止することができる。
【００６０】
さらに、保護カバー３９をフレーム１４ａのＸ方向の内側端部に設ける構成であるため、潤滑部品３７によってフレーム１４ａの上面に塗布された潤滑油が回路基板５等に飛散するのを防止することができる。
このように、保護カバー３９によって、リニアスケール３８ａ及びリニアスケール読取りヘッド３８ｂの周辺部品からの保護と、回路基板５等の潤滑油からの保護とを実現することができる。
【００６１】
（変形例）
なお、上記各実施形態においては、ベアリング３５を用いた転がり機構を採用する場合について説明したが、円筒コロを用いた転がり機構を採用することもできる。この場合、ベアリング３５及びベアリングシャフト３６の代わりに円筒コロを用い、軸線をＸ方向に一致した円筒コロをベアリングガイド３４に回動可能に連結するようにすればよい。
【００６２】
また、上記各実施形態においては、移動ビーム１３の両端部にリニアモータを配置する場合について説明したが、何れか一方にのみ配置する構成であってもよい。
さらに、上記各実施形態においては、転がり機構をプレート３１の下面四隅に設ける場合について説明したが、プレート３１の下面外側に配置する転がり機構の数を、プレート３１の下面内側に配置する転がり機構の数よりも多くするようにしてもよい。例えば、図１３に示すように、１つのプレート３１に設ける転がり機構を６個とし、外側に４個、内側に２個設けるようにしてもよい。なお、図１３では、構成を解り易くするために、ベアリングガイド３４を取り外した状態を示している。このように、外側の転がり機構の数を増やすことで、荷重条件の厳しい外側転がり機構の負荷荷重を軽減することができ、フレーム１４ａ及び転がり機構の摩耗を抑制することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１…部品実装装置、５…回路基板、１１…搬送レール、１２…搭載ヘッド、１２ａ…単位搭載ヘッド、１２ｂ…吸着ノズル、１３…移動ビーム、１４ａ，１４ｂ…フレーム、１５…部品供給装置、１６…ノズル交換機、２１…部品認識カメラ、２２…基板認識カメラ、３０…Ｙ直動機構、３１…プレート、３２…リニアモータ可動子、３３…リニアモータ固定子、３４…ベアリングガイド、３５…ベアリング、３６…ベアリングシャフト、３７…潤滑部品、３７ａ…潤滑部材、３７ｂ…保持部品、３７ｃ…ネジ部品、３７ｄ…潤滑部材、３７ｅ…保持部品、３７ｆ…バネ部品、３７ｇ…嵌合部、３８ａ…リニアスケール、３８ｂ…リニアスケール読取りヘッド、３９…保護カバー、４０…Ｙ直動機構、４１…プレート、４２…リニアモータ可動子、４３…リニアモータ固定子、４４…スライダ、４５…ガイドレール
【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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【図９】
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【図１０】
2012146944.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2012146944.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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