(57)【要約】【課題】ばねを用いることなく、即ち大型化することなく、停電時やアラーム発生時に通電が強制的に止まった場合でも、シャフトが異常降下するのを防止することができる回転・直動モータを得る。【解決手段】回転用の可動子５と回転用の固定子１１との間の磁気回路での磁気抵抗値と、直動用の可動子６と直動用の固定子１２との間の磁気回路での磁気抵抗値との間に差があり、前記磁気抵抗値の大きい側に生じた磁気吸引力よりも前記磁気抵抗値の小さい側に生じた大きな力の磁気吸引力により、直動用の可動子６は、駆動前の状態に復帰される方向に作用するようになっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能でかつ軸線方向に沿って駆動可能な可動体と、この可動体の外周に磁気ギャップを介して同心状に配置された固定体とを備え、
前記可動体は、シャフトと、このシャフトの一方の側に固定された回転用の可動子と、前記シャフトの他方の側に固定された直動用の可動子とを有し、
前記固定体は、回転用の前記可動子を囲って設けられ、回転用の可動子との相互作用で回転用の可動子を回転させる回転用の固定子と、直動用の前記可動子を囲って設けられ、直動用の可動子との相互作用により前記軸線方向に直動用の可動子を駆動させる直動用の固定子とを有した回転・直動モータであって、
回転用の前記可動子と回転用の前記固定子との間の磁気回路での磁気抵抗値と、直動用の前記可動子と直動用の前記固定子との間の磁気回路での磁気抵抗値との間に差があり、
前記磁気抵抗値の大きい側に生じた磁気吸引力よりも前記磁気抵抗値の小さい側に生じた大きな磁気吸引力により、直動用の前記可動子を、駆動前の状態に復帰させる方向に作用するようになっていることを特徴とする回転・直動モータ。
【請求項２】
前記可動体の駆動時に、前記磁気抵抗値の小さい方の前記可動子が、前記磁気抵抗値の大きい方の前記固定子の内部に入り込むようになっていることを特徴とする請求項１に記載の回転・直動モータ。
【請求項３】
回転用の前記可動子と回転用の前記固定子との前記軸線方向の長さが等しく、また直動用の前記可動子と直動用の前記固定子との前記軸線方向の長さが等しいことを特徴とする請求項１または２に記載の回転・直動モータ
【請求項４】
直動用の前記可動子は、磁性体と、前記軸線方向に着磁された異極の永久磁石とがそれぞれ交互に軸線方向に沿って配置されて構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の回転・直動モータ。
【請求項５】
直動用の前記可動子は、複数のラジアル方向に着磁されたリング状の異極の永久磁石が交互に前記軸線方向に沿って配置されている構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の回転・直動モータ。
【請求項６】
直動用の前記可動子は、複数のラジアル方向に着磁されたリング状の主磁石と前記軸線方向に着磁されたリング状の補磁石とがハルバック配列となるように軸線方向に沿って配置されて構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の回転・直動モータ。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の回転・直動モータを用いて基板に部品を実装する部品実装装置であって、
前記回転・直動モータと、
前記シャフトの先端部に取付けられ前記部品を吸引するノズルと、
このノズルに接続され空気を吸引する空気吸引手段と、
前記回転・直動モータを前記基板に対して水平方向に移動させる水平方向駆動手段とを備え、
直動用の前記固定子に通電して前記ノズルを降下してノズルに吸引された前記部品を前記基板上に載置した後、前記空気吸引手段による前記空気の吸引を解除するようになっていることを特徴とする部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転可能でかつ軸線方向に沿って駆動可能な可動体と、この可動体の外周に磁気ギャップを介して同心状に配置された固定体とを備えた回転・直動モータ、及びそれを用いた部品実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品実装装置や半導体製造装置等の分野においては、各種部品をハンドリングするためヘッドやロボットハンドに回転駆動と直線駆動を行う機構を搭載する必要がある。
従来この二自由度の動作は、回転用モータと直動するリニアモータとを組み合わせて実現する。しかし、２種類のモータを組み合わせて配置する場合、機械部品が増加して大型化するとともに、定期的に機構部品のメンテナンスが必要となる。
【０００３】
そこで、モータサイズ小型化のため回転用モータとリニアモータとを一体化した２軸複合モータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この２軸複合モータは、スプラインシャフトと、スプラインシャフトのスプライン溝に係合する直動軸軸受を備えた直動軸フレームと、回転軸フレームに支持されたスプラインナットと、このスプラインナットの外周に固定した回転軸回転子と、この回転軸回転子の外側に配置された回転軸フレームに固定した回転軸固定子と、外筒と内筒からなる２重筒形状で直動軸軸受を介してスプラインシャフトに支持された直動軸移動子と、直動軸移動子の外側に設けられ直動軸フレームに固定した直動軸固定子とを備え、直動軸フレーム内筒と直動軸移動子内筒との間に形成したスペースに、スプラインシャフトが所定以上降下するのを防止したばねが配置されている。
そして、この２軸複合モータでは、停電時やアラーム発生時に通電が強制的に止まり、スプラインシャフトが所定以上に異常降下するのをばねの弾性力で防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７１７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この２軸複合モータの場合、ばねを備えているので、このばねを定期的に点検しなければならず、しかも内部に配置されているので、点検にも時間を要してしまい、またそれだけ大型化するという問題点があった。
【０００６】
この発明は、かかる問題点を解決することを課題とするものであって、ばねを用いることなく、即ち大型化することなく、停電時やアラーム発生時に通電が強制的に止まった場合でも、シャフトが異常降下するのを防止することができる回転・直動モータを提供することを目的とする。
また、この回転・直動モータを用いた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】
【０００７】
この発明に係る回転・直動モータは、回転可能でかつ軸線方向に沿って駆動可能な可動体と、この可動体の外周に磁気ギャップを介して同心状に配置された固定体とを備え、
前記可動体は、シャフトと、このシャフトの一方の側に固定された回転用の可動子と、前記シャフトの他方の側に固定された直動用の可動子とを有し、
前記固定体は、回転用の前記可動子を囲って設けられ、回転用の可動子との相互作用で回転用の可動子を回転させる回転用の固定子と、直動用の前記可動子を囲って設けられ、直動用の可動子との相互作用により前記軸線方向に直動用の可動子を駆動させる直動用の固定子とを有した回転・直動モータであって、
回転用の前記可動子と回転用の前記固定子との間の磁気回路での磁気抵抗値と、直動用の前記可動子と直動用の前記固定子との間の磁気回路での磁気抵抗値との間に差があり、
前記磁気抵抗値の大きい側に生じた磁気吸引力よりも前記磁気抵抗値の小さい側に生じた大きな力の磁気吸引力により、直動用の前記可動子を、駆動前の状態に復帰させる方向に作用するようになっている。
【０００８】
また、この発明に係る部品実装装置は、回転・直動モータと、
シャフトの先端部に取付けられ部品を吸引するノズルと、
このノズルに接続され空気を吸引する空気吸引手段と、
前記回転・直動モータを前記基板に対して水平方向に移動させる水平方向駆動手段とを備え、
直動用の固定子に通電して前記ノズルを降下してノズルに吸引された前記部品を前記基板上に載置した後、前記空気吸引手段による前記空気の吸引を解除するようになっている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の回転・直動モータによれば、回転用の可動子と回転用の固定子との間の磁気回路での磁気抵抗値と、直動用の可動子と直動用の固定子との間の磁気回路での磁気抵抗値との間に差があり、磁気抵抗値の小さい側に生じた磁気吸引力により、直動用の可動子を駆動前の状態に復帰される方向に作用するようになっているので、ばねを用いることなく、即ち大型化することなく、停電時やアラーム発生時に通電が強制的に止まった場合でも、シャフトが異常降下するのを防止することができる。
【００１０】
また、この発明に係る部品実装装置によれば、回転・直動モータの直動用の可動子には、駆動前の状態に可動子を常に復帰される方向に作用するようになっているので、例えば停電時やアラーム発生時に通電が強制的に止まった場合でも、シャフトが異常降下してノズルに吸着された部品を基板に衝突させ、部品、基板等を破損させるようなことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１の回転・直動モータを示す側面断面図である。
【図２】図１の回転・直動モータのＩＩ-ＩＩ線に沿った矢視断面図である。
【図３】図１の回転・直動モータのＩＩＩ-ＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。
【図４】図１の回転・直動モータの直動時を示す側断面図である。
【図５】この発明の実施の形態２の回転・直動モータを示す側断面図である。
【図６】図５の回転・直動モータの直動時を示す側断面図である。
【図７】この発明の実施の形態３の回転・直動モータを示す側断面図である。
【図８】この発明の実施の形態４の回転・直動モータを示す側断面図である。
【図９】この発明の実施の形態５の回転・直動モータを示す側断面図である。
【図１０】図９の回転・直動モータの直動時を示す側断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態５の回転・直動モータの変形例を示す側断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態６の回転・直動モータを示す側断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態７の回転・直動モータを示す側断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態８の回転・直動モータの直動用の可動子を示す側面図である。
【図１５】図１４のＸＶ-ＸＶ線に沿った矢視断面図である。
【図１６】この発明の実施の形態９の回転・直動モータの直動用の可動子を示す側面図である。
【図１７】図１６の側断面図である。
【図１８】この発明の実施の形態１０の部品実装装置を示すブロック図である。
【図１９】回転・直動モータが水平移動する方向を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の回転・直動モータの各実施の形態、及びこの回転・直動モータを用いた部品実装装置について図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の回転・直動モータを示す側断面図、図２は図１のＩＩ-ＩＩ線に沿った矢視断面図、図３は図１のＩＩＩ-ＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。
この実施の形態１の回転・直動モータは、回転可能でかつ軸線方向に沿って移動可能な可動体１と、この可動体１の外周に磁気ギャップを介して同心状に配置された固定体２とを備えている。
【００１４】
可動体１は、軸受３で両端部が支持されたシャフト４と、このシャフト４の上部の外周表面に固定された回転用の可動子５と、シャフト４の下部の外周表面に固定された直動用の可動子６とを備えている。シャフト４に対して回転用の可動子５、直動用の可動子６は例えば接着剤を用いて固定されている。
回転用の可動子５は、円周方向に互いに異極となるように複数極に着磁された円弧状の回転用永久磁石７で構成されている。具体的には、回転用永久磁石７の着磁方向が矢印Ａに示すようにラジアル方向に、かつ隣接した回転用永久磁石７で反対方向になるように配置されている。なお、回転用永久磁石７は、極異方配向とするようにしてもよい。
直動用の可動子６は、磁性体である鉄製の直動用磁極９と、リング形状であって軸線方向に着磁された直動用の永久磁石８とが交互に軸線方向に沿って配置されて構成されている。
直動用永久磁石８は、隣接した直動用永久磁石８が互いに異極とし、直動用永久磁石８の着磁方向が矢印Ｂに示すように軸線方向に沿って順次反対方向になるように配置されている。
直動用永久磁石８は、例えばネオジム焼結磁石やネオジムボンド磁石などで出力を向上させてもよいし、フェライト磁石を適用することでレアアース使用量を削減し、コストの低減を行ってもよい。
直動用磁極９の直動用永久磁石８に対する軸線方向の寸法比は、０．１〜０．２５程度とするのがよい。
【００１５】
固定体２は、シャフト４が貫通した中空円筒形状のフレーム１０と、このフレーム１０の内壁面に固定され回転用の可動子５を囲った回転用の固定子１１と、フレーム１０の内壁面に固定され直動用の可動子６を囲った直動用の固定子１２とを備えている。
回転用の固定子１１と回転用の可動子５とは、軸線方向の長さが等しい。
直動用の固定子１２は、その軸線方向の長さが直動用の可動子６と比較して短い。
回転用の固定子１１及び直動用の固定子１２は、焼きばめ、接着等によりフレーム１０に固定される。
【００１６】
回転用の固定子１１は、例えば複数の電磁鋼板を積層して構成され軸線方向に沿って延びたスロット間に形成されたティース１４を有する回転用コア１３と、各ティース１４に導線が巻回され回転用コア１３に巻装された回転用コイル１５とを備えている。
なお、電磁鋼板を積層することで渦電流損を低減する効果がある。
直動用の固定子１２は、円筒形状の直動用コアバック１６と、この直動用コアバック１６の内壁面に固定された複数のリング状の直動用コイル１７とを備えている。
直動用コアバック１６は、その材質が例えば鉄や圧粉鉄心等の軟磁性材がよい。
【００１７】
回転用の可動子５と回転用の固定子１１との間の磁気回路での磁気抵抗値は、直動用の可動子６と直動用の固定子１２との間の磁気回路での磁気抵抗値と比較して小さい。
即ち、回転用の可動子５と回転用の固定子１１との間の磁気吸引力は、直動用の可動子６と直動用の固定子１２との間の磁気吸引力よりも大きい。
【００１８】
この実施の形態の回転・直動モータでは、直動用コイル１７に通電すると、直動用コイル１７には電磁力が発生し、この電磁力により直動用の可動子６には、下側方向に推力が作用し、シャフト４は下側に駆動する。
このとき、直動用の可動子６は、全ストローク（可動体１の駆動範囲）において、直動用の固定子１２の全面に常に対面しており、下側方向の推力は一定である。
また、回転用の可動子５は、シャフト４を下側方向の駆動に伴い、回転用の固定子１１と全面対面から部分対面に変化する。
この移動中でも、図４に示すように、回転用の固定子１１と回転用の可動子５との間には互いに引き合う矢印Ｃの磁気吸引力が作用する。
この磁気吸引力に関しては、直動用の可動子６と直動用の固定子１２との間にも作用するものの、回転用の可動子５と回転用の固定子１１との間の磁気回路での磁気抵抗値は、直動用の可動子６と直動用の固定子１２との間の磁気回路での磁気抵抗値と比較して小さい。
従って、回転用の固定子１１と回転用の可動子５との間の磁気吸引力の方が、直動用の可動子６と直動用の固定子１２との間での磁気吸引力よりも大きい。
このため、回転用の固定子１１と回転用の可動子５との間では、常に回転用の可動子５を回転用の固定子１１側に復帰させようとするばね力に似た矢印Ｄ方向の復元力Ｄが作用している。
なお、回転用の固定子１１と回転用の可動子５との間で磁気吸引力を確実に発生させるためには、回転用の可動子５の軸線方向の長さを、シャフト４のストローク長さよりも長くし、シャフト４が最大ストローク長のときでも、回転用の可動子５は回転用の固定子１１と部分的に対面させる必要がある。
【００１９】
以上のように、この実施の形態１の回転・直動モータは、回転用の固定子１１と回転用の可動子５との間では、回転用の可動子５を回転用の固定子１１側に常に復帰させようとするばね力に似た復元力が常に作用している。
従って、別途ばねを用いることなく、停電時やアラーム発生時に直動用コイル１７への通電が強制的に止まった場合でも、上記復元力により、回転用の可動子５は安定した初期の状態に戻る、即ち停電時やアラーム発生時にシャフト４が自重で所定以上に異常降下して生じる不都合を防止することができる。
また、ばねを有する回転・直動モータと比較して小型化される。
【００２０】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２の回転・直動モータを示す側断面図である。
この実施の形態の回転・直動モータでは、実施の形態１の回転・直動モータと比較して、直動用永久磁石８の数が減って直動用の可動子６の長さが短くなり、また直動用コイル１７の数が増え、直動用の固定子１２の長さが長い。
他の構成は、実施の形態１の回転・直動モータと同じである。
【００２１】
この実施の形態２の回転・直動モータは、実施の形態１と同様に、直動用の可動子６の全ストロークにおいて直動用の可動子６の２個分の直動用永久磁石８が直動用の固定子１２に常に対面しており、直動用の可動子６には下側方向に同じ値の推力が発生するものの、実施の形態１の回転・直動モータと比較して、直動用の固定子１２の直動用コイル１７の数が多い分だけ銅損が大きくなる。
【００２２】
しかしながら、この実施の形態では、直動用コイル１７に通電し、シャフト４を下向きに直動させた場合に、実施の形態１の回転・直動モータと比較して、直動用永久磁石８の数が少ないため、可動体１が軽量化され、シャフト４は迅速に下側方向に駆動する。
なお、このとき、図６に示すように回転用の可動子５の一部が直動用の固定子１２内に入り込むが、この回転用の可動子５と直動用の固定子１２との間には相互作用が生じないので、このことでシャフト４の駆動に影響を与えることはない。
【００２３】
さらに、回転用永久磁石７と直動用コアバック１６との間の距離と、回転用永久磁石７と回転用コア１３のティース１４との間の距離とを比較した場合に、後者の方が小さく、実施の形態１と同様に回転用の固定子１１と回転用の可動子５との間で磁気吸引力が発生する。
即ち、実施の形態１と同様に、復元力が回転用の固定子１１側であって回転用の可動子５に作用し、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００２４】
また、この実施の形態２の回転・直動モータは、実施の形態１の回転・直動モータと比較して軸線方向の全長を短くすることができる効果がある。
以下、この効果について、実施の形態１の回転・直動モータを示す図１と、実施の形態２の回転・直動モータを示す図５とを比較して説明する。
図１及び図５において、回転用の可動子５と回転用の固定子１１とが対面する軸線方向の最大長さをＸ１、直動用の可動子６と直動用の固定子１２とが対面する軸線方向の最大長さをＸ２、シャフト４のストローク長さをＸｓ（直動用永久磁石８の１個分）とする。
実施の形態１の回転・直動モータでは、フレーム１０の全長は、ストローク長さＸｓ分だけ可動体１が動いてもフレーム１０から回転用の可動子５及び直動用の可動子６が出ないためには、最低限（Ｘ１＋Ｘ２＋２Ｘｓ）の長さが必要である。
一方、実施の形態２の回転・直動モータでは、その全長は、上記と同様に考えて、最低限（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘｓ）の長さ必要であり、実施の形態１のものよりもストローク長さＸｓ分だけフレーム１０の全長、つまり回転・直動モータの全長を短縮することができる。
【００２５】
実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３の回転・直動モータを示す側断面図である。
この実施の形態では、直動用コアバック１６を回転用の固定子１１側に延長し、その先端面を回転用コア１３に当接している。
他の構成は、実施の形態２の回転・直動モータと同じである。
この実施の形態では、回転用の可動子５は、回転用の固定子１１とともに直動用コアバック１６の上端部との間でも磁気吸引力が作用し、直動用の固定子１２の直動用コイル１７に通電して可動体１を下側方向に移動させた場合に、その移動に伴い回転用の可動子５と、回転用の固定子１１及び直動用コアバック１６の上端部との間の磁気吸引力による生じた回転用の可動子５に対する復元力は、円滑に変化し、回転・直動モータの駆動時のシャフト４や、シャフト４がハンドリングしている部品への衝撃が低減される。
また、フレーム１０内に直動用コアバック１６を組付ける際には、直動用コアバック１６の先端面を回転用の固定子１１の回転用コア１３に当接すればよく、回転用の固定子１１に対する直動用コアバック１６の位置決めが簡単である。
【００２６】
実施の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４の回転・直動モータを示す側断面図である。
この実施の形態では、実施の形態３の直動用コアバック１６が削除されている。
他の構成は、実施の形態３の回転・直動モータと同じである。
この実施の形態では、回転用の可動子５は、回転用の固定子１１とともに鉄製のフレーム１０との間でも磁気吸引力が作用し、直動用の固定子１２の直動用コイル１７に通電して可動体１を下側方向に移動させた場合に、その移動に伴い回転用の可動子５と、回転用の固定子１１及びフレーム１０との間の磁気吸引力による生じた回転用の可動子５に対する復元力は、円滑に変化し、回転・直動モータの駆動時のシャフト４や、シャフト４がハンドリングしている部品への衝撃が低減される。
また、直動用コアバック１６が削減された分だけ部品点数が削減される。
なお、直動用コアバック１６を用いた実施の形態１〜３の回転・直動モータでは、フレーム１０の材料としては、鉄を用いた場合と放熱性と軽量性を重視したアルミニウムを用いた場合とでは出力特性は変わらない。
しかしながら、この実施の形態４の回転・直動モータでは、フレーム１０を鉄で構成することでフレーム１０が直動用コアバック１６の役割を果たすため、アルミニウムを用いた場合と比較して可動体１の出力特性がよい。
【００２７】
実施の形態５．
図９はこの発明の実施の形態５の回転・直動モータを示す側断面図である。
実施の形態１-４の回転・直動モータでは、回転用の可動子５と回転用の固定子１１とから構成された回転用モータ部は、直動用の可動子６と直動用の固定子１２とから構成された直動用モータ部の上側に配置されているのに対して、この実施の形態では回転用モータ部は、直動用モータ部の下側に配置されている。
また、直動用の固定子１２は、円筒形状の直動用コアバック１６と、この直動用コアバック１６に内部に交互に積層された、リング状の、直動用コイル１７及び直動用コア部１８と、直動用コイル１７及び直動用コア部１８の内周面に装着した円筒形状の直動用コア部先端部１９とを備えている。
直動用の可動子６及び直動用の固定子１２は、軸線方向の長さが等しい。
また、回転用の固定子１１については、積層された電磁鋼板からなる回転用コア１３を用いずに回転用コイル１５のみで構成している。
回転用の可動子５は、その軸線方向の長さが回転用の固定子１１と比較して短い。
【００２８】
また、この実施の形態では、直動用の固定子１２では、直動用コア部１８及び直動用コア部先端部１９を備えたことで、実施の形態１-４の回転・直動モータと比較して直動用の可動子６と直動用の固定子１２との間の磁気回路での磁気抵抗値が小さい。
また、回転用の可動子５と回転用の固定子１１との間の磁気回路での磁気抵抗値は、回転用コア１３を除いた分、実施の形態１-４の回転・直動モータと比較して回転用の可動子５と回転用の固定子１１との間の磁気回路での磁気抵抗値と比較して大きい。
即ち、直動用の可動子６と直動用の固定子１２との間の磁気吸引力は、回転用の可動子５と回転用の固定子１１との間の磁気吸引力よりも大きい。
【００２９】
この実施の形態では、直動用の可動子６は、駆動前は直動用の可動子６の全面が直動用の固定子１２と対面しているが、下方向に移動するに伴い、直動用の固定子１２と部分的に対面し、直動用の可動子６に作用する推力は低減する。
一方、下側方向の回転用の可動子５は、全ストロークにおいて、回転用の固定子１１の全面に常に対面している。
この移動中でも、図１０に示すように、直動用の固定子１２と直動用の可動子６との間には互いに引き合う矢印Ｅの磁気吸引力が作用する。
この磁気吸引力に関しては、回転用の可動子５と回転用の固定子１１との間にも作用するものの、直動用の可動子６と直動用の固定子１２との間の磁気回路での磁気抵抗値は、回転用の可動子５と回転用の固定子１１との間の磁気回路での磁気抵抗値と比較して小さいので、直動用の固定子１２と直動用の可動子６との間の磁気吸引力の方が、回転用の可動子５と回転用の固定子１１との間での磁気吸引力よりも大きい。
従って、直動用の固定子１２と直動用の可動子６との間に作用する矢印Ｅ方向の磁気吸引力により、直動用の可動子６を駆動前の状態に復帰させようとするばね力に似た矢印Ｆ方向の復元力が常に作用している。
他の構成は、実施の形態１の回転・直動モータと同じである。
【００３０】
この実施の形態では、直動用コイル１７に通電し下方向に可動体１を駆動すると、磁気吸引力は、直動用の可動子６と直動用の固定子１２との間で矢印Ｅに示すように発生する。
実施の形態１-４の回転・直動モータでは、直動用の可動子６は全ストロークにおいて直動用の固定子１２と対面しており、下側方向の推力が一定であるのに対して、この実施の形態では、直動用の可動子６が最大ストローク時には、直動用の可動子６と直動用の固定子１２との対面面積が最小となるために、出力可能な推力も最小となる。
このものの場合も、直動用の可動子６と直動用の固定子１２との間には、矢印Ｅに示すように磁気吸引力により直動用の可動子６と直動用の固定子１２とが元の対面した状態に戻ろうとする力が発生するため、別途ばねを用いることなく、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
また、シャフト４は、回転及び直動の両方向のタクトタイムの向上が望ましいが、例えば部品実装装置に回転・直動モータを適用した場合には、部品のハンドリングの際に障害物との衝突を避けるために、シャフト４の回転速度を上げるよりも直動速度を上げる方が望まれる。
この実施の形態の回転・直動モータは、回転用の固定子１１については、回転用コイル１５のみで構成しており、シャフト４の回転方向の推力が減少するものの、直動用の固定子１２は、直動用コア部１８及び直動用コア部先端部１９を備えているので、直動用の可動子６に対する推力が向上することから、上記部品実装装置に適している。
【００３２】
また、実施の形態１-４の回転・直動モータでは、回転用の可動子５と回転用の固定子１１との軸線方向の長さが等しく、回転用の可動子５の長さよりも直動用の可動子６のストローク長さが長い場合には、直動用の可動子６を直動用の固定子１２側に復帰させようとする復元力が作用しないが、この実施の形態では、回転用の可動子５の長さよりも直動用の可動子６のストローク長さが長い場合でも常に直動用の可動子６を直動用の固定子１２側に復帰させようとするばね力に似た復元力Ｆが常に作用している。
ただし、この場合には、回転用の固定子１１と回転用の可動子５とが対面しない場合には、シャフト４にトルクを発生させることができない領域が存在することとなる。
【００３３】
なお、磁気吸引力は多少低下するが、部品点数削減のため、直動用コア部先端部１９を削除した図１１の回転・直動モータでもほぼ同等の効果が得られる。
【００３４】
実施の形態６．
図１２はこの発明の実施の形態６の回転・直動モータを示す側断面図である。
上記実施の形態１〜４では、直動用の可動子６のストロークの全範囲で最大推力が出力できるように直動用永久磁石８及び直動用コイル１７が配置されている。即ち、ストロークの全範囲で直動用の可動子６と直動用の固定子１２との対面面積が一定になるように配置されている。
一方、この実施の形態では、直動用の可動子６と直動用の固定子１２との軸線方向の長さが等しく、可動体１の駆動に伴い、直動用の可動子６が直動用の固定子１２と対面しない領域が生じる。
【００３５】
タクトタイム向上のためには直動用の可動子６の駆動加速度を大きくすることが重要であり、Ｆ＝ｍａの関係から推力を大きくする必要がある。
しかし、この実施の形態の回転・直動モータでは、回転用の固定子１１と回転用の可動子５との間には互いに引き合う磁気吸引力が作用し、直動用の可動子６には常に可動体１の駆動前の状態に戻そうとする復元力が作用しており、加速度を一定とする場合、この復元力の分だけ、直動用の可動子６で発生させるのに必要な推力が低減する。
即ち、図１２に示すように、可動体１の駆動前の回転用の可動子５と回転用の固定子１１とが対面している状態では、全面で対面し最大推力を発生させ、最大ストローク時には直動用の可動子６が直動用の固定子１２の一部しか対面させない構造としても、加速度を一定で駆動させることができる（本願出願人が出願した特許番号  特許第４７７２６２５号参照）。
従って、このような構成とすることで、直動用の可動子６の長さを低減することが可能であり、部品点数削減やコイル数減による銅損低減が可能となる。
【００３６】
実施の形態７．
図１３はこの発明の実施の形態７の回転・直動モータを示す側断面図である。
この実施の形態は、実施の形態６の回転・直動モータにおける、回転用モータ部と直動用モータ部との位置が替わっている例であり、直動用の固定子１２と直動用の可動子６との間には互いに引き合う磁気吸引力が作用し、直動用の可動子６には常に可動体１の駆動前の状態に戻そうとする復元力が作用している。
【００３７】
この実施の形態の回転・直動モータは、例えば部品実装装置に適用した場合には、直動の可動子６が最大ストローク（最下位置）の場合は、部品を拾い上げる位置に相当するため、多くはシャフト４の回転動作は行わない。
このため、図１３に示すように回転用の可動子５と回転用の固定子１１の長さを等しくし、直動用の可動子６の最大ストロークの位置において回転用の可動子５と回転用の固定子１１との対面面積が減少して最大トルクが低減する構成としても問題はない。
即ち、このような構成とすることで回転用の可動子５の長さを低減することが可能であり、回転用コイル１５の長さ低減による銅損低減や小型化による材料費削減が可能となる。
【００３８】
実施の形態８．
図１４はこの発明の実施の形態８の回転・直動モータを示す直動用の可動子６の側面図である。
これまでの実施の形態１-７では、直動用の可動子６は、直動用永久磁石８と直動用磁極９とが交互に配置されているが、この実施の形態では、図１５に示す、リング状の直動用永久磁石２０を互いに異極となるように配置されている。
直動用永久磁石２０は、矢印Ｇに示すようにラジアル配向のリング磁石であり、隣接した直動用永久磁石２０は、矢印Ｇと反対方向に着磁されており、それぞれの直動用永久磁石２０の外周は同一極となり、これまでの実施の形態と同様に可動体１を軸線方向に駆動させることができる。
また、直動用磁極９が不要となり、部品点数を低減できる。
【００３９】
実施の形態９．
図１６はこの発明の実施の形態９の回転・直動モータを示す直動用の可動子６の側面図、図１７は図１６の側断面図である。
この直動用の可動子６は、図１７の矢印Ｈに示すようにラジアル方向に着磁された主磁石２１と、矢印Ｉに示すように軸線方向に着磁された補磁石２２とから構成されている。
互いに隣り合う主磁石２１と補磁石２２とは、異極となり、かつ所謂ハルバック配列となるようにシャフト４の周りに配置されている。主磁石２１の軸線方向の寸法と補磁石２２の軸線方向の寸法との比は、２：１程度とするのがよい。
【００４０】
このように、直動用の可動子６をハルバック配列を用いた構成とすることで、空隙磁束密度が向上する。つまり、推力同等の場合では損失が低減し、損失同等の場合は小型化が可能となりコスト低減が可能となる。
【００４１】
実施の形態１０．
図１８は上記実施の形態１-９の回転・直動モータが、基板に部品を実装する部品実装装置に適用したブロック図、図１９は回転・直動モータが水平移動する方向を示す図である。
この部品実装装置は、回転・直動モータと、シャフト４の先端部に取付けられ部品（図示せず）を吸引するノズル２３と、このノズル２３に接続され空気を吸引する空気吸引手段２４と、前記回転・直動モータを基板２７に対して水平方向に移動させる水平方向駆動手段とを備えている。
この水平方向駆動手段は、基板２７に対してＸ方向に回転・直動モータを移動させるＸ方向駆動手段２５と、このＸ方向に対して直交したＹ方向に回転・直動モータを移動させるＹ方向駆動手段２６とを備えている。
【００４２】
次に、この部品実装装置の操作手順について説明する。
最初に空気吸引手段２４を駆動してノズル２３の先端部に部品を吸着させた状態で、Ｘ方向駆動手段２５及びＹ方向駆動手段２６を駆動させ、基板２７上の所定の位置に部品をハンドリングする。
その後、直動用の固定子１２の直動用コイル１７に通電してシャフト４を降下させ、部品を基板２７上に載置する。
このとき、基板２７上での部品の位置を調整する場合には、回転用コイル１５に通電して、シャフト４を回転させればよい。
次に、空気吸引手段２４による空気の吸引を解除して、ノズル２３から部品を切り離す。
最後に、直動用の固定子１２の直動用コイル１７にシャフト４の降下のときと反対方向に電流を流してシャフト４を上昇させ、再びＸ方向駆動手段２５及びＹ方向駆動手段２６を駆動させて、回転・直動モータを元の位置に戻す。
【００４３】
なお、上記部品実装装置は、その実装能力を向上させるためには、搭載する回転・直動モータを狭い間隔で多数並べることが重要である。
このために、径が１０ｍｍφ程度で全長が２００ｍｍ程度のような細長い形状の回転・直動モータが適している。
また、フレーム１０は、隣接した回転・直動モータ同士の磁気的干渉を防止するために鉄が好ましい。
また、この部品実装装置は、シャフト４を回転させて部品の向きを微調整するための出力よりも、シャフト４により部品を上下動させるための出力を向上させる方が実装能力の向上に寄与すること大である。
【００４４】
この部品実装装置によれば、別途ばねを用いることなく、停電時やアラーム発生時に直動用コイル１７への通電が強制的に止まった場合でも、直動用の可動子５，６には駆動前の状態に復帰させる復元力が常に作用している。
従って、シャフト４が自重により所定以上に異常降下して、基板にノズル２３に吸着された部品を衝突させ、部品、基板を破損させるようなことを防止することができる。
また、シャフト４の異常降下を防止する機能を備えつつ、従来必要としたばねのメンテナンス不要でかつ小型化を図ることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１  可動体、２  固定体、３  軸受、４  シャフト、５  回転用の可動子、６  直動用の可動子、７  回転用永久磁石、８  直動用永久磁石、１０  フレーム、１１  回転用の固定子、１２  直動用の固定子、１３  回転用コア、１４  ティース、１５  回転用コイル、１６  直動用コアバック、１７  直動用コイル、１８  直動用コア部、１９  直動用コア部先端部、２０  直動用永久磁石、２１  主磁石、２２  補磁石、２３  ノズル、２４  空気吸引手段、２５  Ｘ方向駆動手段、２６  Ｙ方向駆動手段、２７  基板。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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