【手続補正書】
【提出日】平成19年12月25日(2007.12.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品供給部に供給された部品を取り出して回路基板の実装位置に実装する部品実装用の実装ヘッドであって、
シャフト型リニアモータと、
前記シャフト型リニアモータの前記駆動用シャフトに連結されたスプラインシャフトと、
前記スプラインシャフトに連結され、かつ吸引により部品を保持可能なノズル部と、
前記スプラインシャフトに嵌合して当該スプラインシャフトの軸方向に摺動可能であり、前記スプラインシャフトと共に回動自在となるよう回転駆動源に連なったボールスプラインナットとを備え、
前記シャフト型リニアモータが、
リング状の複数のコイルを同心で直線状に配設した中空の固定子と、
軸方向に沿ってほぼ等間隔にＮ極とＳ極の各磁極が交互に設けられ、前記固定子の中空部に挿入されて前記複数のコイルと前記磁極との相互作用で軸方向に移動する駆動用シャフトと、
前記駆動用シャフトの外周面に対向して前記軸方向に所定間隔をおいて配設される少なくとも一対の磁気検出センサを含み、それぞれの磁気検出センサが検出する駆動用シャフトに設けられた前記磁極の磁界の強さを磁界強度信号として出力するセンサユニットと、  前記出力された複数の磁界強度信号を受信し、当該磁界強度信号に基づいて前記固定子に対する前記駆動用シャフトの移動位置を検出する検出部と、から構成されており、
前記シャフト型リニアモータの駆動で前記スプラインシャフトの軸方向へ移動するノズル部の高さ位置を前記シャフト型リニアモータの検出部により検出することを特徴とする実装ヘッド。
【請求項２】
当該駆動用シャフトが棒状芯材と当該棒状芯材に外装された永久磁石とから構成され、前記駆動用シャフトに設けられた磁極は、前記外装された永久磁石の磁極であることを特徴とする、請求項１に記載の実装ヘッド。
【請求項３】
前記駆動用シャフトが、Ｎ極又はＳ極同士を突き合わせて前記軸方向に積み重ねて固定された連続する複数の永久磁石から構成され、前記駆動用シャフトに設けられた磁極は、前記複数の永久磁石の磁極であることを特徴とする、請求項１に記載の実装ヘッド。
【請求項４】
前記駆動用シャフトの軸に交差する方向の前記駆動用シャフトのずれ、または前記軸に対する前記駆動用シャフトの傾斜を抑制する軸受部を前記固定子が備えていることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか一に記載の実装ヘッド。
【請求項５】
前記センサユニットの少なくとも一対の磁極検出センサは、いずれか一方の磁極検出センサが略最大又は略最小の磁界強さを検出するときにいずれか他方の磁極検出センサが略０の磁界強さを検出する相互間隔を設けて配置されていることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか一に記載の実装ヘッド。
【請求項６】
前記センサユニットが、前記固定子の中空部の中心軸を中心に放射状に配設された複数のセンサユニットから構成され、
前記検出部が、前記複数のセンサユニットからそれぞれ出力される複数の磁界強度信号に基づいて前記駆動用シャフトの軸に直交する方向の前記駆動用シャフトのずれ、または前記軸に対する前記駆動用シャフトの傾斜に伴う磁界強さの変動を補正して前記駆動用シャフトの移動位置を検出することを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか一に記載の実装ヘッド。
【請求項７】
前記検出部が、前記駆動用シャフトに設けられた磁極間の長さに基づいて前記駆動用シャフトの移動量を記憶し、前記駆動用シャフトの移動位置検出時に前記記憶された移動量を基に前記駆動用シャフトの位置補正を行うことを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の実装ヘッド。
【請求項８】
前記センサユニットが、前記コイルと前記ボールスプラインナットとの間に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の実装ヘッド。
【請求項９】
前記駆動用シャフトと前記スプラインシャフトとがそれぞれ中空で構成され、かつ一体となるよう連結され、前記駆動用シャフトの上端から前記ノズル部に至るまで連通するエア吸引路が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の実装ヘッド。
【請求項１０】
部品を連続的に供給する部品供給部と、前記部品供給部から部品を取り出して回路基板に実装する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを搬送するロボットと、回路基板を搬入して保持する基板搬送保持装置と、全体の動作を制御する実装制御装置とから構成され、前記実装ヘッドに装着されたノズル部を利用して吸引作用により前記部品供給部から部品を取り出し、吹出し作用により当該部品を回路基板の実装位置に実装する部品実装装置であって、
前記実装ヘッドが、請求項１から請求項９のいずれか一に記載の実装ヘッドであることを特徴とする部品実装装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】部品実装用実装ヘッド、及び該実装ヘッドを備える部品実装装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の第１態様は、
部品供給部に供給された部品を取り出して回路基板の実装位置に実装する部品実装用の実装ヘッドであって、
シャフト型リニアモータと、
前記シャフト型リニアモータの前記駆動用シャフトに連結されたスプラインシャフトと、
前記スプラインシャフトに連結され、かつ吸引により部品を保持可能なノズル部と、
前記スプラインシャフトに嵌合して当該スプラインシャフトの軸方向に摺動可能であり、前記スプラインシャフトと共に回動自在となるよう回転駆動源に連なったボールスプラインナットとを備え、
前記シャフト型リニアモータが、
リング状の複数のコイルを同心で直線状に配設した中空の固定子と、
軸方向に沿ってほぼ等間隔にＮ極とＳ極の各磁極が交互に設けられ、前記固定子の中空部に挿入されて前記複数のコイルと前記磁極との相互作用で軸方向に移動する駆動用シャフトと、
前記駆動用シャフトの外周面に対向して前記軸方向に所定間隔をおいて配設される少なくとも一対の磁気検出センサを含み、それぞれの磁気検出センサが検出する駆動用シャフトに設けられた前記磁極の磁界の強さを磁界強度信号として出力するセンサユニットと、  前記出力された複数の磁界強度信号を受信し、当該磁界強度信号に基づいて前記固定子に対する前記駆動用シャフトの移動位置を検出する検出部と、から構成されており、
前記シャフト型リニアモータの駆動で前記スプラインシャフトの軸方向へ移動するノズル部の高さ位置を前記シャフト型リニアモータの検出部により検出することを特徴とする実装ヘッドを提供する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の他の形態の実装ヘッドは、当該駆動用シャフトが棒状芯材と当該棒状芯材に外装された永久磁石とから構成され、前記駆動用シャフトに設けられた磁極は、前記外装された永久磁石の磁極であることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の他の形態の実装ヘッドは、前記駆動用シャフトが、Ｎ極又はＳ極同士を突き合わせて前記軸方向に積み重ねて固定された連続する複数の永久磁石から構成され、前記駆動用シャフトに設けられた磁極は、前記複数の永久磁石の磁極であることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の他の形態の実装ヘッドは、前記駆動用シャフトの軸に交差する方向の前記駆動用シャフトのずれ、または前記軸に対する前記駆動用シャフトの傾斜を抑制する軸受部を前記固定子が備えていることを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の他の形態の実装ヘッドは、前記センサユニットの少なくとも一対の磁極検出センサは、いずれか一方の磁極検出センサが略最大又は略最小の磁界強さを検出するときにいずれか他方の磁極検出センサが略０の磁界強さを検出する相互間隔を設けて配置されていることを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の他の形態の実装ヘッドは、前記センサユニットが、前記固定子の中空部の中心軸を中心に放射状に配設された複数のセンサユニットから構成され、
前記検出部が、前記複数のセンサユニットからそれぞれ出力される複数の磁界強度信号に基づいて前記駆動用シャフトの軸に直交する方向の前記駆動用シャフトのずれ、または前記軸に対する前記駆動用シャフトの傾斜に伴う磁界強さの変動を補正して前記駆動用シャフトの移動位置を検出することを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の他の形態の実装ヘッドは、前記検出部が、前記駆動用シャフトに設けられた磁極間の長さに基づいて前記駆動用シャフトの移動量を記憶し、前記駆動用シャフトの移動位置検出時に前記記憶された移動量を基に前記駆動用シャフトの位置補正を行うことを特徴とする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の他の形態の実装ヘッドは、前記センサユニットが、前記コイルと前記ボールスプラインナットとの間に配置されていることを特徴とする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明の他の形態の実装ヘッドは、前記駆動用シャフトと前記スプラインシャフトとがそれぞれ中空で構成され、かつ一体となるよう連結され、前記駆動用シャフトの上端から前記ノズル部に至るまで連通するエア吸引路が形成されていることを特徴とする。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明の部品実装装置は、部品を連続的に供給する部品供給部と、前記部品供給部から部品を取り出して回路基板に実装する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを搬送するロボットと、回路基板を搬入して保持する基板搬送保持装置と、全体の動作を制御する実装制御装置とから構成され、前記実装ヘッドに装着されたノズル部を利用して吸引作用により前記部品供給部から部品を取り出し、吹出し作用により当該部品を回路基板の実装位置に実装する部品実装装置であって、前記実装ヘッドが上述の実装ヘッドであることを特徴とする。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本発明の実装ヘッド及び部品実装装置によれば、駆動用の永久磁石の磁界を軸方向に異なる位置に設けられた複数の磁極検出センサを有するセンサユニットで検出し、当該２つのセンサユニット出力に基づいて、位置を検出することとしているため、前記磁界周期中の位置検出を行うことで位置検出用の着磁部分を別途設ける必要がなく、簡単な構成で駆動用シャフトの位置を検出することができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本発明の他の形態によれば、軸受部は、例えば、複数のコイルの両端に設けることが望ましく、また、センサユニットは、軸受部の直近に設けることが好ましい。本態様によれば、軸受部により駆動用シャフトが軸に交差する方向にずれたり、あるいは駆動用シャフトが前記軸に対して傾斜したりすることがないようにガイドされているため、コイルと駆動用シャフトとの間隔の変化が極力抑えられ、センサユニットの出力に与える影響を少なくして位置検出の精度を向上させることができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
本発明の他の態様によれば、２つの磁極検出センサを磁界検出強さが一定の位相差を有する位置に設け磁界周期中の位置検出において、演算処理を行うことができる。特に好ましくは、一方の磁極検出センサが駆動用シャフトに設けられた磁極による略最大又は略最小の磁界強さを検出するときに、他方の磁極検出センサが略０の磁界強さを検出するような位置に配置すれば、駆動用シャフトの磁界周期に対してπ／２だけ位相がずれて配置されることとなるため、磁界周期中の位置検出において、直交座標を用いた円内角度として演算処理を行うことができる。したがって、磁界周期内の位置検出を簡単かつ高精度にすることができる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明の他の態様によれば、センサユニットが、固定子の軸挿入穴の中心軸上に中心を有し、かつ当該中心軸に直交する平面上に存在する略同一円周上に複数設けられているため、駆動用シャフトが軸挿入穴からずれた場合や駆動用シャフトの回転方向位置で磁極の大きさに差がある場合であっても、それぞれのセンサユニットと駆動用シャフトとの間隔距離の合計距離としてはあまり変化がない。すなわち、一方のセンサユニットに近づくように駆動用シャフトがずれた場合には、他方のセンサユニットからは遠ざかることとなるため、双方のセンサユニットの出力の合計は相殺されることとなる。よって、複数のセンサユニットの出力に基づいて、当該出力を補正することで、駆動用シャフトのずれによる位置検出に及ぼす影響を少なくすることができる。出力の補正としては、具体的には、例えば、それぞれのセンサユニットからの各磁極検出センサの出力値を加算平均した値に基づいて、駆動用シャフトの位置検出を行うことができる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
なお、略同一円周上に設けられたセンサユニットは３つを均等間隔に配置することで駆動用シャフトがいずれの方向にずれを生じた場合であっても、それぞれのセンサユニットの出力を相殺することで好適に位置を検出することができる。また、略同一円周上に複数設けられたセンサユニットが均等間隔に配置されない場合は位置に応じた補正をすることで位置を検出することができる。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
本発明の他の態様によれば、検出部で駆動用シャフトのＮ極とＳ極の磁極変化が繰り返されるごとに磁界の周期長を記憶することにより、駆動用シャフトの位置検出の精度を向上させることができる。すなわち、本実施の形態にかかるリニアモータでは、磁界周期における位置から駆動用シャフトの位置を検出するため、磁界周期長の情報を格納することにより、より精度の高い駆動用シャフトの位置検出を行うことができる。特に、連続するＮ極とＳ極間の間隔がわずかに異なり、その結果磁界周期の長さにばらつきがあるような場合に、当該ばらつきが位置精度に与える影響を少なくすることができる。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
本発明の他の態様によれば、上からシャフト型リニアモータ、センサユニット、スプラインシャフト、ノズル部の順に設けることにより、実装ヘッドを最もコンパクトに構成することができる。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
本発明の他の態様によれば、駆動用シャフトとスプラインシャフトとを中空で構成してシャフトの上部からノズル吸引を行うことで、ノズル部にはエア回転ジョイントと電磁弁が不要になり、より一層にコンパクトな実装ヘッドを実現することができる。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
本発明の他の態様によれば、前記コンパクトに構成された実装ヘッドを利用することで、部品実装装置自身を軽量コンパクトに構成することができ、駆動エネルギの減少、搬送速度の向上に貢献することができる。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】削除
【補正の内容】