CN103166419A - 线性致动器以及电子部件安装装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种线性致动器以及电子部件安装装置。该线性致动器可以同时更高水平地实现推力的提高和小型化，该电子部件安装装置使用该线性致动器。本发明通过下述方式解决上述课题，即，具有：中空的外筒；多个中空线圈，它们放置在外筒的内部，沿外筒的轴向相邻；电动机轴，其向中空线圈的内部插入，沿轴向排列多个磁体；连结部件，其与电动机轴的端部连结；引导轴，其固定在外筒上，向连结部件中插入且沿轴向延伸；输出轴，其与连结部件连结；以及控制部，其选择性地使中空线圈励磁，使中空线圈和电动机轴沿轴向相对地移动，使外筒和输出轴沿轴向相对地移动，电动机轴在轴向上，在与中空线圈相比更长的范围内配置上述磁体。

Description

线性致动器以及电子部件安装装置

技术领域

本发明涉及一种使可动部沿直动方向移动的线性致动器、以及利用吸附嘴吸附电子部件并移动，从而向基板上搭载的电子部件安装装置。

背景技术

作为向基板上搭载电子部件的电子部件安装装置，具有带吸附嘴的搭载头，利用该吸附嘴吸附电子部件，向基板上搭载。电子部件安装装置通过使搭载头的吸附嘴沿与基板的表面正交的方向移动，从而对位于部件供给装置上的部件进行吸附，然后，使搭载头沿与基板的表面平行的方向相对地移动，在到达被吸附部件的搭载位置后，通过使搭载头的吸附嘴沿与基板的表面正交的方向移动，接近基板，从而将所吸附的电子部件向基板上搭载。

在这里，在电子部件安装装置中，作为使搭载头的吸附嘴沿与基板的表面正交的方向移动的机构，存在使用线性致动器的机构。例如，在专利文献1中记载了下述线性致动器，其由固定在外筒的内部，沿轴向排列的多个中空线圈、以及配置在中空线圈的更内侧，固定有沿轴向排列的多个磁体的电动机轴构成，通过使多个中空线圈选择性地励磁，从而使固定有磁体的电动机轴沿轴向移动。另外，专利文献1中记载的线性致动器具有：引导部，其具有引导轴，该引导轴与电动机轴平行地配置，利用滑动轴承对两侧进行支撑；以及连结部件，其将引导轴和电动机轴的端部连结。

专利文献1：日本专利申请公开2009－171708号公报

在这里，专利文献1中记载的线性致动器，为了构成为在使电动机轴和中空线圈相对移动的情况下，引导轴不从滑动轴承拔出，而成为引导轴从滑动轴承凸出的构造。另外，为了在电动机轴和中空线圈之间的相对移动范围的整个区域内，使引导轴不从滑动轴承拔出，从而使引导轴的凸出量也变大，装置结构变大。另外，如果减小线圈的宽度，则可以使装置小型化，但推力变小。

发明内容

本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于，提供一种可以同时更高水平地实现推力的提高和小型化的线性致动器、以及可以实现小型化的电子部件安装装置。

本发明的第1方式是一种线性致动器，其特征在于，具有：中空的外筒；多个中空线圈，它们放置在所述外筒的内部，沿所述外筒的轴向相邻；电动机轴，其向所述中空线圈的内部插入，沿所述轴向排列多个磁体；连结部件，其与所述电动机轴的端部连结；引导轴，其固定在所述外筒上，向所述连结部件中插入且沿轴向延伸；输出轴，其与所述连结部件连结；以及控制部，其选择性地使所述中空线圈励磁，使所述中空线圈和所述电动机轴沿所述轴向相对地移动，使所述外筒和所述输出轴沿所述轴向相对地移动，所述电动机轴在所述轴向上，在与所述中空线圈相比更长的范围内配置所述磁体。

另外，在上述线性致动器中，优选具有固定在所述连结部件上的标尺、以及固定在所述外筒上的检测器，还具有对所述电动机轴和所述中空线圈之间的相对位置进行检测的相对位置检测机构。

另外，在上述线性致动器中，优选还具有轴承，其配置在所述连结部件和所述引导轴之间的连结部上，以可以使所述引导轴相对于所述连结部件移动的状态支撑所述引导轴。

本发明的第2方式是一种电子部件安装装置，其向基板搭载电子部件，其特征在于，具有：电子部件供给装置，其对向所述基板上搭载的所述电子部件进行供给；线性致动器；搭载头，其具有至少1组与所述线性致动器的输出轴连结的吸附嘴，利用所述线性致动器，使所述吸附嘴沿与所述基板的表面正交的方向移动，使所述吸附嘴向对从所述电子部件供给装置供给的电子部件进行吸附的吸附区域移动；以及XY移动机构，其使所述搭载头沿与所述基板的表面平行的方向移动，所述线性致动器具有：中空的外筒；多个中空线圈，它们放置在所述外筒的内部，沿所述外筒的轴向相邻；电动机轴，其向所述中空线圈的内部插入，沿所述轴向排列多个磁体；连结部件，其与所述电动机轴的端部连结；引导轴，其固定在所述外筒上，向所述连结部件中插入且沿轴向延伸；输出轴，其与所述连结部件连结；以及控制部，其选择性地使所述中空线圈励磁，使所述中空线圈和所述电动机轴沿所述轴向相对地移动，使所述外筒和所述输出轴沿所述轴向相对地移动，所述电动机轴在所述轴向上，在与所述中空线圈相比更长的范围内配置所述磁体。

另外，在上述电子部件安装装置中，优选所述线性致动器具有固定在所述连结部件上的标尺、以及固定在所述外筒上的检测器，还具有对所述电动机轴和所述中空线圈之间的相对位置进行检测的相对位置检测机构。

另外，在上述电子部件安装装置中，优选所述线性致动器还具有轴承，其配置在所述连结部件和所述引导轴之间的连结部上，以可以使所述引导轴相对于所述连结部件移动的状态支撑所述引导轴。

发明的效果

本发明所涉及的线性致动器具有下述效果，即，可以同时高水平地实现推力的提高和小型化。另外，本发明所涉及的电子部件安装装置具有可以实现小型化的效果。

附图说明

图1是表示电子部件安装装置的概略结构的示意图。

图2是表示电子部件安装装置的概略结构的斜视图。

图3是表示电子部件安装装置的部件供给单元的概略结构的示意图。

图4是表示电子部件安装装置的搭载头的概略结构的示意图。

图5是表示电子部件安装装置的搭载头的概略结构的斜视图。

图6是表示吸附嘴驱动部的线性致动器的一个例子的概略结构的示意图。

图7是表示图6所示的线性致动器的固定件的一个例子的概略结构的示意图。

图8是表示图6所示的线性致动器的可动件的一个例子的概略结构的示意图。

图9是对线性致动器的动作进行说明的说明图。

图10是表示线性致动器的其他例子的概略结构的示意图。

图11是表示图10所示的线性致动器的可动件的一个例子的概略结构的示意图。

图12是表示线性致动器的其他例子的概略结构的示意图。

图13是表示图12所示的线性致动器的固定件的一个例子的概略结构的示意图。

图14是表示图12所示的线性致动器的可动件的一个例子的概略结构的示意图。

图15是表示将图12所示的线性致动器的一部分放大的示意图。

图16是表示线性致动器的其他例子的概略结构的示意图。

图17是表示图16所示的线性致动器的固定件的一个例子的概略结构的示意图。

符号的说明

8基板

10电子部件安装装置

12基板输送部

14、14f、14r部件供给单元

15、15f、15r搭载头

16XY移动机构

22、22f、22r X轴驱动部

24Y轴驱动部

30搭载头主体

31搭载头支撑体

32吸附嘴

32a轴（输出轴）

34吸附嘴驱动部（线性致动器）

38激光识别装置

38a光源

38b受光元件

60控制部

62搭载头控制部

64部件供给控制部

90、90a电子部件供给装置

100线性致动器

102θ轴旋转机构

110固定件

112可动件

120外筒

122中空线圈单元

123中空线圈

124、125引导轴

126电动机轴

128磁体

130、132连结部件

138轴承

140相对位置检测机构

142检测器

144标尺

150主体

152侧壁

具体实施方式

下面，参照附图，对用于实施本发明的方式（以下称为实施方式）进行详细说明。此外，本发明并不受下述实施方式限定。另外，在下述实施方式中的构成要素中，包含本领域技术人员可以容易地想到的要素、在实质上相同的要素、所谓等同范围的要素。另外，在下述实施方式中公开的构成要素可以适当组合。

下面，基于附图，对本发明所涉及的线性致动器以及电子部件安装装置的实施方式进行详细说明。此外，本发明并不受本实施方式限定。图1是表示电子部件安装装置的概略结构的示意图。图2是表示电子部件安装装置的概略结构的斜视图。图3是表示电子部件安装装置的部件供给单元的概略结构的示意图。

图1及图2所示的电子部件安装装置10是向基板8上搭载电子部件的装置。电子部件安装装置10具有基板输送部12、部件供给单元14f、14r、搭载头15f、15r、以及XY移动机构16。XY移动机构16具有X轴驱动部22f、22r和Y轴驱动部24。在这里，本实施方式的电子部件安装装置10如图1所示，具有部件供给单元14f、14r、搭载头15f、15r以及X轴驱动部22f、22r。如上述所示，在电子部件安装装置10中，对于部分结构各具有2套，但在图2中，为了更容易理解地示出各部分的结构，而省略部件供给单元14r、搭载头15r、X轴驱动部22r的图示。在电子部件安装装置10中，部件供给单元14f、搭载头15f、X轴驱动部22f成为配置在电子部件安装装置10前侧的1个模块，部件供给单元14r、搭载头15r、X轴驱动部22r成为配置在电子部件安装装置10后侧的1个模块。另外，以下，在不对2个部件供给单元14f、14r特别地区分的情况下，作为部件供给单元14表示，在不对2个搭载头15f、15r特别地区分的情况下，作为搭载头15表示，在不对2个X轴驱动部22f、22r特别地区分的情况下，作为X轴驱动部22表示。

基板8只要是搭载电子部件的部件即可，其结构不特别地限定。本实施方式的基板8是板状部件，在表面设置有配线图案。在设置于基板8上的配线图案的表面上，附着作为利用回流而将板状部件的配线图案和电子部件接合的接合部件的焊料。另外，在基板8上，还形成使电子部件插入的通孔。

基板输送部12是使基板8在图中的X轴方向上输送的输送机构。基板输送部12具有：导轨，其沿X轴方向延伸；输送机构，其支撑基板8，使基板8沿导轨移动。基板输送部12以基板8的搭载对象面与搭载头15相对的朝向，利用输送机构使基板8沿导轨移动，从而使基板8沿X轴方向输送。基板输送部12将从向电子部件安装装置10供给基板8的设备供给来的基板8，输送至导轨上的规定位置。搭载头15在上述规定位置将电子部件向基板8的表面上搭载。基板输送部12在向输送至上述规定位置的基板8上搭载电子部件后，将基板8向进行下一个工序的装置输送。此外，作为基板输送部12的输送机构，可以使用各种结构。例如，可以使用将输送机构一体化的传送带方式的输送机构，在这种方式的输送机构中，将沿基板8的输送方向配置的导轨和沿上述导轨旋转的环形带组合，以在上述环形带上搭载基板8的状态下进行输送。

部件供给单元14具有：多个电子部件供给装置（以下简称为“部件供给装置”）90、90a，其保持多个向基板8上搭载的电子部件，如图3所示，成为可向搭载头15供给，即，可由搭载头15吸附的状态；以及支撑台92，其对多个部件供给装置90、90a进行保持。支撑台92可以搭载多个部件供给装置90，或搭载部件供给装置90、90a的其他装置（例如，测量装置或照相机等）。在部件供给单元14中，保持在支撑台92上的多个部件供给装置90、90a，由要搭载的电子部件种类、保持电子部件的机构或者供给机构不同的多种部件供给装置90构成。另外，部件供给单元14也可以具有多个同一种类的部件供给装置90、90a。另外，优选部件供给单元14构成为相对于装置主体可拆卸。

另外，在部件供给装置90中，使用向保持带中粘贴径向引线型电子部件的引线而构成的电子部件保持带，向搭载头15供给径向引线型电子部件。部件供给装置90a是一种保持带供给器，其对电子部件保持带进行保持，对所保持的电子部件保持带进行输送，使所保持的径向引线型电子部件移动至可由搭载头15的吸附嘴吸附电子部件的吸附区域（吸附位置）。在部件供给装置90中，通过将移动至吸附区域的径向引线型电子部件的引线切断并分离，从而可以得到能够在规定位置对在该保持带上固定引线的径向引线型电子部件进行吸附的状态，可以利用搭载头15的吸附嘴吸附该径向引线型电子部件。

在部件供给装置90a中，使用向保持带中粘贴电子部件而构成的电子部件收容带，向搭载头15供给电子部件。此外，电子部件收容带在带体上形成多个储存室，在该储存室中存储电子部件。部件供给装置90a是一种保持带供给器，其对电子部件收容带进行保持，对所保持的电子部件保持带进行输送，使储存室移动至可以利用搭载头15的吸附嘴吸附电子部件的吸附区域。此外，通过使储存室向吸附区域移动，从而可以得到收容在该储存室内的电子部件在规定位置露出的状态，可以利用搭载头15的吸附嘴吸附该电子部件。

在这里，本实施方式的部件供给单元14具有供给径向引线型电子部件的部件供给装置90和对粘贴在收容带上的电子部件进行供给的部件供给装置90a，但并不限定于此。部件供给单元也可以仅具有部件供给装置90或者部件供给装置90a中的任一个。另外，部件供给单元也可以具有碗式供给器。

搭载头15是对保持在部件供给单元14上的电子部件（保持在部件供给装置90上的径向引线型电子部件或者保持在部件供给装置90a上的电子部件）进行吸附，将所吸附的电子部件向利用基板输送部12移动至规定位置的基板8上搭载的机构。此外，对于搭载头15的结构，在后面记述。

XY移动机构16是使搭载头15f、15r沿图2中的X轴方向以及Y轴方向，即，在与基板8的表面平行的面上移动的移动机构，具有X轴驱动部22f、22r和Y轴驱动部24。X轴驱动部22f与搭载头15f连结，使搭载头15f沿X轴方向移动。X轴驱动部22r与搭载头15r连结，使搭载头15r沿X轴方向移动。Y轴驱动部24经由X轴驱动部22与搭载头15连结，通过使X轴驱动部22f沿Y轴方向移动，从而使搭载头15f沿Y轴方向移动，通过使X轴驱动部22r沿Y轴方向移动，从而使搭载头15r沿Y轴方向移动。XY移动机构16通过使搭载头15f沿XY轴方向移动，从而可以使搭载头15f向与基板8相对的位置，或者与部件供给单元14f相对的位置移动。XY移动机构16通过使搭载头15r沿XY轴方向移动，从而可以使搭载头15r向与基板8相对的位置，或者与部件供给单元14r相对的位置移动。另外，XY移动机构16通过使搭载头15移动，从而对搭载头15和基板8之间的相对位置进行调整。由此，可以使搭载头15所保持的电子部件向基板8表面的任意位置移动，可以将电子部件向基板8表面的任意位置搭载。此外，作为X轴驱动部22，可以使用使搭载头15向规定方向移动的各种机构。作为Y轴驱动部24，可以使用使X轴驱动部22向规定方向移动的各种机构。作为使对象物向规定方向移动的机构，例如可以使用线性电动机、齿条与齿轮、使用滚珠丝杠的输送机构、利用传动带的输送机构等。

电子部件安装装置10通过具有2个搭载头15f、15r，从而可以向1个基板8上交替地搭载电子部件。如上述所示，通过利用2个搭载头15交替地搭载电子部件80，从而可以在一个搭载头向基板8搭载电子部件的期间，由另一个搭载头对位于部件供给装置上的电子部件进行吸附。由此，可以进一步缩短不向基板8搭载电子部件80的时间，可以高效地搭载电子部件80。

下面，使用图4及图5，对搭载头15的结构进行说明。图4是表示电子部件安装装置的搭载头的概略结构的示意图。图5是表示电子部件安装装置的搭载头的概略结构的斜视图。此外，在图4中，将控制电子部件安装装置10的各种控制部和部件供给单元14的1个部件供给装置90一起示出。搭载头15如图4及图5所示，具有搭载头主体30和激光识别装置38。电子部件安装装置10如图4所示，具有控制部60、搭载头控制部62以及部件供给控制部64。另外，电子部件安装装置10与电源连接，使用控制部60、搭载头控制部62、部件供给控制部64以及各种电路，将从电源供给的电力向各部分供给。对于控制部60、搭载头控制部62、部件供给控制部64，在后面记述。

部件供给装置90使保持在电子部件保持带中的电子部件80露出。部件供给装置90通过将电子部件保持带拉出，并使其移动，从而使保持在电子部件保持带中的电子部件80移动。在本实施方式中，部件供给装置90的Y轴方向的前端附近，成为搭载头15的吸附嘴对电子部件保持带中保持的电子部件80进行吸附的吸附区域。另外，在部件供给装置90a的情况下也相同地，使规定的位置成为搭载头15的吸附嘴对电子部件收容带中保持的电子部件80进行吸附的吸附区域。

搭载头主体30具有对各部分进行支撑的搭载头支撑体31、多个吸附嘴32以及吸附嘴驱动部34。在本实施方式的搭载头主体30上，如图5所示，6根吸附嘴32配置为一列。6根吸附嘴32沿与X轴平行的方向排列。

搭载头支撑体31是与X轴驱动部22连结的支撑部件，对吸附嘴32以及吸附嘴驱动部34进行支撑。此外，搭载头支撑体31对激光识别装置38进行支撑。

吸附嘴32是对电子部件80进行吸附、保持的吸附机构。吸附嘴32在前端具有开口33，通过从该开口33吸引空气，从而在前端吸附、保持电子部件80。此外，吸附嘴32具有轴32a，其形成开口33，与吸附电子部件80的前端部连结。轴32a是支撑前端部的棒状部件，沿Z轴方向延伸而配置。轴32a在内部配置将开口33和吸附嘴驱动部34的吸引机构连接的空气管（配管）。

吸附嘴驱动部34使吸附嘴32沿Z轴方向移动，并在吸附嘴32的开口33处对电子部件80进行吸附。在这里，Z轴是与XY平面正交的轴。此外，Z轴成为与基板的表面正交的方向。另外，吸附嘴驱动部34在电子部件80安装时等使吸附嘴32沿θ方向旋转。所谓θ方向，即与以Z轴为中心的圆的圆周方向平行的方向，其中，Z轴是与Z轴驱动部使吸附嘴32移动的方向平行的轴。此外，θ方向是吸附嘴32的转动方向。

吸附嘴驱动部34具备具有使Z轴方向为驱动方向的线性致动器（直动线性电动机）的机构，通过利用线性致动器使吸附嘴32的轴32a沿Z轴方向移动，从而使吸附嘴32的前端部的开口33向Z轴方向移动。对于线性致动器，在后面记述。另外，在吸附嘴驱动部34中，作为使吸附嘴32沿θ方向旋转的机构，具有例如由电动机和与轴32a连结的传递要素构成的机构。吸附嘴驱动部34将从电动机输出的驱动力，利用传递要素向轴32a传递，通过使轴32a向θ方向旋转，从而还使吸附嘴32的前端部向θ方向旋转。

在吸附嘴驱动部34中，作为利用吸附嘴32的开口33吸附电子部件80的机构，即吸引机构，例如存在下述机构，该机构具有与吸附嘴32的开口33连结的空气管、与该空气管连接的泵、以及对空气管的管路的开闭进行切换的电磁阀。吸附嘴驱动部34利用泵对空气管的空气进行吸引，通过对电磁阀的开闭进行切换，从而对是否从开口33吸引空气进行切换。吸附嘴驱动部34通过打开电磁阀，从开口33吸引空气，从而使开口33吸附电子部件80，通过关闭电磁阀，不从开口33吸引空气，从而成为将开口33处吸附的电子部件80释放，即不利用开口33吸附电子部件80的状态。

另外，搭载头主体30也可以还具有距离传感器，其与搭载头支撑体31一起移动，对自身和与自身相对的位置上配置的部件即基板8之间的距离进行检测。搭载头主体30可以通过利用距离传感器对距离进行检测，从而对搭载头支撑体31和基板8之间的相对位置、以及搭载头支撑体31和部件供给装置90、90a之间的相对位置进行检测。此外，在本实施方式中，基于距离传感器和基板8等的距离，利用搭载头控制部62进行运算，从而对搭载头支撑体31和基板8等的距离进行计算。

激光识别装置38具有光源38a和受光元件38b。激光识别装置38内置在托架50中。托架50如图4所示，与搭载头支撑体31的下侧、基板8以及部件供给装置90侧连结。激光识别装置38是通过向利用搭载头主体30的吸附嘴32吸附的电子部件80照射激光，而对电子部件80的状态进行检测的装置。在这里，所谓电子部件80的状态，是指电子部件80的形状、是否由吸附嘴32以正确的姿态吸附了电子部件80、是否在供给器部28的规定位置配置了由吸附嘴32吸附的对象电子部件80、是否向基板8上的规定位置搭载了由吸附嘴32吸附的电子部件80等。光源38a是输出激光的发光元件。受光元件38b位于Z轴方向上的位置、即高度相同的位置，配置在与光源38a相对的位置。

下面，回到图4，对电子部件安装装置10的装置结构的控制功能进行说明。电子部件安装装置10如图4所示，作为控制功能，具有控制部60、搭载头控制部62、部件供给控制部64。各种控制部分别由CPU、ROM及RAM等具有运算处理功能和存储功能的部件构成。另外，在本实施方式中，为了方便说明而作为多个控制部，但也可以作为1个控制部。另外，在将电子部件安装装置10的控制功能作为1个控制部的情况下，可以由1个运算装置实现，也可以由多个运算装置实现。

控制部60与电子部件安装装置10的各部分连接，基于所输入的操作信号、由电子部件安装装置10的各部分检测出的信息，执行所存储的程序，对各部分的动作进行控制。控制部60例如对基板8的输送动作、XY移动机构16的搭载头15驱动动作、激光识别装置38的形状检测动作等进行控制。另外，控制部60如上述所示向搭载头控制部62发送各种指示，对搭载头控制部62的控制动作进行控制。控制部60还对搭载头控制部62及部件供给控制部64的控制动作进行控制。

搭载头控制部62与吸附嘴驱动部34、在搭载头支撑体31上配置的各种传感器以及控制部60连接，对吸附嘴驱动部34进行控制，对吸附嘴32的动作进行控制。搭载头控制部62基于从控制部60供给的操作指示以及各种传感器（例如，距离传感器）的检测结果，对吸附嘴32的电子部件吸附/释放动作、各吸附嘴32的转动动作、Z轴方向的移动动作进行控制。

部件供给控制部64对部件供给单元14的电子部件80的供给动作进行控制。部件供给控制部64可以在部件供给装置90、90a上分别设置，也可以利用1个部件供给控制部64对所有的部件供给装置90、90a进行控制。例如，部件供给控制部64对部件供给装置90的电子部件保持带的拉出动作（移动动作）、引线的切断动作以及电子部件的保持动作进行控制。另外，部件供给控制部64对部件供给装置90a的电子部件收容带的拉出动作（移动动作）等进行控制。部件供给控制部64基于控制部60的指示，执行各种动作。部件供给控制部64通过进行电子部件保持带或者电子部件收容带的拉出动作，从而对电子部件保持带或者电子部件收容带的移动进行控制。电子部件安装装置10如上述所示构成。

下面，使用图6至图9，对吸附嘴驱动装置34的线性致动器100进行说明。在这里，图6是表示吸附嘴驱动部的线性致动器的一个例子的概略结构的示意图。图7是表示图6所示的线性致动器的固定件的一个例子的概略结构的示意图。图8是表示图6所示的线性致动器的可动件的一个例子的概略结构的示意图。图9是对线性致动器的动作进行说明的说明图。

如图6所示，在吸附嘴驱动装置34中，在轴32a上具有线性致动器100和θ方向旋转机构102。另外，吸附嘴驱动部34如上述所示还具有吸引机构。θ方向旋转机构102如上述所示使轴32a沿θ方向旋转。此外，θ方向旋转机构102经由可沿Z轴方向自由移动的滑块机构，与轴32a连结。由此，θ方向旋转机构102以能够使轴32a沿Z轴方向移动的状态对轴32a进行支撑，且可以使轴32a沿θ方向旋转。

线性致动器100具有固定件110和可动件112。固定件110固定在作为支撑机构的搭载头主体31上。可动件112相对于固定件110沿Z轴方向相对移动。固定件110如图6及图7所示，具有外筒120、中空线圈单元122、引导轴124、125以及相对位置检测机构140的检测器142。可动件112如图6及图8所示，具有电动机轴126、连结部件130、132、4个轴承138、以及相对位置检测机构140的标尺144。下面，使用图6至图8，对各部分进行说明。

外筒120是固定在搭载头支撑部31上的支撑部，具有主体150和侧壁152。主体150的形状为，使Z轴方向为长度方向的中空长方体的箱形状的面积最大的面开放，并进一步使长度方向的面的一部分向外侧凸出。侧壁152是板状部件，与主体150的最大面连结。此外，侧壁152设置2个，与主体150的最大的2个面分别连结。外筒120通过将主体150的一个面由侧壁152堵塞，从而成为Z轴方向为长度方向的中空长方体，成为在面积最大的面上配置有侧壁152的箱形状。另外，外筒120的主体150，在成为短边的面，即与Z轴正交的面上，形成有使输出轴32a插入的孔154。

中空线圈单元122如图6所示，多个中空线圈123沿Z轴方向相邻配置。对于中空线圈单元122的中空线圈123，与侧壁152相对的面固定在侧壁152上。即，中空线圈123支撑在侧壁152上。中空线圈123是以绕Z轴旋转的朝向卷绕的线圈。另外，中空线圈单元122的多个中空线圈123分别与配线170连接。中空线圈123通过从配线170供给的电力，产生电磁力。

引导轴124、125是沿Z轴方向延伸的轴。引导轴124和引导轴125在隔着中空线圈单元122而相对的位置上平行配置。引导轴124、125的轴两端固定在外筒120的主体150上。在固定件110中，中空线圈单元122的中空部分的轴和引导轴124、125与Z轴方向平行配置。由此，中空线圈单元122和引导轴124、125平行配置。

下面，电动机轴126插入至中空线圈单元122中。电动机轴126的多个磁体128沿Z轴方向层叠。本实施方式的磁体128以图6中左侧为S极、图6中右侧为N极的朝向配置。由此，磁体128的S极与相邻的磁体128的N极相对。另外，电动机轴126在Z轴方向上，层叠有多个磁体128的范围与中空线圈单元122相比较长。另外，对于电动机轴126，在固定件110和可动件112相对地移动至任一位置的情况下，均成为中空线圈单元122的整个区域与多个磁体128相对的状态。磁体128以与中空线圈123相同的配置间隔沿Z轴方向配置。

连结部件130、132与电动机轴126的Z轴方向的端部分别连结。连结部件130在Z轴方向上，与电动机轴126相比，配置在主体150的形成孔154的面侧。连结部件132在Z轴方向上，与电动机轴126相比，配置在主体150的不形成孔154的面侧。另外，连结部件130形成使引导轴124插入的孔和使引导轴125插入的孔。连结部件130与本实施方式的作为输出轴的轴32a连结。此外，连结部件130经由轴承等与轴32a连结，以使轴32a沿θ方向自由旋转的状态，对轴32a进行支撑。连结部件132也形成使引导轴124插入的孔和使引导轴125插入的孔。

轴承138配置在连结部件130的使引导轴124插入的孔、连结部件130的使引导轴125插入的孔、连结部件132的使引导轴124插入的孔以及连结部件132的使引导轴125插入的孔中。4个轴承138固定在连结部件130、132上，引导轴124、125和连结部件130、132以可以沿Z轴方向相对移动的状态连结。

下面，相对位置检测机构140是对固定件110和可动件112的相对位置进行检测的机构，如上述所示具有检测器142和标尺144。检测器142固定在外筒120的主体150以及侧壁152上。标尺144是沿Z轴方向延伸的板状部件，固定在连结部件132上。另外，相对位置检测机构140配置在使检测器142和标尺144相对的位置上，通过由检测器142对标尺144的哪个位置位于检测位置进行检测，从而对固定件110和可动件112之间的相对位置进行检测。

线性致动器100如上述所示构成，搭载头控制部62成为线性致动器100的控制部，使固定件110和可动件112沿Z轴方向相对移动。在本实施方式中，固定件110固定在搭载头支撑部31上。由此，线性致动器100通过使固定件110和可动件112沿Z轴方向相对移动，从而可以相对于搭载头支撑部31，使轴32a沿Z轴方向移动。由此，可以使与轴32a连结的吸附嘴32沿Z轴方向移动。

线性致动器100通过搭载头控制部62，经由配线170使中空线圈单元122的中空线圈123中流过电流而励磁。线性致动器100通过使中空线圈123中流过电流，从而利用弗莱明定律在中空线圈123和位于与该中空线圈123相对的位置上的磁体128之间产生作用力。在这里，中空线圈123和磁体128以相同的配置间隔沿Z轴方向配置。由此，相对的中空线圈123和磁体128均沿相同方向产生作用力。由此，在中空线圈单元122和电动机轴126之间产生相同方向的作用力，相对于中空线圈单元122使电动机轴126沿图6中箭头方向中的任意一个方向、即Z轴方向移动。另外，通过使电动机轴126相对于中空线圈单元122移动，从而与电动机轴126连结的可动件112的连结部件130、132、轴承138和轴32a，也相对于固定中空线圈单元122的固定件110，沿Z轴方向移动。此外，此时，可动件112的连结部件130、132沿引导轴124、125在Z轴方向上移动。

另外，搭载头控制部62利用位置检测机构140对固定件110和可动件112之间的相对位置进行检测，基于检测出的结果，对在中空线圈123中流过的电流进行调整，从而对在中空线圈123和磁体128之间产生的力的方向进行控制，由此可以沿规定的方向移动，可以使固定件110和可动件112之间的相对位置成为规定的位置。由此，搭载头控制部62可以使可动件112的位置成为规定的位置，可以使与可动件112的连结部件130连结的轴32a的Z轴方向上的位置，成为规定的位置，可以使吸附嘴32前端的位置成为规定的位置。

下面，在图9中，在图中的下段示出本实施方式的线性致动器100，在图中的上段和中段示出对比对象的线性致动器200。线性致动器200具有固定件202和可动件204。固定件202与中空线圈单元212连结，可动件204与连结有多个磁体的电动机轴210连结。线性致动器200以与线性致动器100相同的原理沿Z轴方向相对移动。在线性致动器200中，将电动机轴210和引导轴214连结，在固定件202上固定引导轴214的轴承216。此外，图中上段所示的线性致动器200为可动件204的电动机轴210移动至移动范围右端的状态，图中中段所示的线性致动器200为可动件204的电动机轴210移动至移动范围左端的状态。

线性致动器200的形状为，电动机轴210的连结磁体的部分的长度（磁铁的长度）与中空线圈单元212相比较短。因此，线性致动器200的长度为，行程＋磁铁的长度＋中空线圈的可动空间（不与磁铁重合的空间）＋行程。此外，所谓行程，是指线性致动器200的移动范围。在这里，由于线圈的可动空间与行程相等，所以线性致动器200的长度为磁铁的长度＋3×行程。

与此相对，线性致动器100如图9所示，电动机轴的多个磁体与中空线圈单元相比较短。线性致动器100的长度为，行程＋线圈＋行程，即，线圈的长度＋2×行程。

在这里，对于线性致动器100、200，磁体和中空线圈重合的区域成为产生推力的部分。因此，在线性致动器100中，中空线圈的长度成为产生推力的部分的长度，在线性致动器200中，磁铁的长度成为产生推力的部分的长度。

因此，对于线性致动器100和线性致动器200，在线性致动器100的中空线圈的长度和线性致动器200的磁铁的长度相同的情况下，推力相同。因此，对于线性致动器100和线性致动器200，在产生相同推力的情况下，线性致动器100可以以与线性致动器200的中空线圈的可动空间对应的量（与1个行程对应的量），即以中空线圈和磁体不重合的长度量，使长度缩短。对于线性致动器100和线性致动器200，在使整体的长度相同的情况下，需要使“2个行程＋推力产生部分”和“3个行程＋推力产生部分”成为相同长度，因此可知，线性致动器100与线性致动器200相比，在1个行程的长度上驱动部产生的力更大。

由此，线性致动器100与线性致动器200相比，可以在维持推力的同时，使装置小型化。另外，线性致动器100在形成为与线性致动器200相同大小的情况下，可以使推力更大。由此，使用线性致动器100的电子部件安装装置10，可以使吸附嘴驱动部34更小型化，因此可以使装置整体小型化。另外，在电子部件安装装置10中，由于可以使吸附嘴驱动部34变轻，所以可以使利用XY移动机构移动的对象的重量变轻。由此，可以降低搭载头主体的移动所需的能量，可以降低消耗能量。

另外，在线性致动器100中，在与中空线圈单元122连结的部件即外筒120上固定引导轴124、125，在与电动机轴126连结的部件上，设置使引导轴124、125插入的连结部件130、132，从而可以使电动机轴126和支撑电动机轴126的连结部件130、132相邻。由此，可以使插入中空线圈的电动机轴不易弯曲，可以进一步提高可动件的刚性。由此，可以进一步增大在电动机轴和中空线圈单元之间产生的作用力。

使用图10及图11，对线性致动器的其他例子进行说明。图10是表示线性致动器的其他例子的概略结构的示意图。图11是表示图10所示的线性致动器的可动件的一个例子的概略结构的示意图。图10及图11所示的线性致动器250的基本结构与线性致动器100相同。下面，对于线性致动器250中与线性致动器100相同的结构，标注相同的标号，省略说明，对线性致动器250所特有的特征进行说明。

线性致动器250具有固定件和可动件。固定件的结构为与固定件110相同的结构。可动件如图10及图11所示，具有电动机轴126、连结部件130、132、4个轴承138、相对位置检测机构140的标尺144、第1支撑部件262、264、以及第2支撑部件266。

第1支撑部件262是将连结部件130的使引导轴125插入的孔、和连结部件132的使引导轴125插入的孔连接的管状部件。向第1支撑部件262的内部插入引导轴125。第1支撑部件264是连接连结部件130的使引导轴124插入的孔和连结部件132的使引导轴124插入的孔的管状部件。向第1支撑部件264的内部插入引导轴124。

第1支撑部件262、264成为对引导轴125、124进行引导的引导部。另外，第1支撑部件262、264将连结部件130和连结部件132连结，对连结部件130和连结部件132之间的引导轴125、124进行支撑，从而可以提高可动件整体的刚性，可以更牢固地支撑电动机轴126。

第2支撑部件266固定在第1支撑部件264上，对标尺144的没有固定于连结部件132上的端部进行支撑。由此，可以对标尺144的Z轴方向的两端进行支撑，可以抑制标尺144产生位置偏移的情况，可以使固定件和可动件的相对位置检测不易产生偏差。

另外，优选在线性致动器250中将连结部件130、132、第1支撑部件262、264、第2支撑部件266作为一体部件。由此，可以提高可动件的刚性，可以抑制在可动件的内部产生位置偏移等的情况，可以在更适当地支撑电动机轴126的同时，使其相对于固定件沿Z轴方向移动。

使用图12至图14，对线性致动器的其他例子进行说明。图12是表示线性致动器的其他例子的概略结构的示意图。图13是表示图12所示的线性致动器的固定件的一个例子的概略结构的示意图。图14是表示图12所示的线性致动器的可动件的一个例子的概略结构的示意图。图15是表示将图12所示的线性致动器的一部分放大的示意图。图12至图15所示的线性致动器300的基本结构与线性致动器100相同。下面，对于线性致动器300中与线性致动器100相同的结构，标注相同的标号，省略说明，对线性致动器300所特有的特征进行说明。线性致动器300具有固定件310和可动件312。固定件310如图12及图13所示，具有外筒320、中空线圈单元122、引导轴324、以及相对位置检测机构140的检测器142。可动件312如图12及图14所示，具有电动机轴126、连结部件330、332、2个轴承338、相对位置检测机构140的标尺144、2个支撑凸起360、以及4个轴承362。另外，中空线圈122利用从配线370供给的电力，产生电磁力。

外筒320是固定在搭载头支撑部31上的支撑部，具有主体350和侧壁352。主体350和侧壁352基本上是与主体150和侧壁152相同的结构。在这里，侧壁352在与孔154相同的位置上形成孔354。另外，侧壁352设置有凸部356、358。凸部356、358是沿Z轴方向延伸的线上的凸起，向中空线圈单元122侧凸出。

引导轴324是沿Z轴方向延伸的轴。引导轴324的轴两端固定在外筒320的主体350上。在固定件310中，中空线圈单元122的中空部分的轴和引导轴324，与Z轴方向平行配置。由此，中空线圈单元122和引导轴324平行配置。

下面，连结部件330、332与电动机轴126的Z轴方向的端部分别连结。连结部件330在Z轴方向上，与电动机轴126相比，配置在主体350的形成孔354的面侧。连结部件332在Z轴方向上，与电动机轴126相比，配置在主体350的不形成孔354的面侧。另外，连结部件330形成使引导轴324插入的孔。连结部件330与本实施方式的作为输出轴的轴32a连结。连结部件332也形成使引导轴324插入的孔。如上述所示，线性致动器300仅设置1根引导轴324。

轴承338配置在连结部件330的使引导轴324插入的孔、连结部件332的使引导轴124插入的孔中。2个轴承338固定在连结部件330、332上，引导轴324和连结部件330、332以可以沿Z轴方向相对移动的状态连结。

如图15所示，2个支撑凸起360配置在电动机轴126的Z轴方向的两端。在1个凸起部360上，连结2个轴承362。轴承362分别配置在与凸部356或者凸部358相对的位置上。轴承362是可以使内径部件和外径部件旋转的机构，以使外径部件沿Z轴方向旋转的朝向，将内径部件固定在支撑凸起360上。

在线性致动器300中，如果使固定件310和可动件312相对移动，则轴承362以与凸部356或者凸部358接触的状态旋转。由此，轴承362和凸部356或者凸部358，成为固定件310和可动件312相对移动时的引导机构。由此，可以使可动件312沿Z轴方向更稳定地移动。另外，通过如本实施方式所示，设置使用了轴承362和凸部356或者凸部358的引导机构，从而即使采用1根引导轴324的结构，也可以更适当地使固定件310和可动件312相对移动。由此，对于线性致动器300，可以使装置进一步小型化。

在这里，凸部356、358的形状不特别地限定，但优选可以以不使轴承362在侧壁352的表面上沿与Z轴正交的方向移动的方式对轴承362进行支撑的形状。凸部356、358的形状也可以为V字槽。另外，轴承362优选采用旋转机构，但也可以形成下述形状，即，具有与凸部356、358对应的凹部，在与Z轴正交的剖面中，使凹凸形状反转。即，轴承362的表面也可以形成为使凸部356、358进入的形状。此外，对于侧壁和轴承的形状，也可以使凹凸的相对关系相反。即，也可以在侧壁上形成凹部。

使用图16及图17，对线性致动器的其他例子进行说明。图16是表示线性致动器的其他例子的概略结构的示意图。图17是表示图16所示的线性致动器的固定件的一个例子的概略结构的示意图。图16及图17所示的线性致动器400的基本结构与线性致动器100相同。下面，对于线性致动器400中与线性致动器100相同的结构，标注相同的标号，省略说明，对线性致动器400所特有的特征进行说明。线性致动器400具有固定件410和可动件412。固定件410如图16及图17所示，具有外筒480、中空线圈单元122、引导轴124、以及相对位置检测机构140的检测器142。另外，中空线圈单元122利用从配线470供给的电力，产生电磁力。可动件412为与可动件112相同的结构。

外筒480具有主体420和侧壁424。主体420是覆盖中空线圈单元122的外周的箱状部件，对引导轴124、125的中央附近进行支撑。即，主体420配置在连结部件130和连结部件132之间。侧壁424是板状部件，与主体420的最大的面连结。此外，侧壁424设置2个，与主体420的最大的2个面分别连结。

在线性致动器400中，固定件410的主体420配置在连结部件130和连结部件132之间，仅对引导轴124、125的中央附近进行支撑。由此，线性致动器400可以采用在与引导轴124、125的两端部相比更外侧不配置部件的结构，可以进一步缩短线性致动器400的Z轴方向的长度。另外，在线性致动器400中，可以利用1个箱形状的主体420对引导轴124、125的中央附近进行支撑。由此，可以以更高精度固定2根引导轴。另外，主体420是1个箱型的部件，因此，可以以高加工精度制造用于使引导轴124、125插入的孔。由此，可以进一步减少引导轴124、125和可动件412之间移动时的摩擦。另外，在线性致动器400中，通过采用在主体420上固定中空线圈单元122的全周，并将要固定的主体420固定于侧壁424上的结构，从而可以更牢固地固定中空线圈单元122，可以提高固定件410整体的刚性。

在这里，在上述实施方式中，将连结中空线圈的部件作为固定件，将连结电动机轴的部件作为可动件，但也可以使固定件和可动件相反。例如，在上述实施方式中，也可以使轴与侧壁连结，将连结部件和搭载头支撑部连结。

另外，在上述实施方式中，在使吸附嘴沿Z轴方向移动的机构中，使用线性致动器，但线性致动器可以用于其他各种机构。例如，也可以用于XY移动机构。另外，也可以作为除了电子部件安装装置以外的装置的驱动机构使用。

另外，在上述实施方式中，采用了具有2个搭载头15的结构，但本发明并不限定于此。例如，电子部件安装装置10可以具有1个搭载头15，也可以具有3个搭载头。

Claims (6)

1.一种线性致动器，其特征在于，具有：

中空的外筒；

多个中空线圈，它们放置在所述外筒的内部，沿所述外筒的轴向相邻；

电动机轴，其向所述中空线圈的内部插入，沿所述轴向排列多个磁体；

连结部件，其与所述电动机轴的端部连结；

引导轴，其固定在所述外筒上，向所述连结部件中插入且沿轴向延伸；

输出轴，其与所述连结部件连结；以及

控制部，其选择性地使所述中空线圈励磁，使所述中空线圈和所述电动机轴沿所述轴向相对地移动，使所述外筒和所述输出轴沿所述轴向相对地移动，

所述电动机轴在所述轴向上，在与所述中空线圈相比更长的范围内配置所述磁体。

2.根据权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，

具有固定在所述连结部件上的标尺、以及固定在所述外筒上的检测器，还具有对所述电动机轴和所述中空线圈之间的相对位置进行检测的相对位置检测机构。

3.根据权利要求1或2所述的线性致动器，其特征在于，

还具有轴承，其配置在所述连结部件和所述引导轴之间的连结部上，以可以使所述引导轴相对于所述连结部件移动的状态支撑所述引导轴。

4.一种电子部件安装装置，其向基板搭载电子部件，

其特征在于，具有：

电子部件供给装置，其对向所述基板上搭载的所述电子部件进行供给；

线性致动器；

搭载头，其具有至少1组与所述线性致动器的输出轴连结的吸附嘴，利用所述线性致动器，使所述吸附嘴沿与所述基板的表面正交的方向移动，使所述吸附嘴向对从所述电子部件供给装置供给的电子部件进行吸附的吸附区域移动；以及

XY移动机构，其使所述搭载头沿与所述基板的表面平行的方向移动，

所述线性致动器具有：

中空的外筒；

多个中空线圈，它们放置在所述外筒的内部，沿所述外筒的轴向相邻；

电动机轴，其向所述中空线圈的内部插入，沿所述轴向排列多个磁体；

连结部件，其与所述电动机轴的端部连结；

引导轴，其固定在所述外筒上，向所述连结部件中插入且沿轴向延伸；

输出轴，其与所述连结部件连结；以及

控制部，其选择性地使所述中空线圈励磁，使所述中空线圈和所述电动机轴沿所述轴向相对地移动，使所述外筒和所述输出轴沿所述轴向相对地移动，

所述电动机轴在所述轴向上，在与所述中空线圈相比更长的范围内配置所述磁体。

5.根据权利要求4所述的电子部件安装装置，其特征在于，

所述线性致动器具有固定在所述连结部件上的标尺、以及固定在所述外筒上的检测器，还具有对所述电动机轴和所述中空线圈之间的相对位置进行检测的相对位置检测机构。

6.根据权利要求4或5所述的电子部件安装装置，其特征在于，

所述线性致动器还具有轴承，其配置在所述连结部件和所述引导轴之间的连结部上，以可以使所述引导轴相对于所述连结部件移动的状态支撑所述引导轴。

Images