JP2009171663A - Linear motor and component transfer apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the thickness of a linear motor in a thickness direction perpendicular to both a width direction and a moving direction, in the linear motor for moving a movable portion in the moving direction by an interaction of magnetic fluxes generated in both a stator provided on a base plate and a mover provided on the movable portion while allowing the stator and the mover to oppose to each other in the width direction and a component transfer apparatus using the linear motor. <P>SOLUTION: The mover (yoke 5+permanent magnet 6), the armature (stator) 3 and a return spring (biasing member) 15 are arranged in a width direction Y. With this configuration, the linear motor LM is reduced in thickness, compared to a linear motor in which a biasing member (coil spring) is arranged at a position deviated from a direction where the mover and the stator are arranged. In addition, since the return spring 15 has a height Hs in a thickness direction X set at lower than the height Hm of a motor body, the linear motor LM is prevented from an increase in thickness due to the return spring 15. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ベースプレートに対して可動ベースを直線的に移動させるリニアモータおよび該リニアモータを用いた部品移載装置に関するものである。   The present invention relates to a linear motor that linearly moves a movable base with respect to a base plate, and a component transfer apparatus that uses the linear motor.

リニアモータは、複数のコイルが磁極鉄心に列設された1次側要素と、強磁性材料より形成されたヨークに複数の永久磁石が列設された2次側要素とを有しており、永久磁石がコイルに対向しながら離間配置されている。そして、コイルに印加する駆動電流を制御することによって磁極鉄心の磁界を移動させることによって、1次側要素(または2次側要素)が2次側要素(または1次側要素)に対して相対移動する。このようなリニアモータとしては、例えば特許文献1に記載されているように、走行用レールを可動子側に設ける一方、固定子側に支持摺動部材(スライダ)を設けて可動子を固定子に対して上下方向に移動させるものがある。すなわち、このリニアモータでは、3枚の強磁性の板状ヨーク(例えばSS400製)を組み合わせて上下方向に沿って断面形状がコの字の組立体を形成している。そして、相対向するヨークの内面に永久磁石を上下方向に列状に設けて磁気回路を形成する一方、ヨークの外表面に対して走行用レールが上下方向に延設されている。このようにヨークと永久磁石により可動子が構成されている。また、走行用レールに沿って支持摺動部材(スライダ)がスライド自在に設けられるとともに、当該支持摺動部材に固定子が取り付けられている。この固定子には、可動子の磁気回路の磁極と対向しながら当該磁極表面から所定間隔だけ離間するように多相コイルが配置されている。このため、上記したようにコイルに印加する駆動電流を制御することで可動子は固定子に対して相対移動する。また、この可動子にはコイルばねの一方端部が接続されており、当該コイルばねにより上方向に付勢されて可動子の自重が支持されている。   The linear motor has a primary side element in which a plurality of coils are arranged in a magnetic core, and a secondary side element in which a plurality of permanent magnets are arranged in a yoke formed of a ferromagnetic material. Permanent magnets are spaced apart while facing the coil. Then, by moving the magnetic field of the magnetic pole core by controlling the drive current applied to the coil, the primary side element (or the secondary side element) is relative to the secondary side element (or the primary side element). Moving. As such a linear motor, for example, as described in Patent Document 1, while a traveling rail is provided on the mover side, a support sliding member (slider) is provided on the stator side, and the mover is fixed to the stator. Some of them move up and down. That is, in this linear motor, three ferromagnetic plate-like yokes (for example, made of SS400) are combined to form an assembly having a U-shaped cross section along the vertical direction. The permanent magnets are provided in rows in the vertical direction on the inner surfaces of the opposing yokes to form a magnetic circuit, while a traveling rail extends in the vertical direction with respect to the outer surface of the yoke. Thus, the mover is constituted by the yoke and the permanent magnet. A support sliding member (slider) is slidably provided along the traveling rail, and a stator is attached to the support sliding member. The stator is provided with a multiphase coil so as to face the magnetic pole of the magnetic circuit of the mover and be separated from the surface of the magnetic pole by a predetermined distance. For this reason, by controlling the drive current applied to the coil as described above, the mover moves relative to the stator. Further, one end of a coil spring is connected to the mover, and the mover is urged upward by the coil spring to support its own weight.

特開2007−74832号公報(図1、図3、図4)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-74832 (FIGS. 1, 3, and 4)

ところで、電子部品などの部品をハンドリングする部品移載装置、半導体装置や液晶表示装置などを製造するための製造装置などを中心として、リニアモータの用途が年々拡大しており、特に近年薄型で優れた動作応答性を有する高性能なリニアモータのニーズが高まっている。しかしながら、上記リニアモータでは、3枚のヨークを略コの字に配置し、しかも相対向する2つのヨークの間で、永久磁石−コイル−永久磁石という配置が形成されている。また、可動子と固定子の配置関係を考慮せず、単にコイルばねの交換作業を簡便するという観点のみからコイルばねの配設位置が設定されている。このような要因から、従来のリニアモータは移動方向と直交する方向に厚くなっている。   By the way, the applications of linear motors have been increasing year by year mainly in parts transfer equipment for handling parts such as electronic parts, manufacturing equipment for manufacturing semiconductor devices, liquid crystal display devices, etc. There is a growing need for high-performance linear motors that have high responsiveness. However, in the linear motor, three yokes are arranged in a substantially U-shape, and an arrangement of permanent magnet-coil-permanent magnet is formed between two opposing yokes. Further, the arrangement position of the coil spring is set only from the viewpoint of simply exchanging the coil spring without considering the arrangement relationship between the mover and the stator. For these reasons, the conventional linear motor is thick in the direction orthogonal to the moving direction.

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ベースプレートに設けられた固定子と、可動部に設けられた可動子を幅方向で対向させながら両者で発生する磁束の相互作用により可動部を移動方向に移動させるリニアモータにおいて、幅方向および移動方向の両方に直交する厚み方向への薄型化を図ることを第1の目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and moves the movable part by the interaction of magnetic flux generated between the stator provided on the base plate and the movable element provided on the movable part in the width direction. In a linear motor that moves in a direction, the first object is to reduce the thickness in the thickness direction perpendicular to both the width direction and the moving direction.

また、この発明は上記リニアモータを用いた部品移載装置を提供することを第2の目的とする。   Moreover, this invention makes it the 2nd objective to provide the components transfer apparatus using the said linear motor.

この発明にかかるリニアモータは、上記第1の目的を達成するため、ベースプレートと、ベースプレートのベース面に対して所定の移動方向に移動自在となっている可動部と、可動部に対して移動方向に延設された可動子と、移動方向と直交する幅方向に可動子から離間して対向するようにベースプレートのベース面に対して移動方向に延設された固定子と、可動部および固定子とともに幅方向に配置されて可動部を移動方向の一方側に付勢する付勢部材とを備え、可動子および固定子で発生する磁束の相互作用により付勢部材の付勢力よりも大きな駆動力を発生させて可動部を移動方向に駆動することを特徴としている。   In order to achieve the first object, a linear motor according to the present invention has a base plate, a movable portion that is movable in a predetermined movement direction with respect to a base surface of the base plate, and a movement direction with respect to the movable portion. A movable element extending in the movement direction with respect to the base surface of the base plate so as to face the movable element in the width direction orthogonal to the movement direction and spaced from the movable element, and the movable part and the stator. And a biasing member that is disposed in the width direction and biases the movable portion toward one side in the moving direction, and has a driving force larger than the biasing force of the biasing member due to the interaction of magnetic flux generated by the mover and the stator. And the movable part is driven in the movement direction.

このように構成された発明では、付勢部材により可動部が移動方向の一方側に付勢されており、駆動力が発生していない間、移動方向の一方側に位置する。一方、可動子および固定子で発生する磁束の相互作用により駆動力を発生させると、可動部は移動方向の一方側に駆動されたり、上記付勢力に逆らいながら移動方向の他方側に駆動される。このように可動部を移動方向に移動させるための力(電磁力および弾発力)を発生させるために、可動子、固定子および付勢部材が設けられているが、本発明では、可動子、固定子および付勢部材が幅方向に沿って配置されている。このため、特許文献1に記載されているように可動子と固定子の配置方向から外れた位置に付勢部材(コイルばね)を配置したリニアモータと比べ、上記配置構造を有する本発明にかかるリニアモータでは、幅方向および移動方向の両方に直交する厚み方向に小さくなり、リニアモータの薄型化が可能となる。   In the invention configured as described above, the movable portion is urged to one side in the moving direction by the urging member, and is located on one side in the moving direction while no driving force is generated. On the other hand, when a driving force is generated by the interaction of magnetic fluxes generated by the mover and the stator, the movable part is driven to one side in the moving direction or driven to the other side in the moving direction against the urging force. . In order to generate the force (electromagnetic force and elastic force) for moving the movable part in the moving direction as described above, the mover, the stator and the urging member are provided. The stator and the biasing member are arranged along the width direction. For this reason, compared with the linear motor which has arrange | positioned the urging member (coil spring) in the position remove | deviated from the arrangement | positioning direction of a needle | mover and a stator as described in patent document 1, it concerns on this invention which has the said arrangement structure. In the linear motor, the linear motor becomes smaller in the thickness direction perpendicular to both the width direction and the moving direction, and the linear motor can be made thinner.

また、この発明にかかる部品移載装置は、部品収容部から部品搭載領域に部品を移載する部品移載装置であって、上記第2の目的を達成するため、ベース部材と、ベース部材に対して上下方向に移動自在に支持され、先端部に吸着ノズルが取り付けられるとともに、後端部に接続された負圧配管を介して供給される負圧を吸着ノズルに与えるノズルシャフトと、ノズルシャフトを上下方向に駆動する上下駆動機構とを有する、ヘッドユニットと、部品収容部の上方位置と部品搭載領域の上方位置との間でヘッドユニットを移動させるヘッド駆動手段とを備え、上下駆動機構が請求項1ないし8のいずれかに記載のリニアモータであり、リニアモータは、移動方向が上下方向と平行であり、しかも付勢部材が可動部を上方向に付勢するように、ベース部材に取り付けられ、リニアモータの可動部がノズルシャフトに連結されていることを特徴としている。   A component transfer device according to the present invention is a component transfer device that transfers a component from a component storage portion to a component mounting region. To achieve the second object, a base member and a base member are provided. A nozzle shaft that is supported so as to be movable in the vertical direction, has a suction nozzle attached to the tip, and applies a negative pressure supplied to the suction nozzle via a negative pressure pipe connected to the rear end, and a nozzle shaft And a vertical drive mechanism for driving the vertical movement mechanism, and a head drive means for moving the head unit between an upper position of the component housing portion and an upper position of the component mounting area. The linear motor according to any one of claims 1 to 8, wherein the linear motor has a moving direction parallel to the vertical direction, and the urging member urges the movable part upward. Attached to over the scan element, the movable part of the linear motor is characterized in that it is connected to the nozzle shaft.

このように構成された部品移載装置では、上記リニアモータの可動部がノズルシャフトに連結されて可動部を駆動することでノズルシャフトが上下方向に駆動される。このようにリニアモータの薄型化によって部品移載装置の小型化を図ることができる。   In the component transfer apparatus configured as described above, the movable portion of the linear motor is connected to the nozzle shaft and the movable portion is driven to drive the nozzle shaft in the vertical direction. Thus, the size of the component transfer device can be reduced by reducing the thickness of the linear motor.

本発明はリニアモータおよび該リニアモータを用いた部品移載装置に関するものであり、以下においては、部品移載装置の一実施形態である表面実装機の概略構成を説明した後でリニアモータの構成および動作などについて詳述する。   The present invention relates to a linear motor and a component transfer apparatus using the linear motor. In the following, after describing a schematic configuration of a surface mounter which is an embodiment of a component transfer apparatus, the configuration of the linear motor is described. The operation and the like will be described in detail.

図1は本発明にかかる部品移載装置の一実施形態である表面実装機の概略構成を示す平面図である。また、図2はヘッドユニットの正面図および側面図である。さらに、図3は図1に示す表面実装機の電気的構成を示すブロック図である。なお、これらの図面及び後で説明する図面では、本発明にかかるリニアモータの移動方向Z、幅方向Yおよび厚み方向Xに対応した三次元の座標系を採用している。   FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a surface mounter as an embodiment of a component transfer apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a front view and a side view of the head unit. FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the surface mounter shown in FIG. In these drawings and drawings to be described later, a three-dimensional coordinate system corresponding to the moving direction Z, the width direction Y, and the thickness direction X of the linear motor according to the present invention is adopted.

この表面実装機MTでは、基台111上に基板搬送機構102が配置されており、基板103を所定の搬送方向Xに搬送可能となっている。より詳しくは、基板搬送機構102は、基台111上において基板103を図1の右側から左側へ搬送する一対のコンベア121、121を有している。これらのコンベア121、121は表面実装機MT全体を制御する制御ユニット104の駆動制御部141により制御される。すなわち、コンベア121,121は駆動制御部141からの駆動指令に応じて作動し、搬入されてきた基板103を所定の実装作業位置(同図に示す基板103の位置)で停止させる。そして、このように搬送されてきた基板103は図略の保持装置により固定保持される。この基板103に対して部品収容部105から供給される電子部品(図示省略)がヘッドユニット106に搭載された吸着ノズル161により移載される。また、基板103に実装すべき部品の全部について実装処理が完了すると、基板搬送機構102は駆動制御部141からの駆動指令に応じて基板103を搬出する。   In the surface mounter MT, the substrate transport mechanism 102 is disposed on the base 111 so that the substrate 103 can be transported in a predetermined transport direction X. More specifically, the substrate transport mechanism 102 has a pair of conveyors 121 and 121 that transport the substrate 103 from the right side to the left side of FIG. These conveyors 121 and 121 are controlled by a drive control unit 141 of a control unit 104 that controls the entire surface mounter MT. That is, the conveyors 121 and 121 operate according to a drive command from the drive control unit 141, and stop the board 103 that has been carried in at a predetermined mounting work position (the position of the board 103 shown in the figure). The substrate 103 thus transported is fixed and held by a holding device (not shown). An electronic component (not shown) supplied from the component storage unit 105 is transferred to the substrate 103 by a suction nozzle 161 mounted on the head unit 106. When the mounting process is completed for all components to be mounted on the substrate 103, the substrate transport mechanism 102 carries out the substrate 103 in accordance with a drive command from the drive control unit 141.

基板搬送機構102の両側には、上記した部品収容部105が配置されている。これらの部品収容部105は多数のテープフィーダ151を備えている。また、各テープフィーダ151には、電子部品を収納・保持したテープを巻回したリール(図示省略)が配置されており、電子部品を供給可能となっている。すなわち、各テープには、集積回路(IC)、トランジスタ、抵抗、コンデンサ等の小片状のチップ電子部品が所定間隔おきに収納、保持されている。そして、テープフィーダ151がリールからテープをヘッドユニット106側に送り出すことによって該テープ内の電子部品が間欠的に繰り出され、その結果、ヘッドユニット106の吸着ノズル161による電子部品のピックアップが可能となる。   On both sides of the substrate transport mechanism 102, the component housing portions 105 are arranged. These component housing parts 105 include a number of tape feeders 151. In addition, each tape feeder 151 is provided with a reel (not shown) around which a tape storing and holding electronic components is wound, so that the electronic components can be supplied. That is, each tape stores and holds small chip electronic components such as an integrated circuit (IC), a transistor, a resistor, and a capacitor at predetermined intervals. The tape feeder 151 feeds the tape from the reel toward the head unit 106, so that the electronic components in the tape are intermittently fed out. As a result, the electronic components can be picked up by the suction nozzle 161 of the head unit 106. .

また、この実施形態では、基板搬送機構102の他に、ヘッド駆動機構107が設けられている。このヘッド駆動機構107はヘッドユニット106を基台111の所定範囲にわたりX方向及びY軸方向(X軸及びZ方向と直交する方向)に移動するための機構である。そして、ヘッドユニット106の移動により吸着ノズル161で吸着された電子部品が部品収容部105の上方位置から基板103の上方位置に搬送される。すなわち、ヘッド駆動機構107は、X方向に延びる実装用ヘッド支持部材171を有しており、この実装用ヘッド支持部材171はヘッドユニット106をX軸に沿って移動可能に支持している。また、実装用ヘッド支持部材171は、両端部がY軸方向の固定レール172に支持され、この固定レール172に沿ってY軸方向に移動可能になっている。さらに、ヘッド駆動機構107は、ヘッドユニット106をX方向に駆動する駆動源たるX軸サーボモータ173と、ヘッドユニット106をY軸方向に駆動する駆動源たるY軸サーボモータ174とを有している。モータ173はボールねじ175に連結されており、駆動制御部141からの動作指令に応じてモータ173が作動することでヘッドユニット106がボールねじ175を介してX方向に駆動される。一方、モータ174はボールねじ176に連結されており、駆動制御部141からの動作指令に応じてモータ174が作動することで実装用ヘッド支持部材171がボールねじ176を介してY軸方向へ駆動される。   In this embodiment, in addition to the substrate transport mechanism 102, a head drive mechanism 107 is provided. The head drive mechanism 107 is a mechanism for moving the head unit 106 in the X direction and the Y axis direction (direction orthogonal to the X axis and Z direction) over a predetermined range of the base 111. Then, the electronic component sucked by the suction nozzle 161 by the movement of the head unit 106 is transported from the position above the component housing portion 105 to the position above the substrate 103. That is, the head drive mechanism 107 has a mounting head support member 171 extending in the X direction, and the mounting head support member 171 supports the head unit 106 so as to be movable along the X axis. Further, both ends of the mounting head support member 171 are supported by a fixed rail 172 in the Y-axis direction, and are movable along the fixed rail 172 in the Y-axis direction. Further, the head drive mechanism 107 includes an X-axis servo motor 173 that is a drive source for driving the head unit 106 in the X direction, and a Y-axis servo motor 174 that is a drive source for driving the head unit 106 in the Y-axis direction. Yes. The motor 173 is connected to the ball screw 175, and the head unit 106 is driven in the X direction via the ball screw 175 when the motor 173 operates according to an operation command from the drive control unit 141. On the other hand, the motor 174 is connected to the ball screw 176, and the mounting head support member 171 is driven in the Y-axis direction via the ball screw 176 by operating the motor 174 in accordance with an operation command from the drive control unit 141. Is done.

ヘッド駆動機構107によりヘッドユニット106は電子部品を吸着ノズル161により吸着保持したまま基板103に搬送するとともに、所定位置に移載する(部品移載動作)。より詳しく説明すると、ヘッドユニット106は次のように構成されている。このヘッドユニット106では、鉛直方向Zに延設された実装用ヘッドが10本、X方向(基板搬送機構102による基板103の搬送方向)に等間隔で列状配置されている。実装用ヘッドのそれぞれの先端部には、吸着ノズル161が装着されている。すなわち、図2に示すように、各実装用ヘッドはZ方向に伸びるノズルシャフト163を備えている。ノズルシャフト163の軸心部には、上方(Z方向)に延びる空気通路が形成されている。そして、ノズルシャフト163の下方端部には、吸着ノズル161が接続されて空気通路と連通している。一方、上方端部は開口しており、連結部164、接続部材165、空気パイプ166および真空切替バルブ機構167を介して真空吸引源および正圧源に接続される。   The head drive mechanism 107 causes the head unit 106 to transport the electronic component to the substrate 103 while being sucked and held by the suction nozzle 161 and to transfer it to a predetermined position (component transfer operation). More specifically, the head unit 106 is configured as follows. In the head unit 106, ten mounting heads extending in the vertical direction Z are arranged in a row at equal intervals in the X direction (the conveyance direction of the substrate 103 by the substrate conveyance mechanism 102). A suction nozzle 161 is attached to each tip of the mounting head. That is, as shown in FIG. 2, each mounting head includes a nozzle shaft 163 extending in the Z direction. An air passage extending upward (Z direction) is formed in the axial center portion of the nozzle shaft 163. The suction nozzle 161 is connected to the lower end of the nozzle shaft 163 and communicates with the air passage. On the other hand, the upper end is open and connected to a vacuum suction source and a positive pressure source via a connecting portion 164, a connecting member 165, an air pipe 166 and a vacuum switching valve mechanism 167.

また、ヘッドユニット106では、ノズルシャフト163を上下方向Zに昇降させる上下駆動機構168が設けられており、駆動制御部141のモータコントローラ142により上下駆動機構168を駆動制御してノズルシャフト163を上下方向Zに昇降させ、これによって吸着ノズル161を上下方向Zに移動し、位置決めする。この実施形態では、10個の単軸リニアモータLM1〜LM10を組み合わせた多軸リニアモータMLMを上下駆動機構168として用いている。なお、この構成の詳細については、後で詳述する。   Further, the head unit 106 is provided with a vertical drive mechanism 168 that moves the nozzle shaft 163 up and down in the vertical direction Z. The motor controller 142 of the drive control unit 141 controls the vertical drive mechanism 168 to move the nozzle shaft 163 up and down. The suction nozzle 161 is moved up and down in the direction Z, thereby moving the suction nozzle 161 in the up and down direction Z and positioning. In this embodiment, a multi-axis linear motor MLM in which ten single-axis linear motors LM1 to LM10 are combined is used as the vertical drive mechanism 168. Details of this configuration will be described later.

また、吸着ノズル161をR方向に回転させるR軸サーボモータ169が設けられており、制御ユニット104の駆動制御部141からの動作指令に基づきR軸サーボモータ169が作動して吸着ノズル161をR方向に回転させる。したがって、上記のようにヘッド駆動機構107によってヘッドユニット106が部品収容部105に移動されるとともに、上下駆動機構168およびR軸サーボモータ169を駆動することによって、部品収容部105から供給される電子部品に対して吸着ノズル161の先端部が適正な姿勢で当接する。   Further, an R-axis servo motor 169 that rotates the suction nozzle 161 in the R direction is provided, and the R-axis servo motor 169 is operated based on an operation command from the drive control unit 141 of the control unit 104 to make the suction nozzle 161 R Rotate in the direction. Therefore, the head unit 106 is moved to the component storage unit 105 by the head drive mechanism 107 as described above, and the electrons supplied from the component storage unit 105 are driven by driving the vertical drive mechanism 168 and the R-axis servo motor 169. The tip of the suction nozzle 161 comes into contact with the component in an appropriate posture.

図4は上下駆動機構の構成を示す図である。この実施形態において上下駆動機構168として用いられている多軸リニアモータMLMは図4に示すように10個の単軸リニアモータLM1〜LM10と2枚のサイドプレートSPa、SPbとで構成されている。各単軸リニアモータLM1〜LM10は、ベースプレート1上を所定の移動方向Zに移動自在な可動ベース4に対して可動子が移動方向Zに延設されるとともに、移動方向Zと直交する幅方向Yに可動子から離間して対向するように固定子がベースプレート1に対して移動方向Zに延設され、可動子および固定子で発生する磁束の相互作用により可動ベース4を移動方向Zに駆動するものである。そして、これらの単軸リニアモータLM1〜LM10はX方向に積層配置されている。なお、リニアモータLM1〜LM10の構成および動作、並びにリニアモータの積層構造については、後で詳述する。   FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the vertical drive mechanism. In this embodiment, the multi-axis linear motor MLM used as the vertical drive mechanism 168 is composed of ten single-axis linear motors LM1 to LM10 and two side plates SPa and SPb as shown in FIG. . Each of the single-axis linear motors LM1 to LM10 has a movable element extending in the movement direction Z with respect to the movable base 4 movable in a predetermined movement direction Z on the base plate 1 and a width direction orthogonal to the movement direction Z. The stator extends in the movement direction Z with respect to the base plate 1 so as to face Y apart from the mover, and the movable base 4 is driven in the movement direction Z by the interaction of the magnetic flux generated in the mover and the stator. To do. These single-axis linear motors LM1 to LM10 are stacked in the X direction. The configuration and operation of the linear motors LM1 to LM10 and the laminated structure of the linear motor will be described in detail later.

また、リニアモータLM1の(−X)側にサイドプレートSPaが配置される一方、リニアモータLM10の(+X)側にサイドプレートSPbが配置されており、これら2枚のサイドプレートSPa、SPbにより単軸リニアモータLM1〜LM10を挟み込んでいる。これらサイドプレートSPa、SPbおよび単軸リニアモータLM1〜LM10のいずれにも予め設定された位置に3つの締結用の貫通孔が形成されており、これらの締結用貫通孔に貫くようにボルト13p〜13qが挿通されるとともに、ナットによって締結されてサイドプレートSPa、単軸リニアモータLM1〜LM10およびサイドプレートSPbが一体化されて多軸リニアモータMLMが形成されている。この多軸リニアモータMLMは図10に示すようにヘッドユニット106のベースプレート160に取り付けられる。なお、サイドプレートSPbは、端部のリニアモータLM10の凹部1e(図7参照)を覆うカバーとしても機能する。   Further, a side plate SPa is disposed on the (−X) side of the linear motor LM1, while a side plate SPb is disposed on the (+ X) side of the linear motor LM10. The shaft linear motors LM1 to LM10 are sandwiched. Three fastening through holes are formed at preset positions in each of the side plates SPa and SPb and the single-axis linear motors LM1 to LM10, and bolts 13p to 13p are formed so as to penetrate these fastening through holes. 13q is inserted and fastened by a nut, and the side plate SPa, single-axis linear motors LM1 to LM10, and side plate SPb are integrated to form a multi-axis linear motor MLM. The multi-axis linear motor MLM is attached to the base plate 160 of the head unit 106 as shown in FIG. The side plate SPb also functions as a cover that covers the concave portion 1e (see FIG. 7) of the linear motor LM10 at the end.

また、各リニアモータLM1〜LM10の可動ベース4には、連結部164を介してノズルシャフト163が連結されている。各連結部164は図2に示すようにL字状のブロック部材164aとシャフトホルダ164bを備えている。各ブロック部材164aでは、(+Z)方向に延びる端部により、ネジで可動ベース4に螺合されている。これによって、各リニアモータLM1〜LM10でブロック部材164aが可動ベース4の下端部、つまり(−Z)側端部に連結される。また、各ブロック部材164aの(−Y)方向に延びる端部の下面にシャフトホルダ164bが取り付けられ、シャフトホルダ164bの下面側、つまり(−Z)方向側でノズルシャフト163を保持可能となっている。また、シャフトホルダ164bの(−Y)側端部側面には接続部材165が取り付けられている。この接続部材165には空気パイプ166の一方端が接続されており、当該空気パイプ166を介して真空切替バルブ機構167から送られてくる空気をシャフトホルダ164bに送り込んだり、逆にシャフトホルダ164bから空気を空気パイプ166を介して真空切替バルブ機構167に吸引可能としている。このように空気パイプ166−シャフトホルダ164b内の空気経路(図示省略)−ノズルシャフト163という経路で真空切替バルブ機構167と吸着ノズル161が接続されており、各吸着ノズル161に正圧を供給したり、逆に各吸着ノズル161に負圧を供給可能となっている。   Further, a nozzle shaft 163 is connected to the movable base 4 of each of the linear motors LM1 to LM10 via a connecting portion 164. Each connecting portion 164 includes an L-shaped block member 164a and a shaft holder 164b as shown in FIG. Each block member 164a is screwed to the movable base 4 with a screw by an end extending in the (+ Z) direction. Accordingly, the block member 164a is coupled to the lower end portion of the movable base 4, that is, the (−Z) side end portion by each of the linear motors LM1 to LM10. Further, the shaft holder 164b is attached to the lower surface of the end portion extending in the (−Y) direction of each block member 164a, and the nozzle shaft 163 can be held on the lower surface side of the shaft holder 164b, that is, the (−Z) direction side. Yes. A connecting member 165 is attached to the side surface of the (−Y) side end of the shaft holder 164b. One end of an air pipe 166 is connected to the connecting member 165, and air sent from the vacuum switching valve mechanism 167 is sent to the shaft holder 164b via the air pipe 166, or conversely from the shaft holder 164b. Air can be sucked into the vacuum switching valve mechanism 167 via the air pipe 166. In this way, the vacuum switching valve mechanism 167 and the suction nozzle 161 are connected by the air path (not shown) in the air pipe 166-shaft holder 164b and the nozzle shaft 163, and a positive pressure is supplied to each suction nozzle 161. Conversely, negative pressure can be supplied to each suction nozzle 161.

なお、この実施形態では、多軸リニアモータMLMは上下駆動機構168として用いられており、各可動ベース4の移動方向は上下方向Zと平行となっている。このため、各可動ベース4には垂直荷重が常時付与されている。そこで、各リニアモータLM1〜LM10では、リターンスプリング15の上端部をベースプレート1のスプリング係合部1hに係合させるとともに、その下端部をブロック部材164aの(−Y)側端部に設けられたスプリング係合部164cに係合させ、このリターンスプリング15により可動ベース4を上方側、つまり(+Z)方向側に付勢している。これによって、各リニアモータLM1〜LM10のコイル3c(後で説明する図5、図6等)への電流供給を停止している間に、可動ベース4はベースプレート1内に収納される。これにより各吸着ノズル161は上方に位置することになり、上下駆動機構168が電流停止により機能しない状態で、例えばX軸サーボモータ173やY軸サーボモータ174が作動したとしても、各吸着ノズル161、あるいは吸着されている電子部品が基板103やコンベア121等と干渉事故を起こすことがない。このように、リターンスプリング15が本発明の「付勢部材」として機能している。   In this embodiment, the multi-axis linear motor MLM is used as the vertical drive mechanism 168, and the moving direction of each movable base 4 is parallel to the vertical direction Z. For this reason, a vertical load is always applied to each movable base 4. Therefore, in each of the linear motors LM1 to LM10, the upper end portion of the return spring 15 is engaged with the spring engaging portion 1h of the base plate 1, and the lower end portion is provided at the (−Y) side end portion of the block member 164a. The movable base 4 is urged upward by the return spring 15, that is, in the (+ Z) direction side. As a result, the movable base 4 is housed in the base plate 1 while the current supply to the coils 3c of the linear motors LM1 to LM10 (FIGS. 5 and 6 to be described later) is stopped. As a result, each suction nozzle 161 is positioned above, and even if the X-axis servo motor 173 and the Y-axis servo motor 174 are operated in a state where the vertical drive mechanism 168 does not function due to the current stop, for example, each suction nozzle 161 Or, the adsorbed electronic component does not cause an interference accident with the substrate 103, the conveyor 121, or the like. Thus, the return spring 15 functions as the “biasing member” of the present invention.

このように構成された表面実装機では、制御ユニット104のメモリ(図示省略)に予め記憶されたプログラムにしたがって制御ユニット104の主制御部143が装置各部を制御してヘッドユニット106を部品収容部105の上方位置と基板103の上方位置の間を往復移動させる。また、ヘッドユニット106は部品収容部105の上方位置に停止した状態で上下駆動機構168およびR軸サーボモータ169を駆動制御して部品収容部105から供給される電子部品に対して吸着ノズル161の先端部を適正な姿勢で当接させるとともに、負圧吸着力を吸着ノズル161に与えることで、該吸着ノズル161による部品保持を行う。そして、部品を吸着保持したままヘッドユニット106は基板103の上方位置に移動した後、所定位置に移載する。このように部品収容部105から基板103の部品搭載領域に部品を移載する、部品移載動作が繰り返して行われる。   In the surface mounter configured as described above, the main control unit 143 of the control unit 104 controls each part of the apparatus in accordance with a program stored in advance in a memory (not shown) of the control unit 104 so that the head unit 106 is moved to the component housing unit. A reciprocal movement is performed between the upper position of 105 and the upper position of the substrate 103. In addition, the head unit 106 is driven and controlled by the vertical drive mechanism 168 and the R-axis servo motor 169 in a state where the head unit 106 is stopped at an upper position of the component storage unit 105, and the suction nozzle 161 is attached to the electronic component supplied from the component storage unit 105. The tip part is brought into contact with a proper posture, and a negative pressure suction force is applied to the suction nozzle 161, thereby holding the component by the suction nozzle 161. Then, the head unit 106 moves to a position above the substrate 103 while holding the components by suction, and then moves to a predetermined position. In this manner, the component transfer operation of transferring the component from the component storage unit 105 to the component mounting area of the substrate 103 is repeatedly performed.

次に、上記表面実装機MTの上下駆動機構168を構成するリニアモータの構成および動作などについて詳述する。図5は本発明にかかるリニアモータの第1実施形態を示す斜視図であり、上記表面実装機MTの上下駆動機構168を構成するリニアモータを示している。また、図6は図5のリニアモータのA−A線断面図である。さらに、図7は図5のリニアモータの分解組立斜視図である。なお、これらの図面及び後で説明する図面では、上記表面実装機MTとの方向関係を明確にするために、XYZ直角座標軸が示されている。これら3つの方向X、Y、ZのうちZ方向が本発明の「移動方向」に相当し、Y方向が本発明の「幅方向」に相当し、X方向が「移動方向」および「幅方向」の両方向に直交する「厚み方向」に相当している。   Next, the configuration and operation of the linear motor constituting the vertical drive mechanism 168 of the surface mounter MT will be described in detail. FIG. 5 is a perspective view showing a first embodiment of the linear motor according to the present invention, and shows the linear motor constituting the vertical drive mechanism 168 of the surface mounter MT. FIG. 6 is a cross-sectional view of the linear motor of FIG. FIG. 7 is an exploded perspective view of the linear motor of FIG. In these drawings and the drawings described later, XYZ rectangular coordinate axes are shown in order to clarify the directional relationship with the surface mounter MT. Of these three directions X, Y, and Z, the Z direction corresponds to the “movement direction” of the present invention, the Y direction corresponds to the “width direction” of the present invention, and the X direction corresponds to the “movement direction” and the “width direction”. Corresponds to the “thickness direction” orthogonal to both directions.

このリニアモータLM(LM1〜LM10)は所定の移動方向Zに伸びる薄型トレイー状のベースプレート1を有している。このベースプレート1では、図7に示すように、その内底面がベース面1aとなっており、ベースプレート1の(+Y)方向側端部、(−Y)方向側端部および(+Z)方向側端部に立壁1b〜1dが厚み方向(+X)にそれぞれ立設され、これらの立壁1b〜1dとベース面1aにより上方向(+X)に開口する凹部1eが形成されている。そして、当該凹部1eにリニアモータLMの構成部品が後述するように収容される。なお、この実施形態では、アルミニウム合金等によりベース面1aと立壁1b〜1dを一体的に成形して非磁性のベースプレート1を構成しているが、ベース面1aと立壁1b〜1dを個別に形成した上、これらの構成要素を組み付けてベースプレート1を構成してもよい。このようにベースプレート1を非磁性体材料で構成しているが、ベースプレート1を樹脂材料で構成してもよいことは言うまでもない。なお、図5ではリターンスプリング15の図示を省略する一方、図6ではリターンスプリング15を1点鎖線で示している。   The linear motor LM (LM1 to LM10) has a thin tray-like base plate 1 extending in a predetermined movement direction Z. In the base plate 1, as shown in FIG. 7, the inner bottom surface is a base surface 1a, and the (+ Y) direction end, the (−Y) direction end, and the (+ Z) direction end of the base plate 1 are provided. Standing walls 1b to 1d are respectively erected in the thickness direction (+ X), and a recessed portion 1e that opens upward (+ X) is formed by the standing walls 1b to 1d and the base surface 1a. And the component of linear motor LM is accommodated in the said recessed part 1e so that it may mention later. In this embodiment, the base surface 1a and the standing walls 1b to 1d are integrally formed with an aluminum alloy or the like to form the nonmagnetic base plate 1, but the base surface 1a and the standing walls 1b to 1d are individually formed. In addition, the base plate 1 may be configured by assembling these components. Although the base plate 1 is made of a non-magnetic material in this way, it goes without saying that the base plate 1 may be made of a resin material. In FIG. 5, the return spring 15 is not shown, while in FIG. 6, the return spring 15 is indicated by a one-dot chain line.

このベース面1a上には、1本のリニアガイド2がZ方向に延設されている。すなわち、ベースプレート1に対して移動方向Zに延びる直線状のレール2aが固定されるとともに該レール2aに沿って2つのスライダ2b1、2b2が移動方向Zにスライド自在に(Y方向及びX方向に規制されて)取り付けられている。また、レール2aからのスライダ2b1、2b2の抜け落ちを防止するために、2つのリニアガイドストッパ2c1、2c2がベースプレート1のベース面1aに取り付け可能となっている。   On the base surface 1a, one linear guide 2 extends in the Z direction. That is, a linear rail 2a extending in the movement direction Z is fixed to the base plate 1, and two sliders 2b1, 2b2 are slidable in the movement direction Z along the rail 2a (restricted in the Y direction and the X direction). Has been attached). Further, two linear guide stoppers 2c1 and 2c2 can be attached to the base surface 1a of the base plate 1 in order to prevent the sliders 2b1 and 2b2 from falling off from the rail 2a.

また、これらのスライダ2b1、2b2に対して逆凹状またはH字状の断面を有する可動ベース4が取り付けられ、Z方向に移動自在となっている。より詳しくは、可動ベース4はXY断面にて逆凹形状を有する内部空間を有しており、この内部空間の天井面がスライダ2b1、2b2の上面上に位置した状態で、可動ベース4がスライダ2b1、2b2に固定されている。また、可動ベース4の軽量化を図るために、本実施形態では、複数個の貫通孔4aが可動ベース4の天井面に形成されている。このように本実施形態では、可動ベース4およびスライダ2b1、2b2が一体的に移動方向Zに移動自在となっており、本発明の「可動部」に相当している。そして、次に説明するように可動ベース4の(−Y)側端部側面に可動子が取り付けられる一方、(+Y)側端部側面にリニアスケール7bが取り付けられている。   Further, a movable base 4 having a reverse concave shape or an H-shaped cross section is attached to the sliders 2b1 and 2b2, and is movable in the Z direction. More specifically, the movable base 4 has an internal space having a reverse concave shape in the XY cross section, and the movable base 4 is in a state where the ceiling surface of the internal space is located on the upper surfaces of the sliders 2b1 and 2b2. It is fixed to 2b1, 2b2. In order to reduce the weight of the movable base 4, a plurality of through holes 4 a are formed on the ceiling surface of the movable base 4 in the present embodiment. As described above, in this embodiment, the movable base 4 and the sliders 2b1 and 2b2 are integrally movable in the movement direction Z, which corresponds to the “movable part” of the present invention. As described below, the mover is attached to the (−Y) side end side surface of the movable base 4, while the linear scale 7 b is attached to the (+ Y) side end side surface.

図8は可動部材と可動子の取付構造を示す斜視図であり、また図9は可動部材と可動子およびリニアスケールの取付構造を示す図である。これらの図に示すように、可動ベース4の(−Y)側端部側面に強磁性材料より形成されたヨーク5が取り付けられ、さらに当該ヨーク5の表面には、N極側が該表面に対向する永久磁石6と、S極側が該表面に対向する永久磁石とが、交互にZ方向に沿って複数(この実施形態では14個)配列されて取り付けられており、これら永久磁石6とヨーク5によりリニアモータLMの可動子が構成されている。また、この実施形態では、永久磁石6は樹脂層10によりモールドされて表面保護されており、永久磁石6の破損などを効果的に防止することができる。さらに、可動ベース4の(−Y)側端部側面では、可動子(ヨーク5+永久磁石6)の(−Z)側に雌ネジ部4bが2箇所形成されている。これらの雌ネジ部4bは可動ベース4の(−Y)側端部に被駆動物を直接または連結部を介して取り付けるためのものであり、上記表面実装機MTでは雌ネジ部4bを用いて可動ベース4に連結部164を連結し、さらに当該連結部164にノズルシャフト163を被駆動物として接続している。   FIG. 8 is a perspective view showing the mounting structure of the movable member and the mover, and FIG. 9 is a view showing the mounting structure of the movable member, the mover, and the linear scale. As shown in these drawings, a yoke 5 made of a ferromagnetic material is attached to the (−Y) side end side surface of the movable base 4, and the N pole side faces the surface of the yoke 5. A plurality of permanent magnets 6 and 14 permanent magnets whose S poles face the surface are alternately arranged along the Z direction (14 in this embodiment). Thus, the mover of the linear motor LM is configured. Moreover, in this embodiment, the permanent magnet 6 is molded by the resin layer 10 to protect the surface, and the permanent magnet 6 can be effectively prevented from being damaged. Further, on the (−Y) side end side surface of the movable base 4, two female screw portions 4 b are formed on the (−Z) side of the mover (yoke 5 + permanent magnet 6). These female screw portions 4b are for attaching a driven object to the (−Y) side end of the movable base 4 directly or via a connecting portion. In the surface mounter MT, the female screw portion 4b is used. A connecting portion 164 is connected to the movable base 4, and a nozzle shaft 163 is connected to the connecting portion 164 as a driven object.

このように構成された可動子(永久磁石6+ヨーク5)の幅方向(−Y)側に本発明の「固定子」に相当する電機子3が配置され、ベースプレート1のベース面1aに固定されている。この電機子3は、コア3aと、複数の中空形状のボビン3bと、各ボビン3bの外周部に電線を巻きつけてなるコイル3cとで構成されている。このコア3aはZ方向に延びる矩形プレート部から一定間隔で(+Y)方向に設けられた歯部を有する櫛型形状の珪素鋼板を複数枚X方向に積層したものである。このように構成されたコア3aでは、複数の歯部がZ方向に一定間隔で並設されて歯部列を形成している。そして、各歯部に対し、予めコイル3cが巻き付けられたボビン3bが装着されている。こうして、複数(この実施形態では9個)のコア3aの歯部とこの歯部の周りに巻かれたコイル3cがZ方向に同一間隔で設けられて電機子3を構成しており、可動子(永久磁石6+ヨーク5)に対向配置されている。なお、本実施形態では、図6(b)に示すようにコイル3cが巻かれたコア3aの歯部の先端面8と、その先端面8の対向面となる可動子の永久磁石6の対向面8’との共通の法線8aが移動方向Zおよび幅方向Yを含むYZ平面に対して平行となるように、電機子3は構成されている。そして、図示を省略するモータコントローラから各コイル3cに所定の順番で通電が行われると、上記のように先端面8の磁極と対向面8′の磁極の相互作用により可動子(永久磁石6+ヨーク5)にZ方向の推力が生じて可動ベース4をZ方向に駆動する。   The armature 3 corresponding to the “stator” of the present invention is disposed on the width direction (−Y) side of the mover (permanent magnet 6 + yoke 5) configured as described above, and is fixed to the base surface 1a of the base plate 1. ing. The armature 3 includes a core 3a, a plurality of hollow bobbins 3b, and a coil 3c formed by winding an electric wire around the outer periphery of each bobbin 3b. The core 3a is formed by laminating a plurality of comb-shaped silicon steel plates having tooth portions provided in a (+ Y) direction at regular intervals from a rectangular plate portion extending in the Z direction in the X direction. In the core 3a configured as described above, a plurality of tooth portions are arranged in parallel in the Z direction at a constant interval to form a tooth portion row. A bobbin 3b around which a coil 3c is wound is attached to each tooth portion. Thus, a plurality of (9 in this embodiment) tooth portions of the core 3a and coils 3c wound around the tooth portions are provided at the same interval in the Z direction to constitute the armature 3, and the mover Opposing to the (permanent magnet 6 + yoke 5). In the present embodiment, as shown in FIG. 6B, the front end surface 8 of the tooth portion of the core 3a around which the coil 3c is wound and the permanent magnet 6 of the mover that is the opposing surface of the front end surface 8 are opposed to each other. The armature 3 is configured so that the common normal 8a with the surface 8 ′ is parallel to the YZ plane including the moving direction Z and the width direction Y. When a motor controller (not shown) energizes each coil 3c in a predetermined order, the mover (permanent magnet 6 + yoke) is generated by the interaction between the magnetic pole of the tip face 8 and the magnetic pole of the opposing face 8 'as described above. A thrust in the Z direction is generated in 5) to drive the movable base 4 in the Z direction.

第1実施形態にかかるリニアモータLMでは、ベースプレート1、電機子3、可動ベース4および可動子(永久磁石6+ヨーク5)によりモータ本体が形成されており、図6(a)に示すように厚み方向Xでのモータ本体のサイズは高さHmとなっている。これに対し、可動ベース4を上方向、つまり(+Z)方向に付勢するリターンスプリング15の厚み方向Xの高さHsはモータ本体の高さHmよりも低く、モータ本体の高さ範囲にリターンスプリング15が収まるように、可動子(永久磁石6+ヨーク5)および電機子3とともに幅方向Yに沿って配置されている。すなわち、厚み方向Xにおいてリターンスプリング15はモータ本体から飛び出すことなく配置されており、厚み方向XのリニアモータLMの厚みはモータ本体の高さHmと一致する。   In the linear motor LM according to the first embodiment, the motor body is formed by the base plate 1, the armature 3, the movable base 4, and the movable element (permanent magnet 6 + yoke 5), and has a thickness as shown in FIG. The size of the motor body in the direction X is the height Hm. On the other hand, the height Hs in the thickness direction X of the return spring 15 that urges the movable base 4 upward, that is, in the (+ Z) direction is lower than the height Hm of the motor body and returns to the height range of the motor body. It arrange | positions along the width direction Y with the needle | mover (permanent magnet 6+ yoke 5) and the armature 3 so that the spring 15 may be settled. That is, the return spring 15 is arranged in the thickness direction X without jumping out from the motor body, and the thickness of the linear motor LM in the thickness direction X matches the height Hm of the motor body.

また、本実施形態では、可動子に永久磁石を用い、固定子に磁性体で構成されるコア3aを用いているため、コア3aの歯部と可動子の永久磁石との間にコギング力が発生する。「コギング力の発生」とは、従来周知のようにコア3aの歯部位置により永久磁石6の磁束密度が変化し、これによって磁気エネルギーが変化するため、電機子3に作用する電磁気力の脈動が生じる現象である。そこで、コギング力を低減するために、電機子3の歯部列の両端に磁性体からなるサブティース9a、9bが設けられている。すなわち、歯部列の(+Z)側において歯列ピッチと一致あるいは異なる所望の位置にサブティース9aが、また(−Z)側において同歯列ピッチと一致あるいは異なる所望の位置にサブティース9bが、永久磁石6からの離間距離がそれぞれ所望の距離となるように、それぞれベースプレート1のベース面1aに対して着脱自在に設けられている。   In this embodiment, since the mover uses a permanent magnet and the stator uses a core 3a made of a magnetic material, there is a cogging force between the teeth of the core 3a and the mover permanent magnet. appear. “Generation of cogging force” means the pulsation of electromagnetic force acting on the armature 3 because the magnetic flux density of the permanent magnet 6 changes according to the position of the tooth portion of the core 3a and the magnetic energy changes accordingly. Is a phenomenon that occurs. Therefore, in order to reduce the cogging force, sub teeth 9 a and 9 b made of a magnetic material are provided at both ends of the tooth row of the armature 3. That is, the sub-tooth 9a is located at a desired position that matches or is different from the tooth pitch on the (+ Z) side of the tooth row, and the sub-tooth 9b is located at a desired position that matches or differs from the tooth row pitch on the (−Z) side. The base plate 1 is detachably provided on the base surface 1a so that the distance from the permanent magnet 6 is a desired distance.

ところで、上記のように構成したリニアモータLMでは、コア3aに繋がるプレート部位がサブティース9a、9bの近傍まで延ており、電機子のコアとサブティースとが磁気的結合を生じ、磁束密度分布の偏在を生じてしまう。このため、サブティース9a、9bを所定の位置に配置しただけでは、安定したコギング力低減機能を発揮できない場合がある。特に、加速・減速時等において、あるいは作動条件(加速後の一定移動速度)そのものが変化する場合においては、コイル3cに流れる電流量が想定値より変化し、サブティース9a、9bにおける永久磁石との対向面の磁極あるいはその強さが所望のものとはならず、サブティース9a、9bによるコギング力低減の効果が必ずしも得られない場合がある。そこで、本実施形態では、サブティース9a、9bによるコギング力の低減効果を補うために、サブティース9a、9bとベースプレート1の間に磁性体プレート11が設けられている。より詳しくは、次のように構成されている。   By the way, in the linear motor LM configured as described above, the plate portion connected to the core 3a extends to the vicinity of the sub teeth 9a and 9b, the armature core and the sub teeth are magnetically coupled, and the magnetic flux density distribution. Will be unevenly distributed. For this reason, there is a case where a stable cogging force reduction function cannot be exhibited only by arranging the sub teeth 9a and 9b at predetermined positions. In particular, during acceleration / deceleration, etc., or when the operating condition (constant moving speed after acceleration) itself changes, the amount of current flowing through the coil 3c changes from the assumed value, and the permanent magnets in the sub teeth 9a, 9b In some cases, the magnetic poles on the opposing surface or the strength thereof are not desired, and the effect of reducing the cogging force by the sub teeth 9a, 9b may not necessarily be obtained. Therefore, in the present embodiment, the magnetic material plate 11 is provided between the sub teeth 9a and 9b and the base plate 1 in order to supplement the effect of reducing the cogging force by the sub teeth 9a and 9b. More specifically, the configuration is as follows.

図10はサブティースと磁性体プレートの配置関係を示す平面図である。同図においては、サブティース9a、9bに対する磁性体プレート11の相対位置と、磁性体プレート11の平面形状を明確にするため、磁性体プレート11にハッチングを付している。ベースプレート1のベース面1aには、磁性体プレート11の平面形状とほぼ同一形状のプレート嵌合部1gが(−X)方向に形成されている(図6(a)参照)。そして、当該プレート嵌合部1gに磁性体プレート11が嵌合されて磁性体プレート11の表面がベース面1aと面一状態となっている。この磁性体プレート11の配設によって、Y−Z面上においてコア3a,サブティース9a、永久磁石6、ヨーク5、隣の永久磁石6、そして隣の歯部を通ってコア3aに到る磁束だけでなく、サブティース9a、永久磁石6、ヨーク5、磁性体プレート11を通じてサブティース9aに到るX−Y面上の磁束が発生し、コギング力の効果的な低減を図っている。   FIG. 10 is a plan view showing the positional relationship between the sub teeth and the magnetic plate. In the figure, the magnetic plate 11 is hatched in order to clarify the relative position of the magnetic plate 11 with respect to the sub teeth 9a and 9b and the planar shape of the magnetic plate 11. On the base surface 1a of the base plate 1, a plate fitting portion 1g having substantially the same shape as the planar shape of the magnetic plate 11 is formed in the (−X) direction (see FIG. 6A). The magnetic plate 11 is fitted to the plate fitting portion 1g, and the surface of the magnetic plate 11 is flush with the base surface 1a. By the arrangement of the magnetic material plate 11, the magnetic flux reaching the core 3a through the core 3a, the sub teeth 9a, the permanent magnet 6, the yoke 5, the adjacent permanent magnet 6 and the adjacent tooth portion on the YZ plane. In addition, a magnetic flux on the XY plane that reaches the sub teeth 9a through the sub teeth 9a, the permanent magnet 6, the yoke 5, and the magnetic material plate 11 is generated, and the cogging force is effectively reduced.

上記のように可動子(永久磁石6+ヨーク5)と電機子3で発生する磁束の相互作用により可動ベース4が移動方向Zに駆動されるが、可動ベース4が所定の移動範囲を超えてしまうのを防止するために、ベースプレート1のベース面1aに2つの移動規制ストッパ12a、12bが取付可能となっている。   As described above, the movable base 4 is driven in the moving direction Z by the interaction of the magnetic flux generated by the mover (permanent magnet 6 + yoke 5) and the armature 3, but the movable base 4 exceeds the predetermined moving range. In order to prevent this, two movement restricting stoppers 12 a and 12 b can be attached to the base surface 1 a of the base plate 1.

また、可動ベース4の位置を正確に検出するため、可動ベース4の反電機子側、つまり(+Y)側にセンサ7aとリニアスケール7bを有する検出ユニット7が設けられている。このリニアスケール7bは可動ベース4の(+Y)側端部側面に対してZ方向に延設されている。また、リニアスケール7bの(−Y)側でセンサ7aがベースプレート1に固定配置されている。このため、可動ベース4のZ方向移動に応じてリニアスケール7bのうちセンサ7aと対向する領域が変位し、その変位に基づき移動方向Zにおける可動ベース4の位置を正確に検出することが可能となっている。   Further, in order to accurately detect the position of the movable base 4, a detection unit 7 having a sensor 7a and a linear scale 7b is provided on the non-armature side of the movable base 4, that is, the (+ Y) side. The linear scale 7 b extends in the Z direction with respect to the (+ Y) side end side surface of the movable base 4. The sensor 7a is fixedly disposed on the base plate 1 on the (−Y) side of the linear scale 7b. For this reason, the region of the linear scale 7b facing the sensor 7a is displaced according to the movement of the movable base 4 in the Z direction, and the position of the movable base 4 in the movement direction Z can be accurately detected based on the displacement. It has become.

このセンサ7aはセンサ制御ユニット7cと一体的に構成されており、この構造体(センサ7a+センサ制御ユニット7c)は図7に示すように立壁1bに形成された切欠部1fを介して凹部1eに対して挿脱自在となっている。すなわち、構造体は切欠部1fを介してベースプレート1内に挿入され、図6に示すように幅方向Yにおいてセンサ7aがリニアスケール7bに対向して配置されるとともにセンサ制御ユニット7cがセンサ7aの反リニアスケール側、つまり(+Y)側に配置された状態で、ベースプレート1に固定される。特に、この実施形態では、図6(c)に示すように、リニアスケール7bの表面7eと、当該表面7eと対向するセンサ7aのセンシング面7e′との共通の法線7fが移動方向Zおよび幅方向Yを含むYZ平面に対して平行となるように、センサ7aおよびリニアスケール7bの取付位置が設定されている。なお、センサ制御ユニット7cに埃やゴミなどの異物が進入を防止するため、上記構造体を取り付けた後にセンサカバー7dがセンサ制御ユニット7cを覆うようにベースプレート1の立壁1bに取り付けられている。   The sensor 7a is integrally formed with the sensor control unit 7c, and this structure (sensor 7a + sensor control unit 7c) is formed in the recess 1e via a notch 1f formed in the standing wall 1b as shown in FIG. On the other hand, it is removable. That is, the structure is inserted into the base plate 1 through the notch 1f, and as shown in FIG. 6, the sensor 7a is arranged to face the linear scale 7b in the width direction Y, and the sensor control unit 7c is connected to the sensor 7a. It is fixed to the base plate 1 in a state of being arranged on the anti-linear scale side, that is, on the (+ Y) side. In particular, in this embodiment, as shown in FIG. 6C, a common normal line 7f between the surface 7e of the linear scale 7b and the sensing surface 7e 'of the sensor 7a opposite to the surface 7e has a movement direction Z and The mounting positions of the sensor 7a and the linear scale 7b are set so as to be parallel to the YZ plane including the width direction Y. In order to prevent foreign matters such as dust and dirt from entering the sensor control unit 7c, the sensor cover 7d is attached to the standing wall 1b of the base plate 1 so as to cover the sensor control unit 7c after the structure is attached.

なお、この実施形態では、可動ベース4にリニアスケール7bを取り付ける一方、ベースプレート1にセンサ7aを配置しているが、センサ7aとリニアスケール7bを逆転配置してもよい。また、検出ユニット7の構成要素(センサ7a、リニアスケール7b)の一方を可動ベース4に取り付ける代わりに、スライダ2b1、2b2に取り付けるように構成してもよい。また、検出ユニット7の検出方式としては、磁気を用いた磁気方式であっても、光学方式であってもよい。   In this embodiment, the linear scale 7b is attached to the movable base 4, while the sensor 7a is disposed on the base plate 1. However, the sensor 7a and the linear scale 7b may be disposed in reverse. Moreover, you may comprise so that one of the components (sensor 7a, linear scale 7b) of the detection unit 7 may be attached to slider 2b1, 2b2 instead of attaching to the movable base 4. FIG. Further, the detection method of the detection unit 7 may be a magnetic method using magnetism or an optical method.

次に、上下駆動機構168を構成するリニアモータLM(LM1〜LM10)の構成および動作、並びにリニアモータの積層構造について図10〜図11を参照しつつ詳述する。   Next, the configuration and operation of the linear motor LM (LM1 to LM10) constituting the vertical drive mechanism 168 and the laminated structure of the linear motor will be described in detail with reference to FIGS.

図11はリニアモータの積層構造を示す図である。上記表面実装機MTでは、第1実施形態にかかる単軸リニアモータLMと同一構成を有するものを10個準備し、次のように積層していく。ここでは、理解容易のために、2つのリニアモータLM1、LM2の積層構造について説明するが、その他のリニアモータの積層構造も同様である。2つのリニアモータのうち一方のリニアモータLM1の立壁1b〜1dの(+X)側端面がもう一方のリニアモータLM2のベースプレート1の裏面に当接してリニアモータLM1、LM2がX方向に積層配置される。また、各リニアモータLM1、LM2のベースプレート1には、3個の貫通孔1p〜1rが形成されている。そして、リニアモータLM1、LM2の貫通孔1pを貫くようにボルト13pが挿通されるとともに、ボルト13pの先端部に対してナット14pが螺合される。また、他の貫通孔1q、1rについても、貫通孔1pと同様に、ボルト13q、13rが挿通されるとともにナットが螺合される。また、各単軸リニアモーターLM1、LM2に各々2個づつ取り付けられる位置決めピン20が貫通穴21(図7参照)の(−X)側端部に勘合して位置決めを果たす。このように3箇所でリニアモータLM1、LM2が相互に締結固定されて一体化されて2軸のリニアモータMLMが形成される。   FIG. 11 is a view showing a laminated structure of linear motors. In the surface mounter MT, ten units having the same configuration as that of the single-axis linear motor LM according to the first embodiment are prepared and stacked as follows. Here, for easy understanding, a laminated structure of two linear motors LM1 and LM2 will be described, but the laminated structure of other linear motors is the same. Of the two linear motors, the end surfaces 1b to 1d of one linear motor LM1 are in contact with the back surface of the base plate 1 of the other linear motor LM2 so that the linear motors LM1 and LM2 are stacked in the X direction. The Further, three through holes 1p to 1r are formed in the base plate 1 of each of the linear motors LM1 and LM2. Then, a bolt 13p is inserted so as to pass through the through holes 1p of the linear motors LM1 and LM2, and a nut 14p is screwed to the tip of the bolt 13p. As for the other through holes 1q and 1r, the bolts 13q and 13r are inserted and the nuts are screwed together in the same manner as the through hole 1p. Further, two positioning pins 20 each attached to each single-axis linear motor LM1, LM2 are fitted into the (−X) side end of the through hole 21 (see FIG. 7) to achieve positioning. In this way, the linear motors LM1 and LM2 are fastened and fixed to each other at three locations and integrated to form a two-axis linear motor MLM.

このように構成された多軸のリニアモータでは、第1実施形態にかかる薄型のリニアモータLM1、LM2、…、LM10をX方向に積層配置したものであるため、2軸間のX方向ピッチPTを狭く設定することができる。また、各リニアモータLM1、LM2、…、LM10では、可動子や電機子(固定子)などの全構成部品の厚み(X方向の長さ)はベースプレート1の立壁1b〜1dのそれ以下となっており、しかもリニアモータの主要構成(可動部、電機子3および可動子)はベース面1aと立壁1b〜1dで囲まれた凹部1eの内部空間(収納空間)に収納されている。このため、多軸の相対位置を高精度に保ちながらモータ組立を容易に行うことができる。   In the multi-axis linear motor configured as described above, the thin linear motors LM1, LM2,..., LM10 according to the first embodiment are stacked in the X direction. Can be set narrowly. Further, in each of the linear motors LM1, LM2,..., LM10, the thickness (length in the X direction) of all components such as the mover and armature (stator) is less than that of the standing walls 1b to 1d of the base plate 1. In addition, the main components (movable part, armature 3 and movable element) of the linear motor are accommodated in the internal space (accommodation space) of the recess 1e surrounded by the base surface 1a and the standing walls 1b to 1d. For this reason, motor assembly can be easily performed while maintaining the relative positions of the multiple axes with high accuracy.

また、上記した表面実装機MTでは、上記の構成された単軸リニアモータLMを10個、ベース面1aの法線方向(+X)と平行な積層方向に積層配置することで多軸リニアモータMLMが構成されて上下駆動機構168が形成されているので、可動部を互いに干渉させることなく、それぞれ独立して移動方向に駆動可能となっている。また、この積層構造を採用した結果、積層方向(+X)の上流側に位置する上流側単軸リニアモータの凹部1eの内部空間(収納空間)が上流側単軸リニアモータの下流側で隣接する下流側単軸リニアモータのベースプレート1の裏面、つまり反ベース面1kで覆われる。このため、上流側単軸リニアモータへの異物の侵入を効果的に防止することができる。なお、上記表面実装機MTでは、図2や図4に示すように、上下駆動機構168を構成するリニアモータのうち最も(+X)側に位置する単軸リニアモータLM10の開口をサイドプレートSPbが覆って単軸リニアモータLM10への異物の侵入を効果的に防止している。   In the surface mounter MT described above, ten single-axis linear motors LM configured as described above are stacked in a stacking direction parallel to the normal direction (+ X) of the base surface 1a, so that the multi-axis linear motor MLM is disposed. Since the vertical drive mechanism 168 is formed, the movable parts can be independently driven in the moving direction without causing the movable parts to interfere with each other. Further, as a result of adopting this laminated structure, the internal space (housing space) of the concave portion 1e of the upstream single-axis linear motor located upstream in the stacking direction (+ X) is adjacent to the downstream side of the upstream single-axis linear motor. It is covered with the back surface of the base plate 1 of the downstream single-axis linear motor, that is, the anti-base surface 1k. For this reason, it is possible to effectively prevent foreign matter from entering the upstream single-axis linear motor. In the surface mounter MT, as shown in FIG. 2 and FIG. 4, the side plate SPb opens the opening of the single-axis linear motor LM10 located on the most (+ X) side among the linear motors constituting the vertical drive mechanism 168. It covers and effectively prevents foreign matter from entering the single-axis linear motor LM10.

以上のように構成されたリニアモータLM(LM1〜LM10)および表面実装機MTでは次のような作用効果が得られる。上記リニアモータによれば、図6(a)に示すように、可動子(ヨーク5+永久磁石6)、電機子(固定子)3およびリターンスプリング(付勢部材)15が幅方向Yに沿って配置されている。このため、特許文献1に記載されているように可動子と固定子の配置方向から外れた位置に付勢部材(コイルばね)を配置したリニアモータと比べ、リニアモータLM(LM1〜LM10)の薄型化が可能となっている。また、リターンスプリング15の厚み方向Xの高さHsがモータ本体の高さHmよりも低くなるように設定しているので、リターンスプリング15によりリニアモータLM(LM1〜LM10)が厚肉化するのを防止することができる。   The linear motor LM (LM1 to LM10) and the surface mounter MT configured as described above have the following operational effects. According to the linear motor, the mover (yoke 5 + permanent magnet 6), armature (stator) 3, and return spring (biasing member) 15 are arranged along the width direction Y as shown in FIG. Has been placed. For this reason, compared with the linear motor which has arrange | positioned the biasing member (coil spring) in the position remove | deviated from the arrangement | positioning direction of a needle | mover and a stator as described in patent document 1, linear motor LM (LM1-LM10). Thinning is possible. Further, since the height Hs in the thickness direction X of the return spring 15 is set to be lower than the height Hm of the motor body, the return spring 15 increases the thickness of the linear motor LM (LM1 to LM10). Can be prevented.

また、本発明はリターンスプリング15を可動ベース4および電機子(固定子)3とともに幅方向Yに沿って配置することによってリニアモータの薄型化を図っているが、リターンスプリング15を可動ベース4に並設してもよいし、または電機子(固定子)3に並設してもよい。ただし、可動ベース4の位置決め精度を考慮すると、上記第1実施形態のようにリターンスプリング15を幅方向Yの電機子3の反可動子側、つまり(−Y)側に配置するのが望ましい。このような配置構成を採用した場合、可動ベース4、可動子(ヨーク5+永久磁石6)、電機子3およびリターンスプリング15はこの順序で幅方向Yに沿って配置され、可動ベース4とリターンスプリング15とは離間している。リターンスプリング15の一方端部はベースプレート1のスプリング係合部1hに係合されているため、リターンスプリング15の付勢力を受けてベースプレート1のリターンスプリング近傍領域が歪むおそれがあるが、その歪みの影響を上記配置構成により回避することができ、高精度に可動ベース4を位置決めすることができる。   In the present invention, the return spring 15 is disposed along the width direction Y together with the movable base 4 and the armature (stator) 3 to reduce the thickness of the linear motor. They may be juxtaposed or may be juxtaposed with the armature (stator) 3. However, considering the positioning accuracy of the movable base 4, it is desirable to arrange the return spring 15 on the side opposite to the movable element in the width direction Y, that is, on the (−Y) side as in the first embodiment. When such an arrangement is adopted, the movable base 4, the mover (yoke 5 + permanent magnet 6), the armature 3 and the return spring 15 are arranged in this order along the width direction Y, and the movable base 4 and the return spring are arranged. 15 is spaced apart. Since one end portion of the return spring 15 is engaged with the spring engaging portion 1h of the base plate 1, the region near the return spring of the base plate 1 may be distorted by the urging force of the return spring 15. The influence can be avoided by the above arrangement configuration, and the movable base 4 can be positioned with high accuracy.

また、可動ベース4への可動子の取付位置については特に限定されるものではないが、上記実施形態のように可動ベース4への可動子の取付位置を幅方向Yの可動ベース4の(−Y)側端部側面に設定することで可動ベース4の上面や下面に可動子を取り付ける場合よりもリニアモータLM(LM1〜LM10)の薄型化を図ることができる。   Further, the mounting position of the movable element on the movable base 4 is not particularly limited, but the mounting position of the movable element on the movable base 4 is the same as that of the movable base 4 in the width direction Y (−) as in the above embodiment. Y) The linear motor LM (LM1 to LM10) can be made thinner than the case where the mover is attached to the upper surface or the lower surface of the movable base 4 by setting the side end portion side surface.

また、上記実施形態にかかる表面実装機MTでは、上記リニアモータLM1〜LM10の可動ベース4にノズルシャフト163を連結し、可動ベース4を駆動することでノズルシャフト163を上下方向Zに駆動しているため、リニアモータLM1〜LM10の薄型化によってヘッドユニット106の小型化、軽量化を図ることができ、このことは表面実装機MTの小型化に寄与し、さらにXY両方向の移動速度の高速化により実装時間の短縮に大きく寄与する。なおさらに、X方向に薄い形状を有するリニアモータLM1〜LM10を積層配置しているため、X方向において可動ベース4を狭ピッチで配置することができ、その結果、これらの可動ベース4に連結されるノズルシャフト163および吸着ノズル161のX方向のピッチPTを狭くすることができる。   In the surface mounter MT according to the embodiment, the nozzle shaft 163 is connected to the movable base 4 of the linear motors LM1 to LM10, and the movable base 4 is driven to drive the nozzle shaft 163 in the vertical direction Z. Therefore, the thinning of the linear motors LM1 to LM10 can reduce the size and weight of the head unit 106. This contributes to the downsizing of the surface mounter MT and further increases the moving speed in both XY directions. This greatly contributes to shortening the mounting time. Still further, since the linear motors LM1 to LM10 having a thin shape in the X direction are stacked, the movable bases 4 can be arranged in a narrow pitch in the X direction, and as a result, connected to these movable bases 4. The pitch PT in the X direction between the nozzle shaft 163 and the suction nozzle 161 can be reduced.

また、上記実施形態では、リターンスプリング15はリニアモータLM(LM1〜LM10)の前面に配置されており、ユーザは容易にリターンスプリング15にアクセスすることができ、リターンスプリング15の取付・交換作業などのメンテナンス性が良好なものとなっている。   In the above-described embodiment, the return spring 15 is disposed on the front surface of the linear motor LM (LM1 to LM10), and the user can easily access the return spring 15, and the return spring 15 can be attached and replaced. The maintainability is good.

なお、上記実施形態では、リターンスプリング15の一方端部をベースプレート1のスプリング係合部1hに係合させる一方、他方端部を連結部164のスプリング係合部164cに係合させているが、例えば図12に示すようにリターンスプリング15の他方端部を可動ベース4に係合させてもよい。以下、リニアモータの第2実施形態について図12を参照しつつ説明する。   In the above embodiment, one end of the return spring 15 is engaged with the spring engaging portion 1h of the base plate 1, while the other end is engaged with the spring engaging portion 164c of the connecting portion 164. For example, the other end of the return spring 15 may be engaged with the movable base 4 as shown in FIG. Hereinafter, a second embodiment of the linear motor will be described with reference to FIG.

図12は本発明にかかるリニアモータの第2実施形態を示す図であり、同図(a)は同図(b)のA−A線矢視図である。同図に示すリニアモータLMでは、長方形状のベースプレート1上に、2本のリニアガイド2A、2Bが互いに平行に、しかも幅方向Yに離間して設けられている。各リニアガイド2A、2Bでは、ベースプレート1に対して直線状のレール2aが幅方向Yと直交し、しかもベースプレート1の表面と平行な関係にある移動方向Xに延設され、さらに該レール2aに沿ってスライダ2bが移動方向Zにスライド自在となっている。このように構成されたリニアガイド2A、2Bの間には、コイルがベースプレート1の表面に対して複数個枕木状態でZ方向に配列されて電機子3が形成され、リニアモータLMの固定子として機能する。なお、同図(a)では、電機子3を構成する複数のコイルのうち最も(−Z)方向側に設けられたコイルのみが図示されている。   FIG. 12 is a view showing a second embodiment of the linear motor according to the present invention, and FIG. 12 (a) is a view taken along the line AA in FIG. 12 (b). In the linear motor LM shown in the figure, two linear guides 2A and 2B are provided on a rectangular base plate 1 in parallel with each other and separated in the width direction Y. In each of the linear guides 2A and 2B, a linear rail 2a is extended with respect to the base plate 1 in a moving direction X perpendicular to the width direction Y and parallel to the surface of the base plate 1, and further to the rail 2a. Along the slider 2b, the slider 2b can slide in the movement direction Z. Between the linear guides 2 </ b> A and 2 </ b> B configured in this manner, a plurality of coils are arranged in the Z direction in a sleeper state with respect to the surface of the base plate 1, and an armature 3 is formed. Function. In FIG. 9A, only the coil provided closest to the (−Z) direction among the plurality of coils constituting the armature 3 is shown.

また、リニアガイド2A、2Bのスライダ2bの上面には、ベースプレート1と同一幅(幅方向Yの長さ)を有するテーブル状の可動ベース4が取り付けられ、ベースプレート1の上方位置でZ方向に移動自在となっている。このように可動ベース4と2つのスライダ2bが「可動部」として一体的にZ方向に移動自在となっている。   Further, a table-like movable base 4 having the same width (length in the width direction Y) as the base plate 1 is attached to the upper surface of the slider 2b of the linear guides 2A and 2B, and moves in the Z direction above the base plate 1 It is free. In this way, the movable base 4 and the two sliders 2b are integrally movable in the Z direction as “movable portions”.

この可動ベース4の裏面側には、電機子3を挟み込むように複数の永久磁石を取り付けたヨーク5A、5Bが可動子として取り付けられている。つまり、同図への図示は省略されているが、ヨーク5A、5Bはいずれも同図(a)の紙面に対して垂直方向、つまり移動方向Zに延設されるとともに、その延設方向Zに沿って永久磁石が複数個連設されている。なお、同図(a)では、それらの永久磁石のうち最も(−Z)方向側に設けられた永久磁石6A、6Bのみが図示されている。そして、電機子3の(+Y)方向側端部に対して複数の永久磁石6Aが対向するようにヨーク5Aの上端部が可動ベース4の裏面に取り付けられる一方、(−Y)方向側端部に複数の永久磁石6Bが対向するようにヨーク5Bが可動ベース4の裏面に取り付けられている。このため、電機子3のコイルに与える電流を制御することで、可動子の永久磁石6A、6Bと固定子(電機子3)で発生する磁束の相互作用により可動ベース4がZ方向に直線駆動される。   On the back side of the movable base 4, yokes 5 </ b> A and 5 </ b> B with a plurality of permanent magnets attached so as to sandwich the armature 3 are attached as movers. That is, although not shown in the figure, the yokes 5A and 5B are both extended in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. A plurality of permanent magnets are arranged along the line. In FIG. 9A, only the permanent magnets 6A and 6B provided on the most (−Z) direction side among the permanent magnets are shown. The upper end of the yoke 5A is attached to the back surface of the movable base 4 so that the plurality of permanent magnets 6A face the (+ Y) direction end of the armature 3, while the (−Y) direction end A yoke 5B is attached to the back surface of the movable base 4 so that a plurality of permanent magnets 6B face each other. Therefore, by controlling the current applied to the coil of the armature 3, the movable base 4 is linearly driven in the Z direction by the interaction of the magnetic flux generated in the permanent magnets 6A and 6B of the mover and the stator (armature 3). Is done.

さらに、リニアガイド2Aの反可動子側、つまり(+Y)側において、本発明の「付勢部材」に相当するリターンスプリング15が配置されている。このリターンスプリング15の(+Z)側端部はベースプレート1のスプリング係合部1hに係合される一方、(−Z)側端部は可動ベース4の裏面に突設された係合部4cに係合されている。そして、リターンスプリング15は可動ベース4を(+Z)方向に付勢している。   Furthermore, a return spring 15 corresponding to the “biasing member” of the present invention is arranged on the side opposite to the movable element, that is, on the (+ Y) side of the linear guide 2A. The end of the return spring 15 on the (+ Z) side is engaged with the spring engaging portion 1 h of the base plate 1, while the end of the (−Z) side is on the engaging portion 4 c protruding from the back surface of the movable base 4. Is engaged. The return spring 15 biases the movable base 4 in the (+ Z) direction.

このように構成されたリニアモータLMにおいても、上記第1実施形態と同様に、可動子(ヨーク5A、5B+永久磁石6A、6B)、電機子(固定子)3およびリターンスプリング(付勢部材)15が幅方向Yに沿って配置されている。このため、特許文献1に記載されているように可動子と固定子の配置方向から外れた位置に付勢部材(コイルばね)を配置したリニアモータと比べ、リニアモータLMの薄型化が可能となっている。また、リターンスプリング15の厚み方向Xの高さHsがモータ本体の高さHmよりも低くなるように設定しているので、リターンスプリング15によりリニアモータLMが厚肉化するのを防止することができる。このような薄型化されたリニアモータLMでは、リターンスプリング15の径を細く、長さも短くしなければならないことがあり、1本のリターンスプリングでは所望の付勢力が得られない場合がある。このような場合、必要な付勢力を得るために、リターンスプリングを複数本備えることも可能である。例えば図12に示すリニアモータLMにおいて、幅方向Yのリニアガイド2Bの反可動子側、つまり(−Y)側にリターンスプリングを追加配置することで所望の付勢力が得られるように構成してもよい。   Also in the linear motor LM configured as described above, the mover (yoke 5A, 5B + permanent magnet 6A, 6B), armature (stator) 3 and return spring (biasing member) are the same as in the first embodiment. 15 is arranged along the width direction Y. For this reason, the linear motor LM can be made thinner as compared with a linear motor in which an urging member (coil spring) is arranged at a position deviated from the arrangement direction of the mover and the stator as described in Patent Document 1. It has become. Further, since the height Hs in the thickness direction X of the return spring 15 is set to be lower than the height Hm of the motor body, it is possible to prevent the return spring 15 from increasing the thickness of the linear motor LM. it can. In such a thinned linear motor LM, the return spring 15 may have a small diameter and a short length, and a single return spring may not provide a desired urging force. In such a case, it is possible to provide a plurality of return springs in order to obtain a required urging force. For example, the linear motor LM shown in FIG. 12 is configured so that a desired urging force can be obtained by additionally arranging a return spring on the side opposite to the movable element of the linear guide 2B in the width direction Y, that is, the (−Y) side. Also good.

また、上記したリニアモータの第1実施形態ではスライダ2b1、2b2に固定された可動ベース4にヨーク5を取り付け、さらに当該ヨーク5に永久磁石6を取り付け、またリニアモータの第2実施形態ではスライダ2a、2bに固定された可動ベース4にヨーク5A、5Bを取り付け、さらに当該ヨーク5A、5Bにそれぞれ永久磁石6A、6Bを取り付けているが、可動ベース4を強磁性材料で形成し、当該可動ベース4に直接永久磁石6をZ方向に延設し、磁気回路を形成してもよい。また、上記第1実施形態ではスライダ2b1、2b2、上記第2実施形態ではスライダ2a、2bの幅方向Yの端部側面にヨークを取り付け、さらに当該ヨークに永久磁石を取り付けてもよい。この場合、スライダ2b、2b1、2b2は本発明の「可動部」に相当する。さらに、スライダを強磁性材料で構成するとともに、スライダの幅方向Yの端部側面に直接永久磁石をZ方向に延設して磁気回路を形成してもよい。   In the first embodiment of the linear motor described above, the yoke 5 is attached to the movable base 4 fixed to the sliders 2b1 and 2b2, and the permanent magnet 6 is attached to the yoke 5, and the slider in the second embodiment of the linear motor. The yokes 5A and 5B are attached to the movable base 4 fixed to 2a and 2b, and the permanent magnets 6A and 6B are attached to the yokes 5A and 5B, respectively. Permanent magnets 6 may be directly extended in the Z direction on the base 4 to form a magnetic circuit. Further, in the first embodiment, the sliders 2b1 and 2b2 may be attached, and in the second embodiment, the yokes may be attached to the side surfaces of the sliders 2a and 2b in the width direction Y, and a permanent magnet may be attached to the yoke. In this case, the sliders 2b, 2b1 and 2b2 correspond to the “movable part” of the present invention. Furthermore, the slider may be made of a ferromagnetic material, and a magnetic circuit may be formed by extending a permanent magnet directly in the Z direction on the side surface of the slider in the width direction Y.

また、上記第1実施形態及び第2実施形態では、可動子を永久磁石6で構成する一方、固定子を電機子3で構成しているが、可動子を電磁子で構成する一方、固定子を永久磁石で構成したリニアモータに対して本発明を適用してもよい。   Moreover, in the said 1st Embodiment and 2nd Embodiment, while the mover is comprised with the permanent magnet 6, while the stator is comprised with the armature 3, while the mover is comprised with an electromagnetic, on the other hand, the stator You may apply this invention with respect to the linear motor which comprised this with the permanent magnet.

また、上記表面実装機MTでは、第1実施形態にかかる単軸リニアモータLMと同一構成のものを用いた多軸リニアモータMLMを上下駆動機構として用いているが、第2実施形態にかかる単軸リニアモータLMと同一構成のものを用いた多軸リニアモータ、第1実施形態および第2実施形態にかかる単軸リニアモータを組み合わせた多軸リニアモータなど、本発明にかかるリニアモータを複数個設けたものを用いることができる。   In the surface mounter MT, the multi-axis linear motor MLM having the same configuration as that of the single-axis linear motor LM according to the first embodiment is used as the vertical drive mechanism, but the single-axis linear motor LM according to the second embodiment is used. A plurality of linear motors according to the present invention, such as a multi-axis linear motor using the same configuration as the shaft linear motor LM, and a multi-axis linear motor combining the single-axis linear motor according to the first and second embodiments. The provided one can be used.

また、上記実施形態では、部品移載装置として機能する表面実装機MTに対して本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、ICハンドラー等の部品移載装置に対しても本発明を適用することができる。   Further, in the above embodiment, the present invention is applied to the surface mounter MT that functions as a component transfer device, but the application target of the present invention is not limited to this, and components such as an IC handler The present invention can also be applied to a transfer device.

本発明にかかる部品移載装置の一実施形態である表面実装機の概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows schematic structure of the surface mounter which is one Embodiment of the components transfer apparatus concerning this invention. ヘッドユニットの正面図および側面図である。It is the front view and side view of a head unit. 図1に示す表面実装機の電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of the surface mounter shown in FIG. 上下駆動機構の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an up-down drive mechanism. 本発明にかかるリニアモータの第1実施形態を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a first embodiment of a linear motor according to the present invention. 図5のリニアモータのA−A線断面図である。It is AA sectional view taken on the line of the linear motor of FIG. 図5のリニアモータの分解組立斜視図である。FIG. 6 is an exploded perspective view of the linear motor of FIG. 5. 可動部材と可動子の取付構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the attachment structure of a movable member and a needle | mover. 可動部材と可動子の取付構造を示す図である。It is a figure which shows the attachment structure of a movable member and a needle | mover. サブティースと磁性体プレートの配置関係を示す平面図である。It is a top view which shows the arrangement | positioning relationship between a sub-tooth and a magnetic body plate. リニアモータの積層構造を示す図である。It is a figure which shows the laminated structure of a linear motor. 本発明にかかるリニアモータの第2実施形態を示す図である。It is a figure which shows 2nd Embodiment of the linear motor concerning this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…ベースプレート
1h、4c、164c…スプリング係合部
2a…レール
2b、2b1、2b2…スライダ
3…電機子
4…可動ベース(可動部)
5…ヨーク
6…永久磁石
15…リターンスプリング
106…ヘッドユニット
107…ヘッド駆動機構
161…吸着ノズル
163…ノズルシャフト
168…上下駆動機構
LM、LM1〜LM10…単軸リニアモータ
MLM…多軸リニアモータ
MT…表面実装機(部品移載装置)
X…厚み方向(ベース面の法線方向)
Y…幅方向
Z…移動方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base plate 1h, 4c, 164c ... Spring engaging part 2a ... Rail 2b, 2b1, 2b2 ... Slider 3 ... Armature 4 ... Movable base (movable part)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Yoke 6 ... Permanent magnet 15 ... Return spring 106 ... Head unit 107 ... Head drive mechanism 161 ... Adsorption nozzle 163 ... Nozzle shaft 168 ... Vertical drive mechanism LM, LM1-LM10 ... Single-axis linear motor MLM ... Multi-axis linear motor MT ... Surface mounter (component transfer equipment)
X: Thickness direction (normal direction of base surface)
Y ... width direction Z ... moving direction

Claims (9)

ベースプレートと、
前記ベースプレートのベース面に対して所定の移動方向に移動自在となっている可動部と、
前記可動部に対して前記移動方向に延設された可動子と、
前記移動方向と直交する幅方向に前記可動子から離間して対向するように前記ベースプレートの前記ベース面に対して前記移動方向に延設された固定子と、
前記可動部および前記固定子とともに前記幅方向に沿って配置されて前記可動部を前記移動方向の一方側に付勢する付勢部材とを備え、
前記可動子および前記固定子で発生する磁束の相互作用により前記付勢部材の付勢力よりも大きな駆動力を発生させて前記可動部を前記移動方向に駆動する
ことを特徴とするリニアモータ。
A base plate;
A movable part that is movable in a predetermined movement direction with respect to a base surface of the base plate;
A mover extending in the moving direction with respect to the movable part;
A stator extending in the moving direction with respect to the base surface of the base plate so as to be opposed to the mover in a width direction orthogonal to the moving direction;
An urging member that is arranged along the width direction together with the movable portion and the stator and urges the movable portion toward one side of the moving direction;
A linear motor characterized in that a driving force larger than an urging force of the urging member is generated by an interaction of magnetic fluxes generated by the mover and the stator to drive the movable part in the moving direction.
前記ベースプレートの前記ベース面に対して前記移動方向に延設された直線状のレールをさらに備え、
前記可動部は、前記レールに沿って前記移動方向にスライド自在に設けられたスライダと、前記スライダに取り付けられた可動ベースとを有しており、
前記幅方向の前記可動ベースの端部側面に対して前記可動子が取り付けられている請求項1記載のリニアモータ。
A linear rail extending in the moving direction with respect to the base surface of the base plate;
The movable part includes a slider provided slidably in the moving direction along the rail, and a movable base attached to the slider.
The linear motor according to claim 1, wherein the movable element is attached to an end side surface of the movable base in the width direction.
前記ベースプレートの前記ベース面に対して前記移動方向に延設された直線状のレールをさらに備え、
前記可動部は前記レールに沿って前記移動方向にスライド自在に設けられたスライダを有しており、
前記幅方向の前記スライダの端部側面に対して前記可動子が取り付けられている請求項1記載のリニアモータ。
A linear rail extending in the moving direction with respect to the base surface of the base plate;
The movable part has a slider that is slidable in the moving direction along the rail,
The linear motor according to claim 1, wherein the mover is attached to an end side surface of the slider in the width direction.
前記付勢部材は前記幅方向の前記固定子の反可動子側に配置されている請求項1ないし3のいずれかに記載のリニアモータ。   The linear motor according to claim 1, wherein the urging member is disposed on a side opposite to the movable element of the stator in the width direction. 前記付勢部材は前記ベースプレートの前記幅方向前面に配置されている請求項1ないし4のいずれかに記載のリニアモータ。   The linear motor according to claim 1, wherein the urging member is disposed on a front surface of the base plate in the width direction. 前記付勢部材は、一方端が前記ベースプレートに取り付けられる一方、他方端が前記可動部に取り付けられたバネ部材である請求項1ないし5のいずれかに記載のリニアモータ。   The linear motor according to claim 1, wherein the biasing member is a spring member having one end attached to the base plate and the other end attached to the movable part. 前記可動部に取り付けられた連結部材を介して被駆動物を前記移動方向に駆動する請求項1ないし5のいずれかに記載のリニアモータであって、
前記付勢部材は、一方端が前記ベースプレートに取り付けられる一方、他方端が前記連結部材に取り付けられたバネ部材であるリニアモータ。
The linear motor according to any one of claims 1 to 5, wherein a driven object is driven in the moving direction via a connecting member attached to the movable part,
The biasing member is a linear motor that is a spring member having one end attached to the base plate and the other end attached to the connecting member.
前記幅方向および前記移動方向の両方に直交する厚み方向の前記付勢部材の高さHsが、前記ベースプレート、前記可動部、前記可動子および前記固定子からなるモータ本体部の前記厚み方向の高さHmよりも低い請求項1ないし7のいずれかに記載のリニアモータ。   The height Hs of the urging member in the thickness direction orthogonal to both the width direction and the moving direction is the height in the thickness direction of the motor main body portion composed of the base plate, the movable portion, the mover, and the stator. The linear motor according to claim 1, which is lower than the height Hm. 部品収容部から部品搭載領域に部品を移載する部品移載装置において、
ベース部材と、前記ベース部材に対して上下方向に移動自在に支持され、先端部に吸着ノズルが取り付けられるとともに、後端部に接続された負圧配管を介して供給される負圧を前記吸着ノズルに与えるノズルシャフトと、前記ノズルシャフトを前記上下方向に駆動する上下駆動機構とを有する、ヘッドユニットと、
前記部品収容部の上方位置と前記部品搭載領域の上方位置との間で前記ヘッドユニットを移動させるヘッド駆動手段とを備え、
前記上下駆動機構が請求項1ないし8のいずれかに記載のリニアモータであり、
前記リニアモータは、前記移動方向が前記上下方向と平行であり、しかも前記付勢部材が前記可動部を上方向に付勢するように、前記ベース部材に取り付けられ、
前記リニアモータの前記可動部が前記ノズルシャフトに連結されている
ことを特徴とする部品移載装置。
In the component transfer device that transfers components from the component storage unit to the component mounting area,
The base member is supported so as to be movable in the vertical direction with respect to the base member, and a suction nozzle is attached to the front end portion, and the negative pressure supplied through a negative pressure pipe connected to the rear end portion is suctioned. A head unit having a nozzle shaft to be provided to the nozzle and a vertical drive mechanism for driving the nozzle shaft in the vertical direction;
A head driving means for moving the head unit between an upper position of the component housing portion and an upper position of the component mounting area;
The vertical drive mechanism is the linear motor according to any one of claims 1 to 8,
The linear motor is attached to the base member such that the moving direction is parallel to the vertical direction, and the urging member urges the movable portion upward.
The component transfer apparatus, wherein the movable part of the linear motor is connected to the nozzle shaft.
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