JP2009171664A - Linear motor and component transfer apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To stably highly accurately drive a movable section by reducing a cogging force in a so-called movable magnet type linear motor and a component transfer apparatus using the linear motor. <P>SOLUTION: While a movable base 4 moves in a moving direction Z, both sub-teeth 9a, 9b oppose a permanent magnet column, and above-described two kinds of magnetic fluxes are generated in the vicinity of each of the sub-teeth 9a, 9b, and the effect of reduction of a cogging force by the sub-teeth 9a, 9b is continuously obtained. A magnetic plate 11 is provided, so that a magnetic circuit to the sub-teeth 9a through the sub-teeth 9a, a permanent magnet 6, a yoke 5 and the magnetic plate 11 is formed, and thus, the cogging force is reduced efficiently and further stably. As a result, the movable base 4 is highly accurately driven in a moving direction Z. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ベースプレートに対して可動部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 moves a movable part linearly with respect to a base plate, and a component transfer apparatus using the linear motor.

リニアモータは、複数の電機子巻線(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、永久磁石が電機子巻線に対向しながら離間配置されている。そして、電機子巻線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、複数の界磁用永久磁石を移動方向に列状に配置した可動子と、複数の電機子巻線を移動方向に列状に配置した固定子とをエアギャップを介して対向配置させた、いわゆる可動マグネット形リニアモータが提案されている。   The linear motor includes a primary element in which a plurality of armature windings (coils) are arranged in a magnetic core, and a secondary element in which a plurality of permanent magnets are arranged in a yoke made of a ferromagnetic material. The permanent magnet is spaced apart from the armature winding. The primary side element (or secondary side element) becomes the secondary side element (or primary side element) by moving the magnetic field of the magnetic pole core by controlling the drive current applied to the armature winding. Move relative to it. As such a linear motor, for example, as described in Patent Document 1, a mover in which a plurality of field permanent magnets are arranged in a row in a moving direction and a plurality of armature windings in the moving direction. A so-called movable magnet type linear motor has been proposed in which stators arranged in a row are opposed to each other via an air gap.

特許第3818342号公報(図2)Japanese Patent No. 3818342 (FIG. 2) 特開2005−253259号公報(図2)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-253259 (FIG. 2)

ところで、特許文献1に記載のリニアモータの可動子は、複数の界磁用永久磁石を移動方向に配列してなる永久磁石列を有している。一方、固定子では、電機子巻線を巻回した分割コアが複数の移動方向に列状に連結され、移動方向の固定子長さは永久磁石列よりも長くなっている。そして、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子を移動方向に駆動する。しかしながら、可動子が固定子の移動方向の端部周辺を移動する際に比較的大きなコギング力が発生して安定した駆動や高精度な位置決めが困難となっていた。   By the way, the needle | mover of the linear motor of patent document 1 has a permanent magnet row | line | column formed by arranging the several field permanent magnet in a moving direction. On the other hand, in the stator, divided cores wound with armature windings are connected in a row in a plurality of movement directions, and the stator length in the movement direction is longer than that of the permanent magnet row. Then, the mover is driven in the moving direction by the interaction of magnetic fluxes generated by the mover and the stator. However, when the mover moves around the end in the moving direction of the stator, a relatively large cogging force is generated, which makes it difficult to perform stable driving and highly accurate positioning.

この問題を解消するために、例えば特許文献2に記載されているようにサブティースを追加配置することが考えられる。しかしながら、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い、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。その結果、可動子を安定して高精度に駆動することが困難であった。   In order to solve this problem, for example, as described in Patent Document 2, it is conceivable to additionally arrange sub teeth. However, there are cases where the armature core and the sub-teeth are magnetically coupled and the magnetic flux density distribution is unevenly distributed, so that a stable cogging force reduction function cannot be exhibited. As a result, it has been difficult to stably drive the mover with high accuracy.

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、いわゆる可動マグネット形リニアモータにおいてコギング力を低減して可動部を安定して高精度に駆動することを第1の目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and a first object of the present invention is to reduce the cogging force in a so-called movable magnet type linear motor and stably drive the movable portion with high accuracy.

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延設された直線状のレールと、レールに沿って移動方向に移動自在に設けられた可動部と、可動部に対して複数の永久磁石が移動方向に配置された永久磁石列を有する可動子と、基部から延びる複数の歯部が列状に配置されて歯部列を構成しているコアと、各歯部に巻回された複数の電機子巻線とを有し、歯部列が移動方向と平行でかつ移動方向と直交する幅方向に永久磁石列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上に固定された固定子と、移動方向の歯部列の両端部のうち少なくとも一方に配置されたサブティースと、ベースプレートに設けられた磁性体プレートとを備え、幅方向の磁性体プレートの固定子側端部はサブティースに接触あるいは近接する一方、磁性体プレートの可動子側端部は永久磁石列に向けて幅方向に延設されて可動子に近接配置されてい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 includes a base plate, a linear rail extending in a predetermined movement direction with respect to the base surface of the base plate, and a movement direction along the rail. A movable part provided movably, a mover having a permanent magnet array in which a plurality of permanent magnets are arranged in the movement direction with respect to the movable part, and a plurality of tooth parts extending from the base part are arranged in a row to form a tooth A permanent magnet array having a core constituting a part array and a plurality of armature windings wound around each tooth part, the tooth part array being parallel to the moving direction and perpendicular to the moving direction Fixed on the base surface of the base plate so as to be opposed to each other, sub teeth disposed on at least one of both ends of the tooth row in the moving direction, and a magnetic plate provided on the base plate And width The end of the magnetic plate on the stator side is in contact with or close to the sub-tooth, while the end of the mover side of the magnetic plate is extended in the width direction toward the permanent magnet row and is arranged close to the mover. It is characterized by being.

このように構成された発明では、歯部列を構成する各歯部に電機子巻線を巻回したものが固定子としてベースプレートのベース面上に固定される一方、複数の永久磁石を列状に配置したものが可動子として可動部に設けられており、いわゆる可動マグネット方式で可動部が移動方向に駆動される。そして、移動方向の歯部列の両端部のうち少なくとも一方にサブティースが配置されるとともに、ベースプレートに磁性体プレートが設けられており、サブティースと電機子コアと永久磁石とヨークを経由した磁気回路に加え、サブティースと磁性体プレートと永久磁石とヨークを通じた磁気回路が形成される。このため、サブティースと電機子コアと永久磁石を経由した磁気回路形成だけによるコギング力低減効果を、さらに高めることが可能になる。したがって、可動部を安定して移動方向に駆動するとともに、可動部を高精度に位置決めすることができる。   In the invention configured as described above, the armature winding wound around each tooth portion constituting the tooth row is fixed on the base surface of the base plate as a stator, while a plurality of permanent magnets are arranged in rows. The movable part is provided in the movable part as a movable element, and the movable part is driven in the moving direction by a so-called movable magnet system. The sub teeth are arranged at least one of both end portions of the tooth row in the moving direction, and the base plate is provided with a magnetic material plate. The magnetic material passes through the sub teeth, the armature core, the permanent magnet, and the yoke. In addition to the circuit, a magnetic circuit is formed through the sub teeth, the magnetic plate, the permanent magnet, and the yoke. For this reason, it becomes possible to further enhance the cogging force reduction effect only by forming the magnetic circuit via the sub teeth, the armature core, and the permanent magnet. Therefore, the movable part can be stably driven in the moving direction, and the movable part can be positioned with high accuracy.

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となるように、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 is attached to the base member so that the moving direction is parallel to the vertical direction. Parts 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。したがって、ノズルシャフトの先端部に取り付けられた吸着ノズルによる部品移載を安定して、しかも高精度に行うことができ、装置の信頼性を高めることができる。   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. Therefore, the component transfer by the suction nozzle attached to the tip of the nozzle shaft can be performed stably and with high accuracy, and the reliability of the apparatus can be improved.

本発明は、ベースプレートに対して可動部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り、以下においては、本発明にかかるリニアモータと、同リニアモータを用いた部品移載装置の一実施形態である表面実装機に分けて詳述する。   The present invention relates to a linear motor that linearly moves a movable portion with respect to a base plate, and a component transfer device using the linear motor. In the following, the linear motor according to the present invention and the linear motor will be described. This will be described in detail separately for the surface mounter which is an embodiment of the used component transfer apparatus.

<リニアモータ>
図1は本発明にかかるリニアモータの一実施形態を示す斜視図である。また、図2は図1のリニアモータのA−A線断面図である。さらに、図3は図1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、各図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。
<Linear motor>
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a linear motor according to the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the linear motor of FIG. FIG. 3 is an exploded perspective view of the linear motor of FIG. In these drawings and the drawings to be described later, XYZ rectangular coordinate axes are shown in order to clarify the directional relationship between the drawings. 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3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1および図2中の符号1hはリターンスプリングを取り付けるためのスプリング係合部である。   The linear motor LM has a thin tray-like base plate 1 extending in a predetermined movement direction Z. In this base plate 1, as shown in FIG. 3, 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 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. 1 and 2 denotes a spring engaging portion for attaching a return spring.

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4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5は可動部材と可動子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る。例えば後で説明する表面実装機では、雌ネジ部4bを用いて可動ベース4に連結部を連結し、さらに当該連結部にノズルシャフトを被駆動物として接続している。つまり、雌ネジ部4bを用いて可動ベース4の端部に連結される、連結部を介して被駆動物を可動ベース4に取付可能となっている。なお、それについては後の「表面実装機」の項で詳述する。   FIG. 4 is a perspective view showing the mounting structure of the movable member and the movable element, and FIG. 5 is a diagram showing the mounting structure of the movable member and the movable element. 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 portion of the movable base 4 directly or via a connecting portion. For example, in a surface mounter described later, a connecting portion is connected to the movable base 4 using a female screw portion 4b, and a nozzle shaft is connected to the connecting portion as a driven object. That is, the driven object can be attached to the movable base 4 via the coupling portion that is coupled to the end portion of the movable base 4 using the female screw portion 4b. This will be described in detail later in the section “Surface Mounter”.

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(電機子巻線)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2(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 (armature winding) 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. 2B, 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 a 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.

この実施形態では、コア3aの矩形プレート部が本発明の「基部」に相当しており、矩形プレート部から延びる複数の歯部の各々にコイル(電機子巻線)3cを巻回した電機子3が固定子としてベースプレート1のベース面1a上に固定されている。一方、複数の永久磁石6を移動方向Zに列状に配置した永久磁石列を有する可動子が可動ベース4に設けられている。こうして、いわゆる可動マグネット方式で可動ベース4が移動方向Zに駆動される。なお、可動ベース4の移動範囲が後述する2つの移動規制ストッパ12a、12bにより規制されており、移動規制ストッパ12aに対応する位置(移動方向の一方端側(+Z):図6(a))と、移動規制ストッパ12bに対応する位置(移動方向の他方端側(−Z):図6(b))との間を可動ベース4は移動可能となっている。   In this embodiment, the rectangular plate portion of the core 3a corresponds to the “base” of the present invention, and an armature in which a coil (armature winding) 3c is wound around each of a plurality of tooth portions extending from the rectangular plate portion. 3 is fixed on the base surface 1a of the base plate 1 as a stator. On the other hand, a movable element having a permanent magnet row in which a plurality of permanent magnets 6 are arranged in a row in the movement direction Z is provided on the movable base 4. Thus, the movable base 4 is driven in the movement direction Z by a so-called movable magnet system. Note that the movement range of the movable base 4 is restricted by two movement restriction stoppers 12a and 12b, which will be described later, and a position corresponding to the movement restriction stopper 12a (one end side in the movement direction (+ Z): FIG. 6A). The movable base 4 is movable between a position corresponding to the movement restriction stopper 12b (the other end side in the movement direction (-Z): FIG. 6B).

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.

このサブティース9aは、図3および図6に示すように、コア3aと別体形成されており、幅方向Yのサブティース9aの反永久磁石側端面9a1がコア3aの矩形プレート部(基部)に接触あるいは近接する位置に配置される。より具体的には、ベースプレート1のベース面1aの法線方向(+X)側からベース面1aに向けてサブティース9aをアプローチさせてベース面1aに載置する。こうしてベース面1a上にサブティース9aを配置しながら同じ方向、つまり法線方向(+X)側からサブティース9aにネジなどの締結部材9cを作用させてサブティース9aをベースプレートに固定する。一方、サブティース9aの交換や位置調整などを行う際には、法線方向(+X)側から締結部材9cにアクセスしてサブティース9aの固定を解除することができる。さらに、固定解除後にサブティース9aを法線方向(+Z)にベース面1aから取り外すことも可能である。このように、本実施形態では、法線方向(+X)側からサブティース9aの配置、固定および取外作業を実行可能となっているため、サブティース9aの着脱作業が容易であり、作業性に優れている。   As shown in FIGS. 3 and 6, the sub teeth 9a are formed separately from the core 3a, and the end surface 9a1 on the side opposite to the permanent magnet 9a of the sub teeth 9a in the width direction Y is a rectangular plate portion (base) of the core 3a. It is arranged at a position in contact with or close to. More specifically, the sub teeth 9a are approached from the normal direction (+ X) side of the base surface 1a of the base plate 1 toward the base surface 1a and placed on the base surface 1a. In this way, while the sub teeth 9a are arranged on the base surface 1a, a fastening member 9c such as a screw is applied to the sub teeth 9a from the same direction, that is, the normal direction (+ X) side, to fix the sub teeth 9a to the base plate. On the other hand, when replacing or adjusting the position of the sub-tooth 9a, the fixing of the sub-tooth 9a can be released by accessing the fastening member 9c from the normal direction (+ X) side. Furthermore, it is also possible to remove the sub teeth 9a from the base surface 1a in the normal direction (+ Z) after the fixation is released. As described above, in the present embodiment, the placement, fixing, and removal work of the sub teeth 9a can be performed from the normal direction (+ X) side. Is excellent.

また、コア3aと別体形成してベースプレート1に対して着脱自在としたことによって、次の作用効果が得られる。サブティース9aはコギング力の低減効果と密接に関連しており、サブティース9aの形状、大きさ、材質などを変更したり、サブティース9aの配置位置を調整することにより、コギング力の低減効果を調整することができる。すなわち、その調整作業を行う際には、サブティース9aの固定解除、配置変更、取外、再装着などの作業が必要であるが、上記したように構成されたリニアモータLMでは、いずれも作業も法線方向(+Z)側から行うことができ、簡単にしかも高精度に調整作業を行うことができる。なお、(−Z)側のサブティース9bも(+Z)側のサブティース9aと全く同様である。   Moreover, the following effect is obtained by forming separately from the core 3a and making it detachable with respect to the base plate 1. FIG. The sub teeth 9a are closely related to the effect of reducing the cogging force. The effect of reducing the cogging force can be achieved by changing the shape, size, material, etc. of the sub teeth 9a and adjusting the arrangement position of the sub teeth 9a. Can be adjusted. That is, when performing the adjustment work, it is necessary to perform operations such as unfixing, changing the arrangement, removing, and remounting the sub teeth 9a. However, in the linear motor LM configured as described above, any work is required. Can be performed from the normal direction (+ Z) side, and the adjustment operation can be performed easily and with high accuracy. The (−Z) side sub-teeth 9b is exactly the same as the (+ Z) side sub-teeth 9a.

ところで、上記のように構成したリニアモータLMでは、サブティース9a、9bを所定の位置に配置しただけでは、満足なコギング力低減効果が得られない場合がある。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、ベースプレート1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, a satisfactory cogging force reduction effect may not be obtained 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 this embodiment, the magnetic plate 11 is provided on the base plate 1 in order to compensate for the effect of reducing the cogging force by the sub teeth 9a and 9b. More specifically, the configuration is as follows.

図7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2(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。このように1枚の磁性体プレート11がサブティース9aの可動子側端部9a2、サブティース9bの可動子側端部9b2および可動子を(−X)方向側から覆うように設けられている。すなわち、幅方向Yにおける磁性体プレート11の両端部のうち(−Y)側端部、つまり固定子側端部11aはサブティース9a、9bの間を移動方向Zに延設されており、固定子側端部11aの(+Z)側部位がサブティース9aに、また(−Z)側部位がサブティース9bに接触する。なお、本実施形態では磁性体プレート11とサブティース9aを接触させているが、両者を互いに近接配置させてもよい。一方、磁性体プレート11の可動子側端部11bは同図に示すように可動子の永久磁石列に向けて幅方向(+Y)に延設されて可動子および可動ベース4に近接配置されている。このため、サブティース近傍では次に説明するように2種類の磁気回路が形成される。   FIG. 7 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. 2A). 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. Thus, the single magnetic plate 11 is provided so as to cover the mover side end 9a2 of the sub teeth 9a, the mover side end 9b2 of the sub teeth 9b, and the mover from the (−X) direction side. . That is, the (−Y) side end portion, that is, the stator side end portion 11a of the both ends of the magnetic plate 11 in the width direction Y extends between the sub teeth 9a and 9b in the moving direction Z and is fixed. The (+ Z) side portion of the child-side end portion 11a contacts the sub teeth 9a, and the (−Z) side portion contacts the sub teeth 9b. In the present embodiment, the magnetic plate 11 and the sub teeth 9a are in contact with each other, but they may be arranged close to each other. On the other hand, the mover side end portion 11b of the magnetic plate 11 extends in the width direction (+ Y) toward the permanent magnet row of the mover and is disposed close to the mover and the movable base 4 as shown in FIG. Yes. For this reason, two types of magnetic circuits are formed in the vicinity of the sub teeth as described below.

図8はサブティース近傍の構成およびサブティース近傍に形成される磁気回路を示す図である。ここでは、(+Z)側サブティース9a近傍で形成される磁気回路について説明するが、(−Z)側サブティース9bも(+Z)側サブティース9aのそれと同様であるため、相当符号を付して説明を省略する。上記のように構成されたリニアモータLMでは、歯部列の(+Z)側端部にサブティース9aが配置されたことによって、同図(a)中の太実線で示すように、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、そしてサブティースに隣接する歯部を通ってコア3aに到る磁気回路が形成され、この磁気回路に沿って磁束が通る。この磁束は電機子3のコア3aに流入するため、上記したようにサブティース9a、9bの永久磁石6との対向面の磁極が所望のものとならず、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。   FIG. 8 is a diagram showing a configuration near the sub teeth and a magnetic circuit formed near the sub teeth. Here, the magnetic circuit formed in the vicinity of the (+ Z) side sub-tooth 9a will be described, but the (−Z) side sub-teeth 9b is the same as that of the (+ Z) side sub-teeth 9a, and accordingly, a corresponding symbol is attached. The description is omitted. In the linear motor LM configured as described above, since the sub teeth 9a are arranged at the (+ Z) side end of the tooth row, as indicated by the thick solid line in FIG. On the surface, a magnetic circuit reaching the core 3a is formed through the core 3a, the sub teeth 9a, the permanent magnet 6, the yoke 5, the adjacent permanent magnet 6, and the teeth adjacent to the sub teeth. Magnetic flux passes through. Since this magnetic flux flows into the core 3a of the armature 3, the magnetic poles of the sub teeth 9a, 9b facing the permanent magnet 6 are not desired as described above, and a stable cogging force reduction function cannot be exhibited. There is a case.

これに対し、磁性体プレート11を設けたことによって上記磁気回路のほかに別の磁気回路が追加的に形成される。これは、同図(b)中の太実線で示すように、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に到るものである。この磁気回路に沿った磁束はサブティース9aに隣接する電磁石の電流値の影響を受けず、一定の強さを有している。このため、サブティース9a、9bと永久磁石との間で安定した磁気回路の形成が可能となり、その結果、コギング力を効果的に低減させることが可能となっている。このように電磁石の電流値の影響を抑制するためには磁性体プレート11とサブティース9a、9bの接触あるいは近接する位置を可動子側、つまり(+Y)側に設定するのが望ましく、そこで本実施形態では上記したように磁性体プレート11の固定子側端部11aを幅方向Yのサブティース9a、9bの可動子側端部9a2、9b2と接触あるいは近接させている。   On the other hand, by providing the magnetic plate 11, another magnetic circuit is additionally formed in addition to the above magnetic circuit. This reaches the sub teeth 9a through the sub teeth 9a, the permanent magnet 6, the yoke 5, and the magnetic material plate 11, as indicated by the thick solid line in FIG. The magnetic flux along the magnetic circuit is not affected by the current value of the electromagnet adjacent to the sub teeth 9a and has a certain strength. Therefore, a stable magnetic circuit can be formed between the sub teeth 9a and 9b and the permanent magnet, and as a result, the cogging force can be effectively reduced. Thus, in order to suppress the influence of the current value of the electromagnet, it is desirable to set the contact or proximity position of the magnetic material plate 11 and the sub teeth 9a, 9b to the mover side, that is, the (+ Y) side. In the embodiment, as described above, the stator side end portion 11a of the magnetic plate 11 is brought into contact with or close to the mover side end portions 9a2 and 9b2 of the sub teeth 9a and 9b in the width direction Y.

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3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2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2(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. 2, 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. 2 (c), a common normal line 7f between the surface 7e of the linear scale 7b and the sensing surface 7e 'of the sensor 7a facing 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.

以上のように、この実施形態にかかるリニアモータLMでは、いわゆる可動マグネット方式で可動ベース4が所定の移動範囲内で移動方向Zに駆動される。この移動範囲は2つの移動規制ストッパ12a、12bにより規制されている。つまり、当該移動範囲における移動方向の一方端側(+Z)では、図6(a)に示すように、永久磁石列中の最も(−Z)側に位置する永久磁石6aが(−Z)側サブティース9bに対向するとともに、永久磁石6aの(+Z)側に配置された永久磁石のひとつが(+Z)側サブティース9aに対向する。なお、ここでの「永久磁石6aとサブティース9bの対向」とは、幅方向Yから見て永久磁石6aとサブティース9bが完全にまたは部分的に重なっていることを意味しており、仮想XZ平面に対して永久磁石6aとサブティース9bを投影した場合に仮想XZ平面に形成される各投影像が完全にまたは部分的に重なるように永久磁石6aとサブティース9bが位置している(なお、この点に関しては次に説明する「永久磁石6bとサブティース9aの対向」についても同様である)。逆に、当該移動範囲における移動方向の他方端側(−Z)では、図6(b)に示すように、永久磁石列中の最も(+Z)側に位置する永久磁石6bが(+Z)側サブティース9aに対向するとともに、永久磁石6bの(−Z)側に配置された永久磁石のひとつが(−Z)側サブティース9bに対向する。このように、可動ベース4が移動方向Zに移動する間、いずれのサブティース9a、9bも永久磁石列と対向しており、各サブティース9a、9bの近傍で上記した2種類の磁束が発生してサブティース9a、9bによるコギング力低減の効果が継続して得られる。特に、本実施形態では磁性体プレート11を設けたことによって図8(b)に示す磁気回路を形成してコギング力を効果的に、しかも安定して低減させることが可能となっている。その結果、可動ベース4を安定して移動方向Zに高精度に駆動することができる。   As described above, in the linear motor LM according to this embodiment, the movable base 4 is driven in the movement direction Z within a predetermined movement range by a so-called movable magnet method. This movement range is restricted by two movement restriction stoppers 12a and 12b. That is, at one end side (+ Z) in the movement direction in the movement range, as shown in FIG. 6A, the permanent magnet 6a located closest to the (−Z) side in the permanent magnet row is on the (−Z) side. While facing the sub teeth 9b, one of the permanent magnets arranged on the (+ Z) side of the permanent magnet 6a faces the (+ Z) side sub teeth 9a. Here, “opposing the permanent magnet 6a and the sub teeth 9b” means that the permanent magnet 6a and the sub teeth 9b are completely or partially overlapped when viewed in the width direction Y. When the permanent magnet 6a and the sub teeth 9b are projected onto the XZ plane, the permanent magnet 6a and the sub teeth 9b are positioned so that the projected images formed on the virtual XZ plane completely or partially overlap ( This point is the same for “opposing the permanent magnet 6b and the sub teeth 9a” described below). On the other hand, on the other end side (−Z) in the movement direction in the movement range, as shown in FIG. 6B, the permanent magnet 6b located closest to the (+ Z) side in the permanent magnet row is on the (+ Z) side. While facing the sub teeth 9a, one of the permanent magnets arranged on the (−Z) side of the permanent magnet 6b faces the (−Z) side sub teeth 9b. In this way, while the movable base 4 moves in the movement direction Z, each of the sub teeth 9a and 9b is opposed to the permanent magnet row, and the above-described two types of magnetic flux are generated in the vicinity of the sub teeth 9a and 9b. Thus, the effect of reducing the cogging force by the sub teeth 9a and 9b can be continuously obtained. In particular, in the present embodiment, by providing the magnetic plate 11, the magnetic circuit shown in FIG. 8B can be formed to effectively and stably reduce the cogging force. As a result, the movable base 4 can be stably driven in the movement direction Z with high accuracy.

また、本実施形態では、1枚の磁性体プレート11によりサブティース9a、9bの両側で図8(b)に示す磁気回路が形成されるため、後述するようにサブティース9a、9b毎に磁性体プレート11を設ける場合に比べて部品点数を低減することができ、磁性体プレート11の取付作業が簡素であり、しかもサブティース9a、9bに対する磁性体プレート11の位置決め調整も1回で行うことができる。したがって、リニアモータLMの組立作業性やメンテナンス性に優れている。   Further, in the present embodiment, the magnetic circuit shown in FIG. 8B is formed on both sides of the sub teeth 9a and 9b by the single magnetic plate 11, so that the sub teeth 9a and 9b are magnetically provided as will be described later. Compared with the case where the body plate 11 is provided, the number of parts can be reduced, the mounting work of the magnetic body plate 11 is simple, and the positioning adjustment of the magnetic body plate 11 with respect to the sub teeth 9a, 9b is also performed once. Can do. Therefore, the assembly workability and maintenance performance of the linear motor LM are excellent.

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) By setting the side end side surface, the linear motor LM can be made thinner than when the mover is attached to the upper surface or the lower surface of the movable base 4.

また、上記実施形態では、可動ベース4の(−Y)側に可動子および電機子(固定子)3を配置して可動ベース4を駆動する一方、(+Y)側に検出ユニット7を配置して可動ベース4の位置を検出しているため、リニアモータLMを幅方向Yにダウンサイズすることができ、リニアモータLMをコンパクト化することができる。   In the above embodiment, the movable base 4 and the armature (stator) 3 are arranged on the (−Y) side of the movable base 4 to drive the movable base 4, while the detection unit 7 is arranged on the (+ Y) side. Since the position of the movable base 4 is detected, the linear motor LM can be downsized in the width direction Y, and the linear motor LM can be made compact.

なお、本発明にかかるリニアモータは上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、1枚の磁性体プレート11によりサブティース9a、9bを(−X)方向側から覆うように構成しているが、例えば図9に示すようにサブティース9a、9b毎に磁性体プレート11を配置してもよい。この場合、図7に示す実施形態に比べて磁性体プレート11の面積を必要最小限に抑えることができ、部品コストおよび製品重量を抑えることができる。   The linear motor according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the gist thereof. For example, in the above-described embodiment, the sub teeth 9a and 9b are covered from the (−X) direction side by the single magnetic plate 11, but for example, as shown in FIG. 9, the sub teeth 9a and 9b are provided for each of the sub teeth 9a and 9b. A magnetic plate 11 may be disposed. In this case, the area of the magnetic plate 11 can be minimized as compared with the embodiment shown in FIG. 7, and the component cost and product weight can be reduced.

また、上記実施形態では、ベース面1a上に磁性体プレート11を配置しているが、ベースプレート1の製造段階で磁性体プレート11をベースプレート1の内部に作り込んでもよい。すなわち、ベースプレート1をアルミニウム合金の高圧鋳造(いわゆるアルミダイカスト)により成型し、その成型時に磁性体プレート11を鋳込むことによりベースプレート1の製造と同時に磁性体プレート11を配置することができる(図10参照)。この構成は樹脂材料を成型してベースプレート1を形成するリニアモータに対しても適用することができ、例えば樹脂製のベースプレートに磁性体プレートをインサート形成により一体形成してもよい。つまり、非磁性材料を成型して形成されるベースプレート1を用いる可動マグネット形リニアモータにおいては、磁性体プレートをベースプレートの成型時に一体的に形成することができる。   In the above embodiment, the magnetic plate 11 is disposed on the base surface 1 a. However, the magnetic plate 11 may be formed in the base plate 1 at the stage of manufacturing the base plate 1. That is, the base plate 1 is molded by high pressure casting of aluminum alloy (so-called aluminum die casting), and the magnetic plate 11 is cast at the time of molding, so that the magnetic plate 11 can be arranged simultaneously with the production of the base plate 1 (FIG. 10). reference). This configuration can also be applied to a linear motor that forms a base plate 1 by molding a resin material. For example, a magnetic plate may be integrally formed on a resin base plate by insert formation. That is, in the movable magnet type linear motor using the base plate 1 formed by molding a nonmagnetic material, the magnetic material plate can be integrally formed when the base plate is molded.

また、上記実施形態では、電機子3の歯部列の両端にサブティース9a、9bが設けているが、いずれか一方にサブティースを設けるとともに当該サブティースに対応して磁性体プレート11を設けることによって、当該サブティースによるコギング力の低減効果が確実に安定して得られる。   Moreover, in the said embodiment, although the sub teeth 9a and 9b are provided in the both ends of the tooth | gear part row | line | column of the armature 3, the sub body is provided in either one and the magnetic body plate 11 is provided corresponding to the said sub teeth. As a result, the effect of reducing the cogging force by the sub teeth can be obtained reliably and stably.

また、上記実施形態では、サブティース9a、9bと磁性体プレート11は相互に別体形成されているが、両者を一体形成してもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the sub teeth 9a and 9b and the magnetic body plate 11 are formed separately from each other, you may integrally form both.

また、上記実施形態では、可動ベース4の(−Z)側端部の側面に雌ネジ部4bを設けて被駆動物を連結可能に構成しているが、可動ベース4の上面にネジ部を設け、ネジ部を用いて直接被駆動物を可動ベース4に取付可能に構成してもよい。また、ネジ部を用いて可動ベース4にテーブルを固定し、当該テーブルを介して被駆動物を可動ベース4に取付可能に構成してもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the internal thread part 4b is provided in the side surface of the (-Z) side edge part of the movable base 4, and it is comprised so that a to-be-driven object can be connected, a thread part is provided in the upper surface of the movable base 4. The driven object may be directly attached to the movable base 4 using a screw portion. Alternatively, a table may be fixed to the movable base 4 using a screw portion, and the driven object may be attached to the movable base 4 via the table.

また、上記実施形態では、可動ベース4の(−Y)側にのみ可動子および電機子(固定子)3を配置して可動ベース4を駆動しているが、可動ベース4の(+Y)側にも可動子および電機子(固定子)3を配置してもよい。このように構成することで可動ベース4を駆動するための推進力をさらに高めることができる。この場合、可動ベース4の(+Y)側についても、上記実施形態と同様に、移動方向Zの歯部列の両端部のうち少なくとも一方にサブティースを配置するとともに、当該サブティースに対応して磁性体プレートを配置してサブティース、永久磁石、ヨーク、磁性体プレートを通じてサブティースに到る磁気回路を形成するのが望ましい。   In the above-described embodiment, the movable base 4 is driven by arranging the mover and the armature (stator) 3 only on the (−Y) side of the movable base 4, but the (+ Y) side of the movable base 4 is driven. Alternatively, a mover and an armature (stator) 3 may be arranged. With this configuration, the driving force for driving the movable base 4 can be further increased. In this case, also on the (+ Y) side of the movable base 4, as in the above-described embodiment, the sub teeth are disposed at at least one of both ends of the tooth row in the movement direction Z, and corresponding to the sub teeth. It is desirable to form a magnetic circuit that reaches the sub-tooth through the sub-teeth, the permanent magnet, the yoke, and the magnetic plate by arranging the magnetic plate.

また、上記実施形態ではスライダ2b1,2b2に固定された可動ベース4の幅方向Yの端部側面にヨーク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の幅方向Yの端部側面に直接永久磁石6をZ方向に延設し、磁気回路を形成してもよい。また、上記実施形態ではスライダ2b1,2b2の幅方向Yの端部側面にヨーク5を取り付け、さらに当該ヨーク5に永久磁石6を取り付けてもよい。この場合、スライダ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6をZ方向に延設して磁気回路を形成してもよい。   In the above embodiment, the yoke 5 is attached to the side surface in the width direction Y of the movable base 4 fixed to the sliders 2b1 and 2b2, and the permanent magnet 6 is attached to the yoke 5. It may be made of a magnetic material, and the permanent magnet 6 may be directly extended in the Z direction on the side surface in the width direction Y of the movable base 4 to form a magnetic circuit. Moreover, in the said embodiment, the yoke 5 may be attached to the edge part side surface of the width direction Y of slider 2b1, 2b2, and the permanent magnet 6 may be further attached to the said yoke 5. FIG. In this case, the sliders 2b1 and 2b2 correspond to the “movable part” of the present invention. Further, the slider may be made of a ferromagnetic material, and the permanent magnet 6 may be directly extended in the Z direction on the side surface of the end in the width direction Y of the slider to form a magnetic circuit.

また、上記実施形態のいずれも、いわゆる単軸リニアモータであるが、図11に示すように2つの単軸リニアモータLM1、LM2を組み合わせて多軸リニアモータMLMを構成してもよい。   Each of the above embodiments is a so-called single-axis linear motor. However, as shown in FIG. 11, two single-axis linear motors LM1 and LM2 may be combined to form a multi-axis linear motor MLM.

図11は本発明にかかるリニアモータの他の実施形態を示す斜視図である。この実施形態では、同一構成の単軸リニアモータを2個準備し、その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て多軸リニアモータMLMが形成されている。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3参照)の(−X)側端部に嵌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 perspective view showing another embodiment of the linear motor according to the present invention. In this embodiment, two single-axis linear motors having the same configuration are prepared, and the (+ X) side end surfaces of the standing walls 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. Thus, the linear motors LM1 and LM2 are stacked in the X direction to form a multi-axis linear motor MLM. 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 attached to each of the single-axis linear motors LM1 and LM2 are fitted to the (−X) side end portions of the through holes 21 (see FIG. 3) 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2軸のリニアモータMLMでは、図1に示す薄型のリニアモータLM1、LM2をX方向に積層配置したものであるため、2軸のX方向ピッチを狭く設定することができる。また、各リニアモータLM1、LM2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に収容されている。このため、2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 two-axis linear motor MLM configured as described above, the thin linear motors LM1 and LM2 shown in FIG. 1 are stacked in the X direction, so that the pitch of the two axes in the X direction can be set narrow. . Further, in each of the linear motors LM1, LM2, the thickness (length in the X direction) of all components such as the mover and the armature (stator) is less than that of the standing walls 1b to 1d of the base plate 1, and The main components (movable part, armature 3 and mover) of the linear motor are accommodated in a recess 1e surrounded by a base surface 1a and standing walls 1b to 1d. For this reason, motor assembly can be easily performed while maintaining the relative positions of the two axes with high accuracy.

なお、組み合わせる単軸リニアモータの数は「2」に限定されるものではなく、3以上の単軸リニアモータを組み合わせて多軸リニアモータMLMを構成することができる。例えば、次に説明する表面実装機では、10本の吸着ノズルを用いて部品を移載するために各吸着ノズルを上下方向に駆動する上下駆動機構を装備するが、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を当該上下駆動機構として用いることができる。   The number of single-axis linear motors to be combined is not limited to “2”, and a multi-axis linear motor MLM can be configured by combining three or more single-axis linear motors. For example, the surface mounting machine described below is equipped with a vertical drive mechanism that drives each suction nozzle in the vertical direction in order to transfer components using 10 suction nozzles. A multi-axis linear motor MLM combining LM1 to LM10 can be used as the vertical drive mechanism.

<表面実装機>
図12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13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14は図12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、上記した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。
<Surface mounter>
FIG. 12 is a plan view showing a schematic configuration of a surface mounter which is an embodiment of the component transfer apparatus according to the present invention. FIG. 13 is a front view and a side view of the head unit. Further, FIG. 14 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 described above 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12の上側から下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 upper side to the lower 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13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. 13, 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15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15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。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。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13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3参照)を覆うカバーとしても機能する。   FIG. 15 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. . These single-axis linear motors LM1 to LM10 are stacked in the X direction. 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. 3) 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13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。   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. Accordingly, the movable base 4 is accommodated in the base plate 1 while the current supply to the coils 3c of the linear motors LM1 to LM10 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.

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.

以上のように、この実施形態にかかる表面実装機では、図1に示すリニアモータLMと同一構成を有する10個のリニアモータLM1〜LM10をX方向に積層配置してなる多軸リニアモータMLMを用いてノズルシャフト163を上下方向Zに昇降駆動するように構成しているので、ノズルシャフト163の先端部に取り付けられた吸着ノズル161による部品移載を安定して高精度に行うことができ、装置の信頼性を高めることができる。   As described above, in the surface mounter according to this embodiment, the multi-axis linear motor MLM formed by stacking the 10 linear motors LM1 to LM10 having the same configuration as the linear motor LM shown in FIG. Since the nozzle shaft 163 is configured to be driven up and down in the vertical direction Z, the component transfer by the suction nozzle 161 attached to the tip of the nozzle shaft 163 can be stably performed with high accuracy. The reliability of the apparatus can be increased.

<その他>
なお、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。
<Others>
In the above embodiment, the present invention is applied to the surface mounter MT that functions as a component transfer device. However, 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.

本発明にかかるリニアモータの一実施形態を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an embodiment of a linear motor according to the present invention. 図1のリニアモータのA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of the linear motor of FIG. 図1のリニアモータの分解組立斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the linear motor of FIG. 1. 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. サブティースと永久磁石列との相対位置関係を示す図である。It is a figure which shows the relative positional relationship of a subtooth and a permanent magnet row | line | column. 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. サブティース近傍の構成およびサブティース近傍に形成される磁気回路を示す図である。It is a figure which shows the structure near a sub-tooth, and the magnetic circuit formed in the sub-teeth vicinity. 本発明にかかるリニアモータの別の実施形態を示す図である。It is a figure which shows another embodiment of the linear motor concerning this invention. 本発明にかかるリニアモータのさらに別の実施形態を示す図である。It is a figure which shows another embodiment of the linear motor concerning this invention. 本発明にかかるリニアモータの他の実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows other embodiment of the linear motor concerning this invention. 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12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。FIG. 13 is a block diagram showing an electrical configuration of the surface mounter shown in FIG. 12. 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.

符号の説明Explanation of symbols

1…ベースプレート
1a…ベース面
2a…レール
2b1、2b2…スライダ
3…電機子(固定子)
3a…コア
3c…コイル(電機子巻線)
4…可動ベース(可動部)
5…ヨーク
6…永久磁石
9a、9b…サブティース
9a2、9b2…(サブティースの)可動子側端部
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…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 1a ... Base surface 2a ... Rail 2b1, 2b2 ... Slider 3 ... Armature (stator)
3a ... Core 3c ... Coil (armature winding)
4 ... Movable base (movable part)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Yoke 6 ... Permanent magnet 9a, 9b ... Sub teeth 9a2, 9b2 ... (Mount side end part of sub teeth) 106 ... Head unit 107 ... Head drive mechanism 161 ... Adsorption nozzle 163 ... Nozzle shaft 168 ... Vertical drive mechanism LM , LM1 to LM10 ... Linear motor MLM ... Multi-axis linear motor MT ... Surface mounter (component transfer device)
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延設された直線状のレールと、
前記レールに沿って前記移動方向に移動自在に設けられた可動部と、
前記可動部に対して複数の永久磁石が前記移動方向に配置された永久磁石列を有する可動子と、
基部から延びる複数の歯部が列状に配置されて歯部列を構成しているコアと、各歯部に巻回された複数の電機子巻線とを有し、前記歯部列が前記移動方向と平行でかつ前記移動方向と直交する幅方向に前記永久磁石列から離間して対向するように前記ベースプレートのベース面上に固定された固定子と、
前記移動方向の前記歯部列の両端部のうち少なくとも一方に配置されたサブティースと、
前記ベースプレートに設けられた磁性体プレートとを備え、
前記幅方向の前記磁性体プレートの固定子側端部は前記サブティースに接触あるいは近接する一方、前記磁性体プレートの可動子側端部は前記永久磁石列に向けて前記幅方向に延設されて前記可動子に近接配置されていることを特徴とするリニアモータ。
A base plate;
A linear rail extending in a predetermined movement direction with respect to the base surface of the base plate;
A movable part provided to be movable in the moving direction along the rail;
A mover having a permanent magnet row in which a plurality of permanent magnets are arranged in the moving direction with respect to the movable part;
A plurality of tooth portions extending from the base portion arranged in a row to form a tooth portion row, and a plurality of armature windings wound around each tooth portion; A stator fixed on the base surface of the base plate so as to be opposed to the permanent magnet row in a width direction parallel to the moving direction and perpendicular to the moving direction;
Sub teeth disposed on at least one of both ends of the tooth row in the moving direction;
A magnetic plate provided on the base plate,
The stator side end of the magnetic plate in the width direction is in contact with or close to the sub-tooth, while the mover side end of the magnetic plate extends in the width direction toward the permanent magnet row. The linear motor is disposed close to the mover.
前記移動方向の前記歯部列の両端部に前記サブティースが形成され、
前記2つのサブティースの各々に対して前記磁性体プレートが個別に設けられている請求項1記載のリニアモータ。
The sub teeth are formed at both ends of the tooth row in the moving direction,
The linear motor according to claim 1, wherein the magnetic plate is individually provided for each of the two sub teeth.
前記移動方向の前記歯部列の両端部に前記サブティースが形成され、
前記幅方向の前記磁性体プレートの固定子側端部は前記2つのサブティースの間を前記移動方向に延設されるとともに前記2つのサブティースに接触あるいは近接する一方、前記磁性体プレートの可動子側端部は前記永久磁石列に延設されて前記可動子に近接配置されている請求項1記載のリニアモータ。
The sub teeth are formed at both ends of the tooth row in the moving direction,
A stator side end of the magnetic plate in the width direction extends in the moving direction between the two sub teeth and contacts or approaches the two sub teeth, while the magnetic plate is movable. 2. The linear motor according to claim 1, wherein a child-side end portion extends from the permanent magnet row and is disposed close to the mover.
前記磁性体プレートの前記固定子側端部は前記幅方向の前記サブティースの可動子側端部と接触あるいは近接している請求項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 any one of claims 1 to 3, wherein the stator side end portion of the magnetic plate is in contact with or close to a mover side end portion of the sub teeth in the width direction. 前記磁性体プレートは前記サブティースと別体形成されている請求項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 magnetic plate is formed separately from the sub teeth. 前記磁性体プレートは前記サブティースと一体形成されている請求項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 magnetic plate is formed integrally with the sub teeth. 前記磁性体プレートは前記ベースプレートの前記ベース面上に配置されている請求項1ないし6のいずれかに記載のリニアモータ。   The linear motor according to claim 1, wherein the magnetic plate is disposed on the base surface of the base plate. 前記ベースプレートは非磁性材料を成型して形成されたものであり、
前記磁性体プレートは前記ベースプレートの成型時に鋳包まれることによって前記ベースプレートの内部に配置されている請求項1ないし5のいずれかに記載のリニアモータ。
The base plate is formed by molding a nonmagnetic material,
The linear motor according to any one of claims 1 to 5, wherein the magnetic plate is placed inside the base plate by being cast when the base plate is molded.
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となるように、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 so that the moving direction is parallel to the vertical direction,
The component transfer apparatus, wherein the movable part of the linear motor is connected to the nozzle shaft.
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