JP2011258806A - ヘッド位置決め装置、部品実装装置、ヘッド位置決め装置におけるｘビームの冷却方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッド位置決め装置において、簡易な構成でＸビーム自体を冷却して熱膨張によるＸビームの湾曲を緩和する。
【解決手段】実装ヘッド２をＸ方向に移動可能に支持するＸビーム１１には、中空部１７を介して互いに連通するように形成された上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂと下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂからなる吸排気口対４０Ａ，４０Ｂが設けられている。Ｘビーム１１がＸ方向と直交するＹ方向に移動すると、相対的な空気流が上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂと下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂとの間を中空部を通って流れ、その結果Ｘビーム１１が空冷される。
【選択図】図１

Description

本発明は、部品実装、組立、検査、搬送等のためのヘッドを位置決めするヘッド位置決め装置に関する。

部品実装、組立、検査、搬送等のためのヘッドを位置決めするヘッド位置決め装置が知られている。例えば、部品実装装置は、部品を保持する吸着ノズルを有する実装ヘッドのための位置決め装置を備える。この実装ヘッドの位置決め装置は、基板の表面に沿うＸ方向に移動可能に実装ヘッドを支持するＸビームと、基板の表面に沿ってＸ方向と直交するＹ方向に移動可能にＸビームを支持するＹビームを備える。

Ｘビームに支持された実装ヘッドのＸ方向の往復動等を伴う実装作業の継続により、Ｘビームの温度や部品実装装置内の温度が上昇し、熱膨張によりＸビームが湾曲すると実装ヘッドの位置決め精度が低下する。

特許文献１には、Ｘビームの片側の端部をＹビームに対してＸ方向にスライド可能とすることで、熱膨張時のＸビームの湾曲を緩和することが開示されている。しかし、Ｘビームの片側の端部をスライド可能とすると、Ｘ方向におけるＸビームの剛性を確保することが困難である。

特許文献２には、部品実装装置において部品カセットを搭載した可動型のベースの移動範囲に空気吹出孔を設け、空気供給源から供給する空気流でベースを空冷することが記載されている。このように空気供給源を要する空冷方式は構成の複雑化を招き、ヘッド及びＸビームが高速で移動するヘッド位置決め装置には適さない。

特開２００２−９４２９５号公報 特開２００２−１１２５２５号公報

本発明は、ヘッド位置決め装置において、簡易な構成でＸビーム自体を冷却して熱膨張によるＸビームの湾曲を緩和し、ヘッドの位置決め精度を向上することを課題とする。

本発明の第１の態様は、Ｘ方向に移動可能にヘッドを支持し、Ｘ方向に延びる中空部と、前記中空部を介して互いに連通するように形成された第１及び第２の吸排気口をそれぞれ備える複数の吸排気口対とが設けられたＸビームと、前記Ｘビームを前記Ｘ方向と直交するＹ方向に移動可能に支持するＹビームとを備える、ヘッド位置決め装置を提供する。

ＸビームがＹビーム上をＹ方向に移動すると、個々の吸排気口対を構成する第１及び第２の吸排気口のうち一方から中空部に空気が流入し、流入した空気は第１及び第２の吸排気口のうち他方を通って中空部から流出する。この空気流によりＸビームが空冷されるので、Ｘビームの熱膨張を効果的に抑制してヘッドの位置決め精度を向上できる。

例えば、前記Ｘビームは、前記ヘッドがＸ方向に移動可能に支持された第１の側部と、この第１の側部とＹ方向に反対側に位置して上下方向の寸法が前記第１の側部よりも狭い第２の側部と、前記第１及び第２の側部の間の上側傾斜部及び下側傾斜部とを備え、個々の前記吸排気口対は、前記第１の吸排気口が前記上側傾斜部に設けられ、前記第２の吸排気口が前記下側傾斜部に設けられている。

この場合、前記吸排気口対は、前記第１及び第２の吸排気口が前記上側及び下側傾斜部のＹ方向の前記第１の側部側に配置されている複数の第１の吸排気口対と、前記第１及び第２の吸排気口が前記上側及び下側傾斜部のＹ方向の前記第２の側部側に配置されている複数の第２の吸排気口対とを含むことが好ましい。

アルミ系材料からなるＸビームにおける第２の側部側（鋼系のガイドレールが設けられ、このガイドレールにヘッドが移動可能に支持されている第１の側部とは反対側）は、熱膨張時に発生するバイメタル効果（異なる材料の熱膨張差に起因する反り）による曲げモーメントが大きい。つまり、アルミ系のＸビームはＸビームの第１の側に設けられた鋼系のガイドレールより熱膨張による伸び大きいため、Ｘビームに反りが生じて多きな曲げモーメントが作用する。第１及び第２の吸排気口が上側及び下側傾斜部のＹ方向の第２の側部側に配置されている第２の吸排気口対を設けることで、Ｘビームの第２の側部側を効果的に冷却してバイメタル効果による反りを抑制できる。また、第１及び第２の吸排気口の位置が異なる第１の吸排気口対と第２の吸排気口とを設けることで、剛性を確保しつつＹ方向への移動時にＸビームが空気流と接触する面積を増加してより効果的にＸビームを空冷できる。

個々の前記吸排気口の前記第１及び第２の吸排気口のうちの少なくともいずれか一方に空気を案内するためのガイドフィンを設けてもよい。ガイドフィンを設けることで、ＸビームのＹ方向の移動の向きに応じて、吸排気口対を構成する第１及び第２の吸排気口のうちいずれが中空部への空気流の吸込口として機能し、いずれが中空部からの空気流の排出口として機能するかを制御できる。また、ガイドフィンにより吸排気口から流出する際の空気流の向きを制御できる。

例えば、個々の前記吸排気口の前記第１及び第２の吸排気口の両方に前記ガイドフィンを設け、前記第１の吸排気口用に設けられた前記ガイドフィンは前記第２の側部から前記第１の側部に向く方向に凸状であり、前記第２の吸排気口用に設けられた前記ガイドフィンは前記第１の側部から前記第２の側部に向く方向に凸状である。この構成により、Ｘビームが第２の側部側に向けてＹ方向に移動する際には、第１の吸排気口が中空部への空気流の吸込口として機能し、第２の吸排気口が中空部からの空気流の排出口として機能する。逆に、Ｘビームが第１の側部側に向けてＹ方向に移動する際には、第２の吸排気口が吸込口として機能して第１の吸排気口が排出口として機能する。

個々の吸排気口毎に個別にガイドフィンを設けてもよいし、複数の吸排気口に共通のガイドフィンを設けてもよい。

前記第１及び第２の吸排気口のうちの一方の開口面積を他方の開口面積より大きく設定してもよい。この構成によれば、Ｘビームが第２の側部側に向けてＹ方向に移動すると、第１及び第２の吸排気口のうち開口面積の大きい方が空気流の吸込口として機能し、開口面積の小さい方が空気流の排出口として機能する。

本発明の第２の態様は、上述のヘッド位置決め装置を備え、前記ヘッドは部品を保持して基板に実装する実装ヘッドであり、前記Ｘ方向及びＹ方向は前記基板の表面沿いの方向である、部品実装装置を提供する。

本発明の第３の態様は、ヘッド位置決め装置のＸビームに、Ｘ方向に延びる中空部と、前記中空部を介して互いに連通するように形成された複数対の吸排気口とを設け、Ｘビームが前記Ｘ方向と直交するＹ方向に移動可能に支持する際に、個々の前記吸排気口の対のうち一方から前記中空部に流入した空気を吸排気口の対のうち他方を通って中空部から流出させ、この空気流によりＸビームを空冷する、ヘッド位置決め装置におけるＸビームの冷却方法を提供する。

本発明のヘッド位置決め装置では、Ｘビームに中空部を介して互いに連通するように形成された複数対の吸排気口を設け、Ｘビームの移動時に発生する空気流によりＸビームを空冷するので、簡易かつ低コストの構成でＸビームの熱膨張を抑制してヘッドの位置決め精度を向上できる。

本発明の第１実施形態に係るヘッド位置決め装置を備える部品実装装置の模式的な斜視図。 ＸビームをＹ方向から見た図。 図２のIII−III線での断面図。 図２のIII−III線での部分的な断面斜視図。 図２のＶ−Ｖ線での断面図。 図２のＶ−Ｖ線での部分的な断面斜視図。 支持プレートの代案を示す図。 支持プレートの他の代案を示す図。 本発明の第２実施形態に係るヘッド位置決め装置のＸビームをＹ方向から見た図。 図８のIX−IX線での断面図。 本発明の第３実施形態に係るヘッド位置決め装置のＸビームをＹ方向から見た図。 図１０のXI−XI線での断面図。 第３実施形態の変形例を示す断面図。 本発明の第４実施形態に係るヘッド位置決め装置のＸビームの断面図。 本発明の第５実施形態に係るヘッド位置決め装置のＸビームの断面図。 本発明の第６実施形態に係るヘッド位置決め装置のＸビームの断面図。 排気ファンの配置位置を説明するための模式図。 本発明の変形例に係るヘッド位置決め装置をＹ方向から見た図。 本発明の変形例に係るヘッド位置決め装置の平面図。

次に、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１を参照すると、部品実装装置１は、実装ヘッド２、実装ヘッド２をＸＹ方向に位置決めするヘッド位置決め装置３、基板保持テーブル４、基板搬送部５、及び部品供給部６を基台７上に備える。実装ヘッド２は、部品を吸着保持する複数の吸着ノズル８を備える。これらの吸着ノズル８はＺ方向に昇降可能であり、かつＺ方向の軸線周りに回転可能である。Ｘ方向とＹ方向は共に基板１０の表面沿いの方向（本実施形態では実質的に水平面内）であって互いに直交する。Ｚ方向はＸ方向及びＹ方向に直交する方向（本実施形態では実質的に鉛直方向）である。なお、図１では図において手前側の実装ヘッドとその位置決め装置の図示を省略している。

基板搬送部５により搬入された基板１０が基板保持テーブル４に保持される。実装ヘッド２はヘッド位置決め装置３によりＸＹ方向に移動することで、例えば複数のカセットフィーダの集合体である部品供給部６に対して位置決めされる。個々の吸着ノズル８が降下して部品を吸着保持する。その後、ヘッド位置決め装置３による実装ヘッド２のＸＹ方向の移動により、基板１０の部品実装位置に対して個々の吸着ノズル８が位置決めされ、吸着保持された部品が実装される。実装完了後の基板１０は基板搬送部５により基板保持テーブル４から搬出される。

図２から図６をさらに参照して、ヘッド位置決め装置３について詳細に説明する。ヘッド位置決め装置３は、Ｘ方向に延在してＸ方向に移動可能に実装ヘッド２を支持するＸビーム１１と、Ｙ方向に延在してＸビーム１１をＹ方向に移動可能に支持する一対のＹビーム１２Ａ，１２Ｂとを備える。個々のＹビーム１２Ａ，１２Ｂは両端が基台７に固定されている。個々のＹビーム１２Ａ，１２Ｂの側面に上下２段に配置されたガイドレール１３には、Ｙ方向に進退移動可能にガイドブロック１４が係合している。ガイドブロック１４に支持プレート（Ｘビーム支持部）１５Ａ，１５Ｂが固定されている。支持プレート１５Ａ，１５ＢにＸビーム１１の両端部が連結されている。支持プレート１５Ａ，１５Ｂが固定されたガイドブロック１４がガイドレール１３上を移動することで、Ｘビーム１１がＹ方向に移動する。Ｙビーム１２Ａ，１２Ｂは、支持プレート１５Ａ，１５Ｂの進退移動の駆動機構（例えば後述するものと同様のリニアモータ）を備える。

図３及び図６を参照すると、Ｘビーム１１は、例えばアルミニウムのような軽量金属からなる概ね引き抜き形状の梁状部材であり、両端面間を貫通してＸ方向に延びる中空部１７を備える。本実施形態では、中空部１７のＸ方向の両端は支持プレート１５Ａ，１５Ｂにより閉鎖されている。

Ｘビーム１１の外形のＹＺ平面の断面形状は、Ｙ方向において一方の側部（第１の側部）１８から他方の側部（第２の側部）１９に向けて上下方向（Ｚ方向）の寸法が狭まり、かつ水平線Ｈ（図３，５）に対して対称である。言い換えれば、Ｘビーム１１の外形のＹＺ平面の断面形状は側部１８から側部１９に向けて先細りとなる一種のテーパ形状を呈している。具体的には、Ｘビーム１１の外形のＹＺ平面での断面形状は、概ね鉛直方向に延びる側部１８の上下端から上側及び下側水平部２０Ａ，２０Ｂと上側及び下側傾斜部２１Ａ，２１Ｂを介して概ね鉛直方向に延びる側部１９でつながっている。側部１８には中空部１７と連通するＸ方向に延在する細長い開口２２が形成されている。

Ｘビーム１１の側部１８の上下端には、鉄等（鉄、ステンレス）からなるガイドレール２３が配置されている。ガイドレール２３には、Ｘ方向に進退可能にガイドブロック２４が係合している。ガイドブロック２４にはキャリッジ２５が固定され、このキャリッジ２５に実装ヘッド２が搭載されている。実装ヘッド２をＸ方向に移動させるためのリニアモータは、キャリッジ２５に搭載された可動子２７とＸビーム１１に固定された固定子２８とを備える。Ｘビーム１１の側部１８に固定された固定子２８は開口２２を塞いでいる。一方、Ｘビーム１１の側部１９には炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）製の細長い板状部材からなる補強部材３０が固定されている。

Ｘビーム１１の内部の中空部１７は、Ｘビーム１１の両端面間に延びる隔壁３１により、複数（本実施形態では６個の）の区画３４〜３６に区切られている。また、中空部１７のＹＺ平面の断面形状も水平線Ｈに対して対称である。まず、側部１９、上側傾斜部２１Ａ、下側傾斜部２１Ｂ、隔壁３１により囲まれた菱形状の区画３４が水平線Ｈ上に配置されている。また、この区画３４に対して側部１８側に隣接して、上側傾斜部２１Ａと隔壁３１で囲まれた菱形状の区画３５Ａと、下側傾斜部２１Ｂと隔壁３１で囲まれた菱形状の区画３５Ｂが水平線Ｈに対して対称に配置されている。さらに、区画３５Ａ，３５Ｂに対して側部１８側に隣接して、隔壁３１と固定子２８で囲まれた区画３６が水平線Ｈ上に配置されている。さらにまた、区画３６の上下に上側及び下側側部２０Ａ，２０Ｂ、隔壁３１、及び側部１８により囲まれた区画３７Ａ，３７Ｂが水平線Ｈに対して対称に配置されている。

図２に示すように、Ｘビーム１１の上側及び下側傾斜部２１Ａ，２１Ｂには、吸排気口対４０Ａ，４０ＢがＸ方向に一定間隔に交互に設けられている。また、図３に示すように、個々の吸排気口対４０Ａは、上側傾斜部２１Ａを厚み方向に貫通するように設けられた上側吸排気口４１Ａと下側傾斜部２１Ｂを厚み方向に貫通するように設けられた下側吸排気口４２Ａからなる。後述するように上側及び下側吸排気口４１Ａ，４２Ａは中空部１７を介して互いに連通している。同様に、個々の排気口対４０Ｂは、上側傾斜部２１Ａを厚み方向に貫通するように設けられた上側吸排気口４１Ｂと下側傾斜部２１Ｂを厚み方向に貫通するように設けられた下側吸排気口４２Ｂからなり、これらは中空部１７を介して互いに連通している。本実施形態では、上側及び下側吸排気口４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂは、いずれもＸ方向に延びる細長いスリット状である。また、上側傾斜部２１Ａには個々の上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂ毎にガイドフィン４３Ａ，４３Ｂが取り付けられ、下側傾斜部２１Ｂにも個々の下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂ毎にガイドフィン４４Ａ，４４Ｂが取り付けられている。なお、図４及び図６ではガイドフィン４３Ａ〜４４Ｂの図示を省略している。

図２から図４を参照すると、吸排気口対４０Ａを構成する上側及び下側吸排気口４１Ａ，４２Ａは、上側及び下側傾斜部２１Ａ，２１Ｂの側部１９に隣接する位置に配置されている。上側吸排気口４１Ａと下側吸排気口４２Ａは中空部１７の区画３４を介して互いに連通している。

図２、図５、及び図６を参照すると、吸排気口対４０Ｂを構成する上側及び下側吸排気口４１Ｂ，４２Ｂは、上側及び下側傾斜部２１Ａ，２１Ｂの側部１８側（排気口対４０Ａの上側及び下側吸排気口４１Ａ，４２ＡよりもＹ方向に側部１８に近い位置）に配置されている。隔壁３１の区間３５Ａと区間３６を仕切る部分及び区間３５Ｂと区間３６を仕切る部分には、上側及び下側吸排気口４１Ｂ，４２Ｂと同様の形状の開口４５Ａ，４５Ｂが厚み方向に貫通するように形成されている。上側吸排気口４１Ｂと下側吸排気口４２Ｂは、中空部１７の区画３５Ａ、開口４５Ａ、中空部１７の区画３６、開口４５Ｂ、及び中空部１７の区画３５Ｂを介して互いに連通している。

図２、図３、及び図５を参照すると、本実施形態のガイドフィン４３Ａ〜４４ＢはＸビーム１１とは別体で断面円弧状に湾曲させた板状部材である。Ｘビーム１１の上側傾斜部２１Ａに設けられている上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂのガイドフィン４３Ａ，４３Ｂは、ガイドレール２３とガイドブロック２４により実装ヘッド２が移動可能に支持されたＸビーム１１の側部１８に向いて凸状（＋Ｙ向きに凸状）である。一方、Ｘビーム１１の下側傾斜部２１Ｂに設けられている下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂのガイドフィン４４Ａ，４４Ｂは、実装ヘッド２が支持されている側部１８とは反対側の側部１９に向けて凸状（−Ｙ向きに凸状）である。

Ｘ−ビーム１１に支持された実装ヘッド２のＸ方向の往復動等を伴う実装作業の継続により、Ｘビーム１１の温度や部品実装装置内の温度が上昇する。アルミ系材料からなるＸビーム１１における第２の側部１９側（実装ヘッド２を移動可能に支持するための鋼系のガイドレール２３が設けられている第１の側部１８とは反対側）には、熱膨張時に発生するバイメタル効果、アルミ系のＸビーム１１が鋼系のガイドレール２３より熱膨張による伸び大きいことによる曲げモーメントが大きく作用する。そして、このバイメタル効果による曲げモーメントでＸビーム１１が湾曲すると、実装ヘッド２の位置決め精度が低下する。しかし、本実施形態の部品実装装置１が備えるヘッド位置決め装置３では、Ｘビーム１１がＹビーム１２Ａ，１２Ｂ上をＹ方向に移動すると、Ｘビーム１１が移動する向き（＋Ｙ向きか−Ｙ向きかに）応じて、吸排気口対４０Ａ，４０Ｂの上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂから下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂへ、又はその逆に下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂから上側吸排気口４１Ａ，４１ＢにＸビーム１１の内部に構成された中空部１７を通って空気が流れ、この空気流によりＸビーム１１が空冷される。この空冷の結果、Ｘビーム１１の熱膨張を効果的に抑制して実装ヘッド２の位置決め精度を向上できる。

実装ヘッド２が部品供給部６（図１において奥側）から部品をピックアップする際には、Ｘビーム１１は部品供給部６に向けて−Ｙ向きに移動する。この図３及び図５を参照すれば明らかなように、Ｘビーム１１が−Ｙ向きに移動するとＸビーム１１の周囲には相対的に＋Ｙ向きの空気流が生じる。Ｘビーム１１の周囲を相対的に＋Ｙ向きに流れる空気は、個々の吸排気口対４０Ａ，４０Ｂの上側吸排気口４１Ａ，４１ＢからＸビーム１１の内部に構成された中空部１７内に流入する。上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂ毎に＋Ｙ向きに凸状のガイドフィン４３Ａ，４３Ｂが設けられているので、これらのガイドフィン４３Ａ，４３Ｂで捕捉された空気流が確実に上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂに供給される。一方、下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂは−Ｙ向きに凸状のガイドフィン４４Ａ，４４Ｂにより遮蔽されるので＋Ｙ向きの空気流が供給されない。その結果、Ｘビーム１１が部品供給部６に向けて−Ｙ向きに移動に移動すると、上側吸排気口４１ＡからＸビーム１１の内部に構成された中空部１７の区画３４に流入して下側吸排気口４２Ａから流出する空気流と、上側吸排気口４１Ｂから流入して区画３５Ａ、開口４５Ａ、区間３６Ｂ、開口４５Ｂ、及び区画３５Ｂを介して下側吸排気口４２Ｂから流出する空気流が生じる。これらの空気流によりＸビーム１１が空冷される。いずれの空気流も下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂを通ってＸビーム１１の内部に構成された中空部１７から外部に排出され、ガイドフィン４４Ａ，４４Ｂに案内された吸着ノズル８の先端側に向けられる。そのため、部品をピックアップするために部品供給部６へ移動する実装ヘッド２の吸着ノズル８の先端が下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂからの空気流により洗浄される。

実装ヘッド２が部品供給部６（図１において奥側）で部品をピックアップした後に基板保持テーブル４に保持された基板１０へ移動する際には、Ｘビーム１１は＋Ｙ向きに移動する。Ｘビーム１１が＋Ｙ向きに移動すると、Ｘビーム１１の周囲には相対的に−Ｙ向きの空気流が生じる。この−Ｙ向きの空気の流れは個々の吸排気口対４０Ａ，４０Ｂの下側吸排気口４２Ａ，４２ＢからＸビーム１１の内部に構成された中空部１７内に流入する。下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂ毎に設けられた−Ｙ向きに凸状のガイドフィン４４Ａ，４４Ｂにより、−Ｙ向きの空気流が捕捉されて確実に下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂに供給される。一方、上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂは＋Ｙ向きに凸状のガイドフィン４３Ａ，４３Ｂにより遮蔽されるので＋Ｙ向き側の空気流は供給されない。その結果、Ｘビーム１１が基板保持テーブル４に向けて＋Ｙ方向に移動すると、下側吸排気口４２Ａ，４２ＢからＸビーム１１の内部に構成された中空部１７を介して上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂから流出する空気流が生じ、これらの空気流によりＸビーム１１が空冷される。いずれの空気流もＸビーム１１の内部に構成された中空部１７から上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂを通って外部に排出されるので、吸着ノズル８に真空吸着により保持された部品に吹き付けられることがない。つまり、Ｘビーム１１の空冷のための空気流は、吸着ノズル８による部品の保持の安定性に影響を及ぼさない。

以上のように、本実施形態では、ガイドフィン４３Ａ〜４４Ｂを設けることで、Ｘビーム１１のＹ方向の移動の向きに応じて、吸排気口対４０Ａ，４０Ｂを構成する上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂと下側吸排気口４２Ａ，４２ＢのうちいずれがＸビーム１１の内部に構成された中空部１７への空気流の吸込口として機能し、いずれが中空部１７からの空気流の排出口として機能するかを制御している。

アルミニウム製のＸビーム１１は鋼製（鉄、ステンレス等）のガイドレール２３と比較して熱膨張係数が大幅に大きい。つまり、Ｘビーム１１とそれに固定されたガイドレール２３とは一種のバイメタルを構成している。そのため、仮に本実施形態のような空冷を行わずかつＸビームの長さ１０００ｍｍ程度である場合、部品実装装置の稼動中にＸビームの温度が１０Ｋ程度上昇し、バイメタル効果（Ｘビームの熱膨張による延びはガイドレールのそれよりも大きい）のためにＸビーム１１に１００μｍ程度の反りが生じる。しかし、本実施形態の吸排気口対４０Ａ，４０Ｂによる空冷を採用することで、部品実装装置１の稼動中のＸビーム１１の温度上昇を１〜２Ｋ程度低減できる。この１〜２Ｋ程度の温度上昇抑制は、Ｘビーム１１が１０００ｍｍ程度とすると１０〜２０μｍの反りの低減に相当する。

前述のバイメタル効果による曲げモーメントはガイドレール２３が取り付けられている側部１８とは反対側の側部１９で最も大きくなる。図３及び図４に最も明瞭に示すように、上側及び下側傾斜部２１Ａ，２１Ｂの側部１９に隣接した位置に吸排気口対４０Ａを設けており、Ｘビーム１１の移動により吸排気口対４０Ａを構成する上側及び下側吸排気口４１Ａ，４２Ａ間で中空部１７（区間３４）を通る空気流が発生する。つまり、側部１９に隣接した位置に吸排気口対４０Ａを設けることで側部１９を効果的に空冷し、バイメタル効果による反りを効果的に抑制できる。

図２に最も明瞭に示すように、Ｘビーム１１の上側傾斜部２１Ａでは、一方の吸排気口対４０Ａの上側吸排気口４１Ａよりも上方（Ｚ方向）に他方の吸排気口対４０Ｂの上側吸排気口４１Ｂが位置しており、これら高さ位置の異なる２種類の上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂが長手方向（Ｘ方向）に交互に配置されている。同様に、Ｘビーム１１の下側傾斜部２１Ｂでは、一方の吸排気口対４０Ａの下側吸排気口４２Ａよりも下方（Ｚ方向）に他方の吸排気口対４０Ｂの下側吸排気口４２Ｂが位置しており、これらが長手方向に交互に配置されている。このように上側及び下側吸排気口４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂを千鳥状ないしは多段状に配置することで、Ｘビーム１１の剛性を確保しつつ移動時にＸビーム１１が空気流と接触する面積を増加し、より効果的にＸビーム１１を空冷できる。

本実施形態におけるＸビーム１１の空冷は、Ｘビーム１１自体がＹビーム１２Ａ，１２Ｂに沿って移動する際に必然的に生じる周囲の空気に対する相対的な移動を利用しており、ポンプ等の空気供給源は必要ない。また、Ｘビーム１１の空冷のために設けているのは、上側及び下側吸排気口４１Ａ〜４２Ｂ、開口４５Ａ，４５Ｂ、及びガイドフィン４３Ａ〜４４Ｂだけである。これらの点で、本実施形態のヘッド位置決め装置３は、簡易な構成でＸビーム１１の空冷を実現している。

Ｘビーム１１がＹ方向に移動すると、その向き（＋Ｙ方向か−Ｙ方向か）に応じて定まる流れ方向に上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂと下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂの一方を吸込口として他方を排出口とする相対的な空気流がＸビーム１１を通過するので、相対的な空気流の流れをスムーズにすることでＸビーム１１の移動時の空気抵抗を低減することが可能である。

図７Ａに示すように、支持プレート１５Ａ，１５ＢのＸビーム１１の端面を閉鎖している面に中空部１７と外部を連通する溝１５ａを設けてもよい。Ｘビーム１１の移動時に吸排気口通４０Ａ，４０Ｂにより中空部１７を流れる空気流の一部がＸビーム１１の端面から溝１５ａを通って外部に排出される。そのため、溝１５ａを設けることでＸビーム１１の移動時の空気流の流量を増加させてＸビーム１１の冷却効果を高めることができる。同様に、図７Ｂでは支持プレート１５Ｂの高さ（Ｚ方向の寸法）を縮小して中空部１７の図において左側の端部を開放している。この図７Ｂのような構造によっても、Ｘビーム１１の移動時の空気流の流量を増加させてＸビーム１１の冷却効果を高めることができる。

（第２実施形態）
図８及び図９に示す本発明の第２実施形態に係るヘッド位置決め装置３では、実装ヘッド２の頂部からＸビーム１１の上方をＹ方向に横切って側部１９の上方まで達するルーフ状部５１を設けている。ルーフ状部５１の下面にはＹＺ平面に沿って拡がる補助フィン５２が下向きに突出するように設けられている。補助フィン５２の下端はＸビーム１１自体やガイドフィン４３Ａ，４３Ｂとは接触しないが、それらに対して上方に隣接した位置にある。

実装ヘッド２がＸビーム１１に沿ってＸ方向に移動すると、それに伴って補助フィン５２がＸビーム１１の上方でＸ方向に移動する。補助フィン５２がＸ方向に移動するとその向きと交差する下向き方向（Ｚ方向）に空気流が生じる。例えば、補助フィン５２が＋Ｘ向きに移動すると−Ｚ向きの空気流が生じる。この補助フィン５２の移動による生じる空気流がガイドフィン４３Ａ，４３Ｂを冷却するように流れ、またさらには上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂから中空部１７に流入して下側空気流４２Ａ，４２Ｂから流出する。つまり、補助フィン５２のＸ方向による移動によっても吸排気口対４０Ａ，４０ＢによりＸビーム１１を通過する空気流が生じ、Ｘビーム１１が冷却される。

第２実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

（第３実施形態）
図１０及び図１１に示す本発明の第３実施形態に係るヘッド位置決め装置３では、Ｘビーム１１に上側及び下側傾斜部２１Ａ，２１Ｂの側部１８側に位置する上側及び下側吸排気口４１Ｂ，４２Ｂからなる吸排気口対４０Ｂのみを設けており、第１実施形態において吸排気口対４０Ａを構成する上側及び下側吸排気口４１Ａ，４２Ａ（例えば図３参照）に相当する吸排気口は設けれていない。

上側吸排気口４１Ｂのためのガイドフィン（例えば図３の符号４３Ｂ参照）は設けられていない。一方、Ｘビーム１１の下側傾斜部２１Ｂと一体構造であって概ねＸビーム１１の長手方向の全体に延在するガイドフィン５３が設けられている。図１０に示すように、下側傾斜部２１Ｂに設けられたすべての下側吸排気口４２Ｂを覆うように設けられている。つまり、個々の下側吸排気口４２Ｂ毎ではなく、すべての下側吸排気口４２Ｂに共通する１個のガイドフィン５３が設けられている。ガイドフィン５３は−Ｙ向きに凸状である。

Ｘビーム１１が−Ｙ方向に移動すると、上側吸排気口４１Ｂから中空部１７に空気流が流入して下側吸排気口４２Ｂから排出される。一方、Ｘビーム１１が＋Ｙ方向に移動すると、ガイドフィン５３で捕捉された空気流が下側吸排気口４２Ｂから中空部１７に流入して上側吸排気口４１Ｂから排出される。

なお、図１２に示すように、Ｘビーム１１の上側傾斜部２１Ａと一体構造ですべての上側吸排気口４１Ｂに共通するガイドフィン５４（＋Ｙ向きに凸状）をさらに設けてもよい。

第３実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

（第４実施形態）
図１３に示す本発明の第４実施形態に係るヘッド位置決め装置３では、個々の吸排気口対４０Ａ，４０Ｂにおいて上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂの開口面積を下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂの開口面積よりも大きく設定している。また、上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂと下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂのいずれについてもガイドフィンは設けていない。

Ｘビーム１１が−Ｙ方向に移動した場合、相対的な＋Ｙ向きの空気流が上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂと下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂの両方に供給される。しかし、空気流は、開口面積が大きい上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂからの方が、開口面積が小さい下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂからよりも中空部１７に進入しやすい。その結果、個々の吸排気口対４０Ａ，４０Ｂにおいて、上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂ側が下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂ側よりも圧力が高くなり、上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂから中空部１７を介して下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂへ空気が流れる。このように上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂと下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂの開口面積によっても中空部１７を通過する空気流の向きを調整できる。

なお、本実施形態の場合、Ｘビーム１１が＋Ｙ方向に移動するときは中空部１７を通過する空気流は生じない。

第４実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

（第５実施形態）
図１４に示す本発明の第５実施形態に係るヘッド位置決め装置３では、上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂのためのガイドフィン（例えば図３の符号４３Ａ，４３Ｂ参照）は設けられていない。下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂについては、個別にガイドフィン４４Ａ，４４Ｂは設けられている。これらのガイドフィン４４Ａ，４４Ｂは凸状（曲面状）ではなくＸＺ平面に沿って拡がる単なる平板状である。また、ガイドフィン４４Ａ，４４Ｂの下端はいずれも、Ｘビーム１１の下側水平部２０Ｂよりも上方に位置している。

Ｘビーム１１が−Ｙ方向に移動した場合に相対的な＋Ｙ向きの空気流が生じ、この空気流は上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂに供給される。一方、下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂについてはガイドフィン４４Ａ，４４Ｂで遮蔽されるため＋Ｙ向きの空気流は供給されない。その結果、Ｘビーム１１が−Ｙ方向に移動すると、個々の吸排気口対４０Ａ，４０Ｂにおいて上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂから中空部１７を介して下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂへ向かう空気流が生じる。下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂを通って中空部１７から排出される空気の向きはガイドフィン４４Ａ，４４Ｂに案内されることで下向きとなる。上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂより空気流が流入する向きは下向きに近いので、ガイドフィン４４Ａ，４４Ｂを設けたことで上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂと下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂとで空気が流れる向きが実質的に同じになる。

なお、本実施形態の場合も、Ｘビーム１１が＋Ｙ方向に移動するときは中空部１７を通過する空気流は生じない。

第５実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

（第６実施形態）
Ｘビーム１１のＹＺ面での断面形状は第１から第５実施形態のようなテーパ形状に限定されない。例えば、図１５に示すように、Ｘビーム１１のＹＺ面での断面形状が四角形であってもよい。この場合、Ｘビーム１１は互いに対向する側部１８，１９と上側及び下側水平部２０Ａ，２０Ｂとを備える。上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂは上側水平部２０Ａに設けられ、下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂは下側水平部２０Ｂに設けられている。上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂと下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂはいずれも鉛直方向に開口するので、それぞれにガイドフィン４３Ａ〜４４Ｂを設けている。これらのガイドフィン４３Ａ〜４４ＢでＸビーム１１の移動時に生じる相対的な空気流を捕捉することで、Ｘビーム１１の移動の向きに応じて上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂと下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂの一方から他方へ向けて中空部１７を通る空気流が生じる。

第６実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

部品実装装置１は排気ファンを備えている。この排気ファンにより起こる空気流が第１から第６実施形態においてＸビーム１１に設けられた上側吸排気口４１Ａ，４１Ｂと下側吸排気口４２Ａ，４２Ｂとの間の空気流となるように排気ファンの位置を設定すれば、実装作業の継続等により温度が上昇している場合において、Ｘビーム１１が移動を停止している場合や、実装ヘッド２が基板１０への部品実装動作中のためにＸビーム１１があまり大きく動かない場合であってもＸビーム１１の空冷が可能となる。例えば実装待機動作中において、Ｘビーム１１が図１６に示すように基台７の中央の基板保持テーブル４に隣接した位置で停止している時間が長い場合、排気ファン５６を基台７の中央に対して上方に配置する。この配置により、排気ファン５６が発生する空気流がＸビーム１１の外周面や中空部１７を通過し、停止中のＸビーム１１を空冷できる。

本発明は実施形態のものに限定されず種々の変形が可能である。例えば、図１７及び図１８に示すようにＸビーム１１が片持ち梁状にＹビーム１２Ａに支持されている場合も本発明を適用できる。この例では、Ｘビーム１１の基端はガイドレール１３とガイドブロック１４によってＹビーム１２ＡにＹ方向に移動可能に支持されている支持プレート１５Ａに固定されているが、先端は支持されていない自由端を構成している。この片持ち支持のＸビーム１１では、軽量化及び先端側に対する基端側の相対的な剛性向上のために先端側をテーパ状としており、上側及び下側傾斜部２１Ａ，２１Ｂの幅が最先端部に向けて徐々に狭まっている。この片持ち支持のＸビーム１１では支持されていない先端（自由端）側に熱がこもりやすい傾向があるため、先端側程、吸排気口対４０Ａ，４０Ｂ間の間隔を狭めて、中空部１７の単位面積当たりの開口率を大きくすることが好ましい。例えば、Ｘビーム１１の長手方向（Ｘ方向）においてＸビーム１１の長さの半分の位置（中央位置）から先端までの部位を、Ｘビーム１１の基端から中央位置までの部位と比較して１５％前後開口率を向上させることで、中空部１７への空気流の取り込み効率を効果的に増加させることができる。

本発明は、実施形態のような部品実装装置の実装ヘッドに限定されず、部品や基板の組立、検査、搬送等のための他の種類のヘッド（例えば塗布ヘッド）の位置決め装置にも適用できる。

１ 部品実装装置
２ 実装ヘッド
３ ヘッド位置決め装置
４ 基板保持テーブル
５ 基板搬送部
６ 部品供給部
７ 基台
８ 吸着ノズル
１０ 基板
１１ Ｘビーム
１２Ａ，１２Ｂ Ｙビーム
１３，２３ ガイドレール
１４，２４ ガイドブロック
１５Ａ，１５Ｂ 支持プレート
１５ａ 溝
１７ 中空部
１８，１９ 側部
２０Ａ 上側水平部
２０Ｂ 下側水平部
２１Ａ 上側傾斜部
２１Ｂ 下側傾斜部
２２ 開口
２５ キャリッジ
２７ 可動子
２８ 固定子
３０ 補強部材
３１ 隔壁
３４，３５Ａ，３５Ｂ，３６，３７Ａ，３７Ｂ 区画
４０Ａ，４０Ｂ 吸排気口対
４１Ａ，４１Ｂ 上側吸排気口
４２Ａ，４２Ｂ 下側吸排気口
４３Ａ，４３Ｂ，４４Ａ，４４Ｂ，５３，５４ ガイドフィン
４５Ａ，４５Ｂ 開口
５１ ルーフ状部
５２ 補助フィン
５６ 排気ファン

Claims (10)

1. Ｘ方向に移動可能にヘッドを支持し、Ｘ方向に延びる中空部と、前記中空部を介して互いに連通するように形成された第１及び第２の吸排気口をそれぞれ備える複数の吸排気口対とが設けられたＸビームと、
   前記Ｘビームを前記Ｘ方向と直交するＹ方向に移動可能に支持するＹビームと
   を備える、ヘッド位置決め装置。
2. 前記Ｘビームは、前記ヘッドがＸ方向に移動可能に支持された第１の側部と、この第１の側部とＹ方向に反対側に位置して上下方向の寸法が前記第１の側部よりも狭い第２の側部と、前記第１及び第２の側部の間の上側傾斜部及び下側傾斜部とを備え、
   個々の前記吸排気口対は、前記第１の吸排気口が前記上側傾斜部に設けられ、前記第２の吸排気口が前記下側傾斜部に設けられている、請求項１に記載のヘッド位置決め装置。
3. 前記吸排気口対は、前記第１及び第２の吸排気口が前記上側及び下側傾斜部のＹ方向の前記第１の側部側に配置されている複数の第１の吸排気口対と、前記第１及び第２の吸排気口が前記上側及び下側傾斜部のＹ方向の前記第２の側部側に配置されている複数の第２の吸排気口対とを含む、請求項２に記載のヘッド位置決め装置。
4. 個々の前記吸排気口の前記第１及び第２の吸排気口のうちの少なくともいずれか一方に空気を案内するためのガイドフィンを設ける、請求項２又は請求項３に記載のヘッド位置決め装置。
5. 個々の前記吸排気口の前記第１及び第２の吸排気口の両方に前記ガイドフィンを設け、
   前記第１の吸排気口用に設けられた前記ガイドフィンは前記第２の側部から前記第１の側部に向く方向に凸状であり、前記第２の吸排気口用に設けられた前記ガイドフィンは前記第１の側部から前記第２の側部に向く方向に凸状である、請求項４に記載のヘッド位置決め装置。
6. 前記ガイドフィンは個々の前記吸排気口毎に個別に設けられている、請求項４又は請求項５に記載のヘッド位置決め装置。
7. 複数の前記第１の吸排気口及び／又は複数の第２に吸排気口について共通の前記ガイドフィンが設けられている、請求項４又は請求項５に記載のヘッド位置決め装置。
8. 前記第１及び第２の吸排気口のうちの一方の開口面積を他方の開口面積より大きく設定している、請求項２又は請求項３に記載のヘッド位置決め装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のヘッド位置決め装置を備え、
   前記ヘッドは部品を保持して基板に実装する実装ヘッドであり、
   前記Ｘ方向及びＹ方向は前記基板の表面沿いの方向である、部品実装装置。
10. ヘッド位置決め装置のＸビームに、Ｘ方向に延びる中空部と、前記中空部を介して互いに連通するように形成された複数対の吸排気口とを設け、
    Ｘビームが前記Ｘ方向と直交するＹ方向に移動可能に支持する際に、個々の前記吸排気口の対のうち一方から前記中空部に流入した空気を吸排気口の対のうち他方を通って中空部から流出させ、この空気流によりＸビームを空冷する、ヘッド位置決め装置におけるＸビームの冷却方法。

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