JP2012138527A - 部品実装装置及び部品実装装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量化を図るとともに、ヘッドを精度良く位置決めすることができるＸビームを備える部品実装装置を提供する。
【解決手段】ヘッド１０１をＸ軸方向に摺動自在に案内するＸ軸方向に延びて配置されるレール１０２と、レール１０２がＹ軸方向の一端部に取り付けられＸ軸方向に延びて配置される棒形状のＸビーム１０３と、Ｘビーム１０３をＹ軸方向に摺動自在に案内するＹ軸方向に延びて配置されるＹビーム１０４とを備える部品実装装置１００であって、Ｘビーム１０３は、炭素繊維強化樹脂からなる本体部１０３ａと、本体部１０３ａとレール１０２とを接続する接続部１０３ｂ、１０３ｅであって、Ｘビーム１０３のＹ軸方向の一端部に本体部１０３ａに固定されて配置される金属製の接続部１０３ｂ、１０３ｅとを有する。
【選択図】図２

Description

本願発明は、基板に部品が実装された実装基板を生産するための設備である部品実装装置及び部品実装装置の製造方法に関し、特にヘッドを直線的に移動させるビームを備える部品実装装置及び部品実装装置の製造方法に関する。

従来、部品実装装置の一つとして、固定されている基板に対し、部品供給部から部品を保持し、基板上方まで部品を搬送し、部品を降下させて基板に取り付ける部品実装装置がある。当該部品実装装置は、保持した部品のＸＹ方向（水平面内）の位置を正確に再現する必要がある。一方、実装基板の生産性を向上させるため、部品供給部から基板上方まで部品を搬送し、ＸＹ方向の位置決めをするまでの速度や、部品を実装した後に部品供給部まで戻るまでの速度などをできる限り速める必要もある。

そこで、部品実装装置は、基台にＹ軸方向に延びて固定されるＹビームと、当該Ｙビームに対してスライド可能に取り付けられるＸ軸方向に延びて配置されるＸビームと、当該Ｘビームに対してスライド可能に取り付けられるヘッドを備える構造となっている。これにより、正確かつ高速に部品を搬送することができるものとなっている。

ここで、Ｘビームには、直接ヘッドと摺動してヘッドを直線的に案内するレールが取り付けられている。これは、ヘッドと摩擦が生じるレールは、摩擦などに強いが重い金属を材料として採用し、レールとヘッドとを支えるＸビームは、構造的強度を備え軽量な金属を材料として採用することで、Ｙビームに沿って運動する部材の軽量化を図るためである。

しかしながら、Ｘビームとレールとは異なる金属からなり、Ｘ軸方向に長いレールとＸビームとが接合されるため、部品実装装置の温度が変化するとバイメタル効果によりＸビームに反りが発生する。このようにＸビームに反りが発生すると、基板に部品を正確に取り付けることが困難となり、また、反りを加味した補正をヘッドを移動させるためのデータに加えなければならず、部品実装装置の生産性に悪影響を及ぼすこととなる。

そこで、特許文献１や特許文献２、特許文献３に記載の発明は、Ｘビームのレールが取り付けられている側と反対側に、レールと同じ材質の棒状の補強部材を取り付けてＸビームの曲がりを防止している。これによりレールとＸビームとによって発生する反りを補強部材とＸビームとによって発生する反りによって相殺し、レールを真っ直ぐに維持することができるものとなっている。

特開２００２−１７６２９４号公報 特開２００３−１６８８９８号公報 特開２００１−３５２２００号公報

ところが、Ｘビームとレールとの間で発生する反りを相殺するためには、補強部材は、線膨張係数などレールと同じ特性を備える必要がある。従って、Ｘ方向の熱膨張、及び、熱応力がつりあうようにＸビームにはレールとほぼ同じ形状で同じ重量の補強部材が取り付けられることとなり、Ｘビームに取り付けられる部材の全重量は増加する。つまり、Ｘビームを高速に運動させることが困難となって部品実装装置の生産性を向上させることが困難となる。

そこで、本願発明者らは、鋭意研究と実験の結果、補強部材とＸビームとの間に発生する反りでレールとＸビームとの間に発生する反りを相殺させてＸビームを真っ直ぐに維持するのではなく、反りを抑制することができるＸビームの材料として、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics）を選定するに至った。ここで、炭素繊維強化樹脂は、従来のＸビームに比べて軽量で線膨張係数が小さいため、軽量化が図れるとともに、バイメタル効果によるＸビームの反りを抑制することができる材料である。

ここで、特許文献４（特開２００８−１０８９４９号公報）に記載の発明においては、製造が容易で強度的に優れたＸビームを備えた部品実装装置を実現する目的で、Ｘビームを炭素繊維強化樹脂製の筒状体で構成し、当該Ｘビームにレールを取り付けている。しかし、当該特許文献４に記載の発明においては、当該レールの取り付け方法について具体的な開示がない。

しかし、本願発明者らは、鋭意研究と実験の結果、炭素繊維強化樹脂を精度良く加工することは困難であり、炭素繊維強化樹脂製のＸビームにレールを精度良く取り付けることが困難であるということを見出すに至った。部品実装装置において、Ｘビームにレールを精度良く取り付けることができなければ、部品を基板に実装する際に精度良くヘッドを位置決めすることができない。

このように、従来の部品実装装置では、Ｘビームの軽量化と、Ｘビームによるヘッドの正確な位置決めとを同時に達成することができないという課題があった。

本願発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、軽量化を図るとともに、ヘッドを精度良く位置決めすることができるＸビームを備える部品実装装置及び部品実装装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本願発明にかかる部品実装装置は、部品を装着するヘッドをＸ軸方向に摺動自在に案内するＸ軸方向に延びて配置されるレールと、前記レールがＹ軸方向の一端部に取り付けられ、Ｘ軸方向に延びて配置される棒形状のＸビームと、前記ＸビームをＹ軸方向に摺動自在に案内するＹ軸方向に延びて配置されるＹビームとを備える部品実装装置であって、前記Ｘビームは、炭素繊維強化樹脂からなる本体部と、前記本体部と前記レールとを接続する接続部であって、前記ＸビームのＹ軸方向の一端部に前記本体部に固定されて配置される金属製の接続部とを有することを特徴としている。

これによれば、Ｘビームは、炭素繊維強化樹脂からなる本体部と、レールと本体部とを接続する金属製の接続部とを有している。つまり、本体部は炭素繊維強化樹脂で形成されているため、Ｘビームの軽量化を図ることができる。また、接続部が金属で形成されているため、接続部を精度良く加工することができ、レールを本体部に精度良く取り付けることができる。ここで、レールを本体部に精度良く取り付けることができれば、レールに沿ってヘッドを精度良く案内することができる。このため、軽量化を図るとともに、ヘッドを精度良く位置決めすることができるＸビームを備える部品実装装置を実現することができる。

また、好ましくは、前記接続部は、Ｘ軸方向に並んで配置される、前記レールと前記本体部とを固定するための複数の固定部を備え、複数の前記固定部の間には、前記本体部の熱膨張と前記接続部の熱膨張との差によって発生する前記Ｘビームの反りを抑制する抑制領域が形成される。

これによれば、接続部はＸ軸方向に並んで配置された複数の固定部を備えており、複数の固定部の間には、Ｘビームの反りを抑制する抑制領域が配置される。ここで、接続部は本体部の材質と異なる金属で形成されているため、接続部と本体部との線膨張係数が異なり、バイメタル効果によりＸビームに反りが発生する場合がある。このため、接続部に抑制領域を配置して、バイメタル効果により発生するＸビームの反りを抑制することで、Ｘビームの反りによるヘッドの位置決めへの影響を低減することができる。これにより、軽量化を図るとともに、ヘッドを精度良く位置決めすることができるＸビームを備える部品実装装置を実現することができる。

また、好ましくは、前記抑制領域は、隣り合う２つの前記固定部の間に配置される空間である。

これによれば、抑制領域は空間である。つまり、抑制領域を空間とすることで、接続部の軽量化を図ることができる。これにより、軽量化を図るとともに、ヘッドを精度良く位置決めすることができるＸビームを備える部品実装装置を実現することができる。

また、好ましくは、前記接続部は、前記本体部に沿って配置され前記本体部に接合される、隣り合う２つの前記固定部を繋ぐ繋部を備え、隣り合う２つの前記固定部と前記繋部とは、一体に形成されている。

これによれば、隣り合う２つの固定部と繋部とは、一体に形成されている。つまり、本体部に接続部を取り付ける場合に、それぞれの固定部を個別に取り付ける必要がなく、複数の固定部を一括で取り付けることができる。また、接続部を本体部に接着剤などで貼り付ける場合に、繋部が本体部に沿って配置されているので、接続部と本体部との接触面積が大きくなり、接合強度が向上する。このため、製造時に作業性が良く、接合強度の大きいＸビームを備える部品実装装置を実現することができる。

また、上記目的を達成するために、本願発明にかかる部品実装装置の製造方法は、部品を装着するヘッドをＸ軸方向に摺動自在に案内するＸ軸方向に延びて配置されるレールと、前記レールがＹ軸方向の一端部に取り付けられ、Ｘ軸方向に延びて配置される棒形状のＸビームと、前記ＸビームをＹ軸方向に摺動自在に案内するＹ軸方向に延びて配置されるＹビームとを備える部品実装装置の製造方法であって、炭素繊維強化樹脂からなる本体部に、前記本体部と前記レールとを接続する金属製の接続部を接合して、前記本体部と前記接続部とを有する前記Ｘビームを製造するＸビーム製造工程と、製造された前記Ｘビームが有する前記接続部に含まれる、前記レールが取り付けられる取付面を加工する取付面加工工程と、前記取付面が加工された前記Ｘビームに前記レールを取り付ける取付工程とを含むことを特徴としている。

これによれば、Ｘビームは、炭素繊維強化樹脂からなる本体部と、レールと本体部とを接続する金属製の接続部とを有しており、Ｘビームを製造した後に、接続部の取付面を加工して、レールを取り付ける。つまり、本体部は炭素繊維強化樹脂で形成されているため、Ｘビームの軽量化を図ることができる。また、接続部が金属で形成されているため、接続部の取付面を精度良く加工して、レールを本体部に精度良く取り付けることができる。ここで、レールを本体部に精度良く取り付けることができれば、レールに沿ってヘッドを精度良く案内することがでる。このため、軽量化を図るとともに、ヘッドを精度良く位置決めすることができるＸビームを備える部品実装装置を製造することができる。

また、好ましくは、前記Ｘビーム製造工程では、前記接続部に、前記レールを取り付けるための取付孔を形成した後に、前記本体部に前記接続部を接合して前記Ｘビームを製造する。

これによれば、接続部に、レールを取り付けるための取付孔を形成した後に、本体部に接続部を接合してＸビームを製造する。つまり、本体部に接続部を接合する前に、接続部に取付孔を形成する。これにより、当該取付孔を利用して治具に接続部を取り付けて、本体部に接続部を接合することで、容易に本体部と接続部とを接合することができる。

本願発明によれば、軽量化を図るとともに、ヘッドを精度良く位置決めすることができるＸビームを備える部品実装装置を提供することが可能となり、部品実装の位置の正確性や高速性を高めて生産性の向上に寄与することが可能となる。

本実施の形態にかかる部品実装装置を模式的に示す斜示図である。 本実施の形態にかかるＸビームの断面とヘッドとを側方から示す平面図である。 本実施の形態にかかるＸビームとヘッドとを背方から示す平面図である。 本実施の形態にかかるＸビームを正面から示す平面図である。 本実施の形態にかかるＸビームを上方から示す平面図である。 本実施の形態にかかる部品実装装置の製造方法の一例を示すブローチャートである。 本実施の形態の変形例１にかかるＸビームを正面から示す平面図である。 本実施の形態の変形例１にかかるＸビームを上方から示す平面図である。 本実施の形態の変形例１にかかるＸビームの製造方法の一例を説明する図である。 本実施の形態の変形例１にかかるＸビームの製造方法の一例を説明する図である。 本実施の形態の変形例２にかかるＸビームを正面から示す平面図である。 本実施の形態の変形例２にかかるＸビームを上方から示す平面図である。 本実施の形態の変形例１、２における効果を説明する図である。 本実施の形態の変形例１、２における効果を説明する図である。 本実施の形態の変形例１、２における効果を説明する図である。 本実施の形態の変形例１、２における効果を説明する図である。 本実施の形態の他の変形例にかかるＸビームを示す図である。 本実施の形態の他の変形例にかかるＸビームを示す図である。 本実施の形態の他の変形例にかかるＸビームを示す図である。

次に、本願発明の実施の形態にかかる部品実装装置について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本実施の形態にかかる部品実装装置を模式的に示す斜示図である。

同図に示すように、部品実装装置１００は、部品供給部（図示せず）から部品３００を基板２００の上方にまで搬送し、搬送した部品３００を基板２００に取り付ける装置であり、ヘッド１０１と、レール１０２と、Ｘビーム１０３と、Ｙビーム１０４とを備えている。

ヘッド１０１は、部品３００を着脱自在に保持する保持手段１１１（図２など参照）を有する装置であり、Ｘ軸方向に往復動自在にレール１０２に取り付けられている。

本実施の形態の場合、保持手段１１１は、真空吸着により部品３００を保持するノズルであり、ヘッド１０１は、保持手段１１１を８本備えている。また、ヘッド１０１は、保持手段１１１をそれぞれ独立にＺ軸方向に昇降させる機構を備えており、部品３００を保持して搬送し、基板２００に部品３００を取り付ける機能を備えている。

なお、ヘッド１０１は、部品３００を基板２００に実装する装置ばかりでなく、部品３００を検査するためのヘッド１０１や、部品３００を接着するための樹脂を塗布するためのヘッド１０１等でもよい。

Ｙビーム１０４は、Ｘビーム１０３と直交して配置され、Ｘビーム１０３をＹ軸方向に摺動自在に案内する部材である。本実施の形態の場合、２本のＹビーム１０４が平行に配置されており、各Ｙビーム１０４は、基台１０６にＹ軸方向に延びた状態で固定されている。

なお、Ｙビーム１０４は、基台１０６と一体に形成されるものでもよい。

図２は、本実施の形態にかかるＸビームの断面とヘッドとを側方から示す平面図である。

図３は、本実施の形態にかかるＸビームとヘッドとを背方から示す平面図である。

図４Ａは、本実施の形態にかかるＸビームを正面から示す平面図である。

図４Ｂは、本実施の形態にかかるＸビームを上方から示す平面図である。

これらの図に示すように、レール１０２は、ヘッド１０１をＸ軸方向に摺動自在に案内する棒状の部材であって、Ｘ軸方向に延びて配置されている。

本実施の形態の場合、部品実装装置１００は、２本のレール１０２を備えており、２本のレール１０２は、Ｚ軸方向に平行に並んで配置されている。レール１０２は、ヘッド１０１と相対的に摺動し摩擦が発生するため、ＳＣＭ４３５などの鋼やステンレス鋼等が材料として選定されている。

また、２本のレール１０２の間には、ヘッド１０１をレール１０２に沿ってＸ軸方向に移動させるためのリニアモータを構成する可動側駆動部１０７と固定側駆動部１０８とが設けられている。

可動側駆動部１０７は、コイルで構成され、ヘッド１０１のＸビーム１０３側に取り付けられている。また、固定側駆動部１０８は、Ｘビーム１０３のヘッド１０１側に取り付けられており、電磁石１０８ａと、電磁石１０８ａとＸビーム１０３とを接続する金属製の板状部材１０８ｂとを備えている。

そして、リニアモータの原理によって、電磁石１０８ａで磁界を変化させて、可動側駆動部１０７をＸ軸方向に移動させることで、ヘッド１０１をレール１０２に沿って移動させる。

Ｘビーム１０３は、レール１０２及び固定側駆動部１０８がＹ軸方向のヘッド１０１側の一端部に取り付けられ、Ｘ軸方向に延びて配置される棒形状の部材である。ここで、Ｘビーム１０３は、炭素繊維強化樹脂からなる本体部１０３ａと、金属製の接続部１０３ｂ〜１０３ｅとを備えている。

接続部１０３ｂ〜１０３ｅは、Ｘビーム１０３のＹ軸方向のヘッド１０１側の一端部にＸ軸方向に延びて配置される、レール１０２または固定側駆動部１０８と本体部１０３ａとを接続する部材である。接続部１０３ｂ〜１０３ｅは、接着剤などにより本体部１０３ａに接合されて固定されている。

具体的には、接続部１０３ｂ及び１０３ｅは、レール１０２と本体部１０３ａとを接続する部材であり、接続部１０３ｃ及び１０３ｄは、固定側駆動部１０８と本体部１０３ａとを接続する部材である。

また、図４Ａに示すように、接続部１０３ｂ〜１０３ｅには、レール１０２または固定側駆動部１０８を取り付けるための取付孔１０３ｆが形成されている。また、図４Ｂに示す接続部１０３ｂ〜１０３ｅの取付面１０３ｇは、レール１０２または固定側駆動部１０８が取り付けられる取付面であり、取付精度を良くするために、レール１０２または固定側駆動部１０８が取り付けられる前に、予め加工される。

なお、接続部１０３ｂ〜１０３ｅは、当該加工が容易な材質であることが好ましく、ここでは、アルミニウム合金などのアルミニウムを主成分とする材料からなる部材である。

また、レール１０２は、締結具１２２により接続部１０３ｂ及び１０３ｅに締結されている。具体的には、締結具１２２は六角穴付きボルトであり、ヘリサートを挿入するなどして接続部１０３ｂ及び１０３ｅに設けられたねじ穴に締結具１２２を螺着することで、レール１０２が接続部１０３ｂ及び１０３ｅに取り付けられる。

また、固定側駆動部１０８もレール１０２と同様に、締結具１２２により接続部１０３ｃ及び１０３ｄに締結されている。本実施の形態の場合、レール１０２及び固定側駆動部１０８はともに、例えば３０ｍｍのピッチでＸ軸方向に並べて等間隔に配置された締結具１２２によって、接続部１０３ｂ〜１０３ｅを介して、本体部１０３ａに固定されている。

次に、部品実装装置１００の製造方法について、詳細に説明する。

図５は、本実施の形態にかかる部品実装装置の製造方法の一例を示すブローチャートである。

同図に示すように、まず、接続部１０３ｂ〜１０３ｅに、レール１０２または固定側駆動部１０８を取り付けるための取付孔１０３ｆを形成する（Ｓ１０２）。

そして、本体部１０３ａに接続部１０３ｂ〜１０３ｅを接合してＸビーム１０３を製造する（Ｓ１０４）。つまり、炭素繊維強化樹脂からなる本体部１０３ａに、レール１０２または固定側駆動部１０８と本体部１０３ａとを接続する金属製の接続部１０３ｂ〜１０３ｅを接合して、本体部１０３ａと接続部１０３ｂ〜１０３ｅとを有するＸビーム１０３を製造する。

次に、製造されたＸビーム１０３が有する接続部１０３ｂ〜１０３ｅに含まれる、レール１０２または固定側駆動部１０８が取り付けられる取付面１０３ｇを加工する（Ｓ１０６）。

そして、当該取付面１０３ｇが加工されたＸビーム１０３に、レール１０２及び固定側駆動部１０８を取り付ける（Ｓ１０８）。

以上のようにして、Ｘビーム１０３に、レール１０２及び固定側駆動部１０８を取り付けて、Ｘビーム１０３とヘッド１０１とを接続することで、部品実装装置１００を製造する。

以上のように、本実施の形態にかかる部品実装装置１００によれば、Ｘビーム１０３は、炭素繊維強化樹脂からなる本体部１０３ａと、レール１０２または固定側駆動部１０８と本体部１０３ａとを接続する金属製の接続部１０３ｂ〜１０３ｅとを有している。つまり、本体部１０３ａは炭素繊維強化樹脂で形成されているため、Ｘビーム１０３の軽量化を図ることができる。また、接続部１０３ｂ〜１０３ｅが金属で形成されているため、接続部１０３ｂ〜１０３ｅを精度良く加工することができ、レール１０２及び固定側駆動部１０８を本体部１０３ａに精度良く取り付けることができる。ここで、レール１０２を本体部１０３ａに精度良く取り付けることができれば、レール１０２に沿ってヘッド１０１を精度良く案内することができ、固定側駆動部１０８を本体部１０３ａに精度良く取り付けることができれば、ヘッド１０１を精度良く移動させることができる。このため、軽量化を図るとともに、ヘッド１０１を精度良く位置決めすることができるＸビーム１０３を備える部品実装装置１００を実現することができる。

また、本実施の形態にかかる部品実装装置１００の製造方法によれば、Ｘビーム１０３は、炭素繊維強化樹脂からなる本体部１０３ａと、レール１０２または固定側駆動部１０８と本体部１０３ａとを接続する金属製の接続部１０３ｂ〜１０３ｅとを有しており、Ｘビーム１０３を製造した後に、接続部１０３ｂ〜１０３ｅの取付面１０３ｇを加工して、レール１０２及び固定側駆動部１０８を取り付ける。つまり、本体部１０３ａは炭素繊維強化樹脂で形成されているため、Ｘビーム１０３の軽量化を図ることができる。また、接続部１０３ｂ〜１０３ｅが金属で形成されているため、接続部１０３ｂ〜１０３ｅの取付面１０３ｇを精度良く加工して、レール１０２及び固定側駆動部１０８を本体部１０３ａに精度良く取り付けることができる。ここで、レール１０２を本体部１０３ａに精度良く取り付けることができれば、レール１０２に沿ってヘッド１０１を精度良く案内することができ、固定側駆動部１０８を本体部１０３ａに精度良く取り付けることができれば、ヘッド１０１を精度良く移動させることができる。このため、軽量化を図るとともに、ヘッド１０１を精度良く位置決めすることができるＸビーム１０３を備える部品実装装置１００を製造することができる。

また、接続部１０３ｂ〜１０３ｅに、レール１０２及び固定側駆動部１０８を取り付けるための取付孔１０３ｆを形成した後に、本体部１０３ａに接続部１０３ｂ〜１０３ｅを接合してＸビーム１０３を製造する。つまり、本体部１０３ａに接続部１０３ｂ〜１０３ｅを接合する前に、接続部１０３ｂ〜１０３ｅに取付孔１０３ｆを形成する。これにより、当該取付孔１０３ｆを利用して治具１４１に接続部１０３ｂ〜１０３ｅを取り付けて、本体部１０３ａに接続部１０３ｂ〜１０３ｅを接合することで、容易に本体部１０３ａと接続部１０３ｂ〜１０３ｅとを接合することができる。

ここで、以下に、本実施の形態にかかるＸビーム１０３が有する接続部１０３ｂ〜１０３ｅの変形例について、説明する。

（変形例１）
上記実施の形態では、本体部１０３ａと接続部１０３ｂ〜１０３ｅとが異なる材質であるため、本体部１０３ａの熱膨張と接続部１０３ｂ〜１０３ｅの熱膨張との差によって、Ｘビーム１０３に反りが発生する場合がある。このため、本変形例１では、接続部１０３ｂ〜１０３ｅを複数の島状に形成して、当該反りを抑制する。以下、本変形例１の詳細について、説明する。

図６Ａは、本実施の形態の変形例１にかかるＸビームを正面から示す平面図である。

図６Ｂは、本実施の形態の変形例１にかかるＸビームを上方から示す平面図である。

これらの図に示すように、Ｘビーム１０３が備える接続部１０３ｂ〜１０３ｅは、Ｘ軸方向に並んで配置される複数の固定部１３１を備えており、複数の固定部１３１の間には抑制領域１３２が形成されている。

具体的には、固定部１３１は、レール１０２または固定側駆動部１０８と本体部１０３ａとを固定するための部位である。つまり、それぞれの固定部１３１には、レール１０２または固定側駆動部１０８を取り付けるための取付孔１０３ｆが形成されている。なお、固定部１３１は、例えば３０ｍｍのピッチでＸ軸方向に並べて等間隔に配置されている。

また、抑制領域１３２は、本体部１０３ａの熱膨張と接続部１０３ｂ〜１０３ｅの熱膨張との差によって発生するＸビーム１０３の反りを抑制する領域である。ここで、抑制領域１３２は、Ｘビーム１０３の反りを抑制する材質からなる部位であればよいが、好ましくは、隣り合う２つの固定部１３１の間に配置される空間である。

つまり、接続部１０３ｂ〜１０３ｅは、複数の固定部１３１を備えた島状に形成されている。なお、固定部１３１の大きさは特に限定されないが、例えば、取付孔１０３ｆがネジ径６ｍｍの締結具１２２に対応した大きさのネジ穴径の場合は、固定部１３１のＹ軸方向の厚みは９ｍｍであるのが好ましい。

図７Ａ及び図７Ｂは、本実施の形態の変形例１にかかるＸビームの製造方法の一例を説明する図である。

まず、図７Ａに示すように、複数の固定部１３１には、予め例えばネジ形状の取付孔１０３ｆが形成されている。そして、治具１４１に形成された凹部に複数の固定部１３１が嵌め込まれ、取付孔１０３ｆにボルト１４２が締め込まれることで、複数の固定部１３１が治具１４１に固定される。ここで、治具１４１の凹部は、本体部１０３ａに固定部１３１が取り付けられるピッチと同じピッチで、治具１４１に形成されている。

そして、図７Ｂに示すように、接着剤などによって本体部１０３ａに固定部１３１が貼り付けられ、ボルト１４２を取付孔１０３ｆから切り離すことで、治具１４１が固定部１３１から切り離される。

これにより、複数の固定部１３１を一度で本体部１０３ａに貼り付けることができるので、容易にＸビーム１０３を製造することができる。

以上のように、本変形例１にかかる部品実装装置１００によれば、接続部１０３ｂ〜１０３ｅは複数の固定部１３１を備えており、複数の固定部１３１の間には、Ｘビーム１０３の反りを抑制する抑制領域１３２が配置される。ここで、接続部１０３ｂ〜１０３ｅは本体部１０３ａの材質と異なる金属で形成されているため、接続部１０３ｂ〜１０３ｅと本体部１０３ａとの線膨張係数が異なり、バイメタル効果によりＸビーム１０３に反りが発生する場合がある。このため、接続部１０３ｂ〜１０３ｅに抑制領域１３２を配置して、バイメタル効果により発生するＸビーム１０３の反りを抑制することで、Ｘビーム１０３の反りによるヘッド１０１の位置決めへの影響を低減することができる。これにより、軽量化を図るとともに、ヘッド１０１を精度良く位置決めすることができるＸビーム１０３を備える部品実装装置１００を実現することができる。

また、抑制領域１３２は空間である。つまり、抑制領域１３２を空間とすることで、接続部１０３ｂ〜１０３ｅの軽量化を図ることができる。これにより、軽量化を図るとともに、ヘッド１０１を精度良く位置決めすることができるＸビーム１０３を備える部品実装装置１００を実現することができる。

（変形例２）
上記変形例１では、複数の固定部１３１を本体部１０３ａに貼り付けており、複数の固定部１３１と本体部１０３ａとの接触面積が小さいため、接合強度が弱い。また、複数の固定部１３１を本体部１０３ａに貼り付けるために、治具１４１を必要とする。このため、本変形例２では、接続部１０３ｂ〜１０３ｅを段差付き形状に形成することで、接合強度が強くなるとともに、容易に接続部１０３ｂ〜１０３ｅを本体部１０３ａに貼り付けることができる。以下、本変形例２の詳細について、説明する。

図８Ａは、本実施の形態の変形例２にかかるＸビームを正面から示す平面図である。

図８Ｂは、本実施の形態の変形例２にかかるＸビームを上方から示す平面図である。

これらの図に示すように、Ｘビーム１０３が備える接続部１０３ｂ〜１０３ｅは、固定部１３１及び抑制領域１３２に加え、繋部１３３を備えている。なお、それぞれの固定部１３１には、レール１０２または固定側駆動部１０８を取り付けるための取付孔１０３ｆが形成されている。なお、固定部１３１は、例えば３０ｍｍのピッチでＸ軸方向に等間隔に配置されている。

繋部１３３は、本体部１０３ａに沿って配置され本体部１０３ａに接合される部位であり、隣り合う２つの固定部１３１を繋ぐ部位である。また、隣り合う２つの固定部１３１と繋部１３３とは、一体に形成されている。

つまり、接続部１０３ｂ〜１０３ｅは、複数の突起を備えた段差付き形状に形成されている。なお、固定部１３１及び繋部１３３の大きさは特に限定されないが、例えば、取付孔１０３ｆがネジ径６ｍｍの締結具１２２に対応した大きさのネジ穴径の場合は、固定部１３１のＹ軸方向の厚みａは９ｍｍ、繋部１３３のＹ軸方向の厚みｂは５ｍｍであるのが好ましい。

以上のように、本変形例２にかかる部品実装装置１００によれば、隣り合う２つの固定部１３１と繋部１３３とは、一体に形成されている。つまり、本体部１０３ａに接続部１０３ｂ〜１０３ｅを取り付ける場合に、治具１４１を必要としたりそれぞれの固定部１３１を個別に取り付ける必要がなく、複数の固定部１３１を一括で取り付けることができる。また、接続部１０３ｂ〜１０３ｅを本体部１０３ａに接着剤などで貼り付ける場合に、繋部１３３が本体部１０３ａに沿って配置されているので、接続部１０３ｂ〜１０３ｅと本体部１０３ａとの接触面積が大きくなり、接合強度が向上する。このため、製造時に作業性が良く、接合強度の大きいＸビーム１０３を備える部品実装装置１００を実現することができる。

次に、本実施の形態の変形例１、２における効果について、説明する。

図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ及び図１０Ｂは、本実施の形態の変形例１、２における効果を説明する図である。

具体的には、図９Ａは、本実施の形態及びその変形例１、２において、Ｘビーム１０３の片側を固定し、温度を２０度から４０度に上昇させた場合の、接続部１０３ｂのＹ軸方向の変位を示す実験結果である。また、図９Ｂは、図９Ａと同様の条件における接続部１０３ｅのＹ軸方向の変位を示す実験結果である。

なお、本体部１０３ａには、例えば線膨張係数が２×１０^−７のＣＦＲＰを使用し、接続部１０３ｂ、１０３ｅには、線膨張係数が２．３×１０^-５のアルミニウム合金（Ａ５０５２）を使用している。また、これらの図においては、本実施の形態のグラフを「一枚板」、変形例１のグラフを「島型」、変形例２のグラフを「段差付き」として表示している。

これらの図から解るように、「一枚板」の接続部１０３ｂ、１０３ｅは固定されていない方の端部がＹ軸方向に大きく変位しているのに対し、「段差付き」の接続部１０３ｂ、１０３ｅの変位は少なく、「島型」の接続部１０３ｂ、１０３ｅはほとんど変位していない。

また、図１０Ａは、本実施の形態及びその変形例１において、Ｘビーム１０３の両側を固定し、温度を２０度から４０度に上昇させた場合の、接続部１０３ｂのＹ軸方向の変位を示す実験結果である。また、図９Ｂは、図９Ａと同様の条件における接続部１０３ｅのＹ軸方向の変位を示す実験結果である。

なお、本体部１０３ａ及び接続部１０３ｂ、１０３ｅの材質は、図９Ａ及び図９Ｂと同様である。また、これらの図においては、本実施の形態のグラフを「一枚板」、変形例１のグラフを「島型」として表示している。

これらの図から解るように、「一枚板」の接続部１０３ｂ、１０３ｅの構成ではＸビーム１０３のＸ軸方向の中心部がＹ軸方向に大きく変位しているのに対し、「島型」の接続部１０３ｂ、１０３ｅの構成ではＸビーム１０３の変位は少ない。

以上のように、本実施の形態におけるＸビーム１０３に対し、変形例２におけるＸビーム１０３は反りが抑制され、変形例１におけるＸビーム１０３はさらに反りが抑制されている。このため、Ｘビーム１０３にＣＦＲＰという軽量な材料を使用しつつ、ヘッド１０１を精度良く位置決めすることができるＸビーム１０３を備える部品実装装置１００を実現することができる。

（その他の変形例）
図１１Ａ〜図１１Ｃは、本実施の形態の他の変形例にかかるＸビームを示す図である。

図１１Ａに示すように、図６Ａ及び図６Ｂに示された変形例１にかかる固定部１３１が、本体部１０３ａに形成された凹部と嵌合する凸部を備えていてもよい。なお、図１１Ａに示された固定部１３１の大きさは特に限定されないが、例えば、取付孔１０３ｆがネジ径６ｍｍの締結具１２２に対応した大きさのネジ穴径の場合は、同図に示された固定部１３１のＹ軸方向の厚みｃは５ｍｍ、厚みｄは９ｍｍであるのが好ましい。

これにより、変形例１の場合に比べて、固定部１３１の体積を低減することができるため、固定部１３１の熱膨張によるＸビーム１０３の反りを抑制することができる。

また、図１１Ｂに示すように、図８Ａ及び図８Ｂに示された変形例２にかかる繋部１３３が、レール１０２に沿って配置されるようにしてもよい。つまり、抑制領域１３２は、本体部１０３ａに沿って配置される。また、図１１Ｃに示すように、変形例１及び２にかかる抑制領域１３２が、繋部１３３を貫通する１または複数の孔であってもよい。これらによっても、抑制領域１３２が、接続部１０３ｂ〜１０３ｅの熱膨張によるＸビーム１０３の反りを抑制することができる。

以上、本発明の実施の形態及びその変形例に係る部品実装装置１００について説明したが、本発明は、この実施の形態及びその変形例に限定されるものではない。

つまり、今回開示された実施の形態及びその変形例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

例えば、本実施の形態及びその変形例では、固定側駆動部１０８は、接続部１０３ｃ及び１０３ｄを介して、本体部１０３ａに固定されていることとした。しかし、固定側駆動部１０８は、接続部１０３ｃ及び１０３ｄを介することなく、例えば接着剤などで本体部１０３ａに直接固定されていることにしてもよい。この場合でも、レール１０２が精度良く本体部１０３ａに固定されていることで、ヘッド１０１を精度良く位置決めすることができる。

また、本実施の形態及びその変形例では、本体部１０３ａに、固定側駆動部１０８が接続されていることとした。しかし、ヘッド１０１をリニアモータと異なる原理で機械的に移動させる場合などは、本体部１０３ａには固定側駆動部１０８が接続されていなくともよい。

また、本実施の形態及びその変形例では、接続部１０３ｂ〜１０３ｅに取付孔１０３ｆを形成（図５のＳ１０２）してから、本体部１０３ａに接続部１０３ｂ〜１０３ｅを接合（図５のＳ１０４）することとした。しかし、本体部１０３ａに接続部１０３ｂ〜１０３ｅを接合（図５のＳ１０４）してから、接続部１０３ｂ〜１０３ｅに取付孔１０３ｆを形成（図５のＳ１０２）することにしてもよい。

本願発明は、ヘッドをＸＹ方向に自在に高速で移動させる部品実装装置に利用でき、例えば部品を基板に実装する部品実装装置ばかりでなく、基板に取り付けられた部品を検査する検査機や、接着剤などを基板に塗布する塗布機などにも利用可能である。

１００ 部品実装装置
１０１ ヘッド
１０２ レール
１０３ Ｘビーム
１０３ａ 本体部
１０３ｂ〜１０３ｅ 接続部
１０３ｆ 取付孔
１０３ｇ 取付面
１０４ Ｙビーム
１０６ 基台
１０７ 可動側駆動部
１０８ 固定側駆動部
１０８ａ 電磁石
１０８ｂ 板状部材
１１１ 保持手段
１２２ 締結具
１３１ 固定部
１３２ 抑制領域
１３３ 繋部
１４１ 治具
１４２ ボルト
２００ 基板
３００ 部品

Claims (7)

1. 部品を装着するヘッドをＸ軸方向に摺動自在に案内するＸ軸方向に延びて配置されるレールと、
   前記レールがＹ軸方向の一端部に取り付けられ、Ｘ軸方向に延びて配置される棒形状のＸビームと、
   前記ＸビームをＹ軸方向に摺動自在に案内するＹ軸方向に延びて配置されるＹビームと
   を備える部品実装装置であって、
   前記Ｘビームは、
   炭素繊維強化樹脂からなる本体部と、
   前記本体部と前記レールとを接続する接続部であって、前記ＸビームのＹ軸方向の一端部に前記本体部に固定されて配置される金属製の接続部とを有する
   部品実装装置。
2. 前記接続部は、Ｘ軸方向に並んで配置される、前記レールと前記本体部とを固定するための複数の固定部を備え、
   複数の前記固定部の間には、前記本体部の熱膨張と前記接続部の熱膨張との差によって発生する前記Ｘビームの反りを抑制する抑制領域が形成される
   請求項１に記載の部品実装装置。
3. 前記抑制領域は、隣り合う２つの前記固定部の間に配置される空間である
   請求項２に記載の部品実装装置。
4. 前記接続部は、前記本体部に沿って配置され前記本体部に接合される、隣り合う２つの前記固定部を繋ぐ繋部を備え、
   隣り合う２つの前記固定部と前記繋部とは、一体に形成されている
   請求項３に記載の部品実装装置。
5. 前記接続部は、アルミニウムを主成分とする材料からなる
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の部品実装装置。
6. 部品を装着するヘッドをＸ軸方向に摺動自在に案内するＸ軸方向に延びて配置されるレールと、
   前記レールがＹ軸方向の一端部に取り付けられ、Ｘ軸方向に延びて配置される棒形状のＸビームと、
   前記ＸビームをＹ軸方向に摺動自在に案内するＹ軸方向に延びて配置されるＹビームと
   を備える部品実装装置の製造方法であって、
   炭素繊維強化樹脂からなる本体部に、前記本体部と前記レールとを接続する金属製の接続部を接合して、前記本体部と前記接続部とを有する前記Ｘビームを製造するＸビーム製造工程と、
   製造された前記Ｘビームが有する前記接続部に含まれる、前記レールが取り付けられる取付面を加工する取付面加工工程と、
   前記取付面が加工された前記Ｘビームに前記レールを取り付ける取付工程と
   を含む部品実装装置の製造方法。
7. 前記Ｘビーム製造工程では、前記接続部に、前記レールを取り付けるための取付孔を形成した後に、前記本体部に前記接続部を接合して前記Ｘビームを製造する
   請求項６に記載の部品実装装置の製造方法。

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