JP2014192508A - 部品実装機 - Google Patents

Abstract

【課題】部品保持ヘッドを搭載するＸＹガントリの駆動をリニアモータにより行う部品実装機において、リニアモータの可動子であるコイルの冷却効果を簡単な構造で高めることができるようにすること。
【解決手段】部品保持ヘッドをＸＹガントリに搭載し、当該ＸＹガントリを、コイル５１を可動子とするリニアモータ５０により駆動させる部品実装機において、コイル５１側に、リニアモータ５０の回生電力を蓄電する回生ユニット７０と、この回生ユニット７０から供給される電力により駆動するコイル冷却手段８０とを配置し、コイル５１、回生ユニット７０及びコイル冷却手段８０を一体化した。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＩＣチップ等の部品を基板上に実装する部品実装機に関し、特に、実装のために部品を保持する部品保持ヘッドをＸＹガントリに搭載し、当該ＸＹガントリをリニアモータにより駆動させる部品実装機に関する。

部品実装機に使用されるＸＹガントリは直交するＸ方向ビームとＹ方向ビームとを備え、例えば、一対のＹ方向ビームを定盤上に固定し、この一対のＹ方向ビームに架け渡すようにＸ方向ビームを配置し、Ｘ方向ビームをＹ方向ビームに沿って移動としている。この場合、部品保持ヘッドはＸ方向ビームにＸ方向に移動可能に搭載される。これによりＸＹガントリは、部品保持ヘッドを水平面内でＸＹ方向に自在に移動させ、特定のＸＹ位置で停止させて位置決めする。

かかる部品実装機のＸＹガントリの駆動には、高稼動化及び軽量化を目的とし、リニアモータが多く採用されている。また、ＸＹガントリに採用されるリニアモータとしては、コイルを可動子、マグネットを固定子としたものが一般的である。

ところでリニアモータにおいては、そのコイルに電流が流れることによる発熱、及びその発熱による性能劣化の問題があることから、従前よりリニアモータの冷却方法が検討されている。

例えば特許文献１には、リニアモータの固定子（マグネット）側のＹ軸テーブルにエア通路を設けるとともに、そのエア通路にエアを流通させる一対のファン（エア送り出し用ファン及びエア吸い出し用ファン）を設けた部品実装機が提案されている。

しかし、リニアモータにおいて発熱するのはコイル（可動子）であり、特許文献１のように固定子（マグネット）側を冷却する方法では、十分な冷却効果を得ることができない。部品実装機においてリニアモータのコイルは、部品実装機の構造体に直接取り付けられるため、コイルの冷却が十分でないとその構造体に熱変形が生じ、部品実装精度の低下を招く。また、リニアモータの冷却が十分でないと、発熱による性能劣化を考慮してリニアモータの性能（推力）を大きく設計する必要がある。その結果、リニアモータが大型化し、重量増加や消費電力の増大を招く。リニアモータの重量が大きくなると、ＸＹガントリの駆動時の振動が大きくなる。

一方、コイルを直接冷却するために、例えば特許文献１の冷却手段であるファンをコイル側に設けようとすると、ファンに電力を供給するために外部からの配線が必要となり、構造が複雑になる。

特開２０１１−２６３３５６号公報

本発明が解決しようとする課題は、部品保持ヘッドを搭載するＸＹガントリの駆動をリニアモータにより行う部品実装機において、リニアモータの可動子であるコイルの冷却効果を簡単な構造で高めることができるようにすることにある。

本発明の一観点によれば、部品保持ヘッドをＸＹガントリに搭載し、当該ＸＹガントリを、コイルを可動子とするリニアモータにより駆動させる部品実装機において前記コイル側に、前記リニアモータの回生電力を蓄電する回生ユニットと、この回生ユニットから供給される電力により駆動するコイル冷却手段とを配置し、前記コイル、前記回生ユニット及び前記コイル冷却手段を一体化したことを特徴とする部品実装機が提供される。

本発明によれば、リニアモータのコイル側にコイル冷却手段を配置しているので、コイルを直接冷却することができ、その冷却効果を高めることができる。また、コイル冷却手段の駆動電力にはリニアモータの回生電力を使用し、更にその回生電力を蓄電する回生ユニットをコイル側に配置して一体化しているので、コイル冷却手段を駆動するために可動子（コイル）側のユニット外との間で配線や配管を設けることが不要となり、構造を簡略化できる。

また、リニアモータのコイルの冷却効果が高まることで、発熱によるリニアモータの性能劣化を抑えることができ、その分、リニアモータの推力を小さく設計できる。その結果、リニアモータを小型化することができ、重量及び消費電力を削減でき、装置振動も軽減できる。

本発明の一実施例による部品実装機の要部を示す概略断面図である。 図１の部品実装機のリニアモータ部分の構成を概念的に示す分解斜視図である。

以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の一実施例による部品実装機の要部を示す概略断面図である。同図を参照すると、水平面内においてＹ方向に伸びる一対のＹ方向ビーム１０が図示しない定盤に固定され、水平面内においてＹ方向と直交するＸ方向に伸びるＸ方向ビーム２０が一対のＹ方向ビーム１０間に架け渡されており、Ｘ方向ビーム２０はＹ方向ビーム１０に沿ってＹ方向に移動可能である。また、Ｘ方向ビーム２０には部品保持ヘッド３０がＸ方向に移動可能に支持されており、部品保持ヘッド３０はＸ方向ビーム２０に支持されつつＸ方向に移動する。部品保持ヘッド３０は、部品を保持するために吸着ノズル等からなる部品保持具３１を有する。なお、図１中符号４０は、Ｘ方向ビーム２０をＹ方向に案内するリニアガイドである。

このようにＸ方向ビーム２０及びＹ方向ビーム１０によりＸＹガントリが構成され、このＸＹガントリが部品保持ヘッド３０を水平面内でＸＹ方向に自在に移動させ、特定のＸＹ位置で停止させて位置決めする。本実施例では、このＸＹガントリにおいて、Ｘ方向ビーム２０をＹ方向ビーム１０に沿って移動させる駆動源としてリニアモータを使用している。

図２は、このリニアモータ５０部分の構成を概念的に示す分解斜視図である。図１及び図２を参照すると、リニアモータ５０は、コイル５１を可動子、マグネット５２を固定子とする相殺型のリニアモータであり、コイル５１はＸ方向ビーム２０側に配置され、マグネット５２はＹ方向ビーム１０に沿ってコイル５１を挟むように配置されている。コイル５１には、ＸＹガントリ外に配置された駆動アンプ６０より駆動電流が供給され、その駆動電流によりリニアモータ５０が駆動する。

図２に示すように、コイル５１の移動方向（Ｙ方向）の一端側に回生ユニット７０が配置され、コイル５１の移動方向の他端側にコイル冷却手段として送風ファン８０が配置されている。すなわち、回生ユニット７０及び送風ファン８０は、コイル５１の移動方向両側にコイル５１を挟むように配置され、コイル５１、回生ユニット７０及び送風ファン８０は、一つのユニットとして一体化されている。

回生ユニット７０は、リニアモータ５０が減速するときに生じる回生電力を蓄電し、送風ファン８０は、回生ユニット７０から供給される電力により駆動する。コイル５１には、送風ファン８０から送風されるエアを通過させるために移動方向（Ｙ方向）に貫通するエア通路５１ａが設けられている。

このように本実施例では、送風ファン８０から送風されるエアによってコイル５１自体を直接冷却するので、その冷却効果を高めることができる。また、送風ファン８０の駆動電力にはリニアモータ５０の回生電力を使用し、更にその回生電力を蓄電する回生ユニット７０をコイル５１側に配置して一体化しているので、送風ファン８０を駆動するために可動子（コイル５１）側のユニット外との間で配線や配管を設けることが不要となり、構造を簡略化できる。また、回生ユニット７０は、送風ファン８０を駆動するに足りる電力を蓄電すれば済むので、大型化することはない。

なお、本実施例では、コイル冷却手段として送風ファン８０を使用したが、コイル冷却手段はこれに限定されず、例えば熱電素子をコイル冷却手段として使用してもよい。また、本実施例では、ＸＹガントリにおいてＸ方向ビーム２０をＹ方向ビーム１０に沿って移動させるリニアモータを例として説明したが、本発明は、部品保持ヘッド３０をＸ方向ビーム２０に沿って移動させるリニアモータにも適用可能である。リニアモータは相殺型でも対向型でもよい。

１０ Ｙ方向ビーム
２０ Ｘ方向ビーム
３０ 部品保持ヘッド
３１ 部品保持具
４０ リニアガイド
５０ リニアモータ
５１ コイル
５１ａ エア通路
５２ マグネット
６０ 駆動アンプ
７０ 回生ユニット
８０ 送風ファン（コイル冷却手段）

Claims (3)

1. 部品保持ヘッドをＸＹガントリに搭載し、当該ＸＹガントリを、コイルを可動子とするリニアモータにより駆動させる部品実装機において、
   前記コイル側に、前記リニアモータの回生電力を蓄電する回生ユニットと、この回生ユニットから供給される電力により駆動するコイル冷却手段とを配置し、前記コイル、前記回生ユニット及び前記コイル冷却手段を一体化したことを特徴とする部品実装機。
2. 前記コイルの移動方向の一端側に前記回生ユニットを配置し、前記コイルの移動方向の他端側に前記コイル冷却手段を配置した、請求項１に記載の部品実装機。
3. 前記冷却手段が送風ファンからなり、前記コイルに前記送風ファンから送風されるエアを通過させるエア通路を設けた、請求項１又は２に記載の部品実装機。

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