JP2020198698A - 実装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】実装作業における実装速度を更に向上させる。【解決手段】実装装置１は、第１移動ユニット３と、第１移動ユニット３を第１方向に沿って移動させる第１移動装置２と、を備える。第１移動ユニット３は、第２移動ユニット５と、第２移動ユニット５を第２方向に沿って移動させる第２移動装置４と、を有する。第１移動装置２と第２移動装置４との少なくとも一方は、リニア型モータ２１，４１を有する。リニア型モータ２１，４１は、コイルを含むコイルブロック２２，４２と、励磁電流を流した状態のコイルとの間に磁力を作用させる永久磁石を含む磁石ブロック２３，４３と、を有する。永久磁石は、ハルバッハ配列で配置される。【選択図】図１

Description

本開示は、実装装置に関する。より詳細には、本開示は、リニア型モータを備える実装装置に関する。

特許文献１には、電子部品を基板に実装する実装作業を行う電子部品搭載装置（実装装置）が記載されている。特許文献１に記載の電子部品搭載装置は、リニアモータ（リニア型モータ）によって駆動されるＹ直動機構と、リニアモータによって駆動されるＸ直動機構を内蔵する移動ビームと、を備える。Ｙ直動機構は、リニアモータによって移動ビームをＹ方向に直線駆動する。移動ビームは、Ｘ直動機構によって搭載ヘッドをＸ方向に移動させる。

特開２００５−３１１１５７号公報

特許文献１に記載のような電子部品搭載装置では、実装作業における実装速度の更なる向上が望まれている。

本開示の目的は、実装作業における実装速度を更に向上させることができる実装装置を提供することにある。

本開示の一態様に係る実装装置は、第１移動ユニットと、第１移動装置と、を備える。前記第１移動装置は、前記第１移動ユニットを第１方向に沿って移動させる。前記第１移動ユニットは、第２移動ユニットと、第２移動装置と、を有する。前記第２移動装置は、前記第２移動ユニットを第２方向に沿って移動させる。前記第２方向は、前記第１方向と交差する方向である。前記第２移動ユニットは、捕捉部を有する。前記捕捉部は、第１対象物に実装される第２対象物を捕捉する。前記第１移動装置と前記第２移動装置との少なくとも一方は、リニア型モータを有する。前記リニア型モータは、コイルを含むコイルブロックと、励磁電流を流した状態の前記コイルとの間に磁力を作用させる永久磁石を含む磁石ブロックと、を有する。前記永久磁石は、ハルバッハ配列で配置される。

本開示によれば、実装作業における実装速度を更に向上させることができる、という効果がある。

図１は、一実施形態に係る実装装置の構成を示す概略図である。 図２は、同上の実装装置の要部を示す断面図である。 図３は、同上の実装装置の構成を示すブロック図である。 図４Ａは、比較例に係る実装装置に用いられる永久磁石の外観を示す斜視図である。図４Ｂは、同上の実装装置の要部を模式的に表した図である。 図５Ａは、一実施形態に係る実装装置に用いられる永久磁石の外観を示す斜視図である。図５Ｂは、同上の実装装置の要部を模式的に表した図である。 図６は、一実施形態の変形例１に係る実装装置に用いられる永久磁石の外観を示す斜視図である。

以下、実施形態に係る実装装置について、図面を参照して説明する。

以下の実施形態等において参照する図１、図２、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂ、及び図６は、いずれも模式的な図である。したがって、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。

（実施形態）
（１）概要
以下、本実施形態に係る実装装置１の概要について、図１を参照して説明する。

本実施形態に係る実装装置１は、例えば、第１対象物１００に第２対象物２００を実装するための装置である。つまり、本実施形態に係る実装装置１は、部品実装機（チップマウンター）である。

第１対象物１００は、例えば、矩形状のプリント基板（以下、「基板１００」ともいう）である。第２対象物２００は、例えば、コンデンサ、抵抗、インダクタ、トランス、ＩＣ（Integrated Circuit）、コネクタ、又はスイッチ等の電子部品（以下、「部品２００」ともいう）である。なお、部品２００は、上記の電子部品に限らず、基板１００に対して実装可能であれば他の部品であってもよい。

本実施形態に係る実装装置１は、図１に示すように、第１移動ユニット３と、第１移動装置２と、を備える。第１移動装置２は、第１移動ユニット３を第１方向に沿って移動させる。第１移動ユニット３は、第２移動ユニット５と、第２移動装置４と、を有する。第２移動装置４は、第２移動ユニット５を第２方向に沿って移動させる。第２方向は、第１方向と交差する方向である。第２移動ユニット５は、捕捉部５１を有する。捕捉部５１は、第１対象物１００に実装される第２対象物２００を捕捉する。第１移動装置２と第２移動装置４との少なくとも一方は、リニア型モータ（第１リニア型モータ２１、第２リニア型モータ４１）を有する。リニア型モータは、コイル２４（図２参照）を含むコイルブロック２２，４２と、励磁電流を流した状態のコイル２４との間に磁力を作用させる永久磁石２５（図２参照）を含む磁石ブロック２３，４３と、を有する。永久磁石２５は、ハルバッハ配列で配置される。本実施形態では、例えば、第１方向はＹ軸方向であり、第２方向はＸ軸方向である。

本実施形態に係る実装装置１では、リニア型モータの一部を構成する永久磁石２５を、コイルブロック２２，４２側への磁場強度が強くなるようなハルバッハ配列で配置した場合には、実装作業における実装速度を更に向上させることができる。

ここで、ハルバッハ配列で配置された永久磁石２５の適用対象は実装装置１に限らず、実装装置１を含む作業装置全般に適用可能である。本開示でいう「作業装置」は、製品の製造に際して作業対象物に対して種々の作業を行う装置であり、例えば、実装、塗装、印刷、プレス、切削、溶着、及び撮影等の作業を行う装置である。本開示でいう「作業対象物」は、作業装置により加工等の作業が施される物であって、例えば、第１対象物１００に第２対象物２００を実装する作業では、第１対象物１００が作業対象物となる。この場合、第２移動ユニット５は、作業対象物に作用するツールを有する。

（２）詳細
以下、本実施形態に係る実装装置１の詳細について、図１〜図３を参照して説明する。

（２．１）実装装置の構造
まず、本実施形態に係る実装装置１の構造について、図１及び図２を参照して説明する。以下の説明では、第１移動ユニット３の移動方向をＹ軸方向、第２移動ユニット５の移動方向をＸ軸方向、第１移動ユニット３の移動方向及び第２移動ユニット５の移動方向の両方と直交する方向をＺ軸方向と規定する。ただし、これらの方向は、実装装置１の使用方向を限定する趣旨ではない。また、図面中の矢印は説明のために表記しているに過ぎず、実体を伴わない。

本実施形態に係る実装装置１は、図１に示すように、第１移動装置２と、第１移動ユニット３と、を備える。第１移動装置２は、第１移動ユニット３を第１方向に沿って移動させる。本実施形態では、第１方向はＹ軸方向である。

第１移動装置２は、図１に示すように、２つの第１リニア型モータ２１（リニア型モータ）を有する。２つの第１リニア型モータ２１の各々は、いわゆる円筒型のリニア型モータである。２つの第１リニア型モータ２１は、Ｘ軸方向に所定の間隔を空けた状態で並んでいる。各第１リニア型モータ２１は、コイルブロック２２と、磁石ブロック２３と、を有する。

コイルブロック２２は、図２に示すように、外筒２２１と、巻き芯２２２と、コイル２４と、を有する。外筒２２１は、Ｙ軸方向に長い円筒状である。巻き芯２２２は、Ｙ軸方向に長い円筒状であり、外筒２２１の内部に配置される。巻き芯２２２の表面には、コイル２４が巻かれている。コイル２４は、複数の単位コイルを含む。複数の単位コイルの各々は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ対応する。各単位コイルは、Ｙ軸回りに巻かれている。コイル２４は、巻き芯２２２に巻かれた状態で、巻き芯２２２と共に外筒２２１内に収容される。

磁石ブロック２３は、図２に示すように、永久磁石２５を有する。永久磁石２５は、励磁電流が流れているコイル２４との間に磁力を発生させる。永久磁石２５は、Ｙ軸方向に長い円筒状である。永久磁石２５は、複数の磁石片（第１磁石片２５１、第２磁石片２５２、第３磁石片２５３、第４磁石片２５４、第５磁石片２５５、第６磁石片２５６）を有する。第１磁石片２５１、第２磁石片２５２、第３磁石片２５３、第４磁石片２５４、第５磁石片２５５、及び第６磁石片２５６は、この順番でＹ軸方向に沿って並んでいる。なお、永久磁石２５の構成については、「（３）永久磁石の構成」の欄で詳しく説明する。

磁石ブロック２３は、図２に示すように、フランジ部２３１を更に有する。フランジ部２３１は、Ｙ軸方向に長い角筒状である（図１参照）。フランジ部２３１は、Ｙ軸方向における両端部が開口している。フランジ部２３１は、収容空間２３３を有する。収容空間２３３は、Ｙ軸方向から見た形状が円形であり、フランジ部２３１の全長に亘って形成されている。フランジ部２３１の収容空間２３３には、永久磁石２５が収容される。

ここで、Ｙ軸方向から見たときの収容空間２３３の外径は、永久磁石２５の外径よりも小さくなっていることが好ましい。これにより、収容空間２３３に対して永久磁石２５を圧入することができ、フランジ部２３１に永久磁石２５を保持させることができる。また、Ｙ軸方向におけるフランジ部２３１の両端部には、押さえ板２３２がそれぞれ取り付けられる。各押さえ板２３２の外形寸法は、Ｙ軸方向から見たときのフランジ部２３１の外形寸法とほぼ同じである。各押さえ板２３２は、厚さ方向（Ｙ軸方向）に貫通する貫通孔２３２１を有する。貫通孔２３２１は、Ｙ軸方向から見た形状が円形である。貫通孔２３２１の外径は、コイルブロック２２の外筒２２１の外径よりもわずかに大きい。例えば、Ｙ軸方向から見たときの収容空間２３３の外径が永久磁石２５の外径よりも大きい場合には、収容空間２３３に対して永久磁石２５を圧入できないため、そのままでは永久磁石２５を保持することができない。このような場合であっても、フランジ部２３１の両端部に押さえ板２３２をそれぞれ取り付けることで、永久磁石２５を収容空間２３３側に押し込むことができ、その結果、フランジ部２３１と押さえ板２３２とで永久磁石２５を保持することができる。

第１移動装置２は、２つの第１リニアガイド２８（リニアガイド）を更に有する。各第１リニアガイド２８は、第１リニアガイドレール２６と、第１リニアガイドスライダ２７と、を含む、いわゆるＬＭガイド（登録商標）である。第１リニアガイドレール２６は、その長手方向がＹ軸方向と平行になるように配置される。また、２つの第１リニアガイドレール２６は、Ｘ軸方向に所定の間隔を空けた状態で並んでいる。Ｙ軸方向における第１リニアガイドレール２６の断面形状は、例えば、逆Ｔ字状である（図１参照）。

第１リニアガイドスライダ２７は、第１リニアガイドレール２６に嵌め合わされる。Ｙ軸方向における第１リニアガイドスライダ２７の断面形状は、第１リニアガイドレール２６の形状と対応しており、第１リニアガイドスライダ２７は、ほぼ隙間なく第１リニアガイドレール２６に嵌め合わされる。

第１リニアガイドスライダ２７には、第１リニア型モータ２１の磁石ブロック２３が固定される。そして、第１リニアガイドスライダ２７は、コイルブロック２２に対して磁石ブロック２３がＹ軸方向に沿って移動する際に、磁石ブロック２３をガイドする。つまり、本実施形態では、リニア型モータ２１のうち、コイルブロック２２が固定子であり、磁石ブロック２３が可動子である。したがって、本実施形態では、コイルブロック２２に対して磁石ブロック２３が移動可能である。

ここで、磁石ブロック２３の永久磁石２５は、図２に示すように、Ｙ軸方向に長い円筒状である。永久磁石２５は、内側空間２５０を有する。内側空間２５０は、Ｙ軸方向から見た形状が円形であって、永久磁石２５の全長に亘って形成されている。第１リニア型モータ２１を組み立てた状態では、図２に示すように、永久磁石２５の内側空間２５０にコイルブロック２２が通される。そして、コイルブロック２２のコイル２４に励磁電流を流すことによって、コイルブロック２２に対して磁石ブロック２３がＹ軸方向に沿って移動する。つまり、コイルブロック２２と磁石ブロック２３（永久磁石２５）とは、Ｙ軸方向に沿って相対的に移動可能である。

第１移動ユニット３は、第２移動装置４と、第２移動ユニット５と、を有する。第２移動装置４は、第２移動ユニット５を第２方向に沿って移動させる。第２方向は、第１方向と交差する方向であって、本実施形態では、第２方向はＸ軸方向である。第１移動ユニット３は、２つの磁石ブロック２３が２つの第１リニアガイド２８によってガイドされることで、Ｙ軸方向に沿って直線状に移動可能である。

第２移動装置４は、図１に示すように、２つの第２リニア型モータ４１（リニア型モータ）を有する。２つの第２リニア型モータ４１の各々は、いわゆる円筒型のリニア型モータである。２つの第２リニア型モータ４１は、Ｙ軸方向に所定の間隔を空けた状態で並んでいる。各第２リニア型モータ４１は、コイルブロック４２と、磁石ブロック４３と、を有する。ここで、第２リニア型モータ４１は、第１リニア型モータ２１と同じ円筒型のリニア型モータである。そのため、コイルブロック４２は、コイルブロック２２と同様の構成を有し、磁石ブロック４３は、磁石ブロック２３と同様の構成を有する。したがって、ここでは第２リニア型モータ４１の説明を省略する。本実施形態では、第２リニア型モータ４１のうち、コイルブロック４２が固定子であり、磁石ブロック４３が可動子である。そして、コイルブロック４２に対して磁石ブロック４３がＸ軸方向に沿って移動する。

第２移動装置４は、２つの第２リニアガイド４８（リニアガイド）を更に有する。各第２リニアガイド４８は、第２リニアガイドレール４６と、第２リニアガイドスライダ４７と、を含む、いわゆるＬＭガイド（登録商標）である。ここで、第２リニアガイドレール４６は第１リニアガイドレール２６と同様であり、第２リニアガイドスライダ４７は第１リニアガイドスライダ２７と同様である。したがって、ここでは第２リニアガイド４８（第２リニアガイドレール４６及び第２リニアガイドスライダ４７）の説明を省略する。

第２移動ユニット５は、例えば、実装ヘッドユニットである。第２移動ユニット５は、捕捉部５１を有する。捕捉部５１は、例えば、第２対象物としての部品２００を吸着（捕捉）する吸着ノズルである。第２移動ユニット５は、Ｙ軸方向における両側から２つの磁石ブロック４３，４３に固定される。そして、第２移動ユニット５は、２つの磁石ブロック４３がＸ軸方向に沿って移動することで、２つの磁石ブロック４３と共にＸ軸方向に沿って移動する。また、第２移動ユニット５は、２つの磁石ブロック４３が２つの第２リニアガイド４８によってガイドされることで、Ｘ軸方向に沿って直線状に移動可能である。

（２．２）実装装置の構成
次に、本実施形態に係る実装装置１の構成について、図３を参照して説明する。

本実施形態に係る実装装置１は、図３に示すように、制御回路１１と、第１駆動回路１２と、第２駆動回路１３と、第１リニア型モータ２１と、第２リニア型モータ４１と、を備える。なお、第１リニア型モータ２１及び第２リニア型モータ４１については、「（２．１）実装装置の構造」の欄で既に説明しており、ここでは説明を省略する。

制御回路１１は、第１駆動回路１２及び第２駆動回路１３を各別に制御するように構成されている。具体的には、制御回路１１は、第２移動ユニット（実装ヘッドユニット）５の捕捉部（吸着ノズル）５１が目標位置に到達するように、第１駆動回路１２に対して第１制御信号を出力し、第２駆動回路１３に対して第２制御信号を出力する。目標位置は、第１対象物としての基板１００における、第２対象物としての部品２００の実装位置である。第１制御信号には、目標位置の位置情報のうちＹ軸方向の位置情報が含まれている。第２制御信号には、目標位置の位置情報のうちＸ軸方向の位置情報が含まれている。

制御回路１１は、例えば、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するコンピュータシステムを主構成とする。そして、コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムを、コンピュータシステムのプロセッサが実行することにより、制御回路１１の機能が実現される。プログラムは、メモリに予め記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。

第１駆動回路１２は、第１リニア型モータ２１と一対一に対応しており、制御回路１１からの第１制御信号に基づいて第１駆動信号を作成し、作成した第１駆動信号を第１リニア型モータ２１に出力する。第１リニア型モータ２１は、第１駆動回路１２からの第１駆動信号に従ってＹ軸方向に沿って移動する。そして、第２移動ユニット５を含む第１移動ユニット３は、第１リニア型モータ２１からの駆動力によってＹ軸方向に沿って移動し、捕捉部５１がＹ軸方向における目標位置に到達する。

第２駆動回路１３は、第２リニア型モータ４１と一対一に対応しており、制御回路１１からの第２制御信号に基づいて第２駆動信号を作成し、作成した第２駆動信号を第２リニア型モータ４１に出力する。第２リニア型モータ４１は、第２駆動回路１３からの第２駆動信号に従ってＸ軸方向に沿って移動する。そして、第２移動ユニット５は、第２リニア型モータ４１からの駆動力によってＸ軸方向に沿って移動し、捕捉部５１がＸ軸方向における目標位置に到達する。

（３）永久磁石の構成
次に、第１リニア型モータ２１の一部を構成する永久磁石２５の構成について、図４Ａ〜図５Ｂを参照して説明する。以下では、比較例に係る永久磁石６５と比較しながら説明する。また、第２リニア型モータ４１の一部を構成する永久磁石は、第１リニア型モータ２１の一部を構成する永久磁石２５と同様の構成を有しているため、ここでは説明を省略する。なお、図４Ａ〜図５Ｂでは、各磁石片におけるＳ極部分に対してドットを施しており、各磁石片におけるＳ極とＮ極とを区別できるように図示している。

比較例に係る永久磁石６５は、図４Ａに示すように、複数（図４Ａでは６個）の磁石片（第１磁石片６５１、第２磁石片６５２、第３磁石片６５３、第４磁石片６５４、第５磁石片６５５、第６磁石片６５６）を有する。第１磁石片６５１、第２磁石片６５２、第３磁石片６５３、第４磁石片６５４、第５磁石片６５５、及び第６磁石片６５６の各々は、Ｙ軸方向を軸方向とする円筒状である。第１磁石片６５１、第２磁石片６５２、第３磁石片６５３、第４磁石片６５４、第５磁石片６５５、及び第６磁石片６５６は、この順番でＹ軸方向に沿って並んでいる。これにより、永久磁石６５は、その長手方向がＹ軸方向と平行になるような円筒状に形成される（図４Ａ参照）。

比較例に係る永久磁石６５では、Ｙ軸方向において、第１磁石片６５１のＳ極と第２磁石片６５２のＳ極とが対向し、第２磁石片６５２のＮ極と第３磁石片６５３のＮ極とが対向している。また、永久磁石６５では、Ｙ軸方向において、第３磁石片６５３のＳ極と第４磁石片６５４のＳ極とが対向し、第４磁石片６５４のＮ極と第５磁石片６５５のＮ極とが対向している。また、永久磁石６５では、Ｙ軸方向において、第５磁石片６５５のＳ極と第６磁石片６５６のＳ極とが対向している。つまり、比較例に係る永久磁石６５は、隣接する磁石片の同極同士を対向させた、いわゆるＮ−Ｓ配列の永久磁石である。

図４Ｂは、永久磁石６５とコイルブロック２２と第１リニアガイドレール２６との位置関係を示す模式図である。Ｎ−Ｓ配列の永久磁石６５では、図４Ｂに示すように、各磁石片の磁極がＹ軸方向に沿って並んでいるため、各磁石片からの磁束はＺ軸方向における両側にほぼ均等に拡がっている。この場合、永久磁石６５から第１リニアガイドレール２６側への漏れ磁束が大きくなり、その結果、第１リニア型モータ２１と第１リニアガイド２８との間に生じる摩擦抵抗が大きくなり、実装作業における実装精度が低下する可能性がある。また、永久磁石６５から第１リニアガイドレール２６側への漏れ磁束が大きくなることで、コイルブロック２２側への磁束密度が相対的に小さくなり、その結果、コイルブロック２２と磁石ブロック２３との間に発生する推進力が小さくなる。

本実施形態に係る永久磁石２５は、図５Ａに示すように、複数（図５Ａでは６個）の磁石片（第１磁石片２５１、第２磁石片２５２、第３磁石片２５３、第４磁石片２５４、第５磁石片２５５、第６磁石片２５６）を有する。第１磁石片２５１、第２磁石片２５２、第３磁石片２５３、第４磁石片２５４、第５磁石片２５５、及び第６磁石片２５６の各々は、Ｙ軸方向を軸方向とする円筒状である。第１磁石片２５１、第２磁石片２５２、第３磁石片２５３、第４磁石片２５４、第５磁石片２５５、及び第６磁石片２５６は、この順番でＹ軸方向に沿って並んでいる。これにより、永久磁石２５は、その長手方向がＹ軸方向と平行になるような円筒状に形成される（図５Ａ参照）。本実施形態では、第１磁石片２５１、第２磁石片２５２、第３磁石片２５３、第４磁石片２５４、第５磁石片２５５、及び第６磁石片２５６の配列方向はＹ軸方向である。

第１磁石片２５１は、Ｙ軸方向から見て、内側の面である第１表面２５１１がＳ極であり、外側の面である第１裏面２５１２がＮ極である。言い換えると、第１磁石片２５１は、コイルブロック２２と対向する面である第１表面２５１１がＳ極、第１表面２５１１と反対側の面である第１裏面２５１２がＮ極である。第２磁石片２５２は、Ｙ軸方向から見て、第１磁石片２５１側の面である第２表面２５２１がＳ極、第２表面２５２１と反対側の面である第２裏面２５２２がＮ極である。第３磁石片２５３は、Ｙ軸方向から見て、内側の面である第３表面２５３１がＮ極、外側の面である第３裏面２５３２がＳ極である。言い換えると、第３磁石片２５３は、コイルブロック２２と対向する面である第３表面２５３１がＮ極、第３表面２５３１と反対側の面である第３裏面２５３２がＳ極である。第４磁石片２５４は、Ｙ軸方向から見て、第３磁石片２５３側の面である第４表面２５４１がＮ極、第４表面２５４１と反対側の面である第４裏面２５４２がＳ極である。

ここで、第５磁石片２５５は、上述の第１磁石片２５１と同一の磁石片である。また、第６磁石片２５６は、上述の第２磁石片２５２と同一の磁石片である。つまり、本実施形態に係る永久磁石２５は、着磁方向（磁場の向き）が互いに異なる第１磁石片２５１と第２磁石片２５２と第３磁石片２５３と第４磁石片２５４とを少なくとも有していればよい。また、本実施形態に係る永久磁石２５では、第２磁石片２５２と第４磁石片２５４とは、Ｙ軸方向においてＳ極とＮ極とが互いに反対側になっているだけであり、同一の磁石片である。

図５Ｂは、永久磁石２５とコイルブロック２２と第１リニアガイドレール２６との位置関係を示す模式図である。永久磁石２５では、図５Ｂに示すように、複数の磁石片の配列方向であるＹ軸方向と直交するＺ軸方向における片側に磁界が集中する。図５Ｂに示すように、永久磁石２５が円筒状である場合には、永久磁石２５の内側空間２５０の内周面から内側に向かう磁束が大きくなり、永久磁石２５の外周面から外側に向かう磁束が小さくなる。そのため、図５Ｂに示すように、永久磁石２５の内側空間２５０にコイルブロック２２を通すことで、コイルブロック２２側への磁束密度を大きくすることができる。これにより、コイルブロック２２と磁石ブロック２３との間に発生する推進力を大きくすることができる。コイルブロック２２と磁石ブロック２３との間に発生する推進力が大きくなることで、コイルブロック２２に対する磁石ブロック２３の加速度が大きくなり、その結果、実装作業における実装速度を更に向上させることができる。

また、図５Ｂに示すように、第１リニアガイドレール２６を永久磁石２５の外周面に沿って配置することで、第１リニアガイドレール２６側への漏れ磁束を小さくすることができる。これにより、第１リニア型モータ２１の磁石ブロック２３と第１リニアガイド２８の第１リニアガイドレール２６との間に生じる摩擦抵抗を小さくすることができるので、実装作業における実装精度についても向上させることができる。

本実施形態に係る実装装置１では、永久磁石２５は、上述のように、コイルブロック２２側への磁場強度が強くなるようなハルバッハ配列で配置されている。本開示でいう「ハルバッハ配列」とは、磁極（Ｓ極及びＮ極）の方向を最適化することによって、特定の方向への磁場強度を最大化する磁気回路をいう。本実施形態では、特定の方向は、コイルブロック２２の方向である。また、本実施形態に係る実装装置１では、第１リニアガイド２８は、図５Ｂに示すように、ハルバッハ配列で配置された永久磁石２５による磁場強度が弱くなる位置に配置されている。

ここで、永久磁石２５，６５を構成する各磁石片の内径が２６ｍｍ、外径が３６ｍｍ、Ｙ軸方向における長さが３０ｍｍであると仮定する。この条件で、第１リニア型モータ２１に永久磁石６５を用いた場合、コイルブロック２２と磁石ブロック２３との間に発生する推進力は、例えば、３１．６Ｎ／Ａである。また、第１リニア型モータ２１に永久磁石２５を用いた場合、コイルブロック２２と磁石ブロック２３との間に発生する推進力は、例えば、４３．７Ｎ／Ａである。このように、ハルバッハ配列で配置された永久磁石２５を第１リニア型モータ２１に用いることで、Ｎ−Ｓ配列の永久磁石６５に比べて約１．３８倍の推進力を得ることができる。

本実施形態に係る実装装置１では、永久磁石２５が、コイルブロック２２側への磁場強度が強くなるようなハルバッハ配列で配置されている。これにより、コイルブロック２２と磁石ブロック２３との間に発生する推進力を大きくすることができるので、コイルブロック２２に対する磁石ブロック２３の加速度を大きくすることができ、その結果、実装作業における実装速度を更に向上させることができる。また、第１リニアガイド２８が、永久磁石２５からの漏れ磁束が小さくなる位置に配置されているので、第１リニア型モータ２１と第１リニアガイド２８との間に生じる摩擦抵抗を小さくすることができ、その結果、実装作業における実装精度についても向上させることができる。さらに、第１リニアガイド２８側への漏れ磁束を小さくすることで、漏れ磁束が部品２００に与える影響を低減することができる。

（４）変形例
上述の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上述の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、上述の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

本開示における実装装置１は、例えば、制御回路１１に、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における実装装置１としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうＩＣ又はＬＳＩ等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）、又はＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれる集積回路を含む。さらに、ＬＳＩの製造後にプログラムされる、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成若しくはＬＳＩ内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む１ないし複数の電子回路で構成される。

また、実装装置１の複数の構成要素が、１つの筐体内に集約されていることは実装装置１に必須の構成ではなく、実装装置１の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。さらに、実装装置１の少なくとも一部の機能（例えば、制御回路１１）がクラウド（クラウドコンピューティング）等によって実現されてもよい。

（４．１）変形例１
上述の実施形態では、永久磁石２５を構成する第１磁石片２５１、第２磁石片２５２、第３磁石片２５３、第４磁石片２５４、第５磁石片２５５、及び第６磁石片２５６の各々が、Ｙ軸方向を軸方向とする円筒状である。これに対して、図６に示すように、永久磁石２５Ａを構成する第１磁石片２５１Ａ、第２磁石片２５２Ａ、第３磁石片２５３Ａ、及び第４磁石片２５４Ａの各々が、板状であってもよい。なお、永久磁石２５Ａ以外の構成については上述の実施形態と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

第１磁石片２５１Ａ、第２磁石片２５２Ａ、第３磁石片２５３Ａ、及び第４磁石片２５４は、この順番でＹ軸方向に沿って並んでいる。つまり、第１磁石片２５１Ａ、第２磁石片２５２Ａ、第３磁石片２５３Ａ、及び第４磁石片２５４Ａの配列方向がＹ軸方向である。

第１磁石片２５１Ａは、その厚さ方向における一面（上面）側がＳ極、他面（下面）側がＮ極である。第２磁石片２５２Ａは、Ｙ軸方向（配列方向）における第１磁石片２５１Ａ側がＳ極、第１磁石片２５１Ａと反対側がＮ極である。第３磁石片２５３Ａは、その厚さ方向における一面（上面）側がＮ極、他面（下面）側がＳ極である。第４磁石片２５４Ａは、Ｙ軸方向（配列方向）における第３磁石片２５３Ａ側がＮ極、第３磁石片２５３Ａと反対側がＳ極である。

このように構成された永久磁石２５Ａを、Ｚ軸方向においてコイルブロック２２と第１リニアガイドレール２６との間に配置することで、コイルブロック２２側への磁場強度を強くしながら、第１リニアガイドレール２６側への磁場強度を弱くすることができる。つまり、変形例１に係る永久磁石２５Ａも、コイルブロック２２側への磁場強度が強くなるようなハルバッハ配列で配置されている。また、Ｚ軸方向においてコイルブロック２２と第１リニアガイドレール２６との間に永久磁石２５Ａを配置することで、永久磁石２５Ａによる磁場強度が弱くなる位置に第１リニアガイド２８（第１リニアガイドレール２６）が配置されることになる。

変形例１に係る実装装置１では、コイルブロック２２側への磁場強度が強くなるようなハルバッハ配列で永久磁石２５Ａを配置しており、コイルブロック２２側への磁束密度を大きくすることができる。これにより、コイルブロック２２と磁石ブロック２３との間に発生する推進力を大きくすることができるので、実装作業における実装速度を更に向上させることができる。また、永久磁石２５Ａによる第１リニアガイド２８側への漏れ磁束を小さくすることができるので、磁石ブロック２３と第１リニアガイド２８との間に発生する摩擦抵抗を小さくすることができる。これにより、第１リニアガイド２８に対して磁石ブロック２３を滑らかに移動させることができるので、実装作業における実装精度を向上させることができる。また、変形例１に係る実装装置１のように、Ｚ軸方向においてコイルブロック２２と第１リニアガイドレール２６との間に永久磁石２５Ａを配置することで、実装装置１の低背化を実現することができる。

なお、図６に示すハルバッハ配列は一例であり、コイルブロック２２側への磁場強度が強くなるようなハルバッハ配列であれば別のハルバッハ配列であってもよい。

また、変形例１では、Ｚ軸方向においてコイルブロック２２と第１リニアガイドレール２６との間に永久磁石２５Ａを配置しているが、例えば、コイルブロック２２に対して第１リニアガイドレール２６と反対側に永久磁石２５Ａを配置してもよい。さらに、コイルブロック２２と第１リニアガイドレール２６との間、及びコイルブロック２２に対して第１リニアガイドレール２６と反対側の両方に永久磁石２５Ａを配置してもよい。

（４．２）その他の変形例
以下、その他の変形例を列挙する。

上述の実施形態では、第１リニア型モータ２１及び第２リニア型モータ４１の各々が円筒型のリニア型モータであるが、第１リニア型モータ２１及び第２リニア型モータ４１の少なくとも一方は、例えば、円筒型ではない筒型のリニア型モータであってもよい。さらに、第１リニア型モータ２１及び第２リニア型モータ４１の少なくとも一方は、例えば、平面型のリニア型モータであってもよい。

上述の実施形態では、第１リニアガイド２８及び第２リニアガイド４８の各々がＬＭガイド（登録商標）であるが、第１リニアガイド２８及び第２リニアガイド４８の各々はＬＭガイド（登録商標）に限定されない。すなわち、第１リニアガイド２８及び第２リニアガイド４８の各々は、第１リニア型モータ２１及び第２リニア型モータ４１の各々をガイドできる構成であれば別の構成であってもよい。

上述の実施形態では、第１移動装置２が第１リニア型モータ２１を有し、かつ第２移動装置４が第２リニア型モータ４１を有している。これに対して、第１移動装置２のみが第１リニア型モータ２１を有していてもよいし、第２移動装置４のみが第２リニア型モータ４１を有していてもよい。すなわち、第１移動装置２と第２移動装置４との少なくとも一方がリニア型モータを有していればよい。また、第１移動装置２と第２移動装置４との一方が、リニア型モータではなく、回転型モータとボールねじとで構成される機構を有していてもよい。

上述の実施形態では、コイルブロック２２，４２が固定子で、磁石ブロック２３，４３が可動子であるが、コイルブロック２２，４２が可動子で、磁石ブロック２３，４３が固定子であってもよい。つまり、磁石ブロック２３，４３に対してコイルブロック２２，４２が移動するように構成されていてもよい。

上述の実施形態では、永久磁石２５が第１磁石片２５１、第２磁石片２５２、第３磁石片２５３、第４磁石片２５４、第５磁石片２５５、及び第６磁石片２５６で構成されている。ここで、図５Ｂに示すように、第５磁石片２５５は第１磁石片２５１と同一の磁石片であり、第６磁石片２５６は第２磁石片２５２と同一の磁石片である。したがって、永久磁石２５は、少なくとも第１磁石片２５１、第２磁石片２５２、第３磁石片２５３、及び第４磁石片２５４で構成されていればよい。第１磁石片２５１、第２磁石片２５２、第３磁石片２５３、及び第４磁石片２５４は、図５Ｂに示すように、磁場の向きが互いに異なる磁石片である。

上述の実施形態では、永久磁石２５が円筒状であるが、永久磁石２５は、例えば、角筒状であってもよい。この場合、Ｙ軸方向から見たときのフランジ部２３１の収容空間２３３の形状は、矩形状になる。つまり、フランジ部２３１の収容空間２３３の形状は、収容空間２３３内に収容される永久磁石２５の形状に応じた形状になる。

上述の実施形態では、磁場の向きが互いに異なる複数の磁石片を組み合わせることで永久磁石２５を構成しているが、例えば、１つの磁石片に対して上述のようなハルバッハ配列に着磁することで永久磁石２５を構成してもよい。

上述の実施形態で説明した図５Ａ及び図５Ｂに示すハルバッハ配列は一例であり、コイルブロック２２側への磁場強度が強くなるようなハルバッハ配列であれば別のハルバッハ配列であってもよい。

（まとめ）
以上説明したように、第１の態様に係る実装装置（１）は、第１移動ユニット（３）と、第１移動装置（２）と、を備える。第１移動装置（２）は、第１移動ユニット（３）を第１方向（例えばＹ軸方向）に沿って移動させる。第１移動ユニット（３）は、第２移動ユニット（５）と、第２移動装置（４）と、を有する。第２移動装置（４）は、第２移動ユニット（５）を第２方向（例えばＸ軸方向）に沿って移動させる。第２方向は、第１方向と交差する方向である。第２移動ユニット（５）は、捕捉部（５１）を有する。捕捉部（５１）は、第１対象物（１００）に実装される第２対象物（２００）を捕捉する。第１移動装置（２）と第２移動装置（４）との少なくとも一方は、リニア型モータ（２１，４１）を有する。リニア型モータ（２１，４１）は、コイル（２４）を含むコイルブロック（２２，４２）と、励磁電流を流した状態のコイル（２４）との間に磁力を作用させる永久磁石（２５，２５Ａ）を含む磁石ブロック（２３，４３）と、を有する。永久磁石（２５，２５Ａ）は、ハルバッハ配列で配置される。

この態様によれば、コイルブロック（２２，４２）側への磁場強度が強くなるようなハルバッハ配列で永久磁石（２５，２５Ａ）を配置した場合には、実装作業における実装速度を更に向上させることができる。

第２の態様に係る実装装置（１）では、第１の態様において、永久磁石（２５，２５Ａ）は、コイルブロック（２２，４２）側への磁場強度が強くなるようなハルバッハ配列で配置される。

この態様によれば、実装作業における実装速度を更に向上させることができる。

第３の態様に係る実装装置（１）では、第１又は２の態様において、磁石ブロック（２３，４３）は、収容空間（２３３）が設けられたフランジ部（２３１）を更に含む。永久磁石（２５，２５Ａ）は、収容空間（２３３）内に配置される。

この態様によれば、永久磁石（２５，２５Ａ）を収容空間（２３３）に配置するだけで、永久磁石（２５，２５Ａ）の位置合わせを行うことができる。

第４の態様に係る実装装置（１）では、第３の態様において、永久磁石（２５，２５Ａ）は、複数の磁石片（２５１〜２５６，２５１Ａ〜２５４Ａ）を有する。フランジ部（２３１）は、収容空間（２３３）内に配置された複数の磁石片（２５１〜２５６，２５１Ａ〜２５４Ａ）を収容空間（２３３）側に押し込む押さえ板（２３２）を有する。

この態様によれば、フランジ部（２３１）と押さえ板（２３２）とで永久磁石（２５，２５Ａ）を保持することができる。

第５の態様に係る実装装置（１）では、第１〜４のいずれかの態様において、永久磁石（２５）は筒状である。コイルブロック（２２，４２）と永久磁石（２５）とは、永久磁石（２５）の内側空間（２５０）にコイルブロック（２２，４２）を通した状態で相対的に移動可能である。

この態様によれば、コイルブロック（２２，４２）と永久磁石（２５）とを相対的に移動させることができる。

第６の態様に係る実装装置（１）では、第１〜５のいずれかの態様において、第１移動装置（２）と第２移動装置（４）との少なくとも一方は、リニアガイド（２８，４８）を更に有する。リニアガイド（２８，４８）は、リニア型モータ（２１，４１）をガイドする。リニアガイド（２８，４８）は、ハルバッハ配列で配置された永久磁石（２５，２５Ａ）による磁場強度が弱くなる位置に配置される。

この態様によれば、リニアガイド（２８，４８）とリニア型モータ（２１，４１）との間に生じる摩擦抵抗を低減することができるので、実装作業における実装精度を向上させることができる。

第７の態様に係る実装装置（１）では、第１〜６のいずれかの態様において、永久磁石（２５，２５Ａ）は、第１磁石片（２５１，２５１Ａ）と第２磁石片（２５２，２５２Ａ）と第３磁石片（２５３，２５３Ａ）と第４磁石片（２５４，２５４Ａ）とが配列方向に沿って並んでいる。配列方向は、第１方向（例えばＹ軸方向）と第２方向（例えばＸ軸方向）との少なくとも一方である。第１磁石片（２５１，２５１Ａ）は、コイルブロック（２２，４２）と対向する面である第１表面（２５１１）がＳ極、第１表面（２５１１）と反対側の面である第１裏面（２５１２）がＮ極である。第２磁石片（２５２，２５２Ａ）は、上記配列方向における第１磁石片（２５１，２５１Ａ）側の面である第２表面（２５２１）がＳ極、上記配列方向における第２表面（２５２１）と反対側の面である第２裏面（２５２２）がＮ極である。第３磁石片（２５３，２５３Ａ）は、コイルブロック（２２，４２）と対向する面である第３表面（２５３１）がＮ極、第３表面（２５３１）と反対側の面である第３裏面（２５３２）がＳ極である。第４磁石片（２５４，２５４Ａ）は、上記配列方向における第３磁石片（２５３，２５３Ａ）側の面である第４表面（２５４１）がＮ極、上記配列方向における第４表面（２５４１）と反対側の面である第４裏面（２５４２）がＳ極である。

この態様によれば、コイルブロック（２２，４２）側への磁場強度を強くすることができ、これにより実装作業における実装速度を更に向上させることができる。

第８の態様に係る実装装置（１）では、第７の態様において、第２磁石片（２５２，２５２Ａ）と第４磁石片（２５４，２５４Ａ）とが同一の磁石片である。

この態様によれば、永久磁石（２５，２５Ａ）を構成する磁石片の種類を少なくすることができる。

第９の態様に係る実装装置（１）では、第１〜８のいずれかの態様において、コイルブロック（２２，４２）に対して磁石ブロック（２３，４３）が移動可能である。

この態様によれば、磁石ブロック（２３，４３）に対してコイルブロック（２２，４２）を移動させる場合に比べて配置の自由度が向上するという利点がある。

第２〜９の態様に係る構成については、実装装置（１）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

１ 実装装置
２ 第１移動装置
３ 第１移動ユニット
４ 第２移動装置
５ 第２移動ユニット
２１ 第１リニア型モータ（リニア型モータ）
２２ コイルブロック
２３ 磁石ブロック
２４ コイル
２５，２５Ａ 永久磁石
２８ リニアガイド
４１ 第２リニア型モータ（リニア型モータ）
４２ コイルブロック
４３ 磁石ブロック
４８ リニアガイド
５１ 捕捉部
１００ 第１対象物
２００ 第２対象物
２３１ フランジ部
２３２ 押さえ板
２３３ 収容空間
２５０ 内側空間
２５１，２５１Ａ 第１磁石片（磁石片）
２５２，２５２Ａ 第２磁石片（磁石片）
２５３，２５３Ａ 第３磁石片（磁石片）
２５４，２５４Ａ 第４磁石片（磁石片）
２５１１ 第１表面
２５１２ 第１裏面
２５２１ 第２表面
２５２２ 第２裏面
２５３１ 第３表面
２５３２ 第３裏面
２５４１ 第４表面
２５４２ 第４裏面

Claims (9)

1. 第１移動ユニットと、
   前記第１移動ユニットを第１方向に沿って移動させる第１移動装置と、を備え、
   前記第１移動ユニットは、
   第２移動ユニットと、
   前記第２移動ユニットを前記第１方向と交差する方向である第２方向に沿って移動させる第２移動装置と、を有し、
   前記第２移動ユニットは、第１対象物に実装される第２対象物を捕捉する捕捉部を有し、
   前記第１移動装置と前記第２移動装置との少なくとも一方は、リニア型モータを有し、
   前記リニア型モータは、
   コイルを含むコイルブロックと、
   励磁電流を流した状態の前記コイルとの間に磁力を作用させる永久磁石を含む磁石ブロックと、を有し、
   前記永久磁石は、ハルバッハ配列で配置される、
   実装装置。
2. 前記永久磁石は、前記コイルブロック側への磁場強度が強くなるような前記ハルバッハ配列で配置される、
   請求項１に記載の実装装置。
3. 前記磁石ブロックは、収容空間が設けられたフランジ部を更に含み、
   前記永久磁石は、前記収容空間内に配置される、
   請求項１又は２に記載の実装装置。
4. 前記永久磁石は、複数の磁石片を有し、
   前記フランジ部は、前記収容空間内に配置された前記複数の磁石片を前記収容空間側に押し込む押さえ板を有する、
   請求項３に記載の実装装置。
5. 前記永久磁石は筒状であり、
   前記コイルブロックと前記永久磁石とは、前記永久磁石の内側空間に前記コイルブロックを通した状態で相対的に移動可能である、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の実装装置。
6. 前記第１移動装置と前記第２移動装置との少なくとも一方は、前記リニア型モータをガイドするリニアガイドを更に有し、
   前記リニアガイドは、前記ハルバッハ配列で配置された前記永久磁石による磁場強度が弱くなる位置に配置される、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の実装装置。
7. 前記永久磁石は、第１磁石片と第２磁石片と第３磁石片と第４磁石片とが配列方向に沿って並んでおり、
   前記配列方向は、前記第１方向と前記第２方向との少なくとも一方であり、
   前記第１磁石片は、前記コイルブロックと対向する面である第１表面がＳ極、前記第１表面と反対側の面である第１裏面がＮ極であり、
   前記第２磁石片は、前記配列方向における前記第１磁石片側の面である第２表面がＳ極、前記配列方向における前記第２表面と反対側の面である第２裏面がＮ極であり、
   前記第３磁石片は、前記コイルブロックと対向する面である第３表面がＮ極、前記第３表面と反対側の面である第３裏面がＳ極であり、
   前記第４磁石片は、前記配列方向における前記第３磁石片側の面である第４表面がＮ極、前記配列方向における前記第４表面と反対側の面である第４裏面がＳ極である、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の実装装置。
8. 前記第２磁石片と前記第４磁石片とが同一の磁石片である、
   請求項７に記載の実装装置。
9. 前記コイルブロックに対して前記磁石ブロックが移動可能である、
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の実装装置。

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