JP3800126B2

JP3800126B2 - 作業ヘッド

Info

Publication number: JP3800126B2
Application number: JP2002120425A
Authority: JP
Inventors: 仁向島; 和彦野田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-04-23
Filing date: 2002-04-23
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2022-04-23
Also published as: JP2003319633A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直線方向に推力を発生するボイスコイル型モータを用いた作業ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を基板に実装する実装ヘッドは、電子部品を基板に対して押圧する押圧荷重を発生する荷重発生手段を備えており、この荷重発生手段として可動コイルと固定マグネットとの組み合わせによるボイスコイル型モータを用いる方法が知られている。この方法は、電子部品に当接して保持する電子部品保持ツールに軸部材を介して可動コイルを結合し、固定マグネットが作る磁界の中でこの可動コイルに通電することにより固定マグネットとの間に発生する電磁力を電子部品保持ツールを介して電子部品に伝達するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年電子部品の種類の多様化に伴い、大型チップを実装するために高推力のボイスコイル型モータが求められるようになってきている。しかしながら従来のボイスコイル型モータでは、推力を増加させるためにはマグネットやコイルの大型化などによってモータ全体のサイズ・重量の増加が避けられず、装置コンパクト化の要請に反するとともに、ヘッド重量の増大によって実装動作タクトの遅延を招くという問題点があった。
【０００４】
そこで本発明は、小型・軽量で高い推力を発生することができるボイスコイル型モータを用いた作業ヘッドを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の作業ヘッドは、ボイスコイル型モータによって移動するシャフトと、このシャフトの一端部に装着された作業ツールを備えた作業ヘッドであって、前記シャフトを支持する軸受け部と、中央部に前記シャフトが貫通する貫通孔を有し、前記シャフトと同軸且つ平行な外壁面を備えた第１磁性部材と、前記第１磁性部材を包囲し、この第１磁性部材の外壁面と間隔をおいて向かい合い前記シャフトと同軸且つ平行な内壁面を有する第２磁性部材と、前記外壁面と前記内壁面に挟まれた略円筒状の空間内において前記シャフトの長手方向に沿って直列に配置され、半径方向に着磁された２個のリング形状の磁石と、前記内壁面と前記磁石の間の空間に前記シャフトと同軸に巻回され、前記磁石に対応して前記シャフトの長手方向に沿って直列に配置された２個の外側コイルと、前記外壁面と前記磁石の間の空間に前記シャフトと同軸に巻回され、前記外側コイルに対応して前記シャフトの長手方向に沿って直列に配置された２個の内側コイルと、前記外側コイルと前記内側コイルに電流を供給する駆動回路を備え、前記外側コイルの内周面及び前記内側コイルの外周面に前記リング状の磁石の外周面及び内周面をそれぞれ直接露呈させて前記シャフトに前記外側コイル及び前記内側コイルを一体的に装着して可動部とし、前記軸受け部、前記第１磁性部材、前記第２磁性部材、前記磁石とを一体的に装着して固定部とし、隣接する前記磁石の極性を逆向きにすると共に、隣接する外側コイルに流す電流の方向を逆向きとし、さらに外側コイルに対応する内側コイルに流す電流の方向をこの外側コイルと同じ向きにしてボイスコイル型モータを構成し、前記シャフトの他端部にシャフトとは軸心を中心に一体的に回転し長手方向へは摺動自在に結合する回転体と、この回転体を回転させる駆動手段と前記駆動回路と前記駆動手段を制御する制御手段と、前記シャフトの上下方向の位置を検出する位置検出手段を備え、前記位置検出手段が、前記シャフトに装着されたリニアスケールと前記回転体に装着された読み取りヘッドからなり、前記リニアスケールと前記読み取りヘッドは相対向して配置されている。
【００１５】
本発明によれば、着磁方向の異なる２つの磁石を推力発生方向に直列に配置し、それぞれのマグネットを挟んで内外２層のコイルを配置することにより、ボイスコイル型モータ全体のサイズや重量の増大を招くことなく高推力を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の電子部品実装装置の正面図、図２は本発明の実施の形態１の電子部品実装装置の斜視図、図３は本発明の実施の形態１の電子部品実装装置の実装ヘッドの断面図、図４は本発明の実施の形態１のボイスコイル型モータの断面図、図５は本発明の実施の形態１のボイスコイル型モータの動作説明図である。
【００１７】
まず図１、図２を参照して電子部品実装装置の構成を説明する。図１において、電子部品実装装置１は、基台２上に配設された基板保持部３、部品供給部６および実装部１０によって構成されている。基板保持部３は保持ステージ４を備えており、保持ステージ４上には電子部品実装対象となる基板５が保持されている。部品供給部６に載置された部品トレイ７には、電子部品８が多数収納されている。
【００１８】
図２に示すように実装部１０は、電子部品実装用の作業ヘッドである実装ヘッド１２を移動テーブル１１によって移動自在に配設した構成となっている。実装ヘッド１２の下端部には、作業ツールであって電子部品保持ツールであるボンディングツール１３が装着されている。ボンディングツール１３は、水平な横長形状のホーン１３ａを備えており、ホーン１３ａは保持部１３ｂによって実装ヘッド１２の下端部に結合されている。ホーン１３ａの下面には接合作用部１３ｃが突設されており、接合作用部１３ｃは電子部品８の上面に当接して吸着保持するとともに、電子部品８を基板５に対して押圧することにより電子部品８を基板５に実装する。
【００１９】
ホーン１３ａの一方側の端部には振動子１４が装着されており、振動子１４を駆動することにより、超音波振動伝達用のホーン１３ａを介して接合作用部１３ｃには超音波振動が伝達される。これにより、ボンディングツール１３によって電子部品８を基板に押圧する際に、電子部品８には接合作用部１３ｃを介して超音波振動が付与される。
【００２０】
次に図３を参照して、移動テーブル１１および実装ヘッド１２の構造について説明する。図３において、移動テーブル１１のフレーム１１ａには、ガイドレール１６が２本水平方向に配設されており、ガイドレール１６にスライド自在に嵌合したスライダ１５には、垂直なプレート１１ｂが固着されている。
【００２１】
実装ヘッド１２は、ボンディングツール１３を回転させる回転機構２０と、ボンディングツール１３に押圧荷重を付与する押圧手段としてのボイスコイル型モータ３０とを上下に組み合わせた構成となっている。プレート１１ｂには、回転機構２０の本体を構成する保持部材２０ａが結合されている。保持部材２０ａの上面にはモータ２１が垂直に配設されており、モータ２１の出力軸２１ａには、ベアリング２３によって軸支されたカップリング部材２２が結合されている。
【００２２】
カップリング部材２２の下部には、ボールスプライン２４が装着されており、ボールスプライン２４には、ボイスコイル型モータ３０を軸受け部３２を介して貫通する垂直な回転軸３１（シャフト）の上部のスプライン軸部３１ｂが、上下方向に摺動自在に嵌合している。回転軸３１の下端部３１ａは、非磁性体で製作された結合部材３４を介してボンディングツール１３の保持部１３ｂと結合されている。
【００２３】
モータ２１を回転駆動することにより、回転軸３１にはボールスプライン２４およびスプライン軸部３１ｂを介して回転が伝達され、回転軸３１は軸心廻りに回転する。このとき、ボールスプライン２４に対してスプライン軸部３１ｂの上下方向の相対変位が許容される。すなわち、ボールスプライン２４が装着されたカップリング部材２２およびスプライン軸部３１ｂは、回転軸３１の他端部に連結され回転方向へは回転軸３１と軸心を中心に一体的に回転し長手方向へは回転軸３１に対して摺動自在に移動する回転体となっている。そしてこの回転体は、回転駆動手段であるモータ２１の出力軸２１ａによって回転駆動される。モータ２１は駆動回路５１によって駆動され、駆動回路５１は電子部品実装装置の制御手段９によって制御される。
【００２４】
次に回転軸３１の上下方向の位置を検出する位置検出手段について説明する。この位置検出手段は、上下位置検出用に回転軸３１に装着されたドグ部材２８の左側面（移動テーブル１１と反対側面）から上方に突出したブラケット２８ａによって回転軸３１に装着されたリニアスケール２９、およびブラケット２６によってカップリング部材２２の左側面に装着された読みとりヘッド２７によって構成される。リニアスケール２９と読みとりヘッド２７は相対向して配置されており、リニアスケール２９の上下方向の変位を読みとりヘッド２７で読みとることにより、回転軸３１の上下方向の位置が検出される。
【００２５】
ドグ部材２８を挟んで、２つの光学センサ２５ａ，２５ｂが配設されている。光学センサ２５ａ，２５ｂは、それぞれ投光部と受光部とを備えた透過式の光学センサであり、回転軸３１の上下方向の変位が予め設定された上限範囲・下限範囲に到達したことを検知する。
【００２６】
次に図４を参照して、ボイスコイル型モータ３０の構成を説明する。図４において、保持部材２０ａの下面には、ヨーク３５が固着されている。ヨーク３５は、機械構造用鋼やマルテンサイトステンレス鋼などの磁性金属によって製作された略２重円筒形状の部材であり、内筒部３５ａ（第１磁性部材）、外筒部３５ｄ（第２磁性部材）より構成される。内筒部３５ａと外筒部３５ｄとは、上部の連結部３５ｆによって連結されている。
【００２７】
ヨーク３５の内筒部３５ａの中央部には、貫通孔３５ｂが上下に貫通して設けられている。ヨーク３５の中央部に設けられた貫通孔３５ｂには、回転軸３１が軸受け部３２を介して回転および軸方向移動自在に支持されている。内筒部３５ａは回転軸３１と同軸且つ平行な外壁面３５ｃを備えており、外壁面３５ｃは外筒部３５ｄの内壁面３５ｅと対向している。すなわち、外筒部３５ｄは、内筒部３５ａを包囲して外壁面３５ｃと間隔をおいて向かい合い、回転軸３１と同軸且つ平行な内壁面３５ｅを備えている。
【００２８】
外壁面３５ｃと内壁面３５ｅに挟まれた略円筒状の空間３７には、マグネット保持部３５ｇが連結部３５ｆから下方に突出して設けられている。マグヘット保持部３５ｇには、半径方向に着磁されたリング形状のマグネット（磁石）３９Ａ，３９Ｂが装着されており、マグネット３９Ａ，３９Ｂは、空間３７において回転軸３１の長手方向に沿って直列に配置されている。
【００２９】
内筒部３５ａの外壁面３５ｃとマグネット３９Ａ，３９Ｂとの間の空間には、移動部材３３から上方に延出した内側コイル保持部３３ａが進入しており、内側コイル保持部３３ａには２つの内側コイル３８Ａ，３８Ｃが装着されている。また外筒部３５ｄの内壁面３５ｅとマグネット３９Ａ，３９Ｂとの間の空間には、移動部材３３から上方に延出した外側コイル保持部３３ｂが進入しており、外側コイル保持部３３ｂには２つの外側コイル３８Ｂ，３８Ｄが装着されている。
【００３０】
２つの内側コイル３８Ａ，３８Ｃ、２つの外側コイル３８Ｂ，３８Ｄは、それぞれ回転軸３１の軸方向におけるマグネット３９Ａ，３９Ｂの位置に対応して直列に配置されており、ともにマグネット３９Ａ，３９Ｂの長手方向のサイズＬ１よりも短い巻き幅Ｂ１で、回転軸３１と同軸に卷回されている。ここではＢ１がボイスコイル型モータ３０の推力に関連する有効コイル長に相当し、Ｌ１は、Ｂ１に回転軸３１の上下方向の所要ストロークを加え合わせたもの以上となっている。
【００３１】
外側コイル３８Ｂ，３８Ｄ、内側コイル３８Ａ，３８Ｃには、駆動回路５０（図３）によって駆動用の電流が供給され、駆動回路５０は制御手段９（図３）によって制御される。これにより、外側コイル３８Ｂ，３８Ｄ、内側コイル３８Ａ，３８Ｃに対してマグネット３９Ａ，３９Ｂが長手方向に相対移動するが、外側コイル３８Ｂ，３８Ｄ、内側コイル３８Ａ，３８Ｃは、マグネット３９Ａ，３９Ｂの長手方向のサイズＬ１よりも短い巻幅Ｂ１で卷回されていることから、通常のストローク範囲において、有効コイル長さは常に一定に保たれる。
【００３２】
図４〜図８に示すように、マグネット３９Ａ，３９Ｂは、その外周面及び内周面を外側コイル３８Ｂ，３８Ｄの内周面及び内側コイル３８Ａ，３８Ｃの外周面にそれぞれ直接露呈させて配置されている。そしてこの外側コイル３８Ｂ，３８Ｄ、内側コイル３８Ａ，３８Ｃは移動部材３３を介して回転軸３１と一体的に装着されて推力発生方向（軸方向）に移動する可動部を構成する。またヨーク３５の内筒部３５ａおよび軸受け部３２、外筒部３５ｄはマグネット３９Ａ，３９Ｂと一体的に装着されて保持部材２０ａに固定された固定部を構成する。
【００３３】
ここで図５を参照して、マグネット３９Ａ，３９Ｂの極性、外側コイル３８Ｂ，３８Ｄ、内側コイル３８Ａ，３８Ｃの巻き方向について説明する。図５に示すように、マグネット３９Ａ，３９Ｂは、マグネット３９Ａについては半径方向の内側がＳ極、外側がＮ極となる方向に、またマグネット３９Ｂについては半径方向の内側がＮ極、外側がＳ極となる方向に着磁されている。すなわち、回転軸３１の長手方向に隣接するマグネットの極性が相互に逆向きとなるような着磁方向となっている。
【００３４】
４つのコイルのうち、内側コイル３８Ａ、外側コイル３８Ｂは、同じ巻き方向となっており、また、内側コイル３８Ｃ，外側コイル３８Ｄは同じ巻き方向となっている。そして、回転軸３１の長手方向に隣接する内側コイル３８Ａ，３８Ｃはそれぞれ巻き方向が逆となっており、同様に外側コイル３８Ｂ，３８Ｄも巻き方向が逆となっている。
【００３５】
図５は、マグネット３９Ａ，３９Ｂによって構成される磁気回路を示しており、磁束は、マグネット３９Ａの外側（Ｎ極）から外側コイル３８Ｂを横切って外筒部３５ｄ内に入る。そして外側コイル３８Ｄを横切ってってマグネット３９Ｂの外側（Ｓ極）へ向かう。そしてマグネット３９Ｂの内側（Ｎ極）から内側コイル３８Ｃを横切って内筒部３５ａに入り、さらに内側コイル３８Ａを横切ってマグネット３９Ａの内側（Ｓ極）に入って閉じる。
【００３６】
このような磁気回路による磁界内で、外側コイル３８Ｂ，３８Ｄ、内側コイル３８Ａ，３８Ｃに通電することにより、外側コイル３８Ｂ，３８Ｄ、内側コイル３８Ａ，３８Ｃとマグネット３９Ａ，３９Ｂとの間には、電流の強さに応じた大きさの、また電流の方向に応じて矢印ａ方向または矢印ｂ方向の相対力が作用する。これにより、マグネット３９Ａ，３９Ｂとともに可動部を構成する回転軸には、駆動回路５０によって供給される電流に応じた軸方向の力が伝達される。
【００３７】
そしてこの軸方向に発生した推力は、回転軸３１の下端部３１ａに結合された結合部材３４を介してボンディングツール１３に伝達される。これにより、ボンディングツール１３は接合作用部１３ｃによって電子部品を基板５に対して押圧する。上記構成のボイスコイル型モータ３０は、上下に分割されたマグネット３９Ａ，３９Ｂをそれぞれ内外２層のコイルで挟んだ構成となっていることから、これらのマグネットやコイルおよびヨーク３５を大型化することなく、高推力を得ることが可能となっている。したがって、ボイスコイル型モータ全体のサイズ・重量の増加を抑えてコンパクトな実装ヘッドが実現され、高速動作が可能となっている。
【００３８】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２のボイスコイル型モータの断面図である。本実施の形態２に示すボイスコイル型モータ３０Ａは、実施の形態１に示すヨーク３５に非磁性体を介して軸受け部３２を装着した構成となっており、これ以外の構成は実施の形態１のボイスコイル型モータ３０と同様である。
【００３９】
図６において、保持部材２０ａの下面には、ヨーク４０が固着されている。ヨーク４０は、実施の形態１に示すヨーク３５と同様の磁性金属によって製作された第１磁性部材である。ヨーク４０の中央部には貫通孔４０ａが上下に貫通して設けられており、貫通孔４０ａにはオーステナイト系ステンレス鋼などの非磁性体で製作されたカラー部材４１が嵌着されている。
【００４０】
カラー部材４１は上部に径方向に張り出したフランジ部４１ａと上下方向に貫通した貫通孔４１ｂが設けられた円筒状部材であり、貫通孔４１ｂには回転軸３１を回転および軸方向移動自在に支持する軸受け部３２が装着されている。フランジ部４１ａには、ヨーク４０と同様の磁性金属によって製作された第２磁性部材としての外筒部４２が結合されている。
【００４１】
ヨーク４０は、回転軸３１と同軸且つ平行な外壁面４０ｂを備えており、外筒部４２はヨーク４０を包囲して配置されており、外壁面４０ｂと間隔をおいて対向し回転軸３１と同軸且つ平行な内壁面４２ａを備えている。
【００４２】
外壁面４０ｂと内壁面４２ａに挟まれた略円筒状の空間４７には、マグネット保持部４１ｃがフランジ部４１ａから下方に突出して設けられている。マグヘット保持部４１ｃには、半径方向に着磁されたリング形状のマグネット（磁石）３９Ａ，３９Ｂが装着されており、マグネット３９Ａ，３９Ｂは、空間４７において回転軸３１の長手方向に沿って直列に配置されている。
【００４３】
外壁面４０ｂとマグネット３９Ａ，３９Ｂとの間の空間、マグネット３９Ａ，３９Ｂと内壁面４２ａとの間の空間には、移動部材３３から上方に延出した内側コイル保持部３３ａ、外側コイル保持部３３ｂがそれぞれが進入している。内側コイル保持部３３ａには２つの内側コイル３８Ａ，３８Ｃが、外側コイル保持部３３ｂには、外側コイル３８Ｂ，３８Ｄがそれぞれ装着されている。マグネット３９Ａ，３９Ｂの配置や極性、外側コイル３８Ｂ，３８Ｄ、内側コイル３８Ａ，３８Ｃの配置や巻き方向については、ボイスコイル型モータ３０と同様である。
【００４４】
上記構成は、軸受け部３２とヨーク４０（第１磁性部材）の間に非磁性体であるカラー部材４１を設け、カラー部材４１に軸受け部３２、ヨーク４０、外筒部４２を装着し、ヨーク４０の外壁面４０ｂに内側コイル３８Ａ，３８Ｃを装着し、外筒部４２の内壁面４２ａに外側コイル３８Ｂ，３８Ｄを装着して固定部を構成したものとなっている。
【００４５】
このように、ヨーク４０と軸受け部３２との間に非磁性体のカラー部材４１を介在させることにより、マグネット３９Ａ，３９Ｂから回転軸３１への磁束漏洩を防止することができる。したがって、磁束が漏洩することによる推力の低下を防止するとともに、回転軸３１を介して漏洩した磁束によるボンディングツール１３への悪影響を防止することができる。
【００４６】
（実施の形態３）
図７は本発明の実施の形態３のボイスコイル型モータの断面図、図８は本発明の実施の形態３のボイスコイル型モータの動作説明図である。本実施の形態３に示すボイスコイル型モータ３０Ｂは、実施の形態１と同様の構成において、マグネットとコイルの長手方向の配置幅を変更したものである。
【００４７】
図７において保持部材２０ａの下面には、ヨーク４５が固着されている。ヨーク４５は、機械構造用鋼やマルテンサイトステンレス鋼などの磁性金属によって製作された略２重円筒形状の部材であり、内筒部４５ａ（第１磁性部材）、外筒部４５ｄ（第２磁性部材）より構成される。内筒部４５ａと外筒部４５ｄとは、上部の連結部４５ｆによって連結されている。
【００４８】
ヨーク４５の内筒部４５ａの中央部には、貫通孔４５ｂが上下に貫通して設けられている。ヨーク４５の中央部に設けられた貫通孔４５ｂには、回転軸３１が軸受け部３２を介して回転および軸方向移動自在に支持されている。内筒部４５ａは回転軸３１と同軸且つ平行な外壁面４５ｃを備えており、外壁面４５ｃは外筒部４５ｄの内壁面４５ｅと対向している。すなわち、外筒部４５ｄは、内筒部４５ａを包囲して外壁面４５ｃと間隔をおいて向かい合い、回転軸３１と同軸且つ平行な内壁面４５ｅを備えている。
【００４９】
外壁面４５ｃと内壁面４５ｅに挟まれた略円筒状の空間４７には、マグネット保持部４５ｇが連結部４５ｆから下方に突出して設けられている。マグヘット保持部４５ｇには、半径方向に着磁されたリング形状のマグネット（磁石）４９Ａ，４９Ｂが装着されており、マグネット４９Ａ，４９Ｂは、空間４７において回転軸３１の長手方向に沿って直列に配置されている。
【００５０】
内筒部４５ａの外壁面４５ｃとマグネット４９Ａ，４９Ｂとの間の空間には、移動部材４３から上方に延出した内側コイル保持部４３ａが進入しており、内側コイル保持部４３ａには２つの内側コイル４８Ａ，４８Ｃが装着されている。また外筒部４５ｄの内壁面４５ｅとマグネット４９Ａ，４９Ｂとの間の空間には、移動部材４３から上方に延出した外側コイル保持部４３ｂが進入しており、外側コイル保持部４３ｂには２つの外側コイル４８Ｂ，４８Ｄが装着されている。
【００５１】
２つの内側コイル４８Ａ，４８Ｃ、２つの外側コイル４８Ｂ，４８Ｄは、それぞれ回転軸３１の軸方向におけるマグネット４９Ａ，４９Ｂの位置に対応して直列に配置されており、ともにマグネット４９Ａ，４９Ｂの長手方向のサイズＬ２よりも長い巻幅Ｂ２で、回転軸３１と同軸に卷回されている。ここではＬ２がボイスコイル型モータ３０Ｂの推力に関連する有効コイル長に相当し、Ｂ２は、Ｌ２に回転軸３１の上下方向の所要ストロークを加え合わせたもの以上となっている。
【００５２】
外側コイル４８Ｂ，４８Ｄ、内側コイル４８Ａ，４８Ｃには、駆動回路５０（図３）によって駆動用の電流が供給され、駆動回路５０は制御手段９（図３）によって制御される。これにより、外側コイル４８Ｂ，４８Ｄ、内側コイル４８Ａ，４８Ｃに対してマグネット４９Ａ，４９Ｂが長手方向に相対移動するが、外側コイル４８Ｂ，４８Ｄ、内側コイル４８Ａ，４８Ｃは、マグネット４９Ａ，４９Ｂの長手方向のサイズＬ２よりも長い巻幅Ｂ２で卷回されていることから、通常のストローク範囲において、有効コイル長さは常に一定に保たれる。
【００５３】
ここで図８を参照して、マグネット４９Ａ，４９Ｂの極性、外側コイル４８Ｂ，４８Ｄ、内側コイル４８Ａ，４８Ｃの巻き方向について説明する。図８に示すように、マグネット４９Ａ，４９Ｂは、マグネット４９Ａについては半径方向の内側がＳ極、外側がＮ極となる方向に、またマグネット４９Ｂについては半径方向の内側がＮ極、外側がＳ極となる方向に着磁されている。すなわち、回転軸３１の長手方向に隣接するマグネットの極性が相互に逆向きとなるような着磁方向となっている。
【００５４】
４つのコイルのうち、内側コイル４８Ａ、外側コイル４８Ｂは、同じ巻き方向となっており、また、内側コイル４８Ｃ、外側コイル４８Ｄは同じ巻き方向となっている。そして、回転軸３１の長手方向に隣接する内側コイル４８Ａ，４８Ｃはそれぞれ巻き方向が逆となっており、同様に外側コイル４８Ｂ，４８Ｄも巻き方向が逆となっている。
【００５５】
図８は、マグネット４９Ａ，４９Ｂによって構成される磁気回路を示しており、磁束は、マグネット４９Ａの外側（Ｎ極）から外側コイル４８Ｂを横切って外筒部４５ｄ内に入る。そして外側コイル４８Ｄを横切ってマグネット４９Ｂの外側（Ｓ極）へ向かう。そしてマグネット４９Ｂの内側（Ｎ極）から内側コイル４８Ｃを横切って内筒部４５ａに入り、さらに内側コイル４８Ａを横切ってマグネット４９Ａの内側（Ｓ極）に入って閉じる。
【００５６】
このような磁気回路による磁界内で、外側コイル４８Ｂ，４８Ｄ、内側コイル４８Ａ，４８Ｃに通電することにより、外側コイル４８Ｂ，４８Ｄ、内側コイル４８Ａ，４８Ｃと、マグネット４９Ａ，４９Ｂとの間には、電流の強さに応じた大きさの、また電流の方向に応じて矢印ａ方向または矢印ｂ方向の相対力が作用する。これにより、マグネット４９Ａ，４９Ｂとともに可動部を構成する回転軸には、駆動回路によって供給される電流に応じた軸方向の力が伝達される。
【００５７】
以上の実施例において、軸方向に直列に並べたコイルの巻き方向を逆にしているが、巻き方向を同じにして結線を変え、逆方向の電流を印加しても同様の効果が得られるのは明らかである。なお以上の実施例では、磁石、外側コイル、内側コイルをそれぞれ２個づつ備えた例を示したが、それ以上備えて推力を増大してもよい。それぞれ２個づつとすると、コンパクト性と推力増大のバランスがとれて望ましい。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、着磁方向の異なる２つのマグネットを推力発生方向に直列に配置し、それぞれのマグネットを挟んで内外２層のコイルを配置したので、ボイスコイル型モータ全体のサイズや重量の増大を招くことなく高推力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の電子部品実装装置の正面図
【図２】本発明の実施の形態１の電子部品実装装置の斜視図
【図３】本発明の実施の形態１の電子部品実装装置の実装ヘッドの断面図
【図４】本発明の実施の形態１のボイスコイル型モータの断面図
【図５】本発明の実施の形態１のボイスコイル型モータの動作説明図
【図６】本発明の実施の形態２のボイスコイル型モータの断面図
【図７】本発明の実施の形態３のボイスコイル型モータの断面図
【図８】本発明の実施の形態３のボイスコイル型モータの動作説明図
【符号の説明】
１電子部品実装装置
５基板
８電子部品
１０実装部
１１移動テーブル
１２実装ヘッド
１３ボンディングツール
２０回転機構
２１モータ
３０ボイスコイル型モータ
３１回転軸
３８Ａ，３８Ｃ，４８Ａ，４８Ｃ内側コイル
３８Ｂ，３８Ｄ，４８Ｂ，４８Ｄ外側コイル
３９Ａ，３９Ｂ，４９Ａ，４９Ｂマグネット

Claims

ボイスコイル型モータによって移動するシャフトと、このシャフトの一端部に装着された作業ツールを備えた作業ヘッドであって、前記シャフトを支持する軸受け部と、中央部に前記シャフトが貫通する貫通孔を有し、前記シャフトと同軸且つ平行な外壁面を備えた第１磁性部材と、前記第１磁性部材を包囲し、この第１磁性部材の外壁面と間隔をおいて向かい合い前記シャフトと同軸且つ平行な内壁面を有する第２磁性部材と、前記外壁面と前記内壁面に挟まれた略円筒状の空間内において前記シャフトの長手方向に沿って直列に配置され、半径方向に着磁された２個のリング形状の磁石と、前記内壁面と前記磁石の間の空間に前記シャフトと同軸に巻回され、前記磁石に対応して前記シャフトの長手方向に沿って直列に配置された２個の外側コイルと、前記外壁面と前記磁石の間の空間に前記シャフトと同軸に巻回され、前記外側コイルに対応して前記シャフトの長手方向に沿って直列に配置された２個の内側コイルと、前記外側コイルと前記内側コイルに電流を供給する駆動回路を備え、前記外側コイルの内周面及び前記内側コイルの外周面に前記リング状の磁石の外周面及び内周面をそれぞれ直接露呈させて前記シャフトに前記外側コイル及び前記内側コイルを一体的に装着して可動部とし、前記軸受け部、前記第１磁性部材、前記第２磁性部材、前記磁石とを一体的に装着して固定部とし、隣接する前記磁石の極性を逆向きにすると共に、隣接する外側コイルに流す電流の方向を逆向きとし、さらに外側コイルに対応する内側コイルに流す電流の方向をこの外側コイルと同じ向きにしてボイスコイル型モータを構成し、前記シャフトの他端部にシャフトとは軸心を中心に一体的に回転し長手方向へは摺動自在に結合する回転体と、この回転体を回転させる駆動手段と前記駆動回路と前記駆動手段を制御する制御手段と、前記シャフトの上下方向の位置を検出する位置検出手段を備え、前記位置検出手段が、前記シャフトに装着されたリニアスケールと前記回転体に装着された読み取りヘッドからなり、前記リニアスケールと前記読み取りヘッドは相対向して配置されていることを特徴とする作業ヘッド。