JP4485672B2 - リニアモータ及び部品実装装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直線部と円弧部とが連結されて構成される移動経路に配置された固定子部材に対向して可動子部材を備え、上記可動子部材と上記固定子部材との間で発生させた推力にて上記可動子部材を上記移動経路に沿って移動させるリニアモータ及び回路形成部材に実装すべき部品を保持する部品保持部材を上記リニアモータの上記可動子部材に備え、上記部品保持部材にて保持された上記部品を上記回路形成体に実装する部品実装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、部品等の搬送を行う搬送装置又は貨物等を輸送する輸送装置として、位置決め制御が容易で動作中の騒音が小さいリニアモータが注目されている。
リニアモータは、交流電流を伝達する巻線を備えた鉄心で構成されるステータと、鉄心又は磁石等で構成されるロータとを備える。そして、上記ステータに備えられる上記巻線により伝達される電流と、上記ロータに発生する磁界とにより上記ステータと上記ロータとの間で推力が発生する。このとき、上記ステータ或いは上記ロータのいずれかを固定することにより、他方が上記推力によって運動を行う。
通常、上記ステータ或いは上記ロータの内、運動する方の長さを短くする。一般的に、上記ステータを上記ロータよりも短くすることにより上記ステータが動く短ステータ方式を用いることにより、上記リニアモータの製造に要する工数及びコストを抑えることができる。
【０００３】
図１６は、直線部１ａと円弧部１ｂとが連結されて構成される移動経路１に配置された固定子部材１３０と、上記固定子部材１３０に対向する可動子部材１４０とを備えた従来のリニアモータの一例である、リニアモータ１００を示したものである。又、図１７及び図１８は、上記固定子部材１３０と上記可動子部材１４０との配置状態を示したものである。又、図１９及び図２０は、上記固定子部材１３０と上記可動子部材１４０との間に生じる推力と、上記移動経路１との関係を示したものである。
上記固定子部材１３０は、図１６に示すように上記移動経路１に沿って配置されたＵ字型の板状のものであり、上記固定子部材１３０の上面には凹凸が備えられている。又、上記可動子部材１４０は、直方体の形状を有し、上記固定子部材１３０の上面に対向する上記可動子部材１４０の下面に上記固定子部材１３０との間で推力を発生する可動子を備える。
【０００４】
上記固定子部材１３０は、図１６に示すように上記移動経路１の上記直線部１ａに沿って配置される直線部用固定子である直線部用帯状固定子１３１と、上記移動経路１の上記円弧部１ｂに沿って配置される円弧部用固定子である円弧部用帯状固定子１３２とにて構成される。尚、図１７及び図１８に示すように上記直線部用帯状固定子１３１は、直線部固定子配置面１１０に配置され、上記円弧部用帯状固定子１３２は、円弧部固定子配置面１２０に配置される。但し、上記直線部固定子配置面１１０と、上記円弧部固定子配置面１２０とは、図１７及び図１８に示すように同一平面である。又、上記直線部用帯状固定子１３１及び上記円弧部用帯状固定子１３２は、ともにロータであり、鉄心或いは磁石等で形成される。
【０００５】
又、上記直線部用帯状固定子１３１は、図１６に示されるように上記直線部１ａに対して直交し、かつ、図１６に示す幅方向３に対して平行となるように長方形状の板の上面に複数の角棒を等間隔に配列し、上記長方形状の板と上記複数の角棒とを一体化したような形状を備える。尚、上記直線部用帯状固定子１３１に備えられる上記角棒状の部分を直線部用帯状固定子凸部１３５ａとし、隣接する上記直線部用帯状固定子凸部１３５ａの間に存在する間隙を直線部用帯状固定子凹部１３５ｂとする。
【０００６】
又、上記円弧部用帯状固定子２３２は、上記円弧部１ｂに対して直交し、かつ、図１６に示す半径方向４に対して平行となるように上記円弧部１ｂに沿って円弧方向に延びる板の上面に複数の角棒を等間隔に配列し、上記円弧部方向に延びる板と上記複数の角棒とを一体化したような形状を備える。尚、上記円弧部用帯状固定子１３２に備えられる上記角棒状の部分を円弧部用帯状固定子凸部１３６ａとし、隣接する上記円弧部用帯状固定子凸部１３６ａの間に存在する間隙を円弧部用帯状固定子凹部１３６ｂとする。
【０００７】
上記可動子部材１４０は、上記可動子として上記直線部用帯状固定子１３１との間で直線方向の推力を発生させる直線部用可動子１４１を備えた直線部用可動子部材１４０ａ、又は、上記可動子として上記円弧部用帯状固定子１３２との間で円弧方向の推力を発生させる円弧部用可動子１４２を備えた円弧部用可動子部材１４０ｂのいずれか一方となる。又、図１７及び図１８に示すように上記直線部用可動子１４１は、上記直線部固定子配置面１１０に対向する上記直線部用可動子部材１４０ａの第１面１６１に備えられ、上記円弧部用可動子１４２は、上記円弧部固定子配置面１２０に対向する上記円弧部用可動子部材１４０ｂの第２面１６２に備えられる。但し、上記直線部固定子配置面１１０と上記円弧部固定子配置面１２０とは同一平面である為、上記第１面１６１及び上記第２面１６２も又、同一面となる。尚、上記直線部用可動子１４１及び上記円弧部用可動子１４２は、ともにステータであり、上記直線部用可動子１４１には直線方向推力発生用巻線１５１が備えられ、又、上記円弧部用可動子１４２には円弧方向推力発生用巻線１５２が備えられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した構成では、図１９に示すように上記可動子部材１４０として上記直線部用可動子部材１４０ａを用いたとき、上記直線部用可動子１４１と上記直線部用帯状固定子１３１との間では、上記移動経路１の上記直線部１ａと同一の直線方向に働く直線方向用推力１８０ａが発生する。しかし、上記直線部用可動子１４１と上記円弧部用帯状固定子１３２との間においても、上記移動経路１の上記円弧部１ｂに対して接線方向となる直線方向へ上記直線方向用推力１８０ａが働こうとする。又、図１９の場合と同様に、図２０に示すように上記可動子部材１４０として上記円弧部用可動子部材１４０ｂを用いたとき、上記円弧部用可動子１４２と上記円弧部用帯状固定子１３２との間では、上記移動経路１の上記円弧部１ｂと同一の円弧方向に働く円弧方向用推力１８０ｂが発生する。しかし、上記円弧部用可動子１４２と上記直線部用帯状固定子１３１との間においても、上記移動経路１の上記直線部１ａに接する円弧方向に上記円弧方向用推力１８０ｂが働こうとする。
【０００９】
従って、上記移動経路１において上記直線部１ａと上記円弧部１ｂとが変化する変化点２付近における上記可動子部材１４０の動作は、上記直線部用可動子部材１４０ａ、又は、上記円弧部用可動子部材１４０ｂのいずれかを用いた場合でも推力が働く方向と上記移動経路１とが一致しなくなる為、不連続となる。又、上記可動子部材１４０を上記変化点２付近の任意の位置に停止させる場合でも、連続して上記可動子部材１４０を移動させることが不可能な為、厳密な位置決め特性を得ることができない。
【００１０】
又、上記リニアモータ１００の使用方法として、電子部品等の部品を樹脂基板等の回路形成体に実装する部品実装装置において、上記リニアモータ１００の上記可動子部材１４０に上記部品を保持する実装ヘッド等の部品保持装置５１０を備え、上記移動経路１沿いに上記可動子部材１４０とともに上記部品保持装置を移動させることが考えられる。但し、上記変化点２付近では上記可動子部材１４０の厳密な位置決めができない為、上記可動子部材１４０に備えられた上記部品保持装置５１０も又、上記変化点２付近では厳密な位置決めができない。従って、上記回路形成体に装着すべき上記部品を供給する部品供給装置５２０を上記移動経路１の上記直線部１ａに配置した場合、上記部品保持装置５１０は、上記変化点２付近にて配置された上記部品供給装置５２０から上記部品を保持することができない。
【００１１】
本発明は、上述した問題を解決すべくなされたものであり、直線部と円弧部と連結して構成される移動経路に配置された固定子部材に対向して備えられた可動子部材が上記移動経路に沿って連続して移動することができるリニアモータ及び該リニアモータの該可動子部材に、回路形成体に実装すべき部品を保持する部品保持部材を取り付けた部品実装装置を提供する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１態様であるリニアモータは、直線部と円弧部とが連結されて構成される移動経路に配置された固定子部材に対向して可動子部材を備え、上記可動子部材と上記固定子部材との間で上記可動子部材に推力を発生させ、上記可動子部材を上記移動経路に沿って移動させるリニアモータにおいて、
上記固定子部材は、上記移動経路の上記直線部の直線部固定子配置面に配置される直線部用固定子と、上記移動経路の上記円弧部の円弧部固定子配置面に配置される円弧部用固定子とより構成し、上記直線部固定子配置面は上記円弧部固定子配置面と異なる面であり、
上記可動子部材は、上記直線部用固定子との間で直線方向の推力を発生させる直線部用可動子と、上記円弧部用固定子との間で円弧方向の推力を発生させる円弧部用可動子とより構成し、かつ、上記直線部固定子配置面に対向する上記可動子の第１面に、上記直線部用可動子を配置するとともに、上記円弧部固定子配置面に対向する上記可動子部材の第２面であって上記可動子部材の上記第１面とは異なる面に、上記円弧部用可動子を配置するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
上記移動経路の上記直線部に上記直線部用固定子が配置される直線部固定子配置面と上記移動経路の上記円弧部に上記円弧部用固定子が配置される円弧部固定子配置面とは、上記可動子部材の上記移動経路を挟んで対向するようにしてもよい。
【００１４】
上記移動経路の上記直線部に上記直線部用固定子が配置される直線部固定子配置面と上記移動経路の上記円弧部に上記円弧部用固定子が配置される円弧部固定子配置面とは直交するようにしてもよい。
【００１５】
本発明の第２態様によれば、第１態様に記載の上記リニアモータの上記可動子部材に取り付けられ、かつ、回路形成体に実装すべき部品を保持する部品保持部材を備えて、
上記リニアモータの駆動により、上記移動経路沿いに上記可動子部材とともに上記部品保持部材が移動して、上記部品を保持し、さらに上記移動経路沿いに上記可動子部材とともに上記部品保持部材が移動して、上記部品保持部材に保持された上記部品を上記回路形成体に装着するようにした部品実装装置を提供する。
【００１６】
上記移動経路の上記直線部に配置されて上記回路形成体に装着すべき上記部品を供給する部品供給装置と、
上記移動経路の上記直線部に配置されて上記回路形成体を保持する回路形成体保持装置とをさらに備えるようにしてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態であるリニアモータ及び部品実装装置について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において同一部材には、同一の参照符号を付している。
図１は、本発明の第１実施形態であるリニアモータ２００を示したものである。又、図２は、上記リニアモータ２００における固定子部材２３０と、可動子部材２４０との位置関係を示したものである。上記リニアモータ２００は、図１に示すように直線部１ａと円弧部１ｂとが連結されて全体の形状がＵ字型となる構成の移動経路１に沿って配置された固定子部材２３０と、上記固定子部材２３０と対向し上記固定子部材２３０との間で推力を発生することで上記移動経路１に沿って移動する可動子部材２４０とを備える。
【００１８】
上記固定子部材２３０の形状は、上記移動経路１に沿って配置され、かつ、夫々が互いに上記移動経路１を挟んで上下に対向する２枚組のＵ字型の板状となる。そこで、上記固定子部材２３０の内、図１に示す上記移動経路１の下方にて配置されるものを第１固定子部材２３０ａとし、上記移動経路の上方にて配置されるものを第２固定子部材２３０ｂとする。尚、図２より上記第１固定子部材２３０ａが配置される面を直線部固定子配置面２１０とし、上記第２固定子部材２３０ｂが配置される面を円弧部固定子配置面２２０とする。又、上記可動子部材２４０は、上記第１固定子部材２３０ａと上記第２固定子部材２３０ｂとの間に挟まれて配置される。
【００１９】
尚、上記固定子部材２３０の上記第１固定子部材２３０ａには、上記移動経路１の上記直線部１ａに沿って配置される直線部用帯状固定子２３１が備えられる。又、上記固定子部材２３０の上記第２固定子部材２３０ｂには、上記移動経路１の上記円弧部１ｂに沿って配置される円弧部用帯状固定子２３２が備えられる。又、上記直線部用帯状固定子２３１及び上記円弧部用帯状固定子２３２は、夫々上記移動経路１に対向する面に凹凸が備えられている。第１実施形態では、上記直線部用帯状固定子２３１及び上記円弧部用帯状固定子２３２はともにロータであり、鉄心或いは磁石等で形成される。尚、上記第１固定子部材２３０ａにおける凹凸を有しない部分２３３及び上記第２固定子部材２３０ｂにおける凹凸を有しない部分２３４は、ロータ及びステータのいずれでもない。よって、上記第１固定子部材２３０ａにおける凹凸を有しない部分２３３及び上記第２固定子部材２３０ｂにおける凹凸を有しない部分２３４は、固定子として働かない。
【００２０】
又、図１に示されるように上記直線部用帯状固定子２３１は、上記直線部１ａに対して直交し、かつ、図１に示す幅方向３に対して平行となるように長方形状の板の上面に複数の角棒を等間隔に配列し、上記長方形状の板と上記複数の角棒とを一体化したような形状を備える。尚、上記直線部用帯状固定子２３１に備えられる上記角棒状の部分を直線部用帯状固定子凸部２３５ａとし、隣接する上記直線部用帯状固定子凸部２３５ａの間に存在する間隙を直線部用帯状固定子凹部２３５ｂとする。
【００２１】
又、図１に示されるように上記円弧部用帯状固定子２３２は、上記円弧部１ｂに対して直交し、かつ、図１に示す半径方向４に対して平行となるように上記円弧部１ｂに沿って円弧方向に延びる板の下面に複数の角棒を等間隔に配列し、上記円弧部方向に延びる板と上記複数の角棒とを一体化したような形状を備える。尚、上記円弧部用帯状固定子２３２に備えられる上記角棒状の部分を円弧部用帯状固定子凸部２３６ａとし、隣接する上記円弧部用帯状固定子凸部２３６ａの間に存在する間隙を円弧部用帯状固定子凹部２３６ｂとする。
【００２２】
又、上記可動子部材２４０は、図１に示すように直方体形状を有し、上記直線部用帯状固定子２３１との間で推力を発生させる直線部用可動子２４１と、上記円弧部用帯状固定子２３２との間で推力を発生させる円弧部用可動子２４２とにて構成される。上記直線部用可動子２４１は、図２に示す上記直線部固定子配置面２１０と対向する上記可動子部材２４０の第１面２６１に配置され、上記円弧部用可動子２４２は、図２に示す上記円弧部固定子配置面２２０に対向する上記可動子部材２４０の第２面２６２に配置される。図１において上記第１面２６１は、上記可動子部材２４０の下面となり、上記第２面２６２は、上記可動子部材２４０の上面となる。尚、上記直線部用可動子２４１及び上記円弧部用可動子２４２はステータであり、図１に示すように上記直線部用可動子２４１には直線方向推力発生用巻線２５１が備えられ、又、上記円弧部用可動子２４２には円弧部方向推力発生用巻線２５２が備えられている。
【００２３】
上記リニアモータ２００における上記可動子部材２４０の動作について、図３及び図４を参照しながら以下に説明する。図３及び図４は、上記固定子部材２３０と上記可動子部材２４０との間で発生する推力と、上記移動経路１との関係を示したものである。
図３に示すように上記移動経路１の上記直線部１ａにおいて、上記可動子部材２４０に備えられる上記直線部用可動子２４１と上記直線部用帯状固定子２３１との間で上記直線部１ａと同一の方向である直線方向に働く直線方向用推力２８０ａが発生する。このとき、上記可動子部材２４０に備えられる上記円弧部用可動子２４２には、図４に示すように対向する固定子が存在しない為、推力が発生しない。従って、上記可動子部材２４０に働く推力は、上記直線方向用推力２８０ａのみとなる。
【００２４】
又、図４に示すように上記移動経路１の上記円弧部１ｂにおいて、上記可動子部材２４０に備えられる上記円弧部用可動子２４２と上記円弧部用帯状固定子２３２との間で上記円弧部１ｂと同一の方向である円弧方向に働く円弧方向用推力２８０ｂが発生する。このとき、上記可動子部材２４０に備えられる上記直線部用可動子２４１には、図３に示すように対向する固定子が存在しない為、推力が発生しない。従って、上記可動子部材２４０に働く推力は、上記円弧方向用推力２８０ｂのみとなる。
【００２５】
又、上記移動経路１において上記直線部１ａと上記円弧部１ｂとが変化する変化点２にて、上記変化点２まで推力を発生していた可動子に対向する固定子が存在しなくなるとともに、上記変化点２まで推力を発生していなかった可動子に対向する固定子が存在するようになる為、上記可動子部材２４０に働く推力の方向が自動的に切り替わる。従って、上記変化点２付近における上記可動子２４０の動作も又、連続したものとなる。よって、上記変化点２付近において上記可動子部材２４０を停止させるとき、リニアモータ１００では不可能だった上記変化点２付近における厳密な位置決めを行うことが可能となる。
【００２６】
第１実施形態では、上記直線部用帯状固定子２３１を有する上記第１固定子部材２３０ａが配置される上記直線部固定子配置面２１０を上記移動経路１の下方に配置し、上記円弧部用帯状固定子２３２を有する上記第２固定子部材２３０ｂが配置される上記円弧部固定子配置面２２０を上記移動経路１の上方に配置した。しかし、上記直線部固定子配置面２１０を上記移動経路１の上方に配置し、上記円弧部固定子配置面２２０を上記移動経路１の下方に配置してもよい。又、第１実施形態では、上記固定子部材２３０をロータとし、上記可動子部材２４０をステータとしたが、上記固定子部材２３０をステータとし、上記可動子部材２４０をロータとしてもよい。
【００２７】
次に、本発明の第２形態であるリニアモータ３００について、図を参照しながら以下に説明する。
図５は、本発明の第２実施形態であるリニアモータ３００を示したものである。又、図６及び図７は、上記リニアモータ３００における固定子部材３３０と、可動子部材３４０との位置関係を示したものである。上記リニアモータ３００は、図５に示すように直線部１ａと円弧部１ｂとが連結されて全体の形状がＵ字型となる構成の移動経路１に沿って配置された固定子部材３３０と、上記固定子部材３３０と対向し上記固定子部材３３０との間で推力を発生することで上記移動経路１に沿って移動する可動子部材３４０とを備える。
【００２８】
上記固定子部材３３０は、上記移動経路１に沿って配置され、かつ、夫々が互いに上記移動経路１を挟んで対向する２枚組のＵ字型となる板状の部材と、上記円弧部１ｂに沿って２枚組の上記Ｕ字型板状部材の外周部に接するよう配置され、上記各Ｕ字型板状部材に対して垂直となる部材とから構成される。そこで、上記固定子部材２３０の上記各Ｕ字型板状部材の内、図６に示す上記移動経路１の下方にて配置されるものを第１固定子部材３３０ａとし、上記移動経路の上方にて配置されるものを第２固定子部材３３０ｂとする。又、図５に示す上記円弧部１ｂに沿って上記第１固定子部材２３０ａ及び上記第２固定子部材２３０ｂの外周部に接するよう配置され、上記第１固定子部材２３０ａ及び上記第２固定子部材２３０ｂに対して垂直となるハーフパイプ状の部材を第３固定子部材３３０ｃとする。尚、図６より上記第１固定子部材３３０ａが配置される面を第１直線部固定子配置面３１０ａとし、上記第２固定子部材３３０ｂが配置される面を第２直線部固定子配置面３１０ｂとする。又、図７より、上記第３固定子部材３３０ｃが配置される面を円弧部固定子配置面３２０とする。又、上記可動子部材３４０は、上記第１固定子部材３３０ａと、上記第２固定子部材３３０ｂと、上記第３固定子部材３３０ｃとに囲まれて配置される。
【００２９】
尚、上記固定子部材３３０の上記第１固定子部材３３０ａには、上記移動経路１の上記直線部１ａに沿って配置される第１直線部用帯状固定子３３１ａが備えられ、上記第１直線部用帯状固定子３３１ａと同様に上記固定子部材３３０の上記第２固定子部材３３０ｂには、上記移動経路１の上記直線部１ａに沿って配置される第２直線部用帯状固定子３３１ｂが備えられる。又、上記固定子部材３３０の上記第３固定子部材３３０ｃには、上記移動経路１の上記円弧部１ｂに沿って配置される円弧部用帯状固定子３３２が備えられる。又、上記第１直線部用帯状固定子３３１と、上記第２直線部用帯状固定子３３１ｂと、上記円弧部用帯状固定子３３２とは、夫々上記移動経路１に対向する面に凹凸が備えられている。第２実施形態では上記第１直線部用帯状固定子３３１ａ、上記第２直線部用帯状固定子３３１ｂ、及び上記円弧部用帯状固定子３３２は、ともにロータであり、鉄心或いは磁石等で形成される。尚、上記第１固定子部材３３０ａにおける凹凸を有しない部分３３３ａ及び上記第２固定子部材３３０ｂにおける凹凸を有しない部分３３３ｂは、ロータ及びステータのいずれでもない。よって、上記第１固定子部材３３０ａにおける凹凸を有しない部分３３３ａ及び上記第２固定子部材３３０ｂにおける凹凸を有しない部分３３３ｂは、固定子として働かない。
【００３０】
又、図５に示されるように上記第１直線部用帯状固定子３３１ａは、上記直線部１ａに対して直交し、かつ、図５に示す幅方向３に対して平行となるように長方形状の板の上面に複数の角棒を等間隔に配列し、上記長方形状の板と上記複数の角棒とを一体化したような形状を備える。尚、上記第１直線部用帯状固定子３３１ａに備えられる上記角棒状の部分を第１直線部用帯状固定子凸部３３５ａとし、隣接する上記第１直線部用帯状固定子凸部３３５ａの間に存在する間隙を第１直線部用帯状固定子凹部３３５ｂとする。
【００３１】
上記第２直線部用帯状固定子３３１ｂも又、上記第１直線部用帯状固定子３３１ａと同様の形状を有する。但し、上記第１直線部用帯状固定子３３１ａとは異なり、複数の上記角棒を長方形状の板の下面に等間隔に配置し、上記長方形状の板と上記複数の角棒とを一体化したような形状となる。尚、上記第２直線部用帯状固定子３３１ｂに備えられる上記角棒状の部分を第２直線部用帯状固定子凸部３３５ｃとし、隣接する上記第２直線部用帯状固定子凸部３３５ｃの間に存在する間隙を第２直線部用帯状固定子凹部３３５ｄとする。
【００３２】
又、図５に示されるように上記円弧部用帯状固定子３３２は、上記円弧部１ｂに対して直交し、かつ、図５に示す半径方向４に対して垂直となるように上記円弧部１ｂに沿って円弧方向に延びるハーフパイプ状の板の内径側の面に複数の角棒を等間隔に配列し、上記ハーフパイプ状の板と上記複数の角棒とを一体化したような形状を備える。ここで、上記円弧部１ｂに対して直交し、上記半径方向４に対して直交する方向を円弧部用帯状固定子３３２の幅方向とし、前記円弧部用帯状固定子３３２の幅方向における寸法を円弧部用帯状固定子３３２の幅寸法とする。尚、上記円弧部用帯状固定子３３２に備えられる上記角棒状の部分を円弧部用帯状固定子凸部３３６ａとし、隣接する上記円弧部用帯状固定子凸部３３６ａの間に存在する間隙を円弧部用帯状固定子凹部３３６ｂとする。
【００３３】
又、上記可動子部材３４０は、上記第１直線部用帯状固定子３３１ａとの間で推力を発生させる第１直線部用可動子３４１ａと、上記第２直線部用帯状固定子３３１ｂとの間で推力を発生させる第２直線部用可動子３４１ｂと、上記円弧部用帯状固定子３３２との間で推力を発生させる円弧部用可動子３４２とにて構成される。但し、上記第１直線部用可動子３４１ａは、図６に示す上記第１直線部固定子配置面３１０ａと対向する上記可動子部材３４０の第１面３６１ａに配置され、上記第２直線部用可動子３４１ｂは、図６に示す上記第２直線部固定子配置面３１０ｂと対向する上記可動子部材３４０の第２面３６１ｂに配置される。又、上記円弧部用可動子３４２は、図７に示す上記円弧部固定子配置面３２０に対向する上記可動子部材３４０の第３面３６２に配置される。尚、上記第１直線部用可動子３４１ａと、上記第２直線部用可動子３４１ｂと、上記円弧部用可動子３４２とはステータであり、図５に示すように上記第１直線部用可動子３４１ａには第１直線方向推力発生用巻線３５１ａが備えられ、上記第２直線部用可動子３４１ｂには第２直線方向推力発生用巻線３５１ｂが備えられる。又、上記円弧部用可動子３４２には円弧部方向推力発生用巻線３５２が備えられている。
【００３４】
上記リニアモータ３００における上記可動子部材３４０の動作について、図８を参照しながら以下に説明する。図８は、上記固定子部材３３０と上記可動子部材３４０との間で発生する推力と、上記移動経路１との関係を示したものである。
図８に示すように上記移動経路１の上記直線部１ａにおいて、上記可動子部材３４０に備えられる上記第１直線部用可動子３４１ａと上記第１直線用帯状固定子３３１ａとの間で上記直線部１ａと同一の方向である直線方向に働く直線方向用推力３８０ａが発生する。このとき、上記可動子部材３４０に備えられる上記第２直線部用可動子３４１ｂと上記第２直線用帯状固定子３３１ｂとの間にも又、上記直線部１ａと同一の方向である直線方向に働く直線方向用推力３８０ａが発生する。但し、上記可動子部材３４０に備えられる上記円弧部用可動子３４２には、図８に示すように対向する固定子が存在しない為、推力が発生しない。従って、上記可動子部材３４０に働く推力は、上記直線方向用推力３８０ａのみとなる。
【００３５】
又、図８に示すように上記移動経路１の上記円弧部１ｂにおいて、上記可動子部材３４０に備えられる上記円弧部用可動子３４２と上記円弧部用帯状固定子３３２との間で上記円弧部１ｂと同一の方向である円弧方向に働く円弧方向用推力３８０ｂが発生する。このとき、上記可動子部材３４０に備えられる上記第１直線部用可動子３４１ａには、図８に示すように対向する固定子が存在しない為、推力が発生しない。上記第１直線部用可動子３４１ａの場合と同様に、上記第２直線部用可動子３４１ａにも又、対向する固定子が存在しない為、推力は発生しない。従って、上記可動子部材３４０に働く推力は、上記円弧方向用推力３８０ｂのみとなる。
【００３６】
又、上記移動経路１において上記直線部１ａと上記円弧部１ｂとが変化する変化点２にて、上記変化点２まで推力を発生していた可動子に対向する固定子が存在しなくなるとともに、上記変化点２まで推力を発生していなかった可動子に対向する固定子が存在するようになる為、上記可動子部材３４０に働く推力の方向が自動的に切り替わる。従って、上記変化点２付近における上記可動子３４０の動作も又、連続したものとなる。よって、上記変化点２付近において上記可動子部材３４０を停止させるとき、第１実施形態のリニアモータ２００と同様に、リニアモータ１００では不可能だった上記変化点２付近における厳密な位置決めを行うことが可能となる。
第１実施形態におけるリニアモータ２００では、直線部用帯状固定子２３１が配置される直線部固定子配置面２１０と、円弧部用帯状固定子２３２が配置される円弧部用固定子配置面２２０とが移動経路１を挟んで上下となる。よって、直線部１ａから円弧部１ｂへ可動子部材２４０を移動させるとき、変化点２付近の直線部１ａにおいて、可動子部材２４０の直線方向用推力２８０ａを抑え、上記可動子部材２４０を減速しなければ、上記可動子部材２４０は、半径方向４の外向きに働く遠心力により、円弧部１ｂに沿って移動することができなくなる可能性が生じる。一方、第２実施形態におけるリニアモータ２００では、円弧部１ｂにおいて可動子部材３４０に働く遠心力の向きが、円弧部用帯状固定子３３２が配置される円弧部用固定子配置面３２０に対して垂直となる。よって、第２実施形態におけるリニアモータ２００では、可動子部材３４０を直線部１ａから円弧部１ｂへ進入させる為の減速は不要となる。又、可動子部材３４０が円弧部１ｂを移動中、円弧部用可動子３４２と円弧部用帯状固定子３３２との間に生じる反発力と、可動子部材に働く遠心力とが釣り合う為、遠心力の影響を受けずに円弧部１ｂにおいて可動子部材３４０に働く円弧方向用推力３８０ｂを増減し易くなる。
【００３７】
第２実施形態では、上記固定子部材３３０をロータとし、上記可動子部材３４０をステータとしたが、上記固定子部材３３０をステータとし、上記可動子部材３４０をロータとしてもよい。
【００３８】
次に、上記リニアモータ３００に備えられる上記第１直線部用帯状固定子３３１ａ、上記第２直線部用帯状固定子３３１ｂ、及び上記円弧部用帯状固定子３３２の製造方法の一例について図９及び図１０を参照しながら説明する。尚、上記第１直線部用帯状固定子３３１ａ、上記第２直線部用帯状固定子３３１ｂ、及び上記円弧部用帯状固定子３３２は、鉄心で形成されたロータとする。
まず、上記円弧部用帯状固定子３３２の製造方法であるが、任意の厚さを有する鉄板から金型等を用いて打ち抜き、図９に示す円弧部用固定子鉄心３３４を複数枚形成する。そして、上記円弧部用固定子鉄心３３４を所定の厚さになるまで積重ね、締結ボルト等で固定若しくは溶接等により固定することで上記円弧部用帯状固定子３３２を製造することが可能となる。
【００３９】
又、上記第１直線部用帯状固定子３３１ａ及び上記第２直線部用帯状固定子３３１ｂの製造方法であるが、上記円弧部用帯状固定子３３２の製造方法と同様に、任意の厚さを有する鉄板から金型等を用いて打ち抜き、図１０に示す直線部用固定子鉄心３３３を複数枚形成する。そして、上記直線部用固定子鉄心３３３を所定の厚さになるまで積重ね、締結ボルト等で固定、若しくは溶接等により固定することで上記第１直線部用帯状固定子３３１ａ及び上記第２直線部用帯状固定子３３１ｂを製造することが可能となる。
【００４０】
上記方法で上記固定子部材３３０を製造することで、切削加工等により上記第１直線部用帯状固定子３３１ａの上記第１直線部用帯状固定子凹部３３５ｂ、上記第２直線部用帯状固定子３３１ｂの上記第２直線部用帯状固定子凹部３３５ｄ、及び上記円弧部用帯状固定子３３２の上記円弧部用帯状固定子凹部３３６ｂを形成したり、鉄製の角棒を溶接等で固定することによって上記第１直線部用帯状固定子３３１ａの上記第１直線部用帯状固定子凸部３３５ａ、上記第２直線部用帯状固定子３３１ｂの上記第２直線部用帯状固定子凸部３３５ｃ、及び上記円弧部用帯状固定子３３２の上記円弧部用帯状固定子凸部３３６ａを形成することによる、上記リニアモータ３００の製造に要する工数を削減することができる。尚、本発明の第１実施形態であるリニアモータ２００における円弧部用帯状固定子２３２は、切削加工等により上記円弧部用帯状固定子３３２の上記円弧部用帯状固定子凹部２３６ｂを形成する方法、又は、鉄製の角棒を溶接等で固定することによって上記円弧部用帯状固定子凸部２３６ａを形成する方法でしか形成することができない。
円弧部１ｂにおいて、第１実施形態のリニアモータ２００にて発生される推力と同等の推力を第２実施形態のリニアモータ３００にて得ようとする場合、一例として、上記円弧部用帯状固定子３３２の設計時に、上記円弧部用可動子３４２に対向して磁場を発生させる、上記円弧部用帯状固定子３３２を構成する、円弧部用帯状固定子凸部３３６ａの幅寸法及びそのピッチ寸法を変化させる必要がある。
【００４１】
本発明の第１実施形態であるリニアモータ２００に備えられる可動子部材２４０、或いは本発明の第２実施形態であるリニアモータ３００に備えられる可動子部材３４０のいずれかに、樹脂基板、紙−フェノール基板、セラミック基板、ガラス・エポキシ（ガラエポ）基板、フィルム基板等の回路基板、単層基板若しくは多層基板等の回路基板、部品、筐体、又はフレーム等の回路形成体に実装すべき電子部品、機械部品、光学部品等の部品を保持する部品保持部材を備える部品実装装置について、図を参照しながら以下に説明する。
図１１は、上記可動子部材２４０或いは上記可動子部材３４０のいずれかに上記部品保持部材が備えられた本発明の第３の実施形態である部品実装装置５００の構造示したものである。又、図１２は、上記部品実装装置５００の動作を示したものである。尚、上記部品実装装置５００には、図１３に示すように本発明の第１実施形態であるリニアモータ２００が備えられているものとする。
【００４２】
又、上記リニアモータ２００に備えられる上記可動子部材２４０の上記移動経路１は、図１に示す上記直線部１ａと、図１に示す半円状の上記円弧部１ｂとが交互に連結されて構成された閉ループとなる。ここで、上記直線部１ａは、図１２に示す上記部品実装装置５００において第１直線部１ｃ及び第２直線部１ｅとし、上記円弧部１ｂは、図１２に示す上記部品実装装置５００において第１円弧部１ｄ及び第２円弧部１ｆとする。
【００４３】
図１２に示すように上記移動経路１は、時計回りに上記第１直線部１ｃ、上記第１円弧部１ｄ、上記第２直線部１ｅ、上記第２円弧部１ｆの順番で連結されている。そして、上記第１直線部１ｃと上記第２円弧部とを連結することで、閉ループの上記移動経路１を形成する。又、上記第１直線部１ｃと上記第１円弧部１ｄとの変化点を第１変化点２ａとし、以下、上記第１円弧部１ｄと上記第２直線部１ｅとの変化点を第２変化点２ｂ、上記第２直線部１ｅと上記第２円弧部１ｆとの変化点を第３変化点２ｃ、上記第２円弧部１ｆと上記第１直線部との変化点を第４変化点２ｄとする。
【００４４】
又、上記可動子部材２４０は、上記移動経路１に沿って往復移動することが可能であり、上記移動経路１上に複数個用意されている。そして、図１２に示すように上記各可動子部材２４０には、各々上記部品保持部材を備える部品保持装置として実装ヘッド５１０が備えられている。図１３は、上記実装ヘッド５１０を上記可動子部材２４０に取り付けた状態を示したものである。又、上記実装ヘッド５１０は、図１２及び図１３に示すように上記部品保持部材として上記部品を吸着保持する吸着ノズル５１１が複数本備えられるマルチノズル方式のものを用いている。
【００４５】
又、上記第１直線部１ｃには、上記回路形成体に実装すべき上記部品を供給するパーツカセット等の部品供給装置５２０が上記第１直線部１ｃに沿って上記部品が供給されるように複数台配置されており、上記第２直線部１ｅには、上記回路形成体を保持する回路形成体保持装置５３０が配置されている。尚、上記部品供給装置５２０は、上記第１直線部１ｃにて固定されており、上記回路形成体保持装置５３０は、上記第２直線部１ｅに対して垂直となるｙ軸方向に上記回路形成体を往復移動させることができる。
【００４６】
次に、上記部品実装装置５００を用いた部品の実装方法について図１２を参照しながら以下に説明する。まず、上記第１直線部１ｃにおいて、上記リニアモータ２００における上記可動子部材２４０の位置決め動作により、実装すべき上記部品が供給される上記部品供給装置５２０に上記可動子部材２４０に備えられた上記実装ヘッド５１０を配置する。そして、上記実装ヘッド５１０は、上記部品供給装置５２０から部品を上記吸着ノズル５１１にて吸着する。
【００４７】
上記実装ヘッド５１０に保持された上記部品は、上記第１円弧部１ｄにおいて上記回路形成体に対する上記部品の装着方向の選択、上記部品の高さの検出、上記部品の回転状態の認識、及び上記部品の上記回路形成体に対する回転補正が続けて行われる。このとき、上記実装ヘッド５１０は、上記リニアモータ２００により上記第１円弧部１ｄに沿って連続して移動する。
【００４８】
上記リニアモータ２００の駆動により上記実装ヘッド５１０が上記第２直線部１ｅに配置されたとき、上記実装ヘッド５１０にて保持された上記部品は、上記回路形成体保持装置５３０にて保持された上記回路形成体に装着される。このとき、上記部品を上記回路形成体上の装着位置まで移動させる必要がある。上記部品実装装置５００では、上記装着位置に対するｘ軸方向への位置決めは、上記リニアモータ２００による上記実装ヘッド５１０の往復移動にて行い、上記装着位置に対するｙ軸方向への位置決めは、上記回路形成体保持装置５３０による上記回路形成体の往復移動にて行われる。
【００４９】
上記第２直線部１ｅにおける上記部品の装着が完了した後、上記実装ヘッド５１０は、上記リニアモータ２００の駆動により上記第２円弧部１ｆに沿って移動する。このとき、装着されなかった不良部品の排出、次の部品の吸着を行う上記吸着ノズル５１１の選択、及び選択された上記吸着ノズル５１１の原点位置への配置が続けて行われる。
そして、上記第１直線部１ｃに移動した上記実装ヘッド５１０は、再度、上述した実装作業を繰り返す。
【００５０】
又、上記実装ヘッド５１０は複数台備えられている為、上記各実装ヘッド５１０は、各々独立して複数の実装作業を同時に行う。
【００５１】
図１４及び図１５に示す従来の部品実装装置６００では、実装ヘッド６１０の運動は回転運動しかできない為、上記実装ヘッド６１０が移動する移動経路５の形状は円形となる。従って、部品保持装置６２０からの部品の保持は、上記移動経路５上の定点である吸着ステーション４ａのみでしか行えず、回路形成体保持装置６３０に保持された回路形成体への部品の装着は、部品の保持の場合と同様に、上記移動経路５上の定点である装着ステーション４ｂのみでしか行えない。よって、従来の部品実装装置６００では、上記部品供給装置６２０及び上記回路形成体保持装置６３０に保持された上記回路形成体をｘ軸方向へ移動させる必要がある。
又、従来の部品実装装置６００では、インデックス装置等によって上記実装ヘッド６１０を間欠回転させている為、ギヤの摩擦等により大きな騒音が生じる。
【００５２】
これに対し、本発明の第３実施形態である部品実装装置５００では、上記実装ヘッド５１０が上記第１直線部１ｃ及び上記第２直線部に沿って移動できる為、上記部品供給装置５２０及び上記回路形成体保持装置５３０のｘ軸方向への移動が不要となる。又、上記実装ヘッド５１０の移動に上記リニアモータ２００を用いることで、低摩擦化による低騒音化が可能となる。
又、上記実装ヘッド５１０の移動装置として、本発明の第１実施形態のリニアモータ２００、又は、本発明の第２実施形態のリニアモータ３００を用いることにより、上記第１変化点２ａ、上記第２変化点２ｂ、上記第３変化点２ｃ、及び上記第４変化点２ｄの上記各変化点付近における厳密な位置決めが可能となる。従って、図１６に示すリニアモータ１００を用いた場合ではデッドスペースとなっていた上記各変化点付近に上記部品供給装置５２０等を配置して利用することが可能となる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の第１の態様であるリニアモータでは、以下のような構成にする。即ち、直線部と円弧部とが連結されて構成される移動経路に沿って配置される固定子部材の内、直線方向への推力を発生させるための直線部用固定子と、円弧方向への推力を発生させるための円弧部用固定子とを異なる面に配置する。上記構成により、可動子部材が移動する移動経路の直線部に沿って配置される上記直線部用固定子と上記可動子部材に備えられる直線部用可動子との間で推力が発生している間は、上記可動子部材に備えられる円弧部用可動子に対向する固定子が存在しない為、上記可動子部材に働く推力の向きは直線方向のみとなる。又、上記移動経路の円弧部に沿って配置される上記円弧部用固定子と上記円弧部用可動子との間で推力が発生している間は、上記直線部用可動子に対向する固定子が存在しない為、上記可動子部材に働く推力の向きは円弧方向のみとなる。又、上記直線部と上記円弧部とが変化する変化点付近では、上記変化点まで推力を発生していた可動子に対向する固定子が存在しなくなるとともに、上記変化点まで推力を発生していなかった可動子に対向する固定子が存在するようになる為、上記可動子部材に働く推力の方向が自動的に切り替わる。よって、上記変化点付近における上記可動子部材の動作は連続したものとなり、上記変化点付近において上記可動子部材を停止させるとき、上記変化点付近における上記可動子部材の厳密な位置決めを行うことができる。
【００５４】
又、上記直線部用固定子が配置される直線部用固定子配置面と、上記円弧部用固定子が配置される円弧部用固定子配置面とが直交するようにすることで、上記円弧部上を移動する上記可動子部材に働く遠心力の向きが、上記円弧部用固定子配置面に対して垂直となる。従って、上記可動子部材を直線部から円弧部へ進入させる為の減速は不要となる。又、上記可動子部材が上記円弧部を移動中、円弧部用可動子と円弧部用固定子との間に生じる反発力と、可動子部材に働く遠心力とが釣り合う為、上記円弧部において上記可動子部材に働く円弧方向の推力の増減が容易になる。
【００５５】
本発明の第２の態様である部品実装装置は、本発明の第１の態様である上記リニアモータの上記可動子部材に回路形成体に実装すべき部品を保持する部品保持部材を備えることで、上記部品保持部材の移動中に発生する騒音の低騒音化が図れる。又、上記リニアモータでは、上記移動経路上の上記変化点付近における上記可動子部材の厳密な位置決めが可能なことから、上記変化点付近における上記部品保持部材の厳密な位置決めが可能となる。従って、通常ではデッドスペースとなる上記変化点付近に上記部品を供給する部品供給装置等を配置することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態であるリニアモータの構成を示す斜視図である。
【図２】 図１に示すリニアモータの側面図である。
【図３】 図１に示すリニアモータに備えられる直線部用可動子に生じる推力と可動子部材の移動経路との関係を示す説明図である。
【図４】 図１に示すリニアモータに備えられる円弧部用可動子に生じる推力と可動子部材の移動経路との関係を示す説明図である。
【図５】 本発明の第２実施形態であるリニアモータの構成を示す斜視図である。
【図６】 図５に示すリニアモータの側面図である。
【図７】 図５に示すリニアモータの正面図である。
【図８】 図５に示すリニアモータに備えられる可動子部材に生じる推力と可動子部材の移動経路との関係を示す説明図である。
【図９】 図５に示すリニアモータに備えられる円弧部用帯状固定子を構成する円弧部用固定子鉄心を示す正面図である。
【図１０】 図５に示すリニアモータに備えられる直線部用帯状固定子を構成する直線部用固定子鉄心を示す正面図である。
【図１１】 本発明の第３実施形態である部品実装装置の斜視図である。
【図１２】 図１１に示す部品実装装置に備えられる実装ヘッドの動作を示す説明図である。
【図１３】 図１１に示す部品実装装置に備えられる実装ヘッドの側面図である。
【図１４】 （Ａ）は、従来の部品実装装置の正面図であり、（Ｂ）は、図１４（Ａ）に示す従来の部品実装装置の斜視図である。
【図１５】 図１４に示す部品実装装置に備えられる実装ヘッドの動作を示す説明図である。
【図１６】 従来のリニアモータの一例を示す斜視図である。
【図１７】 図１６に示すリニアモータに備えられる固定子部材及び直線部用可動子部材の側面図である。
【図１８】 図１６に示すリニアモータに備えられる固定子部材及び円弧部用可動子部材の側面図である。
【図１９】 図１６に示すリニアモータに備えられる可動子部材の動作を示す説明図である。
【図２０】 図１６に示すリニアモータに備えられる円弧部用可動子部材の動作を示す説明図である。
【符号の説明】
１…移動経路、１ａ…直線部、１ｂ…円弧部、
２１０、３１０ａ、３１０ｂ…直線部固定子配置面、
２２０、３２０…円弧部固定子配置面、２３０、３３０…固定子部材、
２３１、３３１ａ、３３１ｂ…直線部用固定子、
２３２、３３２…円弧部用固定子、２４０、３４０…可動子部材、
２４１、３４１ａ、３４１ｂ…直線部用可動子、
２４２、３４２…円弧部用可動子、２６１、３６１ａ、３６１ｂ…第１面、
２６２、３６２…第２面、５１１…部品保持部材、５２０…部品供給装置、
５３０…回路形成体保持装置。
【発明の属する技術分野】
本発明は、直線部と円弧部とが連結されて構成される移動経路に配置された固定子部材に対向して可動子部材を備え、上記可動子部材と上記固定子部材との間で発生させた推力にて上記可動子部材を上記移動経路に沿って移動させるリニアモータ及び回路形成部材に実装すべき部品を保持する部品保持部材を上記リニアモータの上記可動子部材に備え、上記部品保持部材にて保持された上記部品を上記回路形成体に実装する部品実装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、部品等の搬送を行う搬送装置又は貨物等を輸送する輸送装置として、位置決め制御が容易で動作中の騒音が小さいリニアモータが注目されている。
リニアモータは、交流電流を伝達する巻線を備えた鉄心で構成されるステータと、鉄心又は磁石等で構成されるロータとを備える。そして、上記ステータに備えられる上記巻線により伝達される電流と、上記ロータに発生する磁界とにより上記ステータと上記ロータとの間で推力が発生する。このとき、上記ステータ或いは上記ロータのいずれかを固定することにより、他方が上記推力によって運動を行う。
通常、上記ステータ或いは上記ロータの内、運動する方の長さを短くする。一般的に、上記ステータを上記ロータよりも短くすることにより上記ステータが動く短ステータ方式を用いることにより、上記リニアモータの製造に要する工数及びコストを抑えることができる。
【０００３】
図１６は、直線部１ａと円弧部１ｂとが連結されて構成される移動経路１に配置された固定子部材１３０と、上記固定子部材１３０に対向する可動子部材１４０とを備えた従来のリニアモータの一例である、リニアモータ１００を示したものである。又、図１７及び図１８は、上記固定子部材１３０と上記可動子部材１４０との配置状態を示したものである。又、図１９及び図２０は、上記固定子部材１３０と上記可動子部材１４０との間に生じる推力と、上記移動経路１との関係を示したものである。
上記固定子部材１３０は、図１６に示すように上記移動経路１に沿って配置されたＵ字型の板状のものであり、上記固定子部材１３０の上面には凹凸が備えられている。又、上記可動子部材１４０は、直方体の形状を有し、上記固定子部材１３０の上面に対向する上記可動子部材１４０の下面に上記固定子部材１３０との間で推力を発生する可動子を備える。
【０００４】
上記固定子部材１３０は、図１６に示すように上記移動経路１の上記直線部１ａに沿って配置される直線部用固定子である直線部用帯状固定子１３１と、上記移動経路１の上記円弧部１ｂに沿って配置される円弧部用固定子である円弧部用帯状固定子１３２とにて構成される。尚、図１７及び図１８に示すように上記直線部用帯状固定子１３１は、直線部固定子配置面１１０に配置され、上記円弧部用帯状固定子１３２は、円弧部固定子配置面１２０に配置される。但し、上記直線部固定子配置面１１０と、上記円弧部固定子配置面１２０とは、図１７及び図１８に示すように同一平面である。又、上記直線部用帯状固定子１３１及び上記円弧部用帯状固定子１３２は、ともにロータであり、鉄心或いは磁石等で形成される。
【０００５】
又、上記直線部用帯状固定子１３１は、図１６に示されるように上記直線部１ａに対して直交し、かつ、図１６に示す幅方向３に対して平行となるように長方形状の板の上面に複数の角棒を等間隔に配列し、上記長方形状の板と上記複数の角棒とを一体化したような形状を備える。尚、上記直線部用帯状固定子１３１に備えられる上記角棒状の部分を直線部用帯状固定子凸部１３５ａとし、隣接する上記直線部用帯状固定子凸部１３５ａの間に存在する間隙を直線部用帯状固定子凹部１３５ｂとする。
【０００６】
又、上記円弧部用帯状固定子２３２は、上記円弧部１ｂに対して直交し、かつ、図１６に示す半径方向４に対して平行となるように上記円弧部１ｂに沿って円弧方向に延びる板の上面に複数の角棒を等間隔に配列し、上記円弧部方向に延びる板と上記複数の角棒とを一体化したような形状を備える。尚、上記円弧部用帯状固定子１３２に備えられる上記角棒状の部分を円弧部用帯状固定子凸部１３６ａとし、隣接する上記円弧部用帯状固定子凸部１３６ａの間に存在する間隙を円弧部用帯状固定子凹部１３６ｂとする。
【０００７】
上記可動子部材１４０は、上記可動子として上記直線部用帯状固定子１３１との間で直線方向の推力を発生させる直線部用可動子１４１を備えた直線部用可動子部材１４０ａ、又は、上記可動子として上記円弧部用帯状固定子１３２との間で円弧方向の推力を発生させる円弧部用可動子１４２を備えた円弧部用可動子部材１４０ｂのいずれか一方となる。又、図１７及び図１８に示すように上記直線部用可動子１４１は、上記直線部固定子配置面１１０に対向する上記直線部用可動子部材１４０ａの第１面１６１に備えられ、上記円弧部用可動子１４２は、上記円弧部固定子配置面１２０に対向する上記円弧部用可動子部材１４０ｂの第２面１６２に備えられる。但し、上記直線部固定子配置面１１０と上記円弧部固定子配置面１２０とは同一平面である為、上記第１面１６１及び上記第２面１６２も又、同一面となる。尚、上記直線部用可動子１４１及び上記円弧部用可動子１４２は、ともにステータであり、上記直線部用可動子１４１には直線方向推力発生用巻線１５１が備えられ、又、上記円弧部用可動子１４２には円弧方向推力発生用巻線１５２が備えられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した構成では、図１９に示すように上記可動子部材１４０として上記直線部用可動子部材１４０ａを用いたとき、上記直線部用可動子１４１と上記直線部用帯状固定子１３１との間では、上記移動経路１の上記直線部１ａと同一の直線方向に働く直線方向用推力１８０ａが発生する。しかし、上記直線部用可動子１４１と上記円弧部用帯状固定子１３２との間においても、上記移動経路１の上記円弧部１ｂに対して接線方向となる直線方向へ上記直線方向用推力１８０ａが働こうとする。又、図１９の場合と同様に、図２０に示すように上記可動子部材１４０として上記円弧部用可動子部材１４０ｂを用いたとき、上記円弧部用可動子１４２と上記円弧部用帯状固定子１３２との間では、上記移動経路１の上記円弧部１ｂと同一の円弧方向に働く円弧方向用推力１８０ｂが発生する。しかし、上記円弧部用可動子１４２と上記直線部用帯状固定子１３１との間においても、上記移動経路１の上記直線部１ａに接する円弧方向に上記円弧方向用推力１８０ｂが働こうとする。
【０００９】
従って、上記移動経路１において上記直線部１ａと上記円弧部１ｂとが変化する変化点２付近における上記可動子部材１４０の動作は、上記直線部用可動子部材１４０ａ、又は、上記円弧部用可動子部材１４０ｂのいずれかを用いた場合でも推力が働く方向と上記移動経路１とが一致しなくなる為、不連続となる。又、上記可動子部材１４０を上記変化点２付近の任意の位置に停止させる場合でも、連続して上記可動子部材１４０を移動させることが不可能な為、厳密な位置決め特性を得ることができない。
【００１０】
又、上記リニアモータ１００の使用方法として、電子部品等の部品を樹脂基板等の回路形成体に実装する部品実装装置において、上記リニアモータ１００の上記可動子部材１４０に上記部品を保持する実装ヘッド等の部品保持装置５１０を備え、上記移動経路１沿いに上記可動子部材１４０とともに上記部品保持装置を移動させることが考えられる。但し、上記変化点２付近では上記可動子部材１４０の厳密な位置決めができない為、上記可動子部材１４０に備えられた上記部品保持装置５１０も又、上記変化点２付近では厳密な位置決めができない。従って、上記回路形成体に装着すべき上記部品を供給する部品供給装置５２０を上記移動経路１の上記直線部１ａに配置した場合、上記部品保持装置５１０は、上記変化点２付近にて配置された上記部品供給装置５２０から上記部品を保持することができない。
【００１１】
本発明は、上述した問題を解決すべくなされたものであり、直線部と円弧部と連結して構成される移動経路に配置された固定子部材に対向して備えられた可動子部材が上記移動経路に沿って連続して移動することができるリニアモータ及び該リニアモータの該可動子部材に、回路形成体に実装すべき部品を保持する部品保持部材を取り付けた部品実装装置を提供する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１態様であるリニアモータは、直線部と円弧部とが連結されて構成される移動経路に配置された固定子部材に対向して可動子部材を備え、上記可動子部材と上記固定子部材との間で上記可動子部材に推力を発生させ、上記可動子部材を上記移動経路に沿って移動させるリニアモータにおいて、
上記固定子部材は、上記移動経路の上記直線部の直線部固定子配置面に配置される直線部用固定子と、上記移動経路の上記円弧部の円弧部固定子配置面に配置される円弧部用固定子とより構成し、上記直線部固定子配置面は上記円弧部固定子配置面と異なる面であり、
上記可動子部材は、上記直線部用固定子との間で直線方向の推力を発生させる直線部用可動子と、上記円弧部用固定子との間で円弧方向の推力を発生させる円弧部用可動子とより構成し、かつ、上記直線部固定子配置面に対向する上記可動子の第１面に、上記直線部用可動子を配置するとともに、上記円弧部固定子配置面に対向する上記可動子部材の第２面であって上記可動子部材の上記第１面とは異なる面に、上記円弧部用可動子を配置するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
上記移動経路の上記直線部に上記直線部用固定子が配置される直線部固定子配置面と上記移動経路の上記円弧部に上記円弧部用固定子が配置される円弧部固定子配置面とは、上記可動子部材の上記移動経路を挟んで対向するようにしてもよい。
【００１４】
上記移動経路の上記直線部に上記直線部用固定子が配置される直線部固定子配置面と上記移動経路の上記円弧部に上記円弧部用固定子が配置される円弧部固定子配置面とは直交するようにしてもよい。
【００１５】
本発明の第２態様によれば、第１態様に記載の上記リニアモータの上記可動子部材に取り付けられ、かつ、回路形成体に実装すべき部品を保持する部品保持部材を備えて、
上記リニアモータの駆動により、上記移動経路沿いに上記可動子部材とともに上記部品保持部材が移動して、上記部品を保持し、さらに上記移動経路沿いに上記可動子部材とともに上記部品保持部材が移動して、上記部品保持部材に保持された上記部品を上記回路形成体に装着するようにした部品実装装置を提供する。
【００１６】
上記移動経路の上記直線部に配置されて上記回路形成体に装着すべき上記部品を供給する部品供給装置と、
上記移動経路の上記直線部に配置されて上記回路形成体を保持する回路形成体保持装置とをさらに備えるようにしてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態であるリニアモータ及び部品実装装置について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において同一部材には、同一の参照符号を付している。
図１は、本発明の第１実施形態であるリニアモータ２００を示したものである。又、図２は、上記リニアモータ２００における固定子部材２３０と、可動子部材２４０との位置関係を示したものである。上記リニアモータ２００は、図１に示すように直線部１ａと円弧部１ｂとが連結されて全体の形状がＵ字型となる構成の移動経路１に沿って配置された固定子部材２３０と、上記固定子部材２３０と対向し上記固定子部材２３０との間で推力を発生することで上記移動経路１に沿って移動する可動子部材２４０とを備える。
【００１８】
上記固定子部材２３０の形状は、上記移動経路１に沿って配置され、かつ、夫々が互いに上記移動経路１を挟んで上下に対向する２枚組のＵ字型の板状となる。そこで、上記固定子部材２３０の内、図１に示す上記移動経路１の下方にて配置されるものを第１固定子部材２３０ａとし、上記移動経路の上方にて配置されるものを第２固定子部材２３０ｂとする。尚、図２より上記第１固定子部材２３０ａが配置される面を直線部固定子配置面２１０とし、上記第２固定子部材２３０ｂが配置される面を円弧部固定子配置面２２０とする。又、上記可動子部材２４０は、上記第１固定子部材２３０ａと上記第２固定子部材２３０ｂとの間に挟まれて配置される。
【００１９】
尚、上記固定子部材２３０の上記第１固定子部材２３０ａには、上記移動経路１の上記直線部１ａに沿って配置される直線部用帯状固定子２３１が備えられる。又、上記固定子部材２３０の上記第２固定子部材２３０ｂには、上記移動経路１の上記円弧部１ｂに沿って配置される円弧部用帯状固定子２３２が備えられる。又、上記直線部用帯状固定子２３１及び上記円弧部用帯状固定子２３２は、夫々上記移動経路１に対向する面に凹凸が備えられている。第１実施形態では、上記直線部用帯状固定子２３１及び上記円弧部用帯状固定子２３２はともにロータであり、鉄心或いは磁石等で形成される。尚、上記第１固定子部材２３０ａにおける凹凸を有しない部分２３３及び上記第２固定子部材２３０ｂにおける凹凸を有しない部分２３４は、ロータ及びステータのいずれでもない。よって、上記第１固定子部材２３０ａにおける凹凸を有しない部分２３３及び上記第２固定子部材２３０ｂにおける凹凸を有しない部分２３４は、固定子として働かない。
【００２０】
又、図１に示されるように上記直線部用帯状固定子２３１は、上記直線部１ａに対して直交し、かつ、図１に示す幅方向３に対して平行となるように長方形状の板の上面に複数の角棒を等間隔に配列し、上記長方形状の板と上記複数の角棒とを一体化したような形状を備える。尚、上記直線部用帯状固定子２３１に備えられる上記角棒状の部分を直線部用帯状固定子凸部２３５ａとし、隣接する上記直線部用帯状固定子凸部２３５ａの間に存在する間隙を直線部用帯状固定子凹部２３５ｂとする。
【００２１】
又、図１に示されるように上記円弧部用帯状固定子２３２は、上記円弧部１ｂに対して直交し、かつ、図１に示す半径方向４に対して平行となるように上記円弧部１ｂに沿って円弧方向に延びる板の下面に複数の角棒を等間隔に配列し、上記円弧部方向に延びる板と上記複数の角棒とを一体化したような形状を備える。尚、上記円弧部用帯状固定子２３２に備えられる上記角棒状の部分を円弧部用帯状固定子凸部２３６ａとし、隣接する上記円弧部用帯状固定子凸部２３６ａの間に存在する間隙を円弧部用帯状固定子凹部２３６ｂとする。
【００２２】
又、上記可動子部材２４０は、図１に示すように直方体形状を有し、上記直線部用帯状固定子２３１との間で推力を発生させる直線部用可動子２４１と、上記円弧部用帯状固定子２３２との間で推力を発生させる円弧部用可動子２４２とにて構成される。上記直線部用可動子２４１は、図２に示す上記直線部固定子配置面２１０と対向する上記可動子部材２４０の第１面２６１に配置され、上記円弧部用可動子２４２は、図２に示す上記円弧部固定子配置面２２０に対向する上記可動子部材２４０の第２面２６２に配置される。図１において上記第１面２６１は、上記可動子部材２４０の下面となり、上記第２面２６２は、上記可動子部材２４０の上面となる。尚、上記直線部用可動子２４１及び上記円弧部用可動子２４２はステータであり、図１に示すように上記直線部用可動子２４１には直線方向推力発生用巻線２５１が備えられ、又、上記円弧部用可動子２４２には円弧部方向推力発生用巻線２５２が備えられている。
【００２３】
上記リニアモータ２００における上記可動子部材２４０の動作について、図３及び図４を参照しながら以下に説明する。図３及び図４は、上記固定子部材２３０と上記可動子部材２４０との間で発生する推力と、上記移動経路１との関係を示したものである。
図３に示すように上記移動経路１の上記直線部１ａにおいて、上記可動子部材２４０に備えられる上記直線部用可動子２４１と上記直線部用帯状固定子２３１との間で上記直線部１ａと同一の方向である直線方向に働く直線方向用推力２８０ａが発生する。このとき、上記可動子部材２４０に備えられる上記円弧部用可動子２４２には、図４に示すように対向する固定子が存在しない為、推力が発生しない。従って、上記可動子部材２４０に働く推力は、上記直線方向用推力２８０ａのみとなる。
【００２４】
又、図４に示すように上記移動経路１の上記円弧部１ｂにおいて、上記可動子部材２４０に備えられる上記円弧部用可動子２４２と上記円弧部用帯状固定子２３２との間で上記円弧部１ｂと同一の方向である円弧方向に働く円弧方向用推力２８０ｂが発生する。このとき、上記可動子部材２４０に備えられる上記直線部用可動子２４１には、図３に示すように対向する固定子が存在しない為、推力が発生しない。従って、上記可動子部材２４０に働く推力は、上記円弧方向用推力２８０ｂのみとなる。
【００２５】
又、上記移動経路１において上記直線部１ａと上記円弧部１ｂとが変化する変化点２にて、上記変化点２まで推力を発生していた可動子に対向する固定子が存在しなくなるとともに、上記変化点２まで推力を発生していなかった可動子に対向する固定子が存在するようになる為、上記可動子部材２４０に働く推力の方向が自動的に切り替わる。従って、上記変化点２付近における上記可動子２４０の動作も又、連続したものとなる。よって、上記変化点２付近において上記可動子部材２４０を停止させるとき、リニアモータ１００では不可能だった上記変化点２付近における厳密な位置決めを行うことが可能となる。
【００２６】
第１実施形態では、上記直線部用帯状固定子２３１を有する上記第１固定子部材２３０ａが配置される上記直線部固定子配置面２１０を上記移動経路１の下方に配置し、上記円弧部用帯状固定子２３２を有する上記第２固定子部材２３０ｂが配置される上記円弧部固定子配置面２２０を上記移動経路１の上方に配置した。しかし、上記直線部固定子配置面２１０を上記移動経路１の上方に配置し、上記円弧部固定子配置面２２０を上記移動経路１の下方に配置してもよい。又、第１実施形態では、上記固定子部材２３０をロータとし、上記可動子部材２４０をステータとしたが、上記固定子部材２３０をステータとし、上記可動子部材２４０をロータとしてもよい。
【００２７】
次に、本発明の第２形態であるリニアモータ３００について、図を参照しながら以下に説明する。
図５は、本発明の第２実施形態であるリニアモータ３００を示したものである。又、図６及び図７は、上記リニアモータ３００における固定子部材３３０と、可動子部材３４０との位置関係を示したものである。上記リニアモータ３００は、図５に示すように直線部１ａと円弧部１ｂとが連結されて全体の形状がＵ字型となる構成の移動経路１に沿って配置された固定子部材３３０と、上記固定子部材３３０と対向し上記固定子部材３３０との間で推力を発生することで上記移動経路１に沿って移動する可動子部材３４０とを備える。
【００２８】
上記固定子部材３３０は、上記移動経路１に沿って配置され、かつ、夫々が互いに上記移動経路１を挟んで対向する２枚組のＵ字型となる板状の部材と、上記円弧部１ｂに沿って２枚組の上記Ｕ字型板状部材の外周部に接するよう配置され、上記各Ｕ字型板状部材に対して垂直となる部材とから構成される。そこで、上記固定子部材２３０の上記各Ｕ字型板状部材の内、図６に示す上記移動経路１の下方にて配置されるものを第１固定子部材３３０ａとし、上記移動経路の上方にて配置されるものを第２固定子部材３３０ｂとする。又、図５に示す上記円弧部１ｂに沿って上記第１固定子部材２３０ａ及び上記第２固定子部材２３０ｂの外周部に接するよう配置され、上記第１固定子部材２３０ａ及び上記第２固定子部材２３０ｂに対して垂直となるハーフパイプ状の部材を第３固定子部材３３０ｃとする。尚、図６より上記第１固定子部材３３０ａが配置される面を第１直線部固定子配置面３１０ａとし、上記第２固定子部材３３０ｂが配置される面を第２直線部固定子配置面３１０ｂとする。又、図７より、上記第３固定子部材３３０ｃが配置される面を円弧部固定子配置面３２０とする。又、上記可動子部材３４０は、上記第１固定子部材３３０ａと、上記第２固定子部材３３０ｂと、上記第３固定子部材３３０ｃとに囲まれて配置される。
【００２９】
尚、上記固定子部材３３０の上記第１固定子部材３３０ａには、上記移動経路１の上記直線部１ａに沿って配置される第１直線部用帯状固定子３３１ａが備えられ、上記第１直線部用帯状固定子３３１ａと同様に上記固定子部材３３０の上記第２固定子部材３３０ｂには、上記移動経路１の上記直線部１ａに沿って配置される第２直線部用帯状固定子３３１ｂが備えられる。又、上記固定子部材３３０の上記第３固定子部材３３０ｃには、上記移動経路１の上記円弧部１ｂに沿って配置される円弧部用帯状固定子３３２が備えられる。又、上記第１直線部用帯状固定子３３１と、上記第２直線部用帯状固定子３３１ｂと、上記円弧部用帯状固定子３３２とは、夫々上記移動経路１に対向する面に凹凸が備えられている。第２実施形態では上記第１直線部用帯状固定子３３１ａ、上記第２直線部用帯状固定子３３１ｂ、及び上記円弧部用帯状固定子３３２は、ともにロータであり、鉄心或いは磁石等で形成される。尚、上記第１固定子部材３３０ａにおける凹凸を有しない部分３３３ａ及び上記第２固定子部材３３０ｂにおける凹凸を有しない部分３３３ｂは、ロータ及びステータのいずれでもない。よって、上記第１固定子部材３３０ａにおける凹凸を有しない部分３３３ａ及び上記第２固定子部材３３０ｂにおける凹凸を有しない部分３３３ｂは、固定子として働かない。
【００３０】
又、図５に示されるように上記第１直線部用帯状固定子３３１ａは、上記直線部１ａに対して直交し、かつ、図５に示す幅方向３に対して平行となるように長方形状の板の上面に複数の角棒を等間隔に配列し、上記長方形状の板と上記複数の角棒とを一体化したような形状を備える。尚、上記第１直線部用帯状固定子３３１ａに備えられる上記角棒状の部分を第１直線部用帯状固定子凸部３３５ａとし、隣接する上記第１直線部用帯状固定子凸部３３５ａの間に存在する間隙を第１直線部用帯状固定子凹部３３５ｂとする。
【００３１】
上記第２直線部用帯状固定子３３１ｂも又、上記第１直線部用帯状固定子３３１ａと同様の形状を有する。但し、上記第１直線部用帯状固定子３３１ａとは異なり、複数の上記角棒を長方形状の板の下面に等間隔に配置し、上記長方形状の板と上記複数の角棒とを一体化したような形状となる。尚、上記第２直線部用帯状固定子３３１ｂに備えられる上記角棒状の部分を第２直線部用帯状固定子凸部３３５ｃとし、隣接する上記第２直線部用帯状固定子凸部３３５ｃの間に存在する間隙を第２直線部用帯状固定子凹部３３５ｄとする。
【００３２】
又、図５に示されるように上記円弧部用帯状固定子３３２は、上記円弧部１ｂに対して直交し、かつ、図５に示す半径方向４に対して垂直となるように上記円弧部１ｂに沿って円弧方向に延びるハーフパイプ状の板の内径側の面に複数の角棒を等間隔に配列し、上記ハーフパイプ状の板と上記複数の角棒とを一体化したような形状を備える。ここで、上記円弧部１ｂに対して直交し、上記半径方向４に対して直交する方向を円弧部用帯状固定子３３２の幅方向とし、前記円弧部用帯状固定子３３２の幅方向における寸法を円弧部用帯状固定子３３２の幅寸法とする。尚、上記円弧部用帯状固定子３３２に備えられる上記角棒状の部分を円弧部用帯状固定子凸部３３６ａとし、隣接する上記円弧部用帯状固定子凸部３３６ａの間に存在する間隙を円弧部用帯状固定子凹部３３６ｂとする。
【００３３】
又、上記可動子部材３４０は、上記第１直線部用帯状固定子３３１ａとの間で推力を発生させる第１直線部用可動子３４１ａと、上記第２直線部用帯状固定子３３１ｂとの間で推力を発生させる第２直線部用可動子３４１ｂと、上記円弧部用帯状固定子３３２との間で推力を発生させる円弧部用可動子３４２とにて構成される。但し、上記第１直線部用可動子３４１ａは、図６に示す上記第１直線部固定子配置面３１０ａと対向する上記可動子部材３４０の第１面３６１ａに配置され、上記第２直線部用可動子３４１ｂは、図６に示す上記第２直線部固定子配置面３１０ｂと対向する上記可動子部材３４０の第２面３６１ｂに配置される。又、上記円弧部用可動子３４２は、図７に示す上記円弧部固定子配置面３２０に対向する上記可動子部材３４０の第３面３６２に配置される。尚、上記第１直線部用可動子３４１ａと、上記第２直線部用可動子３４１ｂと、上記円弧部用可動子３４２とはステータであり、図５に示すように上記第１直線部用可動子３４１ａには第１直線方向推力発生用巻線３５１ａが備えられ、上記第２直線部用可動子３４１ｂには第２直線方向推力発生用巻線３５１ｂが備えられる。又、上記円弧部用可動子３４２には円弧部方向推力発生用巻線３５２が備えられている。
【００３４】
上記リニアモータ３００における上記可動子部材３４０の動作について、図８を参照しながら以下に説明する。図８は、上記固定子部材３３０と上記可動子部材３４０との間で発生する推力と、上記移動経路１との関係を示したものである。
図８に示すように上記移動経路１の上記直線部１ａにおいて、上記可動子部材３４０に備えられる上記第１直線部用可動子３４１ａと上記第１直線用帯状固定子３３１ａとの間で上記直線部１ａと同一の方向である直線方向に働く直線方向用推力３８０ａが発生する。このとき、上記可動子部材３４０に備えられる上記第２直線部用可動子３４１ｂと上記第２直線用帯状固定子３３１ｂとの間にも又、上記直線部１ａと同一の方向である直線方向に働く直線方向用推力３８０ａが発生する。但し、上記可動子部材３４０に備えられる上記円弧部用可動子３４２には、図８に示すように対向する固定子が存在しない為、推力が発生しない。従って、上記可動子部材３４０に働く推力は、上記直線方向用推力３８０ａのみとなる。
【００３５】
又、図８に示すように上記移動経路１の上記円弧部１ｂにおいて、上記可動子部材３４０に備えられる上記円弧部用可動子３４２と上記円弧部用帯状固定子３３２との間で上記円弧部１ｂと同一の方向である円弧方向に働く円弧方向用推力３８０ｂが発生する。このとき、上記可動子部材３４０に備えられる上記第１直線部用可動子３４１ａには、図８に示すように対向する固定子が存在しない為、推力が発生しない。上記第１直線部用可動子３４１ａの場合と同様に、上記第２直線部用可動子３４１ａにも又、対向する固定子が存在しない為、推力は発生しない。従って、上記可動子部材３４０に働く推力は、上記円弧方向用推力３８０ｂのみとなる。
【００３６】
又、上記移動経路１において上記直線部１ａと上記円弧部１ｂとが変化する変化点２にて、上記変化点２まで推力を発生していた可動子に対向する固定子が存在しなくなるとともに、上記変化点２まで推力を発生していなかった可動子に対向する固定子が存在するようになる為、上記可動子部材３４０に働く推力の方向が自動的に切り替わる。従って、上記変化点２付近における上記可動子３４０の動作も又、連続したものとなる。よって、上記変化点２付近において上記可動子部材３４０を停止させるとき、第１実施形態のリニアモータ２００と同様に、リニアモータ１００では不可能だった上記変化点２付近における厳密な位置決めを行うことが可能となる。
第１実施形態におけるリニアモータ２００では、直線部用帯状固定子２３１が配置される直線部固定子配置面２１０と、円弧部用帯状固定子２３２が配置される円弧部用固定子配置面２２０とが移動経路１を挟んで上下となる。よって、直線部１ａから円弧部１ｂへ可動子部材２４０を移動させるとき、変化点２付近の直線部１ａにおいて、可動子部材２４０の直線方向用推力２８０ａを抑え、上記可動子部材２４０を減速しなければ、上記可動子部材２４０は、半径方向４の外向きに働く遠心力により、円弧部１ｂに沿って移動することができなくなる可能性が生じる。一方、第２実施形態におけるリニアモータ２００では、円弧部１ｂにおいて可動子部材３４０に働く遠心力の向きが、円弧部用帯状固定子３３２が配置される円弧部用固定子配置面３２０に対して垂直となる。よって、第２実施形態におけるリニアモータ２００では、可動子部材３４０を直線部１ａから円弧部１ｂへ進入させる為の減速は不要となる。又、可動子部材３４０が円弧部１ｂを移動中、円弧部用可動子３４２と円弧部用帯状固定子３３２との間に生じる反発力と、可動子部材に働く遠心力とが釣り合う為、遠心力の影響を受けずに円弧部１ｂにおいて可動子部材３４０に働く円弧方向用推力３８０ｂを増減し易くなる。
【００３７】
第２実施形態では、上記固定子部材３３０をロータとし、上記可動子部材３４０をステータとしたが、上記固定子部材３３０をステータとし、上記可動子部材３４０をロータとしてもよい。
【００３８】
次に、上記リニアモータ３００に備えられる上記第１直線部用帯状固定子３３１ａ、上記第２直線部用帯状固定子３３１ｂ、及び上記円弧部用帯状固定子３３２の製造方法の一例について図９及び図１０を参照しながら説明する。尚、上記第１直線部用帯状固定子３３１ａ、上記第２直線部用帯状固定子３３１ｂ、及び上記円弧部用帯状固定子３３２は、鉄心で形成されたロータとする。
まず、上記円弧部用帯状固定子３３２の製造方法であるが、任意の厚さを有する鉄板から金型等を用いて打ち抜き、図９に示す円弧部用固定子鉄心３３４を複数枚形成する。そして、上記円弧部用固定子鉄心３３４を所定の厚さになるまで積重ね、締結ボルト等で固定若しくは溶接等により固定することで上記円弧部用帯状固定子３３２を製造することが可能となる。
【００３９】
又、上記第１直線部用帯状固定子３３１ａ及び上記第２直線部用帯状固定子３３１ｂの製造方法であるが、上記円弧部用帯状固定子３３２の製造方法と同様に、任意の厚さを有する鉄板から金型等を用いて打ち抜き、図１０に示す直線部用固定子鉄心３３３を複数枚形成する。そして、上記直線部用固定子鉄心３３３を所定の厚さになるまで積重ね、締結ボルト等で固定、若しくは溶接等により固定することで上記第１直線部用帯状固定子３３１ａ及び上記第２直線部用帯状固定子３３１ｂを製造することが可能となる。
【００４０】
上記方法で上記固定子部材３３０を製造することで、切削加工等により上記第１直線部用帯状固定子３３１ａの上記第１直線部用帯状固定子凹部３３５ｂ、上記第２直線部用帯状固定子３３１ｂの上記第２直線部用帯状固定子凹部３３５ｄ、及び上記円弧部用帯状固定子３３２の上記円弧部用帯状固定子凹部３３６ｂを形成したり、鉄製の角棒を溶接等で固定することによって上記第１直線部用帯状固定子３３１ａの上記第１直線部用帯状固定子凸部３３５ａ、上記第２直線部用帯状固定子３３１ｂの上記第２直線部用帯状固定子凸部３３５ｃ、及び上記円弧部用帯状固定子３３２の上記円弧部用帯状固定子凸部３３６ａを形成することによる、上記リニアモータ３００の製造に要する工数を削減することができる。尚、本発明の第１実施形態であるリニアモータ２００における円弧部用帯状固定子２３２は、切削加工等により上記円弧部用帯状固定子３３２の上記円弧部用帯状固定子凹部２３６ｂを形成する方法、又は、鉄製の角棒を溶接等で固定することによって上記円弧部用帯状固定子凸部２３６ａを形成する方法でしか形成することができない。
円弧部１ｂにおいて、第１実施形態のリニアモータ２００にて発生される推力と同等の推力を第２実施形態のリニアモータ３００にて得ようとする場合、一例として、上記円弧部用帯状固定子３３２の設計時に、上記円弧部用可動子３４２に対向して磁場を発生させる、上記円弧部用帯状固定子３３２を構成する、円弧部用帯状固定子凸部３３６ａの幅寸法及びそのピッチ寸法を変化させる必要がある。
【００４１】
本発明の第１実施形態であるリニアモータ２００に備えられる可動子部材２４０、或いは本発明の第２実施形態であるリニアモータ３００に備えられる可動子部材３４０のいずれかに、樹脂基板、紙−フェノール基板、セラミック基板、ガラス・エポキシ（ガラエポ）基板、フィルム基板等の回路基板、単層基板若しくは多層基板等の回路基板、部品、筐体、又はフレーム等の回路形成体に実装すべき電子部品、機械部品、光学部品等の部品を保持する部品保持部材を備える部品実装装置について、図を参照しながら以下に説明する。
図１１は、上記可動子部材２４０或いは上記可動子部材３４０のいずれかに上記部品保持部材が備えられた本発明の第３の実施形態である部品実装装置５００の構造示したものである。又、図１２は、上記部品実装装置５００の動作を示したものである。尚、上記部品実装装置５００には、図１３に示すように本発明の第１実施形態であるリニアモータ２００が備えられているものとする。
【００４２】
又、上記リニアモータ２００に備えられる上記可動子部材２４０の上記移動経路１は、図１に示す上記直線部１ａと、図１に示す半円状の上記円弧部１ｂとが交互に連結されて構成された閉ループとなる。ここで、上記直線部１ａは、図１２に示す上記部品実装装置５００において第１直線部１ｃ及び第２直線部１ｅとし、上記円弧部１ｂは、図１２に示す上記部品実装装置５００において第１円弧部１ｄ及び第２円弧部１ｆとする。
【００４３】
図１２に示すように上記移動経路１は、時計回りに上記第１直線部１ｃ、上記第１円弧部１ｄ、上記第２直線部１ｅ、上記第２円弧部１ｆの順番で連結されている。そして、上記第１直線部１ｃと上記第２円弧部とを連結することで、閉ループの上記移動経路１を形成する。又、上記第１直線部１ｃと上記第１円弧部１ｄとの変化点を第１変化点２ａとし、以下、上記第１円弧部１ｄと上記第２直線部１ｅとの変化点を第２変化点２ｂ、上記第２直線部１ｅと上記第２円弧部１ｆとの変化点を第３変化点２ｃ、上記第２円弧部１ｆと上記第１直線部との変化点を第４変化点２ｄとする。
【００４４】
又、上記可動子部材２４０は、上記移動経路１に沿って往復移動することが可能であり、上記移動経路１上に複数個用意されている。そして、図１２に示すように上記各可動子部材２４０には、各々上記部品保持部材を備える部品保持装置として実装ヘッド５１０が備えられている。図１３は、上記実装ヘッド５１０を上記可動子部材２４０に取り付けた状態を示したものである。又、上記実装ヘッド５１０は、図１２及び図１３に示すように上記部品保持部材として上記部品を吸着保持する吸着ノズル５１１が複数本備えられるマルチノズル方式のものを用いている。
【００４５】
又、上記第１直線部１ｃには、上記回路形成体に実装すべき上記部品を供給するパーツカセット等の部品供給装置５２０が上記第１直線部１ｃに沿って上記部品が供給されるように複数台配置されており、上記第２直線部１ｅには、上記回路形成体を保持する回路形成体保持装置５３０が配置されている。尚、上記部品供給装置５２０は、上記第１直線部１ｃにて固定されており、上記回路形成体保持装置５３０は、上記第２直線部１ｅに対して垂直となるｙ軸方向に上記回路形成体を往復移動させることができる。
【００４６】
次に、上記部品実装装置５００を用いた部品の実装方法について図１２を参照しながら以下に説明する。まず、上記第１直線部１ｃにおいて、上記リニアモータ２００における上記可動子部材２４０の位置決め動作により、実装すべき上記部品が供給される上記部品供給装置５２０に上記可動子部材２４０に備えられた上記実装ヘッド５１０を配置する。そして、上記実装ヘッド５１０は、上記部品供給装置５２０から部品を上記吸着ノズル５１１にて吸着する。
【００４７】
上記実装ヘッド５１０に保持された上記部品は、上記第１円弧部１ｄにおいて上記回路形成体に対する上記部品の装着方向の選択、上記部品の高さの検出、上記部品の回転状態の認識、及び上記部品の上記回路形成体に対する回転補正が続けて行われる。このとき、上記実装ヘッド５１０は、上記リニアモータ２００により上記第１円弧部１ｄに沿って連続して移動する。
【００４８】
上記リニアモータ２００の駆動により上記実装ヘッド５１０が上記第２直線部１ｅに配置されたとき、上記実装ヘッド５１０にて保持された上記部品は、上記回路形成体保持装置５３０にて保持された上記回路形成体に装着される。このとき、上記部品を上記回路形成体上の装着位置まで移動させる必要がある。上記部品実装装置５００では、上記装着位置に対するｘ軸方向への位置決めは、上記リニアモータ２００による上記実装ヘッド５１０の往復移動にて行い、上記装着位置に対するｙ軸方向への位置決めは、上記回路形成体保持装置５３０による上記回路形成体の往復移動にて行われる。
【００４９】
上記第２直線部１ｅにおける上記部品の装着が完了した後、上記実装ヘッド５１０は、上記リニアモータ２００の駆動により上記第２円弧部１ｆに沿って移動する。このとき、装着されなかった不良部品の排出、次の部品の吸着を行う上記吸着ノズル５１１の選択、及び選択された上記吸着ノズル５１１の原点位置への配置が続けて行われる。
そして、上記第１直線部１ｃに移動した上記実装ヘッド５１０は、再度、上述した実装作業を繰り返す。
【００５０】
又、上記実装ヘッド５１０は複数台備えられている為、上記各実装ヘッド５１０は、各々独立して複数の実装作業を同時に行う。
【００５１】
図１４及び図１５に示す従来の部品実装装置６００では、実装ヘッド６１０の運動は回転運動しかできない為、上記実装ヘッド６１０が移動する移動経路５の形状は円形となる。従って、部品保持装置６２０からの部品の保持は、上記移動経路５上の定点である吸着ステーション４ａのみでしか行えず、回路形成体保持装置６３０に保持された回路形成体への部品の装着は、部品の保持の場合と同様に、上記移動経路５上の定点である装着ステーション４ｂのみでしか行えない。よって、従来の部品実装装置６００では、上記部品供給装置６２０及び上記回路形成体保持装置６３０に保持された上記回路形成体をｘ軸方向へ移動させる必要がある。
又、従来の部品実装装置６００では、インデックス装置等によって上記実装ヘッド６１０を間欠回転させている為、ギヤの摩擦等により大きな騒音が生じる。
【００５２】
これに対し、本発明の第３実施形態である部品実装装置５００では、上記実装ヘッド５１０が上記第１直線部１ｃ及び上記第２直線部に沿って移動できる為、上記部品供給装置５２０及び上記回路形成体保持装置５３０のｘ軸方向への移動が不要となる。又、上記実装ヘッド５１０の移動に上記リニアモータ２００を用いることで、低摩擦化による低騒音化が可能となる。
又、上記実装ヘッド５１０の移動装置として、本発明の第１実施形態のリニアモータ２００、又は、本発明の第２実施形態のリニアモータ３００を用いることにより、上記第１変化点２ａ、上記第２変化点２ｂ、上記第３変化点２ｃ、及び上記第４変化点２ｄの上記各変化点付近における厳密な位置決めが可能となる。従って、図１６に示すリニアモータ１００を用いた場合ではデッドスペースとなっていた上記各変化点付近に上記部品供給装置５２０等を配置して利用することが可能となる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の第１の態様であるリニアモータでは、以下のような構成にする。即ち、直線部と円弧部とが連結されて構成される移動経路に沿って配置される固定子部材の内、直線方向への推力を発生させるための直線部用固定子と、円弧方向への推力を発生させるための円弧部用固定子とを異なる面に配置する。上記構成により、可動子部材が移動する移動経路の直線部に沿って配置される上記直線部用固定子と上記可動子部材に備えられる直線部用可動子との間で推力が発生している間は、上記可動子部材に備えられる円弧部用可動子に対向する固定子が存在しない為、上記可動子部材に働く推力の向きは直線方向のみとなる。又、上記移動経路の円弧部に沿って配置される上記円弧部用固定子と上記円弧部用可動子との間で推力が発生している間は、上記直線部用可動子に対向する固定子が存在しない為、上記可動子部材に働く推力の向きは円弧方向のみとなる。又、上記直線部と上記円弧部とが変化する変化点付近では、上記変化点まで推力を発生していた可動子に対向する固定子が存在しなくなるとともに、上記変化点まで推力を発生していなかった可動子に対向する固定子が存在するようになる為、上記可動子部材に働く推力の方向が自動的に切り替わる。よって、上記変化点付近における上記可動子部材の動作は連続したものとなり、上記変化点付近において上記可動子部材を停止させるとき、上記変化点付近における上記可動子部材の厳密な位置決めを行うことができる。
【００５４】
又、上記直線部用固定子が配置される直線部用固定子配置面と、上記円弧部用固定子が配置される円弧部用固定子配置面とが直交するようにすることで、上記円弧部上を移動する上記可動子部材に働く遠心力の向きが、上記円弧部用固定子配置面に対して垂直となる。従って、上記可動子部材を直線部から円弧部へ進入させる為の減速は不要となる。又、上記可動子部材が上記円弧部を移動中、円弧部用可動子と円弧部用固定子との間に生じる反発力と、可動子部材に働く遠心力とが釣り合う為、上記円弧部において上記可動子部材に働く円弧方向の推力の増減が容易になる。
【００５５】
本発明の第２の態様である部品実装装置は、本発明の第１の態様である上記リニアモータの上記可動子部材に回路形成体に実装すべき部品を保持する部品保持部材を備えることで、上記部品保持部材の移動中に発生する騒音の低騒音化が図れる。又、上記リニアモータでは、上記移動経路上の上記変化点付近における上記可動子部材の厳密な位置決めが可能なことから、上記変化点付近における上記部品保持部材の厳密な位置決めが可能となる。従って、通常ではデッドスペースとなる上記変化点付近に上記部品を供給する部品供給装置等を配置することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態であるリニアモータの構成を示す斜視図である。
【図２】 図１に示すリニアモータの側面図である。
【図３】 図１に示すリニアモータに備えられる直線部用可動子に生じる推力と可動子部材の移動経路との関係を示す説明図である。
【図４】 図１に示すリニアモータに備えられる円弧部用可動子に生じる推力と可動子部材の移動経路との関係を示す説明図である。
【図５】 本発明の第２実施形態であるリニアモータの構成を示す斜視図である。
【図６】 図５に示すリニアモータの側面図である。
【図７】 図５に示すリニアモータの正面図である。
【図８】 図５に示すリニアモータに備えられる可動子部材に生じる推力と可動子部材の移動経路との関係を示す説明図である。
【図９】 図５に示すリニアモータに備えられる円弧部用帯状固定子を構成する円弧部用固定子鉄心を示す正面図である。
【図１０】 図５に示すリニアモータに備えられる直線部用帯状固定子を構成する直線部用固定子鉄心を示す正面図である。
【図１１】 本発明の第３実施形態である部品実装装置の斜視図である。
【図１２】 図１１に示す部品実装装置に備えられる実装ヘッドの動作を示す説明図である。
【図１３】 図１１に示す部品実装装置に備えられる実装ヘッドの側面図である。
【図１４】 （Ａ）は、従来の部品実装装置の正面図であり、（Ｂ）は、図１４（Ａ）に示す従来の部品実装装置の斜視図である。
【図１５】 図１４に示す部品実装装置に備えられる実装ヘッドの動作を示す説明図である。
【図１６】 従来のリニアモータの一例を示す斜視図である。
【図１７】 図１６に示すリニアモータに備えられる固定子部材及び直線部用可動子部材の側面図である。
【図１８】 図１６に示すリニアモータに備えられる固定子部材及び円弧部用可動子部材の側面図である。
【図１９】 図１６に示すリニアモータに備えられる可動子部材の動作を示す説明図である。
【図２０】 図１６に示すリニアモータに備えられる円弧部用可動子部材の動作を示す説明図である。
【符号の説明】
１…移動経路、１ａ…直線部、１ｂ…円弧部、
２１０、３１０ａ、３１０ｂ…直線部固定子配置面、
２２０、３２０…円弧部固定子配置面、２３０、３３０…固定子部材、
２３１、３３１ａ、３３１ｂ…直線部用固定子、
２３２、３３２…円弧部用固定子、２４０、３４０…可動子部材、
２４１、３４１ａ、３４１ｂ…直線部用可動子、
２４２、３４２…円弧部用可動子、２６１、３６１ａ、３６１ｂ…第１面、
２６２、３６２…第２面、５１１…部品保持部材、５２０…部品供給装置、
５３０…回路形成体保持装置。
Claims (5)
- 直線部（１ａ）と円弧部（１ｂ）とが連結されて構成される移動経路（１）に配置された固定子部材（２３０、３３０）に対向して可動子部材（２４０、３４０）を備え、上記可動子部材と上記固定子部材との間で上記可動子部材に推力を発生させ、上記可動子部材を上記移動経路に沿って移動させるリニアモータにおいて、
上記固定子部材は、上記移動経路の上記直線部の直線部固定子配置面（２１０、３１０ａ、３１０ｂ）に配置される直線部用固定子（２３１、３３１ａ、３３１ｂ）と、上記移動経路の上記円弧部の円弧部固定子配置面（２２０、３２０）に配置される円弧部用固定子（２３２、３３２）とより構成し、上記直線部固定子配置面は上記円弧部固定子配置面と異なる面であり、
上記可動子部材は、上記直線部用固定子との間で直線方向の推力を発生させる直線部用可動子（２４１、３４１ａ、３４１ｂ）と、上記円弧部用固定子との間で円弧方向の推力を発生させる円弧部用可動子（２４２、３４２）とより構成し、かつ、上記直線部固定子配置面に対向する上記可動子部材の第１面（２６１、３６１ａ、３６１ｂ）に、上記直線部用可動子を配置するとともに、上記円弧部固定子配置面に対向する上記可動子部材の第２面（２６２、３６２）であって上記可動子部材の上記第１面とは異なる面に、上記円弧部用可動子を配置するようにしたことを特徴とするリニアモータ。 - 上記移動経路の上記直線部に上記直線部用固定子が配置される直線部固定子配置面（２１０）と上記移動経路の上記円弧部に上記円弧部用固定子が配置される円弧部固定子配置面（２２０）とは、上記可動子部材の上記移動経路を挟んで対向するようにした請求項１に記載のリニアモータ。
- 上記移動経路の上記直線部に上記直線部用固定子が配置される直線部固定子配置面（３１０ａ、３１０ｂ）と上記移動経路の上記円弧部に上記円弧部用固定子が配置される円弧部固定子配置面（３２０）とは直交するようにした請求項１に記載のリニアモータ。
- 請求項１〜３のいずれか１つに記載の上記リニアモータの上記可動子部材に取り付けられ、かつ、回路形成体に実装すべき部品を保持する部品保持部材（５１１）を備えて、
上記リニアモータの駆動により、上記移動経路沿いに上記可動子部材とともに上記部品保持部材が移動して、上記部品を保持し、さらに上記移動経路沿いに上記可動子部材とともに上記部品保持部材が移動して、上記部品保持部材に保持された上記部品を上記回路形成体に装着するようにした部品実装装置。 - 上記移動経路の上記直線部に配置されて上記回路形成体に装着すべき上記部品を供給する部品供給装置（５２０）と、
上記移動経路の上記直線部に配置されて上記回路形成体を保持する回路形成体保持装置（５３０）とをさらに備えるようにした請求項４に記載の部品実装装置。
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