JP6546664B2 - ロータリーヘッド、及び、表面実装機 - Google Patents

Description

本明細書で開示される技術は、ロータリーヘッド、及び、表面実装機に関する。

従来、電子部品をプリント基板上に実装する表面実装機において、回転体と、回転軸線方向に移動可能に回転体に取り付けられ、回転軸線を中心とする仮想円上に配列されており、負圧によってその先端部に部品を吸着し、正圧によってその吸着している部品を解放する複数の吸着ノズル（部品保持部材）とを有する実装ヘッド（所謂ロータリーヘッド）を備えるものが知られている。

そして、この種のロータリーヘッドにおいて、吸着ノズルを回転体の回転軸線方向に移動させる吸着ノズル駆動ユニットや、吸着ノズルに供給する圧力を正圧と負圧との間で切り換えるバルブを正圧供給位置又は負圧供給位置に移動させるバルブ駆動ユニットを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、特許文献１に記載の重複型ロータリーヘッドは、電動モータによってノズル保持軸を進退させる保持軸昇降装置、及び、リニアモータによってバルブスプールの位置を切り換える切替装置を備えている。

特開２０１３−６９７９８号公報

ところで、電動モータのような回転型モータを用いて吸着ノズルやバルブを駆動する場合は、電動モータの回転運動を吸着ノズルやバルブの直線運動に変換する機構が必要になるため駆動ユニットが大きくなってしまう。これに対し、リニアモータはそのような機構が不要であるので駆動ユニットを小さくすることができる。これによりロータリーヘッドを小型化することができる。

しかしながら、ロータリーヘッドは一つの駆動ユニットが複数の吸着ノズルあるいは複数のバルブを駆動しなければならないので駆動ユニットの動作負荷が高くなる。このため、駆動ユニットの駆動源としてリニアモータを用いた場合、リニアモータのコイルが発熱してロータリーヘッドが熱変形し、それにより部品の実装精度が悪化してしまう虞がある。特にアルミは線膨張係数が高いので、ロータリーヘッドの軽量化のために駆動ユニットの構成部品としてアルミを用いている場合は熱変形が起き易くなる。
前述した特許文献１に記載の重複型ロータリーヘッドは、このようなリニアモータの発熱による実装精度の悪化を抑制する上で改善の余地があった。

本明細書では、部品保持部材あるいはバルブをリニアモータによって駆動するロータリーヘッド、及び、表面実装機において、リニアモータの発熱による実装精度の悪化を抑制する技術を開示する。

本明細書で開示するロータリーヘッドは、表面実装機のロータリーヘッドであって、回転体と、前記回転体を回転駆動する回転駆動部と、回転軸線方向に移動可能に前記回転体に取り付けられ、前記回転軸線を中心とする仮想円上に配列されており、部品を保持及び解放する複数の部品保持部材と、コア付き対向型リニアモータを有し、前記仮想円上の所定の駆動位置に移動した前記部品保持部材を前記コア付き対向型リニアモータによって前記回転軸線方向に移動させる保持部材駆動ユニットと、を備える。

前述した特許文献１に開示されているリニアモータは円筒形のリニアモータ、所謂シャフト型リニアモータである。具体的には、特許文献１に開示されているリニアモータは、ロッドの表面に複数のリング状の永久磁石が固定子として設けられており、複数のコイルを含む可動子が固定子の外側に隙間を有して嵌合され、それらの可動子が固定子の軸方向に沿って移動するものである。一般にシャフト型リニアモータは推力密度（モータの体積に対して発生させることができる推力）が低いので、動作負荷が高くなると発熱し易い。

これに対し、コア付き対向型リニアモータはシャフト型リニアモータに比べて推力密度が高いので、同じサイズのモータであれば動作負荷が高くなっても発熱し難い。このため上記のロータリーヘッドによると、シャフト型リニアモータを用いる場合に比べ、リニアモータの発熱による実装精度の悪化を抑制できる。

また、前記保持部材駆動ユニットは、前記回転体の周囲において、前記回転軸線に直交する任意の仮想直線上に、当該保持部材駆動ユニットが有する前記コア付き対向型リニアモータの可動子が前記回転軸線方向に移動する姿勢で、且つ、当該コア付き対向型リニアモータの固定子と当該可動子とが、前記仮想円と当該仮想直線との交点における前記仮想円の接線方向に並ぶ姿勢で配置されていてもよい。

上記のロータリーヘッドによると、保持部材駆動ユニットは、回転体の周囲において、可動子が回転軸線方向に移動する姿勢で配置されているので、例えば可動子が仮想直線方向に移動する姿勢で配置されている場合に比べ、仮想直線方向における保持部材駆動ユニットの張り出しを抑制することができる。更に、上記のロータリーヘッドによると、保持部材駆動ユニットは、回転体の回転軸線に直交する任意の仮想直線上に、固定子と可動子とが上述した仮想円と仮想直線との交点における接線方向に並ぶ姿勢で配置されているので、接線方向に対して傾いた姿勢で配置されている場合（例えば固定子と可動子とが仮想直線方向に並ぶ姿勢で配置されている場合）に比べ、仮想直線方向における保持部材駆動ユニットの張り出しをより抑制することができる。

このように、上記のロータリーヘッドによると、保持部材駆動ユニットの張り出しを抑制できるので、回転体の回転軸線を中心として保持部材駆動ユニットに外接する円（最外周円）を小さくすることができる。言い換えると、回転体の回転軸線方向から見てロータリーヘッドをコンパクトにすることができる。これにより、回転体の回転軸線に垂直な方向において、ロータリーヘッドに大きな可動領域を持たせることが可能になる。

また、前記コア付き対向型リニアモータの可動子が取り付けられている出力軸に設けられている第１の被読み取り部材であって、当該出力軸を挟んで当該コア付き対向型リニアモータの固定子とは逆側において当該出力軸と略平行に延びている第１の被読み取り部材と、前記第１の被読み取り部材を挟んで前記出力軸とは逆側に配置されており、前記第１の被読み取り部材の位置を検出する第１の位置検出部と、をさらに備えてもよい。

例えば出力軸を回転体の回転軸線方向に真っ直ぐに延びるストレートな形状とし、その延びた部分を被読み取り部材として用いることにより、固定子と第１の位置検出部とを回転軸線方向に並べて配置することもできる。しかしながら、その場合は出力軸が回転軸線方向に長くなるため、保持部材駆動ユニットを配置するスペースを確保することが困難な場合もある。
上記のロータリーヘッドによると、出力軸を挟んで固定子とは逆側において当該出力軸と略平行に延びている第１の被読み取り部材を出力軸に設けたので、回転軸線方向における出力軸の長さを短くすることができる。これにより、出力軸が回転軸線方向に長い場合は保持部材駆動ユニットを配置するスペースを確保することが困難な場合であっても、保持部材駆動ユニットを配置するスペースを確保し易くなる。

また、前記部品保持部材は負圧によって前記部品を吸着し、正圧によってその吸着している前記部品を解放する吸着ノズルであり、当該ロータリーヘッドは、前記吸着ノズルに負圧を供給する負圧供給位置と前記吸着ノズルに正圧を供給する正圧供給位置との間で移動可能に前記回転体に取り付けられている複数のバルブと、コア付き対向型リニアモータを有し、前記駆動位置に移動してきた前記吸着ノズルに対応する前記バルブを前記コア付き対向型リニアモータによって前記負圧供給位置と前記正圧供給位置との間で移動させるバルブ駆動ユニットと、をさらに備えてもよい。

コア付き対向型リニアモータはシャフト型リニアモータに比べて推力密度が高いので、同じサイズのモータであれば動作負荷が高くなっても発熱し難い。このため上記のロータリーヘッドによると、リニアモータの発熱による実装精度の悪化を抑制できる。

また、本明細書で開示するロータリーヘッドは、表面実装機のロータリーヘッドであって、回転体と、前記回転体を回転駆動する回転駆動部と、回転軸線方向に移動可能に前記回転体に取り付けられ、前記回転軸線を中心とする仮想円上に配列されており、負圧によってその先端部に部品を吸着し、正圧によってその吸着している前記部品を解放する複数の吸着ノズルと、前記仮想円上の所定の駆動位置に移動した前記吸着ノズルを前記回転軸線方向に移動させる保持部材駆動ユニットと、前記吸着ノズルに負圧を供給する負圧供給位置と前記吸着ノズルに正圧を供給する正圧供給位置との間で移動可能に前記回転体に取り付けられている複数のバルブと、コア付き対向型リニアモータを有し、前記駆動位置に移動してきた前記吸着ノズルに対応する前記バルブを前記コア付き対向型リニアモータによって前記負圧供給位置と前記正圧供給位置との間で移動させるバルブ駆動ユニットと、を備える。

コア付き対向型リニアモータはシャフト型リニアモータに比べて推力密度が高いので、同じサイズのモータであれば動作負荷が高くなっても発熱し難い。このため上記のロータリーヘッドによると、リニアモータの発熱による実装精度の悪化を抑制できる。

また、前記バルブ駆動ユニットは、前記回転体の周囲において、前記回転軸線に直交する任意の仮想直線上に、当該バルブ駆動ユニットが有する前記コア付き対向型リニアモータの可動子が前記回転軸線方向に移動する姿勢で、且つ、当該コア付き対向型リニアモータの固定子と当該可動子とが、前記仮想円と当該仮想直線との交点における前記仮想円の接線方向に並ぶ姿勢で配置されていてもよい。

上記のロータリーヘッドによると、回転体の回転軸線方向から見てロータリーヘッドをコンパクトにすることができる。これにより、回転体の回転軸線に垂直な方向において、ロータリーヘッドに大きな可動領域を持たせることが可能になる。

また、前記回転軸線方向から見て前記保持部材駆動ユニットと前記バルブ駆動ユニットとが重なっていてもよい。

仮に回転体の回転軸線方向から見て保持部材駆動ユニットとバルブ駆動ユニットとが異なる方向に張り出していたとすると、回転体の回転軸線方向から見てロータリーヘッドが大きくなってしまう。
これに対し、上記のロータリーヘッドによると、回転体の回転軸線方向から見てバルブ駆動ユニットと保持部材駆動ユニットとが重なっているので、保持部材駆動ユニットが張り出している方向とバルブ駆動ユニットが張り出している方向とがほぼ同じ方向となる。このため、それらが互いに異なる方向に張り出している場合に比べ、回転体の回転軸線方向から見てロータリーヘッドを小さくすることができる。これにより、回転軸線に垂直な方向において、ロータリーヘッドに大きな可動領域を持たせることが可能となる。

また、前記バルブ駆動ユニットが有する前記コア付き対向型リニアモータの可動子が取り付けられている出力軸に設けられている第２の被読み取り部材であって、当該出力軸を挟んで当該コア付き対向型リニアモータの固定子とは逆側において当該出力軸と略平行に延びている第２の被読み取り部材と、前記第２の被読み取り部材を挟んで前記出力軸とは逆側に配置されており、前記第２の被読み取り部材の位置を検出する第２の位置検出部と、をさらに備えてもよい。

上記のロータリーヘッドによると、出力軸が回転軸線方向に長い場合はバルブ駆動ユニットを配置するスペースを確保することが困難な場合であっても、バルブ駆動ユニットを配置するスペースを確保し易くなる。

また、本明細書で開示する表面実装機は、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のロータリーヘッドを有し、基板上に前記部品を実装する部品実装装置と、前記部品実装装置に前記部品を供給する部品供給装置と、前記基板を前記部品実装装置による前記部品の実装位置まで搬送する基板搬送装置と、を備える。

上記の表面実装機によると、リニアモータの発熱による実装精度の悪化を抑制できる。

本明細書で開示するロータリーヘッド、及び、表面実装機によれば、リニアモータの発熱による実装精度の悪化を抑制できる。

表面実装機の平面図 ロータリーヘッドの斜視図 ロータリーヘッドの一部を拡大した斜視図 図３において各吸着ノズルの先端部を露出させた状態を示す斜視図 ロータリーヘッドの要部断面図 ロータリーヘッドの先端部（下端部）の一部を示す断面図であって、バルブスプールが正圧供給位置にある状態における断面図 表面実装機の電気的構成を示すブロック図 Ｚ軸駆動装置の正面図 Ｚ軸駆動源の内部を示す側面図 回転体及びＺ軸駆動装置の上面図 Ｖ軸駆動装置の正面図 Ｖ軸駆動源の内部を示す側面図 回転体及びＶ軸駆動装置の上面図

実施形態を図１ないし図１３によって説明する。

（１）表面実装機の全体構成
図１に示すように、本実施形態に係る表面実装機１は、基台１０、プリント基板（基板の一例）Ｂ１を搬送するための搬送コンベア（基板搬送装置の一例）２０、プリント基板Ｂ１上に電子部品（部品の一例）Ｅ１を実装するための部品実装装置３０、部品実装装置３０に電子部品Ｅ１を供給するための部品供給装置４０等を備えている。

基台１０は、平面視長方形状をなすとともに上面が平坦とされる。また、基台１０における搬送コンベア２０の下方には、プリント基板Ｂ１上に電子部品Ｅ１を実装する際にそのプリント基板Ｂ１をバックアップするための図示しないバックアッププレート等が設けられている。以下の説明では、基台１０の長辺方向（図１の左右方向）及び搬送コンベア２０の搬送方向をＸ軸方向とし、基台１０の短辺方向（図１の上下方向）をＹ軸方向とし、基台１０の上下方向（図２の上下方向）をＺ軸方向とする。

搬送コンベア２０は、Ｙ軸方向における基台１０の略中央位置に配置され、プリント基板Ｂ１を搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って搬送する。搬送コンベア２０は、搬送方向に循環駆動する一対のコンベアベルト２２を備えている。プリント基板Ｂ１は、両コンベアベルト２２に架設する形でセットされる。プリント基板Ｂ１は、搬送方向の一方側（図１で示す右側）からコンベアベルト２２に沿って基台１０上の作業位置（図１の二点鎖線で囲まれる位置）に搬入され、作業位置で停止して電子部品Ｅ１の実装作業がされた後、コンベアベルト２２に沿って他方側（図１で示す左側）に搬出される。

部品供給装置４０は、フィーダ型とされ、搬送コンベア２０の両側（図１の上下両側）においてＸ軸方向に並んで２箇所ずつ、計４箇所に配されている。これらの部品供給装置４０には、複数のフィーダ４２が横並び状に整列して取り付けられている。各フィーダ４２は、複数の電子部品Ｅ１が収容された部品供給テープ（不図示）が巻回されたリール（不図示）、及びリールから部品供給テープを引き出す電動式の送出装置（不図示）等を備えており、搬送コンベア側に位置する端部に設けられた部品供給位置から電子部品Ｅ１が一つずつ供給されるようになっている。

部品実装装置３０は、基台１０及び後述する部品供給装置４０等の上方に設けられる一対の支持フレーム３２と、ロータリーヘッド５０と、ロータリーヘッド５０を駆動するロータリーヘッド駆動機構とから構成される。各支持フレーム３２は、それぞれＸ軸方向における基台１０の両側に位置しており、Ｙ軸方向に延びている。支持フレーム３２には、ロータリーヘッド駆動機構を構成するＸ軸サーボ機構及びＹ軸サーボ機構が設けられている。ロータリーヘッド５０は、Ｘ軸サーボ機構及びＹ軸サーボ機構によって、一定の可動領域内でＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能とされている。

Ｙ軸サーボ機構は、Ｙ軸ガイドレール３３Ｙと、図示しないボールナットが螺合されたＹ軸ボールねじ３４Ｙと、Ｙ軸サーボモータ３５Ｙとを有している。各Ｙ軸ガイドレール３３Ｙには、ボールナットに固定されたヘッド支持体３６が取り付けられている。Ｙ軸サーボモータ３５Ｙが通電制御されると、Ｙ軸ボールねじ３４Ｙに沿ってボールナットが進退し、その結果、ボールナットに固定されたヘッド支持体３６、及び後述するロータリーヘッド５０がＹ軸ガイドレール３３Ｙに沿ってＹ軸方向に移動する。

Ｘ軸サーボ機構は、Ｘ軸ガイドレール（不図示）と、図示しないボールナットが螺合されたＸ軸ボールねじ３４Ｘと、Ｘ軸サーボモータ３５Ｘとを有している。Ｘ軸ガイドレールには、その軸方向に沿ってロータリーヘッド５０が移動自在に取り付けられている。Ｘ軸サーボモータ３５Ｘが通電制御されると、Ｘ軸ボールねじ３４Ｘに沿ってボールナットが進退し、その結果、ボールナットに固定されたロータリーヘッド５０がＸ軸ガイドレールに沿ってＸ軸方向に移動する。

（２）ロータリーヘッドの構成
続いてロータリーヘッド５０の構成について詳しく説明する。ロータリーヘッド５０は、図２に示すように、本体であるヘッド本体部５２がカバー５３、５４によって覆われたアーム状をなしており、部品供給装置４０によって供給される電子部品Ｅ１を吸着してプリント基板Ｂ１上に実装する。図４に示すように、ロータリーヘッド５０の先端部には計１８本のノズルシャフト５５が回転体６０によってＺ軸方向（上下方向）に移動可能に支持されている。

回転体６０は、Ｚ軸方向に沿って軸状をなす軸部６２と、ロータリーヘッド５０の下端部において軸部６２の周りに設けられ、軸部６２より大径な略円柱状をなすシャフト保持部６４と、を有している。回転体６０の軸部６２は、ヘッド本体部５２によって当該軸部６２の軸線周りに双方向に回転可能（すなわち回動可能）に支持されている。軸部６２は二重構造となっており、内側の軸部６２（以下、「Ｎ軸」と称する）の上部には当該軸部６２の軸線周りにＮ軸被駆動ギヤ６２Ｎが設けられ、外側の軸部６２（以下、「Ｒ軸」と称する）の上部には当該軸部６２の軸線周りにＲ軸被駆動ギヤ６２Ｒが設けられている。

ロータリーヘッド５０のＺ軸方向における略中央部には、回転体６０を回転駆動するための図示しないＮ軸駆動装置（回転駆動部の一例）が配されている。Ｎ軸駆動装置は、Ｎ軸サーボモータ３５Ｎ（図７参照）と、Ｎ軸サーボモータ３５Ｎの出力軸周りに設けられたＮ軸駆動ギヤ（不図示）と、を有している。Ｎ軸駆動ギヤはＮ軸被駆動ギヤ６２Ｎと噛み合わされており、Ｎ軸サーボモータ３５Ｎが通電制御されると、Ｎ軸駆動ギヤ及びＮ軸被駆動ギヤ６２Ｎの回転駆動を介して、回転体６０がＺ軸方向に沿った回転軸線周りに任意の角度で回転される。

回転体６０のシャフト保持部６４には、周方向に等間隔で、貫通孔が１８個形成されている。そして、各貫通孔には、筒状のシャフトホルダ５７を介して、軸状をなすノズルシャフト５５が、シャフト保持部６４を貫通しつつＺ軸方向に沿って伸びる形で保持されている。そして、各ノズルシャフト５５のうちシャフト保持部６４から下方に突出する下端部には、図４及び図５に示すように、電子部品Ｅ１を吸着する吸着ノズル５６（部品保持部材の一例）がそれぞれ設けられている。

各吸着ノズル５６には、負圧又は正圧が供給されるようになっている。各吸着ノズル５６は、負圧によってその先端部に電子部品Ｅ１を吸着して保持するとともに、正圧によってその先端部に保持した電子部品Ｅ１を解放する。Ｎ軸駆動装置によって回転体６０が回転されると、各ノズルシャフト５５と共に各ノズルシャフト５５に設けられた各吸着ノズル５６が回転体６０の回転軸線周りに旋回させられる。

また、ロータリーヘッド５０のＺ軸方向における略中央部には、図２に示すように、各ノズルシャフト５５をその軸線周りに回転駆動するためのＲ軸駆動装置７０が配されている。Ｒ軸駆動装置７０は、Ｒ軸サーボモータ３５Ｒと、Ｒ軸サーボモータ３５Ｒの出力軸周りに設けられ、Ｒ軸被駆動ギヤ６２Ｒと噛み合わされたＲ軸駆動ギヤ７２Ｒ（図３参照）と、を有している。Ｒ軸被駆動ギヤ６２Ｒが設けられた外側の軸部６２において、Ｒ軸被駆動ギヤ６２Ｒよりも下部には、図示しない共通ギヤが設けられている。

一方、図４に示すように、各シャフトホルダ５７の一部には、その筒軸周りにそれぞれノズルギヤ５７Ｒが設けられている。各ノズルシャフト５５に設けられたノズルギヤ５７Ｒは、上記共通ギヤと噛み合わされている。Ｒ軸サーボモータ３５Ｒが通電制御されると、Ｒ軸駆動ギヤ７２Ｒ及びＲ軸被駆動ギヤ６２Ｒの回転駆動を介して、共通ギヤが回転する。

共通ギヤが回転することにより、ノズルギヤ５７Ｒとの噛み合いにより、各シャフトホルダ５７が回転する。そして、各シャフトホルダ５７と各ノズルシャフト５５は、ボールスプライン結合していることから、共通ギヤの回転に伴って、１８本のノズルシャフト５５がその軸線周りにおいて同方向及び同角度に一斉に回転する。

また、各ノズルシャフト５５の上端部には、ばね止めボルト５８が螺合されている。各ノズルシャフト５５の外周面側には、巻ばね５９が配されている。巻ばね５９は、ばね止めボルト５８とシャフトホルダ５７との間にて圧縮された状態で配されており、各ノズルシャフト５５は、この巻ばね５９の弾性力によって上方に付勢されている。

また、ロータリーヘッド５０は、図２から図４に示すように、１８本のノズルシャフト５５のうちノズルシャフト５５が配列されている仮想円６６（図１０参照）上の特定の位置（以下、駆動位置という）に移動してきたノズルシャフト５５を、回転体６０に対して当該回転体６０の軸部６２に沿った方向（Ｚ軸方向、上下方向）に昇降させるための二つのＺ軸駆動装置８０（保持部材駆動ユニットの一例）を備えている。両Ｚ軸駆動装置８０は互いに同一構造であり、各ノズルシャフト５５の上方において、回転体６０の軸部６２を挟んでロータリーヘッド５０の左右両側に対称配置されている（図５参照）。

Ｚ軸駆動装置８０は、図３から図５に示すように、箱状をなすＺ軸駆動源８２と、Ｚ軸駆動源８２から下方に伸びるＺ軸可動部８４と、を有している。Ｚ軸駆動源８２の内部には、Ｚ軸可動部８４をリニアモータ駆動によって駆動するためのＺ軸リニアモータ３５Ｚ（図７参照）が設けられている。Ｚ軸可動部８４は、Ｚ軸駆動源８２に対して軸部６２に沿った方向に移動可能に支持されており、Ｚ軸駆動源８２によって軸部６２に沿った方向に昇降される。

ここで、本実施形態に係るＺ軸リニアモータ３５Ｚはコア付き対向型リニアモータであり、より具体的にはムービングマグネット方式のコア付き対向型リニアモータである。ムービングマグネット方式のコア付き対向型リニアモータとは、固定子としてのコイルがコアに巻き回されており、可動子である永久磁石がそのコイルに近接する形で移動可能に設けられているものである。

なお、コア付き対向型リニアモータはＦ型リニアモータと呼ばれる場合もある。また、コア付き対向型リニアモータには固定子としての永久磁石と可動子としてのコイルとを備えるムービングコイル方式のものもあり、Ｚ軸リニアモータ３５Ｚはムービングコイル方式のコア付き対向型リニアモータであってもよい。なお、ムービングコイル方式ではコイルに通電する電線がコイルに伴って移動するため配線が複雑になるが、ムービングマグネット方式ではコイルが固定のため、可動部であるマグネットに配線が不要になり、ムービングコイル方式に比べて配線を簡素にすることができる。

Ｚ軸駆動装置８０におけるＺ軸可動部８４の下端部には、図４及び図５に示すように、カムフォロア８６（以下、「Ｚ軸カムフォロア８６」と称する）がＸ軸方向に沿った軸周りに回転可能に取り付けられている。Ｚ軸可動部８４は、その上昇端位置においてＺ軸カムフォロア８６が上記駆動位置にあるノズルシャフト５５の上端部（ばね止めボルト５８）と近接するような配置でＺ軸駆動源８２に支持されている（図５参照）。このため、Ｚ軸可動部８４が上昇端位置にある状態では、各ノズルシャフト５５の軸部６２周りの旋回が許容される。

Ｚ軸駆動源８２によってＺ軸可動部８４が上昇端位置から下降されると、Ｚ軸カムフォロア８６が上記駆動位置にあるノズルシャフト５５の上端部に当接し、当該ノズルシャフト５５が巻ばね５９の弾性力に抗って下降される。ノズルシャフト５５が下降されると、そのノズルシャフト５５に設けられた吸着ノズル５６が下降され、吸着ノズル５６の先端部が部品供給装置４０の部品供給位置や作業位置にあるプリント基板Ｂ１に近接する。この状態からＺ軸可動部８４が上昇されると、巻ばね５９の弾性力復帰力によってノズルシャフト５５及び吸着ノズル５６が上昇する。

さらに、ロータリーヘッド５０は、図４及び図５に示すように、各吸着ノズル５６に供給される圧力を負圧と正圧との間で切り替えるための切替装置９０を備えている。切替装置９０は、各吸着ノズル５６（各ノズルシャフト５５）に対応する形で計１８個設けられている。各切替装置９０は、仮想円６６上に配された各ノズルシャフト５５の外側において、隣接する二つのノズルシャフト５５の間に位置する形で、各ノズルシャフト５５と同様に、シャフト保持部６４の外周に沿って仮想円６６上に等間隔でそれぞれ設けられている（図４参照）。

各切替装置９０は、図６に示すように、軸状をなすバルブスプール９２（バルブの一例）と、バルブスプール９２の下側部分が収容される筒状のスリーブ９４と、を有している。

各スリーブ９４は、シャフト保持部６４に設けられた各取り付け孔に取り付けられている。具体的には、上端に設けられた大径部９８を除く、スリーブ９４の全体を、取り付け孔の内部に挿入するようにして取り付けられている。スリーブ９４には、シャフト保持部６４から露出する大径部９８の開口からバルブスプール９２の下側部分（バルブスプール９２の当接部９３を除く大部分）がその軸方向に沿って移動可能に収容される。

各バルブスプール９２は、その軸方向がＺ軸方向（上下方向）に沿った形でスリーブ９４の内部に配されており、その軸方向に沿って移動することで、各吸着ノズル５６に供給される空気の圧力を負圧と正圧との間で切り替える。
また、各バルブスプール９２は、図６に示すように、その上側部分に、横向きの略Ｕ字状をなすとともに後述するＶ軸駆動装置１００のＶ軸カムフォロア１０６が当接される当接部９３を有している。そして、各バルブスプール９２は、略Ｕ字状をなす当接部９３について、その開いた側を外側（軸部６２側とは反対側）に向けた形でそれぞれ配されている（図４参照）。当接部９３は、横向きの略Ｕ字状をなすことで、バルブスプール９２の軸方向（Ｚ軸方向）と直交する方向に伸びるとともに互いに対向する形で当該軸方向に離間して設けられた一対の対向部９３Ａを有する。

各切替装置９０は、スリーブ９４に収容されたバルブスプール９２の上端が図６において一点鎖線２０１で示す位置となる上昇端位置（以下、「負圧供給位置２０１」と称する）に移動することでスリーブ９４内に負圧が供給される。また、バルブスプール９２の上端が図６において一点鎖線２０２で示す位置となる下降端位置（以下、「正圧供給位置２０２」と称する）まで移動することでスリーブ９４内に正圧が供給される。各スリーブ９４内に供給された負圧又は正圧は、図示しない供給路を経て、当該スリーブ９４と対応する吸着ノズル５６に供給される。

ここで、ロータリーヘッド５０において、各スリーブ９４内に負圧又は正圧を供給するための供給経路、及び負圧又は正圧の供給態様について説明する。各スリーブ９４には、図６に示すように、負圧が入力される負圧入力ポート９４Ａと、正圧が入力される正圧入力ポート９４Ｂと、負圧入力ポート９４Ａ又は正圧入力ポート９４Ｂから入力された負圧又は正圧が出力される出力ポート（不図示）とが設けられている。出力ポートは、対応する吸着ノズル５６と連通している。

また、内側の軸部６２の内部には、負圧が供給される第１負圧供給路６２Ａが設けられており、回転体６０の外側には、正圧が供給される第１正圧供給路６２Ｂが設けられている（図２参照）。そして、シャフト保持部６４内には、各スリーブ９４に対応して負圧が供給される複数の第２負圧供給路６４Ａと、第１正圧供給路６２Ｂと連通され、正圧が供給される二つの第２正圧供給路６４Ｂとが設けられている。

第１負圧供給路６２Ａは、軸部６２の回転の有無に拘わらず、その下端部において全ての第２負圧供給路６４Ａと常時連通する構成とされている。また、各第２負圧供給路６４Ａは、バルブスプール９２が負圧供給位置２０１にある状態において、そのバルブスプール９２が収容されるスリーブ９４の負圧入力ポート９４Ａと連通する。従って、バルブスプール９２が負圧供給位置２０１にある状態では、各吸着ノズル５６が回転体６０の軸線周りに旋回中であるか否かに拘わらず、そのバルブスプール９２（切替装置９０）と対応する吸着ノズル５６に常時負圧が供給される。

二つの第２正圧供給路６４Ｂは、シャフト保持部６４内のうち、各Ｚ軸駆動装置８０によってノズルシャフト５５がＺ軸方向に昇降される上記駆動位置と対応する位置にそれぞれ設けられている。そして、両第２正圧供給路６４Ｂは、上記駆動位置にある吸着ノズル５６と対応するバルブスプール９２が正圧供給位置２０２にある状態において、そのバルブスプール９２が収容されるスリーブ９４の正圧入力ポート９４Ｂと連通する。従って、バルブスプール９２が正圧供給位置２０２にある状態では、そのバルブスプール９２と対応する吸着ノズル５６が上記駆動位置にある場合にのみ、出力ポートから当該吸着ノズル５６に正圧が供給される。

ロータリーヘッド５０では、上述したように、負圧供給位置２０１にあるバルブスプール９２と対応する吸着ノズル５６に常時負圧が供給されることで、複数の吸着ノズル５６に吸着された電子部品Ｅ１がロータリーヘッド５０の移動時等に落下することが抑制される。また、上述したように、正圧供給位置２０２にあるバルブスプール９２と対応する吸着ノズル５６に所定の場合にのみ正圧が供給されることで、実装対象となる電子部品Ｅ１のみを正圧によってプリント基板Ｂ１上に実装することができる。

なお、図６に示すように、各スリーブ９４の外周面には、外側シールリング９６がＺ軸方向に間隔を空けて複数配されている。外側シールリング９６は、ゴムなどの弾性体からなる環状のリングであり、シャフト保持部６４の取り付け孔との間をシールする機能を果たしている。

また、スリーブ９４の内周側には、図示しない内側シールリングが軸方向に沿って複数箇所に配置されている。内側シールリングは、ゴムなどの弾性体からなる環状のリングであり、バルブスプール９２の外面に取り付けられている。内側シールリングは、スリーブ９４の内周面とバルブスプール９２との間をシールする機能を果たしている。その結果、負圧入力ポート９４Ａ、正圧入力ポート９４Ｂ、及び出力ポートの間での負圧、正圧の漏れが抑制されている。
また、内側シールリングは、その摩擦力によって、負圧供給位置又は正圧供給位置に移動されたバルブスプール９２がその位置において保持されるようになっている。

また、ロータリーヘッド５０は、図２から図４に示すように、各切替装置９０のバルブスプール９２をＺ軸方向（上下方向）に沿って負圧供給位置２０１と正圧供給位置２０２との間で移動させるための二つのＶ軸駆動装置１００（バルブ駆動ユニットの一例）を備えている。二つのＶ軸駆動装置１００は互いに同一構造であり、回転体６０の軸部６２を挟んでロータリーヘッド５０の左右両側に対称配置されている（図５参照）。

また、二つのＶ軸駆動装置１００はそれぞれＺ軸駆動装置８０に対応して設けられており、対応するＺ軸駆動装置８０の真下に配置されている（図５及び図１３参照）。言い換えると、回転体６０の回転軸線方向から見てＶ軸駆動装置１００とそのＶ軸駆動装置１００に対応するＺ軸駆動装置８０とが重なっている。

Ｖ軸駆動装置１００は、図３から図５に示すように、箱状をなすＶ軸駆動源１０２と、Ｖ軸駆動源１０２から上方に伸びるＶ軸可動部１０４と、を有している。Ｖ軸駆動源１０２の内部には、Ｖ軸可動部１０４をリニアモータ駆動によって駆動するためのＶ軸リニアモータ３５Ｖ（図７参照）が設けられている。Ｖ軸可動部１０４は、Ｖ軸駆動源１０２に対して軸部６２に沿った方向に移動可能に支持されており、Ｖ軸駆動源１０２によって軸部６２に沿った方向に昇降される。本実施形態ではＶ軸リニアモータ３５Ｖもムービングマグネット方式のコア付き対向型リニアモータである。

Ｖ軸駆動装置１００におけるＶ軸可動部１０４の上端部には、図４及び図５に示すように、カムフォロア１０６（以下、「Ｖ軸カムフォロア１０６」と称する）がＸ軸方向に沿った軸周りに回転可能に取り付けられている。Ｖ軸可動部１０４は、上記駆動位置にあるノズルシャフトと対応するバルブスプールに対して、そのバルブスプールの当接部における一対の対向部９３Ａの間にＶ軸カムフォロア１０６が位置するような配置でＶ軸駆動源１０２に支持されている（図５参照）。

Ｖ軸駆動源１０２によってＶ軸可動部１０４が上方に移動されると、Ｖ軸カムフォロア１０６がその両側に位置する一対の対向部９３Ａに当接してバルブスプール９２を押し上げ、バルブスプール９２が負圧供給位置２０１まで上昇される。一方、Ｖ軸駆動源１０２によってＶ軸可動部１０４が下方に移動されると、Ｖ軸カムフォロア１０６がその両側に位置する一対の対向部９３Ａに当接してバルブスプール９２を押し下げ、バルブスプール９２が正圧供給位置２０２まで下降される。

ここで、Ｖ軸カムフォロア１０６の回転軸がＸ軸方向に沿っていることから、Ｖ軸カムフォロア１０６の回転方向は、回転体６０によって旋回される各ノズルシャフト５５の円周状をなす軌跡の接線方向とほぼ一致する。このため、Ｖ軸カムフォロア１０６によるバルブスプール９２の昇降動作中に回転体６０が回転された場合、Ｖ軸カムフォロア１０６が一対の対向部９３Ａに当接された状態が維持されながらＶ軸カムフォロア１０６が一対の対向部９３Ａとの間の摩擦力によって回転するので、各ノズルシャフト５５を旋回させながらバルブスプール９２の昇降動作を実行することができる。

また、バルブスプール９２が負圧供給位置２０１と正圧供給位置２０２の中間の高さ位置近傍に位置する状態では、Ｖ軸カムフォロア１０６はバルブスプール９２の両対向部９３Ａに当接しないようになっている。このため、Ｖ軸可動部１０４が、バルブスプール９２が負圧供給位置２０１と正圧供給位置２０２の中間の高さ位置近傍にある状態では、Ｖ軸カムフォロア１０６がバルブスプール９２に干渉せず、回転体６０を回転させることができる。

なお、ロータリーヘッド５０には、基板認識カメラＣ１（図７参照）が設けられている。基板認識カメラＣ１は、ロータリーヘッド５０とともに一体的に移動することで、作業位置に停止したプリント基板Ｂ１上の任意の位置の画像を撮像する。また、基台１０上における作業位置の近傍には、部品認識カメラＣ２（図１参照）が固定されている。部品認識カメラＣ２は、吸着ノズル５６によって部品供給装置４０の部品供給位置から吸着された電子部品Ｅ１の画像を撮像する。

（３）表面実装機の電気的構成
次に、表面実装機１の電気的構成について、図７を参照して説明する。表面実装機１の本体は、制御部１１０によってその全体が制御統括されている。制御部１１０は、ＣＰＵ等により構成される演算制御部１１１を備えている。演算制御部１１１には、モータ制御部１１２と、記憶部１１３と、画像処理部１１４と、外部入出力部１１５と、フィーダ通信部１１６と、表示部１１７と、入力部１１８と、がそれぞれ接続されている。

モータ制御部１１２は、後述する実装プログラム１１３Ａに従って部品実装装置３０のＸ軸サーボモータ３５Ｘ及びＹ軸サーボモータ３５Ｙを駆動させるとともに、ロータリーヘッド５０のＮ軸サーボモータ３５Ｎ、Ｒ軸サーボモータ３５Ｒ、Ｚ軸リニアモータ３５Ｚ、及びＶ軸リニアモータ３５Ｖをそれぞれ駆動させる。また、モータ制御部１１２は、実装プログラム１１３Ａに従って搬送コンベア２０を駆動させる。

記憶部１１３は、ＣＰＵを制御するプログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）や装置の動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成されている。記憶部１１３には、次述する実装プログラム１１３Ａと各種データ１１３Ｂとが記憶されている。

記憶部１１３に記憶される実装プログラム１１３Ａには、具体的には、実装対象となるプリント基板Ｂ１の生産枚数に関する基板情報、プリント基板Ｂ１に実装される電子部品Ｅ１の個数や種類等を含む部品情報、プリント基板Ｂ１上の電子部品Ｅ１の実装位置に関する実装情報等が含まれている。記憶部１１３に記憶される各種データ１１３Ｂには、部品供給装置４０の各フィーダ４２に保持された電子部品Ｅ１の数や種類に関するデータ等が含まれている。

画像処理部１１４には、基板認識カメラＣ１及び部品認識カメラＣ２から出力される撮像信号がそれぞれ取り込まれるようになっている。画像処理部１１４では、取り込まれた各カメラＣ１，Ｃ２からの撮像信号に基づいて、部品画像の解析並びに基板画像の解析がそれぞれ行われるようになっている。

外部入出力部１１５は、いわゆるインターフェースであって、表面実装機１の本体に設けられる各種センサ類１１５Ａから出力される検出信号が取り込まれるように構成されている。また、外部入出力部１１５は、演算処理部１１１から出力される制御信号に基づいて、各種アクチュエータ類１１５Ｂに対する動作制御を行うように構成されている。

フィーダ通信部１１６は、部品供給装置４０に取り付けられた各フィーダ４２の制御部と接続されており、各フィーダ４２を統括して制御する。各フィーダ４２の制御部は、部品供給テープを送出するためのモータの駆動を制御する。

表示部１１７は、表示画面を有する液晶表示装置等から構成され、表面実装機１の状態等を表示画面上に表示する。入力部１１８は、キーボード等から構成され、手動による操作によって外部からの入力を受け付けるようになっている。

以上のような構成とされた表面実装機１では、自動運転中において、搬送コンベア２０によるプリント基板Ｂ１の搬送作業を行う搬送状態と、基台１０上の作業位置に搬入されたプリント基板Ｂ１上への電子部品Ｅ１の実装作業を行う実装状態と、が交互に実行される。

（４）Ｚ軸駆動装置におけるリニアモータ駆動の駆動機構
次に、Ｚ軸駆動装置８０におけるリニアモータ駆動の駆動機構について図８〜図１０を参照して説明する。
図８に示すように、箱状のＺ軸駆動源８２は、リニアモータ駆動による駆動機構が設けられた板状のＺ軸本体部１４２と、Ｚ軸本体部１４２に取り付けられて上記駆動機構を外部から保護するＺ軸カバー１４３と、を備えている。Ｚ軸カバー１４３はＺ軸本体部１４２を完全には覆っておらず、Ｚ軸カバー１４３の前方には、Ｚ軸駆動源８２の内部に熱が籠らないようにするための冷却開口１４３Ａが設けられている。

図９に示すように、Ｚ軸駆動装置８０はＺ軸駆動源８２にリニアモータの固定子１５０が設けられており、Ｚ軸可動部８４にリニアモータの可動子１６０が設けられている。Ｚ軸駆動源８２は、Ｚ軸本体部１４２の板面上に、Ｚ軸可動部８４の移動方向（Ｚ軸方向、上下方向）に沿って並列配置された６つの電機子コイル１５２からなる固定子１５０と、Ｚ軸可動部８４の移動方向に沿って伸びる二つのレールガイド１５４とがそれぞれ設けられている。

固定子１５０は、Ｚ軸駆動源８２の前方側（図９における左側）に設けられており、レールガイド１５４はＺ軸駆動源８２の後方側に設けられている。レールガイド１５４は、その内側にレールガイド１５４の延在方向に沿って伸びるレール溝（不図示）が設けられている。

一方、Ｚ軸可動部８４は、図９に示すように、両板面を前後方向に向けた形でＺ軸方向に伸びる厚板状のヨーク１６２（出力軸の一例）と、ヨーク１６２の前面に設けられ、複数の永久磁石１６４（図９では一つを除いて符号を省略している）からなる可動子１６０と、ヨーク１６２の後面に設けられたレール１６８と、ヨーク１６２の下端部に取り付けられたカムフォロア支持部１６９と、を有している。

ヨーク１６２の下端部には、ヨーク１６２を挟んで固定子１５０とは逆側においてヨーク１６２と略平行に延びている第１の被読み取り部材１６３が設けられている。図９に示すように本実施形態では第１の被読み取り部材１６３はヨーク１６２と略平行に延びている部分を有するコ字状に形成されている。第１の被読み取り部材１６３の後側を向く面１６３Ａには、ヨーク１６２の上下方向の位置、すなわち可動子１６０の上下方向の位置を光学的に検出するための図示しない目盛が付されている。
可動子１６０を構成する複数の永久磁石１６４は、異なる磁極が交互に並ぶように等間隔で直線状に並列配置されている。ここで、図９においてＡ方向は固定子１５０と可動子１６０との並び方向を示している。

レール１６８は、ヨーク１６２の延伸方向に沿って溝状に設けられ、レールガイド１５４に対してヨーク１６２の延伸方向（Ｚ軸可動部８４の移動方向、Ｚ軸方向、上下方向）に沿ってそれぞれの溝間に設けられた複数のボールを介して移動可能に嵌合されている。カムフォロア支持部１６９は、ヨーク１６２の下端部に設けられ、Ｚ軸カムフォロア８６が回転可能に支持されている。ヨーク１６２が移動すると、ヨーク１６２と共にカムフォロア支持部１６９及びＺ軸カムフォロア８６が移動する。

エンコーダユニット１７０（第１の位置検出部の一例）はヨーク１６２に設けられている第１の被読み取り部材１６３に後側から対面しており、第１の被読み取り部材１６３の後側を向く面１６３Ａに付されている目盛を光学的に読み取ることによって可動子１６０の上下方向の位置を検出する。

Ｚ軸駆動装置８０では、Ｚ軸駆動源８２とＺ軸可動部８４が上記のような構成とされていることで、固定子１５０の電機子コイル１５２が通電されると、固定子１５０と可動子１６０との間にＺ軸可動部８４をＺ軸方向（上下方向）に移動させるリニアモータ駆動の推進力が働く。このような推進力を付与する固定子１５０及び可動子１６０は、Ｚ軸リニアモータ３５Ｚとされ、上記制御部１１０によって制御される。

次に、図１０を参照して、二つのＺ軸駆動装置８０の配置についてより具体的に説明する。ここで、図１０において点６１は回転体６０の回転軸線を示している。また、図１０において点線で示す円６６は吸着ノズル５６が配列されている仮想円を示している。また、図１０に示す二つの位置３００Ａ及び３００ＢはそれぞれＺ軸駆動装置８０がノズルシャフト５５（すなわち吸着ノズル５６）を駆動する駆動位置を示している。前述したように二つのＺ軸駆動装置８０は互いに同一構造であり、回転体６０の回転軸線６１方向から見て回転軸線６１を対象の中心とする点対称に配置されている。言い換えると、一方のＺ軸駆動装置８０は他方のＺ軸駆動装置８０を回転軸線６１回りに１８０度回転させた形態で配置されている。

図１０に示すように、各Ｚ軸駆動装置８０はそれぞれ回転体６０の回転軸線６１方向から見て回転体６０の周囲に配置されている。そして、各Ｚ軸駆動装置８０は、回転軸線６１に直交する仮想直線６３上に、可動子１６が回転軸線６１方向に移動する姿勢で、且つ、固定子１５０と可動子１６０とが、吸着ノズル５６が配列されている仮想円６６と仮想直線６３との交点における仮想円６６の接線方向（図９及び図１０に示すＡ方向）に並ぶ姿勢で配置されている。

（５）Ｖ軸駆動装置におけるリニアモータ駆動の駆動機構
次に、Ｖ軸駆動装置１００におけるリニアモータ駆動の駆動機構について図１１〜図１３を参照して説明する。
図１１に示すように、箱状のＶ軸駆動源１０２は、リニアモータ駆動による駆動機構が設けられた板状のＶ軸本体部１１２と、Ｖ軸本体部１１２に取り付けられて上記駆動機構を外部から保護するＶ軸カバー１１４と、を備えている。Ｖ軸カバー１１４はＶ軸本体部１１２を完全には覆っておらず、Ｖ軸カバー１１４の前方には、Ｖ軸駆動源１０２の内部に熱が籠らないようにするための冷却開口１１４Ａが設けられている。

図１２に示すように、Ｖ軸駆動装置１００はＶ軸駆動源１０２にリニアモータの固定子１２０が設けられ、Ｖ軸可動部１０４にリニアモータの可動子１３０が設けられている。Ｖ軸駆動源１０２は、Ｖ軸本体部１１２の板面上に、Ｖ軸可動部１０４の移動方向（Ｚ軸方向、上下方向）に沿って並列配置された３つの電機子コイル１２２からなる固定子１２０と、Ｖ軸可動部１０４の移動方向に沿って伸びるレールガイド１２４と、鉄片（磁性体の一例）１２６と、がそれぞれ設けられている。

固定子１２０は、Ｖ軸駆動源１０２の前方側（図１２における左側）に設けられており、レールガイド１２４はＶ軸駆動源１０２の後方側に設けられている。レールガイド１２４は、その内側にレールガイド１２４の延在方向に沿って伸びるレール溝（不図示）が設けられている。鉄片１２６は、固定子１２０との間に所定の間隔を空けて固定子１２０の下方に設けられている。

一方、Ｖ軸可動部１０４は、図１２に示すように、両板面を前後方向に向けた形でＶ軸駆動源１０２の移動方向に伸びる厚板状のヨーク１３２（出力軸の一例）と、ヨーク１３２の前面に設けられ、複数の永久磁石１３４からなる可動子１３０と、ヨーク１３２の前面に設けられ、１つの永久磁石からなる位置保持磁石１３６と、ヨーク１３２の後面に設けられたレール１３８と、ヨーク１３２の上端部に取り付けられたカムフォロア支持部１３９と、を有している。

ヨーク１３２はその下端部が固定子１２０とは逆側に折り返されることによって第２の被読み取り部材１３３が一体に設けられている。第２の被読み取り部材１３３の後側を向く面１３３Ａには、ヨーク１３２の上下方向の位置、すなわち可動子１３０の上下方向の位置を光学的に検出するための図示しない目盛が付されている。
可動子１３０を構成する複数の永久磁石１３４は、異なる磁極が交互に並ぶように等間隔で直線状に並列配置されている。ここで、図１２においてＢ方向は固定子１２０と可動子１３０との並び方向を示している。

位置保持磁石１３６は、ヨーク１３２の下端部の前面であって可動子１３０を構成する複数の永久磁石１３４の下側に設けられている。複数の永久磁石１３４の表面と位置保持磁石１３６の表面は、同一平面上に位置している。
レール１３８は、ヨーク１３２の延伸方向に沿って溝状に設けられ、レールガイド１２４に対してヨーク１３２の延伸方向（Ｖ軸可動部１０４の移動方向、Ｚ軸方向、上下方向）に沿って移動可能に嵌合されている。カムフォロア支持部１３９は、ヨーク１３２の上端部に設けられ、Ｖ軸カムフォロア１０６が回転可能に支持されている。ヨーク１３２が移動すると、ヨーク１３２と共にカムフォロア支持部１３９及びＶ軸カムフォロア１０６が移動する。

エンコーダユニット１７１（第２の位置検出部の一例）はヨーク１３２の折り返された部分である第２の被読み取り部材１３３に後側から対面しており、第２の被読み取り部材１３３の後側を向く面１３３Ａに付されている目盛を光学的に読み取ることによって可動子１３０の上下方向の位置を検出する。

Ｖ軸駆動装置１００では、複数の永久磁石１３４と固定子１２０、及び位置保持磁石１３６と鉄片１２６がいずれも近接した状態でＶ軸可動部１０４のレールガイド１２４がレール１３８に嵌合されており、複数の永久磁石１３４と固定子１２０との間の距離、及び位置保持磁石１３６と鉄片１２６との間の距離は略等しくされている。一方、図１２に示すように、位置保持磁石１３６と可動子１３０を構成する複数の永久磁石１３４との間の間隔Ｄ１は、可動子１３０が有する複数の永久磁石１３４の間隔Ｄ２よりも大きくされている。

Ｖ軸駆動装置１００では、Ｖ軸駆動源１０２とＶ軸可動部１０４が上記のような構成とされていることで、固定子１２０の電機子コイル１２２が通電されると、固定子１２０と可動子１３０との間にＶ軸可動部１０４をＺ軸方向（上下方向）に移動させるリニアモータ駆動の推進力が働く。このような推進力を付与する固定子１２０及び可動子１３０は、Ｖ軸リニアモータ３５Ｖとされ、上記制御部１１０によって制御される。

一方、Ｖ軸駆動装置１００では、固定子１２０の電機子コイル１２２への通電が停止されると、位置保持磁石１３６と鉄片１２６との間に働く磁力によって、Ｖ軸可動部１０４が、Ｚ軸方向（上下方向）において、バルブスプール９２が負圧供給位置２０１と正圧供給位置２０２の中間の高さ位置に保持される。即ち、位置保持磁石１３６と鉄片１２６がいわゆる磁気ばねとして機能する。

なお、可動子１３０を構成する複数の永久磁石１３４の磁力は、位置保持磁石１３６の磁力よりも大きくされており、リニアモータ駆動によるＶ軸駆動源１０２の移動は位置保持磁石１３６の影響を受けないようになっている。

次に、図１３を参照して、二つのＶ軸駆動装置１００の配置についてより具体的に説明する。ここで、図１３において点６１は回転体６０の回転軸線を示している。また、図１３に示す二つの位置３０１Ａ及び３０１ＢはそれぞれＶ軸駆動装置１００がバルブスプール９２（すなわちバルブ）を駆動する駆動位置を示している。前述したように二つのＶ軸駆動装置１００は互いに同一構造であり、回転体６０の回転軸線６１を中心とする点対称に配置されている。言い換えると、一方のＶ軸駆動装置１００は他方のＶ軸駆動装置１００を回転軸線６１回りに１８０度回転させた形態で配置されている。

図１３に示すように、各Ｖ軸駆動装置１００はそれぞれ回転体６０の回転軸線６１方向から見て回転体６０の周囲に配置されている。そして、各Ｖ軸駆動装置１００は、回転軸線６１に直交する仮想直線６４上に、可動子１３０が回転軸線６１方向に移動する姿勢で、且つ、固定子１２０と可動子１３０とが、吸着ノズル５６が配列されている仮想円６６と仮想直線６４との交点における仮想円６６の接線方向（図１２及び図１３に示すＢ方向）に並ぶ姿勢で配置されている。

（６）実施形態の効果
以上説明した本実施形態に係るロータリーヘッド５０によると、Ｚ軸駆動装置８０は駆動源としてコア付き対向型リニアモータを有している。コア付き対向型リニアモータはシャフト型リニアモータに比べて推力密度が高いので、同じサイズのモータであれば動作負荷が高くなっても発熱し難い。このためロータリーヘッド５０によると、リニアモータの発熱による実装精度の悪化を抑制できる。

更に、ロータリーヘッド５０によると、Ｚ軸駆動装置８０は、回転体６０の周囲において、可動子１６０が回転軸線６１方向に移動する姿勢で配置されているので、例えば可動子１６０が仮想直線６３方向に移動する姿勢で配置されている場合に比べ、仮想直線６３方向におけるＺ軸駆動装置８０の張り出しを抑制することができる。更に、ロータリーヘッド５０によると、Ｚ軸駆動装置８０は、回転体６０の回転軸線６１に直交する任意の仮想直線（本実施形態では仮想直線６３）上に、固定子１５０と可動子１６０とが仮想円６６と仮想直線６３との交点における仮想円６６の接線方向に並ぶ姿勢で配置されているので、固定子１５０と可動子１６０とが接線方向に対して傾いた姿勢で配置されている場合（例えば固定子１５０と可動子１６０とが仮想直線６３方向に並ぶ姿勢で配置されている場合）に比べ、仮想直線６３方向におけるＺ軸駆動装置８０の張り出しをより抑制することができる。

このように、ロータリーヘッド５０によると、Ｚ軸駆動装置８０の張り出しを抑制できるので、図１０に示すように、回転体６０の回転軸線６１を中心としてＺ軸駆動装置８０に外接する円（最外周円）６５を小さくすることができる。言い換えると、回転体６０の回転軸線６１方向から見てロータリーヘッド５０をコンパクトにすることができる。これにより、回転体６０の回転軸線６１に垂直な方向において、ロータリーヘッド５０に大きな可動領域を持たせることが可能になる。

更に、ロータリーヘッド５０によると、ヨーク１６２（出力軸の一例）に、ヨーク１６２を挟んで固定子１５０とは逆側においてヨーク１６２と略平行に延びている第１の被読み取り部材１６３が設けられている。例えばヨーク１６２を回転体６０の回転軸線６１方向に真っ直ぐに延びるストレートな形状とし、その延びた部分を被読み取り部材として用いることにより、固定子１５０とエンコーダユニット１７０とを回転軸線６１方向に並べて配置することもできる。しかしながら、その場合はヨーク１６２が回転軸線６１方向に長くなるため、Ｚ軸駆動装置８０を配置するスペースを確保することが困難になる場合もある。
これに対し、ロータリーヘッド５０によると、ヨーク１６２を挟んで固定子１５０とは逆側においてヨーク１６２と略平行に延びている第１の被読み取り部材１６３を設けたので、回転軸線６１方向におけるヨーク１６２の長さを短くすることができる。これにより、ヨーク１６２が回転軸線６１方向に長い場合はＺ軸駆動装置８０を配置するスペースを確保することが困難な場合であっても、Ｚ軸駆動装置８０を配置するスペースを確保し易くなる。

更に、ロータリーヘッド５０によると、Ｖ軸駆動装置１００は駆動源としてコア付き対向型リニアモータを有しているので、高い動作負荷がかかっても発熱し難い。このためロータリーヘッド５０によると、リニアモータの発熱による実装精度の悪化を抑制できる。

更に、ロータリーヘッド５０によると、Ｖ軸駆動装置１００は、回転体６０の周囲において、回転軸線６１に直交する仮想直線６４上に、可動子１３０が回転軸線６１方向に移動する姿勢で、且つ、固定子１２０と可動子１３０とが仮想円６６と仮想直線６４との交点における仮想円６６の接線方向（図１２及び図１３に示すＢ方向）に並ぶ姿勢で配置されているので、回転体６０の回転軸線６１方向から見てロータリーヘッド５０をコンパクトにすることができる。これにより、回転体６０の回転軸線６１に垂直な方向において、ロータリーヘッド５０に大きな可動領域を持たせることができる。

更に、ロータリーヘッド５０によると、回転体６０の回転軸線６１方向から見てＺ軸駆動装置８０とＶ軸駆動装置１００とが重なっている。仮に回転体６０の回転軸線６１方向から見てＺ軸駆動装置８０とＶ軸駆動装置１００とが異なる方向に張り出していたとすると、回転体６０の回転軸線６１方向から見てロータリーヘッド５０が大きくなってしまう。
これに対し、ロータリーヘッド５０によると、回転体６０の回転軸線６１方向から見てＺ軸駆動装置８０とＶ軸駆動装置１００とが重なっているので、Ｚ軸駆動装置８０が張り出している方向とＶ軸駆動装置１００が張り出している方向とがほぼ同じ方向となる。このため、それらが互いに異なる方向に張り出している場合に比べ、回転軸線６１方向から見てロータリーヘッド５０を小さくすることができる。これにより、回転軸線６１に垂直な方向において、ロータリーヘッド５０に大きな可動領域を持たせることが可能となる。

更に、ロータリーヘッド５０によると、ヨーク１３２（出力軸の一例）に、ヨーク１３２を挟んで固定子１２０とは逆側においてヨーク１３２と略平行に延びている第２の被読み取り部材１３３が設けられているので、ヨーク１３２が回転軸線６１方向に長い場合はＶ軸駆動装置１００を配置するスペースを確保することが困難な場合であっても、Ｖ軸駆動装置１００を配置するスペースを確保し易くなる。

＜他の実施形態＞
本明細書で開示される技術は上記既述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も技術的範囲に含まれる。

（１）上記の実施形態ではＺ軸駆動装置８０及びＶ軸駆動装置１００をそれぞれ二つ備える場合を例に説明したが、これらの数は二つに限定されるものではなく、三つ以上備えていてもよい。

（２）上記の実施形態では二つのＺ軸駆動装置８０を備え、それら二つのＺ軸駆動装置８０が回転体６０の回転軸線６１方向から見て回転軸線６１を対象の中心とする点対称に配置されている場合を例に説明した。これに対し、二つのＺ軸駆動装置８０は必ずしも点対称に配置されていなくてもよい。

（３）上記の実施形態ではＺ軸駆動装置８０とＶ軸駆動装置１００とからなる組を二組備え、いずれの組もＶ軸駆動装置１００がそのＶ軸駆動装置１００に対応するＺ軸駆動装置８０の真下に位置する場合（回転体６０の回転軸線６１方向から見てＺ軸駆動装置８０とそのＺ軸駆動装置８０に対応するＶ軸駆動装置１００とが重なっている場合）を例に説明した。これに対し、いずれの組も、Ｖ軸駆動装置１００がＺ軸駆動装置８０の真下に位置していなくてもよいし、いずれか一組のみＶ軸駆動装置１００がＺ軸駆動装置８０の真下に位置していてもよい。

（４）上記の実施形態ではＺ軸駆動装置８０がコア付き対向型リニアモータを有している場合を例に説明したが、Ｖ軸駆動装置１００がコア付き対向型リニアモータを有している場合は、Ｚ軸駆動装置８０はコア付き対向型リニアモータを有していなくてもよい。例えば、Ｖ軸駆動装置１００がコア付き対向型リニアモータを有している場合は、Ｚ軸駆動装置８０はコア付き対向型以外のリニアモータによって吸着バルブ５６を移動させてもよいし、回転式モータによって移動させてもよい。

（５）上記の実施形態ではＶ軸駆動装置１００がコア付き対向型リニアモータを有している場合を例に説明したが、Ｚ軸駆動装置８０がコア付き対向型リニアモータを有している場合は、Ｖ軸駆動装置１００はコア付き対向型リニアモータを有していなくてもよい。例えば、Ｚ軸駆動装置８０がコア付き対向型リニアモータを有している場合は、Ｖ軸駆動装置１００はコア付き対向型以外のリニアモータによって吸着バルブ５６を移動させてもよいし、回転式モータによって移動させてもよいし、電磁弁によって移動させてもよいし、空気圧によって移動させてもよい。

（６）上記の実施形態では部品保持部材として吸着ノズルを例に説明したが、部品保持部材は吸着ノズルに限られるものではない。例えば、部品保持部材は二つのツメで部品を挟んで保持する所謂チャックであってもよい。

１…表面実装機、２０…搬送コンベア（基板搬送装置の一例）、３０…部品実装装置、３５Ｎ…Ｎ軸サーボモータ（回転駆動部の一例）、３５Ｖ…Ｖ軸リニアモータ（コア付き対向型リニアモータの一例）、３５Ｚ…Ｚ軸リニアモータ（コア付き対向型リニアモータの一例）、４０…部品供給装置、５０…ロータリーヘッド、５６…吸着ノズル（部品保持部材の一例）、６０…回転体、６１…回転軸線、６３、６４…仮想直線、６６…仮想円、８０…Ｚ軸駆動装置（保持部材駆動ユニットの一例）、９２…バルブスプール（バルブの一例）、１００…Ｖ軸駆動装置（バルブ駆動ユニットの一例）、１２０…固定子、１３０…可動子、１３２…ヨーク（出力軸の一例）、１３３…第２の被読み取り部材、１５０…固定子、１６０…可動子、１６２…ヨーク（出力軸の一例）、１６３…第１の被読み取り部材、１７０…エンコーダユニット（第１の位置検出部の一例）、１７１…エンコーダユニット（第２の位置検出部の一例）、２０１…負圧供給位置、２０２…正圧供給位置、３００Ａ、３００Ｂ…駆動位置

Claims (8)

1. 表面実装機のロータリーヘッドであって、
   回転体と、
   前記回転体を回転駆動する回転駆動部と、
   前記回転体の回転軸線方向に移動可能に前記回転体に取り付けられ、前記回転軸線を中心とする仮想円上に配列されており、部品を保持及び解放する複数の部品保持部材と、
   コア付き対向型リニアモータを有し、前記仮想円上の所定の駆動位置に移動した前記部品保持部材を前記コア付き対向型リニアモータによって前記回転軸線方向に移動させる少なくとも一対の保持部材駆動ユニットと、
   を備え、
   少なくとも一対の前記保持部材駆動ユニットは同一構造であり、一方の前記保持部材駆動ユニットを前記回転軸線周りに１８０度回転させた形態で他方の前記保持部材駆動ユニットが配置されていることにより、前記回転軸線方向から見て前記回転軸線を中心とする点対称に配置されており、
   各前記保持部材駆動ユニットは、前記回転体の周囲において、前記回転軸線に直交する任意の仮想直線上に、当該保持部材駆動ユニットが有する前記コア付き対向型リニアモータの可動子が前記回転軸線方向に移動する姿勢で、且つ、当該コア付き対向型リニアモータの固定子と当該可動子とが、前記仮想円と当該仮想直線との交点における前記仮想円の接線方向に並ぶ姿勢で配置されている、ロータリーヘッド。
2. 前記コア付き対向型リニアモータの可動子が取り付けられている出力軸に設けられている第１の被読み取り部材であって、当該出力軸を挟んで当該コア付き対向型リニアモータの固定子とは逆側において当該出力軸と略平行に延びている第１の被読み取り部材と、
   前記第１の被読み取り部材を挟んで前記出力軸とは逆側に配置されており、前記第１の被読み取り部材の位置を検出する第１の位置検出部と、
   をさらに備える、請求項１に記載のロータリーヘッド。
3. 表面実装機のロータリーヘッドであって、
   回転体と、
   前記回転体を回転駆動する回転駆動部と、
   前記回転体の回転軸線方向に移動可能に前記回転体に取り付けられ、前記回転軸線を中心とする仮想円上に配列されており、部品を保持及び解放する複数の部品保持部材と、
   コア付き対向型リニアモータを有し、前記仮想円上の所定の駆動位置に移動した前記部品保持部材を前記コア付き対向型リニアモータによって前記回転軸線方向に移動させる保持部材駆動ユニットと、
   を備え、
   前記部品保持部材は負圧によって前記部品を吸着し、正圧によってその吸着している前記部品を解放する吸着ノズルであり、
   当該ロータリーヘッドは、
   前記吸着ノズルに負圧を供給する負圧供給位置と前記吸着ノズルに正圧を供給する正圧供給位置との間で移動可能に前記回転体に取り付けられている複数のバルブと、
   コア付き対向型リニアモータを有し、前記駆動位置に移動してきた前記吸着ノズルに対応する前記バルブを前記コア付き対向型リニアモータによって前記負圧供給位置と前記正圧供給位置との間で移動させるバルブ駆動ユニットと、
   をさらに備える、ロータリーヘッド。
4. 表面実装機のロータリーヘッドであって、
   回転体と、
   前記回転体を回転駆動する回転駆動部と、
   前記回転体の回転軸線方向に移動可能に前記回転体に取り付けられ、前記回転軸線を中心とする仮想円上に配列されており、負圧によってその先端部に部品を吸着し、正圧によってその吸着している前記部品を解放する複数の吸着ノズルと、
   前記仮想円上の所定の駆動位置に移動した前記吸着ノズルを前記回転軸線方向に移動させる保持部材駆動ユニットと、
   前記吸着ノズルに負圧を供給する負圧供給位置と前記吸着ノズルに正圧を供給する正圧供給位置との間で移動可能に前記回転体に取り付けられている複数のバルブと、
   コア付き対向型リニアモータを有し、前記駆動位置に移動してきた前記吸着ノズルに対応する前記バルブを前記コア付き対向型リニアモータによって前記負圧供給位置と前記正圧供給位置との間で移動させるバルブ駆動ユニットと、
   を備えるロータリーヘッド。
5. 前記バルブ駆動ユニットは、前記回転体の周囲において、前記回転軸線に直交する任意の仮想直線上に、当該バルブ駆動ユニットが有する前記コア付き対向型リニアモータの可動子が前記回転軸線方向に移動する姿勢で、且つ、当該コア付き対向型リニアモータの固定子と当該可動子とが、前記仮想円と当該仮想直線との交点における前記仮想円の接線方向に並ぶ姿勢で配置されている、請求項３又は請求項４に記載のロータリーヘッド。
6. 前記回転軸線方向から見て前記保持部材駆動ユニットと前記バルブ駆動ユニットとが重なっている、請求項３乃至請求項５のいずれか一項に記載のロータリーヘッド。
7. 前記バルブ駆動ユニットが有する前記コア付き対向型リニアモータの可動子が取り付けられている出力軸に設けられている第２の被読み取り部材であって、当該出力軸を挟んで当該コア付き対向型リニアモータの固定子とは逆側において当該出力軸と略平行に延びている第２の被読み取り部材と、
   前記第２の被読み取り部材を挟んで前記出力軸とは逆側に配置されており、前記第２の被読み取り部材の位置を検出する第２の位置検出部と、
   をさらに備える、請求項３乃至請求項６のいずれか一項に記載のロータリーヘッド。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のロータリーヘッドを有し、基板上に前記部品を実装する部品実装装置と、
   前記部品実装装置に前記部品を供給する部品供給装置と、
   前記基板を前記部品実装装置による前記部品の実装位置まで搬送する基板搬送装置と、
   を備える表面実装機。

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