KR101484016B1

KR101484016B1 - 다축 리니어 모터 및 부품 이송 장치

Info

Publication number: KR101484016B1
Application number: KR1020107013313A
Authority: KR
Inventors: 나오키 하나무라; 키요타카 사카이
Original assignee: 야마하하쓰도키 가부시키가이샤
Priority date: 2008-01-11
Filing date: 2009-01-09
Publication date: 2015-01-19
Also published as: CN101911453A; EP2242169A4; JP2009171662A; WO2009088061A1; US20140175910A1; EP2242169B1; US20110052348A1; CN101911453B; US8878399B2; US9634546B2; KR20100098638A; EP2242169A1; JP4705118B2

Abstract

본 발명은 자성체와 전기자를 구비하고, 전기자로의 급전시에 상기 전기자와 자성체 사이에서 발생되는 자속의 상호 작용에 의해 소정의 직선상의 이동 방향을 따라 자성체와 전기자가 상대적으로 변위되는 힘을 생성시키는 단축 리니어 모터를 적층한 다축 리니어 모터에 관한 것이다. 전형적인 형태에 있어서 본 발명에 따른 단축 리니어 모터는 베이스 플레이트를 각각 구비하고 있다. 각 베이스 플레이트는 상기 이동 방향을 규정하는 베이스면을 갖고, 또한 이 베이스면 상에 상기 이동 방향을 따라 상기 고정자가 고정됨과 아울러, 이 고정자에 대향해서 상기 이동 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 상기 가동자를 담지하고 있다. 그리고, 각 단축 리니어 모터는 각 베이스 플레이트가 상기 고정자와 상기 가동자를 포함하는 단위 유닛으로서 개별적으로 분리할 수 있는 상태에서 상기 베이스면과 직교하는 적층 방향을 따라 적층 배치된다.

Description

다축 리니어 모터 및 부품 이송 장치{MULTI-SPINDLE LINEAR MOTOR, AND PART TRANSFERRING DEVICE}

본 발명은 다축 리니어 모터 및 부품 이송 장치에 관한 것이며, 특히, 가동부를 직선적으로 이동시키는 단축 리니어 모터를 복수개 조합하여 이루어지는 다축 리니어 모터 및 다축 리니어 모터를 사용한 부품 이송 장치에 관한 것이다.

예를 들면, 전자 부품 등의 부품을 핸들링하는 부품 이송 장치, 반도체 장치나 액정 표시 장치 등을 제조하기 위한 제조 장치 등에 있어서는 부품을 흡착 유지하기 위한 흡착 노즐을 상하 방향으로 구동시키는 구동 기구를 구비하고 있고, 리니어 모터는 상기 구동 기구의 구성 요소로서 채용된다. 이러한 리니어 모터의 수요는 해마다 확대되고 있고, 특히 고성능의 리니어 모터의 니즈가 높아지고 있다. 이러한 요망에 응하기 위해서 예를 들면, 부품 이송 장치에 바람직한 리니어 모터가 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

종래의 리니어 모터는 일반적으로 기계적 강도에 충분한 두께를 갖는 중공의 직방체의 형상을 갖는 하우징을 갖고 있고, 상기 하우징 내에는 중공 구멍을 갖는 환상의 코일이 복수개 배치되어 있다. 이들 코일은 하우징에 대하여 각 중공 구멍의 중심축을 길이 방향을 따라서 적층되고, 전체적으로 고정자를 구성하고 있었다. 또한, 하우징의 상하면에는 구동용 샤프트를 이동 가능하게 수용하도록 구동용 샤프트의 직경보다 약간 큰 관통 구멍이 형성되어 있다. 고정자로서의 각 코일은 이들 관통 구멍에 대하여 각 중공 구멍이 동심이 되도록 위치 결정되어 있다. 그리고, 영구 자석에 의해 구성되는 가동자로서의 구동용 샤프트가 코일과 동심으로 삽입되도록 관통 구멍 및 코일의 중공 구멍에 삽입 통과되어 위치 결정되어 있었다.

일본 특허공개 2006-180645호 공보(도 5, 도 8)

그런데, 고성능의 리니어 모터를 얻기 위해서는 구동용 샤프트(가동자)와 코일(고정자)을 고정밀도로 위치 맞춤할 필요가 있다. 또한, 조립성 뿐만 아니라 유지 보수성에 있어서도 개선이 요구되고 있다.

그런데, 선행 문헌에 기재된 종래 기술에서는 구동용 샤프트와 코일의 위치맞춤 전에 공통의 하우징에 대하여 다수의 코일을 위치 맞춤하는 것이 필요하다. 즉, 하우징 상면 및 하면에 형성해야 하는 복수개의 관통 구멍과, 하우징 내부에서 배치해야 하는 복수개의 코일이 각각 상하 방향으로 일렬로 배열되도록 하우징에 대한 관통 구멍과 코일 위치를 고정밀도로 위치 결정하면서 하우징 내부에 코일을, 또한 하우징의 상면 및 하면에 관통 구멍을 각각 형성할 필요가 있다. 또한, 복수개의 구동용 샤프트를 각각 하우징에 대하여 위치 결정하면서 관통 구멍 및 코일의 중공 구멍에 삽입하지 않으면 안된다. 이렇게 코일 및 구동용 샤프트를 공통의 하우징에 대하여 위치 맞춤하여 리니어 모터 내에 장착할 필요가 있고, 복수개의 구동용 샤프트에 대해서 상대 위치 정밀도를 보증하면서 조립하는 것은 결코 간단한 것이 아니며, 고성능의 다축 리니어 모터의 제조가 곤란했다.

본 발명의 제 1 목적은 조립성 및 유지 보수성이 우수한 고성능의 리니어 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 리니어 모터를 사용한 부품 이송 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명은 자성체와 전기자를 구비하고, 상기 전기자로의 급전시에 상기 전기자와 상기 자성체 사이에서 발생되는 자속의 상호 작용에 의해 소정의 직선상의 이동 방향을 따라 상기 자성체와 상기 전기자가 상대적으로 변위되는 힘을 생성시키는 단축 리니어 모터를 복수개 구비한 다축 리니어 모터이다. 상기 단축 리니어 모터는 상기 자성체와 상기 전기자 중 어느 한쪽에 의해 구성되는 고정자와, 상기 자성체와 상기 전기자 중 어느 다른 쪽에 의해 구성되며, 상기 고정자와 상대적으로 이동 가능한 가동자와, 상기 이동 방향을 규정하는 베이스면을 갖고, 또한 이 베이스면 상에 상기 이동 방향을 따라 상기 고정자가 고정됨과 아울러, 이 고정자에 대향하여 상기 이동 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 상기 가동자가 부착되는 베이스 플레이트를 각각 구비하고 있다. 또한, 단축 리니어 모터는 각각의 베이스 플레이트가 상기 고정자와 상기 가동자를 포함하는 단위 유닛으로서 개별적으로 분리 가능한 상태에서 상기 베이스면과 직교하는 적층 방향을 따라 적층 배치된다.

이 형태에서는 자성체와 전기자 중 한쪽과 다른 쪽에 의해 구성된 고정자 및 가동자를 베이스 유닛에 설치한 단축 리니어 모터를 개별적으로 분리할 수 있는 단위 유닛으로서 취급할 수 있으므로 다축 리니어 모터의 맞붙임시, 유지 보수시에 있어서 고정자와 가동자를 분해할 필요가 없다. 그 때문에 각각의 단축 리니어 모터의 맞붙임 정밀도에 의해 다축 리니어 모터의 각 가동부의 상대 위치 정밀도를 보증하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에서는 복수개의 단축 리니어 모터를 적층 배치하여 다축 리니어 모터를 구성하고 있기 때문에 단축 리니어 모터의 적층 개수를 변경함으로써 다축 리니어 모터 중의 가동부의 개수를 용이하게 변경할 수 있어 범용성이 우수하다. 또한, 다축 리니어 모터를 구성하는 단축 리니어 모터마다 점검이나 수리 등의 유지 보수 작업을 실시할 수 있기 때문에 유지 보수성의 면에서도 우수하다.

본 발명의 다른 형태는 상술한 다축 리니어 모터를 헤드 유닛의 상하 구동 기구로서 구비한 부품 이송 장치이다.

본 발명의 보다 나은 구성, 작용 효과는 이하의 참조 도면과 함께 설명되는 실시형태에 의해 한층 더 명백하게 될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시의 일형태에 따른 단축 리니어 모터의 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II선에서 본 단면도이다.
도 3은 도 1의 실시형태에 따른 전기자와 가동자의 배치 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 실시형태에 따른 리니어 스케일과 센서의 배치 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1의 실시형태에 따른 단축 리니어 모터의 분해 사시도이다.
도 6은 도 1의 실시형태에 따른 가동 부재와 가동자의 부착 구조를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 1의 실시형태에 따른 가동 부재와 가동자의 부착 구조를 나타내는도면이다.
도 8은 도 1의 실시형태에 따른 가동 부재와 가동자의 부착 구조를 나타내는 일부 파단 측면도이다.
도 9는 도 1의 실시형태에 따른 서브티스(sub-teeth)와 자성체 플레이트의 배치 관계를 나타내는 정면도이다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 다축 리니어 모터의 조립 전의 사시도이다.
도 11은 도 10의 다축 리니어 모터의 조립 후의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 다축 리니어 모터의 조립 전의 사시도이다.
도 13은 도 12의 다축 리니어 모터의 조립 후의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 단축 리니어 모터의 분해 사시도이다.
도 15는 본 발명의 부품 이송 장치의 실시의 일형태에 따른 표면 실장기의 개략 구성을 나타내는 평면도이다.
도 16은 도 15의 표면 실장기에 따른 헤드 유닛의 정면도이다.
도 17은 도 15의 표면 실장기에 따른 헤드 유닛의 측면도이다.
도 18은 도 15의 표면 실장기의 전기적 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 19는 도 15의 표면 실장기에 따른 상하 구동 기구의 구성을 나타내는 정면도이다.
도 20은 도 15의 표면 실장기에 따른 상하 구동 기구의 구성을 나타내는 측면도이다.
도 21은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 다축 리니어 모터의 조립 전의 사시도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 대해서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

본 발명은 베이스 플레이트에 대하여 가동부를 직선적으로 이동시키는 단축 리니어 모터(LM)를 복수개 조합하여 이루어지는 다축 리니어 모터(MLM) 및 다축 리니어 모터(MLM)를 사용한 부품 이송 장치에 관한 것이며, 이하에 있어서는 본 발명에 따른 다축 리니어 모터(MLM)를 구성하는데에 바람직한 단축 리니어 모터(LM)에 대하여 설명한 후에 본 발명에 따른 다축 리니어 모터(MLM)와, 동 다축 리니어 모터(MLM)를 사용한 부품 이송 장치의 일실시형태인 표면 실장기(MT)로 나누어서 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서 각 도면의 방향 관계를 명확하게 하기 위해서 리니어 모터(LM, MLM)를 기준으로 하는 XYZ 직각 좌표축이 나타내어져 있다. 이들 3개의 방향(X, Y, Z) 중 리니어 모터(LM, MLM)에 설정되는 이동 방향을 Z, 리니어 모터(LM, MLM)의 폭 방향을 Y, 전후 방향을 X로 각각 나타내는 것으로 한다. 또한, 각 직교 좌표축의 부호(+, -)는 각 방향(X, Y, Z)에 있어서 정면측(+X), 배면측(-X), 일단측(-Y), 타단측(+Y), 왕동측(-Z), 복동측(+Z)을 편의적으로 나타내는 것이다.

<다축 리니어 모터에 바람직한 단축 리니어 모터>

도 1~도 5를 참조하여 이 단축 리니어 모터(LM)는 박형 트레이상의 베이스 플레이트(1)를 갖고 있다. 이 베이스 플레이트(1)는 길이 방향이 소정 이동 방향(Z)을 규정하는 것이며, 도 5에 나타내는 바와 같이, 그 내부 바닥면이 베이스면(1a)으로 되어 있고, 베이스 플레이트(1)의 폭 방향(Y)의 양측(+Y측과 -Y측)의 단부 및 이동 방향(Z)의 복동측(+Z측)의 단부에 정면측(+X측)으로 기립하는 기립벽(1b~1d)이 연이어 설치되고, 이들 기립벽(1b~1d)과 베이스면(1a)에 의해 정면측(+X측)으로 개구되는 바닥을 갖는 오목부(1e)가 형성되어 있다. 이 오목부(1e)는 단축 리니어 모터(LM)의 구성 부품을 후술하는 바와 같이, 수납하는 수납 공간의 일례이다. 또한, 도 1 및 도 2 중의 부호 1h는 후술하는 바와 같이, 가동 베이스(4)를 복동측(+Z측)으로 바이어싱(biasing)하기 위한 리턴 스프링(15)(도 20 참조)의 한쪽의 단부를 부착하기 위한 스프링 맞물림부이다. 또한, 이 실시형태에서는 알루미늄 합금 등에 의해 베이스면(1a)과 기립벽(1b~1d)을 일체적으로 성형하여 비자성의 베이스 플레이트(1)를 구성하고 있지만 베이스면(1a)과 기립벽(1b~1d)을 개별적으로 형성한 후, 이들 구성 요소를 맞붙여서 베이스 플레이트(1)를 구성해도 좋다. 이렇게 베이스 플레이트(1)를 비자성체 재료에 의해 구성하고 있지만 베이스 플레이트(1)를 수지 재료에 의해 구성해도 좋은 것은 말할 필요도 없다.

이와 같이, 이 단축 리니어 모터(LM)에서는 전후 방향(X)이 베이스면(1a)과 직교하는 방향에 상당하고 있고, 이 전방으로 연장되는 기립벽(1b~1d)과 베이스면(1a)에 둘러싸인 공간, 즉 오목부(1e)의 내부 공간이 본 발명의 「수납 공간」에 상당하고 있다. 또한, 본 실시형태에서는 이동 방향(Z)의 베이스 플레이트(1)의 양단부 중 왕동측(-Z측) 단부는 개방되어 있고, 기립벽(1b~1d)은 이 왕동측 단부에 오목부(1e)의 내부 공간(수납 공간)과 상기 공간의 외부를 연통하는 개방부(1j)를 구획하고 있다. 이 개방부(1j)를 형성함으로써 본 실시형태에서는 후술하는 가동 베이스(4) 및 블록 부재(164)의 일부가 이동 방향(Z)으로의 가동 베이스의 구동에 따라 오목부(1e)의 내부 공간에 대하여 출입 이동되도록 구성되어 있다.

베이스면(1a) 상에는 1개의 리니어 가이드(2)가 이동 방향(Z)을 따라 연장 설치되어 있다. 리니어 가이드(2)는 베이스 플레이트(1)에 대하여 이동 방향(Z)을 따라 고정되는 직선상의 레일(2a)과, 상기 레일(2a)에 대하여 이동 방향(Z)으로만 슬라이딩 가능하게 부착된 2개의 슬라이더(2b1, 2b2)를 구비하고 있다. 또한, 레일(2a)로부터의 슬라이더(2b1, 2b2)의 빠짐을 방지하기 위해서 베이스 플레이트(1)의 베이스면(1a)에는 리니어 가이드(2)의 길이 방향 양단부에 대향하는 2개의 리니어 가이드 스토퍼(2c1, 2c2)가 부착된다.

슬라이더(2b1, 2b2)에는 이동 방향(Z)을 따라 연장되는 가동 베이스(4)가 부착된다. 가동 베이스(4)는 횡단면(XY 평면)이 역오목 형상을 갖는 내부 공간을 갖고 있고, 이 내부 공간의 천정면이 슬라이더(2b1, 2b2)의 상면 상에 착좌된 상태에서 가동 베이스(4)가 슬라이더(2b1, 2b2)에 고정되어 있다. 또한, 가동 베이스(4)의 경량화를 꾀하기 위해서 이 단축 리니어 모터(LM)에서는 복수개의 관통 구멍(4a)이 가동 베이스(4)의 천정면에 형성되어 있다. 이렇게 이 단축 리니어 모터(LM)에서는 가동 베이스(4) 및 슬라이더(2b1, 2b2)가 일체적으로 이동 방향(Z)으로 이동 가능하게 되어 있고, 본 발명의 「가동부」에 상당하고 있다. 그리고, 이어서 설명하는 바와 같이, 가동 베이스(4)의 폭 방향(Y)의 일단측(-Y측)의 단부측면에 가동자가 부착되는 한편, 폭 방향(Y)의 타단측(+Y측)의 단부측면에 리니어 스케일(7b)이 부착되어 있다.

이어서, 도 6~도 8을 참조하여 가동 베이스(4)의 폭 방향(Y)의 일단측(-Y측)의 측면에는 강자성 재료로 형성된 요크(5)가 부착되고, 상기 요크(5)의 표면에는 N극측이 상기 표면에 대향하는 영구 자석(6)과, S극측이 상기 표면에 대향하는 영구 자석이 교대로 이동 방향(Z)을 따라 복수개{이 단축 리니어 모터(LM)에서는 14개}배열되어 부착되어 있고, 이들 영구 자석(6)과 요크(5)에 의해 단축 리니어 모터(LM)의 가동자(10)가 구성되어 있다. 또한, 이 단축 리니어 모터(LM)에서는 가동자(10)의 외부 셸을 구성하는 수지층에 의해 영구 자석(6)이 몰딩되어 표면 보호되어 있어 영구 자석(6)의 파손 등을 효과적으로 방지할 수 있다. 이 수지층은 가동자(10)의 이동 방향(Z)의 복동측(-Z측)을 남기고 영구 자석(6)을 피복하고 있고, 상기 복동측은 요크(5)를 노출시키고 있다.

요크(5)의 노출 부위에는 암나사부(4b)가 이동 방향(Z)을 따라 2개소 형성되어 있다. 이들 암나사부(4b)는 가동 베이스(4)의 일단측 단부에 피구동물을 직접 또는 연결 유닛(164)(도 20 참조)을 통해 부착하기 위한 연결 수단의 일례이다. 예를 들면, 나중에 설명하는 표면 실장기에서는 암나사부(4b)를 이용하여 가동 베이스(4)에 연결 유닛(164)(도 20 참조)을 연결하고, 또한 상기 연결 유닛(164)에 노즐 샤프트를 피구동물로서 접속시키고 있다. 즉, 암나사부(4b)를 이용하여 가동 베이스(4)의 단부에 연결되는 연결 유닛(164)을 통해 피구동물이 가동 베이스(4)에 부착 가능하게 되어 있다. 또한, 그것에 대해서는 나중의 「표면 실장기」의 항에서 상세하게 설명한다.

이어서, 도 2를 참조하여 상술한 바와 같이, 요크(5)와 영구 자석(6)에 의해 구성되는 가동자(10)의 폭 방향(Y)의 일단측에는 본 발명의 「고정자」의 일례인 전기자(3)가 배치되고, 베이스 플레이트(1)의 베이스면(1a)에 고정되어 있다. 이 전기자(3)는 코어(3a)와, 복수개의 중공 형상의 보빈(3b)과, 각 보빈(3b)의 외주부에 전선을 둘러감아 이루어지는는 코일(3c)에 의해 구성되어 있다. 이 코어(3a)는 길이 방향이 이동 방향(Z)을 따라 YZ 평면 상으로 연장되는 빗형 형상의 규소 강판(단위 플레이트)을 전후 방향(X)으로 복수매 적층한 것이다. 각 규소 강판의 폭 방향(Y)의 타단측(+Y측)에는 이동 방향(Z)을 따라 일정 간격을 두고 형성된 톱니부가 형성되어 있다. 이렇게 구성된 코어(3a)에서는 복수개의 톱니부가 이동 방향(Z)으로 일정 간격으로 병설되어 톱니부열을 형성하고 있다. 그리고, 각 톱니부에 대하여 미리 코일(3c)이 둘러감긴 보빈(3b)이 장착되어 있다. 이렇게 해서 복수개{이 단축 리니어 모터(LM)에서는 9개}의 코어(3a)의 톱니부열과 이 톱니부열의 둘레에 감긴 코일(3c)이 이동 방향(Z)을 따라 동일 간격으로 설치되어 전기자(3)를 구성하고 있고, 가동자(10)에 대향 배치되어 있다. 또한, 이 단축 리니어 모터(LM)에서는 도 3에 나타내는 바와 같이, 코일(3c)이 감긴 코어(3a)의 톱니부의 선단면(+Y측의 면)(8)과, 그 선단면(8)에 대향하는 가동자(10)의 영구 자석(6)의 대향면(8')이 전후 방향(X) 및 이동 방향(Z)을 포함하는 XZ 평면에 대하여 평행이 되도록 전기자(3)는 구성되어 있다. 그리고, 도시를 생략하는 모터 컨트롤러로부터 각 코일(3c)에 소정의 순서로 통전이 행해지면 상기한 바와 같이 선단면(8)의 자극과 대향면(8')의 자극의 상호 작용에 의해 가동자(10)에 이동 방향(Z)의 추력이 발생되어 가동 베이스(4)를 이동 방향(Z)으로 구동시킨다.

또한, 이 단축 리니어 모터(LM)에서는 가동자(10)에 영구 자석(6)을 사용하고, 고정자로서의 전기자(3)에 자성체에 의해 구성되는 코어(3a)를 사용하고 있기 때문에 코어(3a)의 톱니부와 가동자(10)의 영구 자석(6) 사이에 코깅력(cogging force)이 발생된다. 「코깅력의 발생」이란, 종래 주지하는 바와 같이, 코어(3a)의 톱니부 위치에 따라 영구 자석(6)의 자속 밀도가 변화되고, 이것에 의해 자기 에너지가 변화되기 때문에 전기자(3)에 작용하는 전자기력의 맥동이 발생되는 현상이다. 그래서, 도 9에 나타내는 바와 같이, 코깅력을 저감시키기 위해서 전기자(3)의 톱니부열의 양단에 자성체로 이루어지는 서브티스(9a, 9b)가 설치되어 있다. 즉, 톱니부열의 복동측(+Z측)에 있어서 톱니열 피치와 일치하거나 또는 다른 원하는 위치에 서브티스(9a)가, 또한 왕동측(-Z측)에 있어서 동 톱니열 피치와 일치하거나 또는 다른 원하는 위치에 서브티스(9b)가 영구 자석(6)으로부터의 이간 거리가 각각 원하는 거리가 되도록 각각 베이스 플레이트(1)의 베이스면(1a)에 대하여 착탈 가능하게 설치되어 있다.

또한, 상기한 바와 같이 구성된 단축 리니어 모터(LM)에서는 코어(3a)에 연결되는 플레이트 부위가 서브티스(9a, 9b)의 근방까지 연장되어 있고, 전기자(3)의 코어(3a)와 서브티스(9a, 9b)가 자기적 결합을 발생시키고, 자속 밀도 분포의 편재를 발생시켜 버린다. 이 때문에 서브티스(9a, 9b)를 소정 위치에 배치한 것만으로는 안정적인 코깅력 저감 기능을 발휘할 수 없는 경우가 있다. 특히, 가속·감속시 등에 있어서, 또는 작동 조건(가속 후의 일정 이동 속도) 그 자체가 변화되는 경우에 있어서는 코일(3c)에 흐르는 전류량이 상정값으로부터 벗어나 변화되고, 서브티스(9a, 9b)에 있어서의 영구 자석(6)과의 대향면의 자극 또는 그 강도가 원하는 것으로는 되지 않아 서브티스(9a, 9b)에 의한 코깅력 저감의 효과가 반드시 얻어지지 않는 경우가 있다. 그래서, 본 실시형태에서는 서브티스(9a, 9b)에 의한 코깅력의 저감 효과를 보충하기 위해서 서브티스(9a, 9b)와 베이스 플레이트(1) 사이에 자성체 플레이트(11)가 설치되어 있다. 보다 상세하게는 다음과 같이 구성되어 있다.

도 5 및 도 9를 참조하여 베이스 플레이트(1)의 베이스면(1a)에는 자성체 플레이트(11)의 평면 형상과 거의 동일 형상인 플레이트 감합부(1g)가 형성되어 있다 (도 5 참조). 플레이트 감합부(1g)는 전후 방향(X)에 있어서 가동자(10)와 전기자(3)의 쌍방에 자성체 플레이트(11)가 대향하는 위치에 형성되어 있다. 그리고, 도 2에 나타내는 바와 같이, 상기 플레이트 감합부(1g)에 감합되었을 때, 자성체 플레이트(11)의 표면은 베이스면(1a)과 면 일치 상태로 되어 있다. 이 자성체 플레이트(11)의 배치에 의해 YZ면 상에 있어서 코어(3a), 서브티스(9a), 영구 자석(6), 요크(5), 이웃하는 영구 자석(6), 그리고 이웃하는 톱니부를 통해 코어(3a)에 이르는 자속 뿐만 아니라 서브티스(9a), 영구 자석(6), 요크(5), 자성체 플레이트(11)를 통해 서브티스(9a)에 이르는 XY면 상의 자속이 발생되어 코깅력의 효과적인 저감이 꾀해지고 있다.

상기한 바와 같이, 가동자(10)와 전기자(3)에서 발생되는 자속의 상호 작용에 의해 가동 베이스(4)가 이동 방향(Z)으로 구동되지만 가동 베이스(4)가 소정의 이동 범위를 넘어 버리는 것을 방지하기 위해서 베이스 플레이트(1)의 베이스면(1a)에 2개의 이동 규제 스토퍼(12a, 12b)가 착탈 가능하게 고정되어 있다.

이어서, 가동 베이스(4)의 위치를 정확하게 검출하기 위해서 가동 베이스(4)의 전기자 반대측, (즉, +Y측)에 센서(7a)와 리니어 스케일(7b)을 갖는 검출 수단으로서의 검출 유닛(7)이 설치되어 있다.

도 2 및 도 5를 참조하여 이 검출 유닛(7)의 센서(7a)는 센서 제어 유닛(7c)과 일체적으로 구성되어 있고, 이 구조체{센서(7a)+센서 제어 유닛(7c)}는 도 5에 나타내는 바와 같이, 기립벽(1b)에 형성된 노치부(1f)를 통해 오목부(1e)에 대하여 착탈 가능하게 되어 있다. 구조체의 장착시에 있어서 센서(7a)는 베이스 플레이트(1)의 오목부(1e) 내에 면하고, 센서 제어 유닛(7c)은 센서(7a)의 리니어 스케일 반대측, 즉 폭 방향(Y)의 타단측(+Y측)에 배치된 상태에서 베이스 플레이트(1)에 고정된다.

한편, 리니어 스케일(7b)은 가동 베이스(4)의 타단측(+Y측)의 측면에 대하여 이동 방향(Z)을 따라 연장 설치되어 있고, 구조체{센서(7a)+센서 제어 유닛(7c)}의 장착시에 있어서 센서(7a)가 폭 방향(Y)에 있어서 리니어 스케일(7b)에 대향한다. 특히, 이 실시형태에서는 도 4에 나타내는 바와 같이, 리니어 스케일(7b)의 표면(7e)과, 상기 표면(7e)과 대향하는 센서(7a)의 센싱면(7e')이 전후 방향(X) 및 이동 방향(Z)을 포함하는 XZ 평면에 대하여 평행이 되도록 센서(7a) 및 리니어 스케일(7b)의 부착 위치가 설정되어 있다. 이 때문에 가동 베이스(4)의 이동 방향(Z)을 따른 변위에 따라 리니어 스케일(7b) 중 센서(7a)와 대향하는 영역이 변위되고, 그 변위에 의거하여 이동 방향(Z)에 있어서의 가동 베이스(4)의 위치를 정확하게 검출하는 것이 가능하게 되어 있다.

또한, 센서 제어 유닛(7c)에 먼지나 쓰레기 등의 이물의 진입을 방지하기 위해서 상기 구조체를 부착한 후에 센서 커버(7d)(도 2 참조)가 센서 제어 유닛(7c)을 덮도록 베이스 플레이트(1)의 기립벽(1b)에 부착되어 있다.

이 단축 리니어 모터(LM)에서는 가동 베이스(4)에 리니어 스케일(7b)을 부착하는 한편, 베이스 플레이트(1)에 센서(7a)를 배치하고 있지만 센서(7a)와 리니어 스케일(7b)을 반대로 배치해도 좋다. 또한, 검출 유닛(7)의 구성 요소{센서(7a), 리니어 스케일(7b)}의 한쪽을 가동 베이스(4)에 부착하는 대신에 슬라이더(2b1, 2b2)에 부착하도록이 구성해도 좋다. 또한, 검출 유닛(7)의 검출 방식으로서는 자기를 사용한 자기 방식이어도, 광학 방식이어도 좋다.

또한, 이어서 설명하는 바와 같이, 복수개의 단축 리니어 모터(LM)를 서로 위치 결정함과 아울러 연결 고정하여 다축 리니어 모터(MLM)를 구성하기 위해서 다음과 같은 구성을 갖고 있다. 즉, 베이스 플레이트(1)에는 전후 방향(X)에 대향하는 관통 구멍(21)(도 5 참조)이 2개 1세트로 형성되어 있고, 이 관통 구멍(21)의 하측을 남기고 위치 결정핀(20)이 고정되어 있다. 위치 결정핀(20)의 정면측(+X측)은 관통 구멍(21)으로부터 돌출되어 있고, 양 단축 리니어 모터(LM1, LM2)의 맞붙임시에 하측의 단축 리니어 모터(LM1) 위치 결정핀(20)이 상측의 단축 리니어 모터(LM2)의 관통 구멍(21)에 감합됨으로써 위치 결정을 한다. 이렇게 본 실시형태에서는 위치 결정핀(20) 및 관통 구멍(21)이 각각 본 발명의 「하층측 맞물림부」 및 「상층측 맞물림부」로서 기능한다. 물론, 관통 구멍(21)의 전방을 남기고, 각 리니어 모터(LM)에 있어서 위치 결정핀(20)을 관통 구멍(21)의 전후 방향(X)의 배면측(-X측)으로 돌출시켜도 좋다. 또한, 도 1 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 단축 리니어 모터(LM)의 베이스 플레이트(1)에는 3개의 관통 구멍(1p~1r)이 전후 방향(X)으로 관통되어 형성되어 있다. 즉, 2개의 관통 구멍(1p, 1q)이 전기자(3)를 이동 방향(Z)으로부터 끼워 넣도록 기립벽(1b)에 형성되는 한편, 나머지 관통 구멍(1r)이 가동 베이스(4)의 전자기 반대측, 즉, 폭 방향(Y)의 타단측(+Y측)에서 기립벽(1b)에 형성되어 있다. 이렇게 형성된 3개의 관통 구멍(1p~1r)은 도 1에 나타내는 바와 같이, 가동자(10)를 사이에 둔 위치에 형성되어 있고, 정면에서 보면 대략 이등변 삼각형 형상으로 배치되어 있다.

<다축 리니어 모터>

도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 다축 리니어 모터의 제 1 실시형태를 나타내는 사시도이다. 이 실시형태에서는 상술한 단축 리니어 모터(LM)와 동일 구성의 단축 리니어 모터(LM1, LM2)를 2개 준비하고, 그 한쪽의 단축 리니어 모터(LM1)의 기립벽(1b~1d)의 꼭대기부(전방면)가 다른 한쪽의 단축 리니어 모터(LM2)의 베이스 플레이트(1)의 배면에 접합되어 단축 리니어 모터(LM1, LM2)가 전후 방향(X)으로 적층 배치되어 다축 리니어 모터(MLM)가 형성되어 있다. 보다 상세하게는 각 단축 리니어 모터(LM1, LM2)의 베이스 플레이트(1)에는 전후로 대향하는 3개의 관통 구멍(1p~1r)이 형성되어 있다. 그리고, 양 단축 리니어 모터(LM1, LM2)의 관통 구멍(1p)을 관통하도록 볼트(13p)가 단축 리니어 모터(LM2)의 정면측(+X측)으로부터 삽입 통과됨과 아울러, 볼트(13p)의 선단부에 대하여 너트(14p)가 단축 리니어 모터(LM1)의 배면측(-X측)으로부터 나사 결합된다. 또한, 다른 관통 구멍(1q, 1r)에 대해서도 관통 구멍(1p)과 마찬가지로 볼트(13q, 13r)가 삽입 통과됨과 아울러 너트(14q)가 나사 결합된다. 이렇게 3개소에서 단축 리니어 모터(LM1, LM2)가 서로 체결 고정되어 일체화되어 2축의 리니어 모터(MLM)가 형성된다. 이렇게 볼트(13p~13r) 및 너트(14p~14q)가 본 발명의 「체결 부재」로서 기능하고 있다.

이상과 같이 제 1 실시형태에서는 2개의 단축 리니어 모터(LM1, LM2)를 적층 배치함으로써 다축 리니어 모터(MLM)가 구성되어 있고, 다축 리니어 모터(MLM) 중의 2개의 가동 베이스(4)는 단축 리니어 모터(LM1, LM2)의 적층 배치에 대응한 상대 위치 관계에 의해 위치 결정된다. 제 1 실시형태에서는 단축 리니어 모터(LM1, LM2)는 동일 구성의 것(도 1)이며, 각 베이스 플레이트(1)끼리를 직접 부착한 적층 구조를 갖고 있기 때문에 각 가동 베이스(4)의 적층 방향{전후 방향(X)}의 피치(PT)는 각각의 단축 리니어 모터(LM1, LM2)의 안길이와 동일한 사이즈로 된다. 이렇게 단축 리니어 모터(LM1, LM2)의 적층 배치에 의해 가동 베이스(4)가 적층 방향{전후 방향(X)}이 우수한 상대 위치 정밀도로 배치되고, 각각 독립적으로 구동된다. 또한, 단축 리니어 모터(LM1, LM2)가 적층 방향{전후 방향(X)}에 인접하는 경계 위치에서는 적층 방향{전후 방향(X)}의 하층측(도 11의 하측)에 위치하는 하층측 단축 리니어 모터(LM1)에 설치된 위치 결정핀(하층측 맞물림부)(20)과, 적층 방향{전후 방향(X)}의 상층측(도 11의 상측)에 위치하는 상층측 단축 리니어 모터(LM2)에 형성된 관통 구멍(상층측 맞물림부)(21)이 서로 맞물려서 양 단축 리니어 모터(LM1, LM2)가 서로 위치 결정된다. 따라서, 상대 위치 정밀도를 더욱 높일 수 있다.

또한, 다축 리니어 모터(MLM)를 도 1의 단축 리니어 모터(LM)와 동일 구성의 리니어 모터(LM1, LM2)를 적층 배치하고 있기 때문에 상기 피치(PT)를 좁게 할 수 있다. 즉, 도 1의 단축 리니어 모터(LM(LM1, LM2))에서는 고정자를 구성하는 전기자(3)의 코일(3c)과, 가동자(10)가 폭 방향(Y)으로 나란히 배치되어 있기 때문에 베이스 플레이트(1)로부터 적층 방향{전후 방향(X)}으로 전기자, 영구 자석, 요크, 가동 베이스를 배치하는 것에 비해서 리니어 모터(LM)의 두께를 저감시킬 수 있고, 그 결과, 상기 피치(PT)를 좁게 할 수 있다.

또한, 단축 리니어 모터{LM(LM1, LM2)}에서는 가동 베이스(4)에의 가동자(10)의 부착 위치가 가동 베이스(4)의 폭 방향(Y)의 일단측(-Y측) 측면으로 되어 있고, 동 측면에 부착된 가동자(10)에 대하여 전기자(3)가 폭 방향(Y)에 대향해서 설치되어 있다. 따라서, 가동 베이스(4)의 상면에 가동자를 배치하는 것에 비해서 리니어 모터(LM)의 두께를 더욱 저감시킬 수 있어 상기 피치(PT)를 한층 더 좁게 할 수 있다.

또한, 도 11에 나타내는 바와 같이, 적층 방향의 하층측에 위치하는 하층측 단축 리니어 모터(LM1)의 기립벽의 꼭대기부가 하층측 단축 리니어 모터(LM1)의 상층측에서 인접하는 상층측 단축 리니어 모터(LM2)의 베이스 플레이트(1)의 배면(1k)에 접촉되어 있기 때문에 하층측 단축 리니어 모터(LM1)의 수납 공간{오목부(1e)의 내부 공간}이 상층측 단축 리니어 모터(LM2)의 베이스 플레이트(1)의 반(反)베이스면(1k)에 의해 덮인다. 이 때문에 상층측 단축 리니어 모터(LM2)의 베이스 플레이트(1)가 하층측 단축 리니어 모터(LM1)의 커버 부재로서도 기능하여 외부로부터의 이물의 침입을 효과적으로 방지할 뿐만 아니라 적층 방향{전후 방향(X)}에 있어서의 단축 리니어 모터의 두께를 억제할 수 있고, 그 결과, 단축 리니어 모터(LM1, LM2)의 피치(PT)를 한층 더 좁게 할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는 2개의 단축 리니어 모터(LM1, LM2)를 적층 배치하여 2축 리니어 모터(MLM)를 구성하고 있지만 단축 리니어 모터의 적층 개수를 변경함으로써 3축 이상의 리니어 모터(나중에 설명하는 표면 실장기에서는 10축의 리니어 모터가 사용됨)를 구성할 수 있다. 이렇게 단축 리니어 모터의 적층 개수를 변경 설정함으로써 가동 베이스(4)의 개수를 용이하게 변경할 수 있으므로 본 실시형태는 범용성이 우수하다. 또한, 단축 리니어 모터(LM1, LM2){베이스 플레이트(1)}를 개별적으로 분리할 수 있는 단위 유닛으로서 취급할 수 있으므로 다축 리니어 모터(MLM)의 맞붙임시, 유지 보수시에 있어서 고정자와 가동자를 분해할 필요가 없다. 그 때문에 다축 리니어 모터(MLM)를 구성하는 단축 리니어 모터(LM1, LM2)마다 점검이나 수리 등의 유지 보수 작업을 실시하는 경우에는 다축 리니어 모터(MLM)로부터 유지 보수 대상이 되는 리니어 모터를 선택적으로 인출하여 점검·수리 등을 행할 수 있기 때문에 본 실시형태는 유지 보수성의 면에서도 우수하다.

또한, 복수개의 단축 리니어 모터(LM1, LM2)의 관통 구멍(1p~1r)에 각각 볼트(13p~13r)를 삽입 통과시켜 공동 체결하기 때문에 리니어 모터를 적층시키는 작업이 효율적인 것으로 되어 있다. 또한, 단축 리니어 모터(LM1, LM2)끼리를 개별적으로 체결하는 경우에 비해서 체결용 부재의 수를 줄일 수 있어 다축 리니어 모터의 제조 비용을 저감시킬 수 있다.

또한, 도 1에 나타내는 단축 리니어 모터(LM)와 동일 구성의 단축 리니어 모터(LM1, LM2)를 채용하여 다축 리니어 모터(MLM)를 구성한 것에 의해 다음의 작용 효과도 얻어진다. 즉, 각 단축 리니어 모터(LM)에서는 도 5에 나타내는 바와 같이, 기립벽(1b, 1c)이 폭 방향(Y)의 베이스 플레이트(1)의 양단부로부터 베이스면(1a)의 전방으로 연장되어 상기 기립벽(1b, 1c)과 베이스면(1a)에 의해 둘러싸인 오목부(1e)가 수납 공간으로서 베이스면(1a)의 전방에 개구되어 형성되어 있다. 이렇게 구성된 베이스 플레이트(1)의 개구는 이동 방향(Z) 및 폭 방향(Y)으로 확대를 갖고 있기 때문에 정면으로부터 개구를 통해 오목부(1e)측(수납 공간측)으로 액세스 가능하게 되어 있다. 또한, 맞붙임시의 육안 확인이 용이하게 되어 고정자와 가동자의 위치 관계를 간단하게 확인할 수 있으므로 동 도면으로부터 명백한 바와 같이, 리니어 모터(LM)의 구성 부품 중 어느 것에 대해서나 개구를 통해 오목부(1e)측으로 용이하게 삽입할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 의하면 리니어 모터(LM)의 제조 조립을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 리니어 모터(LM)에 대하여 보수나 수리 등의 유지 보수 작업을 실시할 때에도 개구를 통해 리니어 모터(LM)의 구성 부품에 대하여 용이하게 액세스할 수 있어 유지 보수성이 우수하다.

또한, 상기 실시형태에서는 기립벽(1b, 1c)을 포함하는 복수개의 기립벽(1b~1d)을 베이스 플레이트(1)와 일체적으로 형성한 것에 의해 베이스 플레이트(1)의 강성이 향상되어 있다. 또한, 오목부(1e)의 내부 공간(수납 공간)에 가동부{슬라이더(2b1, 2b2)}, 고정자{전기자(3)} 및 가동자(10) 모두를 배치하고 있다. 이들 구성을 채용함으로써 단축 리니어 모터(LM)의 강도의 향상이 꾀해지고 있다. 또한, 이렇게 기립벽(1b~1d)의 형성은 강도면 뿐만 아니라 모터 외부로부터의 이물의 침입을 효과적으로 방지하는 것에도 기여하고 있다.

또한, 베이스 플레이트(1)의 전체 둘레 가장자리에 기립벽을 형성해도 좋지만 이 경우, 리니어 가이드(2)나 가동 베이스(4)의 이동 방향 사이즈나 가동부의 이동 범위 등의 설계가 이동 방향(Z)의 왕동측 및 복동측에 대향하는 양벽의 존재에 의해 대폭 제한되어 버린다. 또한, 가동 베이스(4)에의 피구동물의 연결 위치가 가동 베이스(4)의 정면에 한정되어 버린다. 이에 대하여 단축 리니어 모터(LM)에서는 베이스 플레이트(1)의 왕동측(-Z측) 단부에 개방부(1j)가 형성되고, 오목부(1e)의 내부 공간(수납 공간)이 개방부(1j)를 통해 개방되어 있다. 이러한 개방부(1j)를 형성함으로써 가동 베이스(4)의 왕동측(-Z측) 단부 또는 암나사부(4b)에 의해 연결된 피구동물(나중에 설명하는 노즐 샤프트 등)을 이동 방향(Z)으로의 가동 베이스(4)의 구동에 따라 오목부(1e)의 내부 공간에 대하여 출입 이동시킬 수 있다. 이 때문에 단축 리니어 모터에 있어서는 물론 다축 리니어 모터(MLM)에 설치되는 각 가동 베이스{및 가동 베이스(4)에 연결되는 피구동물}의 이동 범위를 확대하여 범용성이 높은 단축 리니어 모터(LM)가 얻어진다.

또한, 본 발명에 따른 다축 리니어 모터는 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 한에 있어서 상술한 것 이외에 여러가지의 변경을 행할 수 있다. 예를 들면, 제 1 실시형태에서는 다축 리니어 모터(MLM)를 구성하는 단축 리니어 모터 모두가 동일 구성으로 되어 있지만 다른 단축 리니어 모터를 조합하는 것도 가능하다.

또한, 상기 제 1 실시형태에 따른 다축 리니어 모터(MLM)에서는 단축 리니어 모터(LM1, LM2)의 전후 방향(X) 사이즈에 따라 가동 베이스(4)의 적층 방향의 피치(PT)는 일의적으로 결정되지만 도 12 및 도 13에 나타내는 제 2 실시형태와 같이, 단축 리니어 모터(LM1, LM2)가 적층 방향{전후 방향(X)}에 인접하는 경계 위치에 피치 조정판(SC)을 끼워 장착해도 좋다. 이 피치 조정판(SC)을 끼워 장착하는 것에 의해 단축 리니어 모터(LM1, LM2) 사이의 피치(PT)는 피치 조정판(SC)의 두께분만큼 넓어진다. 이렇게 피치 조정판(SC)을 끼워 장착하는 것에 의해 적층 방향{전후 방향(X)}의 단축 리니어 모터(LM1, LM2)의 간격을 조정하여 적층 방향{전후 방향(X)}에 있어서의 가동 베이스(4)의 피치(PT)를 간단하게, 또한 고정밀도로 조정할 수 있다. 또한, 다축 리니어 모터(MLM)를 구성하는 단축 리니어 모터의 개수가 3 이상이 되면 단축 리니어 모터가 적층 방향{전후 방향(X)}에 인접하는 경계 위치는 2 이상이 되지만 이렇게 경계 위치가 복수개 존재하는 경우, 다축 리니어 모터(MLM)의 설계에 따라 경계 위치 전부에 피치 조정판(SC)을 삽입해도 좋고, 일부의 경계 위치에 대해서만 피치 조정판(SC)을 끼워 장착해도 좋다.

또한, 상기 다축 리니어 모터(MLM)에서는 도 1에 나타내는 단축 리니어 모터(LM)를 복수개 조합하고 있지만 각 단축 리니어 모터(LM)를 다음과 같이 구성해도 좋다. 즉, 도 1에 나타내는 단축 리니어 모터(LM)에서는 가동 베이스(4)의 폭 방향(Y)의 일단측(-Y측)에만 가동자 및 전기자(고정자)(3)를 배치하여 가동 베이스(4)를 구동시키고 있지만 가동 베이스(4)의 폭 방향(Y)의 타단측(+Y측)에도 가동자 및 전기자(고정자)(3)를 배치해도 좋다. 이렇게 구성함으로써 가동 베이스(4)를 구동시키기 위한 추진력을 더욱 높일 수 있다. 또한, 다축 리니어 모터(MLM)를 구성하는 단축 리니어 모터(LM)로서는 가동 베이스(4)를 강자성 재료에 의해 형성하고, 상기 가동 베이스(4)의 폭 방향(Y)의 단부측면에 직접 영구 자석(6)을 Z 방향으로 연장 설치하고, 자기 회로를 형성한 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기한 단축 리니어 모터(LM)에서는 슬라이더(2b1, 2b2)의 폭 방향(Y)의 단부측면에 요크(5)를 부착하고, 또한 상기 요크(5)에 영구 자석(6)을 부착해도 좋다. 이 경우, 슬라이더(2b1, 2b2)는 본 발명의 「가동부」에 상당한다. 또한, 슬라이더를 강자성 재료에 의해 구성함과 아울러, 슬라이더의 폭 방향(Y)의 단부측면에 직접 영구 자석(6)을 Z 방향으로 연장 설치하여 자기 회로를 형성해도 좋다. 또한, 상기한 단축 리니어 모터(LM)에서는 가동자를 영구 자석(6)에 의해 구성하는 한편, 고정자를 전기자(3)에 의해 구성하고 있지만 가동자를 전자자에 의해 구성하는 한편, 고정자를 영구 자석에 의해 구성한 단축 리니어 모터를 이용하여 다축 리니어 모터(MLM)를 구성해도 좋다.

또한, 가동 베이스(4)의 단면 형상은 H자형이어도 좋다.

또한, 도 1과 다른 단축 리니어 모터, 예를 들면, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 도 14의 단축 리니어 모터(LM)를 복수개 조합하거나 도 1의 단축 리니어 모터와 도 14의 단축 리니어 모터를 조합해도 좋다.

도 14를 참조하여 동 도면에 나타내는 단축 리니어 모터(LM)는 베이스 플레이트(1)의 폭 방향(Y)의 양단부에 대하여 전후 방향(X)으로 연장되는 기립벽(1b~1d)이 베이스 플레이트(1)와 일체 또는 별체로 이동 방향(Z)으로 연장 설치되어 있다. 또한, 기립벽(1b~1d)의 꼭대기부에는 커버 부재(SP)가 베이스면(1a)으로부터 이간되어 대향하도록 부착되어 커버 부재(SP), 기립벽(1b~1d) 및 베이스면(1a)에 의해 둘러싸인 수납 공간이 형성되어 있다. 그리고, 이들 수납 공간 내에서 가동 베이스(4)를 이동 방향(Z)으로 이동 가능하게 설치하고, 베이스 플레이트(1)의 베이스면(1a)에 전기자(고정자)(3)를 이동 방향(Z)으로 연장 설치하고, 상기 전기자(3)의 코일(3c)의 열(코일열)과 대향하면서 가동 베이스(4)에 가동자{요크(5)와 도시하지 않은 영구 자석}를 이동 방향(Z)으로 연장 설치하고 있다.

<표면 실장기>

도 15는 본 발명에 따른 부품 이송 장치의 일실시형태인 표면 실장기의 개략 구성을 나타내는 평면도이다. 또한, 도 16 및 도 17은 헤드 유닛의 정면도 및 측면도이다. 또한, 도 18은 도 15에 나타내는 표면 실장기의 전기적 구성을 나타내는 블럭도이다. 또한, 이들 도면 및 나중에 설명하는 도면에서는 연직 방향을 Z축으로 하는 3차원의 XYZ축 좌표계를 채용하고 있다. 표면 실장기에 다축 리니어 모터(MLM)를 장비했을 때의 각 방향(X, Y, Z)은 각각 X축, Y축, Z축과 일치하고 있다.

이 표면 실장기(MT)에서는 기대(111) 상에 기판 반송 기구(102)가 배치되어 있고, 기판(103)을 소정의 반송 방향으로 반송할 수 있게 되어 있다. 이 반송 방향은 도시의 예에서는 X축 방향을 따르고 있다. 보다 상세하게는 기판 반송 기구(102)는 기대(111) 상에 있어서 기판(103)을 도 15의 우측으로부터 좌측으로 반송하는 한쌍의 컨베이어(121, 121)를 갖고 있다. 이들 컨베이어(121, 121)는 표면 실장기(MT) 전체를 제어하는 제어 유닛(104)의 구동 제어부(141)에 의해 제어된다. 즉, 컨베이어(121, 121)는 구동 제어부(141)로부터의 구동 지령에 따라 작동하고, 반입되어 온 기판(103)을 소정의 실장 작업 위치{도 15의 가상선으로 나타내는 기판(103)의 위치}에서 정지시킨다. 그리고, 이렇게 반송되어 온 기판(103)은 도시 생략의 유지 장치에 의해 고정, 유지된다. 이 기판(103)에 대하여 부품 수용부(105)로부터 공급되는 전자 부품(도시 생략)이 헤드 유닛(106)에 탑재된 흡착 노즐(161)에 의해 이송된다. 또한, 기판(103)에 실장해야 하는 부품의 전부에 대해서 실장 처리가 완료되면 기판 반송 기구(102)는 구동 제어부(141)로부터의 구동 지령에 따라 기판(103)을 반출한다.

기판 반송 기구(102)의 양측에는 상기한 부품 수용부(105)가 배치되어 있다. 이들 부품 수용부(105)는 다수의 테이프 피더(151)를 구비하고 있다. 또한, 각 테이프 피더(151)에는 전자 부품을 수납·유지한 테이프를 권취한 릴(도시 생략)이 배치되어 있고, 전자 부품을 공급할 수 있게 되어 있다. 즉, 각 테이프에는 집적 회로(IC), 트랜지스터, 저항, 콘덴서 등의 소편상의 칩 전자 부품이 소정 간격으로 수납, 유지되어 있다. 그리고, 테이프 피더(151)가 릴로부터 Y축 방향을 따라 테이프를 헤드 유닛(106)측으로 송출함으로써 상기 테이프 내의 전자 부품이 간헐적으로 풀리고, 그 결과, 헤드 유닛(106)의 흡착 노즐(161)에 의한 전자 부품의 픽업이 가능하게 된다.

또한, 이 실시형태에서는 기판 반송 기구(102) 외에 헤드 구동 기구(107)가 설치되어 있다. 이 헤드 구동 기구(107)는 헤드 유닛(106)을 기대(111)의 소정 범위에 걸쳐 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시키기 위한 기구이다. 그리고, 헤드 유닛(106)의 이동에 의해 흡착 노즐(161)에 의해 흡착된 전자 부품이 부품 수용부(105)의 상방 위치로부터 기판(103)의 상방 위치로 반송된다. 즉, 헤드 구동 기구(107)는 X축 방향을 따라 연장되는 실장용 헤드 지지 부재(171)를 갖고 있다. 이 실장용 헤드 지지 부재(171)는 헤드 유닛(106)을 X축 방향으로 이동 가능하게 지지하고 있다. 또한, 실장용 헤드 지지 부재(171)는 X축 방향의 양단부가 Y축 방향을 따라 연장되는 고정 레일(172)에 지지되고, 이 고정 레일(172)을 따라 Y축 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 헤드 구동 기구(107)는 헤드 유닛(106)을 X축 방향으로 구동시키는 구동원으로서의 X축 서보모터(173)와, 헤드 유닛(106)을 Y축 방향으로 구동시키는 구동원으로서의 Y축 서보모터(174)를 갖고 있다. 모터(173)는 볼나사(175)에 연결되어 있고, 구동 제어부(141)로부터의 동작 지령에 따라 모터(173)가 작동됨으로써 헤드 유닛(106)이 볼나사(175)를 통해 X축 방향을 따라 왕복 구동된다. 한편, 모터(174)는 볼나사(176)에 연결되어 있고, 구동 제어부(141)로부터의 동작 지령에 따라 모터(174)가 작동함으로써 실장용 헤드 지지 부재(171)가 볼나사(176)를 통해 Y축 방향을 따라 왕복 구동된다.

헤드 구동 기구(107)에 의해 헤드 유닛(106)은 전자 부품을 흡착 노즐(161)에 의해 흡착하여 유지한 상태에서 기판(103)으로 반송함과 아울러, 소정 위치로 이송한다(부품 이송 동작). 보다 상세하게 설명하면 헤드 유닛(106)은 다음과 같이 구성되어 있다. 이 헤드 유닛(106)에서는 연직 방향(Z)으로 연장 설치된 실장용 헤드가 10개, X축 방향{기판 반송 기구(102)에 의한 기판(103)의 반송 방향}으로 등간격으로 열상 배치되어 있다. 실장용 헤드 각각의 선단부에는 흡착 노즐(161)이 장착되어 있다. 즉, 도 16 및 도 17에 나타내는 바와 같이, 각 실장용 헤드는 Z축 방향으로 연장되는 노즐 샤프트(163)를 구비하고 있다. 노즐 샤프트(163)의 축심부에는 상방(+Z측)으로 연장되는 공기 통로가 형성되어 있다. 그리고, 노즐 샤프트(163)의 하단부는 상기 하단부에 접속된 흡착 노즐(161)을 통해 공기 통로와 연통되어 있다. 한편, 상방 단부는 개구되어 있고, 연결 유닛(164), 접속 부재(165), 공기 파이프(166) 및 진공 스위칭 밸브 기구(167)를 통해 진공 흡인원 및 정압원에 접속된다.

또한, 헤드 유닛(106)에서는 노즐 샤프트(163)를 Z축 방향으로 승강시키는 상하 구동 기구(168)가 설치되어 있고, 구동 제어부(141)의 모터 컨트롤러(142)에 의해 상하 구동 기구(168)를 구동 제어하여 노즐 샤프트(163)를 Z축 방향을 따라 승강시키고, 이것에 의해 흡착 노즐(161)을 Z축 방향으로 이동시켜 위치 결정한다. 이 실시형태에서는 10개의 단축 리니어 모터(LM1~LM10)를 조합한 다축 리니어 모터(MLM)를 상하 구동 기구(168)로서 사용하고 있다. 또한, 이 구성의 상세에 대해서는 나중에 상세하게 설명한다.

또한, 흡착 노즐(161)을 XY 평면에서(Z축 둘레에서) R 방향(쌍방향)으로 회전시키는 회전 서보모터(169)가 설치되어 있고, 제어 유닛(104)의 구동 제어부(141)로부터의 동작 지령에 의거하여 회전 서보모터(169)가 작동하여 흡착 노즐(161)을 R 방향으로 회전시킨다. 따라서, 상기한 바와 같이 헤드 구동 기구(107)에 의해 헤드 유닛(106)이 부품 수용부(105)로 이동됨과 아울러, 상하 구동 기구(168) 및 회전 서보모터(169)를 구동함으로써 부품 수용부(105)로부터 공급되는 전자 부품에 대하여 흡착 노즐(161)의 선단부가 적정한 자세로 접촉된다.

도 19 및 도 20을 참조하여 상하 구동 기구(168)로서 사용되고 있는 다축 리니어 모터(MLM)는 10개의 단축 리니어 모터(LM1~LM10)와 2장의 사이드 플레이트(SPa, SPb)에 의해 구성되어 있다. 이들 단축 리니어 모터(LM1~LM10)는 도 1에서 설명한 단축 리니어 모터(LM)의 동등품을 도 10 및 도 11에서 설명한 요령으로 X축 방향(적층 방향)으로 적층 배치한 것이다. 적층 방향의 최상층측(+X측)에 설치한 사이드 플레이트(SPb)는 최상층의 단축 리니어 모터(LM10)의 오목부(1e)(도 5 참조)를 덮는 커버로서도 기능한다.

이들 2장의 사이드 플레이트(SPa, SPb)에 의해 X축을 따라 나란히 배치된 단축 리니어 모터(LM1~LM10)가 끼워 넣어져 있다. 이들 사이드 플레이트(SPa, SPb) 및 단축 리니어 모터(LM1~LM10) 중 어느 것에나 미리 설정된 위치에 X축 방향을 따라 관통되는 3개의 체결용 관통 구멍이 형성되어 있고, 이들 체결용 관통 구멍의 사이드 플레이트(SPb)측으로부터 X축 방향으로 관통되도록 볼트(13p~13q)가 삽입 통과됨과 아울러, 사이드 플레이트(SPa)측으로부터 나사 결합되는 너트(14p~14q)에 의해 체결되어 사이드 플레이트(SPa), 단축 리니어 모터(LM1~LM10) 및 사이드 플레이트(SPb)가 일체화되어 다축 리니어 모터(MLM)가 형성되어 있다. 또한, 사이드 플레이트(SPa)가 배치되는 한편, 최상층측(+X측)의 단축 리니어 모터(LM10)에는 사이드 플레이트(SPb)가 배치되어 있다.

이 다축 리니어 모터(MLM)는 도 16 및 도 17에 나타내는 바와 같이, 헤드 유닛(106)의 베이스 프레임(160)에 부착된다.

이와 같이 본 실시형태에서는 10개의 단축 리니어 모터(LM1~LM10)를 적층하고 있지만 이들 중 가장 하층측(-X측)에 위치하는 단축 리니어 모터(LM1)가 본 발명의 「최하층 단축 리니어 모터」에 상당하고, 이 단축 리니어 모터(LM1)의 배면에 위치하고 있는 사이드 플레이트(SPa)가 본 발명의 「하층측 유지 부재」에 상당하고, 가장 상층측(+X측)에 위치하는 단축 리니어 모터(LM10)가 본 발명의 「최상층 단축 리니어 모터」에 상당하고, 이 단축 리니어 모터(LM10)의 정면에 위치하고 있는 사이드 플레이트(SPb)가 본 발명의 「상층측 유지 부재」에 상당하고 있다. 또한, 헤드 유닛(106)의 베이스 프레임(160)이 본 발명의 「베이스 부재」에 상당하고 있다.

다축 리니어 모터(MLM)의 각 가동 베이스(4)에는 가동 베이스(4)마다 노즐 샤프트(163)를 연결하는 연결 유닛(164)이 각각 고정되어 있다.

도 16 및 도 17에 나타내는 바와 같이, 연결 유닛(164)은 상기 가동 베이스(4)의 이동 방향(Z)의 왕동측(-Z측) 단부에 고정되는 L자상의 블록 부재(164a)와, 블록 부재(164a)에 고정되는 샤프트 홀더(164b)를 구비하고 있다. 본 실시형태에 있어서 각 부재(164a, 164b)는 피구동물로서의 노즐 샤프트(163)와 가동부의 주요부인 가동 베이스(4)를 연결하는 연결 부재의 일례이다.

블록 부재(164a)는 Z축 방향을 따라 상방으로 연장되는 연직부와, 연직부의 하단{이동 방향(Z)의 왕동측(-Z측)}으로부터 폭 방향(Y)의 일단측(-Y측)으로 연장되는 수평부를 일체로 갖고 있다. 블록 부재(164a)의 연직부는 나사에 의해 가동 베이스(4)에 고정되어 있다. 또한, 블록 부재(164a)의 수평부의 하면(-Z측)에는 샤프트 홀더(164b)가 부착된다. 이것에 의해 노즐 샤프트(163)는 연결 유닛(164)을 통해 대응하는 단축 리니어 모터(LM1~LM10)의 가동 베이스(4)와 일체적으로 Z축 방향을 따라 승강 가능하게 연결된다.

또한, 이 실시형태에서는 다축 리니어 모터(MLM)는 상하 구동 기구(168)로서 사용되고 있고, 각 가동 베이스(4)의 이동 방향(Z)은 연직 방향과 평행으로 되어 있다. 이 때문에, 각 가동 베이스(4)는 중력에 의해 왕동측(-Z측)으로 항상 바이어싱되어 있다. 그래서, 각 단축 리니어 모터(LM1~LM10)에서는 리턴 스프링(15)의 상단부를 베이스 플레이트(1)의 스프링 맞물림부(1h)에 맞물리게 함과 아울러, 그 하단부를 블록 부재(164a)의 상기 수평부에 형성된 스프링 맞물림부(164c)에 맞물리게 하고, 이 리턴 스프링(15)에 의해 가동 베이스(4)를 복동측(+Z측), 즉 상방으로 바이어싱하고 있다. 이것에 의해 각 단축 리니어 모터(LM1~LM10)의 코일(3c)로의 전류 공급을 정지하고 있는 동안에 가동 베이스(4)는 베이스 플레이트(1) 내에 수납된다. 이것에 의해 각 흡착 노즐(161)은 상방에 위치하게 되고, 상하 구동 기구(168)가 전류 정지에 의해 기능하지 않는 상태에서 예를 들면, X축 서보모터(173)나 Y축 서보모터(174)가 작동했다고 해도 각 흡착 노즐(161) 또는 흡착되어 있는 전자 부품이 기판(103)이나 컨베이어(121) 등과 간섭 사고를 일으키는 경우가 없다.

도 17에 나타내는 바와 같이, 샤프트 홀더(164b)의 정면(Y축 방향의 -Y측)에는 접속 부재(165)가 부착되어 있다. 이 접속 부재(165)에는 공기 파이프(166)의 한쪽 끝이 접속되어 있고, 이 공기 파이프(166)를 통해 진공 스위칭 밸브 기구(167)로부터 이송되어 오는 공기를 샤프트 홀더(164b)에 공급하거나 반대로 샤프트 홀더(164b)로부터 공기를 공기 파이프(166)를 통해 진공 스위칭 밸브 기구(167)에 흡인 가능하게 하고 있다. 이렇게 공기 파이프(166)-샤프트 홀더(164b) 내의 공기 경로(도시 생략)-노즐 샤프트(163)라는 경로로 진공 스위칭 밸브 기구(167)와 흡착 노즐(161)이 접속되어 있고, 각 흡착 노즐(161)에 정압을 공급하거나 반대로 각 흡착 노즐(161)에 부압을 공급할 수 있게 되어 있다.

이와 같이 구성된 표면 실장기에서는 제어 유닛(104)의 메모리(도시 생략)에 미리 기억된 프로그램에 따라 제어 유닛(104)의 주 제어부(143)가 장치 각 부를 제어하여 헤드 유닛(106)을 부품 수용부(105)의 상방 위치와 기판(103)의 상방 위치 사이에서 왕복 이동시킨다. 또한, 헤드 유닛(106)은 부품 수용부(105)의 상방 위치에 정지된 상태에서 상하 구동 기구(168) 및 회전 서보모터(169)를 구동 제어하여 부품 수용부(105)로부터 공급되는 전자 부품에 대하여 흡착 노즐(161)의 선단부를 적정한 자세로 접촉시킴과 아울러, 부압 흡착력을 흡착 노즐(161)에 부여함으로써 상기 흡착 노즐(161)에 의한 부품 유지를 행한다. 그리고, 부품을 흡착 유지한 상태에서 헤드 유닛(106)은 기판(103)의 상방 위치로 이동한 후, 소정 위치로 이송한다. 이렇게 부품 수용부(105)로부터 기판(103)의 부품 탑재 영역으로 부품을 이송하는 부품 이송 동작이 반복해서 행해진다.

이상과 같이, 이 실시형태에 따른 표면 실장기에서는 도 1에 나타내는 단축 리니어 모터(LM)와 동일 구성을 갖는 10개의 리니어 모터(LM1~LM10)를 전후 방향(X){즉, 베이스면(1a)과 직교하는 방향}으로 적층 배치하여 이루어지는 다축 리니어 모터(MLM)를 이용하여 노즐 샤프트(163)를 Z축 방향으로 승강 구동하도록 구성되어 있으므로 다음과 같은 작용 효과가 얻어진다. 즉, 복수개의 가동 베이스(4)를 적층 방향{전후 방향(X)}으로 우수한 상대 위치 정밀도로 배치할 수 있기 때문에 각 가동 베이스(4)의 연결되는 노즐 샤프트에 대해서도 우수한 상대 위치 정밀도로 적층 방향{전후 방향(X)}으로 배치할 수 있다. 그리고, 각 단축 리니어 모터(LM1~LM10)를 독립적으로 구동함으로써 각 흡착 노즐(161)을 상하 방향(Z)으로 정밀도 좋게 위치 결정할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같이 구성된 다축 리니어 모터(MLM)에서는 가동 베이스(4)의 적층 방향의 피치(PT)가 좁게 되어 있기 때문에 이들 가동 베이스(4)에 연결되는 노즐 샤프트의 적층 방향의 피치(PT)를 좁게 할 수 있어 종래보다 좁은 적층 방향의 피치(PT), 예를 들면, 12㎜ 피치로 흡착 노즐(161)에 의한 부품 유지가 가능하게 되어 있다. 또한, 적층 방향의 피치(PT)의 변경이 필요로 되는 경우에는 다축 리니어 모터(MLM)를 구성하는 단축 리니어 모터의 깊이를 변경해도 좋지만 도 21에 나타내는 바와 같이, 단축 리니어 모터(LM5~LM10)가 적층 방향{전후 방향(X)}에 인접하는 경계 위치에 피치 조정판(SC)을 삽입하여 리니어 모터(LM5~LM10) 사이에서의 적층 방향의 피치(PT1, PT2…)를 조정해도 좋다. 이 경우, 리니어 모터(LM1~LM5) 사이에서의 피치(PT1)와, 리니어 모터(LM5~LM10) 사이에서의 피치(PT2)를 상위시킬 수 있다. 이렇게 단축 리니어 모터(LM1~LM10)의 구성을 변경하지 않고, 적층 방향의 피치를 유연하게, 또한 고정밀도로 조정할 수 있다.

또한, 이 실시형태의 상하 구동 기구(168){다축 리니어 모터(MLM)}에서는 최하층 단축 리니어 모터(LM1)의 배면측(-X측)에 사이드 플레이트(SPa)가 배치되는 한편, 최상층 단축 리니어 모터(LM10)의 정면측(+X측)에 사이드 플레이트(SPb)가 배치되고, 10개의 단축 리니어 모터(LM1~LM10)가 사이드 플레이트(SPa, SPb)에 의해 끼워져 일체적으로 유지되어 있다. 또한, 이렇게 구성된 상하 구동 기구(168){다축 리니어 모터(MLM)}의 사이드 플레이트(SPa, SPb)를 헤드 유닛(106)의 베이스 프레임(160)에 대하여 착탈 가능하게 부착할 수 있게 되어 있다. 이 때문에 10개의 단축 리니어 모터(LM1~LM10)를 각각 베이스 프레임(160)에 부착하는 경우에 비해서 부착 작업을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 상하 구동 기구(168)의 점검·수리 등의 유지 보수 작업을 위해서 헤드 유닛(106)의 베이스 프레임(160)으로부터 상하 구동 기구(168)를 분리하는 작업도 용이하게 된다. 이렇게 상하 구동 기구의 유지 보수성이 향상된다.

<기타>

또한, 상기 실시형태에서는 도 1에 나타내는 단축 리니어 모터(LM)를 적층 배치하여 이루어지는 다축 리니어 모터(MLM)를 상하 구동 기구(168)로서 사용하고 있지만 다른 단축 리니어 모터, 예를 들면, 도 14에 나타내는 단축 리니어 모터(LM)를 적층 배치하여 이루어지는 다축 리니어 모터, 서로 다른 구성을 갖는 복수 종류의 단축 리니어 모터(LM)를 적층 배치하여 이루어지는 다축 리니어 모터 등을 사용할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는 부품 이송 장치로서 기능하는 표면 실장기(MT)에 대하여 본 발명을 적용하고 있지만 본 발명의 적용 대상은 이것에 한정되는 것은 아니고, IC 핸들러 등의 부품 이송 장치에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다.

이렇게 해서 본 발명은 자성체와 전기자를 구비하고, 상기 전기자로의 급전시에 상기 전기자와 상기 자성체 사이에서 발생되는 자속의 상호 작용에 의해 소정의 직선상의 이동 방향을 따라 상기 자성체와 상기 전기자가 상대적으로 변위되는 힘을 생성시키는 단축 리니어 모터를 복수개 구비한 다축 리니어 모터로서, 상기 단축 리니어 모터는 상기 자성체와 상기 전기자 중 어느 한쪽에 의해 구성되는 고정자와, 상기 자성체와 상기 전기자 중 어느 다른 쪽에 의해 구성되며, 상기 고정자와 상대적으로 이동 가능한 가동자와, 상기 이동 방향을 규정하는 베이스면을 갖고, 또한 이 베이스면 상에 상기 이동 방향을 따라 상기 고정자가 고정됨과 아울러, 이 고정자에 대향하여 상기 이동 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 상기 가동자가 부착되는 베이스 플레이트를 각각 구비하고, 상기 단축 리니어 모터는 각각의 베이스 플레이트가 상기 고정자와 상기 가동자를 포함하는 단위 유닛으로서 개별적으로 분리 가능한 상태에서 상기 베이스면과 직교하는 적층 방향을 따라 적층 배치되는 다축 리니어 모터이다.

또한, 바람직한 형태에 있어서 상기 단축 리니어 모터는 상기 베이스 플레이트에 대하여 상기 이동 방향을 따라 상대적으로 왕복 가능하게 부착됨과 아울러, 상기 이동 방향 및 상기 적층 방향과 직교하는 폭 방향에 있어서 상기 가동자가 상기 고정자에 대하여 대향하도록 상기 가동자를 담지하는 가동부를 각각 구비하고 있다. 이 형태에서는 가동자 및 고정부가 베이스 플레이트의 폭 방향으로 배열되게 되어 단축 리니어 모터가 적층되는 적층 방향, 즉 베이스면과 직교하는 방향에 있어서 단축 리니어 모터의 두께를 억제할 수 있다. 따라서, 이러한 구성을 갖는 단축 리니어 모터를 복수개 적층 배치하여 다축 리니어 모터를 형성한 경우, 적층 방향(베이스면과 직교하는 방향)에서의 가동부의 피치를 작게 할 수 있다.

바람직한 형태에 있어서 상기 가동자는 상기 가동부의 상기 폭 방향의 일단측면에 부착되어 있다. 이 형태에서는 각 단축 리니어 모터의 가동자를 가동부의 폭 방향의 일단측에 병설하고 있음과 아울러, 고정자는 가동부의 외측으로 벗어난 위치로부터 가동자에 대향하게 된다. 그 결과, 다축 리니어 모터에 있어서 적층 방향(베이스면과 직교하는 방향)에서의 가동부의 피치를 더욱 작게 할 수 있다.

바람직한 형태에 있어서 상기 단축 리니어 모터는 상기 베이스 플레이트의 적어도 상기 이동 방향을 따르는 외측 가장자리 부분에 설치되고, 상기 고정자, 상기 가동자 및 상기 가동부를 상기 베이스면과 직교하는 방향으로 삽입 분리 가능하게 개구되는 수납 공간을 상기 베이스면과 함께 형성하는 기립벽을 각각 구비하고, 상기 적층 방향의 하층측에 위치하는 하층측 단축 리니어 모터의 수납 공간은 상기 하층측 단축 리니어 모터의 상층측에서 인접하는 상층측 단축 리니어 모터의 상기 베이스 플레이트의 배면에 의해 덮여 있다. 이 형태에서는 기립벽과 베이스면에 의해 둘러싸인 수납 공간이 베이스면과 직교하는 방향으로 개구되어 형성되고, 상기 개구는 이동 방향 및 폭 방향으로 확대를 갖고 있고, 개구를 통해 베이스면에 대향하는 짧은 스트로크로 수납 공간측으로 용이하게 액세스 가능하게 되어 있다. 따라서, 가동부, 가동자 및 고정자 중 어느 것에 대해서나 베이스면에 대향하는 짧은 스트로크로의 삽입 분리하는 동작에 의해 맞붙임이나 분해가 가능하게 되는 결과, 조립시에 있어서는 고정자나 가동자의 위치 결정이 용이하게 되어 맞붙임 정밀도가 향상된다. 또한, 가동부 등의 점검·수리에 대해서도 조립시와 마찬가지로 수납 공간에 용이하게 액세스하여 유지 보수 작업을 행할 수 있다.

바람직한 형태에 있어서 상기 단축 리니어 모터는 상기 베이스 플레이트의 적어도 상기 이동 방향을 따르는 외측 가장자리 부분에 설치되고, 상기 고정자, 상기 가동자 및 상기 가동부를 상기 베이스면과 직교하는 방향으로 삽입 분리할 수 있게 개구되는 수납 공간을 상기 베이스면과 함께 형성하는 기립벽과, 상기 기립벽의 꼭대기부에 부착되고, 상기 수납 공간 및 상기 수납 공간 내에 수납된 상기 가동부, 상기 고정자 및 상기 가동자를 덮도록 상기 개구를 폐쇄하는 커버 부재를 각각 구비하고 있다. 이 형태에서는 상층측 단축 리니어 모터의 베이스 플레이트가 하층측 단축 리니어 모터의 커버 부재로서도 기능하고 있어 외부로부터의 이물의 침입을 효과적으로 방지한다. 또한, 베이스 플레이트끼리를 직접 부착에 의해 스태킹(stacking)하는 구성을 채용하고 있으므로 적층 방향(베이스면과 직교하는 방향)에 있어서의 단축 리니어 모터의 두께를 억제할 수 있고, 그 결과, 적층 방향에서의 가동부의 피치를 더욱 작게 할 수 있다. 또한, 기립벽을 형성한 것에 의해 베이스 플레이트의 강성이 향상되고, 또한 수납 공간측에 가동부, 고정자 및 가동자 모두를 배치하고 있기 때문에 단축 리니어 모터의 강도를 높일 수 있고, 그 결과, 다축 리니어 모터 자체의 강도도 높일 수 있다.

바람직한 형태에 있어서 상기 복수개의 단축 리니어 모터 중 상기 적층 방향의 최하층에 위치하는 최하층 단축 리니어 모터의 하층측에 배치되는 하층측 유지 부재와, 상기 적층 방향의 최상층에 위치하는 최상층 단축 리니어 모터의 상층측에 배치되는 상층측 유지 부재를 구비하고, 상기 복수개의 단축 리니어 모터가 상기 하층측 유지 부재 및 상기 상층측 유지 부재에 의해 끼워져 유지되어 있다. 이 형태에서는 단축 리니어 모터의 상대 위치 관계를 안정적으로 유지할 수 있다.

바람직한 형태에 있어서 각 단축 리니어 모터의 상기 베이스 플레이트, 상기하층측 유지 부재 및 상기 상층측 유지 부재 각각을 상기 적층 방향을 따라 관통하여 각 단축 리니어 모터를 공동 체결하는 체결 부재를 구비하고 있다. 이 형태에서는 단축 리니어 모터끼리가 체결 부재에 의해 견고하게 일체화되므로 각 가동부의 상대 위치 관계를 더욱 안정적으로 유지할 수 있다.

바람직한 형태에 있어서 상기 각 단축 리니어 모터 사이에 끼워 장착되고, 인접하는 단축 리니어 모터 사이의 피치를 상기 적층 방향에 걸친 소정의 두께분만큼 확장하는 피치 조정판을 구비하고 있다. 이 형태에서는 피치 조정판을 끼워서 장착하는 것에 의해 적층 방향의 단축 리니어 모터의 간격을 조정하여 적층 방향에 있어서의 가동부의 피치 간격을 간단하게, 또한 고정밀도로 조정할 수 있다.

바람직한 형태에 있어서 상기 복수개의 단축 리니어 모터가 적층되는 적층면의 상층측과 하층측에 각각 형성되어 쌍을 이루고, 상기 단축 리니어 모터의 적층시에 맞물려서 인접하는 단축 리니어 모터끼리를 서로 위치 결정하도록 상기 단축 리니어 모터의 적층 방향에 대향하여 기복되는 상층측 맞물림부 및 하층측 맞물림부를 구비하고 있다. 이 형태에서는 다축 리니어 모터를 구성하는 복수개의 단축 리니어 모터가 적층 방향에 인접하는 경계 위치에서는 하층측의 단축 리니어 모터에 형성된 하층측 맞물림부와, 상층측의 단축 리니어 모터에 형성된 상층측 맞물림부가 서로 맞물려 양 단축 리니어 모터가 서로 위치 결정된다. 그 결과, 복수개의 가동부가 적층 방향으로 우수한 상대 위치 정밀도로 배치되고, 각각 독립적으로 구동된다.

본 발명의 다른 형태는 부품 수용부로부터 부품 탑재 영역으로 부품을 이송하는 부품 이송 장치에 있어서 베이스 부재, 상기 베이스 부재에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하게 지지되고, 선단부에 흡착 노즐이 부착됨과 아울러, 후단부에 접속된 부압 배관을 통해 공급되는 부압을 상기 흡착 노즐에 부여하는 복수개의 노즐 샤프트 및 상기 복수개의 노즐 샤프트를 각각 독립적으로 상기 상하 방향으로 구동시키는 상하 구동 기구를 갖는 헤드 유닛과, 상기 부품 수용부의 상방 위치와 상기 부품 탑재 영역의 상방 위치 사이에서 상기 헤드 유닛을 이동시키는 헤드 구동 수단을 구비하고, 상기 상하 구동 기구가 상술한 다축 리니어 모터이며, 상기 다축 리니어 모터는 상기 이동 방향이 상기 상하 방향과 평행이 되고, 또한 상기 다축 리니어 모터를 구성하는 상기 복수개의 단축 리니어 모터가 상기 복수개의 노즐 샤프트와 1대 1로 대응하도록 상기 베이스 부재에 부착되고, 상기 단축 리니어 모터마다 상기 가동부가 대응하는 상기 노즐 샤프트에 연결되어 있는 부품 이송 장치이다.

상기한 바와 같이, 구성된 부품 이송 장치는 본 발명에 따른 다축 리니어 모터를 상하 구동 기구로서 사용하고 있고, 복수개의 가동부를 적층 방향으로 우수한 상대 위치 정밀도로 배치할 수 있기 때문에 가동부에 연결되는 노즐 샤프트에 대해서도 우수한 상대 위치 정밀도로 배치할 수 있다. 그리고, 각 단축 리니어 모터를 독립적으로 구동시킴으로써 노즐 샤프트 및 흡착 노즐을 상하 방향으로 정밀도 좋게 위치 결정할 수 있다.

본 발명의 다른 형태는 베이스 부재, 상기 베이스 부재에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하게 지지되고, 선단부에 흡착 노즐이 부착됨과 아울러, 후단부에 접속된 부압 배관을 통해 공급되는 부압을 상기 흡착 노즐에 부여하는 복수개의 노즐 샤프트 및 상기 복수개의 노즐 샤프트를 각각 독립적으로 상기 상하 방향으로 구동시키는 상하 구동 기구를 갖는 헤드 유닛과, 상기 부품 수용부의 상방 위치와 상기 부품 탑재 영역의 상방 위치 사이에서 상기 헤드 유닛을 이동시키는 헤드 구동 수단을 구비하고, 상기 상하 구동 기구가 상기 하층측 및 상층측 유지 부재를 구비한 다축 리니어 모터이며, 상기 다축 리니어 모터는 상기 이동 방향이 상기 상하 방향과 평행이 되고, 상기 다축 리니어 모터를 구성하는 상기 복수개의 단축 리니어 모터는 상기 복수개의 노즐 샤프트와 1대 1로 대응하고, 또한 상기 하층측 유지 부재 및 상기 상층측 유지 부재에 의해 끼워져 일체적으로 유지된 상태에서 이들 상기 하층측 유지 부재 및 상기 상층측 유지 부재를 통해 상기 베이스 부재에 착탈 가능하게 부착되고, 상기 단축 리니어 모터마다 상기 가동부가 대응하는 상기 노즐 샤프트에 연결되어 있다.

이 형태에서는 베이스 부재에의 상하 구동 기구의 부착이 용이하게 된다. 또한, 상하 구동 기구의 점검·수리 등의 유지 보수 작업을 위해서 베이스 부재로부터의 상하 구동 기구의 분리도 용이하게 된다. 따라서, 상기 구성을 채용함으로써 상하 구동 기구의 유지 보수성을 향상시킬 수 있다.

Claims

자성체와 전기자를 구비하고, 상기 전기자로의 급전시에 상기 전기자와 상기 자성체 사이에서 발생되는 자속의 상호 작용에 의해 소정의 직선상의 이동 방향을 따라 상기 자성체와 상기 전기자가 상대적으로 변위되는 힘을 생성시키는 단축 리니어 모터를 복수개 구비한 다축 리니어 모터로서,
상기 단축 리니어 모터는,
상기 자성체와 상기 전기자 중 어느 한쪽에 의해 구성되는 고정자와,
상기 자성체와 상기 전기자 중 어느 다른 쪽에 의해 구성되고, 상기 고정자와 상대적으로 이동할 수 있는 가동자와,
상기 이동 방향을 규정하는 베이스면을 갖고, 또한 이 베이스면 상에 상기 이동 방향을 따라 상기 고정자가 고정됨과 아울러 이 고정자에 대향해서 상기 이동 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 상기 가동자가 부착되는 베이스 플레이트와,
상기 베이스 플레이트의 베이스면에 설치된 한 쌍의 서브티스로서, 각 서브티스는 가동 중에 발생할 수 있는 코깅력을 저감하도록 구성되어 있는, 상기 한 쌍의 서브티스와,
상기 베이스 플레이트에 설치된 자성 플레이트로서, 일부가 상기 서브티스에 의한 코깅력의 영향을 저감하도록 상기 한 쌍의 서브티스 사이에 배치되는, 자성 플레이트를 각각 구비하고,
상기 단축 리니어 모터는 각각의 베이스 플레이트가 상기 고정자와 상기 가동자를 포함하는 단위 유닛으로서 개별적으로 분리 가능한 상태에서 상기 베이스면과 직교하는 적층 방향을 따라 적층 배치되는 것을 특징으로 하는 다축 리니어 모터.
제 1 항에 있어서,
상기 단축 리니어 모터는 상기 베이스 플레이트에 대하여 상기 이동 방향을 따라 상대적으로 왕복 이동 가능하게 부착됨과 아울러 상기 이동 방향 및 상기 적층 방향과 직교하는 폭 방향에 있어서 상기 가동자가 상기 고정자에 대하여 대향하도록 상기 가동자를 담지하는 가동부를 각각 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 다축 리니어 모터.
제 2 항에 있어서,
상기 가동자는 상기 가동부의 상기 폭 방향의 일단측면에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 다축 리니어 모터.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 단축 리니어 모터는 상기 베이스 플레이트의 적어도 상기 이동 방향에 걸친 외측 가장자리 부분에 설치되고, 상기 고정자, 상기 가동자 및 상기 가동부가 상기 베이스면과 직교하는 방향으로 삽입 분리 가능하게 개구되는 수납 공간을 상기 베이스면과 함께 형성하는 기립벽을 각각 구비하고,
상기 적층 방향의 하층측에 위치하는 하층측 단축 리니어 모터의 수납 공간은 상기 하층측 단축 리니어 모터의 상층측에서 인접하는 상층측 단축 리니어 모터의 상기 베이스 플레이트의 배면에 의해 덮여 있는 것을 특징으로 하는 다축 리니어 모터.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 단축 리니어 모터는,
상기 베이스 플레이트의 적어도 상기 이동 방향에 걸친 외측 가장자리 부분에 설치되고, 상기 고정자, 상기 가동자 및 상기 가동부가 상기 베이스면과 직교하는 방향으로 삽입 분리 가능하게 개구되는 수납 공간을 상기 베이스면과 함께 형성하는 기립벽과,
상기 기립벽의 꼭대기부에 부착되고, 상기 수납 공간 및 상기 수납 공간 내에 수납된 상기 가동부, 상기 고정자 및 상기 가동자를 덮도록 상기 개구를 폐쇄하는 커버 부재를 각각 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 다축 리니어 모터.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수개의 단축 리니어 모터 중 상기 적층 방향의 최하층에 위치하는 최하층 단축 리니어 모터의 하층측에 배치되는 하층측 유지 부재, 및
상기 적층 방향의 최상층에 위치하는 최상층 단축 리니어 모터의 상층측에 배치되는 상층측 유지 부재를 구비하고;
상기 복수개의 단축 리니어 모터가 상기 하층측 유지 부재 및 상기 상층측 유지 부재에 의해 끼워져 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 다축 리니어 모터.
제 6 항에 있어서,
각 단축 리니어 모터의 상기 베이스 플레이트, 상기 하층측 유지 부재 및 상기 상층측 유지 부재 각각을 상기 적층 방향을 따라 관통하여 각 단축 리니어 모터를 공동 체결하는 체결 부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 다축 리니어 모터.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각 단축 리니어 모터 사이에 끼워 장착되고, 인접하는 단축 리니어 모터 사이의 피치를 상기 적층 방향에 걸친 소정 두께분만큼 확장하는 피치 조정판을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 다축 리니어 모터.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수개의 단축 리니어 모터가 적층되는 적층면의 상층측과 하층측에 각각 형성되어 쌍을 이루고, 상기 단축 리니어 모터의 적층시에 맞물려서 인접하는 단축 리니어 모터끼리를 서로 위치 결정하도록 상기 단축 리니어 모터의 적층 방향에 대향하여 기복되는 상층측 맞물림부 및 하층측 맞물림부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 다축 리니어 모터.
부품 수용부로부터 부품 탑재 영역에 부품을 이송하는 부품 이송 장치에 있어서,
베이스 부재, 상기 베이스 부재에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하게 지지되고, 선단부에 흡착 노즐이 부착됨과 아울러, 후단부에 접속된 부압 배관을 통해 공급되는 부압을 상기 흡착 노즐에 부여하는 복수개의 노즐 샤프트, 및 상기 복수개의 노즐 샤프트를 각각 독립적으로 상기 상하 방향으로 구동시키는 상하 구동 기구를 갖는 헤드 유닛과,
상기 부품 수용부의 상방 위치와 상기 부품 탑재 영역의 상방 위치 사이에서 상기 헤드 유닛을 이동시키는 헤드 구동 수단을 구비하고,
상기 상하 구동 기구가 제 2 항 또는 제 3 항에 기재된 다축 리니어 모터이며,
상기 다축 리니어 모터는 상기 이동 방향이 상기 상하 방향과 평행이 되고, 또한 상기 다축 리니어 모터를 구성하는 상기 복수개의 단축 리니어 모터가 상기 복수개의 노즐 샤프트와 1대 1로 대응하도록 상기 베이스 부재에 부착되고,
상기 단축 리니어 모터마다 상기 가동부가 대응하는 상기 노즐 샤프트에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 부품 이송 장치.
제 10 항에 기재된 부품 이송 장치에 있어서,
상기 복수개의 단축 리니어 모터 중 상기 적층 방향의 최하층에 위치하는 최하층 단축 리니어 모터의 하층측에 배치되는 하층측 유지 부재와,
상기 적층 방향의 최상층에 위치하는 최상층 단축 리니어 모터의 상층측에 배치되는 상층측 유지 부재를 더욱 구비하고,
상기 복수개의 단축 리니어 모터가 상기 하층측 유지 부재 및 상기 상층측 유지 부재에 의해 끼워져 유지되어 있고, 또한 상기 하층측 유지 부재 및 상기 상층측 유지 부재에 의해 끼워져 일체적으로 유지된 상태에서 이들 상기 하층측 유지 부재 및 상기 상층측 유지 부재를 통해 상기 베이스 부재에 착탈 가능하게 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 부품 이송 장치.