KR101554194B1

KR101554194B1 - 부품 실장기

Info

Publication number: KR101554194B1
Application number: KR1020147032877A
Authority: KR
Inventors: 히로히코 쿠보
Original assignee: 야마하하쓰도키 가부시키가이샤
Priority date: 2012-06-18
Filing date: 2012-06-18
Publication date: 2015-09-18
Also published as: JPWO2013190613A1; CN104380855A; KR20150004396A; JP5872036B2; CN104380855B; WO2013190613A1

Abstract

본 발명은 헤드 유닛(60F, 60R)을 X방향 및 Y방향으로 이동 가능하게 설치하여 이루어지는 부품 실장기로서, X방향으로 연장되어 설치되어 헤드 유닛(60F, 60R)을 X방향으로 이동 가능하게 지지하는 X방향 프레임(50F, 50R)과, 고정자(36F, 36R) 및 가동자(45L, 45R)를 갖고 구성되고, X방향 프레임(50F, 50R)을 Y방향으로 이동시키는 리니어 모터와, Y방향으로 연장되어 설치되고, 냉각 매체를 유통시키는 냉각 공간(33L, 33R)이 내부에 형성된 중공 구조로 되고, 고정자(36L, 36R)가 부착 고정되는 고정자 부착면(43L, 43R)이 냉각 공간(33L, 33R)을 둘러싸는 외면에 배치되고, X방향 프레임(50F, 50R)을 이동 가능하게 지지하는 Y방향 프레임(30L, 30R)과, 냉각 공간(33L, 33R) 내에 냉각 매체를 공급함으로써 같은 냉각 매체를 냉각 공간(33L, 33R) 내에서 유통시키는 한 쌍의 팬(41F, 41R)을 구비한 구성으로 한 점에 특징을 갖는다.

Description

부품 실장기{COMPONENT MOUNTING DEVICE}

본 발명은 리니어 모터를 구비한 부품 실장기에 관한 것이다.

이 종류의 부품 실장기로서, 예를 들면 하기 특허문헌 1에 기재된 것이 알려져 있다. 이 부품 실장기는 부품의 공급을 행하는 부품 공급부로부터 기판 상으로 부품을 반송하는 헤드 유닛을 구비하고 있다. 이 헤드 유닛은 X방향 프레임에 의해 지지되어 있고, 이 X방향 프레임은 한 쌍의 Y방향 프레임에 의해 2점에서 지지되어 있다. X방향 프레임은 리니어 모터에 의해 Y방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 리니어 모터는 영구 자석을 구비한 고정자와, 코일을 구비한 가동자로 이루어지고, 코일에 통전해서 가동자를 고정자에 대하여 상대 이동시킴으로써 X방향 프레임을 Y방향 프레임에 대하여 이동시킬 수 있다.

한 쌍의 Y방향 프레임에 있어서 서로 대향하는 대향부에는 내측으로 개구되는 대략 문형의 수용부가 형성되어 있다. 이 수용부 내의 상하의 각 면에는 고정자가 각각 고정되어 있다. 일반적으로 코일에 통전을 행하면 코일이 발열하고, 이 열이 고정자를 통해 Y방향 프레임에 전달되어 Y방향 프레임 전체가 가열에 의해 열팽창해버린다. 그래서, Y방향 프레임을 냉각하기 위해 상측의 고정자의 상면과 수용부 내의 상면 사이에 상측의 에어 통로를 형성함과 아울러 하측의 고정자의 하면과 수용부 내의 하면 사이에 하측의 에어 통로를 형성하고, 이들 에어 통로 내에서 에어를 유통시키도록 하고 있다.

일본 특허 공개 2011-103316호 공보

그러나, 상기 부품 실장기에서는 가동자의 측벽이 수용부 내의 측벽에 접근해서 배치되어 있고, 가동자의 측벽으로부터 수용부 내의 측벽으로 전달되는 열을 직접 냉각할 수 없기 때문에 Y방향 프레임의 냉각 효율이 낮은 것으로 되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 사정에 의거하여 완성된 것이며, Y방향 프레임의 냉각 효율을 높이는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 헤드 유닛을 X방향 및 Y방향으로 이동 가능하게 설치해서 이루어지는 부품 실장기로서, X방향으로 연장되어서 설치되고, 헤드 유닛을 X방향으로 이동 가능하게 지지하는 X방향 프레임과, 고정자 및 가동자를 갖고 구성되며, X방향 프레임을 Y방향으로 이동시키는 리니어 모터와, Y방향으로 연장되어서 설치되고, 냉각 매체를 유통시키는 냉각 공간이 내부에 형성된 중공 구조로 되고, 고정자가 부착 고정되는 고정자 부착면이 냉각 공간을 둘러싸는 외면에 배치되고, X방향 프레임을 이동 가능하게 지지하는 Y방향 프레임과, 냉각 공간 내에 냉각 매체를 공급함으로써 같은 냉각 매체를 냉각 공간 내에서 유통시키는 냉각 매체 공급부를 구비한 구성으로 한 점에 특징을 갖는다.

이와 같은 구성에 의하면 가동자의 코일이 발열해서 그 열이 고정자를 통해 Y방향 프레임에 전달되었을 경우에 팬 등의 냉각 매체 공급부를 사용하여 상온 공기나 냉각 가스 등의 냉각 매체를 냉각 공간 내에 유통시킴으로써 Y방향 프레임을 냉각할 수 있다. 즉, Y방향 프레임은 중공 구조로 되고, 냉각 공간을 둘러싸는 외면에 고정자 부착면을 배치했기 때문에 냉각 공간 내에 냉각 매체를 유통시킴으로써 고정자로부터 전달되는 열을 직접 냉각할 수 있다. 따라서, Y방향 프레임의 냉각 효율을 높일 수 있고, Y방향 프레임이 열팽창에 의해 변형되는 것을 억제할 수 있다.

본 발명의 실시형태로서 이하의 구성이 바람직하다.

Y방향 프레임에 있어서 고정자 부착면이 배치된 벽부에는 냉각 매체가 유통 가능해지는 냉각 오목부가 냉각 공간에 연통하여 형성되어 있는 구성으로 해도 좋다.

이와 같은 구성에 의하면 냉각 공간 내를 유통하는 냉각 매체가 냉각 오목부 내에도 유통됨으로써 Y방향 프레임에 있어서 고정자 부착면이 배치된 벽부를 효율 좋게 냉각할 수 있다.

Y방향 프레임에 있어서 냉각 공간을 구성하는 내면에는 냉각 공간 내에 돌출되는 형태를 이루는 돌기가 형성되어 있는 구성으로 해도 좋다.

이와 같은 구성에 의하면 냉각 공간에 있어서 냉각 매체가 접촉하는 면적을 증가시킴으로써 Y방향 프레임을 효율 좋게 냉각할 수 있다.

한 쌍의 Y방향 프레임이 평행하게 배치된 것에 있어서 한 쌍의 Y방향 프레임에 있어서 서로 대향하는 대향부에 고정자가 배치되어 있는 구성으로 해도 좋다.

이와 같은 구성에 의하면 가동자의 양측에 고정자를 배치하지 않아도 좋고, 가동자의 편측에만 고정자를 배치할 수 있다. 만약, 가동자 및 그 좌우 양측에 배치된 고정자를 수용하는 상면 개구의 오목부를 Y방향 프레임에 형성했을 경우, 한 쌍의 고정자가 부착된 한 쌍의 부착면을 냉각 매체에 의해 냉각할 수 있도록 냉각 공간의 구조를 복잡하게 할 필요가 있다. 그 점에서 가동자의 편측에만 고정자를 배치했을 경우에는 고정자 부착면이 1개만이어도 되기 때문에 냉각 공간의 구조(Y방향 프레임의 구조)를 간소화할 수 있다.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면 Y방향 프레임의 냉각 효율을 높일 수 있다.

도 1은 실시형태에 있어서의 실장기 본체의 사시도이다.
도 2는 실장기 본체의 정면도이다.
도 3은 Y방향 프레임의 내부 구조를 정면으로부터 본 단면도이다.
도 4는 Y방향 프레임의 내부 구조를 상방으로부터 본 단면도이다.
도 5는 도 4의 Y방향 프레임을 확대해서 나타낸 요부 확대 단면도이다.
도 6은 실장기 본체의 내부측으로부터 본 Y방향 프레임의 측면도이다.
도 7은 Y방향 프레임의 내부 구조를 측방으로부터 본 단면도이다.

<실시형태>

본 발명의 실시형태를 도 1~도 7의 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 있어서의 부품 실장기의 주요부를 구성하는 실장기 본체(10)를 나타낸 사시도이다. 부품 실장기는 상세하게는 기대(도시 생략), 이 기대 상에 부착 고정된 실장기 본체(10), 이 실장기 본체(10)를 덮는 케이스(도시 생략), 실장기 본체(10)에 착탈 가능하게 부착되는 일괄 교환 대차(도시 생략) 등을 구비하여 구성되어 있다.

실장기 본체(10)는 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 기대의 상면에 고정되는 기대부(20), 이 기대부(20)로부터 상방으로 상승하는 한 쌍의 Y방향 프레임(30L, 30R), 한 쌍의 Y방향 프레임(30L, 30R) 사이에 가설된 한 쌍의 X방향 프레임(50F, 50R), 한 쌍의 X방향 프레임(50F, 50R)에 설치된 한 쌍의 헤드 유닛(60F, 60R) 등을 구비하여 구성되어 있다. X방향 프레임(50F, 50R)은 기대부(20) 상에 있어서 좌우 방향(X방향)으로 연장되어서 설치되고, 전방측의 X방향 프레임을 50F로 하고, 후방측의 X방향 프레임을 50R로 한다. 한편, Y방향 프레임(30L, 30R)은 기대부(20) 상에 있어서 전후 방향(Y방향)으로 연장되어서 설치되고, 좌측의 Y방향 프레임을 30L로 하고, 우측의 Y방향 프레임을 30R로 한다.

도 6에 나타내는 바와 같이 우측의 Y방향 프레임(30R)은 전후 한 쌍의 지지벽 부분(31R, 31R)과, 양쪽 지지벽 부분(31R, 31R) 사이에 가설된 프레임 부분(32R)을 구비하여 구성되고, 마찬가지로 좌측의 Y방향 프레임(30L)은 전후 한 쌍의 지지벽 부분(31L, 31L)과, 양쪽 지지벽 부분(31L, 31L) 사이에 가설된 프레임 부분(32L)을 구비하여 구성되어 있다. 좌우 한 쌍의 Y방향 프레임(30L, 30R)은 모두 마찬가지의 구성이기 때문에 이하에 있어서는 우측의 Y방향 프레임(30R)을 대표로 해서 그 구성을 설명하는 것으로 하고, 「우측의 Y방향 프레임(30R)」을 생략해서 간단히 「Y방향 프레임(30R)」이라고 칭한다.

도 3에 나타내는 바와 같이 Y방향 프레임(30R)의 프레임 부분(32R)은 단면 대략 장방형의 각통 형상을 이루고, 내부에 냉각 공간(33R)이 형성된 중공 구조로 되어 있다. 또한, 프레임 부분(32R)의 단면은 좌우 방향보다 상하 방향 쪽이 긴 세로로 긴 형상으로 되어 있다. 프레임 부분(32R)에는 상하 한 쌍의 Y방향 레일(34U, 34L)이 부설되어 있다. 상측의 Y방향 레일(34U)은 프레임 부분(32R)의 상면에 있어서 그 전단으로부터 후단에 걸쳐서 전후 방향으로 연장되는 형태로 설치되어 있고, 하측의 Y방향 레일(34L)은 프레임 부분(32R)의 내측면에 있어서의 하단부에 배치되고, 그 전단으로부터 후단에 걸쳐서 전후 방향으로 연장되는 형태로 설치되어 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이 프레임 부분(32R)의 내측면에 있어서의 하측의 Y방향 레일(34L)보다 상측의 부분은 고정자 부착면(43R)으로 되어 있다. 이 고정자 부착면(43R)에는 열전도성이 양호한 철제의 지지 플레이트(37R)가 부착 고정되고, 이 지지 플레이트(37R)에 복수의 고정자(36R)가 전후 방향으로 배열되어 부착 고정되어 있다.

고정자(36R)는 영구 자석으로 이루어지고, 프레임 부분(32R)의 전단으로부터 후단에 걸쳐서 등피치로 복수 배치되어 있다. 이들 고정자(36R)는 지지 플레이트(37R)에 일괄해서 부착되고, 이 지지 플레이트(37R)를 프레임 부분(32R)의 고정자 부착면(43R)에 부착함으로써 Y방향 프레임(30R)에 고정되어 있다.

한 쌍의 프레임 부분(32L, 32R)은 평행하게 배열되어 배치되어 있다. 한 쌍의 프레임 부분(32L, 32R)에 있어서 한 쌍의 고정자 부착면(43L, 43R)이 배치된 한 쌍의 벽부(42L, 42R)는 서로 대향하는 배치로 되어 있다. 벽부(42R)에는 냉각 구멍(38R)이 판두께 방향으로 관통해서 형성되어 있다. 이 냉각 구멍(38R)은 냉각 공간(33R)에 연통하고 있기 때문에 냉각 공간(33R) 내를 유통하는 상온 공기가 냉각 구멍(38R)에도 유통 가능하게 되어 있다.

또한, 프레임 부분(32R)에 있어서 냉각 공간(33R)을 구성하는 내면에는 냉각 공간(33R) 내에 돌출되는 형태를 이루는 냉각 핀(39R)이 설치되어 있다. 이 냉각 핀(39R)은 프레임 부분(32R)에 있어서 고정자 부착면(43R)이 형성된 벽부와 이것에 대향해서 배치된 벽부 사이에 걸쳐서 좌우 방향으로 연장되어서 기둥 형상으로 형성되어 있다.

프레임 부분(32R)의 전후 양단부에는 냉각 공간(33R)을 외부에 면하게 하는 전후 한 쌍의 개구부(40F, 40R)가 형성되어 있다. 이들 개구부(40F, 40R)에는 전후 한 쌍의 팬(41F, 41R)이 설치되어 있다. 전방측의 팬(41F)은 개구부(40F)로부터 냉각 공간(33R)의 내부로 상온 공기를 송출하고, 후방측의 팬(41R)은 냉각 공간(33R) 내에서 따뜻해진 공기를 개구부(40R)로부터 냉각 공간(33R)의 외부로 배출하는 것이다.

X방향 프레임(50F)에는 도 6에 나타내는 바와 같이 상하 한 쌍의 X방향 레일(51U, 51L)이 부설되어 있다. 헤드 유닛(60F)은 상하 한 쌍의 X방향 레일(51U, 51L)에 의해 좌우 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 이 헤드 유닛(60F)은 복수의 흡착 노즐을 구비하고 있고, 상세하게는 설명하지 않지만, 각 흡착 노즐은 리니어 모터에 의한 구동 방식에 의해 상하 이동 가능하게 되고, 부품을 흡착해서 기판에 적재하여 설치 가능하게 되어 있다.

X방향 프레임(50F)의 단부에는 도 3에 나타내는 바와 같이 프레임 부분(32R)의 고정자(36R)와 좌우 방향으로 대향하는 배치로 가동자(45R)가 고정되어 있다. 이 가동자(45R)의 내부에는 복수의 코일이 배치되어 있고, 이들 코일에 통전 가능하게 되어 있다. 가동자(45R)와 각 고정자(36R)에 의해 리니어 모터가 구성되어 있다. 또한, X방향 프레임(50F)에 있어서 양쪽 Y방향 레일(34U, 34L)과 대향하는 위치에는 상하 한 쌍의 Y방향 슬라이더(52U, 52L)가 부착되어 있다. 이 Y방향 슬라이더(52U, 52L)와 Y방향 레일(34U, 34L)에 의해 리니어 가이드가 구성되어 있다. 각 Y방향 슬라이더(52U, 52L)가 각 Y방향 레일(34U, 34L)에 감합됨으로써 X방향 프레임(50F)이 전후 방향으로 이동 가능하게 안내된다.

X방향 프레임(50F)의 단부에 있어서의 Y방향 프레임(30R)의 상방에는 서보 모터(53)가 부착 고정되어 있다. 이 서보 모터(53)는 X방향 프레임(50F)에 부착된 볼 나사에 대하여 벨트를 통해 연결되어 있고, 볼 나사를 회전시킴으로써 헤드 유닛(60F)을 좌우 방향으로 이동시킬 수 있도록 되어 있다. 따라서, 서보 모터(53)와 리니어 모터에 의해 헤드 유닛(60F)을 전후 방향 및 좌우 방향의 소망의 위치로 이동시킬 수 있다.

본 실시형태는 이상과 같은 구성으로서, 계속해서 그 작용 및 효과를 설명한다. 가동자(45R)를 구성하는 코일에 통전을 행함으로써 가동자(45R)를 고정자(36R)에 대하여 상대 이동시키고, X방향 프레임(50F)을 한 쌍의 Y방향 프레임(30L, 30R)에 대하여 Y방향으로 이동시킨다. 여기에서, 코일은 통전을 받으면 발열하게 되지만, 냉각 공간(33R) 내에 냉각 매체로서의 상온 공기를 유통시킴으로써 냉각을 행한다. 상온 공기는 전방측의 팬(41F)에 의해 냉각 공간(33R) 내로 송출되고, 냉각 구멍(38R)을 통해서 지지 플레이트(37R)에 접촉하거나, 냉각 핀(39R)에 접촉하거나 함으로써 열교환이 행해져 프레임 부분(32R)을 냉각한다. 이에 따라 따뜻해진 공기는 후방측의 팬(41R)에 의해 냉각 공간(33R)의 외부로 배출된다. 이와 같이 해서 가동자(45R)로부터 고정자(36R)를 통해 Y방향 프레임(30R)에 전달되는 열은 냉각 공간(33R) 내를 유통하는 공기에 의해 직접 냉각되어 Y방향 프레임(30R)이 열팽창해서 변형하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 고정자(36L,36R)가 부착 고정되는 고정자 부착면(43L, 43R)은 좌우 방향으로 대향해서 배치되어 있기 때문에 각 가동자(45L, 45R)의 편측에만 고정자 부착면(43L, 43R)을 형성하면 좋고, 프레임 부분(32L, 32R)의 단면 형상을 간소화할 수 있다. 또한, 각 고정자(36L, 36R)와 각 가동자(45L, 45R) 사이에서 발생하는 자기 흡인력이 상쇄되기 때문에 Y방향 프레임(30L, 30R)에 요구되는 강성을 낮게 할 수 있다. 따라서, Y방향 프레임(30L, 30R)을 소형화하여 실장기 본체(10)를 소형화할 수 있다.

<기타 실시형태>

본 발명은 상기 기술 및 도면에 의해 설명한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 다음과 같은 실시형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

(1) 상기 실시형태에서는 냉각 공간(33L, 33R) 내에 상온 공기를 유통시키고 있지만, 본 발명에 의하면 냉각 가스를 유통시켜도 좋다. 예를 들면, 냉각 공간(33L, 33R) 내에 냉각 가스를 공급하는 배관을 설치하고, 이 배관으로부터 냉각 구멍(38L, 38R)을 향해서 냉각 가스를 분사시키도록 하고, 따뜻해진 공기를 전후 한 쌍의 팬에 의해 냉각 공간(33L, 33R)의 외부로 배출해도 좋다.

(2) 상기 실시형태에서는 각 프레임 부분(32L, 32R)에 있어서 서로 대향하는 대향부인 고정자 부착면(43L, 43R)에 고정자(36L, 36R)를 부착 고정하고 있지만, 본 발명에 의하면 각 프레임 부분의 상면에 고정자를 부착 고정해도 좋다.

(3) 본 발명에 의하면 냉각 오목부의 수나 형상은 불문하고, 돌기의 수나 형상도 불문한다.

(4) 본 발명에 의하면 지지 플레이트(37L, 37R)를 개재시키는 일 없이 각 고정자(36L, 36R)를 각 고정자 부착면(43L, 43R)에 직접 부착 고정한 것으로 해도 좋다.

10 : 실장기 본체(부품 실장기) 30L, 30R : Y방향 프레임
33L, 33R : 냉각 공간 36L, 36R : 고정자
38L, 38R : 냉각 구멍(냉각 오목부) 39L, 39R : 냉각 핀(돌기)
41F, 41R : 팬(냉각 매체 공급부) 43L, 43R : 고정자 부착면
45L, 45R : 가동자 50F, 50R : X방향 프레임
60F, 60R : 헤드 유닛

Claims

헤드 유닛을 X방향 및 Y방향으로 이동 가능하게 설치해서 이루어지는 부품 실장기로서,
X방향으로 연장되어서 설치되고, 상기 헤드 유닛을 X방향으로 이동 가능하게 지지하는 X방향 프레임과,
고정자 및 가동자를 갖고 구성되고, 상기 X방향 프레임을 Y방향으로 이동시키는 리니어 모터와,
Y방향으로 연장되어서 설치되고, 냉각 매체를 유통시키는 냉각 공간이 내부에 형성된 중공 구조로 되고, 상기 고정자가 부착 고정되는 고정자 부착면이 상기 냉각 공간을 둘러싸는 외면에 배치되고, 상기 X방향 프레임을 이동 가능하게 지지하는 Y방향 프레임과,
상기 냉각 공간 내에 상기 냉각 매체를 공급함으로써 같은 냉각 매체를 상기 냉각 공간 내에서 유통시키는 냉각 매체 공급부와,
상기 Y방향 프레임의 상면에 있어서 Y방향으로 연장되는 형태로 설치된 상측의 Y방향 레일과,
상기 Y방향 프레임의 내측면에 있어서의 하단부에 배치되고, Y방향으로 연장되는 형태로 설치된 하측의 Y방향 레일을 구비하고,
상기 고정자 부착면은 상기 Y방향 프레임의 내측면에 있어서의 상기 하측의 Y방향 레일보다 상측의 부분으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 부품 실장기.
제 1 항에 있어서,
상기 Y방향 프레임에 있어서 상기 고정자 부착면이 배치된 벽부에는 상기 냉각 매체가 유통 가능해지는 냉각 오목부가 상기 냉각 공간에 연통해서 형성되는 것을 특징으로 하는 부품 실장기.
제 1 항에 있어서,
상기 Y방향 프레임에 있어서 상기 냉각 공간을 구성하는 내면에는 상기 냉각 공간 내에 돌출되는 형태를 이루는 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 부품 실장기.
제 1 항에 있어서,
한 쌍의 상기 Y방향 프레임이 평행하게 배치된 것에 있어서 한 쌍의 상기 Y방향 프레임에 있어서 서로 대향하는 대향부에 상기 고정자가 배치되는 것을 특징으로 하는 부품 실장기.