JP2013143894A - Linear motor unit, head unit and component mounting machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リニアモータユニット、ヘッドユニットおよび部品実装機に関する。 The present invention relates to a linear motor unit, a head unit, and a component mounting machine.
例えば、ICチップ等の電子部品をプリント基板などに搭載するための部品実装機として、下記特許文献1に記載のものが知られている。この部品実装機は、電子部品を吸着する吸着ノズルを幅方向に複数並べてなるヘッドユニットを備えている。このヘッドユニット内には、複数の吸着ノズルを上下に移動させるために複数のリニアモータを幅方向に並べたリニアモータユニットが組み付けられている。リニアモータユニットにおける各リニアモータは、コイルを巻装した金属製のコアがリニアモータユニットの取付フレームに固定された固定子と、固定子と対向した形態で上下に可動可能に設けられ、磁極が交互となるように永久磁石を直線的に上下方向に並べた可動子とを備えており、固定子のコイルに対して通電制御を行うことにより、固定子のコアと可動子の永久磁石との間に生じる吸引力によって可動子が上下方向に移動するようになっている。また、リニアモータは、一般に、適正な推力を発生させるために固定子と可動子との間のギャップを正確に設定する必要があることから、上記のリニアモータでは、固定子のコアを取付フレームに対して位置決めした状態で幅方向にボルト固定することで、固定子と可動子との距離を適切に保つようにしている。 For example, as a component mounter for mounting an electronic component such as an IC chip on a printed circuit board or the like, one described in Patent Document 1 below is known. This component mounting machine includes a head unit in which a plurality of suction nozzles that suck electronic components are arranged in the width direction. A linear motor unit in which a plurality of linear motors are arranged in the width direction is assembled in the head unit in order to move the plurality of suction nozzles up and down. Each linear motor in the linear motor unit is provided with a stator in which a metal core around which a coil is wound is fixed to a mounting frame of the linear motor unit, and is vertically movable in a form facing the stator. A movable element in which permanent magnets are linearly arranged in an up-and-down direction so as to be alternated is provided, and by performing energization control on the stator coil, the stator core and the permanent magnet of the movable element are The mover is moved in the vertical direction by a suction force generated therebetween. In addition, since the linear motor generally needs to accurately set the gap between the stator and the mover in order to generate an appropriate thrust, the above-mentioned linear motor has a stator core attached to the mounting frame. In this state, the distance between the stator and the mover is appropriately maintained by fixing the bolt in the width direction in a state of being positioned.
ところで、部品実装機は、スペースや重量軽減などの観点から小型化が望まれており、ヘッドユニットにおいては、リニアモータの固定子全体の幅寸法を小さくしてリニアモータユニットを小さくすることで、ヘッドユニットを小型化することが検討されている。
ところが、取付フレームに対してコアを確実に固定して固定子と可動子との間のギャップを適切に維持するためには、コアを取付フレームに固定するための固定ボルトの雌ねじ部分へのねじ込みの深さ寸法を、ある限度以上に短くすることはできない。このため、固定子全体の幅方向寸法を小さくしようとすると、コアの幅方向の厚み寸法を薄くせざるを得ず、そうするとコアの磁気抵抗が増大してリニアモータの推力が低下する懸念がある。
また、上記のリニアモータユニットでは、幅方向に並べたリニアモータの固定ボルトが同軸上に連なるため、隣り合う固定ボルト同士が互いに突き当たらないように、隣り合うボルト間に同軸上のクリアランスを設ける必要があり、そのために固定子の全体寸法を薄型化できないという問題があった。
By the way, the component mounting machine is desired to be downsized from the viewpoint of space and weight reduction, and in the head unit, by reducing the width dimension of the entire linear motor stator and reducing the linear motor unit, It is considered to reduce the size of the head unit.
However, in order to securely fix the core to the mounting frame and properly maintain the gap between the stator and the mover, the fixing bolt for fixing the core to the mounting frame is screwed into the female thread portion. The depth dimension cannot be shortened beyond a certain limit. For this reason, if it is going to make the width direction dimension of the whole stator small, the thickness dimension of the core width direction must be made thin, and there is a concern that the magnetic resistance of the core increases and the thrust of the linear motor decreases. .
In the above linear motor unit, the fixing bolts of the linear motors arranged in the width direction are coaxially connected, so that a coaxial clearance is provided between the adjacent bolts so that the adjacent fixing bolts do not collide with each other. Therefore, there is a problem that the overall dimensions of the stator cannot be reduced.
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、リニアモータの推力を維持しつつ、リニアモータユニットの小型化を図ることを目的とする。 The present invention has been completed based on the above situation, and an object thereof is to reduce the size of the linear motor unit while maintaining the thrust of the linear motor.
上記の目的を達成するための手段として本発明は、コアとこのコアに巻装したコイルとを有する固定子と、前記コイルに対向して配置され、前記コイルに対して通電制御を行うことで往復移動する可動子とを有する複数のリニアモータと、締結部材を締め付けることにより前記コアが固定された複数の取付部を有する取付フレームとを備えたリニアモータユニットであって、前記コアと前記取付部とが前記締結部材の締付方向に交互に配置されており、隣り合う前記コアの一方を固定する前記締結部材の軸心と、隣り合う前記コアの他方を固定する前記締結部材の軸心とをずらして配置することで、隣り合う前記コアの間に配された前記取付部には、前記一方を固定する前記締結部材の軸部と前記他方を固定する前記締結部材の軸部、もしくは、前記一方を固定する前記締結部材の軸部と前記他方を固定する前記締結部材の頭部とが、前記締結部材のずれ方向に並んでいるところに特徴を有する。 As means for achieving the above-mentioned object, the present invention provides a stator having a core and a coil wound around the core, and is disposed to face the coil, and performs energization control on the coil. A linear motor unit comprising: a plurality of linear motors having reciprocating movers; and a mounting frame having a plurality of mounting portions to which the cores are fixed by fastening fastening members. Are arranged alternately in the fastening direction of the fastening member, and the axis of the fastening member that fixes one of the adjacent cores and the axis of the fastening member that fixes the other of the adjacent cores The mounting portion disposed between the adjacent cores is arranged so that the shaft portion of the fastening member that fixes the one and the shaft portion of the fastening member that fixes the other, It A head portion of the fastening member for fixing the other shaft portion of the fastening member for fixing the one has a feature in that arranged in the deviation direction of the fastening member.
このような構成のリニアモータユニットによると、隣り合うコアの間に配された取付部に、隣り合うコアを固定する双方の締結部材の頭部もしくは軸部を共通して配置することができるので、締結部材の頭部の高さ寸法と、締結部材のねじ込みの深さ寸法と、コアの厚さ寸法とを確保しつつ、固定子における締付方向の大きさを小さくすることができる。これにより、リニアモータの推力を維持もしくは向上させつつ、リニアモータにおける締付方向の大きさを小さくすることができる。
また、リニアモータを小さくできる割には、コアの厚さ寸法を大きく確保できるので、コアからの磁束の漏れを低減させることができ、ひいてはリニアモータの推力を確保できる。これにより、リニアモータを締付方向に並べて締結部材を同軸上に連ねる従来のリニアモータユニットに比べて、リニアモータをさらに小型化することができる。
According to the linear motor unit having such a configuration, the heads or shafts of both fastening members that fix the adjacent cores can be arranged in common on the mounting portion arranged between the adjacent cores. In addition, it is possible to reduce the size in the tightening direction of the stator while securing the height dimension of the head of the fastening member, the depth dimension of screwing of the fastening member, and the thickness dimension of the core. Thereby, the magnitude | size of the fastening direction in a linear motor can be made small, maintaining or improving the thrust of a linear motor.
Moreover, since the thickness dimension of the core can be ensured while the linear motor can be reduced, leakage of magnetic flux from the core can be reduced, and thus the thrust of the linear motor can be ensured. Thereby, compared with the conventional linear motor unit which puts a linear motor in a fastening direction and connects a fastening member coaxially, a linear motor can be further reduced in size.
本発明の実施の態様として、以下の構成が好ましい。
隣り合う前記コアの一方を固定する前記締結部材の軸心と、隣り合う前記コアの他方を固定する前記締結部材の軸心とが前記ずれ方向に交互にずれた千鳥状に前記締結部材が配置されていることが好ましい。
このような構成によると、締結部材を階段状にずらして配置する場合に比べて、締結部材のずれ方向に取付フレームを大きくする必要がない。これにより、リニアモータユニットをさらに小型化することができる。
The following configuration is preferable as an embodiment of the present invention.
The fastening members are arranged in a staggered manner in which the axis of the fastening member that fixes one of the adjacent cores and the axis of the fastening member that fixes the other of the adjacent cores are alternately displaced in the displacement direction. It is preferable that
According to such a configuration, it is not necessary to enlarge the mounting frame in the shifting direction of the fastening member as compared to the case where the fastening member is shifted in a stepped manner. Thereby, the linear motor unit can be further reduced in size.
前記コアは、前記締付方向と交差する方向に並ぶ複数のティースと、前記ティースのそれぞれの一端を前記締付方向と交差する方向に一体に連結するヨーク部とを有し、前記締結部材は、前記ヨーク部において、前記ティースが設けられた領域とは異なる領域に設けられている構成としてもよい。 The core includes a plurality of teeth arranged in a direction intersecting the tightening direction, and a yoke portion that integrally connects each end of the teeth in a direction intersecting the tightening direction. The yoke portion may be provided in a region different from the region where the teeth are provided.
ヨーク部のうちティースが連設された領域に締結部材が設けられていると、締結部材のためにヨーク部における磁気抵抗が高くなり、ひいてはティースの磁束の強さが低下して、リニアモータの推力を低下させてしまう。また、締結部材においては渦電流が流れやすくなるため、ヨーク部における鉄損を増大させてしまう。ところが、上記のような構成によると、ヨーク部におけるティースが設けられた領域と異なる領域に締結部材が設けられていることから、隣り合うティース間を連結するヨーク部には磁束の流れを妨げる締結部材がなく、ヨーク部ひいてはティースの磁束を強くすることができる。また、隣り合うティース間を連結するヨーク部には、締結部材がないため渦電流の発生を抑制することができる。これにより、ヨーク部に締結部材が設けられているものに比べてリニアモータの推力を向上させることができる。 If the fastening member is provided in the yoke portion in the region where the teeth are continuously provided, the magnetic resistance in the yoke portion is increased due to the fastening member, and the strength of the magnetic flux of the teeth is lowered. It will reduce the thrust. Moreover, since an eddy current flows easily in a fastening member, the iron loss in a yoke part will be increased. However, according to the configuration as described above, since the fastening member is provided in a region different from the region where the teeth are provided in the yoke portion, the yoke portion that connects between adjacent teeth prevents the flow of magnetic flux. There is no member, and the magnetic flux of the yoke part and thus the teeth can be increased. Moreover, since there is no fastening member in the yoke part which connects between adjacent teeth, generation | occurrence | production of an eddy current can be suppressed. Thereby, the thrust of a linear motor can be improved compared with the thing in which the fastening member is provided in the yoke part.
前記リニアモータは、前記可動子の位置を検出するエンコーダをさらに備え、前記固定子における前記締結部材の前記ずれ方向の一端側には、前記エンコーダが配され固定されている構成としてもよい。
本発明では、コアの厚さ寸法を大きく確保してコアの磁気抵抗を低減させてもギャップにおける磁束密度は比較的高く確保できる。この結果、コアにおけるティースの数を減らすことができるので、可動子の移動方向の両端において余裕ができ、その空いた領域にエンコーダを配置することができる。これにより、可動子における固定子と反対側にエンコーダを配したリニアモータユニットに比べて、固定子と可動子とが対向するギャップ方向の大きさを小さくすることができる。
The linear motor may further include an encoder that detects the position of the mover, and the encoder is disposed and fixed to one end side of the fastening member in the shift direction of the stator.
In the present invention, the magnetic flux density in the gap can be kept relatively high even if the core thickness is kept large to reduce the core magnetic resistance. As a result, since the number of teeth in the core can be reduced, there is a margin at both ends in the moving direction of the mover, and the encoder can be arranged in the vacant area. Thereby, the magnitude | size of the gap direction which a stator and a needle | mover oppose can be made small compared with the linear motor unit which has arrange | positioned the encoder on the opposite side to the stator in a needle | mover.
電子部品を保持する複数の部品保持部を上下に移動させる部品保持部駆動機構を備えるヘッドユニットであって、前記部品保持部駆動機構が前記リニアモータユニットである構成としてもよい。
このような構成のヘッドユニットによると、部品保持部を上下に駆動させる部品保持部駆動機構として、上記のリニアモータユニットを適用しているので、ヘッドユニットを小型化、かつ、軽量化することができる。
The head unit may include a component holding unit driving mechanism that moves up and down a plurality of component holding units that hold electronic components, and the component holding unit driving mechanism may be the linear motor unit.
According to the head unit configured as described above, the linear motor unit described above is applied as the component holding unit driving mechanism that drives the component holding unit up and down, so that the head unit can be reduced in size and weight. it can.
複数の前記部品保持部駆動機構を有する前記のヘッドユニットにおいて、複数の前記部品保持部駆動機構が前記固定子と前記可動子とが対向するギャップ方向に並んで配されている構成としてもよい。
ヘッドユニットにおける締付方向の大きさを大きくすることができない場合には、リニアモータの数を減らして調整することになる。ところが、上記の小型化されたリニアモータユニットをギャップ方向に並べて適用させることで、リニアモータの数を減らすことなく、リニアモータユニットにおける締付方向の大きさを小さくすることができる。
In the head unit including a plurality of the component holding unit driving mechanisms, a plurality of the component holding unit driving mechanisms may be arranged side by side in a gap direction in which the stator and the movable element face each other.
When the size of the head unit in the tightening direction cannot be increased, the number of linear motors is reduced for adjustment. However, by applying the miniaturized linear motor units side by side in the gap direction, the size in the tightening direction of the linear motor units can be reduced without reducing the number of linear motors.
前記部品供給部を備えた部品供給ユニットと、回路基板を保持して搬送する基板搬送ユニットと、前記部品供給部の位置から前記回路基板の所定の位置まで前記ヘッドユニットを移動させるヘッドユニット駆動機構とを備えた部品実装機。
このような構成部品実装機によると、前記のリニアモータユニットを部品保持部駆動機構として適用して小型化されたヘッドユニットを備えているので、結果として、部品実装機を小型化、かつ、軽量化することができる。
A component supply unit including the component supply unit, a substrate transfer unit that holds and transfers a circuit board, and a head unit drive mechanism that moves the head unit from a position of the component supply unit to a predetermined position of the circuit board And component mounting machine.
According to such a component mounting machine, since the linear motor unit is applied as a component holding unit drive mechanism and the head unit is downsized, as a result, the component mounting machine is reduced in size and weight. Can be
本発明によれば、リニアモータの推力を維持しつつ、リニアモータユニットの小型化を図ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, size reduction of a linear motor unit can be achieved, maintaining the thrust of a linear motor.
<実施形態1>
本発明の実施形態1について図1乃至図12を参照して説明する。
本実施形態における部品実装機10は、回路基板に電子部品を実装するものであって、図1に示すように、基台11と、基台11上に取り付け固定された基板搬送ユニット12と、この基板搬送ユニット12の上面を覆うように基台11に取り付け固定された実装機本体13と、実装機本体13に着脱可能な部品供給台車(「部品供給ユニット」の一例)14とを備えて構成されている。なお、以下の説明において、前側とは図1における左手前側のことをいい、後側とは右奥側のことをいうものとする。
<Embodiment 1>
Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
The component mounter 10 in this embodiment is for mounting electronic components on a circuit board. As shown in FIG. 1, as shown in FIG. 1, a base 11, a
基板搬送ユニット12は、基台11の上面に固定されており、基台11の左右両側の一方から図示しない回路基板を実装機本体13に搬送し、他方から回路基板を外部へ搬出するようになっている。また、基板搬送ユニット12によって、回路基板が所定の位置にまで搬送されると、回路基板が図示しない支持装置によって下方から支持されるようになっている。
The
部品供給台車14は、基台11の前後両側に凹設された取付凹部Tに着脱可能とされている。また、部品供給台車14には、複数のテープフィーダを左右方向に並べて構成した部品供給部15が設けられている。各テープフィーダには、集積回路(IC)やコンデンサ等の電子部品を収納したテープが巻かれたリール15Aが取り付けられており、このリール15Aからテープを繰り出すことにより部品供給位置に電子部品を供給するようになっている。
The
実装機本体13は、図1に示すように、基台11の上面に載置されて固定されており、基台11から上方に立ち上がる左右一対のYフレーム30,30と、一方のYフレーム30から他方のYフレーム30に向けて片持ち状に張り出す複数の実装ユニット40とを備えて構成されている。また、実装機本体13には、前後方向に2列、左右方向に2列の合計4つの実装ユニット40が搭載されており、各実装ユニット40は、個別に制御可能とされている。例えば、4枚の短尺の回路基板が基板搬送ユニット12によって、所定の位置にセットされると、各回路基板に対して各実装ユニット40が部品実装作業を行うようになっており、例えば、1枚の長尺の基板が所定の位置にセットされると、長尺の回路基板1枚に対して4つの実装ユニット40,40,40,40が同時に部品実装作業を行うようになっている。
As shown in FIG. 1, the mounting machine
一対のYフレーム30,30は、図1に示すように、左右方向に対向した形態で前後方向に延びて形成されている。また、両Yフレーム30の前後方向略中央部には、一対の開口30A,30Aが設けられている。一方の開口30Aは回路基板を基板搬送ユニット12に搬送する搬入口であり、他方の開口30Aは回路基板を搬出する搬出口とされている。
As shown in FIG. 1, the pair of Y frames 30, 30 are formed to extend in the front-rear direction in a form opposed to the left-right direction. A pair of
Yフレーム30には、上下一対のYレール31,31が取り付け固定されている。上側のYレール31は、Yフレーム30の上端部においてその前端から後端に亘って前後方向に延びる形態で設けられている。一方、下側のYレール31は、Yフレーム30の内側面における下端部に配されており、その前端から後端に亘って前後方向に延びる形態で設けられている。また、Yフレーム30の内側面には、マグネットプレート32が取り付け固定されており、マグネットプレート32の内部には、複数の永久磁石が前後方向に並んで配置されている。
A pair of upper and lower Y rails 31, 31 are attached and fixed to the
実装ユニット40は、図1および図2に示すように、Yフレーム30の内側面から内側に向かって突出したXフレーム41と、Xフレーム41に取り付け固定された上下一対のXレール42、42と、両Xレール42,42によって左右方向に移動可能に支持されたヘッドユニット50とを備えて構成されている。また、実装ユニット40は、各Yフレームに2つずつ前後方向に並んで取り付けられており、前後方向に並んだ2つの実装ユニット40は、互いにヘッドユニット43を内側に配した状態で取り付けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the mounting
Xフレーム41における両Yレール31,31と対応する位置には、Yレール31に嵌合可能な一対のYスライダ44,44が取り付けられており、このYスライダ44がYレール31に嵌合することによってY方向リニアガイドが構成されている。また、Xフレーム41の基端部には、Yフレーム30のマグネットプレート32と対向する位置にコイル部45が設けられており、このコイル部45とマグネットプレート32によってY方向リニアモータ(「ヘッドユニット駆動機構」の一例)33が構成されている。したがって、コイル部45に対して通電制御することで、マグネットプレート32に対して実装ユニット40が前後方向に移動可能とされている。
A pair of
一対のXレール42,42は、Xフレーム41の内側面においてその基端部から先端部に亘って左右方向に延びる形態で設けられている。一方、ヘッドユニット43には、一対のXレール42,42と対応する位置に、Xレール42に嵌合可能な一対のXスライダ46,46が取り付け固定されており、このXスライダ46がXレール42に嵌合することによってX方向リニアガイドが構成されている。また、Xフレーム41における基端部の上側には、サーボモータ(「ヘッドユニット駆動機構」の一例)47が取り付け固定されている。このサーボモータ47は、Xフレーム41に取り付けられた図示しないボールねじに対して連動可能とされており、ボールねじを回動させることでヘッドユニット43を左右方向に移動させることができるようになっている。すなわち、サーボモータ47とY方向リニアモータ33とによってヘッドユニット50を前後方向および左右方向に移動させることで、部品供給位置から回路基板の所定の位置までヘッドユニット50を移動させることができるようになっている。
The pair of X rails 42, 42 are provided on the inner side surface of the
ヘッドユニット50は、図3および図4に示すように、上下方向に延びた形態をなし、複数の部品保持部51と、複数の部品保持部51が下端部に取り付け固定された複数のリニアモータユニット60などを備えて構成されている。なお、ヘッドユニット50の説明においては、前後方向におけるXフレーム側を後側として説明する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
部品保持部51は、ヘッドユニット50の下端部に配されており、電子部品を吸着するノズル52と、ノズル52が下端部に取り付けられた上下方向に延びる駆動シャフト53などを備えて構成されている。ノズル52は、駆動シャフト53内に設けられた内部空間や樹脂製のパイプ54等を介して負圧発生装置(図示せず)に接続されており、部品吸着時には、ノズル52の下端部に負圧発生装置から負圧吸引力が与えられることにより電子部品を吸着して保持するようになっている。
The
リニアモータユニット60は、複数の部品保持部51を上下に駆動させることで部品供給部や回路基板に対してノズル52を上下方向に移動させるための駆動機構であって、図3および図4に示すように、左右方向に2列、前後方向に2列、合計4つのリニアモータユニット60がヘッドユニット50に装着されている。また、ヘッドユニット50の前側において左右方向に2つ並んだリニアモータユニット60Fには、後述するリニアモータ70が左右方向に3つずつ並んで設けられており、ヘッドユニット50の後側において左右方向に2つ並んだリニアモータユニット60Bには、リニアモータ70が左右方向に2つずつ並んで設けられている。なお、以下の説明においては、ヘッドユニット50の前側に配されたリニアモータユニット60Fについて説明し、リニアモータユニット60Bの説明は省略する。
The
リニアモータユニット60は、図5乃至図8に示すように、金属製の取付フレーム61と、この取付フレームに固定される複数のリニアモータ70と、これらのリニアモータ70に対応して設けられた複数のリニアエンコーダ62などを備えて構成されている。
取付フレーム61は、上下方向に貫通する角筒状をなしており、取付フレーム内には、図6,図8及び図9に示すように、3つのリニアモータ70が左右方向に並んで収容されている。
As shown in FIGS. 5 to 8, the
The mounting
取付フレーム61の前面における上側には、前後方向に貫通する略矩形状の貫通孔63が設けられている。貫通孔63は、取付フレームの左右方向の幅いっぱいに設けられており、貫通孔63から取付フレーム61の内部に収容された各リニアモータ70に対して電源ケーブル64が挿通されている。
A substantially rectangular through
リニアモータ70は、固定子72及び可動子73からなるリニアモータ本体71と、可動子73を上向きに付勢するスプリング74などを備えて構成されている。
固定子72は、櫛形板状の電磁鋼板を積層してなるコア75にコイル76が巻装されて構成されている。詳細には、コア75は、図12に示すように、上下方向の延びるヨーク部77と、ヨーク部77の一側面に間欠的に上下方向に連設された複数のティース78とから構成されており、コイル76が各ティース78に対して巻装されることで、固定子72が構成されている。また、ヨーク部77の上下方向両端部には、上下一対の取付片77A,77Aが設けられている。一対の取付片77A,77Aは、ティース78が連設された領域77Bから上下方向に突出する形態に設けられており、各取付片77Aの中央には、ヨーク部77を左右方向に貫通する2つのボルト挿通孔79が上下に並んで設けられている。
The
The
一方、取付フレーム61の貫通孔63の内面には、図6及び図8に示すように、上下一対の取付凹部65,65が左右方向に3つ並んで形成されている。一対の取付凹部65,65のうち、上側の取付凹部65が前方および下方に開口されており、下側の取付凹部65が前方および下方に開口されている。また、一対の取付凹部内65,65には、ヨーク部77の一対の取付片77A,77Aが前方からそれぞれ嵌合可能となっており、取付フレーム61の貫通孔63に対して固定子72のティース78を前方から挿入すると共に、一対の取付凹部65,65内に一対の取付片77A,77Aを嵌合させることで、取付フレーム61に対して固定子72が組み付けられるようになっている。すなわち、全ての取付凹部65に取付片77Aが組み付けられると、図6及び図9に示すように、取付フレーム61とヨーク部77とが左右方向に交互に配されて、3つの固定子72が左右方向に配列されるようになっている。
On the other hand, on the inner surface of the through
また、各ヨーク部77は、取付フレーム61の左右方向両側に設けられたボルト差込孔66から固定ボルト(「締結部材」の一例)Bを挿し込んで、取付片77Aのボルト挿通孔79に固定ボルトBを挿通させた後、隣り合う取付凹部65の間に配された取付フレーム61に固定ボルトBを左右方向から締め付けることで、各ヨーク部77が隣り合う取付凹部65の間に配された取付フレーム61に固定されるようになっている。
Further, each
可動子73は、固定子72におけるコイル76が巻装されたティース78との間に、前後方向に所定寸法のギャップを有した状態で、固定子72の後方に対向して設けられている。可動子73は、上下方向に延びるZレール80を有しており、取付フレーム61の後面にボルト固定された複数のスライドベース81に対してZレール80を嵌合させることで、上下方向に移動可能となっている。また、可動子73の下端部には、部品保持部51の駆動シャフト53が固定されており、可動子73が上下に移動することで、部品保持部51が上下に移動するようになっている。
The
Zレール80の前面には、N極とS極とが交互に配置されるように複数の永久磁石82が上下方向に並んで固定されている。そして、固定子72のコイル76に対して通電制御が行われると、固定子72におけるコア75のティース78と可動子73の永久磁石82との間に吸引力が発生し、固定子72に対して可動子73が上下方向に往復移動する構成となっている。
On the front surface of the
ところで、ティース78を流れる磁束は、ヨーク部77を通して隣り合うティース78に流れることになるため、固定ボルトがヨーク部におけるティースが連設された領域に設けられていると、固定ボルトがヨーク部における磁束の流れを妨げてヨーク部における磁気抵抗が高くなり、リニアモータの推力を低下させてしまう。また、固定ボルトには渦電流が流れやすくなるため、ヨーク部における鉄損を増大させてしまう。ところが、本実施形態によると、固定ボルトBが挿通されるボルト挿通孔79がヨーク部77におけるティース78が連設された領域77Bとは異なる上下方向両端部の取付片77Aに設けられていることから、隣り合うティース78間を繋ぐヨーク部77の領域77Bには磁束の流れを妨げる固定ボルトBが配されない。また、ヨーク部77の領域77Bには、固定ボルトBがないため電磁鋼板の積層効果によって渦電流の発生を抑制することができる。これにより、ヨーク部77における磁束を強くすることができ、ヨーク部77に固定ボルトBが挿通されるものに比べてリニアモータ70の推力を向上させることができるようになっている。
By the way, the magnetic flux flowing through the
また、固定子72の下側には、可動子73の位置を検出するリニアエンコーダ62がリニアモータ70に対応するように左右方向に3つ並んで取り付けられている。リニアエンコーダ62は、可動子73におけるZレール80の下部に固定される磁気プレート67と、取付フレーム61の下部に固定されるセンサ部68とから構成されている。センサ部68は、上下方向に細長い形態をなしており、金属製のセンサ基台68Aと、センサ基台68Aの背面に固定された磁気センサ68Bとを備えて構成されている。センサ基台68Aは、取付フレーム61の前面における下側において、左右方向に3つ並んで設けられた取付孔69にそれぞれ嵌合可能とされており、センサ基台68Aを取付孔69に嵌合させて、固定子72と同様に、取付フレーム61の左右両側に設けられたボルト差込孔66から複数の固定ボルトBを挿し込んで、固定ボルトBを取付フレーム61に締め付けることで、センサ部68が取付フレーム61に固定されるようになっている。
In addition, three
磁気プレート67には、上下方向に磁気的に目盛りが付されており、センサ部68の磁気センサ68Bにより、磁気プレート67の目盛りを読み取ることで、可動子73の位置が検出されるようになっている。
The
また、リニアエンコーダ62と可動子73のZレール80との間には、上下方向に延びるスプリング74がZレール80の前面に沿って配されている。スプリング74は、同スプリング74の上端が取付フレーム61に固定され、スプリング74の下端がZレール80の下端部に固定されることで、Zレール80が常に上向きに付勢された状態となっている。これにより、固定子72のコイル76に対して通電が行われず、固定子72と可動子73との間に吸引力が働かない場合おいても、可動子73が下方に下がらないようになっている。
A
さて、隣り合う取付凹部65の間には、図10に示すように、固定ボルトBの軸部B2が締め込まれる締結孔65Aもしくは固定ボルトBの頭部B1を収容する収容孔65Bが上下方向に並んで形成された取付部90が設けられている。詳細には、隣り合う取付凹部65の間に配された取付部90のうち、左側に位置する上下一対の左取付部90L,90Lには、固定ボルトBの締付方向と交差する方向である上下方向に締結孔65Aが2つ並んで形成されており、隣り合う取付凹部65の間に配された取付部90のうち、右側に位置する上下一対の右取付部90R,90Rには、上下方向に締結孔65Aと収容孔65Bとが並んで形成されている。
Now, between the adjacent mounting recesses 65, as shown in FIG. 10, a
一方、固定ボルトBは、固定子72におけるヨーク部77の上下一対の取付片77A,77Aに各一本ずつ挿通され、隣り合う取付凹部65の間に配された取付部90の締結孔65Aに締め付けることで、固定子72のヨーク部77を左取付部90Lもしくは右取付部90Rに固定するようになっている。詳細には、左側に位置する固定子72のヨーク部77は、左側のボルト差込孔66から挿入された固定ボルトBを左取付部90Lの上側の締結孔65Aにそれぞれ締め付けることで、左取付部90Lに固定されており、右側に位置する固定子72のヨーク部77は、右側のボルト差込孔66から挿入された固定ボルトBを右取付部90Rの締結孔65Aにそれぞれ締め付けることで、右取付部90Rに固定されている。また、中央に位置する固定子72のヨーク部77は、右側のボルト差込孔66から挿入された固定ボルトBを右側から左取付部90Lの下側の締結孔65Aに締め付けることで左取付部90Lに固定されており、中央のヨーク部77を固定する固定ボルトBの頭部B1は、右取付部90Rの収容孔65Bに収容されている。
On the other hand, the fixing bolt B is inserted into the pair of upper and
すなわち、図10に示すように、隣り合うヨーク部77の一方を固定する固定ボルトBの軸心Qと、隣り合うヨーク部77の他方を固定する固定ボルトBの軸心Qとは、上下方向に交互にずれて千鳥状に配置された状態となっており、左取付部90Lは左側及び中央のヨーク部77を固定する2本の固定ボルトBの軸部B2を上下方向(固定ボルトのずれ方向Z)に並べて配する共通の取付部90とされ、右取付部90Rは右側のヨーク部77を固定する固定ボルトBの軸部B2と、中央のヨーク部77を固定する固定ボルトBの頭部B1とを上下方向(固定ボルトのずれ方向Z)に並べて配する共通の取付部90とされている。
That is, as shown in FIG. 10, the axis Q of the fixing bolt B that fixes one of the
本実施形態の部品実装機は上記のような構造であって、続いてリニアモータユニット60の作用効果を説明する。
一般に、部品実装機は、スペースや重量軽減などの観点から小型化が望まれており、部品実装機に搭載されるヘッドユニットの駆動機構であるリニアモータユニットについても小型化が望まれている。
The component mounter according to the present embodiment has the above-described structure. Next, the function and effect of the
In general, component mounters are desired to be downsized from the standpoints of space and weight reduction, and miniaturization is also desired for the linear motor unit that is the drive mechanism of the head unit mounted on the component mounter.
リニアモータユニットを小型化するためには、コイルを巻装したコアを有する固定子全体の幅寸法を小さくすることが考えられるが、コアを取付フレームに固定する固定ボルトの頭部の高さ寸法と、固定ボルトのねじ込みの深さ寸法とを確保しつつ、固定子全体の幅寸法を小さくしようとすると、コアの厚みを薄くするしかない。しかしながら、コアの厚みが十分に確保できないとコアの磁気抵抗が増大して、リニアモータユニット内のリニアモータの推力が低下する虞がある。 In order to reduce the size of the linear motor unit, it is conceivable to reduce the overall width of the stator having the core around which the coil is wound. However, the height of the head of the fixing bolt that fixes the core to the mounting frame. In order to reduce the overall width of the stator while securing the fixing bolt's screw-in depth, there is no choice but to reduce the thickness of the core. However, if the core thickness cannot be sufficiently secured, the magnetic resistance of the core increases, and the thrust of the linear motor in the linear motor unit may decrease.
ところが、本実施形態によると、左取付部90Lおよび右取付部90R内に、固定ボルトBの軸部B2もしくは固定ボルトBの頭部B1を上下方向(固定ボルトのずれ方向Z)に並べて配することで、従来のように、各ヨーク部を個別に固定する取付フレーム設けて、固定ボルトを同軸上に並べて配するリニアモータユニットに比べて、固定ボルトBの軸部B2もしくは固定ボルトBの頭部B1が左右方向にオーバーラップした長さ寸法分だけ、リニアモータユニット60の左右方向の大きさを小型化すると共に、コア75の厚さ寸法を従来のコアよりも大きくすることができる。
However, according to the present embodiment, the shaft portion B2 of the fixing bolt B or the head portion B1 of the fixing bolt B is arranged in the vertical direction (fixing bolt displacement direction Z) in the
また、本実施形態によると、コア75の厚さ寸法を従来よりも大きく確保してコア75におけるティース78からの磁束の漏れを低減させることができるようになったことから、従来のものに比べて、各リニアモータの推力を向上させつつ、コア75におけるティース78の数を減らして固定子72全体を小型化することができるようになっている。これにより、リニアモータユニット60を小型化することできる。
In addition, according to the present embodiment, the thickness dimension of the
また、本実施形態によると、隣り合うヨーク部77の一方を固定する固定ボルトBの軸心Qと、隣り合うヨーク部77の他方を固定する固定ボルトBの軸心Qとが、上下方向に交互にずれた千鳥状に配置された形態となっていることから、固定ボルトを階段状にずらして配置する場合に比べて、リニアモータユニット60の上下方向(固定ボルトのずれ方向Z)の大きさをさらに小型化することができる。
Further, according to the present embodiment, the axis Q of the fixing bolt B that fixes one of the
さらに、本実施形態によると、リニアモータ本体71における固定子72全体を小型化することで、固定子72の下側に空いた領域ができたことから、この空いた領域にリニアエンコーダ62を配することができる。これにより、可動子73にの後方にリニアエンコーダを配するリニアモータユニットに比べて、前後方向の大きさを小さくすることができる。
Furthermore, according to the present embodiment, the
すなわち、本実施形態によると、リニアモータユニット60を小型化したことによりヘッドユニット50を小型化することができ、実装ユニット40、ひいては、部品実装機10を小型化することできる。
That is, according to the present embodiment, the
ところで、本実施形態の部品実装機10のように、実装ユニット40が左右に2列に並んで配されるような場合には、ヘッドユニット50の左右方向の大きさが制限されることになる。このため、従来のリニアモータユニットを適用させる場合には、リニアモータの数を減らすことで左右方向の大きさを調整する必要がある。ところが、本実施形態によると、固定子72の下側にリニアエンコーダ62を配置して、前後方向にリニアモータユニット60を小型化したことから、前後方向にリニアモータユニット60を並べることで、リニアモータ70の数を減らすことなく、左右方向の大きさを小型化することができる。
By the way, when the mounting
<実施例>
本発明の実施例について図13を参照して説明する。
本実施例は、リニアモータへの投入電流と、リニアモータの推力との関係を図13に示したものである。
図13に示したグラフにおいて、縦軸はリニアモータへの投入電流の大きさ表したものであり、横軸は投入電流に対するリニアモータの推力の大きさを表したものである。
<Example>
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In this embodiment, the relationship between the input current to the linear motor and the thrust of the linear motor is shown in FIG.
In the graph shown in FIG. 13, the vertical axis represents the magnitude of the input current to the linear motor, and the horizontal axis represents the magnitude of the thrust of the linear motor with respect to the input current.
このグラフには、コアの厚さ寸法が異なると共に、ティースの数が異なる二種類のリニアモータの測定結果が示されている。グラフ内の実線αは、本実施形態におけるリニアモータ70を示し、破線βは、本実施形態のコアよりも厚さ寸法が小さく、本実施形態よりもティースの数が3本多い従来のリニアモータを示している。
This graph shows measurement results of two types of linear motors having different core thickness dimensions and different numbers of teeth. A solid line α in the graph represents the
ここで、縦軸Aにおける二種類のリニアモータの推力を比較すると、本実施形態の実線αは、従来のリニアモータの破線βに比べて推力が約1.4倍となっている。このように、本実施形態では、ティース78の数を従来のリニアモータに比べて少なくしたにもかかわらず、コア75の厚さ寸法を従来に比べて大きくしたことで、同じ大きさの電流を投入した場合のリニアモータの推力を向上させることができるようになっている。
Here, when the thrusts of the two types of linear motors on the vertical axis A are compared, the solid line α of the present embodiment is about 1.4 times the thrust compared to the broken line β of the conventional linear motor. As described above, in this embodiment, although the number of
以上のことから、本実施形態においては、隣り合うヨーク部77の一方を固定する固定ボルトBの軸心Qと、隣り合うヨーク部77の他方を固定する固定ボルトBの軸心Qとを上下方向(固定ボルトのずれ方向Z)にずらして千鳥状に配置したことで、取付フレーム61に対するリニアモータ70の固着力を維持しつつ、リニアモータユニット60を小型化すると共に、リニアモータ70の推力を向上させることができる。これにより、ヘッドユニット50や実装ユニット40、ひいては、部品実装機10を小型化することができる。
また、ヨーク部77における固定ボルトBが挿通されるボルト挿通孔79を磁束が流れる領域77Bとは異なる位置に設けて、磁束の流れを良くすると共に、電磁鋼板の積層の効果によって渦電流の発生を抑制したことから、ヨーク部77ひいてはティース78における磁束を強くすることができ、リニアモータ70の推力をさらに向上させることができるようになっている。
From the above, in the present embodiment, the axis Q of the fixing bolt B that fixes one of the
Further, a
<他の実施形態>
本発明は上記記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本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、リニアモータユニット60を前後方向に並べて、部品保持部51が前後方向に2列となるように構成したが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、リニアモータユニットを左右方向に3つや4つ並べて、部品保持部51が横1列になるように構成してもよい。
(2)上記実施形態では、リニアモータユニット60を駆動機構とする実装ユニット40を部品実装機10に適用させた構成としたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、実装ユニット40を部品供給部15から部品検査部への部品を出し入れする部品検査機に適用させてもよい。
(3)上記実施形態では、コア75の厚さ寸法を従来に比べて大きくした構成としたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、コアの厚さ寸法はそのままで、リニアモータユニットの左右方向の大きさのみを小さくしてもよい。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1) In the above embodiment, the
(2) In the above embodiment, the mounting
(3) In the above-described embodiment, the thickness dimension of the
10:部品実装機
12:基板搬送ユニット
14:部品供給台車(部品供給ユニット)
15:部品供給部
33:Y方向リニアモータ(ヘッドユニット駆動機構)
47:サーボモータ(ヘッドユニット駆動機構)
50:ヘッドユニット
51:部品保持部
60:リニアモータユニット(部品保持部駆動機構)
61:取付フレーム
62:リニアエンコーダ
70:リニアモータ
72:固定子
73:可動子
75:コア
76:コイル
77:ヨーク部
78:ティース
90:取付部
B:固定ボルト(締結部材)
B1:頭部
B2:軸部
Q:締結部材の軸心
Z:ずれ方向
10: Component mounter 12: Board transfer unit 14: Component supply cart (component supply unit)
15: Component supply unit 33: Y-direction linear motor (head unit drive mechanism)
47: Servo motor (head unit drive mechanism)
50: Head unit 51: Component holding unit 60: Linear motor unit (component holding unit driving mechanism)
61: mounting frame 62: linear encoder 70: linear motor 72: stator 73: mover 75: core 76: coil 77: yoke portion 78: teeth 90: mounting portion B: fixing bolt (fastening member)
B1: Head B2: Shaft part Q: Axle center of fastening member Z: Deviation direction
Claims (7)
締結部材を締め付けることにより前記コアが固定された複数の取付部を有する取付フレームとを備えたリニアモータユニットであって、
前記コアと前記取付部とが前記締結部材の締付方向に交互に配置されており、
隣り合う前記コアの一方を固定する前記締結部材の軸心と、隣り合う前記コアの他方を固定する前記締結部材の軸心とをずらして配置することで、隣り合う前記コアの間に配された前記取付部には、前記一方を固定する前記締結部材の軸部と前記他方を固定する前記締結部材の軸部、もしくは、前記一方を固定する前記締結部材の軸部と前記他方を固定する前記締結部材の頭部とが、前記締結部材のずれ方向に並んでいることを特徴とするリニアモータユニット。 A plurality of linear motors having a stator having a core and a coil wound around the core, and a mover that is disposed opposite to the coil and reciprocates by performing energization control on the coil;
A linear motor unit including a mounting frame having a plurality of mounting portions to which the core is fixed by tightening a fastening member;
The core and the mounting portion are alternately arranged in the tightening direction of the fastening member,
The axial center of the fastening member that fixes one of the adjacent cores and the axial center of the fastening member that fixes the other of the adjacent cores are shifted and arranged between the adjacent cores. In addition, the shaft portion of the fastening member that fixes the one and the shaft portion of the fastening member that fixes the other, or the shaft portion of the fastening member that fixes the one and the other are fixed to the mounting portion. The linear motor unit, wherein a head portion of the fastening member is arranged in a displacement direction of the fastening member.
前記締結部材は、前記ヨーク部において、前記ティースが設けられた領域とは異なる領域に設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2記載のリニアモータユニット。 The core includes a plurality of teeth arranged in a direction intersecting the tightening direction, and a yoke portion integrally connecting each end of the teeth in a direction intersecting the tightening direction.
The linear motor unit according to claim 1, wherein the fastening member is provided in a region different from a region where the teeth are provided in the yoke portion.
前記固定子における前記締結部材の前記ずれ方向の一端側には、前記エンコーダが配され固定されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載のリニアモータユニット。 The linear motor further includes an encoder that detects a position of the mover,
The linear motor unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the encoder is disposed and fixed to one end side of the fastening member in the shift direction of the stator.
前記部品保持部駆動機構が請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載のリニアモータユニットであることを特徴とするヘッドユニット。 A head unit including a component holding unit driving mechanism for moving up and down a plurality of component holding units holding electronic components,
The head unit, wherein the component holding unit driving mechanism is the linear motor unit according to any one of claims 1 to 4.
複数の前記部品保持部駆動機構は、前記固定子と前記可動子とが対向するギャップ方向に並んで配されていることを特徴とするヘッドユニット。 The head unit according to claim 5, comprising a plurality of the component holding unit driving mechanisms.
The head unit, wherein the plurality of component holding unit drive mechanisms are arranged side by side in a gap direction in which the stator and the mover face each other.
回路基板を保持して搬送する基板搬送ユニットと、
前記部品供給部の位置から前記回路基板の所定の位置まで請求項5または請求項6に記載のヘッドユニットを移動させるヘッドユニット駆動機構とを備えた部品実装機。 A component supply unit comprising the component supply unit;
A board transfer unit for holding and transferring a circuit board;
A component mounting machine comprising: a head unit driving mechanism that moves the head unit according to claim 5 from a position of the component supply unit to a predetermined position of the circuit board.
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