JP4450674B2 - 部品保持装置 - Google Patents

Description

本発明は、保持した部品を上下方向に移動可能で、かつ、上下方向を軸として回転可能な部品保持装置に関する。

従来より、保持した部品を上下方向に移動させ、上下方向を軸として回転することにより、部品を正確な位置に搬送する部品保持装置が知られている。この部品保持装置としては、パーツフィーダより供給された電子部品を電子基板に実装する電子部品実装装置に備えられるものが知られている。

一般的に、電子部品実装装置の部品保持装置は、電子部品をエア吸引により吸着保持する吸着ノズルを複数有する。部品保持装置は移載ヘッドに搭載され、スライド装置によりＺ方向（上下方向）に移動可能であり、回転モータによりＺ方向を軸として回転可能となっている。また、電子部品実装装置は、移載ヘッドをＸ方向（左右方向）へ移動させるＸ軸モータと、Ｙ方向（前後方向）へ移動させるＹ軸モータと、を備えている。これにより、パーツフィーダ上まで移載ヘッドを移動させて吸着ノズルにより電子部品を吸着保持した後、電子基板上まで移載ヘッドを移動させて電子部品を実装することができる。

この種の部品保持装置としては、駆動源としてＺ軸モータ及びθ軸モータを備え、ボールねじを介してＺ軸モータの駆動力を吸着ノズルが設けられた回転軸に伝達し、θ軸モータの駆動力をタイミングベルトを介して回転軸に伝達する構成とし、ボールスプライン機構により回転軸の上下動を許容するよう構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、これに類似する構成として、θ軸モータを回転軸と直結したものも知られている（例えば、特許文献２参照。）。また、他のスライド装置として、吸着ノズルを下端に有する回転軸の直上にＺ軸モータを配し、隣接する各回転軸に一本のベルトを連続的に巻回して１つのθ軸モータで各回転軸を回転させるものも知られている（例えば、特許文献３参照。）。
特開２００３−１７４２８５号公報 特開２００３−１６３４９３号公報 特開２００３−１４２８８７号公報

しかしながら、特許文献１及び２に記載の部品保持装置では、回転軸とＺ軸モータとが水平方向に離間しているので、移載ヘッドのＹ軸寸法が嵩むし、移載ヘッドの重量が嵩み、Ｘ軸モータ及びＹ軸モータへの負荷が大きくなるという問題点がある。電子部品実装装置において移載ヘッドの水平方向寸法が嵩むと、移動ヘッドの移動スペースを確保するため、他の部品、装置等の設計要件が制約されてしまう。また、Ｘ軸モータ及びＹ軸モータの重量が嵩むと、大きな推力が各モータに要求されるし、移載ヘッドの精密な位置制御に関して不利となる。

また、特許文献３に記載の部品保持装置では、複数の回転軸を１つのタイミングベルトで駆動するため、ベルトの伸び及びバックラッシによる精度低下の虞があるし、ベルトが切断すると全軸が駆動不能ぶ陥る虞があった。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型且つ軽量で、部品を高精度に移動させることのできる部品保持装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、エア吸引により部品を吸着保持する部品保持具と、前記部品保持具が下端に接続され上下に移動する回転軸と、前記回転軸を回転駆動する回転モータと、前記回転軸を上下動するスライド装置と、を備え、前記スライド装置は、上下に移動する可動子磁石と、磁性体からなる固定子ヨークティースと、前記固定子ヨークティースの周囲に巻回されたモータコイルと、可動子磁石を案内する非磁性体のガイドレールと、磁性体からなり前記固定子ヨークティースを支持する固定子ヨークと、を有し、前記可動子磁石と前記モータコイルとの間にガイドレールが介在されるとともに前記可動子磁石と前記固定子ヨークティースとが対向した位置に配置されることを特徴とする。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の部品保持装置において、前記回転モータの出力軸が連結されるスプライン外筒を有し前記回転軸がスプライン軸に接続されるボールスプライン機構により、前記回転モータと前記回転軸とを接続したことを特徴とする。

請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の部品保持装置において、前記回転モータの出力軸を前記回転軸と直接連結し、前記スライド装置の駆動により、前記回転軸及び前記回転モータと、該回転モータの回転位置を検知する回転位置センサとが一体的に上下動するよう構成したことを特徴とする。

請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の部品保持装置において、前記回転軸、前記回転モータ及び前記回転位置センサを内包し前記スライド装置の可動子磁石と接続されて移動する中空の可動部ブラケットと、前記可動部ブラケットの上側に継手を介して接続されるエアチューブと、を具備し、前記回転軸を中空に形成するとともに前記可動部ブラケットと前記回転モータの間に吸引通路を構成し、前記部品保持具から吸引されたエアが前記回転軸の内部及び前記吸引通路を経由して前記エアチューブへ導出されるよう構成したことを特徴とする。

請求項５に記載の発明では、請求項１から４のいずれか一項に記載の部品保持装置において、前記固定子ヨークを固定することにより前記スライド装置全体を固定する固定ブラケットを備えたものであって、前記固定ブラケットとともに前記固定子ヨークを挟持し該固定ブラケットと熱膨張係数が同じ取付ブラケットを具備したことを特徴とする。

請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の部品保持装置において、前記モータコイルは上下方向に複数並設されるものであって、前記固定子ヨークを前記固定ブラケットに固定する締結部材を、隣接するモータコイルの間に配したことを特徴とする。

請求項７に記載の発明では、請求項１から６のいずれか一項に記載の部品保持装置において、前記部品保持具を複数備え、前記スライド装置を水平方向に隣接して複数配置したことを特徴とする。

請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の部品保持装置において、前記スライド装置を左右方向に２列に並べ、スライド装置の固定子ヨークを前後に隣接するスライド装置で共用としたことを特徴とする。

請求項９に記載の発明では、請求項７または８に記載の部品保持装置において、各スライド装置の固定子ヨークに接続して水平方向に設置され、可動子磁石を含む各スライド装置のスライドユニットの移動を規制する板状のストッパを設けたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、可動子磁石とモータコイルとの間にガイドレールを介在させたことでスライド装置の断面積が小さくなるため、スライド装置の小型化及び軽量化を図ることができる。これにより、部品保持装置全体を小型且つ軽量とすることができるし、スライド装置の周辺に配される回転モータ、エア吸引装置などのレイアウトについて自由度が増し、各部品、各装置の配置位置等を比較的自由に選定して設計をすることができる。
また、従来のように複数の回転軸を１つの回転モータで駆動せずとも省スペースを図ることができるので、複数の回転軸を備えた場合に回転軸ごとに回転モータを設置し、バックラッシ等の少ない精密な制御が可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明が奏する効果に加え、ボールスプライン機構により回転モータと回転軸とを接続したので、スライド装置による回転軸の上下方向の移動を許容しつつ、回転モータの駆動力を的確に回転軸へ伝達することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明が奏する効果に加え、回転モータと回転軸とが直接連結されているので、バックラッシ等が発生することはなく、回転軸をより的確に回転制御することができる。これにより、部品をより高精度に移動させることができる。
ここで、回転モータ、回転位置センサが上下動するが、比重が高く長いため重くなる回転軸単体のときよりも小型な回転モータと短い回転軸のため、可動部の重量が抑えられ、前述のようにボールスプライン機構を用いて回転モータを固定して設置した場合よりも、部品保持装置の高さを低くでき、全体の軽量化を図ることができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明が奏する効果に加え、可動部ブラケットの内部に回転軸、回転モータ及び回転位置センサを配し、可動部ブラケットの内部にて下端側から上端側へ向かってエアが流通するようにしたので、部品吸引用のエア流通路を確保しつつ部品保持装置を小型とすることができる。
また、流通するエアにより、例えば、部品保持具の軸受、回転モータ、スライド装置の可動部分等を冷却することができ、部品保持精度の低下や回転モータ及びスライド装置の性能低下を防止することができる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明が奏する効果に加え、スライド装置の駆動時にモータコイルが発熱すると固定子ヨーク、固定ブラケット及び取付ブラケットが加熱される。このとき、固定子ヨークと各ブラケットの熱膨張係数が異なることから、これらの間でずれが生じるものの、各ブラケットの熱膨張係数がほぼ同じであることから、各ブラケット同士は同様に膨張する。すなわち、各ブラケット間で固定子ヨークとの摩擦力に打ち勝つことによるすべりが発生し、モータコイルの発熱に起因して固定子ヨーク及び各ブラケットに生ずるいわゆるバイメタルの反り等の変形を抑制することができる。

請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明が奏する効果に加え、締結部材を隣接するモータコイルの間に配することで、スライド装置のさらなる小型化を図ることができる。

請求項７に記載の発明によれば、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明が奏する効果に加え、小型のスライド装置が水平方向に隣接して複数配されるので、従来と同様のスペースでより多くの部品保持具及びスライド装置を備えることができる。また、部品保持具及びスライド装置を同数とすれば、従来より小型とすることができることは勿論である。

請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明が奏する効果に加え、前後に隣接するスライド装置で固定子ヨークを共用としたので、部品点数を低減して、省スペース及び製造コスト低減を図ることができる。また、部品の組み付け工数を低減することができるし、部品の組み付けによる累積誤差も低減することができる。

請求項９に記載の発明によれば、請求項７または８に記載の発明が奏する効果に加え、ストッパにより各固定子ヨークの剛性、強度が向上する。特に、上下に延びる固定子ヨークに対して水平方向へ延びるようストッパを設けたので、横断面について固定子ヨークの断面係数を飛躍的に増大させることができ、スライド装置の駆動時における固定子ヨークの変形を効果的に抑制することができる。

図１から図９は本発明の第１の実施形態を示すもので、図１は部品保持装置の正面図、図２は部品保持装置の一部断面側面図、図３はスライド装置の一部断面正面図、図４はスライド装置の一部断面側面図、図５は図３のＡ−Ａ断面図、図６は図３のＢ−Ｂ断面図、図７はスライド装置の一部正面図、図８は図７のＣ−Ｃ断面図、図９は回転軸の断面図である。

この部品保持装置１は、Ｘ軸及びＹ軸へ移動する電子部品実装装置の移載ヘッドに搭載される。電子部品実装装置は従来公知のものと同様の機能及び用途であり、略直方体形状を呈する基台の上側に、移載ヘッドをＸ軸へ移動させるＸ軸モータ、移載ヘッドをＹ軸へ移動させるＹ軸モータ等が載置されている。図１に示すように、部品保持装置１は、電子部品をエア吸引により吸着保持する部品保持具２０と、部品保持具２０が下端に接続される回転軸３０と、回転軸３０を回転駆動する回転モータ４０と、回転軸３０を上下動するスライド装置５０と、を備えている。すなわち、電子部品実装装置は、パーツフィーダ上で回転モータ４０及びスライド装置５０を駆動して電子部品を吸着保持し、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータにより移載ヘッドを電子基板上まで搬送して、回転モータ４０及びスライド装置５０を駆動して電子基板に電子部品を実装する。本実施形態においては、部品保持具２０、回転軸３０、回転モータ４０及びスライド装置５０が左右に一列に並んで４つ設けられている。

図２に示すように、部品保持装置１は、上下左右に延びる板状のスライド装置固定ブラケット６０を有し、このスライド装置固定ブラケット６０にスライド装置５０の固定子ヨーク５１が固定される。ここで、スライド装置５０について説明する。図３及び図４に示すように、スライド装置５０は、２個のスライドユニット５２が所定の距離をおいて１本のガイドレール５３の上を走行自在に動くよう構成され、各スライドユニット５２の間には可動子ヨーク５４を介して可動子磁石５５が固定されている。また、図３に示すように、ガイドレール５３は非磁性体からなる素材で構成されていて、可動子磁石５５とモータコイル５６との間に介在し、固定子ヨーク５１に取り付けられている。また、ガイドレール５３には、磁性体である鉄材で構成される固定子ヨークティース５７が取り付けられる。ガイドレール５３を構成している非磁性体の例としては、セラミック、非磁性体のステンレス若しくは非磁性体の焼結部材などがある。

図４に示すように、固定子ヨークティース５７は軸形状のピンと両端を面取りした薄板状の部材で構成されていて、縦断面形状が略Ｔの字形の部品となっている。また、図５に示すように、固定子ヨークティース５７の頭部（可動子磁石５５側の端部）は、ガイドレール５３における可動子磁石５５側の端部と一致し、可動子磁石５５に近接している。

固定子ヨーク５１は磁性体からなる素材で構成され、板状部材と一定間隔に配置された穴付柱状部材を一体化した部品となっている。モータコイル５６とモータコイルボビン５８とを有するモータ固定子巻線ユニットは、モータコイル５６が巻回されたモータコイルボビン５８のコイル端が３相結線され、出力端がドライバ（図示せず）に接続されたケーブルに接続している。

モータ可動子磁石ユニットは、強磁性体の素材からなる可動子ヨーク５４に可動子磁石５５が貼り付けられ、この可動子ヨーク５１を他の可動子部材に固定するよう構成される。

図６に示すように、固定子ヨーク５１の穴付柱状部材にはモータ固定子巻線ユニットが取り付けられている。モータコイルボビン５８は穴付柱状部材に圧入され、モータ固定子巻線ユニットは固定子ヨーク５１に固定されている。モータ固定子巻線ユニットを取り付けた固定子ヨーク５１の穴付柱状部材の上にガイドレール５３が搭載され、固定子ヨークティース５７の軸形状のピンが固定子ヨーク５１の穴付柱状部材の穴に圧入されて、固定子ヨーク５１とガイドレール５３と固定子ヨークティース５７とが固定されている。

ガイドレール５３に設けられた取付具と固定子ヨークティース５７との接触面には接着剤が塗布され、固定子ヨークティース５７を構成している薄板状の部材に外力が加わっても固定子ヨークティース５７が変形しないようになっている。また、各スライドユニット５２の間には可動子部材を介してモータ可動子磁石ユニットが固定され、ガイドレール５３にモータ可動子磁石ユニットが組み込まれたスライドユニット５２が取り付けられるようになっている。

図２に示すように、固定子ヨーク５１は、前述のようにスライド装置固定ブラケット６０に固定される。本実施形態においては、図７に示すように、スライド装置固定ブラケット６０とともに固定子ヨーク５１を挟持しスライド装置固定ブラケット６０と熱膨張係数がほぼ同じ取付ブラケット６１が具備される。本実施形態においては、スライド装置固定ブラケット６０と、取付ブラケット６０は、共にアルミニウム材の軽量素材で形成される。

また、モータコイル５６は上下方向に複数並設されており、固定子ヨーク５１をスライド装置固定ブラケット６０に固定する締結部材としての締結ねじ６２が、上下方向について隣接するモータコイル５６の間に配されている。本実施形態においては、モータコイル５６は角部が丸い四角形状であり、角部近傍に生じたスペースを利用して、締結ねじ６２が各固定子ヨーク５１の左右に配されている。すなわち、図８に示すように、上面視にて、モータコイル５６の投影部分に締結ねじ６２が入りこんでいる。尚、左右に隣接するスライド装置５同士で、締結ねじ６２を共用としている。

このような構成からなるスライド装置５では、図示しないドライバからモータコイル５６に供給された電流によって磁界が発生する。この磁界が、モータコイル５６の中心にある固定子ヨーク５１の穴付柱状部材から固定子ヨークティース５７の軸を介して可動子磁石５５の対向面へ通ることにより磁路が形成され、可動子磁石５５の磁力とモータコイル５６に供給された電流によって発生した磁束により推力が発生してモータ可動子ユニットを直線的に往復道させる。モータコイル５６に供給された各相の電流を図示しないドライバで制御することにより、モータ推力が所定の値にコントロールされる。そして、後述する直動センサ６６によりスライドユニット５２の位置を検出し、その検出信号に基づいてドライバでフィードバック制御するようになっている。

図２に示すように、各スライドユニット５２には、上下に延びる板状の接続ブラケット７０が接続され、この接続ブラケット７０に回転軸３０が軸支される可動部ブラケット８０が固定される。本実施形態においては、可動部ブラケット８０は回転軸３０の上側を包み込むよう形成され、その前面に上下に延びる直動スケール８１が設けられる。可動部ブラケット８の前側は、スライド装置固定ブラケット６の左右両端から前方へ延出する延出部に固定される上板６５により覆われる。この上板６５に、直動スケール８１に対応した直動センサ６６が設けられ、これによりスライドユニット５２の位置が検出される。

上板６５には、回転軸３０に対応して上下に延びる溝６３が形成され、回転軸３０から延びる管継手３１がこの溝６３に配される。すなわち、スライド装置５０の駆動により回転軸３０が上下動すると、管継手３１が溝６３の内部を移動するようになっている。この管継手３１には、エアを吸引するエアチューブが接続される。本実施形態においては、回転軸３０及び部品保持具２０は中空に形成されており、部品保持具２０の先端からエアを吸引して電子部品を吸着保持するようになっている。

図９に示すように、回転軸３０の上側には、カップリング３２を介してボールスプライン機構９０のスプライン軸９１に接続される。上下に延びるスプライン軸９１と係合するスプライン外筒９２に、回転モータ４０の出力軸４１が連結される。図１に示すように、回転モータ４０の直上には回転位置を検出する回転位置センサ４２が設置される。これにより、スライド装置５０による回転軸３０の上下方向の移動を許容しつつ、回転モータ４０の駆動力を的確に回転軸３０へ伝達することができるようになっている。尚、回転軸３０は可動部ブラケット８０にベアリング８２を介して回動自在に取り付けられ、オイルシール８３により気密が保たれている。

以上のように構成された部品保持装置１では、可動子磁石５５とモータコイル５６との間にガイドレール５３を介在させたことでスライド装置５０の断面積が小さくなるため、スライド装置５０の小型化及び軽量化を図ることができる。これにより、部品保持装置１全体を小型且つ軽量とすることができるし、スライド装置５０の周辺に配される回転モータ４０、エア吸引装置などのレイアウトについて自由度が増し、各部品、各装置の配置位置等を比較的自由に選定して設計をすることができる。
また、従来のように複数の回転軸を１つの回転モータで駆動せずとも省スペースを図ることができるので、複数の回転軸３０を備えた場合に回転軸３０ごとに回転モータ４０を設置し、バックラッシ等の少ない精密な制御が可能となる。

また、本実施形態の部品保持装置１では、スライド装置５０の駆動時にモータコイル５６が発熱すると固定子ヨーク５１、スライド装置固定ブラケット６０及び取付ブラケット６１が加熱される。このとき、鉄材からなる固定子ヨーク５１とアルミニウム材からなる各ブラケット６０，６１の熱膨張係数が異なることから、これらの間で部材の長さの差が生じるものの、各ブラケット６０，６１の熱膨張係数がほぼ同じであることから、各ブラケット６０，６１同士は同様に膨張する。すなわち、各ブラケット６０，６１間で固定子ヨーク５１との摩擦力に打ち勝つことによるすべりが発生し、モータコイル５６の発熱に起因して固定子ヨーク５１及び各ブラケット６０，６１に生ずるいわゆるバイメタルの反り等の変形を抑制することができる。
また、締結ねじ６２を隣接するモータコイル５６の間に配することで、スライド装置５０のさらなる小型化を図ることができる。

また、本実施形態の部品保持装置１では、小型のスライド装置５０が水平方向に隣接して複数配されるので、従来と同様のスペースでより多くの部品保持具２０及びスライド装置５０を備えることができる。また、部品保持具２０及びスライド装置５０を同数とすれば、従来より小型とすることができることは勿論である。

また、本実施形態の部品保持装置１では、各スライド装置５０と反対側に管継手３１及び直動センサ６６を配したので、装置を小型に構成するのに有利であるし、エア配管や配線の引き廻しも容易である。

図１０から図１６は本発明の第２の実施形態を示すもので、図１０は部品保持装置の正面図、図１１は部品保持装置の側面図、図１２は可動部ブラケットの縦断面図、図１３は可動部ブラケットの横断面図である。

この部品保持装置１０１もまた、第１の実施形態の部品保持装置１と同様のスライド装置５０を備えており、スライド装置５０の駆動により、回転軸１３０が上下動するようになっている。スライド装置５０及びスライド装置固定ブラケット６０の構成は図３から図８に示す第１の実施形態のものと同様であるので、ここでは説明を省略する。

第２の実施形態においては、各スライドユニット５２に固定される可動部ブラケット１８０は、上下に延びる円筒状に形成される。本実施形態においては、第１の実施形態に比して回転軸１３０が短く形成され、可動部ブラケット１８０の下側に収容される。本実施形態においても可動部ブラケット１８０に内接するベアリング１８１を介して回転軸１３０は可動部ブラケット１８０に軸支され、この回転軸１３０の下部に可動部ブラケット１８０の下端から下方へ突出する部品保持具２０が設けられる。

また、可動部ブラケット１８０の内部には、出力軸１４１が回転軸１３０に直接接続された回転モータ１４０が収容されている。また、回転モータ１４０の回転位置を検出する回転位置センサ１４２も回転モータ１４０と隣接して可動部ブラケット１８０の内部に収容されている。すなわち、可動子磁石５５に接続されて移動する中空の可動部ブラケット１８０には、回転モータ１４０及び回転位置センサ１４２が内包されている。

図１４に示すように、回転軸１３０の内部には、エア流通経路１３１が形成され、部品保持具２０側から流入するエアは上方へ導かれる。尚、ベアリング１８１を支持する支持ブラケット１８２が一対の固定ねじ１８３により可動部ブラケット１８０の内壁に固定されている。

図１５に示すように、エア流通経路１３１は、回転軸１３０の上側で水平方向に２分されて可動部ブラケット１８０の内部と連通する。図１３に示すように、２分されたエア流通経路１３１は、各固定ねじ１８３に対して略６０度だけ周方向へずれた位置に形成されている。また、支持ブラケット１８２には、上下に延びる一対の固定ねじ１８４により回転モータ１４０が固定される。図１６に示すように、各固定ねじ１８４の下方には空間が画成されており、固定ねじ１８４の螺脱を工具等により行うことができるよう構成されている。図１３に示すように、この空間は、各エア流通経路１３１に対して略６０度だけ周方向へずれた位置に形成されている。

また、図１２に示すように、回転モータ１４０及び回転位置センサ１４２と、可動部ブラケット１８０の内壁の間には、上下に延びるエア流通用の吸引通路としての間隙が形成されている。可動部ブラケット１８０の回転位置センサ１４２から上側には、エア吸引通路１８５が形成され、可動部ブラケット１８０の上端に管継手１８６を介してエアチューブ１８７が接続される。すなわち、回転軸１３０のエア流通経路１３１、回転モータ１４０及び回転位置センサ１４２と可動部ブラケット１８０の内壁との間隙、可動部ブラケット１８０のエア吸引通路１８５を通じて、部品保持具２０側からエアが吸引されるようになっている。換言すると、回転軸１３０を中空に形成するとともに可動部ブラケット１８０と回転モータ１４０の間に吸引通路が構成され、部品保持具２０から吸引されたエアが回転軸１３０の内部及び吸引通路を経由してエアチューブ１８７へ導出されるよう構成される。

また、図１０に示すように、本実施形態においても、可動部ブラケット１８０の前面に上下に延びる直動スケール１８８が設けられ、可動部ブラケット１８０の前側はスライド装置固定ブラケット６０の左右両端から前方へ延出する延出部に固定される上板１６１により覆われる。この上板１６１に、直動スケール１８８に対応した直動センサ１６２が設けられ、これによりスライドユニット５２の位置が検出されるようになっている。尚、本実施形態においては、管継手１８６が可動部ブラケット１８０の上端に配されていることから、第１の実施形態のような溝６３は形成されていない。

また、図１１に示すように、この部品保持装置１０１には、各スライド装置５０の固定子ヨーク５１を接続して水平方向に延びるよう設置され、可動子磁石を含む各スライド装置５０のスライドユニット５２の移動を規制する板状のストッパ１５１，１５２が設けられている。本実施形態においては、上端側のストッパ１５１及び下端側のストッパ１５２が、それぞれスライド装置５０の駆動方向に対して垂直で幅広に形成されている。

以上のように構成された部品保持装置１０１においても、可動子磁石５５とモータコイル５６との間にガイドレール５３を介在させたことでスライド装置５０の断面積が小さくなるため、スライド装置５０の小型化及び軽量化を図ることができる。これにより、部品保持装置１全体を小型且つ軽量とすることができるし、スライド装置５０の周辺に配される回転モータ４０、エア吸引装置などのレイアウトについて自由度が増し、各部品、各装置の配置位置等を比較的自由に選定して設計をすることができる。
また、従来のように複数の回転軸を１つの回転モータで駆動せずとも省スペースを図ることができるので、複数の回転軸１３０を備えた場合に回転軸３０ごとに回転モータ４０を設置し、バックラッシ等の少ない精密な制御が可能となる。

また、本実施形態の部品保持装置１０１でも、スライド装置５０の駆動時にモータコイル５６が発熱すると固定子ヨーク５１、スライド装置固定ブラケット６０及び取付ブラケット６１が加熱される。このとき、鉄材からなる固定子ヨーク５１とアルミニウム材からなる各ブラケット６０，６１の熱膨張係数が異なることから、これらの間で部材の長さに差が生じるものの、各ブラケット６０，６１の熱膨張係数がほぼ同じであることから、各ブラケット６０，６１同士は同様に膨張する。すなわち、各ブラケット６０，６１間で固定子ヨーク５１との摩擦力に打ち勝つことによるすべりが発生し、モータコイル５６の発熱に起因して固定子ヨーク５１及び各ブラケット６０，６１に生ずるいわゆるバイメタルの反り等の変形を抑制することができる。
また、締結ねじ６２を隣接するモータコイル５６の間に配することで、スライド装置５０のさらなる小型化を図ることができる。

また、本実施形態の部品保持装置１０１でも、小型のスライド装置５０が水平方向に隣接して複数配されるので、従来と同様のスペースでより多くの部品保持具２０及びスライド装置５０を備えることができる。また、部品保持具２０及びスライド装置５０を同数とすれば、従来より小型とすることができることは勿論である。

さらに、本実施形態によれば、回転モータ１４０と回転軸１３０とが直接連結されているので、バックラッシ等が発生することはなく、回転軸１３０をより的確に回転制御することができる。これにより、部品をより高精度に移動させることができる。回転モータ１４０、回転位置センサ１４２が上下動するが、比重が高く長いため重くなる回転軸単体のときよりも小型な回転モータ１４０と短い回転軸１３０のため、可動部の重量が抑えられ、前述のようにボールスプライン機構を用いて回転モータを固定して設置した場合よりも、部品保持装置１０１の高さを低くでき、全体の軽量化を図ることができる。

また、本実施形態の部品保持装置１０１によれば、可動部ブラケット１８０の内部に回転軸１３０、回転モータ１４０及び回転位置センサ１４２を配し、可動部ブラケット１８０の内部にて下端側から上端側へ向かってエアが流通するようにしたので、部品吸引用のエアの流通路を確保しつつ部品保持装置１０１を小型とすることができる。
また、流通するエアにより、回動軸１３０のベアリング１８１、回転モータ１４０、スライド装置５０の可動部分等を冷却することができ、部品保持精度の低下や回転モータ１４０及びスライド装置５０の性能低下を防止することができる。

また、本実施形態の部品保持装置１０１によれば、ストッパ１５１，１５２により各固定子ヨーク５１の剛性、強度が向上する。特に、上下に延びる固定子ヨーク５１に対して水平方向へ延びるようストッパ１５１，１５２を設けたので、横断面について固定子ヨーク５１の断面係数を飛躍的に増大させることができ、スライド装置５０の駆動時における固定子ヨーク５１の変形を効果的に抑制することができる。

図１７及び図１８は本発明の第３の実施形態を示すもので、図１７は部品保持装置の側面図、図１８は部品保持装置の底面図である。

この部品保持装置２０１は、部品保持具２０が２列に配される点で、第２の実施形態と構成を異にする。すなわち、図１８に示すように、本実施形態においては、一列に並ぶ４つの部品保持具２０及びスライド装置５０の組が前後２列に並んでおり、スライド装置１５０は、スライド装置固定ブラケット２６０及び固定子ヨーク５１を前後で共用としている。

また、これに対応して固定子ヨーク５１の上端と下端に設けられるストッパ２５１，２５２は、全てのスライド装置５０のスライドユニット５２に対応するよう幅広に形成されている。また、スライド装置固定ブラケット２６０には、一方の列のスライド装置５０を外側から覆う延出部２６１が形成されている。

以上のように構成された部品保持装置２０１によれば、第２の実施形態の作用効果に加え、前後に隣接するスライド装置５０で固定子ヨーク５１を共用としたので、部品点数を低減して、省スペース及び製造コスト低減を図ることができる。また、部品の組み付け工数を低減することができるし、部品の組み付けによる累積誤差も低減することができる。

また、本実施形態の部品保持装置２０１においても、各ストッパ２５１，２５２により各固定子ヨーク５１の剛性、強度が向上する。本実施形態においては、図１８に示すように、各ストッパ２５１，２５２を２列のスライド装置５０に対応させて形成したことから断面係数を大きくとることができ、各固定子ヨーク５１の剛性、強度を飛躍的に向上させることができる。

また、本実施形態の部品保持装置２０１によれば、延出部２６１を形成したので部品保持装置２を保護しつつ、スライド装置保護ブラケット６の剛性を向上させることができる。

尚、第１〜第３の実施形態においては、電子部品実装装置に部品保持装置１，１０１，２０１が備えられるものを示したが、電子部品以外を取り扱う装置に利用されるものであってもよい。

また、第１〜第３の実施形態における可動部ブラケット８０，１８０、回転軸３０，１３０等の形状等は変更可能であるし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

本発明の第１の実施形態を示す部品保持装置の正面図である。 部品保持装置の一部断面側面図である。 スライド装置の一部断面正面図である。 スライド装置の一部断面側面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 図３のＢ−Ｂ断面図である。 スライド装置の一部正面図である。 図７のＣ−Ｃ断面図である。 回転軸の断面図である。 本発明の第２の実施形態を示す部品保持装置の正面図である。 部品保持装置の側面図である。 可動部ブラケットの縦断面図である。 可動部ブラケットの横断面図である。 図１３のＤ−Ｄ断面図である。 図１３のＥ−Ｅ断面図である。 図１３のＦ−Ｆ断面図である。 本発明の第３の実施形態を示す部品保持装置の側面図である。 部品保持装置の底面図である。

符号の説明

１ 部品保持装置
２０ 部品保持具
３０ 回転軸
４０ 回転モータ
４１ 出力軸
５０ スライド装置
５３ ガイドレール
５５ 可動子磁石
５６ モータコイル
５７ 固定子ヨークティース
６０ スライド装置固定ブラケット
６１ 取付ブラケット
６２ 締結ねじ
６５ 上板
６６ 直動センサ
９０ ボールスプライン機構
９１ スプライン軸
９２ スプライン外筒
１０１ 部品保持装置
１３０ 回転軸
１４０ 回転モータ
１４１ 出力軸
１４２ 回転位置センサ
１５１ ストッパ
１５２ ストッパ
１８０ 可動部ブラケット
１８５ エア吸引通路
１８６ 管継手
１８７ エアチューブ
２０１ 部品保持装置
２５１ ストッパ
２５２ ストッパ

Claims (9)

1. エア吸引により部品を吸着保持する部品保持具と、
   前記部品保持具が下端に接続され上下に移動する回転軸と、
   前記回転軸を回転駆動する回転モータと、
   前記回転軸を上下動するスライド装置と、を備え、
   前記スライド装置は、上下に移動する可動子磁石と、磁性体からなる固定子ヨークティースと、前記固定子ヨークティースの周囲に巻回されたモータコイルと、可動子磁石を案内する非磁性体のガイドレールと、磁性体からなり前記固定子ヨークティースを支持する固定子ヨークと、を有し、前記可動子磁石と前記モータコイルとの間にガイドレールが介在されるとともに前記可動子磁石と前記固定子ヨークティースとが対向した位置に配置されることを特徴とする部品保持装置。
2. 前記回転モータの出力軸が連結されるスプライン外筒を有し前記回転軸がスプライン軸に接続されるボールスプライン機構により、前記回転モータと前記回転軸とを接続したことを特徴とする請求項１に記載の部品保持装置。
3. 前記回転モータの出力軸を前記回転軸と直接連結し、
   前記スライド装置の駆動により、前記回転軸及び前記回転モータと、該回転モータの回転位置を検知する回転位置センサとが一体的に上下動するよう構成したことを特徴とする請求項１に記載の部品保持装置。
4. 前記回転軸、前記回転モータ及び前記回転位置センサを内包し前記スライド装置の可動子磁石と接続されて移動する中空の可動部ブラケットと、
   前記可動部ブラケットの上側に継手を介して接続されるエアチューブと、を具備し、
   前記回転軸を中空に形成するとともに前記可動部ブラケットと前記回転モータの間に吸引通路を構成し、前記部品保持具から吸引されたエアが前記回転軸の内部及び前記吸引通路を経由して前記エアチューブへ導出されるよう構成したことを特徴とする請求項３に記載の部品保持装置。
5. 前記固定子ヨークを固定することにより前記スライド装置全体を固定する固定ブラケットを備えたものであって、
   前記固定ブラケットとともに前記固定子ヨークを挟持し該固定ブラケットと熱膨張係数が同じ取付ブラケットを具備したことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の部品保持装置。
6. 前記モータコイルは上下方向に複数並設されるものであって、
   前記固定子ヨークを前記固定ブラケットに固定する締結部材を、隣接するモータコイルの間に配したことを特徴とする請求項５に記載の部品保持装置。
7. 前記部品保持具を複数備え、
   前記スライド装置を水平方向に隣接して複数配置したことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の部品保持装置。
8. 前記スライド装置を左右方向に２列に並べ、
   スライド装置の固定子ヨークを前後に隣接するスライド装置で共用としたことを特徴とする請求項７に記載の部品保持装置。
9. 各スライド装置の固定子ヨークに接続して水平方向に設置され、可動子磁石を含む各スライド装置のスライドユニットの移動を規制する板状のストッパを設けたことを特徴とする請求項７または８に記載の部品保持装置。

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