线性马达单元、头部单元及元件安装机的制作方法

专利名称：线性马达单元、头部单元及元件安装机的制作方法
技术领域：
本发明涉及线性马达单元、头部单元及元件安装机。
背景技术：
作为将例如IC芯片等电子元件搭载到印刷电路板等上的元件安装机，已知有日本专利公开公报特开2009-171681号(以下称作“专利文献”)中公开的元件安装机。该元件安装机包括具有用于吸附电子元件的多个吸嘴的头部单元，各吸嘴沿头部单元的宽度方向排列。在该头部单元中，组装有使所述吸嘴上下移动的线性马达单元，该线性马达单元包括多个与各吸嘴分别对应的沿所述宽度方向排列的线性马达。各线性马达具备定子以及能够在与该定子相对的状态下沿上下方向移动的动子。定子包括卷装有线圈的金属制的芯，动子包括以磁极交替地互不相同的方式直线地沿上下方向排列的永磁铁。各线性马达中，基于定子(线圈)受通电控制，而在定子的芯与动子的永磁铁之间产生吸引力，从而使动子沿上下方向移动。各线性马达个别地组装在板状的框架构件上，通过将这些框架构件重叠而一体化，从而构成所述线性马达单元。另外，线性马达的定子的芯由固定螺栓紧固于框架构件，如此将定子固定于框架构件，能够适当地确保定子与动子之间的间隙。对于这样的元件安装机，从节省空间或减轻重量等观点考虑，期望实现小型化。作为其对策之一，可考虑使线性马达单元在宽度方向上小型化，从而实现头部单元的小型化。然而，为了切实地将定子的芯固定在框架构件上以适当维持定子与动子之间的间隙，不能将用于固定定子的芯的螺栓的螺入深度尺寸缩短到一定限度以上。即，框架构件的厚度尺寸的缩小是有限度的。而且，上述线性马达单元中，沿宽度方向排列的各线性马达的所述螺栓彼此位于同一轴线上，因此，为了避免相邻的所述螺栓彼此相互接触或者所述螺栓与跟其相邻的框架构件相互接触，而必须在它们之间设置间隙，这也难以使线性马达单元小型化(薄型化)。

发明内容
本发明的目的在于实现线性马达单元的小型化。本发明一方面所涉及的线性马达单元包括:第一线性马达及第二线性马达，分别各自具有定子和与动子，所述定子具有芯及卷装在该芯上的线圈，所述动子相对于所述定子设置，并且基于所述线圈受通电控制而相对于所述定子移动；安装框架，所述第一线性马达及所述第二线性马达以沿着正交于所述定子与所述动子的相对方向的第一方向并列地排列的状态安装在该安装框架上；其中，所述安装框架具有包括用于固定各所述线性马达的定子的一个或多个安装部，所述安装部以各所述线性马达的定子与该安装部沿所述第一方向交替地排列的方式设置，各所述线性马达的定子在与所述相对方向及所述第一方向这两方向正交的第二方向上的互不相同的位置上，通过指定的紧固部件沿所述第一方向将所述芯和所述安装部紧固而固定于该安装部。
根据该线性马达单元，由于固定彼此相邻的线性马达的定子的紧固部件的位置相 互错开，因此在沿线性马达的排列方向(第一方向)将该定子彼此更接近地设置的情况下， 难以受到该紧固部件的限制，其结果，有助于线性马达单元的小型化。
本发明另一方面所涉及的头部单元包括:多个元件保持部，分别保持电子元件； 元件保持部驱动机构，使所述多个元件保持部上下移动；其中，所述元件保持部驱动机构是 所述线性马达单元，所述元件保持部连结于所述线性马达单元中所含的所述线性马达的动 子。
根据该头部单元，作为上下驱动元件保持部的元件保持部驱动机构，由于应用上 述线性马达单元，因此能够实现头部单元的小型化、轻量化。
本发明再一方面所涉及的元件安装机包括:元件供应单元,具备元件供应部；基 板搬送单元，保持并搬送电路基板；头部单元，用于保持元件；头部单元驱动机构，使所述 头部单元移动以将元件从所述元件供应部搬送到所述电路基板；其中，该元件安装机的头 部单元是所述本发明另一方面涉及的头部单元。
根据该元件安装机，由于具备小型化及轻量化的如上所述的头部单元，其结果，能 够实现元件安装机的小型化、轻量化。


图1是本实施方式所涉及的元件安装机的立体图。
图2是安装单元的立体图。
图3是头部单元的正视图。
图4是头部单元的侧视图。
图5是线性马达单元的立体图。
图6是线性马达单元的正视图。
图7是线性马达单元的侧视图。
图8是线性马达单元的分解立体图。
图9是图7的IX-1X线剖视图。
图10是图9的要部放大图。
图11是图6的X1-XI线剖视图。
图12是表示相对设置的定子及动子的侧视图。
图13是表示线性马达中的推力与电流的关系的图。
具体实施方式
以下，参照图1至图12来说明本发明的实施方式。
图1表示本实施方式中的元件安装机10。元件安装机10用于在电路基板上安装 电子元件，且包括:基台11 ;基板搬送单元12，被固定在基台11上；安装机主体13，以覆盖 基板搬送单元12上面的方式固定于基台11 ;元件供应台车14(本发明的“元件供应单元” 的一例)，可装卸地安装于安装机主体13。另外，在以下的说明中，前侧是指图1的左跟前 侦牝后侧是指该图1的右里侧。
基板搬送单元12被固定在基台11的上表面，从该基台11的一侧(图1的左右方 向中的一侧)接纳图外的电路基板并搬送到安装机主体13的指定作业位置，再从另一侧将 电路基板搬出到外部。本实施方式中，基板搬送单元12能以沿前后方向排列的状态来并列 搬送两片电路基板。而且，基板搬送单元12在电路基板被搬送到所述作业位置时，通过图 外的支撑装置来从下方支撑该电路基板。
元件供应台车14可装卸地安装于在基台11的前后两侧凹设的安装凹部T。元件 供应台车14包括具备沿左右方向排列的多个带式送料器的元件供应部15。在各带式送料 器中，安装着卷绕有料带的卷轴15A，所述料带收纳有集成电路(IC)或电容器等电子元件， 各带式送料器通过从该卷轴15A放出料带而对指定的元件供应位置供应电子元件。
安装机主体13被固定于基台11的上表面。安装机主体13包括:左右一对Y框架 30、30，从该基台11向上方竖立；多个安装单元40，从一个Y框架30朝向另一个Y框架30 而伸出成悬臂状态。本实施方式中，在各Y框架30、30中，各自具备前后两个安装单元40， 因而，安装机主体13合计具备四个安装单元40。各安装单元40可独立地控制。例如，当将 四片短的电路基板通过基板搬送单元12设置到所述作业位置上时，各安装单元40对各电 路基板进行元件安装作业。而且，例如当将一片长的基板设置到所述作业位置上时，四个安 装单元40、40、40、40对该一片电路基板同时进行元件安装作业。
一对Y框架30、30如图1所示，在左右方向上隔开指定间隔而相向的状态下沿前 后方向延伸。而且，在各Y框架30的长边方向(前后方向)大致中央部分别设有开口 30A、 30A。一侧的Y框架30的开口 30A是搬入未处理的电路基板的搬入口，另一侧的开口 30A 是搬出安装了元件后的电路基板的搬出口。
在Y框架30上，固定有沿前后方向延伸的上下一对Y轨道31、31。上侧的Y轨道 31在Y框架30的上端部遍布其长边方向整个区域(从前端到后端)而设。另一方面，下侧 的Y轨道31在Y框架30的内侧面(两Y框架30的相向面)的下端部遍布其长边方向整 个区域而设。而且，在Y框架30的内侧面安装固定有磁性板32，在磁性板32的内部，沿前 后方向排列设置有多个永磁铁。
安装单元40如图1及图2所示，具备:从Y框架30的内侧面朝向内侧突出的X框 架41 ;固定于X框架41且沿左右方向延伸的上下一对X轨道42、42 ;以及由两X轨道42、 42可移动地支撑的头部单元50。另外，Y框架30所具备的前后两个安装单元40在它们的 内侧分别具备头部单元50。
在X框架41上的与两Y轨道31、31对应的位置上安装有一对Y滑块44、44。这些 Y滑块44、44嵌合于Y轨道31。S卩，由该Y滑块44与Y轨道31构成使X框架41沿Y方向 移动的Y方向线性导轨。而且,在X框架41的基端部且与Y框架30的磁性板32相向的位 置，设有线圈部45。由该线圈部45与磁性板32构成沿Y方向驱动X框架41的Y方向线性 马达33 (本发明的“头部单元驱动机构”的一例)。因而，通过控制对线圈部45的通电，安 装单元40相对于磁性板32而沿前后方向移动。
一对X轨道42、42在X框架41的内侧面(前后排列的两个安装单元40的X框架 41彼此的相向面)，从该X框架的基端部沿左右方向延伸到远端部。另一方面，在头部单元 50中的与一对X轨道42、42对应的位置，安装有一对X滑块46、46。这些X滑块46、46嵌 合于X轨道42。S卩，由该X滑块46与X轨道42构成使头部单元50沿X方向移动的X方向线性导轨。而且，在X框架41的基端部上侧，安装有伺服马达47(本发明的“头部单元驱动 机构”的一例)。该伺服马达47通过使安装在X框架41上的图外的滚珠螺杆转动而使头 部单元50沿左右方向移动。即，头部单元50通过伺服马达47及Y方向线性马达33的驱 动而沿前后方向及左右方向移动，从元件供应位置移动到电路基板的指定位置。
头部单元50如图3及图4所示，呈沿上下方向延伸的形态，且包括多个元件保持 部51以及将这些元件保持部51分别安装在下端部的多个线性马达单元60 (元件保持部驱 动机构)。另外，对于头部单元50，将支撑该头部单元50的X框架侧作为前后方向的后侧 来进行说明。
元件保持部51设置在头部单元50的下端部。元件保持部51包括沿上下方向延 伸的驱动轴53以及安装在其下端部并吸附电子元件的吸嘴52。吸嘴52经由驱动轴53内 所设的内部空间及树脂制的管54等连接于负压产生装置(未图示)。在元件吸附时，从负 压产生装置对吸嘴52的下端部给予负压吸引力，由此，吸嘴52吸附并保持电子元件。
线性马达单元60是用于使吸嘴52相对于元件供应部或电路基板沿上下方向移动 的驱动机构，上下驱动所述多个元件保持部51。如图3及图4所示，在头部单元50中，沿左 右方向安装有两个线性马达单元60，沿前后方向安装有两个线性马达单元60，合计安装有 四个线性马达单元60。
在头部单元50的前侧沿左右方向排列的两个线性马达单元60F中，沿左右方向并 设有三个线性马达70 (后述)。在头部单元50的后侧沿左右方向排列的两个线性马达单元 60B的每一个中，沿左右方向并设有两个线性马达70。另外，在以下的说明中，仅对设置在 头部单元50前侧的线性马达单元60F进行说明，而省略对设置在后侧的线性马达单元60B 的说明。
线性马达单元60如图5至图8所示，包括金属制的安装框架61、固定于该安装框 架的多个线性马达70、以及对应于这些线性马达70而设的多个线性编码器62。
安装框架61呈上下方向贯穿的方筒状，其具有各自沿上下方向细长的矩形形状 的前面部61a及后面部61b、以及与这些前面部61a及后面部61b的左右两端彼此相连的一 对侧面部61c。在该安装框架61内，如图6、图8及图9所示，沿左右方向排列收容有三个 线性马达70。
在安装框架61的前面部61a的靠上侧的位置，设有贯穿前后方向的大致矩形状的 贯穿孔63。贯穿孔63遍布安装框架61 (前面部61a)的大致整个左右方向而设。该所述贯 穿孔63中插通有与收容在安装框架61内部的各线性马达70对应的电源线缆64。
线性马达70由包含定子72及动子73的线性马达主体71以及朝上拉靠动子73 的弹簧74等构成。
定子72由将梳形板状的多个电磁钢板层叠而成的芯75与卷装在该芯75上的线 圈76构成。芯75如图12所示，具有沿上下方向延伸的磁轭部77与从该磁轭部77的一侧 面分别突出且沿上下方向以固定间隔排列的多个齿78，线圈76卷装于各齿78。而且，磁轭 部77在其上下方向两端部具备上下一对安装片77A、77A。这些安装片77A、77A从连续设置 的齿78的区域77B朝上下方向突出。在各安装片77A的前后方向中央，设有沿上下方向排 列且沿左右方向贯穿该安装片77A的两个螺栓插通孔79。
另一方面，在安装框架61的前面部61a上，如图6及图8所示，在夹着贯穿孔63的位置，沿左右方向排列形成有三组上下一对安装凹部65、65。一对安装凹部65、65中的 上侧的安装凹部65朝前方及下方开放，下侧的安装凹部65朝前方及上下两方开放。而且， 一对安装凹部内65、65具有可使磁轭部77的一对安装片77A、77A分别从前方嵌合的形状。 即，通过将定子72的齿78从前方插入安装框架61的贯穿孔63，并将安装片77A、77A分别 嵌合于一对安装凹部65、65内，从而将定子72组装到安装框架61 (上下一对安装凹部65、 65)中。并且，在三组排列的上下一对安装凹部65、65中全部组装有定子72的状态下，如 图6及图9所示，以形成各安装凹部65、65的隔壁与芯75 (磁轭部77)沿左右方向交替排 列的状态来设置三个定子72。
各定子72通过固定螺栓B固定于所述安装框架61。详细而言，从该安装框架61 的外侧将固定螺栓B(本发明的“紧固部件”的一例)插入安装框架61的前面部61a的左 右侧面上形成的螺栓插入孔66内，将该固定螺栓B贯穿安装片77A(芯75)的螺栓插通孔 79而螺合插入至所述隔壁(形成各安装凹部65的隔壁)。由此，各定子72在分别设置于 相邻的所述隔壁之间的状态下固定于安装框架61。关于该点，后文将进一步详述。
动子73包括:Z轨道80，沿上下方向延伸；多个永磁铁82，经由背磁轭而固定于该 Z轨道80的表面，且以N极与S极交替排列的方式沿该Z轨道80的长边方向(上下方向) 设置。动子73在定子72的各齿78与永磁铁82之间设有指定尺寸的间隙的状态下，与定 子72的后方相对设置。动子73通过将所述Z轨道80嵌合于固定在安装框架61 (后面部 61b)上的多个滑动底座81，从而可沿上下方向移动地支撑于安装框架61。在动子73的下 端部，固定有元件保持部51的驱动轴53，通过动子73上下移动，从而元件保持部51上下移 动。
S卩，通过定子72的线圈76受到通电控制，定子72中的芯75的齿78与动子73的 永磁铁82之间产生吸引力，动子73相对于定子72而沿上下方向往复移动。
另外,流经齿78的磁通通过磁轭部77而流至相邻的齿78。因此,如果固定定子的 固定螺栓设在磁轭部的齿的连续设置区域内，则固定螺栓会妨碍到磁轭部的磁通的流动而 导致该磁轭部的磁阻变高，从而导致线性马达的推力下降。而且，由于涡电流易在固定螺栓 中流动，因此会导致磁轭部中的铁损增大。关于该点，根据本实施方式,磁轭部77 (芯75) 在连续设置的齿78的区域77B的上下外侧具备安装片77A、77A，在这些安装片77A、77A上， 形成有固定用的螺栓插通孔79。S卩，在磁轭部77中的连接齿78彼此的所述区域77B中不 存在固定螺栓B，因此不会因该固定螺栓B妨碍磁轭部77的磁通的流动。而且，由于在所 述区域77B中不存在固定螺栓B，因此通过电磁钢板的层叠效果来有效地抑制涡电流的产 生。因此，根据上述结构，能够强化磁轭部77中的磁通，与在磁轭部上存在固定螺栓的情况 相比，能够提高线性马达70的推力。
而且，线性马达单元60包括用于检测动子73的位置的三个线性编码器62。各线 性编码器62以各自对应于线性马达70的方式沿左右方向并设，且分别设置在定子72的下 侧。
线性编码器62包括固定在动子73的Z轨道80上的磁性板67以及固定在安装框 架61的前面部61a上的传感器部68。传感器部68呈上下方向细长的形态，且具备金属制 的传感器基台68A以及固定在该传感器基台68A背面的磁性传感器68B。传感器部68被固 定在安装框架61的前面部61a。详细而言，在前面部61a中的所述各安装凹部65下侧的位置，分别形成有贯穿前后方向的安装孔69，传感器基台68A被嵌合在该安装孔69内。并 且，固定螺栓B从安装框架61的外侧插入到形成在前面部61a的左右侧面的螺栓插入孔66 中，该固定螺栓B贯穿传感器基台68A的螺栓插通孔而螺合插入至安装框架61的隔壁(形 成各安装孔69的隔壁)。
磁性板67被固定在所述Z轨道80的下部，详细而言，被固定在比固定永磁铁82的 区域更下侧的位置。在磁性板67上，沿上下方向以磁性方式附有刻度。线性编码器62通 过利用传感器部68的磁性传感器68B来读取磁性板67的刻度，从而检测动子73的位置。
而且，在线性编码器62与Z轨道80之间，设置有沿上下方向延伸的弹簧74。弹簧 74沿着Z轨道80的前表面而设置。弹簧74的上端被固定于安装框架61，另一方面，下端 被固定于Z轨道80的下端部，由此，始终朝上拉靠Z轨道80。S卩，在未对定子72 (线圈76) 进行通电且定子72与动子73之间无吸引力起作用的状态下，通过所述弹簧74的拉靠力来 阻止动子73因自重造成的下降。
此处，进一步详细说明各定子72在安装框架61上的固定结构。
在形成用于固定定子72的所述安装凹部65的隔壁中彼此相邻的安装凹部65之 间的隔壁(以下称作安装部90)上，如图10所示，沿上下方向并设有固定螺栓B的紧固孔 65A或并设有紧固孔65A及收容固定螺栓B的头部BI的收容孔65B。详细而言，在彼此相 邻的安装凹部65之间的安装部90中的位于左侧的上下一对安装部90、90(称作左安装部 90L.90L)上，形成有沿与固定螺栓B的紧固方向交叉的方向即上下方向排列的两个紧固孔 65A，在位于右侧的上下一对安装部90、90(称作右安装部90R、90R)上，形成有沿上下方向 排列的紧固孔65A及收容孔65B。另外，紧固孔65A是可使固定螺栓B的轴部B2螺合插入 的螺丝孔，收容孔65B是可使固定螺栓B的头部BI插入的贯穿孔。
固定螺栓B相对于定子72中的磁轭部77的上下一对安装片77A、77A各插通一根， 并螺合并螺入至所述安装部90的紧固孔65A。由此，定子72的磁轭部77被固定于左安装 部90L或右安装部90R。详细而言，如图10所示，位于左侧的定子72的磁轭部77通过从左 侧的螺栓插入孔66插入的固定螺栓B穿过安装片77A的螺栓插通孔79后螺合插入至左安 装部90L上侧的紧固孔65A而被紧固于该左安装部90L。另一方面，位于右侧的定子72的 磁轭部77通过从右侧的螺栓插入孔66插入的固定螺栓B穿过安装片77A的螺栓插通孔79 后螺合插入至右安装部90R的紧固孔65A而被紧固于该右安装部90R。而且，位于中央的定 子72的磁轭部77通过从右侧的螺栓插入孔66插入的固定螺栓B穿过安装片77A的螺栓 插通孔79后螺合插入至左安装部90L下侧的紧固孔65A而被紧固于左安装部90L。另外， 中央的定子72在安装右侧的定子72之前被紧固于左安装部90L，固定该中央定子72的固 定螺栓B的头部BI被收容在右安装部90R的收容孔65B内。
即，如图10所示，固定彼此相邻的定子72(磁轭部77)中的一者的固定螺栓B的 轴心Q与固定另一者的固定螺栓B的轴心Q在上下方向上交替错开。即，彼此相邻的定子 72 (磁轭部77)在上下方向的互不相同的位置紧固于安装部90。由此，固定各定子72的固 定螺栓B设置成锯齿状。并且，左安装部90L作为固定左侧及中央的定子72的两根固定螺 栓B所螺合插入的共用的安装部90，右安装部90R作为固定右侧的定子72的固定螺栓B所 螺合插入并且收容固定中央的定子72的固定螺栓B的头部BI的共用的安装部90。
另外，在本实施方式中，图10中的左右方向相当于本发明的第一方向，上下方向相当于本发明的第二方向。而且，图10中所示的线性马达70中的位于左端及中央的线性 马达70分别相当于本发明第2技术方案所涉及的第一线性马达及第二线性马达。而且，位 于中央及右端的线性马达70分别相当于本发明第3技术方案所涉及的第一线性马达及第 二线性马达，左安装部90L及右安装部90R分别相当于本发明第3技术方案所涉及的第一 安装部及第二安装部。
本实施方式的元件安装机10为如上所述的结构，下面对上述线性马达单元60的 作用效果进行说明。
一般而言，从节省空间或减轻重量等观点考虑，期望实现元件安装机的小型化，对 于搭载在元件安装机中的头部单元的驱动机构即线性马达单元也期望实现小型化。
为了实现线性马达单元的小型化，可考虑将包括卷装有线圈的芯的定子整体的宽 度尺寸缩小。即，可考虑使固定定子(芯)的固定螺栓的头部的高度尺寸或固定螺栓的螺 入深度尺寸缩短化。但是，从安装可靠性的观点考虑，固定定子(芯)的固定螺栓的头部的 高度尺寸或固定螺栓的螺入深度尺寸的缩短化也有限。因此，如果要缩小定子整体的宽度 尺寸，则必须减薄芯的厚度。但是，如果无法充分确保芯的厚度，则芯的磁阻将增大，从而有 可能导致线性马达单元内的线性马达的推力下降。
关于该点，根据上述实施方式，在左安装部90L及右安装部90R上，固定螺栓B的 轴部B2或固定螺栓B的头部BI以在上下方向上错开的状态而设置，因此与以往的结构即 设置有个别地固定各定子(芯)的安装部(框架构件)且固定螺栓排列在同轴上的线性马 达单元相比，由于固定螺栓B的轴部B2或固定螺栓B的头部BI在左右方向上重叠的长度 尺寸量，从而能够与此相应地使线性马达单元60在左右方向上小型化，并且能够使芯75的 厚度尺寸比以往的芯更大。
S卩，如图10所示，通过将左侧及中央的定子72固定于共用的左安装部90L，所述两 定子72更接近地设置，并且因固定这些定子的固定螺栓B的重叠量，从而安装框架61相应 地变得紧凑。并且，这些固定螺栓B的轴心相互错开，因此固定螺栓B的螺入的深度尺寸也 得以确保。
而且，关于中央及右侧的定子72，固定中央的定子72的固定螺栓B的头部BI位于 右取部90R(收容孔65B)内，因此因固定这些定子72的固定螺栓B (轴部B2与头部BI)的 重叠量，两定子72相应地接近设置，并且安装框架61相应地变得紧凑。而且，固定该中央 的定子72的固定螺栓B的头部BI的高度尺寸也得以确保，固定螺栓B的螺入的深度尺寸 也得以确保。
因此，根据上述实施方式，无须缩小定子72的芯75的厚度尺寸，换言之，既能充分 (较大地)确保芯75的厚度尺寸，又能实现线性马达单元60的小型化。即，能够充分确保 芯75的厚度尺寸以减少磁通从该芯75的泄漏，因此既能维持或提高线性马达70的推力， 又能实现线性马达单元60的小型化。
而且，根据本实施方式，如上所述，能够确保芯75的厚度尺寸大于以往，从而能够 减少磁通从齿78的泄漏。因此，与以往的情况相比，既能提高各线性马达70的推力，又能 减少芯75中的齿78的数量。因此，因该齿而能够使定子72整体相应地小型化，结果，能够 使线性马达单元60小型化。
而且，根据本实施方式，固定彼此相邻的定子72 (磁轭部77)中的一者的固定螺栓B的轴心Q与固定另一者的固定螺栓B的轴心Q以在上下方向交替错开的锯齿状设置。根 据这样的锯齿状的设置，与固定螺栓呈台阶状错开的设置相比，能够使线性马达单元60在 上下方向(固定螺栓的错开方向Z(图10))上小型化。
此外，根据本实施方式，如上所述，通过减少齿的数量而使定子72整体小型化，从 而在定子72的下侧产生空开的区域，在该空开的区域内设置线性编码器62。根据该结构， 与在动子73的后方设置线性编码器的线性马达单元相比，能够缩小前后方向的大小。
并且，根据本实施方式，如上所述，能够通过线性马达单元60的小型化来使头部 单元50小型化，因此能够使安装单元40、进而使元件安装机10小型化。
另外，在如本实施方式的元件安装机10般，安装单元40左右两列排列设置的情况 下，头部单元50的左右方向的大小会受到限制。因此，在应用以往的线性马达单元的情况 下，必须减少线性马达的数量以调整左右方向的大小。对该，根据本实施方式，由于线性编 码器62设置在定子72的下侧，从而使线性马达单元60在前后方向小型化，因此通过沿前 后方向排列线性马达单元60，无须减少线性马达70的数量便能实现左右方向的尺寸的小 型化。
<实施例>
参照图13来说明本发明的实施例。
图13是表示对线性马达的接通电流与线性马达的推力的关系的图。在图13中，纵 轴表示线性马达的接通电流的大小，横轴表示与接通电流对应的线性马达的推力的大小。
在该图13中，表示了芯的厚度尺寸不同并且齿的数量不同的两种线性马达的测 定结果。图中的实线α表示本实施方式中的线性马达70，虚线β表示厚度尺寸小于本实 施方式的芯且齿的数量比本实施方式多三根的以往的线性马达。
此处，若比较纵轴A上的两种线性马达的推力，则本实施方式的实线α与以往的 线性马达的虚线β相比，推力为约1.4倍。本实施方式中，尽管齿78的数量比以往的线性 马达少，但通过使芯75的厚度尺寸比以往大，从而能够提高接通相同大小的电流时的线性 马达的推力。
这样，在本实施方式中，使固定彼此相邻的定子72 (磁轭部77)中的一者的固定螺 栓B的轴心Q与固定另一者的固定螺栓B的轴心Q在上下方向(固定螺栓的错开方向)错 开，将固定各定子72的固定螺栓B的轴心Q设置成锯齿状，从而既维持线性马达70相对于 安装框架61的固接力，又使线性马达单元60小型化，并且提高了线性马达70的推力。因 而，能够有效地实现头部单元50及安装单元40进而元件安装机10的小型化。
而且，将磁轭部77中的插通固定螺栓B的螺栓插通孔79设置在与磁通流经的区 域77Β不同的位置上，使磁通的流通变得良好，并且通过电磁钢板的层叠效果抑制了涡电 流的产生，因此能够加强磁轭部77中进而齿78中的磁通，从而能够进一步提高线性马达70 的推力。
<其他实施方式>
本发明并不限定于通过上述记述及

的实施方式，例如如下所述的实施方 式也包含在本发明的技术范围内。
(I)上述实施方式中，采用了使线性马达单元60沿前后方向排列，且元件保持部 51沿前后方向成两列的结构，但本发明并不限定于此种形态。例如，也可采用使三个或四个线性马达单元沿左右方向排列，且元件保持部51成横一列的结构。
(2)上述实施方式中，采用了将以线性马达单元60作为驱动机构的安装单元40应 用于元件安装机10的结构，但本发明并不限定于此种形态。例如，也可将安装单元40应用 于使元件从元件供应部15出入元件检查部的元件检查机。
(3)上述实施方式中，采用了使芯75的厚度尺寸比以往大的结构，但本发明并不 限定于此种形态。例如，也可保持芯的厚度尺寸，而只缩小线性马达单元的左右方向的大 小。
以上所说明的本发明总结如下。
本发明一方面所涉及的线性马达单元包括:第一线性马达及第二线性马达，分别 具有定子和动子，所述定子具有芯及卷装在该芯上的线圈，所述动子相对于所述定子设置， 并且基于所述线圈受通电控制而相对于所述定子移动；安装框架，所述第一线性马达及所 述第二线性马达以沿着正交于所述定子与所述动子的相对方向的第一方向并列地排列的 状态安装在该安装框架上；其中，所述安装框架具有用于固定各所述线性马达的定子的一 个或多个安装部，所述安装部以各所述线性马达的定子与该安装部沿所述第一方向交替地 排列的方式设置，各所述线性马达的定子在与所述相对方向及所述第一方向这两方向正交 的第二方向上的互不相同的位置上，通过指定的紧固部件沿所述第一方向将所述芯和所述 安装部紧固而固定于该安装部(第I技术方案)。
根据此结构，由于固定彼此相邻的线性马达的定子的紧固部件的位置相互错开， 因此在沿线性马达的排列方向(第一方向)将该定子彼此更接近地设置的情况下，难以受 到该紧固部件的限制，其结果，有助于线性马达单元的小型化。另一方面，通过定子整体的 宽度方向尺寸小型化(即定子厚度的薄化)，能够避免定子的芯的厚度尺寸变小而该芯的磁 阻增大的问题，从而能够避免线性马达的推力下降的问题。在此结构中，“所述定子与所述 动子的相对方向”是指垂直地贯穿定子和动子的方向，例如在上述实施方式中指前后方向。
具体而言，可采用下述结构:所述第一线性马达及所述第二线性马达的各定子被 所述紧固部件固定于位于该第一线性马达与该第二线性马达之间的共用的所述安装部(第 2技术方案)。
根据此种结构的线性马达单元，由于彼此相邻的线性马达的定子(芯)被固定在 位于这些线性马达之间的共用的安装部上，因此能够将相邻的线性马达彼此更接近地设 置。并且，固定相邻的线性马达的定子的紧固部件的位置(例如固定螺栓的轴心)相互错开， 因此既能确保紧固部件的安装(例如固定螺栓的螺入)的深度尺寸，又能实现线性马达单元 的小型化。由此，无须缩小芯的厚度尺寸，换言之，既能确保芯的厚度尺寸，又能实现线性马 达单元的小型化。即，能够充分确保芯的厚度尺寸以减少磁通从该芯的泄漏，因此既能维持 或提高线性马达的推力，又能实现线性马达单元的小型化。
而且，作为其他的具体结构，所述紧固部件是具备螺杆及与该螺杆的一端相连的 头部的固定螺栓，所述安装部具有用于固定所述第一线性马达的定子的第一安装部及用于 固定所述第二线性马达的定子的第二安装部，所述第二安装部具备沿所述第一方向贯穿的 贯穿孔，该贯穿孔具有比用于固定所述第一线性马达的定子的所述固定螺栓的头部大的内 径，所述第一线性马达的定子设置在所述第一安装部与所述第二安装部之间，并通过从所 述第二安装部的外侧插入所述贯穿孔中的所述固定螺栓而固定于所述第一安装部，所述第二线性马达的定子设置在所述第二安装部的外侧，并通过所述固定螺栓从该第二线性马达 的外侧固定于所述第二安装部，用于固定所述第一线性马达的定子的所述固定螺栓在固定 了该定子的状态下，该固定螺栓的所述头部位于所述贯穿孔内(第3技术方案)。
根据此结构的线性马达单元，固定第一线性马达的定子的固定螺栓(紧固部件) 的头部位于用于固定第二线性马达的定子的第二安装部内，因此既能确保固定螺栓(固定 第一线性马达的定子的固定螺栓)的头部的高度尺寸，又能更接近地设置两线性马达的定 子。由此，能够实现线性马达单元的小型化。此时，也由于固定两线性马达的定子的固定螺 栓的轴心彼此错开，因此既能确保固定螺栓的螺入的深度尺寸，又能实现线性马达单元的 小型化。因而，无须缩小芯的厚度尺寸，换言之，既能确保芯的厚度尺寸，又能实现线性马达 单元的小型化。即，能够充分确保芯的厚度尺寸以减少磁通从该芯的泄漏，因此既能维持或 提高线性马达的推力，又能实现线性马达单元的小型化。
在上述线性马达单元中，较为理想的是，包含所述第一线性马达及所述第二线性 马达的三个以上的所述线性马达，其中，用于固定这些线性马达的各定子的所述紧固部件 的位置交替地在所述第二方向上错开，从而使该紧固部件错开排列。
根据该结构，与将紧固部件呈台阶状错开设置的情况相比，能够抑制安装框架在 紧固部件的错开方向上的大型化。因此，有助于线性马达单元的小型化。
在上述线性马达单元中，较为理想的是，所述定子的芯具有沿着与所述线性马达 的排列方向正交的方向排列的多个齿、以及将这些齿的一端部一体地连结并且延伸设置至 比该齿的连结区域更外侧的磁轭部，该磁轭部中的比所述齿的连结区域更外侧的区域固定 于所述安装部。
S卩，如果在磁轭部中的齿的连结区域(该齿连续设置的区域)设有紧固部件，则会 因紧固部件而导致磁轭部中的磁阻增高，结果，齿的磁通的强度下降从而导致线性马达的 推力降低。而且，由于涡电流易于在紧固部件处流动，因此会导致磁轭部中的铁损增大。但 是，根据如上所述的结构，紧固部件位于磁轭部中的比所述齿的连结区域更外侧，在该齿的 连结区域内不存在妨碍磁通流动的紧固部件，因此能够强化磁轭部的磁通进而强化齿的磁 通。而且，由于在齿的连结区域内不存在紧固部件，因此可抑制涡电流的产生。因此，与在 磁轭部中的齿的连结区域内存在紧固部件的情况相比，能够提高线性马达的推力。
上述线性马达单元中也可为，所述线性马达还具有用于检测所述动子的位置的编 码器，所述编码器具有磁尺以及读取该磁尺的传感器部，所述磁尺及所述传感器部中的一 者以在所述动子的移动方向上设置于与所述定子相邻的位置的状态固定于所述安装框架， 所述磁尺及所述传感器部中的另一者固定于所述动子。
S卩，上述的线性马达单元中，由于充分确保了定子的芯的厚度尺寸，因此即使降低 芯的磁阻，也能确保间隙内的磁通密度相对较高。换言之，能够减少芯中的齿的数量，由此， 使定子的动子移动方向上的两侧有空余。因此，根据在该空余区域中设置编码器(磁尺或 传感器部)的上述结构，与在动子中的与定子侧相反侧设置编码器的线性马达单元相比， 能够在定子与动子的相对方向上使线性马达单元小型化。
本发明另一方面所涉及的头部单元包括:多个元件保持部，分别保持电子元件； 元件保持部驱动机构，使所述多个元件保持部上下移动；其中，所述元件保持部驱动机构是 所述的任一线性马达单元，所述元件保持部连结于所述线性马达单元中所含的所述线性马达的动子。
根据该头部单元,作为上下驱动元件保持部的元件保持部驱动机构，由于应用上 述线性马达单元，因此能够实现头部单元的小型化、轻量化。
此时该头部单元中也可为，所述元件保持部驱动机构为多个，所述多个元件保持 部驱动机构沿所述线性马达的定子与动子的相对方向设置。
根据该结构，既能确保线性马达的数量，又能使元件保持部驱动机构在该驱动机 构中的线性马达的排列方向(第一方向)上小型化，从而有助于该排列方向上的头部单元 的小型化。在该结构中，“定子与动子的相对方向”是指垂直地贯穿定子和动子的方向，例如 在上述实施方式中指前后方向。
本发明再一方面所涉及的元件安装机包括:元件供应单元,具备元件供应部；基 板搬送单元，保持并搬送电路基板；头部单元，用于保持元件；头部单元驱动机构，使所述 头部单元移动以将元件从所述元件供应部搬送到所述电路基板；其中，该元件安装机的头 部单元是所述本发明另一方面涉及的头部单元。
根据该元件安装机，由于具备小型化及轻量化的如上所述的头部单元，其结果，能 够实现元件安装机的小型化、轻量化。
权利要求
1.一种线性马达单元，其特征在于包括: 第一线性马达及第二线性马达，分别具有定子和动子，所述定子具有芯及卷装在该芯上的线圈，所述动子相对于所述定子设置，并且基于所述线圈受通电控制而相对于所述定子移动； 安装框架，所述第一线性马达及所述第二线性马达以沿着正交于所述定子与所述动子的相对方向的第一方向并列地排列的状态安装在该安装框架上；其中， 所述安装框架具有用于固定各所述线性马达的定子的一个或多个安装部， 所述安装部以各所述线性马达的定子与该安装部沿所述第一方向交替地排列的方式设置， 各所述线性马达的定子在与所述相对方向及所述第一方向这两方向正交的第二方向上的互不相同的位置上，通过指定的紧固部件沿所述第一方向将所述芯和所述安装部紧固而固定于该安装部。
2.根据权利要求1所述的线性马达单元，其特征在于: 所述第一线性马达及所述第二线性马达的各定子被所述紧固部件固定于位于该第一线性马达与该第二线性马达之间的共用的所述安装部。
3.根据权利要求1所述的线性马达单元，其特征在于: 所述紧固部件是具备螺杆及与该螺杆的一端相连的头部的固定螺栓， 所述安装部具有用于固定所述第一线性马达的定子的第一安装部及用于固定所述第二线性马达的定子的第二安装部， 所述第二安装部具备沿所述第一方向贯穿的贯穿孔，该贯穿孔具有比用于固定所述第一线性马达的定子的所述固定螺栓的头部大的内径， 所述第一线性马达的定子设置在所述第一安装部与所述第二安装部之间，并通过从所述第二安装部的外侧插入所述贯穿孔中的所述固定螺栓而固定于所述第一安装部， 所述第二线性马达的定子设置在所述第二安装部的外侧，并通过所述固定螺栓从该第二线性马达的外侧固定于所述第二安装部， 用于固定所述第一线性马达的定子的所述固定螺栓在固定了该定子的状态下，该固定螺栓的所述头部位于所述贯穿孔内。
4.根据权利要求1所述的线性马达单元，其特征在于包括: 包含所述第一线性马达及所述第二线性马达的三个以上的所述线性马达，其中， 用于固定这些线性马达的各定子的所述紧固部件的位置交替地在所述第二方向上错开，从而使该紧固部件错开排列。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的线性马达单元，其特征在于: 所述定子的芯具有沿着与所述线性马达的排列方向正交的方向排列的多个齿、以及将这些齿的一端部一体地连结并且延伸设置至比该齿的连结区域更外侧的磁轭部，该磁轭部中的比所述齿的连结区域更外侧的区域固定于所述安装部。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的线性马达单元，其特征在于: 所述线性马达还具有用于检测所述动子的位置的编码器， 所述编码器具有磁尺以及读取该磁尺的传感器部，所述磁尺及所述传感器部中的一者以在所述动子的移动方向上设置于与所述定子相邻的位置的状态固定于所述安装框架，所述磁尺及所述传感器部中的另一者固定于所述动子。
7.一种头部单元，其特征在于包括: 多个元件保持部，分别保持电子元件； 元件保持部驱动机构，使所述多个元件保持部上下移动；其中， 所述元件保持部驱动机构是权利要求1至6中任一项所述的线性马达单元， 所述元件保持部连结 于所述线性马达单元中的所述线性马达的动子。
8.根据权利要求7所述的头部单元，其特征在于: 所述元件保持部驱动机构为多个， 所述多个元件保持部驱动机构沿所述线性马达的定子与动子的相对方向设置。
9.一种元件安装机，其特征在于包括: 元件供应单元，具备元件供应部； 基板搬送单元，保持并搬送电路基板； 头部单兀，用于保持兀件； 头部单元驱动机构，使所述头部单元移动以将元件从所述元件供应部搬送到所述电路基板；其中， 所述头部单元是权利要求7或8所述的头部单元。
全文摘要
本发明涉及线性马达单元、头部单元及元件安装机，其中，线性马达单元包括第一、第二线性马达，具有定子和动子，动子基于其线圈受通电控制而相对于定子移动；安装框架，第一、第二线性马达以沿着正交于定子与动子的相对方向正交的第一方向并列地排列的状态安装在该安装框架上。安装框架包括用于固定各线性马达的定子的安装部，该安装部以各线性马达的定子与该安装部沿所述第一方向交替地排列的方式设置。各线性马达的定子在与所述第一方向正交的第二方向上的互不相同的位置上，通过指定的紧固部件沿第一方向将芯和安装部紧固而固定于该安装部。由此，能够实现线性马达单元的小型化。
文档编号H05K13/04GK103208901SQ20131001150
公开日2013年7月17日 申请日期2013年1月11日 优先权日2012年1月12日
发明者钓健士 申请人:雅马哈发动机株式会社