(57)【要約】【課題】表面実装機の部品保持ヘッドにおいて、部品保持具を装着したスピンドルを軸周りのＴ方向に回転させるために使用するピニオンギアの摺動抵抗を抑え、スピンドルのＴ方向回転制御性及びＴ方向回転精度を向上させること。【解決手段】ヘッド本体１０に複数のスピンドル２０がそれぞれ軸線周りに回転可能に装着されるとともに複数のスピンドル２０の各先端に部品保持具２１が装着されており、複数のスピンドル２０にそれぞれピニオンギア２２が固定され、それぞれのピニオンギア２２がこれらと噛み合う一つのギア２３の駆動により回転し、このピニオンギア２２の回転により複数のスピンドル２０が軸線周りに回転する表面実装機の部品保持ヘッドにおいて、ピニオンギア２２とギア２３とのうちいずれか一方の歯丈を標準歯丈より低くし、かつピニオンギア２２とギア２３との噛み合い率を１．２以上とした。【選択図】図２
2014107350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッド本体に複数のスピンドルがそれぞれ軸線周りに回転可能に装着されるとともに前記複数のスピンドルの各先端に部品保持具が装着されており、前記複数のスピンドルにそれぞれピニオンギアが固定され、前記それぞれのピニオンギアがこれらと噛み合う一つのギア又はラックの駆動により回転し、このピニオンギアの回転により前記複数のスピンドルが軸線周りに回転する表面実装機の部品保持ヘッドにおいて、
前記ピニオンギアと前記ギア又はラックとのうちいずれか一方の歯丈を標準歯丈より低くし、かつ前記ピニオンギアと前記ギア又はラックとの噛み合い率を１．２以上としたことを特徴とする表面実装機の部品保持ヘッド。
【請求項２】
前記ギア又はラックの歯丈を標準歯丈より低くした請求項１に記載の表面実装機の部品保持ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣチップ等の部品を基板上に実装する表面実装機において、部品を保持する部品保持具を有する部品保持ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
表面実装機は、ノズル等の部品保持具を有する部品保持ヘッドにより、部品を部品供給部からピックアップし、そのまま部品を保持して基板上に移送し、基板上の所定位置に実装するように構成されている。
【０００３】
かかる部品保持ヘッドとしては、そのヘッド本体に複数のスピンドルがそれぞれ軸線周りのＴ方向に回転可能に装着され、スピンドルの先端（下端）にノズル等の部品保持具が装着された構成を有するものが知られている（例えば特許文献１）。
【０００４】
また、部品保持ヘッドにおいてスピンドルを軸周りのＴ方向に回転させるための構成としては、スピンドルにピニオンギアを固定し、このピニオンギアをギアに噛み合わせ、ギアを駆動させることでピニオンギアを回転させる構成が知られている（例えば特許文献２）。
【０００５】
しかし、従来、ピニオンギア及びギアとしては標準歯車（標準歯丈）を使用していることから、複数のピニオンギアとギアとのそれぞれの噛み合いの際の摺動抵抗が大きいという問題があった。この摺動抵抗が大きいとスピンドルの軸周りの回転（Ｔ方向回転）の制御応答性が低下し、特に高速回転時のＴ方向回転制御性及びＴ方向回転精度が低下する。また、摺動抵抗が大きいとギアを駆動させるために大きな駆動源が必要となり、部品保持ヘッドの小型化の障害になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１５７６３５号公報
【特許文献２】特開平８−３２２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、表面実装機の部品保持ヘッドにおいて、部品保持具を装着したスピンドルを軸周りのＴ方向に回転させるために使用するピニオンギアの摺動抵抗を抑え、スピンドルのＴ方向回転制御性及びＴ方向回転精度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一観点によれば、ヘッド本体に複数のスピンドルがそれぞれ軸線周りに回転可能に装着されるとともに前記複数のスピンドルの各先端に部品保持具が装着されており、前記複数のスピンドルにそれぞれピニオンギアが固定され、前記それぞれのピニオンギアがこれらと噛み合う一つのギア又はラックの駆動により回転し、このピニオンギアの回転により前記複数のスピンドルが軸線周りに回転する表面実装機の部品保持ヘッドにおいて、前記ピニオンギアと前記ギア又はラックとのうちいずれか一方の歯丈を標準歯丈より低くし、かつ前記ピニオンギアと前記ギア又はラックとの噛み合い率を１．２以上としたことを特徴とする表面実装機の部品保持ヘッドが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、スピンドルを軸線周りのＴ方向に回転させるために使用するピニオンギアとギア又はラックとのうちいずれか一方の歯丈を標準歯丈より低くしたので、複数のピニオンギアとギア又はラックとのそれぞれの噛み合いの際の摺動抵抗を従来に比べ抑えることができ、Ｔ方向回転制御性及びＴ方向回転精度を向上させることができる。しかも、ピニオンギアとギア又はラックとの噛み合い率は１．２以上を確保したので、円滑にスピンドルをＴ方向回転させることができる。
【００１０】
また、摺動抵抗が抑えられたことで、ギア又はラックを駆動させるためのモータ等の駆動源を小型化することができ、部品保持ヘッドを小型化することができる。
【００１１】
更に、歯丈を標準歯丈より低くした分、各ギア又はラックの重量が軽くなり慣性も小さくなるので、スピンドルのＴ方向回転制御性及びＴ方向回転精度を向上させることができる。
【００１２】
また、歯丈を標準歯丈より低くした分、ピニオンギアとギア又はラックとの噛み合いにおいて歯丈を低くした側と噛み合う側の歯元の形状誤差が無視できる。また、標準歯車（標準歯丈）から歯先をカットすることで歯丈を低くするようにすれば、標準歯車の歯先の形状誤差も無視できる。これらによっても、スピンドルのＴ方向回転制御性及びＴ方向回転精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の部品保持ヘッドの一実施例を示す要部の正面図である。
【図２】図１の要部の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の部品保持ヘッドの一実施例を示す要部の正面図、図２は、図１の要部の底面図である。図１に示す部品保持ヘッドは円柱状のヘッド本体１０の周方向に沿って複数のスピンドル２０を配置したロータリー式の部品保持ヘッドである。
【００１６】
複数（実施例では１６本）のスピンドル２０が円柱状のヘッド本体１０の周方向に沿って等間隔で配置されている。具体的には、ヘッド本体１０に複数の各スピンドル２０が、それぞれ軸線周りのＴ方向に回転可能かつ軸線方向に沿ったＺ方向に移動可能に装着されている。各スピンドル２０の先端（下端）には、部品保持具としてノズル２１が装着されている。また、上述のとおり、本実施例の部品保持ヘッドはロータリー式であり、ヘッド本体１０はその軸線周りのＲ方向に回転可能である。
【００１７】
以下、スピンドル２０をＴ方向に回転させる機構を説明する。なお、スピンドル２０をＺ方向に移動させる機構及びヘッド本体１０をＲ方向に回転させる機構は本発明の特徴部分ではなく、また、それらの機構は周知であるので本明細書では説明を省略する。
【００１８】
各スピンドル２０にピニオンギア２２が固定されている。本実施例では、隣接するスピンドル２０のピニオンギア２１を上下交互に配置することで、複数のスピンドル２０をヘッド本体１０にコンパクトに組み込むことができるようにしている。
【００１９】
一方、図示しない駆動モータ等の駆動源に連結された駆動ギア２３がヘッド本体１０の中央に１枚配置され、この駆動ギア２３が各スピンドル２０のピニオンギア２２の全てに噛み合っている。すなわち、各ピニオンギア２２は駆動ギア２３の駆動により回転し、この各ピニオンギア２２の回転により各スピンドル２０が軸線周りのＴ方向に回転する。
【００２０】
本実施例におけるピニオンギア２２及び駆動ギア２３のパラメータは以下のとおりである。
・モジュール＝０．４
・歯車間距離＝２７ｍｍ
・増速比＝１：４
・ピニオンギア２２の歯数＝２７
・駆動ギア２３の歯数＝１０８
【００２１】
以上のパラメータの下、本実施例では駆動ギア２３の歯丈を標準歯丈より２０％低くなるようにカットした。その結果、噛み合い率は１．３４４２となった。
【００２２】
すなわち、本実施例では、ピニオンギア２２と駆動ギア２３との噛み合いの際の摺動抵抗を抑えるために、駆動ギア２３の歯先をカットし、複数同時に噛み合っているピニオンギア２２の歯元のすべり率を抑えている。一方で、円滑な噛み合いを確保するには、噛み合い率は最低限１．２を確保する必要があり、この点を考慮して歯丈カットの割合を標準歯丈に対して２０％とした。ここで、標準歯丈とは、標準歯車における歯丈のことであり、「標準歯丈＝２．２５×モジュール」の関係である。
【００２３】
ここで、上記パラメータによるピニオンギア２２と駆動ギア２３との噛み合いにおいて、ピニオンギア２２、駆動ギア２３ともに歯丈をカットしない場合、すなわち標準歯丈どうしによる噛み合わせの場合、噛み合い率は１．５１１９となり、ピニオンギア２２、駆動ギア２３ともに歯丈を２０％カットした場合、噛み合い率は１．１７６５となる。前者の場合、噛み合い率は十分であるが摺動抵抗が大きい。後者の場合は、噛み合い率が１．２を下回るので、円滑な噛み合いが確保できない。なお、本実施例の噛み合い率は上述のとおり１．３３４２であるが、これは最低限の１．２に、バックラッシュの存在、歯車の組み付け状態による平行度エラー、歯車間距離がプラス公差で管理されていること等を考慮して、約１０％の余裕を持たせたものである。
【００２４】
以上の本実施例では、駆動ギア２３の歯丈をカットしたが、ピニオンギア２２の歯丈をカットしてもよい。ただし、歯丈をカットするのは、駆動ギア２３とピニオンギア２２とのいずれか一方のみである。一般的なインボリュート形状においてピニオンギア２２、駆動ギア２３ともに歯丈をカットすると、両方の歯のエッジが鋭くなるため円滑な噛み合いの動作が得られないおそれがある。
【００２５】
このように歯丈のカットは、ピニオンギア２２と駆動ギア２３とのいずれか一方で行うが、好ましくは駆動ギア２３の歯丈をカットする。一枚の駆動ギア２３の歯丈をカットした方が、複数のピニオンギア２２の歯丈をカットする場合に比べ効率的である。また、駆動ギア２３の歯丈をカットすると、駆動ギア２３の歯先（カットされる部分）の形状誤差及びピニオンギア２２の歯元の形状誤差が無視できるため、スピンドル２０のＴ方向回転制御性及びＴ方向回転精度が向上する。
【００２６】
なお、以上の実施例では、ピニオンギア２２に噛み合う駆動側のギア要素として平歯車の駆動ギア２３を使用したが、ラックを使用しても上記実施例と同様の効果を奏しうる。また、平歯車の駆動ギア２３に代えて、内歯車を使用できることは当然である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  ヘッド本体
２０  スピンドル
２１  ノズル（部品保持具）
２２  ピニオンギア
２３  駆動ギア
【図１】
2014107350.tif 000003
【図２】
2014107350.tif 000004