(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに対して昇降自在に設けられた複数のロッドハウジングと、
前記ロッドハウジングのそれぞれを昇降させる、前記ハウジングに固定された複数のボイスコイルモータと、
前記ロッドハウジングのそれぞれに対して回転自在に配設され、且つ各前記ロッドハウジングの昇降動に連動して昇降する、その先端部に部品ピックアップ手段を有する複数のスピンドルユニットと、
前記スピンドルユニットを回転させるための、前記スピンドルユニットの外周面に設けられるスピンドルユニット用ピニオンギアと、
各前記ロッドハウジングの昇降位置を検知・制御するために、各前記ボイスコイルモータに取着された複数の直線位置検出器とを有し、
前記スピンドルユニット用ピニオンギアが、
２つのギアであって、前記２つのギアの一方が前記スピンドルユニットの外周面に直接固定され、前記２つのギアの一方が、少なくとも１つの突起を有し、他方が対応する少なくとも１つの溝を有する、該２つのギアと、
前記２つのギアとの間で弾発的且つ回転自在に支持されるばねとを有することを特徴とする部品実装機用ヘッド組立体。
【請求項２】
前記スピンドルユニット用ピニオンギアに係合し、前記ハウジングに対して直線往復動するラックギアと、
前記ラックギアを直線往復動させるための、前記ハウジングの一方の側に設けられた駆動手段とをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の部品実装機用ヘッド組立体。
【請求項３】
前記駆動手段が、前記ハウジングの一方の側に設けられたラックギア駆動モータであり、前記ラックギア駆動モータの回転軸に設けられたラックギア駆動モータ用ピニオンギアが前記ラックギアと係合することを特徴とする請求項２に記載の部品実装機用ヘッド組立体。
【請求項４】
前記駆動手段は、前記ラックギアを直線動させるために設けられたリニアモータであることを特徴とする請求項２に記載の部品実装機用ヘッド組立体。
【請求項５】
前記ハウジングが、
前記直線位置検出器が挿入される直線位置検出器挿入孔が形成された上部と、  前記スピンドルユニットが挿入されるスピンドルユニット挿入孔が形成された胴体部とを有することを特徴とし、
前記上部と胴体部との間に、前記ラックギアが設けられるラックギアガイド装着面が形成されることを特徴とする請求項１に記載の部品実装機用ヘッド組立体。
【請求項６】
前記複数のロッドハウジングが、対をなす第１ロッドハウジング及び第２ロッドハウジングを有し、前記複数のロッドハウジングのそれぞれの上部には前記ボイスコイルモータの作動部に結合される結合面及びスピンドルユニットが挿入されるスピンドルユニット挿入孔が形成され、前記結合面は互いに離れた位置に配置され、前記スピンドルユニット挿入孔は直線状に配されることを特徴とする請求項１に記載の部品実装機用ヘッド組立体。
【請求項７】
前記ラックギア駆動モータ用ピニオンギアが、
前記ラックギア駆動モータに固定された２つのラックギア駆動モータ用ギアであって、前記２つのラックギア駆動モータ用ギアの一方が、少なくとも１つの突起を有し、他方が対応する少なくとも１つの溝を有する、該２つのラックギア駆動モータ用ギアと、
前記２つのモータ用ギアの間で弾発的且つ回転自在に支持されるばねとを有することを特徴とする請求項３に記載の部品実装機用ヘッド組立体。
【請求項８】
前記ボイスコイルモータに中空部が形成され、前記直線位置検出器が前記中空部を通して挿入され、前記直線位置検出器の一方の側が前記ボイスコイルモータの作動部に連結されて前記ボイスコイルモータの作動部の位置を検知・制御できることを特徴とする請求項１に記載の部品実装機用ヘッド組立体。
【請求項９】
前記直線位置検出器が、前記吸着ノズルが部品または基板の表面の上の設定された位置に達した時に、前記ボイスコイルモータの降下速度を変えるように作用することを特徴とする請求項１に記載の部品実装機用ヘッド組立体。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れかに記載のヘッド組立体を具備することを特徴とする部品実装機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子機器等における部品の実装機に係り、具体的には、複数のスピンドルユニットを有する部品実装機用ヘッド組立体、及びこれを具備した部品実装機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種電子機器の高集積化、高機能化及び小型軽量化が進むにつれて、より迅速で且つより正確な実装性能を有する部品実装機の開発が盛んになされている。部品実装機の性能は様々な要因で決まってくるが、特に、部品を吸着する吸着ノズルが設けられたヘッドを所定位置にいかに迅速且つ正確に移動させて配置させるかということに大いに左右される。現在、ヘッドを所定位置に迅速且つ正確に位置決めするため、ヘッドを小型軽量化する必要がある。さらに、部品の吸着を正確に行うための様々な方法や装置が開発されている。
【０００３】
通常、ヘッドは上下動及び回転運動を同時に行う。また、ヘッドではこの２方向の運動のため、 動力伝達手段としてタイミングベルトやギア、またはボールねじなどを使用してきた。すなわち、従来の部品実装機では、ヘッドに設けられたスピンドルを上下動させたり回転させる時、モータの動力をタイミングベルトやギア、またはボールねじなどの動力伝達手段を介してスピンドルに伝達することによって部品の基板への実装が行われていた。
【０００４】
しかし、前記のような動力伝達手段を具備した通常の部品実装機では、モータの駆動軸で発生した動力を、タイミングベルトの弛みやギアのバックラッシュのためにスピンドルに正確に伝達できず、その結果、部品実装機の精度さが期待できない短所があった。特に、タイミングベルトは温度の変化によってその張力が変化するため、モータの回転力が上下動及び回転運動をするスピンドルに正確に伝達できない上、ベルト自体の熱的な耐久性及び機械的な耐久性が保証されない。さらに、ヘッドの構造が複雑化し且つ重量が増大してヘッドの迅速且つ正確な位置決めが困難になり、装置の修理・メンテナンスも困難である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点を克服すべくなされたものであり、その目的は、スピンドルが正確に上下動及び回転運動をすることのできる部品実装機用ヘッド組立体を提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、複数の吸着ノズル及びスピンドルがハウジング内に配設されることにより、多数個の部品を同時に吸着し、実装することのできる部品実装機用ヘッド組立体を提供することである。
【０００７】
本発明の更に別の目的は、構造が単純で小型軽量化した、部品を効率良く実装することのできる部品実装機用ヘッド組立体を提供することである。
【０００８】
本発明のさらに別の目的は、部品を効率良く実装することのできるヘッド組立体を具備した部品実装機を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明によれば、
ハウジングと、
前記ハウジングに対して昇降自在に設けられた複数のロッドハウジングと、
前記ロッドハウジングのそれぞれを昇降させる、前記ハウジングに固定された複数のボイスコイルモータと、
前記ロッドハウジングのそれぞれに対して回転自在に配設され、且つ各前記ロッドハウジングの昇降に連動して昇降する、その先端部に部品ピックアップ手段を有する複数のスピンドルユニットと、
各前記ロッドハウジングの昇降位置を検知・制御するための、各前記ボイスコイルモータに取着された複数の直線位置検出器とを具備した部品実装機用ヘッド組立体が提供される。
【００１０】
本発明の好適実施態様では、部品実装機用ヘッド組立体が、前記スピンドルユニットを回転させるための、前記スピンドルユニットの外周面に設けられる第１ギアと、前記第１ギアに係合し、前記ハウジングに対して直線往復動するラックギアと、前記ラックギアを直線往復動させるための、前記ハウジングの一方の側に設けられた駆動手段とをさらに具備する。
【００１１】
本発明の他の好適実施態様では、前記駆動手段が、前記ハウジングの一方の側に設けられたモータであり、前記モータの回転軸に設けられた第２ギアが前記ラックギアと係合する。
【００１２】
本発明の他の好適実施態様では、前記駆動手段が、前記ラックギアを直線動させるために設けられたリニアモータである。
【００１３】
本発明の他の好適実施態様では、前記ハウジングが、前記直線位置検出器が挿入される直線位置検出器挿入孔が形成された上部と、前記スピンドルユニットが挿入されるスピンドルユニット挿入孔が形成された胴体部とを有し、前記上部と胴体部との間には、前記ラックギアが設けられるラックギアガイド装着面が形成される。
【００１４】
本発明の他の好適実施態様では、前記複数のロッドハウジングが、対をなす第１ロッドハウジング及び第２ロッドハウジングを有し、前記複数のロッドハウジングのそれぞれの上部には前記ボイスコイルモータの作動部に結合される結合面及びスピンドルユニットが挿入されるスピンドルユニット挿入孔が形成され、前記結合面は互いに離れた位置に配置され、前記スピンドルユニット挿入孔は直線状に配置される。
【００１５】
本発明の他の好適実施態様では、前記第１及び第２ピニオンギアをさらに有し、前記第１及び第２ピニオンギアのそれぞれは、前記スピンドルユニットの外周面及び前記駆動モータに固定され、少なくとも対応する一対の突起及び溝を有する第１及び第２ギアと、前記第１ギアと第２ギアとの間で弾発的且つ回転自在に支持されるばねとを具備する。
【００１６】
本発明の他の好適実施例では、前記ボイスコイルモータに中空部が形成され、前記直線位置検出器が前記中空部を通して挿入され、前記直線位置検出器の一方の側が前記ボイスコイルモータの作動部に連結されて前記ボイスコイルモータの作動部の位置を検知・制御する。
【００１７】
本発明の他の好適実施例では、前記直線位置検出器が、前記吸着ノズルが部品または基板の表面の上の設定された位置に達した時に、前記ボイスコイルモータの降下速度を変えるように作用する。
【００１８】
さらに本発明によれば、
ハウジングと、
前記ハウジングに対して昇降自在に設けられた複数のロッドハウジングと、
前記ロッドハウジングのそれぞれを昇降できるように前記ハウジングに固定された複数のボイスコイルモータと、
前記ロッドハウジングのそれぞれに対して回転自在に配列され、且つ各前記ロッドハウジングの昇降に連動して昇降する、その先端部に部品ピックアップ手段を有する複数のスピンドルユニットと、
前記各ロッドハウジングの昇降位置を検知・制御するための、前記各ボイスコイルモータに取着された複数の直線位置検出器とを具備したヘッド組立体を有する部品実装機が提供される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき、本発明に係る部品実装機用ヘッド組立体について詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明による部品実装機用ヘッド組立体の斜視図である。図１の部品実装機用ヘッド組立体は、ハウジング１１と、前記ハウジングに取着された複数の第１及び第２ロッドハウジング２１、２２と、前記第１及び第２ロッドハウジング２１、２２を昇降させる駆動力を与える複数のボイスコイルモータ１４と、前記第１ロッドハウジング２１に取着される複数のスピンドルユニット（図２における４０）、前記複数のスピンドルユニット４０の上下方向の位置を制御するために前記ボイスコイルモータ１４の中空部を通して取着される複数の直線位置検出器１７と、前記複数のスピンドルユニット４０を回転させるための、前記複数のスピンドルユニット４０の外周面に設けられるピニオンギア（図２における１６）、前記ピニオンギア１６と係合するラックギア１５、及び前記ラックギア１５を往復動するように駆動させるピニオンギア（図５における５２）がその回転軸に設けられたモータ（図５における５１）を具備する。図示されていないが、他の実施例として、前記モータ５１をリニアモータに置換えることができる。リニアモータを用いる場合、前記リニアモータの正確な位置制御のためにエンコーダを具備したり、または別の直線位置検出器を具備してラックギアの直線往復動を制御することができる。リニアモータを用いると、ギアの歯の間で発生し得るバックラッシュが防止される（さらに他の実施例において、ラックギア１５及びピニオンギア１６に代えてプーリ及びベルトを用いて、スピンドルユニット４０を回転させるべく駆動することもできる）。
【００２１】
図１に示すように、ハウジング１１の上部には直線位置検出器１７が１２個設けられており、直線位置検出器１７の個数に対応する個数のスピンドルユニット（図２における４０）が１つのハウジング１１内に設けられる。つまり、６個の第１ロッドハウジング２１及び６個の第２ロッドハウジング２２が、それぞれ対応するボイスコイルモータ１４及びスピンドルユニットを有し、計１２個のスピンドルユニットが１つのハウジング１１に設けられるのである。
【００２２】
図２は、図１に示す部品実装機用ヘッド組立体の一部の分解斜視図である。図２に示すように、ハウジング１１は、直線位置検出器が挿入される直線位置検出器挿入孔２８が形成された上部２３と、スピンドルユニットが挿入されるスピンドルユニット挿入孔２９が形成された胴体部２４及び、前記胴体部２４の下側に位置する下部２５を有する。前記上部２３に形成された直線位置検出器挿入孔２８は、直線状に配置された６個の挿入孔２８が２列配されている。さらに、前記上部２３の上側表面には直線位置検出器１７が取り付けられる取付具３２を装着する取付具装着面１２が形成されている。そして、前記胴体部２４には、スピンドルユニット４０が挿入されるスピンドルユニット挿入孔２９が１２個、直線状に配置されている。図中、前記胴体部２４の前面には第１及び第２ロッドハウジング２１、２２をガイドするリニアガイド３８の取付具３７が装着できる取付具装着面２７が形成されている。図から明らかなように、形成された装着面２７の数は６個である。
【００２３】
ハウジング１１の上部２３と胴体部２４との間には、ラックギアガイド装着面２６が形成されている。このラックギア装着面２６にリニアガイド３０が装着される。リニアガイド３０に沿ってベアリング３１が直線往復動する。リニアガイド３０の前面にはラックギア１５が設けられる。即ち、ラックギア１５はハウジング１１に対して水平方向に直線往復動し得る。
【００２４】
前述のように、ハウジング１１には１２個のスピンドルユニット４０が設けられるが、この内６個のスピンドルユニット４０は第１ロッドハウジング２１により保持され、他の６個のスピンドルユニット４０は第２ロッドハウジング２２により保持される。それぞれの第１ロッドハウジング２１及び第２ロッドハウジング２２は対をなし、６対のロッドハウジングが設けられることになる。図２に示すのは、一対の第１及び第２ロッドハウジング２１及び２２である。
【００２５】
図３は、第１ロッドハウジング２１の分解斜視図である。図３に示すように、第１ロッドハウジング２１の上部にはモータが装着可能なモータ装着面３６が形成される。また、第１ロッドハウジングの一方の側にはスピンドルユニット挿入孔３５が形成され、他方の側にはスライドベアリング３９が固定される。前記スライドベアリング３９はリニアガイド３８に沿って上下動する。また、第１ロッドハウジング２１はスライドベアリング３９と共に上下動する。
【００２６】
図４は、対になった第１ロッドハウジング２１及び第２ロッドハウジング２２の分解斜視図である。図４に示すように、一対の第１及び第２ロッドハウジング２１及び２２が組み合わされると、それぞれに形成されたスピンドルユニット挿入孔３３、３５は一直線上に位置し、モータ装着面３６、３４は互いに離れた状態に位置することになる。図２に示すように、第２ロッドハウジング２２の上部においてモータ装着面３４が水平方向に延出した形態に形成されるためである。
【００２７】
さらに図２を参照すると、それぞれの第１及び第２ロッドハウジング２１及び２２の上部には、ボイスコイルモータ１４が配される。図中には、第１ロッドハウジング２１の上部に配されたボイスコイルモータ１４のみが示してある。ボイスコイルモータ１４の作動部は中空部を有するように形成され、ボイスコイルモータ１４の中空部を通して直線位置検出器１７が挿入される。
【００２８】
第１及び第２ロッドハウジング２１及び２２は、ボイスコイルモータ１４の駆動力によりハウジング１１に対して昇降自在に設けられる。すなわち、リニアガイド取付具３７はハウジング１１の取付具装着面２７に装着され、リニアガイド取付具３７の両側にリニアガイド３８が取り付けられる。スライドベアリング３９はリニアガイド３８に沿って上下動でき、スライドベアリング３９に固定された第１及び第２ロッドハウジング２１及び２２も上下動する。ボイスコイルモータ１４はハウジング１１の上部２３の内側に形成された空間に装着され、このボイスコイルモータ１４の作動部７２が動くことにより第１及び第２ロッドハウジング２１及び２２が上下動する。
【００２９】
スピンドルユニット４０の上側部は第１及び第２ロッドハウジング２１及び２２のスピンドルユニット挿入孔３３、３５に対して回転自在に設けられる。さらにスピンドルユニット４０の中央部の外周面にはピニオンギア１６が設けられ、このピニオンギア１６はラックギア１５に係合する。一方、スピンドルユニット４０の中央部はハウジング１１の胴体部２４に形成されたスピンドルユニット挿入孔２９内に回転自在に挿入される。
【００３０】
スピンドルユニット４０の下側部には吸着ノズル４１が設けられ、吸着ノズル４１に与えられる真空によって部品Ｃを吸着することができる。スピンドルユニット４０は、第１及び第２ロッドハウジング２１及び２２の上下動により所定距離上下動でき、スピンドルユニット４０の外周面に設けられたピニオンギア１６とそれが係合するラックギア１５との相互作用によって回転する。
【００３１】
図５は、図２に示す部品実装機用ヘッド組立体の正面図である。図５に示すように、ハウジング１１の左側にはラックギア１５を直線往復動させるためのモータ５１が設けられる。前記モータ５１の回転軸にはピニオンギア５２が設けられ、前記ピニオンギア５２はラックギア１５と係合する。図５から、第１ロッドハウジング２１及び第２ロッドハウジング２２の組み立てた状態が理解できよう。吸着ノズル４１の底面には、部品が実装されるプリント回路基板Ｂが配される。
【００３２】
図６は、第１ロッドハウジング２１に沿った断面図である。図６に示すように、ハウジング１１の上部２３の内側にはボイスコイルモータ１４が設けられ、ボイスコイルモータ１４の中空部を通して直線位置検出器１７が挿入されている。ボイスコイルモータ１４の作動部７２は、第１ロッドハウジング２１の上部に形成されたモータ装着面３６と結合される。直線位置検出器１７はハウジング１１の上部に設けられた取付具３２により保持される。スピンドルユニット４０はその上側部が第１ロッドハウジング２１に対して回転自在に設けられ、第１ロッドハウジング２１の上下動に連動して上下動できる。
【００３３】
図７は、第２ロッドハウジング２２に沿った断面図である。図７に示すように、第２ロッドハウジング２２の上部には延出部７８が水平方向に延出する形で形成され、延出部７８の上部に図２に示すモータ装着面３４が形成される。スピンドルユニット４０は第２ロッドハウジング２２のスピンドルユニット挿入孔３３挿入されてハウジング１１の胴体部２４に形成されたスピンドル挿入孔２９に挿入される。ボイスコイルモータ１４はハウジング１１の上部２３の内側に配されるが、図６の場合とは異なり、背面側に配置される。図７では、ボイスコイルモータの中空部を通して挿入される直線位置検出器を除いて示してある。
【００３４】
図８は、スピンドルユニットの概略分解図である。図８に示すように、スピンドル８４の外周面にはボールスプライン８７が設けられる。ボールスプライン８７の外側にはスピンドルチューブ８５が嵌装され、スピンドルチューブ８５の外周面にはさらにピニオンギア１６が係合する。スピンドル８４の下側にはノズルブッシング８６が配設される。ノズルブッシング８６は、図２に示す吸着ノズル４１をその端部に保持できる。スピンドルチューブ８５の外周面に係合するピニオンギア１６は、第１ギア８１、第２ギア８２及び、前記第１ギア８１と第２ギア８２との間に弾発状態で挟まれるばね８３よりなる。このように構成されたピニオンギア１６は、作動時におけるギアのバックラッシュを防止するべく構成されており、その詳細については後述する。
【００３５】
図９は、スピンドルユニット４０の外部に設けられたボールベアリングを示す。図９に示すように、スピンドルユニット４０の上側には第１ベアリング９１が設けられ、前記第１ベアリング９１は、図２に示す第１及び第２ロッドハウジング２１及び２２のスピンドルユニット挿入孔３３、３５に対してスピンドルユニット４０を回転自在に支持する。さらにスピンドルユニット４０の中央部には第２ベアリング９２及び第３ベアリング９３が設けられるが、これらはハウジング１１の胴体部２４に形成されたスピンドルユニット挿入孔２９でスピンドルユニット４０を回転自在に支持する。第１、第２及び第３ベアリング９１、９２及び９３の設置状態は、図６及び図７からも理解できよう。
【００３６】
図１０は、ボイスコイルモータと直線位置検出器との相対的な位置関係を示す概略断面図である。図１０に示すように、中空型ボイスコイルモータ１４はハウジングの上部２３の内側に設けられ 、直線位置検出器１７は中空型ボイスコイルモータ１４の中空部に挿入された状態でハウジングの上部２３に固定される。ボイスコイルモータ１４には作動部７２が設けられるが、作動部７２は、ボイスコイルモータ１４の円筒形の外部ハウジングの内側に挿入できる円筒形部分と、該円筒形部分の底面に取着された円形部分とを有する。作動部７２は、ボイスコイルモータ１４の駆動によって上下動する部分である。
【００３７】
一方、直線位置検出器１７も作動部１７ａを有するが、これは、図２に示すように、全体として円筒形に形成された直線位置検出器１７の外部ハウジングの内側に挿入されて上下動できるようになっている。直線位置検出器１７の作動部１７ａの一方の側がボイスコイルモータ１４の作動部７２に螺合される。従って、ボイスコイルモータ１４の作動部７２が上下動すると、直線位置検出器１７の作動部１７ａも連動して上下動する。
【００３８】
周知のように、直線位置検出器１７は、その作動部１７ａの動きに応じた直線上の変位をミクロン単位に計測することのできる一種のマイクロセンサーである。直線位置検出器に関しては、その基本的な原理及び構造などが米国特許第5,345,206号に記載されている。ボイスコイルモータ１４の作動部７２は極めて高速で上下動するが、初期位置が設定されると、各部品の位置及び高さに応じて直線位置検出器１７に信号が伝達され、直線位置検出器１７の制御によりボイスコイルモータ１４の作動部７２が高速で垂直に降下する。このとき直線位置検出器１７は、例えば部品の上部の１ｍｍ上で、ボイスコイルモータ１４の作動部７２の速度を落とし、これにより吸着ノズル４１が低速で部品に近づくことになる。部品が吸着されると、上記動作と逆の動作が行われる。部品をプリント回路基板に実装する時にもこの動作を行う。このように、部品に近づいた位置で吸着ノズルの降下速度を落とすと、部品に対して吸着ノズルが与える衝撃が除去でき、ノズルに真空吸着された電子部品が、スピンドル８４の急上昇や急下降によって吸着ノズルの端部から離脱することがなくなる。さらに、減速区間でない所ではボイスコイルモータの作動速度を一層高速にできることから、迅速な部品吸着及び実装がなされる。
【００３９】
直線位置検出器１７は、前述のように、ボイスコイルモータ１４の作動部７２の移動量を検知すると同時に、設定された位置でボイスコイルモータ１４の速度を制御する。すなわち、ボイスコイルモータ１４の動作は自動的に直線位置検出器１７に読み込まれ、設定された位置においてボイスコイルモータ１４の加減速がなされる。
【００４０】
図１１は、スピンドルチューブ８５の外周面に係合するピニオンギア１６の分解斜視図である。図１１に示すように、ピニオンギア１６は第１ギア８１及び第２ギア８２を具備する。また、前記第１ギア８１と第２ギア８２との間にはばね８３が設けられる。前記第１ギア８１の底面には突起８５が形成され、第２ギア８２の上面には前記突起８５を挿入できる溝８６が形成される。前記溝８６の円周方向の長さは突起８５のそれより長く形成され、これにより第１ギア８１及び第２ギア８２は相互に所定間隔だけ独立して回転可能である。前記ばね８３は、その一端及び他端が第１ギア８１及び第２ギア８２にそれぞれ固定される。
【００４１】
上記のような構成を有するピニオンギア１６では、第２ギア８２は図８のスピンドルチューブ８５に固定されるが、第１ギア８２はスピンドルチューブ８５に直接固定されない。図中、符号８８はピニオンギア１６をスピンドルチューブ８５に固定する際に用いるねじを通す孔である。ピニオンギア１６は図２におけるラックギア１５と係合し、正逆転時にピニオンギア１６とラックギア１５との間でバックラッシュの原因となるギアの緩みが生ずると、ばね８３の弾性力がそれを補償する。
【００４２】
図１２は、図５に示すラックギア駆動モータ５１の回転軸に係合するピニオンギア５２の分解斜視図である。図１２に示すように、ピニオンギア５２の全体的な構造は、図１１に示されたものと概ね同様である。即ち、ピニオンギア５２は、第１ギア１２１と、第２ギア１２２及び前記第１ギア１２１と前記第２ギアとの間に設けられるばね１２３を有する。ピニオンギア５２においては、第１ギア１２１に溝１２８が形成され、第２ギア１２２に突起１２７が形成される。また、溝１２８の円周方向の長さは突起１２７のそれより大きい。第１ギア１２１は駆動モータ５１のモータ回転軸に固定される。図中、符号１２５は、ばね１２３の一端が挿入される挿入孔であり、符号１２６は駆動モータの回転軸への固定のためのねじが挿入される孔である。また、第２ギア１２２にもばね１２３の他端が挿入される挿入孔（図示せず）が形成される。このような構造によってピニオンギア５２とラックギア１５とのバックラッシュが防止できる。
【００４３】
以下、本発明に係る部品実装機用ヘッド組立体の動作について説明する。
【００４４】
通常、本発明に係る部品実装機用ヘッド組立体は、直線往復動ロボットによって操作される。このヘッド組立体は、部品が載置された部品トレイ（図示せず）とプリント回路基板（図５におけるＢ）との間を往復し、部品をプリント回路基板の表面に実装する。
【００４５】
ヘッド組立体が部品トレイまたはプリント回路基板の上部に達すると、ボイスコイルモータ１４の動作によって第１及び第２ロッドハウジング２１及び２２が下降する。このとき、リニアガイド３８及びスライドベアリング３９は第１及び第２ロッドハウジング２１及び２２の昇降動をガイドする。第１及び第２ロッドハウジング２１及び２２の下降に応じて、スピンドル（図８における８４）はボールスプライン８７に対して下降する。このとき、直線位置検出器１７は、ボイスコイルモータ１４の位置及び速度などを検知・制御する。
【００４６】
吸着ノズル４１が部品トレイに載置された部品の上部に達すると真空が与えられ、これにより部品を吸着できるようになる。逆に、吸着ノズル４１に吸着された部品がプリント回路基板の部品装着位置に達すると真空が解除され、これにより部品を装着できるようになる。
【００４７】
部品の位置決め及び位置合わせのため、吸着ノズル４１を回転させるべく、ハウジング１１の側面に設けられたラックギア駆動モータ５１が駆動する。ラックギア駆動モータ５１の端部に設けられたピニオンギア５２が回転すると、ラックギア１５はスライドベアリング３１及びリニアガイド３０のガイドに従って往復動することができる。このとき、各スピンドルユニット４０に設けられたピニオンギア１６はラックギア１５に係合しているので、ラックギア１５の往復動に従ってスピンドルユニット４０が回転し、これにより吸着ノズル４１も回転可能になる。回転運動は、スピンドルユニット４０の外周面に設けられたボールベアリング９１、９２、９３により可能となっている。ラックギア１５とピニオンギア１６、５２との間で生じるバックラッシュは、図１１及び図１２を参照して説明した構造により防止できる。
【００４８】
添付の図面とともに、本発明の一実施例について説明してきたが、これは単なる例示的なものに過ぎず、当業者であれば、この例に基づいて様々な改変した実施形態及び均等な他の実施形態での実施が可能であろう。よって、本発明の真の範囲は請求の範囲のみによって定められる。
【００４９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る部品実装機用ヘッド組立体により、下記のような利点、即ち、
（１）多数のスピンドルユニットが同時に作動可能なことから、部品の実装が迅速に行える点、
（２）スピンドルユニットの上下動が中空型のボイスコイルモータ及び直線位置検出器により検知・制御されることから、部品の実装が迅速で且つ正確に行える点、
（３）ピニオンギア及びラックギアによってスピンドルユニットを回転させていることから、機械的な耐久性を高められる点、
（４）スピンドルユニットの回転運動を伝達するピニオンギアにバックラッシュ防止機能を備えていることから、部品を正確に移送することができる点、
（５）直線位置検出器がボイスコイルモータの動作を制御することから、部品の実装時に部品に与える衝撃を除去することができ、これにより部品の破損を防止できる点等の利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による部品実装機用ヘッド組立体の概略斜視図である。
【図２】図１に示す部品実装機用ヘッド組立体の一部の分解斜視図である。
【図３】第１ロッドハウジングの分解斜視図である。
【図４】第１及び第２ロッドハウジングの組み立てた状態を示す斜視図である。
【図５】図２に示す部品実装機用ヘッド組立体の正面図である。
【図６】第１ロッドハウジングに沿った断面図である。
【図７】第２ロッドハウジングに沿った断面図である。
【図８】スピンドルユニットの分解図である。
【図９】ボールベアリングが組み込まれた状態のスピンドルユニットの正面図である。
【図１０】ボイスコイルモータと直線位置検出器とを示す部分概略断面図である。
【図１１】スピンドルチューブの外周面に係合するピニオンギアの分解斜視図である。
【図１２】ラックギア駆動モータの回転軸に係合するピニオンギアの分解斜視図である。
【符号の説明】
１１    ハウジング
１２    取付具装着面
１４    ボイスコイルモータ
１５    ラックギア
１６    ピニオンギア
１７    直線位置検出器
１７ａ    （直線位置検出器の）作動部
２１    第１ロッドハウジング
２２    第２ロッドハウジング
２３    上部
２４    導体部
２５    下部
２６    ラックギアガイド装着面
２７    取付具装着面
２８    直線位置検出器挿入孔
２９    スピンドルユニット挿入孔
３０    リニアガイド
３１    ベアリング
３２    取付具
３３    スピンドルユニット挿入孔
３４    モータ装着面
３５    スピンドルユニット挿入孔
３６    モータ装着面
３７    リニアガイド取付具
３８    リニアガイド
３９    スライドベアリング
４０    スピンドルユニット
４１    吸着ノズル
５１    モータ
５２    ピニオンギア
７２    （ボイスコイルモータの）作動部
７８    延出部
８１    第１ギア
８２    第２ギア
８３    ばね
８４    スピンドル
８５    スピンドルチューブ
８６    ノズルブッシング
８７    ボールスプライン
９１    第１ベアリング
９２    第２ベアリング
９３    第３ベアリング
Ｂ    プリント回路基板
Ｃ    部品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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