(57)【要約】【課題】  曲げコシの強い自由姿勢なフレキシブル回路を簡素な構成の装置で安定してコネクタへ接続することを目的とする。【解決手段】  フレキシブル回路接続方法において、  フレキシブル回路をコネクタへ仮挿入する仮挿入工程と、  仮挿入状態のフレキシブル回路を押付部材の摩擦力にてコネクタへ挿入する挿入工程と、を有することを特徴とする。【選択図】  図１
2020021672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性部材でフレキシブル回路を押圧し、基材に設けられたコネクタ近傍に案内する工程、
案内された前記フレキシブル回路を前記コネクタの開口の前方で、かつ前記基材に接触させる工程、
前記フレキシブル回路と前記弾性部材の間の摩擦力によって、前記フレキシブル回路を移動させ、前記コネクタの開口と前記フレキシブル回路を接続する工程、
を有するフレキシブル回路接続方法。
【請求項２】
前記弾性部材でフレキシブル回路を押圧し、前記コネクタの開口と前記基板との間には設けられた傾斜部を介して前記コネクタの開口と前記フレキシブル回路を接続する請求項１記載のフレキシブル回路接続方法。
【請求項３】
前記弾性部材と前記フレキシブル回路との摩擦係数が前記フレキシブル回路と前記基材との摩擦係数より大きくなるよう構成されている請求項１または２記載のフレキシブル回路接続方法。
【請求項４】
前記コネクタの開口と前記フレキシブル回路を接続する工程は、
前記フレキシブル回路を前記基材へ押圧する工程と、
前記フレキシブル回路を前記コネクタへ挿入する工程を有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のフレキシブル回路接続方法。
【請求項５】
前記フレキシブル回路と前記コネクタの位置を合わせる工程を実行した後に、前記コネクタの開口と前記フレキシブル回路を接続する工程を実行する請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフレキシブル回路接続方法。
【請求項６】
画像センサを用いて前記位置を合わせる工程を実行する請求項５に記載のフレキシブル回路接続方法。
【請求項７】
前記フレキシブル回路をコネクタの一部に接触させ、接触圧を力センサで計測した後に、前記フレキシブル回路を前記コネクタの開口の前方で、かつ前記基材に接触させる請求項１乃至６のいずれか１項に記載のフレキシブル回路接続方法。
【請求項８】
前記弾性部材を除電する除電工程を有する請求項１乃至７のいずれか１項に記載のフレキシブル回路接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動組立装置に関するものであり、更に詳しく言えば、フレキシブル回路をコネクタへ接続する作業を自動化する装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工業製品の生産には様々な工程があり、各工程の作業を自動化するために様々な装置やロボットが用いられている。例えば、それらの中には、工業製品内の下面と上面に組付けられている２つの基板を接続するという工程がある。
【０００３】
電子機器は様々な部品から構成されており、複数の電気基板が組付けられていることが多い。それらの電気基板をつなぐ回路として、配線を施した絶縁性の柔軟素材からなる長尺なフィルムに、端部が電気的に接続可能に構成されたフレキシブル回路が広く使われている。以下ではフレキシブルプリント基板、フレキシブル回路、フレキ、フレキシブルケーブル等の用語をフレキシブル回路（ＦＬＥＸＩＢＬＥ  ＣＩＲＣＵＩＴ）に統一して説明する。
【０００４】
フレキシブル回路を用いた具体的な生産工程の例を挙げると、まずフレキシブル回路を備えた一方の基板において、フレキシブル回路の他端は未接続な状態であるものを準備する。他方の基板においてはコネクタが実装されている。次に、フレキシブル回路の自由端を保持して、保持した状態で移動させ、フレキシブル回路を曲げながら、自由端とコネクタの位置を合わせる。フレキシブル回路の自由端とコネクタの位置を合わせた後に、自由端をコネクタへ挿入して接続することで電気基板を互いに電気的に接続する。このような工程が一般的なものである。
【０００５】
このような工程を自動化するにあたり、特許文献１には、各々にカメラを備えた第１および第２のロボットハンドを備えた装置によるフレキシブル回路の接続方法が開示されている。
【０００６】
具体的には、まずフレキシブル回路の中途部位を第１のロボットハンドで把持する一方で、第２のロボットハンドに設けられたカメラでフレキシブル回路を撮影し、位置情報を得る。その後、緩く把持したままフレキシブル回路の先端へ第１のロボットハンドをすべり移動させて位置決めする。このように第１のロボットハンドにてフレキシブル回路の先端を位置決めしたあと、第１のロボットハンドに備えられたカメラによるフレキシブル回路の位置情報に基づき、第２のロボットハンドによって先端部を把持し、フレキシブル回路の接続工程を実行する。
【０００７】
このように、特許文献１に記載のフレキシブル回路の接続方法は、各々にカメラを備えた第１のロボットハンドと第２のロボットハンドが必要であり、装置の構成が複雑である。また、フレキシブル回路長が短くなるとフレキシブル回路の中途部位を把持することが困難となり、またフレキシブル回路が設けられた電子基板とロボットハンドとの接触リスクが高くなる。上記のような工程の複雑性に加え、特に曲げコシの強いフレキシブル回路においては、曲げコシによる反発力によりすべりが生じることで把持の信頼性が下がり、フレキシブル回路の長短にかかわらず接続工程が不安定となる傾向がある。
【０００８】
そのため、従来の技術においては自動化されたフレキシブル回路の接続工程は、歩留まりが不十分であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１１５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、特に曲げコシの強いフレキシブル回路に適した、簡素な構成で歩留まり良くコネクタへ移動および挿入することができる方法および装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
弾性部材でフレキシブル回路を押圧し、基材に設けられたコネクタ近傍に案内する工程、
案内された前記フレキシブル回路を前記コネクタの開口の前方で、かつ前記基材に接触させる工程、
前記フレキシブル回路と前記弾性部材の間の摩擦力によって、前記フレキシブル回路を移動させ、前記コネクタの開口と前記フレキシブル回路を接続する工程、
を有するフレキシブル回路接続方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
上述の特徴的な装置を用いることで、コネクタへフレキシブル回路を簡便な方法で挿入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る実施例１の接続装置を示す図である。
【図２】本発明に係る実施例１の接続装置の動きを示す図である。
【図３】本発明に係る実施例２の接続装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［実施例１］
図１は実施例１のフレキシブル回路の移動装置を示すものであり、本発明にかかるフレキシブル回路の移動装置の一例を示す。図１において、１０１は不図示のＸＹＺ移動ステージに連結されたＸＹＺ移動ステージ連結部材である。Ｘ方向は図１の左右水平方向、Ｙ方向は図１紙面垂直方向、およびＺ方向は図１の上下鉛直方向とする。ＸＹＺ移動ステージ連結部材１０１にロードセル１０２が連結されている。ロードセル１０２にはロードセル連結部材１０３が連結されており、１０４はロードセル連結部材１０３に連結されたシリコン素材のゴム部材（弾性部材）である。
【００１５】
ロードセル連結部材１０３にはカメラ１０５（画像センサ）が備わっている。生産途中の工業製品１１１に対し、下面に組付けられた下面基板１１２が設けられている。１１３は工業製品１１１の上面に組付けられた上面基板である。フレキシブル回路１１４を下面基板１１２に圧着しているフレキシブル回路圧着部１１５が備わっている。フレキシブル回路１１４の端部にはフレキシブル回路接続部１１６がある。上面基板１１３上に実装されたコネクタ１１７におけるコネクタ接続部１１８に、このフレキシブル回路接続部１１６が接続される。
【００１６】
工業製品１１１の側面にフレキシブル回路１１４の一部を固定する固定部材１１９が設けられている。コネクタ接続部１１８の開口部には傾斜部材１２０が設けられていて、開口部に対して段差なくスムーズにフレキシブル回路が案内できるよう構成されている。また、ロードセル１０２は「接触圧もしくは重量を計測する力センサ」であり、後述するように、フレキシブル回路１１４がコネクタ１１７の一部および上面基板１１３にそれぞれ接触するときのＺ方向の荷重（接触圧）を測る。ゴム部材１０４の素材は、ゴム部材１０４とフレキシブル回路１１４との摩擦係数が、フレキシブル回路１１４と上面基板１１３との摩擦係数より大きな素材であるシリコンを選定した。フレキシブル回路１１４は上述の状態であるので自由姿勢である。
【００１７】
本実施例にかかるフレキシブル回路接続方法は、弾性部材でフレキシブル回路を押圧し、基材に設けられたコネクタ近傍に案内する工程、案内されたフレキシブル回路をコネクタの開口の前方で、かつ前記基材に接触させる工程を有している。
【００１８】
さらには、フレキシブル回路と弾性部材の間の摩擦力によって、フレキシブル回路を移動させ、前記コネクタの開口と前記フレキシブル回路を接続する工程を有しており、簡単な構成でフレキシブル回路の接続方法を提供する。
【００１９】
図２は接続装置の動きを示す図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）の順に動作する。フレキシブル回路接続部１１６をコネクタ接続部１１８へ接続する際の接続装置の動きを、図２を参照して以下説明する。（ａ）のように、接続装置はＸＹＺ移動ステージ連結部材１０１の移動によって、フレキシブル回路１１４と接触しないが近い位置へ移動する。（ｂ）のように、ＸＹＺ移動ステージ連結部材１０１の移動によってゴム部材１０４はフレキシブル回路１１４と接触して押圧し、フレキシブル回路接続部１０６をコネクタ１１７の上へ移動する。（ｃ）のように、フレキシブル回路接続部１０６をコネクタ１１７の上へ移動させた後に、ゴム部材１０４はＸＹＺ移動ステージ連結部材１０１の移動によって、フレキシブル回路１１４の面とコネクタ１１７の上面が接触する方向へ移動する。ロードセル１０２はフレキシブル回路１１４の面とコネクタ１１７の上面が接触すると接触力を検出する。その検出値に応じて、ＸＹＺ移動ステージ連結部材１０１の移動は停止する。
【００２０】
次に（ｄ）のように、ゴム部材１０４はＸＹＺ移動ステージ連結部材１０１の移動によってコネクタ接続部１１８へ近づく方向へ移動する。この動作に伴い、フレキシブル回路１１４はゴム部材１０４との摩擦力により、コネクタの開口であるコネクタ接続部１１８の正面へ移動する。そして（ｅ）のように、フレキシブル回路１１４をコネクタ接続部１１８の開口部の手前へ移動させる。その後に、ゴム部材１０４はＸＹＺ移動ステージ連結部材１０１が図中で下方に移動することによって、フレキシブル回路１１４の面と上面基板１１３が接触する方向へ移動する。ロードセル１０２はフレキシブル回路１１４の面と上面基板１１３が接触すると接触力を検出する。その検出値に応じて、ＸＹＺ移動ステージ連結部材１０１の移動は停止する。ゴム部材１０４はカメラ１０５の検出した画像情報に応じたＸＹＺ移動ステージ連結部材１０１の移動によって、フレキシブル回路１１４の幅方向へ移動させ幅方向の位置合わせを行ってもよい。この動作に伴い、フレキシブル回路１１４はゴム部材１０４との摩擦力により移動し、フレキシブル回路接続部１１６とコネクタ接続部１１８の接続幅の位置を合わせる。
【００２１】
次に（ｆ）のように、ゴム部材１０４はＸＹＺ移動ステージ連結部材１０１の図中の左方への移動によって、フレキシブル回路接続部１１６とコネクタ接続部１１８の挿入方向へ移動する。この動作に伴い、フレキシブル回路１１４はゴム部材１０４との摩擦力により移動し、傾斜部材１２０を介してフレキシブル回路接続部１１６が乗り上がり、コネクタ接続部１１８へとスムーズに挿入される。なお、この際の移動量はコネクタ１１７のサイズの規格値より設定する。また、ゴム部材１０４はゴム素材であるので、挿入が完了している状態で移動が続いたとしても弾性変形してフレキシブル回路１１４とコネクタ１１７を保護できるという効果もある。挿入後は接続装置を退避し、接続動作は完了となる。なお、本実施例１の構成や各部材などは記載内容に限定されるものではなく、機能を満足すれば、様々なものが使用可能になる。例えば、不図示のＸＹＺ移動ステージはＸＹＺ移動ステージ連結部材１０１を移動できるのであれば、マニピュレータを用いても良い。これにより接続装置の使用環境に合わせて構成を選択できる。カメラ１０５はフレキシブル回路接続部１１６とコネクタ接続部１１８の画像情報を取得できるのであれば他配置でも良い。上述してきたような構成、動作をすることにより、本発明の接続装置では簡素な構成で自由姿勢なフレキシブル回路を安定してコネクタへ接続することができる。
【００２２】
［実施例２］
以下、本発明の第２実施形態を図面参照にて説明する。
【００２３】
図３は接続装置を示す図である。図３において、３０１は不図示のＸＹＺ移動ステージに連結されたＸＹＺ移動ステージ連結部材である。３０２はＸＹＺ移動ステージ連結部材３０１に連結されたロードセルである。３０３はロードセル３０２に連結されたロードセル連結部材である。３０４はロードセル連結部材３０３に連結されたシリコン素材のゴム部材である。３０５はロードセル連結部材に連結されたカメラである。３０６はゴム部材３０４に接続された除電部材であり、除電部材３０６はアースに接続されている。これにより、装置を連続稼働させた際のゴム部材３０４とフレキシブル回路との摩擦による帯電を低減でき、作業対象である工業製品と接続装置の電気部品の損傷リスクを低減させるという効果がある。なお、接続装置の動きは実施例１と同等であるので省略する。さらに、本実施例２の構成や各部材などは記載内容に限定されるものではなく、機能を満足すれば、様々なものが使用可能になる。例えば、除電部材３０６は装置稼働部とは別配置として、ゴム部材３０４の除電工程を設けても良い。これにより、装置稼働部の小型化を行うことができる。除電部材としては、イオナイザーを用いて非接触でゴム部材３０４を除電しても良い。上述してきたような構成、動作をすることにより、本発明の接続装置では簡素な構成で自由姿勢なフレキシブル回路を安定してコネクタへ接続することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１０１  ＸＹＺ移動ステージ連結部材
１０２  ロードセル
１０４  ゴム部材
１０５  カメラ
１１１  工業製品
１１２  下面基板
１１３  上面基板
１１４  フレキシブル回路
１１７  コネクタ
１１８  コネクタ接続部
１２０  傾斜部材
【図１】
2020021672.tif 000003
【図２】
2020021672.tif 000004
【図３】
2020021672.tif 000005