(57)【要約】【課題】後付部品のハンダ付け作業を安定して確実に手間を掛けずに行えるようにする。【解決手段】回路基板１０を搭載する第１のプレート１１に、搭載した回路基板のハンダ付け面を露出する開口１６を設け、一方、前記基板１０の上に被さる第２のプレート１２に、前記基板１０及び基板１０上の回路部品１５が外れないように押さえるピン２２ａを設けて、両プレート１１、１２をヒンジ１３で開閉自在に取付ける。そして、回路基板１０はハンダ付け面を下にした状態で第１のプレート１１に搭載したのち部品１５を装着し、第２のプレートを閉じる。すると、第２のプレート１２に設けたピン２２ａが、基板１０及び基板１０に装着された部品１５を押さえて、落下や浮き上がらないように固定する。この状態で前記プレート１１、１２を反転させて開口１６を上に向けると、開口１６から基板１０のハンダ付け面が臨むので、後付部品１５のハンダ付け作業が安定して確実に手間を掛けずに行える。【選択図】図３
2010238962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板を搭載する第１のプレートと、第２のプレートとからなり、
前記第１のプレートは、搭載した回路基板のハンダ付け面を露出する開口が設けられ、
一方、第２のプレートには、前記基板及び基板上の回路部品が外れないように押さえる押さえ部材が取付けられ、
第１と第２のプレートとを止める係止部材を備え、
第１のプレートに基板をハンダ付け面が開口に臨むように搭載して、その基板上に第２のプレートを被せ、係止部材で第１と第２のプレートを止めてハンダ付け面のハンダ付けを行うハンダ付け治具。
【請求項２】
上記第１のプレートに基板の取付け用の孔に嵌る位置決め部材を先端に備えた複数の突部を設けた請求項１に記載のハンダ付け治具。
【請求項３】
上記第２のプレートの押さえ部材をピン状のものとして、基板上の回路部品の配置あるいは基板の形状に合わせて、取付け取り外し自在にした請求項１または２に記載のハンダ付け治具。
【請求項４】
上記治具の上下に突出する支持脚を設けた請求項１乃至３のいずれかに記載のハンダ付け治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
回路基板への後付け部品のハンダ付けに使用するハンダ付け治具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フロー方式やリフロー方式の自動機では、後付部品としてハンダ付けの難しい部品を手作業やハンダ付けロボットでハンダ付けしている。
【０００３】
このような手作業やハンダ付けロボットによるハンダ付けでは、通常、部品を装着した部品面と反対面にハンダ付け箇所がある。そのため、後付部品のリードを回路基板の部品面のスルーホールに挿通して回路基板を反転することが必要で、前記基板のハンダ付け面を上向にしてハンダ付けを行う。
【０００４】
ところが、このように部品を装着した基板を反転すると、装着した部品が抜け落ちたり、基板から浮き上がったりする。このように部品の保持が必要である。
この問題を解決する方法として、例えば、図９に示すような掘り込み式の治具を使用することが行われている。
この掘り込み式の治具は、図９のように、回路基板に合わせた形状の掘り込み１を形成し、その掘り込み１内に、部品６の装着位置に合わせて凹部２を形成したもので、前記凹部２にリードが上向になるようにして部品６を入れたのち、図１０のように、回路基板３を前記掘り込み１に部品面側を下向きにして載せ（嵌め込んで）、ハンダ付け作業を行うというものである。
【０００５】
しかし、この方法は、装着する部品６数が少なく、また、装着する部品６のリード数が少ない場合は有効である。ところが、装着する部品６数が多い場合や、装着する部品６のリード数が多くなると、部品６のリードを上手く回路基板３のスルーホールに挿通できない問題が発生する。さらに、部品６のバラツキや部品の形状がまちまちなので回路基板３と部品６間に隙間を生じたりする問題もある。
【０００６】
これらの問題を解決する一つの方法として、例えば、図１１の特許文献１に示す表面実装用治具装置のピンを使用することが考えられる。
【０００７】
この表面実装用治具装置は、治具基板５上にバネにより付勢されたピストンピン４を設け、そのピン４を設けた治具基板５を、表面実装部品を仮置きした回路基板３上に被せるようにしたものである。こうすることで、表面実装部品を回路基板３に対して押圧保持し、高温蒸気雰囲気中に入れた際に、低温の回路基板３に冷却された高温蒸気の凝縮液で、表面実装部品が回路基板３から浮き上がらないようにするというものである。
【０００８】
そのため、例えば、掘り込み式の治具の凹部２に上記ピストンピン４を設ければ、凹部２に部品を入れた際に部品が持ち上げられ、持ち上げられた部品が回路基板３を嵌める際に、自由に動くことができるので、部品のリードを回路基板のスルーホールに入れやすくなる筈である。また、持ち上げられた部品は回路基板を嵌める際に、自由に動くので、部品のバラツキによる誤差も吸収できるのではないかと考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実開昭６２−３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記のピンを用いた方法では、ピストンピンによって回路基板が支持されることになる。そのため、ピストンピンに支持された回路基板は、そのままでは浮き上がった状態となり、ハンダ付け作業が不安定になるという問題が考えられる。さらに、部品が多数の場合、ピストンピンに載せた際に、各部品の形状やピンとの係合により向きが揃わないと考えられるので、部品の位置出しが必要である。
【００１１】
そこで、この発明の課題は、部品数や部品リードの数の多さに関わらず、ハンダ付け作業を安定して確実に手間を掛けずに行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、この発明では、回路基板を搭載する第１のプレートと、第２のプレートとからなり、前記第１のプレートは、搭載した回路基板のハンダ付け面を露出する開口が設けられ、一方、第２のプレートには、前記基板及び基板上の回路部品が外れないように押さえる押さえ部材が取付けられ、第１と第２のプレートとを止める係止部材を備え、第１のプレートに基板をハンダ付け面が開口に望むように搭載して、その基板上に第２のプレートを被せ、係止部材で第１と第２のプレートを止めてハンダ付け面のハンダ付けを行うという構成を採用したのである。
【００１３】
このような構成を採用することにより、回路基板はハンダ付け面を下にした状態で、第１のプレートに搭載したのち部品を装着し、あるいは、部品を装着した回路基板を、ハンダ付け面を下にした状態で第１のプレートに搭載して、第２のプレートを被せ係止部材で第１と第２のプレートを止める。すると、第２のプレートに設けた押さえ部材が基板及び基板に装着された部品を押さえて固定する。この状態で前記プレートを反転させて開口を上に向けると、開口から基板のハンダ付け面が臨むので、ハンダ付け作業ができる。このように、基板と基板に搭載された部品が、落下や浮き上がったりしないように固定できるので、ハンダ付け作業が安定して確実に手間を掛けずに容易にできる。そのため、後付部品の保持と位置決めができるため、回路基板や部品を手で保持する必要がない。
また、基板に部品を搭載してから第２のプレートを閉じて固定するので、基板のスルーホールへの部品のリードの挿通は部品の数や部品のリード数の多さに関わらず、容易にできる。
【００１４】
また、このとき、上記第１のプレートに、基板の取付け用の孔に嵌る位置決め部材を先端に備えた複数の突部を設けた構成を採用したのである。
【００１５】
このような構成を採用することにより、回路基板に本来設けられた取付け孔に、突部先端の位置決め部材を嵌めることで、回路基板が動かないようにする。このように、回路基板を固定することで、部品装着の際や第２のプレートを閉じる際に、基板や基板上の部品に対する押さえ部材の押さえが正確に行える。
【００１６】
また、このとき、第２のプレートの押さえ部材をピン状のものとして、基板上の回路部品の配置あるいは基板の形状に合わせ、取付け取り外し自在にした構成を採用することができる。
【００１７】
このような構成を採用することにより、基板や基板上の部品への押さえが無駄なく的確に行える。
【００１８】
また、このとき、治具の上下に突出する支持脚を設けた構成を採用することができる。
【００１９】
このような構成を採用することにより、治具の下方向に突出した支持脚は、第１のプレートに回路基板を搭載して部品を装着する際、あるいは部品を装着した回路基板を第１のプレートに搭載する際に、回路基板を挿通した部品のリードがこの治具を置いた台に当たらないようにできる。一方、治具の上方に突出した支持脚は、回路基板を搭載して治具を反転した際に、治具の機構部などの出っ張りが台座に当たらないようにできるので、反転した治具を支えて安定してハンダ付けができるようにできる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明は、上記のように構成したことにより、後付部品のハンダ付けが安定して確実に手間なく容易に、しかも効率良くできる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態の正面からの斜視図
【図２】実施形態の側面からの斜視図
【図３】実施形態の裏面からの斜視図
【図４】実施形態の断面図
【図５】図４の要部の断面図
【図６】図４の要部の断面図
【図７】実施例１の斜視図
【図８】実施例２の斜視図
【図９】従来例の作用説明図
【図１０】従来例の断面図
【図１１】従来例の断面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
この形態のハンダ付け治具は、図１に示すように、回路基板１０を搭載する第１のプレート１１と、前記回路基板１０の上に被さる第２のプレート１２とからなり、第１と第２のプレート１１、１２は、一端にヒンジ１３を設けて開閉自在に取付けられている。また、他端に第１と第２のプレート１１，１２を止める係止部材１４を設けて、後述のように、第２のプレート１２が回路基板１０と回路基板１０上の部品１５に押し圧を加えられるようにしてある。
【００２３】
すなわち、第１のプレート１１は、前記プレート１１の中央に開口１６を設けて、搭載した回路基板１０のハンダ付け面を露出するようになっている。
また、この形態では、開口１６の周囲から内側に向けて、複数の突部１７を設けた構造となっている。前記突部１７は、先端に回路基板１０の取り付け用の孔に嵌る位置決めピンを備えたものである。
また、開口１６は、エッジ部分にテーパー加工を施し、外側に広く開口して作業をし易くしてある。
【００２４】
なお、この形態では、回路基板１０の位置決めを行うため、突部１７を開口１６の内側に向けて設けたが、この突部１７に換えて、例えば、開口１６を回路基板１０よりも十分小さくして、開口１６の周囲に位置決めピンを設ければ、開口１６自体で回路基板１０の位置決めを行うようにもできる。
【００２５】
また、第１のプレート１１は、図２のように、長手方向の一端（図では右側）に立ち上がり１８を設けてヒンジ１３を取り付けるようにしており、ヒンジ１３は、図６のように、バネで付勢して、安全のために開放状態を保持するようにしてある。
一方、他端（図では左側）には、係止部材１４を取り付けてある。前記係止部材１４は、図１のように、第１のプレート１１に設けたクリップ１４ａと、後述の第２のプレート１２に設けたフック状の係止片１４ｂで構成されるもので、クリップ１４ａは、図５のように、渦巻バネを備えた構造となっている。
【００２６】
また、開口１６とクリップ１４ａの間にストッパー１９が設けてある。前記ストッパー１９は、棒状のもので、図５のように、溝２０を設けて、回路基板１０に装着する部品１５の位置決めを行うためのものである。
さらに、第１のプレート１１には、四隅に支持脚２１が設けてある。前記支持脚２１は樹脂で作られた円柱形のもので、図１のように、第１のプレート１１の裏面側にネジ止めすることにより、第１のプレート１１を台座から浮かせるようになっている。
なお、この形態では、支持脚２１は、樹脂製で円柱形のものを使用したが、これに限定されるものではない。例えば、金属製で角柱など、第１のプレート１１を浮かせて台座との間に空間を形成できるものであれば、どのような材質、形状であっても構わない。
【００２７】
一方、第２のプレート１２には、押さえ部材２２ａ、ｂが取付けられている。押さえ部材２２ａ、ｂは、前記回路基板１０及び回路基板１０上の回路部品１５が外れないように押さえるためのもので、この形態では、ピン２２ａと弾性材２２ｂによるものを使用している。
前記ピン２２ａは、図５に示すように、軸をバネによって付勢したシリンダー形式のもので、後部が第２のプレート１２から突出するようになっており、その突出した後部に、例えば図５のように、内側の軸と外側の外郭間にネジを形成することにより、外郭部分を回動すると、バネが伸縮してピン２２ａの突出させる寸法を部品１５の厚みに応じて変更することができるようになっている。
一方、弾性材２２ｂは、ゴムや弾性スポンジを直方体や立方体などに形成したもので、係合用のピンで第２のプレート１２に取り外し自在に取り付けるようにしたものである。
そのため、第２のプレート１２には、前記ピン２２ａと弾性材２２ｂを取り付ける貫通孔が複数設けられており、複数の貫通孔を装着部品１５や回路基板１０に合わせて選択できるようにしてある（ちなみに、図１のものでは、全ての貫通孔に押さえ部材２２ａ、ｂが挿入されている）。
【００２８】
また、第２のプレート１２は、先に述べたように、長手方向の一端に２個のヒンジ１３を取り付け、他端には、フック状の係止片１４ｂが取り付けられており、前述の第１のプレート１１のクリップ１４ａと係合するようになっている。
さらに、第２のプレート１２の四隅にも支持脚２１が設けられている。支持脚２１は、図２のように、第２のプレート１２の裏面側に設けてあって、後述するように、ハンダ付けの際に、反転した治具を支持するようになっている。
【００２９】
この形態は、上記のように構成されており、このハンダ付け治具は、図１のように、第２のプレート１２を開けて、部品１５を後付する回路基板１０のハンダ付け面を下にして第１のプレート１１に搭載する。
このとき、回路基板１０の端部は、第１のプレート１１のストッパー１９に接するようにする（後述の部品の装着に備えて）。同時に、開口１６の突部１７の位置決めピンを回路基板１０の取り付け孔に嵌める。その際、このような大きさの回路基板１０では、回路基板１０の取り付け孔は基板１０の端部に設けることが多いので、開口１６の端部に突部１７を設けておけば、殆どの場合、異なる機種の回路基板１０でも支持できる。
こうして第１のプレート１１に搭載した回路基板１０に後付部品１５を装着する。このとき、部品１５の装着は、第１のプレート１１を支持脚２１で台座から浮かせて台座に部品１５のリードが当たらないようにしてあるので、作業効率の向上が図れる。
また、このとき、回路基板１０の端部の装着部品１５は、ストッパー１９の溝２０に合わせて位置決めする。こうすることで、部品１５の位置決めが確りできるようにして、ハンダ付けロボットの使用にも対処できるようにしてある。
なお、ここでは、部品１５を第１のプレート１１上で装着するようにしたが、これに限定されるものではない。部品１５を事前に装着した回路基板１０を搭載しても良い。
【００３０】
部品１５の装着ができると、第２のプレート１２に押さえ部材２２ａ、ｂを取り付ける。すなわち、まず、装着する部品１５の位置に合わせて第２のプレート１２の取り付け孔にピン２２ａを取り付ける。このとき、大きな部品１５の場合は、複数のピン２２ａを取り付けて安定して支持できるようにしても良い。次に、形状が複雑なコネクタや形状が特異な電解コンデンサ（特に、寝かしたものや平たいコンデンサで倒れやすいもの）など、ピン２２ａでは押さえつけることが難しいものには、スポンジなどの弾性材２２ｂの押さえ部材（立方体や直方体）を取り付ける。さらに、必要であれば、回路基板１０を支持するためのピン２２ａを取り付ける。このように、複数の形状の違う部品１５も作業性を変えることなく作業できる。
押さえ部材２２ａ、ｂの取り付けが終わると、図２のように、第２のプレート１２を閉じる。そして、閉じた第２のプレート１２の係止片１４ｂを第１のプレート１１のクリップ１４ａで係止して止める。
【００３１】
このとき、第１のプレート１１に立ち上がり１８を設けてヒンジ１３で第２のプレート１２を取り付けたことにより、第２のプレート１２を閉じた際に、立ち上がり１８が立ち上がりの高さの分だけ、スペーサーとして作用して、閉じた第２のプレート１２が回路基板１０に直接当たらないようにしてある。このため、手が滑っても回路基板１０が損傷しないようになっている。
【００３２】
また、第２のプレート１２を閉じると、第２のプレート１２から突出したピン２２ａの外郭を回動してピン２２ａの軸の進出状態（ストローク）を調整し、押さえ圧力を調整する。このように、ピン２２ａの進出状態（ストローク）や押さえ圧力を調整できるので、高さの違う部品を保持することが可能となる。
【００３３】
調整が済むと、回路基板１０を搭載した治具全体を反転して、図３のように、第１のプレート１１の開口１６を上向にする。上向にした開口１６には、回路基板１０のハンダ付け面が臨む。このとき、図４〜図６のように、ピン２２ａが装着部品１５及び回路基板１０を押して落下しないように支持するので、ハンダ付けが行える。
すなわち、バネ付の押さえ機構で保持するため、部品１５に公差が有っても回路基板１０に密着させてハンダ付けができる。
このとき、反転させた治具は、図４のように、第２のプレート１２の支持脚２１で支持することで、反転させてもその状態を安定して保持できる。例えば、ピン２２ａや係止片１４ｂが突出していてもガタツクことなく、安定して保持できるので、ハンダ付け作業が安定して確実に手間なく容易に、しかも効率良くできる。
【００３４】
ハンダ付けが終了すると、治具を再度反転させたのち、前記クリップ１４ａを解除して第２のプレート１２を開けて回路基板１０を取り出す。このように、回路基板１０の保持と解除がワンタッチでできる。
【００３５】
このように、部品１５を装着してから反転するので、装着する部品１５の数が多い場合や、装着する部品１５のリード数が多い場合でも装着が上手くできる。そのため、ハンダ付けがミスなくできる。また、部品１５にバラツキがあっても、同様に、ハンダ付け作業が安定して確実に手間なく容易に、効率良く上手くできる。
【実施例１】
【００３６】
この実施例１は、図７に示すように、支持脚２１の他の態様を示すもので、ヒンジ１３側（図の奥側）の上下の支持脚２１を第１のプレート１１に設けたものである。このようにすると、支持脚２１間の距離は、第２のプレート１２の大きさに係わらず、実施形態よりも大きく取れる。そのため、治具をより安定させることができる。
他の作用効果については実施形態のものと同じなので、実施形態と同一符号を付して説明は省略する。
【実施例２】
【００３７】
この実施例２は、ハンダ付けロボットに対応したもので、図８に示すように、ロボット用の基準穴３０を第１のプレート１１の左右に２箇所ずつ設けたものである。このように、基準穴３０を設けることにより、回路基板１０とロボットとの位置関係が正確に算出できるのである。そのため、図８のように、第１のプレートの幅を第２のプレートの幅より、鎖線の分だけ大きくしてある。また、支持脚２１も邪魔にならないように、実施形態のものより内側に設けるようにしてある。
このように、第１のプレート１１の幅を少し大きくしただけで、ハンダ付けロボットに使用できるので、手作業と同じ治具を共用できる。
ちなみに、ハンダ付けロボットの使用時は、あらかじめ治具にセットした回路基板１０をロボットが着脱できるため、同じ治具が複数あれば、ロボットの作業中に次の準備ができるため、ロボットの稼働率を向上させることができる。
他の作用効果については実施形態のものと同じなので、実施形態と同一符号を付して説明は省略する。
【符号の説明】
【００３８】
１０  回路基板
１１  第１のプレート
１２  第２のプレート
１３  ヒンジ
１４  係止部材
１４ａ  クリップ
１４ｂ  係止片
１５  部品
１６  開口
１７  突部
１８  立ち上がり
１９  ストッパー
２０  溝
２１  支持脚
２２ａ  ピン
２２ｂ  弾性材
【図１】
2010238962.tif 000003
【図２】
2010238962.tif 000004
【図３】
2010238962.tif 000005
【図４】
2010238962.tif 000006
【図５】
2010238962.tif 000007
【図６】
2010238962.tif 000008
【図７】
2010238962.tif 000009
【図８】
2010238962.tif 000010
【図９】
2010238962.tif 000011
【図１０】
2010238962.tif 000012
【図１１】
2010238962.tif 000013