(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コネクタの挿入部に挿入されてこのコネクタを保持する平板体の保持手段と、該保持手段の周囲を矩形状の枠体で囲繞するように配設され前記保持手段に保持されているコネクタに当接して該コネクタを前記保持手段から離隔させるコネクタ保持解除手段と、該コネクタ保持解除手段と前記保持手段とを支持する本体と、該本体の後端部側に設けられる係止手段であって実装用ロボットの腕部に設けられる脱着金具の挿入部へ差し込まれると該脱着金具の回動自在な係合部材の係合部が該係止手段の凹部に落とし込まれて係合し前記本体が自重で下方に落下しようとしても前記係合部が前記凹部に食い込んで落下しないようにワンタッチ装着にして当該本体を着脱自在に前記脱着金具へ装着するための係止手段と、から形成されていることを特徴とするコネクタ用実装ハンド。
【請求項２】
請求項１記載のコネクタ用実装ハンドの係止手段が開口部から挿入される挿入部と、該挿入部に挿入されたコネクタ用実装ハンドの係止手段に係合する係合手段と、該係合手段と前記係止手段との係合を維持する係合維持手段と、前記係合手段を前記コネクタ用実装ハンドの係止手段に係合させる方向に付勢する付勢手段と、前記コネクタ用実装ハンドのコネクタ保持解除手段を作動させてコネクタを保持手段から離隔させる解除駆動手段と、を有してコネクタ用実装ハンドを脱着するため実装用ロボットの腕部に設けられることを特徴とする脱着金具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板にコネクタを実装用ロボットで自動実装する際に、該実装用ロボットの腕部の先端に装着されるコネクタ用実装ハンドと脱着金具とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、実装用ロボットを使用して、プリント基板に穿設された所定の孔に合わせて、コネクタハウジングに内挿・固定されているコンタクトピンの脚を各々挿入し、コネクタを前記プリント基板に実装するには、例えば、前記実装用ロボットにおける、一定範囲の作業範囲内で水平面内で移動して所定の位置に停止する腕部の先端部にコネクタ保持用の保持手段（以下、これを実装ハンドと言う）が装着される。
【０００３】
そして、前記実装ハンドが、エアー式昇降手段またはベルト式昇降手段等の適宜な昇降手段で昇降されることで、コネクタ部品供給パレットの上において所定の位置に載置されたコネクタをその外側から挟装し拾い上げて保持し、その後、腕部が所要回転して実装すべきプリント基板の所定の位置の上方に達して停止する。
【０００４】
次に、前記実装ハンドが前記昇降手段で降下されて、該実装ハンドが保持しているコネクタが、プリント基板上の所定の孔にそのコネクタのコンタクトピンの脚部が挿入され、実装ハンドの保持手段においてコネクタの保持作用が解除され、該実装ハンドが上昇することで当該コネクタから離隔されて、プリント基板に実装されるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記実装ハンドは、実装用ロボットの腕部の先端部に装着されるものであるが、その装着方法は、例えば、腕部に設けたネジ孔に実装ハンドのネジ部を螺着させるものである。よって、コネクタハウジングの長さや幅の異なるコネクタを多種類プリント基板に実装させる場合に、各コネクタ専用の実装ハンドを交換して腕部に取り付ける作業が必要となり、従来の螺着方法では時間が掛かるものである。
【０００６】
また、一つのプリント基板に対して頻繁に実装ハンドを交換することも多く、プリント基板の生産能率が低下すると言う問題がある。更に、実装すべきコネクタを、コネクタ用実装ハンドのチャックで外側から挟装する保持方法なので、実装部品を高密度に実装するプリント基板では、コネクタ用実装ハンドのコネクタ保持装置部分がコネクタを実装しようとする周囲の電子部品等に衝突するおそれがあり、高密度実装化に対応できないと言う問題がある。同様に、コネクタ部品供給パレットの上に多数配列されたコネクタ間の間隔が狭いと、コネクタ用実装ハンドのコネクタ保持装置部分でコネクタを挟装できずにチャッキング不可能となる、と言う問題点がある。
【０００７】
このように、従来の実装ハンドの交換作業においては、交換時間の短縮化と、コネクタの高密度実装化及びコネクタのチャッキング方法において解決すべき課題を有していた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るコネクタ用実装ハンドの上記課題を解決するための要旨は、コネクタの挿入部に挿入されてこのコネクタを保持する平板体の保持手段と、該保持手段の周囲を矩形状の枠体で囲繞するように配設され前記保持手段に保持されているコネクタに当接して該コネクタを前記保持手段から離隔させるコネクタ保持解除手段と、該コネクタ保持解除手段と前記保持手段とを支持する本体と、該本体の後端部側に設けられる係止手段であって実装用ロボットの腕部に設けられる脱着金具の挿入部へ差し込まれると該脱着金具の回動自在な係合部材の係合部が該係止手段の凹部に落とし込まれて係合し前記本体が自重で下方に落下しようとしても前記係合部が前記凹部に食い込んで落下しないようにワンタッチ装着にして当該本体を着脱自在に前記脱着金具へ装着するための係止手段と、から形成されていることである。
【０００９】
また、本発明に係る脱着金具は、請求項１記載のコネクタ用実装ハンドの係止手段が開口部から挿入される挿入部と、該挿入部に挿入されたコネクタ用実装ハンドの係止手段に係合する係合手段と、該係合手段と前記係止手段との係合を維持する係合維持手段と、前記係合手段を前記コネクタ用実装ハンドの係止手段に係合させる方向に付勢する付勢手段と、前記コネクタ用実装ハンドのコネクタ保持解除手段を作動させてコネクタを保持手段から離隔させる解除駆動手段と、を有してコネクタ用実装ハンドを脱着するため実装用ロボットの腕部に設けられることである。
【００１０】
本発明に係るコネクタ用実装ハンドによれば、コネクタ用実装ロボットの腕部に、当該コネクタ用実装ハンドの本体の後端部側に設けられたチャッキング用の係止手段により、差し込むだけのワンタッチ操作で装着することができ、チャッキング時間を短縮することができる。また、コネクタの挿入部に保持手段を直接差し込んで、保持手段とコンタクト間との摩擦力で該コネクタを保持するので、コネクタの外部を挟装して保持することが無くなって、コネクタ部品供給パレット上に供給された隣接するコネクタの間隔が狭くても、容易に保持して拾い上げることができる。
【００１１】
また、コネクタの挿入部に保持手段を差し込むので、コネクタのリード部の位置決めが高精度になり、プリント基板の孔に対して精度良く位置決めされて、コネクタの挿入不良を防止できる。
【００１２】
本発明の脱着治具により、コネクタ用実装ハンドを短時間で容易に装着して、交換作業時間を短縮させる。また、構造がシンプルであって、メンテナンスも容易となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るコネクタ用実装ハンドと脱着金具との実施形態について図面を参照して詳細に説明する。まず、コネクタ用実装ハンド１は、図１乃至図３に示すように、プリント基板２に実装しようとするコネクタ３の挿入部３ａに挿入されてこのコネクタ３を保持する保持手段である保持板４を形成する。
【００１４】
前記保持板４は、コネクタ３の挿入部３ａにおいてハウジングと一体に形成されているコンタクト３ｂ，３ｂの間に差し込まれる幅で、挿入部３ａの長手方向の長さよりも全体として若干短い長さの、合成樹脂製若しくは軽量の金属製の平板体である。
【００１５】
また、保持板４，４が、図１に示すように、２枚に分割されているのは、当該保持板４，４を囲繞する後述のコネクタ保持解除手段を配設するためである。
【００１６】
前記保持板４，４の後端部が、コネクタ用実装ハンドの金属製または合成樹脂製の本体５に固着されて支持されている。
【００１７】
次に、前記コネクタ保持解除手段であるスライド部材６は、前記保持板４，４の外周囲を間隙を維持して囲繞し、その全体が矩形状の枠体であり、その中央部には前記本体５へ延びるスライド棒６ａが延設されている。前記スライド棒６ａは、本体５の下端面の中央部に穿孔した貫通孔に摺動自在に挿通され、かつ、図１の状態で、下方向に抜け落ちないように貫通孔内に配設したコイルバネ６ｂによって上方向に常に付勢されている。これによって、スライド部材６は、通常は本体５の下端面側に付勢されて位置し、前記スライド棒６ａが押圧され移動することで、当該スライド部材６が保持板４の先端部に向かう方向（下方向）に移動する。
【００１８】
前記コネクタ用実装ハンド１の本体５の後端部側には、チャッキング用の係止手段である金属製または合成樹脂製の係止部材７，７が、両端部から延設されている。該係止部材７の外表面の一部に、係止用の凹部７ａが設けられている。このようにして、コネクタ用実装ハンド１が構成されている。
【００１９】
次に、コネクタ用実装ハンド１をチャッキングするための脱着金具８は、コネクタ用実装ロボットの腕部の先端部に装備されるもので、前記コネクタ用実装ハンド１の係止部材７，７が開口部から挿入される挿入部８ａと、該挿入部８ａに挿入されたコネクタ用実装ハンド１の係止部材７，７に係合する回動自在な係合手段である係合部材９，９が、設けられている。
【００２０】
前記係合部材９，９は、この脱着金具８の本体１１に軸止された回動軸１０，１０の各々に回動自在に軸着されている。係合部材９の形状は、図２に示すように、先端部が細くなっている尖塔状の係合部９ａと、前記回動軸１０を中心にして反対側に棒状に延びるレバー部９ｂとが一体された形状である。前記係合部９ａの先端部が、前記コネクタ用実装ハンド１の係止部材７の凹部７ａに係合するものである。
【００２１】
前記係合部材９の係合部９ａが前記係止部材７の凹部７ａに係合すると、この係止部材７が本体５の自重で下方に移動しようとしても、回動軸１０を中心にして回転する係合部９ａが更に凹部７ａの奥側に食い込むことになって、それ以上、係止部材７が下方に移動できないものである。これによって、係止部材７と係合部材９との係合が維持される。
【００２２】
また、前記回動自在な係合部材９を前記コネクタ用実装ハンド１の係止部材７に係合させる方向に付勢する付勢手段であるコイルバネ１３が、前記回転軸１０に掛止されて設けられている。
【００２３】
更に、前記脱着金具８の本体１１の下端面１４は、図２に示すように、コネクタ用実装ハンド１における前記本体５の上端面に当接するようになされ、該コネクタ用実装ハンド１のチャッキング時の上部への移動を阻止して位置決めするものである。
【００２４】
また、前記本体１１の挿入部８ａ，８ａの中間位置に、該挿入部８ａに挿入されたコネクタ用実装ハンド１におけるスライド部材６のスライド棒６ａを押圧して移動（図１において、下方向）させる解除駆動手段である、エアーシリンダ１５が設けられている。
【００２５】
前記エアーシリンダ１５は、図２に示すように、ロッド１５ａとフランジ１５ｃとが一体に形成されるとともに、シリンダー室１５ｂ内にスライド自在に設けられ、このシリンダー室１５ｂに図示しないエアーホースから高圧空気が流入することで、前記フランジ１５ｃが図中の矢印で示す方向に押圧され、それによってロッド１５ａの先端部が本体１１の下端面１４から突出するものである。
【００２６】
よって、コネクタ用実装ハンド１を前記脱着金具８の本体１１にチャッキングした状態において、エアーホースから前記シリンダー室１５ｂ内に高圧空気が流入されると、フランジ１５ｃを介してロッド１５ａの先端部が、本体１１の下端面１４から突出してスライド部材６のスライド棒６ａの後端面に当接する。そして、スライド棒６ａ周囲に巻装されているコイルバネ６ｂの弾発力に抗してスライド棒６ａを押圧し、これを下方向に摺動させるものである。また、前記エアーシリンダ１５の押圧作用が解除されると、ロッド１５ａが後退し、コイルバネ６ｂの付勢力によってスライド棒６ａ及びスライド部材６が、本体５の下端面側にに移動し、通常の位置状態に復帰するものである。
【００２７】
このようにして、前記コネクタ用実装ハンド１をチャッキングする脱着金具８が形成されている。
【００２８】
本発明に係る前記コネクタ用実装ハンド１及び脱着金具８によって、プリント基板２にコネクタ３を実装する方法を説明する。
まず、コネクタ用実装ロボットの腕部の先端部に設けられている脱着金具８に、実装しようとするコネクタ３に適合する、コネクタ用実装ハンド１をチャッキングする。
【００２９】
これには、図１に示すように、コネクタ用実装ハンド１をその係止部材７，７を上にして手で持ち、その係止部材７，７を前記脱着金具８の挿入部８ａ，８ａに各々上方へ向けて差し込む。
【００３０】
すると、前記係止部材７の上端面の外側角部が、挿入部８ａにおいて略水平状態で係止部材７の進入路に突出している係合部材９の係合部９ａに衝突し、該係合部９ａを回動軸１０を中心にして、コイルバネ１３の付勢力に抗しながら、時計方向に回転させる。
【００３１】
更に、係止部材７，７が上方に移動すると、コネクタ用実装ハンド１の本体５の上端面７ｂが、脱着金具８の下端面１４に当接する。すると、前記上端面７ｂの外側角部に当接して回転させられていた係合部材９は、その係合部９ａの尖塔状突端が前記上端面７ｂの外側角部の外表面から凹部７ａに前記コイルバネ１３の付勢力で落とし込まれて、反時計方向に回転される。
【００３２】
よって、係合部材９は、回動軸１０を中心にして反時計方向に回転した後、係合部９ａが凹部７ａに食い込んで回転停止される。
【００３３】
こうして、コネクタ用実装ハンド１を保持していた手を離すと、コネクタ用実装ハンド１がその自重で下方に落下しようとするが、前記係止部材７の凹部７ａに係合部材９の係合部９ａが係合して、かつ、回転軸１０を回転中心にして食い込んでいるので、当該係合部材９の反時計方向への回転が阻止され、コネクタ用実装ハンド１は自重で落下することなく脱着金具８に装着されることになる。
【００３４】
次に、コネクタ用実装ロボットの腕部を移動させて、コネクタ３を多数配設してあるコネクタ供給用パレット（図示せず）の上に位置させる。そして、昇降手段で脱着金具８を降下させ、コネクタ用実装ハンド１の保持板４，４を、図１及び図３に示すように、コネクタ３の挿入部３ａに差し込む。
【００３５】
前記保持板４，４は、コネクタ３のコンタクト３ｂ，３ｂの間に入り込んで両側に押しのけることで生じる摩擦力で、前記コネクタ３を保持することになる。また、同時に、前記保持板４，４の周囲を囲繞しているスライド部材６とスライド棒６ａは、前記コネクタ３の上端面にスライド部材６の下端面が当接して、前記保持板４，４がコネクタ３に挿入された分だけ、上方に押し上げられる。
【００３６】
かかるコネクタ３の保持作業においては、コネクタ３の挿入部３ａに平板状の保持板４，４を差し込むことで該コネクタ３を保持する方法なので、供給用パレットに狭い間隔で多数のコネクタ３が隣接して載置されていても、他のコネクタ３に邪魔されずに目的のコネクタ３を、保持板４で保持することができるものである。
【００３７】
次に、コネクタ用実装ハンド１の保持板４で保持したコネクタ３を、実装すべきプリント基板２の上に移動させる。プリント基板２に多数穿設されている孔２ａ，２ａにコネクタ３のコンタクトのリード３ｃ，３ｃを精度良く各々対応させるために、コネクタ実装ロボットの制御装置によって、コネクタ用実装ハンド１の保持板４を前記プリント基板２の孔２ａ，２ａの中間位置にセットするものである。
【００３８】
そして、脱着金具８を昇降装置で降下させ、コネクタ用実装ハンド１で保持しているコネクタ３のリード３ｃの先端部が、前記孔２ａの開口部近傍に近接した状態若しくは孔内に若干入り込んだ状態で、前記昇降装置の降下移動を停止させる。
【００３９】
そして、脱着金具８におけるエアーシリンダ１５にエアーを供給して作動させ、スライド棒６ａを下方に押し込む。このスライド棒６ａを介して、スライド部材６が下方に移動され、同時に、保持板４，４に保持されスライド部材６の下端面に当接しているコネクタ３が、前記下方に移動する当該スライド部材６で強制的に下方に移動せしめられる。
【００４０】
そして、前記コネクタ３が、保持板４，４から押し出されて保持作用が解除され、下方に落下して該コネクタ３のリード３ｃの各々がプリント基板２の孔２ａに夫々挿通される。
【００４１】
こうして、コネクタ３がプリント基板２の所定の位置に載置され実装されることになる。その後、コネクタ用実装ロボットの昇降装置で、前記脱着金具８とこれにチャッキングされたコネクタ用実装ハンド１が共に上昇され、次の実装作業に移行する。これを繰り返して、プリント基板２にコネクタ３を各々所定の位置に載置するものである。
【００４２】
また、コネクタ３の大きさが変わるものである時には、コネクタ用実装ハンド１を交換する作業を行うが、それには、図２に示すように、係合部材９のレバー部９ｂを手で矢印で示す時計方向に回転させることで、該係合部材９の係合部９ａの三角状突端が係止部材７の凹部７ａから抜け出してその係合作用が解除されることになり、コネクタ用実装ハンド１はその自重で脱着金具８から落下して抜き出される。
【００４３】
そして、別のコネクタ用実装ハンド１を、脱着金具８の挿入部８，８に差し込んでチャッキングするものである。
【００４４】
以上のようにして、コネクタ用実装ハンド１が差し込むだけの簡単な操作でチャッキングされ、コネクタ３を、コンタクト３ｂ間に挿入されるコネクタ用実装ハンド１の保持板４で保持されるので、位置決め精度が向上してプリント基板２に対する挿入ミスが防止され、かつ、高速実装ができ、コネクタ３の外側を掴んで保持していないので実装密度も向上するものである。
【００４５】
本発明に係るコネクタ用実装ハンド及び脱着金具の一例を説明したが、上記実施例に限定されるものでなく、例えば、脱着金具８の係合手段を、係止部材７が挿入部に挿入される方向と直交する方向に摺動する係合部材を設けて、該係合部材が挿入される係止部材７で自動的に逃げ方向に摺動し、凹部７ａの位置で係合する方向にバネ等の弾性体の付勢力で摺動し、かつ、手でその係合部材を係合解除できるような構成とすることもできる。
【００４６】
また、脱着金具８の付勢手段は、図示したコイルバネに限らず、ゴムやスポンジなどの合成樹脂製弾性体や、トーションバネを使用できるものである。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るコネクタ用実装ハンドは、コネクタの挿入部に挿入されてこのコネクタを保持する平板体の保持手段と、該保持手段の周囲を矩形状の枠体で囲繞するように配設され前記保持手段に保持されているコネクタに当接して該コネクタを前記保持手段から離隔させるコネクタ保持解除手段と、該コネクタ保持解除手段と前記保持手段とを支持する本体と、該本体の後端部側に設けられる係止手段であって実装用ロボットの腕部に設けられる脱着金具の挿入部へ差し込まれると該脱着金具の回動自在な係合部材の係合部が該係止手段の凹部に落とし込まれて係合し前記本体が自重で下方に落下しようとしても前記係合部が前記凹部に食い込んで落下しないようにワンタッチ装着にして当該本体を着脱自在に前記脱着金具へ装着するための係止手段と、から形成されているので、供給パレットに高密度に密集して供給されるコネクタに対しても、コネクタの挿入部に直接挿入して保持する方法の保持手段で対応することが可能となり、コネクタを高密度に供給することができ部品供給の作業能率の向上となるとともに、コネクタの高速実装及び高精度な実装が可能となって、作業能率の向上とプリント基板の品質向上となると言う優れた効果を奏する。また、チャッキングも簡単な構造でメンテナンスが容易となると言う優れた効果を奏する。
【００４８】
本発明の脱着金具は、請求項１記載のコネクタ用実装ハンドの係止手段が開口部から挿入される挿入部と、該挿入部に挿入されたコネクタ用実装ハンドの係止手段に係合する係合手段と、該係合手段と前記係止手段との係合を維持する係合維持手段と、前記係合手段を前記コネクタ用実装ハンドの係止手段に係合させる方向に付勢する付勢手段と、前記コネクタ用実装ハンドのコネクタ保持解除手段を作動させてコネクタを保持手段から離隔させる解除駆動手段と、を有してコネクタ用実装ハンドを脱着するため実装用ロボットの腕部に設けられるので、コネクタ用実装ハンドのチャッキングが短時間で簡単にできるようになり交換作業能率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコネクタ用実装ハンドと脱着金具とをチャッキングさせた状態での使用状態説明図である。
【図２】同本発明に係るコネクタ用実装ハンドと脱着金具との係合状態を示す、一部を拡大して示す説明図である。
【図３】同本発明に係るコネクタ用実装ハンドでコネクタをプリント基板に実装する様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１  コネクタ用実装ハンド、
２  プリント基板、２ａ  孔、
３  コネクタ、３ａ  コネクタの挿入部、
４  保持板、
５  コネクタ用実装ハンドの本体、
６  スライド部材、６ａスライド棒、６ｂ  コイルバネ、
７  係止部材、７ａ  凹部、７ｂ  コネクタ用実装ハンドの本体の上端面、
８  脱着金具、８ａ  挿入部、
９  係合部材、９ａ  係合部、９ｂ  レバー部、
１０  回動軸、
１１  脱着金具の本体、
１３  コイルバネ、
１４  脱着金具の下端面、
１５  エアーシリンダ、１５ａ  ロッド、１５ｂ  シリンダー室、
１５ｃ  フランジ。
【図１】
0003649533.tif 000002
【図２】
0003649533.tif 000003
【図３】
0003649533.tif 000004