(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダー内のピストンにピンプローブを装着してプローブユニットを構成し、そのプローブユニットと駆動源との間にワイヤを介在してなるプローブ駆動装置において、上記駆動源をモータにし、ワイヤをフレキシブルワイヤにして、そのワイヤの両端部をピストンの対応する両端部にそれぞれ結合して、ワイヤとピストンとで無端のループを形成し、そのワイヤの一部をモータの回転軸に固定した糸巻きに巻回することを特徴とするプローブ駆動装置。
【請求項２】
ワイヤを屈曲性を有するガイド用のチューブ内に収納することを特徴とする請求項１記載のプローブ駆動装置。
【請求項３】
シリンダーの周壁に開口を設け、そのシリンダーの外側近傍にピンプローブを配置し、その開口を通じてシリンダー内のピストンによりピンプローブを操作することを特徴とするプローブユニット。
【請求項４】
ピンプローブの移動を案内するプローブガイドを設けることを特徴とする請求項３記載のプローブユニット。
【請求項５】
ピストンにピンプローブを操作する部材を結合し、そのプローブ操作部材で操作する突部をピンプローブの上部に２箇所一定の間隔を置いて設け、それ等の両突部間にプローブ操作部材の先端部を配置することを特徴とする請求項４記載のプローブユニット。
【請求項６】
プローブ操作部材の先端部と少なくとも一方の突部との間に緩衝部材を介在することを特徴とする請求項５記載のプローブユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ−Ｙ方式インサーキットテスタ等の回路基板検査装置に使用するのに好適なプローブ駆動装置並びにプローブユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、実装基板即ち多数の電子部品等を半田付けしたプリント基板はインサーキットテスタを用いて、その基板の必要な測定点に適宜ピンプローブの先端を接触させ、それ等の各部品の有無を電気的に検出し、或いは各部品の特性値を電気的に測定して基板の良否の判定を行っている。特に、Ｘ−Ｙ方式インサーキットテスタでは被検査基板を載せて固定する測定台上にＸ−Ｙユニットを設置し、そのＸ軸方向に可動するアームの上にＹ軸方向に可動するＺ軸ユニットを備え、そのＺ軸ユニットにアクチュエータを備えてピンプローブをＺ軸方向に可動可能に支持している。そして、検査時にはＸ−Ｙユニットを制御して、ピンプローブを基板の上方からＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向にそれぞれ適宜移動し、予め設定した各測定点に順次接触する。それ故、Ｘ−Ｙ方式インサーキットテスタは多品種少量生産の回路基板の検査に適する。なお、アクチュエータとしてプローブをタイミングベルトで駆動するタイミングベルト式、クランクで駆動するクランク式、エアシリンダーで駆動するエアシリンダー式等のアクチュエータにはモータやエアシリンダーが使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなタイミングベルト式、クランク式ではＺ軸ユニットの基板にタイミングベルトやクランクと共にそれ等の駆動源となるステッピングモータ、サーボモータ等を取り付けて使用するため問題がある。何故なら、Ｚ軸ユニットの基板にモータを取り付けると、それだけ重量が大きくなり、Ｚ軸ユニットの慣性力も大きくなる。このため、ピンプローブのＸ軸、Ｙ軸方向への正確な位置決め制御を短時間で行なおうとしても、その重量が障害となって高速化できない。当然Ｚ軸ユニットのコンパクト化も困難であり、測定台上に大きく突出しているので、取り扱い上の不都合もある。
【０００４】
この点、エアシリンダー式ではＺ軸ユニットの基板に取り付けたエアシリンダーにチューブによってエアーを供給できるため、エアー供給源をＺ軸ユニットから相当離れた位置に設置できる。それ故、Ｚ軸ユニットの重量も小さくなり、コンパクト化できる。しかし、エアー供給源が駆動源であるため、エアーの圧縮、膨張により応答性が悪くなり、ピンプローブのＺ軸方向への正確な位置決め制御がし難くなる。
【０００５】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、第１にピンプローブの周辺に駆動源を設置せず、プローブユニットを狭いスペースに設置可能にし、ピンプローブの正確な位置決め制御を短時間で行なえるプローブ駆動装置を提供することを目的とする。
又、第２にピンプローブより離れた位置に設置する駆動源の設置場所の選択を行ない易いプローブ駆動装置を提供することを目的とする。
【０００６】
又、第３に離れた位置に設置する駆動源によりピンプローブの位置決め制御を正確に行なえるプローブユニットを提供することを目的とする。
又、第４にピンプローブの直動性を高めて位置決め制御を一層正確に行なえるプローブユニットを提供することを目的とする。
又、第５にピンプローブの位置決め制御を更に正確に行なえるプローブユニットを提供することを目的とする。
又、第６にピンプローブの位置決め制御を長期間に亘って正確に行なえる寿命の長いプローブユニットを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による第１目的に対応するプローブ駆動装置ではシリンダー内のピストンにピンプローブを装着してプローブユニットを構成し、そのプローブユニットと駆動源との間にワイヤを介在する。そして、駆動源をモータにし、ワイヤをフレキシブルワイヤにして、そのワイヤの両端部をピストンの対応する両端部にそれぞれ結合して、ワイヤとピストンとで無端のループを形成し、そのワイヤの一部をモータの回転軸に固定した糸巻きに巻回する。又、第２目的に対応するプローブ駆動装置ではワイヤを屈曲性を有するガイド用のチューブ内に収納する。
【０００８】
又、第３目的に対応するプローブユニットではシリンダーの周壁に開口を設け、そのシリンダーの外側近傍にピンプローブを配置し、その開口を通じてシリンダー内のピストンによりピンプローブを操作する。
又、第４目的に対応するプローブユニットではピンプローブの移動を案内するプローブガイドを設ける。
又、第５目的に対応するプローブユニットではピストンにピンプローブを操作する部材を結合し、そのプローブ操作部材で操作する突部をピンプローブの上部に２箇所一定の間隔を置いて設け、それ等の両突部間にプローブ操作部材の先端部を配置する。
又、第６目的に対応するプローブユニットではプローブ操作部材の先端部と少なくとも一方の突部との間に緩衝部材を介在する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明を適用したＸ−Ｙ方式インサーキットテスタに備えるプローブ駆動装置の一形態を示す部分断面図である。図中、１０はプローブ駆動装置、１２はそのプローブユニット、１４はステッピングモータ、エンコーダ付きサーボモータ等の駆動源となるモータ、１６はそれ等のプローブユニット１２とモータ１４との間に介在するフレキシブルワイヤ、１８（１８ａ、１８ｂ）はそのワイヤ１６を収納するプラスチック製等の屈曲性を有するガイド用チューブ１４である。
【００１０】
このプローブユニット１２は周壁の一側中央部に長方形状の開口２０を設けた円筒状のシリンダー２２と、その内部に収納した円柱状のピストン２４と、そのピストン２４の周壁の開口側中央部に基端部を結合し、開口２０を通ってシリンダー２２の外側に突出する長方形板状のプローブ操作部材２６と、そのシリンダー２２の外側近傍に配置したピンプローブ２８と、そのピンプローブ２８の移動を案内する円筒状のプローブガイド３０と、そのプローブガイド３０とシリンダー２２とを結合する連結部材３２等からなる。そして、シリンダー２２とピストン２４の中心線を一致させ、ピンプローブ２８とプローブガイド３０の中心線を一致させて、両中心線を平行に配置し、それ等の中心線と直角方向にプローブ操作部材２６を配置する。
【００１１】
又、ピンプローブ２８の上部に２箇所一定の間隔を置き、円板を鍔状に固定して突部３４、３６を設ける。そして、両突部３４、３６の間にプローブ操作部材２６の先端部３８を配置する。その際、図２に示すようにプローブ操作部材２６の先端部３８に半円状に凹んだ凹所４０を形成しておき、その凹所４０の中心を貫くようにピンプローブ２８を配置するとよい。
【００１２】
このようにして、シリンダー２２の周壁に設けた開口２０を通じて、ピストン２４によりピンプローブ２８の操作を行なえるようにすると、ピストン２４の両端部にワイヤ１６を結合し易くなり、ワイヤ１６を介して両側からピストン２４に適宜駆動力を正確に伝えることができる。それ故、モータ１４をプローブユニット１２から相当離れた位置に設置しても、ピンプローブ２８の位置決め制御を正確に行なえる。しかも、ピンプローブ２８を分離型にし、プローブガイド３０を設けてピンプローブ２８の移動を案内するため、ピンプローブ２８の直動性がよくなる。なお、ピンプローブを分離型とせず、プローブガイドを設けずに、ピンプローブを連結部材を介する等してピストンに結合することもできる。
【００１３】
又、モータ１４にはフレキシブルワイヤ１６を操作するため、図３に示すようにその回転軸４２の一端部付近にワイヤ１６を巻回する糸巻き４４を固定して備え付ける。この糸巻き４４は円板体であり、その周壁にワイヤ１６を巻きつけるための溝を形成したものである。なお、糸巻き４４にはワイヤ１６を１巻き半程巻きつけておく。
【００１４】
そして、ワイヤ１６の一端部をピストン２４の一端部例えば端面の中央に結合し、他端部をピストン２４の他端部に同様に結合する。すると、ワイヤ１６とピストン２４とで無端のループが形成できる。それ故、モータ１４を動かして図４に示すように糸巻き４４を矢印方向に回転させると、ワイヤ１６を矢印方向に一方から引き込んで他方に送り出すことができる。又、図５に示すように糸巻き４４を反対の矢印方向に回転させると、やはりワイヤ１６を反対の矢印方向に一方から引き込んで他方に送り出すことができる。
【００１５】
このようなプローブ駆動装置１０をＸ−Ｙ方式インサーキットテスタに設置する場合、プローブユニット１２と駆動源たるモータ１４とをフレキシブルワイヤ１６を介して結合するため、Ｚ軸ユニットにはプローブユニット１２のみを設置すればよく、モータ１４をピンプローブ２８の周辺から相当離して設置できる。それ故、プローブユニット１２の設置に必要なスペースは狭くてよい。
【００１６】
そして、フレキシブルワイヤ１６を屈曲性を有するガイド用チューブ１８の内部に収納して用いると、それ等を狭いスペースを通し、屈曲させながら配置しても、チューブ１８内でワイヤ１６を円滑に作動させることができる。それ故、モータ１４をプローブユニット１０から遠く離すことが可能になり、モータ設置場所の自由度が大きくなって、モータの設置場所を選択し易くなる。なお、フレキシブルワイヤ１６には伸縮しないもの、ガイド用チューブ１８には長さ方向に縮まず、内部の滑りのよいものを使用する。
【００１７】
このようにして、Ｚ軸ユニットの基板にプローブユニット１２のみを設置すると、Ｚ軸ユニットの重量が小さくなり、慣性力も小さくなる。それ故、ピンプローブ２８のＸ軸、Ｙ軸方向への正確な位置決め制御を短時間で行なえる。当然、Ｚ軸ユニットをコンパクト化することもできる。又、Ｚ軸方向への位置決め制御の際には、図４に示すようにしてワイヤ１６の下側部分を引き込み上側部分を送り出し、ワイヤ１６の同時に引き押す力をピストン２４に与えてピストン２４を円滑に下降させる。すると、ピストン２４に固定したプローブ操作部材２６で上側の突部３４を支え、ピンプローブ２８を吊り下げて下降させることができる。そして、ピンプローブ２８の先端が測定点に達したら、プローブ操作部材２６が突部３４から離れて更に下降して行き、下側の突部３６に達する。すると、ピンプローブ２８を一定の圧力で測定点に押圧することができる。
【００１８】
又、ピンプローブ２８を上昇させるには、図５に示すようにしてワイヤ１６の上側部分を引き込み下側部分を送り出し、ワイヤ１６の同時に引き押す力をピストン２４に与える。すると、プローブ操作部材２６が下側の突部３６から離れて円滑に上昇して行き、上側の突部３４に達する。そして、ピンプローブ２８を吊り下げて所定の高さまで上昇させることができる。それ故、ピンプローブ２８の上昇、下降時にはいずれも初期に大きな力を必要とせず、ピストンの初期移動を円滑に行なうことができ、ピンプローブ２８のＺ軸方向への正確な位置決め制御を短時間で行なえる。
【００１９】
なお、上記実施の形態ではプローブ操作部材２６の先端部３８を上下の突部３４、３６にそれぞれ直接当ててピストン２４からピンプローブ２８に力を伝達したが、図６に示すようにプローブ操作部材２６の先端部３８と両突部３４、３６との間に緩衝部材としてコイルスプリング４６（４６ａ、４６ｂ）等をそれぞれ介在すると、ピストン２４からピンプローブ２８に作用する衝撃力を緩和して、力の伝達を円滑化することができる。それ故、プローブユニット４８の寿命が伸び、ピンプローブ２８の位置決め制御を長期間に亘って正確に行える。当然、コイルスプリング４６はプローブ操作部材２６の片側のみに設置してもよい。
又、上記実施の形態ではＺ軸ユニットの基板にプローブユニット１２を１組設置する場合について説明したが、プローブユニット１２の設置に必要なスペースが狭くてもよいため、Ｚ軸ユニットの基板にプローブユニット１２を複数組設置して多ピンプローブ化することもできる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、請求項１記載の発明ではプローブユニットと駆動源となるモータとの間にフレキシブルワイヤを介在することにより、ピンプローブの周辺からモータを離して設置できるため、プローブユニットを狭いスペースに設置できる。しかも、プローブユニット設置部をコンパクトにして軽く、慣性力を小さくできる。又、フレキシブルワイヤとピストンとで無端のループを形成し、そのワイヤの一部をモータの回転軸に固定した糸巻きに巻回することにより、モータをいずれの方向に回転させても、ワイヤからピストンに同時に引き押す力を与えて、ピンプローブをいずれの方向にも円滑に移動させることができる。それ故、ピンプローブの正確な位置決め制御を短時間で行なえる。
【００２１】
又、請求項２記載の発明ではフレキシブルワイヤを収納したガイド用チューブを狭いスペースを通し、屈曲させながら配置しても、チューブ内でワイヤの円滑な作動を確保し易いため、モータをプローブユニットから相当離して設置することができる。それ故、モータ設置場所の自由度が大きくなり、モータの設置場所を選択し易くなる。
【００２２】
又、請求項３記載の発明ではシリンダーの周壁に設けた開口を通じてシリンダー内のピストンによりピンプローブを操作するため、ピストンの両端部をそれぞれ駆動力の伝達場所にして、ピストンに駆動力を正確に伝えることができる。それ故、駆動源を相当離れた場所に設置してもピンプローブの位置決め制御を正確に行なえる。
又、請求項４記載の発明ではプローブガイドによりピンプローブの移動を案内して、ピンプローブの直動性を高めることができるため、ピンプローブの位置決め制御を一層正確に行なえる。
【００２３】
又、請求項５記載の発明ではピンプローブの下降時にはピストンに固定したプローブ操作部材で上側の突部を支えて、ピンプローブを吊り下げて一定の位置に達するまで単に下降させ、上昇時にはプローブ操作部材がピンプローブを吊り下げることなく上側の突部に達するまで単に上昇するため、ピンプローブの上昇、下降時にはいずれも初期に大きな力を必要としない。それ故、ピストンの上昇、下降時の初期移動を円滑に行なうことができ、ピンプローブの位置決め制御を更に正確に行なえる。
又、請求項６記載の発明ではピストンからピンプローブに作用する衝撃力を緩和して、力の伝達を円滑化することができるため、プローブユニットの寿命を伸ばして、ピンプローブの位置決め制御を長期間に亘って正確に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したＸ−Ｙ方式インサーキットテスタに備えるプローブ駆動装置の一形態を示す部分断面図である。
【図２】同プローブ駆動装置に備えるプローブユニットの斜視図である。
【図３】同プローブ駆動装置に備える糸巻き付きモータのワイヤ巻回状態を示す斜視図である。
【図４】同糸巻きの一方向への回転とワイヤの移動方向との対応関係を示す側面図である。
【図５】同糸巻きの反対方向への回転とワイヤの移動方向との対応関係を示す側面図である。
【図６】同プローブ駆動装置に備えるプローブユニットの他の一形態の要部を示す部分断面側面図である。
【符号の説明】
１０…プローブ駆動装置  １２、４８…プローブユニット  １４…モータ  １６…ワイヤ  １８…ガイド用チューブ  ２０…開口  ２２…シリンダー  ２４…ピストン  ２６…プローブ操作部材  ２８…ピンプローブ  ３０…プローブガイド  ３４、３６…突部  ４２…回転軸  ４４…糸巻き  ４６…コイルスプリング
【図１】
0003588209.tif 000002
【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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