(57)【要約】【課題】ハンダ付けの際の部品の挿入不良による高さ不足や部品の公差による浮きを防止する。【解決手段】部品を嵌入する治具の嵌合穴１１ａに、弾性体によって付勢され、側壁から穴内に進退するピン２５を設けて、前記ピン２５を嵌入したＬＥＤのリードの先端の発光部分の端面に係合させる。こうすることで、浮き上がりを防止して距離を一定に保つ。また、治具の嵌入穴１１ｃ、１１ｄの底部に、弾性体によって上部に向けて付勢されたピン２５を設けることにより、嵌合穴１１ｃ、１１ｄに嵌入したジャック３０やスイッチ３１などの部品は、弾性体によって付勢されたピン２５によって基板９に圧接されるので、基板９との間に隙間を生じないでハンダ付けを行うことにより、ハンダ付けの際に部品の挿入不良による高さ不足や部品の公差による浮きを防止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を載置する台座と、その載置した基板を台座に圧接する押圧手段とで構成され、
上記台座は、上面に部品の嵌入穴が載置する基板のパターンに合わせて形成され、その台座の嵌入穴に、弾性体によって付勢され、丸めた先端を側壁から穴内に進退するピンを設けて、前記ピンを嵌入穴に部品本体から嵌入した部品本体のリードを突出する端面に係合させるようにしたハンダ付け用部品固定治具。
【請求項２】
基板を載置する台座と、その載置した基板を台座に圧接する押圧手段とで構成され、
上記台座は、上面に部品の嵌入穴が載置する基板のパターンに合わせて形成され、その台座の嵌入穴の底部に、弾性体によって上部に向けて付勢されたピンを設けたハンダ付け用部品固定冶具。
【請求項３】
上記請求項１または２に記載の治具の台座を複数のブロックで構成し、そのブロックの上面に請求項１の弾性体によって付勢され、丸めた先端を側壁から穴内に進退するピンを設けた嵌入穴、または請求項２の弾性体によって付勢されたピンを底部に設けた嵌入穴の一方あるいは両方が基板のパターンに合わせて形成されたハンダ付け用部品固定冶具。
【請求項４】
上記押圧手段を、台座に載置した基板を囲む枠体に基板と当接する複数の押え片を取り付け自在に設けた押さえと、その押さえを前後に回動して前記押え片を基板に当接させるハンドルを備え、その押さえを回動する回動機構がラッチを有するものとした請求項１乃至３のいずれかに記載のハンダ付け用部品固定冶具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回路部品の手作業によるハンダ付け作業のためのハンダ付け用部品固定冶具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回路部品の基板へのハンダ付け作業は、大きく分けて「フロー」、「リフロー」、「手付け」の三つの方法がある。
【０００３】
「フロー」は、溶融したハンダ槽の上を部品を実装した回路基板を流して、部品と基板の接合部にハンダ付けを行う方法で、例えば、通常のリード付の抵抗やコンデンサなどの部品を取り付ける際によく用いられる方法である。
【０００４】
「リフロー」は、予めペースト状のハンダをパターンに合わせて印刷したのち、部品を実装し、その部品を実装した基板へ直接熱を加えてハンダ付けを行う方法で、チップ部品などを取り付ける際に用いられるものである。
【０００５】
「手付け」は、人がハンダごてを使って基板に部品を取り付けて行く方法で、上記「フロー」や「リフロー」に適さない例えば、基板に密着させない取り付け方をするものや自動装着などに適さない形状の部品を実装する際に用いられる。
【０００６】
具体的には、リード付のＬＥＤの発光部分やリード付のセンサ素子のセンサ部分が回路基板から一定の高さに設けたパネルの表示窓やセンサ孔から見えるように、部品本体を回路基板から一定の高さに保持した状態でリード線をハンダ付けする場合などである。
【０００７】
このようにハンダ付けの際に、部品の高さを規定する方法として、例えば（特許文献１）には、図１０に示すような部品のリードにクランク１を設けるものが提案されている。すなわち、前記クランク１は、図１０に示すように、素子部と基板との間隔を一定に保つためのキンク部２と、抜け止め用のキンク部３とで構成されており、部品を基板９に装着した際に、嵌入した基板のスルーホールにキンク部３が係合してハンダ付けを行う際に基板を反転しても抜け落ちないようにすると同時に、基板の板面にキンク部２が当接して部品本体の基板からの高さを一定に保つというものである。
【０００８】
ところが、上記のようにリードにクランク１を設ける方法では、例えば、基板への装着時に力を入れ過ぎるとキンク部２、３が容易に基板のスルーホールにめり込むため、素子部と基板との間隔を精度良く保てない。また、クランクは、一律に設けるので部品の公差が大きいと素子部と基板との間隔を精度良く保てない。さらに、クランク１を設ける際に素子部にストレスを与える懸念もある。
【０００９】
そのため、部品形状に形成した嵌入穴を設けた治具を用いる方法が考えられる。この方法では、図１１のように、前記治具の嵌入穴１０にリードを上にして部品１２を嵌入し、その嵌入した部品１２に基板９を載置して圧接しながらハンダ付けを行うというものである。したがって、この方法ではリードが基板９にめり込むことはないので、嵌入穴１０の深ささえ正確に形成しておけば、その穴１０に部品１２を嵌入するだけで、部品の高さを正確に保てるというものである。
【００１０】
また、この方法を用いると、例えば、自動装着などに適さない形状のスイッチやジャックなどの回路部品も、その形状に合わせた穴を設けておけぱ、基板に密着させて取り付けることができるものである。
【特許文献１】実開平５−７９９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記の方法では、部品を嵌入した際に部品の先端を穴の底に当接させても押すのを止めると、その反動で部品が浮き上がりリードの高さが短くなってしまう問題がある。
【００１２】
また、この方法で、自動装着などに適さない形状のスイッチやジャックなどの回路部品を基板に密着させて取り付ける場合は、嵌入穴の深さを部品の外形寸法の公差の最も大きなものに合わせなければ、公差の大きなものがはみ出してしまうため使用できない。そのため、その穴に、外形寸法が公差の最も大きなもの以外のものが入ると、基板との間に隙間を生じてしまい、浮いた状態で取り付けてしまう問題がある。
【００１３】
そこで、この発明の課題は、部品の挿入不良による高さ不足や部品の公差による浮きを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するため、この発明では、部品を嵌入する嵌合穴に、弾性体によって付勢され、丸めた先端を側壁から穴内に進退するピンを設けて、前記ピンを嵌入した部品のリードの先端に形成された部品本体の端面に係合させるようにした構成を採用したのである。
【００１５】
このような構成を採用したことにより、台座の嵌合穴にリードの先端に形成された部品本体、例えば、丸形のＬＥＤの発光部分を入れると、発光部分に押された穴のピンは側壁内にへこむ。このとき、ピンの先端は丸めてあるので発光部分の侵入を妨げない。また、発光部分が前記ピンを過ぎると、ピンが進出してリードを突出した発光部分の端面に係合して浮き上がりを防止するため、取り付けた基板との距離を一定に保つことができる。さらに、ピンの進出によるクリック感により、ピンが端面に係合したことを確認できる。また、ハンダ付け後の部品の退出はピンの先端は丸めてあるのでスムースにできる。
【００１６】
また、台座の嵌入穴の底部に、弾性体によって上部に向けて付勢されたピンを設け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したことにより、嵌合穴に嵌入した部品は、弾性体によって付勢されたピンによって基板に圧接されるので、基板との間に隙間を生じないでハンダ付けが行える。
【００１８】
また、このとき、台座を複数のブロックで構成し、そのブロックの上面に丸めた先端を側壁から穴内に進退するピンを設けた嵌入穴、あるいは付勢されたピンを底部に設けた嵌入穴の一方あるいは両方が基板のパターンに合わせて形成し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、部品に合わせてブロックを組み合わせれば、異なる基板のパターンに合わせて台座を形成することができる。
【００２０】
このとき、押圧手段の押さえを、台座に載置した基板を囲む枠体に基板と当接する複数の押え片を取り付け自在に設けた構成とすることにより、枠体の押え片を基板の空きスペースに当接するように取り付ければ、さまざまなパターンの形成された基板に対処できる。その際、押さえを回動する回動機構がラッチを有する構成を採用すれば、基板を台座に圧接した状態で保持（固定）できるので、部品を例えば、基板との距離を一定に保った状態で、または基板との間に隙間を生じないでハンダ付けを（両手で）行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
この発明は、上記のように構成したことにより、ディスクリート部品のハンダ付けの取り付け精度の向上が図れる。また、組み立て精度が安定するので、製品の不良率を削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１に、この形態のハンダ付け用部品固定冶具を示す。
【００２４】
本形態の固定冶具は、図１に示すように、台座２０と押圧手段２１とで構成されている。
【００２５】
上記台座２０は、回路基板を載置するためのもので、複数のブロック２２ａ〜２２ｄで構成されている。また、各ブロック２２ａ〜２２ｄはベース２３にネジ留めされており、それら各ブロック２２ａ〜２２ｄを自由に入れ換えたり追加したり、組み合わせを基板９の形状やパターンに合わせて変えられるようにしてある。
【００２６】
この形態のブロック２２ａ〜２２ｄは、図２に示すように、上面に嵌入穴１１ａ、１１ｃ、１１ｄを形成したもの２２ａ、２２ｃ、２２ｄと、突起２４ｂ、２４ｃを形成したもの２２ｂ、２２ｃとからなっている。
【００２７】
前記上面に嵌入穴１１ａ、１１ｃ、１１ｄを形成したものはＬＥＤ、ジャック、スイッチ用のものとからなっている。
【００２８】
ＬＥＤ用の嵌合穴１１ａは、ＬＥＤ本体（発光部）を回路基板から一定の高さに保持するように取り付けるためのもので、前記穴１１ａは、基板９のパターンの極性に合わせて向きを設定したＬＥＤ本体の横断面と相似した形状（嵌入のため横断面より少し大きめ）に形成したもので、穴１１ａの内壁の側面には図３に示すようなピン２５が設けられている。前記ピン２５は、筒状のケースの中にスプリングｓを備えたプランジャー様のもので、図３のように、貫通孔２６を設けて取り付けられている。この貫通孔２６は穴１１ａに嵌入したＬＥＤ２７のリード２８を突出した発光部分の端面２９にほぼ貫通孔２６の下端が位置するように形成してある。また、このとき、ピン２５の後端は、一つ置いたブロック２２ｃに設けた開口３２に突出させてあり、その開口３２からピン２５の進退で伸縮する後端の軸が見えるようになっている。一方、進退するピン２５の先端２５ａは半球状に丸めてある。このように先端２５ａを半球状にしたのは、後述するように嵌入穴１１ａからのＬＥＤ２７のスムースな脱着を図るためである。
【００２９】
ジャック３０あるいはスイッチ３１用の嵌入穴１１ｃ、１１ｄは、部品の公差による浮きを防止するためのもので、それぞれの嵌合穴１１ｃ、１１ｄは、図４及び図５に示すように、ジャック３０あるいはスイッチ３１の横断面と相似した形状（嵌入のため横断面より少し大きめ）に形成されている。また、それぞれの嵌入穴１１ｃ、１１ｄの底部には、図４及び図５に示すように、弾性体ｓによって上部に向けて付勢されたピン２５が設けられている。前記ピン２５は、図４と図５のように円筒形のケースにスプリングｓを入れ、摺動用のロッドを嵌入したもので、この形態では、先端部はジャック３０あるいはスイッチ３１を圧接するため平坦にしてある。
【００３０】
また、上面に突起２４ｂ、２４ｃを形成したブロック２２ｂ、２２ｃは、基板９の位置決めのために設けたもので、大きな突起２４ｂを有するブロック２２ｂと小さな突起２４ｃを有するブロック２２ｃとからなっている。
【００３１】
大きな突起２４ｂを有するブロック２２ｂは、ここでは、基板９の例えばボリュームのロッドを挿通するために設けられた貫通孔などを利用して嵌合するようにしたものである。また、小さな突起２４ｃを有するブロック２２ｃは、基板９に設けた可変抵抗器の調整孔などを利用するようにしたものである。このように基板９の孔に２個の突起２４ｂ、２４ｃを係合させることにより、基板９がずれないように止めるようにしてある。
【００３２】
なお、ここでは、小さな突起２４ｃを有するブロック２２ｃには、嵌合穴１１ｃも設けているが、このように両者を設けるようにしてもかまわない。また、前記突起２４ｂ、２４ｃを嵌合するためにボリュームのロッドの挿通孔や可変抵抗器の調整孔を利用するようにしたが、これに限定されるわけではなく、位置決め用の孔を基板９に形成するようにしてもよい。
【００３３】
一方、押圧手段２１は、図１及び図２に示すように、押さえ４０とハンドル４１とで構成されている。押さえ４０は、この形態では、図２に示すようなコの字型の枠体で、台座２０に載置した基板９を囲む大きさのものである。また、枠体の両側には複数のネジ穴が設けられており、このネジ穴は、基板９に当接させる押え片４２をネジ止めするためのものである。押え片４２は、ここでは、図２のような正方形、長方形や突起を形成したもので構成し、図のように正方形と長方形の押え片４２を左右に取り付け、突起を形成したものを正方形のものの先端に取り付けることにより、取り付けた押え片４２が基板９の部品を取り付けない空きスペースに当接するようにしてある。このようにネジ穴と押え片４２とを組み合わせることにより、部品の異なる基板９にも対処できるようにしてある。
【００３４】
ハンドル４１は、樹脂製の平板を回転機構４５を介して押さえ４０と接続したもので、前記回転機構４５はラッチを備えている。
【００３５】
すなわち、図６に示すように、２個の支点４６を設けて、その２個の支点４６の一方に押さえ４０を接続するとともに、他方に連結部材４７を介してハンドル４１を接続し、その支点４６に接続した押さえ４０とハンドル４１とを連結してリンク機構を形成したものである。このように構成される回転機構４５では、図６（ａ）のように、ハンドルを垂直状態から同図（ｂ）の水平状態を経て同図（ｃ）の下方位置へ回転すると、ハンドル４１と連結部材４７との連結点が、連結部材４７と支点４６との連結点とハンドル４１と押さえ４０の連結点を結ぶ直線ｌより下方になって押さえ４０は固定される。このとき、押さえ４０を同図（ｃ）の矢印のように開ける方向へ回動すると、ハンドル４１と連結部材４７の連結点が同図（ｃ）の矢印のように沈む方向へ移動して支点４６の一方に当接して動かない。そのため、押さえ４０の枠体は、さらに図７に示すように、一段下がって台座２０の基板９を圧接できる位置に固定され、ラッチがかかる。
【００３６】
逆に、ハンドル４１を上昇させる方向へ回動すれば、ハンドル４１と連結部材４７の連結点が連結部材４７と支点４６との連結点とハンドル４１と押さえ４０の連結点を結ぶ直線ｌよりも上方へ移動するので、押さえ４０を回動して上昇させることができる。
【００３７】
この形態は、上記のように構成されており、この固定治具では、ベース２３にブロック２２ａ〜２２ｄを取り付ける。ブロック２２ａ〜２２ｄは、基板９に取り付ける部品とパターンに合わせて形成したものを選択して取り付ける。例えば、図１のように、ＬＥＤ２７、ジャック３０、スイッチ３１用のものをパターンに合わせて取り付ける。このようにブロック２２ａ〜２２ｄを取り付けて台座２０の準備ができると、次に、押さえ４０の枠体に押え片４２を取り付ける。この取り付けは、押え片４２が基板９の空きスペースに当接できるように取り付け位置とその形状に合わせて選択し取り付ける。
【００３８】
これで、治具の準備が整ったので、まず、台座２０の嵌入穴１１ａ〜１１ｄに対応する部品を嵌入する。このとき、嵌入穴１１ａ〜１１ｄは、基板９に取り付ける部品の向きに合わせてあるので、穴１１ａ〜１１ｄの形状に合わせて嵌入すれば取り付けミスを防ぐことができる。また、このとき、浮き上がりを防止する部品である例えばＬＥＤ２７を嵌入穴１１ａに、図８（ａ）のように丸形のＬＥＤ２７の発光部分から入れると、発光部分に押された穴の中のピン２５は図８（ｂ）のように側壁内に退出する（へこむ）。このとき、ピン２５の先端２５ａは丸めてあるので発光部分の侵入を妨げない。さらに、発光部分が前記ピン２５を通過すると、ピン２５が突出してリード２８を突出した発光部分の端面に係合して浮き上がりを防止する。このとき、ピン２５の進出によるクリック感により、ピン２５が端面に係合したことを確認できる。さらに、一つ置いたブロック２２ｃに設けた開口３２でもピン２５の進退で伸縮する後端の軸が見えるので、ここでも確認できる。したがって、一定のリード長を確保できる。
【００３９】
一方、基板９に密着させる部品である例えば、ジャック３０やスイッチ３１などをそれぞれ対応する嵌入穴１１ｃ、１１ｄに図４（ａ）と図５（ａ）のように入れると、穴１１ｃ、１１ｄに嵌入されたジャック３０やスイッチ３１は、ピン２５に押されて嵌入穴１１ｃ、１１ｄから浮き上がった状態に保たれる。
【００４０】
このように部品の配置が終わると、図９のように、基板９を載置してハンドル４１を回動する。その際、基板９のスルーホールにリード２８を通すことは当然である。すると、図６（ａ）→（ｂ）→（ｃ）のように押さえ４０が回動して下がり、ラッチが働いて基板９を圧接した状態で保持（固定）する。このため、ＬＥＤ２７の発光部と基板９の間は一定となり、ジャック３０とスイッチ３１は、図４（ｂ）と図５（ｂ）のように基板９に密着することになる。また、両手も使えることになる。したがって、この状態でハンダ付けをすればよい。
【００４１】
全ての部品に対するハンダ付けが終わると、ハンドル４１を図６（ｃ）→（ｂ）→（ａ）のように逆方向に回動すれば押さえ４０を上昇させることができるので、基板９を取り外せば規定通りハンダ付けのできた基板が出来上がる。ちなみに、このとき、ＬＥＤ２７の取り外しは、ピン２５の先端２５ａを丸めてあるのでスムースに取り外すことができる。
【００４２】
このように、部品を嵌入する嵌入穴１１ａの側壁に弾性体ｓによって付勢されたピン２５を設けたことにより、部品の挿入不良による高さ不足を防止してハンダ付けができる。また、嵌入穴１１ｃ、１１ｄの底部に、弾性体ｓによって上部に向けて付勢されたピン２５を設けたことにより、部品の公差による浮きを防止してハンダ付けができる。
【００４３】
なお、実施形態では、ピン２５を付勢する弾性体ｓにスプリングを使用したが、これ以外にもゴムや油圧などを用いることもできる。
【００４４】
また、押さえ４０の枠体は「コ」の字に限定されるものではなく「ロ」の字のような閉じたものでもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施形態の斜視図
【図２】実施形態の平面図
【図３】図２のIII−III断面図
【図４】（ａ）、（ｂ）実施形態の作用説明図
【図５】（ａ）、（ｂ）実施形態の作用説明図
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）実施形態の作用説明図
【図７】図２のVII−VII断面図
【図８】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）実施形態の作用説明図
【図９】実施形態の作用説明図
【図１０】従来例の正面図
【図１１】従来例の作用説明図
【符号の説明】
【００４６】
９  基板
１１ａ〜１１ｄ  嵌入穴
２０  台座
２１  押圧手段
２５  ピン
２５ａ  先端
２７  ＬＥＤ
２８  リード
３０  ジャック
３１  スイッチ
２９  断面
４０  押さえ
４１  ハンドル
４５  回転機構
ｓ  弾性体（スプリング）
【図１】
2006310611.tif 000003
【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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