(57)【要約】【課題】各端子金具を各別にプリント基板のスルーホールに挿通する作業の高速化を可能にする、新規な端子付プリント基板の製造方法を提供すること。【解決手段】端子金具１６をピックアップして端子保持チャック４２の端子保持孔４４に保持する端子金具ピックアップ工程と、端子保持チャック４２に保持された端子金具１６のリード部１８をプリント基板１２のスルーホール１４に圧入するリード部圧入工程とのセットを、逐次連続して複数回実行することにより、プリント基板１２上の複数箇所に複数の端子金具１６を立設する連続端子圧入工程を含み、リード部圧入工程が、リード部１８に超音波振動を付加した状態で行われるようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子金具をピックアップして端子保持チャックの端子保持孔に保持する端子金具ピックアップ工程と、前記端子保持チャックに保持された前記端子金具のリード部をプリント基板のスルーホールに圧入するリード部圧入工程とのセットを、逐次連続して複数回実行することにより、前記プリント基板上の複数箇所に複数の前記端子金具を立設する連続端子圧入工程を含み、
前記リード部圧入工程が、前記リード部に超音波振動を付加した状態で行われるようになっている
ことを特徴とする端子付プリント基板の製造方法。
【請求項２】
前記連続端子圧入工程の後に、前記スルーホールに圧入された前記端子金具の前記リード部を前記スルーホールに半田付けする半田付け工程を含む請求項１に記載の端子付プリント基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板に実装される端子金具を用いた端子付プリント基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車等の電気接続箱の内部回路として、プリント基板が用いられている。このようなプリント基板には、例えば特開２００６−３２４０５７号公報（特許文献１）に記載されているように、コネクタ等と接続するための端子金具が半田付けされて立設されている。
【０００３】
ところで、プリント基板に半田付けされる端子金具は、端子金具の端部に設けられたリード部を、プリント基板のスルーホールに各別に挿通して半田付けする必要がある。そこで、従来では、各別に設けられた複数の端子金具を、別途に用意した治具の端子保持孔に各別に差し込んで仮固定した後に、それら複数の端子金具のリード部を纏めてプリント基板のスルーホールに挿通する等して半田付けすることが行われていた。
【０００４】
ところが、近年の車載電装品の増加により、プリント基板に立設される端子金具の種類や本数は増加の一途を辿っている。これにより、治具に仮固定した後に端子金具のリード部を纏めてプリント基板のスルーホールに挿通する際に高精度の位置合わせが必要となると共に、挿入力が大きくなり挿入が困難になるおそれがあった。しかも、端子金具をまとめて仮固定するための治具の種類も増加することから、治具を作成するための金型の種類が増加してコストアップにつながるおそれもあった。
【０００５】
そこで、複数の端子金具を治具に仮固定した後に纏めてプリント基板のスルーホールに挿通するのではなく、各端子金具を各別にプリント基板のスルーホールに挿通する手段が考えられる。かかる手段によれば、プリント基板に立設される端子金具の種類や本数が増加しても、各端子金具をプリント基板のスルーホールに挿通する際の位置合わせ等が容易となると共に、端子金具や配列の違い毎に必要となる高価な治具も不要である。しかしながら、各端子金具を各別にプリント基板のスルーホールに挿通するためには、端子金具の本数の増加に伴って端子金具の挿入装置の高速化が必要となるが、高速化によるプリント基板のスルーホールへの端子金具の挿入ダメージや端子金具の挿入ミスが増加することから、かかる挿入装置の高速化にも限度があり、有効な対策が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３２４０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、各端子金具を各別にプリント基板のスルーホールに挿通する作業の高速化を可能にする、新規な端子付プリント基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一の態様は、端子金具をピックアップして端子保持チャックの端子保持孔に保持する端子金具ピックアップ工程と、前記端子保持チャックに保持された前記端子金具のリード部をプリント基板のスルーホールに圧入するリード部圧入工程とのセットを、逐次連続して複数回実行することにより、前記プリント基板上の複数箇所に複数の前記端子金具を立設する連続端子圧入工程を含み、前記リード部圧入工程が、前記リード部に超音波振動を付加した状態で行われるようになっていることを特徴とする。
【０００９】
本態様によれば、端子金具ピックアップ工程とリード部圧入工程の１セットを逐次連続して複数回実行することにより、プリント基板上の複数箇所に複数の端子金具を立設する連続端子圧入工程が実行されることから、複数の端子金具のリード部を纏めてプリント基板のスルーホールに挿通する場合に比して、専用の端子保持用治具を不要とすることができ、回路構成や端子金具の違いに対して低コストかつ柔軟に対応することができる。
【００１０】
加えて、リード部圧入工程が、端子金具のリード部に超音波振動を付加した状態で行われることから、プリント基板のスルーホールへの端子金具の挿入に必要な力を大幅に低減することが可能となる。これにより、端子金具をプリント基板のスルーホールへ挿入する際の問題点であった挿入ダメージや端子金具の挿入ミスを大幅に低減することができる。それゆえ、端子金具の挿入装置の大幅な高速化が可能となることから、プリント基板に立設される端子金具の種類や本数の増加にも有利に対応することができるのである。
【００１１】
なお、端子金具のリード部に超音波振動を付加する手段としては、例えばＢａＴｉＯ３やＰＺＴ等の圧電セラミックからなる超音波振動子に交流電圧を印加するなどの任意の公知の手段が採用可能である。
【００１２】
また、端子金具は、リード部に弾性撓み片を備えたプレスフィット端子であってもよいし、リード部に弾性撓み片を有しないものであってもよい。
【００１３】
本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記連続端子圧入工程の後に、前記スルーホールに圧入された前記端子金具の前記リード部を前記スルーホールに半田付けする半田付け工程を含むものである。
【００１４】
本態様によれば、端子金具のリード部をスルーホールに圧入した後に半田付けを行う半田付け工程を備えているが、端子金具のリード部に超音波振動を付加した状態でリード部がスルーホールに圧入されていることから、スルーホールに対する端子金具のセンタリング性が向上されている。さらに、超音波振動の熱によりリード部とスルーホール間にめっき等による固相結合が生じる場合もある。それゆえ、連続端子圧入工程の後に実施される半田付け工程では、端子金具の立直性がより優位に実現されかつかかる立直性を安定して保持した状態で半田付けを行うことが可能となり、別部品の台座や治具を用いることなく、端子金具のプリント基板に対する優れた半田付けを行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、端子金具ピックアップ工程とリード部圧入工程の１セットを逐次連続して複数回実行することにより、プリント基板上の複数箇所に複数の端子金具を立設する連続端子圧入工程が実行されることから、複数の端子金具のリード部を纏めてプリント基板のスルーホールに挿通する場合に比して、専用の端子保持用治具を不要とすることができ、回路構成や端子金具の違いに対して低コストかつ柔軟に対応できる。加えて、リード部圧入工程が、超音波振動を付加した状態で行われることから、スルーホールへの端子金具の挿入に必要な力を大幅に低減できる。これにより、端子金具をスルーホールへ挿入する際の問題点であった挿入ダメージや端子金具の挿入ミスを大幅に低減できる。それゆえ、端子金具の挿入装置の大幅な高速化が可能となることから、プリント基板に立設される端子金具の種類や本数の増加にも有利に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態としての端子付プリント基板の製造方法を説明するための斜視図であって、端子金具ピックアップ工程を示す図。
【図２】本実施形態の端子付プリント基板の製造方法を説明するための斜視図であって、（ａ）リード部圧入工程と（ｂ）連続端子圧入工程を示す図。
【図３】図２の平面図。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ断面拡大図。
【図５】本発明の一実施形態としての端子付プリント基板の製造方法を説明するための斜視図であって、半田付け工程を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１〜４に、本発明の一実施形態としての端子付プリント基板の製造方法を用いて形成された端子付プリント基板１０、が示されている。端子付プリント基板１０は、プリント基板１２のスルーホール１４に端子金具１６のリード部１８が挿通されて端子金具１６がプリント基板１２上に立設されてなる構造とされている。なお、以下の説明において、長さ方向及び上下方向とは、図１〜２および図４〜５における上下方向を言い、幅方向とは、図３における左右方向を言うものとする。また、板厚方向とは、図３における上下方向を言うものとする。
【００１９】
図１に示されているように、端子金具１６は、例えば銅板等の表面に錫等のめっきが施された金属板がプレス打ち抜き加工されて形成され、全体として略短冊状の平板形状を有する一体成形品とされている。端子金具１６の長さ方向の一端側２０にはリード部１８が設けられている一方、他端側２２には図示しない相手側コネクタと接続される接続部２４が設けられている。また、端子金具１６の長さ方向の中間部分２６には、一対の基板当止部２８，２８が設けられている。
【００２０】
より詳細には、端子金具１６の長さ方向の一端側２０には、略細幅平板形状で下方に向かって突出するリード部１８が設けられている。リード部１８の基端部３０は、一定の幅寸法で延出されることによりプリント基板１２のスルーホール１４に対して圧入されるようになっている一方、リード部１８の先端部３２は、下方に向かって徐々に狭幅とされたテーパ状の先細形状となっている。
【００２１】
加えて、端子金具１６の長さ方向の中間部分２６の幅寸法が、リード部１８の幅寸法よりも大きくされていることにより、リード部１８と中間部分２６との間に一対の段差面３４，３４が形成されており、かかる一対の段差面３４，３４によってリード部１８の両側に一対の基板当止部２８，２８が形成されている。
【００２２】
端子金具１６の長さ方向の他端側２２には、長さ方向の中間部分２６の上端部より上方に向かって略縦長平板形状で突出する接続部２４が設けられている。ここで、接続部２４は、中間部分２６と同じ幅寸法とされている。すなわち、中間部分２６に設けられた一対の基板当止部２８，２８は、接続部２４の幅方向両側縁部よりも外方に張り出さないように形成されているのである。加えて、接続部２４の先端縁部には従来から用いられている端子と同様に、テーパ状の先細部３６が形成されている。
【００２３】
このような構造とされた端子金具１６が、例えば、図２〜５に示されているように、リード部１８の基端部３０がプリント基板１２に貫設されたスルーホール１４に挿通されて半田付けされることによって、プリント基板１２上に形成された図示しないプリント配線等と電気的に接続されて、端子付プリント基板１０が形成されるようになっている。より詳細には、スルーホール１４の内周面には全面に亘って図示しないめっき層が設けられていると共に、スルーホール１４の内周面と端子金具１６のリード部１８との間には隙間３８が画成されている（図３参照）ことから、スルーホール１４に挿通されて半田付けされた端子金具１６は、かかる隙間３８に半田４０が充填されることにより、半田４０とめっき層を介して図示しないプリント配線等と導通接続できるようになっているのである。この結果、接続部２４がプリント基板１２上に立設されて、図示しない外部端子としての相手側コネクタ等と接続可能となっている。
【００２４】
次に、このような端子付プリント基板１０を製造するのに好適に用いることのできる、端子付プリント基板の製造方法に関する本発明の一実施形態を、図１〜５を参照しつつ説明する。
【００２５】
先ず、図１に示す端子金具１６を準備する。前述のように、端子金具１６は、例えば銅板等の表面に錫等のめっきが施された金属板をプレス打ち抜き加工することにより一体的に形成できる。次に、図１および図２（ａ）に示されているように、かかる端子金具１６をピックアップして、略角筒状の端子保持チャック４２における長さ方向の一端側に設けられ一端側（図１および図２（ａ）中、下側）に向かって開口する略矩形断面形状の端子保持孔４４に収容保持する端子金具ピックアップ工程が実行される。この結果、端子金具１６は、接続部２４がその先端縁部の先細部３６を端子保持孔４４の底面４６に当接した状態で端子保持孔４４内に収容保持されるようになっている（図２（ａ）参照）。続いて、図２（ａ）および図２（ｂ）に示されているように、端子保持チャック４２に保持された端子金具１６のリード部１８をプリント基板１２のスルーホール１４に対して圧入するリード部圧入工程が実行される。かかるリード部圧入工程においては、端子保持チャック４２の長さ方向の他端側（図２（ａ）中、上側）に設けられた超音波振動付加手段５０によって端子金具１６のリード部１８に超音波振動を付加した状態で行われるようになっている。ここで、端子金具１６のリード部１８に超音波振動を付加する手段としては、例えばＢａＴｉＯ３やＰＺＴ等の圧電セラミックからなる超音波振動子に交流電圧を印加するなどの任意の公知の手段が採用可能である。この結果、図４に示されているように、端子金具１６のリード部１８の角部４８が、プリント基板１２のスルーホール１４の内面に圧接された状態となっている。そして、かかる端子金具ピックアップ工程とリード部圧入工程のセットを、逐次連続して例えば３回実行することにより、図２（ｂ）および図３に示されているように、プリント基板１２上の３箇所に３個の端子金具１６を立設する連続端子圧入工程が実行されるようになっている。同様の工程をさらに残りの２列についても行い、全てのスルーホール１４に対して端子金具１６を圧入する。なお、理解を容易とするために、図３では端子保持チャック４２と端子保持孔４４を、また図４では半田４０を、仮想線で記載している。さらに、図３では、超音波振動付加手段５０の記載を省略している。
【００２６】
最後に、図５に示されているように、かかる連続端子圧入工程の後に、プリント基板１２のスルーホール１４に圧入された端子金具１６のリード部１８をスルーホール１４に対して半田付けする半田付け工程が実行される。このようにして、端子付プリント基板１０を得ることができるようになっているのである。
【００２７】
本実施形態の製造方法によれば、端子金具ピックアップ工程とリード部圧入工程の１セットを逐次連続して９回実行することにより、プリント基板１２上の９箇所に９個の端子金具１６を立設する連続端子圧入工程が実行されるようになっている。それゆえ、従来のように９個の端子金具１６を纏めてリード部１８をプリント基板１２のスルーホール１４に圧入する場合に比して、回路構成や端子金具の違いによる専用の端子保持用治具を不要とできることから、低コストかつ迅速に回路構成や端子金具の違いに対応することができる。
【００２８】
加えて、リード部圧入工程において、端子保持チャック４２の長さ方向の他端側に設けられた超音波振動付加手段５０によって端子金具１６のリード部１８に超音波振動を付加した状態で行われるようになっている。これにより、必要とされる圧入力を、従来の静的圧入力からその数分の一程度である動的圧入力へと大幅に低減することが可能となるのである。したがって、端子金具１６のリード部１８をプリント基板１２のスルーホール１４へ圧入する際の問題点であったスルーホール１４の内面に対するダメージや端子金具１６が曲がってしまうといった圧入ミスを大幅に低減することができるのである。それゆえ、連続端子圧入工程を実行する端子金具１６の圧入装置を大幅に高速化することが可能となることから、プリント基板１２に立設される端子金具１６の種類や本数が増加しても、有利に対応することができるのである。
【００２９】
また、端子金具１６のリード部１８が超音波振動を付加した状態でスルーホール１４に圧入されるようになっていることから、スルーホール１４に対する端子金具１６のセンタリング性が向上されている。しかも、超音波振動による摩擦熱によって、リード部１８とスルーホール１４内のめっきとの間に固相結合が発生する場合もある。それゆえ、連続端子圧入工程後の半田付け工程では、端子金具１６の立直性がより優位に実現された状態で安定して半田付けを行うことが可能となることから、別部品の台座や治具等を用いることなく、端子金具１６をプリント基板１２に対して良好な半田付けを行うことができるようになっている。
【００３０】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はこれらの具体的な記載によって限定されない。例えば、本実施形態では、端子金具１６はリード部１８に弾性撓み片を有しないものであったが、端子金具１６がリード部１８に弾性撓み片を備えたプレスフィット端子であってもよい。なお、端子金具１６がプレスフィット端子の場合は、半田付け工程は無くてもよい。さらに、本実施形態の連続端子圧入工程では、端子金具ピックアップ工程とリード部圧入工程のセットを逐次連続して９回実行していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、立設する端子金具１６の数が非常に多い場合には、端子金具ピックアップ工程を数本（例えば３本）の端子金具１６を一括して保持し、続くリード部圧入工程を数本の端子金具１６に対して一括して行うようにして効率化を図ることもできる。また、複数種類の端子金具を複数立設する場合には、１つの種類の端子金具に一連の工程を実行し、端子保持チャックを交換して別の種類の端子金具に一連の工程を実行することで、本発明を効率的に実行することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１０：端子付プリント基板、１２：プリント基板、１４：スルーホール、１６：端子金具、１８：リード部、４２：端子保持チャック、４４：端子保持孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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