(57)【要約】【課題】２つの指部の挟持面で電子部品（以下では部品という）の上部側面を挟み持ち且つその押圧面で部品の上面を押さえて部品のリードをプリント回路板のスルーホールに挿入する部品挿入装置において、リードを確実にスルーホールに挿入でき且つその部品を傾斜、転倒させない部品挿入方法を提供する。【解決手段】スルーホール１１にリード２２を挿入する挿入工程（ｂ、ｃ）で、リード２２がスルーホール１１に確実に挿入できたことを確認する挿入確認位置まで部品２を降下させた（ｃ）後、微上昇工程（ｄ）で部品２を僅かに上昇させる。この工程で本体部２１の下面とプリント板１の上面との間に間隔ｄが確保され、開放工程（ｅ、ｆ）で指部３１および３２が部品２を傾斜、転倒させない。【選択図】        図１
2004319739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する２つの指部を有するチャックフィンガーのそれぞれの指部の先端部に形成された挟持面で電子部品を挟み持ち、この挟持面に垂直な押圧面で電子部品の垂直方向への移動を抑止して、電子部品のリードをプリント回路板の所定スルーホール内に挿入するための電子部品挿入装置の電子部品挿入方法であって、
前記リードを前記スルーホール内に確実に挿入したことを確認できる位置まで前記チャックフィンガーを下降させようとする挿入工程と、
前記位置までチャックフィンガーを下降させることができた場合には、挿入工程に続いて、電子部品を僅かに上方に移動させる微上昇工程と、
微上昇工程の状態でチャックフィンガーを開いて電子部品を放す開放工程と、
を有する
ことを特徴とする電子部品挿入装置の電子部品挿入方法。
【請求項２】
対向する２つの指部を有するチャックフィンガーのそれぞれの指部の先端部に形成された挟持面で電子部品を挟み持ち、この挟持面に垂直な押圧面で電子部品の垂直方向への移動を抑止して、電子部品のリードをプリント回路板の所定スルーホール内に挿入するための電子部品挿入装置の電子部品挿入方法であって、
前記リードを前記スルーホール内に確実に挿入したことを確認でき且つ電子部品の本体部の下面とプリント板の上面との間に間隙を確保できる位置まで前記チャックフィンガーを下降させようとする挿入工程と、
前記位置までチャックフィンガーを下降させることができた場合には、この状態でチャックフィンガーを開いて電子部品を放す開放工程と、を有する
ことを特徴とする電子部品挿入装置の電子部品挿入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子部品（以下では単に「部品」と略称する）をプリント回路板（以下では「プリント板」という）に実装するために、部品のリードをプリント板のスルーホールに挿入する挿入方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リードを有する部品をプリント板に実装する場合には、プリント板のスルーホールに部品のリードを挿入することが必要であり、この目的に使用される装置が電子部品挿入装置である。この装置は、部品の上部を一対の指部をもつチャックフィンガーで挟持した状態で挿入位置まで搬送し、部品のリードを所定のスルーホールに挿入する。
リードをスルーホールに挿入する場合には、一対の指部の間を上下に移動できるプッシャによって、部品の上面を押圧し、部品を下方に移動させる方法が一般的に採用されている。しかし、プッシャのサイズに比べて部品のサイズが小さい場合には、プッシャが指部の間にあると、部品を指部で挟持できなくなるので、プッシャを指部の側方に配置することが必要となり、装置の構成が大きくなり、配置できる部品の密度を高くできないという問題点を有している。
【０００３】
この問題点を解消するための電子部品挿入装置としては、特開２００３−２５１６２号公報に開示されているものがある。図４は、この装置による通常の大きさの部品２の把持状態を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図であり、図５は、把持部が小さい部品２ａの把持状態を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
この装置のチャックフィンガー（図４および図５では部品挿入チャックフィンガー）３の一対の指部、すなわち第１の指部３１および第２の指部３２は、それぞれに、部品２または２ａの上部側面を挟持する挟持面３１１および３２１と、部品２または２ａの上面に接触して部品２または２ａの挿入時に部品２または２ａを下方へ押圧する押圧面３１３および３２３と、を有している。部品２または２ａは、挟持面３１１および３２１と押圧面３１３および３２３とでしっかりと保持されて、チャックフィンガー３の下方への移動によって、そのリード２２または下部リード２２ａを不図示のプリント回路板のスルーホール内に挿入される。
【０００４】
チャックフィンガー３に把持される部分が小さい部品２ａの場合には、図５に示すように、第１の指部３１および第２の指部３２に設けられた挿入用突起３１２および３２２と逃げ溝３１４および３２４とが互いに嵌め合わされて、細い上側リード２３の側面が挟持面３１１および３２１で確実に挟持されるとともに、上側リード２３の上面には、押圧面３１３または３２３である挿入用突起３１２または３２２の下面が確実に接触して、上側リード２３を上方から押さえる。その結果、部品２ａの下側リード２２ａを不図示のプリント回路板のスルーホール内に確実に挿入することができる。
したがって、このチャックフィンガー３を用いれば、プッシャを備えなくても、部品をプリント回路板のスルーホール内に挿入することができ、装置が小型化でき、部品の実装密度が高まる。
【０００５】
図３は、このようなチャックフィンガー３を備えた電子部品挿入装置で、部品２のリード２２をプリント板１のスルーホール１１内に挿入するプロセスを示した工程図である。このプロセスは、把持工程と挿入工程と開放工程と上昇工程の４工程からなる。
第１工程である把持工程では、チャックフィンガーの第１の指部３１および第２の指部３２のそれぞれの押圧面３１３および３２３を部品２の本体部２１の上面２１１に接近させた状態で、第１の指部３１の挟持面３１１と第２の指部３２の挟持面３２１とで部品２の上部側面を挟持する〔図３（ａ）〕。
【０００６】
第２工程である挿入工程では、その前段で、部品２を把持した状態でチャックフィンガーを移動させて、部品２を挿入するプリント板１のスルーホール１１の上方に位置決めした後、チャックフィンガーを下降させて、部品２のリード２２をスルーホール１１内に挿入する〔図３（ｂ）および（ｃ）〕。この際に、リード２２がスルーホール１１内に確実に挿入されたことを確認するために、チャックフィンガーの高さ方向の位置が不図示の位置検出手段によって確認される。この挿入確認位置は、チャックフィンガーの両指部３１および３２の押圧面３１３および３２３に部品２の上面２１１が接触している状態において、部品２の本体部２１の下面がプリント板１の上面に強く押し付けられない位置（挿入確認位置の下限）と、プリント板１の上面と部品２の下面との間にリード２２が介在した場合には下がり得ない位置（挿入確認位置の上限）と、の間に設定される。
【０００７】
挿入確認位置は、挿入される部品２の本体部２１の下面から上の高さ（以下では本体部高さという）の平均値に対応させて設定されるものとすると、挿入確認位置の下限は、部品２の下面がプリント板１の上面から上方へ本体部高さの公差分以上の位置にあるという条件で設定されるが、挿入確認位置の上限は、プリント板１の上面と部品２の下面との間に介在するリード２２の状態によって大きく変わる。
リード２２が硬くて殆ど曲がることがない場合には、挿入確認位置の上限は、プリント板１の上面にリード２２の下端が突き当たっている状態では下がり得ない条件、すなわち、部品２の下面がリード２２の長さから本体部高さの公差分およびリード２２の長さの公差分を差し引いた値未満の位置にあるという条件、で設定され、挿入確認位置の設定可能な幅は広い。しかし、リード２２が軟らかくてチャックフィンガーを下降させようとする力によって変形する場合には、リード２２がスルーホールに挿入されない場合には、変形したリード２２がプリント板１の上面と部品２の下面との間に挟まった状態となるので、部品２の下面はプリント板１の上面にかなり接近する場合も発生する可能性がある。したがって、この場合には、挿入確認位置の上限は、最も接近する可能性のある位置（以下では最近接位置という）に対応させて設定されることが必要となる。
【０００８】
上限として後者を採る場合の設定条件を、最近接位置に相当するプリント板１の上面と部品２の下面との距離（以下では最近接距離という）をＤ、本体部高さの公差をｈ、プリント板１の表面から平均の高さをもつ部品２の下面までの距離として表した挿入確認位置をｄ０、として数式で表すと、
ｈ≦ｄ０＜Ｄ−ｈ
であり、「ｄ０」が実在できるためには、
Ｄ＞２ｈ
であることが必要である。したがって、最近接距離Ｄは本体部高さの公差ｈの２倍を超えていることが必要であり、ある程度の設定幅を確保するために更に大きいことが必要となる。この条件は押圧面３１３および３２３にかかる圧力を制御することによって確保できる。
【０００９】
リード２２がスルーホール１１内に確実に挿入されたと判定された場合には、第３工程である開放工程に進み、この工程では、チャックフィンガーの両指部３１および３２を両側に移動させて部品２を把持状態から開放し〔図３（ｄ）〕、第４工程である上昇工程で、チャックフィンガーを上昇させて〔図３（ｅ）〕、部品２のリード２２のスルーホール１１への挿入を終了する。
リード２２がスルーホール１１内に確実に挿入されたと判定されなかった場合には、その部品の挿入工程を再度やり直すか、その部品は不使用として新しい部品に切り換えられる。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００３―２５１６２号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなチャックフィンガー３を用いる場合には、部品２のリード２２をプリント板１のスルーホール１１内に挿入した状態において、押圧面３１３および３２３の両方またはいずれかが部品２の上面２１１に接触している場合があり、その状態で開放工程に移行すると、部品を傾け、場合によっては転倒させることがある。図６はこの状況を説明するための図で、（ａ）は挿入工程終了時の側面図、（ｂ）は開放工程初期の側面図、（ｃ）は開放工程途中時の側面図、（ｄ）は開放工程で第１の指部３１が部品２から離れた瞬間の側面図、である。
【００１２】
押圧面３１３および３２３の両方が、部品２の上面２１１の上に位置している状態の時〔図６（ｂ）および（ｃ）〕には、両指部３１および３２が外方に移動しても、押圧面３１３および３２３が部品２の上面２１１を押さえているので、部品２を傾斜・転倒させることはない。しかし、いずれかの指部３１または３２が部品２から離れ、他方の指部の押圧面３２３または３１３が部品２の上面２１１に接触している場合には、接触している指部〔図６（ｄ）の場合には指部３２〕の移動に伴って、部品２が、図６（ｄ）の斜め方向の矢印に示したような動きをして、その形状によっては、正常な姿勢に戻らないで、横に傾いたままになり、転倒することもある。
【００１３】
なお、部品２の下面がプリント板１を下方に押している場合には、プリント板１からの反力によって、指部の押圧面３１３および３２３が部品２の上面２１１から離れた時点に、部品２が、上方へ跳ね上げられて〔図６（ｄ）の上向きの矢印〕、傾いたり転倒したりすることがある。
図７は、このようにして傾いた部品の例を示したものであり、（ａ）は細くて高い本体部２１ｂをもつ電子部品２ｂの場合の概念図、（ｂ）は短いリード２２ｂをもつ電子部品２ｃの場合の概念図である。
図７に示した例の他にも、本体部の底面の幅が狭いものや、リードとスルーホールとの間隙の大きいもの、寸法精度が悪いために規格より高く作られたもの（上面２１１にかかる押力が大きくなりやすい）、などは傾斜・転倒し易い部品である。
【００１４】
更に、部品の種類によっては、図８に示したような、リード２２ｃが本体部２１ｃの下面２１２に垂直に形成されない部品２ｄもある。このような部品も同様の問題点をもっている。
この発明の課題は、プリント板のスルーホールに挿入された時に従来技術によれば傾斜・転倒の可能性のある部品であっても、そのリードを確実にスルーホールに挿入することができ且つ部品を傾斜・転倒させることがない電子部品挿入装置の電子部品挿入方法（以下では、「電子部品挿入装置の電子部品挿入方法」を単に「部品挿入方法」という）を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、対向する２つの指部を有するチャックフィンガーのそれぞれの指部の先端部に形成された挟持面で電子部品を挟み持ち、この挟持面に垂直な押圧面で電子部品の垂直方向への移動を抑止して、電子部品のリードをプリント回路板の所定スルーホール内に挿入するための部品挿入方法であって、前記リードを前記スルーホール内に確実に挿入したことを確認できる位置（「従来の技術」の項で説明した「挿入確認位置」に相当する）まで前記チャックフィンガーを下降させようとする挿入工程と、前記位置までチャックフィンガーを下降させることができた場合には、挿入工程に続いて、電子部品を僅かに上方に移動させる微上昇工程と、微上昇工程の状態でチャックフィンガーを開いて電子部品を放す開放工程と、を有する。
【００１６】
挿入工程で、リードがスルーホール内に確実に挿入されているか否かが判定され、確実に挿入されたと判定された部品だけが、微上昇工程以降の工程によってプリント板上に残される。更に、開放工程の前に、微上昇工程で部品を僅かに上方に移動させるので、開放工程でチャックフィンガーを開いた瞬間に、部品が下方に移動して、部品の上面が指部の押圧面から確実に離れ、その後に続く指部の横方向への移動が部品の状態に影響することはない。
請求項２の発明は、対向する２つの指部を有するチャックフィンガーのそれぞれの指部の先端部に形成された挟持面で電子部品を挟み持ち、この挟持面に垂直な押圧面で電子部品の垂直方向への移動を抑止して、電子部品のリードをプリント回路板の所定スルーホール内に挿入するための部品挿入方法であって、前記リードを前記スルーホール内に確実に挿入したことを確認でき且つ電子部品の本体部の下面とプリント板の上面との間に間隙を確保できる位置まで前記チャックフィンガーを下降させようとする挿入工程と、前記位置までチャックフィンガーを下降させることができた場合には、この状態でチャックフィンガーを開いて電子部品を放す開放工程と、を有する。
【００１７】
挿入工程で、リードがスルーホール内に確実に挿入され且つ部品の本体部の下面とプリント板の上面との間に間隙が確保されているか否かが判定され、この条件を満たしていると判定された部品だけが、開放工程以降の工程によってプリント板上に残されるので、開放工程でチャックフィンガーを開いた瞬間に、部品の上面が指部の押圧面から確実に離れ、その後に続く指部の横方向への移動が部品の状態に影響することはない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
この発明による部品挿入方法の特徴は、チャックフィンガーで把持した部品のリードを所定のスルーホール内に挿入できていることが挿入工程において確実に確認できること、に加えて、開放工程において、プリント板の上面と部品本体の下面との間に幾らかの空隙を存在させ、部品の挟持状態からチャックフィンガーの指部を僅かに開いた時に、部品を重力で下方に移動させて、部品の上面を指部の押圧面から確実に離し、その後の指部の移動で部品の傾斜や転倒を発生させないこと、である。
【００１９】
以下に、実施例を用いて、この発明の実施の形態をより詳しく説明する。
なお、従来技術と同じ機能の部分には同じ符号を付ける。
〔第１の実施例〕
図１は、この発明による部品挿入方法の第１の実施例を示す工程図である。
この実施例のプロセスは、把持工程と挿入工程と微上昇工程と開放工程と上昇工程の５工程からなり、この実施例の特徴は、挿入工程と開放工程との間に「微上昇工程」が挿入されていることである。
従来技術と同様に、把持工程で、チャックフィンガーの第１の指部３１および第２の指部３２で部品２を把持し〔図１（ａ）〕、挿入工程では、部品２のリード２２をプリント板１のスルーホール１１に位置合わせして挿入を開始し〔図１（ｂ）〕、チャックフィンガーの高さ方向の位置が「従来の技術」の項で説明した挿入確認位置に到達するまで挿入を続け、挿入確認位置で挿入を止める〔図１（ｃ）〕。挿入確認位置まで挿入されたか否かは不図示の位置検出手段によって検出される。挿入確認位置まで挿入できた場合は、リード２２がスルーホール１１に正常に挿入されたと判定し、微上昇工程以降に進む。この位置まで下降できない場合は、リード２２がスルーホール１１に正常に挿入されていないと判定し、その部品の挿入工程を再度やり直すか、その部品は不使用として新しい部品に切り換えられる。
【００２０】
リード２２がスルーホール１１に正常に挿入されたと判定された場合には、部品２を微上昇工程で僅かに上方に移動させる〔図１（ｄ）〕。この工程によって、部品２の下面がプリント板１の上面から確実に離れ、部品２の下面とプリント板１の上面との間に、上昇分以上の間隙ｄが得られる。
微上昇工程における上昇分は、例えば０．１￣０．２ｍｍに設定される。
次に、開放工程で、部品２を両指部３１および３２から放す。この際には、部品２の下面とプリント板１の上面との間に間隙ｄが存在するので、この工程の初期において、部品２が重力で下方へ移動し、部品２の上面２１１が第１の指部３１の押圧面３１３および第２の指部３２の押圧面３２３から離れる〔図１（ｅ）〕。この状態においては、押圧面３１３および３２３が部品２の上面２１に接触していないので、第１の指部３１および第２の指部３２のその後の横方向への移動が部品２に影響することがなく、従来技術で問題となった、部品２の傾斜や転倒を発生させることがない〔図１（ｆ）〕。
【００２１】
最後に、上昇工程で、チャックフィンガーを上昇させて〔図１（ｇ）〕、部品２のリード２２のスルーホール１１への挿入を終了する。
〔第２の実施例〕
図２は、この発明による部品挿入方法の第２の実施例を示す工程図である。
この実施例のプロセスは、把持工程と挿入工程と開放工程と上昇工程の４工程からなり、この実施例の特徴は、挿入工程の挿入確認位置の設定にある。
この実施例の挿入確認位置の上限は従来技術と同じであるが、挿入確認位置の下限が従来技術と異なる。確認位置の設定が挿入される部品２の高さの平均値に対応させてなされるものとすると、従来技術における下限は、部品２の下面がプリント板１の上面から上方へ部品の高さの公差分以上の位置にあるという条件で設定されるのに対して、この実施例の下限は、更に一定幅、例えば第１の実施例の微上昇分、だけ上方に移した位置に設定される。このような挿入確認位置の設定によれば、この位置までチャックフィンガーを下降させることができた部品２は、そのリード２２が確実にスルーホール１１内に挿入されており、且つ開放工程では、その初期に部品２の下面とプリント板１の上面との間に間隙を確保することができる。この挿入確認位置を非接触挿入確認位置と呼ぶ。
【００２２】
以下に、工程順に説明する。
この実施例も、従来技術と同様に、把持工程で、チャックフィンガーの第１の指部３１および第２の指部３２で部品２を把持し〔図２（ａ）〕、挿入工程で、部品２のリード２２をプリント板１のスルーホール１１に位置合わせして挿入を開始し〔図２（ｂ）〕、チャックフィンガーの高さ方向の位置が非接触挿入確認位置に到達するまで挿入を続け、この位置で挿入を止める〔図２（ｃ）〕。この位置は不図示の位置検出手段によって検出される。この位置まで挿入できた場合は、リード２２がスルーホール１１に正常に挿入された場合であり、開放工程以降に進む。この位置まで下降できない場合は、リード２２がスルーホール１１に正常に挿入されていない場合であり、その部品の挿入工程を再度やり直すか、その部品は不使用として新しい部品に切り換えられる。
【００２３】
リード２２がスルーホール１１に正常に挿入されたと判定された場合には、開放工程で、部品２を両指部３１および３２から放す。この際には、部品２の下面とプリント板１の上面との間に間隙ｄが確保されているので、この工程の初期において、部品２の上面２１１が第１の指部３１の押圧面３１３および第２の指部３２の押圧面３２３から離れる〔図２（ｄ）〕。この状態においては、押圧面３１３および３２３が部品２の上面２１に接触していないので、第１の指部３１および第２の指部３２のその後の横方向への移動が部品２に影響することがなく、従来技術で問題となった、部品２の傾斜や転倒を発生させることがない〔図２（ｅ）〕。
【００２４】
最後に、上昇工程で、チャックフィンガーを上昇させて〔図２（ｆ）〕、部品２のリード２２のスルーホール１１への挿入を終了する。
この実施例においては挿入確認位置として非接触挿入確認位置を採るので、非接触条件を確保するために、非接触状態を確保する分だけリード２２の変形に対する制限条件が厳しくなるが、この条件は押圧面３１３および３２３にかかる圧力を制御することによって確保することができる。
この実施例は第１の実施例に比べて工程が１つ少なくなるので、この実施例によれば、部品のリードを短いタクトタイムで部品を傾斜・転倒させることなく確実にスルーホールに挿入することができる。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１の発明においては、挿入工程で、リードがスルーホール内に確実に挿入されているか否かが判定され、確実に挿入されたと判定された部品だけが、微上昇工程以降の工程によってプリント板上に残される。更に、開放工程の前に、微上昇工程で部品を僅かに上方に移動させるので、開放工程でチャックフィンガーを開いた瞬間に、部品が下方に移動して、部品の上面が指部の押圧面から確実に離れ、その後に続く指部の横方向への移動が部品の状態に影響することはない。
【００２６】
したがって、この発明によれば、プリント板のスルーホールに挿入される時に従来技術によれば傾斜・転倒の可能性のある部品であっても、そのリードを確実にスルーホールに挿入することができ且つ部品を傾斜・転倒させることがない挿入方法を提供することができる。
請求項２の発明においては、挿入工程で、リードがスルーホール内に確実に挿入され且つ部品の本体部の下面とプリント板の上面との間に間隙が確保されているか否かが判定され、この条件を満たしていると判定された部品だけが、開放工程以降の工程によってプリント板上に残されるので、開放工程でチャックフィンガーを開いた瞬間に、部品の上面が指部の押圧面から確実に離れ、その後に続く指部の横方向への移動が部品の状態に影響することはない。
【００２７】
したがって、この発明によれば、請求項１の発明と同様に、プリント板のスルーホールに挿入される時に従来技術によれば傾斜・転倒の可能性のある部品であっても、そのリードを確実にスルーホールに挿入することができ且つ部品を傾斜・転倒させることがない挿入方法を提供することができる。しかも、微上昇工程を必要としないので、そのタクトタイムは請求項１の発明より短くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による部品挿入方法の第１の実施例を示す工程図
【図２】この発明による部品挿入方法の第２の実施例を示す工程図
【図３】従来技術による部品挿入方法を示す工程図
【図４】部品挿入装置による通常の電子部品の把持状態を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図
【図５】部品挿入装置による把持部の小さい電子部品の把持状態の他例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図
【図６】従来技術の問題点を説明するためのチャックフィンガーの指部と電子部品との関係を示し、（ａ）は挿入工程終了時の側面図、（ｂ）は開放工程初期の側面図、（ｃ）は開放工程途中時の側面図、（ｄ）は開放工程で第１の指部３１が部品２から離れた瞬間の側面図
【図７】電子部品が傾いた状態を示し、（ａ）は細くて高い本体部２１ｂをもつ電子部品２ｂの場合の概念図、（ｂ）は短いリード２２ｂをもつ電子部品２２ｃの場合の概念図
【図８】プリント板１に接触する部品下面２１２に垂直ではないリード２２ｃをもつ電子部品の概念図
【符号の説明】
１  プリント板
２，  ２ａ，  ２ｂ，  ２ｃ，  ２ｄ  部品
２１，  ２１ａ，  ２１ｂ，  ２１ｃ    本体部
２１１    上面
２２，  ２２ｂ，  ２２ｃ  リード              ２２ａ  下側リード
２３  上側リード
３  部品挿入用チャックフィンガー
３１  第１の指部                  ３２  第２の指部
３１１，  ３２１  挟持面                ３１２，  ３２２  挿入用突起
３１３，  ３２３  押圧面                ３１４，  ３２４  逃げ溝
【図１】
2004319739.tif 000003
【図２】
2004319739.tif 000004
【図３】
2004319739.tif 000005
【図４】
2004319739.tif 000006
【図５】
2004319739.tif 000007
【図６】
2004319739.tif 000008
【図７】
2004319739.tif 000009
【図８】
2004319739.tif 000010