(57)【要約】【課題】  第１及び第２の接触子を被接触面に接触させる複数接触子の接触方法及び装置に関し、第１及び第２の接触子の双方が被接触面に確実に接触した状態を速やか得ることができる複数接触子の接触方法及び装置を実現する。【解決手段】  第１の接触子を被接触面に押し付け（Ｓ１）、その後、第２の接触子を被接触面に押し付ける（Ｓ２）。次に、被接触面上の第１の接触子との接触部におけるステップＳ２でのたわみ増加量が、第１の接触子の接触状態を維持できないほど大きいかどうかを判断し（Ｓ３）、接触状態を維持していると判断した場合には、第１及び第２の接触子が被接触面に接触したとして接触動作を終了する。逆にステップＳ３で、第１の接触子の接触状態が解消されたと判断した場合には、被接触面上の第１の接触子との接触部におけるステップＳ２でのたわみ増加量だけ、第１の接触子を被接触面側に移動させ（Ｓ４）、接触動作を終了する。【選択図】    図１
2005083908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプリングにより先端側に押圧されることにより被接触面との間の接触圧に応じて後退可能な針部が先端に設けられた第１及び第２の接触子を被接触面に接触させる複数接触子の接触方法であって、
第１の接触子を被接触面に押し付ける第１のステップと、
第２の接触子を被接触面に押し付ける第２のステップと、
第２のステップ後に第１の接触子が接触状態を維持しているかどうかを判断する第３のステップと、
第３のステップで、第１の接触子が接触状態を維持していると判断した場合には、第１及び第２の接触子が被接触面に接触したとして接触動作を終了し、逆に第１の接触子の接触状態が解消されたと判断した場合には、被接触面上の第１の接触子との接触部における第２のステップでのたわみ増加量だけ、第１の接触子を被接触面側に移動させる第４のステップと
を経て、第１及び第２の接触子を被接触面に接触させる複数接触子の接触方法。
【請求項２】
スプリングにより先端側に押圧されることにより被接触面との間の接触圧に応じて後退可能な針部が先端に設けられた第１及び第２の接触子と、
第１の接触子を被接触面方向に駆動可能な第１の駆動手段と、
第２の接触子を被接触面方向に駆動可能な第２の駆動手段と、
被接触面のたわみ量を求めるためのたわみ測定手段と、
第１の駆動手段を介して第１の接触子を被接触面に押し付けた後に、第２の駆動手段を介して第２の接触子を被接触面に押し付け、その後、第１の接触子と被接触面との接触状態を判断し、第１の接触子が接触状態を維持している場合には、第１及び第２の接触子が被接触面に接触しているとして接触動作を終了し、逆に第１の接触子の接触状態が解消された場合には、前記測定手段の出力から求めた、第２の接触子を被接触面に押し付けたことによる被接触面上の第１の接触子との接触部のたわみ増加量だけ、第１の駆動手段を介して第１の接触子を被接触面側に移動させる制御手段と
を備えた複数接触子の接触装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプリングにより先端側に押圧されることにより被接触面との間の接触圧に応じて後退可能な針部が先端に設けられた第１及び第２の接触子を被接触面に接触させる複数接触子の接触方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばロボットのハンドでプリント基板上のＩＣのリード足等を軽く押さえ、その部分の信号波形の観察等を行う場合に用いられる接触子は、接触子と被接触面との当接時の衝撃を緩和したり、適当な接触圧を得るために、先端の針部の背後にスプリングを配置している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
信号波形の観察には、複数の信号波形をオシロスコープの画面上に同時に表示し、比較観察することが多く、このような場合には、上記接触子を複数用い、各接触子をプリント基板上の別々の箇所に接触させることになる。
【特許文献１】特開２００３−２０２３５９公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
第１及び第２の接触子を被接触面に接触させる場合、先ず、第１の接触子を被接触面に押し付け、次に、第２の接触子を被接触面に押し付けるが、第２の接触子を被接触面に押し付けた時の被接触面の変形により、被接触面の多くの部分が浮き沈みする。この時、第１の接触子との接触部が第１の接触子から離れる方向に大きく移動すると、針部が追従できず、第１の接触子と被接触面との接触状態が解消されてしまう。このような場合に、従来は、第１及び第２の接触子を試行錯誤的に動かし、両接触子の接触状態を得ていた。このため、接触作業に多くの時間を要する場合があった。
【０００５】
本発明は、第１及び第２の接触子の双方が被接触面に確実に接触した状態を速やか得ることができる複数接触子の接触方法及び装置を実現しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する請求項１に係る発明は、スプリングにより先端側に押圧されることにより被接触面との間の接触圧に応じて後退可能な針部が先端に設けられた第１及び第２の接触子を、被接触面に接触させる複数接触子の接触方法に関するもので、原理図である図１に示すようなステップＳ１〜Ｓ４を経て、第１及び第２の接触子を被接触面に接触させることを特徴とするものである。
【０００７】
即ち、先ず、第１の接触子を被接触面に押し付け（ステップＳ１）、その後、第２の接触子を被接触面に押し付ける（ステップＳ２）。次に、被接触面上の第１の接触子との接触部における第２のステップでのたわみ増加量が、第１の接触子の接触状態を維持できないほど大きいかどうかを判断する（ステップＳ３）。接触面がどの箇所で支えられ、第１及び第２の接触子がどの箇所を押し付けるかにより、第２の接触子を被接触面に押し付けた時の、被接触面上の第１の接触子との接触部のたわみ方向及びたわみ量（押し付け方向と同方向に変位する場合もあれば逆方向に変位する場合もある）は変化する。ステップＳ２以後も第１の接触子が被接触面との接触状態を維持することが必要であり、ステップＳ３では、これを確認する。
【０００８】
このステップＳ３で、第１の接触子が接触状態を維持していると判断した場合には、第１及び第２の接触子が被接触面に接触したとして接触動作を終了する。逆にステップＳ３で、第１の接触子の接触状態が解消されたと判断した場合には、被接触面上の第１の接触子との接触部におけるステップＳ２でのたわみ増加量だけ、第１の接触子を被接触面側に移動させ（ステップＳ４）、接触動作を終了する。
【０００９】
請求項２に係る発明は、スプリングにより先端側に押圧されることにより被接触面との間の接触圧に応じて後退可能な針部が先端に設けられた第１及び第２の接触子を被接触面に接触させる複数接触子の接触装置に関するもので、第１の接触子を被接触面方向に駆動可能な第１の駆動手段と、第２の接触子を被接触面方向に駆動可能な第２の駆動手段と、被接触面のたわみ量を求めるためのたわみ測定手段と、第１の駆動手段を介して第１の接触子を被接触面に押し付けた後に、第２の駆動手段を介して第２の接触子を被接触面に押し付け、その後、第１の接触子と被接触面との接触状態を判断し、第１の接触子が接触状態を維持している場合には、第１及び第２の接触子が被接触面に接触しているとして接触動作を終了し、逆に第１の接触子の接触状態が解消された場合には、前記測定手段の出力から求めた、第２の接触子を被接触面に押し付けたことによる被接触面上の第１の接触子との接触部のたわみ増加量だけ、第１の駆動手段を介して第１の接触子を被接触面側に移動させる制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明では、第２の接触子を被接触面に押し付けた時に、被接触面上の第１の接触子との接触部が第１の接触子から離れる方向に大きく移動し、第１の接触子と被接触面との接触状態が解消されると、第２の接触子を被接触面に押し付けた時における、被接触面上の第１の接触子との接触部のたわみ増加量だけ、第１の接触子を被接触面側に移動させる。これにより、第１の接触子と被接触面との接触状態が回復する。よって、本発明によれば、第１及び第２の接触子の双方が被接触面に確実に接触した状態を速やか得ることができる複数接触子の接触方法を実現できる。
【００１１】
同様に、請求項２に係る発明によれば、第１及び第２の接触子の双方が被接触面に確実に接触した状態を速やか得ることができる複数接触子の接触装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図２〜図６を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１３】
最初に、図２及び図３を用いて、接触子について説明する。接触子１は、被接触面１０に直接接触しこれを押圧する針部２を先端に有している。この針部２は、被接触面１０との間の接触圧に応じて後退可能なもので、特に図３に示すように、ホルダ部３の空間内に軸方向に移動可能に配置され、背部をコイルばね等のスプリング４により先端側に付勢されている。このため、被接触面１０との間の接触圧に応じて、針部２は、スプリング４を収縮させながら図３の矢印方向に移動することになる。図３は針部２が後退しスプリング４が収縮した状態を示している。尚、針部２がホルダ部３から抜け出ることを防ぐために、針部２の基端側には、ホルダ部３に当接するフランジ２ａが設けられている。
【００１４】
本形態例では、接触子１の針部２の後退量δ０（針部２と被接触面１０との間の接触圧によるスプリング４の収縮量）δ０を測定するために、後退量測定器も設けられている。針部２の後退量δ０の測定方法には、針部２に例えば磁気式リニアスケールを貼り付けてホルダ部３に対する針部２の移動量を直接測定する方法もあるが、図３には、スプリング４の基端部とホルダ部３の底面との間に圧力センサ３ａを挿入配置し、スプリング４の収縮圧を測定することで、間接的にスプリング４の収縮量を測定するものを例示した。
【００１５】
この接触子１はスライドプレート５に取り付けられている。スライドプレート５は図２の上下方向にのみ移動できるものである。ねじ軸６は、図２の上下方向に配置されており、ステッピングモータ等のモータ７により回転駆動される。ねじ軸６にはナット８がボールを介して噛み合わされており、ボールねじ部を構成している。ここで、モータ７は支持部材９に固定され、ねじ軸６は上下方向に移動できない状態で回転可能に支持され、ナット８はスライドプレート５に固定されている。又、図示しないが、ねじ軸６を中心とするスライドプレート５の回転は規制されている。このため、モータ７を駆動することにより、接触子１を上下に移動させることができる。
【００１６】
図４に示す接触装置では、上記接触子１を二つ（これらを第１の接触子１１、第２の接触子１２と呼ぶ）備えている。第１及び第２の接触子１１，１２の各支持部材９は、それぞれアクチュエータ２１，２２に固定されており、このアクチュエータ２１，２２内のモータ（図示しない）やモータ７を駆動回路３１により駆動することにより、第１及び第２の接触子１１，１２を、水平方向（ｘ，ｙ軸方向）及び高さ方向（ｚ軸方向）に移動できるようになっている。
【００１７】
尚、ねじ軸６とナット８等からなるボールねじ部も、接触子１１，１２をｚ軸方向に移動させるものであるため、このボールねじ部で大きな移動ストロークが得られる場合には、アクチュエータ２１，２２として、高さ方向（ｚ軸方向）への駆動を行えないものを用いてもよい。本形態例では、アクチュエータ２１，２２ではなく、ねじ軸６を回転させることにより、第１及び第２の接触子１１，１２をｚ軸方向に移動させ、テーブル２３上に置かれた検査対象物２４の被接触面１０に針部２を接触させている。即ち、第１，第２の接触子１１，１２を被接触面１０方向に駆動可能な第１，第２の駆動手段としては、ねじ軸６，モータ７及びナット８からなるものを用いている。
【００１８】
図４中のオシロスコープ３２は、第１及び第２の接触子１１，１２で得られて信号ａ，ｂを比較観察するために、信号ａ，ｂの波形を画面上に同時に表示するものである。検査対象物２４であるプリント基板等の所定位置（被接触面１０）に第１及び第２の接触子１１，１２が接触した場合、第１及び第２の接触子１１，１２から信号ａ，ｂが得られ、その波形が画面上に表示されることになる。
【００１９】
変位測定器３４は例えばレーザ変位計等からなり、被接触面１０のたわみ量を求めるためのたわみ測定手段を構成するもので、この出力は、後退量測定器の出力と共に、制御手段としてのコントローラ３３に送られている。コントローラ３３は、例えばパソコンでなり、駆動回路３１等を介して、第１及び第２の接触子１１，１２の被接触面１０への接触動作を制御する。即ち、コントローラ３３は、第１の接触子１１を被接触面１０に押し付けた後に、第２の接触子１２を被接触面１０に押し付け、その後、第１の接触子１１と被接触面１０との接触状態を判断し、第１の接触子１１が接触状態を維持していると判断した場合には、第１及び第２の接触子１１，１２が被接触面１０に接触しているとして接触動作を終了し、逆に第１の接触子１１の接触状態が解消されていると判断した場合には、第２の接触子１２を被接触面１０に押し付けたことによる被接触面１０上の第１の接触子１１との接触部のたわみ増加量だけ、第１の接触子１１を被接触面１０側に移動させるものである。
【００２０】
以下、図５及び図６を用いて、第１及び第２の接触子１１，１２の接触動作を具体的に説明する。接触動作に先立ち、アクチュエータ２１，２２等を用いて、第１及び第２の接触子１１，１２を被接触面１０の上方位置まで移動させる。
【００２１】
接触動作に入ると、先ず図５（ａ）に示すように、第１の接触子１１を被接触面１０に押し付け（ステップＳ１１）、この押し付け後、被接触面１０上の第１の接触子１１との接触部におけるたわみδ１を変位測定器３４で測定する（ステップＳ１２）。この測定データはコントローラ３３に取り込まれる。
【００２２】
次に、第２の接触子１２を被接触面１０に押し付け（ステップＳ１３）、押し付け後、被接触面１０上の第１の接触子１１との接触部におけるたわみδ２を変位測定器３４で測定する（ステップＳ１４）。この測定データもコントローラ３３に取り込まれる。
【００２３】
コントローラ３３は、測定データδ１，δ２を取り込むと、被接触面１０上の第１の接触子１１との接触部におけるたわみ増加量Δ＝δ２ーδ１を計算し（ステップＳ１５）、このたわみ増加量Δでは第１の接触子１１の接触状態を維持できなくなるかどうかを判断する（ステップＳ１６）。
【００２４】
具体的には、コントローラ３３は、後退量測定器の出力から、ステップＳ１１での第１の接触子１１における針部２の後退量δ０を把握しているので、この針部２の後退量δ０とたわみ増加量Δとを比較する。針部２の後退量δ０よりもたわみ増加量Δが大きく、第１の接触子１１と被接触面１０との接触状態を維持できない場合には、図５（ｂ）に示すように、第１の接触子１１が被接触面１０からｈ＝Δ−δ０だけ浮いた状態になる。一方、たわみ増加量Δがマイナスか、或いはプラスであっても針部２の後退量δ０よりも小さい場合には、図５（ｃ）に示すように、第１の接触子１１の接触状態は維持されることになる。
【００２５】
コントローラ３３は、第１の接触子１１が接触状態を維持していると判断すると、第１及び第２の接触子１１，１２の双方が被接触面１０に接触しているとして、接触動作を終了する。逆にステップＳ１６で、図５（ｂ）に示すような状態になり、第１の接触子１１の接触状態が解消されてしまったと判断すると、たわみ増加量Δだけ、第１の接触子１１を被接触面１０側に移動させ（ステップＳ１７）、その後、接触動作を終了する。
【００２６】
このように、本形態例では、第２の接触子１２を被接触面１０に押し付けた時に、被接触面１０上の第１の接触子１１との接触部が、第１の接触子１から離れる方向に大きく移動し、第１の接触子１１と被接触面１０との接触状態が解消されると、第２の接触子１２を被接触面１０に押し付けた時における、被接触面１０上の第１の接触子１１との接触部のたわみ増加量Δだけ、第１の接触子１１を被接触面１０側に移動させる。
【００２７】
これにより、第１の接触子１１と被接触面１０との接触状態が回復する。よって、本形態例によれば、第１及び第２の接触子１１，１２の双方が被接触面１０に確実に接触した状態を速やか得ることができる。
（第２の形態例）
第２の形態例は、後退量測定器を設けないものである。上記の通り、被接触面１０に第１及び第２の接触子１１，１２が接触した場合、第１及び第２の接触子１１，１２から信号ａ，ｂが得られ、接触していない場合、第１及び第２の接触子１１，１２から信号ａ，ｂは得られない。よって、コントローラ３３は、この信号ａ，ｂを図４中に波線で示したようにモニタすることで、第１及び第２の接触子１１，１２が被接触面１０に接触しているかどうかを判断できることになる。
【００２８】
そこで、本形態例では、ステップＳ１６における、針部２の後退量δ０よりもたわみ増加量Δが大きいかどうかの判断を、針部２の後退量δ０の実測値とたわみ増加量Δとの直接比較ではなく、第１の接触子１１から信号ａが得られているかどうかに基づいて行っている。
【００２９】
即ち、本形態例におけるステップＳ１６では、第１の接触子１１から信号ａが得られているかどうかを判断し、信号ａが得られている場合には、第１及び第２の接触子１１，１２の双方が被接触面１０に接触しているとして、接触動作を終了する。逆に、第１の接触子１１から信号ａが得られていない場合には、ステップＳ１７に移り、たわみ増加量Δだけ、第１の接触子１１を被接触面１０側に移動させる。
【００３０】
本形態例によっても、第１及び第２の接触子１１，１２の双方が被接触面１０に確実に接触した状態を速やか得ることができる。
（その他の形態例）
本発明は上記形態例に限られるものではない。例えば、図６におけるステップＳ１７で、たわみ増加量Δだけ、第１の接触子１１を被接触面１０側に移動させた時に、第２の接触子１２と被接触面１０との間に隙間が生じ、第２の接触子１２の接触状態が解消してしまう可能性が零とは言えないので、この場合の対応として、ステップＳ１７終了後、第２の接触子の接触状態の確認を行うようにし、隙間が生じた場合には、今度はステップＳ１７に起因する第２の接触子１２のたわみ増加量を求め、このたわみ増加量だけ、第２の接触子１２を被接触面１０側に移動させるように構成してもよい。又、このような第１及び第２の接触子１１，１２のたわみ増加量の移動修正動作を必要であれば複数回繰り返すようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の原理図である。
【図２】接触子の一例を示す図である。
【図３】針部周辺の内部構成図である。
【図４】接触装置の形態例を示す構成図である。
【図５】接触動作の説明図である。
【図６】接触動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３２】
１，１１，１２   接触子
２               針部
３               ホルダ部
３ａ             圧力センサ
４               スプリング
５               スライドプレート
６               ねじ軸
７               モータ
８               ナット
９               支持部材
２１，２２       アクチュエータ
２３             テーブル
２４             検査対象物
３１             駆動回路
３２             オシロスコープ
３３             コントローラ
３４             変位測定器
【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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【図６】
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