(57)【要約】【課題】ガイド部材を用いて、基板に形成された貫通孔へ被挿入部材を挿入する際、ガイド部材と基板上に設けられた部品との干渉の発生を抑制すること。【解決手段】複数の貫通孔Ｈが形成された板状の基板Ｂに対して、一方側に、対応する貫通孔Ｈに向けて突出するように設けられた複数の被挿入部材Ｐを備えるベース部材Ｍが配置され、他方側に、対応する貫通孔Ｈに向けて突出するように設けられた複数のガイド部材２０を備える移動部材１０が配置される。移動部材１０を基板Ｂに対して近づける方向に平行移動することによって、ガイド部材２０が対応する貫通孔Ｈに挿入される。ガイド部材２０の先端に位置する保持部２２が被挿入部材Ｐの先端部に近接又は接触することによって、保持状態が実現される。前記保持状態を維持しながら移動部材１０及びベース部材Ｍを平行移動させて、複数の被挿入部材Ｐが前記貫通孔Ｈに一度に挿入される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に形成された軸心が互いに平行な複数の貫通孔に、複数の棒状の被挿入部材を一度に挿入する被挿入部材の挿入方法であって、
前記基板の一方側で前記基板に対して前記貫通孔の軸心方向に相対的に平行移動可能なベース部材に、前記各被挿入部材が前記複数の貫通孔のうち対応する貫通孔に向けて突出するように設けられた状態を実現するとともに、前記基板の他方側で前記基板に対して前記貫通孔の軸心方向に相対的に平行移動可能な移動部材に、先端部に保持部を有する複数の棒状のガイド部材のそれぞれが前記複数の貫通孔のうち対応する貫通孔に向けて突出するように設けられた状態を実現する位置決めステップと、
前記移動部材と前記基板との前記軸心方向における相対距離を小さくすることによって、前記各ガイド部材を前記複数の貫通孔のうち対応する貫通孔に挿入して、前記各保持部を前記基板の前記他方側から前記一方側へ移動する移動ステップと、
前記各保持部を前記複数の被挿入部材の先端部に近接又は接触させることによって、前記各被挿入部材の先端部が対応する前記保持部によって保持される保持状態を実現する保持ステップと、
前記移動部材と前記基板との前記軸心方向における相対距離を大きくする動作と、前記ベース部材と前記基板との前記軸心方向における相対距離を小さくする動作とを、前記保持状態が維持されるように行うことによって、前記各被挿入部材を前記複数の貫通孔のうち対応する貫通孔に一度に挿入する挿入ステップと、
を含む、被挿入部材の挿入方法。
【請求項２】
請求項１に記載の被挿入部材の挿入方法において、
前記各ガイド部材の保持部は、前記ガイド部材の軸心に対して径方向に拡縮可能に構成され、
前記移動ステップでは、
前記各保持部を径方向に縮小した状態を維持しながら前記各保持部が前記基板の前記他方側から前記一方側まで移動し、
前記保持ステップは、
前記各保持部が前記基板の前記一方側まで移動した後、前記各保持部を径方向に拡大する第１ステップと、
前記各保持部を径方向に拡大した拡径状態に維持しながら前記移動部材を前記基板に対して近づける方向に平行移動することによって、前記拡径状態に維持された前記保持部で対応する前記被挿入部材の先端部を覆う第２ステップと、
前記拡径状態にある前記各保持部が対応する前記被挿入部材の先端部を覆っている状態で前記各保持部を径方向に縮小することによって、前記保持状態を実現する第３ステップと、
を含む、被挿入部材の挿入方法。
【請求項３】
請求項２に記載の被挿入部材の挿入方法において、
前記各ガイド部材の保持部は、前記ガイド部材の軸心方向に沿って延びる板状の複数枚のバイメタルで構成された、被挿入部材の挿入方法。
【請求項４】
基板に形成された軸心が互いに平行な複数の貫通孔に、ベース部材から突出するように設けられた複数の棒状の被挿入部材を一度に挿入する被挿入部材の挿入装置であって、
前記基板を所定位置に配置するテーブルと、
前記テーブルに配置された前記基板の一方側で前記基板に対して前記貫通孔の軸心方向に相対的に平行移動可能な第１移動部材であって、前記各被挿入部材が前記複数の貫通孔のうち対応する貫通孔に向けて突出するように前記ベース部材が配置される第１移動部材と、
前記テーブルに配置された前記基板の他方側で前記基板に対して前記貫通孔の軸心方向に相対的に平行移動可能な第２移動部材と、
先端部に保持部を有する棒状の複数のガイド部材であって、それぞれが前記複数の貫通孔のうち対応する貫通孔に向けて突出するように前記第２移動部材に配置された複数のガイド部材と、
前記テーブルに対する前記第１、第２移動部材の位置を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記第２移動部材と前記基板との前記軸心方向における相対距離を小さくすることによって、前記各ガイド部材を前記複数の貫通孔のうち対応する貫通孔に挿入して、前記各保持部を前記基板の前記他方側から前記一方側へ移動する移動し、
前記各保持部を前記複数の被挿入部材の先端部に近接又は接触させることによって、前記各被挿入部材の先端部が対応する前記保持部によって保持される保持状態を実現し、
前記第１、第２移動部材の位置を制御して、前記第２移動部材と前記基板との前記軸心方向における相対距離を大きくする動作と、前記第１移動部材と前記基板との前記軸心方向における相対距離を小さくする動作とが、前記保持状態が維持されるように行われる、被挿入部材の挿入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被挿入部材の挿入方法に関し、特に、基板に形成された軸心が互いに平行な複数の貫通孔に、複数の棒状の被挿入部材を一度に挿入する被挿入部材の挿入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電子部品の組み付け分野では、図９に示すように、基板に形成された複数の貫通孔へ複数のリード端子を挿入する工程がある。これは、ベース部材に突出するように設けられたリード端子と基板を電気的に接続するためである。この挿入工程では、各リード端子の先端の位置を対応する貫通孔の位置と合わせる必要がある。以下、この工程を「位置決め」と呼ぶ。
【０００３】
例えば、特許文献１では、リード端子に対して側方から櫛歯状のガイド部材を挿入、固定することによって、上述した位置決めが達成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−１５２７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に示された内容では、基板とベース部材が向かい合う側の基板の表面に、この電子部品の機能を達成するために必要とされる部品が設けられる場合、前記部品とガイド部材が干渉してしまうという課題があった。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガイド部材を用いて、基板に形成された複数の貫通孔に複数の棒状の被挿入部材を一度に挿入する際、基板上に設けられた部品とガイド部材との干渉の発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る被挿入部材の挿入方法は、４つのステップを含む。
【０００８】
１つ目のステップでは、２つの状態が実現される。１つ目の状態は、所定位置に配置された前記基板の一方側で前記基板に対して前記貫通孔の軸心方向に相対的に平行移動可能なベース部材に、前記各被挿入部材が前記複数の貫通孔のうち対応する貫通孔に向けて突出するように設けられた状態である。２つ目の状態は、前記基板の他方側で前記基板に対して前記貫通孔の軸心方向に相対的に平行移動可能な移動部材に、複数の棒状のガイド部材のそれぞれが前記複数の貫通孔のうち対応する貫通孔に向けて突出するように設けられた状態である。各ガイド部材の先端部には、保持部が設けられている。
【０００９】
２つ目のステップでは、前記移動部材と前記基板との前記軸心方向における相対距離を小さくすることによって、前記各ガイド部材を前記複数の貫通孔のうち対応する貫通孔に挿入して、前記各保持部が前記基板の前記他方側から前記一方側へ移動する。
【００１０】
３つ目のステップでは、前記各保持部を前記複数の被挿入部材の先端部に近接又は接触させることによって、前記各被挿入部材の先端部が対応する前記保持部によって保持される保持状態が実現される。
【００１１】
４つ目のステップでは、前記移動部材と前記基板との前記軸心方向における相対距離を大きくする動作と、前記ベース部材と前記基板との前記軸心方向における相対距離を小さくする動作とを、前記保持状態が維持されるように行うことによって、前記各被挿入部材が前記複数の貫通孔のうち対応する貫通孔に一度に挿入される。
【００１２】
本発明では、ガイド部材の保持部は貫通孔を通過するため、軸心方向から見たとき、保持部の形状が貫通孔の形状に含まれる必要がある。そのため、保持部が移動する領域は貫通孔が占める空間を軸心に沿って延ばすことによって得られる領域（以下、「挿入領域」と呼ぶ）に限られる。（ただし、後述のように保持部が拡縮可能に構成される場合には、保持部が移動する領域は「挿入領域」及びその近傍に限られる。）この結果、上記文献に記載の場合と比べて、基板上に設けられる部品とガイド部材（特に保持部）の干渉の発生が抑制され得る。
【００１３】
上記本発明に係る方法においては、前記各ガイド部材の保持部は、前記ガイド部材の軸心に対して径方向に拡縮可能に構成されることが好ましい。これによれば、前記移動ステップでは、前記各保持部を径方向に縮小した状態を維持しながら前記各保持部が前記基板の前記他方側から前記一方側まで移動し得る。また、前記保持ステップは、前記各保持部が前記基板の前記一方側まで移動した後、前記各保持部を径方向に拡大する第１ステップと、前記各保持部を径方向に拡大した拡径状態に維持しながら前記移動部材を前記基板に対して近づける方向に平行移動することによって、前記拡径状態に維持された前記保持部で対応する前記被挿入部材の先端部を覆う第２ステップと、前記拡径状態にある前記各保持部が対応する前記被挿入部材の先端部を覆っている状態で前記各保持部を径方向に縮小することによって、前記保持状態を実現する第３ステップと、を備えることができる。
【００１４】
保持部が拡縮不能に構成される場合、保持部が移動する領域は挿入領域に限られる。従って、被挿入部材の先端が挿入領域から外れた位置に存在する場合、保持部は被挿入部材の先端部を保持し得ない。これに対し、上記構成によれば、前述した場合であっても、保持部は被挿入部材の先端部を保持し得る。
【００１５】
上記本発明に係る方法においては、前記各ガイド部材の保持部は、前記ガイド部材の軸心方向に沿って延びる板状の複数枚のバイメタルで構成されることが好ましい。
【００１６】
これによれば、バイメタルが備える物理的性質によって保持部の径方向への拡縮を実現し得る。この拡縮動作は機械的な動作ではないため、繰り返し動作による機械的な故障の発生が抑制され得る。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、前記干渉の発生が抑制され得る。従って、上記文献に記載の場合と比べて、基板への部品配置の自由度が向上し、基板の小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明における被挿入部材の挿入方法における第１ステップを示す図である。
【図２】本発明における被挿入部材の挿入方法における第２ステップを示す図である。
【図３】本発明における被挿入部材の挿入方法における第３ステップを示す図である。
【図４】本発明における被挿入部材の挿入方法における第４ステップを示す図である。
【図５】本発明における被挿入部材の挿入方法における第５ステップを示す図である。
【図６】本発明における被挿入部材の挿入方法における第６ステップを示す図である。
【図７】本発明における被挿入部材の挿入方法における第７ステップを示す図である。
【図８】本発明における被挿入部材の挿入方法における第８ステップを示す図である。
【図９】従来例における被挿入部材の挿入方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜８を参照しながら説明する。
【００２０】
この実施形態では、ガイド部材２０を用いて、ベース部材Ｍに突出するように設けられた複数のピン端子Ｐが基板Ｂに形成された複数の貫通孔Ｈへ一度に挿入される。
【００２１】
この実施形態で用いられる装置は、水平に配置された板状の移動部材１０と、移動部材１０に下方に向けて突出するように設けられた複数の（この例では６本）棒状のガイド部材２０を備える。各ガイド部材２０の軸心は、上下（鉛直）方向に延びている。移動部材１０はスライダＡによって、水平を維持しつつ上下に昇降可能に構成される。移動部材１０は、水平方向に平行移動可能に構成されていてもいなくても良い。
【００２２】
各ガイド部材２０は、移動部材１０に固定された円柱を呈する本体部２１と、本体部２１の下方に配設された保持部２２から構成される。各保持部２２は上下方向に延びる板状の複数の（この場合では２枚）バイメタルで構成されている。２枚のバイメタルは、互いに向かい合うように配置されている。各保持部２２のバイメタルの温度は、移動部材１０に設けられた温度制御部１１によって制御可能となっている。この結果、各バイメタルの先端部（下端部）は、ガイド部材２０の軸心に対して径方向に拡がるようになっている。
【００２３】
この装置は、基板Ｂを水平に置くテーブルを備える。このテーブルは、上下に昇降不能となっている。このテーブルは、水平方向に平行移動可能に構成されていてもいなくても良い。基板Ｂは、移動部材１０と対向して、移動部材１０の下方に配置される。基板Ｂは、軸心が上下方向に延びる互いに平行な複数の断面円形の貫通孔Ｈを備える。上下方向から見たとき、各貫通孔Ｈの形状はガイド部材２０（本体部２１、保持部２２）の形状を含む。
【００２４】
この装置は、ベース部材Ｍを水平に置くスライダＢを備える。ベース部材Ｍは、スライダＢによって水平を維持しつつ上下に昇降可能となっている。ベース部材Ｍは、水平方向に平行移動可能に構成されていてもいなくても良い。ベース部材Ｍは、基板Ｂの下面と対向して配置されており、複数のピン端子Ｐを備える。各ピン端子Ｐは、複数の貫通孔Ｈのうち対応する貫通孔Ｈに向けて突出するように設けられる。
【００２５】
この装置は、ＥＣＵを備える。このＥＣＵは、スライダＡ、スライダＢ、及び温度制御部１１等と接続される。ＥＣＵによって、移動部材１０及びベース部材Ｍの昇降動作や、保持部２２に与える温度が制御される。
【００２６】
以下、図１〜８を参照しながら具体的な挿入過程について説明していく。
【００２７】
まず、図１に示されるように第１ステップでは、移動部材１０、基板Ｂ及びベース部材Ｍの左右及び奥行き方向の相対的な位置関係が調整され得る。これによって、ピン端子Ｐ及びガイド部材２０のそれぞれの位置が、複数の貫通孔Ｈのうち対応する貫通孔Ｈの位置と合わせられる。このステップは、前記「位置決めステップ」に対応する。
【００２８】
次に、図２に示されるように第２ステップでは、スライダＡを下降させることによって、移動部材１０が基板Ｂへ近づける方向に平行移動させられる。これによって、各ガイド部材は、対応する貫通孔Ｈに一度に挿入される。この結果、各保持部２２は基板Ｂの上側から下側へ移動する。このステップは、前記「移動ステップ」に対応する。
【００２９】
図３に示されるように第３ステップでは、温度制御部１１によって保持部２２の温度が調整される（例えば、加熱）。この結果、保持部２２の先端部が径方向に拡がる。以下、この状態を拡径状態と呼ぶ。
【００３０】
図４に示されるように第４ステップでは、スライダＡを更に下降させることによって、保持部２２を拡径状態に維持しながら、移動部材１０が基板Ｂへ近づける方向に平行移動させられる。これによって、各ピン端子Ｐの先端部は、対応する拡径状態に維持された保持部２２で覆われる。
【００３１】
図５に示されるように第５ステップでは、温度制御部１１によって、保持部２２の温度が調整される（例えば、加熱の中断、冷却）。これによって、各ピン端子Ｐの先端部を覆っている状態で保持部２２が径方向に縮小される。このとき、各ピン端子Ｐの先端部と保持部２２の先端部が近接又は接触する。以下、この状態を「保持状態」と呼ぶ。この保持状態では、複数のピン端子Ｐのうち軸心の鉛直方向からの傾きが小さいものについては、その先端が保持部２２の先端部と接触しないことがある。一方、前記傾きが大きいものについては、その先端が保持部２２の先端部と接触し、前記傾きが小さくなる方向（径方向内側）の力を受ける。前述した第３ステップから第５ステップまでの一連のステップが前記「保持ステップ」に対応する。
【００３２】
図６に示されるように第６ステップでは、保持状態を維持しながら、スライダＡ及びスライダＢは同じ速度で上昇させられる。各ピン端子Ｐは、ガイド部材２０によってガイドされながら、一度に貫通孔Ｈに挿入される。これによって、保持部２２及びピン端子Ｐの先端は、基板Ｂの上面側に位置される。このステップは、前記「挿入ステップ」に対応する。
【００３３】
図７に示される第７ステップでは、温度制御部１１によって、保持部２２の温度を調節することにより（例えば、加熱）、各保持部２２が拡径状態となる。これによって、保持状態が解除される。
【００３４】
図８に示される第８ステップでは、スライダＡを上昇させることによって、移動部材１０が基板Ｂから遠ざける方向に平行移動させられる。
【００３５】
上記実施形態によれば、径方向に拡縮可能な保持部２２を有する各ガイド部材２０が移動する領域は、対応する貫通孔Ｈが占める空間を軸心方向に沿って延ばすことによって得られる領域（前記挿入領域）及びその近傍に限られる。この結果、上記文献に記載の場合と比べて、基板Ｂ上に設けられる部品とガイド部材２０との干渉の発生が抑制され得る。
【００３６】
また、前記拡径状態において各保持部２２の先端が対応する前記挿入領域から外れる位置まで径方向に拡がるように構成される場合、或るピン端子Ｐの先端が対応する前記挿入領域から外れた位置に存在する場合であっても、対応する保持部２２はそのピン端子Ｐの先端部を保持し得る。換言すれば、複数のピン端子Ｐのうち軸心の鉛直方向からの傾きが大きいものについても、対応する保持部２２によって保持され得る。この結果、前記保持状態を維持しながら対応する貫通孔Ｈに挿入され得る。
【００３７】
本発明は前記実施形態に限定されず、例えば、保持部２２は径方向に拡縮しない棒状の筒から構成され、ベース部材Ｍと対向する保持部２２の下面は、凹面でも良い。また、ピン端子Ｐが金属であった場合には、保持部２２は磁石を含んで構成されても良く、各ピン端子Ｐの先端が径方向内側に力を受ける状態が得られるものであれば良い。
【００３８】
また、前記実施形態では、第６ステップにて、前記保持状態を維持しながらスライダＡ及びスライダＢが同じ速度で同時に上昇させられているが、前記保持状態を維持しながらスライダＡ及びＢが異なる速度で同時に上昇させられていてもよい。さらには、第６ステップにおいて、前記保持状態が維持される範囲内でスライダＡ及びスライダＢのいずれかのみが移動している期間が存在していてもよい。
【００３９】
また、前記実施形態では、基板Ｂが配置されるテーブルが上下に昇降不能となっているが、上下に昇降可能となっていてもよい。この場合、例えば、図２に示される第２ステップ、図４に示される第４ステップ、図６に示される第６ステップ等において、テーブルを昇降させてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１０…移動部材、１１…温度制御部、２０…ガイド部材、２１…本体部、２２…保持部、Ｂ…基板、Ｈ…貫通孔、Ｍ…ベース部材、Ｐ…被挿入部材
【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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【図７】
2013038110.tif 000009
【図８】
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【図９】
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