(57)【要約】【課題】簡単な構造で容易にバックアップピンの保持を確実にできるとともに、その解除も迅速且つ容易に行うことができるバックアップピンユニットを提供する。【解決手段】バックアップピンユニット１は、軸方向に移動する略棒形状のピン本体２と、ピン本体２先端部２ａ及び基端部２ｂと、ピン本体２の一部を覆う係合部材６と、ピン本体２が先端部２ａの方向に移動して基板を支持すべき位置まで移動したときの支持位置と、支持位置から基板と離間する方向にピン本体２が移動したときの待機位置と、ピン本体２に向けて付勢されている板ばねからなり、ピン本体２の軸方向に対して垂直方向に移動する保持体７と、保持体７を形成し、ピン本体２が支持位置にあるときに係合部材６の下面に当接してピン本体２を基端部２ｂ側から支持する凸部７ａと、凸部７ａと連続して形成されて係合部材６を受け入れ可能な大きさの凹部７ｂとを備えている。【選択図】        図１
2017216359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に移動する略棒形状のピン本体と、
該ピン本体の先端に位置する基板を支持するための先端部と、
該先端部とは反対側に位置する基端部と、
前記先端部及び前記基端部の間に配されて前記ピン本体の一部を覆う係合部材と、
前記ピン本体が前記先端部の方向に移動して前記基板を支持すべき位置まで移動したときの支持位置と、
該支持位置から前記基板と離間する方向に前記ピン本体が移動したときの待機位置と、
前記ピン本体に対して隣接した位置に配されて前記ピン本体に向けて付勢されている板ばねからなり、前記ピン本体の軸方向に対して垂直方向に移動する保持体と、
該保持体を形成し、前記ピン本体が前記待機位置から前記支持位置に移動する間に前記付勢に抗して前記係合部材の側面に沿って当接し、且つ前記ピン本体が支持位置にあるときに前記係合部材の下面に当接して前記ピン本体を前記基端部側から支持する凸部と、
前記凸部と連続して形成されて前記係合部材を受け入れ可能な大きさの凹部とを備えたことを特徴とするバックアップピンユニット。
【請求項２】
前記ピン本体は、前記軸方向と垂直方向である並び方向に沿って複数本並べられていてピン列を形成し、
前記凸部及び凹部は、前記並び方向に沿って連続して前記ピン本体に対応して複数形成されている請求項１に記載のバックアップピンユニット。
【請求項３】
前記ピン本体には、前記基端部方向に前記ピン本体を移動させるように付勢するばねが取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のバックアップピンユニット。
【請求項４】
前記ピン列が前記並び方向と垂直方向に２列並べられてピン列対が形成され、
前記保持体は前記ピン列対を形成する前記ピン列の間に配され、且つ断面略Ｖ字形状に形成されてそれぞれ両側に前記凸部及び凹部を有し、
前記ピン列対は前記並び方向と垂直方向に複数配され、
それぞれの前記ピン列対の間に配されている複数の前記保持部は連結されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のバックアップピンユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の部品実装工程に用いられるバックアップピンユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板に部品を実装する際、基板にははんだペースト（クリームはんだ）が塗布される。このはんだ塗布工程は、所定のパターン開口を有するメタルマスクを介してスキージと呼ばれるへら状のもので塗布されている。はんだ塗布（はんだ印刷）時、スキージによる押圧力で基板が撓むことを防止するため、基板の反対側の面は支持されている。
【０００３】
このとき、基板の片面に既に部品が実装されている場合、もう片面にはんだ印刷を行うときはこれらの部品をよけて基板を支持する必要がある。このときにバックアップピンは好適に用いられる。複数のピンが部品に接触しないように配置されて基板表面に押し当てられ、バックアップピンの先端にて基板は支持される。これにより、片面に部品が実装されていたとしても確実にバックアップピンにて基板を支持できるので、他方の面にはんだを塗布する際にスキージによる押圧力で基板が撓んでしまうことを防止できる（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
このバックアップピンは、実装装置内部に事前に設けられた等間隔の開口穴に対し、作業者が基板指示面の部品に当たらない位置を選び手作業でピンを配置していく。作業者による手動でのバックアップピンの配置は、印刷品質のばらつきや配置ミスによる部品の破壊、生産ラインの停止を招き、また時間もかかって面倒である。このため、特許文献１にあるように、バックアップピンの配置を自動化することが考えられている。
【０００５】
しかしながら、バックアップピンユニットは複数の基板に対して使用されるため、異なる基板を支持する際は基板に合わせてバックアップピンを再配置する必要がある。しがたって、一つ（一種類）の基板の支持が終わると、バックアップピンを全て引っ込める必要がある。そして、基板を支持している間にバックアップピンが引っ込んでしまうおそれもある。バックアップピンの保持方法としてはエア圧や磁力を利用するものがあるが、バックアップピンの側面に対して垂直に力を加えて保持するものが多く、バックアップピンが滑ったりして引っ込んでしまうおそれがある。また、特許文献１に記載があるようなバックアップピンに吸着性能を持たせたものは、構造が複雑になり、生産性に欠けるものとなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１５３９３５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、上記従来技術を考慮したものであり、簡単な構造で容易にバックアップピンの保持を確実にできるとともに、その解除も迅速且つ容易に行うことができるバックアップピンユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明では、軸方向に移動する略棒形状のピン本体と、該ピン本体の先端に位置する基板を支持するための先端部と、該先端部とは反対側に位置する基端部と、前記先端部及び前記基端部の間に配されて前記ピン本体の一部を覆う係合部材と、前記ピン本体が前記先端部の方向に移動して前記基板を支持すべき位置まで移動したときの支持位置と、該支持位置から前記基板と離間する方向に前記ピン本体が移動したときの待機位置と、前記ピン本体に対して隣接した位置に配されて前記ピン本体に向けて付勢されている板ばねからなり、前記ピン本体の軸方向に対して垂直方向に移動する保持体と、該保持体を形成し、前記ピン本体が前記待機位置から前記支持位置に移動する間に前記付勢に抗して前記係合部材の側面に沿って当接し、且つ前記ピン本体が支持位置にあるときに前記係合部材の下面に当接して前記ピン本体を前記基端部側から支持する凸部と、前記凸部と連続して形成されて前記係合部材を受け入れ可能な大きさの凹部とを備えたことを特徴とするバックアップピンユニットを提供する。
【０００９】
好ましくは、前記ピン本体は、前記軸方向と垂直方向である並び方向に沿って複数本並べられていてピン列を形成し、前記凸部及び凹部は、前記並び方向に沿って連続して前記ピン本体に対応して複数形成されている。
【００１０】
好ましくは、前記ピン本体には、前記基端部方向に前記ピン本体を移動させるように付勢するばねが取り付けられている。
【００１１】
好ましくは、前記ピン列が前記並び方向と垂直方向に２列並べられてピン列対が形成され、前記保持体は前記ピン列対を形成する前記ピン列の間に配され、且つ断面略Ｖ字形状に形成されてそれぞれ両側に前記凸部及び凹部を有し、前記ピン列対は前記並び方向と垂直方向に複数配され、それぞれの前記ピン列対の間に配されている複数の前記保持部は連結されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ピン本体が待機位置から支持位置まで移動する際に、保持体に形成された凸部が係合部材の側面に付勢されながら当接する。そして、ピン本体が支持位置まで移動すると、凸部はその付勢力にて係合部材の下面に入り込み、係合部材の下面に当接する。よって、このとき凸部は係合部材を下面側から支持していることになる。したがって、ピン本体の先端部に基板が載置されたとしても、ピン本体がその重みで待機位置に誤って移動してしまうことが防止される。すなわち、簡単な構造で容易にバックアップピンの保持を確実にできるようになる。また、保持体はピン本体の軸方向に対して垂直方向に移動可能であるので、保持体を移動させると凸部は横方向に移動し、係合部材の下面から離間する。凸部の移動に伴って係合部材の下側には凹部が配される。凹部は係合部材を受け入れ可能な大きさであるため、係合部材は凹部内を通って待機位置に戻る。すなわち、バックアップピンの保持の解除も迅速且つ容易に行うことができる。
【００１３】
また、ピン本体を複数並べてピン列を形成し、凹部と凸部を連続して対応するピン本体の数だけ複数設ければ、一つの保持体で複数のピン本体の保持及びその解除を行うことができる。したがって、操作性が向上する。
【００１４】
また、基端部方向に移動するように付勢されたばねをピン本体に取り付けることで、係合部材の下側に凹部が配されたときに確実にピン本体を待機位置に移動させることができる。
【００１５】
また、ピン列対を形成し、保持体を各ピン列の間に設けることで、一つの保持体で多くのピン本体の保持及びその解除を行うことができる。さらに、複数の保持体を連結することで、一回の操作で多くのピン本体の保持解除操作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るバックアップピンユニットの概略斜視図。
【図２】本発明に係るバックアップピンユニットの概略側面図。
【図３】本発明に係るバックアップピンユニットの概略断面図。
【図４】ピン本体と保持体とを表す概略斜視図。
【図５】保持体のスライドについて説明する概略平面図。
【図６】ピン本体が保持状態にあるときの概略図。
【図７】ピン本体が保持状態にあるときのバックアップピンユニットの概略平面図。
【図８】ピン本体が保持状態を解除されたときのバックアップピンユニットの概略平面図。
【図９】本発明に係るバックアップピンユニットが適用されるピン押し装置の概略図。
【図１０】ピン押し装置にバックアップピンユニットを搭載したときの概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１及び図２に示すように、本発明に係るバックアップピンユニット１は、略棒形状のピン本体２を備えている。このピン本体２は、その軸方向に移動可能に配されている。バックアップピンユニット１には、複数のピン本体２が配されている。ピン本体２の配され方には規則性があり、図の例ではその軸方向と垂直方向である並び方向Ｔに沿って複数並べられてピン列３が形成され、このピン列３が並び方向Ｔに対して垂直方向に複数列配されている。各ピン本体２はバックアップピンユニット１を形成する略箱体形状のボックス部４内で保持されている。
【００１８】
図３に示すように、ボックス部４内の断面を見ると、ボックス部４は、上側から下側に向けて間隔を存して配されている上板４ａ、中板４ｂ、底板４ｃを有している。上板４ａ及び中板４ｂには、ピン本体２が挿通可能な貫通孔５ａ、５ｂが形成されている。なお、底板４ｃにも貫通孔５ｃが形成されている。ここで、ピン本体２は上側の先端部２ａと下側（先端部２ａとは反対側）の基端部２ｂを有している。先端部２ａはピン本体２の先端に位置し、この先端部２ａに基板が載置されることで支持され、部品実装のためのスクリーン印刷等の処理がなされる。図３では（Ａ）の状態が基板を支持するときのピン本体２の状態であり、このときのピン本体２の位置はピン本体２が先端部２ａの方向に移動して基板を支持すべき位置まで移動したときの位置である。この位置がピン本体２の支持位置となっている。すなわち、図３の（Ａ）はピン本体２が支持位置にある状態を示している。この状態では、ピン本体２が基板側に突出した状態ともいえる。
【００１９】
一方で、図３の（Ｂ）の状態はピン本体２がボックス部４側に引っ込んだ状態、すなわち支持位置から基板と離間する方向にピン本体２が移動したとき状態である。この状態はピン本体２の待機位置となる。待機位置にあるピン本体２は基板を支持しないので、この待機位置にあるピン本体２に対応する基板の部分には、ピン本体２が接触することが好ましくない部品等が実装されている部分となる。ピン本体２を待機位置から支持位置に移動させる場合は、底板４ｃの貫通孔５ｃからピン本体２の基端部２ｂを押し上げればよい。なお、待機位置にて基端部２ｂが貫通孔５ｃから底板４ｃの外側にはみ出ない構造とすれば、誤ってピン本体２を押し上げてしまうことを防止できる。すなわち、待機位置にて基端部２ｂは底板４ｃからはみ出ていない。
【００２０】
ピン本体２の一部は、係合部材６にて覆われている。この係合部材６は、ピン本体２に対して先端部２ａと基端部２ｂとの間に配されている。係合部材６としては外表面を形成する側面６ａと下面６ｂが備わっていればどのような形状でもよい。図の例のように先端部２ａ側にいくにつれて徐々に径が細くなるようなテーパ形状を有していることが好ましい。この場合、側面６ａはテーパ面として形成される。下面６ｂは貫通孔５ｂの径よりも大きく設定される。これにより、待機位置にてピン本体２が基端部２ｂ側に抜け落ちてしまうことを防止できる。一方で下面６ｂ（又は係合部材６の上面）を貫通孔５ａよりも大きい径となるように設定すれば、ピン本体２が先端部２ａ側に飛び出てしまうことも防止できる。すなわち、係合部材６は上板４ａと中板４ｂとの間で移動する。
【００２１】
ピン本体２に対して隣接した位置には、保持体７が配されている。この保持体７はピン本体２に向けて付勢されている板ばねで形成されている。図の例では、保持体７は断面略Ｖ字形状に形成された板ばねで形成されている。なお、図４を参照すれば明らかなように、保持体７は上方に突出している凸部７ａと下方に向けて切欠かれている凹部７ｂとが連続して設けられている。図３の例で説明すると、（Ｂ）のような待機位置にピン本体２があり、この状態で基端部２ｂを上方（先端部２ａ側）に押し上げると（矢印Ｕ方向）、保持体７の凸部７ａが係合部材６の側面６ａに当接する。ピン本体２がさらに上昇すると、凸部７ａは相対的に係合部材６に対して下方に移動する。このとき、板ばねのばね力によって凸部７ａは付勢されながら（矢印Ｐ方向に押圧されながら）側面に沿って当接して相対的に移動する。すなわち、凸部７ａはピン本体２が待機位置から支持位置に移動する間、板ばねによる付勢に抗して係合部材の側面に沿って当接した状態が保たれる。
【００２２】
ピン本体２が図３の（Ａ）のような支持位置まで移動すると、凸部７ａはばねの付勢により係合部材６の下側に入り込む（図６参照）。そして、凸部７ａは係合部材６の下面６ｂに当接し、係合部材６を下側から支持する。すなわち、凸部７ａはピン本体２が支持位置にあるときに係合部材６の下面６ｂに当接してピン本体２を基端部側２ｂから支持する。これにより、ピン本体２の高さ方向（軸方向）の位置は規定され、基板が先端部２ａに載置されてもその重みで基端部２ｂ側に引っ込んでしまうことが防止される。なお、図４でいえば（Ａ）が支持位置、（Ｂ）が待機位置を示している。
【００２３】
ここで、保持体７はピン本体２の軸方向に対して垂直方向に移動可能である（図４〜図６の矢印Ｓ方向）。したがって、支持位置にて係合部材６の下面６ｂに当接していた凸部７ａは、下面６ｂに沿ってスライドして下面６ｂから離間する。これに伴い、凸部７ａと連続して形成されている凹部７ｂが係合部材６の下面６ｂに対応する位置に移動してくる。ここで、凹部７ｂは係合部材６を受け入れ可能な大きさに切欠かれて形成されている。すなわち、凹部７ｂは係合部材６の最大径よりも広いスペースを有するように切欠かれている。このため、凹部７ｂが係合部材６に対応する位置まで移動してくると、係合部材６は凹部７ｂ内を通過できる状態となる。これにより、ピン本体２は支持位置から待機位置に移動することが可能となる。
【００２４】
このとき、図３に示すように、ピン本体２の基端部２ｂには、圧縮ばね８が配設されている。圧縮ばね８は中板４ｂの貫通孔５ｂの径よりも大きな径を有している。ピン本体２が待機位置から支持位置に移動する際、ピン本体２はこの圧縮ばね８のばね力に抗して移動する。すなわち、圧縮ばねは基端部２ｂ方向にピン本体２を移動させるように付勢されている。これにより、係合部材６に対応する位置に凹部７ｂが移動すると、そのばね力によりピン本体２は待機位置に自動的に移動する。すなわち、基端部２ｂ方向に移動するように付勢された圧縮ばね８をピン本体２に取り付けることで、係合部材６の下側に凹部７ｂが配されたときに確実にピン本体２を待機位置に移動させることができる。なお、圧縮ばね８を用いなくても、自重によりピン本体２を待機位置に移動させる構造としてもよい。なお、図５でいえば、実線で示した保持体７が支持位置の状態、一点鎖線で示した保持体７が待機位置にピン本体２を戻すときの状態である。このように保持体７をスライド移動させることで、ピン本体２の保持体７による保持を解除できる。
【００２５】
図７を参照すれば明らかなように、ピン本体２は、軸方向と垂直方向である並び方向に沿って複数本並べられていてピン列３を形成している。そして、凸部７ａ及び凹部７ｂは、ピン本体２の並び方向に沿って連続してピン本体２に対応して複数形成されている。このとき、ピン列３は並び方向と垂直方向に２列並べられてピン列対９として形成され、保持体６はこのピン列対９を形成するピン列３の間に配されている。さらに、保持体６は上述したように断面略Ｖ字形状に形成され、それぞれ両側に前記凸部７ａ及び凹部７ｂが連続して形成されている。すなわち、凸部７ａと凹部７ｂは保持体６の長手方向の両辺に沿って連続して形成されている。そして、ピン列対９はピン本体２の並び方向と垂直方向に複数配される。したがって、バックアップピンユニット１には多数のピン本体２が備わることになり、これらのピン本体２を適宜取捨選択することで多様な位置に搭載された部品を避けて基板を載置することが可能となっている。
【００２６】
ここで、それぞれのピン列対９の間に配されている複数の保持部６は、一方の端部が連結部材１０と接続されて互いに連結されている。この連結部材１０には作業者が把持するための把持部１１が取り付けられている。したがって把持部１１を移動させることで、連結部材１０を介してバックアップピンユニット１に備わる全ての保持体７を一度に移動させることができる。例えば図８に示すように、把持部１１を引くと、保持体７は一様に矢印Ｌ方向である横方向（保持体７の長手方向）に移動する。これにより、ピン本体２の係合部材６を支持していた凸部７ａは全て一様にそれぞれの係合部材６から離間し、代わりに凹部７ｂをその位置に移動させることができる。したがって一度に全てのピン本体２の保持を解除できることになる。このように、ピン列対９を形成し、保持体７を各ピン列９の間に設けることで、一つの保持体７で多くのピン本体２の保持及びその解除を行うことができる。さらに、複数の保持体７を連結部材１０を用いて連結することで、一回の操作で多くのピン本体２の保持の解除操作を行うことができる。
【００２７】
以上説明したように、本発明によれば、ピン本体２が待機位置から支持位置まで移動する際に、保持体７に形成された凸部７ａが係合部材６の側面６ａに付勢されながら当接する。そして、ピン本体２が支持位置まで移動すると、凸部７ａはその付勢力にて係合部材６の下面６ｂの下側に入り込み、係合部材６の下面６ｂに当接する。よって、このとき凸部７ａは係合部材６を下面６ｂ側から支持していることになる。したがって、ピン本体２の先端部２ａに基板が載置されたとしても、ピン本体２がその重みで待機位置に誤って移動してしまうことが防止される。すなわち、簡単な構造で容易にバックアップピン（ピン本体２）の保持を確実にできるようになる。また、保持体７はピン本体２の軸方向に対して垂直方向に移動可能（図４〜図６の矢印Ｓ方向、図８の矢印Ｌ方向）であるので、保持体７を移動させると凸部７ａは横方向に移動し、係合部材６の下面６ｂから離間する。凸部７ａの移動に伴って係合部材６の下側には凹部７ｂが配される。凹部７ｂは係合部材６を受け入れ可能な大きさであるため、係合部材６は凹部７ｂ内を通って待機位置に戻る。すなわち、バックアップピン（ピン本体２）の保持の解除も迅速且つ容易に行うことができる。また、ピン本体２を複数並べてピン列３を形成し、保持体７に凹部７ａと凸部７ｂを連続して対応するピン本体２の数だけ複数設ければ、一つの保持体７で複数のピン本体２の保持及びその解除を行うことができる。したがって、操作性が向上する。
【００２８】
本発明に係るバックアップピンユニット１は、図９のようなピン押し装置１２に好適に利用できる。ピン押し装置１２には、作業者が操作するための操作部１３、バックアップピンユニット１を搭載するための搭載部１４、そしてピン本体２を待機位置から支持位置に移動させるための押圧部１５を備えている。また、ピン押し装置１２は、ＰＣ等のコンピュータ１６と接続され、このコンピュータ１６にはバックアップピンユニット１で支持すべき基板の部品搭載位置が記憶されたデータが格納されている。この部品搭載位置のデータを基に、バックアップピンユニット１が有するピン本体２のうち、どのピン本体２を支持位置に移動させればよいかが決定される。
【００２９】
押圧部１５は上下移動するピストンロッドを備えた押圧シリンダ１７を有している。押圧シリンダ１７はＸ軸スライダ１８に対してスライド可能に取り付けられている。そしてこのＸ軸スライダ１８はＹ軸スライダ１９に対してスライド可能に取り付けられている。Ｘ軸スライダ１８とＹ軸スライダ１９は搭載部１４の周囲上方に配されているため、Ｘ軸スライダ１８はＹ軸スライダ１９に沿ってスライドすると、搭載部１４の上方全域を通過できる。そして、押圧シリンダ１７がＸ軸スライダ１８に沿ってスライドすることで、搭載部１４の全域に対して狙った位置に対して押圧シリンダ１７のピストンロッドを押し下げることができる。
【００３０】
図で示した例のピン押し装置１２では、バックアップピンユニット１を裏返して搭載する。すなわち、図１０に示すように、ピン本体２の基端部２ｂが上側となるようにバックアップピンユニット１を配し、搭載部１４にセットする。作業者は搭載部１４に搭載したバックアップピンユニット１で支持すべき基板のデータをコンピュータ１６から取り出し、支持位置に移動させるべきピン本体２の位置をＸＹの座標として得る。この座標を操作部１３を用いて入力することで、自動的に押圧シリンダ１７が狙ったピン本体２の上方まで移動する。そして押圧シリンダ１７のピストンロッドによってピン本体２は押し下げられ、待機位置から支持位置まで移動される。この操作が繰り返され、バックアップピンユニット１が有するピン本体２のうち、所望のピン本体２のみを支持位置まで移動させることができる。このようにピン本体２の移動を自動化することで、作業者が手作業で行うことに比べて操作性及び確実性が向上する。
【符号の説明】
【００３１】
１：バックアップピンユニット、２：ピン本体、２ａ、先端部、２ｂ：基端部、３：ピン列、４：ボックス部、４ａ：上板、４ｂ：中板、４ｃ：底板、５ａ〜５ｃ：貫通孔、６：係合部材、６ａ：側面、６ｂ：下面、７：保持体、７ａ：凸部、７ｂ：凹部、８：圧縮ばね、９：ピン列対、１０：連結部材、１１：把持部、１２：ピン押し装置、１３：操作部、１４：搭載部、１５：押圧部、１６：コンピュータ、１７：押圧シリンダ、１８：Ｘ軸スライダ、１９：Ｙ軸スライダ
【図１】
2017216359.tif 000003
【図２】
2017216359.tif 000004
【図３】
2017216359.tif 000005
【図４】
2017216359.tif 000006
【図５】
2017216359.tif 000007
【図６】
2017216359.tif 000008
【図７】
2017216359.tif 000009
【図８】
2017216359.tif 000010
【図９】
2017216359.tif 000011
【図１０】
2017216359.tif 000012