JP2000503472A - 端止め組立体昇降機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 挿入装置と共に使用される端止め組立体（１０）は、回路基板に平行なＵ軸（１６）に沿って選択的に移動可能な２つの端止めヘッド（１８）を含んでいる。各端止め組立体（１８）は、更に回路基板に直交するＺ軸に沿って選択的に移動可能となっている。単一の気体圧的アクチュエータ（３８）は、両端止めヘッド（１８）を同時に昇降するために使用される。気体圧的アクチュエータ（３８）の垂直移動は、Ｔ字形リンク装置（３２）を介して伝達され、両端止めヘッドを垂直方向に同時に変位させるが、Ｔ字形リンク装置（３２）の垂直位置とは無関係に、各端止めヘッドの水平方向変位を許容するようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】 端止め組立体昇降機構 発明の分野 本発明は、ワイヤ端を平面のワークピースに固定する機械に関し、特に、電子 的素子のリードワイヤを切断し端止めすることによって、かかる電子的素子をプ リント回路基板に挿入固定する装置に関する。発明の背景 電子産業における一般的な大量生産プリント回路基板は、前もって形成された 開口を備えた回路用の絶縁基板である。各開口は、注意深く位置決めされ、抵抗 、コンデンサ、トランジスタ等の様々な電子的素子のリードワイヤを受けるよう になっており、その電子的素子は、絶縁基板上に形成されたプリント基板に電気 的に相互接続されるようになっている。 そのような電気的素子は、「インサータ」と呼ばれる自動装置すなわち挿入装 置の使用により、ＰＣ基板の適切な開口に、迅速にかつ経済的に挿入されうるこ とがわかっている。典型的な挿入装置は、共通のフレームに連結された３つの主 要な機械的組立体、すなわちヘッド組立体と、ワーク支持組立体と、端止め（ク リンチ）組立体を含んでいる。挿入装置は、隣接する貯蔵所や、カートリッジ、 あるいは予め整列された供給リボンから供給される際に、順次、様々な電気的素 子のリードワイヤを迅速に形成（もしくは準備）し、ＰＣ基板の所定の開口に素 子のリードワイヤを位置決めして挿入するようプログラムされている。典型的な 挿入装置のヘッド組立体と、ワーク支持組立体と、端止め組立体は、一緒に動作 し、紙のシートの束にステイプルを固定するデスクトップのステイプラの動作に 類似するようになっている。ここで、各ステイプルは、準備された電気的素子に 類似し、紙のシートは、ＰＣ基板に類似する。 ＰＣ基板は、ワーク支持テーブルに固定される。ワーク支持テーブルは、通常 垂直のＺ軸回りに選択的に枢動するようになっているが、ヘッド組立体と端止め 組立体との間に位置決めされている。ヘッド組立体とワーク支持テーブルは、挿 入装置の動作の間相対的に移動して、ＰＣ基板の予め割り当てられた適切な開口 に、各電気的素子のリードワイヤを適切に整列させ挿入する。ヘッド組立体は、 「リードフォーマ」副組立体を含んでおり、かかる副組立体は、たとえば供給リ ボンから個々の電気的素子を切断し、（軸タイブのリードワイヤ構成である場合 には）所与の形状にリードワイヤを曲げるために使用される。「ドライバ」と呼 ばれる押圧副組立体もヘッド組立体内に設けられているが、ＰＣ基板の適切に整 列した開口を介して、リードフォーマ副組立体から予め（形成された）電気的素 子を押圧するようになっている。 個々の電気的素子における一対のリードワイヤが、一旦ＰＣ基板の各開口に挿 入されたら、端止め組立体は余分なリードワイヤの材料を切断し、ＰＣ基板に個 々の電気的素子における残りのリードワイヤ部分を取り付けることにより、確実 であり、信頼できかつ「クリーン」な電気的接続を確保するようにしている。 所望の電気的素子の全てが、適切な開口の中でＰＣ基板に対して取り付けられ たとき、ＰＣ基板は、ワーク支持テーブルから排除され、引き続く製造工程に移 行するよう移動させられる。かかる製造工程は、溶けた半田がＰＣ基板の下側に 付与されて、実際のプリント基板に対して、各電気的素子の各リードワイヤの取 り付け部分を永久的かつ電気的に固着させるようになっている再溶融工程を含む 。 概ね上述され、本発明において考慮されるタイプの素子挿入装置のヘッド組立 体は、たとえば米国特許第３，５５０，２３８号、同第４，５５３，３２３号、 同４，７１９，８１０号に記載されている。これらの特許出願は、気体圧的にお よび／又はサーボ的に作動するインサータを開示している。 概ね上述され、本発明において考慮されるタイプの素子挿入装置のワーク支持 テーブルの例は、米国特許第４，６７０，９７７号、同第４，１９３，１８６号 、同４，５７４，６６０号に記載されている。概ね上述され、本発明において考 慮されるタイプの素子挿入装置のヘッド組立体は、たとえば米国特許第４，５８ ４，７５８号、同第４，２９２，７２７号に記載されている。 ここに明示された全ての特許は、参照とすべく本出願の一部となる。 本発明の目的は、従来技術の端止め装置の欠点を克服した、電子的素子の挿入 装置と共に使用される端止め組立体を提供することを目的とする。発明の要約 このタイブの挿入装置と共に使用される端止め組立体は、プリント回路基板挿 入装置の開口に対し、電子的素子のリードワイヤを形成して挿入するために使用 される。端止め組立体は、回路基板に平行なＵ軸に沿って選択的に移動可能な２ つの端止めヘッドを含んでいる。各端止め組立体は、更に回路基板に直交するＺ 軸に沿って選択的に移動可能となっている。単一の気体圧的アクチュエータは、 両端止めヘッドを同時に昇降するために使用される。Ｔ字形リンク装置が、単一 の気体圧的アクチュエータを各端止めヘッドに取り付けている。気体圧的アクチ ュエータの垂直移動は、Ｔ字形リンク装置を介して伝達され、両端止めヘッドを 垂直方向に変位させるが、同時にＴ宇形リンク装置の垂直位置とは無関係に、各 端止めヘッドの水平方向変位を許容するようになっている。図面の簡単な説明 図１は、本発明にかかる、挿入装置と共に使用される端止め組立体の正面図で あり、端止めヘッドが下方位置にある状態を示している。 図２は、本発明にかかる、図１に示す端止め組立体の側面図である。 図３は、本発明にかかる、挿入装置と共に使用される端止め組立体の正面図で あり、端止めヘッドが上方位置にある状態を示している。 図４は、本発明にかかる、図３に示す端止め組立体の側面図である。 図５は、本発明にかかるＴバー・コネクタ組立体の正面図である。 図６は、図５のＴバー・コネクタの側面図である。好適な実施例の詳細な説明 本発明にかかる端止め組立体１０は、図１乃至６に示されており、フレーム１ ３に取り付けられたベース１２を含んでいる。ベース１２は、以下においてより 詳述するように、水平方向に配置されたＵ軸１６に沿って互いに対して選択的に 移動可能となっている２つの設置ブラケット１４を支持している。各設置ブラケ ット１４は、挿入された電子的素子の各リードに対して一つ設けられた、気体圧 的アクチュエータ２０を含むヘッド組立体１８を支持している。各アクチュエー タ２０は、図１に示すように、ＰＣ基板の平面（すなわち水平）から、好ましく は約４５度で傾いた切断軸２２に沿って動作するようになっている。各アクチュ エータ２０は、ピストン組立体２４と、切断組立体２６とを含んでいる。当業界 において良く知られているように、ピストン組立体２４は、シリンダ（不図示） 内に配置されたピストン（不図示）の一方の側における空気圧を変えることによ り動作するようになっている。各アクチュエータ２０のピストンは、アクチュエ ータロッド３０を介して切断ブレード２８に連結されている。当業界において良 く知られているように、各ヘッド組立体１８への空気圧の付与により、それぞれ の切断軸２２に沿って切断ブレード２８が移動し、挿入されたリードワイヤを切 断して取り付けるようになっている。 各ヘッド組立体１８は、ベース１２に対して、（Ｚ軸に平行な）各ヘッド組立 体１４の垂直方向移動を許容する、適切なリニアベアリング装置を使用している それぞれの設置ブラケット１４に滑動可能に設置されている。Ｔ字形コネクタ・ バー３２（以下、Ｔバー３２と称する）は、水平部分３４と垂直部分３６とを含 み、水平部分３４は、各ヘッド組立体１８に接続されており、垂直部分３６は上 端に位置する孔３５を含んでいる。孔３５は、水平部分３４を丁度受けるような サイズと形状を有している。セットスクリュウ３７は、垂直部分３６に回転可能 に取り付けられて、各図、特に図５，６に示されているように、水平部分３４が 垂直部分３６に対して取り付けられ得るように、孔３５に交差するようになって いる。 単一の主気体圧的アクチュエータ３８は、挿入装置の動作の間、必要に応じて 、垂直路に沿って同時に、両ヘッド組立体１８を上昇させるため使用される。主 アクチュエータ３８は、設置プレート４５を使用するフレーム１３に直接設置さ れると好ましい。主気体圧的アクチュエータ３８のピストン４０は、ねじピン４ １を用いて、Ｔバー３２の垂直部分３６に同軸的に連結されており、主気体圧的 アクチュエータ３８に（ポート５４を介して）供給される空気圧の制御により、 ベース１２に対してＴバー３２が選択的に昇降するようになっている。Ｔバー３ ２の垂直方向移動により、水平方向Ｕ軸に沿った位置に関わらず、両ヘッド組立 体 １８は垂直方向に同時に移動するようになっている。 Ｕ軸を中心として配置されたリードスクリュウ４２は、各設置ブラケット１４ に付着されたねじナット４３を介して位置決めされ、ベース１２の垂直壁４６に 支持されたベアリング４４内に配置されている。従来から知られているように、 リードスクリュウ４２は、中心点で方向が反転するねじピッチを含み、ベアリン グ４４内における第１の方向へのリードスクリュウ４２の回転により、両ねじナ ット４３と、それぞれの設置ブラケット１４と、それ故両ヘッド組立体１８とが 、Ｕ軸に沿って互いの方向にあるいは離隔する方向にリニアに移動するようにな っている。サーボモータ４７は、リードスクリュウ４２に連結されて、いずれか の方向にリードスクリュウ４２を回転させ、それにより２つのヘッド組立体１８ 間でリニアに変位を制御するようになっている。 Ｔバー３２は、孔４９を備えたピローブロック（すなわちベアリングスリーブ ）４８を用いる各設置ブラケット１４に連結されている。Ｔバー３２の水平方向 部分３４は、各ピローブロック４８の孔４９内に受けられ、それに沿った水平方 向の滑動を許容するようになっている。しかしながら、Ｔバー３２の垂直方向移 動により、ＰＣ基板に対して垂直方向に両設置ブラケット１４は同時に変位する ようになっている。各ピローブロック４８は、各ヘッド組立体１８に対して垂直 方向に調整可能になっており、各ヘッド組立体１８の一部に回転自在に取り付け られた調整スクリュウ５０を使用している。各調整スクリュウ５０の回転により 、各ヘッド組立体１８が強制されて、各ピローブロック４８に対して垂直方向に 移動するようになっている。調整は、各切断ブレードが、切断動作の間、（図３ に示す）ＰＣ基板に対して、適切な切断位置に確実にあるように行われる。 Ｔバー３２は、サーボモータ４７が動作され、リードスクリュウ４２が回転し たときにはＵ軸に沿って水平方向に、主気体圧的アクチュエータ３８が動作され たときは垂直方向に、いつでも両ヘッド組立体１８が移動されることを許容する ようになっている。 本発明による端止め組立体の一つの利点は、Ｔバーの使用により、単一の気体 圧的アクチュエータのみが両ヘッド組立体を昇降させ、それにより端止め組立体 １０を簡素化し、またそのコストを抑えるようになっている。更に、主気体圧的 シリンダ３８が、比較的軽い質量のヘッド組立体１８のみを上昇させるので、上 昇サイクルを迅速に完結させることができる。これに対し、従来技術の端止め組 立体は、単一の気体圧的シリンダに、ヘッド組立体及びリードスクリュウ／サー ボモータ組立体双方を上昇させるか、２つの気体圧的アクチュエータを用いて独 立的に各ヘッド組立体を上昇させようになっており、かかる場合サーボモータは 、ヘッド組立体を水平方向に移動させるとき、２つのシリンダのそれぞれの質量 につき負荷を負うこととなる。本発明においては、サーボモータ４７は、移動時 における主気体圧的アクチュエータ３８の質量について負荷を負わず、ヘッド組 立体１８及び設置ブラケット１４の負荷のみを負う。主気体圧的シリンダ３８は 、ベース１２に対して固定的に設置されている。このようにして、垂直方向駆動 アクチュエータ（すなわち主気体圧的シリンダ３８）も、垂直方向駆動アクチュ エータ（すなわちサーボモータ４７もしくはリードスクリュウ４２）も、ヘッド 組立体１８の垂直方向及び水平方向それぞれの変位の間に移動しないようになっ ている。 動作時に、ＰＣ基板が新しい挿入位置に再配置されている間あるいはされた後 、挿入装置の端止めヘッド組立体は、図１，２に示すように、下方位置における へッド組立体１８と共に端止めサイクルを開始する。信号が、まずサーボモータ ４７に送信されて、挿入される素子のサイズに応じて、ヘッド組立体１８が互い に離れるように適切に間隔をあける。サーボモータ４７が動作されたとき、リー ドスクリュウ４２は、ナット４３及び設置ブラケット１４の双方を、互い及びフ レーム１３に対して水平方向に移動させるようになっている。主アクチュエータ ３８は、フレームに対して固定的なままである。 ヘッド組立体１８が、一旦互いに適切に隔置したら、所定の量の空気圧が主ア クチュエータ３８に供給されて、Ｔバー３２を所定の量だけ垂直方向に上昇させ る。Ｔバー３２は、同時に各ヘッド組立体１８を強制し、図１，２に示すように 下方位置から、図３，４に示すように上昇した端止め位置へと移動する。一旦上 昇位置になれば、各ヘッド組立体１８は、当業界において公知なように、挿入さ れた素子のリードをカットして端止めするように動作する。端止めサイクルの完 了は、図１，２に示される下方位置に、主アクチュエータ３８がヘッド組立体１ ８を戻すことを含んでいる。 本発明の簡素な構成により、ヘッド組立体１８は、修理や切断ブレードの交換 のために迅速にかつ容易に排除され得るようになっており、それにより製造装置 のダウンタイムを最小にすることができる。それぞれの設置ブラケット１４から ヘッド組立体の片方もしくは両方を外すために、セットスクリュウ37がゆるめら れ、Ｔバー３２の水平部分３４が垂直部分３６の孔３５から、及び各ピローブロ ック４８から外される。一旦水平部分３４が外されれば、ヘッド組立体の片方も しくは両方は、装置において既にセットされた垂直方向変位の調整を乱すあるい は変更することなく、設置ブラケット１４それぞれから外すことができる。ヘッ ド組立体１８は、各設置ブロック１４及び各ピローブロックの両孔４９を介して 挿入された水平方向部分３４と，垂直部分３６の孔３５とに容易に再取り付けで きる。Ｔバー３２の使用は以前の調整を保持するので、いかなる整備も必要とせ ず、端止め組立体は直ちに動作可能となっている。 本発明の要旨から離れることなく、ヘッド組立体１８は、リニアモータや、ソ レノイドや、気体圧的アクチュエータもしくは流体圧的アクチュエータを含む他 の駆動手段を用いて、Ｕ軸４２に沿って移動可能である。同様に、主気体圧的ア クチュエータ３８は、電気的リニアモータや、ソレノイドや、リードスクリュウ に連結されねじナットに係合する電気モータ、もしくは流体圧的アクチュエータ を含む他のタイブの適切な駆動機構に置き換えることができる。更に、Ｔバーの 水平部分３４と垂直部分３６は、単一要素として一体的に形成されても良い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ (72)発明者 サリバン，スコット，エル. アメリカ合衆国 10024 ニューヨーク州 ニューヨーク，セントラル パーク ウ エスト 225 アパート 716

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電子的素子を挿入するための挿入装置と共に用いる端止めヘッド組立体であ って、前記端止めヘッド組立体は２つのヘッド組立体を含むタイプであって、前 記ヘッド組立体の各々は挿入される素子のリードワイヤを取り付ける手段を有し ており、 前記端止めヘッド組立体が、 水平方向軸と垂直方向軸とを規定するフレームと、 前記フレームに前記ヘッド組立体を設置する手段と、 前記ヘッド組立体を互いに機械的に連結して、両ヘッド組立体が垂直方向軸に 沿って同時に変位しうるようにするリンク装置と、 前記垂直方向軸に沿って、前記リンク装置を垂直方向に変位させる手段と、 前記水平方向軸に沿って前記ヘッド組立体を変位させる手段とを有し、 前記水平方向に変位させる手段は、前記垂直方向軸に沿って、前記ヘッド組立 体の位置に関わりなく動作自在となっている端止めヘッド組立体。 ２．前記リンク装置は、前記ヘッド組立体を互いに連結する水平部分と、変位ア クチュエータに連結された垂直部分とを有するＴ字形要素である請求の範囲第１ 項に記載の端止めヘッド組立体。 ３．前記変位アクチュエータは、気体圧的に動力を供給する装置である請求の範 囲第２項に記載の端止めヘッド組立体。 ４．前記垂直方向に変位させる手段は、気体圧的に動力を供給する装置である請 求の範囲第１項に記載の端止めヘッド組立体。 ５．前記水平方向に変位させる手段は、リードスクリュウに接続されたサーボモ ータを含み、前記ヘッド組立体の各々は、前記リードスクリュウに係合するよう になっているねじナットを含み、それによりリードスクリュウの回転が、前記水 平方向軸に沿って、前記ねじナット及び前記ヘッド組立体を変位させるようにな っている請求の範囲第１項に記載の端止めヘッド組立体。