JP2006196211A

JP2006196211A - 基板コネクタ装置および治具

Info

Publication number: JP2006196211A
Application number: JP2005003731A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Oikawa; 一広及川
Original assignee: NEC Saitama Ltd
Current assignee: NEC Saitama Ltd
Priority date: 2005-01-11
Filing date: 2005-01-11
Publication date: 2006-07-27

Abstract

【課題】単一の回転操作を利用して、基板のロックとリリース、コネクタの上下動に加えて前後移動を実現する装置を提供する。
【解決手段】検査対象基板に接続される端子部と、装置本体部に軸着され前記端子部を接続位置と待機位置との間で移動させる操作ハンドル部と、前記端子部の動きを案内するガイド溝とを具え、当該ガイド溝は前記端子部が接続位置近傍では上下方向に移動し、待機位置近傍では概略前後方向に移動するよう形成されている。また、操作ハンドル部の回転に連動して前記基板を押さえる係止手段を設け、前記ハンドル部の接触操作においてその回動初期に係止手段が前記基板に係止するとともに、ハンドル部の待避操作においてその回動末期に係止手段から基板が開放されるよう構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、回路基板上の端子を検査のために通電させる基板コネクタ装置およびこれを応用した治具に関する。

電子回路基板の検査工程において、製造した基板上の端子に検査用コネクタを接続する通電試験が実施されている。この作業の効率化のため、従来より検査用の通電装置が提案されている（例えば、特許文献１）。この装置はバネで付勢されたクリップ式であり、クリップを回動操作すると通電プローブを設けた上部ブロックが上下動し、下部ブロックに載置された検査対象基板のコネクタにプローブが接触して通電を行うようになっている。

特開平１１−１８３５２１号公報

しかしながら、例えば嵌合式コネクタの通電検査を行う場合、比較的強い力でコネクタの挿抜が行われる必要があり、特にコネクタを抜くときに基板が上側に引っ張られてしまうという問題があった。このため、基板を手で押し下げてコネクタと分離させる手間がかかったり、装置と基板がうまく分離せずに基板が反ってしまったりする場合があった。この場合は基板にストレスが加わることにより検査工程で製品不良が発生し、品質面の問題となっていた。

また、従来の検査器具は検査用コネクタを上下動させて通電試験を行うものであるが、基板及び装置の安全のため基板を着脱する際の十分な逃げ（クリアランス）を確保するためにコネクタ上下動のストロークを大きく取る必要があり、コネクタ装置の小型化が達成できないという問題があった。他方、コネクタと下部ブロックのクリアランスが不十分な場合、基板の着脱時に予期せぬ端子がコネクタと接触したりして、回路の短絡や破損による品質不良の問題が生じてしまう。

本発明の基板コネクタ装置は、単一の回転操作を利用して、基板のロックとリリース、コネクタの上下動に加えて前後移動を実現し、基板に有害なストレスを与えることなく製品品質を安定化するとともに、装置の小型化および作業勝手の向上を図ることを目的とする。

本発明に係る基板コネクタ装置は、検査対象基板に接続される端子部と、装置本体部に軸着され前記端子部を接続位置と待機位置との間で移動させる操作ハンドル部と、前記端子部の動きを案内するガイド溝とを具え、当該ガイド溝は、前記端子部が接続位置近傍では上下方向に移動し、前記待機位置近傍では概略前後方向に移動するよう形成されていることを第１の主要な特徴とする。

また、本発明に係るコネクタ装置は、検査対象基板に接続される端子部と、装置本体部に軸着され前記端子部を接続位置と待機位置との間で移動させる操作ハンドル部と、前記操作ハンドル部の回転に連動して前記基板を押さえる係止手段とを具え、前記ハンドル部の接続操作により前記基板が係止され、前記ハンドル部の待避操作により係止状態が解除されることを第２の主要な特徴とする。

このコネクタ装置において、前記ハンドル部の接続操作においてその回動初期に前記係止手段が前記基板に係止するとともに、前記ハンドル部の待避操作においてその回動末期に前記係止手段から前記基板が開放されるよう構成されていることが有効である。

また、前記係止手段が、前記基板に係止する位置に付勢された回動式の係止ブロックと、前記操作ハンドル部に連結されその待避操作の末期に前記係止ブロックに接触して前記基板を解除する位置に回動させる解除ブロックとを具えることが有効である。

また、前記解除ブロックの長さが調節可能であることが有効である。

また、前記端子部が、前記装置本体部に対し水平方向に僅かに移動し得るガタを設けて取り付けられていることが有効である。

さらに本発明は、板状またはシート状の対象物に目的物を当接させる治具であって、前記目的物を保持する目的物ホルダと、治具本体部に軸着され前記目的物を当接位置と待機位置との間で移動させる操作ハンドル部と、前記目的物ホルダの動きを案内するガイド溝とを具え、当該ガイド溝は、前記目的物が当接位置近傍では上下方向に移動し、前記待機位置近傍では概略前後方向に移動するよう形成されていることを特徴とする治具に関する。

また、本発明は、板状またはシート状の対象物に目的物を当接させる治具であって、前記目的物を保持する目的物ホルダと、治具本体部に軸着され前記目的物を当接位置と待機位置との間で移動させる操作ハンドル部と、前記操作ハンドル部の回転に連動して前記対象物を押さえる係止手段とを具え、前記ハンドル部の当接操作においてその回動初期に前記係止手段が前記対象物に係止するとともに、前記ハンドル部の待避操作においてその回動末期に前記係止手段から前記対象物が開放されるよう構成されていることを特徴とするを特徴とする治具に関する。

このような治具において、前記目的物としてインク内蔵式の印鑑を好適に用いることができる。

コネクタ装置において端子部を案内するガイド溝を、前記端子部が接続位置近傍では上下方向に移動し、前記待機位置近傍では概略前後方向に移動するよう形成することにより、待機位置において基板と端子部との間に十分な逃げを確保することができる。これにより基板の装脱着における作業が容易となるとともに、基板の予期しない部分が端子部と接触しまうような事態を回避することができる。また、待避時に端子部を概略前後方向に移動させるようにしたため、上下動のストロークを大きくとることなく十分な逃げを確保できるため、装置の小型化を達成することができる。さらに、接触位置では端子部が上下動するよう構成したため、基板に端子部が斜め方向から接触する場合に比して正確な検査を行うことができ、検査の安定性が向上する。

また、操作ハンドル部の回転に連動して前記基板を押さえる係止手段を設けたため、端子部の挿抜時に基板にかかるストレスを軽減させて、品質の安定化を達成することができる。この場合、ハンドル部の接続操作においてその回動初期に係止手段が基板に係止するとともに、ハンドル部の待避操作においてその回動末期に前記係止手段から前記基板が開放されるようにすると、基板が確実に係止している状態で端子部の挿抜が行われ好適である。また、この係止手段を、基板に係止する位置に付勢された回動式の係止ブロックと、操作ハンドル部に連結されその待避操作の末期に前記係止ブロックに接触して基板を解除する位置に回動させる解除ブロックとで構成すると、簡単な構成でハンドル操作に連動させて上記動作を得ることができる。

また、解除ブロックの長さを調節可能とすると、係止ブロック開放時の開き具合が調節可能となり、適用するコネクタや基板の寸法等に応じて最適な使用勝手を得ることができる。

また、端子部を、前記装置本体部に対し水平方向に僅かに移動し得るガタを設けて取り付けるようにすると、基板側端子位置のバラツキや装置に装着した基板の位置精度の誤差などを吸収することができる。

上記構成は製造基板の通電検査のみならず、接続端子を他のツールに変えることにより他作業へ転用することが可能である。例えば端子をインク内蔵式のゴム印に変更することにより、紙面への捺印作業に好適に利用することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明にかかる基板コネクタ装置の概略を示す左側面図であり、図２は本体部左右のガイド板を透過状態とした図である。この装置は、検査対象基板（図示せず）に接続されるコネクタ１と、該コネクタ１を保持するコネクタベース２と、該コネクタベース２を浮動可能に保持する左右のガイド板３と、このガイド板３に軸着され前記コネクタベース２とリンク結合された操作ハンドル４と、検査対象基板に係止するフック部５と、前記ハンドル４に連結されフック部５の係止状態を開放する解除ブロック６とを具えている。ガイド板３はベースプレート７に固定されており、装置本体部を構成している。

コネクタ１は例えば嵌合式の２４ピン雄コネクタであり、コネクタ保持プレート１４に下向きに固定されている。ただし、コネクタ１は検査対象基板のコネクタ種類によって異なり、通電プローブやその他の形状のピンなど様々なものを適用することができる。コネクタ保持プレート１４は所定の遊びを持たせてコネクタベース２に取り付けられており、基板側コネクタの搭載位置または基板の装着位置のバラツキをこの取り付けガタで吸収する構造となっている。この構成は特定の構造に限るものではないが、例えばコネクタベース２とコネクタ保持プレート１４間に若干のクリアランスを設けて、ピン穴より径の小さな段付ピン等を用いて連結し、ピン周りの隙間分だけコネクタ１が水平方向に移動しうるよう構成する。このように取り付けガタを持たせた状態とすると、コネクタ接続時に基板側コネクタの位置のバラツキを吸収することができる。

図３は、図１に示す基板コネクタ装置の背面図である。図３に示すように、コネクタベース２の両側端は下方向に屈曲しており、この部分が垂直方向に延在する両脇のサイドプレート８ａ，８ｂに接着されている。これらのサイドプレート８は、外側に突出するカムフォロワ９により装置本体部のガイド板３ａ，３ｂの間に保持されている。図４は、左側のサイドプレート８ａとガイド板３ａの関係を示す図である。図４に示すように、サイドプレート８の上下２カ所からガイド用カムフォロワ９が外側に突出しており、これらカムフォロワ９がガイド板３に設けられた２本のガイド溝１０にそれぞれ収まっている。ガイド溝１０は最前端（図４の左側）において垂直方向に延在し、その上端部から連続的な曲線を描いて後側（図４の右側）に延在している。したがって、サイドプレート８およびこれと一体的に設けられたコネクタ１はガイド溝１０と同一の軌道で移動可能であり、図４に示すように待機位置Ａと通電位置Ｂとの間を往復移動する。

図２に示すように、サイドプレート８にはさらにハンドル用カムフォロワ１１が設けられており、このカムフォロワ１１が操作ハンドル４に設けられたリンク溝１２に収容されている。両側の操作ハンドル４は中央シャフト１３でガイド板３に軸支されており、後部に突出したアームの先端でレバー部１４により連結され、両側の操作ハンドル４が一体的に回転するよう構成されている。リンク溝１２は操作ハンドル４の回転半径方向に延在している。この構成により、操作ハンドル４の回動操作がサイドプレート８の上下動作に変換され、操作ハンドル４を回転させることによりサイドプレート８がガイド溝１０に沿って移動する。したがって、サイドプレート８と一体的に構成されたコネクタ１がガイド溝１０と同一の軌道で、接触位置近傍では上下方向に移動し、待機位置近傍では概略前後方向に移動する。

図５は、装置のガイド板３，操作ハンドル４，フック部５，および解除ブロック６の関係を上から見た図であり、図６はコネクタベース２，ガイド板３，フック部５，およびサイドプレート８の関係を後から見た図である。図５および図６において上記列挙した以外の要素は説明のために適宜省略してある。ベースプレート７には２つの基板受けブロック１５が固定されており、これら基板受けブロック１５がフック部５を軸支している。基板受けブロック１５とフック部５の関係を横から見た状態を図７に示す。フック部５は２つの基板受けブロック１５間に渡されたシャフト１６を中心に回動可能であるが、図７に示すようにその底部がストッパとして形成され、後側（図７における時計回り方向）にしか倒れないよう構成されている。図５乃至図７に示すように、基板受けブロック１５とフック部５の連結部分にはトーションスプリング１７が配設され、フック部５は常に前側（図７における反時計回り方向）に付勢されている。フック部５の上端部には切り欠き５ａが設けられており、フック部５が図７に示す直立位置で基板（図示せず）の端部に係止するよう構成されている。したがって、外力が加わらない状態で基板はフック部５と基板受けブロック１５との間に保持され、コネクタの挿抜をスムースに行うことができる。すなわち、コネクタ１の挿入時には基板受けブロック１５が基板にかかる下方向への力を受け止め、コネクタ１の抜脱持にはフック部５が引き抜き力によって基板が上方向に反るのを防止する。

フック部５の解除は、ハンドル４の操作に連動する解除ブロック６によって実行される。図２および図５に示すように、操作ハンドル４の下側部分に渡されたシャフト１８に解除ブロック６の後端部が回動可能に取り付けられており、解除ブロック６の前端部は自重によりベースプレート７に接触している。解除ブロック６の前端部にはボルト１９が突出しており、この突出量はボルト１９を回転させることにより調節可能となっている。図１、２において操作ハンドル４を時計回り方向に回転させると、解除ブロック６およびボルト１９が前側へ移動し、フック部６の後側下端部に接触してこれを押すことにより、フック部６が回転して基板が開放される。また、この状態から操作ハンドル４を反時計回り方向に回転させると、解除ブロック６が後側へ移動してフック部６から離れ、フック部６がトーションスプリング１７により直立位置へと復帰して基板に係止する。なお、ボルト１９の突出量を調整することにより、適用するコネクタ１の長さや基板の厚み等の実施環境に応じてフック部解除時の開き量を変化させることができる。

図８は、このコネクタ装置の立面図である。コネクタベース２の上面には外部接続用コネクタ２０が設けられており、装置の使用時には外部検査器具（図示せず）をここに接続して試験を行う。この外部接続用コネクタ２０は基板に接続されるコネクタ１とケーブルで接続されている（図示せず）。

上記のように構成した基板コネクタ装置の動作について以下に説明する。この装置は、検査対象となる基板をセットして、基板２１に設けられたコネクタ２２に対し装置コネクタ１の挿抜を行うものである。図９は、コネクタ１を接続する際の動作を示す側面図である。レバー１４を点線で示す待機位置から引き起こすと操作ハンドル４が回動し始め、フック解除ブロック６が後側に移動してフック部５の後側下端部から離れ、フック部５がトーションスプリング１７の作用により直立位置まで回動して基板２１の端部に係止する。そのままレバー１３を実線で示す接触位置まで引き上げると、操作ハンドル４にリンク結合されたサイドプレート８がガイド溝１０に沿って前方下部へ移動する。これに伴いサイドプレート８に保持されたコネクタ１が前側へ移動した後に垂直降下し、基板２１上に設けられた雌コネクタ２２に挿入される。コネクタ同士の接触段階では装置側コネクタ１が垂直降下するため、斜めから挿入されてピンが歪んだりすることがない。また、基板２１は基板受けブロック１５上に載置されており、挿入時に加わる下方向への力は基板受けブロック１５が受け止めるため、基板２１が下側に反ることがない。さらに、コネクタ１はコネクタベース２に取り付けガタ（遊び）を設けて取り付けられているため、基板側コネクタ２２の搭載位置のバラツキが吸収され問題なくコネクタ同士が結合される。

図１０は、コネクタ１を抜脱する際の動作を示す側面図である。レバー１３を点線で示す待機位置から引き下げると操作ハンドル４が回動し始め、操作ハンドル４にリンク結合されたサイドプレート８がガイド溝１０に沿って上方へ移動し、サイドプレート８に保持されたコネクタ１が垂直に上がって基板側コネクタ２２から抜脱する。操作ハンドル４をそのまま実線で示す待機状態まで引き下げると、フック解除ブロック６が前方へ移動してフック部５の後側下端部に当接しこれを押すことによりフック部５に回転動作が与えられ基板２１が開放される。また、これに伴いコネクタベース２がガイド溝１０に沿って後方の待機位置へ移動し、コネクタ１と基板２１との間に十分な逃げが確保される。このようにコネクタ１が垂直に上がった後に後方へ移動する構成としたため、コネクタ１が基板２１の上方から離れ基板２１の取り出しを円滑に行うことができる。また、コネクタ１の抜脱時にはフック部５が基板２１に係止しているため基板２１が上側に反ることがなく、したがって基板２１にストレスを与えずにコネクタ挿抜を行うことができる。さらに、コネクタ１が離れてからフック部５が基板２１を開放する構成としており、確実にコネクタ１を抜いてから容易に基板を取り去ることができる。

以上より、本発明の基板コネクタ装置によれば、基板を手で押さえておく必要がなく、また基板へのストレスを与えることなくコネクタ１の挿抜を行うことができる。

なお、本発明の技術的範囲は図示した実施例に限られるものではなく、他の様々な実施例として実現することができる。特にコネクタ１は上述した２４ピンコネクタに限らず、例えば着脱式として検査対象基板のコネクタに対応させて適宜交換されるものとする。また、コネクタ１の取り付け箇所も検査対象基板のコネクタ位置に応じて適宜変更することができる。また、上記実施例では人間の手で操作ハンドル４を回転させることを前提としているが、レバー１３の代わりに電力で動作するアクチュエータを用いてハンドル４を回転駆動するようにしてもよい。

さらに、上記装置の動作機構はコネクタベース２に取り付けるツールを変えることにより、他作業を行うための治具へ転用することができる。このような治具は、他のコネクタやプローブピンを用いる通電作業はもちろん、垂直性を要する上下動と前後移動を組み合わせた動作を必要とする作業全般に適用することができる。例えば、コネクタ１の代わりにインク内蔵式の印鑑を取り付けて、紙面への捺印作業等に用いることが考えられる。

本発明は、製造した基板の検査工程において基板上の回路に通電して動作確認を行うために用いられる基板コネクタ装置に関するものであり、回路基板を組み込む装置全般にかかる製造業に好適に用いることができる。

本発明の実施形態にかかる基板コネクタ装置の構成を示す側面図である。図１におけるガイド板３および基板受けブロック１５を透過状態とした図である。本発明の基板コネクタ装置の構成を示す背面図である。基板コネクタ装置のガイド板３とサイドプレート８の関係を示す側面図である。基板コネクタ装置の操作ハンドル４とフック部５および解除ブロック６との関係を示す立面図である。基板コネクタ装置の操作ハンドル４とフック部５との関係を示す背面図である。基板コネクタ装置のフック部５と基板受けブロック１５との関係を示す側面図である。基板コネクタ装置の構成を示す立面図である。基板コネクタ装置の接続動作を説明するための側面図である。基板コネクタ装置の待避動作を説明するための側面図である。

符号の説明

１コネクタ
２コネクタベース
３ガイド板
４操作ハンドル
５フック部
６フック解除ブロック
７ベースプレート
８サイドプレート
９第１のカムフォロワ
１０ガイド溝
１１第２のカムフォロワ
１３レバー
１５基板受けブロック
１７トーションスプリング
１９調節ボルト

Claims

検査対象基板に接続される端子部と、装置本体部に軸着され前記端子部を接続位置と待機位置との間で移動させる操作ハンドル部と、前記端子部の動きを案内するガイド溝とを具え、当該ガイド溝は、前記端子部が接続位置近傍では上下方向に移動し、前記待機位置近傍では概略前後方向に移動するよう形成されていることを特徴とする基板コネクタ装置。
検査対象基板に接続される端子部と、装置本体部に軸着され前記端子部を接続位置と待機位置との間で移動させる操作ハンドル部と、前記操作ハンドル部の回転に連動して前記基板を押さえる係止手段とを具え、前記ハンドル部の接続操作により前記基板が係止され、前記ハンドル部の待避操作により係止状態が解除されることを特徴とする基板コネクタ装置。
請求項２に記載の基板コネクタ装置において、前記ハンドル部の接続操作においてその回動初期に前記係止手段が前記基板に係止するとともに、前記ハンドル部の待避操作においてその回動末期に前記係止手段から前記基板が開放されるよう構成されていることを特徴とする基板コネクタ装置。
請求項２または３に記載の基板コネクタ装置において、前記係止手段が、前記基板に係止する位置に付勢された回動式の係止ブロックと、前記操作ハンドル部に連結されその待避操作の末期に前記係止ブロックに接触して前記基板を開放する位置に回動させる解除ブロックとを具えることを特徴とする基板コネクタ装置。
請求項４に記載の基板通電コネクタ装置において、前記解除ブロックの長さが調節可能であることを特徴とする基板コネクタ装置。
請求項２乃至５のいずれかに記載の基板コネクタ装置において、前記装置本体部が前記端子部の動きを案内するガイド溝を具え、当該ガイド溝は、前記端子部が接続位置近傍では上下方向に移動し、待機位置近傍では概略前後方向に移動するよう形成されていることを特徴とする基板コネクタ装置。
請求項１乃至６のいずれかに記載の基板コネクタ装置において、前記端子部が、前記装置本体部に対し水平方向に僅かに移動し得るガタを設けて取り付けられていることを特徴とする基板コネクタ装置。
板状またはシート状の対象物に目的物を当接させる治具であって、前記目的物を保持する目的物ホルダと、治具本体部に軸着され前記目的物を当接位置と待機位置との間で移動させる操作ハンドル部と、前記目的物ホルダの動きを案内するガイド溝とを具え、当該ガイド溝は、前記目的物が当接位置近傍では上下方向に移動し、前記待機位置近傍では概略前後方向に移動するよう形成されていることを特徴とする治具。
板状またはシート状の対象物に目的物を当接させる治具であって、前記目的物を保持する目的物ホルダと、治具本体部に軸着され前記目的物を当接位置と待機位置との間で移動させる操作ハンドル部と、前記操作ハンドル部の回転に連動して前記対象物を押さえる係止手段とを具え、前記ハンドル部の当接操作においてその回動初期に前記係止手段が前記対象物に係止するとともに、前記ハンドル部の待避操作においてその回動末期に前記係止手段から前記対象物が開放されるよう構成されていることを特徴とするを特徴とする治具。
請求項９または１０に記載の治具において、前記目的物がインク内蔵式の印鑑であることを特徴とする治具。