JP2013115188A - 線状部材の案内挿入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リード線のような可撓性を有する線状部材の先端部を、所定の挿入穴に向けて自動的に案内し挿入することができる、線状部材の案内挿入装置を提供する。
【解決手段】リード線３の固定側である基端部３ｃと自由側である先端部３ａとの間の中間部（自由部分３ｂ）を保持する保持部材としての螺旋体４と、螺旋体４のリード線３との接触部分を所定の方向に移動させる移動手段とを有する案内挿入装置である。モータ５で回転する螺旋体４の先端部４ａでリード線３の中間部を螺旋体４の内側に取り込んだ後、さらに回転する螺旋体４でリード線３の先端部３ａを挿入すべき挿入穴２ａに向けて移動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、可撓性を有する線状部材の先端部を、所定の挿入穴に向けて案内し挿入する、線状部材の案内挿入装置に関する。

例えば、電子部品を搭載する基板に、リード線を自由状態で基板外に延ばしたサーミスタのような部品が取り付けられることがある。当該リード線は、その基端部が、基板に搭載されたサーミスタ本体に接続される。リード線の先端部は、他の電子部品に接続するためのコネクタを装備し、基板の上方に向かって自由状態で所定長さ延びている。

特開平０６−２７５２４３号公報

このような基板を、基板を覆うカバー部材に配置する場合、当該カバー部材のリード線通し穴に前記リード線の先端部を通す工程がある。この工程は、リード線の先端部の位置がその可撓性のために不定であることから、機械による自動化が難しい。このため、この種のリード線の挿入工程は、殆ど手作業で行っているのが実情である。手作業による挿入作業は能率が悪く、コストも嵩む。

本発明の目的は、リード線のような可撓性を有する線状部材の先端部を、所定の挿入穴に向けて自動的に案内し挿入することができる、線状部材の案内挿入装置を提供することにある。

本発明は、可撓性を有する線状部材の固定側である基端部と自由側である先端部との間の中間部を保持する保持部材と、前記保持部材を所定の方向に移動させる移動手段とを有し、前記保持部材を、前記線状部材の中間部を保持した状態で、前記移動手段によって、前記線状部材の先端部を挿入すべき挿入穴に向けて移動させることにより、前記線状部材の先端部を、前記挿入穴に案内して挿入するようにした、線状部材の案内挿入装置である。

前記保持部材は、前記挿入穴から、前記線状部材の基端部に向かって延びた螺旋体で構成することができ、当該螺旋体をその軸線回りに回転させることによって、前記線状部材の中間部を、前記螺旋体の先端から前記螺旋体の内側に取り込んで保持することができる。

この場合、線状部材の先端部を含む中間部を螺旋体の内側に取り込むことが出来るので、当該線状部材を挿入穴に確実に挿入することができる。

また、前記螺旋体を、前記挿入穴から前記線状部材の基端部に向かって延びた円筒体に出没自在に収納し、前記螺旋体の回転によって、前記線状部材の先端部が、前記挿入穴の軸線の延長線上に来た状態で、前記円筒体を、前記線状部材の基端部に向かって移動させることにより、前記螺旋体と前記線状部材を当該円筒体の中に収容し、当該収容状態で前記円筒体を前記挿入穴の中に引き込むことができる。

この場合、線状部材を螺旋体と共に円筒体の中に収容することで、線状部材をさらに確実に挿入穴に挿入することができる。

本発明によれば、可撓性を有する線状部材の先端部と基端部との間の中間部を保持部材によって保持し、この状態で保持部材を移動手段によって挿入穴に向けて移動させることで、線状部材の先端部を挿入穴に挿入することができ、線状部材の挿入工程を自動化することができる。

本発明の実施形態に係る線状部材の案内挿入装置の原理を示す要部側面図である。 曲がった線状部材を案内する状態を示す、図１と同様の要部側面図である。 本発明の実施形態に係る線状部材の案内挿入装置の側面図である。 （ａ）〜（ｊ）は、線状部材の挿入工程の前半を示す図である。 （ａ）〜（ｈ）は、線状部材の挿入工程の後半を示す図である。 本発明の変形例に係る案内挿入装置の斜視図である。

（線状部材の案内挿入装置の原理）
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１と図２は、本発明の実施形態に係る線状部材の案内挿入装置の原理を示す要部側面図である。同図において１は基板、２は基板１の上方を覆うためのカバー部材である。この基板１の上に、図示しないサーミスタのような電子部品の本体が搭載される。

当該電子部品の本体から、線状部材としてのリード線３が基板１に沿って所定長さで延びている。このリード線３は、電子部品の本体から基板１上のＡ点まで、基板１に固定されている。Ａ点から先のリード線３は、コネクタを装備した先端部３ａまで、基板１に固定されていない自由状態である。

図１では、この自由状態の自由部分３ｂを右側にやや傾斜した直線状態で示しているが、当該自由部分３ｂは、図２のように曲がっていることもある。自由部分３ｂの長さは直線状態でＬとする。なお、図１と図２のリード線３の固定状態は例示であり、実際のリード線３は、電子部品本体から直接上方に自由状態で延ばしている場合が多い。この場合は、電子部品本体に対するリード線３の接続部が実質的な固定部としてのＡ点となる。

リード線３は可撓性があるため、自由部分３ｂは、Ａ点を中心として三次元的に移動可能である。このため、リード線３の先端部３ａの位置は不定であり、その最大範囲は、Ａ点を中心とする半径Ｌの半球状の領域である。先端部３ａは、この最大領域内のいずれかにある。

このため、先端部３ａを挿入すべきカバー部材２の挿入穴２ａをＡ点の直上に配置し、基板１を垂直に上昇させても、先端部３ａが挿入穴２ａにうまく入る保証はない。従来の手作業による挿入工程では、先端部３ａを挿入穴２ａの軸線の延長線上まで手作業で移動させ、この状態で基板１を上昇させたり、あるいはカバー部材２の方を下降させたりしていた。

本発明の実施形態は、Ａ点の垂直方向上方に、Ａ点を通る垂直な軸線Ｙに中心軸を一致させるようにして、保持部材としての螺旋体４を配置した。この螺旋体４は、その外径が、リード線３の先端部３ａを挿入すべき挿入穴２ａの内径Ｄよりも、少し小さい程度である。螺旋体４は、図３に示す駆動手段としてのモータ５によって、回転自在、かつ、軸線Ｙに沿って昇降自在とされている。

リード線３の先端部３ａを挿入穴２ａに挿入するには、前記螺旋体４を回転させながら、図１及び図２に示すように、自由部分３ｂの下端の固定点Ａに近い高さＨまで下降させる。どの程度まで下降させるかは、リード線３の曲げ強さや、挿入穴２ａの内径Ｄの大きさに基づいて、経験により決める。比較的曲がりにくいリード線３であれば、あまり固定点Ａに近付くまで下降させる必要はない。逆に、曲がりやすいリード線３であれば、できるだけ固定点Ａに近付くまで螺旋体４の先端部４ａを下降させる。

また、挿入穴２ａの内径Ｄが大きい場合は、螺旋体４の外径も大きくすることができるので、螺旋体４の先端部４ａを、あまり固定点Ａに近付くまで下降させる必要はない。挿入穴２ａの内径Ｄが小さい場合は、螺旋体４の外径も小さくなるので、螺旋体４の先端部４ａを、できるだけ固定点Ａに近付くまで下降させる。

図１及び図２のように、螺旋体４を矢印方向に回転させながら下降させると、その先端部４ａがリード線３の基端部３ｃと先端部３ａの間の中間部（自由部分３ｂ）を引っ掛ける。そして、螺旋体４を矢印方向に回転し続けることにより、リード線３の自由部分３ｂが螺旋体４の内側に取り込まれ、最後はリード線３の自由部分３ｂが、軸線Ｙを中心とする内径Ｄの範囲内に収まる。従って、後は基板１を上昇させるか、或いはカバー部材２を下降させることにより、リード線３の先端部３ａを挿入穴２ａに挿入することが可能になる。

（案内挿入装置の具体的構成）
図３は、本発明に係る案内挿入装置の具体的な実施形態を示したものである。図３の螺旋体４は、図１及び図２の螺旋体４と形状が異なる。これは、図１及び図２では本発明の原理を説明する都合上、螺旋体４を単純化して描いているためであり、図３の螺旋体４は図１及び図２の螺旋体４と機能的に同じものである。従って、螺旋体４に同一の参照符号を使用することとする。

図３に示すように、垂直に配置された螺旋体４の上端部がモータ５に接続され、このモータ５が、昇降手段としての第１アクチュエータ６に支持されている。螺旋体４は、螺旋体４の外径よりもやや大きい内径を有する垂直な円筒体７の中に、回転自在かつ昇降自在（出没自在）に収容されている。なお、螺旋体４の回転駆動はモータ５に限らず各種の回転駆動手段を使用可能である。

円筒体７は、別の昇降手段としての第２アクチュエータ８に支持され、リード線３の先端部３ａを挿入するカバー部材２の垂直な挿入穴２ａの上端開口から、円筒体７の下端を挿入可能とされている。螺旋体４と円筒体７は、案内挿入装置の外装体となる垂直な筒部９の中に収容されている。

第１アクチュエータ６及び第２アクチュエータ８としては、電動アクチュエータ、油圧アクチュエータ又は空気圧アクチュエータなど、各種アクチュエータを使用可能である。

（リード線の挿入工程）
次に、図４Ａと図４Ｂを参照して、リード線３の挿入工程について説明する。図４Ａは挿入工程の前半を示し、図４Ｂは後半を示している。

図４Ａの（ａ）は、案内挿入装置を作動する前の状態である。この時、リード線３の先端部３ａは、挿入穴２ａの軸線から半径方向外方に、挿入穴２ａの半径以上にズレた位置にある。この状態から、図４Ａ（ｂ）に示すように、円筒体７を下降し始める。図４Ａ（ｃ）は、円筒体７の下端部が挿入穴２ａの下端開口にさしかかった状態である。

図４Ａ（ｄ）は円筒体７の下端部が挿入穴２ａの下端開口から少し突出し、螺旋体４が回転しつつ下降してその先端部４ａが円筒体７から少し出た状態である。この状態ではまだ螺旋体４の先端部４ａがリード線３に接触していない。

図４Ａ（ｅ）は、円筒体７が下降を停止し、螺旋体４が回転しつつ下降し続けてリード線３の自由部分３ｂの中間部分に触れ始める状態を示している。これにより、螺旋体４の先端部４ａがリード線３の先端部３ａよりも下の部分を螺旋体４の内側に取り込み始める。

図４Ａ（ｆ）は、螺旋体４の先端部４ａがリード線３の自由部分３ｂの下端部付近を螺旋体４の内側に取り込み、リード線３の自由部分３ｂをその根元側から半径方向内側に寄せることにより、自由部分３ｂの傾斜を垂直に近付ける状態を示している。

図４Ａ（ｇ）は、リード線３の自由部分３ｂがほぼ垂直に立ち、挿入穴２ａの軸線とリード線３の自由部分３ｂの軸線とがほぼ一致した状態を示している。螺旋体４の先端部４ａは、図４Ａ（ｆ）と同じ高さ位置で回転し続けている。

螺旋体４がリード線３の自由部分３ｂと接触する部分は、リード線３の実質的な「保持部材」を構成し、この接触部分は、図４（ｆ）（ｇ）のように、螺旋体４の高さを一定にしたままでも、螺旋体４を回転することで挿入穴２ａに向かって移動する。従って、この実施形態ではモータ５が「保持部材」の「移動手段」を構成することになる。このようにして、リード線３の自由部分３ｂが垂直に立った後は、螺旋体４は必ずしも回転を継続する必要はないので、モータ５の駆動を停止することも可能である。

図４Ａ（ｈ）は、円筒体７が再び下降し始めた状態を示している。円筒体７を下降させることにより、リード線３の先端部が円筒体７の下端部に入り込む。

図４Ａ（ｉ）は円筒体７がさらに下降し続け、リード線３の先端部３ａの大半が円筒体７の中に収容された状態を示している。

図４Ａ（ｊ）は、円筒体７がさらに下降し続け、リード線３の自由部分３ｂの大半が円筒体７の中に収容された状態を示している。この状態で円筒体７の下降を停止する。

次に、挿入工程の後半を図４Ｂに基づいて説明する。図４Ｂ（ａ）は、カバー部材２が挿入穴２ａの軸線に沿って下降した状態を示している。

図４Ｂ（ｂ）は、カバー部材２がさらに下降し、円筒体７の下端部まで到達した状態を示している。

図４Ｂ（ｃ）は、螺旋体４を引き上げ始めた状態を示している。

図４Ｂ（ｄ）は、螺旋体４がリード線３の自由部分３ｂと共に円筒体７の中に完全に収容された状態を示している。

図４Ｂ（ｅ）は、螺旋体４を収容した円筒体７が、上昇し始めた状態を示している。円筒体７の下端部は、カバー部材２の挿入穴２ａの上端開口まで上昇している。

図４Ｂ（ｆ）は、円筒体７がさらに上昇し、リード線３の自由部分３ｂの高さ方向半分よりも上側がカバー部材２の上方で露出した状態を示している。

図４Ｂ（ｇ）は、円筒体７がさらに上昇し、リード線３の自由部分３ｂの先端部３ａが、円筒体７から外側に出た状態を示している。

図４Ｂ（ｈ）は、円筒体７が筒部９内に完全に収容され、カバー部材２の挿入穴２ａに対するリード線３の挿入が完了した状態を示している。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内で様々な変形が可能である。

例えば、前記実施形態は線状部材としてのリード線３をカバー部材２の挿入穴２ａに案内挿入する場合を示したが、線状部材はリード線３に限られない。

本発明は、針金や細いコイルバネなど、可撓性を有する他の線状部材を任意の挿入穴に案内挿入する場合にも適用可能である。

また、前記実施形態は線状部材を保持する保持部材として螺旋体４を使用したが、当該螺旋体４に代えて、図５のような保持部材２０を使用してもよい。この保持部材２０は、水平な支持棒２０ａの先端に円弧部２０ｂを備えたもので、円弧部２０ｂの開口は開閉アーム２０ｃで開閉するようにしている。

この変形例では、リード線３の基端部３ｃに近い部分を円弧部２０ｂの内側に入れた後に開閉アーム２０ｃを閉じ、この状態で保持部材２０を図示しない移動手段によって挿入穴２ａに向かって上昇させる。これにより、リード線３の先端部３ａを挿入穴２ａの軸線を中心とした内径Ｄの範囲内に案内することができる。傾いたリード線３を図５の鎖線のように起こした後に、リード線３を挿入穴２ａに挿入することが可能になる。

１ 基板
２ カバー部材
２ａ 挿入穴
３ リード線
３ａ 先端部
３ｂ 自由部分
３ｃ 基端部
４ 螺旋体
４ａ 先端部
５ モータ
６ 第１アクチュエータ
７ 円筒体
８ 第２アクチュエータ
９ 筒部
２０ 保持部材
２０ａ 支持棒
２０ｂ 円弧部
２０ｃ 開閉アーム
Ａ 固定点

Claims (3)

1. 可撓性を有する線状部材の固定側である基端部と自由側である先端部との間の中間部を保持する保持部材と、前記保持部材を所定の方向に移動させる移動手段とを有し、前記保持部材を、前記線状部材の中間部を保持した状態で、前記移動手段によって、前記線状部材の先端部を挿入すべき挿入穴に向けて移動させることにより、前記線状部材の先端部を、前記挿入穴に案内して挿入するようにした、線状部材の案内挿入装置。
2. 前記保持部材が、前記挿入穴から、前記線状部材の基端部に向かって延びた螺旋体であって、当該螺旋体をその軸線回りに回転させることによって、前記線状部材の中間部を、前記螺旋体の先端から前記螺旋体の内側に取り込んで保持するようにした、請求項１の線状部材の案内挿入装置。
3. 前記螺旋体を、前記挿入穴から前記線状部材の基端部に向かって延びた円筒体に出没自在に収納し、前記螺旋体の回転によって、前記線状部材の先端部が、前記挿入穴の軸線の延長線上に来た状態で、前記円筒体を、前記線状部材の基端部に向かって移動させることにより、前記螺旋体と前記線状部材を当該円筒体の中に収容し、当該収容状態で前記円筒体を前記挿入穴の中に引き込むようにした、請求項２の線状部材の案内挿入装置。

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