JP2557449Y2 - プローブ交換機構を備えたインサーキットテスタ用ｘ−ｙユニット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は実装基板の良否の判定に
使用するインサーキットテスタ、特にそのＸ−Ｙユニッ
トに備えるプローブ可動用Ｚ軸ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、実装基板即ち多数の電気部品を半
田付けしたプリント基板はインサーキットテスタを用い
て、その基板の必要な検査ポイントに適宜プローブを接
触させ、それ等の各部品の電気的測定によって基板の良
否の判定を行っている。特に、被検査基板を載せる測定
台上にＸ−Ｙユニットを設置したものは、そのＸ軸方向
に可動するアームの上に、Ｙ軸方向に可動する支持部材
を備え、その部材でプローブをＺ軸方向に可動するＺ軸
ユニットを支持している。それ故、Ｘ−Ｙユニットを制
御すると、１本のプローブを基板の上方からＸ軸、Ｙ
軸、Ｚ軸方向にそれぞれ適宜移動して、予め設定された
各検査ポイントに順次接触できる。なお、アームのＸ軸
方向への往復動と支持部材のＹ軸方向への往復動にはそ
れぞれサーボモータを用い、Ｚ軸ユニットにおけるプロ
ーブのＺ軸方向への往復動にはエアシリンダやソレノイ
ド、ステッピングモータ等を採用している。

【０００３】図７はステッピングモータ１０を採用した
Ｚ軸ユニット１２を示す図である。図中、１４はステッ
ピングモータ１０の回転軸、１６は取付基板、１８はク
ランク、２０はコンロッド、２２はガイドレール２４と
ガイドブロック２６からなるスライドユニット、２８は
プローブ、３０はプローブ取付板である。このプローブ
取付板３０はガイドレール２４に沿ってＺ軸方向に移動
可能なガイドブロック２６に固定されており、コンロッ
ド２０の先端部と結合している。それ故、ステッピング
モータ１０の矢印で示す回転運動をクランク１８、コン
ロッド２０、スライドユニット２２等を介して、プロー
ブ２８に矢印で示す直線運動として伝えることができ
る。

【０００４】このようなＸ−Ｙユニットを用いてプロー
ブ２８を移動方式にすると、複数の固定プローブを立設
した専用の治具（ピンボード）を作る必要がなく、各種
の被検査基板の測定を行えるため好都合となる。なお、
プローブ２８は樹脂製の円筒状ホルダ３２に圧入して用
い、取付板３０に１本のねじ３４を用いて割り締めによ
り取り付けている。それ故、交換の際にはドライバにて
ねじを緩め、ホルダ３２と一緒に交換する。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、Ｘ−Ｙ
ユニットを用いると、ピンボードと比較して１本のプロ
ーブの使用回数が格段に多くなるため、プローブの先端
が損傷し易く、新しいものと時々交換しなければならな
い。又、通常の半田部を測定していて、スルーホール基
板、フレキシブル基板等を測定する場合にも、その都度
基板の種類に応じた先端形状を有するプローブに交換す
る必要がある。何故なら、通常用いるプローブは先が鋭
く突出しているため、スルーホール基板ではリード穴の
中に滑って嵌まり込み易く、フレキシブル基板ではその
基板に穴を開ける等の不都合が発生し易いからである。
これ等のプローブ交換時にはその都度ねじを緩めて、プ
ローブを取付板の所定箇所に差し込み、再度ねじを締め
付ける等の作業が必要となるため、その労力的、時間的
負担が大きく、検査を円滑に進めることができない。

【０００６】本考案はこのような従来の問題点に着目し
てなされたものであり、プローブの交換を速めて、検査
を円滑に進めることのできるインサーキットテスタ用Ｘ
−Ｙユニットを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本考案によるインサーキットテスタ用Ｘ−Ｙユニッ
ト４０ではＸ軸方向に可動するアーム４６に、Ｙ軸方向
に可動する支持部材５２を備え付け、その部材５２でプ
ローブ７４をＺ軸方向に可動するＺ軸ユニット５４を支
持する。そして、そのＺ軸ユニット５４に駆動源から回
転力を受けるロータリー板７２と、そのロータリー板７
２に装着した複数のプローブ７４とからなるプローブ交
換機構６０を設置する。

【０００８】そして、更にプローブ移動機構５８として
Ｚ軸方向に可動する物体６４の先端部にプローブ押出し
用のベアリング６６を設置し、各プローブ７４にそれ等
を後退方向に付勢するばね８４をそれぞれ備え付ける。

【０００９】

【作用】上記のように構成し、Ｚ軸ユニット５４にプロ
ーブ交換機構６０として、ロータリー板７２に複数のプ
ローブ７４を装着したものを設置すると、装着時にプロ
ーブ７４の種類を適宜選択できる。それ故、ロータリー
板７２に同種のプローブ７４ａ、７４ｃを装着し、或い
は先端形状の異なるプローブ７４ｂ、７４ｄを装着す
る。検査時に、使用中のプローブ７４ａが損傷した場
合、ロータリー板７２を回転させるだけで、他の同種の
プローブ７４ｃと速やかに交換できる。又、被検査基板
３８の種類を換える場合にも、ロータリー板７２を回転
させるだけで、他の異なるプローブ７４ｂ（７４ｄ）と
速やかに交換できる。

【００１０】更に、プローブ移動機構５８としてＺ軸方
向に可動する物体６４の先端にプローブ押出し用のベア
リング６６を設置すると、ベアリング６６はその外形が
円形であり、軸６８を中心に滑らかに回転するため、各
プローブ７４の受け箇所８２と円滑に当接する。それ
故、ベアリング６６の後退距離を短くしても妨げとなら
ず、プローブ７４の交換を速やかに行える。しかも、各
プローブ７４にそれ等を後退方向に付勢するばねをそれ
ぞれ備え付けておくと、ベアリング６６による押出し力
を除くだけで、プローブ７４をスプリング力によって速
やかに後退させることができる。

【００１１】

【実施例】以下、添付図面に基づいて、本考案の実施例
を説明する。図１は本考案を適用したインサーキットテ
スタ用Ｘ−Ｙユニットのプローブ交換機構を備えたＺ軸
ユニットを示す正面図、図２はその左側面図、図３は同
インサーキットテスタの被検査基板を設置する測定台上
の配置関係を示す平面図である。図３中、３６はインサ
ーキットテスタの測定台、３８はその中央に設置した被
検査基板、４０（４０ａ、４０ｂ）はその周辺部の対称
位置に設置した２組のＸ−Ｙユニットである。

【００１２】このＸ−Ｙユニット４０ａは測定台３６に
据え付けたＸ軸駆動用サーボモータ４２、そのモータ４
２により回転するボールねじ４４、そのボールねじ４４
の回転によりＸ軸方向に動くアーム４６、そのアーム４
６に据え付けたＹ軸駆動用サーボモータ４８、そのモー
タ４８により回転するボールねじ５０、そのボールねじ
５０の回転によりＹ軸方向に動く支持部材５２等からな
る。そして、支持部材５２には図１に示すようなＺ軸ユ
ニット５４を固定して用いる。

【００１３】Ｚ軸ユニット５４は支持部材５２に取り付
ける基板５６とプローブ移動機構５８とプローブ交換機
構６０とからなる。このプローブ移動機構５８は取付基
板５６の一方の縁寄り下面の一部に設置したエアシリン
ダ６２と、そのシリンダ６２のピストンロッド６４に設
置したベアリング６６とからなる。なお、ベアリング６
６の軸６８はピストンロッド６４の先端部で支持する。

【００１４】プローブ交換機構６０はエアシリンダ６２
と並べて取付基板５６の下面に設置したステッピングモ
ータ７０と、ロータリー円板７２と、そのロータリー円
板７２に装着した４本のプローブ７４（７４ａ、……７
４ｄ）とからなる。このステッピングモータ７０からロ
ータリー円板７２に回転力を伝達するため、その回転軸
７６の先端部をロータリー円板７２の中心穴７８に嵌合
して結合する。ロータリー円板７２には図４に示すよう
に縁近傍に、その縁に沿って等間隔に４本のプローブ７
４を配置する。但し、プローブ７４ａ、７４ｃには通常
の半田部の測定用に先端を鋭く突出させたものを用い、
プローブ７４ｂ、７４ｄにはそれぞれスルーホール基
板、フレキシブル基板の各測定に好適な先端形状のもの
を採用した。

【００１５】これ等のプローブ７４はいずれも図５に示
すようにロータリー円板７２のスライド軸受８０を設置
した穴に差し通して装着されおり、頭部にベアリング６
６を受ける箱８２を有し、圧縮コイルばね８４を備えて
いる。ベアリング受け箱８２はプローブ７４の頭部にね
じ止めされ、コイルばね８４はその箱８２とロータリー
円板７２の間に介在し、プローブ７４の外側に嵌まって
いる。このため、プローブ７４は矢印で示すＺ軸方向に
移動可能であり、ロータリー円板７２に対し着脱自在で
ある。なお、ベアリング受け箱８２の相対する側面８６
は開放しており、プローブ７４には抜け止め用の突起８
８がある。

【００１６】検査時には、被検査基板３８の上面から実
装した各部品が種々の高さに突出しているため、先ずエ
アシリンダ６２を作動してピストンロッド６４を後退さ
せる。すると、ベアリング６６もピストンロッド６４と
共に後退して上動する。このため、各プローブ７４には
それぞれ圧縮コイルばね８４により、後退方向（上方）
に付勢するスプリング力のみが作用する。それ故、全プ
ローブ７４を被検査基板３８の各部品に当てないよう
に、Ｚ軸方向の移動原点となる上死点まで上げておくこ
とができる。

【００１７】そこで、例えばプローブ７４ａを部品の所
定検査ポイントに接触させる場合には、Ｘ−Ｙユニット
４０ａのアーム４６と支持部材５２をＸ軸方向、Ｙ軸方
向にそれぞれ適宜移動し、検査ポイントの上方近傍の所
定位置に移す。その後、エアシリンダ６２を作動してピ
ストンロッド６４を突出すると、ベアリング６６で受け
箱８２の上面を押し下げ、コイルばね８４のスプリング
力に抗してプローブ７４ａを下方に突出させ、その先端
を検査ポイントに接触できる。

【００１８】検査中、プローブ７４ａが損傷して交換の
必要が発生した場合、エアシリンダ６２を作動してベア
リング６６を後退させ、全プローブ７４を上死点まで上
げた後、ステッピングモータ７０を作動してロータリー
円板７２を回転する。すると、同種のプローブ７４ｃを
エアシリンダ６２の下方の所定位置まで移動し、プロー
ブ７４ａと交換することができる。その際、ベアリング
６６はその外形が円形であり、軸６８を中心に滑らかに
回転するため、プローブ７４の受け箱８２の上面付近と
円滑に当接する。それ故、ベアリング６６の後退距離を
短くしても妨げとならず、プローブ７４の交換を速やか
に行える。

【００１９】又、被検査基板の種類を換える場合にも、
ロータリー円板７２を回転し、例えばプローブ７４ｄを
エアシリンダ６２の下方の所定位置まで移動し、プロー
ブ７４ａと交換する。このようにして、プローブ７４等
を経て各部品にそれぞれ測定電流を流し、或いは測定電
圧を印加して、抵抗値、静電容量値、インダクタンス値
等を測定すると、被検査基板３８の良否が正確に判定で
きる。

【００２０】図６は本考案を適用した他のインサーキッ
トテスタ用Ｘ−Ｙユニットのプローブ交換機構を備えた
Ｚ軸ユニットを示す図である。このＺ軸ユニット９０も
取付基板９２とプローブ移動機構９４とプローブ交換機
構９６とからなる。取付基板９２はＬ字状の折曲板にし
て、その垂直板９８にプローブ移動機構９４を設置し、
水平板１００にプローブ交換機構９６を設置する。

【００２１】このプローブ移動機構９６はクランク方式
によるものであり、従来のものとほぼ同一の機構を備え
ている。図中、１０２はステッピングモータ、１０４は
その回転軸、１０６はクランク、１０８はコンロッド、
１１０はガイドレール１１２とガイドブロック１１４か
らなるスライドユニットである。但し、ガイドブロック
１１４にはベアリング取付板１１６を固着し、その先端
部にプローブ押出し用のベアリング１１８を設置する。

【００２２】又、プローブ交換機構９６は上記実施例の
ものとほぼ同一の機構を備えている。図中、１２０はス
テッピングモータ、１２２はその回転軸、１２４はロー
タリー円板、１２６は４本のプローブである。又、プロ
ーブ１２６にはいずれにもベアリング受け箱１２８を設
置し、圧縮コイルばね１３０を備え付ける。因みに、中
央のプローブ１２６の後方にも１本のプローブ１２６が
存在する。このようにクランク方式によるプローブ移動
機構９４を用いても、プローブ交換機構９６に備えた各
プローブ１２６を同様にＺ軸方向に操作することができ
る。

【００２３】なお、上記実施例ではロータリー板を回転
する駆動源としてステッピングモータを用いたが、シリ
ンダのピストンロッドに固定したラックとロータリー板
の回転軸に備えたワイウェイクラッチ付きピニオンを用
いる等、ロータリー板を他の手段により回転させること
ができる。又、上記実施例ではロータリー円板に４本の
プローブを装着したが、その本数を３本にする等適宜変
更することができる。

【００２４】

【考案の効果】以上説明した本考案によれば、Ｚ軸ユニ
ットにプローブ交換機構として複数のプローブを装着し
たロータリー板を設置するため、プローブの種類を装着
時に選択しておくと、検査時に使用中のプローブが損傷
し或いは被検査基板の種類を換える場合にも、ロータリ
ー板を回転させるだけで、他のプローブと速やかに交換
し、検査を円滑に進めることができる。

【００２５】そして、更にプローブ移動機構としてＺ軸
方向に可動する物体の先端部にプローブ押出し用のベア
リングを設置し、各プローブにそれ等を後退方向に付勢
するばねをそれぞれ備え付けると、ベアリングは各プロ
ーブの受け箇所と円滑に当接できるため、ベアリングの
後退距離を短くしてもプローブ交換の妨げとならない。
又、ベアリングによる押出し力を除くだけで、プローブ
をスプリング力によって速やかに後退させることができ
る。従って、プローブの交換速度を速めて、検査を一層
円滑に進めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を適用したインサーキットテスタ用Ｘ−
Ｙユニットのプローブ交換機構を備えたＺ軸ユニットを
示す正面図である。

【図２】同Ｚ軸ユニットの左側面図である。

【図３】同インサーキットテスタの被検査基板を設置す
る測定台上の配置関係を示す平面図である。

【図４】同Ｚ軸ユニットのプローブ交換機構を構成する
４本のプローブを装着したロータリー円板を示す平面図
である。

【図５】同ロータリー円板に装着した１本のプローブを
示す正面図である。

【図６】本考案を適用した他のインサーキットテスタ用
Ｘ−Ｙユニットのプローブ交換機構を備えたＺ軸ユニッ
トを示す図である。

【図７】従来のインサーキットテスタ用Ｘ−Ｙユニット
のＺ軸ユニットを示す図である。

【符号の説明】

３８…被検査基板 ４０…Ｘ−Ｙユニット ５２…支持
部材 ５４、９０…Ｚ軸ユニット ５６、９２…取付基
板 ５８、９４…プローブ移動機構 ６０、９６…プロ
ーブ交換機構 ６２…エアシリンダ ６４…ピストンロ
ッド ６６、１１８…ベアリング ７０、１０２、１２
０…ステッピングモータ ７２、１２４…ロータリー円
板 ７４、１２６…プローブ ７６、１０４、１２２…
回転軸８０…スライド軸受 ８２、１２８…ベアリング
受け箱 ８４、１３０…コイルばね８８…抜け止め突起
１０６…クランク １０８…コンロッド １１０…ス
ライドユニット １１６…ベアリング取付板

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ軸方向に可動するアームに、Ｙ軸方向
   に可動する支持部材を備え付け、その部材でプローブを
   Ｚ軸方向に可動するＺ軸ユニットを支持してなるインサ
   ーキットテスタ用Ｘ−Ｙユニットにおいて、上記Ｚ軸ユ
   ニットに駆動源から回転力を受けるロータリー板と、そ
   のロータリー板に装着した複数のプローブとからなるプ
   ローブ交換機構を設置し、更にそれ等のプローブを移動
   するプローブ移動機構として、Ｚ軸方向に可動する物体
   の先端部にプローブ押出し用のベアリングを設置し、各
   プローブにそれ等を後退方向に付勢するばねをそれぞれ
   備え付けることを特徴とするプローブ交換機構を備えた
   インサーキットテスタ用Ｘ−Ｙユニット。