JP3341473B2 - 板材の折り曲げ応力測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被分割板材を予め設定
された分割ラインに沿って折り曲げて分割する際に、そ
の被分割板材に作用する応力を測定できるようにした板
材の折り曲げ応力測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、プリント配線基板を利用した回
路装置を複数個製造する場合には、従来より、分割用溝
によって区分された状態の複数の単位基板を備えた１枚
のプリント配線基板を用意すると共に、上記各単位基板
上に複数の回路装置を構成するための部品群を実装した
上で、前記分割用溝部分で折り曲げて分割することによ
って複数の回路装置を形成することが行われている。

【０００３】このような製造手段を採用する場合には、
プリント配線基板を分割するときの応力発生に伴い、単
位基板に大きな歪みが発生することが避けられない。従
って既に実装されている部品に対して、上記歪みが悪影
響を及ぼす事態を防止する必要がある。このため、一般
的には、任意に抜き取ったプリント配線基板の分割時に
作用する歪み応力を、歪みゲージなどを利用して直接的
に測定することが行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ような測定手段では、プリント配線基板を分割する際に
発生する歪み応力をリアルタイムで測定することが困難
であると共に、人手に頼らざるを得ないためその測定の
自動化が不可能になるという問題点があった。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、被分割板材を予め設定された分割ラ
インに沿って折り曲げて分割する際に、当該被分割板材
に作用する歪み応力を自動的且つリアルタイムにて測定
できるようになる板材の折り曲げ応力測定装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、被分割板材を予め設定された分割ラインに
沿って折り曲げることにより複数の単位基板に分割する
際の応力を測定するための板材の曲げ応力測定装置にお
いて、隣接する単位基板の一方を保持する第１のホルダ
及び他方を保持する第２のホルダを有し、上記第２のホ
ルダが被分割基板の折り曲げ方向へ回動可能に構成され
た折り曲げ治具と、前記第２のホルダを前記折り曲げ方
向へ回動させるための移動体と、この移動体に対して前
記第２のホルダ側から作用する応力を検出可能に設けら
れた圧力検出手段とを備えた構成としたものである（請
求項１）。

【０００７】この場合、前記第２のホルダに対し、前記
移動体の移動力を前記圧力検出手段を介して受ける応動
部材を連結すると共に、常時において前記応動部材を前
記圧力検出手段を介して前記移動体側に押し付ける付勢
手段を設ける構成とすることもできる（請求項２）。

【０００８】さらに、前記移動体を所定方向へ直線的に
移動可能に設けると共に、前記応動部材を、前記移動体
の直線方向の移動力を前記第２のホルダの折り曲げ方向
の回動力に変換する変換機構として構成とした上で、前
記圧力検出手段を、前記移動体側に固定されて圧力検出
部分が前記応動部材に対し当接した状態で設ける構成と
することもできる（請求項３）。

【０００９】

【作用及び発明の効果】請求項１記載の装置では、被分
割板材を複数の単位基板に分割する際には、隣接する単
位基板の一方を第１のホルダに保持させると共に他方を
第２のホルダに保持させ、この状態で、移動体を移動さ
せることにより上記第２のホルダを前記折り曲げ方向へ
回動させると、被分割板材が分割ラインに沿って折り曲
げられて分割されるようになる。このように第２のホル
ダが回動されたときには、移動体に対して第２のホルダ
側から応力が作用するようになり、圧力検出手段は、上
記応力を被分割板材の分割に要する分割荷重として検出
するようになる。

【００１０】この場合、圧力検出手段により検出される
分割荷重と、被分割基板の折り曲げによる分割時におい
て当該分割基板に作用する歪みとの間には相関関係があ
るから、圧力検出手段の検出出力は、被分割基板の折り
曲げによる分割時において当該分割基板に作用する歪み
応力に対応した値となる。従って、被分割板材を予め設
定された分割ラインに沿って折り曲げて分割する際に
は、圧力検出手段の出力をもって、被分割板材に作用す
る歪み応力を自動的且つリアルタイムにて測定できるよ
うになる。

【００１１】請求項２記載の装置では、前述のように、
隣接する単位基板を第１のホルダ及び第２のホルダに保
持した状態で、移動体を移動させると、その移動力が圧
力検出手段及び応動部材を介して第２のホルダに伝達さ
れるようになり、これに応じて第２のホルダが前記折り
曲げ方向へ回動される。このため、上記圧力検出手段に
対して、第２のホルダ側からの応力が作用するようにな
る。また、付勢手段は、常時において、上記応動部材を
前記圧力検出手段を介して前記移動体側に押し付けるよ
うになる。この結果、第２のホルダの回動に応じて移動
体に作用する応力が、間断なく圧力検出手段に伝えられ
ることになり、その圧力検出手段の出力に基づいた歪み
応力の測定結果が安定するようになる。

【００１２】請求項３記載の装置では、前述のように隣
接する単位基板を第１のホルダ及び第２のホルダに保持
した状態で、移動体を所定方向へ直線的に移動させる
と、その直線方向の移動力が、変換機構として構成され
た応動部材によって第２のホルダの前記折り曲げ方向の
回動力に変換されるようになり、これに応じて移動体に
対し第２のホルダ側から作用する応力が圧力検出手段に
より検出されるようになる。この場合、圧力検出手段
は、移動体側に固定され且つ圧力検出部分が前記応動部
材に対し当接した状態で設けられているから、当該圧力
検出手段に作用する応力は、常時において同方向（直線
方向）となる。この結果、歪み応力の測定結果がさらに
安定して、測定信頼性の大幅な向上を期待できるように
なる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図３において、被分割板材である矩
形状のプリント配線基板１は、表裏両面に直線状に刻設
されたＶ字状の分割用溝２（本発明でいう分割ラインに
相当）により区分された状態の例えば２枚の単位基板１
ａを備えた構成となっており、各単位基板１ａ上には、
コネクタ３及び他の電子部品群４（詳細は図示せず）が
表裏両面に実装されている。

【００１４】図１には、前記プリント配線基板１を分割
用溝２で分割し、且つその分割時において当該プリント
配線基板１に作用する応力を測定するための装置が示さ
れている。この図１において、プリント配線基板１は、
レール５上をグリッパ６により図中矢印Ａ方向へ搬送さ
れる構成となっており、その先端がストッパ７に当接す
る位置まで搬送された状態で、折り曲げ治具８にセット
されるようになっている。尚、上記ストッパ７は、例え
ば上下動可能に構成されたものであるが、その下降位置
は、プリント配線基板１の搬送先端が当接した状態にお
いて、当該プリント配線基板１の分割用溝２が折り曲げ
治具８の回動中心（後述するピン１１）と対応した位置
に存するように調節されるものである。

【００１５】前記折り曲げ治具８は、第１のホルダとし
ての固定ホルダ９と第２のホルダとしての可動ホルダ１
０とを、各ホルダ９及び１０の両側に突設された一対の
連結板９ａ、１０ａ及びピン１１を介して連結した構成
となっており、これにより可動ホルダ１０は、ピン１１
を支点に上方向及び本発明でいう折り曲げ方向に相当し
た下方向（図中矢印Ｂ方向）へ回動できるようになって
いる。

【００１６】具体的には、上記折り曲げ治具８は図２に
示すような構造となっている。即ち、図２において、固
定ホルダ９は、平板状のベース部９ｚの両側に一対の立
ち上がり部９ｂ、９ｂをプリント配線基板１の搬送方向
と平行した状態で有し、これら立ち上がり部９ｂの互い
の対向面（内側面）にプリント配線基板１の両縁部が入
り込む直線状の溝９ｃが形成されている。尚、斯かる固
定ホルダ９は、上記溝９ｃをプリント配線基板１の搬送
経路と一致させた状態で適宜部位に固定される。

【００１７】可動ホルダ１０は、固定ホルダ９と同様形
状のもので、ベース部１０ｚの両側に一対の立ち上がり
部１０ｂ、１０ｂを有すると共に、各立ち上がり部１０
ｂの互いの対向面に直線状の溝１０ｃを有する。また、
可動ホルダ１０には、その下面に斜め下方へ突出するア
ーム１０ｄが一体的に設けられている。

【００１８】図１に翻って、本発明でいう移動体に相当
したシャフト１２は、図示しないサーボモータ及び回転
運動−直線運動変換機構によって、軸方向である図中矢
印Ｃ方向及び反矢印Ｃ方向へ直線的に往復移動可能に設
けられている。このシャフト１２に固定されたセンサ台
１３は、互いに対向した立ち上がり片１３ａ、１３ｂを
備えており、一方の立ち上がり片１３ａには、シャフト
１２と平行し且つ他方の立ち上がり片１３ｂ方向へ指向
した状態のガイドバー１４が固定されている。また、上
記他方の立ち上がり片１３ｂには、ガイドバー１４と対
向するようにして圧力検出手段としてのロードセル１５
が固定されている。

【００１９】一方、可動ホルダ１０のアーム１０ｄの先
端部には、応動部材１６が回動可能に連結されている。
この応動部材１６は、シャフト１２の直線方向（矢印Ｃ
及び反矢印Ｃ方向）の移動力を可動ホルダ１０の上下方
向（矢印Ｂ及び反矢印Ｂ方向）の回動力に変換する変換
機構として構成されたもので、アーム１０ｄに対しピン
１７を介して回動可能に連結されたスライダ１６ａと、
このスライダ１６ａをスライド可能に保持する二股状の
スライダ受け１６ｂとを備えた構成となっている。

【００２０】この場合、スライダ受け１６ｂは、基部側
が前記ガイドバー１４に対してその軸方向（矢印Ｃ及び
反矢印Ｃ方向）へ往復移動可能に連結されており、前記
スライダ１６ａをスライド可能に保持するための二股部
分は、上記ガイドバー１４の軸方向に対して直交した状
態で設けられている。これにより、スライダ１６ａは、
シャフト１２の移動方向と直交した方向（矢印Ｄ及び反
矢印Ｄ方向）へスライドするようになっている。

【００２１】以上のような応動部材１６が設けられた結
果、シャフト１２が矢印Ｃ方向へ移動されたときには、
その移動力が応動部材１６を介して可動ホルダ１０に伝
えられて当該可動ホルダ１０が矢印Ｂ方向へ回動するよ
うになるが、このときにはスライダ１６ａが矢印Ｄ方向
へ移動して当該スライダ１６ａの移動軌跡が上記矢印Ｂ
方向となるように作用するものであり、これによりシャ
フト１２の直線方向の移動力が可動ホルダ１０の上下方
向の回動力に変換されるようになる。

【００２２】さて、前記ガイドバー１４の周囲には、付
勢手段としての圧縮コイルばね１８が巻装されており、
その圧縮コイルばね１８の伸長力が、センサ台１３の立
ち上がり片部１３ａ及び応動部材１６のスライダ受け１
６ｂ間に作用するように構成されている。このように構
成された結果、応動部材１６は、常時において圧縮コイ
ルばね１８のばね力によってロードセル１５側に押し付
けられるようになる。従って、ロードセル１５は、その
先端の圧力検出部分が応動部材１６に当接した状態を呈
するようになり、斯様なロードセル１５に対しては、常
時において、圧縮コイルばね１８のばね力から応動部材
１６及び可動ホルダ１０の自重による回動モーメント力
を差し引いた力が加わることになる。

【００２３】次に、上記構成の作用及び関連した効果に
ついて説明する。即ち、プリント配線基板１を分割用溝
２に沿って折り曲げて２枚の単位基板１ａに分割する場
合には、以下のような工程を順次実行する。

【００２４】まず、折り曲げ治具８の可動ホルダ１０を
固定ホルダ９と平行した位置（図１（ａ）に示す位置）
に保持した状態で、プリント配線基板１をグリッパ６に
より矢印Ａ方向へ搬送し、そのプリント配線基板１の搬
送先端がストッパ７に当接したときに搬送停止する。す
ると、プリント配線基板１の両縁部が、固定ホルダ９及
び可動ホルダ１０の溝９ｃ及び１０ｃに入り込んだセッ
ト状態を呈するようになるが、このようなセット状態で
は、当該プリント配線基板１の分割用溝２が、折り曲げ
治具８の回動中心であるピン１１と対応されるものであ
り、これにより、隣接する単位基板１ａの一方が固定ホ
ルダ９に保持されると共に、他方が可動ホルダ１０に保
持された状態となる。

【００２５】次いで、グリッパ６及びストッパ７を退避
させた後に、シャフト１２を矢印Ｃ方向へ移動させる。
すると、そのシャフト１２の直線方向の移動力が、応動
部材１６によって可動ホルダ１０の矢印Ｂ方向の回動力
に変換されて、図１（ｂ）に示すように、可動ホルダ１
０が下方へ回動されるようになり、これに応じてプリン
ト配線基板１が分割用溝２部分で折り曲げられて、２個
の単位基板１ａに分割される。

【００２６】このような分割時には、ロードセル１５に
対して第２のホルダ１０側からの応力が応動部材１６を
介して作用するようになり、当該ロードセル１５は、上
記応力をプリント配線基板１の分割に要する分割荷重と
して検出するようになる。この場合、上記のような分割
荷重とプリント配線基板１に作用する歪み応力との間に
は、図４に示すような一定の相関関係があることが判明
しているから、ロードセル１５による検出する分割荷重
に基づいて、プリント配線基板１の折り曲げによる分割
時において当該プリント配線基板１に作用する歪み応力
を自動的且つリアルタイムにて測定できるようになる。

【００２７】また、常時において、上記応動部材１６
は、圧縮コイルばね１８によってロードセル１５に押し
付けられているから、可動ホルダ１０の回動に応じて応
動部材側からシャフト１２側に作用する応力が、間断な
くロードセル１５に伝えられることになり、そのロード
セル１５の検出出力に基づいた歪み応力の測定結果が安
定するようになる。しかも、ロードセル１５は、直線的
に移動するシャフト１２側のセンサ台１３に固定され且
つ圧力検出部分が応動部材１６に対し当接した状態で設
けられているから、当該ロードセル１５に作用する応力
は、常時において同じ方向（直線方向）となる。この結
果、上記のような歪み応力の測定結果がさらに安定し
て、測定信頼性の大幅な向上を期待できるようになる。

【００２８】尚、上記のように測定した歪み応力が予め
設定された規格値を越えた場合には、その後のプリント
配線基板１の分割工程を中止し、例えば分割用溝２の深
さ（プリント配線基板１の残厚に相当）を見直すなどの
対策を実行する。また、測定した歪み応力が規格値以下
の値を示す正常時には、シャフト１２を反矢印Ｃ方向へ
移動させて可動ホルダ１０を図１（ａ）の状態に戻し、
グリッパ６により分割後の単位基板１ａを搬送し、この
後に次のプリント配線基板１の分割工程を上述同様に行
う。

【００２９】尚、本発明は上記した実施例に限定される
ものではなく、次のような変形または拡張が可能であ
る。圧力検出手段としてロードセル１５を利用する構成
としたが、磁歪式力センサ、圧電センサなどのような他
の圧力センサを利用しても良く、また、応動部材１６側
からシャフト１２に作用する応力と、シャフト１２駆動
用のサーボモータに流れる負荷電流との間には相関関係
があるから、その負荷電流を検出する手段を圧力検出手
段として利用する構成としても良い。上記ロードセル１
５をシャフト１２側に設ける構成としたが、応動部材１
６側に設ける構成も可能である。

【００３０】付勢手段として圧縮コイルばね１８を利用
したが、他の形式のばねを用いても良いことは勿論であ
り、また、応動部材１６に作用する重力そのものを付勢
手段として利用する構成も可能である。分割ラインとし
て分割用溝２を例に挙げたが、ミシン目状の多数の穴に
より分割ラインを形成する構成としても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す側面図

【図２】折り曲げ治具の斜視図

【図３】プリント配線基板の平面図

【図４】分割荷重と歪み応力との関係を示す特性図

【符号の説明】

１はプリント配線基板、１ａは単位基板、２は分割用溝
（分割ライン）、８は折り曲げ治具、９は固定ホルダ
（第１のホルダ）、１０は可動ホルダ（第２のホル
ダ）、１２はシャフト（移動体）、１５はロードセル
（圧力検出手段）、１６は応動部材、１８は圧縮コイル
ばね（付勢手段）を示す。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 3/20 B26F 3/00 B28D 5/00 H05K 3/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被分割板材を予め設定された分割ライン
   に沿って折り曲げることにより複数の単位基板に分割す
   る際の応力を測定するための装置において、 隣接する単位基板の一方を保持する第１のホルダ及び他
   方を保持する第２のホルダを有し、上記第２のホルダが
   被分割基板の折り曲げ方向へ回動可能に構成された折り
   曲げ治具と、 前記第２のホルダを前記折り曲げ方向へ回動させるため
   の移動体と、 この移動体に対して前記第２のホルダ側から作用する応
   力を検出可能に設けられた圧力検出手段とを備えたこと
   を特徴とする板材の折り曲げ応力測定装置。
2. 【請求項２】 前記第２のホルダに対し、前記移動体の
   移動力を前記圧力検出手段を介して受ける応動部材を連
   結すると共に、常時において前記応動部材を前記圧力検
   出手段を介して前記移動体側に押し付ける付勢手段を設
   けたことを特徴とする請求項１記載の板材の折り曲げ応
   力測定装置。
3. 【請求項３】 前記移動体は所定方向へ直線的に移動可
   能に設けられると共に、前記応動部材は前記移動体の直
   線方向の移動力を前記第２のホルダの折り曲げ方向の回
   動力に変換する変換機構として構成とされ、 前記圧力検出手段は、前記移動体側に固定されて圧力検
   出部分が前記応動部材に対し当接した状態で設けられて
   いることを特徴とする請求項２記載の板材の折り曲げ応
   力測定装置。