JP3736301B2 - 回路基板への電子部品組付け装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のリード端子を有する電子部品を回路基板へ組付ける回路基板への電子部品組付け装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に各種電子機器に用いられる回路構成として、回路基板へ電子部品を組付けて回路を構成しており、複数のリード端子を有する電子部品の回路基板への組付けは、予め回路基板のリード端子挿入部に挿入可能に整列した電子部品の複数のリード端子を、回路基板のリード端子挿入部に挿入して組付けることを機械を用いて自動化している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図２の電子回路部品２０に示した電子部品１０のリード端子は、半田付け等をするためにある程度の長さを必要とする。また、高集積化を狙いとしてリード端子の配列間隔は狭くなっているとともに、少しの外力であっても変形しやすい細い形状である。
【０００４】
このため、電子部品１０の回路基板１３への組付け時等にリード端子の成形寸法やリード端子の取付位置ばらつき等によりリード端子の先端位置が本来の位置からずれてしまうことがあった。そして、リード端子の先端が本来の位置からずれたまま電子部品を自動組付け機械で組付けようとしても、リード端子が回路基板のリード端子挿入部に挿入されないという問題があった。さらに、リード端子がリード端子挿入部に挿入されないまま電子部品を回路基板に押し込んだ場合、リード端子が座屈するなどの問題もあった。このような問題が生じるため、自動組付け機械での不良を避けることができなかった。
【０００５】
とりわけ、図２に示すように、回路基板１３に既に他の電子部品が実装されていて、限られたスペースに複数のリード端子を有する電子部品１０を組付ける場合においては、複数のリード端子を変形させないように組付け治具を操作し、正確に回路基板１０のリード端子挿入部まで移動させて自動組付けするのが難しかった。
【０００６】
本発明の目的は、上記点に鑑み、複数のリード端子を持つ電子部品の全リード端子を、正確に回路基板のリード端子挿入部に自動組付けする回路基板への電子部品組付け装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の請求項１記載の回路基板への電子部品組付け装置によると、回路基板を保持する基板保持部と、電子部品を保持するとともに回路基板に対向する方向に移動可能な電子部品保持部と、複数のリード端子が挿入され、複数のリード端子の先端を所定の位置に案内する貫通孔を持つ案内プレートを、複数のリード端子に予備装着するとともに、案内プレートを保持して回路基板に対向する方向に移動可能なプレート保持部と、案内プレートと回路基板とを位置決めする位置決め手段とを備えた。
【００１２】
そして、上述した電子部品組付け装置を用いて、複数のリード端子を持つ電子部品を回路基板へ組付けるときは、電子部品保持部およびプレート保持部を作動させ、案内プレートの貫通孔より突き出る複数のリード端子の長さが短くなるように、案内プレートと電子部品との位置関係を調整し、位置関係を維持した状態で、案内プレートと回路基板とを位置決めする位置決め手段を用いて、複数のリード端子を回路基板のリード端子挿入部に挿入させるように構成した。
【００１３】
これにより、リード端子の先端位置が本来の位置からずれていても、案内プレートの貫通孔より突き出る複数のリード端子の長さが短くなるように、電子部品保持部およびプレート保持部を作動させ、案内プレートと電子部品との位置関係を調整することによって、複数のリード端子の先端を所定の位置に案内する貫通孔を持つ案内プレートが、回路基板のリード端子挿入部に挿入可能な位置に複数のリード端子先端を位置矯正することができる。
【００１４】
そして、位置矯正された複数のリード端子を持つ電子部品と回路基板のリード端子挿入部とが位置決め手段により位置決めされ、正確に複数のリード端子をリード端子挿入部に挿入して、複数のリード端子を持つ電子部品を回路基板に組付けることができる回路基板への電子部品組付け装置を提供できる。
【００１５】
さらに、本発明の請求項１記載の回路基板への電子部品組付け装置によると、プレート保持部と連動するとともに、案内プレートを複数のリード端子の先端側に向けて押圧する押し下げ機構部を備えた。
【００１６】
例えば、リード端子を横一列に多く備えた電子部品の場合、案内プレートは長尺となる。この長尺な案内プレートを保持したプレート保持部が複数のリード端子の先端側へ移動する場合、貫通孔とリード端子の接触抵抗により案内プレートが湾曲されて、場合によっては案内プレート全体が平行してスムースに複数のリード端子の先端側に移動せず、全リード端子先端を位置矯正できなくなる可能性がある。
【００１７】
上記した事態を防ぐため、プレート保持部と連動する押し下げ機構部が、案内プレートを複数のリード端子の先端側に向けて押圧して、スムースに複数のリード端子の先端側へ移動させることができる回路基板への電子部品組付け装置を提供できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態である回路基板への電子部品組付け方法およびその装置を図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
本発明は、例えば回路基板に既に他の電子部品が組付けられていて、限られたスペースに複数のリード端子を有する電子部品を組付ける場合においても好適であり、限られたスペースに対して、複数のリード端子を持つ電子部品の全リード端子を、正確に回路基板のリード端子挿入部に自動組付けする回路基板への電子部品組付け方法およびその装置に関するものである。
【００２０】
図２は、本発明の電子部品組付け装置を用いて電子部品を回路基板へ組付けた状態を示す電子回路部品の斜視図である。図２に示すように、回路基板１３に既に他の電子部品が実装されており、その後限られたスペースであっても複数のリード端子を有する電子部品１０を正確に自動組付けすることが可能となる電子部品組付け装置を図１に示す。
【００２１】
図１は、本発明の回路基板への電子部品組付け装置を示す全体構成図である。
【００２２】
図１に示すように、電子部品組付け装置１の構成は、回路基板１３を所定位置に保持する部分と、電子部品１０および電子部品１０の複数のリード端子１１の位置矯正をする案内プレート１２を併せて回路基板１３に組付ける部分とにより構成される。
【００２３】
回路基板１３を所定位置に保持する部分は、回路基板１３を掴んで所定位置に保持する基板保持部３と、図４に示した回路基板１３の位置決め孔部１３ｂを支持台６に設けた位置決めピン８に挿嵌してなる位置決め手段と、電子部品１０組付け時の回路基板１３の湾曲を防ぐ目的で支持台６上、かつ回路基板１３の略中央位置に配設される基板支持部９とにより構成される。
【００２４】
電子部品１０および電子部品１０の複数のリード端子１１の位置矯正をする案内プレート１２を併せて回路基板１３に組付ける部分は、電子部品１０を両側から挟み込んで保持するとともに回路基板１３に対向する方向（図１中の上下方向）に往復動可能な電子部品保持部５と、案内プレート１２をリード端子１１に装着可能に案内プレート１２を両側から挟み込んで保持するとともに回路基板１３に対向する方向に往復動可能なプレート保持部４と、図６に示した案内プレート１２の位置決め孔部１２ｂを支持台６に設けた位置決めピン８に挿嵌してなる位置決め手段と、プレート保持部４と連動するとともに、案内プレート１２をリード端子１１の先端側に向けて押圧する往復動可能な押し下げ機構部である押し下げロッド７とにより構成される。前述した電子部品保持部５、プレート保持部４および押し下げ機構部７は、駆動ユニット２により支持されて駆動される。
【００２５】
なお、本実施形態では、押し下げ機構部として押し下げロッド７を２本使用したが、案内プレート１２の長さ、たわみやすさ等、および押し下げ機構部の案内プレート１２との接触形態により、押し下げ機構部の形状およびその数は種々選択される。
【００２６】
ここで、本発明の電子部品組付け装置１を用いて回路基板１３へ組付ける電子部品１０と、リード端子１１の位置矯正をする案内プレート１２の詳細を、図３から図６を用いて説明する。図３は、本発明の電子部品組付け装置１を用いて電子部品１０を回路基板１３へ組付けた状態を示す回路基板１３の側面図である。図４は、図３中Ａ部の部分拡大図である。図５は、本発明の電子部品組付け装置１を用いて組付ける電子部品１０に案内プレート１２を予備装着した状態を示す詳細図である。図６は、案内プレート１２を示す正面図である。
【００２７】
図３、図４および図５に示すように、回路基板１３へ電子部品１０を高集積に組付けて電子回路部品２０の小型化を可能とするため、例えば電子部品１０のようにリード端子１１は電子部品１０の回路基板１３直下方向に設けている。また、リード端子１１は半田付け等をするためにある程度の長さを必要とし、高集積化を狙いとしてリード端子１１の配列間隔は狭くなっているとともに、少しの外力であっても変形しやすい細い形状である。このようなリード端子１１においては、電子部品１０の回路基板１３への組付け時等にリード端子に外力が加わったりリード端子の成形寸法やリード端子の取付位置ばらつきによってリード端子の先端位置が本来の位置からずれてしまうことがあった。
【００２８】
そこで、この少しの外力で変形しやすい細い形状のリード端子１１を複数持つ電子部品１０を、本発明の電子部品組付け装置１を用いて回路基板１３の限られたスペースへ自動組付けするため、リード端子１１の先端位置を矯正する案内プレート１２を設けた。
【００２９】
この案内プレート１２を設けることで、回路基板１３のリード端子挿入部１３ａと電子部品１０のリード端子１１との位置公差の精度を向上させ、複数のリード端子１１を持つ電子部品１０の全リード端子１１を、正確に回路基板１３のリード端子挿入部１３ａに案内する。案内プレート１２によるこの案内工程は、電子部品組付け装置１による組付け工程説明の箇所で後述する。
【００３０】
図６に示す案内プレート１２には、リード端子１１先端を回路基板１３のリード端子挿入部１３ａへ正確に案内可能な位置公差と、リード端子１１の数に対応した貫通孔１２ａを設けた。
【００３１】
また案内プレート１２には、位置決め孔部１２ｂを設ける。この位置決め孔部１２ｂは 、位置決め孔部１２ｂと図２で示す回路基板１３の位置決め孔部１３ｂを、電子部品組付け装置１の位置決めピン８に挿嵌することで両者を位置決めし、リード端子１１をリード端子挿入部１３ａに挿入可能となるよう構成している。
【００３２】
次に、図７を用いて本発明の一実施形態である電子部品組付け装置１による電子部品１０の回路基板１３への組付け工程を説明する。図７は、本発明の電子部品組付け装置を用いて電子部品１０を回路基板１３へ組付ける工程を示す工程説明図である。
【００３３】
図７（ａ）は、基板保持部３により回路基板１３を保持したのち、回路基板１３の位置決め孔部１３ｂを支持台６上の位置決めピン８に挿嵌した状態を示す。この時、基板支持部９は回路基板１３が略平坦状態となるように回路基板１３を支持している。
【００３４】
次に、図７（ｂ）の工程を説明する。先ず、電子部品保持部５により電子部品１０を保持したのち、プレート保持部４により案内プレート１２を保持し、次いで電子部品１０の複数のリード端子１１を案内プレート１２に設けた貫通孔１２ａに挿入させるため、図示しないリード端子矯正装置を用いて、リード端子１１の成形方法やリード端子１１の取付位置のばらつき等により、リード端子１１の先端位置が本来の位置からずれているのを矯正する。このリード端子１１の先端位置を矯正する工程時は、周囲に作業空間があるので、図示しないリード端子矯正装置の作業スペースが確保できる。
【００３５】
次いで、電子部品保持部５とプレート保持部４とが近接するように図７（ｂ）の下側方向に電子部品保持部５を移動させて、案内プレート１２をリード端子１１に予備装着する。この時、案内プレート１２は、リード端子１１に深く挿入され、案内プレート１２が電子部品１０側に安定して装着される。
【００３６】
ここで、両者を近接させる方法として、プレート保持部４側を図７（ｂ）の上側方向に移動させるようにしてもよい。
【００３７】
そして、前述した案内プレート１２をリード端子１１に予備装着した位置関係を維持した状態のままで、案内プレート１２の位置決め孔部１２ｂを支持台６に設けた位置決めピン８に挿嵌するように、電子部品保持部５とプレート保持部４とを連動して回路基板１３と対向する方向に移動させる。
【００３８】
なお、図７（ｂ）の工程時点では、電子部品１０の全リード端子１１を外力により変形させることが殆どないため、案内プレート１２の貫通孔１２ａに対する全リード端子１１の挿入は、確実に行える。
【００３９】
次に、図７（ｃ）の工程を説明する。この工程では、図７（ｂ）の状態から案内プレート１２を移動させて、案内プレート１２の貫通孔１２ａより下側方に突き出される各リード端子１１の長さが、回路基板１３の厚み程度の短さとなるように、電子部品１０と案内プレート１２の位置関係を調整している。図７（ｃ）は調整したあとの状態を示す。
【００４０】
案内プレート１２をリード端子１１の先端側へ移動させるには、電子部品保持部５を図７（ｃ）の上側方向に移動させればよい。あるいは、プレート保持部４と押し下げロッド７とを連動してリード端子１１の先端側へ押し下げてもよい。この押し下げロッド７は、案内プレート１２の略中央部上面に接しており、案内プレート全体が平行してスムースにリード端子１１の先端側に移動することが可能となる。
【００４１】
このように案内プレート１２をリード端子１１の先端側へ移動させることにより、リード端子１１の先端位置が本来の位置からずれていても、案内プレート１２の貫通孔１２ａがリード端子１１の先端を所定の位置に案内しリード端子挿入部１３ａに挿入可能な位置にリード端子１１先端を位置矯正する。
【００４２】
また、案内プレート１２の貫通孔１２ａより下側方に突き出される各リード端子１１の長さは、回路基板１３の厚み程度の短さであるので、リード端子挿入部１３ａへの挿入時に各リード端子１１の先端が変形されにくくしている。
【００４３】
次に、図７（ｄ）の工程を説明する。図７（ｃ）の案内プレート１２をリード端子１１の先端側へ移動させた状態を維持して、位置決めピン８により案内プレート１２の位置決め孔部１２ｂと回路基板１３の位置決め孔部１３ｂは位置決めされて電子部品保持部５とプレート保持部４とを連動して回路基板１３方向に移動させ、リード端子１１の先端をリード端子挿入部１３ａに挿入する。そして、リード端子１１の先端がリード端子挿入部１３ａに挿入したあとは、電子部品保持部５のみを更に回路基板１３側に移動させてリード端子１１先端を半田付け可能な位置まで挿入する。
【００４４】
そして、回路基板１３下側方にはリード端子検出部１４を備えて、正確に全リード端子１１先端が回路基板１３のリード端子挿入部１３ａに自動組付けされたかを検査可能としている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回路基板への電子部品組付け装置を示す全体構成図である。
【図２】本発明の電子部品組付け装置を用いて電子部品を回路基板へ組付けた状態を示す電子回路部品の斜視図である。
【図３】本発明の電子部品組付け装置を用いて電子部品を回路基板へ組付けた状態を示す回路基板の側面図である。
【図４】図３中Ａ部の部分拡大図である。
【図５】本発明の電子部品組付け装置を用いて組付ける電子部品１０に案内プレート１２を予備装着した状態を示す詳細図である。
（ａ）正面断面図である。
（ｂ）図５（ａ）の側面図である。
【図６】案内プレートを示す正面図である。
【図７】本発明の電子部品組付け装置を用いて電子部品を回路基板へ組付ける工程を示す工程説明図である。
【符号の説明】
１ 電子部品組付け装置
３ 基板保持部
４ プレート保持部
５ 電子部品保持部
７ 押し下げロッド（押し下げ機構部）
８ 位置決めピン（位置決め手段）
１０ 電子部品
１１ リード端子
１２ 案内プレート
１２ａ 貫通孔
１２ｂ 位置決め孔部（位置決め手段）
１３ 回路基板
１３ａ リード端子挿入部
１３ｂ 位置決め孔部（位置決め手段）

Claims (1)

1. 複数のリード端子を持つ電子部品を回路基板へ組付ける装置であって、
   前記回路基板を保持する基板保持部と、
   前記電子部品を保持するとともに前記回路基板に対向する方向に移動可能な電子部品保持部と、
   前記複数のリード端子が挿入され、前記複数のリード端子の先端を所定の位置に案内する貫通孔を持つ案内プレートを、前記複数のリード端子に予備装着するとともに、前記案内プレートを保持して前記回路基板に対向する方向に移動可能なプレート保持部と、
   前記案内プレートと前記回路基板とを位置決めする位置決め手段とを備え、
   前記電子部品を前記回路基板に組付けるときは、前記電子部品保持部および前記プレート保持部を作動させ、前記案内プレートの前記貫通孔より突き出る前記複数のリード端子の長さが短くなるように、前記案内プレートと前記電子部品との位置関係を調整し、前記位置関係を維持した状態で、前記複数のリード端子を前記回路基板のリード端子挿入部に挿入させるように構成し、
   さらに、前記プレート保持部と連動するとともに、前記案内プレートを前記複数のリード端子の先端側に向けて押圧する押し下げ機構部を備えたことを特徴とする回路基板への電子部品組付け装置。

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