JP4093004B2

JP4093004B2 - コネクタの挿入装置及び方法

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Publication number: JP4093004B2
Application number: JP2002283688A
Authority: JP
Inventors: 充星野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: JP2004119285A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検査装置等へのコネクタの挿入方法及び装置に係り、より特別には電子回路等の製品の特性検査を行う際に、検査コネクタに製品コネクタを挿入するコネクタの挿入方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気及び電子機器の入出力端子部分としてコネクタが必ず具備される。近年、種々の電気・電子機器が大量に生産されており、それらと共に使用されるコネクタも大量に生産されている。コネクタは数多くの端子を有しており、大量生産に伴いコネクタに関する不具合の発生も数多く見られる。またコネクタの不具合は、電子機器の故障に直結する。コネクタに関する不具合の原因として、はんだ付け不良、端子部の製作不良、組み立て作業不良等の種々の原因が考えられる。従って、電子機器等においてコネクタの検査は、必ず実施されると共に、電子機器の検査において重要な工程である。
【０００３】
一方、電子機器、付属品等自体に関しても、大量生産、低価格、安全性、環境問題等の種々の要因から、材料、構造等のその設計に関して常に改善され、変更されている。従って、コネクタも常にその設計が変更され、その検査方法もコネクタの設計変更に対応することが必要である。
【０００４】
従来のコネクタは基板にはんだ付けされており、さらにその基板はアルミダイキャスト製のケースに位置決めされてねじ止めされている。このような製品における検査は、設備コネクタを製品コネクタに挿入して行われる。従来このような製品の検査においては、製品のケース外周を位置決めすると同時に、挿入面に面取りを設けた設備（検査）コネクタをフローティング可能に保持し、設備コネクタの面取りを利用して挿入していた。しかし、近年製品のコストダウンのため、基板のケースが樹脂製になり、ケースに対して、製品コネクタの位置が決まらない製品が登場してきた。このような製品においては、従来のようにケースを正確に位置決めしても製品コネクタは位置決めされず設備コネクタに挿入できない結合ミスが発生するという問題があった。
【０００５】
図３を参照して、従来のコネクタの検査装置の設備（検査）コネクタへの製品コネクタの挿入方法の実施例について説明する。一般的に製品コネクタは、機器のケースに取り付けられた後に、製品コネクタの取り付けられた機器を位置決めプレート（保持装置）によりしっかり保持して位置決め固定し、それに検査装置の設備（検査）コネクタを装着して、種々の性能検査が実施される。この際、設備コネクタは、可動な保持具により保持されて、製品コネクタの位置に合わせて精確に位置決めされ、製品コネクタに嵌合するように動かされる。この場合、上記のごとく、製品コネクタが精確に位置決めされることが基本的に必要である。
【０００６】
図４に、近年使用されているコネクタの例を示しており、図４（Ａ）にその正面図、図４（Ｂ）にその側断面図を示す。図４（Ｂ）を見ると、このコネクタデバイスは、プリント基板に製品コネクタが取り付けられており、製品コネクタとプリント基板が組み合わされたものを、製品カバーで囲む形態になっている。製品カバー及びコネクタカバーは、図３に示す金属製のケースとは異なり、比較的柔軟性のある樹脂製である。また、プリント基板は、製品カバーに固定されるのではなく、図４（Ａ）に示すように製品カバー部との間にガタ（間隔）のある状態で設置されている。この様な場合には、図３に示す従来のコネクタ挿入装置による挿入方法では、製品コネクタは精確に位置決めされることは困難であるので、設備（検査）コネクタに対して製品コネクタを位置決めすることも困難であり、挿入結合の不具合を生じる可能性がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の一般的なコネクタの挿入方法においては上述したように、機器のケースが樹脂製であるような場合において、ケース及びそのコネクタを精確に位置決めすることが困難な場合が出てきた。この様な場合従来の方法では限界があり、新規なコネクタの挿入方法の開発が必要であった。本発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、コネクタデバイスにおいて、コネクタカバーに対し位置決め固定されていない端子であっても確率よく挿入でき、かつ、挿入ミスを確実に検出しコネクタを破損することのないコネクタの挿入方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明のこれとは別の目的は、低コストのコネクタ挿入装置及びコネクタの挿入方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の形態では上述した目的を達成するために、被検査物である製品コネクタを検査する検査装置に製品コネクタの挿入結合を行うコネクタの挿入方法が、提供される。該コネクタの挿入方法において使用される検査装置に前記製品コネクタを挿入結合するコネクタ挿入装置は、該コネクタ挿入装置の基礎構造を形成していて該コネクタ挿入装置を基礎に固定させる台部と、前記製品コネクタを最初に保持すると共に、前記製品コネクタを移動可能な搬送具と、前記搬送具により位置決めされた前記製品コネクタを、押圧しながら移動して前記検査装置の設備コネクタに挿入するための押圧部と、前記押圧部を支持するバネと、前記バネを支持する本体と、前記本体を前記台部に対して移動可能に連結する可動部と、前記台部に固定されていて、前記可動部と前記本体と前記ばねを介して前記押圧部を移動させると共に押圧力を発揮させる、駆動部と、更に前記製品コネクタが前記設備コネクタに正常に挿入されたことを確認可能なセンサとを具備する。該コネクタの挿入方法は、製品コネクタのコネクタカバーを搬送具で移動可能に保持する手順と、製品コネクタを計測位置に移動し、製品コネクタのコネクタカバーの一つの角の位置の計測値を計測器で計測する手順と、製品コネクタのコネクタカバーを検査装置に対する挿入位置に移動し、一方計測値に基づいてコネクタカバーの停止位置および回転角度を補正して製品コネクタを位置決めする手順と、製品コネクタを押圧部で押すと同時に搬送具の保持を開放し、製品コネクタのコネクタの先端が検査装置の設備コネクタのガイド部に挿入されたときに、製品コネクタの挿入を一旦停止する手順と、センサで製品コネクタが設備コネクタに正常にガイドされたことを確認する手順と、最終端まで製品コネクタを設備コネクタに挿入し、正常に挿入されたことをセンサで確認する手順とを具備する。
【００１０】
この様に構成することにより、被検査物である製品コネクタを検査装置の設備コネクタに対して、製品コネクタがそれ自体のコネクタカバーに対して位置決め固定されていない端子を備えていても、確率良く挿入でき、且つ挿入ミスを確実に検出し製品コネクタ及び／又は設備コネクタを破損することのない低コストなコネクタの挿入方法を提供する。
【００１１】
本発明の請求項２の形態のコネクタ挿入装置では、上記請求項１の形態において、前記センサは前記バネの変位を計測して、前記製品コネクタが前記設備コネクタに正常に挿入されたことを確認することを特徴とする。
本形態によれば、製品コネクタの前記設備コネクタへの正常な挿入の確認方法がより具体化される。
【００１２】
本発明の請求項３の形態では、上記請求項１又は２のいずれかの形態において、前記駆動部は、サーボモータと、ボールネジとを具備することを特徴とする。
本形態によれば、駆動部がより具体化される。
【００１３】
本発明の請求項４の形態では、上記請求項１から３の形態のいずれか一項において、前記搬送具はロボットハンドを具備することを特徴とする。
本形態によれば、搬送具がより具体化される。
【００１６】
本発明の請求項５の形態のコネクタの挿入方法では、上記請求項１から４のいずれか一項の形態において、前記押圧部を元の位置に移動する手順と、前記製品コネクタを取り外す手順とを更に具備することを特徴とする。
本形態によれば、製品コネクタを検査装置の設備コネクタから取り外す手順がより具体化される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一つの実施の形態の装置及び方法を詳細に説明する。図１は、本発明に係るコネクタ挿入装置の一つの実施の形態を図解的に示しており、図２は、図１のコネクタ挿入装置によるコネクタの挿入方法の工程を図解的に示す。
【００１８】
図１を参照すると、本発明のコネクタの挿入方法を実施可能なコネクタ挿入装置１の一つの実施の形態が示されており、該コネクタ挿入装置１を含むコネクタ検査装置３０は、検査コネクタ部２０と、製品コネクタ３を計測するための計測器（視覚装置）１１とを更に具備する。本実施の形態においては、コネクタ挿入装置１は、製品コネクタ３を取り扱うためのロボットハンド４を具備する。
検査コネクタ部２０は、検査（設備）コネクタ２と、検査コネクタ２を保持するコネクタ段取りボックス１３とを具備しており、検査コネクタ部２０は、種々のコネクタの検査を実施する検査部（図示されない）に接続する。
【００１９】
コネクタ挿入装置１は、製品コネクタ３を検査コネクタ２に挿入させるが、そのために、ロボットハンド４により搬入された製品コネクタ３を検査コネクタ部２０に対して移動又は押圧する押圧部５と、押圧部５を支持するバネ６と、コネクタ挿入装置１の主要な構造を形成していてバネ６を支持する挿入装置本体８と、コネクタ挿入装置１の全体を支えると共に床等の基礎に設置される台部１４と、挿入装置本体８更には押圧部５を台部１４に沿って移動させる駆動部９と、台部１４と挿入装置本体８とを連結していて台部１４に移動可能に係合する可動部７と、バネ６の変位を計測するセンサ１０とを具備する。
本実施の形態においては、駆動部９はサーボモータ１６及びボールネジ１５を具備しており、可動部７を直線運動させて、更に押圧部５を上下両方向に精度良く直線運動させると共に位置決めすることが可能である。駆動部９はサーボモータ１６とボールネジ１５の組み合わせ以外の、直線運動が可能な既知の駆動機構であっても良い。
本実施の形態において、コネクタ挿入装置１は上下方向に直線運動するが、検査コネクタ部２０とコネクタ挿入装置１が水平方向に整列されて、コネクタ挿入装置１が、水平方向に直線運動する形態であっても良い。
【００２０】
次に、コネクタの検査において、上記のコネクタ挿入装置１による製品コネクタ３の挿入方法の工程について図２を参照して説明する。
まず工程１（Ｓ１）において製品コネクタ３をロボットハンド４で保持し、計測器１１によりロボットハンド４に保持された製品コネクタ３の一つの角部の位置と角度を計測する。これによりロボットハンド４と製品コネクタ３の相対位置関係（計測値）が測定される。特に、コネクタカバーの一つの角部の位置を計測器１１で計測することから、低コストの計測器１１で計測できる。
【００２１】
次に工程２（Ｓ２）において、Ｓ１で計測された前記計測値でロボットハンド４の検査コネクタ２に対する位置を補正して、ロボットハンド４により製品コネクタ３を押圧部５の上の所定位置に位置決めする。本実施の形態において製品コネクタ３は、直方体形状であり、その形状・寸法は既に計測されているので、前記の製品コネクタ３の押圧部５に対する位置決めと同時に、製品コネクタ３は検査コネクタ２に対しても位置決めされる。また、検査コネクタ２に対する押圧部５の位置は、調整可能であり、製品コネクタ３の形状を考慮して適切に設定されている。本実施の形態において、製品コネクタ３の形状は直方体以外であっても良い。
【００２２】
次に工程３（Ｓ３）において、駆動部９を作動させて可動部７を所定量移動させて、押圧部５を移動させることにより、製品コネクタ３の先端を検査コネクタ２のガイド部に、例えば１〜２ｍｍ仮挿入して、一旦停止する。この場合において、押圧部５による製品コネクタ３の押圧は、ロボットハンド４による製品コネクタ３の保持の開放と同時に実施される。この際、製品コネクタ３のコンタクトピンは未挿入の状態である。また、製品コネクタ３の先端が検査装置３０の検査コネクタ２のガイド部に挿入したときに、製品コネクタ３の移動を一旦停止することにより、挿入および停止時の振動により、コネクタカバーに固定されていない端子は揺動して、端子に設けられたガイドに倣って製品端子は設備（検査コネクタ２の）端子に導かれて、更に挿入することにより製品コネクタ３は検査コネクタ２に確率良く挿入されるようになる。
【００２３】
製品コネクタ３が正常に仮挿入されたかどうかは、センサ１０により押圧部５の位置、即ちバネ６の撓み（変位）を計測する。この際、製品コネクタ３が検査コネクタ２に正常に挿入されていなければ、製品コネクタ３と検査コネクタ２はそれぞれ複雑な形状を有しており、それらが嵌合していない限り衝突している状態にあるので、製品コネクタ３はそれ以上移動しない、その一方でバネ６は押圧部５により押し続けられるので、バネ６が撓む。バネ６の撓みは、押圧部５の下端部１２の、本体８即ちセンサ１０に対する相対的な変位（移動）として示されることにより、この変位をセンサ１０により計測するので、バネ６の撓みが計測可能であり、製品コネクタ３の異常位置は計測可能である。
【００２４】
上記Ｓ３の仮挿入において、センサ１０により計測した押圧部５の位置が正常範囲であれば、工程４（Ｓ４）において、駆動部９を更に作動して、押圧部５を最終位置まで移動し、押圧部５で製品コネクタ３を押圧して検査コネクタ２に挿入して停止する。この際の最終挿入が正常範囲内にあるかどうかは、センサ１０によりバネ６の撓み、即ち押圧部５の位置を計測して行う。この場合においても、正常範囲外にあれば製品コネクタ３は移動できず、異常状態はバネ６の変位を生じ、センサ１０により計測可能である。
挿入完了時においてバネ６は圧縮されている。ここでバネ６のバネ定数は製品コネクタ３及び検査コネクタ２を損傷しない程度の力を生じるように選択される。
【００２５】
最終挿入が正常範囲内にあれば、製品コネクタ３の検査が実施される。
コネクタの挿入工程において、上記のＳ３における仮挿入の結果、又はＳ４における最終位置までの挿入の結果、押圧部５の位置が正常範囲外にある場合は、製品コネクタ３は押圧部５を下げて取り外されて、不良品として次の検査工程に送られる。
【００２６】
工程４（Ｓ４）において、製品コネクタ３が正常に挿入され、必要な検査が実施された後に、工程５（Ｓ５）において、駆動部９を作動させて、可動部７と押圧部５を元の位置に戻す。
この後、例えばロボットハンド４等からなるノックアウト機構により、製品コネクタ３を検査コネクタ２から取り外す。ノックアウト機構は、ロボットハンド４とは別の機構であっても良い。またノックアウト機構は、押圧部５と連動して製品コネクタ３を検査コネクタ２から取り外しても良い。
【００２７】
次に上記実施の形態の効果及び作用について説明する。
本発明の一つの実施の形態のコネクタ挿入装置により以下の効果が期待できる。
・被検査物である製品コネクタを検査装置の設備コネクタに対して、製品コネクタがそれ自体のコネクタカバーに対して位置決め固定されていない端子を有していても、確率良く挿入でき、且つ挿入ミスを確実に検出し製品コネク
タ及び／又は設備コネクタを破損することがない。
・該コネクタ挿入装置は低コストである。
【００２８】
本発明の一つの実施の形態のコネクタ挿入方法により以下の効果が期待できる。
・製品コネクタがそれ自体のコネクタカバーに対して位置決め固定されていない端子を有していても、被検査物である製品コネクタを検査装置の設備コネクタに対して確率良く挿入でき、且つ挿入ミスを確実に検出し製品コネクタ
及び／又は設備コネクタを破損することがない。
・該コネクタ挿入方法は低コストである。
【００２９】
また、上記の実施の形態では本発明のコネクタ挿入装置は、コネクタ検査装置に適用された例を示したが、それ以外の用途に適用されても良く、本発明の適用対象はコネクタ検査装置に限定するものではない。
ロボットハンド４は別の既知の搬送装置であっても良い。センサ１０として、上記実施の形態において記載したようにバネ６の撓みを計測可能な種々の既知のセンサが使用可能である。
【００３０】
上記の実施の形態は本発明の一例であり、本発明は、該実施の形態により制限されるものではなく、請求項に記載される事項によってのみ規定されており、上記以外の実施の形態も実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一つの実施の形態のコネクタ挿入装置を図解的に示す。
【図２】図２は、図１の装置を使用した本発明の一つの実施の形態のコネクタ挿入方法の工程を手順Ｓ１（Ａ）〜Ｓ５（Ｅ）を説明する図解図である。
【図３】図３は、従来の製品コネクタの図解的側面図である。
【図４】図４は、本発明が対象とする近年使用される製品コネクタの一つの実施例を図解的に示す正面図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。
【符号の説明】
１…コネクタ挿入装置
２…検査コネクタ
３…製品コネクタ
４…ロボットハンド
５…押圧部
６…バネ
７…可動部
８…（挿入装置）本体
９…駆動部
１１…計測器
１４…台部
２０…検査コネクタ部
３０…コネクタ検査装置

Claims

製品コネクタを検査する検査装置に前記製品コネクタの挿入結合を行うコネクタの挿入方法において、
前記検査装置に前記製品コネクタを挿入結合するコネクタ挿入装置が使用されており、
前記コネクタ挿入装置は、
該コネクタ挿入装置の基礎構造を形成していて該コネクタ挿入装置を基礎に固定させる台部と、
前記製品コネクタを最初に保持すると共に、前記製品コネクタを移動可能な搬送具と、
前記搬送具により位置決めされた前記製品コネクタを、押圧しながら移動して前記検査装置の設備コネクタに挿入するための押圧部と、
前記押圧部を支持するバネと、
前記バネを支持する本体と、
前記本体を前記台部に対して移動可能に連結する可動部と、
前記台部に固定されていて、前記可動部と前記本体と前記ばねを介して前記押圧部を移動させると共に押圧力を発揮させる、駆動部と、更に
前記製品コネクタが前記設備コネクタに正常に挿入されたことを確認可能なセンサと、を具備しており、
該コネクタの挿入方法が、
前記製品コネクタのコネクタカバーを前記搬送具で移動可能に保持する手順と、
前記製品コネクタを計測位置に移動し、前記製品コネクタのコネクタカバーの一つの角の位置の計測値を計測器で計測する手順と、
前記製品コネクタのコネクタカバーを前記検査装置に対する挿入位置に移動し、一方前記計測値に基づいて前記コネクタカバーの停止位置および回転角度を補正して前記製品コネクタを位置決めする手順と、
前記製品コネクタを前記押圧部で押すと同時に前記搬送具の保持を開放し、前記製品コネクタのコネクタの先端が前記検査装置の設備コネクタのガイド部に挿入されたときに、前記製品コネクタの挿入を一旦停止する手順と、
前記センサで前記製品コネクタが前記設備コネクタに正常にガイドされたことを確認する手順と、
最終端まで前記製品コネクタを前記設備コネクタに挿入し、正常に挿入されたことを前記センサで確認する手順と、
を具備することを特徴とするコネクタの挿入方法。
前記センサは前記バネの変位を計測して、前記製品コネクタが前記設備コネクタに正常に挿入されたことを確認することを特徴とする請求項１に記載のコネクタの挿入方法。
前記駆動部は、サーボモータと、ボールネジと、を具備することを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のコネクタの挿入方法。
前記搬送具は、ロボットハンドを具備することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のコネクタの挿入方法。
前記押圧部を元の位置に移動する手順と、
前記製品コネクタを取り外す手順と、
を更に具備することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のコネクタの挿入方法。