JPS5929491A - プリント基板用電子部品插入機のインサ−シヨンチヤツク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、スイッチ、ボリュウム、コンデンサ等の端
子を有するプリント基板用電子部品をプリント基板に挿
入する機械のインサージョンチャックに関するものであ
り、目的は電子部品を受は取り端子間幅および方向を規
制または矯正して確実にプリント基板に挿入することに
ある。

従来の端子間幅および方向を規制または矯正する機構を
有していないプリント基板用電子部品挿入機は、端子間
幅が狂っていても検査および修正ができずプリン１一基
板への電子部品の挿入がうまくいかず製品不良率が高い
もので好ましくなかった。

この発明は、インサージョンチャックに電子部品が供給
されると、挿入チップ、固定フィンガーおよび可動フィ
ンガーが電子部品を保持し、その後一対の可動フィンガ
ーが端子間幅を矯正し、プリント基板の所定の孔位置へ
電子部品を案内して、挿入するようにしたものである。

以下、この発明の実施例を示す図面に基づいてこの発明
を説明する。

第１図〜第１１図にこの発明の一実施例を示す。

第１図はこの発明のインサージョンチャックを使用した
プリント基板用電子部品挿入機の全体図を示している。

図中、１０は挿入機本体、２０はコントロールボックス
、３０はＸ−Ｙテーブル、１００はローディングチャッ
ク、２００はインサージョンチャック、３００はローデ
ィングヘッド、４００はインサージョンヘッドである。

コントロールボックス２０の操作によりＸ−Ｙテーブル
３０Ｊ−に載せられた図示しないプリント基板が移動し
、ローディングチャック１００からインサージョンチャ
ック２００へ渡された図示しない電子部品がプリント基
板の適切な位置へ挿入される。

第２図はローディングチャック１００およびインサージ
ョンチャック２００間の電子部品受渡しの詳細機構図を
示している。ローディングチャック１００は、固定フィ
ンガー１０１、可動フィンガー１０．２および可動フィ
ンガー１０２を作動させて図示しない電子部品を保持さ
せるエアシリンダ１０３から構成されており、ローディ
ングヘット３００の下端にネジ１０４で装着されている
。

ローディングヘッド３００は、中間部外周にピニオンギ
ヤ部３０１および上端部に環状溝３０２が形成され、さ
らに上端に互に直角をなしてローラ３１１が取り付けら
れたローラホルダ３１０およびスプリング３２０が装着
されている。

３３０はピニオンギヤ部３０１　と噛合するラックギヤ
で、ジヨイント３３１　を介してエアシリンダ３４０に
連結され、また挿入機本体１０を構成するフレーム１１
に取り付けられた軸３５０に回動自在に装着された駆動
アーム３６０とローラ３６１　を介して連結されている
。また同一軸３５０上に回動自在に装着された駆動アー
ム３７０はローディングヘッド３００に環状溝３０２内
に配設された２個のローラ３７１　を介して連結されて
いる。

これら駆動アーム３６０．３７０の他端はカムフォロア
３６２　、　、３７２を介して軸５１０に固着されたロ
ーディングヘッド３００用のカム５２０．５３０にそれ
ぞれ摺動している。また同軸５１０上にはインサーシゴ
ンヘッド４００用のカム５４０およびスプロケット５５
０が固着されており、スプロケット５５０に掛けられた
チェーン５６０によりカム５２０．５３０．５４０が駆
動される。

一方、インサージョンチャック２００は、ローディング
チャック１００から電子部品を受は取る位置でインサー
ジョンヘッド４００に装着されている。

インサージョンヘッド４００は、外側にスプラインが形
成された筒状のスプライン軸４１０、この軸４１０内を
貫通して上方に突出しているインサージョンロッド４２
０、インサージョンロッド４２０の上端位置にスプライ
ン軸４１０との間にスプリング４３０を介して取り付け
られた環状溝４４１　を有するシミインｌ−４４０から
なっている。スプライン軸４１０は、下端にチャックホ
ルダ４５０を介してインサージョンチャック２００が一
体的に取り付けられ。

平歯車４６０からの入力でスプライン軸受４７０ととも
にインサージョンロッド４２０の周囲で回動する。

平歯車４６０には平歯車６１０が噛合し、この平歯車６
１０はフレーム１１に固着されたステッピングモータも
しくはエアトルクアクチュエータ等の駆動源６００に連
結されている。また、ジヨイント４４０の環状溝４４１
　には直径上２個のローラ４８１．４８２が配設されて
インサージョンアーム４８０に取り付けられており、こ
のインサージョンアーム４８０は後端で軸４８３に支持
され、先端が上下動自在となっている。インサージョン
アーム４８０の中間部には長孔４８４が形成され、ここ
にカム５４０に当接して摺動するカムフォロア４８５が
回転自在に装着されている。

第３図にはインサーシゴンヘッド４００部がより詳細に
示されている。すなわち、スプライン軸４１０は、スプ
ライン軸受４７０内でスプライン結合するとともに、ス
プラインのない部分はスリーブ４７１　が圧入されブツ
シュ４７２内で摺接している。

スプライン軸受４７０およびブツシュ４７２はボールベ
アリング／１７３．４７４を介してフレーム１１に回動
自在に取り付けられている。スプライン軸受４７０には
上端にストッパナツト４７６が螺合されるとともに平歯
車４６０が重なり関係で固着され、二〇平歯車４６０が
平歯車６１０に噛合し、フレーム１１に固着された駆動
源６００によって必要な時に必要な回動角だけ回転でき
るようになっている。またスプライン軸４１０の上端部
には２個のナツト４７５が互に締付けあって緩みを防止
して取り付けられており、このナツト４７５　とジヨイ
ント４４０との間に弾発部材であるスプリング４３０を
介在させている。

第４図〜第７図には、インサーシゴンチャック２００が
より詳細に示されている。チャック本体２１０には軸心
に沿って段２１１　を有する貫通孔２１２および貫通孔
２１２を横切ってここでは直径」二を貫通する挿入孔２
１４が形成されている。この貫通孔２１２には先端に挿
入チップ２２０を装着した作動ピン２３０が進退自在に
挿通されている。作動ピン２３０は貫通孔２１２の大径
の方から大径部に頭部２３１が残り、先端がチャック本
体２１０外に突出するように挿入され、先端ねじ部２３
２に挿入チップ２２０が螺着されている。この作動ピン
２３０の先端近傍には深さの異なる凹所２３３．２３４
が軸方向に離間した位置に設けられている。ここでは凹
所２３３゜２３４は環状の蒋であり、先端に近い凹所２
３３はその深さが深く、即ち溝底の径が小さく、他の凹
所２３４は凹所２３３に比べて浅く、即ち溝底の径が大
きい。

また挿通孔２１４には、球状の、あるいは両端が球面を
もつピン状の中間部材２６０が挿入され、作動ピン２３
０の進退に従って凹所２３３．２３４に選択的に嵌入し
ている。

可動フィンガー２４１．２４２はピン２１５　を介して
チャック本体２１０に回動自在で、先端が弾発部材であ
るスプリング２４３によって閉方向に付勢されて装着さ
れており、先端に電子部品を保持するようになっている
。作動ピン２３０と可動フィンガー２４１、２４２との
間には中間部材２６０が介在されており、可動フィンガ
ー２４１．２４２の閉方向付勢力により中間部材２６０
は常時作動ピン２３０側に押し付けられている。この可
動フィンガー２４１．２４２の先端は第６図に示すよう
に内側に突出するように段２４４が形成され、さらに作
動ピン２３０の進退方向、電子部品の挿入方向に沿った
電子部品の端子間幅および方向を矯正し案内する案内溝
２４５が形成されている。この段２４４は、例えば第９
図〜第１１図に示すＬＥＤのような電子部品４０の本体
４１より内側に入る端子４２のために形成されている。

一方、固定フィンガー２５１．２５２は可動フィンガー
２１１１．２４２の開閉方向と直角な方向、すなわち、
第１１図に示す電子部品４０をその間に受けて可動フィ
ンガー２４１．２４２とともに協働して保持するように
対向してチャック本体２１０にボルト２５３で装着され
ている。従って電子部品４０の本体４１の大きさによっ
て対面距離を調整でき、固定フィンガー２５１、２５２
の先端形状は第７図および第１１図に詳細に示している
ように電子部品４０の端子４３を規制し案内する案内段
部２５４が形成されている。

次にこのようなインサーシゴンチャック２００および挿
入機の動作について説明する。

まず第１図に示す］−Ｙテーブル３０上にプリント基板
５０をセットし、コントロールボックス２０を操作する
と、プリント基板５０が図示しないステッピングモータ
等の駆動源により移動される。

一方、ローディングチャック１００は図示しない部品供
給部から電子部品４０を固定フィンガー１０１と可動フ
ィンガー１０２との間にエアシリンダ１０３の作動で保
持し、カム５２０によって駆動アーム３６０を介してラ
ックギヤ３３０が働いてインサージョンチャック２００
の真下に回動する。この状態となったとき、もう一方の
カム５３０が駆動アーム、３７０を軸３５０のまわりで
回動させ、環状溝３０２内のローラ３７１がローディン
グヘッド３００を上方へ移動させ、電子部品４０をイン
サージョンチャック２００に渡す。その後、ローディン
グチャック１００は一旦下降して元の部品供給位置へ回
動して戻り、次の電子部品の供給を待つ。

このとき、インサージョンヘッド４００は上昇位置にあ
り、インサージョンロッド４２０は前進（下降）位置に
ある。インサージョンチャック２００内の作動ピン２３
０はチャック本体２１０内で前進位置にある。すなわち
、挿通孔２１４内に入れられた中間部材２６０が浅い方
の凹所２３４に嵌入しており、可動フィンガー２４１．
２４２の先端を開いた第８図のような状態である。次に
ローディングチャック１００から電子部品４０を受は取
ると、電子部品４０は挿入チップ２２０に受は入れられ
、さらに押し込まれると作動ピン２３０を後退させて、
深い方の凹所２３３に中間部材２６０が嵌入する。した
がって、常時先端が閉方向に付勢されている可動フィン
ガー２／１１．２４２は中間部材２６０を凹所２３３内
に押し付けて先端を閉じて第９図に示すような状態にな
る。

この状態を下方から見たのが第１１図で、電子部品４０
の各端子４２．４３を可動フィンガー２４］、　２／１
２および固定フィンガー２５１．２５２で確実に抱持し
、端ｆ・開帳および方向を矯正し、さらに案内可能にし
ている。

インサージョンチャック２００が第９図の状態でインサ
ージョンヘッド４００は第３図に示すように上昇位置に
あり、作動ピン２３０はスプライン軸４１０内で海退し
た位置にある。チェーン５６０による駆動でカム５４０
が回転すると、カムフォロア４８５の追従によりインサ
ージョンアーム４８０の先端が下がり、インサーション
ヘッｌ−”４００全体がスプライン軸受４７０内を摺動
して下がり、インサージ９ンチヤツクがプリント基板５
０に対し例えば０．５ｍ離れた所定位置まで下る。この
ときナツト４７５がス１〜ツバナツト４７６に当る位置
にあるか、ナツト４７５およびストッパナツト４７６を
回転させることによりインサージョンチャック２００の
停止位置を調整できる。カム５４０がさらに回ってイン
サージ旦ンアーム４８０を下げると、インサージョンチ
ャック２００の位置は変らずインサージョンロッド４２
０がスプライン軸４１０内を下降し、先端が作動ピン２
３０をスプリング２４３の弾発力に抗して押し前進させ
る。そこで作動ピン２３０は深い凹部２３３に嵌入して
いる中間部材２６０を押し出して浅い凹部２３４に嵌入
させる。この過程において可動フィンガー２４］、　２
４２は開きつつあり、電子部品４０をプリン１一基板５
０へ挿入時までには完全に開いて電子部品４０を解放す
る。従って、作動ピン２３０が前進することにより挿入
チップ２２０も前進し、電子部品４０を第１１図に示す
ように端子４２．４３を案内しながらプリント基板５０
へ挿入する（第１０図参照）。

なお、プリント基板５０への電子部品４０の取付方向が
異なる場合には、駆動源６００を駆動させて平歯車６１
０．４６０、スプライン軸受４７０を介してスプライン
軸４１０を所定角度だけ回動させてインサージョンチャ
ック２００を所望の方向に向ける。

その後、カム５４０が回転すると、インサージョンアー
ム４８０の先端は上昇していき、インサージョンロッド
４２０が上昇するなど挿入動作の逆をなして第３図およ
び第８図に示す状態に復帰する。

このように電子部品５０の挿入の一サイクルを終える。

挿入機はこのような動作をＮＣ制御させることにより繰
り返し自動的に作業を続ける。

なお、この実施例においてはＸ−Ｙテーブルを用いてイ
ンサージョンヘッドとプリント基板との位置調整をして
いたけれども、プリント基板を固定させインサージョン
ヘッドを移動させる場合にもこの考案を適用しうろこと
は勿論である。

以上説明してきたように、この発明によれば、チャック
本体２に進退動自在な作動ピンの軸方向に離間して深さ
の異なる凹所を形成し、この凹所に選択的に嵌入する中
間部材を介して常時先端が閉方向に付勢している可動フ
ィンガーと作動ピンとを係合させ、作動ピンの進退に応
じて可動フィンガーの先端を開閉させ電子部品の保持お
よび解放をする構成としたため、次のような効果がある
。

部品の挿入あるいは端子の補正のためのチャックの開閉
にエアシリンダ等の駆動源を別個に設けることなく作動
ピンの進退動作によりチャックを開閉させるので、部品
挿入の時間が短縮され、挿六機のコスｊ−ダウンが図れ
る。すなわち、空圧、油圧等でなく機械的に一連の動作
をさせるので個々の動作をチェックする必要がなく部品
挿入の時間が短縮できる。もし空圧等を使用したときは
各動作の区切りで検知が必要となり、部品点数は一層増
加し、しかもシーケンスプログラムが複雑となってしま
う。

また、固定フィンガーおよび可動フィンガーの先端部に
端子間幅および方向を規制し、矯正し、案内する案内段
部および案内溝を形成する場合には、上記効果に加えて
端子を矯正等してプリント基板に電子部品を確実に挿入
することができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のインサージョンチャックを使用した
プリント基板用電子部品挿入機の全体斜視図、第２図は
ローディングチャックおよびインサージョンチャックの
動作機構を示す要部斜視図、第３図はインサージョンヘ
ッドの中央縦断面図、第４図はインサージョンチャック
の一部破断圧面図、第５図は同右側面図、第６図は可動
フィンガーの先端部斜視図、第７図は固定フィンガーの
先端部斜視図、第８図〜第１０図はインサージョンチャ
ックの開閉動作状態を示す要部断面図、第８図は電子部
品保持前、第９図は同保持状態、第１０図は同解放時を
示し、第１１図は第９図のＸｌ−ＸＩ断面図である。 １０・・・挿入機本体、１１・　フレーム、２０・・コ
ン１〜ロールボツクス、３０・・Ｘ−Ｙテーブル、４０
・・・プリン１〜基板用電子部品、４２．４３・・端子
、５０・・プリン１一基板、１００・・・ローディング
チャック、２００・・・インサージョンチャック、２１
０・チャック本体、２１２・・貫通孔、２１４・・・挿
通孔、２２０・・・挿入チップ、２３０・・作動ピン、
２３３．２３４・・凹所、２４１，２４２・可動フィン
ガー、２４３・・・弾発部材、２４５・・・案内溝、２
５１，２５２・固定フィンガー、２５４・・案内段部、
２６０・・中間部材。 ３００・・・ローディングヘッド、４００　　インサー
ジョンヘッド。 第４図　　　　　第５図 第６図　　　　　第７図 と４４ 第８図 第９図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸心に沿って貫通孔が形成されるとともに、該貫
   通孔を横切って貫通する挿入孔が形成されたチャック本
   体と、 軸方向に離間した位置に深さの異なる凹部が形成され、
   前記チャック本体の貫通孔に進退自在に挿通され、先端
   にプリント基板用電子部品を受ける挿入チップが装着さ
   れた作動ピンと、前記挿通孔に挿入され、前記作動ピン
   の進退に従って該作動ピンの凹所に選択的に嵌入する中
   間部材と、 該中間部材を介して前記作動ピンと係合し、先端が該作
   動ピンの前進時に開き、後退時に閉しるように常時閉方
   向に付勢されて前記チャック本体に回動自在に装着され
   た前記電子部品を保持する可動フィンガーと、 該可動フィンガーの開閉方向と直交した方向に対向して
   前記チャック本体に固定された前記電子部品を間に受け
   る固定フィンガーとからなることを特徴とするプリント
   基板用電子部品挿入機のインサージョンチャック。
2. （２）固定フィンガー先端部には端子間幅および方向を
   規制する案内段部が設けられ、可動フィンガー先端部に
   は端子間幅および方向を矯正する案内溝が設けられたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプリント基
   板用電子部品挿入機のインサージョンチャック。