JPH0360199A - 電子部品の挿入方法及び機構 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、リード線付電子部品をプリント基板に挿入す
る装置、特にリード線をプリント基板の穴に案内するた
めにリード線に延長ピンを継ぎ合わせてこの延長ピンと
ともにリード線をプリント基板に案内・挿入する装置に
おいて、プリント基板の下側で延長ピンを保持しかつ排
出する方法及び機構に関する。

〔従来の技術〕

従来、プリント基板にリード線付電子部品を挿入するに
は、リード線を部品ボディ上口から挿入ガイドで保持し
て基板穴までその先端を導く方式があったが、この方式
では部品の高密度実装には限界があった。そこで、本発
明の出願人は、挿入すべき電子部品の上側からリード線
をつかんで挿入ガイドで直接基板に挿入してしまうので
はなく、リード線先端に真直ぐなピンを継ぎ足して延長
することでリード線を案内させて基板へ挿入する、いわ
ゆる「延長ピン方式」を先願で提案したく特願昭６３−
２１８４２６号）。この方式によれば、電子部品の形状
や寸法に応じて種々の形状の異なる挿入ガイドを準備す
る必要がなく、しかも狭い空間であっても隣接部品等に
干渉することなく高密度挿入が可能となった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、延長ピンをリード線の案内として使用し
て基板への電子部品の挿入を実行した後は、基板の下側
で延長ピンを回収しなければならない、またこの基板の
下側では挿入した電子部品のリード線の先端を基板に固
定するためのクリンチいわゆる折曲げ加工が必要で、そ
の為の機構が存在する、両方の機能がほぼ同一箇所に必
要であり機構が複雑になると共に必要なスペースを多く
要するという問題点が生じた。

そこで、本発明は、上記のように、電子部品のリード線
をプリント基板の穴に案内するためにリード線に延長ピ
ンを継ぎ合わせて使用する自動挿入装置において、延長
ピンを保持しかつ回収するための機構を簡素にし、余分
なスペースを不要とする電子部品挿入装置の延長ピン保
持・排出方法及び機構を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では、延長ピンを基板への電子部品の挿入実行時
における下側からの支え方とその支持力として圧力エア
ーを使用し、更に本方式をスムーズに機能させたもので
ある。

即ち、本発明では、電子部品のリード線に延長ピンを継
ぎ合わせ、リード線を延長ピンにガイドさせながらプリ
ント基板の穴に挿入する電子部品挿入装置において、プ
リント基板下側のクリンチ部に設けた延長ピンを挿入・
通過できるエアー噴出口に、下方から圧力エアーを噴出
して延長ピンを上方へ押す力を及ぼしめ、電子部品の上
側の押棒と延長ピンとの間で電子部品を保持すると共に
、リード線を基板穴へ挿入した後は前記エアー噴出口へ
の圧力エアーの噴出を遮断し又は負圧吸引力を及ぼしめ
延長ピンを抜穴を通して下方へ回収するようにした延長
ピン保持・排出方法が提供される。

また、電子部品のリード線に延長ピンを継ぎ合わせ、リ
ード線を延長ピンにガイドさせながらプリント基板の穴
に挿入する電子部品挿入装置において、プリント基板の
上側にリード線を保持・開放し且つ電子部品を移動でき
る第１保持機構と、延長ピンを保持・開放し且つ移動で
きる第２保持機構と、電子部品を上部より押圧する押棒
とを配置し、プリント基板の下側に延長ピンを挿入・通
過できるエアー噴出口を有するクリンチ部と、エアー噴
出口に圧力エアーを供給する手段とを設けたことを特徴
とする延長ピン保持・排出機構が提供される。

〔作　用〕

エアー噴出口から上方へ噴出する圧力エアーにより延長
ピンは上方へ押され、電子部品のリード線に接触しかつ
接合される。この時、延長ピンはエアー噴出口との嵌合
の程度によりある程度融通性があるので、延長ピン自体
やリード線の誤差等が吸収され、リード線に接触して電
子部品を保持することができる。また、リード線を基板
穴へ挿入した後はエアー噴出口への圧力エアーの噴出を
遮断し又は負圧吸引力を及すことにより、延長ピンはそ
の自重で下方へ落下し回収される。このように、本発明
では、延長ピンの保持及び回収に複雑な機械的手段を必
要としないので、構成が簡素となり、そのためのスペー
スを少なくすることができる。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。

第１図は本発明の一実施例に係るリード線付電子部品の
挿入方法を工程順に示したもの、第２図はその動作タイ
ミングを説明する図である。

■リード縁付電子部品ｌは、そのリード線１ｂが所定間
隔毎にテープ台紙１Ｃと粘着テープとにより挟まれそれ
ぞれ平行に一連とされ、テープ台紙ＩＣの長手方向に多
数連続的に保持されている。

電子部品連の台紙を相隣る電子部品のほぼ中間で切断し
、１個の電子部品のリード線が保持帯に固定された電子
部品連切断片とし、ついで適当なカッター２でリード線
を切断してテープ台紙ＩＣを電子部品１から切り離す。

この際リード線１ｂをあらかじめ適当な長さに切断する
。なお、この点に関しては、本出願人の先願である特願
昭６３−１１４５７８号「リード線の切断折り曲げ方法
」　（昭和６３年５月１３日出願）に詳しく開示されて
いる。

■第１保持機構（チャック）４により電子部品１の複数
（第１図に実施例では、２本）のリード線１ｂを挿入す
べき基板穴７ａの間隔に合わせてチャック保持する。こ
のとき、電子部品１は本体１ａが上部にあり、リード線
１ｂが下部にあって垂直な姿勢となっている。延長ピン
３は基板穴７ａを自由に通過できる程度の直径を有し、
基板穴７ａへの挿入を容易にするために下端３ａがテー
パ状で、上端にリード線先端を挿入できる穴又は凹部３
ｂを有する。第２保持機構（チャック）５は、リード線
１ｂの数と等しい数（図では２本）の延長ピン３をリー
ド線１ｂと対応して平行になるようにそれらの上部を真
空吸着して保持する。

この時の真空吸着によるチャック機構については第３図
を参照して後述する。このとき延長ピン３はリード線１
ｂ（基板穴７ａ）の間隔に対応した間隔て略垂直平行に
保持され、電子部品１のリード線１ｂの下側でかつ基板
穴７ａの上側の対応する位置へ移動され、電子部品１の
リード線１ｂに近接した位置とされる。

■リード線１ｂと延長ピン３を近づけた状態で保持した
まま、延長ピン３の先端が基板穴１ｂに挿入され下側で
待機している延長ピン保持・回収部（延長ピン回収機能
併設したクリンチ部）８に到達し、更に後述するエアー
噴出口８ａに到達して挿入されるまで各チャック４．５
により電子部品１及び延長ピン３を下降する。

■リード線１ｂと延長ピン３はチャック４．５にそれぞ
れ保持されているが、電子部品１の上方に押棒６があり
、上から押棒６、電子部品本体１ａｓ’）−ド線１ｂ、
一番下に延長ピン３となりそれぞれが縦に並んでいる。

こうして下降して行くと、延長ピン３の下側先端がまず
基板穴７ａを通過して、そしてピン先端がクリンチ部に
同居する延長ピン保持・回収部８のエアー噴出口８ａに
到達して、その中に入り込んで行く　（実施例の図面で
はリード線１ｂの先端を折曲げ基板７から抜けないよう
にするクリンク部分の構成は省略している）。この状態
では各チャック４．５はプリント基板７に搭載されてい
る隣接部品１ｄに干渉しない位置にある。この時、延長
ピン３はクリンチ部８側から圧力エアーを噴射すること
により上方に持ち上げられる力を受け、リード線１ｂの
先端が延長ピン３の上端に接触し上端穴３ｂに入り込む
。

この時点でリード線１ｂと延長ピン３の保持を解放する
。保持を解放しても押棒６と上に向かって力を受ける延
長ピン３とに挟まれて、上から押棒６、電子部品本体１
ａ、り一ド線１ｂ１一番下側に延長ピン３の構成ができ
上がる。この時延長ピン３はその長手方向には運動自在
だがたおれの方向については拘束されるように基板アー
ム７ａ及びエアー噴出口８ａが作用する。

■　上記の状態で電子部品１上部の押棒６と基板下側の
クリンチ部８からの噴出エアーの持ち上げる力で電子部
品１と延長ピン３を支持し、支持状態を保ったまま押棒
６で電子部品１を下降させる。

■　リード線１ｂを基板穴７ａに挿入した後、延長ピン
３はクリンチ部８で回収される。即ち、リード線１ｂの
基板穴７ａへの挿入が行われた時点で圧力エアーの噴射
は停止する。あるいは早く圧力を取り去り延長ピン３の
回収をスムーズにするために一時的にエアーを負圧とし
て吸引作用を行なわせてもよい。延長ピン３はクリンチ
部８より下方へ落下し回収される。

以上でリード線付電子部品１の挿入プロセスの１サイク
ルが終了するが、延長ピンは使用後回収され、循環して
再度使用される。第３図はこのような延長ピンの循環経
路の一実施例を示す。

第３図において、延長ピン３の保持・回収部８と回収し
た延長ピン３を供給する供給部３０を含む延長ピンの循
環経路が図示される。プリント基板７の裏面側にある延
長ピン３の支持・回収部８は前述のようにリード線のク
リンチ部（図示せず）に内蔵されているもので、延長ピ
ン３を回収するための回収ケース２１の上部には、電子
部品１のリード線１ｂが挿入される基板穴７ａの間隔に
対応する間隔のエアー噴出口８ａがある。回収ケース２
１の内部回収室２３は蓋２２により開放及び密閉がある
と共に、配管２４によりコンプレッサ等のエアー制御装
置２５に連結されている。蓋２２が閉じられた密閉時に
、エアー制御装置２５から回収室２３に圧力エアーを供
給することにより、前述のような、延長ピン３を上方へ
押す力が生ずる。電子部品１のリード線１ｂが基板穴７
ａに挿入された後、圧力エアーの供給を停止すると、延
長ピン３はエアー噴出口８ａから下方へ落下して回収室
２３に入る。

このため、回収室２３は延長ピン３の長さより高い寸法
を有する。延長ピン３の落下後、蓋２２を開けると、延
長ピン３は矢印のように排出され、順次回収箱２７に回
収される。

適量の延長ピン３が回収箱２７に回収されると、回収箱
２７ごと供給部３０に運ばれ、又は適当なベルトコンベ
アにて環状の通路３２を有する振動式供給装置３１に矢
印のように投入・補充される。延長ピン３は通路３２内
でテーバ状端部３ａが先になるように１列の姿勢にされ
る。環状通路３２の出口部は振動式供給装置３１から接
線方向に延びた案内通路３３に連続し、この案内通路３
３は、１列の姿勢で落下してきた延長ピン３の分離機構
４５につながる。

分離機構４５は、まずエアシリンダ（下）４６が通路内
に出ていて、落下した延長ピン３が止められ、次に続い
ている延長ピン３をエアシリンダ（上）４７で押さえて
エアシリンダ（下）４６が引っ込むことにより下端の延
長ピン３を供給装置３５に落下させる。続いてエアシリ
ンダ（下〉４６が再び通路内へ出てからエアシリンダ（
上）４７が引っ込むことにより次々と供給装置３５の回
転に同期して延長ピン３を分離する。供給装置３５の周
囲には所定間隔おきに垂直な溝３６が設けられ、外側ガ
イド板３４及び下側に固定した支持板４１が取付けられ
ている。

案内通路３３から受は渡された延長ピン３は分離機構４
５で分離されて落下することにより１づつ溝３６に入る
。供給装置３５は矢印方向に間歇的に回転し、延長ピン
３はガイド板３４で保持されながら間歇的に送られる。

供給装置３５の下側の所定位置にエアシリンダ３７があ
り、供給装置３５の停止中に複数（２本〉の延長ピン３
がこの位置で矢印方向に上昇（供給）される。一方、供
給装置３５に隣接してチャックインデックス３８があり
、その下部３９の円周上に等間隔で配置したピンチャツ
ク（第２保持機構〉　５は上昇された延長ピン３の上部
を真空チャック出来る位置に来ている。そこで、挿入動
作時にチャックインデックス３８が下降して最も下に位
置すると、ピンチャック５が延長ピン３を真空チャック
して、その後上昇する。最も上に位置すると延長ピン３
は供給装置３５から抜はインデックス下部３９が所定の
部品挿入位置まで回転する。

リード線チャック（第１保持機構）４を有するインデッ
クス上部４０はインデックス下部３９と同心に配置され
、リード線チャック４はピンチャツク部５と円周上等間
隔で配置した同一半径の位置にあり、チャックインデッ
クス３８に対して個別に昇降可能で、常時は上昇位置に
あり、放射状に可動して、常時は出ている。電子部品１
は別の位置（図示せず）でリード線チャック４に機械的
にクランプされ、リード線を切断され台紙を切り離され
て、所定の部品挿入位置まで回転され、電子部品１の複
数（２本）のリード線１ｂが複数（２本）の延長ピン３
に対応する直ぐ上方の位置に来る。

そして、押棒６、第１保持機構（リード線チャック〉　
４及び第２保持機構〈ピンチャツク）５が下降して前述
のように、延長ピン３及び電子部品１が押棒６により矢
印方向に下降され、電子部品１のリード線１ｂが基板穴
７ａに挿入される。

なお、以上の実施例では、２本のリード線１ｂを有する
電子部品１を取り扱ったが、１本又は３本以上のリード
線を有する電子部品の取扱は、リード線の本数に対応す
る本数の延長ピンを各サイクル毎に使用することにより
可能となる。

また、延長ピン３として、低価格のプラスチック等から
なるパイプ又はチューブを所定の長さに切断したものを
使用する場合には、上述のように延長ピン３を回収し、
再使用しなくてもよい。

第４図は第２保持機構（ピンチャツク）５の詳細斜視図
である。電子部品のリード線の数と等しい数の延長ピン
位置決め・案内溝５１（１個のみ示す〉がリード線と対
応して平行に設けられ、各溝５１には延長ピン３の上部
を真空吸着して保持するための、真空ポンプ（図示せず
）に接続された吸着穴５２がある。従って、真空ポンプ
が可動された時は延長ピン３が吸着穴５２に吸着され、
案内溝５１に保持される。このように、延長ピン３を保
持するチャックの機構を真空吸着とすることにより、チ
ャックの構成を単純にでき、延長ピン３の供給が簡単に
なり、更に延長ピン３の長手方向にはある程度の力を越
えると移動できることによりリード線１ｂの先端の位置
が多少ばらついていても位置調整され、或いはチャック
５により延長ピン３を保持したままで、前述のようにエ
ア噴出口８゛ａからの圧力エアーにより延長ピン３を下
方より押し上げてリード線１ｂに接触させ又は延長ピン
３の上端穴３ｂをリード線１ｂの先端に挿入するという
作用を行わせることができる。

第５図は延長ピン保持・回収部８の他の実施例の正面図
、第６図は同実施例の圧力エアーの噴出時の側面図、第
７図は同実施例のピン落下時の側面図である。上端部６
１はボルト６２により延長ピン保持・回収部８の本体６
０に対し取り外し可能になっており、この上端部６１に
は電子部品のリード線の数に等しい数（この実施例では
３個）のエアー噴出口８ａがリード線、即ち挿入すべき
基板穴に対応する間隔で垂直平行に設けである。リード
線の数又は間隔が異なる場合は、上端部６１のみを適合
するものと取り替えれば良い。本体６０には、上端部６
１のエアー噴出口８ａに連通し且つ下端部の回収口６４
にて開放している垂直穴６３がある。垂直穴６３の中間
部にはエアー噴出口８ａに圧力エアーを供給し又は負圧
を及ぼすための配管６５が接続され、この配管６５はバ
ルブ等（図示せず）を介してエアーコンプレッサや真空
ポンプ等の空圧制御装置（図示せず）に接続されている
。垂直穴６３の下部近くには、この垂直穴６３を直角に
横切って設けた通路６６内を往復移動することができる
開閉ピストン６７がある。この開閉ピストン６７は垂直
穴６３の内径とほぼ同径の穴６８を有し、常時は第６図
に示すように開閉ピストン６７はばね６９により左方へ
押されて開閉ピストン６７の穴６８が垂直穴６３と同じ
位置にあり、垂直穴６３を開放している。

開閉ピストン６７はピストンロッド７０を介してシリン
ダ７１内の駆動ピストン（図示せず）に連結されており
、第６図に示すように、シリンダ７１の左側の配管７２
よりこのシリンダ７１内へ圧力エアーを供給することに
よりシリンダ７１内の駆動ピストン（図示せず）を右方
へ駆動し、ばね６９に抗して開閉ピストン６７を右方向
へ移動せしめて垂直穴６３を閉じる。この時、垂直穴６
３はエアー噴出口８ａを除きほぼ密閉状態となる。なお
、この閉鎖位置における開閉ピストン６７の位置はスト
ッパ７４により調整することができる。この状態で、配
管６５より圧力エアーを垂直穴６３内に供給すると、圧
力エアーはエアー噴出口８ａより噴出し、前述のように
、延長ピンを上方への力を及ぼしつつ保持する。

電子部品のリード線が基板穴に挿入された後は、左側の
配管７２への圧力エアーの供給を停止する、又は第７図
に示すように右側の配管７３よりシリンダ７１内へ圧力
エアーを供給することにより、ばね６９の作用ともあい
まって開閉ピストン６７を左方向へ移動せしめ、開閉ピ
ストン６７の穴６８を垂直穴６３と同じ位置まで移動さ
せ、垂直穴６３を開放する。

これにより、垂直穴６３内の圧力エアーは下方の回収口
６４から抜けて自然排気され、延長ピンに対する上方へ
の押圧力がなくなり延長ピンは自重で垂直穴６３を落下
して回収口６４から下へ落ち、適当な回収箱又はベルト
コンベア（図示せず）に収容される。この場合において
、必要に応じて、第７図に示すように配管６５を負圧源
に接続し、強制排気により垂直穴６３内の圧力エアーを
瞬時になくすると共に、負圧吸引力を作用させて延長ピ
ンの落下を促進するのが都合良い。

以上の動作をタイミング良く繰り返すことにより圧力エ
アーの噴射と延長ピンの回収を効率良く行う。

〔発明の効果〕

（１）第一の効果として、延長ピンをエアー噴出口で保
持させる構造としたので、延長ピンの支持機構が簡単に
なる。即ち、延長ピンの保持又は開放・落下をエアーの
制御だけで行え、延長ピンの保持・回収のための構造が
簡単となり且つ操作が容易となる。

（２）第二の効果として、電子部品のリード線と延長ピ
ンとの関係において、リードカットされた電子部品リー
ドの先端に多少のばらつきがあっても、延長ピンは下方
向からの圧力エアーの一定の圧力によって押し上げられ
ているのでそのばらつきを延長ピン側で吸収できる。ま
た、同様に他の部分、例えば押棒６や各チャック４．５
に微妙なタイミングの誤差があってもそれらを吸収でき
る。

（３）第三の効果として、挿入されるべき電子部品と延
長ピンとが、上下方向に関して押棒と下方向からのエア
ーの圧力で支えられているため、延長ピンそのものに必
要以上の応力がかからず、延長ピンの寿命を長くするこ
とができる。

４、　　ｒｇＪ面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例に係るリード線付電子部品の
挿入方法を工程順に示す概略図、第２図はその動作タイ
ミングを説明する図、第３図は本発明の装置における延
長ピンの循環経路を示す斜視図、第４図は第２保持機構
〈ピンチャック）の詳細斜視図、第５図は延長ピン保持
・回収部の他の実施例の正面図、第６図及び第７図は第
５図の実施例の側面図で、第６図は圧力エアーを噴出し
て延長ピンを保持する状態、第７図は延長ピンを落下さ
せる状態をそれぞれ示している。

■・・・電子部品、 ４・・・第１保持機構（リードチャック）、１ａ・・・
本体、 ５・・・第２保持機構（ピンチャツク〉、１ｂ・・・リ
ード線、　　６・・・押圧機構（押棒〉、ＩＣ・・・テ
ープ台紙、　７・・・プリント基板、１ｄ・・・隣接部
品、　　７ａ・・・基板穴、２・・・カッター、 ８・・・延長ピン保持・回収部（クリンチ部）、３・・
・延長ピン、　　　　８ａ・・・エアー噴出口、３ａ・
・・テーバ部、　　３ｂ・・・穴。

■ ■ ■ ■ 実施例の動作説明図 第２図 延長ピン保持・回収部（圧力エアー噴出時）第６図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．電子部品（１）のリード線（１ｂ）に延長ピン（３
   ）を継ぎ合わせ、リード線を延長ピンにガイドさせなが
   らプリント基板（７）の穴（７ａ）に挿入する電子部品
   挿入装置において、プリント基板下側のクリンチ部（８
   ）に設けた延長ピン（３）を挿入・通過できるエアー噴
   出口（８ａ）に、下方から圧力エアーを噴出して延長ピ
   ン（３）を上方へ押す力を及ぼしめ、電子部品（１）上
   側の押棒（６）との延長ピン（３）との間で電子部品を
   保持すると共に、リード線を基板穴へ挿入した後は前記
   エアー噴出口への圧力エアーの噴出を遮断し又は負圧吸
   引力を及ぼしめ延長ピンを該穴（８ａ）を通して下方へ
   回収するようにした延長ピン保持・排出方法。
2. ２．電子部品（１）のリード線（１ｂ）に延長ピン（３
   ）を直線状に継ぎ合わせ、リード線を延長ピンにガイド
   させながらプリント基板（７）の穴（７ａ）に挿入する
   電子部品挿入装置において、プリント基板の上側にリー
   ド線を保持・開放し且つ電子部品を移動できる第１保持
   機構（４）と、延長ピンを保持・開放し且つ移動できる
   第２保持機構（５）と、電子部品（１）を上部より押圧
   する押棒（６）とを配置し、プリント基板の下側に延長
   ピン（３）を挿入・通過できるエアー噴出口（８ａ）を
   有するクリンチ部（８）と、エアー噴出口（８ａ）に圧
   力エアーを供給する手段（２５）とを設けたことを特徴
   とする延長ピン保持・排出機構。
3. ３．エアー噴出口（８ａ）は電子部品（１）のリード線
   （１ｂ）の数に対応して複数平行に配置される請求項２
   に記載の延長ピン保持・排出機構。
4. ４．クリンチ部（８）は前記エアー噴出口（８ａ）に連
   通する垂直穴（６３）を有すると共に、該垂直穴（６３
   ）を開閉する手段（６７、６８）が設けられ、該垂直穴
   （６３）は該開閉手段が閉じている時前記エアー噴出口
   （８ａ）を除き実質上密閉とされ、エアー噴出口（８ａ
   ）と開閉手段（６７、６８）との間の垂直穴（６３）の
   部分にエアー圧力制御手段が接続される請求項２に記載
   の延長ピン保持・排出機構。
5. ５．エアー圧力制御手段は、前記エアー噴出口（８ａ）
   に圧力エアーを供給し及び／又は負圧吸引力を適用でき
   るものである請求項４に記載の延長ピン保持・排出機構
   。