JPH06283898A - コネクタ圧入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コネクタのピンに傾斜や曲りなどが有る場合
でもプリント基板に損傷を与えることがないコネクタ圧
入装置を実現する。 【構成】 位置検出器９によって圧力ブロック７ａが挿
入基準位置にあることが検出され、この時に検出器１１
ｂがピン先端部１ｄを検出しない場合には、コネクタ１
やプリント基板８に位置ずれがあったり、あるいはピン
１ａに傾斜や曲り等が発生したと見做して圧入動作を中
止する。圧力ブロック７ａが挿入基準位置に達した時に
ピン先端部１ｄは、プリント基板８に当接するが、その
際の圧力は圧入部７の押下力より弱い圧縮コイルバネＣ
Ｌの反発力に相当するから、プリント基板８を損傷させ
ることがない。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

【０００１】この発明は、例えば、「プレスフィットコ
ネクタ」と呼ばれる無ハンダ圧入型のコネクタを、プリ
ント基板に圧入するコネクタ圧入装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、プリント基板へ部品を自
動的に実装する製造ラインには、「プレスフィットコネ
クタ」と呼ばれるコネクタをプリント基板に圧入する装
置を備える場合が多い。このようなコネクタ圧入装置の
概略構成について図３を参照して説明する。図におい
て、１はプレスフィットコネクタ（以下、コネクタと略
称する）、２はストッカであり、コネクタ１をマガジン
ケースに複数収容して保持する。３はコネクタ１を把持
して上下動自在に可動する把持機構３ａと、この把持機
構３ａを挿入部４側へ搬送する搬送機構３ｂとから構成
される搬送部である。搬送部３は、ストッカ２から取り
出したコネクタ１を挿入部４側（後述する）へ搬送し、
当該コネクタ１を挿入部４へ挿入する。

【０００３】ここで、図４を参照し、挿入部４とコネク
タ１との関係について説明する。まず、コネクタ１は、
断面コ字状のハウジング１ｂを備え、複数のピン１ａが
所定の配置間隔で立設される。挿入部４には、このピン
１ａの配置間隔に対応したピン挿入孔４ａが設けられて
いる。ピン挿入孔４ａは、開口部がテーパ状になってお
り、開口部の口径はピン１ａの先端部１ｄより大きく、
かつ、基端部１ｅより狭くなっている。このため、ピン
１ａの先端部１ｄは、このピン挿入孔４ａに挿入される
ことによって整列される。挿入部４は、取付板５ａに固
定されるシャフト４ｃに圧縮コイルバネ４ｄを介して弾
性的に支持されており、これによりコネクタ１を装着す
る際の衝撃が吸収される。

【０００４】ピン挿入孔４ａは、挿入部４内部に形成さ
れる中空部４ｂに貫通しており、この中空部４ｂは継手
Ｊを介して図示されていない真空ポンプによって減圧さ
れる。すなわち、この挿入部４にコネクタ１を挿入する
際には、中空部４ｂが減圧されてピン挿入孔１ａにピン
１ａの先端部１ｂが吸着されるようになっている。この
ような構造を備える挿入部４は、移送機構５によって圧
入位置へ移送される。すなわち、この移送機構５は、図
３に示すように、上述した取付板５ａと基板５ｃとを連
結するスライドレール５ｂにより挿入部４を圧入ヘッド
６（後述する）と対向する位置に移動させる。

【０００５】圧入ヘッド６は、上下動自在に構成された
圧入部７と連結しており、当該圧入部７の上下動に応じ
て上昇／下降する。移送機構５が圧入ヘッド６と対向す
る位置に挿入部４を置いた時、この圧入ヘッド６が挿入
部４内のコネクタ１に当接して吸着する。圧入ヘッド６
は、図示されていない真空ポンプによって内部が減圧さ
れてコネクタ１を吸着し、一方、コネクタ１を脱着する
際には内部に圧縮空気が導入される。１０はプリント基
板８を所定位置に配置するＮＣ移動テーブルである。移
動テーブル１０は、ベッド１１上に設けられ、吸着状態
にあるコネクタ１とプリント基板８上のコネクタ圧入位
置とが一致するよう位置決めする。

【０００６】上記構成によれば、搬送部３はストッカ２
からコネクタ１を取り出して挿入部４に挿入し、コネク
タ１が挿入された挿入部４は、移送機構５によって圧入
ヘッド６と対向する位置に置かれる。こうして挿入部４
が規定位置に配置されると、圧入部７が下降し、これに
応じて圧入ヘッド６が挿入部４内のコネクタ１と当接し
て吸着する。圧入ヘッド６がコネクタ１を吸着すると、
圧入部７は一旦上昇する。次いで、移送機構５は挿入部
４を圧入ヘッド６に対向する位置から原点位置へ復帰さ
せ、これに伴って移動テーブル１０がプリント基板８を
圧入位置に配置する。ここで、圧入ヘッド６は圧入部７
の動作に応じて再び下降し、吸着状態にあるコネクタ１
のピンを基板８上の圧入位置に圧入する。この後、圧入
ヘッド６の内部に圧縮空気が導入されてコネクタ１が脱
着される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】さて、上述した従来の
コネクタ圧入装置では、挿入部４にテーパ状に形成され
たピン挿入孔４ａが設けられており、このピン挿入孔４
ａにピン１ａが挿入されることにより、コネクタ搬送時
の位置ずれや、ピン１ａの傾斜あるいは曲り等が発生し
た場合でも、このテーパの最大径以内であれば、当該テ
ーパ状の入口に案内されてピン１ａが挿入部４に挿入さ
れるようになっている。

【０００８】ところで、ピン１ａ自体の剛性が低い場合
には、ピン挿入孔４ａに挿入されることによってピン１
ａの傾斜や曲り等が矯正されるものの、ピン１ａの剛性
が高いと、上述した圧入ヘッド６により挿入部４から抜
いた際に元の状態に戻ってしまう。こうした状態で、圧
入動作を行うと、プリント基板８を正確な圧入位置に置
いても、当該基板８に設けられているスルーホールにピ
ン１ａが入らず、そのまま押下されることにより、プリ
ント基板８を損傷させる等の不具合を起こす虞がある。
また、ピン１ａ自体に傾斜や曲り等が無い場合でも、プ
リント基板８の配置位置にずれが有ると、同様にピン１
ａがスルーホールに入らず、同様にプリント基板８を損
傷させることが起こり得る。この発明は上述した事情に
鑑みてなされたもので、コネクタやプリント基板に位置
ずれが発生したり、コネクタのピンに傾斜や曲りなどが
有る場合でもプリント基板に損傷を与えることがないコ
ネクタ圧入装置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】この発明は、搬送手段を
介して圧入位置に配置されたコネクタと当接し、このコ
ネクタを吸着する圧入ヘッドを備え、前記圧入ヘッドを
下降させて前記圧入位置に配置される基板に前記コネク
タのピンを圧入するコネクタ圧入装置において、前記圧
入ヘッドを弾性的に支持する支持手段を有し、この支持
手段を上下動自在に可動する圧入手段と、前記圧入ヘッ
ドの変位を検出する手段であって、前記圧入手段が下降
して前記コネクタのピン先端部を前記基板に挿入する挿
入動作の行程量を検出する第１の検出手段と、前記挿入
動作に応じて前記基板を貫通する前記ピン先端部の少な
くとも１つを検出する第２の検出手段とを具備し、前記
第１の検出手段が適正な行程量を検出すると共に、前記
第２の検出手段が前記ピン先端部の少なくとも１つを検
出した時点で、前記圧入手段を下降させて当該コネクタ
のピン基端を前記基板に圧入することを特徴としてい
る。

【００１０】

【作用】上記構成によれば、第１の検出手段が適正な行
程量を検出すると共に、第２の検出手段がピン先端部の
少なくとも１つを検出した時点で、圧入手段を下降させ
てコネクタのピン基端を基板に圧入する。したがって、
これ以外の場合には、コネクタや基板が正確に圧入位置
に配置されなかったり、あるいはコネクタのピンに傾斜
や曲り等が発生したと見做して圧入を中止する。この
時、ピン先端部は挿入動作により基板に当接するが、支
持手段が圧入ヘッドを弾性的に支持するから、その際の
押下力を吸収し、基板を損傷させることがない。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例につ
いて説明する。図１は本発明の一実施例によるコネクタ
圧入装置の構造を示す正面図、図２は圧入部７および圧
入ヘッド６の構造を示す断面図である。これらの図にお
いて、図３に示した従来例と共通する部分には同一の番
号を付し、その説明を省略する。

【００１２】圧入部７は、Ｌ字状のベース部材Ｂ２に取
付けられた構成要素７ａ〜７ｄからなる。７ａは圧入ブ
ロック、７ｂはこのブロック７ａを上下動自在に可動す
るシリンダ、７ｃはベース部材Ｂ２に装着されるガイド
である。７ｄは一端が圧入ブロック７ａに固定され、当
該ブロック７ａと共にガイド７ｃに沿って摺動するガイ
ドシャフトである。このガイドシャフト７ｄは、圧入ブ
ロック７ａが上下動する際の横揺れを規制する。

【００１３】Ｇは圧入ブロック７ａに嵌挿されるガイ
ド、ＳＨは圧入ブロック７ａを貫通すると共に、ガイド
８ａに沿って摺動自在に可動するシャフトである。シャ
フトＳＨの上端側は、図２に示すように、圧入ブロック
７ａの上面に係止する係止部が形成され、その下端側が
圧入ヘッド６の上面部に固定されている。さらに、この
シャフトＳＨには、圧縮コイルバネＣＬが環装されてお
り、当該圧縮コイルバネＣＬの一端側は圧入ヘッド６の
上面に当接し、その他端は圧入ブロック７ａの下面に当
接する。したがって、この圧縮コイルバネＣＬは、圧入
ブロック７ａをシャフトＳＨの係止部に当接させるよう
に付勢しており、圧入ヘッド６を圧入ブロック７ａに対
して弾性的に支持している。

【００１４】９は圧入ブロック７ａの側面に装着される
位置検出器、１０はこの位置検出器９に対向するようベ
ース部材Ｂ２の側面に沿って敷設されるスケールであ
る。ここで、例えば、位置検出器９が周知のＭＲ（磁気
抵抗）素子等から構成される場合、このスケール１０は
所定のピッチでＮ極およびＳ磁が着磁される磁気スケー
ルとなる。すなわち、位置検出器９は、非接触で圧入ブ
ロック７ａの変位量を計測し、これを位置信号として制
御装置側（図示略）へ出力する。なお、位置検出器９に
は、上記ＭＲ素子に限らず、光学式センサを用いても良
い。また、圧入ヘッド６に超音波センサ等の位置検出器
を設け、当該ヘッド６に対向するプリント基板８との距
離を直接検出するようにしても良く、このような態様で
はスケール１０が省略できる。

【００１５】圧入ブロック７ａにシャフトＳＨを介して
固定される圧入ヘッド６は、図２に示すように、内部に
中空部６ａが形成されており、この中空部６ａの側面側
には継手６ｂを介してチューブに接続される。なお、こ
のチューブは、図示されていない真空ポンプあるいは圧
縮ポンプに接続される。また、この中空部６ａの下面側
と圧入ヘッド６の圧入面６ｃとの間には、コネクタ１の
ピン配置に対応した貫通溝が形成されている。これら貫
通溝には、それぞれピン１ａの上端部１ｃが挿入され、
中空部６ａが減圧される場合には圧入面６ｃにコネクタ
１が吸着される。一方、中空部６ａに圧縮空気が導入さ
れる場合には、圧入ヘッド６はコネクタ１を脱着する。

【００１６】圧入ヘッド６の下方には、当該ヘッド６に
吸着されたコネクタ１に対向するようプリント基板８が
圧入位置に配置される。１１はこのプリント基板８を固
定保持する保持台である。保持台１１には、プリント基
板８に形成されるスルーホール８ａに対応する逃げ穴１
１ａが穿設されており、この逃げ穴１１ａに圧入される
コネクタ１のピン１ａの先端部１ｃが挿入される。ま
た、保持台１１には、少なくとも１つの逃げ穴１１ａの
開口部側面に検出器１１ｂが設けられている。検出器１
１ｂは、例えば、周知の近接スイッチまたはフォトイン
タラプタ等から構成され、逃げ穴１１ａに挿入されるピ
ン１ａの先端部１ｃを検出する。

【００１７】ＮＣ移動テーブル１０は、ＸＹステージ１
０ａ，１０ｂから構成され、プリント基板８のコネクタ
実装位置を前述した圧入位置へ移動させる。このＮＣ移
動テーブル１０は、図示されていない制御装置から供給
される指令信号に応じてＸＹステージを駆動して位置決
めを行う。１２はＮＣ移動テーブル１０を固定支持する
ベッドである。１３は搬送機構であり、シュート１４を
圧入位置へ搬送する。シュート１４は、容器状部材の底
面を傾斜させて搬送アーム１３ａに取り付けたものであ
る。

【００１８】搬送機構１３は、図示されていない制御装
置の指令に基づき、シュート１４を圧入位置に搬送す
る。この時、圧入ヘッド６から脱着されるコネクタ１を
シュート１４で受けて回収ケース１５へ入れる。回収ケ
ース１５には、後述する動作によってピン１ａに傾斜や
曲りがあり、圧入時にプリント基板８に損傷を与えると
判断された不良コネクタが投入されることになる。

【００１９】Ｂ．実施例の動作 次に、上記構成によるコネクタ圧入装置の圧入動作につ
いて図１〜図２を参照して説明する。なお、このコネク
タ圧入装置を監視制御する制御装置（図示略）には、プ
リント基板８のスルーホール８ａにピン先端部１ｄが挿
入される時の圧入ブロック７ａの位置を、挿入基準位置
として予め記憶されているものとする。すなわち、コネ
クタ１がプリント基板８に圧入される時に、前述した位
置検出器９が検出する圧入ブロック７ａの位置が挿入基
準位置となり、この値が予め制御装置に入力されている
ものとする。

【００２０】前述した搬送部３、挿入部４および移送機
構５の動作によって圧入ヘッド６と対向する圧入位置に
コネクタ１が置かれると、圧入部７が下降し、これに応
じて圧入ヘッド６が挿入部４内のコネクタ１と当接し、
当該コネクタ１のピン上端部１ｃが圧入ヘッド６に吸着
され、この後に圧入部７は一旦上昇する。次いで、移送
機構５は挿入部４を圧入ヘッド６に対向する位置から原
点位置へ復帰させ、これに伴って移動テーブル１０がプ
リント基板８を圧入位置に配置する。

【００２１】プリント基板８が圧入位置に置かれると、
圧入部７は圧入ブロック７ａを下方へ押し下げる。この
時、スケール１０に対向配置される位置検出器９が下降
する圧入ブロック７ａの位置を順次検出し、位置データ
を制御装置側へ出力する。そして、圧力ブロック７ａが
上述した挿入基準位置に達すると、制御装置は圧入部７
に対して下降停止を指示すると共に、保持台１１に装着
されている検出器１１ｂがピン先端部１ｄを検出したか
否かを判断する。以下、このピン先端部１ｄを検出した
場合になされる正常時の圧入動作と、当該ピン先端部１
ｄを検出しない場合になされる異常時の動作とについて
説明する。

【００２２】正常時の圧入動作 ここで、検出器１１ｂが逃げ穴１１ａに挿入されるピン
先端部１ｄを検出すると、制御装置は、コネクタやプリ
ント基板の位置のずれや、あるいはコネクタ１のピン１
ａに傾斜や曲り等が無く、適正な圧入動作であると判断
し、再び圧入ブロック７ａを下降させる。これにより、
プリント基板８のスルーホール８ａにコネクタ１のピン
先端部１ｄが挿入される。次いで、さらに、圧入ブロッ
ク７ａを下降させると、ピン基端部１ｅ（図２参照）が
スルーホール８ａの開口面に当接する。

【００２３】続いて、圧入部７がシリンダ７ａを下降さ
せ、圧入ブロック７ａを押し下げると、ピン基端部１ｅ
をスルーホール８ａに圧入する際の抵抗力が圧縮コイル
バネＣＬの反発力を勝り、一旦、圧入ヘッド６は下降を
止める。続いて、圧縮コイルバネＣＬの反発力を超える
圧力で押下する圧入ブロック７ａは、直接圧入ヘッド６
を押下し、この結果、コネクタ１のピン基端部１ｅがプ
リント基板８のスルーホール８ａに圧入される。

【００２４】異常時の動作 一方、圧力ブロック７ａが上述した挿入基準位置に達し
ても、検出器１１ｂがピン先端部１ｄを検出しない場
合、制御装置はこれを「異常」と見做して、圧入ヘッド
６を一旦、元の位置へ上昇させる。すなわち、この場
合、コネクタ１やプリント基板８に位置ずれがあった
り、あるいはピン１ａに傾斜や曲り等が発生し、スルー
ホール８ａに挿入されず、基板８の表面にピン１ａの先
端が当接した状態である。

【００２５】ところで、基板８の表面に当接するピン１
ａには、圧入部７の押下力が直接加えられている訳では
なく、ピン１ａが基板表面に当接した時点で圧入ブロッ
ク７ａが与える押下力が圧縮コイルバネＣＬの反発力で
吸収されてしまう。したがって、こうした異常時では、
ピン１ａが圧縮コイルバネＣＬの反発力に相当する圧力
でプリント基板８の表面に当接するだけであるから、プ
リント基板８の損傷を防ぐことが可能になる。

【００２６】そして、上述したように、圧入ヘッド６が
元の位置に上昇すると、制御装置は搬送機構１３を作動
させてシュート１４を圧入位置に搬送すると共に、圧入
ヘッド６からコネクタ１を脱着させる。これにより、コ
ネクタ１はシュート１４を介して回収ケース１５に不良
品として投入される。

【００２７】このように、上述した実施例によれば、圧
力ブロック７ａが挿入基準位置に達し、検出器１１ｂが
ピン先端部１ｄを検出しない場合には、コネクタ１やプ
リント基板８に位置ずれがあったり、あるいはピン１ａ
に傾斜や曲り等が発生したと見做して圧入動作を中止す
る。しかも、圧力ブロック７ａが挿入基準位置に達した
時にピン１ａの先端はプリント基板８に当接するが、そ
の際の圧力は圧入部７の押下力より弱い圧縮コイルバネ
ＣＬの反発力に相当するから、プリント基板８を損傷さ
せることがない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、第１の検出手段が適正な行程量を検出すると共に、
第２の検出手段がピン先端部の少なくとも１つを検出し
た時点で、圧入手段を下降させてコネクタのピン基端を
基板に圧入する。したがって、これ以外の場合には、コ
ネクタや基板が正確に圧入位置に配置されなかったり、
あるいはコネクタのピンに傾斜や曲り等が発生したと見
做して圧入を中止する。この時、圧入ヘッドは挿入動作
により基板に当接するが、支持手段は当該圧入ヘッドを
弾性的に支持するため、コネクタやプリント基板に位置
ずれが発生したり、コネクタのピンに傾斜や曲りなどが
有る場合でもプリント基板に損傷を与えることがないと
いう格別なる効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による一実施例の全体構成を示す正面
図。

【図２】同実施例における圧入部７および圧入ヘッド６
の構造を示す断面図。

【図３】従来例を説明するための図。

【図４】従来例を説明するための図。

【符号の説明】

１…コネクタ（コネクタ）、 １ａ…ピン（ピン）、 １ｄ…先端部（ピン先端部）、 １ｅ…基端部（ピン基端）、 ３…搬送部（搬送手段）、 ５…移送機構（搬送手段）、 ６…圧入ヘッド（圧入ヘッド） ７…圧入部（圧入手段）、 ７ａ…圧入ブロック（圧入手段）、 Ｇ…ガイド（支持手段）、 ＳＨ…シャフト（支持手段）、 ＣＬ…圧縮コイルバネ（支持手段） ８…プリント基板（基板）、 ９…位置検出器（第１の検出手段）、 １０…スケール（第１の検出手段）、 １１ｂ…検出器（第２の検出手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送手段を介して圧入位置に配置された
   コネクタと当接し、このコネクタを吸着する圧入ヘッド
   を備え、前記圧入ヘッドを下降させて前記圧入位置に配
   置される基板に前記コネクタのピンを圧入するコネクタ
   圧入装置において、 前記圧入ヘッドを弾性的に支持する支持手段を有し、こ
   の支持手段を上下動自在に可動する圧入手段と、 前記圧入ヘッドの変位を検出する手段であって、前記圧
   入手段が下降して前記コネクタのピン先端部を前記基板
   に挿入する挿入動作の行程量を検出する第１の検出手段
   と、 前記挿入動作に応じて前記基板を貫通する前記ピン先端
   部の少なくとも１つを検出する第２の検出手段とを具備
   し、 前記第１の検出手段が適正な行程量を検出すると共に、
   前記第２の検出手段が前記ピン先端部の少なくとも１つ
   を検出した時点で、前記圧入手段を下降させて当該コネ
   クタのピン基端を前記基板に圧入することを特徴とする
   コネクタ圧入装置。