JP4413411B2 - 部品挿入装置及び部品挿入方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路基板などの回路形成体に、成形した線材部品を挿入する部品挿入装置、並びに部品挿入方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器に使用される電子回路基板などの回路形成体には、実装される電子部品間を導通させるなどの目的のため、線材を成形した線材部品が挿入されることがある。図１２は、そのような目的で使用される従来技術による部品挿入装置を示している。図において、部品挿入装置１には、ジャンパ線などの線材をリール状に巻き取って部品挿入装置１に供給する線材供給部２と、前記線材を所定量ずつ間欠的に送り出す線材送り出し部３と、前記送り出された所定量の線材を切断、成形し、回路形成体の所定位置に位置合わせして挿入する線材挿入部４と、回路形成体を部品挿入装置１に搬入して所定位置に規正保持する回路形成体保持部５と、全体の動きを制御する制御装置６とを備えている。前記線材挿入部４は、成形後の線材を図のＺ軸を中心に回転させ、前記回路形成体保持部５は、回路形成体を図のＸ方向及びＹ方向の平面状に移動することにより、前記成形後の線材が前記回路形成体の所定挿入位置に位置合わせされる。
【０００３】
図１３は、以上の構成にかかる部品挿入装置１の主要構成要素を示している。図の右側が線材送り出し部３、左側が線材挿入部４で、線材挿入部４の直下には、回路形成体１１が規正保持されている。線材供給部３は、リール状に巻かれて供給された線材１２を引き出して矢印Ｅの方向に間欠的に所定量ずつ送り出す一対の送り出しローラ１３、１３からなる線材送り出し機構を備えた本体部８と、前記順次送り出される線材１２を線材挿入部４へ受け渡すために線材１２を送り出す方向を定めるガイドノズル１６を備えたガイド部９と、から構成されている。ガイド部９は、本体部８に対して支持軸１５を中心に矢印Ｃ、Ｄ方向に揺動可能に取り付けられており、この揺動によって線材１２の送り出される向きが定まる。モータ１７は送り出しローラ１３、１３の回転駆動力を提供し、又、エアシリンダなどのアクチュエータ１８は、ガイドノズル１６を含むガイド部９を揺動させる。モータ１７の回転量、アクチュエータ１８の動作量は、いずれも制御装置６（図１２参照）によって制御可能である。
【０００４】
一方、線材挿入部４は、線材供給部３から供給される線材１２を受け取って、これを所定長さに切断する一対の切断部２１、２２と、前記切断された線材１２を挿入可能となるよう所定形状に成形する成形部２３とを含んでいる。前記一対の切断部２１、２２は、それぞれ可動刃２１ａ、２２ａと、固定刃２１ｂ、２２ｂと備え、線材１２をそれぞれ前記可動刃と固定刃との間に挟んだ後に、可動刃２１ａ、２２ａが、図のｚ方向と反対の方向に下降して線材２１を所定長さに切断する。成形部２３は、ベンディング・ダイ２４と、一対の挿入ガイド２５、２５とを含み、挿入ガイド２５、２５が下降してその内側に位置するベンディング・ダイ２４との間で、切断された線材の両端部をホチキス針状に折り曲げて成形する。ベンディング・ダイ２４は、その後、図示しないリンク機構の操作により図の後方に退避する。線材挿入部４は、モータ２６によって矢印Ｆで示す図のｚ軸を中心とした回転が可能であり、この回転によって回路形成体１１に設けられた所定の挿入穴１９に前記加工された線材１２を回転位置合わせする。回転位置合わせ完了後、前記曲げ加工済みの線材１２は前記挿入ガイド２５に保持されたまま回路形成体１１に当接する位置まで下降し、更に挿入穴１９内に挿し込まれて挿入が完了する。アクチュエータ２７、２８、２９は、それぞれ可動刃２１ａと２２ａ、ベンディング・ダイ２４、挿入ガイド２５を駆動する動力源である。
【０００５】
なお、図示の各動力源で、Ａはアクチュエータ、Ｍはモータを表示しているが、各動力源がこれに限定されるものではない。例えば、線材送り出し機構は、モータ１７に駆動される送り出しローラ１３、１３の代わりに、前進時には線材１２を挟持し、後退時には線材を開放して間欠的に線材を送り出す往復動式のリンクをアクチュエータで駆動するものとしても良い。
【０００６】
以上のように構成された線材挿入装置１の挿入工程の動作を、図１４から図２６を参照して更に詳しく説明する。まず、図１４から図１７は、線材部品の挿入時に線材挿入部４の回転位置合わせを伴わない場合の各工程を、上方（図１３のＺ方向）から見た状態を図示したものであり、又、図１８はそのフローチャートである。図１４は、線材送り出し工程を示しており、一対の送り出しローラ１３、１３が所定量回転することにより、線材１２をガイドノズル１６から所定の長さだけ送り出す。このとき、ガイドノズル１６は、図に示すように送り出される線材１２とガイドノズル１６自身とが線材挿入部４と干渉しない位置となるまで支持軸１５を中心に水平方向に揺動（円弧動作）し、送り出し過程にある線材１２には、図の一点鎖線で示す送り出し基準線３１に対して曲げが加わっている。ここで送り出し基準線３１とは、一対の送り出しローラ１３、１３の回転平面上に回転方向に延びる直線であって、両送り出しローラ１３、１３の各回転軸を結んだ直線と直交する直線である。線材１２を自由な状態で送り出しローラ１３、１３の回転により送り出した場合には、線材１２はこの送り出し基準線３１に沿って伸張する。送り出し基準線３１から離れた位置に移動したガイドノズル１６にガイドされた線材１２は曲がって送り出される結果、線材挿入部４に邪魔されることなく線材１２の送り出しが可能となる。
【０００７】
図１４は同時に、線材挿入工程をも示しており、図の左側に示す線材挿入部４の側において、所定長さに切断され、所定の成形を終えた線材部品１２ｘが、回路形成体１１の挿入穴１９(図１３参照)に挿入される状況にある。すなわち、当該部品挿入装置においては、線材送り出し工程と線材挿入工程とが同時並行して実施されている。
【０００８】
次に、図１５は線材受け渡し工程を示している。先の線材送り出し工程で既に送り出されている線材１２を、ガイドノズル１６が支持軸１５を中心にして図の矢印Ｄ方向に円弧動作することにより、線材挿入部４に受け渡し可能とする位置まで移動する。このとき、線材１２は、前記送り出し基準線３１と重なって真直ぐな状態となる。線材挿入部４では既に先の線材部品１２ｘの挿入が完了しており、次の線材１２の受け渡しが可能である。線材挿入部への線材１２の受け渡しの後、図１６の線材切断工程において、前記受け渡された線材１２が、一対の切断部２１、２２により切断される。これにより、線材送り出し部３から線材挿入部４への線材１２の受け渡しが完了する。
【０００９】
図１７に示すガイドノズル退避工程では、ガイドノズル１６自身とその後に送り出される次の線材１２とが線材挿入部４と干渉しないよう、ガイドノズル１６が支持軸１５を中心に図の矢印Ｃ方向に円弧動作し、次の線材１２の送り出しに備える。図１７は同時に、線材成形工程を示しており、線材挿入部４において、図示しないリンク機構が動作してベンディング・ダイ２４が張出し、挿入ガイド２５が図面に垂直方向に下降することによってベンディング・ダイ２４との間で前記切断された線材を成形し、線材部品１２ｘにする。その後、図１４に戻り、以上の工程を繰り返すことにより、線材１２が順次、連続して送り出し、切断、及び成形され、回路形成体１１の挿入穴１９に挿入される。図１８は、以上の各動作を示すフローチャートである。図において、右側が線材送り出し部３、左側が線材挿入部４の動作を示し、重複部分は両者共同の動作を示す。図１８に示すように、上述した線材挿入部４の回転位置合わせを必要としない線材挿入時においては、線材供給部３における線材送り出し工程と、線材挿入部４における挿入工程とが同時並行して行われている。
【００１０】
次に、線材挿入部４が回転位置合わせを伴う場合の挿入工程を、図１９から図２６を参照して説明する。図１９に示す線材送り出し工程においては、一対の線材送り出しローラ１３、１３が所定量ずつ回転することにより、線材１２を所定の長さだけ送り出す。このとき、線材挿入部４は、図示のように両切断部２１、２２を送り出し基準線３１上に配置した位置（以下、これを「原点位置」という。）にあり、ガイドノズル１６は、ガイドノズル１６自身と送り出される線材１２とが線材挿入部４と干渉しない退避位置まで回転移動している。このため、線材送り出し部３は、線材挿入部４に邪魔されることなく線材１２を送り出すことができる。この間、送り出し過程にある線材１２の一部には、ガイドノズル１６の前記退避移動によって送り出し基準線３１に対して曲げが加わっている。
【００１１】
次に、図２０に示す線材受け渡し工程では、先の線材送り出し工程で予め送り出された線材１２が線材挿入部４への受け渡し可能となるよう、ガイドノズル１６が支持軸１５を中心に図の矢印Ｄ方向に揺動（円弧動作）する。これによって、送り出された線材１２は、送り出し基準線３１に一致して真直ぐな状態となる。図２１の線材切断工程において、線材挿入部４に受け渡された部分の線材１２が、線材挿入部４の切断部２１、２２によって所定長さに切断され、これにより線材の受け渡し工程が完了する。
【００１２】
次に図２２に示すガイドノズル退避工程では、図示するように線材挿入部４が回転していない状態において、ガイドノズル１６は、ガイドノズル１６とその後送り出される線材１２とが線材挿入部４と干渉しない位置となるまで支持軸１５を中心に図のＣ方向に円弧動作する。この際、線材１２には、図に示すように送り出し基準線３１に対して曲げが加えられる。一方この間、線材挿入部４においては、ベンディング・ダイ２４が図示しないリンク機構によって張出し、挿入ガイド２５が図面に垂直方向に下降して受け渡された部分の線材１２を曲げ加工し、線材部品１２ｘを成形する。ベンディング・ダイ２４は、成形直後に前記リンク機構の動作で後方には退避する。その後、図２３の線材位置合わせ工程では、成形後の線材部品１２ｘが挿入位置に位置合わせするよう、線材挿入部４が回転軸Ｐを中心として回転する。そして、図２４の線材挿入工程において、挿入ガイド２５に保持された線材部品１２ｘが回路形成体１１の所定の挿入穴１９（図１３参照）に挿入される。この間、図示のように、ガイドノズル１６の前方に線材挿入部４が位置していることから、線材１２を送り出した場合には線材１２と線材挿入部４とが干渉することとなるため、線材１２の送り出しができない。
【００１３】
次に、図２５の原点位置復帰工程では、挿入を終わった線材挿入部４が、次の線材１２を受け入れ可能となるよう、回転軸Ｐを中心に回転して前記の原点位置に復帰する。これにより、線材挿入部４が干渉しない位置となるため、線材送り出し部３は線材の送り出しが可能な状態となり、以下、図１９に戻る。以上の動作を繰り返すことにより、順次連続して線材１２が送り出し、切断、及び成形され、回路形成体１１の挿入穴１９に挿入される。図２６は、上述の線材挿入部４が回転位置合わせを行う場合の部品挿入時のフローチャートを示したものである。図において、右側に線材送り出し部３、左側に線材挿入部４、重複部分に両者共同の動作をそれぞれ示している。。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来の技術にかかる線材挿入方法、及び部品挿入装置には以下の問題があった。すなわち、図２４を参照して説明したように、線材挿入部４が所定の挿入位置に線材部品１２ｘを回転位置合わせして挿入する間には、ガイドノズル１６と送り出される線材１２とが線材挿入部４と干渉してしまう。このため、図２６のフローチャート内で二重枠内に示すように、部品送り出し部３では、線材挿入部４が原点復帰するまでの待ち時間Ａが必要となる。そして、線材挿入部４が原点復帰した後には、今度は線材送り出し部３で次の線材の送り出しが開始されるため、この送り出しが完了するまでの間に線材挿入部４の側で待ち時間Ｂが発生する。すなわち、線材挿入部４が位置合わせのための回転を伴う位置へ線材部品１２ｘを挿入する時のタクトは、線材挿入部４の回転を伴わない挿入をする時のタクトに対して余分な時間を要し、部品挿入装置の稼働率を低下させるという問題があった。一例として、前記線材挿入部４の回転位置合わせがない場合のタクトは０.１５秒／部品、回転位置合わせがある場合のタクトは０.１８秒／部品ほどとなり、この要因に基づく稼働率の低下は約２０％にもなっている。
【００１５】
したがって、本発明は、上述のような従来技術による問題点を解消し、線材挿入部の回転位置合わせの有無にかかわらず、線材挿入部における線材の位置合わせ及び挿入と、線材送り出し部における線材の送り出しとを同時進行可能とする線材挿入装置、及び線材挿入方法を提供し、部品挿入の設備稼働率、及び生産性の向上を図ることを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、線材挿入部４の回転位置合わせの有無にかかわらず、送り出される線材１２を好ましくは弾性変形内で、必要に応じて塑性変形域に至るまで曲げ、線材挿入部４に干渉しない方向に線材送り出すことにより上述の問題を解消しようとするもので、具体的には以下の内容を含む。
【００１８】
請求項１に記載の本発明は、線材を所定量ずつ間欠的に送り出す線材送り出し部と、回路形成体を搬入し、所定位置に規正保持する回路形成体保持部と、前記送り出された線材を受け取って切断、成形の後、前記回路形成体の所定の挿入穴に前記成形された線材を回転位置合わせして挿入する線材挿入部と、全体の動きを制御する制御装置とからなる部品挿入装置であって、前記線材挿入部が前記回転位置合わせ及び挿入を行う際の回転角度の如何に拘わらず、前記線材送り出し部が、前記線材挿入部による前記位置合わせ及び前記挿入と同時並行して、前記線材挿入部と干渉しない方向へ線材を送り出すことができることを特徴とする部品挿入装置に関する。線材送り出し部における線材の送り出しと、線材挿入部に置ける回転位置合わせ、及び線材の挿入とを同時並行的に行うことで、設備稼働率の向上と生産性の向上を図るものである。
【００１９】
請求項２に記載の本発明にかかる部品挿入装置は、前記線材挿入部と干渉しない方向へ線材を送り出すため、もしくは前記線材挿入部と干渉しない方向へ送り出された線材を前記線材挿入部へ受け渡すため、前記線材が弾性限度内で曲げられることを特徴としている。線材を曲げることにより、線材挿入部と干渉しないように線材を送り出すもので、前記曲げは弾性限度内であることが後の加工や製品機能に悪影響を及ぼさないことから好ましい。
【００２０】
請求項３に記載の本発明にかかる部品挿入装置は、前記線材挿入部と干渉しない方向へ線材を送り出すため、もしくは前記線材挿入部と干渉しない方向へ送り出された線材を前記線材挿入部へ受け渡すため、前記線材が塑性領域に至るまで曲げられることを特徴としている。線材を曲げることによって、線材挿入部と干渉しないように線材を送り出すもので、前記曲げが塑性変形の曲げであっても、曲げを残したままで、もしくは曲げを矯正することにより、使用可能とするものである。
【００２１】
請求項４に記載の本発明にかかる部品挿入装置は、前記線材が曲げられる程度を、前記線材挿入部による回転位置合わせ及び挿入の回転角度に応じて変化させることを特徴としている。線材挿入部の回転角度によっては線材の僅かな曲げで干渉を防ぐことができ、曲げ動作を僅かで済ませることにより効率化を図るものである。
【００２２】
請求項５に記載の本発明にかかる部品挿入装置は、前記線材挿入部がどのような回転角度で回転位置合わせ及び挿入を行っても、前記線材送り出し部からの線材が送り出される方向を表す送り出し基準線とは干渉しない位置に前記線材挿入部が配置されていることを特徴としている。線材を真直ぐ送り出すことができる好ましい構成要素の配置を実現するものである。
【００２３】
請求項６に記載の本発明にかかる部品挿入装置は、前記線材挿入部が回転位置合わせを行う際の回転軸をＰ、前記送り出される線材と干渉する可能性のある前記回転軸Ｐから最も離れた位置にある前記線材挿入部の部位までの距離をｒとしたとき、前記線材送り出し部からの線材が送り出される方向を表す送り出し基準線から前記回転軸Ｐまでの距離ｄが、０＜ｄ＜ｒを満足することを特徴としている。線材送り出しと線材受け渡しとにおける線材の曲げの向きを逆方向に分散し、線材にかかる一方向への曲げ量を低減するものである。
【００２４】
請求項７に記載の本発明にかかる部品挿入装置は、前記送り出し基準線から前記回転軸Ｐまでの距離ｄが、約ｒ／２であることを特徴としている。線材送り出しと線材受け渡しとにおける逆方向への線材の曲げ量をほぼ均等化し、一方向への曲げ量の極小化を図るものである。
【００２５】
請求項８に記載の本発明にかかる部品挿入装置は、前記線材送り出し部が、線材を挟持して所定量ずつ間欠的に送り出す送り出し機構と、前記送り出し機構と前記線材挿入部との間の所定位置に設けられた支持軸を中心に揺動可能なガイドノズルとを備え、前記ガイドノズルが揺動して線材をガイドすることにより、線材の送り出される方向、及び線材の曲げられる程度が定められることを特徴としている。ガイドノズルの揺動（円弧動作）により、線材の送り出し方向を制御するものである。
【００２６】
請求項９に記載の本発明にかかる部品挿入装置は、前記ガイドノズルに、当該線材の曲げを矯正する複数のローラからなるストレーナが備えられていることを特徴としている。ストレーナを使用して線材を真直ぐに矯正し、その後の加工や製品機能への悪影響を排除するものである。
【００２７】
請求項１０に記載の本発明にかかる部品挿入装置は、前記ストレーナに、前記線材を送り出す駆動機構が設けられていることを特徴としている。線材がストレーナを容易に通過できるようにし、ストレーナでの抵抗による線材の座屈を回避するものである。
【００２８】
請求項１１に記載の本発明にかかる部品挿入装置は、前記ガイドノズルの線材が送り込まれる側に、線材を覆って線材の座屈を防止するガイドチューブが更に設けられていることを特徴としている。線材の座屈を回避し、ガイドノズル、もしくはストレーナへの線材の押し込みを確実にするものである。
【００２９】
請求項１２に記載の本発明は、連続する線材を所定量ずつ間欠的に送り出すステップと、前記線材を所定長さに切断するステップと、前記切断された線材を成形するステップと、前記ステップの間に搬入された回路形成体を所定位置に位置規制するステップと、前記成形された線材を、前記回路形成体の所定の挿入穴に回転位置合わせして挿入するステップとからなる部品挿入方法であって、前記回転位置合わせして挿入するステップにおける回転位置の如何に拘わらず、当該ステップと同時並行して次に挿入される線材を送り出すステップを行うことを特徴とする部品挿入方法に関する。線材を挿入するステップと、線材を送り出すステップとを同時並行的に行うことにより、設備稼働率の向上と生産性の向上を図るものである。
【００３０】
請求項１３に記載の本発明にかかる部品挿入方法は、前記線材を所定量ずつ間欠的に送り出すステップにおいて、もしくは前記線材が所定量送り出された後に前記線材を所定長さに切断するステップにおいて、前記連続する線材の一部が曲げられていることを特徴としている。線材を曲げることにより、線材の送り出し方向を制御し、線材挿入部との干渉を回避するものである。
【００３１】
請求項１４に記載の本発明にかかる部品挿入方法は、前記線材の曲げが、弾性変形内の曲げであることを特徴としている。曲げ量を好ましい弾性変形内に収めるものである。
【００３２】
請求項１５に記載の本発明にかかる部品挿入方法は、前記線材の曲げが、塑性変形領域の曲げであることを特徴としている。塑性変形が加わっても、そのままの状態で、もしくは矯正することにより使用可能とするものである。
【００３３】
そして、請求項１６に記載の本発明にかかる部品挿入方法は、前記塑性変形領域の曲げが加えられた線材を、略直線状に戻して使用することを特徴としている。塑性変形を矯正して線材を直線状となし、弾性変形が加えられた場合と同様に、その後の加工、機能に影響を及ぼさないようにするものである。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１から図８は、本発明にかかる第１の実施の形態の部品挿入方法、および部品挿入装置の構成要素を示している。この内、図１から図６は、本実施の形態にかかる部品挿入装置の線材送り出し部３と線材挿入部４とにおける動作を上方から見た状態を示している。本実施の形態にかかる部品挿入装置の概観、及び主要構成要素は、図１２、及び図１３を参照して説明した従来技術による部品挿入装置と同様である。
【００３５】
図１は、線材受け渡しが完了した後、線材１２が切断されて線材送り出し部３のガイドノズル１６が退避位置まで移動し、これによって送り出し過程にある線材１２には送り出し基準線３１から離れて曲げが加えられ、一方、線材挿入部４では、切断後の線材１２の成形を完了し、図の回転軸Ｐを中心とした必要な位置合わせのための回転動作が開始される状況を示す。次に、図２では、線材挿入部４の回転位置合わせが完了し、成形後の線材部品１２ｘが挿入工程にある状況を示す。この間、線材送り出し部３では、一対の送り出しローラ１３、１３が回転して次に受け渡すべき所定量の線材１２の送り出しを開始し、ガイドノズル１６を通して線材１２が前方へ送り出されている。図示のように、本実施の形態にかかる線材送り出し部３のガイドノズル１６は、支持軸１５を中心として揺動（円弧動作）し、ガイドノズル１６自身と送り出される線材１２とが線材挿入部４のいかなる回転角度の位置決めによっても干渉しない位置まで、すなわち、線材挿入部４の回転軸Ｐから最も離れた干渉の可能性のある部位の移動軌跡の外側になる位置まで退避している。これにより、図示のように線材挿入部４における位置合わせ工程、及び／又は線材挿入工程と、線材送り出し部３における線材送り出し工程とを、常に同時並行して行うことができる。
【００３６】
図３は、挿入工程を終えた線材挿入部４が回転して原点位置に復帰し、次の線材の受け渡しが可能となった状態を示しており、一方、線材送り出し部３の側では、送り出しを終えた送り出しローラ１３が回転を停止し、所定量の線材１２がガイドノズル１６の前方に伸張した状態を示している。次に、図４は線材受け渡し工程で、ガイドノズル１６が支持軸１５を中心として矢印Ｄ方向に円弧動作し、このときガイドノズル１６の前方に伸張していた線材１２は、送り出し基準線３１方向(図３参照)に真直ぐ延びて線材挿入部４に受け入れられる。図５は、線材切断工程で、線材挿入部４の一対の切断部２１、２２において、可動刃２１ａ、２２ａが図面に垂直方向に下降して固定刃２１ｂ、２２ｂとの間で線材１２を所定長さに切断する。次に図６において、ガイドノズル１６が支持軸１５を中心に図の矢印Ｃ方向に円弧動作し、次の送り出す線材１２が線材挿入部４に干渉しない位置まで退避する。この間、線材挿入部４では、リンク機構によって張出したベンディング・ダイ２４に対して挿入ガイド２５が図面に垂直方向に下降し、線材１２を折り曲げて線材部品１２ｘを成形する。成形の後にはベンディング・ダイ２５は再度リンク機構の動作により退避する。以下、図１に戻り、これまでの工程が繰り返される。
【００３７】
図７は、本実施の形態にかかる以上の部品挿入動作のフローチャートを示している。図において、右側が線材送り出し部３、左側が線材挿入部４、そして重複部分が両者共同の動作を示す。図示のように、本実施の形態では、線材挿入部４における回転位置合わせ工程及び線材挿入工程と、線材送り出し部３における線材送り出し工程とを同時並行して行うことができ、従来技術にある待ち時間を持つ必要がない。このため、部品挿入全般における生産タクトを短縮することができ、設備稼働率を向上させることができる。
【００３８】
図８は、ガイドノズル１６の移動に伴う線材１２の曲げられる状態の寸法関係の一例を示している。一対の送り出しローラ１３、１３により線材１２が放出される方向を表す送り出し基準線３１上に、ガイドノズル１６の回転中心となる支持軸１５と線材挿入部４の回転軸Ｐとが存在しているものとする。両送り出しローラ１３、１３の接点から支持軸１５までの距離をａ、支持軸１５からガイドノズル１６の放出側端部までの距離をｂ、線材挿入部４の回転軸Ｐから最も離れた位置にある干渉の可能性のある線材挿入部４の部位までの距離をｒとする。この状態からガイドノズル１６を、ガイドノズル１６自身と送り出される線材１２とが線材挿入部４に干渉しない位置に移動した時のガイドノズル１６の円弧動作する角度をθ、ガイドノズル１６の放出側端部と両送り出しローラ１３の接点とを結んだ直線と送り出し基準線３１とのなす角をα、線材１２の曲げられた部分の曲率半径をＲとする。
【００３９】
簡略化のため、ａ＝ｂとし、これを各７０ｍｍ、またｒ＝５５ｍｍとすれば、θが約２０°（したがってαが約１０°）であれば線材挿入部４とガイドノズル１６及び線材１２との干渉を十分回避することができる。このとき、線材１２の曲げ部分の曲率半径Ｒは、約２５０ｍｍとなる。送り出される線材１２の材質にもよるが、例えば線径が０．６ｍｍの銅製のジャンパ線であれば、この曲げによる変形は十分弾性限界内に収めることができる。従来技術においては、このように弾性限界内となり得る条件の場合であっても、ガイドノズル１６の揺動角θを例えば約５°位に留めるものとし、線材挿入部４の位置合わせのための回転角度に対応して線材の送り出しを待機させるものとしていた。本実施の形態では、従来技術と異なって図示のように揺動角θを大きくとり、ガイドノズル１６及び線材１２が常に線材挿入部４と干渉しない位置まで退避しているため、線材挿入工程と並行して常に線材送り出し工程が行うことができる。これによってタクト低減による生産の効率化を図ることができる。
【００４０】
なお、図８に示す各構成要素の配置、各寸法などは、あくまでも一例を示したものに過ぎず、また、使用される線材の諸元（通常は、０．５ｍｍから０．８ｍｍ径の銅製のジャンパ線が使用されるが、これに限定されない。）も異なることから、線材の変形を弾性限界内に収めるためのガイドノズル１６の許容揺動角を一概に定めることは困難である。干渉回避のための線材の曲げを弾性限界内に収めるためには、両送り出しローラ１３、１３の接点からガイドノズル１６の先端までの距離（図のａ＋ｂ）を長くすることが解決策の１つとなる。
【００４１】
なお、図１から図６において、線材挿入部４との干渉を常に最大限回避する位置までガイドノズル１６を揺動するものとしているが、線材部品１２ｘの挿入位置によっては、線材挿入部４の回転位置合わせを必要とせず、あるいは、僅かな角度の回転のみで位置合わせが可能な場合もある。この際には、線材挿入部４が原点位置に停止した状態、もしくは位置合わせのために僅かに回転した状態の線材挿入部４との干渉を回避できる位置までガイドノズル１６が移動してやれば良い。したがって、制御装置６（図１２参照）の制御により、挿入される線材部品１２ｘの挿入位置に応じてガイドノズル１６の回転角を制御することにより、ガイドノズル１６の回転移動量を最小限に押えるものとし、移動に要する時間を低減することが可能である。
【００４２】
（第２の実施の形態）
図９（ａ）と図９（ｂ）は、本発明にかかる第２の実施の形態の部品挿入装置、及び部品挿入方法の概要を示したものである。各図は、第１の実施の形態の図１から図６と同様、線材送り出し部３と線材挿入部４との関係を上方から見ている。図９（ａ）は本実施の形態にかかる線材送り出し工程を、図９（ｂ）は、同じく線材受け渡し工程をそれぞれ示している。図示のように、本実施の形態では、先の第１の実施の形態とは異なり、送り出しローラ１３、１３の送り出し基準線３１に対して、線材挿入部４が予め干渉しない位置に配置されている。すなわち、線材挿入部４の回転軸Ｐから最も離れた干渉の可能性のある部位までの前記回転軸からの距離をｒとしたとき、この回転軸Ｐは、送り出し基準線３１から距離ｒ以上離れた位置に配置されている。これにより、図９（ａ）に示す線材送り出し工程においては、送り出しローラ１３が線材１２を送り出し基準線３１に沿って直線的に送り出すことが可能となる。そして、図９（ｂ）に示す線材受け渡し工程においては、送り出された線材１２を保持したガイドノズル１６が、線材挿入部４の方向へ角度θ（例えば、約２０°）だけ円弧動作し、線材挿入部４への線材１２の引渡しを行う。この際、線材挿入部４は、線材の受け渡しを容易にするため、図示のように矢印Ｇの方向へ角度約θだけ回転していることが好ましい。なお、図では省略しているが、ガイドノズルの退避工程、線材挿入工程など、線材挿入に伴う他の一連の工程に関しては、先の第１の実施の形態と同様である。
【００４３】
第１の実施の形態においては、ガイドノズル１６が送り出しローラ１３による送り出し基準線３１に対して退避した位置にあるときに線材１２が曲げられた状態で送り出されるため、ガイドノズル１６と線材１２とが摩擦しやすく、線材１２の引っかかりや、線材１２の表面処理（メッキなど）が損傷を受ける虞などがある。本実施の形態においては、送り出しローラ１３から線材１２を送り出し基準線３１上に真直ぐ送り出すことができ、前記のような問題を解消できるほか、送り出しローラ１３の負荷が軽減され、円滑な線材の送り出しが可能となり、好ましい。
【００４４】
（第３の実施の形態）
図１０（ａ）、図１０（ｂ）は、本発明にかかる第３の実施の形態の部品挿入装置、及び部品実装方法の概要を示している。図１０（ａ）は本実施の形態にかかる線材送り出し工程を、図１０（ｂ）は、同じく線材受け渡し工程を示している。図示のように、本実施の形態にかかる部品挿入方法、及び部品挿入装置では、線材挿入部４が、第１の実施の形態と第２の実施の形態の略中間の位置に配置されている。すなわち、線材挿入部４の回転軸Ｐから最も離れた干渉の可能性のある線材挿入部４の部位までの回転軸Ｐからの距離をｒとしたとき、この回転軸Ｐは、送り出し基準線３１と、送り出し基準線３１からｒ以下だけ離れた距離までとの間のいずれかに位置している。好ましくは、回転軸Ｐは、送り出し基準線３１から約ｒ／２だけ離れた位置にある。これにより、図１０（ａ）に示す線材送り出し工程においては、線材１２の送り出し時の線材挿入部４による干渉を回避するために、ガイドノズル１６が約θ１だけ線材挿入部４から離れる方向に円弧動作し、この位置で線材１２の送り出しを行う。そして、図１０（ｂ）に示す部品受け渡し工程においては、送り出された線材１２を保持したガイドノズル１６が、送り出し基準線３１に対してθ２だけ線材挿入部４の方向へ円弧動作して線材１２の引渡しを行う。この際、線材挿入部４は、線材の受け渡しを容易にするため、図示のように矢印Ｇの方向へ約θ２だけ回転していることが好ましい。なお、図１０では省略しているが、ガイドノズルの退避工程、線材挿入工程など、線材部品挿入に伴う他の工程は、先の第１の実施の形態と同様である。
【００４５】
以上のような線材送り出し部及び線材挿入部の配置とすることにより、線材挿入部４とガイドノズル１６及び送り出される線材１２との干渉を回避するためのガイドノズル１６の円弧動作する合計角度（θ１＋θ２）は、第１及び第２の実施の形態におけるθとほぼ等しいものなるが、線材１２の曲げによる変形量を夫々軽減させることができる。例えば、線材挿入部４の回転軸Ｐと送り出し基準線３１との間の距離を上述の好ましい条件である約ｒ／２としたとき、本実施の形態における線材１２の曲げ量を、ほぼθ１＝θ２＝θ／２とすることができる。すなわち、本実施の形態における線材の変形量は、第１、第２の実施の形態に比べて好ましい条件とした場合には約半減することができる。このため、第１の実施の形態に比較しては送り出しローラ１３による線材の送り出しをより円滑にすることができるとともに、弾性変形の限界を定める際の条件を緩和することができ、また、第２の実施の形態に比較しては、弾性変形の限界を定める際の条件を緩和することができる。とくに、レイアウトスペース上の問題がある場合において、線材曲げ角度が半減できれば、ガイドノズル１６と送り出しローラ１３、１３との間をより近くに設けて設備をコンパクトにすることができ、あるいは、前記両者の間隙を同一のままとすれば、より大きな線径の線材であっても弾性限界内で送り出しすることが可能となり、いずれも条件的に有利となる。
【００４６】
なお、図１０（ａ）の線材送り出し工程において、ガイドノズル１６を送り出しローラ１３の送り出し基準線３１からθ１だけ円弧動作するものとしているが、線材挿入部４が回転位置合わせを要しないで挿入が可能な場合、あるいは僅かな回転位置合わせで挿入が可能な場合においては、前記の揺動による退避移動をせず、送り出し基準線３１上に位置したままで線材の送り出しを行うものとしても良い。こうすることにより、送り出しローラ１３による線材１２の送り出しをより円滑に行うことができ、ガイドノズル１６の回転移動による時間を削減することができる。
【００４７】
（第４の実施の形態）
次に、本発明にかかる第４の実施の形態の部品挿入装置、及び部品挿入方法につき、再度図９を参照して説明する。これまでに説明した各実施の形態においては、線材の変形を弾性変形内に抑えることを前提としていた。すなわち、曲げられた後の線材１２が後に加工、挿入されることから、線材１２の変形は弾性限界内に抑え、曲げ荷重が除去された後には線材１２が直線状に復帰することが好ましい。しかしながら、状況によっては、線材１２に塑性変形が残ったとしても、これが許容される場合があり得る。本実施の形態を含む以下の実施の形態では、線材の変形が塑性変形される場合を対象としている。図９（ａ）に示す状態での線材１２の送り出しの後、図９（ｂ）の線材受け渡し工程へ移行するに際し、ガイドノズル１６の円弧動作が、例えば第１の実施の形態で示した寸法諸元の例における揺動角θで約２５°以上になり、これにより、線材の曲率半径Ｒが約２００ｍｍ以下となって線材１２には塑性変形が加わったとする。線材受け渡しの後、ガイドノズル１６が送り出し基準線３１上に戻って送り出しローラ１３によって線材１２が送り出されると、その場合の線材１２は、図９（ｃ）に示すように、送り出し基準線３１に沿って真直ぐには伸びずに、前記の塑性変形によって図示するように線材挿入部４の側に曲がった状態で伸張することとなる。
【００４８】
ここで、図９（ｃ）では、理解容易化のため誇張して描かれているが、線材挿入部で切断され、曲げ成形された後の線材部品１２ｘの直線部分の長さは、例えば５ｍｍから２５ｍｍ程度のものである。２５ｍｍの直線部分の長さの部品に対して曲率半径約２００ｍｍの変形が加えられていることとなる。当該線材部品１２ｘの挿入工程、あるいは当該線材部品１２ｘの機能については、この程度の変形であれば、ほとんどの場合は実害がないと見ることができる。しかも、前記の曲率半径約２００ｍｍの変形は、ガイドノズル１６の回転移動により線材１２に加えられる変形量であって、ガイドノズル１６を元の位置に戻して線材１２の曲げ荷重を解除した場合には、線材１２自身のスプリングバックによって実際に線材１２に残る塑性変形量（前記曲げの曲率半径）はより僅かなもので済むこととなる。本実施の形態においては、このように塑性変形した線材であっても、そのままの状態で成形し、線材部品として利用しようとするものである。
【００４９】
図９（ｃ）に実線で示す状態の曲がった線材１２を、図９（ｂ）に示す線材受け渡し位置に移動させる場合、本実施の形態に示すように、線材挿入部４に近づく方向の曲げが線材１２に加わっていることが好ましい効果を生む。すなわち、図９（ｂ）において、ガイドノズル１６の矢印Ｄ方向の回転に伴って、まずガイドノズル１６に対して遠隔側にある線材１２の先端部が、前記の曲げによる変形のために先に線材挿入部４に当接し、その後、更なるガイドノズル１６の回転によって、手許側にある線材１２の部分が押し込まれ、同じく手許側の線材挿入部４に確実に当接される。これにより、線材１２は、線材挿入部４の両端にある一対の切断部２１、２２に確実に捕捉されることとなり、所定長さに切断されて成形される。これを、例えば図１に示す第１の実施の形態のような配置の部品挿入装置を使用した場合には、線材１２が逆に線材挿入部４から遠ざかる向きに塑性変形が加えられていることから、線材受け渡し工程では線材１２の先端側が線材挿入部４から離れる傾向にあり、線材１２の捕捉、切断が難しくなる場合が考えられる。但し、上述のように、切断される線材１２の長さに対して曲げの変形は僅かなものでしかないため、逆方向の変形が加わったとしても、ほとんどの場合には通常の加工が可能であると考えられる。以上のように、本実施の形態では、線材に例え塑性変形が加えられたとしても、その変形が僅かなものであれば、その変形が加えられたままの状態で、弾性変形が加えられた線材と全く同様にして加工、挿入できるケースを示している。
【００５０】
（第５の実施の形態）
図１１は、本発明にかかる第５の実施の形態の部品挿入装置、及び部品挿入方法を示している。先の第４の実施の形態では、線材１２に実害がない程度の塑性変形が加えられた場合を示していた。本実施の形態では、線材１２に実害を及ぼす程の塑性変形が加えられる場合を対象としている。図１１（ａ）は本実施の形態にかかる線材送り出し工程を、図１１（ｂ）は、同じく線材受け渡し工程を示している。図示のように、本実施の形態にかかる部品挿入装置では、ガイドノズル１６に、線材１２の両側に交互に配置された複数のローラからなるストレーナ３３が設けられている。線材送り出し工程においては、送り出しローラ１３によって送り出された線材１２がガイドノズル１６のストレーナ３３に押し込まれる。線材１２は、図に示すガイドノズル１６と送り出しローラ１３との位置関係によって曲げられ、この両者の間の送り出し過程にある線材１２の一部に塑性変形が加えれらる。その後、前記変形が加えられた部分の線材１２が送り出しローラ１３による押し込み作用でストレーナ３３のローラ間を通過する間に、線材１２には前記塑性変形を解消する方向の塑性変形が再度加えられ、ガイドノズル１６を通過した後の線材１２は、元通りの直線状となって伸張する。従って、それ以降の線材受け渡し、成形、回路形成体への挿入は、第１の実施の形態と同様に行うことができる。
【００５１】
ガイドノズル１６にこのようなストレーナ３３を設けることによって、ガイドノズル１６の揺動の角度限界を気にかける必要がなくなり、線材送り出し時にはガイドノズル１６自身と送り出される線材１２とを、線材挿入部４と干渉する虞のない位置まで任意に移動させることができる。なお、線材１２は、送り出しローラ１３の駆動力によりストレーナ３３での抵抗に打ち勝って押し込まれるため、ガイドノズル１６の入力側には、この押し込み時における線材１２の座屈を防止するために図のようなガイドチューブ３４を設けておくことが望ましい。このようなガイドチューブ３４としては、例えば一般にワイヤケーブルの外装として使用されるような、長手方向に直交する方向の曲げには追従し、チューブの内径を広げる方向には抗力を働かせて線材の座屈を防止するフレキシブルチューブなどが使用可能である。さらには、特に径が細い場合など、強度的に押し込みが困難な線材１２を使用する場合においては、ストレーナ３３のローラにモータなどによる駆動力を付与し、線材送り出しローラ１３と同期させて線材１２をストレーナ３３内に引き込むようにしてもよい。このようなガイドチューブ３４、ストレーナ３３は、本実施の形態での使用に限らず、たとえ線材１２に加わる曲げが弾性限界内であったとしても、必要に応じてこれまでに説明した他の実施の形態においても取り付け使用が可能である。
【００５２】
【発明の効果】
本発明にかかる部品挿入装置、及び部品挿入方法よれば、線材挿入部における回転位置合わせ及び線材部品の挿入と、線材送り出し部における線材送り出しとを、前記線材部品の挿入位置に拘わらず同時並行して実施することができ、部品実装のタクトを短縮して、設備稼働率、生産効率を高めることができる。
【００５３】
前記線材部品の挿入と、線材送り出しとを同時並行して実施するため、送り出し過程にある線材に曲げが加えられるが、この曲げは弾性変形内に収まることが好ましいものの、塑性変形領域に至る曲げが加えられても、ほとんどの場合においてその後の挿入工程、及び線材部品としての機能には影響が及ばない。又、万一悪影響がある場合には、ストレーナにより前記の塑性変形を解消することが可能であるため、前記同時並行の実施は、どのような部品挿入工程の条件下においても実施可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる実施の形態の線材送り出し部、及び線材挿入部の平面図であり、線材挿入部の回転位置合わせ直前の状態を示す。
【図２】 図１と同様の平面図で、線材送り出し工程、線材挿入工程を示す。
【図３】 図１と同様の平面図で、線材挿入部の原点復帰工程を示す。
【図４】 図１と同様の平面図で、線材受け渡し工程を示す。
【図５】 図１と同様の平面図で、線材切断工程を示す。
【図６】 図１と同様の平面図で、ガイドノズル退避工程工程、及び線材成形工程を示す。
【図７】 図１から図７に示す部品挿入工程のフローチャートである。
【図８】 図１に示す線材送り出し部、線材挿入部の関係を示す説明図である。
【図９】 本発明にかかる他の実施の形態の線材送り出し部、及び線材挿入部の平面図であり、線材送り出し工程と、線材受け渡し工程とを示す。
【図１０】 本発明にかかる更に他の実施の形態の線材送り出し部、及び線材挿入部の平面図であり、線材送り出し工程と、線材受け渡し工程とを示す。
【図１１】 本発明にかかる更に他の実施の形態の線材送り出し部、及び線材挿入部の平面図であり、線材送り出し工程と、線材受け渡し工程とを示す。
【図１２】 従来技術による部品挿入装置の概観を示す斜視図である。
【図１３】 図１２に示す部品挿入装置の主要構成要素を示す部分拡大斜視図である。
【図１４】 従来技術による線材送り出し部、及び線材挿入部の平面図であり、線材送り出し工程と、線材成形工程とを示す。
【図１５】 図１４と同様の平面図で、線材受け渡し工程を示す。
【図１６】 図１４と同様の平面図で、線材切断工程を示す。
【図１７】 図１４と同様の平面図で、ガイドノズル退避工程、線材成形工程を示す。
【図１８】 図１４から図１７に示す部品挿入工程のフローチャートである。
【図１９】 従来技術による他の線材送り出し部、及び線材挿入部の平面図であり、線材送り出し工程を示す。
【図２０】 図１９と同様の平面図で、線材受け渡し工程を示す。
【図２１】 図１９と同様の平面図で、線材切断工程を示す。
【図２２】 図１９と同様の平面図で、ガイドノズル退避工程、線材成形工程を示す。
【図２３】 図１９と同様の平面図で、線材挿入部が回転位置合わせする直前の状態を示す。
【図２４】 図１９と同様の平面図で、回転位置合わせ工程、線材挿入工程を示す。
【図２５】 図１９と同様の平面図で、線材挿入部の原点復帰工程を示す。
【図２６】 図１９から図２５に示す部品挿入工程のフローチャートである。
【符号の説明】
１．部品挿入装置、 ２．線材供給部、 ３．線材送り出し部、 ４．線材挿入部、 ５．回路形成体保持部、 ６．制御装置、 ８．本体部、 ９．ガイド部、 １１．回路形成体、 １２．線材、 １３．送り出しローラ、 １５．支持軸、 １６．ガイドノズル、 １７．モータ、 １８．アクチュエータ、 １９.挿入穴、 ２１、２２．切断部、 ２３．成形部、 ２４．ベンディング・ダイ、 ２５．挿入ガイド、 ２６．モータ、 ２７、２８、２９．アクチュエータ、 ３１．送り出し基準線、 ３３．ストレーナ、３４．ガイドチューブ。

Claims (16)

1. 線材を所定量ずつ間欠的に送り出す線材送り出し部と、
   回路形成体を搬入し、所定位置に規正保持する回路形成体保持部と、
   前記送り出された線材を受け取って切断、成形の後、前記回路形成体の所定の挿入穴に前記成形された線材を回転位置合わせして挿入する線材挿入部と、
   全体の動きを制御する制御装置と、からなる部品挿入装置において、
   前記線材挿入部が前記回転位置合わせ及び挿入を行う際の回転角度の如何に拘わらず、前記線材送り出し部が、前記線材挿入部による前記位置合わせ及び前記挿入と同時並行して、前記線材挿入部と干渉しない方向へ線材を送り出すことができることを特徴とする部品挿入装置。
2. 前記線材挿入部と干渉しない方向へ線材を送り出すため、もしくは前記線材挿入部と干渉しない方向へ送り出された線材を前記線材挿入部へ受け渡すため、前記線材が弾性限度内で曲げられることを特徴とする、請求項１に記載の部品挿入装置。
3. 前記線材挿入部と干渉しない方向へ線材を送り出すため、もしくは前記線材挿入部と干渉しない方向へ送り出された線材を前記線材挿入部へ受け渡すため、前記線材が塑性領域まで曲げられることを特徴とする、請求項１に記載の部品挿入装置。
4. 前記線材が曲げられる程度を、前記線材挿入部による回転位置合わせ及び挿入の回転角度に応じて変化させることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の部品挿入装置。
5. 前記線材挿入部がどのような回転角度で回転位置合わせ及び挿入を行うことであっても、前記線材送り出し部からの線材が送り出される方向を表す送り出し基準線には干渉しない位置に前記線材挿入部が配置されていることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか一に記載の部品挿入装置。
6. 前記線材挿入部が回転位置合わせを行う際の回転軸をＰ、前記送り出される線材と干渉する可能性のある前記回転軸Ｐから最も離れた位置にある前記線材挿入部の部位までの距離をｒとしたとき、前記線材送り出し部からの線材が送り出される方向を表す送り出し基準線から前記回転軸Ｐまでの距離ｄが、
   ０＜ｄ＜ｒ
   を満足することを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか一に記載の部品挿入装置。
7. 前記送り出し基準線から前記回転軸Ｐまでの距離ｄが、約ｒ／２であることを特徴とする、請求項６に記載の部品挿入装置。
8. 前記線材送り出し部が、線材を挟持して所定量ずつ間欠的に送り出す送り出し機構と、前記送り出し機構と前記線材挿入部との間の所定位置に設けられた支持軸を中心に揺動可能なガイドノズルとを備え、前記ガイドノズルが揺動して線材をガイドすることにより、線材を送り出す方向、及び線材の曲げられる程度が定められることを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれか一に記載の部品挿入装置。
9. 前記ガイドノズルに、線材の曲げを矯正する複数のローラからなるストレーナが備えられていることを特徴とする、請求項８に記載の部品挿入装置。
10. 前記ストレーナに、前記線材を送り出す駆動機構が設けられていることを特徴とする、請求項９に記載の部品挿入装置。
11. 前記ガイドノズルの線材が送り込まれる側に、線材を覆うガイドチューブが更に設けられていることを特徴とする、請求項８から請求項１０のいずれか一に記載の部品挿入装置。
12. 連続する線材を所定量ずつ間欠的に送り出すステップと、
    前記線材を所定長さに切断するステップと、
    前記切断された線材を成形するステップと、
    前記の一連のステップの間に搬入された回路形成体を所定位置に位置規制するステップと、
    前記成形された線材を、前記回路形成体の所定の挿入穴に回転位置合わせして挿入するステップと、からなる部品挿入方法において、
    前記回転位置合わせして挿入するステップにおける回転位置の如何に拘わらず、当該ステップと同時並行して次に挿入される線材を送り出すステップを行うことを特徴とする部品挿入方法。
13. 前記線材を所定量ずつ間欠的に送り出すステップにおいて、もしくは前記線材が所定量送り出された後に前記線材を所定長さに切断するステップにおいて、前記連続する線材の一部が曲げられていることを特徴とする、請求項１２に記載の部品挿入方法。
14. 前記線材の曲げが、弾性変形内の曲げであることを特徴とする、請求項１３に記載の部品挿入方法。
15. 前記線材の曲げが、塑性変形領域に至る曲げであることを特徴とする、請求項１３に記載の部品挿入方法。
16. 前記塑性変形領域に至るまで曲げられて変形した線材を、略直線状に戻して使用することを特徴とする、請求項１５に記載の部品挿入方法。

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