柔性印刷电路板的制造方法、电路板制造用夹具以及电路板制造装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及柔性印刷电路板的制造方法、电路板制造用夹具以及电路板制造装置。
【背景技术】
[0002]近年来，机器人得到了显著发展，已出现了能够进行各种动作的机器人等。另外，能够佩戴在人体或衣服上的可穿戴式电子设备也已开发出各种设备，并逐渐得到实用。这些机器人或可穿戴式电子设备中，使用大量用于供电或者传输电气信号的电线，但是，通常情况下，电线呈以铜线为电线芯并利用绝缘体将电线芯的外周覆盖的结构，因此，电线本身几乎不具有伸缩性。因此，在例如机器人等中，为了不妨碍其关节的活动等，必须使电线的长度有所宽裕，这会对以小型、轻量化等为目标的设计方面、实用方面造成障碍。
[0003]尤其是在最尖端的类人型机器人、或者佩戴在人体上辅助肌肉力量的助力装置等用途中，经由多自由度关节而配置有大量用于使末端的电动机进行工作的电线、或者用于传输配置于末端的各种传感器所发出的电气信号的电线。而且，为了提高这些电线在多自由度关节中的配置自由度，对于形成为可伸缩的电线的要求越来越高。
[0004]另一方面，近年来，作为工业用机器人而大量使用臂式机器人。在这种臂式机器人中，根据安装在机械臂前端侧的末端执行器(相当于人体中的手)、或者机械臂的关节部的驱动方式的不同，在机械臂的基端侧至前端侧的部分中，有时除了电缆之外还需要配置用于施加气压的空气软管或者液压软管。在关节部配置有上述电缆或软管类的情况下，电缆有可能被折弯或者断裂。因此，采用下述配线方法，即:在相比机械臂类的关节部更靠近基端的位置处将电缆或软管类暂时抽出至外侧，而将电缆或软管类配置在关节部外侧的空间中，并在相比关节部更靠近前端的位置处将电缆或软管类重新导入机械臂内。但是，在将电缆配置在机械臂外侧的空间的方法中，在机械臂的关节部周围必须存在能够使电缆松弛的空间。
[0005]另外，在例如专利文献1中公开了下述结构，即:通过在机械臂的关节部的关节转动中心位置处设置支撑杆，将电缆卷绕在该支撑杆上，并将该预先卷绕有电缆的支撑杆收纳在机械臂的内部，从而防止电缆被折弯或者断裂。但是，另外设置支撑杆时，有可能会导致重量增加，从而导致功能(动作速度、精度等)降低。为了弥补该功能降低，有时会使用高规格的电动机等、或者增加必要部件，但是，该情况下，会导致制造成本增加。进而，由于电缆收纳部的结构变复杂，因而存在下述问题，即:组装机械臂时的电缆配置、维护等时的拆解、电缆的取出和更换非常复杂。由此，即使在机械臂中，对于可伸缩的电气传输部件的要求也越来越高，以便避免发生上述问题。
[0006]作为能够满足上述对于电气传输部件的要求的技术，存在例如专利文献2和专利文献3所公开的技术。该专利文献2、3中公开了一种可伸缩的柔性印刷电路板及其成形方法，其中，该柔性印刷电路板被加工成形为:交替地配置有弯曲形状部的形状、即所谓的褶皱状。专利文献2、3所公开的可伸缩柔性印刷电路板，使用LCP (Liquid Crystal Polymer、液晶聚合物)等的热塑性树脂，通过在比树脂的软化温度低数十。C?100°C左右的温度下加热30分钟至60分钟左右，从而成形为与成形模大致相同的形状。
[0007]在此，在专利文献2所公开的方法中，在模具的内部，以柔性印刷电路板能够通过的间隔配置有多个前端形成为所希望的R字状的板，并且在对柔性印刷电路板施加一定张力的同时使其从模具内部通过，从而进行加热成形。
[0008]另外，在专利文献3所公开的方法中，在夹具中以柔性印刷电路板能够通过的间隔配置有多个形成为所希望的R字状的销钉，并在对柔性印刷电路板施加一定张力的同时使其通过该夹具，从而进行加热成形。
[0009]【现有技术文献】
[0010]【专利文献】
[0011]专利文献1:日本公报、特开平8-57792号
[0012]专利文献2:日本公报、特开2011-134884号(图2、说明书第0044段落等)
[0013]专利文献3:日本公报、特开2011-233822号(图4、说明书第0049段落等)
[0014]然而，在专利文献2所公开的方法中，由于与模具接触的面积大，因而柔性印刷电路板与模具之间的摩擦变大，从而很难在一定的张力下进行拉伸。因此，成形形状难以稳定。另外，在从模具中取出柔性印刷电路板时，也会因为上述较大的摩擦而导致操作性变差。另外，相对于柔性印刷电路板的需要成形的部位，而在不需要成形的位置处也存在模具的板，因而热容量变大。因此，难以将温度升高至成形所需的温度。
[0015]另外，在专利文献3所公开的方法中，与专利文献2所公开的使用板状模具的情况相比，设置夹具时的操作性得到改善，而且摩擦的影响少。但是，在该方法中，柔性印刷电路板与夹具之间的摩擦也较大，从而很难在一定的张力下进行拉伸，因而成形形状难以稳定。在销钉的数量增加、或者配置有不同的R字状的销钉的情况下，由于较粗的销钉的摩擦相对较大，因而上述情况更加明显。进而，使柔性印刷电路板从被固定的销钉之间通过本身就很复杂，对于销钉之间的间距小、且销钉数量多的夹具来说，操作性非常差。
[0016]另外，作为专利文献2和专利文献3这两种方法的共同缺点，除了上述操作性差之夕卜，还存在下述缺点，即:在将柔性印刷电路板安装到模具、夹具中时无法固定柔性印刷电路板的成形开始位置，因此，即便成形位置处的形状在某种程度上接近于设计值，产品整体的形状也不稳定。
【发明内容】
[0017]本发明是基于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够实现下述效果中的至少一个效果的柔性印刷电路板的制造方法、电路板制造用夹具以及电路板制造装置，该效果是指:能够固定柔性印刷电路板的成形开始位置、使成形形状变稳定、使制造过程中的操作性变好、以及减少热容量。
[0018]为了解决上述课题，在本发明的第一观点所提供的柔性印刷电路板的制造方法中，利用电路板制造用夹具而形成在多个位置处具有弯曲部的柔性印刷电路板，其中，该柔性印刷电路板具有配线层和绝缘层，该绝缘层的材质为热塑性树脂，并且，该绝缘层从两侧将配线层覆盖；该柔性印刷电路板的制造方法的特征在于包括:第一保持工序:将该柔性印刷电路板的一侧保持在电路板制造用夹具中用于保持柔性印刷电路板的一侧的第一保持部件上；挂绕工序:在第一保持工序之后实施的该挂绕工序中，将该柔性印刷电路板以挂绕在多个支撑部件上的状态支撑在多个支撑部件上，其中，多个支撑部件是电路板制造用夹具中用于使柔性印刷电路板弯曲从而形成弯曲部的部件；第二保持工序:在挂绕工序之后实施的该第二保持工序中，将该柔性印刷电路板的另一侧保持在电路板制造用夹具中用于保持柔性印刷电路板的另一侧的第二保持部件上，从而维持对柔性印刷电路板施加了张力的状态；以及加热成形工序:在电路板制造用夹具的至少一部分中，在维持柔性印刷电路板的保持状态的状态下，对柔性印刷电路板进行加热成形。
[0019]另外，本发明的另一方面是在上述发明中，优选电路板制造用夹具设有第一夹具和第二夹具，第一夹具被设置为相对于第二夹具能够拆装；第一夹具设有:构成第一保持部件的前端固定部件、多个支撑部件以及构成第二保持部件的后端固定部件；在第一保持工序中，利用前端固定部件来保持柔性印刷电路板的一侧；在第二保持工序中，利用后端固定部件来保持柔性印刷电路板的另一侧。
[0020]进而，本发明的另一方面是在上述发明中，优选前端固定部件具备前端支撑部和卡定销，其中，该前端支撑部与柔性印刷电路板的一端侧呈面状地接触，卡定销朝向远离前端支撑部的方向突出；在第一保持工序中，将卡定销插通在形成于柔性印刷电路板的一端侧的孔部中。
[0021]另外，本发明的另一方面是在上述发明中，优选柔性印刷电路板的一端侧被前端固定部件与前端保持机构夹持；前端保持机构具有前端夹持部件和第一驱动装置，其中，前端夹持部件能够靠近或者远离前端固定部件，第一驱动装置用于使前端夹持部件移动。
[0022]进而，本发明的另一方面是在上述发明中，优选支撑部件包括可动销，该可动销能够插入到贯穿第一夹具的插入孔中，通过将可动销插入到插入孔中，并使可动销从其插入侧的相反侧突出，从而能够将柔性印刷电路板挂绕在可动销上；并且，第二夹具上形成有用于引导可动销的插入的贯通孔。
[0023]另外，本发明的另一方面是在上述发明中，优选电路板制造用夹具被设置为能够在夹具滑动件的驱动下进行滑动；夹具滑动件设有第二驱动装置，该第二驱动装置产生用于使电路板制造用夹具滑动的驱动力。
[0024]进而，本发明的另一方面是在上述发明中，优选在挂绕工序中，利用扭矩辊和自由辊夹持柔性印刷电路板，并通过辊驱动机构对构成扭矩辊的一对辊中的至少一个辊施加驱动力，通过该驱动力而对柔性印刷电路板施加张力，并且，在柔性印刷电路板被夹持的状态下，使自由辊朝向与柔性印刷电路板的输送方向交叉的方向移动，同时使电路板制造用夹具朝向输送方向移动，并使电路板制造用夹具移动至可动销配置于成形后的弯曲部内周侧的位置处，在使电路板制造用夹具移动至该位置处之后，将可动销插入到插入孔中，其中，扭矩辊具备能够相互靠近或分离的一对辊，自由辊具备同样能够相互靠近或分离的一对辊，并且，自由辊位于相比扭矩辊更靠近第一保持部件侧的位置处。
[0025]另外，本发明的另一方面是在上述发明中，优选还包括歪斜调整工序，其中，该歪斜调整工序是在第一保持工序之后且挂绕工序之前实施，在该歪斜调整工序中，通过将侧面按压部件推到柔性印刷电路板的侧面上，从而调整该柔性印刷电路板的歪斜方向。
[0026]另外，本发明的第二观点所提供的电路板制造用夹具，用于形成具有配线层和绝缘层且在多个位置处具有弯曲部的柔性印刷电路板，其中，绝缘层的材质为热塑性树脂，并且，该绝缘层从两侧将配线层覆盖；该电路板制造用夹具的特征在于具备:第一保持部件，其用于保持柔性印刷电路板的一侧；多个支撑部件，其用于使柔性印刷电路板弯曲从而形成弯曲部，其中，该柔性印刷电路板以挂绕在多个支撑部件上的状态弯曲；以及第二保持部件，其用于保持柔性印刷电路板的另一侧，从而维持对柔性印刷电路板施加了张力的状态。
[0027]另外，本发明的第三观点所提供的电路板制造装置，用于形成具有配线层和绝缘层且在多个位置处具有弯曲部的柔性印刷电路板，其中，绝缘层的材质为热塑性树脂，并且，该绝缘层从两侧将配线层覆盖；该电路板制造装置的特征在于具备:扭矩辊靠近分离机构，其具有由一对辊构成的扭矩辊，该一对辊能够相互靠近或者分离，并且能够朝向靠近或者远离柔性印刷电路板的方向移动；自由辊靠近分离机构，其具有由一对辊构成的自由辊，该一对辊能够相互靠近或者分离，并且能够朝向靠近或者远离柔性印刷电路板的方向移动；辊驱动机构，其对构成扭矩辊的一对辊中的至