CN104254236B - 制造装置及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种制造装置及制造方法，其在抑制设备成本的同时，将第1部件以高定位精度向第2部件上安装。制造装置(20)将第1部件(11)向形成有向Z方向延伸的被卡合部(12f、12g)的第2部件(12)上安装。第1抓持部件(31)和第2抓持部件(32)构成为，能够保持第1部件(11)。第1销(41)和第2销(42)构成为，向Z方向延伸，能够与被卡合部(12f、12g)卡合。支撑部(50)对第1抓持部(31)、第2抓持部(32)、第1销(41)以及第2销(42)进行支撑。第1机构(60)使支撑部(50)向Z方向位移。第2机构(70)在与Z方向交叉的XY平面内容许支撑部(50)的位移。

Description

制造装置及制造方法
技术领域
本发明涉及一种在将第1部件向第2部件上安装的工序中使用的制造装置及制造方法。特别地，涉及一种将向车辆上搭载的照明装置所具有的半导体发光装置向支撑体上安装的制造装置及制造方法。
背景技术
已知一种制造装置，其通过使用图像识别技术而提高第1部件向第2部件的安装精度(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2009－140945号公报
特别地，在向车辆上搭载的照明装置中，对于构成光学系统的各要素部件的定位，要求高精度。但是，如果为了实现该精度而使用图像识别技术，则导致设备成本上升。
发明内容
由此，本发明的目的在于，提供一种能够在抑制设备成本的同时，将第1部件以高定位精度向第2部件上安装的技术。
为了实现上述目的，本发明所能够得到的第1方式是一种制造装置，其将第1部件向第2部件上安装，该第2部件形成有沿第1方向延伸的被卡合部，
该制造装置具有：
保持部，其构成为能够保持所述第1部件；
卡合部，其构成为向所述第1方向延伸，能够与所述被卡合部卡合；
支撑部，其对所述保持部和所述卡合部进行支撑；
第1机构，其使所述支撑部向所述第1方向位移；以及
第2机构，其在与所述第1方向交叉的平面内容许所述支撑部的位移。
为了实现上述目的，本发明所能够得到的第2方式是一种制造方法，其具有下述工序：
保持工序，在该工序中，利用保持部保持第1部件；
定位工序，在该工序中，使向第1方向延伸的卡合部，与在第2部件上形成并向该第1方向延伸的被卡合部卡合，从而进行定位；
安装工序，在该工序中，将保持于所述保持部上的所述第1部件，向所述第2部件上安装；以及
释放工序，在该工序中，解除对安装于所述第2部件上的所述第1部件的保持，
在所述定位工序中，容许对所述保持部和所述卡合部进行支撑的支撑部件在与所述第1方向相交叉的平面内的位移。
根据上述的结构，卡合部相对于被卡合部的卡合，伴随着支撑部向第1方向的位移而进展。在卡合开始时，即使在两者之间存在一些位置偏移，用于消除位置偏移的支撑部的上述平面内的位移，也被第2机构容许。通过可靠地实现卡合部相对于被卡合部的卡合，从而均高精度地确定被支撑部支撑的保持部相对于第2部件的位置。因此，即使不使用伴有设备成本上升的图像识别技术等，也可以向第2部件上高精度地安装第1部件。另外，由于在产生了位置偏移的状态下，不会进行卡合部相对于被卡合部的卡合，所以能够避免上述部件的破损等。
上述的制造装置也可以构成为具有第3机构和控制部。第3机构对上述平面内的上述支撑部的位移进行限制。控制部在上述卡合部与上述被卡合部卡合时，使上述第2机构有效，在上述保持部将上述第1部件向上述第2部件上安装时，使上述第3机构有效。
即，在上述的制造方法中，在上述安装工序中，对上述支撑部件的上述平面内的位移进行限制。
即，至少在保持部相对于第2部件的定位时，支撑部容许上述平面内的位移。另一方面，至少在保持部将第1部件向第2部件上安装时，对支撑部的上述平面内的位移进行限制。由此，可以以稳定的状态利用保持部进行第1部件的安装动作。因此，可以将第1部件向第2部件上高精度地安装。
例如，上述保持部具有第1抓持部件和第2抓持部件。在这里，上述第1抓持部件和上述第2抓持部件构成为，在沿上述平面的第2方向上排列，通过使该第2方向上的相对距离变化，从而能够抓持上述第1部件。在此情况下，可以以简单的结构可靠且准确地保持光源。
上述卡合部也可以构成为，具有第1卡合部件和第2卡合部件。在这里，上述第1卡合部件能够与在上述第2部件上形成的第1被卡合部件卡合，上述第2卡合部件能够与在上述第2部件上形成的第2被卡合部件卡合。在此情况下，能够利用2个卡合部件防止支撑部的上述平面内的旋转，可以更可靠地进行保持部相对于第2部件的定位。
也可以构成为，所述第1卡合部件和所述第2卡合部件配置为，相对于穿过保持于所述保持部上的所述第1部件的中央部所配置的位置的直线，成为线对称。在此情况下，可以提高定位动作的稳定性。
也可以构成为，所述第1卡合部件和所述第2卡合部件配置为，相对于保持于所述保持部上的所述第1部件的中央部所配置的位置，成为点对称。在此情况下，可以更加提高定位动作的稳定性。
在上述的制造装置以及制造方法中作为对象的上述第1部件，例如是向车辆上搭载的照明装置所具有的半导体发光装置，上述第2部件是支撑上述半导体发光装置的支撑体。
在此情况下，优选上述卡合部是能够向上述第2部件上形成的圆孔中插入的销。能够避免从在作为最终产品的照明装置中安装的半导体发光装置射出的光，被销状的被卡合部阻挡的情况。另外，能够抑制支撑体的成型成本。
附图说明
图1是表示具有利用本发明的一个实施方式所涉及的制造装置制造的部件的照明装置的外观的斜视图。
图2是表示上述照明装置所具有的散热器的外观的斜视图。
图3是示意地表示上述制造装置的结构的图。
图4是表示本发明的一个实施方式所涉及的制造方法的流程图。
图5是对上述制造方法的保持工序中的制造装置的动作进行说明的图。
图6是对上述制造方法的定位工序中的制造装置的动作进行说明的图。
图7是对上述制造方法的安装工序以及释放工序中的制造装置的动作进行说明的图。
图8是示意地表示上述制造装置所具有的卡合部的变形例的图。
标号的说明
11：光源，12：散热器，12f：第1圆孔，12g：第2圆孔，20：制造装置，30：保持部，31：第1抓持部件，32：第2抓持部件，40：卡合部，41：第1销，42：第2销，50：支撑部，60：第1机构，70：第2机构，80：第3机构，90：控制部，C：保持于保持部上的光源的中央部所配置的位置，L1、L2：穿过保持于保持部上的光源的中央部的直线，S1：保持工序，S2：定位工序，S3：安装工序，S4：释放工序
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明所涉及的实施方式的例子进行详细说明。此外，在以下的说明中使用的各附图中，适当变更比例尺，以将各部件设为能够识别的大小。
图1示出作为向车辆上搭载的照明装置的一个例子的灯具单元10。灯具单元10具有：光源11、散热器12、反射镜13、投影透镜14、以及透镜支架15。
光源11是将白色发光二极管(LED)或有机EL元件等半导体发光元件安装在高散热电路基板上而形成的发光元件封装体。该发光元件封装体固定在散热器12上。散热器12采用适于使从光源11发出的热量发散的材质以及形状。
从光源11射出的光由反射镜13反射，向前方照射。该光的至少一部分，通过配置在反射镜13前方的投影透镜14。投影透镜14的周缘部由透镜支架15保持，相对于散热器12进行固定。
图2是仅表示上述灯具单元10所具有的散热器12的外观的斜视图。散热器12具有背板12a。多个散热板12b从背板12a的后表面向后方延伸。在背板12a的前方设置有基座12c。在基座12c的上表面上设置有光源搭载部12d。多个散热板12e从基座12c的前部向前方延伸。在基座12c中的背板12a和光源搭载部12d之间的部分，形成有第1圆孔12f和第2圆孔12g。第1圆孔12f和第2圆孔12g分别向基座12c的上表面开口。
图3(a)是示意地表示本发明的一个实施方式所涉及的制造装置20的结构的正视图。制造装置20是将上述的光源(发光元件封装体)11向散热器12的光源搭载部12d上安装的装置。制造装置20具有保持部30、卡合部40、支撑部50、第1机构60、第2机构70、第3机构80以及控制部90。
保持部30具有第1抓持部件31和第2抓持部件32。第1抓持部件31和第2抓持部件32构成为，能够在它们之间抓持光源11。卡合部40具有第1销41和第2销42。
第1销41的直径形成为，与在散热器12的基座12c上形成的第1圆孔12f的直径大致相同。另外，第1销41的前端部41a形成为尖细的形状。第2销42的直径形成为，与在散热器12的基座12c上形成的第2圆孔12g的直径大致相同。另外，第2销42的前端部42a形成为尖细的形状。
图3(b)是示意地表示第1抓持部件31、第2抓持部件32、第1销41、第2销42以及光源搭载部12d的位置关系的俯视图。
第1抓持部件31和第2抓持部件32沿X方向排列，能够分别沿相同方向位移。通过该位移而使第1抓持部件31和第2抓持部件32的间隔变化。在图3(b)中，以实线表示第1抓持部件31和第2抓持部件32的初始位置，以双点划线表示抓持光源11时的第1抓持部件31和第2抓持部件32的位置。即，第1抓持部件31和第2抓持部件32通过从初始位置沿X方向以使间隔变窄的方式位移，从而在两者之间抓持光源11。
第1销41和第2销42向Z方向延伸，沿X方向排列。第1销41和第2销42配置为，在Y方向上避开第1抓持部件31和第2抓持部件32的可动区域。另外，第1销41和第2销42配置为，相对于穿过在保持部30上被保持的光源11的中央部所配置的位置C并向光源11的短边方向延伸的直线L1，成为线对称。
第1机构60是使支撑部50沿Z方向位移的机构。另外，第1机构60还具有使第1抓持部件31和第2抓持部件32沿X方向位移的机构。
第2机构70以在XY平面内，容许支撑部50的位移的方式，与第1机构60连结。第3机构80构成为，能够得到容许在XY平面内的支撑部50的位移的状态(以实线表示的状态)、以及限制该位移的状态(以双点划线表示的状态)。
控制部90具有执行各种运算处理的CPU、存储各种控制程序的ROM、作为用于数据存储及程序执行的工作区域而被利用的RAM等，至少对保持部30、第1机构60以及第3机构80的动作进行控制。
此外，能够利用未图示的适当的移动机构，使制造装置20整体在XY平面内移动。控制部90对该移动机构进行控制，使制造装置20能够在配置有安装前的光源11(发光元件封装体)的部位、和配置有等待安装光源11的散热器12的部位之间移动。
下面，参照图4至图7，对使用上述的制造装置20将光源11向散热器12的光源搭载部12d上安装的制造方法进行说明。如图4所示，本实施方式所涉及的制造方法具有：保持工序S1、定位工序S2、安装工序S3以及释放工序S4。
图5是示意地表示保持工序S1中的制造装置20的各部分的状态的正视图。首先，控制部90对移动机构进行控制，使制造装置20向配置有安装前的光源11的部位的上方移动。然后，控制部90对第3机构80进行控制，得到限制支撑部50的XY平面内的位移的状态。
另外，控制部90对第1机构60进行控制，使支撑部50沿Z方向向下方位移(双点划线表示位移前的位置)。然后，控制部90对保持部30进行控制，使第1抓持部件31和第2抓持部件32的间隔变窄，在两者之间抓持光源11。在抓持光源11后，控制部90对第1机构60进行控制，使支撑部50沿Z方向向上方位移。
图6是示意地表示定位工序S2中的制造装置20的各部分的状态的正视图。首先，控制部90对移动机构进行控制，使制造装置20向配置有等待安装光源11的散热器12的部位的上方移动。此外，散热器12配置为，在基座12c上形成的第1圆孔12f和第2圆孔12g向Z方向延伸。
然后，控制部90对第1机构60进行控制，使支撑部50沿Z方向向下方位移。由此，第1销41的前端部41a和第2销42的前端部42a，分别与在散热器12的基座12c上形成的第1圆孔12f和第2圆孔12g接近。
此时，控制部90对第3机构80进行控制，得到在XY平面内容许支撑部50的位移的状态。
第1销41的前端部41a和第2销42的前端部42a的尖细形状起到定心作用，支撑部50在XY平面内位移的同时，使第1销41和第1圆孔12f卡合、第2销42和第2圆孔12g卡合。由此，光源11相对于散热器12上的光源搭载部12d的位置被唯一地确定。
图7是示意地表示安装工序S3以及释放工序S4中的制造装置20的各部分的状态的正视图。在确定光源11相对于光源搭载部12d的位置后，首先执行安装工序S3。控制部90对第3机构80进行控制，再次得到限制支撑部50的XY平面内的位移的状态。
在该状态下，控制部90对第1机构60进行控制，使支撑部50沿Z方向进一步向下方位移。第1销41和第2销42分别向第1圆孔12f和第2圆孔12g中插入得更深，并且将光源11安装在光源搭载部12d上。
然后，执行释放工序S4。控制部90对保持部30进行控制，使第1抓持部件31和第2抓持部件32的间隔变宽，解除利用两者实现的对光源11的抓持。然后，控制部90对第1机构60进行控制，直至第1销41和第2销42从第1圆孔12f和第2圆孔12g脱离为止，使支撑部50沿Z方向向上方位移。由此，完成光源11向光源搭载部12d的安装。
如以上说明所示，本实施方式的制造装置20，将光源11(第1部件的一个例子)安装在向Z方向(第1方向的一个例子)延伸的形成有第1圆孔12f和第2圆孔12g(被卡合部的一个例子)的散热器12的光源搭载部12d(第2部件的一个例子)上。保持部30构成为，能够保持光源11。卡合部40具有第1销41以及第2销42，该第1销41以及第2销42构成为，能够与第1圆孔12f以及第2圆孔12g卡合。第1销41和第2销42向Z方向延伸。支撑部50对保持部30和卡合部40进行支撑。第1机构60使支撑部50向Z方向位移。第2机构70在与Z方向交叉的XY平面内，容许支撑部50的位移。
根据上述的结构，卡合部40相对于第1圆孔12f和第2圆孔12g(被卡合部)的卡合，伴随着支撑部50向Z方向的位移而进展。在卡合开始时，即使在两者之间存在一些位置偏移，用于消除位置偏移的支撑部50的XY平面内的位移，也被第2机构70容许。
通过可靠地实现卡合部40相对于被卡合部的卡合，从而高精度地确定被支撑部50支撑的保持部30相对于光源搭载部12d的位置。因此，即使不使用伴有设备成本上升的图像识别技术等，也可以向光源搭载部12d上高精度地安装光源11。另外，由于在产生了位置偏移的状态下，不会直接进行卡合部40相对于被卡合部的卡合，所以能够避免上述部件的破损等。
在本实施方式中，第3机构80对XY平面内的支撑部50的位移进行限制。控制部90在卡合部40与被卡合部卡合时使第2机构70有效，在保持部30将光源11向光源搭载部12d上安装时，使第3机构80有效。
即，至少在保持部30相对于光源搭载部12d的定位时，支撑部50被容许XY平面内的位移。另一方面，至少在保持部30将光源11向光源搭载部12d上安装时，限制支撑部50的XY平面内的位移。由此，可以以稳定的状态利用保持部30进行光源11的安装动作。因此，可以将光源11向光源搭载部12d上高精度地安装。
卡合部40具有第1销41(第1卡合部件的一个例子)和第2销42(第2卡合部件的一个例子)。第1销41能够与在散热器12上形成的第1圆孔12f(第1被卡合部件的一个例子)卡合。第2销42能够与在散热器12上形成的第2圆孔12g(第2被卡合部件的一个例子)卡合。
在此情况下，利用2根销防止支撑部50的XY平面内的旋转，可以更可靠地进行保持部30相对于光源搭载部12d的定位。
上述的实施方式用于使对本发明的理解变得容易，并不是对本发明进行限定。显然，本发明可以在不脱离其主旨的情况下进行变更、改良，并且，在本发明中包含其等价物。
在上述的实施方式中，利用第1机构60实现的支撑部50的位移方向(第1方向：Z方向)，与被第2机构70容许的支撑部50的位移方向(XY平面内)正交。但是，在利用第1机构60实现的支撑部50的位移方向、和卡合部40以及被卡合部延伸的方向一致的范围内，该方向只要与被第2机构70容许的支撑部50的位移方向交叉即可。
在上述的实施方式中，卡合部40具有向作为被卡合部的第1圆孔12f及第2圆孔12g中分别插入的第1销41和第2销42。但是，销的数量并不限于2根。也可以是1根，也可以大于或等于3根。
另外，也可以构成为，在散热器12侧设置销状的被卡合部，卡合部40具有收容该被卡合部的孔。但是，根据在散热器12侧形成作为被卡合部的孔的结构，能够避免从在作为最终产品的灯具单元10(照明装置的一个例子)中安装的光源11射出的光，被销状的被卡合部阻挡的情况。另外，能够抑制散热器12的成型成本。
在上述的实施方式中，保持部30具有第1抓持部件31和第2抓持部件32。第1抓持部件31和第2抓持部件32构成为，在沿XY平面的X方向(第2方向的一个例子)上排列，通过使该方向上的两者的间隔变化，从而能够抓持光源11。在此情况下，可以利用简单的结构可靠且准确地保持光源11。
此外，在使上述的间隔变化时，不一定需要使第1抓持部件31和第2抓持部件32这两者进行位移。只要使两者的相对距离变化即可，也可以使第1抓持部件31和第2抓持部件32中的一个能够进行位移。
另外，保持部30不一定需要具有第1抓持部件31和第2抓持部件32。只要能够保持光源11即可，例如也可以使用专利文献1中记载的吸附机构。另外，也可以构成为，利用磁力对光源11进行保持。
在上述的实施方式中，第1销41和第2销42配置为，相对于穿过保持于保持部30上的光源11的中央部所配置的位置C并向光源11的短边方向延伸的直线L1，成为线对称。但是，第1销41和第2销42的配置，可以与光源搭载部12d附近的散热器12的形状、构造相对应而适当确定。
例如也可以如图8(a)所示，使第1销41和第2销42配置为，相对于穿过保持于保持部30上的光源11的中央部所配置的位置C并向光源11的长度方向延伸的直线L2，成为线对称。
另外，也可以如图8(b)所示，使第1销41和第2销42配置为，相对于保持于保持部30的光源11的中央部所配置的位置C，成为点对称。特别地，根据该配置，可以更加提高定位动作的稳定性。
此外，在上述的实施方式中，第1圆孔12f和第2圆孔12g的直径设为与第1销41和第2销42的直径大致相同。但是，也可以将第1圆孔12f和第2圆孔12g中的某一个的直径设为略大。根据这种结构，可以在定位公差的范围内容许卡合部40的位移，顺利地进行定位动作。
在上述的实施方式中，向车辆上搭载的灯具单元10所具有的光源11(半导体发光装置的一个例子)，通过制造装置20向散热器12上安装。但是，只要是支撑半导体发光装置的支撑体即可，安装光源11的对象并不限于散热器12。
另外，本发明所涉及的制造装置20的用途，并不限定于将半导体发光装置向支撑体上安装的工序。对于需要以高定位精度向第2部件上安装第1部件、且要求抑制设备成本的适当的制造装置，均可以使用本发明。

Claims (10)

1.一种制造装置，其将第1部件向第2部件上安装，该第2部件形成有沿第1方向延伸的被卡合部，
该制造装置具有：
保持部，其构成为能够保持所述第1部件；
卡合部，其构成为向所述第1方向延伸，能够与所述被卡合部卡合；
支撑部，其对所述保持部和所述卡合部进行支撑；
第1机构，其使所述支撑部向所述第1方向位移；
第2机构，其在与所述第1方向交叉的平面内容许所述支撑部的位移；
第3机构，其对所述平面内的所述支撑部的位移进行限制；以及
控制部，其在所述卡合部与所述被卡合部卡合时，使所述第2机构有效，在所述保持部将所述第1部件向所述第2部件上安装时，使所述第3机构有效。
2.根据权利要求1所述的制造装置，
所述保持部具有第1抓持部件和第2抓持部件，
所述第1抓持部件和所述第2抓持部件构成为，在沿所述平面的第2方向上排列，通过使该第2方向上的相对距离变化，从而能够抓持所述第1部件。
3.根据权利要求1所述的制造装置，
所述卡合部具有第1卡合部件和第2卡合部件，
所述第1卡合部件能够与在所述第2部件上形成的第1被卡合部件卡合，所述第2卡合部件能够与在所述第2部件上形成的第2被卡合部件卡合。
4.根据权利要求3所述的制造装置，
所述第1卡合部件和所述第2卡合部件配置为，相对于穿过保持于所述保持部上的所述第1部件的中央部所配置的位置的直线，成为线对称。
5.根据权利要求3所述的制造装置，
所述第1卡合部件和所述第2卡合部件配置为，相对于保持于所述保持部上的所述第1部件的中央部所配置的位置，成为点对称。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的制造装置，
所述卡合部是能够向作为所述被卡合部的圆孔中插入的销。
7.一种制造方法，其具有下述工序：
保持工序，在该工序中，利用保持部保持第1部件；
定位工序，在该工序中，使向第1方向延伸的卡合部，与在第2部件上形成并向该第1方向延伸的被卡合部卡合，从而进行定位；
安装工序，在该工序中，将保持于所述保持部上的所述第1部件，向所述第2部件上安装；以及
释放工序，在该工序中，解除对安装于所述第2部件上的所述第1部件的保持，
在所述定位工序中，容许对所述保持部和所述卡合部进行支撑的支撑部件在与所述第1方向相交叉的平面内的位移，
在所述保持工序、所述安装工序中，对所述平面内的所述支撑部件的位移进行限制。
8.根据权利要求7所述的制造方法，
在所述安装工序中，对所述支撑部件在所述平面内的位移进行限制。
9.根据权利要求7或8所述的制造方法，
所述第1部件是向车辆上搭载的照明装置所具有的半导体发光装置，
所述第2部件是对所述半导体发光装置进行支撑的支撑体。
10.根据权利要求9所述的制造方法，
所述卡合部是能够向在所述第2部件上形成的圆孔中插入的销。
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