JP2011095695A - 圧着方法及び圧着治具 - Google Patents

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Abstract

【課題】ケーシングの狭い空間内でパネルを結合することができる上、ケーシングの狭い空間内でパネルの結合作業を安定的に行い、製品の収率を向上させることができる圧着方法及び圧着治具を提供する。
【解決手段】圧着方法により、窓口及び開口を有するケーシングと、パネルとを結合する。圧着治具は、基台５と、基台５上に設けられ、ケーシングを位置決めするステージ１と、第１の駆動ユニット２１を介して基台５上に設置し、パネルを位置決めし、第１の駆動ユニット２１の駆動により、開口からケーシング内に挿入し、窓口の対応した箇所にパネルを位置決めする可動型ステージ２と、基台５に配置し、ケーシングと可動型ステージ２とを互いに当接し、ケーシング内に結合し、窓口を閉じる圧着機構３とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、圧着技術に関し、特に、ケーシングの中にパネルを挿入して組み合わせる圧着方法及び圧着治具に関する。
従来、ケーシングの表面に設けられた中空部の窓口の内側にシート状部材を貼り付ける様々な方式が開示されている（例えば、特許文献１〜４など）。
特許文献１では、テーブル上に平行貼り合せ機構、フィード機構及び双方向ロール機構が設置されたタッチパネル貼り合せ装置が開示されている。平行貼り合せ機構は、平行度を調整することができるトップベースを有し、平行貼り合せ機構は、側部又は中央部分で反転し、フィード機構は、Ｘ、Ｙ軸の変位及びＺ軸の回転を修正する機能を備えるとともに、双方向ロール機構上の２組の異方性ロールのローラ設計により、ロール作業の時間を短縮することができる。
特許文献３では、タッチパネルを貼り合せて加圧し、パネルを組み立てるタッチパネル貼り合せ装置が開示されている。
しかし、上述したそれぞれの従来技術は、開放式の作業空間（例えば、中空部の面積が大きな殻体、又は２つの半殻体を組み合わせて形成した殻体。）にしか適用することができず、ケーシングの内部が外側に開放されているため、ケーシング上にシート状部材を貼り合せて加工する際、作業空間の制限がなく、手作業又は簡便な自動設備を直接貼り合せることができるため、設計が容易である。
様々な特殊な要求に応じ、高い製品特性（例えば、防水、防塵、防振、高温下での安定性）を満足させ、一般の消費者用電子製品と差別化するために、一部の電子製品の特性に対する要求の高まりに応じ、関連する工業規格が頻繁に更新されている。そのため、電子製品の構造は、工業規格に合致するように、必要に応じて変更する必要があった。しかし、従来の複数の半殻体からなる殻体を一体成形したケーシング構造に変更した場合、電子製品全体の防水、防塵、防振、ＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）の悪化防止などの特性を有効に改善することができるが、一体成形されたケーシング構造が提供できる外側に開放された面積は、従来の開放式（組立式）殻体よりも遥かに小さいため、上述の特許文献それぞれが開示する従来技術は、一体成形されたケーシング構造の後続加工作業に適用することができなかった。そのため、現在の電子製品は、軽量かつ薄型に形成することが要求されているが、軽量かつ薄型にした場合、内部の収納空間が相対的に狭くなり、手作業で行う作業の困難度が増した。さらに詳細には、一体成形型のケーシングは、側部だけのカバー構造が予め残されているため、内部の回路基板と関連部品とを組み立てるとき、ケーシングの側部に予め残された開口しか利用できなかった。例えば、結合パネルの場合、ケーシングが薄いとき、手作業でパネルを持ち、ケーシング内の限られた空間の中にパネルを入れる作業を行う必要があった。しかし、この作業は、パネルの縁部に予め塗布した接着剤がケーシング内又はパネル表面に不用意に付着して汚し、製品の収率が低下する虞があった。さらに、パネルを正確に位置決めすることができるか否かも、パネルの最終貼り合せ工程の正確度に悪影響を与え、製品の収率に悪影響を与える虞があった。
そのため、製品の収率を向上させるために、限定された狭い空間内で、内部部品の組立て作業を安定かつ有効に行うことができる圧着方法及び圧着治具が求められていた。
台湾実用新案登録第３５４５１７号公報 台湾実用新案登録第３０４０７４号公報 台湾実用新案登録第２６８８６２号公報 台湾特許第２２６２１１号明細書
本発明の目的は、ケーシングの狭い空間内でパネルを結合することができる圧着方法及び圧着治具を提供することにある。
本発明のもう一つの目的は、ケーシングの狭い空間内でパネルの結合作業を安定的に行い、製品の収率を向上させることができる圧着方法及び圧着治具を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によれば、窓口及び開口を有するケーシングと、パネルとを結合する圧着方法であって、ステージ上に前記ケーシングを位置決めするステップと、可動型ステージ上に前記パネルを位置決めするステップと、第１の駆動ユニットの駆動により、前記開口から前記ケーシング内に前記可動型ステージを挿入し、前記ケーシングの内面に接触しないように、前記窓口の対応した箇所に前記パネルを位置決めするステップと、圧着機構の駆動により、前記ケーシングと前記可動型ステージとを当接し、前記ケーシング内に前記パネルを結合し、前記窓口を閉めるステップと、を含むことを特徴とする圧着方法が提供される。
また、前記圧着機構の駆動により、前記ケーシングと前記可動型ステージとを互いに当接するステップを行う前に、前記可動型ステージと前記ケーシングとを平行に保つために、前記可動型ステージを支持手段により支持するステップを行うことが好ましい。
また、前記ステージは、基台上に弾力的に配置され、前記圧着機構の駆動に対応して弾力的に昇降することが好ましい。
本発明の第２の形態によれば、窓口及び開口を有するケーシングと、パネルとを結合する圧着治具であって、基台と、前記基台上に設けられ、前記ケーシングを位置決めするステージと、第１の駆動ユニットを介して前記基台上に設置し、前記パネルを位置決めし、前記第１の駆動ユニットの駆動により、前記開口から前記ケーシング内に挿入し、前記窓口の対応した箇所に前記パネルを位置決めする可動型ステージと、前記基台に配置し、前記ケーシングと前記可動型ステージとを互いに当接し、前記ケーシング内に結合し、前記窓口を閉じる圧着機構と、を備えることを特徴とする圧着治具が提供される。
また、前記ステージは、前記ケーシングを位置決めする凹部を有し、前記凹部には、第１の貫通孔が設けられ、前記ケーシングには、前記第１の貫通孔に対応した第２の貫通孔が設けられていることが好ましい。
また、前記基台上には、前記ステージの前記第１の貫通孔から突出し、前記可動型ステージを支持するバンプが設けられていることが好ましい。
また、可動型ストッパーを駆動し、前記第１の貫通孔に通して前記可動型ステージを支持する第３の駆動ユニットが、前記ステージの前記第１の貫通孔に対応した前記基台上に配置されていることが好ましい。
また、前記圧着機構は、押圧部材を駆動し、前記ケーシングと前記可動型ステージとを当接させる第２の駆動ユニットと、押圧部材と、を有することが好ましい。
また、前記ステージと前記基台との間には、前記圧着機構の駆動に応じ、弾性力により前記基台を昇降させる複数の弾性体が設けられていることが好ましい。
また、前記可動型ステージ上には、前記ケーシングを位置決めする位置決め部が設けられていることが好ましい。
本発明の圧着方法及び圧着治具は、ケーシングの狭い空間内でパネルを結合することができる上、ケーシングの狭い空間内でパネルの結合作業を安定的に行い、製品の収率を向上させることができる。
本発明の第１実施形態による圧着方法を示す流れ図である。 本発明の第２実施形態による圧着方法を示す流れ図である。 本発明の第１実施形態による圧着治具を示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるケーシングを示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるパネルを示す斜視図である。 本発明の第１実施形態による圧着治具を操作するときの状態を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態による圧着治具を操作するときの状態を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態による圧着治具を操作するときの状態を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態による圧着治具を操作するときの状態を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態による圧着治具を操作するときの状態を示す断面図である。 本発明の第３実施形態による圧着治具を操作するときの状態を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態による圧着治具を操作するときの状態を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。
図１を参照する。図１は、本発明の第１実施形態による圧着方法を示す流れ図である。窓口及び開口を有するケーシングと、パネルとを結合する第１の圧着方法は、以下のステップＳ１１〜Ｓ１５を含む。
ステップＳ１１において、ステージ上にケーシングを位置決めする。ステップＳ１２において、可動型ステージ上にパネルを位置決めする。ステップＳ１３において、第１の駆動ユニットの駆動を利用し、ケーシングの内面に接触しないように、開口からケーシング内に可動型ステージを挿入し、窓口に対応した箇所にパネルを位置合わせする。ステップＳ１５において、圧着機構の駆動により、ケーシングと可動型ステージとを互いに当接し、ケーシング内にパネルを結合して窓口を閉じる。以下、各圧着治具を用いた実施形態により各ステップを詳細に説明する。
図２に示すように、本発明の第２の実施形態による圧着方法は、第１の圧着方法の流れ図と略同じであるが、ステップＳ１５を行う前に、可動型ステージとケーシングとを平行に保つために、可動型ステージを支持するステップＳ１４を行う。ステップＳ１４において、支持手段を利用して可動型ステージを支持し、第１の駆動ユニットの構造強度を有効に高めることにより、圧着機構がケーシングを押圧する圧力を有効に支持し、ケーシングと平行な状態にする。実際の応用では様々な実施方式がある。例えば、ステージの下方に配置された第３の駆動ユニットにより、可動型ストッパを駆動させて可動型ステージの底部を上向きで支えたり、ステージから突出されたバンプを配置したりしてもよい。即ち、バンプを配置することにより、可動型ステージの底部などを支持し、所定の効果を得てもよい。各ステップの詳細な説明は、実施形態の各圧着治具の構造に基づいて説明する。
図３を参照する。図３に示すように、本発明の第１実施形態による圧着治具は、ステージ１、可動型ステージ２、圧着機構３などを含む。ステージ１は、基台５上に配置され、頂面に凹部１１を有する。凹部１１は、ケーシング６の表面と接触させて良好な位置決めを行うことができるように、ケーシング６の外観に対応するように加工してケーシング６の表面と同じ形状に形成する。凹部１１は、側部に外部と連通した切欠を有し、底部に第１の貫通孔１２を有し、ステージ１の底側と基台５との間に複数の弾性体１３が設けられている。
可動型ステージ２は、第１の駆動ユニット２１を介して基台５上に設置されている。第１の駆動ユニット２１の駆動により、所定のルートに沿って凹部１１の切欠へ向かうように可動型ステージ２を往復摺動させることができる。可動型ステージ２上には、パネル７の凹部に収納して位置決めを行う位置決め部２２が画定されている。本実施形態の第１の駆動ユニット２１の圧着機構３は、第２の駆動ユニット３１を介してステージ１の上方の対応した位置に設置され、凹部１１の上方でシート状の押圧部材３２を往復摺動させ、押圧部材３２の底部に設けたパッド３２１（例えば、発泡ゴム又はその他軟質発泡体）によりケーシング６の表面を保護し、接触により掻け傷が発生することを防いでもよい。第１実施形態の第１の駆動ユニット２１及び第２の駆動ユニット３１は、例えば気圧シリンダであるが、当業者なら分かるように気圧シリンダだけに限定されるわけではなく、気圧シリンダと等しい効果を有する液圧シリンダ又はその他の機構を用いてもよい。
さらに、安全性を考慮して基台５上に設けた２つの安全スイッチ５１は、各装置を正確に起動して操作の安全性を確保するために、必ずそれぞれを同時に押圧する。また、圧着機構３の操作時間を計算するために、基台５上にタイマユニット５２を増設してもよい。
本発明は、ケーシングの狭い空間の中でのパネル結合に利用することができる。図４に示すように、本実施形態のケーシング６は、例えば、一体成形の構造であり、少なくとも１つの側部に開口６２が設けられ、上面及び底面のそれぞれに窓口６１及び第２の貫通孔６３が設けられている。図５に示すように、予め貼り合わせるパネル７は、窓口６１と同じ形状を有し、窓口６１より略大きい面積を有する。パネル７の周縁には、接着部７１（例えば、糊又は剥離紙を含む両面テープ）が予め設けられている。
図６〜図８と併せて図１の第１の圧着方法の各ステップを参照すると分かるように、第１実施形態による圧着治具の構造を実際に応用するときは、まず、ステップＳ１１において、ステージ１上にケーシング６を位置決めし、ステージ１の凹部１１上にケーシング６を設置して位置決めする。ステップＳ１２において、可動型ステージ２上にパネル７を位置決めし、可動型ステージ２の位置決め部２２上にパネル７を設置する。ステップＳ１３において、第１の駆動ユニット２１により可動型ステージ２を駆動し、ケーシング６の内面に接触しないように、開口６２からケーシング６内に挿入し、窓口６１に対応した箇所にパネル７を位置合わせする。操作員が２つの安全スイッチ５１を同時に押圧すると、第１の駆動ユニット２１が起動して可動型ステージ２が駆動し、ケーシング６の開口６２からパネル７が挿入され、窓口６１に対応した位置にパネル７を位置決めし、ケーシング６の内面に接触しないようにする。最後に、ステップＳ１５において、圧着機構３の駆動によりケーシング６と可動型ステージ２とを互いに当接し、ケーシング６内にパネル７を結合して窓口６１を閉じる。圧着機構３の第２の駆動ユニット３１により押圧部材３２を駆動させ、ケーシング６を下向きに押圧すると、各弾性体１３が圧縮されてステージ１の回復弾性が維持される。可動型ステージ２に対してケーシング６を当接し、パネル７の周囲に設けられた接着部７１が窓口６１の内側周縁に接着されると、タイマユニット５２により時間を計算し、ケーシング６へパネル７を完全に結合させてから窓口６１を閉じた後、第２の駆動ユニット３１の駆動により押圧部材３２が上昇し、ケーシング６に対する押圧が解除されると、各弾性体１３の弾性によりステージ１が同期で上昇して元の位置に回復し、第１の駆動ユニット２１の収縮により、初期位置まで可動型ステージ２が回復する。
本実施形態の第１の駆動ユニット２１は、圧着機構３がケーシング６を押圧する圧力を受けるのに十分な構造強度を有するため、ケーシング６と平行に保つことができる。
（第２実施形態）
図９及び図１０と併せて図２の第２の圧着方法の各ステップを参照すると分かるように、第２実施形態による圧着治具の構造は、第１実施形態の圧着治具の構造と同様に、ステージ１、可動型ステージ２、圧着機構３などの構造を含むが、基台５上でステージ１の第１の貫通孔１２に対応するように設けられたバンプである支持機構４０をさらに含む。第２実施形態による第１の駆動ユニット２１は、構造強度が十分でないため、圧着機構３がケーシング６を押圧する圧力に耐えることができるように、ステップＳ１５を行う前にステップＳ１４を行う。ステップＳ１４において、支持手段を利用して可動型ステージを支持することにより、第１の駆動ユニットの構造強度を有効に高めることができる。このように、可動型ステージは、圧着機構がケーシングを押圧する圧力に有効に耐えることができるため、ケーシングと平行に保つことができる。ケーシング６の中に可動型ステージ２が挿入されて位置決めされるとき、可動型ステージ２の下方に支持機構４０（即ち、バンプ）を当接させて支持し、可動型ステージ２の強度を高めることができるとともに、ケーシング６が圧着機構３により押圧されてステージ１が降下するとき、組立て加工の品質を維持するために、可動型ステージ２とステージ１とを平行に保つことができる。
（第３実施形態）
図１１及び図１２と併せて図２の第２の圧着方法の各ステップを参照すると分かるように、第３実施形態による圧着治具の構造は、第１実施形態及び第２実施形態の圧着治具構造と同様に、ステージ１、可動型ステージ２、圧着機構３などの構造を含むが、第３の駆動ユニット４１と可動型ストッパ４２との組み合わせからなる支持機構４をさらに含んでもよい。第３の駆動ユニット４１は、気圧シリンダ又は液圧シリンダでもよい。第３の駆動ユニット４１は、基台５上のステージ１に設けられた第１の貫通孔１２に対応する箇所に配置され、可動型ストッパ４２を駆動して上向きに第１の貫通孔１２に通し、可動型ステージ２の底部を支えることにより、第２実施形態の圧着治具と同様の効果を得ることができる。
上述したことから分かるように、本発明の圧着方法及びその方法を応用した圧着治具は、加工ステップを簡略化するとともに、組立て速度及び製品の収率を向上させることができる。
当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。
１ ステージ
２ 可動型ステージ
３ 圧着機構
４ 支持機構
５ 基台
６ ケーシング
７ パネル
１１ 凹部
１２ 第１の貫通孔
１３ 弾性体
２１ 第１の駆動ユニット
２２ 位置決め部
３１ 第２の駆動ユニット
３２ 押圧部材
４０ 支持機構
４１ 第３の駆動ユニット
４２ 可動型ストッパ
５１ 安全スイッチ
５２ タイマユニット
６１ 窓口
６２ 開口
６３ 第２の貫通孔
７１ 接着部
３２１ パッド

Claims (10)

  1. 窓口及び開口を有するケーシングと、パネルとを結合する圧着方法であって、
    ステージ上に前記ケーシングを位置決めするステップと、
    可動型ステージ上に前記パネルを位置決めするステップと、
    第１の駆動ユニットの駆動により、前記開口から前記ケーシング内に前記可動型ステージを挿入し、前記ケーシングの内面に接触しないように、前記窓口の対応した箇所に前記パネルを位置決めするステップと、
    圧着機構の駆動により、前記ケーシングと前記可動型ステージとを当接し、前記ケーシング内に前記パネルを結合し、前記窓口を閉めるステップと、を含むことを特徴とする圧着方法。
  2. 前記圧着機構の駆動により、前記ケーシングと前記可動型ステージとを互いに当接するステップを行う前に、前記可動型ステージと前記ケーシングとを平行に保つために、前記可動型ステージを支持手段により支持するステップを行うことを特徴とする請求項１に記載の圧着方法。
  3. 前記ステージは、基台上に弾力的に配置され、前記圧着機構の駆動に対応して弾力的に昇降することを特徴とする請求項１に記載の圧着方法。
  4. 窓口及び開口を有するケーシングと、パネルとを結合する圧着治具であって、
    基台と、
    前記基台上に設けられ、前記ケーシングを位置決めするステージと、
    第１の駆動ユニットを介して前記基台上に設置し、前記パネルを位置決めし、前記第１の駆動ユニットの駆動により、前記開口から前記ケーシング内に挿入し、前記窓口の対応した箇所に前記パネルを位置決めする可動型ステージと、
    前記基台に配置し、前記ケーシングと前記可動型ステージとを互いに当接し、前記ケーシング内に結合し、前記窓口を閉じる圧着機構と、を備えることを特徴とする圧着治具。
  5. 前記ステージは、前記ケーシングを位置決めする凹部を有し、
    前記凹部には、第１の貫通孔が設けられ、
    前記ケーシングには、前記第１の貫通孔に対応した第２の貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の圧着治具。
  6. 前記基台上には、前記ステージの前記第１の貫通孔から突出し、前記可動型ステージを支持するバンプが設けられていることを特徴とする請求項５に記載の圧着治具。
  7. 可動型ストッパーを駆動し、前記第１の貫通孔に通して前記可動型ステージを支持する第３の駆動ユニットが、前記ステージの前記第１の貫通孔に対応した前記基台上に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の圧着治具。
  8. 前記圧着機構は、押圧部材を駆動し、前記ケーシングと前記可動型ステージとを当接させる第２の駆動ユニットと、押圧部材と、を有することを特徴とする請求項４に記載の圧着治具。
  9. 前記ステージと前記基台との間には、前記圧着機構の駆動に応じ、弾性力により前記基台を昇降させる複数の弾性体が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の圧着治具。
  10. 前記可動型ステージ上には、前記ケーシングを位置決めする位置決め部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の圧着治具。
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