JP3675267B2 - 積層体製造用積層ブロックの作製方法および作製装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板やICカード等に用いられる積層体を製造するための積層体製造用積層ブロックの作製方法および作製装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、プリント配線板やICカード等を作製するための積層体を製造する積層体製造用積層ブロックの作製装置が、特公平8−508691号により知られている。この従来例の装置は、図18に示すように、装置本体の中央に積載作業台8を備え、装置本体の左右にはそれぞれ銅箔のような金属箔よりなる長尺帯状の金属バンド4、5を供給するリール6、7を備える。また、装置本体には、金属バンド4、5を引き出しながら移動する金属バンド引き出し移動部10、11を左右に移動自在に設けてある。
【0003】
積層ブロック作製装置は、金属バンド引き出し移動部10、11を交互に左右に移動させて、図19に示すように、金属バンド4、5を積載作業台8上につづら折り状に積層し、金属バンド4、5の間にシート状合成樹脂材2と絶縁性中間板3とを交互に挟み込むことにより、積層ブロック1を形成する。得られた積層ブロック1は、プレス装置に送られ、上下より挟むようにプレスされるとともに、一対の金属バンド4、5に通電して加熱される。これにより、樹脂が加熱硬化する。以上の工程により、積層体が製造される。金属バンド4、5の折り返し部分等にある不要な端部は、プレス後に切断除去される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の積層ブロック作成装置では、リール6、7から供給される金属バンド4、5をつづら折り状に積層して積層ブロックを形成する時、金属バンド4、5を絶縁性中間板3の端面で折り返す。しかし、この時、図20に示すように、金属バンド4、5にイの方向に張力が加えられて、絶縁性中間板3がたわみ、これにより、金属バンド4、5の折り返し部分に、しわが発生する。
【0005】
このしわを取り除かないまま積層ブロックを積層した場合には、以下のような不具合が起きる。まず、2枚の金属バンドが対になって積層されるので、対になった金属バンドにもしわが発生する。次に、金属バンドは連続した帯状のものであるので、発生したしわが、次の層にも波及する。さらに、プレス成型時に加圧が均一に伝搬しなくなり、他の製品にも影響を及ぼす。これらの不具合が生じた結果、金属バンドにしわが発生した積層ブロックを加熱成型しても、不良品となる可能性が高くなる。よって、金属バンドに発生したしわは、その都度、取り除く必要がある。このしわは、特に、金属バンドの厚さが薄い場合に発生する。
【0006】
それ故に、本発明の目的は、金属バンドを絶縁性中間板の端面で折り返す時に、絶縁性中間板のたわみのために金属バンドに発生するしわを取り除く、積層体製造用積層ブロックの作製方法および作製装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、リールに巻かれた長尺帯状の金属バンドをリールから引き出し、シート状合成樹脂材と絶縁性中間板とを交互に重ねながら金属バンドを折り返し屈曲させて金属バンド間にシート状合成樹脂材と絶縁性中間板とを交互に挟み込み、金属バンドとシート状合成樹脂材と絶縁性中間板とを多段に積層した積層ブロックを作製するにあたり、
金属バンドを絶縁性中間板の端面で張力を加えながら折り返し屈曲させる時に、金属バンドに加えた張力を一時的に緩めて金属バンドの折り返し部分をたるませ、その後に再び金属バンドに張力を加えるしわ取り動作を行うことを特徴とする、積層体製造用積層ブロックの作製方法である。
【0008】
第2の発明は、第1の発明において、金属バンドのリールからの引き出し量を変化させずに、前記しわ取り動作を行うことを特徴とする。
【0009】
第3の発明は、第2の発明において、前記しわ取り動作では、金属バンドの張力発生源と積層ブロックの積載面との間で金属バンドを一時的に固定し、金属バンドの固定場所から積層ブロックの積載面までに至る金属バンドの経路を一時的に短縮することにより、金属バンドに加えた張力を一時的に緩めることを特徴とする。
【0010】
第4の発明は、第3の発明において、前記しわ取り動作では、金属バンドに加えた張力を一時的に緩める手順と逆の手順により、再び金属バンドに張力を加えることを特徴とする。
【0011】
第5の発明は、第3の発明において、前記しわ取り動作では、金属バンドの幅よりも広い範囲で金属バンドを表裏両面から挟み込むことにより、金属バンドを一時的に固定することを特徴とする。
【0012】
第6の発明は、第3の発明において、前記しわ取り動作では、金属バンドを積載する時に上下に移動する金属バンド引き出しガイドロールを上下に移動させることにより、金属バンドの固定場所から積層ブロックの積載面までに至る金属バンドの経路を一時的に短縮することを特徴とする。
【0013】
第7の発明は、第1の発明において、金属バンドを折り返し屈曲させる時に、金属バンドの折り返し部分の状態を計測して、金属バンドに発生したしわを検知し、前記しわ取り動作を実施するか否かを切り替えることを特徴とする。
【0014】
第8の発明は、第7の発明において、金属バンドを折り返し屈曲させる時に、絶縁性中間板と金属バンドとが折り重なっていない部分の長さを平面的に測定し、前記測定値が所定の閾値より大きい場合に、金属バンドにしわが発生したと判定することを特徴とする。
【0015】
第9の発明は、第7の発明において、金属バンドを折り返し屈曲させる時に、絶縁性中間板の持ち上がり量を検出し、前記測定値が所定の閾値より大きい場合に、金属バンドにしわが発生したと判定することを特徴とする。
【0016】
第10の発明は、第1の発明において、絶縁性中間板を吸着して積層ブロックの積載面へ積載する時に、金属バンドの折り返し部分に向かって順に吸着を解放し、金属バンドの折り返し部分に向けて空気の流れを起こすことを特徴とする。
【0017】
第11の発明は、リールに巻かれた長尺帯状の金属バンドをリールから引き出し、シート状合成樹脂材と絶縁性中間板とを交互に重ねながら金属バンドを折り返し屈曲させて金属バンド間にシート状合成樹脂材と絶縁性中間板とを交互に挟み込み、金属バンドとシート状合成樹脂材と絶縁性中間板とを多段に積層した積層ブロックを作製する装置において、
金属バンドを絶縁性中間板の端面で張力を加えながら折り返し屈曲させる時に、金属バンドに加えた張力を一時的に緩めて金属バンドの折り返し部分を一定量だけたるませる金属バンドたるませ部を備えることを特徴とする、積層体製造用積層ブロックの作製装置である。
【0018】
第12の発明は、第11の発明において、絶縁性中間板を積層ブロックの積載面上まで吸着搬送し、上限昇降アクチュエータにより積載面に降ろす絶縁性中間板搬送部が、独立に吸着/解放動作を制御できる複数の吸着部を備えることを特徴とする。
【0019】
第13の発明は、第12の発明において、前記絶縁性中間板搬送部が、絶縁性中間板のサイズに応じて吸着部の水平位置を変化させることを特徴とする。
【0020】
第14の発明は、第12の発明において、前記絶縁性中間板搬送部が、上下昇降アクチュエータの動作と吸着部の吸着/解放動作とにかかわらず同じ位置に絶縁性中間板を積載するように、絶縁性中間板の搬送距離を変化させることを特徴とする。
【0021】
第15の発明は、第11の発明において、金属バンドの折り返し部分に向けて空気を吹き付けるエアブロー装置を備えることを特徴とする。
【0022】
【発明の実施の形態】
図1および図2は、それぞれ、本発明の実施形態に係る積層ブロック作製装置の概略を示す正面図および平面図である。この積層ブロック作製装置は、中央に積載作業台8を備え、左右には金属バンド4、5を供給するリール6、7をそれぞれ備える。金属バンド4、5は、銅箔のような金属箔からなる長尺帯状のものであり、リール6、7から引き出されて供給される。金属バンド4、5を積載作業台8に供給するため、一対の金属バンド引き出し移動部10、11が、左右に移動自在に配置される。また、絶縁性中間板3を積載作業台8に供給するため、一対の中間板搬送部12、13が配置される。中間板搬送部12、13は、金属バンド引き出し移動部10、11とともに左右に移動する。この積層ブロック作製装置は、左右対称の構成を備え、左右対称に動作する。そこで、以下では主として、図1および図2において左側に記載された部分について説明する。
【0023】
リール6から供給された金属バンド4は、上ガイドロール14、ダンサロール16、および、上ガイドロール18を介して金属バンド引き出し移動部10に導入される。金属バンド引き出し移動部10は、上ガイドロール20、ダンサロール22、上ガイドロール24、および、上下スライドロール26を備える。金属バンド引き出し移動部10に導入された金属バンド4は、上ガイドロール20、ダンサロール22、上ガイドロール24、および、上下スライドロール26を介して、積載作業台8に供給される。ダンサロール16、22は、それぞれガイドレール28、30に従って上下に移動し、金属バンド4に張力を加える。また、上下スライドロール26は、金属バンド引き出しガイドロールとして働き、金属バンド4を積載する時に上下に移動する。
【0024】
上ガイドロール18、20、24の上方には、同一の構造を有する金属バンド固定部32、34、36が、それぞれ設けられる。図3は、金属バンド固定部32の詳細を示す図である。図3(a)の正面図に示すように、金属バンド固定部32は、上下に移動するシリンダ40と、シリンダ40の先に配置された押さえ41とから構成される。シリンダ40が下方に移動した時、金属バンド4は、押さえ41と上ガイドロール18とにより表裏両面から挟み込まれ、移動しないように固定される。押さえ41が金属バンド4と接する部分には、弾性体42が設けられる。また、図3(b)の平面図に示すように、金属バンド固定部32の幅は、金属バンド4の幅よりも広いものとする。このような金属バンド固定部32によれば、金属バンド4を幅方向に対して一様に押さえ、金属バンド4を確実に固定することができる。
【0025】
本実施形態に係る積層ブロック作製装置を用いて積層ブロック1を作製する手順は、概ね以下のとおりである。2つの金属バンド引き出し移動部10、11を左右に交互に移動させることにより、金属バンド4、5が、リール6、7から引き出される。金属バンド4、5の間には、シート状合成樹脂材2と絶縁性中間板3とが、交互に重ねられる。金属バンド4、5は、絶縁性中間板3の端面で張力を加えて折り返し屈曲される。この時、金属バンド4、5にしわが発生しないように、後述するしわ取り動作が行われる。このように、金属バンド4の間にシート状合成樹脂材2と絶縁性中間板3を交互に挟み込み、つづら折り状に折り曲げた金属バンド4とシート状合成樹脂材2と絶縁性中間板3とを多段に積層することにより、図19に示す積層ブロック1が形成される。
【0026】
図4および図5を用いて、本実施形態に係る積層ブロック作製装置の1周期分の動作を8つの工程に分けて説明する。以下の説明では、金属バンド引き出し移動部10、11は、図において積載作業台8の左側にある時には「左側」に、図において積載作業台8の右側にある時には「右側」にあるという。また、金属バンド固定部32、33、34、35、36、37は、金属バンド4、5を固定している時には「オン」状態、金属バンド4、5を固定していない時には「オフ」状態にあるという。
【0027】
(工程1)金属バンド4を積載(図4(a))
初期状態では、金属バンド引き出し移動部10、11は、いずれも右側にある。工程1では、金属バンド固定部32はオン状態、上下スライドロール26は上昇した状態で、金属バンド引き出し移動部10と中間板搬送部12とが、右側から左側に移動する。両者が左側に到着した後、上下スライドロール26は下降し、金属バンド固定部32はオフ状態となる。これにより、金属バンド4が、積層ブロック1の積載面に積載される。
【0028】
(工程2)シート状合成樹脂材2を積載(図4(b))
工程2では、シート状合成樹脂材2が、樹脂材搬送部(図示せず)により積載作業台8に搬送され、積層ブロック1の積載面に積載される。この動作と並行して、中間板搬送部13は、絶縁性中間板3をストックから分離し、吸着する。
【0029】
(工程3)金属バンド5を積載(図4(c))
工程3では、金属バンド固定部35はオン状態、上下スライドロール27は上昇した状態で、金属バンド引き出し移動部11と中間板搬送部13とが、金属バンド5を引き出しながら、右側から左側に移動する。両者が左側に到着した後、上下スライドロール27は下降する。これにより、金属バンド5が、積層ブロック1の積載面に積載される。
【0030】
(工程4)しわ取り動作、絶縁性中間板3を積載(図4(d))
工程4では、まず、金属バンド固定部33はオン状態、金属バンド固定部35はオフ状態となる。次に、金属バンド引き出し移動部10、11が、絶縁性中間板3の右端について、後述するしわ取り動作を同時に実施する。その後に、中間板搬送部13により搬送された絶縁性中間板3が、積層ブロック1の積載面に積載される。
【0031】
(工程5)金属バンド5を積載(図5(a))
工程5では、金属バンド固定部33はオン状態、上下スライドロール27は上昇した状態で、金属バンド引き出し移動部11と中間板搬送部13とが、左側から右側に移動する。両者が右側に到着した後、上下スライドロール27は下降し、金属バンド固定部33はオフ状態となる。これにより、金属バンド5が、積層ブロック1の積載面に積載される。
【0032】
(工程6)シート状合成樹脂材2を積載(図5(b))
工程6では、シート状合成樹脂材2が、樹脂材搬送部(図示せず)により積載作業台8に搬送され、積層ブロック1の積載面に積載される。この動作と並行して、中間板搬送部12は、絶縁性中間板3をストックから分離し、吸着する。
【0033】
(工程7)金属バンド4を積載(図5(c))
工程7では、金属バンド固定部36はオン状態、上下スライドロール26は上昇した状態で、金属バンド引き出し移動部10と中間板搬送部12とが、金属バンド4を引き出しながら、左側から右側に移動する。両者が右側に到着した後、上下スライドロール26は、下降する。これにより、金属バンド4が、積層ブロック1の積載面に積載される。
【0034】
(工程8)しわ取り動作、絶縁性中間板3を積載(図5(d))
工程8では、まず、金属バンド固定部32はオン状態、金属バンド固定部36はオフ状態となる。次に、金属バンド引き出し移動部10、11が、絶縁性中間板3の左端について、後述するしわ取り動作を同時に実施する。その後に、中間板搬送部12により搬送された絶縁性中間板3が、積層ブロック1の積載面に積載される。
【0035】
以上に示した工程1から工程8までを所定の回数だけ行うことにより、つづら折り状に折り曲げた金属バンド4とシート状合成樹脂材2と絶縁性中間板3とを多段に積層した積層ブロック1が形成される。
【0036】
以下、本実施形態に係る積層ブロック作製装置のしわ取り動作について説明する。図6は、しわ取りの原理を説明するための図である。図6(a)に示すように、金属バンド4、5は、絶縁性中間板3の端面で張力を加えて折り返し屈曲される。この時、金属バンド4、5にはイの方向に張力が加えられるので、絶縁性中間板3がたわみ、金属バンド4、5の折り返し部分に、しわが発生する。このしわを取り除くために、金属バンド4、5に加えた張力が、一時的に緩められる。張力が緩められると、図6(b)に示すように、金属バンド4、5にはロの方向に元に戻ろうとする復元力が働き、しわが発生した部分がたるむ。その後に、図6(c)に示すように、再びイの方向に張力が加えられると、外部から力を加えることなく、しわを発生させずに、金属バンド4、5を絶縁性中間板3の端面で折り返し屈曲させることができる。
【0037】
金属バンド引き出し移動部10、11は、絶縁性中間板3の左端と右端とで、それぞれ、図6に示すしわ取り動作を行う。図7を参照して、金属バンド引き出し移動部10が上記の工程4(図4(d))で実施するしわ取り動作の詳細について説明する。その他のしわ取り動作は、このしわ取り動作と同様であるので、説明を省略する。図7において、金属バンド4のうち、金属バンド固定部36の左側にある部分をロール側、金属バンド固定部36の右側にある部分を積載面側と呼ぶ。
【0038】
図7は、上下スライドロール26を上下させることによる、しわ取り動作を説明するための図である。このしわ取り動作では、第1のステップ(図7(a))において、金属バンド固定部36はオン状態となり、金属バンド4は固定される。これにより、ダンサロール22の自重による張力は、金属バンド4のロール側のみに加わり、金属バンド4の積載面側には加わらなくなる。この時、金属バンド4には、図6(a)に示すように、しわが発生している。
【0039】
次に、第2のステップ(図7(b))において、上下スライドロール26が上昇する。上下スライドロール26が上昇すると、金属バンド固定部36から積層ブロック1の積載面までに至る金属バンド4の経路が、図7(b)に示す実線から破線に短縮される。これにより、金属バンド4に加えた張力が緩められ、金属バンド4は、図6(b)に示すように、たるむ。
【0040】
次に、金属バンド4に十分なたるみができた後、第3のステップ(図7(c))において、上下スライドロール26が、最初の位置まで下降する。これにより、金属バンド4には、再び同じ強さの張力が加えられる。この時、金属バンド4は、図6(c)に示すように、しわを発生させることなく、絶縁性中間板3の端面で折り返し屈曲される。
【0041】
最後に、第4のステップ(図7(d))において、金属バンド固定部36はオフ状態にされ、金属バンド4は解放される。これにより、金属バンド4の積載面側とロール側とのいずれにも再び張力が加えられる。
【0042】
このように上下スライドロールを上下させることにより、新たな機構を設けることなく、既存の機構でしわ取り動作を行うことができる。
【0043】
なお、しわ取り動作は、金属バンド4、5に加えた張力を緩める効果が得られるものであれば、他の方法により実現されるものであってもよい。図8は、ダンサロール22を強制的に上下させることによる、他のしわ取り動作を説明するための図である。このしわ取り動作では、図8(b)に示すように、金属バンド4に張力を加えるダンサロール22が、強制的に上昇させられる。この時、金属バンド4にはダンサロール22の自重がかからなくなり、金属バンド4の張力が緩む。これにより、上下スライドロールを用いた場合と同様に、金属バンド4に発生したしわを取り除くことができる。
【0044】
また、図4および図5に示す積層ブロック作製装置の動作では、金属バンド引き出し移動部10、11は、工程4と8とで、しわ取り動作を同時に実施する。これに代えて、これらの計4回のしわ取り動作は、工程2、4、6および8において、それぞれ別個に実施されるものであってもよい。
【0045】
以上に示すように、本実施形態に係る積層ブロックの作製方法および作製装置によれば、金属バンドを絶縁性中間板の端面で張力を加えながら折り返し屈曲させる時に、上下スライドロールやダンサロールの作用により、金属バンドに加えた張力を一時的に緩めて金属バンドの折り返し部分をたるませ、その後に再び金属バンドに張力を加えるしわ取り動作を行う。これにより、金属バンドに加えた張力を一時的に緩めた時に金属バンドが元の形状に戻ろうとする復元力を利用して、外部から力を加えることなく、折り返し時に発生する金属バンドのしわを取り除くことができる。
【0046】
特に、上記のしわ取り動作では、金属バンドの張力発生源と積層ブロックの積載面との間で金属バンドを一時的に固定し、金属バンドの経路を一時的に短縮することにより、金属バンドに加えた張力を一時的に緩め、その後に逆の手順により、再び金属バンドに張力を加えることとしてもよい。これにより、積層ブロックの積載面上の金属バンドに確実にたるみをつけるとともに、新たなしわの発生を防止することができる。
【0047】
以下、本実施形態に係る積層ブロック作成装置について、金属バンドに発生したしわを検知し、しわが検知された時にのみ、しわ取り動作を行う方法について説明する。
【0048】
しわを検知するために、例えば、4台のカメラ50が、図9に示すように、積載作業台8の左右側方の上方に、金属バンド引き出し移動部10、11の移動を妨げないように配置される。カメラ50は、図10に示すように、絶縁性中間板3の端面で金属バンド4、5が折り返し屈曲される画像を撮影する。撮影した画像を処理することにより、金属バンド4、5が折り返されていない部分の長さ(図10におけるa1とa2)が、左右両方とも計測される。
【0049】
一方、上記a1とa2とについての理論値、すなわち、しわを発生させることなく金属バンド4、5が折り返し屈曲された場合の上記a1とa2の値(以下、a0とする)が、予め算出される。これらの値を比較することにより、しわが発生しているか否かが判定される。例えば、a1≒a0かつa2≒a0である場合には、しわが発生していないと判定され、a1>a0かつa2>a0である場合には、しわが発生していると判定される。金属バンドにしわが発生すると、金属バンドの幅は見かけ上、平面的に短く見えるので、この方法によって、立体的に発生したしわを平面的な計測により推定することができる。
【0050】
また、図11に示すように、絶縁性中間板3の持ち上がり量を検出することにより、しわを検知することもできる。図11(a)の正面図に示すように、金属バンド4に張力を上向きに加えながら、金属バンド引き出し移動部10が左へ移動すると、金属バンド4には上向きの力がかかる。このため、図11(b)の側面図に示すように、絶縁性中間板3がたわんで、金属バンド4が内側に寄り、その結果、金属バンド4にしわが発生する。そこで、絶縁性中間板3の押さえ51に内蔵したビームセンサを用いて絶縁性中間板3のたわみ量を検知し、たわみ量が一定の閾値を越えた時に、金属バンド4、5にしわが発生としたと判定することができる。この方法によれば、絶縁性中間板のたわみ量が大きい場合には、しわが多く発生する性質を用いて、計測手段を単純化することができる。
【0051】
以上に示すように、本実施形態に係る積層ブロック作成装置では、金属バンドの折り返し部分や絶縁性中間板の持ち上がり量を測定することにより、金属バンドにしわが発生したか否かを検知し、しわが検知された時にのみ、しわ取り動作を行うことができる。このような積層ブロック作成装置によれば、金属バンドにしわが発生していない場合には、しわ取り動作を実施しないので、所要時間が短縮され、装置のエネルギーの消費を防止することができる。
【0052】
以下、本実施形態に係る積層ブロック作成装置について、絶縁性中間板を積載する時に、金属バンドの折り返し部分に向けて空気の流れを起こし、しわ取りの効果を上げる方法について説明する。
【0053】
図12は、しわ取りの効果を上げるための中間板搬送部12の詳細を示す図である。なお、中間板搬送部13は、中間板搬送部12と左右対称の構造を有する。中間板搬送部12は、複数の上下昇降アクチュエータ61a〜61dと、複数の吸着パッド62a〜62dとを備える。上下昇降アクチュエータ61a〜61dは、アクチュエータの作用により、吸着パッド62a〜62dを上下に移動させる。吸着パッド62a〜62dは、例えば、真空ポンプや電磁石等で絶縁性中間板3を吸着する。上下昇降アクチュエータ61a〜61dの上下移動と、吸着パッド62a〜62dの吸着/解放動作とは、吸着/解放コントローラ60により、それぞれ互いに独立に制御される。このような中間板搬送部によれば、上下昇降アクチュエータの上下移動と吸着パッドの吸着/解放タイミングを変化させることにより、絶縁性中間板を任意の状態で積載することができる。
【0054】
この特徴を生かして、中間板搬送部12は、絶縁性中間板3を斜めに保ちながら積層ブロック1の積載面に積載する。図13は、中間板搬送部12によって絶縁性中間板3が積載される様子を示す図である。中間板搬送部12は、図13(a)に示すように、積層ブロック1の積載面上まで移動した後、図13(b)に示すように、絶縁性中間板3を斜めの状態に保ちながら積層ブロック1の積載面に積載する。これにより、積層ブロック1の積載面と絶縁性中間板3との間に、空気の流れが発生する。例えば、図13(b)に示す場合では、右方向に向かって、空気の流れが発生する。
【0055】
図14は、絶縁性中間板を積載することによるしわ取りの効果を説明するための図である。図14(a)に示すように、シート状合成樹脂材2と金属バンド4、5とが積載され、金属バンド4、5に加えた張力が緩められ、金属バンド4、5には、たるみが生じているとする。この時、図14(b)に示すように、絶縁性中間板3を斜めに保ちながら積載すると、絶縁性中間板3と積載面との間に、金属バンド4、5の折り返し部分に向かって(図14(b)では右方向)、空気の流れが発生する。これにより、金属バンド4、5のたるみは、空気の流れの作用により、金属バンド4、5の折り返し部分に一箇所に集められる。このような状態で、しわ取り動作を実施することにより、しわ取り動作の効果を上げることができる。
【0056】
しわ取り動作の効果をさらに高めるためは、中間板搬送部12の吸着パッド62a〜62dは、図15に示すように、スライドユニット63により水平方向に自由に移動できるように設けられてもよい。このような中間板搬送部によれば、絶縁性中間板のサイズに合わせて吸着部の吸着/解放動作を行い、絶縁性中間板を大きくしならせて、金属バンドの折り返し部分に空気を送りやすくすることができる。
【0057】
また、中間板搬送部12が絶縁性中間板3を積層ブロック1の積載面に積載する時に、斜めに保ちながら積載する場合と水平に保った状態で積載する場合とでは、絶縁性中間板3の積載位置にずれが生じる。このため、絶縁性中間板3を正しい位置に積載するには、積載位置のずれを算出して中間板搬送部12の位置決めデータを補正することが望ましい。
【0058】
図16を用いて、絶縁性中間板3の積載位置のずれを算出する例を説明する。中間板搬送部12は、図16(a)に示すように、4個の吸着パッド62a〜62dを備え、絶縁性中間板3を斜めに保ちながら積層ブロック1の積載面に積載するものとする。図16(b)は、図16(a)円部の拡大図であり、絶縁性中間板3の積載位置にずれaが生じる様子が示されている。この場合、先に積載面に到達する2個の吸着パッド62a、62bの制御情報に基づき、以下のように、積載位置のずれ量aを算出することができる。図16(c)に示すように、絶縁性中間板3の左端から吸着パッド62aまでの距離をx1、吸着パッド62aから吸着パッド62bまでの距離をx2とする。また、吸着パッド62aが速度v1で下降し始めた後、T1秒後に吸着パッド62bが速度v2で下降し、t秒経過した時点を考える。図16(c)に示す三角形A’B’Eと三角形B’C’Dとの相似関係より、辺B’Eの長さXは、次式(1)で求められる。
【0059】
【数1】
【0060】
吸着パッド62aの初期位置から積層ブロック1の積載面までの距離をYとすると、吸着パッド62aは、Y/v1秒後に積層ブロック1の積載面に到達する。積載位置のずれ量aは、上式(1)にt=Y/v1を代入して長さXを求めた後、a=x1−Xにより算出される。このように絶縁性中間板3の積載位置のずれ量を算出し、中間板搬送部12の位置決めデータを補正することにより、絶縁性中間板3を斜め状態から積載する時と水平に保った状態で積載する時とで、積載位置が微妙に異なることを防ぐことができる。
【0061】
なお、金属バンドの折り返し部分に向けて空気の流れを起こす方法としては、図17に示すように、積載作業台8の脇にエアブロー装置64、65を設ける方法もある。4台のエアブロー装置64、65は、空気の流れが金属バンド4、5のそれぞれの折り返し部分に当たるように、2台ずつ配置される。また、4台のうち、しわ取り動作を行う方向に配置された2台が、交互に動作する。このようなエアブロー装置によれば、金属バンドの折り返し部分に向けて、常に一定量の空気の流れを発生させることができ、金属バンドのしわを取る確実性をさらに増加することができる。
【0062】
以上に示すように、本実施形態に係る積層ブロック作製装置では、絶縁性中間板の積載により、または、エアブロー装置の作用により、金属バンドの折り返し部分に向けて空気の流れを起こし、金属バンドに発生したしわを取る効果を上げることができる。
【0063】
【発明の効果】
第1の発明によれば、金属バンドに加えた張力を一時的に緩めた時に金属バンドが元の形状に戻ろうとする復元力を利用することにより、外部から力を加えることなく、折り返し時に発生する金属バンドのしわを取り除くことができる。
【0064】
第2の発明によれば、金属バンドを余分に引き出して戻す操作を行わないので、これらの操作による新たなしわの発生を防止することができる。
【0065】
第3の発明によれば、引き出された金属バンドの一部についてのみ金属バンドの張力を緩めることにより、積層ブロックの積載面上の金属バンドに確実にたるみをつけることができる。
【0066】
第4の発明によれば、再び金属バンドに張力を加える時に、以前の張力発生源以外の影響を新たに受けることがないので、新たなしわの発生を防止することができる。
【0067】
第5の発明によれば、金属バンドの幅より広い範囲で押さえることにより、金属バンドを幅方向に対して一様に押さえ、確実に固定することができる。
【0068】
第6の発明によれば、新たな機構を設けることなく、既存の機構でしわ取り動作を行うことができる。
【0069】
第7の発明によれば、金属バンドにしわが発生していない場合には、しわ取り動作を実施しないので、所要時間が短縮され、エネルギーの消費を防止することができる。
【0070】
第8の発明によれば、金属バンドにしわが発生すると、金属バンドの幅は見かけ上、平面的に短く見えるので、立体的に発生したしわを平面的な計測により推定することができる。
【0071】
第9の発明によれば、絶縁性中間板のたわみ量が大きい場合には、しわが多く発生する性質を用いて、計測手段を単純化することができる。
【0072】
第10の発明によれば、絶縁性中間板を積載する時に空気の流れを起こすことにより、金属バンドの張力を緩めた時にできる金属バンドのたるみを一箇所に集め、折り返し部分に発生する金属バンドのしわを取りやすくすることができる。
【0073】
第11の発明によれば、機械的な制御により、金属バンドに常に一定量のたるみが生じるので、金属バンドをたるませ過ぎた場合に発生するしわや、傷不良を回避することができ、再び張力を加えた時に金属バンドに加わる衝撃を少なくすることができる。
【0074】
第12の発明によれば、上下昇降アクチュエータの動作や吸着部の吸着/解放のタイミングを変化させることにより、絶縁性中間板を任意の状態で積載することができる。
【0075】
第13の発明によれば、絶縁性中間板のサイズに応じて吸着/解放を行うため、絶縁性中間板を大きくしならせることができ、金属バンドの折り返し部分に空気を送りやすくすることができる。
【0076】
第14の発明によれば、絶縁性中間板を斜めの状態で積載する時と水平に保った状態で積載する時とで、絶縁性中間板の積載位置が微妙に異なることを防ぐことができる。
【0077】
第15の発明によれば、金属バンドの折り返し部分に向けて、常に一定量の空気の流れを発生させることができるので、金属バンドのしわを取る確実性をさらに増加することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る積層ブロック作製装置を示す概略正面図である。
【図2】本発明の実施形態に係る積層ブロック作製装置を示す概略平面図である。
【図3】本発明の実施形態に係る積層ブロック作製装置の金属バンド固定部を示す図である。
【図4】本発明の実施形態に係る積層ブロック作製装置の工程を示す図である。
【図5】本発明の実施形態に係る積層ブロック作製装置の工程を示す図である。
【図6】本発明の実施形態に係る積層ブロック作製装置におけるしわ取りの原理を説明するための図である。
【図7】本発明の実施形態に係る積層ブロック作製装置のしわ取り動作を示す図である。
【図8】本発明の実施形態に係る積層ブロック作製装置の他のしわ取り動作を示す図である。
【図9】本発明の実施形態に係る積層ブロック作製装置におけるカメラ取り付け位置を示す図である。
【図10】本発明の実施形態に係る積層ブロック作製装置におけるしわ検知の原理を説明するための図である。
【図11】本発明の実施形態に係る積層ブロック作製装置における他のしわ検知の原理を説明するための図である。
【図12】本発明の実施形態に係る積層ブロック作製装置の中間板搬送部を示す図である。
【図13】本発明の実施形態に係る積層ブロック作製装置において絶縁性中間板が積載される様子を示す図である。
【図14】本発明の実施形態に係る積層ブロック作製装置における絶縁性中間板を積載することによるしわ取りの効果を説明するための図である。
【図15】本発明の実施形態に係る積層ブロック作製装置の他の中間板搬送部を示す図である。
【図16】本発明の実施形態に係る積層ブロック作製装置における絶縁性中間板の積載位置のずれを説明するための図である。
【図17】本発明の実施形態に係る積層ブロック作製装置のエアブロー装置を示す図である。
【図18】従来の積層ブロック作製装置を示す概略平面図である。
【図19】積層ブロックを示す正面図である。
【図20】従来の積層ブロック作製装置において金属バンドにしわが発生する様子を示す図である。
【符号の説明】
1…積層ブロック
2…シート状合成樹脂材
3…絶縁性中間板
4、5…金属バンド
6、7…リール
8…積載作業台
10、11…金属バンド引き出し移動部
12、13…中間板搬送部
26、27…上下スライドロール
32、33、34、35、36、37…金属バンド固定部
63…スライドユニット
64、65…エアブロー装置
Claims (15)
- リールに巻かれた長尺帯状の金属バンドをリールから引き出し、シート状合成樹脂材と絶縁性中間板とを交互に重ねながら金属バンドを折り返し屈曲させて金属バンド間にシート状合成樹脂材と絶縁性中間板とを交互に挟み込み、金属バンドとシート状合成樹脂材と絶縁性中間板とを多段に積層した積層ブロックを作製するにあたり、
金属バンドを絶縁性中間板の端面で張力を加えながら折り返し屈曲させる時に、金属バンドに加えた張力を一時的に緩めて金属バンドの折り返し部分をたるませ、その後に再び金属バンドに張力を加えるしわ取り動作を行うことを特徴とする、積層体製造用積層ブロックの作製方法。 - 金属バンドのリールからの引き出し量を変化させずに、前記しわ取り動作を行うことを特徴とする、請求項1に記載の積層体製造用積層ブロックの作製方法。
- 前記しわ取り動作では、金属バンドの張力発生源と積層ブロックの積載面との間で金属バンドを一時的に固定し、金属バンドの固定場所から積層ブロックの積載面までに至る金属バンドの経路を一時的に短縮することにより、金属バンドに加えた張力を一時的に緩めることを特徴とする、請求項2に記載の積層体製造用積層ブロックの作製方法。
- 前記しわ取り動作では、金属バンドに加えた張力を一時的に緩める手順と逆の手順により、再び金属バンドに張力を加えることを特徴とする、請求項3に記載の積層体製造用積層ブロックの作製方法。
- 前記しわ取り動作では、金属バンドの幅よりも広い範囲で金属バンドを表裏両面から挟み込むことにより、金属バンドを一時的に固定することを特徴とする、請求項3に記載の積層体製造用積層ブロックの作製方法。
- 前記しわ取り動作では、金属バンドを積載する時に上下に移動する金属バンド引き出しガイドロールを上下に移動させることにより、金属バンドの固定場所から積層ブロックの積載面までに至る金属バンドの経路を一時的に短縮することを特徴とする、請求項3に記載の積層体製造用積層ブロックの作製方法。
- 金属バンドを折り返し屈曲させる時に、金属バンドの折り返し部分の状態を計測して、金属バンドに発生したしわを検知し、前記しわ取り動作を実施するか否かを切り替えることを特徴とする、請求項1に記載の積層体製造用積層ブロックの作製方法。
- 金属バンドを折り返し屈曲させる時に、絶縁性中間板と金属バンドとが折り重なっていない部分の長さを平面的に測定し、前記測定値が所定の閾値より大きい場合に、金属バンドにしわが発生したと判定することを特徴とする、請求項7に記載の積層体製造用積層ブロックの作製方法。
- 金属バンドを折り返し屈曲させる時に、絶縁性中間板の持ち上がり量を測定し、前記測定値が所定の閾値より大きい場合に、金属バンドにしわが発生したと判定することを特徴とする、請求項7に記載の積層体製造用積層ブロックの作製方法。
- 絶縁性中間板を吸着して積層ブロックの積載面へ積載する時に、金属バンドの折り返し部分に向かって順に吸着を解放し、金属バンドの折り返し部分に向けて空気の流れを起こすことを特徴とする、請求項1に記載の積層体製造用積層ブロックの作製方法。
- リールに巻かれた長尺帯状の金属バンドをリールから引き出し、シート状合成樹脂材と絶縁性中間板とを交互に重ねながら金属バンドを折り返し屈曲させて金属バンド間にシート状合成樹脂材と絶縁性中間板とを交互に挟み込み、金属バンドとシート状合成樹脂材と絶縁性中間板とを多段に積層した積層ブロックを作製する装置において、
金属バンドを絶縁性中間板の端面で張力を加えながら折り返し屈曲させる時に、金属バンドに加えた張力を一時的に緩めて金属バンドの折り返し部分を一定量だけたるませる金属バンドたるませ部を備えることを特徴とする、積層体製造用積層ブロックの作製装置。 - 絶縁性中間板を積層ブロックの積載面上まで吸着搬送し、上限昇降アクチュエータにより積載面に降ろす絶縁性中間板搬送部が、独立に吸着/解放動作を制御できる複数の吸着部を備えることを特徴とする、請求項11に記載の積層体製造用積層ブロックの作製装置。
- 前記絶縁性中間板搬送部が、絶縁性中間板のサイズに応じて吸着部の水平位置を変化させることを特徴とする、請求項12に記載の積層体製造用積層ブロックの作製装置。
- 前記絶縁性中間板搬送部が、上下昇降アクチュエータの動作と吸着部の吸着/解放動作とにかかわらず同じ位置に絶縁性中間板を積載するように、絶縁性中間板の搬送距離を変化させることを特徴とする、請求項12に記載の積層体製造用積層ブロックの作製装置。
- 金属バンドの折り返し部分に向けて空気を吹き付けるエアブロー装置を備えることを特徴とする、請求項11に記載の積層体製造用積層ブロックの作製装置。
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