JP3796686B2 - キーボードの製造方法および製造装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、コンピュータ、ワードプロセッサなどのキー入力装置に用いるキーボードを製造するための方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、キーボードの製造は、一般には複数種類（通常、１１種類）あるキーキャップ（キートップ）を種類ごとに射出成形し、これらキーキャップを、キーボードの筐体を搬送するコンベアラインに沿って設定した複数の組立ステーション（組立工程）に供給して、専用のキャップ挿入装置を用いて筐体のキー挿入孔にキーキャップを１個または数個単位で順次挿入するようにしていた。しかし、このような方法では、キーキャップの種類ごとに成形装置を用意しなければならないことに加え、専用のキャップ挿入装置を複数用意しなければならず、設備の多重投資による設置スペースの拡大や設備コストの増大が避けられず、その上、生産管理や品質管理に多くの負担がかかって、製造コストの増大が避けられないようになる。
【０００３】
そこで、例えば、特開平０９−１９８９５４号公報には、キーボード１台に必要な全てのキーキャップを、該キーボードにおける配列と同じ配列およびピッチで射出成形した後、型開き状態の下金型をワーク受台として用いて、該下金型に対してメカシャーシ（筐体）を接近させ、そのキー挿入孔に必要数のキーキャップを一括して挿入することが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、キーボード１台に必要な全てのキーキャップを射出成形する場合は、成形型内に有する多数（百数個にもおよぶ）の成形部に均等に樹脂をゆきわたらせるのが極めて困難となり、特にキーボードにおける配列と同じ配列およびピッチで射出成形しようとすると、スプル、ランナおよびゲートを思うように設計できず、いわゆる樹脂回りが不十分となって不良品が多く発生することになる。因みに、特開２００１−９８７５号公報に記載のものでは、主ランナから分岐した副ランナとゲートとの流路断面積を、スプルから離間するに従って大きく設定することにより所望の樹脂回りを確保しているが、この場合でも、キーボードにおけるピッチと同じピッチで成形する条件（制約）は外している。
【０００５】
本発明は、上記した技術的背景に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、設備の多重投資を行うことなくかつ成形性を犠牲にすることなく、キーボード１台に必要な全てのキーキャップを一括して筐体に組付けできるようにし、もって設置スペースの削減並びに製造コストの低減に大きく寄与するキーボードの製造方法および製造装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るキーボードの製造方法は、キーボード１台に必要な全てのキーキャップを、該キーボードにおける配列と同じ配列で射出成形した後、その配列および成形ピッチを維持したまま搬送機によりキャップ集合装置に搬送してキーボードと同じピッチに集合させ、しかる後、前記集合状態を維持したままキーキャップの全てをキャップ挿入装置に移して、キーボードの筐体のキー挿入孔に一括して挿入するキーボードの製造方法において、前記射出成形に際し、ランナー部に連接してパッド部を一体成形し、前記搬送機に持たせた吸着装置にキーキャップ群を移載すると同時に、前記パッド部を介してランナー部を含むスクラップを移載し、前記キャップ集合装置への搬送途中で該吸着装置の吸引を解除して前記スクラップを排除することを特徴とする。
また、本発明に係るキーボードの製造装置は、キーボード１台に必要な全てのキーキャップを、該キーボードにおける配列と同じ配列で射出成形する成形装置と、該成形装置で成形されたキーキャップ群をその配列状態を維持したまま受入れ、キーボードと同じピッチに集合させるキャップ集合装置と、該キャップ集合装置からキーキャップ群をその集合状態を維持したまま受取り、キーボードの筐体のキー挿入孔に一括して挿入するキャップ挿入装置と、キーキャップ群を吸着可能な吸着装置を有し、該吸着装置に前記成形装置内の成形型からキーキャップ群を受取り、かつ前記キャップ集合装置へ搬送する搬送手段とを備えているキーボードの製造装置において、前記成形装置は、その成形型にランナーに連接して複数のパッド成形部を設けており、前記搬送手段の吸着装置は、板面を起立させた垂直姿勢と板面を水平にした水平姿勢とに姿勢変換可能なプレート上に、キーキャップを吸着する複数のキャップ用吸盤と前記パッド成形部で成形されたパッド部を介してランナ部を含むスクラップを吸着する複数のスクラップ用吸盤とを浮動可能に設けており、常時は前記板面に対して前記スクラップ用吸盤がキャップ用吸盤よりも高位に位置決めされることを特徴とする。
このように構成したキーボードの製造方法および製造装置においては、キーボードにおける配列と同じ配列で射出成形を行うので、ピッチにとらわれずにスプル、ランナおよびゲートを設計でき、前記特開２００１−９８７５号公報に記載のものと同様に樹脂回りは良好となって、必要数のキーキャップを高品質に成形することができる。また、成形後のキーキャップは、一旦キャップ集合装置においてキーボードと同じピッチに集合させてからキャップ挿入装置に移すので、筐体のキー挿通孔に効率よくかつ円滑にキーキャップを挿入することができる。さらに、成形装置からキャップ集合装置への搬送途中でスクラップを排出するので、スクラップ処理のための余分な時間を短縮できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基いて説明する。
【０００８】
図１および図２は、本発明に係るキーボードの製造装置の全体的な構成を示したものである。図において、１は射出成形機、２は、この射出成形機１の側方にこれと平行に設置された組付架台、３は、前記射出成形機１および組付架台２の上方に横断的に設置された主搬送架台である。射出成形機１の成形型は、キーボード１台に必要な全てのキーキャップＣ（図７、図１８参照）を、該キーボードにおける配列と同じ配列で成形できるように設計されており、この射出成形機１で成形されたキーキャップＣは、前記主搬送架台３に移動可能に配設した後述の成形品用搬送機（搬送手段）４に持たせた吸着装置５に一括して移載されるようになっている。
【０００９】
組付架台２上には、前記搬送機４からキーキャップ（キーキャップ群）Ｃを受取り、キーボードと同じピッチに集合させる後述のキャップ集合装置６を配置した集合ステーションＳ１と、キャップ集合装置６からキーキャップ群Ｃをその集合状態を維持したまま受取り、キーボードの筐体Ｗのキー挿入孔に一括して挿入する後述のキャップ挿入装置７を配置した挿入ステーションＳ２と、製品用搬送機８および筐体用搬送機９を周りに配置した受渡ステーションＳ３とが順に設定されている。なお、説明の便宜のため、以下では、前記各ステーションＳ１〜Ｓ３の配列方向をＸ−Ｘ´方向、このＸ−Ｘ´方向に直交する水平方向をＹ−Ｙ´方向として説明する。
【００１０】
組付架台２上にはまた、前記挿入ステーションＳ２と受渡ステーションＳ３との間を往復動する後述の可動テーブル１０が設置されている。この可動テーブル１０は、キャップ挿入装置７によるキーキャップ挿入に際してのワーク受台として用いられるもので、受渡ステーションＳ３においてその上面にキーボードの筐体Ｗを受取った後、挿入ステーションＳ２側へ移動して、その上の筐体Ｗを所定の挿入位置に位置決めすると共に、キャップ挿入装置７によるキーキャップ挿入後は、受渡ステーションＳ３側へ移動してその上の製品（キーボード）Ｐを所定の払出し位置に位置決めする。
【００１１】
上記組付架台２にはさらに、各ステーションＳ１〜Ｓ３の設定レベルの下側に位置させてコンベア１１が設置されている。このコンベア１１は、組付架台２の一端側（図１、２の左側）から他端側（右側）へ製品Ｐを搬送するためのもので、その一端部には、前記製品用搬送機８から製品Ｐが移載されるようになっている。製品用搬送機８は、組付架台２の片側に立設した副搬送架台１２に沿ってＸ−Ｘ´方向へ移動するスライダ１３と、このスライダ１３にガイドバー１４を介して昇降可能に支持された吸着装置１５と、この吸着装置１５を昇降駆動するシリンダ１６とを備えており（図２）、受渡ステーションＳ３に位置決めされた可動テーブル１０上からその吸着装置１５に製品Ｐを受取り、これを前記コンベア１１上へ移すように作動する。
【００１２】
また、組付架台２の一端側には、筐体Ｗを受渡ステーションＳ３の側方位置に搬入する筐体用コンベア１７が付設されている。筐体Ｗは、このコンベア１７の終端付近に配置した、ダンパを備えたストッパ（図示略）に当接して所定の位置に停止するようになっており、この位置で前記筐体用搬送機９に移載される。筐体用搬送機９は、組付架台２上に設けられた後述の副搬送架台１８に架設した支持フレーム１９に沿ってＹ−Ｙ´方向へ移動するスライダ２０と、このスライダ２０にガイドバー２１を介して昇降可能に支持された吸着装置２２と、この吸着装置２２を昇降駆動するシリンダ２３とを備えており（図２）、前記筐体用コンベア１７からその吸着装置２２に筐体Ｗを受取り、これを前記受渡ステーションＳ３に位置決めされた可動テーブル１０上に移すように作動する。
【００１３】
一方、組付架台２の他端側には、前記コンベア１１から製品Ｐを受取って、組付架台２の上方に一端部が導入された製品搬出用コンベア２４に受渡す昇降装置２５が配設されている。この昇降装置２５は、モータ２６を駆動源としてエンドレスに回転するチェーン２７により昇降駆動される昇降台２８と、前記コンベア１１からこの昇降台２８上に移載された製品Ｐを製品搬出用コンベア２４に押出す押しバー２９とを備えており、その昇降台２８および押しバー２９の作動は、センサ信号に基づいて制御されるようになっている。
【００１４】
ここで、上記射出成形機１は、図１に示すように、固定板３０に取付けられた固定型３１と可動板３２にスペーサ３２ａを介して取付けられた可動型３３とをＸ−Ｘ´方向に対向して配置した横型の構成となっている。可動板３２は、その背後に配置した型締シリンダ３３ｂと固定板３０とを連結するタイバー３４に摺動可能に装着され、型締シリンダ３３ｂのラム３３ａにより駆動されるようになっている。そして、可動型３３は、前記可動板３２の摺動に応じて固定型３１に合された型閉じ状態と固定型３１から所定距離だけ離間する型開き状態（図１に、２点鎖線で示す）とに任意位置決めされる。一方、固定板３０の背後には射出装置３５が配置されており、該射出装置３５から固定板３０を通して固定型３１と可動型３３との合せ部に形成される成形部３６（図３、４）に溶融樹脂が充填されるようになる。
【００１５】
上記固定型３１および可動型３３（成形型）は、前記した特開２００１−９８７５号公報に記載のものと実質同じ構造となっており、固定型３１と可動型３３との合せ部にはキーボード１台に必要な数の成形部３６が設けられている。図３および４はその一部を示したもので、グループ単位で設定した１つのスプル３７に対して１つの主ランナ３８が設けられると共に、１つの主ランナ３８に対して複数の副ランナ３９が分岐して設けられ、さらに各副ランナ３９に対してゲート４０を介して各成形部３６が連接されている。各成形部３６は、固定型３１に設けた凹部４１と、可動型３３に設けた凸部４２と可動型３３に内装したコア４３とから形成されており、凹部４１と凸部４２との間の空隙が後述のキーキャップＣ（図７、図１８）の成形空間として、凸部４２とコア４３との間の空隙が、筐体Ｗのキー挿入孔に挿入される柱状部Ｃａ（図７、図１８）の成形空間としてそれぞれ供されるようになっている。なお、可動型３３には、可動板３２上に配置したエジェクタ機構（図示略）から延ばした多数のエジェクタピン４４が嵌挿されている。
【００１６】
上記主ランナ３８から分岐した副ランナ３９は、図４に示すように、スプル３７から離間するに従って大きな流路断面積となるようにその直径ｄが設定されている。この直径ｄは、樹脂流れを流動解析することにより決定され、これによりスプル３７からの遠近によらず各成形部３６には円滑に溶融樹脂が充填されるようになる。また、固定型３１と可動型３３との合せ部には、主ランナ３８に連接して複数のパッド成形部４５が設けられている。このパッド成形部４５は、前記成形品用搬送機４に持たせた吸着装置５に対する吸着用パッドを一体成形するためのもので、この吸着用パッドについては、後にさらに述べる。
【００１７】
このように構成した射出成形機１においては、射出装置３５から射出された溶融樹脂は、各スプル３７から主ランナ３８、副ランナ３９およびゲート４０を経て各成形部３６に流入し、そのまま所定時間放置することで固化し、キーボードの１基分に必要な全て（例えば、１１種類、１０５個）のキーキャップＣの成形が完了する。この時、主ランナ３８から分岐した副ランナ３９は、スプル３７から離間するに従って流路断面積が大きくなっているので、スプル３７から離れている成形部３６の成形空間への溶融樹脂の流入が促進され、結果として、スプル３７からの距離に関係なく、各成形部３６にはほぼ一様に溶融樹脂が充填され、これにより品質的に優れたキーキャップＣが安定的に得られるようになる。
【００１８】
上記成形品用搬送機４は、図１および図２に示すように、前記主搬送架台３にスライドガイド１４０を介して摺動可能に基端部が結合された二又の支持フレーム１４１と、この支持フレーム１４１にＸ−Ｘ´方向へ摺動可能に搭載されたスクリュユニット１４２とを備えている。スクリュユニット１４２は、モータ（図示略）により回転駆動されるナット部材（図示略）を内蔵する回転ボックス１４３とこの回転ボックス１４３を挿通して鉛直方向へ延ばされ、前記ナットの回転に応じて軸方向移動するスクリュ１４４とからなっており、そのスクリュ１４４に前記吸着装置５を下端に有する昇降ロッド１４５が同心に連結されている。
【００１９】
一方、上記成形品用搬送機４に持たせた吸着装置５は、図５〜図７によく示されるように、上記昇降ロッド１４５の下端部にヒンジピン４６を用いて回動可能に支持されたバックプレート４７と、このバックプレート４７にこれと平行をなすように浮動機構４８を介して浮動可能に支持されたベースプレート４９とを備えている。前記浮動機構４８は、バックプレート４７にホルダ５０を用いて垂直に立設されたガイドピン５１と、ベースプレート４９の背面に垂直に立設され前記ガイドピン５１に摺動可能に嵌合するガイド筒５２と、ガイドピン５１に外装され一端を前記ホルダ５０に、他端をガイド筒５２にそれぞれ係合させたばね５３とからなっており、ベースプレート４９は、常時は前記浮動機構４８内のばね５３の付勢力によりバックプレート４７からわずか浮上する状態を維持するようになっている。また、バックプレート４７の背面に設けたブラケット５４には、昇降ロッド１４５の下端部に取付けた旋回用シリンダ（エアシリンダ）５５のピストンロッド５５ａの先端部が連結されている。バックプレート４７およびベースプレート４９は、前記シリンダ５５のピストンロッド５５ａの伸縮に応じてヒンジピン４６を軸中心に一体的に回転し、それぞれの板面を垂直方向に起立させた垂直姿勢と板面を水平にした水平姿勢とに任意位置決めされる。
【００２０】
上記ベースプレート４９のおもて面には、複数のキャップ用吸盤５６を保持してなる吸盤ホルダ５７が所定の列数（ここでは、６列）となるように配設されている。各吸盤５６は、図６に示されるように前記射出成形機１で成形されたキーキャップＣに対応して必要数設けられており、吸盤ホルダ５７からの負圧供給に応じて各キーキャップＣの天面Ｃｂを吸着するようになっている。しかして、キーキャップＣとしては、図７に示すように、筐体Ｗのキー挿入孔への挿入部である柱状部Ｃａに対してその天面Ｃｂを傾斜させたものがあり、各吸盤５６は、このように傾斜した天面Ｃｂを有するキーキャップＣであっても、その柱状部Ｃａをベースプレート４９の面方線方向へ起立させることができるように、ベースプレート４９に対して所定の角度で傾斜して配置されている。この場合、図７の左側の二列に示すように、吸盤ホルダ５７に対して、例えばスペーサ５８を介してキャップ受５９を設けるようにして、これにより傾斜した天面Ｃｂを有するキーキャップＣをより正確に位置決めできるようになる。さらに、キーキャップＣとしては、図６に示すように横長のものＣ´も存在するので、必要によりこのような横長のキーキャップＣ´に対しては、複数（２または３個）の吸盤５６を配置するようにしている。なお、吸盤５６は、剛体からなる中空の支柱部５６ａとこの支柱部５６ａに接合された弾性体から吸着部５６ｂとからなっており、その支柱部５６ａに設けたねじ部（図示略）を吸盤ホルダ５７にねじ込むことにより該吸盤ホルダ５７に植立されている。
【００２１】
射出成形機１により成形された成形品は、図６に２点鎖線で示されるように、各キーキャップＣの周りに、前記成形型のスプル３７、ランナシステム（主ランナ３８および副ランナ３９）に対する充填樹脂であるスプル部Ｓ、ランナ部Ｒを有するほか、前記パッド成形部４５（図４）に対する充填樹脂であるパッド部ＰＤを有している。吸着装置５は、前記パッド部ＰＤを吸着するためのスクラップ用吸盤６０をさらに備えている。このスクラップ用吸盤６０は、図７に示されるように、前記バックプレート４７に基端部が支持された中空の支柱部６１とこの支柱部６１の先端部に結合された吸着部６２とを備え、その支柱部６１がベースプレート４９に穿設した貫通孔６３を挿通して延ばされている。支柱部６１は、テレスコピック式に伸縮可能に構成されており、常時はこれに外装したばね６４により伸長方向へ付勢され、これにより吸着部６２の先端は、前記キャップ用吸盤５６よりもわずか前方に位置するように位置決めされている。なお、ベースプレート４９には、前記スプル部Ｓを挿通させるための逃げ孔６５が形成されている。また、ベースプレート４９の隅部には、位置決めピンを受入れて前記可動型３３（図１）および前記整列装置６に対して吸着装置５を位置決めするピンガイド６６（図５、図６）が突設されている。
【００２２】
上記のように構成された吸着装置５は、射出成形機１の成形型から成形品を受取るに際して、図５に示したようにバックプレート４７およびベースプレート４９を直立姿勢として、搬送機４のスクリュユニット１４２のＸ方向への動きにより可動型３３側へ移動する。この時、浮動機構４８のばね５３をたわませながらキャップ用吸盤５６が可動型３３内のキーキャップＣの天面Ｃｂに、ばね６４をたわませながらスクラップ用吸盤６０が吸着用パッド部ＰＤにそれぞれ当接し、これに合せて各吸盤５６、６０に負圧が供給される。一方、この負圧供給に合せて射出成形機１のエジェクタ機構（図示略）が作動し、エジェクタピン４４（図３）により成形品が可動型３３から払い出され、そのまま（成形ピッチを維持したまま）各吸盤５６、６０に吸着される。その後、吸着装置５は、搬送機４のスクリュユニット１４２のＸ´方向への動きにより可動型３３から離間し、これによりキーキャップＣはキャップ用吸盤５６に、スプル部Ｓ、ランナ部Ｒを含むスクラップはパッド部ＰＤを介してスクラップ用吸盤６０にそれぞれ移載される。この時、各ばね５３、６４の付勢力により、スクラップ用吸盤６０がキャップ用吸盤５６よりわずか前方位置に戻り、これにより、前記スクラップがゲート部を境にキーキャップＣから分離し（図７）、それぞれ個別に吸着装置５に支持される。
【００２３】
成形品用搬送機４は、その吸着装置５に成形品を移載した後、スクリュユニット１４２の作動により吸着装置５を射出成形機１の上方まで上昇させ、キーキャップＣを前記キャップ集合装置６へ搬送するが、この搬送途中で、旋回用シリンダ５５（図５）のピストンロッド５５ａを短縮させて吸着装置５を９０度旋回させ、そのベースプレート４９を水平に位置決めする。そして、図１に示したスクラップ排出シュート６７の上方で、スクラップ用吸盤６０の吸引を解除する。すると、吸着用パッド部ＰＤを介して該吸盤６０に吸着されていたスクラップ（スプル部Ｓ、ランナ部Ｒ）がスクラップ排出シュート６７に落下し、系外へ排出される。
【００２４】
上記キャップ集合装置６は、図８〜図１０に示されるように、前記組付架台２上に支柱（六角支柱）７０を用いて固定された２つの支持台７１、７２を備えている。２つの支持台７１、７２はＸ−Ｘ´方向に離間して配置され、それぞれの上面には、長短２つのスライドレール７３、７４がＹ−Ｙ´方向に延ばして平行に敷設されている（図９）。そして、比較的長めのスライドレール７３のそれぞれには３基のスライド部材７４Ａ、７４Ｃ、７４Ｅが、比較的短めのスライドレール７４のそれぞれには２基のスライド部材７４Ｂ、７４Ｄが摺動可能に結合されている（図９）。２つの支持台７１、７２の相互間で対をなすスライド部材７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃ、７４Ｄ、７４Ｅには、Ｘ−Ｘ´方向へ延ばされたＬ字形の支持バー７５Ａ、７５Ｂ、７５Ｃ、７５Ｄ、７５Ｅがそれぞれ搭載されている。すなわち、これら支持バー７５Ａ〜７５Ｅは、対応するスライド部材７４Ａ〜７４Ｅと一体にスライドレール７３、７４に沿って平行移動するようになっている。さらに、組付架台２の片側には、図示を略す支柱を用いて１本の支持バー７６が固設されており、したがって、このキャップ集合装置６は、可動の５本の支持バー７５Ａ〜７５Ｅと固定の１本の支持バー７６とを備えている。
【００２５】
各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６のそれぞれには、図１０、図１１および図１２によく示されるように、その小段部を利用してスライドレール７７が固定されており、このスライドレール７７には、スライド部材７８を介して前記キーキャップＣを支承する多数の受駒７９が摺動可能に装着されている。各受駒７９はキーキャップＣの大きさ（種類）に合せて種々の大きさのものが用意され、それぞれは、キーキャップＣの柱状部Ｃａを受入れるための嵌合凹部７９ａを上部側に有している。なお、各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６の中心Ｄ付近に配置される受駒７９は位置固定的に各支持バーに取付けられている。
【００２６】
一方、組付架台２上の、上記２つの支持台７１と７２との間に位置する部分には、上記スライドレール７３、７４と平行に延ばしてロッドレスシリンダ８０が配設されている。このロッドレスシリンダ８０は、図１０によく示されるように、シリンダ部８１とこのシリンダ部８１内のピストン（図示略）に作動連結された移動体８２とを備え、シリンダ部８１内への空気の給排に応じてその移動体８２がＹ−Ｙ´方向へ往復移動するようになっている。この移動体８２には、固定の支持バー７６から最も離れた側の支持バー７５Ａの下面に先端部を連結した連結部材８３の基端部が固定されており、該支持バー７５Ａはロッドレスシリンダ８０の移動体８２と一体に移動する。なお、組付架台２の一側には、前記移動体８２が固定の支持バー７６側へ移動した際、これに衝合して円滑に停止させるダンパー８４が固設されている。
【００２７】
上記各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６のうち、相隣接する同士は、図１３に示すように１個または２個のリンク８５により相互に連結されている。各リンク８５は長孔８６を有し、各長孔８６には、当該リンク８５を軸着した支持バーに隣接する支持バーに設けたピン８７が配置されている。なお、支持バー７５Ａ、７５Ｂ，７５Ｃおよび７５Ｄの組と支持バー７５Ｅおよび７６の組とでは、長孔８６が逆相となるように設定されている。このように各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６の相隣接する同士をリンク８５で連結することにより、いま、上記ロッドレスシリンダ８０の作動により片側の支持バー７５Ａを固定の支持バー７６側へ移動させると、各ピン８７が長孔８６内で移動して、各可動の支持バー７５Ａ〜７５Ｅが、図１３の右側に示すように相互間隔を詰めながら固定の支持バー７６側へ寄せられる。一方、この状態からロッドレスシリンダ８０の再作動により支持バー７５Ａを固定の支持バー７６から離れる方向へ移動させると、リンク８５を介して各支持バー７５Ａ〜７５Ｅが相互にけん引され、図１１の左側に示すように各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６は、相互に間隔を開けた元の状態に再配列する。したがって、前記スライド部材７４Ａ〜７４Ｅ、ロッドレスシリンダ８０、リンク８５等は各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６のピッチを変更するバーピッチ変更手段を構成している。
【００２８】
一方、各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６の両端部には、ブラケット８８が上方へ向けて固定されており、このブラケット８８には、各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６と同じ方向へ延ばして駒用シリンダ（エアシリンダ）８９が取付けられている。各シリンダ８９のピストンロッド８９ａの先端には自在継手９０を介して連結ロッド９１が接続されており、この連結ロッド９１の先端部は前記各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６に装着された受駒のうちの、最端部側に位置する受駒７９に連結されている。
【００２９】
各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６に装着された受駒７９のうち、相隣接する同士は、図１４に示すようにリンク９２により相互に連結されている。各リンク９２は長孔９３を有し、各長孔９３には、当該リンク９２を軸着した受駒に隣接する受駒７９に設けたピン９４が配置されている。なお、長孔９３はリンク９２により種々の長さに設定されている。このように各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６上の受駒７９の相隣接する同士をリンク９２で連結することにより、いま、上記駒用シリンダ８９のピストンロッド８９ａを伸長させて一端側の受駒７９を中心Ｄ側へ前進させると、各ピン９４が長孔９３内で移動して、各受駒７９が、図１４の上側に示すように相互間隔を詰めながら中心Ｄへ寄せられる。一方、この状態からシリンダ８９のピストンロッド８９ａを短縮させて端部側の受駒７９を後退させると、リンク９２を介して各受駒７９がけん引され、図１４の下側に示すように各受駒７９は、相互に間隔を開けた元の状態に再配列する。したがって、前記シリンダ８９、リンク９２は受駒７９のピッチを変更する駒ピッチ変更手段を構成している。
【００３０】
上記のように構成したキャップ集合装置６においては、可動の支持バー７５Ａ〜７５Ｅが固定の支持バー７６側へ寄せられることで、各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６に装着されている各受駒７９は、相互にＹ−Ｙ´方向に面する側面を密着させ、これにより各受駒７９に支承されるキーキャップＣは、キーボードにおける列間ピッチと同じ列間ピッチで配列する。また、各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６上で各受駒７９が中心側へ寄せられることで、各受駒７９は、相互にＸ−Ｘ´方向に面する側面を密着させ、これにより各受駒７９に支承されるキーキャップＣは、キーボードにおける列方向ピッチと同じ列方向ピッチで配列する。ただし、列によっては、キーキャップＣの相互間にかなりの間隔が開く箇所があるので、本実施の形態においては、図１２に示すように受駒７９の相互間に、嵌合凹部７９ａを有しないダミーの受駒７９´を配置し、このダミーの受駒７９´で受駒７９の列方向の配列ピッチを調整するようにしている。
【００３１】
一方、各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６が相互に間隔を開けた元の状態に再配列することで、各受駒７９に支承されるキーキャップＣは、射出成形機１で成形されたキーキャップＣの列間ピッチ（成形ピッチ）と同じ列間ピッチで配列する。また、各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６上で各受駒７９が相互に間隔を開けた元の状態に再配列することで、各受駒７９に支承されるキーキャップＣは、前記射出成形機１で成形されたキーキャップＣの列方向ピッチ（成形ピッチ）と同じ列方向ピッチで配列する。
すなわち、各支持バー７５Ａ〜７５Ｅ、７６および各受駒７９を相互に間隔を開けた状態に再配列することで、各受駒７９は、射出成形機１で成形されたキーキャップＣを、その配列および成形ピッチを維持したまま受入れできるように展開する。本キャップ集合装置６は、この受駒７９を展開させた状態を待機状態として作動制御されるようになっており、前記キャップ用搬送機４に持たせた吸着装置５から、成形品としてのキーキャップ（群）Ｃをそのまま受駒７９に受入れることができる。そして、キーキャップ（群）Ｃを受入れると同時にロッドレスシリンダ８０および駒用シリンダ８９が同期して作動し、各受駒７９が密に集合して、各駒７９に支承されたキーキャップ（群）Ｃがキーボードにおける配列と同じ配列およびピッチで集合するようになる。
【００３２】
上記キャップ挿入装置７は、図１５〜図１７に示すように、前記キャップ集合装置６からキーキャップ（群）Ｃを取出しかつ前記可動テーブル１０上の筐体ＷにキーキャップＣを挿入するための、後述の挿入治具１０１を保持する昇降ユニット１０２と、該昇降ユニット１０２を介して前記挿入治具１０１に挿入荷重を加える加圧ユニット１０３とから概略構成されている。
【００３３】
キャップ挿入装置７を構成する昇降ユニット１０２は、組付架台２上に設けた前記副搬送架台１８の左右一対の主桁１８ａの下面に設けたレール１０４にスライド部材１０５を介して摺動可能に結合され、該レール１０４に沿ってＸ−Ｘ´方向へ移動する移動板１０６と、この移動板１０６に垂設した複数（４本）のガイドバー１０７にスリーブ１０８を介して摺動可能に装着された昇降板１０９と、この昇降板１０９と前記移動板１０６との間に介装され、昇降板１０９を駆動する昇降用シリンダ（エアシリンダ）１１０と、副搬送架台１８の側方にブラケット１１１を用いて配設され、ピストンロッド１１２ａの先端を前記移動板１０６の前端に連結した前後移動用シリンダ（エアシリンダ）１１２とを備えている。昇降ユニット１０２は、その昇降板１０９に保持させた挿入治具１０１を前記挿入ステーションＳ２（図２）の直上に位置させる状態がＸ方向への前進端、挿入治具１０１を集合ステーションＳ１の直上に位置させる状態がＸ´方向への後退端となっており、前後移動用シリンダ１１２のピストンロッド１１２ａの伸縮に応じて前記前進端と後退端との何れかに位置決めされる。また、各ガイドバー１０７の下端には昇降板１０９の下降端を規制するストッパ１１３が設けられている。これらストッパ１１３のうち、少なくとも昇降用シリンダ１１０と同列（Ｙ−Ｙ´方向）に配置される２つのストッパは高さ調整可能に構成されており、これにより挿入治具１０の下降位置を微調整できるようになっている。
【００３４】
一方、キャップ挿入装置７を構成する加圧ユニット１０３は、副搬送架台１８の一端側の横桁１８ｂ上に直立姿勢で固定された押込用シリンダ（エアシリンダ）１１４と、このシリンダ１１４のピストンロッド１１４ａの先端部にばね１１５を介して取付けられた加圧ヘッド１１６とを備えている。加圧ユニット１０３は、挿入ステーションＳ２の直上位置に位置固定的に配置されており、特別の対策を施さないと、そのピストンロッド１１４ａが、前進端に移動する上記昇降ユニット１０２の移動板１０６と干渉してしまうことになる。そこで、本実施の形態においては、前記移動板１０６にピストンロッド１１４ａを逃がすＵ字状切欠１１７を形成し（図１６）、両者の干渉を回避している。なお、昇降ユニット１０２の昇降板１０９の側面には、前記ストッパ１１３に付設したドグ１１８と協働して、昇降板１０９が下後端に接近したことを検知するセンサ１１９が取付けられているが（図１５）、このセンサ１１９の役割については後に述べる。
【００３５】
上記昇降ユニット１０２の昇降板１０９に保持させる挿入治具１０１は、図１７および図１８に示すように、昇降板１０９に取付けられるベースプレート１２０と、このベースプレート１２０に重合固定された吸盤ホルダ１２１と、この吸盤ホルダ１２１に重合固定されたキャップ受１２２とを備えている。キャップ受１２２には、種々のキーキャップＣをその柱状部Ｃａが垂直下方向に起立するように嵌合できる嵌合凹部１２３と、各嵌合凹部１２３の底から背面側へ貫通する貫通孔１２４とが設けられており、各貫通孔１２４内には吸盤１２６が配置されてる。吸盤１２６は、剛体からなる中空の支柱部１２６ａとこの支柱部１２６ａに接合された弾性体から吸着部１２６ｂとからなっており、その支柱部１２６ａに設けたねじ部を吸盤ホルダ１２１にねじ込むことにより所定の姿勢（傾斜または直立姿勢）で該吸盤ホルダ１２１に植立されている。なお、吸盤ホルダ１２１には各吸盤１２６に負圧を供給するための負圧通路１２７が形成されている。また、ベースプレート１２０には、前記可動テーブル１０に設けた位置決めピン（図示略）を挿入させて筐体Ｗに対して挿入治具１０１を位置決めするためのピンガイド１２８が設けられている。
【００３６】
上記のように構成したキャップ挿入装置７は、挿入ステーションＳ２の上方に昇降ユニット１０２を位置させた状態を待機状態として作動制御される。そして、前記キャップ集合装置６においてキーキャップ（群）Ｃの集合が終了した信号に基づいて前後移動用シリンダ１１２が作動し、昇降ユニット１０２の移動板１０６が集合ステーションＳ１側へ移動し、昇降ユニット１０２の全体がキャップ集合装置６の上方に停止する。この段階では、キャップ集合装置６の事前の作動によりキーキャップＣが既に集合状態にあり、前記停止後、直ちに昇降ユニット１０２内の昇降用シリンダ１１０が作動し、昇降板１０９と一体に挿入治具１０１が下降して、そのキャップ受１２２の各嵌合凹部１２３にキーキャップＣが嵌入する。昇降板１０９は、キャップ受１２２の嵌合凹部１２３にキーキャップＣがわずか嵌入した時点で下降停止されるが、各キーキャップＣは、その天面Ｃｂが吸盤１２６に吸着されることで嵌合凹部１２３の底に着底するまで吸引され、これにより全てのキーキャップＣが挿入治具１０１に一括して移載される。その後、昇降用シリンダ１１０が再作動して挿入治具１０１が昇降板１０９と一体に上昇し、この上昇完了により前後移動用シリンダ１１２が再び作動して移動板１０６と共に昇降ユニット１０２が挿入ステーションＳ２側へ移動し、前記待機状態に戻る。
【００３７】
昇降ユニット１０２が待機状態に戻った際、挿入ステーションＳ２には、筐体Ｗを位置決め載置した可動テーブル１０が位置決めされており、前記昇降ユニット１０２の戻り完了信号により加圧ユニット１０３の押込用シリンダ１１４が作動し、そのピストンロッド１１４ａが伸長して、ピストンロッド１１４ａの先端の加圧ヘッド１１６が昇降板１０９に当接し、これを押し下げる。この昇降板１０９の押し下げは、挿入治具１０１に吸引保持されているキーキャップＣの柱状部Ｃａの先端が筐体Ｗのキー挿入孔にわずか挿入された時点で、前記センサ１１９（図１５）からの信号により一旦停止され、この段階で挿入治具１０１内の吸盤１２６による吸引が解放される。これにより各キーキャップＣは、自重で筐体Ｗのキー挿入孔内に落下し、これにタイミングを合せて押込用シリンダ１１４が再び作動し、加圧ヘッド１１６により昇降板１０９を介して挿入治具１０１にばね１１５のばね力で決まる一定の挿入力が付加され、これにより全てのキーキャップＣが筐体Ｗのキー挿入孔に一括して押し込まれる。この場合、前記したように吸盤１２６による吸引を解放して自由落下により初期的な挿入を行うので、筐体Ｗに寸法的なバラツキがあってもキーキャップＣを円滑に挿入することができる。また、ばね１１５のばね力を利用して挿入するので、万一、キーキャップＣの一部に挿入不具合があっても該ばね１１５がたわんでこれを吸収し、これによりキャップ受１２２や筐体Ｗの破損が未然に防止される。
【００３８】
上記可動テーブル１０は、図１９および図２０に示すように、前記筐体Ｗの載置面を提供する受台１３０と、この受台１３０をスペーサ１３１を介して所定の高さに保持する基台１３２とを備えており、前記基台１３２は、その下面に設けた複数対（ここでは、三対）のスライド部材１３３を、組付架台２上に載置固定したベース板１３４上の一対のスライドレール１３５に摺動可能に結合させている。スライドレール１３５は、前記挿入ステーションＳ２と受渡ステーションＳ３との間を延ばされており、したがって、可動テーブル１０は、スライドレール１３５上に沿って両ステーションＳ２とＳ３の間を往復移動できるようになっている。一方、組付架台２上には、Ｘ−Ｘ´方向に延ばしてシリンダ（エアシリンダ）１３６が配設されており、このシリンダ１３６のピストンロッド１３６ａの先端が、前記基台１３２の前端に固定したブラケット１３７に連結されている。可動テーブル１０は、受渡ステーションＳ３を待機位置として作動制御されるようになっており、シリンダ１３６のピストンロッド１３６ａの短縮に応じて挿入ステーションＳ２へ移動する。なお、受台１３０の上面には筐体Ｗを位置決めするためのガイド部材１３８が設けられている。また、組付架台２上には、可動テーブル１０の端面に衝突して停止時の衝撃を緩和するためのダンパ１３９が固設されている。
【００３９】
以下、上記のように構成した装置によるキーボードの製造方法を説明する。
射出成形機１による射出完了および型開き信号により、成形品用搬送機４が射出成形機１の上方へ移動し、そのスクリュユニット１４２を作動させて固定型３１と可動型３３との間に吸着装置５を下降させ、さらに該吸着装置５を可動型３３に対して接近させる。すると、可動型３３に張付いているキーキャップＣは吸着装置５内のキャップ用吸盤５６に、スプル部Ｓおよびランナ部Ｒを含むスクラップはパッド部ＰＤを介して吸着装置５内のスクラップ用吸盤６０にそれぞれ吸着され、これと同時に射出成形機１内のエジェクタ機構（図示略）が作動して、エジェクタピン４４により成形品が可動型３３から払い出される。すなわち、成形品としてのキーキャップＣは、その成形ピッチを維持したまま吸着装置５に移載され、この時、スプル部Ｓ、ランナ部Ｒを含むスクラップがキーキャップＣから分離する。そして、この移載完了後、吸着装置５は可動型３３からわずか後退すると同時に、射出成形機１の上方まで上昇し、成形品用搬送機４により集合ステーションＳ１へ搬送される。そして、この搬送途中で、旋回用シリンダ５５（図５）により水平に姿勢制御され、さらに、スクラップ用吸盤６０の吸引を解除してスクラップ（スプル部Ｓ、ランナ部Ｒ）をスクラップ排出シュート６７に落下させる。
【００４０】
上記成形品用搬送機４は、集合ステーションＳ１の上方で移動停止し、そのスクリュユニット１４２を作動させて吸着装置５を下降させる。この時、キャップ集合装置６は受駒７９を展開させた待機状態にあり、前記吸着装置５の下降に応じて、該吸着装置５に吸着されていたキーキャップ（群）Ｃをそのまま受駒７９に受入れる。そして、キーキャップ（群）Ｃの受入れ完了と同時にキャップ集合装置６内のロッドレスシリンダ８０および駒用シリンダ８９が同期して作動し、これにより各受駒７９が密に集合して、各駒７９に支承されたキーキャップ（群）Ｃがキーボードにおける配列と同じ配列およびピッチで集合する。なお、成形品用搬送機４は、前記受駒７９に対するキーキャップＣの受渡し完了によりその吸着装置５を上昇させ、該吸着装置５を、次の成形を行っている射出成形機１側へ移動させる。
【００４１】
一方、上記キャップ集合装置６によるキーキャップＣの集合にタイミングを合せてキャップ挿入装置７の昇降ユニット１０２が、挿入ステーションＳ２の上方の待機状態から集合ステーションＳ１の上方に移動し、昇降用シリンダ１１０の作動により昇降板１０９と一体に挿入治具１０１が下降する。この挿入治具１０１の下降により、キャップ集合装置６内の受駒７９に支承されていたキーキャップＣの全てが挿入治具１０１のキャップ受１２２に移載され、その後、昇降用シリンダ１１０が再作動して挿入治具１０１が昇降板１０９と一体に上昇し、昇降ユニット１０２は挿入ステーションＳ２の上方の前記待機状態に戻る。なお、キャップ集合装置６は、キャップ挿入装置７の挿入治具１０１に対するキーキャップＣの移載完了に応じて、その受駒７９を元の展開状態に戻す。
【００４２】
上記昇降ユニット１０２が待機状態に戻った時点では、挿入ステーションＳ２に筐体Ｗを位置決め載置した可動テーブル１０が位置決めされており、前記待機状態への戻り完了と同時にキャップ挿入装置７内の加圧ユニット１０３の押込用シリンダ１１４が作動し、昇降板１０９を押し下げる。これにより挿入治具１０１に吸引保持されているキーキャップＣの全てが筐体Ｗのキー挿入孔に一括して挿入され、これにてキーキャップＣの挿入は完了する。なお、この挿入に際しては、吸盤１２６による吸引を所定のタイミングで解放して自由落下により初期的な挿入を行うことは前記したとおりである。
【００４３】
可動テーブル１０は、上記キーキャップＣの挿入を終えた製品Ｐを積んで、挿入ステーションＳ２から受渡レーションＳ３に戻り、この戻り完了により、製品用搬送機８が作動し、その吸着装置１５に可動テーブル１０上から製品Ｐを受取り、これをコンベア１１上に落とす。製品Ｐは、コンベア１１の回転により組付架台２の反対側へ搬送され、そのまま昇降装置２５内の昇降台２８上に移る。昇降装置２５は、前記製品Ｐの受取り完了と同時に昇降台２８を上昇させ、その上昇端で押しバー２９を作動させて昇降台２８上の製品を製品搬出用コンベア２４上に移し、これにより製品Ｐは系外へ搬出される。なお、製品Ｐが不良であった場合は、前記コンベア１１を逆転させて、不良品排出シュート６７´（図１）へ不良品を排出する。
【００４４】
一方、製品用搬送機８により可動テーブル１０上から製品Ｐが運び出されると同時に筐体用搬送機９が作動し、筐体用コンベア１７上からその吸着装置２２に筐体Ｗを受取り、これを受渡ステーションＳ３に待機している可動テーブル１０上に搬入する。なお、筐体Ｗは、スイッチ基板を搭載したバックプレートに、キー挿入孔を有するアッパケースを被蓋したサブアセンブリ体（図示略）として構成されており、多数存在するキー挿入孔の内面には、例えば、特願２０００−８１９４４の明細書（未公知）に記載される治具を用いて、事前にキーキャップの摺動性を高めるためのオイルが供給される。
【００４５】
このようにして、キーボード一台の製造は完了するが、本製造装置は、射出成形機１、キャップ集合装置６およびキャップ挿入装置７のそれぞれを合理的に設計し、かつ射出成形機１とキャップ集合装置６との間を吸着装置５を持つ成形品用搬送機４により結合しているので、小スペースの中できわめて効率よく一台のキーボードを完成させることができる。因みに、一台のキーボードの完成に要する時間は、１０秒以内となっている。また、本実施の形態においては、可動テーブル１０をキーキャップ挿入のワーク受として用いて、これを挿入ステーションＳ２と受渡ステーションＳ３との間で移動させると共に、受渡ステーションＳ３の周りに製品用搬送機８および筐体用搬送機９を配置しているので、前記製造サイクルに合せて、筐体Ｗの搬入、製品Ｐの搬出を効率よく行うことができ、全体として生産性に優れたものとなる。
【００４６】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係るキーボードの製造方法および製造装置によれば、設備の多重投資を行うことなくかつ成形性を犠牲にすることなく、キーボード１台に必要な全てのキーキャップを一括して効率よく筐体に組付けでき、設置スペースの削減並びに製造コストの低減に大きく寄与する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るキーボードの製造装置の全体的な構成を模式的に示す平面図である。
【図２】本製造装置の全体的な構成を示す側面図である。
【図３】本製造装置を構成する射出成形機の成形型の構造を示す断面図である。
【図４】射出成形機の成形型におけるランナシステムを示す平面図である。
【図５】本製造装置を構成する成形品用搬送機に持たせた吸着装置の構造を示す側面図である。
【図６】図５に示した吸着装置の構造を示す平面図である。
【図７】図５に示した吸着装置の要部構造を示す断面図である。
【図８】本製造装置を構成するキャップ集合装置の構造を示す正面図である。
【図９】図８に示したキャップ集合装置における作動機構を示す平面図である。
【図１０】図８に示したキャップ集合装置の要部構造を示す断面図である。
【図１１】図８に示したキャップ集合装置における受駒の配置状態を模式的に示す平面図である。
【図１２】図８に示したキャップ集合装置における受駒の配置状態を示したもので、上側は平面図、下側は側面図である。
【図１３】図８に示したキャップ集合装置における支持バー駆動用のリンク機構を示す模式図である。
【図１４】図８に示したキャップ集合装置における受駒駆動用のリンク機構を示す模式図である。
【図１５】本製造装置を構成するキャップ挿入装置の全体的な構造を示す正面図である。
【図１６】図１５に示したキャップ挿入装置の一部を示す平面図である。
【図１７】図１５に示したキャップ挿入装置に装備する挿入治具の構造を一部断面として示す側面図である。
【図１８】図１５に示したキャップ挿入装置に装備する挿入治具の構造を示す断面図である。
【図１９】本製造装置を構成する可動テーブルの構造を示す側面図である。
【図２０】図１９に示した可動テーブルの構造を示す正面図である。
【符号の説明】
１ 射出成形機
２ 組付架台
３ 主搬送架台
４ 成形品用搬送機（搬送手段）
５ 吸着装置
６ キャップ集合装置
７ キャップ挿入装置
１０ 可動テーブル
１１ コンベア
５６ 吸着装置のキャップ用吸盤
６０ 吸着装置のスクラップ用吸盤
７５Ａ〜７５Ｅ、７６ 集合装置の支持バー
７９ キャップ集合装置の受駒
８０ ロッドレスシリンダ（バーピッチ変更手段）
８５ リンク（バーピッチ変更手段）
８９ シリンダ（駒ピッチ変更手段）
９２ リンク（駒ピッチ変更手段）
１０２ キャップ挿入装置の昇降ユニット
１０３ キャップ挿入装置の加圧ユニット
１２２ キャップ挿入装置のキャップ受
Ｃ キーキャップ
Ｗ 筐体
Ｓ１ 集合ステーション
Ｓ２ 挿入ステーション
Ｓ３ 受渡ステーション
Ｓ スプル部
Ｒ ランナ部
Ｐｄ 吸着用パッド
【発明が属する技術分野】
本発明は、コンピュータ、ワードプロセッサなどのキー入力装置に用いるキーボードを製造するための方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、キーボードの製造は、一般には複数種類（通常、１１種類）あるキーキャップ（キートップ）を種類ごとに射出成形し、これらキーキャップを、キーボードの筐体を搬送するコンベアラインに沿って設定した複数の組立ステーション（組立工程）に供給して、専用のキャップ挿入装置を用いて筐体のキー挿入孔にキーキャップを１個または数個単位で順次挿入するようにしていた。しかし、このような方法では、キーキャップの種類ごとに成形装置を用意しなければならないことに加え、専用のキャップ挿入装置を複数用意しなければならず、設備の多重投資による設置スペースの拡大や設備コストの増大が避けられず、その上、生産管理や品質管理に多くの負担がかかって、製造コストの増大が避けられないようになる。
【０００３】
そこで、例えば、特開平０９−１９８９５４号公報には、キーボード１台に必要な全てのキーキャップを、該キーボードにおける配列と同じ配列およびピッチで射出成形した後、型開き状態の下金型をワーク受台として用いて、該下金型に対してメカシャーシ（筐体）を接近させ、そのキー挿入孔に必要数のキーキャップを一括して挿入することが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、キーボード１台に必要な全てのキーキャップを射出成形する場合は、成形型内に有する多数（百数個にもおよぶ）の成形部に均等に樹脂をゆきわたらせるのが極めて困難となり、特にキーボードにおける配列と同じ配列およびピッチで射出成形しようとすると、スプル、ランナおよびゲートを思うように設計できず、いわゆる樹脂回りが不十分となって不良品が多く発生することになる。因みに、特開２００１−９８７５号公報に記載のものでは、主ランナから分岐した副ランナとゲートとの流路断面積を、スプルから離間するに従って大きく設定することにより所望の樹脂回りを確保しているが、この場合でも、キーボードにおけるピッチと同じピッチで成形する条件（制約）は外している。
【０００５】
本発明は、上記した技術的背景に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、設備の多重投資を行うことなくかつ成形性を犠牲にすることなく、キーボード１台に必要な全てのキーキャップを一括して筐体に組付けできるようにし、もって設置スペースの削減並びに製造コストの低減に大きく寄与するキーボードの製造方法および製造装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るキーボードの製造方法は、キーボード１台に必要な全てのキーキャップを、該キーボードにおける配列と同じ配列で射出成形した後、その配列および成形ピッチを維持したまま搬送機によりキャップ集合装置に搬送してキーボードと同じピッチに集合させ、しかる後、前記集合状態を維持したままキーキャップの全てをキャップ挿入装置に移して、キーボードの筐体のキー挿入孔に一括して挿入するキーボードの製造方法において、前記射出成形に際し、ランナー部に連接してパッド部を一体成形し、前記搬送機に持たせた吸着装置にキーキャップ群を移載すると同時に、前記パッド部を介してランナー部を含むスクラップを移載し、前記キャップ集合装置への搬送途中で該吸着装置の吸引を解除して前記スクラップを排除することを特徴とする。
また、本発明に係るキーボードの製造装置は、キーボード１台に必要な全てのキーキャップを、該キーボードにおける配列と同じ配列で射出成形する成形装置と、該成形装置で成形されたキーキャップ群をその配列状態を維持したまま受入れ、キーボードと同じピッチに集合させるキャップ集合装置と、該キャップ集合装置からキーキャップ群をその集合状態を維持したまま受取り、キーボードの筐体のキー挿入孔に一括して挿入するキャップ挿入装置と、キーキャップ群を吸着可能な吸着装置を有し、該吸着装置に前記成形装置内の成形型からキーキャップ群を受取り、かつ前記キャップ集合装置へ搬送する搬送手段とを備えているキーボードの製造装置において、前記成形装置は、その成形型にランナーに連接して複数のパッド成形部を設けており、前記搬送手段の吸着装置は、板面を起立させた垂直姿勢と板面を水平にした水平姿勢とに姿勢変換可能なプレート上に、キーキャップを吸着する複数のキャップ用吸盤と前記パッド成形部で成形されたパッド部を介してランナ部を含むスクラップを吸着する複数のスクラップ用吸盤とを浮動可能に設けており、常時は前記板面に対して前記スクラップ用吸盤がキャップ用吸盤よりも高位に位置決めされることを特徴とする。
このように構成したキーボードの製造方法および製造装置においては、キーボードにおける配列と同じ配列で射出成形を行うので、ピッチにとらわれずにスプル、ランナおよびゲートを設計でき、前記特開２００１−９８７５号公報に記載のものと同様に樹脂回りは良好となって、必要数のキーキャップを高品質に成形することができる。また、成形後のキーキャップは、一旦キャップ集合装置においてキーボードと同じピッチに集合させてからキャップ挿入装置に移すので、筐体のキー挿通孔に効率よくかつ円滑にキーキャップを挿入することができる。さらに、成形装置からキャップ集合装置への搬送途中でスクラップを排出するので、スクラップ処理のための余分な時間を短縮できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基いて説明する。
【０００８】
図１および図２は、本発明に係るキーボードの製造装置の全体的な構成を示したものである。図において、１は射出成形機、２は、この射出成形機１の側方にこれと平行に設置された組付架台、３は、前記射出成形機１および組付架台２の上方に横断的に設置された主搬送架台である。射出成形機１の成形型は、キーボード１台に必要な全てのキーキャップＣ（図７、図１８参照）を、該キーボードにおける配列と同じ配列で成形できるように設計されており、この射出成形機１で成形されたキーキャップＣは、前記主搬送架台３に移動可能に配設した後述の成形品用搬送機（搬送手段）４に持たせた吸着装置５に一括して移載されるようになっている。
【０００９】
組付架台２上には、前記搬送機４からキーキャップ（キーキャップ群）Ｃを受取り、キーボードと同じピッチに集合させる後述のキャップ集合装置６を配置した集合ステーションＳ１と、キャップ集合装置６からキーキャップ群Ｃをその集合状態を維持したまま受取り、キーボードの筐体Ｗのキー挿入孔に一括して挿入する後述のキャップ挿入装置７を配置した挿入ステーションＳ２と、製品用搬送機８および筐体用搬送機９を周りに配置した受渡ステーションＳ３とが順に設定されている。なお、説明の便宜のため、以下では、前記各ステーションＳ１〜Ｓ３の配列方向をＸ−Ｘ´方向、このＸ−Ｘ´方向に直交する水平方向をＹ−Ｙ´方向として説明する。
【００１０】
組付架台２上にはまた、前記挿入ステーションＳ２と受渡ステーションＳ３との間を往復動する後述の可動テーブル１０が設置されている。この可動テーブル１０は、キャップ挿入装置７によるキーキャップ挿入に際してのワーク受台として用いられるもので、受渡ステーションＳ３においてその上面にキーボードの筐体Ｗを受取った後、挿入ステーションＳ２側へ移動して、その上の筐体Ｗを所定の挿入位置に位置決めすると共に、キャップ挿入装置７によるキーキャップ挿入後は、受渡ステーションＳ３側へ移動してその上の製品（キーボード）Ｐを所定の払出し位置に位置決めする。
【００１１】
上記組付架台２にはさらに、各ステーションＳ１〜Ｓ３の設定レベルの下側に位置させてコンベア１１が設置されている。このコンベア１１は、組付架台２の一端側（図１、２の左側）から他端側（右側）へ製品Ｐを搬送するためのもので、その一端部には、前記製品用搬送機８から製品Ｐが移載されるようになっている。製品用搬送機８は、組付架台２の片側に立設した副搬送架台１２に沿ってＸ−Ｘ´方向へ移動するスライダ１３と、このスライダ１３にガイドバー１４を介して昇降可能に支持された吸着装置１５と、この吸着装置１５を昇降駆動するシリンダ１６とを備えており（図２）、受渡ステーションＳ３に位置決めされた可動テーブル１０上からその吸着装置１５に製品Ｐを受取り、これを前記コンベア１１上へ移すように作動する。
【００１２】
また、組付架台２の一端側には、筐体Ｗを受渡ステーションＳ３の側方位置に搬入する筐体用コンベア１７が付設されている。筐体Ｗは、このコンベア１７の終端付近に配置した、ダンパを備えたストッパ（図示略）に当接して所定の位置に停止するようになっており、この位置で前記筐体用搬送機９に移載される。筐体用搬送機９は、組付架台２上に設けられた後述の副搬送架台１８に架設した支持フレーム１９に沿ってＹ−Ｙ´方向へ移動するスライダ２０と、このスライダ２０にガイドバー２１を介して昇降可能に支持された吸着装置２２と、この吸着装置２２を昇降駆動するシリンダ２３とを備えており（図２）、前記筐体用コンベア１７からその吸着装置２２に筐体Ｗを受取り、これを前記受渡ステーションＳ３に位置決めされた可動テーブル１０上に移すように作動する。
【００１３】
一方、組付架台２の他端側には、前記コンベア１１から製品Ｐを受取って、組付架台２の上方に一端部が導入された製品搬出用コンベア２４に受渡す昇降装置２５が配設されている。この昇降装置２５は、モータ２６を駆動源としてエンドレスに回転するチェーン２７により昇降駆動される昇降台２８と、前記コンベア１１からこの昇降台２８上に移載された製品Ｐを製品搬出用コンベア２４に押出す押しバー２９とを備えており、その昇降台２８および押しバー２９の作動は、センサ信号に基づいて制御されるようになっている。
【００１４】
ここで、上記射出成形機１は、図１に示すように、固定板３０に取付けられた固定型３１と可動板３２にスペーサ３２ａを介して取付けられた可動型３３とをＸ−Ｘ´方向に対向して配置した横型の構成となっている。可動板３２は、その背後に配置した型締シリンダ３３ｂと固定板３０とを連結するタイバー３４に摺動可能に装着され、型締シリンダ３３ｂのラム３３ａにより駆動されるようになっている。そして、可動型３３は、前記可動板３２の摺動に応じて固定型３１に合された型閉じ状態と固定型３１から所定距離だけ離間する型開き状態（図１に、２点鎖線で示す）とに任意位置決めされる。一方、固定板３０の背後には射出装置３５が配置されており、該射出装置３５から固定板３０を通して固定型３１と可動型３３との合せ部に形成される成形部３６（図３、４）に溶融樹脂が充填されるようになる。
【００１５】
上記固定型３１および可動型３３（成形型）は、前記した特開２００１−９８７５号公報に記載のものと実質同じ構造となっており、固定型３１と可動型３３との合せ部にはキーボード１台に必要な数の成形部３６が設けられている。図３および４はその一部を示したもので、グループ単位で設定した１つのスプル３７に対して１つの主ランナ３８が設けられると共に、１つの主ランナ３８に対して複数の副ランナ３９が分岐して設けられ、さらに各副ランナ３９に対してゲート４０を介して各成形部３６が連接されている。各成形部３６は、固定型３１に設けた凹部４１と、可動型３３に設けた凸部４２と可動型３３に内装したコア４３とから形成されており、凹部４１と凸部４２との間の空隙が後述のキーキャップＣ（図７、図１８）の成形空間として、凸部４２とコア４３との間の空隙が、筐体Ｗのキー挿入孔に挿入される柱状部Ｃａ（図７、図１８）の成形空間としてそれぞれ供されるようになっている。なお、可動型３３には、可動板３２上に配置したエジェクタ機構（図示略）から延ばした多数のエジェクタピン４４が嵌挿されている。
【００１６】
上記主ランナ３８から分岐した副ランナ３９は、図４に示すように、スプル３７から離間するに従って大きな流路断面積となるようにその直径ｄが設定されている。この直径ｄは、樹脂流れを流動解析することにより決定され、これによりスプル３７からの遠近によらず各成形部３６には円滑に溶融樹脂が充填されるようになる。また、固定型３１と可動型３３との合せ部には、主ランナ３８に連接して複数のパッド成形部４５が設けられている。このパッド成形部４５は、前記成形品用搬送機４に持たせた吸着装置５に対する吸着用パッドを一体成形するためのもので、この吸着用パッドについては、後にさらに述べる。
【００１７】
このように構成した射出成形機１においては、射出装置３５から射出された溶融樹脂は、各スプル３７から主ランナ３８、副ランナ３９およびゲート４０を経て各成形部３６に流入し、そのまま所定時間放置することで固化し、キーボードの１基分に必要な全て（例えば、１１種類、１０５個）のキーキャップＣの成形が完了する。この時、主ランナ３８から分岐した副ランナ３９は、スプル３７から離間するに従って流路断面積が大きくなっているので、スプル３７から離れている成形部３６の成形空間への溶融樹脂の流入が促進され、結果として、スプル３７からの距離に関係なく、各成形部３６にはほぼ一様に溶融樹脂が充填され、これにより品質的に優れたキーキャップＣが安定的に得られるようになる。
【００１８】
上記成形品用搬送機４は、図１および図２に示すように、前記主搬送架台３にスライドガイド１４０を介して摺動可能に基端部が結合された二又の支持フレーム１４１と、この支持フレーム１４１にＸ−Ｘ´方向へ摺動可能に搭載されたスクリュユニット１４２とを備えている。スクリュユニット１４２は、モータ（図示略）により回転駆動されるナット部材（図示略）を内蔵する回転ボックス１４３とこの回転ボックス１４３を挿通して鉛直方向へ延ばされ、前記ナットの回転に応じて軸方向移動するスクリュ１４４とからなっており、そのスクリュ１４４に前記吸着装置５を下端に有する昇降ロッド１４５が同心に連結されている。
【００１９】
一方、上記成形品用搬送機４に持たせた吸着装置５は、図５〜図７によく示されるように、上記昇降ロッド１４５の下端部にヒンジピン４６を用いて回動可能に支持されたバックプレート４７と、このバックプレート４７にこれと平行をなすように浮動機構４８を介して浮動可能に支持されたベースプレート４９とを備えている。前記浮動機構４８は、バックプレート４７にホルダ５０を用いて垂直に立設されたガイドピン５１と、ベースプレート４９の背面に垂直に立設され前記ガイドピン５１に摺動可能に嵌合するガイド筒５２と、ガイドピン５１に外装され一端を前記ホルダ５０に、他端をガイド筒５２にそれぞれ係合させたばね５３とからなっており、ベースプレート４９は、常時は前記浮動機構４８内のばね５３の付勢力によりバックプレート４７からわずか浮上する状態を維持するようになっている。また、バックプレート４７の背面に設けたブラケット５４には、昇降ロッド１４５の下端部に取付けた旋回用シリンダ（エアシリンダ）５５のピストンロッド５５ａの先端部が連結されている。バックプレート４７およびベースプレート４９は、前記シリンダ５５のピストンロッド５５ａの伸縮に応じてヒンジピン４６を軸中心に一体的に回転し、それぞれの板面を垂直方向に起立させた垂直姿勢と板面を水平にした水平姿勢とに任意位置決めされる。
【００２０】
上記ベースプレート４９のおもて面には、複数のキャップ用吸盤５６を保持してなる吸盤ホルダ５７が所定の列数（ここでは、６列）となるように配設されている。各吸盤５６は、図６に示されるように前記射出成形機１で成形されたキーキャップＣに対応して必要数設けられており、吸盤ホルダ５７からの負圧供給に応じて各キーキャップＣの天面Ｃｂを吸着するようになっている。しかして、キーキャップＣとしては、図７に示すように、筐体Ｗのキー挿入孔への挿入部である柱状部Ｃａに対してその天面Ｃｂを傾斜させたものがあり、各吸盤５６は、このように傾斜した天面Ｃｂを有するキーキャップＣであっても、その柱状部Ｃａをベースプレート４９の面方線方向へ起立させることができるように、ベースプレート４９に対して所定の角度で傾斜して配置されている。この場合、図７の左側の二列に示すように、吸盤ホルダ５７に対して、例えばスペーサ５８を介してキャップ受５９を設けるようにして、これにより傾斜した天面Ｃｂを有するキーキャップＣをより正確に位置決めできるようになる。さらに、キーキャップＣとしては、図６に示すように横長のものＣ´も存在するので、必要によりこのような横長のキーキャップＣ´に対しては、複数（２または３個）の吸盤５６を配置するようにしている。なお、吸盤５６は、剛体からなる中空の支柱部５６ａとこの支柱部５６ａに接合された弾性体から吸着部５６ｂとからなっており、その支柱部５６ａに設けたねじ部（図示略）を吸盤ホルダ５７にねじ込むことにより該吸盤ホルダ５７に植立されている。
【００２１】
射出成形機１により成形された成形品は、図６に２点鎖線で示されるように、各キーキャップＣの周りに、前記成形型のスプル３７、ランナシステム（主ランナ３８および副ランナ３９）に対する充填樹脂であるスプル部Ｓ、ランナ部Ｒを有するほか、前記パッド成形部４５（図４）に対する充填樹脂であるパッド部ＰＤを有している。吸着装置５は、前記パッド部ＰＤを吸着するためのスクラップ用吸盤６０をさらに備えている。このスクラップ用吸盤６０は、図７に示されるように、前記バックプレート４７に基端部が支持された中空の支柱部６１とこの支柱部６１の先端部に結合された吸着部６２とを備え、その支柱部６１がベースプレート４９に穿設した貫通孔６３を挿通して延ばされている。支柱部６１は、テレスコピック式に伸縮可能に構成されており、常時はこれに外装したばね６４により伸長方向へ付勢され、これにより吸着部６２の先端は、前記キャップ用吸盤５６よりもわずか前方に位置するように位置決めされている。なお、ベースプレート４９には、前記スプル部Ｓを挿通させるための逃げ孔６５が形成されている。また、ベースプレート４９の隅部には、位置決めピンを受入れて前記可動型３３（図１）および前記整列装置６に対して吸着装置５を位置決めするピンガイド６６（図５、図６）が突設されている。
【００２２】
上記のように構成された吸着装置５は、射出成形機１の成形型から成形品を受取るに際して、図５に示したようにバックプレート４７およびベースプレート４９を直立姿勢として、搬送機４のスクリュユニット１４２のＸ方向への動きにより可動型３３側へ移動する。この時、浮動機構４８のばね５３をたわませながらキャップ用吸盤５６が可動型３３内のキーキャップＣの天面Ｃｂに、ばね６４をたわませながらスクラップ用吸盤６０が吸着用パッド部ＰＤにそれぞれ当接し、これに合せて各吸盤５６、６０に負圧が供給される。一方、この負圧供給に合せて射出成形機１のエジェクタ機構（図示略）が作動し、エジェクタピン４４（図３）により成形品が可動型３３から払い出され、そのまま（成形ピッチを維持したまま）各吸盤５６、６０に吸着される。その後、吸着装置５は、搬送機４のスクリュユニット１４２のＸ´方向への動きにより可動型３３から離間し、これによりキーキャップＣはキャップ用吸盤５６に、スプル部Ｓ、ランナ部Ｒを含むスクラップはパッド部ＰＤを介してスクラップ用吸盤６０にそれぞれ移載される。この時、各ばね５３、６４の付勢力により、スクラップ用吸盤６０がキャップ用吸盤５６よりわずか前方位置に戻り、これにより、前記スクラップがゲート部を境にキーキャップＣから分離し（図７）、それぞれ個別に吸着装置５に支持される。
【００２３】
成形品用搬送機４は、その吸着装置５に成形品を移載した後、スクリュユニット１４２の作動により吸着装置５を射出成形機１の上方まで上昇させ、キーキャップＣを前記キャップ集合装置６へ搬送するが、この搬送途中で、旋回用シリンダ５５（図５）のピストンロッド５５ａを短縮させて吸着装置５を９０度旋回させ、そのベースプレート４９を水平に位置決めする。そして、図１に示したスクラップ排出シュート６７の上方で、スクラップ用吸盤６０の吸引を解除する。すると、吸着用パッド部ＰＤを介して該吸盤６０に吸着されていたスクラップ（スプル部Ｓ、ランナ部Ｒ）がスクラップ排出シュート６７に落下し、系外へ排出される。
【００２４】
上記キャップ集合装置６は、図８〜図１０に示されるように、前記組付架台２上に支柱（六角支柱）７０を用いて固定された２つの支持台７１、７２を備えている。２つの支持台７１、７２はＸ−Ｘ´方向に離間して配置され、それぞれの上面には、長短２つのスライドレール７３、７４がＹ−Ｙ´方向に延ばして平行に敷設されている（図９）。そして、比較的長めのスライドレール７３のそれぞれには３基のスライド部材７４Ａ、７４Ｃ、７４Ｅが、比較的短めのスライドレール７４のそれぞれには２基のスライド部材７４Ｂ、７４Ｄが摺動可能に結合されている（図９）。２つの支持台７１、７２の相互間で対をなすスライド部材７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃ、７４Ｄ、７４Ｅには、Ｘ−Ｘ´方向へ延ばされたＬ字形の支持バー７５Ａ、７５Ｂ、７５Ｃ、７５Ｄ、７５Ｅがそれぞれ搭載されている。すなわち、これら支持バー７５Ａ〜７５Ｅは、対応するスライド部材７４Ａ〜７４Ｅと一体にスライドレール７３、７４に沿って平行移動するようになっている。さらに、組付架台２の片側には、図示を略す支柱を用いて１本の支持バー７６が固設されており、したがって、このキャップ集合装置６は、可動の５本の支持バー７５Ａ〜７５Ｅと固定の１本の支持バー７６とを備えている。
【００２５】
各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６のそれぞれには、図１０、図１１および図１２によく示されるように、その小段部を利用してスライドレール７７が固定されており、このスライドレール７７には、スライド部材７８を介して前記キーキャップＣを支承する多数の受駒７９が摺動可能に装着されている。各受駒７９はキーキャップＣの大きさ（種類）に合せて種々の大きさのものが用意され、それぞれは、キーキャップＣの柱状部Ｃａを受入れるための嵌合凹部７９ａを上部側に有している。なお、各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６の中心Ｄ付近に配置される受駒７９は位置固定的に各支持バーに取付けられている。
【００２６】
一方、組付架台２上の、上記２つの支持台７１と７２との間に位置する部分には、上記スライドレール７３、７４と平行に延ばしてロッドレスシリンダ８０が配設されている。このロッドレスシリンダ８０は、図１０によく示されるように、シリンダ部８１とこのシリンダ部８１内のピストン（図示略）に作動連結された移動体８２とを備え、シリンダ部８１内への空気の給排に応じてその移動体８２がＹ−Ｙ´方向へ往復移動するようになっている。この移動体８２には、固定の支持バー７６から最も離れた側の支持バー７５Ａの下面に先端部を連結した連結部材８３の基端部が固定されており、該支持バー７５Ａはロッドレスシリンダ８０の移動体８２と一体に移動する。なお、組付架台２の一側には、前記移動体８２が固定の支持バー７６側へ移動した際、これに衝合して円滑に停止させるダンパー８４が固設されている。
【００２７】
上記各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６のうち、相隣接する同士は、図１３に示すように１個または２個のリンク８５により相互に連結されている。各リンク８５は長孔８６を有し、各長孔８６には、当該リンク８５を軸着した支持バーに隣接する支持バーに設けたピン８７が配置されている。なお、支持バー７５Ａ、７５Ｂ，７５Ｃおよび７５Ｄの組と支持バー７５Ｅおよび７６の組とでは、長孔８６が逆相となるように設定されている。このように各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６の相隣接する同士をリンク８５で連結することにより、いま、上記ロッドレスシリンダ８０の作動により片側の支持バー７５Ａを固定の支持バー７６側へ移動させると、各ピン８７が長孔８６内で移動して、各可動の支持バー７５Ａ〜７５Ｅが、図１３の右側に示すように相互間隔を詰めながら固定の支持バー７６側へ寄せられる。一方、この状態からロッドレスシリンダ８０の再作動により支持バー７５Ａを固定の支持バー７６から離れる方向へ移動させると、リンク８５を介して各支持バー７５Ａ〜７５Ｅが相互にけん引され、図１１の左側に示すように各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６は、相互に間隔を開けた元の状態に再配列する。したがって、前記スライド部材７４Ａ〜７４Ｅ、ロッドレスシリンダ８０、リンク８５等は各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６のピッチを変更するバーピッチ変更手段を構成している。
【００２８】
一方、各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６の両端部には、ブラケット８８が上方へ向けて固定されており、このブラケット８８には、各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６と同じ方向へ延ばして駒用シリンダ（エアシリンダ）８９が取付けられている。各シリンダ８９のピストンロッド８９ａの先端には自在継手９０を介して連結ロッド９１が接続されており、この連結ロッド９１の先端部は前記各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６に装着された受駒のうちの、最端部側に位置する受駒７９に連結されている。
【００２９】
各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６に装着された受駒７９のうち、相隣接する同士は、図１４に示すようにリンク９２により相互に連結されている。各リンク９２は長孔９３を有し、各長孔９３には、当該リンク９２を軸着した受駒に隣接する受駒７９に設けたピン９４が配置されている。なお、長孔９３はリンク９２により種々の長さに設定されている。このように各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６上の受駒７９の相隣接する同士をリンク９２で連結することにより、いま、上記駒用シリンダ８９のピストンロッド８９ａを伸長させて一端側の受駒７９を中心Ｄ側へ前進させると、各ピン９４が長孔９３内で移動して、各受駒７９が、図１４の上側に示すように相互間隔を詰めながら中心Ｄへ寄せられる。一方、この状態からシリンダ８９のピストンロッド８９ａを短縮させて端部側の受駒７９を後退させると、リンク９２を介して各受駒７９がけん引され、図１４の下側に示すように各受駒７９は、相互に間隔を開けた元の状態に再配列する。したがって、前記シリンダ８９、リンク９２は受駒７９のピッチを変更する駒ピッチ変更手段を構成している。
【００３０】
上記のように構成したキャップ集合装置６においては、可動の支持バー７５Ａ〜７５Ｅが固定の支持バー７６側へ寄せられることで、各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６に装着されている各受駒７９は、相互にＹ−Ｙ´方向に面する側面を密着させ、これにより各受駒７９に支承されるキーキャップＣは、キーボードにおける列間ピッチと同じ列間ピッチで配列する。また、各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６上で各受駒７９が中心側へ寄せられることで、各受駒７９は、相互にＸ−Ｘ´方向に面する側面を密着させ、これにより各受駒７９に支承されるキーキャップＣは、キーボードにおける列方向ピッチと同じ列方向ピッチで配列する。ただし、列によっては、キーキャップＣの相互間にかなりの間隔が開く箇所があるので、本実施の形態においては、図１２に示すように受駒７９の相互間に、嵌合凹部７９ａを有しないダミーの受駒７９´を配置し、このダミーの受駒７９´で受駒７９の列方向の配列ピッチを調整するようにしている。
【００３１】
一方、各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６が相互に間隔を開けた元の状態に再配列することで、各受駒７９に支承されるキーキャップＣは、射出成形機１で成形されたキーキャップＣの列間ピッチ（成形ピッチ）と同じ列間ピッチで配列する。また、各支持バー７５Ａ〜７５Ｅおよび７６上で各受駒７９が相互に間隔を開けた元の状態に再配列することで、各受駒７９に支承されるキーキャップＣは、前記射出成形機１で成形されたキーキャップＣの列方向ピッチ（成形ピッチ）と同じ列方向ピッチで配列する。
すなわち、各支持バー７５Ａ〜７５Ｅ、７６および各受駒７９を相互に間隔を開けた状態に再配列することで、各受駒７９は、射出成形機１で成形されたキーキャップＣを、その配列および成形ピッチを維持したまま受入れできるように展開する。本キャップ集合装置６は、この受駒７９を展開させた状態を待機状態として作動制御されるようになっており、前記キャップ用搬送機４に持たせた吸着装置５から、成形品としてのキーキャップ（群）Ｃをそのまま受駒７９に受入れることができる。そして、キーキャップ（群）Ｃを受入れると同時にロッドレスシリンダ８０および駒用シリンダ８９が同期して作動し、各受駒７９が密に集合して、各駒７９に支承されたキーキャップ（群）Ｃがキーボードにおける配列と同じ配列およびピッチで集合するようになる。
【００３２】
上記キャップ挿入装置７は、図１５〜図１７に示すように、前記キャップ集合装置６からキーキャップ（群）Ｃを取出しかつ前記可動テーブル１０上の筐体ＷにキーキャップＣを挿入するための、後述の挿入治具１０１を保持する昇降ユニット１０２と、該昇降ユニット１０２を介して前記挿入治具１０１に挿入荷重を加える加圧ユニット１０３とから概略構成されている。
【００３３】
キャップ挿入装置７を構成する昇降ユニット１０２は、組付架台２上に設けた前記副搬送架台１８の左右一対の主桁１８ａの下面に設けたレール１０４にスライド部材１０５を介して摺動可能に結合され、該レール１０４に沿ってＸ−Ｘ´方向へ移動する移動板１０６と、この移動板１０６に垂設した複数（４本）のガイドバー１０７にスリーブ１０８を介して摺動可能に装着された昇降板１０９と、この昇降板１０９と前記移動板１０６との間に介装され、昇降板１０９を駆動する昇降用シリンダ（エアシリンダ）１１０と、副搬送架台１８の側方にブラケット１１１を用いて配設され、ピストンロッド１１２ａの先端を前記移動板１０６の前端に連結した前後移動用シリンダ（エアシリンダ）１１２とを備えている。昇降ユニット１０２は、その昇降板１０９に保持させた挿入治具１０１を前記挿入ステーションＳ２（図２）の直上に位置させる状態がＸ方向への前進端、挿入治具１０１を集合ステーションＳ１の直上に位置させる状態がＸ´方向への後退端となっており、前後移動用シリンダ１１２のピストンロッド１１２ａの伸縮に応じて前記前進端と後退端との何れかに位置決めされる。また、各ガイドバー１０７の下端には昇降板１０９の下降端を規制するストッパ１１３が設けられている。これらストッパ１１３のうち、少なくとも昇降用シリンダ１１０と同列（Ｙ−Ｙ´方向）に配置される２つのストッパは高さ調整可能に構成されており、これにより挿入治具１０の下降位置を微調整できるようになっている。
【００３４】
一方、キャップ挿入装置７を構成する加圧ユニット１０３は、副搬送架台１８の一端側の横桁１８ｂ上に直立姿勢で固定された押込用シリンダ（エアシリンダ）１１４と、このシリンダ１１４のピストンロッド１１４ａの先端部にばね１１５を介して取付けられた加圧ヘッド１１６とを備えている。加圧ユニット１０３は、挿入ステーションＳ２の直上位置に位置固定的に配置されており、特別の対策を施さないと、そのピストンロッド１１４ａが、前進端に移動する上記昇降ユニット１０２の移動板１０６と干渉してしまうことになる。そこで、本実施の形態においては、前記移動板１０６にピストンロッド１１４ａを逃がすＵ字状切欠１１７を形成し（図１６）、両者の干渉を回避している。なお、昇降ユニット１０２の昇降板１０９の側面には、前記ストッパ１１３に付設したドグ１１８と協働して、昇降板１０９が下後端に接近したことを検知するセンサ１１９が取付けられているが（図１５）、このセンサ１１９の役割については後に述べる。
【００３５】
上記昇降ユニット１０２の昇降板１０９に保持させる挿入治具１０１は、図１７および図１８に示すように、昇降板１０９に取付けられるベースプレート１２０と、このベースプレート１２０に重合固定された吸盤ホルダ１２１と、この吸盤ホルダ１２１に重合固定されたキャップ受１２２とを備えている。キャップ受１２２には、種々のキーキャップＣをその柱状部Ｃａが垂直下方向に起立するように嵌合できる嵌合凹部１２３と、各嵌合凹部１２３の底から背面側へ貫通する貫通孔１２４とが設けられており、各貫通孔１２４内には吸盤１２６が配置されてる。吸盤１２６は、剛体からなる中空の支柱部１２６ａとこの支柱部１２６ａに接合された弾性体から吸着部１２６ｂとからなっており、その支柱部１２６ａに設けたねじ部を吸盤ホルダ１２１にねじ込むことにより所定の姿勢（傾斜または直立姿勢）で該吸盤ホルダ１２１に植立されている。なお、吸盤ホルダ１２１には各吸盤１２６に負圧を供給するための負圧通路１２７が形成されている。また、ベースプレート１２０には、前記可動テーブル１０に設けた位置決めピン（図示略）を挿入させて筐体Ｗに対して挿入治具１０１を位置決めするためのピンガイド１２８が設けられている。
【００３６】
上記のように構成したキャップ挿入装置７は、挿入ステーションＳ２の上方に昇降ユニット１０２を位置させた状態を待機状態として作動制御される。そして、前記キャップ集合装置６においてキーキャップ（群）Ｃの集合が終了した信号に基づいて前後移動用シリンダ１１２が作動し、昇降ユニット１０２の移動板１０６が集合ステーションＳ１側へ移動し、昇降ユニット１０２の全体がキャップ集合装置６の上方に停止する。この段階では、キャップ集合装置６の事前の作動によりキーキャップＣが既に集合状態にあり、前記停止後、直ちに昇降ユニット１０２内の昇降用シリンダ１１０が作動し、昇降板１０９と一体に挿入治具１０１が下降して、そのキャップ受１２２の各嵌合凹部１２３にキーキャップＣが嵌入する。昇降板１０９は、キャップ受１２２の嵌合凹部１２３にキーキャップＣがわずか嵌入した時点で下降停止されるが、各キーキャップＣは、その天面Ｃｂが吸盤１２６に吸着されることで嵌合凹部１２３の底に着底するまで吸引され、これにより全てのキーキャップＣが挿入治具１０１に一括して移載される。その後、昇降用シリンダ１１０が再作動して挿入治具１０１が昇降板１０９と一体に上昇し、この上昇完了により前後移動用シリンダ１１２が再び作動して移動板１０６と共に昇降ユニット１０２が挿入ステーションＳ２側へ移動し、前記待機状態に戻る。
【００３７】
昇降ユニット１０２が待機状態に戻った際、挿入ステーションＳ２には、筐体Ｗを位置決め載置した可動テーブル１０が位置決めされており、前記昇降ユニット１０２の戻り完了信号により加圧ユニット１０３の押込用シリンダ１１４が作動し、そのピストンロッド１１４ａが伸長して、ピストンロッド１１４ａの先端の加圧ヘッド１１６が昇降板１０９に当接し、これを押し下げる。この昇降板１０９の押し下げは、挿入治具１０１に吸引保持されているキーキャップＣの柱状部Ｃａの先端が筐体Ｗのキー挿入孔にわずか挿入された時点で、前記センサ１１９（図１５）からの信号により一旦停止され、この段階で挿入治具１０１内の吸盤１２６による吸引が解放される。これにより各キーキャップＣは、自重で筐体Ｗのキー挿入孔内に落下し、これにタイミングを合せて押込用シリンダ１１４が再び作動し、加圧ヘッド１１６により昇降板１０９を介して挿入治具１０１にばね１１５のばね力で決まる一定の挿入力が付加され、これにより全てのキーキャップＣが筐体Ｗのキー挿入孔に一括して押し込まれる。この場合、前記したように吸盤１２６による吸引を解放して自由落下により初期的な挿入を行うので、筐体Ｗに寸法的なバラツキがあってもキーキャップＣを円滑に挿入することができる。また、ばね１１５のばね力を利用して挿入するので、万一、キーキャップＣの一部に挿入不具合があっても該ばね１１５がたわんでこれを吸収し、これによりキャップ受１２２や筐体Ｗの破損が未然に防止される。
【００３８】
上記可動テーブル１０は、図１９および図２０に示すように、前記筐体Ｗの載置面を提供する受台１３０と、この受台１３０をスペーサ１３１を介して所定の高さに保持する基台１３２とを備えており、前記基台１３２は、その下面に設けた複数対（ここでは、三対）のスライド部材１３３を、組付架台２上に載置固定したベース板１３４上の一対のスライドレール１３５に摺動可能に結合させている。スライドレール１３５は、前記挿入ステーションＳ２と受渡ステーションＳ３との間を延ばされており、したがって、可動テーブル１０は、スライドレール１３５上に沿って両ステーションＳ２とＳ３の間を往復移動できるようになっている。一方、組付架台２上には、Ｘ−Ｘ´方向に延ばしてシリンダ（エアシリンダ）１３６が配設されており、このシリンダ１３６のピストンロッド１３６ａの先端が、前記基台１３２の前端に固定したブラケット１３７に連結されている。可動テーブル１０は、受渡ステーションＳ３を待機位置として作動制御されるようになっており、シリンダ１３６のピストンロッド１３６ａの短縮に応じて挿入ステーションＳ２へ移動する。なお、受台１３０の上面には筐体Ｗを位置決めするためのガイド部材１３８が設けられている。また、組付架台２上には、可動テーブル１０の端面に衝突して停止時の衝撃を緩和するためのダンパ１３９が固設されている。
【００３９】
以下、上記のように構成した装置によるキーボードの製造方法を説明する。
射出成形機１による射出完了および型開き信号により、成形品用搬送機４が射出成形機１の上方へ移動し、そのスクリュユニット１４２を作動させて固定型３１と可動型３３との間に吸着装置５を下降させ、さらに該吸着装置５を可動型３３に対して接近させる。すると、可動型３３に張付いているキーキャップＣは吸着装置５内のキャップ用吸盤５６に、スプル部Ｓおよびランナ部Ｒを含むスクラップはパッド部ＰＤを介して吸着装置５内のスクラップ用吸盤６０にそれぞれ吸着され、これと同時に射出成形機１内のエジェクタ機構（図示略）が作動して、エジェクタピン４４により成形品が可動型３３から払い出される。すなわち、成形品としてのキーキャップＣは、その成形ピッチを維持したまま吸着装置５に移載され、この時、スプル部Ｓ、ランナ部Ｒを含むスクラップがキーキャップＣから分離する。そして、この移載完了後、吸着装置５は可動型３３からわずか後退すると同時に、射出成形機１の上方まで上昇し、成形品用搬送機４により集合ステーションＳ１へ搬送される。そして、この搬送途中で、旋回用シリンダ５５（図５）により水平に姿勢制御され、さらに、スクラップ用吸盤６０の吸引を解除してスクラップ（スプル部Ｓ、ランナ部Ｒ）をスクラップ排出シュート６７に落下させる。
【００４０】
上記成形品用搬送機４は、集合ステーションＳ１の上方で移動停止し、そのスクリュユニット１４２を作動させて吸着装置５を下降させる。この時、キャップ集合装置６は受駒７９を展開させた待機状態にあり、前記吸着装置５の下降に応じて、該吸着装置５に吸着されていたキーキャップ（群）Ｃをそのまま受駒７９に受入れる。そして、キーキャップ（群）Ｃの受入れ完了と同時にキャップ集合装置６内のロッドレスシリンダ８０および駒用シリンダ８９が同期して作動し、これにより各受駒７９が密に集合して、各駒７９に支承されたキーキャップ（群）Ｃがキーボードにおける配列と同じ配列およびピッチで集合する。なお、成形品用搬送機４は、前記受駒７９に対するキーキャップＣの受渡し完了によりその吸着装置５を上昇させ、該吸着装置５を、次の成形を行っている射出成形機１側へ移動させる。
【００４１】
一方、上記キャップ集合装置６によるキーキャップＣの集合にタイミングを合せてキャップ挿入装置７の昇降ユニット１０２が、挿入ステーションＳ２の上方の待機状態から集合ステーションＳ１の上方に移動し、昇降用シリンダ１１０の作動により昇降板１０９と一体に挿入治具１０１が下降する。この挿入治具１０１の下降により、キャップ集合装置６内の受駒７９に支承されていたキーキャップＣの全てが挿入治具１０１のキャップ受１２２に移載され、その後、昇降用シリンダ１１０が再作動して挿入治具１０１が昇降板１０９と一体に上昇し、昇降ユニット１０２は挿入ステーションＳ２の上方の前記待機状態に戻る。なお、キャップ集合装置６は、キャップ挿入装置７の挿入治具１０１に対するキーキャップＣの移載完了に応じて、その受駒７９を元の展開状態に戻す。
【００４２】
上記昇降ユニット１０２が待機状態に戻った時点では、挿入ステーションＳ２に筐体Ｗを位置決め載置した可動テーブル１０が位置決めされており、前記待機状態への戻り完了と同時にキャップ挿入装置７内の加圧ユニット１０３の押込用シリンダ１１４が作動し、昇降板１０９を押し下げる。これにより挿入治具１０１に吸引保持されているキーキャップＣの全てが筐体Ｗのキー挿入孔に一括して挿入され、これにてキーキャップＣの挿入は完了する。なお、この挿入に際しては、吸盤１２６による吸引を所定のタイミングで解放して自由落下により初期的な挿入を行うことは前記したとおりである。
【００４３】
可動テーブル１０は、上記キーキャップＣの挿入を終えた製品Ｐを積んで、挿入ステーションＳ２から受渡レーションＳ３に戻り、この戻り完了により、製品用搬送機８が作動し、その吸着装置１５に可動テーブル１０上から製品Ｐを受取り、これをコンベア１１上に落とす。製品Ｐは、コンベア１１の回転により組付架台２の反対側へ搬送され、そのまま昇降装置２５内の昇降台２８上に移る。昇降装置２５は、前記製品Ｐの受取り完了と同時に昇降台２８を上昇させ、その上昇端で押しバー２９を作動させて昇降台２８上の製品を製品搬出用コンベア２４上に移し、これにより製品Ｐは系外へ搬出される。なお、製品Ｐが不良であった場合は、前記コンベア１１を逆転させて、不良品排出シュート６７´（図１）へ不良品を排出する。
【００４４】
一方、製品用搬送機８により可動テーブル１０上から製品Ｐが運び出されると同時に筐体用搬送機９が作動し、筐体用コンベア１７上からその吸着装置２２に筐体Ｗを受取り、これを受渡ステーションＳ３に待機している可動テーブル１０上に搬入する。なお、筐体Ｗは、スイッチ基板を搭載したバックプレートに、キー挿入孔を有するアッパケースを被蓋したサブアセンブリ体（図示略）として構成されており、多数存在するキー挿入孔の内面には、例えば、特願２０００−８１９４４の明細書（未公知）に記載される治具を用いて、事前にキーキャップの摺動性を高めるためのオイルが供給される。
【００４５】
このようにして、キーボード一台の製造は完了するが、本製造装置は、射出成形機１、キャップ集合装置６およびキャップ挿入装置７のそれぞれを合理的に設計し、かつ射出成形機１とキャップ集合装置６との間を吸着装置５を持つ成形品用搬送機４により結合しているので、小スペースの中できわめて効率よく一台のキーボードを完成させることができる。因みに、一台のキーボードの完成に要する時間は、１０秒以内となっている。また、本実施の形態においては、可動テーブル１０をキーキャップ挿入のワーク受として用いて、これを挿入ステーションＳ２と受渡ステーションＳ３との間で移動させると共に、受渡ステーションＳ３の周りに製品用搬送機８および筐体用搬送機９を配置しているので、前記製造サイクルに合せて、筐体Ｗの搬入、製品Ｐの搬出を効率よく行うことができ、全体として生産性に優れたものとなる。
【００４６】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係るキーボードの製造方法および製造装置によれば、設備の多重投資を行うことなくかつ成形性を犠牲にすることなく、キーボード１台に必要な全てのキーキャップを一括して効率よく筐体に組付けでき、設置スペースの削減並びに製造コストの低減に大きく寄与する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るキーボードの製造装置の全体的な構成を模式的に示す平面図である。
【図２】本製造装置の全体的な構成を示す側面図である。
【図３】本製造装置を構成する射出成形機の成形型の構造を示す断面図である。
【図４】射出成形機の成形型におけるランナシステムを示す平面図である。
【図５】本製造装置を構成する成形品用搬送機に持たせた吸着装置の構造を示す側面図である。
【図６】図５に示した吸着装置の構造を示す平面図である。
【図７】図５に示した吸着装置の要部構造を示す断面図である。
【図８】本製造装置を構成するキャップ集合装置の構造を示す正面図である。
【図９】図８に示したキャップ集合装置における作動機構を示す平面図である。
【図１０】図８に示したキャップ集合装置の要部構造を示す断面図である。
【図１１】図８に示したキャップ集合装置における受駒の配置状態を模式的に示す平面図である。
【図１２】図８に示したキャップ集合装置における受駒の配置状態を示したもので、上側は平面図、下側は側面図である。
【図１３】図８に示したキャップ集合装置における支持バー駆動用のリンク機構を示す模式図である。
【図１４】図８に示したキャップ集合装置における受駒駆動用のリンク機構を示す模式図である。
【図１５】本製造装置を構成するキャップ挿入装置の全体的な構造を示す正面図である。
【図１６】図１５に示したキャップ挿入装置の一部を示す平面図である。
【図１７】図１５に示したキャップ挿入装置に装備する挿入治具の構造を一部断面として示す側面図である。
【図１８】図１５に示したキャップ挿入装置に装備する挿入治具の構造を示す断面図である。
【図１９】本製造装置を構成する可動テーブルの構造を示す側面図である。
【図２０】図１９に示した可動テーブルの構造を示す正面図である。
【符号の説明】
１ 射出成形機
２ 組付架台
３ 主搬送架台
４ 成形品用搬送機（搬送手段）
５ 吸着装置
６ キャップ集合装置
７ キャップ挿入装置
１０ 可動テーブル
１１ コンベア
５６ 吸着装置のキャップ用吸盤
６０ 吸着装置のスクラップ用吸盤
７５Ａ〜７５Ｅ、７６ 集合装置の支持バー
７９ キャップ集合装置の受駒
８０ ロッドレスシリンダ（バーピッチ変更手段）
８５ リンク（バーピッチ変更手段）
８９ シリンダ（駒ピッチ変更手段）
９２ リンク（駒ピッチ変更手段）
１０２ キャップ挿入装置の昇降ユニット
１０３ キャップ挿入装置の加圧ユニット
１２２ キャップ挿入装置のキャップ受
Ｃ キーキャップ
Ｗ 筐体
Ｓ１ 集合ステーション
Ｓ２ 挿入ステーション
Ｓ３ 受渡ステーション
Ｓ スプル部
Ｒ ランナ部
Ｐｄ 吸着用パッド
Claims (6)
- キーボード１台に必要な全てのキーキャップを、該キーボードにおける配列と同じ配列で射出成形した後、その配列および成形ピッチを維持したまま搬送機によりキャップ集合装置に搬送して、キーボードと同じピッチに集合させ、しかる後、前記集合状態を維持したままキーキャップの全てをキャップ挿入装置に移して、キーボードの筐体のキー挿入孔に一括して挿入するキーボードの製造方法において、前記射出成形に際し、ランナー部に連接してパッド部を一体成形し、前記搬送機に持たせた吸着装置にキーキャップ群を移載すると同時に、前記パッド部を介してランナー部を含むスクラップを移載し、前記キャップ集合装置への搬送途中で該吸着装置の吸引を解除して前記スクラップを排除することを特徴とするキーボードの製造方法。
- 筐体のキー挿入孔にキーキャップを挿入する挿入ステーションをキャップ集合装置に隣接して設定し、該挿入ステーションと前記キャップ集合装置との間でキャップ挿入装置の一部または全体を移動させることを特徴とする請求項１に記載のキーボードの製造方法。
- キーボードの筐体を可動テーブルに載置し、該可動テーブルをキーキャップ挿入に際してのワーク受台として用いることを特徴とする請求項２に記載のキーボードの製造方法。
- キーボード１台に必要な全てのキーキャップを、該キーボードにおける配列と同じ配列で射出成形する成形装置と、該成形装置で成形されたキーキャップ群をその配列状態を維持したまま受入れ、キーボードと同じピッチに集合させるキャップ集合装置と、該キャップ集合装置からキーキャップ群をその集合状態を維持したまま受取り、キーボードの筐体のキー挿入孔に一括して挿入するキャップ挿入装置と、キーキャップ群を吸着可能な吸着装置を有し、該吸着装置に前記成形装置内の成形型からキーキャップ群を受取り、かつ前記キャップ集合装置へ搬送する搬送手段とを備えているキーボードの製造装置において、前記成形装置は、その成形型にランナーに連接して複数のパッド成形部を設けており、前記搬送手段の吸着装置は、板面を起立させた垂直姿勢と板面を水平にした水平姿勢とに姿勢変換可能なプレート上に、キーキャップを吸着する複数のキャップ用吸盤と前記パッド成形部で成形されたパッド部を介してランナ部を含むスクラップを吸着する複数のスクラップ用吸盤とを浮動可能に設けており、常時は前記板面に対して前記スクラップ用吸盤がキャップ用吸盤よりも高位に位置決めされることを特徴とするキーボード製造装置。
- キャップ集合装置が、キーボードの筐体の列に対応して平行に配置された複数の支持バーと、各支持バーに摺動可能に装着され、キーキャップを個々に載置可能な複数の受駒と、各支持バーの配列ピッチを変更するバーピッチ変更手段と、各支持バー上の受駒の配列ピッチを変更する駒ピッチ変更手段とを備えており、前記バーピッチ変更手段および前記駒ピッチ変更手段は、前記支持バーおよび受駒の相隣接する同士を、長孔を有するリンクにて連結されていることを特徴とする請求項４に記載のキーボードの製造装置。
- キャップ挿入装置が、キャップ集合装置の上方と該キャップ集合装置に隣接して設定した挿入ステーションの上方とを結ぶ搬送架台に沿って移動する昇降ユニットと前記挿入ステーションの上方に位置固定的に配設された加圧ユニットとからなり、前記昇降ユニットは、キーキャップ群を保持する挿入治具と該挿入治具を昇降させる昇降用シリンダとを備え、前記加圧ユニットは、前記挿入治具に挿入圧力を加える押込用シリンダを備えていることを特徴とする請求項４または５に記載のキーボードの製造装置。
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