JP4463740B2 - 位置決め治具、及びそれを用いたワークの接着装置 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも２種類のワークを互いに位置決めする位置決め治具、及びそれを用いたワークの接着装置に関するものである。

例えば微小な電子部品を製造するに当たっては、それらを構成する部品（ワーク）を精確に位置決めする必要があり、その位置決め作業は種々の治具を用いて行われる（例えば、特許文献１、２参照）。特に２つのワーク、例えばマグネットとヨークを互いに接着する際には、それら２つのワークをそれぞれ精確に位置決めする必要がある。図８は、マグネットとヨークを示す斜視図であり、当該図８に示すようにマグネット１とヨーク２の平面同士を接着剤により互いに貼り合せて１つの電子部品を組み立てる。

図５は、従来技術によるヨークの位置決め治具を示す図で、（ａ）平面図、（ｂ）正面図である。また、図６は、従来技術によるマグネットの位置決め治具を示す図で、（ａ）平面図、（ｂ）正面図である。図５に示すヨークの位置決め治具３（以下、ヨーク治具）は、肉厚の板材から成り、その平坦部上にヨークを収納するための凹部４と円柱状の位置決めピン５を有している。凹部４は、ヨーク１の外形に倣った形状をしており、ヨーク１を凹部４に落とし込むだけで平面方向の位置決めが成されるようになっている。また、ヨーク治具３の一側端側にはマグネット付勢用の可動体６が設置されており、内部に組み込まれたコイルバネ６ａによりその先端部６ｂが凹部４へ向かって進退可能となっている。但し、可動体６はヨーク１を付勢するものではなく、後述するマグネットの位置決め治具に対してマグネット２を付勢するものである。

図６に示すマグネットの位置決め治具７（以下、マグネット治具）は、肉薄の板材（位置決めプレート）から成り、その平坦部にヨーク治具３の位置決めピン５が貫通する位置決め穴８を有し、一側端部にマグネット２の外形に沿った切欠部９を有している。尚、マグネット治具７は単体では使用されず、図５に示したヨーク治具３に組み付けて使用される。

図７は、図５に示すヨーク治具の上部に図６に示すマグネット治具を組み付けた状態を示しており、（ａ）平面図、（ｂ）正面図である。以下、マグネットとヨークの組立作業（接着作業）について説明する。まず、図５に示すヨーク治具３の平坦部に設けられた凹部４にヨーク１を落とし込んでヨーク１の位置決めを行い、続いてディスペンサー等を用いてヨーク１平面上の略中央付近に熱硬化型接着剤を適量塗布する。その後、マグネット治具７の位置決め穴８にヨーク治具３の位置決めピン５を貫通させてヨーク治具３上にマグネット治具７を設置し、マグネット治具７の切欠部９付近にマグネット２を置いた上で可動体６を操作してマグネット２を位置決めプレート７の位置基準面（切欠部内壁）９ａに向けて付勢し、その付勢力でマグネット２の側面を位置基準面９ａに当接させて平面方向の位置決めを行い仮固定する。そして、この状態で治具ごと所定の温度で加熱し、接着剤を硬化させてマグネット２とヨーク１を互いに固着（接着）させる。固着が完了したあとは、マグネット付勢用の可動体６を後退させてマグネット２に対する付勢を解除し、ヨーク治具３からマグネット治具７を取り外した上で、互いに固着されたマグネット２とヨーク１を取り出す。
特開２００３−１６０１８８号公報 特許第３４１６５８０号公報

従来技術によるマグネットとヨークの位置決め治具では、ヨークをヨーク治具の凹部に落とし込むだけで位置決めをしているため、凹部をヨーク外形に対してできるだけ近い形状にして位置精度を確保する必要があり、それ故、ヨークの供給取り出しの作業性が悪かった。更に、ヨーク治具の上にマグネット治具を設置した上でマグネットを位置決めしていたため、マグネットとヨークの位置精度が悪かった。

尚、特許文献１、２で開示されている位置決め治具は、何れも１つのワーク単体を位置決め対象としており、複数のワークを互いに位置決めさせることは出来なかった。

本発明は、以上のような問題点に鑑みて成されたものであり、マグネットとヨークを所定の位置関係に精度良く、容易に位置決めすることが可能な位置決め治具、及びそれを用いたワークの接着装置を提供することを目的とする。

第一のワークと第二のワークを所定の互いに位置決めする位置決め治具であって、少なくとも、前記第一のワークを収納するための第一の凹部と、当該第一の凹部より一段上がった部位に当該第一の凹部と重ねて設けられた、前記第二のワークを収納するための第二の凹部と、前記第一のワークを前記第一の凹部の内壁に向けて付勢する第一の付勢手段と、前記第二のワークを前記第二の凹部の内壁に向けて付勢する第二の付勢手段とを具備して成る位置決め治具とする。

第一のワークと第二のワークからなる２つのワークを互いに接着させるワークの接着装置であって、前記第一及び前記第二のワークを互いに位置決めする位置決め治具と、当該位置決め治具に前記第一のワークを供給する第一のワーク供給手段と、前記位置決め治具に位置決めされた前記第一のワークに接着剤を塗布する接着剤塗布手段と、前記位置決め治具に前記第二のワークを供給する第二のワーク供給手段と、前記第一のワークに塗布された接着剤を硬化させる接着剤硬化手段と、互いに接着された前記第一のワークと前記第二のワークとを前記位置決め治具より回収するワーク回収手段と、前記位置決め治具を前記第一のワーク供給手段、前記接着剤塗布手段、前記第二のワーク供給手段、前記接着剤硬化手段、前記ワーク回収手段へと順次移送する移送手段とを具備して成るワークの接着装置とする。

本発明の位置決め治具によれば、２つのワークを容易かつ高精度に位置決めすることが可能となり、生産性が向上する。また、１つの位置決め治具に複数個のワークを位置決めするようにすれば、一度に多数のワークを同時に加熱でき、接着剤硬化のための加熱工程を効率的に行うことが可能となる。更に、本発明の位置決め治具を用いたワークの接着装置によれば、位置決め治具へのワークの供給・位置決めからワークの接着・回収までの一連の作業を自動的に行うことができるため、生産性が向上する。

図１は、本発明の位置決め治具を示す図で、（ａ）平面図、（ｂ）正面図である。また、図２、３は、共に本発明の位置決め治具を説明するための図であり、図２はマグネットを凹部に位置決めした状態を示す図で（ａ）平面図、（ｂ）正面図、図３はヨークを凹部に位置決めした状態を示す図で（ａ）平面図、（ｂ）正面図である。但し、図２では図を見易くするため治具の一部を省略してある。まず、図１に示すように本発明の位置決め治具は、マグネット２（第一のワーク）を位置決めするための第一の凹部１１と、当該第一の凹部１１から一段上がった部位に当該第一の凹部１１より径の大きなヨーク１（第二のワーク）を位置決めするための第二の凹部１２とを有している。第一の凹部１１は、マグネット２の外形に倣った形状をしており、マグネット２の外形よりも僅かに大きな内形を有している。同様に第二の凹部１２は、ヨーク１の外形に倣った形状をしており、ヨーク１の外形よりも僅かに大きな内形を有している。更に、第一の凹部１１ならびに第二の凹部１２には、マグネット２とヨーク１をそれぞれ凹部１１、１２の平面方向に付勢して凹部１１、１２内壁の位置基準面１１ａ、１２ａに圧接させるための第一の板バネ１３（第一の付勢手段）と第二の板バネ１４（第二の付勢手段）が配設されており、それぞれ凹部１１、１２の側端部から内方へ向けて進退可能となっている。

マグネット２は、第一の凹部１１に収容された後、図２に示すように第一の板バネ１３により付勢されて凹部１１内壁の位置基準面１１ａに圧接した状態となり、ヨーク１は、第二の凹部１２に収容された後、図３に示すように第二の板バネ１４により付勢されて凹部１２内壁の位置基準面１２ａに圧接した状態となる。これにより、マグネット２とヨーク１の平面方向の位置決めが成される。尚、第一の板バネ１３と第二の板バネ１４は、図示しない任意の外部機構（ロケーター）により、板バネの弾性力に抗して退避位置へと移動させられる。

本実施例では付勢手段に板バネを使用し、その弾性復元力を利用してマグネット２とヨーク１を付勢しているため、付勢手段に付勢動作をさせるための外部機構は不要である。また、板バネ１３、１４は治具に固定されているため、治具を移動させたり複数個配置してもマグネット２とヨーク１が位置基準面に対して位置ずれを生じることはない。

また、付勢手段は板バネに限定する必要はなく、弾性復元力を発生させるその他の部材を用いても構わない。その他、ワークを位置決めするための凹部を段階的に複数設けることで、３つ以上のワークを同時に位置決めすることも可能である。尚、ワークは本実施例で述べたマグネットとヨークに限らず、凹部を用いて位置決め可能な部品であればその他の部品の位置決め作業にも適用することができる。

図４は、本発明の位置決め治具を用いて構成されたワークの接着装置を模式的に示す平面図で、本発明のワークの接着装置は、図１に示した本発明の位置決め治具２１と、位置決め治具２１にマグネット２（第一のワーク）を供給するためのマグネット供給部２２（第一のワーク供給手段）と、位置決め治具２１に位置決めされたマグネット２に接着剤を塗布するための接着剤供給部２３と、位置決め治具２１にヨーク１（第二のワーク）を供給するためのヨーク供給部２４（第二のワーク供給手段）と、マグネット２に塗布された接着剤を硬化させるための接着剤硬化部２５と、互いに接着されたマグネット２とヨーク１とを位置決め治具２１より回収するためのワーク回収部２６と、位置決め治具２１をマグネット供給部２２、接着剤供給部２３、ヨーク供給部２４、接着剤硬化部２５、ワーク回収部２６へと順次移送する移送手段２７とで構成されている。

以下、本発明によるワークの接着装置の動作について説明する。まず、位置決め治具２１が複数個設置された移送手段（インデックステーブル）２７を駆動して一定方向（図中矢印方向）に回転させ、位置決め治具２１をマグネット供給部２２へと移送する。位置決め治具２１がマグネット供給部へと移送されると、図示されていないロケーター（板バネ駆動機構）が上昇して位置決め治具２１のマグネット用板バネ（第一の板バネ）１３をマグネット２が供給できる位置まで後退させ、マグネット供給部２２から位置決め治具２１の第一の凹部１１にマグネット２が供給される。マグネット２の供給にはロボットを用い、ロボットの先端に設けた吸気孔に接続管を介して真空ポンプ、切替弁を接続して吸排気を行ない、トレーにマトリクス状に並べられた複数のマグネット２を吸着している。第一の凹部１１にマグネット２が供給されたらロケーターを下降させてマグネット用板バネ１３の退避状態を解除し、マグネット用板バネ１３を自身の弾性復元力により前進させて図２に示すようにマグネット２を第一の凹部１１内壁の位置基準面１１ａに押しつけて仮固定する。

マグネット２が所定の位置に仮固定（位置決め）された後、インデックステーブル２７を回転させて位置決め治具２１を接着剤供給部２３へと移送し、マグネット２の上面に熱硬化型接着剤を適量塗布する。熱硬化型接着剤の供給にはロボットを用い、ロボットの先端に設けたピンに接着剤タンクから熱硬化型接着剤を転写した上でさらにマグネット２の上面に転写を行う。

その後、インデックステーブル２７を回転させて位置決め治具２１をヨーク供給部２４へと移送する。ここでは、ロケーターが上昇してヨーク用板バネ（第二の板バネ）１４をヨーク１が供給出来る位置まで後退させ、ヨーク供給部２４から位置決め治具２１の第二の凹部１２にヨーク１が供給される。ヨーク１の供給にはマグネット２の供給と同じくロボットを用い、ロボットの先端に設けた吸気孔に接続管を介して真空ポンプ、切替弁を接続して吸排気を行ない、トレーにマトリクス状に並べられた複数のヨーク１を吸着している。ヨーク１は、第二の凹部１２に供給された時点で先に位置決めされたマグネット２の上面に接着剤を介して仮に貼り合わされた状態となり、続いてロケーターを下降させてマグネット用板バネ１４の退避状態を解除し、ヨーク用板バネ１４を自身の弾性復元力により前進させて図３に示すようにヨーク１を第二の凹部１２内壁の位置基準面１２ａに押しつけて仮固定する。

そして、この状態でインデックステーブル２７を回転させて位置決め治具２１を接着剤硬化部２５へ移送し、位置決め治具ごと所定の温度で加熱して熱硬化型接着剤を硬化させ、マグネット２とヨーク１とを互いに固着させる。加熱にはヒーターを用い、位置決め治具２１の上下方向からヨーク１とマグネット２を挟み込んで加熱を行う。

接着剤硬化後、インデックステーブル２７を回転させて位置決め治具２１をワーク回収部２６へ移送し、互いに固着させたヨーク１とマグネット２を回収する。ワーク回収部２６ではマグネット用板バネ１３とヨーク用板バネ１４の付勢をロケーターで解除させた上で、互いに固着したヨーク１とマグネット２をそれぞれの凹部１２、１１より取り出す。ワークの回収にはロボットを用い、ロボットの先端に設けた吸気孔に接続管を介して真空ポンプ、切替弁を接続して吸排気を行ないワーク（ヨーク１側）を吸着している。

このように本発明の接着装置によれば、複数個のワークを連続して処理することができるため、効率的に生産を行うことが可能となる。尚、以上説明したワークの接着装置の構成はあくまで１つの実施形態であり、各処理部の駆動機構等はその他種々の形態を取り得る。

本発明の位置決め治具を示す図で、（ａ）平面図、（ｂ）正面図である。 本発明の位置決め治具にマグネットを位置決めした状態を示す図で、（ａ）平面図、（ｂ）正面図である。 本発明の位置決め治具にヨークを位置決めした状態を示す図で、（ａ）平面図、（ｂ）正面図である。 本発明の位置決め治具を用いて構成されたワークの接着装置を模式的示す平面図である。 従来技術によるヨークの位置決め治具を示す図で、（ａ）平面図、（ｂ）正面図である。 従来技術によるマグネットの位置決め治具を示す図で、（ａ）平面図、（ｂ）正面図である。 従来技術によるヨーク治具の上部にマグネット治具を組み付けた状態を示す図で、（ａ）平面図、（ｂ）正面図である。 マグネットとヨークを示す斜示図である。

符号の説明

１ ヨーク
２ マグネット
３ ヨーク治具
４ ヨーク用凹部
５ 位置決めピン
６ 可動体
６ａ コイルスプリング
６ｂ 先端部
７ マグネット治具
８ 位置決め穴
９ 切欠部
９ａ 位置基準面
１１ マグネット用凹部（第一の凹部）
１１ａ 位置基準面
１２ ヨーク用凹部（第二の凹部）
１２ａ 位置基準面
１３ マグネット用板バネ（第一の付勢手段）
１４ ヨーク用板バネ（第二の付勢手段）
２１ 位置決め治具
２２ マグネット供給部
２３ 接着剤供給部
２４ ヨーク供給部
２５ 接着剤硬化部
２６ ワーク回収部
２７ インデックステーブル（移送手段）

Claims (2)

1. 第一のワークと第二のワークを互いに位置決めする位置決め治具であって、少なくとも、
   前記第一のワークを収納するための第一の凹部と、
   当該第一の凹部より一段上がった部位に当該第一の凹部と重ねて設けられた、前記第二のワークを収納するための第二の凹部と、
   前記第一のワークを前記第一の凹部の内壁に向けて付勢する第一の付勢手段と、
   前記第二のワークを前記第二の凹部の内壁に向けて付勢する第二の付勢手段とを具備して成ることを特徴とする位置決め治具。
2. 第一のワークと第二のワークを互いに接着させるワークの接着装置であって、
   前記第一のワーク及び前記第二のワークを互いに位置決めする請求項１に記載の位置決め治具と、
   当該位置決め治具に前記第一のワークを供給する第一のワーク供給手段と、
   前記位置決め治具に位置決めされた前記第一のワークに接着剤を塗布する接着剤塗布手段と、
   前記位置決め治具に前記第二のワークを供給する第二のワーク供給手段と、
   前記第一のワークに塗布された接着剤を硬化させる接着剤硬化手段と、
   互いに接着された前記第一のワークと前記第二のワークを前記位置決め治具より回収するワーク回収手段と、
   前記位置決め治具を前記第一のワーク供給手段、前記接着剤塗布手段、前記第二のワーク供給手段、前記接着剤硬化手段、前記ワーク回収手段へと順次移送する移送手段とを具備して成ることを特徴とするワークの接着装置。

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