JP4678334B2 - フィルム打ち抜き貼り付け装置 - Google Patents
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Description
(1)パイロットピンは、一般に、パンチ側、すなわち、上金型に取り付けられるが、打ち抜き加工では、一般に、上金型の下降スピードがヒータブロックの上昇速度よりも速くなる。このため、パイロットピンの位置に対してワークフィルムの位置決め孔のずれ量が大きいと、パイロットピンを位置決め孔に挿入する際に、パイロットピンのガイド面、すなわち、パイロットピン先端部のテーパ面でワークフィルムをガイドしきれずに、パイロットピンがワークフィルムの位置決め孔の周囲を突き破ってしまうことがある。特に、このようなワークフィルムの破損はワークフィルムが薄い場合(例えば、0.025mm以下等)に多く見られる。
(2)そこで、下金型を固定するベースの空スペースにパイロットピンを立設すると、この場合は、ワークフィルムを打ち抜くパンチとパイロットピンとの距離が大きくなってしまい、ワークフィルムの温度、湿度、張力等による膨張・収縮や金型加工の累積ピッチ誤差の影響を受け易くなってしまう。このため、パイロットピンと下金型との相対位置の調整が困難になる。特に、ロットのバラツキなどでワークフィルムの膨張率、収縮率が変化した場合に困難になる。
(3)前記ワークフィルムは、熱圧着のための接着剤、例えば、熱硬化性や熱可塑性の接着剤が塗布されていると、接着剤によるタック性(粘着性:tackiness)によって下金型にワークフィルムが部分的に密着してスムーズに動き難くなる。特に、別の金型によるフィルムの中抜き加工後、フィルム貼り付け装置により外抜きを行ってテープキャリアに貼り付ける場合に、ワークフィルムを上方から位置決めすると密着しやすくなり、結果として累積ピッチの変動が生じ、前記(2)の問題が発生する。
(4)このため、金型を支持する装置側のフィルム搬送機構に、画像処理を用いたフィルム位置決め機構を搭載し、ワークフィルムの中抜き形状や位置決め孔を画像認識させてワークフィルムの位置決めをし、これにより金型側の機械的なワークフィルムの位置決め機構を不要にすることも想定されるが、画像認識処理のため高価な装置が必要となるという問題がある。また、画像認識は、画像認識処理のため動作タクトが長くなり、生産効率が低くなるという問題もある。
この場合に、ワークフィルム用パイロットピンの上昇スピードを、上型の下降速度と無関係に上型よりも遅い速度で上昇させることが可能である。このことによってワークフィルム用パイロットピンのテーパの付いたガイド面とワークフィルムの位置決め孔との間の動的摩擦が小さく抑えられ、ワークフィルムがパイロットピンに倣い易くなる。
このストローク調整部材を設けることにより、ヒータブロックが上昇するストローク量とは別に、ワークフィルム用パイロットピンおよびテープキャリア用パイロットピンを上昇させるストローク量を定めることができる。
また、テープキャリアの搬送系を、グリッパ等を用いて専用に設計すれば、短冊に加工されたテープキャリアにも対応が可能となる。
図2はフィルム打ち抜き貼り付けシステム全体を説明するための解説図である。
図示されるように、フィルム打ち抜き貼り付けシステムでは、ワークフィルム5と、その下方のテープキャリア7とが上下に立体交差して、それぞれ矢印で示す一定方向に一定のピッチで搬送される。ワークフィルム5とテープキャリア7の立体交差部101から見てワークフィルム5の上流側には中抜きパンチ1と位置決め孔パンチ2を有する打ち抜き金型(後述する)とを備えたフィルム打ち抜き装置23が配置されており、立体交差部101に、外抜きパンチ6とダイ(後述する)とを有するフィルム打ち抜き貼り付け金型(後述する)と、ヒータブロック10とを上下に配置したフィルム打ち抜き貼り付け装置24が設けられている。
フィルム打ち抜き装置23では、中抜きパンチ1がワークフィルム5に対する中抜きを行い、また位置決め孔パンチ2が位置決め用孔の孔あけを行う。
これによりワークフィルム5には、たとえば、長方形の中抜き孔4が形成されるとともに、中抜き孔4の前後に計4つの位置決め用の位置決め孔3が形成される。
フィルム打ち抜き貼り付け装置24では、前記位置決め孔パンチ2によってワークフィルム5に設けられた前記位置決め孔3と、テープキャリア7の両縁側に予め一定間隔で設けられている前記位置決め孔8とを用いてワークフィルム5とテープキャリア7との相対的な位置決めが行われ、この位置決めを保持した状態で、外抜きパンチ6によってワークフィルム5からフィルム片9を長方形に打ち抜き、そのままテープキャリア7の被貼り付け面に押し付ける貼り付けが行われる。
ヒータブロック10は、このとき、押圧手段および熱圧着手段としてテープキャリア7の下方側から上昇していて、テープキャリア7の下面に当接しており、所定温度に昇温されることにより、外抜きパンチ6によるフィルム片9の押し付けに待機している。
このとき、テープキャリア7の温度はヒータブロック10による加熱によりフィルム片9の熱圧着温度に加熱されている。
このため、フィルム片9がテープキャリア7の被貼り付け面に押し付けられた段階でフィルム片9はテープキャリア7の被貼り付け面に熱圧着し、テープキャリア7に一体化する。
図3は位置決め機構を除くフィルム打ち抜き貼り付け装置24の主要構成部を正面から見た解説図である。
図3において、12は装置の取り付けベースとなるボルスターである。
ボルスター12は、床面との間に所定距離隔てて配置され、固定系に支持されている。ボルスター12の上面部にはベースプレート19またはダイ14から上方に延びた上部ガイドポスト26を有する打ち抜き貼り付け金型11が位置決めされ、ボルスター12の下面部には、下方に延びた下部ガイドポスト28が設けられる。上部ガイドポスト26、下部ガイドポスト28は、それぞれ4本が望ましい。
打ち抜き貼り付け金型11は、上部ガイドポスト26に沿って昇降される昇降ブロック25と、昇降ブロック25の下面部に固設された上金型(パンチプレートともいう)27と、下金型としてのダイ14と、昇降ブロック25を昇降する昇降装置(図示せず)とを備えている。
ダイ14はベースプレート19を介してボルスター12の上面部に固設され、外抜きパンチ6が上金型27の下面部に交換自在に取り付けられる。
ダイ14は、打ち抜いたフィルム片9をガイドする観点から図4(b)に示すように、入れ駒式ダイ14cとしてダイプレート14dに挿入し、ダイバッキングプレート15を突き抜けるようにするのがさらに望ましい。このようにすれば、打ち抜かれたフィルム片9をガイドしてテープキャリア7まで押し上げるダイ14cとテープキャリア7のギャップをフィルム厚さ以下にしてフィルム片9をテープキャリア7に貼り付ける際に位置ずれするのを防止することができる。
なお、打ち抜き貼り付け金型11及びヒータブロックユニット13は、組み立て精度の向上のため、ノックピン等の位置決め部材を用いる精密な位置決め方法によって位置決めされており、ヒータブロックユニット13、上金型27を昇降するための昇降装置には駆動源としてそれぞれモーターや空圧・油圧シリンダーなどアクチュエータ(いずれも図示せす)が備えられる。ヒータブロック10には、抵抗加熱式ヒータ又は誘導加熱式ヒータ及び温度センサが備えられ、ヒータブロック10の上面部を、所定温度以上に加熱する。
図示されるように、ワークフィルム5を搬送方向に支持すると共に案内するため、ダイ14の上面中央部にワークフィルム5よりも適宜、幅の広い第1凹部14aが形成され、また、前記テープキャリア7の搬送空間を区画するための第2凹部14bがダイ14の下面中央部に搬送方向に沿わせて設けられる。第1凹部14aと第2凹部14bとは互いにねじれの位置で直交しており、それぞれワークフィルム5の搬送方向、テープキャリア7の搬送方向において両端部が開端している。第2凹部14bにはダイバッキングプレート15が係合される。このダイバッキングプレート15は、ダイ14を介してベースプレート19に固定され、テープキャリア7は、ベースプレート19を支持部材とし、ダイバッキングプレート15を案内部材としてダイバッキングプレート15内を走行する。
そして、ダイ14及びダイバッキングプレート15の中央部には、外抜きパンチ6が嵌入される打ち抜き孔30が設けられる。
ダイ14の第1凹部14aの底部に支持され、第1凹部14aの両側部に案内されるワークフィルム5は、外抜パンチ6と打ち抜き孔30とによって打ち抜かれ、打ち抜かれたフィルム片9は外抜きパンチ6の先端面によりテープキャリア7側へと搬送される。
ピン位置決め機構は、ヒータブロック10と連動して上昇するピン取付台20と、このピン取付台20に接するワークフィルム用パイロットピン17とテープキャリア用パイロットピン18と、ダイ14に設けられワークフィルム5を位置決めする際にワークフィルム5の位置決め孔3に前記ワークフィルム用パイロットピン17を案内する貫通孔31と、支持部材16に設けられテープキャリア7を位置決めする際にテープキャリア7の位置決め孔8にテープキャリア用パイロットピン18を案内する貫通孔32とを備える。
ピン位置決め機構は、前記昇降台29と連動して、下方側からワークフィルムの位置決め孔3及びテープキャリア7の位置決め孔8にそれぞれワークフィルム用パイロットピン17、テープキャリア用パイロットピン18を下方側から挿入させることによって、ワークフィルム5をダイ14に位置決めするとともに、テープキャリア7を支持部材16にベースプレート19に位置決めする。このとき、ダイ14の貫通孔31は、ワークフィルム用パイロットピン17の精密なガイド孔として、また、支持部材16の貫通孔32は、テープキャリア用パイロットピン18の精密なガイド孔として機能する。
支持部材16の中央部には、下方側から上昇するヒータブロック10を通過させてテープキャリア7の下面に当接させるための貫通孔34が設けられる。
また、前記開口部33bには、ワークフィルム用パイロットピン17およびテープキャリア用パイロットピン18を上向きに取り付けたピン取付台20が昇降自在に設置されており、ピン取付台20の中央にヒータブロック10を通過させるための開口部35が設けられる。この場合、ピン取付台20は、ガイドポスト(図示せず)などによりスムーズに上下動するのが望ましい。
本実施の形態では、前記ストローク調整部材部材は、ヒータブロックユニット13の昇降台29上の上面に固設された一対の押し上げ部材21で構成される。
押し上げ部材21,21が前記ベースプレート19の下面に開口する開口部33cを通じてピン取付台20の下面に当接するとピン取付台20の押し上げが可能になる。また、昇降台29には単独にストッパブロック(図示せず)を設けて昇降台29の上昇限度位置を設定することも可能である。この場合、ストッパブロックとしては、円柱又は角柱等、柱状の金属製ブロックとするのが望ましい。
また、ワークフィルム用パイロットピン17、テープキャリア用パイロットピン18には、両者に復帰用の弾発力を作用させるように復帰用のスプリングを組み込み、このスプリングの弾発力によりワークフィルム用パイロットピン17、テープキャリア用パイロットピン18を下降させる構造としてもよいし、ピン取付台20に直接に復帰用のスプリングの弾発力を作用させる構造としてもよい。
このようにすると、ワークフィルム用パイロットピン17、テープキャリア用パイロットピン18の復帰に関する応答性が向上し、連続的な動作が良好となる。また、前記ダイ14とダイバッキングプレート15には、それぞれワークフィルム用パイロットピン17およびテープキャリア用パイロットピン18の受け及びワークフィルム5およびテープキャリア7の浮き上がり防止として下向きの可動リフターピンを組み込むようにしてもよい。
まず、ピン位置決め機構は、図4(a)に示す待機状態にある。
この待機状態において、フィルム打ち抜き装置23の中抜きパンチ1、位置決め孔パンチ2は、ワークフィルム5より上側の非作用位置にある。
またフィルム打ち抜き貼り付け装置24は、ワークフィルム用パイロットピン17およびテープキャリア用パイロットピン18がワークフィルム5の位置決め孔3およびテープキャリア7の位置決め孔8内の非作用位置にある。従ってこのような状態ではテープキャリア7やワークフィルム5の搬送が可能となり、ピッチ送りが可能となる。また、この待機状態下においては、ヒータブロック10もテープキャリア7の下面より下方側に所定距離離間した非作用位置にある。
ピン取付台20は、ヒータブロックユニット13の昇降台29に設けられたストッパブロック(図示せず)、ベースプレート19の裏面に当接するまでの全ストローク量のうち一定ストローク量だけ上方に移動する。押し上げ部材21によってピン取付台20が押し上げられると、ワークフィルム用パイロットピン17、テープキャリア用パイロットピン18が、全ストローク量とストローク調節部材としての押し上げ部材21の長さによって定まる前記一定ストローク量だけ上方に移動する。
また、テープキャリア用パイロットピン18は、支持部材16に設けられた貫通孔32を経てテープキャリア7の位置決め孔8に挿入される。
このとき、ワークフィルム5の位置決め孔3に位置ずれがある場合、ワークフィルム用パイロットピン17先端部のテーパ状のガイド面によって位置決め孔3がガイドされてワークフィルム5の位置がスムーズに修正される。また、テープキャリア7の位置決め孔8もテープキャリア用パイロットピン18先端部のガイド面によりガイドされテープキャリア7の位置がスムーズに修正される。
ワークフィルム5の位置決め孔3とテープキャリア7の位置決め孔8に、ワークフィルム用パイロットピン17およびテープキャリア用パイロットピン18が各々挿入されると、位置決めが完了する。
その後、外抜きパンチ6が図4(a)に示される元の打ち抜き前位置に上昇し、また、フィルム打ち抜き貼り付け装置23では中抜きパンチ1と位置決め孔パンチ2が上昇し、ヒータブロック10が下降位置に下降される。ヒータブロック10が元の位置に復帰すると、位置決め機構のワークフィルム用パイロットピン17およびテープキャリア用パイロットピン18も、図4(a)に示すように待機位置に復帰し、ワークフィルム5の位置決め孔3とテープキャリア7の位置決め孔8から離脱する。この後、ワークフィルム5およびテープキャリア7の1ピッチの搬送を行うと一サイクルの打ち抜き貼り付け工程が完了する。
このように、前記位置決め機構では、ワークフィルム5の位置決めは、ワークフィルム5をダイ14から浮上させる方向である下方からワークフィルム用パイロットピン17をワークフィルム5の位置決め孔3に挿入することで行われ、ワークフィルム用パイロットピン17の上昇スピードをワークフィルム5に最適なスピードに設定して挿入されるので、薄いワークフィルム5や下面にタック性のあるワークフィルム5に対しても、上方からワークフィルム用パイロットピン17を挿入する場合と比較してワークフィルム5の破損が防止されるとともに安定した位置決めがなされる。
また、本実施の形態では、ワークフィルム用パイロットピン17は、ヒータブロックユニット13の上昇力をそのまま利用して上昇されるので、他の駆動源が不要となり、その分、安価に構成することが可能となる。
さらに、前記位置決め機構は、金型製作時に、金型の主たる加工技術である研磨と仕上げ技術を活用して、打ち抜き貼り付け金型11の構成部品として必要な精度に仕上げることが容易である。そのため一度調整すると、金型を載せるたびに微調整を行うという作業がほぼ不要になる。
前記実施の形態では、ストローク調整部材として押し上げ部材21をヒータブロック10側に設けたが、この実施の形態では、図7に示されるように、ストローク調整部材を、ピン取付台20とヒータブロック10との間、具体的には、ストローク調整部材としての押し上げピン22を、ピン取付台20の下面に設けている。このようにすると押し上げ部材21を含めた大きさまで開口部33の開口部33cを広げる必要がなく、その分、開口部33の加工時間が短くなるので、この点でも安価に形成することが可能となる。
また、ワークフィルム用パイロットピン17およびテープキャリア用パイロットピン18がワークフィルム5やテープキャリア7に挿入される際には、これらを搬送するためのフィルム搬送装置、テープキャリア搬送装置側で適切なタイミングでテープキャリア7とワークフィルム5をリリーシングしてフリーな状態とするのがさらに望ましい。
5 ワークフィルム
6 外抜きパンチ
7 テープキャリア
8 位置決め孔
9 フィルム片
10 ヒータブロック
11 打ち抜き貼り付け金型
14 ダイ
15a 貫通孔
16 支持部材
17 ワークフィルム用パイロットピン
18 テープキャリア用パイロットピン
31 貫通孔
32 貫通孔
Claims (7)
- ワークフィルムを搬送方向に沿って支持し、前記ワークフィルムからフィルム片を打ち抜く打ち抜き孔を有するダイと、
前記ダイの下方に配置され、テープキャリアを搬送方向に沿って支持する支持部材と、
前記ワークフィルムおよび前記テープキャリアを位置決めする位置決め機構と、
前記位置決め機構により前記ダイ上に位置決めされたワークフィルムの所定位置からフィルム片を打ち抜くとともに、前記位置決め機構により前記支持部材上に位置決めされた前記テープキャリア上の所定位置に前記フィルム片を押し付けるパンチと、
前記支持部材の下方から上昇して前記テープキャリアと接触させることにより前記テープキャリアを加熱して前記テープキャリア上に押しつけられた前記フィルム片を熱圧着するヒータブロックと、を備え、
前記位置決め機構が前記ダイを含むダイの下方に設けられたことを特徴とするフィルム打ち抜き貼り付け装置。 - 前記位置決め機構が、
前記ヒータブロックと連動して上昇するピン取付台と、
前記ピン取付台に取り付けられたワークフィルム用パイロットピンおよびテープキャリア用パイロットピンと、
前記ダイに設けられ、前記ワークフィルムを位置決めする際、前記ダイ上に支持される前記ワークフィルムに予め形成された位置決め孔とともに前記ワークフィルム用パイロットピンが貫通する貫通孔と、
前記支持体に設けられ、前記テープキャリアを位置決めする際、前記支持体に支持される前記テープキャリアに予め形成された位置決め孔とともに前記テープキャリア用パイロットピンが貫通する貫通孔と、
を備えていることを特徴とする請求項1に記載のフィルム打ち抜き貼り付け装置。 - 前記ダイが入れ駒式ダイと、前記入れ駒式ダイが挿入されるダイプレートから構成される請求項2に記載のフィルム打ち抜き貼り付け装置。
- 前記ピン取付台が、前記パンチと前記ヒータブロックとの間に上下移動自在に設けられた請求項2に記載のフィルム打ち抜き貼り付け装置。
- 前記ピン取付台と前記ヒータブロックとの間に、前記ワークフィルム用パイロットピンおよび前記テープキャリア用パイロットピンのストローク量を調整するストローク調整部材が設けられた請求項4に記載のフィルム打ち抜き貼り付け装置。
- 前記ストローク調整部材が前記ヒータブロック側に設けられた請求項5に記載のフィルム打ち抜き貼り付け装置。
- 前記ストローク調整部材が前記ピン取付台の下面に設けられた請求項5に記載のフィルム打ち抜き貼り付け装置。
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