ワークに処理を施して部品や部材を接合し製品を製造する接合形態は、電子部品への端子の取付けのみならず、微小な構成部品どうしを組み合わせる電子部品等もあり、2つの金属どうしの接合、樹脂性構成部材の勘合、部品とケースの組立、部品と被覆線との接合等、その形態は多数の事例が存在する。
また、ワークに対する処理としては、はんだ付けの他に、樹脂溶着、金属溶接、レーザ接合、超音波加工等、部材の接合の形態に応じて様々である。
本実施の形態においては、積層セラミックコンデンサの両側の外部電極に金属端子を対向させた状態で取付ける製造装置を取り上げ、それを本発明の一つの事例として説明する。
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図17に本発明の製造装置10を示す。各図において、互いに直交するX、Y及びZの3軸を設定し、X軸が略水平前後方向、Y軸が略水平横方向、Z軸が鉛直方向に延びるものとする。以下に本実施の形態における「(A).製造装置の構成」および「(B).製造装置の動作」について分けて説明する。
(A).本発明の製造装置の構成
(1)製造装置10の全体構成の説明
初めに、製造装置10の全体構成について説明する。
図1は本発明の実施形態における製造装置の全体の概略を示す正面図であり、図2は図1のA−A線断面図である。
図1に示すように、本発明の製造装置10は、X軸方向に伸びる水平な回転軸を中心に鉛直面内において回転可能に設けられたワークインデックス11を備える。
図2に示すように、この製造装置10は、設置場所に設置される基台12と、その基台12の上面にY軸方向に延びて鉛直方向に立設された台板13を備え、台板13にはワーク搬送モータ14が回転軸をX軸方向にして取付けられ、このワーク搬送モータ14の回転軸には第1延長回転軸16が同軸に取付けられる。
ワークインデックス11は円盤状であり、その中央が第1延長回転軸16の先端に取付ねじ16aにより取付けられ、ワーク搬送モータ14が駆動して第1延長回転軸16が回転すると、ワークインデックス11は、水平なX軸方向に延びる回転軸を中心に鉛直面を成すYZ平面内において回転可能に構成される。
また、ワークインデックス11には、その取り扱いを容易にする把手11fが取付けられる。
また、図2に示すように、台板13には第1延長回転軸16を包囲する円筒状の第1支持部材17が取付けられ、その第1支持部材17の先端には、ワークインデックス11に重なり合うワーク用重合板18が取付けられる。
ワーク用重合板18も円盤状であり、ワークインデックス11は、そのワーク用重合板18の外径に略等しい外径に形成された本体部11aと、その本体部11aの外周からその外径を拡大するように突出して周方向に連続する凸条からなるフランジ部11bとを有する。
そして、図1に示すように、ワークインデックス11の周囲を構成するフランジ部11bには、後述するワーク19(図10)を挿入させる凹溝から成るワーク保持部11cが軸方向(X軸方向)に延びて形成される。
図1に示すように、ワークインデックス11の周囲には、その正面視において、右上にワーク搬入手段としてのワーク供給手段21が設けられ、その左上にワーク処理手段としての接合材塗布手段31が設けられる。
また、左下にワーク処理手段としての検査手段61が設けられ、その下部においてワーク処理手段としての接合手段103が設けられる。
本実施の形態におけるワーク処理手段とは、ワークに対して物理的、化学的な処理、あるいは外観検査等の光学的な処理を施す手段等を含み、上記の事例では、ワークの有無や状態を確認する検査、ワークへの接合材の塗布、ワークと端子の接合を施す手段を示す。
本実施の形態においては、以上のワーク処理手段を中心に説明する。
なお、ワーク処理手段は、ワークと部品や部材の形態により、その数や処理手段の構成が異なる。例えば、ワークに端子を溶接する製品の場合、ワーク処理手段は、レーザ溶接またはスポット溶接の手段と、溶接の状態を確認する外観検査の手段などが用いられる。
そして、接合手段103により両端に端子がそれぞれ接合されたワーク19を搬出するワーク搬出手段としての良品搬出手段101と、前述した検査手段61により不良と判断されたワーク19を搬出するワーク搬出手段としての不良品搬出手段102が、ワークインデックス11の正面視において、その右下に設けられる。この構成において、ワークインデックス11は、図1の実線矢印で示すように左回転する。
本実施の形態においては、2つのワーク処理手段としての接合材塗布手段31と検査手段61が、ワークインデックス周囲のワーク搬入手段としてのワーク供給手段21と、ワーク搬出手段としての良品搬出手段101及び不良品搬出手段102の間のワークの搬送経路に設けられた事例を示しているが、製造される製品の形態や仕様に応じて、ワーク処理手段を一又は2以上設けてもよい。
ワークインデックス11は、ワーク19が脱落しないようにするため、右上のワーク供給手段21から右下の良品又は不良品搬出手段101,102まで、ワーク19をその周囲に吸着して支持する必要がある。
また、図1のワークインデックス11の正面視において、右上に設けられたワーク供給手段21は、ワーク19を貯蔵するホッパ22と、そのホッパ22から供給されたワーク19を整列させて搬送するワーク用パーツフィーダ23とを備える。
また、検査手段61としては、接合材塗布手段31が上面に設けられた水平板34の下面に設けられたカメラ61であって、このカメラ61は、レンズ62を介して接合材塗布手段31によりワーク19の両端に塗布された接合材の状態を検査するように構成される。この場合、照明63によりワーク19の両端を照射することにより鮮明な画像をうることができる。
また、水平板34の下面には調整用ねじ64と、ローレットノブ65が設けられる。ローレットノブ65を廻すことで調整用ねじ64を回転させて、カメラ61のY軸方向における位置を調整することができる。
さらに、製造装置10は、ワークインデックス11に支持されて両側に接合材が塗布されたワーク19の両側に後述する部品としての一対の端子20,20(図10)を搬送する端子搬送手段70を備える。
本実施の形態における端子搬送手段70は、ワークインデックス11と同一の鉛直面内であってワークインデックス11の下方において回転可能に設けられた副インデックスとしての端子インデックス71を備える。
特に、端子搬送手段70は、後述する昇降手段90(図5)により端子インデックス71を昇降させることができる。これにより、ワークインデックス11と端子インデックス71の間隔を可変できる。
また、ワークインデックス11に保持されたワークと端子インデックス71に保持された端子を接触・接合させる位置に搬送することができる。
なお、本実施の形態において用いる前記のワーク19、及び端子20を図10に示す。
本実施の形態のワーク19とは、直方体状もしくは角柱状又は円柱状を成すチップ状のものが例示され、一片がnの正方形または長辺がnの矩形を底面とする角柱状を成すチップ形コンデンサであって、その高さLが一片nよりも長く形成されるものとする。また、その最も長い辺Lの両端に端子接続用の電極19a,19bが形成されたものとする。
以上の製造装置10の全体構成の説明における構成、すなわち、接合材塗布手段31、接合手段103、端子インデックス71の昇降手段、端子搬送手段70及び端子供給手段79、ワーク供給手段21の各手段について、以下に説明する。
(2)接合材塗布手段31の説明
本実施の形態における製造装置10を構成するワーク処理手段としての接合材塗布手段31について、図1〜図3を用いて以下に説明する。
図3は本発明の実施形態におけるその塗布手段を示す図1のB−B線断面図である。
まず、図1の正面視において、ワークインデックス11の左上に設けられた接合材塗布手段31は、ワークインデックス11の周囲に支持されたワーク19の回転軸方向の両側にペースト状の接合材を塗布するものである。
次に図3に示すように、本実施の形態における接合材塗布手段31は、ワーク19を挟む様に設けられた一対のディスペンサ32,32と、その一対のディスペンサ32,32をワークインデックス11の回転軸方向(X軸方向)に互いに離間させ又は互いに近づけるディスペンサ移動機構33とを備える。なお、通称ディスペンサとは、接合材等を定量吐出する装置であり、定量供給するコントローラ及びその周辺機器から構成されるのものであるが、本実施の形態においては、図3に示す形態をディスペンサ32,32として称する。
また、台板13(図2)にはX軸方向に延びて、図3に示す水平な水平板34が設けられ、この水平板34の上面には、Y軸方向に延びる第1レール36が取付けられ、この第1レール36上に可動台37がY軸方向に移動可能に搭載される。
また、可動台37には、上面視においてワークインデックス11を挟むような凹み37aが形成され、その凹み37aのX軸方向の両側にはX軸方向に延びる第2レール38がそれぞれ取付けられる。それらの第2レール38には移動板39がX軸方向に移動可能に搭載され、この移動板39には温度調整ブロック41がそれぞれ取付けられる。
そして、各ディスペンサ32は、互いの吐出口32aを対向させた状態で、この温度調整ブロック41にそれぞれ収容される。
また、可動台37には、ワーク19を挟む様に設けられた一対のディスペンサ32,32のY軸方向に離間して一対のモータ42,42が設けられ、それらのモータ42,42の回転軸42a,42aには溝カム43,43がそれぞれ取付けられ、さらに、その溝カム43,43に係合するカムフォロア44,44が移動板39にそれぞれ取付けられる。
そして、これら一対のモータ42,42がそれぞれ同期して溝カム43,43を回転させるものである。これにより、後述するように、移動板39及び温度調整ブロック41を介して、その一対のディスペンサ32,32をワークインデックス11の回転軸方向(X軸方向)に互いに離間させ(図12)又は互いに近づける(図13)ように構成される。
また、水平板34の上面には、第1レール36に平行なボールねじ46と、そのボールねじ46を回転可能なモータ47が設けられる。このボールねじ46に螺合するねじ部材48が可動台37に取付けられる。このため、そのモータ47が駆動してボールねじ46が回転すると、可動台37はY軸方向に移動して、一対のディスペンサ32,32のY軸方向における位置を調整可能に構成される。
また、図1、図3に示すように、ワークインデックス11のワーク供給手段21と接合材塗布手段31の間のワーク19の搬送路には、ワークインデックス11の周囲に支持されたワーク19のワークインデックス11の回転軸方向(X軸方向)の位置を調整する位置調整手段51が設けられる。
本実施の形態における位置調整手段51を、ディスペンサ移動機構33を構成する一対のモータ42,42によりX軸方向に移動する移動板39に取付けられた押圧部材52、53として示す。
この位置調整手段51は、一対のディスペンサ32,32が互いに近づくときに、接合材が塗布される前のワーク19を挟むように、そのワーク19をワークインデックス11の周囲の所定の位置に位置させる一対の主押圧部材52,53を備えるものである。なお、位置調整手段51の具体的な動作については後述する。
(3)接合手段103の説明
本実施の形態における製造装置10を構成する接合手段103について、図1、図4を用いて以下に説明する。
図4は本発明の実施形態における接合手段を示す図1のC−C線断面である。
まず、図1のワークインデックス11の正面視において、その下部に設けられた接合手段103は、端子搬送手段70により搬送された部品としての一対の端子20,20(図10)をワーク19の接合材が塗布された両側に押し付けると共に加熱して接合するものである。 図1、図4に示すように、本実施の形態における接合手段103は、ワーク19を挟む様に設けられた一対の発熱体104,104と発熱体移動機構105とで構成される。発熱体移動機構105は、一対の発熱体104,104をワークインデックス11の回転軸方向(X軸方向)に互いに離間させ又は互いに近づける機構を備えるものである。
図1に示すように、基台12には支柱106aを介して水平な板106が設けられ、この板106の上面にはX軸方向に伸びるレール106bが取付けられる。
このレール106bには架台107がX軸方向に移動可能に搭載される。なお、この架台107のX軸方向の移動を禁止して、その架台107を所定の位置に固定する固定手段(図示せず)が設けられている。また、架台107の上面には、Y軸方向に延びるレール108が更に取付けられ、このレール108上に可動板109がY軸方向に移動可能に搭載される。
また、可動板109は、図4に示す上面視においてワークインデックス11を挟むような凹み109aが形成され、その凹み109aのX軸方向における両側にはX軸方向に延びるレール111がそれぞれ取付けられる。それらのレール111には台板112がX軸方向に移動可能に搭載され、この台板112に発熱体104がそれぞれ設けられる。
図4に示すように、発熱体104は抵抗加熱、誘導加熱などの方法により発熱可能に構成される。
また、可動板109には、ワーク19を挟む様に設けられた一対の発熱体104,104のY軸方向に離間して一対のモータ113,113が設けられ、それらのモータ113,113の回転軸には溝カム114がそれぞれ取付けられ、さらに、その溝カム114に係合するカムフォロア116が台板112にそれぞれ取付けられる。
そして、これら一対のモータ113,113がそれぞれ同期して溝カム114,114を回転させることにより、台板112を介して一対の発熱体104,104をワークインデックス11の回転軸方向(X軸方向)に互いに離間させ(図16)又は互いに近づける(図17)ように構成される。
また、図1に示すように、水平な架台107の上面にはレール108に平行なボールねじ117と、そのボールねじ117を回転可能なモータ118が設けられる。このボールねじ117に螺合するねじ部材119が可動板109に取付けられる。
このため、そのモータ118が駆動してボールねじ117が回転すると、可動板109はY軸方向に移動して、発熱体104,104のY軸方向における位置を調整可能に構成される。なお、接合手段103の具体的な動作については、後述する。
本実施の形態における製造装置は、ワーク処理手段としての接合材塗布手段31と検査手段61、及び接合手段としての接合手段103とを備え、ワーク搬入手段とワーク搬出手段の間のワークの搬送経路に2つのワーク処理手段が設けられた事例である。
(4)端子インデックス71及び昇降手段90の説明
本実施の形態における製造装置10を構成する副インデックスとしての端子インデックス71の昇降手段90について、図1、図2及び図5を用いて以下に説明する。
図5は本発明の実施形態における昇降手段を示す図2のD−D線断面図である。
図2、図5に示すように、台板13(図2)には、鉛直方向に延びる一対の鉛直レール72がY軸方向に離間して設けられ、この一対の鉛直レール72には、台板13に平行な鉛直板73が上下動可能に設けられる。この鉛直板73には、端子搬送モータ74が、その回転軸を第1延長回転軸16の下方においてその第1延長回転軸16に平行にX軸方向に延びて取付けられる。
また、図2に示すように、端子搬送モータ74の回転軸には第2延長回転軸75が同軸に取付けられ、端子インデックス71は、この延長された第2延長回転軸75の先端にワークインデックス11と同一の鉛直面内において取付けられる。
これにより、端子搬送モータ74が駆動して第2延長回転軸75と共に回転すると、端子インデックス71は、ワークインデックス11と同一の鉛直面内であってワークインデックス11の下方において回転可能に構成される。
なお、図1にも示すように、端子インデックス71は円盤状をなし、その中央が第2延長回転軸75に取付けられる。
また、図2に示すように、鉛直板73には第2延長回転軸75を包囲する円筒状の第2支持部材76が取付けられ、その第2支持部材76の先端には、端子インデックス71に重なり合う円盤状の端子用重合板77が取付けられる。
また、図1、図2に示すように、端子インデックス71はワークインデックス11の下方に設けられ、端子インデックス71の更に下方には、この端子インデックス71に端子を供給する端子供給手段79が設けられる。
このため、端子インデックス71は、端子搬送モータ74により、その正面視において図1の実線矢印で示すように右回転するように構成され、真下の端子供給手段79から真上のワークインデックス11により支持されたワーク19にまで端子20を搬送する必要がある。
次に、本実施の形態における昇降手段90は、図2及び図5に詳しく示すように、台板13に平行になるように基台12に立設された補助板91と、この補助板91にレール92を介してY軸方向に往復移動可能に構成されたカム板93と、そのカム板93に螺合されたボールねじ94と、そのボールねじ94を回転させるモータ95とを備える。
端子インデックス71が設けられた鉛直板73にはカム板93に上方から接触するカムフォロア96が設けられ、カムフォロア96が接触するカム板93の上面は正面視において右上がりに形成される。
このため、端子インデックス71の自重によりカムフォロア96はカム板93の上面に常に接触し、カム板93がY軸方向に移動することにより鉛直板73と共に鉛直レール72に沿って昇降し、端子インデックス71を図17に示す第1位置と、図16に示す第2位置の間で往復移動可能に構成される。
(5)端子搬送手段70及び端子供給手段79の説明
本実施の形態における端子搬送手段70及び端子供給手段79について、図1、図7〜図9を用いて以下に説明する。
図7は本発明の実施形態における端子用重合板77の正面図である。
図1に示すように、端子搬送手段70を構成する副インデックスとしての端子インデックス71はワークインデックス11の下方に設けられ、端子インデックス71の更に下方には、この端子インデックス71に端子を供給する端子供給手段79が設けられる。
端子インデックス71は、端子搬送モータ74(図2)により、図1の正面視において実線矢印で示すように右回転するように構成されている。
このため、端子インデックス71は、真下の端子供給手段79から供給される端子20を、真上のワークインデックス11により支持されたワーク19にまで搬送する必要がある。
これを可能とするために、端子インデックス71は端子20を吸着するための溝や貫通孔等を備えており、さらに、図7に示す端子用重合板77の端子用エア溝77aは、端子20を吸着する必要がある真下の端子供給手段79に対応する位置から真上のワーク19に対応する位置まで形成されている。
なお、本実施の形態では、図7の端子用エア溝77aは、1本の溝として示したが、端子供給手段79に対向する位置からワーク19に対向する位置まで複数の溝であっても良い。また、端子20を吸着するための溝や貫通孔等の構成については、後述する「端子インデックスに端子が支持される状態」において説明する(図14)。
次に、端子供給手段79は、端子20を貯蔵すると共に、その端子20を整列させて搬送する端子用パーツフィーダ80と、搬送された端子20を上昇させて端子インデックス71の周囲に吸着支持させる端子持ち上げ装置81とを備える。
端子用パーツフィーダ80は、振動等の原理により、一対の端子20,20をその短辺部20b(図10)を上側にしかつ互いに対向させた状態でX軸方向に並列に整列した状態でY軸方向に搬送され、端子持ち上げ装置81の端子支持具89へ切り出されるように構成される。
次に、端子持ち上げ装置81について説明する。図8は端子供給手段79を示す正面図であり、図9は端子供給手段79の右側面図である。
図8及び図9に示すように、端子持ち上げ装置81は、基台12の上面にXYテーブル82を介して設けられた取付台83と、その取付台83にZ軸方向に伸びて設けられたレール84と、そのレール84に上下動可能に設けられた昇降台85とを備える。
XYテーブル82は、基台12に対する取付台83のY軸方向の位置を決定するY軸位置調整具82aと、基台12に対する取付台83のX軸方向の位置を決定するX軸位置調整具82bを備える。これらの位置調整具82a,82bはそれぞれ上板と下板とを有し、それらを互いにずらして上下の位置を調整するマイクロメータ82cとを備える。
これにより、端子部品として、端子用パーツフィーダ80から次々と送られてくる部品間の繋ぎ公差をマイクロメータ82cで設定し、端子部品の受渡しを円滑に行うことができる。
取付台83には、レール84のY軸方向に離間してモータ86が設けられ、このモータ86の回転軸86aには溝カム87が取付けられる。その溝カム87に係合するカムフォロア88が昇降台85に取付けられ、モータ86が駆動して溝カム87を回転させることにより、昇降台85を昇降させるように構成される。
昇降台85には更に鉛直方向に延びるレール88が設けられ、そのレール88には、端子支持具89が上下動可能に設けられる。端子支持具89と昇降台85の間にはコイルスプリング79aが介装され、このコイルスプリング79aは端子支持具89を上方に付勢するように構成される。
また、端子支持具89は、端子用パーツフィーダ80により搬送された一対の端子20,20を上部に吸引して支持可能に構成され(図14)、モータ86が駆動して昇降台85が端子支持具89と共に上昇することにより、その一対の端子20,20を上昇させて端子インデックス71の周囲下部に吸着支持させるように構成される。
この上昇時において、端子支持具89が端子インデックス71に当接してそれ以上の上昇が困難な状態であっても昇降台85が更に上昇しようとする場合も生じうる。
このような場合においても、本実施の形態における端子持ち上げ装置81は、コイルスプリング79aがその全長を短くすることにより、端子支持具89のそれ以上の上昇を回避しつつ、昇降台85の更なる上昇を可能にすることができる。
このことから、一対の端子20,20が端子インデックス71の周囲に接触するまで確実に持ち上げて、その周囲に支持させると共に、端子支持具89が端子インデックス71に当接することに起因する端子持ち上げ装置81の破損を防止するものである。
また、図9に示す端子センサ97により、一対の端子20,20が端子支持具89の位置まで到着したか否か、あるいは端子インデックス71の周囲下部に吸着支持されたか否かを検出することもできる。
そして、端子インデックス71は、一対の端子20,20を周囲に支持しつつ端子搬送モータ74(図2)が駆動することにより回転して、その上方に位置するワークインデックス11に支持されたワーク19の両側に一対の端子20,20を搬送するよう構成される。
(6)ワーク供給手段21の説明
本実施の形態におけるワーク供給手段21について、図1、図6、図11、図12を用いて以下に説明する。
図11は本発明の実施形態におけるワーク供給手段を示す図1のE−E線断面図であり、図12はワークが接合材塗布手段にまで搬送される状態を示す上面図であり、図6はワーク用重合板18の正面図である。
まず、図11に示すように、ワーク供給手段21の一部であるワーク用パーツフィーダ23は、整列させたワーク19をX軸方向に水平に運搬してワーク保持部11cに進入させるものである。
ワークインデックス11が回転することにより、ワーク保持部11cに進入し、そこに吸着されたワーク19は、ワークインデックス11が回転することにより整列された列から切り出されて搬送され、次のワーク保持部11cがワーク用パーツフィーダ23に対向した状態で、次のワーク19をそのワーク保持部11cに新たに供給できるように構成される。
特に、ワーク供給手段21の一部を構成する吸引器24は、ワーク用パーツフィーダ23からワーク保持部11cに進入したワーク19を反対側から吸引することにより、ワーク19をワーク保持部11cに確実に進入させるものである。
また、製造装置10の全体構成においても説明したように、ワークインデックス11には重なり合う円盤状のワーク用重合板18が取付けられている。
また、ワークインデックス11にはワーク用重合板18の外径に略等しい外径に形成された本体部11aと、その本体部11aの外周からその外径を拡大するように突出して周方向に連続する凸条からなるフランジ部11bとを有し、フランジ部11bには、ワーク19を挿入させるワーク保持部11cが軸方向(X軸方向)に延びて形成される。
特に、図11に示すように、ワークインデックス11の周囲を構成するフランジ部11bの厚さt(回転軸方向(X軸方向)の厚さ)は、ワーク19の最も長い辺Lの長さより短く形成され、凹溝から成るワーク保持部11c上に挿入し載置させたワーク19両端の電極19a,19が、そのフランジ部11bの両端からはみ出すように設計される。
また、図12に示すように、ワークインデックス11の周囲に形成されたワーク保持部11cの周方向の幅Hは、ワーク19の最も長い辺Lの長さより短く形成される。
これは、ワーク19両端の電極19a,19b間の最長辺Lが周方向を向いて載置されるような異常が発生した場合においても、ワーク19がワーク保持部11cに挿入されることがないようにするためのものである(請求項2)。
次に、ワークインデックス11とワーク用重合板18の構成について図6、図11を用いて説明する。
図11に示すように、ワークインデックス11には、ワーク用重合板18側からワーク保持部11cに対応して有底の座繰り穴11dが形成され、ワーク保持部11cからは、その座繰り穴11dに連通する第1横孔11eが形成される。
一方、図6、図11に示すように、ワーク用重合板18には、座繰り穴11dに対向する空気孔としてのワーク用エア溝18aが形成され、そのワーク用エア溝18aに連通するカプラ18bが取付けられる。円盤状のワークインデックス11はワーク用重合板18に僅かな隙間(例えば0.05mm)を保って重合するので、ワーク用エア溝18aは、そのワークインデックス11により封止され、吸引装置(図示せず)に連結されたカプラ18bを介してワーク用エア溝18aからエアを吸引すると、ワーク保持部11cから第1横孔11e及び座繰り穴11dを介してワークインデックス11の周囲からエアが吸引され、その周囲であるワーク保持部11cに挿入されたワーク19をその周囲に吸着、固定して支持するように構成される。
さらに、ワークインデックス11は、図1の実線矢印で示すように左回転するように構成されている。このため、ワークインデックス11は、ワーク19が脱落しないようにするため、右上のワーク供給手段21から右下の良品又は不良品搬出手段101,102まで、ワーク19をその周囲に吸着して支持する必要がある。
これを可能とするために、図6に示すように、ワークインデックス11の座繰り穴11d(図11)に対向するワーク用重合板18の空気孔としてのワーク用エア溝18aは、ワーク19を吸着する必要がある右上のワーク供給手段21(図1)に対向する位置から右下の良品又は不良品搬出手段101,102(図1)に対向する位置まで形成される。
そして、良品又は不良品搬出手段101,102に対向する位置には、逆にカプラ18bからエアを座繰り穴11d(図11)に吹き出して、ワーク保持部11c(図11)に吸着されていたワーク19をそのワーク保持部11cから離脱させる為の吐き出し用エア溝18c,18dがワーク用エア溝18aと別に独立して形成される。
なお、本実施の形態においては、のワーク用エア溝18aは1本の溝として示したが、ワーク供給手段21に対向する位置から良品又は不良品搬出手段101,102(図1)に対向する位置まで複数の溝であっても良い。
(B).本発明の製造装置の動作
次に、本発明の製造装置の動作について説明する。
なお、本実施の形態の製造装置を構成する各手段における動作とワークあるいは端子との状態について、(イ)「ワークの両側に接合材が塗布される状態」、(ロ)「端子インデックスに一対の端子が支持される状態」、(ハ)「端子インデックスが回転して一対の端子がワークに対向する位置にまで搬送された状態」、(ニ)「一対の端子がワークの両端に接合される状態」に分けて以下に説明する。
(イ)「ワークの両側に接合材が塗布される状態」
図12はワークが接合材塗布手段にまで搬送される状態を示す上面図であり、図13はワークの両側に接合材が塗布される状態を示す図12に対応する上面図である。
まず、図11を用いて前述したように、ワーク19は、ワーク用パーツフィーダ23から整列してワークインデックス11のワーク保持部11cに進入する。
そして、ワークインデックス11の回転により搬送されたワーク19は、図12に示すように、位置調整手段51に達する。
また、一対のディスペンサ32,32は、ディスペンサ移動機構33を構成する一対のモータ42,42(図3)の回転により、ワークインデックス11の回転軸方向(X軸方向)に互いに離間させ(図12)又は互いに近づける(図13)ように構成されている。
互いに近づいた場合の一対のディスペンサ32,32の互いに対向する吐出口32a,32aの中央をワーク19の所定の位置とし、一対の主押圧部材52,53の作用により、ワーク19をワークインデックス11上の所定の位置になるよう調整する。
所定の位置にワーク19を位置調整した後、図12に示すように、押圧部材52,53がワーク19から離れ、その状態でワークインデックス11を再び回転させる。
次に、ワークインデックス11が回転することにより搬送されたワーク19は、接合材塗布手段31における一対のディスペンサ32,32の間に到達して一旦停止する。
次に図13に示すように、接合材塗布手段31では、一対のモータ42,42(図3)により移動板39がX軸方向に移動することにより、一対のディスペンサ32,32が互い近づき、ホース32b(図3)から供給される圧縮エアのエア圧により、先端の吐出口32a,32aからペースト状の接合材が所定量吐出される。これにより、ワーク19の両端にペースト状の接合材を塗布する。
その後、一対のモータ42,42により移動板39がX軸方向に逆方向に移動することにより、図12に示すように、一対のディスペンサ32,32を互いに離間させてワーク19から離させる。その状態でワークインデックス11を再び回転させる。
ここで、この位置調整手段51により、互い対向する吐出口32a,32aの中央にワーク19は位置しているので、それら吐出口32a,32aから所定量吐出された接合材はワーク19の両端に均一に塗布されることになる。
また、一対のディスペンサ32,32を互いに離間させた後にワークインデックス11を回転させ、および吐出口32a,32aをワーク19から遠ざけることにより、その塗布された接合材の一部が吐出口32a,32aに残存したままの状態でそのワーク19が再び搬送されることを防止することができる。
さらに、ワークは両端を水平なX軸方向にして搬送されるので、その両端に塗布された接合材が自重により変形しても、その変形の程度は両側において均一となる。
なお、上記のワーク19へのディスペンサ32の接合材の塗布は、次々と搬送されてくるワーク19へ連続的に吐出するものであり、その場合は、ディスペンサ32からの接合材の吐出は、安定しておこなうことができる。
(ロ)「端子インデックスに一対の端子が支持される状態」
図14は端子インデックスに一対の端子が支持される状態を示す図1のG−G線断面図であり、図15は端子インデックスの吸引用孔を示す図14のF−F線断面図である。
両端に接合材が塗布されたワーク19は、ワークインデックス11が回転することにより最下端に搬送される。
その一方で、端子供給手段79における端子用パーツフィーダ80(図1)に蓄えられた端子20は、その端子用パーツフィーダ80により、その短辺部20b(図10)を上側にし、かつ互いに対向させた状態で一対毎に搬送される。
この搬送された部品としての一対の端子20,20は、図14に示すように、その短辺部20bを上側にしかつ互いに対向させた状態で端子持ち上げ装置81(図1)の端子支持具89により上昇させられ、端子インデックス71の下部の部品保持部としての凹部71dに吸着支持される。
この時、端子支持具89の位置まで到着したか否か、あるいは一対の端子20,20が端子インデックス71の周囲下部に吸着支持されたか否かは、端子検出センサ97(図9)により検出される。
ここで、端子20を吸着支持するための副インデックスとしての端子インデックス71の構成について説明する。
図1、図2に示すように、端子インデックス71は円盤状をなし、端子インデックス71に重なり合う円盤状の端子用重合板77が取付けられている。
また、図14に示すように、端子インデックス71を構成する本体盤71aの周囲にあって、端子20が接触する凹部71dの厚さ方向の両側には、中央に向かう中央溝71e,71eがそれぞれ形成され、本体盤71aの周囲にはそれらの中央溝71e,71eを連通させる第1貫通孔71gが形成される。
第1貫通孔71gより中央よりの本体盤71aには、更に第2貫通孔71hが形成され、第1貫通孔71gと第2貫通孔71hを連通させる第2横溝71jが更に形成される。第2横溝71jは、端子用重合板77に対向しない側に形成される。
第1貫通孔71gは本体盤71aの周囲を端子用重合板77側から重合する第1リング部材71bにより封止され、第1貫通孔71g,第2貫通孔71h及び第2横溝71jは本体盤71aの周囲をその反対側から重合する第2リング部材71cにより封止される。
このため、これらからなる端子インデックス71は、第2貫通孔71hが端子用重合板77に対向して開口される。
一方、端子用重合板77には、第2貫通孔71hに対向する端子用エア溝77aが形成され、その端子用エア溝77aに連通するカプラ77bが取付けられる。
円盤状の端子インデックス71は端子用重合板77に僅かな隙間(例えば0.05mm)を保って重合するので、端子用エア溝77aは、その端子インデックス71により封止される。このため、吸引装置(図示せず)に連結されたカプラ77bを介して端子用エア溝77aからエアを吸引すると、破線矢印で示すように、端子用エア溝77aから第2貫通孔71h、第2第1横孔11e,第1貫通孔71g及び中央溝71e,71eを介して端子インデックス71の周囲からエアが吸引されることになる。
これにより、端子インデックス71は、その周囲に形成された部品保持部としての凹部71dに短辺部20bが面接触する部品としての一対の端子20,20をその周囲に吸着、固定して支持するように構成される。
ここで、端子インデックス71には、本体盤71aの厚さ方向の両側に形成された中央溝71e,71eは第1及び第2リング部材71b,71cにより封止されて端子20,20を吸引する吸引孔71kが形成されることとなる。
図15に示すように、端子インデックス71の周囲には吸引孔71kが形成される。
(ハ)「端子インデックスが回転して一対の端子がワークに対向する位置にまで搬送された状態」
図16は、端子インデックスが回転して一対の端子がワークに対向する位置にまで搬送された状態を示す図14に対応する断面図である。
図14に示した端子インデックス71は、一対の端子20,20を支持した状態を保ちつつ回転する。
そして、図16に示すように、端子インデックス71は、ワークインデックス11に支持されてその下部に位置するワーク19の下方にまで一対の端子20,20を搬送する。
ワーク19の下方にまで一対の端子20,20を搬送した端子インデックス71は、図5に示した昇降手段90におけるボールねじ94をモータ95により回転させることによりカム板93がY軸方向に移動し、これにより上昇して、図17に示すように、端子インデックス71の上部に支持された一対の端子20,20を、ワークインデックス11の下部に支持されたワーク19の両側に位置させる。
また、図16に示すように、一対の端子20,20は、短辺部20bを互いに内側にかつ凹部71d(図15)の底部に面接触し、長辺部20aを第1及び第2リング部材71b,71cの互いに対向する対向面に平行な状態で保持されている。
なお、図16に示す第1及び第2リング部材71b,71cの隙間dは(回転軸方向(X軸方向)の隙間)は、対向する長辺部20aの間にワーク19が僅かな隙間を保って挿入可能なように形成される。
(ニ)「一対の端子がワークの両端に接合される状態」
図17は、一対の端子がワークの両端に接合される状態を示す図16に対応する断面図である。
図17に示すように、一対の端子20,20の対向する長辺部20aの間にワーク19が挿入され静止している。
そして、図17に示すように、発熱体移動機構105(図4)により互い近づいた一対の発熱体104,104は、ワーク19の両側に搬送された一対の端子20,20を、そのワーク19の接合材が塗布された両側に押し付けると共に加熱して、その一対の端子20,20をワーク19の両側に接合する。
その後、一対の発熱体104,104を互い離間させて一対の端子20,20から離脱させ、吸引孔71kからの吸引を解除しつつ昇降手段90(図5)により端子インデックス71を再び下降させて、ワーク19の両端に接合された一対の端子20,20を、端子インデックス71から離脱させる。
その後、一対の端子20,20が両側に接合されたワーク19は、ワークインデックス11に吸着支持された状態でそのワークインデックス11が回転することにより更に搬送される。
そして、図1に示すワークインデックス11の右下に設けられた搬出手段に達した時点で、その吸引が解除されて離脱し、良品は良品搬出手段101を構成するベルトコンベア上に落下して排出され、不良品は不良品搬出手段102を構成するベルトコンベア上に落下して排出される。なお、エアブロー(吹出し)用の孔をワーク19が位置するセンター部分に設け、ワークの排出タイミング、姿勢を安定させることができる。
このように、一対の発熱体104,104を一対の端子20,20に接触して、接合材が塗布されたワーク19の両側の電極19a,19bに押し付けられて接合される。
この場合、一対の発熱体104,104のいづれか一方の加圧力を大きく設定(40N程度)しておき、それを基準にして他方の発熱体104の加圧力を設定する。
この過程において、端子インデックス71に吸着された一対の端子20,20は吸着された状態で、一対の発熱体104,104の両側からの押し付けの影響でわずかに移動し、端子姿勢を安定させることができる。
次に、一対の端子20,20が両側に接合されたワーク19は、ワークインデックス11に吸着支持された状態で更に搬送されるので、端子インデックス71から一対の端子20,20はその後離脱することになる。
本実施の形態における端子インデックス71は、一対の端子20,20を吸着するために、この端子インデックス71の周囲に形成された吸引孔71k(図15)を備える。
これにより、一対の端子20,20の移動及び端子インデックス71からの離脱は確実に行われることになる。
さらに、昇降手段90は、カムの機構を用いることにより、端子インデックス71を図17に示す第1位置と、図16に示す第2位置の間で往復移動可能に構成される。
本実施の形態における本発明の製造装置10では、ワーク19を周囲に支持して回転するワークインデックス11を鉛直面内において回転させるようにしたので、そのワークインデックス11が占有する水平面積は、厚さ方向において著しく低下する。
このため、ワークインデックス11が存在する鉛直面における周囲に各種の作業機器を設けても、そのワークインデックスが水平面内に存在する従来品に比較して、その作業機器を含む装置全体の水平平面における専有面積を低下させることができる。
また、ワークインデックス11は、周囲からエアを吸引することによりワーク19を周囲に吸着して支持するようにしているので、そのワークを支持するために従来必要としたチャックを不要にすることができる。
また、このように吸着支持することにより、そのワークをチャックに把持させるために従来必要としていた装置も不要になって、水平面における専有面積は益々縮小することができる。
更に、水平に支持されたワークの両端にペースト状の接合材を塗布するので、ペースト状の接合材はその自重により形状を変化させたとしても、その変形の程度は両側で均一となる。
よって、鉛直に支持されたワークの上下に接合材が塗布される場合に比較して、ワークの両端に塗布されたペースト状の接合材のそれぞれの均一性は確保されることになり、その両側に一対の端子を均等に接合することが可能となる。
なお、本実施の形態においては、積層セラミックコンデンサの両側の外部電極に金属端子を対向させた状態で取付ける製造装置の事例として説明した。
また、本実施の形態ではワーク処理手段として、ワークの有無や状態を確認する検査、ワークへの接合材の塗布、ワークと端子の接合を施す事例を紹介したが、これとは別に、ワークと部品の形態により、その数や処理手段の構成が用いることも異なる場合も可能である。
例えば、ワークに端子を溶接する製品の場合、ワーク処理手段は、レーザ溶接またはスポット溶接の手段と、溶接の状態を確認する外観検査の手段が必要となる。
本実施の形態と異なる他の事例としては、電子部品や機構部品において、本体ワークとその他部品との接合のため、それを互いに接触、あるいは組み込み、圧入、勘合などを行い、はんだ付けや溶接、接着の他、加熱圧着、溶着、あるいはカシメ、樹脂注入等の工程を必要とする製品の製造において、本発明の製造装置を用いることも可能である。