JP7058159B2 - 位置決め機構および検査装置 - Google Patents

Description

本開示は、位置決め機構および検査装置に関する。

従来、絶縁体と導電体とを交互に重ねて形成された積層体が知られている。

特開２０１４－１３５３７９号公報

積層体は、複数の板状部品を積層されて形成される。そのため、各部品の積層方向への寸法誤差の積み上げにより、積層体としての積層方向への寸法誤差が大きくなる傾向にある。絶縁体と導電体とを交互に重ねて形成された積層体における導電体の導通検査を、積層体の積層方向に並べられた複数の検査部品を用いて行う場合、積層体に対してこれら複数の検査部品を適切に位置決めすることが要求される。

本開示の目的は、検査対象に対する位置決めを適切に行うことである。

本開示の一形態は、導電体と絶縁体とが積層されてなる積層体の導通状態を複数の検査部品を用いて検査する際に、前記積層体に対して前記複数の検査部品を位置決めする位置決め機構であって、基準位置に達するまで第一方向に移動し、前記基準位置に達した後、前記第一方向とは逆の第二方向に移動する押圧部材と、前記押圧部材が前記第一方向へ移動する際に、前記押圧部材に押圧されて前記第一方向に移動し、前記複数の検査部品を押圧して前記第一方向へ移動させ、前記積層体に対する前記複数の検査部品の位置決めを行う位置決め部材と、前記押圧部材が前記第二方向へ移動する際に、前記位置決め部材の前記第二方向への移動を妨げる保持部材と、を備える位置決め機構である。

また、本開示の他の一形態は、上記位置決め機構を有し、導電体と絶縁体とが積層されてなる積層体の導通状態を複数の検査部品により検査する検査装置である。

本開示によれば、検査対象に対する位置決めを適切に行うことができる。

実施形態に係る検査装置の一例を模式的に示す平面図（上面図） 実施形態に係る検査装置の一例を模式的に示す正面図 図１のＡ－Ａ断面図 図１のＢ－Ｂ断面図 位置決め動作を説明するための模式図 位置決め動作を説明するための模式図 位置決め動作を説明するための模式図 位置決め動作を説明するための模式図 位置決め動作を説明するための模式図 位置決め動作を説明するための模式図 位置決めが完了した状態を模式的に示す正面図

以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であり、本開示はこの実施形態により限定されるものではない。以下で説明する実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

図１、図２、図３Ａ、図３Ｂおよび図５には、説明の便宜上、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸からなる３次元直交座標系が描かれている。Ｘ軸の正方向を＋Ｘ方向、Ｙ軸の正方向を＋Ｙ方向、Ｚ軸の正方向を＋Ｚ方向（上方向）とそれぞれ定義する。

図１および図２を参照して、検査装置１について説明する。図１は、実施形態に係る検査装置１の一例を模式的に示す平面図（上面図）である。図２は、実施形態に係る検査装置１の一例を模式的に示す正面図である。

図１に示すように、検査装置１は、検査対象である積層体２（「第一部材」の一例）が収納されたケース（不図示）の上に載置されるベース部１０と、検査ユニット２０と、位置決め機構３０とを備える。

ベース部１０は、ＸＹ平面に延在する例えばアルミ等の金属材料からなる板状部品である。ベース部１０は、開口１１と、レール１２と、レール１３と、ベースプレート１４と、ベースプレート１５とを備える。

開口１１は、ベース部１０の中央部に設けられている。開口１１は、ベース部１０をＺ方向に貫通している。レール１２およびレール１３は、ベース部１０の下面に設けられている（図３Ｂを参照）。レール１２およびレール１３は、Ｘ方向に延在している。レール１２とレール１３とは、Ｙ方向に並んでいる。

ベースプレート１４は、ベース部１０の下面に設けられている（図３Ｂを参照）。ベースプレート１５は、ベース部１０の上面に設けられている（図３Ｂを参照）。

検査ユニット２０は、複数（本実施形態では５個）の検査部品２１（「第二部材」の一例）と、Ｘ方向に並んだ検査部品２１をＸ方向に貫通するシャフト２２と、シャフト２２の両端を支持する一対の上下動機構部２３とを備える。

検査部品２１は、例えば樹脂等の絶縁材料からなる部品である。検査部品２１には、Ｘ方向に貫通する貫通孔２１ａが設けられている。貫通孔２１ａ内には、不図示のブシュが設けられていてもよい。検査部品２１は、シャフト２２に対して回動可能である。

検査部品２１の下部（すなわち、－Ｚ側部）には、複数の検査ピン２１ｂが設けられている。検査ピン２１ｂは、導電体である。これらの検査ピン２１ｂをそれぞれ積層体２の導電体２ａと接触させることで、積層体２の導電体２ａの導通検査が行われる。導通検査の結果は、不図示の信号線により、不図示の検査制御部に送られる。

検査部品２１間には、それぞれ、検査部品２１同士を離間させる方向に付勢する弾性体２４が設けられている。弾性体２４は、例えば、コイルばねであり、本実施形態では、シャフト２２の外周に巻回されている。弾性体２４の働きにより、検査部品２１同士の間隔は略均一に保たれている。なお、弾性体２４はコイルばねには限定されない。

上下動機構部２３は、ベース部１０の上面（すなわち、＋Ｚ側面）に設けられている。上下動機構部２３は、不図示のモータにより、シャフト２２を上下方向（Ｚ方向）に移動させる。これにより、検査部品２１も上下方向に移動する。

図２は、検査部品２１が上位置にある状態を示している。検査部品２１は、この状態から、位置決め機構３０によってＸ方向の位置決めが行われた後、上下動機構部２３により下方向へ移動される。これにより、検査ピン２１ｂがそれぞれ積層体２の導電体２ａと接触する。

位置決め機構３０は、積層体２の導電体２ａの導通検査に先立ち、検査部品２１のＸ方向の位置決めを行う機能を有する。

以下、図３Ａ、図３Ｂおよび図４Ａを参照して、位置決め機構３０の構造について説明する。図３Ａは、図１のＡ－Ａ断面である。図３Ｂは、図１のＢ－Ｂ断面である。図３Ａおよび図３Ｂにおいて、便宜上、一部の部品を省略している。図４Ａは、位置決め機構３０の動作を説明する模式図であり、位置決め動作の初期状態を示す。なお、図４Ａは、各部品の配置関係を正確に示すものではない。

位置決め機構３０は、押圧部材３１と、位置決め部材３２と、保持部材３３と、ばね３４（「第一の付勢部材」の一例）と、ばね３５（「第二の付勢部材」の一例）とを有する。押圧部材３１は、レール部３１ａと、当接部３１ｂと、押圧部３１ｃと、ばね当接部３１ｄとを有する。押圧部材３１は、例えばアルミ等の金属材料からなる部品である。

レール部３１ａは、Ｘ方向に延在している。レール部３１ａは、ベース部１０の下面に設けられたレール１２と対をなす部位である。当接部３１ｂは、レール部３１ａの＋Ｘ側端から＋Ｚ方向へ延在して、図２に示すように、開口１１を下から上へ貫通している。

レール部３１ａがレール１２に対して摺動することにより、押圧部材３１はＸ方向に移動する。当接部３１ｂの＋Ｘ端面は、積層体２の位置決め基準部２ｂに対して－Ｘ側から当接する。

押圧部３１ｃは、位置決め部材３２の被押圧部３２ｃと協働して、位置決め部材３２を＋Ｘ方向へ押圧するための部位である。ばね当接部３１ｄは、位置決め部材３２のばね当接部３２ｄと協働して、ばね３４を保持する部位である。

位置決め部材３２は、レール部３２ａと、当接部３２ｂと、被押圧部３２ｃと、ばね当接部３２ｄと、ばね当接部３２ｅとを有する。位置決め部材３２は、例えばアルミ等の金属材料からなる部品である。

レール部３２ａは、Ｘ方向に延在している。レール部３２ａは、ベース部１０の下面に設けられたレール１３と対をなす部位である。

被押圧部３２ｃは、レール部３２ａの＋Ｘ側端から＋Ｚ方向へ延在して、図２に示すように、開口１１を下から上へ貫通している。当接部３２ｂは、被押圧部３２ｃからさらに＋Ｘ側へ突出した部位である。

レール部３２ａがレール１３に対して摺動することにより、位置決め部材３２はＸ方向に移動する。当接部３２ｂの＋Ｘ側面は、複数の検査部品２１のうち、最も－Ｘ側に位置する検査部品２１の－Ｘ端面に対して－Ｘ側から当接する。なお、以下の説明では、最も－Ｘ側に位置する検査部品２１を、便宜上「検査部品２１ｃ」と呼ぶことがある。

被押圧部３２ｃは、上述のとおり、押圧部材３１の押圧部３１ｃと協働して、押圧部材３１の＋Ｘ方向への移動に連動して位置決め部材３２を＋Ｘ方向に移動させるための機能を有する。

ばね当接部３２ｄは、上述のとおり、押圧部材３１のばね当接部３１ｄと協働して、ばね３４を保持する機能を有する。ばね当接部３２ｅは、ベース部１０の下面に設けられたベースプレート１４と協働して、ばね３５を保持する機能を有する。

保持部材３３は、軸部３３ａと、当接部３３ｂと、把持部３３ｃとを有する。軸部３３ａには、雄ねじ部が形成されている。軸部３３ａは、ベース部１０の上面に設けられたベースプレート１５のねじ孔（雌ねじ部）に螺入されている。すなわち、保持部材３３は、ねじ式の部品である。

軸部３３ａを一方向に回転させることにより、保持部材３３は＋Ｘ方向へ移動する。また、軸部３３ａを他方向に回転させることにより、保持部材３３は－Ｘ方向へ移動する。

当接部３３ｂは、軸部３３ａの＋Ｘ端側に設けられている。本実施形態では、当接部３３ｂは保持部材３３の＋Ｘ端面であり、位置決め部材３２の当接部３２ｂの－Ｘ側面に対して－Ｘ側から当接する。

把持部３３ｃは、軸部３３ａの－Ｘ端側に設けられている。なお、把持部３３ｃは、保持部材３３の軸部３３ａの中間領域に設けられていてもよい。把持部３３ｃの径方向寸法は、軸部３３ａの径方向寸法よりも大きい。

次に、位置決め機構３０による検査部品２１のＸ方向の位置決め動作について詳細に説明する。図４Ａ～図４Ｆは、位置決め機構３０の動作を説明する模式図である。図４Ａに示す初期状態では、押圧部材３１に対して＋Ｘ方向の押圧力は付与されていない。また、保持部材３３は位置決め部材３２と当接していない。

なお、これに先立って、複数の検査部品２１のうち、最も＋Ｘ側の検査部品２１の＋Ｘ端は、不図示の＋Ｘ側位置決め機構により積層体２の＋Ｘ端に対して位置決めされる。

この状態での各検査部品２１の各検査ピン２１ｂと積層体２の導電体２ａとの位置関係は、図２に示すとおりである。この状態で検査部品２１を下方向へ移動させても、検査ピン２１ｂのすべてを適切に導電体２ａと接触させることができない。

図４Ａの状態では、ベース部１０のベースプレート１５と、位置決め部材３２のばね当接部３２ｅとの間に介在するばね３５により、位置決め部材３２に対して－Ｘ方向の力が付与される。これにより、位置決め部材３２は図４Ａに示す－Ｘ側に移動した状態となる。位置決め部材３２の－Ｘ側への移動は、不図示のストッパにより制限されている。

また、位置決め部材３２のばね当接部３２ｄと、押圧部材３１のばね当接部３１ｄとの間に介在するばね３４により、押圧部材３１に対して－Ｘ方向の力が付与される。これにより、押圧部材３１は図４Ａに示す－Ｘ側に移動した状態となる。押圧部材３１の－Ｘ側への移動は、押圧部材３１の押圧部３１ｃが位置決め部材３２のばね当接部３２ｄと当接することにより制限されている。

図４Ａの状態から、押圧部材３１に対して＋Ｘ方向の押圧力が付与されると、押圧部材３１は、ばね３４による弾性力に抗して＋Ｘ方向へ移動する。なお、このような押圧力は、アクチュエータによって付与してもよいし、作業者が付与するようにしてもよい。

押圧部材３１が＋Ｘ方向へ移動し続け、押圧部材３１の押圧部３１ｃが位置決め部材３２の被押圧部３２ｃに当接すると（図４Ｂ）、それ以降、押圧部材３１と位置決め部材３２とが一体となって＋Ｘ方向へ移動する。押圧部材３１から位置決め部材３２への押圧力の伝達を、押圧部３１ｃと被押圧部３２ｃとの係合により直接行うことで、押圧部材３１の移動に伴って位置決め部材３２を確実に移動させることができる。

位置決め部材３２が押圧部材３１と一体となって＋Ｘ方向へ移動することで、位置決め部材３２の当接部３２ｂが、検査部品２１ｃに当接する（図４Ｃ）。さらに押圧部材３１が＋Ｘ方向へ移動すると、押圧部材３１に押圧された検査部品２１ｃが＋Ｘ方向へ移動する。

上述のとおり、各検査部品２１間には、それぞれ、弾性体２４が配置されている。このため、検査部品２１ｃの＋Ｘ方向への移動に伴い、各検査部品２１間の間隔が略均一となるように、他の検査部品２１も移動する。すなわち、最も＋Ｘ側に位置する検査部品２１を除く各検査部品２１は、各検査部品２１間の間隔を略均一に保ちながら、＋Ｘ方向へ移動する。

押圧部材３１と位置決め部材３２とが一体となってさらに＋Ｘ方向へ移動することで、押圧部材３１の当接部３１ｂが積層体２の位置決め基準部２ｂに当接する（図４Ｄ）。なお、当接部３１ｂが位置決め基準部２ｂに当接した位置を、押圧部材３１の基準位置ということがある。

押圧部材３１が位置決め基準部２ｂに当接することで、押圧部材３１の＋Ｘ方向への移動が規制される。これにより、位置決め部材３２の＋Ｘ方向への移動も規制される。位置決め基準部２ｂによる押圧部材３１の規制位置は、位置決め部材３２による各検査部品２１の位置決め完了位置となっている。

続いて、保持部材３３が一方向に回転されることで前進し、保持部材３３の当接部３３ｂが位置決め部材３２の当接部３２ｂに当接する（図４Ｅ）。これにより、押圧部材３１への外部からの押圧力が除去されても、位置決め部材３２の位置が保持される。なお、保持部材３３への回転力の付与は、アクチュエータによって行われてもよいし、作業者によって行われてもよい。また、本実施形態では、保持部材３３を用いて位置決め部材３２の位置を保持するようにしたため、位置決め部材３２の構造を複雑化させずに済む。また、位置決め部材３２の位置を細かく調整することができる。

この状態で、押圧部材３１への外部からの押圧力が除去されると、上述のとおり、位置決め部材３２の位置は保持されたままである。換言すると、位置決め部材３２の－Ｘ方向への移動は、保持部材３３によって妨げられている。一方、押圧部材３１は、ばね３４により－Ｘ方向へ付勢され、－Ｘ方向に移動する。

そのため、押圧部材３１は位置決め基準部２ｂから離間する。すなわち、押圧部材３１と位置決め基準部２ｂとの当接状態が解除される。なお、押圧部材３１の－Ｘ方向への移動は、押圧部材３１の押圧部３１ｃが位置決め部材３２のばね当接部３２ｄと当接することにより制限される（図４Ｆ）。

押圧部材３１のばね当接部３１ｄと位置決め部材３２のばね当接部３２ｄとの間にばね３４が設けられていることにより、押圧部材３１への外部からの押圧力が除去された際に、押圧部材３１を確実に位置決め基準部２ｂから離間させることができる。

位置決め部材３２による各検査部品２１の位置決めが完了した状態での各検査部品２１の各検査ピン２１ｂと積層体２の導電体２ａとの位置関係を、図５に示す。図５に示すとおり、位置決め部材３２による各検査部品２１の位置決めが完了した状態では、各検査ピン２１ｂのＸ方向位置と、積層体２の導電体２ａのＸ方向位置とが一致している。

この状態で検査部品２１を下方向へ移動させることで、検査ピン２１ｂのすべてを適切に導電体２ａと接触させることができる。また、押圧部材３１を位置決め基準部２ｂから離間させているため、検査時に電流が押圧部材３１側へ流れることを防止することができる。そのため、検査精度を向上させることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る位置決め機構は、基準位置に達するまで第一方向に移動し、基準位置に達した後、第一方向とは逆の第二方向に移動する押圧部材３１と、押圧部材３１が第一方向へ移動する際に、押圧部材３１に押圧されて第一方向に移動する位置決め部材３２と、押圧部材３１が第二方向へ移動する際に、位置決め部材３２の第二方向への移動を妨げる保持部材３３と、を備える位置決め機構である。

そのため、積層体２に対して、複数の検査部品を適切に位置決めすることができる。

なお、上述の実施形態では、保持部材３３を用いて位置決め部材３２の位置を保持するものを例に説明を行ったが、これに限定されない。例えば、位置決め部材３２に、ベース部１０に対して係止可能な係止部を設け、当該係止部により位置決め部材３２の位置を保持するようにしてもよい。

また、上述の実施形態では、ベースプレート１５のねじ孔に保持部材３３の軸部３３ａを螺合することで、保持部材３３のＸ方向への移動および保持部材３３の位置の保持を行うものを例に説明を行ったが、これに限定されない。例えば、保持部材３３のＸ方向への移動は、押圧部材３１および位置決め部材３２と同様にレールを用いて行ってもよい。また、保持部材３３の位置の保持は、凹凸係合、摩擦係合等を用いて行ってもよい。

本開示に係る位置決め機構によれば、検査対象に対する位置決めを行うことができ、産業上の利用可能性は多大である。

１ 検査装置
２ 積層体
２ａ 導電体
２ｂ 位置決め基準部
１０ ベース部
１１ 開口
１２、１３ レール
１４、１５ ベースプレート
２０ 検査ユニット
２１、２１ｃ 検査部品
２１ａ 貫通孔
２１ｂ 検査ピン
２２ シャフト
２３ 上下動機構部
２４ 弾性体
３０ 位置決め機構
３１ 押圧部材
３１ａ レール部
３１ｂ 当接部
３１ｃ 押圧部
３１ｄ ばね当接部
３２ 位置決め部材
３２ａ レール部
３２ｂ 当接部
３２ｃ 被押圧部
３２ｄ、３２ｅ ばね当接部
３３ 保持部材
３３ａ 軸部
３３ｂ 当接部
３３ｃ 把持部
３４、３５ ばね

Claims (7)

1. 導電体と絶縁体とが積層されてなる積層体の導通状態を複数の検査部品を用いて検査する際に、前記積層体に対して前記複数の検査部品を位置決めする位置決め機構であって、
   基準位置に達するまで第一方向に移動し、前記基準位置に達した後、前記第一方向とは逆の第二方向に移動する押圧部材と、
   前記押圧部材が前記第一方向へ移動する際に、前記押圧部材に押圧されて前記第一方向に移動し、前記複数の検査部品を押圧して前記第一方向へ移動させ、前記積層体に対する前記複数の検査部品の位置決めを行う位置決め部材と、
   前記押圧部材が前記第二方向へ移動する際に、前記位置決め部材の前記第二方向への移動を妨げる保持部材と、を備える、
   位置決め機構。
2. 前記押圧部材は、前記基準位置において前記積層体と当接する、
   請求項１に記載の位置決め機構。
3. 前記保持部材は、前記位置決め部材と当接することで前記位置決め部材の位置を保持するねじ式の部材である、
   請求項１または２に記載の位置決め機構。
4. 前記押圧部材は、前記位置決め部材を押圧する押圧部を有し、
   前記位置決め部材は、前記押圧部に押圧される被押圧部を有する、
   請求項１ないし３のいずれか一項に記載の位置決め機構。
5. 前記押圧部材と前記位置決め部材との間に、前記押圧部を前記被押圧部から離間させる方向へ付勢する第一の付勢部材が設けられている、
   請求項４に記載の位置決め機構。
6. 前記位置決め部材を前記複数の検査部品から離間させる方向へ付勢する第二の付勢部材が設けられている、
   請求項１ないし５のいずれか一項に記載の位置決め機構。
7. 請求項１に記載の位置決め機構を有する、
   検査装置。

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