(57)【要約】      （修正有）【課題】正常な位置で確実に加圧できるようにし、また、製品の搬送中に同時に適切な加圧力を加えながら接着工程を実施できるようにする。【解決手段】部材接着用加圧装置は、固定側加圧部材6と可動側加圧部材5と圧力検出器9と可動側加圧部材駆動機構とを有する加圧ユニット2と位置測定手段10と加圧ユニット駆動機構と加圧力制御装置と、を備え、加圧力制御装置は、位置測定手段10によって測定した可動側加圧部材5の相対的位置と圧力検出器9が圧力を検出したタイミングとの関係から可動側加圧部材5による接着部への加圧位置が正常であるか異常であるかを判定する加圧位置判定手段を備える。【選択図】図１
2020203352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部材同士の間に両面テープを挾み、前記両面テープの接着部に加圧力を付加する部材接着用加圧装置であって、
一方の部材を受ける固定側加圧部材と、他方の部材に加圧力を加える可動側加圧部材と、前記固定側加圧部材または前記可動側加圧部材の前記部材との接触面に設けられる圧力検出器と、前記可動側加圧部材を加圧方向に送る可動側加圧部材駆動機構と、を有する加圧ユニットと、
前記可動側加圧部材の前記固定側加圧部材に対する加圧方向の相対的位置を測定する位置測定手段と、
前記加圧ユニットを加圧方向と垂直な方向に移動させる加圧ユニット駆動機構と、
前記可動側加圧部材駆動機構および加圧ユニット駆動機構を制御し、前記可動側加圧部材の加圧方向の位置および前記加圧ユニットの加圧方向と垂直な方向の位置を制御する加圧力制御装置と、を備え、
前記加圧力制御装置は、前記位置測定手段によって測定した前記可動側加圧部材の前記相対的位置と前記圧力検出器が圧力を検出したタイミングとの関係から前記可動側加圧部材による前記接着部への加圧位置が正常であるか異常であるかを判定する加圧位置判定手段を有することを特徴とする部材接着用加圧装置。
【請求項２】
前記加圧位置が異常であった場合、前記加圧力制御装置は、前記可動側加圧部材と前記加圧ユニットについてそれぞれ予め設定された加圧を解除する方向の補正量に従って前記加圧位置の補正を行い、前記加圧位置が正常と判定されるまで、加圧と前記補正を繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の部材接着用加圧装置。
【請求項３】
前記加圧力制御装置は、測定された加圧力と予め設定されたしきい値とを比較し、前記加圧力がしきい値未満になっている継続時間を計時し、
前記継続時間が予め設定された許容時間の範囲内の場合は、そのまま前記加圧力を維持し、前記継続時間が予め設定された許容時間を超えている場合に、前記可動側加圧部材を駆動し前記加圧力を増圧する加圧力制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の部材接着用加圧装置。
【請求項４】
前記加圧力制御装置は、前記加圧力がしきい値以上になっている前記継続時間を積算し、その総時間が予め設定された加圧目標時間に達するまで前記加圧力制御を続けることを特徴とする請求項３に記載の部材接着用加圧装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載された部材接着用加圧装置を使用して、前記両面テープを部材同士の間に挟んだ接着製品を把持し、前記接着製品を搬送しながら、同時に前記接着部の加圧を行うことを特徴とする部材接着用加圧方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、部材接着用加圧装置および部材接着用加圧方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業用の両面テープは、部材同士の接着手段として、小さな部品から大型の製品まで多様な製品に用いられている。両面テープは、その両面に粘着剤が塗布されており、粘着剤の素材には、アクリル系、ウレタン系、ゴム系などの材料が用いられている。この種の粘着剤は、加圧されることで強固な接着力を発揮する特性を有している。一般に、接着工程では、接着させる部材同士を適正な圧力で加圧する必要があり、加圧用の治具を用いて部材を把持したまま一定時間加圧を続けることが行われている。
【０００３】
接着工程において、加圧力が不十分であった場合には、接着剤の接着力が発揮されずに、剥離が生じる等の接着不良が発生するおそれがある。接着工程での必要十分な加圧力を確実にかけるために、従来から様々な工夫が行われている。  
代表的なものとして、圧力センサ等を用いて、接着対象の部材に掛かる加圧力を測定し、その測定結果をフィードバックして所定の加圧力がかかるように制御することが行われている。  
この種の先行技術としては、例えば、特許文献１では、部品の種類ごとに、付与すべき適当な加圧力を加える加圧力制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１３６８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、接着対象の部材が適正に加圧されなかったという状況には、次のような類型がある。  
一つは、あらかじめ決められた正しい加圧位置を加圧していながら、何らかの原因で加圧が不足している場合である。この場合には、適正な加圧力のフィードバック制御の実行により対応が可能である。
【０００６】
これに対して、加圧すべきでない位置を誤って加圧してしまった場合も、加圧力が不十分となることがある。この場合には、そもそも接着部位とは異なるところを加圧してしまっているので、加圧力をいくら調整しても対応がつかない。加圧すべき部位を正しく加圧できるようにする方策が必要となる。
【０００７】
ところで、生産ラインの効率という観点から、従来の加圧工程をみると、製品を安置させたまま加圧することは時間ロスが生じていることになる。製品を移送しながら加圧することができれば、生産性は大幅に向上することになる。
【０００８】
しかしながら、搬送中は、製品に対して振動や加速度がかかり、圧力測定結果に悪影響を与えてしまうため、加圧力をフィードバックしても適切な加圧力に調整することができないという問題がある。
【０００９】
本発明は、前記従来技術の有する問題点に鑑みなされたものであって、正常な位置で確実に加圧できるようにし、また、製品の搬送中に同時に適切な加圧力を加えながら接着工程を実施できるようにする部材接着用加圧装置および部材接着用加圧方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するために、本発明の一実施形態に係る部材接着用加圧装置は、部材同士の間に両面テープを挾み、前記両面テープの接着部に加圧力を付加する部材接着用加圧装置であって、一方の部材を受ける固定側加圧部材と、他方の部材に加圧力を加える可動側加圧部材と、前記固定側加圧部材または前記可動側加圧部材の前記部材との接触面に設けられる圧力検出器と、前記可動側加圧部材を加圧方向に送る可動側加圧部材駆動機構と、を有する加圧ユニットと、前記可動側加圧部材の前記固定側加圧部材に対する加圧方向の相対的位置を測定する位置測定手段と、前記加圧ユニットを前記加圧方向と垂直な方向に移動させる加圧ユニット駆動機構と、前記可動側加圧部材駆動機構および加圧ユニット駆動機構を制御し、前記可動側加圧部材の加圧方向の位置および前記加圧ユニットの加圧方向と垂直な方向の位置を制御する加圧力制御装置と、を備え、前記加圧力制御装置は、前記位置測定手段によって測定した前記可動側加圧部材の前記相対的位置と前記圧力検出器が圧力を検出したタイミングとの関係から前記可動側加圧部材による前記接着部への加圧位置が正常であるか異常であるかを判定する加圧位置判定手段を有することを特徴とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態による部材接着用加圧装置を示す断面図である。
【図２】加圧位置が異常の場合の状況例を示す図である。
【図３】加圧位置が異常の場合の他の状況例を示す図である。
【図４】加圧位置の自動補正の動作を示すローチャートである。
【図５】加圧位置の異常が修正された部材接着用加圧装置を示す図である。
【図６】圧力センサにより測定される製品搬送中の加圧力の変化のパターンを示す図である。
【図７】製品運搬中の加圧力制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】接着用加圧装置を利用して把持した製品をワイヤで吊り上げて搬送する工法例を示す図である。
【図９】接着用加圧装置が上下に配列している台車を利用して製品を搬送する工法例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明による部材接着用加圧装置および部材接着用加圧方法の実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。  
図１は、本実施形態による部材接着用加圧装置を示す断面図である。参照番号11は、接着工程に送られてきた製品本体を示している。参照番号12は、製品本体11に接着される部品を示している。製品本体11、部品12は、薄板の板金加工によって製作されたものであり、製品本体11と部品12に挟まれた接着部13には、両面テープが貼られている。  
部材接着用加圧装置１は、部品12を製品本体11に対して加圧するための加圧ユニット2と、この加圧ユニット2をＸ方向に送るための送りユニット20（加圧ユニット駆動機構）を備えている。ここで、図１において、Ｘ方向とは、加圧ユニット2による加圧方向であるＹ方向に対して垂直な方向である。加圧ユニット2は、Ｙ方向に移動する上加圧部材5（可動側加圧部材）と、固定されている側の下加圧部材6（固定側加圧部材）と、上加圧部材5をＹ方向に動かすための上加圧部材駆動モータ7と、ボールねじ8Aと、ナット8Bと、から構成されている。上加圧部材駆動モータ7とボールねじ8Aおよびナット8Bにより可動側加圧部材駆動機構が構成されている。上加圧部材5の先端部と下加圧部材6の先端部には、圧力センサ9が複数設けられており、この実施形態では、上加圧部材5側に２つの圧力センサ9A、9B（圧力検出器）が設けられ、下加圧部材6側に２つの圧力センサ9C、9D（圧力検出器）が設けられている。また、加圧ユニット2は、上加圧部材5のＹ方向の相対的位置を測定する手段として、上加圧部材5と下加圧部材6との間の距離を測定するレーザー測定器10（位置測定手段）を備えている。  
送りユニット20は、Ｘ方向送りモータ3と、このＸ方向送りモータ3によって駆動されるボールねじ4Aと、このボールねじ4Aに螺合し加圧ユニット2に固定されたナット4Bを備えている。
【００１３】
部材接着用加圧装置１は、制御装置としてマイクロコンピュータ（図示せず）を備えており、このマイクロコンピュータは、部材接着用加圧装置１を制御し、後述する機能実現手段としてのプログラムを格納するＲＯＭ、部材接着用加圧装置１による加圧力の検出値や演算値を保持するＲＡＭ、部材接着用加圧装置１の制御の指令を出力するＣＰＵを備えている。圧力センサ9は、加圧力の検出値を、レーザー測定器10は、上加圧部材5と下加圧部材6との間の距離の測定値を、信号としてマイクロコンピュータに入力させる。マイクロコンピュータは、これらの検出値に基づいて上加圧部材5の相対的位置の演算を行い、その結果に応じて指令信号をパルス発生器（図示せず）に送り、パルス波をドライバ（図示せず）に出力させる。ドライバは、パルス波に応じて上加圧部材駆動モータ7とＸ方向送りモータ3を駆動する。この実施形態では、マイクロコンピュータは、上加圧部材駆動モータ7とＸ方向送りモータ3を制御し、上加圧部材5の加圧方向の位置および加圧ユニット2の加圧方向と垂直な方向の位置を制御することで、加圧力を制御する加圧力制御装置を構成するようになっている。
【００１４】
次に、図１を参照しながら、加圧ユニット2による正常な位置での加圧操作について説明する。  
接着部13の加圧は、下加圧部材6により製品本体11の下面を支えた状態で、上加圧部材駆動モータ7の駆動により、上加圧部材5を下降させ、下加圧部材６と上加圧部材5とで接着部13を挟み込むことで行われる。このとき、接着部13を正常な位置で挟持した場合の、レーザー測定器10の基準距離Yは予め設定しておく。
【００１５】
正常に加圧操作が行われていれば、下加圧部材6と上加圧部材5の間の距離測定値が基準距離Y］に到達すると同時に、上加圧部材5側の圧力センサ9A、9Bが加圧力を検知することになる。  
これに対して、次の（Ｉ）、（ＩＩ）の条件が成立する場合は、正常に加圧操作が行われなかった場合である。  
条件（Ｉ）：レーザー測定器10の距離測定値が基準距離Yに到達する前に、上加圧部材5側の圧力センサ9A、9Bが加圧力を検知した場合。  
条件（ＩＩ）：レーザー測定器10の距離測定値が基準距離Yに到達した後も、上加圧部材5側の圧力センサ9A、9Bが加圧力を検知しなかった場合。
【００１６】
図２は、条件（Ｉ）が成り立つ場合の状況例を示す図である。  
図２に示されるように、部品12は、めくれ上がるように折れ曲がった曲げ部12Aを有しているような場合に、接着部13からは外れている曲げ部12Aを加圧してしまったという状況である。この場合は、圧力センサ9Bは、接着部13を加圧する前に、曲げ部12Aに当たって圧力を検知することになる。
【００１７】
図３は、条件（ＩＩ）が成り立つ場合の状況例を示す図である。  
接着部13よりも薄くなっている製品本体11だけを挟み込もうとしている状況である。この場合は、レーザー測定器10の距離測定値が基準距離Yになっても、圧力センサ9A、9Bは、圧力を検知しないことになる。  
本実施形態では、条件（Ｉ）若しくは条件（ＩＩ）が成立している場合には、加圧ユニット2による加圧位置に異常があったと判定し、次のような加圧位置の補正を行うようになっている。加圧位置判定手段は、位置測定手段であるレーザー測定器によって測定した上加圧部材5の相対的位置と圧力センサ9A乃至9Dが圧力を検出したタイミングとの関係から上加圧部材5による接着部13への加圧位置が正常であるか異常であるかを判定する手段であり、図４に示すフローチャートにしたがって動作するマイクロコンピュータによって実現されている。
【００１８】
図２において、条件（Ｉ）が成り立った場合の上加圧部材5の補正量Ｘ1、Ｙ1が予め設定される。補正量Ｘ1は、Ｘ方向にＸ1だけ加圧ユニット2を加圧力を解除させる方向に移動させる距離を意味し、補正量Ｙ1は、Ｙ方向にＹ1だけ上加圧部材5を加圧力を解除させる方向に移動させる距離を意味している。図３において、同様に条件（ＩＩ）が成り立った場合についても上加圧部材5の補正量Ｘ2、Ｙ2が予め設定される。これら補正量Ｘ1、Ｘ2、Ｙ1、Ｙ2は、製品本体11や部品12の形状に合わせて適当な値が設定される。
【００１９】
次に、図４のフローチャートを参照して加圧位置の自動補正の動作について説明する。
まず、上加圧部材駆動モータ7が始動し、上加圧部材5の下降が開始されると（ステップＳ10）、その間、レーザー測定器10により下加圧部材6と上加圧部材5の間の距離が測定される。ステップＳ11では、距離の測定値と基準距離Yとが比較されており、距離の測定値が基準距離Yに到達するまでは、ステップＳ14において上加圧部材5の圧力センサ9A、9Bが圧力を検知したか否かが監視されている。圧力が検知されていなければ、ステップＳ11に戻る。距離の測定値が基準距離Yに一致した場合（ステップＳ11のYES）、ステップＳ12に進んで、上加圧部材5の圧力センサ9A、9Bが圧力を検知したか否かが判断される。このとき上加圧部材5の圧力センサ9A、9B が圧力を検知していれば、条件（Ｉ）若しくは条件（ＩＩ）が成り立たない、正常な加圧位置の場合であるとして、上加圧部材5を停止して所定時間加圧を実施することになる。
【００２０】
これに対して、ステップＳ14で圧力センサ9A、9B により圧力が検知された場合（ステップＳ14のYES ）は、条件（Ｉ）の成立する異常な位置での加圧の場合で、上加圧部材5を停止させ（ステップＳ15）、加圧を解除する方向に上加圧部材5を補正量Ｙ1だけ、加圧ユニット2を補正量Ｘ1だけ移動させる（ステップＳ16）。その後、ステップＳ10に戻って上加圧部材5の下降が再開される。
【００２１】
また、ステップＳ12において、距離の測定値が基準距離Yに到達したにも関わらず、上加圧部材5の圧力センサ9A、9Bが圧力を検知していない場合（ステップＳ12のNO）は、条件（ＩＩ）の成立する異常な位置での加圧の場合である。この場合は、上加圧部材5を停止させ（ステップＳ17）、加圧を解除する方向に上加圧部材5を補正量Ｙ2、加圧ユニット2を補正量Ｘ2だけ移動させる（ステップＳ18）。その後、ステップＳ10に戻って上加圧部材5の下降が再開される。
【００２２】
このような加圧位置の異常を検出した後の位置補正は、ステップＳ11、ステップＳ12で加圧位置が正常と判定されるまで繰り返し実施されるので、図５に示されるように上加圧部材5の位置が修正され、最終的に上加圧部材5と下加圧部材６とで正常な加圧位置で接着部13を挟持して加圧が行われる。
【００２３】
次に、部材接着用加圧装置１を用いて、接着製品を搬送しながら接着工程を実施する場合について説明する。  
図８、図９は、製品の搬送と部品の接着部の加圧を同時に実施する工法の例を示す図である。このうち、図８は、部材接着用加圧装置１を利用して把持した製品19をワイヤ17で吊り上げて搬送する工法例を示す。図９は、部材接着用加圧装置１が上下に配列している台車18を利用して製品19を搬送する工法例を示す。図９のように、製品19を吊り上げる場合は、1つの製品毎の搬送になるが、図９のように台車18に部材接着用加圧装置１を上下に配列した場合は、複数の製品19の接着工程と搬送を一度に同時に行うことができる。
【００２４】
このように、製品19を移送しながら接着のための加圧をすることができれば、生産性は大幅に向上することになるが、搬送中は、製品に対して振動や加速度がかかることが多く、加圧力を正確に測定できないという問題がある。  
そこで、搬送中に不可避的に生じる振動や加速度は、適当な範囲内で無視しつつも、部材接着用加圧装置１による加圧力を以下のように適切に制御する。
【００２５】
図６は、部材接着用加圧装置１に組み込まれている圧力センサ9A、9B、9C、9Dにより測定される製品搬送中の加圧力の変化のパターンを示す図である。  
この実施形態の加圧力の制御では、両面テープが接着力を発揮するのに最低限必要とする加圧力について、しきい値Ｐが設定されている。  
測定された加圧力がしきい値Ｐを常に超えている場合は問題はない（圧力センサ9C、9Dの場合）。これに対して、測定された加圧力がしきい値Ｐを下回った場合（圧力センサ9A、9Bの場合）が問題となる。搬送中に加圧する場合には、加圧力の測定中に振動や加速度の悪影響を受けるため、測定値が信頼できる値かどうか分からないからである。そこで、加圧力がしきい値Ｐ未満となることを許容する許容時間Ｔをあらかじめ設定しておく。加圧力がしきい値Ｐを下回ったのが、許容時間Ｔ内であれば、加圧力の値の減少は、振動等による一時的な変化であると扱うことにする。
【００２６】
次に、図７のフローチャートを参照して加圧力制御の動作について説明する。図７は、マイクロコンピュータにより加圧力制御装置を実現するプログラムの処理手順を示すフローチャートである。この実施形態では、加圧力制御装置は、測定された加圧力と予め設定されたしきい値とを比較し、前記加圧力がしきい値未満になっている継続時間を計時し、前記継続時間が予め設定された許容時間の範囲内の場合は、そのまま前記加圧力を維持し、前記継続時間が予め設定された許容時間を超えている場合に、前記可動側加圧部材を駆動し前記加圧力を増圧する加圧力制御を行う。
【００２７】
これから説明する加圧力制御が実行される段階では、図１に示されるように、加圧位置の補正を経て、上加圧部材5と下加圧部材6とによって正常な位置での加圧が行われるものとする。  
製品の搬送とともに、部材接着用加圧装置１による加圧が開始されると、圧力センサ9による加圧力の測定と、加圧時間、許容時間Ｔについての時間測定が開始される（ステップＳ10）。
【００２８】
続くステップＳ11では、加圧総時間Ｎ1と加圧目標時間Ｎとが比較される。加圧総時間Ｎ1とは、しきい値Ｐ以上の加圧力で加圧した時間の総計である。加圧目標時間Ｎは、目標とする加圧時間であり、予め設定されている。加圧が始まったばかりの段階では、ステップＳ13に進み、圧力センサ9によって測定する加圧力としきい値Ｐとが比較される。測定された加圧力がしきい値Ｐ以上である場合には（ステップＳ13のYES）、ステップＳ16において上加圧部材5を停止させたままの状態で加圧力を保持する。その後ステップＳ11に戻る。
【００２９】
これに対して、測定された加圧力がしきい値Ｐよりも小さい場合には（ステップＳ13のNO）、その継続時間Ｔ1を計時し、許容時間Ｔと比較する。しきい値Ｐ未満である加圧力の継続時間Ｔ1が許容時間Ｔ内に収まっている場合（圧力センサ9Bの測定結果のように）、搬送中の一時的な圧力変動、すなわち振動や加速度によるものであると判定され（ステップＳ14のNO）、ステップＳ16に進んで加圧力を保持する。  
他方、しきい値Ｐ未満である加圧力の継続時間Ｔ1が許容時間Ｔを超えている場合（圧力センサ9 A の測定結果のように）には、一時的な圧力変化にすぎないとの扱いはしない。この場合には、加圧力が足りない状況であると評価して加圧力を強化する。すなわちステップＳ15において、上加圧部材5を予め定められた距離だけ下降させて増圧により加圧力を強化することになる。
【００３０】
このようにして測定した加圧力としきい値Ｐとを比較を繰り返しながら、加圧力がしきい値Ｐ以上である状態を保った加圧総時間Ｎ1が集計される。ステップＳ11において、加圧総時間Ｎ1が加圧目標時間Ｎを超えれば、それ以上の加圧力の制御は不要である判定し、加圧力、時間測定に基づく加圧力制御を終了する（ステップＳ12）。
【００３１】
なお、加圧力の強化（ステップＳ15）と加圧力の保持（ステップＳ16）は、加圧総時間Ｎ1が加圧目標時間Ｎに達するまで、繰り返されるようになっており、必要な加圧時間を確保するとともに加圧力不足を避けることが可能である。
【００３２】
以上のようにして、部材接着用加圧装置１で製品を把持しながら搬送中に加圧する場合であっても、搬送に伴う一時的な加圧力の変動の悪影響を受けることなく、適当な加圧力を保って加圧することが可能になり、搬送中に接着加圧工程を実施することにより、生産性の大幅な向上を実現することができる。
【００３３】
以上、本発明の部材接着用加圧装置および部材接着用加圧方法について、好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形態は、例示として挙げたもので、発明の範囲の制限を意図するものではない。もちろん、明細書に記載された新規な装置、方法およびシステムは、様々な形態で実施され得るものであり、さらに、本発明の主旨から逸脱しない範囲において、種々の省略、置換、変更が可能である。請求項およびそれらの均等物の範囲は、発明の主旨の範囲内で実施形態あるいはその改良物をカバーすることを意図している。
【符号の説明】
【００３４】
1…部材接着用加圧装置、2…加圧ユニット、3…Ｘ方向送りモータ、4A…ボールねじ、5…上加圧部材、6…下加圧部材、7…上加圧部材駆動モータ、8A…ボールねじ、9…圧力センサ、10…レーザー測定器、11…製品本体、12…部品、13…接着部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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