(57)【要約】【課題】  部品圧着装置において、非圧着区間において圧着ツールを高速で移動させ、圧着区間において圧力を調節しながら圧着ツールを移動させる構成にすることにより、圧着ツールの昇降時間を短縮し、昇降する際の無用な振動を低減し、若しくは簡単な構造かつコスト安とする。【解決手段】  部品圧着装置Ａは、圧着ツール１４を移動させる圧着ツール移動機構２０を備えている。圧着ツール移動機構２０は、圧着ツール１４が部品１２を板状基材１１に圧着していない非圧着区間において圧着ツール１４を高速で移動させる高速移動機構３０と、圧着ツール１４が部品１２を板状基材１１に圧着している圧着区間において部品１２と板状基材１１との間にかかる圧力を調節しながら圧着ツール１４を移動させる調圧移動機構４０とから構成されている。【選択図】  図１
2006114565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状基材の一面の所定の装着部位に部品を圧着する部品圧着装置であって、
前記板状基材の装着部位を前記一面の反対側から支承する支承台と、
前記部品を前記板状基材に圧着する圧着ツールと、
該圧着ツールを移動させる圧着ツール移動機構と、
を備えた部品圧着装置において、
前記圧着ツール移動機構は、
前記圧着ツールが前記部品を前記板状基材に圧着していない非圧着区間において前記圧着ツールを高速で移動させる高速移動機構と、
前記圧着ツールが前記部品を前記板状基材に圧着している圧着区間において前記部品と前記板状基材との間にかかる圧力を調節しながら前記圧着ツールを移動させる調圧移動機構とから構成されていることを特徴とする部品圧着装置。
【請求項２】
請求項１において、前記非圧着区間における移動開始直後および停止直前においては、前記圧着ツールを徐々に減速または増速するように移動させることを特徴とする部品圧着装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記高速移動機構は、
一端に前記圧着ツールが取り付けられるとともに他端に係合部が設けられ前記支承台に対して直線往復運動する連結部材と、
所定のカム曲線形状に形成され前記係合部が摺動可能に係合して前記カム曲線形状に沿って案内される案内部が形成されるとともに、第１駆動部によって直線往復運動する直動カムとから構成されていることを特徴とする部品圧着装置。
【請求項４】
請求項３において、前記第１駆動部はエアシリンダで構成されていることを特徴とする部品圧着装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４において、前記所定のカム曲線形状は、前記圧着ツールを、前記非圧着区間における移動開始直後および停止直前においては徐々に減速または増速するように移動させるように構成されていることを特徴とする部品圧着装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２において、前記調圧移動機構は、前記圧着ツールを前記支承台に対して直線往復運動させる第２駆動部と、前記圧力を検出する圧力検出手段とから構成され、
前記圧力検出手段によって検出された圧力に基づいて前記第２駆動部が駆動されていることを特徴とする部品圧着装置。
【請求項７】
請求項６において、前記第２駆動部はダイヤフラム式シリンダで構成されていることを特徴とする部品圧着装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７において、前記圧力検出手段は、前記圧着ツールと前記第２駆動部の間に介装されていることを特徴とする部品圧着装置。
【請求項９】
請求項６乃至請求項８の何れか一項において、前記圧力検出手段によって検出された圧力に基づいて前記第２駆動部を制御する制御手段をさらに備えたことを特徴とする部品圧着装置。
【請求項１０】
板状基材の一面の所定の装着部位に部品を圧着する部品圧着装置であって、
前記板状基材の装着部位を前記一面の反対側から支承する支承台と、
前記部品を前記板状基材に圧着する圧着ツールと、
該圧着ツールを移動させる圧着ツール移動機構と、
を備えた部品圧着装置において、
前記高速移動機構は、一端に前記圧着ツールが取り付けられるとともに他端に係合部が設けられ前記支承台に対して直線往復運動する連結部材と、
所定のカム曲線形状に形成され前記係合部が摺動可能に係合して前記カム曲線形状に沿って案内される案内部が形成されるとともに、第１駆動部によって直線往復運動する直動カムとから構成され、
前記調圧移動機構は、前記圧着ツールを前記支承台に対して直線往復運動させる第２駆動部と、前記圧力を検出する圧力検出手段とから構成され、
前記連結部材の一端には、前記第２駆動部および圧力検出手段を介して前記圧着ツールが取り付けられていることを特徴とする部品圧着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品圧着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この部品圧着装置としては、板状基材の一面の所定の装着部位に部品を圧着する部品圧着装置であって、板状基材の装着部位を一面の反対側から支承する支承台と、部品を板状基材に圧着する圧着ツールと、圧着ツールを移動させる圧着ツール移動機構とを備えたものが知られている。
【０００３】
このような部品圧着装置の一例として、特許文献１「電子部品の熱圧着装置」に示されているものが知られている。特許文献１に示されているように、この熱圧着装置は、横長の熱圧着ツール１０と、熱圧着ツール１０が取り付けられた保持部材９と、保持部材９を上下動させるシリンダ６と、保持部材９の上下動を案内する複数の案内手段とを備えている。かかる熱圧着装置においては、シリンダ６のロッド７を下方へ突出させて熱圧着ツール１０を下降させ、電子部品Ｐを表示パネル１に押し付けて熱圧着してボンディングし、次いでロッド７は上方へ引き込んで熱圧着ツール１０は上昇するようになっている。
【０００４】
また、他の一例として、特許文献２「電子部品圧着装置」に示されているものが知られている。特許文献２に示されているように、この電子部品圧着装置は、第１押圧力付与手段（モータ１４）と第２押圧力付与手段（リニアモータ２５）と固定手段（固定装置２８）とを有するものであり、圧着荷重を高荷重にするときには、固定手段により圧着ブロック１９に対して圧着ツール２３を相対的に固定した状態で、第１押圧力付与手段の押圧力を圧着ブロック１９及び圧着ツール２３に付与し、圧着荷重を低荷重にするときは、圧着ブロック１９と圧着ツール２３を固定しない状態で、第２押圧力付与手段の押圧力を圧着ツール２３に付与するようになっている。これにより、圧着荷重を容易に切換え可能となっている。
【０００５】
また、回路基板に電子部品を実装する実装機を示す特許文献３「実装機」に、次のように保持体６を垂直移動動作させるものが示されている。すなわち、保持体６の垂直移動動作は昇降モータ１６の駆動によって行なわれる。具体的には、この昇降モータ１６の出力軸には揺動カム１７が結合されており、この揺動カム１７にカムフォロア１８を介して係合した昇降ブロック１９が昇降可能な構成となっている。この昇降ブロック１９には各保持体６に対応した十個のシリンダ２０が取り付けられ、この各シリンダ２０のピストン２１の下端は、保持体６の頭部に当接可能となっている。保持体６はばね２２により通常は上方に付勢されているが、昇降モータ１６の駆動によりシリンダ２０およびそのピストン２１が下降するとこのピストン２１に押されて下降することになる。このとき、いずれかのシリンダ２０にエアーなどの駆動流体を供給しなければそのピストン２１には下方への付勢力が生じないので、駆動流体を供給したシリンダ２０に対応した保持体６のみを選択的に下降させることができるようになっている。
【特許文献１】特開２００３−２８２６４１号公報（第３，４頁、第１−３図）
【特許文献２】特開２００２−４３３３６号公報（第２−５頁、第１−３図）
【特許文献３】特開２００２−２４６７９８号公報（第５頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１の部品圧着装置においては、シリンダ６を用いて熱圧着ツール１０を昇降させており、単純な構造かつ安価に装置を構成しているが、昇降中において任意に速度を変更するようにするのは容易ではない。また、特許文献２の部品圧着装置においては、第１押圧力付与手段（モータ１４）と第２押圧力付与手段（リニアモータ２５）を用いて圧着ツール２３を昇降させており、各モータ１４，２５を制御することにより昇降中において任意に速度を変更するようにするのは容易であるが、昇降用駆動源としてモータを使用するので、シリンダを使用する場合と比較して構造が複雑化しまたコスト高となるという問題があった。さらに、特許文献３の実装機においては、昇降モータ１６を駆動させ揺動カム１７およびカムフォロア１８を介して昇降ブロック１９を下降させ、これに伴って選択された保持体６に対応したシリンダ２０のピストン２１を下降させて保持体６を下降させるが、この場合においても下降中において任意に速度を変更するようにするのは容易ではない。
【０００７】
本発明は、上述した各問題を解消するためになされたもので、部品圧着装置において、非圧着区間において圧着ツールを高速で移動させ、圧着区間において圧力を調節しながら圧着ツールを移動させる構成にすることにより、圧着ツールの昇降時間を短縮し、昇降する際の無用な振動を低減し、若しくは簡単な構造かつコスト安とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、板状基材の一面の所定の装着部位に部品を圧着する部品圧着装置であって、板状基材の装着部位を一面の反対側から支承する支承台と、部品を板状基材に圧着する圧着ツールと、この圧着ツールを移動させる圧着ツール移動機構と、を備えた部品圧着装置において、圧着ツール移動機構は、圧着ツールが部品を板状基材に圧着していない非圧着区間において圧着ツールを高速で移動させる高速移動機構と、圧着ツールが部品を板状基材に圧着している圧着区間において部品と板状基材との間にかかる圧力を調節しながら圧着ツールを移動させる調圧移動機構とから構成されていることである。
【０００９】
また、請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、非圧着区間における移動開始直後および停止直前においては、圧着ツールを徐々に減速または増速するように移動させることである。
【００１０】
また、請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または請求項２において、高速移動機構は、一端に圧着ツールが取り付けられるとともに他端に係合部が設けられ支承台に対して直線往復運動する連結部材と、所定のカム曲線形状に形成され係合部が摺動可能に係合してカム曲線形状に沿って案内される案内部が形成されるとともに、第１駆動部によって直線往復運動する直動カムとから構成されていることである。
【００１１】
また、請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項３において、第１駆動部はエアシリンダで構成されていることである。
【００１２】
また、請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項３または請求項４において、所定のカム曲線形状は、圧着ツールを、非圧着区間における移動開始直後および停止直前においては徐々に減速または増速するように移動させるように構成されていることである。
【００１３】
また、請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または請求項２において、調圧移動機構は、圧着ツールを支承台に対して直線往復運動させる第２駆動部と、圧力を検出する圧力検出手段とから構成され、圧力検出手段によって検出された圧力に基づいて第２駆動部が駆動されていることである。
【００１４】
また、請求項７に係る発明の構成上の特徴は、請求項６において、第２駆動部はダイヤフラム式シリンダで構成されていることである。
【００１５】
また、請求項８に係る発明の構成上の特徴は、請求項６または請求項７において、圧力検出手段は、圧着ツールと第２駆動部の間に介装されていることである。
【００１６】
また、請求項９に係る発明の構成上の特徴は、請求項６乃至請求項８の何れか一項において、圧力検出手段によって検出された圧力に基づいて第２駆動部を制御する制御手段をさらに備えたことである。
【００１７】
また、請求項１０に係る発明の構成上の特徴は、板状基材の一面の所定の装着部位に部品を圧着する部品圧着装置であって、板状基材の装着部位を一面の反対側から支承する支承台と、部品を板状基材に圧着する圧着ツールと、この圧着ツールを移動させる圧着ツール移動機構と、を備えた部品圧着装置において、高速移動機構は、一端に圧着ツールが取り付けられるとともに他端に係合部が設けられ支承台に対して直線往復運動する連結部材と、所定のカム曲線形状に形成され係合部が摺動可能に係合してカム曲線形状に沿って案内される案内部が形成されるとともに、第１駆動部によって直線往復運動する直動カムとから構成され、調圧移動機構は、圧着ツールを支承台に対して直線往復運動させる第２駆動部と、圧力を検出する圧力検出手段とから構成され、連結部材の一端には、第２駆動部および圧力検出手段を介して圧着ツールが取り付けられていることである。
【発明の効果】
【００１８】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、圧着ツールが部品を圧着する前、およびその圧着終了後において移動する工程（非圧着区間を移動する工程）においては、高速移動機構の作動によって圧着ツールを高速で移動させるので、圧着ツールの昇降時間を短縮することができ、さらに圧着ツールが部品を圧着する工程（圧着区間を移動する工程）においては、調圧移動機構の作動によって部品と板状基材との間にかかる圧力を調節しながら圧着ツールを移動させるので、確実に部品を圧着することができる。
【００１９】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、請求項１に係る発明において、非圧着区間における移動開始直後および停止直前においては、圧着ツールを徐々に減速または増速するように移動させることにより、圧着ツールが非圧着区間にて昇降する際であって移動開始および停止時に発生する無用な振動をできるだけ低減することができる。
【００２０】
上記のように構成した請求項３に係る発明においては、請求項１または請求項２に係る発明において、高速移動機構は、一端に圧着ツールが取り付けられるとともに他端に係合部が設けられ支承台に対して直線往復運動する連結部材と、所定のカム曲線形状に形成され係合部が摺動可能に係合してカム曲線形状に沿って案内される案内部が形成されるとともに、第１駆動部によって直線往復運動する直動カムとから構成されているので、簡単な構成で圧着ツールを高速かつ確実に移動させることができる。
【００２１】
上記のように構成した請求項４に係る発明においては、請求項３に係る発明において、第１駆動部はエアシリンダで構成されているので、直動カムを簡単な構成にて確実に直線往復運動させることができる。
【００２２】
上記のように構成した請求項５に係る発明においては、請求項３または請求項４に係る発明において、所定のカム曲線形状は、圧着ツールを、非圧着区間の移動開始区間および移動終了区間においては低速で移動させ、両区間の中間においては高速で移動させるとともに、非圧着区間の移動開始区間および移動終了区間と中間との境界においては徐々に減速または増速するように移動させるように構成されているので、圧着ツールが昇降する際の無用な振動をできるだけ低減することができる上に、低速から高速への移行（または高速から低速への移行）をスムーズに行うことができ、無用な振動をより抑制することができる。
【００２３】
上記のように構成した請求項６に係る発明においては、請求項１または請求項２に係る発明において、調圧移動機構は、圧着ツールを支承台に対して直線往復運動させる第２駆動部と、圧力を検出する圧力検出手段とから構成され、圧力検出手段によって検出された圧力に基づいて第２駆動部が駆動されているので、簡単な構成で圧着ツールを確実に移動させることができる。
【００２４】
上記のように構成した請求項７に係る発明においては、請求項６において、第２駆動部はダイヤフラム式シリンダで構成されているので、ダイヤフラム式シリンダが広口径、短ストロークであるため装置自体の小型化を実現することができる。
【００２５】
上記のように構成した請求項８に係る発明においては、請求項６または請求項７に係る発明において、圧力検出手段は、圧着ツールと第２駆動部の間に介装されているので、移動機構が圧着ツールに付与する圧力を直接検出することにより、的確な荷重にて圧着することができる。
【００２６】
上記のように構成した請求項９に係る発明においては、請求項６乃至請求項８の何れか一項に係る発明において、圧力検出手段によって検出された圧力に基づいて第２駆動部を制御する制御手段をさらに備えたので、制御手段によって確実に制御することができる。
【００２７】
上記のように構成した請求項１０に係る発明においては、高速移動機構は、一端に圧着ツールが取り付けられるとともに他端に係合部が設けられ支承台に対して直線往復運動する連結部材と、所定のカム曲線形状に形成され係合部が摺動可能に係合してカム曲線形状に沿って案内される案内部が形成されるとともに、第１駆動部によって直線往復運動する直動カムとから構成され、調圧移動機構は、圧着ツールを支承台に対して直線往復運動させる第２駆動部と、圧力を検出する圧力検出手段とから構成され、連結部材の一端には、第２駆動部および圧力検出手段を介して圧着ツールが取り付けられているので、圧着ツールが部品を圧着する前、およびその圧着終了後において移動する工程（非圧着区間を移動する工程）においては、高速移動機構の作動によって圧着ツールを高速で移動させるので、圧着ツールの昇降時間を短縮することができ、さらに圧着ツールが部品を圧着する工程（圧着区間を移動する工程）においては、調圧移動機構の作動によって部品と板状基材との間にかかる圧力を調節しながら圧着ツールを移動させるので、確実に部品を圧着することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明による部品圧着装置の一実施の形態について図面を参照して説明する。図１は部品圧着装置の外観を示す正面図であり、図２は右側面図である。
【００２９】
部品圧着装置Ａは、板状基材１１の一面（本実施の形態においては上面）の所定の装着部位Ｐｓに部品１２を位置合せして圧着するものであり、例えば液晶表示装置ＰＬ（図３参照）を製造する際に使用されるものである。この部品圧着装置Ａは、主として図１および図２に示すように、板状基材１１の装着部位Ｐｓを一面の反対側から支承する支承台１３と、部品１２を板状基材１１に圧着する圧着ツール１４と、この圧着ツール１４を移動させる圧着ツール移動機構２０とを備えている。
【００３０】
液晶表示装置ＰＬは、図３に示すように、板状基材１１と、板状基材１１の中央に設けられた液晶部ＰＬ１と、板状基材１１の一面の装着部位Ｐｓに接着部材１５によって固定されて液晶部ＰＬ１を駆動させる部品１２とから構成されている。板状基材１１は、透明な板状部材（例えばガラス板）であり、図４に示すように、装着部位Ｐｓには複数の電極１１ａが形成されている。部品１２はＩＣチップであり、図５に示すように、板状基材１１の各電極１１に対応する複数の端子１２ａが板状基材１１の一面に接着部材１５を介して当接される一面（部品１２の下面）に形成されたものである。なお、部品１２は、ＩＣチップに限られず板状基材１１に圧着実装されるその他の電子部品、電気部品であってもよい。また、板状基材１１および部品１２の互いの当接面に形成された各アライメントマークをそれぞれ重ね合わせることにより、部品１２は板状基材１１に位置合せされている。
【００３１】
接着部材１５は異方性導電材からなる膜状部材（ＡＣＦ；Anisotropic Conductive Film）であり、熱圧着されることにより異方性導電材が板状基材１１の電極１１ａと部品１２の端子１２ａを電気的に接続する。
【００３２】
圧着ツール移動機構２０は、主として図１および図２に示すように、高速移動機構３０と調圧移動機構４０とから構成されている。高速移動機構３０は、圧着ツール１４が部品１２を板状基材１１に圧着していない非圧着区間において圧着ツール１４を高速で移動させるものである。この高速移動機構３０は、第１駆動部であるエアシリンダ３１、直動カム３２および連結部材３３から構成されている。
【００３３】
エアシリンダ３１は、フレームＦｒに取付フレームＦｒ１を介して取り付けられている。このエアシリンダ３１は、ロッド３１ｂが直線往復運動（図１の左右方向に沿った直線往復運動）をするアクチュエータであり、シリンダ本体３１ａと、同シリンダ本体３１ａ内に収容されて気密かつ摺動可能に移動するピストン（図示省略）と、同ピストンに取り付け固定されたロッド３１ｂとを備えている。
【００３４】
シリンダ本体３１ａ内にはピストンを挟んで２つの圧力室が形成されている。両圧力室には流体供給源（エアコンプレッサ）から供給される流体（例えば圧縮空気）を内部に導入したり、圧力室内の流体を外部に導出したりするポート（図示省略）がそれぞれ形成されている。ロッド３１ｂと反対側の圧力室に圧縮空気が導入されるとともにロッド３１ｂ側の圧力室から空気が導出されるとロッド３１ｂが突き出て、ロッド３１ｂ側の圧力室に圧縮空気が導入されるとともにロッド３１ｂと反対側の圧力室から空気が導出されるとロッド３１ｂが引っ込む。ロッド３１ｂの移動量・移動速度は導入／導出する圧縮空気の供給量、供給速度に応じて調整することができる。
【００３５】
直動カム３２は、エアシリンダ３１の作動によって直線往復運動する。具体的には、直動カム３２は長方形の板部材３２ａから構成されている。図２に示すように、板部材３２ａの背面に摺動部材３２ｂが取り付けられている。摺動部材３２ｂはフレームＦｒの正面上部に取り付け固定されたガイドレール３２ｃに摺動可能に係合している。ガイドレール３２ｃは、図１に示すように、エアシリンダ３１のロッド３１ｂの直線往復運動方向と平行に延在するように設置されている。一方、エアシリンダ３１のロッド３１ｂは連結部材３４を介して直動カム３２に連結している。これにより、エアシリンダ３１が作動してロッド３１ｂが直線往復運動すると、それに応じて直動カム３２が直線往復運動する（図１の左右方向に直線往復運動する）。
【００３６】
板部材３２ａの正面には、所定のカム曲線に相当する案内部である溝３２ｄが形成されている。溝３２ｄには、主として図２に示すように、連結部材３３の他端（上端）に形成された（取り付けられた）係合部３３ａが摺動可能に係合している。この係合部３３ａは連結部材３３に回転自在に取り付けられた円筒形の回転体で構成されており、係合部３３ａは溝３２ｄに沿ってスムーズに摺動することができる。
【００３７】
所定のカム曲線は、圧着ツール１４が部品１２を板状基材１１に圧着していない非圧着区間の移動開始直後および停止直前においては、連結部材３３ひいては圧着ツール１４を徐々に減速または増速するように移動させるように構成されている。具体的には、溝３２ｄは、図６に示すように、図面向かって左から順に、下直線部３２ｄ１、第１曲線部３２ｄ２、中間直線部３２ｄ３、第２曲線部３２ｄ４および上直線部３２ｄ５の各区間が連続するものである。下直線部３２ｄ１は、板部材３２ａ左端部の上下方向（図６において上下方向）中央やや下方に、連結部材３３すなわち圧着ツール１４が支承台１３に対して直線往復運動する方向（図６において上下方向）に対して垂直な方向（図６において左右方向）に延在して形成されている。上直線部３２ｄ５は、板部材３２ａ右端部の上下方向中央やや上方にすなわち下直線部３２ｄ１より上方に下直線部３２ｄ１と平行に形成されている。
【００３８】
下直線部３２ｄ１および上直線部３２ｄ５の位置は、支承台１３に対して直線往復運動する連結部材３３の最下端位置（図７（ｂ）にて示す位置）および最上端位置（図７（ａ）にて示す位置）を規定している。すなわち、連結部材３３の係合部３３ａが下直線部３２ｄ１に位置しているときには、連結部材３３は最下端位置に位置決めされ、係合部３３ａが上直線部３２ｄ５に位置しているときには、連結部材３３は最上端位置に位置決めされる。なお、最下端位置および最上端位置は、非圧着区間の両端を規定するものであり、圧着ツール１４を高速で移動させる区間を規定している。最下端位置は、圧着ツール１４を高速移動から調圧しながら低速で移動させる低速移動へ（または低速移動から高速移動へ）変更する位置（高さ）である。最下端位置は、板状部材１１と部品１２の両厚みの合計を考慮して設定されており、例えば板状基材１１上に載置されている部品１２の上面から所定距離だけ上方位置となるように設定されている。所定距離はできるだけ小さくなるように設定されるのが望ましい。
【００３９】
また、前述した下直線部３２ｄ１と上直線部３２ｄ５とを連結し、かつ、直線に形成された部位が中間直線部３２ｄ３である。さらに、下直線部３２ｄ１と中間直線部３２ｄ３とを連結する部位が第１曲線部３２ｄ２であり、上直線部３２ｄ５と中間直線部３２ｄ３とを連結する部位が第２曲線部３２ｄ４である。第１および第２曲線部３２ｄ２，３２ｄ４は、所定の曲線形状（例えば所定半径の環状円の円弧形状）に形成されている。第１および第２曲線部３２ｄ２，３２ｄ４の傾き（図６にて右方向に対する角度）は、中間直線部３２ｄ３より小さくなるように設定されている。
【００４０】
上述した高速移動機構３０の作動を図６および図７を参照して説明する。図７（ａ）に示すように最上端位置に位置する連結部材３３を、図７（ｂ）に示すように最下端位置に移動させる場合について説明する。なお、図７は、部品圧着装置Ａの作動を説明するための図であり、その構成部材の一部を省略または簡略化して示している。
【００４１】
連結部材３３が最上端位置に位置する場合には、連結部材３３の係合部３３ａは、図６にて実線にて示すように上直線部３２ｄ５に位置している。直動カム３２がエアシリンダ３１の作動によって図７の右方向に移動すると、係合部３３ａが溝３２ｄに案内されて支承台３１に対して接近する方向（図７にて下方向）に移動して（すなわち下降して）最終的に下直線部３２ｄ１に到達する。
【００４２】
具体的には、係合部３３ａが上直線部３２ｄ５を相対的に移動している場合には、連結部材３３は最上端位置に位置したままである。係合部３３ａが第２曲線部３２ｄ４に到達すると、連結部材３３は下降を開始する。そして、連結部材３３は、係合部３３ａが中間直線部３２ｄ３に到達するまで第２曲線部３２ｄ４に沿って移動するので、徐々に増速しながら下降する。係合部３３ａが中間直線部３２ｄ３に到達すると、係合部３３ａが第１曲線部３２ｄ２に到達するまで中間直線部３２ｄ３に沿って移動するので、連結部材３３は、その傾斜に応じた一定速度、かつ、より高速で下降する。係合部３３ａが第１曲線部３２ｄ２に到達すると、係合部３３ａが下直線部３２ｄ１に到達するまで第１曲線部３２ｄ２に沿って移動するので、連結部材３３は、徐々に減速しながら下降する。そして、係合部３３ａが下直線部３２ｄ１に到達すると、連結部材３３は下降を停止して、最下端位置に位置することになる。なお、最下端位置に位置する連結部材３３を最上端位置まで上昇させる場合は、前述した連結部材３３の下降と逆の動作になる。これにより、直動カム３２が図示左右方向に直線往復運動すると、連結部材３３が所定のカム曲線に応じて図示上下方向に直線往復運動する。
【００４３】
なお、エアシリンダ３１の作動速度（ロッド３１ｂの移動速度）が一定である場合には、中間直線部３２ｄ３の傾斜が大きいほど係合部材３３の昇降速度が大きくなり、また、中間直線部３２ｄ３の傾斜が一定である場合には、エアシリンダ３１の作動速度が大きいほど係合部材３３の昇降速度が大きくなる。
【００４４】
調圧移動機構４０は、圧着ツール１４が部品１２を板状基材１１に圧着している圧着区間において部品１２と板状基材１１との間にかかる圧力を調節しながら圧着ツール１４を移動させるものである。この調圧移動機構４０は、主として図１および図２に示すように、第１スライダ４１、第２駆動部であるダイヤフラム式シリンダ４２、第２スライダ４３、連結部材４４、フローティングジョイント４５、および圧力検出手段であるロードセル４６から構成されている。
【００４５】
第１スライダ４１は、板状の本体４１ａと、本体４１ａの上端に前方（図２にて左方向）に向けて延在して取り付けられた板状の天板４１ｂとから構成されている。本体４１ａの背面には、一対の摺動部材４１ｃ，４１ｃが取り付けられている。一対の摺動部材４１ｃ，４１ｃはフレームＦｒの正面中央に取り付け固定された一対のガイドレール４１ｄ，４１ｄにそれぞれ摺動可能に係合している。これらガイドレール４１ｄ，４１ｄは、図１に示すように、連結部材３３ひいては圧着ツール１４が支承台１３に対して直線往復運動する方向（図１、図２にて上下方向）に延在するように設置されている。また、天板４１ｂの上面には、連結部材３３の下端（一端）が取り付け固定されている。これにより、エアシリンダ３１が作動してロッド３１ｂが図１の左右方向に直線往復運動して直動カム３２も左右方向に直線往復運動すると、連結部材３３が図１の上下方向に直線往復運動して第１スライダ４１も上下方向に直線往復運動する。
【００４６】
さらに、天板４１ｂの下面にはロッド４２ｂが下方となるようにダイヤフラム式シリンダ４２が取り付けられている。このダイヤフラム式エアシリンダ４２は、ロッド４２ｂが直線往復運動（図１の上下方向に沿った直線往復運動）をするアクチュエータであり、シリンダ本体４２ａと、同シリンダ本体４２ａ内に収容されて往復動するピストン（図示省略）と、シリンダ本体４２ａとピストンとの間に折り返し部を有するように介装されてシリンダ本体４２ａとピストンをシールするダイヤフラム（図示省略）と、ピストンに取り付け固定されたロッド４２ｂとを備えている。
【００４７】
シリンダ本体４２ａ内にはダイヤフラムおよびピストンを挟んで２つの圧力室が形成されている。両圧力室には流体供給源５１（エアコンプレッサ）から供給される流体（例えば圧縮空気）を内部に導入したり、圧力室内の流体を外部に導出したりするポート（図示省略）がそれぞれ形成されている。ロッド４２ｂと反対側の圧力室に圧縮空気が導入されるとともにロッド４２ｂ側の圧力室から空気が導出されるとロッド４２ｂが突き出て、ロッド４２ｂ側の圧力室に圧縮空気が導入されるとともにロッド４２ｂと反対側の圧力室から空気が導出されるとロッド４２ｂが引っ込む。このように圧力室への圧縮空気の導入・導出によって、ロッド４２ｂは、圧着ツール１４が支承台１３に対して直線往復運動する方向に沿って直線往復運動する。また、圧力室への圧縮空気の導入・導出によって、ロッド４２ｂは、最も引っ込んだ位置（図７（ａ），（ｂ）にて示す最上端位置）に位置決め固定されるようになっている。また、最上端位置に限らずその他の所定位置にも位置決め固定することは可能である。
【００４８】
また、このダイヤフラム式シリンダ４２のロッド４２ｂの押圧力は、供給される空気の圧力によって発生する。その供給される空気の圧力は電空比例弁５２によって調節されている。電空比例弁５２は、少なくともロッド４２ｂと反対側の圧力室のポートと流体供給源５１との間に設けられており、入力信号に比例した圧力を出力するものである。制御装置５０は、図８に示すように、ロードセル４６が検出した圧力信号を入力し、その圧力信号に基づいて指令信号を算出し、その指令信号を電空比例弁５２に送信する。電空比例弁５２は、入力信号である指令信号に応じた圧力を生成してその圧力をダイヤフラム式シリンダ４２の圧力室に供給するようになっている。
【００４９】
なお、ダイヤフラム式シリンダ４２のロッド４２ｂは大径であるので、押圧対象を安定して押圧することができる。また、ダイヤフラム式シリンダ４２のロッド４２ｂの全長は短いためダイヤフラム式シリンダ４２の高さは低くなる（軸方向が短くなる）ので、部品圧着装置Ａの高さを低く抑えることができる。
【００５０】
また、第２スライダ４３は、板状に形成されており、第１スライダ４１の下方に配置され、第１スライダ４１と独立して、かつ第１スライダ４１の往復動方向に沿って往復動するようになっている。第２スライダ４３の背面には、左右端部に一対の摺動部材４３ａ，４３ａがそれぞれ取り付けられている。各一対の摺動部材４３ａ，４３ａはフレームＦｒの正面中央に取り付け固定された上述した一対のガイドレール４１ｄ，４１ｄにそれぞれ摺動可能に係合している。これらガイドレール４１ｄ，４１ｄは、図１に示すように、連結部材３３ひいては圧着ツール１４が支承台１３に対して直線往復運動する方向（図１、図２にて上下方向）に延在するように設置されている。また、第２スライダ４３の正面には、連結部材４４が取り付け固定されている。これにより、ダイヤフラム式シリンダ４２が作動してロッド４２ｂが図１または図２の上下方向に直線往復運動すると、連結部材４４および第２スライダ４３も上下方向に直線往復運動する。
【００５１】
連結部材４４の上端は、フローティングジョイント４５およびロードセル４６を介してダイヤフラム式シリンダ４２のロッド４２ｂの先端部に連結されている。フローティングジョイント４５は、その上端がダイヤフラム式シリンダ４２のロッド４２ｂの先端に取り付けられており、ロッド４２ｂの連結部材４４に対する偏心、偏角を吸収するものである。ロードセル４６は、フローティングジョイント４５と連結部材４４との間に介装されており、部品１２を板状基材１１に圧着する際に部品１２と板状基材１１との間にかかる圧力を検出する圧力検出手段である。ロードセル４６が検出した圧力信号は制御装置５０に出力されるようになっている。
【００５２】
また、連結部材４４の下端には、平行調整部材５３およびヒータ５４を介して圧着ツール１４が取り付け固定されている。平行調整部材５３は、連結部材４４の下端面に取り付けられており、圧着ツール１４と部品１２の両当接面の平行度を調整するためのものである。ヒータ５４は、平行調整部材５３の下端面に取り付けられており、通電によって加熱されて圧着ツール１４を加熱するためのものである。
【００５３】
次に、上述した部品圧着装置Ａの作動を主として図７を参照して説明する。まず、図７（ａ）に示す最上端位置に位置する圧着ツール１４が図７（ｂ）に示す最下端位置まで下降する場合、すなわち圧着ツール１４が非圧着区間を下降する場合について説明する。高速移動機構３０が次のように作動すると、すなわちエアシリンダ３１が作動して最左端位置に位置する直動カム３２が図７の右方向にスライドして最右端位置まで移動すると、連結部材３３は溝３２ａに対する係合部３３ａの移動に応じて最上端位置から最下端位置まで下降する。また、この場合、調圧移動機構４０の作動によってダイヤフラム式シリンダ４２のロッド４２ｂが上述した最上端位置に位置決めされているので、ロードセル４６以下の圧着ツール１４を含む構成部材は連結部材３３に対して相対移動をしていない。したがって、連結部材３３から圧着ツール１４までの構成部材は一体となって最上端位置から最下端位置まで下降する。
【００５４】
次に、図７（ｂ）に示す最下端位置に位置する圧着ツール１４が下降して部品１２の上面に当接し、さらに下降して部品１２を板状基材１１に圧着する場合、すなわち圧着ツール１４が圧着区間を下降する場合について説明する。圧着区間は圧着ツール１４が部品１２を板状基材１１に圧着している区間をいう。なお、最下端位置から圧着ツール１４が部品１２の上面に当接する位置までの区間は、非圧着区間と比べて十分短くなるように設定されているので、この区間を圧着区間に含めている。
【００５５】
ダイヤフラム式シリンダ４２は、図７（ｂ），（ｃ）に示すように、最下端位置に位置決め固定されている。この状態で調圧移動機構４０が次のように作動すると、すなわちダイヤフラム式シリンダ４２が作動して最上端位置に位置するロッド４２ｂが図７の下方向に突き出ると、最下端位置に位置していたフローティングジョイント４５（図７では省略）、ロードセル４６、連結部材４４、平行調整部材５３、ヒータ５４および圧着ツール１４が一体となって下降する。具体的には、最下端位置から圧着ツール１４が部品１２の上面に当接する位置までの区間においては、圧着ツール１４は上述した高速移動機構３０による移動速度より遅い速度で下降する。そして、圧着ツール１４が部品１２を板状基材１１に圧着する区間においては、部品１２と板状基材１１との間にかかる圧力を調節しながら圧着ツール１４はさらに遅い速度で下降し所定の圧力に到達すると下降を停止し（図７（ｃ）の位置）、所定時間その状態を維持する。この間、圧着ツール１４はヒータ５４の作動によって加熱されており、圧着ツール１４が部品１２を加熱しながら板状基材１１に圧着する。
【００５６】
そして、この熱圧着が終了すると、高速移動機構３０および調圧移動機構４０の作動によって圧着ツール１４から連結部材３３までの構成部材は上昇されて、図７（ａ）に示す元の位置すなわち最上端位置に戻る。なお、この上昇は前述した下降と逆の作動となる。
【００５７】
上述した説明から明らかなように、本実施の形態においては、圧着ツール１４が部品１２を圧着する前、およびその圧着終了後において移動する工程（非圧着区間を移動する工程）においては、高速移動機構３０の作動によって圧着ツール１４を高速で移動させるので、圧着ツール１４の昇降時間を短縮することができ、さらに圧着ツール１４が部品１２を圧着する工程（圧着区間を移動する工程）においては、調圧移動機構４０の作動によって部品１２と板状基材１１との間にかかる圧力を調節しながら圧着ツール１４を低速にて移動させるので、確実に部品１２を圧着することができる。
【００５８】
また、非圧着区間における移動開始直後および停止直前においては、圧着ツール１４を徐々に減速または増速するように移動させることにより、圧着ツール１４が非圧着区間にて昇降する際であって移動開始および停止時に発生する無用な振動をできるだけ低減することができる。
【００５９】
また、高速移動機構３０は、一端に圧着ツール１４が取り付けられるとともに他端に係合部３３ａが設けられ支承台１３に対して直線往復運動する連結部材３３と、所定のカム曲線形状に形成され係合部３３ａが摺動可能に係合してカム曲線形状に沿って案内される溝３２ｄが形成されるとともに、第１駆動部であるエアシリンダ３１によって直線往復運動する直動カム３２とから構成されているので、簡単な構成で圧着ツール１４を高速かつ確実に移動させることができる。
【００６０】
また、第１駆動部はエアシリンダ３１で構成されているので、直動カム３２を簡単な構成にて確実に直線往復運動させることができる。
【００６１】
また、所定のカム曲線形状は、圧着ツール１４を、非圧着区間における移動開始直後および停止直前においては徐々に減速または増速するように移動させるように構成されているので、簡単な構成にて圧着ツール１４が昇降する際の無用な振動をできるだけ低減することができる。
【００６２】
また、調圧移動機構４０は、圧着ツール１４を支承台１３に対して直線往復運動させる第２駆動部であるダイヤフラム式シリンダ４２と、圧力を検出するロードセル４６とから構成され、ロードセル４６によって検出された圧力に基づいて第２駆動部が駆動されているので、簡単な構成で圧着ツール１４を確実に移動させることができる。
【００６３】
また、第２駆動部はダイヤフラム式シリンダ４２で構成されているので、ダイヤフラム式シリンダ４２が広口径、短ストロークであるため装置自体の小型化を実現することができる。
【００６４】
また、ロードセル４６は、圧着ツール１４と第２駆動部であるダイヤフラム式シリンダ４２の間に介装されているので、調圧移動機構４０が圧着ツール１４に付与する圧力を直接検出することにより、的確な荷重にて圧着することができる。
【００６５】
また、ロードセル４６によって検出された圧力に基づいて第２駆動部であるダイヤフラム式シリンダ４２を制御する制御手段である空電比例弁５２および制御装置５０をさらに備えたので、空電比例弁５２および制御装置５０によって確実に制御することができる。
【００６６】
なお、上述した実施の形態においては、直動カム３２に案内部として溝３２ｄが形成され、その溝３２ｄに摺動可能に案内される係合部３３ａが連結部材３３に設けられていたが、案内部として所定のカム曲線形状の凸部が形成され、その凸部に摺動可能に案内される断面コ字状の係合部３３ａが連結部材３３に設けられるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明による部品圧着装置の一実施の形態の外観を示す正面図である。
【図２】本発明による部品圧着装置の一実施の形態の外観を示す右側面図である。
【図３】図１および図２に示す部品圧着装置で製造される液晶表示装置の平面図ある。
【図４】図３に示す液晶表示装置の電極周辺を示す部分拡大底面図である。
【図５】図３に示す部品を示す部分拡大底面図である。
【図６】図１に示す直動カムを示す部分拡大正面図である。
【図７】図１および図２に示す部品圧着装置の作動を説明するための図である。
【図８】図１および図２に示す調圧移動機構の作動を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６８】
１１…板状基材、１２…部品、１３…支承台、１４…圧着ツール、１５…接着部材、２０…圧着ツール移動機構、３０…高速移動機構、３１…エアシリンダ（第１駆動部）、３１ａ…シリンダ本体、３１ｂ…ロッド、３２…直動カム、３２ａ…板部材、３２ｂ…摺動部材、３２ｃ…ガイドレール、３２ｄ…溝（案内部）、３３…連結部材、３３ａ…係合部、４０…調圧移動機構、４１…第１スライダ、４１ａ…本体、４１ｂ…天板、４１ｃ…摺動部材、４１ｄ…ガイドレール、４２…ダイヤフラム式シリンダ（第２駆動部）、４２ａ…シリンダ本体、４２ｂ…ロッド、４３…第２スライダ、４３ａ…摺動部材、４４…連結部材、４５…フローティングジョイント、４６…ロードセル（圧力検出手段）、５０…制御装置、５１…流体供給源、５２…電空比例弁、５３…平行調整部材、５４…ヒータ、Ａ…部品圧着装置、ＰＬ…液晶表示装置、Ｐｓ…装着部位。
【図１】
2006114565.tif 000003
【図２】
2006114565.tif 000004
【図３】
2006114565.tif 000005
【図４】
2006114565.tif 000006
【図５】
2006114565.tif 000007
【図６】
2006114565.tif 000008
【図７】
2006114565.tif 000009
【図８】
2006114565.tif 000010