(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自身の内部を真空雰囲気に保つ真空チャンバと、
前記真空チャンバ内において、Ｘ方向および該Ｘ方向に直角なＹ方向のマトリクス状に配列された複数のワークを前記Ｘ方向に沿って溶接するＸ方向溶接ユニットと、
前記真空チャンバ内において、前記複数のワークを前記Ｙ方向に沿って溶接するＹ方向溶接ユニットと、を備え、
前記Ｘ方向溶接ユニットおよび前記Ｙ方向溶接ユニットの一方で前記複数のワークを溶接した後に、他方で該複数のワークを溶接し、
前記Ｘ方向溶接ユニットは、前記複数のワークを前記Ｙ方向にオフセットする第一Ｙ方向オフセット手段を備え、該第一Ｙ方向オフセット手段によって前記Ｙ方向にオフセットされる前記複数のワークを溶接し、
前記Ｙ方向溶接ユニットは、前記複数のワークを前記Ｙ方向にオフセットする第二Ｙ方向オフセット手段を備え、該第二Ｙ方向オフセット手段によって前記Ｙ方向にオフセットされる前記複数のワークを溶接し、
前記Ｘ方向溶接ユニットおよび前記Ｙ方向溶接ユニットの双方に亘って、前記真空チャンバに対する搬入から搬出まで、前記複数のワークを前記Ｘ方向に直線的に搬送する搬送経路を備え、
前記Ｘ方向溶接ユニットは、
前記第一Ｙ方向オフセット手段であって、ワークトレイ上に配列された前記複数のワークが該ワークトレイと共に載置されて前記Ｙ方向に移動可能な第一Ｙ方向位置決めキャリアと、
前記第一Ｙ方向位置決めキャリアの上方において、前記Ｘ方向に移動可能なＸ方向溶接ヘッドと、
前記Ｘ方向溶接ヘッドに対して、前記Ｙ方向と平行なＹ軸回りに回転可能に配設され、該Ｘ方向溶接ヘッドと共に前記Ｘ方向に移動可能なＸ方向溶接ローラと、を備えることにより、
前記Ｘ方向溶接ヘッドを移動して前記Ｘ方向溶接ローラを移動しながら溶接すると共に、前記第一Ｙ方向位置決めキャリアを移動して、溶接する前記複数のワークの前記行を切り替えるようになっており、
前記Ｙ方向溶接ユニットは、
前記第二Ｙ方向オフセット手段であって、前記ワークトレイ上に配列された前記複数のワークが該ワークトレイと共に載置されて前記Ｙ方向に移動可能な第二Ｙ方向位置決めキャリアと、
前記第二Ｙ方向位置決めキャリアの上方において、前記Ｘ方向に移動可能なＹ方向溶接ヘッドと、
前記Ｙ方向溶接ヘッドに対して、前記Ｘ方向と平行なＸ軸回りに回転可能に配設され、該Ｙ方向溶接ヘッドと共に前記Ｘ方向に移動可能なＹ方向溶接ローラと、を備えることにより、
前記第二Ｙ方向位置決めキャリアを移動して前記複数のワークを移動させながら溶接すると共に、前記Ｙ方向溶接ヘッドを移動して、溶接する前記複数のワークの前記列を切り替えることを特徴とする、
溶接装置。
【請求項２】
前記Ｘ方向溶接ヘッドは、
Ｘ方向溶接ヘッド用ベースと、
前記Ｘ方向溶接ヘッド用ベースに対して、前記Ｘ方向および前記Ｙ方向のそれぞれに直角なＺ方向に移動可能な第一Ｚ方向可動部材と、
前記第一Ｚ方向可動部材に配設されて前記Ｘ方向溶接ローラを前記Ｙ軸回りに回転可能に保持すると共に、該Ｘ方向溶接ローラに電流を供給するＸ方向溶接ローラ保持部と、を備え、
前記第一Ｚ方向可動部材は、熱伝導性と、熱放射性と、絶縁性と、を有してなることで、
前記Ｘ方向溶接ローラで発生する溶接熱は、前記Ｘ方向溶接ローラ保持部を経て前記第一Ｚ方向可動部材に伝達すると同時に該第一Ｚ方向可動部材の表面から外部に放熱され、且つ、前記Ｘ方向溶接ローラ保持部と前記Ｘ方向溶接ヘッド用ベースとは前記第一Ｚ方向可動部材によって絶縁されることを特徴とする、
請求項１に記載の溶接装置。
【請求項３】
前記第一Ｚ方向可動部材は、熱伝導率が１７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料からなることを特徴とする、
請求項２に記載の溶接装置。
【請求項４】
前記第一Ｚ方向可動部材は、熱の放射率が０．８以上の材料からなることを特徴とする、
請求項２または３に記載の溶接装置。
【請求項５】
前記第一Ｚ方向可動部材は、絶縁抵抗値が１０３Ω・ｃｍ以上の材料からなることを特徴とする、
請求項２乃至４のいずれかに記載の溶接装置。
【請求項６】
前記第一Ｚ方向可動部材は、セラミックスからなることを特徴とする、
請求項２乃至５のいずれかに記載の溶接装置。
【請求項７】
前記セラミックスは、炭化ケイ素または窒化アルミニウムであることを特徴とする、
請求項６に記載の溶接装置。
【請求項８】
前記Ｙ方向溶接ヘッドは、
Ｙ方向溶接ヘッド用ベースと、
前記Ｙ方向溶接ヘッド用ベースに対して、前記Ｘ方向および前記Ｙ方向のそれぞれに直角なＺ方向に移動可能な第二Ｚ方向可動部材と、
前記第二Ｚ方向可動部材に配設されて前記Ｙ方向溶接ローラを前記Ｘ軸回りに回転可能に保持すると共に、該Ｙ方向溶接ローラに電流を供給するＹ方向溶接ローラ保持部と、を備え、
前記第二Ｚ方向可動部材は、熱伝導性と、熱放射性と、絶縁性と、を有してなることで、
前記Ｙ方向溶接ローラで発生する溶接熱は、前記Ｙ方向溶接ローラ保持部を経て前記第二Ｚ方向可動部材に伝達すると同時に該第二Ｚ方向可動部材の表面から外部に放熱され、且つ、前記Ｙ方向溶接ローラ保持部と前記Ｙ方向溶接ヘッド用ベースとは前記第二Ｚ方向可動部材によって絶縁されることを特徴とする、
請求項１乃至７のいずれかに記載の溶接装置。
【請求項９】
前記Ｘ方向溶接ユニットは、
前記Ｘ方向溶接ヘッドに対して、前記第一Ｙ方向位置決めキャリアに近接する第一近接位置および該第一Ｙ方向位置決めキャリアから離間する第一離間位置の間で移動可能に配設され、前記第一近接位置に位置する場合に、前記Ｘ方向溶接ヘッドと共に前記Ｘ方向に移動して前記ワークトレイを押し、該ワークトレイと共に前記複数のワークを前記Ｘ方向に搬送する第一搬送フィンガーを備えることを特徴とする、
請求項１乃至８のいずれかに記載の溶接装置。
【請求項１０】
前記Ｘ方向溶接ユニットは、
前記第一搬送フィンガーが前記第一離間位置に位置する場合に、前記Ｘ方向溶接ヘッドを移動して前記Ｘ方向溶接ローラを移動しながら溶接することを特徴とする、
請求項９に記載の溶接装置。
【請求項１１】
前記Ｙ方向溶接ユニットは、
前記Ｙ方向溶接ヘッドに対して、前記第二Ｙ方向位置決めキャリアに近接する第二近接位置および該第二Ｙ方向位置決めキャリアから離間する第二離間位置の間で移動可能に配設され、前記第二近接位置に位置する場合に、前記Ｙ方向溶接ヘッドと共に前記Ｘ方向に移動して前記ワークトレイを押し、該ワークトレイと共に前記複数のワークを前記Ｘ方向に搬送する第二搬送フィンガーを備えることを特徴とする、
請求項１乃至１０のいずれかに記載の溶接装置。
【請求項１２】
前記Ｙ方向溶接ユニットは、
前記第二搬送フィンガーが前記第二離間位置に位置する場合に、前記Ｙ方向溶接ヘッドを移動して、溶接する前記複数のワークの列を切り替えることを特徴とする、
請求項１１に記載の溶接装置。
【請求項１３】
前記Ｘ方向溶接ユニットは、
前記第一Ｙ方向位置決めキャリアに載置された前記ワークトレイを支持し、または、それを解除する第一支持機構を備え、
前記Ｙ方向溶接ユニットは、
前記第二Ｙ方向位置決めキャリアに載置された前記ワークトレイを支持し、または、それを解除する第二支持機構を備えることを特徴とする、
請求項１乃至１２のいずれかに記載の溶接装置。
【請求項１４】
前記第一支持機構は、
前記Ｙ方向に移動可能に配設され、前記Ｙ方向に移動した前記ワークトレイが突き当たる第一突当たり部材と、
前記第一Ｙ方向位置決めキャリアと共に前記Ｙ方向に移動して、前記第一突当たり部材に突き当たった前記ワークトレイを前記Ｙ方向に押す第一押し部材と、
前記第一突当たり部材が前記Ｙ方向に移動した場合に、復元する方向に該第一突当たり部材を付勢する第一付勢部材と、を備え、
前記第二支持機構は、
前記Ｙ方向に移動可能に配設され、前記Ｙ方向に移動した前記ワークトレイが突き当たる第二突当たり部材と、
前記第二Ｙ方向位置決めキャリアと共に前記Ｙ方向に移動して、前記第二突当たり部材に突き当たった前記ワークトレイを前記Ｙ方向に押す第二押し部材と、
前記第二突当たり部材が前記Ｙ方向に移動した場合に、復元する方向に該第二突当たり部材を付勢する第二付勢部材と、を備えることを特徴とする、
請求項１３に記載の溶接装置。
【請求項１５】
前記Ｘ方向溶接ユニットは、
交換用の前記Ｘ方向溶接ローラが載置され、前記第一Ｙ方向位置決めキャリアと共に前記Ｙ方向に移動可能な第一交換キャリアを備え、
前記Ｘ方向溶接ヘッドに配設された前記Ｘ方向溶接ローラと、前記第一交換キャリアに載置された前記交換用の前記Ｘ方向溶接ローラと、を自動交換し、
前記Ｙ方向溶接ユニットは、
交換用の前記Ｙ方向溶接ローラが載置され、前記第二Ｙ方向位置決めキャリアと共に前記Ｙ方向に移動可能な第二交換キャリアを備え、
前記Ｙ方向溶接ヘッドに配設された前記Ｙ方向溶接ローラと、前記第二交換キャリアに載置された前記交換用の前記Ｙ方向溶接ローラと、を自動交換することを特徴とする、
請求項１乃至１４のいずれかに記載の溶接装置。
【請求項１６】
前記真空チャンバ内において、前記Ｘ方向溶接ユニットおよび前記Ｙ方向溶接ユニットの一方で溶接された後、かつ、他方で溶接される前の前記複数のワークを冷却するバッファステーションを備えることを特徴とする、
請求項１乃至１５のいずれかに記載の溶接装置。
【請求項１７】
前記真空チャンバを外側から冷却する外部冷却ユニットを備えることを特徴とする、
請求項１乃至１６のいずれかに記載の溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シーム溶接に適した溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶振動子等の電子部品は、パッケージの開口に蓋となるリッド（以下、パッケージとリッドをまとめてワークともいう。）をシーム溶接する等して製造される（例えば、特許文献１〜３参照）。シーム溶接は、Ｘ、Ｙ方向のマトリクス状に配列された複数のワークにローラ電極を押し付けて、パルス状の電圧を印加しながら転動させることによって行われる。
【０００３】
このようなシーム溶接は、チャンバ内に窒素ガスを充填した窒素ガス下で行われたり、チャンバ内を真空雰囲気（略真空）に保った真空雰囲気下で行われたりする。これにより、ワーク内に空気が入ることを防止できる。
【０００４】
また、シーム溶接は、Ｘ方向の行毎にＸ方向に沿って全てのワークに行われてから、その後、Ｙ方向の列毎にＹ方向に沿って全てのワークに行われる。これにより、複数の電子部品を効率良く短時間に製造できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１４７０９７号公報
【特許文献２】特開２００９−１４７２８８号公報
【特許文献３】特開２０１０−１９４５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
窒素ガス下でシーム溶接を行う場合には、窒素ガスを充填し続ける必要がある。この場合においてチャンバ内で不具合が発生し、その不具合を解消した後は、窒素ガスを充填し直して復帰させる必要がある。窒素ガスの充填し直しは、露点を下げるために十分に行う必要がある。このように、窒素ガスを消耗するので、ランニングコストが嵩む等の問題があった。また、チャンバ内で不具合が発生した場合には、窒素ガスの充填し直しに長い時間が掛かり、電子部品の生産能力が低下する等の問題があった。
【０００７】
また、電子部品は低価格化の傾向にあり、その低価格化の傾向を補うためにも、生産能力の向上が懇願されていた。
【０００８】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、ランニングコストを抑えつつ、生産能力の向上を実現する溶接装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者の鋭意研究により、上記目的は以下の手段によって達成される。
【００１０】
（１）本発明は、自身の内部を真空雰囲気に保つ真空チャンバと、前記真空チャンバ内において、Ｘ方向および該Ｘ方向に直角なＹ方向のマトリクス状に配列された複数のワークを前記Ｘ方向の行毎に前記Ｘ方向に沿って溶接するＸ方向溶接ユニットと、前記真空チャンバ内において、前記複数のワークを前記Ｙ方向の列毎に前記Ｙ方向に沿って溶接するＹ方向溶接ユニットと、バッファステーションを備え、前記Ｘ方向溶接ユニットおよび前記Ｙ方向溶接ユニットの一方で前記複数のワークを溶接した後に、他方で該複数のワークを溶接することを特徴とする、溶接装置である。
【００１１】
（２）本発明はまた、前記Ｘ方向溶接ユニットは、前記複数のワークを前記Ｙ方向にオフセットする第一Ｙ方向オフセット手段を備え、該第一Ｙ方向オフセット手段によって前記Ｙ方向にオフセットされる前記複数のワークを溶接し、前記Ｙ方向溶接ユニットは、前記複数のワークを前記Ｙ方向にオフセットする第二Ｙ方向オフセット手段を備え、該第二Ｙ方向オフセット手段によって前記Ｙ方向にオフセットされる前記複数のワークを溶接することを特徴とする、上記（１）に記載の溶接装置である。
【００１２】
（３）本発明はまた、前記Ｘ方向溶接ユニットおよび前記Ｙ方向溶接ユニットの双方に亘って、前記真空チャンバに対する搬入から搬出まで、前記複数のワークを前記Ｘ方向に直線的に搬送する搬送経路を備えることを特徴とする、上記（２）に記載の溶接装置である。
【００１３】
（４）本発明はまた、前記Ｘ方向溶接ユニットは、前記第一Ｙ方向オフセット手段であって、ワークトレイ上に配列された前記複数のワークが該ワークトレイと共に載置され、前記Ｙ方向に移動可能な第一Ｙ方向位置決めキャリアと、前記第一Ｙ方向位置決めキャリアの上方において、前記Ｘ方向に移動可能なＸ方向溶接ヘッドと、前記Ｘ方向溶接ヘッドに対して、前記Ｙ方向と平行なＹ軸回りに回転可能に配設され、該Ｘ方向溶接ヘッドと共に前記Ｘ方向に移動可能なＸ方向溶接ローラと、を備えることにより、前記Ｘ方向溶接ヘッドを移動して前記Ｘ方向溶接ローラを移動しながら溶接すると共に、前記第一Ｙ方向位置決めキャリアを移動して、溶接する前記複数のワークの前記行を切り替えるようになっており、前記Ｙ方向溶接ユニットは、前記第二Ｙ方向オフセット手段であって、前記ワークトレイ上に配列された前記複数のワークが該ワークトレイと共に載置され、前記Ｙ方向に移動可能な第二Ｙ方向位置決めキャリアと、前記第二Ｙ方向位置決めキャリアの上方において、前記Ｘ方向に移動可能なＹ方向溶接ヘッドと、前記Ｙ方向溶接ヘッドに対して、前記Ｘ方向と平行なＸ軸回りに回転可能に配設され、該Ｙ方向溶接ヘッドと共に前記Ｘ方向に移動可能なＹ方向溶接ローラと、を備えることにより、前記第二Ｙ方向位置決めキャリアを移動して前記複数のワークを移動させながら溶接すると共に、前記Ｙ方向溶接ヘッドを移動して、溶接する前記複数のワークの前記列を切り替えることを特徴とする、上記（３）に記載の溶接装置である。
【００１４】
（５）本発明はまた、前記Ｘ方向溶接ヘッドは、Ｘ方向溶接ヘッド用ベースと、前記Ｘ方向溶接ヘッド用ベースに対して、前記Ｘ方向および前記Ｙ方向のそれぞれに直角なＺ方向に移動可能な第一Ｚ方向可動部材と、前記第一Ｚ方向可動部材に配設されて前記Ｘ方向溶接ローラを前記Ｙ軸回りに回転可能に保持すると共に、該Ｘ方向溶接ローラに電流を供給するＸ方向溶接ローラ保持部と、を備え、前記第一Ｚ方向可動部材は、熱伝導性と、熱放射性と、絶縁性と、を有してなることで、前記Ｘ方向溶接ローラで発生する溶接熱は、前記Ｘ方向溶接ローラ保持部を経て前記第一Ｚ方向可動部材に伝達すると同時に該第一Ｚ方向可動部材の表面（ひょうめん）から外部に放熱され、且つ、前記Ｘ方向溶接ローラ保持部と前記Ｘ方向溶接ヘッド用ベースとは前記第一Ｚ方向可動部材によって絶縁されることを特徴とする、上記（４）に記載の溶接装置である。
【００１５】
（６）本発明はまた、前記第一Ｚ方向可動部材は、熱伝導率が１７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料からなることを特徴とする、上記（５）に記載の溶接装置である。
【００１６】
（７）本発明はまた、前記第一Ｚ方向可動部材は、熱の放射率が０．８以上の材料からなることを特徴とする、上記（５）または（６）に記載の溶接装置である。
【００１７】
（８）本発明はまた、前記第一Ｚ方向可動部材は、絶縁抵抗値が１０３Ω・ｃｍ以上の材料からなることを特徴とする、上記（５）乃至（７）のいずれかに記載の溶接装置である。
【００１８】
（９）本発明はまた、前記第一Ｚ方向可動部材は、セラミックスからなることを特徴とする、上記（５）乃至（８）のいずれかに記載の溶接装置である。
【００１９】
（１０）本発明はまた、前記セラミックスは、炭化ケイ素または窒化アルミニウムであることを特徴とする、上記（９）に記載の溶接装置である。
【００２０】
（１１）本発明はまた、前記Ｙ方向溶接ヘッドは、Ｙ方向溶接ヘッド用ベースと、前記Ｙ方向溶接ヘッド用ベースに対して、前記Ｚ方向に移動可能な第二Ｚ方向可動部材と、前記第二Ｚ方向可動部材に配設されて前記Ｙ方向溶接ローラを前記Ｘ軸回りに回転可能に保持すると共に、該Ｙ方向溶接ローラに電流を供給するＹ方向溶接ローラ保持部と、を備え、前記第二Ｚ方向可動部材は、熱伝導性と、熱放射性と、絶縁性と、を有してなることで、前記Ｙ方向溶接ローラで発生する溶接熱は、前記Ｙ方向溶接ローラ保持部を経て前記第二Ｚ方向可動部材に伝達すると同時に該第二Ｚ方向可動部材の表面（ひょうめん）から外部に放熱され、且つ、前記Ｙ方向溶接ローラ保持部と前記Ｙ方向溶接ヘッド用ベースとは前記第二Ｚ方向可動部材によって絶縁されることを特徴とする、上記（４）乃至（１０）のいずれかに記載の溶接装置である。
【００２１】
（１２）本発明はまた、前記Ｘ方向溶接ユニットは、前記Ｘ方向溶接ヘッドに対して、前記第一Ｙ方向位置決めキャリアに近接する第一近接位置および該第一Ｙ方向位置決めキャリアから離間する第一離間位置の間で移動可能に配設され、前記第一近接位置に位置する場合に、前記Ｘ方向溶接ヘッドと共に前記Ｘ方向に移動して前記ワークトレイを押し、該ワークトレイと共に前記複数のワークを前記Ｘ方向に搬送する第一搬送フィンガーを備えることを特徴とする、上記（４）乃至（１１）のいずれかに記載の溶接装置である。
【００２２】
（１３）本発明はまた、前記Ｘ方向溶接ユニットは、前記第一搬送フィンガーが前記第一離間位置に位置する場合に、前記Ｘ方向溶接ヘッドを移動して前記Ｘ方向溶接ローラを移動しながら溶接することを特徴とする、上記（１２）に記載の溶接装置である。
【００２３】
（１４）本発明はまた、前記Ｙ方向溶接ユニットは、前記Ｙ方向溶接ヘッドに対して、前記第二Ｙ方向位置決めキャリアに近接する第二近接位置および該第二Ｙ方向位置決めキャリアから離間する第二離間位置の間で移動可能に配設され、前記第二近接位置に位置する場合に、前記Ｙ方向溶接ヘッドと共に前記Ｘ方向に移動して前記ワークトレイを押し、該ワークトレイと共に前記複数のワークを前記Ｘ方向に搬送する第二搬送フィンガーを備えることを特徴とする、上記（４）乃至（１３）のいずれかに記載の溶接装置である。
【００２４】
（１５）本発明はまた、前記Ｙ方向溶接ユニットは、前記第二搬送フィンガーが前記第二離間位置に位置する場合に、前記Ｙ方向溶接ヘッドを移動して、溶接する前記複数のワークの列を切り替えることを特徴とする、上記（１３）または（１４）に記載の溶接装置である。
【００２５】
（１６）本発明はまた、前記Ｘ方向溶接ユニットは、前記第一Ｙ方向位置決めキャリアに載置された前記ワークトレイを支持し、または、それを解除する第一支持機構を備え、前記Ｙ方向溶接ユニットは、前記第二Ｙ方向位置決めキャリアに載置された前記ワークトレイを支持し、または、それを解除する第二支持機構を備えることを特徴とする、上記（４）乃至（１５）のいずれかに記載の溶接装置である。
【００２６】
（１７）本発明はまた、前記第一支持機構は、前記Ｙ方向に移動可能に配設され、前記Ｙ方向に移動した前記ワークトレイが突き当たる第一突当たり部材と、前記第一Ｙ方向位置決めキャリアと共に前記Ｙ方向に移動して、前記第一突当たり部材に突き当たった前記ワークトレイを前記Ｙ方向に押す第一押し部材と、前記第一突当たり部材が前記Ｙ方向に移動した場合に、復元する方向に該第一突当たり部材を付勢する第一付勢部材と、を備え、前記第二支持機構は、前記Ｙ方向に移動可能に配設され、前記Ｙ方向に移動した前記ワークトレイが突き当たる第二突当たり部材と、前記第二Ｙ方向位置決めキャリアと共に前記Ｙ方向に移動して、前記第二突当たり部材に突き当たった前記ワークトレイを前記Ｙ方向に押す第二押し部材と、前記第二突当たり部材が前記Ｙ方向に移動した場合に、復元する方向に該第二突当たり部材を付勢する第二付勢部材と、を備えることを特徴とする、上記（１６）に記載の溶接装置である。
【００２７】
（１８）本発明はまた、前記Ｘ方向溶接ユニットは、交換用の前記Ｘ方向溶接ローラが載置され、前記第一Ｙ方向位置決めキャリアと共に前記Ｙ方向に移動可能な第一交換キャリアを備え、前記Ｘ方向溶接ヘッドに配設された前記Ｘ方向溶接ローラと、前記第一交換キャリアに載置された前記交換用の前記Ｘ方向溶接ローラと、を自動交換し、前記Ｙ方向溶接ユニットは、交換用の前記Ｙ方向溶接ローラが載置され、前記第二Ｙ方向位置決めキャリアと共に前記Ｙ方向に移動可能な第二交換キャリアを備え、前記Ｙ方向溶接ヘッドに配設された前記Ｙ方向溶接ローラと、前記第二交換キャリアに載置された前記交換用の前記Ｙ方向溶接ローラと、を自動交換することを特徴とする、上記（４）乃至（１７）のいずれかに記載の溶接装置である。
【００２８】
（１９）本発明はまた、前記真空チャンバ内において、前記Ｘ方向溶接ユニットおよび前記Ｙ方向溶接ユニットの一方で溶接された後、かつ、他方で溶接される前の前記複数のワークを冷却するバッファステーションを備えることを特徴とする、上記（１）乃至（１８）のいずれかに記載の溶接装置である。
【００２９】
（２０）本発明はまた、前記真空チャンバを外側から冷却する外部冷却ユニットを備えることを特徴とする、上記（１）乃至（１９）のいずれかに記載の溶接装置である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、ランニングコストを抑えつつ、歩留まりが低下することを防止できるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１Ａ】本発明の実施の形態に係る溶接装置の平面図であり、当該溶接装置の下方を示す。
【図１Ｂ】溶接装置の平面図であり、溶接装置の上方を示す。
【図２】溶接装置の背面図である。
【図３Ａ】溶接装置の右側面図であり、上流側のＸ方向溶接ユニットを示す。
【図３Ｂ】溶接装置の右側面図であり、下流側のＹ方向溶接ユニットを示す。
【図４Ａ】第一支持機構の斜視図である。
【図４Ｂ】第二支持機構の斜視図である。
【図５Ａ】Ｘ方向溶接ヘッドの拡大正面図である。
【図５Ｂ】Ｘ方向溶接ヘッドの拡大側面図である。
【図５Ｃ】Ｙ方向溶接ヘッドの拡大正面図である。
【図５Ｄ】Ｙ方向溶接ヘッドの拡大側面図である。
【図６】外部冷却ユニットを示す外観斜視図である。
【図７】溶接装置によるシーム溶接の手順を示すフローチャートである。
【図８】Ｘ方向溶接ユニットにおいて複数のワークをＸ軸方向の行毎にＸ軸方向に沿って溶接する手順を説明する図である。
【図９】Ｙ方向溶接ユニットにおいて複数のワークをＹ軸方向の列毎にＹ軸方向に沿って溶接する手順を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の例について詳細に説明する。なお、以下の説明では、図に示したＸ、Ｙ、Ｚ軸を基準として方向を説明する。Ｘ、Ｙ軸は互いに直角な水平軸であり、Ｚ軸はＸ、Ｙ軸に直角な鉛直軸である。図のＸ軸方向は本発明に係るＸ方向であり、Ｙ軸方向は本発明に係るＹ方向であり、Ｚ軸方向は本発明に係るＺ方向であるが、本発明はこれに限定されるものではない。各図において、一部の構成の図示を適宜省略して、図面を簡略化している。
【００３３】
図１Ａは本発明の実施の形態に係る溶接装置１の平面図であり、当該溶接装置１の下方を示す。図１Ｂは溶接装置１の平面図であり、当該溶接装置の上方を示す。図２は溶接装置１の背面図である。図３Ａは溶接装置１の右側面図であり、上流側のＸ方向溶接ユニット２００を示す。図３Ｂは溶接装置１の右側面図であり、下流側のＹ方向溶接ユニット３００を示す。なお、図１〜図３、および以下で説明する他の図では、一部を断面にして、断面部分を斜線で示している。
【００３４】
これらの図に示される溶接装置１は、電子部品を製造するラインに設置され、真空雰囲気中でワーク１０に対してシーム溶接する際に使用される。ワーク１０は、パッケージの開口に蓋となるリッドが載置された状態で、または、仮付けされた状態で、ワークトレイ２０上に配列される。ワークトレイ２０上には、ワーク１０を収容する複数の窪みがＸ、Ｙ軸方向のマトリクス状に形成されており、複数のワーク１０はＸ、Ｙ軸方向のマトリクス状に配列される。
【００３５】
溶接装置１は、ワークトレイ２０上に配列した複数のワーク１０を全体としてＸ軸方向に搬送しながらまとめて溶接する。具体的に、溶接装置１は、内部を真空雰囲気に保つ真空チャンバ１００と、この真空チャンバ１００内の上流側においてＸ軸方向に沿って溶接するＸ方向溶接ユニット２００と、真空チャンバ１００内の下流側においてＹ軸方向に沿って溶接するＹ方向溶接ユニット３００と、真空チャンバ１００内の中流において溶接途中のワーク１０を一旦待機させるバッファステーション４００と、真空チャンバ１００を外側から冷却する外部冷却ユニット５００と、真空チャンバ１００の上流側に並設された仕込室（ロードロック）６００と、真空チャンバ１００の下流側に並設された取出室（アンロードロック）７００と、真空チャンバ１００にワーク１０を送り込む上流側搬送ユニット８００と、真空チャンバ１００からワーク１０を送り出す下流側搬送ユニット９００と、制御ユニット（図示省略）と、等を備えている。
【００３６】
これら溶接装置１の各部は、制御ユニットによって統括的に制御される。制御ユニットは、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ等から構成され、各種制御を実行する。ＣＰＵは、いわゆる中央演算処理装置であり、各種プログラムが実行されて各種機能（例えば、溶接回数をカウントする機能）を実現する。ＲＡＭは、ＣＰＵの作業領域として使用される。ＲＯＭは、ＣＰＵで実行されるプログラムを記憶する。
【００３７】
このような構成の制御ユニットは、後で詳述するように、Ｘ方向溶接ローラ２４０の交換時期を溶接回数により判断し、その交換時期に、Ｘ方向溶接ローラ２４０を交換用のＸ方向溶接ローラ２９２と交換するように制御する。同様に、制御ユニットは、Ｙ方向溶接ローラ３４０の交換時期を溶接回数により判断し、その交換時期に、Ｙ方向溶接ローラ３４０を交換用のＹ方向溶接ローラ３９２と交換するように制御する。
【００３８】
真空チャンバ１００は、略六面体の箱形容器であるチャンバ本体１１０と、真空ポンプ１２０と、大気開放弁１３０と、を備えている。チャンバ本体１１０には、上流側の側壁に仕込室６００と連通する第一開口１１２が形成されていると共に、下流側の側壁に取出室７００と連通する第二開口１１４が形成されている。第一開口１１２は、後述する仕込室６００の上流側仕切扉６１５によって開閉される。第二開口１１４は、後述する取出室７００の下流側仕切扉７１５によって開閉される。第一開口１１２および第二開口１１４が閉じられた状態の真空チャンバ１００は、真空ポンプ１２０の動作によって、チャンバ本体１１０内の空気圧を大気圧から真空雰囲気までの任意の圧力に制御する。大気開放弁１３０は、メンテナンス時等に利用される。なお、チャンバ本体１１０内には、後述するＸ方向溶接ヘッド移動機構２６０およびＹ方向溶接ヘッド移動機構３６０を配設するために、Ｘ軸方向に沿った梁１１６が形成されている。また、チャンバ本体１１０内には、後述する第一Ｚ方向移動機構２７０および第二Ｚ方向移動機構３７０を配設するために、梁１１６からＹ軸方向に延びた支持材１１８が形成されている。
【００３９】
Ｘ方向溶接ユニット２００は、マトリクス状に配列された複数のワーク１０をＸ軸方向の行毎にＸ軸方向に沿って溶接する。具体的に、Ｘ方向溶接ユニット２００は、複数のワーク１０がワークトレイ２０と共に載置される第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５と、この第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５をＹ軸方向に移動させる第一Ｙ方向位置決めキャリア移動機構２１０と、ワークトレイ２０を第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５上に支持したりそれを解除したりする第一支持機構２２０と、一対のＸ方向溶接ローラ２４０および三本（二対）の第一搬送フィンガー２５０を有するＸ方向溶接ヘッド２３０と、このＸ方向溶接ヘッド２３０をＸ軸方向に移動させるＸ方向溶接ヘッド移動機構２６０と、Ｘ方向溶接ヘッド２３０を構成するＸ方向溶接ヘッド用ベース２３１に対してＺ軸方向に移動可能に配設された一対の第一Ｚ方向可動部材２６８と、この第一Ｚ方向可動部材２６８に着脱可能に配設されてＸ方向溶接ローラ２４０を回転可能に支持する一対のＸ方向溶接ローラハウジング２６９と、Ｘ方向溶接ローラ２４０をＺ軸方向等に移動させたり、第一搬送フィンガー２５０をＺ軸方向に移動させたりする第一Ｚ方向移動機構２７０と、交換用のＸ方向溶接ローラ２９２が載置されている第一交換キャリア２９０と、を備えている。
【００４０】
第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５は、後で詳述する第一搬送フィンガー２５０によってＸ軸方向に直列に搬送される複数のワーク１０をＹ軸方向にオフセットする第一Ｙ方向オフセット手段として機能する。Ｘ方向溶接ユニット２００は、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５によってＹ軸方向にオフセットされる複数のワーク１０を溶接する。具体的に、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５は、チャンバ本体１１０内の上流側底面に、Ｙ軸方向に直線移動可能に配設されている。第一Ｙ方向位置決めキャリア移動機構２１０は、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５の動力源として、チャンバ本体１１０内の上流側底面に配設されている。具体的に、第一Ｙ方向位置決めキャリア移動機構２１０は、Ｙ軸方向に沿って互いに平行に配設された二本の第一Ｙ方向位置決めキャリア用レール２１１と、これら二本の第一Ｙ方向位置決めキャリア用レール２１１に沿ってＹ軸方向に直線移動する二対の第一Ｙ方向位置決めキャリア用スライダ２１２と、外周面におねじが形成された第一Ｙ方向位置決めキャリア駆動軸２１３と、この第一Ｙ方向位置決めキャリア駆動軸２１３を回転可能に支持する一対の第一Ｙ方向位置決めキャリア駆動軸用軸受２１４、２１５と、第一Ｙ方向位置決めキャリア駆動軸２１３に螺合する第一Ｙ方向位置決めキャリア用ナット２１６と、第一Ｙ方向位置決めキャリア駆動軸２１３に接続された第一Ｙ方向位置決めキャリア用位置制御モータ２１７と、を備えている。
【００４１】
第一Ｙ方向位置決めキャリア用レール２１１は、第一Ｙ方向位置決めキャリア移動機構２１０の基礎部分を構成すると共に、後で詳述する第一支持機構２２０の基礎部分を構成する。すなわち、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５用のレール、および、後で詳述する第一突当たり部材２２１用のレールは、一体に構成されている。二対の第一Ｙ方向位置決めキャリア用スライダ２１２は、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５を搭載し、当該第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５について、二本の第一Ｙ方向位置決めキャリア用レール２１１に沿ったＹ軸方向の直線移動を可能にする。第一Ｙ方向位置決めキャリア駆動軸２１３は、二本の第一Ｙ方向位置決めキャリア用レール２１１の間に平行に配設されている。この第一Ｙ方向位置決めキャリア駆動軸２１３の一端は、チャンバ本体１１０の側壁を貫通して外部に露出し、第一Ｙ方向位置決めキャリア用位置制御モータ２１７に接続されている。一方の第一Ｙ方向位置決めキャリア駆動軸用軸受２１４は、チャンバ本体１１０内の底面に配設されている。他方の第一Ｙ方向位置決めキャリア駆動軸用軸受２１５は、磁性流体シール等であり、チャンバ本体１１０の側壁における貫通部分に配設されて、当該貫通部分をシールする。この第一Ｙ方向位置決めキャリア駆動軸用軸受２１５は、第一Ｙ方向位置決めキャリア駆動軸２１３の回転中および停止中に、チャンバ本体１１０内を真空雰囲気に保つことを可能にする。第一Ｙ方向位置決めキャリア用ナット２１６は、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５の下面に固定されており、第一Ｙ方向位置決めキャリア用位置制御モータ２１７に駆動される第一Ｙ方向位置決めキャリア駆動軸２１３の回転に伴って、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５をＹ軸方向に直線移動させる。なお、第一Ｙ方向位置決めキャリア駆動軸２１３および第一Ｙ方向位置決めキャリア用ナット２１６は、螺合部分にボールを備えたいわゆるボールねじを構成し、摺動による抵抗を低減している。
【００４２】
ここで、第一支持機構２２０の構造について詳細に説明する。図４Ａは第一支持機構２２０の斜視図である。
【００４３】
この図に示される第一支持機構２２０は、チャンバ本体１１０内の上流側下方に配設されている。具体的に、第一支持機構２２０は、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５と共にＹ軸方向に移動したワークトレイ２０が突き当たってＹ軸方向に移動可能な第一突当たり部材２２１と、第一Ｙ方向位置決めキャリア移動機構２１０と兼用する二本の第一Ｙ方向位置決めキャリア用レール２１１と、これら二本の第一Ｙ方向位置決めキャリア用レール２１１に沿ってＹ軸方向に直線移動する一対の第一突当たり部材用スライダ２２２と、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５と共にＹ軸方向に移動してワークトレイ２０を押す第一押し部材２２３と、第一突当たり部材２２１がＹ軸方向に移動した場合に、復元する方向に当該第一突当たり部材２２１を付勢する第一付勢部材２２４と、この第一付勢部材２２４に付勢された第一突当たり部材２２１の復元方向の移動範囲を規制する第一ストッパー２２５と、を備えている。
【００４４】
第一突当たり部材２２１は、第一押し部材２２３と対向するように、Ｘ軸方向に沿ってワークトレイ２０の側方に配設されている。この第一突当たり部材２２１は、第一押し部材２２３がＹ軸方向に所定量移動した場合に、当該第一押し部材２２３と共にワークトレイ２０を挟み込んで第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５上に支持する。一対の第一突当たり部材用スライダ２２２は、第一突当たり部材２２１を搭載し、当該第一突当たり部材２２１について、二本の第一Ｙ方向位置決めキャリア用レール２１１に沿ったＹ軸方向の直線移動を可能にする。第一押し部材２２３は、第一突当たり部材２２１と対向するように、Ｘ軸方向に沿って第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５上に配設されている。この第一押し部材２２３は、Ｙ軸方向に所定量移動した場合に、第一突当たり部材２２１と共にワークトレイ２０を挟み込んで第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５上に支持する。
【００４５】
ここで、Ｘ方向溶接ヘッド２３０の構造について詳細に説明する。図５ＡはＸ方向溶接ヘッド２３０の拡大正面図である。図５ＢはＸ方向溶接ヘッド２３０の拡大側面図である。
【００４６】
Ｘ方向溶接ヘッド２３０は、基礎となるＸ方向溶接ヘッド用ベース２３１と、このＸ方向溶接ヘッド用ベース２３１の前面に対してＹ軸方向に沿って互いに平行に配設された一対のＹ方向レール２３２と、これら一対のＹ方向レール２３２に沿ってＹ軸方向に直線移動するリニアモータ式の二対のＹ方向スライダ２３３と、これら二対のＹ方向スライダ２３３に対してＺ軸方向に沿って互いに平行に配設された一対の第一Ｚ方向レール２３４と、これら一対の第一Ｚ方向レール２３４に沿ってＺ軸方向に直線移動するリニアモータ式の二対の第一Ｚ方向スライダ２３５と、これら二対の第一Ｚ方向スライダ２３５に取り付けられてＺ軸方向に移動可能な一対の第一Ｚ方向可動部材２６８と、これら一対の第一Ｚ方向可動部材２６８の下端に配設された一対のＸ方向溶接ローラ保持部２３６と、これら一対のＸ方向溶接ローラ保持部２３６に着脱可能に配設された一対のＸ方向溶接ローラハウジング２６９と、これら一対のＸ方向溶接ローラハウジング２６９に対してＸ方向溶接ローラ用回転シャフト２３７が回転可能に支持される一対のＸ方向溶接ローラ２４０と、を備えている。
【００４７】
図１〜図３に戻って説明する。Ｘ方向溶接ヘッド２３０は、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５の上方において、チャンバ本体１１０内の梁１１６に、Ｘ軸方向に直線移動可能に配設されている。Ｘ方向溶接ヘッド移動機構２６０は、Ｘ方向溶接ヘッド２３０の動力源として、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５の上方に配設されている。具体的に、Ｘ方向溶接ヘッド移動機構２６０は、支持材１１８を貫通するように梁１１６の側面にＸ軸方向に沿って互いに平行に配設された二本の溶接ヘッド用レール２６１と、これら二本の溶接ヘッド用レール２６１に沿ってＸ軸方向に直線移動する二対のＸ方向溶接ヘッド用スライダ２６２と、外周面におねじが形成されたＸ方向溶接ヘッド駆動軸２６３と、このＸ方向溶接ヘッド駆動軸２６３を回転可能に支持する一対のＸ方向溶接ヘッド駆動軸用軸受２６４、２６５と、Ｘ方向溶接ヘッド駆動軸２６３に螺合するＸ方向溶接ヘッド用ナット２６６と、Ｘ方向溶接ヘッド駆動軸２６３に接続されたＸ方向溶接ヘッド用位置制御モータ２６７と、を備えている。
【００４８】
この溶接ヘッド用レール２６１は、Ｘ方向溶接ヘッド移動機構２６０の基礎部分を構成すると共に、後述するＹ方向溶接ヘッド移動機構３６０の基礎部分を構成する。すなわち、Ｘ方向溶接ヘッド２３０用のレール、および後述するＹ方向溶接ヘッド３３０用のレールは、一体に構成されている。二対のＸ方向溶接ヘッド用スライダ２６２は、Ｘ方向溶接ヘッド２３０を固定し、当該Ｘ方向溶接ヘッド２３０について、二本の溶接ヘッド用レール２６１に沿ったＸ軸方向の直線移動を可能にする。Ｘ方向溶接ヘッド駆動軸２６３は、チャンバ本体１１０内の上流側において、二本の溶接ヘッド用レール２６１の間に平行に配設されている。このＸ方向溶接ヘッド駆動軸２６３の一端は、チャンバ本体１１０の側壁を貫通して外部に露出し、Ｘ方向溶接ヘッド用位置制御モータ２６７に接続されている。一方のＸ方向溶接ヘッド駆動軸用軸受２６４は、チャンバ本体１１０内の支持材１１８の側面に配設されている。他方のＸ方向溶接ヘッド駆動軸用軸受２６５は、磁性流体シール等であり、チャンバ本体１１０の側壁における貫通部分に配設されて、当該貫通部分をシールする。このＸ方向溶接ヘッド駆動軸用軸受２６５は、Ｘ方向溶接ヘッド駆動軸２６３の回転中および停止中に、チャンバ本体１１０内を真空雰囲気に保つことを可能にする。Ｘ方向溶接ヘッド用ナット２６６は、Ｘ方向溶接ヘッド用ベース２３１の背面に固定されており、Ｘ方向溶接ヘッド用位置制御モータ２６７に駆動されるＸ方向溶接ヘッド駆動軸２６３の回転に伴って、Ｘ方向溶接ヘッド２３０をＸ軸方向に直線移動させる。なお、Ｘ方向溶接ヘッド駆動軸２６３およびＸ方向溶接ヘッド用ナット２６６は、螺合部分にボールを備えたいわゆるボールねじを構成し、摺動による抵抗を低減している。
【００４９】
第一Ｚ方向可動部材２６８は、Ｘ方向溶接ヘッド用ベース２３１の前面に対し、Ｚ軸方向に移動可能に配設されている。この第一Ｚ方向可動部材２６８は、熱伝導性と、熱放射性と、絶縁性と、を有する材料からなり、シーム溶接により生じる熱の放熱性能を高めている。Ｘ方向溶接ヘッド２３０で発生する溶接熱は、Ｘ方向溶接ローラ保持部２３６を経て第一Ｚ方向可動部材２６８に伝達すると同時に当該第一Ｚ方向可動部材２６８の表面（ひょうめん）から外部に放熱される。また、Ｘ方向溶接ローラ保持部２３６とＸ方向溶接ヘッド用ベース２３１とは、第一Ｚ方向可動部材２６８によって絶縁される。なお、第一Ｚ方向可動部材２６８の前面の面積を可能な限り大きく設定し、放熱性能を高めることが好ましい。具体的にこの第一Ｚ方向可動部材２６８は、所定の面積となる放熱面２６８Ａを備えるようにし、この放熱面の面積を３ｃｍ２以上、好ましくは５ｃｍ２以上確保することが望ましい。
【００５０】
第一Ｚ方向可動部材２６８の材料は、熱伝導率が１７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましい。そして、第一Ｚ方向可動部材２６８の材料は、熱の放射率が０．８以上であること、すなわち、１に近いことが好ましい。また、第一Ｚ方向可動部材２６８の材料は、絶縁抵抗が１０３Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。さらに、第一Ｚ方向可動部材２６８の材料は、防錆性、軽量性を有することが好ましい。第一Ｚ方向可動部材２６８の材料には、セラミックスが適しており、その中では、炭化ケイ素または窒化アルミニウムが更に適している。採用するセラミックスの熱の放射率は０．８以上１．０以下であることが好ましく、０．９３以上０．９５以下であることがより好ましい。すなわち、セラミックスの熱の放射率は、アルミニウムの熱の放射率の０．０２以上０．１以下や、鉄の熱の放射率の０．５以上０．９以下と比較すると高い。炭化ケイ素は、熱伝導率が１７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、熱の放射率が０．８以上１．０以下であり、絶縁抵抗が１０３Ω・ｃｍ以上５×１０６Ω・ｃｍ以下である。窒化アルミニウムは、熱伝導率が１７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上２３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であり、熱放射率が０．９３であり、絶縁抵抗が１０１３Ω・ｃｍ以上である。なお、炭化ケイ素および窒化アルミニウムは、上記の好ましいとした条件を全て満たしている。
【００５１】
Ｘ方向溶接ローラ保持部２３６は、第一Ｚ方向可動部材２６８の下端に配設されてＸ方向溶接ローラ２４０を回転可能に保持すると共に、当該Ｘ方向溶接ローラ２４０に電流を供給して、Ｘ方向溶接ローラ２４０による溶接を可能にする。
【００５２】
Ｘ方向溶接ローラハウジング２６９は、Ｘ方向溶接ローラ２４０との間に介在させる通電用の導電ペーストを内包している。このＸ方向溶接ローラハウジング２６９は、Ｘ方向溶接ローラ２４０と一体に構成されており、当該Ｘ方向溶接ローラ２４０と一体に交換可能となっている。
【００５３】
一対のＸ方向溶接ローラ２４０は、Ｘ方向溶接ヘッド用ベース２３１のＹ軸に沿った面に対し、Ｙ軸回りに回転可能で、Ｚ軸方向に移動可能で、かつ、着脱可能に配設され、当該Ｘ方向溶接ヘッド用ベース２３１と共にＸ軸方向に移動可能となっている。さらに、一対のＸ方向溶接ローラ２４０は、Ｙ方向スライダ２３３によってＹ方向に移動して互いの間隔が調整可能となっている。具体的に、一対のＸ方向溶接ローラ２４０は、後で詳述する第一交換キャリア２９０の上方においてＺ軸方向に移動することで、Ｘ方向溶接ローラハウジング２６９と一体に交換用のＸ方向溶接ローラ２９２と自動交換される。一対のＸ方向溶接ローラ２４０は、溶接電極を構成し、ワーク１０に対してシーム溶接をする。すなわち、一対のＸ方向溶接ローラ２４０は、ワーク１０に対してパルス状の電圧を印加しながら転動することによって、当該ワーク１０に対するシーム溶接をする。このため、一対のＸ方向溶接ローラ２４０は、Ｘ方向溶接ヘッド用ベース２３１と絶縁をする必要があるが、その絶縁は、絶縁性を有する第一Ｚ方向可動部材２６８によって実現されている。
【００５４】
第一Ｚ方向移動機構２７０は、Ｘ方向溶接ヘッド２３０を貫通するようにＸ軸方向に沿って配設された第一Ｚ方向移動用駆動軸２７１と、この第一Ｚ方向移動用駆動軸２７１を回転可能に支持する一対の第一Ｚ方向移動用駆動軸用軸受２７２、２７３と、第一Ｚ方向移動用駆動軸２７１の所定の第一方向（例えば、第一Ｚ方向移動用位置制御モータ２７４の側から視て左方向）への回転力を一対のＸ方向溶接ローラ２４０のＺ軸方向への移動力に変換するＸ方向溶接ローラ用動力変換機構（図示省略）と、第一Ｚ方向移動用駆動軸２７１の所定の第二方向（例えば、第一Ｚ方向移動用位置制御モータ２７４の側から視て右方向）への回転力を三本の第一搬送フィンガー２５０のＺ軸方向への移動力に変換する第一搬送フィンガー用動力変換機構（図示省略）と、第一Ｚ方向移動用駆動軸２７１に接続された第一Ｚ方向移動用位置制御モータ２７４と、一対のＸ方向溶接ローラ２４０の互いの間隔を変更するＸ方向溶接ローラ間隔変更機構（図示省略）と、このＸ方向溶接ローラ間隔変更機構に接続されたＸ方向溶接ローラ間隔変更用位置制御モータ（図示省略）と、を備えている。
【００５５】
第一Ｚ方向移動用駆動軸２７１には、スプライン軸が採用されている。この第一Ｚ方向移動用駆動軸２７１の一端は、チャンバ本体１１０の側壁を貫通して外部に露出し、第一Ｚ方向移動用位置制御モータ２７４に接続されている。一方の第一Ｚ方向移動用駆動軸用軸受２７２は、チャンバ本体１１０内の支持材１１８の側面に配設されている。他方の第一Ｚ方向移動用駆動軸用軸受２７３は、磁性流体シール等であり、チャンバ本体１１０の側壁における貫通部分に配設されて、当該貫通部分をシールする。この第一Ｚ方向移動用駆動軸用軸受２７３は、第一Ｚ方向移動用駆動軸２７１の回転中および停止中に、チャンバ本体１１０内を真空雰囲気に保つことを可能にする。Ｘ方向溶接ローラ用動力変換機構は、Ｘ方向溶接ヘッド２３０に配設されており、第一Ｚ方向移動用位置制御モータ２７４に駆動される第一Ｚ方向移動用駆動軸２７１の所定の第一方向（例えば、第一Ｚ方向移動用位置制御モータ２７４の側から視て左方向）への回転に伴って、Ｘ方向溶接ローラ２４０をＺ軸方向に直線移動させる。Ｘ方向溶接ローラ間隔変更機構およびＸ方向溶接ローラ間隔変更用位置制御モータは、Ｘ方向溶接ヘッド２３０に配設されている。Ｘ方向溶接ローラ間隔変更機構は、Ｘ方向溶接ローラ間隔変更用位置制御モータに駆動されて、一対のＸ方向溶接ローラ２４０のＹ軸方向の互いの間隔を変更させる。
【００５６】
三本の第一搬送フィンガー２５０は、複数のワーク１０をＸ軸方向に直列に搬送する搬送手段として機能する。これら三本の第一搬送フィンガー２５０は、Ｘ方向溶接ヘッド２３０に対し、Ｘ軸方向に沿って互いに間隔を空けて、かつ、Ｚ軸方向に移動可能に配設され、当該Ｘ方向溶接ヘッド２３０と共にＸ軸方向に移動可能となっている。具体的に、三本の第一搬送フィンガー２５０は、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５に所定の間隔まで近接する第一近接位置、および、当該第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５から所定の間隔まで離間する第一離間位置、の間でＺ軸方向に移動する。また、三本の第一搬送フィンガー２５０は、第一近接位置に位置する場合に、そのうちの二本でワークトレイ２０の前後を挟み込んで、Ｘ方向溶接ヘッド２３０と共にＸ軸方向に移動して当該ワークトレイ２０を押し、当該ワークトレイ２０と共に複数のワーク１０をＸ軸方向に搬送する。一方、三本の第一搬送フィンガー２５０は、第一離間位置に位置する場合に、ワークトレイ２０を押すことはない。これら一対の第一搬送フィンガー２５０は、Ｘ軸方向の互いの間隔を一定に保っている。
【００５７】
前述していた第一搬送フィンガー用動力変換機構は、Ｘ方向溶接ヘッド２３０に配設されており、第一Ｚ方向移動用位置制御モータ２７４に駆動される第一Ｚ方向移動用駆動軸２７１の所定の第二方向（例えば、第一Ｚ方向移動用位置制御モータ２７４の側から視て右方向）への回転に伴って、第一搬送フィンガー２５０をＺ軸方向に直線移動させる。
【００５８】
第一交換キャリア２９０は、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５のＹ軸方向の一端に固定され、当該第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５と共にＹ軸方向に移動可能となっている。この第一交換キャリア２９０には、交換用のＸ方向溶接ローラ２９２を保持する複数のＸ方向溶接ローラ用保持台２９４がＹ軸方向に沿って載置されている。複数のＸ方向溶接ローラ用保持台２９４には、それぞれ、一対の交換用のＸ方向溶接ローラ２９２がＹ軸方向に沿って載置されている。
【００５９】
Ｙ方向溶接ユニット３００は、マトリクス状に配列された複数のワーク１０をＹ軸方向の列毎にＹ軸方向に沿って溶接する。具体的に、Ｙ方向溶接ユニット３００は、複数のワーク１０がワークトレイ２０と共に載置される第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５と、この第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５をＹ軸方向に移動させる第二Ｙ方向位置決めキャリア移動機構３１０と、ワークトレイ２０を第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５上に支持したりそれを解除したりする第二支持機構３２０と、一対のＹ方向溶接ローラ３４０および一対の第二搬送フィンガー３５０を有するＹ方向溶接ヘッド３３０と、このＹ方向溶接ヘッド３３０をＸ軸方向に移動させるＹ方向溶接ヘッド移動機構３６０と、Ｙ方向溶接ヘッド３３０に対してＺ軸方向に移動可能に配設された第二Ｚ方向可動部材３６８と、この第二Ｚ方向可動部材３６８に着脱可能に配設されてＹ方向溶接ローラ３４０を回転可能に保持する一対のＹ方向溶接ローラハウジング３６９と、Ｙ方向溶接ローラ３４０をＺ軸方向等に移動させたり、第二搬送フィンガー３５０をＺ軸方向に移動させたりする第二Ｚ方向移動機構３７０と、交換用のＹ方向溶接ローラ３９２が載置されている第二交換キャリア３９０と、を備えている。
【００６０】
第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５は、後で詳述する第二搬送フィンガー３５０によってＸ軸方向に直列に搬送される複数のワーク１０をＹ軸方向にオフセットする第二Ｙ方向オフセット手段として機能する。Ｙ方向溶接ユニット３００は、第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５によってＹ軸方向にオフセットされる複数のワーク１０を溶接する。具体的に、第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５は、チャンバ本体１１０内の下流側底面に、Ｙ軸方向に直線移動可能に配設されている。第二Ｙ方向位置決めキャリア移動機構３１０は、第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５の動力源として、チャンバ本体１１０内の下流側底面に配設されている。具体的に、第二Ｙ方向位置決めキャリア移動機構３１０は、Ｙ軸方向に沿って互いに平行に配設された二本の第二Ｙ方向位置決めキャリア用レール３１１と、これら二本の第二Ｙ方向位置決めキャリア用レール３１１に沿ってＹ軸方向に直線移動する二対の第二Ｙ方向位置決めキャリア用スライダ３１２と、外周面におねじが形成された第二Ｙ方向位置決めキャリア駆動軸３１３と、この第二Ｙ方向位置決めキャリア駆動軸３１３を回転可能に支持する一対の第二Ｙ方向位置決めキャリア駆動軸用軸受３１４、３１５と、第二Ｙ方向位置決めキャリア駆動軸３１３に螺合する第二Ｙ方向位置決めキャリア用ナット３１６と、第二Ｙ方向位置決めキャリア駆動軸３１３に接続された第二Ｙ方向位置決めキャリア用位置制御モータ３１７と、を備えている。
【００６１】
第二Ｙ方向位置決めキャリア用レール３１１は、第二Ｙ方向位置決めキャリア移動機構３１０の基礎部分を構成すると共に、後で詳述する第二支持機構３２０の基礎部分を構成する。すなわち、第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５用のレール、および、後で詳述する第二突当たり部材３２１用のレールは、一体に構成されている。二対の第二Ｙ方向位置決めキャリア用スライダ３１２は、第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５を搭載し、当該第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５について、二本の第二Ｙ方向位置決めキャリア用レール３１１に沿ったＹ軸方向の直線移動を可能にする。第二Ｙ方向位置決めキャリア駆動軸３１３は、二本の第二Ｙ方向位置決めキャリア用レール３１１の間に平行に配設されている。この第二Ｙ方向位置決めキャリア駆動軸３１３の一端は、チャンバ本体１１０の側壁を貫通して外部に露出し、第二Ｙ方向位置決めキャリア用位置制御モータ３１７に接続されている。一方の第二Ｙ方向位置決めキャリア駆動軸用軸受３１４は、チャンバ本体１１０内の底面に配設されている。他方の第二Ｙ方向位置決めキャリア駆動軸用軸受３１５は、磁性流体シール等であり、チャンバ本体１１０の側壁における貫通部分に配設されて、当該貫通部分をシールする。第二Ｙ方向位置決めキャリア用ナット３１６は、第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５の下面に固定されており、第二Ｙ方向位置決めキャリア用位置制御モータ３１７に駆動される第二Ｙ方向位置決めキャリア駆動軸３１３の回転に伴って、第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５をＹ軸方向に直線移動させる。なお、第二Ｙ方向位置決めキャリア駆動軸３１３および第二Ｙ方向位置決めキャリア用ナット３１６は、螺合部分にボールを備えたいわゆるボールねじを構成し、摺動による抵抗を低減している。
【００６２】
ここで、第二支持機構３２０の構造について詳細に説明する。図４Ｂは第二支持機構３２０の斜視図である。
【００６３】
この図に示される第二支持機構３２０は、チャンバ本体１１０内の下流側下方に配設されている。具体的に、第二支持機構３２０は、第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５と共にＹ軸方向に移動したワークトレイ２０が突き当たってＹ軸方向に移動可能な第二突当たり部材３２１と、第二Ｙ方向位置決めキャリア移動機構３１０と兼用する二本の第二Ｙ方向位置決めキャリア用レール３１１と、これら二本の第二Ｙ方向位置決めキャリア用レール３１１に沿ってＹ軸方向に直線移動する一対の第二突当たり部材用スライダ３２２と、第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５と共にＹ軸方向に移動してワークトレイ２０を押す第二押し部材３２３と、第二突当たり部材３２１がＹ軸方向に移動した場合に、復元する方向に当該第二突当たり部材３２１を付勢する第二付勢部材３２４と、この第二付勢部材３２４に付勢された第二突当たり部材３２１の復元方向の移動範囲を規制する第二ストッパー３２５と、を備えている。
【００６４】
第二突当たり部材３２１は、第二押し部材３２３と対向するように、Ｘ軸方向に沿ってワークトレイ２０の側方に配設されている。この第二突当たり部材３２１は、第二押し部材３２３がＹ軸方向に所定量移動した場合に、当該第二押し部材３２３と共にワークトレイ２０を挟み込んで第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５上に支持する。一対の第二突当たり部材用スライダ３２２は、第二突当たり部材３２１を搭載し、当該第二突当たり部材３２１について、二本の第二Ｙ方向位置決めキャリア用レール３１１に沿ったＹ軸方向の直線移動を可能にする。第一押し部材３２３は、第二突当たり部材３２１と対向するように、Ｘ軸方向に沿って第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５上に配設されている。この第二押し部材３２３は、Ｙ軸方向に所定量移動した場合に、第二突当たり部材３２１と共にワークトレイ２０を挟み込んで第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５上に支持する。
【００６５】
ここで、Ｙ方向溶接ヘッド３３０の構造について詳細に説明する。図５ＣはＹ方向溶接ヘッド３３０の拡大正面図である。図５ＤはＹ方向溶接ヘッド３３０の拡大側面図である。
【００６６】
Ｙ方向溶接ヘッド３３０は、基礎となるＹ方向溶接ヘッド用ベース３３１と、このＹ方向溶接ヘッド用ベース３３１の前面に対してＸ軸方向に沿って互いに平行に配設された一対のＸ方向レール３３２と、これら一対のＸ方向レール３３２に沿ってＸ軸方向に直線移動するリニアモータ式の二対のＸ方向スライダ３３３と、これら二対のＸ方向スライダ３３３に対してＺ軸方向に沿って互いに平行に配設された一対の第二Ｚ方向レール３３４と、これら一対の第二Ｚ方向レール３３４に沿ってＺ軸方向に直線移動するリニアモータ式の二対の第二Ｚ方向スライダ３３５と、これら二対の第二Ｚ方向スライダ３３５に取り付けられてＺ軸方向に移動可能な一対の第二Ｚ方向可動部材３６８と、これら一対の第二Ｚ方向可動部材３６８の下端に配設された一対のＹ方向溶接ローラ保持部３３６と、これら一対のＹ方向溶接ローラ保持部２３６に着脱可能に配設された一対のＹ方向溶接ローラハウジング３６９と、これら一対のＹ方向溶接ローラハウジング３６９に対してＹ方向溶接ローラ用回転シャフト３３７が回転可能に支持される一対のＹ方向溶接ローラ３４０と、を備えている。
【００６７】
図１〜図３に戻って説明する。Ｙ方向溶接ヘッド３３０は、炭化ケイ素または窒化アルミニウム等の熱伝導率が高い材料からなり、高い放熱能力を有する。このＹ方向溶接ヘッド３３０は、第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５の上方において、チャンバ本体１１０内の梁１１６に、Ｘ軸方向に直線移動可能に配設されている。Ｙ方向溶接ヘッド移動機構３６０は、Ｙ方向溶接ヘッド３３０の動力源として、第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５の上方に配設されている。具体的に、Ｙ方向溶接ヘッド移動機構３６０は、Ｘ方向溶接ヘッド移動機構２６０と兼用する二本の溶接ヘッド用レール２６１と、これら二本の溶接ヘッド用レール２６１に沿ってＸ軸方向に直線移動する二対のＹ方向溶接ヘッド用スライダ３６２と、外周面におねじが形成されたＹ方向溶接ヘッド駆動軸３６３と、このＹ方向溶接ヘッド駆動軸３６３を回転可能に支持する一対のＹ方向溶接ヘッド駆動軸用軸受け３６４、３６５と、Ｙ方向溶接ヘッド駆動軸３６３に螺合するＹ方向溶接ヘッド用ナット３６６と、Ｙ方向溶接ヘッド駆動軸３６３に接続されたＹ方向溶接ヘッド用位置制御モータ３６７と、を備えている。
【００６８】
二対のＹ方向溶接ヘッド用スライダ３６２は、Ｙ方向溶接ヘッド３３０を固定し、当該Ｙ方向溶接ヘッド３３０について、二本の溶接ヘッド用レール３６１に沿ったＸ軸方向の直線移動を可能にする。Ｙ方向溶接ヘッド駆動軸３６３は、チャンバ本体１１０内の下流側において、二本の溶接ヘッド用レール２６１の間に平行に配設されている。このＹ方向溶接ヘッド駆動軸３６３の一端は、チャンバ本体１１０の側壁を貫通して外部に露出し、Ｙ方向溶接ヘッド用位置制御モータ３６７に接続されている。一方のＹ方向溶接ヘッド駆動軸用軸受け３６４は、チャンバ本体１１０内の支持材１１８の側面に配設されている。他方のＹ方向溶接ヘッド駆動軸用軸受け３６５は、磁性流体シール等であり、チャンバ本体１１０の側壁における貫通部分に配設されて、当該貫通部分をシールする。このＹ方向溶接ヘッド駆動軸用軸受３６５は、Ｙ方向溶接ヘッド駆動軸３６３の回転中および停止中に、チャンバ本体１１０内を真空雰囲気に保つことを可能にする。Ｙ方向溶接ヘッド用ナット３６６は、Ｙ方向溶接ヘッド用ベース３３１の背面に固定されており、Ｙ方向溶接ヘッド用位置制御モータ３６７に駆動されるＹ方向溶接ヘッド駆動軸３６３の回転に伴って、Ｙ方向溶接ヘッド３３０をＸ軸方向に直線移動させる。なお、Ｙ方向溶接ヘッド駆動軸３６３およびＹ方向溶接ヘッド用ナット３６６は、螺合部分にボールを備えたいわゆるボールねじを構成し、摺動による抵抗を低減している。
【００６９】
第二Ｚ方向可動部材２６８は、Ｙ方向溶接ヘッド用ベース３３１の前面に対し、Ｚ軸方向に移動可能に配設されている。この第二Ｚ方向可動部材３６８は、熱伝導性と、熱放射性と、絶縁性と、を有する材料からなり、シーム溶接により生じる熱の放熱性能を高めている。Ｙ方向溶接ヘッド３３０で発生する溶接熱は、Ｙ方向溶接ローラ保持部３３６を経て第二Ｚ方向可動部材３６８に伝達すると同時に当該第二Ｚ方向可動部材３６８の表面（ひょうめん）から外部に放熱される。また、Ｙ方向溶接ローラ保持部３３６とＹ方向溶接ヘッド用ベース３３１とは、第二Ｚ方向可動部材３６８によって絶縁される。なお、第二Ｚ方向可動部材３６８の前面の面積を可能な限り大きく設定し、放熱性能を高めることが好ましい。具体的にこの第二Ｚ方向可動部材３６８は、所定の面積となる放熱面３６８Ａを備えるようにし、この放熱面の面積を３ｃｍ２以上、好ましくは５ｃｍ２以上確保することが望ましい。第二Ｚ方向可動部材３６８の材料は、第一Ｚ方向可動部材２６８の材料と同様の物性値を有していることが好ましい。第二Ｚ方向可動部材３６８の材料には、セラミックスが適しており、その中では、炭化ケイ素または窒化アルミニウムが更に適している。
【００７０】
Ｙ方向溶接ローラ保持部３３６は、第二Ｚ方向可動部材３６８の下端に配設されてＹ方向溶接ローラ３４０を回転可能に保持すると共に、当該Ｙ方向溶接ローラ３４０に電流を供給して、Ｙ方向溶接ローラ３４０による溶接を可能にする。
【００７１】
Ｙ方向溶接ローラハウジング３６９は、Ｙ方向溶接ローラ３４０との間に介在させる通電用の導電ペーストを内包している。このＹ方向溶接ローラハウジング３６９は、Ｙ方向溶接ローラ３４０と一体に構成されており、当該Ｙ方向溶接ローラ３４０と一体に交換可能となっている。
【００７２】
一対のＹ方向溶接ローラ３４０は、Ｙ方向溶接ヘッド用ベース３３１のＸ軸に沿った面に対し、Ｘ軸回りに回転可能で、Ｚ軸方向に移動可能で、かつ、着脱可能に配設され、当該Ｙ方向溶接ヘッド用ベース３３１と共にＸ軸方向に移動可能となっている。さらに、一対のＹ方向溶接ローラ３４０は、Ｘ方向スライダ３３３によってＸ方向に移動して互いの間隔が調整可能となっている。具体的に、一対のＹ方向溶接ローラ３４０は、後で詳述する第二交換キャリア３９０の上方においてＺ軸方向に移動することで、Ｙ方向溶接ローラハウジング３６９と一体に交換用のＹ方向溶接ローラ３９２と自動交換される。一対のＹ方向溶接ローラ３４０は、溶接電極を構成し、ワーク１０に対してシーム溶接をする。すなわち、一対のＹ方向溶接ローラ３４０は、ワーク１０に対してパルス状の電圧を印加しながら転動することによって、当該ワーク１０に対する溶接をする。このため、一対のＹ方向溶接ローラ３４０は、Ｙ方向溶接ヘッド用ベース３３１と絶縁する必要があるが、その絶縁は、絶縁性を有する第二Ｚ方向可動部材３６８によって実現されている。
【００７３】
第二Ｚ方向移動機構３７０は、Ｙ方向溶接ヘッド３３０を貫通するようにＸ軸方向に沿って配設された第二Ｚ方向移動用駆動軸３７１と、この第二Ｚ方向移動用駆動軸３７１を回転可能に支持する一対の第二Ｚ方向移動用駆動軸用軸受３７２、３７３と、第二Ｚ方向移動用駆動軸３７１の所定の第一方向（例えば、第二Ｚ方向移動用位置制御モータ３７４の側から視て左方向）への回転力を一対のＹ方向溶接ローラ３４０のＺ軸方向への移動力に変換するＹ方向溶接ローラ用動力変換機構（図示省略）と、第二Ｚ方向移動用駆動軸３７１の所定の第二方向（例えば、第二Ｚ方向移動用位置制御モータ３７４の側から視て右方向）への回転力を一対の第二搬送フィンガー３５０のＺ軸方向への移動力に変換する第二搬送フィンガー用動力変換機構（図示省略）と、第二Ｚ方向移動用駆動軸３７１に接続された第二Ｚ方向移動用位置制御モータ３７４と、一対のＹ方向溶接ローラ３４０の互いの間隔を変更するＹ方向溶接ローラ間隔変更機構（図示省略）と、このＹ方向溶接ローラ間隔変更機構に接続されたＹ方向溶接ローラ間隔変更用位置制御モータ（図示省略）と、を備えている。
【００７４】
第二Ｚ方向移動用駆動軸３７１には、スプライン軸が採用されている。この第二Ｚ方向移動用駆動軸３７１の一端は、チャンバ本体１１０の側壁を貫通して外部に露出し、第二Ｚ方向移動用位置制御モータ３７４に接続されている。一方の第二Ｚ方向移動用駆動軸用軸受３７２は、チャンバ本体１１０内の支持材１１８の側面に配設されている。他方の第二Ｚ方向移動用駆動軸用軸受３７３は、磁性流体シール等であり、チャンバ本体１１０の側壁における貫通部分に配設されて、当該貫通部分をシールする。この第二Ｚ方向移動用駆動軸用軸受３７３は、第二Ｚ方向移動用駆動軸３７１の回転中および停止中に、チャンバ本体１１０内を真空雰囲気に保つことを可能にする。Ｙ方向溶接ローラ用動力変換機構は、Ｙ方向溶接ヘッド３３０に配設されており、第二Ｚ方向移動用位置制御モータ３７４に駆動される第二Ｚ方向移動用駆動軸３７１の所定の第一方向（例えば、第二Ｚ方向移動用位置制御モータ３７４の側から視て左方向）への回転に伴って、Ｙ方向溶接ローラ３４０をＺ軸方向に直線移動させる。Ｙ方向溶接ローラ間隔変更機構およびＹ方向溶接ローラ間隔変更用位置制御モータは、Ｙ方向溶接ヘッド３３０に配設されている。Ｙ方向溶接ローラ間隔変更機構は、Ｙ方向溶接ローラ間隔変更用位置制御モータに駆動されて、一対のＹ方向溶接ローラ３４０のＸ軸方向の互いの間隔を変更させる。
【００７５】
一対の第二搬送フィンガー３５０は、複数のワーク１０をＸ方向に直列に搬送する搬送手段として機能する。これら一対の第二搬送フィンガー３５０は、Ｙ方向溶接ヘッド３３０に対し、Ｘ軸方向に沿って互いに間隔を空けて、かつ、Ｚ軸方向に移動可能に配設され、当該Ｙ方向溶接ヘッド３３０と共にＸ軸方向に移動可能となっている。具体的に、一対の第二搬送フィンガー３５０は、第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５に所定の間隔まで近接する第二近接位置、および、当該第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５から所定の間隔まで離間する第二離間位置、の間でＺ軸方向に移動する。また、一対の第二搬送フィンガー３５０は、第二近接位置に位置する場合に、ワークトレイ２０の前後を挟み込んで、Ｙ方向溶接ヘッド３３０と共にＸ軸方向に移動して当該ワークトレイ２０を押し、当該ワークトレイ２０と共に複数のワーク１０をＸ軸方向に搬送する。一方、一対の第二搬送フィンガー３５０は、第二離間位置に位置する場合に、ワークトレイ２０を押すことはない。これら一対の第二搬送フィンガー３５０は、Ｘ軸方向の互いの間隔を一定に保っている。
【００７６】
なお、溶接装置１は、複数のワーク１０をＸ軸方向に直列に搬送する搬送手段として、第一溶接ユニット２００に三本（二対）の第一搬送フィンガー２５０を備えていると共に、第二溶接ユニット３００に一対の第二搬送フィンガー３５０を備えているが、これに限定されることはない。すなわち、溶接装置１は、当該搬送手段として、第一溶接ユニット２００または第二溶接ユニット３００の一方に、四本（三対）の搬送フィンガーを備えるようにしてもよい。
【００７７】
前述していた第二搬送フィンガー用動力変換機構は、Ｙ方向溶接ヘッド３３０に配設されており、第二Ｚ方向移動用位置制御モータ３７４に駆動される第二Ｚ方向移動用駆動軸３７１の所定の第二方向（例えば、第二Ｚ方向移動用位置制御モータ３７４の側から視て右方向）への回転に伴って、第二搬送フィンガー３５０をＺ軸方向に直線移動させる。
【００７８】
第二交換キャリア３９０は、第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５のＹ軸方向の一端に固定され、当該第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５と共にＹ軸方向に移動可能となっている。この第二交換キャリア３９０には、交換用のＹ方向溶接ローラ３９２を保持する複数のＹ方向溶接ローラ用保持台３９４がＸ軸方向に沿って載置されている。複数のＹ方向溶接ローラ用保持台３９４には、それぞれ、一対の交換用のＹ方向溶接ローラ３９２がＸ軸方向に沿って載置されている。
【００７９】
バッファステーション４００は、Ｘ方向溶接ユニット２００自身または当該Ｘ方向溶接ユニット２００に位置するワーク１０と、Ｙ方向溶接ユニット３００自身または当該Ｙ方向溶接ユニット３００に位置するワーク１０と、の干渉を回避するために配設されている。このバッファステーション４００は、Ｘ方向溶接ユニット２００で溶接された後で、かつ、Ｙ方向溶接ユニット３００で溶接される前の複数のワーク１０をワークトレイ２０と共に冷却する機能を有する。具体的に、バッファステーション４００は、第一搬送フィンガー２５０および第二搬送フィンガー３５０が移動可能な範囲の下方にＸ軸方向に沿って配設された搬送面４１０と、搬送面４１０の側方にＸ軸方向に沿って配設された一対のサイドガイド４２０、４３０と、一対の内部冷却用配管４４０、４５０と、内部冷却用熱交換器４６０と、内部冷却用ポンプ４７０と、を備えている。
【００８０】
搬送面４１０は、第一搬送フィンガー２５０によって第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５上を搬送されるワークトレイ２０を受け入れる。受け入れたワークトレイ２０は、後で詳述するサイドガイド４２０内の水によって冷却され、その後、第二搬送フィンガー３５０によって第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５に送り出される。一対のサイドガイド４２０、４３０は、搬送面４１０上のワークトレイ２０をＸ軸方向にガイドする。一方のサイドガイド４２０は、冷媒用のタンクを構成し、一対の内部冷却用配管４４０、４５０が接続されている。一対の内部冷却用配管４４０、４５０はそれぞれ、サイドガイド４２０と、チャンバ本体１１０外に配設された内部冷却用ポンプ４７０と、を接続する。一方の内部冷却用配管４４０は、内部冷却用ポンプ４７０からの冷媒をサイドガイド４２０に送り出す。他方の内部冷却用配管４５０は、サイドガイド４２０を循環した冷媒を、内部冷却用熱交換器４６０を経由して内部冷却用ポンプ４７０に回収する。内部冷却用熱交換器４６０および内部冷却用ポンプ４７０は、チャンバ本体１１０外に配設されている。内部冷却用熱交換器４６０は、冷却に使用されて熱を帯びた冷媒を冷却する。内部冷却用ポンプ４７０は、冷媒を循環させる。冷媒には水等を使用する。
【００８１】
ここで、外部冷却ユニット５００の構造について詳細に説明する。図６は外部冷却ユニット５００の外観斜視図である。
【００８２】
この図に示される外部冷却ユニット５００は、チャンバ本体１１０の外表面に配設されている。この外部冷却ユニット５００は、ワーク溶接により生じて輻射された熱を吸収し、ひいては、ワーク１０等を冷却する。具体的に、外部冷却ユニット５００は、冷媒用のタンクとなるジャケット５１０と、一対の外部冷却用配管５２０、５３０と、外部冷却用熱交換器５４０と、外部冷却用ポンプ５５０と、を備えている。
【００８３】
ジャケット５１０は、コの字形に形成され、数ミリ程度の厚さを有する。このジャケット５１０は、両端に一対の外部冷却用配管５２０、５３０が接続されている。一対の外部冷却用配管５２０、５３０はそれぞれ、ジャケット５１０と、外部冷却用ポンプ５５０と、を接続する。一方の外部冷却用配管５２０は、外部冷却用ポンプ５５０からの冷媒をジャケット５１０に送り出す。他方の外部冷却用配管５３０は、ジャケット５１０を循環した冷媒を、外部冷却用熱交換器５４０を経由して外部冷却用ポンプ５５０に回収する。外部冷却用熱交換器５４０は、冷却に使用されて熱を帯びた冷媒を冷却する。外部冷却用ポンプ５５０は、冷媒を循環させる。冷媒には水等を使用する。
【００８４】
仕込室６００は、真空チャンバ１００を真空雰囲気に保ちながら大気中から当該真空チャンバ１００に複数のワーク１０を送り込む機能を有する。具体的に、仕込室６００は、略六面体の箱形容器である仕込室本体６１０と、仕込室本体用真空ポンプ６２０と、仕込室本体用大気開放弁６３０と、を備えている。仕込室本体６１０には、上流側の側壁に外部に連通する仕込室本体用外部開口６１２が形成されて、当該仕込室本体用外部開口６１２を開閉する仕込室本体用外部扉６１３を備えている。また、仕込室本体６１０には、真空チャンバ１００側の側壁に第一開口１１２を介して真空チャンバ１００と連通する仕込室本体用連通口６１４が形成されて、当該仕込室本体用連通口６１４を開閉する上流側仕切扉６１５を備えている。仕込室本体用外部開口６１２および仕込室本体用連通口６１４が閉じられた状態の仕込室６００は、仕込室本体用真空ポンプ６２０の動作によって、仕込室本体６１０内の空気圧を大気圧から真空雰囲気までの任意の圧力に制御する。なお、仕込室６００は、仕込室本体用真空ポンプ６２０として、真空ポンプ１２０を兼用するように構成することも可能であり、仕込室本体用真空ポンプ６２０を省略することも可能である。
【００８５】
取出室７００は、真空チャンバ１００を真空雰囲気に保ちながら当該真空チャンバ１００から大気中に複数のワーク１０を送り出す機能を有する。具体的に、取出室７００は、略六面体の箱形容器である取出室本体７１０と、取出室本体用真空ポンプ７２０と、取出室本体用大気開放弁７３０と、を備えている。取出室本体７１０には、下流側の側壁に外部に連通する取出室本体用外部開口７１２が形成されて、当該取出室本体用外部開口７１２を開閉する取出室本体用外部扉７１３を備えている。また、取出室本体７１０には、真空チャンバ１００側の側壁に第二開口１１４を介して真空チャンバ１００と連通する取出室本体用連通口７１４が形成されて、当該取出室本体用連通口７１４を開閉する下流側仕切扉７１５を備えている。取出室本体用外部開口７１２および取出室本体用連通口７１４が閉じられた状態の取出室７００は、取出室本体用真空ポンプ７２０の動作によって、取出室本体７１０内の空気圧を大気圧から真空雰囲気までの任意の圧力に制御する。なお、取出室７００は、取出室本体用真空ポンプ７２０として、真空ポンプ１２０を兼用するように構成することも可能であり、取出室本体用真空ポンプ７２０を省略することも可能である。
【００８６】
上流側搬送ユニット８００は、上流側第一搬送機構８１０と、上流側第二搬送機構８２０と、上流側第三搬送機構８３０と、を備え、これらが上流側から順に配設されている。上流側第一搬送機構８１０は、仕込室本体６１０の外側底面における仕込室本体用外部扉６１３の近傍に配設され、ワークトレイ２０を仕込室本体６１０の外側から内側に向けて搬送する。具体的に、上流側第一搬送機構８１０は、Ｘ軸方向に連続して配設された複数の上流側第一搬送ローラ８１２を備えている。これら複数の上流側第一搬送ローラ８１２は、それぞれ、Ｙ軸回りに回転可能に配設され、ワークトレイ２０をＸ軸方向に搬送する。上流側第二搬送機構８２０は、仕込室本体６１０の内側底面に配設され、ワークトレイ２０を仕込室本体６１０からチャンバ本体１１０に向けて搬送する。具体的に、上流側第二搬送機構８２０は、Ｘ軸方向に連続して配設された複数の上流側第二搬送ローラ８２２を備えている。これら複数の上流側第二搬送ローラ８２２は、それぞれ、Ｙ軸回りに回転可能に配設され、ワークトレイ２０をＸ軸方向に搬送する。上流側第三搬送機構８３０は、チャンバ本体１１０の内側底面における第一開口１１２の近傍に配設され、ワークトレイ２０をチャンバ本体１１０内の上流から中流に向けて搬送する。具体的に、上流側第三搬送機構８３０は、Ｘ軸方向に連続して配設された複数の上流側第三搬送ローラ８３２を備えている。これら複数の上流側第三搬送ローラ８３２は、それぞれ、Ｙ軸回りに回転可能に配設され、ワークトレイ２０をＸ軸方向に搬送する。
【００８７】
下流側搬送ユニット９００は、下流側第一搬送機構９１０と、下流側第二搬送機構９２０と、下流側第三搬送機構９３０と、を備え、これらが下流側へ順に配設されている。下流側第一搬送機構９１０は、取出室本体７１０の内側底面における第二開口１１４の近傍に配設され、ワークトレイ２０をチャンバ本体１１０内の中流から下流に向けて搬送する。具体的に、下流側第一搬送機構９１０は、Ｘ軸方向に連続して配設された複数の下流側第一搬送ローラ９１２を備えている。これら複数の下流側第一搬送ローラ９１２は、それぞれ、Ｙ軸回りに回転可能に配設され、ワークトレイ２０をＸ軸方向に搬送する。下流側第二搬送機構９２０は、取出室本体７１０の内側底面に配設され、ワークトレイ２０を取出室本体７１０の内側から外側に向けて搬送する。具体的に、下流側第二搬送機構９２０は、Ｘ軸方向に連続して配設された複数の下流側第二搬送ローラ９２２を備えている。これら複数の下流側第二搬送ローラ９２２は、それぞれ、Ｙ軸回りに回転可能に配設され、ワークトレイ２０をＸ軸方向に搬送する。下流側第三搬送機構９３０は、取出室本体７１０の外側底面における取出室本体用外部扉７１３の近傍に配設され、ワークトレイ２０を取出室本体７１０の外側から遠退くように搬送する。具体的に、下流側第三搬送機構９３０は、Ｘ軸方向に連続して配設された複数の下流側第三搬送ローラ９３２を備えている。これら複数の下流側第三搬送ローラ９３２は、それぞれ、Ｙ軸回りに回転可能に配設され、ワークトレイ２０をＸ軸方向に搬送する。
【００８８】
この溶接装置１では、Ｘ方向溶接ユニット２００において、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５をＹ軸方向に移動させると共に、Ｘ方向溶接ヘッド２３０をＸ軸方向に移動させることで、ワークトレイ２０上にマトリクス状に配列された任意のワーク１０の上に一対のＸ方向溶接ローラ２４０を配置できる。また、Ｙ方向溶接ユニット３００において、第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５をＹ軸方向に移動させると共に、Ｙ方向溶接ヘッド３３０をＸ軸方向に移動させることで、ワークトレイ２０上にマトリクス状に配列された任意のワーク１０の上に一対のＹ方向溶接ローラ３４０を配置できる。
【００８９】
次に、溶接装置１によるシーム溶接の手順について、図７を用いて説明する。図７は溶接装置１によるシーム溶接の手順を示すフローチャートである。
【００９０】
まず、ワークトレイ２０に配列された複数のワーク１０を真空チャンバ１００内に送り込む（ステップＳ１００）。チャンバ本体１１０内に送り込まれた複数のワーク１０を、Ｘ方向溶接ユニット２００において、Ｘ軸方向の行毎にＸ軸方向に沿って溶接する（ステップＳ２００）。そして、Ｘ方向溶接ローラ２４０の交換時期か否かを判断し（ステップＳ２１０）、交換時期の場合（ステップＳ２１０でＹＥＳの場合）には交換する（ステップＳ２２０）。その後、Ｘ方向溶接ユニット２００からＹ方向溶接ユニット３００への搬送中に、バッファステーション４００において複数のワーク１０を冷却する（ステップＳ３００）。Ｙ方向溶接ユニット３００では、複数のワーク１０をＹ軸方向の列毎にＹ軸方向に沿って溶接する（ステップＳ４００）。そして、Ｙ方向溶接ローラ３４０の交換時期か否かを判断し（ステップＳ４１０）、交換時期の場合（ステップＳ３１０でＹＥＳの場合）には交換する（ステップＳ４２０）。その後、溶接後の複数のワーク１０を真空チャンバ１００内から大気中に送り出す（ステップＳ５００）。
【００９１】
次に、ステップＳ１００の詳細な手順、すなわち、ワークトレイ２０に配列された複数のワーク１０を真空チャンバ１００内に送り込む手順について説明する。この手順においては、真空チャンバ１００、仕込室６００および上流側搬送ユニット８００が動作する。
【００９２】
予め、上流側仕切扉６１５および下流側仕切扉７１５を閉じて、チャンバ本体１１０内を密閉した後に、真空ポンプ１２０を動作させてチャンバ本体１１０内を減圧し、真空雰囲気に保っておく。まず、仕込室本体用外部扉６１３を開くと共に、複数の搬送ローラ８１２、８２２を回転駆動する。これにより、搬送ローラ８１２、８２２上に載置された複数のワーク１０がワークトレイ２０と共にＸ軸方向に移動して、仕込室本体用外部開口６１２を介して仕込室本体６１０内に搬送される。そして、仕込室本体用外部扉６１３を閉じて、仕込室本体６１０内を密閉した後に、仕込室本体用真空ポンプ６２０を動作させて仕込室本体６１０内を減圧し、真空雰囲気に保つ。次に、上流側仕切扉６１５を開くと共に、複数の搬送ローラ８２２、８３２を回転駆動する。これにより、搬送ローラ８２２、８３２上に載置された複数のワーク１０がワークトレイ２０と共にＸ軸方向に移動して、仕込室本体用連通口６１４および第一開口１１２を介してチャンバ本体１１０内に搬送される。その後、上流側仕切扉６１５を閉じて、チャンバ本体１１０内を密閉する。
【００９３】
次に、ステップＳ２００、ステップＳ２１０およびステップＳ２２０の詳細な手順、すなわち、Ｘ方向溶接ユニット２００において、複数のワーク１０をＸ軸方向の行毎にＸ軸方向に沿って溶接する手順等について、図８を用いて説明する。図８はＸ方向溶接ユニット２００において複数のワーク１０をＸ軸方向の行毎にＸ軸方向に沿って溶接する手順を説明する図である。
【００９４】
まず、第一搬送フィンガー２５０をＺ軸方向上方に移動させて第一離間位置に位置させる。そして、Ｘ方向溶接ヘッド２３０をＸ軸方向上流側に移動させて第一搬送フィンガー２５０を上流側第三搬送ローラ８３２上方に移動させた後に、当該第一搬送フィンガー２５０をＺ軸方向下方に移動させて第一近接位置に位置させる。次に、Ｘ方向溶接ヘッド２３０をＸ軸方向下流側に移動させて第一搬送フィンガー２５０をＸ軸方向下流側に移動させ、複数のワーク１０をワークトレイ２０と共に、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５上に搬送する。さらに、第一搬送フィンガー２５０をＺ軸方向上方に移動させて第一離間位置に位置させると共に、Ｘ方向溶接ローラ２４０をＺ軸方向に移動させて溶接可能な所望の高さに移動させる。これにより、Ｘ方向溶接ユニット２００における溶接の準備が完了する。
【００９５】
準備が完了すると、まず、Ｘ方向溶接ヘッド２３０をＸ軸方向に移動させてＸ方向溶接ローラ２４０をＸ軸方向に移動させ、複数のワーク１０における一つ目の行についてＸ軸方向に沿って溶接する（図８（ａ）参照）。そして、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５をＹ軸方向に一行分移動させた後に（図８（ｂ）参照）、Ｘ方向溶接ヘッド２３０をＸ軸方向の折り返す方向に移動させてＸ方向溶接ローラ２４０をＸ軸方向の折り返す方向に移動させ、複数のワーク１０における二つ目の行についてＸ軸方向に沿って溶接する（図８（ｃ）参照）。以後同様に、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５をＹ軸方向に一行分移動させた後に（図８（ｄ）参照）、Ｘ方向溶接ヘッド２３０をＸ軸方向の折り返す方向に移動させてＸ方向溶接ローラ２４０をＸ軸方向の折り返す方向に移動させ、複数のワーク１０をＸ軸方向の行毎にＸ軸方向に沿って溶接する（図８（ｅ）参照）。このように、Ｘ方向溶接ユニット２００は、Ｘ方向溶接ヘッド２３０を移動してＸ方向溶接ローラ２４０を移動しながら溶接すると共に、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５を移動して、溶接する複数のワーク１０の行を切り替える。また、Ｘ方向溶接ユニット２００は、第一搬送フィンガー２５０が第一離間位置に位置する場合に、Ｘ方向溶接ヘッド２３０を移動してＸ方向溶接ローラ２４０を移動しながら溶接する。なお、本実施形態におけるＸ方向溶接ユニット２００では、複数のワーク１０に対してＸ方向溶接ヘッド２３０をつづら折り状に相対移動させることになるが、三の字状に相対移動させるようにしてもよい。
【００９６】
Ｘ方向溶接ユニット２００における溶接の終了後、Ｘ軸方向の溶接回数を１加算する。加算後の溶接回数が、所定の回数（例えば、２５，０００回）に達しているか否かでＸ方向溶接ローラ２４０の交換時期であるかを判断する。所定の回数に達している場合、Ｘ方向溶接ローラ２４０を交換用のＸ方向溶接ローラ２９２に交換する。
【００９７】
第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５上方に位置する第一搬送フィンガー２５０をＺ軸方向下方に移動させて第一近接位置に位置させる。そして、Ｘ方向溶接ヘッド２３０をＸ軸方向下流側に移動させて第一搬送フィンガー２５０をＸ軸方向下流側に移動させ、複数のワーク１０をワークトレイ２０と共に、搬送面４１０上に搬送する。これにより、複数のワーク１０がバッファステーション４００に引き継がれる。
【００９８】
次に、ステップＳ４００、ステップＳ４１０およびステップＳ４２０の詳細な手順、すなわち、Ｙ方向溶接ユニット３００において、複数のワーク１０をＹ軸方向の列毎にＹ軸方向に沿って溶接する手順等について、図９を用いて説明する。図９はＹ方向溶接ユニット３００において複数のワーク１０をＹ軸方向の列毎にＹ軸方向に沿って溶接する手順を説明する図である。
【００９９】
まず、第二搬送フィンガー３５０をＺ軸方向上方に移動させて第二離間位置に位置させる。そして、Ｙ方向溶接ヘッド３３０をＸ軸方向上流側に移動させて第二搬送フィンガー３５０を搬送面４１０上方に移動させた後に、当該第二搬送フィンガー３５０をＺ軸方向下方に移動させて第二近接位置に位置させる。次に、Ｙ方向溶接ヘッド３３０をＸ軸方向下流側に移動させて第二搬送フィンガー３５０をＸ軸方向下流側に移動させ、複数のワーク１０をワークトレイ２０と共に、第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５上に搬送する。さらに、第二搬送フィンガー３５０をＺ軸方向上方に移動させて第二離間位置に位置させると共に、Ｙ方向溶接ローラ３４０をＺ軸方向に移動させて溶接可能な所望の高さに移動させる。これにより、Ｙ方向溶接ユニット２００における溶接の準備が完了する。
【０１００】
準備が完了すると、まず、第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５をＹ軸方向に移動させて複数のワーク１０をＹ軸方向に移動させ、複数のワーク１０における一つ目の列についてＹ軸方向に沿って溶接する（図９（ａ）参照）。そして、Ｙ方向溶接ヘッド３３０をＸ軸方向に一列分移動させた後に（図９（ｂ）参照）、第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５をＹ軸方向の折り返す方向に移動させて複数のワーク１０をＹ軸方向の折り返す方向に移動させ、複数のワーク１０における二つ目の列についてＹ軸方向に沿って溶接する（図９（ｃ）参照）。以後同様に、Ｙ方向溶接ヘッド３３０をＸ軸方向に一列分移動させた後に（図９（ｄ）参照）、第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５をＹ軸方向の折り返す方向に移動させて複数のワーク１０をＹ軸方向の折り返す方向に移動させ、複数のワーク１０をＹ軸方向の列毎にＹ軸方向に沿って溶接する（図９（ｅ）参照）。このように、Ｙ方向溶接ユニット３００は、第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５を移動して複数のワーク１０を移動させながら溶接すると共に、Ｙ方向溶接ヘッド３３０を移動して、溶接する複数のワーク１０の列を切り替える。また、Ｙ方向溶接ユニット３００は、第二搬送フィンガー３５０が第二離間位置に位置する場合に、Ｙ方向溶接ヘッド３３０を移動して、溶接する複数のワーク１０の列を切り替える。なお、本実施形態におけるＹ方向溶接ユニット３００では、複数のワーク１０に対してＹ方向溶接ヘッド３３０をつづら折り状に相対移動させることになるが、川の字状に相対移動させるようにしてもよい。
【０１０１】
Ｙ方向溶接ユニット３００における溶接の終了後、Ｙ軸方向の溶接回数を１加算する。加算後の溶接回数が、所定の回数（例えば、２５，０００回）に達しているか否かでＹ方向溶接ローラ３４０の交換時期であるかを判断する。所定の回数に達している場合、Ｙ方向溶接ローラ３４０を交換用のＹ方向溶接ローラ３９２に交換する。
【０１０２】
第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５上方に位置する第二搬送フィンガー３５０をＺ軸方向下方に移動させて第二近接位置に位置させる。そして、Ｙ方向溶接ヘッド３３０をＸ軸方向下流側に移動させて第二搬送フィンガー３５０をＸ軸方向下流側に移動させ、複数のワーク１０をワークトレイ２０と共に、下流側第一搬送ローラ９１２上に搬送する。これにより、複数のワーク１０が下流側搬送ユニット９００に引き継がれる。
【０１０３】
次に、ステップＳ５００の詳細な手順、すなわち、溶接後の複数のワーク１０を真空チャンバ１００内から大気中に送り出す手順について説明する。この手順においては、真空チャンバ１００、取出室７００および下流側搬送ユニット９００が動作する。
【０１０４】
まず、取出室本体用外部扉７１３を閉じて、取出室本体７１０を密閉した後に、取出室本体用真空ポンプ７２０を動作させて取出室本体７１０内を減圧し、真空雰囲気に保つ。そして、下流側仕切扉７１５を開くと共に、複数の搬送ローラ９１２、９１４を回転駆動する。これにより、搬送ローラ９１２、９１４上に載置された複数のワーク１０がワークトレイ２０と共にＸ軸方向に移動して、第二開口１１４および取出室本体用連通口７１４を介して取出室本体７１０内に搬送される。次に、取出室本体用大気開放弁７３０を動作させて取出室本体７１０内を昇圧し、大気圧に保った後に、取出室本体用外部扉７１３を開くと共に、複数の搬送ローラ９１４、９１６を回転駆動する。これにより、搬送ローラ９１４、９１６上に載置された複数のワーク１０がワークトレイ２０と共にＸ軸方向に移動して、取出室本体用外部開口７１２を介して取出室本体７１０外に搬送される。その後、下流側仕切扉７１５を閉じて、取出室本体７１０を密閉する。
【０１０５】
次に、シーム溶接により生じる熱の経路について、Ｘ方向溶接ユニット２００を例に説明する。
【０１０６】
シーム溶接によりワーク１０やＸ方向溶接ローラ２４０に生じた熱は、Ｘ方向溶接ローラハウジング２６９に移動する。Ｘ方向溶接ローラハウジング２６９に移動した熱は、当該Ｘ方向ローラハウジング２６９から第一Ｚ方向可動部材２６８に移動する。第一Ｚ方向可動部材２６８に移動した熱は、当該第一Ｚ方向可動部材２６８内を伝導して、当該第一Ｚ方向可動部材２６８の前面に拡散する。第一Ｚ方向可動部材２６８の前面に拡散した熱は、真空雰囲気中を放射して、真空チャンバ１００の外部に放出される。
【０１０７】
以上説明したように、本実施形態にかかる溶接装置１は、真空チャンバ１００内に、複数のワーク１０をＸ軸方向の行毎にＸ軸方向に沿って溶接するＸ方向溶接ユニット２００と、複数のワーク１０をＹ軸方向の列毎にＹ軸方向に沿って溶接するＹ方向溶接ユニット３００と、を配設している。そして、Ｘ方向溶接ユニット２００で複数のワーク１０を溶接した後に、Ｙ方向溶接ユニット３００で当該複数のワーク１０を溶接する。
【０１０８】
このため、真空雰囲気に保った真空チャンバ１００内でシーム溶接を完結でき、生産能力の向上を実現できる。また、窒素ガスを充填したチャンバ内でシーム溶接を行って窒素ガスを消耗する場合と比較して、ランニングコストを抑えられる。さらに、窒素ガスを充填したチャンバ内で不具合が発生した場合には、その不具合を解消した後に、窒素ガスの充填し直しを十分に行って露点を下げる必要がある。結果、長い時間が掛かり、電子部品の生産能力が低下する等の問題があったが、窒素ガスを必要としていないので、このような問題がない。
【０１０９】
また、Ｘ方向溶接ユニット２００は、複数のワーク１０をＹ軸方向にオフセットする第一Ｙ方向オフセット手段として、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５を備え、当該第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５によってＹ方向にオフセットされる複数のワーク１０を溶接する。Ｙ方向溶接ユニット３００は、複数のワーク１０をＹ軸方向にオフセットする第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５を備え、当該第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５によってＹ方向にオフセットされる複数のワーク１０を溶接する。このため、複数のワーク１０は、Ｘ軸方向に直列に搬送される過程において、Ｙ軸方向にオフセットされる移動だけで溶接される。すなわち、複数のワーク１０の動きに無駄がない。結果、溶接に掛かる時間を短縮でき、生産能力の更なる向上を実現できると共に、省スペース化を実現できる。
【０１１０】
そして、Ｘ方向溶接ユニット２００およびＹ方向溶接ユニット３００の双方に亘って、真空チャンバ１００に対する搬入から搬出まで、複数のワーク１０をＸ軸方向に直線的に搬送する搬送経路を備えている。このため、複数のワーク１０の動きに無駄がない。結果、溶接に掛かる時間を短縮でき、生産能力の更なる向上を実現できると共に、省スペース化を実現できる。
【０１１１】
さらに、Ｘ方向溶接ユニット２００は、Ｙ軸方向に移動可能な第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５と、この第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５の上方において、Ｘ軸方向に移動可能なＸ方向溶接ヘッド２３０と、このＸ方向溶接ヘッド２３０に対して、Ｙ軸回りに回転可能に配設されたＸ方向溶接ローラ２４０と、を配設している。そして、Ｘ方向溶接ユニット２００は、Ｘ方向溶接ヘッド２３０を移動してＸ方向溶接ローラ２４０を移動しながら溶接すると共に、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５を移動して、溶接する複数のワーク１０の行を切り替える。このため、Ｘ、Ｙ軸方向のマトリクス状に配列された複数のワーク１０を、Ｘ軸方向の行毎にＸ軸方向に沿って効率良くまとめて短時間に溶接できる。
【０１１２】
次いで、Ｙ方向溶接ユニット３００は、Ｙ軸方向に移動可能な第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５と、この第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５の上方において、Ｘ軸方向に移動可能なＹ方向溶接ヘッド３３０と、このＹ方向溶接ヘッド３３０に対して、Ｘ軸回りに回転可能に配設されたＹ方向溶接ローラ３４０と、を配設している。そして、Ｙ方向溶接ユニット３００は、第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５を移動して複数のワーク１０を移動させながら溶接すると共に、Ｙ方向溶接ヘッド３３０を移動して、溶接する複数のワーク１０の列を切り替える。このため、Ｘ、Ｙ軸方向のマトリクス状に配列された複数のワーク１０を、Ｙ軸方向の列毎にＹ軸方向に沿って効率良くまとめて短時間に溶接できる。
【０１１３】
また、Ｘ方向溶接ヘッド２３０は、Ｘ方向溶接ヘッド用ベース２３１と、このＸ方向溶接ヘッド用ベース２３１に対して、Ｚ軸方向に移動可能な第一Ｚ方向可動部材２６８と、この第一Ｚ方向可動部材２６８に配設されてＸ方向溶接ローラ２４０をＹ軸回りに回転可能に保持すると共に、当該Ｘ方向溶接ローラ２４０に電流を供給するＸ方向溶接ローラ保持部２３６と、を備えている。
【０１１４】
そして、第一Ｚ方向可動部材２６８は、絶縁性を有している。このため、Ｘ方向溶接ヘッド２３０をＸ方向溶接ローラ２４０から絶縁するために、Ｘ方向溶接ローラハウジング２６９と第一Ｚ方向可動部材２６８との間に絶縁体を介在させる必要がない。このような絶縁体を介在させなければ、シーム溶接によってＸ方向溶接ローラ２４０から生じる熱のＸ方向溶接ローラハウジング２６９から第一Ｚ方向可動部材２６８への移動を妨げることはない。また、第一Ｚ方向可動部材２６８は、熱伝導性を有している。このため、Ｘ方向溶接ローラハウジング２６９から第一Ｚ方向可動部材２６８に移動した熱を当該第一Ｚ方向可動部材２６８の前面に拡散させることができる。さらに、第一Ｚ方向可動部材２６８は、熱放射性を有している。このため、第一Ｚ方向可動部材２６８の前面に拡散した熱を放射させることができ、ひいては、Ｘ方向溶接ローラ２４０およびＸ方向溶接ローラハウジング２６９に熱が蓄積することを防止できる。すなわち、放熱性能を向上させられる。結果、Ｘ方向溶接ローラ２４０およびＸ方向溶接ローラハウジング２６９の間に介在する導電ペーストが溶けて外部に流出することを防止でき、ひいては、Ｘ方向溶接ローラ２４０の通電に不具合を生じさせることを防止できる。結果、溶接装置１を長時間連続使用できる。
【０１１５】
同様に、Ｙ方向溶接ヘッド３３０は、Ｙ方向溶接ヘッド用ベース３３１と、このＹ方向溶接ヘッド用ベース３３１に対して、Ｚ軸方向に移動可能な第二Ｚ方向可動部材３６８と、この第二Ｚ方向可動部材３６８に配設されてＹ方向溶接ローラ３４０をＸ軸回りに回転可能に保持すると共に、当該Ｙ方向溶接ローラ３４０に電流を供給するＹ方向溶接ローラ保持部３３６と、を備えている。そして、第二Ｚ方向可動部材３６８は、熱伝導性と、熱放射性と、絶縁性と、を有している。このため、第一Ｚ方向可動部材２６８と同様の効果が奏される。
【０１１６】
また、Ｘ方向溶接ヘッド２３０は、Ｘ方向溶接ローラ２４０を備えているだけでなく、複数のワーク１０をＸ軸方向に搬送する第一搬送フィンガー２５０を備えている。また、Ｙ方向溶接ヘッド３３０は、Ｙ方向溶接ローラ３４０を備えているだけでなく、複数のワーク１０をＸ軸方向に搬送する第二搬送フィンガー３５０を備えている。このため、Ｘ方向溶接ローラ２４０およびＹ方向溶接ローラ３４０の動力を、ワーク１０を搬送する動力に兼用でき、ひいては、ワーク１０を搬送するための構造を簡略化できる。また、ワーク１０をＸ軸方向のみに直線搬送するので、溶接装置１を含むライン全体のレイアウトを直線的に配置することが可能となり、効率的なレイアウトとすることができる。
【０１１７】
さらに、Ｘ方向溶接ユニット２００は、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５に載置されたワークトレイ２０を支持する第一支持機構２２０を備えている。また、Ｙ方向溶接ユニット３００は、第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５に載置されたワークトレイ２０を支持する第二支持機構３２０を備えている。このため、溶接中にワークトレイ２０やワーク１０がズレることを防止でき、ひいては、精度良くシーム溶接を行うことができる。
【０１１８】
次いで、第一支持機構２２０は、Ｙ軸方向に移動可能に配設され、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５と共にＹ軸方向に移動したワークトレイ２０が突き当たる第一突当たり部材２２１と、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５と共にＹ軸方向に移動してワークトレイ２０を押す第一押し部材２２３と、第一突当たり部材２２１がＹ軸方向に移動した場合に、復元する方向に当該第一突当たり部材２２１を付勢する第一付勢部材２２４と、を備えている。このため、ワークトレイ２０を載置している第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５のＹ軸方向の移動によって、自動的にワークトレイ２０を挟み込んで支持できる。すなわち、簡単な構成でありながら、ワークトレイ２０を確実に支持することが可能となる。
【０１１９】
そして、Ｘ方向溶接ユニット２００は、交換用のＸ方向溶接ローラ２９２が載置された第一交換キャリア２９０を備えている。この第一交換キャリア２９０は、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５と共にＹ軸方向に移動可能となっている。また、Ｙ方向溶接ユニット３００は、交換用のＹ方向溶接ローラ３９２が載置された第二交換キャリア３９０を備えている。この第二交換キャリア３９０は、第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５と共にＹ軸方向に移動可能となっている。このため、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５および第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５の動力を、交換用のＸ方向溶接ローラ２９２および交換用のＹ方向溶接ローラ３９２を移動させる動力に兼用でき、ひいては、交換用のＸ方向溶接ローラ２９２および交換用のＹ方向溶接ローラ３９２を移動させるための構造を簡略化できる。
【０１２０】
また、真空チャンバ１００内において、Ｘ方向溶接ユニット２００で溶接された後、かつ、Ｙ方向溶接ユニット３００で溶接される前の複数のワーク１０を冷却するバッファステーション４００を備えている。このため、バッファステーション４００において、溶接途中の複数のワーク１０を一旦冷却でき、熱によって不良品が発生して歩留まりが低下することを防止できる。また、熱対策を講じない場合には、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５や第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５の反りや延びが発生したり、チャンバ本体１１０などの各部材が変形したりするが、バッファステーション４００における熱対策により、各部材の変形が防止できる。
【０１２１】
さらに、溶接装置１は、チャンバ本体１１０の外表面に、真空チャンバ１００を外側から冷却する外部冷却ユニット５００を備えている。このため、熱によって不良品が発生して歩留まりが低下することを更に防止できる。また、第一Ｙ方向位置決めキャリア２０５や第二Ｙ方向位置決めキャリア３０５の反りや延びが発生したり、チャンバ本体１１０などの各部材が変形したりすることが更に防止できる。
【０１２２】
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨および技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【０１２３】
すなわち、上記実施形態では、Ｘ方向溶接ユニット２００でＸ軸方向に沿って溶接された後で、かつ、Ｙ方向溶接ユニット３００でＹ軸方向に沿って溶接される前の複数のワーク１０を、バッファステーション４００で冷却するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｙ軸方向に沿って溶接された後で、かつ、Ｘ軸方向に沿って溶接される前の複数のワーク１０を、バッファステーション４００で冷却するようにしてもよい。
【０１２４】
また、上記実施形態において、第一、第二Ｚ方向可動部材２６８，３６８は、その全体が、熱伝導性と、熱放射性と、絶縁性と、を有する材料からなるようにするだけでなく、その一部が、熱伝導性と、熱放射性と、絶縁性と、を有する材料からなるようにしてもよい。この場合、少なくともその一部は、ローラ保持部の接触箇所に介在して、絶縁を確保しながらローラ保持部の熱を回収することが重要である。また、少なくともその一部は、真空チャンバの内壁のいずれかに対向するような、ある程度の表面（ひょうめん）を確保することも好ましい。この表面を放熱面として、ローラ保持部から回収した熱を真空チャンバの内壁に対して放射できるからである。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
本発明の溶接装置は、電子機器や電子部品もしくはその他の各種物品の製造、または物流の分野において利用できる。
【符号の説明】
【０１２６】
１      溶接装置
１０    ワーク
２０    ワークトレイ
１００  真空チャンバ
２００  Ｘ方向溶接ユニット
２０５  第一Ｙ方向位置決めキャリア
２２０  第一支持機構
２２１  第一突当たり部材
２２３  第一押し部材
２２４  第一付勢部材
２３０  Ｘ方向溶接ヘッド
２３１  Ｘ方向溶接ヘッド用ベース
２３６  Ｘ方向溶接ローラ保持部
２４０  Ｘ方向溶接ローラ
２５０  第一搬送フィンガー
２６８  第一Ｚ方向可動部材
２９０  第一交換キャリア
２９２  交換用のＸ方向溶接ローラ
３００  Ｙ方向溶接ユニット
３０５  第二Ｙ方向位置決めキャリア
３２０  第二支持機構
３２１  第二突当たり部材
３２３  第二押し部材
３２４  第二付勢部材
３３０  Ｙ方向溶接ヘッド
３３１  Ｙ方向溶接ヘッド用ベース
３３６  Ｙ方向溶接ローラ保持部
３４０  Ｙ方向溶接ローラ
３５０  第二搬送フィンガー
３６８  第二Ｚ方向可動部材
３９０  第二交換キャリア
３９２  交換用のＹ方向溶接ローラ
４００  バッファステーション
５００  外部冷却ユニット
【図１Ａ】
0005802920.tif 000002
【図１Ｂ】
0005802920.tif 000003
【図２】
0005802920.tif 000004
【図３Ａ】
0005802920.tif 000005
【図３Ｂ】
0005802920.tif 000006
【図４Ａ】
0005802920.tif 000007
【図４Ｂ】
0005802920.tif 000008
【図５Ａ】
0005802920.tif 000009
【図５Ｂ】
0005802920.tif 000010
【図５Ｃ】
0005802920.tif 000011
【図５Ｄ】
0005802920.tif 000012
【図６】
0005802920.tif 000013
【図７】
0005802920.tif 000014
【図８】
0005802920.tif 000015
【図９】
0005802920.tif 000016