(57)【要約】【課題】安定した動作特性を確保することができる圧縮性流体圧アクチュエータを提供することを目的とする。【解決手段】基板１４をハンドリングするローダ・アンローダユニット２７に用いられる空圧駆動のロータリアクチュエータ２８において、回転軸２８ａに固着された円板ギア２９に噛み合ったピニオンギア３２のピニオン軸３２ａを制動機構３３に結合し、ピニオンギア３２および円板ギア２９を介して回転軸２８ａに常に一定の制動力を作用させる。これにより、ロータリアクチュエータ２８に潤滑状態に起因する摩擦抵抗の変動が存在する場合にあっても、摩擦抵抗の変動による被作動部への影響を小さくすることができ、安定した動作特性を確保することが出来る。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮性流体の圧力によって作動する圧縮性流体圧アクチュエータであって、前記圧力を被作動部の運動に変換する変換機構と、前記被作動部に一定の制動力を作用させる制動機構とを備えたことを特徴とする圧縮性流体圧アクチュエータ。
【請求項２】
前記変換機構は前記圧力を直線運動に変換するシリンダ機構であり、前記制動機構は前記被作動部を直線運動させるロッドに対して制動力を作用させることを特徴とする請求項１記載の圧縮性流体圧アクチュエータ。
【請求項３】
前記変換機構は前記圧力を回転運動に変換するロータ機構であり、前記制動機構は前記被作動部を回転運動させる回転軸に対して制動力を作用させることを特徴とする請求項１記載の圧縮性流体圧アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空圧などの圧縮性流体圧によって作動する圧縮性流体圧アクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネルなどの表示パネルの組立てにおいては、ガラスなどの基板の縁部にドライバ用の電子部品が圧着により実装される。この組み立て作業においては、圧着対象物である電子部品を基板に対して押圧する押圧機構や、電子部品の接着に用いられる異方性導電材（ＡＣＦ）テープを切断するためのテープカットユニットなどに多くの空圧シリンダが用いられている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２８７２４３号公報（（００１７）、（００１８））
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記空圧シリンダを用いた押圧機構や、テープカット機構などにおいては、空圧シリンダにおいて不可避的に発生するスティック現象に起因して、従来より以下のような動作不安定や荷重の大きな変動などによる不具合が生じていた。すなわち、空圧シリンダはシリンダ内に嵌合したピストンがシリンダ内壁面と摺動しながら動作する構造となっていることから、ピストンの動作状態は、シリンダ内壁面とピストンのシール部との摺動面の状態によって大きく左右される。
【０００５】
この摺動面における潤滑が良好な場合には、ピストンはほぼ一定の摩擦抵抗で安定して摺動するが、潤滑が良好でない場合には摩擦抵抗は大きなばらつきを示す。特に空圧シリンダ内においてピストンの動作がある時間停止した状態から起動されるような場合には、シール部とシリンダ内壁面との接触面は潤滑切れの状態となって接触面が一時的に固着するスティック現象を生じやすく、起動時に大きな摩擦抵抗を示す。
【０００６】
そしてこのスティック状態の空圧シリンダによって前述の電子部品の押圧やテープカットが行われると、ピストンが発生する荷重や動作速度の変動によって正常な動作が確保されないおそれがある。このため、安定した動作が求められる駆動用途に空圧シリンダを用いることができず、やむを得ずボールねじ機構などの高価な機構の採用を余儀なくされていた。そして上記課題は、直線運動を駆動する空圧シリンダのみならず、回転運動を駆動する空圧ロータリアクチュエータにおいても同様であった。
【０００７】
そこで本発明は、安定した動作特性を確保することができる圧縮性流体圧アクチュエータを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の圧縮性流体圧アクチュエータは、圧縮性流体の圧力によって作動する圧縮性流体圧アクチュエータであって、前記圧力を被作動部の運動に変換する変換機構と、前記被作動部に一定の制動力を作用させる制動機構とを備えた。
【０００９】
請求項２記載の圧縮性流体圧アクチュエータは、請求項１記載の圧縮性流体圧アクチュエータであって、前記変換機構は前記圧力を直線運動に変換するシリンダ機構であり、前記制動機構は前記被作動部を直線運動させるロッドに対して制動力を作用させる。
【００１０】
請求項３記載の圧縮性流体圧アクチュエータは、請求項１記載の圧縮性流体圧アクチュエータであって、前記変換機構は前記圧力を回転運動に変換するロータ機構であり、前記制動機構は前記被作動部を回転運動させる回転軸に対して制動力を作用させる。
【００１１】
本発明によれば、圧力を被作動部の運動に変換する変換機構と、被作動部に一定の制動力を作用させる制動機構とを備えることにより、潤滑状態に起因する摩擦抵抗の変動が存在する場合にあっても、安定した動作特性を確保することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の表示パネルの組立装置の側面図、図２は本発明の一実施の形態の表示パネルの組立装置のローダ・アンローダユニットの斜視図、図３は本発明の一実施の形態の表示パネルの組立装置のローダ・アンローダユニットの構造説明図、図４は本発明の一実施の形態の表示パネルの組立装置のテープカットユニットの構造説明図である。
【００１３】
まず図１を参照して、表示パネルの組立装置の全体構成を図１を説明する。図１において、表示パネルの組立装置は、上流側（図において左側）から、ローダ部１、共通の基台２上に配設された導電材貼着部３、仮圧着部４、本圧着部５およびアンローダ部６より構成される。
【００１４】
ローダ部１は表示パネル用の基板を供給する。導電材貼着部３は、基板保持位置決め部１１に保持された基板１４に対して、貼着ユニット１２によって異方性導電材（以下、「ＡＣＦ」と略称する。）を貼り付ける。ＡＣＦはＡＣＦをベーステープに積層したＡＣＦテープ１５の形態で供給され、テープカットユニット１３のカッタ１３ａによって、ＡＣＦテープ１５のＡＣＦのみに切り欠きを入れることにより、ＡＣＦは定寸のカット材１５ａに切断される。そしてカット材１５ａは、基板保持位置決め部１１に保持された基板１４上に貼り付けられる。
【００１５】
仮圧着部４は、基板保持位置決め部１６に保持されたＡＣＦ貼り付け後の基板１４に対して、電子部品１９を搭載して仮圧着する作業を行う。電子部品１９は部品搭載機構１７の搭載ヘッド１８によって保持され、基板１４に貼り付けられたカット材１５ａ上に押し付けられる。本圧着部５は、基板保持位置決め部２１に保持された基板１４上の電子部品１９を、圧着機構２２の圧着ツール２３によって圧着する。圧着作業が終了した後の基板１４は、アンローダ部６に回収される。
【００１６】
次に、図２，図３を参照して、ローダ部１、アンローダ部６の構成について説明する。図２において、マガジン２５内には多数の基板１４が多段に収納されており、マガジン２５は昇降テーブル２６によって昇降自在となっている。マガジン２５の前面には、ローダ・アンローダユニット２７が配設されている。ローダ部１では、ローダ・アンローダユニット２７によってマガジン２５から基板１４を取り出して下流側に供給し、アンローダ部６では、上流側から受け取った基板１４をローダ・アンローダユニット２７によってマガジン２５内に回収する。
【００１７】
ローダ・アンローダユニット２７は、ロータリアクチュエータ２８によって水平面内で回転する円板ギヤ２９に１軸移動テーブル３０を結合し、さらに１軸移動テーブル３０に、作業アーム３１を装着した構成となっている。作業アーム３１は１軸移動テーブル３０によって進退自在となっており、水平面内で進退および旋回が可能となっている。
【００１８】
図３に示すように、作業アーム３１の先端部には、基板１４を吸着して保持するための吸着保持部３１ａが設けられており、吸着保持部３１ａを基板１４に当接させて吸着保持部３１ａから真空吸引することにより、基板１４を保持することができる。これにより、ローダ・アンローダユニット２７は作業アーム３１によって基板１４をマガジン２５の任意の段から取り出し、また逆に収納する基板ハンドリング動作を行う。
【００１９】
次に図３を参照して、ロータリアクチュエータ２８の構造について説明する。図３に示すように、ロータリアクチュエータ２８は、内部に設けられた円形のハウジング孔２８ｂ内に、回転軸２８ａに結合されたロータリベーン２８ｃを回動自在に装着したロータ機構を備えており、ロータリベーン２８ｃは、ハウジング孔２８ｂ内で回転軸２８ａ廻りの９０゜の回動が許容される。
【００２０】
ハウジング孔２８ｂの両端部には、２つのエアポート２８ｄ、２８ｅが設けられており、これらのエアポート２８ｄ、２８ｅのいずれかから圧空を供給することにより、ロータリベーン２８ｃは、圧空供給方向に応じて回転軸２８ａ廻りに正逆回動する。これにより円板ギヤ２９が回転軸２８ａとともに回転し、更に１軸移動テーブル３０を介して作業アーム３１が回転軸２８ａ廻りに旋回する。
【００２１】
上記構成において、ロータリアクチュエータ２８は圧縮性流体である空気の圧力によって作動する圧縮性流体圧アクチュエータであり、ハウジング孔２８ｂ内に回転軸２８ａ廻りに回動するロータリベーン２８ｂを装着したロータ機構は、空気の圧力を被作動部である作業アーム３１の回転運動に変換する変換機構となっている。そしてロータリアクチュエータ２８は、以下に説明する制動機構を備えている。
【００２２】
円板ギヤ２９にはピニオンギア３２が噛み合っており、ピニオンギア３２はピニオン軸３２ａを介して制動機構３３に結合されている。制動機構３３の内部では、ピニオン軸３２ａの外周はブレーキシュー３４に摺接しており、ブレーキシュー３４は圧縮バネ３５によって常に一定の押圧力でピニオン軸３２ａを周囲から押圧する。これによって生じる機械的摩擦力により、ピニオン軸３２ａの回転運動は制動される。
【００２３】
これにより、ロータリアクチュエータ２８が回転動作を行う際には、回転軸２８ａには円板ギヤ２９を介して制動機構３３によってほぼ一定の制動力が作用する。すなわち、制動機構３３は被作動部を回転させる回転軸２８ａに一定の制動力を作用させる。この制動力は、ロータリアクチュエータ２８の作動時の動作状態のばらつきを低減する機能を有している。
【００２４】
次に図４を参照して、ＡＣＦテープ１５に切り欠きを形成するテープカットユニット１３の構造について説明する。図４（ａ）は、図１に示すテープカットユニット１３の平面図を示しており、図４（ｂ）は、テープカットユニット１３のカッタ１３ａ側の側面を示している。
【００２５】
図４（ａ）において、カッタ１３ａはカッタホルダ３８に保持されており、カッタホルダ３８はエアシリンダ３６のロッド３７およびガイド部材３８ａに結合されている。エアシリンダ３６には固定ベース部３９が固着されており、固定ベース部３９にはガイドレール４１がストローク方向に配設されている。ガイドレール４１にスライド自在に嵌着されたスライダ４０には連結プレート４２が結合されており、連結プレート４２にはガイド部材３８ａが結合されている。したがって、ロッド３７の進退はガイドレール４１によってガイドされる。
【００２６】
エアシリンダ３６は圧縮性流体によって駆動されるアクチュエータであり、内部に形成されたシリンダ孔３６ａにピストン３６ｂを摺動自在に装着した構成となっている。エアシリンダ３６に設けられた２つのエアポート３６ｃ，３６ｄのいずれかから圧空を供給することにより、ピストン３６ｂはロッド３７とともに圧空供給方向に応じて進退する。
【００２７】
上記構成において、エアシリンダ３６は、同様に圧縮性流体である空気の圧力によって作動する圧縮性流体圧アクチュエータであり、シリンダ孔３６ａ内に嵌合したピストン３６ｂは、空気の圧力を被作動部であるカッタ１３ａを直線運動させるロッド３７の直線運動に変換するシリンダ機構となっている。そしてエアシリンダ３６は、以下に説明する制動機構を備えている。
【００２８】
連結プレート４２の側端部にはラック４３が結合されており、ラック４３に噛み合ったピニオンギア４４のピニオン軸４４ａは、制動機構４５と結合されている。制動機構４５の内部では、ピニオン軸４４ａの外周はブレーキシュー４６に摺接しており、ブレーキシュー４６は圧縮バネ４７によって常に一定の押圧力でピニオン軸４４ａを周囲から押圧する。これによって生じる機械的摩擦力により、ピニオン軸４４ａの回転運動は制動される。
【００２９】
これにより、エアシリンダ３６が作動する際には、ラック４３を介して制動機構４５によってほぼ一定の制動力が作用する。制動機構４５は、被作動部であるカッタ１３ａを直線運動させるロッド３７に対して、制動力を作用させる。この制動力は、エアシリンダ３６の作動時の動作状態のばらつきを低減する効果を有する。
【００３０】
上述のように、本実施の形態に示す表示パネルに使用されるローダユニット２７のロータリアクチュエータ２８や、テープカット機構１３に用いられるエアシリンダ３６などの圧縮性流体アクチュエータには、被作動部に一定の制動力を作用させる制動機構を備えた構成となっている。このような制動機構を備えることにより、以下に説明するようにエアシリンダ３６やロータリアクチュエータ２８の動作特性を安定させることができる。
【００３１】
すなわち、エアシリンダ３６やロータリアクチュエータ２８などの圧縮性流体圧アクチュエータに備えられた変換機構は、ピストンやロータリベーンなどの可動部がシリンダ内壁面やハウジング内周面などの固定部と摺動しながら動作する構造となっていることから、アクチュエータの動作状態は、可動部と固定部との摺動面の状態によって大きく左右される。
【００３２】
この摺動面における潤滑が良好な場合には、可動部はほぼ一定の摩擦抵抗で安定して摺動するが、潤滑が良好でない場合には摩擦抵抗は大きなばらつきを示す。特に可動部の動作がある時間停止した状態から起動されるような場合には、可動部のシール部と固定部の接触面は潤滑切れの状態となって接触面が一時的に固着するスティック現象を生じやすく、起動時に大きな摩擦抵抗を示す。
【００３３】
そしてこのスティック状態のアクチュエータによって基板のローディング、アンローディング動作やテープカットが行われると、アクチュエータが発生する荷重や動作速度の変動によって正常な動作が確保されないおそれがある。このため、安定した動作が求められる駆動用途には、空圧駆動のアクチュエータを用いることができず、やむを得ずボールねじ機構などの高価な機構の採用を余儀なくされていた。
【００３４】
このような用途においても、本実施の形態に示す空圧駆動のアクチュエータにおいては、予め制動機構によって被作動部に一定の制動力を作用させるようにしていることから、アクチュエータの潤滑状態の変動によって生じる発生荷重のばらつきが被作動部の動作特性に与える影響を従来と比べて小さくすることができる。したがって、本実施の形態に示す構成を用いることにより、潤滑状態に起因する摩擦抵抗の変動が存在する場合にあっても、機構が簡単で低コストの空圧駆動のアクチュエータを用いて、速度変動の少ない安定した動作特性を実現することが可能となる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、圧力を被作動部の運動に変換する変換機構と、被作動部に一定の制動力を作用させる制動機構とを備えたので、潤滑状態の変動によって生じる発生荷重のばらつきが被作動部の動作特性に与える影響を従来と比べて小さくすることができ、安定した動作特性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の表示パネルの組立装置の側面図
【図２】本発明の一実施の形態の表示パネルの組立装置のローダ・アンローダユニットの斜視図
【図３】本発明の一実施の形態の表示パネルの組立装置のローダ・アンローダユニットの構造説明図
【図４】本発明の一実施の形態の表示パネルの組立装置のテープカットユニットの構造説明図
【符号の説明】
１  ローダ部
６  アンローダ部
１３  テープカットユニット
２７  ローダ・アンローダユニット
２８  ロータリアクチュエータ
２８ａ  回転軸
３３  制動機構
３６  エアシリンダ
３７  ロッド
４５  制動機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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