(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付部が形成された灯具ベースと、前記灯具ベースの表面に沿って延設されるとともに一部が前記取付部に延設される導電ワイヤと、前記取付部内に挿入されて前記導電ワイヤに電気接続される発光素子を備える灯具の組立装置であって、前記発光素子の導電リードを前記取付部内に内装可能な形状に曲げ加工する曲げ機構と、前記曲げ加工された発光素子を把持して前記取付部内に圧入する圧入機構とを備え、前記曲げ機構は、前記発光素子を位置決めして保持する固定型と、前記固定型に対して相対移動され、前記導電リードの長さ方向の中間部に当接して当該導電リードを前記中間部を底辺とするコ字型に曲げ形成する可動型とを有する曲げ加工部を備え、前記発光素子は発光素子チップが封止されたレンズ部と、前記レンズ部から突出された導電リードとを備え、前記曲げ加工部の前記固定型は前記発光素子を水平状態に保持可能に構成されるとともに、前記導電リードの中間部に対応する位置に深さ方向の断面形状が矩形の凹所を有し、前記可動型は下動して前記凹部に進入可能な矩形形状に形成されるとともに、前記導電リードが曲げ加工されたときに発光素子のレンズ部が入り込み、可動型の上動に伴ってレンズ部を支承した状態で前記固定型の上方に発光素子を離型することが可能な収納窓部を有し、前記発光素子の導電リードには１以上のパイロット穴が開口されており、前記曲げ加工部の前記固定型には水平状態に保持された前記発光素子の導電リードを長さ方向と直交する幅方向の両側から挟持して当該導電リードの幅方向の位置決めを行う一対の挟持片と、前記パイロット穴に嵌入して前記導電リードの位置を保持するパイロットピンとを備えることを特徴とする灯具組立装置。
【請求項２】
前記発光素子の導電リードは一部の形状を相違させた正極性と負極性の導電リードで構成され、前記曲げ機構には前記導電リードの形状の相違を検出して当該導電リードの極性を検出する検出器と、前記検出器で検出した極性に基づいて前記発光素子の向きを認識し、当該発光素子が所定の向きになるように調整して前記固定型に載置する移載手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の灯具組立装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は発光素子を光源とする灯具に関し、特に灯具ベースに配設した発光素子に対して導電ワイヤにより電気接続を行う構成の灯具の組立装置において、導電ワイヤが延設された灯具ベースに対して発光素子を取着するための組立装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両用灯具としてＬＥＤ等の発光素子を光源としたものが提供されている。このように光源に発光素子を用いた灯具、例えばＬＥＤを用いた灯具では、所要の照明輝度を得るためには複数個のＬＥＤを同時に発光させることが必要であり、そのために灯具内には複数個のＬＥＤをアレイ状に配設するとともに、各ＬＥＤに対して電力を供給するための電気配線を接続する必要がある。このような電気配線を行う構成として、従来ではそれぞれＬＥＤが嵌合かつ電気接続される複数個のＬＥＤソケットを灯具内に配設し、これらＬＥＤソケットに対して導電ワイヤを接続して給電を行う構成が考えられる。この構成では、各ＬＥＤソケットにＬＥＤを挿入し、導電ワイヤを電源に接続することで各ＬＥＤを発光させることが可能となる。
【０００３】
しかしながら、灯具内に複数個のＬＥＤに対応して複数個のＬＥＤソケットを配設することは灯具の低コスト化を図る上で好ましくない。また、複数のＬＥＤソケットにそれぞれ導電ワイヤを接続するための作業工数が多く、この面でも低コスト化を図ることは難しい。そこで、近年では図１に概略構成の分解斜視図を示すように、灯具ベース１に複数個の開口部（図示せず）を設けておき、これらの開口部にわたって導電ワイヤ３を延設するとともに、ＬＥＤ２を開口部内に圧入し、ＬＥＤ２を開口部内に支持させるとともにＬＥＤ２の導電リードを導電ワイヤ３に接触させて電気接続を行う構成の灯具が提案されている。前記灯具ベース１は灯具ボディ４内に内装され、灯具ボディ４の前面開口にレンズ５を取着することで灯具が完成される。このような灯具によれば、ＬＥＤソケットが不要になり、したがって個々のＬＥＤソケットにそれぞれ導電ワイヤを接続する作業も不要になり、灯具を低コスト化する上で有利になる。
【０００４】
以上のように、この種の灯具では、組み立てに際しては、最初に灯具ベースの表面に沿って導電ワイヤを延設する導電ワイヤ延設工程が行われ、次に導電ワイヤが延設された灯具ベースに対してＬＥＤを取着する工程、すなわち灯具ベースに設けた開口部内に圧入するＬＥＤ圧入工程が行われる。従来、このＬＥＤ圧入工程では組み立ての自動化が図られており、ＬＥＤを自動で開口部内に圧入するＬＥＤ圧入装置が提案されている。このＬＥＤ圧入装置は、灯具ベースを固定支持するための固定台と、ＬＥＤの導電リードの極性方向を整列した上で当該ＬＥＤの導電リードを開口部の形状に合わせて曲げ加工するＬＥＤ曲げ機構と、曲げ加工されたＬＥＤを把持して開口部内に圧入するロボット構造のＬＥＤ圧入機構とで構成されている。
【０００５】
特に、ＬＥＤ曲げ機構においては、ＬＥＤに設けられている一対（２本）の導電リードを板厚方向にコ字型に曲げるために、ＬＥＤを位置決めした状態で支持し、その上で導電リードをプレス加工機の第１の曲げ動作によりＬ字型に曲げ加工し、次いで当該プレス加工機の第２の曲げ動作によりＬ字型の先端部をさらにＬ字型に曲げ加工して全体としてコ字型に曲げ加工を行っている。また、ＬＥＤ圧入機構においては、ＸＹＺ方向に移動可能なロボットの先端アームにＬＥＤを把持可能なチャックを有しており、当該チャックにより導電リードが曲げ加工されたＬＥＤを把持し、ＬＥＤの導電リードを灯具ボディの開口部に圧入している。このようにＬＥＤを開口部内に圧入することにより、開口部内において導電リードと導電ワイヤとが電気接続され、導電ワイヤを介してＬＥＤに電力が供給され、ＬＥＤが発光可能な灯具ベースが組み立てられることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のＬＥＤ圧入装置では次のような問題が生じている。ＬＥＤ曲げ機構においてＬＥＤの導電リードをコ字型に曲げ加工する際には、導電リードの平面上の位置と、導電リードの平面方向を所定の位置、方向に正しく設定した状態で固定支持する必要がある。従来では、一対の挟持部材によってＬＥＤを水平方向の両側から挟み込んでＬＥＤを位置決めした上で、導電リードに設けらているパイロット穴にパイロットピンを挿入して固定支持しているが、個々のＬＥＤの製造上の寸法誤差や形状誤差、特に導電リードの外形状の寸法・形状誤差によってＬＥＤの位置及び平面方向を正確に位置決めすることが難しい。そのため、パイロットピンをパイロット穴に正しく挿入させることが困難になり、導電リードを正確に曲げ加工することができず、ＬＥＤを開口部に圧入することが難しくなる。
【０００７】
また、ＬＥＤ曲げ機構においては、第１及び第２の２段階の曲げ動作によって導電リードをコ字型に曲げ加工しているが、第１の曲げ加工において導電リードに生じるスプリングバックと、第２の曲げ加工において同じく導電リードに生じるスプリングバックとが相乗されるため、最終的に加工された導電リードにおけるスプリングバック量が大きなものとなる。そのため、ＬＥＤを灯具ベースの開口部に圧入する際に、導電リードが開口部に適切な状態で圧入することが難しくなる。特に、導電リードは開口部内において導電ワイヤに嵌合して当該導電ワイヤの被覆内に食い込んで導電性の芯片に接触して電気接続が行われる構造であるため、導電リードが開口部内に適切に圧入されないときには、当該導電ワイヤに対する電気接続が不良な状態で生じることになり、灯具自体の不良が発生する要因になる。さらに、第１及び第２の曲げ加工のそれぞれにおいて、ＬＥＤを各曲げ加工部に設置し、かつ加工されたＬＥＤを各曲げ加工部から取り出すための作業工程が必要であり、工程数が多く、作業性が悪いという問題もある。
【０００８】
本発明の目的は、発光素子の導電リードを適正に曲げ加工して灯具ベースの取付部への適正な圧入を可能にした導電リードの曲げ機構を備えた灯具組立装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、取付部が形成された灯具ベースと、当該灯具ベースの表面に沿って延設されるとともに一部が取付部に延設される導電ワイヤと、取付部内に挿入されて導電ワイヤに電気接続される発光素子を備える灯具の組立装置であって、発光素子の導電リードを取付部内に内装可能な形状に曲げ加工する曲げ機構と、曲げ加工された発光素子を把持して取付部内に圧入する圧入機構とを備えており、曲げ機構は発光素子を位置決めして保持する固定型と、固定型に対して相対移動され、導電リードの長さ方向の中間部に当接して当該導電リードを中間部を底辺とするコ字型に曲げ形成する可動型とを有する曲げ加工部を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、曲げ加工部において発光素子の導電リードを一度の曲げ加工によりコ字型に曲げ加工することが可能であり、導電リードにおけるスプリングバックの影響を緩和し、取付部に対する発光素子の圧入を好適に行うことが可能になる。
【００１１】
また、本発明では、発光素子は発光素子チップが封止されたレンズ部と、当該レンズ部から突出された導電リードとを備えており、曲げ加工部の固定型は発光素子を水平状態に保持可能に構成されるとともに、導電リードの中間部に対応する位置に深さ方向の断面形状が矩形の凹所を有し、可動型は下動して凹部に進入可能な矩形形状に形成されるとともに、導電リードが曲げ加工されたときに発光素子のレンズ部が入り込み、可動型の上動に伴ってレンズ部を支承した状態で固定型の上方に発光素子を離型する発光素子のレンズ部が入り込むことが可能な収納窓部を有することにより、曲げ加工部で加工された発光素子のレンズ部は可動型の収納窓部に収納され、可動型と一体的に固定型から離型されるため、発光素子を取り出す作業工程が不要になり、作業性を高めることが可能になる。
【００１２】
さらに、本発明によれば、発光素子の導電リードには１以上のパイロット穴が開口されており、曲げ加工部の固定型には水平状態に保持された発光素子の導電リードを長さ方向と直交する幅方向の両側から挟持して当該導電リードの幅方向の位置決めを行う一対の挟持片と、パイロット穴に嵌入して導電リードの位置を保持するパイロットピンとを備えることで、発光素子の正確な位置決めが可能になり、導電リードを正確に曲げ加工することが可能になる。また、発光素子の導電リードは一部の形状を相違させた正極性と負極性の導電リードで構成され、曲げ機構には導電リードの形状の相違を検出して当該導電リードの極性を検出する検出器と、検出器で検出した極性に基づいて発光素子の向きを認識し、当該発光素子が所定の向きになるように調整して固定型に載置する移載手段とを備えることにより、発光素子は必ず所定の向きで導電リードの曲げ加工が行われ、曲げ加工部から取り出されたときには発光素子は必ず所定の向きに設定されることになり、以降における灯具組立工程を自動化する上で有効になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図２は本発明の灯具組立装置によってＬＥＤを圧入する灯具ベース１の斜視図であり、図１に示した灯具に用いられたものを示している。前記灯具ベース１は樹脂を成形して形成されており、前述のように灯具ボディ４及びレンズ５で構成される灯室内に内装支持される。本実施形態においては前記レンズ５はその前面が自動車の前後方向に傾斜した灯具として構成されているため、前記灯具ベース１はこれに対応して表面が傾斜された形状とされ、かつその傾斜に対応して複数のＬＥＤをそれぞれ支持させるために表面が階段状に形成された複数の段部１１を有しており、各段部１１の前面にＬＥＤを圧入するための取付部としての開口部１３を有する角筒部１２が一体に形成されている。また、開口部１３の一部１３Ａは当該ＬＥＤに対して電力を供給するためのコネクタを嵌合するための開口部としても構成されている。そして、図１に示すように、前記灯具ベース１の表面に沿って導電ワイヤ３が延設され、この導電ワイヤ３はその延設途中の複数箇所において前記開口部１３内に内挿されている。なお、前記一部の開口部１３Ａはコネクタ部として構成されている。
【００１４】
図３に前記灯具ベース１に対してＬＥＤを圧入した状態の一部を拡大して示すように、前記角筒部１２は対向辺にそれぞれ２本のスリット１２ａが開口縁から所要の深さまで形成されており、これらスリット１２ａには前記灯具ベース１の表面に沿って延設される導電ワイヤ３の一部が内挿されてスリット１２ａ内に挟持されており、これにより各開口部１３には２本の導電ワイヤ３を並列状態に延設支持した構成が組み立てられる。このように組み立てられた灯具ベース１には、開口部１３にＬＥＤ２の２本の導電リード２１を圧入することでＬＥＤ２を開口部１３に支持させる。前記ＬＥＤ２は後述するように、素子チップを樹脂封止したレンズ部２０の底面から平行に突出された一対の導電リード２１とを備えており、前記導電リード２１は後述するＬＥＤ曲げ機構によって板厚方向にほぼコ字型に曲げ加工されており、この曲げ加工された部分が前記開口部１３内に圧入される。
【００１５】
図４（ａ），（ｂ）は、前記開口部１３内にＬＥＤ２を圧入支持した状態の正面方向の断面図と側面方向の断面図である。各導電リード２１のコ字型の部分が開口部１３内に圧入されると、当該導電リード２１の各スリット２２内に２本の導電ワイヤ３がそれぞれ嵌入され、この嵌入により導電リード２１のスリット２２に臨む内縁部が各表面の絶縁被覆に食い込み、導電リード２１が導電ワイヤ３の内部の芯線に電気接続される。そのため、２本の導電ワイヤ３を通して供給される正極性及び負極性の電力がそれぞれ導電リードに供給されることになり、この電力によってＬＥＤ２が発光されることになる。また、前記コネクタ部としての一部の開口部１３Ａには、図示は省略するがＬＥＤの導電リードと同様な導電リードを備えて外部電源につながるコードが接続されたコネクタが嵌入され、当該コネクタ部を介して外部電源の電力を前記導電ワイヤに供給することが可能にされている。
【００１６】
図５は前記延設ワイヤ３が延設されている灯具ベース１にＬＥＤ２を圧入するためのＬＥＤ圧入装置１００の概略構成図である。前記ＬＥＤ圧入装置１００の下部には装置基台１０１が備えられ、この装置基台１０１は後述する各機構を駆動制御するための各種の電源設備や制御回路装置が内装されているがここでは説明は省略する。また、前記装置基台１０１の上面には導電ワイヤが延設された前記灯具ベース１を支持するための１つの支持機構２００が設けられる。また、前記装置基台１０１上には、加工前のＬＥＤをストックし、かつ順次ＬＥＤを送り出すとともに当該ＬＥＤの導電リードをコ字型に曲げ加工するＬＥＤ曲げ機構３００と、前記支持機構２００によって固定支持された灯具ベース１に対してＸＺ方向（二次元方向）に移動可能で、その移動により導電リードが曲げ加工されたＬＥＤを把持して灯具ベース１の複数の開口部内に順次圧入して行くＬＥＤ圧入機構４００が設けられる。
【００１７】
前記支持機構２００は、図６に概略斜視図を示すように、Ｙ移動機構２０１を備えており、例えば、既に図１に示したように導電ワイヤが延設された灯具ベース１が作業者によって載置され、支持されるようになっている。前記Ｙ移動機構２０１は、前記装置基台１０１に平面Ｙ方向に延長配置された一対のＹレール２０２と、このＹレール２０２上をＹ方向に移動可能なスライダ２０３を有しており、このスライダ２０３に前記支持ベース１を支持するための支持台２０４が固定されている。また、前記Ｙレール２０２の一端部にはＹ軸モータ２０５が配設されるとともに、このＹ軸モータ２０５の回転軸には前記Ｙレール２０２に沿って延長されるネジリード２０６が連結されており、前記スライダ２０３は一部において前記ネジリード２０６に螺合されている。そのため、前記Ｙ軸モータ２０５の往復回転動作によって前記ネジリード２０６は軸転され、これに伴って前記スライダ２０３及び支持台２０４は前記Ｙレール２０２に沿って往復移動されるように構成されている。
【００１８】
前記ＬＥＤ曲げ機構３００は、図５に示したように、加工前のＬＥＤがストックされるとともに、当該ＬＥＤを１個ずつ送り出すＬＥＤ供給部３１０と、前記ＬＥＤ供給部３１０から送り出されてくるＬＥＤを１個ずつ取り出して導電リードの極性を判別しながら後述の曲げ加工部にまで移送する移載部３２０と、移載されたＬＥＤの導電リードをコ字型に曲げ成形する曲げ加工部３３０とを備えている。ここで前記ＬＥＤ２は、図７に詳細に示すように、図には表れないＬＥＤ素子を樹脂封止したレンズ部２０と、前記レンズ部２０の底面から突出された金属板からなる一対の導電リード２１で構成されるディスクリート型のＬＥＤとして構成されたものが供給される。前記レンズ部２０は平面形状が楕円に近い形状であるが、その一方の端部には平面の面取り部２０ａが施されている。また、前記導電リード２１には幅方向の中央に長さ方向に沿って前記したスリット２２が形成され、さらに前記スリット２２の長さ方向の両側位置にはそれぞれ位置決め用のパイロット穴２３が開口されている。さらに、前記導電リード２１のレンズ部２０の根本近傍部位には、幅寸法が低減された凹部２４が形成されている。さらに、一対の導電リード２１のうち、正極性側のリードの先端部には先端方向に向けて細片２５が突出されている。なお、この細片２５は前記ＬＥＤ２を製造する際に、複数のＬＥＤの導電リード２１をリードフレームとして連結状態に製造しておき、その後にリードフレームを切断分離して個別のＬＥＤ２として形成する際に、当該リードフレームの一部を残して形成したものである。なお、以降は、前記ＬＥＤ２についての一対の導電リード２１の突出方向を長さ方向と称し、両導電リード２１が並んだ方向を幅方向と称する。
【００１９】
前記ＬＥＤ供給部３１０は、図５に示したように、円形をして内部に多数個のＬＥＤが収納されるホッパー３１１と、このホッパー３１１の円周部から接線方向に連続して延長され、前記ホッパー３１１内のＬＥＤを１個ずつ順送り状態で移送するフィーダ３１２とを備えている。特に、前記フィーダ３１２は、図８に概略斜視図を示すように、先端領域には垂直方向に向けられて、かつ互いにＬＥＤの導電リードが挿通可能な間隔で対峙される一対の細板状のバー３１３ａ，３１ｂからなるガイドバー３１３を有しており、前記ＬＥＤ２はこのガイドバー３１３上にレンズ部２０が支承され、かつ導電リード２１が垂下された状態で一対のバー３１３ａ，３１３ｂ間に挿通されてガイドバー３１３に沿って図示右方向に移送されるようになっている。なお、前記ホッパー３１１及びフィーダ３１２は既に広く知られている既存のものであるので、当該ホッパー３１１及びフィーダ３１２によるＬＥＤの移送動作についての詳細な説明は省略する。
【００２０】
前記移載部３２０には、図８に示したように、前記ガイドバー３１３によって送られてきたＬＥＤ２の極性を判別する極性判別部３４０が付設されている。すなわち、ガイドバー３１３によって送られてくるＬＥＤ２は正極性と負極性の導電リード２１の向きが特性されておらず、この導電リード２１の向きからＬＥＤの極性の向きを判別する。この極性判別部３４０は前記ガイドバー３１３の終端位置においてＬＥＤを１個ずつ所定の位置に移動かつ規制するための螺旋体３４１と、前記螺旋体３４１により移動が規制された状態のときに前記ＬＥＤ２の一対の導電リード２１の一方にのみ設けられている細片２５を検出する検出器３４２とを有している。前記螺旋体３４１は前記ガイドバー３１３と平行な向きの回転軸によって回転駆動されており、この螺旋体３４１の表面の螺旋溝３４１ａ内にＬＥＤ２のレンズ部２０を内含可能な構成とされている。そのため、ガイドバー３１３によって送られてくるＬＥＤ２は１個ずつ螺旋体３４１の螺旋溝３４１ａ内に案内され、螺旋体３４１の回転が停止したときに当該螺旋溝３４１ａ内においてガイドバー３１３上で停止される。また、前記検出器３４２は例えば導電リードを挟んで対峙されるレーザダイオード３４３とフォトダイオード３４４からなるフォトディテクタとして構成されており、ＬＥＤ２が所定位置において螺旋体３４１によって移動が停止されたときに、細片２５が移動方向側に位置しているときに検出器３４２のフォトダイオード３４４から所要の信号を出力するようになっている。例えば、検出器３４２から前記信号が出力されたときにＬＥＤ２は所定の極性方向に向けられていると検出し、前記信号が出力されないときにはＬＥＤ２は所定の極性方向とは反対方向に向けられているものと判別する。
【００２１】
また、前記移載部３２０は、図８に示すように、前記極性判別部３４０において極性判別されたＬＥＤを前記曲げ加工部３３０において水平状態に載置するための移載器３２１を備えている。前記移載器３２１は前記螺旋体３４１によってガイドバー３１３の先端から押し出されたＬＥＤ２を把持するクランパ３２２と、このクランパ３２２を図外の駆動機構によって前記ガイドバー３１３側の位置と前記曲げ加工部３３０との間で垂直方向に傾倒させ、しかも前記クランパ３２２を軸回りに回転させる回転部３２４を有する転動可能なアーム３２３とで構成されている。前記クランパ３２２は前記ＬＥＤ２の導電リード２１の先端部を把持し、前記アーム３２３の傾倒動作によって前記ガイドバー３１３側の位置から曲げ加工部３３０にまで移載し、曲げ加工部３３０においてクランパ３２２による把持を解除するように構成されている。また、前記アーム３２３の図外の駆動機構には前記極性判別部３４０からの判別信号が入力されており、この判別信号が所定の極性方向であるときには回転部３２４を動作することなく、ＬＥＤ２をガイドバー３１３に支持されていた状態からそのまま導電リードの板厚方向に向けて傾倒動作して曲げ加工部３３０に移載するが、前記判別信号が逆の極性方向であるときには回転部３２４を１８０度回転させて導電リード２１を板厚方向に反転させながら前述のように傾倒動作してガイドバーから曲げ加工部に移載するように構成されている。これにより、曲げ加工部３３０には極性方向が一定に向けられた状態でＬＥＤ２が載置されることになる。
【００２２】
前記曲げ加工部３３０はプレス加工器として構成されているものであり、図９に概略斜視図を示すように、前記移載部３４０により移載されてきたＬＥＤ２を位置決め保持する固定型３３１と、前記固定型３３１に対して上下方向に往復移動して導電リード２１を曲げ加工する可動型３３２とで構成されている。前記固定型３３１は一端領域と中央領域にそれぞれ凹所３３１ａ，３３１ｂを有しており、凹所３３１ａはＬＥＤ２のレンズ部２０を収容し、凹所３３１ｂは導電リード２１を曲げ加工する雌型として構成されている。前記固定型３３１上には前記凹所３３１ａ，３３１ｂを水平一方向に挟んで対峙された一対の挟持片３３３，３３４が配置される。また、前記水平一方向とは直交する方向に前記雌型（凹所）３３１ｂを挟んだ両側位置にはそれぞれ先端がテーパ状をした２本の一対のパイロットピン３３５が前記固定型３３１の表面上に出没可能に配置されている。前記挟持片の一方３３３は固定型３３１と一体に形成された固定挟持片とされ、他方の挟持片３３４は固定挟持片３３３に対して水平方向に往復移動する可動挟持片として構成されている。また、両挟持片３３３，３３４にはそれぞれ導電リード２１の凹部２４に対応する凸部３３３ａ，３３４ａが設けられている。
【００２３】
この曲げ加工部３３０においては、図１０（ａ），（ｂ）に平面図とＡＡ線拡大断面図を示すように、前記移載部３４０によって移載されてきたＬＥＤ２は固定挟持片３３３と可動挟持片３３４との間の固定型３３１上に載置されると、可動挟持片３３４が固定挟持片３３３に向けて移動され、両挟持片３３３，３３４でＬＥＤ２を幅方向に挟持する。このとき、両挟持片３３３，３３４に設けられている凸部３３３ａ，３３４ａが導電リード２１の両外側の凹部２４にそれぞれ当接することでＬＥＤ２は両挟持片３３３，３３４間において幅方向に正確に位置決めされることが可能である。また、これと同期して前記両挟持片３３３，３３４間の領域においてはパイロットピン３３５が上動され、先端のテーパ形状によって導電リード２１のパイロット穴２３に嵌入されることにより、ＬＥＤ２は長さ方向についても正確に位置決めされることになり、かつこれらパイロット穴２３とパイロットピン３３５との嵌合によってＬＥＤ２の保持位置が保持されることになる。
【００２４】
前記可動型３３２は、図９に示したように、前記固定型３３１の雌型３３１ｂである矩形の凹所に対応する矩形形状、ここでは四角柱形状に形成されており、駆動機構３３６（図５参照）によって前記固定型３３１に対して上下に往復移動可能に構成されている。前記可動型３３２には、先端面から所要の寸法の領域に一側部から切り欠いた収納窓部３３２ａが形成されており、この収納窓部３３２ａは少なくとも前記ＬＥＤ２のレンズ部２０が側方から入り込んで収納可能な寸法に形成されている。そのため、図１１に曲げ加工動作の工程断面図を示すように、先ず図１１（ａ）のように、前記固定型３３１上に位置決め保持されたＬＥＤ２に対して前記可動型３３２を直上位置から所要の圧力をもって下動させ、図１１（ｂ）のように可動型３３２を固定型３３１の雌型３３１ｂ内にまで進入させることで、前記固定型３３１上に一対の挟持片３３３，３３４とパイロットピン３３５によって水平状態に位置決めしたＬＥＤ２の導電リード２１に対して、その長さ方向の中間部に当接し、当該中間部を可動型３３２によって雌型３３１ｂ内に押し込んでプレス加工し、導電リード２１を当該中間部を底辺とするコ字型に板厚方向に沿って曲げ加工することが可能になる。また、この導電リード２１の曲げ加工によってＬＥＤ２のレンズ部２０は固定型３３１の表面上に起立した状態となり、当該レンズ部２０は可動型３３２の収納窓部３３２ａに入り込んで収納された状態となる。そのため、図１１（ｃ）のように、曲げ加工が行われた後に可動型３３２が上動されると、ＬＥＤ２は可動型３３２に保持された状態で可動型３３２と一体的に固定型３３１の上方にまで上動されことになる。
【００２５】
さらに、前記曲げ加工部３３０には、図５及び図８に示されるように、前記可動型３３２によって離型されたＬＥＤ２を前記ＬＥＤ圧入機構４００にまで搬送する搬送部３５０を備えている。この搬送部３５０は、前記可動型３３２の上動位置とＬＥＤ圧入機構４００との間でＹ方向に往復移動する搬送移動機構３５１と、この移動機構３５１により前記ＬＥＤ２の導電リード２１を把持可能なクランパ３５２とで構成されている。この搬送部３５０では、前記曲げ加工部３３０によってＬＥＤ２の導電リード２１がコ字型に形成され、かつＬＥＤ２が可動型３３２によって所定の高さ位置まで持ち上げられると、クランパ３５２は可動型３３２の下方に垂下されている状態にある導電リード２１の下端部を把持し、Ｙ方向に移動してＬＥＤ２を可動型３３２から横方向に取り出し、さらにＬＥＤ圧入機構４００側まで搬送する。そして、後述するようにＬＥＤ圧入機構４００の圧入チャック４２５によってＬＥＤ２が把持されるまでこの搬送位置においてＬＥＤ２をレンズ部２０を上方に向けた状態で保持する。クランパ３５２はＬＥＤ２の搬送が完了すると、再び可動型３３２側に向けて移動される。
【００２６】
前記ＬＥＤ圧入機構４００は、図１２に示すように、前記支持機構２００の一側において前記装置基台２０１上に立設されたステム４０１を有しており、このステム４０１の上端部にＸ移動機構４１０を有している。前記Ｘ移動機構４１０は前記支持機構２００上を含む領域においてＸ方向に延びるＸレール４１１と、このＸレール４１１に沿ってＸ方向に移動可能な圧入アクチュエータ４２０を有している。前記Ｘレール４１１の一端部にはＸ軸モータ４１２が配設されるとともに、このＸ軸モータ４１２の回転軸には前記Ｘレール４１１に沿って延長されるネジリード４１３が連結されており、前記圧入アクチュエータ４２０の本体部４２１の一部が前記ネジリード４１３に螺合されている。そのため、前記Ｘ軸モータ４１２の往復回転動作によって前記ネジリード４１３は軸転され、これに伴って前記圧入アクチュエータ４２０の本体部４２１は前記Ｘレール４１１に沿って往復移動されるように構成されている。
【００２７】
前記圧入アクチュエータ４２０は前記本体部４２１にＺ軸移動機構４３０を備えており、このＺ移動機構４３０は前記本体部４２１の上端部に設けたＺ軸モータ４３１と、このＺ軸モータ４３１の回転軸に連結されて鉛直Ｚ方向に延長されるネジリード４３２とで構成され、このネジリード４３２に移動片４３３が螺合される。また、前記本体部４２１の下部には上下方向に向けてシリンダ４２２が一体に形成されており、このシリンダ４２２内にはピストン４２３が挿通されている。そして、このピストン４２３の上端部は前記移動片４３３に連結され、下端部には回転部４２４を介して圧入チャック４２５が連結されている。これにより、前記Ｚ軸モータ４３１の往復回転動作によって前記ネジリード４３２が軸転され、これに伴って前記移動片４３３がＺ方向、すなわち上下方向に移動されると、これと一体にピストン４２３が上下移動され、さらに圧入チャック４２５が上下移動されることになる。前記圧入チャック４２５は、図１３に示すように、図には表れない開閉機構によって開閉動作されて前記ＬＥＤ２のレンズ部２０を両側から把持することが可能な一対のチャック爪４２５ａ，４２５ｂで構成されており、一方のチャック爪４２５ａを前記レンズ部２０に設けられた面取り部２０ａに当接することで、圧入チャック４２５に対するＬＥＤ２の把持の方向を安定化するようになっている。また、前記回転部４２４は、圧入チャック４２５をＺ軸回りに回転し、把持したＬＥＤ２の方向を水平方向に１８０度反転させることができるように構成されている。
【００２８】
以上の構成のＬＥＤ圧入装置１００による灯具ベース１へのＬＥＤ２の圧入動作について説明する。支持機構２００の支持台２０４は初期位置に設定されており、この初期位置において支持台２０４上には図１に示したような導電ワイヤ３が既に延設された灯具ベース１が作業者によって載置される。次いで、支持台２０４はＹ移動機構２０１によってＹレール上２０２を移動され、圧入位置に停止される。この圧入位置は、灯具ベース１に設けられた複数の開口部１３のうちの一つが所定の位置に位置決めされる位置であり、前記圧入アクチュエータ４２０の下方の位置である。
【００２９】
また、このようにして灯具ベース１が圧入位置に設定されるよりも前に、ＬＥＤ供給部３１０は多数個のＬＥＤ２をホッパー３１１からフィーダ３１２に順次送り出し、さらにガイドバー３１３上を極性判別部３４０にまで送り出す。極性判別部３４０では螺旋体３４１によってＬＥＤ２を１個ずつ移動し、所定の位置においてＬＥＤ２の導電リード２１の細片２５が移動方向の前側あるいは後側のいずれにあるかを検出器３４２によって検出することで、当該ＬＥＤ２の極性方向を判別する。
【００３０】
しかる後に、移載部３２０では、ガイドバー３１３上のＬＥＤ２を移載器３２１のクランパ３２２により把持し、かつその位置から垂直方向に９０度傾倒させて曲げ加工部３３０の固定型３３１上に水平状態に向けて移載する。このとき、極性判別部３４０において判別された極性に基づいて、逆方向を向いているＬＥＤについては当該ＬＥＤ２に対して導電リード２１の表裏面を１８０度反転する動作を行う。これにより、曲げ加工部３３０の固定型３３１上に載置されるＬＥＤ２は必ず同一の極性方向に向けられることになる。
【００３１】
ＬＥＤ２が固定型３３１上に載置されると、可動挟持片３３４が固定挟持片３３３側に移動され、両挟持片３３３，３３４でＬＥＤ２を幅方向に挟持する。同時にパイロットピン３２５が上動されて導電リード２１のパイロット穴２３に嵌入される。これにより、ＬＥＤ２は両挟持片３３３，３３４により幅方向に正確に位置決めされ、かつパイロットピン３２５により長さ方向についても正確に位置決めされ、位置決めされた状態が保持される。次いで、可動型３２２が下動して導電リード２１の長さ方向の中間部に当接され、さらに所要の圧力をもって固定型３３１の雌型３３１ｂ内にまで進入されると、導電リード２１は可動型３２２及び雌型３３１ｂの形状に倣って板厚方向にコ字状をした形状に曲げ加工される。この導電リード２１の曲げ加工によってＬＥＤ２は起立状態となり、レンズ部２１は可動型３２２の収納窓部３２２ａに収納された状態となる。したがって、曲げ加工が行われた後に可動型３２２が上動されると、ＬＥＤ２はレンズ部２０が収納窓部３２２ａに支承された状態で可動型３２２と一体的に固定型３２１から離型され、固定型３２１の上方位置にまで持ち上げられる。そのため、曲げ加工されたＬＥＤを曲げ加工部から取り出すための独立した工程が不要になる。また、導電リード２１は１回の曲げ加工であるため、導電リード２１におけるスプリングバックは小さく、加工精度の高いコ字型の導電リードが得られる。
【００３２】
このようにしてＬＥＤの導電リードに対する曲げ加工が完了すると、搬送部３５０のクランパ３５２が導電リード２１の下端部を把持し、ＬＥＤ２を可動型３２２から取り外してＬＥＤ圧入機構４００の直近位置まで搬送する。そして、これに同期してＬＥＤ圧入機構４００の動作が開始される。図１４に模式的な動作図を示すように、ＬＥＤ圧入機構４００では、先ずＸ移動機構４１０により圧入アクチュエータ４２０がＸ方向に移動され、前記搬送移動機構の直上に位置設定される。次いで、圧入アクチュエータ４２０ではＺ移動機構４３０により圧入チャック４２５が下動され、かつ開閉機構によって開閉動作され、圧入チャック４２５によりＬＥＤを把持する。このとき、図１３（ａ）のように、圧入チャック４２５はＬＥＤ２のレンズ部２０を把持するが、レンズ部２０に設けられた面取り部２０ａによって把持の方向が所定方向に設定される。そして、図１４のように、Ｚ移動機構４３０により圧入チャック４２５が上動され、かつＸ移動機構４１０によってＸ方向に移動され、圧入チャック４２５は灯具ベース１の位置設定された開口部１３の直上に位置される。
【００３３】
次いで、Ｚ移動機構４３０により圧入チャック４２５が下動されると、図１３（ｂ）のように、把持されたＬＥＤ２の導電リード２１はコ字型に曲げられた部分が灯具ベースの開口部１３内に圧入されて行く。このとき、導電リード２１は曲げ加工におけるスプリングバックが小さいため、開口部１３内への圧入を適切に行うことが可能になる。そして、図３に示したように、導電リード２１が開口部１３内に圧入されると、この圧入によって生じる導電リード２１のスプリング抗力によって導電リード２１は開口部１３の内壁に弾接した状態で支持される。また、この圧入により、当該導電リード２１の各スリット２２内に２本の導電ワイヤ３がそれぞれ嵌入され、この嵌入により導電リード２１のスリット２２に臨む内縁部が各表面の絶縁被覆に食い込み、導電リード２１が導電ワイヤ３の内部の芯線に電気接続される。圧入後はＺ移動機構４３０により圧入チャック４２５は上動されるとともに、Ｘ方向に移動されて再び搬送部３５０の直上位置にまで移動される。
【００３４】
なお、前記ＬＥＤ２の開口部１３への圧入に際しては、灯具ベース１に延設されている導電ワイヤ３の極性が各開口部によって反対方向に向けられている場合でも、圧入チャック４２５に連結されている回転部４２４によって圧入チャック４２５がＺ軸回りに１８０度の角度で回転し、これによりＬＥＤ２の導電リード２１の方向を反転することで、導電ワイヤ３と導電リード２１との極性が一致した状態での圧入が可能とされている。
【００３５】
なお、前述のように圧入チャック４２５が搬送部３５０においてＬＥＤ２を把持し、かつこれを灯具ベース１にまで移動して圧入を行い、その後に搬送部３５０にまで戻されるのと同期して、前記ＬＥＤ供給部３１０でのＬＥＤ２の供給は継続され、かつ曲げ加工部３３０においては次の順序のＬＥＤ２の曲げ加工が行われ、さらに曲げ加工されたＬＥＤ２は搬送部３５０において所定位置まで搬送されているので、圧入チャック４２５は直ちに次のＬＥＤ２を把持して同様に灯具ベース１に対する圧入を実行する。この動作を灯具ベース１に設けられたＬＥＤ用の開口部１３の数だけ繰り返すことで、各開口部１３にそれぞれＬＥＤ２を圧入することができ、ＬＥＤの圧入作業が完了する。なお、各開口部１３に対してそれぞれＬＥＤを圧入する際には、支持機構２００によって灯具ベース１のＹ方向の位置を調整し、また、Ｘ移動機構４１０によって圧入チャック４２５のＸ方向の位置を調整する。これらのＹ方向及びＸ方向の位置の情報は予め説明を省略した制御装置に記憶させており、制御装置ではこの記憶された位置の情報に基づいて前記各機構を制御している。
【００３６】
その後は、支持機構２００によって灯具ベース１はセット位置まで戻され、ＬＥＤ圧入作業及び供給作業は停止される。そして、作業者によって灯具ベースが交換され、灯具ベースが再び初期位置まで移動されると圧入作業が再開される。
【００３７】
なお、本発明は前記実施形態に示した構造の灯具の組み立てに限定されるものではなく、灯具の構造、特に灯具ベースの構造の違いに関わらず導電ワイヤを延設した灯具ベースの取付部にＬＥＤ等の発光素子を圧入して支持させる構成を採用する全ての灯具の組み立てに適用することが可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の灯具組立装置では、発光素子の導電リードを取付部内に内装可能な形状に曲げ加工する曲げ機構の構成として、発光素子を位置決めして保持する固定型と、固定型に対して相対移動され、導電リードの長さ方向の中間部に当接して当該導電リードを中間部を底辺とするコ字型に曲げ形成する可動型とを有する曲げ加工部を備えているので、曲げ加工部において発光素子の導電リードを一度の曲げ加工によりコ字型に曲げ加工することが可能であり、導電リードにおけるスプリングバックの影響を緩和し、取付部に対する発光素子の圧入を好適に行うことが可能になる。また、可動型に発光素子のレンズ部を収納する収納窓部を設けることにより、曲げ加工部で加工された発光素子のレンズ部は可動型の収納窓部に収納されて収納窓部に支承され、加工された発光素子を可動型と一体的に固定型から離型できるため、発光素子を取り出す作業工程が不要になり、作業性を高めることが可能になる。さらに、曲げ加工部において発光素子の導電リードを幅方向の両側から挟持する挟持片を備えるとともに、導電リードのパイロット穴に嵌入して位置固定を行うパイロットピンとを備えることで、発光素子の正確な位置決めが可能になり、導電リードを正確に曲げ加工することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる灯具の部分分解斜視図である。
【図２】本発明の灯具組立装置により組み立てられる灯具ベースの斜視図である。
【図３】ＬＥＤの組み付けが行われた灯具ベースの一部の斜視図である。
【図４】図３の灯具ベースの要部の断面図である。
【図５】本発明の灯具組立装置（ＬＥＤ圧入装置）の概略構成図である。
【図６】支持機構の概略構成の斜視図である。
【図７】ＬＥＤの斜視図である。
【図８】移載部の概略斜視図である。
【図９】曲げ加工部の概略斜視図である。
【図１０】曲げ加工部の平面図と断面図である。
【図１１】曲げ加工部の加工動作を説明するための工程図である。
【図１２】圧入アクチュエータの概略斜視図である。
【図１３】圧入動作を説明するための工程図である。
【図１４】圧入動作を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１  灯具ベース
２  ＬＥＤ
３  導電ワイヤ
４  灯具ボディ
５  レンズ
１３  開口部（取付部）
２０  レンズ部
２１  導電リード
２２  スリット
２３  パイロット穴
２４  凹部
１００  ＬＥＤ圧入装置
２００  支持機構
２０１  Ｙ移動機構
２０４  支持台
３００  ＬＥＤ曲げ機構
３１０  ＬＥＤ供給部
３２０  移載部
３３０  曲げ加工部
３３１  固定型
３３２  可動型
３３３  固定挟持片
３３４  可動挟持片
３４０  極性判別部
３５０  搬送部
４００  ＬＥＤ圧入機構
４１０  Ｘ移動機構
４２０  圧入アクチュエータ
４２５  圧入チャック
４３０  Ｚ移動機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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