JPS6052047B2 - 組立加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は組立加工装置、特に治具を循環させながら、
この治具内にリード、ペレット、ガラス管等の部品を順
次入れ、各部品を組み合わせたのちに封着してダイオー
ド等の電子装置を連続的に製造する組立加工装置に関す
る。

近年、第１図で示すガラス封止型ダイオードが 使用
されている。

すなわち、このダイオードは、半導体素子１と、この半
導体素子１の上下面の各電極に接続される第１リード２
および第２リード３と、前記半導体素子１に接触する第
１・第２リード２、３の封着部４、５および半導体素子
１を被うガラス外囲管６とからなつている。そして、こ
のダイオードの組立方法としては、治具を用い、下方の
第１リード２の封着部４をガラス外囲管６の下方から挿
入するとともに、ガラス外囲管６の上方から半導体素子
１を入れ、さらに第２リード３の封着部５を上方から挿
し込み、その後、前記ガラス外囲管６を溶かして気密封
止を行ないダイオードを製造している。 しかし、前記
組立作業と封止作業を個別に行なうことは極めて作業性
が低い。

そこで、これらの作業をコンベア機構を利用して組立加
工をする装置が考えられる。組立にあつては間欠的に移
動するラインが良い。即ち治具にガラス外囲管を入れた
り、ガラス外囲管内にペレットやリードを入れ１たりす
るため、コンベアが一次的に停止すると作業がやり易い
。炉も同じく間欠的に移動するコンベアにすると、炉内
を通過する加工品の加熱が不均一となり、封止が不完全
となるものも生じ、気密性が低下し、信頼性が低くなる
。したがつて、本発明の目的は治具を間欠的に循環移動
させ、かつ、一部で連続的な移動を行なわせることので
きる組立加工装置を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明は、間欠的に駆
動する間欠コンベア機構と、この間欠コンベア機構に噛
み合つて移動する着脱自在の治具と、前記間欠コンベア
機構の延長上に配設した連続的に駆動する連続コンベア
機構と、前記間欠コンベア機構から連続コンベア機構に
治具を受け渡すガイドと、前記連続コンベア機構の端部
から脱落する治具を反転させるとともに、間欠コンベア
機構の下部に移送する回収コンベア機構と、この回収コ
ンベア機構上の治具を間欠コンベア機構に噛み合せる噛
合機構と、間欠コンベア機構に噛み合つた状態の治具を
間欠コンベア機構の上部水平搬送部にまて案内するガイ
ド等からなるものであつて、以下実施例により本発明の
詳細な説明する。

第２図ないし第１４図に本発明の組立加工装置の一実施
例を示す。

この組立加工装置は第２図および第３図で示すように、
治具１０を間欠的に搬送する間欠コンベア１１と、この
間欠コンベア１１から送り出される治具１０を連続的に
搬送する連続コンベア１２と、この連続コンベア１２か
ら送り出される治具１０を裏返し（反転）状態て搬送し
て前記間欠コンベア１１の下段水平搬送部の一端に送る
回収コンベア１３と、反転状態の治具１０を間欠コンベ
ア１１に噛み合せ供給する噛合機構と、前記各搬送機構
等から治具１０が外れな．いように治具１０をその両側
て規制案内するガイドレール１４とからなつている。前
記間欠コンベア１１はスプロケット１５とガイドホィー
ル１６とによつて駆動する。また、スプロケット１５に
は第４図に示す構造のチエンベルト１７が掛かつ．てい
る。このチエンベルト１７の各チエン１８の両側にはガ
イドローラ１９が取り付けられ、このガイドローラ１９
の一部がスプロケット１５のスプロケット溝２０に噛み
合うようになつている。また、治具１０は第４図に示す
構造となつてい・る。すなわち、治具１０は治具本体２
１と、この治具本体２１に着脱自在のウェイト治具２２
とからなつている。前記治具本体２１は、前記チエン１
８に跨がるほぼ断面コの字形のブロック２３と、ブロッ
ク２３の上面両端部に垂設される支柱２４と、支柱２４
の中央をそれぞれ連結するガイド板２５と、それぞれの
支柱２４の上端間が連結し、第１図で示す第２リード３
を案内するリード用ガイド板２６とで構成されている。
そして、前記リード用ガイド板２６には定間隔にリード
の封着部が通過できるガイド孔２７が設けられている。
また、ガイド孔２７の真下のガイド板２５上にはガラス
外囲管を挿入することができる受熱管２８が取り付けら
れるとともに、この受熱管２８の下部ガイド板２５には
第１リードが挿入可能な孔２９が設けられている。さら
に、この孔２９の真下のブロック２３上には第１リード
の下端を受ける皿形の受け窪３０が設けられている。ま
た、前記ブロック２３の下面両側中央部には半円形のガ
イド窪３１が設けられ、このガイド窪３１がチエン１８
のガイドローラ１９に噛み合うようになつている。さら
に、ブロック２３の両側にはそれぞれ２個のローラ３２
が設けられている。一方、前記ウェイト治具２２は治具
本体２１の支柱２４に対応する２本の縦枠３３と、これ
ら縦枠３３の上部および下部をそれぞれ連結する上枠３
４および下枠３５と、上枠３４と下枠３５との間に配設
され、上枠３４および下枠３５の穿たれた摺動孔に嵌合
して上下に移動するウェイト３６とからなつている。

また、前記縦枠３３の下端には嵌合孔３７が設けられ、
この嵌合孔３７に治具本体２１の支柱２４の上端３８が
着脱自在に嵌合するようになつている。また、前記ウェ
イト３６は治具本体２１の各ガイド孔２７に対応する真
上に配設されるとともに、それぞれのウェイト３６は上
下端が細軸となり、この細軸部が前記摺動孔に沿つて上
下動するようになつている。したがつて、ウェイト３６
はウェイト治具２２から脱落することはなく、かつ治具
本体２１にウェイト治具２２を取り付けた際、ウェイト
３６の下端がリード用ガイド板２６のガイド孔２７に挿
入される第２リード３の上端を自重て押圧する重りを働
きをするようになつている。つぎに、このような構造の
治具本体２１が移動する経路に沿つて、各通過部におけ
る治具本体２１とガイドレール１４および各搬送機構と
の関係を第５図ないし第１２図をもとに順次説明する。

まず、間欠コンベア１１の上段水平搬送部では、ガイド
レール１４は第４図および第５図で示すように、１対２
本のレール本体３９からなるとともに、チエン１８のガ
イドローラ１９は逆Ｌ字形断面のレール本体３９に固定
されたチエン用ガイド４０上面に載るようになつている
。また、チエン１８のガイドローラ１９に噛み合つた治
具本体２１のローラ３２は、レール本体３９の内壁に固
定した治具用ガイド４１上に載つた状態となつている。
また、治具本体２１はローラ３２の上方にレール本体３
９の脚部４２が延在しているため、上方には脱けないよ
うになつている。第６図は間欠コンベア１１と連続コン
ベア１２との間の治具受渡部を示すものであつて、この
部分ではレール本体３９には治具用ガイド４１だけが設
けられ、治具本体２１は間欠的に送られる後続の治具本
体２１に押されて移動する。

なお、この位置ては治具本体２１には第１・第２リード
、半導体素子およびガラス外囲管が組み込まれるととも
に、第１・第２リードが確実に半導体素子の各電極に密
着するようにウェイト治具２２が治具本体２１に嵌合さ
れている。第７図は連続的に移動する連続コンベア１２
によつて搬送される治具本体２１およびウェイト治具２
２の状態を示す。

同図に示すように、１対のレール本体３９の下部には支
板４３が固定され、この支板４３上には平行に２本のレ
ール４４が移送方向に沿つて設けられている。このレー
ル４４は治具本体２１の下部（裏面）窪内に位置してい
る。また、このレール４４間をチエンベルト４５が移動
し、このチエンベルト４５の各チエン４６には上面が平
板な支持板４７が取り付けられている。そして、この支
持板４７が治具本体２１の下面を支えるとともに、支持
板４７の下面両側端部はそれぞれのレール４４上を滑動
しながら移動するようになつている。またこのチエンベ
ルト４５はスプロケット４８，４９によつて連続回転す
る。また、同図の鎖線で示すように、連続コンベア１２
の一部では加熱炉５０を一部て通過するようになつてい
る。第８図は連続コンベア１２から外れた治具本体２１
を回収コンベア１３に反転させながら移動させるガイド
レール１４を示す。

このガイドレール１４は第６図に示す断面構造と全く同
一てあり、レール本体３９に固定された治具用ガイド５
１とレール本体３９の脚部４２でローラ３２をガイドす
る。そして、このガイドレール１４は円弧状に曲がつて
いる。したがつて、治具本体２１が１８０度回転すると
、ローラ３２はレール本体３９の脚部４２上に懸架され
るようになり、この位置では治具用ガイド５１は不用と
なる。なお、治具本体２１が連続コンベア１２から外れ
る以前には、治具本体２１土に挿し込まれていたウェイ
ト治具２２は既に取り外されている。第９図は連続的に
回動する回収コンベア１３によつて搬送される治具本体
２１を示す。

同図および第２図に示すように、レール本体３９の下面
には駆動側ベルト車５２とガイド用ベルト車５３とがそ
れぞれ２個ずつ固定され、これらの駆動側ベルト車５２
とガイド用ベルト車５３との間にはベルト５４が掛けら
れている。そして、これらの２条のベルト５４で支柱２
４の両側の治具本体２１上面（第９図では裏返しになつ
ているので下面となつている。）を支えるようにして治
具本体２１を搬送する。第１０図は回収コンベア１３か
ら送り出される治具本体２１を前記間欠コンベア１１に
送るガイドレール１４を示す。同図に示すように、ガイ
ドレール１４はレール本体３９だけで形成され、レール
本体３９の脚部４２内面上に治具本体２１のローラ３２
が載つた状態て治具本体２１は移動するようになつてい
る。また、治具本体２１の移動は回収コンベア１３によ
つて送り出される後続の治具本体２１によつて押されて
移動する。また、ｌ間欠コンベア１１のチエンベルト１
７に噛み合う寸前の位置の治具本体２１には、後でその
詳細を説明する噛合機構５５のゴムローラ５６が接触す
るようになつている。第１１図は間欠コンベア１１の下
段水平搬送部門でのガイドレール１４を示す。

この部分では治具本体２１はローラ３２を介してレール
本体３９の脚部４２に支持され、チエン１８はレール本
体３９に固定されるチエン用ガイド４０の下面にガイド
ローラ１９を介してガイドされて移動する。この際、チ
エン１８のガイドローラ１９は治具本体２１のブロック
２３に設けられたガイド窪３１に嵌合し、チエン１８の
移動に伴なつて搬送される。第１２図は間欠コンベア１
１の下段水平搬送部から上段水平搬送部に治具本体２１
を案内するガイドレール１４を示す。

この部分のガイドレール１４の断面構造は第１１図で示
す下段水平搬送部の構造と全く同一であるが、このガイ
ドレール１４が半円形状に曲折している点が異なる。ま
た、この部分では円板状のガイドホィール１６がチエン
ベルト１７のガイドローラ１９を案内している。このよ
うに、第５図ないし第１２図で示すようなガイドレール
１４および各搬送機構によつて、治具本体２１は間欠的
にまたは連続的に搬送される。

つぎに、このような組立加工装置の使用状態について主
として第２図および第３図を参考に簡単に説明する。

前記間欠コンベア１１によつて搬送される治具本体２１
に対し、間欠コンベアライン上の第１リードチャージス
テーションＡで第１リード２を受熱管２８に挿入する。
つぎに、ガラスチャージステーションＢで受熱管２８内
にガラス外囲管６を挿入し、半導体素子チャージステー
ションＣで前記ガラス外囲管６内に半導体素子１を挿入
する。また、第２リードチャージステーションで第２リ
ード３をガラス外囲管６内に挿入するとともに、ウェイ
ト治具ローディングステーションＥで治具本体２１上に
ウェイト治具２２を取り付け、各ウェイト３６で第２リ
ード３を上方から押し付け、各部の密着を図る。その後
、順次り出されるウェイト治具２２を取り付けた治具本
体２１は後続の治具本体２１によつて押されて連続コン
ベア１２に移り、加熱炉５０、冷却室５７を通過する間
に生じるガラス外囲管６の溶融固化によつて、気密封止
を完了する。

そして、ウェイト治具アンローディングステーションＦ
てウェイト治具２２を取り外されるとともに、製品取り
しステーションＧでダイオードを取．”り出される。つ
いで、治具本体２１だけがガイドレール１４に案内され
、回収コンベア１３によつて再び間欠コンベア１１に送
られて噛合される。ところで、間欠コンベア１１のスプ
ロケット１５をステッピングモータ等で間欠的に回転さ
せる・場合、回転初期では瞬間的に速く、回転後期では
単なる慣性だけとなるため遅くなり、その間欠回転は等
速ではなくなる。或は駆動源にインデックスユニットを
使う場合に於いても変形曲線のカムを使うと等速運動を
しない。すなわち、回転の初期では瞬間的に速いため、
単に回収コンベア１３の送りによる押し付けだけは治具
本体は前記の動きに充分追従できなくなり、チエンベル
ト１７のガイドローラ１９に治具本体のガイド窪３１が
噛み合わなくなる。そこで、本実施例では、第１３図お
よび第１４図で詳細を示す噛合機構５５を配設している
。

すなわち、前記スプロケット１５の回転軸５８にタフイ
ミングベルト用の駆動側プーリ５９を固定する。そして
、この駆動側プーリ５９を被うように構成されるアーム
箱６０を回転軸５８に回転自在に取り付けるとともに、
アーム箱６０に回転可能に取り付けた軸６１に従動側プ
ーリ６２を固定す・る。また、この軸６１は前記回転軸
５８に平行に配設されるとともに、その先端にはゴムロ
ーラ５６が取り付けられ、このゴムローラ５６はスプロ
ケット１５近傍のチエンベルト１７に噛み合う寸前の治
具本体２１の裏面６３に接するようになつ゛ている。ま
た、前記ゴムローラ５６の周面が治具本体２１の裏面６
３に接触するように、アーム箱６０に突設されたレバー
６４には圧縮ばね６５が取り付けられている。また、ゴ
ムローラ５６に接しない状態でガイドレールに沿つて治
具本体２１が移動できるように、アーム箱６０をわずか
上方に移動調整するシリンダー機構６６が前記レバー６
４部に設けられている。そして、このシリンダー機構６
６のピストンロッド６７の先端には引掛片６８が固定さ
れ、ピストンロッド６７の後退勤作によつて、レバー６
４を圧縮ばね６５に抗して上方に可動し、ゴムローラ５
６を治具本体２１の裏面６３から離すようになつている
。一方、前記駆動側プーリ５９と従動側プーリ６２との
間にはタイミングベルト６９が掛けられ、スプロケット
１５の回転をゴムローラ５６に伝達している。

また、スプロケット１５の１回の回転角度θ（１ピッチ
）により、ゴムローラ５６によつて移動する治具本体２
１をチエンベルト１７の１ピッチ（Ｐ）だけ移動させる
ように、駆動側プーリ５９、従動側プーリ６２、および
ゴムローラ５６の大きさを選定してある。つぎに、噛合
機構の動作について説明する。

前記シリンダー機構６６の作動によつて一時的にピスト
ンロッド６７を後退（上昇）させることにより、アーム
箱６０を第１３図で左回動させ、ゴムローラ５６を上昇
させる。すると、回収コンベア１３によつて治具本体２
１はスタート位置Ｓに停止する（この楊合、治具本体２
１は既にチエンベルト１７に噛み合つている治具本体に
突き当たるまで移動することによつてスタート位置Ｓに
停止するが、スタート位置Ｓに正確に停止するように一
般に公知の技術を用いてもよい。また、スタート位置Ｓ
に正確に治具本体２１が位置しているか否かを機械的、
電気的、光学的機構を用いて検出１してもよい。）。つ
ぎに、ピストンロッド６７を前進させることによつて、
アーム箱６０に固定されたレバー６４は引掛片６８から
解放され、圧縮ばね６５の復元力によつて右回動する。
そして、ゴムローラ５６はスタート位置Ｓにある治具本
体２１の裏面６３に接触する。その後、スプロケット１
５の回転軸５８はθだけ回動する。このため、回転軸５
８の回転は駆動側プーリ５９、タイミングベルト６９、
従動側プーリ６２を介してゴムローラ５６に伝達される
。そして、ゴムローラ５６の回転に伴なつて、摩擦力で
治具本体２１はチエン１８側に移動し、治具本体２１の
ブロック２３のガイド窪３１とチエン１８のガイドロー
ラ１９とが正確に噛み合う。この際、スプロケット１５
の各瞬間の回転量は正確にゴムローラ５６を介して治具
本体２１に伝達される。

したがつて、スプロケット１５の各瞬間での回転速度が
変化しても、この変化に正確に治具本体２１は追従して
移動する。このような実施例によれば、治具を循環させ
、かつ一部で間欠運動、一部で連続運動を行なわせるこ
とができる。

したがつて、前記間欠運動ライン上ては各種の組立加工
作業を、また連続運動ライン上であ加熱、冷却、洗浄、
乾燥、塗装等の作業をそれぞれ行なうことができ、これ
らの作業が連続的に行なえる。このため、組立力旺作業
の能率化を図ることができる。また、実施例のように、
ガラス封止型のダイオードの製造においては自動化が図
れるとともに、加熱による気密封止作業が連続で行なえ
ることから、正確確実な気密封止が行なえ、ダイオード
の信頼性を向上させることができる。また、この実施例
では、間欠運動するコンベアに正確に治具が噛み合うよ
うに構成されているので、治具や各部の破損あるいは各
機構部の故障等は生じなくなる実益もある。

さらに、この実施例では、第２図に示すように、回収コ
ンベア１３上における治具本体２１の数を少なくしてお
くことにより、装置の故障時（間欠コンベアが停止した
時）速かに加熱炉５０あるいは冷却室５７内に存在する
治具本体２１を回収コンベア１３上に移動させれば、加
工品を加熱しすぎたりあるいは冷却しすぎたり（ダイオ
ードの組立の場合は問題ないが、他の加工品では好まし
くないことも考えられる。

）することもなく、加工品を劣化させることも防げる。
なお、本発明は前記実施例に限定されない。

たとえば、各コンベアはチエンコンベアあるいはベルト
コンベアに限定されない。また、噛合機構における各機
構部は他の一般の公知の技術を用いてもよい。また、間
欠コンベアや連続コンベアを多数組合せて用いてもよい
。さらに、本発明はダイオードの組立加工に限定される
ものではなく、他の製品の組立加工にも使用できる。

したがつて、それぞれの製品の組立加工形状によつて治
具の構造を決定すればよい。以上のように、本発明の組
立加工装置によれば、加工品を間欠的に搬送したりある
いは連続的に搬送したりする組立加工ラインを連続的に
配設することができる。したがつて、各種の組立加工を
連続的に行なうことができるので、作業能率の向上を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

ノ 第１図はガラス封止型ダイオードの一部断面図、第
２図は本発明の組立加工装置の概要を示す正面図、第３
図は同じく平面図、第４図はチエン、治具およびガイド
レールとの関係を示す一部断面の斜視図、第５図ないし
第１２図はそれぞれ７第２図のＶ−Ｖ線ないし■−■線
に沿う断面を示す拡大断面図、第１３図および第１４図
はチエンに治具を噛み合せる噛合機構を示す機構図であ
つて、第１３図は正面図、第１４図は平面図である。 ク１・・・・・・半導体素子、２・・・・・・第１リー
ド、３・・・第２リード、４，５・・・・・・封着部、
６・・・・・・ガラス外囲管、１０・・・・・・治具、
１１・・・・・・間欠コンベア、１２・・・・・・連続
コンベア、１３・・・・・・回収コンベア、１４・・・
・・・ガイドレール、１５・・・・・・スプロケット、
１６・・・・・・ガイドホィール、１７・・・・・・チ
エンベルト、１８・・・・・・チエン、１９・・・・・
・ガイドローラ、２０・・・・・スプロケット溝、２１
・・・・・・治具本体、２２・・ウェイト治具、２３・
・・・・・ブロック、２４・・・・・・支柱、２５・・
・・ガイド板、２６・・・・・リード用ガイド板、２７
・・・・ガイド孔、２８・・・・・・受熱管、２９・・
・・・孔、３０・・・・・・受け窪、３１・・・・・・
ガイド窪、３２・・・・ローラ、３３・・・・・・縦枠
、３４・・・・・・上枠、３５・・・下枠、３６・・・
・・・ウェイト、３７・・・・・・嵌合孔、３８・・・
・・・上端、３９・・・・・ルール本体、４０・・・・
・・チエン用ガイド、４１・・・・・治具用ガイド、４
２・・脚部、４３・・・・・・支板、４４・・・・・ル
ール、４５・・チエンベルト、４６・・・・・・チエン
、４７・・・・支持板、４８，４９・・・・スプロケッ
ト、５０・・・・・・加熱炉、５１・・・・・・治具用
ガイド、５２・・・・・・駆動側ベルト車、５３・・・
・・ガイド用ベルト車、５４・・・・・ベルト、５５・
・・・・・噛合機構、５６・・・・・ゴムローラ、５７
・・・・・・冷却室、５８・・・・・・回転軸、５９・
・・・・駆動側プーリ、６０・・・・・アーム箱、６１
・・・・・・軸、６２・・・・従動側プーリ、６３・
・・裏面、６４・・・ルバー６５・・・・・圧縮ばね、
６６・ ・・シリンダー機構、６７・・・・・ゼストン
ロツド、６８・ ・・引掛片、６９・・・・・タイミン
グベルト、Ａ・・・・・・第１リードチャージステーシ
ョン、Ｂ・・・・・・ガラスチャージステーション、Ｃ
・・・・・・半導体素子チャージステーション、Ｄ・・
・・・・第２リードチャージステーション、Ｅ・・・・
ウェイト治具ローディングステーション、Ｆ・・・・ウ
ェイト治具アンローディングステーション、Ｇ・・・・
・・製品取り出しステーション、Ｓ・・・・・・スター
ト位置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 間欠的に駆動する間欠コンベア機構と、この間欠コ
   ンベア機構に噛み合つて移動する着脱自在の治具と、前
   記間欠コンベア機構の延長上に配設した連続的に駆動す
   る連続コンベア機構と、前記間欠コンベア機構から連続
   コンベア機構に治具を受け渡すガイドと、前記連続コン
   ベア機構の端部から脱落する治具を反転させるとともに
   間欠コンベア機構の下部に移送する回収コンベア機構と
   、この回収コンベア機構上の治具を間欠コンベア機構に
   噛み合せる噛合機構と、間欠コンベア機構に噛み合つた
   状態の治具を間欠コンベア機構の上部水平搬送部まで案
   内するガイドとを備え、前記噛合機構において、間欠コ
   ンベア機構動作の各瞬間における移動量に対応させて治
   具を移動させ、前記治具を間欠コンベア機構に噛み合せ
   ることを特徴とする組立加工装置。