JP2007245502A - 熱カシメ装置の調節治具および調節方法 - Google Patents

熱カシメ装置の調節治具および調節方法 Download PDF

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Abstract

【課題】熱カシメ装置にヒーターチップと加工物の受け台を取付けた状態で、前記加工物の受け台の位置調節を行い、その後前記ヒーターチップと前記受け台を取外すことなく位置調節を終了し、加工物にカシメ加工を施す。
【解決手段】熱カシメされる加工物の加工部分の中心と同じ位置を回転中心とする台座３２と、台座３２に位置調節可能に設けられた触針式位置測定器３１とからなる調節治具３０を用いる。調節治具３０を加工物の受け台１０の上に載せて前記台座３２を回転させる。ヒーターチップ８の先端に設けられた逆擂鉢状をした押圧面８ａの表面に、前記触針式位置測定器３１の触針３１ａを接触させ、一周に亘って計測する。この時の計測データーを見ながら、前記ヒーターチップ８の前記押圧面８ａと前記加工物の加工部分が、平行且つ同芯となるように、前記加工物の前記受け台１０の位置を調節する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＡＢＳやポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等の熱可塑性樹脂からなる円筒形状の加工物を付熱状態で加圧することにより所定形状に塑性変形させて前記円筒形状の加工物の内側に配置された部品を固定する場合等に用いられる熱カシメ装置の位置決め調節治具および調節方法に関するものである。
従来熱カシメ装置ではカシメ作業に先立って、加工物を加圧し変形させるヒーターチップと加工物の位置合わせを行うことは既に知られている。加工物の先端を押しつぶすことによって塑性変形させる場合には、ヒーターチップの位置に対する加工物の位置はさほど厳しい精度を必要としないが、光学部品など精密な精度を必要とするものの場合は、精度の高い位置合わせが求められ、またレンズ枠にレンズを固定する場合は、押しつぶす部分がリング状となるため、中心位置合わせだけでなく、平面平行性も確保しなければならない。（下記特許文献１参照）。
特許第３６９４５８６号公報
この場合のヒーターチップと加工物の位置合わせについて、図１および図２によって説明する。
熱カシメ装置の上方に設けられ上下に稼動し加工物に圧力を加えるヘッド２には、熱部４に熱を与えるためのヒーター６と、このヒーター６によって発生する熱を蓄える蓄熱部４が設けられ、前記蓄熱部４の下面にはヒーターチップ８が取外し可能なようにボルト４０にて取付けられている。
熱カシメ装置の下方に設置されている機械テーブル１４の上に治具用ベース１２が置かれ、その中心には位置決め用ボス１２ａが設けられている。この位置決め用ボス１２ａが前記ヒーターチップ８と同芯となるように、前記治具用ベース１２は調節されボルト４２によって固定されている。前記治具用ベース１２には熱カシメ加工が施される加工物を載せる受け台１０がボルト４４によって固定されている。
まず前記加工物の受け台１０の位置調節を行うが、前記ヒーターチップ８の中心と前記加工物の受け台１０の中心の位置を合わせるとき、前記ヒーターチップ８を取付けた状態で行うことが出来ないので、前記ヒーターチップ８を前記蓄熱部４から取外し、芯出し治具Ａ２４をボルト４４にて取付け、前記加工物の受け台１０を取外し、芯出し治具Ｂ２６を取付け、前記ヘッド２を下降させて前記芯出し治具Ａ２４と前記芯出し治具Ｂ２６を合わせる。この時、前記治具用ベース１２を前記機械テーブル１４に固定するボルト４４は緩めておき、芯合わせを行った後で締め付ける。
その後、前記芯出し治具Ａ２４および前記芯出し治具Ｂ２６を取外し、前記蓄熱部４に前記ヒーターチップ２８を取付け、前記治具用ベース１２に前記加工物の受け台１０を取付け、前記加工物の受け台１０の上に平行検査板２０を載せてから、前記ヘッド２を下降させ、前記ヒーターチップ８の先端部８ｂを押し付け、前記平行検査板２０と前記ヒーターチップ８の先端部８ｂとの間に挟んだ感圧紙の反応結果によって傾きの方向と大きさを判断し、前記受け台１０と前記治具用ベース１２との間に調節シートを挟むことによって前記ヒーターチップの先端８ｂと前記加工物の受け台１０の受け面１０ａの平行度を調節していた。
前述のとおり従来の位置調節方法では、前記芯出し治具により中心合わせを行い、その芯出し治具を外して前記ヒーターチップ８と前記加工物の受け台１０を取付けた後で、平行度を調節していたので、前記ヒーターチップ８と前記加工物の受け台１０を取付けた時に、せっかく合わせた中心が僅かにずれてしまうことが発生し、そのため再び芯出し治具により中心合わせをし直すといった二度手間が頻繁に行われていた。
前述の二度手間が三度四度になることもあり、カシメを行うための準備作業に多大の労力と時間を費やしている。このため作業コストが増加するだけでなく、作業者へ精神的苦痛を与えることにもなっている。
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、位置調節作業の煩雑さの原因となっている芯出し治具による芯出し調節を行わず、前記ヒーターチップ８と前記加工物の受け台１０を熱カシメ装置に取付けた状態で、前記ヒーターチップ８に対する前記加工物の受け台１０の中心位置合わせと平行度合わせを同時に行うことが出来、これにより作業コストの削減が実現できるとともに、作業者の精神的負担を軽減させることが出来る。
本発明は前記加工物にカシメ加工を施す熱カシメ装置の調節方法に関して、触針式位置測定器を用いた調節治具と新たな調節方法を提案することにより前記課題を解決することを目的とする。
上記目的を達成するために、前記ヒーターチップ８の前記加工物と接触する逆擂鉢状となった円錐形状の押圧面を、回転する台座と触針式位置測定器とからなる調節治具を用いて計測し、前記円錐形状の押圧面が前記加工物の加工部分に対して平行且つ同芯となるように、前記加工物の位置決め部材である治具用ベース１２と受け台１０の位置を調節してから、前記加工物を所定形状に塑性変形させることを特徴とする。
前記ヒーターチップ８の円錐形状の押圧面を、前記調節治具３０を用いて計測する場合、前記ヒーターチップ８は前記蓄熱部４から伝播される熱によって加熱された状態で計測が行われることが良い。
本発明の熱カシメ装置の調節治具を用いた位置調節方法によれば、ヒーターチップと加工物の受け台の位置合わせにおいて、熱カシメ装置からヒーターチップや加工物の受け台を取外す必要がなく、ヒーターチップや加工物の受け台を取付けた状態で、ヒーターチップと加工物の受け台の位置合わせを行うことが出来る。
このように本発明の熱カシメ装置の調節治具を用いた位置調節方法によれば、熱カシメ装置からヒーターチップを取外す必要がなく、加工物の受け台の位置合わせも一度で済み、加工物の受け台の位置調節を何度も繰り返すといった無駄なことをすることがなくなるので、準備作業に多大の労力と時間を費やすことがなくなる。これにより作業コストの削減が実現できるとともに、作業者に精神的苦痛を与えることもなくなる。
本発明を適用した熱カシメ装置の調節治具および調節方法について、以下説明を行う。図３は熱カシメ装置に設置した加工物の受け台１０の上に調節治具３０を乗せた状態を現した図で、一部を断面で示す。
熱カシメ装置の上方に設けられ上下に稼動し加工物に圧力を加えるヘッド２には、蓄熱部４に熱を与えるためのヒーター６と、このヒーター６によって発生する熱を蓄える蓄熱部４が設けられ、前記蓄熱部４の下面にはヒーターチップ８がボルト４０にて取付けられている。
前記ヒーターチップ８の先端部分は、内側が逆擂鉢状の円錐形状に形成された押圧面８ａが設けられている。
熱カシメ装置の下方に設置されている機械テーブル１４の上に治具用ベース１２が置かれ、その中心には位置決め用ボス１２ａが設けられている。この位置決め用ボス１２ａが前記ヒーターチップ８と同芯となるように、前記治具用ベース１２は調節されボルト４２によって止められている。
前記治具用ベース１２には熱カシメ加工が施される加工物の形状に合わせた受け面１０ａ及び芯出し面１０ｂを持つ受け台１０がボルト４４によって固定され、受け台１０の上に前記調節治具３０が載せられている。
前記調節治具３０の下部には前記受け台１０の受け面１０ａ及び芯出し面１０ｂに正しく嵌合する台座３２があり、合わせ面３２ａおよび３２ｂが前記受け台１０との位置精度を正しく保っている。そして前記受け面１０ａに接触する前記合わせ面３２ａは平面であり、前記芯出し面１０ｂに接触する前記受け面１０ｂは円筒形状をしている。これにより前記調節治具３０の台座３２は前記受け台１０の中心を軸に回転するようになっている。
前記調節治具３０の上部には前記触針式位置測定器３１があり、前記触針式位置測定器３１の先端に設けられている触針３１ａは、前記ヒーターチップ８の押圧面８ａに接触している。前記触針３１ａは、前記台座３２を回転させることにより、前記押圧面８ａに接触しながら回転し、前記押圧面８ａを計測する。
次に本発明を適用した熱カシメ装置の調節治具を用いた調節方法の測定手順および作用について、以下説明を行う。図３において、加工物の受け台１０の上に、前記調節治具３０をのせ、回転自在に装着された前記調節治具３０の上部に設けられた前記触針式位置測定器３１の触針３１ａを、前記ヒーターチップ８の押圧面８ａの任意の１点に接触させる。
次に前記台座３２を１８０度回転させ、前記触針３１ａが前記押圧面８ａに接触していることを確認する。この時、前記触針３１ａが前記押圧面８ａからはなれていたり、前記台座３２の回転を妨げるほど重なっている場合は、前記受け台１０の位置を修正し、前記受け台１０の中心が前記ヒーターチップ８のほぼ真下となるようにする。
その状態で前記台座３２を１回転させると、前記触針３１ａが前記ヒーターチップ８の押圧面８ａ表面に接触しながら円を描く。このときの前記触針３１ａの前記押圧面８ａとの接触位置が、真円との差として計測され、計測されたデーターが全て０である場合は、真円ということになる。
この計測方法は前記触針３１ａによって円錐形状の押圧面８ａを内側から輪切りにするのと同じことで、前記触針３１ａ軌跡は円錐形状の押圧面８ａの切り口と同じであり、その切り口が真円であれば、前記調節治具３０はその回転中心が円錐形状の前記押圧面８ａの中心と一致していることであり且つ平行であることであり、前記加工物の受け台１０と前記ヒーターチップ８が同芯且つ平行であることになる。
計測されたデーターが０でない場合は、その計測値の最大値の発生した方向で、ずれている方向が判明するし、各測定値の＋あるいは−の値の大きさとその出方によっても、その修正すべき方向が判明する。
例えば平行度は良いが中心がずれている場合は、最大値の＋と−がほぼ同じか近い値として計測されるが、中心は合っているが平行度が正しくない場合は、最大値の＋と−の値に差が生じる。両方が狂っている場合は、すべての測定値を勘案し、ずれの原因を推測して調節する。
次に図４および図５にて本発明による調節治具を用いた調節方法によって正しく調節された、熱カシメ装置によるレンズ枠のカシメ作業について説明する。
前述の調節作業により位置合わせが済んだ前記受け台１０に、レンズ枠１８を載せ、レンズ枠１８にレンズ１６を挿入する（図５（Ａ）参照）。その後、熱カシメ装置の前記ヘッド２を押し下げ、加熱した前記ヒーターチップ８の押圧面８ａをレンズ枠１８のカシメ代部１８ａに押し付ける（図５（Ｂ）参照）。レンズ枠１８のカシメ代部１８ａは、前記ヒーターチップ８の押圧面８によって、レンズ１６の側へ押し倒され、所定の形状に塑性変形される（図５（Ｃ）参照）。その後前記ヘッド２を上方へ戻すことで前記ヒーターチップ８も前記レンズ枠１８から離れ、レンズ１６がレンズ枠１８にカシメられたものを取出すことが出来る。
なお、上記実施形態では、前記調節治具３０の台座３２は前記受け台１０の合わせ面３２ｂにガイドされて回転する構造となっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図６に示すように治具用ベース１２の位置決め用ボス１２ａを長くして、前記台座３２の中心に明けた穴を嵌め込んで、前記台座３２を回転させるようにしても良い。
熱カシメ装置の従来の平行出し調節方法の一例を示す一部断面で現した側面図である。 熱カシメ装置の従来の芯あわせ調節方法の一例を示す一部断面で現した側面図である。 本発明による調節治具を用いた熱カシメ装置の構成と調節方法を示す一部断面で現した側面図である。 本発明による調節治具を用いた調節方法により正しく調節された熱カシメ装置によるレンズ枠の熱カシメの一例を示す一部断面で現した側面図である。 図４に示すレンズ枠のカシメ方法の手順を示すレンズ枠カシメ代部付近の拡大図である。 本発明による別の実施例の構成を示す一部断面で現した側面図である。
符号の説明
４ 蓄熱部
８ ヒーターチップ
１０ 受け台
１２，６２ 治具用ベース
１２ａ，６２ａ 位置決めボス
１６ レンズ
１８ レンズ枠
３０，５０ 調節治具
３１，５１ 触針式位置測定器
３１ａ，５１ａ 触針
３２，５２ 台座

Claims (3)

  1. ヒーターと、このヒーターにより加熱される蓄熱部と、この蓄熱部から伝播される熱および加圧力を加工物に付与することにより該加工物を所定形状に塑性変形させる逆擂鉢状の円錐形状をした押圧面を有するカシメ用ヒーターチップと、該ヒーターチップによって円または円弧状に熱加工される加工部分を有する加工物を載せる受け台を備えた熱カシメ装置に使用する調節治具であって、
    前記加工物の受け台の上に載せて使用し、
    前記加工物の前記加工部分の中心と同じ位置を回転中心とする台座と、前記台座に位置調節可能に設けられた触針式位置測定器を有し、
    前記ヒーターチップの前記押圧面に前記触針式位置測定器の触針を触れさせながら回転し、前記加工物の受け台に対する前記押圧面の位置を計測することを特徴とする熱カシメ装置の調節治具。
  2. ヒーターと、このヒーターにより加熱される蓄熱部と、この蓄熱部から伝播される熱および加圧力を加工物に付与することにより該加工物を所定形状に塑性変形させる逆擂鉢状の円錐形状をした押圧面を有するカシメ用ヒーターチップと、該ヒーターチップによって円または円弧状に熱加工される加工部分を有する加工物を載せる受け台を備えた熱カシメ装置の調節方法において
    前記加工物の前記加工部分の中心と同じ位置を回転中心とする台座と、前記台座に位置調節可能に設けられた触針式位置測定器とからなる調節治具を、前記加工物の受け台の上に載せ、
    前記ヒーターチップの前記押圧面に前記触針式位置測定器の触針を触れさせながら回転し、前記加工物の受け台に対する前記押圧面の位置を計測し、
    前記ヒーターチップの前記押圧面が前記加工物の加工部分に対して平行且つ同芯となるように、前記加工物の前記受け台の位置を調節することを特徴とする熱カシメ装置の調節方法。
  3. 前記ヒーターチップの円錐形状の押圧面を、前記触針式位置測定器を用いて計測する場合、前記ヒーターチップは前記蓄熱部から伝播される熱によって加熱された状態で計測が行われることを特徴とする請求項２記載の熱カシメ装置の調節方法。
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