(57)【要約】【課題】皿ばねと同様に荷重特性において変位に対する荷重変化が小さな非線形特性領域を有するのはもちろんのこと、皿ばねを用いた場合に生じる上記問題を解消することができる押圧装置を提供する。【解決手段】たとえばレバー部材１１，２１、および、引張荷重を受ける弾性部材３１Ａを用い、作用点Ｕ同士の間隔を固定支点Ｓ同士の間隔よりも大きく設定する。対象物４の一面の垂直方向に作用点Ｕの変位が生じると、その一面の面内方向に力点Ｔの変位が生じる。弾性部材３１Ａに弾性力Ｆが発生するとともに、その弾性力Ｆによって固定支点Ｓ回りに回転モーメントが発生し、回転モーメントによって対象物の一面の垂直方向の力Ｐが作用点Ｕに生じる。弾性部材３１Ａの線形特性およびレバー部材１１，２１の角度変位による間隔ｌ１，ｌ２の変化を利用することにより、図３に示す非線形特性を得ることができる。【選択図】  図２
2011113685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の一面を押圧する押圧装置において、
互いに対向するように配置された第１レバー部材および第２レバー部材と、
前記第１レバー部材と前記第２レバー部材とを接続する弾性部材とを備え、
前記第１レバー部材および前記第２レバー部材の一端部に、前記第１レバー部材および前記第２レバー部材を回転可能に支持する固定支点が設定され、
前記第１レバー部材および前記第２レバー部材の他端部に、前記対象物の前記一面を押圧する作用点が設定され、
前記第１レバー部材および前記第２レバー部材のそれぞれにおいて前記作用点と前記固定支点を結ぶ直線は、前記固定支点から前記作用点に向かうに従って、互いに接近するあるいは離間するようにして傾斜し、
前記弾性部材によって前記第１レバー部材および前記第２レバー部材に弾性力が加えられる力点は、前記第１レバー部材および前記第２レバー部材のそれぞれの前記固定支点と前記作用点との間に設定され、
前記第１レバー部材および前記第２レバー部材の前記作用点を前記対象物の前記一面の垂直方向に変位させると、前記第１レバー部材および前記第２レバー部材は前記固定支点回りに回転するとともに、前記弾性部材が伸縮することを特徴とする押圧装置。
【請求項２】
前記第１レバー部材および前記第２レバー部材は前記固定支点回りに回転すると、前記対象物の前記一面の垂直方向における前記力点と前記固定支点との間の第１間隔、および、対象物の前記一面の面内方向における前記作用点と前記固定支点との間の第２間隔が変化し、
前記弾性部材の線形特性、前記第１間隔の変化、および、前記第２間隔の変化を利用することにより、荷重特性において非線形特性が得られることを特徴とする請求項１に記載の押圧装置。
【請求項３】
基台と、
前記第１レバー部材および前記第２レバー部材の前記力点を中心にして回転可能に支持され、前記弾性部材の両端部が固定される第１ばね座および第２ばね座と、
前記基台に設けられるとともに、前記第１レバー部材および前記第２レバー部材を回転可能に支持する第１回転軸および第２回転軸とを備え、
前記第１回転軸および前記第２回転軸は前記固定支点として機能し、
前記第１ばね座および前記第２ばね座は、前記第１レバー部材および前記第２レバー部材の回転による傾斜角度の変化に応じて、前記第１レバー部材および前記第２レバー部材に対して回転することを特徴とする請求項１または２に記載の押圧装置。
【請求項４】
前記第１レバー部材および前記第２レバー部材は、直線状をなすことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の押圧装置。
【請求項５】
前記第１レバー部材および前記第２レバー部材は、縦板部および横板部からなるＬ字形状部と、前記縦板部の両端部の間から前記横板部と平行な方向に延在する中間部とを有し、  前記縦板部の先端部に前記作用点が設定され、前記横板部の先端部に記固定支点が設定され、前記中間部の先端部に前記力点が設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の押圧装置。
【請求項６】
前記第１レバー部材および前記第２レバー部材の前記作用点同士の間隔が前記固定支点同士の間隔よりも大きい場合、前記弾性部材は、引張荷重を受ける弾性部材であり、
前記第１レバー部材および前記第２レバー部材の前記作用点同士の間隔が前記固定支点同士の間隔よりも小さい場合、前記弾性部材は、圧縮荷重を受ける弾性部材であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の押圧装置。
【請求項７】
前記弾性部材として圧縮コイルばねを用いる場合、第１ばね座および第２ばね座は、レバー側座部とばね側座部とを有し、
前記ばね側座部には、凹部が形成され、前記レバー側座部には、前記凹部に係合して回転可能に支持される凸部が形成され、
前記凸部は、前記圧縮コイルばねによる前記弾性力により前記凹部に押圧されていることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の押圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物を押圧する押圧装置に係り、特に対象物の押圧方向の寸法ばらつきや寸法変化がある場合でも、略同一の押圧荷重で対象物を押圧することができる押圧装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
板ばね、コイルばね、皿ばね、波型ばね等は、対象物を押圧する押圧装置として使用されている。押圧装置が適用される対象物において、その製品毎に押圧方向の寸法ばらつきがある場合や、使用環境が低温から高温にわたり熱膨張により寸法変化が生じる場合等には、押圧装置は、伸縮することにより、対象物毎にその押圧方向の寸法ばらつきを吸収している。
【０００３】
対象物として積層体を用いる場合、弾性特性を有する押圧装置は好適に使用されている。たとえば、積層体としては、燃料電池スタックにおけるセルとセパレータからなる積層体（たとえば特許文献１〜５）や、電気化学キャパシタのセル集合体（たとえば特許文献６）、自動車パワ−コントロールユニット（ＰＣＵ）における半導体と冷却板からなる構造体等が挙げられる。
【０００４】
しかしながら、積層体では、各層に寸法ばらつきがある場合、一層毎の寸法ばらつきが累積されるため、積層体全体での積層方向の寸法ばらつきが大きくなる。この場合、伸縮量に比例してばね力が変化する線形特性を有する押圧装置を用いると、その押付代がばらつくことから、押付力がばらつき、それを調整するために、ねじ締め込みを行ったり、各種サイズのスペーサを選択挿入する等する必要が生じる。その結果、押圧装置の積層体への組付時の効率が悪化してしまう。
【０００５】
そこで、押圧装置として、荷重特性において変位に対する荷重変化が小さな非線形特性を示す皿ばねを使うことが考えられる。しかしながら、図１１に示すように、積層体における皿ばね１の設置面２について、横方向寸法Ａに対して縦方向寸法Ｂが十分に必要となるため、図１２に示すように、縦方向寸法Ｂが小さい場合、皿ばね１の設置が不可能である。また、図１３に示すように、外径の小さな皿ばね１を複数並べることが考えられるが、この場合、所望荷重を得ることができない、部品点数が多くなる、皿ばねの設置に手間がかかる等の問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３０２７８５号公報
【特許文献２】特開２００９−１８７７８号公報
【特許文献３】特開平１１−２３３１３２号公報
【特許文献４】特開２００２−１２４２９１号公報
【特許文献５】特開２００２−３６７６６３号公報
【特許文献６】特開２００１−２４４１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明は、皿ばねと同様に荷重特性において変位に対する荷重変化が小さな非線形特性領域を有するのはもちろんのこと、皿ばねを用いた場合に生じる上記問題を解消することができる押圧装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の押圧装置は、対象物の一面を押圧する押圧装置であって、互いに対向するように配置された第１レバー部材および第２レバー部材と、第１レバー部材と第２レバー部材とを接続する弾性部材とを備え、第１レバー部材および第２レバー部材の一端部に、第１レバー部材および第２レバー部材を回転可能に支持する固定支点が設定され、第１レバー部材および第２レバー部材の他端部に、対象物の一面を押圧する作用点が設定され、第１レバー部材および第２レバー部材のそれぞれにおいて作用点と固定支点を結ぶ直線は、固定支点から作用点に向かうに従って、互いに接近するあるいは離間するようにして傾斜し、弾性部材によって第１レバー部材および第２レバー部材に弾性力が加えられる力点は、第１レバー部材および第２レバー部材のそれぞれの固定支点と作用点との間に設定され、第１レバー部材および第２レバー部材の作用点を対象物の一面の垂直方向に変位させると、第１レバー部材および第２レバー部材は固定支点回りに回転するとともに、弾性部材が伸縮することを特徴としている。
【０００９】
本発明の押圧装置では、第１レバー部材および第２レバー部材の作用点を対象物の一面の垂直方向に変位させると、第１レバー部材および第２レバー部材はそれぞれの固定支点回りに回転する。この場合、第１レバー部材と第２レバー部材との間隔が変化するので、第１レバー部材と第２レバー部材とを接続する弾性部材は伸縮する。これにより、弾性部材による弾性力が発生して力点に作用するとともに、その弾性力によって固定支点回りに回転モーメントが発生し、その回転モーメントによって対象物の一面の垂直方向の力が作用点に生じる。
【００１０】
ここで、第１レバー部材、第２レバー部材、および、弾性部材の配置において、作用点、固定支点、および、力点の位置関係を上記のように設定しているので、第１レバー部材および第２レバー部材の回転によって、弾性力が加えられる力点と、回転モーメントが発生する固定支点とを結ぶ直線の角度が変化して、対象物の一面の垂直方向における力点と固定支点との間隔（＝第１間隔）が変化し、かつ対象物の一面を押圧する作用点と固定支点とを結ぶ直線の角度が変化して、対象物の一面の面内方向における作用点と固定支点との間隔（＝第２間隔）が変化する。これにより、弾性部材による弾性力は線形的に変化するが、固定支点回りの回転モーメントにより作用点に生じる力は非線形的に変化する。
【００１１】
このような動作原理について、第１レバー部材および第２レバー部材が直線状をなす具体的態様を用いて説明する。たとえば図１に示すように、第１レバー部材１１および第２レバー部材２１が直線状をなし、引張荷重を受ける弾性部材３１Ａを用い、作用点Ｕ同士の間隔を固定支点Ｓ同士の間隔よりも大きく設定する場合、対象物（図示略）の一面の垂直方向に作用点Ｕの変位（ｄｙ）が生じると、対象物の一面の面内方向に力点Ｔの変位（ｄｘ）が生じる。これにより、弾性部材３１Ａに弾性力Ｆ（図の矢印方向の力、引張荷重）が発生するとともに、その弾性力Ｆによって固定支点Ｓ回りに回転モーメントが発生し、その回転モーメントによって対象物の一面の垂直方向の力Ｐが作用点Ｕに生じる。
【００１２】
ここで、図２に示すように、第１レバー部材１１および第２レバー部材２１のそれぞれの固定支点Ｓと作用点Ｕとを結ぶ直線の長さをＬ、固定支点Ｓと力点Ｔとを結ぶ直線の長さをαＬ（＝α×Ｌ）、対象物４の一面の垂直方向とのなす角度をθ、弾性力Ｆがゼロに設定された初期状態でのなす角度をθ０、線形特性を有する弾性部材３１Ａのばね定数をｋと定義する。図２では、実線で示される状態が初期状態、破線で示される状態が動作状態である。
【００１３】
レバー部材１１，２１の傾斜角度が角度θとなるまでレバー部材１１，２１が回転して、レバー部材１１，２１の作用点Ｕに垂直方向の変位ｄｙが生じた場合、ｄｙは数１の式（１）で表される。このとき、弾性部材３１Ａは伸び、数２の式（２）で表される変位ｄｘが生じる。なお、変位ｄｘは、レバー部材１１，２１による弾性部材３１Ａの伸び量の合計である。これにより、弾性部材３１Ａに生じる弾性力Ｆは、数３の式（３）で表される。
【００１４】
【数１】
2011113685.tif 000003
【００１５】
【数２】
2011113685.tif 000004
【００１６】
【数３】
2011113685.tif 000005
【００１７】
腕の長さｌ１（＝対象物４の一面の垂直方向における力点Ｔと固定支点Ｓとの間の第１間隔ｌ１）は、数４の式（４）であるから、弾性力Ｆによって固定支点Ｓ回りに発生する回転モーメントＭは、数５の式（５）で表される。そして、回転モーメントＭによって対象物４の一面の垂直方向の力Ｐが作用点Ｕに生じる。対象物４の一面の面内方向における作用点と固定支点との間の第２間隔ｌ２はＬsinθであるから、力Ｐは数６の式（６）で表される。
【００１８】
【数４】
2011113685.tif 000006
【００１９】
【数５】
2011113685.tif 000007
【００２０】
【数６】
2011113685.tif 000008
【００２１】
以上のように導出された式（１）の変位ｄｙと、式（６）の力Ｐとの関係から図３に示す押圧装置の荷重特性が得られる。変位ｄｙが大きくなると、弾性力Ｆは、数（３）から判るように増加する一方、腕の長さｌ１は短くなるから、数（５）から判るように、回転モーメントＭについて、ばね力Ｆの増加と比較して、その増加の程度は小さくなる。また、変位ｄｙが大きくなると、対象物４の一面の面内方向における作用点と固定支点との間隔ｌ２は増加するので、数（６）から判るように、力Ｐは、回転モーメントＭに対して小さくなる。
【００２２】
このように弾性部材３１Ａの線形特性、および、第１レバー部材１１および第２レバー部材２１の角度変位による間隔ｌ１，ｌ２の変化を利用することにより、図３に示す荷重特性において、変位ｄｙが４ｍｍ弱から８ｍｍまでの間であるとき、力Ｐは１０００Ｎから１１００Ｎの間で略一定となった。なお、図３は、押圧装置の一例の荷重特性であって、Ｌ＝２５ｍｍ、ｋ＝４６０Ｎ／ｍｍ、θ０＝４５°、α＝０．５とした。このように押圧装置では、作用点Ｕの垂直方向の変位ｄｙに対して荷重変化が小さな略平坦領域を有する非線形特性を得ることができる。
【００２３】
以上のように、弾性部材の線形特性  および、第１レバー部材および第２レバー部材の角度変位による第１間隔および第２間隔の変化を利用することにより、固定支点回りの回転モーメントにより作用点に生じる力を制御することができる。その結果、荷重特性において、作用点の垂直方向変位に対して荷重変化が小さな略平坦領域を有する非線形特性を得ることができる。すなわち、線形的に変化する弾性部材の線形特性を利用しているが、それに併せて第１レバー部材および第２レバー部材の角度変位による第１間隔および第２間隔の変化を利用することにより、押圧装置を非線形特性に設定することができる。
【００２４】
したがって、対象物毎に垂直方向の寸法ばらつきが存在する場合でも、荷重特性での略平坦領域を利用することにより、それら対象物を略同一荷重で押圧することができる。また、この場合、装置の設置後、対象物に熱膨張等による寸法変化が生じた場合でも、対象物を略同一荷重で押圧することができる。その結果、押付力のばらつきを調整するための組付時の調整工程が不要となるのはもちろんのこと、小さな設置スペースでも１つの押圧装置で対応することができる。その結果、複数の装置を用いる必要がないから、所望荷重を得ることができない、部品点数が多くなる、皿ばねに設置に手間がかかる等の皿ばねで生じていた問題を解消することができる。
【００２５】
本発明の押圧装置は種々の構成を用いることができる。たとえば第１レバー部材および第２レバー部材の作用点同士の間隔が固定支点同士の間隔よりも大きい場合、弾性部材としては、引張荷重を受ける弾性部材を用いる上記態様のほかに、たとえば第１レバー部材および第２レバー部材の作用点同士の間隔が固定支点同士の間隔よりも小さい場合、弾性部材としては、圧縮荷重を受ける弾性部材を用いる態様を採用することができる。
【００２６】
たとえば図４に示すように、第１レバー部材１１および第２レバー部材２１が直線状をなし、引張荷重を受ける弾性部材３１Ｂを用い、作用点Ｕ同士の間隔を固定支点Ｓ同士の間隔よりも小さく設定する場合、対象物（図示略）の一面の垂直方向に作用点Ｕの変位（ｄｙ）が生じると、対象物の一面の面内方向に作用点Ｕの変位（ｄｘ）が生じる。これにより、弾性部材３１Ａに弾性力Ｆ（図の矢印方向の力、圧縮荷重）が発生するとともに、その弾性力Ｆによって固定支点Ｓ回りに回転モーメントが発生し、その回転モーメントによって対象物の一面の垂直方向の力Ｐが作用点Ｕに生じる。上記態様では、図１に示す態様と同様な効果を得ることができる。
【００２７】
第１レバー部材および第２レバー部材の形状は種々の形状をなすことができる。第１レバー部材および第２レバー部材は、直線状をなす態様のほかに、たとえば第１レバー部材および第２レバー部材は、縦板部および横板部からなるＬ字形状部と、縦板部の両端部の間から横板部と平行な方向に延在する中間部とを有し、縦板部の先端部に作用点が設定され、横板部の先端部に固定支点が設定され、中間部の先端部に力点が設定されている態様を採用することができる。
【００２８】
本発明の押圧装置は種々の具体的構成を採用することができる。基台と、第１レバー部材および第２レバー部材の力点を中心にして回転可能に支持され、弾性部材の両端部が固定される第１ばね座および第２ばね座と、基台に設けられるとともに、第１レバー部材および第２レバー部材を回転可能に支持する第１回転軸および第２回転軸とを備え、第１回転軸および第２回転軸は固定支点として機能し、第１ばね座および第２ばね座は、第１レバー部材および第２レバー部材の回転による傾斜角度の変化に応じて、第１レバー部材および前記第２レバー部材に対して回転する構成を採用することができる。
【００２９】
上記態様では、弾性部材による弾性力は、ばね座の対向面内において、動作時でも均一になり、弾性力のレバー部材に対する作用位置は回転軸の位置に維持されて一定となるとともに、所定荷重を得ることができる。弾性部材として圧縮コイルばねを用いる場合、第１ばね座および第２ばね座は、レバー側座部とばね側座部とを有し、ばね側座部には、凹部が形成され、レバー側座部には、凹部に係合して回転可能に支持される凸部が形成され、凸部は、圧縮コイルばねによる弾性力により前記凹部に押圧されている態様を採用することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の押圧装置によれば、線形的に変化する弾性部材の線形特性を利用しているが、それに併せて第１レバー部材および第２レバー部材の角度変位による第１間隔および第２間隔の変化を利用することにより、押圧装置を非線形特性に設定することができる。したがって、皿ばねと同様に荷重特性において変位に対する荷重変化が小さな非線形特性領域を有するのはもちろんのこと、皿ばねを用いた場合に生じる設置スペース等の問題を解消することができる等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の押圧装置の一態様の概略構成を表し、引張荷重を受ける弾性部材を用いた態様を表す概念図である。
【図２】図１の押圧装置を利用して、本発明の押圧装置の動作原理を説明するための概念図である。
【図３】図１の押圧装置の具体例で得られる荷重特性を示すグラフである。
【図４】本発明の押圧装置の他の態様の概略構成を表し、圧縮荷重を受ける弾性部材を用いた態様を表す概念図である。
【図５】本発明の第１，２実施形態に係る押圧装置が適用される対象物を表す斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る押圧装置の概略構成を表す斜視図である。
【図７】押圧装置において回転可能に設けられていないばね座の動作を説明するための概略構成図であって、（Ａ）は第１レバー部材の初期状態、（Ｂ）は第１レバー部材の回転時を示す図である。
【図８】図６の押圧装置において回転可能に設けられたばね座の動作を説明するための概略構成図であって、（Ａ）は第１レバー部材の初期状態、（Ｂ）は第１レバー部材の回転時を示す図である。
【図９】図６の押圧装置において回転可能に設けられたばね座の変形例の動作を説明するための概略構成図であって、（Ａ）は第１レバー部材の初期状態、（Ｂ）は第１レバー部材の回転時を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る押圧装置の概略構成を表す斜視図である。
【図１１】押圧装置として皿ばねを用いた場合の問題点を説明するための上面図である。
【図１２】押圧装置として皿ばねを用いた場合の問題点を説明するための上面図である。
【図１３】押圧装置として皿ばねを用いた場合の問題点を説明するための上面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
（１）第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。図５は、本発明の第１実施形態に係る押圧装置１００が適用される対象物である積層体４を表す斜視図である。図６は、本発明の第１実施形態に係る押圧装置１００の概略構成を表す斜視図である。押圧装置１００は、図４に示す態様の具体的形態である。押圧装置１００は、たとえば固定部材３と積層体４との間に配置される。押圧装置１００は、たとえば基台１０１、第１レバー板１１１、第２レバー板１２１、および、圧縮コイルばね１３１Ｂを備えている。基台１０１は、たとえば底面部１０１Ａと、その両端部に立設された側面部１０１Ｂを有している。
【００３３】
レバー部材１１１，１２１は、たとえば直線状をなす１対の板材からなり、上端部から下端部に向かうに従って互いに離間するように対向している。レバー部材１１１，１２１の上端部は、積層体４の設置面４Ａ（一面）を押圧する作用点（図１の符号Ｕに対応）として機能する。レバー部材１１１，１２１の下端部は、側面部１０１Ｂに設けられた第１回転軸１４１および第２回転軸１５１回りに回転可能に支持されている。回転軸１４１，１５１は、固定支点（図１の符号Ｓに対応）として機能する。レバー部材１１１，１２１の上端部（作用点）同士の間隔は、初期状態において、下端部（固定支点）同士の間隔よりも大きく設定されている。
【００３４】
第１レバー板１１１、第２レバー板１２１には、たとえば圧縮コイルばね１３１Ｂが第１ばね座１１２および第２ばね座１２２を介して接続されている。圧縮コイルばね１３１Ｂは、圧縮荷重を受けるばねである。圧縮コイルばね１３１Ｂは、レバー板１１１，１２１の上端部と下端部の間に位置している。１対の第１レバー板１１１同士の間には、第１ばね座１１２が第３回転軸１４２回りに回転可能に支持されている。１対の第２レバー板１２１同士の間には、第２ばね座１２２が第４回転軸１５２回りに回転可能に支持されている。ばね座１１２，１２２の対向面は、初期状態において積層体４の設置面４Ａと垂直となるように設定されている。圧縮コイルばね１３１Ｂは、ばね座１１２，１２２に固定されている。この場合、圧縮コイルばね１３１Ｂの両端部は、ばね座１１２，１２２の対向面と平行となっている。回転軸１４２，１５２は、圧縮コイルばね１３１Ｂによってレバー板１１１，１２１にばね力が加えられる力点として機能する。
【００３５】
押圧装置１００は、レバー部材１１１，１２１の下端部（作用点）が積層体４の設置面４Ａ側に位置し、かつ基台１０１が固定部材３側に位置するように配置される。押圧装置１００では、レバー部材１１１，１２１の下端部（作用点）を積層体４の設置面４Ａの垂直方向に変位させると、レバー部材１１１，１２１は回転軸１４１，１５１（固定支点）回りに回転するとともに、圧縮コイルばね１３１Ｂが縮む。ここで、上記のように圧縮コイルばね１３１Ｂの両端部と、ばね座１１２，１２２の対向面との平行な位置関係が維持される態様は好適である。以下の説明では、ばね座１１２，１２２は左右対称な形状をなしているから、ばね座１１２の構成を用いている。
【００３６】
たとえば、仮にばね座１１２がレバー部材１１１に固定されている場合、図７（Ａ）に示すように、初期状態において、圧縮コイルばね１３１Ｂの端部が、ばね座１１２の対向面と平行になっているが、図７（Ｂ）に示すように、レバー部材１１１が第１回転軸１４１回りに回転すると、ばね座１１２の対向面は、その回転とともに傾斜するため、圧縮コイルばね１３１Ｂの端部の上端側のみの圧縮量が大きくなり、弾性力はばね座１１２の対向面内において不均一になり、弾性力のレバー部材１１１に対する作用位置が偏心してずれたり、ばね自体が座屈するように湾曲して所定の荷重を得ることができない。
【００３７】
これに対して第１実施形態では、図８（Ａ）に示すように、ばね座１１２，１２２が第３回転軸１４２回りに回転可能に支持されているので、初期状態において、圧縮コイルばね１３１Ｂの端部が、ばね座１１２の対向面と平行になっている場合、図８（Ｂ）に示すように、レバー部材１１１が回転すると、ばね座１１２の対向面は、その回転とともに、ばね座１１２，１２２が第３回転軸１４２回りに回転するから、ばね座１１２の対向面と積層体４の設置面４Ａとの垂直な位置関係が維持され、圧縮コイルばね１３１Ｂの端部と、ばね座１１２の対向面との平行な位置関係が維持される。これにより、圧縮コイルばね１３１Ｂによる弾性力はばね座１１２の対向面内において、動作時でも均一になり、弾性力のレバー部材１１１に対する作用位置は回転軸１４２の位置に維持されて一定となるとともに、所定荷重を得ることができる。
【００３８】
圧縮コイルばね１３１Ｂを用いる場合、回転軸１４２，１５２の代わりにばね座自体が回転機能を有することができる。たとえば図９（Ａ）に示すように、ばね座１６１は、ばね側座部１６１およびレバー側座部１６２を有し、ばね側座部１６１には凹部１６１Ａが形成され、レバー側座部１６２には凹部１６１Ａが係合する凸部１６２Ｂが形成されている。ばね側座部１６１の凹部１６１Ａは、レバー側座部１６２の凸部１６２Ｂを中心にして回転可能に支持される。この場合、凸部１６２Ｂは、圧縮コイルばね１３１Ｂによる弾性力によって凹部１６１Ａに押圧されているから、ばね側座部１６１のレバー側座部１６２からの離脱を防止することができる。
【００３９】
第１実施形態では、第１レバー部材１１１および第２レバー部材１２１の上端部（作用点）を積層体４の設置面４Ａの垂直方向に変位させると、第１レバー部材１１１および第２レバー部材１２１はそれぞれの回転軸１４１，１５１（固定支点）回りに回転する。この場合、第１レバー部材１１１と第２レバー部材１２１との間隔が変化するので、第１レバー部材１１１と第２レバー部材１２１とを接続する圧縮コイル１３１Ｂは伸縮する。これにより、圧縮コイル１３１Ｂによる弾性力が発生して回転軸１４２，１５２（力点）に作用するとともに、その弾性力によって回転軸１４１，１５１回りに回転モーメントが発生し、その回転モーメントによって積層体４の設置面４Ａの垂直方向の力が第１レバー部材１１１および第２レバー部材１２１の上端部（作用点）に生じる。
【００４０】
ここで、第１レバー部材１１１、第２レバー部材１２１、および、圧縮コイル１３１Ｂの配置において、作用点（第１レバー部材１１１および第２レバー部材１２１の上端部）、固定支点（回転軸１４１，１５１）、および、力点（回転軸１４２，１５２）の位置関係を図６に示すように設定しているので、第１レバー部材１１１および第２レバー部材１２１の回転によって、弾性力が加えられる力点と、回転モーメントが発生する固定支点とを結ぶ直線の角度が変化して、積層体４の設置面４Ａの垂直方向における力点と固定支点との間の第１間隔が変化し、かつ積層体４の設置面４Ａを押圧する作用点と固定支点とを結ぶ直線の角度が変化して、積層体４の設置面４Ａの面内方向における作用点と固定支点との間の第２間隔が変化する。これにより、弾性部材による弾性力は線形的に変化するが、固定支点回りの回転モーメントにより作用点に生じる力は非線形的に変化する。
【００４１】
このように圧縮コイルばね１３１Ｂの線形特性  および、第１レバー部材１１１および第２レバー部材１２１の角度変位による第１間隔および第２間隔の変化を利用することにより、固定支点回りの回転モーメントにより作用点に生じる力を制御することができる。その結果、荷重特性において、作用点の垂直方向変位に対して荷重変化が小さな略平坦領域を有する非線形特性を得ることができる。
【００４２】
したがって、積層体４毎に垂直方向の寸法ばらつきが存在する場合でも、荷重特性での略平坦領域を利用することにより、それら積層体４を略同一荷重で押圧することができる。また、この場合、装置１００の設置後、積層体４に熱膨張等による寸法変化が生じた場合でも、積層体４を略同一荷重で押圧することができる。その結果、押付力のばらつきを調整するための組付時の調整工程が不要となるのはもちろんのこと、小さな設置スペースでも１つの装置１００で対応することができる。たとえば図５に示すように、横方向寸法Ａに対して縦方向寸法Ｂが小さい場合でも、装置１００を設けることができる。その結果、複数の装置を用いる必要がないから、所望荷重を得ることができない、部品点数が多くなる、皿ばねに設置に手間がかかる等の皿ばねで生じていた問題を解消することができる。
【００４３】
特に、第１ばね座１１２および第２ばね座１２２は、第１レバー部材１１１および第２レバー部材１２１の回転による傾斜角度の変化に応じて、第１レバー部材１１１および第２レバー部材１２１に対して回転することができるので、圧縮コイルばね１３１Ｂによる弾性力はばね座１１２の対向面内において、動作時でも均一になり、弾性力のレバー部材１１１に対する作用位置は回転軸１４２の位置に維持されて一定となるとともに、所定荷重を得ることができる。
【００４４】
また、圧縮コイルばね１３１Ｂを用いているので、その両端部をばね座１１２，１２２に取り付けるためのフック部が不要となるから、積層体４の設置面４Ａのスペースの縮小化にさらに対応することができる。
【００４５】
（２）第２実施形態
図１０は、本発明の第２実施形態に係る押圧装置２００の概略構成を表す斜視図である。第２実施形態の押圧装置２００は、第１レバー部材２１１および第２レバー部材２２１の形状が異なる以外は、第１実施形態に係る押圧装置１００と同様な構成要素には同符号を付し、その構成および作用の説明は省略する。第１レバー部材２１１および第２レバー部材２２１は左右対称な形状をなしているから、第１レバー部材２１１の構成についてのみ説明する。
【００４６】
第１レバー部材２１１は、縦板部２１１Ａおよび横板部２１１ＢからなるＬ字形状部と、縦板部２１１Ａの上端部と下端部との間から横板部２１１Ｂと平行な方向に延在する中間部２１１Ｃとを有している。この場合、縦板部２１１Ａの上端部に作用点が設定され、横板部２１１Ｂの先端部に固定支点が設定され、中間部２１１Ｃの先端部に力点が設定されている。
【００４７】
第２実施形態では、第１レバー部材２１１および第２レバー部材２２１の形状が異なる以外は、作用点（第１レバー部材１１１および第２レバー部材１２１の上端部）、固定支点（回転軸１４１，１５１）、および、力点（回転軸１４２，１５２）の位置関係を、図１０に示すように第１実施形態と同様に本発明範囲内に設定しているので、第１実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００４８】
（３）変形例
第１，２実施形態を用いて本発明の押圧装置について説明したが、第１，２実施形態の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。たとえば、固定支点、力点、作用点が本発明範囲内に設定されている場合には、第１レバー部および第２レバー部材の形状や、弾性部材の形態、対象物の形態、ばね座の回転機構等の形態、基台の形態等について種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４９】
４…対象物（積層体）、４Ａ…設置面（一面）、１００，２００…押圧装置、１０１…基台、１１，１１１，２１１…第１レバー部材、２１，１２１，２２１…第２レバー部材、１１２…第１ばね座、１２２…第２ばね座、１４１…第１回転軸（固定支点）、１４２…第３回転軸（力点）、１５１…第２回転軸（固定支点）、１５２…第４回転軸（力点）、１６１…ばね側座部（第１，２ばね座）、１６２…レバー側座部（第１，２ばね座）、１６１Ａ…凹部、１６２Ｂ…凸部、３１Ａ…引張コイルばね（弾性部材）、３１Ｂ，１３１Ｂ…圧縮コイルばね（弾性部材）、２１１Ａ…縦板部、２１１Ｂ…横板部、２１１Ｃ…中間部、ｌ１…第１間隔、ｌ２…第２間隔、Ｓ…固定支点、Ｔ…力点、Ｕ…作用点
【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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