(57)【要約】      （修正有）【課題】構造が簡単で安価に製造することが可能な加圧機構、及びそれを用いた加圧装置を提供する。【解決手段】ワーク２３に当接する加圧ヘッド２１の上端部（拡張部２１ａ）をスリーブ２２先端に設けられた空間２２ａ内に収容し、一方では加圧ヘッド２１の下端部（押圧部２１ｂ）をスリーブ２２外へ突出させる。スリーブ内には一つの鋼球体２５が収容され、加圧ヘッドの上端面中央に当接した状態で転動自在に保持された状態となっている。スリーブは加圧シャフト２４の下端部に固定されると共に、加圧シャフトは保持プレート２６を貫通した状態で上下動可能に保持され、加圧バネ（圧縮コイルバネ）２８によりワークへ向けて付勢されている。【選択図】図１
2008105081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを加圧する加圧機構であって、
少なくとも、
ワークに当接する加圧ヘッドと、
当該加圧ヘッドの一端部を内部に収容して他端部を外部へ突出させた状態で前記加圧ヘッドを遊動可能に保持するスリーブと、
当該スリーブ内に収容されると共に前記加圧ヘッドの一端部中央に当接した状態で転動自在に保持される一つの球体と、
前記スリーブを前記ワークへ向けて付勢する付勢手段とで構成されることを特徴とする加圧機構。
【請求項２】
請求項１に記載の加圧機構と、
当該加圧機構を保持する加圧シャフトと、
当該加圧シャフトを上下動可能に保持する保持プレートと、
前記保持プレートを支持する支持手段と、
当該支持手段を固定するベースプレートとを備えたことを特徴とする加圧装置。
【請求項３】
前記支持手段は、前記保持プレートに固定された筒状のボールケージと、前記ベースプレート上に立設されて前記ボールケージに挿通される柱状のスライドシャフトと、当該スライドシャフトと前記ボールケージとの間に介されたボールガイドとで構成され、前記ボールケージは前記ボールガイドを介して前記スライドシャフトに沿ってスライド可能であることを特徴とする請求項２に記載の加圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに対して均一な加圧力を印加する加圧機構、及びそれを用いた加圧装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
小型電子部品等のワークを加圧して加工や組み立てを行う際にはワークに対して均一な加圧力を印加することが望まれ、そのための加圧機構として以下の如きものが考案されている。
【０００３】
図４は、従来の加圧機構を示す断面図で、ここに示す従来の加圧機構では、ワーク１に当接して加圧力を印加するための加圧ヘッド２が加圧力を発生する可動部３の先端にシャフト４を介して保持されると共に、加圧ヘッド２の背面と可動部３の一端面との間に、滑らかな凹面を有する凹面部５ａとそれと摺動可能に密着する滑らかな凸面を有する凸面部５ｂとで構成される傾動機構５が設けられている。加圧ヘッド２と可動部３とを連結するシャフト４の一端は加圧ヘッド２に固定され、他端は可動部３の先端を摺動可能に貫通したうえでバネ６を介して可動部３の背面に連結されている。ワーク１を加圧する際にワーク１に傾きや厚みのバラツキがあった場合には、傾動機構５の凹面部５ａが凸面部５ｂに沿って摺動し、それにより加圧ヘッド２がワーク１の姿勢に追従して傾動する。（特許文献１参照）
【０００４】
図５は、従来の加圧機構を示す断面図で、ここに示す従来の加圧機構では、加圧力を発生する可動部７の一端部に球面状の凹面７ａが設けられると共に、それと対向する位置に球面状の凸面８ａを有する対向部材８がシャフト９とバネ１０を介して連結され、更に凹面７ａと凸面８ａとの間には、加圧ヘッド１１の背面側に一体的に形成された傘状の突出部１１ａが複数の小球体１２を介して遊動自在に保持されている。ワーク１３を加圧する際にワーク１３に傾きや厚みのバラツキがあった場合には、傘状の突出部１１ａと、可動部７に設けられた凹面７ａ及び対向部材８に設けられた凸面８ａとの間に挟持された小球体１２が転動し、それにより加圧ヘッド１１がワーク１３の姿勢に追従して傾動する。（特許文献２参照）
【０００５】
図６は、従来の加圧機構を示す断面図で、ここに示す従来の加圧機構では、加圧力を発生する可動部１４の先端に設けられた空間に、球面を有する回転体１５が空間内壁に設けられた球面状の凹面１６に密着した状態で回転自在に保持されると共に、回転体１５の下端部に支軸１７を介して加圧ヘッド１８が保持されている。ワーク（不図示）を加圧する際にワークに傾きや厚みのバラツキがあった場合には、可動部１４先端に保持された回転体１５が凹面１６に沿って回転し、それにより加圧ヘッド１８がワークの姿勢に追従して傾動する。（特許文献３参照）
【特許文献１】特開平１０−１１３７９９号公報
【特許文献２】特開２００１−１３５６３４号公報
【特許文献３】特開２００５−５２８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上説明した従来の加圧機構によれば、加圧ヘッドをワークの姿勢に追従させることでワークを均一に加圧することができるが、従来の加圧機構は何れも構造が複雑で部品点数も多く、機構自体が大型化することに加え、製造コストが高くなるという問題があった。特にワークを製造する際の生産性の観点からは、できるだけ多数のワークを一度に処理することが望まれ、加圧装置においては、それらワークに対応した多数の加圧機構が必要となることから、加圧機構の小型化及び低コスト化は重要な課題である。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、構造が簡単で安価に製造することが可能な加圧機構、及びそれを用いた加圧装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ワークを加圧する加圧機構であって、少なくとも、ワークに当接する加圧ヘッドと、当該加圧ヘッドの一端部を内部に収容して他端部を外部へ突出させた状態で前記加圧ヘッドを遊動可能に保持するスリーブと、当該スリーブ内に収容されると共に前記加圧ヘッドの一端部中央に当接した状態で転動自在に保持される一つの球体と、前記スリーブを前記ワークへ向けて付勢する付勢手段とで構成される加圧機構とする。
【０００９】
上記構成の加圧機構と、当該加圧機構を保持する加圧シャフトと、当該加圧シャフトを上下動可能に保持する保持プレートと、当該保持プレートを支持する支持手段と、当該支持手段を固定するベースプレートとを備えた加圧装置とする。
【００１０】
前記支持手段は、前記保持プレートに固定された筒状のボールケージと、前記ベースプレート上に立設されて前記ボールケージに挿通される柱状のスライドシャフトと、当該スライドシャフトと前記ボールケージとの間に介されたボールガイドとで構成され、前記ボールケージは前記ボールガイドを介して前記スライドシャフトに沿ってスライド可能である加圧装置とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の加圧機構は、ワークに当接する加圧ヘッドを一つの鋼球体を介して遊動させるという、部品点数が少なく簡単な構成のため、機構全体を小型化することができるだけでなく安価に製造することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
ワークに当接する加圧ヘッドと、加圧ヘッドの一端部を内部に収容して他端部を外部へ突出させた状態で加圧ヘッドを遊動可能に保持するスリーブと、スリーブ内に収容されると共に加圧ヘッドの一端部中央に当接した状態で転動自在に保持される一つの球体と、スリーブをワークへ向けて付勢する付勢手段とで加圧機構を構成し、更にその加圧機構を保持する加圧シャフトと、加圧シャフトを上下動可能に保持する保持プレートと、保持プレートを支持する支持手段と、支持手段を固定するベースプレートとを加えて加圧装置を構成する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明による加圧機構を模式的に示す断面図及びその要部拡大図である。本発明による加圧機構においては、加圧ヘッド２１の上端部は径方向へ拡張された拡張部２１ａとされてスリーブ２２に設けられた空間２２ａ内に収容され、下端部はワーク２３に当接する押圧部２１ｂとされてスリーブ２２外へ突出しており、これにより加圧ヘッド２１の拡張部２１ａがスリーブ２２先端に係止されて加圧ヘッド２１全体が自由に回転及び所定の範囲内で傾動自在な状態、即ち遊動可能な状態となっている。
【００１４】
加圧ヘッド２１の拡張部２１ａは、ワーク２３のサイズに応じて適宜設定されたクリアランスａ及びクリアランスｂを持った状態でスリーブ２２に収容されており、これにより加圧ヘッド２１の傾動範囲が規定されている。
【００１５】
スリーブ２２の上端部には、加圧シャフト２４の下端部が嵌合されると共に、加圧シャフト２４の下端部と加圧ヘッド２１の上端部（拡張部２１ａ）との間には、一つの鋼球体２５が転動自在に保持されている。ここで、鋼球体２５の下部は加圧ヘッド２１の中心に設けられた穴部２１ｃに一部が沈み込んだ状態で保持され、一方で上部は加圧シャフト２４の下端面に点接触している。鋼球体２５は加圧ヘッド２１中心の穴部２１ｃに一部が沈み込んだ状態で保持されているため、転動した際に加圧ヘッド２１の中心軸に対して保持位置がずれることはない。
【００１６】
加圧シャフト２４の上端部は、加圧機構の保持部材である保持プレート２６を摺動可能に貫通したうえで、保持プレート２６から抜けないように円形平板状のストッパーカラー２７により係止されている。また、加圧シャフト２４の下端部に設けられた円形の鍔部２４ａと保持プレート２６との間には、加圧シャフト２４をワーク２３側へ付勢するための加圧バネ（圧縮コイルバネ）２８が配設されている。
【００１７】
図２は、本発明による加圧機構を用いた加圧装置を模式的に示す断面図である。尚、ここに示す加圧装置は、例えば二つのワークを互いに接着固定する際の接着剤キュア工程においてワークを加圧するために用いられる。図２に示すように、保持プレート２６には図１に示した本発明による加圧機構２９が加圧処理するワークの数に応じて複数個設けられ（一部図示省略）、一方で保持プレート２６自体は支持シャフト３０を介してベースプレート３１上に支持されている。
【００１８】
ベースプレート３１上には、加圧機構２９の加圧ヘッド２１と対向する位置にワーク２３の底面を受けるためのワーク受け３２と、ワーク受け３２を位置決め固定するワーク受けホルダー３３が設置され、ワーク受けホルダー３３自体はベースプレート３１上に位置決めピン３４等で位置決め固定されている。ワーク２３は、ワーク形状に応じてワーク受け３２に形成された凹部内に収納されて位置決め固定が成される。尚、ワーク受けホルダー３３はベースプレート３１上に位置決め固定されているため、ワーク受け３２を取り外しても位置の再現性は保たれたままである。
【００１９】
本発明による加圧装置を用いてワーク２３を加圧する際には、まず、加圧機構２９のガイドシャフト２４に連結されたつまみロッド３５を加圧バネ２８の弾性反発力に抗して持ち上げて加圧シャフト２４全体を上方へ退避させ、その状態でワーク受け３２にワーク２３を載置し、その後、加圧シャフト２４を降ろして加圧ヘッド２１をワーク２３に当接させる。
【００２０】
加圧シャフト２４による荷重は、鋼球体２５を介して加圧ヘッド２１に伝わりワーク２３に印加される。尚、印加される荷重は、加圧バネ２８のバネ力と加圧シャフト２４のストロークによって決定され、必要に応じて適宜設定される。
【００２１】
加圧ヘッド２１がワーク２３に当接した状態において、加圧ヘッド２１はスリーブ２２との間に設けられたクリアランスｂの分だけ浮き上がった状態となっており、このときワーク２３に傾きが生じていた場合には、加圧ヘッド２１が鋼球体２５を回転中心としてクリアランスａの範囲内で傾動し、ワーク２３の姿勢に追従することによって傾きを吸収する。尚、クリアランスａとクリアランスｂは、加圧ヘッド２１が傾き過ぎてワーク２３に対して破損などの影響を与えない範囲内で予め設計時に設定される。
【００２２】
また、鋼球体２５は、加圧ヘッド２１中心の穴部２１ｃに一部が沈み込んだ状態のため、加圧ヘッド２１が傾動する際に鋼球体２５の中心が加圧ヘッド２１の加圧中心軸上から外れることはない。
【実施例２】
【００２３】
図３は、本発明による加圧装置を模式的に示す上面図及びそのＡ−Ａ断面図である。ここに示す加圧装置は、前述の実施例１に示した加圧装置におけるつまみロッド３５を手で持ち上げることが困難な程度の高荷重を印加する用途に適するもので、図１に示した如き本発明による加圧機構２９を複数個備えた保持プレート３６が、上下方向へスライド可能な支持手段３７を介してベースプレート３８上に支持されている。
【００２４】
保持プレート３６を支持する支持手段３７は、ボールケージ３７ａとボールガイド３７ｂとスライドシャフト３７ｃとで構成され、ベースプレート３８上に立設された円柱状のスライドシャフト３７ｃが、保持プレート３６に嵌合固定された円筒状のボールケージ３７ａにボールガイド３７ｂを介して挿通され、その状態でボールケージ３７ａがスライドシャフト３７ｃに沿って上下方向へスライドする。
【００２５】
また、保持プレート３６には、ベースプレート３８上に立設されたガイドロッド３９の先端部が摺動可能に嵌合し、段差部３９ａに当接することでベースプレート３８との距離関係、即ち保持プレート３６の摺動範囲が規定されている。
【００２６】
ガイドロッド３９の上端部には、外周面の一部にネジ歯が形成されたネジピン４０が固定されており、そこに内周面にネジ歯が形成されたダイアル状の加圧ネジ４１がねじ込み固定されている。加圧ネジ４１をねじ込むことで保持プレート３６がガイドロッド３９の段差部３９ａに押付けられた状態となる。
【００２７】
加圧ネジ４１をネジピン４０にねじ込んでいない状態では、保持プレート３６はガイドロッド３９の周囲に配設された保持バネ（圧縮コイルバネ）４２の弾性反発力により、ガイドロッド３９の段差部３９ａから離反して浮いた状態となっている。尚、図３ではワーク２３に荷重が掛かっている状態を示しており、ここで保持プレート３６は段差部３９ａに当接し、一方で加圧機構２９のストッパーカラー２７は保持プレート３６から離反して浮いた状態となっている。
【００２８】
本発明の加圧装置にワーク２３を供給する場合には、まずネジピン４０にねじ込まれた加圧ネジ４１を緩めて係脱させ、保持プレート３６が保持バネ４２の弾性反発力により持ち上げられて加圧ネジ４１がネジピン４０上端のネジストッパー４０ａに当接した状態とする。このとき、加圧機構２９先端の加圧ヘッド２１は、保持プレート３６の上昇に伴ってワーク受け３２から十分に離れた位置まで退避しており、その状態でワーク受け３２にワーク２３を載置する。
【００２９】
保持プレート３６は、スライドシャフト３７ｃとガイドロッド３９により平面方向の位置決めが精確に成されているため、加圧ヘッド２１がワーク２３に対して位置ズレを生じることはない。また、加圧装置が加圧動作状態にない場合であっても、加圧ネジ４１等の機能部品が加圧装置から外れてしまうことはなく、取扱い性にも優れている。
【００３０】
以上のようにしてワーク２３を設置した状態からワーク２３に加圧力を印加する場合には、加圧ネジ４１を保持バネ４２の弾性反発力に抗してネジピン４０にねじ込み、保持プレート３６をガイドロッド３９の段差部３９ａに当接するまで下方へスライドさせる。保持プレート３６の下降に伴って加圧機構２９の加圧ヘッド２１がワーク２３に当接し、保持プレート３６がガイドロッド３９の段差部３９ａに当接した時点でワーク２３に所定の押圧力が印加された状態となる。
【００３１】
尚、ガイドロッド３９、ネジピン４０、加圧ネジ４１、及び保持バネ４２の対は、ワーク２３の加圧時に保持プレート３６を均一に押付けられるようにするため複数設けるのが望ましく、本実施形態では５対設けている。また、それらにより発生する総荷重は、例えば１００ｋｇを超える高荷重であり、しかもそのような高荷重であったとしても、加圧ネジ４１を回す程度の軽い力で印加することが可能である。
【００３２】
また、本発明による加圧機構の加圧ヘッド２１の形状は、ワークに応じて適宜変更すればよく、加圧シャフト２４をワーク側へ付勢する手段についても圧縮コイルバネ（加圧バネ２８）に替えて皿バネを用いたり、また引っ張りコイルバネを用いて付勢力の発生方向を逆にするようにしてもよい。
【００３３】
また、加圧機構をワークから離反する方向へ待避させる手段としては、図２に示した実施例１の如く加圧機構を個々に手で持ち上げたり、図３に示した実施例２の如くバネ（保持バネ４２）の弾性反発力を利用することのみならず、エアーシリンダーや電動式カムなどにより自動化を図ることも可能である。
【００３４】
また、本発明による加圧機構は、ワークを均一に加圧する必要がある用途に対しては、ワークの種類や加圧力の大小に関わらず適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による加圧機構を模式的に示す断面図及びその要部拡大図
【図２】本発明による加圧機構を用いた加圧装置を模式的に示す断面図（実施例１）
【図３】本発明による加圧装置を模式的に示す上面図及びそのＡ−Ａ断面図（実施例２）
【図４】従来の加圧機構を示す断面図（特許文献１）
【図５】従来の加圧機構を示す断面図（特許文献２）
【図６】従来の加圧機構を示す断面図（特許文献３）
【符号の説明】
【００３６】
１      ワーク
２      加圧ヘッド
３      可動部
４      シャフト
５      傾動機構
５ａ    凹面部
５ｂ    凸面部
６      バネ
７      可動部
７ａ    凹面
８      対向部材
８ａ    凸面
９      シャフト
１０    バネ
１１    加圧ヘッド
１１ａ  突出部
１２    小球体
１３    ワーク
１４    可動部
１５    回転体
１６    凹面
１７    支軸
１８    加圧ヘッド
２１    加圧ヘッド
２１ａ  拡張部
２１ｂ  押圧部
２１ｃ  穴部
２２    スリーブ
２２ａ  空間
２３    ワーク
２４    加圧シャフト
２４ａ  鍔部
２５    鋼球体
２６    保持プレート
２７    ストッパーカラー
２８    加圧バネ
２９    加圧機構
３０    支持シャフト
３１    ベースプレート
３２    ワーク受け
３３    ワーク受けホルダー
３４    位置決めピン
３５    つまみロッド
３６    保持プレート
３７    支持手段
３７ａ  ボールケージ
３７ｂ  ボールガイド
３７ｃ  スライドシャフト
３８    ベースプレート
３９    ガイドロッド
３９ａ  段差部
４０    ネジピン
４０ａ  ネジストッパー
４１    加圧ネジ
４２    保持バネ
【図１】
2008105081.tif 000003
【図２】
2008105081.tif 000004
【図３】
2008105081.tif 000005
【図４】
2008105081.tif 000006
【図５】
2008105081.tif 000007
【図６】
2008105081.tif 000008