(57)【要約】      （修正有）【課題】熱圧力量を正確に制御できるホットプレスを提供する。【解決手段】加圧部品１０と、加圧部品に取り付けられた溶接ヘッド部品２０とを含む。溶接ヘッド部品は、溶接ヘッド２１を有し、加圧部品は、ボイスコイルモータ１１を含む。ボイスコイルモータは、ステータ１１１と、ステータに対して直線変位可能なムーバ１１２とを備える。溶接ヘッド部品は、相対的にムーバに固定されて、またムーバの線形変位方向は、溶接ヘッドの移動方向と同じであり、溶接ヘッドの中心は、ボイスコイルモータのコイルと同心円状に配置されている。溶接ヘッドは、回路を制御することを通して、ボイスコイルモータを駆動して推進圧力を出力し、ムーバで、溶接ヘッドのホットプレス作業に必要な圧力および移動距離を直接提供する。【選択図】図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ボイスコイルモータを備える加圧部品と、前記加圧部品に取り付けられた溶接ヘッドを備える溶接ヘッド部品とを含み、
前記ボイスコイルモータは、ステータと、前記ステータに対して直線変位可能なムーバとを備えており、
前記溶接ヘッド部品は、相対的に前記ムーバに固定されて、また前記ムーバの線形変位方向は、前記溶接ヘッドの変位方向と同じであるため、前記ムーバを利用して、前記溶接ヘッドのホットプレス操作に必要な圧力と移動距離を直接調整できることを特徴とするホットプレス。
【請求項２】
前記溶接ヘッドの中心位置は、前記ムーバと同心円状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のホットプレス。
【請求項３】
前記ステータに取り付け用の昇降部品をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載のホットプレス。
【請求項４】
前記昇降部品の中心位置は、前記ステータと同心円状に配置されることを特徴とする請求項３に記載のホットプレス。
【請求項５】
前記昇降部品は、機械テーブルに取り付けられた固定シリンダと、前記固定シリンダに対して往復移動する昇降台座とを含み、
前記加圧部品は、前記昇降台座に相対的に固定されて、前記昇降台座によって、前記加圧部品の作業位置を制御することを特徴とする請求項３に記載のホットプレス。
【請求項６】
前記固定シリンダは、電動シリンダであることを特徴とする請求項５に記載のホットプレス。
【請求項７】
前記固定シリンダは、シリンダ軸を備え、しかも前記加圧部品は、前記ステータの設置に使われた固定座をさらに含み、
前記固定座は、前記シリンダ軸を通すための貫通孔を備えることを特徴とする請求項５に記載のホットプレス。
【請求項８】
前記ムーバと前記溶接ヘッド部品との間に設けられた微調整用水平定位座をさらに含み、
前記微調整用水平定位座は、前記溶接ヘッド部品の水平方向の作動角度を微調整するために使用されることを特徴とする請求項３に記載のホットプレス。
【請求項９】
前記加圧部品は、前記ステータを設置するための固定座と、前記ムーバを安定して前記ステータに対して直線的にスライドするスライダモジュールとをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のホットプレス。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ホットプレス機の構造改良、特に、特に熱圧力量を正確に制御できるホットプレスを提供する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な電子製品の体積は次第に小型化、薄型化、および曲面化しており、関連するマイクロ回路基板とマイクロ電子部品との間の組み立て作業は、従来の溶接プロセスと、異なっている。新時代の溶接作業のニーズに応えて、溶接プロセスをいかに迅速に、正確にそして安定的に実施するかは、業界が克服しなければならない問題である。
【０００３】
従来のホットプレス溶接技術の関連設備は、特許文献１「ホットプレスモジュールの改良とそれに応用される高速ホットプレス機器」に記載されている。
しかし、熱源を提供する技術に加えて、より高度な加工産業に応用される場合、ホットプレス工程における圧力制御をさらに改善しなければならない。
【０００４】
さらに、熱源を提供することに加えて、圧合もまた非常に重要な作業である。ホットプレス業界における最新の技術では、製品の組合圧力を与える極めて小さい力を制御するために、動力源は、サーボモータによって提供される。
サーボモータの動作原理は、モーターシャフトに関連するトランスミッションギア部品（例えば、カップリング、ギア、ベルト等）によって、ネジを回転させて、ネジ関連機構を制御して正確な変位を実行する。言い換えれば、ホットプレス操作の圧力を直接に制御する代わりに、ネジの回転数を通して関連機構の推進行程を制御する。
最初にこれらの行程を正確に計算する必要がある。ネジの加工や組み立ての誤差を除き、誤差を把握するのが難しいことに加えて、光学スケールを習得することも困難である。
しかし、歩留まりは現在ボトルネックとなっており、主な問題は加熱されたハンダが液体状態であることであり、表面張力の他に温度差膨張比などの問題がある。言い換えれば、サーボモータは正確な推進距離を提供することができて、分割数が最も精密なサーボモータと光学スケールの正確な校正の下で、μｍレベルの精度を達成することは難しくないが、連続急速大量の加工生産する場合、それぞれの異なる加工品にある液体ハンダの高さは、異なる可能性がある。
加工品固定機構の移動距離も低下する可能性があり、ホットヘッドが製品に接近すると熱が錫に与えられ、錫が溶融して液状になると、その高さが変わり、この時各製品の高さの違いは、変わる。
【０００５】
コントローラでサーボモータが正確の工程を提供することを制御するのは、難しくないが、各加工品に必要なホットプレス工程が異なり、変化がある場合、固定式設定の正確な工程によって、もたらされる歩留まりの向上は、非常に限られている。
ホットプレスの最も重要なプロセスは、正確な接合圧力を接触させて加えることである。サーボモータが同じ推進工程を提供して、異なる加工品に使用される時、不規則な溶接、不規則な過剰圧力または不規則な火傷が容易に生成する。
コントローラを介して推進工程を力モードに変換すると、加工品をホットプレスするのに必要な力は、通常１．５ｋｇ以内である。しかし、ネジを回転させるだけでなく、製品を圧合するための小さな力を制御する場合、ネジと関連する鋼球部材との間に間隙が存在して、駆動の瞬間に、過剰な力の現象を生み出しやすい。これは、サーボモータでホットプレス工程を制御する時に、発生する技術的なボトルネックである。
以上に鑑みて、考案者は、いかにホットプレス操作に必要な正確なホットプレス圧力を提供できるかについて研究を重ね、ホットプレス作業の歩留まりをさらに向上させた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】台湾実用新案第Ｍ３９６２００号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
本考案の主な目的は、正確に設定することができ、しかも低エラーのホットプレス圧力を提供して、それにより、ホットプレス作業の歩留まりが大幅に向上するホットプレスを提供することである。
上記の目的を達成するために、本考案に関わるホットプレスは、ボイスコイルモータを備える加圧部品と、加圧部品に取り付けられた溶接ヘッドを備える溶接ヘッド部品とを含む。
前記ボイスコイルモータは、ステータと、前記ステータに対して直線変位可能なムーバとを備える。
前記溶接ヘッド部品は、相対的に前記ムーバに固定されて、また前記ムーバの線形変位方向は、前記溶接ヘッドの変位方向と同じであるため、前記ムーバを利用して、前記溶接ヘッドのホットプレス操作に必要な圧力と移動距離を直接調整できる。
【０００８】
好ましくは、溶接ヘッドの中心位置は、ムーバと同心円状に配置されている。このとき、ムーバによって溶接ヘッドに与えられる力は、より正確で直接的である。
【０００９】
好ましくは、ホットプレスを実施する時は、さらに、前記ステータに取り付け用の昇降部品を含み、または、前記昇降部品の中心位置は、ステータと同心円状に配置される。
好ましくは、前記昇降部品は、機械テーブルに取り付けられた固定シリンダと、この固定シリンダに対して往復移動する昇降台座とを含む。
好ましくは、前記加圧部品は、前記昇降台座に相対的に固定されて、前記昇降台座によって、前記加圧部品の作業位置を制御する。
好ましくは、前記固定シリンダは、電動シリンダである。
好ましくは、前記固定シリンダは、シリンダ軸を設けて、しかも前記加圧部品は、さらに前記ステータの設置に使われた固定座を含む。前記固定座は、前記シリンダ軸を通すための貫通孔を備える。
以上により、前記加圧部品を自動的にかつ迅速に最適な作業位置に移動させるほか、ホットプレスが作動する時、より安定できて、それによって、ホットプレス作業の品質を向上させる。
【００１０】
好ましくは、前記ホットプレスを実施する時、さらに、前記ムーバと前記溶接ヘッド部品との間に設けられた微調整の水平定位座を含む。
前記微調整用水平定位座は、前記溶接ヘッド部品の正確な水平方向の作動角度を微調整するために使用される。このため、前記各溶接ヘッド部品が好ましい定位状態を呈することができる。
【００１１】
好ましくは、前記加圧部品は、さらに前記ステータを設置するための固定座と、前記ムーバを安定して前記ステータに対して直線的にスライドするスライダモジュールとを含む。
【００１２】
従来技術と比較して、本考案のホットプレスは、ボイスコイルモータでホットプレス作業の圧力を提供するものである。提供された工程は、直接且つ直線的な推進ムーバであるので、伝動機構を追加設定する必要はない。
磁性鋼の永久磁界は、ボイスコイルモータ内の励磁コイルによって生成された磁極と相互作用して、安定して正確な工程を提供して、安定した推進力を提供する。これにより、ホットプレスモジュールをよりコンパクトにし、変換効率がより高く、より直接的になるようにする。
現有のボイスコイルモータの工程定位精度は、１０ＮＭに容易に到達することができる。また、マイクロ圧力制御は、０．２±０．０１ｋｇ以内に達するようにできる。よって、伝動機構のエネルギー消費量を通させる必要がない。
また、伝動隙間による過剰な起動推力の問題を回避することができ、それによりホットプレス作業中の不規則な圧力によって引き起こされる不規則な溶接、不規則な過剰圧力または不規則な燃焼の問題を改善することができる。
ホットプレス作業の工程は、より正確になり、ホットプレス作業は、最良の調整および制御効果を得ることができ、またそれによってホットプレス品質および歩留まりを大幅に向上する。
【００１３】
本考案の他の特徴は、ボイスコイルモータが精密光学レンズのフォーカス工程調整または精密工程制御を必要とする他の機器に応用され得ることが、一般的なボイスコイルモータは、ホットプレス作業のために設計されていない。
本考案の構造設計では、特に溶接ヘッドの中心がボイスコイルモータのムーバと同心円状に配置されている（ムーバとボイスコイルモータのコイルとが同心円状に配置されている）ため、溶接ヘッドに最も直接的で正確なホットプレス圧力を提供することが可能である。これも、本考案のホットプレス歩留まりを改善するための重要な革新的技術である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本考案の好ましい実施形態の斜視図である。
【図２】本考案の好ましい実施形態の部分の部品分解斜視図である。
【図３】本考案の好ましい実施形態の加圧部品と溶接ヘッド部品との組合を示す斜視図である。
【図４】本考案の好ましい実施形態の加圧部品と溶接ヘッド部品との他の組合を示す斜視図である。
【図５】本考案の好ましい実施形態の加圧部品と溶接ヘッド部品との分解斜視図である。
【図６】本考案の好ましい実施形態の加圧部品と溶接ヘッド部品との断面図である。
【図７】本考案の好ましい実施形態による溶接ヘッドとステータの同心配置を示す概略斜視図である。
【図８】本考案の好ましい実施形態の組み立て位置を示す概略斜視図である。
【図９】本考案の好ましい実施形態による機械テーブルに取り付けられた外観を示す斜視図である。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
図１と図２に本考案の好ましい実施形態の斜視図と部分の部品分解図を示す。本考案のホットプレス１は、加圧部品１０と、加圧部品１０に取り付けられた溶接ヘッド部品２０と、加圧部品１０を取り付けるための昇降部品３０と、加圧部品１０と溶接ヘッド部品２０との間に設けられた微調整の水平定位座４０と、を含む。
複数の昇降部品３０を機械テーブルに配置することによって、複数のホットプレス１を迅速にかつモジュール式に機械テーブル１００に取り付けることができて、それによって、ホットプレス操作に役立つ。取り付け位置は、図８と図９に示す。
【００１６】
図１〜図７を参照する。加圧部品１０は、ボイスコイルモータ１１を含み、ボイスコイルモータ１１は、ステータ１１１と、ステータ１１１に対して直線変位可能なムーバ１１２とを備えて、加圧部品１０は、さらにステータ１１１を設置するための固定座１２と、ムーバ１１２を安定してステータ１１１に対して直線的にスライドするスライダモジュール１３とを含む。
ボイスコイルモータ１１の動作原理は、関連する制御回路を通して、内部に設けられたコイル１１５を駆動してムーバ１１２の推力を提供する。本実施形態のコイル１１５は、ムーバ１１２の上方に配置されていて、ボイスコイルモータ１１の動作原理は、従来技術であるため、ここでは説明を省略する。
【００１７】
溶接ヘッド部品２０は、溶接ヘッド２１と、溶接ヘッド２１を固定するための複数のクランプ２２と、溶接ヘッド２１が放熱するための複数の放熱ブロック２３と、クランプ２２および放熱ブロック２３を固定するための溶接ヘッド座２４とを含む。
【００１８】
昇降部品３０は、ステータ１１１を取り付けるために設けられており、主に、機械テーブル１００に取り付けられた固定シリンダ３１と、この固定シリンダ３１に対して往復移動する昇降台座３２とを含む。加圧部品１０は、昇降台座３２に相対的に固定されて、昇降台座３２によって、ステータ１１１を駆動して、加圧部品１０の作業位置を制御しており、加圧部品１０が予め設定された作業位置に到達した後、ムーバ１１２の作動を制御することによって、ホットプレス作業に役立つ。本実施形態の固定シリンダ３１は、電動シリンダであり、ここの固定シリンダ３１のシリンダ軸３１１は、固定座１２に設けられた貫通孔１２０を貫通している。
【００１９】
微調整の水平定位座４０は、加圧部品１０と溶接ヘッド部品２０との間に設けられており、その一側は、ムーバ１１２に接続されて、他の一側は、溶接ヘッド座２４に接続されているため、微調整の水平定位座４０が、溶接ヘッド部品２０を正確に調整することに役に立つ。
【００２０】
本考案では、ボイスコイルモータ１１によって提供されたホットプレス操作の圧力をより正確にさせるために、実施する時、特に溶接ヘッド２１の中心位置とムーバ１１２の中心位置（即ちコイル１１５の中心）を同心円状に配置させる。この目的は、ムーバ１１２の正確な推力を直接かつ余分な作業を要しない方法で溶接ヘッド２１に伝達できることにあり、それによって、ムーバ１１２が出している圧力の正確さを向上できる。
もちろん、ホットプレス１の精密な圧力制御効果を高めるために、昇降部品３０の中心（即ち、シリンダ軸３１１の中心）をステータ１１１と同心円状に配置してもよい。これにより、ホットプレス１が工作物にホットプレス作業を行う際に、関連する力の伝達がより安定することになり、ゆがみや振動がないため、最適な圧力制御作用効果が得られる。
【００２１】
以上をまとめると、本考案は、従来技術を改良したものであり、主に、ボイスコイルモータ１１が正確で安定した押圧力を提供できるという特性をホットプレス溶接業界に適用することによって、従来技術にサーボモータでは正確な圧力が得られない問題を大幅に改善するものである。
そして、実施に際しては、溶接ヘッド２１の中心位置とムーバ１１２の中心位置を同心円状に配置しており、また、ムーバ１１２による精密な押圧力を安定に溶接ヘッド２１に伝達することができるため、エア溶接の不規則な溶接、不規則な過圧、または、不規則なやけどを完全に避けることができる。
なお、上記の実施形態は、本考案の好ましい実施形態を例示するものであり、本考案の範囲を限定することを意図するものではない。
【符号の説明】
【００２２】
１    ホットプレス
１０    加圧部品
１１    ボイスコイルモータ
１１１    ステータ
１１２    ムーバ
１１５    コイル
１２    固定座
１３    スライダモジュール
２０    溶接ヘッド部品
２１    溶接ヘッド
２２    クランプ
２３    放熱ブロック
２４    溶接ヘッド座
３０    昇降部品
３１    固定シリンダ
３１１    シリンダ軸
３２    昇降台座
４０    微調整用水平定位座
１００    機械テーブル
１２０    貫通孔
【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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