JP2008075795A - 吸盤シート - Google Patents

Abstract

【課題】吸着力は充分であるが、特定の方向から力を加えると容易に吸着を解除できる吸盤シートの実現。
【解決手段】板状支持体１上に、その面との傾斜角を減少させる方向に曲げても力を取り除くと復元する変形弾性を有する板状弾性体３を傾斜させて立設し、その周囲を、ゴム状弾性を有する弾性体２で形成した壁で囲い、壁の頂面は、相手方平面４に密着し易いように同一平面に揃うようにする。ゴム状弾性体２の弾性伸縮性は、板状支持体１や板状弾性体３の伸縮性よりも大なるものとする。これにより、吸着させるときと解除時の操作が容易になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、結合しようとする相手方に吸着させることにより、コネクタ間の電極間接続を行ったり、平面ボードにシート状の貼付物を貼り付けたり、壁面に掛け具等を固定したりする場合に用いる吸盤シートの技術分野に属する。

従来、吸着を利用したコネクタ電極接続技術としては、第１の基体の接続点に、導電性ゴム状弾性体からなり、接続相手方に対面する対面部に開口空洞を有する吸盤となっている端子部を設け、接続時は、第２の基体の電極に吸盤を押し付けて空洞内の空気を排出させて減圧し外気圧との差圧によって端子部を電極に吸着させ電気的接続を得るというものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、半導体パッケージをソケットまたは印刷回路基板に実装するものとして、ＬＧＡ（Land Grid Array)ソケットの上面の外周部にＬＧＡとソケットとを接続するための吸着部材が設けられ、ＬＧＡをソケットに接続する場合は、ＬＧＡをソケットの上面に押し付けることにより、ＬＧＡとソケットとの間に形成される空間にて、内部の空気が外部に押し出され、内部の気圧が低下することにより、ＬＧＡとＬＧＡソケットとが吸着され、固定接続されることになるというものがある（例えば、特許文献２参照）。

平面ボードにシート状の貼付物を貼り付ける場合の吸盤シートとしては、ポリ塩化ビニール、合成紙等の貼付材の裏面等にポリ塩化ビニール樹脂系の吸盤素材をスクリーン印刷等の方法により微細な網目状の吸盤型の連続紋様を印刷して貼付材に吸盤層を設置した吸盤付シートや、ポリオレフィン系、その他樹脂シートまたはフィルム等の貼付材を、掲示板、窓ガラス等に接着する面に微細な網目状の吸盤層を印刷等の方法により設置するために、その素材に適するエポキシ樹脂系その他の樹脂等のインキにて吸盤層の接着層を印刷し、その接着層の表面に微細な網目状の吸盤層を印刷等の方法により設置した吸盤付シートなどがある（例えば、特許文献３参照）。

壁面に掛け具等を固定したりする場合に用いる吸盤の装着構造としては、吸盤を収納可能な取付本体と、取付本体の中央部から突出開口し、先端にスリ割を設けるとともに内側環状突起を設けた筒状部と、吸盤の中央部から直角に伸び、筒状部より突出するスリーブと、スリーブの先端に取り付けた押ボタンと、押ボタンと取付本体との間に介装されたコイルスプリングと、押ボタンの外周に設けた外側環状突起と、からなり、押ボタンがコイルスプリングによって飛び出してしまわないように、外側環状突起は内側環状突起と係止するようになっており、吸盤を壁に吸着させようとするときには、吸盤を壁面に当てて押ボタンを押すと吸盤と壁の間の空気が排出され、押ボタンから手を離すとコイルスプリングが取付本体に対して吸盤を引き上げようとするので吸盤内が減圧されて吸着するというものである（例えば、特許文献４参照）。
特開２００４−１７２０５１号公報（図１、図２） 特開２００１−７７２４９号公報（［００１９］、図１〜図４） 実開平７−３９０７２号公報（図１、図２） 特開２００６−６４１６８号公報（［００１５］、［００１６］、図１、図２）

前記従来の各吸着手段は、その吸着力が充分であり、吸着が面的に一様であるため、逆に、剥がそうとする場合、吸着面のどの方向から剥がそうとしても一様に剥がしにくいという問題がある。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、吸着したときの吸着力は充分であるが剥がそうとするときには或る方向から力を加えることによって容易に剥がれる吸盤シートの実現を課題とするものである。

本発明は、上記の課題を解決するために、次の各手段構成を有する。
本発明の第１の構成（基本構成）は、板状支持体上に、その面との傾斜角を減少させる方向に力を加えても立ち直る変形弾性を有する板状弾性体を１個以上傾斜させて立設し、その周囲を板状支持体上に設けたゴム状弾性を有する弾性体からなる壁で囲い、壁頂面は全周に渡って同一面で平面に対し密着性があることを特徴とする吸盤シートである。

本発明の第２の構成は、前記第１の構成において、複数の板状弾性体が同方向に傾いていることを特徴とする吸盤シートである。

本発明の第３の構成は、前記第１の構成又は第２の構成において、板状弾性体の先端が壁頂面より出ていることを特徴とする吸盤シートである。

本発明の第４の構成は、前記第１、第２、第３のいずれかの構成において、壁の弾性伸縮性が板状支持体および板状弾性体の弾性伸縮性よりも大であることを特徴とする吸盤シートである。

図４は本発明の吸盤シートの基本構成と原理を示す図である。
即ち、板状支持体１上（図では下面側）に板状弾性体３が傾斜させて固定立設されており、傾斜角φが減少する方向、即ち先端５を板状支持体１へ近付けて寝かせるように力が加えられて図の（ａ）の点線で示されるように傾斜角φが小さくなっても力を解放すると実線の位置へ戻る復元弾性を有している。
また、この板状弾性体３を囲むようにゴム状弾性体２の壁が設けられている。図４の（ａ）では断面的に示されているので左右２箇所に示されているが、紙面の向う側も手前側も連続して板状弾性体３を取り囲んでいる。

このような構造のものを、まず吸着させる場合について述べる。
図４の（ｂ）のように平面４上に配置して上から力Ｆを加えてゴム状弾性体２を圧縮変形させると、板状支持体１、ゴム状弾性体２および平面４で囲われる内部空間６は、力Ｆを加えない時よりも空気が排出されて圧縮されゴム状弾性体２が平面４に密着するため密封空間になるとともに、板状弾性体３も、板状支持体１と平面４との間隔が小さくなったことにより傾斜角φは小さくなる。

しかし、この板状弾性体３は傾斜角φが元の大きな角になる方向に復元しようとする弾性力を出しているので、これにより板状支持体１と平面４との間隔を拡げようとする力を出している。このため、上から押している力Ｆを除去すると板状支持体１は板状弾性体３の復元力により押し上げられる。押し上げられると密封された内部空間６はその容積が大きくなるので減圧されて行き、それに応じて外気側からは板状支持体１を押し下げようとする力（外圧）が加わるが、この力と板状弾性体３が押し上げようとする復元力と釣り合うところまで押し上げて平衡を保ちその状態における減圧に対応する外気圧によって押圧されて吸着状態を維持することになる。

次に吸着を剥がす場合について述べる。
板状支持体１を、吸着力を越える力で上へ引き上げると剥がれることは当然であるが、それより小さい力では剥がれない。
このような吸着状態を無理なく剥がすには板状支持体１を押し下げて内部空間６の減圧状態を弱めるか解消するかして引き上げることが必要である。
今、図４の（ｂ）の吸着状態に対して（ｃ）のように右から左上向きの力Ｆ_１を加えた場合、その分力は分力ｆ_１と分力ｆ_２となり、点Ａを支点として板状支持体１を押し上げる方向の力のみとなる。Ａが支点とならない場合には、力Ｆ_１は水平方向と垂直上方向きの分となり、やはり板状支持体を押し下げる力は生じない。従って単なる上向きの力や右側から左側上方向きの力では吸着力を上回る力でなければ剥がれないことになる。

以上に対して、（ｄ）のように、左方から板状弾性体３の傾斜角φより小さい角度で左側から右上へ向う力Ｆ_２を加えるとその分力は分力ｆ_３と分力ｆ_４となり、このうち分力ｆ_４は板状支持体１を押し下げる力となり、これにより内部空間６が小さくなって減圧状態が弱くなるかゼロになる一方、分力ｆ_３によって板状支持体１が右上方へ移動されることにより吸着状態が解消されることになる。

このように、本発明の吸着シートは、板状支持体１上でゴム状弾性体２で囲われた部分に、傾斜角が小さくなる方向に力が加えられて傾斜変形しても力を除くと復元する弾性を有する板状弾性体３を傾斜させて立設させているので、板状弾性体３が平面４に接している側の方から板状支持体１に立設している側の方へ向けて傾斜上向きの力を加えると吸着状態を容易に解除できるという効果がある。

本発明の第２の構成では、複数の板状弾性体が同じ方向に傾けて設けられているので板状支持体１を押し上げる力が大きくなり、吸着時における内部空間内の減圧度が大きくなり、その分だけ吸着度が強くなる。吸着解除に要する力も板状弾性体の数に応じて大きくなるが、元々他方向からの解除に較べて、解除に要する力が小さいから、板状弾性体の数が増えても解除が容易であることに変わりはない。

本発明の第３の構成では、板状弾性体の先端が壁頂面（平面４に接する面）より出ているので、吸着による板状弾性体３の傾き変形が大きくなり、その分だけ復元力が大となり減圧度が大きくなるので吸着力が増加するという効果がある。

本発明の第４の構成では、壁の弾性伸縮性が板状支持体や板状弾性体の弾性伸縮性よりも大きいので、内部空間を外気と遮断し密閉するための変形は壁の変形のみで達成されるという効果がある。

本発明の実施においては、板状弾性体は曲げ変形弾性を有する板ばねを用いるのが最良である。
ゴム状弾性体としては柔軟性のある合成ゴムが最良である。板状支持体は剛体を用いるのが最良である。
板状弾性体の先端は、吸盤シートを平面に押し付けた際に傾斜の変化に伴う移動が円滑になるよう曲面接触とするのが最良である。

以下、本発明の吸盤シートの実施例を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の吸盤シートの第１の実施例の構造図である。（ａ）は吸着面側から見た平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
板状支持体１に板状弾性体３が複数個（図では４個）同じ向きに傾斜させて立設されている。
この複数の板状弾性体３を囲むようにゴム状弾性体２が壁状に立設されている。板状弾性体３は（ｂ）の傾斜から更に倒す方向に力を加えて傾斜させても、押し返して元に戻ろうとする弾性反発力を有しており、力を除くと（ｂ）の状態に戻る。
ゴム状弾性体２は、高さ方向の押圧力を加えると圧縮変形し、押圧力がなくなると元の形状に戻る。（ｃ）は、（ａ）、（ｂ）で示される吸盤シートを平面４に吸着面を当接させ押圧力（図では板状支持体１を下方に押す力）を加えて吸着させ押圧力を除いた後の吸着状態を示している。

押圧力を加えた時にゴム状弾性体２は圧縮変形して高さが短くなり、板状弾性体３は（ｂ）の状態より更に寝る方向に傾斜する。その結果、内部空間６の容積は押圧力を加える前よりも小さくなりその分内部の空気が排出される。このとき、ゴム状弾性体２の下面は平面４に押し付けられ、よく密着しているので内部空間６は密閉状態にある。この状態で押圧力を除去すると、板状弾性体３が元の傾斜に戻ろうとして板状支持体１を押し上げる。このため内部空間６は拡がるので減圧状態となり、外気圧に押圧され平面４に対し吸着状態となる。

このような吸着状態を解除しようとするときは、板状弾性体３の傾斜角φよりも小さい角度の斜め上向きの力Ｆ_２を加えると、その分力ｆ_４によって板状弾性体３を寝せる方向に作用し、板状支持体１が下がって内部空間の容積を小さくし減圧状態を弱めるとともに、その状態で分力ｆ_３によって板状支持体１を斜め上へ移動させるので容易に吸着状態を解除できる。

これに対して（ｃ）の右側の方から上向き成分を含む力を加えた場合には、板状弾性体３に対して分力ｆ_３のような力はかからないので、結局は吸着力を越える向きの力を加えなければ吸着状態を解除できない。これは従来の吸盤と同じである。
本願発明の吸盤シートは、板状弾性体を傾斜させて立設しているため、（ｃ）における左側からのように、特定の方向からは吸着状態が容易に解除できるという特徴がある。

なお、図１では吸着前の板状弾性体３の先端とゴム状弾性体２の先端の高さは揃っているが、板状弾性体３の先端をゴム状弾性体の先端より出すことにより、吸着させた場合の板状弾性体の復元力は強くなるので吸着力が大きくなる。また、ゴム状弾性体３は、吸着相手の平面と密着して、内部空間の密閉性を維持しなければならないものであるところから、板状支持体１や板状弾性体３よりも弾性伸縮性の大きいものが用いられる。

図２は、図１の吸盤シートを電極接続に適用した構成図である。
まず、第１電極７に板状支持体１側を固着し、第２電極８には吸着相手である平面４を固着している。図２は、吸盤の吸着によって、第１電極７と第２電極８が接触面９で接触維持されている状態を示している

図３は、本発明吸盤シートの第２の実施例の平面図である。
大きな板状支持体１に、図１におけるような板状弾性体３とゴム状弾性体２を複数組配列したものである。

本発明の吸盤シートの第１の実施例の構造図である。 図１の吸盤シートを電極接続に適用した構造図である。 本発明の吸盤シートの第２の実施例の構造図である。 本発明の吸盤シートの基本構成と原理を示す図である。

符号の説明

１ 板状支持体
２ ゴム状弾性体
３ 板状弾性体
４ 平面
５ 先端
６ 内部空間
７ 第１電極
８ 第２電極
９ 接触面

Claims (4)

1. 板状支持体上に、その面との傾斜角を減少させる方向に力を加えても立ち直る変形弾性を有する板状弾性体を１個以上傾斜させて立設し、その周囲を板状支持体上に設けたゴム状弾性を有する弾性体からなる壁で囲い、壁頂面は全周に渡って同一面で平面に対し密着性があることを特徴とする吸盤シート。
2. 複数の板状弾性体が同方向に傾いていることを特徴とする請求項１記載の吸盤シート。
3. 板状弾性体の先端が壁頂面より出ていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の吸盤シート。
4. 壁の弾性伸縮性が板状支持体および板状弾性体の弾性伸縮性よりも大であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の吸盤シート。

Images