JP2009021292A - スペーサの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】肉厚が均一で、両端の研磨加工工程を不要とし、高さ精度の高いスペーサを得るためのスペーサの製造方法を提供する。
【解決手段】両面をスペーサとしての円筒体５５の長さに相当する厚さに板材５０を形成する板材形成工程と、このような厚さに形成された板材５０ａに円筒体５５の内周にそれぞれ相当する内周用孔５２を複数形成する内周孔形成工程と、内周用孔５２と同心状に円筒体５５の外周にそれぞれ相当する外周用孔５３を複数形成する外周孔形成工程とを備え、板材５０ａから円筒体５５を取り出すようにする。
【選択図】図７

Description

本発明は、スペーサの製造方法の技術分野に属し、特に電磁誘導作用を用いた非接触式の給電装置又は受電装置において回路基板とカバーシートとの間に配置されるスペーサの製造方法の技術分野に属する。

従来、高い高さ精度が要求される円筒体からなるスペーサを製造するには、まず図８（Ａ）に示すように中実の丸棒材１を用意し、この丸棒材１の中央をドリルによって同図（Ｂ）に示すように孔あけ加工して長尺の円筒体２を形成した後、同図（Ｃ）に示すように長尺の円筒体２を所定の長さに切断して複数の円筒体３を形成する。次いで、同図（Ｄ）に示すように複数の円筒体３の両端を研磨加工して高さ精度の高い円筒体４を形成している。

また、上記のような円筒体を例えば特許文献１に開示された発明のように射出成型や押出成型により製造する方法もある。
特開２００１−０６７９６０号公報

ところで、図８（Ａ）〜（Ｄ）に示す従来技術では、丸棒材１の中央をドリルによって孔あけ加工して長尺の円筒体２を形成する際、外周面と内周面との中心が一致し、かつ肉厚が長手方向に亘って均一に製作することが困難である。また、上記従来技術では、長尺の円筒体２を所定の長さに切断して複数の円筒体３を形成する際、円筒体３の両端にバリが発生し、その両端を研磨加工しないと高さ精度の高い円筒体が得られないという問題がある。

また、特許文献１に開示された発明のように射出成型により製造する場合には、金型が必要であるため、費用が嵩むとともに、円筒体の両端にバリが発生し、その両端を研磨加工しないと高さ精度の高い円筒体が得られないという問題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、肉厚が均一で、両端の研磨加工工程を不要とし、高さ精度の高いスペーサを得るためのスペーサの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、両面をスペーサとしての円筒体の長さに相当する厚さに板材を形成する板材形成工程と、前記板材に前記円筒体の内周にそれぞれ相当する内周用孔を複数形成する内周孔形成工程と、前記内周用孔と同心状に前記円筒体の外周にそれぞれ相当する外周用孔を複数形成する外周孔形成工程とを備え、前記板材から前記円筒体を取り出すことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のスペーサの製造方法において、前記円筒体を軸方向に二つ割りしてスペーサとしての半円筒体を形成する半円筒体形成工程をさらに備えることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載のスペーサの製造方法において、前記板材形成工程は、前記板材を切削加工及び研磨加工により平面加工することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１に記載のスペーサの製造方法において、前記内周孔形成工程は、前記板材にドリルにより前記内周用孔を複数形成することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１に記載のスペーサの製造方法において、前記外周孔形成工程は、前記板材にホールソーにより前記外周用孔を複数形成することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項４又は５に記載のスペーサの製造方法において、前記ドリル及び前記ホールソーが複数設けられ、前記内周孔形成工程及び前記外周孔形成工程が一定のピッチで連続して行われることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項１又は２に記載のスペーサの製造方法において、前記円筒体及び前記半円筒体は、電磁誘導作用を用いた非接触式の給電装置又は受電装置において回路基板とカバーシートとの間に配置されるスペーサとして用いられることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、両面をスペーサとしての円筒体の長さに相当する厚さに板材を形成する板材形成工程と、板材に円筒体の内周にそれぞれ相当する内周用孔を複数形成する内周孔形成工程と、内周用孔と同心状に円筒体の外周にそれぞれ相当する外周用孔を複数形成する外周孔形成工程とを備えることにより、板材から円筒体を取り出すことにより、予めスペーサとしての円筒体の長さに相当する厚さに板材を形成しておくので、両端の研磨加工工程を不要とし、高さ精度の高いスペーサを得ることができる。また、内周用孔を形成した後に外周用孔を形成するので、円筒体の肉厚を均一にすることができる。

請求項２に係る発明によれば、円筒体を軸方向に二つ割りしてスペーサとしての半円筒体を形成する半円筒体形成工程をさらに備えることにより、半円筒体の肉厚が均一で、両端の研磨加工工程を不要とし、高さ精度の高い半円筒状のスペーサを得ることができる。

請求項３に係る発明によれば、板材形成工程は、板材を切削加工及び研磨加工により平面加工することにより、両端の研磨加工工程を不要とし、高さ精度の高いスペーサを得ることができる。

請求項４に係る発明によれば、内周孔形成工程は、板材にドリルにより内周用孔を複数形成することにより、肉厚が均一なスペーサを得ることができる。

請求項５に係る発明によれば、外周孔形成工程は、板材にホールソーにより前記外周用孔を複数形成することにより、肉厚が均一なスペーサを得ることができる。

請求項６に係る発明によれば、ドリル及びホールソーが複数設けられ、内周孔形成工程及び外周孔形成工程が一定のピッチで連続して行われることにより、高さ精度の高いスペーサを量産することが可能となる。

請求項７に係る発明によれば、円筒体及び半円筒体は、電磁誘導作用を用いた非接触式の給電装置又は受電装置において回路基板とカバーシートとの間に配置されるスペーサとして用いられることにより、回路基板とカバーシートとの間に非導電性の充填材を充填する際、カバーシートに撓み等の変形が生じることなく、給電装置又は受電装置のカバーシートを平坦に仕上げることができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。

なお、以下に説明する実施形態は、ポスターとして用いられる平面ディスプレイとしての有機ＥＬディスプレイ（以下、単にディスプレイと称する）が掲示される壁面に設置される受電装置、この受電装置にディスプレイ駆動用の電力を供給する給電装置のそれぞれにおいて、回路基板とカバーシートとの間に配置されるスペーサを製造する方法に対して本発明を適用した場合の実施形態である。

まず、図１及び図２に基づいて受電装置７の構造について説明する。

図１及び図２に示すように、受電装置７は、全体が矩形平板状に形成されており、一隅に配置され、かつ図示しないディスプレイに接続されるリード線１５及びデータ信号を送受信する導線１６と、エポキシ樹脂にガラス不織布を織り込んで積層プレスして作られたガラスエポキシ樹脂の他、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂等の合成樹脂により成形されたカバーシート１７と、後述するポット型コアを介してカバーシート１７に対向して配置され、ガラスエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂により略正方形の薄板状に形成された回路基板１８と、カバーシート１７と回路基板１８との間で他側に配置された受電コアとしてのポット型コア１９と、このポット型コア１９に形成された溝に装着された受電コイル２０と、を備えて構成されている。

また、受電装置７は、受電コイル２０に接続される受電部と受電回路とからなる受電回路部２１と、この受電回路部２１とリード線１５及び導線１６との間に配置された駆動部からなる昇圧部２２と、ポット型コア１９の両側にそれぞれ配置され、ポット型コア１９と同一の設置高さでＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂等の合成樹脂から円筒状に形成された４つの導光管２３と、を備えて構成されている。

さらに、受電装置７は、図１及び図２に示すようにカバーシート１７と回路基板１８との間において、リード線１５及び導線１６側の隅角部に単独で自立可能であって、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂等の合成樹脂から円半円筒状に形成されたスペーサ２４が配置されている。このスペーサ２４は、図３に示すようにポット型コア１９の設置高さと同一高さに設定され、具体的には高さが２．６ｍｍである。

そして、スペーサ２４が配置された隅角部と対称となる隅角部には、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂等の合成樹脂から形成された図４に示す円筒状のスペーサ２５が配置されている。このスペーサ２５も同様にポット型コア１９の設置高さと同一高さに設定されている。また、図１では、半円筒状のスペーサ２４を１つだけ配置した場合について示したが、これに限らず多数分散して配置するようにしてもよい。

また、カバーシート１７と回路基板１８との間は、各構成要素を位置決め固定するためにウレタン樹脂等の非導電性の充填材２６で充填されている。このとき、ポット型コア１９、スペーサ２４，２５及び４つの導光管２３によりカバーシート１７と回路基板１８との間隔が一定に保持される。これにより、ポット型コア１９及び４つの導光管２３は、スペーサ２４，２５とともに充填材２６を充填する際のスペーサとしての機能も有することになる。

さらに、４つの導光管２３のうち、その２つには、広角型のフォトトランジスタ２７，２７がそれぞれ収納配置され、他の２つには広角型のＬＥＤ（発光ダイオード）２８，２８がそれぞれ収納配置されている。フォトトランジスタ２７，２７は、図示しないディスプレイに表示する画像データを給電装置８から非接触にて受信し、ＬＥＤ２８，２８は、給電装置８から送信された画像データに誤りがないこと等を確認し、その確認データを給電装置８に送信する。

４つの導光管２３は、充填材２６に充填される前にその一端が回路基板１８に接着され、他端がカバーシート１７に接着されることで、４つの導光管２３は回路基板１８及びカバーシート１７の双方に固定されている。スペーサ２４，２５も同様に、充填材２６に充填される前にその一端が回路基板１８に接着され、他端がカバーシート１７に接着されることで、スペーサ２４，２５は回路基板１８及びカバーシート１７の双方に固定されている。

なお、カバーシート１７は、フォトトランジスタ２７，２７及びＬＥＤ２８，２８の送受信を行う際に赤外光を透過させる材料により構成されている。

次に、図５及び図６に基づいて給電装置８の構造について説明する。

給電装置８は、受電装置７と同様の外形構造からなり、全体が受電装置７より広い矩形平板状に形成されており、一隅に配置されるリード線３１及びデータ信号を送受信する導線３２と、エポキシ樹脂にガラス不織布を織り込んで積層プレスして作られたガラスエポキシ樹脂の他、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂等の合成樹脂により成形されたカバーシート３３と、後述するポット型コアを介してカバーシート３３に対向して配置され、ガラスエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂により長方形の薄板状に形成された回路基板３４と、カバーシート３３と回路基板３４との間で他側に配置された給電コアとしてのポット型コア３５と、このポット型コア３５に形成された溝に装着された給電コイル３６と、を備えて構成されている。

また、給電装置８は、給電コイル３６に接続される給電部、給電回路及び検出部からなる給電制御回路部３７と、リード線３１及び導線３２の近傍にそれぞれ配置され、ポット型コア３５と同一の設置高さでＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂等の合成樹脂から円筒状に形成された４つの導光管３８と、を備えて構成されている。

さらに、給電装置８は、カバーシート３３と回路基板３４との間において、給電制御回路部３７内の空きスペースに単独で自立可能であって、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂等の合成樹脂から半円筒状に形成されたスペーサ３９が複数分散して配置されている。このスペーサ３９は、スペーサ２４と同様、ポット型コア３５の設置高さと同一高さに設定され、具体的には高さが２．６ｍｍである。そして、スペーサ３９の近傍には、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂等の合成樹脂から形成された図４に示す円筒状のスペーサ４３が配置されている。このスペーサ４３も同様にポット型コア３５の設置高さと同一高さに設定されている。

また、カバーシート３３と回路基板３４との間には、受電装置７と同様に各構成要素を位置決め固定するためにウレタン樹脂等の非導電性の充填材４０で充填されている。このとき、ポット型コア３５、４つの導光管３８及びスペーサ３９，４３によりカバーシート３３と回路基板３４との間隔が一定に保持される。これにより、ポット型コア３５及び４つの導光管３８は、スペーサ３９，４３とともに充填材４０を充填する際のスペーサとしての機能も有することになる。

さらに、４つの導光管３８のうち、その２つには、広角型のフォトトランジスタ４１，４１がそれぞれ収納配置され、他の２つには広角型のＬＥＤ（発光ダイオード）４２，４２がそれぞれ収納配置されている。

４つの導光管３８は、充填材４０で充填される前にその一端が回路基板３４に接着され、他端がカバーシート３３に接着されることで、４つの導光管３８は回路基板３４及びカバーシート３３の双方に固定されている。スペーサ３９，４３も同様に、充填材４０に充填される前にその一端が回路基板３４に接着され、他端がカバーシート３３に接着されることで、スペーサ３９，４３は回路基板３４及びカバーシート３３の双方に固定されている。

なお、カバーシート３３は、フォトトランジスタ４１，４１及びＬＥＤ４２，４２の送受信を行う際に赤外光を透過させる材料により構成されている。

次に、本実施形態におけるスペーサ２５，４３及びスペーサ２４，４３の製造方法を図７（Ａ）〜（Ｅ）に基づいて説明する。

まず、図７（Ａ）に示すように、板材形成工程では、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂等の合成樹脂の板材５０を、切削加工することにより所定の寸法に設定された矩形平板状に切削加工する。

次いで、図７（Ｂ）に示すように、板材５０の上下両面を研磨加工することにより平面加工し、その上下両面を最終的に必要なスペーサ、例えばスペーサ２５，４３としての円筒体の長さに相当する厚さに形成する。ここで、平面加工された板材５０ａの平面度は、０．１ｍｍ以下に設定されている。

なお、板材５０ａは、成型品の平板材を使用すれば、予め所定の寸法に切削されるとともに、上下両面が研磨されているので、上記切削加工及び平面加工が不要になる。

さらに、図７（Ｃ）に示すように、内周用孔形成工程では、平面加工された板材５０ａにドリル５１等の穿孔手段により内周用孔５２を、一定間隔をおいて複数形成する。

続いて、図７（Ｄ）に示すように、外周用孔形成工程では、内周用孔５２と同心状に円筒体であるスペーサ２５，４３の外周にそれぞれ相当する外周用孔５３を平面加工された板材５０ａにホールソー５４により複数形成する。すなわち、複数の外周用孔５３は、それぞれ複数内周用孔５２と同心状の外周に形成される。

そして、複数の外周用孔５３が形成されると、図７（Ｅ）に示すようにスペーサ２５，４３としての複数の円筒体５５を平面加工された板材５０ａから取り出すことができる。この場合、板材５０ａから複数の円筒体５５を取り出すには、図示しない作業用ロボットを用いることができる。このようにして作製された円筒体５５は、スペーサ２５，４３の他、導光管２３，３８に適用することが可能である。

さらに、円筒体５５から半円筒状のスペーサ２４，３９を形成するには、図示しないカッターにより円筒体５５を軸方向に切断して二つ割りし、半円筒体５６を形成する。

このようにして形成された受電装置７の導光管２３、スペーサ２４，２５は、各一端が回路基板１８に接着され、各他端がカバーシート１７に接着されることで、導光管２３、スペーサ２４，２５をそれぞれ回路基板１８及びカバーシート１７の双方に固定することにより、カバーシート１７と回路基板１８との間に非導電性の充填材を充填する際、カバーシート１７に撓み等の変形が生じることなく、受電装置７のカバーシート１７を平坦に仕上げることができる。

同様に、給電装置８の導光管３８及びスペーサ３９，４３は、各一端が回路基板３４に接着され、各他端がカバーシート３３に接着されることで、導光管３８及びスペーサ３９，４３をそれぞれ回路基板３４及びカバーシート３３の双方に固定することにより、カバーシート３３と回路基板３４との間に非導電性の充填材を充填する際、カバーシート３３に撓み等の変形が生じることなく、給電装置８のカバーシート３３を平坦に仕上げることができる。

このように本実施形態におけるスペーサの製造方法によれば、両面を最終的に必要なスペーサとしての円筒体５５の長さに相当する厚さに板材５０ａを形成する板材形成工程と、板材５０ａに円筒体５５の内周にそれぞれ相当する内周用孔５２を複数形成する内周孔形成工程と、内周用孔５２と同心状に円筒体５５の外周にそれぞれ相当する外周用孔５３を複数形成する外周孔形成工程とを備え、板材５０ａから円筒体５５を取り出すことにより、予めスペーサとしての円筒体５５の長さに相当する厚さに板材５０ａを形成しておくので、金型で成型することなく、両端の研磨加工工程を不要とし、高さ精度の高いスペーサを得ることができる。また、内周用孔５２を形成した後に外周用孔５３を形成するので、円筒体５５の肉厚を均一にすることができる。

また、本実施形態によれば、円筒体５５を軸方向に二つ割りして半円筒体５６を形成する半円筒体形成工程をさらに備えることにより、半円筒体５６の肉厚が均一で、両端の研磨加工工程を不要とし、高さ精度の高い半円筒状のスペーサを得ることができる。

さらに、本実施形態によれば、板材形成工程は、板材５０を切削加工及び研磨加工により平面加工することにより、両端の研磨加工工程を不要とし、高さ精度の高いスペーサを得ることができる。

本実施形態によれば、内周孔形成工程は、板材５０ａにドリルにより内周用孔を複数形成することにより、肉厚が均一なスペーサを得ることができる。

また、本実施形態によれば、外周孔形成工程は、板材５０ａにホールソー５４により外周用孔５３を複数形成することにより、肉厚が均一なスペーサを得ることができる。

さらに、本実施形態によれば、ドリル５１及びホールソー５４が複数設けられ、内周孔形成工程及び外周孔形成工程が一定のピッチで連続して行われることにより、高さ精度の高いスペーサを量産することが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、ディスプレイが掲示される壁面に設置される受電装置、この受電装置にディスプレイ駆動用の電力を供給する給電装置のそれぞれにおいて、回路基板とカバーシートとの間に配置されるスペーサを製造する方法について説明したが、これに限定されることなく、円筒体、半円筒体、平面視円弧状、コ字状等の各種形状のスペーサにおいて、その両端の平面度が例えば０．１ｍｍ以下のように精細に設定するスペーサを製造する方法に好適である。

本発明に係るスペーサの製造方法の一実施形態により製造されたスペーサを配置した受電装置を示す平面図である。 図１の受電装置を示す断面図である。 図１の半円筒状のスペーサを示す拡大斜視図である。 図１の円筒状のスペーサを示す拡大斜視図である。 本発明に係るスペーサの製造方法の一実施形態により製造されたスペーサを配置した給電装置を示す平面図である。 図５の給電装置を示す断面図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は本発明に係るスペーサの製造方法の一実施形態を示す斜視図である。 （Ａ）〜（Ｄ）はスペーサの製造方法の従来例を示す斜視図である。

符号の説明

７…受電装置
８…給電装置
１７…カバーシート
１８…回路基板
２３…導光管
２４…スペーサ
２６…充填材
３３…カバーシート
３４…回路基板
３８…導光管
３９…スペーサ
４０…充填材
５０…板材
５０ａ…平面加工された板材
５１…ドリル
５２…内周用孔
５３…外周用孔
５４…ホールソー
５５…円筒体
５６…半円筒体

Claims (7)

1. 両面をスペーサとしての円筒体の長さに相当する厚さに板材を形成する板材形成工程と、
   前記板材に前記円筒体の内周にそれぞれ相当する内周用孔を複数形成する内周孔形成工程と、
   前記内周用孔と同心状に前記円筒体の外周にそれぞれ相当する外周用孔を複数形成する外周孔形成工程とを備え、
   前記板材から前記円筒体を取り出すことを特徴とするスペーサの製造方法。
2. 請求項１に記載のスペーサの製造方法において、
   前記円筒体を軸方向に二つ割りしてスペーサとしての半円筒体を形成する半円筒体形成工程をさらに備えることを特徴とするスペーサの製造方法。
3. 請求項１に記載のスペーサの製造方法において、
   前記板材形成工程は、前記板材を切削加工及び研磨加工により平面加工することを特徴とするスペーサの製造方法。
4. 請求項１に記載のスペーサの製造方法において、
   前記内周孔形成工程は、前記板材にドリルにより前記内周用孔を複数形成することを特徴とするスペーサの製造方法。
5. 請求項１に記載のスペーサの製造方法において、
   前記外周孔形成工程は、前記板材にホールソーにより前記外周用孔を複数形成することを特徴とするスペーサの製造方法。
6. 請求項４又は５に記載のスペーサの製造方法において、
   前記ドリル及び前記ホールソーが複数設けられ、前記内周孔形成工程及び前記外周孔形成工程が一定のピッチで連続して行われることを特徴とするスペーサの製造方法。
7. 請求項１又は２に記載のスペーサの製造方法において、
   前記円筒体及び前記半円筒体は、電磁誘導作用を用いた非接触式の給電装置又は受電装置において回路基板とカバーシートとの間に配置されるスペーサとして用いられることを特徴とするスペーサの製造方法。