JP3877994B2 - 型締装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は型締装置、特に半導体素子を樹脂封止する際に用いられる型締装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体素子を樹脂封止するのに用いられる型締装置は、上金型と下金型の一方を上下動させることにより、上金型と下金型を接触させ、その後上金型と下金型の間に所定の型締力が得られた状態で一定時間停止するように構成されている。
【0003】
金型の上下動は、一般にリンク機構を用いて行われる。一例として、上金型が配設された移動ユニット、及び下金型が配設された固定ユニットにはそれぞれ連結軸が設けられ、リンク機構の一対のリンクの一端は、上記連結軸に回動自在に支持される。一対のリンクの他端は、駆動機構により左右方向に移動できるように該駆動機構に駆動連結した中間連結軸に回動自在に支持される。駆動機構として例えばボールねじ機構が用いられる。そして、駆動機構により中間連結軸を左右方向に移動することで、移動ユニットは固定ユニットに相対的に上下動する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このようなリンク機構を用いた型締装置では、比較的大きな型締力を支えるために、例えばリンクと連結軸との間に設けるベアリングとして、耐荷重の優れたラジアルニードルベアリングを用いるのが好ましい。しかしながら、実際には、ラジアルニードルころが外輪と内輪との間でスキューしてスラスト力が発生し、ベアリング、リンク、ボールねじなどの部品が破損する場合があった。
【0005】
そこで、本発明は、上述のような部品の破損を防止し、高信頼性の型締装置を提供することを目的とする。
【0006】
本発明は、破損を効果的に防止する機能を有するラジアルニードルベアリングを提供することを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る型締装置の第1の態様は、
上下相対向するように設けられた上側プラテン及び下側プラテンと、
上側及び下側プラテンを互いに固定するために上下方向に伸びたタイバーと、上側及び下側プラテンの間に前記タイバーに上下動可能に支持された中間プラテンと、
上側プラテンに配設された上金型と、
中間プラテンに配設された下金型と、
下側プラテンと前記中間プラテンとを互いに連結するリンク機構と、
前記リンク機構を変形して下側プラテンを中間プラテンに相対的に上下動させることにより、タイバーを介して前記上側プラテンに配設された上金型を、中間プラテンに配設された下金型に相対的に上下動させる駆動機構(例えばボールねじ機構)とを有する型締装置において、
リンク機構は、中間連結軸を介して回動自在に連結された上側リンク及び下側リンクを有し、
上側リンクは、中間プラテンに固定された第1の軸に回動自在に支持され、
下側リンクは、下側プラテンに固定された第2の軸に回動自在に支持され、
中間連結軸は、リンク機構が開閉するように前記駆動機構に駆動連結され、
中間連結軸、第1の軸、及び第2の軸の少なくとも一つに対して、ラジアルニードルベアリング及びスラストベアリングが配置されていることを特徴とするものである。
【0007】
本態様に係る型締装置によれば、ラジアルニードルベアリングのスキューによりスラスト力が発生しても、これをスラストベアリングで受けることによりリンク機構の部品が破損するのを防止できる。
【0008】
本発明に係る型締装置の第2の態様は、
上下相対向するように設けられた上側プラテン及び下側プラテンと、
上側及び下側プラテンを互いに固定するために上下方向に伸びたタイバーと、上側及び下側プラテンの間に前記タイバーに上下動可能に支持された中間プラテンと、
上側プラテンに配設された上金型と、
中間プラテンに配設された下金型と、
下側プラテンと前記中間プラテンとを互いに連結する第1及び第2のリンク機構と、
これらリンク機構を変形して下側プラテンを中間プラテンに相対的に上下動させることにより、タイバーを介して前記上側プラテンに配設された上金型を、中間プラテンに配設された下金型に相対的に上下動させる駆動機構とを有する型締装置において、
各リンク機構は、中間連結軸を介して回動自在に連結された上側リンク及び下側リンクを有し、
各リンク機構の上側リンクは、中間プラテンに固定された第1の軸に回動自在に支持され、
各リンク機構の下側リンクは、下側プラテンに固定された第2の軸に回動自在に支持され、
各リンク機構において、中間連結軸、第1の軸、及び第2の軸の少なくとも一つに対して、ラジアルニードルベアリング及びスラストベアリングが配置されており、
第1のリンク機構の上側リンクと第2のリンク機構の上側リンク、及び/又は第2のリンク機構の上側リンクと第2のリンク機構の下側リンクとが、連結部により連結されていることを特徴とするものである。
【0009】
本態様によれば、リンクを連結しているために剛性が向上する。また、一方のリンク機構のラジアルニードルベアリングでスラスト力が発生しても、このスラスト力は、該リンク機構のスラストベアリングで受けるだけでなく、他方のリンク機構のスラストベアリングで受けることができるので、さらに高信頼性の型締装置を提供することができる。
【0010】
ラジアルニードルベアリングのニードルころは、該ころ軸方向端面に対向して配置された環状の押さえ部材により軸方向が規制され、押さえ部材は、ベアリング外輪部を構成するリンク及び内輪部を構成する軸とは分離されて配置されるようにしてもよい。したがって、ラジアルニードルころのスキューによるスラスト力が押さえ部材に作用しても、リンク及び軸と押さえ部材との接触部に応力が集中することがなく、したがって部品の破損を防止することができる。さらに、このニードルころは、押さえ部材と接触する軸方向端面が球面状に形成されるようにしてもよい。この場合、スキューによってニードルころが傾いても押さえ部材に対して常に球面で接触するようになっており、端面が円筒状あるいは平坦状のニードルころを使用した場合に、スキューによりニードルころの角部が押さえ部材に接触する際に生じるような接触応力の集中がないので、押さえ部材の疲労寿命を向上させることができる。
【0011】
本発明に係るラジアルニードルベアリングは、軸方向端面が球面状に形成されたニードルころと、該ころを軸方向に規制するためにころ軸方向に対向して配置され、内外輪と分離されている押さえ部材とを備えることを特徴とするものである。このラジアルニードルベアリングは、上述のように押さえ部材の疲労寿命、したがってベアリングの耐久性を向上させる利点を有する。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を説明する。
【0013】
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る型締装置を示す概略側面図である。図2は図1の型締装置に用いられるリンク機構の概略部分断面図である。
【0014】
型締装置2は、図示しない支持台を有し、この支持台には中間プラテン4が固定されている。中間プラテン4上面には下金型6が取付けてある。中間プラテン4には、図中左右前後4本(図では2本のみ示されている。)のタイバー8が摺動自在に貫通されている。各タイバー6の上端には、固定ナット10を介して上側プラテン12が固定されている。上側プラテン12下面には上金型14が取付けてある。タイバー8の下端には、固定ナット16を介して下側プラテン18が固定されている。
【0015】
下側プラテン18は、リンク機構20を介して中間プラテン4に連結されており、以下に示すように、リンク機構20が変形することにより下側プラテン18が中間プラテン4に相対的に上下動し、これとともにタイバー8を介して下側プラテン18に連結した上側プラテン12が上下動するようになっている。
【0016】
本実施形態では、リンク機構20は左右前後4つのリンク機構からなる(図では2つのみ示されている。)。これら4つのリンク機構20は同一構造を有する。以下、図2も参照してリンク機構20を詳しく説明する。
【0017】
リンク機構20は、上側リンク22と下側リンク24を有する。上側リンク22の上端は、ラジアルニードルベアリング26aを介して、中間プラテン4下面に設けた支持部材4aの図1前後方向に伸びたシャフト28に回転自在に支持されている。下側リンク24の下端は、ラジアルニードルベアリング26bを介して、下側プラテン18上面に設けた支持部材18aの図1前後方向に伸びたシャフト30に回転自在に支持されている。上側リンク22の下端と下側リンク24の上端はそれぞれ、ラジアルニードルベアリング26c、26dを介して、図1前後方向に伸びたシャフト32に回転自在に支持されている。なお、図の例では、ラジアルニードルベアリング32a〜32dとして、外輪に2本のつばがついたものが用いられているが、ラジアルニードルベアリングの構造は本発明を限定するものではない。また、符号33は、リンクにラジアルニードルベアリングを固定するためのベアリング押さえ部材を表わす。さらに、スキューの発生は、保持器付きのニードルベアリングよりも保持器のない総ころのニードルベアリングにみられる。本件も総ころのラジアルニードルベアリングを用いている。
【0018】
図1左側の前後の2つのリンク機構20に対応する2つのシャフト32の一端は、トラベリングナット34に連結されている。同様に、図1右側の前後の2つのリンク機構20に対応する2つのシャフト32の一端は、別のトラベリングナット34に連結されている。2つのトラベリングナット34はそれぞれ左右ネジタイプボールねじ36に螺合しており、左右ネジタイプボールねじ36の回転に伴って同時に内側あるいは外側に向かって移動するようにしてある。したがって、リンク機構20は、左右ネジタイプボールねじ36の回転に伴って変形し、下側プラテン18を上方ないし下方に移動させることができる。
【0019】
シャフト28、30、32の他端にはねじが切られており、ロックナット38a,38b,38cがそれぞれ螺合されている。中間プラテン4の支持部材4aと上側リンク22との間、上側リンク22とロックナット38aとの間、トラベリングナット34と上側リンク22との間、上側リンク22と下側リンク24との間、下側リンク24とロックナット38bとの間、下側プラテン18の支持部材18aと下側リンク24との間、及び下側リンク24とロックナット38cとの間には、それぞれスラストベアリング40a,40b,40c,40d,40e,40f,40gが配置されている。図の例では、スラストベアリングとしてニードルベアリングが用いられているが、代わりにボールベアリングやスライドベアリングを用いてもよい。なお、図に示すスラストニードルベアリング40は、ニードルころが保持器で保持されるとともに軌道輪なしで両側の部品間に配置された構成を有する。
【0020】
図1前後に配置された2つのリンク機構20の上側リンク22同士は、図2に示すように連結スペーサ41aで連結されている。同様に、図1前後に配置された2つのリンク機構20の下側リンク24同士は、図2に示すように連結スペーサ41bで連結されている。
【0021】
左右ネジタイプボールネジ36は、その一端に従動プーリ42が固定され、モータ44に固定された駆動プーリ46、及びこれらプーリ42、46に懸架されたベルト48を介してモータ44により回転駆動されるようにしてある。
【0022】
次に型締装置2の動作について説明する。まず、モータ44を所定の方向に回転させ、駆動プーリ46、ベルト48、従動プーリ42を介して、左右ネジタイプボールネジ36を回転させる。この結果、図1左右に設けたトラベリングナット34及びリンク機構20のシャフト32は、内側に向かって移動し、リンク22、24を介して下側プラテン18を下方に移動させる。タイバー8は中間プラテン4を摺動して下方に移動し、タイバー8に固定された上側プラテン12及び上金型14は下降して、中間プラテン4上の下金型6に接触する。上金型14はさらに下降し所定の型締力が得られると停止する。なお、型締力の測定は、例えばタイバー8の移動量を測定することにより行なうことができる。
【0023】
金型6、14が型締された後、半導体素子の樹脂封止が行われる。続いて、モータ44を上記所定の方向とは逆方向に回転させる。この結果、図1左右に設けたトラベリングナット34及びリンク機構20のシャフト32は、外側に向かって移動し、リンク22、24を介して下側プラテン18を上方に移動させ、タイバー8を介して上側プラテン12及び上金型14を上昇させる。
【0024】
本実施形態の型締装置2の動作中、ラジアルニードルベアリング26にスキューが発生しても、スラスト力はスラストベアリング40が受けるので、上側及び下側リンク22、24を曲げようとする力は、スラストベアリング40がない場合に比べて非常に小さい。また、スキューが発生した場合、リンク22、24とシャフト28、30、32とには反対方向の同荷重のスラスト力が発生する。リンク22、24に作用したスラスト力はスラストベアリング40を介して、部品4、18、38、36に作用する。これらの部品はシャフト28、30、32に固定されているため、シャフト28、30、32に作用したスラスト力とリンク22、24に作用したスラスト力がシャフト28、30、32で釣り合うことになる。したがって、これらシャフト28、30、32以外の部品、例えば(スラスト方向に直交する方向に伸びた)ボールねじ36などの部品にはスラスト力がほとんど作用せず、スラスト力による破損の可能性が極めて少ない。加えて、図1前後に設けた2つのリンク機構20のリンク22又は24同士をそれぞれ連結スペーサ41a,41bで連結することにより、一方のリンク機構20のラジアルニードルベアリング26でスラスト力が発生しても、このスラスト力は、該リンク機構20のスラストベアリング40で受けるだけでなく、他方のリンク機構20のスラストベアリング40で受けることができるので、さらに高信頼性のリンク機構20を提供することができる。さらにまた、ロックナット38a,38b,38cを締め付けて、リンク22、24、シャフト28、30、32、及びスラストベアリング40に与圧をかけることにより、スキューによるスラスト力が発生しても、各部品に負荷する荷重の変化量を抑えることができる。これは、各部品の変位量や応力振幅を小さくし、したがって型締精度を向上させたり部品の破損を防止するという効果を有する。
【0025】
実施の形態2.
図3は、本発明の実施の形態2に係る型締装置において使用されるリンク機構を示す概略概略図である。このリンク機構は図2のリンク機構に類似しており、したがって、ここでは異なる点のみ説明する。
【0026】
上側リンク22とシャフト28との間、上側リンク22とシャフト32との間、下側リンク24とシャフト32との間、及び下側リンク24とシャフト30には、それぞれラジアルニードルころ50a,50b,50c,50dが配置されている。
【0027】
ラジアルニードルころ50a,50b,50c,50dを軸方向に規制するために、中間プラテン4の支持部材4aとラジアルニードルころ50aとの間、ラジアルニードルころ50aとロックナット38aとの間、トラベリングナット34とラジアルニードルころ50bとの間、ラジアルニードルころ50bとラジアルニードルころ50cとの間、ラジアルニードルころ50cとロックナット38bとの間、下側プラテン18の支持部材18aとラジアルニードルころ50dとの間、及びラジアルニードルころ50dとロックナット38cとの間には、それぞれ環状スペーサ52a,52b,52c,52d,52e,52f,52gが配置されている。ラジアルニードルころ50がスペーサ52に沿って回転できるように、ラジアルニードルころ50端面と該ころ50に隣接するスペーサ52端面との間にはあそびが設けてある。
【0028】
スペーサ52は、その材料として例えば軸受鋼などが用いられる。環状スペーサ52は、その内径がシャフト28、30、32の外径より僅かに大きく設定され、対応するシャフト28、30、32には固定されていない。したがって、ラジアルニードルころ50のスキューによるスラスト力がスペーサ52に作用しても、スペーサ52とシャフト28、30、32との接触部には応力が集中することなく、したがって部品の破損を防止することができる。
【0029】
なお、図の例では、環状スペーサ52は、その外径がベアリング外輪を構成するリンク22、24の軸孔の径より小さく設定されているが、環状スペーサ52が上記軸孔に接触する構成であっても互いに固定されていなければ、環状スペーサ52の外径の大きさは任意である。
【0030】
実施の形態3.
図4は、図3のリンク機構の変形例を示す概略断面図である。図4には、シャフト32の近傍のみ拡大して示されている。このリンク機構のニードルころ150は、その端面が球面状に形成されており、スキューによってニードルころ150が図5(a)に示すように傾いてもスペーサ52に対して常に球面150aで接触するようになっている。このような構成は、図5(b)に示す端面が円筒状あるいは平坦状のニードルころ250を使用した場合に、スキューによりニードルころ250の角部250aがスペーサ52に接触する際に生じるような接触応力の集中がないので、スペーサ52の疲労寿命が向上する利点を有する。
【0031】
【発明の効果】
本発明によれば、リンク機構のラジアルニードルベアリングのスキューによりスラスト力が発生した場合にリンク機構の部品の破損を防止でき、したがって、高信頼性の型締装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1に係る型締装置を示す概略側面図。
【図2】 図1のII−II線に沿ったリンク機構の概略断面図。
【図3】 本発明の実施の形態2に係る型締装置において使用されるリンク機構を示す、図2に類似した概略断面図。
【図4】 本発明の実施の形態3に係る型締装置において使用されるリンク機構を示す概略的な拡大部分断面図。
【図5】 (a)図4の球状端面を有するニードルころを示す図。(b)端面が円筒状又は平坦状のニードルころを示す図。
【符号の説明】
2:型締装置、4:中間プラテン、6:下金型、8:タイバー、12:上側プラテン、14:上金型、18:下側プラテン、20:リンク機構、22:上側リンク、24:下側リンク、26:ラジアルニードルベアリング、28:シャフト(第1の軸)、30:シャフト(第2の軸)、32:シャフト(中間連結軸)、36:ボールねじ、40:スラストベアリング、52:スペーサ(押さえ部材)。
Claims (4)
- 上下相対向するように設けられた上側プラテン及び下側プラテンと、
前記上側及び下側プラテンを互いに固定するために上下方向に伸びたタイバーと、
前記上側及び下側プラテンの間に前記タイバーに上下動可能に支持された中間プラテンと、
前記上側プラテンに配設された上金型と、
前記中間プラテンに配設された下金型と、
前記下側プラテンと前記中間プラテンとを互いに連結するリンク機構と、
前記リンク機構を変形して下側プラテンを中間プラテンに相対的に上下動させることにより、タイバーを介して前記上側プラテンに配設された上金型を、中間プラテンに配設された下金型に相対的に上下動させる駆動機構とを有する型締装置において、
前記リンク機構は、中間連結軸を介して回動自在に連結された上側リンク及び下側リンクを有し、
上側リンクは、前記中間プラテンに固定された第1の軸に回動自在に支持され、
下側リンクは、前記下側プラテンに固定された第2の軸に回動自在に支持され、
前記中間連結軸は、リンク機構が開閉するように前記駆動機構に駆動連結され、
前記中間連結軸、第1の軸、及び第2の軸の少なくとも一つに対して、ラジアルニードルベアリング及び前記ラジアルニードルベアリングの両側に設置された2つのスラストベアリングが配置されており、前記2つのスラストベアリングは、前記ラジアルニードルベアリングと連結する上側リンクもしくは下側リンクを両側から挟むように設置されていることを特徴とする型締装置。 - 上下相対向するように設けられた上側プラテン及び下側プラテンと、
前記上側及び下側プラテンを互いに固定するために上下方向に伸びたタイバーと、
前記上側及び下側プラテンの間に前記タイバーに上下動可能に支持された中間プラテンと、
前記上側プラテンに配設された上金型と、
前記中間プラテンに配設された下金型と、
前記下側プラテンと前記中間プラテンとを互いに連結する第1及び第2のリンク機構と、
これらリンク機構を変形して下側プラテンを中間プラテンに相対的に上下動させることにより、タイバーを介して前記上側プラテンに配設された上金型を、中間プラテンに配設された下金型に相対的に上下動させる駆動機構とを有する型締装置において、
前記各リンク機構は、中間連結軸を介して回動自在に連結された上側リンク及び下側リンクを有し、
各リンク機構の上側リンクは、前記中間プラテンに固定された第1の軸に回動自在に支持され、
各リンク機構の下側リンクは、前記下側プラテンに固定された第2の軸に回動自在に支持され、
各リンク機構の前記中間連結軸は、リンク機構が開閉するように前記駆動機構に駆動連結され、
各リンク機構において、前記中間連結軸、第1の軸、及び第2の軸の少なくとも一つに対して、ラジアルニードルベアリング及び前記ラジアルニードルベアリングの両側に設置された2つのスラストベアリングが配置されており、前記2つのスラストベアリングは、前記ラジアルニードルベアリングと連結する上側リンクもしくは下側リンクを両側から挟むように設置されており、
第1のリンク機構の上側リンクと第2のリンク機構の上側リンク、及び/又は第2のリンク機構の上側リンクと第2のリンク機構の下側リンクとが、連結部により連結されていることを特徴とする型締装置。 - 前記ラジアルニードルベアリングのニードルころは、該ころ軸方向端面に対向して配置された環状の押さえ部材により軸方向が規制され、前記押さえ部材は、ベアリング外輪部を構成するリンク及び内輪部を構成する軸とは分離して配置されていることを特徴とする請求項1又は2記載の型締装置。
- 前記ニードルころは、前記押さえ部材と接触する軸方向端面が球面状に形成されることを特徴とする請求項3記載の型締装置。
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