JP2005144613A - パンチング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成で板状部材の表面を傷付けること無くクランプできるクランプ機構を備えたパンチング装置を提供する。
【解決手段】 板状部材ＷＫが載置されるテーブル３と、前記テーブル上に前記板状部材を不動状態にして保持するクランプ機構２２、３０と、前記クランプ機構により前記テーブル上に保持されている前記板状部材の所定位置に開口を形成するパンチング機構１７，１８とを備えたパンチング装置であって、前記クランプ機構は、固定軸を中心に回動自在なアーム部２２と、前記アーム部の先端に回動自在に配設され前記板状部材に当接して該板状部材ＷＫを押圧するクランプ部３０とを含み、前記アーム部２２と前記クランプ部３０との間に、該クランプ部が前記板状部材ＷＫを押圧した姿勢を保持する姿勢保持手段２５を介在させているパンチング装置１である。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電子機器で使用されているプリント配線基板等の板状部材（以下、単にプリント基板という）の所定位置に開口を形成するためのパンチング装置に関する。より詳細には、表面を傷付けることなくプリント基板をクランプするクランプ機構を備えたパンチング装置に関する。

電子機器の内部には所定の配線パターンを有したプリント基板が収納されている。一般に、このようなプリント基板には部品実装等のための基準穴或いはシャフトの貫通穴等の複数の開口（貫通穴）が形成されている。プリント基板の所定位置に開口を形成することによって、電気部品を装着する基準としたり、表裏面に駆動軸を貫通させることができる。

パンチング装置或いはパンチングプレス装置と称される装置（以下、パンチング装置という）を使用して、プリント基板に上記の開口が形成される。例えば特許文献１に開示するパンチング装置がある。このパンチング装置は、プリント基板の反りを矯正する矯正部材を備えており、開口位置を示す位置決め用マークがパンチ位置に来るようにして穴あけ動作を行うようにしている。このような装置であれが精度よく予定位置に開口を形成することができる。

上記のようなパンチング装置は、プリント基板を載置するテーブルを備えている。このテーブルの所定位置がパンチング位置となっている。パンチング位置の上側には、プリント基板に開口を形成するための棒状のパンチが上下動可能に配置されている。一方、このパンチング位置の下側には下降してきたパンチを受けるダイ（或いはダイスとも称する）が配置され、プリント基板に剪断力を与えて開口を形成できるようになっている。

上記特許文献１にも記載されるように、パンチング装置は一般にクランプ機構を備えている。クランプ機構でプリント基板を定位置に固定してからパンチング動作が実行される。クランプ機構は、パンチングが行われるときにクランプ部を降下してプリント基板に当接させ、開口を形成する周部を押圧する。

実開平５−１３８５９５号 公報

上記のようにクランプ機構ではクランプ部を上下動させる構造が必要となるが、この構造としてはクランプ部を垂直方向へ移動させる構造と、固定軸を中心に回動するクランプアームの先端にクランプ部を設け、これを上下動させる構造とが考えられる。前者のクランプ部を垂直方向へ移動させる構造は、クランプ部周部の構成が大型化及び複雑化してしまう。これに対して後者の構造は、クランプ部周部を簡素化することができる。

後者のようにクランプアームを固定軸中心に回動させる構造では、その先に配置されたクランプ部は円弧状の移動軌跡を描く。また、クランプされるプリント基板には種々の厚みのものがある。そこで、クランプ部を回動自在に構成して、クランプ部がプリント基板に当接したときに姿勢（首振り角度）が定まるようにしている。しかしながら、上記のようにクランプアームの先端に配置されたクランプ部は円弧上を移動するので、常に同じ側（クランパの一部）がプリント基板へ先に当接する状態（片当り状態）となる。そのために、クランプ部が片当りした基板表面が傷付くという場合がある。近年、フレキシブルプリント基板で厚さが薄いものや、また、プリント基板で形成される配線パターンが高密度化されたものでは、表面に傷を付けて不良品となり採用できないという事態が発生している。

そこで、本発明の目的は、簡単な構成で板状部材の表面を傷付けること無くクランプできるクランプ機構を備えたパンチング装置を提供することである。

上記目的は、板状部材が載置されるテーブルと、前記テーブル上に前記板状部材を不動状態にして保持するクランプ機構と、前記クランプ機構により前記テーブル上に保持されている前記板状部材の所定位置に開口を形成するパンチング機構とを備えたパンチング装置であって、前記クランプ機構は、固定軸を中心に回動自在なアーム部と、前記アーム部の先端に回動自在に配設され前記板状部材に当接して該板状部材を押圧するクランプ部とを含み、前記アーム部と前記クランプ部との間に、該クランプ部が前記板状部材を押圧した姿勢（角度）を保持する姿勢保持手段を介在させているパンチング装置によって達成できる。

本発明によると、姿勢保持手段がクランプ部の姿勢を保持するので、連続して同じ板状部材をクランプするときには２回目以後の板状部材については片当りすることなく、当初から面で板状部材に当接してクランプすることができる。よって、板状部材の表面に傷を付けることなくクランプを行い、開口を形成できるパンチング装置を提供できる。

前記姿勢保持手段としては、ロータリーダンパを採用することができ、該ロータリーダンパの本体或いはロータ軸のいずれか一方は前記アーム部に固定し、該ロータリーダンパの本体或いはロータ軸の他方に前記クランプ部を固定する構造を採用することができる。前記板状部材がプリント基板であれば、本パンチング装置によりその表面に傷を付けることなく貫通穴を形成できる。

以上説明したように、本発明によれば、クランプ機構がクランプ部の姿勢を保持する姿勢保持手段を備えているので、一度クランプするとクランプ部の姿勢（角度）が維持され、２回目以降は片当りすることなく板状部材をクランプできるので傷の発生を防止できる。

以下、本発明の一形態に係るパンチング装置を図面を参照して説明する。図１はパンチング装置１の構成が確認できるように示した側面図である。また、図２は同装置１の平面である。本パンチング装置１は、基台２の左側上方にテーブル３が略水平に配置されている。このテーブル３上にプリント基板を載置してクランプ状態とし、パンチングすることによって所定位置に開口が形成される。テーブル３の上部には後述するパンチング機構によって上下動されるパンチ１８が配置され、テーブル３の下部には降下するパンチ１８を受け、プリント基板に剪断力を与えて開口を形成させるダイ４が配置されている。以下、本パンチング装置１が備えるパンチング機構及びクランプ機構を順に説明する

パンチング機構は、パンチシリンダ１１、接続リンク１２、パンチアーム１３及びパンチ中堰アーム１７を含んで構成されている。パンチシリンダ１１は図１に図示するように水平方向に出没する動作を行う。このパンチシリンダ１１に接続リンク１２の下端が接続されている。接続リンク１２の上端は、パンチアーム１３の右端にピン１４を介して接続されている。パンチアーム１３は基台２に固定されているフレーム５により支持されているパンチアーム支持ピン１５を中心に回動するように設定されている。

上記パンチアーム１３は、平面図を示す図２で確認できるように、所定間隔をもって１３Ｒ、１３Ｌの一対が配置されている。パンチアーム１３Ｒ，１３Ｌは平行状態で上記テーブル３の上部まで延在している。パンチアーム１３Ｒ，１３Ｌの先端は、連結ピン１６により接続されている。パンチアーム１３Ｒ，１３Ｌの間には、パンチ中堰アーム１７が配置されている。このパンチ中堰アーム１７には貫通穴１７ａ、１７ｂが形成されており、この穴を介して左右のパンチアーム１３Ｒ，１３Ｌが接続されている。よって、パンチ中堰アーム１７はピン１５，１６によりパンチアーム１３Ｒ，１３Ｌ間で支持され、これらの動作と一体になって回動するようになっている。

上記パンチ中堰アーム１７の先端部１７ＨＥにはパンチ１８が配備されている。パンチ中堰アーム１７が揺動することにより、その先端のパンチ１８が上下動する。なお、パンチ中堰アーム１７の後部側では、中堰アームガイド１９が基台２から立設されている。この中堰アームガイド１９はパンチ中堰アーム１７の後部に接して、パンチ中堰アーム１７が所定位置で上下動するようにガイドする。

次にクランプ機構について説明する。クランプ機構は、クランパシリンダ２１、クランプアーム２２及びクランプ部３０を含んで構成されている。クランパシリンダ２１は、図１に図示するように垂直方向に出没する動作を行う。このクランパシリンダ２１にクランプアーム２２の右端が接続されている。クランプアーム２２は基台２に固定されているフレーム５により支持されているクランプアーム支持ピン２３を中心に回動するように設定されている。即ち、クランプアーム支持ピン２３がクランプアーム２２の支点となっている。なお、図２ではクランプアーム支持ピン２３の図示を省略している。

上記クランプアーム２２は、図２により確認できるように前述したパンチアーム１３と同様に、２２Ｒ，２２Ｌの一対で配置されている。クランプアーム２２Ｒはパンチアーム１３Ｒとパンチ中堰アーム１７との間の空間、クランプアーム２２Ｌはパンチアーム１３Ｌとパンチ中堰アーム１７との間の空間に配置されている。クランプアーム２２Ｒ，２２Ｌはテーブル３の上部まで平行状態で延在している。これらクランプアーム２２Ｒ，２２Ｌの先端部には、回動自在にクランプ部３０が接続されている。

図３は、図２において矢印Ｘ方向から見て、クランプ部３０の周部構成を拡大して示した図である。クランプ部３０は断面コ字形状であり、開放している側を上に向けた姿勢で配置されている。このクランプ部３０の底部がプリント基板に当接してクランプする。この底部側にはパンチ１８が降下したときに通過を許容する穴３１ＨＬが形成されている。この図３でもテーブル３の下部に配置されるダイ４を示している。このダイ４は、パンチ１８がＹ方向へ下降したときに、これを受ける受け穴４ＨＬを備えている。なお、この図３はクランプ部３０がテーブル３上に載置されているプリント基板ＷＫに当接し、クランプしている状態を例示している。

クランプ部３０の両側には、クランプアーム２２Ｒ，２２Ｌの先端部が位置している。クランプアーム２２Ｒ，２２Ｌの先端部それぞれには姿勢保持手段としてのロータリーダンパ３２Ｒ，３２Ｌがボルト２５で固定されている。ロータリーダンパ３２Ｒ，３２Ｌのロータ軸３３Ｒ，３３Ｌは、クランプアーム２２Ｒ，２２Ｌ側に設けた貫通穴２６Ｒ，２６Ｌを介して反対側まで延び、その先端はクランプ部３０の側壁に固定されている。

ここで採用されているロータリーダンパ３２は、内部に高粘度の流体が封入されており、ロータ軸３３を回転させようとしたときに予め設計されたトルクを発生させる装置である。すなわち、ロータ軸３３を回転させるときには所定のトルクが発生して、その位置を保持しようとする。よって、クランプ部３０がある姿勢を取ったときに、すなわちロータ軸３３を回転させて首を振ったときに、ロータリーダンパ３２がその姿勢を保持するように作用する。

上記のようにロータリーダンパ３２を介在させると、クランプ部３０がクランプアーム２２Ｒ，２２Ｌに対して回動自在であっても、一度、取った姿勢が保持される。よって、初めてプリント基板ＷＫに当接するときにはクランプ部３０が片当り状態となっても、その後はクランプ部３０がプリント基板ＷＫ面に対応した姿勢を維持する。よって、本パンチング装置１では、同じプリント基板ＷＫを繰り返してクランプするときには２回目以後で基板表面を傷付けることが無くなる。

図４は、本パンチング装置１の一連の動作を示した図である。（Ａ）は待機時、（Ｂ）はクランプ時、（Ｃ）はパンチ時での動作を示している。これらの各図ではクランプ部３０の周辺の様子を円内に拡大して示している。なお、クランプ部３０が基板に対応して姿勢を変える（首を振る）角度は、小さい場合は１度以下であり、最大でも数度と極めて微小である。よって、クランプ部３０の姿勢変化は目視では容易に確認できない程度である。

図４（Ａ）は、待機時の様子を示している。待機時の状態ではパンチシリンダ１１及びクランパシリンダ２１は駆動されないので、パンチアーム１３及びクランプアーム２２の左端は上がった状態となっている。パンチ中堰アーム１７の先端１７ＨＥ及びクランプアーム２２先端のクランプ部３０は、テーブル３の上方に距離をもって待機している。この状態のときに、プリント基板ＷＫがテーブル３上に載置される。

図４（Ｂ）は、クランプ時の様子を示している。このときにはクランパシリンダ２１が駆動され、クランプアーム２２がクランプアーム支持ピン２３を中心に回動するので、左端がプリント基板ＷＫに向って降下する。よって、クランプアーム２２Ｌの先端に接続されているクランプ部３０がプリント基板ＷＫに当接する。本パンチング装置１が起動され、最初のクランプを行う場合或いはプリント基板ＷＫの切り替えが行われた場合には、クランプ部３０の姿勢（首振り状態）がプリント基板ＷＫに対応していない場合がある。このようなときにはクランプ部３０がプリント基板ＷＫに片当りして、最終的にプリント基板ＷＫ全体を押圧する姿勢をとることになる。すなわち、クランプ部３０がロータリーダンパ３２のロータ軸３３を僅かに回動させる。

図４（Ｃ）はパンチングの時の様子を示している。このパンチ時では（Ｂ）のクランプ状態を維持しながら、パンチシリンダ１１が駆動され、パンチアーム１３及びパンチ中堰アーム１７がパンチアーム支持ピン１５を中心に回動するので左端がプリント基板ＷＫに向って降下する。よって、パンチ中堰アーム１７の先端１７ＨＥに備えたパンチ１８がプリント基板ＷＫの所定位置に強く突き当たって開口を形成する。このパンチ動作が完了するとパンチシリンダ１１及びクランパシリンダ２１は復帰駆動され、パンチアーム１３及びクランプアーム２２の左端が上がった元の状態となる。その後、図示しない移動装置等によってプリント基板ＷＫが移動される。パンチ加工待ちで同じプリント基板ＷＫが複数待機している場合には、これらがテーブル３上に順に供給され、上記と同様の工程が繰り返される。

このように繰り返しでクランプ、パンチの工程が行われるとき、本パンチング装置１のクランプ部３０は、最初にプリント基板ＷＫに当接したときに取った姿勢を維持している。よって、２回目以降のクランプ時ではクランプ部３０はプリント基板ＷＫに片当りすることなく、最初から底部がプリント基板ＷＫに面で当接し、そのまま押圧してクランプするのでプリント基板ＷＫが傷付くことがない。

以上、説明したように本パンチング装置１はロータリーダンパ３２を介して、クランプ部３０をクランプアーム２２に接続するという構造を採用することで、一度、当接したプリント基板ＷＫに最適な姿勢を保持するので、クランプ時にプリント基板の表面を傷付くことがない。このパンチング装置は従来の構造に簡単な変更を加えるだけであるから低コストでの実現が可能である。本パンチング装置はパンチ加工での歩留りを向上させるので、この面でもコスト低減に寄与する。なお、上記実施形態はプリント基板を一例として説明したが、本発明のパンチング装置は開口形成が必要な他の板状部材にも同様に適用できる。

以上、本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

実施形態に係るパンチング装置の構成が確認できるように示した側面図である。 図１に示したパンチング装置の平面である。 図２において矢印Ｘ方向から見て、クランプ部の周部構成を拡大して示した図である。 パンチング装置の一連の動作を示した図であり、（Ａ）は待機時、（Ｂ）はクランプ時、（Ｃ）はパンチ時での動作を示す図である。

符号の説明

１ パンチング装置
２ 基台
３ テーブル
４ ダイ
１１ パンチシリンダ
１３ パンチアーム
１５ パンチアーム支持ピン
１７ パンチ中堰アーム
１８ パンチ
２１ クランパシリンダ
２２ クランプアーム
２３ クランプアーム支持ピン
３０ クランプ部
３２ ロータリーダンパ
３３ ロータ軸
ＷＫ プリント基板

Claims (2)

1. 板状部材が載置されるテーブルと、前記テーブル上に前記板状部材を不動状態にして保持するクランプ機構と、前記クランプ機構により前記テーブル上に保持されている前記板状部材の所定位置に開口を形成するパンチング機構とを備えたパンチング装置であって、
   前記クランプ機構は、固定軸を中心に回動自在なアーム部と、前記アーム部の先端に回動自在に配設され前記板状部材に当接して該板状部材を押圧するクランプ部とを含み、
   前記アーム部と前記クランプ部との間に、該クランプ部が前記板状部材を押圧した姿勢を保持する姿勢保持手段を介在させていることを特徴とするパンチング装置。
2. 前記姿勢保持手段がロータリーダンパであり、該ロータリーダンパの本体或いはロータ軸のいずれか一方は前記アーム部に固定され、該ロータリーダンパの本体或いはロータ軸の他方に前記クランプ部が固定されていること特徴とする請求項１に記載のパンチング装置。
   

Images