JP2019195861A - 打抜き吸着装置及び打抜き吸着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】テープ部材を打抜く際に、打抜部品の位置ずれや打抜き不良が発生するのを抑える。【解決手段】テープ部材３０は、ミシン目状のカット部３１によって囲まれた打抜部品３３を有する。上側ガイド部材１０には、テープ部材３０の上面から打抜部品３３を吸着保持するヘッドツール１５が設けられている。下側ガイド部材２０には、テープ部材３０の下面から打抜部品３３を打抜くパンチ部材２５が設けられている。テープ部材３０は、上側ガイド部材１０及び下側ガイド部材２０によって、厚み方向に挟み込まれる。このとき、打抜部品３３は、ヘッドツール１５とパンチ部材２５との間に挟み込まれる。そして、パンチ部材２５の突上部２６を上昇させる打抜き動作に連動してヘッドツール１５が移動することで、テープ部材３０の全ての繋ぎ目部３２が切断される。【選択図】図１

Description

本発明は、打抜き吸着装置及び打抜き吸着方法に関するものである。

従来より、テープ部材から打抜部品を打抜いて吸着保持する方法として、パンチとダイを用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

図６は、従来の打抜き吸着方法を説明するための図である。まず、図６（ａ）に示すように、テープ部材１１４をダイ１１０の一面側に載置した状態で、パンチ１１１を下降させ、パンチ１１１の先端部をダイ１１０の穿設孔１１０ａに挿入する。これにより、図６（ｂ）に示すように、テープ部材１１４を打抜くとともに、打抜かれた打抜部品１１４ａは、真空吸着孔１１１ａを介してパンチ１１１の先端面に真空吸着される。

特開２００６−１５６８８０号公報

しかしながら、従来の構成では、例えば、図７（ａ）に示すような、テープ部材１１４に対してレーザ加工を行うことで、複数のカット部１１４ｂと、テープ部材１１４の厚みの半分程度にカットされた繋ぎ目部１１４ｃとによって囲まれた円形状の打抜部品１１４ａを打抜く際に、打抜き不良が発生することがあった。

具体的に、図７（ｂ）に示すように、テープ部材１１４は、レーザ加工を行うことで表面形状が凹凸状に熱変形する。ここで、打抜部品１１４ａを打抜くのにあたって、パンチ１１１の先端部が打抜部品１１４ａの表面に接触したときに、打抜部品１１４ａがパンチ１１１の先端部と部分接触することとなり、打抜部品１１４ａに対して偏荷重が発生する。

そして、図７（ｃ）に示すように、打抜部品１１４ａに対して偏荷重が発生したままでパンチ１１１を下降させると、偏荷重によって打抜部品１１４ａが偏心側に傾いた状態で押し込まれてしまい、繋ぎ目部１１４ｃが一部のみ切断されることとなる。

そして、図７（ｄ）に示すように、打抜部品１１４ａをパンチ１１１でさらに押し込むと、先に切断された繋ぎ目部１１４ｃの方向に打抜部品１１４ａが傾き、残りの繋ぎ目部１１４ｃが切断されず、打抜部品１１４ａがテープ部材１１４と一部繋がった状態で鉛直方向に倒れて残存してしまう。そのため、パンチ１１１の先端の真空吸着孔１１１ａで打抜部品１１４ａを吸着することができず、吸着不良となる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、テープ部材を打抜く際に、打抜部品の位置ずれや打抜き不良が発生するのを抑えることにある。

本発明は、ミシン目状のカット部によって囲まれた打抜部品を有するテープ部材から、該打抜部品を打抜いて吸着保持するための打抜き吸着装置を対象としている。

そして、前記テープ部材を厚み方向に挟み込む一対のガイド部材と、前記テープ部材の一方の面から前記打抜部品を吸着保持する吸着部材と、前記テープ部材の他方の面から前記打抜部品を打抜くパンチ部材とを備え、前記吸着部材は、前記パンチ部材との間に前記打抜部品を挟み込んだ状態で、該パンチ部材の打抜き動作に連動して打抜き方向に移動可能に構成されていることを特徴とするものである。

これにより、打抜部品を打抜く際に、打抜部品が偏荷重の影響を受けることなく、テープ部材の繋ぎ目部を切断することができるので、安定した打抜き吸着が可能となる。

例えば、レーザ加工によってミシン目状のカット部を形成することで、テープ部材の表面が凹凸状に熱変形していた場合でも、吸着部材とパンチ部材との間に打抜部品を挟み込むことで、打抜部品が偏荷重の影響を受けることなく、全てのテープ繋ぎ目部に対して厚み方向にせん断力を加えることができる。

本発明によれば、打抜部品をテープ部材から打抜く際に、打抜部品の位置ずれや打抜き不良を抑え、精度良く打抜部品の打抜きや吸着保持をすることができる。

本実施形態に係る打抜き吸着装置の構成を示す側面断面図である。 テープ部材の構成を示す平面図である。 テープ部材の構成を示す側面断面図である。 （ａ）は、ヘッドツールの先端が打抜部品に接触した状態を示す図、（ｂ）は、上側ガイド部材と下側ガイド部材とでテープ部材を挟み込んだ状態を示す図、（ｃ）は、パンチ部材で打抜部品を打抜いた状態を示す図、（ｄ）は、上側ガイド部材を上昇させている途中の状態を示す図、（ｅ）は、打抜部品をヘッドツールで吸着保持している状態を示す図である。 （ａ）は、上側ガイド部材を下降させる前の状態を示す拡大図、（ｂ）は、ヘッドツールの先端が打抜部品に接触した状態を示す拡大図、（ｃ）は、パンチ部材で打抜部品を打抜いた状態を示す拡大部である。 従来の打抜き吸着方法を説明するための図であり、（ａ）は、パンチを下降させる前の状態を示す図、（ｂ）は、パンチで打抜部品を打抜いた状態を示す図である。 従来の打抜き吸着方法における課題を説明するための図であり、（ａ）は、パンチを下降させる前の状態を示す図、（ｂ）は、パンチの先端部が打抜部品に部分接触した状態を示す図、（ｃ）は、繋ぎ目部の一部のみが切断された状態を示す図、（ｄ）は、打抜部品が吸着不良となった状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

＜全体構造＞
図１に示すように、打抜き吸着装置１は、テープ部材３０を厚み方向に挟み込む上下一対の上側ガイド部材１０及び下側ガイド部材２０と、上側ガイド部材１０に設けられたヘッドツール１５（吸着部材）と、下側ガイド部材２０に設けられたパンチ部材２５とを備えている。

図２及び図３にも示すように、樹脂製のテープ部材３０には、レーザ加工によってミシン目状のカット部３１が形成されている。隣り合うカット部３１の間には、繋ぎ目部３２が設けられている。図２に示す例では、３つのカット部３１の間に、３つの繋ぎ目部３２が設けられている。繋ぎ目部３２は、レーザ加工によって上面側からテープ部材３０の厚みの半分程度にハーフカット、好ましくは、半分以下に形成されている。

これにより、テープ部材３０は、ミシン目状のカット部３１によって囲まれた円形状の打抜部品３３を有する。打抜部品３３は、外径φ０．４ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ程度の円板状の部品であり、テープ部材３０から打抜かれる。

図１に示すように、上側ガイド部材１０は、上下方向に移動可能に構成されている。上側ガイド部材１０には、上下方向に貫通する貫通孔１１が形成されている。貫通孔１１には、ヘッドツール１５が挿通されている。

ヘッドツール１５は、軸中心に真空吸着孔１５ａが形成された円筒状の部材で構成されている。ヘッドツール１５には、図示しない真空ポンプ等が接続されている。ヘッドツール１５は、真空吸着孔１５ａから空気を吸い込むことで、打抜部品３３を吸着保持する。

ヘッドツール１５の下端面の外径は、打抜部品３３の外径よりもわずかに大きく形成されている。ヘッドツール１５は、軸中心がパンチ部材２５の軸中心と一致するように配設されている。

上側ガイド部材１０の内部には、収容室１２が形成されている。ヘッドツール１５の軸方向の略中央位置には、径方向外方に広がるバネ受け部１６が設けられている。バネ受け部１６は、収容室１２に収容されて収容室１２内を上下方向に移動可能となっている。上側ガイド部材１０の収容室１２内の上面と、バネ受け部１６の上面との間には、付勢バネ１３（付勢部）が配設されている。

付勢バネ１３は、バネ受け部１６を下方向に付勢している。これにより、バネ受け部１６とともにヘッドツール１５が下方向に付勢され、ヘッドツール１５の先端部が上側ガイド部材１０の下面から突出した状態となっている。ここで、上側ガイド部材１０の下端部に開口する貫通孔１１の孔径は、打抜部品３３の外径よりも大きく形成されている。

このような構成とすることで、ヘッドツール１５は、付勢バネ１３によって下方向に付勢された状態で、上側ガイド部材１０とともに上下方向に移動可能となっている。

また、ヘッドツール１５を下降させ、ヘッドツール１５とパンチ部材２５との間に打抜部品３３が挟み込まれた状態（図４（ａ）参照）となった後で、さらに、上側ガイド部材１０を下降させると、付勢バネ１３の付勢力に抗して、ヘッドツール１５が上側ガイド部材１０に対して相対的に上方向に移動する（図４（ｂ）参照）。

これにより、ヘッドツール１５によって、打抜部品３３の上面を押圧しながら、上側ガイド部材１０と下側ガイド部材２０との間でテープ部材３０を挟み込んで固定することができる。

なお、図１に示す例では、付勢バネ１３を用いてヘッドツール１５を付勢した構成について説明したが、ヘッドツール１５に荷重を加えることができるものであれば良く、例えば、シリンダやアクチュエータ等の駆動機器でも代用できる。

パンチ部材２５は、テープ部材３０の下面から打抜部品３３を打抜くものであり、突上部２６と、突上部２６を上下移動させるシリンダ部２７とを有する。

突上部２６は、テープ部材３０の打抜部品３３に対応した円柱状の部材で形成されている。突上部２６の外径は、打抜部品３３の外径よりもわずかに小さく形成されている。

下側ガイド部材２０の上面側には、開口孔２１が形成されている。開口孔２１は、突上部２６の外径よりも大きく形成されており、突上部２６の先端が、開口孔２１から出し入れされるようになっている。

テープ部材３０は、打抜部品３３の中心位置と開口孔２１の中心位置が一致するように位置合わせされた状態で、下側ガイド部材２０上面に載置されている。そして、上側ガイド部材１０を下降させ、上側ガイド部材１０と下側ガイド部材２０との間にテープ部材３０を挟み込んだ状態とし、パンチ部材２５のシリンダ部２７を駆動させると、突上部２６が上昇して、打抜部品３３を上方向に打抜くことができるようになっている。

このとき、ヘッドツール１５は、パンチ部材２５の突上部２６の上昇に伴って、付勢バネ１３の付勢力に抗して上方向に移動する（図４（ｃ）参照）。このように、ヘッドツール１５は、パンチ部材２５の打抜き動作に連動して、打抜き方向に移動可能となっている。

パンチ部材２５の突上部２６は、ヘッドツール１５よりも外径が小さく形成されている。これにより、テープ部材３０をセットするときに、パンチ部材２５の突上部２６とヘッドツール１５との中心位置がズレていても、打抜きの際に、パンチ部材２５の突上部２６の先端面でヘッドツール１５先端に打抜部品３３を安定して押し当てることができる。

＜打抜き吸着方法について＞
以下、テープ部材３０から打抜部品３３を打抜いて吸着するための手順について説明する。
（１）テープ部材３０の挟み込み工程
まず、図１に示すように、テープ部材３０を打抜部品３３の中心とパンチ部材２５の中心位置が一致するように、下側ガイド部材２０上面に設置する。このとき、パンチ部材２５の突上部２６の先端面と下側ガイド部材２０の上面が同じ高さとなるように配設しておき、打抜部品３３とパンチ部材２５の突上部２６の先端面との間に隙間が設けられないようにすることで、より安定した打抜きが可能になる。

次に、上側ガイド部材１０とともにヘッドツール１５を下降させ、図４（ａ）に示すように、ヘッドツール１５の先端面を打抜部品３３に接触させる。その後、図４（ｂ）に示すように、ヘッドツール１５によって打抜部品３３を押圧した状態で、上側ガイド部材１０を下降させることで上側ガイド部材１０をテープ部材３０に接触させ、上側ガイド部材１０と下側ガイド部材２０との間にテープ部材３０を挟み込む。
（２）打抜部品３３の打抜工程
次に、ヘッドツール１５の先端を吸着状態にし、図４（ｃ）に示すように、パンチ部材２５の突上部２６を上昇させ、打抜部品３３を鉛直上方向に打抜き、上側ガイド部材１０の貫通孔１１内に挿入させる。このとき、打抜部品３３は、ヘッドツール１５によって吸着及び押圧された状態となっている。
（３）打抜部品３３の吸着保持工程
打抜部品３３を打抜いた後、図４（ｄ）及び図４（ｅ）に示すように、ヘッドツール１５の先端面に打抜部品３３を吸着保持した状態で、ヘッドツール１５を上昇させる。

＜繋ぎ目部に発生する微細クラックについて＞
以下、図５を用いて、繋ぎ目部３２に発生する微細クラック３４について説明する。図５（ａ）に示すように、繋ぎ目部３２は、レーザ加工により熱変形しているため、他の部分よりも硬くなっている。

そのため、図５（ｂ）に示すように、ヘッドツール１５とパンチ部材２５で打抜部品３３を挟み込んで圧縮させ、熱変形している部分に圧縮応力を加えることで、繋ぎ目部３２に微細クラック３４が生成される。

このとき、図５（ｃ）に示すように、ヘッドツール１５とパンチ部材２５の突上部２６で打抜部品３３を挟み込んだ状態で、パンチ部材２５の突上部２６を鉛直上向きに上昇させることで、繋ぎ目部３２に存在する微細クラック３４が拡大する。これにより、テープ部材３０から打抜部品３３を切断し、打抜くことができる。

＜本実施形態の効果＞
以上のように、本実施形態に係る打抜き吸着装置１によれば、打抜部品３３の打抜き時に、テープ部材３０及び打抜部品３３の水平方向へのズレを抑えることができる。また、ヘッドツール１５とパンチ部材２５の突上部２６との間に打抜部品３３を挟み込んで拘束した状態で、繋ぎ目部３２に対して垂直方向にせん断力を加えるようにしているから、全ての繋ぎ目部３２を確実に切断することが可能になる。

これにより、打抜部品３３を打抜く際に、繋ぎ目部３２の残存を抑え、精度良く打抜部品３３の打抜き及び吸着保持が可能となる。

本発明の打抜き吸着装置は、打抜部品をテープ部材から打抜く際に、打抜部品の位置ずれや打抜き不良を抑え、精度良く打抜部品の打抜きや吸着保持をすることができるため、テープ部材から打抜部品を供給する用途等に適用できる。

１ 打抜き吸着装置
１０ 上側ガイド部材
１３ 付勢バネ（付勢部）
１５ ヘッドツール（吸着部材）
２０ 下側ガイド部材
２５ パンチ部材
３０ テープ部材
３１ カット部
３２ 繋ぎ目部
３３ 打抜部品

Claims (6)

1. ミシン目状のカット部によって囲まれた打抜部品を有するテープ部材から、該打抜部品を打抜いて吸着保持するための打抜き吸着装置であって、
   前記テープ部材を厚み方向に挟み込む一対のガイド部材と、
   前記テープ部材の一方の面から前記打抜部品を吸着保持する吸着部材と、
   前記テープ部材の他方の面から前記打抜部品を打抜くパンチ部材とを備え、
   前記吸着部材は、前記パンチ部材との間に前記打抜部品を挟み込んだ状態で、該パンチ部材の打抜き動作に連動して打抜き方向に移動可能に構成されていることを特徴とする打抜き吸着装置。
2. 請求項１において、
   前記吸着部材を、前記パンチ部材との間で前記打抜部品を挟み込む方向に付勢する付勢部を備えたことを特徴とする打抜き吸着装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記ミシン目状のカット部の間に設けられた繋ぎ目部の厚みは、前記テープ部材の厚みの半分以下に形成されていることを特徴とする打抜き吸着装置。
4. ミシン目状のカット部によって囲まれた打抜部品を有するテープ部材から、該打抜部品を打抜いて吸着保持するための打抜き吸着方法であって、
   一対のガイド部材によって、前記テープ部材を厚み方向に挟み込む工程と、
   前記打抜部品を打抜くパンチ部材と、該打抜部品を吸着保持する吸着部材との間で、該打抜部品を挟み込む工程と、
   前記パンチ部材の打抜き動作に連動して、前記吸着部材を打抜き方向に移動させる工程とを備えたことを特徴とする打抜き吸着方法。
5. 請求項４において、
   前記打抜部品を挟み込む工程では、前記打抜部品の下面側に前記パンチ部材を当接させ、該打抜部品の上面側に前記吸着部材を当接させることを特徴とする打抜き吸着方法。
6. 請求項４又は５において、
   前記ミシン目状のカット部の間に設けられた繋ぎ目部の厚みは、前記テープ部材の厚みの半分以下に形成されていることを特徴とする打抜き吸着方法。

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