JP2511043Y2

JP2511043Y2 - 多軸穿孔装置

Info

Publication number: JP2511043Y2
Application number: JP5670690U
Authority: JP
Inventors: 政計柿本; 一誠中原; 和彦伊藤; 賢治佐藤
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-05-29
Filing date: 1990-05-29
Publication date: 1996-09-18
Anticipated expiration: 2005-05-29
Also published as: JPH0417098U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は回路基板又はその素材シートなどのワーク、
特に加圧変形しやすい例えばセラミックグリーンシート
の様なワークに複数の孔を同時に高精度且つ高速で開孔
するのに好適な多軸穿孔装置に関する。

（従来の技術） ICチップ基板には樹脂製とセラミック製とがあり、電
気的導通を確保するため、スルーホール加工が一部品種
においてなされ、前者はドリリング法が、後者はパンチ
ング法が一般的である。

セラミックスにおけるスルーホール加工はセラミック
スグリーンシート段階においてなされる。

スルーホールは微小径（普通、0.1〜0.4φ）で、且つ
高密度（普通、数個〜10数個／cm²）、高精度（普通、
±10〜数10μ）、多数（普通、数100〜数1000個／チッ
プ）である。

又、スルーホールのパターンは基本的に装着されるチ
ップによって異なる。

そして、このように微小径，高密度，高精度，多数で
あるスルーホールを穴あけするのに従来は次の方法によ
って行なっている。

従来技術Ｉスルーホールのパターンに準じ、あらかじめ精密にパ
ンチを配置固定した可動型と受孔を開孔したダイスと通
孔を開孔したワーク外し板とからなるプレス成形型を用
意し、ワークをワーク外し板との間のダイステーブル面
に乗せた後、ワークに向けて可動型およびワーク外し板
を降下させ、ワーク外し板でワークを押さえた状態でス
ルーホール（場合により異種穴を含む）を一度に全数打
抜き加工する。

従来技術II 複数のドリルが夫々Ｘ−Ｙ方向に移動自在な穿孔ユニ
ットと、この穿孔ユニットの位置決め要素と、ドリル口
を有するワーク受け部と、通孔を有するワーク外し板と
で構成され、この多軸穿孔装置におけるワーク外し板と
の間のワーク受け部にワークを乗せた後、位置決め要素
によりドリルを穿孔位置に一致させ、ワーク外し板を降
下させてワークを押さえた状態でドリルにより複数のス
ルーホールを同時に穴あけ加工する。

従来技術III パンチを一列に配置すると共にパンチの選択機構を備
えた可動型と受孔を有するダイスと通孔を有するワーク
外し板とからなるプレス成形型と、ワークの位置決め要
素とで構成され、この多軸穿孔装置（出願人が提案して
いる特願昭63-274114号参照）におけるワーク外し板と
の間のダイステーブル面にワークを乗せた後、スルーホ
ールのパターンに対応してパンチを選択機構により選択
すると共に位置決め要素にてワークを位置決めし、可動
型およびワーク外し板を降下させて、そのワーク外し板
でワークを押さえた状態でスルーホールを一列ずつ打抜
き加工する。

前記するいずれの装置においてもワーク外し板をワー
クに降ろしてワークを押さえて穴あけするようにして、
穴あけ時におけるワークの固定及びパンチ抜き時におけ
るワークの持ち上がり防止をしている。

（考案が解決しようとする問題点）ところが、前記した従来装置では、ワークが圧力を受
けることによって変形していまうもの例えば前記のセラ
ミックグリーンシートである場合、ワーク外し板の押え
圧力によって変形してしまう。

打抜き加工時の穿孔摩擦力やパンチ屑を除去する要素
による吸引力が相乗すると大きな累積変形誤差を招き、
高精度の穿孔を全く期待できなくする。

また、ワーク外し板が剛性確保のためもあって重く、
且つパンチ所要時間の高能率化のため、高速（数10cm/
秒）でワークに衝突させることも加わって累積変形誤差
を大きくしている。

もっとも、パンチの下降時間を遅くすれば、ワークに
対するワーク外し板の衝突は緩和されて累積変形誤差の
低下には有効であるが、それによってパンチ穿孔の高能
率化が望めなくなる。

本考案者はこのような事情を考慮して鋭意研究を進め
た結果、ワークとワーク外し板との間に微少の隙間を確
保した状態で、打抜き加工を高速で行なった場合に加圧
による変形がなくなることはもとより、打抜き加工時の
局部変形量も抑制されて、累積誤差が低減されることを
見い出し、本発明を完成したものである。

即ち本考案は、高い精度の穿孔を高速度で行える多軸
穿孔装置を提供するにある。

（問題点を解決するための手段）本考案の多軸穿孔装置では、ワークホルダーと、その
ワークホルダーが載乗可能なテーブル面に複数の受孔を
有するダイスと、テーブル面に向けて移動自在に対峙し
て複数のパンチを前記受孔と同軸線上に並設した可動型
と、可動型にテーブル面と対向状に圧縮バネを介して取
付けられ複数の通孔を前記受孔およびパンチと同軸線上
に開孔したワーク外し板とを備え、前記ワーク外し板は
ワークホルダーを構成する対向した一対の構成杆部の上
面に跨がる長尺状に形成し、前記ワークはその上面をワ
ークホルダーの上面から僅かに低く位置させて同ワーク
ホルダーに保持して、打ち抜き時のワークとワークホル
ダーの上面に当接するワーク外し板との間に微小間隙を
確保するようにしたことを要旨とする。

さらに詳しくは、複数のパンチは固定のもの、或いは
その軸線方向に移動自在で、選択機構によりスルーホー
ルのパターンに準じて穿孔可能位置と穿孔不能位置とに
調整自在であるものでも良い。

又、ワーク外し板がワークホルダーに当接した打ち抜
き時におけるワーク外し板とワークとの間の微少間隙
は、セラミックグリーンシートの場合で0.01〜1mm程度
とする。

（作用）打ち抜き時にワーク外し板がワークホルダーの上面に
当接してもワークの上面がワークホルダーの上面に対し
て僅かに低い位置に保持されている関係でワークに接触
せず、ワーク外し板とワークとの間に微小間隙を残置す
る。

この微小間隙は、打ち抜き時にワーク外し板でワーク
が押圧変形するのを防止し、パンチの上昇時にワークが
すぐさまワーク外し板に当たってワークの持上りによる
変形を抑制する。

（実施例）以下図面を参照して本考案の実施の一例を詳細に説明
する。

図中（Ａ）は多軸穿孔装置であり、略コ形状のフレー
ム（１）の下側にはダイス（２）が、上側には昇降要素
（３）が夫々備えられていて、昇降要素（３）には可動
型（４）がシリンダー（５）の駆動力を受けて上下に昇
降自在に備えられ、又、可動型（４）における下側には
ワーク外し板（６）がダイス（２）と対峙状に備えられ
ている。

ダイス（２）はその上面にテーブル面（７）をワーク
ホルダー（８）よりも幅広に形成していて、このテーブ
ル面（７）幅内にワークホルダー（８）が載乗し得るよ
うにしている。

又、テーブル面（７）にはその幅方向に定間隔をおい
て受孔（９）…を開口して下部のパンチ屑吸引部（10）
と連通させている。

可動型（４）は前記ダイス（２）と略同幅の広幅であ
り、その左右に垂設したガイド軸（11）（11）をワーク
外し板（６）左右の孔（12）（12）を貫通してダイス
（２）左右の孔（13）（13）に挿入していて、ダイス
（２）を基準に可動型（４）およびワーク外し板（６）
が昇降するようにしている。

そして、可動型（４）はその幅方向に定間隔をおいて
パンチ取付孔（14）…を開口するとともに該孔（14）上
端が通じる空間部（15）を形成し、前記取付孔（14）…
をダイス（２）の受孔（９）…の軸線上に配置せしめて
いる。

又、可動型（４）は各取付孔（14）に夫々パンチ（1
6）を上下摺動自在に挿着すると共に各パンチ（16）を
上向きに付勢せしめるスプリング（17）を設け、各パン
チ（16）はその上部を空間部（15）内に突出させ、その
上端に拡大頭部（16a）を形成していて、この拡大頭部
（16a）を通じて位置設定機構（18）と連絡している。

ワーク外し板（６）は金属製、硬質樹脂製等の剛体で
あり、ダイス（２）と略同幅の広幅であり、可動型
（４）との間に複数の圧縮バネ（19）を介在させて、可
動型（４）の昇降動を緩衝するようにしている。

又、ワーク外し板（６）はその幅方向に定間隔をおい
て通孔（20）…を開口すると共に各通孔（20）が受孔
（９）およびパンチ（16）と同軸線上に位置するよう配
置している。

ワーク（ｗ）は枠状のワークホルダー（８）にその枠
上面（8a）から若干低い位置に上面を位置させて保持さ
れ、ワーク（ｗ）の上面と枠上面（8a）との間に後述の
微小間隙（Ｈ）となる0.1乃至1mm程度の高さギャップを
有している。

前記ワーク外し板（６）は穴あけ時に下降した際にワ
ーク（ｗ）を跨いでワークホルダー（８）を構成する一
対の構成杆部（8b）（8b）上面に当接する以上の長さに
形成して、ワーク（ｗ）との間に微少間隙（Ｈ）を保ち
得るようにしている。

位置設定機構（18）は可動型（４）の背面部に各パン
チ（16）と組になって設置されており、エエアリンダー
（21）とそのロッド（21a）に連結したカム（22）とに
より構成され、このカム（22）を前記空間部（15）内の
各パンチ（16）の頭部（16a）に乗った状態に配置させ
ている。

ユッタ（22）はロッド（21a）後退時には斜め上に引
いて、パンチ（16）が上限位置にスプリング（17）で付
勢されて上がっている状態に配置され、ロッド（21a）
前進時に斜め下に繰出して、パンチ（16）を下限位置に
押下げるようにしている。

すなわちエアシリンダ（21）のロッド後退時において
パンチ（16）は、その下端がワーク外し板（６）の通孔
（20）内に没入した状態の上限位置に設定され、ロッド
前進時においてパンチ（16）はその下端が前記通孔（2
0）より下方に突出した状態の下限位置に設定される。

そしてパンチ（16）が下限位置にある場合は、その状
態から可動型（４）が下降したときにパンチ（16）がワ
ーク（ｗ）を貫通してダイス（２）の受孔（９）に挿入
し、すなわちワーク（ｗ）に穿孔を施し、パンチ（16）
が上限位置にある場合は、可動型（４）が下降してもパ
ンチ下端がワーク（ｗ）へ到着せず穿孔し得ない。

上記エアシリンダ（21）…の動作はコンピュータによ
り制御され、それにより各パンチ（16）…の上限又は下
限位置が個別に設定され、ワーク（ｗ）の穿孔パターン
に応じたパンチ（16）…の穿孔可能な配列を得ることが
できる。

尚、上記エアシリンダ（21）に代えてソレノイドを使
用することも可能である。

上記実施例においては、ワーク外し板（６）の底面を
ワークホルダー（８）幅よりも幅広く水平状とする。

以上のように構成されている多軸穿孔装置（Ａ）は、
シリンダー（５）の駆動力を受けて可動型（４）が下降
し、それと一緒にワーク外し板（６）も下降してワーク
外し板（６）がワークホルダー（８）の枠上面（8a）に
当接してワーク（ｗ）の上面との間に微小間隙（0.1乃
至1mm）（Ｈ）の作用でワーク外し板（６）がワーク
（ｗ）に接触することなくパンチ（16）がワーク（ｗ）
を打ち抜く。

パンチ（16）が後退（上昇）するときの引き抜き力が
ワーク（ｗ）の持ち上げ力として作用するもののすぐさ
ま圧縮バネ（19）で支持されているワーク外し板（６）
に当接してそれ以上の持ち上がりによる変形が阻止され
る。

またワーク外し板（６）で押さえつけたままパンチ
（16）が後退（上昇）する場合のようにパンチ孔（打ち
抜き孔）に大きな摩擦力も集中せず、パンチ孔（打ち抜
き孔）形状も精度のあるものになる。

次表は、厚さが0.6mm前後のセラミックグリーンシー
トからなるワーク（ｗ）を対象に、本考案の前記実施例
の多軸穿孔装置（Ａ）と、ワーク外し板をワークに直接
当接させる多軸穿孔装置との穴あけテストの結果を示し
ている。

尚、打抜き孔の測定は専用穴座標測定器により行なっ
た。又、テスト結果の比較のため、比較基準として、厚
さが0.3mmのセラミックグリーンシートを前記従来技術I
Iの方法で穴あけしたものにした。

これによると比較例、基準例に比べてＸ軸方向、Ｙ軸
方向ともに打抜き精度の誤差が少なく、また打抜き時の
所要時間比率、パンチ回数比率においても基準例と比べ
て激減でき、高速打ち抜きに適していることも立証され
る。

同様な効果を達成するため、ワーク外し板（６）を別
の位置決め装置にてワーク外し板下面とワーク（ｗ）と
の間に微少間隙となるよう位置決めした後、可動型
（４）の下降・上昇を繰返しパンチングを行っても同種
の効果が期待できるが複雑な機構になってしまう。

（考案の効果）本考案は以上のようにパンチを多軸状に備えた可動型
を下降させると共に圧縮バネで支持するワーク外し板を
下降させる多軸穿孔装置において、ワーク外し板をワー
クホルダーを構成する対向した一対の構成杆部の上面に
跨がる長尺状に形成し、前記ワークをその上面をワーク
ホルダーの上面から僅かに低く位置させて同ワークホル
ダーに保持して打ち抜き時にワークとワークホルダーの
上面に当接するワーク外し板との間に微小間隙を確保す
る構成にしたから、ワーク外し板でワークホルダーをテ
ーブル面との間に挟持してワークを移動不能に支持した
状態で打ち抜きし、打ち抜き後のパンチ上昇時にすぐさ
まワーク外し板にワークが当接して持ち上がりが防止す
る。

そのため、ワーク外し板でワークが押さえ付けられて
変形することもなければパンチの引き抜き時の摩擦で大
きく持ち上がることもなくなり、高速度で高精度打ち抜
きが可能な多軸穿孔装置を提供することができる。

その上、ワーク外し板を若干大形化すると共にワーク
をワークホルダーの上面に対して一段低い位置に保持さ
せるという簡単な構造で対処できることから、低コスト
で実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の多軸穿孔装置の実施の一例を示す正面
図で一部切欠する。第２図は側面図で一部切欠する。第
３図はワーク外し板がワークホルダーに当接して、パン
チがワークに穴あけした状態の部分拡大縦断面図。第４
図はパンチが穴あけ後に上昇している途中の状態を示す
同部分拡大縦断面図。第５図はワークとワークホルダー
を示す斜視図である。図中（ｗ）はワーク（２）はダイス（４）は可動型（６）はワーク外し板（７）はテーブル面（８）はワークホルダー（９）は受孔（16）はパンチ（19）は圧縮バネ（20）は通孔（Ｈ）は微小間隙（8b）は構成杆部（8a）は上面（枠上面）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者中原一誠愛知県名古屋市緑区鳴海町字伝治山３番地鳴海製陶株式会社内 (72)考案者伊藤和彦愛知県名古屋市緑区鳴海町字伝治山３番地鳴海製陶株式会社内 (72)考案者佐藤賢治大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住友金属工業株式会社内

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ワークホルダーと、そのワークホルダーが
載乗可能なテーブル面に複数の受孔を有するダイスと、
テーブル面に向けて移動自在に対峙して複数のパンチを
前記受孔と同軸線上に並設した可動型と、可動型にテー
ブル面と対向状に圧縮バネを介して取付けられ複数の通
孔を前記受孔およびパンチと同軸線上に開孔したワーク
外し板とを備え、前記ワーク外し板はワークホルダーを
構成する対向した一対の構成杆部の上面に跨がる長尺状
に形成し、前記ワークはその上面をワークホルダーの上
面から僅かに低く位置させて同ワークホルダーに保持し
て、打ち抜き時のワークとワークホルダーの上面に当接
するワーク外し板との間に微小間隙を確保するようにし
たことを特徴とする多軸穿孔装置。