JPH01273630A - 打ち抜き加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は打ち抜き加工装置に関し、特に微細な穴の打ち
抜き加工を行なう打ち抜き加工装置に関するものである
。

［従来の技術］ 従来、微細な穴を薄いシート材に対して穴加工する微細
穴加工において、穴の直径が数１０μＭ（ミクロン）近
くになると、機械的に打ち抜き加工することは、困難と
されている。この理由としては、微細穴加工用のパンチ
とダイスを製作すること自体が非常に困難であるばかり
か、パンチとダイスとをプレス装置に装着後に固定する
際に、相対的な位置合わせ精度を保証することは、より
困難であることによる。

そこで、これまでの微細穴加工方法では電気、化学的な
方法が一般的であ・す、これらは大量生産には必ずしも
適するものではなかった。

特開昭６１−４４５３６のｒ微細孔の加工方法及びその
装置」と、１９８６年１０月９日付けの日刊工業新聞に
記載された東京大学生産技術研究所の開発内容に関する
記事とは、機械的に打ち抜き加工することを可能とした
微細穴加工方法に関する画期的なものである。

これらによれば、打ち抜き加工装置と、放電加工装置と
を一体的に構成した装置（以下、打ち抜き放電加工装置
という）に、パンチ素材とダイス素材とを取り付けた状
態にしておいて、先ずパンチ素材を放電加工してパンチ
形状に放電加工し、次に、このパンチ形状のパンチ形状
体を放電加工の電極として用いて、ダイス素材に穴を放
電加工するようにして、物理的にパンチとダイスとの相
対的な位置関係を高精度に保証して、機械的に打ち抜き
加工ができる微細穴加工方法を提案している。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような上述の打ち抜き放電加工装置
においては、打ち抜き加工の工程中にパンチあるいはダ
イスが破損、摩耗すると、新品のパンチとダイスとを放
電加工して製作する間、打ち抜き加工の工程を中断しな
けらばならず、時間的な損失が大きいという問題点があ
った。すなわち、産業上はかならづしも利用に耐えるこ
とはできなかった。

一方、余分なパンチとダイスとを上述した打ち抜き放電
加工装置で予め加工して、保管しておいて、パンチ等が
破損、摩耗した時点で、改めて打ち抜き放電加工装置に
装着することで、放電加工に要する時間的な損失を短・
縮しようとすることが考えられる。しかしながら、微細
穴加工される穴径が数１０ミクロン近くになると、パン
チとダイスとのクリアランスは数ミクロンと非常に小さ
くなり、パンチとダイスの相対的な位置関係を保証して
、打ち抜き放電加工装置もしくは打ち抜き加工装置に装
着、固定することは非常に困難になるという問題点があ
った。

したがって、本発明の打ち抜き加工装置は上述した問題
点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、
パンチとダイスを交換する際の時間的な損失を少なくす
るとともに、パンチとダイスを交換する際に、パンチと
ダイスの相対的な位置関係を保証することのできる打ち
抜き加工装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上述した問題点を解決し、目的を達成するために、本発
明になる打ち抜き加工装置においては、パンチとダイス
との相対位置が高精度で確保される微細穴加工用の打ち
抜き加工装置であって、前記パンチと前記ダイスとを静
圧軸受で交換自在に保持するようにしている。

［作用］ パンチとダイスを静圧軸受で交換自在に支持することで
、容易かつ短時間で交換できるようにするとともに、パ
ンチとダイスの相対的な位置関係を高精度に保証するよ
うに働く。

［実施例コ 以下に、本発明が適用される好適な実施例を図面に基づ
いて説明する。

第１図は第１実施例の打ち抜き装置の中心断面図であり
、パンチ１とダイス１１とで、ワークＷに微細穴明は加
工する構成を示している。

第１図において、上部本体４とペースマウント１４とは
不図示の固定部材で相対的な位置関係が固定されて設け
られている。また、ワークＷは不図示の搬送装置で矢印
Ｓ方向に高精度で送られるようになっている。パンチ１
は高精度の円筒状のパンチホルダ２に固定されており、
このパンチホルダ２に固定された状態で、上述した打ち
抜き放電加工装置等を使用して形状が形成されており、
パンチ１の回転中心とパンチホルダ２との回転中心とは
正確に一致するようにされている。

微細な粉体を焼成して、空気等の気体の通過ができるよ
うにされた多孔質体を構成材料として、円筒形状に形成
された気体軸受３は、その内周面と、上記のパンチホル
ダ２の外周面との間に微小な間隔を維持するようにして
、上部本体４に設けられている。そして、この気体軸受
３の外周面を取り囲むようにして空気室５が形成される
一方、この空気室５には給気孔６が外部と連通ずるよう
にされて設けられており、不図示の加圧気体供給装置で
発生される加圧気体を給気孔６を介して気体室５の内部
に導入するようにしている。

したがって、加圧気体を給気孔６を介して気体室５の内
部に導入した状態では、気体が気体軸受３を通過する結
果、パンチホルダ２の外周面と気体軸受３の内周面との
間に、気体膜が形成されて、パンチホルダ２がラジアル
方向に保持されることになる。

次に、パンチ１に打ち抜き動作を行なわせろ駆動装置７
は、ブラケット７４を介して上部本体４に固定されてお
り、ンレノイド７１により摺動駆動されるプランジャー
ビン７２を備えて構成されており、プランジャービン７
２の先端部分がパンチホルダ２の上面部分な当接して、
打ち抜き動作をパンチ１に伝達する一方、圧縮コイルバ
ネ７３の復元力で打ち抜き動作後に、図示の戻り位置に
復帰するようになっている。

次に、ダイス１１はグイホルダ１２に固定された後に、
上述の打ち抜き放電加工装置等を使用して形状穴１１Ａ
が形成されるが、このダイス１１の形状穴１１Ａの中心
とグイホルダ１２の中心とは正確に一致するようにされ
る。このグイホルダ１２は円筒部１２Ａとフランジ部１
２Ｂとからなり、筒形状の気体軸受１３でラジアル方向
の支持が、また円環状の一対の円環気体軸受１７．２１
とでスラスト方向が支持されるように構成されている。

詳述すると、気体軸受１３はその内周面と、上記のダイ
スホルダ１２の外周面との間に微小な間隔を維持するよ
うにして、ペースマウント１４に設けられている。また
、この気体軸受１３の外周面を取り囲むようにして気体
室１５が設けられており、この気体室１５には給気孔１
６が外部と連通ずるようにされて設けられており、不図
示の加圧気体供給装置で発生される加圧気体を給気孔１
６を介して気体室１５の内部に導入するようにしている
。

したがって、加圧気体を給気孔１６を介して気体室１５
の内部に導入した状態では、気体が気体軸受１３を通過
する結果、ダイスホルダ１２の外周面と気体軸受１３の
内周面との間に、気体膜が形成されて、ダイスホルダ１
２がラジアル方向に保持されることになる。

また、多孔質体で形成される円環気体軸受１７は、ペー
スマウント１４の下面に加工された環状溝内に設けられ
る一方、この円環気体軸受１７の上面部分には円環状の
気体室１８が形成されており、給気孔１９がこの気体室
１８を外部に連通ずるようようにして設けられる。

一方、プレート２２はペースマウント１４の下面に対し
てボルト等を用いて設けられるが、このプレート２２内
には多孔質体で形成される環状の円環気体軸受２１が設
けられ、この円環気体軸受２１の下面部分には環状の気
体室２３が形成されており、この気体室２３には給気孔
２４を介して気体室２３の内部に気体が導入されるよう
になっている。

したがって、上記の気体室１８．２３に気体が導入され
た状態ではダイスホルダ１２のフランジ部１２Ｂが気体
膜を介してスラスト方向に保持されるようになっている
。

ここで、上部本体４とペースマウント１４とはバンチホ
ルダ２を支持する中心と、ダイスホルダ１２とを保持す
る中心とが互いに正確に一致するようにされた後に固定
される。

以上説明した打ち抜き加工装置の動作について説明する
と、加圧気体発生装置より加圧気体を気体軸受に供給し
て、パンチホルダ２の中心と、ダイスホルダ１２の中心
とが互いに正確に一致するするように保持された状態に
した後に、所定の穴明は位置にワークＷを搬送してから
、駆動装置７のソレノイド７１への通電を行なうことで
、バンチＩの形状部ＩＡをダイス１１の形状穴ｌＩＡに
挿入するように移動することで、シート状のワークＷへ
の微細穴加工が行なわれることになる。また、打ち抜き
カスは、ダイスホルダ１２の中心部分に形成された中空
穴部１２Ｃから下方向に落下する。

このような打ち抜き動作の終了後に、ソレノイド７１へ
の通電が切られると、圧縮コイルバネ７３に蓄えられた
復元力がパンチホルダ２に作用して、パンチホルダ２を
打ち抜き動作の待機位置に復帰させる。

以上の動作を繰り返し行なうことで、連続微細穴明は加
工が行なわれことになる。

一方、上述した連続微細穴明は加工中にバンチ１あるい
はダイス１１が破損した場合に、新品等と交換するには
、先ず破損したパンチ１のパンチホルダ２とダイスホル
ダ１２とを気体軸受から取り外す。次に、予め上述の打
ち抜き放電加工装置の別の装置を使用して、気体軸受で
保持された状態で形状加工が行なわれた、バンチ１００
とダイス１１０とを、夫々固定したパンチホルダ２００
とダイスホルダ１２０とを、破損したパンチ１のパンチ
ホルダ２とダイスホルダ１２とが取り外された状態にあ
る気体軸受内にセットする。

このようにセットすると、新たなパンチホルダ２００と
ダイスホルダ１２０とは気体軸受に対して中心精度が確
保されて保持されることから、上述の打ち抜き放電加工
装置を使用しての形状形成時のパンチ１００とダイス１
１０との相互の位置関係が、セット状態でも高精度に確
保されることになる。

次に、第２図は第２実施例の打ち抜き装置の中心断面図
であり、基本構成は第１図に図示の打ち抜き装置と同様
であるので相違部分についてのみ述べると、駆動装置７
０はボイスコイルモータで構成されている。

第２図において、環状のコイル８１はパンチホルダ２の
上面部上に固定されており、このコイル８１の外周面を
取り囲むようにして磁石８３が設けられている。この磁
石８３は同心円状に形成されたヨーク８２の外壁内面に
着設される一方、外壁外壁をブラケット８４を介して上
部本体４上に固定するようにしている。また、ヨーク８
２の中心部分には芯部が形成されており、上記の磁石８
３の磁束は、この芯部と外壁とを通過して閉磁界を形成
しており、コイル８１には磁束が作用するようになって
いる。

上記のヨーク８２の芯部に穿設された貫通穴部にはリニ
アエンコーダ８５のロッド８６が内蔵されており、この
ロッド８６の先端部分がパンチホルダ２の上面部分と常
に当接するようにしてパンチホルダ２の移動量をリニア
エンコーダ８５で正確に検出できるように構成されてい
る。

このように構成される打ち抜き装置の動作は、基本的に
は上述の第１実施例の打ち抜き装置と同様にして行なわ
れる。ここで、コイル８１への通電が行なわれると、駆
動装置７０とパンチホルダ２とはロッド８６を除いては
非接触で構成されており、パンチホルダ２は気体軸受に
より高精度で保持されながらの移動が可能となばかりか
、駆動装置はソレノイド式に比べて騒音の発生は低く抑
えることが出来る。

以上の説明では、静圧気体軸受として多孔質体で構成さ
れる例についてのみ述べたが、他の形式の気体軸受であ
るオリフィス絞り、表面絞り等を適用しても良い。

尚、以上の実施例ではパンチホルダが上下方向に移動す
る場合に限って述べたが、打ち抜き装置全体を横置とし
て構成して、パンチが水平方向に移動するようにしても
一向に構わない。

［発明の効果］ 本発明の打ち抜き加工装置は上述の構成を備えているの
で、パンチとダイスを交換する際の時間的な損失を少な
くするとともに、パンチとダイスを交換する際に、パン
チとダイスの相対的な位置関係を保証することのできる
打ち抜き加工装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の打ち抜き装置の中心断面図、 第２図は第２実施例の打ち抜き装置の中心断面図である
。 図中、１・・・パンチ、ＩＡ・・・形状部、２・・・パ
ンチホルダ、３．１３・・・気体軸受、４・・・上部本
体、５．１５．１８．２３・・・気体室、 ６．１６．１９・・・給気孔、７．７０・・・駆動装置
、１１・・・ダイス、１１Ａ・・・形状穴、１２・・・
ダイスホルダ、１４・・・ペースマウント、１７．２１
・・・円環気体軸受、Ｗ・・・ワークである。 吉１．”’−’己゛・・、−員

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パンチとダイスとの相対位置が高精度で確保される微細
   穴加工用の打ち抜き加工装置であつて、前記パンチと前
   記ダイスとを静圧軸受で交換自在に保持することを特徴
   とする打ち抜き加工装置。