JPH01273694A - 超磁歪材を用いたプレス装置とその制御方法 - 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、材料に磁場をかけたときの磁歪定数が従来の
材料に比べてはるかに大きないわゆる超磁歪材料を利用
して被加工物をプレスする装置、及びその制御方法に関
する。

（従来の技術） 磁歪定数がきわめて大きな材料として各種の合金が開発
されており、例えば、特開昭６２−２９２０９９号公報
「磁気ひずみ駆動モジュール」は、磁歪材料のディスク
と永久磁石のディスクとを交互配置して音響エネルギ伝
送用のトランスジューサーを構成したものであるが、実
用化されている磁気ひずみ性ランクニド合金として、チ
ルフェノール−ＤｌすなわちＴｂｏ、＋Ｄｙｏ、７Ｆｅ
１．９が最も競合力の高いピエゾセラミックスの５倍以
上のひずみｒｍｓ値を有し、かつ最も競合力の高い非ラ
ンクニド合金、例えばニッケル磁歪合金の１０倍のひず
み値を存することが開示されている。

米国特許第４３０８４７４号（１９８１年１２月２９日
発行）には、希土類元素を用いた磁歪材料として Ｔ　ｂ　Ｘ　Ｄ　Ｖ　ｌ−Ｘ　Ｆ　ｅ　ｚ−ｗＴｂ＋＋
　　ＨＯｌ−＊　　Ｆ　ｅｚ−。

Ｓ　ｍｘ　　Ｄｙ１−　Ｘ　　Ｆ　６　Ｘ−ＷＳｍ、　
　ＨＯｌ−、Ｆ　ｅｆｆｉ−ｉｉＴｂｘＨｏ、Ｄｙｇ　
Ｆｅｗ−ｗ ＳｍｘＨｏ、Ｄｙ藁Ｆｅトｗ 等が開示されている。

米国特許第４６０９４０２号（１９８６年９月２日発行
）には、希土類合金を溶融してルツボの中で成形し磁歪
材料のロッドを形成する方法が示されている。

昭和６２年３月発行の雑誌「エレクトロニク・セラミッ
クス」の第２０〜２１頁には積層圧電セラミックのアク
チュエータを用いた自動パンチャが提案されている。し
かしながら、従来の圧電素子は接着剤を用いて多数の薄
帯を積層したものがほとんどであり、接着剤の層が緩衝
材の役割をなすため、高速で作動するパンチを駆動する
ことができないという欠点がある。この例でも、６０個
のヘッドを用いて１分間に１６００個の孔をあけるのが
上限であり、１個のヘッドについてみれば１分間に２６
個、すなわら０．４３　ＨＺの低速で作動しているにす
ぎず、高速作動のプレス装置を実現することはできない
。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、超磁歪材料を利用して高速のプレス装
置を提供することにある。

本発明の他の目的は、超磁歪材を利用した高速プレス装
置の制御方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段とその作用）本発明の前
述した第１の目的は、ＲＦｅ、系合金、　Ｔ　ｂ　Ｘ　
Ｄ　ｙ　Ｉ−Ｘ　Ｆ　ｅ　２系合金、ＴｂｘＤｙ、−。

Ｈｏ、Ｆｅｚ系合金などの超磁歪材で棒状の支持部を形
成し、該支持部の先端にポンチを取付け、前記支持部に
磁界をかけて伸縮させることにより前記ポンチを駆動し
被加工物をプレス加工するようにしたプレス装置によっ
て達成される。すなわち、超磁歪材を例えば鋳造成形し
結晶方向を整えたとき、磁界１００００ｅで１５００〜
２０００ｐｐｍの歪率を有する棒状の支持部を形成する
ことができ、この支持部の下端にポンチを取付りれば、
プレス装置を構成することができる。

このようにして構成したプレス装置を用いて、厚さがｌ
■ｌ以下の半導体部品を打ち抜いたところ、１秒間あた
り１０００〜１５００回の高速作動が可能になり、従来
の最高速度のプレス機械の１秒間あたり１４回程度に比
べて約１００倍もの高速でのプレス加工が可能になった
。

本発明の第２の目的は、前記磁界を発生させる回路にイ
ンピーダンス測定部を取付け、前記ポンチが被加工物に
貫入する瞬間のインピーダンス変化を検出して被加工物
の加工精度及び／又はポンチの摩耗状態を検知しプレス
の作動を制御することを特徴とするプレス装置の制御方
法によって達成される。

すなわち、プレス作業において周知の通り、打抜き作業
が進むとともに次第に大きな圧力が必要になってくる。

これに伴い、被加工物にパリやカエリなどが発生し始め
、ポンチの先端が丸く摩耗し始める。そこで、本発明で
は、ポンチが被加工物に貫入する瞬間のインピーダンス
変化を検出して、被加工物の加工精度やポンチの摩耗状
態を検知し、プレスの作動を制御するようにした。これ
により、プレス作業をしながら加工精度が検出できるこ
とになり、品質の向上が達成できることになる。

本発明のさらに他の特徴及び利点は、添付図面の実施例
を参照した以下の記載により明らかとなろう。

（実施例） 第１図は、本発明による高速プレス装置１ｏを概略的に
表わしており、フレームの天板部１２がら円周方向に均
等配置された６個の棒状体２゜（３個のみ図示）が吊り
下げられ、その下端は円形のディスク１３に固着されて
いる。ディスク１３の中央下端にはホルダー１４を介し
てポンチ１５が取付けられ、ダイス１６の上に載置され
た被加工物３０、例えば厚さ０．４鰭のリードフレーム
材を打抜くように位置決めされている。被加工物３０は
、送りローラ１８に案内されて所定の位置にセットされ
るが、必要に応じて、被加工物を′Ｒ置する台に直交す
るＸ方向とＹ方向の縦横送り機構を設け、所定の位置決
めを行ないながら、デジタル制御でプレス加工を連続し
て実行することもできる。

棒状体２０は、本発明の特徴に従い、超磁歪材の一種で
あるＴｂｏ、ｚ　Ｄｙｏ、ｔ　Ｆｅ、、９合金から、直
径２０龍、長さ１５０鶴、ストローク０．３１重−０棒
状体を形成し、直径Ｉｏｎのポンチを使用した。全体で
は１．５トンの圧力が出せる構造になった。この棒状体
２０に駆動コイル２１を５００回巻き付け、駆動電源２
２から電力を供給する。この電源回路には、高速スイッ
チング回路２４とインピーダンス測定部２６が挿入され
、測定部２６にはマイクロコンピュータ２８が接続され
ている。

かかる構成に基づき、駆動電源２２からの電流をコイル
２１に流し、棒状体２０に磁界をかけると、超磁歪材の
性質に基づき棒状体２０が歪んで伸長し、ポンチ１５を
押し下げて被加工物３０にポンチの形状に応じた形の孔
をあける。高速スイッチング回路２４を作動させ高速で
ＯＮ−〇ＦＦを行なわせると、ダイス１６の上を送られ
ていく被加工物３０に連続して孔をあけることができ、
例えば厚さＱ、　’ｌ　＊＠のリードフレーム材であれ
ば、１秒間に最大１０００回の孔あけ作業を実行できる
ことが確認された。

第２図は、ポンチ１５の先端と、被加工物３０、ダイス
１６、及び打抜かれた製品３２との関係を拡大して表わ
している。できるだけ高速で作動させるためには、ポン
チ１５の下端と被加工物３０の上面との間の距離Ｈをで
きるだけゼロに近づけるようにして、被加工物３０を送
るようにする。

製品の直径りとポンチの直径ｄとの間のクリアランスＫ
を最適な値に設定して、製品にパリやカエリが出ないよ
うにする。

第３図は、被加工物３０を打抜いて行く工程の途中での
抵抗力（荷重）を表わしたグラフである。

周知のように、プレス作業を開始した当初はポンチの先
端がシャープになっているので製品にパリやカエリが出
ず、もろい材質であれば曲線Ａに示すように板厚の２０
％程度を打抜いた時点で抵抗力が最大となる。プレス作
業を続けていくと次第にポンチの先端が摩耗して丸くな
っていくため、曲線ＢからＣに示すように抵抗力が最大
となる時点が次第に遅れていく。そこで、本発明では、
第１図に示したようなインピーダンス測定部２６で検出
した駆動回路のインピーダンス変化をマイクロコンピュ
ータ２８で分析して、製品にパリやカエリが発生してい
たり、ポンチの先端が摩耗している状態などを検知して
プレス作業を制御することができる。

本発明によるプレス装置は、図示の実施例に限定される
ことなく各種の変形を考えることができる。例えば、棒
状体２０から成る支持部の構造はその形状、配列、重量
などを好適に変化させ、高速作動に追従できるように、
また被加工物に応じて最適の構造となるように工夫する
ことが望ましい。

（発明の効果） 以上詳細に説明した如く、本発明のプレス装置とその制
御方法によれば、従来のプレス装置に比べて１００倍以
上の高速で作動する装置が実現され、生産性が飛曜的に
向上すると共に、品質の向上が図られるなど、その技術
的効果には極めて顕著なものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるプレス装置を表わす概略正面図、
第２図はポンチの先端部分を表わす部分拡大断面図、第
３図はプレス作業中の抵抗力変化を表わすグラフである
。 １０・・・プレス装置　　　１２・・・天板１３・・・
ディスク　　　　１４・・・ホルダー１５・・・ポンチ
　　　　　１６・・・ダイス１８・・・送りローラ　　
　２０・・・棒状体２１・・・コイル　　　　　２２・
・・電源２４・・・スイッチング回路 ２６・・・インピーダンス測定部 ２８・・・コンピュータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ＲＦｅ＿２系合金、Ｔｂ＿ｘＤｙ＿１＿−＿ｘＦｅ
   ＿２系合金、Ｔｂ＿ｘＤｙ＿１＿−＿ｘＨｏ＿ｙＦｅ＿
   ２系合金などの超磁歪材で棒状の支持部を形成し、該支
   持部の先端にポンチを取付け、前記支持部に磁界をかけ
   て伸縮させることにより前記ポンチを駆動し被加工物を
   プレス加工するようにしたことを特徴とする超磁歪材を
   用いたプレス装置。 ２、前記磁界を発生させる回路にインピーダンス測定部
   を取付け、前記ポンチが被加工物に貫入する瞬間のイン
   ピーダンス変化を検出して被加工物の加工精度及び／又
   はポンチの摩耗状態を検知しプレスの作動を制御するこ
   とを特徴とする請求項１記載のプレス装置の制御方法。