JPH02250799A - 微細穴プレス加工用ダイセット - 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、インクジェットプリンター用のインクノズル
やガス流量制御用オリフィスなどのような：り）〜関ミ
クロンの微細穴をプレス加工するために用いる微細穴プ
レス加工用ダイセットに関するものである。

従来の技術 従来、この種の微細穴を加工するには、直接放電によっ
て加工する方式やプレス加工方式がある。

前者は導電性材料のみ加工が可能であシ、後者は銅系の
軟質金属や樹脂フィルムなどの加工に適している。後者
の例さして、ワイヤ放電加工によりパンチを加工し、続
いてこのパンチを用いてダイを加工し、その後、これら
のパンチとダイを用いて被プレス加工材のプレス加工を
行う方式が提案されている（昭和６２年度春季精密工学
論文集　山本他）。以下、この従来例について第６図を
参照しながら説明する。

第６図において、５１はパンチで、／ヤフト５２の先端
の絶縁材製のキャピラリ５３に固定されている。５４は
支持部５５に支持された板ばね、泌は板ばね５４とシャ
フト５２との間に介在されたころがり軸受、５７は支持
部５５に固定されたボイスコイルモータ（ＶＣＭ）の磁
気回路、詔は磁気回路５７の内側て設けられた磁石、５
９は磁気回路５７の内側に挿入されたボビンであり、シ
ャフト５２と直結されている。６０は磁気回路５７上に
支持されたギヤ付モータであり、その出力軸がボビン５
９とスリップソング６１、ばねカップリング６２によシ
連係されている。６３はパンチ５１を放電加工するワイ
ヤ、６４はワイヤ６４を案内するガイドで、移動装置（
図示省略）により放電加工位置と非加工位置に移動され
る。６５はベット６６上に取シ付けられたダイホルダ、
６７はダイホルダ６５に保持されたダイ、６８はダイ６
７上に被プレス加工材６９を供給するフィーダ、７０は
被プレス加工材６９をダイ６７に対し押えるストリッパ
ーである。

次に上記従来例の動作について説明する。

キャピラリ５３にパンチ５１として放電加工する前のパ
ンチ素材を取り付け、ワイヤガイド６４およびワイヤ６
３を放電加工位置−＼移動させ、ギヤ付モータ６０の駆
動によりスリップリング６１、ばねカップリング６２を
介してボビン５９、シャフト５２、キャピラリ５３およ
びパンチ素材を回転させ、ワイヤ６３とパンチ素材に絶
縁液を滴下しながら放電電力を供給することによりパン
チ素材を放電加工し、パンチ５１を形成する。形成後、
ワイヤガイド６４およびワイヤ６３を非加工位置へ移動
させ、磁気回路５７に通電し、ボビン５９、／ヤント５
２、キャピラリ５３、パンチ５１を板ばね５４の弾性に
抗して下降させ、パンチ５１とダイホルダ６５上に保持
したダイ素材に絶縁液を滴下しながら放電電力を供給す
ることによりダイ素材を放電加工し、ダイ６７を形成す
る。形成後、磁気回路５７への通電を停止することによ
りボビン５９、シャフト５２、キャピラリ５３、パンチ
５１を板ばね５４の弾性により上昇させる。次に放電加
工により消耗したパンチ５１を上記と同様にワイヤ６３
により放電加工する。次に放電加工されたダイ６７上に
フィーダ６８により被プレス加工材６９を供給し、被プ
レス加工材６９をストリンパ−７０によりダイ６７に対
し押さえる。

次に磁気回路５７に通電し、ボビン５９、シャフト５２
、キャピラリ５３、パンチ５１を板ばね５４の弾性に抗
して下降させることにより、このパンチ５１とダイ６７
によりダイ６７上の被プレス加工材６９に微細穴をプレ
ス加工することができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来例では、パンチ素材を固定して
いるシャフト５２がボビン５９に直結しているので、高
速回転させることができず、したがって、パンチ素材を
円柱状に加工する場合に真円度を得るのが難しく、マた
、ダイ６７の穴の加工精度も同じく十分には得難い。ま
た、パンチ５１を固定した７ヤフト５２をボビン５９に
結合しており、パンチ５１を一旦、取り外した場合に軸
芯を一致させて取り付けることが極めて困難であるため
、放電加工したパンチ５１の形状を測定確認することが
できず、パンチ洗浄が困難でｂる。また、パンチ５１の
直下にダイ６７が固定されているため、ダイ６７に加工
された穴形状の測定が困難である。したがって、上記の
ようにパンチ５１の形状測定ができない課題とあい壕っ
て、プレス加工時に最も重要になるパンチ５１とダイ６
７とのクリアランスの正確な管理ができない。また、パ
ンチ５１の上下動が板ばね５４により規制されるだめ、
パンチストロークが１鰭と小さい。したがって、実際に
は被プレス加工材の押さえやストリッパー７０などを設
ける余裕がない。更に、パンチ加工、ダイ加工時の放電
絶縁液は滴下しているので、絶縁液が周辺へ飛散し、ま
た、十分に加工屑を除去することができず、加工屑が付
着することにより加工精度上の問題が生じる。

本発明は、以上のような従来技術の課題を解決するもの
であり、微細プレスに必要なダイの加工を高精度に実現
することができ、また、加工形状の正確な測定を可能と
し、プレス加工時に最も重要になるパンチとダイのクリ
アランスの管理を精密に行うことができ、したがって、
微細穴プレス加工の高精度化を図ることができるように
した微細穴プレス加工用ダイセットを提供することを目
的とするものである。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するため、微細パンチと、この
微細パンチを保持する円筒状の保持部材と、この保持部
材を回転可能に支持するＶ字状軸受と、上記微細パンチ
によりこの微細パンチと協力してプレス加工を行うため
のダイ穴が放電加工されるダイ材と、このダイ材を保持
する円筒状の保持部材と、この保持部材を上記微細パン
チと同一軸上で支持し、上記Ｖ字状軸受と一体に設けら
れたＶ字状軸受を具備したものである。

そして、上記Ｖ字状軸受が非導電性のセラミック材料か
らなるのが好ましく、また、上記ダイ材が筒状の保持部
材の端部に離脱可能に保持され、ダイ材の保持部材の軸
に対する直角度が高精度に設定されるのが好ましい。

作用 本発明は、上記のような構成により次のような作用を有
する。

すなわち、微細パンチを保持した円筒状の保持部材を支
持するｖ字状軸受と、ダイ材を保持した円筒状の保持部
材を微細パンチと同一軸上で支持するｖ字状軸受が一体
に構成されているので、これを放電加工装置に組み込み
、保持部材および微細パンチをＶ字状軸受に支持した状
態で高速度で回転させて微細パンチによりダイ材に放電
加工することができる。そして、微細パンチとダイ等を
それぞれＶ字状軸受より外すことによυ微細バンチとダ
イの加工形状の正確な測定を行うことができ、しかも、
微細パンチとダイ等をＶ字状軸受より外しても両Ｖ字状
軸受が一体に構成されているので、再びＶ字状軸受に加
工時と同一状態に支持することができ、そして、微細パ
ンチ、ダイおよびＶ字状軸受等はプレス加工装置におい
て、上記の位置関係で組み込むことができ、これにより
、微細パンチとダイによりダイ上の被プレス加工拐に微
細穴をプレス加工することができる。

実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図（ａ）ないしくｃ）は本発明の一実施例における
微細穴プレス加工用ダイセットを示し、第１図（ａ）は
一部破断側面図、第１図（ｂ）は一部平面図、第１図（
ｃ）は第１図（ａ）のＩｃ矢視図である。

第１図（ａ）ないしくｃ）に示すように微細パンチｌが
円筒状の保持部材であるマンドレル２の先端のキャピラ
リ３に同一軸心となるように挿入されて固定されている
。マンドレル２はその外径が円筒研削等によって真円度
が良好となるように加工されている。一方、上位と下位
のｖ字状軸受４と５が連設部６により一体に設けられ、
これらＶ字状軸受４．５および連設部６は非導電性セラ
ミックにより形成されている。上位のＶ字状軸受４の中
間部には穴７が形成され、連設部６に微細パンチＩの回
転運動用のモータ８が支持されている。マンドレル２の
中間部上にはプーリー９が取り付けられ、このプーリー
９とモータ８の出力軸１０上に取り付けられたプーリー
１１に穴７を通って丸ベルト】２が掛けられている。マ
ンドレル２は丸ベルト１２のテンションにより一定予圧
力が与えられて上位のＶ字状軸受４に鉛直方向で高精度
に回転可能に支持されている。一方、ダイ材１３が円筒
状の保持部材であるダイホルダ１４の端部に離脱可能に
取り付けられ、ダイ材１３のダイホルダ１４の軸に対す
る直角度が高精度に設定されている。ダイボルダ１４の
外径はマンドレル２の外径と同一径に形成され、下位の
Ｖ字状軸受５に固定板１５により離脱可能に、かつ固定
状態に支持されている。したがって、ダイ材１３および
ダイホルダｌ＝１と、微細パンチ１およびマンドレル２
とは同−軸旧となるように支持されている。ダイホルダ
１４にはプレス加工時に用いるストリッパー１６が備え
られている。

次に上記のように構成された本発明実施例のダイセット
１７を用いてダイ穴加工を行う動作について説明する。

第２図は本発明実施例のダイセット１７を用いてダイ穴
加工装置を構成した一部破断側面図、第３図はダイ穴加
工動作説明用断面図である。

第２図に示すように加工槽１８内のベース１９上に立設
されたコラム加の上部前側にはリニアガイド２１を介し
て可動部ｎが上下方向にのみ移動可能に支持されている
。コラム加の上部前側に上下一対の支持部ｎ１２４が水
平方向に突設され、上方の支持部ｎ上にはモータ５が支
持され、モータ乙の出力軸２６に連結された送りねじｒ
が可動部２４に螺入されている。したがって、モータ５
の駆動により出力軸２６および送りねじ都をいずれかの
方向に回転させることにより、可動部ｎを下降させ、若
しくは上昇させることができる。上記ベース１９上には
ダイ七ノ目７を取り外し可能に取り付け、ダイ材１３を
加工槽１８に満たされた放電加工油路に浸漬させる。マ
ンドレル２の上端と送りねじ釘との間に鋼球２９を介在
させ、電源■、コンデンサＣ１抵抗Ｒからなる放電回路
間の一側をダイ材１３に接続すると共に、他側をブラシ
３１により鋼球加に接続し、これにより、ダイ材１３と
微細ノくンチｌとの間に放電回路３０を構成する。

そして、放電回路３０によシ微細ノ々ンチ１とダイ材１
３に放電電力を供給し、モータ８の駆動によりプーリー
１１、丸ベルト１２、プーリー９を介してマンドレル２
、キャピラリ３および微細パンチ１を回転させると共に
、モータ５の駆動によシ送りねじ２７により可動部２２
を下降させてマンドレル２、キャピラリ３および微細パ
ンチ１を上位のＶ字状軸受４に沿って下降させ、微細パ
ンチ１をダイ材１３に近接させることにより、第３図に
示すようにダイ材１３に微細パンチ１と一定の放電ギャ
ップとなるダイ穴３２を放電加工する。この放電加工に
は、微小エネルギ放電と微細パンチ１の超微細送り制御
が必要である。そして、微小エネルギ放電は放電回路３
０および微細パンチ１とダイ材１３との間での浮遊容量
を極めて小さくすることによって可能であり、この浮遊
容量は上記のようにＶ字状軸受４．５および連設部６を
セラミックにより形成することによって可能であり０、
一方、微細パンチ１の超微細送υ制御はモータ５のマイ
クロ駆動および送りねじｒ等によって可能である。この
ようにして加工されたダイ１３′をダイホルダ１４と共
に下位のＶ字状軸受５から外し、ダイ穴３２の径を測定
する。ここで、ダイ穴３２の径と被プレス加工材の材質
、板厚などに基づき、ダイ穴３２の径に対し、プレス加
工におけるクリアランスを最適化する微細パンチ１の径
を決定し、微細パンチ１をマンドレル２等と共に上位の
Ｖ字状軸受４より外して測定し、その後、上記と同様に
マンドレル２の外径を基準としてＶ字状軸受４に沿って
回転させ、例えばワイヤ放電研削法により加工する。そ
の後、マンドレル２を上位のＶ字状軸受４に支持させ、
ダイホルダ１４を下位のＶ字状軸受５に支持させるが、
上記のように上位と下位のＶ字状軸受４と５が一体に構
成されているので、微細パンチ１とダイ１３′のダイ穴
３２が加工時と同一状態、すなわち同一軸心となるよう
に支持することができる。

次に上記のようにして加工されたダイ１３′と微細パン
チ１を用いて被プレス加工材にプレス加工を行う動作に
ついて説明する。

第４図は本発明実施例のダイセットを用いてプレス加工
装置を構成した一部破断側面図、第５図（ａ）、（ｂ）
はそれぞれ第４図のＶ部のプレス加工動作説明用断面図
である。

第４図に示すようにベース３３上に立設されたコラム讃
の水平突出部３５の先端にソレノイド３６が取り付けら
れている。ベース３３上にはダイセット１７を取り外し
可能に取り付け、マンドレル２の上端にはソレノイド３
６のソレノイド３７との間に介在する鋼球μｓを支持さ
せ、連設部６に基部を支持した支持部材３９の前方をｖ
字状軸受４との間に介在させた引っ張りはね４０の弾性
により上方へ加圧し、支持部材３９の前端部によりプー
リー９を下側より押圧し、マンドレル２、キャピラリ３
および微細パンチ１等のプレス加工後の引き上げ力を増
すために上方へ加圧している。

そして、上記ダイ１３′上に第５図（ａ）に示すように
被プレス加工材４１をストリノ□’　　１６によりセッ
トする。このようにセットした後、ソレノイド３６を駆
動してソレノイド軸３７を下降させ、マンドレル２、キ
ャピラリ３および微細パンチ１等を急速に下降させるこ
とにより、第５図（ｂ）に示すように被プレス加工材４
１にプレス加工を行うことができる。

なお、上記実施例では、プレス駆動源にソレノイド３６
を用いた場合について説明したが、プレス駆動源はプレ
ス動作の種類によって最適に選択すればよい、、マた、
微細パンチＩはあらかじめ加工することなく、本発明の
ダイセット１７を用いてワイヤ放電研削法等により加工
してもよく、ワイヤ放電研削法を用いると高精度な成形
が可能である。

また、ストｌ）ツバ−１６の穴加工もダイ穴加工と同様
に放電加工することも可能である。！、た、マンドレル
２をＶ字状軸受４に固定することによυ、ダイ材１３に
非円形のダイ穴を形成することも可能である。

このように上記実施例によれば、微細パンチ１を取り付
けたマンドレル２を上位のＶ字状軸受４に支持した状態
でモータ８の実効により高速回転させることができ、し
かも、放電加工油部を満たした加工槽１８内で放電加工
を行うことができるので、微１′Ｉａハンチ１によりダ
イ穴３２の高精度な放電加工が可能となる。また、微細
バンチ１およびマンドレル２と、ダイ材１３綺よびダイ
ホルダ１４をＶ字状軸受４と５から外してもＶ字状ＩＩ
ＩＩ＋受４．５は体に構成されているので、再び加工時
と同様に高精度位置に支持することができ、プレス加工
時の精密なりリアランス管理を実現することができる。

発明の効果 以上述べたように本発明によれば、微細パンチを保持し
た円筒状の保持部材を支持するＶ字状軸受と、ダイ材を
保持した円筒状の保持部材を微１＝ｌＴＩパンチと同一
軸上で支持するｖ字状軸受が一体に構成されているので
、これを放電加工装置に組み込み、保持部材および微細
パンチをＶ字状軸受に支持した状態で高速度に回転させ
て微細パンチによりダイ材に放電加工することができ、
したがって、微細プレスに必要なダイの加工を高精度に
実現することができる。そして、微細パンチとダイ等を
それぞれＶ字状軸受より外すことにより微細バンチとダ
イの加工形状の正確な測定を行うことができる。しかも
、微細パンチとダイ等をＶ字状軸受より外しても両Ｖ字
状軸受が一体に構成されているので、再びＶ字状軸受に
加工時と同一状態に支持することができ、プレス加工時
の微細パンチとダイのクリアランスの管理を精密に行う
ことができる。そして、微細パンチ、ダイおよびＶ字状
軸受等はプレス加工装置において、上記の位置関係で組
み込むことができ、これにより微細パンチとダイにより
ダイ上の被プレス加工材に微細穴を高精度にプレス加工
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）ないしくｃ）は本発明の一実施例における
微細穴プレス加工用ダイセットを示し、同図（ａ）は一
部破断側面図、同図（ｂ）は一部平面図、同図（ｃ）は
同図（ａ）のＩｃ矢視図、第２図は本発明実施例のダイ
セットを用いてダイ穴加工装置を構成した一部破断側面
図、第３図はダイ穴加工動作説明用断面図、第４図は本
発明実施例のダイセノ］・を用いてプレス加工装置を構
成した一部破断側面図、第５図（ａ）、（ｂ）はそれぞ
れ第４図の７部のプレス加工動作説明用断面図、第６図
は従来の微細穴プレス加工装置を示す一部破断側面図で
ある。 １・・・微細ハンチ、２・・・マンドレル、字状軸受、
８・モータ、１３・ダイ材、■・１　ダイホルダ、１６
・・ストリッパー、乙・・・モータ、：３０・・放電回
路、３２・・ダイレノイド、４１・被プレス加工材。 代理人の氏名　弁理士　粟野　重孝 ４、５・・Ｖ １３′・　ダイ、 １８・・・加工槽、 穴、：３（５ソ ほか１名 −１［１ａ 第 図 ５Ｖ亨１ｚ軸受 第３図 ／　　　　＼ ５Ｖ字＃ＸＭＩ！１９ ＼１３（ｌシデ９丁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）微細パンチと、この微細パンチを保持する円筒状
   の保持部材と、この保持部材を回転可能に支持するＶ字
   状軸受と、上記微細パンチによりこの微細パンチと協力
   してプレス加工を行うためのダイ穴が放電加工されるダ
   イ材と、このダイ材を保持する円筒状の保持部材と、こ
   の保持部材を上記微細パンチと同一軸上で支持し、上記
   Ｖ字状軸受と一体に設けられたＶ字状軸受を具備した微
   細穴プレス加工用ダイセット。
2. （２）Ｖ字状軸受が非導電性のセラミック材料からなる
   請求項１記載の微細穴プレス加工用ダイセット。
3. （３）ダイ材が筒状の保持部材の端部に離脱可能に保持
   され、ダイ材の保持部材の軸に対する直角度が高精度に
   設定されている請求項１または２のいずれかに記載の微
   細穴プレス加工用ダイセット。