JPH11239999A - 昇華性シートの充填方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】自動化、量産化設備として実施できる昇華性シ
ートの充填方法およびその装置を提供する。 【解決手段】 グリンシート２を載置するためのワーク
台３１と、その上方に配置したパンチセット台４からな
り、そのパンチセット台４の下側には、パンチ雌型５と
ストリッパ６とパンチ雄型７１とが上方に向かって順次
配列し、そのパンチ雌型５とストリッパ６とは昇華性シ
ート２の装入、取り出し可能な間隔に隔てられていて、
かつそれぞれが下方に弾発状態に保持されて上方に移動
可能に配設されるとともに、パンチセット台４を下降さ
せたときに、パンチ雌型５とストリッパ６とその間に挟
んだ昇華性シート２とを少なくとも貫通できる長さのパ
ンチ雄型７１を配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、グリンシート積層
体を製造するに際して、グリンシートに形成される所定
容積のキャビティを所定の目的の形状に保持するため、
昇華性物質からなるシートをそのようなキャビティ内に
効率よく充填する方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、未焼成のグリンシートを、内部に
所定のキャビティが形成されるように重ね合わせる一
方、未焼成の電極を適宜配設し、積層、一体化せしめ、
それを焼成することにより前記キャビティに所定の電極
が露呈せしめられた積層構造体からなる電気化学的セル
が製造され、これらは、例えば酸素センサ、ＮＯ_X セン
サなどのセンサセルとしてに用いられる。

【０００３】その１例を図５を参照して説明すると、１
枚の固体電解質からなるグリンシート１０ａ、切り抜き
窓状のキャビティ１１が設けられたスペーサとしてのグ
リンシート１０ｂ、および平板状の第２の電解質グリン
シート１０ｃを加圧して積層すると、各グリンシート１
０ａ、ｂ、ｃで包囲された所定形状の空間が形成され
る。そして、予めグリンシート１０ａのキャビティ１１
に対応する面に内側電極を設けておけば前記セルを構成
できる。

【０００４】このような積層構造体は、所定の焼成温度
で焼結して十分な強度が得られるのであるが、前記の加
工の際に所定形状の空間が変形、特にシート１０ａ、１
０ｃが内方に凸状に膨らむという変形が生じやすいもの
である。そして、このように空間の容積が変化すると電
気化学的定数が変化することになりセンサ性能が一定し
ないという品質問題が生じるので、このような空間の容
積が変化するのを防止する手段として、その空間と同形
状の昇華性物質からなるシートを予め充填しておき、焼
成操作において昇華、消失させるという方法が開発され
ている。

【０００５】この昇華性シートに用いられる昇華性物質
としては、テオブロミン、インジゴ、ヘキサブロムベン
ゼンあるいはナフタセンを主成分して調製される。この
ような昇華性物質を主成分とする昇華性シートを前記キ
ャビティ１１に嵌め込む作業を行うに際して、この昇華
性シートが、厚さが０．２０〜０．５０ｍｍ程度と薄い
うえ、可撓性に乏しく脆いため破損し易いこと、グリン
シートの方に傷を付けやすいこと、その結果不良品が発
生するなどの品質上の問題を解消できる方法を、本出願
人はすでに特願平９−５６１８４号として提案した。

【０００６】この提案による充填方法を図６に基づいて
説明する。図６において、複数の所定形状のキャビティ
１１が形成されているグリンシート１０がセット台１２
上に載置され、その上方にはパンチ雄型１３を備えたパ
ンチ装置１４が昇降自在に配置されている。このパンチ
雄型１３の打ち抜き面の形状は、目的とする前記キャビ
ティ１１の平面形状に倣って形成され、かつその配置間
隔を同じくして配設されている。さらに、グリンシート
１０の上面には、前記キャビティ１１の平面形状に倣っ
て形成されたキャビティを備えた金属製パンチ雌型１５
がセットされている。

【０００７】次いで、このパンチ雄型１３とパンチ雌型
１５との間に昇華性シート２を挟み込むように配置し
て、パンチ雄型１３を下降させて、押し圧すれば、前記
キャビティ１１の平面形状に対応する所定形状の昇華製
シート片２１を所定の個数だけ、そのキャビティ１１の
配列に対応させて配列させた状態で打ち抜くことが出来
る。そして、その打ち抜き動作に継続して、前記パンチ
雄型１３をさらに下方に押圧して前記の複数の昇華性シ
ート片２１を複数の前記キャビティ１１内に同時に充填
することができる。なお、この場合、昇華性シート２の
上側にストリッパ１６を配置しておき、このストリッパ
ー１６を押さえ板とし、前記パンチ雌型１５との間で昇
華性シート２を上下から挟持して、昇華性シートの位置
ずれなどを防止して打ち抜き操作を確実にすることがで
きるものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の打ち
抜き、充填方法をさらに改良し、自動化、量産化に適し
た充填方法と装置を開発するためになされたものであ
り、グリーンシートに対するポンチ雌型とストリッパな
どの配置が正確であって、昇華性シート片を打ち抜く操
作とそれをグリーンシートのキャビティ内に充填する操
作とを連続して行うことを可能とする昇華性シートの充
填方法およびその装置を提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決する昇
華性シートの充填方法は、グリンシートを載置するため
のワーク台の上方に、パンチ雌型とストリッパとパンチ
雄型とを下方から上方にこの順序に配列させ取り付けた
パンチセット台を配置し、前記ワーク台の所定位置に、
キャビティを設けたグリンシートを載置するとともに、
パンチ雌型とストリッパとの間に昇華性シートを装入し
た後、前記パンチセット台側とワーク台とを接近させる
ように、いずれか一方を移動させ、先ず前記パンチ雌型
と前記ワーク台とを突き当てながら、さらに移動を継続
して、前記パンチ雌型とストリッパとの間で前記昇華性
シートを押し圧して挟持し、続いてパンチ雄型により昇
華性シートを所定形状に打ち抜く操作と、前記グリンシ
ートの前記キャビティに充填する操作とを継続して行う
ことを特徴とするものである。

【００１０】また、上記の問題を解決する昇華性シート
の充填装置は、グリンシートを載置するためのワーク台
と、その上方に配置したパンチセット台とを具備し、そ
のいずれか一方を他方に向けて移動自在なものとした昇
華性シートの充填装置であって、前記パンチセット台の
下側には、パンチ雌型とストリッパとパンチ雄型とが下
方から上方に向かって順次配列し、そのパンチ雌型とス
トリッパとは昇華性シートの装入、取り出し可能な間隔
に隔てられていて、かつそれぞれが下方に弾発状態に保
持されて上方に移動可能に配設されるとともに、前記パ
ンチ雄型が、前記ワーク台とパンチセット台とを押し付
けようとしたときに、その間に介在するパンチ雌型とス
トリッパとその間に挟んだ昇華性シートとを少なくとも
貫通できる長さを有するものとして配置されたことを特
徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、先ず本発明の昇華性シート
の充填装置の実施形態を図１を参照しながら説明する。
本発明の充填装置は、その部分断面図である図１に示す
ように、ベース台３と、その上方に配置されたパンチセ
ット台４からなり、このベース台３の所定に位置には、
前述したような所定のキャビティ１１を形成したグリン
シート１０を載置するためのワーク台３１がセットさ
れ、パンチセット台４は、ベース台３に立設した支柱３
３にスライド可能に取り付けられ、油圧装置など（図示
せず）によって、昇降自在なものとして組み立てられて
いる。なお、支柱３３は、図示したものに限らず、強度
などの必要に応じて適宜な本数に設定すればよい。

【００１２】この場合、ワーク台３１にはグリンシート
１０を嵌め込むための凹部３２が形成され、このためこ
のグリンシート１０は、ベース台３上において、予め定
めた位置に正確に配置することができる。なお、このよ
うな目的のためには、ワーク台３１に凹部３２を設ける
方法以外に、位置決め用のピンなどをグリンシートのピ
ン孔に対応させてワーク台３１またはベース台３の上面
に配置して、グリンシート１０の配置位置を規制するよ
うにしてもよいのは言うまでもない。

【００１３】そして、前記パンチセット台４の下側に
は、パンチ雌型５とストリッパ６と雄型固定板７に垂下
固定されたパンチ雄型７１とが下方から上方に向かって
順次配列している。このパンチ雄型７１の打ち抜き面で
ある下面の形状は、グリンシート１０上の目的とする前
記キャビティ１１の平面形状に倣って形成され、かつそ
のパンチ雄型７１の配置個数およびその配置位置は、前
記キャビティ１１の配置個数とその配置位置に上下に対
応するよう同じくして配設されているものである。ま
た、このパンチ雌型５には、前記パンチ雄型７１が貫通
可能であって、その外形に倣った断面形状のパンチ孔５
１が透設され、かつ前記パンチ雄型７１の場合に同様な
配置個数とその配置位置が設定されている。

【００１４】さらに、ストリッパ６は、追って装入され
る昇華性シート２を前記パンチ雌型５との間で上下から
押し圧挟持して、前記パンチ雄型７１の打ち抜き操作の
際の位置ずれや変形を防止するための板材であり、前記
パンチ雌型５のパンチ孔５１と同個数、同配置の貫通孔
６１が透設されている。そして、その貫通孔６１の横断
面形状は、パンチ孔５１の場合より余裕を持たせてよ
く、また図１に示すように、パンチ孔５１の一部を断面
段付形状、またはテーパ状（図示せず）に切り欠いてお
き、透設加工を行う部分の肉を薄くした形状にするのが
孔開け加工を容易にできる点から好ましい。

【００１５】そして、本発明の最も特徴とするところ
は、そのパンチ雌型５とストリッパ６とは昇華性シート
２の装入、取り出し可能な間隔に隔てられているととも
に、そのパンチ雌型５とストリッパ６のそれぞれが下方
に向けて弾発状態に保持されながら、上方にスライド移
動可能に配設され、さらに、前記パンチ雄型７１が、前
記ワーク台３１とパンチセット台４とを押し付けようと
したときに、その間に介在するパンチ雌型５とストリッ
パ６とその間に挟んだ昇華性シート２との全厚みを少な
くとも貫通できる長さを有するものとして配置された点
にある。以下のその具体的な構造事例を説明する。

【００１６】先ず、ストリッパ６は、その上面に突設し
た支柱６２を、上方の雄型固定板７を貫通して、パンチ
セット台４に設けられた筒状空間４１に嵌挿した状態
で、スライドして昇降可能に取り付けられている。この
充填装置の待機状態を示す図１の場合には、前記支柱６
２の頭部６３は、前記筒状空間４１に収容されたスプリ
ング６４により、下方に向けて弾発状態に保持されなが
ら、ストリッパ６全体が上方にスライド移動可能に配設
されている。

【００１７】このように、ストリッパ６は、上方の雄型
固定板７に対して所定の間隔にあるとともに、上方への
押圧力によって上方へ押し上げられ、かつその押圧力が
無くなったときには、弾発力によって下降して当初の位
置に復帰するように設定されているのである。なお、図
１の例では、支柱６２がストリッパ６のほぼ中央に配置
されているが、この形態に限定されるものではなく、ス
トリッパ６が水平状態で垂直方向に精度よく円滑に移動
できるように、周辺部、対角角部など適宜に配置場所を
選択できるものである。

【００１８】次に、パンチ雌型５は、その上面に突設し
た支柱５２ａ、５２ｂを、上方のストリッパ６と雄型固
定板７を貫通して、パンチセット台４に設けられた筒状
空間４２、４３に嵌挿した状態で、スライドして昇降可
能に取り付けられている。図１の場合には、前記支柱５
２ａの頭部５３ａは、前記筒状空間４２に収容されたス
プリング５４ａにより、下方に向けて弾発状態に保持さ
れながら、上方にスライド移動可能に配設されている。

【００１９】そして、さらに図１では、このパンチ雌型
５の支柱５２ａと、前記ストリッパ６の支柱６２との、
それぞれの頭部５３ａ、６３までの長さを調整すること
により、昇華性シート２の装入、取り出し可能な、好ま
しい間隔に隔てられているのである。なお、他方の支柱
５２ｂの場合は、その上部５３ｂは、前記筒状空間４３
に収容された摺動部材、例えばベアリング部材５４ｂに
嵌着されて、パンチ雌型５全体が上下方向に精度よく円
滑に移動できるよう、昇降自在に保持されている。

【００２０】つづいて、雄型固定板７に固定されたパン
チ雄型７１は、前記パンチセット台４を下降させてワー
ク台３１に押し付けようとしたときに、その間に介在す
るパンチ雌型５とストリッパ６とその間に挟んだ昇華性
シート２との全厚みを少なくも貫通できる長さを有する
ものとして配置しておかなければならない。つまり、パ
ンチセット台４を下降させるに従い、パンチ雌型５が先
ずワーク台３１に当接して停止し、続いてストリッパ６
が昇華性シート２を挟む状態で停止してから、パンチ雄
型７１が下降して打ち抜きを開始し、その打ち抜いたシ
ート片を、パンチ雌型５の下面に近接して位置すること
になったグリンシート１０のキャビティ１１に送り込む
必要があるからである。

【００２１】以上の説明から理解できるように、図１の
この充填装置の待機状態では、雄型固定板７と前記スト
リッパ６との間には、上記にパンチセット台４の下降動
作による昇華性シート２の打ち抜き操作と充填操作を完
了させるために、パンチ雄型７１がパンチ雌型５とスト
リッパ６とその間に挟んだ昇華性シート２とを少なくも
貫通できるだけの間隔を予め設けておく必要があること
になる。

【００２２】次に、以上説明した本発明の充填装置の実
施形態を示す図１〜３を参照しながら本発明の充填方法
について説明する。図１に示すように、グリンシート１
０を載置するためのワーク台３１の上方に、パンチ雌型
５とストリッパ６とパンチ雄型７１とを下方から上方に
この順序に配列させ取り付けたパンチセット台４側を配
置して待機状態とする。ここで、パンチ雄型７１、スト
リッパ６の貫通孔６１、およびパンチ雌型５のパンチ孔
５１については、後記のグリンシート１０のキャビティ
１１を含め、各々の配置を上下方向において精度よく一
致させることは言うまでもない。

【００２３】上記待機状態において、ワーク台３１の所
定位置にグリンシート１０を載置するとともに、パンチ
雌型５とストリッパ６との間に昇華性シート２を装入し
て、パンチ雌型５の上面に載置する。このグリンシート
１０と昇華性シート２を載置するための方法は適宜手段
が採用可能であるが、特にグリンシート１０について
は、グリンシート１０のキャビティ１１の位置を前記パ
ンチ雄型７１、ストリッパ６の貫通孔６１、およびパン
チ雌型５のパンチ孔５１などの位置に正確に上下一致さ
せる必要があるため、予め位置を規制して準備してある
ワーク台３１の凹部３２に嵌め込む方法、または位置決
めピン（図示せず）を予め配置しておきグリンシート１
０の載置位置を規制する方法などによって、ワーク台３
１の所定位置にグリンシート１０を載置する必要があ
る。

【００２４】次に、前記パンチセット台４側をワーク台
３１に向けて油圧装置などにより下降させる。すると、
先ず前記パンチ雌型５が前記ワーク台３１に突き当たる
ことになるが、さらにパンチセット台４側の下降動作を
続けると、パンチ雌型５はその位置に停止するが、前記
ストリッパ６を下降させて、パンチ雌型５との間で、図
２（この図では上下方向の縮尺を約１／２にして描いて
ある）に示すように、前記昇華性シート２を押し圧して
挟持するようになる。

【００２５】そして、さらに前記下降動作を続けて、昇
華性シート２が動かないように拘束しながら、パンチ雄
型７１を下降させて昇華性シート２を所定形状の打ち抜
き片２１に打ち抜く。続いてさらに下降動作を続けれ
ば、図３（この図では上下方向の縮尺を約１／２にして
描いてある）に示すように、パンチ雌型５をグリンシー
ト１０に向けて接近させ、そのキャビティ１１に、昇華
性シート２の前記打ち抜き片２１を押し込むように充填
することができる。

【００２６】かくして、充填操作が終了した後、前記パ
ンチセット台４側をワーク台３１から離して油圧装置な
どにより上昇させる。そして、図１に示す当初の待機状
態に復帰させることができる。このようにパンチ台４を
上昇させれば、自動的にワーク台３１とパンチ雌型５と
が当初の間隔を開けるとともに、雄型固定板７とストリ
ッパ６とパンチ雌型５とも当初の間隔を開けた待機状態
に自動的に戻るので、充填済みグリンシート１０をワー
ク台３１から斜め上方に取り出したり、用済み昇華性シ
ートを容易に取り出すことができるようになる。

【００２７】ここで、前記充填操作に完了を検知してパ
ンチセット台の復帰操作を始動させるには、例えば、図
１のように、パンチセット台４側の側方に上ストッパロ
ッド４４を配設しておき、充填操作が終了時には、対向
するワーク台３１側に設けた下ストッパロッド３４をに
突き当たるように設定しておき、下降動作を拘束した
り、このストッパロッド間に圧力センサを介在させ、所
要に制御データを得るようにするなど、適宜な制御方法
が応用できる。

【００２８】なお、説明の都合上、この実施形態では、
グリンシート１０を載置するためのワーク台３１を固定
側とし、パンチセット台４が昇降自在に設定された場合
について説明したが、本発明では、この形態に限定され
ず、ワーク台３１側を昇降自在に設定してもよく、この
ようにいずれか一方を他方に向けて移動自在なものが利
用可能なのである。

【００２９】以上説明した通り、本発明の昇華性シート
の充填方法およびその装置によれば、パンチ雌型とスト
リッパとパンチ雄型などをパンチ台側の所定の位置に配
置しているので、従来のように、パンチ雌型とストリッ
パとを個別に、パンチ操作のその都度、所定の位置にセ
ットし、それを繰り返すという煩わしい操作の必要がな
く、また、パンチ台側を下降させるだけで、前記パンチ
雌型とストリッパとの間で昇華性シートを押し圧挟持し
て確実に打ち抜き操作を行うことができるという作用が
得られるのである。そして、さらにパンチ台４側の下降
操作を継続して、打ち抜いた昇華性シート片を１連の連
続動作でグリンシートの所定のキャビティに充填するこ
とができる利点が得られる。

【００３０】そして、さらに、この充填操作終了後、パ
ンチ台側を上昇させれば、雄型固定板とストリッパとパ
ンチ雌型相互間の間隔、あるいはパンチ雌型とワーク台
との間隔が当初の状態に復帰するので、充填済みグリン
シートおよび用済み昇華性シートの取り出し、または新
規のグリンシートや昇華性シートの装入、装填が簡単で
あり、必要に応じて自動機械化も容易となる利点が得ら
れるのである。

【００３１】なお、本発明の昇華性シートの充填方法に
おいて、充填操作が終了してパンチ雄型７１が上昇を開
始させた場合、いったん充填した打ち抜き片２１がパン
チ雄型７１の下面に密着したまま抜け出てきてしまうと
いう不具合が生じるときがある。このような不具合を防
止するには、図４に示すように、パンチ雌型５に透設さ
れたパンチ孔５１の最下端のパンチ雌型５側の周辺角部
分を段付形状にしてグリンシート１０との間に隙間空間
を設けるように形成しておくのがよい。この空間により
打ち抜き片の抜け出しが防止できる理由は不詳ではある
が、図４のような段付形状の他テーパー形状でも同様な
成果が得られた。

【００３２】

【発明の効果】本発明の昇華性シートの充填方法および
その装置は、以上に説明したように構成されているの
で、次のような効果が得られる。よって本発明は自動
化、量産化に適している昇華性シートの充填方法および
その装置として、その工業的価値極めて大なるものがあ
る。 （１）打ち抜き、充填の各操作において、グリーンシー
トに対するポンチ雄型、ポンチ雌型およびストリッパと
の配置が正確であって位置ずれが生じるおそれが少な
い。

【００３３】（２）ポンチ雌型とストリッパによる昇華
性シートの挟持、昇華性シートを打ち抜くための打ち抜
き操作、それに続く打ち抜き片をグリーンシートのキャ
ビティ内に充填する充填操作とをポンチセット台を下降
させる連続した１操作で行うことを可能とする。 （３）充填操作後、ポンチセット台を上昇させれば、昇
華性シートおよびグリンシートの装入、取り出しなど着
脱操作を簡単に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置、方法を説明するための充填装置
の要部断面略図。

【図２】本発明の方法を説明するための充填装置の要部
断面略図。

【図３】本発明の方法を説明するための充填装置の要部
断面略図。

【図４】本発明の１実施形態を示す充填装置の要部断面
略図。

【図５】グリンシートの態様を説明するための要部斜視
図。

【図６】打ち抜き、充填操作を説明するための充填装置
の要部断面略図。

【符号の説明】

１０ グリンシート、１１ キャビティ、２ 昇華性シ
ート、３ ベース台、３１ ワーク台、３２ 凹部、３
３ 支柱、４ パンチセット台、５ パンチ雌型、５１
パンチ孔、６ ストリッパ、６１ 貫通孔、７ 雄型
固定板、７１ パンチ雄型。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 グリンシートを載置するためのワーク台
   の上方に、パンチ雌型とストリッパとパンチ雄型とを下
   方から上方にこの順序に配列させ取り付けたパンチセッ
   ト台を配置し、前記ワーク台の所定位置に、キャビティ
   を設けたグリンシートを載置するとともに、パンチ雌型
   とストリッパとの間に昇華性シートを装入した後、前記
   パンチセット台側とワーク台とを接近させるように、い
   ずれか一方を移動させ、先ず前記パンチ雌型と前記ワー
   ク台とを突き当てながら、さらに移動を継続して、前記
   パンチ雌型とストリッパとの間で前記昇華性シートを押
   し圧して挟持し、続いてパンチ雄型により昇華性シート
   を所定形状に打ち抜く操作と、前記グリンシートの前記
   キャビティに充填する操作とを継続して行うことを特徴
   とする昇華性シートの充填方法。
2. 【請求項２】 前記パンチセット台を、その下方に配置
   した前記ワーク台に向けて下降させる請求項１に記載の
   昇華性シートの充填方法。
3. 【請求項３】 前記ワーク台をその上方に配置した前記
   パンチセット台に向けて上昇させる請求項１に記載の昇
   華性シートの充填方法。
4. 【請求項４】 グリンシートを載置するためのワーク台
   と、その上方に配置したパンチセット台とを具備し、そ
   のいずれか一方を他方に向けて移動自在なものとした昇
   華性シートの充填装置であって、前記パンチセット台の
   下側には、パンチ雌型とストリッパとパンチ雄型とが下
   方から上方に向かって順次配列し、そのパンチ雌型とス
   トリッパとは昇華性シートの装入、取り出し可能な間隔
   に隔てられていて、かつそれぞれが下方に弾発状態に保
   持されて上方に移動可能に配設されるとともに、前記パ
   ンチ雄型が、前記ワーク台とパンチセット台とを押し付
   けようとしたときに、その間に介在するパンチ雌型とス
   トリッパとその間に挟んだ昇華性シートとを少なくとも
   貫通できる長さを有するものとして配置されたことを特
   徴とする昇華性シートの充填装置。
5. 【請求項５】 側方にストッパを併設した請求項５に記
   載の昇華性シートの充填装置。
6. 【請求項６】 パンチ雌型に透設されたパンチ孔の最下
   端のパンチ雌型側の周辺角部分を、グリンシートとの間
   に空間が設けられるように段付形状またはテーパー形状
   に形成した請求項４または５に記載の昇華性シートの充
   填装置。