JPS61192497A - プリント基板用打抜き装置 - 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〕 本発明はプリント基板にスルーホールを形成するだめの
プリント基板用打抜き装置に関するものである。

〔従来の技術〕

通常、プリント基板に形成されるスルーホールには、プ
リント基板の上下面にプリント配線された電気回路の上
下導通を図るために、スルーホールめっきが施される。

しかしながら、このスルーホールめっきを施す場合、め
っき前の大壁面が平滑に出来上っていないと、めっきが
付着しない部分ができ、電気回路の上下導通に不具合を
生じることになる。

従って、スルーホール部の穴抜き加工は、抜き面が平滑
になるよ５な加工法を採用する必要があり、通常はドリ
ルによる切削加工によって加工して〜・るが、生産性が
悪く問題となっている。

また、生産性の良い打抜き加工の場合は、一般的に抜き
穴壁面の出来上りが悪いため、スルーホールめっきによ
る導通が困難になることから、上記のよ５な上下両面に
プリント配線されたプリント基板の加工には採用できな
い。しかも、常温で打抜き加工すると、プリント基板に
割れが生じることから、通常は加熱して加工を行ってお
り、加工時間を要し、必ずしも合理的な加工法ではない
。

一方、常温で打抜き加工を行っても割れが生じない加工
法としては、公告昭３７−２４４０号公報および公告昭
３７−２４４１号公報に記載されるものがある。これは
ダイスと相対する打抜き用ポンチに縦方向（ポンチの軸
線方向）の超音波振動を付加して打抜くもので、ベーク
ライト板などのプリント基板の打抜き忙おいて、打抜き
加圧力の減少およびかえりがなくなる等の効果を有する
とされている。

以下、この従来のポンチの縦方向に超音波振動を付加す
る打抜き装置を第３図について説明する。

第３図において卓υは複数個の打抜き用ポンチ、ａりは
超音波振動の振幅を拡大又は縮小するためのホーンと上
記ポンチαυの保持を兼ねたポンチ保持具でその下面に
はポンチαυを位置決めしてろう付けする穴（１２ａ）
とポンチ住υの位置決め穴（１２ｂ）が形成されている
。

（Ｉ４１はポンチ保持板（２）に超音波振動を伝達する
コーンで、両者（２）とＧ４は相互に連結ゼル）　ａ！
１９で連結固定されている。αｅは超音波振動の発生源
である高周波電源（図示せず）忙よって駆動される振動
子、復ηはポンチ保持具α２と連結したコーン０着およ
び振動子（ＩＩを支持する第１可動板で、ゼルト貫通穴
（１７ａ）、ガイド棒貫通穴（１７ｂ）、コーン貫通穴
（１７Ｃ）を有する。α樽はコーンＩの７ランジ（１４
ａ）を第１可動板卸にゼルト（至）で締結するだめの保
持具、α優は上部固定板、（イ）は上部固定仮置の略中
央部に形成された例えば油圧シリンダなどの加圧機構、
０１）は加圧機構−のシリンダロツＰ、＠はシリンダロ
ツｒＱυの動作を第１可動板住ηに伝達するコ字状の支
持具で、この支持具は中央部をＩル）Ｇ３で上記シリン
ダロッドＱυの下端面忙取付けられている。また、その
支持具（イ）の；字状の両端は上記第１可動板αカに一
ルト（ロ）で取付けられている。　　′　　　□ （ハ）は第２可動板、Ｇ４はスプリング等の弾性体、器
は第１可動板αηの穴（１７ａ）に通し、先端ネジ部（
２５ａ）を第２可動板（ハ）の雌ネジ穴（２３ａ）　Ｋ
弾性体（２）を圧縮しながらネジ込んで、上記第１可動
板卸に第２可動板のを取付ける支持ゼルト、（ハ）はガ
ラス、布、エポキシ基材等のプリント基板である被加工
材、（５）は打抜き泗工の際に被加工材（ハ）を押圧す
るよ５Ｋ、上記第２可動板（ハ）の下面に適当な手段で
取付けられた板押えで、ポンチ案内穴（２７ａ）、ポン
チ゛保持具（１２と後述のダイス（ハ）との位置決め大
（２７ｂ）が形成されている。　　゛ ダイス弼は被加工材翰の打抜き加工を行うもので、打抜
き穴（２８ａ）とダイス位置決め用穴（２８ｂ）および
打抜き加工の際に発生する抜きかすの取出し用逃げ口（
２８Ｃ）が形成されている。翰はガイｒ棒で、ダイス（
ハ）を支持する下部固定板（至）上に立てられており、
これに上記第１可動板住ηと第２可動板（ハ）が、貫通
穴（１７ｂ）、（２３ｂ）によって上下動可能に組付け
られている。

以上のように構成された従来の打抜き装置にお〜・て、
ポンチαＪはポンチ保持具α２の穴（１２ａ）に挿入し
、次いで７００℃以上の高温に加熱した状態で銀ろう（
１３）を穴（１２ａ）に流しこんで固定する。このポン
チ（１１）を固定したポンチ保持具αりを、コーンα４
）Ｋ／ルトαつで取付けた後、ポンチ保持具α２の位置
決め大（１２ｂ）、板押え（５）の位置決め穴（２７ｂ
）およびダイス（ハ）の位置決め穴（２８ｂ）を基準に
して、板押え（ロ）を第２可動板＠に、ダイス弼を下部
固定板（至）に組付は固定する。

以上の組付は作業により、ガイｒ棒（ハ）を基準に第１
可動板住ηを介してポンチαυ、が、第２可動板曽を介
して板押え（５）が、ダイス儲が下部固定板（３Ｇを介
して夫々位置決めされ、ポンチａυ、板押えの案内穴（
２７ａ）およびダイス弼の打抜き穴（２８ａ）の相対位
置が正確に維持される。

上記のようにして、各構成部材を組付けた打抜き加工装
置の動作について、以下説明する。まず、被加工材シｅ
をダイス弼の上面に設置し、加圧機構−によってシリン
ダロッド（２１）を矢印Ｂ方向に下降させる。この下降
動作は支持具（２）を介して第１可動板αηに伝達され
るとともに弾性体（財）の反発力によって第２可動板（
ハ）にも伝達される。

この状態で下降を続けると、仮押え罰の下面が被加工材
（ハ）の上面に当り、この時点から第２可動板（ハ）は
下降を停止するが、第１可動板（１７）はさらに下降す
るため、弾性体ｃ！４）の反発力が強まり、第２可動板
（ハ）を押圧することから、被加工材（ハ）は仮押え−
とダイス（ハ）によって確実に保持される。

第１可動板αＤがさらに下降すると、ポンチａυがポン
チ案内穴（２７ａ　）に導入され、被加工材（ハ）の上
面に接近するが、このポンチαυの下面が被加工材−の
上面に接する直前から振動子（ｌｅによって超音波振動
を発生させる。この超音波振動はポンチαυの下面が被
加工材（ハ）を買通し、ダイス（ハ）の打抜き大（２８
ａ）の所定値に達する打抜き終了まで、ポンチαυを矢
印人の方向に往復加振する。

打抜き終了後、加圧機構翰によって第１可動板住ηを上
昇させる。この場合、被加工材（ハ）自身はポンチａυ
が被加工材シＱの打抜き部から完全に開放されるまで、
弾性体Ｃ２４）の反発力によつ【保持される。

第１可動板αηが上昇を続けると、第１可動板ａηの上
面がゼルト（至）の頭部に接した後は第２可動板１２３
１も上昇し、一連の打抜きのサイクルが完了する。

以後、被加工材（イ）を所定位置に移動させ、次の打抜
き加工が行われる。

以上のように、ポンチに縦超音波振動を付加する打抜き
加工装置は、常温で加工しても割れが生じないこと、打
抜き面が平滑になるという特徴を有している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の打抜き加工装置の構成では、特に
、ポンチの取付けおよび交換、並びに、ｉ？ピンチ１）
、ポンチ保持具（１３，仮押え罰およびダイス（ハ）の
取付けにおいて、近年の量産体制によるプリント基板の
打抜き加工には対処できない問題点がある。

まず、ポンチ←υの取付は時には、７００℃以上の高温
に加熱した状態で銀ろう付けを行うため、その温度で焼
鈍され軟化するような、たとえば、ダイス鋼等の金属材
料をピンチ材料とすることができないという問題点があ
った。

また、打抜き加工により、摩滅や折損した２ンチαυの
交換時には、ポンチ保持具ＱＢを取外した後、銀ろう付
は作業を行う必要があり、多大の作業時間を要するばか
りでなく、ポンチ保持具α２の再取付は後、再度、ポン
チ保持具α２の位置決め穴（１２ｂ）を基準に、仮押え
罰およびダイス（至）の位置決め作業を行わなければな
らないという問題点があった。

これは、近年のプリント基板の打抜き作業がポンチ径１
ｆｌ程度のもので、１分間に１０００穴以上打抜くとい
う量産体制が必要で、かつ、多種類の打抜き穴の位置お
よび大きさの異なるプリント配線された基板の打抜き加
工に迅速に対応する必要があり、ポンチ交換並びにポン
チ、ポンチ保持具、仮押え、ダイス等の金型の交換に要
する作業時間は極めて重要な問題点であった。

本発明は上記のような問題点を解消するためになされた
もので、種々の材質のポンチが使用でき、かつ、ポンチ
、仮押えとダイスとの相対位置を損わずに、短時間で簡
単にポンチの交換作業を行うことができ、さらに、ポン
チ、仮押え、ダイス等の打抜きの金型が短時間で簡単に
交換できるように−ｊ−ることによって、フレキシビリ
ティに富み量産体制に迅速に対応することができるプリ
ント基板用打抜き装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明にかかるプリント基板用打抜き装置は、装置上部
の加−圧機構に連結され、かつ、振動子に連結された電
磁鉄心となるホーンと、このホーンを励磁する励磁コイ
ルと、上記ホーンと分離した位置に配置した打抜き用ポ
ンチおよびポンチ保持具を位置決め保持する非磁性材料
からなる仮押えを備え、ダイスをダイセット等の型に一
体化するように構成したものである。

〔作用〕

本発明におけるホーンは、打抜き工程中、加圧　　”機
構により所定の位置に下降された時、近接配置した励磁
コイ／Ｉ／による強磁界を受けて電磁鉄心として磁化し
、このホーンと分離した位置に配置したポンチおよびポ
ンチ保持板を磁気作用により吸引して一体化した後、ポ
ンチ縦方向の超音波振動を付加して打抜きを行う。

以上のよ５Ｋ、ホーンは超音波振動の振幅の拡大または
縮小の作用を行うだけでなく、電磁鉄心としても作用し
、ホーンと分離して配置したポンチを磁気的に吸引して
超音波振動の伝達を可能とし、打抜き完了後はポンチが
板押えの案内穴から抜は出な〜・所定の位置にホーンが
上昇した時、励磁コイルへの電流印加を止め、ホーンと
ポンチとを分離させるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図について説明する。

第１図は前記第３図と同一部分に同一符号を付した本発
明の一実施例によるプリント基板用打抜き装置を示す断
面図、第２図はその装置の打抜き直前を示す断面図であ
る。

図において、（１）は、たとえば、７ランジ保持部（１
ａ）を有する複数個の打抜き用ポンチ、（２）は上記ポ
ンチ（１）を嵌合配置できる貫通穴を有する磁性材料か
らなるポンチ保持板、（３）は上記ポンチ保持板（２）
を位置決め配置できる例えば空孔（３ａ）とポンチ（１
）を通す貫通穴（３ｂ）とを有する非磁性材料からなる
板押え、（４）は強い電磁界を発生させる励磁コイルで
、上記板押え（３）の上面に空孔（３ａ）を囲むように
設けられている。

（５）は、たとえば、一般的に市販されているダイセッ
ト等の上板、（６）は上記上板（５）を押し上げるバネ
等の弾性体、（力はダイセット等の下板で、その上面の
左右に支柱ｒ３Ｉ）、０１）が立てられている。（８）
は下板（力の上面に取付けたダイスで、貫通穴（８ａ）
とかすの取出し用逃げ口（８ｂ）とを有する。（９）は
板押え力を伝達する板押え伝達棒、（１Ｇは超音波振動
の振幅の拡大または縮小並びに電磁鉄心としての機能を
備えた炭素鋼からなるホーン、α荀は上記ホーンαＱに
超音波振動を伝達するコーン、（１！９はホーンα〔と
コーンα祷とを連結するゼルトである。

αｅは振動子、αηはホーンα１、コーンＩおよび振動
子αｅを支持する第１可動板、α印はコーン側の７ラン
ジを第１可動板αηにポル）　Ｃ３Ｂで締結するための
保持具、鰻は上部固定板、翰は上部固定板α■の中央部
に形成された例えば油圧シリンダなどの加圧機構、Ｃυ
は加圧機構翰のシリンダロッド、（２）はシリンダロツ
ＰＱυの動作を第１可動板（Ｉ？）に伝達する支持具、
Ｑ４はスプリング等の弾性体、四は板押え伝達棒（９）
を弾性体Ｑ４を介して第１可動板αηに取付けるための
支持ゼルト、（ハ）はガラス、布、エポキシ基材等のプ
リント基板である被加工材、翰はガイド棒、（至）はガ
イＰ棒のおよびダイス（８）を支持する下部固定板であ
る。

上記のようにポンチ（１）、ポンチ保持板（２）、板押
え（３）およびダイス（８）は、上部に・配置したホー
ンα〔、加圧機構■等に対し対立したものであり、図示
していない他の場所において、上板（５）、弾性体（６
）、下板（７）および支柱０１）を備えたダトセット等
であらかじめ位置決めして取付けた後、下部固定板（至
）に取付けることができる。従って、打抜き時のポンチ
（１）、板押え（３）およびダイス（８）の個々の相対
位置は支柱Ｇυによって正確に維持される。

次に、上記の構成からなる本発明の実施例の動作につい
て説明する。まず、被加工材（ホ）をダイス（８）の上
面に設置し、加圧機構翰によってシリンダロッドｒ２１
）を矢印Ｂ方向に下降させる。この下降動作は支持具＠
を介して第１可動板αηに伝達し、さらに弾性体（６）
より強い弾性体（財）の反発力により、板押え伝達棒（
９）を介して上板（５）にも伝達される。

板押え（３）の下面が被加工材（ハ）に当り、この時点
から上板（５）は下降動作を停止するが、弾性体（財）
の反発力が強まり、上板（５）を押圧することから、被
加工材（ハ）は板押え（３）とダイス（８）によって確
実に保持される。

一方、ポンチ（１）およびポンチ保持板（２）は、板押
え（３）の下降動作に伴い下降していくが、ポンチ（１
）の先端が被加工物（ハ）に当たった時点から上記下降
動作を停止する。そして、ホーン（１１とポンチ（１）
およびポンチ保持板（２）との間隙が１１１１Ｅ程度に
なった時、不図示の通電回路から励磁コイル（４）に電
流を流し、強い電磁場を発生させてホーンα〔を磁化さ
せ、ポンチ（１）およびポンチ保持板（２）を約１３〜
２０に９／ｄでホーン（１〔に吸引保持させる。

また、ポンチ先端が被加工材（ハ）に当る寸前に振動子
σｅによって超音波振動を発生させる。この超音波振動
はポンチ（１１の下面が被加工材−を貫通し、ダイス（
８）の貫通穴（８ａ）の所定位置に達した後、再び被加
工材（イ）の上面まで抜き戻るまでポンチ（１）を矢印
Ａ方向忙往復加振される。

この超音波振動付加による打抜きは１５　ｋｌｌｚ程度
の高周波でポンチが振動するため、被加工材はポンチ接
触部のみに応力集中し、他の部分に力が拡散せずに打抜
きができることから、被加工材（ハ）に割れが生じない
。

被加工材（至）の打抜き穴内面はポンチ（１）の高速な
往復運動による摩擦発熱によって軟化するため、ポンチ
側面を転写するが如（出来上ることから平滑な打抜き面
が得られる。プラハー効果等により打抜き力およびポン
チ引抜き力が軽減される。

以上のよ５に、ポンチ（１）が被加工材（ハ）の上面ま
で抜き戻った時点で超音波振動を停止するとともに励磁
コイル（４）への電流を止め、ホーン（Ｌｌを消磁し、
ホーンα０とポンチ（１）およびポンチ保持板（２）を
分離させる。

この際、被加工材自身は、ポンチ（１）が該被加工材の
上面に抜き戻るまで弾性体（財）の反発力によって保持
される。これによって、被加工材（ハ）の打抜き部から
開放される際忙生ずる打抜き部のかえりを防止する。加
圧機構翰によって第１可動板αηが上昇すると、この第
１可動板αηの上面が昶ルト（ハ）の頭部に接した後は
板押え伝達棒（９）も上昇し、一連の打抜きの加工サイ
クルが終了する。

以後、被加工物（ハ）が所定位置まで移動し、前述のよ
うな動作が繰返えされることにより、プリント基板の打
抜きを連続して行うことができる。

なお、上記実施例では、強い電磁界を発生させる励磁コ
イルを非磁性材料からなる板押えの上面に配置したが、
ホーンａ１に固定しても上記実施例と同様の効果を奏す
る。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、プリント基板用打抜き
ポンチおよびポンチ保持板を、電磁鉄心となるホーンと
分離して板押え側に配置し、ホー　　　”ンがポンチお
よびポンチ保持板に対し所定の位置に達した時、励磁コ
イルに通電して強〜・電磁界を発生させ、ホーンを磁化
してポンチおよびポンチ保持板を吸引保持させた後、ポ
ンチに超音波振動を付加して打抜きを行うように構成し
たので、ホーンを取り外すことなく板押え、ダイスとの
相対位置関係を保ちながら短時間で簡単にピンチの交換
作業を行うことができる。

また、ポンチの取付けに高温の銀ろ５付を必要としない
ため、程々の材質のポンチが使用できる。

ポンチおよびポンチ保持板を板押えおよびダイスととも
に市販のダイセット型で、あらかじめ位置決めして組立
てておくことができる。従って、種々の打抜き穴の位置
および大きさの異なるプリント配線された基板の打抜き
に対応したポンチおよびダイス等を組立てたグイセット
型を用意し、それらグイセット型を交換することにより
、短時間の簡単な作業で基板の打抜き位置に対応してポ
ンチを交換でき、フレキシビリティに富み量産化に適し
たプリント基板用打抜き装置が安価に得られるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるプリント基板用打抜き
装置を示す断面図、第２図はその装置の打抜き開始直前
の断面図、第３図は従来の超音波振動付加によるプリン
ト基板用打抜き装置を示す断面図である。 図において、（１）はポンチ、（２）はポンチ保持板、
（３）は板押え、（４）は励磁フィル、（８）はダイス
、（１〔はホーン、αｅは振動子、（至）は加圧機構で
ある。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　弁理士　大　岩　増　雄 （外２名） 第１図 第２図 Ｂ丁目１番１号　三菱電機株式会社生産技手続補正書　
（自発） 昭和　　′デ　１膚　３日 持許庁長宮殿　　　　　　　　　　　　　　　ｍｌ、事
件の表示　　　特願昭　　６０−０３０８５２号２、発
明の名称 プリント基板用打抜き装置 ３　補正をする者 代表者　志　岐　守　哉 ４代理人 住　所　　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
５、補正の対象 明ｌＩ書の発明の詳細な説明 ６、補正の内容 １； け 「を 以よ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 打抜きポンチに加圧機構によつて加圧力を付加するとと
   もに超音波振動を付加した状態で打抜き加工を行うプリ
   ント基板用打抜き装置において、上記加圧機構に連結さ
   れ、かつ、超音波振動子に締結された電磁鉄心となるホ
   ーンと、このホーンと分離した位置に配置され上記打抜
   きポンチを保持する磁性材料からなるポンチ保持板と、
   このポンチ保持板を支持する非磁性材料からなる板押え
   と、上記打抜きポンチと上記ホーンおよび上記ポンチ保
   持板が所定の位置関係になつたとき、強い電磁界を発生
   させて上記ホーンを励磁し上記ポンチ保持板を上記ホー
   ンに吸収保持させる励磁コイルとを設けたことを特徴と
   するプリント基板用打抜き装置。