JPS61192498A - プリント基板用打抜加工装置 - 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〕 この発明はプリント基板のスルーホールを形成するプリ
ント基板用打抜加工装置、特に超音波を利用して基板穴
の打抜加工を行うものに関する。

〔従来の技術〕

通常、プリント基板に形成されたスルーホールの内壁面
には、プリント基板の上下両面にプリント配線された電
気回路の上下導通をはかるためにメッキが施される。こ
の場合、そのメッキの付着状態を良好にするために、ス
ルーホールの内壁面は滑らかに仕上がっていなければな
らない。メッキの付着状態が不良だと、そのスルーホー
ルによる上下の導通状態も不良になってしまう。

ところで、スルーホールの穴を開ける手段としては、ド
リルによる切削加工と、ポンチによる打抜加工とがある
。

前者の手段では、スルーホール穴の内壁面を概して滑ら
かに仕上げることができるが、穴を１つ−ずつ開けるの
で、生産性に劣るという問題点があった。

また、後者の手段では、−挙に複数のスルーホール穴を
打ち抜けるので生産性にすぐれているが、打ち抜かれた
穴の内壁面の仕上げ状態が概して悪いという問題点があ
った。

そこで、例えば特公昭３７−２４４０号公報および特公
昭３７−２４４１号公報に記載されたもののように、打
抜用ポンチに縦方向の超音波振動を与えながら穴を打抜
く技術が提供されている。

この技術によれば、フェノール樹脂板などの打抜におい
て、その打抜加圧力の減少および板の返りがなくなるな
どの効果が得られるとされている。

第６図から第８図までは、超音波を利用する従来の打抜
加工装置の要部を示す。

第６図は打抜工程が終了する頃の状態を示す。

第７図および第８図はそれぞれポンチの取り付は状態を
示す。

第６〜８図において、（１）は複数個からなる打抜用ポ
ンチ、（ｌａ）はポンチ（１）の基端部に形成された雄
ネジ部、（２）はポンチ（１）の基端部が取シ付けられ
るポンチ保持具、（２ａ）はポンチ保持具（２）の基端
部が嵌入するポンチ保持穴、（２１））はポンチ保持具
（２）の雄ネジ部（ｌａ）が螺合する雌ネジ部、（３）
はダイス、（３１Ｌ）はポンチ（１）の外径よシも若干
大きな内径を有する貫通穴、（４）はフェノール樹脂（
ベークライト）などからなる板状の被加工材、（５）は
案内治具、（５ａ）は被加工材（４）を位置決めして保
持する被加工材保持部、（５ｂ）はポンチ（１）を案内
する貫通穴、（６）はダイス（３）の貫通穴（３ａ）と
案内治具（５）の貫通穴（５ｂ）との相対位置を正確に
位置決めするピン、（７）は超音波振動発生源（図示省
略）からの縦方向の振動を伝達するホーン、（８）はポ
ンチ（１）の根元（ＩＣ）をポンチ保持穴（２ａ）に固
着させるための銀ろうを示す。

以上のように構成された従来装置において、打抜加工は
、先ず、被加工材をダイス（３）の上に設置する。次に
、図示しない加圧機構によって、ホーン（７）、ポンチ
保持具（２）、ポンチ（１）を下降させる。そして、ポ
ンチ（１）の下面が被加工材（４）の上面に接する直前
から超音波、による励振を開始する。この超音波による
励振は、第６図に示すように、矢印Ａ方向に行われ、ポ
ンチ（１）とダイス（３）による打抜加工が終了するま
で続けられるＯ 以上のようにして、超音波振動を加えなから打抜加工を
行うことによシ、被加工材（４）を加熱せずとも、常温
でもって、被加工材（４）にひび割れなどを生じさせず
に、滑らかな内壇面をもつスルーホールを打抜くことが
できるようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、先ず、第７図に示したように、ポンチ（
１）を銀ろう（８）で固定する構成では、ポンチ（１）
の保持状態が安定に行われる反面、そのポンチ（１）を
摩耗あるいは折損などのために交換する作業が非常に面
倒かつ困難であった。すなわち、ポンチ（１）の交換に
際しては、その度に、銀ろうを溶かすために７００℃以
上も加熱しなければならない。また、ポンチ（１）が折
損してその根元（１０）だけが保持穴（２ａ）に取り残
されてしまったような場合は、もはや取〕出すことが非
常に困難であシ、この場合は保持具（２）を新しく作り
なおさなければならなくなる。さらに、銀ろう（８）を
溶かすために加える高熱がポンチ（１）などの材質を劣
化させる恐れも十分にあった。

また、第８図に示したように、ポンチ（１ンをネジ部（
ｌａ）　（Ｚａ）によって固定する構成では、ポンチ（
１）の交換が比較的容易である反面、超音波振動をポン
チ（１）の先端まで確実に伝達させられるだけの十分に
強固でかつ密な連結状態を得ることが難しく、さらにネ
ジ部には緩みが生じる恐れが常にある。この場合、ネジ
部（ｌａ）　（２１））の寸法を十分に大きくすること
により、ある程度の締付力の強化をはかることができる
。しかし、そのネジ部（１ａ）　（ｚａ）の寸法を大き
くすると、今度は、ポンチ（１）間のピッチを小さく詰
めることができなくなって、ピッチの小さなスルーホー
ルを高密度に形成することが難しくなる、といった問題
が生じるようになる。

以上のように、従来のこの種のプリント基板打抜加工装
置では、超音波をポンチの先端まで確実に伝達させる機
能とポンチ交換の作業性とが両立せず、このため量産体
制に十分に対応しきれない、という問題点があった。

この発明は、係る問題点を解決するためになされたもの
で、ポンチ交換の作業性が良好であるとともに、打抜の
ための超音波をポンチの先端まで確実に伝達させること
のできる強固かつ密な保持状態を得ることができるよう
にし、これにより量産体制に十分に対応できるプリント
基板用打抜加工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〕

この発明に係るプリント基板用打抜加工装置は、ポンチ
保持具を分割形成するとともに、その分割部分に沿って
、打抜ポンチの被保持部と保持具の保持穴を逆円錐台と
逆三角台のテーパ状に形成するとともに、分割された保
持具を一体に締結する締付ボルトを設けたものである。

〔作用〕

先ず、締付ボルトを外してポンチ保持具を分解した状態
でもって、その保持具の片方のポンチ保持穴部にポンチ
の被保持部を位置させる。ポンチの被保持部が所定箇所
に位置させられたならば、締付ボルトによってポンチ保
持具を一体に締結する。これによシ、ポンチの被保持部
が保持穴の中に閉じ込められるとともに、該保持穴の中
で３方から挟圧される。これによシ、ポンチは安定な３
点支持の状態でもって強固に固定されるようになる。さ
らに、ポンチの被保持部と保持具の保持穴にそれぞれに
形成された逆テーパ形状によって、そのポンチの被保持
部を保持穴の奥方へ押しやるような分力が作用する。こ
れによシ、ポンチは、その基端が保持穴の奥底に確実に
突き当たった状態でもって強固かつ密に固定されるよう
になる。

以上のようにして、ポンチ交換の作業性を良好にすると
ともに、打抜のための超音波をポンチの先端まで確実に
伝達させることのできる強固かつ密な保持状態を得るこ
とができ、これによシ量産体制に十分に対応することが
できる。

〔実施例〕

以下、この発明によるプリント基板用打抜加工装置の好
適な実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明によるプリント基板用打抜加工装置の
一実施例を示□す。

第２図および第３図はそのポンチ取付部だけを取シ出し
て示す。

第４図および第５図はポンチ取付部の変形例を示す。

先ず、第２．３図あるいけ第４．５図において、（９）
は打抜加工用ポンチを示す。このポンチ（９）はプリン
ト基板のスルーホール部を打抜加工するものである。こ
のポンチ（９）の基端部には、第２図に示すように、わ
ずかに逆円錐台テーパ状の広がりを持つ被保持部（９ａ
）が形成されている。

（１０）はポンチ保持具を示す。この保持具（１ｏ）は
、複数本のポンチ（９）を超音波ホーンとともに保持す
る。また、このポンチ保持具（１０）は２つに分割形成
され、締付ボルト（１２）によって一体に締結されるよ
うになっている。そして、その分割部分になって複数の
ポンチ保持穴（１０ａ）が配設されている。ポンチ保持
穴（１０ａ）は、逆三角錐台テーバ状の広がりを持つ穴
であって、ここに上記ポンチ（９）の被保持部（９ａ）
が嵌入・保持されるようになっている。（１ｏｂ）は上
記締付ポル）（１２）が貫通する穴を示す。この貫通穴
（１ｏｂ）は、上記ポンチ保持穴（１０ａ）の配列方向
に直交して設けられている。

（１３）は、上記ポル）（１２）に螺着するナツトを示
す。このポル）（１２）とナツト（１３）は複数組（２
組）使用される。

次に、第１図において、（１４）は超音波振動子（１６
）からポンチ保持具（１０）に超音波振動を伝達するコ
ーンを示す。このコーン（１４）は、ポンチ保持具（１
０）側の雌ネジ部（”’）％　　コーン（１４）側の雌
ネジ部（１４ｂ）、および両雄ネジ部（ｘｏｅ）（１４
ｂ）に跨がって螺入するボルト（１５）によって、ポン
チ保持具（１０）の基端に連結させられている。また、
このコーン（１４）は、その７ランク部（１４ａ）にて
、第１の可動板（１７）に締結されている。

第１の可動板（１７）は、ガイド穴（１７ａ）とガイド
フレーム（１１）によって、垂直方向に移動可能に案内
されている。さらに、油圧シリンダーなどの加圧機構（
１８）によって下方へ抑圧駆動されるようになっている
。

（１９）は第２の可動板を示す。この第２の可動板（１
９）は、上記第１の可動板（１７）と同様、ガイド穴（
１９ｂ）とガイドフレーム（１１）によって、垂直方向
に移動可能に案内されている。さらに、この第２の可動
板（１９）には垂直支持ポル）　（２５）の下端部が螺
着されている。（１９ａ）はそのボルト（２５）が螺入
する雌ネジ部を示す。このボルト（２５）は第１の可動
板（１７〕に形成された貫通穴（１７１））の上から螺
入され、その頭部が第１の可動板（１７）の上側面に係
止されている。さらに、そのポル）　（２５）の外周囲
にはスプリング（２０）が嵌着させられている。このス
プリング（２０）は、第１の可動板（１７）とＷＪ２の
可動板（１９）の間に挾まれて弾性圧縮されている。

（２１）は被加工材を示す。この被加工材（２１）は例
えばガラス布で補強されたエポキシ樹脂を基材とするプ
リント基板である。

（２２）は、打抜加工の際に被加工材（２１）を押圧す
る板押えを示す。（２２ａ）はポンチ（９）の案内穴を
示す。

（２３）はダイスを示す。（２３ａ）はそのダイス（２
３−）に形成された打抜穴を示す。

次に、上述した装置の使用方法について、第２．３図あ
るいは第４．５図を参照しながら説明する。

先ず、ポンチ（９）の取付・固定に際しては、第２図あ
るいは第４図に示すように、先ず、締付ポル）（１２）
を外してポンチ保持具（１０）を分解する。この状態で
もって、その保持具（１０）の片方のポンチ保持穴（１
０ａ）部にポンチ（９）の被保持部（９ａ）を位置させ
る。

ポンチ（９）の被保持部（９ａ）が所定箇所に位置させ
られたならば、第３図あるいは第５図に示すように、締
付ポル）（１２）によってポンチ保持具（１０）を一体
に締結する。これによシ、ポンチ（９）の被保持部（９
ａ）が保持穴（ｉｏａ）の中に閉じ込められるとともに
、該保持穴（１０ａ）の中で３方から挟圧される。これ
により、ポンチ（９）は安定な３点支持の状態でもって
強固に固定されるようになる。

さら【、ポンチ（９）の被保持部（９ａ）と保持具（１
０）の保持穴（ＸＯａ）にそれぞれに形成された逆テー
バ形状によって、そのポンチ（９）の被保持部（９ａ）
を保持穴（ＸＯａ）の奥方へ押しやるような分力が作用
する。これにより、ポンチ（９）は、その基端が保持穴
（ＸＯａ）の奥底に確実に突き当たった状態でもって強
固かつ密に固定されるようになる。

他方、摩耗や折損などによってポンチ（９）を取り外す
場合には、上記締付ボルト（１２）を緩めて外すことに
より、摩耗したポンチあるいは折損して保持穴（ＸＯａ
）内に残されたポンチの根元などを簡単に取シ除くこと
ができる。

以上のようにして、ポンチ交換の作業性を良好にすると
ともに、打抜のための超音波をポンチの先端まで確実に
伝達させることのできる強固かつ密な保持状態を得るこ
とができ、これにより量産体制に十分に対応することが
できるようになる。

次に、上述した装置による打抜加工の動作を、第１図を
参照しながら説明する。

被加工材（２１）をダイス（２３）の上面に設置した後
、加圧機構（１８）によって第１の可動板（］７）を矢
印Ｂ方向に下降させる。すると、スプリング（２０）の
弾性反発力によって第２の可動板（１９）も下降する。

この状態で下降が続けられると、先ず、板押え（２２）
の下面が被加工材（２１）の上面に押し当てられる。こ
れにより、被加工材（２１）が押えつけられる。この後
は、第１の可動板（１７）だけが下降する。これにより
、ポンチ（９）が被加工材（２１）を打ち抜いて所定の
スルーホール部を形成する。

このとき、ポンチ（９）の先端が被加工材（２１）に達
するよりも前に、超音波による矢印Ａ方向の振動が、保
持具（１０）を介してポンチ（９）の先端て伝達される
。これにより、被加工材（２１）を加熱したりすること
なく、常温のままでもって、内壁面の滑らかなスルーホ
ール部を簡単に開けることができるようになる。

以上のようにしてスルーホール部が打ち抜かれたならば
、第１の可動板（１７）を上方へ後退させる。すると、
先ず、ポンチ（９）が被加工材（２１）から引き抜かれ
る。そして、その後から、第２の可動板（１９）が上方
へ後退して、被加工材（２１）の押えを解除する。これ
によ・す、ポンチ（９）が引き上げられる際の被加工材
（２１）の跳ね返りが確実に防止されるようになってい
る。

以上のような動作を繰り返すことによシ、プリント基板
の打抜加工を連続的に行うことができる。

以上、実施例について説明してきたが、この発明は上記
実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲で種
々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上記
スプリング（２０）はゴムなどの弾性材であってもよい
。また、ポンチ（９）側を固定してダイス（２３）側を
移動させるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

この発ＢＡＦｉ以上説明したとおシ、ポンチ保持具を分
割形成するとともに、その分割部分に沿って、打抜ポン
チの被保持部と保持具の保持穴を逆円錐台と逆三角台の
テーパ状に形成するとともに、分割された保持具を一体
に締結する締付ボルトを設ける構造によシ、ポンチ交換
の作業性が良好であるとともに、打抜のための超音波を
ポンチの先端まで確実に伝達させることのできる強固か
つ密な保持状態を得ることができ、これによシ量産体制
に十分に対応できる、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるプリント基板用打抜加工装置の
全体的な構成の一実施例を示す断面図、第２図はポンチ
保持具の一例を取り出して示す斜視図、第３図は第２図
に示したポンチ保持具の側面図、第４図はポンチ保持具
の変形例を取シ出して示す斜視図、第５図は第４図に示
したポンチ保持具の側面図、第６図は従来のプリント基
板用打抜加工装置の要部を示す断面図、第７図は従来の
装置におけるポンチの保持部分の一例を示す断面図、第
８図は従来の装置におけるポンチの保持部分の別の一例
を示す断面図である。 図において、（９）はポンチ、（９ａ）は被保持部、（
１０）はポンチ保持具、（１Ｏａ）はポンチ保持穴、（
１０１））は貫通穴、（１２）はボルトである。 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 （ほか２名） 第１図 「− ９ズ）テ “ｏ　；ｒ：＞ｑ“！？、Ａ負　　　　　８４１１　　
フし一ム １２　　「ル１ ＋３７−ノト。 １４　　コーン　　　　１ １４０　　’７ランダ １４　　　　　　　　　　　　１４ａ １４ｂ　Ｈｊｂ５　　　　　　　　１７ａ　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　、７ｂ１５　　セ
ル１　　　　　　　　　１７ｔ）＋６　　振ＩｖＪ３ｒ １７　　第−可ｅ＋歳 １７０　　責ｉ代 １８　　加斥携填　　　　　　　　　　１句１９　　疎
二可＠服　　　　　　　　　Ｕ′１９０　此１（シ ２０　弾絆ｉ ２１　　２ＩｌｎａｓＴＸ　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　２５　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　２５２２　　１１Ｌｊ甲え　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１
３　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２０りつ−
ゼー序イ甫へ ９　ｆ＞９ 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被保持部が逆円錐台テーパ状に形成された複数の
   打抜ポンチと、２つに分割形成されたポンチ保持具と、
   この分割形成されたポンチ保持具の分割部分に沿つて配
   設された複数の逆三角錐テーパ状のポンチ保持穴と、上
   記ポンチ保持具を一体に締結する締付ボルトと、上記ポ
   ンチに超音波振動を与える励振手段とを備えたことを特
   徴とするプリント基板用打抜加工装置。