JP4091313B2 - 打ち抜き装置及び打ち抜き方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート状物から所定形状物を打ち抜くに好適な打ち抜き装置及び打ち抜き方法に係り、特に、積層構造の配線基板シート状物から所定形状の配線基板を打ち抜くに好適な打ち抜き装置及び打ち抜き方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス繊維等が混入されたエポキシ樹脂等からなる基板上に所定の電気配線が施され、その上に絶縁樹脂で被覆された配線基板シート状物から例えば円盤状の所定形状の配線基板を打ち抜き形成する場合には、所定形状の先端刃を備えたパンチと、このパンチの先端に対向する位置に、透孔を備えた搬送台（ダイ）により、配線基板を打ち抜き形成していた。
【０００３】
しかしながら、配線基板の技術の向上と共に、電動モーター用回転コイル等も配線基板を数層積層して形成された配線基板シート状物から所定形状の配線基板を打ち抜き形成する必要性が出てきた。
【０００４】
そのため、図６に示すようなパンチ打ち抜き装置を使用して配線基板を打ち抜き形成することが試みられた。
【０００５】
図６において、１は、円形などの所定形状の先端を有するパンチ、２は、その周辺で配線基板シート状物３を押圧保持する押え板で、４は、前記パンチの先端形状に対応する先端形状を備えた透孔５を有する搬送台である。
【０００６】
このような打ち抜き装置で、剛性や材質の異なる層が複数層積層された配線基板シート状物から配線基板を打ち抜くと、その切断面にけば状のバリが多数発生し、外観が悪くなるだけでなく、配線基板を所定形状の凹部内に配設しようとすると精度良く配設できなくなったり、このバリが使用中に摩耗して粉塵を発生するなどの障害を発生する事故を招いた。
【０００７】
このバリの発生を抑制するため、図７に示すように押え板２のパンチ１の周縁に、切刃６を有する筒状刃７を取り付け、押え板２により配線基板シート状物３を押圧保持する際に、筒状刃７で配線基板シート状物３の上層部を一部切断し、しかる後にパンチ１と搬送台４により所定形状の配線基板を打ち抜く方法が考案された。
【０００８】
しかしながら、この方法によると前記シート状物の上層部は、比較的きれいに切断されるものの最下層部まではきれいに切断されず、バリが生じやすく、充分満足する製品は、得られない。また、打ち抜かれたシート状物が残留応力によって反り変形し、シート状物から次の配線基板を打ち抜くためにシート状物の移送を停止した際、所定の位置に精度良く停止できず、打ち抜く個所にずれが生じ易い問題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点を解決しようとするもので切断性に優れると共に、生産性を高めることが可能な打ち抜き装置及び打ち抜き方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明においては、上面を積層配線基板シート状物からなるシート状物が搬送される搬送台と、この搬送台の上方に設けられ、上下動可能な所定形状の先端面を有するパンチと、このパンチの周辺で前記シート状物を搬送台と共に押圧保持し、上下動する押え板と、前記搬送台の前記パンチに対向する位置に形成された透孔内に固定保持され、先端に鋭角な刃先を有しかつ該刃先の先端が前記搬送台の水平面よりわずかに突出するように設定されている切刃部を備える筒状刃とを具備し、前記パンチ及び押え板が下降してシート状物を押圧保持し、少なくとも前記パンチが前記シート状物の表面に当接したときに前記シート状物の裏面側の一部が前記筒状刃の切刃部で切断されるように前記パンチと筒状刃が取り付けられることを特徴とする打ち抜き装置としたものである。
【００１１】
このように、先端に鋭角な刃先を有する切刃部を備えた筒状刃をシート状物の裏面側に配設することにより、少なくともシート状物の裏面の一部が容易にきれいに切断され、これに伴い、せん断力が上方に及ぶため容易にバリの発生しない切断面を形成することができる。
【００１２】
請求項２の発明は、上面をシート状物が搬送される搬送台と、この搬送台の上方に設けられ、上下動可能な所定形状の先端面を有するパンチと、このパンチの周辺で前記シート状物を搬送台と共に押圧保持し、上下動する押え板と、前記搬送台の前記パンチに対向する位置に形成された透孔内に固定保持され、先端に鋭角な刃先を有する切刃部を備える筒状刃とを具備し、前記パンチ及び押え板が下降してシート状物を押圧保持し、少なくとも前記パンチが前記シート状物の表面に当接したときに前記シート状物の裏面側の一部が前記筒状刃の切刃部で切断されるように前記パンチと筒状刃が取り付けられることを特徴とする打ち抜き装置によりシート状物から所定形状の物を打ち抜く方法において、前記パンチ及び押え板が下降して前記シート状物を押圧保持し、少なくとも前記パンチの先端面が前記シート状物の表面に当接した際、前記シート状物の裏面側の一部が前記筒状刃の先端の切刃部で切断され、しかる後、パンチが下降し、パンチの先端が前記切刃部の先端刃先を超える前にパンチの下降を停止させてシート状物から所定形状の物を打ち抜くことを特徴とする打ち抜き方法とすることにより、切刃部の先端の鋭角な刃先の鈍りを抑制することができ、多数回の使用にも耐え、筒状刃の交換の頻度を低減でき、生産性の向上に役立つ。
【００１３】
請求項２の発明において、シート状物を複数層積層された配線基板シート状物を採用したとき、特に切断面におけるバリの発生が抑えられた良好な配線基板が精度よく、しかも高い生産性で製造することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の打ち抜き装置及び打ち抜き方法の一実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図２は、本発明で使用される３０〜２００μm厚の配線基板シート状物３の断面図で、８は、ガラス繊維等を含むエポキシ樹脂からなる約６０μm厚の基板層で、９は、この基板層中に、リソグラフィ法及びメッキ法で形成されたコイル等の径が５０〜７０μmの銅線で、この層が約６０μm厚の接着剤層１０で４層積層され、上面と底面が約２０μm厚のオーバーコート層１１で被覆されている。
【００１６】
本発明で使用されるシート状物は、単層の物でも良いが、複数層、特に、３層以上の積層物である場合には、効果的に発揮される。
【００１７】
図３は、このような配線基板シート状物３から本発明の打ち抜き装置により打ち抜かれた約１０mm径の円板状の配線基板１２を示す。打ち抜かれる製品は、上記例のような円板に限らず、四角板、楕円板、ドーナッツ板等の任意の形状であって良い。
【００１８】
次に、本発明による一例の打ち抜き装置について説明する。
図１は、本発明による一部を切り欠いた打ち抜き装置を示し、１３は、搬送台で、その上面を図示しない搬送手段によりシート状物３が間欠的に搬送される。この搬送台１３の所定の位置に、下まで貫通する円形の透孔５が形成されており、この透孔５には、底部に、段差部１４を介して一段と径の大きい円形状の大径部１５が形成されている。この透孔５内には、内径がパンチの先端面の外径とほぼ同一の径を有し、その先端に外側に向かって、断面でほぼ６０度の刃先角度を有する円形の切刃部１６を備えた筒状刃１７が内挿されており、その底部に円環状の突出部１８が形成され、この突出部１８が透孔５の段差部１４に接当して筒状刃の切刃部１６の先端突出位置を規定している。この場合、切刃部１６の刃先の先端は、搬送台１３の水平面よりわずかに突出するように設定されている。この筒状刃１７は、中心に透孔１９を有し、搬送台１３に取り付けられる保持板２０により保持固定され、透孔５からの抜け落ちを防止している。この筒状刃１７の内径部は、その先端切刃部１６では、パンチの先端の外形とほぼ同一径を有するもののその後部側は末広状に広がって、打ち抜かれた円板状の配線基板が下方に落下しやすいように形成されている。なお、筒状刃１７の切刃部16の刃先の形状は、打ち抜かれる製品の形状と同一、例えば円形に、形成されるが、搬送台１３の透孔５の形状は、筒状刃１７を収納できる形状、例えば、円筒状または角筒状であればよく、打ち抜かれる製品の形状には、影響されない。
【００１９】
筒状刃１７の先端刃先の研磨や筒状刃１７の交換のため、筒状刃１７を透孔５から取り外すには、前記保持板２０を搬送台１３から取り外し、筒状刃１７を透孔５から抜き取ることにより、容易に行うことができる。筒状刃１７は、工具鋼や高速度鋼等で形成されており、複数層からなる配線基板シート状物３の底面層に、切り込んでも容易には、その先端が鈍らないように、構成されている。
【００２０】
搬送台１３の上方には、ガイド支柱２１により、上下動可能に取り付けられた昇降基板２２が、上面固定板２３上に取り付けられた押圧シリンダー２４に、取り付けられ、押圧シリンダーの下降、上昇と共に、所定量上下動可能に取り付けられている。昇降基板の中央部には、配線基板シート状物３から所定形状（この場合円板状）に配線基板１２を打ち抜くための先端面が打ち抜き形状と同一、例えば円形の工具鋼や高速度鋼等で形成されたパンチ１が、その後端を昇降基板の凹部２５内に挿入し、さらに取り付け板２５を昇降基板２２に取り付けることによって交換可能に取り付けられている。
【００２１】
昇降基板２２と搬送台１３の間には、配線基板シート状物３を押圧して、搬送台１３とで保持する押え板２が、前記ガイド支柱２１により、上下動可能に取り付けられ、その中央部には、パンチ１が上下動可能になる貫通孔２６が形成されている。このパンチ１の両側には、スリーブ２７を介してボルト２８により昇降基板２２と押え板２が連結されており、押え板２は、昇降基板２２内に形成された径大部２９内に格納されたばね３０により下方へ付勢されている。このことにより昇降基板２２が押圧シリンダー２４の下方への押圧により下降するが、抑え板２はシート状物３に当接押圧するとそれ以上の下降は停止され、パンチ１のみが下降可能となる。なお、３１は、径大部２９の上部に螺合されてばね３０を押えるばね押さえである。なお、押圧シリンダー２４は、油圧、空気圧、電動モータによる機械圧等いわゆるプレス手段を適宜選択して使用できる。
【００２２】
次に、前記の構成についてその作用を説明する。
打ち抜きに際しては、図１に示すように、昇降基板２２が上昇して、パンチ１と押え板２が搬送台１３から上方へ離れた状態で、この搬送台１３上において配線基板シート状物３が図示しない搬送手段によりこのシート状物３における配線基板１２部分の縦方向の配列のピッチ分づつ間欠的に搬送される。
【００２３】
そして、打ち抜かれる配線基板１２部分が搬送台１３上で筒状刃１７の切刃部１６の刃先の内側に位置したときにシート状部３の移送が停止され、この状態で、押圧シリンダー24が作動して昇降基板２２が下降することにより配線基板１２の打ち抜きが行われる。
【００２４】
このとき、図４で示すように、押え板２及びパンチ１が下降してきてパンチの先端面３２及び押し板の底面３３がシート状物３の表面を押圧し、搬送台１３の表面３４とでシート状物３を押圧、保持すると筒状刃１７の切刃部１６の先端刃先がシート状物３の最下層上に食い込みこの層を切断する。
【００２５】
さらに、図５に示すように、パンチ１の先端面３２が下降すると切刃部１６の先端刃先の上方へのせん断力が作用し、パンチ１の先端面３２が切刃部１６の先端刃先に到達する前に、シート状物３から円板状の配線基板１２が打ち抜き切断され、筒状刃１７の内側内に落ち込み、筒状刃１７外に集積される。
【００２６】
その後、パンチ１の上昇と共に、押え板２も上昇し、シート状物３が所定の位置まで移動、停止し、最初の工程が繰り返されることにより、シート状物３から配線基板１２が順次打ち抜かれていく。
【００２７】
前記実施例の構成によれば、先端鋭角な刃先を有する筒状刃１７を搬送台１３の透孔内に取り付け、前記パンチ１及び押え板２が下降してシート状物３を押圧保持し少なくとも前記パンチ１が前記シート状物３の表面に当接すると共に前記シート状物３の裏面側の一部が前記筒状刃１７の先端の切刃部１６で切断されるように前記パンチ１と筒状刃１７を取り付けたので、良好な切断性が得られ、剛性、材質の異なる層が複数積層された配線基板シート状物３であっても配線基板１２をバリの発生を抑えて確実に打ち抜こうことができる。この場合、切刃部１６先端の刃先は、その角度が鋭角であるほど切断性は、向上するが、逆に、刃先の鈍りが起こりやすく、２０度以上が好ましく、一方、刃先の角度が大きくなると、刃先の鈍りは、生じにくくなるが、切断性が低下するので、２０度から８０度の範囲が好ましく、さらに好ましくは、３０度から７０度の範囲が好ましい。また、刃先角度は、一つの角度でなく、例えば、刃先先端の数mmまでが３０度で、それ以降を前記刃先先端より広角の６０度とする２段の角度としてもよい。このように２段の角度とすると切断性及び耐鈍り性のよい切刃部を容易に得ることができる。
【００２８】
また、前記パンチ１及び押え板２が下降して前記シート状物３を押圧保持し、少なくとも前記パンチ１の先端面３２が前記シート状物３の表面に当接した際、前記シート状物３の裏面側の一部が前記筒状刃１７の先端の切刃部１６で切断され、しかる後、パンチ１が下降し、パンチ１の先端面３２が筒状刃１７の先端を超える前にパンチの下降を停止させてシート状物３から配線基板１２を打ち抜くようにしたので、パンチの先端面３２と切刃部先端の刃先が当接することによる切刃部１６の先端刃先の破損ないしは、鈍りが生じることを防止でき、長期の使用に耐え、生産性を向上させることができる。この場合、パンチ１の先端面３２の最降下位置と切刃部先端の刃先間の隙間Ｄは、シート状物の厚み、材質、パンチの下降速度などにより異なるが、ガラス繊維含有エポキシ樹脂基板を使用した配線基板シート状物のときは、１〜５００μm、好ましくは、１０〜２００μmとするのが良い。
【００２９】
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。前記実施例では、パンチ１及び押え板２と筒状刃１７は、搬送台１３を基準にして上方及び下方に配置しているが、この配置を逆に、即ち、パンチ1及び押え板２を下方とし、一方、筒状刃１７を上方に配置したり、また、全体を横向きとし、パンチ1及び押え板２を左または右側に、筒状刃１７を右または左側に配置しても良い。要は、搬送台１３に対し、パンチ１及び押え板２が可動状態で、筒状刃１７は固定状態に対向して配置してあれば充分である。また、前記実施例では、配線基板の基板樹脂としてガラス繊維含有エポキシ樹脂を使用したが、他の樹脂、ポリエステル樹脂であっても良い。さらに、上記実施例では、パンチ１の先端面３２が切刃部１６の先端を越えないようにしたが、切刃部１６の先端を越えるようにしても良い。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１の発明の打ち抜き装置によれば、先端鋭角な刃先を有する筒状刃１７を搬送台１３の透孔５内に取り付け、前記パンチ１及び押え板２が下降してシート状物３を押圧保持し少なくとも前記パンチ１が前記シート状物３の表面に当接したときに前記シート状物３の裏面側の一部が前記筒状刃１７の切刃部１６で切断されるように前記パンチ１と筒状刃１７を取り付けたので、良好な切断性が得られ、剛性、材質の異なる層が複数積層された配線基板シート状物３であっても配線基板１２をバリの発生を抑えて確実に打ち抜こうことができる。
【００３１】
また、請求項２の打ち抜き方法によれば、前記パンチ１及び押え板２が下降して前記シート状物３を押圧保持し、少なくとも前記パンチ１の先端面３２が前記シート状物３の表面に当接した際、前記シート状物３の裏面側の一部が前記筒状刃１７の先端の切刃部１６で切断され、しかる後、パンチ１が下降し、パンチ１の先端面３２が筒状刃１７の先端を超える前にパンチの下降を停止させてシート状物３から配線基板１２を打ち抜くようにしたので、パンチの先端面３２と切刃部先端の刃先が当接することによる切刃部１６の先端刃先が破損ないしは、鈍りが生じることを防止でき、長期の使用に耐え、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用される一実施例の打ち抜き装置の一部を切り欠いた全体構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施例で使用される配線基板シート状物の断面図である。
【図３】本発明の一実施例で使用される配線基板シート状物と、ここから打ち抜いた配線基板を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施例の打ち抜き装置により、シート状物を打ち抜く直前を示す断面図である。
【図５】シート状物から配線基板を打ち抜いた直後を示す断面図である。
【図６】従来の打ち抜き装置の断面図である。
【図７】他の従来の打ち抜き装置の断面図である。
【符号の説明】
１ パンチ
２ 押え板
３ 配線基板シート状物
５ 透孔
８ エポキシ樹脂基板層
９ 銅線部
１０ 接着剤層
１１ 絶縁層
１２ 配線基板
１３ 搬送台
１６ 切刃部
１７ 筒状刃
２０ 保持板
２１ ガイド支柱
２２ 昇降基板

Claims (3)

1. 上面を積層配線基板シート状物からなるシート状物が搬送される搬送台と、この搬送台の上方に設けられ、上下動可能な所定形状の先端面を有するパンチと、このパンチの周辺で前記シート状物を搬送台と共に押圧保持し、上下動する押え板と、前記搬送台の前記パンチに対向する位置に形成された透孔内に固定保持され、先端に鋭角な刃先を有しかつ該刃先の先端が前記搬送台の水平面よりわずかに突出するように設定されている切刃部を備える筒状刃とを具備し、前記パンチ及び押え板が下降してシート状物を押圧保持し、少なくとも前記パンチが前記シート状物の表面に当接したときに前記シート状物の裏面側の一部が前記筒状刃の切刃部で切断されるように前記パンチと筒状刃が取り付けられることを特徴とする打ち抜き装置。
2. 上面をシート状物が搬送される搬送台と、この搬送台の上方に設けられ、上下動可能な所定形状の先端面を有するパンチと、このパンチの周辺で前記シート状物を搬送台と共に押圧保持し、上下動する押え板と、前記搬送台の前記パンチに対向する位置に形成された透孔内に固定保持され、先端に鋭角な刃先を有する切刃部を備える筒状刃とを具備し、前記パンチ及び押え板が下降してシート状物を押圧保持し、少なくとも前記パンチが前記シート状物の表面に当接したときに前記シート状物の裏面側の一部が前記筒状刃の切刃部で切断されるように前記パンチと筒状刃が取り付けられることを特徴とする打ち抜き装置によりシート状物から所定形状の物を打ち抜く方法において、前記パンチ及び押え板が下降して前記シート状物を押圧保持し、少なくとも前記パンチの先端面が前記シート状物の表面に当接した際、前記シート状物の裏面側の一部が前記筒状刃の先端の切刃部で切断され、しかる後、パンチが下降し、パンチの先端が前記切刃部の先端刃先を超える前にパンチの下降を停止させてシート状物から所定形状の物を打ち抜くことを特徴とする打ち抜き方法。
3. シート状物が積層配線基板シート状物からなるとともに、前記切刃部の刃先の先端が前記搬送台の水平面よりわずかに突出するように設定されていることを特徴とする請求項２記載の打ち抜き方法。

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