(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有する下パンチと、該貫通孔内に挿入されるピンが植設された上パンチとから成り、下パンチと上パンチとの間に未焼成セラミック体を配置するとともに、上パンチのピンを下パンチの貫通孔内に挿入させることによって未焼成セラミック体に孔を穿設するセラミック穿孔装置であって、前記上パンチに植設する外径が一様なピンの基部外周を筒状体で覆うとともに、前記ピンの基部外周と前記筒状体とを嫌気性接着剤を介して固着して成り、前記ピンがタングステンを主成分とする超硬合金から成り、且つ前記筒状体が銅または銅を主成分とする合金から成ることを特徴とするセラミック穿孔装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は未焼成セラミック体に孔を穿設するセラミック穿孔装置に関し、特に上パンチに植設されるピンの信頼性を向上させたセラミック穿孔装置に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
従来、未焼成セラミック体に孔を穿設する場合、いわゆる打ち抜き金型装置が一般に使用される。これは、通常、打ち抜きピンが植設された上パンチと、打ち抜きピンの外径に対応した径を有する下パンチとから構成されており、上パンチと下パンチとの間に、未焼成セラミック体を配置させ、上パンチの打ち抜きピンが下パンチの貫通孔内に挿入されるまで上パンチを移動させることにより、未焼成セラミック体に所望の孔を穿設させるものである。
【０００３】
このような打ち抜き金型装置において、上パンチに植設された打ち抜きピンは、タングステンやその合金等の硬質の金属材料の一体ものから成り、射出成形法によりワイヤーに成形し、このワイヤーの一部表面を切削加工して得られた、例えば図７に示すような打ち抜きピン５０が知られている。
【０００４】
この打ち抜きピン５０は、未焼成セラミック体に穿孔を行う領域５０ａを細くし、上パンチに植設させる領域５０ｂを太くして、径が変化する段差部５０ｃを利用することにより、上パンチに形成された貫通孔の段部に容易に保持可能としている。そして、このような打ち抜きピン５０は、上パンチに植設する際に容易かつ迅速に行うことができ、交換作業もきわめて容易に行えるといった利点を有している。
【０００５】
しかしながら、このような打ち抜きピン５０は穿孔を行う領域の径が小さくなるほど加工が非常に困難となり、これにより製作コストがかかる上、未焼成セラミック体に繰り返し孔を穿設させると、打ち抜きピン５０の段差部５０ｃにおいて繰り返し応力による破断が生じやすいといった問題があった。また、このような打ち抜きピン５０の形状は、その作製時や上パンチへの穿孔装置のメンテナンス等において、打ち抜きピン５０を上パンチに植設する際に応力が加わって歪むことがあり、その際に容易に破断することがあった。
【０００６】
そこで、本発明は上述のような従来の諸問題を解消し、長期間にわたって未焼成セラミック体に良好に穿設が可能で、打ち抜きピンの作製時、上パンチへの植設時、メンテナンス時等においても打ち抜きピンが破断しにくい、信頼性の非常に優れたセラミック穿孔装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成させるために、本発明のセラミック穿孔装置は、貫通孔を有する下パンチと、該貫通孔内に挿入されるピンが植設された上パンチとから成り、下パンチと上パンチとの間に未焼成セラミック体を配置するとともに、上パンチのピンを下パンチの貫通孔内に挿入させることによって未焼成セラミック体に孔を穿設するセラミック穿孔装置であって、前記上パンチに植設する外径が一様なピンの基部外周を筒状体で覆うとともに、前記ピンの基部外周と前記筒状体とを嫌気性接着剤を介して固着して成り、前記ピンがタングステンを主成分とする超硬合金から成り、且つ前記筒状体が銅または銅を主成分とする合金から成ることを特徴とする。
【０００８】
また、このような筒状体で覆うことにより、上パンチにピンを植設させるための挿入孔に段差を設ければ、この挿入孔に容易かつ迅速に植設が可能となる。
【０００９】
また、筒状体は接着剤やかしめによりピンに装着される。特に接着剤として嫌気性接着剤を使用すれば、ピンの外周を確実にシーリングすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る一実施例を詳細に説明する。図１に示すように、未焼成セラミック体Ｗに所望の孔を穿設するために、セラミック穿孔装置Ｓは、打ち抜きピン（以下、ピンという）１が多数植設された上パンチ２及び下パンチ（ダイ）３とで主に構成され、上パンチ２と下パンチ３との間に配置した未焼成セラミック体Ｗに所望の孔を穿設するようにしている。なお、図１では簡単のため一つのピン１が植設されている様子を示している。
【００１１】
上パンチ２は、ピン１を植設させるピンプレート４、ピン１が穿孔する際にピン１の一端側を支持するために、ピンプレート４の上に載置される支持プレート５、支持プレートの上に配設されるバックプレート６、及びピン１をガイドしバネ８及びつりボルト９で連結されたピンガイド７から主に構成されている。ここで、ピンプレート４はピン１を挿入し、支持するために段差が形成された挿入孔４ａが設けられている。また、ピンガイド７にはピン１の下部分が挿入される挿入孔７ａが設けられている。
【００１２】
下パンチ３は、上パンチ２のピン１が挿入される多数の貫通孔３ａが形成されており、上パンチ２のピンのガイド孔として機能する。
【００１３】
このようにして構成されたセラミック穿孔装置Ｓは、上パンチ２が下パンチ３の上に配置された未焼成セラミック体Ｗ側に下降し、所定の位置で上パンチ２を停止させ、しかる後にピンプレート４はバネ８の付勢力に抗して下パンチ３側に下りて、未焼成セラミックＷの所望の箇所に孔を穿つのである。
【００１４】
次に、上パンチ２に植設されるピン１の態様について詳細に説明する。図２に示すように、ピン１は例えば全体的に一様な外径を有した細長の柱状を成し、タングステンを主成分とする超硬合金（例えば、Ｗ−Ｃｏ合金）から成るものである。また、ピン１の略上半分（基部外周）１ｂはピンプレート４の挿入孔４ａの段差部に保持されるため、及びピン１の抗折性を高めるために、銅または銅を主成分とする合金で形成された筒状体（パイプ）１０で覆っている。このように、ピン１をタングステンを主成分とする超硬合金とし、パイプ１０を銅を主成分とする合金で形成するのは、両金属の馴染みがよく、ピンが振動等の力を受けても吸収しピン１が破断することが極力防止されるためであるが、アルミニウムやその合金等ビッカース硬さで１００Ｈｖ以下の超硬合金よりやわらかい金属材料であればよいことが判明した。ただし、スズより硬い金属すなわちビッカース硬さで１０Ｈｖ以上は必要とされる。なお、ピン１の上端部１ａは後記する理由からパイプ１０から突出させている。
【００１５】
また、図３に示すように、ピン１の基部外周１ｂとパイプ１０とは嫌気性接着剤１１を介して固着されている。この嫌気性接着剤１１は、例えばテトラエチレングリコールジメタクリレートなどのポエーテルやポリエステルなどのジメタクリレートなど周知の材料を主成分としたものであり、瞬間型、耐熱型、構造用など種々のものが使用可能である。なお、ここでパイプ１０は接着剤を用いずにかしめだけでピン１に固着するようにしてもよい。
【００１６】
このような態様のピン１を、支持プレート５を外したピンプレート４の挿入孔４ａに挿入して植設を行うのであるが、図４（ａ）に示すように、ピン１の外周を覆っているパイプ１０の下端部１０ａは、ピンプレート４の挿入孔４ａに形成された段差部４ｂに係止されている。
【００１７】
一方、図４（ｂ）に示すように、ピン１の上端部１ａはパイプ１０からやや突出させており、この上端部１ａはピン１の穿孔の際に支持プレート５の下面５ａに完全に接し、支持プレート５を上方へ持ち上げる力が発生する。
【００１８】
したがって、このようなピン１をピンプレート４の段差部を有した挿入孔４に挿入・支持すれば、上パンチ２の穿孔の際にはピン１の上端部１ａと支持プレート５との間で応力が発生するが、パイプ１０と支持プレート５との間には応力の発生はない。また、穿孔を終え上パンチ２が上方へ移動する際にはピンプレート４の挿入孔４ａの段差部４ｂとパイプ１０の下端部１０ａとの間でごく弱い応力が発生するだけなので、ピン１を長持ちさせることができる。
【００１９】
次に、本発明のセラミック穿孔装置Ｓのピン１が従来のセラミック穿孔装置のピン５０に比して抗折性が著しく向上した点について説明する。それぞれのピンの先端を基台に押しつけてゆき、真っ直ぐな場合のピンの軸線とピンを曲げたときのピン先端の中心からパイプ１０の下端（もしくはピンの径が変化する段差部５０ｃ）までの直線との成す角度がどのようなときに破断するかについて比較したところ、従来のピンでは、図５に示すようにピン５０の軸線とほぼ１０°の角度でピン５０の段差部５０ｃにおいて破断が生じた。
【００２０】
一方、図６に示すように、本発明に係るピン１はその軸線とほぼ２５°になるまでは破断が生じず、従来のピンよりかなり湾曲させなければ破断しないことが判明した。なお、本発明に係るピン１が破断する場合は、パイプ１０の下端より若干上側で破断が生じた。なお、ピン１の外周にパイプ１０を例えばかしめにより固着させるような場合、パイプの下端部においてはかしめを行わずに若干隙間を設けることにより、抗折性を向上させることも可能である。
【００２１】
なお、ピン、ピンを覆う筒状体、及び接着剤は、上記実施例の材質に限定されるものではない。例えば筒状体はビッカース硬さで１００Ｈｖ以下の周知の金属材料であればよく接着剤は扱いやすさの点で嫌気性接着剤が適しているがその他各種の接着剤でもよく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更実施が可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のセラミック穿孔装置によれば、長期間にわたって未焼成セラミック体に良好に穿設が可能で、上パンチに植設させるピンの作製時、ピンの上パンチへの植設時、及び上パンチ等のメンテナンス時等においても、ピンが不用意に破断しにくく、信頼性の非常に優れたセラミック穿孔装置を提供することが可能である。
【００２３】
また、外径が一様のピンの外周に筒状体で覆うようにしたので、従来のように切削加工等の加工を不要とし、きわめて容易かつ迅速にピンを作製することが可能となる。
【００２４】
さらに、特にピンをタングステンを主成分とする超硬合金とし、筒状体を銅または銅を主成分とする合金で形成するので、両金属の馴染みがよく、ピンが振動等の力を受けてもピンが破断することが極力防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施例を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係るピンの一実施例を示す平面図である。
【図３】図２に示すピンの拡大縦断面図である。
【図４】（ａ）はピンがピンプレートの挿入孔に支持される様子を示す一部断面図であり、（ｂ）はピンプレートの挿入孔におけるピンの上端部の様子を示す一部断面図である。
【図５】従来のピンの抗折性を示す図である。
【図６】本発明の係るピンの抗折性を示す図である。
【図７】従来のピンの一例を示す平面図である。
【符号の説明】
１：打ち抜きピン（ピン）
２：上パンチ
３：下パンチ
４：ピンプレート
５：支持プレート
１０：筒状体（パイプ）
１１：嫌気性接着剤
Ｓ：セラミック穿孔装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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