(57)【要約】      （修正有）【課題】パンチ加工を行う板状部材の板厚や材質等にかかわらずストリップミスを確実に防止でき、効率よくパンチ加工を行えるパンチング装置を提供する。【解決手段】板状部材Ｗにパンチ穴を形成するパンチボディ２０と、前記パンチボディの端部に形成されているパンチ刃２１を突出させた状態で該パンチボディを内部に収納する筒状のパンチケーシング２３と、前記パンチ刃及び前記パンチケーシングを前記板状部材に向けて移動させる移動機構と、前記パンチ刃の周部と前記パンチケーシングとの間に前記パンチボディの軸線方向に移動可能に配設したストリップ部材２５と、該ストリップ部材に前記板状部材を押圧する押圧力を付与する流体加圧手段とを有しているパンチング装置であって、前記押圧力を変更する押圧力変更手段をさらに備えている。【選択図】図３
2006062064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状部材にパンチ穴を形成するパンチボディと、前記パンチボディの端部に形成されているパンチ刃を突出させた状態で該パンチボディを内部に収納する筒状のパンチケーシングと、前記パンチ刃及び前記パンチケーシングを前記板状部材に向けて移動させる移動機構と、前記パンチ刃の周部と前記パンチケーシングとの間に前記パンチボディの軸線方向に移動可能に配設したストリップ部材と、該ストリップ部材に前記板状部材を押圧する押圧力を付与する流体加圧手段とを有しているパンチング装置であって、
前記押圧力を変更する押圧力変更手段をさらに備えたことを特徴とするパンチング装置。
【請求項２】
パンチ加工が施される前記板状部材の厚み及び材質の少なくとも一方を入力する入力手段を更に備えており、該入力手段への入力指示に基づいて前記押圧力変更手段が前記押圧力を変更することを特徴とする請求項１に記載のパンチング装置。
【請求項３】
前記板状部材へのパンチ加工中にあっては、前記押圧力変更手段は前記押圧力を一定に維持することを特徴とする請求項１または２に記載のパンチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬質プリント基板等の板状部材（以下、単に板状部材という）にパンチ穴を形成するためのパンチング装置に関し、特にパンチ加工を施した後にパンチボディに板状部材が嵌り込んで抜けない状態（以下、ストリップミスと称す）となるのを防止する機能を備えたパンチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、板状部材の所望位置にパンチ穴を形成するパンチング装置が知られている。パンチング装置では板状部材にパンチ加工をしたときのストリップミスを予防する必要がある。そこで、パンチボディの先端側にストリップ部材を設け、パンチボディに嵌り込む板状部材をこのストリップ部材で押し戻してストリップミスを防止している。このストリップ部材の押圧力（ストリップ力とも称する）の発生源としては、一般にスプリングが使用されていた。
【０００３】
ところが、スプリングを用いると伸縮したときのストリップ力の変動が大きいので、スプリングの選定が困難であった。例えば比較的薄い板状部材を基準としてスプリングを選定すると、厚い板状部材を加工したときにストリップミスが発生する。また、強力なスプリングを使用すると板状部材の表面に打痕が残り、パンチ加工の歩留が低下してしまう。よって、板状部材の押圧にスプリングを用いる場合には、板状部材に適したスプリングに交換すること等が必要となるので生産性が低下してしまう。
【０００４】
そこで、特許文献１は上記問題を解消したストリップ防止機能付きのパンチング装置（パンチ組立体）を提案している。このパンチング装置はシリンダ内にガスを封入してストリップ力を得るようにしている。このパンチング装置はスプリングに替えて封入ガスを採用することで、パンチング加工される材料の板厚が変化してもストリップ力が急激に変化しないようにしてストリップミスを抑制する。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１４４２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１のパンチング装置はシリンダ内にガス充填室を設け、このガス充填室に適宜な圧力のガスを封入してストリップ力を発生させているので一度、設定したストリップ力を変更できない。パンチ加工する板状部材の種類に応じてストリップ力を変更したい場合には、封入したガス圧を変更することが必要となるがガス圧を容易に変更することはできない。さらに、このガス充填室はパンチ加工時に力を受けて容積が変化するので、これに応じてストリップ力も変化する。よって、スプリングを用いた場合で選定が困難であったのと同様にガスの封入圧の設定が難しく、設定を誤るとストリップミスが発生するという問題もある。
【０００７】
なお、特許文献１にはシリンダの容積を変更することで荷重の増加率（ばね定数）を変更すること、すなわちストリップ力を変更することに関する記載がある。しかしながら、特許文献１にはセットしたシリンダの容積を変更する方法については何ら記載がない。よって、ストリップ力の調整のため容積を変更したい場合には、シリンダを交換することを想定していると考えられる。ところが、シリンダはパンチング装置の主要部品である。このような主要部品の交換を前提とする装置は高コストとなり、またシリンダの交換のためには時間を要するので加工効率が低下してしまう。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、パンチ加工を行う板状部材の板厚や材質等にかかわらずストリップミスを確実に防止でき、効率よくパンチ加工を行えるパンチング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、板状部材にパンチ穴を形成するパンチボディと、前記パンチボディの端部に形成されているパンチ刃を突出させた状態で該パンチボディを内部に収納する筒状のパンチケーシングと、前記パンチ刃及び前記パンチケーシングを前記板状部材に向けて移動させる移動機構と、前記パンチ刃の周部と前記パンチケーシングとの間に前記パンチボディの軸線方向に移動可能に配設したストリップ部材と、該ストリップ部材に前記板状部材を押圧する押圧力を付与する流体加圧手段とを有しているパンチング装置であって、前記押圧力を変更する押圧力変更手段をさらに備えたパンチング装置により達成できる。
【００１０】
本発明よると、押圧力変更手段により板状部材への押圧力を変更できるので、パンチ加工する板状部材の板厚や材質等に応じて適切なストリップ力を設定できる。よって、パンチ加工を行う板状部材の板厚や材質等にかかわらずストリップミスを防止して効率良くパンチ加工を行うことができる。
【００１１】
そして、パンチ加工が施される前記板状部材の厚み及び材質の少なくとも一方を入力する入力手段を更に備えており、該入力手段への入力指示に基づいて前記押圧力変更手段が前記押圧力を変更するパンチング装置とすることが更に好ましい。また、前記板状部材へのパンチ加工中にあっては、前記押圧力変更手段は前記押圧力を一定に維持するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、パンチ加工を行う板状部材の板厚や材質等に応じてストリップ力に変更できるので、ストリップミスを確実に防止でき効率良くパンチ加工を行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明に係る一実施形態を説明する。図１は、実施形態に係るパンチング装置１の全体を示した側面図である。パンチング装置１は、基台２に固定されたフレーム３を備えている。このフレーム３にパンチ部４、ダイ部５及び上記パンチ部４を移動させるための移動機構６のそれぞれが固定されている。なお、説明の都合上、仮想的にＸ、Ｙ、Ｚの３軸を設定して用いる。Ｚ方向がパンチング装置１の上下方向となる。
【００１４】
パンチ部４は、円筒状のパンチケーシング２３内に後述するパンチボディ２０を備えており、このパンチボディ２０をＺ方向で降下させたときに板状部材Ｗの所定位置にパンチ穴が形成される。図１はパンチング装置１の待機時の状態を図示している。パンチ部４の下に対向するようにダイ部５が配設されている。このダイ部５は、ダイ５２と、このダイ５２を内部に保持するダイホルダ５１とを含んでいる。ダイ５２は、上記パンチボディ２０を雄型とし、これに対応する雌型に形成されている。なお、パンチ部４はＺ方向での移動を円滑に行うための直動ガイド６７を備え、また板状部材Ｗの位置を確認するための照明８及びＣＣＤカメラ９を備えている。
【００１５】
移動機構６は、Ｚ方向においてパンチ部４をダイ部５に対して相対移動させる。移動機構６は、サーボモータ６１、カップリング６２、ボールネジ６３、駆動リンク６４及び揺動アーム６６を含んでいる。サーボモータ６１のロータ軸にはカップリング６２を介してボールネジ６３が接続されている。このボールネジ６３の所定位置には、このボールネジ６３の両方向への回転に応じて上下動する駆動リンク６４が螺合されている。そして、この駆動リンク６４は支軸６５を中心に揺動する揺動アーム６６の一端と係合している。揺動アーム６６の他端は、パンチ部４の上部に設けた突起部４ａと係合している。よって、パンチング装置１は、サーボモータ６１を制御することによりパンチ部４をダイ部５に対して相対移動させることができる。
【００１６】
本パンチング装置１は、全体を制御するコントローラ１０を備えている。コントローラ１０はＣＰＵを中心に構成したマイクロコンピュータによって構成されている。また、パンチング装置１は、操作者がパンチ加工に関する指示を入力するための入力装置１１を備えている。コントローラ１０は入力装置１１からの指示信号やＣＣＤカメラ９からの検出信号等を参照して、パンチング装置１の動作を制御する。図示しているようにサーボモータ６１もコントローラ１０によって駆動が制御される。特に、このコントローラ１０はパンチ加工においてストリップミスを防止する従来にない制御を実行する。この点については後に詳述する。
【００１７】
図２は、パンチング装置１内部の主要部構成を確認できるようにカバーを外した状態で示す図である。また、図３は、図２の円ＣＲ内を拡大して示している図である。図２では板状部材Ｗが載置されるワークテーブル１２を図示している。
【００１８】
パンチ部４は内部に上下方向（Ｚ方向）に延在するパンチボディ２０を備えている。このパンチボディ２０は下端にパンチ刃２１を備えている。円筒状のパンチケーシング２３は、パンチ刃２１を下側に突出させた状態でパンチボディ２０を内部に収納している。パンチケーシング２３の下端部分には、パンチボディ２０の外周を囲むようにしてリング状の空間２４が形成されている。この空間２４の下側は開放端になっており、この開放端には円筒状のストリップ部材２５が嵌め込まれている。
【００１９】
ストリップ部材２５は、先端側（図２、３で下側）に突出した小径部２６を有している。この小径部２６は、パンチケーシング２３の下端よりも下側に突出し、内部には前述したパンチボディ２０の突出させた部分を収納している。
【００２０】
また、ストリップ部材２５が嵌め込まれている空間２４は、上下方向での高さに余裕を持って形成されている。よって、ストリップ部材２５は空間２４内でＺ方向（パンチボディ２０の軸線方向）への移動が可能な状態で嵌合されている。よって、ストリップ部材２５を上方へ移動するとパンチボディ２０の下側の突出させた部分が露出する状態となる。
【００２１】
また、ストリップ部材２５の周面には、空間２４を形成しているパンチケーシング２３側の両壁面２３ａ、２３ｂそれぞれと接触するリング状のシールパッキン２５ａ、２５ｂが埋設されている。そのためストリップ部材２５よりも上側の空間２４は密閉空間となっている。さらに空間２４の上端部には圧縮空気ＰＡを供給する空気配管３０が接続されている。このような構造によりストリップ部材２５の上面には、圧縮空気ＰＡに基づいた押圧力が作用する構成となっている。よって、ストリップ部材２５に下向きの押圧力を作用させる状態を形成できる。
【００２２】
図４は、パンチ時の状態を示した図である。すなわち、図４は、図３で示している待機時の状態からパンチ部４が降下して、パンチボディ２０のパンチ刃２１がダイ５２と協働して板状部材Ｗにパンチ穴ＰＨを形成したときの状態を示している。図４で示すパンチ時ではパンチボディ２０が前述した移動機構６により下降する。このときストリップ部材２５は圧縮空気ＰＡで下向きに押圧されているので、ストリップ部材２５が板状部材Ｗに当接した後にはパンチボディ２０を押し戻すように作用する反力ＳＦを発生させる。しかし、移動機構６がパンチボディ２０を押し下げる押下力ＭＦは、ストリップ部材２５の反力ＳＦよりも大きく設定されている。よって、パンチボディ２０により板状部材Ｗにパンチ穴ＰＨを形成できる。
【００２３】
板状部材Ｗにパンチ穴ＰＨを形成した後に、図４の状態から移動機構６が反対の向き（上向き）に駆動される。このときにはパンチボディ２０が上昇するので、反力ＳＦを打ち消す力（即ち押下力ＭＦ）が消滅する。このときに反力ＳＦが、パンチングボディ２０に嵌り込んだ板状部材Ｗを引き抜くストリップ力ＳＦとして顕在化する。このストリップ力ＳＦは圧縮空気ＰＡの空気圧（空圧）に基づくので、この空圧を調整することによりストリップ力ＳＦを制御できる。パンチ加工を施す板状部材Ｗの材質や厚みに応じてストリップ力ＳＦを適切に調整すればストリップミスを確実に防止できる。そこで、パンチング装置１は、圧縮空気ＰＡの空圧を調整するための好ましい構成を備えている。以下、この点の構成について説明する。
【００２４】
図５は、パンチング装置１が備えている圧縮空気ＰＡの配管構成を示した図である。（Ａ）は、図３で示している待機時に対応した状態、（Ｂ）は図４で示しているパンチ時に対応した状態を示している。空気を圧送するポンプ３１からの配管３０が前述したようにパンチ部４のパンチケーシング２３内の空間２４に接続されている。配管３０には上流側から、レギュレータ３２、電磁弁３３、増圧装置３４が配設されている。電磁弁３３には、増圧装置３４と空気圧作動弁３５とが接続され、空気圧作動弁３５はカプラ３６を介して空間２４に接続されている。これら電磁弁３３及び増圧装置３４の動作は、前述したコントローラ１０によって制御されている。なお、後述するように空気圧作動弁３５は、電磁弁３３の動作に伴って所定の動作を行う。
【００２５】
レギュレータ３２はポンプ３１から増圧装置３４へ供給する空気の圧力を一定に保持するように設定されている。増圧装置３４はレギュレータ３２から供給される圧縮空気ＰＡを所定圧にして空間２４に供給する。その際に、圧縮空気ＰＡの空圧が一定値（目標空圧値ＤＰ）となるように内蔵しているレギュレータ３４ａを調整する。上記目標空圧値ＤＰはコントローラ１０によって適宜に変更される。板状部材Ｗの厚み等に関する情報は入力装置１１からコントローラ１０に供給され、コントローラ１０は入力装置１１からの入力情報を参照して増圧装置３４で上昇させる空圧値を設定する。これによりコントローラ１０は、板状部材Ｗの厚み等に応じて空間２４に供給する圧縮空気ＰＡを最適な空圧値に設定する。
【００２６】
以上のようにして、パンチング装置１のコントローラ１０はパンチ加工を行う板状部材Ｗに最適なストリップ力ＳＦが得られるように圧縮空気ＰＡの空圧を設定する。レギュレータ３２と増圧装置３４との間に配設した電磁弁３３を駆動することにより、圧縮空気ＰＡへの経路の接続と遮断とが行われる。電磁弁３３で経路を遮断したときに増圧装置３４への圧縮空気ＰＡの供給が遮断されると共に、空気圧作動弁３５への経路も同時に遮断されるため、空気圧作動弁３５の作動がオフされる。空気圧作動弁３５の動作がオフされると、空間２４への圧縮空気ＰＡを外部へ排出できるように設計されている。待機時やパンチの交換などで空間２４へ圧縮空気ＰＡを供給する必要が無いときには、コントローラ１０は電磁弁３３を駆動して経路を遮断するとともに空気圧作動弁３５をオフとする。
【００２７】
次にパンチング装置１の動作例を説明する。図５（Ａ）の待機時において、コントローラ１０は入力装置１１からパンチ加工を行う板状部材Ｗの情報を確認する。コントローラ１０は、例えば板状部材Ｗが薄板であるとの情報を入力装置１１から得ると、増圧装置３４のレギュレータ３４ａで維持すべき薄板用目標空圧値ＤＰａを設定する。
【００２８】
そして、コントローラ１０は図５（Ｂ）で示しているパンチ加工の制御に入る。このパンチ加工時ではパンチ加工に伴って空間２４の体積が変化する。しかし、増圧装置３４のレギュレータ３４ａによって空圧が薄板用目標空圧値ＤＰａとなるように維持される。すなわち、パンチ加工時には空間２４の容積が小さくなり空気圧が上昇する傾向にあるが増圧装置３４のレギュレータ３４ａが空間２４内の圧力が増加しないように調整する。さらに、この後にパンチボディ２０が上昇したときにも、増圧装置３４のレギュレータ３４ａが圧縮空気ＰＡを薄板用目標空圧値ＤＰａに調整する。このようにしてパンチング装置１では薄板に適したストリップ力ＳＦを得ている。よって、パンチング装置１では、薄い板状部材Ｗに過度の押圧力（反力）を加えることなくパンチ加工を施すことができる。そして、その後に最適なストリップ力ＳＦを作用させながらパンチボディ２０を上昇させるので、ストリップミスをすることなくパンチボディ２０を引き上げることができる。
【００２９】
パンチング装置１ではパンチ加工を施す板状部材Ｗの板厚が厚く変更された場合にも同様に加工できる。すなわち、コントローラ１０は入力装置１１からパンチ加工を行う板状部材Ｗの情報を確認して、増圧装置３４のレギュレータ３４ａで維持すべき空圧を薄板の場合より高い厚板用目標空圧値ＤＰｂに変更する。そして、上記と同様にパンチ加工を実行するので厚い板状部材についてもストリップミスを発生させることなくパンチ加工を行うことができる。
【００３０】
以上説明したようにパンチング装置１は、パンチ加工を施す板状部材Ｗの板厚等に応じて最適なストリップ力（押圧力）に変更し、パンチ時にはこれを一定に維持する。よって、板厚等の異なる板状部材Ｗをストリップミスなくパンチ加工できる。また、パンチング装置１は板状部材Ｗが変更されたときに、入力装置１１からの簡単な入力指示を行うだけでよいので部品交換を行う場合と比較して効率良くパンチ加工を行える。
【００３１】
なお、入力装置１１に入力する板状部材Ｗに関する情報は、厚みだけでもよいし、厚み及び材質としてもよい。また、上記例では圧縮空気でストリップ部材を押圧する場合について説明したが、他の気体（例えば窒素）や液体（例えばオイル）などを使用してもよい。また、上記実施例ではコントローラ１０によって増圧装置３４に内蔵するレギュレータ３４ａを制御する例を示したが、レギュレータ３４ａで維持する圧力を手動設定できるように構成してもよい。
【００３２】
以上本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施形態に係るパンチング装置の全体を示した側面図である。
【図２】図１のパンチング装置内部の主要部構成を確認できるようにカバーを外した状態で示す図である。
【図３】図２の円ＣＲ内を拡大して示している図である。
【図４】図１のパンチング装置のパンチ時の状態を示した図である。
【図５】図１のパンチング装置が備えている圧縮空気ＰＡの配管構成を示した図である。
【符号の説明】
【００３４】
１                  パンチング装置
４                  パンチ部
５                  ダイ部
６                  移動機構
１０                コントローラ
１１                入力装置
２０                パンチングボディ
２１                パンチ刃
２３                パンチケーシング
２４                空間
２５                ストリップ部材
２６                小径部
３０                配管
３１                ポンプ
３２                レギュレータ
３３                電磁弁
３４                増圧装置
３４ａ              レギュレータ
Ｗ                  板状部材
ＰＡ                圧縮空気
ＰＨ                パンチ穴
ＭＦ                パンチボディの押下力
ＳＦ                ストリップ力
【図１】
2006062064.tif 000003
【図２】
2006062064.tif 000004
【図３】
2006062064.tif 000005
【図４】
2006062064.tif 000006
【図５】
2006062064.tif 000007