(57)【要約】【課題】抜きかす通過面に複数の抜きかすが介在する場合についても、プレス抜き加工のかす上がりを確実に防止する装置を提供する。【解決手段】被加工材のプレス打ち抜きダイ３において、被加工材設置面８に形成した溝１０Ａと切刃部１１の切欠き１０Ｂと抜きかす通過面１２に形成した溝１０Ｃが連通するように凹溝１０を形成して、凹溝１０がダイ３の抜きかす通過面に係止された抜きかすと、ポンチに密着してダイ３に嵌入する新たな抜きかす４との間に介在する空気の逃がし溝となり、凹溝１０の深さが被加工材設置面８から徐々に増加し切刃部１１の切欠き１０Ｂにおいて最大となるとともに抜きかす通過面１２に向かって徐々に減少することにより、抜きかす４がポンチ１に押されて凹溝１０を通過する過程で圧縮され変形する結果、ダイ３への抜きかす保持力を増加させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工材のプレス打ち抜きダイにおいて、被加工材設置面に形成した溝と切刃部の切欠きと抜きかす通過面に形成した溝が連通するように凹溝を形成して、この凹溝がダイの抜きかす通過面に係止された抜きかすとポンチに密着してダイに嵌入する新たな抜きかすとの間に介在する空気の逃がし溝となり、この凹溝の深さを被加工材設置面から徐々に増加し切刃部の切欠きにおいて最大となり抜きかす通過面に向かって徐々に減少するように形成して、抜きかすがポンチに押されて前記凹溝を通過する過程で圧縮され変形してダイへの抜きかす保持力を増加させてなることを特徴とするプレス抜き加工のかす上がり防止装置。
【請求項２】
前記凹溝の形成方法がレーザであることを特徴とする請求項１記載のプレス抜き加工のかす上がり防止装置。
【請求項３】
前記抜きかす通過面の溝が抜きかす通過方向に対して異方向であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のプレス抜き加工のかす上がり防止装置。
【請求項４】
前記ダイの材質が、単結晶ダイヤモンドまたは多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ：Polycrystalline Diamond）または立方晶窒化硼素（ＣＢＮ：Cubic Boron Nitride）の何れかであることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の何れか１項のプレス抜き加工のかす上がり防止装置。
【請求項５】
前記被加工材がプレス抜き加工によって製造するリードフレームあるいはコネクタ部品であることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の何れか１項のプレス抜き加工のかす上がり防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプレス抜き加工時にプレス用ダイに発生するかす上がりを防止する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレス抜き加工によって製造するリードフレームあるいはコネクタ部品等では、長尺な帯状体の被加工材を金型の加工ステージ上で順送りしながらプレス抜き加工等を行い所定形状に成形するが、その挙動を図９により説明する。図９は、プレス抜き加工において、ポンチ１とダイ３が被加工材２を打ち抜いた直後の状態を示す断面斜視図である。４は打ち抜かれた直後の抜きかす、５はその１ショット前に打ち抜かれた抜きかす、６はその２ショット前に打ち抜かれた抜きかす、７は３ショット前に打ち抜かれた抜きかすで、ダイの排出口９から落下している状態にある。このように、抜きかすは、ポンチ１により順次ダイの中に押し込まれ、最後には排出口９から落下する。ダイの抜きかす通過面１２に、抜きかす４を係止する力が弱い場合など、ポンチ１が戻る際に抜きかす４がダイ３から浮き上がる所謂かす上がりが発生し、抜きかす４がダイ３の被加工材設置面８や被加工材料２の表面に付着すると、連続してプレス抜き加工ができなくなるばかりか、金型破損や品質不良の原因となる。
【０００３】
上記かす上がりの問題を解消するため、種々のかす上がり防止装置が知られている。
【０００４】
特許文献１におけるかす上がり防止装置を図１０と図１１に示す。ダイ３の抜きかす通過面１２に切刃部１１から距離ｄを離した位置からレーザ１３（図示せず）によって、抜きかす通過方向に対して異方向の傾斜溝１４Ａおよび１４Ｂを排出口９に向けて設け、抜きかす４とパンチすなわちポンチ（図示せず）の先端との間に相対的運動を生じさせることにより、抜きかす４とポンチの先端とを剥がれやすくさせ、抜きかす４をダイ３の抜きかす通過面１２に係止する方法である。
【０００５】
特許文献２におけるかす上がり防止装置を図１２に示す。ダイ３の切刃部１１から排出口９にいたる抜きかす通過面１２を切刃部１１から排出口９に向けて小さくなるテーパ形状とし、抜きかす４が体積的に圧縮される過程で、抜きかす４に漸増してかかる圧縮力の反力を利用して抜きかすをダイに係止する方法である。
【０００６】
特許文献３に於けるかす上がり防止装置を図１４に示す。ダイ３の切刃部１１から排出口９にいたる抜きかす通過面１２に、切刃部１１から排出口９に向けて狭くなるクサビ形溝１６を形成し、抜きかす４が体積的に圧縮される過程で、抜きかす４に漸増してかかる圧縮力の反力を利用して抜きかすをダイに係止する方法である。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１４６６２６号公報
【特許文献２】特開平６−２３８３７７号公報
【特許文献３】特開２００４−１４８３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、図１０と図１１に示す特許文献１では、バリの発生を懸念するあまり、切刃部１１に溝を形成しておらず、抜きかすが傾斜溝１４Ａおよび１４Ｂに到達するまでは係止力が発生しないため、安定した効果を得ることができない。また、切刃部１１に干渉しないように距離ｄを離した位置からレーザによって、抜きかす通過方向に対して異方向の傾斜溝を設けることは、ダイの新作時においても距離ｄの位置管理が困難であり、再研磨を必要とする連続プレス抜き加工時においては更に管理が困難であることは自明である。また、この特許文献１では、ダイ３の切刃部１１および被加工材設置面８には溝を設けていないため、抜きかすがポンチに押されて抜きかす通過面１２を通過する過程で体積的に圧縮されることがなく、特許文献２のように抜きかすに漸増してかかる圧縮力の反力を利用したかす上がり防止の効果も期待できない。
【０００９】
また、特許文献２では、図１３に示すように、ダイの抜きかす通過面１２に係止された抜きかす５、６と、ポンチ１に密着してダイ３に嵌入する新たな抜きかす４との間に介在する空気１５の逃げ場がなく、その空気がプレス抜き加工により圧縮されて大きな反発力を生じ、抜きかすをポンチに密着させる力として作用する上に、ポンチ１が下死点から上昇する時には、ポンチと抜きかすとの間に生じる負圧も大きくなるため、かす上がりが発生しやすいという問題がある。
【００１０】
また、同様に特許文献３においても、図１５に示すように、ダイ３の抜きかす通過面１２に係止された抜きかす５、６と、ポンチ１に密着してダイ３に嵌入する新たな抜きかす４との間に介在する空気１５の逃げ場がなく、その空気がプレス抜き加工により圧縮されて大きな反発力を生じ、抜きかすをポンチに密着させる力として作用する上に、ポンチ１が下死点から上昇する時には、ポンチと抜きかすとの間に生じる負圧も大きくなるため、かす上がりが発生しやすいという問題がある。特許文献１においても、この圧縮空気による反発力を解消する方法は示されていない。特許文献２および特許文献３においても、抜きかす通過面に複数の抜きかすが介在する場合について、この圧縮空気により発生する反発力を解消する方法は示されていない。
【００１１】
また、狭ピッチのコネクタ部品のように、薄い被加工材を高速でプレス抜き加工を行う場合、ダイの抜きかす通過面に係止された抜きかすと、ポンチに密着してダイに嵌入する新たな抜きかすとの間に介在する空気が急激に圧縮されて大きな反発力を生じ、抜きかすをポンチに密着させる力として作用する上に、ポンチ１が下死点から上昇する時には、ポンチと抜きかすとの間に生じる負圧も大きくなるためかす上がりが発生しやすい。また、薄い被加工材では、ダイとの接触面積も小さく、かつ材料の腰も弱いために、ダイへの抜きかすの係止力も微弱であることが多い。以上の理由により、薄い被加工材の高速プレス抜き加工でのかす上り防止にとって、この圧縮空気による反発力の解消が、必要となっている。
【００１２】
本発明は、これら上記の問題点を解消するものであり、抜きかす通過面に複数の抜きかすが介在する場合についても、プレス抜き加工のかす上がりを確実に防止する装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の被加工材のプレス打ち抜きダイにおいて、被加工材設置面に形成した溝と切刃部の切欠きと抜きかす通過面に形成した溝が連通するように凹溝を形成して、この凹溝がダイの抜きかす通過面に係止された抜きかすとポンチに密着してダイに嵌入する新たな抜きかすとの間に介在する空気の逃がし溝となり、この凹溝の深さを被加工材設置面から徐々に増加し切刃部の切欠きにおいて最大となり抜きかす通過面に向かって徐々に減少するように形成して、抜きかすがポンチに押されて前記凹溝を通過する過程で圧縮され変形してダイへの抜きかす保持力を増加させて、この空気を外部に排除することでかす上がりを助長する高い反発力の発生をおさえることを特徴とする。
【００１４】
さらに、前記ダイの被加工材設置面に形成した溝と切刃部の切欠きと抜きかす通過面に形成した溝が連通するように凹溝を形成する手段がレーザであることを特徴とする。
【００１５】
さらに、前記抜きかす通過面の溝が抜きかす通過方向に対して異方向とする構成を付加することにより、抜きかすとポンチの先端との間に相対的運動を生じさせ、抜きかすとポンチの先端とを剥がれやすくさせて、抜きかすをダイの抜きかす通過面に係止することを特徴とする。
【００１６】
また、前記ダイの材質が、単結晶ダイヤモンドまたは多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ：Polycrystalline Diamond）または立方晶窒化硼素（ＣＢＮ：Cubic Boron Nitride）であることを特徴とする。
【００１７】
前記被加工材がプレス抜き加工によって製造するリードフレームあるいはコネクタ部品であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
上記説明の通り、本発明によるかす上がり防止装置は、打ち抜き加工の際に抜きかすがポンチ側に浮き上がることを確実に防止することができ、より安定した打抜加工を行うことが可能になる。また、これによって加工装置のトラブルの発生を好適に抑えることができる等の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１（ａ）および（ｂ）は本発明によるかす上がり防止構造の第１実施例を示す図であり、図１（ａ）は、ポンチ１がダイ３に嵌入して、新しい抜きかす４が発生した状態を示す。図１（ｂ）は、ポンチ１が下死点までダイ３に嵌入した状態を示す。図１（ａ）において、ポンチ１とダイ３で被加工材２を打ち抜く。前記ダイ３において、被加工材設置面８に形成した溝１０Ａと切刃部１１の切欠き１０Ｂと抜きかす通過面１２に形成した溝１０Ｃが連通するように凹溝１０を形成する。凹溝１０の深さは、被加工材設置面８から徐々に増加し切刃部１１において最大となるとともに、抜きかす通過面１２に沿い、排出口９に向かって徐々に減少するように設けてある。凹溝１０の深さは、実際には、２〜１０マイクロメートルで十分作用することが多く、被加工材の厚さやバリの発生状況に応じ、適宜設定することが望ましい。
【００２１】
また、図１（ａ）において、４は打ち抜かれた直後の抜きかす、５はその１ショット前に打ち抜かれた抜きかす、６はその２ショット前に打ち抜かれた抜きかす、７は３ショット前に打ち抜かれた抜きかすである。さらに、図１（ｂ）では、ポンチ１が下死点までダイ３に嵌入することにより、３ショット前に打ち抜かれた抜きかす７は順次押し出されて、ダイ３の排出口９から落下している状態にある。図１（ａ）から図１（ｂ）の状態への過程において、抜きかす４は、ポンチ１により順次ダイ３の抜きかす通過面１２に押し込まれ、最後には排出口９から落下する。このようにして、抜きかす４がポンチ１に押されて前記凹溝１０を通過する過程で圧縮され変形する結果、ダイ３への抜きかす保持力が増加する。
【００２２】
また、打ち抜かれた直後の抜きかす４と、その１ショット前に打ち抜かれた抜きかす５との間に介在する空気１５は、前記凹溝１０を通過して好適に外部に排除される。これは、被加工材設置面８の溝１０Ａが被加工材２の外部にまで達しているためである。もし、打ち抜かれた直後の抜きかす４と、その１ショット前に打ち抜かれた抜きかす５との間に介在する空気１５が密閉されて、プレス抜き加工により圧縮されると、生じた強い反発力は、抜きかす４をポンチ１に密着させる力として作用する上に、ポンチ１が下死点から上昇する時には、ポンチ１と抜きかす４との間に生じる負圧も大きくなり、打ち抜かれた直後の抜きかす４をダイ３の抜きかす通過面１２から排出する力として作用するため、かす上がりが発生しやすくなる。以上の理由から、有効なかす上がり防止効果を得ることができる。
【００２３】
かす上がり防止構造の第２実施例を説明する。図２において、被加工材２から打ち抜かれた抜きかす４が、凹溝１０に沿ってダイの中に押し込まれている状況を示したものである。被加工材設置面８の溝１０Ａが被加工材２の外部に達しているため、この溝１０Ａに沿い、通気性が確保される。これより先、被加工材２の次回打ち抜きに際して、この溝１０Ａは、ダイ３の抜きかす通過面１２に係止された抜きかす５と、次回ポンチに密着してダイ３に嵌入する新たな抜きかす４との間に介在する空気の逃がし溝として機能し、この空気を外部に排除することでかす上がりを助長する高い反発力の発生をおさえることが可能となる。
【００２４】
また、図３に示すように、ダイ３の凹溝１０をレーザ１３により形成すると、レーザ１３の照射角度、焦点面積、焦点深度、照射速度および照射エネルギーなどを好適な状態に設定して、ダイ３に照射することにより、それぞれの溝１０Ａや切欠き１０Ｂや溝１０Ｃを容易に形成することができる。
【００２５】
また、図４において、分割形状のダイ３に、レーザ１３を照射して凹溝１０を形成する状態を示しているが、図３に示す一体形状のダイ３に形成する凹溝１０に比べて、より自由にレーザ１３を照射することが可能である。
【００２６】
さらに、図５において、前記抜きかす通過面１２の溝１０Ｃが抜きかす通過方向に対して異方向とする構成を付加することにより、抜きかす４とポンチ１（図示せず）の先端との間に相対的運動を生じさせ、抜きかす４とポンチ１の先端とを剥がれやすくさせて、抜きかす４をダイ３の抜きかす通過面１２に係止することが可能となる。
【００２７】
かす上がり防止構造の第３実施例を説明する。図５において、図３と同様な構成であるが、凹溝１０が複数個異方向となった溝を形成している。このダイ３で打ち抜きを行うと、抜きかす４（図示せず）が排出口に向けて送られるにつれ、ダイ３の抜きかす通過面１２に形成されたこの異方向となった溝によって変形を生じ、強力な保持力でダイ３の抜きかす通過面１２に保持され、次回ポンチ(図示せず)に密着してダイ３に嵌入する新たな抜きかす(図示せず)との間に介在する空気も凹溝１０から排除されるので、その相乗効果でかす上がりを有効に防止することができる。この場合、レーザ光の照射パターンは、必要に応じて任意に設定することができるのはいうまでもない。
【００２８】
かす上がり防止構造の第４実施例を説明する。図６において、図３と同様な構成であるが、凹溝１０が階段状の溝を形成している。このダイ３で打ち抜きを行うと、抜きかすが排出口に向けて送られるにつれ、ダイ３の抜きかす通過面１２に形成されたこの階段状の溝によって変形を生じ、強力な保持力でダイ３の抜きかす通過面１２に保持され、次回ポンチ(図示せず)に密着してダイ３に嵌入する新たな抜きかす(図示せず)との間に介在する空気も凹溝１０から排除されるので、その相乗効果でかす上がりを有効に防止することができる。この場合、レーザ光の照射パターンは、必要に応じて任意に設定することができるのはいうまでもない。
【００２９】
なお、レーザはエネルギーの設定が容易であり、好適な加工エネルギー条件を設定すると、ダイを損傷することなく様々な凹凸などの形状部を加工することが可能である。また、レーザは非接触で照射出来るため、より微細な切刃にも適用が可能である。ダイの素材にもよるが、超硬合金のダイに、レーザマーキング装置により、溝形状を加工することも可能である。さらに、レーザ光特有の直進性ゆえに、被加工物との焦点合わせや加工位置の決定も上記従来の加工方法に比べて容易であるとの利点も有する。
【００３０】
次に、図７において、かす上がり防止構造の第５実施例を説明する。図７において、ダイ３の材質を単結晶ダイヤモンドまたは多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ：Polycrystalline Diamond）または立方晶窒化硼素（ＣＢＮ：Cubic Boron Nitride）とし、他の構造は上記第１実施例と同様である。この場合、ダイ３を部分的にすなわち上部１７のみを単結晶ダイヤモンドまたは多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ：Polycrystalline Diamond）または立方晶窒化硼素（ＣＢＮ：Cubic Boron Nitride）とすれば材料コスト面でよい。近年、被加工材の硬質化が進んでいるために、金型メンテナンス工数削減の必要性から、ポンチおよびダイの高硬度化が進んでおり、単結晶ダイヤモンドや多結晶ダイヤモンドや立方晶窒化硼素が超硬合金やセラミックス以上の高硬度材料として実用化されている。ダイヤモンドには、単結晶および多結晶があるが、単結晶ダイヤモンドは、非導電材料であるためワイヤーカット放電や、型彫放電では溝形成が困難であるが、図３や図４に示す方法でレーザにより凹溝１０を効率的に形成することができる。一方、多結晶ダイヤモンドや立方晶窒化硼素は導電材料を混入して製作することにより導電性を有し、ワイヤーカット放電や、型彫放電による溝形成が可能ではあるが、前記単結晶ダイヤモンドと同様に、図３や図４に示す方法でレーザにより効率的に凹溝１０を形成することができる。
【００３１】
次に、図８において、かす上がり防止構造の第６実施例を説明する。単結晶ダイヤモンドや多結晶ダイヤモンドや立方晶窒化硼素は、高価な材料であり、特に単結晶ダイヤモンドは大型の素材を製作するのが困難なために、ダイ３やポンチに使用する場合、上部１７の必要部位のみに単結晶ダイヤモンドまたは多結晶ダイヤモンドまたは立方晶窒化硼素をロウ付け等により接着し、切刃部１１に成形する方法が経済的である。そこで図８（ａ）に示すように、ダイ３部に複数の好適な突起１０Ａ１、１０Ｂ１、１０Ｃ１を形成しておき、その突起周辺の必要部位にのみ単結晶ダイヤモンドまたは多結晶ダイヤモンドまたは立方晶窒化硼素をロウ付け等により接着し、切刃成形後に図８（ｂ）に示す通り溝１０Ａや切欠き１０Ｂや溝１０Ｃからなる凹溝１０が出現するよう構成することにより、図７に示した第５実施例でのレーザによる場合と同様のかす上がり防止効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明によるかす上がり防止構造の第１実施例を示す断面図である。
【図２】本発明によるかす上がり防止構造の第２実施例を示す斜視図である。
【図３】本発明によるかす上がり防止構造の形成方法を示す斜視図である。
【図４】本発明によるかす上がり防止構造の他の形成方法を示す斜視図である。
【図５】本発明によるかす上がり防止構造の第３実施例を示す斜視図である。
【図６】本発明によるかす上がり防止構造の第４実施例を示す斜視図である。
【図７】本発明によるかす上がり防止構造の第５実施例を示す断面図である。
【図８】本発明によるかす上がり防止構造の第６実施例を示す断面図である。
【図９】打抜金型の、ポンチとダイが被加工材を打ち抜いた直後の状態を示す断面斜視図である。
【図１０】特許文献１におけるかす上がり防止構造を示す斜視図である。
【図１１】特許文献１におけるかす上がり防止構造を示す断面図である。
【図１２】特許文献２におけるかす上がり防止構造を示す断面図である。
【図１３】特許文献２におけるかす上がり防止構造の作用を示す断面図である。
【図１４】特許文献３におけるかす上がり防止構造を示す断面図である。
【図１５】特許文献３におけるかす上がり防止構造の作用を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  ポンチ
２   被加工材
３  ダイ
４  抜きかす
８  被加工材設置面
９  排出口
１０凹溝
１１切刃部
１２抜きかす通過面
１３レーザ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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