(57)【要約】【課題】製品本体に触れることなく、製品が汚れたり、変形したり、微細なゴミが発生したりすることを防止すること。【解決手段】金属薄板部材１０ａの製造方法は、トリミング予定箇所Ｔに凹部１２の形成された金属薄板１０を準備する工程と、凹部１２にレーザ光Ｌを照射して、トリミング予定箇所Ｔで金属薄板１０を切断して金属薄板部材１０ａを製造する工程と、を備えている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トリミング予定箇所に凹部の形成された金属薄板を準備する工程と、
前記凹部にレーザ光を照射して、前記トリミング予定箇所で前記金属薄板を切断して金属薄板部材を製造する工程と、
を備えたことを特徴とする金属薄板部材の製造方法。
【請求項２】
前記凹部の深さは、前記金属薄板の厚みの半分以上となることを特徴とする請求項１に記載の金属薄板部材の製造方法。
【請求項３】
前記凹部はエッチングによって形成され、横断面がＵ字形状からなっていることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の金属薄板部材の製造方法。
【請求項４】
前記レーザ光はパルスレーザからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の金属薄板部材の製造方法。
【請求項５】
前記凹部は、Ｕ字形状からなり、
前記レーザ光は、前記凹部の最も低い位置に照射されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の金属薄板部材の製造方法。
【請求項６】
トリミング予定箇所に凹部の形成された金属薄板を所定箇所に搬送する搬送装置と、
前記搬送装置で前記所定箇所に搬送された前記金属薄板の前記凹部にレーザ光を照射して、前記トリミング予定箇所で前記金属薄板を切断して金属薄板部材を製造するレーザ加工装置と、
を備えたことを特徴とする金属薄板部材の製造システム。
【請求項７】
前記金属薄板部材を取り出して集積部に集積する取出装置をさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の金属薄板部材の製造システム。
【請求項８】
金属薄板のトリミング予定箇所に凹部を形成する工程と、
前記凹部にレーザ光を照射して、前記トリミング予定箇所で前記金属薄板を切断して金属薄板部材を製造する工程と、
を備えたことを特徴とする金属薄板部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属薄板から金属薄板部材を製造するための製造方法及び当該金属薄板部材を製造するための製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、リ一ドフレーム、ロードビーム等に代表される金属薄板部材を生産する際、エッチング、打ち抜き等で外形加工を行う。生産性や搬送性等を良くするためにシート状又はフープ状になっている金属薄板を連続的に外形加工を行い、出荷又は次工程に輸送する直前に、数センチ〜十数センチ程度の大きさの出荷形状にトリミングして金属薄板部材を製造する。
【０００３】
トリミングは、一般的には、金型を用いて打ち抜き加工をしたり、トリミング部を複数回折り曲げて疲労破壊したりすることで行われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、金型を用いて打ち抜き加工する方法や複数回折り曲げて疲労破壊する方法は、生産性はよいが、位置決めや切断する際に、必ず金属薄板に触れる必要がある。このため、製品となる金属薄板部材が汚れたり、変形したりし、また、金属薄板部材上に微細なゴミが発生したりし、歩留悪化の原因になっている。
【０００５】
以上のような点に鑑み、本発明は、金属薄板に触れることなく、製品となる金属薄板部材が汚れたり、変形したり、金属薄板部材上に微細なゴミが発生したりすることを防止することができる金属薄板部材の製造方法及び金属薄板部材の製造システム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】
【０００６】
本発明の金属薄板部材の製造方法は、
トリミング予定箇所に凹部の形成された金属薄板を準備する工程と、
前記凹部にレーザ光を照射して、前記トリミング予定箇所で前記金属薄板を切断して金属薄板部材を製造する工程と、
を備える。
【０００７】
本発明の金属薄板部材の製造方法において、
前記凹部の深さは、前記金属薄板の厚みの半分以上となってもよい。
【０００８】
本発明の金属薄板部材の製造方法において、
前記凹部はエッチングによって形成され、横断面がＵ字形状からなってもよい。
【０００９】
本発明の金属薄板部材の製造方法において、
前記レーザ光はパルスレーザからなってもよい。
【００１０】
本発明の金属薄板部材の製造方法において、
前記凹部は、Ｕ字形状からなり、
前記レーザ光は、前記凹部の最も低い位置に照射されてもよい。
【００１１】
本発明の金属薄板部材の製造システムは、
トリミング予定箇所に凹部の形成された金属薄板を所定箇所に搬送する搬送装置と、
前記搬送装置で前記所定箇所に搬送された前記金属薄板の前記凹部にレーザ光を照射して、前記トリミング予定箇所で前記金属薄板を切断して金属薄板部材を製造するレーザ加工装置と、
を備える。
【００１２】
本発明の金属薄板部材の製造システムは、
前記金属薄板部材を取り出して集積部に集積する取出装置をさらに備えてもよい。
【００１３】
本発明の金属薄板部材の製造方法の別の態様は、
金属薄板のトリミング予定箇所に凹部を形成する工程と、
前記凹部にレーザ光を照射して、前記トリミング予定箇所で前記金属薄板を切断して金属薄板部材を製造する工程と、
を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、トリミング予定箇所に凹部の形成された金属薄板を準備し、当該凹部にレーザ光を照射することで、トリミング予定箇所で金属薄板を切断して金属薄板部材を製造する。
【００１５】
このため、金属薄板に触れることなく、製品となる金属薄板部材が汚れたり、変形したり、金属薄板部材に微細なゴミが発生したりすることを防止することができる。また、金属薄板を切断する際に発生するドロスによって、製品となる金属薄板部材の表面が汚れること防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る金属薄板部材の製造システムにおける搬送装置を示した概略図。
【図２】本発明に係る金属薄板部材の製造システムにおけるレーザ加工装置を示した概略図。
【図３】本発明に係る金属薄板部材の製造システムにおける取出装置を示した概略図。
【図４】本発明に係る金属薄板部材の製造システムにおける集積部を示した概略図。
【図５】本発明に係る金属薄板部材の製造方法の工程を示したフロー図。
【図６】本発明に係る金属薄板部材の製造方法において、金属薄板がレーザ光で切断される態様を示した斜視図。
【図７】本発明に係る金属薄板部材の製造方法で用いられる金属薄板部材の横断を示した横断面。
【図８】本発明に係る金属薄板部材の製造方法において用いられる金属薄板と、金属薄板部材が切断された後の金属薄板を示した上方平面図。
【図９】本発明に係る金属薄板部材の製造方法において、金属薄板のトリミング予定箇所に凹部を形成する工程を示したフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態
《構成》
以下、本発明に係る金属薄板部材の製造システム及び金属薄板部材の製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１乃至図９は本発明の実施の形態を説明するための図である。なお、図８（ａ）に示すように、金属薄板１０の所定の位置には、レーザ光Ｌで切断する予定のトリミング予定箇所Ｔがあり、当該トリミング予定箇所Ｔで金属薄板１０が切断されることで（図８（ｂ）参照）、金属薄板部材１０ａ（図４参照）が製造される。この金属薄板部材１０ａは、例えばリ一ドフレーム、ロードビーム等からなっている。なお、図８（ａ）は金属薄板部材１０ａが切断されて取り出される前の金属薄板１０の上方平面図であり、図８（ｂ）は金属薄板部材１０ａが切断された後の金属薄板１０を示した上方平面図である。
【００１８】
金属薄板部材１０ａの製造システムは、トリミング予定箇所Ｔに凹部１２の形成されたシート状の金属薄板１０を保持してレーザ切断用トレイ５５上（特許請求の範囲の「所定箇所」に該当する。）に搬送する搬送装置５０（図１参照）と、搬送装置５０でレーザ切断用トレイ５５上に搬送された金属薄板１０の凹部１２にレーザ光Ｌを照射して、トリミング予定箇所Ｔで金属薄板１０を切断して金属薄板部材１０ａを製造するレーザ加工装置２０（図２参照）と、金属薄板部材１０ａを取り出して集積部６５（図４参照）に集積する取出装置６０（図３参照）と、を備えている。なお、図示していないが、レーザ加工装置２０及び取出装置６０は複数台設けられており、例えば６台のレーザ加工装置２０及び取出装置６０が設けられている。また、本実施の形態の金属薄板部材１０ａには図示しない穴部が形成されており、当該穴部に集積部６５の突出ピン６６が挿入されることで、集積部６５で金属薄板部材１０ａが積層されることとなる（図４参照）。
【００１９】
シート状の金属薄板１０の厚みＨ２（図７参照）は、例えば２０〜２００μｍからなっている。また、金属薄板１０を構成する材料は、例えばステンレス、銅等からなっている。
【００２０】
本実施の形態では、金属薄板１０の凹部１２がエッチングによって形成されており、横断面がＵ字形状からなっている（図７参照）。また、本実施の形態の凹部１２の深さＨ１（図７参照）は金属薄板１０の厚みＨ２の半分以上となっている。なお、凹部１２を形成する方法としてはエッチングには限られず、例えばプレスすることで凹部１２を形成することもできる。ところで、本願で用いられている「Ｕ字形状」という文言は、厳密にＵ字形状という意味だけでなく、概ねＵ字形状という意味も含んでいる。
【００２１】
凹部１２の幅Ｗ１（図７参照）は、例えば、数１０μｍ〜数１００μｍとなっているが、後述するようにレーザ光Ｌのスポット径が３０μｍとなっている場合には、例えば４０μｍ程となっている。また、凹部１２のアスペクト比（すなわち幅Ｗ１と深さＨ１の比）は、例えば約２：１からなっている。
【００２２】
図２に示すように、レーザ加工装置２０は、レーザ光Ｌを照射するレーザ照射部２１と、レーザ照射部２１から照射されたレーザ光Ｌを反射させて走査させるガルバナスキャナ２２と、ガルバナスキャナ２２で反射されたレーザ光Ｌを集光させるｆθレンズ２３と、を有している。
【００２３】
本実施の形態のレーザ加工装置２０はパルスレーザからなるレーザ光Ｌを照射するように構成されている。また、レーザ加工装置２０から照射されるレーザ光Ｌは、凹部１２の最も低い位置１２Ｌ（図６（ａ）及び図７参照）に照射されるように構成されている。
【００２４】
レーザ加工装置２０としては、一例として、レーザ光Ｌの波長が５３２ｎｍからなり、繰り替えし精度が±４μｍからなり、レーザ光Ｌのスポット径が３０μｍからなり、平均出力が６Ｗからなるものを用いることができる。
【００２５】
金属薄板部材１０ａの製造システムは、図２に示すように、ＣＣＤカメラ等からなる撮像部３０と、撮像部３０で撮像された画像を処理する画像処理部４０と、画像処理部４０で画像処理されたデータに基づいて、レーザ加工装置２０を制御する制御部４５も備えている。
【００２６】
《工程》
次に、金属薄板部材１０ａを製造する工程について説明する。
【００２７】
まず、トリミング予定箇所Ｔに凹部１２の形成されたシート状の金属薄板１０が準備される（図５のＳ１参照）。
【００２８】
次に、搬送装置５０によって、上記のシート状の金属薄板１０が一枚ずつ保持されて、レーザ切断用トレイ５５に搬送される（図１及び図５のＳ２参照）。
【００２９】
次に、ＣＣＤカメラ等からなる撮像部３０によってトリミング予定箇所Ｔが撮像され、画像処理装置によって撮像された画像が画像処理される（図２及び図５のＳ３参照）。
【００３０】
そして、制御部４５によって、画像処理された後のデータに基づいてレーザ加工装置２０が制御され、レーザ加工装置２０から照射されるレーザ光Ｌが金属薄板１０の凹部１２に照射される。その結果、金属薄板１０がトリミング予定箇所Ｔで切断されて、金属薄板部材１０ａが製造される（図６（ａ）（ｂ）及び図５のＳ４参照）。
【００３１】
次に、取出装置６０によって、金属薄板１０から製造された金属薄板部材１０ａが保持されて取り出される。その後、金属薄板部材１０ａの穴部（図示せず）に突出ピン６６が挿入されることで、金属薄板部材１０ａが集積部６５で積層するように集積される（図３、図４及び図５のＳ５参照）。
【００３２】
《凹部の形成》
次に、トリミング予定箇所Ｔに凹部１２の形成されたシート状の金属薄板１０を準備する方法について、図９を用いて説明する。なお、以下に示す方法は、一例に過ぎず、本発明の凹部１２は、この方法によって形成された凹部１２に限定されることはない。
【００３３】
まず、金属薄板１０が準備される（図９（ａ）参照）。
【００３４】
次に、金属薄板１０上にレジストＲが形成される（図９（ｂ）参照）。その後、レジストＲと金属薄板１０とを密着させるためにプリベークが行われる。
【００３５】
次に、レジストＲに紫外線等からなる光が照射され、マスクＭのパターンが転写される（図９（ｃ）参照）。
【００３６】
次に、レジストＲが現像され洗浄される（図９（ｄ）参照）。なお、図９（ｄ）で示した態様では、ポジ型のレジストＲを用いて説明しているが、ネガ型のレジストを用いることも当然可能である。但し、ネガ型のレジストを用いた場合には、金属薄板１０の表面のうちレジストで覆われる位置は、ポジ型のレジストＲを用いた場合と逆の位置になる。
【００３７】
次に、レジストＲと金属薄板１０とをさらに密着させるためにポストベークが行われる。
【００３８】
次に、エッチングが行われ、レジストＲで覆われていない部分が浸食され、横断面がＵ字形状からなる凹部１２が形成される（図９（ｅ）参照）。なお、レジストＲで覆われていない部分は、トリミング予定箇所Ｔに対応している。
【００３９】
最後に、レジストＲが除去され、トリミング予定箇所Ｔに凹部１２の形成されたシート状の金属薄板１０が形成される（図９（ｆ）参照）。
【００４０】
《作用・効果》
次に、上述した構成からなる本実施の形態による作用・効果について説明する。
【００４１】
図５の工程Ｓ４で示すように、本実施の形態では、レーザ光Ｌによって金属薄板１０を加工し、非接触かつ高精度で加工することができる。
【００４２】
また、ＣＣＤカメラ等からなる撮像部３０で撮像された画像が画像処理され（図５の工程Ｓ３参照）、そのデータに基づいて、レーザ加工装置２０が制御されるので（図５の工程Ｓ４参照）、完全に非接触で、画像を撮像し、レーザ加工装置２０から照射されるレーザ光Ｌを調整することができる。
【００４３】
但し、何らの工夫もせず、単にレーザ光Ｌによって金属薄板１０を切断すると、数μｍの大きさのドロスＤが周囲に飛び散り、リ一ドフレーム、ロードビーム等の製品となる金属薄板部材１０ａの表面（図７の上面）を汚染してしまう。この点、本実施の形態によれば、金属薄板１０のトリミング予定箇所Ｔに凹部１２の形成されており、当該凹部１２にレーザ光Ｌを照射することで、トリミング予定箇所Ｔで金属薄板１０を切断する。このため、レーザ光Ｌによって金属薄板１０からドロスＤが発生して飛び散っても、ドロスＤのほとんどを凹部１２の側面に付着させることができ（図６（ａ）（ｂ）参照）、金属薄板１０の表面（図７の上面）にドロスＤが付着することを防止することができる。
【００４４】
また、本実施の形態では、凹部１２の深さＨ１が金属薄板１０の厚みＨ２の半分以上となっていることから、金属薄板１０の表面にドロスＤが付着することをより確実に防止することができる。
【００４５】
また、本実施の形態では、凹部１２がエッチングによって形成されて横断面がＵ字形状からなっていることから、飛び散ったドロスＤを効率よく凹部１２の表面に付着させることができ、金属薄板１０の表面にドロスＤが付着することをより確実に防止することができる。なお、プレスによって凹部１２を形成する際にも、凹部１２の横断面をＵ字形状とすることは可能であるが、本実施の形態のようにエッチングを用いると、容易に凹部１２の横断面をＵ字形状にすることができ、好ましい。
【００４６】
また、本実施の形態のレーザ加工装置２０はパルスレーザからなるレーザ光Ｌを照射する。このため、強いレーザ光Ｌによって瞬時に金属薄板１０を加工することができ、弱いレーザ光で連続的に加工したときのように金属薄板１０がこげてしまったり変色してしまったりすること、を防止することができる。
【００４７】
また、本実施の形態では、レーザ加工装置２０から照射されるレーザ光Ｌが、凹部１２の最も低い位置１２Ｌ（図６（ａ）及び図７参照）に照射されるように構成されている。このため、金属薄板１０の表面にドロスＤが付着することをより確実に防止することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０      金属薄板
１０ａ    金属薄板部材
１２      凹部
２０      レーザ加工装置
５０      搬送装置
６０      取出装置
６５      集積部
Ｌ        レーザ光
Ｔ        トリミング予定箇所
【図１】
2013180319.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2013180319.tif 000007
【図６】
2013180319.tif 000008
【図７】
2013180319.tif 000009
【図８】
2013180319.tif 000010
【図９】
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