(57)【要約】【課題】隣り合う孔部を近接して形成する場合でも、高真円度の孔部を容易に形成できる金型装置を提供する。【解決手段】パンチ部材は、第１中心軸線ＡＸ1回りに形成された第１刃先部１１Ａを含むとともに、第１中心軸線と平行な軸線を含む平面で切断して形成された第１接合面１２Ａを有し第１刃先部よりも大径の第１シャンク部１３Ａを含む第１パンチ部材１０Ａと、第２中心軸線ＡＸ２回りに形成された第２刃先部１１Ｂを含むとともに、第２中心軸線と平行な軸線を含む平面で切断して第１接合面より大きな幅で形成された第２接合面１２Ｂを有し第２刃先部よりも大径の第２シャンク部１３Ｂを含む第２パンチ部材１０Ｂと、が第２接合面を露出させて、第１接合面と第２接合面とで接合されてなる。ダイプレートは、第１シャンク部の外周部、第２シャンク部の外周部、及び露出する第２接合面を保持する孔部を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パンチ部材を保持するダイプレートを打ち抜き方向に移動させて打ち抜き加工を行う金型装置であって、
前記パンチ部材は、第１中心軸線回りに形成された第１刃先部を含むとともに、前記第１中心軸線と平行な軸線を含む平面で切断して形成された第１接合面を有し前記第１刃先部よりも大径の第１シャンク部を含む第１パンチ部材と、
第２中心軸線回りに形成された第２刃先部を含むとともに、前記第２中心軸線と平行な軸線を含む平面で切断して前記第１接合面より大きな幅で形成された第２接合面を有し前記第２刃先部よりも大径の第２シャンク部を含む第２パンチ部材と、が前記第２接合面を露出させて、当該第１接合面と前記第２接合面とで接合されてなり、
前記ダイプレートは、前記第１シャンク部の外周部、前記第２シャンク部の外周部、及び露出する前記第２接合面を保持する孔部を備えることを特徴とする金型装置。
【請求項２】
請求項１記載の金型装置において、
前記第２シャンク部の直径は、前記第１シャンク部の直径よりも大きいことを特徴とする金型装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の金型装置において、
前記第１パンチ部材は、前記第１接合面の幅方向の両側に前記第２接合面が露出する相対位置関係で前記第２パンチ部材と接合されることを特徴とする金型装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の金型装置において、
前記第１刃先部の外径と前記第２刃先部の外径とは、同一径であることを特徴とする金型装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の金型装置において、
前記第１パンチ部材には、前記第１シャンク部よりも大径で一部が前記第１接合面と面一に切断され、前記打ち抜き方向で前記ダイプレートに係止する第１鍔部が設けられ、
前記第２パンチ部材には、前記第２シャンク部よりも大径で一部が前記第２接合面と面一に切断され、前記打ち抜き方向で前記ダイプレートに係止する第２鍔部が設けられることを特徴とする金型装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の金型装置において、
前記孔部は、前記第１シャンク部の外周部を保持する第１保持部と、
前記第２シャンク部の外周部を保持する第２保持部と、
露出する前記第２接合面を保持する第３保持部と、
前記前記第２保持部と前記第３保持部とを接続し、前記パンチ部材との間に空隙を形成する平面視円弧形状を含む円弧部と、
を有することを特徴とする金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液滴吐出装置を構成するノズルプレートに対してノズル孔を形成する際には、金型にセットされたパンチ部材により基材を打ち抜くプレス工程が設けられている。近年、高精細の描画が求められるのに従って、ノズル孔の高密度化が図られている。そのため、上記プレス工程では、微小径の貫通孔を近接して形成する必要が生じている。
【０００３】
微小径の貫通孔を形成する際に用いられるパンチ部材は、通常、貫通孔を形成する形状に対応する刃先部、刃先部よりも大径でダイプレートに外径部を保持されるシャンク部、シャンク部よりも大径でダイプレートからパンチ部材が打ち抜き方向に離脱することを防止するため（金型に保持させるため）の鍔部等から構成される。
そして、隣り合うノズル孔が近接する場合には、シャンク部同士が干渉してしまい各ノズル孔に対応するパンチ部材をダイプレートに保持させることが困難なので、第１のノズル孔を形成した後に、パンチ部材と基材とを相対移動させ、第２のノズル孔を形成することが行われる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、同一金型内にパンチからなる複数の加工ヘッドを設け、それぞれの加工ヘッドが個別に動くするよう構成し、カム機構の直動往復運動により複数の加工ヘッドを稼働させ、材料を複数箇所で加工するプレス装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−３１４３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
第２のノズル孔を形成する際には、基板において強度的に劣る第１のノズル孔との隙間が変形し第１のノズル孔の真円度が低下するという問題が生じる。この問題を回避するためには、第１、第２のノズル孔を同時に形成することが望ましいが、上述したように、各ノズル孔に対応するパンチ部材の双方をダイプレートに設けることは困難である。また、一つのパンチ部材（シャンク部）に複数の刃先部を設けることも考えられるが、刃先部が微小な大きさの場合は、製作が困難であり製造に要するコストが多大になってしまう。
【０００７】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、隣り合う孔部を近接して形成する場合でも、高真円度の孔部を容易に形成できる金型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】
【０００８】
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の金型装置は、パンチ部材を保持するダイプレートを打ち抜き方向に移動させて打ち抜き加工を行う金型装置であって、前記パンチ部材は、第１中心軸線回りに形成された第１刃先部を含むとともに、前記第１中心軸線と平行な軸線を含む平面で切断して形成された第１接合面を有し前記第１刃先部よりも大径の第１シャンク部を含む第１パンチ部材と、第２中心軸線回りに形成された第２刃先部を含むとともに、前記第２中心軸線と平行な軸線を含む平面で切断して前記第１接合面より大きな幅で形成された第２接合面を有し前記第２刃先部よりも大径の第２シャンク部を含む第２パンチ部材と、が前記第２接合面を露出させて、当該第１接合面と前記第２接合面とで接合されてなり、前記ダイプレートは、前記第１シャンク部の外周部、前記第２シャンク部の外周部、及び露出する前記第２接合面を保持する孔部を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
従って、本発明の金型装置では、第１シャンク部における第１接合面と第２シャンク部における第２接合面とで接合された第１パンチ部材及び第２パンチ部材によりパンチ部材が形成されるため、多大なコストを要することなく、第１、第２刃先部が近接配置されたパンチ部材を製作することができるとともに、第１、第２刃先部により、近接した穴を一括して形成することで隙間に変形がを生じさせずに高真円度の穴を形成することができる。そして、本発明では、上記のパンチ部材を孔部に保持させることにより、露出する第２接合面が孔部に係止して回り止めとして機能するため、パンチ部材が孔部の軸回りに回転して穴の位置精度が低下することを防止できる。
【００１０】
上記第２シャンク部の直径としては、前記第１シャンク部の直径よりも大きい構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、第１パンチ部材、第２パンチ部材のそれぞれで中心軸線から接合面までも距離が等しい場合でも、容易に接合面の幅を異ならせることが可能になる。
【００１１】
上記構成おいては、前記第１パンチ部材が、前記第１接合面の幅方向の両側に前記第２接合面が露出する相対位置関係で前記第２パンチ部材と接合される構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、接合面同士を接合した際に露出する第２接合面の双方が孔部に係止するため、より確実にパンチ部材が孔部の軸回りに回転することを防止でき、穴の位置精度の向上に寄与できる。
【００１２】
上記構成においては、前記第１刃先部の外径と前記第２刃先部の外径とが、同一径である構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、近接して配置された同一径の複数の穴を高い真円度で形成することができる。
【００１３】
また、本発明では、前記第１パンチ部材には、前記第１シャンク部よりも大径で一部が前記第１接合面と面一に切断され、前記打ち抜き方向で前記ダイプレートに係止する第１鍔部が設けられ、前記第２パンチ部材には、前記第２シャンク部よりも大径で一部が前記第２接合面と面一に切断され、前記打ち抜き方向で前記ダイプレートに係止する第２鍔部が設けられる構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、第１パンチ部材が打ち抜き方向でダイプレートから離脱することを防止する第１鍔部について、第１シャンク部に第１接合面を形成する際に同一工程で第１接合面と面一とし、第２パンチ部材が打ち抜き方向でダイプレートから離脱することを防止する第２鍔部について、第２シャンク部に第２接合面を形成する際に同一工程で第２接合面と面一とすることにより、第１鍔部と第２鍔部とが干渉して、第１パンチ部材と第２パンチ部材との接合に支障を来すことを防止できる。
【００１４】
また、本発明では、前記孔部は、前記第１シャンク部の外周部を保持する第１保持部と、前記第２シャンク部の外周部を保持する第２保持部と、露出する前記第２接合面を保持する第３保持部と、前記前記第２保持部と前記第３保持部とを接続し、前記パンチ部材との間に空隙を形成する平面視円弧形状を含む円弧部と、を有する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、ダイプレートに孔部を形成する際に、第２保持部と第３保持部とが交差する隅部が、切削工具や放電工具の輪郭形状（最小コーナーＲ等）の制限で狭くなり、孔部へのパンチ部材の挿入に支障を来したり、第３保持部への保持長さが短くなって安定した保持に支障を来すことを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態を示す図であって、金型装置ＰＲの概略的な構成図。
【図２】接合前の第１、第２パンチ部材の外観斜視図。
【図３】接合後の第１、第２パンチ部材の正面図。
【図４】ダイプレートにおける孔部の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の金型装置の実施の形態を、図１ないし図４を参照して説明する。
なお、以下の実施の実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせている。
【００１７】
図１は、プレス用の金型装置ＰＲの概略的な構成図である。
金型装置ＰＲは、パンチ部材１０を保持するダイプレート３０を含み、当該ダイプレート３０と一体的にワークＷの打ち抜き方向である上下方向に移動する上型１と、例えば、シート状のステンレス材からなるワークＷを下方から支持するダイプレート２０を含む下型２とを主体に構成されている。
【００１８】
パンチ部材１０は、ワークＷに直径ｄが数十μｍ（例えば、直径４０μｍ）の穴部を近接させたピッチＰＨ（例えば、ピッチ７０μｍ）で形成するための工具であって、図２及び図３に示されるように、各穴部に対応する直径の刃先部をそれぞれ有する第１パンチ部材１０Ａと第２パンチ部材１０Ｂとが、それぞれに形成された接合面１２Ａ、１２Ｂで接着剤等によって接合される構成となっている。
【００１９】
より詳細には、第１パンチ部材１０Ａは、第１刃先部１１Ａと、第１シャンク部１３Ａと、連成部１４Ａと、第１鍔部１５Ａとを備えている。第１刃先部１１Ａは、上記穴部と同一大きさ（例えば、直径４０μｍ）の直径ｄ、及びワークＷを打ち抜くために当該ワークＷの厚さよりも長い大きさを有し第１中心軸線ＡＸ１回りに形成されている。第１シャンク部１３Ａは、例えば直径４００μｍに形成され、ダイプレート３０の孔部４０に外周面を保持される。連成部１４Ａは、第１刃先部１１Ａ及び第１シャンク部１３Ａをつなぐようにテーパ状に形成されている。第１鍔部１５Ａは、第１シャンク部１３Ａよりも大径に形成され、第１シャンク部１３Ａ側でダイプレート３０に係止する。
【００２０】
同様に、第２パンチ部材１０Ｂは、第２刃先部１１Ｂと、第２シャンク部１３Ｂと、連成部１４Ｂと、第２鍔部１５Ｂとを備えている。第２刃先部１１Ｂは、上記穴部と同一大きさ（例えば、直径４０μｍ）の直径ｄ、及びワークＷを打ち抜くために当該ワークＷの厚さよりも長い大きさを有し第２中心軸線ＡＸ２回りに形成されている。第２シャンク部１３Ｂは、例えば直径５００μｍに形成され、ダイプレート３０の孔部４０に外周面を保持される。連成部１４Ｂは、第２刃先部１１Ｂ及び第２シャンク部１３Ｂをつなぐようにテーパ状に形成されている。第２鍔部１５Ｂは、第２シャンク部１３Ｂよりも大径に形成され、第２シャンク部１３Ｂ側でダイプレート３０に係止する。
【００２１】
第１接合面１２Ａは、第１中心軸線ＡＸ１と平行な軸線を含む平面で切断して形成されている。同様に、第２接合面１２Ｂは、第２中心軸線ＡＸ２と平行な軸線を含む平面で、第１接合面１２Ａの幅ＨＡ（図２参照）よりも大きな幅ＨＢ（図２参照）となるように切断して形成されている。また、第１パンチ部材１０Ａにおける第１鍔部１５Ａは、第１接合面１２Ａと面一に切断され、第２パンチ部材１０Ｂにおける第２鍔部１５Ｂは、第２接合面１２Ｂと面一に切断される。
【００２２】
第１パンチ部材１０Ａにおける第１中心軸線ＡＸ１から第１接合面１２Ａまでの距離ＬＡ、及び第２パンチ部材１０Ｂにおける第２中心軸線ＡＸ２から第２接合面１２Ｂまでの距離ＬＢは、ワークＷに形成する穴部の軸間距離と、第１シャンク部１３Ａ、第２シャンク部１３Ｂを切断した際の第１接合面１２Ａ、第２接合面１２Ｂの幅とに応じて設定されるが、これについては後述する。
【００２３】
ダイプレート３０には、パンチ部材１０を保持する孔部４０が貫通して形成されている。図４は、孔部４０の平面図である。孔部４０は、第１シャンク部１３Ａの外周部を保持する平面視半円弧形状の第１保持部４１と、第２シャンク部１３Ｂの外周部を保持する平面視半円弧形状の第２保持部４２と、第１保持部４１の端部を起点として第１保持部４１を挟んだ両外側に第２シャンク部１３Ｂ越える長さで延び、第２パンチ部材１０Ｂにおける第２接合面１２Ｂを保持する直線形状の第３保持部４３と、第２保持部４２及び第３保持部４３を接続し、第２パンチ部材１０Ｂとの間に空隙を形成する平面視半円弧形状の円弧部４４とを有している。
【００２４】
ダイプレート３０に対して孔部４０を形成する方法としては、まず、孔部４０内の位置で孔部４０の外形輪郭と干渉しない大きさの下穴Ｈを形成する（図４に二点鎖線で示す）。次に、下穴Ｈにワイヤー部材を挿通させた後に、当該ワイヤー部材に通電しながら孔部４０の外形輪郭に沿って所定量のオフセットをもってワイヤー部材を移動させることにより孔部４０が形成される。このとき、円弧部４４を設けずに第２保持部４２と第３保持部４３とを連続的に形成した場合には、隅部においてワイヤー部材の半径に応じたコーナーＲが残留することで、パンチ部材１０の孔部４０への挿入に支障を来たす可能性があるが、円弧部４４を介在させることにより、第１シャンク部１３Ａ及び第２シャンク部１３Ｂを支障なく孔部４０に挿通して保持させることができる。
【００２５】
上記構成の金型装置ＰＲにおいては、第１パンチ部材１０Ａにおける第１中心軸線ＡＸ１から第１接合面１２Ａまでの距離ＬＡ、及び第２パンチ部材１０Ｂにおける第２中心軸線ＡＸ２から第２接合面１２Ｂまでの距離ＬＢは、ワークＷに形成する穴部の軸間距離と、第１シャンク部１３Ａ、第２シャンク部１３Ｂを切断した際の第１接合面１２Ａ、第２接合面１２Ｂの幅に応じて設定される。
【００２６】
例えば、上述した第１シャンク部１３Ａの直径をＤＡ、第２シャンク部１３Ｂの直径をＤＢとし、ワークＷにピッチＰＨで穴部を形成する場合（第１中心軸線ＡＸ１と第２中心軸線ＡＸ２との距離がＰＨとなるように第１パンチ部材１０Ａと第２パンチ部材１０Ｂとを接合する場合）には、第１刃先部１１Ａ及び第２刃先部１１Ｂを残存させつつ、第１シャンク部１３Ａ、第２シャンク部１３Ｂを切断するため、以下の式（１）〜（３）を満足させる必要がある。
ＬＡ＋ＬＢ ＝ ＰＨ      …（１）
ＬＡ ＞ ｄ／２          …（２）
ＬＢ ＞ ｄ／２          …（３）
【００２７】
さらに、第１接合面１２Ａの幅ＨＡと、第２接合面１２Ｂの幅ＨＢとは以下の式（４）を満足させる必要がある。
ＨＡ ＜ ＨＢ            …（４）
【００２８】
従って、例えば、直径ＤＡ＝４００μｍ、直径ＤＢ＝５００μｍ、距離（ピッチ）ＰＨ＝７０μｍ、直径ｄ＝４０μｍ、ＬＡ＝ＬＢ＝３５μｍとすると、
ＨＡ≒３９３μｍ
ＨＢ≒４９５μｍ
となり、第２接合面１２Ｂの幅ＨＢは、第１接合面１２Ａの幅ＨＡよりも約１００μｍ大きくなる。
【００２９】
そして、第１接合面１２Ａの幅方向両側に同じ幅でそれぞれ第２接合面１２Ｂが露出するように、第１パンチ部材１０Ａと第２パンチ部材１０Ｂとを、第１接合面１２Ａ及び第２接合面１２Ｂで接合する。第１パンチ部材１０Ａと第２パンチ部材１０Ｂとが接合されたパンチ部材１０は、ダイプレート３０の孔部４０に挿入され、第１鍔部１５Ａ及び第２鍔部１５Ｂがダイプレート３０に係止することで、ワークＷ側への離脱が防止され、また、第２接合面１２Ｂが第３保持部４３に保持・係止されることで、第１、第２中心軸線ＡＸ１、ＡＸ２と平行な軸線周りに回転することが阻止されて位置決めされる。
【００３０】
パンチ部材１０がセットされたダイプレート３０は、当該ダイプレート３０との間でパンチ部材１０（第１鍔部１５Ａ及び第２鍔部１５Ｂ）を挟持する上型本体（図示せず）に固定されて上型１を構成することになる。
そして、上型１の上下移動により、下型２に支持されたワークＷに対して第１、第２刃先部１１Ａ、１１Ｂが同時に打ち抜くことにより、近接配置された穴部であっても高い真円度の穴部を形成することができる。
【００３１】
このように、本実施形態では、幅が異なる第１接合面１２Ａ及び第２接合面１２Ｂで接合した第１パンチ部材１０Ａ及び第２パンチ部材１０Ｂによりパンチ部材１０を形成しているため、製造コストを抑えつつ、高真円度の穴部を近接して形成できるとともに、露出する第２接合面１２Ｂが第３保持部４３に保持・係止されることにより、パンチ部材１０の回転を防止でき、高い位置精度でワークＷに穴部を形成することが可能になる。
【００３２】
また、本実施形態では、第１接合面１２Ａを挟んだ幅方向の両側にび第２接合面１２Ｂを露出させているため、回転方向のいずれの向きについてもパンチ部材１０の回転を確実に防止することが可能である。さらに、本実施形態では、第２シャンク部１３Ｂの直径が第１シャンク部１３Ａの直径よりも大きく設定されているため、第１接合面１２Ａの幅と第２接合面１２Ｂの幅との差を容易に形成することが可能となっている。
【００３３】
また、本実施形態では、第１鍔部１５Ａを第１接合面１２Ａと面一に切断し、第２鍔部１５Ｂを第２接合面１２Ｂと面一に切断しているため、各パンチ部材１０Ａ、１０Ｂについてシャンク部１３Ａ、１３Ｂに接合面１２Ａ、１２Ｂを形成する際に鍔部１５Ａ、１５Ｂを加工することで、別途、鍔部１５Ａ、１５Ｂを加工するための工程を設ける必要がなくなり、生産性を向上させることができる。
【００３４】
加えて、本実施形態では、パンチ部材１０を保持する孔部４０に円弧部４４を設けているため、孔部４０を形成する際に第２保持部４２と第３保持部４３とが交差する隅部が、ワイヤー部材等の放電工具の輪郭形状（最小コーナーＲ等）の制限で狭くなり、孔部４０へのパンチ部材１０の挿入に支障を来したり、第２接合面１２Ｂに対する第３保持部４３の保持長さが短くなって安定した保持に支障を来すことを回避できる。
【００３５】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００３６】
例えば、上記実施形態では、第１パンチ部材１０Ａにおける第１シャンク部１３Ａの直径と、第２パンチ部材１０Ｂにおける第２シャンク部１３Ｂの直径とが異なるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、同一の直径であっても構わない。この場合、第１中心軸線ＡＸ１から第１接合面１２Ａまでの距離ＬＡと、第２中心軸線ＡＸ２から第２接合面１２Ｂまでの距離ＬＢとを異ならせることで、第１接合面１２Ａの幅と第２接合面１２Ｂの幅とを異ならせ、露出する接合面をダイプレート３０の第３保持部４３に保持させてパンチ部材１０の回り止めとすればよい。
【００３７】
また、上記実施形態では、第１接合面１２Ａの幅方向の両側に第２接合面１２Ｂがそれぞれ露出する構成としたが、第１接合面１２Ａの幅方向の一方側にのみ第２接合面１２Ｂが露出する構成であってもよい。この場合、第１パンチ部材１０Ａと第２パンチ部材１０Ｂとを接着剤等で相対位置関係を固定した状態で接合することで、より確実にパンチ部材１０の回転を防止することができる。
【００３８】
また、上記実施形態では、第１パンチ部材１０Ａにおける第１刃先部１１Ａと、第２パンチ部材１０Ｂにおける第２刃先部１１Ｂとが同一の直径である構成を例示したが、これに限られず、異なる直径であっても本発明を適用可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３９】
１０…パンチ部材、  １０Ａ…第１パンチ部材、  １０Ｂ…第２パンチ部材、  １１Ａ…第１刃先部、  １１Ｂ…第２刃先部、  １２Ａ…第１接合面、  １２Ｂ…第２接合面、  １３Ａ…第１シャンク部、  １３Ｂ…第２シャンク部、  １５Ａ…第１鍔部、  １５Ｂ…第２鍔部、  ３０…ダイプレート、  ４０…孔部、  ４１…第１保持部、  ４２…第２保持部、  ４３…第３保持部、  ４４…円弧部、  ＡＸ１…第１中心軸線、  ＡＸ２…第２中心軸線、  ＰＲ…金型装置、  Ｗ…ワーク
【図１】
2013158836.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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