(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックグリーンシートより製品部と該製品部を保持する捨て代部とを打ち抜いた後、上記捨て代部に上記製品部を嵌め込むための打ち抜き装置であって、上記捨て代部の外辺形状に合致した形状を有する固定下パンチと、該固定下パンチを囲むように上下動可能に配置され、上記セラミックグリーンシートを保持するストリッパーと、上記固定下パンチ内に上下動可能に配置され、かつ上記製品部に合致した形状を有する浮動下パンチと、該浮動下パンチと対向して上下動可能に配置され、かつ上記製品部に合致した形状を有する上パンチと、該上パンチを囲むとともに下降後に上記固定下パンチを囲むように上下動可能に配置されたダイと、互いに対向して上記製品部及び上記捨て代部を挟み込むための上記ストリッパーの延設部及び上記ダイの延設部とからなり、上記ダイ及び上記上パンチを下降させて上記ダイ及び上記上パンチと上記ストリッパー及び上記浮動下パンチとで上記セラミックグリーンシートを挟持し、さらに上記上パンチを下降させて上記製品部を打ち抜き、さらに上記ダイを下降させて上記捨て代部を打ち抜いた後、上記上パンチ、上記ダイ、上記浮動下パンチ、及び上記ストリッパーが共に始点位置に復帰した時に上記製品部及び上記捨て代部を上記セラミックグリーンシートに戻し、その後、上記ストリッパーの延設部と上記ダイの延設部とによって、送られてきた上記セラミックグリーンシートと上記製品部と上記捨て代部とを挟み込むことにより上記セラミックグリーンシートに上記製品部と上記捨て代部とを完全に嵌め込むようにしたことを特徴とするセラミックグリーンシートの打ち抜き装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミックグリーンシートの打ち抜き装置に関するものであり、特に平面形状がＬ字状や半リング状などの異形状品を打ち抜くのに好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、平面形状が四角形や円形をした電子部品用セラミック基板を製作する場合、セラミックグリーンシートを用意し、打ち抜き装置により製品形状に打ち抜いたものを焼成板上に載せ、焼成することにより製作されていた。
【０００３】
また、図６に従来のセラミックグリーンシートの打ち抜き装置を示すように、この打ち抜き装置５３は、打ち抜き製品形状に合致した凹部５７ａを有する固定下パンチ５７と、固定下パンチ５７を囲むようにコイル５８によって上下動可能に配置され、セラミックグリーンシート６１を保持するストリッパー５９と、固定下パンチ５７に対向してコイル５４により上下動可能に配置され、打ち抜き製品形状に合致した形状を有する上パンチ５５と、上パンチ５５を囲むように上下動可能に配置されたダイ５６とからなり、上パンチ５５及びダイ５６を下降させてこれら上パンチ５５及びダイ５６とストリッパー５９及び固定下パンチ５７とでセラミックグリーンシート６１を挟持し、さらに上パンチ５５を下降させて固定下パンチ５７の凹部５７ａ内に嵌入させることにより、セラミックグリーンシート６１より製品部を打ち抜くようになっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、図７（ａ）に示すような平面形状が半リング状をした電子部品用セラミック基板５１を製作するために、図６に示す打ち抜き装置５３を用いてセラミックグリーンシートより打ち抜いた製品部を焼成すると、図７（ｂ）に示すように、楕円を長軸で切断したような細長いセラミック基板５２となり、図７（ａ）に示すような半リング状をした電子部品用セラミック基板５１が得られないといった課題があった。
【０００５】
即ち、図７（ａ）に示すような異形状品を、セラミックグリーンシートの打ち抜きにより製作すると、焼成時の収縮の度合いが異なるために均一に収縮させることができず、その結果、所定寸法に製作することができなかった。
【０００６】
そこで、本件発明者は種々研究を重ねたところ、打ち抜いた製品部をセラミックグリーンシートに戻して焼成すると、焼成収縮による変形を防止し、所定寸法のセラミック基板を製造できることを見出した。
【０００７】
しかしながら、図６に示す打ち抜き装置５３により打ち抜いた製品部を一つ一つ手作業でセラミックグリーンシートに戻したのでは、作業効率が悪く、生産性を向上させることができないといった課題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は上記課題に鑑み、セラミックグリーンシートより製品部と製品部を保持する捨て代部とを打ち抜いた後、捨て代部に製品部を嵌め込むための打ち抜き装置を、捨て代部の外辺形状に合致した形状を有する固定下パンチと、固定下パンチを囲むように上下動可能に配置され、セラミックグリーンシートを保持するストリッパーと、固定下パンチ内に上下動可能に配置され、かつ製品部に合致した形状を有する浮動下パンチと、浮動下パンチと対向して上下動可能に配置され、かつ製品部に合致した形状を有する上パンチと、上パンチを囲むとともに下降後に固定下パンチを囲むように上下動可能に配置されたダイと、互いに対向して製品部及び捨て代部を挟み込むためのストリッパーの延設部及びダイの延設部とからなり、ダイ及び上パンチを下降させてダイ及び上パンチとストリッパー及び浮動下パンチとでセラミックグリーンシートを挟持し、さらに上パンチを下降させて製品部を打ち抜き、さらにダイを下降させて捨て代部を打ち抜いた後、上パンチ、ダイ、浮動下パンチ、及びストリッパーが共に始点位置に復帰した時に製品部及び捨て代部をセラミックグリーンシートに戻し、その後、ストリッパーの延設部とダイの延設部とによって、送られてきたセラミックグリーンシートと製品部と捨て代部とを挟み込むことによりセラミックグリーンシートに製品部と捨て代部とを完全に嵌め込むようにしたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
図１は本発明のセラミックグリーンシートの打ち抜き装置の一例を示す断面図、図２（ａ）〜（ｆ）は本発明のセラミックグリーンシートの打ち抜き装置による打ち抜き手順をそれぞれ説明するための断面図である。
【００１１】
この打ち抜き装置１０は、捨て代部２の形状に合致した外辺形状を有する固定下パンチ７と、固定下パンチ７を囲むようにコイル１１によって上下動可能に配置された、セラミックグリーンシート３を保持するストリッパー９と、固定下パンチ７内にコイル１２によって上下動可能に配置され、かつ製品部の形状に合致した形状を有する浮動下パンチ８と、浮動下パンチ８と対向してコイル１３によって上下動可能に配置され、かつ製品部の形状に合致した形状を有する上パンチ５と、上パンチ５を囲むように不図示の駆動手段によって上下動可能に配置されたダイ６と、互いに対向して製品部及び捨て代部を挟み込むためのストリッパーの延設部９ａ及びダイの延設部６ａとからなる。
【００１２】
上パンチ５の先端形状は製品形状にもよるが、例えば、半リング状の製品部を打ち抜く場合、図３（ａ）に示すような３つの半リング状をした凸部５ａと、各凸部５ａの側部より延びる刃５ｂを備えたものを使用する。刃５ｂは捨て代部に分割溝を形成するためのもので、このように刃５ｂを設けて捨て代部に分割溝を形成するようにすることで、後述する焼成後の捨て代部の除去を容易に行うことができる。なお、刃５ｂは必ずしも必要なものではなく、刃５ｂを形成しなくても構わない。
【００１３】
浮動下パンチ８の先端形状は製品形状にもよるが、例えば、半リング状の製品部を打ち抜く場合、図３（ｂ）に示すような３つの半リング状をした凸部８ａを備えたものを使用する。
【００１４】
また、ダイ６とストリッパー９は、セラミックグリーンシート１１の出口側を挿入側よりも延設してあり、後述するように、打ち抜いた製品部と捨て代部をセラミックグリーンシート３に戻した後、再度ダイ６のダイの延設部６ａとストリッパー９のストリッパーの延設部９ａとで挟み込むことにより完全に嵌め込むことができるようになっている。
【００１５】
また、打ち抜き装置１０を構成する各部材を形成する材質は特に限定するものではなく、例えば、切れ性を重視する場合、上パンチ５の少なくとも凸部５ａと刃５ｂ、ダイ６、浮動下パンチ８の少なくとも凸部８ａ、固定下パンチ７、ストリッパー９を焼き入れ鋼により形成すれば良く、また、耐摩耗性を重視する場合、上パンチ５の少なくとも凸部５ａと刃５ｂ、ダイ６、浮動下パンチ８の少なくとも凸部８ａ、固定下パンチ７、ストリッパー９を超硬合金により形成すれば良い。好ましくは、固定下パンチ７、浮動下パンチ８の少なくとも凸部８ａ、上パンチ５の凸部５ａ及び刃５ｂを超硬合金により形成するとともに、ダイ６、ストリッパー９を超硬合金もしくは焼き入れ鋼により形成することが好ましい。
【００１６】
次に、本発明の打ち抜き装置１０を用いたセラミックグリーンシートの打ち抜き手順について説明する。
【００１７】
まず、図２（ａ）に示すように、ストリッパー９上にセラミックグリーンシート３を送った後、図２（ｂ）に示すように、上パンチ５及びダイ６を下降させ、浮動下パンチ８及びストリッパー９と共にセラミックグリーンシート３を挟持し、さらに上パンチ５を下降させることにより上パンチ５の凸部５ａによって半リング状をした製品部１を打ち抜く。この時、浮動下パンチ８は固定下パンチ７内にコイル１２によって上下動可能に配置されていることから、上パンチ５の下降に伴って製品部１を挟持した状態で浮動下パンチ８を下降させることができるため、製品部１を変形させるようなことがない。
【００１８】
また、この時、上パンチ５には刃５ｂを形成してあることから、セラミックグリーンシート３の捨て代部に相当する所定位置に分割溝が刻設される。
【００１９】
次に、図２（ｃ）に示すように、ダイ６をさらに下降させることにより、ダイ６と固定下パンチ７とで製品部１を保持する捨て代部２をセラミックグリーンシート３より打ち抜く。この時、ストリッパー９はコイル１１によって上下動可能に配置されていることから、ダイ６の下降に伴って固定下パンチ７に捨て代部２を挟持した状態でストリッパー９を下降させることができるため、捨て代部２を変形させるようなことがない。
【００２０】
次いで、図２（ｄ）に示すように、上パンチ５及びダイ６を上昇させ、始点位置まで戻すと、浮動下パンチ８及びストリッパー９を上下動可能に保持していたコイル１１，１２が元の状態に戻ろうとするため、浮動下パンチ８及びストリッパー９が上昇し、浮動下パンチ８上に置かれた製品部１、及びストリッパー９上に置かれた捨て代部２をそれぞれ図４に示すようにセラミックグリーシート３に戻すことができる。なお、４は上パンチ５の刃５ｂによって刻設された分割溝である。
【００２１】
このように、本発明の打ち抜き装置１０を用いれば、製品部１を打ち抜いた後、打ち抜いた製品部１を再度セラミックグリーンシート３へ戻す作業を同時に行うことができるため、従来のように、打ち抜いた製品部１を一つ一つ手作業でセラミックグリーンシート３へ戻す必要がなく、作業性を大幅に改善することができる。また、製品部１と捨て代部２の打ち抜きは上パンチ５及びダイ６の上下動のみによってなされるため、製品部１を捨て代部２内に戻す際、及び捨て代部２をセラミックグリーンシート３に戻す際に位置ズレの発生がなく、かじり等による変形を生じることなく元の位置に戻すことができる。
【００２２】
その後、図２（ｅ）に示すように、セラミックグリーンシート３全体を矢印の方向に送った後、図２（ｆ）に示すように、図２（ｂ）〜（ｅ）の動作を繰り返す。この時、セラミックグリーンシート３に戻された製品部１と捨て代部２は、ダイ６のダイの延設部６ａとストリッパー９のストリッパーの延設部９ａとによって挟持することができるため、製品部１と捨て代部２をセラミックグリーンシート３内に完全に嵌め戻すことができる。
【００２３】
しかる後、セラミックグリーンシート３の端を上方向に持ち上げるか、あるいは下方向に引き下げれば、製品部１が嵌入された捨て代部２をセラミックグリーンシート３より容易に分離して取り出すことができる。
【００２４】
そして、製品部１が嵌入された捨て代部２を焼成板上に載せ、所定の温度で焼成すれば、製品部１の焼成収縮のバラツキを捨て代部２によって解消し、均一に焼結させることができ、焼成後、分割溝４に沿って捨て代部２を取り除くことにより、所定の半リング状をしたセラミック基板を製造することができる。
【００２５】
なお、本実施形態では、製品形状が半リング状をしたものを例にとって説明したが、本発明の打ち抜き装置１０は、製品形状に関係なく、従来より形成されている四角形や円形をしたものは勿論のこと、特に焼成収縮のバラツキが発生し易い図５（ａ）や図５（ｂ）に示すような異形状品を製造するのに好適に用いることができる。
【００２６】
なお、本発明の打ち抜き装置１０により打ち抜くセラミックグリーンシート３の材質は特に限定するものではなく、アルミナを主成分とするものをはじめ、窒化アルミニウム、ジルコニア、ムライト、フォルステライト、窒化珪素、炭化珪素等を主成分とするものをドクターブレード法、ロールコンパクション法、押し出し法等の公知のセラミックグリーンシートの成形手段を用いて成形したものを使用すれば良い。
【００２７】
以上、本発明の実施形態について示したが、本発明の上述した実施形態だけに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で改良や変更したものにも適用できることは言う迄もない。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明のセラミックグリーンシートの打ち抜き装置によれば、捨て代部の外辺形状に合致した形状を有する固定下パンチと、固定下パンチを囲むように上下動可能に配置された、セラミックグリーンシートを保持するストリッパーと、固定下パンチ内に上下動可能に配置され、かつ製品部に合致した形状を有する浮動下パンチと、浮動下パンチと対向して上下動可能に配置され、かつ製品部に合致した形状を有する上パンチと、上パンチを囲むとともに下降後に固定下パンチを囲むように上下動可能に配置されたダイと、互いに対向して製品部及び捨て代部を挟み込むためのストリッパーの延設部及びダイの延設部とからなり、ダイ及び上パンチを下降させてダイ及び上パンチとストリッパー及び浮動下パンチとでセラミックグリーンシートを挟持し、さらに上パンチを下降させて製品部を打ち抜き、さらにダイを下降させて捨て代部を打ち抜いた後、上パンチ、ダイ、浮動下パンチ、及びストリッパーが共に始点位置に復帰した時に製品部及び捨て代部をセラミックグリーンシートに戻し、その後、ストリッパーの延設部とダイの延設部とによって、送られてきたセラミックグリーンシートと製品部と捨て代部とを挟み込むことによりセラミックグリーンシートに製品部と捨て代部とを完全に嵌め込むようにしたことによって、従来のように、打ち抜いた製品部を一つ一つ手作業でセラミックグリーンシートへ戻す必要がなく、作業性を大幅に改善することができるとともに、製品部及び捨て代部をそれぞれセラミックグリーンシート内に戻す際、位置ズレの発生がないため、かじり等による変形を生じることなく元の位置に戻すことができる。
【００２９】
また、製品部をセラミックグリーンシートに戻す際、製品部を保持する捨て代部を設けるようにしたことから、焼成時の収縮の均一化が図れ、製品部の変形を効果的に防止することができるとともに、焼成時の重ねズレによる反りの発生を防止することができ、さらには自動整列が容易となるため工程を自動化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセラミックグリーンシートの打ち抜き装置の一例を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は本発明のセラミツクグリーンシートの打ち抜き装置による打ち抜き手順をそれぞれ説明するための断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の打ち抜き装置に備える上パンチの形状を示す平面図であり、（ｂ）は本発明の打ち抜き装置に備える浮動下パンチの形状を示す平面図である。
【図４】本発明の打ち抜き装置により打ち抜いた後のセラミックグリーンシートの状態を示す平面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は本発明の打ち抜き装置により打ち抜くのに好適な製品部の形状を示す平面図である。
【図６】従来のセラミックグリーンシートの打ち抜き装置を示す断面図である。
【図７】（ａ）は半リング状をした電子部品用セラミック基板を示す平面図であり、（ｂ）は従来の打ち抜き装置により半リング状の製品部を打ち抜き後焼成したセラミック基板を示す平面図である。
【符号の説明】
１：製品部
２：捨て代部
３：セラミックグリーンシート
４：分割溝
５：上パンチ
５ａ：凸部
５ｂ：刃
６：ダイ
６ａ：ダイの延設部
７：固定下パンチ
８：浮動下パンチ
９：ストリッパー
９ａ：ストリッパーの延設部
１０：打ち抜き装置
１１，１２，１３：コイル
５１：半リング状をした電子部品用セラミック基板
５２：所定寸法外となったセラミック基板
５３：打ち抜き装置
５４：コイル
５５：上パンチ
５６：ダイ
５７：固定下パンチ
５８：コイル
５９：ストリッパー
６１：セラミックグリーンシート
【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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