(57)【要約】【課題】打ち抜き時、ワークに損傷や形状不良が発生することを防止できる打ち抜き装置を提供すること。【解決手段】パンチ１と、このパンチ１に嵌合する打ち抜き孔２ａを有するダイ２とを備え、ダイ２に載置された板状のワークＷをパンチ１によって打ち抜く打ち抜き装置において、ダイ２の打ち抜き孔２ａ周囲のワーク載置面に、ワークＷを着脱可能に真空吸着して固定するワーク固定手段として多孔質体４を装着し、ワークをダイに押さえ付けて固定するストリッパを使用することなくワークを打ち抜くようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パンチと、このパンチに嵌合する打ち抜き孔を有するダイとを備え、ダイに載置された板状のワークをパンチによって打ち抜く打ち抜き装置において、ダイの打ち抜き孔周囲のワーク載置面に、ワークを着脱可能に吸着して固定するワーク固定手段を装着し、ワークをダイに押さえ付けて固定するストリッパを使用することなくワークを打ち抜くようにしたことを特徴とする打ち抜き装置。
【請求項２】
ワーク固定手段が、ダイの打ち抜き孔の周縁から０．０５ｍｍの範囲を除く領域に装着されている請求項１に記載の打ち抜き装置。
【請求項３】
ワーク固定手段が、ワークを着脱可能に真空吸着する多孔質体またはパンチング材からなる請求項１または請求項２に記載の打ち抜き装置。
【請求項４】
多孔質体がセラミックス焼結体からなる請求項３に記載の打ち抜き装置。
【請求項５】
セラミックス焼結体の気孔率が１５〜４０％、平均気孔径が０．１〜２０μｍである請求項４に記載の打ち抜き装置。
【請求項６】
多孔質体の少なくとも一部が、気孔率が１５〜２５％のセラミックス焼結体からなり、このセラミックス焼結体の領域においては、ワークを表面全体で吸着しなくても部分的な領域で吸着可能である請求項３または請求項４に記載の打ち抜き装置。
【請求項７】
セラミックス焼結体の表面粗さが、算術平均粗さ（ＪＩＳ規格、１９９４年版）Ｒａで０．１（μｍ）以下である請求項４から請求項６のいずれかに記載の打ち抜き装置。
【請求項８】
セラミックス焼結体が、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃａのうちのいずれかの酸化物の１種または２種以上を主成分として７０体積％以上１００体積％以下含む請求項４から請求項７のいずれかに記載の打ち抜き装置。
【請求項９】
ワーク固定手段が、静電チャック体または電磁石からなる請求項１または請求項２に記載の打ち抜き装置。
【請求項１０】
打ち抜かれるワークが、ワークの製品部分であるプロダクトである請求項１から請求項９のいずれかに記載の打ち抜き装置。
【請求項１１】
パンチの先端面に、打ち抜かれるワークを着脱可能に真空吸着する吸着手段を設け、打ち抜かれたワークを吸着手段に吸着した状態でパンチを移動させ、次工程に移送するようにした請求項１０に記載の打ち抜き装置。
【請求項１２】
パンチの先端面に、前記吸着手段として多孔質体を装着した請求項１１に記載の打ち抜き装置。
【請求項１３】
打ち抜かれるワークが、ワークの不要部であるトリムである請求項１から請求項９のいずれかに記載の打ち抜き装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状のワークの打ち抜き装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
板状のワークを打ち抜く打ち抜き装置として、パンチを使用した打ち抜き装置が多用されている。この打ち抜き装置は、一般的に、パンチと、このパンチに嵌合する打ち抜き孔を有するダイと、ワークをダイに押さえ付けて固定するストリッパを備え、ダイの上にワークを載置し、ストリッパでワークをダイに押さえ付けた状態でパンチをダイの打ち抜き孔に嵌合させることにより、パンチの周縁と打ち抜き孔の周縁との間でワークを剪断し打ち抜く。打ち抜かれたワークは、ダイの穴から下方に排出される。
【０００３】
しかし、このような打ち抜き装置においては、打ち抜き時にストリッパでワークをダイに押さえ付けるようにしているため、とくに薄板状のワークを打ち抜く場合、不均一な応力が一部に掛かり、ワークの表面を傷つけたり、ワークをゆがめたりしてワークに損傷や形状不良が発生するという問題があった。例えば、電気を貯蔵できる蓄電デバイスの一種である電気二重層キャパシタでは、厚みが１０〜２０μｍ程度の電極箔の両面に活性炭等の多孔質物質を塗布したものに電解質溶液を浸み込ませることで、電気を蓄えたり放出するようにしているが、このような積層板は、厚みが薄いことに加え、多孔質物質層があることから、ストリッパでワークをダイに押さえ付けると、その押圧力によって多孔質物質層が潰れてしまい、性能劣化を招くことになる。
【０００４】
これに対して、特許文献１には、ダイのワーク載置面に吸着手段として多孔質吸着プレートを装着し、この多孔質吸着プレートによってワークをダイ上に真空吸着させた状態で、パンチによってワークを打ち抜くようにした打ち抜き装置が開示されている。
【０００５】
しかし、この特許文献１の打ち抜き装置においても、打ち抜き時にワークをダイに押さえ付けて固定するストリッパを使用しており、上述の問題は解消されていない。
【０００６】
また、特許文献１の打ち抜き装置においては、ダイのワーク載置面に吸着手段として装着した多孔質吸着プレートによってワークに損傷や形状不良が生じるおそれがある。すなわち、多孔質吸着プレートを構成する多孔質体には多数の気孔が存在し、その気孔を介して真空吸着するが、その吸引力により吸着部分が局所的に変形して多孔質体の凹凸が転写された形となり、打ち抜かれたワークに損傷や形状不良が生じるおそれがある。このような多孔質体の凹凸によるワークの損傷や形状不良の問題は、上記特許文献１ではまったく認識されていない。
【特許文献１】特開２００６−８８３０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、打ち抜き時、ワークに損傷や形状不良が発生することを防止できる打ち抜き装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、パンチと、このパンチに嵌合する打ち抜き孔を有するダイとを備え、ダイに載置された板状のワークをパンチによって打ち抜く打ち抜き装置において、ダイの打ち抜き孔周囲のワーク載置面に、ワークを着脱可能に吸着して固定するワーク固定手段を装着し、ワークをダイに押さえ付けて固定するストリッパを使用することなくワークを打ち抜くようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
このようにワーク固定手段によってワークをダイのワーク載置面に吸着して固定し、ワークをダイに押さえ付けて固定するストリッパを使用することなくワークを打ち抜くようにしたことで、従来のようにストリッパによってワークが押さえ付けられることがないので、ワークに損傷や形状不良が発生することを防止できる。
【００１０】
本発明においてワーク固定手段は、ダイの打ち抜き孔の周縁から０．０５ｍｍの範囲を除く領域に装着することが好ましい。ダイの打ち抜き孔の周縁から０．０５ｍｍの範囲内に多孔質体を装着すると、ダイの周縁部の金属や超硬合金に剥離などのおそれがでる。
【００１１】
また、本発明においてワーク固定手段は、ワークを着脱可能に真空吸着する多孔質体によって構成することが好ましい。
【００１２】
このワーク固定手段としての多孔質体は、セラミックス焼結体によって構成することができる。そして、セラミックス焼結体としては、一般的には、その気孔率が１５〜４０％、平均気孔径が０．１〜２０μｍであるのものを使用することが、ワークの局所的な変形や損傷を防止する上で好ましい。気孔率が１５％未満では十分な吸着力が得られず、また、減圧および加圧の際に応答速度が遅くなり、非効率になる。一方、４０％を超えると表面の気孔による多孔質体の表面凹凸がワークに転写されるおそれがある。また、平均気孔径が０．１μｍ未満では吸着力が十分確保できず、一方、２０μｍを超えると先に述べたようにワークに多孔質体の表面凹凸が転写されるおそれがある。なお、気孔径の測定は水銀圧入法にて行った。
【００１３】
さらに、セラミックス焼結体の気孔率を１５〜２５％の範囲に限定すると、ワークをセラミックス焼結体の表面全体で吸着しなくても部分的な領域で吸着可能となる。気孔率が２５％を超える場合、セラミックス焼結体の表面全体でワークを吸着しないと、ワークが吸着されない領域からの外気の流入が多いため、必要な吸着力を得ることができない。これに対して、気孔率を１５〜２５％の範囲にすると、セラミックス焼結体の表面全体でワークを吸着しなくても、ワークが吸着されない領域からの外気の流入が少ないため、必要な吸着力を得ることができ、セラミックス焼結体の部分的な領域にのみワークが存在する場合であってもワークを吸着することができる。例えば、ダイに装着されたセラミックス焼結体の大きさよりもワークの大きさが小さい場合や、ワークから製品部分であるプロダクトを連続的に打ち抜く際にプロダクトが打ち抜かれたワークがセラミックス焼結体上に位置する場合であっても、問題なくワークを吸着することができる。
【００１４】
また、多孔質体（セラミックス焼結体）の表面粗さは、算述平均粗さ（ＪＩＳ規格１９９４年度版）Ｒａで０．１（μｍ）以下であることが好ましく、より好ましくは０．０５（μｍ）以下である。これによって、多孔質体（セラミックス焼結体）自体の表面凹凸によるワークの局所的な変形や損傷をより確実に防止できる。
【００１５】
多孔質体（セラミックス焼結体）の材質としては、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃａのうちのいずれかの酸化物の１種または２種以上を主成分として７０体積％以上１００体積％以下含むものが好ましい。これらの酸化物に共通する事項は、安価である、焼成および加工が容易である、表面粗さを加工により一定以下に抑えるのが容易であることなどであり、気孔径や気孔率が同様であれば、いずれを用いた場合にも同様の特徴が得られる。これらの酸化物のみから多孔質体を製造しても良いが、炭化物や窒化物などを３０体積％未満で含んでも良い。一般に炭化物や窒化物は酸化物に比べて難焼結材であるために、気孔を形成するのには都合が良いが、３０体積％を超えると焼成が難しくなるだけでなく、緻密化が進まないために脆いセラミックスになりやすい。
【００１６】
本発明において、ワーク固定手段としては、上述の多孔質体のほか、これと同様にワークを着脱可能に真空吸着可能なパンチングメタル等のパンチング材を用いることができる。この場合、パンチング材の孔径は１ｍｍ以下、開孔率は０．１〜５０％とすることが好ましい。また、静電チャック体や電磁石もワーク固定手段として使用することができる。
【００１７】
本発明の打ち抜き装置によって打ち抜かれるワークは、ワークの製品部分であるプロダクトであっても良いし、ワークの不要部であるトリムであっても良い。打ち抜かれるワークがワークの製品部分であるプロダクトである場合、パンチの先端面に、打ち抜かれるワークを着脱可能に真空吸着する吸着手段を設け、打ち抜かれたワークを吸着手段に吸着した状態でパンチを移動させ、次工程に移送するようにすることができる。
【００１８】
また、このような吸着手段としては多孔質体を使用することができ、この多孔質体としては上述のワーク固定手段としてのセラミックス焼結体と同じセラミックス焼結体を使用することができる。これによって、ワークの打ち抜き工程から次工程への移送まで、ワークの損傷や形状不良を生じることなく、ワークを確実かつ円滑に取り扱うことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ワーク固定手段によってワークをダイのワーク載置面に真空吸着して固定し、ワークをダイに押さえ付けて固定するストリッパを使用することなくワークを打ち抜くようにしたことで、従来のようにストリッパによってワークが押さえ付けられることがないので、ワークに損傷や形状不良が発生することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明の打ち抜き装置の一実施例を示す断面図である。同図に示す打ち抜き装置は、ワークＷを打ち抜くために、パンチ１と、パンチ１に嵌合する打ち抜き孔２ａを有するダイ２とを備える。
【００２２】
パンチ１は、先端側部材１ａとこれと一体的に接合された基端側部材１ｂとからなり、先端側部材１ａの下端面に、ワークＷを着脱可能に真空吸着する吸着手段として多孔質体３が装着されている。基端側部材１ａは、打ち抜き刃として打ち抜き特性を確保するために超硬合金等の切断用硬質体によって形成する。また、基端側部材１ｂの材質はとくに限定されないが、剛性を確保するためにヤング率２００ＧＰａ以上とすることが好ましい。基端側部材１ａと基端側部材１ｂとは別々に形成され、基端側部材１ａに多孔質体３を装着したのちに、嵌合、焼き嵌め、冷やし嵌め、接着等の手法によって一体的に接合される。なおこのように、パンチ１を先端側部材１ａと基端側部材１ｂとに分けて形成するのではなく、超硬合金等によって単一の部材として形成することもできる。
【００２３】
一方、ダイ２の打ち抜き孔２ａの周囲上面（ワーク載置面）にも、ワークＷを着脱可能に真空吸着する吸着手段として多孔質体４が装着されている。
【００２４】
これらの多孔質体３，４は、それぞれ吸気路５，６を介して真空ポンプ等の真空吸引手段７に接続されており、この真空吸引手段７を稼働させることによって、吸着手段として作用する。なお、吸気路５，６には、それぞれ開閉弁５ａ，６ａが設けられている。
【００２５】
多孔質体３，４は、実施例では、気孔率が２５％、平均気孔径が１０μｍ、アルミナ焼結体で形成した。
【００２６】
図２は、図１のパンチ１（先端側部材１ａ）を下端面側から見た図である。パンチ１の多孔質体３は、パンチ１の下端面の周縁から幅Ａの部分を除く全面に装着されている。この幅Ａは、多孔質体３による吸着性能を考えると薄い方が好ましいが、パンチ１による打ち抜き性能を考えると０．１ｍｍ〜２ｍｍの範囲とするのが好ましい。
【００２７】
図３は、図１のダイ２を上面側から見た図である。ダイ２の多孔質体４は、ダイ２の打ち抜き孔２ａの周縁から幅Ｂを開けて、その周縁に沿って環状に装着されている。この幅Ｂは、ダイ２による打ち抜き性能、すなわちダイ２の切れ刃部分の超硬合金や硬質金属などの剥離、破壊などを考えると、０．０５ｍｍより大きくすることが好ましい。また、多孔質体４による吸着性能とのバランスを考えると、０．１〜５ｍｍの範囲とするのがより好ましい。
【００２８】
次に、図１に示す打ち抜き装置によるワークＷの打ち抜き動作について説明する。
【００２９】
図４は、その打ち抜き動作の工程を示す要部の断面図で、図４（ａ）は図１の状態から、パンチ１をワークＷに接するまで下降させた状態を示す。このとき、吸気路５，６の開閉弁５ａ，６ａは開にしておき、多孔質体３，４を吸着状態とする。これにより、ワークＷは、ダイ２の上面およびパンチ１の下面にて確実に吸着保持される。
【００３０】
この状態から、図４（ｂ）に示すようにパンチ１を下降させ、パンチ１の周縁とダイ２の打ち抜き孔２ａの周縁との間でワークＷを剪断し打ち抜く。その後、図４（ｃ）に示すようにパンチ１を上昇させる。このとき打ち抜かれたワークＷはパンチ１の多孔質体３によって吸着保持されているので、パンチ１の下端面に残る。
【００３１】
その後、図４（ｄ）に示すように、ワークＷを吸着保持したままパンチ１を水平方向に移動させ、ワークＷを次工程の所定場所まで移送する。そして、吸気路５の開閉弁５ａ（図１参照）を閉にし、パンチ１の多孔質体３によるワークＷの吸着を解除し、図４（ｅ）に示すようにワークＷを所定場所に載置する。なお、ワークＷを所定場所に載置する際に、ワークＷがパンチ１の多孔質体３から離れやすくなるように、図１に示すように、吸気路５の開閉弁５ａの多孔質体３側にガス導入路８を接続し、このガス導入路８から多孔質体３側にガスを導入し、ガスの圧力によって多孔質体３からワークＷを押し離すようにすることもできる。
【００３２】
以上のように、本発明では、ワークの打ち抜き工程から次工程への移送まで、ワークＷの吸着を多孔質体によって行うので、ワークＷに局所的な変形や損傷を生じることなく、確実かつ円滑に取り扱うことができる。
【００３３】
なお、この実施例では、パンチ１によってワークＷを所定場所に移送するようにしたが、ワークＷを着脱可能に真空吸着する吸着手段として上記多孔質体３，４と同様の多孔質体を備えるアーム手段を設け、パンチ１の多孔質体３に吸着された打ち抜き後のワークをアーム手段の多孔質体に吸着させて移し換え、その後アーム手段によって所定場所に移送するようにすることもできる。また、ダイ２の多孔質体４は、環状に連続的に設けたが、断続的に設けてもよい。
【００３４】
さらにこの実施例では、ワーク固定手段として多孔質体４を使用したが、この多孔質体４をそのままパンチングメタル等のパンチング材に置き換えてもよいし、多孔質体４が装着されている場所に、多孔質体に代えて静電チャック体や電磁石を装着し、ワークを着脱可能に吸着するようにしてもよい。
【実施例２】
【００３５】
図５は、本発明の打ち抜き装置の他の実施例を示す要部の平面図である。
【００３６】
この実施例は、ワークＷを図５中の矢印方向に移動させながら、ワークＷの製品部分であるプロダクトを連続的に打ち抜くようにしたものである。
【００３７】
ワーク固定手段としては、ダイ２の打ち抜き孔２ａのワークＷ進行方向上流側に多孔質体４ａが装着され、打ち抜き孔２ａのワークＷ進行方向下流側に多孔質体４ｂが装着されている。その他の構成は、先の実施例１と実質的に同一である。
【００３８】
多孔質体４ａ，４ｂは、ともにセラミックス焼結体からなるが、図５に示すように上流側の多孔質体４ａは、その表面全体でワークＷを吸着するように配置されているため、気孔率に厳密な制限はなく、例えば１５〜４０％の範囲とすることができる。一方、下流側の多孔質体４ｂは、プロダクトが打ち抜かれたワークＷを吸着するため、ワークＷを表面全体ではなく部分的な領域で吸着することになる。この部分的な吸着を可能とするため、多孔質体４ｂの気孔率は１５〜２５％の範囲とする。
【００３９】
打ち抜かれたプロダクトは、先の実施例１で説明したように、パンチによって回収することが好ましい。無論、別途にアーム手段を設けて、このアーム手段によって打ち抜かれたプロダクトを回収するようにしてもよい。
【実施例３】
【００４０】
図６は、本発明の打ち抜き装置のさらに他の実施例を示す要部の平面図である。
【００４１】
この実施例では、ワークＷを図６中の矢印方向に移動させながら、ワークＷの不要部であるトリムを連続的に打ち抜くことにより、製品部分となるプロダクトを回収するようにしたものである。
【００４２】
ワーク固定手段としては、ダイ２の打ち抜き孔２ａのワークＷ進行方向上流側と下流側にそれぞれ多孔質体４が装着されている。また、トリムを連続的に打ち抜いてプロダクトを回収するために、ダイ２の打ち抜き孔２ａは図６に示すように、ワークＷの幅よりも大きく、ワークＷを分断するように形成されている。図示していないが、当然、パンチも打ち抜き孔２ａに対応する形状に形成されている。その他の構成は、先の実施例１と実質的に同一である。
【００４３】
多孔質体４は、セラミックス焼結体からなるが、図６に示すように上流側および下流側の多孔質体４ともに、その表面全体でワークＷを吸着するように配置されているため、気孔率に厳密な制限はなく、例えば１５〜４０％の範囲とすることができる。
【００４４】
この実施例では、トリムをパンチで打ち抜くようにしているため、プロダクトをパンチで回収することはできない。したがって、別途にアーム手段を設けて、このアーム手段によってプロダクトを回収する。このアーム手段としては、実施例１でも説明したように、ワーク吸着部に多孔質体を備えるアーム手段を使用することができる。
【００４５】
この実施例によれば、ワークＷの幅方向の両端にトリムが発生しないので、ワークの価格が高くワークを有効利用したい場合にとくに有効である。
【００４６】
なお、以上説明した本発明の打ち抜き装置によって打ち抜くワークは板状であれば限定はなく、金属板のほか、樹脂板、あるいは各種積層板等、あらゆる種類の板状のワークを打ち抜くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の打ち抜き装置の一実施例を示す断面図である。
【図２】図１の上パンチを下端面側から見た図である。
【図３】図１のダイを上面側から見た図である。
【図４】図１に示す打ち抜き装置によるワークの打ち抜き動作の工程を示す要部の断面図である。
【図５】本発明の打ち抜き装置の他の実施例を示す要部の平面図である。
【図６】本発明の打ち抜き装置のさらに他の実施例を示す要部の平面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  パンチ
１ａ  先端側部材
１ｂ  基端側部材
２  ダイ
２ａ  打ち抜き孔
３，４，４ａ，４ｂ  多孔質体
５，６  吸気路
５ａ，６ａ  開閉弁
７  真空吸引手段
８  ガス導入路
Ｗ  ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2009202330.tif 000006
【図５】
2009202330.tif 000007
【図６】
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