(57)【要約】【課題】被加工物の表面及び裏面において、打ち抜き加工状態に差を生じさせず、バリの発生をより完全に防止できるパンチングピン、パンチング用型及びパンチング装置を提供すること。【解決手段】刃部１１は、軸部１２の軸方向の先端部に備えられ、刃となる最大外径部１０１、１０２の外径Ｄ１が、軸部１２の外径Ｄ２よりも大きい。パンチングピン１をメス型パンチング用型２、３に進入させて打ち抜く工程で、被加工物４は、第１最大外径部１０１によって打ち抜かれる。パンチングピン１をメス型パンチング用型２、３から抜き出す工程において、第２最大外径部１０２が、裏面側から表面側に向かう際に刃として働き、バリ等の加工残渣４３を切断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
刃部と、軸部とを含むパンチングピンであって、
前記刃部は、前記軸部の軸方向の一端側に備えられ、刃となる最大外径部の外径が前記軸部の外径よりも大きい、
パンチングピン。
【請求項２】
請求項１に記載されたパンチングピンであって、前記最大外径部は、前記軸部との境界に存在する、パンチングピン。
【請求項３】
請求項１に記載されたパンチングピンであって、
前記刃部は、軸方向の全長にわたって同一外径を有する断面円形状であり、
前記最大外径部は、その軸方向の先端縁に生じる第１最大外径部と、後端縁に生じる第２最大外径部とで構成される、
パンチングピン。
【請求項４】
請求項１に記載されたパンチングピンであって、前記刃部は、複数であり、それぞれは、軸方向に間隔をおいて配列されている、パンチングピン。
【請求項５】
請求項１に記載されたパンチングピンであって、前記最大外径部は、軸方向の中間部に存在する、パンチングピン。
【請求項６】
請求項１に記載されたパンチングピンであって、前記刃部は、先端部に錐形部分を有する、パンチングピン。
【請求項７】
支持体と、複数のパンチングピンとを含むパンチング用型であって、
前記パンチングピンは、請求項１乃至６の何れかに記載されたものでなり、前記支持体の同一面上に立設されている、
パンチング用型。
【請求項８】
オス型パンチング用型と、メス型パンチング用型とを含むパンチング装置であって、
前記オス型パンチング用型は、請求項７に記載されたものでなり、
前記メス型パンチング用型は、前記オス型パンチング用型に適合する、
パンチング装置。
【請求項９】
請求項８に記載されたパンチング装置であって、前記メス型パンチング用型は、上型と下型とを含み、前記上型と前記下型との間に被加工物を挟みこむ、パンチング装置。
【請求項１０】
請求項９に記載されたパンチング装置であって、前記被加工物は、樹脂フィルムの面上にグリーンシート層を有するシート状部材である、パンチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、積層シートにパンチング加工を施すのに適したパンチングピン、パンチング用型及びパンチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、セラミック電子部品においては、その回路構成上、貫通導体や非貫通導体などの縦導体が要求されることがある。このような縦導体を形成する場合、可撓性フィルム上に未焼成セラミック層であるグリーンシート層を形成したシートに、打ち抜き加工を施し、縦導体用孔を形成するのが一般的である。
【０００３】
また、配線回路基板においては、樹脂フィルムからなる絶縁層と、その絶縁層に積層される接着剤からなる接着剤層と、その接着剤層に積層される離型フィルムからなる離型層とを備える接着シートを、打ち抜きにより孔加工した後、離型層を接着剤層から剥離して、その接着剤層を、導体パターンに貼着するようにして、形成することもある。上述した打ち抜きには、可動刃からなる上刃と、固定刃からなる下刃とを備える打抜金型が用いられている。
【０００４】
ところが、上刃を、シートを貫通するように、下刃に対して移動させたときには、シートが剪断応力を受けて、その粘性により、移動する上刃とともに移動方向に引き延ばされて、切断面においてバリとなる。このようなバリが残ると、セラミック電子部品や配線回路基板に、特性上、又は、実用上の弊害を生じさせる。
【０００５】
バリの発生を防止する方法として、例えば、切込パンチの先端縁部に切込刃を突設して、打ち抜き時において、その切込刃で粘着剤を分離して、バリの発生を防止することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかし、上記の提案では、切込パンチに切込刃を突設するなど、格別の構成が必要となり、コストの上昇を生じる。また、切込刃であっても、やはり、移動する切込刃の移動方向に多少引き延ばされるので、バリの発生を効果的に防止するには、不十分である。
【０００７】
上述したバリの問題を解決する手段として、特許文献２は、下刃の切れ味が上刃の切れ味よりも鈍く形成された打抜金型を用い、固定刃である下刃に、樹脂層、接着剤層および離型層が順次積層されてなる接着シートを載置して、可動刃である下刃を進出させることにより、接着シートに貫通孔を形成する方法を開示している。
【０００８】
この方法によれば、接着剤層のバリの発生を確実に防止しつつ、接着シートに貫通孔を形成することができるとされている。
【０００９】
しかし、この特許文献２に記載された技術は、下刃を進出させたときに打ち抜く片方向打ち抜き方式なので、積層シートの表面及び裏面における打ち抜き加工状態に差異が生じる。積層シートの表面及び裏面が異なる材質である場合に、表面及び裏面の打ち抜き加工状態に大きな差異が生じやすい。このため、バリの全く存在しない完全な状態に打ち抜くことはできない。特に、ＰＥＴフィルムなどでなる可撓性フィルムの上に、セラミックグリーンシート層を設けた積層シートの打ち抜き加工においては、可撓性フィルムの打ち抜き時にバリが生じやすく、このようなバリが生じたときには、対処すべき手段がない。
【特許文献１】特開平５−２００４４８号公報
【特許文献２】特開２００６−２６８８４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、被加工物の表面及び裏面において、打ち抜き加工状態に差を生じさせず、バリの発生をより完全に防止できるパンチングピン、パンチング用型及びパンチング装置を提供することである。
【００１１】
本発明のもう一つの課題は、除去されたバリ等の加工残渣を被加工物から分離し得る
パンチングピン、パンチング用型及びパンチング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するため、本発明に係るパンチングピンは、刃部と、軸部とを含む。前記刃部は、前記軸部の軸方向の先端部に備えられ、刃となる最大外径部の外径が前記軸部の外径よりも大きい。
【００１３】
本発明に係るパンチングピンは、オス型パンチング用型を構成するのに用いられる。こうして得られたオス型パンチング用型は、メス型パンチング用型と組み合わされてパンチング装置を構成する。当然のことであるが、前記メス型パンチング用型は、前記オス型パンチング用型に適合する。
【００１４】
上述したパンチング装置において、例えば、積層シートなどの被加工物にパンチング加工を施すには、シート状部材をメス型パンチング用型に配置し、オス型パンチング用型をメス型パンチング用型に進入させて打ち抜き、その後、後退させ、メス型パンチング用型から抜き出す。
【００１５】
ここで、オス型パンチング用型に用いられているパンチングピンは、刃となる最大外径部の外径が軸部の外径よりも大きいから、オス型パンチング用型を、刃部を越えて、軸部まで、メス型パンチング用型に進入させて打ち抜く工程で、被加工物は、刃となる最大外径部によって、表面側から裏面側に向かう打ち抜き力によって打ち抜かれる。この打ち抜き工程において、バリを生じることなく、完全な打ち抜き加工を実現することは困難である。特に、表面側と裏面側とで状態の異なる積層シートでは、バリが発生しやすい。
【００１６】
本発明において、オス型パンチング用型に用いられているパンチングピンは、刃となる最大外径部の外径が、軸部の外径よりも大きいから、オス型パンチング用型を、刃部を越えて、軸部まで、メス型パンチング用型に進入させ後に後退させ、メス型パンチング用型から抜き出す工程において、最大外径部が、裏面側から表面側に向かう際にも刃として働き、残ったバリ等を切断する。
【００１７】
したがって、本発明によれば、被加工物の表面及び裏面において、打ち抜き加工状態に差を生じさせず、バリの発生をより完全に防止できることになる。
【００１８】
しかも、オス型パンチング用型を後退させ、メス型パンチング用型から抜き出す工程において、残っていたバリ等を切り取り、かつ、オス型パンチング用型によって保持した状態で、メス型パンチング用型及び被加工物の外部に持ち出すことができため、バリ等の加工残渣を被加工物から分離し、加工残渣が被加工物に付着することによる不具合を回避することができる。
【００１９】
パンチングピンとしては、刃部の最大外径部が、前記軸部との境界、即ち、刃部の軸方向の最後端部に存在する形状のものを用いることができる。この形状の場合は、刃部と軸部との境界に、両者の外径差に起因する段差が生じるので、オス型パンチング用型をメス型パンチング用型から抜き出す工程において、残っていたバリ等を確実に切り取るとともに、切り取られたバリ等の加工残渣を、段差部に載せた状態で、被加工物から確実に分離することができる。オス型パンチング用型をメス型パンチング用型に進入させる場合は、刃部の先端縁を、刃として機能させることができる。
【００２０】
別の形態として、前記最大外径部が、前記刃部の軸方向の中間部に存在する形態をとることもできる。この形態の場合は、メス型パンチング用型に対するオス型パンチング用型の進入、退出の何れの場合も、最大外径部が刃として機能させることができる。
【００２１】
更に、パンチングピンの刃部は、外形が錐形であってもよい。特に、先細り形状の錐形が好ましい。この形態は、メス型パンチング用型に対するオス型パンチング用型の位置ずれを、パンチング工程の進行とともに、刃部の先細り形状の錐形によって無理なく修正し、型の食い込み破損事故などを回避することができる。
【００２２】
本発明に係るパンチングピンを用いて、パンチング用型を構成するには、多数のパンチングピンを支持体の同一面上に立設する。一般には、多数のパンチングピンを、支持体の同一面上にマトリクス状に配置した構成をとる。いわゆる「剣山」タイプとして構成するのである。このタイプのオス型パンチング用型であれば、パンチング加工効率を、著しく向上させることができる。
【００２３】
上述したオス型パンチング用型と組み合わせてパンチング装置を構成するメス型パンチング用型は、上型と下型とを含み、前記上型と前記下型との間に被加工物を挟みこむ構造とすることが好ましい。このような構造であれば、メス型パンチング用型を構成する上型と下型において、その被加工物と接触する端縁を、刃として活用することができる。
【００２４】
被加工物の具体例は、樹脂フィルムの面上にグリーンシート層を有するシート状部材である。このような被加工物は、表面側と裏面側とで材質が異なり、バリを発生しやすいものであるが、本発明によれば、被加工物の表面及び裏面において、打ち抜き加工状態に差を生じさせないから、表面側と裏面側とで材質が異なる被加工物であっても、バリの発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上述べたように、本発明によれば、被加工物の表面及び裏面において、打ち抜き加工状態に差を生じさせず、バリの発生をより完全に防止し得るパンチングピン、パンチング用型及びパンチング装置を提供することができる。
【００２６】
また、除去されたバリ等の加工残渣を被加工物から分離し得るパンチングピン、パンチング用型及びパンチング装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、本発明に係るパンチングピンを用いたパンチング装置の使用状態を示す図である。図を参照すると、まず、本発明に係るパンチングピン１は、刃部１１と、軸部１２とを含む。刃部１１は、軸部１２の軸方向の一端部（先端部）に備えられ、刃となる最大外径部１０１、１０２の外径Ｄ１が軸部１２の外径Ｄ２よりも大きい。
【００２８】
図示のパンチングピン１において、刃部１１は、軸方向の全長にわたって同一外径Ｄ１を有する断面円形状、即ち、シリンダ状であって、最大外径部１０１、１０２は、その軸方向の先端縁に生じる第１最大外径部１０１と、後端縁に生じる第２最大外径部１０２とで構成される。第２最大外径部１０２は、刃部１１と軸部１２との境界に位置する最後端縁であり、刃部１１と軸部１２との境界に、両者の外径差Ｇ１に起因する段差が生じる。第１最大外径部１０１及び第２最大外径部１０２は、何れも、刃として機能する。
【００２９】
刃部１１の断面形状は、要求される抜き孔の形状によって定まるものであり、断面円形状に限定されるものではない。パンチングピン１のうち、刃部１１は、この種の型において一般的に用いられる超硬合金で構成される。軸部１２は、その機能上、必ずしも超硬合金で構成される必要はないが、製造加工上、刃部１１との一体化が望ましい場合は、刃部１１と同一の超硬合金によって構成される。
【００３０】
本発明に係るパンチングピン１は、支持体１３と組み合わされてパンチング用型を構成する。こうして得られたパンチング用型は、オス型として用いられ、メス型パンチング用型２、３と組み合わされてパンチング装置を構成する。当然のことであるが、メス型パンチング用型２、３は、オス型パンチング用型に適合する。
【００３１】
実施の形態において、メス型パンチング用型２、３は、上型２と下型３とを含み、上型２と下型３との間に被加工物４を挟みこむ構造となっている。上型２は、パンチングピン１の真下に、基体２１に開けられた孔状刃２２を有しており、下型３は、基体３１に対して、上型２の孔状刃２２と完全に重なるように開けられた孔状刃３２を有する。
上型２の孔状刃２２は、その下面側の内周エッジ２２０が刃として機能し、下型３の孔状刃３２は、上面側の内周エッジ３２０が刃として機能する。上型２及び下型３は、型において一般な超硬合金で構成される。
【００３２】
被加工物４は、例えば、ＰＥＴなどでなる樹脂フィルム４１の面上にグリーンシート層４２を有するシート状部材である。このようなシート状部材は、セラミック電子部品の製造工程において多用されている。
【００３３】
次に、図１に示したパンチング装置によるパンチング工程について、図２〜図７を参照して説明する。上述したパンチング装置において、例えば、積層シートなどの被加工物４にパンチング加工を施すには、図２に図示するように、被加工物４をメス型パンチング用型２、３に配置し、オス型パンチング用型のパンチングピン１を、メス型パンチング用型２、３に対して、矢印Ｆ１で示すように進入させて打ち抜く。本実施の形態の場合、メス型パンチング用型２、３が、上型２と下型３とで構成されているので、被加工物４は、上型２と下型３との間で押圧固定され、この状態で打ち抜かれる。
【００３４】
打ち抜かれた状態では、図３に図示するように、パンチングピン１を、軸部１２が下型３を突き抜ける位置まで進入させる。これにより、打ち抜き片４０が被加工物４から完全に打ち抜かれて脱落する。
【００３５】
ここで、オス型パンチング用型に用いられているパンチングピン１は、刃となる先端縁側の第１最大外径部１０１の外径Ｄ２が軸部１２の外径Ｄ１よりも大きいから、オス型パンチング用型のパンチングピン１をメス型パンチング用型２、３に進入させて打ち抜く工程で、被加工物４は、刃となる第１最大外径部１０１によって、表面側から裏面側に向かう打ち抜き力によって打ち抜かれる。この打ち抜き工程では、バリを生じることなく、完全な打ち抜き加工を実現することは困難である。特に、表面側と裏面側とで状態の異なる積層シートでは、バリ等の加工残渣４３が発生しやすい。
【００３６】
次に、図４に示すように、オス型パンチング用型のパンチングピン１を、矢印Ｒ１で示す方向に後退させる。パンチングピン１は、刃となる第２最大外径部１０２の外径Ｄ１が軸部１２の外径Ｄ２よりも大きいから、パンチングピン１をメス型パンチング用型２、３から抜き出す工程において、第２最大外径部１０２が、裏面側から表面側に向かう際に刃として働き、図５に図示するように、残ったバリ等の加工残渣４３を切断する。
【００３７】
したがって、本発明によれば、被加工物４の表面及び裏面において、打ち抜き加工状態に差を生じさせず、バリの発生をより完全に防止できることになる。
【００３８】
しかも、オス型パンチング用型を後退させ、メス型パンチング用型２、３から抜き出す工程において、残っていたバリ等の加工残渣４３等を切り取り、かつ、オス型パンチング用型によって保持した状態で持ち出すことができるため、バリ等の加工残渣４３を被加工物４から分離し、バリ等の加工残渣４３が被加工物４に付着することによる不具合を回避することができる。
【００３９】
パンチングピン１として、刃部１１の第２最大外径部１０２が、軸部１２との境界、即ち、刃部１１の軸方向の最後端部に存在する形状のものを用いた実施の形態では、刃部１１と軸部１２との境界に、両者の外径差Ｇ１に起因する段差が生じるので、オス型パンチング用型のパンチングピン１をメス型パンチング用型２、３から抜き出す工程において、残っていたバリ等の加工残渣４３を確実に切り取るとともに、除去されたバリ等の加工残渣４３を、段差の部分に乗せた状態で、メス型パンチング用型２、３及び被加工物４の外部に持ち出し、被加工物４から確実に分離することができる。
【００４０】
この後、図６に図示するように、上型２を、矢印Ｒ１で示す方向に引き上げて、被加工物４を、上型２からフリーの状態とし、矢印Ｆ２で示す方向に所定距離だけ動かす。そして、その後、上型２を逆方向（Ｆ１方向)に動かして、図２に示す状態に戻り、同様の打ち抜き加工を繰り返す。オス型パンチング型及びメス型パンチング型２、３の駆動方式、及び、それと被加工物４の同調的な駆動方式等は、従来より知られている技術を転用することができる。
【００４１】
本発明に係るパンチングピン１は、種々の形態をとることができる。その一例を図７（ａ）〜（ｄ）に示してある。まず、図７（ａ）の実施の形態では、刃部１１は、複数の刃部１１１〜１１３を含んでいる。刃部１１１〜１１３のそれぞれは、軸方向に間隔をおいて配列され、軸部１２１、１２２によって互いに連結され、更に軸部１２３によって支持体１３と結合されている。刃部１１１〜１１３の各間隔は、被加工物の厚さよりも大きい。これにより、刃部１１１〜１１３のそれぞれを、個別的な打ち抜き刃として機能させ、その結果を集積した高度の打ち抜き結果を得ることができる。
【００４２】
次に、図７（ｂ）の実施の形態では、パンチングピン１の刃部１１は、先端部に錐形部分１１４を有する。錐形部分１１４の後側には断面同一形状のシリンダ状部分１１５が設けられている。錐形部分１１４とシリンダ状部分１１５の境界が第１最大外径部１０１を構成し、シリンダ状部１１５と軸部１２３との境界が第２最大外径部１０２を構成し、第１最大外径部１０１及び第２最大外径部１０２が刃として機能する。この実施の形態によれば、メス型パンチング用型２、３に対するパンチングピン１の位置ずれを、パンチング工程の進行とともに、刃部１１の先細り形状の錐形によって無理なく修正し、型の食い込み破損事故などを回避することができる。
【００４３】
図７（ｃ）の実施の形態では、刃部１１は、後端縁が最大外径部１０３となる錐形状である。最大外径部１０３がメス型パンチング用型２、３に対する進入、及び、退出の何れの場合も、刃として機能する。
【００４４】
更に、図７（ｄ）の実施の形態では、刃部１１は、軸方向の長さの中間部に最大外径部１０３を生じている。具体的には、最大外径部１０３を基準として、先端側及び後端側が、錐形となっている。この形態の場合は、メス型パンチング用型２、３に対するオス型パンチング用型の進入、退出の何れの場合も、最大外径部１０３を、刃として機能させることができる。図示は、省略するが、図７（ａ）〜（ｄ）の選択的、任意的な組み合わせが可能である。
【００４５】
図８は本発明に係るパンチングピン１を用いたパンチング用型（オス型）の具体例を示す正面図、図９は図８に示したパンチング用型の底面図である。図示するように、本発明に係るパンチングピン１を用いて、パンチング用型を構成するには、多数本（ｎ×ｍ）のパンチングピン１０１〜１０ｎｍを支持体１３の同一面上に立設する。一般には、多数本（ｎ×ｍ）のパンチングピン１０１〜１０ｎｍを、支持体１３の同一面上にマトリクス状に配置した構成をとることができる。いわゆる「剣山」タイプの構造のオス型パンチング用型として構成するのである。このタイプのオス型パンチング用型であれば、パンチング加工効率を、著しく向上させることができる。図８及び図９では、図１〜図６に示したパンチングピンを用いたものを示したが、図７（ａ）〜（ｄ）に示したパンチングピンを、選択的、任意的に用いることができる。
【００４６】
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係るパンチングピンを用いたパンチング装置の使用状態を示す図である。
【図２】図１に示したパンチング装置によるパンチング工程を示す図である。
【図３】図２に示したパンチング工程の後のパンチング工程を示す図である。
【図４】図３に示したパンチング工程の後のパンチング工程を示す図である。
【図５】図４に示したパンチング工程の後のパンチング工程を示す図である。
【図６】図５に示したパンチング工程の後のパンチング工程を示す図である。
【図７】本発明に係るパンチングピンの種々の形態を示す図である。
【図８】本発明に係るパンチングピン１を用いたパンチング用型（オス型）の具体例を示す正面図である。
【図９】図８に示したパンチング用型の底面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１                パンチングピン
１１                刃部
１２                軸部
１０１                第１最大外径部
１０２                第２最大外径部
２                上型
３                下型
【図１】
2009233828.tif 000003
【図２】
2009233828.tif 000004
【図３】
2009233828.tif 000005
【図４】
2009233828.tif 000006
【図５】
2009233828.tif 000007
【図６】
2009233828.tif 000008
【図７】
2009233828.tif 000009
【図８】
2009233828.tif 000010
【図９】
2009233828.tif 000011