(57)【要約】【課題】基板打抜き作業の精度を向上させて基板の損傷を防止することができる基板打抜き装置を提供する。【解決手段】上金型と下金型の間に基板を配置し、プレス法によってその基板を打ち抜く基板打抜き装置であって、ベースフレーム；前記ベースフレームに設置され、前記上金型と下金型を前記ベースフレームに対して支持する支持フレーム；及び前記ベースフレームに設置され、前記基板をクランピングし、その基板を前記ベースフレームに対して、前後方向及び左右方向に加え、上下方向にそれぞれ移送させる基板移送ユニット；を含む。【選択図】図１
2009137007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上金型と下金型の間に基板を配置し、プレス法によってその基板を打ち抜く基板打抜き装置において、
ベースフレーム；
前記ベースフレームに設置され、前記上金型と下金型を前記ベースフレームに対して支持する支持フレーム；及び
前記ベースフレームに設置され、前記基板をクランピングし、その基板を前記ベースフレームに対して、前後方向及び左右方向に加え、上下方向にそれぞれ移送させる基板移送ユニット；を含むことを特徴とする、基板打抜き装置。
【請求項２】
前記基板移送ユニットは、
互いに平行に離隔して配置され、基板をクランピングする一対のクランプアーム；
前記クランプアームが固定されるクランププレート；及び
前記クランププレートをそれぞれ上下方向、左右方向、前後方向に移送させる三つのサーボモーター；を含むことを特徴とする、請求項１に記載の基板打抜き装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板打抜き装置に係り、より詳しくは打抜き精度と生産性を向上させるように構造を改善した基板打抜き装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プリント基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）は使用用途によって大型、中型及び小型などに分類される。プリント基板は、合成樹脂でなった基板の一面に電流が通電するように、銅、銀または金などを利用して回路パターンを形成することで製作される。このようなプリント基板のうち、小型プリント基板は、その特性上、大きさがたいへん小さい。小型プリント基板は、合成樹脂でなった一枚の基板に一定間隔及び一定大きさを有するように多数が配列されるように製作される。これにより、基板からそれぞれの小型プリント基板を分離させる作業を行わなければならない。
【０００３】
ところが、大型基板を打ち抜くかあるいは軟性の基板を打ち抜く場合、基板の自重によって基板の中心部が下向きに垂れる現象が発生する。このように、基板の中心部が下向きに垂れた状態で基板を前後、左右に移送すれば、基板が下金型に掻かれて損傷される場合がたびたびある。
【０００４】
基板の中心部が下向きに垂れても下金型と接触しないようにするために、基板と下金型の間の高さ差を大きくして基板を移動させれば、基板の移送の際に、基板が下金型と接触せずに基板を移送させることができるが、打抜き作業を行えば、下金型と基板の高さ差のため打抜き作業のうちに基板がクランピング装置から離脱する問題点がある。また、基板の縁部（基板がクラムされた部分に近い部分）を打ち抜く場合には、基板の動きによって基板の打抜き精度が落ちる問題点が発生する。また、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣＢ）のような薄基板の場合、打抜き精度が落ちる問題がさらに大きく発生し、場合によっては基板が破れるなど破損が発生する。
【０００５】
また、金型を使用して長期間打抜き作業を行えば、金型が摩耗するため、打抜き作業の際に製品にバー（ｂｕｒ）が発生することになる問題点がある。このような場合、通常金型を研磨して使用することで問題点を解決する。ところで、下金型を研磨する場合、下金型の上面が低くなることによって、基板と下金型の間に高さ差が発生する。このように、下金型と基板の間に高さ差が増加すれば、前述したように、打抜き作業中に基板がクランピング装置から離脱するとか基板の破れる問題点が発生する。これを解決するために、従来には、研磨量によって、下金型の下に高さ調節用ブロックを入れて使用することで、下金型と基板の高さ差を一定に維持している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前述したような問題点を解決するためになされたもので、本発明は、基板打抜き作業の精度を向上させて基板の損傷を防止することができる基板打抜き装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述したような目的を達成するため、本発明による基板打抜き装置は、上金型と下金型の間に基板を配置し、プレス法によってその基板を打ち抜く基板打抜き装置であって、ベースフレーム；前記ベースフレームに設置され、前記上金型と下金型を前記ベースフレームに対して支持する支持フレーム；及び前記ベースフレームに設置され、前記基板をクランピングし、その基板を前記ベースフレームに対して、前後方向及び左右方向に加え、上下方向にそれぞれ移送させる基板移送ユニット；を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による基板打抜き装置によれば、基板打抜き加工において、上下方向に基板を移送することが可能にすることで、もっと正確な位置に基板を金型に対して配置することができ、基板打抜き作業中に基板がクランピング装置から離脱しないようにすることにより、基板打抜き作業の生産性を向上させることができる効果がある。
【０００９】
また、本発明による基板打抜き装置によれば、基板を上下方向に移送しながら基板打抜き作業を行うことで、基板打抜き加工の際に基板が下金型に掻かれて損傷されることを防止して、基板打抜き作業の精度及び生産性を向上させる効果がある。
【００１０】
また、本発明による基板打抜き装置によれば、下金型の上面を研磨して使用することにより、下金型上面の高さが低くなっても、基板を下側に移送して基板と下金型の間の高さを補正した後に使用することができるので、基板がクランピング装置から離脱するとか使用中に破れることがなくなる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施例による基板打抜き装置を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１〜図９は本発明による基板打抜き装置を示す。図１〜図３を参照すれば、ベースフレーム１０は所定の厚さを持つ四角形の平板に形成される。
【００１３】
基板移送ユニット２０は、基板Ｓをクランピングし、基板Ｓをベースフレーム１０に対して上下方向、左右方向及び前後方向にそれぞれ移送させるためのもので、図１及び図３〜図５に示すように、ベースフレーム１０の上板１２の上面に設置される。
【００１４】
前記基板移送ユニット２０はクランププレート２６とクランプブロック２８とクランプアーム２２と角点クランプ２４１、２４２、２４３、２４４と辺部クランプ２４５、２４６を含む。
【００１５】
図４及び図５を参照すれば、前記クランプブロック２８は、サーボモーターＭＸ、ＭＹ、ＭＺによってＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動できるように、前記ベースフレーム１０に設置される。
【００１６】
前記クランププレート２６は前記クランプブロック２８に設置される。
【００１７】
前記クランプアーム２２は長さの長い棒状を持ち、一対でなる。前記クランプアーム２２は前記クランププレート２６に固定される。一対のクランプアーム２２は互いに離隔して平行に配置される。
【００１８】
前記クランプアーム２２には角点クランプ２４１、２４２、２４３、２４４がそれぞれ一対ずつ設置される。このように、前記クランプアーム２２に設置された総四つの角点クランプ２４１、２４２、２４３、２４４は四角形になった前記基板Ｓの四つの角点付近をそれぞれクランピングするようになる。
【００１９】
前記各クランプアーム２２の前記角点クランプ２４１、２４２、２４３、２４４の間にはそれぞれ一つの辺部クランプ２４５、２４６が設置される。前記辺部クランプ２４５、２４６は基板の辺部をクランピングするようになる。
【００２０】
前記四つの角点クランプ２４１、２４２、２４３、２４４の一つは前記基板Ｓの角部を固定する固定クランプ２４１になる。
【００２１】
前記固定クランプ２４１に対して前記基板Ｓの長手方向（Ｘ方向）に隣合う角点クランプ２４２は前記基板Ｓがぴんとするようにそれぞれ前記基板Ｓの長手方向（Ｘ方向）に張力を提供する。
【００２２】
前記固定クランプ２４１に対して前記基板Ｓの幅方向（Ｙ方向）に隣合う角点クランプ２４３は前記基板Ｓがぴんとするようにそれぞれ前記基板Ｓの幅方向（Ｙ方向）に張力を提供する。
【００２３】
前記固定クランプ２４１に対して前記基板Ｓの対角線方向に向い合う角点クランプ２４４は前記基板Ｓに対して前記固定クランプ２４１から遠くなるように幅方向（Ｙ方向）及び長手方向（Ｘ方向）にそれぞれ張力を提供する。
【００２４】
前記辺部クランプ２４５、２４６は向い合う前記クランプアーム２２に対してそれぞれ遠くなる方向に前記基板Ｓに対して張力を提供する。
【００２５】
このような前記角点クランプ２４１、２４２、２４３、２４４と辺部クランプ２４５、２４６は空圧装置によって一定な圧力で前記基板Ｓに張力を提供することが好ましい。
【００２６】
このように、四つの角点クランプ２４１、２４２、２４３、２４４と二つの辺部クランプ２４５、２４６によって基板は広げられる。
【００２７】
一対のクランプアーム２２はクランププレート２６に固定される。サーボモーターＭＸ、ＭＹ、ＭＺは、クランププレート２６がＸ、Ｙ、Ｚ方向にそれぞれ移動するように、クランププレート２６に駆動力を提供する。クランプブロック２８は、クランププレート２６がＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動するように連結され、そのクランプブロック２８にサーボモーターＭＸ、ＭＹ、ＭＺが設置される。それぞれのサーボモーターＭＸ、ＭＹ、ＭＺにはボールスクリューが連結されて、クランププレート２６がＸ、Ｙ、Ｚ方向にそれぞれ移動するようにする。
【００２８】
図１を参照すれば、支持フレーム３１は前記ベースフレーム１０に設置される。
【００２９】
図１及び図６〜図８を参照すれば、駆動モジュール３６は前記支持フレーム３１に設置され、その駆動モジュールには上金型３２が設置されて昇降する。
【００３０】
前記支持フレーム３１の下側にはプレス法によって基板を打ち抜くための下金型３３が設置される。前記支持フレーム３１は前記上金型３２と下金型３３を前記ベースフレーム１０に支持する。前記上金型３２と下金型３３の間に基板Ｓが配置され、前記上金型３２を前記下金型３３に対して加圧する方法で前記基板Ｓを打ち抜く。
【００３１】
図６〜図９を参照すれば、前記駆動モジュール３６は、外部電源から電力を受けて駆動力を提供するサーボモーター３６ａによって、下端に設置された金型固定プレート３９を昇降させる。前記金型固定プレート３９には前記上金型３２が結合される。
【００３２】
図９を参照すれば、前記上金型３２には成形溝(未図示)が形成され、前記下金型３３にはストリッパー３４が設置される。このように、複合金型を使用する場合には、ノックアウトプレートが上金型３２の成形溝の上部に位置するように前記上金型３２に内設され、ノックアウトバー３８は、上金型３２が上昇する場合、成形溝に挿入された製品が上金型３２の外部に分離されるように、前記ノックアウトプレートを加圧する。
【００３３】
一方、図７に示すように、前記上金型３２が前記ストリッパー３４の上面に接触すれば、前記Ｚ方向のサーボモーターＭＺと前記駆動モジュール３６のサーボモーター３６ａが同期することにより、前記クランププレート２６は前記上金型３２と同一の速度で下降する。これにより、基板Ｓがクランプ２４から離脱することを防止することができ、基板の端部を打ち抜くとき、精度を高めることができる。本実施例においては、複合金型を例として挙げて説明したが、前記クランププレート２６を駆動させるサーボモーターＭＺと前記駆動モジュール３６のサーボモーター３６ａが同期する構成はブランキングまたはピアーシング金型を利用して打ち抜く場合にも適用することができる。
【００３４】
以下、前記のような構成でなった基板打抜き装置を利用して基板を打ち抜く方法について説明する。
【００３５】
まず、図４に示すように、前記ベースフレーム１０に設置される前記基板移送ユニット２０を利用して前記基板Ｓをクランピングする。前記基板移送ユニット２０のサーボモーターＭＺを作動させて前記基板Ｓを上下方向に移送させることで、前記基板Ｓの高さが前記上金型３２より低くて下金型３４より高く位置させる。ついで、前記サーボモーターＭＹを作動させて前記基板Ｓを前後方向（Ｙ方向）に移送して、前記上金型３２と下金型３４の間に位置するようにする。この際、前記基板Ｓの高さが前記下金型３４及びストリッパー３３の高さよりやや高い状態で前後方向（Ｙ方向）に移送されれば、前記基板Ｓと前記ストリッパー３３の接触が生じないので、基板Ｓの破損を防止することができる利点がある。
【００３６】
ついで、前記サーボモーターＭＺを作動させて前記基板Ｓを前記ストリッパー３３に近接するように下降させた後、図７に示すように、前記駆動モジュール３６を作動させて前記上金型３２を下降させる。
【００３７】
上金型３２が前記ストリッパー３４に対して前記基板Ｓを加圧することで、基板Ｓに形成されている製品を打ち抜くことになる。
【００３８】
打抜きが完了すれば、図８に示すように、上金型３２を上昇させ、前記サーボモーターＭＸ、ＭＹを適宜作動させて、前記基板Ｓを次の打抜き位置に移送させた後、さらに上金型３２を下降させて基板を打ち抜くことになる。
【００３９】
このように打抜き作業を繰り返す過程で、基板Ｓの自重によって基板の中央部が垂れる場合には、前記サーボモーターＭＺを作動させて基板Ｓを上下方向（Ｚ方向）に移送させることで高さを調節して作業を行うことができる。
【００４０】
一方、前記上金型３２が前記基板Ｓを介在して前記ストリッパー３４と接触した状態で、前記基板移送ユニット２０を前記駆動モジュール３６と同期させて、前記上金型３２と基板Ｓを同一速度で下降させれば、前記基板Ｓがクランプ２４から離脱することを防止することができ、基板の縁部を打ち抜くとき、打抜き精度を高めることができることになる。
【００４１】
前記基板Ｓに対する打抜き作業が進めば、前記基板Ｓには製品が打ち抜かれてから残った孔が多数形成される。これにより、基板Ｓの一部が下向きに垂れるか基板Ｓが変形されて基板の打抜き精度が減少することができる。しかし、前述したように、前記角点クランプ２４１、２４２、２４３、２４４及び辺部クランプ２４５、２４６が空圧によって一定張力で前記基板に張力を提供すれば、打抜き作業の進行中にも基板がぴんと広げられた状態がずっと維持されるので、打抜き作業の精度を維持することができる利点がある。
【００４２】
また、大きさが非常に大きいか材質が柔軟な基板に対して打抜き作業をする場合、前記角点クランプ２４１、２４２、２４３、２４４の中間に位置する基板部分は自重によっての下向きに垂れができるが、前記辺部クランプ２４５、２４６が基板の辺部を保持するため、基板の垂れを防止するようになる。
【００４３】
また、前記角点クランプ２４１、２４２、２４３、２４４らと辺部クランプ２４５、２４６に設置された空圧装置によって前記基板Ｓに一定大きさの引張力を提供するので、基板の中央部分が垂れなくなる。
【００４４】
前述したように、本実施例の基板打抜き装置によって基板の垂れが生じないようにクランピングしたままで作業すれば、前記下金型３３に対して前記基板Ｓを近接させて打抜き作業を行うことができる。基板の垂れが起こらないので、基板Ｓと下金型３３の摩擦による基板の破損現象も起こらなくなる。
【００４５】
また、前記基板Ｓと下金型３３の間の距離が短いため、基板Ｓの縁部を打ち抜くときにも、基板が前記クランプ２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６から離脱しなくなる利点がある。
【００４６】
本発明による基板打抜き装置は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣＢ）またはプリント基板の外形だけでなく、ピアーシング金型を利用した端子部の打抜きにも適用することができる。
【００４７】
以上、説明した本発明は、前述した実施例及び添付図面によって限定されるのではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で色々の置換、変形、及び変更が可能であることは本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者によって明らかになるであろう。
【００４８】
また、前記上金型３２が前記ストリッパー３４の上面に接触すれば、前記Ｚ方向のサーボモーターＭＺと前記駆動モジュール３６のサーボモーター３６ａが同期することにより、前記クランププレート２６は前記上金型３２と同一の速度で下降するものとして説明したが、前記クランププレートと上金型が類似の速度で下降するようにすることも可能である。また、前記Ｚ方向のサーボモーターＭＺと前記駆動モジュール３６のサーボモーター３６ａを同期させず、前記基板Ｓの高さを固定した状態で上金型３２を下降させることもできる。
【００４９】
また、前でストリッパー３３を含む複合金型を使用して基板打抜き作業を行うものとして説明したが、ストリッパーを備えないで上金型と下金型のみを備えるピアーシング金型を使用する基板打抜き装置を構成することもできる。
【００５０】
また、前記辺部クランプ２４５、２４６が前記クランプアーム２２にそれぞれ一つずつ設置されるものとして説明したが、それぞれのクランプアームに二つ以上の辺部クランプを備えるように基板打抜き装置を構成することもできる。
【００５１】
また、前記辺部クランプ２４５、２４６は向い合うクランプアーム２２に対してそれぞれ遠くなる方向に基板Ｓに対して張力を提供するものとして説明したが、辺部クランプのいずれか一つは基板を固定してクランピングし、他の一つは基板をクランピングしたままで引っぱることで張力を提供することもできる。
【００５２】
また、前記四つの角点クランプ２４１、２４２、２４３、２４４のいずれか一つが固定クランプ２４１になり、残り角点クランプ２４２、２４３、２４４はそれぞれ前記基板Ｓの長手方向（Ｘ方向）及び幅方向（Ｙ方向）と、幅方向（Ｙ方向）及び長手方向（Ｘ方向）に張力を提供するものとして説明した。しかし、これとは異なり、四つの角点クランプがそれぞれ基板の中心から遠くなる方向（基板の対角線方向）に張力を提供するように構成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、基板打抜き作業の精度を向上させて基板の損傷を防止することができる基板打抜き装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明による基板打抜き装置の一実施例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す基板打抜き装置の正面図である。
【図３】図１に示す基板打抜き装置の側面図である。
【図４】図１に示す基板打抜き装置の平面図である。
【図５】図１に示す基板打抜き装置の基板移送ユニットを示す斜視図である。
【図６】図１に示す基板打抜き装置の駆動モジュールを示す斜視図である。
【図７】図１に示す基板打抜き装置の駆動モジュールに設置された上金型が下降して基板を打ち抜く状態を示す概略図である。
【図８】図１に示す基板打抜き装置の駆動モジュールに設置された上金型が上昇した状態を示す概略図である。
【図９】図６のＡ−Ａ線についての断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０    ベースフレーム
２０    基板移送ユニット
２２    クランプアーム
２４    クランプ
２６    クランププレート
２８    クランプブロック
３１    支持フレーム
３２    上金型
３３    下金型
３４    ストリッパー
３６    駆動モジュール
３８    ノックアウトバー
【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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【図８】
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【図９】
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