(57)【要約】【課題】基板破損の発生なしに高精度及び高生産性で基板を打ち抜く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、前記上金型と下金型が設置されるベースフレーム；前記ベースフレーム上に互いに平行に設置される一対のクランプアーム；四角形の基板の四つの角点付近をそれぞれクランピングするために前記クランプアームにそれぞれ一対ずつ設置される四つの角点クランプ；及び前記基板の辺部をクランピングするために前記角点クランプの間に配置され、前記クランプアームにそれぞれ設置される少なくとも一対の辺部クランプ；を含む。【選択図】図４
2009137006.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、
前記上金型と下金型が設置されるベースフレーム；
前記ベースフレーム上に互いに平行に設置される一対のクランプアーム；
四角形の基板の四つの角点付近をそれぞれクランピングするために前記クランプアームにそれぞれ一対ずつ設置される四つの角点クランプ；及び
前記基板の辺部をクランピングするために前記角点クランプの間に配置され、前記クランプアームにそれぞれ設置される少なくとも一対の辺部クランプ；を含むことを特徴とする、基板打抜き装置。
【請求項２】
前記基板がぴんとするように辺部クランプがそれぞれ前記基板の中心から遠くなる方向に張力を提供することを特徴とする、請求項１に記載の基板打抜き装置。
【請求項３】
前記角点クランプのいずれか一つは前記基板の角部をクランピングして固定する固定クランプであり、前記固定クランプに対して前記基板の長手方向に隣合う角点クランプは前記基板がぴんとするようにそれぞれ前記基板の長手方向に張力を提供し、前記固定クランプに対して前記基板の幅方向に隣合う角点クランプは前記基板がぴんとするようにそれぞれ前記基板の幅方向に張力を提供し、前記固定クランプに対して前記基板の対角線方向に向い合う角点クランプは前記基板に対して前記固定クランプから遠くなるように幅方向及び長手方向にそれぞれ張力を提供することを特徴とする、請求項１に記載の基板打抜き装置。
【請求項４】
前記辺部クランプの中で少なくとも一つは向い合う前記クランプアームに対して遠くなる方向に前記基板に対して張力を提供することを特徴とする、請求項１に記載の基板打抜き装置。
【請求項５】
前記角点クランプと辺部クランプはそれぞれ空圧を利用して張力を提供することを特徴とする、請求項１、２及び４のいずれか一項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及び基板打抜き方法に係り、より詳しくは打抜き精度及び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及び基板打抜き方法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う。
【０００３】
このように、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は、上金型と下金型の間に基板を配置した状態で基板の位置を移しながら上金型を下金型に対して加圧する方法で行われる。
【０００４】
この際、基板の縁部をクランピングした状態で基板を移送しながら打抜き作業を行うことになり、基板の大きさが大きくなるほど基板の中央部が垂れて下金型と接触することになる。
【０００５】
打抜き作業の生産性を高めるために、高速で基板を移送しながら作業を進めば、基板の垂れ部分が下金型と摩擦してスクラッチが発生し、基板に印刷された回路が破損される問題点が発生する。
【０００６】
特に、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣＢ、Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）のように薄くて柔軟な素材の基板の場合、このような基板の垂れ現象による破損問題が一層深刻になる。
【０００７】
一方、基板と下金型の間に高さ差があれば、基板の縁部に位置する小型プリント基板を打ち抜くとき、基板がクランピング装置から離脱する問題点がある。よって、基板がクランピング装置から離脱しないようにするためには、基板と下金型の上面の間の高さ差が少ないように配置して打抜き作業を行うのが良い。
【０００８】
ところが、このように基板と下金型の間の距離が近く配置された状態では、前述したような基板の垂れ現象による基板破損の問題点がさらに大きくなる。
【０００９】
一方、多数の製品が形成されている基板に対して打抜き作業を進めば、基板に製品が打ち抜かれてから残った多数の孔が形成される。このような孔の形成によって打抜き作業中の基板の一部が下向きに垂れるか基板が変形して、打抜き作業の精度が落ちる問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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、基板破損の発生なしに高精度及び高生産性で基板を打ち抜くことができる基板打抜き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】
【００１１】
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、前記上金型と下金型が設置されるベースフレーム；前記ベースフレーム上に互いに平行に設置される一対のクランプアーム；四角形の基板の四つの角点付近をそれぞれクランピングするために前記クランプアームにそれぞれ一対ずつ設置される四つの角点クランプ；及び前記基板の辺部をクランピングするために前記角点クランプの間に配置され、前記クランプアームにそれぞれ設置される少なくとも一対の辺部クランプ；を含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による基板打抜き装置によれば、基板に対する打抜き作業が行われて基板に多数の孔が形成されても、基板を平たく維持することにより、基板の打抜き精度の低下を防止することができる利点がある。
【００１３】
また、本発明による基板打抜き装置によれば、基板を下金型に対して近接して打抜き作業を行っても基板が破損されない利点がある。
【００１４】
また、本発明による基板打抜き装置によれば、基板を下金型に近い位置に配置して打抜き作業を行うことができるので、基板の縁部の打抜き作業を行うときにも基板がクランピング装置から離脱しなくなる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明による好適な実施例を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施例による基板打抜き装置の斜視図、図２は図１に示す基板打抜き装置の正面図、図３は図１に示す基板打抜き装置の側面図、図４は図１に示す基板打抜き装置の平面図である。
【００１７】
図１〜図４を参照すれば、本実施例の基板打抜き装置は、上金型３２、下金型３３、ベースフレーム１０及び基板移送ユニット２０を含んでなる。
【００１８】
前記ベースフレーム１０は所定の厚さを持つ四角形の平板に形成される。
【００１９】
前記ベースフレーム１０には、中央部に中央ベアリング１４が装着される上板１２と、上板１２の縁部に沿って一定間隔で配置され、上端部が上板１２の下面に固定され、複数の四角柱形支持部１６と、上板１２と同様に、所定の厚さを持つ四角形の平板に形成され、支持部１６の下端部が上面に固定される下板１８とからなる。
【００２０】
上板１２の一側にはモーターＭ１が装着され、モーターＭ１の軸にはボールスクリューＢ１が連結される。
【００２１】
図１を参照すれば、支持フレーム３１は前記中央ベアリング１４に結合されることにより、前記ベースフレーム１０に回転可能に設置される。すなわち、前記支持フレーム３１は前記中央ベアリング１４によって支持され、前記中央ベアリング１４を回転軸にして回転することになる。
【００２２】
前記支持フレーム３１にはクロスジョイント３１ａが装着されている。このクロスジョイント３１ａは、ベースフレーム１０の一側に設置されたモーターＭ１と連動するボールスクリューＢ１の直線運動を回転運動に変換する役目をする。これにより、前記支持フレーム３１が前記中央ベアリング１４の回転軸を中心に回転することができる。
【００２３】
図１及び図２を参照すれば、前記支持フレーム３１には、プレス法によって基板を打ち抜くための上金型３２と下金型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に対して支持する。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。
【００２４】
前記支持フレーム３１には、サーボモーターとボールスクリューを含む駆動モジュール３６が設置される。前記上金型３２は前記駆動モジュール３６に設置されて上下方向に昇降する。
【００２５】
図１及び図４を参照すれば、回転ガイド部材３５は前記支持フレーム３１の両側にそれぞれ配置され、前記ベースフレーム１０の上面に固定される。前記回転ガイド部材３５は前記中央ベアリング１４とともに前記支持フレーム３１を支持する。前記上金型３２と下金型３３の姿勢または角度を調節するために前記モーターＭ１と連動するボールスクリューＢ１を作動させて前記支持フレーム３１を回転させるとき、前記回転ガイド部材３５は前記支持フレーム３１の回転運動をガイドすることになる。
【００２６】
このような方法で前記上金型３２と下金型３３の姿勢または角度を調節する場合、基板の打抜き誤差が非常に減少するので、打抜きの際に精度を高めることができる。前記回転ガイド部材３５には、前記支持フレーム３１が時計方向または反時計方向に所定角度以上に回転することを防止するために、係止突起３５ａが形成される。
【００２７】
前記基板移送ユニット２０は基板Ｓをクランピングして前記ベースフレーム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。
【００２８】
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とを含む。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
以下、前述したような本実施例の基板打抜き装置を利用して基板を打ち抜く方法を説明する。
【００４２】
図４に示すように、前記基板移送ユニット２０の角点クランプ２４１、２４２、２４３、２４４と辺部クランプ２４５、２４６に基板がクランピングされた状態で、前記サーボモーターＭＸ、ＭＹ、ＭＺの作動によって、前記クランププレート２６がＸ、Ｙ、Ｚ方向にそれぞれ移動する。
【００４３】
前記クランププレート２６を移動させて、前記基板Ｓが前記上金型３２と下金型３３の間に位置するようにする。
【００４４】
前記上金型３２を前記下金型３３に対して加圧して前記基板Ｓを打ち抜く。
【００４５】
前記上金型３２を上昇させ、前記サーボモーターＭＸ、ＭＹ、ＭＺを作動させることで、前記基板Ｓを次の位置に移送させた後、前記上金型３２を下降させて基板Ｓを打ち抜く。このような過程を繰り返すことにより、前記基板Ｓに形成されている多数の製品を打ち抜くことになる。
【００４６】
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が変形し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を前記基板に提供すれば、打抜き作業の進行中にもぴんと広げられた状態が持続されるので、打抜き作業の精度を維持することができる利点がある。
【００４７】
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行う場合、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ることができるが、前記辺部クランプ２４５、２４６が基板の辺部を保持するので、基板の垂れを防止することになる。
【００４８】
また、前記角点クランプ２４１、２４２、２４３、２４４と辺部クランプ２４５、２４６らに設置された空圧装置によって前記基板Ｓに一定な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。
【００４９】
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起こら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ことになる。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発生しない。
【００５０】
また、前記基板Ｓと下金型３３の間の距離が短いので、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。
【００５１】
以上、本発明による基板打抜き装置の好適な実施例を説明したが、本発明の基板打抜き装置が先に例示した形態に限定されるものではない。
【００５２】
例えば、前記クランププレート２６とクランプブロック２８は前記サーボモーターＭＸ、ＭＹ、ＭＺによってＸ、Ｙ、Ｚ方向に移送されるものとして説明したが、クランププレートとクランプブロックがＸ、Ｙ方向にだけ移送するようにベースフレームに設置することもでき、Ｘ方向とＹ方向のいずれか一方向にだけ移送するようにベースフレームに設置することもできる。
【００５３】
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、各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。
【００５４】
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って張力を提供することもできる。
【００５５】
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、残りの角点クランプ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】
【００５６】
本発明は、基板の破損発生なしに高精度及び高生産性で基板を打ち抜く基板打抜き装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施例による基板打抜き装置の斜視図である。
【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。
【符号の説明】
【００５８】
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
２４１、２４２、２４３、２４４    角点クランプ
２４５、２４６    辺部クランプ
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
３１ａ    クロスジョイント
３２    上金型
３３    下金型
３５    回転ガイド部材
３６    駆動モジュール
【図１】
2009137006.tif 000003
【図２】
2009137006.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2009137006.tif 000007