JP4989980B2 - パンチ型 - Google Patents

Description

本発明はパンチ型に関するものであり、特に、プリント配線板の打ち抜き加工に使用されるパンチ型に関するものである。

電子機器に使用されるプリント配線板、特に、部品実装部同士をケーブル部にて接続した多層のフレキシブルプリント配線板では、可撓性を有するケーブル部と部品実装部では部分的に厚みが異なる箇所を有するものがある（例えば特許文献１参照）。

このような層構成の異なる箇所を有するフレキシブルプリント配線板において、製品外形を一般的なパンチ型で打ち抜く工程の一例を、図９〜図１４にて説明する。図９はフレキシブルプリント配線板５０に複数の同一回路パターンが連続して形成された状態を示し、破線で示す製品外形５１をパンチ型で打ち抜いて分離する。

図１０は図９のＡ部拡大図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。それぞれのフレキシブルプリント配線板５０Ａは、第１ベースフィルム５２ａと第２ベースフィルム５２ｂとの間に接着部材５３が介装されている。図示例では、上下２層の構成となっているが、前記接着部材５３の部分に回路パターンを複数層配置した多層の構成であってもよい。本実施例では、簡略化のため、回路パターンの図示を省略してある。

前記フレキシブルプリント配線板５０Ａの製品外形５１は３つの部分からなり、上下にシールド層５４，５４を有する部品実装部５５と、上下ともにシールド層のない部品実装部５６が、ケーブル部５７にて接続されている。ケーブル部５７には上下にシールド層５４，５４が設けられ、上下のベースフィルム５２ａ，５２ｂの間には中空部５８が設けられている。

ここで、符号５９は部品実装部５６へ機器を組み込むための開口部を設ける領域であり、該開口部５９もパンチ型で打ち抜く。なお、５４ｂは隣接する回路のシールド層を示している。

図１１はパンチ型で打ち抜く箇所を示し、製品外形５１の外側部分でハッチングを施した部分６０が１回の工程で打ち抜かれ、打ち抜き箇所６０の外側部分が捨て部６１となる。また、打ち抜き箇所６０，６０間に数箇所の連結部６２を残存させておく。この連結部６２は、フレキシブルプリント配線板５０Ａにおける種々の処理が完了した後に、製品として個々に分割する際に切断除去する。

図１２はフレキシブルプリント配線板５０Ａがダイス型７０の上に載置された状態を示し、図１１におけるＣ−Ｃ線部位の断面図である。ダイス型７０の上方にパンチ型７１がセットされ、該パンチ型７１が下降して、図１１に示す打ち抜き箇所６０を打ち抜く。

図１３は製品外形５１の平面を示し、同図にて打ち抜き工程を説明すれば、図１３（ａ）に示すように、前記パンチ型７１が下降して、先ず、厚みが一番厚いシールド層ありの部品実装部５５から裁断が始まる。ケーブル部５７は、見かけ上は部品実装部５５と同じ厚みであるが、中空部５８があるのでパンチ型７１で下方に押され、ケーブル部５７は遅れて裁断が始まる。

したがって、図１３（ｂ）に示すように、部品実装部５５の裁断が進むと、次にシールド層なしの部品実装部５６の裁断が始まる。そして、前記パンチ型７１がさらに下降して、部品実装部５５と部品実装部５６の裁断が終わると、ケーブル部５７の両側から裁断が進むが、図１３（ｃ）に示すように、裁断の進行方向がずれると打ち抜きのバリが発生する。

裁断の進行方向がずれる原因としては、ケーブル部５７には中空部５８があり、図１４に示すように、該中空部５８が撓むことにより、裁断の進行方向がずれてしまう。

パンチ型による打ち抜きのバリを抑制する構成としては、刃の先端から斜めに延びるように刃先を鋭角な形状とし、時間差をつけて刃先が当たるように裁断する穿孔用パンチ型が知られている（例えば特許文献２参照）。

また、型打ポンチ（パンチ型）の断面をＶ字形あるいは半楕円形にし、刃先の押し抜き角度を９０°未満、好ましくは４５°にした押し抜き装置も知られている（例えば特許文献３参照）。
特許第３１７６８５８号公報 特開平９−１５０３９９号公報 特表２００３−５３３３６２号公報

特許文献１記載のプリント配線板のように、可撓性を有するケーブル部と部品実装部で厚みが異なる箇所を有するフレキシブルプリント配線板は、図９〜図１４にて説明したように、パンチ型で打ち抜いたときに、ケーブル部の中空部が撓むことにより、裁断の進行方向がずれてバリが発生する。

特許文献２記載の穿孔用パンチ型は、パンチ型の切れ味を良くして打ち抜きのバリを抑制しようとするものであるが、厚みが異なるケーブル部を打ち抜く場合には、時間差をつけてパンチ型が当たると打ち抜きずれが生じてしまう。特に、ケーブル部は屈曲特性のよい材料が求められており、やわらかい材料で形成されたケーブル部が先にパンチ型の刃先に当たると、打ち抜きずれによる糸状バリが発生しやすい。また、パンチ型の刃先に鋭角な部分があると、刃こぼれが生じやすく金型の寿命が短くなる。

特許文献３記載の押し抜き装置は、型打ポンチ（パンチ型）の断面をＶ字形あるいは半楕円形にしてあるが、前述した穿孔用パンチ型と同様に、刃先が直線状であると、時間差による糸状バリの発生を抑止できず、先端に鋭角な部分があると金型の寿命が短くなる。また、抜きかすが刃先のみで押し出される構成であるため、柔軟性の高い材料を打ち抜くと、弾性反発によって抜きかすがプリント配線板の上部に跳ね上がることがある。さらに、刃先が側面視波形に形成されている形状が開示されているが、この場合は刃先に鋭角な部分が多くなり、機械的強度が脆弱となって、刃こぼれが生じやすく寿命が短くなる。

そこで、本発明はプリント配線板の打ち抜き加工において、パンチ型の寿命を確保しつつ、打ち抜きバリの発生を抑止するパンチ型を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、凹凸部を備え、プリント配線板の打ち抜き加工に用いられるパンチ型であって、該パンチ型の下面には側面視で同一形状の傾斜辺または湾曲辺を有する複数の凹凸部が連続的に形成され、かつ、該複数の凹凸部の凹部と凸部を前記下面の全面に及んで下面視斜め平行に設けたことを特徴とするパンチ型を提供する。

この構成によれば、パンチ型の下面に側面視で同一形状の傾斜辺または湾曲辺を有する複数の凹凸部が連続的に形成されているので、パンチ型が下降して凹凸部の凸部がプリント配線板に当たると、先ずプリント配線板が破線状に裁断される。パンチ型の下降に伴い、刃先に押圧されて破線状の裁断部分が接続されるように裁断されていく。したがって、裁断の進行方向がずれようとしても、破線状裁断部分間の未裁断部分が引き裂かれるように裁断されて、裁断の進行方向のずれが吸収され、バリの発生を防止できる。また、該複数の凹凸部の凹部と凸部は前記下面の全面に及んで下面視斜め平行に設けられているので、打ち抜きラインがどの方向であっても、すべての辺に対しても凹凸部が均等に接触し、上記作用が現出される。

請求項２記載の発明は、上記凹凸部は波形状であることを特徴とする請求項１記載のパンチ型を提供する。

この構成に寄れば、上記凹凸部が波形状であるので、刃先の押圧による裁断が円滑に行われ、裁断の進行方向のずれの吸収も良好となる。

本発明は、パンチ型の下面に側面視で同一形状の凹凸部、例えば波形状が連続的に形成されているので、プリント配線板が破線状に裁断され、破線状の裁断部分が接続されるように裁断されていくので、裁断の進行方向がずれるのを吸収することにより、バリの発生を防止できる。また、パンチ型の下面の全面に及んで波形状の凹凸部を斜め平行に設けてあるので、打ち抜きラインがどの方向であっても、バリの発生を防止できる。さらに、機械的強度が確保され、金型の寿命を長く維持できる。また、パンチ型の下面全体で抜きかすを押し出すので、抜きかすが確実にダイス型の開口に落下し、抜きかすの排出性も良好となる。

以下、本発明に係るパンチ型について、好適な実施例をあげて説明する。プリント配線板の打ち抜き加工において、パンチ型の寿命を確保しつつ、打ち抜きバリの発生を抑止するパンチ型を提供するという目的を達成するために、本発明は、凹凸部を備え、プリント配線板の打ち抜き加工に用いられるパンチ型であって、該パンチ型の下面には側面視で同一形状の傾斜辺または湾曲辺を有する複数の凹凸部が連続的に形成され、かつ、該複数の凹凸部の凹部と凸部を前記下面の全面に及んで下面視斜め平行に設けたことにより実現した。

図１はパンチ型の正面図、図２は図１のα−α矢視図、図３は図１のβ−β矢視図である。なお、フレキシブルプリント配線板５０および打ち抜かれる個々のフレキシブルプリント配線板５０Ａの製品外形５１は、図９〜図１１に示した形状とまったく同一であるので、重複説明は省略する。

図１〜図３に示すように、ダイス型１０の上方にパンチ型１１がセットされ、該パンチ型１１が下降して、図１１に示すフレキシブルプリント配線板５０Ａの打ち抜き箇所６０を打ち抜く。該パンチ型１１の下面には側面視で同一形状の傾斜辺または湾曲辺を有する複数の凹凸部１２が連続的に形成されている。本実施例では、前記凹凸部１２が同一形状の湾曲辺を有する波形状に形成されており、かつ、該複数の凹凸部１２の凹部１２ａと凸部１２ｂは前記パンチ型下面の全面に及んで下面視斜め平行に設けられている。

図３に示すように、該凹凸部１２の凹部１２ａを破線で表し、凸部１２ｂを実線で表せば、パンチ型１１のＸ方向（図３で左右方向）の各辺１１ａおよびＹ方向（上下方向）の各辺１１ｂの何れに対しても、前記凹部１２ａと凸部１２ｂが略４５°の傾斜角度で平行に形成されている。

このように、前記凹凸部１２の形成方向を下面視斜め平行にすることにより、Ｘ方向またはＹ方向のどちらの辺１１ａ，１１ｂに対しても、凹凸部１２の端面形状（本実施例では波形状）が均等に現出される。上記凹凸部１２の各辺１１ａ，１１ｂに対する傾斜角度は、必ずしも４５°でなくてもよく、一方の辺に対して４０°あるいは３５°など任意の傾斜角度であってもよい。

図４はフレキシブルプリント配線板５０Ａがダイス型１０の上に載置された状態を示し、上下にシールド層５４，５４を有する部品実装部５５と、上下ともにシールド層のない部品実装部５６が、ケーブル部５７にて接続されている。これら打ち抜き箇所６０の外側部分が捨て部６１である。

図５は製品外形５１の打ち抜き工程を説明する平面図、図６は裁断部分の変化を示す説明図である。前記パンチ型１１が下降すると、図５（ａ）に示すように、該パンチ型１１の下面に形成されている凹凸部１２の凸部１２ｂが、先ず、厚みの一番厚いシールド層ありの部品実装部５５に当接し、部品実装部５５の裁断予定線Ｌが前記凸部１２ｂに押圧され、図６（ａ）に示すように、裁断予定線Ｌの一部Ｌ１が破線状に裁断される。

パンチ型１１の下降に伴い、前記凸部１２ｂで裁断予定線Ｌがさらに押圧され、図６（ｂ）に示すように、破線状の裁断部分Ｌ１同士が接続されるように延び、未裁断部分Ｌ２が引き裂かれて裁断されていく。そして、図６（ｃ）に示すように、破線状の裁断部分が接続されて裁断完了Ｌ３となる。

図５（ｂ）に示すように、部品実装部５５の裁断破線が繋がって裁断が完了すると、ケーブル部５７の一部が裁断され始めて破線状の裁断が進み、これと同時に、シールド層なしの部品実装部５６の裁断が始まる。ケーブル部５７の裁断および部品実装部５６の裁断は、部品実装部５５の裁断と同様に、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、破線状の裁断部分Ｌ１同士が接続されるように延び、未裁断部分Ｌ２が引き裂かれて裁断されていく。

図５（ｃ）に示すように、ケーブル部５７は部品実装部５５側からの裁断の進行と、部品実装部５６側からの裁断の進行により、最終的には破線状の裁断同士が繋がって裁断完了となる。

このとき、ケーブル部５７の撓みなどで裁断Ｌ１の進行方向がずれようとした場合でも、図６（ｄ）に示すように、破線状の裁断Ｌ１が材料の機械的強度が弱い部分を求めて、破線状裁断部分間の未裁断部分Ｌ２を引き裂くように裁断するため、裁断の進行方向のずれが吸収されて、バリの発生を防止できる。

図７は前記凹凸部１２の寸法を示し、裁断の実験結果によれば、凹凸部１２の深さについては、深さが０．３ｍｍより浅いとケーブル部５７での破線状の裁断ができず、バリが発生しやすくなる。一方、深さが０．８ｍｍより深いとパンチ型１１の刃先の高さが増加するため、パンチ型１１の寿命が短くなる。したがって、凹凸部１２の深さは０．３〜０．８ｍｍがよい。

また、凹凸部１２のピッチについては、ピッチが１．０ｍｍより短いと深さ０．３ｍｍを確保すべく凸部１２ｂの先端形状をより一層鋭角にするため、パンチ型１１の寿命確保が困難となる。一方、ピッチが２．０ｍｍより長いとケーブル部５７での破線状の裁断が両側から進行したときに、裁断方向にずれを生じてバリが発生する。したがって、凹凸部１２のピッチは１．０〜２．０ｍｍがよい。

図８は凹凸部１２の形状の変形例を示し、同図（ａ）は山形状の凹凸部１３を設けてあり、同図（ｂ）はさざなみ形状（逆半円状）の凹凸部１４を設けてある。何れの形状でも、前述した波形状の凹凸部１２と同様の作用効果を奏する。

なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

本発明に係るパンチ型の正面図。 図１のα−α矢視図。 図１のβ−β矢視図。 フレキシブルプリント配線板がダイス型上に載置された状態の正面図。 製品外形の打ち抜き工程を説明する平面図。 裁断部分の変化を示す説明図。 パンチ型の凹凸部の寸法を示す説明図。 パンチ型の凹凸部の形状の変形例を示す説明図。 複数の回路パターンが形成されたフレキシブルプリント配線板の平面図。 図９のＡ部拡大図。 パンチ型で打ち抜く箇所を示す説明図。 従来例を示し、フレキシブルプリント配線板がダイス型上に載置された状態の正面図。 従来例を示し、製品外形の打ち抜き工程を説明する平面図。 従来例を示し、中空部５８が撓んだ状態のケーブル部の断面図。

符号の説明

１０ ダイス型
１１ パンチ型
１２ 凹凸部
１２ａ 凹部
１２ｂ 凸部
１３ 凹凸部
１４ 凹凸部
５０ フレキシブルプリント配線板
５０Ａ （個々の）フレキシブルプリント配線板
５１ 製品外形
５２ａ 第１フィルムベース
５２ｂ 第２フィルムベース
５３ 接着部材
５４ シールド層
５５ 部品実装部（シールド層あり）
５６ 部品実装部（シールド層なし）
５７ ケーブル部
５８ 中空部
５９ 開口部
６０ 打ち抜き箇所
６１ 捨て部
６２ 連結部

Claims (2)

1. 凹凸部を備え、プリント配線板の打ち抜き加工に用いられるパンチ型であって、該パンチ型の下面には側面視で同一形状の傾斜辺または湾曲辺を有する複数の凹凸部が連続的に形成され、かつ、該複数の凹凸部の凹部と凸部を前記下面の全面に及んで下面視斜め平行に設けたことを特徴とするパンチ型 。
2. 上記凹凸部は波形状であることを特徴とする請求項１記載のパンチ型。

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