JPH01228797A - 積層板の穴加工方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、中間層にカーボンファイバとエポキシ樹脂か
らなるプリフレグを有してその一方の外層と他方の外層
にプラスチックフィルムを有する積層板（以下、これを
ＣＦＲＰ積層板という。）、の穴加工方法とその装置に
関するものである。

［従来の技術］ 従来のＣＦＲＰ積層板の穴加工方法は、たとえば、第１
１図に示すように、ＣＦＲＰ積層板４をダイ１２とスト
リッパ１３で挟持し、エツジの刃先をもつパンチ工具１
１をダイ１２に対向させて打ち抜いていた。

［発明が解決しようとする課題］ 第１１図に示した従来の技術で、第２図に示すようなｃ
　Ｆ　ＲＰ　ａ層板４に穴加工をした場合、中間層にカ
ーボンファイバとエポキシ樹脂からなるプリフレグ４ａ
の部分は塑性変形しないため、パンチ工具刃先やダイ刃
先が材料に食い込むと、圧縮荷重により加工中にカーボ
ンファイバが砕け、両側外層のプラスチックフィルム４
ｂ、４ｃと中間層が平滑な面に切断されない。また大向
に砕けたカーボンファイバが残り、滓となる。これは第
７図に示すように、プラスチックフィルム４ｂ、４ｃが
切れないで、中心のプリフレグ４ａの部分が凹み、砕け
たカーボンファイバが切断面に残り、滓４ｄが発生する
。この穴が製品の一部に使われる場合、穴径精度不良に
よる組立不良、カーボンの滓によるごみの発生が考えら
れ、製品として使用できないという問題点がある。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
ある。すなわち、本発明は、ＣＦＲＰ積層板に高精度の
穴をあけることがで籾る穴加工方法とその装置を提供す
ることを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の方法は、ダイとス
トリッパの間で穴加工される材料である（：ＦＲＰ積層
板を挟持し、かつ、加工される穴周りの該積層板の拘束
力を５０ｋｇ／ｃｍ”以上にし、しかも、刃先をテーパ
付きと段付きのいずれかにしたパンチ工具を用いて打ち
抜くようにした。また本発明の装置は、上面にダイを取
付けている下型ダイセットと、下面にパンチホルダを取
付けている上型ダイセットと、前記パンチホルダの下位
にコイルスプリングを介して取付けられているストリッ
パと、前記パンチホルダに保持されて先端が該ストリッ
パに向いているパンチ工具とからなり、かつ、前記パン
チ工具の刃先がテーパ付きと段付きのいずれかになって
いるとともに、前記コイルスプリングの押圧力を該ダイ
とストリッパの間で挟持されて穴加工されるＣＦＲＰ積
層板の穴周りの拘束力が５０ｋｇ／ｃｍ２以上になるよ
うにした。

［作　用コ 本発明によれば、パンチ工具の刃先がテーパ付きまたは
段付きとなっているので、ＣＦＲＰ積層板の穴加工され
る中心部が、その刃先によって曲げられ、内部のカーボ
ンファイバが折られたのち、パンチ工具とダイの切刃に
より、外層のプラスチックフィルムを切断し、製品と滓
とに分離される。このとき、材料の拘束力が５０ｋｇ／
ｃｍ”であるため、材料が引っ張られることがなく、穴
が径小や楕円になることがなく、精度の高い穴加工がで
きる。

［実施例］ 第１図は本発明の装置の第１実施例を示している。

第１図において、１は打ち抜き工具である刃先がテーパ
となっているパンチ工具、２は打ち抜き工具であるダイ
、３は材料を押えて拘束するストリッパ、４は材料であ
るＣＦＲＰ積層板である。

第２図はＣＦＲＰ積層板４の構成を示しており、同図に
おいて、４ａはカーボンファイバとエポキシ樹脂からな
るプリフレグ、４ｂ、４ｃはプラスチックフィルムであ
る。

前記プリフレグ４ａは、厚さ０．０２〜０．２ｍｍで、
カーボンファイバの方向性をもち、直交させて重ねるこ
とにより、第３図に示すように多層構成になることもあ
る。

第４図は第１図の装置の全体を示し、第５図は同じくパ
ンチ工具１の形状と寸法を示しており、第６図は同じく
ストリッパ３の形状と寸法を示しており、いずれも、Ｃ
ＦＲＰ積層板４に直径１ｍｍ（φ１．０００）の穴加工
をする場合の例である。すなわち、第５図にみられる刃
先テーパ角θにより穴の切断面状態や穴径寸法精度は大
きく変化する。また穴周りの材料の拘束力も穴の切断面
や穴径に影響を与える。前記テーパ角θの大きさは９Ｑ
”〜１５０°の範囲で、材料拘束力は５０ｋｇ／ｃｍ２
以上で、良好な切断面を得ることができる。

第１図において、パンチ工具１とストリッパ３がプレス
により降下すると、ＣＦＲＰ積層板４はストリッパ３に
より押えられ、のちに、パンチ工具１の刃先によって曲
げられ、カーボンファイバが折られたのち、パンチ工具
１とダイ２の切刃によりプラスチックフィルム４ｂ、４
ｃを切断し、製品と滓に分離される。

このとぎ、材料の拘束力、つまりＣＦＲＰ積層板４を押
さえている力が小さいと、カーボンファイバが折り曲げ
られる時に、材料が引っ張られて滑り、穴が径小や楕円
になることがある。しかし、本発明の方法により得られ
た穴の切断面は第８図にみられるように、平滑で、穴径
絹＋０・０１４）となる。このときの加 変はＨ８（φ１゜ 工条件は、（：ＦＲＰ積層板４の板厚が０．１ｍｍ　、
テーパ角θが１４０”　、材料拘束力が３００　ｋｇ／
ｃｍ”、工具クリアランスが５μｍであった。ＣＦＲＰ
積層板４の打ち抜き用工具のクリアランスはその材厚の
３％〜５％がよい。

パンチ工具１のテーパ加工は、第９図のように、砥石８
で成形する。また穴周りの材料の拘束力を上げるため、
第６図のように、ストリッパ３に凸状部３ａを設けて、
材料を押える面積を縮小し、そのストリッパ３でコイル
スプリング６により材料を押えつける。なお第６図に示
すようなストリッパ３の加工は放電加工により行なうが
よい。

第１０図はパンチ工具１の第２実施例を示している。こ
の実施例では、パンチ工具１の刃先を段付きにしたもの
で、このようにしても、同様な結果が得られた。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、パンチ工具の刃
先がテーパ付きまたは段付きになっているので、材料で
あるＣＦＲＰ積層板の穴加工される中心部が、その刃先
によって曲げられ、内部のカーボンファイバが折られた
のち、パンチ工具とダイの切刃により、外層のプラスチ
ックフィルムを切断し、製品と滓とに分離される。

このとき、材料の拘束力が５０ｋｇ／ｃｍ’以上である
ため、材料が引っ張られることがなく、穴が径小や楕円
になることがなく、精度の高い穴加工ができる。したが
って、これにより、穴を利用した組立、たとえば、かし
め位置決めなどの精度が向上し、自動化が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の第１実施例を示した断面図、第
２図はＣＦＲＰ積層板の一例を示した断面図、第３図は
同じくもう１つの例を示した断面図、第４図は第１図の
装置の全体を示した断面図、第５図は第１図のパンチ工
具を示した正面図、第６図は同じくストリッパを示した
断面図、第７図は従来の技術によって穴加工したときの
切断面図、第８図は本発明によって穴加工したしとき切
断面図、第９図は第１図のパンチ工具のテーパ加工の一
例を示した説明図、第１０図は本発明に使用するパンチ
工具の第２実施例を示した正面図、第１１図は従来の技
術の一例を示した断面図である。 １・・・パンチ工具　　　　２・・・ダイ３・・・スト
リッパ　　　　４・・・ＣＦＲＰ積層板４ａ・・・プリ
フレグ ４ｂ、４ｃ・・・プラスチックフィルム５・・・パンチ
ホルダ　　　６・・・コイルスプリング７ａ・・・上型
ダイセット　　７ｂ・・・下型ダイセット８・・・砥石 第１図 第４図　　　　　第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ダイとストリッパの間で穴加工される材料である中
   間層にカーボンファイバとエポキシ樹脂からなるプリフ
   レグを有してその一方の外層と他方の外層とにプラスチ
   ックフィルムを有する積層板を挟持し、かつ、加工され
   る穴周りの該積層板の拘束力を５０ｋｇ／ｃｍ＾２以上
   にし、しかも、刃先をテーパ付きと段付きのいずれかに
   したパンチ工具を用いて打ち抜くことを特徴とする積層
   板の穴加工方法。 ２　上面にダイを取付けている下型ダイセットと、下面
   にパンチホルダを取付けている上型ダイセットと、前記
   パンチホルダの下位にコイルスプリングを介して取付け
   られているストリッパと、前記パンチホルダに保持され
   て先端が該ストリッパに向いているパンチ工具とからな
   り、かつ、前記パンチ工具の刃先がテーパ付きと段付き
   のいずれかになっているとともに、前記コイルスプリン
   グの押圧力を該ダイとストリッパの間で挟持されて穴加
   工される積層板の穴周りの拘束力が５０ｋｇ／ｃｍ＾２
   以上になるようにしたことを特徴とする積層板の穴加工
   装置。