JPH02250800A

JPH02250800A - 微細穴プレス加工用ダイセット

Info

Publication number: JPH02250800A
Application number: JP1068219A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Masaki; 健正木; Takeshi Mizutani; 武水谷; Katsutoshi Yonemochi; 米持　勝利; Takao Tokuno; 得能　隆男
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-03-20
Filing date: 1989-03-20
Publication date: 1990-10-08

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、インクジェットプリンター用のインクノズル
やガス流量制御用オリフィスなどのような３０〜５０ミ
クロンの微細穴をプレス加工するために用いる微細穴プ
レス加工用ダイセットに関するものである。

従来の技術従来、この種の微細穴を加工するには、直接放電によっ
て加工する方式やプレス加工方式がある。

前者は導電性材料のみ加工が可能であり、後者は銅系の
軟質金属や樹脂フィルムなどの加工に適している。後者
の例として、ワイヤ放電加工によりパンチを加工し、続
いてこのパンチを用いてダイを加工し、その後、これら
のパンチとダイを用いて被プレス加工材のプレス加工を
行う方式が提案されている（昭和６２年度春季精密工学
論文集山本他）。以下、この従来例について第６図を参
照しながら説明する。

第６図において、５１はパンチで、シャフト５２の先端
の絶縁材製のキャピラリ５３に固定されている。５４は
支持部５５に支持された板ばね、５６は板ばね５４とシ
ャフト５２との間に介在されたころがり軸受、５７は支
持部５５に固定されたボイスコイルモータ（ＶＣＭ）の
磁気回路。

５８は磁気回路５７の内側に設けられた磁石、５９は磁
気回路５７の内側に挿入されたボビンであり、シャフト
５２と直結されている。６０は磁気回路５７上に支持さ
れたギヤ付モータであり、その出力軸がボビン５９とス
リップリング６１、ばねカップリング６２により連係さ
れている。

６３はパンチ５１を放電加工するワイヤ、６４はワイヤ
６４を案内するガイドで、移動装置（図示省略）により
放電加工位置と非加工位置に移動される。６５はペット
６６上に取り付けられたダイホルダ、６７はダイホルダ
６５に保持されたダイ、６８はダイ６７上に被プレス加
工材６９を供給するフィーダ、７０は被プレス加工材６
９をダイ６７に対し押さえるストリッパーである。

次に上記従来例の動作について説明する。

キャピラリ５３にパンチ５１として放電加工する前のパ
ンチ素材を取り付け、ワイヤガイド６４およびワイヤ６
３を放電加工位置へ移動させ、ギヤ付モータ６０の駆動
によりスリップリング６１、ばねカップリング６２を介
してボビン５９、シャフト５２、キャピラリ５３および
パンチ素材を回転させ、ワイヤ６３とパンチ素材に絶縁
液を滴下しながら放電電力を供給することによりパンチ
素材を放電加工し、パンチ５１を形成する。形成後、ワ
イヤガイド６４およびワイヤ６３を非加工位置へ移動さ
せ、磁気回路５７に通電し、ボビン５９、シャフト５２
、キャピラリ５３、パンチ５１を板ばね５４の弾性に抗
して下降させ、パンチ５１とダイホルダ６５上に保持し
たダイ素材に絶縁液を滴下しながら放電電力を供給する
ことによりダイ素材を放電加工し、ダイ６７を形成する
。形成後、磁気回路５７への通電を停止することにより
ボビン５９、シャフト５２．キャピラリ５３、パンチ５
１を板ばね５４の弾性により上昇させる。次に放電加工
により消耗したパンチ５１を上記と同様にワイヤ６３に
より放電加工する。次に放電加工されたダイ６７上にフ
ィーダ６８により被プレス加工材６９を供給し、被プレ
ス加工材６９をストリッパー７０によりダイ６７に対し
押さえる。次に磁気回路５７に通電し、ボビン５９、シ
ャフト５２、キャピラリ５３、パンチ５１を板ばね５４
の弾性に抗して下降させることにより、このパンチ５１
とダイ６７によりダイ６７上の被プレス加工材６９に微
細穴をプレス加工することができる。

発明が解決しようとする課題しかしながら、上記従来例では、パンチ素材を固定して
いるシャフト５２がボビン５９に直結しているので、高
速回転させることができず、したがって、パンチ素材を
円柱状に加工する場合に真円度を得るのが難しく、また
、ダイ６７の穴の加工精度も同じく十分には得難い。ま
た、パンチ５１を固定したシャフト５２をボビン５９に
結合しており、パンチ５１を一旦、取り外した場合に軸
芯を一致させて取り付けることが極めて困難であるため
、放電加工したパンチ５１の形状を測定確認することが
できず、パンチ洗浄が困難である・また、パンチ５１の
直下にダイ６７が固定されているため、ダイ６７に加工
された穴形状の測定が困難である。したがって、上記の
ようにパンチ５１の形状測定ができない課題とあいまっ
て、プレス加工時に最も重要になるパンチ５１とダイ６
７とのクリアランスの正確な管理ができない。また、パ
ンチ５１の上下動が板ばね５４により規制されるため、
パンチストロークが１ｍと小さい。したがって、実際に
は被プレス加工材の押さえやストリッパー７０などを設
ける余裕がない。更に、パンチ加工、ダイ加工時の放電
絶縁液は滴下しているので、絶縁液が周辺へ飛散し、ま
た、十分に加工屑を除去することができず、加工屑が付
着することにより加工精度上の問題が生じる。

本発明は、以上のような従来技術の課題を解決するもの
であり、微細プレスに必要なパンチとダイの加工を高精
度に実現することができ、また、プレス加工時に最も重
要になるパンチとダイのクリアランスの管理を精密に行
うことができ、したがって、微細穴プレス加工の高精度
化を図ることができるようにした微細穴プレス加工用ダ
イセット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本発明は上記目的を達成するため、微最パンチを回転可
能に支持する支持手段と、上記微細パンチを電極として
ダイ穴の放電加工が行われ、放電加工後、上記微細パン
チと協力して被プレス加工材にプレス加工を行うダイ材
を固定状態に取り付ける取り付け部とを一体的に具備し
たものである。

そして、上記微細パンチの支持手段が微細パンチを取り
付けたマンドレルを回転可能に支持する、Ｖ字状軸受を
有するのが好ましく、また、上記ダイ材の取り付け部に
非導電性のセラミック材料を用いるのが好ましく、また
、上記ダイ材が直方体の板形状であり、ダイ穴の放電加
工側の面およびその裏面の平行度、ならびに側面の真直
度が高精度に設定され、上記側面を基票として取り付け
部に固定状態に取り付けられるのが好ましい。

作　　　　用本発明は、上記のような構成により次のような作用を有
する。

すなわち、微細パンチを回転可能に支持する支持手段と
、ダイ材の取り付け部が一体的に構成されているので、
これを放電加工装置に組み込むことにより、微細パンチ
によりダイ材に放電加工することができ、また、放電加
工後、プレス加工装置に組み込むことにより、上記微細
パンチとダイによりダイ上の被プレス加工材に微細穴を
プレス加工することができ、このとき、上述のように微
細パンチの支持手段とダイの取り付け部が一体的に構成
されているので、微細パンチとダイのプレス加工時の精
密なりリアランス管理を実現することができる。

実施例以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図（ａｌおよび（ｂｌは本発明の一実施例における
微細穴プレス加工用ダイセットを示し、第１図（ａｔは
一部破断側面図、第１図（ｂｌは第１図（ａｔのＩｂ−
Ｉｂ矢視断面図である。

第１図（ａｌ、（ｂｌに示すように微細パンチ１がマン
ドレル２の先端のキャピラリ３に挿入されて固定されて
いる。マンドレル２はその外径が円筒研削等によって真
円度が良好となるように加工されている。一方、Ｖ字状
軸受４とダイ材５の取り付け台６が連設部７により一体
的に設けられてダイセット８が構成されている。Ｖ字状
軸受４の中間部には穴９が形成されている。取り付合６
は非導電性のセラミック製で、この取り付け台６には基
準側面１０が形成され、基準側面１０の前方に抜きかす
穴１）が形成され、上面にストリッパー１２が備えられ
ている。本実施例においては、ダイセット８の連設部７
に微細パンチ１の回転駆動用のモータ１３が支持されて
いる。マンドレル２の中間部上にはプーリー１４が取り
付けられ、このプーリー１４とモータ１３の出力軸１５
上に取り付けられたプーリー１６に穴９を通って丸ベル
ト１７が掛けられている。マントル２は丸ベルト１７の
テンションにより一定予圧力が与えられてＶ字状軸受４
に鉛直方向で高精度に回転可能に支持される０ダイ材５
は直方体の板形状に形成され、ダイ穴３３の放電加工側
の表面および裏面が高精度な平行面に形成されると共に
、これら表面および裏面に対して高精度な真直面となる
基準側面１８が形成され、この基準側面１８が取り付け
台６０基準側面１０に合わされて固定状態に取り付けら
れるｎ次に上記のように構成された本発明実施例のダイセット
８を用いてダイ穴加工を行う動作について説明する。

第２因は本発明実施例のダイセット８を用いてダイ穴加
工装置を構成した一部破断側面図、第３図（ａｌ、（ｂ
ｌはそれぞれダイ穴加工動作説明用断面図である。

第２図に示すように加工槽１９内のベース２０上に立設
されたコラム２１には上下一対の支持部２２．２３が水
平方向に突設されている。下方の支持部２３の前側には
リニアガイド２４を介して可動部２５が上下方向にのみ
移動可能に支持されている。上方の支持部２２上にはモ
ータ２６が支持され、モータ２６の出力軸２７に連結さ
れた送りねじ２８が可動部２５のねじ穴２５ａに螺入さ
れている。したがって、モータ２６の駆動により出力軸
２７および送りねじ２８をいずれかの方向に回転させる
ことにより、可動部２５を下降させ。

若しくは上昇させることができる。上記ペース２０上に
はダイセット８の連設部７を取り外し可能に取り付け、
上記のように取り付け台６に取り付けられたダイ材５を
加工槽１９に満たされた放電加工油２９に浸漬させる。

マンドレル２の上端には送りねじ２８との間に介在する
鋼球３０を支持させ、電源Ｖ、コンデンサＣ１抵抗Ｒか
らなる放電回路３１の一側をダイ材５に接続すると共に
、他側をブラシ３２により鋼球３０に接続し、これによ
り、ダイ材５と微細パンチ１との間に放電回路３１を構
成する。

そして、放電回路３１により微細パンチ１とダイ材５に
放電電力を供給し、モータ１３の駆動によりプーリー１
６、丸ベルト１７、プーリー１４を介してマンドレル２
．キャピラリ３および微細パンチ１を回転させると共に
、モータ２６の駆動により送りねじ２８により可動部２
５を下降させてマンドレル２、キャピラリ３および微細
パンチ１をＶ字状軸受４に沿って下降させ、微細パンチ
１をダイ材５に近接させることにより、第３図（ａｔに
示すようにダイ材５に微細パンチ１と一定の放電ギャッ
プとなるダイ穴３３の加工が進行し、最終的に第３図（
ｂｌに示すようにダイ穴３３を放電加工する。この放電
加工には、微小エネルギ放電と微細パンチ１の超微細送
り制御が必要である。そして、微小エネルギ放電は放電
回路３１および微細パンチ１とダイ材５との間での浮遊
容量を極めて小さくすることによって可能であり、この
浮遊容量は上記のように取り付け台６をセラミックによ
り形成することによって可能であり、一方、微細パンチ
１の超微細送り制御はモータ２６のマイクロ駆動および
送りねじ２８等によって可能である。この放電加工の進
行に伴い微細パンチ１が先細りとなるので、ダイ穴３３
の形状は下方の径より上方の径がわずかに大きいテーパ
形状になっている。このようにして加工されたダイ５′
　を取り付け台６より外し、そのダイ穴３３における表
面側と裏面側のいずれの径をも測定する。ここで、ダイ
穴３３における小径の裏面側の径と被プレス加工材の材
質、板厚などに基づき、ダイ穴３３の径に対し、プレス
加工におけるクリアランスを最適化する微細パンチ１の
径を決定し、微細パンチ１をマンドレル２等と共にＶ字
状軸受４より外して測定し、その後、上記と同様にマン
ドレル２の外径を基準としてＶ字状軸受４に沿って回転
させ、例えばワイヤ放電研削法により加工する。

次に上記のようにして加工されたダイ５°　と微細パン
チ１を用いて被プレス加工材にプレス加工を行う動作に
ついて説明する。

第４図は本発明実施例のダイセットを用いてプレス加工
装置を構成した一部破断側面図、第５図（ａｔ、（ｂｌ
はそれぞれ第４図のＶ矢視部のプレス加工動作説明用断
面図である。

第４図に示すようにペース３４上に立設されたコラム３
５の水平突出部３６の先端にソレノイド３７が取り付け
られている。ペース３４上にはダイセット８の連設部７
を取り外し可能に取り付け、マンドレル２の上端にはソ
レノイド３７のソレノイド軸３８との間に介在する鋼球
３９を支持させ。

プーリー１４とＶ字状軸受４との間に引っ張りばね４０
を介在させ、この引っばりばね４０の弾性によりマンド
レル２．キャピラリ３および微細パンチ１等のプレス加
工後の引き上げ力を増すために上方へ加圧している。

そして、上記のように放電加工したダイ５′の裏面を上
向きにしてその基準側面１８を取り付け台６０基準側面
１０に合わせて取り付ける（第１図参照）。なお、ダイ
穴３３のテーパを無視することができる場合には裏返す
必要はない。いずれにしてもダイ５′は上記のように基
準側面１８を取り付け台６の基準側面１０に合わせて取
り付けるので、ダイ穴３３と微細パンチ１の軸芯を一致
させることができる。上記ダイ５′上に第５図（ａｌに
示すように被プレス加工材４１をストリッツく−１２に
よりセットする。このようにセットした後、ソレノイド
３７を駆動してソレノイド軸３８を下降させ、マンビレ
２．キヤピラリ３および微細）くフチ１等を急速に下降
させることにより、第５図（ｂｌに示すように被プレス
加工材４１にプレス加工を行うことができる。

なお、上記実施例では、プレス駆動源にソレノイド３７
を用いた場合について説明したが、プレス駆動源はプレ
ス動作の種類によって最適に選択すればよい。また、微
細パンチ１はあらかじめ加工することなく１本発明のダ
イセット８を用いてワイヤ放電研削法等により加工して
もよく、ワイヤ放電研削法を用いると高精度な成形が可
能である。また、ストリッパー１２の穴加工もタイ穴加
工と同様に放電加工することも可能である０また、マン
ドレル２をＶ字状軸受４に固定することにより、ダイ材
５に非円形のダイ穴を形成することも可能である。

このように上記実施例によれば、微細パンチ１を取り付
けたマンドレル２をＶ字状軸受４に支持した状態でモー
タ１３の駆動により高速回転させることができ、しかも
、放電加工油２９を満たした加工槽１９内で放電加工を
行うことができるので、微細パンチ１によりダイ穴３３
の高精度な放電加工が可能となる。また、微細パンチ１
およびマンドレル２をＶ字状軸受４より外しても再びＶ
字状軸受４に高精度位置に支持することができ、しかも
、Ｖ字状軸受４と取り付け台６を連設部７により一体的
に構成しているので、プレス加工時の精密なりリアラン
ス管理を実現することができる。

発明の効果以上述べたように本発明によれば、微細パンチを回転可
能に支持する支持手段と、ダイ材の取り付け部が一体的
に構成されているので、これを放電加工装置に組み込む
ことにより、微細パンチによりダイ材に放電加工するこ
とができ、したがって、微細プレスに必要なダイの加工
を高精度に実現することができる。また、放電加工後、
プレス加工装置に組み込むことにより、上記微細パンチ
とダイによりダイ上の被プレス加工材に微細穴をプレス
加工することができ、このとき、上記のように微細パン
チの支持手段とダイの取り付け部が一体的に構成されて
いるので、微細パンチとダイのプレス加工時のクリアラ
ンスの管理を精密に行うことができ、したがって、微細
穴プレス加工の高精度化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｔ、（ｂｌは本発明の一実施例における微細
穴プレス加工用ダイセットを示し、同図（ａｔは一部破
断側面図、同図（ｂｌは同図（ａｔのＩｂ−Ｉｂ矢矢視
折断面図第２図は本発明実施例のダイセットを用いてダ
イ穴加工装置を構成した一部破断側面図。第３図（ａｌ、（ｂｌはそれぞれダイ穴加工動作説明用
断面図、第４図は本発明実施例のダイセットを用いてプ
レス加工装置を構成した一部破断側面図、第５図（ａ）
、（ｂｌはそれぞれ第４図のＶ矢視部のプレス加工動作
説明用断面図、第６図は従来の微細穴プレス加工装置を
示す一部破断側面図である。１・・・微細パンチ、２・・・マンドレル、４・・・Ｖ
字状軸受、５　・ダイ材、５′・・・ダイ、６・・・取
り付け台。７・・・連設部、８・・・ダイセット、１０・・・基準
側面、１２・・・ストリッパー　１３・・・モータ、１
８・・・基準側面、１９・・・加工槽、２６・・・モー
タ、３１・・放電回路、３３・・・ダイ穴、３７・・・
ソレノイド、４１・・・被プレス加工材。代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名第図（ｂ）第図錫　　ａ図＼１５Ｊｕ（ｆｌ’Ｊ牙ム錦口

Claims

【特許請求の範囲】

（１）微細パンチを回転可能に支持する支持手段と、上
記微細パンチを電極としてダイ穴の放電加工が行われ、
放電加工後、上記微細パンチと協力して被プレス加工材
にプレス加工を行うダイ材を固定状態に取り付ける取り
付け部とを一体的に具備した微細穴プレス加工用ダイセ
ット。
（２）微細パンチの支持手段が微細パンチを取り付けた
マンドレルを回転可能に支持するＶ字状軸受を有する請
求項１記載の微細穴プレス加工用ダイセット。
（３）ダイ材の取り付け部に非導電性のセラミック材料
を用いた請求項１または２記載の微細穴プレス加工用ダ
イセット。
（４）ダイ材が直方体の板形状であり、ダイ穴の放電加
工側の面およびその裏面の平行度、ならびに側面の真直
度が高精度に設定され、上記側面を基準として取り付け
部に固定状態に取り付けられる請求項１ないし３のいず
れかに記載の微細穴プレス加工用ダイセット。