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発明の名称 セラミック穿孔装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−180737
公開日 平成10年(1998)7月7日
出願番号 特願平8−346377
出願日 平成8年(1996)12月25日
代理人
発明者 外川 正次
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 貫通孔を有する下パンチと、該貫通孔内に挿入されるピンが植設された上パンチとから成り、下パンチと上パンチとの間に未焼成セラミック体を配置するとともに、上パンチのピンを下パンチの貫通孔内に挿入させることによって未焼成セラミック体に孔を穿設するセラミック穿孔装置であって、前記上パンチに植設するピンの基部に樹脂体を固着したことを特徴とするセラミック穿孔装置。
【請求項2】 前記樹脂体はロックウェル硬さでR60〜R125の樹脂材料から成ることを特徴とする請求項1に記載のセラミック穿孔装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は未焼成セラミック体に孔を穿設するセラミック穿孔装置に関し、特に上パンチに植設されるピンの信頼性を向上させたセラミック穿孔装置に関する。
【0002】
【従来の技術とその課題】従来、未焼成セラミック体に孔を穿設する場合、いわゆる打ち抜き金型装置が一般に使用される。これは、通常、打ち抜きピンが植設された上パンチと、打ち抜きピンの外径に対応した径を有する下パンチとから構成されており、上パンチと下パンチとの間に、未焼成セラミック体を配置させ、上パンチの打ち抜きピンが下パンチの貫通孔内に挿入されるまで上パンチを移動させることにより、未焼成セラミック体に所望の孔を穿設させるものである。
【0003】このような打ち抜き金型装置において、上パンチに植設された打ち抜きピンは、タングステンやその合金等の硬質の金属材料の一体ものから成り、射出成形法によりワイヤーに成形し、このワイヤーの一部表面を切削加工して得られた、例えば図7に示すような打ち抜きピン50が知られている。
【0004】この打ち抜きピン50は、未焼成セラミック体に穿孔を行う領域50aを細くし、上パンチに植設させる領域50bを太くして、径が変化する段差部50cを利用することにより、上パンチに形成された貫通孔の段部に容易に保持可能としている。そして、このような打ち抜きピン50は、上パンチに植設する際に容易かつ迅速に行うことができ、交換作業もきわめて容易に行えるといった利点を有している。
【0005】しかしながら、このような打ち抜きピン50は穿孔を行う領域の径が小さくなるほど加工が非常に困難となり、これにより製作コストがかかる上、未焼成セラミック体に繰り返し孔を穿設させると、打ち抜きピン50の段差部50cにおいて繰り返し応力による破断が生じやすいといった問題があった。また、このような打ち抜きピン50の形状は、その作製時や上パンチへの穿孔装置のメンテナンス等において、打ち抜きピン50を上パンチに植設する際に応力が加わって歪むことがあり、その際に容易に破断することがあった。
【0006】そこで、本発明は上述のような従来の諸問題を解消し、長期間にわたって未焼成セラミック体に良好に穿設が可能で、打ち抜きピンの作製時、上パンチへの植設時、メンテナンス時等においても打ち抜きピンが破断しにくい、信頼性の非常に優れたセラミック穿孔装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるために、本発明のセラミック穿孔装置は、貫通孔を有する下パンチと、該貫通孔内に挿入されるピンが植設された上パンチとから成り、下パンチと上パンチの間に未焼成セラミック体を配置するとともに、上パンチのピンを下パンチの貫通孔内に挿入させることによって未焼成セラミック体に孔を穿設するセラミック穿孔装置であって、上パンチに植設されたピンの基部外周を樹脂体で覆い固着せしめたことを特徴とする。
【0008】また、このような樹脂体でピンの基部を覆うことにより、上パンチにピンを植設させるための挿入孔に段差を設ければ、この挿入孔に容易かつ迅速に植設が可能となる。さらに、ピンの基部外周を空気に対してシーリングすることも可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明に係る一実施例を詳細に説明する。図1に示すように、未焼成セラミック体Wに所望の孔を穿設するために、セラミック穿孔装置Sは、打ち抜きピン(以下、ピンという)1が多数植設された上パンチ2及び下パンチ(ダイ)3とで主に構成され、上パンチ2と下パンチ3との間に配置した未焼成セラミック体Wに所望の孔を穿設するようにしている。なお、図1では簡単のため一つのピン1が植設されている様子を示している。
【0010】上パンチ2は、ピン1を植設させるピンプレート4、ピン1が穿孔する際にピン1の一端側を支持するために、ピンプレート4の上に載置される支持プレート5、支持プレートの上に配設されるバックプレート6、及びピン1をガイドしバネ8及びつりボルト9で連結されたピンガイド7から主に構成されている。ここで、ピンプレート4はピン1を挿入し、支持するために段差が形成された挿入孔4aが設けられている。また、ピンガイド7にはピン1の下部分が挿入される挿入孔7aが設けられている。
【0011】下パンチ3は、上パンチ2のピン1が挿入される多数の貫通孔3aが形成されており、上パンチ2のピンのガイド孔として機能する。
【0012】このようにして構成されたセラミック穿孔装置Sは、上パンチ2が下パンチ3の上に配置された未焼成セラミック体W側に下降し、所定の位置で上パンチ2を停止させ、しかる後にピンプレート4はバネ8の付勢力に抗して下パンチ3側に下りて、未焼成セラミックWの所望の箇所に孔を穿つのである。
【0013】次に、上パンチ2に植設されるピン1の態様について詳細に説明する。図2に示すように、ピン1は例えば全体的に一様な外径を有した細長の柱状を成し、タングステンを主成分とする超硬合金(例えば、W−Co合金)から成るものである。また、ピン1の略上半分(基部外周)1bはピンプレート4の挿入孔4aの段差部に保持されるため、及びピン1の抗折性を高めるために、樹脂体10でピン1の基部外周を固着させている。この樹脂体10は成形モールド機にピンをセットして樹脂を注入してモールドを行う、いわゆるインサートモールド成形により形成したものである。
【0014】このように、ピン1をタングステンを主成分とする超硬合金とし、ピン1の外周を樹脂体10で固着させるのは、ピンが振動等の力を受けても吸収しピン1が破断することが極力防止されるためであるが、この樹脂としては、ロックウェル硬さでR125以下のポリアミド、ポリフェニレンスルファイド、もしくはエポキシ樹脂等を主成分とすると効果的である。ただし、弾性等を考慮するとポリウレタンより硬い樹脂、すなわちロックウェル硬さでR60以上が要求される。なお、ピン1の上端部1aは後記するように樹脂体10から突出させている。
【0015】このような態様のピン1を支持プレート5を外したピンプレート4の挿入孔4aに挿入して植設を行うのであるが、図4(a)に示すように、ピン1の外周を覆っている樹脂体10の下端部10aはピンプレート4の挿入孔4aに形成された段差部4bに係止している。
【0016】一方、図4(b)に示すように、ピン1の上端部1aは樹脂体10からやや突出させており、この上端部1aはピン1の穿孔の際に支持プレート5の下面5aに完全に接し、支持プレート5を上方へ持ち上げる力が発生する。
【0017】したがって、このようなピン1をピンプレート4の段差部を有した挿入孔4に挿入・支持すれば、上パンチ2の穿孔の際にはピン1の上端部1aと支持プレート5との間で応力が発生するが、樹脂体10と支持プレート5との間には応力の発生はない。また、穿孔を終え上パンチ2が上方へ移動する際にはピンプレート4の挿入孔4aの段差部4bと樹脂体10の下端部10aとの間でごく弱い応力が発生するだけなので、ピン1を長持ちさせることができる。
【0018】次に、本発明のセラミック穿孔装置Sのピン1が従来のセラミック穿孔装置のピン50に比して抗折性が著しく向上した点について説明する。それぞれのピンの先端を基台に押しつけてゆき、真っ直ぐな場合のピンの軸線とピンを曲げたときのピン先端の中心から樹脂体10の下端(もしくはピンの径が変化する段差部50c)までの直線との成す角度がどのようなときに破断するかについて比較したところ、従来のピンでは、図5に示すようにピン50の軸線とほぼ10°の角度でピン50の段差部50cにおいて破断が生じた。
【0019】一方、図6に示すように、本発明に係るピン1はその軸線とほぼ25°になるまでは破断が生じず、従来のピンよりかなり湾曲させなければ破断しないことが判明した。なお、本発明に係るピン1が破断する場合は、樹脂体10の下端より若干上側で破断が生じた。
【0020】なお、ピン、ピンを覆う樹脂体は、上記実施例の材質に限定されるものではないく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更実施が可能である。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のセラミック穿孔装置によれば長期間にわたって未焼成セラミック体に良好に穿設が可能で、上パンチに植設させるピンの作製時、ピンの上パンチへの植設時、及び上パンチ等のメンテナンス時等においても、ピンが不用意に破断しにくく、従来より信頼性の非常に優れたセラミック穿孔装置を提供することが可能である。
【0022】また、同一径のピンの外周に樹脂体で覆うようにしたので、従来のように切削加工等の加工を不要とし、きわめて容易かつ迅速にピンを作製することが可能となる。
【0023】また、特にピンをタングステンを主成分とする超硬合金とし、ピンの基部外周を樹脂体で固着させることによりピンが振動等の力を受けても、その振動を好適に吸収するのでピンが破断することが極力防止される。




 

 


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