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微細穴の加工方法 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P09A014869
掲載日 2009年12月4日
出願番号 特願2007-219162
公開番号 特開2009-050883
登録番号 特許第5120839号
出願日 平成19年8月27日(2007.8.27)
公開日 平成21年3月12日(2009.3.12)
登録日 平成24年11月2日(2012.11.2)
発明者
  • 広田健治
出願人
  • 国立大学法人九州工業大学
発明の名称 微細穴の加工方法 コモンズ 新技術説明会
発明の概要

【課題】
厚みの薄い板材や管材に、微細な穴をプレスせん断加工で生じるようなバリや破断等の欠陥を生じることなく付与できる加工方法を提供すること。
【解決手段】
被加工材の表面に圧痕を成形し、その裏面側をエッチングにより溶解除去して貫通させることで、圧痕底部の断面と同形状の微細な穴をバリや破断等を生じることなく被加工材に与える。第二工程では圧痕を成形した側の面をエッチング液に対して不溶性の被覆材で覆うことが望ましい。圧痕形状を線状にすることでスリット穴や櫛歯形状の加工も可能となる。また、穴形状と同じ断面を有する平行部を突起工具の先端に与えることで、溶解量の誤差による穴径の誤差を低減することができる。
【選択図】図2

従来技術、競合技術の概要


微細な穴は液体の噴射ノズルやフィルタなどに利用されており、微細精密化が求められている。従来技術としてコストと生産性の観点からプレスせん断加工が多く用いられているが、穴が微細になるほどパンチが細くなり折損しやすくなるほか、加工面には破断面やバリが生じる。また、均一なクリアランスを維持して嵌合しあうパンチとダイが必要となり、対象が微細になるほど金型の製作とパンチとダイの芯合わせ作業が難しくなる。



また、エンボス加工により穴形状に沿って一方の面に凹みを、反対側の面に隆起を生じさせ、隆起した部分を機械的に研磨することにより除去し凹み部分を貫通させて微細な穴をあける方法(特許文献1)がある。この方法では第一工程でエンボス加工、第二工程で機械的研磨を用いているのに対し、本発明では第一工程では圧印加工、第二工程では化学的なエッチングを用いている。その効果として、第一工程においてエンボス加工ではプレスせん断加工と同様にパンチ以外にダイの製作と芯合わせ作業が必要となるのに対し、圧印加工では裏面側は平坦な工具でよいためパンチとの芯合わせが不要となる。第二工程に関して、機械的な研磨では研磨方向にバリが生じて穴がバリでふさがれてしまう。このためバリを破る工程が必要となり、専用のパンチの製作と芯合わせ作業が別途必要となる。化学的なエッチングではこうした問題が解決される。



本発明に先行して、発明者は金属薄板に対して切断輪郭に沿って板厚の薄い部分を成形し、該部分を化学的な溶解により除去して分離を達成することで、破断やバリを生じることなく精密に輪郭を分離する方法(特許文献2)を発明している。上記発明と本発明は、ともにプレス加工により与えた最薄部をエッチングにより消失させるものであるが、目的により重視する技術的要素が異なる。すなわち、前記発明では輪郭形状を精密に分離することを目的としており、最薄部分は分離する輪郭に沿って平滑に深い圧痕や段差を与えることがポイントとなり、最薄部は分離する輪郭に沿って単純に消失させればよい。これに対して、本発明では最薄部が消失した後にできる形状を穴として利用する。このため、最薄部の断面形状や最薄部が消失してからのエッチング量が加工精度に影響し、それらを適切にコントロールすることがポイントとなる。

【特許文献1】特開2000-107948号公報

【特許文献2】特開2007-61992号公報

産業上の利用分野


本発明は、金属の板材や管材への穴あけ加工に関するものであって、特に板や管の厚さが薄い場合において所望の形状の微細な穴を破断やバリなどの欠陥を生じることなく精密に加工する方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
金属の板材や管材に所望形状の微細な穴を加工する方法において、錐状の先端または角柱の稜線を頂部とする突起工具を平坦な支持工具と板押さえの間で挟持されている被加工材表面に、被加工材の厚さの60~90%押し込むことで、それぞれ点状圧痕または線状圧痕を成形する第一工程、及び、成形された圧痕の裏側表面をエッチングにより化学的に溶解除去する第二工程により、圧痕底部の断面と同形状の微細な穴または細長いスリット穴を被加工材に与える微細穴加工方法。

【請求項2】
第二工程において圧痕を成形した面をエッチング液に対して不溶性の被覆材で覆うことを特徴とする請求項1に記載の微細穴加工方法。

【請求項3】
突起工具の錐状の先端または角柱の稜線が、目標とする穴形状と同じ断面形状で、穴の径またはスリット穴の幅と同程度高さの平行突出部を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の微細穴加工方法。
産業区分
  • 加工
  • 表面処理
  • 切削
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007219162thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
詳細は、下記「問合せ先」まで直接お問い合わせください。


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