JP2002103293A - 合成樹脂材の切断型及び切断方法 - Google Patents
合成樹脂材の切断型及び切断方法Info
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Abstract
げの発生を防止でき、滑らかで良好な切断面を得ること
ができる切断型及び及び切断方法を提供する。 【解決手段】 切断型は、刃物5,6が上型基板3の下
面と下型基板4の上面から突出して対向配置し、上下の
各刃物の両側面に刃物の突出高さよりも厚い厚さの弾性
体15,16,17,18が配置している。上型1の弾
性体15,16の下面と刃物5の刃先との距離をDU、
下型2の弾性体17,18の上面と刃物6の刃先との距
離をDLとしたとき、DU=DLで、弾性体の硬度は全
て等しくされている。刃物の側面と左右の弾性体との隙
間はそれぞれ0.1〜2mmとする。また、刃先の打ち
込み深さが、被切断物の厚さをTとすると、(T/2−
0.15)mm〜(T/2−0.05)mmであり、上
下の刃物の対向する刃先の横方向のずれ量は0.1mm
以下とする。
Description
用合成樹脂板等を所望の形状に切断する合成樹脂材の切
断型及び切断方法に関する。
合成樹脂板は素材メーカが押出しなどによって製造した
規格寸法の板素材を製品形状に応じた寸法に丸鋸やバン
ドソーなどで切断し、2次加工を行っている。この工程
では、 (1)耳部や切屑が発生するため、素材の重量歩留まり
が低い。 (2)素材にゴムの添加量が多いため、切断面にひげ状
のゴムのかす(以下、ひげという。)が発生し、切断面の
粗さが粗くなる。又、ひげの付着により、品質に影響を
与える。 (3)切断速度を速くすると割れや欠けが発生するの
で、切削速度を速くできず、生産性が低い。 (4)リサイクル不可能な切屑が大量に発生する。 などの不都合がある。
形状に形成した切断刃と、この切断刃の周囲に弾性体を
配設した上型及び下型を用い、上下型の間に樹脂板を置
いて、樹脂板の上下面に切断刃を打込み、切断する技術
が提案されている(特開平7−285099号)。この
技術は、超硬合金等で形成した刃を備え、上下型を鋼等
で形成した高価な打抜き型に利用されている。又、この
発明においては、比較的薄板で軟質な材料を切断する場
合に、被切断物に引張応力を加えて切断することが有効
であることは述べておらず、弾性体の配置や形状につい
ての詳細な説明も見られない。
を液晶ディスプレー用合成樹脂板(ゴムの添加量30〜
50%)に適用して、切断試験を実施したところ、以下
の事項が明らかになった。 (1)切断面は上刃食い込み部、クラック部、及び下刃
食い込み部からなる。 (2)ゴムの添加量が多く、薄い合成樹脂板を切断する
際には、被切断物を水平に保ち、切断面に垂直な方向に
引張応力を加えながら切断しないと、切断面にひげが発
生する。 (3)合成樹脂へのゴムの添加量が増加すると、割れ、
欠け等の欠陥が発生しにくくなるが、ひげの発生量が多
くなる。 (4)切断刃の刃先が鋭利なうちはクラック部の表面は
滑らかであるが、刃先が鈍くなるとクラック部の表面は
粗くなる。 (5)切断刃の打ち込み深さ、弾性体の硬度、厚み等の
切断条件により、クラック部の表面の粗さが大きく変化
する。又、ひげの発生も大きく変化する。 (6)上下の刃物の刃先の横方向のずれが0.1mmを
越えると、ひげが発生する。 そして、上記技術によると、切断刃の刃先の摩耗・損傷
が比較的早期に発生するので、滑らかな切断面を得るに
は、頻繁な切断刃の交換が必要である。又、合成樹脂へ
のゴムの添加量や板厚の変化により、得られる切断面粗
さやひげの発生割合が大きく変化する。
あり、合成樹脂材の切断において、割れ、欠け、ひげの
発生を防止でき、滑らかで良好な切断面を得ることがで
きる切断型及び及び切断方法を提供することを課題とす
る。
に、本発明は次の解決手段を採る。すなわち、本発明の
合成樹脂材の切断型は、刃物が上型基板の下面と下型基
板の上面から突出して対向配置され、前記上下の各刃物
の両側面に刃物よりも突出して弾性体が配置されている
切断型において、切断時、上下の刃物の刃先が被切断物
に同時に接触すると共に、上下の弾性体が被切断物に与
える垂直方向の押圧力が等しく、左右の弾性体が被切断
物に与える水平方向の力が刃物と反対方向を向くことを
特徴とする。
時に接触すると共に、上下の弾性体が被切断物に与える
垂直方向の押圧力が等しくするには、上型の弾性体の下
面と刃物の刃先との距離をDU、下型の弾性体の上面と
刃物の刃先との距離をDLとしたとき、上型の弾性体を
DUだけ圧縮する力の大きさ=下型の弾性体をDLだけ
圧縮する力の大きさとなるように構成すればよい。
平方向の力が刃物と反対方向を向くようにするには、刃
物と左右の弾性体との隙間を狭くすることにより実現で
きる。これは、切断時、弾性体は刃物と反対方向により
大きく膨張し、又、弾性体と基板は固定されていること
から、刃物と反対側の側面が被切断物側が厚くなるよう
に傾斜し、刃物と最も遠い位置に被切断物から離れる方
向に曲げモーメントが働くことによる。刃物と弾性体と
の隙間を0.1〜2.0mmとするのが好ましい。狭す
ぎると刃物に変形を与える場合があり、広すぎると弾性
体の刃物と反対方向への座屈、膨張が小さくなり、良好
な切断面を得ることができず、また、被切断物を変形さ
せる場合がある。なお、後述するように、弾性体を所定
の構造に形成することによっても実現できる。
しい。硬度が低すぎると、被切断物の上下を均一な力で
押圧できず、ひげが発生したり、切断面の粗さが粗くな
り、切断面に段差や凹凸を生じる不都合がある。硬度が
高すぎると、被切断物に傷を付ける場合がある。なお、
硬度はJIS K6301に記載されているスプリング
式硬さ試験による硬度であり、数値は硬さ試験機の目盛
値である。
左右の弾性体が被切断物に与える水平方向の力が刃物と
反対方向を向くようにするには、次のいずれかの構成を
採用するのがより好ましい。 (1)弾性体の被切断物側における端面を傾斜させ、圧
縮方向の厚さを刃物と反対側で厚くする。 (2)弾性体の刃物と反対側における側面を傾斜させ、
圧縮方向と垂直な方向の厚さを被切断物側で厚くする。 (3)弾性体の刃物と反対側における側面に凹部を形成
する。 (4)弾性体が、圧縮方向と垂直方向において硬度が相
違している少なくとも2層構造を有しており、刃物側に
近い部分の弾性体の硬度を遠い部分の弾性体の硬度より
も高くする。
与えるには、弾性体と被切断物との間の摩擦係数は0.
2以上が好ましい。弾性体の材質としてはウレタンゴ
ム、クロロプレンゴム、天然ゴムなどを用いるのが好ま
しい。
上記の切断型を使用する合成樹脂材の切断方法であっ
て、刃先の打ち込み深さが、被切断物の厚さをTとする
と、(T/2−0.15)mm〜(T/2−0.05)
mmであり、上下の刃物の対向する刃先の横方向のずれ
量が0.1mm以下であることを特徴とする。
部分が生じたり、ひげが発生したりすることがある。大
きすぎると刃先の寿命を短くする。対向する刃物の刃先
の横方向のずれ量が0.1mmを越えると、ひげが発生
し、切断面の粗さが粗くなり、切断面に段差や凹凸を生
じる不都合がある。
1〜図3により説明する。なお、図は位置決め孔などは
省略して描かれており、刃物と弾性体の関係を図示して
いる。
型1及び下型2を形成する上型基板3及び下型基板4の
材料は、Al合金製である。本実施形態の切断型は、板
材を端から短冊状に切断するものであり、真直ぐな帯状
刃物5,6を備えている。
刃物5,6が圧入される刃物圧入部7,8を有してい
る。上型基板3の刃物圧入部7は、一直線上に間隔をお
いて配置する複数個のスリット状の貫通孔9と、貫通孔
9間の基板3の下面に形成されている溝10とで構成さ
れている。貫通孔9と溝10は基板3に垂直に形成さ
れ、同じ圧入幅を有している。下型基板4の刃物圧入部
8は、上型基板3の刃物圧入部7に対向する位置に、上
型基板3の刃物圧入部7と同じ構造、大きさの貫通孔1
1と溝12とで構成されている。なお、溝12は下型基
板4の上面に形成されている。
物5,6は、紙、シート、ゴム等を切断するトムソン刃
等を用いることができる。各刃物5,6は、それぞれ上
型基板3及び下型基板4の刃物圧入部7,8と略同じ大
きさの帯状刃物であり、刃先角度は一般的に30〜55
度である。刃先角度が小さいほど、厚板の切断に適して
いるが、刃先の寿命が短くなる。上型基板3及び下型基
板4の刃物圧入部7,8の貫通孔9,11と溝10,1
2の幅は、刃物5,6の厚さよりやや小さく(1/10
0〜3/100mm)すると、各刃物5,6がそれぞれ
上型基板3及び下型基板4に確実に固定され、刃先の位
置精度を向上できる。
基板3及び下型基板4の厚さよりも長い長さを有してお
り、刃先と反対側の端部には複数個所に矩形形状の切欠
き13,14を有している。各切欠き13,14は上型
基板3及び下型基板4に形成されている各刃物圧入部
7,8の溝10,12位置に対応して形成されている。
したがって、各刃物5,6がそれぞれ上型基板3及び下
型基板4の各刃物圧入部7,8に圧入固定された状態で
は、刃物5,6の切欠き13,14部が刃物圧入部7,
8の溝10,12部に圧入されており、切欠き13,1
4の形成されていない部分が刃物圧入部7,8の貫通孔
9,11に圧入されている。この際、各刃物5,6の刃
先と反対側の端面が上型基板3及び下型基板4の端面と
面一になるように固定されることによって、各刃物5,
6の上下方向の位置決めが行われ、各刃物5,6の刃先
はそれぞれ上型基板3及び下型基板4から所定長さ突出
して配置される。
刃物5,6の刃先の突出高さは、2.5〜6.0mmの
範囲とする。刃物5,6の突出高さが高すぎると、刃先
の位置精度が低下する。しかし、突出高さが小さすぎる
と、被切断物を位置決めするガイドピンや後述する弾性
体等の構成に不自由を生じる。より好ましい突出高さは
3.0〜5.0mmである。
大きさの弾性体15,16が刃物5の両側面に配置固定
されている。刃物5の側面と左右の弾性体15,16と
の隙間はそれぞれ0.1〜2.0mmである。弾性体1
5,16は、矩形の板形状をなし、ゴム製スポンジ等の
弾性材から形成されており、刃物5の突出高さより少し
厚い厚さを有している。下型基板4にも、その上面に、
同一形状、同一の大きさの弾性体17,18が刃物6の
両側面に配置固定されている。刃物6の側面と左右の弾
性体17,18との隙間はそれぞれ0.1〜2.0mm
である。弾性体17,18は、矩形の板形状をなし、ゴ
ム製スポンジ等の弾性材から形成されており、刃物6の
突出高さより少し厚い厚さを有している。各弾性体1
5,16,17,18の硬度は35〜70の範囲にあ
る。そして、上型1の弾性体15,16の下面と刃物5
の刃先との距離をDU、下型2の弾性体17,18の上
面と刃物6の刃先との距離をDLとしたとき、上型1の
弾性体15,16をDUだけ圧縮する力の大きさ=下型
2の弾性体17,18をDLだけ圧縮する力の大きさと
なるように構成されている。本実施形態においては、上
記関係を満たすために、各弾性体15,16,17,1
8の硬度は全て等しくされており、また、DU=DLで
ある。
の間に描かれている板材20は、ゴム添加量が30〜5
0%の合成樹脂板からなる被切断物を示している。
断する方法を説明する。
油圧プレス機にセットする。セットした切断型の上型1
と下型2との間に、合成樹脂板20を置き、対向する刃
物5,6の刃先を被切断物の上下面に打込む。
は圧縮されて、板材20を上下から均一に押圧し、上下
の弾性体15,16,17,18が板材20に与える垂
直方向の押圧力は等しい。また、弾性体15,16,1
7,18は圧縮する際、刃物5,6と反対方向に座屈、
膨張するため、左右の弾性体15,16,17,18が
板材20に与える水平方向の力が刃物5,6と反対方向
を向くので、板材20には切断面に垂直な引張応力が作
用する。そして、上型1の弾性体15,16をDUだけ
圧縮する力の大きさ=下型2の弾性体17,18をDL
だけ圧縮する力の大きさの関係があるので、上型1の刃
物5の刃先と下型2の刃物6の刃先が板材20に同時に
接触する。そして、更に、プレスされると、上下の刃物
5,6の刃先が板材20に打ち込まれ、上下の刃物5,
6の刃先から、板材20の板厚の中央に向かって脆性破
壊が起き、板材20が所定の形状に切断される。
50%)板材20の場合、切断時、上下の刃物5,6の
刃先が板材20に同時に接触すると共に、上下の弾性体
15,16,17,18が板材20に与える垂直方向の
押圧力が等しく、左右の弾性体15,16,17,18
が板材20に与える水平方向の力が刃物と反対方向を向
き、板材20の切断面に垂直な引張応力を作用させた状
態で刃先が打ち込まれることにより、クラックが連続的
に発生し、滑らかで良好な切断面が得られる。
さは、板材20の厚さをTとすると、(T/2−0.1
5)mm〜(T/2−0.05)mmとする。対向する
刃物5,6の刃先の横方向のずれ量は0.1mm以下と
する。また、打込み速度が大きい方が若干切断面性状が
良好となる傾向が認められる。しかし、被切断物の板厚
が0.5〜5mmの範囲であれば、通常の機械式プレス
機あるいはこれより低速の油圧プレス機のプレス速度の
範囲で切断可能であり、良好な切断面が得られる。板圧
が0.5mm未満であると被切断物に変形が発生するこ
とがあり、5mmを越えると、切断できなかったり、切
断面が粗くなる場合がある。より好ましい板厚は0.8
〜3mmである。
切断材は圧縮されていた弾性体15,16,17,18
の元の形への復帰力によって刃物5,6の刃先から離脱
され、下型2の弾性体17,18上に載置される。
込み部、クラック部、及び下型2の刃物6の食い込み部
の順に並んでおり、上型1の刃物5の食い込み部の長さ
が下型2の刃物6の食い込み部の長さと等しい。
いる。本実施形態2と上記実施形態1とは弾性体の構成
が相違しているだけで、他の構成は同じである。本実施
形態2の弾性体は、上型1及び下型2の弾性体15,1
6,17,18の板材20側における端面15a,16
a,17a,18aが傾斜しており、圧縮方向の厚さが
刃物5,6と反対側で厚くなっている。端面15a,1
6a,17a,18aの傾斜角度は1〜10度である。
そして、上型1の弾性体15,16の下面と刃物5の刃
先との距離をDU、下型2の弾性体17,18の上面と
刃物6の刃先との距離をDLとしたとき、上型1の弾性
体15,16をDUだけ圧縮する力の大きさ=下型2の
弾性体17,18をDLだけ圧縮する力の大きさとなる
ように構成されており、本実施形態においては、上記関
係を満たすために、各弾性体15,16,17,18の
硬度は35〜70の範囲で、全て等しくされ、また、D
U=DLである。
6,17,18が板材20を押圧する際、弾性体15,
16,17,18は刃物5,6側よりも刃物5,6と反
対側部分がより圧縮されるので、刃物5,6と反対方向
に座屈、膨張し易くなる。そのため、板材20の切断面
に垂直な引張応力が強く働き、より滑らかで良好な切断
面が得られる。また、上型1と下型2の刃物5,6の打
ち込み深さが小さくて切断できるため、刃物5,6の寿
命を長くできる。
6と反対方向に座屈、膨張し易くなるための別の手段を
図5、図6、及び図7に示す。図5、図6、及び図7に
おいて、上型1の弾性体15,16の下面と刃物5の刃
先との距離をDU、下型2の弾性体17,18の上面と
刃物6の刃先との距離をDLとしたとき、上型1の弾性
体15,16をDUだけ圧縮する力の大きさ=下型2の
弾性体17,18をDLだけ圧縮する力の大きさとなる
ように構成されており、上記関係を満たすために、各弾
性体15,16,17,18の硬度は35〜70の範囲
で、全て等しくされ、また、DU=DLである。
16,17,18の刃物5,6と反対側における側面1
5b,16b,17b,18bが傾斜しており、圧縮方
向と垂直な方向の厚さが板材20側で厚くなっている。
側面15b,16b,17b,18bの傾斜角度は1〜
10度である。
16,17,18の刃物5,6と反対側における側面1
5b,16b,17b,18bに凹部19が形成されて
いる。凹部19は例えば円弧状凹部で、その半径は例え
ば5mmとされる。
16,17,18が、圧縮方向と垂直方向において硬度
が相違している2層構造を有しており、刃物側に近い部
分の弾性体15A,16A,17A,18Aの硬度(硬
度:50)が遠い部分の弾性体15B,16B,17
B,18Bの硬度(硬度:35)よりも高くされてい
る。
が0.5〜5mmの範囲で、材質がMBS(メタアクリ
ル ブタジエン スチレン共重合樹脂)等のゴム添加量
が30〜50%の範囲の種々の合成樹脂板の切断試験を
行ったところ、安価なトムソン刃を用いているにもかか
わらず、2万回の切断後も良好な切断面が得られ、本発
明の効果が確認された。
断方法によれば、ゴムの添加量の多い比較的軟質な合成
樹脂材の切断において、割れ、欠け、ひげの発生を防止
でき、滑らかで良好な切断面が得られ、切断刃の寿命も
長くできる。
る。
断面図である。
する断面図である。
する断面図である。
する断面図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 刃物が上型基板の下面と下型基板の上面
から突出して対向配置され、前記上下の各刃物の両側面
に刃物よりも突出して弾性体が配置されている切断型に
おいて、 切断時、上下の刃物の刃先が被切断物に同時に接触する
と共に、上下の弾性体が被切断物に与える垂直方向の押
圧力が等しく、左右の弾性体が被切断物に与える水平方
向の力が刃物と反対方向を向くことを特徴とする合成樹
脂材の切断型。 - 【請求項2】 刃物がトムソン刃であることを特徴とす
る請求項1記載の合成樹脂材の切断型。 - 【請求項3】 刃物と弾性体との隙間が0.1〜2.0
mmであることを特徴とする請求項1又は2記載の合成
樹脂材の切断型。 - 【請求項4】 弾性体の硬度が35〜70であることを
特徴とする請求項1,2又は3記載の合成樹脂材の切断
型。 - 【請求項5】 切断時、弾性体の被切断物側における刃
物と最も遠い位置に被切断物から離れる方向に曲げモー
メントが働くことを特徴とする請求項1〜4のいずれか
に記載の合成樹脂材の切断型。 - 【請求項6】 弾性体の被切断物側における端面が傾斜
しており、圧縮方向の厚さが刃物と反対側で厚くなって
いることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の
合成樹脂材の切断型。 - 【請求項7】 弾性体の刃物と反対側における側面が傾
斜しており、圧縮方向と垂直な方向の厚さが被切断物側
で厚くなっていることを特徴とする請求項1〜4のいず
れかに記載の合成樹脂材の切断型。 - 【請求項8】 弾性体の刃物と反対側における側面に凹
部が形成されていることを特徴とする請求項1〜4のい
ずれかに記載の合成樹脂材の切断型。 - 【請求項9】 弾性体が、圧縮方向と垂直方向において
硬度が相違している少なくとも2層構造を有しており、
刃物側に近い部分の弾性体の硬度が遠い部分の弾性体の
硬度よりも高いことを特徴とする請求項1〜4のいずれ
かに記載の合成樹脂材の切断型。 - 【請求項10】 請求項1〜9のいずれかに記載の合成
樹脂材の切断型を使用する合成樹脂材の切断方法であっ
て、 刃先の打ち込み深さが、被切断物の厚さをTとすると、
(T/2−0.15)mm〜(T/2−0.05)mm
であり、上下の刃物の対向する刃先の横方向のずれ量が
0.1mm以下であることを特徴とする合成樹脂材の切
断方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000298645A JP3808696B2 (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | 合成樹脂材の切断型及び切断方法 |
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