JP2005138267A - 抜き型とその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 シート状物を高速で、多数枚打ち抜いても切断刃の固定に緩みが生ぜず、正確な打ち抜きが可能な抜き型を提供すること、及びシート状物を打ち抜いて得られる製品と打ち抜き屑とが容易に分離でき、焼却処分しても、公害問題等が生じることのない抜き型を提供すること。
【解決手段】 母材2,3中に切断刃1を取り囲む空間4を有し、ここに樹脂を充填、固化して切断刃1を固定した抜き型、及び空間4にガスを充填し、母材2に複数のガス流出孔を設けてガスを流出させ、製品と打ち抜き屑とが容易に分離できるようにした抜き型。
【選択図】 図3

Description

本発明は、プラスチックシートや段ボールシートのようなシート状物を所望の形状に打ち抜くための抜き型と及び抜き型の製造方法に関する。
図面をもとに従来の抜き型について説明する。
図19は、従来の抜き型を示す斜視図であり、図20(a)は、レーザー光線を用いて細溝を形成した場合の図19のY,Y線での拡大切断面図であり、図20(b)は、エンドミル、ワイヤを用いて細溝を形成した場合の図19のY,Y線での拡大切断面図である。従来、プラスチックシートや段ボールシートのようなシート状物を所望の形状に打ち抜くための抜き型としては、板状体(本明細書においては、「母材」という)、例えば、ベニヤ板などのような木製の合板、プラスチック製板、金属製板からなる母材2に貫通した細溝6を設け、その細溝6に切断刃(ビク刃)1をはめ込んで固定したものが使用されている(特許文献1参照)。19は切断刃1の刃先である。母材2に細溝6を形成する手段としては、従来、糸鋸等が使用されていたが、近年レーザー光線によるレーザーカット法、エンドミルを用いるエンドミルカット法、ワイヤを用いるワイヤカット法等が採用されてきている。
上記糸鋸、レーザー光線、エンドミル、ワイヤなどにより母材に形成する細溝は、切断刃1をはめ込むために切断刃1の厚さよりやや幅広に形成されていた。そのため、このような細溝6に切断刃1をはめ込み固定したときには、シート状物を多数枚打ち抜くうちに切断刃の固定に緩みが生じてくることがわかった。特に、短い切断刃20の部分、中でも真っ直ぐで短い切断刃20の部分においてその傾向が大であることがわかった。また、レーザー光線を用いて母材2に細溝6を形成した場合には、図20(a)に示すように、母材2の中央部の細溝6の幅が表面側、裏面側の細溝6の幅よりも広いため、切断刃の固定を母材2の表面側部分と裏面側部分とで行うことになり、一段とその影響を受けやすいものであった。また、図20(b)に示すように、細溝6に切断刃1をはめ込み固定する際に、その操作を容易にするために細溝6の幅を多少広めにとる場合にも、同様の問題があった。
上記のように、糸鋸やレーザー光線等を用いて母材に細溝を形成し、その細溝に切断刃をはめ込み固定することによって得られた抜き型を、段ボールシート等の打ち抜きに使用している場合には、それほどの精度の要求がなされていなかったこともあって、上記の事実があまり問題となることはなかった。しかしながら、電子部品などに用いられるプラスチックシートのような高度に正確な打ち抜きが要求されるシート状物の打ち抜きの場合には、高速で、多数枚打ち抜くうちに切断刃の固定に緩みが生じ、正確な打ち抜きができなくなることが、大きな問題となってクローズアップしてくることがわかった。
一方、抜き型によってシート状物から所望の形状の製品を打ち抜く場合、打ち抜き製品及び打ち抜き屑が切断刃1に密着し、特に、切断刃1に囲まれた打ち抜き製品、打ち抜き屑は、抜き型からの分離に手間取ることがある。そのため、従来の抜き型は、図21に平面図で示されているように、切断刃1にそって、切断刃1の両側にゴム等の弾性体21を設け、その弾性を利用して、シート状物を打ち抜いて得られる打ち抜き製品と打ち抜き屑とが容易に抜き型から分離できるようにしている。このような抜き型においては、打ち抜き製品に弾性体21の跡(抜き跡)がついてしまうという問題があった。
また、このような抜き型を使用して多数枚の製品を打ち抜いていると、切断刃の刃先が丸まったり、損傷したりして、もはや抜き型として使用することが適当でなくなってくる。その段階で、その抜き型は、廃棄処分されることになる。
そして、上記のような抜き型の廃棄処分の一つの手段として、焼却による廃棄処分が行なわれているが、上記のように、抜き型には打ち抜いた製品及び打ち抜き屑を容易に抜き型から分離可能とするためにゴム等の弾性体が設けられている。そのため、そのような抜き型を焼却すると、ゴム等の弾性体から硫黄の酸化物、一酸化炭素等の有毒ガスや地球温暖化の原因となっている二酸化炭素等が発生し、環境問題を引き起こすことになる。
シート材の穴あけ加工においては、打ち抜きの次工程で上方からブロワーによる吸引や圧搾空気の吹き付けを行って打ち抜きカスを除去する方法が提案されている(特許文献2参照)が、製造工程が増える点で生産性を低下させるなど、まだ課題がある。
特開平6−226482号公報(4頁図3及び3頁図4) 特開2000−122020号公報
そこで、本発明は、エンドミル等を用いて母材に細溝を形成し、その細溝に切断刃をはめ込み固定する形式の抜き型であって、シート状物を高速で、多数枚打ち抜いても切断刃の固定に緩みが生じず、正確な打ち抜きが可能な抜き型を提供することを第一の目的とする。
また、本発明は、シート状物を打ち抜いて得られる製品と打ち抜き屑とを製品に抜き跡を残すことなく容易に分離でき、しかも、上記のような焼却廃棄による環境問題を引き起こすことのない抜き型を提供することを第二の目的とする。
本発明者は、下記の構成を採用することにより前記の課題の解決を可能にした。
(1) 所望の形状に細溝が形成され、その細溝に切断刃がはめ込まれた2枚の母材の少なくとも一方に該切断刃の周囲を包囲する形の樹脂充填室と、該樹脂充填室に連通する樹脂導入孔が形成され、該樹脂充填室に流動性の樹脂が充填、固化されたことを特徴とする抜き型(以下、第一の抜き型という)。
(2)前記切断刃には、樹脂と接触する部分に凹部又は貫通孔が設けられている、(1)に記載の抜き型。
(3)所望の形状に切断刃をはめ込むための細溝と、表面の複数のガス噴き出し孔と連通しガス導入口を有する噴き出しガス室を有する母材と、前記細溝にはめ込まれた切断刃とを有することを特徴とする抜き型(以下、第二の抜き型という)。
(4)前記噴き出しガス室が、母材の溝にはめ込まれた、ガス噴き出し孔を開けた管により形成されていることを特徴とする(3)に記載の抜き型。
(5)前記母材が所望の形状に切断刃をはめ込むための細溝が形成されている第一の母材と、第一の母材に形成された細溝と同じ形状に形成された細溝に沿って複数のガス噴き出し孔を有する第二の母材からなり、少なくとも一方の母材に切断刃と前記噴き出しガス室及びガス導入口が形成されていることを特徴とする(3)に記載の抜き型。
(6)前記細溝のさらに内側に別の切断刃が前記第二の母材又は前記第一の母材と第二の母材との両方にはめ込まれている(5)記載の抜き型。
(7)所望の形状に細溝が形成され、その細溝に切断刃がはめ込まれた2枚の母材の少なくとも一方に該切断刃の周囲を包囲する形の樹脂充填室と、該樹脂充填室に連通する樹脂導入孔が形成され、該樹脂充填室に流動性の樹脂が充填、固化されており、かつ、該樹脂充填室の内部に前記噴き出しガス室を有することを特徴とする(5)又は(6)に記載の抜き型(以下、第三の抜き型という)。
(8)前記切断刃には、樹脂と接触する部分に凹部又は貫通孔が設けられている、(7)記載の抜き型。
(9)前記複数のガス噴き出し孔が、前記細溝に沿って該細溝の両側に設けられている(3)〜(8)のいずれか一項に記載の抜き型。
(10)前記母材がさらに表面の複数の吸引孔と連通し吸引口を有する吸引室を有することを特徴とする(3)〜(9)のいずれか一項に記載の抜き型(以下、第四の抜き型という)。
(11)前記複数の吸引孔が、前記細溝に沿って前記複数のガス噴き出し孔よりも外側に設けられている(10)に記載の抜き型。
(12)前記母材が多層構造を有し、噴き出しガス室と吸引室が別の層に設けられていることを特徴とする(10)又は(11)に記載の抜き型。
(13)前記吸引室が、母材の溝にはめ込まれた、吸引孔を開けた管により形成されていることを特徴とする(10)〜(12)のいずれか一項に記載の抜き型。
(14)前記樹脂の充填、固化が、上下プレス定盤の間で前記抜き型をプレスした状態で行われたことを特徴とする(1)、(2)、(7)又は(8)に記載の抜き型。
(15)前記細溝が、レーザー光線、エンドミル、ワイヤのいずれかにより形成されたものである(1)〜(14)のいずれか一項に記載の抜き型。
(16)所望の形状に細溝が形成され、その細溝に切断刃がはめ込まれた2枚の母材の少なくとも一方に該切断刃の周囲を包囲する形の樹脂充填室と、該樹脂充填室に連通する樹脂導入孔を形成し、該樹脂充填室に流動性の樹脂を充填、固化することを特徴とする(1)、(2)、(7)又は(8)に記載の抜き型の製造方法。
(17)前記樹脂の充填、固化を、上下プレス定盤の間で前記抜き型をプレスした状態で行うことを特徴とする(16)に記載の抜き型の製造方法。
なお、「切断刃を包囲する」樹脂充填室又は噴出しガス室の形状には、図5(a)(b)に示すような切断刃の両側を包囲する形も、図5(c)に示すような切断刃の片側を包囲する形も含まれる。
本発明の第一の抜き型は、所望の形状に細溝が形成され、その細溝に切断刃がはめ込まれた2枚の母材により、該切断刃の周囲を包囲する形で樹脂充填室が形成され、該樹脂充填室に流動性の樹脂が充填、固化されることにより、切断刃が、所望の形状に正確に固定され、シート状物を高速で、多数枚打ち抜いても、正確に打ち抜くことが可能になるという優れた効果を奏する。
また、切断刃として、樹脂と接触する部分に凹部又は貫通孔を少なくとも一つ有する切断刃を使用することにより、切断刃が母材に所望の形状に一段と正確、かつ強固に固定されることが可能となる。
さらに、樹脂の充填、固化を、上下プレス定盤間でプレスした状態で行うことにより、切断刃の刃先が水平に揃った状態で固定され、より正確な打ち抜きが可能になる。
本発明の第二の抜き型は、抜き型母材中に空間部を形成し、その空間部から抜き型上方にガスを噴出させるように構成することにより、打ち抜き製品と打ち抜き屑とを抜き型から浮き上がらせ、容易に抜き型と分離することが可能となる。そのため、打ち抜き製品に抜き跡が残らない。この機構は母材そのものの成形によって設けるか、あるいは母材から簡単に取り外せる管を用いたものであるため、切断刃の刃先が丸くなったり、破損したりして、抜き型としての継続使用が不可能になって焼却処分をすることになっても、ゴム等の弾性材が原因となっていた硫黄の酸化物、一酸化炭素等の有毒ガスや地球温暖化の原因となっている二酸化炭素等の発生がなく、環境問題を引き起こすこともないという優れた効果を奏するものである。
本発明の第一の抜き型及び上記(5)に記載された構成の第二の抜き型は、2枚の母材のみで樹脂またはガスを充填する空間を形成するように構成されているため、廉価かつ簡便に製造できる。
本発明の第三の抜き型は、上記樹脂充填室の内部にさらに空間部を有し、その空間部から抜き型上方にガスを噴出させるように構成することにより、切断刃が所望の形状に正確に固定されている上に、打ち抜き製品と打ち抜き屑とを抜き型から浮き上がらせ、容易に抜き型と分離することが可能である。
本発明の第四の抜き型によれば、第二の抜き型のガスを噴出させる機構に加え、さらに母材に吸引室となる空間部を形成し、ガスを噴出している位置とは別の位置で吸引孔から吸引を行うので、打ち抜き製品と抜き型の分離が一層容易になる。
本発明は、所望の形状に細溝を形成した母材の細溝に切断刃をはめ込んだ形式の抜き型であって、第一の抜き型は、切断刃を母材に対して正確に、固定することにより、多数のシート状物を打ち抜いても切断刃が緩むことの無いようにした抜き型である。
第一の抜き型の母材としては、どのような材料から形成された板状体でも良いが、合成樹脂により形成された板状体が好ましい。合成樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、PET(ポリエチレンテレフタレート)、塩化ビニル樹脂などを挙げることができる。
木製の板状体や薄い木製のシート状物を数枚積層した板状体、例えば、ベニヤ板でも良い。
また、多くの枚数を打ち抜く場合、やや固い材質のものを打ち抜く場合などには、薄い金属製の板状体を使用することもできる。
板状体は、2枚使用するので、あまり厚くないもので良く、6〜8mm程度の厚さのもので良い。
なお、本発明の抜き型はいずれも母材の厚さを調節することにより、高さの高い切断刃を使用する抜き型から低い切断刃を使用する抜き型まで、広く適用することが可能である。
板状体への細溝の形成は、公知のいずれの方法で形成しても良いが、マシニング機械によるエンドミル加工で行うのが好ましい。図20(b)に示されているように、細溝6に切断刃1をはめ込み固定する際に、その操作を容易にするために細溝6の幅を多少広めにとる場合に、本発明の効果が、特に顕著である。
板状体の細溝にはめ込まれる切断刃は、通常この種の抜き型に使用されている切断刃が使用可能である。切断刃は、金属性で、薄く細長い帯状体で、長さ方向の一辺に刃部が形成されているものを、適宜の長さに切断し、直線状で、あるいは曲げ加工されて使用される。
切断刃、樹脂との一体化を良くし、それらの間での相対的なズレが生じないようにするために、切断刃の刃部の下方で、2枚の母材間に位置している部分(即ち、樹脂と接する部分)に凹部又は貫通孔が少なくとも一つ設けられていることが好ましい。
樹脂充填室と、該樹脂充填室に連通する樹脂導入孔は、2枚の母材の少なくとも一方に形成され、2枚の母材は、切断刃がはめ込まれた状態で、ネジや釘のような固着材または接着剤により固定される。より正確に固定するために、それぞれの母材に位置決め用孔を設け、ここに位置決め用ピンを挿入して固定してもよい。この構成は以下の第二〜第四の抜き型においても同様に採用できる。
樹脂導入孔は樹脂を充填するための孔であり、少なくとも一つ設けられる。樹脂充填室及び樹脂導入孔の高さは、狭いほうが好ましいが、充填する樹脂の流動性を考慮すると、4〜8mm、好ましくは、6mm程度である。勿論、充填する樹脂として、流動性の良い樹脂を使用する場合には、4mm以下とすることもできる。
樹脂充填室に充填される樹脂は、熱可塑性のものでも熱硬化性のものでも用いることができ、固化の際には体積変化の小さい樹脂であればいかなるものでも良いが、常温(室温)で流動性(樹脂導入孔を通して容易に流し込みが可能な状態)があり、固化の際に体積変化の小さい樹脂であることが好ましい。室温で流動性があり、固化の際に体積が僅かに膨張する樹脂であることが最も好ましい。
樹脂充填室に充填される樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。
なお、樹脂以外でも、室温で流動性があり、樹脂充填室に充填、固化して切断刃の固定を行えるものであれば、上記樹脂と同様に使用することができる。
以下において、本発明の第一の抜き型を図面をもとに詳細に説明するが、勿論、本発明は、以下の記載によって限定解釈されるものではない。
図1は、本発明の抜き型により打ち抜かれたシート状物を示す図であり、図2は、本発明の抜き型にはめ込まれる前の所望の形状に配置された状態の切断刃(凹部を有するものの例)を示す図であり、図3は、本発明の第一の抜き型を示す斜視図であり、図4(a)は下側の母材3の斜視図であり、図4(b)は上側の母材2を裏返した状態の斜視図であり、図5(a)は、図3のX,X線での切断面図である。図5(b)及び(c)は、樹脂充填室を別の形にした例の切断面図である。
図3〜図5において、2,3は、母材であり、該母材にはエンドミルなどにより図1に示すような所望のシート状物Aの形状に対応して形成された細溝6に、図2に示されているような形状の切断刃1がはめ込まれる。2枚の母材2,3に切断刃1の周囲を包囲する形、例えば、図4(a),(b)に示されているように、それぞれに細溝6に沿った太い溝が形成されることにより樹脂充填室4が形成される。母材2、3の少なくとも一つには流動性の樹脂5を充填するための孔7が少なくとも一つ設けられている。他に孔7’を設けて、樹脂流出と脱気用として作用させることもできる。流動性の樹脂は、樹脂充填室に充填され、脱気された後に、含有されている硬化剤の作用により硬化される。樹脂充填室4は図4に示すように、切断刃に沿った溝の形状が好ましい。使用する樹脂の量が少なくてすみ、また、樹脂の収縮の影響も小さくなるためである。さらにこの形状は、細溝6の内側を全部樹脂充填室として空洞にしてしまう形状と比較すると、切断刃1をはめ込む前の母材2の細溝6の内側部分の強度が高い点でも好ましい。母材2の細溝6の内側部分の下全体に樹脂充填室の空洞があると、切断刃1をはめ込む前に母材2の細溝6の内側部分が陥没したりブリッジが折れたりする可能性があるが、図4に示されるような形状の樹脂充填室であればこのようなことが起こる可能性は非常に少ない。また、切断刃1をはめ込むときに母材2の細溝6の内側部分が動きにくく、切断刃1の水平度を保ってはめ込むことができ、刃先寸法について高い精度が出せる。
切断刃として、樹脂と接触する部分に凹部又は貫通孔を少なくとも一つ有する切断刃を使用することにより、切断刃と樹脂とがしっかりと一体化、固定され、切断刃が母材に対し所望の形状に一段と正確、かつ強固に固定されることが可能となる。また、このような構造にすることにより、流動性の樹脂が、多少収縮性であっても切断刃が母材に対し所望の形状に正確、かつ強固に固定されることが可能となる。
なお、図12には、母材2、3に位置決め用孔23を設け、そこに位置決め用ピン22を通して両母材2、3を正確に位置決め、固定する構成の説明図を示した。
本発明の第一の抜き型は、どのような方法で製造しても良いが、例えば、所望の形状に細溝と樹脂充填室及び樹脂導入孔となる太い溝を形成した2枚の母材を用意し、太い溝のある面を合わせた2枚の母材の細溝に切断刃をはめ込み、固定して樹脂充填室を形成し、樹脂充填室に流動性の樹脂を充填し、固化することにより製造することができる。
また、図6(a)に示すように抜き型8を上下のプレス定盤9、10の間に配置し、図6(b)に示すようにプレス定盤9、10で切断刃1の高さaと同じ間隔にプレスした状態で、樹脂充填室に流動性の樹脂を充填し、固化することが好ましい。このようにすることで、樹脂充填、固化の際の切断刃1の刃先のブレが防止でき、刃先が水平に揃った状態で樹脂による固定が行われるためである。
次に本発明の第二の抜き型について説明する。
本発明の第二の抜き型には、所望の形状に切断刃をはめ込むための細溝と、必要な溝、もしくは空間部及びそれに連通する孔が形成されている母材が使用される。
母材は、どのような材料から形成された板状体でも良いが、木製の板状体や薄い木製のシート状物を数枚積層した板状体、例えば、ベニヤ板が好ましい。
焼却処分しないのであれば合成樹脂により形成された板状体でも良い。合成樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、PET(ポリエチレンテレフタレート)、塩化ビニル樹脂などを挙げることができる。
母材となる板状体は必要に応じ多層構造とし、各層で必要な空間部などを形成したのち接着、一体化したものを使用することもできる。
板状体の厚さは、切断刃の高さ、材質、大きさ等により適宜に決められるが、特に限定されるものではない。例えば、4〜20mm程度の厚さのもので良い。
母材には、切断刃をはめ込むための細溝が設けられる。細溝の形状は、所望の打ち抜きの形をしており、糸鋸、レーザー光線、エンドミル、ワイヤなどで形成して良い。
ワイヤによる細溝の形成は、公知の種々のワイヤによる加工(切断等)手段を採用することにより行うことができる。例えば、三菱ワイヤ放電加工機DIAX(三菱電機会社製)等を用いることもできる。
勿論、母材の細溝は、他の手段、例えば、ウォータージェット等により形成しても良い。
細溝に切断刃をはめ込む際に容易にはめ込めるように、細溝の幅を多少幅広に、形成することもできる。
本発明の第二の抜き型は、抜き型自体に、ガス(空気等)圧を利用して打ち抜き製品と打ち抜き屑とを抜き型から浮き上がらせる機構を設けたことを特徴とする。
この機構は、母材に噴き出しガス室となる空間部を形成し、そこに連通するガス噴き出し孔をあけて、そこからガスを噴出させるものである。噴き出しガス室等の形成は、例えば母材を多層構造にし、そのうちの1層にガス室となる溝を、好ましくは切断刃をはめ込む細溝を取り囲む、もしくは細溝に沿った形に形成し、他の層を接着して、表面からこの溝に通ずる複数の孔を開けて、噴き出しガス室に導入したガスが噴出するようにすることができる。
噴き出しガス室の形状は、ガス導入口が設けられていれば特に制限はなく、角筒状、円筒状など、種々の形状を採用しうる。
また、所望の形状に切断刃がはめ込まれた母材の表面に形成された溝に、ガス噴き出し孔を有する管を着脱自在にはめ込み、管に形成したガス導入孔からガスを導入し、これをガス噴き出し孔から上向きに噴き出させ、打ち抜き製品と打ち抜き屑とを抜き型から浮き上がらせる構成とすることもできる。管は、上記切断刃が細溝にはめ込まれたのち、溝にはめ込まれる。
管は、溝に着脱自在にはめ込めるものであればいかなるものでもよく、例えば塩化ビニルなどのチューブを使用することができる。管の形状は例えば円筒状、角柱状などを採用することができる。管は1本のみでも、2本以上を用いてもよい。
このとき、管はしっかりはめ込まれていれば固定しなくてもよいが、必要に応じビスによって着脱できる留め具によって適当な箇所で固定してもよいし、簡単にはがれる程度に接着してもよい。
上記の管は、母材上部から着脱自在に溝にはめ込まれているため、抜き型廃棄時には、切断刃とともに、取り外すことができる。母材がベニヤなどの焼却可能な材質である場合、管は取り外して焼却できるので、有害なガスの発生が防止できる。
ガス室となる溝、もしくは管をはめ込むための溝の形成は、エンドミルなどの公知の手段で行うことができる。
管もしくは母材に複数のガス噴き出し孔が形成される。特に、切断刃が直線である部分以外の部分、即ち、角や湾曲している部分に設けることが好ましい。
ガス噴き出し孔は、公知の穿孔手段により形成されて良く、特に限定されるものではない。エンドミルやレーザー光線等により形成されても良い。
ガス噴き出し孔の大きさは、ガス噴き出し孔の数やその間隔、打ち抜き製品の大きさや厚さ、導入ガス圧などを考慮して決められるが、例えば、直型0.5〜2mm程度とすることができる。
母材の細溝にはめ込まれる切断刃は第一の抜き型と同様、通常この種の抜き型に使用されている切断刃が使用可能である。切断刃は、金属性で、薄く細長い帯状体で、長さ方向の一辺に刃部が形成されているものを、適宜の長さに切断し、直線状で、あるいは曲げ加工されて使用される。切断刃には、通常の切断刃の他、厚みの半分だけ切断する半切れやミシン目に切るミシン刃、折り曲げ線をつける罫線なども含まれる。これらのうちから二以上の切断刃を設けることもできる。
また、母材の細溝には、一部切断刃に代えて押罫をはめ込むこともできる。
切断刃の両側にわたって複数の噴き出しガス室を設ける場合や、切断刃の内側のみに噴き出しガス室を設ける場合、切断刃の刃部の下方で、母材内に位置する部分に凹部又は貫通孔が少なくとも一つ設けられる。この凹部又は貫通孔の位置で、切断刃の内側と外側のガス室を連通させたり、内側のガス室と母材のガス導入口とを連通させたりすることができる。
以下に、所望の形状に切断刃がはめ込まれた二枚の母材(上部の母材には切断刃に沿って複数のガス噴き出し孔が形成されている)の少なくとも一方に切断刃とガス噴き出し孔を包囲する形の空間部(噴き出しガス室)が形成され、その噴き出しガス室に連通するように設けられたガス導入口からガスを導入し、ガス噴き出し孔からガスを噴き出させ、打ち抜き製品と打ち抜き屑とを抜き型から浮き上がらせる構成のものについて説明する。
二枚の母材を有する(母材が2層構造を有する)構成の本発明の第二の抜き型には、所望の形状に切断刃をはめ込むための細溝が形成されている第一の母材(下母材)と、第一の母材に形成された細溝と同じ形状に形成された細溝に沿って複数のガス噴き出し孔を有する第二の母材(上母材)とが使用される。
各母材の材料や厚さは、第一の抜き型と同様である。
各母材に切断刃をはめ込むための細溝が設ける方法についても、第一の抜き型と同様である。
この第二の抜き型では、上方の母材(第二の母材)に、少なくとも細溝に沿って、好ましくは、細溝に沿って細溝により近い位置に、複数のガス噴き出し孔が形成される。細溝により囲まれている部分の中央部やその回りにも形成されていてもよい。特に、細溝が直線である部分以外の部分、即ち、角や湾曲している部分に設けることが好ましい。
ガス噴き出し孔は、公知の穿孔手段により形成されて良く、特に限定されるものではない。エンドミルやレーザー光線等により形成されても良い。
ガス噴き出し孔の大きさは、ガス噴き出し孔の数やその間隔、打ち抜き製品の大きさや厚さ、導入ガス圧などを考慮して決められるが、例えば、直径0.5〜2mm程度とすることもできる。
板状体の細溝にはめ込まれる切断刃は先に説明したと同様のものが使用できる。
切断刃には、後述する空間部に導入されるガスが空間部内を自由に流通することができるように、切断刃の刃部の下方で、2枚の母材間に位置する部分に凹部又は貫通孔が少なくとも一つ設けられる。
母材の細溝には、一部切断刃に代えて押罫をはめ込むこともできる。
この第二の抜き型で形成される空間部(噴き出しガス室)は、少なくとも一方の母材に形成され、2枚の母材で切断刃と第二の母材に形成されたガス噴き出し孔を包囲する形の空間部(噴き出しガス室)を形成するものである。また、空間部(噴き出しガス室)が形成された母材には、空間部(噴き出しガス室)に連通する少なくとも一つのガス導入口が設けられている。
空間部(噴き出しガス室)は、2枚の母材内に配置され、2枚の母材が一体となったときに、2枚の母材にはめ込まれた切断刃と第二の母材に形成されたガス噴き出し孔を包囲する形の空間部(噴き出しガス室で、好ましくは、密閉空間部)を形成するものであれば、如何なる形でも良い。例えば、2枚の母材のそれぞれが、2枚の母材にはめ込まれた切断刃と第二の母材に形成されたガス噴き出し孔を包囲する形にくりぬかれた部分(空間部を形成する部分)を有し、その少なくとも一辺に少なくとも一つのガス導入口を有するものであることが好ましいが(図7〜9を参照)、2枚の母材が一体となったときに第二の母材に形成されたガス噴き出し孔を包囲する形の空間部(噴き出しガス室)を形成するものであれば、空間部(噴き出しガス室)の形状は、四角形に限らず、三角形のものでも良いし、他の多角形のものでも、円形でも良い。
また、打ち抜き製品と打ち抜き屑とを抜き型から浮き上がらせ、分離後に空間部内のガスを排出しやすいように、ガス排出口を設けることもできる。
空間部(噴き出しガス室)の高さは、母材の材質、大きさ等により決められ、特に限定されるものではないが、好ましくは、18mm程度の厚さの板状体を母材としたとき9mm程度である。勿論、4mm以下とすることもできる。
また、この第二の抜き型においては、上記細溝のさらに内側に別の切断刃が前記第二の母材又は前記第一の母材と第二の母材との両方にはめ込まれている抜き型とすることができる。このときの内側の切断刃には、外側の通常の切断刃と同じものの他、厚みの半分だけ切断する半切れやミシン目に切るミシン刃、折り曲げ線をつける罫線なども含まれる。このような構成は、第一の抜き型においても同様に採用することができる。
以下において、二枚の母材を有する構成の本発明の第二の抜き型を図面をもとに詳細に説明するが、勿論、本発明は、以下の記載によって限定解釈されるものではない。
図7は二枚の母材を有する構成の本発明の第二の抜き型の一例を示す斜視図であり、図8(a),(b)は、この第二の抜き型を構成する第一の母材及び第二の母材を示す斜視図であり、図9(a)は、図7のX,X線での切断面図である。空間部(噴き出しガス室)14の形状は特に制限はなく、種々の形状をとることができ、図9(a)で示したと別の形の例を図9(b)に示した。
図10は二枚の母材を有する構成の本発明の第二の抜き型の他の一例を示す断面図であり、切断刃1の内側に別の切断刃1’が設けられている例である。上述のように刃先19’は外側の切断刃1の先端19と同様の完全に切断する刃先でなくてもよい。内側の切断刃1’は外側の切断刃1と同様に細溝6’にはめ込まれている。
図7及び図8(a)において、13は、第一の母材で、例えば、ベニヤ板などの木製の四角い板状体からなり、所望の打ち抜き製品の形状に切断刃をはめ込むための細溝6及び空間部(噴き出しガス室)14とそれに連通するガス導入口17の一部となる溝が形成されている。
図8(b)は、第二の母材12を裏返した状態の斜視図で、例えば、ベニヤ板などの木製の四角い板状体からなり、第一の母材13に形成されている細溝6と同形状の切断刃をはめ込むための細溝6及び空間部(噴き出しガス室)14とそれに連通するガス導入口17の一部となる溝が形成されている。また、第二の母材12には、打ち抜き後の打ち抜き製品と打ち抜き屑とを抜き型から浮き上がらせるために、細溝6に沿って細溝6の両側に空間部14からのガスを噴き出すためのガス噴き出し孔18が複数個設けられている。
ガス噴き出し孔18は、縦、横に間隔をおいて複数個形成させることも可能である。ガス噴き出し孔18は、特に、角のある部分に設けることが好ましい。ガス噴き出し孔18は、細溝6に沿って細溝6の片側だけに設けることもできる。
ガス噴き出し孔18の形状は、特に特定されるものではなく、円形、多角形、楕円形など、いずれの形状でも良く、また、一種類の形状でなくとも良い。
なお、細溝6に囲まれている領域の中央部において、ガス噴き出し孔18で発生する上向きの力とは逆の、下向きの力がかかるようにすると、打ち抜き製品と打ち抜き屑が抜き型からより浮き上がりやすくなる。例えば噴き出しガス室の中央部を仕切って吸引用の空間を設け、ここにあけた孔から吸引を行ったり、着脱自在のゴム吸引具を用いたりする方法がある。(後述する本発明の第四の抜き型は、この一例である。)
二枚の母材を有する構成の本発明の第二の抜き型は、例えば、次のようにして作製される。
即ち、所望の形状に細溝6が形成され、場合によっては空間部(噴き出しガス室)14とガス導入口17が形成された第一の母材13の上に、第一の母材13に形成されている細溝6と同形状の細溝6が形成され、場合によっては空間部(噴き出しガス室)14及びガス導入口17と、多数のガス噴き出し孔18が形成された第二の母材12が接着剤などにより接着固定される。そして、2枚の母材12,13には、例えば下部に凹部を有する切断刃1の刃先19が第二の母材12の上方に位置するようにはめ込まれる。このようにして、2枚の母材12,13により空間部14が形成される。空間部14にガスを導入するために母材12及び/又は13の一辺には空間部14と連通しているガス導入口17が設けられている。
空間部14は、ガス噴き出し孔18及びガス導入口17をふさいだ場合に完全に密閉されていることが好ましいが、打ち抜き製品と打ち抜き屑とを抜き型から浮き上がらせることができれば、必ずしも完全密封の状態でなくとも良く、ガス噴き出し孔18からある程度のガスが噴出される程度であっても良い。
次に、本発明の第二の抜き型において、噴き出しガス室14を管を使用して形成した例を図面を参照して説明する。
この例における切断刃は、上記の例と同様に図2に示したようなものが使用できる。図16は本発明の第二の抜き型の他の一例の斜視図であり、図17は切断刃と管を取り外した母材2の斜視図であり、図18(a)は図16のX,X線での断面図である。
図16〜18において、2は母材で、例えば、ベニヤ板などの木製の四角い板状体からなり、所望の打ち抜き製品の形状に切断刃をはめ込むための細溝6が形成され、更に細溝6にはめ込まれた切断刃1の両側に2本の角柱状の管15をはめ込むための溝38が形成されている。噴き出しガス室14は管15内の空間として形成されている。管15にはそれぞれ上向きのガス噴き出し孔18と、母材2の外側へ向いたガス導入孔37が開けられており、切断刃1の外側の管15のガス導入孔37は母材2のガス導入口17と連通している。切断刃1の内側の管15は切断刃1の凹部にあたる位置にガス導入孔37を有し切断刃の外側の管15の孔と連通している(図示しない)。
この抜き型においても使用時にはガス導入口17にプラグ等が差し込まれ、ガス(空気等)の供給が行われる。
図18(b)は管15を円筒状のものとした別の一例を示す断面図である。
また、図18(c)は止め具39を設けた状態を示す一部断面斜視図であり、止め具39はビス40で母材2に取り付けられている。止め具39は好ましくは切断刃1の内側に適宜数箇所設ける。これにより、管15が溝38内に固定される。止め具39とビス40は銅、ステンレス、鉄などの金属や合板、木材などを用いることができ、管15や切断刃1と同様に母材2から取り外しが可能である。
なお、この例において、後述する第四の抜き型と同様に吸引室及び吸引孔を設けることは可能である。このとき、母材2を多層構造にすることも可能であるし、また、吸引室を管を使って形成することも可能である。また、焼却処分しない層については、溝38を太めに形成し、管15を樹脂で固定して噴き出しガス室14の大きさを調整する方法をとることもできる。
本発明の第二の抜き型を使用して、大きなシート状物(例えば、段ボール紙)から所望の形状の製品(箱等の展開した形)を打ち抜いた後に、ガス(空気等)を供給するプラグ等を抜き型のガス導入口17に差し込んで、ガスを抜き型の空間部14に供給し、多数のガス噴き出し孔18からガスを噴き出させ、打ち抜き製品と打ち抜き屑とを抜き型から浮き上がらせ、容易に抜き型から分離することができるようにすることができる。
なお、打ち抜き屑が、抜き型から容易に浮き上がるようにするために、母材にはめ込まれた切断刃1の外側に形成されているガス噴き出し孔18のさらに外側に、それらのガス噴き出し孔18を包囲する形で押罫等(図示されていない)を設けても良い。
また、上記のように、ガス導入口17からガス噴き出し孔18へのガスの供給が、空間部14を経て行なわれるようにする代わりに、ガス導入口17とガス噴き出し孔18とを繋ぐ複数本のパイプを通してなされるようにしても良い。
さらに、本発明の第三の抜き型として、図11(a)及び(b)に断面図で模式的に示したように、樹脂充填室4内にガス噴き出し孔18に連通する空間部14を有し、上記第一の抜き型と第二の抜き型の両者を特徴を有するものがある。樹脂充填室4内で空間部14を仕切る管15は、所望の形状に変形でき、ガス噴き出し孔18をあけるときに穿孔可能な素材であればよく、例えば塩化ビニルなどがあげられる。樹脂充填室は図3に示したと同様に樹脂導入孔7及び樹脂やガスの出口7’と連通しており、空間部14は図7に示したと同様にガス導入口17と連通している。
第三の抜き型の製造方法は特に制限はないが、例えば切断刃1を第一の母材13の溝6に嵌入し、樹脂充填室4内に空間部14を形成させる管15を固定した状態で第一の母材13と第二の母材12を合わせる。このとき切断刃1の刃先は第二の母材12の上方に出た状態になる。このようにして形成した樹脂充填室4内に樹脂5を充填、固化させた後、第二の母材12の所望の箇所にガス噴き出し孔18を、空間部14に連通させて穿孔する方法があげられる。このときの樹脂5の充填、固化は、第一の抜き型について図6を参照して説明したと同様に、上下のプレス定盤間に抜き型を配置し、切断刃1の高さaにプレスした状態で行うのが好ましい。
次に本発明の第四の抜き型について説明する。
本発明の第四の抜き型には、所望の形状に切断刃をはめ込むための細溝と、必要な溝、もしくは空間部及びそれに連通する孔が形成されている母材が使用される。
母材の材質や厚さ、使用しうる切断刃や細溝、溝の形成については、第二の抜き型の説明においてあげたと同様である。
本発明の第四の抜き型は、第二の抜き型と同様に、抜き型自体に、ガス(空気等)圧を利用して打ち抜き製品と打ち抜き屑とを抜き型から浮き上がらせる機構を設けたことを特徴とする。さらに、本発明の第四の抜き型の母材には、表面の複数の吸引孔と連通する吸引室を設け、吸引室に通ずる吸引口から吸引を行う機構を有する。
ガス噴き出しの機構は、第二の抜き型について説明したと同様である。
さらに、本発明の第四の抜き型の母材は、表面の複数の吸引孔と連通する吸引室を設け、吸引室に通ずる吸引口から吸引を行う機構を有する。
吸引室は噴き出しガス室と同様、母材を多層構造にして、そのうちの一層(噴き出しガス室のある層とは別の層)に溝を形成して他の層を接着し、表面からこの溝に通ずる吸引孔をあけることで吸引室としてもよいし、第二の抜き型の噴き出しガス室について説明したと同様の管を使用して吸引室を形成してもよい。
また、吸引孔が穴あけ用の刃(丸、楕円、四角など、種々の形状の穴をあけるための切断刃)の内部が吸引孔になるよう、吸引口と吸引室を形成してもよい。この場合、穴あけ刃内の抜きカスが吸引室に吸い込まれて除去され、吸引口から取り出されるという効果を奏する。この場合の母材の吸引孔の大きさは、開けようとする穴(穴あけ刃の内部の穴)よりも大きくすると、抜きカスがスムーズに吸い込まれる。
吸引孔とガス噴き出し孔の位置関係は、打ち抜き製品の形状、大きさ等に応じ適宜定めることができるが、ガス噴き出し孔が細溝に近い位置で細溝に沿って設けられ、吸引孔はそれよりも細溝から離れた位置(外側)で、細溝に沿って設けられるのが好ましい。ガス噴き出し孔と同様に、切断刃の両側に設けても、片側に設けてもよい。このときガス噴き出し孔と吸引孔との間隔は、打ち抜き製品の形状、大きさ等によって定められる。
母材にガス噴き出し孔と吸引孔の両方を設けた場合、ガス噴き出しと吸引のタイミングは用途に応じて種々選択しうる。例えば、型抜き工程においては、両方を同時に行ってもよいし、抜ききるまで吸引のみを行い抜ききったら噴き出しのみを行うという方法をとってもよい。また、型抜き製品を次工程に搬送するのに用いることもでき、吸引して搬送し、目的位置で噴き出しを行って製品を放すということも可能である。
以下において、本発明の第四抜き型を図面をもとに詳細に説明するが、勿論、本発明は、以下の記載によって限定解釈されるものではない。
図1は、本発明の抜き型により所望の形状Aに打ち抜かれたシート状物を示す図であり、図2は、本発明の抜き型にはめ込まれる前の所望の形状に配置された状態の切断刃1(凹部を有するものの例)を示す図であり、図13は本発明の第四の抜き型の一例を示す斜視図であり、図14(a)は図13のX,X線での部分断面図である。
この抜き型において、母材2は31〜33の3層で構成されており、例えば、それぞれベニヤ板などの木製の四角い板状体からなる。最下層31に吸引室34が形成され、中間層32に噴き出しガス室14が形成されている。母材2の表面(切断刃1の刃先19側)から、ガス噴き出し孔18が噴き出しガス室14に、吸引孔35が吸引室34に連通するように開けられている。また、母材中間層32の側面からガス導入口17が噴き出しガス室14に連通しており、吸引口36が吸引室34に連通している。切断刃1の内側の噴き出しガス室14や吸引室34にも連通させるため、切断刃1の凹部がある箇所に対応してガス導入口17や吸引口36が設けられる。抜き型使用時にはガス導入口17及び吸引口36にガス供給用もしくは吸引用プラグ等を差し込み、ガス導入口17にはガス(空気等)の供給を、吸引口36からは減圧吸引を行う。
この母材2の3層の構造を抜き型の一部を分解した斜視図として図15(a)〜(c)に示した。(a)は最下層31のみの状態を示したものであり、切断刃1をはめ込んだ細溝6と吸引室34となる溝が形成されている。(b)はその上に中間層32を重ねた状態を示したものであり、中間層32には細溝6および噴き出しガス室14となる溝と、吸引室34に連通する吸引孔35が形成されている。(c)は31〜33の3層をすべて重ねた状態を示したものであり、最上層33には、細溝6、吸引孔35、及びガス噴き出し孔18が形成されている。
母材2を多層構造にした場合の吸引室34と噴き出しガス室14は、別々の層に設けられているのが好ましく、例えば図14(b)のような位置関係であってもよい。
また、図14(c)には、切断刃1のほかに設けられた穴あけ用切断刃1’の内部に吸引孔35を設けた形態を断面図で示した。抜きカス41は穴あけ用切断刃1’の刃先19’から吸引室34内に吸い込まれ、吸引室34と連通する吸引口から取り出される。図14(c)において42は板材であり、切断刃1’が切断作業において母材31に食い込んでしまうのを防止するために設けたものである。板材42の材質は例えば鉄、アルミニウム、塩化ビニルなどが挙げられる。
なお、図14(c)に示した例では、吸引孔35は打ち抜き製品を吸引するとともに抜きカスを吸い込んで除去するものであるが、穴あけ用切断刃の内部に抜きカス吸引用の吸引孔、吸引室及び吸引口を設け、これとは別に、穴あけ用切断刃のない箇所に打ち抜き製品吸引用の吸引孔を設けてこれと連通する吸引室、吸引口を設け、抜きカスの除去と打ち抜き製品の吸引を別々に行わせる形態も可能である。
本発明の抜き型の一例で打ち抜かれたシート状物を示す図である。 本発明の抜き型にはめ込まれる前の所望の形状に配置された状態の切断刃(凹部を有するものの例)を示す斜視図である。 本発明の第一の抜き型の一例を示す斜視図である。 (a),(b)は、図3に示す抜き型を構成する2枚の母材を示す斜視図である。 (a)は図3のX,X線での切断面図であり、(b)及び(c)は樹脂充填室の形を変えた別の一例を示す切断面図である。 (a)は樹脂充填のためのプレスを行う前の抜き型の状態を示す斜視図であり、(b)はプレスしながら樹脂を充填している状態を示す斜視図である。 本発明の第二の抜き型の一例を示す斜視図である。 (a),(b)は、図7に示す抜き型を構成する2枚の母材を示す斜視図である。 (a)は図7のX,X線での切断面図であり、(b)は空間部が別の形状である例を示す断面図である。 本発明の第二の抜き型の他の一例を示す断面図である。 (a)は本発明の第三の抜き型の一例を示す拡大断面図であり、(b)は本発明の第三の抜き型の他の一例を示す拡大断面図である。 本発明の第一の抜き型において位置決めピンを用いた一例を模式的に示す説明図である。 本発明の第四の抜き型の一例を示す斜視図である。 (a)は図13のX,X線での断面図、(b)は噴き出しガス室と吸引室の位置を変えた他の一例を示す断面図であり、(c)は穴あけ用切断刃の内部に吸引孔を設けた他の一例を示す断面図である。 図13の抜き型の母材の構成を示す一部分解斜視図である。 本発明の第二の抜き型の他の一例を示す斜視図である。 図16の抜き型の母材を示す斜視図である。 (a)は図16のX,X線での断面図であり、(b)は管の形状を変えた別の一例を示す断面図であり、(c)は止め具を使用した状態を示す一部断面斜視図である。 従来の抜き型を示す斜視図である。 (a)、(b)は、図19のY,Y線での拡大切断面図である。 従来の抜き型を示す平面図である。
符号の説明
1,1’切断刃
2,3 母材
4 樹脂充填室
5 樹脂
6,6’細溝
7 樹脂導入孔
7’ 脱気及び樹脂流出孔
8 抜き型
9 上プレス定盤
10 下プレス定盤
12 第二の母材
13 第一の母材
14 空間部(噴き出しガス室)
15 管
17 ガス導入口
18 ガス噴き出し孔
19,19’刃先
20 短い切断刃
21 ゴム等の弾性体
22 位置決め用ピン
23 位置決め用孔
31 母材最下層
32 母材中間層
33 母材最上層
34 吸引室
35 吸引孔
36 吸引口
37 ガス導入孔
38 溝
39 止め具
40 ビス
41 抜きカス
42 板材

Claims (17)

  1. 所望の形状に細溝が形成され、その細溝に切断刃がはめ込まれた2枚の母材の少なくとも一方に該切断刃の周囲を包囲する形の樹脂充填室と、該樹脂充填室に連通する樹脂導入孔が形成され、該樹脂充填室に流動性の樹脂が充填、固化されたことを特徴とする抜き型。
  2. 前記切断刃には、樹脂と接触する部分に凹部又は貫通孔が設けられている、請求項1に記載の抜き型。
  3. 所望の形状に切断刃をはめ込むための細溝と、表面の複数のガス噴き出し孔と連通しガス導入口を有する噴き出しガス室を有する母材と、前記細溝にはめ込まれた切断刃とを有することを特徴とする抜き型。
  4. 前記噴き出しガス室が、母材の溝にはめ込まれた、ガス噴き出し孔を開けた管により形成されていることを特徴とする請求項3に記載の抜き型。
  5. 前記母材が所望の形状に切断刃をはめ込むための細溝が形成されている第一の母材と、第一の母材に形成された細溝と同じ形状に形成された細溝に沿って複数のガス噴き出し孔を有する第二の母材からなり、少なくとも一方の母材に切断刃と前記噴き出しガス室及びガス導入口が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の抜き型。
  6. 前記細溝のさらに内側に別の切断刃が前記第二の母材又は前記第一の母材と第二の母材との両方にはめ込まれている請求項5記載の抜き型。
  7. 所望の形状に細溝が形成され、その細溝に切断刃がはめ込まれた2枚の母材の少なくとも一方に該切断刃の周囲を包囲する形の樹脂充填室と、該樹脂充填室に連通する樹脂導入孔が形成され、該樹脂充填室に流動性の樹脂が充填、固化されており、かつ、該樹脂充填室の内部に前記噴き出しガス室を有することを特徴とする請求項5又は6に記載の抜き型。
  8. 前記切断刃には、樹脂と接触する部分に凹部又は貫通孔が設けられている、請求項7記載の抜き型。
  9. 前記複数のガス噴き出し孔が、前記細溝に沿って該細溝の両側に設けられている請求項3〜8のいずれか一項に記載の抜き型。
  10. 前記母材がさらに表面の複数の吸引孔と連通し吸引口を有する吸引室を有することを特徴とする請求項3〜9のいずれか一項に記載の抜き型。
  11. 前記複数の吸引孔が、前記細溝に沿って前記複数のガス噴き出し孔よりも外側に設けられている請求項10に記載の抜き型。
  12. 前記母材が多層構造を有し、噴き出しガス室と吸引室が別の層に設けられていることを特徴とする請求項10又は11に記載の抜き型。
  13. 前記吸引室が、母材の溝にはめ込まれた、吸引孔を開けた管により形成されていることを特徴とする請求項10〜12のいずれか一項に記載の抜き型。
  14. 前記樹脂の充填、固化が、上下プレス定盤の間で前記抜き型をプレスした状態で行われたことを特徴とする請求項1、2、7又は8に記載の抜き型。
  15. 前記細溝が、レーザー光線、エンドミル、ワイヤのいずれかにより形成されたものである請求項1〜14のいずれか一項に記載の抜き型。
  16. 所望の形状に細溝が形成され、その細溝に切断刃がはめ込まれた2枚の母材の少なくとも一方に該切断刃の周囲を包囲する形の樹脂充填室と、該樹脂充填室に連通する樹脂導入孔を形成し、該樹脂充填室に流動性の樹脂を充填、固化することを特徴とする請求項1、2、7又は8に記載の抜き型の製造方法。
  17. 前記樹脂の充填、固化を、上下プレス定盤の間で前記抜き型をプレスした状態で行うことを特徴とする請求項16に記載の抜き型の製造方法。

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