JP2005271189A - 抜き型用切断刃及び抜き型 - Google Patents

Abstract

【課題】 高精度の打ち抜きが可能で、かつ、製造時間や製造コストが低減されるとともに、重量が低減された抜き型、および、それに用いる切断刃を提供する。
【解決手段】 金属材料から所望の形状に切り出した切断刃部材に刃付けをする、または、金属板材に所望形状の刃付けをした後切り出すことにより切断刃１を製作し、所望の形状に溝５を形成した母材２の前記溝５に、切断刃１と一体化して形成された台座４をはめ込んで抜き型とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、プラスチックシートをはじめとするシート状物を所望の形状に高精度で打ち抜くための抜き型と、それに用いる切断刃に関する。

図面をもとに従来の抜き型について説明する。
図７（ａ）は、従来の抜き型を示す斜視図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）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３を設け、その細溝３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）。８は切断刃１の刃先である。切断刃１は通常、帯状に形成された刃を目的とする抜き製品の形状に曲げ加工して、母材２の細溝３にはめ込まれる（特許文献２参照）。

しかし、曲げ加工では形成できる形状の大きさや精度に限界があり、例えば携帯電話のフラットパネルなど、小さくて高い精度が要求される製品に対応するのが難しい。このような製品には、鋼板などの金属材料を、エッチングや切削加工で、母材が切断刃と一体化した形状に形成した抜き型が使用されている（特許文献３参照）。

特開平６−２２６４８２号公報（４頁図３及び３頁図４） 特開平５−１９２９００号公報 特開２００３−１０３５００号公報（５頁図５）

母材全体が切断刃と一体化した金属で形成されている抜き型の場合、エッチングや切削加工で切断刃を削り出す工程に時間がかかり、短期で納品するのが困難であること、製造コストがかかること、抜き型が重くなることなどの問題を有している。
そこで本発明は、高精度の打ち抜きが可能で、かつ、製造時間や製造コストが低減され、重量が軽減された抜き型と、それに用いる切断刃を提供することを目的とする。

本発明者が鋭意研究した結果、以下の発明により上記課題を解決しうることを見出した。
（１）曲げ加工を行わずに所望の形状に形成されたことを特徴とする抜き型用切断刃。
（２）金属板材から所望の形状の切断刃部材を切り出し、これに刃付けすることを特徴とする（１）に記載の抜き型用切断刃。
（３）金属板材に所望の形状の刃付けをした後、切断刃として切り出すことを特徴とする（１）に記載の抜き型用切断刃。
（４）所望の形状に細溝が形成された母材を有し、前記細溝に（１）〜（３）のいずれか一項に記載の切断刃がはめ込まれていることを特徴とする抜き型。（以下、第一の抜き型という）
（５）所望の形状に溝が形成された母材を有し、前記溝に切断刃と一体化して形成された台座がはめ込まれていることを特徴とする抜き型。（以下、第二の抜き型という）
なお、上記（１）及び（３）における「所望の形状」とは、刃先が目的とする抜き製品の形となっている状態を意味し、上記（２）における「所望の形状」とは、刃付けをしたときに刃先が目的とする抜き製品の形となる状態を意味する。また、上記（４）、（５）における「所望の形状」とは、はめ込む切断刃の形状、もしくは切断刃の台座の形状を意味する。

本発明によれば、製品の形状について高い精度で打ち抜くことができる抜き型を提供することが可能であり、かつ、抜き型の製造時間を短縮することができ、製造コストの低減、抜き型の重量の軽減もできる。本発明の切断刃及び抜き型は、特に、携帯電話のフラットパネルなどをはじめとする、小型で高精度を要求されるシート状物の打ち抜きに好適に用いることができる。

まず、本発明の抜き型用切断刃とこれを用いた第一の抜き型について図面を参照して説明する。
本発明の抜き型用切断刃は、曲げ加工を行わずに刃先が目的の抜き製品の形状に形成されることを特徴とする。本発明の抜き型用切断刃の素材は、熱処理すると硬度が増す材料を好適に用いることができ、例えば鋼材、ＳＫＤ−１１（ＪＩＳ）、ＤＣ−５３（商品名、大同特殊鋼社製）があげられる。
この切断刃の製造においては、まず上記のような金属の板材から、図１（ａ）に示すように、抜き製品の形状に沿った形で適当な厚みを有する筒状の部材を切り出す。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線での断面図である。図１（ａ）に示す部材の切り出しは、例えばワイヤーカット、レーザーカット、エンドミル等によって行うことができる。厚みは好ましくは０．４５ｍｍ以上、さらに好ましくは０．４５〜２０．０ｍｍであるが、２０．０ｍｍ以上のものも可能である。薄すぎると刃付けの加工がしにくくなる。高さは通常の切断刃と同様であり、例えば８．０〜５０．０ｍｍである。この部材の先端を目的とする抜き製品の形状に合わせて鋭角にカットして、図１（ｃ）に示すような切断刃とする。図１（ｄ）は図１（ｃ）のＢ−Ｂ’線での断面図である。刃先８の形成は、ワイヤーカットのほか、エンドミルをはじめとする機械加工によっても行うことができ、加工方法に特に制限はない。刃先の形状は、両刃、片刃、２段刃、３段刃、片２段刃などから適宜選択しうる。なお、部材の切り出し、刃付けともに、ＮＣ加工、高速ＮＣ加工を適用することができる。刃付け後、必要に応じ表面処理を行う。
また本発明の切断刃は、金属板材の状態で先に刃先の形状を作った後、ワイヤーカットなどで目的の切断刃の形状に切り出す、という、図１で示したとは逆の順序での製造も可能である。
本発明の抜き型用切断刃は、曲げ加工を行わずに刃先を抜き製品の形状に形成することにより、帯刃の曲げ加工では出せなかった精度や形状の切断刃とすることができる。
なお、この抜き型用切断刃は、後述する第二の抜き型に使用する切断刃と同様の、切断刃と一体に形成された台座を有していてもよく（図５（ｂ）参照）、この台座を有する切断刃は、母材にはめ込むことなく、切断刃のみで抜き型として使用することも可能である。

本発明の第一の抜き型は、上記抜き型用切断刃を、母材の細溝にはめ込んだものである。その一例を図２（ａ）に斜視図で示した。母材２に形成された細溝３に図１（ａ）に示した切断刃１が刃先を上にしてはめ込まれ、固定されている。図２（ｂ）に図２（ａ）のＣ−Ｃ’線での断面図を示した。母材２に細溝３を形成する手段としては、糸鋸等の使用のほか、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、ワイヤーを用いるワイヤーカット法等が採用できる。細溝３は母材２を貫通するものとしてもよい。また、細溝３を切断刃１の厚さよりやや幅広に形成したり、細溝３に凹部を設けたりして、切断刃１と母材２の間にできた空間に樹脂などを充填して、切断刃１を固定することもできる。
母材は、どのような材料から形成された板状体でも良く、例えば熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などの合成樹脂により形成された板状体があげられる。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。ほかに、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（アルミニウム、鋼材など）製の板状体を使用することもできる。
図２（ｃ）は、母材を２と２’の２層構造にした例の断面図である。このように母材を多層構造とすることもでき、このとき、各母材は同一の材料でも、異なる材料でもよい。例えば母材２には細溝３の形成がしやすいベニヤや合成樹脂を使用し、母材２’に強度の高いアルミニウム板や鋼材を使用して、簡便に歪みの少ない抜き型とすることなどが可能である。このように母材を多層構造にした場合、下側の母材２’から上側の母材２に向けて木ネジなどを貫通させ、両者を固定することも好ましく行える。
母材の厚さは、底面から切断刃１の刃先８までの高さが、プレス定盤に取り付けるための所定寸法になるように適宜選択することができ、例えば８．０〜１６ｍｍ程度である。
なお、母材の表面には、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を設けることも可能である。

次に、本発明の第二の抜き型について図面を参照して説明する。
図３（ａ）は本発明の第二の抜き型の一例を斜視図で示したものであり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＸ−Ｘ’線での断面図である。図４に図３で示した抜き型の分解斜視図を示した。
第二の抜き型に用いる切断刃１は、それと一体に形成された台座４を有する。これらの材質は上記本発明の抜き型用切断刃の材質として述べたと同様のものを用いることができる。この台座４を有する切断刃１は、鋼板などの金属板から、まず台座４の形状に合わせた柱状の部材（図５（ａ）参照）を切り出し、そこから切断刃１となる部分を削り出して作成される。図５（ｂ）に示した図５（ａ）のＸ−Ｘ’線断面図において、除去部分として示した部分が削り取られて、台座４と切断刃１が残される。部材の切り出しは例えばワイヤーカット、レーザーカット、エンドミル加工などによって行うことができる。また、部材から切断刃を削り出す工程については、ワイヤーカット、エッチング、放電加工、エンドミルなどの機械加工による研削などによって行うことができる。これらの工程においても適宜ＮＣ加工、高速ＮＣ加工を適用しうる。刃先の形状も、本発明の抜き型用切断刃についてあげたと同様のものから適宜選択しうる。必要に応じ、表面処理を行う。
なお、部材の切り出しは内部のくり抜きを先にしてもよいし、外側を切除してからくり抜いてもよい。また、切断刃の削り出しを切り出しよりも先に行ってもよい。

台座４は切断刃１を包囲する形状である。図５（ｂ）における除去部分が少ないほど、切断刃の削り出しに要する時間や製造コストが削減できるが、切断刃の歪みを防止し刃先の水平を保って高精度の打ち抜きを行えるようにするうえでは台座は３ｍｍ以上の幅を有することが好ましい。図３〜５には切断刃１に沿って切断刃１の両側にわたって台座４が形成された例を示したが、切断刃が複雑な形状の場合などには必ずしも切断刃に沿った形状でなくともよく、切断刃が台座上に収まっていればよい。また、切断刃の内側もしくは外側のみに台座を形成してもよい。台座の厚みは、切断刃を固定する効果と切断刃の削り出しの効率とを併せ鑑みると２．０〜２２ｍｍが好ましい。
母材２には台座４をはめ込むための溝５が形成されており、本発明の第二の抜き型はこの溝５に台座４を収納、固定してなる。溝５は母材２を貫通するものであってもよい。図３及び図４には、台座４と母材２に位置決め用孔７、７’を設け、そこに位置決め用ピン６を通して固定した例を示したが、第一の抜き型において説明したと同様の樹脂による固定や接着剤の使用なども可能である。母材に使用しうる材質、厚さなどは第一の抜き型において述べたと同様であり、多層構造とすることが可能であることも第一の抜き型と同様である。また、第一の抜き型と同様に、母材の表面に、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を設けることも可能である。
なお、母材２は図３及び図４では台座４の両側にわたっているが、台座４の内側のみ、もしくは外側のみにはめ込まれてもよい。

なお、本発明の第一の抜き型においても第二の抜き型においても、切断刃の内部に穴もしくは空間部を設け、抜き製品又は抜きかすを落とし込むようにしてもよい。空間部にたまった抜き製品又は抜きかすは、吸引するなどして取り出すことができる。
切断刃１の内部に穴を設けた例を図６（ａ）（ｂ）に模式的な断面図で示した。このとき、切断刃１は垂直に立っていなくともよい。図６（ａ）にｘで示した刃先８の内径よりもｙで示した内径を大きくすると、抜き製品又は抜きかす９が図６（ｂ）に示すように落ちやすくなる。図６（ｃ）は切断刃１の内部に空間部を設け、中に落ちた抜き製品又は抜きかす９を吸引して取り出す例を模式的に示した説明図である。

本発明の抜き型用切断刃及び抜き型は、小型のシート状の抜き製品、好ましくは長辺もしくは一番長い径が７００ｍｍ以下のものを打ち抜くのに好適である。本発明によれば、このような小型の製品を１０，０００枚以上打ち抜いても精度（設計した長さに対する実測した長さのずれの割合）を０．３％以内に維持しうる。
なお、本発明の抜き型の用途としては、シート状物を完全に打ち抜くもののほか、半切なども含まれる。

本発明の抜き型用切断刃の一例を説明するための斜視図及び断面図であり、（ａ）及び（ｂ）は刃先を形成する前の部材の形状、（ｃ）及び（ｄ）は刃先が形成された切断刃の形状を示す。 本発明の第一の抜き型の一例を示す斜視図及び断面図である。 本発明の第二の抜き型の一例を示す斜視図及び断面図である。 本発明の第二の抜き型の一例を示す分解斜視図である。 図３、図４に示した抜き型における台座つき切断刃を作成するための部材の形状を説明する斜視図及び断面図である。 切断刃１の内部に穴もしくは空間部を設けた例を模式的に断面で示す説明図である。 （ａ）は従来の抜き型の斜視図であり、（ｂ）はＹ−Ｙ線での断面図である。

符号の説明

１ 切断刃
２、２’ 母材
３ 細溝
４ 台座
５ 溝
６ 位置決め用ピン
７、７’ 位置決め用孔
８ 刃先
９ 抜き製品又は抜きかす

Claims (5)

1. 曲げ加工を行わずに所望の形状に形成されたことを特徴とする抜き型用切断刃。
2. 金属板材から所望の形状の切断刃部材を切り出し、これに刃付けすることを特徴とする請求項１に記載の抜き型用切断刃。
3. 金属板材に所望の形状の刃付けをした後、切断刃として切り出すことを特徴とする請求項１に記載の抜き型用切断刃。
4. 所望の形状に細溝が形成された母材を有し、前記細溝に請求項１〜３のいずれか一項に記載の切断刃がはめ込まれていることを特徴とする抜き型。
5. 所望の形状に溝が形成された母材を有し、前記溝に切断刃と一体化して形成された台座がはめ込まれていることを特徴とする抜き型。
   
   

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