JP2008506538A - パターンカッタ、その製造方法及び型 - Google Patents

Abstract

【課題】
【解決手段】本発明にて、基部と、カッティングブレードとを有し、カッティングブレードは基部に配置され、ブレードはカットすべきパターンの形状を形成するパターンカッタであって、上記基部及びカッティングブレードはダイキャスト工程を通じて１回にて所定の形状に機械加工される単一物構造である上記パターンカッタ開示されている。上記のパターンカッタの加工方法は、共に接続される基部及びブレードをダイキャストする型が直接利用される。上記のカッティングブレードは、カットすることを必要とするパターンの形状を形成する。上記の加工工程を受ける型の内部には、ブレードを形成する目的のためキャビティが配置されている。上記ブレード形成キャビティは、三角形又は三角形と矩形との組み合わせ又は三角形と台形との組み合わせである。ブレード形成キャビティの深さは２．５ｍｍ以上である。そのブレード形成キャビティの鋭角な端部における夾角度は６０°以下である。本発明は、簡単で且つ合理的な構造であり、製造が容易で、低コストであり、高い製品精度及び優れた均一さを備え、広範囲の順応可能性及び優れた販売可能性を有することを特徴とする。

Description

本発明は、パターンカッティング技術、より具体的には、パターンカッタ、その製造方法及び型に関する。

従来の紙カッティングハンドクラフトは、非常な人気を集めつつある１種の工芸品である。極めて多岐に亙るデザイン又はパターンがあり、また、美術的評価が高いため、紙カッティングハンドクラフトは、子供の幼稚園での教育に極めて適している。海外では、かかる型式の紙カッティング製品は、子供の教育のため広く使用されている。例えば、米国において、紙カッティング製品は非常に普及している。一般的に子供の集中力及び判別力を育成するため、紙、プラスチック片、ゴム片、又は同様の材料が文字、漫画、動物又は人間の形をしたパターンにカットされる。しかし、紙カッティングパターンを形成するため従来の手作業による紙のカッティング方法は生産効率が相対的に低く、デザインの均一性に乏しく、従って、大量生産には適していない。この欠点を解決するため、大量生産に適応し得るような工程とされてきた。すなわち、最初に、パターンカッティング目的のためのパターンカッタを機械加工する。このパターンカッタは、鋭角な切刃部を有する薄いブレードを備え、該切刃部は、作られるパターンに合わせて曲がっているように設計されており、また、パターンカッタは、平坦な板内に埋め込まれ且つ固定されている。このパターンカッタを使用して紙又は同様の平坦なシート材料をカットする。カットされた材料は、薄いカッティングブレードのパターンと同一の個々の美術的パターンを有する、すなわち、要求される製品となる。異なる形状の製品を作ろうとするならば、異なる形状のパターンカッタに交換するだけでよい。かかるパターンカッタを製造するとき、薄いカッティングブレードは、要求されたパターンの形状に曲げられる必要がある。かかるブレードを形成する既存の方法は、一般的に、ブレードを手作業で曲げるものであり、その結果、生産効率は極めて低く、また、加工精度も劣るものとなる。しかし、要求されるカッティングブレードを機械加工するため、中国特許明細書０１１２７７２７．０号に開示された「パターンカッティングブレードの製造方法及びその装置（Ｆｏｒｍｉｎｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｉｔｓ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｐａｔｔｅｒｎ Ｃｕｔｔｉｎｇ Ｂｌａｄｅ）」を使用することにより、ブレードの形成速度は著しく増加し、且つ製造コストは減少するであろう。しかし、最初にカッティングブレードを機械加工し、次に、パターンカッタに組み立てる技術的工程は、不可避的に、加工及び組み立てステップを増大させ、これにより要求される材料及び労働コストは依然として多額であろう。

本発明の目的は、先行技術にて生じるこうした問題点を解決し且つ、構造が簡単で且つ合理的であり、容易に製造し、便利に使用でき、また、製造コストが低く、製品の均一性が優れたパターンカッタを提供することである。

本発明の別の目的は、上述したパターンカッタを製造する技術的方法を提供することである。
本発明の更に別の目的は、上述した製造方法を具体化することのできる成形型を提供することである。

本発明の目的は、次の技術的解決法を通じて実現することができる。このパターンカッタは、基部と、カッティングブレードとを有する。カッティングブレードは、基部上に配置される。カッティングブレードは、カットすべきパターンの形状に形成されている。上記の基部及びカッティングブレードは、単一物の構造であり、１回のダイキャスト工程を経て所要の形状に機械加工される。

基部からの、上記カッティングブレードの高さは、２．５ｍｍ以上である。上記ブレードの切刃部の角度は、６０°以下である。
上記ブレードの断面形状は、三角形又は三角形と矩形との組み合わせ又は三角形と台形との組み合わせである。

上記基部の表面は、カッティングブレードの表面に対して平行であり、これら表面の双方は、平面状又は円弧状湾曲面の何れかとすることができる。
カッティングブレードが配置される箇所である面と反対側の側面にて、保持脚部が上記基部と一体に形成される。該保持脚部は、他の装着物と接続するため使用されたり、又はオペレータが作業中、手で直接、パターンカッタを保持することを可能にする。

上述したパターンカッタを形成するための技術的工程は、互いに接続される基部及びブレードをダイキャストする型が直接利用されることを特徴とする。上記のカッティングブレードは、カットされることを必要とするパターンの形状に形成される。

上記の技術的工程は、次の具体的な工程、すなわち（１）要求される製品の形状に従ってダイキャスト型を機械加工するステップと、（２）ダイキャスト型をダイキャスト機械の上に配置し且つ、ダイキャスト機械を使用して合金溶液をダイキャスト型のキャビティ内に充填し、ダイキャスト製品が冷却されて形成された後、その製品を取り出すステップと、（３）ダイキャスト製品に対し表面硬化処理を実行するステップと、を含むことができる。

上記の表面硬化処理の目的は、パターンカッタのカッティングブレードの硬さを向上させ且つその作動寿命を引き延ばすことである。具体的には、ダイキャストブレードの表面を、例えば、クロム、ニッケル、亜鉛等のような、より高い硬度の金属材料にてめっきする。クロムめっきの場合、技術的条件は次の通りである。すなわちクロム溶液の濃度は１５０ないし２５０ｇ／Ｌ、作動温度は、およそ５０ないし６０℃、電流密度はおよそ４０ないし６０Ａ／ｄｍ²である。表面硬化処理を通じて、ダイキャストブレードの硬さは、約ＨＲＣ１０からＨＲＣ３０以上にまで増加させることができる。

上記の合金は、アルミニウム合金、亜鉛合金又はその他の合金とすることができ、亜鉛合金であることが好ましい。
上述した工程を実現するため、ダイキャスト型は、三角形又は三角形と矩形との組み合わせ又は三角形と台形との組み合わせであるブレード形成キャビティを有する。ブレード形成キャビティの深さは２．５ｍｍ以上であり、その鋭角な端部における夾角は６０°以下である。

上記ブレード形成キャビティの鋭角な壁は、２つの型片を組み合わせるか又は何れかの型にて機械加工することによって形成することができる。１つの型片において、ブレード形成キャビティは、換気穴を有し、この換気穴は、合金溶液がキャビティ内に充填されたときに、空気を排出することにより、空気が取り込まれたダイキャスト製品が製造されたり、又はキャビティ内の溶液が不十分なため上記のような製品が製造されるのを回避することができる。

上記ダイキャスト型のカバーダイ又はエジェクタダイは、交換可能なコア片と一緒になるように接続される。上記コア片には、インサートブロックを装着するための穴が穿孔される。インサートブロックの端面にて、パターンカッタのブレードの形状に相応するブレード形成溝が機械加工される。このような構造の型を使用することにより、インサートブロックは、異なる加工パターンに従って自由に変更することができ、優れた適応性を持つことになる。

先行技術と比較して、本発明は、次の有利な効果を有する、すなわち（１）構造が簡単で且つ合理的であること。本発明のパターンカッタは、単一構造体となった基部およびカッティングブレードを備えている。構成がさらに簡略化された。一方、既存のパターンカッタは、基部及びカッティングブレードをそれぞれ別個に機械加工し、その後に、埋め込み且つ組み立てることを必要とする。先行技術と比較したとき、本発明の構造はより合理的であり、不適切な取付けのためにブレートが破断して基部から緩むというような事故は生じない。また、これは、より安全な作動をもたらす。（２）容易に製造でき且つ低コストである。本発明は、ダイキャスト工程を利用して高い製造効率にてパターンカッタを製造する。だいたいにおいて、パターンカッタの生産量は、１つの装置当たり２４０個／時である。本発明を使用することにより作業効率が著しく向上し、製造コストは減少し且つ経済効率は改善される。（３）高い製品の精度及び優れた均一性。本発明は、製造中、型を順応させることができる。型の機械加工精度及び相応する製造条件が保証される限り、製造される製品はかなり高い加工品質を有し、製品の誤差が少なく且つ優れた均一性を得ることができる。（４）優れた適合性。本発明によれば、型内にてコアシートの形状を変化させるだけで、異なる形状のパターンをカッティングするパターンカッタを形成することができ、広範囲の適合性が得られる。

本発明の詳細な説明は、作用実施例及び添付図面と共に以下に記載するが、本発明の実施モードは、これらにのみ限定されるものではない。
加工の実施例１
図１及び図２には、本発明のパターンカッタの具体的な構造が示されている。図１に示すように、パターンカッタは、基部１と、カッティングブレード２とから成っている。基部１は特定のラジアンを有する円弧状の板である。カッティングブレード２が基部１の上に配置され、その切刃部の表面は基部１の表面に対して平行である（その双方は円弧状湾曲面である）。カッティングブレード２は、カットすべきペンギンパターンの形状を形成する。上記基部１及びカッティングブレード２は単一物構造である。特定の断面の構造体が図１のＥ−Ｅ図に示されている。カッティングブレード２は、三角形に似た断面形状を有する（正確な形状は三角形と台形との組み合わせである）。カッティングブレード２の高さは基部１から３ｍｍである。カッティングブレード２は、切刃部にて３０°の角度を有する。カッティングブレード２の表面には、めっき被覆部１５がある。図２に示すように、カッティングブレード２が配置される箇所である面と反対側の側面にて、保持脚部３が上記基部１と一体に形成されている。上記保持脚部３は、その他の装着物と接続し、又は作動中、手で保持する目的のため使用される。

図３ないし図５には、上述したペンギンパターンカッタを製造するダイキャスト型の具体的な構造が示されている。図３に示すように、ダイキャスト型は、エジェクタダイ４と、カバーダイ５とを備えている。エジェクタダイ４にはＢコア片６が装着されている。Ｂコア片６には、互いに対称である２つの突出円弧状面６−１がある。円弧状面６−１には、パターンカッタの後側に保持脚部３を形成するための凹状穴６−２がある。カバーダイ５にＡコア片７が装着されている。Ａコア片７の２つの四角形の貫通穴内には、同一の四角形のインサートブロック８がそれぞれ装着されている。各四角形のインサートブロック８の一端には、図５に示すような、ペンギン形状のブレード形成溝９が機械加工されている。四角形をした貫通穴の端縁近くのブレード形成溝９は、図４に示すように、インサートブロック８によってＡコア片７の四角形の貫通穴の端縁と整合するように合わさる。ブレード形成溝９の残りの部分は、インサートブロック８の端面にて所定の形状となるように別個に機械加工される。ブレード形成溝９の全体の断面寸法及び形状は、形成すべきブレードのものと同一である。上記Ａコア片７は、Ｂコア片６と合わさって一体的な型キャビティを形成する。型キャビティは、互いに連通したブレード形成キャビティと、基部キャビティとを備えている。プッシュロッド１０は型キャビティと接続され、ダイキャスト製品が形成された後、その製品を押し出すことができる。側方向キャビティは、合金溶液がキャビティ内に充填されているとき、空気を排出するため使用される換気穴も有している。基部キャビティには、注入通路１１を介して注入開口部１２が貫通している。上記注入開口部１２は、Ａコア片７の中央の丸い貫通穴内の対称スピンドル上に対称に配置されている。上記注入通路１１は、ほぼ円錐形の構造であり、この構造は、軸を介して対称に配置された注入ヘッド片１３及びＣコア片１４を合わせることにより形成される。

上記の型を使用してパターンカッタを形成する技術的工程は、次の特定の工程を備えている。型が組み立てられた後、該型をダイキャスト機械に取り付ける。ダイキャスト機械は、４００℃の亜鉛合金溶液を２５ないし４０ＭＰａの圧力下にて注入開口部を通して型キャビティ内に注入する。次に、圧力が維持され且つ所定の形状に冷却した後、ダイキャスト製品を取り出すことができる。次に、ダイキャスト片をクロムめっきすることができる。クロムめっき溶液の濃度は、５５℃の作動温度及び５０Ａ／ｄｍ²の電流密度にて２００ｇ／Ｌである。クロムめっきした後、パターンカッタのブレードの硬さをＨＲＣ３０以上まで増加させることができる。

加工の実施例２
図６には、本発明に記載したパターンカッタの別の構造が示されている。図６に示すように、このパターンカッタは、基部１と、カッティングブレード２とを備えている。基部１は、平坦な板であり、カッティングブレード２が基部１上に配置されている。ブレードの切刃部に対する面は、基部１の面と平行である（その双方は同一平面にある）。カッティングブレード２はカットすべき円形のパターン形状を形成する。上記基部１及びカッティングブレード２は、単一物構造である。特定の断面構造は図６のＧ−Ｇ図に示されている。カッティングブレード２の断面形状は三角形である。カッティングブレード２の高さは基部１から４ｍｍである。ブレード２は切刃部にて４０°の角度を有する。カッティングブレード２はクロムめっき被覆１５にて表面処理されている。

当該製造例に記載したようなパターンカッタを製造する方法は、次の特徴に加えて加工例１のものと同一である。使用される合金材料はアルミニウム合金である。カッティングブレードの表面は、ダイキャスト製品が型から取り出された後、クロムめっきにて処理される。クロムめっき溶液の濃度は、２５０ｇ／Ｌであり、作動温度は６０℃及び電流密度は６０Ａ／ｄｍ²である。クロムめっき処理後、パターンカッタのカッティングブレードの硬さはＨＲＣ３０以上まで増加させる。

本発明のパターンカッタの構造を示す概略図である。 図１に示したパターンカッタの裏側構造を示す概略図である。 図１に示したパターンカッタを形成するダイキャストの構造を示す概略図である。 図３に示したダイキャスト型のＡコア片の構造を示す概略図である。 図４に示したＡコア片の頂面図である。 本発明のパターンカッタの別の構造を示す概略図である。

Claims (10)

1. 基部と、カッティングブレードとを備え、カッティングブレードは、基部上に配置されており、前記カッティングブレードは、カットすべきパターンの形状に形成されている、パターンカッタにおいて、前記基部及びカッティングブレードは、１回のダイキャスト工程を経て所要の形状に機械加工される単一物構造であることを特徴とする、パターンカッタ。
2. 請求項１に記載のパターンカッタにおいて、基部からのカッティングブレードの高さは２．５ｍｍ以上であり、前記ブレードの切刃部は６０°以下の角度を有することを特徴とする、パターンカッタ。
3. 請求項１に記載のパターンカッタにおいて、前記ブレードの断面形状は、三角形又は三角形と矩形との組み合わせ又は三角形と台形との組み合わせであることを特徴とする、パターンカッタ。
4. 請求項１に記載のパターンカッタにおいて、前記基部の表面は、カッティングブレードの表面に対して平行であり、これら表面の双方は、平面状又は円弧状湾曲面であることを特徴とする、パターンカッタ。
5. 請求項１ないし４の何れか１つの項に記載のパターンカッタの加工方法において、互いに接続される基部及びブレードをダイキャストするために型が直接利用され、前記カッティングブレードは、カットされることを必要とするパターンの形状に形成されることを特徴とする、加工方法。
6. 請求項５に記載のパターンカッタの加工方法において、（１）要求される製品の形状に従ってダイキャスト型を機械加工するステップと、（２）ダイキャスト型をダイキャスト機械上に配置し且つ、ダイキャスト機械を使用して合金溶液をダイキャスト型のキャビティ内に充填し、ダイキャスト製品が冷却されて形成された後、その製品を取り出すステップと、（３）ダイキャスト製品に対し表面硬化処理を実行するステップと、を含むことを特徴とする、加工方法。
7. 請求項６に記載のパターンカッタの加工方法において、前記表面硬化処理は、ダイキャスト製品のカッティングブレードの表面におけるクロム、ニッケル又は亜鉛めっきであることを特徴とする、加工方法。
8. 請求項５ないし７の何れか１つの項に記載のパターンカッタの加工方法に対して使用される型において、型は、断面形状が三角形又は三角形と矩形との組み合わせ又は三角形と台形との組み合わせであるブレード形成キャビティを有し、ブレード形成キャビティの深さは２．５ｍｍ以上であり、その鋭角な端部における夾角は６０°以下であることを特徴とする、型。
9. 請求項８に記載の型において、前記ブレード形成キャビティの鋭角な壁が、２つの型片を組み合わせるか又は何れかの型を機械加工することによって形成されることを特徴とする、型。
10. 請求項８に記載の型において、前記ダイキャスト型のカバーダイ又はエジェクタダイが、交換可能なコア片と一緒になるように接続され、前記コア片には、インサートブロックを装着するための穴が穿孔され、前記インサートブロックの端面には、パターンカッタのブレードの形状に相応するブレード形成溝が機械加工されていることを特徴とする、型。

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