JP2010082769A - 抜き型および抜き型温度制御システム - Google Patents

抜き型および抜き型温度制御システム Download PDF

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広真 高橋
Mitsuhiro Takahashi
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Abstract

【課題】
打ち抜き刃を冷却することで対象物の打ち抜き面を良好にすることができる技術を提供する。
【解決手段】
上下定盤81,82間に配置された打ち抜き対象物を、当該上下定盤81,82の少なくとも一方に設けられた抜き型1Bにより打ち抜く抜き型であって、抜き型1Bには、前記打ち抜き刃を冷却するためのクーラ13が設けられていることを特徴とする。
上下定盤間81,82に配置された打ち抜き対象物を、打ち抜き刃12により打ち抜く、前記上下定盤の少なくとも一方に設けられた抜き型であって、前記打ち抜き刃12を冷却するためのクーラ13が設けられていることを特徴とする。クーラ13は、冷却管15により構成することができる。
【選択図】 図2

Description

本発明は、上下定盤間に配置された打ち抜き対象物を打ち抜くために使用されるクーラ付の抜き型、この抜き型を用いた抜き型温度制御システムに関し、打ち抜き刃(ひいては、打ち抜き刃の刃先)を冷却することで対象物の打ち抜き面を良好にすることができる技術に関する。
従来、抜き型を用いて、半固体の対象物(液晶が充填されているシート)を打ち抜くことがある。また、表面や内部に粘着性材料を含むシートを打ち抜くことがある。
しかし、半固体の対象物を打ち抜く場合には、打ち抜きの際に対象物が打ち抜き刃から分離しにくくなり、この結果、対象物が変形することがある。
また、表面や内部に粘着性材料を含むシートを打ち抜く場合には、打ち抜き刃に粘着材が付着し、良好な切断ができないことがある。しかも、打ち抜き刃に粘着材が付着した場合には、打ち抜き作業を中止して、付着した粘着材を除去する作業が必要となる。
本発明の目的は、打ち抜き刃を冷却することで、対象物のきれいな打ち抜きを可能にすることである。
本発明は、(1)から(6)を要旨とする。
(1)
上下定盤間に配置された打ち抜き対象物を、打ち抜き刃により打ち抜く、前記上下定盤の少なくとも一方に設けられた抜き型であって、
前記抜き型には、前記打ち抜き刃を冷却するためのクーラが設けられていることを特徴とする抜き型。
打ち抜き刃は、削り出し刃、帯状刃またはこれらの組み合わせである。
抜き型は、打ち抜き刃が削り出し刃である場合、基本的には金属基台と削り出し刃とから構成される。また、金属基台と当該削り出し刃が収容される治具(合板,合成樹脂,金属等からなる)とから構成できる。
抜き型は、打ち抜き刃が帯状刃(トムソン刃)である場合、当該帯状刃とこの帯状刃がセットされる治具(帯状刃が挿着されるスリットが形成された、合板,合成樹脂,金属等からなる)とから構成できる。
上定盤,下定盤の何れか一方に抜き型が設けられる場合には、他方の定盤に、刃先と向かい合わせに、表面がの刃先に一致する受け面が形成され受け部材を設けることができる。この受け部材は、特に打ち抜き刃の刃先が1つの平面上にないとき(2以上の平面上にあるとき、曲面上にあるとき、またはこれらを組み合わせた面上にあるとき)には必須である。
また、上定盤と下定盤とにそれぞれ抜き型が設けられる場合には、両刃先同士が、打ち抜き時に一致するように形成することができる。
(2)
前記打ち抜き刃が削り出し刃であり、前記クーラが前記打ち抜き刃の平面視形状に沿って、前記打ち抜き刃のほぼ直下に設けられていることを特徴とする(1)に記載の抜き型。
この態様では、抜き型全体を冷却することもできるが、抜き型全体を冷却した場合には、抜き型の冷熱により打ち抜き対象が冷やされ、この結果、打ち抜き対象の品質が低下することがある。(2)の態様によれば、刃先の近傍のみが冷却されるので、打ち抜き対象物が冷やされることを回避することができる。
(3)
前記打ち抜き刃が帯状刃であり 前記クーラが前記帯状刃の平面視形状に沿って、前記帯状刃に接して設けられていることを特徴とする(1)に記載の抜き型。
(4)
前記打ち抜き刃が削り出し刃であり 前記削り出し刃が形成されていない部分の全部又は一部に断熱材が貼着または塗布されていることを特徴とする(1)または(2)に記載の抜き型。
この態様では、冷熱の放散を防止できるので、効率がよくなるし、たとえば打ち抜き刃が形成されていない部分に断熱材に貼着または塗布することで打ち抜き刃の近傍のみを冷却することもできる。
(5)
前記クーラがペルチェ素子冷却体であることを特徴とする(1)から(4)の何れかに記載の抜き型。
前記ペルチェ素子冷却体は、通常、削り出し刃(あるいは削り出し刃の基台)や帯状刃に、直接冷熱が伝わるように設けられる。
(6)
前記クーラが冷媒(液体やガス)が流通する流路(管や削り出し流路)であることを特徴とする(1)から(4)の何れかに記載の抜き型。
前記流路も、通常、削り出し刃(あるいは削り出し刃の基台)や帯状刃に直接、冷熱が伝わるように設けられる。
この態様では、冷媒は冷媒冷却装置において冷却され、流路を流通する。冷媒冷却装置は、抜き型外部に設置されることもあるし、抜き型に搭載されることもある。
(7)
(1)から(6)の何れかに記載の抜き型を用いた温度制御システムであって、
前記抜き型には前記打ち抜き刃の温度を検出する温度センサが設けられ、前記温度センサからの信号に基づき、前記クーラに供給する冷熱量を制御することを特徴とする抜き型温度制御システム。
温度センサは、通常、削り出し刃の基台や帯状刃に接するように設けられる。
抜き型温度制御システムは、典型的には、温度センサと、温度センサからの検出信号を受信しフィードバック制御を行なう制御回路(CPU,ROM等からなる)と、スイッチ回路と、スイッチ回路を駆動するためのドライブ回路とからなる。
(8)
(6)に記載の抜き型を用いた温度制御システムであって、
前記流路の何れかの箇所に温度センサが設けられ、前記温度センサからの信号に基づき、前記クーラに供給する冷媒の温度を制御することを特徴とする抜き型温度制御システム 。
本発明の抜き型では、打ち抜き刃がクーラにより冷却され、切断の際に対象物が打ち抜き刃から分離しにくくなることはないので、対象物をきれいに打ち抜くことができる。
また、本発明の抜き型では、粘着材等が打ち抜き刃に付着することはないので、当該付着物により切断部分が不良となることもなく、また、打ち抜き刃から付着物を除去するといった作業も必要なくなるか、極めて簡単になる。
本発明の抜き型では、打ち抜き刃が削り出し刃である場合には、基台の冷熱容量が大きいので、安定した低温を打ち抜き刃に提供できる。
さらに、本発明の抜き型温度制御システムでは、打ち抜き刃を常に適切な低温に保つことができるし、打ち抜き対象物に応じて、打ち抜き刃を適切な低温に保持することもできる。

本発明の第1実施形態を説明する。図1(A)は、クーラを搭載した抜き型1Aを上方から見た斜視図、(B)は同じく下方から見た斜視図である。
図1(A)において抜き型1Aは、基部11の上面に、打ち抜き刃12が削り出しにより形成されて構成されている。基部11の下面側には、クーラ装着溝C(図1では2箇所)が形成されており、これらの溝Cには、打ち抜き刃を冷却するためのクーラ13が設けられている。クーラ13は、図1(B)に示すようにペルチェ素子冷却体131と冷熱を自然放するためのラジエータ132とからなる。
本実施形態では、ペルチェ素子冷却体131の基部11に接する面が吸熱、ラジエータ132側が放熱となるようにDC電源を制御する。
本実施形態えは、抜き型1Aの底面は平坦であり、図1(B)に示すように、セラミック,ガラス,硬質プラスチック等の断熱板14を抜き型1Aと定盤との間に配置してある。
本実施形態では、常温では柔らかいが低温で硬くなるシート(液晶充填シート等)や表面や内部層間に粘着層を持つシート(離型紙付の粘着シート)を打ち抜くことがあるが、本実施形態の打ち抜き技術を応用することで、対象物が変形したり、接着材が打ち抜き刃に付着する不都合は生じない。
本発明の第2実施形態を説明する。第2実施形態では、抜き型1Bには、後述するように冷却装置2が接続される(図5(A),(B)参照)。
図2に示すように抜き型1Bは、上基部111と下基部112と打ち抜き刃12と冷却管15とからなる。上基部111の上面に打ち抜き刃12が削り出しにより形成されている。上基部111の下面側におよび下基部112の上面側には、それぞれ冷媒(液体やガス)が充填される冷却管15が装着される半溝Hが形成されている。図3(A)に図2の抜き型1Bの平面図を,図3(B)に同じく側面図を示す。なお、下基部112の半溝Hに断熱材を形成しておく(たとえば、断熱塗料を塗布しておく)ことができる。
図3(A),(B)の抜き型1Bの底面に、セラミック,ガラス,硬質プラスチック等の断熱板14を配置することもできる。また、図3(A),(B)に示した抜き型1Bに温度センサ16が設けられている。
図3(A)の抜き型1Bの底面に、セラミック,ガラス,硬質プラスチック等の断熱板14を配置することもできる。なお、図4に示すように、下基部112の底面に溝Gを形成し、この溝に断熱材14をセットするようにしてもよい。
図5(A)の平面図および図5(B)の左側面図に、冷却装置2を示す。冷却装置2は、吸放熱シート(ペルチェ素子)22の上面にはファン24を備えている。図6(A)の平面図および図6(B)の左側面図に、ファン24を取り除いた状態を示す。
図5および図6に示すように、冷却装置2の合成樹脂からなる本体20には、冷却管21が内蔵されている。本体20の上面側の往復蛇行する冷却管21の経路上には、当該冷却管21が露出するように溝G21が形成されている。溝G21には吸放熱シート(ペルチェ素子)22が装着されている。また、本体20の上面側の冷却管21経路上には、溝G22が形成され当該溝G22にはポンプ24が装着されている。
また、冷却装置2には制御装置3が付属しており、制御装置3は、温度センサ16から、温度検出信号を受け取り、吸放熱シート22に供給する電力を制御する。なお、制御装置3は、CPU,制御用テーブル、電力変換回路等を含み、供給電圧を適宜電圧に変換し、温度センサ16からの温度検出値と制御用テーブルとから、吸放熱シート22に適宜電力を供給する。
図7に冷却装置2が取り付けられた抜き型1Bを下定盤82に設置した例を示す。図7では、上定盤81に設けた補助盤83により抜き型1Bとの間に設けた対象物Oを打ち抜くことができる。
なお、図8(A)の平面図および図8(B)の左側面図に示すように、上定盤81側の構成が、ファン24からの風が対象物Oにかからない場合には、冷却装置2を抜き型1Bに直接取り付けることもできる。
冷却装置2として、ペルチェ素子冷却体を使用したが、冷媒を圧縮して冷熱を蓄積して、当該冷熱を放出するコンプレッサ式の冷却装置を採用することもできる。
本発明の第3実施形態を説明する。図9(A)は、クーラを搭載した抜き型1Cを示す分解斜視図である。抜き型1Cは、上基部111と下基部112と冷却管15とからなる。上基部111および下基部112は金属からなり、上基部111の上面には打ち抜き刃12が形成されている。上基部111と下基部112との、互いの対向面には、半溝Hが形成されている。これらの半溝H,Hは上基板111と下基板112とを組み合わせたときに、端部が開口するるように、当該端部で開放されている。
冷却管15は金属管であり、本実施形態では断面円形の金属管であり、打ち抜き刃12の形状に沿った形状に曲げ加工されている。なお、金属管に代えて、熱伝導性が高い材料からなる管を使用することができる。図9(B)に上基板111を下方から見た斜視図を示す。
図10に示すように、上基部111と下基部112は、冷却管15を半溝H,Hからなる空間に配置した状態で組み合わされる。本実施形態では、冷却管15に冷媒を流通させることで、特に、打ち抜き刃12の部分を冷却することができる。
第3実施形態の抜き型1Cにおいても、図示はしないが上述した制御装置が付属した冷却装置が接続され、抜き型用温度制御システムが構築される。
第2実施形態および第3実施形態では、冷却管を用いて冷媒を抜き型1B,1C内に流通させたが、冷却管を使用せずに抜き型1B,1Cに冷媒流通用の溝を設けるようにしてもよい。この場合、下基部に形成される半溝に断熱材を形成しておく(たとえば、断熱塗料を塗布しておく)ことができる。
図1(B)や図4では断熱材14を抜き型の下面に設けた例を示した。第1実施形態から第3実施形態および後述する第4実施形態および第5実施形態では、抜き型の打ち抜き刃を除く部分に、上記のような断熱材14を貼り付けることができる。また、第1実施形態から第5実施形態では、断熱塗料を抜き型の打ち抜き刃を除く部分に塗布することもできるし、第2実施形態から第5実施形態では、冷却管の概略下半分部分を断熱材や断熱塗料に被覆することができる。これにより、冷却効率が向上する。
図11(A)に、図9(A),図10に示した冷却管15の下側部分に断熱塗料CPを塗布した例を示す。また、図11(B)に、図9(A),図10に示した抜き型の打ち抜き刃を除く全面に断熱塗料を塗布した例を示す。
また、第5実施形態では、基部を打ち抜き刃の部分が残るように除去することができる。これにより、冷却効率が向上する。図11(C)に、図9(A),図10に示した抜き型の基部を打ち抜き刃の部分を残して除去した例を示す。
本発明の第4実施形態を説明する。図12は、クーラを搭載した抜き型1Dを示す斜視図である。抜き型1Dは、金属基部11の上面に、先Eから基部11の底面までの距離が、一部で異なる打ち抜き刃12が、削り出しにより形成されている。また、基部11には、打ち抜き刃12を冷却するためのクーラ13が取り付けられている。
この抜き型1Dは、図13(A)の側面図,(B)の平面図に示す金属製の受け部材4とともに使用され、抜き型1Dと受け部材4とが抜き型セットU1を構成する。
図13(A),(B)において、受け部材4は、図5に示した抜き型1Dの打ち抜き刃12の刃先Eに対応する曲面Sを有している。また、受け部材4の受け面Sの内側には軽量化のための溝GSが形成されている。なお、受け面Sの刃先(打ち抜き刃12の先端)Eが当接する部分は、銅・軟鉄・真鍮等の金属・合金(打ち抜き刃12よりも柔らかい金属)により形成することができ、たとえば、刃先Eに当接する部分を交換可能にしておくことができる。
図14に示す例では、上定盤81に第1基板51が、下定盤82に第2基板52が収容されており、第1基板51には受け部材4が、第2基板52は抜き型1Dが収容されている。
第1基盤51と第2基盤52とには、案内部材53が設けられている。案内部材53は、第1基盤51と第2基盤52とを垂直方向に相対的に摺動可能としてある。図14では、案内部材53は第1基盤51の4隅に埋め込んだ摺動ロッド531と、第2基盤52に埋め込んだ案内管532により構成される。
第4実施形態の抜き型1Dにおいても、制御装置3が付属した冷却装置2(図5および図6参照)が接続され、抜き型用温度制御システムが構築される。
なお、第1から第4実施形態では、抜き型を下定盤に適用する例を示したが、治具等を用いて、上定盤に取り付けることができる。
本発明の第5実施形態を説明する。図15は、クーラを搭載した抜き型セットU2を示す斜視図である。抜き型セットU2は、第1の抜き型1Eaと、第1の抜き型1Ebとからなる。
第1の抜き型1Eaでは、基部11aの上面(図面では下面)には溝GBaが形成されており、溝GBaの内部は打ち抜き刃12aが形成されている。打ち抜き刃12aの刃先Eaから基部11aの底面(図面では上面)までの距離が同一である打ち抜き刃12aが、削り出しにより形成されており、刃先Eaは基部11aの上面(図面では下面)からやや迫り出している。また、基部11aの上面(図面では下面)の四隅には、ピン633が設けられている。
同様に、第2の抜き型1Ebは、基部11bの上面には溝GBbが形成されており、溝GBbの内部は打ち抜き刃12aが形成されている。打ち抜き刃12bの打ち抜き刃先Ebから基部11bの底面までの距離が同一である打ち抜き刃12bが、削り出しにより形成されており、刃先Eaは基部11aの上面からやや迫り出している。また、基部11bには、孔が形成されており、この孔には打ち抜き刃12bを冷却するための冷却管15が挿通されている。
なお、第1の抜き型1Eaの基部11aにも、クーラ13を設けることができる。また、基部11bの上面の四隅のピン633に対応する位置には、ピン受け孔634が設けられている。ピン受け孔634は、ピン633と相俟って、第1の抜き型1Eaと第2の抜き型1Ebとを垂直方向に相対的に摺動可能にする案内部材63を構成する。
図16に、第1の抜き型1Eaを上定盤81に、第2の抜き型1Ebを下定盤82にそれぞれ取り付け、打ち抜き対象物Oを打ち抜く例を示す。
第1の抜き型1Eaの打ち抜き刃12aおよび第2の抜き型1Ebの打ち抜き刃12bは、数値制御加工機により高精度で作成できる。また、ピン633とピン受け孔634も、基部11a,基部11bに高精度で設けることができる。
第5実施形態の抜き型1Eaおよび/または1Ebにおいても、制御装置3が付属した冷却装置2(図5および図6参照)が接続され、抜き型用温度制御システムが構築される。
また、第5実施形態でも、第2実施形態で説明した断熱技術(図4(B)に示した断熱材14をセットすること等)を採用することができる。
本発明の第6実施形態を説明する。図17(A)は、クーラを搭載した抜き型1Fを示す分解斜視図である。抜き型1Fは、上基板181と下基板182とトムソン刃(帯状の打ち抜き刃)19と冷却管15とからなる。上基板181および下基板182は合板からなり、互いの対向面には、トムソン刃19の形状に対応する溝GT1,GT2が形成されている。トムソン刃19には、アーチ状の切り欠きOCが形成されている。上基板181および下基板182には、トムソン刃19が装着されるスリットSLTが形成されている。スリットSの深さは、アーチ状の切り欠きOCに対応するように形成され、切り欠きOCがない部分では貫通し、アーチ状の切り欠きOCに対応する部分では、アーチ形状に沿った深さに形成されている。
冷却管15は、第6実施形態では断面矩形であり、トムソン刃19の外周に沿う形状に曲げ加工されている。なお、図17(B)に上基板181を下方から見た斜視図を示す。
図18は、上基板181と下基板182とトムソン刃19と冷却管15とを組み立てた様子を示す斜視図である。この状態で、溝GT1,溝GT2により形成される空間には、硬化したときに強度を有する合成樹脂(第6実施形態ではレジンR)が注入される。
第6実施形態の抜き型1Fにおいても、図示はしないが上述した制御装置が付属した冷却装置が接続され、抜き型用温度制御システムが構築される。
以上述べたように上記の各実施形態では、常温では柔らかいが低温で硬くなるシート(液晶充填シート等)や表面や内部層間に粘着層を持つシート(離型紙付の粘着シート)を打ち抜く場合に、対象物が変形したり、接着材が刃に付着すると言う不都合は生じない。
本発明の第1実施形態を示す図であり、(A)はクーラを搭載した抜き型を上方から見た斜視図、(B)は同じく下方から見た斜視図である。 本発明の第2実施形態を示す図であり、クーラが冷却管からなる抜き型を示す斜視図である。 (A)は図2の抜き型の平面図、(B)に同じく側面図である。 第2実施形態において、下基部の底面に溝Gを形成し、この溝に断熱材をセットする例を示す図である。 (A)は第2実施形態における冷却装置の平面図、(B)は同じく左側面図である。 (A)は第2実施形態におけるファンを取り除いた冷却装置の平面図、(B)は同じく左側面図である。 冷却装置が取り付けられた抜き型を下定盤に設置した例を示す図である。 冷却装置を抜き型に直接取り付けるこた例を示すずであり、(A)は平面図、(B)は左側面図である。 本発明の第3実施形態を示す図であり、(A)はクーラが打ち抜き刃の形状に沿った冷却管からなる抜き型を示す分解斜視図、(B)は上基板を下方から見た斜視図である。 図9に示す分解斜視図の各構成要素を組み立てた状態を示す斜視図である。 (A)は図9(A),図10に示した冷却管の下側部分に断熱塗料を塗布した例を示す斜視図、(B)は図9(A),図10に示した抜き型の打ち抜き刃を除く全面に断熱塗料を塗布した例を示す斜視図、(C)は図9(A),図10に示した抜き型の基部を打ち抜き刃部分を残して除去した例を示す斜視図である。 本発明の第4実施形態を示す、クーラを搭載した抜き型を示す斜視図である。 受け部材を示す図であり、(A)は側面図、(B)は受け面を持つ側から見た平面図である。 上定盤81に第1基板が、下定盤に第2基板が収容されており、第1基板には受け部材が、第2基板は抜き型が収容されている例を示す図である。 本発明の第5実施形態を示す図であり。クーラを搭載したユニットを示す斜視図である。 第1の抜き型を上定盤に、第2の抜き型を下定盤にそれぞれ取り付け、打ち抜き対象物を打ち抜く例を示す図である。 本発明の第6実施形態を示す説明図であり、(A)はトムソン刃を冷却する抜き型を示す分解斜視図、(B)は上基板を下方から見た斜視図である。 図17の上基板と下基板とトムソン刃と冷却管とを組み立てた様子を示す斜視図である。
符号の説明
1A,1B,1C,1D,1Ea,1Eb,1F 抜き型
2 冷却装置
3 制御装置
11,11a,11b,51,111,112 基部(金属基部)
12,12a,12b 打ち抜き刃
13 クーラ
131 吸放熱シート(ペルチェ素子)
132 ラジエータ
14 断熱材
15 冷却管
16 温度センサ
19 トムソン刃
51 第1基板
62 第2基板
53 案内部材
81 上定盤
82 下定盤
181 上基板
182 下基板
531,631 摺動ロッド
532,631 案内管
533,633 ピン
534,634 ピン受け孔
C クーラ装着溝
E,Ea,Eb 刃先
O 打ち抜き対象物
U1,U2 抜き型セット

Claims (8)

  1. 上下定盤間に配置された打ち抜き対象物を、打ち抜き刃により打ち抜く、前記上下定盤の少なくとも一方に設けられた抜き型であって、
    前記抜き型には、前記打ち抜き刃を冷却するためのクーラが設けられていることを特徴とする抜き型。
  2. 前記打ち抜き刃が削り出し刃であり、前記クーラが前記打ち抜き刃の平面視形状に沿って、前記打ち抜き刃のほぼ直下に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の抜き型。
  3. 前記打ち抜き刃が帯状刃であり 前記クーラが前記帯状刃の平面視形状に沿って、前記帯状刃に接して設けられていることを特徴とする請求項1に記載の抜き型。
  4. 前記打ち抜き刃が削り出し刃であり 前記削り出し刃が形成されていない部分の全部又は一部に断熱材が貼着または塗布されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の抜き型。
  5. 前記クーラがペルチェ素子冷却体であることを特徴とする請求項1から請求項4の何れかに記載の抜き型。
  6. 前記クーラが冷媒が流通する流路であることを特徴とする請求項1から請求項4の何れかに記載の抜き型。
  7. 請求項1から請求項6の何れかに記載の抜き型を用いた温度制御システムであって、
    前記抜き型には前記打ち抜き刃の温度を検出する温度センサが設けられ、前記温度センサからの信号に基づき、前記クーラに供給する冷熱量を制御することを特徴とする抜き型温度制御システム。
  8. 請求項6に記載の抜き型を用いた温度制御システムであって、
    前記流路の何れかの箇所に温度センサが設けられ、前記温度センサからの信号に基づき、前記クーラに供給する冷媒の温度を制御することを特徴とする抜き型温度制御システム。
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CN102442094A (zh) * 2010-10-13 2012-05-09 深圳市裕同印刷股份有限公司 提高模切成品的工艺
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