JP2021192929A

JP2021192929A - 製造方法及び製造プログラム

Info

Publication number: JP2021192929A
Application number: JP2020099175A
Authority: JP
Inventors: 康弘鈴木; Yasuhiro Suzuki
Original assignee: NEC Platforms Ltd
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 2020-06-08
Filing date: 2020-06-08
Publication date: 2021-12-23
Also published as: JP2022060247A

Abstract

【課題】薄型化と高強度化とを両立させ得る土台付き刃物等の提供。【解決手段】土台付き刃物３２ａは、所定の板状部材からなる土台１５ａと、前記板状部材に略垂直方向に突出する刃１３ａとを備え、前記板状部材の前記刃に囲まれた領域に穴が形成されており、前記土台と前記刃とは一体的に形成されている。その製造方法は、板状部材に打ち抜き加工による穴を内面にギザギザをつけて形成し、内周先端をプレスで傾斜面とした後、バーリング加工により円形刃部を上方に打ち出す。【選択図】図１７

Description

本発明は、土台を備える刃物に関する。

筒状の刃を備える土台付き刃物は、薄い軟質樹脂板等を丸く切り抜く等の加工を行うために広く用いられている。土台付き刃物を製造する方法としては、一つには、ＮＣ（ＮｕｍｅｒｉｃＣｏｎｔｒｏｌｍｉｌｌｉｎｇ）加工等による削り出しやエッチング加工により、所望形状に一体的に成形する方法が考えられる。しかしながら、この方法は、削り出しやエッチングの工程に時間がかかり、製造コストが高くなるという問題がある。

この問題を解決する方法として、ビク刃（トムソン刃）と呼ばれる円筒状の刃をボード（母材）の溝にはめ込む方法がある。

図１８及び図１９は、ビク刃をボードにはめ込む、土台付き刃物の一般的な製造方法（その１）を表す説明図である。図１８は、ビク刃１２１をボード１１１の円形の溝である円形溝１１２にはめ込む前の状態を表す斜視概念図である。また、図１９は、ビク刃１２１をボード１１１の円形溝１１２にはめ込んだ土台付き刃物１３２ａを表す断面概念図である。

図２０及び図２１は、ビク刃をボードにはめ込む土台付き刃物の製造方法（その２）を表す説明図である。図２０は、ビク刃１２１をボード１１１の円形の穴である円形穴１１３にはめ込む前の状態を表す斜視概念図である。また、図２１は、ビク刃１２１をボード１１１の円形穴１１３にはめ込んだ土台付き刃物１３２ｂを表す断面概念図である。

ここで、特許文献１は、先端縁に複数の三角刃が鋸歯状に配列されたミシン目形成用刃物において、相互に隣接する前記三角刃間に、前記ミシン目形成用刃物の基部側に一定幅で凹入する溝部を設けたことを特徴とするミシン目形成用刃物を開示する。

特開２００２−０４６０９７号公報

背景技術の項で説明したビク刃を土台であるボードにはめ込む製造方法は、図１８乃至図２１に表されるようにビク刃１２１をボード１１１はめ込む工程が必要とする。そのため、この方法で製造された土台付き刃物１３２ａ又は１３２ｂにおいては、ボード１１１にビク刃１２１をはめ込むための円形溝１１２又は円形穴１１３の深さを必要とする。そのためボード１１１にある程度の厚さを必要とし、土台付き刃物１３２ａ及び１３２ｂの薄型化を行いにくい。

さらに、この製造方法では、図２１の土台付き刃物１３２ｂのようにビク刃１２１で囲まれたボード１１１の部分を貫通形状とする場合に、ビク刃１２１の内側面をボード１１１に接触させることができない。そのため、その場合、十分な強度が確保できない場合がある。

本発明は、薄型化と高強度化と製造の容易さとを兼ね備える土台付き刃物等の提供を目的とする。

本発明の土台付き刃物は、所定の板状部材からなる土台と、前記板状部材に略垂直方向に突出する刃とを備え、前記板状部材の前記刃に囲まれた領域に穴が形成されており、前記刃は押出しにより前記土台と一体的に形成されている。

本発明の土台付き刃物等は、薄型化と高強度化と製造の容易さとを兼ね備える。

本実施形態の土台付き刃物の製造方法の例を表す概念図である。本実施形態の製造方法の具体例の説明図（その１）である。本実施形態の製造方法の具体例の説明図（その２）である。本実施形態の製造方法の具体例の説明図（その３）である。本実施形態の製造方法の具体例の説明図（その４）である。本実施形態の製造方法の具体例の説明図（その５）である。本実施形態の製造方法の具体例の説明図（その６）である。本実施形態の製造方法の具体例の説明図（その７）である。本実施形態の製造方法の具体例の説明図（その８）である。本実施形態の製造方法の具体例の説明図（その９）である。本実施形態の製造方法の具体例の説明図（その１０）である。本実施形態の製造方法の具体例の説明図（その１１）である。本実施形態の製造方法の具体例の説明図（その１２）である。本実施形態の製造方法の具体例の説明図（その１３）である。本実施形態の製造方法の具体例の説明図（その１４）である。本実施形態の製造方法の具体例の説明図（その１５）である。本実施形態の製造方法の具体例の説明図（その１６）である。一般的な製造方法の説明図（その１）である。一般的な製造方法の説明図（その２）である。一般的な製造方法の説明図（その３）である。一般的な製造方法の説明図（その４）である。実施形態の土台付き刃物の最小限の構成を表す概念図である。

図１は、本実施形態の土台付き刃物の製造方法の例を表す概念図である。また、図２乃至図１６は、図１に表される各動作により土台付き刃物が製造される様子の具体例を表す概念図である。

製造用ロボットや作業者等（以下、「ロボット等」という。）は、図１の製造方法による動作を開始すると、まず、Ａ１の動作として、板状部材を用意する。板状部材は、例えば、適当な大きさに切り取られた金属板である。その場合、当該金属板は、ステンレス等の、少なくとも打ち抜き加工が可能な程度の柔らかさを有する物である。板状部材は、あるいは、硬質の樹脂であっても構わない。その場合、樹脂は、打ち抜き加工が可能な程度の柔らかさになるまで加熱され、その温度が維持された状態で、以下の動作の対象とされる。板状部材は、あるいは、常温でも打ち抜き加工が可能な程度の柔らかさを有する樹脂であっても構わない。その場合は、樹脂は、常温で、以下の動作の対象とされ得る。

次に、ロボット等は、Ａ２の動作として、Ａ１の動作により用意した板状部材に、穴を形成する。ロボット等は、例えば、一般的な打ち抜き加工により、当該穴を形成する。図２及び図３は、Ａ２の動作により穴が形成された板状部材の例である板状部材１１を表す概念図である。図２は板状部材１１の斜視図である。図３は、板状部材１１の、図２の線９１に沿った切断面の断面図である。板状部材１１には、板面に垂直な向きが略円形の穴１２が形成されている。

次に、ロボット等は、Ａ３の動作として、板状部材に形成された穴の周囲に傾斜部を形成する。Ａ３の動作の具体例は、図４乃至図８に表される。

ロボット等は、まず、図４のように、Ａ２の動作で作成した板状部材１１を台座部材４２上に置く。台座部材４２は、板状部材１１より硬い部材であり、例えば、金属である。台座部材４２は、床等に設置又は固定されている。

次に、ロボット等は、加工用部材４１を、板状部材１１の穴近傍に向けて、矢印９２の向きに移動させる。加工用部材４１は、板状部材１１より硬い部材である。加工用部材４１の底面９４の周囲には、図４及び図５のように、斜面９３が形成されている。加工用部材４１の矢印９２の向きの移動により、斜面９３は、板状部材１１の穴１２の周囲に強く押し付けられる。当該押付けは、例えば、強い衝撃力をもって行われる。

斜面９３の当該押付けにより、板状部材１１の穴１２の周囲の部分は、図６のように変形する。そして、板状部材１１の穴１２の周囲には、傾斜部１４が形成される。その後、ロボット等は、図７のように、加工用部材４１を矢印９２の逆向きに移動させる。この段階において、傾斜部１４の形状はほぼ維持される。こうして、図８に斜視図が表される、穴１２の周囲に傾斜部１４を備える板状部材１１ａが形成される。

なお、傾斜部１４の形状は、図８に表されるものに限定されず、端に向かって厚みが薄くなる傾向があれば任意である。端に向かって厚みが薄くなる傾向があれば、端に向かって厚みが厚くなる部分があっても構わない。

次に、ロボット等は、図１のＡ４の動作として、Ａ３の動作により形成した傾斜部の、板状部材の板面に対して略垂直方向への押出しを行う。Ａ４の動作にともなう板状部材の加工の様子の例は、図９乃至図１３に表される。

ロボット等は、まず、Ａ３の動作により成型した板状部材１１ａを、台座部材４３に載せ、押圧部材４５により、上方から押さえつける。台座部材４３及び押圧部材４５の、少なくとも、板状部材１１ａと接触する部分は、板状部材１１ａよりも固い金属等でできている。台座部材４３は、例えば床等に設置又は固定されている。台座部材４３には、図９及び図１０のように、円筒状の穴５１が形成されている。穴５１には、加工用部材４４が挿入されている。加工用部材４４は円筒状である。当該円筒の外径は、穴５１の外径よりもわずかに小さい。これにより、加工用部材４４は、外側面が、穴５１の外側面に接触又はほぼ接触した状態で、図９の矢印９２の方向に上下動する。なお、加工用部材４４の、少なくとも板状部材１１ａに接触する部分は、板状部材１１ａよりも固い金属等でできている。

押圧部材４５には、穴５２が形成されている。穴５２の外径は、穴５１の外径よりも少し大きい。矢印９２の向きを見た場合、穴５１、穴５２及び加工用部材４４の中心はほぼ一致する。

次に、ロボット等は、図９の状態から、加工用部材４４を、矢印９２の逆向きに移動させる。すると、加工用部材４４は、板状部材１１ａの傾斜部１４近傍を矢印９２の逆向きに押し、図１１に表すように押し出し、変形させる。当該変形は、その後、ロボット等が、図１２のように加工用部材４４を矢印９２の向きに移動させても、ほぼ維持される。こうして、図１３に表される、図１２の傾斜部１４を刃１３とし、刃１３と土台１５とが一体的に形成された、土台付き刃物３２が製造される。なお、本実施形態において、「一体的」とは、複数の物を組み合わせていないという意味である。図１４は、図１３の土台付き刃物３２の斜視概念図である。

なお、以上の説明では、板状部材１１ａの傾斜部１４及び傾斜部１４の近傍が押し出される例を説明した。しかしながら、傾斜部１４のみが押し出されても構わないし、傾斜部の一部のみが押し出されても構わない。

本実施形態の土台付き刃物の刃の刃先の形状は、図１２及び図１３に表すもの以外にも適宜選択することができ、例えば、土台の板面に平行な向きの形状に凹凸のある、例えばギザギザがある形状にすることもできる。

ギザギザがある形状の刃先の土台付き刃物を製造する場合は、ロボット等は、図１のＡ１及びＡ２の動作として、図１５のように、外端にギザギザのある穴１２ａが形成された板状部材１１ｂを形成する。外端にギザギザのある穴１２ａは、例えば、一般的な打抜き加工で形成される。穴１２ａの板状部材１１ｂの板面に垂直な向きの形状の包絡線は略円形である。

次に、ロボット等は、Ａ２の動作として、図１６のように、板状部材１１ｂの穴１２ａの周囲に傾斜部１４ａを形成する。傾斜部１４ａの形成方法は、例えば、図４乃至図８を参照して説明した、傾斜部１４の形成方法と同じである。

次に、ロボット等は、Ａ３の動作として、図１７のように、傾斜部１４ａの、図１６の板状部材１１ｂの板面に対して略垂直方向への押出しによる変形を行わせる。当該押出しの方法としては、例えば、図９乃至図１３を参照して説明した方法を用いることができる。

こうして、図１７のように刃先がギザギザの刃１３ａと土台１５ａとが一体的に形成された土台付き刃物３２ａが製造される。

なお、前記ロボット等は、図１の各動作を実行する動作部と当該動作部を制御するコンピュータを備えても構わない。その場合において、当該コンピュータは、図１の動作に相当する処理を、コンピュータの記憶装置が保持するプログラムにより実行しても構わない。

また、以上の説明では、製造された土台付き刃物の刃は、刃先側からみて、略円形である場合の例を説明したが、本実施形態の土台付き刃物の当該形状は、任意である。
［効果］
本実施形態の土台付き刃物の刃は押出しにより土台と一体的に形成されている。本実施形態の土台付き刃物は、背景技術の項で説明される一般的な土台付き刃物のように、土台が刃を装着するための穴や溝を備える必要がないので、土台を薄くすることが可能である。本実施形態の土台付き刃物の刃は土台と一体的に形成されている。そのため、本実施形態の土台付き刃物は高強度を実現し得る。また、本実施形態の土台付き刃物の刃は、押出しにより形成されており、削出しやエッチングの工程を必要としない。そのため、本実施形態の土台付き刃物は製造が容易である。すなわち、本実施形態の土台付き刃物は、薄型化と高強度化と製造の容易さと兼ね備える。

本実施形態の土台付き刃物の製造方法は、例えば、板状部材の穴の周囲を押し潰して傾斜部を形成し、当該傾斜部を板状部材の板面に対して略垂直方向に押し出すものである。当該製造方法を適用した場合は、背景技術の項で説明した一般的な製造方法のように、別途作成した刃を土台となるボードの溝や穴に挿入する必要がないので、土台を薄くすることができる。さらに、土台と刃が一体的に形成されるので、一般的な製造方法と比較して、製造された土台付き刃物の高強度を確保できる。さらに、本実施形態の土台付き刃物の製造方法は、押出しにより刃を形成し、削出しやエッチングの工程を必要としない。そのため、本実施形態の土台付き刃物の製造方法は、土台付き刃物の薄型化と高強度化と製造の容易さと可能にする。

図２２は、実施形態の土台付き刃物の最小限の構成である土台付き刃物３２ｘの構成を表す概念図である。土台付き刃物３２ｘは、土台１５ｘと刃１３ｘとを備える。土台１５ｘは、所定の板状部材からなる。土台１５ｘの形状は、図２２に表されるものに限定されず、所定の板状部材からなる限りにおいて任意である。刃１３ｘは、前記板状部材に略垂直方向に突出する。刃１３ｘの形状は、図２２に表されるものに限定されず、前記板状部材に略垂直方向に突出する限りにおいて任意である。前記板状部材の刃１３ｘに囲まれた領域に穴１２ｘが形成されている。穴１２ｘの形状は、図２２に表されるものに限定されず、刃１３ｘに囲まれた領域に形成される限りにおいて任意である。刃１３ｘは押出しにより土台１５ｘと一体的に形成されている
土台付き刃物３２ｘは、土台１５ｘと刃１３ｘとが一体的に形成されている。背景技術の項で説明される一般的な土台付き刃物のように、土台に刃を装着するための穴や溝を形成する必要がないので、土台付き刃物３２ｘは、土台１５ｘを薄くすることが可能であり、高強度を確保し得る。すなわち、土台付き刃物３２ｘは、薄型化と高強度化とを両立し得る。刃１３ｘは、押出しにより形成されており、削出しやエッチングの工程を必要としない。そのため、土台付き刃物３２ｘは、薄型化と高強度化と製造の容易さと兼ね備える。

そのため、土台付き刃物３２ｘは、前記構成により、［発明の効果］の項に記載した効果を奏する。

以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で更なる変形、置換、調整を加えることができる。例えば、各図面に示した要素の構成は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。

また、前記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記述され得るが、以下には限られない。
（付記１）
所定の板状部材からなる土台と、
前記板状部材に略垂直方向に突出する刃とを備え、
前記板状部材の前記刃に囲まれた領域に穴が形成されており、
前記刃は押出しにより前記土台と一体的に形成されている、
土台付き刃物。
（付記２）
前記刃は、前記板状部材に垂直な方向が略円形である、付記１に記載された土台付き刃物。
（付記３）
前記刃は、前記板状部材に平行な方向に凹凸がある、付記１又は付記２に記載された土台付き刃物。
（付記４）
前記刃は、ギザギザがある、付記３に記載された土台付き刃物。
（付記５）
加工を開始する前の前記板状部材である加工前板状部材に、前記加工前板状部材の板面に略垂直な穴を形成し、
前記穴が形成された前記加工前板状部材の、前記穴の周囲に、前記穴の外縁に近いほど厚さが薄くなる傾向を有する傾斜部を形成し、
前記傾斜部を、前記板面に略垂直な方向に押し出す前記押出しを行う、
製造方法により製造された。

付記１乃至付記４のうちのいずれか一に記載された土台付き刃物。
（付記６）
所定の板状部材に、前記板状部材の板面に略垂直な穴を形成し、
前記穴が形成された前記板状部材の、前記穴の周囲に、前記穴の外縁に近いほど厚さが薄くなる傾向を有する傾斜部を形成し、
前記傾斜部を、前記板面に略垂直な方向に押し出す、
土台付き刃物の製造方法。
（付記７）
前記穴の前記板面に垂直な向きの形状の包絡線が略円形である、付記６に記載された製造方法。
（付記８）
前記穴の形成は、前記穴の周囲に、前記板状部材の板面に平行な向きの凹凸が形成されるように行われる、付記６又は付記７に記載された製造方法。
（付記９）
前記穴の形成は打抜きにより行われる、付記６乃至付記８のうちのいずれか一に記載された製造方法。
（付記１０）
前記傾斜部の形成は、前記穴の周囲を押圧することにより行われる、付記６乃至付記９のうちのいずれか一に記載された製造方法。
（付記１１）
所定の板状部材に、前記板状部材の板面に略垂直な穴を形成する処理と、
前記穴が形成された前記板状部材の、前記穴の周囲に、前記穴の外縁に近いほど板厚が薄い傾斜部を形成する処理と、
前記傾斜部を、前記板面に略垂直な方向に押し出す処理と、
をコンピュータに実行させる、土台付き刃物の製造プログラム。

１１、１１ａ、１１ｂ板状部材
１２、１２ａ、１２ｘ、５１、５２穴
１３、１３ａ、１３ｘ刃
１４、１４ａ傾斜部
１５、１５ａ、１５ｘ土台
３２、３２ａ、３２ｘ、１３２ａ、１３２ｂ土台付き刃物
４１、４４加工用部材
４２、４３台座部材
４５押圧部材
９１線
９２矢印
９３斜面
９４底面
１１１ボード
１１２円形溝
１１３円形穴
１２１ビク刃
１２２刃先

Claims

所定の板状部材からなる土台と、
前記板状部材に略垂直方向に突出する刃とを備え、
前記板状部材の前記刃に囲まれた領域に穴が形成されており、
前記土台と前記刃とは一体的に形成されている、
土台付き刃物。
前記刃は、前記板状部材に垂直な方向が略円形である、請求項１に記載された土台付き刃物。
前記刃は、前記板状部材に平行な方向に凹凸がある、請求項１又は請求項２に記載された土台付き刃物。
前記刃は、ギザギザがある、請求項３に記載された土台付き刃物。
加工を開始する前の前記板状部材である加工前板状部材に、前記加工前板状部材の板面に略垂直な穴を形成し、
前記穴が形成された前記加工前板状部材の、前記穴の周囲に、前記穴の外縁に近いほど厚さが薄くなる傾向を有する傾斜部を形成し、
前記傾斜部を、前記板面に略垂直な方向に押し出す、
製造方法により製造された。
請求項１乃至請求項４のうちのいずれか一に記載された土台付き刃物。
所定の板状部材に、前記板状部材の板面に略垂直な穴を形成し、
前記穴が形成された前記板状部材の、前記穴の周囲に、前記穴の外縁に近いほど厚さが薄くなる傾向を有する傾斜部を形成し、
前記傾斜部を、前記板面に略垂直な方向に押し出す、
土台付き刃物の製造方法。
前記穴の前記板面に垂直な向きの形状の包絡線が略円形である、請求項６に記載された製造方法。
前記穴の形成は、前記穴の周囲に、前記板状部材の板面に平行な向きの凹凸が形成されるように行われる、請求項６又は請求項７に記載された製造方法。
前記傾斜部の形成は、前記穴の周囲を押圧することにより行われる、請求項６乃至請求項８のうちのいずれか一に記載された製造方法。
所定の板状部材に、前記板状部材の板面に略垂直な穴を形成する処理と、
前記穴が形成された前記板状部材の、前記穴の周囲に、前記穴の外縁に近いほど板厚が薄い傾斜部を形成する処理と、
前記傾斜部を、前記板面に略垂直な方向に押し出す処理と、
をコンピュータに実行させる、土台付き刃物の製造プログラム。