JP2024017027A - 打ち抜き装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、切断面の高さが部位によって異なっている製品を打ち抜くことが可能な打ち抜き装置を提供する。【解決手段】打ち抜き装置は、帯状の刃を環状に折り曲げて形成された打ち抜き刃１２を具備する打ち抜き刃型１と、打ち抜き刃１２の刃先と当接する刃受け面を有する受板２２、及び前記刃受け面から離反する方向に突出して形成され、シート材を支持する支持部材２３を具備する受け型２とを備え、前記シート材が打ち抜き刃型１と受け型２との間に配置された状態において打ち抜き刃型１と受け型２とが相対的に近接することにより、支持部材２３で支持されている前記シート材の部位を打ち抜き刃１２により切断した後、打ち抜き刃１２の刃先を前記刃受け面に当接させて押し切りすることによって製品を前記シート材から打ち抜く。【選択図】図１０Ａ

Description

本発明は、合成樹脂製のトレイ等に用いられる被加工材を切断加工するための打ち抜き装置に関する。

合成樹脂製のトレイ等の製品は、帯状の刃を折り曲げて形成されたトムソン刃を備える打ち抜き装置によって、材料であるシート材（被加工材）を切断することにより製作される。従来、このような製品は切断面の形状が平坦となっているものが多いが、近年ではその形状が高低差を有するものが増えつつある。

上記のように切断面が高低差を有する形状の製品を打ち抜くための技術として、特許文献１には、凹部として形成された製品部と、製品部の凹部上縁周囲に凹部の外側へ鍔状に張り出して形成されたブランク部と、製品部の凹部及び凹部上縁から凹部の外側へ向けて膨出形成された上縁変化部形成用膨出部とを備えたプラスチック成型品から製品部を打ち抜くために、前記ブランク部を抜き台に押し付けるとともに、前記製品部を位置決め支持する主凸部及び前記上縁変化部形成用膨出部を支持する補助凸部を用いてプラスチック成型品を支持した上で、トムソン刃により凹部外側周囲及び上縁変化部形成用膨出部を切断することによって、上縁変化部を有する製品部を打ち抜く打ち抜き装置が開示されている。

特許第４９７２２２６号

しかしながら、上記の従来の打ち抜き装置の場合、プラスチック成型品の上縁変化部形成用膨出部の形状が複雑になると、その上縁変化部形成用膨出部に沿った形状の補助凸部を容易に作成することができず、高コスト化を招くなどの問題が生じる。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、上記課題を解決することができる打ち抜き装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の一の態様の打ち抜き装置は、切断面の高さが部位によって異なる製品をシート材から打ち抜く打ち抜き装置において、帯状の刃を環状に折り曲げて形成された打ち抜き刃を具備する打ち抜き刃型と、前記打ち抜き刃の刃先と当接する刃受け面、及び前記刃受け面から離反する方向に突出して形成され、前記シート材を支持する支持部材を具備する受け型とを備え、前記シート材が前記打ち抜き刃型と前記受け型との間に配置された状態において前記打ち抜き刃型と前記受け型とが相対的に近接することにより、前記支持部材で支持されている前記シート材の部位を前記打ち抜き刃により切断した後、前記打ち抜き刃の刃先を前記刃受け面に当接させて押し切りすることによって前記製品を前記シート材から打ち抜く。

この態様において、前記支持部材は、前記製品の切断部位の一部のみを支持し、前記打ち抜き刃を前記刃受け面に当接させることによって前記支持部材で支持されていない前記シート材の部位を押し切りするようにしてもよい。

この態様において、前記製品は、切断面の高さが一定となる平坦領域を一部有しており、前記支持部材は、前記平坦領域を支持せず、前記打ち抜き刃を前記刃受け面に当接させることによって前記平坦領域を押し切りするようにしてもよい。

この態様において、前記支持部材は、前記打ち抜き刃型と前記受け型とが相対的に近接する場合に、打ち抜き刃の外側及び内側で前記シート材を支持するようにしてもよい。

この態様において、前記支持部材は、切削加工により形成されてもよい。

この態様において、前記打ち抜き刃の刃先が同一平面上にあってもよい。

本発明に係る打ち抜き装置によれば、簡易な構成で、複雑な形状の製品を打ち抜くことが可能になる。

実施の形態に係る打ち抜き刃型の構成を示す平面図。 図１のＡ－Ａ線断面図。 製品の一例であるトレイを示す斜視図。 製品の一例であるトレイを示す平面図。 製品の一例であるトレイを示す正面図。 製品の一例であるトレイを示す側面図。 実施の形態に係る打ち抜き刃型の構成を示す側面図。 実施の形態に係る受け型の構成を示す平面図。 図５のＢ－Ｂ線断面図。 実施の形態に係る受け型の構成を示す側面図。 支持部材の構成を示す平面図。 支持部材の構成を示す側面図。 支持部材の構成を示す正面図。 シート材を支持するときの実施の形態に係る受け型の構成を示す側面図。 シート材を支持するときの実施の形態に係る受け型の構成を示す側面図。 打ち抜き装置を正面から見た場合におけるシート材の打ち抜き加工工程を示す模式図。 打ち抜き装置を正面から見た場合におけるシート材の打ち抜き加工工程を模式図。 打ち抜き装置を側面から見た場合におけるシート材の打ち抜き加工工程を示す模式図。 打ち抜き装置を側面から見た場合におけるシート材の打ち抜き加工工程を示す模式図。 打ち抜き装置を側面から見た場合におけるシート材の打ち抜き加工工程を示す模式図。 実施の形態に係る受け型の変形例の構成を示す平面図。 変形例の打ち抜き装置を正面から見た場合におけるシート材の打ち抜き加工工程を示す模式図。 製品の他の例のトレイを示す斜視図。 製品の他の例のトレイを示す側面図。 製品の他の例のトレイを示す斜視図。 製品の他の例のトレイを示す側面図。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

本実施の形態に係る打ち抜き装置は、打ち抜き刃を具備する打ち抜き刃型と、受け型とを備えている。以下、これらの打ち抜き刃型及び受け型の構成について説明する。

［打ち抜き刃型の構成］
図１は、本実施の形態に係る打ち抜き刃型の構成を示す平面図である。また、図２は図１のＡ－Ａ線断面図である。打ち抜き刃型１は、木製の基台１１の一面に帯状の打ち抜き刃１２が配置されて構成されている。以下、基台１１の打ち抜き刃１２が配置されている側を「表側」、その反対側を「裏側」という。

基台１１の表面は、平坦面であり、この表面にレーザ加工によって打ち抜くべき形状の溝（図示せず）が形成され、当該溝に、帯状の刃を環状に折り曲げて形成された打ち抜き刃１２が嵌合されることで、打ち抜き刃型１が構成される。打ち抜き刃１２は、表側に刃先が位置づけられるように、刃先と反対側の端部が基台１１の溝に嵌入される。本実施の形態の場合、図１に示すように、打ち抜き刃１２の輪郭は円形である。

打ち抜き刃１２の外周側及び内周側には、基台１１に取り付けられた弾性部材１３ａ及び１３ｂがそれぞれ設けられている。弾性部材１３ａ及び１３ｂは、ウレタン製のスポンジで構成されている。後述するように、弾性部材１３ａ及び１３ｂは、受け型側に設けられている支持部材と共に、加工対象のシート材を拘束するための拘束部材として機能する。

基台１１の中央部分には、円形の貫通孔１４が設けられている。この貫通孔１４は、シート材を切断加工する際にそのシート材から打ち抜かれる製品の底部分を収容するための空間となる。

図３Ａは、加工対象のシート材を打ち抜き加工して得られた製品の一例であるトレイを示す斜視図であり、図３Ｂ乃至図３Ｄはそれぞれ、そのトレイを示す平面図、正面図及び側面図である。後述するように、加工対象のシート材が打ち抜き刃型１の打ち抜き刃１２の表側に配置され、そのシート材が打ち抜き刃型１と後述する受け型２との間に挟み込まれて切断加工される。その結果、トレイ３が作製される。

図３Ａ乃至図３Ｄに示すように、トレイ３の両側面の切断面は高低差を有する形状をなしている。より具体的に説明すると、トレイ３の両側面の中央部における切断面が半円状に下方に窪んでおり、それ以外の切断面の高さは一定となっている。このように、トレイ３は、切断面の高さが部位によって異なる領域を有している。以下では、トレイ３において切断面の高さが一定となっている領域３ｂを平坦領域と呼び、切断面が半円状に下方に窪んでいる領域３ａを非平坦領域と呼ぶことにする。

図４は、打ち抜き刃型１の構成を示す側面図である。この図４では弾性部材１３ａの記載は省略されている。図４に示すとおり、打ち抜き刃１２は、全周にわたって一定の高さを有しているため、刃先が同一平面上にある。このように、本実施の形態では、刃先が同一平面上にある打ち抜き刃１２を用いて、切断面の高さが部位によって異なっているトレイ３を打ち抜く。

なお、図４では、弾性部材１３ａの記載が省略されているが、弾性部材１３ａも打ち抜き刃１２と同様に全周にわたって一定の高さを有しており、弾性部材１３ａの方が打ち抜き刃１２よりも少し高くなっている。同様にして、弾性部材１３ｂも打ち抜き刃１２と同様に全周にわたって一定の高さを有しており、弾性部材１３ｂの方が打ち抜き刃１２よりも少し高くなっている。但し、打ち抜き刃１２並びに弾性部材１３ａ及び１３ｂの高さは同一であってもよく、また、弾性部材１３ａ及び１３ｂの方が打ち抜き刃１２より低くなっていても構わない。

［受け型の構成］
図５は、本実施の形態に係る受け型の構成を示す平面図である。また、図６は図５のＢ－Ｂ線断面図であり、図７はその構成を示す側面図である。受け型２は、木製の基台２１の一面に受板２２及び２つの支持部材２３が配置されて構成されている。以下、基台２１の支持部材２３が配置されている側を「表側」、その反対側を「裏側」という。

受板２２の表面は、打ち抜き刃１２と当接する刃受け面として機能する。この刃受け面に打ち抜き刃１２の刃先を当接させることにより、シート材を押し切りすることができる。後述するように、本実施の形態では、トレイ３の平坦領域３ｂは押し切りによって切断される。

支持部材２３は、打ち抜き刃１２によってシート材からトレイ３を打ち抜く際にそのシート材を支持する。この支持部材２３は、トレイ３の非平坦領域３ａに対応する位置に設けられ、その非平坦領域３ａの近傍でシート材を支持する。このように、支持部材２３は、トレイ３の切断部位の一部のみを支持する。支持部材２３によるシート材の支持の態様については後に詳述する。

図８Ａは、支持部材２３の構成を示す平面図であり、図８Ｂ及び図８Ｃはそれぞれ、その側面図及び正面図である。図８Ａ乃至図８Ｃに示すように、支持部材２３は、台部２３ａと、台部２３ａ上に設けられた支持部２３ｂとで構成されている。

支持部材２３の支持部２３は、受板２２の表面（刃受け面）から離反する方向、すなわち表側に突出して形成されており、その表面（上端面）でシート材を支持する。図７Ｃに示すように、支持部２３ｂは、側面視で半円状をなしており、トレイ３の非平坦領域３ａと対応する形状を有している。支持部材２３の上記形状は切削加工により得られる。

支持部材２３は、打ち抜き刃１２の輪郭よりも若干外側に配設される。これにより、支持部材２３は、打ち抜き刃型１と受け型２とが相対的に近接してシート材が切断されるときに、打ち抜き刃１２の外側でシート材を支持することになる。また、上述したとおり、支持部材２３は、打ち抜き刃型１側に設けられている弾性部材１３ａ及び１３ｂと共に、加工対象のシート材を拘束するための拘束部材として機能する。

図９Ａ及び図９Ｂは、シート材を支持するときの受け型２の構成を示す側面図である。本実施の形態では、シート材３１の表面側が受け型２の表側を向くようにしてシート材３１が配置される（図９Ａ参照）。その後、打ち抜き加工が行われるときにシート材３１の非平坦領域３ａの表面が支持部材２３の支持部２３ｂの上端面に当接されることによって支持されるとともに、シート材３１の平坦領域３ｂの表面が受板２２上に載置される（図９Ｂ参照）。なお、上記とは異なり、シート材３１の裏面側が受け型２の表側を向くようにしてシート材３１が配置される態様もあり得る。

本実施の形態の場合、支持部２３ｂはトレイ３の非平坦領域３ａに応じた形状を有しており、したがって支持部２３ｂの上端面の全面で非平坦領域３ａの表面を支持する。そのため、非平坦領域３ａを安定して支持することができる。ただし、これに限定されず、支持部２３ｂが非平坦領域３ａの一部のみに接するような形状であってもよい。例えば、支持部２３ｂが非平坦領域３ａの最も高い部分のみに接するような形状を有していてもよい。

［打ち抜き加工工程］
以下、シート材３１の打ち抜き加工工程について説明する。図１０Ａ及び図１０Ｂは、本実施の形態の打ち抜き装置を正面から見た場合におけるシート材３１の打ち抜き加工工程を示す模式図である。これらの図において、打ち抜き刃型１及び受け型２は断面で示されている。シート材３１の打ち抜き加工が行われるとき、図１０Ａに示すように、シート材３１は打ち抜き刃型１と受け型２との間に配置される。なお、本実施の形態においては、シート材３１がその上方に配置された打ち抜き刃型１によって切断されるが、打ち抜き刃型１がシート材３１の下方に配置される場合もある。

上記のようにシート材３１が配置された状態で、打ち抜き刃型１が下降、または受け型２が上昇することによって、シート材３１が打ち抜き刃型１と受け型２との間に挟まれた状態で、打ち抜き刃型１と受け型２とが相対的に近接する。

シート材３１の非平坦領域３ａは、その表面が受け型２の支持部材２３の支持部２３ｂの上端面に接触し、その裏面が打ち抜き刃型１の弾性部材１３ａ及び１３ｂに接触する（図１０Ｂ参照）。その結果、シート材３１の非平坦領域３ａは、支持部材２３並びに弾性部材１３ａ及び１３ｂによって挟持され、移動できないように拘束される。これにより、シート材３１の非平坦領域３ａが打ち抜き刃１２によって裏側から切断されるときに、シート材３１が引っ張られて移動することを防止することができる。上記の非平坦領域３ａの切断は、打ち抜き刃１２の刃先を受板２２に当接させることなく空中で行われることになる。

また、シート材３１の平坦領域３ｂは、その表面が受け型２の受板２２の表面に接触する（図１０Ｂ参照）。上記のようにして打ち抜き刃１２によって非平坦領域３ａが空中で切断された後、打ち抜き刃１２の刃先が受板２２に当接されることにより平坦領域３ｂが押し切りされて切断される。これにより、シート材３１が打ち抜かれてトレイ３が作製される。

なお、上記のとおり、本実施の形態では、シート材３１の非平坦領域３ａの表面が支持部材２３の支持部２３ｂの上端面に接触している状態において、平坦領域３ｂの表面が受け型２の受板２２の表面に接触するが、これに限定されるわけではない。当該状態においては、シート材３１の平坦領域３ｂの表面と受け型２の受板２２の表面とが接触しておらず、両表面の間に一定の距離があってもよい。この場合であっても、打ち抜き刃型１と受け型２とが相対的に近接し、最終的に打ち抜き刃１２の刃先が受板２２に当接されることにより、平坦領域３ｂを押し切りすることができる。

図１１Ａ乃至図１１Ｃは、打ち抜き装置の側面から見た場合の打ち抜き加工工程を示す模式図である。図１１Ａ乃至図１１Ｃにおいて、弾性部材１３ａの記載は省略されている。図１１Ａに示すように、シート材３１は打ち抜き刃型１と受け型２との間に配置された後、シート材３１の非平坦領域３ａ及び平坦領域３ｂの表面が支持部２３ｂ及び受板２２にそれぞれ接触される。この状態において、打ち抜き刃型１及び受け型２が相対的に近接することにより、打ち抜き刃１２の刃先が、シート材３１の非平坦領域３ａの切断面の最高点の部位に当接する（図１１Ｂ参照）。

その後、さらに打ち抜き刃型１及び受け型２が相対的に近接することによって、シート材３１が、非平坦領域３ａの切断面の最低点に向かって順次空中で切断される。本実施の形態の場合、このようにシート材３１の非平坦領域３ａの切断面の最高点から切断を開始することになるため、小さい力で切断を開始することができる。

さらに打ち抜き刃型１及び受け型２が相対的に近接することによって、打ち抜き刃１２の刃先は受板２２に到達する。これにより、シート材３１の平坦領域３ｂが押し切りによって切断され、トレイ３が作製される（図１１Ｃ参照）。

このように、本実施の形態では、シート材３１の非平坦領域３ａが空中で切断された後、平坦領域３ｂが押し切りによって切断される。この最後の押し切りによって、シート材３１からトレイ３を確実に切り離すことができるため、トレイ３の切断面におけるバリの発生を抑制することができる。

また、本実施の形態の場合、製品の切断部位の一部は押し切りによって切断されるため、打ち抜き刃１２において押し切りを行う箇所にいわゆる刃殺し（ニック）を設けることができる。これにより、製品の散け等を防止することが可能になる。

なお、空中での切断は押し切りと比べると不安定になりやすいところ、本実施の形態では、製品の切断部位のすべてではなくその一部のみが空中で切断されることになるため、切断部位のすべてを空中で切断する場合と比べてより安定した打ち抜き動作を実現できる。また、そのことに伴って、打ち抜き装置１の動作制御が容易になるというメリットが得られる。

（その他の実施の形態）
上記の実施の形態では、支持部材２３が打ち抜き刃１２の外側でシート材３１を支持しているが、その内側でシート材３１を支持する構成であってもよく、また外側及び内側の両方でシート材３１を支持する構成であってもよい。図１２は、支持部材２３が打ち抜き刃１２の外側及び内側にて支持する場合の受け型２の構成を示す平面図である。また、図１３は、その受け型２を備える打ち抜き装置を正面から見た場合におけるシート材の打ち抜き加工工程を示す模式図である。図１２及び図１３に示すように、この変形例では、一対の支持部材２３がシート材３１の非平坦領域３ａに対応する位置に設けられる。この場合、一対の支持部材２３は、支持部２３ｂが対向するようにして配設される。この場合、シート材３１の非平坦領域３ａは、一対の支持部材２３の支持部２３ｂと弾性部材１３ａ及び１３ｂとで拘束されることになるため、空中での切断の際にシート材３１をより確実に固定することができる。

なお、打ち抜き刃型１に弾性部材１３ａ及び１３ｂが設けられておらず、空中での切断においてはシート材３１の非平坦領域３ａが支持部材２３の支持部２３ｂにて支持されるのみであってもよい。また、弾性部材１３ａ及び１３ｂの何れか一方のみが打ち抜き刃型１に設けられる構成であってもよい。

また、上記の実施の形態においては、弾性部材１３ａ及び１３ｂをウレタン製のスポンジとする構成について述べたが、これに限定されるものではない。天然ゴム、合成ゴム又はバネなどを弾性部材１３ａ及び１３ｂとして使用することも可能である。

また、上記の実施の形態では、弾性部材１３ａ及び１３ｂがシート材３１を直接挟持しているが、各弾性部材の先端にプレート等の他の部材を取り付けることにより、弾性部材ａ及び１３ｂが当該他の部材を介してシート材３１を挟持するようにしてもよい。

また、弾性部材以外の部材によって拘束部材を構成してもよい。例えば、刃又は針などをシート材３１に突き刺すことによってシート材３１を拘束するような構成であってもよい。

また、上記の実施の形態では、シート材から打ち抜かれる製品として、両側面の中央部における切断面が半円状に下方に窪んでおり、それ以外の切断面の高さが一定となっているトレイ３が例示されているが、これ以外の様々な形状の製品を打ち抜くことが可能であることは勿論である。例えば、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、正面及び背面の切断面が中央部において最も低く、その中央部から端部に向かって漸次高くなる形状を有し、それ以外の切断面の高さが一定となっているトレイ３、または図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、正面、背面及び両側面の中央部において切断面の高さが周期的に変化するような形状を有しており、それ以外の切断面の高さが一定となっているトレイ３などであっても、支持部材２３の支持部２３ｂの支持面の高さをこれらの形状に応じたものにすることによって、容易に打ち抜くことができる。

また、上記の実施の形態では、切断面の高さが一定となる平坦領域ｂをトレイ３が有しているが、トレイ３がそのような平坦領域ｂを有していなくてもよい。その場合でも、上述したように、シート材３１における特定の領域を空中で切断した後、その残りの領域を押し切りによって切断することができる。

また、上記の実施の形態では、支持部材２３が製品の切断部位の一部のみを支持しているが、切断部位のすべてが支持部材２３で支持されていても構わない。そのように製品の切断部位のすべてを支持部材２３が支持する場合であっても、支持部材２３、打ち抜き刃１２、及び／又は受板２２の形状によっては、製品の切断部位において押し切りされる箇所が生じるためである。

本発明の打ち抜き装置は、合成樹脂製のトレイ等に用いられる被加工材を切断加工するための打ち抜き装置として有用である。

１ 打ち抜き刃型
１１ 基台
１２ 打ち抜き刃
１３ａ、１３ｂ 弾性部材
１４ 貫通孔
２ 受け型
２１ 基台
２２ 受板
２３ 支持部材
２３ａ 台部
２３ｂ 支持部
３ トレイ
３ａ 非平坦領域
３ｂ 平坦領域
３１ シート材

Claims (6)

1. 切断面の高さが部位によって異なる製品をシート材から打ち抜く打ち抜き装置において、
   帯状の刃を環状に折り曲げて形成された打ち抜き刃を具備する打ち抜き刃型と、
   前記打ち抜き刃の刃先と当接する刃受け面、及び前記刃受け面から離反する方向に突出して形成され、前記シート材を支持する支持部材を具備する受け型と
   を備え、
   前記シート材が前記打ち抜き刃型と前記受け型との間に配置された状態において前記打ち抜き刃型と前記受け型とが相対的に近接することにより、前記支持部材で支持されている前記シート材の部位を前記打ち抜き刃により切断した後、前記打ち抜き刃の刃先を前記刃受け面に当接させて押し切りすることによって前記製品を前記シート材から打ち抜く、
   打ち抜き装置。
2. 前記支持部材は、前記製品の切断部位の一部のみを支持し、
   前記打ち抜き刃を前記刃受け面に当接させることによって前記支持部材で支持されていない前記シート材の部位を押し切りする、
   請求項１に記載の打ち抜き装置。
3. 前記製品は、切断面の高さが一定となる平坦領域を一部有しており、
   前記支持部材は、前記平坦領域を支持せず、
   前記打ち抜き刃を前記刃受け面に当接させることによって前記平坦領域を押し切りする、
   請求項２に記載の打ち抜き装置。
4. 前記支持部材は、前記打ち抜き刃型と前記受け型とが相対的に近接する場合に、打ち抜き刃の外側及び内側で前記シート材を支持する、
   請求項１乃至３の何れかに記載の打ち抜き装置。
5. 前記支持部材は、切削加工により形成される、
   請求項１乃至３の何れかに記載の打ち抜き装置。
6. 前記打ち抜き刃の刃先が同一平面上にある、
   請求項１乃至３の何れかに記載の打ち抜き装置。
   

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