JP5581917B2 - シート面取打抜切断装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート状プラスチック系タイル製造において高意匠なアール形（タイル新押圧面取形状９ａ）エッジ加工を精密かつ連続的に自動で行う事を特徴とする装置を提供するものである。

例えば、シート状のプラスチック系タイルの突合わせエッジの形状は図４、例１のような加工を連続自動面取加工機により行っていた。

また、高意匠を目的とした新形状は図４、例２のような加工を特殊二重構造の形状を呈する切断刃を持つ加工機により行う方法が在る。

更に、高度な方法として指定寸法にて単純な切断打抜き加工の後に図４、例３のような目的形状のエッジを金型等に持たせ素材に押し当て加熱と共に加圧することにより行っていた。

特許出願公開 平５−３３８０６４ 特許出願公開 平１０−３７４４３ 特許出願公開 ２００１−２１９３９７ 特許出願公開 ２００４−１５４９１３ 特許出願公開 ２００６−２０５２６９

第一点は、建材等シート状のプラスチック系タイルの突合わせエッジの加工形状図４、例１のような形態においては切削面取りにより表面直角部分は削り取られ鋭角が無くなり人の素肌が角と平行に接触し移動しても怪我をすることが少なくなったと言えども多少のバリ等の発生も皆無に出来ず又強く押し当て移動することによる怪我の危険性が残り、幼児等の皮膚の弱い者が接する場合には敬遠される場合が有った。

第二点は、建材等で形状安定並びに吸音材を混入したベース基材８ａ、各種模様材８ｂ、表面摩耗低減歩行時滑り防止を兼ねた凹凸シート表面模細工層８ｃ形成を目的に積層構造にすることが多く、切削面取り加工法においては積層素材が図４、例１のように表面に露出することとなり目近にて観察することがある場合には意匠的に不利な点が有り、また消費者の間で徐々に高級感への要求指向も多くなり図５、製品断面に示す表層材が面取部に及ぶ新形状断面を持つ製品需要が拡大しつつある。

第三点は、高意匠を目的とした形状タイルを図４、例２のような加工を特殊二重構造切断刃にて製造する場合、工夫された特殊な高価な切断打抜き刃の形状に特徴を持つ加工機においては、タイルシート基材に形状安定や吸音増量を目的に炭酸カルシュウム等の素材の硬度が高いものが混練され切断刃の損耗が大きい場合は替刃費用が嵩む。又製品の加熱試験において面取り加工部の戻りが認められる場合があった。

第四点は、指定寸法にて単純な切断打抜き加工の後に目的形状のエッジを金型等に持たせ素材に押し当て加温と共に加圧することにより自在に整形する図４、例３の工法は、切断工程の後に再度加工用金型機械に装着し加圧形成する等加工作業点数が多くなり製造時間と原価の低減に課題があった。

以上の課題を一挙に解決する手段として各課題毎の解決手法を揚げる前に、一般的な従来のタイルを製造する工程を説明すると、指定寸法のタイルシートは製造コスト削減のために大判素材シートを形状安定や吸音増量を目的に炭酸カルシュウム等を混練したタイルシート基材８ａに各種シート模様層８ｂ、表面摩耗低減歩行時滑り止凹凸模様形成シート表面模細工層８ｃを連続張合わせ装置により積層形成し大平判素材シートに裁断した後、指定寸法に打抜切断加工し、張り継ぎ合わせ部の目地を強調する場合は再度表面角の面取り加工をしてタイルシートとして仕上げるのが一般的である。

第三点と第四点の製造コストに関する課題を解決出来れば、大方の課題を解決出来る事になり、コスト削減による産業振興と消費者の利益並びに素肌に対する安全性の向上による幼年者保護と美観性の向上が図られる本発明は前記課題を全て解決したことになるが、同一規格品を数多く隙間無く敷設する為には正確な規格寸法と形状が要求される。

上記予備説明に続き解決手法を説明すると、第一手法は炭酸カルシュウム等を混練したタイル素材シート切断加工における損耗し切味の劣化を起し易く製造コストの押上げに荷担していた裁断刃は特殊形状の物を採用せず、産業用に通常流通する一般的なトムソン替刃を容易に装脱着可能な構成で採用することでコスト削減を図る。

第ニ手法は表面角の面取り形状並びに工法は、素材シートの熱変形塑性特性を活用し加温した恒温熱刃による滑らかな肌触りの良い曲線的な形状になるよう素材シートを図２に示す内部に恒温液体循環管を構成する特殊構造面取熱刃１を有するシート加工装置による押圧整形にて確実な塑性変形を確保するものとする。

第三手法は第一手法と第二手法を同一プレス機に構成したもので、指定寸法で打抜切断の前段に大判素材シートを該プレス機の面取り整形機構を配置し、面取り作業の次の工程で正確に打抜切断刃の位置に移動させた後、次のプレス作業で打抜切断を行い、面取作業と打抜切断作業を一度に行う事が出来るようにしたものであり一体構成することにより機械間の資材移動と正確装着の工数を削減する手法である。

第四手法は第三手法に起因することから発生した、従来の打抜切断刃の組構成は大平判素材シートを一回のプレスストローク工程で複数枚を切断打抜くことが可能で有った為、図６に示す素材シートの刃厚による歪は製品として問題にならない範囲で有ったが、連続的に面取り切断打抜きを行うことにより常に端部の製品タイルを打抜切断加工することになり図６、拡大２に示すように切断刃厚１．５ｍｍ程度による厄介歪が発生し図６、全形に示す素材シートの打抜切断時の歪が製品の寸法形状図６、製品タイル形状のように悪影響を与えることになったが、図５、全形Ｃ部の拡大１に示す改良打抜切断刃耳部を図６、全形Ｃ部の拡大１に示す従来打抜切断刃組構成部分に対し追加することにより解決した。

第五手法は全手法を正確に実行制御する制御機器と構成、並びに機器の動作を司るソフトウエアの開発にある。以上全てをクリアすることでプラスチック系素材の塑性変形加工で度々問題となる塑性変形加工後の高室温による弾性戻りを排除し、角を持たない奇麗な曲線を呈する面取り加工された正確な製品を確実に供給することが出来るようになった。

図１は素材シートのアール形（タイル新押圧面取形状９ａ）面取りと打抜切断加工を同時に行うことが出来、自動連続稼動可能な本発明のシート面取打抜切断装置の概要立面図である。 図２は図１の面取り熱刃部Ａの構成要素の拡大図で熱刃が素材シートに面取りを行う様子を示す概要図である。 図３は図２の熱刃先端が素材シートの表面から徐々に押込まれた初期状態から、所定スピードで所定位置に達した加工中期、所定時間経過後抜き戻された加工後期の素材シートの整形状況を示すＢ部加工状況拡大図である。 図４は従来の工法による面取り形状の例を、例１、例２、例３として表す概要図である。 図５は自動連続面取り打抜切断加工を製品タイルの歪を最小に抑えるために切断刃の組構成を改良した説明図である。 図６は図５の改良を行わず従来の打抜切断刃の組構成により加工を行った場合の製品タイルの歪を解り良くする為に誇張した概要図である。 図７は本発明のシート加工装置を油圧プレス機に付属機材と共に装着構成した例図である。

本発明を最も活用できる形態は、建築用プラスチック系床タイルの製造において、床張り継ぎ合わせ部の目地を強調する面取り加工法における表面角を従来の切削による削り取り工法の場合、表面と切削面との境界部において広角ながらも鋭い角となって肌触りが悪く、又切削面はタイルの積層構造の断面が僅かでは有るが露出する事となり美観を損っていたが、本発明を実施することにより突合わせ部の綺麗な曲線を描くように模様面並びに表面凸凹模細工面が面取り部に回り込みされた高意匠床用プラスチック系床タイルが、コストの上昇を最小限に押えつつ自動連続生産されることにある。

全体構成は、図７の全体構成図に示すように、本発明のシート面取打抜切断装置をプレス機械に付属機械装置と共に装着し、Ｅ−ｅ方向立面図にて示すプレス機の上下１サイクルごとに大判素材シートを指定寸法で表面が綺麗に面取りされた床タイルを連続的に加工するもので、面取り部並びに打抜切断部の各部においては素材シート挿入初期と後方を除き上下１サイクルごとに面取り加工と打抜切断加工が同時に行われている為作業効率は極めて良好である。

各部の詳細実施例を順を追って説明する。図１において素材シート８は方形に組まれた面取熱刃１の全体下に定寸送りされ表１の試験成績に基づく温度管理された熱刃が、図２に示す拡大図のように素材シート８に所定動作で押込まれ所定時間経過後に戻される。この様子は図３に示す通りで、シート基材８ａ、シート模様層８ｂ、シート表面模細工層８ｃの変形状況は初期状態から押込み完了の加工中期状態の位置により面取加工されるが、加工後期の熱刃が戻された状態での面取熱刃１の刃先押込み部分は素材シートの弾性変形により一部戻り、タイル新押圧面取形状９ａの形状にて安定化される。

図１に戻り、面取りされた素材シートは次の面取り加工を行う位置まで定寸送りされる。熱刃面取り加工部と打抜切断加工部の部品構成上直近に配置出来ない為１サイクル分空けた後方とし、前の上下１サイクルで面取り加工された部分は次の上下１サイクルで打抜切断刃３の位置には移動せず再度次の上下１サイクルで正確に打抜切断刃３の位置に移動し打抜切断加工される。

打抜切断加工刃の組構成は、図５に示す素材シート切断刃構成平面図全形の改良打抜切断刃構成１５は、図６に示す打抜切断刃３の刃厚による厄介歪を回避すべく図５改良打抜切断刃耳部３ａを有する正確な方形組構成となっており、同図拡大２に示す作為歪を整形タイル１０に影響が及ばないこの部分に集中的に伸張歪として発生させることを意図し伸縮し易く小寸法とし、打抜切断時の素材シートを加工する過程で避けられない整形製品タイル１０の加工精度をあげたものである。

図５の製品断面に示す綺麗にアール形（タイル新押圧面取形状９ａ）面取りされた製品タイル１０を生産する上で従来のシート打抜切断装置を運転するエネルギーの他に面取り装置部分の熱塑性変形を行う為の熱量が必要になる。その熱量の理論負荷の計算例を数１に示す。本計算は面取り用熱刃の部分のみの必要最低負荷を重点的に理論値として検討したもので、図１０に示す熱量供給装置自体の損失、熱刃迄の恒温液体の供給配管損失、熱刃の固定金具等の付属部材等の熱損失は検討対象にしておらず実稼動においてはそれらを全て合算したものとなる。

本発明は、土木建設用歩道部等の表面部材並びに建築用プラスチック系床タイルや壁面の表面仕上材の製造、熱変形材を用いた製本用高級表紙の製造等、厚みのある熱変形素材を用いた製品の低コストの表面角の綺麗なアール面取り加工（タイル新押圧面取形状９ａ加工）に利用できる。

１ 面取熱刃
１ａ 面取熱刃内恒温液体循環管
２ 面取熱刃用断熱材
３ 打抜切断刃
３ａ 改良打抜切断刃耳部
４ 打抜切断刃固定具
５ 打抜切断刃受台
６ プレス下側ベース
７ プレス上側ベース
８ 素材シート
８ａ シート基材
８ｂ シート模様層
８ｃ シート表面模細工層
９ａ タイル新押圧面取形状
９ｂ タイル従来切削加工面取形状
１０ 整形製品タイル
１１ 面取シートクッション押え板
１２ 面取シート押えクッション機構
１３ 打抜切断刃押圧板
１４ 打抜切断刃押圧調整クッション機構
１５ 改良打抜切断刃組構成
１６ 従来打抜切断刃組構成

Claims (2)

1. 素材シートの熱変形塑性特性を活用し、精密な温度管理と加工時間管理が要求される滑らかな肌触りの良い曲線的な形状になるようなアール面取加工において、面取熱刃内恒温液体循環管を構成する特殊構造面取熱刃を有する面取加工部と、替刃を容易に装脱着可能な金具にて素材シートの打抜切断時の歪が製品タイル形状に悪影響を与えることが無いように改良打抜切断刃耳部を打抜整形シート素材の端材側に追加し、正確な整形タイルを打抜切断出来る装置を一体構成したことを特徴とするシート面取打抜切断装置。
2. 前記請求項１の、特殊構造面取熱刃と改良打抜切断刃の配置間隔を、打抜整形シート基材の断続移動方向距離に正確に合致させ、該熱刃による面取整形位置と該切断刃による打抜切断位置が相対同一位置となる配置とし、正確な面取整形と打抜切断が連続で自動加工出来る様に構成したことを特徴とするシート面取打抜切断装置。

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