JP6578488B1 - 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を具備する打ち抜き刃型と、帯状の板材を環状に折り曲げて形成され、シート材３１から製品を打ち抜くときに前記打ち抜き刃の周囲でシート材３１を支持する支持部材２２を具備する受け型２と、支持部材２２の周囲でシート材３１を拘束する拘束部材とを備えている。支持部材２２は、シート材３１を支持する支持面の高さが部位によって異なるように形成されており、前記打ち抜き刃の輪郭に沿った輪郭形状となるように前記板材が折り曲げられている。【選択図】図８Ｂ

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ってい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、帯状の板材を環状に折り曲げて形成され、前記製品を打ち抜くときに前記打ち抜き刃の周囲で前記シート材を支持する支持部材を具備する受け型と、前記支持部材の周囲で前記シート材を拘束する拘束部材とを備え、前記支持部材は、前記シート材を支持する支持面の高さが部位によって異なるように形成されており、前記打ち抜き刃の輪郭に沿った輪郭形状となるように前記板材が折り曲げられている。

この態様において、前記支持面及び前記被支持面における少なくとも１つの部位の高さが一致していることが好ましい。

この態様において、前記支持面の最高点の高さと前記被支持面の最高点の高さとが一致していることが好ましい。

この態様において、前記支持面の最低点の高さと前記被支持面の最低点の高さとが一致していることが好ましい。

また、上記態様において、前記支持部材は、前記支持面の高さが前記被支持面の高さに応じて異なるように形成されていることがより好ましい。

また、上記態様において、前記拘束部材は、前記打ち抜き刃型及び前記受け型のそれぞれに形成された弾性部材で構成されており、前記打ち抜き刃型と前記受け型とが相対的に近接したときに前記弾性部材で前記シート材を挟持するようにしてもよい。

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。 実施の形態に係る打ち抜き刃型の構成を示す正面断面図。 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。 実施の形態に係る受け型の構成を示す正面断面図。 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。 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。 打ち抜き装置によるシート材の打ち抜き加工工程を示す模式図。 打ち抜き装置によるシート材の打ち抜き加工工程を示す模式図。 打ち抜き装置によるシート材の打ち抜き加工工程を示す模式図。 打ち抜き装置によ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側面図。 実施の形態に係る受け型の変形例の構成を示す側面図。 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。 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はその正面断面図である。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。

打ち抜き刃１２の外周側には、基台１１に取り付けられた弾性部材１３が設けられている。弾性部材１３は、ウレタン製のスポンジで構成されている。打ち抜き刃１２と弾性部材１３との間には、若干の隙間が形成されている。後述するように、弾性部材１３は、受け型側に設けられている弾性部材と共に、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。

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は、そのトレイを示す側面図である。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と後述する受け台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及び図３Ｂに示すように、トレイ３の両側面の切断面（上端面）３ａ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の両側面の切断面３ａは、中央部が最も高く、その中央部から端部に向かって漸次低くなるような形状を有している。他方、トレイ３の正面及び背面の切断面の高さは一定で、側面端部における切断面の高さと同一となっている。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。

図４は、打ち抜き刃型１の構成を示す側面図である。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１３の記載が省略されているが、弾性部材１３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、打ち抜き刃１２及び弾性部材１３の高さは同一となっている。但し、打ち抜き刃１２及び弾性部材１３の高さが異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はその正面断面図である。受け型２は、木製の基台２１の一面に帯状の支持部材２２が配置されて構成されている。以下、基台２１の支持部材２２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２１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き刃１２と同様の形状の溝（図示せず）が形成され、当該溝に、帯状の板材を環状に折り曲げて形成された支持部材２２が嵌合されることで、受け型２が構成される。支持部材２２は、シート材を支持する支持面が表側に位置づけられるように、支持面と反対側の端部が基台２１の溝に嵌入される。

支持部材２２は、打ち抜き刃１２の輪郭に沿った輪郭形状を有しており、打ち抜き刃１２の外周形状よりも一回り大きい外周形状を有している。これにより、支持部材２２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ができる。

基台２１には、支持部材２２の外側面に接するように弾性部材２３が取り付けられている。上述した弾性部材１３と同様に、弾性部材２３はウレタン製のスポンジで構成されている。この弾性部材２３は、打ち抜き刃型１側に設けられている弾性部材１３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６に示すように、基台２１の中央部分には、四角形の貫通孔２４が設けられている。この貫通孔２４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７は、受け型２の構成を示す側面図である。図７に示すとおり、支持部材２２の側面の支持面（上端面）は、トレイ３の切断面と同様に、中央部が最も高くなっており、その中央部から端部に向かって漸次低くなるような形状を有している。なお、この図７では、弾性部材２３の記載が省略されているが、弾性部材２３も支持部材２２と同様の形状を有している。なお、本実施の形態では、支持部材２２及び弾性部材２３の高さは同一であるが、異なっていても構わない。

図８Ａ及び図８Ｂ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（図８Ａ参照）、その後打ち抜き加工が行われるときにシート材３１が支持部材２２に支持される（図８Ｂ参照）。この場合、シート材３１の裏面が被支持面３ｂであり、その被支持面３ｂが支持部材２２の上端面である支持面２２ａと接することにより、シート材３１が支持部材２２に支持される。

なお、上記とは異なり、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が配置される態様もあり得る。その場合、シート材３１の表面が被支持面となる。

上記のようにしてシート材３１が支持部材２２に支持されている状態において、支持部材２２の支持面及びシート材３１の被支持面の高さは同一となっている。すなわち、支持部材２２は、支持面の高さがシート材３１の被支持面の高さに応じて異なるように形成されている。そのため、支持面の全面で被支持面を支持することになるため、シート材３１を安定して支持することが可能になる。

［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９Ａ及び図９Ｂは、本実施の形態の打ち抜き装置によるシート材３１の打ち抜き加工工程を示す模式図である。シート材３１の打ち抜き加工が行われるとき、図９Ａ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が下降し、また受け型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（図９Ａ参照）。

シート材３１は、その上面が打ち抜き刃型１の弾性部材１３の下端面に接触すると共に、その下面が、受け型２の弾性部材２３の上端面と支持部材２２の上端面である支持面とに接触する（図９Ｂ参照）。その結果、シート材３１は弾性部材１３及び２３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が打ち抜き刃１２によって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。

また、上記のようにシート材３１が弾性部材１３及び２３によって挟持された状態において、打ち抜き刃１２の外側でシート材３１が支持部材２２に支持される。このように、シート材３１の被支持面が支持された状態で打ち抜き刃１２による切断が行われるため、安定した切断加工を行うことができる。

上記のようにしてシート材３１が打ち抜き刃１２によって切断されるとき、支持部材２２の上端部分は、打ち抜き刃１２と弾性部材１３との間に形成されている隙間に収容される。これによって、支持部材２２が他の部材に干渉することを回避することができる。

なお、本実施の形態では打ち抜き刃１２と弾性部材１３との間に隙間が形成されているが、打ち抜き刃１２と弾性部材１３とが接して設けられていて、その間に隙間が形成されていなくてもよい。その場合でも、支持部材２２の高さによっては支持部材２２が他の部材に干渉することは回避できる。また、干渉したとしても、支持部材２２が弾性部材１３の下端部に接する程度であれば、特段問題が生じることはない。

図１０Ａ及び図１０Ｂ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。なお、図１０Ａ及び図１０Ｂでは、弾性部材１３及び２３の記載が省略されている。図１０Ａに示すように、シート材３１が切断されるとき、最初にシート材３１の切断面の最高点の部位に打ち抜き刃１２の刃先が当接することになる。そのため、切断面が平坦となっているために切断面の全面に打ち抜き刃１２の刃先が当接する場合と比べて、小さい力で切断を開始することができる。また、支持部材２２の支持面の最高点の高さとシート材３１の被支持面の最高点の高さとが一致しているため、切断の開始時に切断部位が支持部材２２によって支持されることになるので、安定して切断を開始することができる。

その後、シート材３１が、切断面の最低点の部位に向かって順次切断され、その最低点の部位が切断されることによってシート材３１が打ち抜かれ、トレイ３が作製される（図１０Ｂ参照）。なお、本実施の形態の場合、支持部材２２の支持面の最低点の高さとシート材３１の被支持面の最低点の高さとが一致しているため、切断の終了時に切断部位が支持部材２２によって支持されることになるので、スムースに切断を終了させることができる。

上述したとおり、シート材３１が切断されるとき、シート材３１は弾性部材１３及び２３によって拘束された上で、支持部材２２によって支持される。このようにシート材３１を安定して固定することによって、打ち抜き刃１２によりシート材３１を空中で切断することが可能になる。なお、シート材３１の切断面が高低差を有している形状の場合、切断面が平坦な場合と比べて剛性が高いため、空中での切断を容易に行うことができる。

本実施の形態の場合、支持部材２２は帯状の板材の上端面を同様の形状に加工した上で環状に折り曲げるだけで製作することができる。そのため、シート材３１の切断面が複雑な形状で高低差を有するようなものであったとしても、それに応じた支持部材２２を容易に製作することができるため、低コスト化を図ることができる。

（その他の実施の形態）
［支持部材の支持面の高さ］
上記の実施の形態の場合、支持部材２２は、支持面の高さがシート材３１の被支持面の高さに応じて異なるように形成されているが、本発明はこれに限定されるわけではない。例えば、図１１に示すように、支持部材２２の中央部に凸部を設けることによって、支持部材２２の支持面の最高点及び最低点の高さとシート材３１の被支持面の最高点及び最低点の高さとがそれぞれ一致する一方で、その他の部位においては支持面の高さと被支持面の高さとが異なっているような構成であってもよい。この場合でも、打ち抜き刃１２の刃先が最初にシート材３１の切断面に当接するときに切断部位が支持部材２２によって支持されることになるため、安定して切断を開始することができる。また、切断の終了時に切断部位が支持部材２２によって支持されることになるので、スムースに切断を終了させることができる。

また、図１２に示すように、支持部材２２の側面の支持面が、支持部材２２の中央部が最も高く、その中央部から端部に向かうにしたがって低くなるように傾斜する形状を有しており、支持部材２２の支持面の最高点の高さとシート材３１の被支持面の最高点の高さとがそれぞれ一致する一方で、その他の部位においては支持面の高さと被支持面の高さとが異なっているような構成であってもよい。この場合でも、切断の開始時に切断部位が支持部材２２によって支持されることになるため、安定して切断を開始することができる。

また、支持部材２２の支持面における最高点又は最低点以外の部位の高さとシート材３１の被支持面における当該部位と対応する位置の部位の高さとが一致するような構成であってもよい。この場合、切断の開始時又は切断の終了時には切断部位が支持部材２２によって支持されていないことになるが、切断の過程で切断部位が支持部材２２によって支持される状態が生じるため、安定した切断加工が可能になる。このように、支持面及び被支持面における少なくとも１つの部位の高さが一致していればよく、その部位が最高点又は最低点以外の部位であってもよい。

なお、上記のとおり、支持部材２２の支持面とシート材３１の被支持面とは高さが一致していることが好ましいが、シート材３１の切断面が高低差を有している場合は切断面が平坦な場合と比べて剛性が高いことを踏まえると、これらの面の高さが一致していなくても、空中での切断は十分に可能である。但し、その場合でも、支持部材２２の支持面が打ち抜き刃１２に沿って位置付けられている必要がある。そのため、支持部材２２は、打ち抜き刃１２の輪郭に沿った輪郭形状を有することになる。

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、両側面の切断面が中央部において最も高く、その中央部から端部に向かって漸次低くなる形状を有しているトレイ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、両側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ているトレイ３、または図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、切断面の高さが周期的に変化するような形状を有しているトレイ３などであっても、支持部材２２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、上記の実施の形態においては、拘束部材を構成する弾性部材１３及び２３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１３及び２３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１３及び２３がシート材３１を直接挟持されるが、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１３及び２３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。

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
１３ 弾性部材
２ 受け型
２１ 基台
２２ 支持部材
２２ａ 支持面
２３ 弾性部材
２４ 貫通孔
３ トレイ
３ａ 切断面
３ｂ 被支持面
３１ シート材

Claims (6)

1. 切断面の高さが部位によって異なってい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、
   帯状の板材を環状に折り曲げて形成され、前記製品を打ち抜くときに前記打ち抜き刃の周囲で前記シート材を支持する支持部材を具備する受け型と、
   前記支持部材の周囲で前記シート材を拘束する拘束部材と
   を備え、
   前記支持部材は、前記シート材を支持する支持面の高さが部位によって異なるように形成されており、前記打ち抜き刃の輪郭に沿った輪郭形状となるように前記板材が折り曲げられている、
   打ち抜き装置
2. 前記支持面及び前記被支持面における少なくとも１つの部位の高さが一致している、
   請求項１に記載の打ち抜き装置。
3. 前記支持面の最高点の高さと前記被支持面の最高点の高さとが一致している、
   請求項２に記載の打ち抜き装置。
4. 前記支持面の最低点の高さと前記被支持面の最低点の高さとが一致している、
   請求項２又は３に記載の打ち抜き装置。
5. 前記支持部材は、前記支持面の高さが前記被支持面の高さに応じて異なるように形成されている、
   請求項４に記載の打ち抜き装置。
6. 前記拘束部材は、前記打ち抜き刃型及び前記受け型のそれぞれに形成された弾性部材で構成されており、前記打ち抜き刃型と前記受け型とが相対的に近接したときに前記弾性部材で前記シート材を挟持する、
   請求項１乃至５の何れかに記載の打ち抜き装置。