JPH0885014A - 新規な切断方法および切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工対象物が微細な棒状物、特に円柱状物で
あっても、またその切断面の形状が複雑な凹凸を有する
ものであっても、該棒状物を長手軸に沿って容易に、か
つ、高精度に切断することのできる切断方法を提供する
こと。 【構成】 境界面を互いに密着させた状態のままで相対
的に変位することが可能な１対の切断具１、２の、各々
の境界面１１、２１に凹部１２、２２を形成し、各々の
凹部の形状は、境界面を互いに密着させて各々の凹部を
１つに合わせたときに、加工対象物３が嵌合しうる空間
が形成される形状であり、この１対の切断具の境界面を
互いに密着させ、各々の凹部を１つに合わせて形成した
空間に加工対象物を保持し、この１対の切断具を境界面
を互いに密着させた状態のままで相対的に変位させ、加
工対象物を境界面に従って切断することを特徴とする切
断方法およびその切断装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、棒状物の切断に有用な
切断方法および切断装置に関し、特に、棒状物が極細で
ある場合、これをその長手軸方向に沿って切断するのに
有用な切断方法および切断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】棒状物を長手軸の方向に沿って分割して
得られるような形状の部材を利用したい場合がある。例
えば、図４に斜視図として示すように、円柱状物を架空
の平面Ｓ１で分割して得られる形状の部材３Ａと部材３
ａについて説明する。部材Ａを、既存の棒状物から得る
ための加工方法としては、部材３ａの全部を切削・研磨
し除去する方法や、部材３ａの平面Ｓの外側に沿った部
分を切断シロとして切削し残部を分離する方法等が挙げ
られる。また、部材３ａの方を得るための加工方法もま
た上記と同様であるが、材料の固定が後述のようにより
困難となる場合が多い。

【０００３】棒状物に上記のような切削加工を施すため
には、先ずこれを確実に固定することが必要となる。こ
のような場合の従来の一般的な固定方法としては、バイ
スやチャック等による機械的外力で固定する方法や、材
料によっては磁力で加工ベッド上に吸着固定する方法等
が挙げられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの方
法では、材料は、例えば直方体のように安定して固定し
うる形状であること、ある程度のつかみシロや吸着面積
を有すること、固定に耐え得る機械的強度を有すること
等が必要となる。従って、棒状物が円柱状物であるよう
な場合は、直径方向の半分以上は固定具内に収められる
ので、その状態のままでは切削加工を径の半分以上施す
ことは困難である。また、さらに円柱状物の外径が微小
である場合や、柔らかい材料の場合には、固定具からの
露出部分の微小化や、材料の変形の問題から、固定と加
工はより困難となる。

【０００５】また、上記微小な外径の円柱状物という条
件にさらに加えて、図５に側面図として示すように、円
柱状物の分割面Ｓ２が鋸歯状のような複雑な形状である
ことを要求される場合がある。従来、このような形状の
部材を微細な棒状物から得るには、手仕上げによる低い
生産性、樹脂等による特殊な固定方法の必要性、加工精
度の低下等、種々の問題が障害となり、加工は極めて困
難となっていた。

【０００６】本発明の目的は、加工対象物が微細な棒状
物、特に円柱状物であっても、またその切断面の形状が
複雑な凹凸を有するものであっても、該棒状物を長手軸
に沿って容易に、かつ、高精度に切断することのできる
切断方法提供することである。また、本発明の他の目的
は、上記目的の切断方法を好適に実施しうる切断装置を
提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の切断方法は、以
下の特徴を有してなるものである。 (1) 境界面を互いに密着させた状態のままで相対的に変
位することが可能な１対の切断具の、各々の境界面に凹
部を形成し、各々の凹部の形状は、境界面を互いに密着
させて各々の凹部を１つに合わせたときに、加工対象物
が嵌合しうる空間が形成される形状であり、この１対の
切断具の境界面を互いに密着させ、各々の凹部を１つに
合わせて形成した空間に加工対象物を保持し、この１対
の切断具を境界面を互いに密着させた状態のままで互い
を相対的に変位させ、加工対象物を境界面に従って切断
することを特徴とする切断方法。 (2) 一方の切断具の境界面には、溝が、切断具の移動方
向に平行に凹部を横切るように１条以上形成され、他方
の切断具の境界面には、前記溝に対応する位置に、その
溝に摺動可能に嵌合する突起体が形成されたものである
上記 (1)記載の切断方法。 (3) 溝が、一定ピッチで複数条配列されたものであり、
溝のその長手軸に垂直な断面形状が、台形または三角形
である上記 (2)記載の切断方法。 (4) 加工対象物が棒状物であって、凹部にこの棒状物を
保持したとき、この棒状物の長手軸が切断具の境界面に
は平行となり切断具の移動方向には垂直となるように、
該凹部が形成されたものである上記 (1)記載の切断方
法。 (5) 棒状物が、外径が２ｍｍ以下の円柱状物である上記
(4)記載の切断方法。

【０００８】また、本発明の切断装置は、以下の特徴を
有してなるものである。 (6) 境界面を互いに密着させた状態のままで相対的に変
位することが可能な１対の切断具を有し、この切断具の
該境界面の各々に凹部が形成され、各々の凹部の形状
は、境界面を互いに密着させてこれらの凹部を１つに合
わせたときに、加工対象物が嵌合しうる空間が形成され
る形状であり、この１対の切断具の境界面が互いに密着
されてこれらの凹部が１つに合わされて形成された空間
に加工対象物が保持され、この１対の切断具が境界面を
互いに密着させた状態のままで相対的に変位することに
よって加工対象物を切断しうることを特徴とする切断装
置。 (7) 一方の切断具の境界面には、溝が、切断具の移動方
向に平行に凹部を横切るように１条以上形成され、他方
の切断具の境界面には、前記溝に対応する位置に、その
溝に摺動可能に嵌合する突起体が形成されたものである
上記 (6)記載の切断装置。 (8) 溝が、一定ピッチで複数条配列されたものであり、
溝のその長手軸に垂直な断面形状が台形または三角形で
ある上記 (7)記載の切断装置。 (9) 加工対象物が棒状物であって、凹部にこの棒状物を
保持したとき、この棒状物の長手軸が切断具の境界面に
は平行となり切断具の移動方向には垂直となるように、
該凹部が形成されたものである上記 (6)記載の切断装
置。 (10)棒状物が、外径が２ｍｍ以下の円柱状物である上記
(9)記載の切断装置。

【０００９】本明細書では、「切断」とは、例えば、切
削工具による切断のように切断部分に材料ロスが発生す
る場合と、紙を切る場合のように切断部分に材料ロスが
発生しない場合とを含むものとする。以下、本発明の切
断方法および切断装置で得られた部材の「分割面」を
「切断面」という。また、一対の切断具が「相対的に変
位する」とは、一対の切断具が各々互いに反対方向に移
動するか、あるいは、一方の切断具が固定されそれに対
して他方の切断具が移動することを意味する。

【００１０】

【作用】本発明の切断方法は、先ず、図１（ａ）に模式
的に示すように、１対の切断具１、２の境界面１１、２
１を互いに密着させ、各々の境界面に設けられた凹部１
２、２２を１つに合わせて形成した空間に加工対象物３
を保持する。次に、この１対の切断具を境界面を互いに
密着させた状態のままで互いに相対的に移動させるもの
である。この方法によって、加工対象物は切断具の境界
面の位置において、境界面の形状に従って切断され、３
Ａ、３ａとなる。即ち、加工対象物は２つの凹部と同様
の形状に分割されることになる。

【００１１】従来の切削・研磨方法では、加工対象物の
必要最小限の部分を利用して固定し、残りの部分を切削
加工するというように、固定手段と切削工具とが、加工
対象物を、つかみシロと削りシロとに分け合うような関
係であったので、加工対象物が微小化するにつれて、分
け合うことが困難となっていた。これに対して、本発明
の切断方法では、図１（ｂ）に示すように、一対の切断
具が互いに相対的な変位を開始し、加工対象物に対して
切断を開始した瞬間から、その切断具自体が固定手段と
しての作用をも示すものである。従って、加工対象物が
微小化しても、つかみシロを考慮する必要がなく、長手
軸に沿った切断も容易に行なうことができる。

【００１２】また、本発明の切断方法では、切断具の境
界面の形状が鋸歯状や波型となるように、一方の境界面
に溝を、他方の境界面にはその溝に嵌合する突起を形成
することによって、加工対象物の切断面の形状を、切断
具の境界面の形状と同形状に切断することができる。た
だし、切断具の境界面の形状は、切断具の境界面を互い
に密着させた状態のままで互いが相対的に変位し得ると
いう条件を満足することが好ましい。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の切断方法を好適に実施しうる
切断装置の例を挙げ、この切断装置の説明に従って、本
発明の切断方法をより詳細に説明する。図１は、本発明
の切断装置の一実施例を概略的に示す模式図である。同
図（ａ）において、１、２は切断装置が有する１対の切
断具であって、それらの境界面１１、２１を互いに密着
させた状態のままで互いが相対的に移動することが可能
なものである。３は加工対象物であって、本例ではその
一例として棒状物、特に円柱状物を用いている。切断具
１、２の各々の境界面１１、２１には凹部１２、２２が
形成されている。各々の凹部１２、２２の形状は、境界
面を互いに密着させて各々の凹部を１つに合わせたとき
に、加工対象物３が嵌合しうる空間が形成される形状で
ある。同図では、円柱状物３がその空間によって紙面に
垂直に保持され、円形の端面が現れている。

【００１４】本発明の切断方法は、上記のように構成さ
れた切断具に加工対象物３をセットした状態から、図１
（ｂ）に示すように、この１対の切断具を境界面を互い
に密着させた状態のままで互いを相対的に変位（同図で
は、両方の切断具が矢印方向に移動）させることによっ
て、加工対象物３を境界面の位置で、境界面の形状に従
って切断するものである。同図の例では、加工対象物３
は、３Ａと３ｂとに分割、切断されている。

【００１５】切断具の境界面の形状は、加工対象物の切
断面の形状を決定するものである。例えば、境界面の形
状が平面であれば、加工対象物の切断面は、その境界面
の形状に従って図４に示す架空の分割面Ｓ１のように平
面となる。また、切断具の各々の境界面に互いに嵌合関
係にある溝と突起体を形成することによって、加工対象
物の切断面をその形状に従って種々の非平面とすること
ができる。

【００１６】図２は、切断具の各々の境界面に、互いに
嵌合関係にある溝と突起体を形成した態様を模式的に示
す図である。同図では、一対の切断具１、２の部分的な
断面によって凹部を見せ、加工対象物３も切断具の境界
面１１、２１を見せるために部分的に省略している。ま
た、一対の切断具１、２の移動方向は紙面に垂直の方向
である。同図では境界面の架空部分を一点鎖線で示して
いる。加工対象物３は円柱状物であり、凹部１２、２２
によって紙面に向かって水平に保持されている。これに
よって加工対象物の長手軸は切断具の境界面には平行と
なり、切断具の移動方向には垂直となっている。一方の
切断具１の境界面１１には、溝が４１〜４４のように、
切断具の移動方向に平行に、また、凹部１２を横切るよ
うに１条以上形成されている。他方の切断具２の境界面
には、前記溝４１〜４４に各々対応する位置に、その溝
に摺動可能に嵌合する突起体５１〜５４が形成されてい
る。

【００１７】以上のように構成された切断具に加工対象
物３をセットした状態から、この一対の切断具を相対的
に変位させることによって、加工対象物は、図５に示す
ように、切断面に切断具１の溝と同形状の溝４０を有す
る部材３Ａと、切断具２の突起体と同形状の突起体５０
を有する部材３ａとに切断される。

【００１８】溝のその長手軸に垂直な断面形状は限定さ
れず、三角形、矩形、台形、Ｕ字形、異形等、種々の断
面形状であってよい。また、溝の配置間隔も、疎密を自
由に選択してよい。例えば、図２で示した溝の例は、直
角三角形を一定ピッチで間隔をあけて配置したものであ
る。このような溝の態様は、鉗子等のハサミ部分に形成
される滑り止めパターンとして好適である。図３（ａ）
は、三角形の溝を間隔を密に形成した態様である（一方
の切断具１だけを図示）。図３（ｂ）は、境界面に対し
てＵ字形の溝を適当な間隔をおいて形成した態様である
が、みぞの壁面と境界面１１とが交わる部分にアール加
工が施され、かつ、隣合ったアールが境界面において連
続的になめらかに接合されている態様を示すものであ
る。これらの場合、もとの境界面１１は、ほとんど一点
鎖線で示される架空の面となっている。

【００１９】凹部は、その一対を１つに合わせたとき
に、加工対象物が嵌合しうる形状を有する。例えば、加
工対象物が円柱状物であれば、１つに合わせられた凹部
も同様の形状の円柱状物となる。従って、１つに合わせ
られた凹部と加工対象物とは、はめあい関係を有するも
のである。そのスキマまたはシメシロは限定されず、切
断加工時において製品の品質が最も好ましくなるように
決定すればよい。境界面によって一対の凹部が、加工対
象物をどのような割合で分割するかは、用途に応じて決
定すればよい。凹部の特殊な例として、一対の凹部が加
工対象物を１０：０の割合で分割する場合がある。例え
ば、加工対象物が角柱状物であって、一方の切断具には
この角柱状物を全て保持しうる凹部を形成し、凹部を横
切る溝を形成し、他方の切断具の凹部に対応する部分を
平面とし、この平面以外の部分に突起体を形成するよう
な場合である。この場合、一方の切断具の凹部は平面で
あるが、突起体に対して凹部とみなすものとする。

【００２０】凹部の形成方向は、加工対象物が棒状物で
ある場合、図１、図２に例として示したように、該凹部
にこの棒状物を保持したとき、この棒状物の長手軸が切
断具の境界面には平行となり切断具の移動方向には垂直
となる方向に形成されることが好ましい。このような態
様によって、棒状物を長手軸に沿って切断することがよ
り容易となり、図５に示すような、複雑な切断面の形状
を有する部材の需要に対して、好適に応じられるからで
ある。また、用途に応じて、この棒状物の長手軸が切断
具の境界面および／または切断具の移動方向に対して適
度な角度を有するように凹部を形成してもよい。

【００２１】加工対象物は、１つに合わせられた凹部内
に嵌合しうるものであるが、加工対象物全体が完全に収
納される必要はない。例えば、１つに合わせられた凹部
が、切断具の側面に凹部と同形の開口部を有するような
場合、加工対象物の一部がこの開口部から切断具の外部
に出ている状態であってもよい。加工対象物が棒状物で
あれば、棒状物の端面から、または、棒状物の中間部の
一定区間だけに対して切断するものであってよい。

【００２２】加工対象物は、どのような形状であっても
切断の加工対象となり得るが、該加工対象物が棒状物で
あって、これをその長手軸に沿って切断しようとすると
きに、本発明の切断方法および切断装置の有用性は顕著
となる。本明細書では、「棒状物」とは、筒状物や柱状
物を含む細長いもの全てを意味し、より極細で充分に長
い態様である「線材」をも意味するものである。棒状物
のなかでも、従来技術において固定が困難な円柱状物に
対しては、本発明の切断方法および切断装置はより有用
となる。円柱状物のなかでも、その外径が５ｍｍ以下、
特に２ｍｍ以下のものは、固定および、その長手軸に沿
って切断することが従来の加工方法では極めて困難であ
り、本発明の切断方法および切断装置の有用性が最も顕
著となる加工対象物である。

【００２３】加工対象物の材料は、特に限定されない
が、本発明による切断方法および切断装置は、各種プラ
スティック、金属材料の切断に好適である。

【００２４】切断具を形成する材料としては、加工対象
物の材料を切断しうるものであればよい。ただし、凹部
の内面は、加工対象物から切断時に荷重を受ける部分で
ある。また、境界面・溝・突起体は摺動に関係する。ま
た、凹部と境界面とが交わる部分、および、凹部と溝・
突起体とが交わる部分は、加工対象物を切断するための
刃である。従って、これらの部分は、より強く固い材料
で形成することが好ましい。

【００２５】切断具は、これだけを用いて加工対象物を
切断してもよいが、通常は、切断具同士の摺動のための
ガイドやスプリング、加工対象物の挿入のためのガイド
などの付帯部品を有する金型の一部として用いられるの
が好ましい。加工対象物をセットした状態の一対の切断
具を相対的に変位させ得る力を与える手段は限定されな
いが、機械式や油圧式による種々のプレス、バイス等が
好ましいものとして挙げられる。

【００２６】本発明の切断方法および切断装置によって
得られる部材のなかでも、極細の棒状物をその長手軸に
そって切断したものは特に有用であって、生体内におい
て用いられる微小な鉗子のハサミ部分を構成する部品の
需要に好適である。

【００２７】〔切断実験〕本発明の切断方法および切断
装置の有用性を確認するために、金属材料に対して切断
加工を行い、得られた部材の品質を評価した。加工対象
物として、呼び外径φ１．０ｍｍ、長さ３０．０ｍｍの
銅の丸棒材を用い、これを長手軸を含む平面を切断面と
し、さらにこの切断面に図５に示すような直角三角形の
溝がピッチ０．３５ｍｍをもって等間隔に形成されたも
のを加工目的の形状とした。各々の凹部の形状は、丸棒
材を長手軸を含む平面で分割した形状とした。図２に示
すように切断具に丸棒材をセットした状態から、プレス
を用いて切断具を互いに相対的に変位させ、丸棒材を切
断し、目的の形状の部材を得た。従来の手仕上げと比べ
ると、本発明による加工は、丸棒材のセット時間やプレ
ス内への型セット時間を含めても極めて短時間であり、
また、得られた部材は、変形等のない正確な寸法を有
し、優れた品質であった。

【００２８】

【発明の効果】本発明の切断方法および切断装置は、加
工対象物が微細な棒状物、特に円柱状物であっても、ま
たその切断面の形状を複雑な凹凸とすることを要求され
ても、容易に、かつ、高精度に切断でき、目的の形状の
部材を得ることができる。従って、マイクロマシンの分
野における微小の機構部品の提供等に有用な加工方法お
よび装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の切断装置の一実施例を模式的に示す図
である。

【図２】本発明の切断装置における、切断具の各々の境
界面に、互いに嵌合関係にある溝と突起体を形成した態
様を模式的に示す図である。

【図３】切断具の境界面に形成される溝の、その長手軸
に垂直な断面形状、および、配置間隔の例を模式的に示
す図である。

【図４】円柱状物を架空の平面で分割して得られる形状
の部材を示す斜視図である。

【図５】円柱状物の分割面が鋸歯状のような複雑な形状
である部材を示す図である。

【符号の説明】

１ 切断具 ２ 切断具 ３ 加工対象物 １１ 境界面 １２ 凹部 ２１ 境界面 ２２ 凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 勇 神奈川県横浜市瀬谷区本郷２丁目37番地の 12 (72)発明者 樋口 俊郎 神奈川県横浜市港北区茅ヶ崎南４丁目14番 １号109 (72)発明者 三原 慎一郎 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 津田 誠輔 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 内海 厚 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 境界面を互いに密着させた状態のままで
   相対的に変位することが可能な１対の切断具の、各々の
   境界面に凹部を形成し、各々の凹部の形状は、境界面を
   互いに密着させて各々の凹部を１つに合わせたときに、
   加工対象物が嵌合しうる空間が形成される形状であり、
   この１対の切断具の境界面を互いに密着させ、各々の凹
   部を１つに合わせて形成した空間に加工対象物を保持
   し、この１対の切断具を境界面を互いに密着させた状態
   のままで相対的に変位させ、加工対象物を境界面に従っ
   て切断することを特徴とする切断方法。
2. 【請求項２】 一方の切断具の境界面には、溝が、切断
   具の移動方向に平行に凹部を横切るように１条以上形成
   され、他方の切断具の境界面には、前記溝に対応する位
   置に、その溝に摺動可能に嵌合する突起体が形成された
   ものである請求項１記載の切断方法。
3. 【請求項３】 溝が一定ピッチで複数条配列されたもの
   であり、溝のその長手軸に垂直な断面形状が台形または
   三角形である請求項２記載の切断方法。
4. 【請求項４】 加工対象物が棒状物であって、凹部にこ
   の棒状物を保持したとき、この棒状物の長手軸が切断具
   の境界面には平行となり、切断具の移動方向には垂直と
   なるように、該凹部が形成されたものである請求項１記
   載の切断方法。
5. 【請求項５】 棒状物が、外径が２ｍｍ以下の円柱状物
   である請求項４記載の切断方法。
6. 【請求項６】 境界面を互いに密着させた状態のままで
   相対的に変位することが可能な１対の切断具を有し、こ
   の切断具の該境界面の各々に凹部が形成され、各々の凹
   部の形状は、境界面を互いに密着させてこれらの凹部を
   １つに合わせたときに、加工対象物が嵌合しうる空間が
   形成される形状であり、この１対の切断具の境界面が互
   いに密着されてこれらの凹部が１つに合わされて形成さ
   れた空間に加工対象物が保持され、この１対の切断具が
   境界面を互いに密着させた状態のままで相対的に変位す
   ることによって加工対象物を切断しうることを特徴とす
   る切断装置。
7. 【請求項７】 一方の切断具の境界面には、溝が、切断
   具の移動方向に平行に凹部を横切るように１条以上形成
   され、他方の切断具の境界面には、前記溝に対応する位
   置に、その溝に摺動可能に嵌合する突起体が形成された
   ものである請求項６記載の棒状物の切断装置。
8. 【請求項８】 溝が、一定ピッチで複数条配列されたも
   のであり、溝のその長手軸に垂直な断面形状が台形また
   は三角形である請求項７記載の切断装置。
9. 【請求項９】 加工対象物が棒状物であって、凹部にこ
   の棒状物を保持したとき、この棒状物の長手軸が切断具
   の境界面には平行となり切断具の移動方向には垂直とな
   るように、該凹部が形成されたものである請求項６記載
   の切断装置。
10. 【請求項１０】 棒状物が、外径が２ｍｍ以下の円柱状
    物である請求項９記載の切断装置。