(57)【要約】【課題】打ち抜き加工時における切断抵抗が小さくて紙粉の発生も抑えることができ、しかも切り口の仕上が状態及び曲げ加工性がともに良好なトムソン刃を提供する。【解決手段】帯板状の母材の長手方向を切削方向とし、その切削方向に切削工具を振動させながら切削を行う振動切削方法にて刃部１１を加工することにより、刃部１１の刃面１１ｂを、刃先１１ａと平行な方向に沿って延びる切削痕１１ｃがあり、かつ刃先１１ａと直交する方向に沿う条痕１１ｄ・・１１ｄが刃先と平行な方向に微小ピッチで存在する面とすることで、良好な曲げ加工性を確保しながら、打ち抜き加工時における切断抵抗の減少と紙粉発生の低減を達成する。【選択図】図１
2004114207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
刃部の刃面に、刃先と平行な方向に沿って延びる切削痕があり、かつ刃先と略直交する方向に沿う条痕が刃先と平行な方向に微小ピッチで存在していることを特徴とするトムソン刃。
【請求項２】
刃面の表面粗さがＲｚ１０以下であることを特徴とする請求項１記載のトムソン刃。
【請求項３】
前記条痕のピッチが０．０５〜２０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１または２記載のトムソン刃。
【請求項４】
帯板状の母材の長手方向を切削方向とし、その切削方向に切削工具を振動させながら切削を行う振動切削方法によって刃部が加工されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のトムソン刃。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙器、ダンボール、塩化ビニルケース、シールあるいはパッキンなどの打ち抜き加工を行う抜型に用いられるトムソン刃に関する。
【０００２】
【従来の技術】
紙器やダンボールなどの打ち抜き加工に使用される抜型は、一般に、ベース材であるベニヤ板に所定形状（紙器の展開形状など）に応じた溝切加工を行うとともに、トムソン刃をベニヤ板に加工される溝の形状に応じて切断・曲げ加工し、その曲げ加工後のトムソン刃をベニヤ板の溝に嵌め込むことによって製作されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような抜型に使用されるトムソン刃の刃部の加工には、従来、切削工具（バイト）による切削加工や砥石による研削加工が一般に用いられている。
【０００４】
【特許文献１】
実開平６−５０７９９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、切削加工にて製作したトムソン刃は、刃部の刃面に刃先と平行な切削痕が多数存在し、刃面がざらざらな状態となっているので、打ち抜き加工時の切断抵抗が大きいばかりでなく紙粉も発生しやすい。さらに、切れ味が鈍くて切り口の仕上り状態も悪いという問題がある。なお、切削加工を採用した場合、切削痕が刃先と平行になるので、曲げ加工を行う際にクラックの発生等が起こり難く、曲げ加工性が良いという利点はある。
【０００６】
一方、研削加工にて製作したトムソン刃によれば、刃部の刃面に刃先とほぼ直交する方向に沿う研削痕ができるので、切削加工によるトムソン刃と比較して、切断抵抗が小さくて済む。また、刃先がシャープに仕上がるため、切り口の仕上り状態が良くて、紙粉の発生も大幅に軽減されるという利点がある。しかし、曲げ加工時において、研削痕がマイクロクラックの発生要因となり、曲げ加工時に割れが生じやすいという問題が残されている。
【０００７】
本発明はそのような実情に鑑みてなされたもので、打ち抜き加工時における切断抵抗が小さくて紙粉の発生も抑えることができ、しかも切り口の仕上り状態及び曲げ加工性がともに良好なトムソン刃の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のトムソン刃は、刃部の刃面に、刃先と平行な方向に沿って延びる切削痕があり、かつ刃先と略直交する方向に沿う条痕が刃先と平行な方向に微小ピッチで存在していることを特徴としている。
【０００９】
本発明のトムソン刃によれば、切削による切削痕が刃先と平行であり、かつ刃先と略直交する方向に沿う条痕が刃先と平行な方向に微小ピッチで存在しているので、切削加工による長所つまり良好な曲げ加工性を確保しながら、打ち抜き加工時における切断抵抗の減少と紙粉発生の低減を達成することができる。
【００１０】
本発明のトムソン刃において、刃面の表面粗さがＲｚ１０以下であることが好ましい。刃面の表面粗さがＲｚ１０よりも大きいと、打ち抜き加工時の切断抵抗が大きくなる。また、切り口の仕上り状態も悪くなる。
【００１１】
本発明のトムソン刃において、刃先と直交する方向に沿う条痕のピッチは、切り口の仕上り状態などを考慮すると、できるだけ細かい方が好ましいが、実際には、振動切削方法で実現できる範囲０．０５〜２０μｍ程度が適当である。
【００１２】
本発明のトムソン刃において、刃部の加工には、帯板状の母材（鋼材）の長手方向を切削方向とし、その切削方向に切削工具を振動させながら切削を行う振動切削方法を用いることが好ましい。
【００１３】
その振動切削方法の原理を以下に説明する。
【００１４】
まず、トムソン刃の刃部の加工に用いられる通常の切削加工では、図５（Ｂ）に示すように、切削量に対する移動量Ｓは時間ｔに比例し、切削速度Ｖで加工したときの工具の変位ＳはＳ＝Ｖｔとなる。
【００１５】
これに対し、切削工具に切削方向の振動を与える振動切削では、図５（Ａ）に示すように、切削速度Ｖで加工したときの工具の変位Ｖｔに、工具の振動ａｓｉｎωｔとを重畳した相対変位Ｓ′（＝Ｖｔ＋ａｓｉｎωｔ）となり、切削工具の刃先がｔ１の期間だけ工作物に当たり、ｔ２の期間は工作物から離れることになる。従って、ｔ２の期間からｔ１の期間に移り変わった瞬間に大きな加速で衝撃を加えながら工作物が切削され、ｔ２の期間では振動体（工具）にエネルギが蓄積される。すなわち、振動の大部分であるｔ２の期間で蓄積された振動エネルギが短い期間ｔ１において工作物に衝撃的に放出される、というサイクルが順次繰り返され、図６に示すように、小刻みに切り屑を生成しながら切削が進行してゆく。
【００１６】
このような振動切削方法では、▲１▼切削抵抗が小さい、▲２▼構成刃先の発生や発熱（加工温度の上昇）を低減することができる、▲３▼幾何学的面粗さを得ることができるという特徴がある。
【００１７】
なお、振動切削方法において、切削工具が工作物に当たる動作と、工作物から離れる動作を順次繰り返すためには、切削速度Ｖに対して、Ｖ＜２πａｆ（ａ：振動変位（振幅）、ｆ：振動周波数）の関係を満足する必要がある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は本発明のトムソン刃の実施形態の要部を模式的に示す図である。
【００２０】
図１に示すトムソン刃１は、刃部１１の刃形状が両刃で刃角が４２°の鋼製の刃物（帯刃）であって、打ち抜き加工の抜型（図示せず）に使用される。
【００２１】
この実施形態においては、トムソン刃１の刃部１１が振動切削方法によって加工されており、その刃部１１の刃面１１ｂ，１１ｂに、それぞれ、刃先１１ａと平行な方向に沿って延びる切削痕１１ｃ・・１１ｃがあり、かつ、刃先１１ａと略直交する方向に沿う条痕１１ｄ・・１１ｄが、刃先１１ａと平行な方向に微小ピッチ（例えば０．０５〜２０μｍ）で存在している点に特徴がある。
【００２２】
次に、図１に示すトムソン刃１の刃部の加工に用いる振動切削装置の例を、図２を参照しながら説明する。
【００２３】
この例の振動切削装置２は切削ユニット３と超音波発振器４を備えている。
【００２４】
切削ユニット３は、バイトホルダ３１ａとその先端に装着されるチップ（切刃）３１ｂからなる切削工具３１と、この切削工具３１に切削方向の振動を与える振動子（図示せず）を有する加振部３２によって構成されており、加振部３２の振動子に超音波発信器４からの超音波（例えば２０ｋＨｚ）を印加することにより、切削工具３１を切削方向に振動させながら、工作物Ｗの切削加工を行うことができる。
【００２５】
そして、このような振動切削装置２を用い、図３に示すように、帯板状の母材（鋼材）１０に切削工具３１（チップ３１ｂ）を配置し、母材１０を切削速度Ｖで送るとともに、切削工具３１を切削方向（母材１０の送り方向）に振動させながら加工を行うことにより、図１に示した形態の刃面１１ｂ、つまり、刃先１１ａと平行な方向に沿って延びる切削痕１１ｃ・・１１ｃがあり、かつ、刃先１１ａと略直交する方向に沿う条痕１１ｄ・・１１ｄが、刃先１１ａと平行な方向に微小ピッチで存在する刃面１１ｂを得ることができる。
【００２６】
また、刃部の加工に振動切削を用いると、以下のような効果を達成できる。
【００２７】
すなわち、通常の切削加工で両刃のトムソン刃を加工した場合、切削抵抗が大きいため、母材が撓んで切削工具の逃げが生じる。このため、両刃の２つ目の刃面を加工したときに刃先にバリが発生することがあり、後加工（バリ取り）が必要になるといった問題があるが、振動切削により刃部の加工を行うと、切削抵抗が小さいので、そのような問題を解消することができる。
【００２８】
また、刃部の加工に振動切削を用いることにより、刃部の加工を行う前に、母材１０に焼入れ処理を施しておくことも可能になるという利点もある。
【００２９】
なお、以上の実施形態では、刃形状が両刃のトムソン刃について説明したが、本発明はこれに限られることなく、例えば図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すような、片刃のトムソン刃５１、２段刃のトムソン刃６１、あるいは片２段刃のトムソン刃７１などの他の任意の刃形状のトムソン刃にも適用できる。
【００３０】
【実施例】
本発明のトムソン刃の実施例（加工例）を以下に示す。
【００３１】
［加工装置］
図２に示すような振動切削装置２を使用（チップ＝超硬合金）
［加工条件］
母材：Ｓ５５Ｃ、０．０７１ｍｍ厚、熱処理有
刃形状：両刃
刃角：４２°
切削速度：１０〜２０ｍ／ｍｉｎ
切込み量：０．０３ｍｍ
振動周波数：１８．８ｋＨｚ
超音波出力：５Ｗ（最大）
振動変位（振幅）：２５μｍ
以上の装置・条件の振動研削によって刃部の加工を行った後、加工面（刃面）の表面状態を観察したところ、刃先と平行な方向に沿って延びる切削痕と、刃先と略直交する方向に沿う条痕が見られた。また、刃先と略直交する条痕の刃先と平行な方向におけるピッチを測定したところ、０．１２〜０．１２５μｍであった。
【００３２】
さらに、以上の振動切削にて刃部を加工したトムソン刃について、曲げ加工（９０度曲げ）を行ったところ、マイクロクラックは発生せず、曲げ加工性は良好であった。
【００３３】
また、以上の振動切削にて刃部を加工したトムソン刃を用いて、紙器（紙厚
０．７ｍｍ）の打ち抜き加工を行ったところ、通常の切削加工によるトムソン刃を用いた打ち抜き加工と比較して切断抵抗が減少した。さらに、切り口の仕上り状態も良好であり、紙粉の発生もなかった。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のトムソン刃によれば、例えば、帯板状の母材の長手方向を切削方向とし、その切削方向に切削工具を振動させながら切削を行う振動切削方法によって刃部が加工され、その刃部の加工刃面に、刃先と平行な方向に沿って延びる切削痕があり、かつ刃先と略直交する方向に沿う条痕が刃先と平行な方向に微小ピッチで形成されているので、切削加工による長所つまり良好な曲げ加工性を確保しながら、打ち抜き加工時における切断抵抗の減少と紙粉発生の低減を達成することができる。また、切り口の仕上り状態も良くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトムソン刃の実施形態の要部を模式的に示す縦断面図（Ａ）及び側面図（Ｂ）である。
【図２】本発明に用いる振動切削装置の構成を模式的に示す図である。
【図３】振動切削装置による刃部の加工の様子を模式的に示す図である。
【図４】トムソン刃の刃形状の例を示す断面図である。
【図５】振動切削における工具の相対変位を示すグラフ（Ａ）と通常の切削加工における工具の変位を示すグラフ（Ｂ）を併記して示す図である。
【図６】振動切削加工における切り屑の生成形態を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１　トムソン刃
１１　刃部
１１ａ　刃先
１１ｂ　刃面
１１ｃ　切削痕
１１ｄ　条痕
１０　母材
２　振動切削装置
３　切削ユニット
３１　切削工具
３１ａ　バイトホルダ
３１ｂ　チップ
３２　加振部
４　超音波発振器
【図１】
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【図２】
2004114207.tif 000004
【図３】
2004114207.tif 000005
【図４】
2004114207.tif 000006
【図５】
2004114207.tif 000007
【図６】
2004114207.tif 000008