(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
打抜対象シートを打抜くための製品型部と、前記製品型部の全面において打抜きが均一となるように打抜荷重を調整するためのバランス型部とからなるシート打抜型の設計をコンピュータシステムによって行う設計方法であって、
前記製品型部の設計データである製品型部設計データを入力する製品型部設計データ入力過程と、
前記入力した製品型部設計データに基づいて前記製品型部における打抜荷重である製品型部打抜荷重を計算する製品型部打抜荷重計算過程と、
前記バランス型部はバランス調整用有刃ブロックと無刃ブロックを組合わせた構成となっており、前記シート打抜型における前記製品型部と前記バランス型部の領域データと前記製品型部打抜荷重とに基づいて、製品型部における単位面積当りの打抜荷重とバランス型部における単位面積当りの打抜荷重とが一致するように計算した個数の前記バランス調整用有刃ブロックを前記バランス型部に配置してバランス型部設計データを生成するバランス型部設計データ生成過程と、
前記製品型部設計データと前記バランス型部設計データとに基づいてシート打抜型設計データを生成するシート打抜型設計データ生成過程と、
を有することを特徴とするシート打抜型設計方法。
【請求項２】
請求項１記載のシート打抜型設計方法において、前記製品型部設計データは形状要素を前記製品型部に配置した設計データであって、前記製品型部打抜荷重計算過程は前記製品型部設計データから配置された形状要素の種類と個数を抽出するとともに、前記形状要素と打抜荷重との対応が記述された形状要素属性値表を参照し、前記形状要素一つ一つの打抜荷重の総和として製品型部打抜荷重を計算することを特徴とするシート打抜型設計方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のシート打抜型設計方法において、バランス調整用有刃ブロックの刃は非直線刃または弾性材料付け加工を施した有刃ブロックであることを特徴とするシート打抜型設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシート打抜型の技術分野に属する。特に、バランス調整用有刃ブロックを組合わせたバランス型部を有するシート打抜型をＣＡＤシステム等において設計する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙器の製造工程には印刷済のカートン等のシート材料（以降は「用紙」と呼ぶ）を打抜き、打抜済シートを得る打抜工程が存在する。通常は、個々の紙器となるブランクが多面付けで印刷された大判の用紙が使用される。その打抜工程において、打抜きはプレス機械を使用してシート打抜型を用紙に押し当てて加圧切断することにより行われる。シート打抜型は、図２５に断面図を示すように、積層合板または金属を材料とする平板１０１に打抜刃１０３を設置するための貫通溝１０２を加工し、打抜刃１０３を垂直に突き立てて設置した構造を有する。打抜刃１０３はトムソン刃とも呼ばれ、刃物用の鋼鉄または合金鋼から成る帯状材料が使用され、その帯状材料の一辺は加圧切断のための刃付加工が施されている（特許文献１、２）。
【特許文献１】特開昭５８−４０３００
【特許文献２】特開平７−８０７２７
【０００３】
シート打抜型における貫通溝は製品形状（ブランク形状）に合せて加工され、打抜刃も製品形状に合せて曲げ加工された上で貫通溝に設置される。このように製品形状に合せて設置された打抜刃の部分は、打抜型において製品型を構成する部分すなわち製品型部である。図２６（Ａ）に示すように、この製品型部１０４は、プレス機械の定盤において均等に配置されているわけではない。製品型部１０４は、用紙サイズ、品目形状、等により偏って配置されることが一般的である。そのため、製品型部１０４の打抜刃１０５だけでは、プレス機械の定盤によって加圧するときに打抜型へかかる打抜荷重が偏荷重となる。プレス機械の定盤は高い剛性を有するため、この偏荷重による定盤の上昇量の位置による差異は微小であるが、打抜きの品質において大きな影響が顕れることがある。たとえば、薄物と呼ばれる用紙を打抜く場合には、定盤における一方の側の切断が完全であっても他方の側の切断は不完全ということが起きる。
【０００４】
その対策として、図２６（Ｂ）に示すように、プレス機械の定盤における製品型部１０４の存在しない部位にバランス型部１０６を設けることが行われている。そのバランス型部１０６にはバランス調整刃１０７を設置するが、そのとき打抜型における打抜荷重のバランスが保たれるように設置する。このバランスを保つバランス調整刃１０７の設置については既知の設置方法が知られている。その設置方法は、図２７に示すように、製品型部１０４（面積（Ａ×Ｂ））における打抜刃１０５（長さＬ）の密度と、バランス型部１０６（面積（Ａ×Ｃ））におけるバランス調整刃１０７（長さＡ×本数Ｎ））の密度を一致させる設置方法である。すなわち、図２７に（数式１）として示しているように、Ｌ／（Ａ×Ｂ）＝（Ａ×Ｎ）／（Ａ×Ｃ）を満たすようにバランス調整刃１０７設置する方法である。
【０００５】
しかし（数式１）によると、製品形状が複雑で製品型部１０４を構成する打抜刃１０５の総和の長さＬが非常に大きいときには、製品型部１０４において発生する打抜荷重と同等の打抜荷重をバランス調整部１０６で発生させるために、バランス調整刃１０７の本数Ｎが多くなり過ぎるという問題がある。また、打抜刃１０５とバランス調整刃１０７の密度を同一にしても、製品型部１０６を構成する打抜刃１０７が曲げや組み合わせなど様々な形状を有しているのに対し、バランス調整刃１０７は単純な直線形状であるため、単位面積辺りに発生する打抜荷重に差異が生じるため、実際のバランス調整機能が低いという問題がある。さらに、打抜刃１０５とバランス調整刃１０７とが同一の平板に一体の抜き型として設置されるため、現状の手順通りバランス調整刃を設置しようとした場合、多量のバランス調整刃を各々の打抜型ごとに用意する必要があり、一型当たりの製造コストが大きいという問題がある。そのため、必要な打抜荷重に対応するバランス調整刃が埋め込まれていないことが多く、そのため打抜きバランスが悪化して打抜型設置時における調整時間が増加するという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の問題を解決するために成されたものである。その目的は、打抜対象シートを打抜くための製品型部と、製品型部の全面において打抜きが均一となるように打抜荷重を調整するためのバランス型部とからなるシート打抜型をＣＡＤシステム等において設計するシート打抜型設計方法を提供することにある。このシート打抜型設計方法を適用することにより、バランス調整刃の使用量が少なくて済み、バランス調整機能が高く、バランス調整刃を他の打抜型で再利用でき、打抜型設置時における調整時間を短くすることができるシート打抜型を得ることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係るシート打抜型設計方法は、打抜対象シートを打抜くための製品型部と、前記製品型部の全面において打抜きが均一となるように打抜荷重を調整するためのバランス型部とからなるシート打抜型の設計をコンピュータシステムによって行う設計方法であって、前記製品型部の設計データである製品型部設計データを入力する製品型部設計データ入力過程と、前記入力した製品型部設計データに基づいて前記製品型部における打抜荷重である製品型部打抜荷重を計算する製品型部打抜荷重計算過程と、前記バランス型部はバランス調整用有刃ブロックと無刃ブロックを組合わせた構成となっており、前記シート打抜型における前記製品型部と前記バランス型部の領域データと前記製品型部打抜荷重とに基づいて、製品型部における単位面積当りの打抜荷重とバランス型部における単位面積当りの打抜荷重とが一致するように計算した個数の前記バランス調整用有刃ブロックを前記バランス型部に配置してバランス型部設計データを生成するバランス型部設計データ生成過程と、前記製品型部設計データと前記バランス型部設計データとに基づいてシート打抜型設計データを生成するシート打抜型設計データ生成過程と、を有するようにしたものである。
また本発明の請求項２に係るシート打抜型設計方法は、請求項１に係るシート打抜型設計方法において、前記製品型部設計データは形状要素を前記製品型部に配置した設計データであって、前記製品型部打抜荷重計算過程は前記製品型部設計データから配置された形状要素の種類と個数を抽出するとともに、前記形状要素と打抜荷重との対応が記述された形状要素属性値表を参照し、前記形状要素一つ一つの打抜荷重の総和として製品型部打抜荷重を計算するようにしたものである。
また本発明の請求項３に係るシート打抜型設計方法は、請求項１または２に係るシート打抜型設計方法において、バランス調整用有刃ブロックの刃は非直線刃または弾性材料付け加工を施した有刃ブロックであるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の請求項１に係るシート打抜型設計方法によれば、製品型部設計データ入力過程において製品型部の設計データである製品型部設計データが入力され、製品型部打抜荷重計算過程において入力した製品型部設計データに基づいて製品型部における打抜荷重である製品型部打抜荷重が計算され、バランス型部設計データ生成過程において、バランス型部はバランス調整用有刃ブロックと無刃ブロックを組合せた構成となっており、シート打抜型における製品型部とバランス型部の領域データと製品型部打抜荷重とに基づいて、製品型部における単位面積当りの打抜荷重とバランス型部における単位面積当りの打抜荷重とが一致するように計算した個数のバランス調整用有刃ブロックをバランス型部に配置してバランス型部設計データが生成され、シート打抜型設計データ生成過程において製品型部設計データとバランス型部設計データとに基づいてシート打抜型設計データが生成される。したがって、打抜対象シートを打抜くための製品型部と、製品型部の全面において打抜きが均一となるように打抜荷重を調整するためのバランス型部とからなるシート打抜型をＣＡＤシステム等において設計するシート打抜型設計方法が提供される。また、その設計されたシート打抜型においては、組合わせの自由度が高いからバランス調整機能が高くなり打抜ムラが低減し、バランス調整刃をブロックに分解できるから他の打抜型で再利用でき、バランス調整機能が高いから打抜型設置時における調整時間を短くすることができる。
また本発明の請求項２に係るシート打抜型設計方法によれば、製品型部設計データは形状要素を製品型部に配置した設計データであって、製品型部打抜荷重計算過程において製品型部設計データから配置された形状要素の種類と個数が抽出されるとともに、形状要素と打抜荷重との対応が記述された形状要素属性値表が参照され、形状要素一つ一つの打抜荷重の総和として製品型部打抜荷重が計算される。したがって、打抜刃の形状による打抜荷重の違いが正確に反映され極めて高い精度の製品型部打抜荷重を得ることができる。
また本発明の請求項３に係るシート打抜型設計方法によれば、バランス調整用有刃ブロックの刃は非直線刃または弾性材料付け加工を施した有刃ブロックである。すなわち、バランス調整用有刃ブロックの刃が非直線刃または弾性材料付け加工を施した有刃ブロックであるシート打抜型の設計を行うことができる。非直線刃は直線刃と比較して打抜荷重が大きく刃の形状により多様な荷重を発生さることができる。また弾性材料付け加工を施した有刃ブロックは打抜荷重が大きく弾性材料の種類によって多様な荷重を発生させることができる。したがって、その設計されたシート打抜型においては、より高いバランス調整機能が得られ、そのことによって打抜型設置時における調整時間をより短くすることができ、より少ない刃量で必要な打抜荷重が発生できるからバランス刃使用量の低減により打抜型コストが削減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。最初に、本発明のシート打抜型設計方法が適用されて設計が行われるシート打抜型とバランス調整用有刃ブロックの構成について説明しておく。
バランス調整用有刃ブロックの刃の一例を図１に示す。このバランス調整用有刃ブロックは本発明のシート打抜型設計方法における設計要素の１つである。図１における「ゴム無し」、「ゴム有り」は弾性材料の有無を示す慣用的な表現であり、本発明において使用される弾性材料は「ゴム」に限定されない。
図１（Ａ）は弾性材料付け加工無し（ゴム無し）の直線刃を示している。同じ長さの直線刃における打抜荷重に対するこのバランス調整用有刃ブロックの直線刃における打抜荷重比は、同じ直線刃であるから当然のことであるが、１：１である。
図１（Ｂ）は弾性材料付け加工無しの９０度曲げ刃を示している。同じ長さの直線刃における打抜荷重に対するこのバランス調整用有刃ブロックの９０度曲げ刃における打抜荷重比は、曲げ刃の方が大きく、１：１．１０である。
図１（Ｃ）は弾性材料付け加工無しの１８０度曲げ刃である。同じ長さの直線刃における打抜荷重に対するこのバランス調整用有刃ブロックの１８０度曲げ刃における打抜荷重比は、曲げ刃の方が大きく、１：１．２９である。
【００１０】
また、図１（Ｄ）は弾性材料付け加工有り（ゴム有り）の直線刃を示している。実際の弾性材料はゴムではなくコルクである（以下同様）。同じ長さの直線刃における打抜荷重に対するこのバランス調整用有刃ブロックの直線刃における打抜荷重比は、同じ直線刃であっても弾性材料付け加工有りによって大となり、１：２．３１である。
図１（Ｅ）は弾性材料付け加工有りの９０度曲げ刃を示している。同じ長さの直線刃における打抜荷重に対するこのバランス調整用有刃ブロックの９０度曲げ刃における打抜荷重比は、曲げ刃であることと弾性材料付け加工有りによって大となり、１：２．５４である。
、図１（Ｆ）は弾性材料付け加工有りの１８０度曲げ刃を示している。同じ長さの直線刃における打抜荷重に対するこのバランス調整用有刃ブロックの１８０度曲げ刃における打抜荷重比は、曲げ刃であることと弾性材料付け加工有りによって大となり、１：２．９８である。
【００１１】
ここで、打抜荷重と打抜荷重比について説明しておく。打抜荷重の測定にはプレス圧を測定する機能を有するプレス機械を使用する。プレス機械によって打抜き対象シートの製品部分を打抜くとき、打抜刃が打抜対象シートに接触したときにプレス圧が発生し、打抜刃を打抜き方向に進行させるとプレス圧が上昇して行く。そして、打抜きが完了する直前においてプレス圧が最大値となり、衝撃的に打抜きが完了するとプレス圧が下がる。そのプレス圧の最大値を打抜荷重と定義する。プレス機械におけるプレス圧を測定するためのセンサとしては、たとえばロードセルが使用されている。また、打抜荷重比は、同一長さの直線刃によって同一種類の打抜対象シートを打抜いたときの打抜荷重を基準値（＝１）とし、同一長さの他種類の刃によって同一種類の打抜対象シートを打抜いたときの打抜荷重を比率で表したものである。
【００１２】
シート打抜型のバランス型部におけるバランス調整用有刃ブロック４と無刃ブロック５の配置の一例を図２に示す。
図２（Ａ）は有刃ブロック４と無刃ブロック５の各々が１つ置きに互いに隣接して一列に配列する配置としたものである。すなわちバランス調整用有刃ブロックを一列５０％配置としたものである。
図２（Ｂ）は有刃ブロック４だけが一列に配列する配置としたものである。すなわちバランス調整用有刃ブロック４を一列１００％配置としたものである。
図２（Ｃ）は有刃ブロック４と無刃ブロック５の各々が１つ置きに互いに隣接して多列に配列する配置としたものである。すなわちバランス調整用有刃ブロック４を多列５０％配置としたものである。
図２（Ｄ）は有刃ブロック４だけが多列に配列する配置としたものである。すなわちバランス調整用有刃ブロック４を多列１００％配置としたものである。
このように、有刃ブロック４と無刃ブロック５を組合わせることにより自由な形態のバランス型部を構成することができる。
【００１３】
シート打抜型における構成の一例を図３に示す。このシート打抜型は本発明のシート打抜型設計方法によって設計が行われる。シート打抜型は、一般的に、プレス機械のプレス面（上面盤と下面盤）と概ね同寸法の積層合板または金属を材料とする平板１を基材として使用する。本発明のシート打抜型設計方法が適用されて設計が行われるシート打抜型は、図３に示すように、製品型部２とバランス型部３の２つの部分から構成される。製品型部２の打抜領域は打抜対象シートの製品部分に収まっている。それに対して、バランス型部３はその打抜領域が打抜対象シートの製品部分から外れている。すなわち、製品型部２とバランス型部３とが分離した配置となっている。このシート打抜型における平板１の製品型部２は打抜刃を設置するための貫通溝を加工し、打抜刃を垂直に突き立てて設置した構造を有する。打抜刃はトムソン刃とも呼ばれ、刃物用の鋼鉄または合金鋼から成る帯状材料が使用され、その帯状材料の一辺は加圧切断のための刃付加工が施されている（図２５参照）。
【００１４】
バランス型３１は、前述の図２に示すように、組合せと分解が可能な土台に刃が埋め込まれた有刃ブロック４と刃が埋め込まれていない無刃ブロック５の両方または一方の複数個を組合わせた構成となっている。平板１のバランス型部３においてはそのバランス型３１を設置できる構造を有する。平板１におけるバランス型部３は、図３に示す一例においては、平板１を繰り抜いた部分においてバランス型３１を保持する構造となっている。
【００１５】
バランス調整用の有刃ブロック４と無刃ブロック５を組合わせてバランス型３１を構成する方式の一例を図４に示す。有刃ブロック４は刃部４３と土台部４１とから成り、無刃ブロック５は土台部５１（図示せず）だけから成る。有刃ブロックの土台部４１は刃を設置する構造を有するが、無刃ブロック５の土台部５１は刃を設置する構造を必要としない。その点を除くと、有刃ブロック４と無刃ブロック５において土台部の形状の差異は存在しない。図４（Ａ）には有刃ブロック４における土台部４１の形状の一例が斜視図、上面図、正面図、側面図として示されている。これらの図に示すように、土台部４１の形状は概ね立方体形状であるが、刃部４３が設置される上面を上から見た上面図において明らかなように凹部と凸部が２つづつ４つの側面に形成された立方体形状あり、さらに土台部４１を貫通して２つの側面において開口する固定孔４２が１つ形成された立方体形状となっている。なお、無刃ブロック５の土台部５１にも固定孔４２と同様の固定孔５２（図示せず）が形成されている。
【００１６】
図４（Ｂ）に示すように、バランス調整用の有刃ブロックと無刃ブロックの複数個を組合わせるときに土台部の凹部と凸部が嵌め合いとなって相互に支え合いように一体化しバランス型を構成する。そのときに、隣接するブロックにおける土台部の固定孔が繋がり合う向きとなるように組合わせる。そして、繋がり合う複数の固定孔に長ネジ６を貫通させ、その長ネジ６の両端部に端末ブロック７ａ，７ｂを介して端末ナット８ａ，８ｂを装着し、その端末ナット８ａ，８ｂを回して締め付けることによって隣接するブロックを固定する。端末ブロック７ａは一方の面が土台部の凸部に嵌め合となり他方の面が平面となっており、端末ナット８ａの締め付ける力をブロックに伝達する。端末ブロック７ｂは一方の面が土台部の凹部に嵌め合となり他方の面が平面となっており、端末ナット８ｂの締め付ける力をブロックに伝達する。
【００１７】
シート打抜型にバランス型を固定する方法の一例を図５に示す。シート打抜型の平板１を繰り抜いたバランス型部の側壁には、図５に示すように、その側壁を貫通する複数の固定孔９ａ、９ｂ、９ｃが所定の間隔を置いて開けられている。その固定孔９ａ、９ｂ、９ｃは一連のブロックを固定した長ネジの延長部分を通して固定するための孔である。したがって、固定孔９ａ、９ｂ、９ｃの間隔はブロックを組合わせたときにブロックに形成されている固定孔４２，５２が配列する間隔と一致する。バランス型３１は長ネジ６によって固定した一連のブロックの複数を嵌め合わせた構成を有するから、長ネジ６の延長部分をその固定孔９ａ、９ｂ、９ｃに通して固定することによりバランス型３１がシート打抜型の平板１に固定されることになる。
【００１８】
以上、本発明のシート打抜型設計方法が適用され設計が行われるシート打抜型とバランス調整用有刃ブロックの構成について説明した。
次に、本発明のシート打抜型設計方法について説明する。本発明のシート打抜型設計方法における特徴部分は、バランス調整用有刃ブロックを組合わせてバランス型部３を構成するときに、シート打抜型における製品型部２に適合させる設計部分にある。その設計のため、本発明のシート打抜型設計方法においては、シート打抜型における製品型部２はＣＡＤ（computer aided design）システム等のコンピュータシステムによって設計が行われており、その製品型部２の設計データに基づいてシート打抜型におけるバランス型部３の設計が行われる。そのバランス型部３もＣＡＤシステム等のコンピュータシステムによって設計が行われる。
【００１９】
製品型部２の設計は複数種類の形状要素の中から１つを選択して製品型部２の該当箇所に配置するという操作を繰り返すことによって行われる。したがって、設計データも形状要素の種類と配置座標を示す複数のデータから構成される。形状要素の別は打抜刃が打抜対象シートを打抜いたときの形状の別を表している。その形状要素の１つ１つについて打抜刃形状として曲げ角度と曲げＲ（図６参照）、打抜刃長、打抜荷重、打抜荷重比、等の属性値が決まる。前もって、その形状要素の１つ１つの属性値を設計値、実測値、等に基づいて求め、形状要素の種類と属性値の関係を表した形状要素属性値表を作成しておく。形状要素の種類と配置した数量が設計データから判ると、その形状要素属性値表を参照することにより、その形状要素の全打抜刃長、その形状要素の全打抜荷重、等を演算により求めることができる。たとえば、（形状要素の全打抜荷重）＝（形状要素の打抜荷重）×（数量）である。
【００２０】
形状要素の一例を図１４〜図２４に示す。図１４における太い実線はスロット対向部（角度有り）形状要素を示す。図１５における太い実線はスロット対向部（角度無し）形状要素の打抜形状を示す。図１６における太い実線はＴ字形状要素の打抜形状を示す。図１７における太い実線はスリット形状要素の打抜形状を示す。図１８における太い実線はストリップ形状要素の打抜形状を示す。図１９における太い実線はジッパー（片）字形状要素の打抜形状を示す。図２０における太い実線はジッパー（両）形状要素の打抜形状を示す。図２１における太い実線はリード罫形状要素の打抜形状を示す。図２２における太い実線は罫線上小窓形状要素の打抜形状を示す。図２３における太い実線はジッパー開口形状要素の打抜形状を示す。図２４における太い実線は折込形状要素の打抜形状を示す。
【００２１】
このような、形状要素を選択配置することで製品型部２の設計が行われる。その設計により得られる設計データは形状要素を選択配置したデータの集合体である。したがって、形状要素属性値表を参照することにより、設計データからその製品型部２の全打抜刃長、その製品型部２の全打抜荷重、等を演算することができる。また、その製品型部２の全打抜荷重、等に基づいて、バランス調整型部３におけるバランス調整用の有刃ブロックの必要数、無刃ブロックの必要数、各ブロックの配置座標、等を自動演算することができる。
【００２２】
たとえば、設計データのファイルをＤＸＦ（Data eXchange Format）ファイルとすることができる。ＤＸＦファイルは、ファイル構造として、ヘッダセクション、テーブルセクション、ブロックセクション、エンティティセクションを有する。ヘッダセクションはシステム情報が保存されている領域であり、テーブルセクションはレイヤー、線種等の情報が保存されている領域であり、ブロックセクションは寸法、ブロック化された図形情報が保存されている領域であり、エンティティセクションは図形情報が保存されている領域である。ブロックセクションにはグループ化された図形情報を複数登録することができる。ＣＡＤシステムからはこのブロックセクションに登録された図形情報を読み出すことができるため、同一形状の図形情報を複数回使用するとき等において使用される。このブロックセクションに上記の形状要素のパターンを登録しておくと、その登録データからその製品型部２の全打抜刃長、その製品型部２の全打抜荷重、等を演算することができる。
【００２３】
本発明のシート打抜型設計方法についての説明図を図７に示す。一例としての設計データにおいては、図７に示すように、製品型部２は縦方向範囲Ａと横方向範囲Ｂによって特定される領域に設けられ、バランス型部３は縦方向範囲Ａと横方向範囲Ｃによって特定される領域に設けられている。当然ながら、製品型部２の打抜荷重（面付け総荷重：Ｐ×Σ（Ｆｉ×Ｎｉ））は製品型部２の領域（面積：Ａ×Ｂ）にかかり、バランス型部３の打抜荷重（有刃ブロック数×１個の荷重：Ｓ×Ｗ）はバランス型部３の領域（面積：Ａ×Ｃ）にかかる。本発明の設計方法は、図７に示すように、製品型部２における打抜荷重の密度と、バランス型部３における打抜荷重の密度を一致させる設計方法である。すなわち、図７に（数式２）として示しているように、（Ｐ×Σ（Ｆｉ×Ｎｉ））／（Ａ×Ｂ）＝（Ｓ×Ｗ）／（Ａ×Ｃ）を満たすようにバランス型部３の設計が行われる（詳細を後述する）。
【００２４】
シート打抜型設計の設計過程についてフロー図を図８に示す。そのフロー図に従って設計の過程を説明する。
まず、図８のステップＳ１（設計データ入力）において、シート打抜型の設計データをＣＡＤシステムに入力する。その設計データにはバランス型部３を除く設計データが含まれている。すなわち、シート打抜型における製品型部２の設計データと、シート打抜型におけるバランス型部３の配置、たとえば平板１を繰り抜いた部分を示す設計データ（図７参照）、その他の設計データを含んでいる。シート打抜型における製品型部２の設計データの一例を図９に示す。図９においては、シート打抜型の平板１の縦寸法が１３００ｍｍ、横寸法が９００ｍｍ、製品型部２の横寸法が７００ｍｍ、製品型部２には１単位の製品型（図１０参照）が１２面付け（複数配置）となっている。
【００２５】
次に、ステップＳ２（形状要素等抽出）において、ＣＡＤシステムは入力したシート打抜型の設計データから製品型部２の設計データの部分における形状要素を抽出する。１単位の製品型から形状要素を抽出する一例について説明図を図１０に示す。図１０に示す一例においては、「スロット対向部」、「スリット」、「９０度曲げＲ０．２」、「６０度曲げＲ６」、「３０度曲げＲ８」、「その他直線刃」が抽出されている。なお、前述した形状要素の一例として示していない打抜刃として直線刃や曲げ刃が存在する。直線刃については、形状要素のようにその数量を１個、２個のように数えるのではなく、直線刃の長さ（単位：ｍｍ）を数量として抽出する。曲げ刃については、形状要素と同様にその数量を１個、２個のように数える。
【００２６】
次に、ステップＳ３（荷重見積表生成）において、ＣＡＤシステムは抽出した形状要素と形状要素属性値表に基づいて荷重見積表を生成する。オペレータによるチェック等のためにＣＡＤシステムにおいて荷重見積表をディスプレイ表示やプリンター出力することができる。勿論、ＣＡＤシステムはデータ処理に使用するために荷重見積表と形式は異なるが内容は同等のデータを記憶保存している。荷重見積表の一例を図１１に示す。製品型部２の打抜形状が同一のものを面付けしたものであるときには、その１面についてだけ荷重見積表を作成すればよい。図１１に示すように、１面の打抜形状に対して各形状要素等に分解して設計データから抽出して集計した各形状要素等の数量（長さまたは個数）、打抜荷重、等を表とする。
【００２７】
具体的な個数荷重見積表の一例を図１２に示す。図１２に示す個数荷重見積表の一例と図１０に示す一面の打抜形状の一例とは対応関係を有する。図１２を参照してより詳しく説明する。図１２の「刃形状」→「曲げ角度」において「０°（基準）」は基準刃、すなわち直線刃を示している。図１２の「刃形状」→「曲げＲ」において「−」は直線刃の曲率半径が無限大であることを示している。図１２の「単位荷重」において「２９．４Ｎ／ｍｍ」は直線刃の１ｍｍ当りの打抜荷重を示している。図１２の「個数」において「２７１ｍｍ」は製品型部２における直線刃の全打抜刃長を示している、そして図１２の「合計荷重」において「７９６７Ｎ」は製品型部２における直線刃の合計の打抜荷重を示している。
なお、ここでは、打抜荷重の単位として国際単位系に係わる力の計量単位であるニュートン（Ｎ）を使用した。国際単位系に係わる計量単位（ＳＩ単位）は、周知のように法定計量単位である。しかし、業界では計量単位として重量キログラム（ｋｇｆ）が使用される例も多い。もともとのデータの単位が重量キログラム（ｋｇｆ）のときには、二単位の換算関係として１ｋｇｆ＝９．８Ｎを適用した。以下、本明細書において同様である。
【００２８】
また、図１２の「刃形状」→「曲げ角度」において「３０°」は３０度曲げ刃を示している。図１２の「刃形状」→「曲げＲ」において「８ｍｍ」は直線刃の曲率半径が８ｍｍであることを示している。図１２の「単位荷重」において「３０４Ｎ／ｍｍ」は３０度曲げ刃の１ｍｍ当りの打抜荷重を示している。図１２の「個数」において「５」は製品型部２における３０度曲げ刃の個数が５個であることを示している、そして図１２の「合計荷重」において「１５２０Ｎ」は製品型部２における３０度曲げ刃の合計の打抜荷重を示している。
なお、図１２の「刃形状」→「曲げ角度」において「６０°」、「９０°」は６０度曲げ刃、９０°曲げ刃を示しており、その図１２における意味は上述と同様であるから説明を省略する。
【００２９】
また、図１２の「刃形状」→「曲げ角度」において、「１」はＩＤ番号１で特定される形状要素であることを示しており、「スロット対向部（角度あり）」はその形状要素の名称またはその形状要素の内容を説明するコメントを示している。図１２の「単位荷重」において「６４７Ｎ／ｍｍ」はＩＤ番号１である形状要素の１ｍｍ当りの打抜荷重を示している。図１２の「個数」において「５」は製品型部２におけるＩＤ番号１である形状要素の個数が３個であることを示している、そして図１２の「合計荷重」において「１９４１Ｎ」は製品型部２におけるＩＤ番号１である形状要素の合計の打抜荷重を示している。
なお、図１２の「刃形状」→「曲げ角度」において「４」はＩＤ番号４で特定される形状要素であることを示しており、「スリット」はその形状要素の名称またはその形状要素の内容を説明するコメントを示している。その図１２における意味は上述と同様であるから説明を省略する。
【００３０】
また、図１２の「総荷重」と「合計荷重」の交差部において、「１８２３８Ｎ」は上述の図１２に示した合計荷重の総和、すなわち総荷重を示している。
また、図１２の「面付け数：１２」は、上記によって表される設計パターンと同様の設計パターンを１２面に配列することによって製品型部２の設計パターンの全体が構成されることを示している。また、図１２の「面付け総荷重」と「合計荷重」の交差部において、「２１８８５６Ｎ」は上述の（総荷重）×（１２面）、すなわち面付け総荷重を示している。
【００３１】
次に、ステップＳ４（有刃ブロック指定）において、ＣＡＤシステムにおいて、オペレータはバランス型部３に使用するバランス調整用有刃ブロックの種類を指定する。前もって、バランス調整用有刃ブロックの属性値を設計値、実測値、等に基づいて求め、バランス調整用有刃ブロックの種類と属性値の関係を表した有刃ブロック属性値表を作成しておく。バランス調整用有刃ブロックの種類を指定すると、その有刃ブロック属性値表を参照して、ゴム（弾性材料）の使用の有無、使用するときのゴム（弾性材料）の種類、打抜刃の形状、打抜刃の長さ、単位長さ打抜刃の打抜荷重、１個のブロックの打抜荷重、等の属性値を得ることができる。
【００３２】
バランス調整用有刃ブロックの属性値の一例を図１３に示す。図１３（Ａ）はゴムの有無による打抜荷重の違いを示している。図１３（Ａ）において、ゴム無し有刃ブロックは打抜荷重６．８３Ｎ／ｍｍであり、これを基準にするから比率１．００である。コルク有刃ブロックは打抜荷重１５．８Ｎ／ｍｍ、比率２．３１である。バルコラン有刃ブロックは打抜荷重１０．８Ｎ／ｍｍ、比率１．５８である。グレイメッシュ有刃ブロックは打抜荷重７．３６Ｎ／ｍｍ、比率１．０８である。図１３（Ｂ）は刃の形状による打抜荷重の違いを示している。図１３（Ｂ）において、直線有刃ブロックは打抜荷重６．８３Ｎ／ｍｍであり、これを基準するから比率１．００である。１８０°曲げ／Ｒ２有刃ブロックは８．８０Ｎ／ｍｍ、比率１．２９である。９０°曲げ／Ｒ２有刃ブロックは７．５２Ｎ／ｍｍ、比率１．１０である。
【００３３】
次に、ステップＳ５（必要ブロック数算出）において、ＣＡＤシステムは指定されたバランス調整用有刃ブロックのデータと面付け総荷重と設計データとに基づいて必要ブロック数を算出する。たとえば、指定されたバランス調整用有刃ブロックの属性値が、１８０°曲げ、Ｒ２、長さ４０ｍｍのときには、１個当たりの荷重Ｗは８．８０Ｎ／ｍｍ×４０ｍｍ＝３５２Ｎとなる。そこで、数２に示す数式（Ｐ×Σ（Ｆｉ×Ｎｉ））／（Ａ×Ｂ）＝（Ｓ×Ｗ）／（Ａ×Ｃ）に、これまでに得られた数値を代入する。面付け数：Ｐ＝１２、面付け総荷重：Σ（Ｆｉ×Ｎｉ）＝２１８８５６Ｎ、製品型部面積：Ａ×Ｂ＝１３００ｍｍ×７００ｍｍ＝９１００００ｍｍ2、１個当たりの荷重Ｗ＝３５２Ｎ、バランス型部面積：Ａ×Ｃ＝１３００ｍｍ×２００ｍｍ＝２６００００、を数２に代入する。その代入した等式からはＳ＝２１３を得る。すなわち、必要な有刃ブロック数は２１３である。
【００３４】
次に、ステップＳ６（ブロック配置図作成）において、ＣＡＤシステムはバランス型部３おけるバランス調整用有刃ブロックと無刃ブロックの配置が記載されたブロック配置図を生成する。シート打抜型における繰り抜いた部分の寸法が横寸法１６０ｍｍ、縦寸法１２００ｍｍでブロックの寸法が横寸法２０ｍｍ、縦寸法２０ｍｍとする。このとき、バランス型部は横８列×縦６０行で４８０個のブロックを配置することができる。ＣＡＤシステムは、その４８０個のブロックの配置に関して、全体に均等な打抜荷重が得られるように適正に有刃ブロックを配置した基本的なブロック配置図を有している。たとえば、４８０個のすべてが有刃ブロック（配置率１）のブロック配置図、４８０個の中の３６０個が有刃ブロック（配置率３／４）のブロック配置図、４８０個の中の２４０個が有刃ブロック（配置率１／２）のブロック配置図、４８０個の中の１２０個が有刃ブロック（配置率１／４）のブロック配置図である。
【００３５】
ＣＡＤシステムは、ブロック配置図作成するときに、配置率の近いブロック配置図を選択し、そのブロック配置図を変形することによって所望のブロック配置図を得るようにする。上述の一例においては、必要な有刃ブロック数の２１３を配置可能ブロック数の４８０で除算し、配置率として２１３／４８０＝０．４４≒１／２を得る。したがって、もっとも配置率の近いブロック配置図は配置率１／２のブロック配置図である。そのブロック配置図には２４０個の有刃ブロックが配置されているから、必要な有刃ブロック数の２１３よりも２７個ほど多い。ＣＡＤシステムは配置率１／２のブロック配置図において配置されている有刃ブロックの中から２７個を無刃ブロックに置換える処理を行う。このとき、この置換えが位置的に偏ることがないように、バランス型部全体において均等となるように行われる。たとえば、バランス型部全体をほぼ等分割（１６分割、３２分割、６４分割、等）して、同じ分割領域における置換えの繰返し数を制限し、乱数等を使用してランダムに置き換えを行う。２７個の置換えのときには、分割数が１６であれば繰返し数を２回までに制限し、分割数が３２であれば繰返し数を１回までに制限する。なお、２７個の置換えのときには、直近の分割数でない６４分割は適用しない。
【００３６】
次に、ステップＳ７（設計データ出力）において、ＣＡＤシステムはシート打抜型の設計データを出力する。その設計データにはバランス調整型部３を含む設計データのすべてが含まれている。すなわち、シート打抜型における製品型部の設計データと、バランス調整型部の設計データ（バランス調整型部の配置、ブロック配置を含む）と、その他の設計データを含んでいる。設計データの出力はファイルデータ（たとえばＤＸＦファイル）として、またディスプレイ表示やプリンター出力として出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明のシート打抜型設計方法における設計要素であるバランス調整用有刃ブロックにおける刃の一例を示す図である。
【図２】シート打抜型のバランス型部におけるバランス調整用有刃ブロックと無刃ブロックの配置の一例を示す図である。
【図３】本発明のシート打抜型設計方法で設計されるシート打抜型における構成の一例を示す図である。
【図４】バランス調整用の有刃ブロックと無刃ブロックを組合わせてバランス型を構成する方式の一例を示す図である。
【図５】シート打抜型にバランス型を固定する方法の一例を示す図である。
【図６】打抜刃形状として曲げ角度と曲げＲの分類を示す図である。
【図７】本発明におけるシート打抜型設計方法についての説明図である。
【図８】シート打抜型設計の設計過程を示すフロー図である。
【図９】シート打抜型における製品型部の設計データの一例を示す図である。
【図１０】１単位の製品型から形状要素を抽出する一例を示す説明図である。
【図１１】荷重見積表の一例を示す図である。
【図１２】具体的な個数荷重見積表の一例を示す図である。
【図１３】バランス調整用有刃ブロックの属性値の一例を示す図である。
【図１４】スロット対向部（角度有り）形状要素の打抜形状の一例を示す図である。
【図１５】スロット対向部（角度無し）形状要素の打抜形状の一例を示す図である。
【図１６】Ｔ字形状要素の打抜形状の一例を示す図である。
【図１７】スリット形状要素の打抜形状の一例を示す図である。
【図１８】ストリップ形状要素の打抜形状の一例を示す図である。
【図１９】ジッパー（片）字形状要素の打抜形状の一例を示す図である。
【図２０】ジッパー（両）形状要素の打抜形状の一例を示す図である。
【図２１】リード罫形状要素の打抜形状の一例を示す図である。
【図２２】罫線上小窓形状要素の打抜形状の一例を示す図である。
【図２３】ジッパー開口形状要素の打抜形状の一例を示す図である。
【図２４】折込形状要素の打抜形状の一例を示す図である。
【図２５】シート打抜型の断面図を示す図である。
【図２６】バランス調整刃の有無による打抜挙動の違いを示す説明図である。
【図２７】従来におけるシート打抜型の設計方法についての説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  平板
２  製品型部
３  バランス型部
３１  バランス型
４  有刃ブロック
４１  土台部
４２  固定孔
４３  刃部
５  無刃ブロック
５１  土台部
５２  固定孔
６  長ネジ
７ａ，７ｂ  端末ブロック
８ａ，８ｂ  端末ナット
９ａ，９ｂ，９ｃ  固定孔
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ  固定ナット
１０１  平板
１０３  打抜刃
１０２  貫通溝
１０４  製品型部
１０５  バランス型部
１０７  バランス調整刃
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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