(57)【要約】【課題】パンチを用いて連続して被加工板に穴部を形成するため、パンチの角部が損傷し、パンチの寿命が短いという課題がある。また、せん断加工により穴部を形成するときのパンチと被加工板との潤滑性を高めるため、潤滑油を要するという課題がある。【解決手段】被加工材をせん断加工する金型装置であって、突出部としてのパンチ２６を有する雄型３６を備え、パンチ２６は、炭化タングステン粉末に遷移金属の粉末が添加された原料粉末が焼結し、カーボンナノチューブとグラフェンとが共存している焼結体からなる超硬合金によって形成されている金型装置３０を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工材をせん断加工する金型装置であって、
突出部を有する雄型を備え、
前記突出部は、炭化タングステン粉末に遷移金属の粉末が添加された原料粉末を焼結させて、カーボンナノチューブとグラフェンとが共存している焼結体からなる超硬合金によって形成されていることを特徴とする金型装置。
【請求項２】
被加工材をせん断加工する金型装置であって、
突出部を有する雄型を備え、
前記突出部は、炭化タングステン粒子の粒界相にカーボンナノチューブとグラフェンとが共存する炭化タングステン−遷移金属−カーボンナノチューブ系の焼結体からなる超硬合金によって形成されていることを特徴とする金型装置。
【請求項３】
前記突出部は、柱状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の金型装置。
【請求項４】
前記雄型は、複数の前記突出部を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の金型装置。
【請求項５】
前記焼結体は、炭化タングステンと遷移金属の共晶温度未満の温度で固相焼結されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の金型装置。
【請求項６】
前記遷移金属は、コバルト又はニッケルであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の金型装置。
【請求項７】
前記突出部と対向する位置に設けられた穴部を有する雌型を備え、
前記雌型は、炭化タングステン粉末に遷移金属の粉末が添加された原料粉末を焼結させて、カーボンナノチューブとグラフェンとが共存している焼結体からなる超硬合金によって形成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の金型装置。
【請求項８】
前記突出部と対向する位置に設けられた穴部を有する雌型を備え、
前記雌型は、炭化タングステン粒子の粒界相にカーボンナノチューブとグラフェンとが共存する炭化タングステン−遷移金属−カーボンナノチューブ系の焼結体からなる超硬合金によって形成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パンチを用いてせん断加工により、被加工板に穴部を形成する金型装置がある。例えば、特許文献１では、このような金型装置を用いて、液体噴射ヘッドに備えられるノズルプレートのノズル開口となる穴部を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２２１４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の金型装置では、パンチを用いて連続して被加工板に穴部を形成するため、パンチの角部が損傷し、パンチの寿命が短いという課題がある。また、せん断加工により穴部を形成するときのパンチと被加工板との潤滑性を高めるため、潤滑油を要するという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］被加工材をせん断加工する金型装置であって、突出部を有する雄型を備え、前記突出部は、炭化タングステン粉末に遷移金属の粉末が添加された原料粉末を焼結させて、カーボンナノチューブとグラフェンとが共存している焼結体からなる超硬合金によって形成されていることを特徴とする金型装置。
【０００７】
本適用例によれば、突出部は、炭化タングステン粉末に遷移金属の粉末が添加された原料粉末を焼結させて、カーボンナノチューブとグラフェンとが共存している焼結体からなる超硬合金によって形成されている。これにより、破壊靱性値及び硬度が共に高い超硬合金によって形成されているので、せん断加工によって突出部の角部が損傷してしまうことが抑制され、雄型の寿命が長くなる。また、突出部と被加工材との潤滑性が高くなるので、潤滑油の使用量を少なくすることができる。
【０００８】
［適用例２］被加工材をせん断加工する金型装置であって、突出部を有する雄型を備え、前記突出部は、炭化タングステン粒子の粒界相にカーボンナノチューブとグラフェンとが共存する炭化タングステン−遷移金属−カーボンナノチューブ系の焼結体からなる超硬合金によって形成されていることを特徴とする金型装置。
【０００９】
本適用例によれば、突出部は、炭化タングステン粒子の粒界相にカーボンナノチューブとグラフェンとが共存する炭化タングステン−遷移金属−カーボンナノチューブ系の焼結体からなる超硬合金によって形成されている。これにより、破壊靱性値及び硬度が共に高い超硬合金によって形成されているので、せん断加工によって突出部の角部が損傷してしまうことが抑制され、雄型の寿命が長くなる。また、突出部と被加工材との潤滑性が高くなるので、潤滑油の使用量を少なくすることができる。
【００１０】
［適用例３］前記突出部は、柱状であることを特徴とする上記金型装置。
【００１１】
本適用例によれば、被加工材に穴部を形成することができる。
【００１２】
［適用例４］前記雄型は、複数の前記突出部を有することを特徴とする上記金型装置。
【００１３】
本適用例によれば、被加工材に対する雄型の一回の相対移動で形成される穴部の個数を増やすことができる。
【００１４】
［適用例５］前記焼結体は、炭化タングステンと遷移金属の共晶温度未満の温度で固相焼結されていることを特徴とする上記金型装置。
【００１５】
本適用例によれば、焼結中にカーボンナノチューブからグラフェンへの変化（分解）を促進させる液相の影響を受けることなく焼結した焼結体である。これにより、カーボンナノチューブとグラフェンとが共存した焼結体が形成されている。
【００１６】
［適用例６］前記遷移金属は、コバルト又はニッケルであることを特徴とする上記金型装置。
【００１７】
本適用例によれば、結合剤として使用される遷移金属の添加量を、他の遷移金属に比べ相対的に少なく抑えることができる。これにより、炭化タングステンの含有量が多くなり、破壊靱性値及び硬度が共に高い超硬合金が形成されている。
【００１８】
［適用例７］前記突出部と対向する位置に設けられた穴部を有する雌型を備え、前記雌型は、炭化タングステン粉末に遷移金属の粉末が添加された原料粉末を焼結させて、カーボンナノチューブとグラフェンとが共存している焼結体からなる超硬合金によって形成されていることを特徴とする上記金型装置。
【００１９】
本適用例によれば、雌型は、カーボンナノチューブとグラフェンとが共存している焼結体からなる超硬合金によって形成されている。これにより、破壊靱性値及び硬度が共に高い超硬合金によって形成されているので、せん断加工によって穴部の角部が損傷してしまうことが抑制され、雌型の寿命が長くなる。また、穴部と被加工材との潤滑性が高くなるので、潤滑油の使用量を少なくすることができる。
【００２０】
［適用例８］前記突出部と対向する位置に設けられた穴部を有する雌型を備え、前記雌型は、炭化タングステン粒子の粒界相にカーボンナノチューブとグラフェンとが共存する炭化タングステン−遷移金属−カーボンナノチューブ系の焼結体からなる超硬合金によって形成されていることを特徴とする上記金型装置。
【００２１】
本適用例によれば、雌型は、炭化タングステン粒子の粒界相にカーボンナノチューブとグラフェンとが共存する炭化タングステン−遷移金属−カーボンナノチューブ系の焼結体からなる超硬合金によって形成されている。これにより、破壊靱性値及び硬度が共に高い超硬合金によって形成されているので、せん断加工によって穴部の角部が損傷してしまうことが抑制され、雌型の寿命が長くなる。また、穴部と被加工材との潤滑性が高くなるので、潤滑油の使用量を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】記録ヘッドの構成を説明する要部断面図。
【図２】金型装置の構成を説明する要部断面図。
【図３】金型装置による有底下穴形成工程を説明する要部断面図。
【図４】金属板の隆出部を除去した状態を説明する断面図。
【図５】（ａ）は、フィルターの全体を表す平面図、（ｂ）は、フィルターの要部拡大図。
【図６】（ａ）は、実施形態２における金型装置の構成を説明する要部断面図、（ｂ）は、雄型の斜視図。
【図７】（ａ）は、金型装置により打ち抜きを行っている状態を示す断面図、（ｂ）は、打ち抜き後の被加工板と軟質部材の断面図、（ｃ）は、打ち抜き後の被加工板と軟質部材の平面図。
【図８】（ａ）は、小判抜き型を示す図、（ｂ）、（ｃ）は、フィルターを示した図。
【図９】（ａ）は、角柱状の突出部を有する雄型の斜視図、（ｂ）は、被加工板に形成された微細穴を示す図。
【図１０】（ａ）は、一列に並ぶ角柱状の突出部を有する雄型の斜視図、（ｂ）は、被加工板に形成された微細穴を示す図。
【図１１】突出部を有する雄型の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（実施形態１）
図１は、記録ヘッド１の構成を説明する要部の断面図である。記録ヘッド１は、インク導入針２、フィルター３、導入針ユニット４等からなるフィルタアッセンブリ５と、ヘッドケース６、その内部に収納した振動子ユニット７、及び、流路ユニット８等からなるヘッドユニット９とを備えて概略構成されている。
【００２４】
記録ヘッド１の内部には、液体供給源の一種であるインクカートリッジ（不図示）から流路ユニット８のノズル開口１０に至るまでの一連のインク流路（液体流路の一種）が形成されている。流路ユニット８は、振動板１１、流路形成基板１２、ノズルプレート１３を順次積層した状態でヘッドケース６の先端面に接合されている。
【００２５】
流路ユニット８の底部に配置されるノズルプレート１３は、ドット形成密度に対応したピッチ（例えば、１８０ｄｐｉ）で複数のノズル開口１０を列状に開設した薄い金属板である。本実施形態のノズルプレート１３は、４２Ａｌｌｏｙ製の板材（本発明の金属板の一種）によって作製され、ノズル開口１０の列（ノズル列）が記録ヘッド１の走査方向に複数並べて設けられている。そして、１つのノズル列は、例えば、１８０個のノズル開口１０によって構成されている。
【００２６】
流路形成基板１２は、ノズルプレート１３と振動板１１との間に配置される部材であり、共通液体室の一種である共通インク室１５、インク供給口（液体供給口）１６、圧力室１７等のインク流路となる空部が区画形成されている。流路形成基板１２は、例えば、シリコンウェハーをエッチング処理することによって作製される。そして、前記した空部は、ノズルプレート１３及び振動板１１によりそれぞれ開口面が封止される。
【００２７】
振動板１１は、流路形成基板１２とヘッドケース６との間に配置される板材であり、ステンレス鋼等の金属製の支持板（不図示）上に弾性フィルム（不図示）をラミネート加工した二重構造の複合板である。この振動板１１の圧力室１７に対応する部分には、エッチングなどによって支持板を環状に除去することで、圧電振動子１８の自由端の先端面を接合するための島部１９が形成されており、この部分はダイヤフラム部として機能する。即ち、この振動板１１は、圧電振動子１８の作動に応じて島部１９の周囲の弾性フィルムが弾性変形するように構成されている。また、この振動板１１は、流路形成基板１２の共通インク室１５の開口面を封止してコンプライアンス部２０としても機能する。このコンプライアンス部２０に相当する部分についてはダイヤフラム部と同様にエッチングなどにより支持板を除去して弾性フィルムだけにしている。
【００２８】
前記した構成からなる記録ヘッド１は、圧電振動子１８の作動により圧力室１７内に圧力変動を与えると、インクカートリッジからインク流路を介して圧力室１７内に導入したインクをノズル開口１０からインク滴として吐出することができ、このインク滴を記録媒体である記録紙等に着弾することにより画像等を記録することができる。
【００２９】
次に、金属板からノズルプレート１３を作製する加工方法を、図２〜図４を参照して説明する。図２は、金型装置３０の構成を説明する要部断面図である。図３は、金型装置３０による有底下穴形成工程を説明する要部断面図である。図４は、金属板２５の隆出部４８を除去した状態を説明する断面図である。
【００３０】
まず、被加工材である金属板２５の一方の面（パンチ打ち込み面に相当。以下、表面２５ａという）に、金属板２５が製造された時点における表面粗さよりも粗い粗面部２７を形成する（粗面工程）。なお、本発明における金属板が製造された時点における表面粗さとは、例えば、金属板２５の製造工程で最終圧延工程を終了した時点における表面粗さであり、この時点では表裏両面の粗さは同じである。
【００３１】
また、前記粗面工程は、金属板２５の表面のうち、前記パンチを打ち込む表面にのみ粗面部２７を形成し、反対側の面は円滑面のままにする。この様にすると、流路形成基板１２に接合して記録ヘッド１とした場合に、アンカー効果により高い接合力を期待することができるとともに、ノズルプレート１３の表面を払拭するワイピング時に、インクや紙カス等が除去し易くなる。
【００３２】
金属板２５は、例えば、厚みが３０〜１００μｍ程度であって、４２Ａｌｌｏｙ（４２アロイ）などの前述した流路形成基板１２と略線膨張係数の等しいインバー型合金からなり、ニッケル含有量を変化させることで、線膨張係数が流路形成基板１２に近づくように設定されている。
【００３３】
粗面部２７の表面粗さＲａは、例えば０．６μｍ以上となっており、摩擦係数が高められるように設定されている。粗面部２７は、パンチ２６に対する摩擦力を高めるために敢えて表面の粗さを荒らして形成したものであり、この目的を達成することができればどのような処理を施しても良いが、本実施形態では、サンドブラストやショットピーニングにより微細な凹凸を付ける加工を施して、表面をいわゆる梨地肌としてある。
【００３４】
なお、粗面部２７はパンチ２６を打ち込む方の面だけに形成して反対側の表面粗さは金属板製造時のままである。したがって、金属板２５は、パンチ２６を打ち込む面（表面）の粗さが粗く、反対側の面（裏面）の粗さが表面よりも滑らか（即ち、円滑面）である。
また、粗面部２７の面積は、流路形成基板１２との接合面の全域に形成されていることが望ましいので、接合面となる部分だけを選択して形成してもよいが、パンチ２６を打ち込む前の工程で、金属板２５の全面に亘って形成することが望ましい。
【００３５】
粗面工程が終了したならば、ノズルプレート１３の材料である金属板２５を金型装置３０にセットして、粗面部２７にパンチ２６を押し込んでノズル開口となる有底下穴２８を形成する（有底下穴形成工程）。
【００３６】
金型装置３０は、突出部としてのパンチ２６と、パンチ２６を固定するベース部３３とから構成される雄型３６を備える。ベース部３３は、ラム（不図示）の下面に取り付けられる。
【００３７】
また、金型装置３０は、ベース部３３の下に配置された、スプリングやエラストマ等の弾性材３４と、弾性材３４を介してベース部３３に対して上下動可能な状態で設けた押圧盤３５と、金属板２５を載せる雌型としてのダイ３２とを備える。なお、図２乃至図４中、金属板２５の表面２５ａ側に付した点は、前記粗面部２７の微細な凹凸を表わしたものである。
【００３８】
ダイ３２は、金属板２５に形成しようとする有底下穴（パンチ孔）２８の径よりも大きい穴部としてのパンチ挿入孔４１を、パンチ２６が上下に移動する方向の位置すなわちパンチ２６と対向する位置に開設しており、パンチ２６を備えた雄型３６に対する雌型となる。押圧盤３５は、パンチ２６の径よりも大きい貫通ガイド孔４２が形成されており、その貫通ガイド孔４２内に、パンチ２６の途中から先端までの部分を挿通させる。
【００３９】
パンチ２６は、ベース部３３（基端）側のストレート部４５と、ストレート部４５の先端から連続するテーパ部４６と、テーパ部４６と連続する小径ストレート部４３を備えている。ストレート部４５は、外径が２０〜３０μｍで、パンチ２６の打ち込み方向（図３中に矢印Ｋで示す）に沿った円柱状に形成されている。テーパ部４６は、先端側に向かうに従って徐々に外径が細くなった略円錐形に形成され、先端部分の小径ストレート部４３は、先端に平坦な面を有して円柱状に形成されている。
【００４０】
そして、前記した構成からなる金型装置３０を使用してパンチング加工（工程）を行う場合について説明する。なお、ダイ３２は金型装置３０の図示しないボルスタ等の支持盤上に固定され、ベース部３３はラムの下面に固定され、ダイ３２とベース部３３（パンチ２６）との相対位置やパンチ２６の下死点調整などの型調整はすべて終了していることとする。
【００４１】
まず、ダイ３２の上に４２Ａｌｌｏｙなどの金属板２５を所定位置に載せ、図３に示すように、パンチ２６の先端が金属板２５に向かった状態でベース部３３を下降させる。すると、押圧盤３５の下面が、金属板２５の表面に当接する。その後、弾性材３４の付勢力に抗しながらベース部３３をさらに下方に押し下げると、押圧盤３５の貫通ガイド孔４２に案内されて、図３に示すように、パンチ２６の先端部分が金属板２５に押し込まれ、これにより金属板２５に有底下穴２８が形成される。この際に、パンチ２６の進入により先方に向けて押し退けられた肉は主として矢印Ｋ方向（板厚方向）に移動して（寄せられて）、その大部分が金属板２５の（表面２５ａとは反対側の）裏面２５ｂに隆出して隆出部４８を形成する。
【００４２】
具体的に説明すると、パンチ２６が金属板２５の表面２５ａに形成された粗面部２７から次第に深く進入すると、パンチ２６が進入するに従って粗面部２７近傍の肉が、パンチ２６と粗面部２７との摩擦力により、引っ張られることによって矢印Ｋ方向に移動する。
即ち、粗面部２７が金属板２５の肉を矢印Ｋ方向に引き込みながら進入する。このため、表面２５ａのパンチ周囲に盛り上がりを発生させることなく、裏面２５ｂの有底下穴底部に対応した部位に隆出部４８のみを形成する。こうして、金属板２５には、パンチ２６の外形と同形の有底下穴２８が形成される。なお、図３における金属板２５に形成される有底下穴２８は、未貫通であり、後述する貫通開口工程によって隆出部４８を除去することで、貫通されてノズル開口１０となる。
【００４３】
なお、パンチ２６が下死点まで下降して金属板２５にロート状の有底下穴２８を形成すると、その後は上昇に転じる。そして、ラムの上昇に伴ってベース部３３が上昇すると、弾性材３４の復元により押圧盤３５がベース部３３よりも少し遅れて上昇を開始し、金属板２５の表面２５ａから離隔して上死点まで上昇する。これで有底下穴形成工程を終了する。
【００４４】
そして、次の工程のために金属板２５をフィーダーにより所定のピッチだけ移動する。
この移動が終了したならば、前記した有底下穴形成工程を再度繰り返すことにより金属板２５に次の有底下穴２８を所定のピッチで開設することができ、これらの操作を繰り返すと、金属板２５に有底下穴２８を所定のピッチで順次開設することができる。
【００４５】
有底下穴形成工程が終了したならば、金属板２５を金型装置３０から外して、次の隆出部除去工程（即ち、貫通開口工程）を行う研磨装置（図示せず）に搬送する。この隆出部除去工程では有底下穴形成工程で金属板２５の裏面２５ｂに隆出した隆出部４８を研磨して除去することで、図４に示すように、有底下穴２８を貫通させてノズル開口１０にすると共に、金属板２５の厚さを所定の厚さになるように研磨する。こうして、ノズル開口１０が開設されたノズルプレート１３が形成される。
【００４６】
本実施形態における金型装置３０は、被加工材をせん断加工する金型装置であって、突出部としてのパンチ２６を有する雄型３６を備え、パンチ２６は、炭化タングステン粉末に遷移金属の粉末が添加された原料粉末が焼結し、カーボンナノチューブとグラフェンとが共存している焼結体からなる超硬合金によって形成されている。
【００４７】
すなわち、パンチ２６は、炭化タングステン粒子の粒界相にカーボンナノチューブとグラフェンとが共存する炭化タングステン−遷移金属−カーボンナノチューブ系の焼結体からなる超硬合金によって形成されている。
【００４８】
これにより、パンチ２６は、破壊靱性値及び硬度が共に高い超硬合金によって形成されているので、せん断加工によって図２のパンチ２６における小径ストレート部４３の外周側の角部Ａが損傷してしまうことが抑制され、パンチ２６の寿命が長くなる。また、パンチ２６と金属板２５との潤滑性が高くなるので、潤滑油の使用量を少なくすることができる。
【００４９】
また、パンチ２６は、柱状であるので、金属板２５をせん断加工し、ノズル開口１０を形成するための有底下穴２８を形成することができる。
【００５０】
また、焼結体は、炭化タングステンと遷移金属の共晶温度未満の温度で固相焼結されている。これにより、焼結中にカーボンナノチューブからグラフェンへの変化（分解）を促進させる液相の影響を受けることなく焼結した焼結体となる。そのため、カーボンナノチューブとグラフェンとが共存した焼結体が形成されている。
【００５１】
また、遷移金属は、コバルト又はニッケルである。これにより、結合剤として使用される遷移金属の添加量を、他の遷移金属に比べ相対的に少なく抑えることができる。そのため、炭化タングステンの含有量が多くなり、破壊靱性値及び硬度が共に高い超硬合金が形成されている。
【００５２】
また、パンチ２６と対向する位置に設けられたパンチ挿入孔４１を有するダイ３２を備え、ダイ３２は、炭化タングステン粉末に遷移金属の粉末が添加された原料粉末を焼結させ、カーボンナノチューブとグラフェンとが共存している焼結体からなる超硬合金によって形成されている。
【００５３】
すなわち、ダイ３２は、炭化タングステン粒子の粒界相にカーボンナノチューブとグラフェンとが共存する炭化タングステン−遷移金属−カーボンナノチューブ系の焼結体からなる超硬合金によって形成されている。
【００５４】
これにより、ダイ３２は、カーボンナノチューブとグラフェンとが共存している焼結体からなる超硬合金によって形成されている。そのため、ダイ３２は、破壊靱性値及び硬度が共に高い超硬合金によって形成されているので、図２のダイ３２におけるパンチ挿入孔４１の角部Ｂが損傷することが抑制され、ダイ３２の寿命が長くなる。また、パンチ挿入孔４１と金属板２５との潤滑性が高くなるので、潤滑油の使用量を少なくすることができる。
【００５５】
（実施形態２）
実施形態１では、図１のノズルプレート１３の製造に用いる金型装置３０について説明したが、実施形態２では、図１のフィルター３の製造に用いる金型装置について説明する。図５（ａ）は、フィルター３の全体を表す平面図、図５（ｂ）は、フィルター３の要部拡大図である。
【００５６】
図５（ａ）に示すように、フィルター３はステンレス製（ＳＵＳ製）の平坦な被加工板（例えば、厚さ１５μｍ）５１に多数の貫通穴である微細穴５２（例えば、径が１５μｍの穴が１平方ｃｍに数万穴）を穿孔して円形に切断したものであり、直径は、例えば８〜９ｍｍ程度とされている。微細穴５２の径は図１のノズル開口１０よりも小さく設定されている。尚、フィルター３の穴としては、正方形や六角形の穴にすることも可能であり、この場合、対角線の長さがノズル開口１０よりも小さく設定されていればよい。
【００５７】
また、被加工材としての平坦な被加工板５１には格子状に延びる凹凸線５３が形成され、カール力（多数の微細穴５２が穿孔されたことに基づく曲がり方向の残留応力）が除去されて平坦状態が維持されている。凹凸線５３を設けたことにより、極薄のフィルター３であってもカールが除去されて平坦状態が維持され、取り扱いが容易になって組み立て時の生産性を向上させることが可能になる。
【００５８】
微細穴５２は、隣接する微細穴５２のピッチが、例えば、４μｍ程度に設定されている。凹凸線５３は、山の高さが、例えば、２０μｍ〜５０μｍ程度に設定され、隣接する凹凸線５３同士のピッチが、例えば、６０μｍ程度に設定されている。
【００５９】
図６（ａ）は、本実施形態における金型装置５４の構成を説明する要部断面図である。図６（ｂ）は、雄型６２の斜視図である。雄型６２には、円柱状の先端部５７と先端部５７より径の大きい円柱状の支持部５９とからなる複数の突出部６０がベース部６１に固定されている。先端部５７の先端には、円形の平坦部５７ａが形成されている。
【００６０】
凹凸が形成されていない平板状の下受けダイ５５の上部には、ストリッパ５６を介して突出部６０が設けられ、下受けダイ５５の上面には、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート：高分子材料）などから形成された軟質部材５８が設けられている。
【００６１】
先端部５７の径は、図５（ａ）のフィルター３の微細穴５２の径に対応しており、図６（ａ）の軟質部材５８には突出部６０の先端部５７が挿入されるようになっている。
【００６２】
尚、軟質部材５８の高分子材料としてはＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＡＢＳ（ＡＢＳ樹脂）、ＰＰＳ（ポリフェニンサルファイド）等を用いることも可能であり、硬さは、被加工板５１の厚さや微細穴の大きさ、ピッチ等により種々選択することが可能である。被加工板５１は、軟質部材５８の上に置かれる。
【００６３】
図７（ａ）は、金型装置５４により打ち抜きを行っている状態を示す断面図、（ｂ）は、打ち抜き後の被加工板５１と軟質部材５８の断面図、（ｃ）は、打ち抜き後の被加工板５１と軟質部材５８の平面図である。
【００６４】
上述した金型装置５４においては、軟質部材５８の上に被加工板５１を載置し、被加工板５１に突出部６０の先端部５７を貫通させて微細穴５２を打ち抜く。この時、被加工板５１を貫通した突出部６０の先端部５７は、軟質部材５８に挿入し、図７（ｂ）、（ｃ）に示したように、打ち抜き片６４は軟質部材５８の内部に留まる。このため、下受けダイ５５側に突出部６０の先端部５７を受けるための凹部を設けることなく微細穴５２を打ち抜くことが可能になる。
【００６５】
また、下受けダイ５５の軟質部材５８側の表面に凹凸が無く平坦であるため、軟質部材５８に多数の被加工板５１の打ち抜き片６４を押し込む際に押し込み量が均一になるため、多数の打ち抜き片６４を確実に軟質部材５８の内部に留めることができる。
【００６６】
軟質部材５８の厚さは少なくとも被加工板５１の厚さの２倍以上であり、０.１ｍｍ〜０.２ｍｍ程度が好ましい。０.１ｍｍ〜０.２ｍｍ程度にすることにより、必要以上に厚さを厚くすることなく軟質部材５８の内部に打ち抜き片６４を確実に留めることができると共に、被加工板５１は完全に貫通させることができるので貫通不良などによる微細穴５２の周縁部のバリ発生がない。
【００６７】
従って、上述した金型装置５４を用いることで、打ち抜き片６４を軟質部材５８の内部に留めて微細穴５２を穿孔することで突出部６０の先端部５７を受ける凹部を形成する必要がなくなると共に突出部６０の先端部５７との位置合わせが不要になり、被加工板５１に微細穴５２を容易に形成することができる。
【００６８】
図８（ａ）は、小判抜き型６５を示す図であり、図８（ｂ）、（ｃ）は、フィルター３を示した図である。図７（ｃ）の微細穴５２が多数形成された被加工板５１は、図８（ａ）の小判抜き型６５によりフィルター３の形状に打ち抜かれる。小判抜き型６５の上型６５ａと下型６５ｂの対向面にはそれぞれ凹凸線５３を形成するための凹凸部６６が設けられ、フィルター３の形状に打ち抜かれると同時にフィルター３の全面における表面に図８（ｂ）の凹凸線５３が形成される。
【００６９】
また、図８（ｃ）に示すように、フィルター３の周囲に溶着代６７を残した状態で凹凸線５３を形成することができる。凹凸部６６が設けられた小判抜き型６５を用いることにより小判抜き時に加圧矯正が同時に行える。このように形成することにより、記録ヘッド１に備えられるフィルター３として用いることができる。
【００７０】
本実施形態における金型装置５４は、被加工材をせん断加工する金型装置であって、突出部６０を有する雄型６２を備え、突出部６０は、炭化タングステン粉末に遷移金属の粉末が添加された原料粉末が焼結し、カーボンナノチューブとグラフェンとが共存している焼結体からなる超硬合金によって形成されている。
【００７１】
すなわち、突出部６０は、炭化タングステン粒子の粒界相にカーボンナノチューブとグラフェンとが共存する炭化タングステン−遷移金属−カーボンナノチューブ系の焼結体からなる超硬合金によって形成されている。
【００７２】
これにより、突出部６０は、破壊靱性値及び硬度が共に高い超硬合金によって形成されているので、せん断加工によって図６（ａ）の突出部６０の先端部５７の平坦部５７ａにおける外周側の角部Ｃが損傷してしまうことが抑制され、雄型６２の寿命が長くなる。また、突出部６０と被加工板５１との潤滑性が高くなるので、潤滑油の使用量を少なくすることができる。
【００７３】
複数の突出部６０は、ベース部６１と突出部６０の材料となる超硬合金を、回転する砥石で研削加工することにより、ベース部６１より四角柱状に突出する部分を形成し、さらにその四角柱状に突出する部分の角部をウエットブラストにより研削して形成することができる。
【００７４】
雄型６２は、突出部６０が柱状であるので、被加工板５１をせん断加工し、フィルター３の微細穴５２を形成することができる。また、雄型６２は複数の突出部６０を有するので、雄型６２を被加工板５１に対して移動させてせん断加工を行うときの一回の打ち抜きで複数（図示例では１６個）の微細穴５２を形成することができる。すなわち被加工板５１に対する雄型６２の一回の相対移動で形成される微細穴５２の個数を増やすことができる。
【００７５】
図９（ａ）は、ベース部７２に形成された角柱状の突出部７３を有する雄型７１の斜視図であり、図９（ｂ）は、被加工板５１に形成された微細穴７４を示す図である。実施形態２の突出部６０は、円柱状に形成されていたが、図９（ａ）に示すように角柱状の突出部７３を備えた雄型７１を用いてもよい。
【００７６】
図９（ａ）に示した雄型７１は、矩形体状のベース部７２の端面に複数本（図示例では１６本）の角柱状の突出部７３が設けられている。突出部７３の先端には、角型の平坦部７３ａが形成されている（剣山型）。平坦部７３ａの一辺は、例えば、１３μｍに形成され、図９（ｂ）に示すように、被加工板５１の微細穴７４の対角線の長さが約１５μｍにされている。尚、平坦部７３ａの形状は円形であってもよい。図９（ａ）に示した雄型７１を用いることにより、一回の打ち抜きで複数（図示例では１６個）の微細穴７４を形成することができる。
【００７７】
図１０（ａ）は、ベース部８２の端面に形成されて、一列に並ぶ角柱状の突出部８３を有する雄型８１の斜視図であり、図１０（ｂ）は、被加工板５１に形成された微細穴８４を示す図である。図１０（ａ）に示した雄型８１は、矩形体状のベース部８２の端面に複数本（図示例では５本）の角柱状の突出部８３が一列に並んで設けられている（櫛刃型）。
【００７８】
突出部８３の先端に形成された平坦部８３ａの一辺は、図９（ａ）に示したものと同様に、例えば、１３μｍに形成され、図１０（ｂ）に示すように、被加工板５１の微細穴８４の対角線の長さが約１５μｍにされている。尚、平坦部８３ａの形状は円形であってもよい。図１０（ａ）の雄型８１を用いることにより、一回の打ち抜きで一列に並んだ複数（図示例では５個）の微細穴８４を形成することができる。
【００７９】
図１１は、ベース部９２の端面に設けられた突出部９３を有する雄型９１の斜視図である。実施形態１の突出部としてのパンチ２６、実施形態２の突出部６０は、円柱状であり、突出部７３，８３は、角柱状であったが、図１１の柱状に形成されていない突出部９３を有する雄型９１についても本発明は適用する。
【符号の説明】
【００８０】
２５…金属板、２６…パンチ、３０，５４…金型装置、３２…ダイ、４１…パンチ挿入孔、５１…被加工板、６０，７３，８３，９３…突出部、３６，６２，８１，９１…雄型。
【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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