(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切断刃を少なくとも有する打抜機用抜型と、前記切断刃を受ける雌型とを具備する打抜機でのムラ取り方法において、
ベースプレートに形成されると共に少なくとも主要部は前記ベースプレートを貫通することなしに所定の深さで形成されている固定溝にシート材を打ち抜くための切断刃を少なくとも挟入して固定した打抜機用抜型を用い、
前記打抜機用抜型を所定の打抜機に取り付けて試験的打抜を行うことにより、当該打抜機に取り付けられた状態での前記切断刃の先端の突出状態によるムラに応じて前記固定溝の底部を変形させて、当該切断刃を前記打抜機におけるムラが除去された状態で前記固定溝に保持させることを特徴とするムラ取り方法。
【請求項２】
請求項１において、前記固定溝の深さが、前記切断刃の厚さの３倍以上１０倍以下であることを特徴とするムラ取り方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記切断刃は、峰側に長手方向に亘って切欠きを有さないことを特徴とするムラ取り方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記ベースプレートは前記固定溝で前記切断刃を保持可能な剛性を有するが当該固定溝の底部が前記切断刃の高さ方向に弾性変形又は塑性変形可能な材質からなることを特徴とするムラ取り方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかにおいて、前記ベースプレートの材質が、木材、樹脂、発泡性樹脂及び金属からなる群から選択されることを特徴とするムラ取り方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート材を所定の形状に打ち抜くための打抜機用抜型のムラ取り方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
合成樹脂製フィルム、薄紙または厚紙等のシート材から、展開した箱等の所定形状の打抜片を打ち抜くために、打抜機が用いられる。この種の打抜機は上下に相対向する抜型及び雌型を有し、雌型の上にシート材を載置してその上から抜型を圧接することによりシート材から打抜片を打ち抜く。
【０００３】
図４は従来の抜型機における抜型及び雌型の要部概略断面図である。図４に示すように打抜機は上部定盤１０及び下部定盤２０を有し、固定された上部定盤１０に対して下部定盤２０が駆動装置（図示せず）によって接近離反方向に駆動されるようになっている。上部定盤１０の下面にはチェース３０が取り付けられると共に、下部定盤２０の上面にはデッドプレート４０が取り付けられる。ここで、チェース３０は打抜機の上部定盤１０に精度良く位置決め固定される汎用治具の一つであり、デッドプレート４０は下部定盤２０に精度良く位置決め固定される汎用治具の一つである。
【０００４】
上部定盤１０に固定されている抜型５０は、ベースプレート５１に切断刃５２及び罫５３が固定されてなるものである。ベースプレート５１は通常、ベニヤ板単体、またはベニヤ板及び金属板が互いに接着されて構成され、一般的にはレーザー加工により貫通溝５４が形成される。切断刃５２及び罫５３は帯状の板材を打抜片の形状に合わせて屈曲成形したものであり、ベースプレート５１に形成された貫通溝５４に狭入されて固定される。
【０００５】
一方、デッドプレート４０上には金属板材からなるカウンタプレート６０が固定される。カウンタプレート６０の上面には罫５３に対応する部分に凹溝６１が形成されると共に、他の部分は平坦な受け面６２とされている。
【０００６】
このような打抜機では、カウンタプレート６０の上面に合成樹脂製フィルム、薄紙、厚紙等のシート材７０を載置し、下方から下部定盤２０を上昇させてカウンタプレート６０の受け面６２に切断刃５２が圧接することにより、シート材７０を所望の形状に打ち抜くことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような打抜機では、切断刃５２及び罫５３の基端部が上部定盤１０に直接又は金属板を介して間接的に当接するので、切断刃５２の突出量は当該切断刃５２の高さに依存し、ほぼ均一に保持されるはずである。しかしながら、実際には、上部定盤１０及び下部定盤２０との間の面方向に亘っての平面性の程度、及び付加される加圧力の不均一性により、最初から面方向全体に亘って均一に切断できることはない。よって、通常は、実際の切断状況を見ながら切断不良の生じる場所の切断刃５２の基端部にパッチを当てる、いわゆる「ムラ取り」が実施される。
【０００８】
すなわち、図５に示すように、切断不良が生じる切断刃５２の基端部の上側に、所定の厚さのパッチ材５５を１枚、又は複数枚貼り付けて、再度、切断状況を観察し、さらに、切断不良の個所があれば、再度、パッチ材５５を貼付するという作業を行う。この作業は、手間と根気を要し、実際には、例えば、半日程度という多くの時間を要していた。
【０００９】
また、このようなムラ取り作業をなくすものとして、抜型の裏側にプラスチック製などの柔らかめのプレートを重ねて打抜き時に自動的にムラをとるという考え方があるが、プレートをセットする手間がかかり、厚さ方向及び面方向の位置ずれ等が生じやすいためか、十分なムラ取りができないという欠点がある。
【００１０】
さらに、切断刃の基端部を薄くするなどして低強度として当該基端部で自動的にムラ取りを行おうとする考え方もあるが、十分なムラ取りができず、特殊な切断刃を作成しなければならないなどコスト高になるという問題もある。
【００１１】
また、上述した従来の抜型では、切断刃５２は貫通孔５４に固定されているので、ベースプレート５１がバラバラに分離するのを防止するために、貫通溝５４の長手方向に亘って部分的に浅溝部を形成すると共に、浅溝部に対応する切断刃５２に切欠き（以下、ブリッジという）を形成する必要があり、加工作業にさらに時間がかかり、コスト高になるという問題がある。さらに、切断刃５２はブリッジ部近傍で変形しやすく、切れ不良が形成し易いという問題もある。
【００１２】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、ムラ取り作業を実質的に不要とし、打抜作業を効率的に行うことができる打抜機用抜型のムラ取り方法を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明の第１の態様は、切断刃を少なくとも有する打抜機用抜型と、前記切断刃を受ける雌型とを具備する打抜機でのムラ取り方法において、ベースプレートに形成されると共に少なくとも主要部は前記ベースプレートを貫通することなしに所定の深さで形成されている固定溝にシート材を打ち抜くための切断刃を少なくとも挟入して固定した打抜機用抜型を用い、前記打抜機用抜型を所定の打抜機に取り付けて試験的打抜を行うことにより、当該打抜機に取り付けられた状態での前記切断刃の先端の突出状態によるムラに応じて前記固定溝の底部を変形させて、当該切断刃を前記打抜機におけるムラが除去された状態で前記固定溝に保持させることを特徴とするムラ取り方法にある。
【００１４】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記固定溝の深さが、前記切断刃の厚さの３倍以上１０倍以下であることを特徴とするムラ取り方法にある。
【００１５】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記切断刃は、峰側に長手方向に亘って切欠きを有さないことを特徴とするムラ取り方法にある。
【００１６】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記ベースプレートは前記固定溝で前記切断刃を保持可能な剛性を有するが当該固定溝の底部が前記切断刃の高さ方向に弾性変形又は塑性変形可能な材質からなることを特徴とするムラ取り方法にある。
【００１８】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記ベースプレートの材質が、木材、樹脂及び発泡性樹脂から選択されることを特徴とするムラ取り方法にある。
【００２１】
本発明の打抜機用抜型におけるムラ取り方法では、所定の打抜機に取り付けて打ち抜き試験を数回行うと、切断刃や罫の先端が相対的に突出して当たりが強い部分ほど大きく変形するので、実質的にムラ取りされた状態が形成でき、その状態で安定して打抜が連続的に実施できる。また、固定溝を貫通溝ではなくしたことにより、切断刃にブリッジを形成する必要がないので、加工の手間を省くことができると共に、ブリッジ部での切断不良等を回避することができる。
【００２２】
かかる本発明に用いる打抜機用抜型は、構造的には、従来の貫通溝を所定の深さの非貫通の固定溝としただけであるが、抜型機の歴史を考えると画期的なものである。すなわち、抜型は、基本的には切断刃を貫通溝に固定して打抜圧を切断刃の峰で受けると共に切断刃の座屈を防止して打抜きを行うというものである。そして、従来の溝の形成は、糸のこからレーザ加工に推移してきているが、何れにしても、歴史的に貫通溝しか形成できないものである。また、例えば、従来のミリングマシンでは、芯ぶれが大きくて精度よい固定溝が形成できないし、エンドミルの折損が多く且つ低加工速度であることを考慮すると抜型製作が実際上行えないという、別の理由もある。
【００２３】
これに対し、本発明で用いる打抜機用抜型は、空気静圧軸受を具備して芯ぶれが非常に小さいミリングマシンの出現に着目して実現されたともいうことができる。すなわち、所定の深さの溝を高精度で且つ高速に加工できるので、本発明の抜型構造が工業的に実現できる。また、高精度な固定溝が得られるから固定溝の深さが従来の貫通溝より浅くても十分に切断刃を保持することができるので、刃高を節減することができ、切断刃自体のコストダウン、及び曲げ加工の容易化、高精度化にも繋がる。このような観点からすると、本発明の打抜機用抜型は、第二世代の打抜機用抜型であると言える。しかしながら、加工速度を考慮しなければ、従来のエンドミル加工によっても製造することができる。
【００２４】
ここで、固定溝は、切断刃に対して適度な締め付け力を与えるものとする必要がある。従って、溝の深さ、ベースプレートの材質、加工精度等を考慮して総合的に溝幅を決定する必要がある。なお、加工精度の良好なエンドミル加工によると、溝内面の平行度及び平面度が高くなるので、良好な締め付け度が得られ易い。また、本発明で用いる切断刃は、上述したようなブリッジを形成する必要がないので、ブリッジを有するものと比較して締め付け力が得られ易い。
【００２５】
また、固定溝の深さは、刃の保持と座屈防止のために刃厚の３倍以上、また、エンドミルの実用的強度を考慮して１０倍以下とするのが好ましい。これにより、固定溝の加工を容易にすると共に、切断刃の曲げ加工効率及び精度を向上させることができる。
【００２６】
また、本発明で用いる抜型は、実質的にムラ取りがされた状態で打抜を続けていくと、抜圧が低下することも考えられるが、この場合には、所定のタイミングで抜圧を上昇するようにすればよい。
【００２７】
ここで、抜圧が低下したか否かは、切断状態等を見ることにより経験的にも、或いは、実際の圧力を測定することにより把握できる。しかしながら、例えば、抜型の何れかの箇所、又は打抜機の何れかの箇所に歪ゲージ等の歪検出手段を設け、打ち抜き時に打抜機が受ける歪の値から抜圧を容易に把握することができる。これは、打抜機が受ける歪と抜圧との間に所定の関係があり、この関係を把握することにより、簡単に且つ容易に抜圧を定量的に測定できるという新たな知見によるものである。従って、このような歪検出手段を設け、その検出結果を監視することにより、最も効果的なタイミングで抜圧調整を行うことができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例を図面により説明する。
【００２９】
図１は本発明の実施の形態で用いる打抜機用抜型の要部断面図である。図１に示すように、上部定盤１０に固定されている抜型８０は、ベースプレート８１に切断刃８２及び罫８３が固定されてなるものである。ベースプレート８１は通常、ベニヤ板単体、または発泡性樹脂、さらには、アルミニウムなどの軽量延性金属等から構成され、所定の深さの固定溝８４が形成される。切断刃５２及び罫５３は帯状の板材を打抜片の形状に合わせて屈曲成形したものであり、ベースプレート８１に形成された固定溝８４に挟入されて固定される。
【００３０】
一方、デッドプレート４０上には金属板材からなるカウンタプレート６０が固定されている。カウンタプレート６０の上面には罫８３に対応する部分に凹溝６１が形成されると共に、他の部分は平坦な受け面６２とされている。
【００３１】
本実施形態の抜型８０は、切断刃８２及び罫８３を固定する固定溝８４が貫通溝ではない、すなわち、切断刃８２及び罫８３の基端部が固定溝８４の底部８４ａに当接している。従って、上述したように実際に上部定盤１０に取り付けて試験的に打抜きを、例えば、数回程度行うと、切断刃８２の相対的に突出している領域は底部８４ａが圧縮されて相対的な突出が緩和され、相対的に突出が少ない領域と同程度の突出となる。これにより、その後、全体的な圧力調整を行えば、相対的に突出が少ない領域の切断不良が改善され、全体的に均一な切断が可能となる。すなわち、本実施形態の抜型８０では、従来技術の項で説明したようなムラ取りが実質的に不要となり、単に、試験的な打抜を何回か行うだけで、本操業に入ることができる。
【００３２】
このような抜型８０の構造は、固定溝８４を貫通溝とせずに、所定の深さを有する溝とし、また、ベースプレート８１の材質を固定溝８４で切断刃８２及び罫８３を保持可能な剛性を有するが当該固定溝８４の底部８４ａが切断刃８２及び罫８３の高さ方向に弾性変形又は塑性変形可能なものとすることにより、実質的にムラ取り作業を排除することができるという効果を奏する。
【００３３】
実際に、ベニヤ板及び塩化ビニル系の発泡材をベースプレートに用いて切断試験を行ったところ、初期の打抜きによりムラ取りがされ、その後、正常な打抜を続けることができた。また、初期のムラ取り後の状態は安定しており、例えば、１００００〜２００００回毎に抜圧調整を行うことにより、作業を正常に続けることができた。
【００３４】
このように抜圧調整は、所定の打抜回数毎に経験的に簡便に行うことができるが、これをさらに高度に判断して、手動で又は自動的に行うこともできる。すなわち、打ち抜き時に打抜機にかかる歪みの大きさを監視し、このときの歪の値から抜圧を判断し、これに基づいて、所定の有効なタイミングでおこなうことができる。また、打抜機が、自動的に抜圧を調整できるものであれば、歪の値に応じて抜圧調整を自動的に行うこともできる。
【００３５】
具体的には、例えば、打抜機の何れかの箇所に歪ゲージを貼着し、これにより測定される歪が所定の値より小さくなった場合に抜圧が低下していると判断して抜圧調整を手動で、又は自動的に行えばよい。
【００３６】
また、貫通溝でない固定溝８４は、レーザ加工によっては形成できず、エンドミル加工により形成できる。なお、エンドミル加工はレーザ加工より高精度で行うことができるので、高精度の抜型が製造できるという利点がある。
【００３７】
さらに、切断刃８２及び罫８３の基端部（図中、上端）は、通常の切断面であってもよいが、Ｒ加工を施したもの、又は多少鋭利に加工したものなどとしてもよく、これらの形状とベースプレートの材質とに基づいてムラ取りの程度を調整することもできる。
【００３８】
このような打抜機では、カウンタプレート６０の上面に合成樹脂製フィルム、薄紙、厚紙等のシート材７０を載置し、下方から下部定盤２０を上昇させてカウンタプレート６０の受け面６２に切断刃８２が圧接することにより、シート材７０を所望の形状に打ち抜くことができる。
【００３９】
また、罫８３の先端の形状も特に限定されず、上述したような断面矩形のものの他、断面半円形になるようにＲ加工を施したものとしてもよい。
【００４０】
また、図２（ａ）に示すように、Ｒ加工を施した罫８３Ａに対しては、カウンタープレート６０の凹溝を同様にＲ加工した凹溝６１Ａとするのが好ましい。この場合、被切断物であるシートＳの厚さＰｔと凹溝６１Ａの深さＤとを同一にすればよく、これにより、罫８３Ａに対するムラ取りを有効に行うことができる。なお、図２（ａ）は凹溝６１Ａをカウンタプレート６０に直接形成した、いわゆるフラットフェースタイプであるが、図２（ｂ）に示すような凹溝６１Ｂを形成した雌型６５をカウンタープレート６０上に設けた場合も同様である。
【００４１】
また、これらの場合、シート厚の違いに応じて高さの異なる罫を用意しなくてもよいという効果を奏する。すなわち、図２（ａ）の場合、紙厚に応じて凹溝６１Ａの深さを変更すればよく、また、図２（ｂ）の場合、紙厚に応じて凹溝６１Ｂの深さを調整するとともに、罫８３Ａの先端が雌型６５の表面の位置に一致するように固定溝８４の深さを調整すればよい。すなわち、切断刃８２を固定する固定溝の深さｄ１と、罫８３Ａを固定する固定溝の深さｄ２とを変えるようにする。何れにしても、罫８３Ａの高さは１種類用意すればよいことになる。なお、切断刃及び罫を固定するための固定溝の深さを所定の領域だけ変更するのはエンドミル加工により容易且つ高精度に行うことができる。
【００４２】
一方、図３（ａ）及び（ｂ）に示すような従来の凹溝形状では、凹溝６１の深さｄはシート厚Ｐｔ＋０．１ｍｍに設定され、（ａ）の場合の罫８３の高さは、通常、２３．６ｍｍであり、（ｂ）の場合、２３．６ｍｍ−ｄである。また、従来は貫通溝に固定しているため、シート厚の種類に応じて、０．１ｍｍ刻みで高さの異なる罫を用意する必要があった。
【００４３】
また、固定溝の底部の全てが切断刃及び罫の基端部に当接している必要はない。例えば、一定間隔で所定の深さを規定する部分があれば、部分的に深い部分又は部分的に貫通している部分があってもよい。逆に、このように部分的に深い又は貫通している部分があると、固定溝の底部の塑性流動した材料が逃げやすくなり、自動ムラ取りをさらに効果的に行うことができる。また、このような部分的に深い部分や貫通孔は、切粉の逃げ場になるという利点もあると考えられる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ベースプレートに貫通溝ではなく所定の深さの固定溝を形成して当該固定溝に切断刃を固定するようにしたので、切断刃のブリッジを排除することができ、また、試験的な打抜作業により固定溝の底部がムラを吸収し、ムラ取り作業を実質的に排除することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態で用いる打抜機用抜型を備えた打抜機の要部断面図である。
【図２】罫の他の例を示す断面図である。
【図３】従来の罫線形成を説明する断面図である。
【図４】従来の抜型機における抜型及び雌型の要部概略断面図である。
【図５】従来のムラ取り作業を説明する図である。
【符号の説明】
８０  打抜機用抜型
８１  ベースプレート
８２  切断刃
８３  罫
８４  固定溝
【図１】
0003992374.tif 000002
【図２】
0003992374.tif 000003
【図３】
0003992374.tif 000004
【図４】
0003992374.tif 000005
【図５】
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