JP4479580B2 - 積層基材の切断用金型 - Google Patents

Description

本発明は、各種の箔、薄板材あるいはシート材などを多層に積層してなる積層基材の切断方法およびその切断金型に関するものである。

従来この種の積層基材の切断方法としては、ロータリー式のスリッターやダイカッターあるいはトムソン工法などによる切断加工が行われている。

従来における積層基材の切断加工概要を説明するための要部断面の模式を図１０に示す。図１０において、１は被切断加工材である積層基材であり、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）材でなる素材、パラジウム、金あるいはニッケルなどを皮膜したＰＥＴ材の素材、各種の検知材料を塗布したＰＥＴ材の素材などをホットメルト（接着剤）により接着し積層したものである。

４１は積層基材１を切断加工するための上下移動自在の上刃型であり、下面に断面が鋭角の三角形であり超鋼材でなる上刃４３が所定間隔で所定数設けられており、上刃４３の相互間にウレタンゴムやスポンジなどでなる材料押え４６が配設されている。そして、４７は樹脂やゴム材などの弾性体でなり、積層基材１を載置する下敷である。

そして、図１０（ａ）に示すように、積層基材１を下敷４７の所定箇所に載置した後、図１０（ｂ）に示すように、上刃型４１を降下させることにより、上刃４３の先端部分が積層基材１に当接して通過し、下敷４７の上面に食い込ませて積層基材１を所定形状に切断加工するのである。

なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００４−１５４９１３号公報

しかしながら、前記従来の積層基材の切断方法およびその上刃型（金型）では、弾性体の下敷４７へ超鋼材の上刃４３を食込ませて切断加工するのであり、積層基材１への加圧が均一ではなく、また積層基材１への上刃４３の食込む部分（体積）が多くなり、切断加工時の被切断加工材すなわち積層基材１へのストレスが大きく、クラックの発生や、切断加工精度の劣化、さらに下敷４７が切断加工毎にその位置の移動あるいは取替えが必要な消耗品となるという課題を有していた。

本発明は、前記課題を解決しようとするものであり、被切断加工材である積層基材へ均一な加圧ができ、切断用の刃の被切断加工材への食込み部分が少なく、被切断加工材へのストレスが小さく、高精度の切断加工ができる積層基材の切断方法およびその成形金型を提供する事を目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、ダイホルダーと、このダイホルダーに一面を固着した下バッキングプレートと、断面がＶ形状の下刃を先端に有する下刃型を密接挿通するダイプレートと、前記下刃型を挿通する孔と前記下刃を挿通するスリットを設けた下材料押えを有し前記ダイホルダーに第一のスプリングを介して弾性保持されたノックアウトプレートと、からなる下型と、
ポンチホルダーと、このポンチホルダーに一面を固着した上バッキングプレートと、断面がＶ形状の上刃を先端に有する上刃型を密接挿通するポンチプレートと、前記上刃型を挿通する孔と前記上刃を挿通するスリットを設けた上材料押えを有し前記ポンチホルダーに第二のスプリングを介して弾性保持されたストリッパープレートと、からなる上型とを備え、
前記下刃と前記上刃の先端が対向するように第三のスプリングを介して前記上型を上下移動自在に保持し、積層基材を前記下材料押えと上材料押えとで柔軟保持した後、前記上刃と下刃を前記積層基材に食込ませて切断加工するものであって、
前記ノックアウトプレートを上方に付勢する第一のスプリング、前記ストリッパープレートを下方に付勢する第二のスプリング、前記上型を上方に付勢する第三のスプリング、の各付勢力を、
第三のスプリング＞第二のスプリング＞第一のスプリング
とし、
さらに、前記ダイプレート内に下刃突出量調整ブロックを設け、この下刃突出量調整ブロックの上先端面と前記ノックアウトプレートの下面を当接させることで、前記下刃の、前記積層基材への食込み深さを調整可能とした構成を有する切断用金型であり、この切断用金型を用いることで、上下より切断加工が行われ、被切断加工材すなわち積層基材へ均一な加圧ができ、各種の被切断加工材へのストレスが小さく、高精度の切断加工ができるという作用効果を有する。

本発明の請求項２に記載の発明は、ダイホルダーと、このダイホルダーに一面を固着した下バッキングプレートと、断面がＶ形状の下刃を先端に有する下刃型を密接挿通するダイプレートと、前記下刃を挿通する孔を有し前記ダイホルダーに第一のスプリングを介して弾性保持されたノックアウトプレートと、からなる下型と、
ポンチホルダーと、このポンチホルダーに一面を固着した上バッキングプレートと、断面がＶ形状の上刃を先端に有する上刃型を密接挿通するポンチホルダーと、前記上刃を挿通する孔を有し前記ポンチホルダーに第二のスプリングを介して弾性保持されたストリッパープレートと、からなる上型とを備え、
前記下刃と前記上刃の先端が対向するように第三のスプリングを介して前記上型を上下移動自在に保持し、積層基材を前記ノックアウトプレートと前記ストリッパープレートとで挟持した後、前記上刃と下刃を前記積層基材に食込ませて切断加工するものであって、
前記第一、第二、第三のスプリングの各付勢力を、
第三のスプリング＞第二のスプリング＞第一のスプリング
とし、
さらに、前記ダイプレート内に下刃突出量調整ブロックを設け、この下刃突出量調整ブロックの上先端面と前記ノックアウトプレートの下面を当接させることで、前記下刃の、前記積層基材への食込み深さを調整可能とした構成を有しており、これにより、上下より切断が行なわれ、特別な金型の動作や操作が不要であり、被切断加工材すなわち積層基材へ均一な加圧ができ、被切断加工材へのストレスが小さく、高精度の切断加工ができるという作用効果を有する。

本発明の積層基材の切断方法およびその切断金型は、所定のギャップを設定した切断加工動作ができる上刃と下刃をそれぞれ有する上刃型と下刃型でなる構成であり、被切断加工材である積層基材へのストレスが軽減でき、切断バリや被切断加工材の変形が防止できて高精度の切断加工が可能で、各種の被切断加工材の条件に最適な切断加工ができるという効果を有する。

以下、実施の形態を用いて、本発明の特に請求項１〜９に記載の発明について図面を参照しながら説明する。

なお、背景の技術において説明した説明したものと同じ構成部材などについては、同じ符号を付与し詳細な説明は省略する。

図１は、本発明の実施の形態における切断加工を説明するための要部模式図、図２（ａ）は同切断用の刃の要部断面拡大図、図２（ｂ）は同じく切断部分拡大図、図３〜図９は同切断加工における概要動作工程図である。

切断加工機構である金型の要部基本構成について説明する。図１および図２において、１は積層基材（被切断加工材）、２は鋼材や超硬材などでなり移動自在な上刃型、そして３は超硬材でなり例えば２５〜３５度、好ましくは３０度程度のＶ形状断面の上刃であり、切断加工形状および寸法（ピッチ）にて所定数が上刃型２の下先端部に一体、あるいは別個に製作したものを固着して形成されている。

なお、上刃３の付け根（下端）部分は直線傾斜ではなく、強度や製作加工性のために曲線傾斜としても良く、また最先端は例えば０．０１〜０．０２ｍｍ幅すなわち微細幅の面構造となっている。

６は上材料押えであり、ウレタンゴムやスポンジなどの弾性体でなり、上刃３の部分が挿通するスリット８を有しており、上片面にて上刃型２における上刃３の無い部分の下面に装着されている。

そして、上刃型２、上刃３、上材料押え６そしてスリット８のそれぞれと対応する下刃型４、下刃５、下材料押え７そしてスリット９であり、同じ材料、形状および構成により対応して配設、すなわち上刃３と下刃５は対向あるいは一直線状に配置されており、また下刃型４は固定あるいは移動自在となっている。

次に、本発明における積層基材を所定形状に切断加工する切断金型の例について、図面を参照しながら説明する。図３〜図９において、３８は被切断加工材である積層基材１を保持し、所定形状に切断加工する切断金型の所定位置に搬送し維持する移送機構における積層基材チャックであり、切断金型の所定位置で上下移動自在となっている。

２ａは鋼材や超硬材などでなる上刃型であり、上部を取付けボルトにより金属材でなる上バッキングプレート１３の下面に固着されており、下部には超硬材でなり例えば３０度程度のＶ形状断面の上刃３ａが、切断加工形状および寸法（ピッチ）にて所定数を上刃型２ａに一体形成、あるいは別個に製作したものが固着されている。

３ｂは上刃型２ａの下端における上刃３ａの相互間に設けられた溝であり、鋼材でなるストリッパープレート１１における上刃型２ａの下部が挿通する中央部の孔の下端部に配設され、ウレタンゴムやスポンジなどの弾性体でなる上材料押え６ａが挿入し、上刃型２ａの移動により上材料押え６ａを圧縮する。

１９は金属材でなり、下部をストリッパープレート１１の一端に固着したストリッパーガイドポスト、１２は金属材でなるポンチプレートであり、片側にストリッパーガイドポスト１９を中心部において摺動自在に挿通しガイドする鋼材でなるストリッパーガイドブッシュ２０を嵌め込んでおり、他側には下部をストリッパープレート１１の上面に捻じ込んだボルト１５を挿通させる金属材でなるスリーブ１４を貫通かつ挿通する孔を、そして中央部に上刃型２ａの上部を嵌め込んでおり、上面を上バッキングプレート１３の下面に固着させている。

なお、スリーブ１４の上端は鍔広となっており、上バッキングプレート１３の上面位置（ポンチホルダー１８の下面）に設定され、ボルト１５によるストリッパープレート１１への締め付けにより、ポンチホルダー１８とストリッパープレート１１との距離を一定、すなわちスリーブ１４の下長さに設定している。

上バッキングプレート１３には前記のストリッパーガイドポスト１９およびボルト１５を挿通したスリーブ１４を貫通し挿通する孔を設けており、上面を金属材でなるポンチホルダー１８の下面に固着させている。

２１は金属材でなり、ポンチホルダー１８の下面の片側あるいは両側にボルトで固定された上型バンパー、そしてスプリング１６およびスクリュープラグ１７により、ボルト１５すなわちストリッパープレート１１をポンチプレート１２とは所定のギャップを有する下方向に付勢している。

３５は鋼材でなるブッシュであり、中にボールリテーナ３４を挿入しており、ポンチホルダー１８の片側に嵌め込み固着されている。以上で切断金型における上下移動自在な上型を構成している。

２２は鋼材でなりストリッパープレート１１に対応したノックアウトプレートであり、下刃型４ａ、下刃５ａ、溝５ｂ、下材料押え７ａ、ノックアウトガイドポスト３０およびノックアウトガイドブッシュ３１は、それぞれ上刃型２ａ、上刃３ａ、溝３ｂ、上材料押え６ａ、ストリッパーガイドポスト１９およびストリッパーガイドブッシュ２０と対応しており、同じ材料、同一あるいは相似した形状および構成により対向して配設されている。

また、下型バンパー３２、ダイホルダー２６、ダイプレート２３、下バッキングプレート２４、スリーブ２７、ボルト３７、スプリング２８およびスクリュープラグ２９は、それぞれ上型バンパー２１、ポンチホルダー１８、ポンチプレート１２、上バッキングプレート１３、スリーブ１４、ボルト１５、スプリング１６およびスクリュープラグ１７と対応しており、同じ材料、同一あるいは相似した形状および構成により対向して配設されている。

２５は鋼材でなる下刃突出量調整ブロックであり、下端を下バッキングプレート２４の上面に当接しダイプレート２３内に埋設され、上端がダイプレート２３の上面より突出している。

なお、ボルト３７、スリーブ２７などはボルト１５、スリーブ１４などとは本実施の形態では加工動作部分である上刃３ａ、下刃５ａを中心に対称位置としている。

３３は鋼材でなるガイドポストであり、下端をダイホルダー２６の片側あるいは両側に固着しており、上型を上方向に付勢するスプリング３６の中を挿通し、上端はボールリテーナ３４内を密接挿通するのである。以上で切断金型における下型を構成している。

なおまた、各スプリングの付勢力は、スプリング３６＞スプリング１６＞スプリング２８に設定されている。

次に切断加工動作について説明する。まず図３に示すように上型をスプリング３６の付勢および駆動機構（図示せず）により上部方向の上死点位置とし、積層基材搬送機構（図示せず）により被切断加工材である積層基材１を所定位置に移送し、積層基材チャック３８により保持し維持する。

その際、ストリッパープレート１１はスプリング１６の付勢によりポンチプレート１２より最も離脱したギャップがある位置であり、ノックアウトプレート２２はスプリング２８の付勢によりダイプレート２３より最も離脱したギャップがある位置となっている。

従って、上刃３ａはストリッパープレート１１の孔内であり、上材料押え６ａは上刃３ａの先端部分で溝３ｂの外あるいはほとんど外となっており、同様に下刃５ａはノックアウトプレート２２の孔内であり、下材料押え７ａは下刃５ａの先端部分で溝５ｂの外あるいはほとんど外となっている。

さらに、上型バンパー２１の下面と下型バンパー３２の上面、そして下刃突出量調整ブロック２５の上先端面とノックアウトプレート２２の下面とは当接せずギャップのある状態となっている。

次に図４に示すように、駆動機構によりスプリング３６の付勢力に逆らいスプリング３６を圧縮させながら上型を下降させることにより、ストリッパープレート１１の下面および上材料押え６ａの下面が積層基材１の上面に当接する。

上型をさらに下降させることにより、図５に示すように積層基材１も降下して、積層基材１の下面にノックアウトプレート２２および下材料押え７ａの上面が当接する。

そして、上型をさらに下降させることにより、図６に示すようにノックアウトプレート２２がスプリング２８の付勢力に逆らってスプリング２８を圧縮しながら降下し、下刃５ａの上先端が積層基材１の下面に当接すると共に、下材料押え７ａが降下してその下部が溝５ｂに進入する。

さらに上型を下降させることにより、図７に示すように、下材料押え７ａの下端が溝５ｂの底に当接して圧縮されたわんで積層基材１を柔軟に支持し、下刃５ａの先端は積層基材１の下面に食込む（切断加工動作工程）が、下刃突出量調整ブロック２５の上端面がノックアウトプレート２２の下面に当接し、それ以上のノックアウトプレート２２の降下を阻止することになる。

すなわち、下刃５ａの突出量（切断加工動作の食込み深さ）を、積層基材１に最適な設定値とするのであり、また前記で説明したように、スプリング１６＞スプリング２８の付勢力であり、ノックアウトプレート２２が不要な働きをして、たわみなどが発生することはない。

さらに上型を下降させることにより、図８に示すように、スプリング１６の付勢力に逆らって、すなわちスプリング１６をたわませながら上型が降下し、上刃３ａの下先端が積層基材１の上面部に当接する。なお、この際前記で説明したように下刃５ａの位置は維持されたままであり、それ以上下刃５ａの上先端が積層基材１に食込むことはない。

そしてさらに上型を下降させると、図９に示すように、スプリング１６をたわませながら上型が降下し、上刃３ａの下先端が積層基材１の上面に食込む（切断加工動作工程）が、上型バンパー２１の下面と下型バンパー３２の上面が当接した位置である下死点にて停止する。

すなわち、上刃３ａの突出量（切断加工動作の食込み深さ）を、積層基材１に最適な設定値とするのであり、下刃５ａの上先端とは当接せずに、図２（ｂ）に示すように、後工程における各種の加工動作などが最適であるように、例えば０．０４〜０．０９ｍｍのギャップとなるように設定しているのである。

続いて駆動機構により上型を元の位置に復帰させ、その後積層基材１を次の工程位置に移送させて切断加工動作の１工程を終了するのである。

なお、本実施の形態は上型が移動自在の構成例について説明したが、下型も移動自在とする構成とし、双方の移動により切断加工しても良い。

以上、本発明の積層基材の切断方法およびその切断金型は、下刃突出量調整ブロック２５および上型バンパー２１と下型バンパー３２の調整設定により、上刃３ａと下刃５ａの各種積層基材１への最適食込み量（上刃３ａと下刃５ａとのギャップを含む）に自在に設定できるのであり、１層や２層あるいはそれ以上の多層品種や、フィルムや箔、非金属材、各種の検知材料塗布された樹脂材料とそれらの複合材料など各種の積層基材の特性に合わせて最適に調整することができるのである。

本発明にかかる積層基材の切断方法およびその切断金型は、被切断加工材である積層基材へのストレスが軽減でき、切断バリや積層基材の変形が防止できて高精度の切断加工が可能で、各種の積層基材に最適な切断加工ができるという効果を有し、各種の薄板材や同積層基材の切断加工などの用途として有用である。

本発明の実施の形態における切断加工を説明するための要部模式図 （ａ）同切断用の刃の要部断面拡大図、（ｂ）同じく切断部分拡大図 同切断加工における概要動作工程図 同切断加工における概要動作工程図 同切断加工における概要動作工程図 同切断加工における概要動作工程図 同切断加工における概要動作工程図 同切断加工における概要動作工程図 同切断加工における概要動作工程図 従来における積層基材の切断加工の概要を説明するための要部断面模式図

符号の説明

１ 積層基材（被切断加工材）
２、２ａ 上刃型
３、３ａ 上刃
３ｂ、５ｂ 溝
４、４ａ 下刃型
５、５ａ 下刃
６、６ａ 上材料押え
７、７ａ 下材料押え
８、９ スリット
１１ ストリッパープレート
１２ ポンチプレート
１３ 上バッキングプレート
１４、２７ スリーブ
１５、３７ ボルト
１６、２８、３６ スプリング
１７、２９ スクリュープラグ
１８ ポンチホルダー
１９ ストリッパーガイドポスト
２０ ストリッパーガイドブッシュ
２１ 上型バンパー
２２ ノックアウトプレート
２３ ダイプレート
２４ 下バッキングプレート
２５ 下刃突出量調整ブロック
２６ ダイホルダー
３０ ノックアウトガイドポスト
３１ ノックアウトガイドブッシュ
３２ 下型バンパー
３３ ガイドポスト
３４ ボールリテーナ
３５ ブッシュ
３８ 積層基材チャック
４１ 上刃型
４３ 上刃
４６ 材料押え
４７ 下敷

Claims (1)

1. ダイホルダーと、このダイホルダーに一面を固着した下バッキングプレートと、断面がＶ形状の下刃を先端に有する下刃型を密接挿通するダイプレートと、前記下刃型を挿通する孔と前記下刃を挿通するスリットを設けた下材料押えを有し前記ダイホルダーに第一のスプリングを介して弾性保持されたノックアウトプレートと、からなる下型と、
   ポンチホルダーと、このポンチホルダーに一面を固着した上バッキングプレートと、断面がＶ形状の上刃を先端に有する上刃型を密接挿通するポンチプレートと、前記上刃型を挿通する孔と前記上刃を挿通するスリットを設けた上材料押えを有し前記ポンチホルダーに第二のスプリングを介して弾性保持されたストリッパープレートと、からなる上型とを備え、
   前記下刃と前記上刃の先端が対向するように第三のスプリングを介して前記上型を上下移動自在に保持し、積層基材を前記下材料押えと上材料押えとで柔軟保持した後、前記上刃と下刃を前記積層基材に食込ませて切断加工するものであって、
   前記ノックアウトプレートを上方に付勢する第一のスプリング、前記ストリッパープレートを下方に付勢する第二のスプリング、前記上型を上方に付勢する第三のスプリング、の各付勢力を、
   第三のスプリング＞第二のスプリング＞第一のスプリング
   とし、
   さらに、前記ダイプレート内に下刃突出量調整ブロックを設け、この下刃突出量調整ブロックの上先端面と前記ノックアウトプレートの下面を当接させることで、前記下刃の、前記積層基材への食込み深さを調整可能とした積層基材の切断用金型。

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