JPH01199791A - 高周波誘電加熱打抜き装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、板状などの材料から必要な形状の製品を抜き
収る打抜き加工の方法又は装ＷＩ＋＝関する。

更に詳しくは脆性材料などの鑓打仮き加工性材料を美麗
な切口面に打抜くための方法又は装置に関する。

〔従来の技術〕

打抜き加工は、ルータ加工、ドリル加工等の機械加工に
比べて、作業が簡便、且つ加工時間が矩いなどの利点か
ら、比較的薄いＶ−）から所望形状の素材を大量に効率
よく抜き取る場合（；用いられる。

しかし、塑性せん断によって材料が分離する機構のため
、良好に打抜くには被加工材に十分な延性があることが
必要であり、脆性な硬質材料の場合、打抜き面にクラッ
ク、或いは割れが発生するなどの欠点がある。

この問題を改良する手段として、仮加工材を加熱して十
分な延性を与えて打浅く方法が檀々、研究されている。

例えば、ポンチを加熱し、ポンチと被加工材を接触させ
その際の熱伝達（二より、被加工材のポンチ周辺を軟化
させて打抜く加熱ポンチ打抜き法やポンチに微振動を与
え、被加工材のポンチ周辺にせん断熱を発生させて打抜
く振動打抜き法等が検討されているが、未だ技術的にも
経済的Ｃ：も完全に満足できるものに至っていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

特開昭７７−１０コ３１０Ｉ＝記載されている、被加工
材を上下のポンチで拘束した状態で、微小振動を上下の
ポンチＣ二繰り返し与え、被加工材の割れを抑えつつ、
せん断加工領域なせん断発熱させて打抜く微動仕上げ抜
き法は、振動機構、機能を備えた特殊専用プレス、金型
が必要であり、装置が複雑なのＣ：加えて製品形状が、
丸、四角等の単純形状に限定される欠点を有する。

一方、加熱ポンチ打抜き法に関しては、ポンチだけを加
熱するため、熱膨張冒二よるポンチの寸法変化により、
加熱条件によってポンチとダイスのクリアランスが変わ
り、クリアランス精度の保持が難しく、加熱ムラが生じ
ると金型がかじりやすい欠点を有する。

父、加熱ポンチからの外部熱伝達（：よって被加工材の
軟化を図るため、加熱効果を十分Ｃ二発揮させて打抜く
には、打抜き速度を遅くする必要があり、生産性に劣る
欠点も有する。

本発明の目的は、従来公知の打抜き法とは全く異なる加
熱方法をもって、上記欠点を解決し、従来打抜き加工が
不適とされてきた難加工材料が美麗な切口面（二効率よ
く打抜ける技術的にも経済的１：も優れた打抜き方法又
は装置を提供するにある。

〔課題を解決するための手段、及び作用〕本発明者らは
、従来の加熱打抜き装置の欠点を克服すべく鋭意検討し
た結果、打抜きＣ：あたり、被加工材のせん曲加工領域
を局部的（二高周波誘べ加熱する方法又は装置が、技術
的１：も経済的にも優れることを見出し１本発明Ｃ＝至
った。

即ち、本発明は、打抜き金型を高周波発を器の上下゛電
極として構成せしめ、打抜きにあたり、金型内で被加工
材のせん曲加工領域を（局部的に）高周波誘電加熱して
、（瞬時に被加工材のせん断線（＝沿う局所的な材料変
形能を向上させて）打抜くことを特徴とするものである
。

被加工材のせん曲加工領域の加熱（＝高周波誘電加熱を
用いるのは、高周波誘電加熱に、熱放射や熱伝導による
物質の外部からの加熱と異り、熱伝導に関係なく高周波
磁力に比例して急速に加熱できること、高周波電界をか
けた部分のみ発熱すること、物質自体が発熱するため内
外部共均−に加熱できることなどの特徴があり、熱伝導
率の小さい合成樹脂シート、無機ガラスなどを局所的（
：、且つ短時間（二均−加熱するの（二優れるからであ
る。

打抜きにあたり、被加工材のせん曲加工領域だけを局部
加熱するのは１局部烏周肢電界をかけることにより、熱
の局部集中ができ、均一加熱されやすいこと、熱的要因
によって発生する打抜き製品の変形１反りが少ないこと
、打抜き製品の寸法安定性がよいことからである。

本発明（二用いられる打抜き金型は、被加工材のせん曲
加工領域を局部高周波誘電加熱できる構造であれば何ら
制限を受けないが、型構造が簡単、且つ安価である点か
らナイフ刃からなる突切り型などが好ましい。更に好ま
しい打抜き金型は、片側に刃のついたスチールルールな
切断輪郭Ｃ二合わせて曲げて、これを積層強化木（二は
めた型、いわゆるビック型と称するナイフ刃型などであ
る。

ナイフ刃を高周波発振器の上部電極として、被加工材を
のせる下敷き部分を下部゛（極として構成せしめること
により、ナイフ刃部分、部ち被加工材のせん曲加工領域
だけに局部高周波電界をかけることができ、本発明の被
加工材のせん曲加工領域を局部高周波誘電加熱すること
が容易爲達成できる。

本発明に用いられる被加工材は、　＃ｓ４ａ質であれば
何でもよく、例えば合成樹脂では、メタクリル樹脂（Ｐ
ＭＭ人）、ポリカーボネート（ｐｃ）　、塩化ビニル（
ＰＶＣ）、ポリエステル（ＰＥＴ）、ポリオ＋（／／　
チレｙ（ＰＯＭ）　、ナイａ　ｙ　（Ｎｙ、＜、ＮＹ６
６など）、フェノール樹脂など挙げられるが、ポリエチ
レンやポリプロピレンなどの本来的に極性基をもたず、
それ自体高周波誘鑞加熱できないポリオレフィンなどで
も、あらかじめ極性分子を分散させたものであればよい
。

父、カーボンのような伝導電子が混合された非誘電性の
合成樹脂は、誘電損による発熱でなく。

伝導電流によるオーム損によって発熱するが、この梅の
合成樹脂も通用可能である。

無機ガラスでは、誘電率の大きい高鉛ガラス。

ソーダ石灰ガラスなどが良好に用いられる。

父、誘電体損失の小さい無機ガラスでも合成樹脂と同様
に極性分子、伝導゛磁子を癌加して用いることも可能で
ある。

打抜きの際の被加工材の加熱温度に、被加工材の種類と
その打抜き特性、せん断分離特性によって異るが、非結
晶性材料は、大体その軟化温度。

ガラス転移温度近傍に設定するとよい。

例えば、合成Ｉ脂であるＰへ１〜１１１．９０〜／２０
℃の範囲に無機ガラスであるソーダ石灰ガラスは！θθ
〜≦！θ℃の範囲Ｃ二加熱するとよい。

加熱温度が尚過ぎると材料が柔くなり過ぎ、せん断切り
口面のだれが大きくなり、きわめて悪い切り口面となる
。

被加工材Ｃ二印加する高周波電界強度は、加熱時間を短
節する観点から、被加工材の絶縁破壊電圧を越えない範
囲で大きい方が望ましい。

高周波誘電加熱の場合、被加熱物に投入される成力、即
ち被加熱物内に生じる誘嘔体損失は、被加熱物に与える
高周波電界の周波数をｆ（ｃ／ｓ）、磁界強匣をＥ（Ｖ
Ａｎ）、被加熱物の体積なΩ（−）、比誘電率なｅｒ、
誘導体力率を−４とすれば、それらの慣、（！／り）　
ｘ　ｉ　ｏ”０１Ｍ”ｇｒ、ｔｍａ　で表わされ。

この内ε「、−δは周波数ｆ（＝よって値が異る場合が
多いので、打抜さの除、被加工材を効率よく加熱するは
、電界強度もさることながら被加工材の誘電特性と周波
数との関係を最適（；合せることが重要である。

本発明にいう打抜き加工とは、板状、＠状または棒状な
どの材料（＝、所要の断面に於いて主としてせん断応力
を発生させ、所望の寸法、形状に材料を切断し１分離す
る加工法を総称する。

本発明にいう高周波誘電加熱とは、／　Ｍｌ（ｚ〜７０
００　ＭＨｚの周波数を使った誘電加熱な総称する。

いわゆるマイクロ波誘電加熱も含むものとする。

つぎに第７．２図の例（−よって本発明の詳細な説明す
る。

第１図はナイフ刃打抜き金型の例であり、１ａはプレス
上盤、２ａはナイフ刃（上磁極）。

３は被加工材、４は当て板でナイフ刃先端保護用、被加
工材の加熱温度（二よって、例えば、非ｆｆＩＪｔ４Ｘ
性のテフロン樹脂板、セラミックス等の電気的絶縁材料
が用いられる。５は下敷き板（下電極）、ｌｂはプレス
下盤、６は高周波発振器である。

第２図は後刃打抜き金型の例であり、 Ａはポンチ（上電極）、Ｂは材料押えで、硬質の非誘屯
性の電気的絶縁材料が用いられる。

Ｃは被加工材、Ｄはダイス（下電極）　、１”は高周波
発振器である。

〔実施例〕

実施例／ 直径３θ−の穴が打抜けるナイフ刃型２ａを用い、周波
敗りθＭＨｚ、出力Ｊ　ＫＷの高周波発振器６の下電極
をナイフ刃２ａに、下電極を下敷き板５に構成せしめ、
板厚／鴫のメタクリル樹脂板３（旭化成工業製、商標プ
ラグラス人）のせん断加工領域を約／θθＣｉ二高周波
誘鑵加熱した後、せん断速度／θｉで打抜いた。約７秒
で加熱でき、製品は割れず（：約５ｏｏＫ４の低荷重で
打抜けた。

そのせん断切り口面は非常に美麗であった。

実施例コ 板厚／−の普通ソーダ石灰ガラスを電気炉でダθθＣ（
＝予熱した後、実施例／と同様の装置を用いて、せん断
加工領域を約５！θＣに高周波誘電加熱して打抜いた。

製品は割れず（二打抜け、そのせん断切り口面は非常に
美麗であった。

比較例／ 第２図の一部を使用して比較例を説明する。直径３０−
の穴が打抜ける後刃（ポンチとダイス）金型のポンチＡ
をヒーターで１２０℃に加熱し、板厚ｌ■のメタクリル
樹脂板Ｃ（庖化成工業製、曲標プラグラスＡ）を該ポン
チに約１分接触させた後、せん断速度２ｉで打抜いた。

製品は割れずに打抜けたが、七のせん断切り口面はあら
く、悪かった。

実施例３ 比較例１と同様の後刃俊型人を用い１周波数グθＭＨ！
、出力３ＫＷの高周波発掘器Ｆの下電極をポンチＡＣ：
、下電極をダイスＤに構成せしめ、板厚／■のメタクリ
ル樹脂板Ｃ（旭化成工業製、曲標プラグラスＡ）のせん
断加工領域を約／θＯ℃に高周波誘電加熱した後、せん
断速度／θ勢偏で打抜いた。実施例／と同様に約ｌ抄で
加熱でき。

製品のせん断切り口面は非常（二美麗であった。

〔発明の効果〕

これまで、脆性材料などの難打抜き加工材料を美麗な切
口面に打抜く方法の開発が急がれていたが、本発明は、
従来の打抜き法と全く異る新規な加熱打抜き法又は装置
によってこれに応えるものである。

従来、脆性材料のためルータ加工等の特殊な機械加工Ｃ
二よってのみ、所望の製品形状が得られていたメタクリ
ル樹脂製品等が、経済的な打抜き法１：よって得られる
。

【図面の簡単な説明】

第／、２図は本発明の例である。 弗７図はナイフ刃打抜き金型であり、 １ａはプレス上盤、２ａはナイフ刃（上電極）、３は被
加工材、４μ当て板でナイフ刃先端保護用、被加工材の
加熱温度によって、例えば、非誘電性のテフロン樹脂板
、セラミックス等の゛電気的絶縁材料が用いられる。５
は下敷き板（下電極）、ｌｂはプレス下盤、６は高周波
発振器である。 第２図は後刃打抜き金型であり。 人はポンチ（上電極）、Ｂは材料押えで、硬質の非誘電
性の電気的絶縁材料が用いられる。 Ｃは被加工材、Ｄｈダイス（下電極）、Ｆは高周波発振
器である。 特許出願人　旭化成工朶株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 打抜き金型を高周波発振器の上下電極として構成せしめ
   、金型内で被加工材のせん断加工領域を高周波誘電加熱
   して打抜く装置