JPH08132396A - 柔軟シート部材の打ち抜き方法、および柔軟シート部材打ち抜き装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】比較的簡単な構成で、柔軟性シート材の成形精
度を高める。 【構成】シート受け面１０ａに柔軟シート部材Ｓを面着
させたうえで、振動機ート受け面１０ａとのうちの少な
くとも一方を微細振動させ、そのうえで、筒体２をその
切断刃側からシート受け面１０ａに押し付けることで、
柔軟シート部材Ｓを筒体２の内周形状に打ち抜く柔軟シ
ート部材の打ち抜き方法、および柔軟シート部材の打ち
抜き装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミックスシートと
いった柔軟シート部材を所定形状に打ち抜く方法、およ
び打ち抜き装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、セラミックスシートといった
柔軟シート部材から所定形状を打ち抜く方法は、図３に
示すプレス装置５０を用いた方法が一般的であった。こ
のプレス装置５０は、下臼５１上に配置されたセラミッ
クスシートＳの上から上杵５２を圧し下げてセラミック
スシートＳをせん断することで、円形・矩形等の所定形
状のセラミックスユニットＵを打ち抜いていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな打ち抜き方法には、次のような問題があった。すな
わち、プレス装置５０には、その構造上、下臼５１と上
杵５２との間に若干のクリアランス（隙間）Ｃを必要し
ており、このクリアランスＣにおいてセラミックスシー
トＳをその厚み方向にある程度引き裂くことで所定形状
のセラミックスユニットＵを打ち抜くようになってい
る。そのため、厚みの薄いセラミックスシートＳでなら
それほど問題はないものの、比較的厚みの厚いセラミッ
クスシート（厚み１ｍｍ以上）Ｓから打ち抜く場合に
は、打ち抜いたユニットＵの端縁に図に示すバリ（かえ
り）Ｂ，だれＤが発生したり、ユニットＵの周面にタン
グ（引き裂き傷）Ｔが発生したりして、必ずしも成形精
度が良好とはいえなかった。

【０００４】このような成形傷は成形後のユニットＵの
割れ，欠け等の外観不良に繋がり、また、ユニットＵの
電気諸特性にも悪影響を及ぼすため、そのまま放置でき
るものではなかった。

【０００５】そのため、従来では、このようなバリＢ、
だれＤ、タングＴを除去するために、打ち抜いたユニッ
トＵに研磨等の修正工程を施す必要があり、その作業に
非常に手間がかかっていた。

【０００６】また、厚みの厚いセラミックスシートＳか
らユニットＵを打ち抜く場合に、打ち抜いたユニットＵ
の周面に上記問題が生じるとともにユニット周面が鼓型
に変形するという問題もあった。

【０００７】また、下臼５１と上杵５２との間に形成し
たクリアランスＣにおいてセラミックスシートＳをある
程度引き裂く構造上、上杵５２に多大な力を加える必要
があり、そのために、上杵５２の移動機構、延いては設
備全体が大型化するとともに重くなるという問題もあっ
た。

【０００８】したがって、本発明においては、比較的簡
単な構成で、柔軟性シート材の成形精度を高めることを
目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の第１の発明である柔軟シート部材打
ち抜き方法は、端縁に外周側に逃げ面を有する切断刃が
全周にわたって設けられた筒体を用意し、シート受け面
に柔軟シート部材を面着させうえで、当該シート受け面
と前記筒体とのうちの少なくとも一方に、垂線方向ない
し軸方向に沿った微細振動を加えながら、前記筒体を切
断刃側から柔軟シート部材に押し付けることで、柔軟シ
ート部材を筒体内周形状に打ち抜くことに特徴を有して
いる。

【００１０】また、第２の発明である柔軟シート部材打
ち抜き装置は、柔軟シート部材の配置面と平行なシート
受け面を有して、当該配置面に近接配置される支持体
と、前記配置面を挟んで前記支持体と軸方向に対向配置
されるとともに、その対向端縁の全周に外周側に逃げ面
を有する切断刃が設けられた筒体と、前記支持体と前記
筒体とのうちの少なくとも一方を前記配置面に向かって
微細振動させる振動機構と、前記筒体を前記シート受け
面に向けて移動させる移動機構とを備えることに特徴を
有している。

【００１１】

【作用】第１、第２の発明によれば、シート受け面に筒
体を押し付ければ、間に挟まれた柔軟シート部材は切断
刃によって筒体内周形状に沿って切り取られることにな
る。このとき、シート受け面と筒体とのうちの少なくと
も一方は垂線方向ないし軸方向に沿った微細振動してい
るので、切断刃先端は柔軟シート部材内に入り込みやす
くなっている。そのため、筒体をシート受け面側に押し
付けれる力が小さくても、柔軟シート部材を確実に打ち
抜くことができる。

【００１２】また、第２の発明において、前記切断刃を
囲んで設けられ、かつ前記配置面と平行なシート押圧面
を有する押圧体と、前記押圧体を前記シート受け面側に
付勢する付勢体とを備えておれば、打ち抜かれたユニッ
トの周囲にある残存シート部材だけが押圧体によって支
持されて付勢体によってシート受け面側に付勢されるの
で、残存シート部材は打ち抜かれたユニットとは分離し
てシート受け面側に移動しやすくなる。

【００１３】さらには、残存シート部材から分離した打
ち抜きユニットは、筒体内部側に移動することになる。
ここで、対向端縁以外の内周形状が対向端縁の内周形状
より大きくなっていれば、シート部材から打ち抜かれて
筒体内部に移動してきたユニットと筒体内周面との間に
隙間が形成されることになるので、ユニットを筒体から
取り出しやすくなる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図１は、本発明の第１実施例のセラミック
スシート打ち抜き装置の構成を示す一部切欠正面図であ
る。

【００１５】このセラミックスシート打ち抜き装置１
は、金属等からなる筒体２を備えている。筒体２はセラ
ミックスシートＳの配置面Ａの下方に設けられており、
その軸心を配置面Ａに対して直交させて配置されてい
る。筒体２の配置面Ａ側端縁には、全周にわたって切断
刃３が形成されている。切断刃３は筒体外周側に逃げ面
３ａを有して構成されている。また、筒体２の内周面形
状は段部状となっている。すなわち、筒体２の切断刃３
側の内周部４は、打ち抜くセラミックスユニットＵと同
等の形状を有しているものの、筒体２の切断刃側内周部
４以外の内周部５は、切断刃側内周部４より大きく（大
径に）なっており、両内周部４，５の間には筒体２の径
方向に沿った段部６が形成されている。

【００１６】このように構成された筒体２は移動機構７
によって配置面Ａに対して昇降されるようになってい
る。この移動機構７は、比較的軽量である筒体２を昇降
させればよく、さらには、柔軟性に富んでいるセラミッ
クスシートＳ内に切断刃３の先端を切り込ませるだけの
力を筒体２に与えればよい。そのため、移動機構７は比
較的簡単な構造で小型化されている。

【００１７】また、配置面Ａの下方間近には、筒体２を
囲んで環状の押圧体８が設けられている。押圧体８は、
その上面が配置面Ａと平行になっており、この上面がシ
ート押圧面８ａとなっている。そして、押圧体８はスプ
リング体９によって下方から支えられている。

【００１８】一方、筒体２の上方には支持体１０が設け
られている。支持体１０は配置面Ａを間にして筒体２と
対向配置されている。そして、支持体１０の底面は配置
面Ａと平行になっており、この底面がシート受け面１０
ａとなっている。シート受け面１０ａとシート押圧面８
ａとの間の間隔は、セラミックスシートＳの厚みとほぼ
同じに設定されている。

【００１９】このように構成された支持体１０は、超音
波振動機構１１によって、シート受け面１０ａの垂線方
向にに沿って微小振動（超音波振動）されるようになっ
ている。超音波振動機構１１としては、圧電振動子を用
いたものや、空気ジェット、さらにはパワートランジス
タを用いたものなと種々のものを採用することができ
る。

【００２０】さらに、押圧体８の配置面Ａ外側それぞれ
に、シート送り機構１２が設けられている。シート送り
機構１２は、配置面Ａを挟んで対向配置された送りロー
ラ１２ａを備えている。これら送りローラ１２ａは図示
しない回転駆動部によって図中矢印方向に一定のピッチ
で回転されるようになっており、このようにして回転さ
れる送りローラ１２ａによって配置面Ａ上のセラミック
スシートＳは図中、右方向に搬送されるようになってい
る。

【００２１】次に、このセラミックスシート打ち抜き装
置１によるセラミックスシートＳの打ち抜き方法を説明
する。

【００２２】まず、筒体２を下方の待機位置まで下降さ
せた状態でシート送り機構１２を駆動して、配置面Ａ上
にセラミックスシートＳを搬入する。搬入されたセラミ
ックスシートＳは、シート受け面１０ａとシート押圧面
８ａとの間に挟み込まれることになる。さらには、この
とき、超音波振動機構１１を駆動して支持体１０に超音
波振動を付与しておく。セラミックスシートＳが搬入さ
れたのち、移動機構７を駆動して筒体２を上昇させる。
筒体２が上昇すると、切断刃３がセラミックスシートＳ
をシート受け面１０ａ側に押圧するので、切断刃３の刃
先がセラミックスシートＳ内に食い込んでいくことにな
る。このとき、支持体１０は超音波振動機構１１から垂
線方向に沿った微細な振動を付与されているので、移動
機構７は多大な力を筒体２に加えなくとも、切断刃３は
セラミックスシートＳに食い込んでいくことになる。そ
のため、移動機構７は、前述した以上に、構造の簡単化
と小型化が可能となっている。

【００２３】具体的には、本実施例のセラミックシート
打ち抜き装置１において超音波振動機構１１を備えない
ものと、超音波振動機構１１を備えたものとでは、超音
波振動機構１１を備えるものの方が、備えないものに比
べて約１／３の筒体押圧力でもって同等のセラミックシ
ート切断能力を有している。

【００２４】そして、切断刃３の刃先がシート受け面１
０ａに達するとセラミックスシートＳは筒体２の内周形
状に打ち抜かれる。このとき、切断刃３は、その逃げ面
３ａが筒体外周側に形成されており、刃先を連ねた形状
は内周部４の内周形状と同一になっている。そのため、
セラミックスシートＳは内周部４の形状に沿って打ち抜
かれることになる。また、このとき、切断刃３は、セラ
ミックスシートＳに対して食い込むようにしてシート内
に入り込むので、打ち抜いたユニットＵとセラミックス
シートＳとを引き裂くような力がほどんど生じない。そ
のため、ユニットＵの周面は、傷（バリ、だれ、タング
等）が生じず、内周部４の形状に合致した滑らかな面と
なる。

【００２５】また、このとき、打ち抜かれるユニットＵ
の周囲のセラミックスシートＳは、押圧体８のシート押
圧面８ａを介してスプリング体９によって上側に付勢さ
れることになる。そのため、ユニットＵが打ち抜かれる
と、ユニットＵを除いた周囲のセラミックスシートＳだ
けが、シート押圧面８ａから付勢力を受けることにな
る。したがって、スプリング体９の付勢力は、打ち抜か
れたユニットＵとセラミックスシートＳとを分離するよ
うに働き、ユニットＵは確実にセラミックスシートＳか
ら分離されることになる。

【００２６】ところで、セラミックスシートＳの場合、
厚みが１ｍｍ以上と厚くなると、従来のようなプレス装
置で押し切りすると成形精度が低くなり、特に、厚みが
２ｍｍ以上になると、プレス装置ではセラミックスユニ
ットＵの変形が著しかったが、このセラミックシート打
ち抜き装置１では、２ｍｍ以上の厚みのあるセラミック
シートＳであっても、成形精度よく、セラミックスユニ
ットＵを形成できる。

【００２７】打ち抜かれたユニットＵはシート受け面１
０ａによって押し込まれて、最後には筒体２の内周部５
へと入り込むことになる。内周部５は、打ち抜き形状と
同一形状である内周部４より形状が大きいために、ユニ
ットＵと内周部５との間に隙間が形成されることにな
る。そのため、内周部５に入り込んだユニットＵを取り
出す作業はやりやすくなる。

【００２８】上記のようなユニットＵの打ち抜き作業の
一工程が終了すると、一旦、筒体２を待機位置まで下降
させたうえで、シート送り機構１２を駆動することで、
セラミックスシートＳを１ピッチ分だけ搬送したのち、
再度、上述したセラミックスユニットＵ打ち抜き作業を
行う。このような打ち抜き作業とシート送り操作を交互
に行うことで、セラミックシートＳを連続して打ち抜く
ことができる。

【００２９】なお、このセラミックスシート打ち抜き装
置１では、ユニットＵを打ち抜くたびに、切断刃３はシ
ート受け面１０ａに当接するので、切断刃３の摩耗が激
しく、切断刃３の交換を頻繁にしなければならなくなる
ことが考えられる。しかしながら、切断刃３によって切
断されるのが柔軟性に富むセラミックスシートＳである
ので、鋭利な刃先でなくとも十分切断することができ
る。そのため、切断刃３の刃先を、多少とも面形状にす
るといったように比較的非鋭利な状態に加工しておけ
ば、切断刃３を頻繁に交換する必要もなくなる。さらに
は、シート受け面１０ａにゴム等の弾性体を貼着してお
けば、さらに切断刃３の摩耗を抑えることができる。

【００３０】ところで、実際にセラミックスシートＳを
打ち抜く場合におけるセラミックスシート打ち抜き装置
１の仕様例は次のようになっている。すなわち、シート
幅５０ｍｍ、厚み２．５ｍｍのセラミックシートＳから
直径１４ｍｍの円形セラミックスユニットＵを打ち抜き
形成する場合には、炭素工具鋼（ＳＫＤ１１等）からな
り、切断刃３部分の筒体２を焼き入れした筒体２を用い
る。そして、切断刃３の逃げ角を１５°程度とするとと
もに、刃先の厚みを０．０２ｍｍ程度にし（すなわち、
刃先を０．０２ｍｍ幅程度の面形状にする）、さらに
は、段部６の幅を０．１ｍｍ程度にする。一方、超音波
振動機構１１は５００Ｗ、１８ｋＨｚの超音波を発生さ
せて支持体１０に与える。このような仕様にすれば、上
記寸法のセラミックシートＳを１ｋｇｆ以下の押圧力で
支障なく打ち抜くことができる。

【００３１】また、このセラミックスシート打ち抜き装
置１では、筒体２の内部に筒体２の径方向に沿った段部
６を設けて内周部４と内周部５とを形状的に繋げている
が、この他、段部６を傾斜面にしてもよく、さらには、
段部６を設けることなく、内周部４の内径を連続的に変
化させることで、内周部４と内周部５とを形状的に繋げ
るようにしてもよい。要は、内周部５の大きさが内周部
４の大きさより大きければよいのである。

【００３２】さらには、本実施例のセラミックシート打
ち抜き装置１では、超音波振動機構１１によって支持体
１０を振動させていたが、この超音波振動機構１１によ
って筒体２を振動させるようにしても、さらには、支持
体１０と筒体２との両方を振動されるようにしても、同
様の効果を得ることができるのはいうまでもない。

【００３３】次に、本発明の第２実施例のセラミックス
シート打ち抜き装置を図２を基にして説明する。このセ
ラミックス打ち抜き装置２０の基本的な構成は第１実施
例と同様であり、図中、同一ないし同様の部分には、同
一の符号を付し、それらについての詳細な説明は省略す
る。

【００３４】このセラミックスシート打ち抜き装置２０
は、幅広のセラミックシートＳからその幅に応じた複数
個のセラミックスＵを同時に打ち抜くことで、打ち抜き
効率を高めたものであり、そのために次のような特徴的
構成を備えている。すなわち、筒体２１をセラミックス
シートＳの幅に応じて複数個並列配置する一方、支持体
２２の長さを広幅のセラミックスシートＳの全幅と同等
にしている。そして、各筒体２１を連結板２３によって
一体化するとともに、一体化した筒体２１を連結板２３
を介して移動機構７によって昇降するようになってい
る。各筒体２１の内部形状は図示しないが、第１実施例
の筒体２と同様、小径の内周部４と大径の内周部５とを
段部６で連結した段形状となっている。

【００３５】また、連結板２３の下方にはセラミックス
シートＳと同幅のベルトコンベア２４を設ける一方、連
結板２３には、その筒体下方位置にユニット挿通孔（図
示省略）が形成されていてる。なお、図２では、説明の
都合上、シート送り機構１２、押圧体８、およびスプリ
ング体９を図示省略しているが、このセラミックスシー
ト打ち抜き装置２０がシート送り機構１２、押圧体８、
およびスプリング体９を備えているのはいうまでもな
い。

【００３６】次に、このセラミックスシート打ち抜き装
置２０を用いたセラミックスシート打ち抜き方法を説明
する。

【００３７】まず、筒体２１を下方の待機位置まで下降
させた状態でシート送り機構１２を駆動して、配置面Ａ
上にセラミックスシートＳを搬入する。搬入されたセラ
ミックスシートＳは、シート受け面２２ａとシート押圧
面（図示省略）との間に挟み込まれることになる。ま
た、このとき、支持体２２に超音波振動機構１１からそ
の垂線方向に沿った超音波振動を付与しておく。セラミ
ックスシートＳが搬入されたのち、移動機構７を駆動し
て各筒体２１を上昇させる。筒体２１が上昇すると、各
筒体２１の切断刃３がセラミックスシートＳ内に食い込
んでいくことになる。このとき、支持体２２は超音波振
動機構１１から垂線方向に沿った微細な振動を付与され
ているので、移動機構７は多大な力を筒体２に加えなく
とも、切断刃３はセラミックスシートＳに食い込んでい
くことになる。

【００３８】そして、切断刃３の刃先がシート受け面１
０ａに達するとセラミックスシートＳは筒体２の内周形
状に打ち抜かれる。各筒体２１の打ち抜き動作は第１実
施例と同様であるので、詳細な説明は省略する。ただ、
このセラミックスシート打ち抜き装置２０では、複数の
筒体２１によって一度に多数のセラミックスユニットＵ
を打ち抜くことができ、作業効率がよい。

【００３９】セラミックスシートＳから打ち抜かれたセ
ラミックスユニットＵは、内周部５側に移動したのち連
結板２３のユニット挿通孔を通ってコンベアベルト２４
上に落下する。

【００４０】上記のようなユニットＵの打ち抜き作業の
一工程が終了すると、一旦、筒体２を待機位置まで下降
させたうえで、シート送り機構１２を駆動することで、
セラミックスシートＳと、ベルトコンベア２４とを１ピ
ッチ分だけ搬送したのち、再度、上述したセラミックス
ユニットＵの打ち抜き作業を行う。このような打ち抜き
作業とシート送り操作を交互に行うことで、セラミック
シートＳを連続して打ち抜くことができる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明の第１、第２の発明
によれば、打ち抜き精度が高まり、打ち抜かれたユニッ
トにバリ、だれ、タング等の成形傷が形成されることが
なくなった。また、筒体に設けた切断刃によって柔軟シ
ート部材を切り込むうえに、筒体の切り込みに際して支
持体や筒体に微細振動を加えるので、打ち抜きに際し
て、筒体に与える力は小さくてもよくなった。そのた
め、移動機構、ひいては、装置全体を小型化、軽量化す
ることができた。

【００４２】また、第２の発明において、切断刃を囲ん
で設けられ、かつ配置面と平行なシート押圧面を有する
押圧体と、押圧体をシート受け面側に付勢する付勢体と
を備えておれば、付勢体の付勢力は押圧体を介して、打
ち抜かれたユニットと柔軟シート部材とを分離するよう
に働き、ユニットを確実にセラミックスシートＳから分
離することができるという効果が得られる。

【００４３】さらには、第２の発明において、筒体の対
向端縁以外の内周形状を、対向端縁内周形状より大きく
しておけば、ユニットの取り出し作業を行う筒体口径が
ユニットより大きくなる。そのため、打ち抜いたユニッ
トの取り出し作業を比較的簡単に行えるようになるとい
う効果も得られる。

【００４４】さらには、打ち抜く柔軟シート部材を交換
する、いわゆる色替えを行う場合であっても、柔軟シー
ト部材に直接接触する筒体だけを交換すればよいので、
色替え作業が簡単になるとともに、その作業時間も大幅
に短縮できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るセラミックシート打
ち抜き装置の構成を示す断面図である。

【図２】本発明の第２実施例のセラミックシート打ち抜
き装置の構成を示す断面図である。

【図３】本発明の従来例であるセラミックシート打ち抜
き装置の要部を示す断面図である。

【符号の説明】

２ 筒体 ３ 切断刃 ３ａ 逃げ面 ７ 移動機構 ４ 内周部 ５ 内周部 １０ 支持体 １０ａ シート受け面 Ａ 配置面 Ｓ セラミックスシート

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 端縁に外周側に逃げ面を有する切断刃が
   全周にわたって設けられた筒体を用意し、 シート受け面に柔軟シート部材を面着させうえで、当該
   シート受け面と前記筒体とのうちの少なくとも一方に、
   垂線方向ないし軸方向に沿った微細振動を加えながら、
   前記筒体を切断刃側から柔軟シート部材に押し付けるこ
   とで、柔軟シート部材を筒体内周形状に打ち抜くことを
   特徴とする柔軟シート部材の打ち抜き方法。
2. 【請求項２】 柔軟シート部材の配置面と平行なシート
   受け面を有して、当該配置面に近接配置される支持体
   と、 前記配置面を挟んで前記支持体と軸方向に対向配置され
   るとともに、その対向端縁の全周に外周側に逃げ面を有
   する切断刃が設けられた筒体と、 前記支持体と前記筒体とのうちの少なくとも一方を前記
   配置面に向かって微細振動させる振動機構と、 前記筒体を前記シート受け面に向けて移動させる移動機
   構とを備えることを特徴とする柔軟シート部材打ち抜き
   装置。
3. 【請求項３】 前記切断刃を囲んで設けられ、かつ前記
   配置面と平行なシート押圧面を有する押圧体と、 前記押圧体を前記シート受け面側に付勢する付勢体とを
   備えることを特徴とする請求項２記載の柔軟シート部材
   の打ち抜き装置。
4. 【請求項４】 前記振動機構は、前記支持体と前記筒体
   とのうちの少なくとも一方に超音波振動を与えるもので
   あることを特徴とする請求項２、または請求項３記載の
   柔軟シート部材打ち抜き装置。
5. 【請求項５】 前記筒体は、前記対向端縁以外の内周形
   状が対向端縁の内周形状より大きくなっていることを特
   徴とする請求項２、請求項３、または請求項４記載の柔
   軟シート部材打ち抜き装置。