高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置
【課題】安価な切断刃でもって、高強度繊維強化プラスチック板を極めて能率よく正確な外形に裁断する。
【解決手段】裁断装置は、高強度繊維強化プラスチック板１０を受け台１に載せてトムソン刃３で打ち抜き加工して裁断する。トムソン刃３は、炭素の含有量を０．５％〜０．７％とする板状の炭素鋼で、板状の炭素鋼を所定の形状に折曲又は湾曲加工して、刃先４のＨＲＣ硬度を６４以上とする状態に焼き入れして、刃先４の長手方向に直交する横断面形状の刃面傾斜角（α）を２５度よりも大きくて６０度よりも小さくしている。
【解決手段】裁断装置は、高強度繊維強化プラスチック板１０を受け台１に載せてトムソン刃３で打ち抜き加工して裁断する。トムソン刃３は、炭素の含有量を０．５％〜０．７％とする板状の炭素鋼で、板状の炭素鋼を所定の形状に折曲又は湾曲加工して、刃先４のＨＲＣ硬度を６４以上とする状態に焼き入れして、刃先４の長手方向に直交する横断面形状の刃面傾斜角（α）を２５度よりも大きくて６０度よりも小さくしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボン繊維又はケプラー繊維からなる高強度繊維を硬化したプラスチックに埋設している高強度繊維強化プラスチック板を所定の形状に裁断する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高強度繊維であるカーボン繊維を硬化したプラスチックに埋設しているカーボン繊維強化プラスチック板は、極めて強靭なカーボン繊維で補強されるので、強度の要求される用途、例えば航空宇宙用や特殊車両などに使用される。この高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置として、レーザービームを照射する装置が開発されている。（特許文献１及び２参照）
【０００３】
これ等の公報に記載されるレーザービームの裁断装置は、高強度繊維強化プラスチック板の裁断に極めて大きなエネルギーを消費すると共に、能率良く短時間に裁断できない。また、高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置として、ウォータージェットで裁断する装置も開発されているが、この裁断装置も消費エネルギーが大きく、また能率よく速やかに裁断できない。また、レーザービームやウォータージェットの裁断装置は、設備コストとランニングコストの両方が相当に高くなる欠点もある。
【０００４】
ところで、航空宇宙材料として使用される高強度繊維材料等を切断する装置は開発されている（特許文献３参照）。この裁断装置は、特殊な切断用カッターを使用して高強度繊維材料を切断する。この切断用カッターは、シャンク本体の先端に刃先部を接合している。刃先部は、厚さを先端へ向かうに従って漸次小さくしている。また、刃先部を、切刃を構成する超高硬度部と、切刃とシャンク本体とをつなぐ超硬合金部とを接合して一体に焼結成形させた複合体で形成して、刃先部の先端を、超高硬度部で形成している。超高硬度部と超硬合金部とからなる複合体は、ダイヤモンド等の高硬度粒子と結合材料として使用されるＴｉＮ、ＴｉＣ等の粒子とを混合し、これらを超高圧においてプレス成形し、また高温度において焼結することにより成形されたペレット状の超高硬度部と、タングステンカーバイト等により成形されたペレット状の超硬合金部とを、一体に焼結成形して所定形状に加工したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２４７２０６号公報
【特許文献２】特開２０１１−５６５８３号公報
【特許文献３】特開平４−６９１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献３に記載される装置は、特殊な切断用カッターで高強度繊維材料を裁断するので、レーザービームやウォータージェットに比較して能率よく裁断できる。しかしながら、この裁断装置は、切断用カッターを往復運動させながら前進させて高強度繊維材料を切断するので、一回の往復運動で高強度繊維強化プラスチック板を所定の形状に裁断できない。このため、能率よく高強度繊維強化プラスチック板を特定の外形に打ち抜き加工でいない。とくに、切断用カッターが、刃先の超高硬度部を超硬合金部でシャンク本体に接合して一体に焼結成形させた複合体とするので、切断用カッターを複雑に湾曲する形状には加工できず、また、切断用カッターが極めて高価になる欠点がある。
【０００７】
本発明は、さらに以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、極めて安価な切断刃を使用しながら、高強度繊維強化プラスチック板を一回の往復運動で所定の外形に打ち抜き加工することで、極めて能率よく正確な外形に裁断でき、しかも、切断刃のコストを著しく低減しながら安価に製作できる高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００８】
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、硬化したプラスチックにカーボン繊維又はケプラー繊維からなる高強度繊維を埋設してなる高強度繊維強化プラスチック板１０を裁断する裁断面２を上面に有する受け台１と、この受け台１の裁断面２に向かって移動して、裁断面２に配置している高強度繊維強化プラスチック板１０を、被裁断物１１の裁断縁１１Ａに沿って所定の長さの非直線状に打ち抜きする刃先４を有するトムソン刃３と、このトムソン刃３を往復運動させる刃物駆動機構５とを備えている。トムソン刃３は、炭素の含有量を０．５％〜０．７％とする板状の炭素鋼で、板状の炭素鋼を所定の形状に折曲又は湾曲加工して、刃先４のＨＲＣ硬度を６４以上とする状態に焼き入れし、かつ、刃先４の長手方向に直交する横断面形状の刃面傾斜角（α）を２５度よりも大きくして６０度よりも小さくしている。両面裁断装置は、トムソン刃３を刃物駆動機構５で往復運動させて、受け台１の裁断面２に配置している高強度繊維強化プラスチック板１０を受け台１とトムソン刃３で挟んで被裁断物１１の裁断縁１１Ａに沿って打ち抜きして裁断する。
ただし、本明細書において、「刃面傾斜角（α）」は、刃先部の対向する両面がなす角度を意味するものとする。
【０００９】
以上の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、極めて安価な切断刃を使用しながら、高強度繊維強化プラスチック板を一回の往復運動で所定の外形に打ち抜きして、極めて能率よく正確な外形に裁断でき、しかも、切断刃のコストを著しく低減しながら安価に製作できる特徴がある。それは、以上の裁断装置が、独特の構造のトムソン刃で高強度繊維強化プラスチック板を裁断するからである。以上のトムソン刃は、炭素の含有量を０．５％〜０．７％とする板状の炭素鋼を使用して、種々の外形の被裁断物の裁断縁に沿う形状に折曲又は湾曲すると共に、刃先４の長手方向に直交する横断面形状の刃先角度が２５度よりも大きく６０度よりも小さくなるように加工して、刃先４のＨＲＣ硬度を６４以上とするように焼き入れして製作されるので、極めて安価な材料を使用して、種々の被裁断物の裁断縁に沿う形状に加工できる。
【００１０】
以上の独特のトムソン刃は、厚さを２ｍｍとするカーボン繊維強化プラスチック板を２００枚も打ち抜き加工しても、刃先の損傷がなく、さらに打ち抜き加工が可能な状態となる。
【００１１】
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、トムソン刃３が、刃先４のＨＲＣ硬度を６５以上とすることができる。
以上の裁断装置は、トムソン刃の刃先のＨＲＣ硬度を６５以上とするので、刃先の硬度がより高くて長寿命にできる。
【００１２】
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、トムソン刃３の刃先部を、刃先４に向かって刃面傾斜角（α）を次第に大きくする形状とすることができる。このトムソン刃３は、刃先４の刃面傾斜角（α）が小さくなって切れ込みが良く、刃先４が高強度繊維強化プラスチック板１０に挿入されるにしたがって、刃面傾斜角（α）が次第に小さくなってスムーズに割れ目１４に挿入される。このため、高強度繊維強化プラスチック板１０をより効果的に裁断できる特徴が実現される。
【００１３】
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、トムソン刃３の刃面傾斜角（α）を３０度よりも大きくすることができ、刃先４のＨＲＣ硬度を６５以上とすることができる。
【００１４】
さらに、本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、トムソン刃３を片刃とすることができる。
以上の裁断装置は、一方の刃面を垂直面として他方を傾斜面とするので、垂直面側の切断縁を綺麗に打ち抜きして裁断できる。
【００１５】
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、トムソン刃３の刃先４と受け台１の裁断面２とを三次元に位置する立体曲面に沿う形状として、立体曲面に成形している高強度繊維強化プラスチック板１０を裁断することができる。
以上の裁断装置は、トムソン刃の刃先と受け台の裁断面とを立体曲面としているので、立体曲面に成形している高強度繊維強化プラスチック板を、裁断縁を立体曲面とする被裁断物として綺麗に能率よく打ち抜き加工できる。
【００１６】
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、高強度繊維強化プラスチック板１０に埋設している高強度繊維をカーボン繊維とすることができる。
以上の裁断装置は、高強度繊維をカーボン繊維とするカーボン繊維強化プラスチック板を能率よく打ち抜き加工して所定の形状の被裁断物に裁断できる。
【００１７】
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、高強度繊維強化プラスチック板１０に埋設している高強度繊維をケプラー繊維とすることができる。
以上の裁断装置は、高強度繊維をケプラー繊維とするケプラー繊維強化プラスチック板を能率よく打ち抜き加工して所定の形状の被裁断物に裁断できる。
【００１８】
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、高強度繊維強化プラスチック板１０のプラスチックをエポキシ樹脂とすることができる。
以上の裁断装置は、高強度繊維を埋設するプラスチックを硬化したエポキシ樹脂とする高強度繊維強化プラスチック板を能率よく打ち抜き加工して所定の形状の被裁断物に裁断できる。
【００１９】
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、トムソン刃３の厚さを、１ｍｍよりも厚くて、１０ｍｍよりも薄い板状炭素鋼とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例にかかる高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置の概略斜視図である。
【図２】トムソン刃の一例を示す垂直断面図である。
【図３】トムソン刃の他の一例を示す垂直断面図である。
【図４】トムソン刃の他の一例を示す垂直断面図である。
【図５】トムソン刃の他の一例を示す垂直断面図である。
【図６】トムソン刃の他の一例を示す拡大断面図である。
【図７】トムソン刃の他の一例を示す拡大断面図である。
【図８】本発明の実施例にかかる裁断装置のトムソン刃が高強度繊維強化プラスチック板を裁断する状態を示す拡大断面図である。
【図９】従来のトムソン刃の一例を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置を例示するものであって、本発明は裁断装置を以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２２】
本発明の裁断装置は、硬化したプラスチックにカーボン繊維又はケプラー繊維からなる高強度繊維を埋設してなる高強度繊維強化プラスチック板を裁断する。本発明の裁断装置は、カーボン繊維強化プラスチック板又はケプラー繊維強化プラスチック板の何れかをトムソン刃で打ち抜き加工して裁断する。本発明の裁断装置は、カーボン繊維やケプラー繊維を、エポキシ樹脂やフェノール樹脂などの硬化したプラスチックに埋設している高強度繊維強化プラスチック板を裁断する。本発明の裁断装置は、プラスチックが未硬化状態にあって、プラスチックを硬化して高強度繊維強化プラスチック板となる高強度繊維強化プラスチック板のプリプレグを裁断する装置ではなく、複数のプリプレグを積層して、プラスチックを硬化させてなる高強度繊維強化プラスチック板を裁断する装置である。
【００２３】
図１の裁断装置は、高強度繊維強化プラスチック板１０を載せてトムソン刃３で裁断する裁断面２を上面に有する受け台１と、この受け台１の裁断面２に向かって移動して、裁断面２に配置している高強度繊維強化プラスチック板１０を、被裁断物１１の裁断縁１１Ａに沿って所定の長さの非直線状に打ち抜きする刃先４を有するトムソン刃３と、このトムソン刃３を往復運動させる刃物駆動機構５とを備える。
【００２４】
受け台１は金属プレートで、裁断面２を平面状又は三次元の立体曲面としている。この受け台は、樹脂、ゴムプレートとすることもできる。裁断面２は、高強度繊維強化プラスチック板１０を裁断して得られる被裁断物１１の裁断縁１１Ａ、すなわち裁断縁１１Ａに沿う形状とされる。したがって、裁断される裁断縁１１Ａを平面状とする被裁断物１１を打ち抜き加工する受け台１は、裁断面２を平面状とし、裁断される裁断縁を三次元の立体曲面とする被裁断物を打ち抜き加工する受け台は、裁断面を被裁断物の裁断縁に沿う立体曲面としている。
【００２５】
図１の受け台１は、裁断面２の上に弾性シート１Ａを積層している。弾性シート１Ａは厚さを１ｍｍ〜１０ｍｍとするゴム状弾性体をシート状である。上面に弾性シート１Ａを積層している受け台１は、トムソン刃３で高強度繊維強化プラスチック板１０を打ち抜き加工する状態で、トムソン刃３の刃先４を弾性シート１Ａに密着させ、あるいはトムソン刃３の刃先４を弾性シート１Ａに挿入させて、高強度繊維強化プラスチック板１０から打ち抜き加工される被裁断物１１の裁断縁１１Ａを確実に綺麗に裁断できる。弾性シート１Ａを上面に積層している受け台１は、裁断縁１１Ａを立体曲面とする被裁断物を、その裁断縁１１Ａで綺麗に裁断できる。ただし、裁断縁１１Ａを平面状とする被裁断物１１も、裁断面２を平面状としてその上に弾性シート１Ａを積層して、綺麗に裁断縁１１Ａを裁断できる。ただし、受け台は、必ずしも上面に弾性シートを配置する必要はなく、受け台の裁断面にトムソン刃を接近ないし接触させて、高強度繊維強化プラスチック板を打ち抜き加工して裁断することもできる。
【００２６】
トムソン刃３は、炭素の含有量を０．５％〜０．７％とする板状の炭素鋼で製作される。トムソン刃は、好ましくは厚さを２ｍｍないし５ｍｍの板状炭素鋼で製作する。ただし、トムソン刃は、その厚さを１ｍｍよりも厚くて１０ｍｍより薄い板状炭素鋼とすることもできる。トムソン刃は、薄すぎると打ち抜き加工の衝撃で破損しやすく、厚すぎると裁断されてトムソン刃の内側に挿入される裁断物をスムーズに抜き取りできなくなる。
【００２７】
トムソン刃は、板状炭素鋼を焼き入れする前工程で折曲し、あるいは湾曲して、裁断される被裁断物１１の裁断縁１１Ａに沿う形状に加工している。トムソン刃３に最適な炭素鋼は炭素の含有量を０．６％とする。ただ、炭素の含有量を前述の範囲とするものも使用できる。トムソン刃３の炭素鋼は、炭素の含有量を多くして硬くできる。ただ、炭素の含有量が多くなると脆くなるので、硬さと脆さとを考慮して前述の範囲で最適な値とする。
【００２８】
刃先４を被裁断物１１の裁断縁１１Ａに沿う形状に加工しているトムソン刃３は、刃先４を閉ループとして、閉ループの刃先４で高強度繊維強化プラスチック板１０を打ち抜き加工して被裁断物１１を分離する。板状炭素鋼を閉ループに加工している板状の炭素鋼は、先端縁を研磨して刃先４を設ける。トムソン刃３は、板状炭素鋼の片面を傾斜するように研磨して刃先４を設けた後、焼き入れして硬化させる。図２と図３のトムソン刃３は、刃先４の長手方向に直交する横断面形状における先端の角度、すなわち刃面傾斜角（α）を約４０度とするように板状炭素鋼を研磨している。板状炭素鋼はヤスリや砥石で研磨して刃先４を設けることができる。
【００２９】
トムソン刃３は、刃面傾斜角（α）が大きくても小さくても、高強度繊維強化プラスチック板の裁断能力は低下する。したがって、トムソン刃３の刃面傾斜角（α）は、２５度よりも大きく、好ましくは３０度よりも大きくする。さらに、トムソン刃の刃面傾斜角（α）は、６０度よりも小さくする。
【００３０】
本発明のトムソン刃が高強度繊維強化プラスチック板を裁断する状態を図８の断面図に示している。この図に示すように、トムソン刃３は、刃先４を高強度繊維強化プラスチック板１０の表面に押し付けて、図８（１）で示すように、先端の刃先４で高強度繊維強化プラスチック板１０の表面をわずかに切断して割れ目１４を作る。さらに、トムソン刃３の刃先４が高強度繊維強化プラスチック板１０を深く裁断すると、図８（２）で示すように、図において刃先４よりも上部に位置するくさび部３Ａが割れ目１４に挿入されて、割れ目１４を拡開する。くさび部３Ａが割れ目１４を拡開する状態で、硬化したプラスチックに埋設している高強度繊維１５は、割れ目１４の両側のプラスチックに強く引っ張られて切断されやすくなる。この状態でトムソン刃３の刃先４がさらに割れ目１４に深く挿入されて、切れやすくなった高強度繊維１５を切断する。トムソン刃３の刃先４はさらに、割れ目１４に深く挿入されて、高強度繊維強化プラスチック板１０を完全に裁断する。
【００３１】
図８のトムソン刃３は、刃先４に向かって刃面傾斜角（α）が次第に大きくなる形状としている。このトムソン刃３は、刃先４の刃面傾斜角（α）を大きくして刃先の損傷を防止でき、また、くさび部３Ａの刃面傾斜角（α）を小さくして、高強度繊維強化プラスチック板１０の表面にできる割れ目１４にくさび部３Ａをスムーズに挿入して、高強度繊維強化プラスチック板１０をより効率よく裁断できる。
【００３２】
本発明の裁断装置は、トムソン刃３の刃面傾斜角（α）を従来のトムソン刃３に比較して極めて大きくしている。図９の断面図は、従来のトムソン刃３の横断面図を示している。この図に示すように、従来のトムソン刃３は、刃面傾斜角（α）が相当に小さく、先鋭な刃先４で被裁断シートなどを確実に切断する形状としている。
【００３３】
本発明の裁断装置のトムソン刃は、焼き入れした板状炭素鋼を独特の硬度に焼き入れして、刃面傾斜角（α）を従来のトムソン刃とに比較して著しく大きくしている。このトムソン刃は、従来のトムソン刃のように、被裁断物を先鋭な刃先のみで裁断するのではない。独特の硬度で特定の刃面傾斜角（α）のトムソン刃は、硬すぎて刃物による裁断が難しいとされている高強度繊維強化プラスチック板を効率よく裁断して刃先の損傷がない。くさび部を高強度繊維強化プラスチック板の割れ目に挿入して、高強度繊維を引っ張り状態の切れやすい状態で裁断するからである。
【００３４】
図２と図３のトムソン刃３は、刃先４を片刃としている。片刃のトムソン刃３は、刃先４の片面を垂直面４Ａとするので、垂直面４Ａを被裁断物１１の裁断縁１１Ａとして、被裁断物１１の裁断縁１１Ａを綺麗な状態で裁断できる。高強度繊維強化プラスチック板１０をトムソン刃３で打ち抜き加工すると、製品となる被裁断物１１と、廃棄される廃棄部１３とに分離される。図２のトムソン刃３は、高強度繊維強化プラスチック板１０に貫通孔１２を設けるように打ち抜き加工する。このトムソン刃３は、内面が傾斜面４Ｂの片刃で、貫通孔１２として打ち抜かれる部分を廃棄部１３、貫通孔１２の外側を被裁断物１１として、被裁断物１１の裁断縁１１Ａを綺麗に裁断できる。裁断縁１１Ａがトムソン刃３の垂直面４Ａで裁断されるからである。図３のトムソン刃３は、高強度繊維強化プラスチック板１０を打ち抜き加工して、トムソン刃３の内側に被裁断物１１を裁断する。このトムソン刃３は、外側を傾斜面４Ｂとする片刃で、トムソン刃３の内側に打ち抜かれる部分を被裁断物１１、トムソン刃３の外側に分離される部分を廃棄部１３として、被裁断物１１外周の裁断縁１１Ａを綺麗に裁断できる。
【００３５】
さらに、トムソン刃３は、図４に示すように、刃先４を、両面を傾斜面４Ｂとする両刃とすることもできる。
【００３６】
図２と図３のトムソン刃３は、高強度繊維強化プラスチック板１０を平面状に裁断している。トムソン刃３は、図５に示すように、立体曲面状に成形している高強度繊維強化プラスチック板１０を、刃先４を立体曲面に沿う三次元とする構造として、被裁断物１１の裁断縁１１Ａを立体曲面に打ち抜き加工して裁断することもできる。このトムソン刃３は刃先４を立体曲面とし、受け台１の裁断面２もトムソン刃３の刃先４に沿う立体曲面としている。
【００３７】
さらに、トムソン刃３は、図６の拡大断面図に示すように、刃先４に向かって刃面傾斜角（α）を次第に大きくしている。刃先４に向かって刃面傾斜角（α）を大きくするのは、刃先４でもって硬くて強靭な高強度繊維強化プラスチック板１０を効率よく裁断しながら、刃先４の損傷を防止するためである。このトムソン刃３は、刃面傾斜角（α）の大きい刃先４を高強度繊維強化プラスチック板１０の表面に最初に接触させて裁断を開始し、裁断が開始された後は、刃面傾斜角（α）が次第に小さくなる部分で被裁断物１１と廃棄部１３とを切り離すようにして裁断する。図６の拡大断面図に示すトムソン刃３は、片刃の傾斜面４Ｂを湾曲するように研磨して、刃先４に向かって刃面傾斜角（α）を次第に大きくしている。トムソン刃３は、図７の拡大断面図に示すように、刃先４に向かって段階的に刃面傾斜角（α）が大きくなるように研磨することもできる。
【００３８】
板状炭素鋼は、先端縁を研磨して刃先４を設けた状態で、刃先４のＨＲＣ硬度を約６５とするように焼き入れする。刃先４の硬度は硬くして寿命を長くできるが、硬すぎると脆くなって打ち抜き加工時に損傷しやすくなる。したがって、トムソン刃３は、刃先４のＨＲＣ硬度が６４よりも高くて、６６よりも低くなるように焼き入れする。焼き入れ後の刃先４の硬度は、焼き入れ温度でコントロールする。焼き入れの温度を高くして刃先４の硬度を高くでき、温度を低くして硬度を低くできる。たとえば、炭素鋼は、焼き入れ温度を８００℃〜９００℃で焼き入れして、ＨＲＣ硬度を前述の範囲とする。焼き入れ後のＨＲＣ硬度を６５とするトムソン刃３は、焼き入れ温度を８５０℃として、この硬度とすることができる。
【００３９】
刃物駆動機構５は、トムソン刃３を上下に往復運動させて、受け台１の裁断面２に載せている高強度繊維強化プラスチック板１０をトムソン刃３で打ち抜き加工して裁断する。刃物駆動機構５は、トムソン刃３を固定する上下台６と、この上下台６を上下に往復運動させるシリンダ７とを備えている。トムソン刃３は上下台６の下面に固定され、上下台６をシリンダ７で上下に往復運動されて、受け台１に載せている高強度繊維強化プラスチック板１０を打ち抜き加工する。すなわち、トムソン刃３を刃物駆動機構５で往復運動させて、受け台１の裁断面２に配置している高強度繊維強化プラスチック板１０を受け台１とトムソン刃３で挟んで、被裁断物１１の裁断縁１１Ａに沿って打ち抜きして裁断する。
【符号の説明】
【００４０】
１…受け台 １Ａ…弾性シート
２…裁断面
３…トムソン刃 ３Ａ…くさび部
４…刃先 ４Ａ…垂直面
４Ｂ…傾斜面
５…刃物駆動機構
６…上下台
７…シリンダ
１０…高強度繊維強化プラスチック板
１１…被裁断物 １１Ａ…裁断縁
１２…貫通孔
１３…廃棄部
１４…割れ目
１５…高強度繊維
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボン繊維又はケプラー繊維からなる高強度繊維を硬化したプラスチックに埋設している高強度繊維強化プラスチック板を所定の形状に裁断する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高強度繊維であるカーボン繊維を硬化したプラスチックに埋設しているカーボン繊維強化プラスチック板は、極めて強靭なカーボン繊維で補強されるので、強度の要求される用途、例えば航空宇宙用や特殊車両などに使用される。この高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置として、レーザービームを照射する装置が開発されている。（特許文献１及び２参照）
【０００３】
これ等の公報に記載されるレーザービームの裁断装置は、高強度繊維強化プラスチック板の裁断に極めて大きなエネルギーを消費すると共に、能率良く短時間に裁断できない。また、高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置として、ウォータージェットで裁断する装置も開発されているが、この裁断装置も消費エネルギーが大きく、また能率よく速やかに裁断できない。また、レーザービームやウォータージェットの裁断装置は、設備コストとランニングコストの両方が相当に高くなる欠点もある。
【０００４】
ところで、航空宇宙材料として使用される高強度繊維材料等を切断する装置は開発されている（特許文献３参照）。この裁断装置は、特殊な切断用カッターを使用して高強度繊維材料を切断する。この切断用カッターは、シャンク本体の先端に刃先部を接合している。刃先部は、厚さを先端へ向かうに従って漸次小さくしている。また、刃先部を、切刃を構成する超高硬度部と、切刃とシャンク本体とをつなぐ超硬合金部とを接合して一体に焼結成形させた複合体で形成して、刃先部の先端を、超高硬度部で形成している。超高硬度部と超硬合金部とからなる複合体は、ダイヤモンド等の高硬度粒子と結合材料として使用されるＴｉＮ、ＴｉＣ等の粒子とを混合し、これらを超高圧においてプレス成形し、また高温度において焼結することにより成形されたペレット状の超高硬度部と、タングステンカーバイト等により成形されたペレット状の超硬合金部とを、一体に焼結成形して所定形状に加工したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２４７２０６号公報
【特許文献２】特開２０１１−５６５８３号公報
【特許文献３】特開平４−６９１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献３に記載される装置は、特殊な切断用カッターで高強度繊維材料を裁断するので、レーザービームやウォータージェットに比較して能率よく裁断できる。しかしながら、この裁断装置は、切断用カッターを往復運動させながら前進させて高強度繊維材料を切断するので、一回の往復運動で高強度繊維強化プラスチック板を所定の形状に裁断できない。このため、能率よく高強度繊維強化プラスチック板を特定の外形に打ち抜き加工でいない。とくに、切断用カッターが、刃先の超高硬度部を超硬合金部でシャンク本体に接合して一体に焼結成形させた複合体とするので、切断用カッターを複雑に湾曲する形状には加工できず、また、切断用カッターが極めて高価になる欠点がある。
【０００７】
本発明は、さらに以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、極めて安価な切断刃を使用しながら、高強度繊維強化プラスチック板を一回の往復運動で所定の外形に打ち抜き加工することで、極めて能率よく正確な外形に裁断でき、しかも、切断刃のコストを著しく低減しながら安価に製作できる高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００８】
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、硬化したプラスチックにカーボン繊維又はケプラー繊維からなる高強度繊維を埋設してなる高強度繊維強化プラスチック板１０を裁断する裁断面２を上面に有する受け台１と、この受け台１の裁断面２に向かって移動して、裁断面２に配置している高強度繊維強化プラスチック板１０を、被裁断物１１の裁断縁１１Ａに沿って所定の長さの非直線状に打ち抜きする刃先４を有するトムソン刃３と、このトムソン刃３を往復運動させる刃物駆動機構５とを備えている。トムソン刃３は、炭素の含有量を０．５％〜０．７％とする板状の炭素鋼で、板状の炭素鋼を所定の形状に折曲又は湾曲加工して、刃先４のＨＲＣ硬度を６４以上とする状態に焼き入れし、かつ、刃先４の長手方向に直交する横断面形状の刃面傾斜角（α）を２５度よりも大きくして６０度よりも小さくしている。両面裁断装置は、トムソン刃３を刃物駆動機構５で往復運動させて、受け台１の裁断面２に配置している高強度繊維強化プラスチック板１０を受け台１とトムソン刃３で挟んで被裁断物１１の裁断縁１１Ａに沿って打ち抜きして裁断する。
ただし、本明細書において、「刃面傾斜角（α）」は、刃先部の対向する両面がなす角度を意味するものとする。
【０００９】
以上の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、極めて安価な切断刃を使用しながら、高強度繊維強化プラスチック板を一回の往復運動で所定の外形に打ち抜きして、極めて能率よく正確な外形に裁断でき、しかも、切断刃のコストを著しく低減しながら安価に製作できる特徴がある。それは、以上の裁断装置が、独特の構造のトムソン刃で高強度繊維強化プラスチック板を裁断するからである。以上のトムソン刃は、炭素の含有量を０．５％〜０．７％とする板状の炭素鋼を使用して、種々の外形の被裁断物の裁断縁に沿う形状に折曲又は湾曲すると共に、刃先４の長手方向に直交する横断面形状の刃先角度が２５度よりも大きく６０度よりも小さくなるように加工して、刃先４のＨＲＣ硬度を６４以上とするように焼き入れして製作されるので、極めて安価な材料を使用して、種々の被裁断物の裁断縁に沿う形状に加工できる。
【００１０】
以上の独特のトムソン刃は、厚さを２ｍｍとするカーボン繊維強化プラスチック板を２００枚も打ち抜き加工しても、刃先の損傷がなく、さらに打ち抜き加工が可能な状態となる。
【００１１】
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、トムソン刃３が、刃先４のＨＲＣ硬度を６５以上とすることができる。
以上の裁断装置は、トムソン刃の刃先のＨＲＣ硬度を６５以上とするので、刃先の硬度がより高くて長寿命にできる。
【００１２】
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、トムソン刃３の刃先部を、刃先４に向かって刃面傾斜角（α）を次第に大きくする形状とすることができる。このトムソン刃３は、刃先４の刃面傾斜角（α）が小さくなって切れ込みが良く、刃先４が高強度繊維強化プラスチック板１０に挿入されるにしたがって、刃面傾斜角（α）が次第に小さくなってスムーズに割れ目１４に挿入される。このため、高強度繊維強化プラスチック板１０をより効果的に裁断できる特徴が実現される。
【００１３】
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、トムソン刃３の刃面傾斜角（α）を３０度よりも大きくすることができ、刃先４のＨＲＣ硬度を６５以上とすることができる。
【００１４】
さらに、本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、トムソン刃３を片刃とすることができる。
以上の裁断装置は、一方の刃面を垂直面として他方を傾斜面とするので、垂直面側の切断縁を綺麗に打ち抜きして裁断できる。
【００１５】
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、トムソン刃３の刃先４と受け台１の裁断面２とを三次元に位置する立体曲面に沿う形状として、立体曲面に成形している高強度繊維強化プラスチック板１０を裁断することができる。
以上の裁断装置は、トムソン刃の刃先と受け台の裁断面とを立体曲面としているので、立体曲面に成形している高強度繊維強化プラスチック板を、裁断縁を立体曲面とする被裁断物として綺麗に能率よく打ち抜き加工できる。
【００１６】
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、高強度繊維強化プラスチック板１０に埋設している高強度繊維をカーボン繊維とすることができる。
以上の裁断装置は、高強度繊維をカーボン繊維とするカーボン繊維強化プラスチック板を能率よく打ち抜き加工して所定の形状の被裁断物に裁断できる。
【００１７】
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、高強度繊維強化プラスチック板１０に埋設している高強度繊維をケプラー繊維とすることができる。
以上の裁断装置は、高強度繊維をケプラー繊維とするケプラー繊維強化プラスチック板を能率よく打ち抜き加工して所定の形状の被裁断物に裁断できる。
【００１８】
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、高強度繊維強化プラスチック板１０のプラスチックをエポキシ樹脂とすることができる。
以上の裁断装置は、高強度繊維を埋設するプラスチックを硬化したエポキシ樹脂とする高強度繊維強化プラスチック板を能率よく打ち抜き加工して所定の形状の被裁断物に裁断できる。
【００１９】
本発明の高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置は、トムソン刃３の厚さを、１ｍｍよりも厚くて、１０ｍｍよりも薄い板状炭素鋼とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例にかかる高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置の概略斜視図である。
【図２】トムソン刃の一例を示す垂直断面図である。
【図３】トムソン刃の他の一例を示す垂直断面図である。
【図４】トムソン刃の他の一例を示す垂直断面図である。
【図５】トムソン刃の他の一例を示す垂直断面図である。
【図６】トムソン刃の他の一例を示す拡大断面図である。
【図７】トムソン刃の他の一例を示す拡大断面図である。
【図８】本発明の実施例にかかる裁断装置のトムソン刃が高強度繊維強化プラスチック板を裁断する状態を示す拡大断面図である。
【図９】従来のトムソン刃の一例を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置を例示するものであって、本発明は裁断装置を以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２２】
本発明の裁断装置は、硬化したプラスチックにカーボン繊維又はケプラー繊維からなる高強度繊維を埋設してなる高強度繊維強化プラスチック板を裁断する。本発明の裁断装置は、カーボン繊維強化プラスチック板又はケプラー繊維強化プラスチック板の何れかをトムソン刃で打ち抜き加工して裁断する。本発明の裁断装置は、カーボン繊維やケプラー繊維を、エポキシ樹脂やフェノール樹脂などの硬化したプラスチックに埋設している高強度繊維強化プラスチック板を裁断する。本発明の裁断装置は、プラスチックが未硬化状態にあって、プラスチックを硬化して高強度繊維強化プラスチック板となる高強度繊維強化プラスチック板のプリプレグを裁断する装置ではなく、複数のプリプレグを積層して、プラスチックを硬化させてなる高強度繊維強化プラスチック板を裁断する装置である。
【００２３】
図１の裁断装置は、高強度繊維強化プラスチック板１０を載せてトムソン刃３で裁断する裁断面２を上面に有する受け台１と、この受け台１の裁断面２に向かって移動して、裁断面２に配置している高強度繊維強化プラスチック板１０を、被裁断物１１の裁断縁１１Ａに沿って所定の長さの非直線状に打ち抜きする刃先４を有するトムソン刃３と、このトムソン刃３を往復運動させる刃物駆動機構５とを備える。
【００２４】
受け台１は金属プレートで、裁断面２を平面状又は三次元の立体曲面としている。この受け台は、樹脂、ゴムプレートとすることもできる。裁断面２は、高強度繊維強化プラスチック板１０を裁断して得られる被裁断物１１の裁断縁１１Ａ、すなわち裁断縁１１Ａに沿う形状とされる。したがって、裁断される裁断縁１１Ａを平面状とする被裁断物１１を打ち抜き加工する受け台１は、裁断面２を平面状とし、裁断される裁断縁を三次元の立体曲面とする被裁断物を打ち抜き加工する受け台は、裁断面を被裁断物の裁断縁に沿う立体曲面としている。
【００２５】
図１の受け台１は、裁断面２の上に弾性シート１Ａを積層している。弾性シート１Ａは厚さを１ｍｍ〜１０ｍｍとするゴム状弾性体をシート状である。上面に弾性シート１Ａを積層している受け台１は、トムソン刃３で高強度繊維強化プラスチック板１０を打ち抜き加工する状態で、トムソン刃３の刃先４を弾性シート１Ａに密着させ、あるいはトムソン刃３の刃先４を弾性シート１Ａに挿入させて、高強度繊維強化プラスチック板１０から打ち抜き加工される被裁断物１１の裁断縁１１Ａを確実に綺麗に裁断できる。弾性シート１Ａを上面に積層している受け台１は、裁断縁１１Ａを立体曲面とする被裁断物を、その裁断縁１１Ａで綺麗に裁断できる。ただし、裁断縁１１Ａを平面状とする被裁断物１１も、裁断面２を平面状としてその上に弾性シート１Ａを積層して、綺麗に裁断縁１１Ａを裁断できる。ただし、受け台は、必ずしも上面に弾性シートを配置する必要はなく、受け台の裁断面にトムソン刃を接近ないし接触させて、高強度繊維強化プラスチック板を打ち抜き加工して裁断することもできる。
【００２６】
トムソン刃３は、炭素の含有量を０．５％〜０．７％とする板状の炭素鋼で製作される。トムソン刃は、好ましくは厚さを２ｍｍないし５ｍｍの板状炭素鋼で製作する。ただし、トムソン刃は、その厚さを１ｍｍよりも厚くて１０ｍｍより薄い板状炭素鋼とすることもできる。トムソン刃は、薄すぎると打ち抜き加工の衝撃で破損しやすく、厚すぎると裁断されてトムソン刃の内側に挿入される裁断物をスムーズに抜き取りできなくなる。
【００２７】
トムソン刃は、板状炭素鋼を焼き入れする前工程で折曲し、あるいは湾曲して、裁断される被裁断物１１の裁断縁１１Ａに沿う形状に加工している。トムソン刃３に最適な炭素鋼は炭素の含有量を０．６％とする。ただ、炭素の含有量を前述の範囲とするものも使用できる。トムソン刃３の炭素鋼は、炭素の含有量を多くして硬くできる。ただ、炭素の含有量が多くなると脆くなるので、硬さと脆さとを考慮して前述の範囲で最適な値とする。
【００２８】
刃先４を被裁断物１１の裁断縁１１Ａに沿う形状に加工しているトムソン刃３は、刃先４を閉ループとして、閉ループの刃先４で高強度繊維強化プラスチック板１０を打ち抜き加工して被裁断物１１を分離する。板状炭素鋼を閉ループに加工している板状の炭素鋼は、先端縁を研磨して刃先４を設ける。トムソン刃３は、板状炭素鋼の片面を傾斜するように研磨して刃先４を設けた後、焼き入れして硬化させる。図２と図３のトムソン刃３は、刃先４の長手方向に直交する横断面形状における先端の角度、すなわち刃面傾斜角（α）を約４０度とするように板状炭素鋼を研磨している。板状炭素鋼はヤスリや砥石で研磨して刃先４を設けることができる。
【００２９】
トムソン刃３は、刃面傾斜角（α）が大きくても小さくても、高強度繊維強化プラスチック板の裁断能力は低下する。したがって、トムソン刃３の刃面傾斜角（α）は、２５度よりも大きく、好ましくは３０度よりも大きくする。さらに、トムソン刃の刃面傾斜角（α）は、６０度よりも小さくする。
【００３０】
本発明のトムソン刃が高強度繊維強化プラスチック板を裁断する状態を図８の断面図に示している。この図に示すように、トムソン刃３は、刃先４を高強度繊維強化プラスチック板１０の表面に押し付けて、図８（１）で示すように、先端の刃先４で高強度繊維強化プラスチック板１０の表面をわずかに切断して割れ目１４を作る。さらに、トムソン刃３の刃先４が高強度繊維強化プラスチック板１０を深く裁断すると、図８（２）で示すように、図において刃先４よりも上部に位置するくさび部３Ａが割れ目１４に挿入されて、割れ目１４を拡開する。くさび部３Ａが割れ目１４を拡開する状態で、硬化したプラスチックに埋設している高強度繊維１５は、割れ目１４の両側のプラスチックに強く引っ張られて切断されやすくなる。この状態でトムソン刃３の刃先４がさらに割れ目１４に深く挿入されて、切れやすくなった高強度繊維１５を切断する。トムソン刃３の刃先４はさらに、割れ目１４に深く挿入されて、高強度繊維強化プラスチック板１０を完全に裁断する。
【００３１】
図８のトムソン刃３は、刃先４に向かって刃面傾斜角（α）が次第に大きくなる形状としている。このトムソン刃３は、刃先４の刃面傾斜角（α）を大きくして刃先の損傷を防止でき、また、くさび部３Ａの刃面傾斜角（α）を小さくして、高強度繊維強化プラスチック板１０の表面にできる割れ目１４にくさび部３Ａをスムーズに挿入して、高強度繊維強化プラスチック板１０をより効率よく裁断できる。
【００３２】
本発明の裁断装置は、トムソン刃３の刃面傾斜角（α）を従来のトムソン刃３に比較して極めて大きくしている。図９の断面図は、従来のトムソン刃３の横断面図を示している。この図に示すように、従来のトムソン刃３は、刃面傾斜角（α）が相当に小さく、先鋭な刃先４で被裁断シートなどを確実に切断する形状としている。
【００３３】
本発明の裁断装置のトムソン刃は、焼き入れした板状炭素鋼を独特の硬度に焼き入れして、刃面傾斜角（α）を従来のトムソン刃とに比較して著しく大きくしている。このトムソン刃は、従来のトムソン刃のように、被裁断物を先鋭な刃先のみで裁断するのではない。独特の硬度で特定の刃面傾斜角（α）のトムソン刃は、硬すぎて刃物による裁断が難しいとされている高強度繊維強化プラスチック板を効率よく裁断して刃先の損傷がない。くさび部を高強度繊維強化プラスチック板の割れ目に挿入して、高強度繊維を引っ張り状態の切れやすい状態で裁断するからである。
【００３４】
図２と図３のトムソン刃３は、刃先４を片刃としている。片刃のトムソン刃３は、刃先４の片面を垂直面４Ａとするので、垂直面４Ａを被裁断物１１の裁断縁１１Ａとして、被裁断物１１の裁断縁１１Ａを綺麗な状態で裁断できる。高強度繊維強化プラスチック板１０をトムソン刃３で打ち抜き加工すると、製品となる被裁断物１１と、廃棄される廃棄部１３とに分離される。図２のトムソン刃３は、高強度繊維強化プラスチック板１０に貫通孔１２を設けるように打ち抜き加工する。このトムソン刃３は、内面が傾斜面４Ｂの片刃で、貫通孔１２として打ち抜かれる部分を廃棄部１３、貫通孔１２の外側を被裁断物１１として、被裁断物１１の裁断縁１１Ａを綺麗に裁断できる。裁断縁１１Ａがトムソン刃３の垂直面４Ａで裁断されるからである。図３のトムソン刃３は、高強度繊維強化プラスチック板１０を打ち抜き加工して、トムソン刃３の内側に被裁断物１１を裁断する。このトムソン刃３は、外側を傾斜面４Ｂとする片刃で、トムソン刃３の内側に打ち抜かれる部分を被裁断物１１、トムソン刃３の外側に分離される部分を廃棄部１３として、被裁断物１１外周の裁断縁１１Ａを綺麗に裁断できる。
【００３５】
さらに、トムソン刃３は、図４に示すように、刃先４を、両面を傾斜面４Ｂとする両刃とすることもできる。
【００３６】
図２と図３のトムソン刃３は、高強度繊維強化プラスチック板１０を平面状に裁断している。トムソン刃３は、図５に示すように、立体曲面状に成形している高強度繊維強化プラスチック板１０を、刃先４を立体曲面に沿う三次元とする構造として、被裁断物１１の裁断縁１１Ａを立体曲面に打ち抜き加工して裁断することもできる。このトムソン刃３は刃先４を立体曲面とし、受け台１の裁断面２もトムソン刃３の刃先４に沿う立体曲面としている。
【００３７】
さらに、トムソン刃３は、図６の拡大断面図に示すように、刃先４に向かって刃面傾斜角（α）を次第に大きくしている。刃先４に向かって刃面傾斜角（α）を大きくするのは、刃先４でもって硬くて強靭な高強度繊維強化プラスチック板１０を効率よく裁断しながら、刃先４の損傷を防止するためである。このトムソン刃３は、刃面傾斜角（α）の大きい刃先４を高強度繊維強化プラスチック板１０の表面に最初に接触させて裁断を開始し、裁断が開始された後は、刃面傾斜角（α）が次第に小さくなる部分で被裁断物１１と廃棄部１３とを切り離すようにして裁断する。図６の拡大断面図に示すトムソン刃３は、片刃の傾斜面４Ｂを湾曲するように研磨して、刃先４に向かって刃面傾斜角（α）を次第に大きくしている。トムソン刃３は、図７の拡大断面図に示すように、刃先４に向かって段階的に刃面傾斜角（α）が大きくなるように研磨することもできる。
【００３８】
板状炭素鋼は、先端縁を研磨して刃先４を設けた状態で、刃先４のＨＲＣ硬度を約６５とするように焼き入れする。刃先４の硬度は硬くして寿命を長くできるが、硬すぎると脆くなって打ち抜き加工時に損傷しやすくなる。したがって、トムソン刃３は、刃先４のＨＲＣ硬度が６４よりも高くて、６６よりも低くなるように焼き入れする。焼き入れ後の刃先４の硬度は、焼き入れ温度でコントロールする。焼き入れの温度を高くして刃先４の硬度を高くでき、温度を低くして硬度を低くできる。たとえば、炭素鋼は、焼き入れ温度を８００℃〜９００℃で焼き入れして、ＨＲＣ硬度を前述の範囲とする。焼き入れ後のＨＲＣ硬度を６５とするトムソン刃３は、焼き入れ温度を８５０℃として、この硬度とすることができる。
【００３９】
刃物駆動機構５は、トムソン刃３を上下に往復運動させて、受け台１の裁断面２に載せている高強度繊維強化プラスチック板１０をトムソン刃３で打ち抜き加工して裁断する。刃物駆動機構５は、トムソン刃３を固定する上下台６と、この上下台６を上下に往復運動させるシリンダ７とを備えている。トムソン刃３は上下台６の下面に固定され、上下台６をシリンダ７で上下に往復運動されて、受け台１に載せている高強度繊維強化プラスチック板１０を打ち抜き加工する。すなわち、トムソン刃３を刃物駆動機構５で往復運動させて、受け台１の裁断面２に配置している高強度繊維強化プラスチック板１０を受け台１とトムソン刃３で挟んで、被裁断物１１の裁断縁１１Ａに沿って打ち抜きして裁断する。
【符号の説明】
【００４０】
１…受け台 １Ａ…弾性シート
２…裁断面
３…トムソン刃 ３Ａ…くさび部
４…刃先 ４Ａ…垂直面
４Ｂ…傾斜面
５…刃物駆動機構
６…上下台
７…シリンダ
１０…高強度繊維強化プラスチック板
１１…被裁断物 １１Ａ…裁断縁
１２…貫通孔
１３…廃棄部
１４…割れ目
１５…高強度繊維
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化したプラスチックにカーボン繊維又はケプラー繊維からなる高強度繊維を埋設してなる高強度繊維強化プラスチック板(10)を載せて裁断する裁断面(2)を上面に有する受け台(1)と、この受け台(1)の裁断面(2)に向かって移動して、裁断面(2)に配置している高強度繊維強化プラスチック板(10)を、被裁断物(11)の裁断縁(11A)に沿って所定の長さの非直線状に打ち抜きする刃先(4)を有するトムソン刃(3)と、このトムソン刃(3)を往復運動させる刃物駆動機構(5)とを備え、
前記トムソン刃(3)が、炭素の含有量を０．５％〜０．７％とする板状の炭素鋼で、
板状の炭素鋼が所定の形状に折曲又は湾曲加工されて、
刃先(4)のＨＲＣ硬度を６４以上とする状態に焼き入れされ、かつ、
刃先(4)の長手方向に直交する横断面形状の刃面傾斜角（α）が２５度よりも大きくて６０度よりも小さくしており、
前記トムソン刃(3)を刃物駆動機構(5)で往復運動させて、受け台(1)の裁断面(2)に配置している高強度繊維強化プラスチック板(10)を受け台(1)と前記トムソン刃(3)で挟んで被裁断物(11)の裁断縁(11A)に沿って打ち抜きして裁断する高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置。
【請求項２】
前記トムソン刃(3)が、刃先(4)に向かって刃面傾斜角（α）を次第に大きくするようにしてなる請求項１に記載される高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置。
【請求項３】
前記トムソン刃(3)の刃面傾斜角（α）が３０度よりも大きい請求項１に記載される高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置。
【請求項４】
前記トムソン刃(3)が、刃先(4)のＨＲＣ硬度を６５以上としている請求項１ないし３のいずれかに記載される高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置。
【請求項５】
前記トムソン刃(3)が片刃である請求項１ないし４のいずれかに記載される高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置。
【請求項６】
前記トムソン刃(3)の刃先(4)と受け台(1)の裁断面(2)とが三次元に位置する立体曲面に沿う形状であって、立体曲面に成形している高強度繊維強化プラスチック板(10)を裁断する請求項１ないし５のいずれかに記載される高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置。
【請求項７】
前記高強度繊維強化プラスチック板(10)に埋設している高強度繊維がカーボン繊維である請求項１ないし６のいずれかに記載される高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置。
【請求項８】
前記高強度繊維強化プラスチック板(10)に埋設している高強度繊維がケプラー繊維である請求項１ないし６のいずれかに記載される高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置。
【請求項９】
前記高強度繊維強化プラスチック板(10)のプラスチックがエポキシ樹脂である請求項１ないし８のいずれかに記載される高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置。
【請求項１０】
前記トムソン刃(3)の厚さが１ｍｍよりも厚く、１０ｍｍよりも薄い請求項１ないし９のいずれかに記載される高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置。
【請求項１】
硬化したプラスチックにカーボン繊維又はケプラー繊維からなる高強度繊維を埋設してなる高強度繊維強化プラスチック板(10)を載せて裁断する裁断面(2)を上面に有する受け台(1)と、この受け台(1)の裁断面(2)に向かって移動して、裁断面(2)に配置している高強度繊維強化プラスチック板(10)を、被裁断物(11)の裁断縁(11A)に沿って所定の長さの非直線状に打ち抜きする刃先(4)を有するトムソン刃(3)と、このトムソン刃(3)を往復運動させる刃物駆動機構(5)とを備え、
前記トムソン刃(3)が、炭素の含有量を０．５％〜０．７％とする板状の炭素鋼で、
板状の炭素鋼が所定の形状に折曲又は湾曲加工されて、
刃先(4)のＨＲＣ硬度を６４以上とする状態に焼き入れされ、かつ、
刃先(4)の長手方向に直交する横断面形状の刃面傾斜角（α）が２５度よりも大きくて６０度よりも小さくしており、
前記トムソン刃(3)を刃物駆動機構(5)で往復運動させて、受け台(1)の裁断面(2)に配置している高強度繊維強化プラスチック板(10)を受け台(1)と前記トムソン刃(3)で挟んで被裁断物(11)の裁断縁(11A)に沿って打ち抜きして裁断する高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置。
【請求項２】
前記トムソン刃(3)が、刃先(4)に向かって刃面傾斜角（α）を次第に大きくするようにしてなる請求項１に記載される高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置。
【請求項３】
前記トムソン刃(3)の刃面傾斜角（α）が３０度よりも大きい請求項１に記載される高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置。
【請求項４】
前記トムソン刃(3)が、刃先(4)のＨＲＣ硬度を６５以上としている請求項１ないし３のいずれかに記載される高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置。
【請求項５】
前記トムソン刃(3)が片刃である請求項１ないし４のいずれかに記載される高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置。
【請求項６】
前記トムソン刃(3)の刃先(4)と受け台(1)の裁断面(2)とが三次元に位置する立体曲面に沿う形状であって、立体曲面に成形している高強度繊維強化プラスチック板(10)を裁断する請求項１ないし５のいずれかに記載される高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置。
【請求項７】
前記高強度繊維強化プラスチック板(10)に埋設している高強度繊維がカーボン繊維である請求項１ないし６のいずれかに記載される高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置。
【請求項８】
前記高強度繊維強化プラスチック板(10)に埋設している高強度繊維がケプラー繊維である請求項１ないし６のいずれかに記載される高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置。
【請求項９】
前記高強度繊維強化プラスチック板(10)のプラスチックがエポキシ樹脂である請求項１ないし８のいずれかに記載される高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置。
【請求項１０】
前記トムソン刃(3)の厚さが１ｍｍよりも厚く、１０ｍｍよりも薄い請求項１ないし９のいずれかに記載される高強度繊維強化プラスチック板の裁断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−９１１２８（Ｐ２０１３−９１１２８Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３４２７８（Ｐ２０１１−２３４２７８）
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（３０００８２８６３）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（３０００８２８６３）
【Ｆターム（参考）】
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