JP2002355713A - 板材の切断方法及び切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】パーツ毎のネジ止めを不要とし、板材から所望
形状のパーツを切り抜き加工する際の作業性を向上させ
ることができる板材の切断方法及び切断装置を提供す
る。 【解決手段】板材を上面から押圧しつつ切断して切り抜
き、所望形状のパーツを得るための板材の切断方法にお
いて、板材の切断箇所の周囲を軽く押圧しつつ所望形状
の一部を切断せず残しておき他の部位を切断する第１切
断工程Ｓ１と、第１切断工程Ｓ１にて残しておいた一部
の周囲を強く押圧しつつ当該部位を切断し所望形状のパ
ーツを切り抜く第２切断工程Ｓ２とを有する板材の切断
方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、板材を切断して所
望形状のパーツを切り抜くための板材の切断方法及び切
断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば複数のアルミ板を所望形状に切り
抜いて同一形状のパーツを同時に複数得るためには、一
般に、載置テーブル上にアルミ板を重ねて載置してお
き、当該載置テーブル上で３次元的に移動可能なエンド
ミルを用いて所望形状に切断及び切り離しする加工が行
われている。即ち、載置テーブル上に重ねられたアルミ
板の最下層のものにまでエンドミルの刃が達するように
当該エンドミルを動作させ、１回の動作で複数のアルミ
板を切断して所望形状を同時に複数得るのである。

【０００３】しかし、上記エンドミルによる一連の動作
によって所望形状を切断し終えると、そのはずみで切り
抜いた所望形状のパーツが飛散する場合があり、かかる
飛散によって当該パーツに傷が生じてしまうと歩留まり
を悪化させる虞があるため、従来、重ねられた全てのア
ルミ板に亘ってパーツに予めネジ止め等を施しておき、
切断終了時にアルミ板からパーツが飛散するのを防止し
ていた。尚、パーツにネジ止めを施すことにより、積層
したアルミ板同士を密着させることができ、エンドミル
による切削粉が積層したアルミ板間に入り込むのを防止
することもできる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては、パーツに予めネジ止め等を施す必要
があるため、その作業が面倒であり、特に、１枚のアル
ミ板から複数の所望形状のパーツを得ようとした場合、
全てのパーツ毎にネジ止め作業が必要となり、作業性を
一層悪化させるものとなっていた。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、パーツ毎のネジ止めを不要とし、板材から所
望形状のパーツを切り抜き加工する際の作業性を向上さ
せることができる板材の切断方法及び切断装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
板材を上面から押圧しつつ切断して切り抜き、所望形状
のパーツを得るための板材の切断方法において、板材の
切断箇所の周囲を軽く押圧しつつ所望形状の一部を切断
せず残しておき他の部位を切断する第１切断工程と、前
記第１切断工程にて残しておいた一部の周囲を強く押圧
しつつ当該部位を切断し所望形状のパーツを切り抜く第
２切断工程とを有することを特徴とする。

【０００７】かかる構成によれば、第１切断工程におい
て所望形状の一部を残しておき他の部位を切断した後、
第２切断工程において第１切断工程で残しておいた一部
を切断する過程において、前記第１切断工程では板材を
軽く押圧して例えば積層した板材間に切断の際の切削粉
等が入り込むのを防止する一方、第２切断工程では板材
の一部周囲を強く押圧して切り抜かれた所望形状のパー
ツの飛散を防止する。

【０００８】請求項２記載の発明は、板材を上面から押
圧しつつ切断して切り抜き、所望形状のパーツを得るた
めの板材の切断装置において、板材を位置決めしつつ載
置する載置テーブルと、３次元的に移動自在とされ、該
載置テーブル上の板材を所望形状に切断するための切断
手段と、該切断手段で切断される箇所の周囲を押圧し得
る押圧手段とを具備し、前記切断手段が所望形状の一部
を残しつつ他の部位を切断する際には前記押圧手段が板
材を軽く押圧するとともに、切断されず残された一部を
前記切断手段にて切断して所望形状のパーツを切り抜く
際には前記押圧手段が当該一部の周囲を強く押圧するも
のであることを特徴とする。

【０００９】かかる構成によれば、切断手段にて所望形
状の一部を残しておき他の部位を切断する際には押圧手
段によって板材の上面を軽く押圧し、例えば積層した板
材間に切断の際の切削粉等が入り込むのを防止する一
方、切断手段にて切断せず残しておいた一部を切断する
際には押圧手段によって板材の上面を強く押圧し、切り
抜かれた所望形状のパーツの飛散を防止する。

【００１０】請求項３記載の発明は、前記押圧手段が、
前記切断手段の駆動部と連結及び切り離し自在とされ、
前記切断手段が所望形状の一部を残しつつ他の部位を切
断する際には連結状態とされ当該切断手段と連動すると
ともに、切断されず残された一部を前記切断手段にて切
断して所望形状のパーツを切り抜く際には切り離し状態
とされ当該切断手段の動作と独立することを特徴とす
る。

【００１１】かかる構成によれば、切断手段にて所望形
状の一部を残しておき他の部位を切断する際には押圧手
段が切断手段の駆動部と連結され、当該切断手段の動作
に追随して押圧手段が板材を軽く押圧し、切断手段にて
切断せず残しておいた一部を切断する際には押圧手段が
切断手段の駆動部と切り離され、当該切断手段の動作と
は独立する。即ち、押圧手段は、切断手段の駆動部と切
り離されると切断手段の動作には追随せず、板材に対す
る所定位置を強く押圧したままとなる。

【００１２】請求項４記載の発明は、前記載置テーブル
が、床面と略平行面内で直交する２方向に移動自在とさ
れるとともに、そのうちの１方向に対しては前記押圧手
段が前記切断手段の駆動部と連結及び切り離し自在とさ
れ、他の方向に対しては前記押圧手段が伸縮自在な弾性
部材を介して前記切断手段の駆動部と連結されたことを
特徴とする。

【００１３】かかる構成によれば、押圧手段が切断手段
の駆動部と１方向において切り離されると、その方向に
対しては切断手段の動作に追随せず独立するとともに、
他の方向に対する押圧手段の動作が弾性部材の伸縮で吸
収されて切断手段まで伝達されず、他の方向においても
前記１方向と同様に切断手段とは独立し、従って押圧手
段は板材における所定位置を押圧し続けることとなる。

【００１４】請求項５記載の発明は、前記弾性部材が、
前記押圧手段と前記切断手段の駆動部とを連結するコイ
ルスプリングであることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら具体的に説明する。本実施形態に係
る板材の切断装置は、板材を上面から押圧しつつ切断し
て切り抜き、所望形状のパーツを得るためのものであ
り、図１に示すように、載置テーブル１と、切断手段と
してのエンドミル２と、押圧手段３とから主に構成され
る。

【００１６】載置テーブル１は、上面に板材を位置決め
しつつ載置するもので、床面上に固設されたベッド９上
に配設され、その載置面上にベーク材等が敷設可能に構
成されている。かかる載置テーブル１上には、複数のア
ルミ板が積層された状態で載置され、図示しないバイス
等のクランプ手段で固定されている。尚、載置テーブル
１の下方には、図示しない駆動機構が配設されており、
図１中左右方向（Ｙ方向）に往復動可能とされている。

【００１７】エンドミル２は、載置テーブル１上で３次
元的（Ｘ、Ｙ及びＺ方向）に移動自在とされ、当該載置
テーブル１上に積層されたアルミ板を輪郭加工して所望
形状に切断するためのもので、そのシャンクが回転駆動
部４のホルダ４ａに取り付けられて、該回転駆動部４の
駆動による回転でアルミ板に対して輪郭加工可能とされ
ている。尚、当該エンドミル２に代えて、輪郭加工が可
能な他の切断手段としてもよい。

【００１８】一方、ベッド９に隣接した位置には環状コ
ラム７が固設されており、水平スライダ６が当該環状コ
ラム７に対し水平方向に配設された２本の摺動レール７
ａに沿って摺動可能とされつつ支持されている。これに
より、垂直スライダ５の昇降動作及び載置テーブル１の
往復動作と併せて、エンドミル２が載置テーブル１に対
して相対的且つ３次元的に移動可能とされている。

【００１９】押圧手段３は、エンドミル２で切断される
箇所の周囲を押圧し得るもので、図２及び図３に示すよ
うに、メインフレーム８及びサブフレーム１０から主に
構成されており、該メインフレーム８とサブフレーム１
０とは、Ｙ方向に延びる２つのコイルスプリング１１を
介して連結されている。また、メインフレーム８の側面
には、シリンダ１２が配設されており、かかるシリンダ
１２の作動ロッド１２ａが伸縮してサブフレーム１０を
メインフレーム８に対して係合、離脱可能とされてい
る。

【００２０】メインフレーム８は、その基端側に油圧又
はエア圧で作動する第１挟持手段３ａ及び第２挟持手段
３ｂが形成されており、これら挟持手段が環状コラム７
から延設されたステー７ｂ或いは水平スライダ６から延
設されたステー６ａのいずれかを挟持することが可能と
されている。即ち、水平スライダ６はエンドミル２の駆
動部の一つとして機能し、該水平スライダ６から延びる
ステー６ａに第２挟持手段３ｂが連結すれば、Ｘ方向に
対し押圧手段３が当該駆動部と連結されることとなるた
め、当該押圧手段３はエンドミル２の動作に連動する。
尚、この時の第１挟持手段３ａは、ステー７ｂを挟持し
ておらず、フリーな状態とされている必要がある。

【００２１】一方、第２挟持手段３ｂがステー６ａの挟
持を解除され、水平スライダ６から切り離しされた状態
では、第１挟持手段３ａがステー７ｂを挟持し、Ｘ方向
に対して押圧手段３がエンドミル２の動作と独立し、且
つその位置で固定されることとなる。尚、上記挟持手段
に代えて、各ステー７ｂ、６ａに形成された孔に凸状の
係止部材を嵌合、離間させることにより、押圧手段をエ
ンドミル２の駆動部と連結及び切り離しするよう構成し
てもよい。

【００２２】サブフレーム１０は、その略中央に加工用
孔１３が形成され、かかる加工用孔１３内にエンドミル
２が挿通されて、載置テーブル１上のアルミ板を輪郭加
工するよう構成されている。また、押圧手段３の下面側
であって加工用孔１３の縁部には、環状に形成された樹
脂製パッド１４が配設されており、かかる樹脂製パッド
１４が載置テーブル１上のアルミ板上面に当接するよう
構成されている。

【００２３】また、サブフレーム１０は、既述の如くコ
イルスプリング１１を介してメインフレーム８と連結さ
れているため、シリンダ１２による係止がなければ、Ｙ
方向においてメインフレーム８の動作と独立することが
できる。即ち、サブフレーム１０がＹ方向へ動作する
際、その動作はコイルスプリング１１が伸縮することに
よりメインフレーム８へ伝達されないので、サブフレー
ム１０のＹ方向に対する動作をエンドミル２の動作と独
立させることができる。

【００２４】更に、サブフレーム１０には押圧用シリン
ダ１５が配設されており、該押圧用シリンダ１５が駆動
してロッド１５ａを伸縮動作させると、当該サブフレー
ム１０が下降し、樹脂製パッド１４で載置テーブル１上
のアルミ板を押圧することが可能とされている。また、
シリンダ１５の駆動量を制御すれば、アルミ板に対する
押圧力を調整することができ、アルミ板を軽く押圧又は
強く押圧するよう切り換えることができる。

【００２５】次に、上記板材の切断装置における作用に
ついて説明する。まず、載置テーブル１上に加工するア
ルミ板を所定枚数積層させて載置し、バイスによって固
定するのであるが、図４に示すように、アルミ板Ａには
所定のパーツＰを形取った所定形状が複数描かれてお
り、かかる所定形状に沿ってエンドミル２が動作しつつ
切断して輪郭加工を施すこととなる。即ち、エンドミル
２のＸ方向の動作は、水平スライダ６の動作により、Ｚ
方向の動作は垂直スライダ５の動作により行われるとと
もに、Ｙ方向の動作は、載置テーブル１がＹ方向へ往復
動することにより、エンドミル２と相対的に移動するこ
とにより行われる。

【００２６】以下、図５のフローチャートに基づいた制
御が行われ、実際の輪郭加工が行われる。即ち、第１切
断工程Ｓ１において、載置テーブル１上に積層載置され
たアルミ板の切断箇所周囲を軽く押圧しつつエンドミル
２にて所望形状に沿った切断が行われる。この時、押圧
用シリンダ１５の駆動は、押圧手段３の樹脂製パッド１
４がアルミ板の表面に軽く当接されるよう制御されてい
るとともに、第１挟持手段３ａはフリー且つ第２挟持手
段３ｂはステー６ａを挟持するよう制御されている。
尚、当該第１切断工程Ｓ１では、シリンダ１２の作動ロ
ッド１２ａが突出してサブフレーム１０と係合してい
る。

【００２７】ここで、エンドミル２による所望形状に沿
った切断は、当該エンドミル２が押圧手段３の加工用孔
１３を挿通しつつ動作するよう制御されるとともに、当
該所望形状の一部を切断せず残しておき、他の部位を切
断するよう制御されている。即ち、図６に示すように、
パーツＰのＰ２を切断する一方、一部のＰ１は切断せず
残しておくことのより、パーツＰが依然アルミ板Ａと接
続された状態とするのである。

【００２８】従って、第１切断工程Ｓ１では、押圧手段
３が切断箇所の周囲を軽く押圧しているので、エンドミ
ル２の動作と連動してアルミ板上を滑動するとともに、
一部Ｐ１が切断されず残されているので、パーツＰ１が
飛散することがない。尚、切断されず残しておく部位Ｐ
１は、１パーツにおいて１箇所であっても複数箇所であ
ってもよい。

【００２９】上記第１切断工程Ｓ１が終了し、全てのパ
ーツＰについてＰ２の切断が完了した後、第２切断工程
Ｓ２が行われる。かかる第２切断工程Ｓ２は、切断され
ず残しておいた一部Ｐ１の周囲を強く押圧しつつエンド
ミル２にて当該部位Ｐ１を切断し、所望形状のパーツＰ
を切り抜く工程であり、押圧用シリンダ１５の駆動は、
押圧手段３の樹脂製パッド１４がアルミ板の表面に強く
当接されるよう制御されているとともに、第２挟持手段
３ａはフリー且つ第１挟持手段３ｂはステー７ｂを挟持
するよう制御されている。

【００３０】従って、第２切断工程Ｓ２では、押圧手段
３がエンドミル２の動作とは独立とされるとともに、ア
ルミ板の切断箇所周囲を強く押圧しているので、従来の
所定形状を切り抜く際に予想されたパーツの飛散が防止
され、当該パーツに傷等が生じるのを回避することがで
きる。ここで、かかる第２切断工程Ｓ２においてもエン
ドミル２は加工用孔１３内で動作するため、当該加工用
孔１３内に切断されていない一部Ｐ１が位置するよう押
圧手段３を移動させておく必要がある。尚、第２切断工
程Ｓ２においては、第１挟持手段３ａがステー７ｂを挟
持するよう制御されるとともに、シリンダ１２の作動ロ
ッド１２ａが後退し、サブフレーム１０の係止が解かれ
た状態とされている。

【００３１】即ち、第２挟持手段３ｂがフリーとされる
ことにより、当該押圧手段３とエンドミル２の駆動部で
ある水平スライダ６とが切り離され、Ｘ方向の動作にお
いて押圧手段３がエンドミル２の動作とは独立するとと
もに、押圧手段３が強くアルミ板を押圧していることに
よりサブフレーム１０が当該アルミ板と共にＹ方向へ移
動しても、その移動はコイルスプリング１１の伸縮によ
り吸収されメインフレーム８に伝達されず、Ｙ方向の動
作においても押圧手段３がエンドミル２の動作とは独立
する。

【００３２】全てのパーツＰの切り抜きが終了した時点
で、バイスによるクランプを解き、載置テーブル１上か
らアルミ板材Ａ及びパーツＰを取り除いて、一連のアル
ミ板の切断加工（輪郭加工）が終了する。尚、本実施形
態においては、アルミ板を複数積層したものを輪郭加工
しているが、１枚のみを切断するものとしてもよく、他
の板材（アルミ以外の鋼板及び木板等を含む）を輪郭加
工するものとしてもよい。

【００３３】上記実施形態によれば、第１切断工程Ｓ１
では押圧手段３がアルミ板を軽く押圧し、エンドミル２
による切削粉が積層したアルミ板間に入り込むのを防止
することができるとともに、第２切断工程Ｓ２では押圧
手段３がアルミ板を強く押圧するので、切り抜いたパー
ツＰの飛散を防止することができる。また、押圧手段３
は、第２挟持手段３ｂによりエンドミル２の駆動部（水
平スライダ６）と連結及び切り離し自在とされているた
め、第１切断工程Ｓ１においては押圧手段３をエンドミ
ル２と連動させ、第２切断工程Ｓ２においては押圧手段
を独立とするよう切り換えることができる。

【００３４】以上、本実施形態について説明したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、以下の如き構成
の押圧手段３’を有する切断装置をも含むものである。
即ち、メインフレーム８とサブフレーム１０とを連結す
るＹ方向に延びるコイルスプリング１１に加えて、図７
に示すように、Ｘ方向に延びるコイルスプリング１１’
を配設し、押圧手段３の第１挟持手段３ａ及び第２挟持
手段３ｂを不要とするものであってもよい。

【００３５】この場合、サブフレーム１０におけるＹ方
向の動作はコイルスプリング１１の伸縮で吸収され、Ｘ
方向の動作はコイルスプリング１１’の伸縮で吸収され
るので、第２切断工程Ｓ２において押圧手段３をエンド
ミル２の動作から独立させる機構を簡素化することがで
きる。尚、コイルスプリング１１及び１１’に代えて他
の弾性部材（例えば板バネ等）としてもよい。

【００３６】また、押圧手段３の動作を別途の駆動機構
にて行い、エンドミル２の動作に対する追随及び独立を
当該駆動機構で行うよう構成してもよい。この場合、第
１切断工程Ｓ１では、エンドミル２の動作に追随させる
よう押圧手段３を動作し、第２切断工程Ｓ２では、エン
ドミル２の動作とは独立に固定させるよう制御する必要
がある。かかる構成によれば、押圧手段３の動作を確実
に制御することができる。

【００３７】

【発明の効果】請求項１及び請求項２の発明によれば、
所望形状の一部を残しておき他の部位を切断した後、強
く押圧しつつ残しておいた一部を切断するので、パーツ
毎のネジ止めを不要とし、板材から所望形状のパーツを
切り抜き加工する際の作業性を向上させることができ
る。

【００３８】請求項３の発明によれば、所望形状の一部
を残しておき他の部位を切断する際には押圧手段が切断
手段の駆動部と連結されつつ板材を軽く押圧するので、
当該押圧手段は切断手段の動作と共に板材上を滑動し、
切断手段による切断箇所の周囲を常に押圧し、切断せず
残しておいた一部を切断する際には押圧手段が切断手段
の駆動部と切り離されて板材を強く押圧するので、切削
手段の動作に影響されず板材の所定位置を常に押圧する
ので、切断加工中においては、切断手段による切削粉が
積層した板材間或いは板材下面と載置テーブル上面との
間に入り込んでしまうのを防止できるとともに、切断終
了時においては、切り抜いたパーツが飛散するのを防止
することができる。

【００３９】請求項４の発明によれば、押圧手段が１方
向においては連結切り離し自在とされ、他の方向におい
ては弾性部材の伸縮により動作が吸収されるので、両方
向共連結切り離し自在とされたものに比べ、低コストに
て装置を構成することができ、メンテナンスも容易とす
ることができる。

【００４０】請求項５の発明によれば、弾性部材がコイ
ルスプリングであるので、切断手段の動作を簡単な構成
で吸収することができ、低コストにて装置を構成するこ
とができ、メンテナンスも容易とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る板材の切断装置を示す
模式図

【図２】本発明の実施形態に係る板材の切断装置におけ
る押圧手段を示す上面図

【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図

【図４】本発明の実施形態に係る板材の切断装置で切断
されるアルミ板を示す模式図

【図５】本発明の実施形態に係る板材の切断装置の作用
を示すフローチャート

【図６】本発明の実施形態に係る板材の切断装置で第１
切断工程が施された後のアルミ板を示す模式図

【図７】本発明の他の実施形態に係る板材の切断装置に
おける押圧手段を示す上面図

【符号の説明】

１…載置テーブル ２…エンドミル（切断手段） ３…押圧手段 ３ａ…第１挟持手段 ３ｂ…第２挟持手段 ４…回転駆動部 ５…垂直スライダ ６…水平スライダ（駆動部） ７…環状コラム ７ａ…摺動レール ６ａ、７ｂ…ステー ８…メインフレーム ９…ベッド １０…サブフレーム １１、１１’…コイルスプリング（弾性部材） １２…シリンダ １２ａ…作動ロッド １３…加工用孔 １４…樹脂製パッド １５…押圧用シリンダ １５ａ…ロッド

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】板材を上面から押圧しつつ切断して切り抜
   き、所望形状のパーツを得るための板材の切断方法にお
   いて、 板材の切断箇所の周囲を軽く押圧しつつ所望形状の一部
   を切断せず残しておき他の部位を切断する第１切断工程
   と、 前記第１切断工程にて残しておいた一部の周囲を強く押
   圧しつつ当該部位を切断し所望形状のパーツを切り抜く
   第２切断工程と、を有することを特徴とする板材の切断
   方法。
2. 【請求項２】板材を上面から押圧しつつ切断して切り抜
   き、所望形状のパーツを得るための板材の切断装置にお
   いて、 板材を位置決めしつつ載置する載置テーブルと、 ３次元的に移動自在とされ、該載置テーブル上の板材を
   所望形状に切断するための切断手段と、 該切断手段で切断される箇所の周囲を押圧し得る押圧手
   段と、を具備し、前記切断手段が所望形状の一部を残し
   つつ他の部位を切断する際には前記押圧手段が板材を軽
   く押圧するとともに、切断されず残された一部を前記切
   断手段にて切断して所望形状のパーツを切り抜く際には
   前記押圧手段が当該一部の周囲を強く押圧するものであ
   ることを特徴とする板材の切断装置。
3. 【請求項３】前記押圧手段は、前記切断手段の駆動部と
   連結及び切り離し自在とされ、前記切断手段が所望形状
   の一部を残しつつ他の部位を切断する際には連結状態と
   され当該切断手段と連動するとともに、切断されず残さ
   れた一部を前記切断手段にて切断して所望形状のパーツ
   を切り抜く際には切り離し状態とされ当該切断手段の動
   作と独立することを特徴とする請求項２記載の板材の切
   断装置。
4. 【請求項４】前記載置テーブルは、床面と略平行面内で
   直交する２方向に移動自在とされるとともに、そのうち
   の１方向に対しては前記押圧手段が前記切断手段の駆動
   部と連結及び切り離し自在とされ、他の方向に対しては
   前記押圧手段が伸縮自在な弾性部材を介して前記切断手
   段の駆動部と連結されたことを特徴とする請求項３記載
   の板材の切断装置。
5. 【請求項５】前記弾性部材は、前記押圧手段と前記切断
   手段の駆動部とを連結するコイルスプリングであること
   を特徴とする請求項４記載の板材の切断装置。