JP2021053730A - 板材加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】精度良く板材を加工することが可能な板材加工装置を提供する。【解決手段】切断部材１１は、切断部材１１の厚み方向視において、切断前状態から突出状態へと切断部材１１が進行する場合に、板材配置部１３ａ内で刃先３３（主刃先３３ａ及び副刃先３３ｂ）が移動する移動軌跡範囲内に本体部３２と傾斜部３４とが位置する形状に形成されている。このため、板材１３を切断する場合に、板材１３の端から離れた途中部分に対して、切断部材１１を板材の厚み方向に対して移動することで、その途中部分に切り込みを生成し、その切り込みを起点として、切断部材１１を板材１３に対して相対的に進行させて板材１３を切断する。【選択図】図４

Description

本発明は、板材を切断する加工が可能な板材加工装置に関する。

従来、建築物を構成する部品（構造部材）を製造するために、薄板状に形成された切断部材によって板材を加工する板材加工装置を利用する構成が知られている。例えば、住宅を構成する壁や床部分に用いる構造部材として、断熱性を有する発泡樹脂製の断熱材を用いる場合があり、この断熱材を必要な大きさに加工するために板材加工装置が利用される（特許文献１参照）。

特開２０１３−７６２２６号公報

１つの建築物を建築するためには、使用される部位に応じた多種の大きさや形状の構造部材が必要となる場合がある。このため、精度の良い加工を行って良質な構造部材を製造するための構成について改良の余地のある可能性があった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、板材を効率良く切断可能な板材加工装置を提供することを目的としている。

この目的を達成するために、請求項１に記載の板材加工装置は、
所定の厚みを有するようにして形成された板材を、薄板状に形成された切断部材によって切断する加工が可能な板材加工装置であって、
前記切断部材によって前記板材が切断される場合に前記板材が配置される板材配置部に対して当該板材の厚み方向の一面側に設けられ、前記切断部材が取り付けられる取付部と、
当該取付部を介して前記切断部材を、前記板材の厚み方向に移動可能とする移動機構とを備え、
前記切断部材は、略一定の厚みを有するように形成された本体部と、前記板材を切断可能な刃先と、前記本体部から前記刃先にわたって厚みが減少するように形成された傾斜部とを有し、
前記移動機構は、前記板材配置部に配置される板材の厚み方向における前記一面側に前記切断部材が位置した切断前状態から、前記板材配置部を基準とした場合に前記取付部が設けられる側とは反対側に前記切断部材の刃先の一部が突出した突出状態となるまで前記切断部材を前記板材の厚み方向に変位動作可能に構成され、
前記切断部材は、前記切断部材の厚み方向視において、前記切断前状態から前記突出状態へと前記切断部材が進行する場合に、前記板材配置部内で前記刃先が移動する移動軌跡範囲内に前記本体部と前記傾斜部とが位置する形状に形成されていることを特徴としている。

請求項１に記載の板材加工装置によれば、板材を切断する場合に、板材の端から離れた途中部分に対して、移動機構によって切断部材を板材の厚み方向に対して移動すると、その途中部分には、厚み方向の全域にわたって切り込みが生成される。この切り込みが生成された場所を起点として、切断部材を板材に対して相対的に進行させて、板材が切断される。

請求項２に記載の板材加工装置は、請求項１に記載の板材加工装置において、前記切断部材には、前記板材の厚み方向に交差して前記板材が連続する連続方向に前記板材を切断する場合において、前記板材に対して前記切断部材が相対的に進行する第１方向側の縁部分には前記板材の厚みの範囲内から前記反対側に突出する突出先端位置まで前記刃先が設けられ、当該刃先が前記第１方向側とは逆側となる第２方向側の縁部分の一部に連続する長さに形成されていることを特徴としている。

請求項１に記載の板材加工装置によれば、板材を切断する場合において、板材の端を起点として切断しなければならないといった制限を少なくすることができるので、板材を効率良く切断して歩留まりの高い切断加工を行い易くすることができるという効果がある。

請求項２に記載の板材加工装置によれば、請求項１に記載の板材加工装置の奏する効果に加え、突出先端位置を大きな角度に設定し易くすることができ、板材の切断加工の自由度を高めつつ、切断部材の強度を確保し易くすることができるという効果がある。

板材加工装置を示す正面図 上側固定部材に固定された切断部材と、変位制限部材を示す斜視図 変位制限部へ切断部材の一部が進入する動作機構説明図 板材の厚み方向の切断と、切断方向切替時の動作機構説明図 他の実施例に係る板材の切断方向切替時の動作機構説明図

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、実施例としての板材加工装置１０を示す正面図である。なお、図１には、板材加工装置１０の構成、及び、制御装置２３と各駆動機構との電気的な接続を模式的に示し、また、板材動作機構２６を一点鎖線で示している。また、図１には、各駆動機構によって動作する部位の動作方向を、理解の容易のために、矢印で示している。

板材加工装置１０は、一定の厚み（例えば、１００ｍｍ）を有するようにして形成された板材１３を、薄板状に形成された切断部材１１によって切断する加工が可能な装置であり、１枚の板材１３から１又は複数の構造部材（例えば、断熱材）を製造可能に構成されている。板材加工装置１０は、図１に示すように、床面Ｆに配置されるフレーム２１に取り付けられた支持台２２に、加工対象としての板材１３が配置され、制御装置２３の制御によって板材１３と切断部材１１との相対的な位置と向きとが制御されて板材１３を加工する。

板材加工装置１０においては、支持台２２の上に配置される板材１３に対して厚み方向の一方側（上側）と、反対側（下側）との両側にて、切断部材１１の厚み方向における移動が制限され、これにより、切断部材１１による切断の精度が高く維持可能に構成されている。また、板材加工装置１０においては、板材１３の端面（例えば、図１の板材１３の左右の端面）からだけでなく、端面から離れた部分から板材１３の厚み方向（上下方向）に切断部材１１を移動して板材１３に切り込みを生成した後に、板材１３の表面に沿って切断部材１１を移動して板材１３から構造部材を製造可能に構成される。これにより、各構造部材の輪郭形状として、矩形に限らず、台形や三角形等の他の形状の構造部材についても歩留まりよく製造可能に構成されている。

以下においては、まず、板材加工装置１０の基本的な構成を説明した後に、切断部材１１の厚み方向における移動を制限する構成について説明し、その後、板材１３の端面から離れた部分から板材１３に切り込みを生成して板材１３の切断を実施する構成について説明する。また、以下の説明においては、板材１３の厚み方向に交差（直交）する方向であって板材１３が連続する連続方向を進行方向側として切断部材１１が板材１３に対して相対的に進行する状態を切断工程とし、その切断工程における切断部材１１の姿勢（切断部材１１の位置と向きとの組合せ）を切断姿勢として説明する。また、板材１３の厚み方向に切断部材１１が進行して板材１３に切り込みが生成されるように切断部材１１が進行する状態を切り込み工程とし、その切り込み工程における切断部材１１の姿勢を切り込み姿勢とし、支持台２２の上に板材１３が配置される部位（領域）を板材配置部１３ａとして説明する。

板材加工装置１０は、図１に示すように、切断部材１１と、変位制限部材１２と、制御装置２３と、上側動作機構２４と、下側動作機構２５と、板材動作機構２６とを備えている。切断部材１１は、上側動作機構２４の一部である上側固定部材２４ａに取り付けられ、鉛直方向（図１の上下方向）及び水平方向（図１の左右方向）に設けられるレールに沿って各部位がスライド移動することで、切断部材１１が板材１３に対して移動可能に構成されている。また、板材動作機構２６は、板材１３の端部（図１の紙面垂直方向における前後の端部）をクランプするクランプ機構と、クランプ機構を前後に移動するための移動機構と、各機構部分を動作させる駆動モータとを組み合わせて構成され、板材１３の一方向（図１の紙面垂直方向）への移動が可能に構成される。これら上側動作機構２４による切断部材１１の移動動作と、板材動作機構２６による板材１３の移動動作とは、制御装置２３によって制御される。この制御装置２３の制御により、板材１３の全範囲にわたって、切断部材１１を配置可能とすることができる。

また、上側動作機構２４には、切断部材１１を、鉛直方向を中心に３６０度以上に回動可能とする動作機構と、動作機構を動作させる駆動モータとが設けられ、制御装置２３によって板材１３に対する切断部材１１の向きを変化させることが可能に構成される。これにより、板材１３の表面に沿ったいずれの方向に対しても、板材１３を切断可能な向きに切断部材１１の向きを設定し、板材１３を種々の形状に切断することができる。

なお、板材加工装置１０における切断部材１１と板材１３との相対的な移動をさせるための機構は、上記に限らず、他の機構を用いてもよく、例えば、複数の回動軸を中心に切断部材１１を移動可能とする多関節ロボットに切断部材１１を取り付けて板材１３を切断する構成としてもよい。また、板材加工装置１０に対しては、板材１３を切断する際に上下方向へ板材１３が変位することを制限する固定ローラ（図示せず）等、切断部材１１によって板材１３を切断する場合に用いる一般的な他の構成を含めて構成してもよい。

制御装置２３は、板材１３を加工する場合に切断部材１１と板材１３と変位制限部材１２とを動作させる制御を含む各種の制御を行う装置である。制御装置２３は、例えば、パーソナルコンピュータによって構成され、加工用のプログラム（上側動作機構２４と、下側動作機構２５と、板材動作機構２６の動作を制御するプログラム）を記憶する記憶装置としてのＲＯＭ、加工データを一時的に記憶するＲＡＭ、演算処理装置としてのＣＰＵ、板材１３を加工して部品を製造するために必要な加工データを入力するための情報入力装置、キーボード、マウス、ディスプレイ等を備えて構成される。変位制限部材１２と切断部材１１とを相対的に変位動作させる変位動作手段は、ＲＯＭに記憶されるプログラムに基づいて各機構の制御を行う制御装置２３の機能の一部によって構成される。なお、制御装置２３は、必ずしも１つのパーソナルコンピュータで構成する必要はなく、これに代えて、又はこれに加えて、リレー回路を利用したシーケンサーなどの装置を利用してもよいし、複数のコンピュータで制御を分担する構成であってもよい。

次に、切断部材１１の厚み方向における移動を制限する構成について、図２及び図３を主に参照して説明する。図２は、上側固定部材２４ａに固定された切断部材１１と、変位制限部材１２を示す斜視図である。また、図３は、変位制限部１２ａへ切断部材１１の一部が進入する動作機構の説明図であり、図３（Ａ）には、動作機構を切断部材１１の厚み方向から視認した状態を示しており、切断部材１１を、切り込み姿勢は実線で、切断姿勢は一点鎖線で示し、上側固定部材２４ａの形状と、板材１３（板材配置部１３ａ）の上面１３Ｕ及び下面１３Ｌを細い実線で示している。図３（Ｂ）は、上面側から見た変位制限部材１２と切断部材１１の下端部３１との相対位置を示した図であり、切断部材１１の下端部３１の外形形状について、切り込み姿勢を実線で示し、切断姿勢を一点鎖線で示している。

上側固定部材２４ａは、切断部材１１によって板材１３が切断される場合において、板材１３（板材配置部１３ａ）に対して、その板材１３の厚み方向の一面側に相当する上側に設けられている。上側動作機構２４は、上側固定部材２４ａを介して、切断部材１１を、板材１３の厚み方向（図１の上下方向）に沿って移動可能に構成される。また、上側動作機構２４は、上側固定部材２４ａを回動可能に支持する構成とされ、切り込み姿勢と切断姿勢との間を動作可能範囲として、切断部材１１が回動可能に構成されている（図３（Ａ）参照）。

変位制限部材１２は、図３に示すように、板材１３（板材配置部１３ａ）を基準とした場合に上側固定部材２４ａが設けられる側とは反対側となる下側に設けられている。変位制限部材１２は、例えば、金属片を切削加工して形成され、対称形状をした２つの部材の間の隙間部分を構成する面（平面）によって、一定間隔の隙間部分（変位制限部１２ａ）と、一方側に次第に拡がる隙間部分（誘導部１２ｂ）とを形成する。なお、変位制限部１２ａ及び誘導部１２ｂは、必ずしも平面によって構成する必要はなく、湾曲した部分を含むようにする等、他の形状により構成してもよい。

変位制限部材１２は、下側動作機構２５に取り付けられ、上側動作機構２４による切断部材１１の移動動作に同期して動作可能に構成される。具体的には、変位制限部材１２は、下側動作機構２５に設けられるレールに沿って水平方向（図１の左右方向）にスライド移動が可能であり、また、切断部材１１と同様に、鉛直方向を中心に３６０度以上に回動可能に構成される。この下側動作機構２５による変位制限部材１２の移動動作及び回動動作も制御装置２３によって制御され、変位制限部材１２は、切断部材１１の下側において切断部材１１の位置及び向きに対応し、切断部材１１と回動中心軸Ｃ（図１参照）が一致するように、同期して動作する。

切断部材１１は、薄板状の金属板によって構成されており、具体的には、略一定の厚みを有するように形成された本体部３２と、板材１３を切断可能な刃先３３と、本体部３２から刃先３３にわたって厚みが減少するように形成された傾斜部３４とを有している。切断部材１１の本体部３２の上側には、上側固定部材２４ａに厚み方向の両側が挟まれて固定される固定部３５（図３（Ａ）参照）が設けられ、この固定部３５にボルト等の固定具２４ｅを用いて上側固定部材２４ａが締結されて、上側固定部材２４ａに切断部材１１が取り付けられている。

切断部材１１の刃先３３は、傾斜部３４に対して研磨加工を施すことによって鋭く尖った状態を維持可能に形成されている。刃先３３には、斜め下側に長く連続して板材１３の表面に沿った方向側に進行する切断姿勢において板材１３を切断する主刃先３３ａと、主刃先３３ａの下端部から主刃先３３ａとは別の方向側（斜め上側）に向かって短い長さにて連続する副刃先３３ｂとを組み合わせて構成されている。

主刃先３３ａは、板材１３の表面に沿った方向側に板材１３を切断する切断工程において、板材１３を切断する部位であり、その長さは、切断対象となる板材１３の厚みに対応して設定されている。具体的には、切断工程において、板材１３に対して切断部材１１が進行する進行方向側（図３の右側）の縁部分に、主刃先３３ａが板材１３の厚みの範囲内（板材配置部１３ａ）における全区間にわたって設けられる長さに設定される。

副刃先３３ｂは、切断工程（切断姿勢）において、切断部材１１の進行方向側とは逆の方向側（進行方向の後側）の縁部分に設けられている。この副刃先３３ｂが設けられることにより、板材１３の切断加工の自由度を高めつつ、切断部材１１の強度を確保し易くしている。副刃先３３ｂを設けずに、主刃先３３ａを更に延長して下側に鋭角な角部を有する略三角形状に切断部材１１を形成した場合、切断部材１１の下側角部分の角度が小さくなってしまい、その下側角部分が破損し易くなってしまう。副刃先３３ｂを設けることにより、切断部材１１の下側角部分の角度を大きく設定し易くして切断部材１１の強度を確保し易くすることができ、また、切断部材１１の下方への移動による板材１３の切断を可能にして切断加工の自由度を高めることができる。なお、主刃先３３ａ及び副刃先３３ｂの形状は、直線状に限らず、湾曲した形状の部位を含んだり、折れ線状に形成するなど、他の形状であってもよい。

副刃先３３ｂの長さは、切断工程（切断姿勢）において、副刃先３３ｂが板材１３の厚みの範囲内（板材配置部１３ａ）において設けられない形状（長さ）とされている。これにより、刃先３３の設けられる位置を必要な箇所に限定して、刃先３３の研磨を容易にし、且つ、刃先３３の接触によって板材１３や作業者などが誤って傷ついてしまう事態を回避し易くすることができる。なお、副刃先３３ｂの長さは、切断工程において必ずしも板材１３の厚み範囲内に設けられない長さとする必要はなく、その厚み範囲内に副刃先３３ｂが入り込む長さに副刃先３３ｂを形成してもよい。

変位制限部材１２は、切断部材１１の一部に相当する下側部分（下端部３１）に対して当該下端部３１の厚み方向における両側に位置して下端部３１の厚み方向の変位量を一定範囲内に制限可能に構成されている。図２に示すように、変位制限部材１２は、切断部材１１の一部が進入可能な隙間部分として変位制限部１２ａと誘導部１２ｂとを形成し、変位制限部１２ａに対して一方側（図２の右下側）に誘導部１２ｂが次第に拡がる状態で位置するように構成されている。変位制限部１２ａの隙間幅は、切断部材１１の本体部３２の厚みに対して僅かに大きく、例えば、片側ずつにそれぞれ０．５ｍｍの隙間を有するようにして配置されている。変位制限部１２ａは、板材１３を切断する際に発生する板材１３の抵抗力が一定以上に大きくなった場合等において切断部材１１の下端部３１が接触可能な隙間幅に設定されている。このため、切断部材１１の下端部３１が、その厚み方向において一定以上に大きく変位することが制限され、これにより、板材１３を高い精度で加工することができる。

切断部材１１は、制御装置２３によって上側動作機構２４が制御されることにより、板材１３の厚み範囲から外れた位置（厚み範囲外）に相当する板材１３の上側に位置した状態から、板材１３の厚み範囲内に配置された状態へ移行可能に構成され、板材１３の厚み範囲内に一定量以上進入することで切断工程へ移行可能に構成されている。この切断工程への移行に際して、切断部材１１の下端部３１は、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、変位制限部１２ａとしての隙間部分に対して切断工程における切断部材１１の進行方向の前側（進行方向側）に位置した状態から、その進行方向とは逆の方向側に変位動作して、変位制限部１２ａとしての隙間内に進入する。

切断部材１１の下端部３１を変位制限部１２ａへ進入させる機構は、上側動作機構２４の一部によって構成されている。具体的には、切断部材１１の上側が固定される上側固定部材２４ａに、切断部材１１を回動可能に支持する支持軸２４ｂが設けられている。また、支持軸２４ｂを中心にして切断部材１１を回動させるための駆動力を伝達する駆動ケーブル２４ｃが上側固定部材２４ａの入力軸２４ｄに連結されている。駆動ケーブル２４ｃには、上下方向の駆動力がエアシリンダ等の駆動源（図示せず）から伝達され、これにより、切断部材１１が一定範囲内で回動動作し、切断部材１１の下端部３１が変位制限部１２ａ内へ進入可能に構成される。なお、切断部材１１の下端部３１を変位制限部１２ａ内へ進入させる機構は、上記に限らず、他の機構によって構成してもよく、例えば、回動動作によって切断部材１１を動作させる構成に代えて、スライド移動によって切断部材１１を動作させる機構によって構成してもよい。

ここで、切断部材１１の下端部３１において、変位制限部１２ａへ進入することとなる部位は、一定の厚みによって構成される本体部３２を含むようにし、切断部材１１が変形した場合に切断部材１１の本体部３２が変位制限部１２ａに接触するように構成することが好ましい。本実施形態においては、図３（Ａ）に示すように、切断部材１１の本体部３２の下端位置は、切断姿勢において、変位制限部１２ａの上端より下側に位置するように構成され、この相対位置関係で、切断部材１１が板材１３を切断する。これにより、板材１３を切断する際に傾斜部３４と変位制限部１２ａとが接触して切断部材１１の変位を制限する場合と比べて、切断部材１１が変形したり破損したりすることを防止し易くすることができる。

また、傾斜部３４は、刃先３３を尖らせるための切断部材１１の研磨等によって位置（範囲）が移動したり、傾斜部３４の厚みが次第に薄くなる可能性があるため、その部分を変位制限部１２ａに接触させる構成にすると、切断部材１１の変位を制限する機能が低下してしまう可能性もある。本実施形態においては、切断部材１１の本体部３２が変位制限部１２ａへ進入する構成とし、厚みが一定に維持されやすい本体部３２が変位制限部１２ａへ接触する構成としている。このため、切断部材１１と変位制限部１２ａとの間に形成される隙間幅を長期間にわたって一定に維持し易くすることができる。

また、切断部材１１が回動する中心となる支持軸２４ｂは、図３（Ａ）に示すように、変位制限部１２ａへ進入することとなる切断部材１１の下端部３１に対して板材１３（板材配置部１３ａ）の厚み方向（図３（Ａ）の上下方向）に沿った鉛直上方側に位置するように配置されている。このため、切断部材１１の下端部３１を変位制限部１２ａへ進入させる場合に切断部材１１を回動させても、切断部材１１の下端部３１の上下方向における高さ位置はほとんど変化しない。よって、板材１３に対して僅かに下側に下端部３１を突出させた状態とし、その突出させた下端部３１を変位制限部１２ａに対して板材１３の下面１３Ｌに沿って相対移動させて変位制限部１２ａへと進入させることができる。従って、切断部材１１の鉛直下方への移動量を短くすることができるために板材１３を加工して構造部材を製造する時間を短縮したり、変位制限部１２ａと板材１３の下面１３Ｌとを近い位置に配置して高い精度で構造部材を製造し易くすることができる。

このように、板材加工装置１０によれば、板材１３を切断する場合に、板材配置部１３ａに対して板材１３の厚み方向（上下方向）の一方側（上側）において切断部材１１が取付部としての上側固定部材２４ａに取り付けられ、厚み方向の反対側（下側）の変位量が変位制限部１２ａによって一定の範囲内に制限される。このため、切断部材１１が板材１３を切断する場合に、板材１３から受ける抵抗力によって切断部材１１が一定量以上に変位したり変形してしまう状況を回避し易くすることができる。よって、切断部材１１を用いた切断における精度を高く維持し易くすることができる。

また、切断部材１１の本体部３２が変位制限部１２ａに接触することによって、切断部材１１の変位（移動）や変形を制限することができる。このため、切断部材１１の破損を防止し易く、また、切断部材１１と変位制限部１２ａとの隙間幅を長期間にわたって略一定量に維持し易くすることができる。

また、切断部材１１の下端部３１は、変位制限部１２ａに対して切断工程における切断部材１１の進行方向とは逆の方向側（進行方向の後側）に移動することで変位制限部１２ａに進入する。このため、上方側から変位制限部１２ａへ切断部材１１の下端部３１を進入させる場合と比較して、加工の対象となる板材１３に近い位置に変位制限部１２ａを配置して、切断部材１１の厚み方向側への移動を制限することができる。よって、切断部材１１の大きさや板材加工装置１０の大きさを小型に構成し易くしてコストを抑え易くすることができる。また、切断部材１１の先端部（下端部３１）が変位制限部１２ａに接触することにより生じる力と板材１３の抵抗力とによって切断部材１１に生じる曲げ応力についても、板材と変位制限部を近づけて配置した分、低く抑えることができ、切断部材１１の変形や破損を防止し易くすることができる。

また、切断姿勢における進行方向の後側（図３（Ａ）の左側）に相当する切断部材１１の縁部分は、板材１３の厚みの範囲内において刃先３３が設けられない形状とされている。このため、切断部材１１の下端部３１が変位制限部１２ａに進入する際に、切断部材１１の縁部分によって板材１３に切り込みが入ってしまう事態を回避し易くすることができ、良質な構造部材を製造し易くすることができる。

次に、板材１３の端面から離れた部分から板材１３に切り込みを生成してから、板材１３を切断する構成について、図４を主に参照して説明する。図４は、板材１３の厚み方向の切断と、切断方向切替時の動作機構とを説明するための図である。

切断部材１１は、板材１３に対して板材１３の厚み方向の一方側（上側）に位置した状態（切断前状態、図４（Ａ）の実線で示した状態）から板材１３の厚み方向に沿って板材１３の側に進行する切り込み工程によって、板材１３の切断を開始可能に構成されている。具体的には、図４（Ａ）に示すように、切断部材１１は、切断前状態から、板材配置部１３ａ（板材１３）を基準とした場合に上側固定部材２４ａが設けられる側とは反対側（下側）に切断部材１１の刃先３３の一部が突出した状態（突出状態、図４（Ａ）の細線で囲われた範囲の最下端に達した状態）となるまで、板材１３の厚み方向（図４（Ａ）の矢印方向）に変位動作可能に構成されている。この切断部材１１の移動制御は、制御装置２３による上側動作機構２４（図１参照）の制御によって実行される。

ここで、切断部材１１は、切断部材１１の厚み方向視（図４の紙面垂直方向視）において、切断前状態から突出状態へと切断部材１１が下方へ進行する場合に、板材配置部１３ａ内で刃先３３が移動する移動軌跡範囲内（太い実線で囲まれた範囲内）に本体部３２と傾斜部３４とが位置する形状に形成されている。すなわち、切断部材１１の本体部３２と傾斜部３４とのいずれも、移動軌跡範囲から外れた部分を有しない形状に形成されている。これにより、切断部材１１の刃先３３のみによって板材１３へ切り込みを生成しつつ、その切り込みが形成された範囲内に傾斜部３４と本体部３２とを配置することができ、製造される構造部材の切断面を平滑な状態に近づけて高精度に形成することができる。なお、切断部材１１の本体部３２及び傾斜部３４は、板材配置部１３ａ内で刃先３３が移動する移動軌跡範囲に収まる外形形状であれば、他の形状に構成されてもよいし、また、本体部３２に貫通孔が設けられる形状であってもよい。

また、切断部材１１には、図４（Ａ）に示すように、主刃先３３ａと副刃先３３ｂとが板材１３の厚みの範囲内から下側に突出する突出部分の先端（突出先端位置３６）を境界とした両側に連続するようにして設けられている。具体的には、主刃先３３ａは、板材１３を切断する切断工程において、板材１３に対して切断部材１１が相対的に進行する進行方向側（図４（Ａ）の右側、第１方向側）の縁部分に設けられている。そして、主刃先３３ａの最下端に相当する突出先端位置３６から、進行方向側とは逆側（図４（Ａ）の左側、第２方向側）の縁部分の一部に連続する長さに刃先３３が形成されるように、副刃先３３ｂが設けられている。このため、切り込み工程においては、突出先端位置３６を基準として、その両側に連続する主刃先３３ａと副刃先３３ｂとによって徐々に切り込みの幅を拡げていくことができる。この場合に、主刃先３３ａと副刃先３３ｂとは、いずれも切り込み工程における刃先３３の進行方向（図４の下方向）に対して傾斜した方向側に連続し、これにより、切断面を平滑な状態に近付けて切断し易くすることができる。

また、切り込み工程における刃先３３の進行方向（図４（Ａ）の下方向）に対して傾斜する刃先３３の角度は、主刃先３３ａの角度（略４５度）より副刃先３３ｂの角度（略７５度）の方が大きく設定されている。このため、副刃先３３ｂの設けられる側（図４（Ａ）の左側）の本体部３２は、主刃先３３ａの側における本体部３２より板材１３の厚みの範囲内から下側に突出し易くすることができる。これにより、副刃先３３ｂが設けられる側において下側に突出した本体部３２に対して、本体部３２の厚み方向における両側にて変位制限部１２ａが接触し易くすることができ、本体部３２と変位制限部１２ａとの接触によって切断部材１１の変位を制限する機能を発揮させ易くすることができる。

切り込み工程によって板材１３に切り込みを生成した後には、図４（Ｂ）に示すように、切断部材１１は、制御装置２３による上側動作機構２４（図１参照）の制御によって進行方向側（図４（Ｂ）の右側）へと進行する。この場合において、切断部材１１が支持軸２４ｂ（図３（Ａ）参照）を中心に回動可能に設けられているので、この回動動作と、切断部材１１の進行方向側への進行とを組み合わせることによって切断部材１１の下端部３１を変位制限部１２ａの中へと進入させることができる。この切断部材１１の下端部３１を変位制限部１２ａに進入させる動作は、駆動ケーブル２４ｃ（図２（Ａ）参照）を通じた駆動力によって動作させてもよいし、切断部材１１が切断工程において板材１３を切断する際の抵抗力によって切断部材１１の下端部３１が変位制限部１２ａの中へ入り込むように動作させてもよい。

ここで、切り込み工程によって板材１３に切り込みを生成する際の刃先３３の進行方向（図４（Ｂ）の下方向）に対して傾斜する主刃先３３ａの角度と、切断工程によって板材１３を切断する際の刃先３３の進行方向（図４（Ｂ）の右方向）に対して傾斜する主刃先３３ａの角度とは、支持軸２４ｂを中心として切断部材１１が回動動作をする分、移動方向に対して大きく傾斜した角度となり易いように構成されている。このため、いずれの方向に対しても刃先３３によって板材１３が切断される切断面を平滑な状態に近付け易くすることができ、良質な構造部材を製造し易くすることができる。

図４（Ｂ）は、駆動ケーブル２４ｃ（図２（Ａ）参照）に対しての駆動力を発生させずに、切断部材１１が動作可能な可動範囲内で回動動作が自由に可能な状態（フリー状態）としてから、切断工程において切断部材１１を進行させた場合を例示している。この場合、上側動作機構２４によって切断部材１１の上側部分を進行させる力に対して、板材１３から受ける抵抗力によって切断部材１１の上側部分より下側部分が遅れて進行し易くなる。この遅れにより、切断部材１１の下端部３１が変位制限部１２ａの中へと入り込み、切断部材１１の変位が変位制限部１２ａによって制限された状態とすることができる。

図５は、他の実施例に係る板材１３の切断方向切替時の動作機構を説明する図である。図５（Ａ）は、切り込み工程における姿勢に切断部材１１を維持したまま、切断工程による板材１３の切断を開始し、切断部材１１の下端部３１が変位制限部１２ａの中へ入り込める領域分、切断部材１１が進行した状態（図５（Ａ）に実線で示した状態）としてから、切断部材１１の下端部３１が変位制限部１２ａの中へ進入した状態（図５（Ａ）に一点鎖線で示した状態）へ移行させる場合を示している。この場合、制御装置２３によって駆動ケーブル２４ｃ（図２（Ａ）参照）を通じた駆動力を制御し、切断工程の開始から一定の区間では切断部材１１を切り込み工程における姿勢に維持する方向側に駆動力を発生させ、その後に、駆動力の方向を切り替えて切断部材１１の下端部３１を変位制限部１２ａの中へ進入させるように制御してもよい。

図５（Ｂ）は、切り込み工程において、切り込み姿勢にて、切断工程に相当する高さ位置よりも下側まで切断部材１１を移動する場合を示している。これにより、切断姿勢に相当する高さ位置で切断部材１１の移動方向を切り替える場合よりも大きな切り込みを予め形成し、切断部材１１の下端部３１が変位制限部１２ａの中へ入り込める大きさの切断面を切り込み工程によって形成することができる。この場合、制御装置２３によって切断部材１１の位置と、駆動ケーブル２４ｃ（図２（Ａ）参照）を通じた駆動力による切断部材１１の角度とを制御し、切断工程の開始から一定の区間では切断部材１１を切り込み姿勢に維持する方向側に駆動力を発生させておき、その後に、駆動力の方向を切り替えて切断部材１１の下端部３１を変位制限部１２ａの中へ進入させるように制御してもよい。

このように、板材加工装置１０によれば、板材１３を切断する場合に、板材１３の端から離れた途中部分に対して、移動機構としての上側動作機構２４によって切断部材１１を板材の厚み方向に対して移動することで、その途中部分に厚み方向の全域にわたる切り込みを生成することができる。そして、この切り込みが生成された場所を起点として、切断部材１１を板材１３に対して相対的に進行させて板材１３を切断することができる。よって、板材１３を切断する場合において、板材１３の端を起点として切断しなければならないといった制限を少なくして、板材１３を効率良く切断して歩留まりの高い切断加工を行い易くすることができる。

また、切断工程において、板材１３に対して切断部材１１が相対的に進行する進行方向側（第１方向側）の縁部分には板材１３の厚みの範囲内から下側に突出する突出先端位置３６まで主刃先３３ａが設けられ、主刃先３３ａと連続する副刃先３３ｂが進行方向側とは逆側（第２方向側）の縁部分の一部にまで連続する長さに形成されている。このため、副刃先３３ｂを設けずに、主刃先３３ａを更に延長して略三角形状に切断部材１１を形成した場合と比べて、突出先端位置を大きな角度に設定し易くすることができ、板材１３の切断加工の自由度を高めつつ、切断部材１１の強度を確保し易くすることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限られるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であることは容易に推察できるものであり、例えば、以下に記載するように変形して実施してもよい。

上記実施形態においては、板材加工装置１０によって発泡樹脂製の断熱材を加工対象とする場合について説明したが、これに限らず、他の材料から形成される板材を加工対象としてもよいし、また、断熱以外の機能（例えば、防音機能）を付加することを目的とした板材を加工対象としてもよい。

また、上記実施形態においては、板材加工装置１０の加工対象である板材１３が、単一の材料から構成される場合について説明したが、これに限らず、複数の層が積層されて複数種類の材料から構成されるものであってもよいし、厚み方向の少なくとも一面に、光や熱を反射可能なアルミニウム箔等の反射層や、水を遮断可能な樹脂膜等の防水層を含むものなど、１又は２以上の機能層を含む積層型の板材であってもよい。

また、上記実施形態においては、切断部材１１及び変位制限部材１２の材料として、金属が用いられる場合について説明したが、これに限らず、セラミックや合成樹脂など、他の材料を用いて切断部材１１や変位制限部材１２を構成してもよい。

また、上記実施形態においては、切断部材１１が切断姿勢と切り込み姿勢とにおいて板材１３に対して異なる角度となる場合について説明したが、切断姿勢と切り込み姿勢とを同一の姿勢とし、切断工程と切り込み工程との切り替えの際に、切断部材１１の姿勢を変えないようにしてもよく、この場合には、切断工程を開始する前に変位制限部材１２を切断部材１１に対して変位動作させて、切断部材１１の本体部３２の厚み方向における両側に変位制限部１２ａが配置されるようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、変位制限部材１２によって切断部材１１の一部の変位を制限可能とする場合について説明したが、変位制限部材１２を省略してもよく、この場合であっても、切断部材１１によって板材１３の端面から離れた部分から板材１３に切り込みを生成して板材１３を効率良く切断可能とすることができる。

また、上記実施形態においては、切り込み工程において板材配置部１３ａ内で刃先３３が移動する移動軌跡範囲内に本体部３２と傾斜部３４とが位置する構成として板材１３を効率良く切断可能とする場合について説明したが、これに限らず、切り込み工程において板材配置部１３ａ内で移動軌跡範囲から外れた部分に本体部３２と傾斜部３４との少なくとも一方が位置する形状に切断部材１１を形成してもよく、この場合であっても、変位制限部材１２によって切断部材１１の一部の変位を制限して良質な構造部材を製造し易くすることができる。

以上説明したように、この発明は、板材を切断する加工が可能な板材加工装置に適している。

１０：板材加工装置、１１：切断部材、１２：変位制限部材、１２ａ：変位制限部、
１３：板材、１３ａ：板材配置部、２２：支持台、２３：制御装置（変位動作手段）、
２４：上側動作機構（移動機構）、２４ａ：上側固定部材（取付部）、
２５：下側動作機構、２６：板材動作機構、３２：本体部、３３：刃先、
３３ａ：主刃先、３３ｂ：副刃先、３４：傾斜部、３６：突出先端位置

Claims (2)

1. 所定の厚みを有するようにして形成された板材を、薄板状に形成された切断部材によって切断する加工が可能な板材加工装置であって、
   前記切断部材によって前記板材が切断される場合に前記板材が配置される板材配置部に対して当該板材の厚み方向の一面側に設けられ、前記切断部材が取り付けられる取付部と、
   当該取付部を介して前記切断部材を、前記板材の厚み方向に移動可能とする移動機構とを備え、
   前記切断部材は、略一定の厚みを有するように形成された本体部と、前記板材を切断可能な刃先と、前記本体部から前記刃先にわたって厚みが減少するように形成された傾斜部とを有し、
   前記移動機構は、前記板材配置部に配置される板材の厚み方向における前記一面側に前記切断部材が位置した切断前状態から、前記板材配置部を基準とした場合に前記取付部が設けられる側とは反対側に前記切断部材の刃先の一部が突出した突出状態となるまで前記切断部材を前記板材の厚み方向に変位動作可能に構成され、
   前記切断部材は、前記切断部材の厚み方向視において、前記切断前状態から前記突出状態へと前記切断部材が進行する場合に、前記板材配置部内で前記刃先が移動する移動軌跡範囲内に前記本体部と前記傾斜部とが位置する形状に形成されていることを特徴とする板材加工装置。
2. 前記切断部材には、前記板材の厚み方向に交差して前記板材が連続する連続方向に前記板材を切断する場合において、前記板材に対して前記切断部材が相対的に進行する第１方向側の縁部分には前記板材の厚みの範囲内から前記反対側に突出する突出先端位置まで前記刃先が設けられ、当該刃先が前記第１方向側とは逆側となる第２方向側の縁部分の一部に連続する長さに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の板材加工装置。

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