JP2023013165A - 板材加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 良質な構造部材を効率良く製造することが可能な板材加工装置を提供する。【解決手段】 第１移動機構２４ａは、板材１３を切断する状況において、板材配置部１３ａを基準とした場合に上側固定部材２８ａが設けられる側とは反対側に切断部材１１の刃先３３の一部が突出した状態から、当該刃先３３の一部が板材配置部１３ａ内に位置する側へ切断部材１１を移動する抜出動作を開始させる場合があり、当該抜出動作が開始される場合に、板材配置部１３ａに配置される板材１３の一面側に板材移動制限部１２ｂが配置され、抜出動作中には、第２移動機構２４ｂによって板材移動制限部１２ｂが板材１３の上側に配置された状態が維持され、板材移動制限部１２ｂが板材１３に接触することで板材１３が切断部材１１と共に上側固定部材２８ａの側へ移動することを制限可能に構成されている。【選択図】 図１

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。そして、板材加工装置として、位置決めされた状態の板材に対して板材の厚み方向に切断部材を移動して板材に切り込みを生成可能とすることで、効率良く構造部材を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０２１－０５３７３０号公報

しかしながら、切断部材を、板材の厚み方向に移動させて構造部材を製造可能とした場合において、良質な構造部材を効率良く製造するための構成について、未だ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、良質な構造部材を効率良く製造することが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第１移動機構と、
前記板材配置部を基準とした場合に前記取付部側に配置可能に設けられ、前記切断部材の一部に対しては当該一部の厚み方向を含む前記切断部材の周りにおける少なくとも一方側に位置し、前記板材に対しては当該板材の一面側に位置した状態で前記板材に接触することで前記板材の移動を制限可能な板材移動制限部材と、
その板材移動制限部材を、前記板材の厚み方向において前記切断部材に対して相対的に移動可能とする第２移動機構と、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、
前記第１移動機構は、前記板材を切断する状況において、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状態から、当該刃先の一部が前記板材配置部内に位置する側へ前記切断部材を移動する抜出動作を開始させる場合があり、
当該抜出動作が開始される場合に、前記板材配置部に配置される板材の一面側に前記板材移動制限部材が配置され、
前記抜出動作中には、前記第２移動機構によって前記板材移動制限部材が前記板材の一面側に配置された状態が維持され、
前記板材移動制限部材が前記板材に接触することで前記板材が前記切断部材と共に前記取付部側へ移動することを制限可能に構成されている。

請求項１に記載の板材加工装置によれば、板材配置部から切断部材の刃先の一部が突出した状態から、当該刃先の一部が板材配置部内に位置する側へ切断部材を移動する抜出動作を利用して構造部材を製造することができる。このため、板材を切断する場合において、板材の切断を開始した後に板材の端まで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。

また、抜出動作中には、第２移動機構によって板材移動制限部材が板材の一面側に配置された状態が維持され、板材移動制限部材が板材に接触することで板材が切断部材と共に取付部側へ移動することを制限可能に構成されている。このため、板材の切断面に切断部材の表面部分が張り付いた状態で、切断部材と共に板材の一部分が移動してしまう事態を回避し易くすることができる。よって、切断部材の抜出動作中に切断部材と共に板材の一部が移動することで板材が変形したり、板材が元の位置に戻る際に板材の切断面に刃先が接触するなどして切断面が破損してしまうといった事態を回避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 上側動作部の動作機構説明図 切断部材と上下の制限部材を示す斜視図 切込動作を示す説明図 分断進行動作と抜出動作を示す説明図

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の構成を模式的に示し、制御装置２３と各駆動機構との電気的な接続を矢印を付した実線で示し、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は、良質な構造部材を製造可能とするための特徴的な構成として、２つの制限部１２ａ，１２ｂを備えている。具体的には、板材加工装置１０は、切断部材１１の厚み方向の変位を制限する切断部材制限部１２ａと、板材１３の移動を制限する板材移動制限部１２ｂとを備えている。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、その後、２つの制限部１２ａ，１２ｂに関する構成について説明する。

なお、以下の説明において、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、また、板材１３を切断（分断）して構造部材を製造する切断部材１１の動作として、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切断部材１１の動作を切込動作とし、切込動作とは逆の方向に切断部材１１が進行して板材１３から抜き出される切断部材１１の動作を抜出動作とし、板材１３の厚み方向に交差（直交）する方向（すなわち、板材１３が連続する連続方向）を進行方向側として板材１３に対して相対的に進行する切断部材１１の動作を分断進行動作として説明する。

板材加工装置１０は、分断進行動作のみを利用して板材１３を切断可能に構成されている。例えば、板材１３の一方の端面（例えば、図１の板材１３の左側の端面）から反対側の端面（例えば、図１の板材１３の右側の端面）まで、板材１３を２つに分断するように切断部材１１を移動することで、板材１３を２つに切断（分断）することができる。また、切込動作の後に分断進行動作を実行することで、板材１３の端面から離れた部分から板材１３の一部を分断することができる。また、分断進行動作の後に抜出動作を実行することで、板材１３の端面から離れた部分まで板材１３の一部を分断することもできる。板材加工装置１０は、これら切込動作と、分断進行動作と、抜出動作とを組み合わせて構造部材を製造可能とすることで、構造部材として利用できない残材の量を少なくし、また、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についても、切断部材１１の移動量を抑えて製造することができる。よって、板材加工装置１０を利用することで、少ない板材１３から、多数の構造部材を効率良く製造することができる。

板材加工装置１０は、図１に示すように、切断部材１１と、上側制限部材１２と、下側制限部材１４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、板材位置決め機構２７とを備えている。上側制限部材１２は、切断部材制限部１２ａと、板材移動制限部１２ｂとを一体化した部材であり、上側動作機構２４によって上下方向に移動可能に構成される。

切断部材１１は、上側動作機構２４の一部である上側動作部２８（上側固定部材２８ａ）に取り付けられている。上側動作部２８は、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スライド移動が可能であり、これにより、切断部材１１が板材１３に対して相対的に移動可能に構成されている。

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。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。

板材位置決め機構２７は、板材１３の移動を制限して板材１３を位置決めする機構である。板材位置決め機構２７は、板材１３の厚み方向に交差して板材１３が連続する方向に沿って移動可能な位置決め部材２７ａと、位置決め部材２７ａを動作させる動作機構とを含めて構成される。

位置決め部材２７ａは、板材１３の周縁側の端面に対して両側から接触して押圧するように動作し、切断部材１１による板材１３の切断において板材１３の移動を制限する。板材１３は、切断部材１１によって複数の構造部材に分断されるものであり、元の大きさより小さくなった分断後の板材１３に対しても位置決めが必要となる。このため、位置決め部材２７ａは、切断部材１１の配置位置に対して、前後左右の両側にて板材１３を位置決め可能に、また、切断部材１１と接触しない位置に、複数設置されている。

上側動作機構２４は、切断部材１１と、上側制限部材１２とを、板材１３に対して相対的に動作させる機構である。切断部材１１と上側制限部材１２とは、上下方向においては相対移動可能に構成され、他の方向においては、一体的に移動し、また、一体的に回動するように構成されている。

上側動作機構２４には、切断部材１１と上側制限部材１２とを、回動中心軸Ｃ１に沿った鉛直方向を中心にして３６０度以上に回動可能とする動作機構とが設けられ、制御装置２３の制御によって板材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の向きを設定可能とし、板材１３を種々の形状に切断することができる。

上側動作機構２４は、板材１３の厚み方向である上下方向に切断部材１１及び上側制限部材１２を移動可能とする第１移動機構２４ａと、板材１３の厚み方向に切断部材１１に対して相対的に上側制限部材１２を移動可能とする第２移動機構２４ｂとを備えている。第１移動機構２４ａは、切断部材１１と上側制限部材１２とを移動可能とする駆動力を発生する駆動源と、板材１３の厚み方向に切断部材１１と上側制限部材１２とを移動可能とするスライド機構とを組み合わせて構成される。第２移動機構２４ｂは、切断部材１１に対して上側制限部材１２を移動可能とする駆動力を発生する駆動源と、板材１３の厚み方向において切断部材１１に対して上側制限部材１２を移動可能とするスライド機構とを組み合わせて構成される。

第１移動機構２４ａと第２移動機構２４ｂとにおいて、駆動源としては、空圧や油圧で動作させることが可能なシリンダや、電気的に動作させることが可能な駆動モータによって構成することができる。また、スライド機構としては、ガイド部分と、ガイド部分に沿った移動を可能とする可動部とを組み合わせた直動型の移動機構によって構成することができる。

第１移動機構２４ａは、上側動作部２８を上下方向に移動可能な機構によって構成される。上側動作部２８は、動作部本体２８ｂと、動作部本体２８ｂに対して駆動モータ（図示せず）によって回動可能な回動体２８ｃと、切断部材１１と、上側制限部材１２と、第２移動機構２４ｂとが一体化されて構成されている。上側固定部材２８ａは、回動体２８ｃの一部として構成されている。

ここで、図２を参照して、第１移動機構２４ａ及び第２移動機構２４ｂによる切断部材１１と上側制限部材１２との上下動作について説明する。図２は、上側動作部２８の動作機構の説明図であり、図２（Ａ）は、上側動作部２８が、最大に上昇した上昇位置に配置された状態を示し、図２（Ｂ）は、上昇位置から上側動作部２８が下降した下降位置に配置された状態を示し、図２（Ｃ）は、下降位置において、切断部材１１に対して上側制限部材１２が上方側へ移動した状態を示している。なお、図２において、第１移動機構２４ａの図示は省略し、上側動作部２８と板材配置部１３ａの外形形状を一点鎖線で示し、第１移動機構２４ａによる切断部材１１と上側動作部２８の移動可能量を下向きの矢印の長さで示し、第２移動機構２４ｂによる上側制限部材１２の移動可能量を上向きの矢印の長さで示している。

第１移動機構２４ａは、上側動作部２８の全体を、上昇位置と、下降位置との間で移動させる機能を有している。また、第２移動機構２４ｂは、切断部材１１に対して上側制限部材１２を、最大限に上側に位置した待機位置と、待機位置と比べて、切断部材１１に対して上側制限部材１２が下方側に位置した作動位置との間で移動させる機能を有している。なお、第１移動機構２４ａと第２移動機構２４ｂとは、いずれも一方側（上方側）と他方側（下方側）とのいずれかに向かって可動部（例えば、シリンダロッド）を移動させる指示を制御装置２３で制御することが可能な、駆動方向のみを指示する移動機構（例えば、エアシリンダ）によって構成することが好ましい。これにより、コスト増を抑えつつ、上側動作部２８に対して必要な動作を実行可能とすることができる。

図２には、第２移動機構２４ｂとして、エアシリンダ２４ｃを用いた場合を例示している。上側動作部２８が上昇位置に配置された状態では、図２（Ａ）に示すように、板材配置部１３ａの上端１３ｂより上方側に、切断部材１１と上側制限部材１２が配置される。また、上側動作部２８が上昇位置に配置された状態では、第２移動機構２４ｂは、切断部材１１に対して上側制限部材１２を最大限に下側に移動させた状態（下側配置状態）となるように、制御装置２３に制御される。制御装置２３が第１移動機構２４ａを制御して、上側動作部２８を下方側へ移動させると、切断部材１１と上側制限部材１２とが下降位置へ向けて移動する。

下降位置に切断部材１１が配置された状態では、図２（Ｂ）に示すように、切断部材１１の下端部３１が、板材配置部１３ａの下端１３ｃより下側へ突出し、また、切断部材１１の刃先３３の上端が板材配置部１３ａの上端より上方に位置するように、切断部材１１が配置される。このため、板材１３に対して切断部材１１が水平方向側へ移動する分断進行動作により、板材１３の厚み範囲の全域を分断することができる。ここで、下降位置に切断部材１１が配置された状態では、板材１３の表面（上面）によって上側制限部材１２の下方側への移動が制限され、図２（Ｂ）に示す位置よりも高い位置で、上側制限部材１２が停止することとなるが、この上側制限部材１２の動作については後述する。

制御装置２３が第２移動機構２４ｂを制御して、シリンダロッド２４ｄを上方側へ移動させると、図２（Ｃ）に示すように、シリンダロッド２４ｄと移動体２４ｅを介して接続された上側制限部材１２が、切断部材１１に対して上方側へ移動する。ここで、図２には、縦長の円柱状の移動体２４ｅが、上下に離間して設置されたガイド２４ｆによって鉛直方向に真っ直ぐ移動するようにガイドされた状態を例示している。

シリンダロッド２４ｄは、エアシリンダ２４ｃの移動可能量によって設定された長さ分、上方側へ移動する。シリンダロッド２４ｄが上方側へ最大限に移動した上側配置状態へ到達すると、上側制限部材１２が停止する。上側制限部材１２の上方側への移動可能量は、板材配置部１３ａの上端１３ｂより上方側へ上側制限部材１２の下端が位置する長さに設定されている。これにより、切断部材１１によって板材１３を分断する場合において、上側制限部材１２が板材１３の厚み範囲内に位置しないようにして、板材１３をスムースに分断可能とすることができる。

第１移動機構２４ａと、第２移動機構２４ｂ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、板材配置部１３ａ（板材１３）に対する切断部材１１と上側制限部材１２の高さ位置と、切断部材１１に対しての上側制限部材１２の高さ位置を、必要に応じた切断加工に必要な高さ位置に設定可能とすることができる。

また、第２移動機構２４ｂは、上側制限部材１２が板材１３に上方側から接触した場合に、その接触位置に上側制限部材１２が停止する機能を有している。この第２移動機構２４ｂの動作力としては、板材１３との接触によって板材１３が大きく変形しない程度の押圧力（例えば、板材１３が塑性変形しない程度の押圧力や、板材１３の表面にひび割れや破損が生じない程度の押圧力）となるような動作力が設定される。これにより、構造部材として利用する板材１３の一部に対して、上側制限部材１２の接触により見栄えの悪い部分が生じてしまう事態を回避することができる。

なお、第１移動機構２４ａおよび第２移動機構２４ｂは、上記した構成に限らず、他の構成としてもよく、例えば、上側動作部２８とは別の部品として、上側制限部材１２を上下動可能に設置し、第１移動機構２４ａによって切断部材１１が上下方向に移動し、第２移動機構２４ｂによって上側制限部材１２が上下方向に移動する構成としてもよい。また、切断部材１１及び上側制限部材１２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及び上側制限部材１２とを移動可能とした第１移動機構２４ａを有する多関節ロボットに、第２移動機構２４ｂ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制限ローラ（図示せず）や、支持台２２に支持された板材１３の移動を円滑にする回転ローラ（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、上側制限部材１２と、下側制限部材１４と、板材１３とを相対的に変位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と、板材位置決め機構２７とを含む各部位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。切断部材１１と、上側制限部材１２と、下側制限部材１４と、板材１３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、上側制限部材１２の一部によって構成される切断部材制限部１２ａと、板材移動制限部１２ｂとに関する構成について、図３を主に参照して説明する。図３（Ａ）は、切断部材１１と、上側制限部材１２とを示す分解斜視図であり、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）は、切断部材１１の下端部３１と、下側制限部材１４とを示す斜視図である。また、図３（Ｂ）は、下側制限部材１４の間に切断部材１１の下端部３１が配置された状態であって移動の制限がされていない状態を示し、図３（Ｃ）は、下側制限部材１４によって切断部材１１の下端部３１の移動が制限された状態を示している。なお、図３（Ａ）には、切断部材１１に対する、切断部材制限部１２ａと、板材移動制限部１２ｂとの相対位置関係の理解を容易とするために、切断部材１１の一部に、切断部材制限部１２ａと、板材移動制限部１２ｂとの断面が位置する部分の外形形状を一点鎖線で示している。

切断部材１１は、上側固定部材２８ａにネジ等の固定具２８ｄによって固定されている。切断部材１１は、薄板状の金属板によって構成され、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は、本体部３２の上側部分における厚み方向の両側が上側固定部材２８ａにより挟まれた状態とされ、ボルト等の固定具２８ｄを用いて上側固定部材２８ａに締結固定されている。

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は、斜め下側に長く連続した部分で構成さる主刃先３３ａと、主刃先３３ａの下端から主刃先３３ａとは逆の方向側（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、切断部材１１が分断進行動作により板材１３を切断する状況において、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の縁部分を構成している。主刃先３３ａの長さは、分断進行動作において板材１３の厚みの範囲内における全区間にわたる長さに設定されている。

副刃先３３ｂは、主刃先３３ａに対して、分断進行動作により板材１３を切断する場合における切断部材１１の進行方向側とは逆の方向側（以下、刃先３３の無い側、ともいう）に設けられている。副刃先３３ｂの長さは、分断進行動作において板材１３の厚み範囲内より下側に全範囲が突出可能な長さに設定されている。

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。また、副刃先３３ｂを必ずしも設ける必要はなく、主刃先３３ａのみにより構成してもよい。また、副刃先３３ｂの長さは、板材１３の切断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。

上側制限部材１２は、縦長に形成された切断部材制限部１２ａと、板状に構成された板材移動制限部１２ｂとを有している。切断部材制限部１２ａと板材移動制限部１２ｂとは、ネジや接着材等の一体化手段（図示せず）により一体化されている。切断部材制限部１２ａの上側部分には、第２移動機構２４ｂの移動体２４ｅ（図２参照）の下端部分がネジ等の固定具（図示せず）により接続固定される。

切断部材制限部１２ａは、切断部材１１の副刃先３３ｂの上側に位置するように配置され、切断部材１１の一部に対して厚み方向における両側に位置して厚み方向の移動を制限する制限部を有し、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。切断部材制限部１２ａには、切断部材１１に対して刃先３３の無い側に位置する基部４１と、基部４１から切断部材１１の側に縦長の隙間部４２を隔てて突出した突出部４３とが設けられている。突出部４３は、切断部材１１の厚み方向における移動を制限する制限部として機能する。

基部４１と突出部４３とは、合成樹脂を用いた１つの部品として一体成形され、一体化されて構成されている。このため、切断部材１１から片方の突出部４３に対して押圧される力を受けても、基部４１を介して接続された反対側の突出部４３が切断部材１１に引っ掛かった状態となっているため、変形を効率良く抑制できる。このため、小型の切断部材制限部１２ａでも高い剛性で切断部材１１の変位を制限することができ、切断部材１１の移動可能範囲を制限することが少なく、また、低コストで切断部材制限部１２ａを用いた機能を付加することができる。

突出部４３は、切断部材１１の本体部３２に対して当該本体部３２の厚み方向における両側に位置している。突出部４３の間に形成される隙間部４２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０．２ｍｍの隙間を有するようにして構成されている。板材１３を加工する際に板材１３の抵抗力が切断部材１１に加わると、本体部３２が平面形状から変形しそうになり、この変形は、本体部３２が薄いほど変形し易くなる。しかしながら、突出部４３により本体部３２の変位は制限することができるので、薄い切断部材１１であっても変形を回避することができ、良質な構造部材を高精度で加工可能とすることができる。

なお、基部４１と突出部４３とを必ずしも一体成形した部品により構成する必要はなく、基部４１と突出部４３とを別部品として形成して一体化してもよいし、基部４１のない構成として本体部３２の厚み方向における両側に突出部４３に対応する部位が切断部材１１に対して位置するように構成してもよい。

また、突出部４３の間に形成される隙間部４２の隙間幅は、切断部材１１の本体部３２の厚みと略同一の幅に設定してもよいし、本体部３２の厚みより隙間部４２の隙間幅を小さく設定してもよく、本体部３２の少なくとも一面側に接触して切断部材１１を押圧するようにしてもよい。また、突出部４３（隙間部４２）において本体部３２と接触する部分は、必ずしも平面状に形成する必要はなく、起伏を有するようにして、本体部３２と接触する部分が限定されるようにしてもよい。また、突出部４３を、本体部３２の厚み方向において移動させることを可能とする移動機構を付加し、突出部４３の間に形成される隙間部４２の隙間幅を制御装置２３により変動可能に構成してもよく、隙間幅を縮小した制限状態にすることにより切断部材１１の本体部３２の厚み方向における移動を制限可能にしてもよい。

また、突出部４３（隙間部４２）の表面と切断部材１１の表面との摩擦力が低くなるように構成してもよく、例えば、突出部４３（隙間部４２）において切断部材１１に接触する部分には、切断部材１１との接触による摩擦力が基部４１より低い別の材質を用いた別部材を設けて構成してもよい。また、突出部４３（隙間部４２）と切断部材１１とが接触する部分の少なくともいずれかに摩擦力が低くなる表面処理（例えば、フッ素コーティング）を付加してもよいし、突出部４３（隙間部４２）に対して切断部材１１の厚み方向の両側に位置するように回転ローラを設けて、回転ローラの間部分に切断部材１１が位置し、回転ローラにより切断部材１１の厚み方向における変位を制限可能とし、且つ、切込動作の際に回転ローラが回転することで摩擦力が低くなるように構成してもよい。

ここで、本体部３２において刃先３３の無い側の周縁３５は、上下方向に連続する形状とされている。この周縁３５の連続する方向は、第２移動機構２４ｂによって、切断部材１１に対して上側制限部材１２が相対移動可能な方向と一致している。そして、切断部材１１に対して上側制限部材１２は、切込動作と抜出動作とにおいて相対移動する場合があり、この相対移動が可能な上下方向に連続する形状に、刃先３３の無い側の周縁３５が形成されている。

刃先３３の無い側の周縁３５の下側には、切断部材１１の下端部３１が位置している。切断部材１１の下端部３１は、刃先３３が設けられる部位の中で、上側固定部材２８ａとの距離が最大となる部位であり、本体部３２の中でも刃先３３の無い側の周縁３５の付近が最も変形が大きくなり易い。本実施形態では、この変形が大きくなりやすい部分の周縁３５を直線状に形成し、上側制限部材１２の切断部材制限部１２ａも同一の断面形状を有するように鉛直方向に連続する縦長の形状として構成している。これにより、第２移動機構２４ｂによって切断部材１１と切断部材制限部１２ａとが相対的に移動しても、常に、同じ断面形状の組み合わせにて、切断部材１１の厚み方向の変位を切断部材制限部１２ａによって制限することができる。よって、切断部材１１において厚み方向の変位が抑制される部分と、切断部材制限部１２ａの形状及び大きさを、小型で単純な構造により構成しても、効率良く切断部材１１の変位を制限可能な構造とすることができる。

板材移動制限部１２ｂは、切断部材１１の抜出動作において、切断部材１１の近くで板材１３の上面に当接し、切断部材１１と一緒に板材１３の一部が上側に移動することを制限する部位である。板材１３として用いられる発泡樹脂は、柔らかくて変形し易く、板材１３を位置決めしている箇所から切断部材１１が少し離れただけでも、抜出動作において板材１３が変形する可能性がある。板材移動制限部１２ｂが設けられることにより、抜出動作において切断部材１１の近くで板材１３の変形を抑制可能とし、これにより、板材１３の加工の精度を高く維持したり、抜出動作において板材１３の切断面に刃先３３が当接して切断面が傷ついてしまう事態を回避し易くすることができる。

板材移動制限部１２ｂは、切断部材制限部１２ａより上方側から見て大きな外形形状を有するように形成されている。これにより、板材移動制限部１２ｂが板材１３に対して上方側で接触した場合の圧力を低減可能とし、板材１３の表面の凹み変形や破損を抑制することができる。なお、必ずしも板材移動制限部１２ｂを、切断部材制限部１２ａとは別に設ける必要はなく、板材移動制限部１２ｂの下側の端面を切断部材制限部１２ａとして構成してもよい。

板材移動制限部１２ｂは、上方側から見て略半円状の外形形状に形成されて上下方向に厚み方向を有する板状の部材によって構成される。また、板材移動制限部１２ｂにおいて、円弧状の外周形状の半径の中心に相当する部分には、切断部材１１の一部が入り込み可能な隙間部４２が形成されている。なお、上方側から見た板材移動制限部１２ｂの外形形状は、略半円状に限らず、略矩形状や略三角形状などの他の形状であってもよく、また、板材移動制限部１２ｂの下面は、平面に限らず、起伏を有する形状であってもよいし、一部分のみ（例えば、外形形状に沿った外周部分）が下方に突出した形状であってもよい。

隙間部４２の下方には、切断部材１１の下端部３１が位置している。このため、切断部材１１の下端部３１に対して鉛直上方側に位置する本体部３２の一部分に対しては、切断部材１１の厚み方向の両側と、板材移動制限部１２ｂが位置する一方側（刃先３３の無い側）とを含む三方が、囲われたような状態となっている。これにより、板材移動制限部１２ｂが板材１３に接触した状況において、下端部３１の上方側における板材１３の上方側への移動を、板材１３の変位が大きな部分の周囲のほぼ全域で圧力を分散して抑制することができる。これにより、板材１３の表面の凹み変形や破損を効率良く抑制することができる。

なお、板材移動制限部１２ｂは、必ずしも切断部材１１の厚み方向の両側と、板材移動制限部１２ｂが位置する一方側（刃先３３の無い側）とを含む三方に設けられる構成とする必要はなく、切断部材１１の周りにおける少なくとも一方側に設けられればよい。例えば、切断部材１１の厚み方向の両側には板材移動制限部１２ｂが設けられず、板材移動制限部１２ｂが位置する一方側（刃先３３の無い側）にのみ板材移動制限部１２ｂが位置する大きさにして板材移動制限部１２ｂを構成してもよいし、切断部材１１の厚み方向における一方側にのみ板材移動制限部１２ｂが位置する構成としてもよく、または、切断部材１１の周りを囲うように切断部材１１の四方に板材移動制限部１２ｂが位置する構成としてもよい。

下側制限部材１４は、切断部材１１の下端部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、下端部３１の厚み方向の変位量を一定範囲内に制限する部材である。下側制限部材１４は、図３（Ｂ）に示すように、切断部材１１の下端部３１が入り込み可能な高さ位置に設けられている。下側制限部材１４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平面状の接触可能面１４ａを有して構成される。接触可能面１４ａは、切断部材１１の下端部３１に対して厚み方向の両側に配置可能に構成される。なお、図３（Ｂ）及び（Ｃ）において、下側制限部材１４は、接触可能面１４ａを含む一部のみを図示し、全体の構造や機構の図示は、省略している。

接触可能面１４ａは、切断部材１１の厚み方向において移動可能に構成され、具体的には、切断部材１１から離間した離間位置と、離間位置より切断部材１１に近接または接触した作動位置との間を移動可能に構成される。下側制限部材１４の移動は、例えば、下側制限部材１４の下側部分に設定された回動中心軸Ｃ２を中心として回動することで、下側制限部材１４を動作させることが可能な動作機構（図示せず）によって構成され、その動作機構の動作が制御装置２３によって制御される。

下側制限部材１４が作動位置に配置されるのは、切断部材１１が第１移動機構２４ａによって下降位置に配置された状況に制限される。切断部材１１によって板材１３が分断される分断進行動作において、下側制限部材１４が作動位置に配置され、下側制限部材１４によって切断部材１１の下端部３１の厚み方向における変位が制限される。これにより、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、板材１３を高い精度で加工し易くすることができる。

下側制限部材１４が作動位置に配置された場合に、接触可能面１４ａが、切断部材１１の厚み方向の移動を制限する制限部を構成する。制限部としての接触可能面１４ａの隙間幅は、切断部材１１の本体部３２の厚みより小さく設定され、動作機構の動作力によって切断部材１１が設計上の中心位置側に位置して挟まれた状態に維持され易く構成される。なお、作動位置に配置された場合における接触可能面１４ａの隙間幅は、必ずしも、切断部材１１の本体部３２の厚みより小さく設定する必要はなく、本体部３２の厚みより僅かに大きく設定してもよく、この場合でも、切断部材１１の下端部３１を設計上の中心位置に配置し易くすることができる。

下側制限部材１４は、下側動作機構２５に取り付けられ（図１参照）、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、下側制限部材１４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による下側制限部材１４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、下側制限部材１４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Ｃ１（図１参照）が一致するように、同期して動作する。

なお、下側制限部材１４は、必ずしも切断部材１１の厚み方向に移動可能に構成する必要はない。例えば、制限部としての一定間隔の隙間部分と、制限部の一方側（例えば、上方側）において次第に拡がる隙間部分（誘導部）とを有し、制限部の隙間幅が変動しないように構成された一体型の下側制限部材１４を構成し、この下側制限部材１４に対して切断部材１１を誘導部から制限部に進入するようにして、切断部材１１の厚み方向の移動を制限してもよい。また、制限部は、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。

ここで、切断部材制限部１２ａにおける突出部４３（隙間部４２）の大きさや、下降位置に配置された切断部材１１に対しての下側制限部材１４の制限部（接触可能面１４ａ）の大きさは、切断部材１１の厚み方向において傾斜部３４や刃先３３が重なる大きさとしてもよいが、刃先３３が重ならない大きさとすることが好ましく、傾斜部３４が重ならない大きさとすることが好適である。これにより、板材１３を切断する際に、傾斜部３４や刃先３３と制限部が接触して切断部材１１の傾斜部３４が変形したり刃先３３が破損したりする事態を回避し易くすることができる。

次に、板材加工装置１０によって板材１３から構造部材を製造する場合における切断部材１１の動作について、図４及び図５を参照して説明する。図４は、切込動作を示す説明図であり、図５は、分断進行動作と抜出動作を示す説明図である。なお、図４及び図５には、第２移動機構２４ｂによって上側制限部材１２が移動可能に制御される方向（押圧力を発生する方向）を太い矢印で示し、切断部材１１が移動制御される方向を細い矢印で示している。

切込動作が開始される際には、図４（Ａ）に示すように、切断部材１１の下端部３１が上側制限部材１２より下側に突出し、切断部材１１と上側制限部材１２とが一体化された状態で、板材１３の表面（上面）に切断部材１１が接触する位置まで下降する。この下降動作は、切断部材１１と上側制限部材１２とが一体化された上側動作部２８を、上昇位置（図２（Ａ）参照）から下降位置（図２（Ｂ）参照）に向けて下降させる第１移動機構２４ａに対する制御装置２３の制御により実行される。

切込動作の際には、切断部材１１の本体部３２に対して当該本体部３２の厚み方向における両側に上側制限部材１２の切断部材制限部１２ａが位置している。この状態で、板材配置部１３ａに配置される板材１３の一面側から当該板材１３の切込動作が開始される。

切断部材１１の下端が板材１３に接触すると、板材１３からの反力により、切断部材１１の下端と上側固定部材２８ａとの間で、切断部材１１には、座屈により板材１３の厚み方向に変形を生じさせる応力が発生する。切断部材１１の変形による本体部３２の厚み方向の変位量は、上側固定部材２８ａと、切断部材１１の下端との間部分に相当する刃先３３の無い側の周縁３５の付近にて大きくなり易く、高さとしては、上側固定部材２８ａと切断部材１１の下端との間で中央に近い高さ部分において大きくなり易い。

しかしながら、切断部材１１の本体部３２が厚み方向に変位しようとしても、上側固定部材２８ａと切断部材１１の間部分における厚み方向への変位は、上側制限部材１２の切断部材制限部１２ａ（突出部４３）によって阻止される。このため、切断部材１１に発生する応力は、一定の値以上とはならず、切断部材１１の変形も抑えられるので、良質な構造部材を製造するために切断部材１１の厚さを薄く設定しても、切断部材１１に対して精度の高い加工に支障が生じるような変形や破損の発生を抑制することができる。

また、切込動作において、切断部材１１が板材１３の内部に入り込むと、切断部材１１の厚み分、板材１３に切り込みが生成された表面部分は、切断部材１１の厚み方向に押し広げられる。このとき、板材１３の切り込みが生成される前に、上側制限部材１２が板材１３の表面に接触していると、切断部材１１が板材１３の中に進行しにくくなって切断部材１１の内部に発生する応力が高くなってしまう可能性がある。また、板材１３の表面が上側制限部材１２に接触したままで切断部材１１が板材１３の中に進入すると、板材１３の表面部分が切断部材１１の厚み方向に移動することで板材１３の表面に擦れ傷が生じてしまう可能性もある。

これに対して、本実施形態においては、切込動作の際に、上側制限部材１２が板材１３の表面に接触するより前に、切断部材１１が板材１３に接触し、切断部材１１が一定量、板材１３の内部に入り込んだ後に上側制限部材１２が板材１３の表面に接触する。このため、切り込みの生成開始時における板材１３からの反力を低く抑えて切断部材１１の内部に生じる応力を低い値にすることで切断部材１１の変形を少なく抑えることを可能とし、且つ、上側制限部材１２と板材１３の表面とが接触して擦れ傷が生じてしまう事態を回避可能としている。

図４（Ｂ）には、上側制限部材１２が板材１３の表面に接触した状態を示している。この状態では、切断部材１１の本体部３２の下端が板材１３の内部に進入した状態となっている。また、上側制限部材１２の突出部４３が位置する部分においては、突出部４３の下側にて本体部３２が先に板材１３の内部に入り込むように構成されている。このため、上側制限部材１２が板材１３に接触した後には、上側制限部材１２と板材１３との接触部分は、切断部材１１が下方へ進行しても拡げられることがなく、擦れ傷の発生を防止することができる。

制御装置２３による第１移動機構２４ａ（図１参照）の制御によって、切断部材１１を更に下方へ移動させると、板材１３の切り込み量が増大する。この切り込み量を増大する場合において、上側制限部材１２の切断部材制限部１２ａは、第２移動機構２４ｂ（図２参照）によって板材１３の一面側（上側）に配置された状態が維持される。このため、切断部材１１の厚み方向に切断部材１１の一部分が変位しようとしても、その変位は、上側制限部材１２によって制限され続けることとなる。よって、板材１３に近い位置で切断部材１１の厚み方向における両側の移動を切断部材制限部１２ａによって制限しつつ板材１３に切り込みを生成していくことができる。

このように、切込動作により切断部材１１を移動させて、板材１３へ切り込みを開始する時でも、切り込み量を増大する場合でも、上側制限部材１２（切断部材制限部１２ａ）は、第２移動機構２４ｂによって板材１３の一面側（上面側）に配置された状態が維持されて切断部材１１の一部の厚み方向における変位を制限する。このため、切り込みが生成されていく過程において、板材１３に接触している箇所と、上側固定部材２８ａに固定している箇所との間で切断部材１１が圧縮させられる力により変形する事態を回避することができる。よって、切断部材１１の厚みを薄く設定しても切断部材１１の変形を抑制することができ、薄く設定した切断部材１１を利用して良質な構造部材を効率良く製造することができる。

また、上側制限部材１２（切断部材制限部１２ａ）は、切断部材１１において刃先３３の無い側（周縁３５が設けられる側）の縁部分における切断部材１１の厚み方向の移動を制限するように構成される。このため、移動が制限される周縁３５が設けられる縁部分の位置や形状は、刃先３３の形状に関与しない自由度の高い部分とすることができる。

本実施形態においては、切断部材１１の変形の抑制に適した形状として、切断部材１１の下端に対して周縁３５が鉛直上方側に直線状に連続する切断部材１１の形状を設定し、その周縁３５が設けられる縁部分の変位を、細長い小型の切断部材制限部１２ａによって制限可能としている。すなわち、切断部材１１において刃先３３の形状に影響しない部位を利用することで、切断部材１１の機能を低下させることなく、単純な構造で小型の上側制限部材１２を用いて、切断部材１１の変形を効率良く抑制することができる。

なお、必ずしも上側制限部材１２に対して切断部材１１が下方に突出した状態で、板材１３に接触する構成とする必要はない。例えば、上側制限部材１２の移動可能範囲内において下方への移動を制御装置２３によって停止制御可能とし、板材１３の表面に接触する前に、上側制限部材１２の下方への移動を停止して、切断部材１１の方が先に板材１３に接触するように構成してもよい。この場合における上側制限部材１２の下方への移動停止位置は、投入される板材１３の厚み寸法に基づいて決定してもよいし、板材１３の上面の位置を検出するセンサによって上側制限部材１２の移動を停止してもよい。

また、切断部材１１と、上側制限部材１２とが、同時に板材１３に接触する構成としてもよいし、切断部材１１の下端が上側制限部材の下端より高い位置に配置されて、先に上側制限部材１２が板材１３に接触するようにしてもよい。この場合であっても、上側制限部材１２を設けることにより切断部材１１の変形を抑制可能であるので、切断部材１１の厚みとして薄いものを選択することができる。薄い切断部材１１を選択可能とすることで、板材１３の内部に切断部材１１が入り込んだことによる板材１３の表面の移動を少なくすることができ、板材１３の表面の擦れ傷の発生を抑制することができる。

また、上側制限部材１２の切断部材制限部１２ａは、切断部材１１の変形を抑える突出部４３（隙間部４２）が切断部材１１の本体部３２のうち刃先３３がない側の周縁３５の上下方向における略全域に亘って設けられ、上側固定部材２８ａの高さ位置まで、切断部材制限部１２ａが切断部材１１の変位を制限可能に構成されている。これにより、切断部材１１の変形を上下方向における全域に亘って確実に抑えることができる。

なお、切断部材１１の変形を抑える突出部４３（隙間部４２）は、刃先３３がない側の周縁３５の上下方向における略全域に亘って連続して設けられる必要は無く、周縁３５の長さより短く構成したり、上下方向における２箇所以上に断続的に設ける構成としてもよい。この場合には、切り込みの生成開始時において、上側固定部材２８ａと、切断部材１１の下端との間部分のうち高さ方向における中央に相当する部分には、突出部４３（隙間部４２）が位置するようにし、その部分より上方側には、突出部４３（隙間部４２）が設けられない部分を含むように構成して、切断部材制限部１２ａを小型に構成することが好ましい。また、上側固定部材２８ａと切断部材１１の下端との間部分のうち高さ方向における中央に相当する部分を基準とした場合に、板材１３が位置する側（下側）の方が、逆側（上側）と比べて、突出部４３（隙間部４２）が設けられる範囲が長くなるように構成することが好ましい。

次に、切り込みが生成された後の分断進行動作と、抜出動作について説明する。

図４（Ｃ）には、上側動作部２８が下降位置に配置された状態（図２（Ｂ）の状態）を示している。上側動作部２８が下降位置に配置されると、切断部材１１の下端が板材１３の下側に突出し、下側制限部材１４の接触可能面１４ａが設けられる高さ位置に到達する。この状態となった後、切断部材１１が板材１３に対して相対的に水平方向に進行して、切断部材１１の分断進行動作が開始される。

図５（Ａ）には、上側動作部２８が下降位置に配置された後に、第２移動機構２４ｂによって上側制限部材１２を移動制御する方向を反転し、上側制限部材１２が、上方側へ移動して板材１３から離間した状態を示している。ここで、上側制限部材１２は、分断進行動作が開始されるより前に、上方側へ移動して板材１３から離間させておくように、制御装置２３の制御を設定しておくことが好ましい。これにより、分断進行動作において板材１３の表面と上側制限部材１２とが接触した状態で相対移動することによる板材１３の擦れ傷の発生を抑制することができる。

なお、必ずしも分断進行動作の前に上側制限部材１２を上方側へ移動する必要はない。例えば、上側制限部材１２の下側への押圧力が低ければ、板材１３の擦れ傷は、ほとんど生じることがなく、この場合には、上方側への移動を省略してもよい。また、上側制限部材１２と板材１３の表面との摩擦力が低くなるように構成してもよく、例えば、上側制限部材１２において板材１３に接触する部分は、板材１３との接触による摩擦力が低い材質の組合せを選定してもよいし、板材１３と上側制限部材１２の下端面とのいずれかに摩擦力が低くなる表面処理（例えば、フッ素コーティング）を付加してもよいし、上側制限部材１２の下端面に回転ローラを設けて、分断進行動作の際に回転ローラが回転することで摩擦力が低くなるようにしてもよい。

また、上側動作部２８が下降位置に配置された後、分断進行動作が開始されるより前に、下側制限部材１４は、待機位置（図３（Ｂ）参照）から作動位置（図３（Ｃ）参照）へと変位する。これにより、分断進行動作中において、下側制限部材１４により切断部材１１の下端部３１の厚み方向の変位量を一定範囲内に制限することができる。よって、切断部材１１を用いた分断進行動作における切断の精度を高く維持し易くすることができる。

図５（Ｂ）には、分断進行動作が終了して、抜出動作が開始される状態を示している。分断進行動作が終了すると、下側制限部材１４は、作動位置（図３（Ｃ）参照）から待機位置（図３（Ｂ）参照）へと変位する。これにより、下側制限部材１４による切断部材１１の下端部３１の厚み方向の変位が制限された状態が解除される。

分断進行動作の終了後であって抜出動作が開始されるより前に、図５（Ｂ）に矢印を付して示すように、第２移動機構２４ｂによって上側制限部材１２を移動制御する方向が反転して下方側となる。これにより、上側制限部材１２が下方へ移動し、板材１３の表面に接触して表面を押圧した状態となる。このため、切断部材１１が抜出動作によって上昇するときには、上側制限部材１２の板材移動制限部１２ｂによって板材１３の一部が下方側へ押さえつけられた状態が維持され、切断部材１１と共に板材１３が上昇することを阻止することができる。

ここで、板材移動制限部１２ｂは、切断部材１１の下端部３１の位置に対して鉛直上方側に位置するように配置され、その上側部分において、切断部材１１の厚み方向の両側と、板材移動制限部１２ｂが位置する一方側（刃先３３の無い側）とを含む三方が囲われた状態（図３（Ａ）参照）になって板材１３に接触する。板材１３の断面と、切断部材１１とが接触する上下方向の長さは、切断部材１１の下端部３１が位置する部分で最大となるので、切断部材１１によって板材１３が上側に引き上げられる力も下端部３１が位置する部分で最大となる可能性が高い。この下端部３１が位置する部分の上昇を、下端部３１の上側に位置する板材移動制限部１２ｂにて制限することができるので、板材１３の上昇を、小型の板材移動制限部１２ｂを用いて効率良く抑制することができる。

切断部材１１が上昇を開始しても、第２移動機構２４ｂのシリンダロッド２４ｄに対しては、上側制限部材１２（板材移動制限部１２ｂ）を下方に移動させるように、エアシリンダ２４ｃの動作が制御装置２３により制御され続ける。このため、シリンダロッド２４ｄが一定の高さ位置を維持し、板材移動制限部１２ｂが板材１３の上面に接触した状態のまま、切断部材１１が上昇することとなり、これに伴い、切断部材１１の下端部３１と上側制限部材１２の下端面とが近づいていく。第２移動機構２４ｂのシリンダロッド２４ｄが移動可能な限界位置に到達すると、切断部材１１と上側制限部材１２との相対移動が不能な状態（下側配置状態）となる。相対移動が不能になると、切断部材１１と上側制限部材１２とは一体的に上昇し始め、上側制限部材１２が板材１３から離れて上昇する。この結果、切込動作から分断進行動作を経て抜出動作が実行される１回分の切断工程が完了する。

ここで、抜出動作において、切断部材１１に対して上側制限部材１２が最大限に下側に配置されて相対移動が不能となった状態（下側配置状態）においては、副刃先３３ｂの上端部分と、板材移動制限部１２ｂの下端とが近い位置に配置される（図２（Ａ）参照）。そして、下側配置状態においては、板材移動制限部１２ｂより下側には、切断部材１１の本体部３２はほとんど突出せず、本体部３２より傾斜部３４の突出している面積の方が多くなるように設定することが好ましい。これにより、抜出動作において下側配置状態となった後、上側制限部材１２が切断部材１１と一体的に上昇しても、切断部材１１と一緒に板材１３が上昇してしまう事態を回避し易くすることができる。なお、抜出動作において下側配置状態となった場合には、板材移動制限部１２ｂより下側に切断部材１１の本体部３２が全く突出しない高さ位置に板材移動制限部１２ｂを配置する構成としてもよいし、板材移動制限部１２ｂより下側に、切断部材１１の下端部３１が突出しない高さ位置に板材移動制限部１２ｂを配置する構成としてもよい。

このように、板材加工装置１０によれば、分断進行動作により板材１３（板材配置部１３ａ）に対して下側に切断部材１１の刃先３３の一部が突出した状態から、当該刃先３３の一部が板材１３内に位置する側へ切断部材１１を移動する抜出動作を利用して構造部材を製造することができる。このため、板材１３を切断する場合において、板材１３の切断を開始した後に板材１３の端まで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。よって、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、抜出動作中には、第２移動機構２４ｂによって板材移動制限部１２ｂが板材１３の一面側（上面側）に配置された状態が維持され、板材移動制限部１２ｂが板材１３に接触することで板材１３が切断部材１１と共に上側固定部材２８ａの側へ移動することを制限可能に構成されている。このため、板材１３の切断面に切断部材１１の表面部分が張り付いた状態で、切断部材１１と共に板材１３の一部分が移動してしまう事態を回避し易くすることができる。よって、切断部材１１の抜出動作中に切断部材１１と共に板材１３の一部が移動することで板材１３が変形したり、板材１３の一部が一旦上昇した後に元の位置に落下する際に板材１３の切断面に刃先３３が接触するなどして切断面が破損してしまうといった事態を回避し易くすることができる。

また、第２移動機構２４ｂによって移動動作が可能な上側制限部材１２には、切断部材１１の厚み方向の変位を制限可能な切断部材制限部１２ａと、板材１３の移動を制限可能な板材移動制限部１２ｂとが一体的に設けられている。このため、２つの制限部１２ａ，１２ｂを利用して良質な構造部材を効率良く製造することができる機能を、共通する１つの移動機構を用いて、低コストで付加することができる。

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、上側制限部材１２の切断部材制限部１２ａと下側制限部材１４とによって切断部材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、上側制限部材１２の切断部材制限部１２ａと下側制限部材１４とのいずれか又は両方を省略してもよい。この場合であっても、上側制限部材１２の板材移動制限部１２ｂを利用して抜出動作を行うことができ、歩留まりの高い切断加工を可能とし、また、板材１３の切断面の破損を回避し易くすることができる。

また、上記実施形態においては、上側制限部材１２の板材移動制限部１２ｂを利用して抜出動作を実行する場合について説明したが、板材移動制限部１２ｂを省略し、抜出動作における板材１３の上側への移動を制限しない構成としてもよい。この場合であっても、上側制限部材１２の切断部材制限部１２ａを利用して切込動作を行うことができ、薄く設定した切断部材１１を利用して良質な構造部材を効率良く製造することができる。

また、上記実施形態においては、上側制限部材１２が板材１３に対して上方側に配置され、切断部材１１が板材１３の上面側から切込動作を開始し、板材１３が厚み方向を上下方向にして配置される場合について例示したが、これに限らず、板材１３に対して下側に上側制限部材１２の切断部材制限部１２ａと板材移動制限部１２ｂとが位置し、切断部材１１が板材１３の下面側から切込動作を開始するように配置するなど、他の配置にしてもよい。すなわち、上昇することで切込動作を実行し、下降することで抜出動作を実行するように構成してもよいし、板材１３が水平でなく、斜めに配置されてもよいし、板材１３が垂直に配置されて、切断部材１１及び上側制限部材１２の切断部材制限部１２ａと板材移動制限部１２ｂとが水平方向側に移動することで切込動作や抜出動作を実行するように構成してもよい。

また、上記実施形態においては、第１移動機構２４ａと第２移動機構２４ｂとによる切断部材１１及び上側制限部材１２の移動方向と、板材１３の厚み方向とを一致させる場合について説明したが、これらの方向を必ずしも一致させる必要はない。例えば、板材１３の厚み方向に対して、僅かに斜めに傾斜した方向に、第１移動機構２４ａと第２移動機構２４ｂとによる切断部材１１と上側制限部材１２の移動方向を設定してもよく、また、必ずしも直線状に移動方向を設定する必要はなく、これに代えて、又はこれに加えて、曲線状や折れ線状に移動可能な区間を含むように構成してもよい。

また、上記実施形態においては、第２移動機構２４ｂとして、制御装置２３によって移動制御が可能な場合について説明したが、必ずしも移動制御が可能な構成とする必要はない。例えば、第２移動機構２４ｂのエアシリンダ２４ｃに代えて、上側制限部材１２を下方側に付勢する力を発生する弾性体（例えば、圧縮バネ）を設け、切込動作において、上側制限部材１２が板材１３に接触するまでは、切断部材１１と一体的に上側制限部材１２が下方へ移動し、上側制限部材１２が板材１３に接触した後は、弾性体が変形して上側制限部材１２は下降せず、切断部材１１だけが下方に移動するようにしてもよい。この構成であっても、切断部材制限部１２ａと、板材移動制限部１２ｂの機能を発揮させることができる。

また、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してもよく、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と下側制限部材１４として金属が用いられ、上側制限部材１２として合成樹脂が用いられる場合について説明したが、これに限らず、切断部材１１にセラミックを用いたり、下側制限部材１４に合成樹脂を用いたり、上側制限部材１２に金属を用いたりするなど、他の材料を用いて切断部材１１、上側制限部材１２及び下側制限部材１４を構成してもよい。

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：上側制限部材、１２ａ：切断部材制限部（取付部側制限部材）、１２ｂ：板材移動制限部（板材移動制限部材）、１３：板材、１３ａ：板材配置部、１４：下側制限部材、２３：制御装置、２４：上側動作機構、２４ａ：第１移動機構、２４ｂ：第２移動機構、２８ａ：上側固定部材（取付部）、３１：下端部、３２：本体部、３３：刃先、３３ａ：主刃先、３３ｂ：副刃先、３４：傾斜部、４１：基部、４２：隙間部、４３：突出部（制限部）

Claims (1)

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第１移動機構と、
   前記板材配置部を基準とした場合に前記取付部側に配置可能に設けられ、前記切断部材の一部に対しては当該一部の厚み方向を含む切断部材の周りにおける少なくとも一方側に位置し、前記板材に対しては当該板材の一面側に位置した状態で前記板材に接触することで前記板材の移動を制限可能な板材移動制限部材と、
   その板材移動制限部材を、前記板材の厚み方向において前記切断部材に対して相対的に移動可能とする第２移動機構と、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、
   前記第１移動機構は、前記板材を切断する状況において、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状態から、当該刃先の一部が前記板材配置部内に位置する側へ前記切断部材を移動する抜出動作を開始させる場合があり、
   当該抜出動作が開始される場合に、前記板材配置部に配置される板材の一面側に前記板材移動制限部材が配置され、
   前記抜出動作中には、前記第２移動機構によって前記板材移動制限部材が前記板材の一面側に配置された状態が維持され、
   前記板材移動制限部材が前記板材に接触することで前記板材が前記切断部材と共に前記取付部側へ移動することを制限可能に構成されていることを特徴とする板材加工装置。

Images