JP5349282B2

JP5349282B2 - 切断装置

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Publication number: JP5349282B2
Application number: JP2009294130A
Authority: JP
Inventors: 輝郎鎌田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2009-12-25
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2029-12-25
Also published as: CN102665959A; US9032853B2; CN102665959B; JP2011131254A; US20120247300A1; WO2011078191A1

Description

本発明は、ワークを切断する複数の切断刃を備える切断装置に関する。

従来から、所定の切断刃を金型に設け、該金型にて板材をプレス加工することにより、該板材を所定形状に切断するブランキング加工装置が広汎に知られている。

このようなブランキング加工装置においては、例えば、前記板材が複数の切断形状（切断線）を有する場合、前記複数の切断線と同一形状の切断刃を前記金型に設けることにより、一度のプレス加工で前記複数の切断線が切断される。

しかしながら、前記複数の切断線が前記板材の広範囲に亘って存在する場合、言い換えれば、例えば、各切断線の間隔が広い場合、前記金型の大きさも大きくなるため、ブランキング加工装置全体が大型化することがある。

ブランキング加工装置全体の大型化への対策として、板材を複数のブランク形状に切断するブランキング加工装置において、各ブランク形状に対応する刃のそれぞれを離間した状態でプレス機に設け、前記板材を切断する切断位置と前記板材を切断しない非切断位置とに前記プレス機に設けられた複数の刃を変位可能にすることにより、各刃の間隔を各ブランク形状の間隔よりも狭くし、その結果、ブランキング加工装置全体を小型化するものが開示されている（特許文献１参照）。

特開平３−２４８７２２号公報

上述した特許文献１の装置では、各ブランク形状に対応する刃のそれぞれを離間した状態でプレス機に設けているので、言い換えれば、プレス機に設けられる各刃は交わることがないので、各刃の間には幾らかの隙間が形成されることとなる。そのため、ブランキング加工装置全体の小型化が十分になされないおそれがある。

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、切断装置全体をより一層小型にすることが可能な切断装置を提供することを目的とする。

本発明に係る切断装置は、ワークを切断する第１切断刃と、前記第１切断刃と交差するように設けられ、且つ前記ワークを切断する第２切断刃と、前記ワークが切断可能な切断位置に前記第１切断刃を配置すると共に、前記ワークが切断不能な非切断位置に前記第２切断刃を配置する第１モードと、前記切断位置に前記第２切断刃を配置すると共に、前記非切断位置に前記第１切断刃を配置する第２モードと、を切り替える切替手段と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、第１切断刃と第２切断刃とが交差しているので、前記第１切断刃と前記第２切断刃とを離間した状態で配置する場合と比較して、切断装置全体をより一層小型にすることができる。また、切替手段にて第１モードと第２モードとを切り替えることにより、前記第１切断刃と前記第２切断刃とを使い分けることができる。よって、前記第１切断刃で切断する第１切断線と前記第２切断刃で切断する第２切断線との間隔が広い場合であっても、切断装置全体の小型化を効率的に行うことができる。

また、前記第１切断刃及び前記第２切断刃の交点には、該第１切断刃及び該第２切断刃の両方に属する共通刃が設けられ、前記第１切断刃及び前記第２切断刃は、前記共通刃において分割されていてもよい。

そうすると、第１切断刃及び第２切断刃の交点に共通刃を設けているので、第１切断刃のうち分割されている刃（第１分割刃）と前記共通刃を切断位置に配置すると共に、第２切断刃のうち分割されている刃（第２分割刃）を非切断位置に配置することにより第１モードを実現することができる。また、同様に、前記第１分割刃を非切断位置に配置すると共に、前記第２分割刃及び前記共通刃を切断位置に配置することにより第２モードを実現することができる。

さらに、前記共通刃は、前記第１切断刃又は前記第２切断刃の分割された分割刃が前記ワークを切断する前に、該ワークを打ち抜いてもよい。

そうすると、前記第１分割刃又は前記第２分割刃がワークを切断する前に、共通刃が前記ワークを打ち抜くので、前記ワークを切断する際に、共通刃と分割刃の境界部で板材が引っ掛かることを防止することができる。

本発明によれば、第１切断刃と第２切断刃とが交差しているので、前記第１切断刃と前記第２切断刃とを離間した状態で配置する場合と比較して、切断装置全体をより一層小型にすることができる。

本発明に係る切断装置のＸ方向に沿った概略断面図である。本発明に係る切断装置のＹ方向に沿った概略断面図である。図１及び図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った概略断面図である。図４Ａは、打抜部及び移動部を上方から見たときの概念図であり、図４Ｂは、固定部及び可動部を上方から見たときの概念図である。本発明に係る切断装置を用いた板材の切断手順を示したフローチャートである。第１上刃と第１下刃の位置関係を示す説明図において、図６Ａは、板材を切断する前の状態を示す説明図であり、図６Ｂは、板材を切断した状態を示す説明図である。第２上刃と第２下刃の位置関係を示す説明図において、図７Ａは、板材を切断する前の状態を示す説明図であり、図７Ｂは、板材を切断した状態を示す説明図である。本発明に係る切断装置にて切断される板材の上面図である。

以下、本発明に係る切断装置について好適な実施形態を例示し、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

本実施形態に係る切断装置は、いわゆるブランキング加工装置として構成されており、ワークを所定形状に切断するための装置である。

図１及び図２に示すように、切断装置１０は、不図示のローラにて搬送されるワークとしての板材１２が配置される下型１４と、下型１４に対して近接離間する上型１６と、制御部１８とを備えている。

下型１４は、載置面２０上に固定された固定部２２と、上型１６の移動方向（Ｚ方向）に移動可能な可動部２４と、可動部２４を変位自在に支持する可動支持部２６とを有している。

図１、図２及び図４Ｂに示すように、固定部２２は、Ｚ方向と直交する方向（Ｘ方向）に延びた第１固定部２８と、Ｘ方向及びＺ方向と直行する方向（Ｙ方向）に延び、且つ第１固定部２８と一体に形成された第２固定部３０とを含んでいる。第１及び第２固定部２８、３０の境界には、固定部側切欠部３２が形成されている（図４Ｂ参照）。

可動部２４は、第２固定部３０に接触してＸ方向に延びた第１可動部３４と、第１固定部２８に接触してＹ方向に延びた第２可動部３６と、第１及び第２可動部３４、３６に接触する第３可動部３８とを含む。

図４Ｂに示すように、第１可動部３４のうち第２可動部３６と対向する部位にはＬ字状の第１切欠部４０が、第２可動部３６のうち第１可動部３４と対向する部位には第２切欠部４２が、第３可動部３８のうち固定部２２と対向する部位には第３切欠部４４がそれぞれ形成されている。これにより、固定部側切欠部３２及び第１〜第３切欠部４０、４２、４４が組み合わされてＺ方向の平面視で四角形状の貫通孔４６が形成されることとなる（図１及び図２も参照）。

また、固定部２２及び可動部２４の上型１６側（Ｚ１側）の端部には、第１下刃４８と、第１下刃４８に交差する第２下刃５０とが設けられている。

具体的には、第１下刃４８は、Ｘ方向に延びた一対の第１分割下刃５２ａ、５２ｂと、第１分割下刃５２ａ、５２ｂ同士を結ぶ共通下刃５４とを含む。第１分割下刃５２ａは、第１可動部３４の第３可動部３８側（Ｙ１側）の角部に位置しており、第１分割下刃５２ｂは、第１固定部２８の第２可動部３６側の角部に位置している。また、共通下刃５４は、固定部側切欠部３２及び第１〜第３切欠部４０、４２、４４の上側端部に位置している。

第２下刃５０は、Ｙ方向に延びた一対の第２分割下刃５６ａ、５６ｂと、共通下刃５４とを含む。つまり、共通下刃５４は、第１下刃４８と第２下刃５０の両方に属しており、第１下刃４８と第２下刃５０の交点に位置する。第２分割下刃５６ａは、第２可動部３６の第３可動部３８側（Ｘ２側）の角部に位置しており、第２分割下刃５６ｂは、第２固定部３０の第１可動部３４側の角部に位置している。

図１、図２及び図４Ｂに示すように、可動支持部２６は、第１可動部３４に設けられた第１エアシリンダ５８と、第２可動部３６に設けられた第２エアシリンダ６０と、第３可動部３８に設けられた第３エアシリンダ６２とを含む。

図１〜図３に示すように、上型１６は、不図示のプレス機構にてＺ方向に移動する上型本体６６と、上型本体６６の略中央部に設けられた打抜部６８と、打抜部６８に接触した状態でＺ方向に移動可能な移動部７０と、移動部７０をＺ方向に移動させる切替手段としての移動機構７２とを有している。

図１〜図４Ａに示すように、打抜部６８は、断面四角形状でＺ方向に延びており、下型１４の貫通孔４６に挿入可能に形成されている。

移動部７０は、Ｘ方向に延びた断面略四角形状の第１移動部７４及び第２移動部７６と、Ｙ方向に延びた断面略四角形状の第３移動部７８及び第４移動部８０とを含む。また、第１移動部７４及び第２移動部７６は、打抜部６８を挟んでＸ方向に並列しており、第３移動部７８及び第４移動部８０は、打抜部６８を挟んでＹ方向に並列している。つまり、第１〜第４移動部７４、７６、７８、８０は、Ｚ方向に関して互いに重ならないように配置されている。

図４Ａに示すように、移動部７０の下型１４側（Ｚ２側）の端部には、第１上刃８２と、第１上刃８２に交差する第２上刃８４とが設けられている。

具体的には、第１上刃８２は、Ｘ方向に延びた一対の第１分割上刃８６ａ、８６ｂと、第１分割上刃８６ａ、８６ｂ同士を結ぶ共通上刃８８とを含む。第１分割上刃８６ａは、第１移動部７４の第３移動部７８側（Ｙ２側）の角部に位置しており、第１分割上刃８６ｂは、第２移動部７６の第３移動部７８側の角部に位置している。また、共通上刃８８は、打抜部６８の下側端面の縁部に位置している。

第２上刃８４は、Ｙ方向に延びた一対の第２分割上刃９０ａ、９０ｂと、第２分割上刃９０ａ、９０ｂ同士を結ぶ共通上刃８８とを含む。つまり、共通上刃８８は、第１上刃８２と第２上刃８４の両方に属しており、第１上刃８２と第２上刃８４の交点に位置する。第２分割上刃９０ａは、第４移動部８０の第２移動部７６側（Ｘ１側）の角部に位置しており、第２分割上刃９０ｂは、第３移動部７８の第２移動部７６側の角部に位置している。

上述した説明、図４Ａ及び図４Ｂから諒解されるように、第１下刃４８が第１上刃８２に、第２下刃５０が第２上刃８４に対応している。よって、第１下刃４８と第１上刃８２とを合わせて第１切断刃４８、８２と称すると共に、第２下刃５０と第２上刃８４とを合わせて第２切断刃５０、８４と称することがある。

これと同様に、共通下刃５４が共通上刃８８に、第１分割下刃５２ａ、５２ｂが第１分割上刃８６ａ、８６ｂに、第２分割下刃５６ａ、５６ｂが第２分割上刃９０ａ、９０ｂに対応するので、共通下刃５４及び共通上刃８８を合わせて共通刃５４、８８と、第１分割下刃５２ａ、５２ｂ及び第１分割上刃８６ａ、８６ｂを合わせて第１分割刃５２、５６と、第２分割下刃５６ａ、５６ｂ及び第２分割上刃９０ａ、９０ｂを合わせて第２分割刃５６、９０とそれぞれ称することがある。

図１〜図３に示すように、移動機構７２は、移動部７０の一部を上方から覆うように設けられたスライド板９２と、スライド板９２をＸ方向に移動させる一対の第１駆動シリンダ９４と、スライド板９２をＹ方向に移動させる一対の第２駆動シリンダ９６と、移動部７０をＺ方向に案内すると共にスライド板９２側に付勢するガイド部９８（図１及び図２参照）と、移動部７０のスライド板９２側への変位を制限する変位規制部材１００とを有している。

スライド板９２は、平面視で略十字状に形成されており、その中央部には、四角形状の開口部１０１が形成されている。開口部１０１には、打抜部６８が挿通している。開口部１０１の大きさは、打抜部６８とスライド板９２との間隔がスライド板９２のスライド幅（移動幅）よりも大きくなるように設定されている。なお、開口部１０１の形状は、四角形状に限定する必要はなく適宜に変更が可能である。

図１及び図３に示すように、一対の第１駆動シリンダ９４は、Ｘ方向に対向するように上型本体６６に配置されている。これにより、例えば、一方の第１駆動シリンダ９４のストロークを伸長すると共に、他方の第１駆動シリンダ９４のストロークを短縮することで、スライド板９２をＸ方向にスライドさせることができる。

図２及び図３に示すように、一対の第２駆動シリンダ９６は、Ｙ方向に対向するように上型本体６６に配置されている。これにより、例えば、一方の第２駆動シリンダ９６のストロークを伸長すると共に、他方の第２駆動シリンダ９６のストロークを短縮することで、スライド板９２をＹ方向にスライドさせることができる。

図１及び図２に示すように、ガイド部９８は、上型本体６６に固定されており、例えば、スプリング（ばね）等を利用して移動部をスライド板９２側に付勢する。

図１〜図３に示すように、変位規制部材１００は、第１移動部７４に設けられた第１変位規制部１００ａと、第２移動部７６に設けられた第２変位規制部１００ｂと、第３移動部７８に設けられた第３変位規制部１００ｃと、第４移動部８０に設けられた第４変位規制部１００ｄとを含む。

第１〜第４変位規制部１００ａ〜１００ｄのそれぞれには、移動部７０の上面に固定された第１係合部材１０２と、第１係合部材１０２に対向するようにスライド板９２の下面に固定された第２係合部材１０４とが設けられている。なお、第２係合部材１０４の幅は、第１係合部材１０２の幅よりも大きく設定されている（図３参照）。

図１及び図２に示すように、第１係合部材１０２には、移動部７０の上面に対向する第１平坦面１０２ａと、第１平坦面１０２ａに対して移動部７０の延在方向に傾斜する第１傾斜面１０２ｂが形成されている。つまり、第１及び第２変位規制部１００ａ、１００ｂにおいて、第１傾斜面１０２ｂはＸ方向に傾斜しており（図１参照）、第３及び第４変位規制部１００ｃ、１００ｄにおいて、第１傾斜面１０２ｂはＹ方向に傾斜している（図２参照）。

第２係合部材１０４には、移動部７０の上面に対向すると共に第１平坦面１０２ａに接触可能な第２平坦面１０４ａと、第２平坦面１０４ａに対して第１傾斜面１０２ｂの傾斜方向と同一の方向に傾斜する第２傾斜面１０４ｂが形成されている。なお、第１傾斜面１０２ｂ及び第２傾斜面１０４ｂの傾斜角度は、略同一に設定されている。

制御部１８には、第１駆動シリンダ制御部１０８、及び第２駆動シリンダ制御部１１０が設けられている。

第１駆動シリンダ制御部１０８は、第１駆動シリンダ９４を駆動して、スライド板９２をＸ方向に移動する。

第２駆動シリンダ制御部１１０は、第２駆動シリンダ９６を駆動して、スライド板９２をＹ方向に移動する。

次に、本実施形態に係る切断装置を用いた板材１２の切断手順について図５のフローチャートを参照しながら説明する。

先ず、制御部１８は上型１６を初期状態にセットする（ステップＳ１）。初期状態では、上型１６は下型１４の上方に待機しており、第１及び第２変位規制部１００ａ、１００ｂにおいて、第１平坦面１０２ａと第２平坦面１０４ａとが接触すると共に、第３及び第４変位規制部１００ｃ、１００ｄにおいて、第１傾斜面１０２ｂと第２傾斜面１０４ｂとが接触している（図１及び図２参照）。

つまり、図１、図２及び図６Ａに示すように、第１及び第２移動部７４、７６が第３及び第４移動部７８、８０よりも下方（Ｚ２方向）に位置している。言い換えると、第１上刃８２が第２上刃８４よりもＺ２側に位置している。なお、図６Ａは、第３及び第４移動部７８、８０の図示を省略している。この状態において、第１上刃８２の位置を切断位置と称し、第２上刃８４の位置を非切断位置と称する。また、この状態を第１モードと呼び、第１上刃８２を非切断位置に配置すると共に第２上刃８４を切断位置に配置した状態（第１モードと逆の状態）を第２モードと呼ぶことがある。

なお、上型１６は、第１モードにおいて、打抜部６８の先端（共通上刃８８）が第１上刃８２よりもＺ２側に位置するように設定されている。つまり、第１モードにおいて、打抜部６８は、第１及び第２移動部７４、７６より所定量だけＺ２方向に突出している。打抜部６８の突出量ｄは、板材１２の厚みよりも大きく設定されている（図１参照）。これは、第２モードにおいても同様である。

続いて、板材１２を下型１４の固定部２２及び可動部２４の上面に配置されるように搬送する（ステップＳ２）。ここで、図３からも諒解されるように、板材の搬送方向（図中矢印Ａ）は、Ｘ１方向及びＹ１方向に対して４５度傾斜している。

その後、制御部１８はプレス機構を駆動して上型１６を下降する（ステップＳ３）。これにより、板材１２の第１切断線Ｃ１が切断される（図８参照）。ここで、板材１２の第１切断線Ｃ１の切断について具体的に説明する。

先ず、上型１６を下降すると、固定部２２及び可動部２４の上面に配置されている板材１２の上面に打抜部６８の共通上刃８８が接触する。そして、さらに上型１６を下降すると、板材１２には、共通上刃８８の押圧力と共通下刃５４の反力が作用するため、剪断力が生じる。

その結果、板材１２は四角形状に打ち抜かれるに至る。また、板材１２が四角形状に打ち抜かれた後、打抜部６８が貫通孔４６に挿入されると共に、第１分割上刃８６ａ、８６ｂが板材１２の上面に接触する。このとき、第１移動部７４が第３可動部３８の上方に、第２移動部７６が第２可動部３６の上方に位置している。

その後、さらに上型１６を下降すると、板材１２には、第１分割上刃８６ａ、８６ｂの押圧力と第１分割下刃５２ａ、５２ｂの反力が作用するため、剪断力が生じる。その結果、図６Ｂに示すように、板材１２がＸ方向に切断されるに至る。なお、図６Ｂは、板材１２の図示を省略しており、第１切断線Ｃ１を切断した時の移動部７０と可動部２４の位置関係を示している。

ステップＳ３では、第１分割刃５２、５６が板材１２を切断する前に、共通刃５４、８８が板材１２を打ち抜いているので、共通刃５４、８８と第１分割刃５２、５６の境界部で板材１２が引っ掛かることを防止することができる。

次に、制御部１８はプレス機構を駆動して上型１６を上昇し（ステップＳ４）、板材１２を搬送方向に所定量だけ搬送する（ステップＳ５）。

また、制御部１８は、第１モードから第２モードに切り替える（ステップＳ６）。具体的には、第１駆動シリンダ制御部１０８が、第１駆動シリンダ９４を駆動して、スライド板９２をＸ１方向に移動し、第２駆動シリンダ制御部１１０が、第２駆動シリンダ９６を駆動して、スライド板９２をＹ２方向に移動する。

スライド板９２をＸ１方向に移動すると、第１及び第２変位規制部１００ａ、１００ｂにおいて、第１平坦面１０２ａと第２平坦面１０４ａの接触状態が解除され（非接触状態となり）、ガイド部９８のＺ１方向への付勢力によって、第１傾斜面１０２ｂと第２傾斜面１０４ｂとが接触すると共に、第１及び第２移動部７４、７６がＺ１方向に移動する。

また、スライド板９２をＹ２方向に移動すると、第３及び第４変位規制部１００ｃ、１００ｄにおいて、第１傾斜面１０２ｂと第２傾斜面１０４ｂとが接触した状態で第１係合部材１０２がＺ２方向に押し下がる。このとき、第１係合部材１０２への押下力は、ガイド部９８の付勢力よりも大きい。これにより、図７Ａに示すように、第３及び第４移動部７８、８０が第１及び第２移動部７４、７６よりも下型側に位置される。つまり、第１モードが第２モードに切り替わる。なお、図７Ａは、第１及び第２移動部７４、７６の図示を省略している。

なお、第２係合部材１０４の幅を第１係合部材１０２の幅よりも広く設定しているので、例えば、第１駆動シリンダ９４を駆動している際に、第３及び第４変位規制部１００ｃ、１００ｄにおいて、第１傾斜面１０２ｂと第２傾斜面１０４ｂとの接触が離間することを防ぐことができる。

その後、制御部１８はプレス機構を駆動して上型１６を下降する（ステップＳ７）。これにより、板材１２の第２切断線Ｃ２が切断される（図８参照）。なお、板材１２の第２切断線Ｃ２が切断される原理が板材１２の第１切断線Ｃ１を切断する原理と同一であるため、板材１２の第２切断線Ｃ２の切断については簡単に説明する。

先ず、上型１６を下降すると、打抜部６８にて板材１２が四角形状に打ち抜かれる。そして、さらに上型１６を下降すると、板材１２には、第２分割上刃９０ａ、９０ｂの押圧力と第２分割下刃５６ａ、５６ｂの反力が作用するため、剪断力が生じる。その結果、図７Ｂに示すように、板材１２がＹ方向に切断されるに至る。なお、図７Ｂは、板材１２の図示を省略しており、第２切断線Ｃ２を切断した時の移動部７０と可動部２４の位置関係を示している。

次に、制御部１８はプレス機構を駆動して上型を上昇する（ステップＳ８）。その後、本切断手順は終了する。

上述した切断手順によれば、図８に示すように、板材１２を略三角形状に荒切断することができる。これにより、荒切断された板材１２に対して所定の機械加工を施して、例えば、自動車用サイドパネル等の部品を製造することができる。

以上のように、本実施形態に係る切断装置によれば、第１上刃８２と第２上刃８４とが交差しているので、第１上刃と第２上刃とを離間するように上型を形成する場合と比較して、切断装置１０全体をより一層小型にすることができる。また、第１モードと第２モードを切り替えて第１上刃８２と第２上刃８４とを使い分けることができるので、第１切断線Ｃ１と第２切断線Ｃ２との間隔が広い場合であっても、切断装置１０全体の小型化を効率的に行うことができる。

本実施形態は、上述した例に限らず種々の変更が可能である。打抜部は、断面四角形状に形成する例に限らない。打抜部は、断面多角形状や断面円形状等に形成してもよいし、中空状に形成してもよい。この場合、貫通孔は、打抜部の形状に合わせて形成される。打抜部を中空状に形成すると、上型の重量を軽くすることができる。

本発明は上記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。

本発明に係る切断装置は、２種類の切断線を有する板材を切断する例に限らず、３種類以上の切断線を有する板材を切断できるように構成してもよい。この場合、各切断線の形状と同一形状の上刃を交差するように上型に配置すればよい。

１０…切断装置１２…板材（ワーク）
１４…下型１６…上型
４８…第１下刃５０…第２下刃
５２ａ、５２ｂ…第１分割下刃５４…共通下刃
５６ａ、５６ｂ…第２分割下刃８２…第１上刃
８４…第２上刃８６ａ、８６ｂ…第１分割上刃
８８…共通上刃９０ａ、９０ｂ…第２分割上刃

Claims

ワークを切断する第１切断刃と、
前記第１切断刃と交差するように設けられ、且つ前記ワークを切断する第２切断刃と、を備え、
前記第１切断刃及び前記第２切断刃は、当該第１切断刃と当該第２切断刃の交点に位置して前記ワークを打ち抜く共通刃を有し、
前記第１切断刃は、前記共通刃に隣接する複数の第１分割刃を含み、
前記第２切断刃は、前記共通刃に隣接する複数の第２分割刃を含み、
前記ワークが切断可能な切断位置に複数の前記第１分割刃を配置すると共に、前記ワークが切断不能な非切断位置に複数の前記第２分割刃を配置する第１モードと、前記切断位置に複数の前記第２分割刃を配置すると共に、前記非切断位置に複数の前記第１分割刃を配置する第２モードと、を切り替える切替手段が設けられていることを特徴とする切断装置。
請求項１記載の切断装置において、
前記共通刃は、複数の前記第１分割刃又は複数の前記第２分割刃が前記ワークを切断する前に、該ワークを打ち抜くことを特徴とする切断装置。