JP5950018B2 - 薄板状基材の成形方法および成形装置 - Google Patents

薄板状基材の成形方法および成形装置 Download PDF

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Description

本発明は、薄板状基材の成形方法およびその成形方法を具現化した成形装置に関する。
従来から、たとえば燃料電池は、セパレータと膜電極接合体とを交互に積層して構成している。燃料電池は、セパレータと膜電極接合体との積層数に応じて高出力を得られることから、その積層数を増加させることが望ましい。
ところで、セパレータは、長尺からなる薄板状基材を搬送しつつ、複数のプレス加工機を備えた成形装置を用いて薄板状基材に凹凸や貫通孔等を形成した後、成形品となる領域を打ち抜いて成形する。すなわち、セパレータは、薄板状基材に一定の間隔で凹凸や貫通孔等を形成してから打ち抜くことによって、連続的に生産する（たとえば、特許文献１参照。）。したがって、薄板状基材を高速で搬送させることができれば、セパレータの生産性を向上させることができる。
特開２０１２−２２７１３２号公報
しかしながら、薄板状基材は、板厚が薄く十分な剛性を備えていないことから、高速で搬送すると搬送方向に対して過度に伸長して歪が生じてしまい、成形精度を維持できない虞があった。薄板状基材を高速で搬送してセパレータの生産性を向上できなければ、必要な枚数のセパレータを確保するために、より多くの台数の成形装置を用いなければならない。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、薄板状基材の成形精度を維持したまま、薄板状基材の成形に要する時間を短縮し、薄板状基材の成形に係る生産性を向上させることができる成形方法、およびその成形方法を具現化した成形装置の提供を目的とする。
上記目的を達成する本発明に係る薄板状基材の成形方法は、引張搬送工程および成形工程を有している。引張搬送工程は、長尺からなる薄板状基材の搬送方向に沿った両端を把持して搬送方向と交差した外方に引っ張りつつ、薄板状基材を搬送方向に引っ張りながら搬送する。成形工程は、薄板状基材に対して所定の成形を施す。搬送中の薄板状基材の搬送方向に沿った両端をそれぞれ加工して把持部を成形する把持成形工程、をさらに有する。引張搬送工程は、薄板状基材の把持部を把持して搬送方向と交差した外方に引っ張る。
上記目的を達成する本発明に係る薄板状基材の成形装置は、引張部、搬送部、成形部、および制御部を有している。引張部は、長尺からなる薄板状基材の搬送方向に沿った両端をそれぞれ第１把持部および第２把持部によって把持して搬送方向と交差した外方に引っ張る。搬送部は、引張部によって搬送方向と交差した外方に引っ張られた状態の薄板状基材を搬送方向に引っ張りながら搬送する。成形部は、薄板状基材に対して所定の成形を施す。制御部は、引張部、搬送部、および成形部の作動を制御する。制御部の制御に基づき、薄板状基材の搬送方向に沿った両端を加工して把持部を成形する把持成形部を、さらに有する。引張部は、薄板状基材の把持部を把持して引っ張る。
第１実施形態に係る薄板状基材の成形装置の要部を示す上面図である。 成形装置の把持成形部を用いて、搬送中の薄板状基材の両端にカール成形を行う状態を模式的に示す斜視図である。 成形装置の引張部を用いて、カール成形済みであって搬送中の薄板状基材の両端をそれぞれ外方に引っ張る状態を模式的に示す斜視図である。 成形装置の引張部および搬送部の要部を示す斜視図である。 成形装置を用いて搬送中の薄板状基材に成形加工を行う動作を示すフローチャートである。 図５のＳ１１に対応し、成形装置の把持成形部によって、搬送中の薄板状基材の両端にカール成形を行う状態を示す断面図である。 図５のＳ１２に対応し、成形装置の引張部において、グリッパーを閉じつつ、カール成形済みの薄板状基材の両端を挟持する状態を示す断面図である。 図５のＳ１３に対応し、引張部のグリッパーによって、カール成形済みの薄板状基材の両端を外方に引っ張る状態を示す断面図である。 図５のＳ１５に対応し、成形装置の引張部において、グリッパーを開けて薄板状基材の両端を解放する状態を示す断面図である。 第２実施形態に係る成形装置を用いて搬送中の薄板状基材に加工を行う動作を示すフローチャートである。 図１０のＳ２１に対応し、成形装置の引張部において、グリッパーを閉じつつ、薄板状基材のカール成形を行っていない両端を挟持する状態を示す断面図である。
以下、添付した図面を参照しながら、第１および第２実施形態について説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面における部材の大きさや比率は、説明の都合上誇張され実際の大きさや比率とは異なる場合がある。
（第１実施形態）
第１実施形態に係る薄板状基材１００の成形方法、およびその成形方法を具現化した薄板状基材１００の成形装置１について、図１〜図９を参照しながら説明する。
まず、薄板状基材１００の成形装置１の構成について、図１〜図４を参照しながら説明する。
図１は、薄板状基材１００の成形装置１の要部を示す上面図である。図２は、成形装置１の把持成形部２０を用いて、搬送中の薄板状基材１００の両端（一端部１００ａおよび他端部１００ｂ）にカール成形を行う状態を模式的に示す斜視図である。図３は、成形装置１の引張部３０を用いて、カール成形済みであって搬送中の薄板状基材１００の把持部（一端部１００ｃおよび他端部１００ｄ）をそれぞれ外方に引っ張る状態を模式的に示す斜視図である。図４は、成形装置１の引張部３０および搬送部１０の要部を示す斜視図である。
成形装置１は、搬送部１０、把持成形部２０、引張部３０、成形部４０、および制御部５０を含んでいる。以下、成形装置１の各構成について順に説明する。
搬送部１０は、図１に示すように、後述する引張部３０によって搬送方向と交差した外方に引っ張られた状態の薄板状基材１００を搬送方向に引っ張りながら搬送する。
搬送部１０は、載置台１１、基準台１２、搬送ベルト１３、下部レール１４、上部レール１５、バックアップローラ１６、駆動ローラ１７、および従動ローラ１８を含んでいる。載置台１１は、搬送部１０、把持成形部２０、および引張部３０の各構成をそれぞれ載置している。載置台１１は、たとえば、金属からなり、板状に形成している。基準台１２は、載置台１１の上部であって、搬送する薄板状基材１００の両端に沿って、それぞれ設けている。基準台１２は、搬送部１０の各構成、および引張部３０の駆動部材３４を除く各構成をそれぞれ配設している。基準台１２は、たとえば、金属からなり、板状に形成している。
搬送ベルト１３は、図１に示すように、基準台１２上において、後述する駆動ローラ１７および従動ローラ１８によって内方から押圧された状態で備えている。搬送ベルト１３は、たとえば、ゴムからなり、無端状に形成している。搬送ベルト１３は、図４に示すように、後述する引張部３０の第１把持部材３１を一定の間隔で複数接合している。
下部レール１４および上部レール１５は、図４に示すように、基準台１２に設けている。下部レール１４および上部レール１５は、図１では図示を省略している。下部レール１４および上部レール１５は、たとえば、金属からなり、凹部を備えた環状に形成している。互いに対向した下部レール１４および上部レール１５の凹部に、搬送ベルト１３を挿入する。上部レール１５および下部レール１４を用いて、搬送ベルト１３を上下方向から保持している。バックアップローラ１６は、図１に示すように、基準台１２上において、搬送ベルト１３の内周面に沿って一定の間隔で配設している。バックアップローラ１６は、たとえば、ゴム部材からなり、円柱形状に形成している。バックアップローラ１６は、搬送ベルト１３に従動して回転する。
駆動ローラ１７および従動ローラ１８は、図１に示すように、基準台１２上において、搬送ベルト１３の内周面の一端および他端に設け、搬送ベルト１３を内方から押圧した状態で配設している。駆動ローラ１７は、後述する制御部５０の制御に基づき回転する。従動ローラ１８は、駆動ローラ１７によって回転する搬送ベルト１３に従動して回転する。
把持成形部２０は、図１および図２に示すように、制御部５０の制御に基づき、薄板状基材１００の搬送方向に沿った両端を加工して把持部（一端部１００ｃおよび他端部１００ｄ）を成形する。
把持成形部２０は、カールローラ２１〜２６を含んでいる。カールローラ２１〜２６は、図１に示すように、薄板状基材１００の搬送方向上流側において、搬送部１０の載置台１１に回転自在に配設している。カールローラ２１〜２６は、図２に示すように、同様の構成からなる。具体的には、カールローラ２１〜２６は、たとえば、薄板状基材１００よりも硬質の金属からなり、円柱形状であって外周面の中央部分を凹状に湾曲させて構成している。
カールローラ２１および２２は、図１および図２に示すように、薄板状基材１００の搬送方向と交差した方向の両端に対向し、搬送中の薄板状基材１００に対して当接するように設けている。カールローラ２３および２４は、カールローラ２１および２２よりも薄板状基材１００の搬送方向下流側であって、薄板状基材１００の搬送方向と交差した方向の両端に対向し、搬送中の薄板状基材１００の両端に対して侵入するように設けている。カールローラ２３とカールローラ２４の間隔は、カールローラ２１とカールローラ２２の間隔よりも短い。カールローラ２５および２６は、カールローラ２３および２４よりも薄板状基材１００の搬送方向下流側であって、薄板状基材１００の搬送方向と交差した方向の両端に対向し、搬送中の薄板状基材１００の両端に対してさらに侵入するように設けている。カールローラ２５とカールローラ２６の間隔は、カールローラ２３とカールローラ２４の間隔よりも短い。
カールローラ２１〜２６は、図２に示すように、それぞれ凹状に湾曲した外周面の中央部分を用いて、薄板状基材１００の両端（一端部１００ａおよび他端部１００ｂ）をカール状に成形する。図２（ａ）に、カールローラ２１〜２６に対して、薄板状基材１００を搬入する直前の状態を示している。図２（ｂ）に示すように、カールローラ２１〜２６に対して薄板状基材１００を搬入し、薄板状基材１００の両端（一端部１００ａおよび他端部１００ｂ）にカール成形を行う。図２（ｃ）に示すように、カールローラ２１〜２６から、カール成形を行い把持部（一端部１００ｃおよび他端部１００ｄ）を成形した薄板状基材１００を搬出する。薄板状基材１００の一端部１００ｃおよび他端部１００ｄが、把持部に相当する。
引張部３０は、図１、図３、および図４に示すように、長尺からなる薄板状基材１００の搬送方向に沿った両端の把持部（一端部１００ｃおよび他端部１００ｄ）をそれぞれ第１把持部材３１および第２把持部材３２によって把持して搬送方向と交差した外方に引っ張る。
引張部３０において、図３（ａ）は、引張部３０に対して、薄板状基材１００を搬入する前の状態を示している。図３（ｂ）は、引張部３０に対して、薄板状基材１００を搬入し、薄板状基材１００の把持部（一端部１００ｃおよび他端部１００ｄ）を引張部３０によって把持している状態を示している。図３（ｃ）は、引張部３０によって把持部（一端部１００ｃおよび他端部１００ｄ）を把持した薄板状基材１００を搬送している状態を示している。図４（ａ）は、成形装置１の内方であって薄板状基材１００の搬送領域側から、引張部３０および搬送部１０の要部を示している。図４（ｂ）は、成形装置１の外方から、引張部３０および搬送部１０の要部を示している。
引張部３０は、図４に示すように、第１把持部材３１、第２把持部材３２、案内部材３３、および駆動部材３４を含んでいる。対にした第１把持部材３１と第２把持部材３２は、グリッパーに相当し、図３に示すように、搬送中の薄板状基材１００の端部を把持する。第１把持部材３１と第２把持部材３２は、搬送部１０の搬送ベルト１３の外周面に対して、一定の間隔で複数接合している。第１把持部材３１と第２把持部材３２は、図１および図３に示すように、薄板状基材１００の搬送方向の両端に沿うように位置している。水平にした状態で搬送する薄板状基材１００の搬送方向の両端において、第１把持部材３１が相対的に上方に位置し、第２把持部材３２が相対的に下方に位置する。
第１把持部材３１は、図４に示すように、第２把持部材３２と対をなし、搬送中の薄板状基材１００の端部を把持する。第１把持部材３１は、搬送部１０の搬送ベルト１３の外周面に対して一定の間隔で複数接合している。第１把持部材３１は、たとえば、金属からなり、開口を下方に向けたコの字形状に形成している。第１把持部材３１は、側面に貫通孔からなるガイド孔３１ａを設けている。ガイド孔３１ａは、屈曲部分を備えた弓状に形成している。ガイド孔３１ａは、第２把持部材３２のガイドピン３２ａを移動自在に挿通し、第２把持部材３２の動作をガイドする。
第２把持部材３２は、図４に示すように、第１把持部材３１に連結し、搬送中の薄板状基材１００の端部を把持する。第２把持部材３２は、たとえば、金属からなり、凹凸を備えた長方形状に形成している。第２把持部材３２は、側面の両端からそれぞれ突出して備えた円柱形状のガイドピン３２ａを、第１把持部材３１の下部のガイド孔３１ａに対して、移動可能に挿通している。
第２把持部材３２は、下部に平滑な案内面３２ｂを備えている。第２把持部材３２の案内面３２ｂは、薄板状基材１００の搬送方向に沿って連続的に形状が変化する案内部材３３に付勢される。第２把持部材３２の案内面３２ｂは、案内部材３３に付勢されると、薄板状基材１００の搬送方向に対して上下方向、および薄板状基材１００の搬送方向と直交した方向に対して移動する。第２把持部材３２の案内面３２ｂは、第１把持部材３１のガイド孔３１ａに沿って移動するガイドピン３２ａを軸にして回動自在である。第２把持部材３２は、薄板状基材１００に対向した先端に突起３２ｃを備えている。突起３２ｃは、薄板状基材１００の搬送方向に沿って備えている。第２把持部材３２の突起３２ｃは、薄板状基材１００の把持部（一端部１００ｃおよび他端部１００ｄ）を把持する。
案内部材３３は、図４に示すように、第２把持部材３２を付勢することによって、第２把持部材３２を第１把持部材３１に対して接近または離間させる。案内部材３３は、いわゆるカムに相当し、薄板状基材１００の搬送方向に沿って形状を連続的に異ならせている。案内部材３３は、搬送部１０の基準台１２に接合している。案内部材３３は、たとえば、金属からなり、上面を平滑にした長尺状に形成している。長尺状の案内部材３３は、薄板状基材１００の搬送方向に沿った両端に位置するように、基準台１２に対して接合している。案内部材３３の上面に第２把持部材３２の案内面３２ｂを当接させている。
案内部材３３は、その上面を薄板状基材１００の搬送方向に沿って連続的に異ならせることによって、第２把持部材３２を第１把持部材３１に対して接近または離間させる。案内部材３３の上面の位置を、薄板状基材１００の搬送方向に沿って連続的に高くすると、第２把持部材３２が第１把持部材３１に対して次第に接近する。一方、案内部材３３の上面の位置を、薄板状基材１００の搬送方向に沿って連続的に低くすると、第２把持部材３２が第１把持部材３１から次第に離間する。
案内部材３３の上面の位置を、薄板状基材１００の搬送方向と直交し薄板状基材１００の外方に向かって連続的に突出させると、薄板状基材１００を介して、第２把持部材３２の突起３２ｃが第１把持部材３１に対して押圧した状態となる。このとき、第２把持部材３２の突起３２ｃは、薄板状基材１００の把持部（一端部１００ｃおよび他端部１００ｄ）を保持して引っ張った状態となる。一方、案内部材３３の上面の位置を、薄板状基材１００の搬送方向と直交し薄板状基材１００の内方に向かって連続的に後退させると、第２把持部材３２の突起３２ｃが第１把持部材３１から離間する。このとき、第２把持部材３２の突起３２ｃは、薄板状基材１００の把持部（一端部１００ｃおよび他端部１００ｄ）を解放した状態となる。
駆動部材３４は、図１に示すように、たとえば、載置台１１の４隅にそれぞれ配設している。駆動部材３４は、たとえば、油圧シリンダーからなる。駆動部材３４を用いて、基準台１２を薄板状基材１００の搬送方向と直交する方向であって、その薄板状基材１００から離間する外方に対して引っ張る。搬送する薄板状基材１００の両端に沿って基準台１２を設けていることから、駆動部材３４は薄板状基材１００を搬送方向と直交する方向の両方から外方に向かって引っ張る構成となる。なお、成形装置１においては、後述する第２実施形態に係る成形装置２と異なり、駆動部材３４は、必須ではない。すなわち、成形装置１では、案内部材３３を用いて第２把持部材３２を搬送方向の外方に付勢することよって、薄板状基材１００を搬送方向の外方に引っ張ることができる。
成形部４０は、図１に示すように、薄板状基材１００に対して所定の成形を施す。
成形部４０は、プレス加工機４１を、薄板状基材１００の上方であって、薄板状基材１００の搬送方向に沿って複数配設している。プレス加工機４１は、薄板状基材１００に対する凹凸や貫通孔等の形成において一般的なものを用いる。したがって、プレス加工機４１は、図１において模式的に図示している。プレス加工機４１を用い、薄板状基材１００に対して、位置決め用のロケート孔１００ｅ、アクティブエリアおける凹凸状の流路１００ｆ、ガスや冷却水を供給および排出するマニホールド孔１００ｇを成形する。その後、プレス加工機４１は、セパレータとなる部分を打ち抜いて打抜孔１００ｈを開口する。
制御部５０は、搬送部１０、把持成形部２０、引張部３０、および成形部４０の作動を制御する。
制御部５０は、図１に示すように、コントローラ５１を含んでいる。コントローラ５１は、搬送部１０の載置台１１に配設している。コントローラ５１は、ＲＯＭ、ＣＰＵ、およびＲＡＭ等から構成している。ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）は、成形装置１による薄板状基材１００の加工に係る制御プログラムを格納している。ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）は、制御プログラムに基づいて、搬送部１０、把持成形部２０、引張部３０、および成形部４０の動作をそれぞれ制御する。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）は、成形装置１による薄板状基材１００の加工中の各種データを一時的に記憶する。
つぎに、成形装置１を用いた薄板状基材１００の成形方法について、図５〜図９を参照しながら説明する。
図５は、成形装置１を用いて搬送中の薄板状基材１００に成形加工を行う動作を示すフローチャートである。図６は、図５のＳ１１に対応し、成形装置１の把持成形部２０によって、搬送中の薄板状基材１００の両端（一端部１００ａおよび他端部１００ｂ）にカール成形を行う状態を示す断面図である。図７は、図５のＳ１２に対応し、成形装置１の引張部３０において、グリッパーを閉じつつ、薄板状基材１００の把持部（一端部１００ｃおよび図示せぬ他端部１００ｄ）を挟持する状態を示す断面図である。図８は、図５のＳ１３に対応し、引張部３０のグリッパーによって、薄板状基材１００の把持部（一端部１００ｃおよび図示せぬ他端部１００ｄ）を外方に引っ張る状態を示す断面図である。図９は、図５のＳ１５に対応し、成形装置１の引張部３０において、グリッパーを開けて薄板状基材１００の把持部（一端部１００ｃおよび図示せぬ他端部１００ｄ）を解放する状態を示す断面図である。
最初に、図６に示すように、搬送中の薄板状基材１００の加工領域よりも上流側において、把持成形部２０を用い、薄板状基材１００の両端（一端部１００ａおよび図示せぬ他端部１００ｂ）にカール成形を行う（図５のＳ１１）。
図６（ａ）は、図２（ｂ）中の６（ａ）−６（ａ）線に沿った断面に相当する。図６（ａ）は、カールローラ２１および図示せぬカールローラ２２に対して、薄板状基材１００の両端（一端部１００ａおよび図示せぬ他端部１００ｂ）を当接させ、カール成形を行う直前の状態を示している。図６（ｂ）は、図２（ｂ）中の６（ｂ）−６（ｂ）線に沿った断面に相当する。図６（ｂ）に示すように、カールローラ２３および図示せぬカールローラ２４に対して、薄板状基材１００の両端（一端部１００ａおよび図示せぬ他端部１００ｂ）を当接させ、徐々にカール成形を行う。図６（ｃ）は、図２（ｂ）中の６（ｃ）−６（ｃ）線に沿った断面に相当する。図６（ｃ）に示すように、カールローラ２５および図示せぬカールローラ２６を用いて、薄板状基材１００の把持部（一端部１００ｃおよび図示せぬ他端部１００ｄ）の成形を完了させる。
さらに、図７に示すように、搬送中の薄板状基材１００の加工領域よりも上流側において、引張部３０のグリッパーを閉じつつ、薄板状基材１００の把持部（一端部１００ｃおよび図示せぬ他端部１００ｄ）を挟持する。グリッパーは、対をなした第１把持部材３１および第２把持部材３２に相当する（図５のＳ１２）。
図７（ａ）は、図３（ｂ）中の７（ａ）−７（ａ）線に沿った断面に相当する。図７（ａ）に示すように、薄板状基材１００の把持部（一端部１００ｃおよび図示せぬ他端部１００ｄ）を挟持し始める。図７（ｂ）は、図３（ｂ）中の７（ｂ）−７（ｂ）線に沿った断面に相当する。図７（ｂ）では、薄板状基材１００の把持部（一端部１００ｃおよび図示せぬ他端部１００ｄ）を挟持する直前の状態を示している。すなわち、引張部３０の案内部材３３を、薄板状基材１００の搬送方向に沿って連続的に高くしていることから、第２把持部材３２が第１把持部材３１に対して次第に接近し、第１把持部材３１と第２把持部材３２で薄板状基材１００を把持する。
さらに、図８に示すように、搬送中の薄板状基材１００の加工領域よりも上流側において、引張部３０のグリッパーによって、薄板状基材１００の把持部（一端部１００ｃおよび図示せぬ他端部１００ｄ）を外方に引っ張る（図５のＳ１３）。
図８は、図３（ｂ）中の８−８線に沿った断面に相当する。すなわち、引張部３０の案内部材３３を、薄板状基材１００の搬送方向と直交し薄板状基材１００の外方に向かう方向に連続的に突出させていることから、薄板状基材１００を介して、第２把持部材３２の突起３２ｃが第１把持部材３１に対して押圧する。このとき、第２把持部材３２の突起３２ｃは、薄板状基材１００の把持部（一端部１００ｃおよび図示せぬ他端部１００ｄ）を保持して引っ張った状態となる。
さらに、薄板状基材１００を搬送しつつ、薄板状基材１００の加工領域において、成形部４０のプレス加工機４１を用い、薄板状基材１００に対して凹凸や貫通孔等を形成した後に、セパレータとなる部分を打ち抜く加工を行う（図５のＳ１４）。
図１に示すように、プレス加工機４１を用い、薄板状基材１００に対して、位置決め用のロケート孔１００ｅ、アクティブエリアおける凹凸状の流路１００ｆ、ガスや冷却水を供給および排出するマニホールド孔１００ｇを順番に成形する。その後、セパレータとなる部分を打ち抜いて打抜孔１００ｈを開口する。
さらに、図９に示すように、搬送中の薄板状基材１００の加工領域よりも下流側において、グリッパーを開けて、薄板状基材１００の把持部（一端部１００ｃおよび図示せぬ他端部１００ｄ）を解放する。（図５のＳ１５）。
図９（ａ）に示すように、薄板状基材１００の把持部（一端部１００ｃおよび図示せぬ他端部１００ｄ）を解放し始める。図９（ｂ）では、薄板状基材１００の把持部（一端部１００ｃおよび図示せぬ他端部１００ｄ）を解放した後の状態を示している。すなわち、引張部３０の案内部材３３を、薄板状基材１００の搬送方向と直交し薄板状基材１００の内方に向かう方向に連続的に後退させていることから、第２把持部材３２の突起３２ｃが第１把持部材３１から離間する。このとき、第２把持部材３２の突起３２ｃは、薄板状基材１００の把持部（一端部１００ｃおよび図示せぬ他端部１００ｄ）を解放した状態となる。
図５のＳ１１〜Ｓ１５に係る工程を、制御部５０のコントローラ５１の制御に基づき、薄板状基材１００の加工領域において、未加工の部分がある限り継続する（図５のＳ１６）。
上述した第１実施形態に係る薄板状基材１００の成形方法、およびその成形方法を具現化した成形装置１によれば、以下の作用効果を奏する。
第１実施形態に係る薄板状基材１００の成形方法は、把持成形工程、引張搬送工程、および成形工程を有している。把持成形工程は、搬送中の薄板状基材１００の搬送方向に沿った両端をそれぞれ加工して把持部（一端部１００ｃおよび他端部１００ｄ）を成形する。引張搬送工程は、長尺からなる薄板状基材１００の搬送方向に沿った両端の把持部を把持して搬送方向と交差した外方に引っ張りつつ、薄板状基材１００を搬送方向に引っ張りながら搬送する。成形工程は、薄板状基材１００に対して所定の成形を施す。
第１実施形態に係る薄板状基材１００の成形装置１は、把持成形部２０、引張部３０、搬送部１０、成形部４０、および制御部５０を有している。把持成形部２０は、薄板状基材１００の搬送方向に沿った両端を加工して把持部（一端部１００ｃおよび他端部１００ｄ）を成形する。引張部３０は、長尺からなる薄板状基材１００の搬送方向に沿った両端の把持部（一端部１００ｃおよび他端部１００ｄ）をそれぞれ第１把持部材３１および第２把持部材３２によって把持して搬送方向と交差した外方に引っ張る。搬送部１０は、引張部３０によって搬送方向と交差した外方に引っ張られた状態の薄板状基材１００を搬送方向に引っ張りながら搬送する。成形部４０は、薄板状基材１００に対して所定の成形を施す。制御部５０は、把持成形部２０、引張部３０、搬送部１０、および成形部４０の作動を制御する。
このような構成の薄板状基材１００の成形方法および成形装置１によれば、長尺からなる薄板状基材１００の搬送方向に沿った両端に形成した把持部（一端部１００ｃおよび他端部１００ｄ）を把持し薄板状基材１００を搬送方向と交差した外方に引っ張りつつ、薄板状基材１００を搬送方向に引っ張りながら搬送する。このような薄板状基材１００の成形方法および成形装置１によれば、把持部（一端部１００ｃおよび他端部１００ｄ）を介して薄板状基材１００を安定して把持することによって、薄板状基材１００を歪ませることなく高速で搬送して成形することができる。したがって、この薄板状基材１００の成形方法および成形装置１によれば、薄板状基材１００の成形精度を十分に維持したまま、薄板状基材１００の加工に要する時間を短縮し、薄板状基材１００の成形に係る生産性を向上させることができる。ここで、把持成形工程および把持成形部２０によって、薄板状基材１００の両端を成形するときに、薄板状基材１００の搬送を停止しなくてもよい。
さらに、把持成形工程および把持成形部２０は、薄板状基材１００の搬送方向に沿った両端を屈曲または屈折させて把持部（一端部１００ｃおよび他端部１００ｄ）を成形する構成としてもよい。
このような構成によれば、非常に簡便な方法によって薄板状基材１００の両端に形成した把持部（一端部１００ｃおよび他端部１００ｄ）を用い、薄板状基材１００を安定して把持した状態で引っ張ることができる。なお、薄板状基材１００において、把持部（一端部１００ｃおよび他端部１００ｄ）を形成する部分は、そもそも成形後に破棄する部分であることから、薄板状基材１００において成形ロスは生じない。
さらに、引張搬送工程および引張部３０は、第１把持部材３１または第２把持部材３２を、搬送方向に沿って備えた案内部材３３によって付勢し、搬送方向と交差した外方に移動させる構成としてもよい。
このような構成によれば、電気系の機構を用いることなく、機械的な部材からなる案内部材３３のみを用いた簡便な構成によって、薄板状基材１００を搬送方向と交差した外方に引っ張ることができる。このような構成の場合、載置台１１に配設しているたとえば油圧シリンダーからなる駆動部材３４は、必須ではない。
（第２実施形態）
第２実施形態に係る薄板状基材１００の成形方法、およびその成形方法を具現化した薄板状基材１００の成形装置２について、図１０および図１１を参照しながら説明する。
第２実施形態に係る成形装置２は、引張部６０を用いて、薄板状基材１００のカール成形を行っていない両端（一端部１００ａおよび他端部１００ｂ）を挟持する構成が、前述した第１実施形態に係る成形装置１の構成と異なる。
第２実施形態においては、前述した第１実施形態と同様の構成からなるものについて、同一の符号を使用し、前述した説明を省略する。
成形装置２は、前述した搬送部１０および制御部５０に加えて、引張部６０を含んでいる。以下、成形装置２に特有の引張部６０の構成について、図１０および図１１を参照しながら説明する。
図１０は、成形装置２を用いて搬送中の薄板状基材１００に加工を行う動作を示すフローチャートである。図１１は、図１０のＳ２１に対応し、成形装置２の引張部６０において、グリッパーを閉じつつ、薄板状基材１００のカール成形を行っていない両端（一端部１００ａおよび他端部１００ｂ）を挟持する状態を示す断面図である。
引張部６０は、長尺からなる薄板状基材１００の搬送方向に沿った両端（一端部１００ａおよび図示せぬ他端部１００ｂ）をそれぞれ第１把持部材６１および第２把持部材６２によって把持して搬送方向と交差した外方に引っ張る。
引張部６０は、図１１に示すように、第１把持部材６１、第２把持部材６２、回動部材６３、および前述した駆動部材３４を含んでいる。対にした第１把持部材６１と第２把持部材６２は、図１１（ｂ）に示すように、搬送中の薄板状基材１００の端部（一端部１００ａおよび図示せぬ他端部１００ｂ）を把持する。第１把持部材６１と第２把持部材６２は、搬送部１０の搬送ベルト１３の外周面に対して、一定の間隔で複数接合している。第１把持部材６１と第２把持部材６２は、板状基材１００の搬送方向の両端に沿うように位置している。水平にした状態で搬送する薄板状基材１００の搬送方向の両端において、第１把持部材６１が相対的に上方に位置し、第２把持部材６２が相対的に下方に位置する。
第１把持部材６１は、図１１に示すように、第２把持部材６２と対をなし、搬送中の薄板状基材１００の両端（一端部１００ａおよび図示せぬ他端部１００ｂ）を把持する。第１把持部材６１は、たとえば、金属からなり、板状に形成している。板状の第１把持部材６１は、搬送ベルト１３に対して直交するように接合している。第１把持部材６１の下部に、第２把持部材６２の回転部６２ａを回転自在に保持している。第１把持部材６１の上部に、回動部材６３を接合している。
第２把持部材６２は、図１１に示すように、第１把持部材６１と対をなし、搬送中の薄板状基材１００の両端（一端部１００ａおよび図示せぬ他端部１００ｂ）を把持する。第２把持部材６２は、たとえば、金属からなり、中央部分を屈折させた板状に形成している。第２把持部材６２は、上部の中央部分に長尺で円柱形状からなる回転部６２ａを備えている。回転部６２ａは、その長手方向が薄板状基材１００の搬送方向に沿うように、第１把持部材６１の下部に回転自在に取り付けている。第２把持部材６２の一端に備えた連結部６２ｂは、回動部材６３に接続している。第２把持部材６２の両端のうち、薄板状基材１００を把持しない方の一端に、連結部６２ｂを備えている。
回動部材６３は、図１１に示すように、第２把持部材６２を回転駆動し、第２把持部材６２および第１把持部材６１によって薄板状基材１００を把持させる。回動部材６３は、たとえば、アクチュエーターから構成する。アクチュエーターは、電動、油圧、または空圧のいずれの仕様も適用できる。回動部材６３は、第１把持部材６１の上部に接合している。回動部材６３の伸縮部６３ａを、第１把持部材６１の貫通孔を介して、第２把持部材６２の連結部６２ｂに連結している。回動部材６３の伸縮部６３ａを伸長すると、第２把持部材６２が回転部６２ａを中心にして一方に回転することによって、第２把持部材６２の先端が第１把持部材６１に接近し、薄板状基材１００の端部を把持する。一方、回動部材６３の伸縮部６３ａを縮めると、第２把持部材６２が回転部６２ａを中心にして他方に回転することによって、第２把持部材６２の先端が第１把持部材６１から離間し、薄板状基材１００の端部を解放する。
つぎに、成形装置２を用いた薄板状基材１００の成形方法について、図１１を参照しながら説明する。
図１０は、成形装置２を用いて搬送中の薄板状基材１００に加工を行う動作を示すフローチャートである。図１１は、図１０のＳ２１に対応し、成形装置２の引張部６０において、グリッパーを閉じつつ、薄板状基材１００のカール成形を行っていない両端（一端部１００ａおよび他端部１００ｂ）を挟持する状態を示す断面図である。
最初に、図１１に示すように、搬送中の薄板状基材１００の加工領域よりも上流側において、引張部６０のグリッパーを閉じつつ、薄板状基材１００の両端（一端部１００ａおよび図示せぬ他端部１００ｂ）を挟持して外方に引っ張る。グリッパーは、第１把持部材６１および第２把持部材６２に相当する。図１１（ａ）に示すように、薄板状基材１００の把持部（一端部１００ｃおよび他端部１００ｄ）を挟持し始める。図１１（ｂ）は、薄板状基材１００の把持部（一端部１００ｃおよび他端部１００ｄ）を挟持した直後の状態を示している。図１１（ｂ）に示す状態において、駆動部材３４を用いて、基準台１２を薄板状基材１００の搬送方向と直交する方向であって、その薄板状基材１００から離間する外方に対して引っ張る（図１０のＳ２１）。
さらに、薄板状基材１００を搬送しつつ、薄板状基材１００の加工領域において、薄板状基材１００に対して、凹凸や貫通孔等を形成する。凹凸や貫通孔等の形成は、図５のＳ１４に示したものと同様である（図１０のＳ２２）。
さらに、搬送中の薄板状基材１００の加工領域よりも下流側において、グリッパーを開けて、薄板状基材１００の両端（一端部１００ａおよび他端部１００ｂ）を解放する。（図１０のＳ２３）。
図１０のＳ２１〜Ｓ２３に係る工程を、制御部５０のコントローラ５１の制御に基づき、薄板状基材１００の加工領域において、未加工の部分がある限り継続する（図１０のＳ２４）。
上述した第２実施形態に係る薄板状基材１００の成形方法、およびその成形方法を具現化した成形装置２によれば、以下の作用効果を奏する。
第２実施形態に係る薄板状基材１００の成形方法は、引張搬送工程および成形工程を有している。引張搬送工程は、長尺からなる薄板状基材１００の搬送方向に沿った両端を把持して搬送方向と交差した外方に引っ張りつつ、薄板状基材１００を搬送方向に引っ張りながら搬送する。成形工程は、薄板状基材１００に対して所定の成形を施す。
第２実施形態に係る薄板状基材１００の成形装置２は、引張部６０、搬送部１０、成形部４０、および制御部５０を有している。引張部６０は、長尺からなる薄板状基材１００の搬送方向に沿った両端をそれぞれ第１把持部材６１および第２把持部材６２によって把持して搬送方向と交差した外方に引っ張る。搬送部１０は、引張部６０によって搬送方向と交差した外方に引っ張られた状態の薄板状基材１００を搬送方向に引っ張りながら搬送する。成形部４０は、薄板状基材１００に対して所定の成形を施す。制御部５０は、引張部６０、搬送部１０、および成形部４０の作動を制御する。
このような構成の薄板状基材１００の成形方法および成形装置２によれば、長尺からなる薄板状基材１００の搬送方向に沿った両端（一端部１００ａおよび他端部１００ｂ）を把持して搬送方向と交差した外方に引っ張りつつ、薄板状基材１００を搬送方向に引っ張りながら搬送する。このような薄板状基材１００の成形方法および成形装置２によれば、薄板状基材１００を歪ませることなく高速で搬送して成形することができる。したがって、この薄板状基材１００の成形方法および成形装置２によれば、薄板状基材１００の成形精度を維持したまま、薄板状基材１００の加工に要する時間を短縮し、薄板状基材１００の成形に係る生産性を向上させることができる。
そのほか、本発明は、特許請求の範囲に記載された構成に基づき様々な改変が可能であり、それらについても本発明の範疇である。
たとえば、第１実施形態では、把持成形部２０によって、薄板状基材１００の搬送方向に沿った両端を屈曲させて把持部を成形する構成として説明した。しかしながら、このような構成に限定されることはなく、たとえば、薄板状基材１００の搬送方向に沿った両端を把持し易いように、その両端に対して貫通孔を一定の間隔で複数形成してもよい。同様に、薄板状基材１００の搬送方向に沿った両端を把持し易いように、その両端に対して微細な凹凸痕を形成してもよい。
本出願は、２０１３年２月２６日に出願された日本特許出願番号２０１３−０３５８８５号に基づいており、その開示内容は、参照され、全体として、組み入れられている。
１，２ 成形装置、
１０ 搬送部、
１１ 載置台、
１２ 基準台、
１３ 搬送ベルト、
１４ 下部レール、
１５ 上部レール、
１６ バックアップローラ１６、
１７ 駆動ローラ、
１８ 従動ローラ、
２０ 把持成形部、
２１，２２，２３，２４，２５，２６ カールローラ、
３０ 引張部、
３１ 第１把持部材、
３１ａ ガイド孔、
３２ 第２把持部材、
３２ａ ガイドピン、
３２ｂ 案内面、
３２ｃ 突起、
３３ 案内部材（引張部材に相当）、
３４ 駆動部材（引張部材に相当）、
４０ 成形部、
４１ プレス加工機、
５０ 制御部、
５１ コントローラ、
６０ 引張部、
６１ 第１把持部材、
６２ 第２把持部材、
６２ａ 回転部、
６２ｂ 連結部、
６３ 回動部材、
６３ａ 伸縮部、
１００ 薄板状基材、
１００ａ 一端部、
１００ｂ 他端部、
１００ｃ 一端部（把持部に相当）、
１００ｄ 他端部（把持部に相当）、
１００ｅ ロケート孔、
１００ｆ 流路、
１００ｇ マニホールド孔、
１００ｈ 打抜孔。

Claims (4)

  1. 長尺からなる薄板状基材の搬送方向に沿った両端を把持して搬送方向と交差した外方に引っ張りつつ、前記薄板状基材を搬送方向に引っ張りながら搬送する引張搬送工程と、
    前記薄板状基材に対して所定の成形を施す成形工程と、
    搬送中の前記薄板状基材の搬送方向に沿った両端をそれぞれ加工して把持部を成形する把持成形工程と、を有し、
    前記引張搬送工程は、前記薄板状基材の前記把持部を把持して搬送方向と交差した外方に引っ張る薄板状基材の成形方法。
  2. 前記把持成形工程は、前記薄板状基材の搬送方向に沿った両端を屈曲または屈折させて前記把持部を成形する請求項１に記載の薄板状基材の成形方法。
  3. 長尺からなる薄板状基材の搬送方向に沿った両端をそれぞれ第１把持部および第２把持部によって把持して搬送方向と交差した外方に引っ張る引張部と、
    前記引張部によって搬送方向と交差した外方に引っ張られた状態の前記薄板状基材を搬送方向に引っ張りながら搬送する搬送部と、
    前記薄板状基材に対して所定の成形を施す成形部と、
    前記引張部、前記搬送部、および前記成形部の作動を制御する制御部と、
    前記制御部の制御に基づき、前記薄板状基材の搬送方向に沿った両端を加工して把持部を成形する把持成形部と、を有し、
    前記引張部は、前記薄板状基材の前記把持部を把持して引っ張る薄板状基材の成形装置。
  4. 前記引張部は、第１把持部または第２把持部を、搬送方向に沿って備えた案内部材によって付勢し、搬送方向と交差した外方に移動させる請求項３に記載の薄板状基材の成形装置。
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