(57)【要約】  低コストでワークの振動を抑制し、精度良くワークを切断可能な技術を提供する。板状のワークＷを切断するための切断装置１であって、ワークＷを連続的に打ち抜くニブラ１０と、ワークＷの表面に流体を噴射する流体噴射装置２０と、を具備し、ニブラ１０は、筒状のケース１１と、ワークＷを打ち抜くためのパンチ刃１２ａを有し、上下方向に往復運動するようにケース１１の内部に収納されるパンチ１２と、ケース１１の下方に設けられるダイス１４と、を備え、ケース１１とダイス１４との間に介在されたワークＷを、所定の方向に移動しつつ、パンチ１２によって連続的に打ち抜くように構成され、流体噴射装置２０は、前記流体が噴射する噴射口２０ａを有し、パンチ１２がダイス１４に近接する方向に、噴射口２０ａから前記流体を噴射するように構成され、流体噴射装置２０の噴射口２０ａは、パンチ１２のパンチ刃１２ａの近傍に配置される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状のワークを切断するための切断装置であって、
前記ワークを連続的に打ち抜くニブラと、前記ワークの表面に流体を噴射する、少なくとも一つの流体噴射装置と、を具備し、
前記ニブラは、筒状のケースと、前記ワークを打ち抜くためのパンチ刃を有し、上下方向に往復運動するように前記ケースの内部に収納されるパンチと、前記ケースの下方に設けられるダイスと、を備え、前記ケースと前記ダイスとの間に介在された前記ワークを、所定の方向に移動しつつ、前記パンチによって連続的に打ち抜くように構成され、
前記流体噴射装置は、前記流体が噴射する噴射口を有し、前記パンチが前記ダイスに近接する方向に、前記噴射口から前記流体を噴射するように構成され、
前記流体噴射装置の噴射口は、前記パンチのパンチ刃の近傍に配置される、
ことを特徴とする切断装置。
【請求項２】
少なくとも一つの前記流体噴射装置の噴射口は、前記パンチのパンチ刃よりも、上下方向および前記ニブラの移動方向に直交する方向の一方側および他方側の少なくとも一方に配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の切断装置。
【請求項３】
板状のワークを切断するための切断方法であって、
筒状のケースと、前記ワークを打ち抜くためのパンチ刃を有し、上下方向に往復運動するように前記ケースの内部に収納されるパンチと、前記ケースの下方に設けられるダイスと、を備えるニブラを用意する第一の工程と、
前記パンチが前記ダイスに近接する方向に、前記ワークの表面に向けて流体を噴射する流体噴射装置を用意する第二の工程と、
前記ニブラを所定の方向に移動させつつ、前記ケースと前記ダイスとの間に介在された前記ワークを、前記パンチによって連続的に打ち抜く第三の工程と、を含み、
前記第三の工程においては、前記流体噴射装置を用いて、前記ワークにおける前記パンチ刃の近傍部分に前記流体を噴射させる、
ことを特徴とする切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状のワークを切断するための切断装置、および切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、板状のワーク（例えば、鋼板）を切断する切断装置として、ニブラが広く知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
一般的に、ニブラは、筒状のケースと、当該ケースの内部に設けられ、上下方向に往復運動するパンチと、ケースの下方に設けられるダイスとを具備する。ニブラは、ケースとダイスとの間に板状のワークを介在させた状態で、所定の方向に移動しつつ、ワークをパンチによって連続的に打ち抜くことにより、ワークを切断する。【０００４】
上記のように構成されたニブラにおいては、パンチがワークを打ち抜いた後、当該パンチの側面にワークが接触した状態となる。
そのため、パンチの上昇に伴って、ワークにおけるパンチに接触する部分が持ち上げられ、ワークの弾性力によって落下する。つまり、パンチの往復運動に伴って、ワークが断続的に持ち上げられることとなり、ワークに振動が生じる。
ワークが振動している場合には、ワークの被加工部分の位置が安定しないため、ニブラによって精度良くワークを切断することが困難となる。
また、ワークにおけるパンチに持ち上げられた部分が落下してダイスに衝突するため、作業環境上、望ましくない騒音が発生することとなる。【０００５】
上記のような問題を解決するための手段として、ワークの固定が挙げられる。
しかしながら、ワークの不要部分は、ニブラによって切除された後、自重落下させるため、固定することが困難である。ワークの不要部分を固定するためには、複雑な機構の装置が必要となり、ワークの切断に要するコストが悪化する点で不利である。【０００６】
また、上記のような問題を解決するための手段として、ニブラにおけるケースとダイスとの距離を小さくすることが挙げられる。ケースとダイスとの距離をワークの厚みと同程度にまで小さくすることにより、ケースとダイスとの間にワークが固定され、ワークがパンチによって持ち上げられることを防止できる。
しかしながら、ニブラによってワークを切断する際、ケースおよびダイスがワークに干渉し、ニブラによって切断できるワークの形状が制約される点で不利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２３４６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、低コストでワークの振動を抑制し、精度良くワークを切断可能な技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る切断装置は、板状のワークを切断するための切断装置であって、前記ワークを連続的に打ち抜くニブラと、前記ワークの表面に流体を噴射する、少なくとも一つの流体噴射装置と、を具備し、前記ニブラは、筒状のケースと、前記ワークを打ち抜くためのパンチ刃を有し、上下方向に往復運動するように前記ケースの内部に収納されるパンチと、前記ケースの下方に設けられるダイスと、を備え、前記ケースと前記ダイスとの間に介在された前記ワークを、所定の方向に移動しつつ、前記パンチによって連続的に打ち抜くように構成され、前記流体噴射装置は、前記流体が噴射する噴射口を有し、前記パンチが前記ダイスに近接する方向に、前記噴射口から前記流体を噴射するように構成され、前記流体噴射装置の噴射口は、前記パンチのパンチ刃の近傍に配置されることを特徴とする。【００１０】
本発明に係る切断装置において、少なくとも一つの前記流体噴射装置の噴射口は、前記パンチのパンチ刃よりも、上下方向および前記ニブラの移動方向に直交する方向の一方側および他方側の少なくとも一方に配置されることが好ましい。【００１１】
本発明に係る切断方法は、板状のワークを切断するための切断方法であって、筒状のケースと、前記ワークを打ち抜くためのパンチ刃を有し、上下方向に往復運動するように前記ケースの内部に収納されるパンチと、前記ケースの下方に設けられるダイスと、を備えるニブラを用意する第一の工程と、前記パンチが前記ダイスに近接する方向に、前記ワークの表面に向けて流体を噴射する流体噴射装置を用意する第二の工程と、前記ニブラを所定の方向に移動させつつ、前記ケースと前記ダイスとの間に介在された前記ワークを、前記パンチによって連続的に打ち抜く第三の工程と、を含み、第三の工程においては、前記流体噴射装置を用いて、前記ワークにおける前記パンチ刃の近傍部分に前記流体を噴射させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、低コストでワークの振動を抑制し、精度良くワークを切断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る切断装置を示す図。
【図２】（ａ）は、本発明に係る切断装置を示す断面図、（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ線端面図。
【図３】本発明に係る切断装置の第一の別形態における流体噴射装置の位置を示す図。
【図４】本発明に係る切断装置の第一の別形態を示す図。
【図５】本発明に係る切断装置の第二の別形態における流体噴射装置の形状を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下では、図面を参照して、本発明に係る切断装置の一実施形態である切断装置１について説明する。
なお、説明の便宜上、図１における上下方向を切断装置１の上下方向と定義する。
【００１５】
図１に示すように、切断装置１は、ワークＷを切断するための装置である。切断装置１は、ワークＷの不要部分であるスクラップ部Ｗｓが切除されるように、ワークＷを切断する。なお、切断装置１は、作業者が把持して手動でワークＷの切断を行うように構成することも可能であるし、ロボットアームに取り付けて自動でワークＷの切断を行うように構成することも可能である。
ワークＷは、切断装置１の切断対象としての板材（例えば、鋼板）である。ワークＷは、載置台Ｐに載置されており、スクラップ部Ｗｓが載置台Ｐ上に位置しないように配置されている。ワークＷにおける載置台Ｐとの接触部分は、クランプＣによって載置台Ｐに向けて押圧されている。つまり、ワークＷは、その最終的に製品となる部分（以下、「製品部分」と記す）のみが載置台ＰおよびクランプＣによって挟持されることによって固定されている。そのため、切断装置１によって切除されたスクラップ部Ｗｓは、下方に自重落下し、適宜廃棄されることとなる。
【００１６】
切断装置１は、ニブラ１０と、流体噴射装置２０とを具備する。
【００１７】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、ニブラ１０は、所定の方向に移動しつつ、ワークＷを連続的に打ち抜く装置であり、ケース１１と、パンチ１２と、支持部１３と、ダイス１４と、駆動部１５とを備える。
なお、図２（ａ）における水平方向の白塗り矢印は、ニブラ１０（厳密には、切断装置１）の移動方向を示している。
【００１８】
ケース１１は、上下方向に延出する略円筒形状に形成され、その下端部が開放されている。
ケース１１の内部には、パンチ１２が上下方向に摺動可能に収納されている。
ケース１１の内周面には、ケース１１とダイス１４とを支持するための支持部１３が固定されている。
【００１９】
パンチ１２は、所定の振動数で上下方向に往復運動し、ワークＷを打ち抜くように構成されている。パンチ１２は、パンチ刃１２ａと、連結部１２ｂとを有する。
パンチ刃１２ａは、略馬蹄状の断面形状を有し、下端には、ワークＷを打ち抜くための刃先が形成されている。パンチ刃１２ａは、パンチ１２が下死点に達した際には、ケース１１の下端から下方に突出し、後述のダイス１４のダイス穴１４ａに進入するように構成されている。
連結部１２ｂは、駆動部１５によってパンチ１２が上下方向に往復運動するように、駆動部１５に連結されている。
【００２０】
支持部１３は、ケース１１とダイス１４とを支持するための部材である。支持部１３は、その上端部がケース１１の内周面に固定され、ケース１１の内部から下方に向けて延出している。支持部１３は、ケース１１の下端面にパンチ刃１２ａの断面形状に沿った開口が形成されるような形状を有している。つまり、支持部１３におけるケース１１内に嵌挿されている部分とケース１１との間には、パンチ１２を収納するための空間が形成されており、当該空間は、ケース１１の下端面において、パンチ刃１２ａの断面形状に沿った形状を有している。
支持部１３の下端部には、ダイス１４が固定されている。
【００２１】
ダイス１４は、ワークＷをケース１１と挟むように、ケース１１の下方に設けられている。ダイス１４は、略円柱形状を有し、支持部１３の下端部を覆うように、支持部１３に固定されている。ダイス１４は、ダイス穴１４ａと、排出穴１４ｂとを有する。
ダイス穴１４ａは、パンチ１２が下死点に達した際に、パンチ１２のパンチ刃１２ａが進入するように形成されている。詳細には、ダイス穴１４ａは、パンチ刃１２ａの断面形状に沿った形状で、ダイス１４の上端面に開口しており、支持部１３におけるダイス１４内に嵌挿されている部分とダイス１４との間に形成されている。
排出穴１４ｂは、パンチ１２によってワークＷから打ち抜かれた略三日月状のスクラップＳをダイス１４の外部へ排出するための穴である。排出穴１４ｂは、ダイス１４の側面に形成され、ダイス穴１４ａと連通している。
【００２２】
駆動部１５は、パンチ１２を所定の振動数で上下方向に往復運動させるように構成されている。駆動部１５は、連結部１５ａと、ロッド１５ｂと、モータ１５ｃとを有する。
連結部１５ａは、パンチ１２の連結部１２ｂと連結されている。
ロッド１５ｂは、モータ１５ｃの動力を連結部１５ａに伝達するように、モータ１５ｃと連結部１５ａとに接続されている。
モータ１５ｃは、ロッド１５ｂを介して、連結部１５ａに動力を伝達するように構成されている。モータ１５ｃの回転運動（図２におけるモータ１５ｃ上の矢印参照）は、ロッド１５ｂを介して、連結部１５ａの上下運動に変換される。
【００２３】
このように、ニブラ１０は、ケース１１とダイス１４との間にワークＷを介在させた状態で、所定の方向に移動しつつ、パンチ１２を上下方向（ダイス１４に対して近接および離間する方向）に往復運動させることにより、ワークＷを連続的に打ち抜くことが可能となっている。
【００２４】
流体噴射装置２０は、上下方向に延出する管状に形成され、その下端に形成される噴射口２０ａから流体を下方に向けて（ワークＷの表面に向けて）噴射するように構成されている。流体噴射装置２０は、所定の制御装置によって、ニブラ１０がワークＷを加工する際に、所定の圧力で流体を噴射するように制御される。流体噴射装置２０は、ニブラ１０に対する位置関係が維持されるように設けられる。本実施形態においては、流体噴射装置２０は、ニブラ１０におけるケース１１の外周側面に固定されており、噴射口２０ａがパンチ刃１２ａの側方に位置している。
なお、流体噴射装置２０から噴射させる流体として、圧縮空気等の気体、ならびに水および切削油等の液体を採用可能であるが、コストおよび作業効率等の観点から、圧縮空気を採用することが好ましい。
【００２５】
図２（ａ）に示すように、流体噴射装置２０は、噴射口２０ａがワークＷの表面の近傍に位置するように配置されている。換言すれば、流体噴射装置２０は、噴射口２０ａがワークＷの表面から所定寸法だけ離間するように配置されており、ワークＷの表面に近距離から流体を噴射できるように配置されている。
図２（ｂ）に示すように、流体噴射装置２０は、噴射口２０ａがパンチ１２のパンチ刃１２ａの近傍に位置するように配置されている。換言すれば、流体噴射装置２０は、ワークＷにおけるパンチ刃１２ａの近傍部分に流体を噴射するように配置されている。本実施形態においては、流体噴射装置２０の噴射口２０ａは、パンチ刃１２ａよりもニブラ１０の移動方向側に配置されている。詳細には、流体噴射装置２０は、噴射口２０ａがケース１１の外方であって、パンチ刃１２ａからニブラ１０の移動方向（図２（ｂ）における右方向）に進んだ場所に位置するように配置されている。
【００２６】
前述のように、ワークＷにおいては、製品部分のみが載置台ＰおよびクランプＣによって固定され、切断装置１によって切断される部分は固定されていない（図１参照）。
そのため、ニブラ１０のみでワークＷを切断した場合、パンチ１２の往復運動に伴って、ワークＷにおけるパンチ刃１２ａに接触する部分が断続的に持ち上げられることとなり、ワークＷに振動が生じる。
【００２７】
しかしながら、切断装置１においては、流体噴射装置２０の噴射口２０ａをパンチ１２のパンチ刃１２ａの近傍に配置させて、ワークＷにおけるパンチ１２によって持ち上げられるおそれのある部分、つまり、ワークＷにおけるパンチ刃１２ａの近傍部分、に向けて、上方から流体を所定の圧力で噴射させている。
これにより、ワークＷには、噴射口２０ａから噴射される流体によって、パンチ１２による持ち上げ方向の力に抗する力が作用することとなり、ワークＷにおけるパンチ刃１２ａに接触する部分が、パンチ１２の往復運動に伴って断続的に持ち上げられることを抑制できる。
したがって、ワークＷの振動を抑制することができるため、精度良くワークＷの切断を行うことができると共に、ワークＷがダイス１４に衝突することによって発生する騒音を抑制することができる。
更に、スクラップ部Ｗｓ等を固定することなく、ワークＷの振動を抑制できるため、ワークＷの切断に要するコストを低減できる。
また、ケース１１とダイス１４との距離をワークＷの厚み（図２（ａ）における上下寸法）と同程度にまで小さくする等、ニブラ１０が切断できるワークの形状を制約するような変更を加えることなく、ワークＷの振動を抑制できる。
また、流体をワークＷの表面に噴射することによってワークＷの振動を抑制するため、種々の形状のワークに対応することができる。
なお、流体噴射装置２０が流体を噴射する圧力は、ワークＷがパンチ１２によって持ち上げられない程度に設定される。より小さい圧力でワークＷの振動を抑制するため、できる限り、ワークＷにおけるパンチ刃１２ａに近い部分に流体を噴射することが好ましい。
ワークＷにおけるパンチ刃１２ａに極めて近い部分に流体を噴射するために、ケース１１とパンチ刃１２ａとの隙間から流体を噴射するような流体噴射装置を構成することも可能である。
また、流体噴射装置２０は、ニブラ１０のケース１１に固定されているので、ニブラ１０を移動させるだけで、その移動軌跡に沿って流体を噴射することができ、簡単な構成でワークＷの振動を抑制することができる。
【００２８】
本実施形態においては、一つの流体噴射装置２０を設けたが、その数を限定するものではなく、複数の流体噴射装置を設けることができる。
例えば、図３に示すように、三つの流体噴射装置２０Ａ・２０Ｂ・２０Ｃを設けることが可能である。
流体噴射装置２０Ａ・２０Ｂ・２０Ｃは、それぞれ流体噴射装置２０と同様に、ワークＷにおけるパンチ刃１２ａの近傍部分に流体を噴射するように構成されている。
なお、図３における白塗り矢印は、ニブラ１０（厳密には、切断装置１）の移動方向を示している。
【００２９】
流体噴射装置２０Ａは、流体噴射装置２０と同様に配置されている。詳細には、流体噴射装置２０Ａは、その噴射口２０Ａａがケース１１の外方であって、パンチ刃１２ａからニブラ１０の移動方向（図３における右方向）に進んだ場所に位置するように配置されている。
流体噴射装置２０Ｂは、その噴射口２０Ｂａがパンチ刃１２ａよりも、上下方向およびニブラ１０の移動方向に直交する方向の一方側（図３における上側）に配置されている。詳細には、流体噴射装置２０Ｂは、その噴射口２０Ｂａがケース１１の外方であって、パンチ刃１２ａから上下方向およびニブラ１０の移動方向に直交する方向の一方（図３における上方向）に進んだ場所に位置するように配置されている。
流体噴射装置２０Ｃは、その噴射口２０Ｃａがパンチ刃１２ａよりも、上下方向およびニブラ１０の移動方向に直交する方向の他方側（図３における下側）に配置されている。詳細には、流体噴射装置２０Ｃは、その噴射口２０Ｃａがケース１１の外方であって、パンチ刃１２ａから上下方向およびニブラ１０の移動方向に直交する方向の他方（図３における下方向）に進んだ場所に位置するように配置されている。
【００３０】
図４に示すように、流体噴射装置２０と同様に配置された流体噴射装置２０Ａに加えて、流体噴射装置２０Ｂ・２０Ｃを設けた場合には、ワークＷの切断の際、流体噴射装置２０ＢがワークＷのスクラップ部Ｗｓに流体を噴射し、流体噴射装置２０ＣがワークＷの製品部分に流体を噴射することとなる。
このように、三つの流体噴射装置２０Ａ・２０Ｂ・２０Ｃが、ワークＷにおけるパンチ刃１２ａの周囲の複数箇所に対して流体を噴射するため、ワークＷの振動を更に抑制することができる。
特に、流体噴射装置２０Ｂは、固定されておらず、振動が生じ易いスクラップ部Ｗｓに流体を噴射するため、ワークＷの振動を効果的に抑制できる。
更に、流体噴射装置２０Ｃは、ワークＷの製品部分に上方から流体を噴射するため、ワークＷの製品部分が流体によって載置台Ｐに向けて押圧されることとなる。
これにより、ワークＷの製品部分を固定するためのクランプＣを設けることなく、ワークＷの製品部分を固定することができる。
したがって、ワークＷの切断に要するコストを低減できる。
【００３１】
複数の流体噴射装置を設ける代わりに、パンチ刃１２ａの近傍における広範囲に及ぶ噴射口を有する流体噴射装置を設けてもよい。
例えば、図５に示すように、ケース１１の外周形状に沿った円弧状の噴射口２０Ｄａを有する流体噴射装置２０Ｄを設けることが可能である。
流体噴射装置２０Ｄは、ケース１１の外方において、噴射口２０Ｄａがパンチ刃１２ａからニブラ１０の移動方向（図３における右方向）に進んだ場所から、パンチ刃１２ａから上下方向およびニブラ１０の移動方向に直交する方向の一方（図５における上方向）および他方（図５における下方向）に進んだ場所に及ぶように、ケース１１の外周形状に沿って変形されている。
これにより、一つの流体噴射装置２０Ｄを、三つの流体噴射装置２０Ａ・２０Ｂ・２０Ｃと略同様に機能させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、板状のワークを切断するための切断装置、および切断方法に利用できる。
【符号の説明】
【００３３】
１      切断装置
１０    ニブラ
１１    ケース
１２    パンチ
１２ａ  パンチ刃
１４    ダイス
２０    流体噴射装置
２０ａ  噴射口
Ｗ      ワーク
Ｗｓ    スクラップ部
【図１】
2014188539.tif 000003
【図２】
2014188539.tif 000004
【図３】
2014188539.tif 000005
【図４】
2014188539.tif 000006
【図５】
2014188539.tif 000007
【国際調査報告】
2014188539.tif 000008
2014188539.tif 000009
2014188539.tif 000010