(57)【要約】【課題】余白部の幅が小さな金属板であっても、十分な枚数を重ねた状態で一括して破断加工を行う。【解決手段】シャドウマスクなどの金属板を複数枚重ねた金属板積層体２０を、上部押圧板５０および下部押圧板６０により上下から押圧して挟む。除去対象となる余白部の幅Ｌ２よりも大きな長さＬ１をもった揺動板５１，６１を、回動軸５２，６２に関して回動自在となるように押圧板５０，６０の端部に取り付け、バネ５３，６３により水平状態に復帰する力を加える。上下の油圧シリンダー５４，６４を交互に伸縮させ、揺動板５１，６１の右端部分に力を加えてを交互に揺動させる。この揺動により、金属板積層体２０の右端の余白部に対して、上下に折り曲げる加工を繰り返し、破線で示す破断線から破断して除去する。【選択図】　　　　図５
2004119252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縁部近傍に物理的な破断線が形成された金属板を、前記破断線に沿って破断することにより外側部分を除去する加工を行うための破断加工装置であって、
前記金属板の前記破断線より内側部分を上面から押圧する上部押圧板と、
前記金属板の前記破断線より内側部分を下面から押圧する下部押圧板と、
除去対象となる外側部分の上方に位置し、前記金属板の上面に対して平行で前記破断線に沿った方向を向いた所定の回動軸に関して揺動可能な上部揺動板と、
除去対象となる外側部分の下方に位置し、前記金属板の下面に対して平行で前記破断線に沿った方向を向いた所定の回動軸に関して揺動可能な下部揺動板と、
前記上部揺動板を下方に揺動させることにより除去対象となる外側部分を下方へと傾斜させる第１の動作と、前記下部揺動板を上方に揺動させることにより除去対象となる外側部分を上方へと傾斜させる第２の動作と、を交互に実行可能な駆動装置と、
を備えることを特徴とする金属板の破断加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載の破断加工装置において、
上部押圧板および下部押圧板が、複数枚の金属板を積層してなる金属板積層体を上下から挟み込んだ状態で押圧を行う機能を有することを特徴とする金属板の破断加工装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の破断加工装置において、
上部揺動板が上部押圧板に対して所定の回動軸に関して揺動可能となるように直接もしくは間接的に取り付けられており、下部揺動板が下部押圧板に対して所定の回動軸に関して揺動可能となるように直接もしくは間接的に取り付けられていることを特徴とする金属板の破断加工装置。
【請求項４】
請求項３に記載の破断加工装置において、
一端が上部揺動板に直接もしくは間接的に固定され、他端が上部押圧板に直接もしくは間接的に固定された上部弾性部材と、一端が下部揺動板に直接もしくは間接的に固定され、他端が下部押圧板に直接もしくは間接的に固定された下部弾性部材と、を設け、駆動装置による揺動動作が行われていないときには、前記上部揺動板および前記下部揺動板が所定位置に復帰するように構成されていることを特徴とする金属板の破断加工装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の破断加工装置において、
駆動装置を、上部揺動板の上面を下方に押し出す上部シリンダーと、下部揺動板の下面を上方に押し出す下部シリンダーと、これらシリンダーを制御する制御装置と、によって構成したことを特徴とする金属板の破断加工装置。
【請求項６】
請求項５に記載の破断加工装置において、
上部揺動板および下部揺動板の回動軸に直交する方向に関する長さを、金属板の除外対象となる外側部分の破断線に直交する方向に関する長さよりも長く設定し、上部シリンダーおよび下部シリンダーのピストンにより、上部揺動板および下部揺動板の端部近傍を押し出すようにしたことを特徴とする金属板の破断加工装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の破断加工装置において、
上部揺動板をその回動軸ごと上下方向もしくは斜め上下方向に移動させる上部移動装置と、
下部揺動板をその回動軸ごと上下方向もしくは斜め上下方向に移動させる下部移動装置と、
駆動装置が第１の動作を実行する際には、上部揺動板をその回動軸が金属板に接近するように下方もしくは斜め下方に移動させ、下部揺動板をその回動軸が金属板から遠ざかるように下方もしくは斜め下方に移動させる制御を行い、駆動装置が第２の動作を実行する際には、上部揺動板をその回動軸が金属板から遠ざかるように上方もしくは斜め上方に移動させ、下部揺動板をその回動軸が金属板に接近するように上方もしくは斜め上方に移動させる制御を行う制御装置と、
を更に備えることを特徴とする金属板の破断加工装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の破断加工装置において、
金属板を挟んで互いに平行になるように配置された一対の回動軸を複数組設定し、個々の組の回動軸対についてそれぞれ上部揺動板および下部揺動板を設け、
かつ、隣接する回動軸対の向きが互いに異なるように設定されていることを特徴とする金属板の破断加工装置。
【請求項９】
請求項８に記載の破断加工装置において、
曲線からなる破断線を有する金属板に対する加工を行うために、前記曲線の各部分に沿った複数の線分上にそれぞれ回動軸が定義されていることを特徴とする金属板の破断加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属板の破断加工装置に関し、特に、シャドウマスクなどを構成する金属薄板の縁部近傍に形成された物理的な破断線に沿って、外側部分を折り曲げながら破断除去する加工を行うための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シャドウマスクは、ブラウン管の電子ビームを蛍光体に照射する際に通過させるための多数の孔の開いた薄板材料であり、通常、金属薄板にエッチングで多数の孔を形成することにより製造される。このシャドウマスクのような金属薄板からなる部品を量産する場合、通常、個々の部品となる金属薄板の縁部近傍に物理的な破断線を形成しておき、この破断線に沿った破断加工を行うことにより、外側の枠状余白部を除去する工程が採られる。物理的な破断線は、金属板に対して、その片面側のみからのエッチング（いわゆるハーフエッチング）を行うことにより形成された溝によって構成したり、金属板を貫通するスリットと溝との組み合わせによって構成したりするのが一般的である。
【０００３】
このような破断線に沿って破断加工を行うための金属板の破断加工装置は、金属板の破断線より内側部分を一対の押圧板によって上下両面から押圧した状態にし、除去対象となる外側部分（枠状余白部）を、上下に交互に折り曲げる動作を行う機能を有している。破断線に沿って、何度か折り曲げ加工を行うことにより、金属板の破断線位置に機械的応力が集中し、やがて破断することになる。シャドウマスクについてのこのような破断加工の方法や破断線の構造については、たとえば、下記の特許文献１〜４に開示がある。
【特許文献１】
特公昭６３−８８８号公報
【特許文献２】
特開平４−７１１３８号公報
【特許文献３】
特開平８−３１３１７号公報
【特許文献４】
特開平１１−７３８７６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
シャドウマスクなどの破断加工が必要な金属板製品を量産する場合、個々の製品１枚ずつについて破断加工を行うことは非効率的であり、実用上は、複数枚の金属板材料を重ねた状態で、まとめて破断加工装置にセットし、一度に複数枚の金属板材料に対して一括した破断加工を行うのが一般的である。また、材料を節約する上では、除去対象となる外側部分（枠状余白部）の面積はできるだけ小さく抑える必要があり、破断線から外側端までの距離、別言すれば、除去対象となる枠状余白部の幅はできるだけ小さく抑えるのが好ましい。ところが、一括処理する金属板材料の枚数が増えれば増えるほど、また、除去対象となる枠状余白部の幅が小さくなればなるほど、余白部を折り曲げるために大きな力が必要になり、破断加工装置全体としての機械的剛性を高める必要が生じてくる。
【０００５】
たとえば、シャドウマスクに対する破断加工では、実用上、２０枚程度の金属板材料をまとめて装置にセットして一括処理を行うのが好ましいが、その場合、従来の一般的な破断加工装置では、金属板材料の余白部の幅が少なくとも１０ｍｍ程度は必要になる。逆に言えば、余白部が１０ｍｍ未満の金属板材料を従来の装置で破断加工するには、一度にセットする枚数をたとえば１０枚以下にするなど、一括処理の枚数を減らすような工夫を施さざるを得なかった。
【０００６】
そこで本発明は、除去対象となる外側部分（余白部）の幅が小さな金属板であっても、十分な枚数を重ねた状態で一括処理が可能な金属板の破断加工装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）　　本発明の第１の態様は、縁部近傍に物理的な破断線が形成された金属板を、この破断線に沿って破断することにより外側部分（余白部）を除去する加工を行うための破断加工装置において、
金属板の破断線より内側部分を上面から押圧する上部押圧板と、
金属板の破断線より内側部分を下面から押圧する下部押圧板と、
除去対象となる外側部分の上方に位置し、金属板の上面に対して平行で破断線に沿った方向を向いた所定の回動軸に関して揺動可能な上部揺動板と、
除去対象となる外側部分の下方に位置し、金属板の下面に対して平行で破断線に沿った方向を向いた所定の回動軸に関して揺動可能な下部揺動板と、
上部揺動板を下方に揺動させることにより除去対象となる外側部分を下方へと傾斜させる第１の動作と、下部揺動板を上方に揺動させることにより除去対象となる外側部分を上方へと傾斜させる第２の動作と、を交互に実行可能な駆動装置と、
を設けるようにしたものである。
【０００８】
（２）　　本発明の第２の態様は、上述の第１の態様に係る金属板の破断加工装置において、
上部押圧板および下部押圧板が、複数枚の金属板を積層してなる金属板積層体を上下から挟み込んだ状態で押圧を行うことができるように構成したものである。
【０００９】
（３）　　本発明の第３の態様は、上述の第１または第２の態様に係る金属板の破断加工装置において、
上部揺動板を、上部押圧板に対して直接もしくは間接的に取り付け、所定の回動軸に関して揺動可能となるようにし、下部揺動板を、下部押圧板に対して直接もしくは間接的に取り付け、所定の回動軸に関して揺動可能となるようにしたものである。
【００１０】
（４）　　本発明の第４の態様は、上述の第３の態様に係る金属板の破断加工装置において、
一端が上部揺動板に直接もしくは間接的に固定され、他端が上部押圧板に直接もしくは間接的に固定された上部弾性部材と、一端が下部揺動板に直接もしくは間接的に固定され、他端が下部押圧板に直接もしくは間接的に固定された下部弾性部材と、を設け、駆動装置による揺動動作が行われていないときには、上部揺動板および下部揺動板が所定位置に復帰するように構成したものである。
【００１１】
（５）　　本発明の第５の態様は、上述の第１〜第４の態様に係る金属板の破断加工装置において、
駆動装置を、上部揺動板の上面を下方に押し出す上部シリンダーと、下部揺動板の下面を上方に押し出す下部シリンダーと、これらシリンダーを制御する制御装置と、によって構成したものである。
【００１２】
（６）　　本発明の第６の態様は、上述の第５の態様に係る金属板の破断加工装置において、
上部揺動板および下部揺動板の回動軸に直交する方向に関する長さを、金属板の除外対象となる外側部分の破断線に直交する方向に関する長さ（余波部の幅）よりも長く設定し、上部シリンダーおよび下部シリンダーのピストンにより、上部揺動板および下部揺動板の端部近傍を押し出すようにしたものである。
【００１３】
（７）　　本発明の第７の態様は、上述の第１〜第６の態様に係る金属板の破断加工装置において、
上部揺動板をその回動軸ごと上下方向もしくは斜め上下方向に移動させる上部移動装置と、
下部揺動板をその回動軸ごと上下方向もしくは斜め上下方向に移動させる下部移動装置と、
駆動装置が第１の動作を実行する際には、上部揺動板をその回動軸が金属板に接近するように下方もしくは斜め下方に移動させ、下部揺動板をその回動軸が金属板から遠ざかるように下方もしくは斜め下方に移動させる制御を行い、駆動装置が第２の動作を実行する際には、上部揺動板をその回動軸が金属板から遠ざかるように上方もしくは斜め上方に移動させ、下部揺動板をその回動軸が金属板に接近するように上方もしくは斜め上方に移動させる制御を行う制御装置と、
を更に設けるようにしたものである。
【００１４】
（８）　　本発明の第８の態様は、上述の第１〜第７のいずれかに記載の金属板の破断加工装置において、
金属板を挟んで互いに平行になるように配置された一対の回動軸を複数組設定し、個々の組の回動軸対についてそれぞれ上部揺動板および下部揺動板を設け、かつ、隣接する回動軸対の向きが互いに異なるように設定するようにしたものである。
【００１５】
（９）　　本発明の第９の態様は、上述の第８の態様に係る金属板の破断加工装置において、
曲線からなる破断線を有する金属板に対する加工を行うために、この曲線の各部分に沿った複数の線分上にそれぞれ回動軸を定義するようにしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。ここでは本発明を、シャドウマスクの枠状余白部を除去するための破断加工装置として適用した実施形態を述べることにする。
【００１７】
＜＜＜　§１．　従来の破断加工装置の基本構成　＞＞＞
ここでは、まず、従来の一般的な金属板の破断加工装置の基本構成を簡単に述べておく。図１は、一般的なシャドウマスクの基本構造を示す平面図である。一般的なシャドウマスクは、図示のとおり、矩形状の金属板１０によって構成されている。金属板１０の縁部近傍には、図に一点鎖線で示すような物理的な破断線１１が形成されており、この破断線１１の外側部分が除去対象となる余白部であり、内側部分がシャドウマスクとなる製品部分である。内側部分の孔部形成領域１２には、ブラウン管の電子ビームを通過させるための多数の貫通孔がマトリックス状に形成されている。
【００１８】
この例では、破断線１１は、金属板１０の上面側に物理的な溝を形成することにより構成されている。孔部形成領域１２内に多数形成された貫通孔は、金属板１０の上下両面からのエッチング（フルエッチング）により形成されるのに対し、破断線１１は、金属板１０の上面側のみからのエッチング（ハーフエッチング）により形成される。図２は、この破断線１１の物理的な構造を示す側断面図である。図２に示すような溝構造をもった破断線１１を境界線として連結された左右の部分（製品となる内側部分と余白部となる外側部分）は、通常の状態では、物理的に連結された状態を維持しているが、外力を加えることにより、破断線１１に沿って破断を生じ、互いに物理的に分離されることになる。たとえば、図２において、破断線１１の右側に示された部分が除去対象となる外側部分（余白部）であったとすると、図示のとおり、この外側部分の上面に下方への外力Ｆａを加えることにより下方への折り曲げ応力を与える操作と、下面に上方への外力Ｆｂを加えることにより上方への折り曲げ応力を与える操作と、を交互に行うと、破断線１１を構成する溝の底部が金属疲労を生じ、破断線１１に沿って破断が生じることになる。
【００１９】
図１に示すような矩形状の金属板１０の場合、その四辺にそれぞれ外側部分（余白部）が形成されているため、この四辺の余白部に対して上下方向への折り曲げ操作を交互に繰り返し実行することにより（通常、数回〜十数回）、これらの部分をいわば「むしり取る」ように、破断除去することができる。
【００２０】
実用上、シャドウマスクを構成する金属板１０の１枚１枚について、上述のような破断加工を行うことは効率的ではない。そこで、一般的な金属板の破断加工装置では、複数枚の金属板１０を積層した状態にし、複数枚に対して同時に破断加工を行うことができるようにしている。図３は、このような一般的な金属板の破断加工装置における破断加工の基本原理を示す側面図である。ここでは、説明の便宜上、５枚の金属板１０を積層することにより金属板積層体２０を形成し、この金属板積層体２０に対する一括処理を行う例を示すが、実用上は、より多くの金属板（たとえば、２０枚程度）を重ねて金属板積層体２０を構成するのが一般的である。
【００２１】
従来から利用されている一般的な金属板の破断加工装置は、図３に示すとおり、金属板の破断線より内側部分を上面から押圧する上部押圧板３０と、金属板の破断線より内側部分を下面から押圧する下部押圧板４０と、を備えている。上部押圧板３０および下部押圧板４０は、いずれも平面形状が図１に一点鎖線で示す矩形状をなす板状部材であり、金属板１０の破断線１１の内側部分と同じ平面形状を有している。図３に示すように、上部押圧板３０および下部押圧板４０によって、金属板積層体２０を上下から挟み込んだ状態で、上部押圧板３０については下方向に押圧力を加え、下部押圧板４０については上方向に押圧力を加えるようにすれば、金属板積層体２０を積層状態に保ったまま定位置に維持することができる。このとき、上部押圧板３０および下部押圧板４０の四辺の外側には、各金属板１０の破断線１１の外側部分（余白部）のみが突き出した状態になる。そこで、この突き出した外側部分の上面に下方への外力Ｆａを加えることにより下方への折り曲げ応力を与える操作と、下面に上方への外力Ｆｂを加えることにより上方への折り曲げ応力を与える操作と、を交互に繰り返して行うと、突き出した外側部分を破断除去することができる。
【００２２】
図３では、右側に突き出した外側部分に外力Ｆａ，Ｆｂを加えて破断加工を行う状態が示されているが、図の左側、手前側、紙面奥側にそれぞれ突き出した外側部分についても同様に外力を加える破断加工を行うことにより、四辺に沿った外側部分の除去を行うことができる。外力Ｆａ，Ｆｂは、たとえば、油圧シリンダーによって駆動されるピストンの先端を、外側部分の上面あるいは下面に当てることにより加えることができる。具体的には、図３に示す矢印Ｆａの位置に上部シリンダーを配置し、ピストンを下方に押し出すことにより矢印Ｆａに沿った下方への外力Ｆａを作用させ、同様に、矢印Ｆｂの位置に下部シリンダーを配置し、ピストンを上方に押し出すことにより矢印Ｆｂに沿った上方への外力Ｆｂを作用させればよい。上下のピストンの伸縮を交互に行えば、外力Ｆａ，Ｆｂを交互に繰り返して加えることが可能になる。従来の一般的な金属板の破断加工装置では、このような上下のシリンダーを所定箇所に設置し、ピストンの伸縮運動により、破断加工を行っている。
【００２３】
＜＜＜　§２．　本発明に係る破断加工装置の基本的な実施形態　＞＞＞
続いて、本発明の基本概念とともに、本発明に係る金属板の破断加工装置の基本的な実施形態を述べる。既に述べたとおり、実用上、金属板１０に対する破断加工は、複数枚の金属板１０を重ねた金属板積層体２０に対して行われる。ところが、この金属板積層体２０を構成する金属板１０の枚数が増えれば増えるほど、作用させる外力Ｆａ，Ｆｂを大きくする必要が生じる。また、除去対象となる枠状余白部の幅が小さくなればなるほど、同様に大きな外力Ｆａ，Ｆｂが必要になり、更に、破断加工装置全体としての機械的剛性を高める必要が生じてくる。実際、従来の一般的な金属板の破断加工装置の場合、シャドウマスクを構成する金属板の余白部の幅が１０ｍｍ未満になると、１０枚以上の金属板を重ねて一括処理することが困難になってくる。
【００２４】
本願発明者は、このような従来の一般的な金属板の破断加工装置の問題点を解決するためには、金属板の外側部分（余白部）に加える外力Ｆａ，Ｆｂを、より効率的に作用させることができるような何らかの改善が必要であると考えた。図４は、図３に示す金属板積層体２０の右端部分を拡大して示す側面図である。上述したように、５枚の金属板を重ねてなる金属板積層体２０は、上部押圧板３０および下部押圧板４０によって上下から挟まれた状態になっている。図において点Ａ，Ｂ間を結ぶ破線は、各金属板１０の破断線の位置を示すものであり（破断線自身は紙面に対して垂直な方向に伸びる）、この破線より右側部分が除去対象となる外側部分（余白部）を構成し、破線より左側部分が製品となる内側部分を構成する。上述のように、上部押圧板３０および下部押圧板４０は、製品となる内側部分を上下から押圧するのに適した平面形状を有しており、それぞれの右側端面は、点Ａ，Ｂ間を結ぶ破線位置に揃っている。
【００２５】
従来の金属板の破断加工装置では、図３に示すように、金属板の外側部分（余白部）に対する外力Ｆａ，Ｆｂを、垂直下方および垂直上方に作用させていた。このような外力を作用させるための構成は、上下にそれぞれ油圧シリンダーを設けることにより容易に実現することができる。しかしながら、破断線に沿って外側部分を「むしり取る」ためには、破断線の形成部分に金属疲労を生じさせる必要があり、そのような金属疲労を生じさせるためには、破断線に沿って金属板を折り曲げる方向への力を加えるのが最も効果的である。したがって、図３に示すように、垂直上方や垂直下方への外力Ｆａ，Ｆｂを加えるよりも、むしろ図４に示すように、点Ａ，Ｂを支点とした回転力Ｆａ１，Ｆｂ１を加える方が効果的であると考えられる。
【００２６】
そこで本願発明者は、次のような理想的なメカニズムを想到するに至った。いま、図４に示すように、点Ａから右水平方向へ伸びる延長線Ｌａと、点Ｂから右水平方向へ伸びる延長線Ｌｂと、を定義する。ここで、延長線Ｌａは点Ａを中心として紙面上で回動可能であるとし、延長線Ｌｂは点Ｂを中心として紙面上で回動可能であるとする。この場合、延長線Ｌａの図の位置に対して、垂直下方への外力Ｆａ２を加えると、延長線Ｌａには回転モーメントとして回転力Ｆａ１が生じることになり、同様に、延長線Ｌｂの図の位置に対して、垂直上方への外力Ｆｂ２を加えると、延長線Ｌｂには回転モーメントとして回転力Ｆｂ１が生じることになる。
【００２７】
このようにして外力を作用させる方法は、次の２点において、効率的な破断加工に貢献することができる。まず第１の点は、金属板積層体２０の外側部分に対して回転力Ｆａ１，Ｆｂ１として外力を作用させることができる点である。上述したように、このような回転力は、破断線に沿って金属板を折り曲げる方向への力を加えるのに最も効果的である。第２の点は、点Ａ，Ｂを支点とした「てこの原理」により、実際に加えた外力Ｆａ２，Ｆｂ２よりも大きな回転力Ｆａ１，Ｆｂ１を作用させることができる点である。この「てこの原理」の効果は、当然ながら、延長線Ｌａ，Ｌｂの長さをできるだけ長くとり、外力Ｆａ２，Ｆｂ２を延長線Ｌａ，Ｌｂのできるだけ右端位置に作用させることにより増大させることができる。
【００２８】
ここで、図４に示すような外力Ｆａ２，Ｆｂ２を加える機構は、従来の金属板の破断加工装置と同様に、上下にそれぞれ油圧シリンダーを配置し、ピストンを上下方向に伸縮させることにより容易に実現できる。一方、延長線Ｌａ，Ｌｂ上に加えられた外力Ｆａ２，Ｆｂ２を、回転力Ｆａ１，Ｆｂ１として実際に金属板積層体２０に伝えるためには、何らかの機械的な構成要素が必要になる。そこで、本発明では、揺動板なる付加的な構成要素を追加することにより、上述した方法に基づく効率的な外力の作用が可能になるようにした。
【００２９】
図５は、本発明の基本的な実施形態に係る金属板の破断加工装置の右端部分を拡大した側面図である。図５に示す本発明の装置も、金属板積層体２０に対して破断加工を行う装置であり、この金属板積層体２０は、上部押圧板５０および下部押圧板６０によって上下両側から押圧保持される。すなわち、上部押圧板５０は従来装置の上部押圧板３０と同様に、図１の一点鎖線で示す矩形状の平面形状を有し、金属板１０（金属板積層体２０）の破断線１１より内側部分を上面から下方に押圧する機能を果たし、下部押圧板６０は従来装置の下部押圧板４０と同様に、図１の一点鎖線で示す矩形状の平面形状を有し、金属板１０（金属板積層体２０）の破断線１１より内側部分を下面から上方に押圧する機能を果たす。なお、図には示されていないが、実際には、各押圧板５０，６０に対して、このような押圧力を作用させるための何らかの機構（たとえば、万力機構）が設けられている。
【００３０】
図５に示す装置の最も重要な特徴は、上部揺動板５１および下部揺動板６１が設けられている点である。上部揺動板５１は、回動軸５２（紙面に対して垂直な方向に伸びる）に関して回動自在となるように上部押圧板５０の右側端部に取り付けられており、回動軸５２に関して揺動可能なフラップとして機能する。同様に、下部揺動板６１は、回動軸６２（紙面に対して垂直な方向に伸びる）に関して回動自在となるように下部押圧板６０の右側端部に取り付けられており、回動軸６２に関して揺動可能なフラップとして機能する。上部押圧板５０と上部揺動板５１との間には、図示のとおり上部弾性部材５３が取り付けられており、両者間に所定の引っ張り力を作用させている。同様に、下部押圧板６０と下部揺動板６１との間には、図示のとおり下部弾性部材６３が取り付けられており、両者間に所定の引っ張り力を作用させている。本願発明に利用される弾性部材としては、たとえば、種々の形態のバネやゴムを利用することができる。図では、説明の便宜上、コイル状のバネを弾性部材として利用した例を示している。
【００３１】
この実施形態の場合、上部揺動板５１が図示の状態より更に上方へ揺動するのを制限するようなストッパ構造（図示されていない）が設けられており、同様に、下部揺動板６１が図示の状態より更に下方へ揺動するのを制限するようなストッパ構造（図示されていない）が設けられている。一方、上部弾性部材５３および下部弾性部材６３により、上部揺動板５１については上方へ揺動させる方向への引っ張り力が作用し、下部揺動板６１については下方へ揺動させる方向への引っ張り力が作用しているので、この装置の停止状態では、図示のとおり、上部揺動板５１および下部揺動板６１は、いずれもほぼ水平の状態に維持されている。なお、上部押圧板５０および下部押圧板６０の右端部に段差構造が設けられているのは、上部揺動板５１および下部揺動板６１の揺動運動を妨げないようにし、かつ、上部弾性部材５３および下部弾性部材６３を配置できるようにする配慮であり、本発明の実施に本質的なものではない。
【００３２】
一方、上部揺動板５１の上方には、上部油圧シリンダー５４が配置され、下部揺動板６１の下方には、下部油圧シリンダー６４が配置されている。これらの油圧シリンダー５４，６４は、上部押圧板５０や下部押圧板６０に取り付けるようにしてもよいし、この破断加工装置の設置場所の所定位置に何らかの方法で固定するようにしてもよい。いずれの油圧シリンダー５４，６４も、垂直方向にピストンを伸縮する機能を有しており、ピストンの先端部によって、上部揺動板５１および下部揺動板６１を揺動させる機能を有している。たとえば、上部油圧シリンダー５４のピストンを下方に押し出すと、図６の側面図に示すように、ピストンの先端部が上部揺動板５１の上面を下方へと押し出し、上部揺動板５１を下方に揺動させることができる。その結果、金属板積層体２０の右端に位置する外側部分（余白部）に対しては、図６に示すような下方への折り曲げ力が加わることになる。これに対して、下部油圧シリンダー６４のピストンを上方に押し出すと、図７の側面図に示すように、ピストンの先端部が下部揺動板６１の下面を上方へと押し出し、下部揺動板６１を上方に揺動させることができる。その結果、金属板積層体２０の右端に位置する外側部分（余白部）に対しては、図７に示すような上方への折り曲げ力が加わることになる。
【００３３】
前述したように、上部弾性部材５３および下部弾性部材６３による引っ張り力により、上部揺動板５１および下部揺動板６１は、ピストンから受ける外力の作用がない限り、ほぼ水平方向を向いた位置に自動的に復帰する。したがって、上部油圧シリンダー５４によるピストンの伸縮と、下部油圧シリンダー６４によるピストンの伸縮とが、互いに逆位相となるようにして、両油圧シリンダー５４，６４を駆動すれば、金属板積層体２０に対して、図６に示すような下方への折り曲げ状態と、図７に示すような上方への折り曲げ状態とを交互にとらせることができるようになる。このような加工動作を繰り返し実行すれば、金属板積層体２０を構成する個々の金属板１０を、破断線１１（その位置が、図５〜図７では破線で示されている）に沿って破断させることができ、破断線１１の外側部分を除去することができる。要するに、上部揺動板５１を下方に揺動させることにより除去対象となる外側部分（余白部）を下方へと傾斜させる第１の動作と、下部揺動板６１を上方に揺動させることにより除去対象となる外側部分（余白部）を上方へと傾斜させる第２の動作と、を交互に実行できればよい。なお、各油圧シリンダー５４，６４を駆動する制御装置としては、公知の一般的な制御回路を利用することができるので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００３４】
ここで、図５に示す本発明に係る金属板の破断加工装置の構造を、図４に示す原理図と比較してみれば、前述した原理に基づいて効率的な外力の作用が行われていることが理解できよう。すなわち、図５に示す上部油圧シリンダー５４および下部油圧シリンダー６４は、図４に示す外力Ｆａ２，Ｆｂ２を加える機能を果たしており、図５に示す上部揺動板５１および下部揺動板６１は、図４に示す延長線Ｌａ，Ｌｂとしての機能を果たしている。このため、図５に示す金属板積層体２０の右側部分に対しては、上部揺動板５１および下部揺動板６１によって、図４に示す回転力Ｆａ１，Ｆｂ１に相当する効率的な折り曲げ力が作用することになる。
【００３５】
前述したように、外力Ｆａ２を回転力Ｆａ１として金属板積層体２０に伝達する際には、「てこの原理」を利用することができる。この「てこの原理」を効率的に利用するには、上部揺動板５１の回動軸５２に直交する方向に関する長さ（図５の長さＬ１）を、金属板１０の除外対象となる外側部分の破断線１１に直交する方向に関する長さ（余白部の幅：図５における長さＬ２）よりも長く設定し、上部油圧シリンダー５４のピストンにより、上部揺動板５１のできるだけ端部の近傍を押し出すようにするのが好ましい。もちろん、外力Ｆｂ２を回転力Ｆｂ１として効率的に利用するためには、同様に、下部揺動板６１の長さを余白部の幅Ｌ２よりも長く設定し、下部油圧シリンダー６４のピストンにより、下部揺動板６１のできるだけ端部の近傍を押し出すようにすればよい。
【００３６】
＜＜＜　§３．　種々の変形例　＞＞＞
続いて、ここでは、本発明に係る金属板の破断加工装置のいくつかの変形例を述べる。まず、図５に示した基本的な実施形態では、上部揺動板５１および下部揺動板６１の回動軸５２，６２がそれぞれ上部押圧板５０および下部押圧板６０に固定されていたが、ここでは、回動軸が移動可能な実施形態を説明する。
【００３７】
いま、図４の原理図における回動軸Ａ，Ｂの位置と、図５に示す基本的な実施形態における回動軸５２，６２の位置とを比較すると、前者では、回動軸が金属板積層体２０の上面および下面の位置にあるのに対し、後者では、回動軸が金属板積層体２０の上面および下面から若干外れた位置にあることがわかる。このように回動軸５２，６２を金属板積層体２０の表面から若干外れた位置にもってくる理由は、図６に示すように、上部揺動板５１により外力を加えている動作中に下部揺動板６１が妨げにならないようにし、図７に示すように、下部揺動板６１により外力を加えている動作中に上部揺動板５１が妨げにならないようにするための配慮である。
【００３８】
結局、本発明に係る金属板の破断加工装置において、上部揺動板５１の回動軸５２は、金属板１０の除去対象となる外側部分（余白部）の上方に位置し、金属板１０の上面に対して平行で破断線１１に沿った方向を向いていれば、必ずしも金属板１０の上面に接している必要はなく、同様に、下部揺動板６１の回動軸６２は、金属板１０の除去対象となる外側部分（余白部）の下方に位置し、金属板１０の下面に対して平行で破断線１１に沿った方向を向いていれば、必ずしも金属板１０の下面に接している必要はない。しかしながら、上部揺動板５１および下部揺動板６１の揺動運動に基づいて、金属板積層体２０に対してより効率的に回転力を伝達させるには、回動軸はできるだけ金属板積層体２０の上面もしくは下面に接近させた方が好ましい。
【００３９】
図８に側面図を示す実施形態は、このような観点に基づいて設計された装置であり、上部揺動板および下部揺動板を、その回動軸ごと上下方向に移動させることができるようにしたものである。この図８に示す実施形態では、金属板積層体２０が上部押圧板７０および下部押圧板８０によって上下両面から押圧保持される点は、図５に示す基本的な実施形態と同様であるが、上部揺動板７１の回動軸７２は、上部押圧板７０に対して直接的に取り付けられているわけではなく、移動子７５、上部移動用油圧シリンダー７６、支持アーム７７を介して間接的に上部押圧板７０に取り付けられている。同様に、下部揺動板８１の回動軸８２は、下部押圧板８０に対して直接的に取り付けられているわけではなく、移動子８５、下部移動用油圧シリンダー８６、支持アーム８７を介して間接的に下部押圧板８０に取り付けられている。
【００４０】
上部揺動板７１と移動子７５との間に上部弾性部材７３（この例では、コイル状のバネ）が取り付けられて所定の引っ張り力が加えられており、下部揺動板８１と移動子８５との間に下部弾性部材８３（この例では、コイル状のバネ）が取り付けられて所定の引っ張り力が加えられている点は、前述した基本的実施形態と同様である。また、上部揺動板７１が図示の状態より更に上方へ揺動するのを制限するようなストッパ構造（図示されていない）が設けられており、同様に、下部揺動板８１が図示の状態より更に下方へ揺動するのを制限するようなストッパ構造（図示されていない）が設けられている点も、前述した基本的実施形態と同様であり、この装置の停止状態では、図示のとおり、上部揺動板７１および下部揺動板８１は、いずれもほぼ水平の状態に維持されている。これら上部揺動板７１および下部揺動板８１を揺動させるために、上部油圧シリンダー７４および下部油圧シリンダー８４が設けられている点は、前述した基本的実施形態と同様である。
【００４１】
この装置の特徴は、移動子７５が上部移動用油圧シリンダー７６のピストンの先端に固定されており、上部移動用油圧シリンダー７６のピストンの伸縮運動により、移動子７５が上下方向に移動可能になり、移動子８５が下部移動用油圧シリンダー８６のピストンの先端に固定されており、下部移動用油圧シリンダー８６のピストンの伸縮運動により、移動子８５が上下方向に移動可能になる点である。ここで、回動軸７２は上部揺動板７１の移動子７５に対する回動軸であり、上部揺動板７１、回動軸７２、上部弾性部材７３は、移動子７５の上下移動に伴って一緒に上下移動する。同様に、回動軸８２は下部揺動板８１の移動子８５に対する回動軸であり、下部揺動板８１、回動軸８２、下部弾性部材８３は、移動子８５の上下移動に伴って一緒に上下移動する。
【００４２】
図８に示す状態は、上部移動用油圧シリンダー７６がピストンを最長位置まで伸ばし、移動子７５を最も下側の位置へ移動させ、下部移動用油圧シリンダー８６がピストンを最短位置まで縮め、移動子８５を最も下側の位置へ移動させた状態である。この状態では、回動軸７２が金属板積層体２０の上面に接近した状態となっており、上部揺動板７１の下面は金属板積層体２０の上面にほぼ接触した状態になっている。一方、回動軸８２は金属板積層体２０の下面から遠ざかった状態になっており、下部揺動板８１の上面と金属板積層体２０の下面との間には所定の距離が確保されている。この状態で、上部油圧シリンダー７４のピストンを下方に押し出し、上部揺動板７１を下方へ揺動させれば、金属板積層体２０の外側部分（余白部）に対して、図４に示す回転力Ｆａ１に相当する力を効率的に伝達させることが可能になる。このとき、下部揺動板８１は下方に離れているため、何ら妨げになることはない。
【００４３】
この図８に示す状態とは逆に、上部移動用油圧シリンダー７６がピストンを最短位置まで縮め、移動子７５を最も上側の位置へ移動させ、下部移動用油圧シリンダー８６がピストンを最長位置まで伸ばし、移動子８５を最も上側の位置へ移動させると、回動軸７２は金属板積層体２０の上面から遠ざかった状態になっており、上部揺動板７１の下面と金属板積層体２０の上面との間には所定の距離が確保されるが、回動軸８２は金属板積層体２０の下面に接近した状態となり、下部揺動板８１の上面は金属板積層体２０の下面にほぼ接触した状態になる。この状態で、下部油圧シリンダー８４のピストンを上方に押し出し、下部揺動板８１を上方へ揺動させれば、金属板積層体２０の外側部分（余白部）に対して、図４に示す回転力Ｆｂ１に相当する力を効率的に伝達させることが可能になる。このとき、上部揺動板７１は上方に離れているため、何ら妨げになることはない。
【００４４】
図示の例では、上部押圧板７０および下部押圧板８０の右側端部がテーパー面となっており、移動子７５および移動子８５の左側端部がテーパー面となっているが、これはこれら両テーパー面が接合する構造とすることにより、回動軸７２，７３をできるだけ金属板積層体２０に接近させるための配慮である。なお、図８に示す例では、移動子７５および移動子８５を垂直方向に移動させることにより、上部揺動板７１および下部揺動板８１を上下に移動させるようにしているが、これらを斜め上下方向に移動させるような構造にしてもかまわない。また、移動用油圧シリンダー７６，８６は、必ずしも上部押圧板７０，８０に取り付ける必要はなく、何らかの方法でこの装置の設置場所に固定するようにしてもかまわない。
【００４５】
結局、この図８に示す装置では、前述した基本的実施形態に係る装置と同様に、上部油圧シリンダー７４および下部油圧シリンダー８４を駆動するための駆動装置によって、両シリンダーを逆位相で伸縮させる駆動が行われ、上部揺動板７１を下方に揺動させることにより除去対象となる外側部分（余白部）を下方へと傾斜させる第１の動作と、下部揺動板８１を上方に揺動させることにより除去対象となる外側部分（余白部）を上方へと傾斜させる第２の動作と、が交互に実行されることになる。しかも、上部移動用油圧シリンダー７６および下部移動用油圧シリンダー８６を制御するための制御装置によって、これに連動した動作が行われることになる。
【００４６】
すなわち、まず、上部揺動板７１を下方に揺動させる第１の動作が実行される際には、上部移動用油圧シリンダー７６がピストンを伸ばし、下部移動用油圧シリンダー８６はピストンを縮める動作を実行するような制御が行われる。その結果、移動子７５、回動軸７２、上部揺動板７１は一体となって金属板積層体２０に接近するように下方へと移動し、移動子８５、回動軸８２、下部揺動板８１は一体となって金属板積層体２０から離れるように下方へと移動することになり、図８に示す状態になる。逆に、下部揺動板８１を上方に揺動させる第２の動作が実行される際には、上部移動用油圧シリンダー７６がピストンを縮め、下部移動用油圧シリンダー８６はピストンを伸ばす動作を実行するような制御が行われる。その結果、移動子７５、回動軸７２、上部揺動板７１は一体となって金属板積層体２０から離れるように上方へと移動し、移動子８５、回動軸８２、下部揺動板８１は一体となって金属板積層体２０に接近するように上方へと移動することになり、図８に示す状態とは上下の関係が逆の状態となる。このように、４つの油圧シリンダー７４，８４，７６，８６を連動させて駆動することにより、除去対象となる外側部分（余白部）に対する上下方向への折り曲げ加工が交互に繰り返し実行されることになる。
【００４７】
以上述べた実施形態では、金属板１０の右側端部に対する破断加工を行う構成要素のみを図示して説明したが、実際には、図９の上段の平面図に一点鎖線で示されているとおり、金属板１０の四辺に沿って破断線１１が形成されており、この四辺における外側部分（余白部）に対して破断加工を行う必要がある。もちろん、このような破断加工を一辺ずつ順次行うことも可能であるが、実用上は、四辺に対して同時に破断加工を行うようにする方が効率的である。そこで、実際には、金属板１０を挟んで互いに平行になるように配置された一対の回動軸を複数組設定し、個々の組の回動軸対についてそれぞれ上部揺動板および下部揺動板を設け、かつ、隣接する回動軸対の向きが互いに異なるような設定を行うようにするのが好ましい。
【００４８】
図９の下段には、破断線１１の四辺に対応する位置に、合計４組の回動軸対を設定して構成した破断加工装置の平面図を示す。上部押圧板５０は、図５に示す上部押圧板５０と同一の構成要素であり、金属板１０（金属板積層体２０）の上面に配置される。上部押圧板５０と金属板１０との位置関係は、図９の上段の図と下段の図との間に引かれた破線によって示すとおりである。この上部押圧板５０の四辺５１Ａ，５５Ａ，５６Ａ，５７Ａをそれぞれ回動軸として、上部揺動板５１，５５，５６，５７が回動可能となるように取り付けられている。また、各上部揺動板５１，５５，５６，５７の上方の複数箇所には、上部油圧シリンダー５４が配置されており、各上部揺動板５１，５５，５６，５７と上部押圧板５０との間には、上部弾性部材５３（コイル状のバネ）が接続されている。ここで、図の右側に配置された上部揺動板５１と上部押圧板５０との関係は、図５の側面図に示すとおりであり、図９に示す回動軸５１Ａは、図５に示す回動軸５２に対応する。
【００４９】
上部押圧板５０の下方（図９における紙面に対して垂直な奥方向）には、金属板積層体２０を挟んで、下部押圧板６０が配置されており、その四辺には、上部揺動板５１，５５，５６，５７にそれぞれ対応した下部揺動板が配置されている（図には示されていない）。これら下部揺動板の回動軸は、上部揺動板の回動軸５１Ａ，５５Ａ，５６Ａ，５７Ａと平行になっており、上下の回転軸がそれぞれ対をなしている。また、この下部揺動板の下方の複数箇所には、下部油圧シリンダー６４が配置されている。
【００５０】
結局、この図９の下段に示す実施形態では、金属板積層体２０（金属板１０）を挟んで互いに平行になるように配置された回動軸対が合計４組設定されており（破断線１１の四辺に対応）、各組の回動軸対についてそれぞれ上部揺動板および下部揺動板が回動自在に設けられており、かつ、隣接する回動軸対は互いに９０°をなすように設定されていることになる。このような構成によれば、金属板１０の四辺の外側部分（余白部）に対して同時に破断加工を行うことが可能になる。
【００５１】
なお、曲線からなる破断線を有する金属板に対する加工を行う場合には、この曲線の各部分に沿った複数の線分上にそれぞれ回動軸を定義するようにすればよい。たとえば、図１０の上段に示すように、右端部分に曲線からなる破断線１１Ｃが形成された金属板１０に対する破断加工を行うには、図１０の下段に示すような上部押圧板９０と、３枚の上部揺動板９１，９２，９３を用意するとともに、これと同等の構造をもった下部押圧板と３枚の下部揺動板を用意すればよい。もちろん、各揺動板を駆動するために、所定位置に油圧シリンダーを配置する。図１０の下段に示す例では、上部押圧板９０の右端部分の辺が回動軸９１Ａ，９２Ａ，９３Ａを構成しており、３枚の上部揺動板９１，９２，９３は、それぞれ回動軸９１Ａ，９２Ａ，９３Ａに関して回動可能となるように、上部押圧板９０に取り付けられていることになる。各上部揺動板９１，９２，９３と上部押圧板９０との間に、上部弾性部材９４（コイル状のバネ）が取り付けられている点は、これまで述べた実施形態と同様である。
【００５２】
図１０の上段の図と下段の図との間に引かれた破線によって示されているとおり、回動軸９１Ａ，９２Ａ，９３Ａを構成する線分は、曲線からなる破断線１１Ｃの各部分に沿った線分になっている。このように、破断線を構成する曲線の各部分に沿った複数の線分上にそれぞれ回動軸を定義し、各回動軸に関して回動可能となるようにそれぞれ揺動板を取り付け、これら揺動板の揺動運動により破断線１１Ｃの外側部分に対して折り曲げ加工を行うようにすれば、曲線状の破断線１１Ｃに沿った破断加工が可能になる。
【００５３】
以上、本発明をいくつかの実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、この他にも種々の態様で実施可能である。たとえば、図５に示す実施形態では、上部揺動板５１および下部揺動板６１を、上部押圧板５０および下部押圧板６０に直接的に取り付けており、また、図８に示す実施形態では、上部揺動板７１および下部揺動板８１を、上部押圧板７０および下部押圧板８０に間接的に取り付けているが、本発明に係る金属板の破断加工装置では、必ずしも上部揺動板や下部揺動板を、上部押圧板や下部押圧板に取り付ける必要はない。上部揺動板や下部揺動板は、所定の回動軸に関して揺動可能となるように所定位置に配置することができれば、たとえば、装置を設置する床面に直接取り付けるようにしてもかまわない。
【００５４】
また、これまで述べた実施形態では、揺動板や移動子を駆動する装置として、油圧シリンダーを用いているが、このような駆動装置としては、必ずしも油圧シリンダーを用いる必要はなく、たとえば、モータとリンク機構によって駆動装置を構成してもかまわない。
【００５５】
更に、上述の実施形態では、上部押圧板や下部押圧板の外形および寸法を、金属板１０上に一点鎖線で示した破断線１１の外形および寸法と同一にする例を示したが、両者の形状や寸法は必ずしも完全に同一にする必要はなく、破断加工が可能な範囲内で、異ならせるようにしてもかまわない。
【００５６】
なお、これまでの実施形態では、シャドウマスクを構成するための金属板１０についての破断加工を行う例を述べたが、もちろん、本発明に係る金属板の破断加工装置の利用は、シャドウマスクの製造プロセスに限定されるものではなく、たとえば、リードフレームなど、他の用途のための金属板の加工にも利用可能である。
【００５７】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明に係る金属板の破断加工装置によれば、除去対象となる外側部分（余白部）の幅が小さな金属板であっても、十分な枚数を重ねた状態で一括処理が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なシャドウマスク用の金属板１０の基本構造を示す平面図である。
【図２】図１に示す金属板１０上に形成された破断線１１の物理的な構造を示す側断面図である。
【図３】一般的な金属板を重ねた金属板積層体２０に対する破断加工の基本原理を示す側面図である。
【図４】図３に示す金属板積層体２０の右端部分を拡大して示す側面図である。
【図５】本発明の基本的な実施形態に係る金属板の破断加工装置の右端部分を拡大した側面図である。
【図６】図５に示す金属板の破断加工装置の第１の動作状態を示す側断面図である。
【図７】図５に示す金属板の破断加工装置の第２の動作状態を示す側断面図である。
【図８】本発明の別な実施形態に係る金属板の破断加工装置の右端部分を拡大した側面図である。
【図９】一般的なシャドウマスク用の金属板１０の平面図（上段）およびその四辺に対して同時に破断加工を行うことができる金属板の破断加工装置の上面図（下段）である。
【図１０】曲線からなる破断線１１Ｃを有する金属板１０の平面図（上段）およびこの破断線１１Ｃに沿った破断加工を行うことができる金属板の破断加工装置の上面図（下段）である。
【符号の説明】
１０…金属板
１１，１１Ｃ…破断線
１２…孔部形成領域
２０…金属板積層体
３０…上部押圧板
４０…下部押圧板
５０…上部押圧板
５１…上部揺動板
５１Ａ…回動軸
５２…回動軸
５３…上部弾性部材（コイル状のバネ）
５４…上部油圧シリンダー
５５…上部揺動板
５５Ａ…回動軸
５６…上部揺動板
５６Ａ…回動軸
５７…上部揺動板
５７Ａ…回動軸
６０…下部押圧板
６１…下部揺動板
６２…回動軸
６３…下部弾性部材（コイル状のバネ）
６４…下部油圧シリンダー
７０…上部押圧板
７１…上部揺動板
７２…回動軸
７３…上部弾性部材（コイル状のバネ）
７４…上部油圧シリンダー
７５…移動子
７６…上部移動用油圧シリンダー
７７…支持アーム
８０…下部押圧板
８１…下部揺動板
８２…回動軸
８３…下部弾性部材（コイル状のバネ）
８４…下部油圧シリンダー
８５…移動子
８６…下部移動用油圧シリンダー
８７…支持アーム
９０…上部押圧板
９１…上部揺動板
９１Ａ…回動軸
９２…上部揺動板
９２Ａ…回動軸
９３…上部揺動板
９３Ａ…回動軸
９４…上部弾性部材（コイル状のバネ）
Ａ，Ｂ…点／回動軸
Ｆａ，Ｆｂ…外力
Ｆａ１，Ｆｂ１…回転力
Ｆａ２，Ｆｂ２…外力
Ｌ１，Ｌ２…長さ
Ｌａ，Ｌｂ…延長線
【図１】
2004119252.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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