(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピンドルの軸線直交方向に所要の距離をおいて設けられた切断刃を上記スピンドルの回転駆動により回動してタンクの部品取付け部に開口を形成するタンク孔開けユニット及びタンク孔開けユニットに保持された切断片を離脱させる切断片取外しユニットからなるタンク孔開けシステムにおいて、
上記タンク孔開けユニットは、
上記スピンドルの軸端部に対して基端部が遊転可能に軸支された固定部材と、
上記固定部材に設けられた電動モータの出力軸に設けられた送りねじと、
固定部材に対して軸線方向へ移動可能に支持されると共に上記送りねじが噛合わされ、電動モータの駆動に伴って回転する送りねじにより昇降する可動部材と、
可動部材に対して昇降可能に軸支され、部品取付け部に予め設けられた貫通孔内に挿入可能なホルダと、
可動部材に対してホルダを軸線下方へ付勢する弾性部材と、
上記ホルダに対して揺動可能に軸支され、先端部に係止爪部が設けられると共に基端部が可動部材にリンクされる揺動アームと、
を備えると共に、
切断片取外しユニットは、
ホルダの下端面に対して軸部材を当接して該ホルダを弾性部材の弾性力に抗して押し上げる係合解除部材と、
を備えたタンク孔開けシステム。
【請求項２】
請求項1において、タンク孔開けユニットの揺動アームは、常には弾性部材の弾性力により付勢された各係止爪部が互いに離間する方向へ揺動されるタンク孔開けシステム。
【請求項３】
請求項1において、タンク孔開けユニットの揺動アームは、部品取付け部の貫通孔内にホルダを挿入する際に弾性部材の弾性力に抗して各係止爪部が互いに近づく方向へ揺動し、貫通孔内に対するホルダの挿入を可能にするタンク孔開けシステム。
【請求項４】
請求項1において、タンク孔開けユニットの可動部材は、部品取付け部の開口形成に伴って回転駆動される送りねじにより軸線上方へ移動して各係止爪部を貫通孔周縁に係止して切断される部分を持ち上げ可能にしたタンク孔開けシステム。
【請求項５】
請求項１において、タンク孔開けユニットの可動部材は、部品取付け部に開口が形成された後に回転駆動される送りねじにより軸線上方へ移動して切断片を持ち上げて開口から離脱させるタンク孔開けシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタンク、特に車両用燃料タンクにゲージやセンサ等の各種部品を取付けるための孔を形成するタンク孔開けシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
タンク、特に車両用燃料タンクにゲージやセンサ等の各種部品を取付けるための孔を形成する際に、切断片がタンク内に落下して汚れるのを防止するため、孔開け作業の終了後に切断片をタンク外へ取出す必要があり、切断片の取出し作業によりタンクの製造効率が悪くなっている。
【０００３】
切断作業の終了時に切断片を取出すことが可能なタンク孔開け装置としては、例えば特許文献１に示すタンク孔開け装置が知られている。該タンク孔開け装置はタンクの所定個所に各種部品を装着するための孔を開穿するドリルユニットに、スピンドルを回転中心として所定距離を隔ててカッタ刃を装着すると共にスピンドルの下方部に、スピンドルの軸心に沿って上下動するピストン、該ピストンの下部に固設されたピストンロッド、該ピストンロッドを囲繞するように下向き且つ等間隔で枢着された複数のアームからなり、アームには枢着部近傍の内側に突起部を突設すると共に該アームの下端部を外側に突設して爪部が形成され、更に、前記ピストンロッドにカム溝を設けて前記アームの突起部をこのカム溝に係合し、前記ピストンの上下動によりアームの突起部が押し上げ若しくは押し下げられて、アームの下端部が縮径若しくは拡径する膨拡機構部を設け、予め前記タンクの所定位置に開穿されている下孔に膨拡機構部を挿入して貫通させると共に膨拡機構部を拡径して該下孔の下面部を支持し、スピンドルと一体に回転するカッタ刃をタンクの表面に当接して所定径の孔を開穿し、更に前記カッタ刃が切り抜いた切断片を前記膨拡機構部にて保持するように構成される。
【０００４】
上記したタンク孔開け装置の膨拡機構部にあっては貫通孔の下面部を支持するアームを拡径または縮径する部材として、ピストン及びピストンロッドにより構成されるシリンダを設け、スピンドルに遊嵌されたエアーパイプから圧縮空気を供給して作動するように構成される。
【０００５】
しかし、上記孔開け装置にあっては膨拡機構部の構造が複雑化して大型化するため、ある程度の大きさの貫通孔が形成されたタンクにしか孔を形成することができなかった。即ち、タンクに小径の孔を形成するには形成される孔に応じて貫通孔も小径になるが、大型化した膨拡機構部を小径の貫通孔内に挿入することができず、従って所望の大きさの孔を形成できなかった。
【０００６】
また、上記膨拡機構部のエアーパイプはスピンドルに遊嵌され、スピンドルの回転時には回転しないように構成する必要がある。このため、上記孔開け装置の膨拡機構部は、タンクの貫通孔内に挿入して貫通させた後にアームを拡径作動して貫通孔の下面部に当接して回転抵抗を与え、この状態でスピンドルを回転して孔開け動作を実行しても、エアーパイプが回転しないように構成している。
【０００７】
このため、タンクに孔を形成するのに先立って貫通孔に対する膨拡機構部を挿入可能にするためにアームを縮径する動作及び膨拡機構部を作動してアームを拡径して下面部を当接させる動作をそれぞれ行わなければならず、直ちに孔開け作業を行うことができず、作業効率が悪かった。
【０００８】
更に、上記アームは回転するカッタ刃による孔の開穿時には下穴の下面を支持して切断片がタンク内に抜け落ちるのを防止しているが、特に切断終期においては、切断片外周箇所が肉薄になって強度が弱くなっている。この状態で切断を継続すると、切断片外周に対してカッタ刃が不規則に作用して孔を高い精度で形成できないと共にカッタ刃が折損し易くなる問題を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許３６１８６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
解決しようとする問題点は、従来のタンク孔開け装置の膨拡機構部にあっては、アームを拡径動作させるシリンダ等の作動部材を必要とするため、膨拡機構部が複雑化して大型化し、小径の孔を形成することが困難な点にある。また、回転するカッタ刃により孔の形成する際にはドリルユニットのスピンドルに対して膨拡機構部を回転止めする必要があり、孔形成に先立って膨拡機構部のアームを貫通孔周縁の下面部に支持させなければならず、孔形成に時間がかかり、作業効率が悪い点にある。更に、切断の終期においては切断片外周箇所が肉薄になって強度が弱くなり、切断片外周に対してカッタ刃が不規則に作用して孔を高い精度で形成できないと共にカッタ刃が折損し易くなる点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、スピンドルの軸線直交方向に所要の距離をおいて設けられた切断刃を上記スピンドルの回転駆動により回動してタンクの部品取付け部に開口を形成するタンク孔開けユニット及びタンク孔開けユニットに保持された切断片を離脱させる切断片取外しユニットからなるタンク孔開けシステムにおいて、上記タンク孔開けユニットは、上記スピンドルの軸端部に対して基端部が遊転可能に軸支された固定部材と、上記固定部材に設けられた電動モータの出力軸に設けられた送りねじと、固定部材に対して軸線方向へ移動可能に支持されると共に上記送りねじが噛合わされ、電動モータの駆動に伴って回転する送りねじにより昇降する可動部材と、可動部材に対して昇降可能に軸支されたホルダと、可動部材に対してホルダを軸線下方へ付勢する弾性部材と、上記ホルダに対して揺動可能に軸支され、先端部に係止爪部が設けられると共に基端部が可動部材にリンクされる揺動アームとを備えると共に切断片取外しユニットは、
ホルダの下端面に対して軸部材を当接して該ホルダを弾性部材の弾性力に抗して押し上げる係合解除部材を備えたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、タンク孔開けユニットの構造を簡易化して小型化及び軽量化することができる。また、切断の終期において切断片に相当する部分が肉薄になった場合でも、該部分の撓みや振動を低減して開口を高い精度で形成することができると共に切断刃の折損を低減して歩留まりを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】タンク孔開け装置により孔が形成されるタンクの部品取付け部を示す部分斜視図である。
【図２】タンク孔開けシステムにおけるタンク孔開けユニットの全体斜視図である。
【図３】タンク孔開け装置の中央縦断面図である。
【図４】タンク孔開けシステムにおける切断片取外しユニットの全体斜視図である。
【図５】タンク孔開ユニットを貫通孔内に挿入する前の状態を示す断面説明図である。
【図６】貫通孔内に対するタンク孔開ユニットの挿入途中の状態を示す断面説明図である。
【図７】貫通孔内にタンク孔開ユニットを挿入した状態を示す断面説明図である。
【図８】貫通孔周縁に係止爪部を係止した状態を示す断面説明図である。
【図９】切断終期の状態を示す断面説明図である。
【図１０】切断終了時の状態を示す断面説明図である。
【図１１】タンク孔開けユニットから切断片を取り外す状態を示す断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
タンク孔開けユニットをスピンドルの軸端部に対して基端部が遊転可能に軸支された固定部材、電動モータの出力軸に設けられた送りねじ、固定部材に対して軸線方向へ移動可能に支持され、電動モータの駆動に伴って回転する送りねじにより昇降する可動部材、可動部材に対して昇降可能に軸支されたホルダ、可動部材に対してホルダを軸線下方へ付勢する弾性部材、ホルダに対して揺動可能に軸支され、先端部に係止爪部が設けられると共に基端部が可動部材にリンクされる揺動アームとを備えると共に切断片取外しユニットは、ホルダの下端面に対して軸部材を当接して該ホルダを弾性部材の弾性力に抗して押し上げる係合解除部材を備えることを最適の実施形態とする。
【実施例１】
【００１５】
以下、実施例を示す図に従って本発明を説明する。
先ず、本発明に係るタンク孔開けシステムにより孔が形成されるタンクとしての車輛用燃料タンク１を説明すると、図１に示すように車輛用燃料タンク１は樹種が異なる複数枚の合成樹脂シートを積層接着又は積層融着した合成樹脂製で、その上面には該車輛用燃料タンク１に装着される、例えばゲージや各種センサ、燃料ポンプ等の各種部品に応じた個数の部品取付け部３が一体に設けられる。
【００１６】
上記部品取付け部３は所要の外径及び高さで外周面に雄ねじ３ａが旋設され、上面が上面板３ｂで閉鎖された筒状部３ｃとして形成される。そして上記上面板３ｂの中央部には所要深さで、中央部に後述するホルダ４１の下部が挿入可能な内径の貫通孔３ｄが予め形成された凹所３ｅが設けられる。そして孔としての開口５は上記上面板３ｂを筒状部３ｃの内周面に沿って切除して形成される。
【００１７】
図２乃至図４に示すように、タンク孔開けシステムは上記上面板３ｂに開口５を形成するタンク孔開けユニット７及び上面板３ｂから接離された切断片３ｆをタンク孔開けユニット７から取り外す切断片取外しユニット９から構成される。上記タンク孔開けユニット７は、例えば少なくとも三次元方向へ移動制御される産業用ロボットのアーム(いずれも図示せず)の先端部に取付けられ、アームを移動制御して部品取付け部３に開口５を形成する。
【００１８】
上記タンク孔開けユニット７の本体(図示せず)にはスピンドル１１が回転可能に軸支され、該スピンドル１１には本体に設けられた電動モータ１３の回転軸が駆動連結される。上記スピンドル１１は電動モータ１３の駆動により所要の回転数で回転される。
【００１９】
上記スピンドル１１には回転体１５が固定され、該回転体１５にはスピンドル１１を回転中心として放射方向へ延出する刃物取付けアーム１７が設けられる。該刃物取付けアーム１７の先端部には上記スピンドル１１の軸線と一致する図示する下方へ延出する刃先を有した切断刃１９が取付けられる。該切断刃１９は切断抵抗を低減するため、上面板３ｂに対して刃が直交するようにセットされる。
【００２０】
なお、上記刃物取付けアーム１７と反対側の回転体１５にはバランサ部材１５ａが取付けられ、スピンドル１１を中心に刃物取付けアーム１７側と反対側の重量が一致するように調整される。
【００２１】
上記回転体１５の中心部にはスピンドル１１に一致する軸線を有した連結回転体２１が軸受２３を介して回転可能に軸支される。該軸受２３としてはスラスト方向及びラジアル方向の双方の荷重を受けるアンギュラ軸受が適している。
【００２２】
上記連結回転体２１の下部には固定盤２５が軸線方向へ所要の間隔をおいて配置され、該固定盤２５及び連結回転体２１は軸線周りに適宜の間隔をおいて配置された複数本（本例では、３本とする。）の固定ロッド２７により固定される。
【００２３】
固定盤２５には電動モータ２９が固定される。該電動モータ２９の出力軸は固定盤２５に中心部に設けられた貫通孔２５ａを挿通して軸線下方へ突出され、該出力軸には送りねじ３１が軸線を一致させて固定される。
【００２４】
上記固定盤２５の外周側には上下方向に軸線を有して下方へ突出する複数本（本例では、３本とする。）の支持軸３３の上部が周方向へ等間隔に固定される。各支持軸３３には可動部材としての可動盤３５が上下方向へ摺動可能に支持され、各支持軸３３の下端部は可動盤３５に対して抜け止めされる。
【００２５】
上記可動盤３５の上面中央部には上下方向に軸線を有したナット部材３７が設けられ、該ナット部材３７には上記送りねじ３１の下部が噛合わされる。上記可動盤３５は電動モータ２９の駆動に伴って回転する送りねじ３１により昇降される。
【００２６】
また、可動盤３５の下面中央部には支持円筒部３９が設けられ、該支持円筒部３９の中空部３９ａ内にはホルダ４１の軸部４１ａが摺動するように支持される。該ホルダ４１は支持円筒部３９の中空部３９ａ内に装着された圧縮ばね等の弾性部材４３の弾性力により軸線下方へ摺動するように付勢される。
【００２７】
上記ホルダ４１の下部には上下方向へ延出する複数本（本例においては、３本とする。）の空隙部４１ｂが周方向へ等間隔に形成され、各空隙部４１ｂ内には二椀状の揺動アーム４５がそれぞれ配置される。各揺動アーム４５の上部は上記ホルダ４１に対して軸４７を中心に揺動可能に支持され、各揺動アーム４５の一方腕部４５ａは空隙部４１ｂから外側へ突出するように構成される。
【００２８】
そして各一方腕部４５ａの先端部は一端部が上記可動盤３５の下部に軸支されたリンクアーム４９の他端部に対し、軸５１を介して回動可能に軸支される。また、各揺動アーム４５の他方腕部４５ｂは先端部に係止爪部４５ｃが設けられる。各揺動アーム４５は可動盤３５に対してホルダ４１が弾性部材４３の弾性力により軸線下方へ付勢されることによりそれぞれの係止爪部４５ｃが互いに離間する方向（拡径方向）へ揺動される。
【００２９】
上記切断片取外しユニット９は上記タンク孔開けユニット７によるタンク孔開け位置の側方に配置され、切断された切断片３ｆをタンク孔開けユニット７から取り外す。該切断片取外しユニット９は切断片３ｆの外径に応じた間隔をおいて対向し、切断片３ｆの集積位置に至る長さで傾斜配置された一対のシュータ５３と、該シュータ５３の上方位置に応じたフレーム５５に対して上下方向に軸線を有したエアーシリンダ等の係合解除部材５７とから構成される。
【００３０】
該係合解除部材５７の作動ロッド５７ａは上記ホルダ４１の下端面より小さい外径で、係合解除部材５７の非作動時には上記シュータ５３の搬送面より下方に位置される。
【００３１】
次に、上記のように構成されるタンク孔開けシステムによる作用を説明する。
先ず、タンク孔開けユニット７において可動盤３５は送りねじ３１の下部にナット部材３７が噛合い、下方側へ移動されている。この状態においてホルダ４１は弾性部材４３の弾性力により軸線下方へ付勢されていると共に各揺動アーム４５はそれぞれの係止爪部４５ｃが互いに離間する拡径方向へ揺動されている。（図５参照）
【００３２】
上記状態のタンク孔開けユニット７を移動制御して車輛用燃料タンク１における部品取付け部３の貫通孔３ｄに対してホルダ４１が互いに軸線を一致させた状態で上方に位置される。次に、上記状態にてタンク孔開けユニット７を貫通孔３ｄに向かって移動してホルダ４１の下部を貫通孔３ｄ内に挿入させる。
【００３３】
ホルダ４１の係止爪部４１ｃが貫通孔３ｄに内周面を摺接する際に、各揺動アーム４５は係止爪部４１ｃが互いに近づく方向へ揺動される。このとき、揺動アーム４５に対して一方腕部４５ａ及びリンクアーム４９を介して連結された可動盤３５が弾性部材４３の弾性力に抗して軸線下方へ移動し、揺動アーム４５の上記揺動を可能にする。（図６参照）
【００３４】
そしてタンク孔開けユニット７が更に軸線下方へ移動して係止爪部４１ｃが貫通孔３ｄの下端を通過すると、各揺動アーム４５は上記可動盤３５の下動により付勢された弾性部材４３の弾性力により各係止爪部４１ｃが互いに遠ざかる方向へ揺動し、各係止爪部４１ｃを貫通孔３ｄ周縁の凹所３ｅ下面側に位置させる。このとき、可動盤３５は揺動アーム４５の上記揺動及び弾性部材４３の弾性力により軸線上方へ移動される。また、互いに遠ざかる方向へ移動した各係止爪部４１ｃは貫通孔３ｄ周縁の凹所３ｅ下面に対して非当接状態に保たれる。（図７参照）
【００３５】
上記状態にて電動モータ２９を駆動制御して送りねじ３１を回転し、これに噛合うナット部材３７を介して可動盤３５を軸線上方へ移動し、各係止爪部４１ｃを貫通孔３ｄ周縁の凹所３ｅ下面に当接させて切断片３ｆに相当する部分を上方へ持ち上げる。このとき、ホルダ４１は弾性部材４３の弾性力により軸線下方へ付勢されるため、各揺動アーム４５の揺動状態が保たれる。（図８参照）
【００３６】
上記状態にて電動モータ１３を回転駆動してスピンドル１１を中心に切断刃１９を回動しながらタンク孔開けユニット７を軸線下方へ移動制御し、切断刃１９を上面板３ｂに圧接して切断を開始させる。このとき、電動モータ２９の回転駆動が継続されるため、可動盤３５が軸線上方へ移動し、貫通孔３ｄ周縁の凹所３ｅ下面に圧接する各係止爪部４１ｃによる切断片３ｆに相当する部分の持ち上げ状態が保たれる。
【００３７】
そして切断中期または終期においては、切断の進展により切断箇所の肉厚が薄くなり、切断片３ｆに相当する部分が切断抵抗により撓んだり、振動したりして切断抵抗になり、切断屑が余分に排出される恐れが発生する。本例においては、上記したように駆動制御される電動モータ２９による送りねじ３１の回転により可動盤３５を軸線上方へ移動して切断片３ｆに相当する部分を上方へ持ち上げ、該部分の撓みや振動を低減し、切断時の切断抵抗が増大するのを防止する。（図９参照）
【００３８】
上記切断の進展に伴って上面板３ｂから切断片３ｆが切断されると、継続して回転駆動される電動モータ２９により送りねじ３１を回転して可動盤３５を軸線上方へ移動してホルダ４１を上方へ持ち上げることにより貫通孔３ｄ周縁の凹所３ｅ下面に係止する各係止爪部４１ｃにより切断片３ｆを上方へ持ち上げて上面板３ｂから離脱させる。（図１０参照）
【００３９】
上記切断後においては、タンク孔開けユニット７を移動制御してホルダ４１に保持された切断片３ｆをシュータ５３の上面に当接し、かつホルダ４１の下端面に対して作動ロッド５５ａを一致させる。この状態にて係合解除部材５７を作動してホルダ４１の下端面に当接する作動ロッド５５ａを軸線上方へ移動してホルダ４１を弾性部材４３の弾性力に抗して軸線上方へ押し上げると、各揺動アーム４５はホルダ４１の上動に伴ってそれぞれの係止爪部４５ｃが互いに近づく方向へ揺動して貫通孔３ｄ周縁の凹所３ｅ下面に対する係合が解除される。これにより切断片３ｆはホルダ４１から抜け出して自重落下して貫通孔３ｄ内に作動ロッド５５ａが挿入される。（図１１参照）
【００４０】
この状態でタンク孔開けユニット７を軸線上方へ移動すると共に作動ロッド５５ａを復動すると、切断片３ｆは作動ロッド５５ａから抜け出してシュータ５３上に移載された後、該シュータ５３の傾斜により集積位置へ滑動して排出される。
【００４１】
上記説明は、タンク孔開けユニット７のホルダ４１を貫通孔３ｄ内に挿入して各係止爪部４５ｃを貫通孔３ｄ周縁の凹所３ｅ下面側に位置させた後に、電動モータ２９を駆動制御して可動盤３５を軸線上方へ移動し、各係止爪部４１ｃを貫通孔３ｄ周縁の凹所３ｅ下面に当接させて切断片３ｆに相当する部分を上方へ持ち上げる構成としたが、本発明にあっては上面板３ｂに対する切断の進展状況、即ち切断刃１９の回動数により切断終期に達した時に電動モータ２９を駆動制御して可動盤３５を軸線上方へ移動し、各係止爪部４１ｃを貫通孔３ｄ周縁の凹所３ｅ下面に当接させて切断片３ｆに相当する部分を上方へ持ち上げて該部分の撓みや振動を低減する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１  車輛用燃料タンク
３  部品取付け部
３ａ  雄ねじ
３ｂ  上面板
３ｃ  筒状部
３ｄ  貫通孔
３ｅ  凹所
３ｆ  切断片
５  開口
７  タンク孔開けユニット
９  切断片取外しユニット
１１  スピンドル
１３  電動モータ
１５  回転体
１５ａ  バランサ部材
１７  刃物取付けアーム
１９  切断刃
２１  連結回転体
２３  軸受
２５  固定盤
２５ａ  貫通孔
２７  固定ロッド
２９  電動モータ
３１  送りねじ
３３  支持軸
３５  可動部材としての可動盤
３７  ナット部材
３９  支持円筒部
４１  ホルダ
４１ａ  軸部
４１ｂ  空隙部
４３  弾性部材
４５  揺動アーム
４５ａ  一方腕部
４５ｂ  他方腕部
４５ｃ  係止爪部
４７  軸
４９  リンクアーム
５１  軸
５３  シュータ
５５  フレーム
５７  係合解除部材
５５ａ  作動ロッド
【図１】
0005757659.tif 000002
【図２】
0005757659.tif 000003
【図３】
0005757659.tif 000004
【図４】
0005757659.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005757659.tif 000009
【図９】
0005757659.tif 000010
【図１０】
0005757659.tif 000011
【図１１】
0005757659.tif 000012