(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動されるスピンドルの軸線から軸線直交方向に所要の距離をおいて設けられる切断刃を、上記スピンドルを中心に回動してタンクの部品取付け部に形成された下穴を中心に所要の内径の開口を形成するタンク開口形成装置において、
上記スピンドルの軸端部に対して軸線が一致して回転可能に軸支され、上記下穴に挿入可能な外径で、先端部が上記下穴の下面側へ突出する所要の軸線長さの係合軸部と、
該係合軸部に上記軸線と直交する放射方向へ延出し、外周側が小径状に形成された支持孔内にて上記放射方向へ移動可能で、かつ一部が外周面側へ突出可能に抜け止めされて装着される係合ボールと、
上記支持孔内にて上記係合ボールを放射方向外側へ付勢するように装着される弾性部材と、
係合軸部が挿入され、かつ弾性部材の弾性力により放射方向外側へ移動して下穴下面に係合する係合ボールにより抜け止めされた上記開口に対応する切断残片を上記軸線方向へ押圧して下穴下面に係合する係合ボールを弾性部材の弾性力に抗して放射方向内側へ移動して係合解除する取外し治具と、
を備え、
下穴に対する係合軸部の挿入時には、下穴内周面に対する摺接により係合ボールを弾性部材の弾性力に抗して放射方向内側へ移動して挿入を可能にすると共に下穴に挿入された係合軸部の係合ボールが下穴下面より下方に位置した際には、係合ボールを弾性部材の弾性力により放射方向外側へ移動して下穴下面に係合して切断残片を保持可能にする一方、開口形成後においては、係合軸部を挿通して保持された切断残片を取外し治具により押圧して下穴下面に係合する係合ボールを弾性部材の弾性力に抗して放射方向内側へ移動して係合を解除し、係合軸部から切断残片を取り外し可能にするタンク開口形成装置。
【請求項２】
請求項１において、係合軸部は、スピンドルに対して基端部が回転可能に軸支される中心軸体と、該中心軸体の下部に固着され、下部にスピンドルの軸線と直交する放射方向へ延出し、外周側に小径部を有した支持孔が形成された取付け軸体と、上記支持孔内に放射方向へ移動可能に挿入される係合ボールと、支持孔内に挿入された係合ボールを放射方向外側へ付勢する弾性部材とからなるタンク開口形成装置。
【請求項３】
請求項２において、取付け軸体は、下部にスピンドルの軸線と直交する放射方向へ延出し、外周側に小径部を有した支持孔が形成された半割円筒状からなる一対の取付け軸体を固着して軸状としたタンク開口形成装置。
【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開口を形成するタンク開口形成装置に関する。
【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開口を形成する際には、切断残片がタンク内に落下して汚れるのを防止するため、開口形成作業の終了時に、切断残片をタンク外部へ確実に取出すように開口形成作業する必要がある。
【０００３】
切断残片の取出しを可能にするタンク開口形成装置としては、例えば特許文献１に示すタンク孔明け装置が知られている。該タンク孔明け装置は、タンクの所定個所に各種部品を装着するための孔（開口）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残片を前記膨拡機構部にて保持するように構成される。
【０００４】
上記した従来のタンク孔明け装置の膨拡機構部にあっては、下穴の下面部を支持するアームを拡径または縮径する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、該シリンダをスピンドルに遊嵌されたエアーパイプから供給される圧縮空気により作動させるように構成される。
【０００５】
しかし、上記タンク孔明け装置にあっては、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下穴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際には、形成される孔に応じて下穴も小径になり、大型化した膨拡機構部にあっては、小径の下穴に挿入して貫通させることが困難で、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、上記タンク孔明け装置の膨拡機構部は、タンクの下穴内に挿入して貫通させた後にアームを拡径作動して下穴の下面部を支持させることにより回転抵抗を与え、この状態でスピンドルを回転して孔明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に先立って下穴に対する膨拡機構部の挿入動作及びアームを拡径して下面部を支持する支持動作を行う必要があり、孔形成作業に時間がかかって作業効率が悪かった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【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】
【０００９】
解決しようとする問題点は、従来のタンク孔明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下穴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って作業効率が悪い点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、回転駆動されるスピンドルの軸線から軸線直交方向に所要の距離をおいて設けられる切断刃を、上記スピンドルを中心に回動してタンクの部品取付け部に形成された下穴を中心に所要の内径の開口を形成するタンク開口形成装置において、上記スピンドルの軸端部に対して軸線が一致して回転可能に軸支され、上記下穴に挿入可能な外径で、先端部が上記下穴の下面側へ突出する所要の軸線長さの係合軸部と、該係合軸部に上記軸線と直交する放射方向へ延出し、外周側が小径状に形成された支持孔内にて上記放射方向へ移動可能で、かつ一部が外周面側へ突出可能に抜け止めされて装着される係合ボールと、上記支持孔内にて上記係合ボールを放射方向外側へ付勢するように装着される弾性部材と、係合軸部が挿入され、かつ弾性部材の弾性力により放射方向外側へ移動して下穴下面に係合する係合ボールにより抜け止めされた上記開口に対応する切断残片を上記軸線方向へ押圧して下穴下面に係合する係合ボールを弾性部材の弾性力に抗して放射方向内側へ移動して係合解除する取外し治具と、を備え、下穴に対する係合軸部の挿入時には、下穴内周面に対する摺接により係合ボールを弾性部材の弾性力に抗して放射方向内側へ移動して挿入を可能にすると共に下穴に挿入された係合軸部の係合ボールが下穴下面より下方に位置した際には、係合ボールを弾性部材の弾性力により放射方向外側へ移動して下穴下面に係合して切断残片を保持可能にする一方、開口形成後においては、係合軸部を挿通して保持された切断残片を取外し治具により押圧して下穴下面に係合する係合ボールを弾性部材の弾性力に抗して放射方向内側へ移動して係合を解除し、係合軸部から切断残片を取り外し可能にすることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、シリンダ等の作動部材を設けることなく、下穴に対する突入により切断残片を保持可能にすることができ、構造を簡易化すると共に小型化することができる。また、取外し治具により係合軸部に保持された切断残片を押圧することにより係合軸部から切断残片を簡易に取り外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】タンク開口形成装置により開口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】本発明に係るタンク開口形成装置の概略を示す全体斜視図である。
【図３】タンク開口形成装置の中央縦断面図である。
【図４】タンク開口形成装置における係合構造を示す一部分解斜視図である。
【図５】タンク開口形成初期状態を示す説明図である。
【図６】タンク開口形成途中状態を示す説明図である。
【図７】タンク開口形成終了時の状態を示す説明図である。
【図８】タンク開口から切断残片を抜き出す状態を示す説明図である。
【図９】切断残片の取り外し状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
下穴に対する係合軸部の挿入時には、下穴内周面に対する摺接により係合ボールを弾性部材の弾性力に抗して放射方向内側へ移動して挿入を可能にすると共に下穴に挿入された係合軸部の係合ボールが下穴下面より下方に位置した際には、係合ボールを弾性部材の弾性力により放射方向外側へ移動して下穴下面に係合して切断残片を保持可能にする一方、開口形成後においては、係合軸部を挿通して保持された切断残片を取外し治具により押圧して下穴下面に係合する係合ボールを弾性部材の弾性力に抗して放射方向内側へ移動して係合を解除し、係合軸部から切断残片を取り外し可能にすることを最良の実施形態とする。
【実施例１】
【００１４】
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開口形成装置１により開口７が形成される部品取付け部３が設けられたタンクとしての車輛用燃料タンク５を説明すると、図１に示すように車輛用燃料タンク５は、異なる複数枚の合成樹脂シートを積層した合成樹脂製で、その上面には、該車輛用燃料タンク５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が形成される。
【００１５】
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からなる。そして上記上面板３ｂの中央部には、所要深さで、中央部に所要の内径からなる下穴３ｄが予め形成された凹所３ｅが設けられる。そして上記開口７は、上記上面板３ｂを筒状部３ｃの内周面に沿って切断して形成される。
【００１６】
図２乃至図４に示すように、上記上面板３ｂに開口７を形成するタンク開口形成装置１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車輛用燃料タンク５の部品取付け部３に開口７を自動的に形成する。
【００１７】
上記タンク開口形成装置１の本体(図示せず)には、スピンドル９が回転可能に軸支され、該スピンドル９には、本体に設けられた電動モータ１１の回転軸が駆動連結される。上記スピンドル９は、電動モータ１１の駆動により所要の回転数で回転される。
【００１８】
上記スピンドル９には、回転体１３が固定され、該回転体１３には、スピンドル９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１５が設けられる。該刃物取付けアーム１５の先端部には、上記スピンドル９の軸線と一致する図示する下方へ延出し、両刃または片刃の刃先を有した切断刃１７が取付けられる。
【００１９】
なお、上記刃物取付けアーム１５と反対側の回転体１３には、バランサ部材１９が取付けられ、スピンドル９を中心に刃物取付けアーム１５側と反対側の重量が一致するように調整される。
【００２０】
上記回転体１３の中心部には、スピンドル９に一致する軸線を有した中心軸体１９の基端部が軸受１９ａを設けて回転可能に軸支される。該軸受１９ａ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。
【００２１】
上記中心軸体１９の先端部には、上記下穴３ｄ内に挿入可能な外径で、かつ下穴３ｄの軸線長さより長い係合軸部２１が設けられている。即ち、係合軸部２１は、中心軸体１９より小径で、所要の軸線長さからなり、該中心軸体１９の先端部に固定された固定軸２３の外周面にねじ止めされる一対の取付け軸体２５と、各取付け軸体２５に形成された支持孔２５ａ内に抜け止めされて挿入される係合ボール２７により構成される。
【００２２】
各取付け軸体２５は、下穴３ｄに挿入可能な外径及び固定軸２３にほぼ一致する軸線長さで、中心部に上記固定軸２３が挿嵌される空間部を有した円柱体を半割した形状からなる。また、各取付け軸体２５に形成される支持孔２５ａは、上記軸線と直交する放射方向へ延出し、上記軸線を中心とする４５度位置及び１３５度位置にそれぞれ形成される。
【００２３】
各支持孔２５ａは、内周から外周に向かって係合ボール２７が移動可能な内径で、かつ外周側が若干、小径に形成されて係合ボール２７を抜け止めする。上記支持孔２５ａ内に装着された係合ボール２７は、放射方向外側へ移動された際に、取付け軸体２５の外周面から一部が突出するように装着される。
【００２４】
また、各支持孔２５ａにおける係合ボール２７の内側には、圧縮ばね、ゴム等の弾性部材２９がそれぞれ装着され、各係合ボール２７は、それぞれの弾性部材２９の弾性力により放射方向外側へ移動するように付勢される。
【００２５】
なお、各取付け軸体２５は、固定軸２３の外周面に対して互いの合わせ面を一致させた状態でねじ３１により固定される。また、固定軸２３の先端には、抜け止め部材３３がねじ止めされ、固定軸２３に装着された取付け軸体２５が抜け出すのを規制する。
【００２６】
次に、上記のように構成されたタンク開口形成装置１による開口７の形成作用を説明する。
先ず、タンク開口形成装置１における係合ボール２７の初期状態に付いて説明すると、各取付け軸体２５の各支持孔２５ａ内に装着された係合ボール２７は、弾性部材２９の弾性力により放射方向外側へ付勢され、その一部が取付け軸体２５の外周面から突出している。
【００２７】
次に、上記したタンク開口形成装置１により部品取付け部３に開口７を形成するには、作業ロボットのアームを移動制御してタンク開口形成装置１を、その係合軸部２１及び下穴３ｄの軸線が互いに一致するように移動させた後、下穴３ｄ内に対して係合軸部２１を、切断刃１７の刃先が上面板３ｂの上面に当接又は近接する位置まで挿入させる。係合軸部２１が下穴３ｄ内を通過する際には、各支持孔２５ａ内の係合ボール２５は、下穴３ｄの内周面に対する摺接により弾性部材２９の弾性力に抗して放射方向内側へ移動し、下穴３ｄ内に対して係合軸部２１を挿入可能にさせる。（図５参照）
そして係合軸部２１が下穴３ｄ内を通過した後にあっては、各支持孔２５ａ内の係合ボール２５は、弾性部材２９の弾性力により放射方向外側へ移動し、下穴３ｄの下面側に位置して係合可能な状態になる。（図６参照）
【００２８】
次に、上記状態にてタンク開口形成装置１をスピンドル９の図示する軸線下方向へ所要の圧力で加圧しながら電動モータ１１を駆動してスピンドル９を中心に切断刃１７を回動することにより上面板３ｂに開口７を形成するための切断を開始させる。
【００２９】
そして切断刃１７による上面板３ｂの切断の進展により該上面板３ｂに開口７が形成されると、凹所３ｅ及び切断された一部の上面板３ｂを含む切断残片３ｆは、一部が取付け軸体２５の外周面から突出し、下穴３ｄの下面側に位置する係合ボール２７により保持可能な状態に保たれる。（図７参照）
【００３０】
なお、係合軸部２１が挿嵌される下穴３ｄを含む切断残片３ｆは、その自重により落下する場合があるが、その場合であっても、一部が取付け軸体２５の外周面から突出する係合ボール２７が下穴３ｄの下面に係合することにより係合軸部２１から切断残片３ｆが抜け出すのを規制し、保持状態を保つことができる。
【００３１】
上記開口７から切断残片３ｆを取出すには、上記開口形成作業後に作業ロボットのアームを移動制御してタンク開口形成装置１を部品取付け部３から離脱する方向へ移動制御させる。このとき、上記軸線上方へ移動する係合軸部２１が下穴３ｄ内に挿入された切断残片３ｆは、上記軸線上方へ移動する係合軸部２１に対して取付け軸体２３の外周面から外側へ突出する係合ボール２５の一部が下穴３ｄの下面に係合して抜け止めされて保持状態が保たれるため、上記係合軸部２１の移動に伴って開口７から外部へ取出される。（図８参照）
【００３２】
そして上記係合軸部２１から切断残片３ｆを取り外すには、タンク開口形成装置１を、例えば待機位置まで移動制御し、該待機位置に配置された平面ほぼＵ字型の取外し治具４１の腕部４１ａ間に中心軸体１９を、該腕部４１ａの下面に対して切断残片６ｆの上面板３ｂが相対するように位置させる。そして該状態にてタンク開口形成装置１を図示する中心軸体１９の軸線上方向へ移動して腕部４１ａに切断残片３ｆを圧接させる。
【００３３】
上記圧接により各係合ボール２５は、切断残片３ｆにおける下穴３ｄの下面及び内周面に対する摺接に伴って弾性部材２７の弾性力に抗して放射方向内側へ移動し、下穴３ｄ内から係合軸部２１の抜け出しを可能にさせる。そして上記下穴３ｄ内から係合軸部２１を抜け出させることにより該係合軸部２１による切断残片３ｆの保持を解除して離脱させる。（図９参照）
【００３４】
本実施例は、下穴３ｄ内に係合軸部２１を挿入した際には、係合ボール２７を弾性部材２９の弾性力に抗して放射方向内側へ移動して上記挿入を可能にすると共に係合ボール２７が下穴３ｄの下方に位置した際には、弾性部材２９の弾性力により係合ボール２７を放射方向外側へ移動して下穴３ｄの下面に係合可能にさせることにより係合軸部２１による切断残片３ｆの保持を可能にし、上面板３ｂに開口７が形成された際に、切断残片３ｆが車輛用燃料タンク５内に落下して汚すのを防止することができる。
【００３５】
また、開口７の形成後においては、弾性部材２９の弾性力により放射方向外側へ移動した係合ボール２７により係合軸部２１による切断残片３ｆの保持状態を保ち、切断残片３ｆを係合軸部２１に保持した状態で車輛用燃料タンク５外へ取出すことができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  タンク開口形成装置
３  部品取付け部
３ａ  雄ねじ
３ｂ  上面板
３ｃ  筒状部
３ｄ  下穴
３ｅ  凹所
３ｆ  切断残片
５  タンクとしての車輛用燃料タンク
７  開口
９  スピンドル
１１  電動モータ
１３  回転体
１３ａ  バランサ部材
１５  刃物取付けアーム
１７  切断刃
１９  中心軸体
１９ａ  軸受
２１  係合軸部
２３  固定軸
２５  取付け軸体
２５ａ  支持孔
２７  係合ボール
２９  弾性部材
３１  ねじ
３３  抜け止め部材
４１  取外し治具
４１ａ  腕部
【図１】
0005765842.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0005765842.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005765842.tif 000007
【図７】
0005765842.tif 000008
【図８】
0005765842.tif 000009
【図９】
0005765842.tif 000010