(57)【要約】【課題】角筒状のワークの溝孔加工を切削時間を少なくして生産性を向上できる加工方法と装置を提供すること。【解決手段】加工装置１は、機台３上に配置するワーク支持部５と刃物支持部１０とを備えて構成する。ワーク支持部５はワークＷを位置決め固定してＹ軸方向に移動可能に構成し、刃物支持部１０は、丸鋸刃７を取付けアタッチメント４０の回転軸に対して傾斜するように装着し、Ｘ軸方向とＺ軸方向に移動可能に構成する。丸鋸刃７を軸線に対して傾斜して装着することによって、丸鋸刃７の上端位置と下端位置との間の寸法を溝幅寸法としてワークＷに溝孔を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
角筒状のワークを支持するワーク支持部と、前記ワークに溝孔加工する刃物を回転可能に装着した刃物支持部と、を備えて構成される角筒状ワークの溝孔加工方法であって、
前記刃物支持部には、鋸刃状の切削具が、回転軸に対して傾斜した角度で回転可能に装着され、
傾斜して装着される前記切削具で前記ワークの溝孔を加工することを特徴とする角筒状ワークの溝孔加工方法。
【請求項２】
角筒状のワークを支持するワーク支持部と、前記ワークに溝孔加工する刃物を回転可能に装着した刃物支持部と、を備えて構成される角筒状ワーク溝孔加工装置であって、
前記刃物支持部が、前記ワーク支持部に対して前後・左右・上下３方向の少なくとも１方向以上に移動可能に構成され、
前記刃物支持部には、鋸刃状の切削具が、回転軸に対して傾斜した角度で回転可能に装着されていることを特徴とする角筒状ワークの溝孔加工装置。
【請求項３】
前記切削具の傾斜角度が、調整可能に構成されていることを特徴とする請求項２記載の角筒状ワークの溝孔加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衝立やドア等の建造物で使用される角筒状ワーク、特にアルミニウム製の角筒状のワークに溝孔加工する加工方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、衝立壁やドア等には軽量であり見栄えのよいことから、アルミサッシによる建造物が頻繁に使用されるようになってきている。これらのアルミサッシで構成された建造物は、角筒状の材料を接合して組付けることによって、廉価に製造でき、また容易に設置することができる。この際、各角筒状の材料には、他の部材を接合するために、溝孔を形成することが多い。従来、例えば、図１に示すような中空状の材料Ｗに長手方向に沿って溝孔Ｗ１加工する場合、一般的には、フライス盤を使用してエンドミル加工で行うことが多かった。フライス盤を使用してエンドミル加工を行う場合には、角筒状の材料Ｗをベース台に固定し、加工面に対して上方に配置されたエンドミルを回転させながら降下させ、ベース台を左右方向及び前後方向に移動させることによって行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、フライス盤を使用してエンドミルで溝孔加工を行う場合、エンドミルが軸方向に細長円柱状に形成されるとともに、エンドミルを溝の長さ方向に沿って往復移動する必要があることから、切削時間が長くかかるとともに、角部は円弧状に形成されることから、角状の角部を形成する場合には、エンドミル加工を終えた後で、ヤスリ等の工具で角状に加工する必要が生じていた。
【０００４】
図１のような角筒状の材料Ｗに溝孔Ｗ１加工する場合には、特に、高精度を求めるものでなく、生産性を向上する加工が求められている場合が多いことから、生産性の向上した加工装置を提供することが求められていた。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、角筒状の材料の溝孔加工を行う際に、生産性の向上できる加工装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る角筒状ワークの溝孔加工方法と装置は、上記の課題を解決するために、以下のように構成するものである。すなわち、
請求項１記載の発明では、角筒状のワークを支持するワーク支持部と、前記ワークに溝孔加工する刃物を回転可能に装着した刃物支持部と、を備えて構成される角筒状ワークの溝孔加工方法であって、
前記刃物支持部には、鋸刃状の切削具が、回転軸に対して傾斜した角度で回転可能に装着され、傾斜して装着される前記切削具で前記ワークの溝孔を加工することを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２記載の発明では、角筒状のワークを支持するワーク支持部と、前記ワークに溝孔加工する刃物を回転可能に装着した刃物支持部と、を備えて構成される角筒状ワークの溝孔加工装置であって、
前記刃物支持部が、前記ワーク支持部に対して前後・左右・上下３方向の少なくとも１方向以上に移動可能に構成され、前記刃物支持部には、鋸刃状の切削具が、回転軸に対して傾斜した角度で回転可能に装着されていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明において、前記切削具の傾斜角度が、調整可能に構成されていればよい。
【０００９】
【発明の効果】
本発明の角筒状のワークの溝孔加工方法によれば、ワークの溝孔加工を、鋸刃状の切削具で行うことができることから、溝長さが長くても溝長さ方向に移動する移動距離を少なくすることができ、極めて短時間に加工を行うことができる。しかも、鋸刃状の切削具が回転軸線より傾斜して配置されていることから、溝幅寸法に切削具の傾斜角度を合わせることによって、溝幅方向への移動を行わなくて加工ができて、その分、切削時間を短縮することができる。従って、エンドミルでの加工方法に比べて大幅な生産性を向上することが可能となる。
【００１０】
又、この発明の角筒状ワークの溝孔加工装置によれば、ワークの溝孔加工を、鋸刃状の切削具で行うことができることから、請求項１記載の発明と同様に、溝長さが長くても溝長さ方向に移動する移動距離を少なくすることができ、極めて短時間に加工を行うことができる。しかも、鋸刃状の切削具が回転軸線より傾斜して配置されていることから、溝幅寸法に切削具の傾斜角度を合わせることによって、溝幅方向への移動を行わなくて加工ができて、その分、切削時間を短縮することができる。従って、エンドミルでの加工方法に比べて大幅に生産性を向上することが可能となる。
【００１１】
なお、この加工においては、ワークが筒状であるとともにアルミニウム製の材料であることから、切削抵抗は少なく、鋸刃状の切削具が傾斜して装着されていても鋸刃状の切削具を損傷することはない。
【００１２】
また、請求項３記載の発明では、溝幅寸法が異なるワークであっても、鋸刃状の切削具の傾斜角度を溝幅寸法に合わせて調整できることから、刃物支持部を前後方向あるいは長さ方向に移動するだけで切削を終了できるので、切削時間を増やすことはなく、生産性を向上することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
この加工装置で加工されるワークＷは、図１に示すように、衝立壁やドアの縦支柱あるいは横支柱に使用される部材であって、アルミニウム製の材料で角筒状に形成されている。実施形態の溝孔加工装置では、上記のワークＷの側面に長手方向に形成する溝孔Ｗ１を丸鋸刃７によって加工するものである。
【００１５】
実施形態の角筒状のワークの加工装置（以下、加工装置と言う。）１は、図２〜４に示すように、機台３上に配置されてワークＷを支持するワーク支持部５と、機台３に移動可能に配置された刃物支持部１０と、を備えて構成され、ワーク支持部５がワークＷとともにＹ軸方向（ワークＷの長手方向に移動する方向）に移動可能に配置され、刃物支持部１０がＸ軸方向（ワークＷに対して接近したり離隔したりする方向）、及びＺ軸方向（ワークＷに対して上下移動する方向）の２方向に移動するように構成されている。
【００１６】
ワーク支持部５は、図２及び図３に示すように、機台３にＹ軸方向に並設された一対のガイドシャフト３１、３１上に移動可能に配置され、一対のガイドシャフト３１、３１に移動可能に支持されるベース板５１とベース板５１上に配置されるＬ字状のワーク位置決め部材５２と、ベース板５１から立設する一対のブラケット５３、５３にそれぞれ装着されたトグルクランパ５４、５４とを備えて構成されている。
【００１７】
並設された一対のガイドシャフト３１、３１は、図３に示すように、機台３に装着され支持部材３２、３２で両端が支持され、ガイドシャフト３１、３１にベース板５１の下面側に配置された一対のスライダ５５、５５が嵌合されている。
【００１８】
ワーク位置決め部材５２は、ベース板５１の長手方向に延設されてＬ字状の一辺をワークＷの後方に向けて配置されている。従って、ワークＷは、ワーク位置決め部材５２の刃物支持部１０側に装着されることとなる。
【００１９】
トグルクランパ５４は、公知のものを使用して、ワーク位置決め部材５２で位置決めされたワークＷの上面をクランプしてワークＷをベース板５１上に固着する。
【００２０】
さらに、図３に示すように、ベース板５１の一端側には、ベース板移動用ブラケット５６をベース板５１から下方に突出するように配置して、機台３に支持されたねじ部材３３に螺合している。ねじ部材３３の一端にはハンドル３４を装着して、手動で操作可能に構成されている。勿論ねじ部材３３をモータで駆動できるように構成してもよい。
【００２１】
刃物支持部１０は、丸鋸刃７を備える刃物部１１と、刃物部１１を支持してワークＷに向かって前後方向（Ｘ軸方向）に移動可能な第１の支持台１２と、第１の支持台１２を上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能に支持する第２の支持台１４とを備えて構成されている。
【００２２】
この刃物支持部１０は、ワークＷに対して刃物部１１をＸ軸方向及びＺ軸方向との２方向に移動できるものであれば、その構成は限定するものではないが、図例においては、第１の支持台１２は、第２の支持台１４上に支持された一対のガイドシャフト１５に嵌合する一対の軸受部材１６、１６を装着してＸ軸方向に移動可能に配置されている。なお、ガイドシャフト１５は、第２の支持台１４に固着された一対の軸受ユニット１７、１７に支持されている。第１の支持台１２は、手動で前後方向に移動させてもよく、又、モータやシリンダ等で自動的に移動させるようにしてもよい。
【００２３】
又、図４に示すように、第２の支持台１４の下面側には、機台３上に縦方向に支持された一対のねじ部材２０に螺合する一対のナット部材１９を装着してＺ軸方向に移動可能に配置されている。ねじ部材２０は、機枠３に支持された駆動ユニット２２に支持され、図示しないハンドルによって手動操作されるか、又はモータによって自動操作される。なお、駆動ユニット２２には、一対のねじ部材２０を１個のハンドル又はモータで駆動するための、例えば、ベルトとプーリとを備えた図示しない伝達機構を内蔵している。また、第２の支持台１２の上下移動の際、第２の支持台１４にはガイドプレート２３を装着して、機台３に固着されたガイド部３５に対して上下方向に摺動可能に構成される。
【００２４】
刃物部１１は、図５に示すように、第１の支持台１２に取付けられたモータ駆動軸に連結する回転軸４６に嵌合された丸鋸刃取付けアタッチメント（以下、取付けアタッチメントという。）４０に、丸鋸刃７を水平方向に対して所定角度範囲内で傾斜するように取り付けて構成され、刃物部１１を前カバー２５、上カバー２６で覆うようにしている。前カバー２５には、丸鋸刃７が突出するための開口部２７が形成されている。
【００２５】
取付けアタッチメント４０は、丸鋸刃７を上下両側から装着する第１の取付け部材４１と、第１の取付け部材４１の上下両側から装着する第２の取付け部材４２と、第２の取付け部材４２の一方側に配置される締込み部材４３と、を有して構成されている。そしてこの取付けアタッチメント４０に丸鋸刃７を装着して、モータ４５の回転軸４６に嵌合させる際に、第２の取付け部材４２の一方の面を回転軸の段差面４６４に当接して、締込み部材４３の一方側に配置されるナット４４で締め込むことによって、回転軸４６の回転で丸鋸刃７と取付けアタッチメント４０とを一体的に回転可能に構成する。
【００２６】
また、図６に示すように、第１の取付け部材４１は、丸鋸刃７の上面７１に対して反対側の面に軸心に対して傾斜する傾斜面４１１を有して丸鋸刃７の上面７１に配置する第１上取付け部４１Ａと、丸鋸刃７の下取付け面７２に対して反対側の面に軸心に対して傾斜する傾斜面４１２を有して丸鋸刃７の下面７２に配置する第１下取付け部４１Ｂと、を有し、丸鋸刃７を挟持した後、ねじ等で一体的に構成される。
【００２７】
第２の取付け部材４２は、第１の取付け部材４１の第１上取付け部４１Ａの傾斜面４１１に摺動可能に当接する傾斜面４２１を有する第２上取付け部４２Ａと、第１下取付け部４１Ｂの傾斜面４１２に摺動可能に当接する傾斜面４２２を有する第２下取付け部４２Ｂと、を備えて構成される。第２上取付け部４２Ａ、第２下取付け部４２Ｂ、は傾斜面４２１、４２２から対向するとともに傾斜面４２１、４２２に向かって突出する一対の凸部４２３、４２４と、円周方向に対して一対の凸部４２３、４２４間に配置される一対の凹部４２５、４２６とを形成している。そして、丸鋸刃７を間にして一方の第２取付け部４２Ａ又は４２Ｂの凸部４２３又は４２４を他方の第２取付け部４２Ａ又は４２Ｂの凹部４２５又は４２６に係合して連結することによって、第１取付け部４１を摺動可能に挟持する。
【００２８】
さらに、第２上取付け部４２Ａの内周面４２７及び第２下取付け部４１Ｂの内周面４２８は、モータ４５に装着された回転軸４６に外嵌可能に形成されている。
【００２９】
締込み部材４３は、大径部４３１と小径部４３２とを備える段付き状に形成され、小径部にスパナ等の工具を係合する平面部４３３を円周面に沿って対向する位置に一対形成されている。そして、下面は第２上取付け部４２の上面に当接可能に形成されている。
【００３０】
モータ４５の駆動軸に装着された回転軸４６は、モータ４５の回転と同時に取付けアタッチメント４０と一緒に回転されるとともに、下部に大径部４６１、大径部４６１の上方に小径部４６２、小径部４６２の上方に雄ねじ部４６３を有して、大径部４６１と小径部４６２との段差面４６４には第２下取付け部４２Ｂの下面が当接され、小径部４６２は第２上取付け部４２Ａ及び第２下取付け部４２Ｂ、さらに締込み部材４３の内周面に内嵌され、雄ねじ部４６３にナット４４が螺合される。
【００３１】
この取付けアタッチメント４０に丸鋸刃７を取付けて回転軸４６を挿通させると、図５に示すように、丸鋸刃７は回転軸４６の軸線に対して傾斜して装着され、第２上取付け部４２Ａの上面と第２下取付け部４２Ｂの下面は水平方向に配置される。
【００３２】
第１取付け部４１と第２取付け部４２とは摺動可能に形成され、第２取付け部４２を第１取付け部４１に対して回転することによって、回転軸４６の軸線に対して傾斜角度が調整できるように構成されている。そのために、図７に示すように、第２上取付け部４２Ａの上面には１箇所の目盛り線４２９が刻設され、第１上取付け部４１Ａの上面には、第２上取り付け部４１Ａの目盛り線４２９に対向するように複数の目盛り線４１３が刻設されている。なお、第２上取付け部４２Ａ、第２下取付け部４２Ｂの外周面には、それぞれ手で容易に回転しやすいように波状に形成されていることが望ましい。
【００３３】
上記のように、丸鋸刃７が回転軸４６に対して傾斜していることによって、丸鋸刃７の上端位置と下端位置との間の距離Ｈ（図５参照）が、丸鋸刃７の１回転で溝幅寸法Ｌとして切削されることとなる。
【００３４】
次に上記のように構成された加工装置１の作用について説明する。
【００３５】
まず、ワークＷをワーク支持部５のワーク位置決め部材５２に当接して位置決めした後、トグルクランパ５４を操作してワークＷを固定する。次に、ハンドル３４を操作して、加工されるワークＷの溝孔Ｗ１位置が、刃物支持部１０の刃物部１１に合わせるようにワーク支持部５のベース板５１をＹ軸方向、又は、刃物支持部１０の第２の支持台１４を手動操作あるいは自動操作にてＺ軸方向に移動させる。
【００３６】
ワークＷの溝孔Ｗ１が設定された位置に移動されると、第１の支持台１２をワークＷ側に移動させて、丸鋸刃７をワークＷに接近させる。
【００３７】
一方、刃物部１１においては、加工される溝孔Ｗ１の溝幅寸法Ｌに合わせて丸鋸刃７の傾斜角度を調整する。この操作は、取付けアタッチメント４０において、ナット４４を緩めた後、第２上取付け部４２Ａを、第１上取付け部４１Ａに対して調整範囲内で回転させることによって行う。この際、第１上取付け部４１Ａの目盛り線４１３は、溝幅寸法（約１〜３０ｍｍ）Ｌで示され、角度調整は第１上取付け部４１Ａ上に刻設された目盛り線４１３に第２上取付け部４２Ａの目盛り線４２９を合わせることによって行われる。従って、角度調整された丸鋸刃７は、刃の上端位置と下端位置との距離Ｈが溝幅寸法Ｌと一致している。
【００３８】
角度調整されてワークＷに接近した丸鋸刃７は、モータ４５の作動により回転軸４６及び取付けアタッチメント４０とともに回転する。そして、手動または自動操作により第１の支持台１２をＸ軸方向に移動させることによって、ワークＷに溝孔Ｗ１が加工される。
【００３９】
この際、丸鋸刃７の上端位置にある刃、及び下端位置にある刃は傾斜状態のまま回転軸線に対して水平方向に回転されることから、上端位置にある刃と下端位置にある刃との寸法がそのまま溝幅寸法Ｌとして加工されることとなって、溝孔ＷＩが形成されることとなる。溝孔Ｗ１の長さが、丸鋸刃７より長い場合には、手動操作又は自動操作にてワーク支持部５のベース板をＹ軸方向に移動することとなる。
【００４０】
上記のように、実施形態の加工装置１で、角筒状ワークＷの溝孔加工を行えば、ワークＷの溝孔Ｗ１加工を、丸鋸刃７で行うことができることから、溝長さが長くても溝孔長さ方向に移動する移動距離を少なくすることができ、極めて短時間に加工を行うことができる。しかも、丸鋸刃７が回転軸線より傾斜して配置されていることから、溝幅寸法Ｌに丸鋸刃７の傾斜角度を合わせることによって、溝幅方向への移動を行わなくて加工ができて、その分、切削時間を短縮することができる。従って、エンドミルでの加工方法に比べて大幅に生産性を向上することが可能となる。
【００４１】
また、溝幅寸法が異なるワークであっても、丸鋸刃７の傾斜角度を溝幅寸法に合わせて調整できることから、刃物支持部１０を前後方向あるいは長さ方向に移動するだけで切削を終了できるので、切削時間を増やすことはなく、生産性を向上することができる。
【００４２】
なお、本発明の加工装置１は、上記の形態に限らず、刃物支持部１０をＸ軸方向、Ｙ軸方向、あるいはＺ軸方向の３方向に移動するように構成してもよく、また、ワーク支持部５を３方向に移動するように構成してもよい。これらの移動駆動構成は、周知の機構要素を組み合わせて行えば、実施形態の構成に限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】角筒状ワーク及び溝孔を示す簡略斜視図である。
【図２】本発明の一形態の加工装置を示す一部側面図である。
【図３】図２におけるＡ矢視図である。
【図４】図２における第２の支持台のＺ軸移動機構の一部を示す正面図である。
【図５】図２における刃物部を示す断面図である。
【図６】図５における分解斜視図である。
【図７】図５におけるＢ矢視図である。
【符号の説明】
１　加工装置
３　機台
５　ワーク支持部
７　丸鋸刃
１０　刃物支持部
１１　刃物部
４０　取付けアタッチメント
４１　第１の取付け部材
４２　第２の取付け部材
４３　締付け部材
４５　モータ
４６　回転軸
【図１】
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【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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