(57)【要約】【課題】多種多様な構成の車両用内装部材を切断でき、汎用性が高いにも拘わらず、大規模ではなく、加工精度が高い車両用内装部材切断装置を提供すること。【解決手段】本発明は、車両用内装部材を切断する車両用内装部材切断装置１であって、鋸状刃先４２とナイフ状刃先４３とを有する切断刃４０と、鋸状刃先４２を利用する場合に切断刃４０を往復運動させる往復運動機構部２０と、鋸状刃先４２を利用する場合に切断刃４０に超音波振動を付与する超音波振動付与部３０と、を備える。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用内装部材を切断する車両用内装部材切断装置であって、
鋸状刃先とナイフ状刃先とを有する切断刃と、
前記鋸状刃先を利用する場合に前記切断刃を往復運動させる往復運動機構部と、
前記鋸状刃先を利用する場合に前記切断刃に超音波振動を付与する超音波振動付与部と、を備える
車両用内装部材切断装置。
【請求項２】
前記鋸状刃先と前記ナイフ状刃先とは、前記切断刃による切断方向に対して反対側に設けられる
請求項１に記載の車両用内装部材切断装置。
【請求項３】
前記切断刃を保持する刃保持部を更に備え、
前記刃保持部は、前記鋸状刃先又は前記ナイフ状刃先が前記切断刃による切断方向を向くように反転可能に構成される
請求項２に記載の車両用内装部材切断装置。
【請求項４】
前記鋸状刃先と前記ナイフ状刃先とは、前記切断刃による切断方向に対して同じ側に設けられる
請求項１に記載の車両用内装部材切断装置。
【請求項５】
前記車両用内装部材は、硬質の基材層と、前記基材層の外表面を被覆する表皮層と、を有し、
前記基材層及び前記表皮層を切断する第１切断動作と、前記表皮層を切断するが前記基材層を実質的に切断しない第２切断動作と、を実行可能に構成される
請求項１〜４のいずれかに記載の車両用内装部材切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などの車両用の内装部材を切断する車両用内装部材切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両におけるインストルメントパネルやドアパネル等の車両用内装部材は、一般的に、硬質の基材層と、基材層の外表面を被覆する表皮層と、基材層と表皮層との間に配置されるクッション層と、を有する。また、このような内装部材には、厚さ方向に貫通する貫通孔や、基材層のみが存在する基材層領域が設けられることがある。内装部材を製造する場合、貫通孔や基材層領域を含めて全面的に、基材層とクッション層と表皮層とが積層された状態の全面積層品をまず作成し、全面積層品に対して、全層を切断する第１切断動作と、表皮層などを切断するが基材層を実質的に切断しない第２切断動作と、を実行して、貫通孔や基材層領域が形成された内装部材を得ることができる。
【０００３】
車両用内装部材には、多種多様な構成があり、構成ごとに専用の切断装置を用意すると、車両用内装部材の製造コスト（切断コスト）が高くなる。そのため、多種多様な構成の車両用内装部材を切断でき、汎用性の高い切断装置が望まれている。
汎用性の高い切断装置として、ウォータージェット方式（例えば、下記特許文献１参照）やホットナイフ（加熱溶融刃）方式（例えば、下記特許文献２参照）が考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２２９３２７号公報
【特許文献２】特開２００６−０６８８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ウォータージェット方式では、水の供給や、切断に使用した後の水の後始末が必要であり、切断装置が大規模になるという問題点がある。ホットナイフ方式では、加工精度が低いという問題点がある。
【０００６】
本発明は、多種多様な構成の車両用内装部材を切断でき、汎用性が高いにも拘わらず、大規模ではなく、加工精度が高い車両用内装部材切断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、車両用内装部材を切断する車両用内装部材切断装置であって、鋸状刃先とナイフ状刃先とを有する切断刃と、前記鋸状刃先を利用する場合に前記切断刃を往復運動させる往復運動機構部と、前記鋸状刃先を利用する場合に前記切断刃に超音波振動を付与する超音波振動付与部と、を備える車両用内装部材切断装置に関する。
【０００８】
また、前記鋸状刃先と前記ナイフ状刃先とは、前記切断刃による切断方向に対して反対側に設けられることが好ましい。
【０００９】
また、前記切断刃を保持する刃保持部を更に備え、前記刃保持部は、前記鋸状刃先又は前記ナイフ状刃先が前記切断刃による切断方向を向くように反転可能に構成されることが好ましい。
【００１０】
また、前記鋸状刃先と前記ナイフ状刃先とは、前記切断刃による切断方向に対して同じ側に設けられることが好ましい。
【００１１】
また、前記車両用内装部材は、硬質の基材層と、前記基材層の外表面を被覆する表皮層と、を有し、前記基材層及び前記表皮層を切断する第１切断動作と、前記表皮層を切断するが前記基材層を実質的に切断しない第２切断動作と、を実行可能に構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、多種多様な構成の車両用内装部材を切断でき、汎用性が高いにも拘わらず、大規模ではなく、加工精度が高い車両用内装部材切断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態の車両用内装部材切断装置１、それを保持するアームロボット９、車両用内装部材８等を示す斜視図である。
【図２】車両用内装部材８を示す斜視図である。
【図３】車両用内装部材８の基材層８１、クッション層８３及び表皮層８２を切断する第１切断動作を示す断面図である。
【図４】車両用内装部材８のクッション層８３及び表皮層８２を切断するが基材層８１を実質的に切断しない第２切断動作を示す断面図である。
【図５】第１実施形態の車両用内装部材切断装置１の切断刃４０の拡大図である。
【図６】第１実施形態の車両用内装部材切断装置１の平面図である。
【図７】第１実施形態の車両用内装部材切断装置１の背面図である。
【図８】第１実施形態の車両用内装部材切断装置１の左側面図である。
【図９】図６に示す状態から切断刃４０が先端方向に移動した状態を示す図である。
【図１０】図７に示す状態から、切断刃４０の鋸状刃先４２とナイフ状刃先４３とが反転した状態を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態の車両用内装部材切断装置１の切断刃４０Ａの拡大図（図５対応図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の車両用内装部材切断装置の第１実施形態を具体的に説明する。なお、それぞれの図中、同一の符号を付したものについては同一の部材を示しており、説明が省略されている場合がある。
【００１５】
〔第１実施形態〕
まず、図１〜図４を参照して、第１実施形態の車両用内装部材切断装置（以下単に「切断装置」ともいう）１によって切断される車両用内装部材（以下単に「内装部材」ともいう）４０の構成について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態の車両用内装部材切断装置１、それを保持するアームロボット９、車両用内装部材８等を示す斜視図である。図２は、車両用内装部材８を示す斜視図である。図３は、車両用内装部材８の基材層８１、クッション層８３及び表皮層８２を切断する第１切断動作を示す断面図である。図４は、車両用内装部材８のクッション層８３及び表皮層８２を切断するが基材層８１を実質的に切断しない第２切断動作を示す断面図である。
【００１６】
第１実施形態の切断装置１により切断される内装部材８は、樹脂材料を用いた成形品であり、例えば、図１及び図２に示すインストルメントルパネルや、ドアパネルである。図１〜図４に示すように、内装部材８は、硬質の基材層８１と、基材層８１の外表面を被覆する表皮層８２と、基材層８１と表皮層８２との間に形成された発泡材からなるクッション層８３と、を備える。
【００１７】
硬質の基材層８１は、高い強度を有し、内装部材８の立体形状を保持する。表皮層８２は、表面にシボ模様等の装飾加工が施されており、インストルメントルパネルやドアパネル等の外観の質感を向上させる。クッション層８３は、表皮層８２と基材層８１との間に配置されている。クッション層８３は、比較的柔らかく、内装部材８が優れた手触り感や立体装飾性を有するために設けられる。
なお、本実施形態では、上述したような３層構造の内装部材８を例にして説明するが、内装部材は、クッション層８３を有しておらず、基材層８１と表皮層８２とを有する２層構造の内装部材であってもよく、逆に、基材層８１と表皮層８２との間に、クッション層８３に加えて更に他の層が存在する４層構造以上の内装部材であってもよい。
【００１８】
図１及び図２に示すように、内装部材８には、厚さ方向に貫通する貫通孔８５、基材層８１のみが存在する基材層領域８６等が形成される。貫通孔８５は、例えば、内装部材８に計器類（付図示）を設置するために設けられる。基材層領域８６は、例えば、内装部材８を車体フレーム、他の内装部材などに連結する場合に利用される。
【００１９】
次に、切断装置１について詳細に説明する。図５は、第１実施形態の車両用内装部材切断装置１の切断刃４０の拡大図である。図６は、第１実施形態の車両用内装部材切断装置１の平面図である。図７は、第１実施形態の車両用内装部材切断装置１の背面図である。図８は、第１実施形態の車両用内装部材切断装置１の左側面図である。図９は、図６に示す状態から切断刃４０が先端方向に移動した状態を示す図である。図１０は、図７に示す状態から、切断刃４０の鋸状刃先４２とナイフ状刃先４３とが反転した状態を示す図である。
【００２０】
図１に示すように、切断装置１は、３次元的に移動自在なアームロボット９に保持されており、不図示の内装部材保持手段により保持された内装部材８における被切断箇所を切断する。内装部材８は、表皮層８２が切断装置１の切断刃４０の側を向くように配置される。
【００２１】
図１〜図１０に示すように、切断装置１は、ベース部１０と、往復運動機構部２０と、超音波振動付与部３０と、切断刃４０と、を主体として構成される。切断装置１は、内装部材８に対して、表皮層８２の側から切断刃４０を進入させて、後述する第１切断動作（図３参照）と第２切断動作（図４参照）とを実行可能に構成される。
【００２２】
図５に示すように、切断刃４０は、刃本体４１と鋸状刃先４２とナイフ状刃先４３とを有する。刃本体４１は、刃元を含む部分であって刃先（鋸状刃先４２、ナイフ状刃先４３）が設けられる部分である。
鋸状刃先４２は、刃本体４１の一方の端縁に設けられ、鋸状（ジグザグ状に）形成されている。鋸状刃先４２は、全体として（ジグザグ形状として）切断刃４０が延びる方向に平行に延びている。切断刃４０が延びる方向は、切断刃４０の往復運動方向Ｄ１でもある。
【００２３】
ナイフ状刃先４３は、刃本体４１の他方の端縁に設けられ、ナイフ状（線状に）形成されている。ナイフ状刃先４３は、全体として切断刃４０が延びる方向に対して斜めに延びている。切断刃４０の先端縁には、実質的にナイフ状刃先４３のみが設けられる。
図３〜図５に示すように、切断刃４０において、鋸状刃先４２とナイフ状刃先４３とは、切断刃４０による切断方向Ｄ２に対して反対側に設けられる。
【００２４】
ベース部１０は、図１に示すように、アームロボット９に保持されると共に、図６〜図８に示すように、往復運動機構部２０及び超音波振動付与部３０を保持する。ベース部１０は、ロボット連結部１１と、支持基部１２と、ガイドレール１３と、を備える。
ロボット連結部１１は、アームロボット９に連結されて固定される。
支持基部１２は、基端部側においてロボット連結部１１に連結されており、往復運動機構部２０及び超音波振動付与部３０を支持する。支持基部１２は、切断刃４０の往復運動方向Ｄ１に延びている。
ガイドレール１３は、支持基部１２の先端部側に固定されており、切断刃４０の往復運動方向Ｄ１に延びている。ガイドレール１３は、超音波振動付与部３０の案内部３３（後述）に係合し、案内部３３の移動方向を切断刃４０の往復運動方向Ｄ１に規制する。
【００２５】
往復運動機構部２０は、鋸状刃先４２を利用する場合に切断刃４０を往復運動させる機構である。往復運動機構部２０は、ベース部１０に連結されており、切断刃４０の往復運動方向Ｄ１においてガイドレール１３とロボット連結部１１との間に配置されている。往復運動機構部２０は、モータ２１と、出力軸２２と、往復運動変換部２３と、シャフト２４と、を備える。
【００２６】
モータ２１は、出力軸２２に回転運動を付与する。シャフト２４は、切断刃４０の往復運動方向Ｄ１に延びており、先端部側に係合孔（不図示）を備える。シャフト２４は、基端部側において往復運動変換部２３に連結されていると共に、前記係合孔（不図示）において超音波振動付与部３０の連結ピン３４（後述）に係合している。
往復運動変換部２３は、不図示の偏心カム、ベアリング等を有して構成される。往復運動変換部２３は、ガイドレール１３と協働して、出力軸２２の回転運動を、切断刃４０の往復運動方向Ｄ１に沿うシャフト２４の往復運動に変換させる。
【００２７】
超音波振動付与部３０は、鋸状刃先４２及びナイフ状刃先４３を利用する場合に切断刃４０に超音波振動を付与する。超音波振動付与部３０は、振動子収納部３１と、包囲部３２と、案内部３３と、連結ピン３４と、刃保持部３５と、を備える。
【００２８】
振動子収納部３１は、内部に超音波振動子（不図示）を収納する。
包囲部３２は、振動子収納部３１を包囲しており、振動子収納部３１とベース部１０及び往復運動機構部２０との連結部材としても機能する。
案内部３３は、包囲部３２に連結されていると共に、ベース部１０のガイドレール１３に係合しており、ガイドレール１３に沿って（つまり、切断刃４０の往復運動方向Ｄ１に沿って）、往復移動可能である。
連結ピン３４は、包囲部３２に連結されていると共に、シャフト２４の前記係合孔（不図示）に係合している。
【００２９】
超音波振動付与部３０がこのような構成を有するため、往復運動機構部２０のモータ２１が駆動され、出力軸２２が回転すると、シャフト２４が切断刃４０の往復運動方向Ｄ１に沿って往復運動し、延いては、図６及び図９に示すように、超音波振動付与部３０は、切断刃４０の往復運動方向Ｄ１に沿って往復運動する。
【００３０】
刃保持部３５は、切断刃４０の往復運動方向Ｄ１に沿って延びており、先端部において切断刃４０を保持する。刃保持部３５は、振動子収納部３１に収納された超音波振動子（不図示）から発生する超音波信号を、切断刃４０に伝達し、超音波振動による切断力を発生させる。図７及び図１０に示すように、刃保持部３５は、鋸状刃先４２又はナイフ状刃先４３が切断刃４０による切断方向Ｄ２を向くように、軸方向を中心に回転して反転可能に構成されている。
【００３１】
第１実施形態の切断装置１は、内装部材８に対して、第１切断動作と、第２切断動作と、を実行可能に構成される。
第１切断動作は、内装部材８に、図１及び図２に示す厚さ方向に貫通する貫通孔８５等を形成する切断動作である。図３に示すように、第１切断動作は、基材層８１、クッション層８３及び表皮層８２を切断する。
【００３２】
第２切断動作は、内装部材８に、図１及び図２に示す基材層８１のみが存在する基材層領域８６等を形成する切断動作である。図４に示すように、第２切断動作は、表皮層８２及びクッション層８３を切断するが基材層８１を実質的に切断しない。「基材層８１を実質的に切断しない」とは、基材層８１を全く切断しない場合の他、表皮層８２等を切断する際に、基材層８１が若干切断されてしまう場合も含む意味である。
【００３３】
アームロボット９の移動、往復運動機構部２０の駆動、超音波振動付与部３０による超音波振動の発生、刃保持部３５における軸方向の回転などは、不図示の制御部によって制御される。制御部には、切断パターンが予め設定されており、制御部は、設定された切断パターンに基づいて、アームロボット９の移動、往復運動機構部２０の駆動、超音波振動付与部３０による超音波振動の発生、刃保持部３５における軸方向の回転などを制御する。これにより、切断刃４０は、所定の切断方向Ｄ２に所定の刃先（鋸状刃先４２又はナイフ状刃先４３）を向けて移動可能であると共に、必要に応じて、往復運動機構部２０により往復運動を付与されながら、超音波振動付与部３０により超音波振動を付与される。
【００３４】
第１実施形態の切断装置１の動作及び効果について説明する。
第１実施形態の切断装置１は、鋸状刃先４２とナイフ状刃先４３とを有する切断刃４０と、鋸状刃先４２を利用する場合に切断刃４０を往復運動させる往復運動機構部２０と、鋸状刃先４２を利用する場合に切断刃４０に超音波振動を付与する超音波振動付与部３０と、を備える。
そのため、第１実施形態の切断装置１によれば、切断刃４０を往復運動させると共に、切断刃４０に超音波振動を付与しながら、図３に示すように、鋸状刃先４２を利用して、第１切断動作により内装部材８を切断することができる。
【００３５】
その結果、超音波振動を付与せずに鋸状刃先を利用して切断する場合や、ナイフ状刃先を利用して超音波振動を付与して切断する場合に比べて、鋸状刃先４２と超音波振動との相乗効果により、高い切断性能で切断することができる。特に、切断箇所が厚く硬い場合に効果的である。
従って、多種多様な構成の車両用内装部材８を切断でき、汎用性が高いにも拘わらず、大規模ではなく、加工精度が高い車両用内装部材切断装置１を提供することができる。
【００３６】
また、切断刃４０が鋸状刃先４２とナイフ状刃先４３とを有するため、図４に示すように、ナイフ状刃先４３を利用して内装部材８を切断することもできる。ナイフ状刃先４３を利用する場合、表皮層８２等を切断するが基材層８１を実質的に切断しない第２切断動作を容易に実行することができる。
【００３７】
また、第１実施形態の切断装置１においては、鋸状刃先４２とナイフ状刃先４３とは、切断刃４０による切断方向Ｄ２に対して反対側に設けられる。そのため、図７及び図１０に示すように、切断刃４０を反転させることで、鋸状刃先４２とナイフ状刃先４３との使い分けを容易に実現することができる。
【００３８】
〔第２実施形態〕
次に、図１１を参照しつつ、本発明の第２実施形態について説明する。図１１は、本発明の第２実施形態の車両用内装部材切断装置１の切断刃４０Ａの拡大図（図５対応図）である。第２実施形態については、主として、第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同様な構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。第２実施形態において、特に説明しない点は、第１実施形態についての説明が適宜適用される。また、第２実施形態においても、第１実施形態と同様な効果が奏される。
【００３９】
第２実施形態は、第１実施形態と比べて、切断刃の構成が異なる。具体的には、図１１に示すように、第２実施形態における切断刃４０Ａにおいては、鋸状刃先４２Ａとナイフ状刃先４３Ａとは、切断刃４０Ａによる切断方向Ｄ２に対して同じ側に設けられる。ナイフ状刃先４３Ａは、切断刃４０Ａの先端部側に配置される。鋸状刃先４２Ａは、ナイフ状刃先４３Ａよりも切断刃４０Ａの基端部側に配置される。
【００４０】
一般的に、ナイフ状刃先４３Ａは、切断対象である内装部材８に少し突き刺した状態で、内装部材８の面方向に移動するようにして、切断に用いられる。そのため、ナイフ状刃先４３Ａは、切断刃４０Ａの先端部側に設けられていれば足りる。一方、鋸状刃先４２Ａは、切断刃４０の長手方向に沿う往復運動を伴って、切断に用いられる。そのため、鋸状刃先４２Ａは、切断刃４０Ａの先端部側に設けられていなくても足りる。このように、第２実施形態における切断刃４０Ａも、実使用上、十分な機能を有する。
【００４１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、本発明の切断装置は、超音波振動を付与せずに鋸状刃先又はナイフ状刃先を利用して、切断に用いることができる。鋸状刃先を利用して、第２切断動作（表皮層８２等を切断するが基材層８１を実質的に切断しない動作）を実行することもできる。
【符号の説明】
【００４２】
１  切断装置（車両用内装部材切断装置）
８  内装部材（車両用内装部材）
９  アームロボット
１０  ベース部
１１  ロボット連結部
１２  支持基部
１３  ガイドレール
２０  往復運動機構部
２１  モータ
２２  出力軸
２３  往復運動変換部
２４  シャフト
３０  超音波振動付与部
３１  振動子収納部
３２  包囲部
３３  案内部
３４  連結ピン
３５  刃保持部
４０，４０Ａ  切断刃
４１  刃本体
４２，４２Ａ  鋸状刃先
４３，４３Ａ  ナイフ状刃先
８１  基材層
８２  表皮層
８３  クッション層
８５  貫通孔
８６  基材層領域
Ｄ１  往復運動方向
Ｄ２  切断方向
【図１】
2013248680.tif 000003
【図２】
2013248680.tif 000004
【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】
2013248680.tif 000009
【図８】
2013248680.tif 000010
【図９】
2013248680.tif 000011
【図１０】
2013248680.tif 000012
【図１１】
2013248680.tif 000013