(57)【要約】【課題】比較的簡易かつコンパクトな加工装置で、長尺材料に複数の穴明けが能率的に行える長尺材料用の穴あけ装置を提供することを課題とする。【解決手段】駆動モーター２に連結された不図示のタイミングベルト及び歯車装置３により回転駆動される複数のドリル５とドリル５を上下動させる複数のエアシリンダーと、パイプ材１を固定するチャック装置を備え、ドリル５は３つのグループにＡ、Ｂ、Ｃに分けられており、各ドリル５の先端の高さ位置は、グループ内で同一であって、かつグループごとに異なる高さ位置となっており、チャック装置は、端部チャック装置と、チャック用シリンダーを備え、端部チャック装置はロータリーアクチュエーターに連結され、シリンダーを開放してチャック装置を回転させ任意の回転角度位置に位置決めする。【選択図】図２
2016209934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺材料に複数の穴を加工する装置であって、該装置は
モーターに連結された回転伝達装置により回転駆動される複数のドリルと、
該複数のドリルを上下動させる複数のシリンダーと、
上記加工位置において上記長尺材料を固定するチャック装置と、
を備え、
上記複数のドリルは、所定数のグループに分けられており、各ドリルの先端の高さ位置は、上記グループ内で同一であって、かつ、上記グループごとに異なる高さ位置となっている、
ことを特徴とする長尺材料用穴明け装置。
【請求項２】
上記チャック装置は、上記長尺材料の端部を固定する端部チャック装置と、上記長尺材料の側面を固定するチャック用シリンダーと、を備え、上記端部チャック装置はロータリーアクチュエーターに連結されており、上記チャック用シリンダーを開放して上記端部チャック装置を回転させることにより上記長尺材料を任意の回転角度位置に位置決めすることを特徴とする、請求項１に記載の長尺材料用穴明け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺材料用穴明け装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
組立棚に用いられる形鋼やパイプ材料等の長尺材料には長手方向に直線状、かつ等間隔で穴明けする必要がある。
【０００３】
特にパイプ材料の長手方向に複数の穴を等間隔で加工する場合、ドリルや材料を移動させての穴明け加工では穴の位置精度の確保が困難であった。また、組み立て棚に使用するパイプ材料には精度の良い貫通穴を加工する必要があるが、発生するバリの処理が困難であった。
【０００４】
上記加工を従来の加工装置を用いて行うとすると、例えば特許文献１に記載されている多数の穴を高精度で明けられる多軸穴明け装置を用いることが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−３１４２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されているような従来の加工機は上記のパイプ材料等に多くの穴を精度よく能率的に加工するのに適切であるとは考えられない。穴明け装置自体の水平移動のための機構を有する等、加工機の規模が過大で加工対象、加工目的との釣り合いが取れず、結果として加工機の使用コストが過大となるという問題がある。
【０００７】
本発明は、比較的簡易かつコンパクトな加工装置で、長尺材料に複数の穴明けが能率的に行える長尺材料用の穴あけ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、長尺材料に複数の穴を加工する装置であって、駆動モーターに連結された歯車装置により回転駆動される複数のドリルと、複数のドリルを上下動させる複数のシリンダーと、加工位置において長尺材料を固定するチャック装置を備え、複数のドリルは、所定数のグループに分けられており、各ドリルの先端の高さ位置は、グループ内で同一であって、かつ、グループごとに異なる高さ位置となっていることを特徴とする。
請求項２の発明は、さらに、チャック装置は、長尺材料の端部を固定する端部チャック装置と、長尺材料の側面を固定するチャック用シリンダーを備え、端部チャック装置はロータリーアクチュエーターに連結されており、チャック用シリンダーを開放して端部チャック装置を回転させることにより長尺材料を任意の回転角度位置に位置決めすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の長尺材料用穴明け装置により、長尺材料の等間隔の穴明けが正確に、かつ能率的に行える加工装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の長尺材料用穴明け装置の実施形態を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は穴明け部のドリル駆動用歯車の配置図である。
【図２】本実施形態のドリル配置を示す正面図である。
【図３】本実施形態のドリルの昇降機構を示す図であり、（ａ）はドリル駆動用歯車、エアシリンダー及び昇降ガイドの配置、（ｂ）は同歯車の全体配置、（ｃ）はドリル下降時の矢視Ａ−Ａ、（ｄ）はドリル上昇時の矢視Ａ−Ａ、（ｅ）はドリル下降時の矢視Ｂ−Ｂを示す。
【図４】本実施形態のチャック装置の平面図であり、（ａ）はパイプ材搬入中のチャック装置開の状態を、（ｂ）はパイプ材搬入後のチャック装置閉の状態を示す。
【図５】ドリル先端高さを全て揃えた場合と、グループ分けした場合とで穴明け加工時の駆動モーター負荷を比較するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施形態について図を用いて説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態の長尺材料用穴明け装置１００は、パイプ材１に複数の穴１ａを加工する装置であって、駆動モーター２に連結された不図示のタイミングベルト及び歯車装置３により回転駆動される複数のドリル５と、複数のドリル５を上下動させる複数のエアシリンダー６と、加工位置１ｂにおいてパイプ材１を固定するチャック装置７を備えている。複数のドリル５は、３つのグループに分けられており、各ドリル５の先端の高さ位置は、グループ内で同一であって、かつ、グループごとに異なる高さ位置となっている。
さらに、チャック装置７は、パイプ材１の端部を固定する端部チャック装置７ａと、パイプ材１の側面を固定するチャック用シリンダー７ｂを備え、端部チャック装置７ａは不図示のロータリーアクチュエーターに連結されており、チャック用シリンダー７ｂを開放して端部チャック装置７ａを回転させることによりパイプ材１を任意の回転角度位置に位置決めすることができる。
【００１２】
図１に示すように、搬送部９から穴明け部１０へパイプ材１を搬出入する方向と直角方向には、穴明け前と穴明け後のパイプ材１の搬送装置が配設されている。すなわち、搬送部９の入側には穴明け前のパイプ材１の供給部８が、搬送部９の出側には穴明け後のパイプ材１の搬出部１１が各々配設されている。さらに搬出部１１の出側には、穴明け加工による発熱で高温となったパイプ材１の冷却部１２と冷却部１２からの取出し装置１３及び排出部１４が配設されている。
【００１３】
以下に、各装置についてさらに詳しく説明する。
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、駆動モーター２に連結された不図示のタイミングプーリー及びタイミングベルトによりドリル架台６ａの両端の歯車３ａが回転駆動され、この回転動力が各中間歯車３ｂを介して各ドリル５に連結されている各歯車３ａに伝達される。これにより、各ドリル５は全て同一の回転方向に回転する。
【００１４】
図３（ａ）〜（ｅ）に示すように、ドリル架台６ａには片側４台ずつ、合計８台のエアシリンダー６が連結されており、これらのエアシリンダー６によってドリル架台６ａがガイド６ｂに沿って昇降する。図３（ｃ）にはドリル下降時のガイド６ｂとドリル５の位置関係が、図３（ｄ）にはドリル上昇時のガイド６ｂとドリル５の位置関係が、図３（ｅ）にはドリル下降時のエアシリンダー６とドリル５の位置関係が各々示されている。
【００１５】
図２に示すように、各ドリル５は先端の高さが隣接するドリル５同士で異なる高さに配設されており、本実施形態では各ドリル５は３ｍｍずつ高さをずらしたＡ、Ｂ、Ｃの３つのグループに分けられている。すなわち、Ａグループのドリル５を基準とすると、Ｂグループのドリル５はドリル先端高さがＡグループのドリル５のドリル先端高さより３ｍｍ高い位置に配設され、Ｃグループのドリル５はドリル先端高さがＢグループのドリル５のドリル先端高さよりさらに３ｍｍ高い位置に配設される。そして、Ａ、Ｂ、Ｃ各グループのドリル５は図２に示すようにＡＢＣの順に並び、この並びが繰り返されるように配設される。
【００１６】
このようにＡＢＣ各グループに属するドリルを順番に配置することでパイプ長手方向での負荷を平均化することができるとともに、穴明け加工時の駆動モーター負荷を図５に示すように、各ドリル先端高さ位置を一定とした場合に比べて大幅に軽減することができる。これにより、駆動モーターを小型化することが可能となり、各装置の加工作業における負荷が軽減するため故障低減につながる。なお、高さの調整はドリル５を取り付けるチャック側で調整することによりドリル５として同一長さのものを使用することができる。
【００１７】
穴明け加工の手順としては、エアシリンダー６を下降させて、まずＡグループのドリル５により１２か所の穴を明ける。さらにエアシリンダー６を下降させてＢグループのドリル５により１２か所の穴を明ける。この際、Ａグループのドリル５はパイプ材を貫通しており駆動モーター負荷はＢグループのドリルの負荷のみである。さらにエアシリンダー６を下降させてＣグループのドリル５により１２か所の穴を明ける際もＢグループのドリル５はパイプ材を貫通しており、駆動モーター２の負荷はＣグループのドリルの負荷のみである。すなわち駆動モーター２の負荷をグラフに表すと図５の曲線Ｐのようになり、最大負荷はＩＰとなる。これはすべてのドリル５の先端高さを揃えて３８本のドリル５で一度に穴加工を行った場合の駆動モーター負荷を示す曲線Ｑの最大負荷ＩＱと比較するとかなりの負荷軽減となることがわかる。
【００１８】
これにより、駆動モーターは最大トルクが小さくて済むため、より小型の駆動モーターを採用することが可能となる。また同じ駆動モーターを使用した場合でもロックする率が下がる等の効果が考えられる。以上はパイプ材が薄肉で上記グループ毎にドリルが貫通する場合の考察であるが、厚肉パイプの場合でも上記グループ分けにより駆動モーター負荷が軽減される傾向は変わらないと考えられる。
【００１９】
図１に示す搬送部９においては、本実施形態では手動にてパイプ材１を加工位置１ｂに搬入し、穴明け加工後、加工位置１ｂから搬送部９に搬出する。搬送部９にローラー駆動の搬送装置を配設してもよい。図４に示すように、パイプ材１が加工位置１ｂに搬入される際にはチャック用シリンダー７ｂは開いており、パイプ材１の搬入完了後、端部チャック装置７ａが閉じてパイプ材１の端部を固定し、さらにチャック用シリンダー７ｂが閉じてパイプ材１が固定され、ドリル５により穴明け加工が行なわれる。穴明け加工後、端部チャック装置７ａ及びチャック用シリンダー７ｂが開いてパイプ材１の搬出が行なわれる。
【００２０】
穴明け加工されたパイプ材１の裏側にさらに穴加工する場合、チャック用シリンダー７ｂを開いて端部チャック装置７ａでパイプ材１をチャックしたままその中心軸周りに１８０°回転させた後、チャック用シリンダー７ｂを閉じて再び穴加工を行う。端部チャック装置７ａは不図示のロータリーエンコーダーに連結されており、パイプ材１を１８０°回転させることができる。このようにパイプ材１の表裏２箇所に表面側から穴を加工することで、一方の表面からパイプ材１を貫通させて穴加工を行った場合に貫通させた表面側に突出するバリの発生を防止することができる。
なお、回転角度は１８０°に限らず自由に設定できるため、ロータリーエンコーダーによる端部チャック装置７ａの回転設定角度を調節することで、必要であればパイプ材の長手方向に等間隔の穴を任意の中心角度を隔てて加工することが可能となる。
【符号の説明】
【００２１】
１  パイプ材
１ａ  穴
１ｂ  加工位置    
２  駆動モーター
３  歯車装置
３ａ  歯車
３ｂ  中間歯車
４ａ  タイミングプーリー
５  ドリル
６  エアシリンダー
６ａ  ドリル架台
６ｂ  ガイド
７  チャック装置
７ａ  端部チャック装置
７ｂ  チャック用シリンダー
８  供給部
９  搬送部
１０  穴明け部
１１  搬出部
１２  冷却部
１３  取出し装置
１４  排出部
１００  長尺材料用穴明け装置
【図１】
2016209934.tif 000003
【図２】
2016209934.tif 000004
【図３】
2016209934.tif 000005
【図４】
2016209934.tif 000006
【図５】
2016209934.tif 000007