合成樹脂製タンク用孔明け装置
【課題】切り屑等の残留を防止するだけでなく、刃の折損やタンクの変形をも防止して合成樹脂製のタンクに対する円形孔の加工を実行する。
【解決手段】タンク孔明け装置１は、刃物ユニット１０と、刃物昇降装置２０と、刃物回転装置３０と、スクラップ処理装置４０と、水平移動装置５０と、制御装置６０とから構成される。刃物ユニット１０の回転軸１５は中空パイプによって構成され、その上端がスクラップ処理装置５０に接続される。刃物ユニット１０は、切り裂き刃１１の刃先１１ａが切削刃１２の刃先１２ａよりも飛び出した関係とされ、切り裂き刃１１で材料を切り裂くと密閉した内側で切削刃１２による切削で切り抜きを進行させ、負圧によって貫通した後のスクラップを吸着回収し、正圧に切り替えて排出する。
【解決手段】タンク孔明け装置１は、刃物ユニット１０と、刃物昇降装置２０と、刃物回転装置３０と、スクラップ処理装置４０と、水平移動装置５０と、制御装置６０とから構成される。刃物ユニット１０の回転軸１５は中空パイプによって構成され、その上端がスクラップ処理装置５０に接続される。刃物ユニット１０は、切り裂き刃１１の刃先１１ａが切削刃１２の刃先１２ａよりも飛び出した関係とされ、切り裂き刃１１で材料を切り裂くと密閉した内側で切削刃１２による切削で切り抜きを進行させ、負圧によって貫通した後のスクラップを吸着回収し、正圧に切り替えて排出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンクの孔明け装置に関するものであり、特に、自動車等の燃料タンクとして用いる合成樹脂製タンクに円形の孔を明けるための装置に関するものである。
【０００２】
燃料タンクに孔明けする際には、切り抜かれたスクラップがタンク内に落ち込まない様にする必要がある。このため、従来、図１１（Ａ）に示す様に、カッタ刃１０１の回転中心にドリル１０２を装備し、このドリル１０２で切り抜かれる部分の中心を螺合して保持しつつカッタ刃１０１，１０１を回転させながらタンク１０３の内部に向かって押し込む方法により円形の切り抜き作業を行う装置が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３６１５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の提案する孔明け装置では、図１１（Ｂ）に示す様に、切り屑１０４がタンク１０３内に残留してしまい、その除去・検査のための作業工程が必要になるという問題がある。また、カッタ刃１０１の押し込みによるタンク１０３の変形や、刃１０１の折損という問題もある。
【０００５】
そこで、本発明は、スクラップの残留防止だけでなく、切り屑の残留も防止することができ、かつ、タンクの変形を生じることもなく、刃の折損のおそれもない装置を提供することを目的としてなされた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達するためになされた本発明の合成樹脂製タンク用孔明け装置は、合成樹脂製のタンクに対して円形の孔を開口するための孔明け装置であって、以下の構成を備えていることを特徴とする。
【０００７】
（１）円筒状で下端に鋭い刃先を形成された切り裂き刃と、この切り裂き刃の内側に配置された下端に樹脂を掬い取る形状の刃先を備えた切削刃とから構成され、前記切り裂き刃の刃先が前記切削刃の刃先よりも飛び出した状態となる様に一体化させた刃物ユニットを備えていること。
【０００８】
（２）前記刃物ユニットが装着される回転軸は中空とされていること。
【０００９】
（３）前記刃物ユニットを昇降させる刃物昇降装置と、前記刃物ユニットを回転させる刃物回転装置と、前記刃物ユニットの内側に負圧を発生させてスクラップを吸着すると共に正圧を発生させて当該スクラップを排出する処理を実行するスクラップ処理装置と、これら刃物昇降装置、刃物回転装置及びスクラップ処理装置を駆動制御する制御装置を備えていること。
【００１０】
（４）前記制御装置は、前記刃物回転装置の回転数を所定回転数に上げた後、前記刃物ユニットと前記タンクとを接触させ、切削を開始する様に、前記刃物昇降装置及び刃物回転装置を駆動制御する処理を実行する様に構成されていること。
【００１１】
（５）前記制御装置は、少なくとも前記切り裂き刃の刃先がタンクを貫通するよりも前に刃物ユニットの内部に負圧を発生させ、前記切り裂き刃の刃先がタンクを貫通したら、前記刃物ユニットの下降動作を停止すると共に該刃物ユニットをタンクから抜き出した状態にし、所定の排出位置で刃物ユニットの内部を正圧に切り替える様に、前記刃物昇降装置及びスクラップ処理装置を駆動制御する処理を実行する様に構成されていること。
【００１２】
本発明の合成樹脂製タンク用孔明け装置によれば、切削刃を切り裂き刃（カッタ刃）の中に嵌合し、カッタ刃で材料を切り裂くと同時に内部を密閉し、その内側で切削刃による切削を行なって材料を除去する。内側には負圧を与え、貫通した後もスクラップを吸着保持するとともに、切り屑については、これを吸い上げて排出してしまうことができる。スクラップは、刃物ユニット内を正圧に切り替えることによって所定のスクラップ処理位置で排出する。なお、カッタ刃は最初の食い込みと最後の貫通の際を除けば、切削刃の切削の進行に伴って切り裂き動作が自然に進行していくので、刃先の折損を生じにくく、タンクにも大きな押圧負荷は加わらない。
【００１３】
ここで、（５）の構成において刃物ユニットをタンクから抜き出した状態にする方法としては、刃物を上昇させる方法、タンクを下降させる方法のいずれを採用してもよい。また、スクラップ排出位置は、孔明け加工を実行する位置から水平方向にずれた位置、孔明け加工を実行した位置のいずれとすることもできる。孔明け加工を実行した位置としてもよいのは、インデックステーブルでタンクを回転させて退避させたり、ローラコンベアでタンクを移動させて退避させることにより、孔加工位置の下方のスペースをあけ、そこにシュートなどを登場させ、スクラップを落として排出するといった構成にすることも可能だからである。
【００１４】
本発明の合成樹脂製タンク用孔明け装置は、さらに、以下の構成をも備えるものとするとよい。
【００１５】
（３Ａ）前記刃物ユニットを水平方向に移動させる水平移動装置をも備え、前記制御装置は、前記刃物昇降装置、刃物回転装置及びスクラップ処理装置に加えて、該水平移動装置をも駆動制御する様に構成されていること。
【００１６】
（５Ａ）前記制御装置は、少なくとも前記切り裂き刃の刃先がタンクを貫通するよりも前に刃物ユニットの内部に負圧を発生させ、前記切り裂き刃の刃先がタンクを貫通したら、前記刃物ユニットの下降動作を停止すると共に該刃物ユニットをタンクから抜き出せる位置まで上昇させて水平方向に移動させ、所定の排出位置で刃物ユニットの内部を正圧に切り替える様に、前記刃物昇降装置、水平移動装置及びスクラップ処理装置を駆動制御する処理を実行する様に構成されていること。
【００１７】
前述の様に、スクラップ排出位置を孔加工位置付近とすることも可能であるが、そうなるとタンクの退避動作の後でなければスクラップ排出処理が実行できない。これに対し、（３Ａ），（５Ａ）をも備えるものとすることで、刃物ユニットをタンクから抜き出した後のスクラップ排出処理のための動作は、タンクの退避動作と無関係に実行することができる様になるという利点がある。なお、（５Ａ）の処理の途中で、タンクから刃物ユニットが抜き出されたときに刃物回転装置による刃物の回転を停止する様にしておくとよい。
【００１８】
同じく上記目的を達するためになされた本発明のもう一つのタイプの合成樹脂製タンク用孔明け装置は、合成樹脂製のタンクに対して円形の孔を開口するための孔明け装置であって、以下の構成を備えていることを特徴とする。
【００１９】
（１１）下端に樹脂を掬い取る形状の刃先を備えた切削刃と、該切削刃の周囲を覆い、下端が前記切削刃の刃先よりも飛び出した状態で上下方向スライド可能に装着された円筒状のスライドカバーと、該スライドカバーを下方に付勢する圧縮スプリングとから構成される刃物ユニットを備えていること。
【００２０】
（１２）前記刃物ユニットが装着される回転軸は中空とされていること。
【００２１】
（１３）前記刃物ユニットを昇降させる刃物昇降装置と、前記刃物ユニットを回転させる刃物回転装置と、前記刃物ユニットの内側に負圧を発生させてスクラップを吸着すると共に正圧を発生させて当該スクラップを排出する処理を実行するスクラップ処理装置と、これら刃物昇降装置、刃物回転装置及びスクラップ処理装置を駆動制御する制御装置を備えていること。
【００２２】
（１４）前記制御装置は、前記スライドカバーがタンクに接触して押し戻して前記切削刃と前記タンクとを接触させ、該切削刃による所定の切削速度での切削を開始させる様に、前記刃物昇降装置及び刃物回転装置を駆動制御する処理を実行する様に構成されていること。
【００２３】
（１５）前記制御装置は、少なくとも前記切削刃の刃先がタンクを貫通するよりも前に刃物ユニットの内部に負圧を発生させ、前記切削刃の刃先がタンクを貫通したら、前記刃物ユニットの下降動作を停止すると共に該刃物ユニットをタンクから抜き出した状態にし、所定の排出位置で刃物ユニットの内部を正圧に切り替える様に、前記刃物昇降装置及びスクラップ処理装置を駆動制御する処理を実行する様に構成されていること。
【００２４】
このタイプの合成樹脂製タンク用孔明け装置によれば、切削刃による切削開始時には外部をスライドカバーで覆って密閉した状態とすることで切り屑の外部への散乱を防止すると共に、負圧によるスクラップ保持を可能にしている。
【００２５】
このタイプの合成樹脂製タンク用孔明け装置においても、さらに、以下の構成をも備えるものとするとよい。
【００２６】
（１３Ａ）前記刃物ユニットを水平方向に移動させる水平移動装置をも備え、前記制御装置は、前記刃物昇降装置、刃物回転装置及びスクラップ処理装置に加えて、該水平移動装置をも駆動制御する様に構成されていること。
【００２７】
（１５Ａ）前記制御装置は、少なくとも前記切削刃の刃先がタンクを貫通するよりも前に刃物ユニットの内部に負圧を発生させ、前記切削刃の刃先がタンクを貫通したら、前記刃物ユニットの下降動作を停止すると共に該刃物ユニットをタンクから抜き出せる位置まで上昇させて水平方向に移動させ、所定の排出位置で刃物ユニットの内部を正圧に切り替える様に、前記刃物昇降装置、水平移動装置及びスクラップ処理装置を駆動制御する処理を実行する様に構成されていること。
【００２８】
（１３Ａ），（１５Ａ）をも備えるものとすることで、刃物ユニットをタンクから抜き出した後のスクラップ排出処理のための動作は、タンクの退避動作と無関係に実行することができる様になるという利点がある。なお、ここでも、（１５Ａ）の処理の途中で、タンクから刃物ユニットが抜き出されたときに刃物回転装置による刃物の回転を停止する様にしておくとよい。
【００２９】
ここで、ブロー成形時のエア吹き込み穴を有するタンクに対しては、上記（１１）〜（１５）の構成に加えて、さらに、以下の構成をも備えるとよい。
【００３０】
（２１）前記刃物ユニットの円筒状の本体に、中心を通って対面する位置に、上下方向に長くなる様に形成された２個の長孔を備えていること。
【００３１】
（２２）前記スライドカバーに、前記本体の長孔と重なる様にシャフト取付孔が形成されていること。
【００３２】
（２３）前記本体の長孔と前記スライドカバーのシャフト取付孔を貫通し両端を前記スライドカバーに対して抜け止め固定されたシャフトの中央に、該スライドカバーの下端とほぼ面一の下端を備える蓋体を取り付けてあること。
【００３３】
スライドカバーと一体に上下動する蓋体でエア吹き込み穴を塞ぐことができるので、やはり、切削刃の内側空間を密閉空間として孔明けを実行することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、切り屑等の残留を防止するだけでなく、刃の折損やタンクの変形をも防止して合成樹脂製のタンクに対する円形孔の加工を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施例１の孔明け装置を示し、（Ａ）は構成の概念図、（Ｂ）は作用のイメージ図である。
【図２】実施例１の装置に装着する刃物の分解斜視図である。
【図３】実施例１の装置の制御処理の内容を示すフローチャートである。
【図４】実施例１の装置の動作を示すイメージ図である。
【図５】実施例２の孔明け装置を示し、（Ａ）は構成の概念図、（Ｂ）は刃物ユニットの断面図である。
【図６】実施例２の装置における刃物ユニットの脱着機構を示す斜視図である。
【図７】実施例２の装置の制御処理の内容を示すフローチャートである。
【図８】実施例２の装置の動作を示すイメージ図である。
【図９】実施例２の装置の動作を示すイメージ図である。
【図１０】実施例２の装置における切削刃の設計概念を示すイメージ図である。
【図１１】従来技術及びその問題点を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、合成樹脂製のタンクに対して円形の孔を開口するための孔明け装置であって、上述した（１）〜（５）、（１１）〜（１５）及び（２１）〜（２３）の構成を備えた装置について実施例を説明する。
【実施例１】
【００３７】
実施例１のタンク孔明け装置１は、図１（Ａ）に示す様に、刃物ユニット１０と、この刃物ユニット１０の全体を昇降させる刃物昇降装置２０と、刃物ユニット１０の全体を回転させる刃物回転装置３０と、装置全体を水平方向に移動させる水平移動装置４０と、切り取られるスクラップの吸着並びに排出の処理をするためのスクラップ処理装置５０と、これら刃物昇降装置２０、刃物回転装置３０、水平移動装置４０及びスクラップ処理装置５０を駆動制御する制御装置６０とから構成されている。
【００３８】
刃物ユニット１０の回転軸１５は、中空パイプによって構成され、その上端がスクラップ処理装置５０に接続されている。また、この中空パイプ製の回転軸１５は、その外周面に対して刃物回転装置３０からの回転力が伝達される構造（例えば、リングギヤで噛み合う、あるいはスプロケットが嵌合されてチェーン駆動されるなど）とされている。刃物昇降装置２０は、刃物回転装置３０ごと回転軸１５を昇降させる構造等にしておく。スクラップ処理装置５０は、回転軸１５を構成する中空パイプの上端と接続されるジャバラ式チューブの先にブロワーを設置したもので、ブロワーを正転・逆転切り換えることによって、中空パイプ内を負圧状態にしてスクラップを吸着し、正圧状態にしてスクラップを排出することができる構造となっている。
【００３９】
刃物ユニット１０は、図１（Ｂ）に示す様に、円筒状で下端に鋭い刃先を形成された切り裂き刃１１と、この切り裂き刃１１の内側に嵌合する外面形状の切削刃１２とから構成される。そして、切り裂き刃１１の刃先１１ａが切削刃１２の刃先１２ａよりも飛び出した関係となっている。従って、刃物昇降装置２０によって下降されたとき、切り裂き刃１１の刃先１１ａが樹脂タンクＴに接触し、食い込む。
【００４０】
なお、本実施例では、切り裂き刃１１には、刃先１１ａには円弧状に下方２ｍｍ突出する突出部１１ｂが円周方向に２箇所備えられている。また、この突出部１１ｂが切り裂き刃として作用する部分であり、切り裂き刃１１と切削刃１２は、刃先１１ｂの先端が切削刃１２の刃先１２ａよりも２ｍｍ飛び出した関係に嵌合してある。これは、本実施例が肉厚６ｍｍの樹脂タンクＴに対する孔明け用として設計されているからである。この切り裂き刃１１の刃先１１ｂの突出量は、２ｍｍに限定されるものではない。但し、樹脂タンクＴに対する押圧変形を来さない範囲となる様に、樹脂タンクＴの肉厚の１／２以下の突出量とすることが望ましい。また、切り裂き刃１１と切削刃１２の結合は、焼き嵌め等の嵌合方式だけではなく、ネジ止めやロウ付けなどの結合方式としても構わない。
【００４１】
切削刃１２には、円筒状本体の下端に樹脂を掬い取る形状の刃先１２ａが、円周方向に１８０度ずらした位置関係で２箇所形成されている。
【００４２】
こうして切り裂き刃１１の刃先１１ａが樹脂タンクＴに食い込むと、刃物ユニット１０の内側に密閉空間が形成された状態となる。この結果、スクラップ処理装置５０を作動させることによって、これから切断されようとしているタンク上面は負圧によって切削刃１２の刃先１２ａに接する様に吸い付けられた状態となる。
【００４３】
次に、制御装置６０の実行する制御処理の内容について説明する。制御装置６０は、孔明け作業開始が指令されると、図３のフローチャートに示す様に、まず、刃物回転装置３０を駆動して刃物ユニット１０を定常速度で回転させると共に（Ｓ１０）、刃物昇降装置２０を駆動制御して刃物ユニット１０を下降させる（Ｓ２０）。また、スクラップ処理装置５０を駆動して中空パイプ内に負圧を発生させる（Ｓ３０）。刃物ユニット１０が下降して切り裂き刃１１の刃先１１ａが樹脂タンクＴの表面に接近したら（Ｓ４０：ＹＥＳ）、下降速度を高速から低速へと切り替える（Ｓ５０）。
【００４４】
そして、切り裂き刃１１の刃先１１ａがタンクＴを貫通したら（Ｓ７０：ＹＥＳ）、刃物昇降装置２０を高速上昇制御の状態に切り換える（Ｓ８０）。次に、刃物回転装置３０による刃物の回転を停止させる（Ｓ１００）。そして、回転軸１５が所定位置まで上昇したら（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、上昇動作を停止すると共に（Ｓ１２０）、水平移動装置４０を駆動して回転軸１５を所定位置（スクラップ排出位置）まで水平移動させて停止し（Ｓ１３０〜Ｓ１５０）、スクラップ処理装置５０のブロワーを一旦停止して負圧状態を解消し（Ｓ１６０）、ついでブロワーを逆転して正圧状態にした後にブロワーを停止する（Ｓ１６５）。これにより、切削刃１２の内側に吸着されていたスクラップを排出する。そして、水平移動装置４０を逆方向に駆動して回転軸１５を元の位置まで復帰させる（Ｓ１７０，Ｓ１８０）。回転軸１５が元の位置まで復帰したら（Ｓ１８０：ＹＥＳ）、水平移動装置４０を停止し（Ｓ１９０）、作業完了が指令されているか否かを判定し（Ｓ２００）、作業完了が指令されていない場合は（Ｓ２００：ＮＯ）、次のタンクがセットされているか否かを判定し（Ｓ２１０）、次のタンクがセットされていたら（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、Ｓ１０以下の動作を繰り返し実行する。
【００４５】
そして、切り裂き刃１１の刃先１１ａが樹脂タンクＴを貫通したら（Ｓ６０：ＹＥＳ）、刃物昇降装置２０を高速上昇制御の状態に切り換える（Ｓ７０）。次に、刃物回転装置３０による刃物の回転を停止させる（Ｓ８０）。そして、複合刃１０が所定位置まで上昇したら（Ｓ１００：ＹＥＳ）、上昇動作を停止すると共に（Ｓ１１０）、水平移動装置４０を駆動して複合刃１０を所定位置（スクラップ排出位置）まで水平移動させて停止し（Ｓ１２０〜Ｓ１４０）、スクラップ排出用エアシリンダ５１に突出指令を出力して切り抜いたスクラップを排出する（Ｓ１５０）。その後、スクラップ排出用用エアシリンダ５１に復帰指令を出力してロッド５２を元の没入状態に復帰させる（Ｓ１６０）。そして、水平移動装置４０を逆方向に駆動して複合刃１０を元の位置まで復帰させる（Ｓ１７０，Ｓ１８０）。複合刃１０が元の位置まで復帰したら（Ｓ１８０：ＹＥＳ）、水平移動装置４０を停止し（Ｓ１９０）、作業完了が指令されているか否かを判定し（Ｓ２００）、作業完了が指令されていない場合は（Ｓ２００：ＮＯ）、次のタンクがセットされているか否かを判定し（Ｓ２１０）、次のタンクがセットされていたら（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、Ｓ１０以下の動作を繰り返し実行する。
【００４６】
ここで、Ｓ３０の処理では、下降開始後の経過時間や、下降距離の計測など適宜の方法により、接近したか否かの判定をすることができる。Ｓ７０の判定は、回転軸１５に加わる反力が所定以下になったことを応力センサ等によって検出する方法、回転軸１５の下降位置で判定する方法、降下速度から判定する方法などを採用することができる。Ｓ１１０，Ｓ１４０，Ｓ１８０の判定は、リミットスイッチ等によって検出したり、移動距離によって判定したりすることができる。Ｓ２００は指令信号の設定状態により判定すればよく、Ｓ２１０は光センサ等によって判定する方法などを採用することができる。
【００４７】
以上の制御処理により、図４（Ａ）〜（Ｅ）に示す様に、切り屑Ｌは上方へ吸引された状態で切削を主体とする切り抜き動作が実行され、貫通後はスクラップを吸着したままで上昇し、スクラップ及び切り屑Ｌをタンク内に落とすことなく排出することができる。
【００４８】
本実施例によれば、切削刃１２を切り裂き刃１１の中に嵌合し、切り裂き刃１１で材料を切り裂くと同時に内部を密閉し、その内側で切削刃１２による切削を行なって材料を除去する。内側には負圧を与え、貫通した後もスクラップを吸着保持し続ける。なお、切削中の負圧により、切り屑Ｌは中空パイプで構成された回転軸１５内を吸い上げられて外部へ排出される。また、切り裂き刃１１は最初の食い込みと最後の貫通の際を除けば、切削刃１２の切削の進行に伴って切り裂き動作が自然に進行していくので、刃先１１ａの折損を生じにくく、タンク４０にも大きな押圧負荷は加わらない。従って、本実施例によれば、切り屑やスクラップの残留を防止するだけでなく、刃の折損やタンクの変形をも防止することができる。
【実施例２】
【００４９】
実施例２のタンク孔明け装置は、図５に示す様に、刃物ユニット７０と、この刃物ユニット７０を昇降させる刃物昇降装置２０と、刃物ユニット７０を回転させる刃物回転装置３０と、装置全体を水平方向に移動させる水平移動装置４０と、切り取られるスクラップの吸着並びに排出の処理をするためのスクラップ処理装置５０と、これら刃物昇降装置２０、刃物回転装置３０、水平移動装置４０及びスクラップ処理装置５０を駆動制御する制御装置６０とから構成されている。
【００５０】
刃物ユニット７０は、円筒蓋状の本体７１と、この本体７１の外側に上下方向スライド可能に取り付けられる円筒状のスライドカバー７２と、本体７１の上端に一体化された円盤状のアタッチメント７３とから構成されている。
【００５１】
本体７１の円状部分の中央には円形の開口７１ａが設けられている。アタッチメント７３にもこの開口７１ａと連通する開口７３ａが設けられている。また、本体７１の下端には、樹脂を掬い取る形状の切削用の刃先７１ｂが、円周方向に１８０度ずらした位置関係で２箇所形成されている。また、本体７１は、中心を通って対面する位置に、上下方向に長くなる様に形成された２個の長孔７１ｃも備えている。
【００５２】
スライドカバー７２には、本体７１の長孔７１ｃと重なる様にシャフト取付孔７２ａが形成されている。そして、本体７１の長孔７１ｃとスライドカバー７２のシャフト取付孔７２ａを貫通する様に、シャフト７５が挿入されている。このシャフト７５は、Ｅリング７５ａを用いてスライドカバー７２に対して両端を抜け止め固定されている。
【００５３】
シャフト７５の中央には蓋体７６が取り付けられている。蓋体７６の垂直軸７６ａは、シャフト７５に装着された左右の筒状スペーサ７５ｂ，７５ｂによって水平方向への移動が規制されている。また、蓋体７６の底面には、円形の窪み７６ｂが形成されている。なお、蓋体７６の底面とスライドカバー７２の底面は、面一とされている。
【００５４】
刃物ユニット７０が装着される回転軸１５は、中空パイプによって構成され、その上端がスクラップ処理装置５０に接続されている。また、この中空パイプ製の回転軸１５は、その外周面に対して刃物回転装置３０からの回転力が伝達される構造（例えば、リングギヤで噛み合う、あるいはスプロケットが嵌合されてチェーン駆動されるなど）とされている。刃物昇降装置２０は、刃物回転装置３０ごと回転軸１５を昇降させる構造等にしておく。スクラップ処理装置５０は、回転軸１５を構成する中空パイプの上端と接続されるジャバラ式チューブの先にブロワーを設置したもので、ブロワーを正転・逆転切り換えることによって、中空パイプ内を負圧状態にしてスクラップを吸着し、正圧状態にしてスクラップを排出することができる構造となっている。
【００５５】
刃物ユニット７０は、アタッチメント７３を介して回転軸１５の下端に着脱可能に取り付けられる。図６に示す様に、アタッチメント７３には、３箇所に円弧状の窪み７３ｃが備えられている。この窪み７３ｃの一端には窪み幅一杯の直径を有する円孔７３ｄが貫通されると共に、この円孔７３ｄと連続して、窪み幅よりも細い幅の円弧状溝孔７３ｅが貫通されている。
【００５６】
刃物ユニット７０は、リング状プレート８１から下方に突設された引っ掛け部材８２の引っ掛け頭部８２ａを円孔７３ｄから挿入した後、このリング状プレート８１を図示において時計周りに回転させることにより、窪み７３ｃの円弧状溝孔７３ｅの部分に引っ掛け頭部８２ａを移動させて装着される（図６（Ａ）参照）。そして、リング状プレート８１を図示において反時計周りに回転させると、引っ掛け頭部８２ａが円孔７３ｄと一致させてアタッチメント７３を取り外す（図６（Ｂ），（Ｃ）参照）。
【００５７】
実施例２において制御装置６０の実行する制御処理の内容は、図７に示す通り、実施例１と同様であるが、機器動作は、若干異なったものとなり、回転軸１５が下降してスライドカバー７２の底面が樹脂タンクＴに接触し、圧縮スプリング７４が縮み始め、このとき、蓋体７６の底面も樹脂タンクＴに接触するといった状態になる。従って、この蓋体７６を樹脂タンクＴのブロー成形時のエア吹き込み穴ＢＨを覆うことができる。
【００５８】
以上の制御処理により、図８、図９に示す様に、切り屑Ｌはエア吹き込み穴ＢＨが塞がれた状態の刃物ユニット７０の内側に閉じこめられ、吸い上げられて中空パイプでできた回転軸を通って外部へ排出され、スクラップＳは負圧によって吸着されて保持されながら切削を主体とする切り抜き動作が実行され、貫通後はスクラップＳを本体７１の内側に保持したままで上昇し、スクラップＳをタンク内に落とすことなく排出することができる。
【００５９】
なお、図１０に示す様に、切削刃７２ｂの先端のすくい角を大きくすることにより、貫通時の出口すき間を小さくすることが望ましい。
【００６０】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は実施例に限らず、その要旨を逸脱しない範囲内での種々なる変形実施が可能であることはいうまでもない。
【００６１】
例えば、実施例１において、刃物ユニットの切削刃は円筒状の本体を有さない切削刃を切り裂き刃の内面にネジ止めやロウ付けで一体化したものを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
合成樹脂製の自動車用燃料タンクに対して円形孔を加工する装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１・・・タンク孔明け装置
１０・・・刃物ユニット
１１・・・切り裂き刃
１１ａ・・・切り裂き刃の刃先
１１ｂ・・・突出部
１２・・・切削刃
１２ａ・・・切削刃刃先
１５・・・回転軸
２０・・・刃物昇降装置
３０・・・刃物回転装置
４０・・・スクラップ処理装置
５０・・・水平移動装置
６０・・・制御装置
７０・・・刃物ユニット
７１・・・本体
７１ａ・・・開口
７１ｂ・・・切削刃の刃先
７１ｃ・・・長孔
７２・・・スライドカバー
７２ａ・・・シャフト取付孔
７３・・・アタッチメント
７３ａ・・・開口
７３ｃ・・・円弧状の窪み
７３ｄ・・・円孔
７３ｅ・・・円弧状溝孔
７４・・・圧縮スプリング
７５・・・シャフト
７５ａ・・・Ｅリング
７５ｂ・・・筒状スペーサ
７６・・・蓋体
７６ａ・・・垂直軸
７６ｂ・・・円形の窪み
Ｌ・・・切り屑
Ｓ・・・スクラップ
Ｔ・・・樹脂タンク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンクの孔明け装置に関するものであり、特に、自動車等の燃料タンクとして用いる合成樹脂製タンクに円形の孔を明けるための装置に関するものである。
【０００２】
燃料タンクに孔明けする際には、切り抜かれたスクラップがタンク内に落ち込まない様にする必要がある。このため、従来、図１１（Ａ）に示す様に、カッタ刃１０１の回転中心にドリル１０２を装備し、このドリル１０２で切り抜かれる部分の中心を螺合して保持しつつカッタ刃１０１，１０１を回転させながらタンク１０３の内部に向かって押し込む方法により円形の切り抜き作業を行う装置が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３６１５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の提案する孔明け装置では、図１１（Ｂ）に示す様に、切り屑１０４がタンク１０３内に残留してしまい、その除去・検査のための作業工程が必要になるという問題がある。また、カッタ刃１０１の押し込みによるタンク１０３の変形や、刃１０１の折損という問題もある。
【０００５】
そこで、本発明は、スクラップの残留防止だけでなく、切り屑の残留も防止することができ、かつ、タンクの変形を生じることもなく、刃の折損のおそれもない装置を提供することを目的としてなされた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達するためになされた本発明の合成樹脂製タンク用孔明け装置は、合成樹脂製のタンクに対して円形の孔を開口するための孔明け装置であって、以下の構成を備えていることを特徴とする。
【０００７】
（１）円筒状で下端に鋭い刃先を形成された切り裂き刃と、この切り裂き刃の内側に配置された下端に樹脂を掬い取る形状の刃先を備えた切削刃とから構成され、前記切り裂き刃の刃先が前記切削刃の刃先よりも飛び出した状態となる様に一体化させた刃物ユニットを備えていること。
【０００８】
（２）前記刃物ユニットが装着される回転軸は中空とされていること。
【０００９】
（３）前記刃物ユニットを昇降させる刃物昇降装置と、前記刃物ユニットを回転させる刃物回転装置と、前記刃物ユニットの内側に負圧を発生させてスクラップを吸着すると共に正圧を発生させて当該スクラップを排出する処理を実行するスクラップ処理装置と、これら刃物昇降装置、刃物回転装置及びスクラップ処理装置を駆動制御する制御装置を備えていること。
【００１０】
（４）前記制御装置は、前記刃物回転装置の回転数を所定回転数に上げた後、前記刃物ユニットと前記タンクとを接触させ、切削を開始する様に、前記刃物昇降装置及び刃物回転装置を駆動制御する処理を実行する様に構成されていること。
【００１１】
（５）前記制御装置は、少なくとも前記切り裂き刃の刃先がタンクを貫通するよりも前に刃物ユニットの内部に負圧を発生させ、前記切り裂き刃の刃先がタンクを貫通したら、前記刃物ユニットの下降動作を停止すると共に該刃物ユニットをタンクから抜き出した状態にし、所定の排出位置で刃物ユニットの内部を正圧に切り替える様に、前記刃物昇降装置及びスクラップ処理装置を駆動制御する処理を実行する様に構成されていること。
【００１２】
本発明の合成樹脂製タンク用孔明け装置によれば、切削刃を切り裂き刃（カッタ刃）の中に嵌合し、カッタ刃で材料を切り裂くと同時に内部を密閉し、その内側で切削刃による切削を行なって材料を除去する。内側には負圧を与え、貫通した後もスクラップを吸着保持するとともに、切り屑については、これを吸い上げて排出してしまうことができる。スクラップは、刃物ユニット内を正圧に切り替えることによって所定のスクラップ処理位置で排出する。なお、カッタ刃は最初の食い込みと最後の貫通の際を除けば、切削刃の切削の進行に伴って切り裂き動作が自然に進行していくので、刃先の折損を生じにくく、タンクにも大きな押圧負荷は加わらない。
【００１３】
ここで、（５）の構成において刃物ユニットをタンクから抜き出した状態にする方法としては、刃物を上昇させる方法、タンクを下降させる方法のいずれを採用してもよい。また、スクラップ排出位置は、孔明け加工を実行する位置から水平方向にずれた位置、孔明け加工を実行した位置のいずれとすることもできる。孔明け加工を実行した位置としてもよいのは、インデックステーブルでタンクを回転させて退避させたり、ローラコンベアでタンクを移動させて退避させることにより、孔加工位置の下方のスペースをあけ、そこにシュートなどを登場させ、スクラップを落として排出するといった構成にすることも可能だからである。
【００１４】
本発明の合成樹脂製タンク用孔明け装置は、さらに、以下の構成をも備えるものとするとよい。
【００１５】
（３Ａ）前記刃物ユニットを水平方向に移動させる水平移動装置をも備え、前記制御装置は、前記刃物昇降装置、刃物回転装置及びスクラップ処理装置に加えて、該水平移動装置をも駆動制御する様に構成されていること。
【００１６】
（５Ａ）前記制御装置は、少なくとも前記切り裂き刃の刃先がタンクを貫通するよりも前に刃物ユニットの内部に負圧を発生させ、前記切り裂き刃の刃先がタンクを貫通したら、前記刃物ユニットの下降動作を停止すると共に該刃物ユニットをタンクから抜き出せる位置まで上昇させて水平方向に移動させ、所定の排出位置で刃物ユニットの内部を正圧に切り替える様に、前記刃物昇降装置、水平移動装置及びスクラップ処理装置を駆動制御する処理を実行する様に構成されていること。
【００１７】
前述の様に、スクラップ排出位置を孔加工位置付近とすることも可能であるが、そうなるとタンクの退避動作の後でなければスクラップ排出処理が実行できない。これに対し、（３Ａ），（５Ａ）をも備えるものとすることで、刃物ユニットをタンクから抜き出した後のスクラップ排出処理のための動作は、タンクの退避動作と無関係に実行することができる様になるという利点がある。なお、（５Ａ）の処理の途中で、タンクから刃物ユニットが抜き出されたときに刃物回転装置による刃物の回転を停止する様にしておくとよい。
【００１８】
同じく上記目的を達するためになされた本発明のもう一つのタイプの合成樹脂製タンク用孔明け装置は、合成樹脂製のタンクに対して円形の孔を開口するための孔明け装置であって、以下の構成を備えていることを特徴とする。
【００１９】
（１１）下端に樹脂を掬い取る形状の刃先を備えた切削刃と、該切削刃の周囲を覆い、下端が前記切削刃の刃先よりも飛び出した状態で上下方向スライド可能に装着された円筒状のスライドカバーと、該スライドカバーを下方に付勢する圧縮スプリングとから構成される刃物ユニットを備えていること。
【００２０】
（１２）前記刃物ユニットが装着される回転軸は中空とされていること。
【００２１】
（１３）前記刃物ユニットを昇降させる刃物昇降装置と、前記刃物ユニットを回転させる刃物回転装置と、前記刃物ユニットの内側に負圧を発生させてスクラップを吸着すると共に正圧を発生させて当該スクラップを排出する処理を実行するスクラップ処理装置と、これら刃物昇降装置、刃物回転装置及びスクラップ処理装置を駆動制御する制御装置を備えていること。
【００２２】
（１４）前記制御装置は、前記スライドカバーがタンクに接触して押し戻して前記切削刃と前記タンクとを接触させ、該切削刃による所定の切削速度での切削を開始させる様に、前記刃物昇降装置及び刃物回転装置を駆動制御する処理を実行する様に構成されていること。
【００２３】
（１５）前記制御装置は、少なくとも前記切削刃の刃先がタンクを貫通するよりも前に刃物ユニットの内部に負圧を発生させ、前記切削刃の刃先がタンクを貫通したら、前記刃物ユニットの下降動作を停止すると共に該刃物ユニットをタンクから抜き出した状態にし、所定の排出位置で刃物ユニットの内部を正圧に切り替える様に、前記刃物昇降装置及びスクラップ処理装置を駆動制御する処理を実行する様に構成されていること。
【００２４】
このタイプの合成樹脂製タンク用孔明け装置によれば、切削刃による切削開始時には外部をスライドカバーで覆って密閉した状態とすることで切り屑の外部への散乱を防止すると共に、負圧によるスクラップ保持を可能にしている。
【００２５】
このタイプの合成樹脂製タンク用孔明け装置においても、さらに、以下の構成をも備えるものとするとよい。
【００２６】
（１３Ａ）前記刃物ユニットを水平方向に移動させる水平移動装置をも備え、前記制御装置は、前記刃物昇降装置、刃物回転装置及びスクラップ処理装置に加えて、該水平移動装置をも駆動制御する様に構成されていること。
【００２７】
（１５Ａ）前記制御装置は、少なくとも前記切削刃の刃先がタンクを貫通するよりも前に刃物ユニットの内部に負圧を発生させ、前記切削刃の刃先がタンクを貫通したら、前記刃物ユニットの下降動作を停止すると共に該刃物ユニットをタンクから抜き出せる位置まで上昇させて水平方向に移動させ、所定の排出位置で刃物ユニットの内部を正圧に切り替える様に、前記刃物昇降装置、水平移動装置及びスクラップ処理装置を駆動制御する処理を実行する様に構成されていること。
【００２８】
（１３Ａ），（１５Ａ）をも備えるものとすることで、刃物ユニットをタンクから抜き出した後のスクラップ排出処理のための動作は、タンクの退避動作と無関係に実行することができる様になるという利点がある。なお、ここでも、（１５Ａ）の処理の途中で、タンクから刃物ユニットが抜き出されたときに刃物回転装置による刃物の回転を停止する様にしておくとよい。
【００２９】
ここで、ブロー成形時のエア吹き込み穴を有するタンクに対しては、上記（１１）〜（１５）の構成に加えて、さらに、以下の構成をも備えるとよい。
【００３０】
（２１）前記刃物ユニットの円筒状の本体に、中心を通って対面する位置に、上下方向に長くなる様に形成された２個の長孔を備えていること。
【００３１】
（２２）前記スライドカバーに、前記本体の長孔と重なる様にシャフト取付孔が形成されていること。
【００３２】
（２３）前記本体の長孔と前記スライドカバーのシャフト取付孔を貫通し両端を前記スライドカバーに対して抜け止め固定されたシャフトの中央に、該スライドカバーの下端とほぼ面一の下端を備える蓋体を取り付けてあること。
【００３３】
スライドカバーと一体に上下動する蓋体でエア吹き込み穴を塞ぐことができるので、やはり、切削刃の内側空間を密閉空間として孔明けを実行することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、切り屑等の残留を防止するだけでなく、刃の折損やタンクの変形をも防止して合成樹脂製のタンクに対する円形孔の加工を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施例１の孔明け装置を示し、（Ａ）は構成の概念図、（Ｂ）は作用のイメージ図である。
【図２】実施例１の装置に装着する刃物の分解斜視図である。
【図３】実施例１の装置の制御処理の内容を示すフローチャートである。
【図４】実施例１の装置の動作を示すイメージ図である。
【図５】実施例２の孔明け装置を示し、（Ａ）は構成の概念図、（Ｂ）は刃物ユニットの断面図である。
【図６】実施例２の装置における刃物ユニットの脱着機構を示す斜視図である。
【図７】実施例２の装置の制御処理の内容を示すフローチャートである。
【図８】実施例２の装置の動作を示すイメージ図である。
【図９】実施例２の装置の動作を示すイメージ図である。
【図１０】実施例２の装置における切削刃の設計概念を示すイメージ図である。
【図１１】従来技術及びその問題点を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、合成樹脂製のタンクに対して円形の孔を開口するための孔明け装置であって、上述した（１）〜（５）、（１１）〜（１５）及び（２１）〜（２３）の構成を備えた装置について実施例を説明する。
【実施例１】
【００３７】
実施例１のタンク孔明け装置１は、図１（Ａ）に示す様に、刃物ユニット１０と、この刃物ユニット１０の全体を昇降させる刃物昇降装置２０と、刃物ユニット１０の全体を回転させる刃物回転装置３０と、装置全体を水平方向に移動させる水平移動装置４０と、切り取られるスクラップの吸着並びに排出の処理をするためのスクラップ処理装置５０と、これら刃物昇降装置２０、刃物回転装置３０、水平移動装置４０及びスクラップ処理装置５０を駆動制御する制御装置６０とから構成されている。
【００３８】
刃物ユニット１０の回転軸１５は、中空パイプによって構成され、その上端がスクラップ処理装置５０に接続されている。また、この中空パイプ製の回転軸１５は、その外周面に対して刃物回転装置３０からの回転力が伝達される構造（例えば、リングギヤで噛み合う、あるいはスプロケットが嵌合されてチェーン駆動されるなど）とされている。刃物昇降装置２０は、刃物回転装置３０ごと回転軸１５を昇降させる構造等にしておく。スクラップ処理装置５０は、回転軸１５を構成する中空パイプの上端と接続されるジャバラ式チューブの先にブロワーを設置したもので、ブロワーを正転・逆転切り換えることによって、中空パイプ内を負圧状態にしてスクラップを吸着し、正圧状態にしてスクラップを排出することができる構造となっている。
【００３９】
刃物ユニット１０は、図１（Ｂ）に示す様に、円筒状で下端に鋭い刃先を形成された切り裂き刃１１と、この切り裂き刃１１の内側に嵌合する外面形状の切削刃１２とから構成される。そして、切り裂き刃１１の刃先１１ａが切削刃１２の刃先１２ａよりも飛び出した関係となっている。従って、刃物昇降装置２０によって下降されたとき、切り裂き刃１１の刃先１１ａが樹脂タンクＴに接触し、食い込む。
【００４０】
なお、本実施例では、切り裂き刃１１には、刃先１１ａには円弧状に下方２ｍｍ突出する突出部１１ｂが円周方向に２箇所備えられている。また、この突出部１１ｂが切り裂き刃として作用する部分であり、切り裂き刃１１と切削刃１２は、刃先１１ｂの先端が切削刃１２の刃先１２ａよりも２ｍｍ飛び出した関係に嵌合してある。これは、本実施例が肉厚６ｍｍの樹脂タンクＴに対する孔明け用として設計されているからである。この切り裂き刃１１の刃先１１ｂの突出量は、２ｍｍに限定されるものではない。但し、樹脂タンクＴに対する押圧変形を来さない範囲となる様に、樹脂タンクＴの肉厚の１／２以下の突出量とすることが望ましい。また、切り裂き刃１１と切削刃１２の結合は、焼き嵌め等の嵌合方式だけではなく、ネジ止めやロウ付けなどの結合方式としても構わない。
【００４１】
切削刃１２には、円筒状本体の下端に樹脂を掬い取る形状の刃先１２ａが、円周方向に１８０度ずらした位置関係で２箇所形成されている。
【００４２】
こうして切り裂き刃１１の刃先１１ａが樹脂タンクＴに食い込むと、刃物ユニット１０の内側に密閉空間が形成された状態となる。この結果、スクラップ処理装置５０を作動させることによって、これから切断されようとしているタンク上面は負圧によって切削刃１２の刃先１２ａに接する様に吸い付けられた状態となる。
【００４３】
次に、制御装置６０の実行する制御処理の内容について説明する。制御装置６０は、孔明け作業開始が指令されると、図３のフローチャートに示す様に、まず、刃物回転装置３０を駆動して刃物ユニット１０を定常速度で回転させると共に（Ｓ１０）、刃物昇降装置２０を駆動制御して刃物ユニット１０を下降させる（Ｓ２０）。また、スクラップ処理装置５０を駆動して中空パイプ内に負圧を発生させる（Ｓ３０）。刃物ユニット１０が下降して切り裂き刃１１の刃先１１ａが樹脂タンクＴの表面に接近したら（Ｓ４０：ＹＥＳ）、下降速度を高速から低速へと切り替える（Ｓ５０）。
【００４４】
そして、切り裂き刃１１の刃先１１ａがタンクＴを貫通したら（Ｓ７０：ＹＥＳ）、刃物昇降装置２０を高速上昇制御の状態に切り換える（Ｓ８０）。次に、刃物回転装置３０による刃物の回転を停止させる（Ｓ１００）。そして、回転軸１５が所定位置まで上昇したら（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、上昇動作を停止すると共に（Ｓ１２０）、水平移動装置４０を駆動して回転軸１５を所定位置（スクラップ排出位置）まで水平移動させて停止し（Ｓ１３０〜Ｓ１５０）、スクラップ処理装置５０のブロワーを一旦停止して負圧状態を解消し（Ｓ１６０）、ついでブロワーを逆転して正圧状態にした後にブロワーを停止する（Ｓ１６５）。これにより、切削刃１２の内側に吸着されていたスクラップを排出する。そして、水平移動装置４０を逆方向に駆動して回転軸１５を元の位置まで復帰させる（Ｓ１７０，Ｓ１８０）。回転軸１５が元の位置まで復帰したら（Ｓ１８０：ＹＥＳ）、水平移動装置４０を停止し（Ｓ１９０）、作業完了が指令されているか否かを判定し（Ｓ２００）、作業完了が指令されていない場合は（Ｓ２００：ＮＯ）、次のタンクがセットされているか否かを判定し（Ｓ２１０）、次のタンクがセットされていたら（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、Ｓ１０以下の動作を繰り返し実行する。
【００４５】
そして、切り裂き刃１１の刃先１１ａが樹脂タンクＴを貫通したら（Ｓ６０：ＹＥＳ）、刃物昇降装置２０を高速上昇制御の状態に切り換える（Ｓ７０）。次に、刃物回転装置３０による刃物の回転を停止させる（Ｓ８０）。そして、複合刃１０が所定位置まで上昇したら（Ｓ１００：ＹＥＳ）、上昇動作を停止すると共に（Ｓ１１０）、水平移動装置４０を駆動して複合刃１０を所定位置（スクラップ排出位置）まで水平移動させて停止し（Ｓ１２０〜Ｓ１４０）、スクラップ排出用エアシリンダ５１に突出指令を出力して切り抜いたスクラップを排出する（Ｓ１５０）。その後、スクラップ排出用用エアシリンダ５１に復帰指令を出力してロッド５２を元の没入状態に復帰させる（Ｓ１６０）。そして、水平移動装置４０を逆方向に駆動して複合刃１０を元の位置まで復帰させる（Ｓ１７０，Ｓ１８０）。複合刃１０が元の位置まで復帰したら（Ｓ１８０：ＹＥＳ）、水平移動装置４０を停止し（Ｓ１９０）、作業完了が指令されているか否かを判定し（Ｓ２００）、作業完了が指令されていない場合は（Ｓ２００：ＮＯ）、次のタンクがセットされているか否かを判定し（Ｓ２１０）、次のタンクがセットされていたら（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、Ｓ１０以下の動作を繰り返し実行する。
【００４６】
ここで、Ｓ３０の処理では、下降開始後の経過時間や、下降距離の計測など適宜の方法により、接近したか否かの判定をすることができる。Ｓ７０の判定は、回転軸１５に加わる反力が所定以下になったことを応力センサ等によって検出する方法、回転軸１５の下降位置で判定する方法、降下速度から判定する方法などを採用することができる。Ｓ１１０，Ｓ１４０，Ｓ１８０の判定は、リミットスイッチ等によって検出したり、移動距離によって判定したりすることができる。Ｓ２００は指令信号の設定状態により判定すればよく、Ｓ２１０は光センサ等によって判定する方法などを採用することができる。
【００４７】
以上の制御処理により、図４（Ａ）〜（Ｅ）に示す様に、切り屑Ｌは上方へ吸引された状態で切削を主体とする切り抜き動作が実行され、貫通後はスクラップを吸着したままで上昇し、スクラップ及び切り屑Ｌをタンク内に落とすことなく排出することができる。
【００４８】
本実施例によれば、切削刃１２を切り裂き刃１１の中に嵌合し、切り裂き刃１１で材料を切り裂くと同時に内部を密閉し、その内側で切削刃１２による切削を行なって材料を除去する。内側には負圧を与え、貫通した後もスクラップを吸着保持し続ける。なお、切削中の負圧により、切り屑Ｌは中空パイプで構成された回転軸１５内を吸い上げられて外部へ排出される。また、切り裂き刃１１は最初の食い込みと最後の貫通の際を除けば、切削刃１２の切削の進行に伴って切り裂き動作が自然に進行していくので、刃先１１ａの折損を生じにくく、タンク４０にも大きな押圧負荷は加わらない。従って、本実施例によれば、切り屑やスクラップの残留を防止するだけでなく、刃の折損やタンクの変形をも防止することができる。
【実施例２】
【００４９】
実施例２のタンク孔明け装置は、図５に示す様に、刃物ユニット７０と、この刃物ユニット７０を昇降させる刃物昇降装置２０と、刃物ユニット７０を回転させる刃物回転装置３０と、装置全体を水平方向に移動させる水平移動装置４０と、切り取られるスクラップの吸着並びに排出の処理をするためのスクラップ処理装置５０と、これら刃物昇降装置２０、刃物回転装置３０、水平移動装置４０及びスクラップ処理装置５０を駆動制御する制御装置６０とから構成されている。
【００５０】
刃物ユニット７０は、円筒蓋状の本体７１と、この本体７１の外側に上下方向スライド可能に取り付けられる円筒状のスライドカバー７２と、本体７１の上端に一体化された円盤状のアタッチメント７３とから構成されている。
【００５１】
本体７１の円状部分の中央には円形の開口７１ａが設けられている。アタッチメント７３にもこの開口７１ａと連通する開口７３ａが設けられている。また、本体７１の下端には、樹脂を掬い取る形状の切削用の刃先７１ｂが、円周方向に１８０度ずらした位置関係で２箇所形成されている。また、本体７１は、中心を通って対面する位置に、上下方向に長くなる様に形成された２個の長孔７１ｃも備えている。
【００５２】
スライドカバー７２には、本体７１の長孔７１ｃと重なる様にシャフト取付孔７２ａが形成されている。そして、本体７１の長孔７１ｃとスライドカバー７２のシャフト取付孔７２ａを貫通する様に、シャフト７５が挿入されている。このシャフト７５は、Ｅリング７５ａを用いてスライドカバー７２に対して両端を抜け止め固定されている。
【００５３】
シャフト７５の中央には蓋体７６が取り付けられている。蓋体７６の垂直軸７６ａは、シャフト７５に装着された左右の筒状スペーサ７５ｂ，７５ｂによって水平方向への移動が規制されている。また、蓋体７６の底面には、円形の窪み７６ｂが形成されている。なお、蓋体７６の底面とスライドカバー７２の底面は、面一とされている。
【００５４】
刃物ユニット７０が装着される回転軸１５は、中空パイプによって構成され、その上端がスクラップ処理装置５０に接続されている。また、この中空パイプ製の回転軸１５は、その外周面に対して刃物回転装置３０からの回転力が伝達される構造（例えば、リングギヤで噛み合う、あるいはスプロケットが嵌合されてチェーン駆動されるなど）とされている。刃物昇降装置２０は、刃物回転装置３０ごと回転軸１５を昇降させる構造等にしておく。スクラップ処理装置５０は、回転軸１５を構成する中空パイプの上端と接続されるジャバラ式チューブの先にブロワーを設置したもので、ブロワーを正転・逆転切り換えることによって、中空パイプ内を負圧状態にしてスクラップを吸着し、正圧状態にしてスクラップを排出することができる構造となっている。
【００５５】
刃物ユニット７０は、アタッチメント７３を介して回転軸１５の下端に着脱可能に取り付けられる。図６に示す様に、アタッチメント７３には、３箇所に円弧状の窪み７３ｃが備えられている。この窪み７３ｃの一端には窪み幅一杯の直径を有する円孔７３ｄが貫通されると共に、この円孔７３ｄと連続して、窪み幅よりも細い幅の円弧状溝孔７３ｅが貫通されている。
【００５６】
刃物ユニット７０は、リング状プレート８１から下方に突設された引っ掛け部材８２の引っ掛け頭部８２ａを円孔７３ｄから挿入した後、このリング状プレート８１を図示において時計周りに回転させることにより、窪み７３ｃの円弧状溝孔７３ｅの部分に引っ掛け頭部８２ａを移動させて装着される（図６（Ａ）参照）。そして、リング状プレート８１を図示において反時計周りに回転させると、引っ掛け頭部８２ａが円孔７３ｄと一致させてアタッチメント７３を取り外す（図６（Ｂ），（Ｃ）参照）。
【００５７】
実施例２において制御装置６０の実行する制御処理の内容は、図７に示す通り、実施例１と同様であるが、機器動作は、若干異なったものとなり、回転軸１５が下降してスライドカバー７２の底面が樹脂タンクＴに接触し、圧縮スプリング７４が縮み始め、このとき、蓋体７６の底面も樹脂タンクＴに接触するといった状態になる。従って、この蓋体７６を樹脂タンクＴのブロー成形時のエア吹き込み穴ＢＨを覆うことができる。
【００５８】
以上の制御処理により、図８、図９に示す様に、切り屑Ｌはエア吹き込み穴ＢＨが塞がれた状態の刃物ユニット７０の内側に閉じこめられ、吸い上げられて中空パイプでできた回転軸を通って外部へ排出され、スクラップＳは負圧によって吸着されて保持されながら切削を主体とする切り抜き動作が実行され、貫通後はスクラップＳを本体７１の内側に保持したままで上昇し、スクラップＳをタンク内に落とすことなく排出することができる。
【００５９】
なお、図１０に示す様に、切削刃７２ｂの先端のすくい角を大きくすることにより、貫通時の出口すき間を小さくすることが望ましい。
【００６０】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は実施例に限らず、その要旨を逸脱しない範囲内での種々なる変形実施が可能であることはいうまでもない。
【００６１】
例えば、実施例１において、刃物ユニットの切削刃は円筒状の本体を有さない切削刃を切り裂き刃の内面にネジ止めやロウ付けで一体化したものを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
合成樹脂製の自動車用燃料タンクに対して円形孔を加工する装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１・・・タンク孔明け装置
１０・・・刃物ユニット
１１・・・切り裂き刃
１１ａ・・・切り裂き刃の刃先
１１ｂ・・・突出部
１２・・・切削刃
１２ａ・・・切削刃刃先
１５・・・回転軸
２０・・・刃物昇降装置
３０・・・刃物回転装置
４０・・・スクラップ処理装置
５０・・・水平移動装置
６０・・・制御装置
７０・・・刃物ユニット
７１・・・本体
７１ａ・・・開口
７１ｂ・・・切削刃の刃先
７１ｃ・・・長孔
７２・・・スライドカバー
７２ａ・・・シャフト取付孔
７３・・・アタッチメント
７３ａ・・・開口
７３ｃ・・・円弧状の窪み
７３ｄ・・・円孔
７３ｅ・・・円弧状溝孔
７４・・・圧縮スプリング
７５・・・シャフト
７５ａ・・・Ｅリング
７５ｂ・・・筒状スペーサ
７６・・・蓋体
７６ａ・・・垂直軸
７６ｂ・・・円形の窪み
Ｌ・・・切り屑
Ｓ・・・スクラップ
Ｔ・・・樹脂タンク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂製のタンクに対して円形の孔を開口するための孔明け装置であって、以下の構成を備えていることを特徴とする合成樹脂製タンク用孔明け装置。
（１）円筒状で下端に鋭い刃先を形成された切り裂き刃と、この切り裂き刃の内側に配置された下端に樹脂を掬い取る形状の刃先を備えた切削刃とから構成され、前記切り裂き刃の刃先が前記切削刃の刃先よりも飛び出した状態となる様に一体化させた刃物ユニットを備えていること。
（２）前記刃物ユニットが装着される回転軸は中空とされていること。
（３）前記刃物ユニットを昇降させる刃物昇降装置と、前記刃物ユニットを回転させる刃物回転装置と、前記刃物ユニットの内側に負圧を発生させてスクラップを吸着すると共に正圧を発生させて当該スクラップを排出する処理を実行するスクラップ処理装置と、これら刃物昇降装置、刃物回転装置及びスクラップ処理装置を駆動制御する制御装置を備えていること。
（４）前記制御装置は、前記刃物回転装置の回転数を所定回転数に上げた後、前記刃物ユニットと前記タンクとを接触させ、切削を開始する様に、前記刃物昇降装置及び刃物回転装置を駆動制御する処理を実行する様に構成されていること。
（５）前記制御装置は、少なくとも前記切り裂き刃の刃先がタンクを貫通するよりも前に刃物ユニットの内部に負圧を発生させ、前記切り裂き刃の刃先がタンクを貫通したら、前記刃物ユニットの下降動作を停止すると共に該刃物ユニットをタンクから抜き出した状態にし、所定の排出位置で刃物ユニットの内部を正圧に切り替える様に、前記刃物昇降装置及びスクラップ処理装置を駆動制御する処理を実行する様に構成されていること。
【請求項２】
さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする請求項１記載の合成樹脂製タンク用孔明け装置。
（３Ａ）前記刃物ユニットを水平方向に移動させる水平移動装置をも備え、前記制御装置は、前記刃物昇降装置、刃物回転装置及びスクラップ処理装置に加えて、該水平移動装置をも駆動制御する様に構成されていること。
（５Ａ）前記制御装置は、少なくとも前記切り裂き刃の刃先がタンクを貫通するよりも前に刃物ユニットの内部に負圧を発生させ、前記切り裂き刃の刃先がタンクを貫通したら、前記刃物ユニットの下降動作を停止すると共に該刃物ユニットをタンクから抜き出せる位置まで上昇させて水平方向に移動させ、所定の排出位置で刃物ユニットの内部を正圧に切り替える様に、前記刃物昇降装置、水平移動装置及びスクラップ処理装置を駆動制御する処理を実行する様に構成されていること。
【請求項３】
合成樹脂製のタンクに対して円形の孔を開口するための孔明け装置であって、以下の構成を備えていることを特徴とする合成樹脂製タンク用孔明け装置。
（１１）下端に樹脂を掬い取る形状の刃先を備えた切削刃と、該切削刃の周囲を覆い、下端が前記切削刃の刃先よりも飛び出した状態で上下方向スライド可能に装着された円筒状のスライドカバーと、該スライドカバーを下方に付勢する圧縮スプリングとから構成される刃物ユニットを備えていること。
（１２）前記刃物ユニットが装着される回転軸は中空とされていること。
（１３）前記刃物ユニットを昇降させる刃物昇降装置と、前記刃物ユニットを回転させる刃物回転装置と、前記刃物ユニットの内側に負圧を発生させてスクラップを吸着すると共に正圧を発生させて当該スクラップを排出する処理を実行するスクラップ処理装置と、これら刃物昇降装置、刃物回転装置及びスクラップ処理装置を駆動制御する制御装置を備えていること。
（１４）前記制御装置は、前記スライドカバーがタンクに接触して押し戻して前記切削刃と前記タンクとを接触させ、該切削刃による所定の切削速度での切削を開始させる様に、前記刃物昇降装置及び刃物回転装置を駆動制御する処理を実行する様に構成されていること。
（１５）前記制御装置は、少なくとも前記切削刃の刃先がタンクを貫通するよりも前に刃物ユニットの内部に負圧を発生させ、前記切削刃の刃先がタンクを貫通したら、前記刃物ユニットの下降動作を停止すると共に該刃物ユニットをタンクから抜き出した状態にし、所定の排出位置で刃物ユニットの内部を正圧に切り替える様に、前記刃物昇降装置及びスクラップ処理装置を駆動制御する処理を実行する様に構成されていること。
【請求項４】
さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする請求項３記載の合成樹脂製タンク用孔明け装置。
（１３Ａ）前記刃物ユニットを水平方向に移動させる水平移動装置をも備え、前記制御装置は、前記刃物昇降装置、刃物回転装置及びスクラップ処理装置に加えて、該水平移動装置をも駆動制御する様に構成されていること。
（１５Ａ）前記制御装置は、少なくとも前記切削刃の刃先がタンクを貫通するよりも前に刃物ユニットの内部に負圧を発生させ、前記切削刃の刃先がタンクを貫通したら、前記刃物ユニットの下降動作を停止すると共に該刃物ユニットをタンクから抜き出せる位置まで上昇させて水平方向に移動させ、所定の排出位置で刃物ユニットの内部を正圧に切り替える様に、前記刃物昇降装置、水平移動装置及びスクラップ処理装置を駆動制御する処理を実行する様に構成されていること。
【請求項５】
さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする請求項３又は４記載の合成樹脂製タンク用孔明け装置。
（２１）前記刃物ユニットの円筒状の本体に、中心を通って対面する位置に、上下方向に長くなる様に形成された２個の長孔を備えていること。
（２２）前記スライドカバーに、前記本体の長孔と重なる様にシャフト取付孔が形成されていること。
（２３）前記本体の長孔と前記スライドカバーのシャフト取付孔を貫通し両端を前記スライドカバーに対して抜け止め固定されたシャフトの中央に、該スライドカバーの下端とほぼ面一の下端を備える蓋体を取り付けてあること。
【請求項１】
合成樹脂製のタンクに対して円形の孔を開口するための孔明け装置であって、以下の構成を備えていることを特徴とする合成樹脂製タンク用孔明け装置。
（１）円筒状で下端に鋭い刃先を形成された切り裂き刃と、この切り裂き刃の内側に配置された下端に樹脂を掬い取る形状の刃先を備えた切削刃とから構成され、前記切り裂き刃の刃先が前記切削刃の刃先よりも飛び出した状態となる様に一体化させた刃物ユニットを備えていること。
（２）前記刃物ユニットが装着される回転軸は中空とされていること。
（３）前記刃物ユニットを昇降させる刃物昇降装置と、前記刃物ユニットを回転させる刃物回転装置と、前記刃物ユニットの内側に負圧を発生させてスクラップを吸着すると共に正圧を発生させて当該スクラップを排出する処理を実行するスクラップ処理装置と、これら刃物昇降装置、刃物回転装置及びスクラップ処理装置を駆動制御する制御装置を備えていること。
（４）前記制御装置は、前記刃物回転装置の回転数を所定回転数に上げた後、前記刃物ユニットと前記タンクとを接触させ、切削を開始する様に、前記刃物昇降装置及び刃物回転装置を駆動制御する処理を実行する様に構成されていること。
（５）前記制御装置は、少なくとも前記切り裂き刃の刃先がタンクを貫通するよりも前に刃物ユニットの内部に負圧を発生させ、前記切り裂き刃の刃先がタンクを貫通したら、前記刃物ユニットの下降動作を停止すると共に該刃物ユニットをタンクから抜き出した状態にし、所定の排出位置で刃物ユニットの内部を正圧に切り替える様に、前記刃物昇降装置及びスクラップ処理装置を駆動制御する処理を実行する様に構成されていること。
【請求項２】
さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする請求項１記載の合成樹脂製タンク用孔明け装置。
（３Ａ）前記刃物ユニットを水平方向に移動させる水平移動装置をも備え、前記制御装置は、前記刃物昇降装置、刃物回転装置及びスクラップ処理装置に加えて、該水平移動装置をも駆動制御する様に構成されていること。
（５Ａ）前記制御装置は、少なくとも前記切り裂き刃の刃先がタンクを貫通するよりも前に刃物ユニットの内部に負圧を発生させ、前記切り裂き刃の刃先がタンクを貫通したら、前記刃物ユニットの下降動作を停止すると共に該刃物ユニットをタンクから抜き出せる位置まで上昇させて水平方向に移動させ、所定の排出位置で刃物ユニットの内部を正圧に切り替える様に、前記刃物昇降装置、水平移動装置及びスクラップ処理装置を駆動制御する処理を実行する様に構成されていること。
【請求項３】
合成樹脂製のタンクに対して円形の孔を開口するための孔明け装置であって、以下の構成を備えていることを特徴とする合成樹脂製タンク用孔明け装置。
（１１）下端に樹脂を掬い取る形状の刃先を備えた切削刃と、該切削刃の周囲を覆い、下端が前記切削刃の刃先よりも飛び出した状態で上下方向スライド可能に装着された円筒状のスライドカバーと、該スライドカバーを下方に付勢する圧縮スプリングとから構成される刃物ユニットを備えていること。
（１２）前記刃物ユニットが装着される回転軸は中空とされていること。
（１３）前記刃物ユニットを昇降させる刃物昇降装置と、前記刃物ユニットを回転させる刃物回転装置と、前記刃物ユニットの内側に負圧を発生させてスクラップを吸着すると共に正圧を発生させて当該スクラップを排出する処理を実行するスクラップ処理装置と、これら刃物昇降装置、刃物回転装置及びスクラップ処理装置を駆動制御する制御装置を備えていること。
（１４）前記制御装置は、前記スライドカバーがタンクに接触して押し戻して前記切削刃と前記タンクとを接触させ、該切削刃による所定の切削速度での切削を開始させる様に、前記刃物昇降装置及び刃物回転装置を駆動制御する処理を実行する様に構成されていること。
（１５）前記制御装置は、少なくとも前記切削刃の刃先がタンクを貫通するよりも前に刃物ユニットの内部に負圧を発生させ、前記切削刃の刃先がタンクを貫通したら、前記刃物ユニットの下降動作を停止すると共に該刃物ユニットをタンクから抜き出した状態にし、所定の排出位置で刃物ユニットの内部を正圧に切り替える様に、前記刃物昇降装置及びスクラップ処理装置を駆動制御する処理を実行する様に構成されていること。
【請求項４】
さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする請求項３記載の合成樹脂製タンク用孔明け装置。
（１３Ａ）前記刃物ユニットを水平方向に移動させる水平移動装置をも備え、前記制御装置は、前記刃物昇降装置、刃物回転装置及びスクラップ処理装置に加えて、該水平移動装置をも駆動制御する様に構成されていること。
（１５Ａ）前記制御装置は、少なくとも前記切削刃の刃先がタンクを貫通するよりも前に刃物ユニットの内部に負圧を発生させ、前記切削刃の刃先がタンクを貫通したら、前記刃物ユニットの下降動作を停止すると共に該刃物ユニットをタンクから抜き出せる位置まで上昇させて水平方向に移動させ、所定の排出位置で刃物ユニットの内部を正圧に切り替える様に、前記刃物昇降装置、水平移動装置及びスクラップ処理装置を駆動制御する処理を実行する様に構成されていること。
【請求項５】
さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする請求項３又は４記載の合成樹脂製タンク用孔明け装置。
（２１）前記刃物ユニットの円筒状の本体に、中心を通って対面する位置に、上下方向に長くなる様に形成された２個の長孔を備えていること。
（２２）前記スライドカバーに、前記本体の長孔と重なる様にシャフト取付孔が形成されていること。
（２３）前記本体の長孔と前記スライドカバーのシャフト取付孔を貫通し両端を前記スライドカバーに対して抜け止め固定されたシャフトの中央に、該スライドカバーの下端とほぼ面一の下端を備える蓋体を取り付けてあること。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１６７８０９（Ｐ２０１１−１６７８０９Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３３８４６（Ｐ２０１０−３３８４６）
【出願日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【出願人】（５０４１３９６６２）国立大学法人名古屋大学 (996)
【出願人】（３０９０１８８６９）株式会社サン電材社 (2)
【出願人】（３９８０５２２１０）西島株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【出願人】（５０４１３９６６２）国立大学法人名古屋大学 (996)
【出願人】（３０９０１８８６９）株式会社サン電材社 (2)
【出願人】（３９８０５２２１０）西島株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
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