JP2006116597A - 形材加工装置および形材加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 溶接又は摩擦攪拌接合によって、複数の形材を接合した際に形成される接合凸部８Ｂを、短時間に、かつ、精度良く切削、研摩することにある。
【解決手段】 側構体８を載せる架台１１は、側構体の長手方向に沿って複数配置されている。溶接部または摩擦攪拌接合部の接合凸部８Ｂは、側構体８の表面にその長手方向に沿って形成されている。走行体１００は、側構体８の長手方向に沿って走行する。走行体のガーダ１０３には、コラム１０５が設置され、コラム１０５の下部にフライスカッター装置８０と研磨装置９０を設置している。フライスカッター装置８０のフライスカッター８１のフライス面は、半径Ｒの円弧状である。フライスカッター８１は、垂直線に対してθ１の傾斜角度で切削を行なう。また、フライスカッター装置には、摺板８５が設けられている。摺板８５を押出し形材表面に接触させた状態で切削を行なう。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の形材を溶接或いは摩擦攪拌接合等によって接合した際に、前記形材の表面に残る接合凸部を除去して、形材表面を平滑に加工する形材加工装置および形材加工方法に関する。

前記形材加工装置によって加工される形材としては、例えば、アルミ合金製押出し形材（以下、単に押出し形材という）が挙げられる。この押出し形材には、リブを有した平板状断面或いは中空断面を有するものがある。なお。圧延によって製作された平板を突き合せて溶接によって接合した構造物を前記形材加工装置によって加工することもある。前記押出し形材によって製作されるものとしては、鉄道車両構体がある。鉄道車両構体は、台枠、側構体、屋根構体、妻構体より構成されている。前記側構体は、複数の押出し形材をその押出し方向を側構体の長手方向に沿って配置するとともに、これらの押出し形材を側構体の幅方向に並べて接合することによって製作される。側構体の幅方向に並べられた複数の前記押出し形材は、それらの突合せ部を溶接或いは摩擦攪拌接合によって接合されている。前記屋根構体或いは台枠も、前記側構体とほぼ同様に製作される。前記隣接した押出し形材を溶接する場合、通常は、ＭＩＧ溶接が用いられ、接合部分には、押出し形材の表面から突出した溶接ビードが形成される。また、前記隣接した押出し形材を摩擦攪拌接合する場合には、各押出し形材の接合部表面に予め凸部を形成しておき、突合せた両形材の凸部を摩擦攪拌接合用ツールによって接合している。前記突合せた両形材の凸部は、摩擦攪拌接合用ツールによって一部分が切除されるが、切除されない部分が残り、接合直後の押出し形材表面は平滑になっていない。このように、複数の押出し形材を溶接或いは摩擦攪拌接合等によって突合せ接合した場合、該押出し形材の表面には、突出した接合凸部が残っていた。この押出し形材表面の接合凸部は、グラインダーを用いた手作業により、平滑に加工されていた。

前記押出し形材表面の平滑化作業は、グラインダーを用いた手作業であるため、作業が煩雑である。また、前記従来の平滑化作業においては、押出し形材の最終仕上げ面を考慮して研削を行わなければならず、熟練を必要とする作業であった。また、前記従来の平滑化作業は、多大な時間を要するとともに、研削粉が発生することから、作業環境が良いとは言いがたかった。

前記グラインダーによる押出し形材の表面平滑化作業とは別に、板材の表面加工を機械装置によって行う例として、特許文献１が知られている。特許文献１は、タレットパンチ等による中抜き部のバリ取りを行うバリ取り機である。このバリ取り機では、前述の押出し形材の表面に連続して形成された接合凸部を、短時間に、かつ、効率的に仕上げることについては配慮されていない。

一方、複数の押出し形材を摩擦攪拌接合によって接合する際に、摩擦攪拌接合用ツールの後方に、接合凸部を切削する切削装置を備えた例として、特許文献２が挙げられる。この切削装置においては、切削工具として、例えば、エンドミルの例が示されている。エンドミルによって前記接合凸部を切削する場合、該エンドミル先端を押出し形材の表面に沿って正確に移動させながら切削を行うことは困難であった。すなわち、複数の押出し形材を接合して構成される前記側構体は、全長が１７ｍから２５ｍ程度と長尺であり、かつ、その幅は約３ｍ程度である。この側構体を拘束して、前記切削加工を行う場合、側構体の表面を平坦な状態で保持するには、大掛かりで精度の良い拘束装置が必要であった。また、前記側構体表面の接合凸部を切削するエンドミル等の切削手段を、側構体の表面に正確に追従させて、移動させるためには、複雑な制御機構が必要とされる。このようなことから、側構体等の接合凸部を自動切削する場合には、切削精度を考慮して仕上げ用の削り代を残して加工しなければならなかった。なお、前記押出し形材表面に残った削り代については、前述のようにグラインダーによる手作業によって仕上げ加工を行なわなければならない。
特開２０００−１５８３１０号公報 特許３０７０７３５号公報

本発明の目的は、溶接或いは摩擦攪拌接合等によって形材表面に形成された接合凸部を短時間に、かつ、精度良く切削することにある。

本発明の目的は、形材の接合凸部に沿って移動可能な走行体と、前記走行体に設置され、前記形材の接合凸部を切削するフライスカッター装置とからなり、前記フライスカッター装置のフライスカッターは、フライス面が該フライスカッターの回転軸方向の端部に行くにしたがって、形材表面からの距離が離れるように形成されており、前記フライスカッター装置は、フライスカッターの軸方向に移動可能に前記走行体に設置されてること、によって達成できる。

また、本発明の目的は、複数の形材を接合して接合部表面に接合凸部が形材の長手方向に連続して形成されている形材を拘束して位置決めし、フライスカッターの幅方向中央部分が形材側へ膨らむように湾曲したフライス面を備えたスライスカッター装置を、前記形材の接合凸部を切削可能に配置し、前記フライスカッターの幅方向中央部分のフライス面を、前記接合凸部の幅方向の一端部に一致させた状態で、前記接合凸部を形材の長手方向に切削し、次に、前記フライスカッターの幅方向中央部分のフライス面を、前記接合凸部の幅方向の他端部に一致させた状態で、前記接合凸部を形材の長手方向に切削すること、によって達成できる。

以下、本発明を図１〜図９によって説明する。図１は、本発明による形材加工装置の一実施例を示す正面図である。図２および図３は、図１に示した形材加工装置に、側構体を加工する状態で位置決めして拘束した状況を示す正面図である。図４および図５は、フライスカッター装置の駆動部分の説明図である。図６、図７および図８は、研磨装置の説明図である。図９は、フライスカッター装置のフライスカッターの詳細構造を示した説明図である。

図１において、側構体８は、車外側表面を上方に向けて形材加工装置に載せられ、拘束されている。ベッド１０には、前記側構体８の長手方向（以下、Ｘ軸方向という）に所定の間隔（例えば、１ｍ乃至２ｍ程度の間隔）で複数の架台１１が設置されている。各架台１１は、その長手方向を側構体８の幅方向（以下、Ｙ軸方向という）に向けて配置されている。各架台１１の全長は、側構体８の幅寸法よりも長く構成されている。各架台１１の上面には、支持台３０、支持台４０および支持台６０が取付けられている。側構体８は、Ｘ軸方向から見た場合、上方へ膨らむように湾曲した断面形状となっている。図１において、側構体８の左端、すなわち、車体を構成した場合に、屋根構体に接続される上部側の部分が支持台３０によって支持されている。側構体８の右端、すなわち、車体を構成した場合に、台枠に接続される下側の部分が支持台４０によって支持されている。側構体８は、そのＹ軸方向の中間部を支持台６０によって支持されている。複数の架台１１にそれぞれ設置された前記支持台３０、支持台４０および支持台６０によって、側構体８自体の荷重およびその表面を加工する際の荷重を支持する。

側構体８の上部側部分は、図２に示すように車体の幅方向内側へ湾曲した形状となっている。前記支持台３０は、前記側構体８の上部側の湾曲した車外側表面に一致する湾曲支持面を有する押当て具３１を備えている。この押当て具３１の湾曲支持面を前記側構体８の車外表面に押当てた状態で、該押当て具３１を固定具３２によって支持台３０に固定している。前記押当て具３１は、支持台３０の水平支持面に対して側構体８を押付けるとともに、側構体８を前記支持台４０側へ押付ける。前記支持台３０は、架台１１に対してボルト等の固定手段によって固定されている。前記押当て具３１の湾曲支持面は、拘束される部材、例えば前記側構体或いは屋根構体などの車外側表面の形状に一致した形状に構成されている。前記支持台３０の支持面と側構体８との間には、アルミ合金板等の当て板が設置されている。この当て板は、側構体８に傷を付けないために設置されている。

支持台４０は、側構体８の下部側部分を支えるＬ字型の支持面を備えた支持具４１ａを備えている。支持具４１ａは、載せ台４１の上に載っている。支持具４１ａは、プッシャー４３によって、載せ台４１の上でＹ軸方向に進退自在に移動する。支持具４１ａは、アルミ合金製であり、側構体８に傷をつけないように配慮されている。この支持具４１ａは、前記押当て具３１によって支持台４０の方向へ押された側構体８を受けている。前記押当て具３１と前記支持具４１ａによって、側構体８のＹ軸方向の位置決めを行っている。側構体８は、前記支持具４１ａに対して押えリンク４２によって上方から押え付けられている。この押えリンク４２は、載せ台４１に設置されている。前記載せ台４１は、スクリュージャッキ４４によって上下方向に移動可能に支持されている。この載せ台４１の高さをスクリュージャッキ４４によって調整する。このスクリュージャッキ４４は、垂直に配置したねじ棒４６を備えており、このねじ棒４６の上端に載せ台４１が設置されている。前記スクリュージャッキ４４は、複数設置された架台１１にそれぞれ設置されている。各架台１１に設置された各スクリュージャッキ４４は、連結軸４５によって連結されており、この連結軸４５を駆動することによって、前記各スクリュージャッキ４４が連動して各載せ台４１の高さを調整する。前記連結軸４５には、ウォームギアが設置されており、スクリュージャッキ４４を構成するウォームホイールとかみ合っている。該ウォームホイールに前記ねじ棒４６が螺合している。したがって、前記連結軸４５を回転させると、ウォームギアによりウォームホイールが回転して前記ねじ棒４６を昇降させる。前記連結軸４５は、前記ベッド１０のほぼ全長に亘って設置されており、この連結軸４５を駆動する電動機は、ベッド１０のＸ軸方向のほぼ中央位置のスクリュージャッキに隣接して設置されている。

前記ねじ棒４６に対して平行に、ガイド棒４７が設置されており、該ガイド棒４７の上端には、前記載せ台４１が固定されている。このガイド棒４７は、ガイド４８によって上下方向にスライド可能に支持されており、前記ねじ棒４６を垂直方向に案内する機能を有している。

前記スクリュージャッキ４４およびガイド４８は、移動台５０に設置され、支持台４０を構成している。この移動台５０は、架台１１の上に、Ｙ軸方向に移動可能に設置されている。伸縮装置５２は、前記移動台５０をＹ軸方向に移動させ、側構体８の幅寸法に合わせて支持台４０の位置を調整する。前記伸縮装置５２は、スクリュージャッキを内蔵しており、複数の前記架台１１にそれぞれ設置されている。各架台１１に設置された各伸縮装置５２は、連動軸５３によって連結されている。この連動軸５３を駆動することにより、前記スクリュージャッキ４４と同様に前記各伸縮装置５２が連動して、各支持台４０のＹ軸方向の位置を調整する。

支持台６０は、複数の架台１１の上にそれぞれ設置されており、前記側構体８を車内側から支持する。前記支持台６０は、前記支持台３０と支持台４０の間に設置されている。この支持台６０は、前記支持台４０と基本的な構造が同様であり、載せ台６１に支持具６１ａが設置されている。側構体８は、複数の押出し形材の接合部分が他の部分に比べて強度が高くなっている。支持具６１ａは、側構体８を構成する複数の押出し形材の接合部を車内側から支持している。前記載せ台６１は、ねじ棒６６とガイド棒６７によって上下動可能に支えられている。ねじ棒６６は、スクリュージャッキ６４を構成しており、該スクリュージャッキ６４は、隣接した支持台６０のスクリュージャッキ６４と連結軸６５によって連結されている。前記ガイド棒６７は、ガイド６８によって上下方向にスライド可能に支持されており、前記ねじ棒６６を垂直方向に案内する機能を有している。前記スクリュージャッキ６４およびガイド６８は、移動台７０に設置され、支持台６０を構成している。この移動台７０は、架台１１の上に、Ｙ軸方向に移動可能に設置されている。前記移動台７０のＹ軸方向の位置は、スクリュージャッキを内蔵した伸縮装置７２によって調整される。前記伸縮装置７２は、隣接した移動台７０の伸縮装置７２と連動軸７３によって連結されている。

次に、前記側構体８の車外側表面の切削および研磨を行なう加工手段について説明する。図１において、ベッド１０の上面であって、各架台１１の長手方向すなわちＹ軸方向の両側位置には、レール１０１がＸ軸方向に沿ってそれぞれ設置されている。走行体１００は、前記二本のレール１０１の上をＸ軸方向に走行する。走行体１００は、Ｙ軸方向両側に配置される二つの脚体１０２と、これら脚体１０２をつなぐガーダ１０３から構成されている。ガーダ１０３は、その長手方向をＹ軸方向に沿って配置されている。ガーダ１０３には、四つのコラム１０５が設置されており、このコラム１０５はガーダ１０３に対して、Ｙ軸方向に移動可能に設置されている。各コラム１０５には、フライスカッター装置８０と研磨装置９０がそれぞれ設置されている。各コラム１０５は、架台１１の上に拘束された加工物、例えば側構体８の押出し形材の接合位置に一致するように、ガーダ１０３のＹ軸方向に配置される。各コラム１０５は、ガーダ１０３に対して昇降可能に設置されている。各コラム１０５には、その下端部に前記フライスカッター装置８０と研磨装置９０が設置されている。前記各コラム１０５は、前記フライスカッター装置８０と研磨装置９０が側構体８の車外側表面を加工する際に、最適な位置となるように位置決めされる。各コラム１０５に設定されたフライスカッター装置８０と研磨装置９０は、Ｘ軸方向に並んでおり、側構体８の押出し形材の接合線に沿って配置されている。前記フライスカッター装置８０と研磨装置９０は、コラム１０５に対して、垂直軸廻りに回転可能に設置されている。したがって、走行体１００のＸ軸方向への移動状況に合せて、フライスカッター装置８０および研磨装置９０の配置を切り替えることができる。前記各コラム１０５のＹ軸方向の位置調整は、側構体８の接合凸部を光学センサーによって検出し、該接合凸部に対して以下に説明するフライスカッター装置８０と研磨装置９０の加工位置が一致するように自動制御によって行われる。

なお、押出し形材によって構成される側構体８の接合凸部は、Ｙ軸方向の予め決められた位置にあり、Ｘ軸方向に連続して伸びている。したがって、コラム１０５のＹ軸方向の位置調整は、前記光学センサーを用いずに、手動でＹ軸方向の位置調整を行っても良い。または、側構体８の接合凸部のＹ軸方向の位置データを制御装置内に予め記憶しておいて、この位置データに基づきコラム１０５のＹ軸方向の位置調整を行なっても良い。

また、前記フライスカッター装置８０と研磨装置９０は、コラム１０５に対してＸ軸方向を回転中心として傾斜可能に設置された傾斜コラム１０５ｂ，１０５ｄによって支持されている。側構体８の上部側部分すなわち図１の左側部分は、車体中央側へ湾曲した形状となっており、この側構体８の湾曲部表面の接線に対して、前記フライスカッター装置８０のフライス面と研磨装置９０の研磨面を一致させることができる支持構造となっている。

本実施例において、コラム１０５は、Ｙ軸方向に４本設置されているが、被加工物である側構体８の接合箇所に合わせて設置してもよく、コラム１０５の設置数は、本実施例に限定されるものではない。

次に、前記フライスカッター装置８０の詳細な構造について説明する。図４および図５に示すように、フライスカッター装置８０は、そのフライス面の傾きを加工物の表面の傾斜に合せて変えられるように、前記傾斜コラム１０５ｂに設置されている。傾斜コラム１０５ｂは、その回転軸中心をＸ軸方向に配置した傾斜回転軸１０５ｃに支えられている。フライスカッター装置８０は、主に、フライスカッター８１と、フライスカッター８１を駆動する電動機８２と、フライスカッター８１の高さを調整するシリンダ装置８９とから構成されている。フライスカッター８１を支持する回転軸８１ｂの一端にはプーリ８１ａが設置されている。前記電動機８２の回転軸に設置されたプーリ８２ａと前記プーリ８１ａの間に、タイミングベルト８３が設置されている。前記回転軸８１ｂおよび電動機８２は、スライドフレーム８４に設置されており、このスライドフレーム８４は、前記傾斜コラム１０５ｂに対して上下方向にスライド可能に設置されている。前記傾斜コラム１０５ｂの上端部分には、シリンダ装置８９が設置されており、このシリンダ装置８９の伸縮軸の先端に前記スライドフレーム８４が取付けられている。シリンダ装置８９によって、スライドフレーム８４を上下動させることにより、加工物である側構体８に対してフライスカッター８１の位置を調整する。フライスカッター８１は、前記スライドフレーム８４に設置された各部材の重量によって、加工物に押付けられて切削をおこなう。このときのフライスカッター８１の押付け力の調整は、前記シリンダ装置８９に供給される圧縮空気の圧力を調整することにより行なう構造となっている。

前記フライスカッター８１が設置された回転軸８１ｂを支持する支持腕８１ｃは、前記スライドフレーム８４の下端部分に設置されている。この支持腕８１ｃの底面には、摺板８５がフライスカッター８１の軸方向両側にそれぞれ設置されている。この摺板８５は、Ｘ軸方向に所定の長さを有しており、フライスカッター８１によって側構体８の表面を切削する際に、フライスカッター８１と加工面との間隔を一定に保つためのものである。また、前記支持腕８１ｃには、前記フライスカッター８１の周囲を覆う集塵カバー８６が設置されている。集塵カバー８６には、集塵ダクトに接続される接続筒８６が設けられている。側構体８の表面の接合凸部をフライスカッター８１によって切削した際の切粉は、集塵ダクトに設置された集塵機よって吸引される。

次に、前記フライスカッター８１と被加工物の側構体８の関係を図９（ａ），（ｂ）によって説明する。図９に示す側構体８の例は、二つの押出し形材８Ｃおよび８Ｄを摩擦攪拌接合によって接合した接合部分である。前記二つの押出し形材８Ｃおよび８Ｄの突合せ部には、車体表面にそれぞれ接合凸部８Ｂが形成されており、この接合凸部８Ｂは図９（ａ）に示すように、接合後も残ったままである。なお、図９に示す押出し形材８Ｃおよび８ＤのＹ軸方向の表面は、接合凸部を除いてほぼ平坦に構成されている。

図９（ａ），（ｂ）は、フライスカッター８１をＸ軸方向から見た状態を示している。フライスカッター８１の切削を行なうフライス面は、円弧状に形成されており、前記円弧の中心は、フライスカッター８１の幅方向すなわちＹ軸方向の中央位置にある。円弧部分の半径は、例えば、８００ｍｍ程度としている。したがって、フライス面は、フライスカッター８１の幅方向の両側部分が中央部よりも径が小さくなっている。フライスカッター８１は、その回転軸を側構体８の表面に対してθ１（＋０．３°）、θ２（−０．３°）傾けることができる。すなわち、前記傾斜コラム１０５ｂを傾斜回転軸１０５ｃに対して回転させることによって、フライスカッター装置８０を傾斜させ、前記フライスカッター８１のフライス面を傾斜させる。この傾斜角度は、フライス面の円弧部分の半径の大きさによって決定される。前記フライスカッター８１を傾斜させる場合の傾斜中心は、押出し形材８Ｃ，８Ｄ側にある。このため、フライスカッター８１をθ１或いはθ２傾けることによって、該フライスカッター８１が切削する切削位置が、Ｙ軸方向に移動することになる。

フライスカッター８１のＹ軸方向両側位置には、摺板８５が設置されており、フライスカッター８１を傾斜させた際に、一方の摺板８５が押出し形材８Ｃ或いは８Ｄに接触する配置となっている。例えば、図９（ａ）に示すように、フライスカッター８１を押出し形材８Ｄ側へθ１傾けた場合、図中の左側の摺板８５が押出し形材８Ｄの表面に接触して、フライス面と押出し形材との距離を保つ構造となっている。図９（ｂ）に示すように、フライスカッター８１を押出し形材８Ｃ側へθ２傾斜させた場合は、反対側の摺板８５が押出し形材８Ｃの表面に接触する。そして、図９（ａ）の切削作業で残った未切削部分を切削する。したがって、二つの摺板８５は、押出し形材との接触面がフライスカッター８１の回転中心線に対して傾斜している。また、各摺板８５は、フライスカッター８１が接合凸部８Ｂを切削する状態のときに、押出し形材の表面に接触してフライスカッター８１の切込み深さを一定に保つように配置されている。各摺板８５によって、フライスカッター８１は、押出し形材８Ｃ，８Ｄの接合凸部を必要以上に深く切削することがない。

フライスカッター８１の幅は、接合凸部の幅寸法Ｌ１よりも若干広く構成されている。フライスカッター８１と前記各摺板８５との間には、小さな隙間が設けられている。フライスカッター８１は、その幅が接合凸部よりも広く構成されているが、図９（ａ），（ｂ）に示すように、傾斜させた状態で切削を行うため、一度の切削工程で接合凸部全体を切削することができない。したがって、フライスカッター８１は、接合凸部をＸ軸方向に一往復することによって、その全体を切削する。図９（ａ）の状態では、接合凸部の切削部分が大きいため、フライスカッター８１のアップカット加工によって切削を行なう。図９（ｂ）の状態では、接合凸部の未切削部分が小さいため、フライスカッター８１のダウンカット加工によって切削を行い、かつ、Ｘ軸方向の移動速度を上げる。このように、フライスカッター８１をＸ軸方向に一往復させることによって、接合凸部の切削を行なうが、図９（ｂ）の状態では、Ｘ軸方向移動速度を上げて切削時間の短縮を図っている。

ところで、前記フライスカッター８１は、押出し形材８Ｃ，８Ｄの表面がほぼ平坦に構成されている場合の例を説明したが、側構体８においては、Ｙ軸方向断面の車体表面が車外側へ突出した湾曲面を成している部分もある。このように湾曲面を成した押出し形材同士の接合部においては、フライスカッターのフライス面をその回転中心軸に平行に形成してもよい。この場合においても、フライスカッターを傾斜（θ１およびθ２）させて切削を行なう。また、前記フライスカッター８１は、そのフライス面の形状を一つの円弧としているが、フライスカッターの幅方向中央部分を所定半径の円弧とし、幅方向両端部分をそれよりも小さな半径の円弧とすることも考えられる。

以上説明したように、フライスカッター８１のフライス面は、切削する押出し形材の表面に対して、Ｙ軸方向の両側方向へ行くに従って相対的に、押出し形材表面から漸次離れるように構成されている。このため、フライスカッター８１のフライス面において、フライスカッター８１の幅方向（Ｙ軸方向）中央部分が、押出し形材の表面を深く切削することになる。したがって、前述のように、フライスカッター８１を傾斜させて、フライスカッター８１の両側に設置した摺板８５を押出し形材８Ｃ，８Ｄに接触させ、フライスカッター８１と押出し形材８Ｃ，８Ｄの距離を一定に保ちながら切削を行なう。このことにより、フライスカッター８１が押出し形材８Ｃ，８Ｄの表面を必要以上に深く切削することを防止できる。前記摺板８５を押出し形材の表面に接触させた状態で、接合凸部の切削を行なうことにより、押出し形材表面の精度良く切削することができる。また、前記切削加工においては、摺板８５によって押出し形材表面にフライスカッターを追従させて切削加工を行うため、この切削作業を自動化しても不良が発生することがない。切削作業の自動化により、手作業に比べて切削時間を短時間に、かつ、効率的に行なうことができる。

一方、前記摺板８５を用いずに、フライスカッターを押出し形材の表面に沿ってＸ軸方向へ移動させることが可能であれば、前述のように、フライスカッターを傾斜させることなく、Ｙ軸方向へ移動させて押出し形材表面の接合凸部を切削することもできる。例えば、フライスカッターの近傍に、押出し形材表面の撓みを検出する接触式或いは光を用いた被接触式のセンサーを設置する。このセンサーによって検出した押出し形材表面の撓み量をフライスカッターの上下方向の制御入力とすることによって、フライスカッターを押出し形材表面の沿って移動させる。フライスカッターのフライス面は、その幅方向の中央部分が幅方向両側部分よりも押出し形材表面側へ膨らんだ形状となっている。前記フライス面の中央部分と両側部分は、緩やかな曲面でつながった形状となっている。したがって、押出し形材表面の接合凸部を切削する際には、接合凸部のＹ軸方向の一端部分に、フライスカッターの幅方向中央部分を一致させて切削を行なう。このとき、接合凸部のＹ軸方向の他端部側は、未切削部分が残るため、接合凸部の他端部にフライスカッターの幅方向中央部分を一致させてこの部分の切削を行なう。このようにフライスカッターを接合凸部の幅に対応させて、Ｙ軸方向に移動させることによって、押出し形材表面の接合凸部を切削する。この場合、接合凸部のＹ軸方向両端部は、フライスカッターの幅方向中央部で完全に切削されるため、押出し形材表面に溝或いは窪みが残ることがない。また、フライスカッターは、押出し形材の表面に対して、相対的にフライス面の幅方向両側部分が徐々に後退していることから、切削部分の表面に外観上目立つような溝或いは窪みが生じることがない。したがって、このフライスカッターによって切削することにより、押出し形材の表面を見栄え良く加工することができる。

次に、研磨装置９０の詳細な構造について、図６，図７によって説明する。研磨装置９０は、研磨ベルト９１を用いたベルト式の研磨装置である。研磨装置９０は、主に、研磨ベルト９１、電動機９２、複数のプーリから構成されている。電動機９２をはじめとする主要部品は、スライドフレーム９５に取付けられている。このスライドフレーム９５は、傾斜コラム１０５ｄに対して上下方向にスライド可能に取付けられている。傾斜コラム１０５ｄの上端部には、シリンダ装置９９が設置されており、このシリンダ装置９９の伸縮軸の先端に前記スライドフレーム９５が取付けられている。シリンダ装置９９によって、スライドフレーム９５を上下動させることにより、被加工物である側構体８に対して研磨ベルト９１の研磨面の位置を調整する。エンドレスに構成された研磨ベルト９１は、Ｙ軸方向から見て三角形に配置されたプーリ９３ａ，９３ｂ，９３ｃによって回転可能に支持されている。前記プーリ９３ａには、電動機９２からの動力を受けるための駆動用プーリが設けられている。この駆動用プーリと電動機９２に設置されたプ―リ９４との間に、駆動力を伝達するタイミングベルト９６が掛けられている。研磨ベルト９１は、三つのプーリによって形成される三角形の底辺部分がプーリ９３ａとプーリ９３ｂとによって引っ張られることにより、平坦な研削面を形成している。この研削面は、側構体８のＸ軸方向に、後述する角度を設けて伸びている。前記プーリ９３ａとプーリ９３ｂとの間には、研磨ベルト９１を被加工物である側構体８の加工表面に押え付ける押えプーリ９６ａ，９６ｂが設置されている。前記研磨ベルト９１の外周部分には、集塵カバー９７が設置されている。この集塵カバー９７には、集塵機および集塵ダクトに接続するための接続筒９８が設けられている。

次に、研磨装置９０における研磨ベルト９１の研磨面の状況について、図８によって説明する。図８において、研磨ベルト９１は、前述のようにプーリ９３ａとプーリ９３ｂによって引っ張られている。前記二つのプーリによって引っ張られた研磨ベルト９１が伸びている方向は、Ｘ軸方向に対して角度θ３（約１０°）傾けて設置されている。前記研磨ベルト９１は、押えプーリ９６ａおよび９６ｂによって側構体８に押付けられる部分が研磨面を成している。この研磨面の幅は、Ｌ３であり、前記フライスカッター装置８０が切削する加工幅よりも若干広くなっている。また、研磨面の幅Ｌ３は、側構体８の接合凸部８Ｂの幅Ｌ１よりも広く構成されている。

次に、前記形材加工機による側構体８の加工状況を説明する。まず、側構体８を図１ないし図３に示すように、各架台１１の各支持台３０，４０，６０の上に位置決めして拘束する。次に、走行体１００を側構体８のＸ軸方向端部に配置し、かつ、各コラム１０５を側構体８の各押出し形材の接合に対応させて配置する。この時、各コラム１０５の傾斜コラム１０５ｂの傾きを調整して、フライスカッター８１のフライス面が押出し形材表面の接合凸部８Ｂに対して、角度θ１傾くように配置する。この状態で、フライスカッター８１を回転させながら、シリンダ装置８９によって該フライスカッター８１を下降させ、接合凸部８Ｂの切削を開始する。一方の摺板８５が押出し形材の表面に接触したら、フライスカッター８１の下降を停止し、走行体１００をＸ軸方向に移動させて、側構体８表面の接合凸部８Ｂの切削を行う。

前記フライスカッター９１は、フライス面が円弧状に形成されており、かつ、押出し形材表面に対して角度θ１だけ傾けて切削を行なう。このため、フライスカッター９１の切削幅は、接合凸部の幅Ｌ１よりも若干狭くなる。したがって、フライスカッター８１を、図９（ａ）に示すように、接合凸部８Ｂの片側（図中の左側）に寄せて、接合端部８Ｂの左側の部分を主体に切削を行なう。この状態で、走行体１００は、側構体８の一端から他端へ向けてＸ軸方向に走行する。このとき、フライスカッター８１は、アップカット加工によって接合凸部の切削を行なう。走行体１００が側構体８の他端側に到達したら、フライスカッター８１の傾きを反対側へ、角度θ２だけ傾ける。さらに、フライスカッター８１の切削位置を接合凸部８Ｂの右端に一致させた状態で、先程とは逆方向に走行体１００を走行させて、接合凸部８Ｂの残りの部分の切削を行なう。このとき、フライスカッター８１の右側に位置する摺板８５が押出し形材の表面に接触して、フライスカッター８１と押出し形材の間隔を一定に保持する。フライスカッター８１は、ダウンカット加工により接合凸部８Ｂの右側部分の切削を行なう。走行体１００が側構体８の一端側に達したら、接合凸部８Ｂの切削は完了である。

次に、切削が完了した接合凸部８Ｂの部分に、研磨装置９０を研磨可能な状態に位置決めする。そして、研磨ベルト９１を回転させ、その研磨面を押出し形材の表面に押付けて研磨を行ないながら、走行体１００を側構体８の一端から他端へ移動させて、研磨を行なう。走行体１００が側構体８の他端側の到達した時点で、接合凸部は、平坦で、かつ、見栄え良く加工されている。

このようにして前記形材加工装置は、側構体８の接合凸部の切削および研削を行なう。前記フライスカッター８１は、そのフライス面が円弧状に形成されていることから、その幅方向両端部の径が、幅方向中央部よりも小さく形成されている。よって、通常の切削作業においては、前記フライスカッター８１のフライス面の幅方向端部によって被加工物の表面を切削することがないため、被加工物の表面に切り立った溝が形成されることがない。したがって、前記フライスカッター８１によって接合凸部を切削した場合、その押出し形材表面の見栄えを向上することができる。

フライスカッター８１は、二つの押出し形材の突合せ部にある接合凸部８Ｂを二回の切削工程によって除去するため、該接合凸部８ＢのＹ軸方向両側の角部を完全に除去することができる。

ところで、前記フライスカッター８１は、被加工物である側構体８の各押出し形材８Ｃおよび８Ｄの表面が平坦な形状の切削加工を行う場合の例である。図１に示された最も左側のコラム１０５に設置されるフライスカッターは、そのフライス面を平坦、すなわち、フライスカッターの回転中心軸に平行なフライス面を有する構成としている。このフライスカッターが切削する側構体８を構成する押出し形材は、Ｙ軸方向の断面形状が車外側へ突出した曲面に形成されている。したがって、フライスカッターのフライス面が平坦であっても、フライス面の幅方向両端部は、幅方向中央部よりも、押出し形材の表面から相対的に離れた位置にある。したがって、フライス面の幅方向端部の角部が押出し形材表面を切削することがない。側構体８の車外表面が車外側へ湾曲した断面形状に形成されている場合には、フライスカッターのフライス面を平坦な形状としても、押出し形材表面の見栄え低下を防止することができる。

側構体８を構成する複数の押出し形材の接合凸は、Ｘ軸方向に伸びている。前記研磨装置９０は、研磨ベルト９１の研磨面の長手方向をＸ軸方向に対して角度θ３傾けた状態で研摩を行なう。したがって、研摩ベルト９１の研摩面が接合凸部に対して斜め方向に移動しながら研摩を行うため、接合凸部の形状によって、前記研摩面が偏磨耗することがない。研摩ベルト９１の研摩面が偏磨耗することがないので、押出し形材表面をむらなく研摩することができるため、見栄えを向上させることができる。

以上説明したように本発明の実施例に示されたフライスカッター装置および研磨装置によって、押出し形材の接合凸部を切削および研磨することにより、押出し形材表面を平滑に加工できる。また、前記押出し形材の表面に見栄えを低下させる溝が形成されることもない。前記押出し形材によって側構体を製作し、側構体表面を無塗装のヘアライン加工とした場合、該側構体表面の見栄えを向上させることができる。

前記フライスカッター装置および研摩装置は、それぞれ集塵カバーを備えており、切粉および粉塵を集塵機によって回収するため、作業環境の悪化を防止することができる。

以上説明した形材加工装置によれば、複数の形材を接合した際に形成される接合凸部を、短時間に、かつ、精度良く切削、研摩することができる。

本発明の形材加工装置の一実施例を示す正面図。 図１の支持台３０を拡大して示した正面図。 図１の支持台４０，支持台５０を拡大して示した正面図。 フライスカッター装置８０の正面図。 フライスカッター装置８０の側面図。 研磨装置９０の側面図。 研磨装置９０の正面図。 研摩ベルトの研摩面を示した説明図。 フライスカッター８１の切削状況を示した説明図。

符号の説明

８ 側構体
８Ｂ 接合凸部
１０ ベッド
１１ 架台
３０，４０，６０ 支持台
８０ フライスカッター装置
８５ 摺板
９０ 研磨装置

Claims (9)

1. 形材の接合凸部に沿って移動可能な走行体と、
   前記走行体に設置され、前記形材の接合凸部を切削するフライスカッター装置とからなり、
   前記フライスカッター装置のフライスカッターは、フライス面が該フライスカッターの回転軸方向の端部に行くにしたがって、形材表面からの距離が離れるように形成されており、
   前記フライスカッター装置は、フライスカッターの軸方向に移動可能に前記走行体に設置されてること、
   を特徴とする形材加工装置。
2. 請求項１に記載の形材加工装置において、前記スライスカッターのスライス面は、その回転軸方向の中央位置を中心とする円弧状に形成されていること、
   を特徴とする形材加工装置。
3. 請求項２に記載の形材加工装置において、前記フライスカッターの回転軸は、前記形材の被切削面に対して任意の角度に傾斜可能であること、
   を特徴とする形材加工装置。
4. 請求項３に記載の形材加工装置において、前記フライスカッター装置は、フライスカッターの近傍に摺板を備えており、
   前記摺板は、フライスカッターが形材の接合凸部を切削している状態で、形材表面に接触する位置に設置されていること、
   を特徴とする形材加工装置。
5. 請求項１に記載の形材加工装置において、前記フライスカッター装置は、前記走行体を構成するコラムに設置されており、
   前記コラムに研摩装置を設置したこと
   を特徴とする形材加工装置。
6. 複数の形材を接合して接合部表面に接合凸部が形材の長手方向に連続して形成されている形材を拘束して位置決めし、
   フライスカッターの幅方向中央部分が形材側へ膨らむように湾曲したフライス面を備えたスライスカッター装置を、前記形材の接合凸部を切削可能に配置し、
   前記フライスカッターの幅方向中央部分のフライス面を、前記接合凸部の幅方向の一端部に一致させた状態で、前記接合凸部を形材の長手方向に切削し、
   次に、前記フライスカッターの幅方向中央部分のフライス面を、前記接合凸部の幅方向の他端部に一致させた状態で、前記接合凸部を形材の長手方向に切削すること、
   を特徴とする形材加工方法。
7. 請求項６に記載の形材加工方法において、前記接合凸部の一端部を切削する際のスライスカッター装置の移動方向と、前記接合凸部の他端部を切削する際のフライスカッター装置の移動方向とを逆方向にしたこと、
   を特徴とする形材加工方法。
8. 請求項６に記載の形材加工方法において、前記フライスカッター装置は、前記形材の接合凸部の一端部をアップカット加工によって切削し、前記形材の接合凸部の他端部をダウンカット加工によって切削すること、
   を特徴とする形材加工方法。
9. 請求項６に記載の形材加工方法において、前記形材の接合凸部の一端部および他端部の切削が完了した後に、前記形材の切削部表面を研磨すること、
   を特徴とする形材加工方法。

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