JP2009045718A

JP2009045718A - ワーク加工方法及びワーク支持装置

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Publication number: JP2009045718A
Application number: JP2007216352A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Kobayashi; 智之小林
Original assignee: KID KK
Current assignee: KID KK
Priority date: 2007-08-22
Filing date: 2007-08-22
Publication date: 2009-03-05

Abstract

【課題】加工対象部にウォータージェット等の切断作用移動体を当てる際に支持部により支持される部位に他の加工対象部が位置しても、支持部を切断することなく、ワークを加工することができるワーク加工方法及びワーク支持装置を提供する。
【解決手段】ノズル４１から矢印で示すウォータージェットＪを噴射して、ノズル４１を駆動してウォータージェットＪをワーク３の一方側の面としての上面から加工対象部４に当て、加工対象部４上を動作させる。ウォータージェットＪはワーク３を貫通して、ワーク３は加工対象部４の部分で切断され、円形の穴４ａを形成される。ワーク３を貫通したウォータージェットＪはスリット４３を通過して、水槽１５内に噴射される。切断工程において、ワーク３を貫通したウォータージェットＪは、スリット４３を通過するので、パレット部材９や支持台１７、１９を切断することはない。
【選択図】図４

Description

本発明はウォータージェット等のような切断作用移動体をワークに当て、切断等の加工を行うワーク加工方法及び、このワーク加工方法においてワークを支持するワーク支持装置に関するものである。

例えば特許文献１に記載されたウォータージェット加工装置では、被加工物を保持する被加工物保持機構と、該被加工物保持機構に保持された被加工物にウォータージェットを噴射するノズルとを具備するウォータージェット支持装置であって、被加工物保持機構はベーステーブルと該ベーステーブルに被加工物を着脱可能に位置付ける着脱テーブルとから構成されており、着脱テーブルは被加工物を支持する支持面と、ノズルから噴射され被加工物を貫通したウォータージェットを受け入れる高圧水受入れ溝とを備えている。
このようにウォータージェットによって加工を行う場合は、被加工物の一方側の面に噴射されウォータージェットが被加工物を貫通して他方側の面から抜けることが必要である。

特開２００４−１３０４０１号公報

しかしながら、被加工物（ワーク）の加工対象部の位置、大きさ、形状等の関係から、所定の加工対象部にウォータージェットを当てる際、支持部によって支持される部位に、他の加工対象部が位置することがある。これでは他の加工対象部にウォータージェットを当てると、被加工物と共に支持部を切断することになってしまう。
本発明は上記従来の問題点に着目して為されたものであり、所定の加工対象部にウォータージェット等の切断作用移動体を当てる際に支持部により支持される部位に他の加工対象部が位置しても、支持部を切断することなく、ワークを加工することができるワーク加工方法及びワーク支持装置を提供することを、その目的とする。

本発明は上記課題を解決するために為されたものであり、請求項１の発明は、切断作用移動体をワークの加工対象部の一方側の面から他方側の面へ貫通させて、切断等の加工を行うワーク加工方法において、ワークの他方の側の面に取り外し可能に固定されるパレット部材の側部と、前記ワークを支持する支持部の側部とを隙間をあけて対向させスリットを形成するスリット形成工程と、切断作用移動体をワークの一方側の面から加工対象部に当て、ワークの他方側の面へ貫通させてワークを切断し、次いでワークの他方側の面を貫通した切断作用移動体が前記スリットを通過する切断工程とを有することを特徴とするワーク加工方法である。

請求項２の発明は、請求項１に記載したワーク加工方法において、スリット形成工程と切断工程の少なくとも一方が複数あることを特徴とするワーク加工方法である。

請求項３の発明は、請求項１または２のワーク加工方法のスリット形成工程を行うためのワーク支持装置であって、ワークの他方の側の面に取り外し可能に固定されるパレット部材と、ワークの他方側の面を支持する支持部とを有して、前記パレット部材の側部と前記支持部の側部の対向空間に切断作用移動体の通過部となるスリットを形成することを特徴とするワーク支持装置である。

請求項４の発明は、請求項３に記載したワーク支持装置において、パレット部材にはワークの複数ある加工対象部に対応して別々のスリットを形成するための側部が複数形成されていることを特徴とするワーク支持装置である。

請求項５の発明は、請求項３または４に記載したワーク支持装置において、支持部にはワークの複数ある加工対象部に対応して別々のスリットを形成するための側部が複数形成されていることを特徴とするワーク支持装置である。

請求項６の発明は、請求項３から５のいずれかに記載したワーク支持装置において、複数の支持部を有して、前記複数の支持部には複数ある加工対象部に対応して別々のスリットを形成するための側部が各々形成されていることを特徴とするワーク支持装置である。

本発明の所定の加工対象部にウォータージェット等の切断作用移動体を当てる際、支持部により支持される部位に他の加工対象部が位置しても、支持部を切断することなく、ワークを加工することが可能となる。しかも、ワークに固定するパレット部材をいちいち交換する必要もない。

本発明の実施の形態に係るワーク加工方法及びワーク支持装置１、２を図面にしたがって説明する。
まず本ワーク加工方法及びワーク支持装置１、２によって支持されて加工されるワーク３について説明する。ワーク３は繊維強化プラスチックによって構成されており、平板状で長さ寸法Ｌ、幅寸法Ｗを有している。このワーク３の仮想線で示す所定の加工対象部４、５、７に後述するようにウォータージェットJを当てることにより、加工対象部４、５、７を切断して、直径Ｄａの円形の穴４ａ、辺の長さ寸法Ｅａの正方形の穴５ａを形成し、更にその長さ寸法をＬａ、幅寸法Ｗａとしてサイズを一回り小さくして製品３ａに加工する。

ワーク支持装置１の構成について説明する。
符号９はパレット部材を示し、このパレット部材９は平板状で、円形の穴１１と正方形の穴１３が形成されている。この円形の穴１１の直径Ｄｂは製品３ａの穴４ａの直径Ｄａより所定寸法大きく設定されている。また正方形の穴１３の辺の長さ寸法Ｅｂは製品３ａの正方形の穴５ａの辺の長さ寸法Ｅａより所定寸法大きく設定されている。更に、パレット部材９の長さ寸法Ｌｂは製品３ａの長さ寸法Ｌａより所定寸法小さく設定され、幅寸法Ｗｂは製品３ａの幅寸法Ｗａより所定寸法小さく設定されている。

符号１５は水槽を示し、この水槽１５は支持台１７、１９、２０が備えられている。
支持台１７は支柱２１と、この支柱２１の上端部に固定された円板状の支持部２３とによって構成されている。支持部２３の直径Ｄｃは製品３ａの穴４ａの直径Ｄａより所定寸法小さく設定されている。支持台１９は支柱２５と、この支柱２５の上端部に固定された正方形の板状の支持部２７とによって構成されている。支持部２７の辺の長さ寸法Ｅｃは製品３ａの穴５ａの辺の長さ寸法Ｅａより所定寸法、小さく設定されている。
また支持台２０は４本の支柱２２と、４本の支柱２２の上端部に四隅が支持された支持部２４とによって構成されている。支持部２４は長方形の枠状に形成されており、長方形の穴２６を有している。穴２６はパレット部材９より僅かに大きいサイズに設定されている。

符号２９は水槽を示し、この水槽２９には支持台３１、３３が備えられている。支持台３１は４本の支柱３５と、この支柱３５に四隅が支持された支持部３７とによって構成されている。支持部３７は長方形の枠状に形成されており、長方形の穴３９を有している。穴３９の長さ寸法Ｌｃは製品３ａの長さ寸法Ｌａより所定寸法大きく設定されている。また穴３９の幅寸法Ｗｃは製品３ａの幅寸法Ｗａより所定寸法大きく設定されている。支持台３３は４本の支柱３４と、この支柱３４に四隅が支持された支持部３６とによって構成されている。支持部３６は長方形で、製品３ａより一回り小さい長方形の板状に形成されている。
符号４１は切断作用移動体としてのウォータージェットJを噴射するノズルを示し、このノズル４１は図示しない駆動機構によってワーク３の上面に沿って動作することができるようになっている。

次に、ワーク支持装置１を用いて実施の形態に係るワーク加工方法を実施する手順について説明する。
まず、ワーク３の他方側の面としての下面とパレット部材９とを重ねるように密着させて固定する。固定方法としては取り外し可能な粘着剤をパレット部材９の上面に塗布して、この粘着剤の粘着力によりパレット部材９をワーク３の下面に固定する。このとき図３に示すように、パレット部材９の４つの端面からワーク３の４つの端面までの距離Ｆが等しくなるようにする。

第１スリット形成工程について説明する。
パレット部材９の穴１１に支持台１７の支持部２３が、またパレット部材９の穴１３に支持台１９の支持部２７が、それぞれ入り込むようにして、ワーク３を支持部２３、２７に設置して支持させる。このとき図３に示すように、支持部２３の中心と穴１１の中心とが一致するようにし、また支持部２７の４辺と穴１３の４辺とが等しい距離をあけて対向するようにする。また、パレット部材９は支持台２０の穴２６に入り込み、ワーク３の下面の外周部を支持台２０の支持部２４に設置して支持される。

穴１１の直径Ｄｂ、穴１３の辺の長さ寸法Ｅｂと支持部２３の直径Ｄｃ、支持部２７の辺の長さ寸法Ｅｃは、前述した寸法に設定されているので、穴１１の側部としての内周面１１ａと、支持部２３の側部としての外周面２３ａとが隙間をあけて対向し、この隙間によって円形のスリット４３が形成される。尚、スリット４３の幅寸法Ｄｓは穴１１の直径Ｄｂと支持部２３の直径Ｄｃとの差の二分の一の寸法である。
また、穴１３の側部としての内側面１３ａと支持部２７の側部としての外側面２７ａとが隙間をあけて対向し、この隙間によって正方形のスリット４５が形成される。尚、スリット４５の幅寸法Ｅｓは穴１３の辺の長さ寸法とＥｂと支持部２７の一辺の長さ寸法Ｅｃとの差の二分の一の寸法である。
以上で第１スリット形成工程が終了する。

次に第１切断工程について説明する。
図４に示すようにノズル４１から矢印で示すウォータージェットＪを噴射して、ノズル４１を駆動してウォータージェットＪをワーク３の一方側の面としての上面から加工対象部４に当て、加工対象部４上を動作させる。ウォータージェットＪはワーク３の上面から他方側の面としての下面へ貫通して、ワーク３は加工対象部４の部分で切断され、円形の穴４ａを形成される。ワーク３を貫通したウォータージェットＪはスリット４３を通過して、水槽１５内に噴射される。
そして、ウォータージェットＪの噴射を一旦停止してから、ノズル４１を加工対象部５に対向する位置に移動し、ウォータージェットＪをワーク３の上面から加工対象部５に当て、加工対象部５上を動作させる。ウォータージェットＪはワーク３の上面から下面へ貫通して、ワーク３は加工対象部５の部分で切断されて正方形の穴５ａが形成される。ワーク３を貫通したウォータージェットＪはスリット４５を通過して、水槽１５内に噴射される。
以上で第１切断工程が終了する。

第２スリット形成工程について説明する。
ワーク３を支持台２０から外して、ワーク３を支持台３１に設置する。パレット部材９は支持台３１の穴３９に入り込み、パレット部材９は支持台３３に設置する。このとき図６に示すように、パレット部材９の４辺と穴３９の４辺とが等しい距離をあけて対向するようにする。
図６、図７に示すように穴３９の側部としての内側面３９ａとパレット部材９の側部としての外側面９ａとが隙間をあけて対向し、この隙間によって長方形のスリット４７が形成される。尚、スリット４７の幅寸法Ｆｓは、穴３９の長さ寸法Ｌｃとパレット部材９の長さ寸法Ｌｂとの差の二分の一の寸法並びに穴３９の幅寸法Ｗｃとパレット部材９の幅寸法Ｗｂとの差の二分の一の寸法である。
以上で第２スリット形成工程終了する。

次に第２切断工程について説明する。
ノズル４１から矢印で示すウォータージェットＪを噴射して、ノズル４１を駆動してウォータージェットＪをワーク３の上面から加工対象部７に当て、加工対象部７上を動作させる。ウォータージェットＪはワーク３の上面から下面へ貫通して、ワーク３は加工対象部７の部分で切断されて、ワーク３より長さ寸法と幅寸法が一回り小さい製品３ａが製造される。ワーク３を貫通したウォータージェットＪはスリット４７を通過して、水槽２９内に噴射される。
以上で第２切断工程が終了する。

上記のように、第１切断工程と第２切断工程において、ワーク３を貫通したウォータージェットＪは、スリット４３、４５、４７を通過するので、パレット部材９や支持台１７、１９、３１、３３を切断することはない。特に第２切断工程においてワーク３の加工対象部７を加工する際、加工対象部４、５に対応するワーク３の下面を支持部３６によって支持しても、支持部３６を切断することはない。また、パレット部材９を工程の途中でいちいち交換する必要もない。

第２切断工程が終了後、製品３ａをパレット部材９から取り外す。
上記のように、第１スリット形成工程と第１切断工程とを支持台１７、１９と水槽１５を用いて行い、第２スリット形成工程並びに第２切断工程を支持台３１、３３と水槽２９を用いて行うので、別々のワーク３について第１スリット形成工程と第１切断工程と第２スリット形成工程並びに第２切断工程とを同時進行で行うことができる。従って、製品３ａの製造を連続して行うことが可能である。

以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
例えば、上記実施の形態では、切断作用移動体としてウォータージェットを用いたが、本発明はこれに限定されず切断作用移動体としてサンドブラスト、レーザー光等を用いてもよい。
また、上記実施の形態ではスリット形成工程と切断工程をそれぞれ２工程ずつとしたが、本発明はこれに限定されず、加工対象部の数、位置等に応じてスリット形成工程と切断工程をそれぞれ１工程ずつ、或いはそれぞれ３工程以上としてもよい。

本発明は繊維強化プラスチックのほか、金属、セラミックス等によって構成されるワークの切断等の加工の産業分野に利用することが可能である。

本発明の実施の形態に係るワークとワークを加工して製造される製品の斜視図である。本発明の実施の形態に係るワーク、パレット部材及び支持台の斜視図である。図２のワークの下面にパレット部材を固定して水槽内の支持台に設置した状態の平面図である。図３のＡ−Ａ断面図である。本発明の実施の形態に係るワーク、パレット部材及び支持台の斜視図である。図５のワークの下面にパレット部材を固定して水槽内の支持台に設置した状態の平面図である。図６のＡ−Ａ断面図である。

符号の説明

１、２ワーク支持装置３ワークＬワークの長さ寸法
Ｗワークの幅寸法４、５、７加工対象部
３ａ製品４ａ製品の円形の穴５ａ製品の正方形の穴
Ｄａ製品の円形の穴の直径Ｅａ製品の正方形の穴の辺の長さ寸法
９パレット部材９ａパレット部材の外側面
１１パレット部材の円形の穴１３パレット部材の正方形の穴
１１ａ内周面１３ａ内側面
１５水槽１７、１９支持台２１支柱
２３支持部２５支柱２７支持部２３ａ外周面
２０支持台２２支柱２４支持部２６穴
Ｄｂパレット部材の円形の穴の直径
Ｅｂパレット部材の正方形の穴の辺の長さ寸法
Ｄｃ支持部の直径Ｅｃ支持部の辺の長さ寸法
２９水槽３１支持台３３支持台
３４支柱３６支持部
３５支柱３７支持部３９穴３９ａ穴の内側面
４１ノズル４３、４５、４７スリット
Ｆパレットの４つの端面からワーク３の４つの端面までの距離
Ｄｓスリットの幅寸法Ｅｓスリットの幅寸法
Ｆｓスリットの幅寸法Ｊウォータージェット

Claims

切断作用移動体をワークの加工対象部の一方側の面から他方側の面へ貫通させて、切断等の加工を行うワーク加工方法において、ワークの他方の側の面に取り外し可能に固定されるパレット部材の側部と、前記ワークを支持する支持部の側部とを隙間をあけて対向させスリットを形成するスリット形成工程と、切断作用移動体をワークの一方側の面から加工対象部に当て、ワークの他方側の面へ貫通させてワークを切断し、次いでワークの他方側の面を貫通した切断作用移動体が前記スリットを通過する切断工程とを有することを特徴とするワーク加工方法。
請求項１に記載したワーク加工方法において、スリット形成工程と切断工程の少なくとも一方が複数あることを特徴とするワーク加工方法。
請求項１または２のワーク加工方法のスリット形成工程を行うためのワーク支持装置であって、ワークの他方の側の面に取り外し可能に固定されるパレット部材と、ワークの他方側の面を支持する支持部とを有して、前記パレット部材の側部と前記支持部の側部の対向空間に切断作用移動体の通過部となるスリットを形成することを特徴とするワーク支持装置。
請求項３に記載したワーク支持装置において、パレット部材にはワークの複数ある加工対象部に対応して別々のスリットを形成するための側部が複数形成されていることを特徴とするワーク支持装置。
請求項３または４に記載したワーク支持装置において、支持部にはワークの複数ある加工対象部に対応して別々のスリットを形成するための側部が複数形成されていることを特徴とするワーク支持装置。
請求項３から５のいずれかに記載したワーク支持装置において、複数の支持部を有して、前記複数の支持部には複数ある加工対象部に対応して別々のスリットを形成するための側部が各々形成されていることを特徴とするワーク支持装置。