JP2015123518A - パネルの穴あけ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パネルに対して位置精度良く穴をあけることができるパネルの穴あけ方法を得る。【解決手段】第一工程では、パネル１０に対し、ドリル２８と一体的に設けられた第一係合部３２をパネル１０の第一被係合部１２に係合させると共に、ドリル２８と一体的に設けられた第二係合部３６をパネル１０の第二被係合部１４に係合させることで、パネル１０をドリル２８に対し位置決めする。第二工程では、ドリル２８を回転させながら下降させることで、ドリル２８でパネル１０に穴をあける。【選択図】図１

Description

本発明は、パネルの穴あけ方法に関する。

パネルに穴をあけるための技術が知られている（例えば、特許文献１〜特許文献３参照）。例えば、下記特許文献１では、穴あけ工具による穴あけ位置を示す刻印をタンク壁面に設けている。

特開２００４−９８２７公報 特開２０１０−２４０７８８公報 特開平８−２５２９３公報

しかしながら、このようなものであっても、刻印に対して穴あけ工具を精度良く位置合わせするのは難しい。

本発明は、上記事実を考慮して、パネルに対して位置精度良く穴をあけることができるパネルの穴あけ方法を得ることが目的である。

請求項１に記載する本発明のパネルの穴あけ方法は、凹状又は凸状に形成された第一被係合部と、前記第一被係合部から離れた位置で凹状又は凸状に形成された第二被係合部と、を備えたパネルに対し、穴加工具と一体的に設けられた第一係合部を前記第一被係合部に係合させると共に、前記穴加工具と一体的に設けられた第二係合部を前記第二被係合部に係合させることで、前記パネルを前記穴加工具に対し位置決めする第一工程と、前記穴加工具で前記パネルに穴をあける第二工程と、を有する。

上記構成によれば、第一工程では、凹状又は凸状に形成された第一被係合部と、第一被係合部から離れた位置で凹状又は凸状に形成された第二被係合部と、を備えたパネルに対し、穴加工具と一体的に設けられた第一係合部を第一被係合部に係合させると共に、穴加工具と一体的に設けられた第二係合部を第二被係合部に係合させる。これにより、パネルを穴加工具に対し位置決めする。第二工程では、穴加工具でパネルに穴をあける。

請求項２に記載する本発明のパネルの穴あけ方法は、請求項１記載の構成において、前記第一被係合部及び前記第二被係合部の少なくとも一方は、先細りするテーパー状の凹部に形成され、前記第一係合部及び前記第二係合部のうち前記少なくとも一方の係合相手は、先細りするテーパー状に形成されている。

上記構成によれば、第一被係合部及び第二被係合部の少なくとも一方は先細りするテーパー状の凹部に形成され、第一係合部及び第二係合部のうち前記少なくとも一方の係合相手は先細りするテーパー状に形成されているので、当該係合相手は、係合の際に挿入し易く、かつ、がたつきにくい。

請求項３に記載する本発明のパネルの穴あけ方法は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記第一被係合部及び前記第二被係合部のいずれか一方は、凹状に形成され、平面視で前記第一被係合部と前記第二被係合部とが並ぶ並設方向に延びかつ互いに対向する一対の直線部を備え、前記一対の直線部は、前記第一係合部及び前記第二係合部のうち前記いずれか一方の係合相手よりも、前記並設方向の長さが長く設定されている。

上記構成によれば、第一被係合部及び第二被係合部のいずれか一方は、凹状に形成され、平面視で第一被係合部と第二被係合部とが並ぶ並設方向に延びかつ互いに対向する一対の直線部を備えている。そして、この一対の直線部は、第一係合部及び第二係合部のうち前記いずれか一方の係合相手よりも、並設方向の長さが長く設定されている。このため、第一係合部と第二係合部との間の距離と、第一被係合部と第二被係合部との間の距離に、寸法ばらつきがあっても、そのばらつきを吸収することができると共に、パネルが第一被係合部及び第二被係合部のいずれか他方の側を回転中心として回転することも抑制することができる。

以上説明したように、本発明のパネルの穴あけ方法によれば、パネルに対して位置精度良く穴をあけることができるという優れた効果を有する。

本発明の一実施形態に係るパネルの穴あけ方法に適用されるボール盤、及び加工対象のパネルを示す斜視図である。 図１のボール盤でパネルに穴をあけている状態の要部を示す縦断面図である。 図１のパネルの位置決め状態を模式的に示す平面図である。 被係合部及び係合部の変形例を示す断面図である。図４（Ａ）は第１の変形例を示す。図４（Ｂ）は第２の変形例を示す。図４（Ｃ）は第３の変形例を示す。 被係合部及び係合部の他の変形例を示す斜視図である。図５（Ａ）は第４の変形例を示す。図５（Ｂ）は第５の変形例を示す。

本発明の一実施形態に係るパネルの穴あけ方法について図１〜図３を用いて説明する。図１には、本実施形態に係るパネルの穴あけ方法に適用されるボール盤２０、及び加工対象のパネル１０が斜視図で示されている。なお、図１では、ボール盤２０の下部を見せるために、加工時のセット状態にあるパネル１０についてはその外形のみを二点鎖線で示すと共に、パネル１０の形状はその上方側にずらした位置に実線で示している。また、図２には、ボール盤２０でパネル１０に穴をあけている状態の要部が縦断面図で示され、図３には、パネル１０の位置決め状態が模式的な平面図で示されている。

（パネルの説明）
図１に示されるパネル１０は、繊維強化樹脂材で構成されている。繊維強化樹脂材は、強化繊維（一例として炭素繊維）を樹脂（一例として熱可塑性樹脂）で固めて成る複合材である。また、パネル１０にはスタンピング成形されたパネルが適用可能である。

図１〜図３に示されるように、パネル１０には、凹状の第一被係合部１２が形成されると共に、第一被係合部１２から離れた位置に凹状の第二被係合部１４が形成されている。第一被係合部１２及び第二被係合部１４は、基準座としても把握される要素である。第一被係合部１２は、平面視で円形状とされると共に、図２及び図３に示される底面１２Ａを備え、開口端と該開口端よりも小径の底面１２Ａとが同軸の相似形状となっている。そして、第一被係合部１２は、相対する内側面１２Ｂが対称的に傾斜して先細りするテーパー状の凹部に形成されている。

図３に示されるように、第二被係合部１４は、平面視で、第一被係合部１２と第二被係合部１４とが並ぶ並設方向Ｘに延びかつ互いに対向する一対の直線部１６を備えると共に、一対の直線部１６の一方側の端部同士及び他方側の端部同士を繋ぐ一対の円弧部１８を備えている。すなわち、第二被係合部１４は、平面視で所謂トラック形状（陸上競技のトラックのような形状）に形成されている。また、図２及び図３に示されるように、第二被係合部１４は、底面１４Ａを備えると共に、開口端と該開口端よりも小形状の底面１４Ａとが中心位置を一致させた相似形状となっており、相対する内側面１４Ｂが対称的に傾斜して先細りしている。

なお、本実施形態では、図３に示されるように、パネル１０において穴をあける位置の中心である基準穴中心１０Ｘは、平面視で第一被係合部１２及び第二被係合部１４を挟んだ両側の位置とされている。

（ボール盤の説明）
図１に示されるように、パネル１０に穴をあけるボール盤２０は、テーブル２２を備えている。テーブル２２からは円柱状のコラム２４が立設されている。コラム２４には、アーム２５の一端部が取り付けられている。アーム２５は、コラム２４から水平に張り出しており、コラム２４に沿って上下方向に移動可能とされている。

アーム２５には、その先端側と基端側に主軸２６が取り付けられている。本実施形態では、主軸２６は、アーム２５において予め設定された所定位置に取り付けられている。但し、主軸２６は、アーム２５の長手方向に沿って移動することで位置調整可能なものであっても適用することができる。主軸２６には、穴加工具としてのドリル２８が取り付けられている。ドリル２８は、図示しない駆動モータの回転力が主軸２６の駆動力伝達機構を介して伝達されることで回転する。主軸２６及びドリル２８の軸方向は、装置上下方向に設定されている。

また、アーム２５の先端側と基端側には、二個の主軸２６の間に第一治具ピン３０及び第二治具ピン３４が取り付けられている。換言すれば、第一治具ピン３０及び第二治具ピン３４は、ドリル２８と一体的に設けられている。第一治具ピン３０及び第二治具ピン３４における各軸方向は、ドリル２８の軸方向と同じ方向（装置上下方向）に設定されている。

第一治具ピン３０は、アーム２５の先端側に取り付けられてアーム２５の下方側に垂下されており、先端部に第一係合部３２を備えている。図２に示されるように、第一係合部３２は、先細りするテーパー状（円錐台状）に形成されて第一被係合部１２に係合可能とされている。第一係合部３２が第一被係合部１２に係合した状態では、両者は面接触する。

図１に示されるように、第二治具ピン３４は、アーム２５の基端側に取り付けられてアーム２５の下方側に垂下されており、先端部に第二係合部３６を備えている。第二係合部３６は、先細りするテーパー状（円錐台状）に形成されて第二被係合部１４に係合可能とされている。補足すると、図２に示される第二係合部３６と第二被係合部１４とは、図２の切断面と直交する縦断面視では、図２に示される第一係合部３２と第一被係合部１２との係合状態と同様の状態で係合されている。また、図３に示されるように、前述した第二被係合部１４の一対の直線部１６は、第二係合部３６よりも、第一被係合部１２と第二被係合部１４とが並ぶ並設方向Ｘの長さが長く設定されている。

一方、図１に示されるように、テーブル２２の上面には、パネル１０が載置される平板状のベース部材３８が固定されている。図１及び図２に示されるように、ベース部材３８の上面側には、パネル１０の第一被係合部１２の反対面側の凸状部分１３が挿入される第一凹部４０が形成されると共に、パネル１０の第二被係合部１４の反対面側の凸状部分１５が挿入される第二凹部４２が形成されている。また、ベース部材３８には、ドリル２８がパネル１０に穴をあける際にドリル２８の先端が入り込むための孔部４４が貫通形成されている。

（パネルの穴あけ方法）
次に、本実施形態に係るパネルの穴あけ方法について説明する。

まず、パネル１０がベース部材３８の上面に載置され、パネル１０の第一被係合部１２の反対面側の凸状部分１３がベース部材３８の第一凹部４０に挿入されると共に、パネル１０の第二被係合部１４の反対面側の凸状部分１５がベース部材３８の第二凹部４２に挿入される。

次に、第一工程では、図３に示されるパネル１０に対し、ドリル２８と一体的に設けられた第一係合部３２を第一被係合部１２に係合させると共に、ドリル２８と一体的に設けられた第二係合部３６を第二被係合部１４に係合させることで、パネル１０をドリル２８に対し位置決めする。このように、ドリル２８と一体的に設けられた部位とパネル１０とを二箇所で係合させることで、ドリル２８の軸中心を基準穴中心１０Ｘに精度良く合わせることができる。また、位置合わせに必要な工数も少なくて済む。

ここで、図２に示されるように、第一被係合部１２は先細りするテーパー状の凹部に形成され、第一係合部３２は先細りするテーパー状の凸部に形成されている。このため、第一係合部３２は、第一被係合部１２に係合する際に挿入し易く、かつ、がたつきにくい。

また、図３に示されるように、凹状に形成された第二被係合部１４は、平面視で第一被係合部１２と第二被係合部１４とが並ぶ並設方向Ｘに延びかつ互いに対向する一対の直線部１６を備えており、一対の直線部１６は、第二係合部３６よりも並設方向Ｘの長さが長く設定されている。このため、第一係合部３２と第二係合部３６との間の距離と、第一被係合部１２と第二被係合部１４との間の距離に、寸法ばらつきがあっても、そのばらつきを吸収することができると共に、パネル１０が第一被係合部１２の側を回転中心として（両向き矢印のＲ方向に）回転することも抑制することができる。

次に、第二工程では、図２に示されるドリル２８を回転させながら下降させることで、ドリル２８でパネル１０に穴をあける。

以上説明したように、本実施形態に係るパネルの穴あけ方法によれば、パネル１０に対して位置精度良く穴をあけることができる。

なお、図１等に示されるパネル１０とは、形状の異なるパネルにおいても、第一被係合部１２及び第二被係合部１４と同様の被係合部を同様の間隔で設定すれば、上記実施形態のボール盤２０を適用して上記実施形態と同様の穴をあけることができる。

（変形例）
なお、上記実施形態における被係合部（第一被係合部１２及び第二被係合部１４）及び係合部（第一係合部３２及び第二係合部３６）は、図４及び図５に示されるような構成に置き換えてもよい。以下、これらの変形例について説明する。なお、以下の変形例の説明における被係合部は、第一被係合部として適用されてもよいし、第二被係合部として適用されてもよい。また、以下の変形例の説明における係合部は、被係合部が第一被係合部として適用される場合は第一係合部であり、被係合部が第二被係合部として適用される場合は第二係合部である。

まず、図４を参照しながら説明する。パネル１０に形成される被係合部は、図４（Ａ）に示される台形凸状（円錐台の凸状（上記実施形態における第一被係合部１２を表裏逆にしたような形状）又は矩形台の凸状）の被係合部５０Ａでもよい。また、パネル１０に形成される被係合部は、図４（Ｂ）に示される半円凸状（半球状又は半円の断面が図４（Ｂ）の紙面に垂直な方向に延びる形状）の被係合部５０Ｂでもよいし、図４（Ｃ）に示される凹状の被係合部５０Ｃでもよい。図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）の構成では、パネル１０において被係合部５０Ｂ、５０Ｃの反対面側は凹凸のない平面状とされている。

また、穴加工具としてのドリル２８（図１等参照）と一体的に設けられ係合部は、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示される被係合部５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃにそれぞれ面接触して嵌められる形状の係合部５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃであってもよい。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示される係合部５２Ａ、５２Ｂは、凹状の係合部となっており、例えば、図１に示されるアーム２５に固定されて垂下された柱状の治具の先端部とされる。図４（Ｃ）に示される係合部５２Ｃは、凸状の係合部となっており、例えば、治具ピン（第一治具ピン３０、第二治具ピン３４（図１等参照））の先端部を構成する。なお、図４（Ａ）の構成では、ベース部材３８の上面側には、パネル１０の被係合部５０Ａの裏面側の凹状部分５１Ａに挿入される凸部５４Ａが形成される。

次に、図５を参照しながら説明する。パネル１０に形成される被係合部は、図５（Ａ）に示されるように、十字ビード状（凸状）に形成された被係合部５０Ｄでもよいし、図５（Ｂ）に示されるように、矩形凹状の角座とされて底面側へ向けて徐々に窄まるように傾斜した被係合部５０Ｅでもよい。

また、穴加工具としてのドリル２８（図１等参照）と一体的に設けられた係合部は、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示される被係合部５０Ｄ、５０Ｅにそれぞれ面接触して嵌められる形状の係合部５２Ｄ、５２Ｅであってもよい。図５（Ａ）に示される十字凹状の係合部５２Ｄは、例えば、図１に示されるアーム２５に固定されて垂下された角柱状の治具の先端部とされる。また、図５（Ｂ）に示される角錐台の凸状の係合部５２Ｅは、例えば、治具ピン（第一治具ピン３０、第二治具ピン３４（図１等参照））の先端部を構成する。

なお、図５（Ａ）の構成では、ベース部材３８の上面側には、パネル１０の被係合部５０Ｄの裏面側の凹状部分に挿入される凸部５４Ｂが形成される。また、図５（Ｂ）の構成では、ベース部材３８の上面側には、パネル１０の被係合部５０Ｅの裏面側の凸状部分５１Ｅが挿入される凹部５４Ｃが形成される。

以上、図４及び図５を用いて、被係合部及び係合部の変形例について説明したが、被係合部及び係合部の形状は、縦横上下の方向で嵌め合うことができる他の形状であってもよい。

（実施形態の補足説明）
なお、上記実施形態では、図１等に示されるパネル１０が繊維強化樹脂材で構成されているが、パネルは、例えば、金属材や強化繊維を含有しない樹脂材等で構成されたものでもよい。ちなみに、繊維強化樹脂材がスタンピング成形される場合、仮に型内で穴あけ加工をしようとすると強化繊維を切断する際に強化繊維で金型が傷付くことになるので、基本的に型内では穴あけ加工ができない。また、スタンピング成形後にパネルを精度良く穴あけするには、位置合わせのために多くの工数を必要としている。よって、繊維強化樹脂材で構成されたパネルを簡易かつ精度良く穴あけするニーズは高いといえる。そして、本実施形態によれば、繊維強化樹脂材で構成されたパネル１０を簡易かつ精度良く穴あけすることができる。

また、図１〜図３に示される実施形態では、第一被係合部１２が底面１２Ａ（図２、図３参照）を備えた先細りするテーパー状の凹部に形成されているが、第一被係合部は底面を備えないテーパー状の凹部に形成されてもよい。この場合、第一係合部は、先細りするテーパー状の円錐部に形成されてもよい。

また、図１〜図３に示される実施形態では、第一被係合部１２及び第二被係合部１４のうち第一被係合部１２のみが先細りするテーパー状の凹部に形成されると共に、第一係合部３２がこれに係合可能な先細りするテーパー状に形成されているが、変形例として、第一被係合部及び第二被係合部の両方が先細りするテーパー状の凹部に形成されると共に、第一係合部及び第二係合部の両方が先細りするテーパー状に形成されてもよい。また、他の変形例として、第二被係合部のみが先細りするテーパー状の凹部に形成されると共に第二係合部が先細りするテーパー状に形成されてもよい。なお、テーパー状の凹部は、底面を備えるものであってもよいし、底面を備えないものであってもよい。また、テーパー状の凹部に係合されるテーパー状の係合相手（第一係合部、第二係合部）は、円錐台状に形成されてもよいし、テーパー状の凹部が底面を備えない場合には円錐状に形成されてもよい。

また、図１〜図３に示される実施形態の変形例として、第一被係合部１２に代えて、第二被係合部１４と同様の形状でかつ長手方向の向きも第二被係合部１４と同様に設定した第一被係合部を設けると共に、第二被係合部１４に代えて、第一被係合部１２と同様の形状の第二被係合部を設け、さらに、第一係合部３２に代えて、第二係合部３６と同様の形状の第一係合部を設けると共に、第二係合部３６に代えて、第一係合部３２と同様の形状の第二係合部を設けるような構成にしてもよい。

また、図１〜図３に示される実施形態の変形例として、ベース部材（３８）には、第一凹部４０に代えて、パネル１０の凸状部分１３（図２参照）が挿入される孔部が貫通形成されると共に、第二凹部４２に代えて、パネル１０の凸状部分１５（図２参照）が挿入される孔部が貫通形成されてもよい。

さらに、第二工程の後、パネル１０に他のパネルを組み付ける場合、例えば、位置合わせ用として、前記他のパネルの所定位置に図２に示されるパネル１０の凸状部分１３、１５を嵌入させるための貫通孔を形成し、パネル１０の凸状部分１３、１５を前記貫通孔に嵌入させることでパネル１０に対する前記他のパネルの位置合わせをしてもよい。

さらにまた、上記実施形態では、穴加工具がドリル２８とされているが、穴加工具は、例えば、パンチ等のような他の穴加工具であってもよい。

なお、上記実施形態及び上述の複数の変形例は、適宜組み合わされて実施可能である。

以上、本発明の一例について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０ パネル
１２ 第一被係合部
１４ 第二被係合部
１６ 直線部
２８ ドリル（穴加工具）
３２ 第一係合部
３６ 第二係合部
Ｘ 並設方向

Claims (3)

1. 凹状又は凸状に形成された第一被係合部と、前記第一被係合部から離れた位置で凹状又は凸状に形成された第二被係合部と、を備えたパネルに対し、穴加工具と一体的に設けられた第一係合部を前記第一被係合部に係合させると共に、前記穴加工具と一体的に設けられた第二係合部を前記第二被係合部に係合させることで、前記パネルを前記穴加工具に対し位置決めする第一工程と、
   前記穴加工具で前記パネルに穴をあける第二工程と、
   を有するパネルの穴あけ方法。
2. 前記第一被係合部及び前記第二被係合部の少なくとも一方は、先細りするテーパー状の凹部に形成され、
   前記第一係合部及び前記第二係合部のうち前記少なくとも一方の係合相手は、先細りするテーパー状に形成されている、請求項１記載のパネルの穴あけ方法。
3. 前記第一被係合部及び前記第二被係合部のいずれか一方は、凹状に形成され、平面視で前記第一被係合部と前記第二被係合部とが並ぶ並設方向に延びかつ互いに対向する一対の直線部を備え、
   前記一対の直線部は、前記第一係合部及び前記第二係合部のうち前記いずれか一方の係合相手よりも、前記並設方向の長さが長く設定されている、請求項１又は請求項２に記載のパネルの穴あけ方法。

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