JP3117962B2 - 天井等の壁板の開口装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、天井等の壁板に照
明器具等を取り付るための開口部を形成するための天井
等の壁板の開口装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、照明器具等を取り付るための天井
ボード等の開口装置として、トリマとエンドミルにより
構成された切削部を上下方向に伸縮可能なジャッキ体上
に設け、該ジャッキ体上において上記切削部を天井ボー
ドに平行なＸ方向及びＹ方向に移動可能に構成し、エン
ドミルにより天井ボードを切削しながら該切削部を上記
Ｘ方向及びＹ方向に移動させることにより、上記天井ボ
ードを長方形状等に開口する装置がある。また、上下方
向に伸縮可能なジャッキ体上にジャッキ体の中心軸を支
点として回転可能なアーム状基台を設け、該基台上に切
削部を設けて該切削部をアーム状基台に沿って手動によ
り移動可能に構成し、該切削部を基台上の所定位置で固
定した状態で上記基台を回転させることにより、上記天
井ボードを円形に開口する装置がある（例えば特開平７
−１４４３０２号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
開口装置では、天井ボードの開口部の形状が長方形であ
れば長方形専用の開口装置、円形であれば円形専用の開
口装置を用いなければならないため、同一部屋内で長方
形及び円形の開口部を形成する必要のある場合等は、長
方形用及び円形用の２台の開口装置を用意する必要があ
り、不便であるとの問題がある。また、上記従来の装置
は、装置の中心位置決め作業が容易ではなく、また開口
寸法に合わせるための切削部の位置決め、ジャッキ体の
所定高さへの上昇等を手動で行っていたため、各種位置
決め作業に長時間を要し、開口作業を円滑に行うには相
当の経験を要し、作業効率が悪いとの問題があった。本
発明は上記従来装置の欠点に鑑みて為されたものであ
り、切削部支持アーム上に該アームに沿って摺動可能な
一対の切削部を設け、上記アームの回転運動と上記切削
部の摺動運動により、長方形、正方形等の四角形のみな
らず、円形等の開口部を形成することができ、しかも開
口作業を容易に行うことができる天井等の壁板の開口装
置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、第１に、基台上に上下方向に昇降可能な昇
降フレーム体を設けると共に該フレーム体上端部に上記
昇降方向と平行に回転軸を設け、該回転軸に切削部支持
アームを設けると共に、該アームを上記昇降方向と直交
する平面内において回転可能とし、該切削部支持アーム
に上記直交平面に平行となるようにガイドレールを設
け、先端部に切削刃を有する一対の切削部を上記案内レ
ールに沿って摺動可能に設けると共に、これら一対の切
削部を上記アームの回転軸を挟んで互いに対向又は離間
する方向に摺動可能とし、かつ上記回転軸を以って上記
アームを回転駆動するアーム駆動手段及び上記切削部を
上記レールに沿って摺動させる切削部駆動手段を設け、
上記アーム駆動手段及び切削部駆動手段を制御すること
により、上記アームを回転させながら上記切削部を上記
対向又は離間する方向に駆動可能とする駆動制御手段を
設け、該駆動制御手段に、開口部を形成する壁板までの
距離、開口形状、開口寸法及び開口開始指令を入力し得
る入力手段を設け、上記駆動制御手段は、入力された上
記距離に基づいて上記昇降フレーム体を所定位置まで上
昇させると共に、入力された上記開口形状及び開口寸法
に基づいて上記切削部支持アーム及び上記切削刃を開口
開始起点に位置させるものであり、かつ上記開口開始指
令に基づいて上記開口開始起点より開口動作を行うもの
であり、上記距離、開口形状、開口寸法及び開口開始指
令の入力操作をタッチパネルに表示された釦により可能
としたことを特徴とする天井等の壁板の開口装置により
構成されるものである。

【０００５】例えば天井等の壁板を長方形に開口する場
合は、開口部の下方に本装置を移動し、開口中心にアー
ムの回転中心軸が来るように本装置を設置する。上記駆
動制御手段はアーム駆動手段を以ってアームを所定角度
回転させると共に切削部駆動手段を以って切削部をアー
ムに沿って摺動させることにより長方形開口形状の対角
線上の頂点位置に両切削刃を位置させる。そして、両切
削刃が天井面に突き刺さるまで昇降フレーム体を上昇さ
せ、次にアーム駆動手段によりアームを回転させながら
アームの回転位置に応じて、両切削部を上記アームに沿
って駆動することにより、壁板を直線的に切削してい
く。即ち、一対の切削部を回転軸を挟んで対向又は離間
する方向に駆動して、開口する長方形状の各辺に沿って
切削刃を直線的に移動させることにより、各切削刃によ
り対向する長方形の直交する２辺を切削する。これによ
り、壁板に長方形状の開口部を形成することができる。
また、例えば円形に開口する場合は、上記アームの所定
位置に一対の切削部を固定した状態で該アームを回転さ
せることにより円形の開口部を形成することができる。
又、天井等の壁板を開口する場合は、天井面までの高さ
を入力すると、駆動制御手段が該高さに基づいて天井面
下の所定位置まで上記昇降フレーム体を上昇させる。ま
た、操作者が開口形状等を入力すると、駆動制御手段が
入力されたデータに基づいて切削刃を開口形状の開口開
始起点に移動させる。操作者はこの状態で、開口位置の
中心位置決めを行うことができる。次に操作者が開口開
始指令を行うと駆動制御手段が上記アーム駆動手段、切
削部駆動手段を制御して上記開口開始起点より開口動作
を開始して壁板を開口し、さらに操作者はタッチパネル
により容易に各種条件の入力を行うことができる。

【０００６】第２に、上記駆動制御手段は、アーム駆動
手段により上記アームを回転させながら上記切削部駆動
手段により上記切削部を互いに対向又は離間する方向に
駆動して上記切削刃に四角形開口形状に沿う直線的な軌
道を描かせることにより、壁板に四角形開口部を形成可
能としたものであることを特徴とする上記第１の発明記
載の天井等の壁板の開口装置により構成されるものであ
る。

【０００７】アーム駆動手段によりアームを回転させな
がらアームの回転位置に応じて一対の切削部を対向又は
離間する方向に駆動して、開口する四角形の各辺に沿っ
て両切削部を直線的に移動させ、長方形等の四角形の各
辺を切削する。これにより天井面に四角形状の開口部を
形成することができる。

【０００８】第３に、上記駆動制御手段は、上記切削部
を所定位置で固定した状態で上記アーム駆動手段により
上記アームを回転させることにより、壁板に円形開口部
を形成可能としたものであることを特徴とする上記第１
又は２の発明記載の天井等の壁板の開口装置により構成
されるものである。従って、アームの所定位置に一対の
切削部を固定した状態で該アームを回転させることによ
り円形の開口部を形成することができる。

【０００９】

【００１０】

【００１１】第４に、上記開口装置上部にレーザ光発生
器及びテレビカメラを設け、該レーザ光発生器からのレ
ーザビームを上記回転軸に沿う軸上の転に向かわせて開
口中心をレーザビームにより表示可能とすると共に、該
開口中心近傍の映像を上記テレビカメラで撮影し、該カ
メラの撮影映像をモニタ手段により確認可能としたもの
であることを特徴とする上記第１乃至３の何れかの発明
に記載の天井等の壁板の開口装置により構成されるもの
である。

【００１２】例えば天井等の壁板を開口する場合は、天
井面の開口形状の中心位置に予め十字状のセンタークロ
ス線を描いておく。操作者は、レーザ光発生器により天
井等の壁板に向けてレーザビームを照射して該レーザビ
ームにより開口中心を表示する。そして開口中心位置近
傍をテレビカメラで撮影し、該カメラの映像をモニタ手
段に映し出す。従って、操作者は該モニタ手段を見なが
らレーザ光発生器から放射されるレーザビームが上記セ
ンタークロス線に一致するように本装置を移動すること
により、開口中心の位置合わせを行うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る壁
板の開口装置の全体構成の側面図、図２は同装置の全体
構成の正面図を示すものであり、これらの図において、
２はキャスター３により移動可能に設けられた基台、４
は該基台上に固定金具５，６により固設された外部固定
フレームであり、この外部固定フレーム４内には該フレ
ーム４内を上下方向に摺動自在に昇降し得る昇降フレー
ム７が設けられ、さらに該昇降フレーム７には該フレー
ム７に沿って上下方向に摺動自在に昇降し得るアングル
取付部８が設けられている（図５参照）。尚、本実施の
形態では、上記外部固定フレーム４、昇降フレーム７及
びアングル取付部８により昇降フレーム体を構成してい
る。

【００１４】図５において、１０ａは上記外部フレーム
４の上部フレーム側に設けられた滑車、１０ｂ，１０ｃ
は上記昇降フレーム７の下部フレーム側及び上部フレー
ム側に各々設けられた滑車、１０ｄは上記アングル取付
部８の上部フレーム側に設けられた滑車であり、これら
の滑車に１０ａ乃至１０ｄの順にワイヤー９が張設され
ており、該ワイヤー９の一端は上記滑車１０ｄに固定さ
れ、他端はワイヤー巻取軸１１に巻き取り可能に固定さ
れている。尚、図５は説明の便宜上外部フレーム４の前
方に昇降フレーム７を記載しているが、実際は外部フレ
ーム４の内部に昇降フレーム７が位置している（図３，
４参照）。

【００１５】上記巻取り軸１１は、図３，図４に示すよ
うに上記外部フレーム４に固定されたモータ取付部１２
に回転自在に設けられており、該取付部１２に固定され
た昇降フレーム駆動モータ１４によりギア部１５を介し
て矢印ａ，ｂ方向に回転駆動され、これにより上記昇降
フレーム７及びアングル取付部８を上下方向に昇降駆動
可能となっている。即ち、図５に示すように上記モータ
１４により上記巻取り軸１１を矢印ａ方向に駆動する
と、アングル取付部８が昇降フレーム７に沿って上昇し
（図５（イ）（ロ））、最上位置にて停止すると（同図
（ロ））、次に昇降フレーム７が外部固定フレーム４に
沿って上昇し（同図（ハ））、同図（ニ）に示す最上位
置まで上昇する。下降時は上記モータ１４により巻取り
軸１１を逆方向（矢印ｂ方向）に駆動することにより上
記とは逆の順序（同図（ハ）から（イ）の順序）で図５
（イ）の位置まで下降することができる。また、上記昇
降フレーム７及びアングル取付部８を任意の位置で停止
可能となっている。尚、図５に示す昇降機構はフォーク
リフト等に用いられている公知の技術であり、かかる技
術を利用することもできるが、これに限定されるもので
はなく他の昇降機構を用いても良い。１６（図１参照）
は上記アングル取付部８に固定されたヘッド取付アング
ルであり、該アングル１６上面に切削部３０，３１、切
削部支持アーム２３等からなる天井ボード開口用のヘッ
ド部１７が設けられている。

【００１６】図６、図７は上記ヘッド部１７の背面図及
び平面図を示している。かかるヘッド部１７において、
１９は上記ヘッド取付アングル１６の上面に取付具２０
により固定されたアーム駆動モータであり、その水平回
転軸１９ａの先端部は上記ヘッド取付アングル１６上面
に固定されたギアケース２１内において垂直回転軸１８
の下端部とウォームギア等を以って噛合しており、該モ
ータ１９の水平回転軸１９ａの矢印ｃ，ｄ方向の回転を
上記垂直回転軸１８の矢印ｅ，ｆ方向の回転に方向変換
するように構成されている。上記垂直回転軸１８上端部
にはアーム取付部２２が上記回転軸１８と共に回転し得
るように嵌合固定されており、該取付部２２の上記回転
軸１８の位置から水平方向に延出した端部上面２２ａに
上記切削部支持アーム２３が上記回転軸１８と直交する
ように固定されている。

【００１７】上記アーム２３は上記モータ１９を回転駆
動することにより回転軸１８を中心として上記昇降フレ
ーム７の昇降方向と直交する平面内において上記矢印
ｅ，ｆ方向に回転駆動されるものである。尚、本実施の
形態では、アーム駆動モータ１９、上記ギヤ、回転軸１
８等でアーム駆動手段を構成している。上記アーム２３
は断面略「コ」字状をなしており、その内側垂直面２３
ａには該アーム２３の長手方向に沿って切削部ガイドレ
ール２４，２４’が該アーム２３の略全域に亙って一直
線状に設けられている。さらに該垂直面２３ａにはその
中央位置に水平駆動軸２５を共通にして駆動ローラ２６
ａ，２６ｂが前後方向に並設されている（図９参照）。
また該駆動軸２５は上記アーム中央位置前面側に設けら
れたベルト駆動モータ２７のプーリに直結されており、
該モータ２７により矢印ｇ又はｈ方向に回転駆動される
ようになっている。さらに、後方の上記駆動ローラ２６
ａの取付位置に対応するように該アームの一端部にロー
ラ２６ａ’が設けられ、前方の駆動ローラ２６ｂの取付
位置に対応するように該アーム２３の他端部にローラ２
６ｂ’が設けられ、後方位置の駆動ローラ２６ａと一端
部のローラ２６ａ’に切削部駆動タイミングベルト２８
が、前方位置の駆動ローラ２６ｂと他端部のローラ２６
ｂ’に切削部駆動タイミングベルト２９が張設されてい
る（図１０，図１２参照）。従って、上記ベルト駆動モ
ータ２７を矢印ｇ方向又はｈ方向に駆動すると、上記ベ
ルト２８及び２９を各々矢印ｉ，ｉ’方向又は矢印ｊ，
ｊ’方向に同時に駆動し得るようになっている。３０，
３１は切削部であり、内蔵するモータ５０ａ，５０ｂに
よって垂直上方に突出した回転切削刃（超硬エンドミ
ル）３０ａ，３１ａを回転させることにより天井ボード
を切削するものである。各切削部３０，３１は、取付ア
ングル３２，３３に固定され、該アングル３２，３３の
前部側に設けられたレール係合部３２ａ，３３ａが上記
ガイドレール２４，２４’に摺動可能に係合することに
より、上記回転軸１８を挟んで各々ガイドレール２４，
２４’に沿って摺動可能となっている（図１１，図１３
参照）。

【００１８】また、上記切削部３０の上記ガイド係合部
３２ａはその下部に上ベルト固定部３２ｂが設けられて
おり、該上ベルト固定部３２ｂにより上記ベルト２８の
上側２８ａに挟着固定されている。また、上記切削部３
１の上記ガイド係合部３３ａはその下部に下ベルト固定
部３３ｂが設けられており、該下ベルト固定部３３ｂに
より上記ベルト２９の下側２９ａに挟着固定されてい
る。またこれら切削部３０，３１は、回転軸１８の中心
軸（回転中心軸）１８’から切削刃３０ａまでの距離
と、回転中心軸１８’から切削刃３１ａまでの距離が同
一となるような位置に固定されている。従って、上記ベ
ルト駆動モータ２７を駆動して駆動ローラ２６ａ，２６
ｂを矢印ｈ方向に駆動すると、切削部３０は上記レール
２４に沿って矢印ｍ方向に、切削部３１は上記レール２
４’に沿って矢印ｎ方向に、即ち互いに対向する方向に
同時に駆動され、上記駆動ローラ２６ａ，２６ｂを矢印
ｇ方向に駆動すると、切削部３０は上記レール２４に沿
って矢印ｎ方向に、切削部３１は上記レール２４’に沿
って矢印ｍ方向に、即ち互いに離間する方向に同時に駆
動することができ、また、両切削部３０，３１の任意の
位置において、上記切削刃３０ａと回転中心軸１８’ま
での距離、及び切削刃３１ａと上記回転中心軸１８’ま
での距離は常時同一に保たれる。尚、本実施の形態では
上記ベルト駆動モータ２７、ローラ２６ａ，２６ａ’，
２６ｂ，２６ｂ’，タイミングベルト２８，２９等で切
削部駆動手段を形成している。

【００１９】このようなヘッド部１７の構成により、上
記アーム駆動モータ１９を駆動して上記アーム２３を矢
印ｅ又はｆ方向に回転させながら、上記ベルト駆動モー
タ２７を矢印ｇ又は矢印ｈ方向に駆動することにより、
いわゆる２軸モータの直線補完動作を利用して、四角形
開口形状の各辺に沿って上記切削刃３０ａ，３１ａを直
線的に移動させ、これら切削刃３０ａ，３１ａに直線状
の軌跡を描かせることができる（図２２参照）。また、
上記切削刃３０ａ，３１ａと上記回転中心軸１８’とは
上記直交平面内において一直線上に位置しており、上記
切削部３０、３１を上記回転中心軸１８’から一定距離
のところで固定して上記アーム２３を回転させることに
より、回転中心軸１８’から各切削刃３０ａ，３１ａま
での距離を半径とする円軌道を描くことができる（図２
４参照）。

【００２０】尚、図７において５２ａ，５２ａ’は上記
アーム２３のレール２４’の両端部位置に設けられたオ
ーバラン防止用の近接センサーであり、上記切削部３１
が近接したことを検出して上記モータ２７を停止して上
記切削部３０，３１のオーバランを防止するものであ
る。上記切削部３０，３１は同一の駆動モータ２７によ
り駆動するので、レール２４’側にのみセンサーを設け
ることで両切削部３０，３１のオーバーランの防止が可
能である。また、５２ｂはスライド原点検出用センサー
であり、天井面の切削が終了した後、切削部３１を当該
センサー５２ｂの位置まで戻し、当該位置を切削部３１
の収納位置としての原点位置とするものである。尚、上
記切削部３０も上記切削部３１と同時にスライドし、上
記センサー５２ｂの位置に対応するレール２４側の位置
を最終的にスライド原点位置として停止する。５２ｃは
上記ギヤケース２１前面側に上向きで設けられた回転原
点検出用センサーであり（図８参照）、天井面の切削が
終了した後、アーム２３を図７に示す原点位置（アーム
２３が後述する垂直二等分線Ｎ１に平行となる位置）に
復帰させる際に、該アーム２３が当該原点位置にあるこ
とを検出するものである。即ち、切削動作の終了後、該
センサー５２ｃの原点位置検出動作に基づいてアーム駆
動モータ１９の回転を停止する。

【００２１】３４ａは上記取付アングル１６上に上記ア
ーム２３の長軸方向に平行にかつ上記回転中心軸１８’
上の開口中心Ｐに向けて所定角度を以って固定されたレ
ーザ光発生器、３４ｂは同じく上記取付アングル１６上
に上記アーム２３の短軸方向に平行、即ち上記レーザ発
生器３４ａと直交するように上記開口中心Ｐに向けて所
定角度を以って固定されたレーザ発生器であり、これら
レーザ発生器３４ａ，３４ｂから平面状のレーザビーム
ｂ１，ｂ２を発生させ（図２３参照）、天井面の開口中
心Ｐに図２３に示すような交差線Ｋを表示することがで
きるようになっている。

【００２２】３５は上記取付アングル１６上に固定され
たテレビカメラであり、該カメラ３５で上記レーザビー
ムによる天井面の交差線Ｋを撮影し、後述のモニタテレ
ビ（モニタ手段）５１に該交差線Ｋを映し出すことがで
きるようになっている。３６（図１参照）は上記外部フ
レーム４に固定された移動用ハンドルであり、操作者が
該ハンドル３６を持って該装置１を移動できるようにな
っている。

【００２３】３８は上記ハンドル３６中央部に固定され
たタッチパネルであり、後述の動作手順に従って該タッ
チパネル３８上の表示釦を押すことにより後述の天井ボ
ード開口作業を行うものである。３７は手元操作の可能
な操作スイッチであり、アーム２３の上昇、下降、開口
開始指令、緊急停止指令等、頻繁に使用する操作はこの
操作スイッチ３７でも操作可能となっている。尚、これ
らの操作を操作スイッチ３７で行う場合はタッチパネル
３８の操作頻度が減少するので該タッチパネル３８は制
御ボックス３９上面に設けても良い。

【００２４】３９は後述のシーケンサーユニット４５等
が収納された上記制御ボックス、４０は本装置の電源コ
ードを巻取るドラム、４１は上記切削部３０，３１で生
じる切り屑等を集塵するための集塵機であり、該集塵機
４１は集塵ホース４１ａの吸引開口端部を上記切削刃３
０ａ，３１ａ近傍に設置し、切削時に生じる切り屑等を
吸引するものである。また、集塵ホース４１ａの先端部
に回転ブラシを設け該回転ブラシを天井面の切削部分に
接触させながら切削を行うことにより、切削により生ず
る塵等をより効果的に集塵することができる。尚、上記
制御ボックス３９、ドラム４０、集塵機４１は何れも上
記基台２上に設置されているが、上記集塵機４１及びド
ラム４０は上記基台２の外に移動可能となっている。
尚、４０ａはドラム４０の脚、４１ｂは集塵機４１のキ
ャスターである。

【００２５】４２は上記外部フレーム４に固定された残
材受けであり、上記フレーム４の後面側に上方に向けて
所定角度を以って取り付けられており、天井面の開口後
に天井面から落下してくる残材を受けて、装置１の前方
側に落とし、タッチパネル３８近傍に位置する操作者に
直接残材が当たるのを防止するものである。５１はモニ
ターテレビであり、上記テレビカメラ３５により撮影さ
れた天井開口中心近傍の映像を映し出すものである。

【００２６】次に、図１４に基づいて本装置の電気的構
成について説明する。同図において、３８は上記タッチ
パネル、４３は上記ベルト駆動モータ２７を駆動制御す
るための水平軸サーボアンプ、４４は上記回転軸１８の
アーム駆動モータ１９を駆動制御するための回転軸サー
ボアンプ、４５は上記タッチパネル３８、各サーボアン
プ４３，４４等、昇降フレーム駆動モータ１４及び切削
刃回転用の駆動モータ５０ａ，５０ｂ等が接続されたシ
ーケンサーユニットであり、図１５に示す一連の動作手
順を記憶しており、入力部４５ａに入力する各種信号に
基づいて、該動作手順に従って後述の開口動作を行うも
のである。４６は上記タッチパネル３８、シーケンサー
ユニット４５、サーボアンプ４３，４４等に電源を供給
するための電源部である。

【００２７】上記タッチパネル３８は、画面上に表示さ
れる各種釦のタッチ操作に基づいて該釦に対応する各種
指示信号をラインＬ１”を介して上記シーケンサーユニ
ット４５に送出するものである。該タッチパネル３８に
表示される各種画面（図１６乃至図１９）は予めタッチ
パネル表示制御部３８ａに記憶されており、該制御部３
８ａが図１５に示す動作手順に従って図１６乃至図１９
に示す各種画面を表示するように制御するものである。
また、操作スイッチ３７はアームの上昇、下降、開口開
始指令、緊急停止指令等を行うための釦が設けられてお
り、これらの釦を操作することで対応する操作指令信号
がラインＬ１’を介して上記ユニット４５に送出され、
頻繁に操作する必要のあるこれらの操作はこの操作スイ
ッチ３７でも操作可能となっている。

【００２８】上記水平軸サーボアンプ４３はラインＬ３
を介して上記シーケンサーユニット４５から送出される
駆動指令信号に基づいてベルト駆動モータ２７を駆動す
ると共に該モータ２７の回転数等に基づいて各切削部３
０，３１の現在位置情報をラインＬ２，Ｌ２’を介して
上記シーケンサーユニット４５に送出するものである。
上記回転軸サーボアンプ４４はラインＬ５を介して上記
シーケンサーユニット４５から送出される駆動指令信号
に基づいて上記アーム駆動モータ１９を駆動すると共に
モータの回転数等に基づいてアーム２３の現在位置情報
をラインＬ４，Ｌ４’を介して上記シーケンサーユニッ
ト４５に送出するものである。

【００２９】上記シーケンサーユニット４５において、
４５ａは上記ラインＬ１’又はラインＬ１”からの指示
信号を受信して該信号を次段の演算部４５ｂに送出する
入力部、４５ｂは位置制御部４５ｄに入力する各種指示
信号及び上記現在位置信号等に基づいて各種データを演
算処理し、上記アーム２３、切削部３０，３１の位置計
算を行い、図１５に示す動作手順に従って開口動作を実
現する演算部であり、演算結果としての各種指令信号を
出力部４５ｃに送出するものである。４５ｃは上記演算
部４５ｂの演算結果に基づいて上記サーボアンプ４３，
４４及び上記モータ１４，５０ａ，５０ｂにモータ駆動
制御信号を送出する出力部、４５ｄはラインＬ３，Ｌ５
を介して上記水平軸サーボアンプ４３及び回転軸サーボ
アンプ４４に直線補完信号を送出する位置制御部であ
り、上記アーム２３を回転させながら上記切削部３０，
３１を該アーム２３に沿って摺動させることにより、図
２２に示すように切削部３０，３１に直線移動を行わせ
るものである。尚、４５ｅは電源制御部である。

【００３０】４８はパソコン開発用ユニットであり、上
記タッチパネル３８の設定、演算部４５ｂの基準値等を
変更するための装置であって、本装置の基本的設定を変
更する場合に用いられる。４７は上記駆動モータ５０
ａ，５０ｂ及び昇降フレーム駆動モータ１４を駆動する
ためのリレーである。尚、本実施の形態では、シーケン
サーユニット４５、水平軸サーボアンプ４３及び回転軸
サーボアンプ４４等で駆動制御手段を構成している。

【００３１】本発明は上述のように構成されているもの
であり、以下、図１５のフローチャート及び図１６乃至
図１９のタッチパネル３８の表示等を参照しながらその
動作を説明する。まず、天井面に開口する形状の開口中
心Ｐ、例えば開口が長方形であれば、該長方形の垂直２
等分線の交差点、円形であれば円の中心点に十字状のセ
ンタークロス線Ｓを天井面に描いておく（図２０参
照）。

【００３２】本装置の電源を投入すると、電源部４６か
ら本装置各部に電源が供給され、タッチパネル制御部３
８ａの制御に基づいてタッチパネル３８上に図１６
（１）の天井開口メニュー画面が表示される。操作者
が、該画面（１）上の「天井高さ入力」釦を押すと、図
１６（２）の天井高さ入力画面となるので、操作者は天
井高さ（床面から開口壁板までの距離、例えば３ｍ等）
をテンキーより入力する（図１５のＰ１）。その後操作
者が「次へ」釦を押すと、図１６（３）の形状選択画面
となるので、天井の開口形状を選択する（図１５のＰ
２，Ｐ３）。ここでは、一例として操作者が「長方形」
を選択するものとする。「長方形」釦を押すと画面は次
の長方形寸法入力画面（図１６（４））となるので操作
者はテンキーにより長方形の縦横寸法を入力する（図１
５のＰ４，Ｐ５）。

【００３３】尚、ここで「正方形」を選択した場合は縦
又は横の何れかの寸法を、「円形」を選択したときは直
径を入力する画面となる。寸法入力後、「次へ」釦を押
すと、次の１段目上昇画面になる（図１７（５））。ま
た、上記選択した形状及び縦横寸法はラインＬ１”を介
してシーケンサーユニット４５に送られ、該ユニット４
５内に記憶される。操作者は確認の後画面（５）の「Ｏ
Ｋ」釦を押すと（図１５のＰ６，Ｐ７）、１段目上昇指
示信号がラインＬ１”を介してシーケンサユニット４５
に送出され、該ユニット４５の演算部４５ｂは入力され
た高さから１段目上昇高さ（切削刃３０ａ，３１ａの先
端部が天井面下数ｃｍの高さ）を演算する。そして昇降
フレーム駆動モータ１４を駆動し、巻取り軸１１を矢印
ａ方向に回転駆動し、図５（イ）乃至（ニ）に示すよう
にヘッド部１７及び昇降フレーム７を上昇させ、上記演
算結果に基づいて切削刃３０ａ，３１ａの先端部が天井
面下数ｃｍのところで上昇を停止する（図１５のＰ
７）。尚、この１段目上昇操作は手元の操作スイッチ３
７の上昇釦を押すことでも可能である。

【００３４】次に、画面は図１７（６）の開口中心位置
合わせ画面となるので、操作者はここで開口中心位置合
わせ動作を行う。即ち、操作者はレーザー３４ａ，３４
ｂ、テレビカメラ３５及びモニターテレビ５１の電源を
オンにしてセンタークロス線Ｓを該モニタテレビ５１に
映し出し、該モニターテレビ５１を見ながら操作ハンド
ル３６を持って本装置１を移動させ、モニターテレビ５
１上で天井面に描いたセンタークロス線Ｓとレーザ光発
生器３４ａ，３４ｂから放射される２つの十字状レーザ
ービームｂ１，ｂ２の交差線Ｋを図２３に示すように一
致させる。これにより、本装置の回転軸１８の中心軸１
８’を上記開口形状の中心点Ｐに一致させることができ
る。尚、この位置合わせ動作はモニターテレビ５１を使
用せず、センタークロス線Ｓと交差線Ｋを直接見ながら
行っても良い。

【００３５】操作者はモニタテレビ５１上で位置合わせ
が完了していることを確認した後、画面（６）において
「ＯＫ」釦を押すと、上記シーケンサーユニット４５の
演算部４５ｂは入力された長方形の縦横寸法に基づいて
長方形の垂直２等分線Ｎ１から対角線までの角度Ｒ及び
対角線の長さＴを演算により求め（図２０参照）、回転
軸サーボアンプ４４を介してアーム駆動モータ１９を駆
動して、上記アーム２３を図７に示す原点位置（上記ア
ーム２３が垂直二等分線Ｎ１に平行な位置）から上記角
度Ｒだけ矢印ｅ方向に回転させ、アーム２３を対角線に
平行な位置に移動させると共に、水平軸サーボアンプ４
３を介してベルト駆動モータ２７を矢印ｇ又はｈ方向に
駆動して切削部３０，３１をレール２４，２４’に沿っ
て摺動させ、その切削刃３０ａ，３１ａを長方形の頂点
Ａ，Ｃの位置（開口開始起点）に一致させる。これで上
記切削刃３０ａ，３１ａと開口中心Ｐとを結ぶ直線が上
記対角線に一致する開口開始位置となる（図２０、図２
１及び図２２（ａ）の位置）。

【００３６】また、上記動作と同時にシーケンサユニッ
ト４５はモータ５０ａ，５０ｂを駆動して切削刃３０
ａ，３１ａを回転駆動する。尚、この間画面は図１７
（７）の開口開始位置移動中画面が表示される（図１５
のＰ８）。上記アーム２３が上記開口開始位置に移動す
ると、２段目上昇確認画面（図１７（８））となるの
で、操作者は確認の後「ＯＫ」釦を押すと、シーケンサ
ーユニット４５から昇降フレーム駆動モータ１４に駆動
信号が送出され、巻き取り軸１１がさらに矢印ａ方向に
所定距離駆動され、切削刃３０ａ，３１ａが天井面につ
き刺さるまでアーム２３が上昇し、これら切削刃３０
ａ，３１ａの先端部が天井面に突き刺ささった状態で、
自動的に上昇が停止する。その後、画面は図１８（９）
の開口開始画面となり、操作者の「開口開始」釦の押圧
（開口開始指令）に基づいて以下の天井開口動作を開始
する（図１５のＰ９，Ｐ１０）。尚、この２段目上昇操
作は手元の操作スイッチ３７の上昇釦を押すことによっ
ても可能である。

【００３７】まず、シーケンサーユニット４５は回転軸
サーボアンプ４４に駆動信号を送出しアーム駆動モータ
１９を矢印ｅ方向に駆動していくが（図２０，図２１及
び図２２参照）、このときアーム２３の現在位置情報を
回転軸サーボアンプ４４からラインＬ４’を介して取得
し、アーム２３の現在位置に対応する垂直２等分線Ｎ１
とのなす角度Ｒ’、該角度Ｒ’に対応する開口中心Ｐか
らの長方形の各辺までの距離Ｔ’を演算し、上記切削刃
３０ａ，３１ａと上記開口中心Ｐとの距離が常に上記距
離Ｔ’となるようにベルト駆動モータ２７を駆動して切
削部３０，３１をレール２４，２４’に沿って摺動させ
ることにより、その切削刃３０ａ，３１ａが開口する長
方形の各辺に沿った直線的な軌跡を描くように制御を行
う。

【００３８】即ち、上記シーケンサユニット４５はまず
ベルト駆動モータ２７を矢印ｈ方向に駆動し、アーム２
３が垂直２等分線Ｎ１から９０度回転する位置（図２２
（ｂ）のＮ２の位置）までは上記切削部３０，３１を互
いに対向する方向に駆動し、これにより切削刃３０ａで
長方形の辺Ｋ１を，切削刃３１ａで辺Ｋ１’を直線的に
切削していく。それ以降は上記ベルト駆動モータ２７を
逆転させて矢印ｇ方向に駆動して上記切削刃３０ａ，３
１ａが頂点Ｂ，Ｄに達する位置まで切削部３０，３１を
互いに離間する方向に駆動しながら長方形の辺Ｋ２及び
Ｋ２’を各々切削刃３０ａ，３１ａで直線的に切削して
いく（図２３（ｃ），（ｄ））。これにより、入力した
寸法の横方向の辺（Ｋ１，Ｋ２及びＫ１’，Ｋ２’）を
切削することができる。

【００３９】引き続いてシーケンサーユニット４５は、
ベルト駆動モータ２７を逆転させてアーム２３が上記垂
直２等分線Ｎ１に平行となる位置までは、即ち切削刃３
０ａ，３１ａが上記垂直二等分線上Ｎ１上に位置するま
では該モータ２７を矢印ｈ方向に駆動して切削部３０，
３１を互いに対向する方向に駆動しながら長方形の辺Ｋ
３及びＫ３’を各々切削刃３０ａ，３１ａで直線的に切
削し（図２３（ｅ））、それ以降は再びベルト駆動モー
タ２７を逆転させて切削部３０，３１を互いに離間する
方向に駆動しながら長方形の辺Ｋ４，Ｋ４’を直線的に
切削し、最終的に１８０度回転して切削部３０，３１が
頂点Ｃ，Ａに位置した時点で上記アーム駆動モータ１９
及びベルト駆動モータ２７を停止する。かかる動作によ
り入力した寸法の縦方向の辺（Ｋ３，Ｋ４及びＫ３’，
Ｋ４’）の切削が終了し、結局長方形の全部の辺Ｋ１乃
至Ｋ４及びＫ１’乃至Ｋ４’の切削が完了し、天井面を
長方形に開口することができる（図１５のＰ１０，Ｐ１
１）。

【００４０】このように、切削刃３０ａで長方形の直交
２辺（Ｋ１乃至Ｋ４）を、切削刃３１ａで長方形の対向
する他の直交２辺（Ｋ１’乃至Ｋ４’）を切削するもの
である。尚、上記各切削部３０，３１の直線移動はいわ
ゆる２軸モータの「直線補完」動作として公知の技術を
利用して行うことができる。また、開口動作中は図１８
（１０）の運転中画面が表示される。上記開口動作が終
了すると開口された長方形の残材が落下するが、該残材
は残材受け４２により装置の前方に誘導されて落下する
ため、操作者に当たることはない。

【００４１】操作者が「正方形」を選択した場合も、開
口部の一辺の長さが同一となるだけで、上記と同様の動
作で正方形の開口部を形成することができる。また、長
方形、正方形等の矩形に限らず、平行四辺形等の他の四
角形も同様の動作で開口することができる。操作者が図
１６（３）の画面で「円形」を選択した場合は、シーケ
ンサーユニット４５は入力された直径に基づいてベルト
駆動モータ２７を駆動して、回転中心軸１８’から各切
削刃３０ａ，３１ａまでの距離が上記直径に基づく半径
に一致するまで切削部３０，３１を駆動する。該距離が
上記半径と同一となった時点で上記切削部３０，３１の
駆動を停止し、該切削部３０，３１をかかる位置に固定
した状態で、アーム駆動モータ１９を駆動してアーム２
３を１８０度回転させることにより円形の開口部を形成
することができる（図２４）。

【００４２】ここで、開口動作中に何らかの支障があり
開口動作を一時停止する必要のある場合は、操作者は上
記開口動作中に上記運転中画面（図１８（１０））の
「一時停止」釦を押せば良い。すると開口動作が中止さ
れ、図１８（１１）の一時停止画面が表示される。開口
動作に支障がなければ、「続行」釦を押すことにより開
口動作が続行される。尚、かかる一時停止操作及び続行
操作は、手元の操作スイッチ３７の一時停止釦により操
作することも可能である。

【００４３】開口動作が終了すると、上記開口終了位置
（図２２（ｆ））で開口動作が停止し、図１８（１２）
の開口終了画面が表示され、引き続き図１９（１３）の
２段目上昇開始位置下降画面となる。ここで、操作者は
「ＯＫ」釦を押すと、シーケンサーユニット４５から昇
降リフト駆動モータ１４に駆動信号が送出され、巻き取
り軸１１が矢印ｂ方向に駆動されてアーム２２が上記２
段目上昇開始位置まで下降し、切削刃３０ａ，３１ａの
回転が停止する（図１５のＰ１２）。また、同時にアー
ム２３が矢印ｆ方向に回転して回転原点検出用センサー
５２ｃの検出動作に基づいて原点位置（アーム２３と垂
直２等分線Ｎ１が平行な位置）に復帰する。アーム２３
が原点に復帰すると、図１９（１４）の開口続行画面と
なり、開口を終了する場合は「Ｎｏ」釦を、開口を続行
する場合は「Ｙｅｓ」釦を押せば良い。即ち「Ｎｏ」釦
を押した場合は昇降リフトが１段目上昇開始位置まで下
降して作業が終了し（図１９（１５））、その後切削部
３０，３１がスライド原点検出センサー５２ｂの検出動
作に基づいて上記スライド原点位置までスライドして当
該原点位置で停止する。「Ｙｅｓ」釦を押した場合は画
面図１６（１）に戻り、次の開口動作の入力画面となる
（図１５のＰ１３乃至Ｐ１５）。尚、上記２段目上昇開
始位置までの下降動作は手元操作スイッチ３７の下降釦
を操作することにより行う事もできる。

【００４４】尚、切削部３０，３１の先端の切削刃３０
ａ，３１ａの代わりに、インクジェット等のインク噴射
装置を取り付け、該インク噴射装置先端を天井面から少
許離間した位置で、上記開口動作と同様な動作を行わせ
ることで開口形状を天井面に描かせることができ、実際
の開口前の墨出しを行うことができる。

【００４５】以上のように本発明によると、１台の装置
で長方形や正方形等の四角形開口形状と円形開口形状の
両方を開口することができるため、従来のように各開口
形状に応じて専用の開口装置を持ち込む必要はなく、極
めて実用的な開口装置を提供することができる。

【００４６】また、１本の切削部支持アーム２３に一対
の切削部３０，３１を設け、該アーム２３を回転させな
がら上記切削部３０，３１を該アーム２３に沿って摺動
させることにより、天井等を直線的に切削できるように
構成したので、切削部をＸＹ方向に駆動する必要のある
従来の開口装置に比べて装置を小型軽量化することがで
きる。

【００４７】また、切削部支持アーム２３の長手方向の
略全域に亙ってガイドレール２４，２４’を設け、かか
るガイドレール２４，２４’に沿って切削部３０，３１
を摺動可能とする構成であるため、かかる切削部３０，
３１の摺動範囲内であれば自由に開口寸法を設定するこ
とができ、従来より開口寸法設定の自由度を拡大するこ
とができる。

【００４８】また、シーケンサーユニット４５を用い、
一連の開口動作を自動的に行うように構成したので、簡
単な入力操作で容易に開口作業を行うことができる。即
ち、開口高さを入力するとヘッド部１７を所定の開口開
始位置へ上昇させることができ、また開口形状及び開口
寸法を入力するだけで切削部３０，３１の開口開始起点
への移動を自動的に行うことができる。特に、切削部３
０，３１をガイドレール２４，２４’に沿ってベルト駆
動モータ２７により互いに対向又は離間する方向に摺動
可能とし、該モータ２７の駆動をシーケンサーユニット
４５により制御し得るようにしたので、開口形状、開口
寸法を入力するだけで、各切削刃３０ａ，３１ａを開口
開始起点に正確かつスムーズに移動させることができ、
従来面倒であった切削部の位置決めを極めて容易かつ正
確に行うことができる。その後は、開口開始指令を与え
ることにより入力された開口寸法等のデータに基づいて
自動的に開口作業を実行することができ、極めて操作性
に優れた開口装置を提供することができる。

【００４９】またレーザ光発生器３４ａ，３４ｂによる
交差線Ｋとセンタークロス線Ｓをテレビカメラ３５で撮
影しその映像をモニターテレビ５１で確認できるように
したので、タッチパネル３８近傍のテレビカメラ５１を
見ながら容易に開口開始位置の位置出しを行うことがで
き、テレビカメラ５１を使用した場合は、従来のように
天井ボードを見上げた姿勢で位置出しを行う必要はな
い。

【００５０】

【発明の効果】以上のように本発明によると、１台の装
置で長方形や正方形等の四角形開口形状と円形開口形状
の両方を開口することができるため、従来のように各開
口形状に応じて専用の開口装置を持ち込む必要はなく、
極めて実用的な開口装置を提供することができる。ま
た、切削部支持アームに一対の切削部を設け、該アーム
を回転させながら上記切削部を該アームに沿って摺動さ
せることにより、天井等を直線的に切削できるように構
成したので、従来の開口装置に比べて装置を小型軽量化
することができる。また上記アームに沿って切削部を摺
動可能とする構成であるため、かかる切削部の摺動範囲
内であれば自由に開口寸法を設定することができ、従来
より開口寸法設定の自由度を拡大することができる。

【００５１】また、開口高さを入力すると切削部支持ア
ームを所定の開口開始位置へ上昇させることができ、ま
た開口形状及び開口寸法を入力するだけで切削部の開口
開始起点への移動を自動的に行うことができ、その後は
開口開始指令を与えることにより入力された開口寸法等
のデータに基づいて自動的に開口作業を実行することが
でき、従来のように手動で各種位置決め作業を行う必要
がなく、極めて操作性に優れた開口装置を提供すること
ができる。

【００５２】また、タッチパネルで入力操作を可能とし
たので、操作性の極めて良好な開口装置を提供すること
ができる。

【００５３】また、レーザ光発生器のレーザビームをテ
レビカメラで撮影しその映像をモニタ手段で確認できる
ようにしたので、モニタ手段を見ながら容易に開口中心
位置の位置出しを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る天井等の壁板の開口装置の側面図
である。

【図２】同上開口装置の正面図である。

【図３】図１のＸ−Ｘ線断面図である。

【図４】本発明に係る天井等の壁板の開口装置の昇降フ
レーム駆動モータ近傍の背面図である。

【図５】（イ）乃至（ニ）は同上装置の昇降フレームの
昇降機構を説明するための説明図である。

【図６】同上装置のヘッド部の背面図である。

【図７】同上装置のヘッド部の平面図である。

【図８】同上装置のヘッド部の側面図である。

【図９】図６のＥ−Ｅ線断面図である。

【図１０】図６のＦ−Ｆ線断面図である。

【図１１】図６のＧ−Ｇ線断面図である。

【図１２】図６のＩ−Ｉ線断面図である。

【図１３】図６のＨ−Ｈ線断面図である。

【図１４】本発明に係る天井等の壁板の開口装置の電気
的ブロック図である。

【図１５】同上装置の動作手順を示すフローチャートで
ある。

【図１６】同上装置のタッチパネルの正面図であり、
（１）乃至（４）はメニュー画面から寸法入力までの表
示画面である。

【図１７】同上装置のタッチパネルの正面図であり、
（５）乃至（８）は１段目上昇画面から２段目上昇画面
までの表示画面である。

【図１８】同上装置のタッチパネルの正面図であり、
（９）乃至（１２）は開口開始から開口終了までの表示
画面である。

【図１９】同上装置のタッチパネルの正面図であり、
（１３）乃至（１５）は２段目開始位置下降画面から１
段目上昇位置下降画面までの表示画面である。

【図２０】同上装置の開口開始位置を説明するためのア
ームと開口形状との関係を示す図である。

【図２１】同上装置の開口動作に係るアームの回転動作
を説明するためのアームと開口形状との関係を示す図で
ある。

【図２２】（ａ）乃至（ｆ）は、同上装置により壁板を
開口する動作を説明するための説明図であり、開口開始
から開口終了までのアームと開口部との関係を示した図
である。

【図２３】天井面と本装置との位置出しを行う状態を示
すレーザ光放射体と天井面との関係を示す斜視図であ
る。

【図２４】本装置において円形の開口部を形成する際の
アームの動作を説明するための説明図である。

【符号の説明】

２ 基台 ４ 外部固定フレーム ７ 昇降フレーム ８ アングル取付部 １８ 回転軸 １９ アーム駆動モータ ２１ ギヤケース ２３ 切削部支持アーム ２４，２４’ 切削部ガイドレール ２６ａ，２６ａ’ 駆動ローラ ２６ｂ，２６ｂ’ 駆動ローラ ２７ ベルト駆動モータ ２８，２９ 切削部駆動タイミングベルト ３０，３１ 切削部 ３０ａ，３１ａ 回転切削刃 ３４ａ，３４ｂ レーザ発生器 ３５ テレビカメラ ３７ 手元操作スイッチ ３８ タッチパネル ４３ 水平軸サーボアンプ ４４ 回転軸サーボアンプ ４５ シーケンサーユニット ｂ１，ｂ２ レーザービーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古賀 哲也 福岡市南区那の川１丁目23番35号 株式 会社九電工内 (56)参考文献 特開 平７−144302（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−331010（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23C 3/00 B23B 41/00 B23B 45/14 B27C 3/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台上に上下方向に昇降可能な昇降フレ
   ーム体を設けると共に該フレーム体上端部に上記昇降方
   向と平行に回転軸を設け、 該回転軸に切削部支持アームを設けると共に、該アーム
   を上記昇降方向と直交する平面内において回転可能と
   し、 該切削部支持アームに上記直交平面に平行となるように
   ガイドレールを設け、 先端部に切削刃を有する一対の切削部を上記案内レール
   に沿って摺動可能に設けると共に、これら一対の切削部
   を上記アームの回転軸を挟んで互いに対向又は離間する
   方向に摺動可能とし、 かつ上記回転軸を以って上記アームを回転駆動するアー
   ム駆動手段及び上記切削部を上記レールに沿って摺動さ
   せる切削部駆動手段を設け、 上記アーム駆動手段及び切削部駆動手段を制御すること
   により、上記アームを回転させながら上記切削部を上記
   対向又は離間する方向に駆動可能とする駆動制御手段を
   設け、該駆動制御手段に、開口部を形成する壁板までの距離、
   開口形状、開口寸法及び開口開始指令を入力し得る入力
   手段を設け、 上記駆動制御手段は、入力された上記距離に基づいて上
   記昇降フレーム体を所定位置まで上昇させると共に、入
   力された上記開口形状及び開口寸法に基づいて上記切削
   部支持アーム及び上記切削刃を開口開始起点に位置させ
   るものであり、 かつ上記開口開始指令に基づいて上記開口開始起点より
   開口動作を行うものであり、 上記距離、開口形状、開口寸法及び開口開始指令の入力
   操作をタッチパネルに表示された釦により可能とし たこ
   とを特徴とする天井等の壁板の開口装置。
2. 【請求項２】 上記駆動制御手段は、アーム駆動手段に
   より上記アームを回転させながら上記切削部駆動手段に
   より上記切削部を互いに対向又は離間する方向に駆動し
   て上記切削刃に四角形開口形状に沿う直線的な軌道を描
   かせることにより、壁板に四角形開口部を形成可能とし
   たものであることを特徴とする請求項１記載の天井等の
   壁板の開口装置。
3. 【請求項３】 上記駆動制御手段は、上記切削部を所定
   位置で固定した状態で上記アーム駆動手段により上記ア
   ームを回転させることにより、壁板に円形開口部を形成
   可能としたものであることを特徴とする請求項１又は２
   記載の天井等の壁板の開口装置。
4. 【請求項４】 上記開口装置上部にレーザ光発生器及び
   テレビカメラを設け、該レーザ光発生器からのレーザビ
   ームを上記回転軸に沿う軸上の転に向かわせて開口中心
   をレーザビームにより表示可能とすると共に、該開口中
   心近傍の映像を上記テレビカメラで撮影し、該カメラの
   撮影映像をモニタ手段により確認可能としたものである
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の天井
   等の壁板の開口装置。