JP5987137B2 - トリミング装置 - Google Patents

Description

本発明は、パネルのトリミングを行うトリミング装置に関するものである。

例えば、自動車の室内側の天井を形成するパネル（「自動車天井パネル」ということとする）は、合成樹脂や布等が複数枚重ね合わされて形成されている。
そして、自動車天井パネルは、基本的にはほぼ長方形状（若干湾曲している）をしているが、照明装置（ライト）が取り付けられる部分やサンルーフが形成される場所には孔が形成されているとともに、その四隅は角が落とされている。

すなわち、種々の工程を経て自動車天井パネルが形成されるが、その一工程として、ほぼ長方形状の状態のパネルに対して、所定の孔を形成したり、四隅又はそれを含む周囲を切り落としたりするという、トリミングの工程がある。

上述のようなトリミングを行うためには、例えば、次のようなトリミング装置が使用される。
そのトリミング装置は、下型及び上型を有している。例えば、下型は、位置固定的な固定型である。上型は、下型から離隔した離隔位置（上昇位置）と、下型に最接近した最接近位置（最下降位置）との間を移動（昇降）可能な可動型である。
そして、下型の上面（型面）にパネルが配設された状態で上型が下降し、上型に設けられた刃によってパネルが切断される。

ところで、上述のように確実にトリミングするためには、上型（可動型）が所定の推進力を伴って下降して、所定の力で切断する必要がある。
一方で、効率良くトリミングする（ひいては自動車天井パネルを効率良く製造する）ためには、上型（可動型）が高速で昇降する必要がある。

ここで、上型（可動型）の昇降については、油圧によって行う装置と、モータ（電動モータ）によって行う装置とが知られている。
油圧による装置では、容易に所定の推進力を得ることができる。しかしながら、上型（可動型）を高速で昇降させることは困難である。
一方、モータによる装置では、それとは逆に、上型（可動型）を高速で昇降させることは容易であるが、所定の推進力を得ることは困難である。

なお、本発明に関連する先行技術として、特許文献１に記載のものがある。

特開２００８−２７９４５４号公報

本発明は、所定の力でパネルを確実にトリミングすることができるとともに、効率的にトリミングすることができる装置を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、第１型と第２型とが離隔した状態で当該両型間にパネルが配設され、当該両型が接近することによって当該パネルをトリミングするトリミング装置であって、前記第１型は、モータによって前記第２型から離隔した第１型待避位置と前記第２型に接近した第１型接近位置との間を駆動されるものであり、前記第２型は、油圧シリンダによって前記第１型から離隔した第２型待避位置と前記第１型に接近した第２型接近位置との間を駆動されるものであって、前記第１型の移動方向に延び、当該第１型の前記第１型待避位置と前記第１型接近位置との間の移動をガイドするガイドロッドと、前記第１型接近位置に位置する状態の前記第１型を当該第１型接近位置から前記第１型待避位置の側に移動することを阻止する第１型固定機構とを有し、前記第２型が前記第２型待避位置に位置する状態で、前記第１型が前記第１型待避位置から前記第１型接近位置まで移動するまでの間において、前記パネルを挟んで前記第１型と前記第２型との間には押圧力が生じず、前記第１型が前記第１型接近位置に位置する状態で、前記第２型が前記第２型待避位置から前記第２型接近位置に移動するまでの間の少なくとも一部において、前記パネルを挟んで前記第１型と前記第２型との間に押圧力が生じ、それによって当該パネルがトリミングされる位置関係にあり、前記第１型固定機構が、前記ガイドロッドに形成された被係止部と、前記第１型に設けられ、当該第１型が前記第１型接近位置に位置する状態で前記被係止部に対して係脱可能に係止する係止装置とを有するものである、トリミング装置である。

この発明のトリミング装置では、次のように使用され、次の作用効果が得られる。
第１型と第２型とが離隔した状態、すなわち、第１型が第１型待避位置に位置し、第２型が第２型待避位置に位置する状態で、両型間にパネルが配設される。
その状態で、第１型が第１型接近位置まで移動され、その第１型接近位置に位置する第１型は、第１型固定装置によって、第１型待避位置の側に移動することが阻止される。すなわち、ガイドロッドに形成された被係止部に対して、第１型に設けられた係止装置が係脱可能に係止することによって、第１型接近位置に位置する第１型が、第１型接近位置から第１型待避位置の側に移動することが阻止される。
その状態で、第２型が第２型接近位置まで移動する。
こうして、第１型及び第２型によって、パネルがトリミングされる。

その際、第１型は、モータによって駆動されるものであるため、第１型待避位置から第１型接近位置まで高速で（油圧シリンダで駆動される場合と比較して高速で）移動することができる。一方で、第１型はモータによって駆動されるものであるため推進力が小さい（油圧シリンダで駆動される場合と比較して小さい）。しかしながら、第１型が第１型待避位置から第１型接近位置に移動するまでは、第１型は、パネルを挟んで第２型との間に押圧力が生じない。このため、推進力が小さくても問題はない。
一方、第２型は、油圧シリンダによって駆動されるものであるため、第２型待避位置から第２型接近位置まで大きな推進力で移動することができる。それとともに、第１型は、第１型固定機構によって、第１型接近位置において第１型待避位置の側に移動することが阻止されている。このため、第２型の大きな推進力に基づいて、パネルを挟んで第１型と第２型との間に大きな押圧力が生じ、それによってパネルが確実にトリミングされる。
なお、第２型は油圧シリンダで駆動されるものであるため、第２型待避位置から第２型接近位置までは高速では移動できない（モータで駆動される場合と比較して低速である）。
しかしながら、両型が移動する距離の合計のうち、第２型の移動距離はその一部であり、前述したように第１型はモータの駆動によって高速で移動するものであるため、全体として高速で（油圧シリンダのみで駆動される場合と比較して高速で）トリミングを行うことができる。
このようにして、このトリミング装置では、能率的にかつ確実にパネルをトリミングすることができるのである。

また、この発明のトリミング装置では、ガイドロッドが、第１型の移動をガイドするとともに、当該ガイドロッドに形成された被係止部が第１型固定機構の一部を構成するため、部品点数の減少が図られ、効率的である。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明のトリミング装置であって、第１型は上型であり、第２型は下型であって、前記パネルは、前記下型の上面である型面に載置されることによって前記上型と当該下型との間に配設されるものである、トリミング装置である。

この発明のトリミング装置では、請求項１に係る発明のトリミング装置の作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
すなわち、この発明のトリミング装置は、第１型が上型であり第２型が下型であって、パネルが下型の上面である型面に載置されることによって両型間に配設されるものであるため、重力に基づいてパネルを容易に配設することが可能である。

本発明の一実施例のトリミング装置の全体を示す正面図（一部断面）である。 本発明の一実施例のトリミング装置のうちの固着装置等を示す拡大図である。（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は平面図（一部破断）である。固着装置は非固着状態である。 本発明の一実施例のトリミング装置のうちの固着装置等を示す拡大図である。（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は平面図（一部破断）である。固着装置は固着状態である。 本発明の一実施例のトリミング装置の作用を示す縦断面図である。最初の段階である。 本発明の一実施例のトリミング装置の作用を示す縦断面図である。図３Ａの次の段階である。 本発明の一実施例のトリミング装置の作用を示す縦断面図である。図３Ｂ−１の一部を拡大して示す図である。 本発明の一実施例のトリミング装置の作用を示す縦断面図である。図３Ｂ−１の次の段階である。 本発明の一実施例のトリミング装置の作用を示す縦断面図である。図３Ｃ−１の一部を拡大して示す図である。 本発明の一実施例のトリミング装置の作用を示す縦断面図である。図３Ｃ−１の次の段階である。 本発明の一実施例のトリミング装置の作用を示す縦断面図である。図３Ｄ−１の一部を拡大して示す図である。 本発明の一実施例のトリミング装置の作用を示す縦断面図である。図３Ｄ−１の次の段階である。

次に、本発明の一実施例について図面に基づいて説明する。
図１及び図３Ａ等に示すように、このトリミング装置は、ベース１０，上型２０（第１型），下型４０（第２型）を有している。
ベース１０は位置固定的に設置されている。
上型２０は、上型プラテン２１に支持されている。下型４０は、下型プラテン４１に支持されている。
上型プラテン２１（上型２０）は、電動モータ３０（モータ）によって昇降可能である。下型プラテン４１（下型４０）は油圧シリンダ５０によって昇降可能である。
このトリミング装置には制御装置（図示省略）が伴っており、上型２０及び下型４０の昇降等は、その制御装置によって制御される。

このトリミング装置の四隅には、各々電動モータ３０が配設されている。各電動モータ３０（その回転軸）には、ねじ軸３２が接続されている。ねじ軸３２は、円筒状のガイド３４（間接的にベース１０に固定されている）を摺動可能に貫通し、鉛直に維持されている。
ねじ軸３２は、上型プラテン２１に設けられたナット２２に螺合されている。
こうして、電動モータ３０の駆動によってねじ軸３２が自身の軸回り方向に回転することに伴って、上型２０（上型プラテン２１）が、上昇位置（図１，図３Ａ）と下降位置（図３Ｂ−１，図３Ｃ−１，図３Ｄ−１，図３Ｅ）との間を上下動（昇降）する。
上型２０（第１型）の上昇位置が本発明の第１型待避位置に該当し、同じく下降位置が本発明の第１型接近位置に該当する。

図１及び図３Ａ等に示すように、上型２０には、刃２５が設けられている。刃２５は、形成されるべく自動車天井パネルの形状に沿って設けられている。
そして、下型４０（その上面の型面４５）に、トリミングされる前の自動車天井パネル（単に「パネル」ともいうこととする）Ｐが配設された状態で下型４０と上型２０とが接近することによって、パネルＰがトリミングされ、自動車天井パネルが形成される。

ベース１０には、４つの油圧シリンダ５０が設けられている。各油圧シリンダ５０のピストンロッド５２は、下型プラテン４１に接続されている。
こうして、油圧機構（図示省略）の作用による油圧シリンダ５０の駆動によって、下型４０（下型プラテン４１）が、下降位置（図１，図３Ａ，図３Ｂ−１，図３Ｃ−１，図３Ｄ−１）と上昇位置（図３Ｅ）との間を上下動（昇降）する。なお、下型４０は、ガイド（図示省略）によって鉛直に上下動するようにされている。
下型４０の昇降距離は、上型２０の昇降距離に比べて、非常に短い。
下型４０（第２型）の下降位置が本発明の第２型待避位置に該当し、同じく上昇位置が本発明の第２型接近位置に該当する。

図１及び図３Ａに示すように、上型２０が上昇位置に位置し、下型４０が下降位置に位置する状態を全開状態ということとする。また、図３Ｅに示すように、上型２０が下降位置に位置し、下型４０が上昇位置に位置する状態を全閉状態ということとする。

図１及び図３Ａ等に示すように、ベース１０の四隅には、各々ガイドロッド６０が位置固定的に立設されている。各ガイドロッド６０は鉛直に延びている。４本のガイドロッド６０の上端部は相互に連結されている。
各ガイドロッド６０は、丸軸状をしている。すなわち、その長さ方向におけるほぼすべての位置において、同一の大きさの円形断面を有している。
各ガイドロッド６０は、上型２０に形成された貫通孔２８を相対的に自身の軸線方向に摺動可能に貫通している。
こうして、上型２０が鉛直に上下動するようにされている。

図１，図３Ａ，図３Ｂ−２等に示すように、各ガイドロッド６０の所定の高さ部分には、被固着部６５が形成されている。被固着部６５は、それ以外の部分と比較して小径に形成されている。すなわち、被固着部６５は、溝状に内側に窪んでいる。被固着部６５の上縁部６６ａが本発明の被係止部に該当する。

図１，図２Ａ，図３Ａ等に示すように、上型プラテン２１には、各ガイドロッド６０の被固着部６５に対応して、固着装置７０（係止装置）が設けられている。
図２Ａ及び図２Ｂ等に示すように、各固着装置７０は、上型プラテン２１に固定されたベース７１上に、一対の割ナット（挟持部材）（第１割ナット７５ａ，第２割ナット７５ｂ）を有している。各割ナット７５ａ，７５ｂは、ガイドロッド６０を挟んでベース７１上を摺動可能に設けられている。各割ナット７５ａ，７５ｂには、ガイドロッド６０の被固着部６５に対応して切欠部（符号省略）が形成されている。
一対の割ナット７５ａ，７５ｂの厚み（ガイドロッド６０の長さ方向の長さ）は、被固着部６５の幅（ガイドロッド６０の長さ方向の長さ）よりも若干小さなものとされている。
両割ナット７５ａ，７５ｂは、一対の連結ロッド７６によって連結されている。両連結ロッド７６は第１割ナット７５ａを摺動可能に貫通しており、その基端部はエアシリンダ７３のプレート７２に固定され、その先端部は第２割ナット７５ｂに固定されている。
エアシリンダ７３のピストンロッド７４は、第１割ナット７５ａに固定されている。

そして、図２Ａに示すように、エアシリンダ７３のピストンロッド７４が没入状態の際には、両割ナット７５ａ，７５ｂは離隔状態にある。
一方、図２Ｂに示すように、エアシリンダ７３のピストンロッド７４が突出状態になることによって、両割ナット７５ａ，７５ｂは近接状態となる。
このようにして、固着装置７０は、非固着状態（図２Ａ）と固着状態（図２Ｂ）との間を変位するのである。

そして、図３Ｂ−１〜図３Ｃ−２に示すように、上型２０が下降位置に位置する状態で、両割ナット７５ａ，７５ｂが被固着部６５に対応し、その状態で上述のようにピストンロッド７４が突出状態になって近接状態となった両割ナット７５ａ，７５ｂがガイドロッド６０の被固着部６５に嵌合する。
そのような位置関係にされている。
固着装置７０（係止装置）と被固着部６５の上縁部６６ａ（被係止部）とによって、本発明の第１型固定機構に該当する。

次に、このトリミング装置の作用について説明する。
まず、図１及び図３Ａに示すように、両型２０，４０は全開状態とされる。すなわち、下型４０が下降位置に位置するとともに、上型２０が上昇位置に位置する。その状態で、下型４０（その型面４５）に対してパネルＰが供給（配設）される。パネルＰは、重力に基づいて容易に下型４０に対して配設される。

次に、図３Ａ→図３Ｂ（図３Ｂ−１及び図３Ｂ−２を総称して図３Ｂともいうこととする。以下同様）に示すように、制御装置の制御の下、電動モータ３０の駆動に基づいて上型２０が下降する。
上型２０が下降位置に到達した時点で、上型２０の下降は停止する。下降位置とは、固着装置７０の一対の割ナット７５ａ，７５ｂがガイドロッド６０の被固着部６５に対応する位置である。これは、電動モータ３０の回転数に基づく位置制御によって行われる。
その下降位置において、上型２０（その刃２５）とパネルＰとは近接している。
正確にいうと、下降位置には所定の幅があり、上型２０は、両割ナット７５ａ，７５ｂの高さが被固着部６５の幅（ガイドロッド６０の長さ方向の長さ）のうちの中間位置（ほぼ中央高さ位置）に位置する状態で停止する（図３Ｃ−２も参照）。

その状態で、図３Ｂ→図３Ｃに示すように、制御装置の制御の下、エアシリンダ７４の駆動によって、両割ナット７５ａ，７５ｂはガイドロッド６０に対して接近して被固着部６５に嵌合し、固着装置７０は固着状態となる（前述の図２Ａ→図２Ｂも参照）。その際、ガイドロッド６０の長さ方向において、各割ナット７５ａ，７５ｂと被固着部６５の上縁部６６ａ及び下縁部６６ｂとの間には、隙間が存在する。

次に、その状態で、図３Ｃ→図３Ｄに示すように、制御装置の制御の下、電動モータ３０がそれまでとは逆に回転し、上型２０は若干上昇する。これによって、各割ナット７５ａ，７５ｂと被固着部６５の上縁部６６ａとの間の隙間が解消し、各割ナット７５ａ，７５ｂは、被固着部６５の上縁部６６ａに当接する。
これについては、制御装置の制御の下、電動モータ３０の回転に所定の負荷がかかったことを検知することによって、各割ナット７５ａ，７５ｂが被固着部６５の上縁部６６ａに当接したことを認識する。
そのように認識したのを受けて、電動モータ３０の回転が停止される。
このようにして、各割ナット７５ａ，７５ｂが被固着部６５の上縁部６６ａに当接し、上型２０は、上方に向けて押圧力を受けても上昇することが阻止され、下降位置に留まる。

次に、図３Ｄ→図３Ｅに示すように、制御装置の制御の下、油圧シリンダ５０の駆動によって、下型４０が上昇する。
こうして、下型４０と上型２０とはさらに接近し、相対的に、下型４０（その型面４５）を受けとして、上型２０の刃２５がパネルＰを押圧し、パネルＰを切断する。
すなわち、下型４０が下降位置から上昇して上昇位置に到る前の位置（下降位置と上昇位置との間の位置）に位置する状態で、パネルＰに対して上型２０の刃２５が当接する（その状態の下型４０の位置をパネル当接位置ということとする）。
そして、下型４０がパネル当接位置からさらに上昇して上昇位置に到るまでの間、パネルＰを挟んで上型２０と下型４０との間には押圧力が生じる。
その押圧力に基づいて、刃２５によってパネルＰが切断される。
こうして、パネルＰは、所定の形状にトリミングされる。

そのトリミングが終了した後は、図３Ｅ→図３Ａに示すように、下型４０が下降位置に戻るとともに、上型２０は上昇位置に戻る。
上型２０については、図３Ｅ・図３Ｄ→図３Ｃに示すように、まずは若干下降して両割ナット７５ａ，７５ｂの高さが被固着部６５の幅のうちのほぼ中央高さ位置に戻り、図３Ｃ→図３Ｂに示すように、固着装置７０が非固着状態となり、その後に、図３Ｂ→図３Ａに示すように、上昇して上昇位置に戻る。

次に、上述のようにしてトリミングされたパネルが、このトリミング装置（下型４０）から取り出される。
こうして、１つのパネルＰに対してトリミングが完了する。

次に、新たな（すなわち２番目の）パネルＰがこのトリミング装置（下型４０）に供給され、上述と同様にトリミングされ、自動車天井パネルが形成される。
こうして、順次、自動車天井パネルが形成されていく。

以上のように、このトリミング装置では、図３Ａ→図３Ｅに示すように、全開状態から全閉状態に到るにあたって、上型２０は電動モータ３０の駆動によって下降し、下型４０は油圧シリンダ５０によって上昇する。
図３Ａ→図３Ｂ〜図３Ｄに示すように、上型２０が上昇位置から下降位置に下降する際には、上型２０の刃２５はパネルＰから離隔している。このため、上型２０にはパネルＰを切断しようとする際の負荷がかからない。このため、上型２０は、電動モータ３０の駆動によって、高速で下降することが可能である。

一方、図３Ｄ→図３Ｅに示すように、下型４０が下降位置から上昇位置まで上昇する際（その一部）には、上型２０の刃２５にはパネルＰを切断する際の負荷がかかり、ひいては、上型２０及び下型４０ともに、その負荷がかかる。
しかしながら、下型４０は油圧シリンダ５０によって駆動されるため、その負荷に対抗できるだけの大きな推進力で上昇し得る。
また、上型２０は、前述したように、下降位置に留まる。

このように、このトリミング装置では、効率的に、かつ、確実にトリミングを行うことが可能となるのである。

また、上記のものはあくまで本発明の一実施例にすぎず、当業者の知識に基づいて種々の変更を加えた態様で本発明を実施できることはもちろんである。

たとえば、上記実施例とは逆に、上型（２０）が油圧シリンダによって駆動されるものであり、下型（４０）が電動モータによって駆動されるものであってもよい。
第１型及び第２型は水平方向に移動するものであってもよい。

２０ 上型（第１型）
３０ 電動モータ（モータ）
４０ 下型（第２型）
５０ 油圧シリンダ
６０ ガイドロッド
６５ 被固着部
６５ａ 上縁部（被係止部）
７０ 固着装置（係止装置）

Claims (2)

1. 第１型と第２型とが離隔した状態で当該両型間にパネルが配設され、当該両型が接近することによって当該パネルをトリミングするトリミング装置であって、
   前記第１型は、モータによって前記第２型から離隔した第１型待避位置と前記第２型に接近した第１型接近位置との間を駆動されるものであり、
   前記第２型は、油圧シリンダによって前記第１型から離隔した第２型待避位置と前記第１型に接近した第２型接近位置との間を駆動されるものであって、
   前記第１型の移動方向に延び、当該第１型の前記第１型待避位置と前記第１型接近位置との間の移動をガイドするガイドロッドと、
   前記第１型接近位置に位置する状態の前記第１型を当該第１型接近位置から前記第１型待避位置の側に移動することを阻止する第１型固定機構とを有し、
   前記第２型が前記第２型待避位置に位置する状態で、前記第１型が前記第１型待避位置から前記第１型接近位置まで移動するまでの間において、前記パネルを挟んで前記第１型と前記第２型との間には押圧力が生じず、
   前記第１型が前記第１型接近位置に位置する状態で、前記第２型が前記第２型待避位置から前記第２型接近位置に移動するまでの間の少なくとも一部において、前記パネルを挟んで前記第１型と前記第２型との間に押圧力が生じ、それによって当該パネルがトリミングされる位置関係にあり、
   前記第１型固定機構が、
   前記ガイドロッドに形成された被係止部と、
   前記第１型に設けられ、当該第１型が前記第１型接近位置に位置する状態で前記被係止部に対して係脱可能に係止する係止装置と
   を有するものである、
   トリミング装置。
2. 請求項１に記載のトリミング装置であって、
   第１型は上型であり、第２型は下型であって、
   前記パネルは、前記下型の上面である型面に載置されることによって前記上型と当該下型との間に配設されるものである、
   トリミング装置。

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