JPH07256476A - 被加工物の加工システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷凍室の加工作業速度を早くすることによ
り、製造コストを削減させる、加工システムを提供す
る。 【構成】 冷凍室２０などの被加工物を加工する加工
システム１であって、冷凍室２０の加工領域内の任意の
設定位置に、加工される冷凍室２０に対してレーザービ
ームを照射するための、変位可能なレーザビーム焦点合
わせヘッド１１と、このレーザービーム焦点合わせヘッ
ド１１に対してレーザービームを供給するレーザ源３
と、レーザビーム焦点合わせヘッド１１の変位を電子デ
ジタル制御するための制御手段とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、家庭用冷蔵庫の冷凍室
等の被加工物を穴開け及び切断加工するための加工シス
テムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、家庭用冷蔵庫の冷凍室の壁と後戸
を製造する熱成形装置において、この冷凍室に穴開け及
び切断をする場合に、通常、機械式穴開け機が使用され
ていた。この機械式穴開け機には、成形された冷凍室等
のプラスチック製品に穴開け及び切断加工を行うため
の、穴開け及び切断部材を備えていた。大量生産におい
ては、この種の機械式穴開け機でもよいが、但し、これ
には、各冷蔵庫モデル専用の穴開け及び切断部材が必要
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
各モデルに対応した、穴開け及び切断部材の交換によっ
て加工作業休止時間が長くなり、その結果、製品が非常
にコスト高になるという問題があった。更に、冷凍室の
製造は改良とカスタム化にも関係しているので、特定の
市場の要求に応じるために、これらの穴開け及び切断部
材を頻ぱんに交換する必要があり、これによって製造時
間が大幅に増加するという問題もあった。

【０００４】即ち、穴開け及び切断部材を頻ぱんに適応
させるためには、装置の複数の部品を交換する必要があ
るので、非常にコストが高くなり、交換作業も面倒であ
る。尚、プラスチック製品の製造工程中にこれらの交
換、改造を行うことは出来ない。なんとなれば、長時間
の作業休止時間を発生させないで、一つの作業（製造工
程）を別の作業（加工工程）を開始するために中断する
ことは不可能であるからである。

【０００５】従って、本発明の一般的な課題は、熱形成
装置と同じライン内で使用可能で、被加工物を非常に高
速にしかも確実に穴開け切断することのできる、家庭用
冷蔵庫の冷凍室及び後戸等を形成する穴開け切断システ
ムを提供することによって前述の問題を解決することに
ある。上記一般的な課題の範囲内において、本発明の第
１の課題は、作業工程全体の作業速度を大幅に高めて製
造コストを大幅に減少させるだけでなく、更に、最終製
品の品質も大きく改善することができる穴開け及び切断
システムを提供することにある。

【０００６】本発明の第２の課題は、作業が非常に安全
かつ確実で、穴開け及び切断のための道具や部材を交換
することなく、穴開け及び切断作業の態様を容易に変更
でき、更に、入手容易な部材及び原料から容易に製造可
能で、経済的にも非常に優れた穴開け及び切断システム
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の被加工物を加工する加工システムの第１特
徴構成は、前記被加工物の加工領域内の任意の設定位置
にレーザービームが達するべく、加工される前記被加工
物に対して変位可能な、レーザビーム焦点合わせヘッド
と、前記レーザービーム焦点合わせヘッドに対して、レ
ーザービームを供給するレーザ源と、前記レーザビーム
焦点合わせヘッドの変位を制御するための制御手段とを
備えてなる点である。被加工物の加工システム。

【０００８】本発明の第２特徴構成は、上記第１特徴構
成において、前記レーザビーム焦点合わせヘッドが５つ
の移動方向を有する点である。本発明の第３特徴構成
は、上記第２特徴構成において、前記５つの移動方向
が、前記被加工物の高さ方向に沿った第１移動方向と、
前記被加工物の長手方向に沿い、かつ、前記第１移動方
向と直交する第２移動方向と、前記第１移動方向と前記
第２移動方向のいずれにも直交する第３移動方向と、前
記第１移動方向に平行な軸心周りの回動移動である第４
移動方向と、前記第２移動方向に平行な軸心周りの回動
移動である第５移動方向とからなる点である。

【０００９】本発明の第４特徴構成は、上記第１〜第３
特徴構成において、前記加工システムは、更に、レーザ
ー源からのレーザービームを、前記被加工物の長手方向
に沿った第１方向から前記第１方向に直交する第２方向
に偏向させる第１光学偏向アセンブリと、前記第２方向
に沿ったレーザービームを被加工物に向けて偏向させる
第２光学偏向アセンブリと、前記第１光学偏向アセンブ
リと前記第２光学偏向アセンブリとにより、前記レーザ
ビームを前記被加工物の単一の点に焦点合わせさせるよ
うに構成された焦点合わせレンズとを備えてなる点であ
る。本発明の第５特徴構成は、上記第１〜第４特徴構成
において、前記加工システムは、更に、被加工物を中心
位置決めする型板を備え、前記被加工物が前記型板の長
手方向に沿って駆動されるように構成されてなる点であ
る。

【００１０】本発明の第６特徴構成は、上記第１〜第５
特徴構成において、前記加工システムは、更に、前記被
加工物の加工作業から発生した煙霧を吸引する負圧ポン
プと、前記負圧ポンプと接続された活性炭フィルタとを
備えてなる点である。本発明の第７特徴構成は、上記第
６特徴構成において、前記加工システムは、更に、前記
被加工物の複数の加工領域を前記負圧ポンプに連通す
る、複数の電動バルブを備えてなる点である。

【００１１】

【作用】本発明に係る被加工物の加工システムによれ
ば、レーザービームを使用した加工であり、かつ、レー
ザービーム焦点合わせヘッドが制御手段により、被加工
物の任意の方向に向けるべく移動制御することが出来
る。すなわち、使用者は、切断具を交換することなく、
単に電子デジタル制御手段のプログラムを変更するだけ
で、種々のタイプの被加工物に対応することができ、プ
ログラムされた複数の切断作業を非常に短時間に行うこ
とが出来るのである。特に、本発明の加工システムは、
切断具を交換するための無駄な時間をできるだけなく
し、広範囲の種類の切断作業の態様を容易に変更するこ
とができる。

【００１２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、作業工程
全体の作業速度を大幅に高めて製造コストを大幅に減少
させるだけでなく、更に、最終製品の品質も大きく改善
することができる穴開け及び切断システムを提供するこ
とができた。さらに、作業が非常に安全かつ確実で、穴
開け及び切断のための道具や部材を交換することなく、
穴開け及び切断作業の態様を容易に変更でき、更に、入
手容易な部材及び原料から容易に製造可能で、経済的に
も非常に優れた穴開け及び切断システムを提供すること
ができた。

【００１３】

【実施例】本発明に係る加工システムの実施例を図１と
図２に基づいて説明する。 図１において、家庭用冷蔵
庫の冷凍室及び後戸等を形成する穴開け切断システム１
は、支持フレーム２を有し、この支持フレーム２上にレ
ーザ源３が搭載されている。冷凍室２０はレーザービー
ムにより加工される被加工物である。レーザ源３から供
給されるレーザービームは図１の矢印Ｂ方向（第１方
向）に進行する。矢印Ｂ方向は冷凍室２０の長手方向と
平行である。尚、この矢印方向Ｂは冷凍室２０の配置の
仕方によっては、必ずしも長手方向と一致しない場合も
ありうるが、説明の便宜上長手方向と言うこととする。
詳細は図示されていないが、前記レーザ源３からのレー
ザビームは矢印Ｂ方向から矢印Ｃ方向（第２方向）へ
と、第１光学偏向アセンブリ１２を介して偏向される。
この偏向されたレーザービームは、レーザビーム焦点合
わせヘッド１１へと接続されている。前記第１光学偏向
アセンブリ１２は、レーザビームを、焦点合わせレンズ
１５を備えた焦点合わせアセンブリ１４に設けられた第
２光学偏向アセンブリ１３へと偏向させる作用を有す
る。

【００１４】この第２光学偏向アセンブリ１３は、矢印
Ｃに向かうレーザービームを冷凍室２０の加工部分に向
けるべく偏向させる。焦点合わせアセンブリ１４に設け
られた焦点合わせレンズ１５により、レーザービームは
冷凍室２０の加工すべき部分に集光するようになってい
る。これにより、レーザービームのエネルギーを一箇所
に集中させることができ、レーザービームによる穴開け
及び切断の加工ができるのである。レーザービームによ
る加工では、従来の機械加工に比べて、四角の穴や、長
方形の穴や、その他自由な形状の穴を形成することを可
能とする。レーザービーム焦点合わせヘッド１１は、図
１の矢印Ｄで示すように、第２光学偏向アセンブリ１３
が配置される部分を回動中心として、回動可能に構成さ
れている。これら、第１光学偏向アセンブリ１２と第２
光学偏向アセンブリ１３とにより、レーザ源３からのレ
ーザービームを、被加工物である冷凍室２０へ適切に導
くことが可能となる。

【００１５】さらに、本発明の加工システム１の重要な
特徴の一つは、この加工システム１が５つの移動方向性
を有することである。即ち、図１の矢印Ａ１で示す第１
移動方向は被加工物である冷凍室２０の高さ方向の移動
方向であり、矢印Ａ２で示す第２移動方向は、断面方向
あるいは水平方向あるいは長手方向の移動方向であり、
第１移動方向Ａ１と第２移動方向Ａ２とは直交、あるい
は、ほぼ直交する関係にある。なお、この高さ方向、断
面方向、水平方向、長手方向については、被加工物であ
る冷凍室２０の配置によっては、図面に示すＡ１、Ａ２
の方向とは必ずしも一致しない場合もあるが、説明の便
宜上このような用語で説明することとする。

【００１６】第３移動方向は、レーザビーム焦点合わせ
ヘッド１１の縦方向の移動方向Ａ３であり、図１の紙面
に垂直な方向である（図１には図示していない）。この
第３移動方向は、第１移動方向及び第２移動方向と直
交、あるいは、ほぼ直交する関係にある。更に、このレ
ーザービーム焦点合わせヘッド１１は支持アームに枢支
され、図１における縦軸芯Ａ４と水平軸芯Ａ５との両方
の周りで回動可能となっている。第４移動方向は、この
縦軸芯Ａ４周りの回動方向であり、縦軸芯Ａ４は第１移
動方向Ａ１と平行、あるいは、ほぼ平行である。第５移
動方向は、この水平軸芯Ａ５周りの回動方向であり、縦
軸芯Ａ５は第２移動方向Ａ２と平行、あるいは、ほぼ平
行である。従って、レーザビーム焦点合わせヘッド１１
は、すべての所望の加工作業位置へ移動可能に構成され
ている。

【００１７】レーザビーム焦点合わせヘッド１１のこれ
らあらゆる方向への移動は、電子デジタル制御手段やア
ナログ制御手段のような公知の制御手段によって制御さ
れ、かかる制御により、このレーザービーム焦点合わせ
ヘッド１１を所望の加工作業位置へ正確に位置決めする
ことが可能である。例えば、図１の実線で示されたレー
ザービーム焦点合わせヘッド１１の位置から、破線で示
されるような位置まで、自由に移動させることが出来
る。又、移動させる方向も、プログラムを変更するだけ
で、自由に変更することが可能である。

【００１８】更に、本発明にかかる穴開け及び切断加工
システム１は、不図示の供給装置によって、複数の冷凍
室の加工工程を正確に同期可能にしている。前記供給装
置は、被加工物である冷凍室２０を取り上げて、それを
型板（テンプレート）３０上に載置する作用を有し、長
手方向に延出するガイド部材又はレール上を移動するこ
とによって前記供給装置及び冷凍室２０を、たとえば、
図２に示すように、前記移動方向Ａ３に沿って移動可能
にする。前記型板３０は、冷凍室２０を加工システム１
に対して正確に位置決めをし、それに続くこの冷凍室２
０のすべての切断作業を含む加工作業を正確に行うこと
を可能にする作用を有する。つまり型板３０によって、
冷凍室２０とレーザービーム焦点合わせヘッド１１との
相対的な位置決めを正確に行うことが出来るのである。
かかる位置決め構成によって、穴開け及び切断の加工精
度を、向上させることが出来る。

【００１９】更に、型板３０及び冷凍室２０は、複数の
電動バルブ３１を介して吸引装置に接続されている。レ
ーザービームによる冷凍室２０の加工により、加工屑の
煙霧が発生する。かかる煙霧を取り除く必要性がある。
そのため、この吸引装置は負圧ポンプ３６を備え、これ
は吸気を活性炭デカンタ装置３７へと送り、穴開け及び
切断作業によって吸引された煙霧をフィルタ処理して不
活性状態にする。負圧ポンプ３６と電導バルブ３１とは
可撓性を有するパイプ３８によって接続されている。従
って、図２のように冷凍室２０を実線位置から破線位置
まで移動させる場合にも、パイプ３８も柔軟に移動追従
することが出来る。

【００２０】上記の構成によれば、加工作業者や使用者
は、穴開け及び切断部材を交換することなく、単に前述
の電子デジタル制御手段のプログラムを変更するだけ
で、プログラムされた複数の穴開け及び切断作業を非常
に短時間に行うことが出来るのである。特に、本発明の
加工システムは、穴開け及び切断部材を交換するために
要する無駄な時間が削減され、広範囲の種類の穴開け及
び切断作業の態様を容易に変更することができる。

【００２１】〔別実施例〕本実施例では、冷凍室の加工
について説明したが、これに限定されるものではなく、
種々の被加工物の加工についても応用できるものであ
る。又、被加工物はプラスチック成形品に限定されるも
のではなく、プレス成形品、鋳造品等にも応用できるも
のである。本実施例では、穴開け加工と切断加工につい
てのみ説明しているが、かかる加工に限定されるもので
はなく、座ぐり加工、段差を設けるための加工など、種
々の形状を加工する場合でも応用できるものである。
又、穴開け加工する場合の穴の形状は、丸い穴だけでな
く、四角形状、小判形状、その他種々の自由な形状が加
工可能である。また、説明文中の直交とか平行の意味
は、幾何学的に完全な直交や平行を意味するものではな
い。本発明の作用効果を奏する程度に、略直交、略平行
であれば良いのである。

【００２２】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る加工システムの略図

【図２】冷凍室とレーザビーム焦点合わせヘッドとがセ
ットされる型板を詳細に示す図。

【符号の説明】

１ 加工システム ３ レーザ源 １１ レーザービーム焦点合わせヘッド ２０ 被加工物（冷凍室） ３８ パイプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 26/16

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工物（２０）を加工する加工システ
   ム（１）であって、前記被加工物（２０）の加工領域内
   の任意の設定位置にレーザービームが達するべく、加工
   される前記被加工物（２０）に対して変位可能な、レー
   ザビーム焦点合わせヘッド（１１）と、前記レーザービ
   ーム焦点合わせヘッド（１１）に対してレーザービーム
   を供給するレーザ源（３）と、前記レーザビーム焦点合
   わせヘッド（１１）の変位を制御するための制御手段と
   を備えてなる、被加工物の加工システム。
2. 【請求項２】 前記レーザビーム焦点合わせヘッド（１
   １）が５つの移動方向を有する、請求項１に記載の被加
   工物の加工システム。
3. 【請求項３】 前記５つの移動方向が、前記被加工物
   （２０）の高さ方向に沿った第１移動方向（Ａ１）と、
   前記被加工物（２０）の長手方向に沿い、かつ、前記第
   １移動方向と直交する第２移動方向（Ａ２）と、前記第
   １移動方向（Ａ１）と前記第２移動方向（Ａ２）のいず
   れにも直交する第３移動方向（Ａ３）と、前記第１移動
   方向（Ａ１）に平行な軸心周りの回動移動である第４移
   動方向と、前記第２移動方向（Ａ２）に平行な軸心周り
   の回動移動である第５移動方向とからなる、請求項２に
   記載の被加工物の加工システム。
4. 【請求項４】 前記加工システム（１）は、更に、前記
   レーザー源（３）からのレーザービームを、前記被加工
   物（２０）の長手方向に沿った第１方向（Ｂ）から前記
   第１方向に直交する第２方向（Ｃ）に偏向させる第１光
   学偏向アセンブリ（１２）と、前記第２方向（Ｃ）に沿
   ったレーザービームを被加工物（２０）に向けて偏向さ
   せる第２光学偏向アセンブリ（１３）と、前記第１光学
   偏向アセンブリ（１２）と前記第２光学偏向アセンブリ
   （１３）とにより、前記レーザビームを前記被加工物
   （２０）の単一の点に焦点合わせさせるように構成され
   た焦点合わせレンズ（１５）とを備えてなる、請求項１
   〜３いずれか１項に記載の被加工物の加工システム。
5. 【請求項５】 前記加工システム（１）は、更に、前記
   被加工物（２０）を位置決めする型板（３０）を備え、
   前記被加工物（２０）が前記型板（３０）の長手方向に
   沿って駆動されるように構成されてなる、請求項１〜４
   いずれか１項に記載の被加工物の加工システム。
6. 【請求項６】 前記加工システム（１）は、更に、前記
   被加工物（２０）の加工作業から発生した煙霧を吸引す
   る負圧ポンプと（３６）、前記負圧ポンプ（３６）と接
   続された活性炭フィルタとを備えてなる、請求項１〜５
   いずれか１項に記載の被加工物の加工システム。
7. 【請求項７】 前記加工システム（１）は、更に、前記
   被加工物（２０）の複数の加工領域を前記負圧ポンプ
   （３６）に連通する、複数の電動バルブ（３１）を備え
   てなる、請求項６に記載の被加工物の加工システム。