特開 2023-175154 面取り装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023175154

(43)【公開日】2023-12-12

(54)【発明の名称】面取り装置

(51)【国際特許分類】

   B23C 3/12 20060101AFI20231205BHJP

   B23C 1/20 20060101ALI20231205BHJP

   B23K 31/00 20060101ALN20231205BHJP

【ＦＩ】

B23C3/12 D

B23C1/20

B23K31/00 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022087461

(22)【出願日】2022-05-30

(71)【出願人】

【識別番号】518254953

【氏名又は名称】ダイコク工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003085

【氏名又は名称】弁理士法人森特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大國 洋治

【テーマコード（参考）】

3C022

【Ｆターム（参考）】

3C022DD09

3C022DD11

3C022DD15

(57)【要約】

【課題】簡単な構造かつ小型化を実現しつつ、切削刃が他の部材に干渉することなく、ウェブの全幅に亘りウェブを面取り可能である面取り装置を提供する。
【解決手段】２枚のフランジ６１と、２枚のフランジ６１で挟まれたウェブ６２で構成されるＨ形鋼６０のウェブ６２の面取りを行う面取り装置１であって、基体１０と、基体１０をＨ形鋼６０のフランジ６１に固定する固定具２と、回転駆動され前記ウェブの面取りを行う切削刃５３と、基体１０に取り付けられ、ウェブ６２の端面に沿う方向に往復移動可能な移動体２０とを備えており、切削刃５３は移動体２０と一体に移動し、ウェブ６２の全幅に亘り、移動中の切削刃５３に干渉する部材が無く、固定具２で基体１０をフランジ６１に固定した状態で、移動体２０を移動させることにより、ウェブ６２の全幅に亘り、切削刃５３でウェブ６２を面取り可能である。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

２枚のフランジと、前記２枚のフランジで挟まれたウェブで構成されるＨ形鋼の前記ウェブの面取りを行う面取り装置であって、
基体と、
前記基体を前記Ｈ形鋼の前記フランジに固定する固定具と、
回転駆動され前記ウェブの面取りを行う切削刃と、
前記基体に取り付けられ、前記ウェブの端面に沿う方向に往復移動可能な移動体とを備えており、
前記切削刃は前記移動体と一体に移動し、
前記ウェブの全幅に亘り、移動中の前記切削刃に干渉する部材が無く、
前記固定具で前記基体を前記フランジに固定した状態で、前記移動体を移動させることにより、前記ウェブの全幅に亘り、前記切削刃で前記ウェブを面取り可能であることを特徴とする面取り装置。

【請求項2】

前記基体に位置規制体が取り付けられており、前記位置規制体は前記ウェブの平面に当接する位置規制面を有しており、前記基体を前記フランジに固定したときに、前記位置規制体は、移動中の前記切削刃に干渉しないように配置されている請求項１に記載の面取り装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｈ形鋼のウェブの面取りを行う面取り装置に関する。

【背景技術】

【0002】

建築物において、主要な構造体として鋼製の部材を用いる鉄骨構造が知られている。鉄骨構造には角形鋼管同士を接合して柱としたり、角形鋼管の間にＨ形鋼を介在させて、角形鋼管同士を連結したものがある。角形鋼管の間にＨ形鋼を介在させるときは、角形鋼管の側面にＨ形鋼の端面を溶接して、角形鋼管にＨ形鋼を接合する。

【0003】

部材同士の溶接の前加工として、開先加工と呼ばれる加工が知られている。開先加工は、接合部材に予め面取り等の切削加工を施しておく加工である。接合部材に面取りがされていると、接合部に溝状の窪みができ、窪みに溶材が溶け込むことにより溶材の密着性が高まり、溶接部分の強度や品質を確保することができる。

【0004】

Ｈ形鋼を開先加工する場合は、接合部である長手方向の端面を切削加工して面取りを行う。この作業を手作業で行うと、加工作業性が悪く多大な労力を要する。このことから、特許文献１には、鋼材に固定されたガイドレールに沿ってカッターを設けた本体が自走移動されるようにして一定の切削力で精度のよい開先、又はスカラップ加工ができる鋼材加工機が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】実開昭５４－１５６８９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の鋼材加工機は、面取りに関しては、２枚のフランジとウェブで構成されるＨ形鋼のうち、フランジの面取りができるに留まり、ウェブに関しては、スカラップ加工（切り欠き）ができるに留まっていた。また、特許文献１に記載の鋼材加工機の構造では、ウェブの面取りを実施しようとしても、ガイドレールがフランジに干渉するため、ウェブにカッターを対向させることはできなかった。

【0007】

本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、簡単な構造かつ小型化を実現しつつ、切削刃が他の部材に干渉することなく、ウェブの全幅に亘りウェブを面取り可能である面取り装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記目的を達成するために、本発明の面取り装置は、２枚のフランジと、前記２枚のフランジで挟まれたウェブで構成されるＨ形鋼の前記ウェブの面取りを行う面取り装置であって、基体と、前記基体を前記Ｈ形鋼の前記フランジに固定する固定具と、回転駆動され前記ウェブの面取りを行う切削刃と、前記基体に取り付けられ、前記ウェブの端面に沿う方向に往復移動可能な移動体とを備えており、前記切削刃は前記移動体と一体に移動し、前記ウェブの全幅に亘り、移動中の前記切削刃に干渉する部材が無く、前記固定具で前記基体を前記フランジに固定した状態で、前記移動体を移動させることにより、前記ウェブの全幅に亘り、前記切削刃で前記ウェブを面取り可能であることを特徴とする。

【0009】

前記本発明の面取り装置においては、前記基体に位置規制体が取り付けられており、前記位置規制体は前記ウェブの平面に当接する位置規制面を有しており、前記基体を前記フランジに固定したときに、前記位置規制体は、移動中の前記切削刃に干渉しないように配置されていることが好ましい。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、固定具をＨ形鋼のフランジに固定するだけで、面取り装置をＨ形鋼に装着可能であり、面取り装置を地面に据え付けるための据え付け構造や、面取り装置を地面との間で支える支持柱等は不要である。このため、面取り装置は構造が簡単でかつ小型化を図ることができるだけでなく、全体が一つの完結した構造体であるので、搬送や装着時の取り扱いが容易になる。このことに加え、ウェブの全幅に亘り、移動中の切削刃に干渉する部材が無いことから、ウェブの全幅に亘り切削刃が他の部材に干渉することなくウェブの面取りが可能になる。

【0011】

また、基体に位置規制体が取り付けられている好ましい構成によれば、特別に固定具や取付具を追加することなく、面取り装置の位置規制が可能になり、面取り装置の支持がより安定し、切削刃による面取りの精度もより向上することになる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態に係る面取り装置の加工対象であるＨ形鋼の斜視図。

【図2】本発明の一実施形態に係る面取り装置をＨ形鋼に装着した状態の斜視図。

【図3】図１を上側から見たときの平面図。

【図4】本発明の一実施形態に係る切削機構の近傍を示す斜視図。

【図5】本発明の一実施形態に係る面取り装置をＨ形鋼に装着した状態の斜視図。

【図6】本発明の一実施形態に係る切削機構近傍の側面図。

【図7】本発明の別の実施形態に係る切削機構近傍の側面図。

【図8】ウェブの端面の上側及び下側の両方に、面取り部を形成した状態のＨ形鋼の斜視図。

【図9】図８に示したＨ形鋼の一端を角形鋼管に接合した状態を示す斜視図。図

【図10】図９のＤＤ線における断面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。本発明はＨ形鋼のウェブの面取りを行う面取り装置である。図１はＨ形鋼６０の斜視図を示している。図１（ａ）は面取り加工前を示しており、図１（ｂ）は面取り加工後を示している。図１（ａ）において、Ｈ形鋼６０は、２枚のフランジ６１と、２枚のフランジ６１で挟まれたウェブ６２で構成されている。面取り加工後の図１（ｂ）において、ウェブ６２の端面に面取り部６３が形成されている。面取り部６３は、ウェブ６２の端面の上側に形成されているが、面取り装置又はＨ形鋼６０を反転させて、図８に示したようにウェブ６２の端面の上側及び下側の両方に、面取り部６３、６４を形成することも可能である。

【0014】

図２は、Ｈ形鋼６０に本発明の一実施形態に係る面取り装置１を装着した状態の斜視図を示している。図３は図１を上側から（矢印Ａ方向）見たときの平面図である。以下、図２及び図３を参照しながら、面取り装置１の構成について説明する。図３において、面取り装置１は一対の固定具２が、それぞれＨ形鋼６０のフランジ６１を挟み込んだ状態で、Ｈ形鋼６０に装着されている。

【0015】

固定具２は、フランジ支持体３、ねじ軸４、ねじ軸４の一端に固定された押圧体５、ねじ軸５の他端に固定されたハンドル６、ねじ軸４に螺合するナット７及びナット７を固定したナット支持体８を備えている。ハンドル６を回すことにより、押圧体５を直線移動させることができ、押圧体５とフランジ支持体３との間に、フランジ６１を挟み込むことができる。固定具２は、面取り装置１をＨ形鋼６０のフランジ６１に固定できるものであればよく、図３の構成に限るものではない。

【0016】

図３において、固定具２を構成するフランジ支持体３は取付体９に固定されている。取付体９は取付けねじ１８により、基体１０に固定されている。このことにより、固定具２は基体１０に固定されている。基体１０に取付けねじ１８を締め付ける穴を多数設けておけば、固定具２の基体１０への取付け位置を選択でき、異なる幅のＨ形鋼６０にも面取り装置１を装着することが可能になる。また、取付体９の取付けねじ１８の挿通穴を基体１０の長手方向に延びた長穴にしておけば、固定具２の取り付け位置の調整が可能になる。

【0017】

図３において、前記のとおり、固定具２は基体１０に固定されている。図２において、基体１０の長手方向に沿ってガイドレール１１が固定されており、ガイドレール１１に移動体２０が取り付けられている。より具体的には、移動体２０は、移動体本体２１、スライド体２２及びナット２３（図３）を備えている。図２において、ガイドレール１１にスライド体２２が係合しており、スライド体２２がガイドレール１１に案内されて移動することにより、これと一体に移動体２０は直線的に移動することができる。

【0018】

図２において、詳細は後に説明するとおり、移動体本体２１の下部のブラケット４０に切削機構５０が支持されている。切削機構５０は、モータ５１及び切削刃５３を主要部としている。

【0019】

図３において、基体１０の両端にブラケット１２、１３が固定されており、ブラケット１２には軸受１４が固定されており、ブラケット１３には軸受１５が固定されている。軸受１４及び軸受１５により、ねじ軸１６の両端が支持されている。ねじ軸１６のうち軸受１５側には、ハンドル１７が取り付けられている。

【0020】

この構成において、ハンドル１７を回すとナット２３に螺合したねじ軸１６が回転するが、左右の軸受１４、１５とねじ軸１６は螺合しておらず、ねじ軸１６は軸受１４、１５内部のベアリングに取り付けられている。このため、ねじ軸１６３が回転しても、ねじ軸１６と軸受１４、１５との間の位置関係は変化しない。他方、ねじ軸１６の回転により、ねじ軸１６のナット２３からの出代が変化する。ハンドル１７を回し出代Ｂが長くなると、出代Ｃが短くなる。すなわち、固定位置のねじ軸１６に対してナット２３が軸方向に移動し、これと一体に移動体２０が移動する。

【0021】

図４は、切削機構５０の近傍を示す斜視図である。切削機構５０は、モータ５１及び切削刃５３を備えている。切削刃５３は、切削刃本体５４に放射状に切削チップ５５が固定されたものである。モータ５１の回転軸（図示せず）と一体に切削刃５３が回転し、切削チップ５５の先端がＨ形鋼６０のウェブ６２の端面（図１参照）を切削加工する。

【0022】

図４において、移動体本体２１の下部には、ガイドレール３２が固定されており、ガイドレール３２にはスライド体３１が係合している。スライド体３１にブラケット４０が固定されている。ブラケット４０には円弧状の長穴４２が形成されている。角度調整ねじ４１が長穴４２を挿通して、モータ５１と一体の支持体５２に締め付けられている。このことにより、切削機構５０は移動体本体２１の下部に支持されている。

【0023】

また、角度調整ねじ４１を緩めることにより、角度調整ねじ４１の軸部はブラケット４０の長穴４２に沿って移動可能となる。この場合、角度調整ねじ４１と一体に、切削機構５０が移動して切削機構５０の角度調整が可能になる。切削機構５０の角度調整により、切削刃５３の傾斜角度を調整できるので、面取りの角度調整も可能になる。

【0024】

移動体本体２１にナット支持体３０が固定されており、ナット支持体３０に取り付けられたナット３３に位置調整ねじ３４が螺合している。位置調整ねじ３４の一端はブラケット４０の上部に取り付けられている（図６参照）。位置調整ねじ３４の他端に取り付けられたハンドル３５を回すことにより、位置調整ねじ３４のナット支持体３３からの出代が変化し、これと一体にスライド体３１がガイドレール３２に沿って移動する。この移動と一体にブラケット４０に取り付けられた切削機構５０が移動する。このことにより、切削刃５３を、切削対象であるＨ形鋼６０のウェブ６２の端面（図１参照）に接近する方向及び離れる方向のいずれの方向にも移動させることができ、切削刃５３の位置調整が可能になる。

【0025】

移動体本体２１には長穴３８が形成されており、スライド体３１の移動と一体に位置固定用軸３９が長穴３８に沿って移動する。位置固定用軸３９はワッシャ３７を挿通し、ブラケット４０の上部に形成されたねじ穴に螺合している。位置固定用軸３９にはレバー３９が固定されており、レバー３９の回転と一体に位置固定用軸３９が回転する。これに伴い、位置固定用軸３９の先端側はブラケット４０の上部に形成されたねじ穴に締め付けられ、ブラケット４０及びこれに支持された切削機構５０の移動が規制され、切削刃５３の位置が固定されることになる。

【0026】

以上、本実施形態に係る面取り装置１の構成について説明したが、固定具２をＨ形鋼６０のフランジ６１に固定するだけで、面取り装置１をＨ形鋼６０に装着可能であり、面取り装置１を地面に据え付けるための据え付け構造や、面取り装置１を地面との間で支える支持柱等は不要である。このため、面取り装置１は構造が簡単でかつ小型化を図ることができるだけでなく、全体が一つの完結した構造体であるので、搬送や装着時の取り扱いが容易になる。このことに加え、詳細は下記のとおり、ウェブ６２の全幅に亘り切削刃５３が他の部材に干渉することなくウェブ６２の面取りが可能になる。

【0027】

図５は、Ｈ形鋼６０に面取り装置１を装着した状態の斜視図を示している。本図では、便宜のため、切削機構５０、ブラケット４０及び角度調整ねじ４１を実線で示し、これ以外の部分を２点鎖線で示している。図６は、切削機構５０近傍の側面図である。本図では、基体１０、ガイドレール１１及びＨ形鋼６０のウェブ６２は断面状態で図示している。図５において切削刃５３は、長手方向に延びるウェブ６２の両端のうち一端側にある。この状態から回転中の切削刃５３を、移動体２０と一体にウェブ６２の端面に沿って移動させると（矢印ａ方向）、ウェブ６２の端面は面取りされていく。

【0028】

図５において、固定具２は、フランジ６１を挟み込みフランジ６１に固定されており、切削刃５３とは干渉しない。図６において、基体１０、フランジ支持体３及び移動体２０は、切削刃５３の上側にある。基体１０は固定具２を介してフランジ６１に固定されており（図５、図６、図２参照）、切削刃５３は移動体２０と一体に移動する。また、ウェブ６２の平面には、切削刃５３以外の構造物は接していない。ウェブ６２の平面上には、フランジ支持体３があるが、切削刃５３よりも上側にある。これらの構成によれば、切削刃５３の移動中において、切削刃５３に干渉する部材はなく、切削刃５３はウェブ６２の全幅に亘り、他の部材に干渉することなく、ウェブ６２を面取り可能である。

【0029】

すなわち、本実施形態に係る面取り装置１によれば、前記のとおり、構造が簡単でかつ小型化が図られるとともに、全体が一つの完結した構造体であるので、搬送や装着時の取り扱いが容易になることに加えて、ウェブ６２の全幅に亘り、移動中の切削刃５３に干渉する部材が無いことから、ウェブ６２の全幅に亘り切削刃５３が他の部材に干渉することなくウェブ６２の面取りが可能になる。

【0030】

図７は、前記実施形態とは別の実施形態に係る切削機構５０近傍の側面図を示している。図７の構成は、位置規制体１９を追加している点が図６の構成と異なっている。位置規制体１９は、基体１０に固定されている。図７のように、面取り装置１をＨ形鋼６０に装着した状態では、位置規制体１９の位置規制面１９ａがウェブ６２の平面に当接している。位置規制体１９は切り欠き１９ｂが形成されており、移動中の切削刃５３に干渉しないように配置されている。この構成によれば、特別に固定具や取付具を追加することなく、面取り装置１の位置規制が可能になる。本実施形態では、図２及び図３に示したように、固定具２がＨ形鋼６０のフランジ６１を挟み込んでおり、位置規制体１９の追加により、面取り装置１の支持がより安定し、切削刃５３による面取りの精度もより向上することになる。

【0031】

前記のとおり、図５において、切削刃５３に干渉する部材はなく、切削刃５３はウェブ６２の全幅に亘り、他の部材に干渉することなく、ウェブ６２を面取り可能である。このことにより、図１（ｂ）に示したように、ウェブ６２の端面に面取り部６３を形成することができる。この後、Ｈ形鋼６０から面取り装置１を取り外し、Ｈ形鋼６０を反転させることなく、面取り装置１を反転させ、面取り装置１の固定具２をＨ形鋼６０の下部のフランジ６１に装着することにより、図１（ｂ）におけるウェブ６２の端面の下側の面取りを行うことができる。Ｈ形鋼６０を反転させて、改めて面取り装置１の固定具２をＨ形鋼６０の上部のフランジ６１に装着することによっても、同様の面取りを行うことができる。

【0032】

図８は、ウェブ６２の端面の上側及び下側の両方に、面取り部６３、６４を形成した状態のＨ形鋼６０の斜視図を示している。図９は、図８に示した面取り部６３、６４が形成されたＨ形鋼６０の一端を、溶接により角形鋼管６５に接合した状態を示す斜視図である。図９は便宜のため、Ｈ形鋼６０は短くして図示し、Ｈ形鋼６０の他端には角形鋼管６５を図示していないが、一対の角形鋼管６５の間にＨ形鋼を介在させて、角形鋼管６５同士が連結されることになる。

【0033】

図１０は、図９のＤＤ線における断面図を示している。ウェブ６２の端面の両側に、面取り部６３、６４が形成されていることにより、ウェブ６２の端面の両側に、溝状の窪みができ、窪みに溶材６６が溶け込むことにより溶材６６の密着性が高まり、溶接部分の強度や品質を確保することができる。

【0034】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、これらは一例であり前記実施形態に限るものではなく、基体１０の構造、基体１０と移動体２０との係合構造、固定具２の構造、固定具２の位置調整機構、切削刃５３の構造、切削刃５３の位置調整機構・角度調整機構等は、同様の効果や機能を実現するものであれば、他の構造であってもよい。

【0035】

また、前記実施形態では、ねじ軸１６を用いて、移動体２０を移動させる機構を用いているが、この機構を省き、操作者が移動体２０の一部を掴んで、移動体２０を水平移動させるようにしてもよく、ねじ軸１６を手動ではなくモータで駆動してもよい。

【符号の説明】

【0036】

１ 面取り装置
２ 固定具
１０ 基体
１６ ねじ軸
１９ 位置規制体
２０ 移動体
５０ 切削機構
５１ モータ
５３ 切削刃
６０ Ｈ形鋼
６１ フランジ
６２ ウェブ
６３，６４ 面取り部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】