JPH068083A - 開先加工機のクランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｈ形鋼を、浮き上がりを生ずることなく定位
置へ確実にクランプ固定すること。 【構成】 駆動モータＭａ、Ｍｂによって回転する送り
ねじ軸32、32に上部クランプ31、31を螺合する。上部ク
ランプ31、31の下方には、支持フレーム８、９に設けた
フランジａ、ｂの受けローラ42、42を定置して配設す
る。上記送りねじ軸32、32の下端には昇降体41、41を取
りつける。この昇降体41、41には回動運動によってフラ
ンジａ、ｂに当接し、これを側方へ押圧する下部クラン
プ37、37を対応する。上部クランプ31、31の下降がフラ
ンジａ、ｂによって規制されると、送りねじ軸32、32が
上昇スライドし、昇降体41、41を介して下部クランプ3
7、37を作動する。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は、切削加工に先立って
Ｈ形鋼をクランプ固定する開先加工機のクランプ装置に
関するものである。 【０００２】 【従来の技術】例えば、鉄骨仕口部においてＨ形鋼を用
いる場合、このＨ形鋼には溶接品質の向上、作業性の向
上を目的として開先加工及びスカラップ加工が行われ
る。要するに、図７のようにＨ形鋼Ｗにおける両側フラ
ンジａ、ｂとウェブｃとの両接合部に奥部を円弧状とし
た切欠きＦａ、Ｆｂ（スカラップ加工）を形成し、又両
側フランジａ、ｂの端部に直線状のルート面Ｒａ、Ｒｂ
と斜面状の面取り面Ｖａ、Ｖｂ（開先加工）を形成した
ものである。 【０００３】このような開先スカラップ加工を行うため
の加工機として、従来、例えば特開平３−１７８７１３
号公報に記載されるものが知られている。この種の加工
機では、開先加工を行うに先立ってＨ形鋼を所定の切削
位置にクランプ固定し、固定状態で加工を行う必要があ
る。このクランプ装置の詳細が当該公報の図面第６図、
第７図によって明らかにされている。 【０００４】すなわち従来のクランプ装置は、電動モー
タによって回転する立軸（クランプ軸ねじ）に対して上
側クランプを螺合し、下側クランプを回転だけを許容し
て固定して設けたものである。そして、上側クランプが
Ｈ形鋼のフランジに当接して下降を規制されると、立軸
が上昇スライドし、これと共に上昇移動する下側クラン
プとの間でフランジをクランプしたものである。 【０００５】さらに詳しくクランプ構成を観察したと
き、上下両クランプは当接部に勾配状の押圧面と垂直状
の当接基準面を有しており、種々のフランジ厚さに対応
すると共に、押圧面にフランジ端縁を、当接基準面にフ
ランジ内面をそれぞれ当接してクランプを完了するよう
になっている。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】最初の上側クランプの
動作時において、加工材は押圧面の横向きの分力を受け
て横ズレを生じ、フランジ内面を基準面に当接して正規
の状態に位置決めされることになるが、加工材が長手方
向において斜めに供給されたり、加工材の重量が大きい
ときは、上記フランジ内面と基準面が当接する前に下側
クランプが上昇作動してしまうことがある。 【０００７】この場合、次に作動する下側クランプの勾
配面によって加工材が横ズレを生ずるので、結果として
上下両方の基準面にフランジ内面が当接した状態でクラ
ンプができるが、下側クランプの動作以後の上下クラン
プの動作順序が整然としないために、加工材が搬送面
（上下基準）から浮き上がった状態でクランプが完了さ
れることがある。 【０００８】Ｈ形鋼のフランジは両側に存在するもの
で、これに対応するためにクランプ手段は左右に一対配
設されている。従って、一方のクランプ状態が上記のよ
うに不安定であると、他方のクランプも正規の状態に行
うことができないという不具合を生ずる。そしてこの結
果、切削加工精度の低下や切削時の振動発生という大き
な問題を招来する。 【０００９】本発明は、上記した従来の問題点に着目し
てなされたもので、加工材の浮き上がりがなく、所定位
置への適確なクランプが行えるＨ形鋼のクランプ装置を
提供しようとする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係るクランプ装置は次のように構成した
ものである。すなわちその要旨とするところは、Ｈ形鋼
に対応して両側一対の加工ヘッドを配設し、上記何れか
一方の加工ヘッド側に長手方向における対応位置を調整
する前後調整手段を、何れか他方の加工ヘッド側におけ
る幅方向の対応位置を調整する間隔調整手段を設けると
共に、両加工ヘッドにＨ形鋼をクランプ固定するクラン
プ手段と固定状態のＨ形鋼を切削加工する切削手段を備
えた開先加工機であって、 【００１１】上記クランプ手段は上部クランプと下部ク
ランプならなり、上部クランプは下降移動によってＨ形
鋼におけるフランジの上端に当接して固定の受面上へＨ
形鋼を押圧し、下部クランプは横移動によってＨ形鋼に
おけるフランジの下端側方に当接してフランジを側圧す
るように構成し、さらに上記上部クランプが下降規制さ
れると下部クランプが横移動するように単一の操作軸で
二つのクランプを作動したことにある。 【００１２】 【作用】上部クランプは、下降動作によって下向き作用
し、Ｈ形鋼を定置の受面上へ押圧する。一方下部クラン
プは、側方へ動作によって横向きにのみＨ形鋼を押圧す
るので、加工材が浮き上がる力が生じない。下部クラン
プによって横ズレを生じた場合でも、上下のクランプの
作用方向は変わらないので、Ｈ形鋼を受面上へ当接して
確実にクランプ固定することができる。 【００１３】 【実施例】以下、この発明に係るクランプ装置を一実施
例について具体的に説明する。図１はこの装置を備えた
開先加工機の全体構成を示す平面図、図２は同じく正面
図である。１はフレームで、このフレーム１の前側（図
１の上方位置）に加工材であるＨ形鋼Ｗ（以下、単にワ
ークＷという）を長手方向に移送する搬送手段Ａを設け
る。上記の搬送手段Ａは、水平ローラ２、２によって構
成され、駆動モータＭｃによって可逆駆動される。 【００１４】上記のワークＷは、両側フランジａ、ｂを
搬送面に対し垂直にして移送されるものである。Ｊはロ
ーラ２、２の一側に設けた搬送ガイド手段で、このガイ
ド手段Ｊは、搬送方向に配設した一対の直線ガイド片
３、３によって構成されており、これらの間隙部によっ
て一方のフランジａを通行規制する。 【００１５】次に、４はフレーム１の一側（図１の右方
位置）に配設した前後ガイド ５は上記前後ガイド４に
スライド自在に係合した前後スライドベース ６は上記
前後ガイド４と直交するように、フレーム１の他側（図
１の左側）に配設した左右ガイド ７は左右ガイド６に
スライド自在に係合保持した左右スライドベースであ
る。 【００１６】なお、上記前後スライドベース５を前後調
整する手段及び左右スライドベース７を左右調整する手
段については、後で説明する。上記前後スライドベース
５及び左右スライドベース７には、上方へ伸びる一方の
支持フレーム８及び他方の支持フレーム９をそれぞれ立
設する。そして、上記両支持フレーム８、９に加工ヘッ
ドを構成する以下の切削手段、クランプ手段などの各構
成を備える。 【００１７】まず10、10は両支持フレーム８、９にそれ
ぞれ設けた昇降ガイド Ｂａ、Ｂｂは上記昇降ガイド1
0、10に案内されて昇降移動する切削手段で、この切削
手段Ｂａ、Ｂｂはその左右一対の構成において、対称形
をなしている。従って、この切削手段については、一方
の切削手段Ｂａ側についてのみ図５を参照して説明する
ことにする。 【００１８】同図において、11はヘッドケース 12はベ
アリングによりヘッドケース11内に設けた第１のスピン
ドル 13は同じくベアリングにより支持した第２のスピ
ンドル 14はベアリングによって支持した回転筒で、こ
れら第１、第２のスピンドル12、13及び回転筒14は所定
の間隔で平行に架設してあり、外装したギヤとこれらに
噛み合うアイドルギヤ（図示省略）によって一斉に回転
駆動する。 【００１９】また上記回転筒14には、次のスライド機構
を備えた第３のスピンドル15を内装する。すなわち、回
転筒14に緊密に第３のスピンドル15を挿通し、これをス
プライン16によって連結して軸方向への自由な運動を許
容する。そして、軸端をベアリング17を介してスライド
作動部に連係する。18は軸端に設けた受動ナット 19は
ヘッドケース11の側部に設けた取付ベース 20は取付ベ
ース19に設けた減速機付モータで、その出力軸にスピン
ドル軸方向の送りねじ軸21を設ける。 【００２０】上記減速機付モータ20の出力は、送りねじ
軸21と受動ナット18を介して第３のスピンドル15のスラ
イド運動として与えられる。上記第１〜第３のスピンド
ル12、13、15の各軸端はヘッドケース11から突出してカ
ッターの取付部を形成する。この取付部には、上方から
順に円筒状の追込みカッター22、半球状のスカラップカ
ッター23、円錐状の開先カッター24を取りつける。25は
各スピンドルの駆動モータで、各カッター22〜24を所定
方向に回転する。 【００２１】なお切削加工に当たっては、フランジａ、
ｂの内端面を基準としてここにスカラップカッター23の
内端を合わせる。次に切削手段Ｂａ、Ｂｂを所定の切削
送り方向に駆動する切削送り手段Ｃについて説明する。
26、26は一方及び他方の支持フレーム８、９の上端に下
向きに設けた減速機付モータ 27、27は昇降ガイド10、
10と同方向にしてモータの出力軸に取りつけた送りねじ
軸 28、28は切削手段Ｂａ、Ｂｂに固定した受動ナット
である。 【００２２】各切削手段Ｂａ、Ｂｂは減速機付モータ2
6、26の正逆回転によって昇降移動するものであり、下
降端の待機位置から上昇移動するとき、ワークＷに対し
て所要の切削加工を行う。なお上記の送り手段は、油圧
シリンダ方式など他の周知の直線送り機構に変更するこ
とができるものである。 【００２３】次に切削加工を行うに当たってワークＷを
クランプ固定するクランプ手段Ｄ、Ｄを図３、図４を参
照して説明する。このクランプ手段Ｄ、Ｄは両側フラン
ジａ、ｂのそれぞれ上下両端に作用して支持フレーム
８、９に設けた受けローラ29上にワークＷを固定するも
のである。30、30は一方及び他方の支持フレーム８、９
のそれぞれ内面側に設けた上下ガイド 31及び31は上記
上下ガイド30、30に係合した上部クランプである。 【００２４】この上部クランプ31、31は外方へ向く垂直
の基準面ｅと、内方へ向く勾配状の押圧面ｆによってフ
ランジ挟持部を構成しており、押圧面ｆをフランジａ、
ｂを外端縁に、基準面ｅを内端面にそれぞれ当接してク
ランプ作用を行う。上部クランプ31、31は次に説明する
ねじ軸式の送り手段によって上下作動し、下降動作時に
ワークＷのクランプを行う。 【００２５】32、32は上下ガイド30、30と同方向にして
支持フレーム８、９の内面側に配設した操作軸である送
りねじ軸 33は送りねじ軸32の上端部に取りつけた受動
ギヤ34は受動ギヤ33に噛み合う駆動ギヤ Ｍａ、Ｍｂは
ギヤ手段を介して送りねじ軸32、32を正逆回転する駆動
モータである。 【００２６】前記した上部クランプ31、31はナット部3
5、35を送りねじ軸32、32に螺合しており、送りねじ軸3
2、32の回転によって上下作動する。なお、送りねじ軸3
2、32は上下方向においてスライド可能に配設されるも
のであるが、常時は軸端のストッパ36によってスライド
下端に位置している。 【００２７】次に下部クランプ37、37及びその作動機構
について説明する。38、38は支持フレーム８、９の下端
部にそれぞれ内方へ向けて設けた取付台 39、39は取付
台38、38の上端部に設けた当接基準片 この当接基準片
39、39には外方へ向く垂直の基準面ｇを形成するもの
で、この基準面ｇは上記した上部クランプ31の基準面ｅ
と一致する。 【００２８】40、40は取付台38、38の上部に設けた取付
金具 この取付金具40、40には水平支軸を備え、これに
より前記下部クランプ37、37を回動可能に配設する。上
記の下部クランプ37、37はＬ字形に構成されるもので、
上方へ突出する作動部ｈと側方へ突出する受動部ｊを備
える。上記の作動部ｈには、当接基準片39の基準面ｇが
適当間隔をおいて対応し、受動部ｊには前記送りねじ軸
32によって上下動作する昇降体41が当接して対応する。 【００２９】上記の昇降体41は、送りねじ軸32の下端に
ねじ軸を回転だけ自由に許容して係止される。下部クラ
ンプ37、37は上記の昇降体41、41が上昇作動するとき、
作動部ｈを基準面ｇに接近し、フランジａ、ｂを側方か
ら押圧する。42は昇降体41に取りつけた受けローラ 43
は受けローラ42を昇降案内するガイドである。上記の受
けローラ42は、搬送手段Ａと同一高さの受面を構成す
る。 【００３０】次にワークＷの先端勾配すなわち、両フラ
ンジａ、ｂの前後の差寸法に応じて両加工ヘッドを調整
する前後調整手段Ｅを説明する。この前後調整手段Ｅは
前後方向において固定の他方の支持フレーム９を基準と
して一方の支持フレーム８を前後移動する構成を備え
る。図１において、Ｍｅはフレーム１の前端部に設けた
可逆モータ 44は前後ガイド４と同方向にして、前後ス
ライドベース５の下側に架設した送りねじ軸 45は前後
スライドベース５に固定した受動ナットで、上記送りね
じ軸44と螺合する。 【００３１】しかして、可逆モータＭｅの正逆回転によ
り送りねじ軸44、受動ナット45を介して前後スライドベ
ース５すなわち、一方の支持フレーム８を前後方向にお
いて移動調整する。この一方の支持フレーム８の移動に
よって、ワークＷの先端勾配量に適合した切削手段Ｂ
ａ、Ｂｂ及びクランプ手段Ｄ、Ｄの位置設定を行うこと
ができる。 【００３２】次に、ワークＷの幅すなわち、両フランジ
ａ、ｂの間隔寸法に応じて加工ヘッドの対応位置を調整
する間隔調整手段Ｆについて説明する。この間隔調整手
段Ｆは、左右方向において固定である一方の支持フレー
ム８を基準として、他方の支持フレーム９を左右移動調
整する構成を備えるものである。 【００３３】Ｍｄはフレーム１の側端部に設けた可逆モ
ータ 46は左右ガイド６と同方向にして、左右スライド
ベース７の下側に自由な回転及び若干のスライドを許容
して設けた送りねじ軸 47は左右スライドベース９に固
定した受動ナットで、この受動ナット47は上記送りねじ
軸46と螺合する。48及び49は可逆モータＭｄの出力軸及
び前記送りねじ軸46にそれぞれ取りつけたプーリ 50は
両プーリ48、49に張設したベルトである。 【００３４】上記の送りねじ軸46のプーリ49は、滑りキ
ー51によって軸方向にスライドできるもので、図６を参
照して送りねじ軸46の配設態様を説明する。すなわち5
2、53はフレーム１上に固定して設けた左右一対の軸受
筒で、送りねじ軸46を回転及びスライド可能に支承す
る。54はプーリ49を介して送りねじ軸端の締め込みナッ
ト55と軸受筒53の内筒との間に介装した第１の縮設バネ
で、送りねじ軸46を図の左方向へ付勢する。 【００３５】56はベアリング57を介して前記内筒他端と
送りねじ軸46の段部58との間に介装した第２の縮設バネ
で、送りねじ軸46を図の右方向へ付勢する。59は上記ベ
アリング57の外輪に取りつけたスイッチ作動体 Ｓａ、
Ｓｂはスイッチ作動体59の左側及び右側に当接して設け
たスライド検出用のリミットスイッチである。 【００３６】しかして、可逆モータＭｄの正逆駆動によ
り送りねじ軸46、受動ナット47を介して左右スライドベ
ース７すなわち、他方の支持フレーム９を移動調整す
る。この支持フレーム９の移動によって、切削手段Ｂ
ｂ、クランプ手段Ｄなど他側の加工ヘッドがワークＷの
幅に適合して設定される。なお上記の調整移動時のよう
に、加工ヘッドが無負荷で移動するときは、第１及び第
２の縮設バネ54、56は作用せず、リミットスイッチＳ
ａ、Ｓｂは作動しない。 【００３７】図１において、ＬａはワークＷの移送路を
横切るように検出光を照射した反射型の検出スイッチ
（以下、検出スイッチＬａという）で、搬送手段Ａ上の
定位置にワークＷが給送されるとき、これを検出して検
出信号を出力する。この検出信号により前記搬送手段Ａ
の駆動モータＭｃを減速回転に切り換える。この検出ス
イッチＬａは、定位置に固定して設ける。 【００３８】一実施例に係る開先加工機の構成は上記の
通りであり、以下のようにして適確なクランプ動作が行
われる。すなわち搬送手段Ａ上にワークＷを搬入し、一
方のフランジａをガイド手段Ｊによって規制しながら後
方すなわち、加工ヘッド側へ移送する。移送に伴って検
出スイッチＬａがワークＷの先端部を検出し、検出信号
を出力する。この信号により搬送手段Ａが減速駆動され
る。 【００３９】搬送手段Ａの減速により、ワークＷはゆっ
くりと後方へ移動する。詳細な説明は省略するが、この
移動中に間隔調整手段Ｆが動作し、他方の支持フレーム
９がワークＷの幅に適合して位置決めされる。この他方
の支持フレーム９の位置設定により、ワークＷは両加工
ヘッドへスムーズに進入する。 【００４０】詳細な説明は省略するが、ワークＷの進入
により前後調整手段Ｅが動作して一方の支持フレーム８
すなわち、切削手段Ｂａ、クランプ手段ＤがワークＷの
先端勾配量に適合して位置決めされる。上記の間隔調整
手段Ｆと前後調整手段Ｅの作動後においてワークＷの移
送は停止して加工位置に設定される。この加工位置にお
いて、ワークＷの両側フランジａ、ｂは受けローラ29、
29上に載置される。 【００４１】上記の状態において、駆動モータＭａ、Ｍ
ｂにより送りねじ軸32、32を正方向に回転駆動する。こ
の送りねじ軸32、32の回転により上部クランプ31、31が
下降し、勾配状の押圧面ｆをフランジａ、ｂの上端に当
接する。押圧面ｆの作用によりワークＷは横ズレを生
じ、さらにこの横方向の移動は、他方の支持フレーム９
に横方向の押圧力として作用する。 【００４２】他方の支持フレーム９が横移動するとき、
スライド検出用のリミットスイッチＳａ又はＳｂが動作
し、可逆モータＭｄが正又は逆回転して、支持フレーム
９が横ズレ側と同方向へ移動する。この移動によってフ
ランジａ、ｂの内面がスムーズに垂直の基準面ｅ、ｅに
当接するので、ワークＷは確実に受けローラ29、29上に
クランプされる。 【００４３】このようにして上部クランプ31、31による
クランプ動作が終了し、下降が規制されると、送りねじ
軸32、32が上昇スライドを始める。そして、送りねじ軸
32、32の動作と共に昇降体41、41が同方向にスライド
し、Ｌ字形の下部クランプ37、37を回動する。この回動
によって作動部ｈ、ｈがフランジａ、ｂの外側に当接
し、これを内側へ押圧する。このためフランジａ、ｂの
内面が垂直の基準面ｇ、ｇに押圧クランプされる。 【００４４】一方駆動モータＭａ、Ｍｂは押圧力によっ
て回転負荷を生ずる。従って、負荷電流値が所定の制限
値に達したとき駆動を停止すれば、ワークＷのクランプ
状態を保持することができる。上記の制限値は、操作ス
イッチ（図示省略）によって簡単に設定することができ
るように構成する。そして、このクランプ状態において
切削手段Ｂａ、Ｂｂを所定の送り方向に移送すれば、ワ
ークＷに所要の開先加工を行うことができる。 【００４５】切削加工が終了したならば、駆動モータＭ
ａ、Ｍｂを前記と反対方向に駆動する。このようにする
と下部クランプ37、37と上部クランプ31、31がそれぞれ
ワークＷから退避してクランプを解除するから、このと
き搬送手段Ａ又は受けローラ29、29を駆動することによ
り、ワークＷを加工位置からスムーズに搬出することが
できる。 【００４６】 【発明の効果】以上のように本発明に係るクランプ装置
によれば、浮き上がりを生ずることないので、Ｈ形鋼を
常に一定位置へクランプ固定することができるという利
点がある。このため、クランプ不良による切削加工上の
問題点を解消することができるという効果を発揮でき
る。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明に係るクランプ装置を備えた開先加工
機の平面図である。 【図２】同じく開先加工機の正面図である。 【図３】クランプ手段の構成を示す正面図である。 【図４】同じくクランプ手段の構成を示す側面図であ
る。 【図５】切削手段の構成を示す縦断正面図である。 【図６】間隔調整手段の構成を示す平面図である。 【図７】開先加工を施したＨ形鋼の斜視図である。 【符号の説明】 １ フレーム Ｗ ワーク（Ｈ形鋼） Ａ 搬送手段 Ｍｃ 駆動モータ ａ フランジ ｂ フランジ Ｊ 搬送ガイド手段 ８ 一方の支持フレーム ９ 他方の支持フレーム Ｂａ 切削手段 Ｂｂ 切削手段 Ｄ クランプ手段 31 上部クランプ ｅ 垂直の基準面 ｆ 勾配状の押圧面 32 送りねじ軸（操作軸） 33 受動ギヤ 34 駆動ギヤ Ｍａ 駆動モータ Ｍｂ 駆動モータ 35 ナット部 36 ストッパ 37 下部クランプ 39 当接基準片 ｇ 垂直の基準面 ｈ 作動部 ｊ 受動部 41 昇降体 Ｅ 前後調整手段 Ｆ 間隔調整手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｈ形鋼に対応して両側一対の加工ヘッドを配設し、上記
   何れか一方の加工ヘッド側に長手方向における対応位置
   を調整する前後調整手段を、何れか他方の加工ヘッド側
   に幅方向の対応位置を調整する間隔調整手段を設けると
   共に、両加工ヘッドにＨ形鋼をクランプ固定するクラン
   プ手段と、固定状態のＨ形鋼を切削加工する切削手段を
   備えた開先加工機であって、 上記クランプ手段は上部クランプと下部クランプならな
   り、上部クランプは下降移動によってＨ形鋼におけるフ
   ランジの上端に当接して固定の受面上へＨ形鋼を押圧
   し、下部クランプは横移動によってＨ形鋼におけるフラ
   ンジの下端側方に当接してフランジを側圧するように構
   成し、さらに上記上部クランプが下降規制されると下部
   クランプが横移動するように単一の操作軸で二つのクラ
   ンプを作動するようにしたことを特徴とする開先加工機
   のクランプ装置。