JPH09108901A - 金属製環状体の円孔開先加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】鋼管製円柱の柱梁接合部を構成するスチフナー
リングのような金属製環状体の柱嵌合用円孔に、対称的
な逆Ｖ字形の開先を能率的に加工できる装置を提供す
る。 【構成】主軸台の面板に取り付けた金属製環状体の円孔
に芯出し治具を当接して芯出しを行ったのち、往復台に
設けた一対の逆Ｖ字形のバイトを金属製環状体の円孔内
に移動して、前記一対の逆Ｖ字形バイトにより円孔の両
側周縁を同時に切削して対称的な開先を加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この本発明は、各種の金属製
環状体、例えば、鋼管製円柱の外周面に嵌合して柱梁接
合構造として用いられるスチフナーリングと呼ばれる金
属製環状体の円孔（内周面）に、円柱との溶接に適した
開先が設けられるようにした金属製環状体の円孔開先加
工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼管製円柱のうち、図６に示すような、
内部に高強度コンクリートを充填したＣＦＴ構造の円柱
（コンクリート・フィルド・スティール・チューブ）
は、柱梁接合構造１として、多角形の鋼製プレートに円
孔を開設したスチフナーリング３を円柱２の外周に嵌合
し、円孔の周囲に隅肉溶接４を施すことによりスチフナ
ーリング３が設けられる構造となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のＣＦ
Ｔ構造の円柱に設けられるスチフナーリング３において
は、板厚として、一般的な建築基準などで取り扱われて
いる隅肉溶接が可能な板厚１６ｍｍを超える、例えば２
５ｍｍとかそれ以上のプレートを使用することが多く、
そのため、図７に示すように、このような板厚のものは
隅肉溶接４の設計指示のど厚Ａも長くなるため隅肉サイ
ズが大きくなって、溶接量および溶接所要時間を多く必
要とし、結果的に柱梁接合部の加工に手間がかかり、コ
ストが嵩むという問題点を有していた。

【０００４】前記の隅肉溶接４においてスチフナーリン
グ３の溶接個所となる円孔の両側周縁に夫々開先を設け
ておけば設計指示のど厚を変えることなく隅肉サイズを
小さくすることができるが、スチフナーリングの製造に
際しては、作業性および経済性などの理由から、多角形
外周面の成形と円孔の開設とが同じ作業工程で行われる
ので、円孔の開先加工としては、スチフナーリングの片
面を旋盤に固定した状態で、まず円孔の一方の周縁をバ
イトで切削し、次にスチフナーリングを反転して他方の
面を旋盤に固定した状態で、残る他方の周縁をバイトで
切削するという手順を経るので、加工が二度手間になっ
て作業能率が低いという問題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は従来の技術にお
ける上記のような問題点を解消し、プレートにおける多
角形外周面の成形と円孔の開設とが行われた後のスチフ
ナーリングのような金属製環状体の円孔に対する開先加
工が、簡単かつ能率的に行えるようにした円孔開先加工
装置の提供を目的としたものである。

【０００６】上記の目的を達成するための具体的手段と
して、請求項１の発明は、主軸台に回転自在に軸着され
た金属製環状体を固定するための面板と、前記金属製環
状体を面板方向に圧着して正し位置に取り付けるための
芯押台と、往復台に取付けたバイトにより前記金属製環
状体の円孔両側周縁を切削加工する旋盤装置からなり、
前記芯押軸の先端に金属製環状体の円孔に嵌合する芯出
し治具を備え、前記往復台に金属製環状体の円孔の両側
周縁を同時に開先加工する一対の逆Ｖ字形のバイトを隣
接配置したことを特徴とする。

【０００７】また請求項２の発明は、芯出し治具が、芯
押軸のボスから放射状に突出された複数本の支持アーム
と、この支持アームの先端に設けられた、外側に前記金
属製環状体の円孔側周縁に当接するためのテーパー面を
有する爪部材とからなっていることを特徴とする。

【０００８】

【作用】この発明では、主軸台の面板にスチフナーリン
グのような金属製環状体を仮固定し、芯出し治具におけ
る複数の爪部材頂部のテーパー面を金属製環状体の円孔
周縁に当接して回動操作しながら芯出しを行い、さら
に、往復台に隣接配置した一対の逆Ｖ字形のバイトを円
孔の両側周縁を内外両面から挟むような位置にセットし
て、前記主軸台の面板を回転することにより金属製環状
体における円孔の両側周縁を同時に迅速かつ能率的に開
先加工することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明をスチフナーリングの開先
加工装置に実施した例につき、説明すると、この開先加
工装置１０は，図１に示すように、主軸台１２に回転自
在に軸着されたスチフナーリングとしての金属製環状体
１６を仮固定および固定するための面板１４と、この面
板１４に向けて進退自在に配設された芯押台１８の芯押
軸２０に設けられた、金属製環状体１６の円孔２２を芯
出しするための芯出し治具２４と、前記金属製環状体１
６の円孔２２の内外両側周縁に対して同時に開先加工を
行うための、往復台２６に隣接して配置された一対のバ
イト２８ａ，２８ｂとからなっいる。

【００１０】前記金属製環状体１６は主軸台１２の面板
１４に対してチャック４２により四方締めによって仮固
定されるが、図４に示すように、金属製環状体１６の内
側面と面板１４との関係は、円孔２２よりも外周部分の
内側面が突出した面板１４ａと接触して、円孔２２の付
近の内側面は凹陥した面板１４ｂとの間に隙間Ｄが設け
られるようにして取付けられる。

【００１１】また、前記金属製環状体１６を面板１４に
対して正しく取り付けるための前記芯出し治具２４は、
図２に示すように、芯押軸２０のボス３０から放射状に
突出した複数の支持アーム３２と、これらの支持アーム
３２の先端間を互いに連結する連杆３３と、前記支持ア
ーム３２の先端に設けられた爪部材３４とからなり、こ
れらの爪部材３４の前面には、図３に示すように、前記
円孔２２の周縁に当接されるテーパー面３６が設けられ
ている。

【００１２】前記芯出し治具２４は、円孔２２の大きさ
に応じて、半径方向の長さを可変調整できるようにして
おくことが望ましいが、この実施例では、例えば円孔２
２の大きさに応じて支持アーム３２の先端に対して異な
る寸法の爪部材３４が着脱可能に付け替えられるような
構造となっている。なお、芯出し治具２４の半径方向の
長さを可変調整する別の手段としては、特に図示しない
が、例えば、支持アーム３２の長さがネジの回転により
伸縮可能なるように構成されたものであってもよい。

【００１３】一方、往復台２６に隣接して配置される一
対のバイト２８ａ，２８ｂは、図４に示すように、夫々
の刃先３８ａ，３８ｂが逆Ｖ字形に向かい合うようにし
て固定されており、円孔２２に対しては、前方の刃先３
８ａが円孔２２の内側を通ってから凹陥した面板１４ｂ
との間の隙間Ｄ内に位置し、夫々の刃先３８ａ，３８ｂ
が円孔２２の内外両側周縁上に正しく跨がるようにして
セットされる。

【００１４】加工に際しては、前記のようにして、主軸
台１２の面板１４に金属製環状体１６をチャック４２に
よって仮固定したのち、前記芯押台車１８を前進させ
て、図３のように、芯出し治具２４における爪部材３４
の前面のテーパー面３６を金属製環状体１６の円孔２２
の片側周縁上に当接し、面板１４を回転操作しながら金
属製環状体１６の芯出しを行い、最終的に金属製環状体
１６をチャック４２により面板１４にしっかりと固定す
る。

【００１５】金属製環状体１６の芯出し作業が終了した
のち、芯押台１８を後退させて、往復台２６を金属製環
状体１６側へ移動し、前記のようにバイト２８ａ，２８
ｂを円孔２２の内外両側周縁上に正しく跨がるように位
置決めしてから、面板１４を回転すると共に、バイト２
８ａ，２８ｂを徐々に面板１４の半径方向へ移動して、
図４のように円孔２２の内外両側周縁に対称的なＫ形開
先４０ａ，４０ｂを同時に切削加工する。

【００１６】このようにして円孔２２の内外両側周縁に
開先加工が施された金属製環状体１６は、図６のように
鋼管製円柱２に嵌合されて、図５のように、前記開先４
０ａ，４０ｂに通常の隅肉溶接の際に要求される設計指
示のど厚Ａと等しいのど厚Ｂをもった隅肉溶接４６を施
すことにより、ＣＦＴ構造用柱の柱梁接合部４８が形成
される。

【００１７】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明に係る開先
加工装置によれば、芯押軸２０に取り付けた芯出し治具
２４の爪部材３４をスチフナーリングのような金属製環
状体１６の円孔２２の両側周縁に当接し、面板１４を回
転操作しながら円孔２２の芯出しを行うことで芯出し作
業が容易となり、しかも、逆Ｖ字形に隣接配置した一対
のバイト２８ａ，２８ｂにより、円孔２２の両側周縁を
同時に切削して対称的な開先４０ａ，４０ｂを得ること
ができるので、通常の単一のバイトにより開先を得る場
合に比較して２倍以上の作業能率で、スチフナーリング
のような金属製環状体を迅速かつ簡便に製造することが
できる。

【００１８】また、金属製環状体１６の円孔２２をＫ形
に開先加工することで、スチフナーリングのような金属
製環状体１６と鋼管製円柱２とを設計指示のど厚Ａと等
しいのど厚Ｂにした隅肉溶接４６を設けることができる
ので、図７に示すような従来の隅肉溶接４による場合に
比較して溶接量および溶接時間を大幅に短縮することが
できる。

【００１９】なお、上記実施例では、金属製環状体とし
て、鋼管製円柱の柱梁接合部に使用されるスチフナーリ
ングの円孔を開先加工する場合について述べたが、本発
明は加工の対象がスチフナーリングのみに限定されるわ
けではなく、スチフナーリング以外の各種金属製環状体
の円孔を開先加工する場合に有効に利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る開先加工装置の構成を示す斜視
図。

【図２】芯出し治具の構成を示す平面図。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図。

【図４】往復台に設けたバイトにより金属製環状体の円
孔に開先を形成する工程を示す説明図であり、ａは切削
前、ｂは切削中、ｃは切削完了時を示す。

【図５】本発明の開先加工装置により得られた金属製環
状体を鋼管製円柱に取り付けた柱梁接合部の部分断面
図。

【図６】ＣＦＴ構造用柱として従来より知られる鋼管製
円柱における柱梁接合部の構成を示す斜視図。

【図７】従来のＣＦＴ構造用柱における鋼管製円柱とス
チフナーリングとの柱梁接合部の構成を示す部分断面
図。

【符号の説明】 ２：円柱 １０：開先加工装置 １２：主軸台 １４：面板 １６：金属製環状体 １８：芯押台 ２０：芯押軸 ２２：円孔 ２４：芯出し治具 ２６：往復台 ２８ａ，２８ｂ：バイト ３２：支持アーム ３３：連杆 ３４：爪部材 ３６：テーパー面 ３８ａ，３８ｂ：刃先 ４０ａ，４０ｂ：開先 ４６：隅肉溶接 ４８：柱梁接合部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸台に回転自在に軸着された金属製環
   状体を固定するための面板と、前記金属製環状体を面板
   方向に圧着して正しい位置に取り付けるための芯押台
   と、往復台に取付けたバイトにより前記金属製環状体の
   円孔両側周縁を切削加工する旋盤装置からなり、前記芯
   押軸の先端に金属製環状体の円孔に嵌合する芯出し治具
   を備え、前記往復台に金属製環状体の円孔の両側周縁を
   同時に開先加工する一対の逆Ｖ字形のバイトを隣接配置
   したことを特徴とする金属製環状体の円孔開先加工装
   置。
2. 【請求項２】 芯出し治具が、芯押軸のボスから放射状
   に突出された複数本の支持アームと、この支持アームの
   先端に設けられた、外側に前記金属製環状体の円孔側周
   縁に当接するためのテーパー面を有する爪部材とからな
   っていることを特徴とする請求項１の金属製環状体の円
   孔開先加工装置。