JPH10217022A - 角パイプの開先加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カッター移動機構４０，５０，６０，７０の
設置スペースをコンパクトにするとともに、開先加工の
加工時間を短縮化し、さらに、開先加工用カッター３
１，３２，３３，３４の移動制御も容易にする。 【解決手段】 本発明に係る角パイプの開先加工機は、
角パイプｗの先端面に溶接用の開先を加工する角パイプ
の開先加工機において、角パイプｗの先端面の辺の数と
等しい台数の開先加工用カッター３１，３２，３３，３
４と、開先加工用カッター３１，３２，３３，３４を角
パイプｗのそれぞれの辺に倣って移動させるカッター移
動機構４０，５０，６０，７０とを有している。即ち、
開先加工用カッター３１，３２，３３，３４の支持架台
を角パイプｗの辺に沿って移動させるだけで良くなり、
従来のように、角パイプｗの辺に対して接近させたり離
したりする必要なくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、角パイプの先端面
に溶接用の開先を加工する角パイプの開先加工機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】これに関連する従来の開先加工機が特開
平７−２１４４１３号公報に記載されており、その概略
図が図７に示されている。前記開先加工機１は、四角パ
イプｗの先端面に溶接用の開先を加工する機械であり、
ワークである四角パイプｗを所定位置でＺ軸に平行（水
平）に保持する支持機構（図示されていない）を備えて
いる。また、開先加工機１は、四角パイプｗの先端面を
囲む形状に製作された装置架台３を備えており、その装
置架台３の上下側面に一対のＸ軸レール５が固定されて
いる。そして、前記Ｘ軸レール５に第１横行架台６ａと
第２横行架台６ｂとがそのＸ軸レール５に倣って移動で
きるように係合されている。また、前記装置架台３には
第１横行架台６ａ及び第２横行架台６ｂをそれぞれＸ軸
方向に移動させるための第１横行シリンダ６ｃ及び第２
横行シリンダ６ｄが取付けられている。

【０００３】前記第１横行架台６ａと第２横行架台６ｂ
との対向する側面には、それぞれ縦にＹ軸レール７が固
定されている。そして、第１横行架台６ａのＹ軸レール
７及び第２横行架台６ｂのＹ軸レール７に第１昇降架台
８ａ、第２昇降架台８ｂがそれぞれ昇降可能な状態で係
合されている。また、第１横行架台６ａには第１昇降架
台８ａの昇降に使用される第１昇降シリンダ８ｃが取付
けられており、第２横行架台６ｂには第２昇降架台８ｂ
の昇降に使用される第２昇降シリンダ８ｄが取付けられ
ている。さらに、前記第１昇降架台８ａと第２昇降架台
８ｂとには、四角パイプｗの開先を加工する第１カッタ
ー４ａと第２カッター４ｂとがそれぞれ所定位置に装着
されている。

【０００４】前記開先加工機１で四角パイプｗの先端面
の開先を加工するには、第１カッター４ａを回転させな
がら第１横行架台６ａ又は第１昇降架台８ａを移動させ
て、その第１カッター４ａを四角パイプｗの先端面の上
辺及び右側辺に倣って移動させる。また、同時に第２カ
ッター４ｂを回転させながら第２横行架台６ｂ又は第２
昇降架台８ｂを移動させて、その第２カッター４ｂを四
角パイプｗの先端面の左側辺及び下辺に倣って移動させ
る。これによって、四角パイプｗの先端面の全周にわた
って開先加工を行うことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
前記開先加工機１では、四角パイプｗの右側辺及び左側
辺の開先加工を行うときには、第１横行架台６ａを右限
位置、第２横行架台６ｂを左限位置に保持しておく必要
がある。また、四角パイプｗの上辺及び下辺の開先加工
を行うときには、第１カッター４ａ、第２カッター４ｂ
を予め決められた高さに保持した状態で、第１横行架台
６ａ及び第２カッター４ｂを端から中央まで移動させな
ければならない。即ち、四角パイプｗの両側にその四角
パイプｗの幅とほぼ等しい長さだけ第１横行架台６ａ及
び第２カッター４ｂを移動させるためのスペースが必要
となる。このため、前記開先加工機１が大型化するとい
う問題がある。また、二台のカッター４ａ，４ｂで四角
パイプｗの四辺を開先加工するため、加工時間が長くな
る。

【０００６】請求項１に記載の発明は、開先加工機の小
型化を図るとともに加工速度を向上させることを目的と
するものである。請求項２に記載の発明は、請求項１の
目的に加えて、それぞれのカッターを移動させる駆動源
を一台にまとめられるようにし、開先加工機をさらにコ
ンパクト化することをを目的とするものである。請求項
３に記載の発明は、請求項１の目的に加えて、それぞれ
のカッターを回転させる回転源を一台にまとめられるよ
うにし、開先加工機をさらにコンパクト化することをを
目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、以下の
特徴を有する角パイプの開先加工機によって解決され
る。即ち、請求項１に記載された角パイプの開先加工機
は、角パイプの先端面に溶接用の開先を加工する角パイ
プの開先加工機において、前記角パイプの先端面の辺の
数と等しい台数の開先加工用カッターと、前記開先加工
用カッターを前記角パイプのそれぞれの辺に倣って移動
させるカッター移動機構と、を有している。請求項１に
記載された発明によると、開先加工用カッターは角パイ
プの先端面の辺の数だけ設けられているため、開先を加
工する際にそれらの開先加工用カッターを角パイプの先
端面のそれぞれの辺に倣って直線運動させれば良い。即
ち、開先加工用カッターの支持架台を角パイプの辺に沿
って移動させるだけで良くなり、従来のように、角パイ
プの辺に対して接近させたり離したりする必要なくな
る。このため、カッター移動機構の設置スペースをコン
パクトにできる。また、角パイプの先端面の全て辺を同
時に加工できるため、開先加工の加工時間が短縮化され
る。さらに、それぞれの開先加工用カッターは角パイプ
の一辺に倣って直線運動するだけであるため、開先加工
用カッターの移動制御も容易になる。

【０００８】また、請求項２に記載の角パイプの開先加
工機は、請求項１に記載された角パイプの開先加工機に
おいて、前記カッター移動機構はボールネジ＆ナットの
作用を利用して開先加工用カッターを移動させる構造で
あり、さらに、それぞれの開先加工用カッターを移動さ
せるボールネジは、互いに回転伝達が可能な状態で連結
されていることを特徴とする。請求項２に記載の発明に
よると、カッター移動機構のボールネジは互いに回転伝
達が可能な状態で連結されているため、一台の駆動源で
全てのボールネジを回転させることができる。即ち、一
台の駆動源でそれぞれの開先加工用カッターを角パイプ
の各々の辺に倣って移動させることができる。したがっ
て、カッター移動機構をさらにコンパクト化できるよう
になる。

【０００９】また、請求項３に記載の角パイプの開先加
工機は、請求項１に記載された角パイプの開先加工機に
おいて、開先加工用カッターと一体で移動し、その開先
加工用カッターに回転力を伝達するカッター用回転体
と、定位置に位置決めされた回転源と、前記回転源とカ
ッター用回転体との間、及び各々のカッター用回転体と
の間に設けられた中間回転体と、前記カッター用回転体
及び中間回転体を支持するとともに、それらの回転体の
位置で関節状に折り曲がる構造であり、前記回転源の位
置で端部が位置決めされているリンク機構と、前記回転
源の回転力を中間回転体を介してカッター用回転体に伝
達し、さらに前記カッター用回転体の回転力を別の中間
回転体を介して別のカッター用回転体に伝達する伝達部
材と、を有している。請求項３に記載の発明によると、
回転源の回転力は伝達部材によって中間回転体に伝わ
り、その中間回転体からカッター用回転体に伝達され
る。また、そのカッター用回転体の回転力は別の中間回
転体から別のカッター用回転体に伝達される。即ち、一
台の回転源でそれぞれのカッター用回転体を回転させる
ことができる。また、それぞれのカッター用回転体及び
中間回転体はリンク機構の関節部分に装着されているた
め、カッター用回転体間の直線距離、即ち、開先加工用
カッター間の直線距離を自由に変化させることができ
る。このため、開先加工用カッターが角パイプの各辺に
倣って移動する際にリンク機構や伝達部材等がそれらの
開先加工用カッター等の動きを妨げることはない。さら
に、カッター用回転体間の直線距離が変化してもカッタ
ー用回転体と中間回転体との間の距離は一定に保持され
るため、伝達部材は良好に回転力を伝達できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】

〔第一の実施の形態〕以下、図１〜図４に基づいて本発
明の第一の実施の形態に係る角パイプの開先加工機の説
明を行う。ここで、図１は本実施の形態に係る角パイプ
の開先加工機の要部を表す図面であり、図３のI-I 矢視
図を表している。また、図２は図１のII-II 矢視図であ
り、図３は本実施の形態に係る角パイプの開先加工機の
全体側面図である。なお、角パイプの開先加工機の幅方
向をＸ軸方向、高さ方向をＹ軸方向、ワークである角パ
イプの送り方向をＺ軸方向として以後の説明を行う。前
記角パイプの開先加工機１０は、四角パイプｗ（図４参
照）の先端面に溶接用の開先ｗｋを加工するための機械
であり、図３に示されるように、その四角パイプｗを開
先加工部２０まで水平に縦送りする搬入部１２と、開先
の加工が終了した四角パイプｗを開先加工部２０から搬
出するための搬出部１４とを備えている。

【００１１】前記搬入部１２は、開先加工部２０の前方
に設置されており、搬送架台１２ｋとその搬送架台１２
ｋ上に設置された複数の送りローラ１２ｒとを備えてい
る。前記送りローラ１２ｒは最短の四角パイプｗを縦搬
送できるだけの間隔をおいてＺ軸方向に位置決めされて
おり、さらに、それらの送りローラ１２ｒの両側には四
角パイプｗをガイドするサイドローラ１２ｓが設置され
ている。これにより、四角パイプｗはＺ軸に平行に保持
された状態で開先加工部２０まで搬送される。

【００１２】また、開先加工部２０の直近に位置する送
りローラ１２ｒの真上には、四角パイプｗを上方から押
圧するクランプシリンダ１２ｙが設置されている。そし
て、前記クランプシリンダ１２ｙが動作することによ
り、四角パイプｗはそのクランプシリンダ１２ｙの押圧
片１２ｐと送りローラ１２ｒとの間に挟まれてクランプ
される。前記搬出部１４は、開先加工部２０の後方に設
置されており、前記搬入部１２と同様に搬送架台１４ｋ
上に設置された複数の搬送ローラ１４ｒとサイドローラ
１４ｓとを備えている。

【００１３】また、前記開先加工部２０の前面には搬入
部１２の送りローラ１２ｒによって搬送されてきた四角
パイプｗの先端面をＺ軸方向において位置決めするため
のストッパー１５が設置されている。前記ストッパー１
５は、図２に示されるように、四角パイプｗの先端面に
当接する側面Ｌ型の当接片１５ｓと、その当接片１５ｓ
をストッパー位置と待機位置との間で昇降させる昇降シ
リンダ１５ｙとから構成されている。

【００１４】前記開先加工部２０は、四角パイプｗの先
端面の各辺を同時に開先加工するための部分であり、図
１、図２に示されるように、装置架台２１上に衝立状の
工具支持板２２を備えている。前記工具支持板２２は前
板２２ｆと一対の側板２２ｓとから構成されており、前
記前板２２ｆのほぼ中央に四角パイプｗが通される角形
開口２２ｈが形成されている。前記前板２２ｆの内側に
は、図１に示されるように、四台の開先加工用カッター
３１，３２，３３，３４をそれぞれＸ，Ｙ軸方向に移動
させる四セットのカッター移動機構４０，５０，６０，
７０が設置されている。

【００１５】第１開先加工用カッター３１は第１カッタ
ー移動機構４０が動作することにより、角形開口２２ｈ
の下辺に倣って左右（Ｘ軸方向）に移動でき、四角パイ
プｗの先端面の下辺を開先加工する。また、第２開先加
工用カッター３２は第２カッター移動機構５０が動作す
ることにより、角形開口２２ｈの左辺に倣って上下（Ｙ
軸方向）に移動でき、四角パイプｗの先端面の左辺を開
先加工する。さらに、第３開先加工用カッター３３は第
３カッター移動機構６０が動作することにより、角形開
口２２ｈの上辺に倣って左右（Ｘ軸方向）に移動でき、
四角パイプｗの先端面の上辺を開先加工する。また、第
４開先加工用カッター３４は第４カッター移動機構７０
が動作することにより、角形開口２２ｈの右辺に倣って
上下（Ｙ軸方向）に移動でき、四角パイプｗの先端面の
右辺を開先加工する。即ち、第１カッター移動機構４
０、第２カッター移動機構５０、第３カッター移動機構
６０及び第４カッター移動機構７０が同時に動作するこ
とにより、角形開口２２ｈの四辺の空間を第２開先加工
用カッター３２、第４開先加工用カッター３４は上下、
第１開先加工用カッター３１、第３開先加工用カッター
３３は左右に移動して、四角パイプｗの先端面の四辺を
開先加工する。

【００１６】ここで、第１カッター移動機構４０と第４
カッター移動機構７０とが等しい構造であり、また第２
カッター移動機構５０と第３カッター移動機構６０とが
等しい構造であるため、代表して第１カッター移動機構
４０と第３カッター移動機構６０とを説明する。なお、
図２は、第１カッター移動機構４０と第３カッター移動
機構６０の側面を表しており、第２カッター移動機構５
０と第４カッター移動機構７０は省略している。第１カ
ッター移動機構４０は、細長い略角形の基礎ブロック４
２（図１参照）を備えており、その基礎ブロック４２が
角形開口２２ｈの下辺に沿った状態で前板２２ｆの裏面
に固定されている。また、前記基礎ブロック４２の両端
にはボールネジ４４をＸ軸に平行に保持するとともに、
そのボールネジ４４を回転自在に支持するための軸受け
４３が固定されている。なお、図１には右側に軸受け４
３のみが表されており、左側に軸受け４３は省略されて
いる。

【００１７】さらに、前記基礎ブロック４２にはボール
ネジ４４を回転させるためのサーボモータ４４ｍや、そ
のボールネジ４４の回転角度を測定するためのエンコー
ダ（図示されていない）が取付けられている。また、前
記基礎ブロック４２の上面には、図２に示されるよう
に、Ｘ軸レール４５が固定されており、そのＸ軸レール
４５に摺動子４５ｓがＸ軸方向に摺動可能な状態で係合
されている。さらに、前記摺動子４５ｓには第１開先加
工用カッター３１を支持する第１カッター用ブロック４
６が固定されている。

【００１８】前記第１カッター用ブロック４６には所定
の位置にナット４６ｎが固定されており（図２参照）、
そのナット４６ｎに前記ボールネジ４４が螺合されてい
る。このため、サーボモータ４４ｍによってボールネジ
４４が予め決められた角度だけ回転させられると、第１
カッター用ブロック４６はボールネジ＆ナットの作用に
よりＸ軸レール４５に倣って予め決められた距離だけ移
動する。前記第１カッター用ブロック４６にはＺ軸に対
して平行に軸受け４６ｊが形成されており、その軸受け
４６ｊにカッター回転軸４７が回転可能な状態で支持さ
れている。そして、そのカッター回転軸４７の先端に第
１開先加工用カッター３１をクランプするカッターホル
ダー４７ｈが取付けられている。また、前記カッター回
転軸４７の基端部にはプーリ４７ｐが固定されている。

【００１９】さらに、前記第１カッター用ブロック４６
の裏側には、第１カッター用モータ４８が取付けられて
おり、その第１カッター用モータ４８のプーリ４８ｐと
カッター回転軸４７のプーリ４７ｐとに駆動ベルト４９
が掛けられている。この構造により、前記第１カッター
用モータ４８が起動されると、その回転力が駆動ベルト
４９、回転軸４７等を介して第１開先加工用カッター３
１に伝達され、その第１開先加工用カッター３１は回転
する。なお、第１開先加工用カッター３１はカッターホ
ルダー４７ｈに装着された状態で、前板２２ｆの角形開
口２２ｈから所定寸法だけ前方に突出している。

【００２０】第３カッター移動機構６０は、図１に示さ
れるように、第１カッター移動機構４０の基礎ブロック
４２より幅広の基礎ブロック６２を備えている。前記基
礎ブロック６２は、前板２２ｆの角形開口２２ｈの上辺
に平行になるように位置決めされており、その基礎ブロ
ック６２の裏面に一対の摺動子６２ｙが縦に固定されて
いる（図２参照）。そして、それらの摺動子６２ｙが前
板２２ｆの裏側に固定されたＹ軸レール２２ｙと係合す
る。また、前板２２ｆには高さ調整用のボルト２２ｂが
支持材２２ａによって回転自在に支持されており（図１
参照）、そのボルト２２ｂのネジ部が前記基礎ブロック
６２に固定されたナット６２ｎに螺合される。これによ
って、前記ボルト２２ｂを回転させることにより、基礎
ブロック６２をボルト２２ｂの回転角度に応じた量だけ
Ｙ軸レール２２ｙに倣って昇降させることができる。

【００２１】さらに、前記前板２２ｆには、前記基礎ブ
ロック６２の昇降量を把握するための目盛り２２ｍが所
定位置に取付けられており、さらに、その基礎ブロック
６２を位置決めした後、基礎ブロック６２をその位置に
保持するためのロック機構２２ｒが設けられている。ま
た、前記基礎ブロック６２の両端部にはボールネジ６４
をＸ軸に平行に保持するとともに、そのボールネジ６４
を回転自在に支持するための軸受け６３が固定されてお
り、さらに、その基礎ブロック６２にはボールネジ６４
を回転させるためのサーボモータ６４ｍや、そのボール
ネジ６４の回転角度を測定するためのエンコーダ（図示
されていない）が取付けられている。

【００２２】また、前記基礎ブロック６２の上面には、
図２に示されるように、Ｘ軸レール６５が固定されてお
り、そのＸ軸レール６５に摺動子６５ｓがＸ軸方向に摺
動可能な状態で係合されている。さらに、前記摺動子６
５ｓには第３開先加工用カッター３３を支持する第３カ
ッター用ブロック６６が固定されている。前記第３カッ
ター用ブロック６６には所定の位置にナット６６ｎが固
定されており（図２参照）、そのナット６６ｎに前記ボ
ールネジ６４が螺合されている。このため、前記サーボ
モータ６４ｍによってボールネジ６４が予め決められた
角度だけ回転させられると、第３カッター用ブロック６
６はボールネジ＆ナットの作用によりＸ軸レール６５に
倣って予め決められた距離だけ移動する。

【００２３】前記第３カッター用ブロック６６にはＺ軸
に対して平行に軸受け６６ｊが形成されており、その軸
受け６６ｊにカッター回転軸６７が回転可能な状態で支
持されている。そして、そのカッター回転軸６７の先端
に第３開先加工用カッター３３をクランプするカッター
ホルダー６７ｈが取付けられている。また、前記カッタ
ー回転軸６７の基端部にはプーリ６７ｐが固定されてい
る。さらに、前記第３カッター用ブロック６６の裏側に
は、第３カッター用モータ６８が取付けられており、そ
の第３カッター用モータ６８のプーリ６８ｐとカッター
回転軸６７のプーリ６７ｐとに駆動ベルト６９が掛けら
れている。この構造により、前記第３カッター用モータ
６８が起動されると、その回転力が駆動ベルト６９、回
転軸６７等を介して第３開先加工用カッター３３に伝達
され、その第３開先加工用カッター３３は回転する。

【００２４】次に、本実施の形態に係る角パイプの開先
加工機１０の動作を説明する（図３参照）。先ず、開先
加工部２０の前面に位置するストッパー１５の昇降シリ
ンダ１５ｙを作動させて、当接片１５ｓをストッパー位
置に保持する。この状態で、四角パイプｗを搬入部１２
の送りローラ１２ｒによってストッパー１５の当接片１
５ｓの位置まで搬送する。そして、図２に示されるよう
に、四角パイプｗの先端面を当接片１５ｓに当接させた
状態で、クランプシリンダ１２ｙを作動させて四角パイ
プｗをクランプする。このとき、四角パイプｗは、図１
に示されるように、サイズの如何に関わらず左下角Ｓが
サイドローラ１２ｓによって常に定位置に保持される。

【００２５】そして、四角パイプｗの位置決めが完了し
た状態で、ストッパー１５の当接片１５ｓを待機位置ま
で戻す（図２ 点線位置）。これによって、ストッパー
１５の当接片１５ｓは第１開先加工用カッター３１と干
渉しなくなる。次に、第２カッター移動機構５０の基礎
ブロック５２を位置調整用のボルト２２ｂ及び目盛り２
２ｍを使用して四角パイプｗのサイズに応じた位置まで
移動させ、ロック機構２２ｒでその位置に保持する。ま
た、同様に、第３カッター移動機構６０の基礎ブロック
６２を位置調整用のボルト２２ｂ及び目盛り２２ｍを使
用して四角パイプｗのサイズに応じた位置まで移動さ
せ、ロック機構２２ｒでその位置に保持する。なお、四
角パイプｗの下辺と右辺とは四角パイプｗのサイズの如
何に関わらず定位置に保持されるため、第１カッター移
動機構４０の基礎ブロック４２及び第４カッター移動機
構７０の基礎ブロック７２は定位置に固定された状態で
問題はない。

【００２６】このようにして第２カッター移動機構５０
及び第３カッター移動機構６０の基礎ブロック５２，６
２の位置決めが完了すると、カッター用モータ４８，６
８等を起動させて第１〜第４開先加工用カッター３１，
３２，３３，３４を回転させる。次に、第１〜第４カッ
ター移動機構４０，５０，６０，７０のサーボモータ４
４ｍ，５４ｍ，６４ｍ，７４ｍを駆動させて、ボールネ
ジ＆ナットの作用により第１開先加工用カッター３１を
右方向、第２開先加工用カッター３２を下方向、第３開
先加工用カッター３３を左方向、第４開先加工用カッタ
ー３４を上方向に等速で移動させる。これによって、四
角パイプｗの先端面の下辺、左辺、上辺、右辺の開先加
工を同時に実施できるようになる。また、第１〜第４開
先加工用カッター３１，３２，３３，３４は全てが四角
パイプｗの辺に倣って反時計回りに等速で進むため、そ
れらの開先加工用カッター３１，３２，３３，３４が互
いに干渉することはない。このようにして、四角パイプ
ｗの開先加工が終了すると第１〜第４開先加工用カッタ
ー３１，３２，３３，３４は速やかに元の位置まで戻さ
れる。

【００２７】このように、本実施の形態に係る角パイプ
の開先加工機１０によると、開先加工用カッター３１，
３２，３３，３４は角パイプの先端面の辺の数だけ設け
られているため、角パイプに開先を加工する場合にはそ
れらの開先加工用カッター３１，３２，３３，３４をそ
れぞれの辺に倣って直線運動させればよい。このため、
従来のようにカッターを支持する架台を角パイプに対し
て接近させたり離したりする動作が必要なくなり、カッ
ター移動機構４０，５０，６０，７０の設置スペースを
コンパクトにできる。また、角パイプｗの先端面の全て
辺を同時に加工できるため、開先加工の加工時間が短縮
化される。さらに、それぞれの開先加工用カッター３
１，３２，３３，３４は角パイプｗの一辺に倣って直線
運動するだけであるため、開先加工用カッター３１，３
２，３３，３４の移動制御も容易になる。なお、本実施
の形態においては四角形の角パイプの開先加工機を例に
説明したがこれに限定されるわけではなく、本発明に係
る角パイプの開先加工機は五角形や六角形の角パイプに
も応用が可能である。

【００２８】〔第二の実施の形態〕以下、図５、図６に
基づいて本発明の第二の実施の形態に係る角パイプの開
先加工機の説明を行う。ここで、図５は本実施の形態に
係る角パイプの開先加工機の要部を表す図面であり、図
３のI-I 矢視図を表している。また、図６は図５のVI-V
I 矢視図を表している。本実施の形態に係る角パイプの
開先加工機１００は、開先加工用カッター１３１，１３
２，１３３，１３４を移動させるサーボモータ１４４ｍ
と、それらの開先加工用カッター１３１，１３２，１３
３，１３４を回転させるカッター用モータ１４８とをそ
れぞれ一台にまとめることにより、装置のコンパクト化
を図ったものである。

【００２９】工具支持板１２２の前板１２２ｆに形成さ
れた角形開口１２２ｈ（図６参照）の周囲には、図５に
示されるように、四本のボールネジ１４４がＸ軸、Ｙ軸
に平行になるように角形に配置されており、各々のボー
ルネジ１４４の両端が四個の軸受け１４３によって回転
自在に支持されている。また、角形開口１２２ｈの下辺
側に配置されたボールネジ１４４（以下、第１ボールネ
ジ１４４という）は右端がカップリング１４４ｃを介し
てサーボモータ１４４ｍの回転軸に連結されており、左
端部にはカサ歯車１４４ｗが固定されている。また、角
形開口１２２ｈの左辺側に配置されたボールネジ１４４
（以下、第２ボールネジ１４４という）は、上下端部に
カサ歯車１４４ｗが固定されており、下側のカサ歯車１
４４ｗが第１ボールネジ１４４のカサ歯車１４４ｗと噛
合している。

【００３０】また、角形開口１２２ｈの上辺側に配置さ
れたボールネジ１４４（以下、第３ボールネジ１４４と
いう）は、左右端部にカサ歯車１４４ｗが固定されてお
り、左側のカサ歯車１４４ｗが第２ボールネジ１４４の
上側のカサ歯車１４４ｗと噛合している。また、角形開
口１２２ｈの右辺側に配置されたボールネジ１４４（以
下、第４ボールネジ１４４という）は上端部にカサ歯車
１４４ｗが固定されており、その上側のカサ歯車１４４
ｗが第３ボールネジ１４４の右側のカサ歯車１４４ｗと
噛合している。この構造により、前記サーボモータ１４
４ｍが起動されると第１〜第２ボールネジ１４４がカサ
歯車１４４ｗの働きにより同時に等速で回転するように
なる。しかしながら、第１、第３ボールネジ１４４と第
２、第４ボールネジ１４４とはカサ歯車１４４ｗの作用
により回転が逆になるため、ネジは逆向きに形成されて
いる。

【００３１】さらに、前記角形開口１２２ｈの周囲には
四本のレール１４５が第１〜第４ボールネジ１４４と平
行に固定されている。ここで、第１ボールネジ１４４と
平行に固定されたレール１４５を第１レール１４５、第
２ボールネジ１４４と平行に固定されたレール１４５を
第２レール１４５、第３ボールネジ１４４と平行に固定
されたレール１４５を第３レール１４５、第４ボールネ
ジ１４４と平行に固定されたレール１４５を第４レール
１４５と呼ぶ。

【００３２】前記第１レール１４５には第１摺動子１４
６ｓ（図６参照）が摺動自在に係合されており、その第
１摺動子１４６ｓに第１開先加工用カッター１３１を支
持する第１カッター用ブロック１４６が取付けられてい
る。さらに、前記第１カッター用ブロック１４６の中央
にはナット１４６ｎが固定されておりそのナット１４６
ｎに第１ボールネジ１４４が螺合される。同様に、前記
第２レール１４５には第２摺動子（図示されていない）
が摺動自在に係合されており、その第２摺動子に第２開
先加工用カッター１３２を支持する第２カッター用ブロ
ック１５６が取付けられている。さらに、前記第２カッ
ター用ブロック１５６の中央にはナット（図示されてい
ない）が設けられておりそのナットに第２ボールネジ１
４４が螺合される。

【００３３】また、前記第３レール１４５には第３摺動
子１６６ｓ（図６参照）が摺動自在に係合されており、
その第３摺動子１６６ｓに第３開先加工用カッター１３
３を支持する第３カッター用ブロック１６６が取付けら
れている。さらに、前記第３カッター用ブロック１６６
の中央にはナット（図示されていない）が設けられてお
りそのナットに第３ボールネジ１４４が螺合される。ま
た、前記第４レール１４５には第４摺動子（図示されて
いない）が摺動自在に係合されており、その第４摺動子
に第４開先加工用カッター１３４を支持する第４カッタ
ー用ブロック１７６が取付けられている。さらに、前記
第４カッター用ブロック１７６の中央にはナット（図示
されていない）が設けられておりそのナットに第４ボー
ルネジ１４４が螺合される。

【００３４】この構造により、前記サーボモータ１４４
ｍが起動されると第１〜第２ボールネジ１４４がカサ歯
車１４４ｗの働きにより同時に等速で回転し、ボールネ
ジ＆ナットの作用により、第１カッター用ブロック１４
６、第２カッター用ブロック１５６、第３カッター用ブ
ロック１６６、第４カッター用ブロック１７６が各々の
レール１４５に倣って移動する。なお、前述のように、
第１、第３ボールネジ１４４と第２、第４ボールネジ１
４４とは回転が逆になるがネジも逆向きに形成されてい
るため、各々のカッター用ブロック１４６，１５６，１
６６，１７６は等速で角形開口１２２ｈの辺に倣って同
じ回り方向に進む。

【００３５】また、第１カッター用ブロック１４６には
軸受け１４６ｊ（図６参照）がＺ軸に対して平行に形成
されており、その軸受け１４６ｊに回転軸１４７が回転
自在に支持されている。そして、前記回転軸１４７の先
端に第１開先加工用カッター１３１をクランプするカッ
ターホルダー１４７ｈが取付けられており、その回転軸
１４７の基端部に二段プーリ１４７ｐが固定されてい
る。したがって、前記二段プーリ１４７ｐが回転すると
第１開先加工用カッター１３１も回転する。同様に、第
２カッター用ブロック１５６にも軸受け（図示されてい
ない）がＺ軸に対して平行に形成されており、その軸受
けに回転軸が回転自在に支持されている。そして、前記
回転軸の先端に第２開先加工用カッター１３２をクラン
プするカッターホルダーが取付けられており、その回転
軸の基端部に二段プーリ１５７ｐ（図５参照）が固定さ
れている。したがって、前記二段プーリ１５７ｐが回転
すると第２開先加工用カッター１３２も回転する。

【００３６】また、第３カッター用ブロック１６６にも
軸受け１６６ｊ（図６参照）がＺ軸に対して平行に形成
されており、その軸受け１６６ｊに回転軸１６７が回転
自在に支持されている。そして、前記回転軸１６７の先
端に第３開先加工用カッター１３３をクランプするカッ
ターホルダー１６７ｈが取付けられており、その回転軸
１６７の基端部に二段プーリ１６７ｐが固定されてい
る。したがって、前記二段プーリ１６７ｐが回転すると
第３開先加工用カッター１３３も回転する。また、第４
カッター用ブロック１７６にも軸受け（図示されていな
い）がＺ軸に対して平行に形成されており、その軸受け
に回転軸が回転自在に支持されている。そして、前記回
転軸の先端に第４開先加工用カッター１３４をクランプ
するカッターホルダーが取付けられており、その回転軸
の基端部に二段プーリ１７７ｐが固定されている。した
がって、前記二段プーリ１７７ｐが回転すると第４開先
加工用カッター１３４も回転する。

【００３７】さらに、第１〜第４カッター用ブロック１
４６，１５６，１６６，１７６は、図５に示されるよう
に、リンク機構１８０によって連結されている。前記リ
ンク機構１８０は、第１リンク片１８１、第２リンク片
１８２、第３リンク片１８３、第４リンク片１８４、第
５リンク片１８５、第６リンク片１８６、第７リンク片
１８７、第８リンク片１８８から構成されており、第１
リンク片１８１の基端部が装置架台１２１上に位置決め
された位置決めブロック１９０にＺ軸回りに回動できる
状態で連結されている。そして、前記位置決めブロック
１９０と第１リンク片１８１との連結部位に二段プーリ
１９１が同じくＺ軸回りに回転できるように装着されて
いる。

【００３８】また、前記第１リンク片１８１の先端部は
第２リンク片１８２の基端部とＺ軸回りに回動できるよ
うに連結されており、その第１リンク片１８１と第２リ
ンク片１８２との連結部位に中間二段プーリ１９２が同
じくＺ軸回りに回転可能な状態で装着されている。ま
た、前記第２リンク片１８２の先端部は第１カッター用
ブロック１４６の位置で第３リンク片１８３の基端部と
連結されている。前記第２リンク片１８２及び第３リン
ク片１８３は第１カッター用ブロック１４６に対してＺ
軸回りに回動できるように連結されており、その回動中
心は二段プーリ１４７ｐの回転中心と同軸になるように
保持されている。

【００３９】前記第３リンク片１８３の先端部は第４リ
ンク片１８４の基端部とＺ軸回りに回動できるように連
結されており、その第３リンク片１８３と第４リンク片
１８４との連結部位に中間二段プーリ１９３が同じくＺ
軸回りに回転可能な状態で装着されている。また、前記
第４リンク片１８４の先端部は第２カッター用ブロック
１５６の位置で第５リンク片１８５の基端部と連結され
ている。前記第４リンク片１８４及び第５リンク片１８
５は第２カッター用ブロック１５６に対してＺ軸回りに
回動できるように連結されており、その回動中心は二段
プーリ１５７ｐの回転中心と同軸になるように保持され
ている。

【００４０】前記第５リンク片１８５の先端部は第６リ
ンク片１８６の基端部とＺ軸回りに回動できる状態で連
結されており、その第５リンク片１８５と第６リンク片
１８６との連結部位に中間二段プーリ１９４が同じくＺ
軸回りに回転可能な状態で装着されている。また、前記
第６リンク片１８６の先端部は第３カッター用ブロック
１６６の位置で第７リンク片１８７の基端部と連結され
ている。前記第６リンク片１８６及び第７リンク片１８
７は第３カッター用ブロック１６６に対してＺ軸回りに
回動できるように連結されており、その回動中心は二段
プーリ１６７ｐの回転中心と同軸になるように保持され
ている。

【００４１】前記第７リンク片１８７の先端部は第８リ
ンク片１８８の基端部とＺ軸回りに回動できるように連
結されており、その第７リンク片１８７と第８リンク片
１８８との連結部位に中間二段プーリ１９５が同じくＺ
軸回りに回転可能な状態で装着されている。また、前記
第８リンク片１８８の先端部はＺ軸回りに回動できる状
態で第４カッター用ブロック１７６に連結されており、
その回動中心が二段プーリ１７７ｐの回転中心と同軸に
なるように保持されている。

【００４２】さらに、前記装置架台１２１上にはカッタ
ー用モータ１４８が設置されており、そのカッター用モ
ータ１４８の回転力がベルト２００によって前記二段プ
ーリ１９１まで伝達されるようになっている。さらに、
その二段プーリ１９１の回転力はベルト２００によって
中間二段プーリ１９２まで伝達され、その中間二段プー
リ１９２からベルト２００によって第１カッター用ブロ
ック１４６の二段プーリ１４７ｐまで伝達される。ま
た、第１カッター用ブロック１４６の二段プーリ１４７
ｐの回転力はベルト２００によって中間二段プーリ１９
３まで伝達され、その中間二段プーリ１９３からベルト
２００によって第２カッター用ブロック１５６の二段プ
ーリ１５７ｐまで伝達される。

【００４３】さらに、第２カッター用ブロック１５６の
二段プーリ１５７ｐの回転力はベルト２００によって中
間二段プーリ１９４まで伝達され、その中間二段プーリ
１９４からベルト２００によって第３カッター用ブロッ
ク１６６の二段プーリ１６７ｐまで伝達される。そし
て、第３カッター用ブロック１６６の二段プーリ１６７
ｐの回転力がベルト２００によって中間二段プーリ１９
５まで伝達され、その中間二段プーリ１９５からベルト
２００によって第４カッター用ブロック１７６の二段プ
ーリ１７７ｐまで伝達される。

【００４４】即ち、前記カッター用モータ１４８が作動
されるとベルトや中間二段プーリ、二段プーリの働きに
より、第１開先加工用カッター１３１、第２開先加工用
カッター１３２、第３開先加工用カッター１３３及び第
４開先加工用カッター１３４が一斉に回転するようにな
る。このように、前記カッター用モータ１４８、ベルト
２００及び二段プーリ１９１が本発明の回転源として機
能する。また、二段プーリ１４７ｐ，１５７ｐ，１６７
ｐ，１７７ｐが本発明のカッター用回転体として、中間
二段プーリ１９２，１９３，１９４，１９５が本発明の
中間回転体として機能する。さらに、前記ベルト２００
が本発明の伝達部材として機能する。

【００４５】次に、本実施の形態に係る角パイプの開先
加工機１００の動作を説明する。なお、ワークである四
角パイプｗを開先加工機１００にセットする手順につい
ては第一の実施の形態に係る角パイプの開先加工機１０
の場合と同じであるため、開先加工の手順のみを説明す
る。先ず、四角パイプｗのサイズに応じた第１〜第４開
先加工用カッター１３１，１３２，１３３，１３４をカ
ッターホルダーにセットしておく。ここで、四角パイプ
ｗのサイズが大きい場合には小径の開先加工用カッター
を使用し、四角パイプｗのサイズが小さい場合には大径
の開先加工用カッターを使用する。また、開先加工用カ
ッターのサイズを変えずに面取りの大きさを調整できる
ように、カッターホルダー１４７ｈと回転軸１４７（図
６参照）との嵌め込み部を軸方向に変位させる調整ネジ
１４７ｚを備えている。このようにして、第１〜第４開
先加工用カッター１３１，１３２，１３３，１３４の装
着が完了すると、四角パイプｗを基準位置にセットした
後、カッター用モータ１４８を起動させる。これによっ
て、上記したようにベルトや中間二段プーリ、二段プー
リの働きにより第１〜第４開先加工用カッター１３１，
１３２，１３３，１３４が一斉に回転する。

【００４６】次に、サーボモータ１４４ｍを駆動させ
て、ボールネジ＆ナットの作用により第１カッター用ブ
ロック１４６を右方向、第２カッター用ブロック１５６
を下方向、第３カッター用ブロック１６６を左方向、第
４カッター用ブロック１７６を上方向に等速で移動させ
る。これによって、各々のカッター用ブロック１４６，
１５６，１６６，１７６に装着されている開先加工用カ
ッター１３１，１３２，１３３，１３４が四角パイプｗ
の各辺に倣って矢印方向に等速で移動し、その四角パイ
プｗの開先加工が実施される。

【００４７】ここで、第１カッター用ブロック１４６と
第２カッター用ブロック１５６とは第３リンク片１８３
と第４リンク片１８４とを介して連結されいるため、両
カッター用ブロック１４６，１５６との間の距離が変化
しても第３リンク片１８３と第４リンク片１８４との曲
がり角度が変化することで、その距離の変化を吸収でき
る。即ち、第３リンク片１８３と第４リンク片１８４と
が、第１カッター用ブロック１４６と第２カッター用ブ
ロック１５６との動きを妨げることはない。一方、第１
カッター用ブロック１４６の二段プーリ１４７ｐから中
間二段プーリ１９３までの距離は一定であり、その中間
二段プーリ１９３から第２カッター用ブロック１５６の
二段プーリ１５７ｐまでの距離も一定である。このた
め、第１カッター用ブロック１４６と第２カッター用ブ
ロック１５６とが移動することでプーリ間に掛けられた
ベルト２００の張力が変化するような不都合はない。

【００４８】第２カッター用ブロック１５６と第３カッ
ター用ブロック１６６とは第５リンク片１８５と第６リ
ンク片１８６とを介して連結されており、第３カッター
用ブロック１６６と第４カッター用ブロック１７６とは
第７リンク片１８７と第８リンク片１８８とを介して連
結されている。このため、第１カッター用ブロック１４
６、第２カッター用ブロック１５６の場合と同様にリン
ク片１８５等がカッター用ブロック１５６等の動きを妨
げることはない。また、プーリ間に掛けられたベルト２
００の張力が変化するような不都合もない。

【００４９】このように本実施の形態に係る角パイプの
開先加工機１００によると、一台のカッター用モータ１
４８で第１〜第４開先加工用カッター１３１，１３２，
１３３，１３４を回転させることができ、また、一台の
サーボモータ１４４ｍで第１〜第４カッター用ブロック
１４６，１５６，１６６，１７６を移動させることがで
きるため、角パイプの開先加工機１００をよりコンパク
トにすることが可能となる。なお、本実施の形態や第１
の実施の形態では、開先加工用カッターを使用して開先
加工をする例を示したが、開先加工用カッターの代わり
に、図８（Ａ）（Ｂ）に示されるように、切断用カッタ
ー３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａを使用することによ
り、角パイプｗを速やかに切断することも可能となる。

【００５０】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、この本発明の実施の形態には請求の範囲に記載し
た技術的事項以外に次のような技術的事項を有するもの
であることを付記しておく。 （１） 請求項２に記載された角パイプの開先加工機に
おいて、前記ボールネジは、カサ歯車により互いに回転
伝達が可能な状態で連結されることを特徴とする角パイ
プの開先加工機。 （２） 請求項３に記載された角パイプの開先加工機に
おいて、伝達部材はベルトであり、カッター用回転体及
び中間回転体は前記ベルトが掛けられるプーリであるこ
とを特徴とする角パイプの開先加工機。

【００５１】

【発明の効果】本発明によると、カッター移動機構の設
置スペースをコンパクトにできるとともに、加工時間が
短縮化され、さらに開先加工用カッターの制御も容易に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態に係る角パイプの開
先加工機の要部を表す図面である。

【図２】図１のII-II 矢視図である。

【図３】本発明の第一の実施の形態に係る角パイプの開
先加工機の全体側面面である。

【図４】開先加工済の角パイプの側面図（Ａ図）と、開
先に溶接を施した角パイプの斜視図（Ｂ図）である。

【図５】本発明の第二の実施の形態に係る角パイプの開
先加工機の要部を表す正面面である。

【図６】図５のVI-VI 矢視図である。

【図７】従来の角パイプの開先加工機を表す正面図であ
る。

【図８】本発明に係る角パイプの開先加工機を角パイプ
切断機として使用した場合の要部正面面及びB-B 矢視図
である。

【符号の説明】

ｗ 四角パイプ ３１ 第１開先加工用カッター ３２ 第２開先加工用カッター ３３ 第３開先加工用カッター ３４ 第４開先加工用カッター ４０ 第１カッター移動機構 ５０ 第２カッター移動機構 ６０ 第３カッター移動機構 ７０ 第４カッター移動機構 １４４ｍ サーボモータ １４８ カッター用モータ（回転源） １４７ｐ 二段プーリ（カッター用回転体） １５７ｐ 二段プーリ（カッター用回転体） １６７ｐ 二段プーリ（カッター用回転体） １７７ｐ 二段プーリ（カッター用回転体） １９１ 二段プーリ（回転源） １９２ 中間二段プーリ（中間回転体） １９３ 中間二段プーリ（中間回転体） １９４ 中間二段プーリ（中間回転体） １９５ 中間二段プーリ（中間回転体） ２００ ベルト（伝達部材）

フロントページの続き (72)発明者 胡桃澤 竹重 愛知県豊田市緑ケ丘５丁目14番地 大豊精 機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 角パイプの先端面に溶接用の開先を加工
   する角パイプの開先加工機において、 前記角パイプの先端面の辺の数と等しい台数の開先加工
   用カッターと、 前記開先加工用カッターを前記角パイプのそれぞれの辺
   に倣って移動させるカッター移動機構と、を有すること
   を特徴とする角パイプの開先加工機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された角パイプの開先加
   工機において、 前記カッター移動機構はボールネジ＆ナットの作用を利
   用して開先加工用カッターを移動させる構造であり、 さらに、それぞれの開先加工用カッターを移動させるボ
   ールネジは、互いに回転伝達が可能な状態で連結されて
   いることを特徴とする角パイプの開先加工機。
3. 【請求項３】 請求項１に記載された角パイプの開先加
   工機において、 開先加工用カッターと一体で移動し、その開先加工用カ
   ッターに回転力を伝達するカッター用回転体と、 定位置に位置決めされた回転源と、 前記回転源とカッター用回転体との間、及び各々のカッ
   ター用回転体との間に設けられた中間回転体と、 前記カッター用回転体及び中間回転体を支持するととも
   に、それらの回転体の位置で関節状に折り曲がる構造で
   あり、前記回転源の位置で端部が位置決めされているリ
   ンク機構と、 前記回転源の回転力を中間回転体を介してカッター用回
   転体に伝達し、さらに前記カッター用回転体の回転力を
   別の中間回転体を介して別のカッター用回転体に伝達す
   る伝達部材と、を有することを特徴とする角パイプの開
   先加工機。