JPS6188967A - 形鋼の開先形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

「産業上の利用分野」 本発明はガス切断機を用いて山形鋼の開先を形成する方
法及びその装置に関する。 「従来の技術」 ガス切断機を用いて山形鋼を切断する方法として例えば
第３図に示す方法が存在する。（特開昭５８−１８７２
８１号） その切断方法を簡単に説明すると、山形２１１１自由端
（切断開始点Ｓｔ）より隅肉部１ａの内径Ｐの始点Ｐｌ
に達するまでの水平辺１ｂを、山形１１１外表面から火
ＣＴ２までの距離が一定１７ｆ！隔を保持させたまま火
口２を平行移動させながら切断した後、前記内ＫＰの始
点Ｐ１より終点Ｐ３にまで達する間を、火口２の先端位
置を山形鋼１外表面から等距離状態を保持させたまま山
形ｇｔの二辺ｌｂ、Ｉｃによって囲まれた内側に位置す
る任意点Ｑを中心として火間隔を保持させたまま火口２
を平行移動させて切断を行なうものである。 「発明が解決しようとする問題点Ｊ しかしながらこのように火口２を旋回させながら切断す
る方法は、山形ｆｉｌの直角切断には適するが、火口２
を傾斜させて開先形成を行うと隅肉部が二乗あふりの状
態になり、良好な開先形成を行うことが出来ない。 一方、第４図に示すように火口２の傾斜角度Ｒ１、Ｒ２
をいずれも変化させることなくそのままの状態で、山形
８ｆｉ１１外表面から火口２までの距離を一定間隔を保
持させたまま該外表面に沿って火口２をＸ−Ｙ軸方向に
移動させて切断を行った場合でも、千′記式に示すよう
にその市直辺１ｃと水・１・辺ｌｂで９０度角度変向す
る為に、両者のベベル角度Ｒ（ワーク垂直線から開先面
までの角度で、開先角度の１／２になる）が変化してし
まい、やはり開先形成が不可能である。 即ち、山形１１のｂ横断面縦軸（以下Ｙ軸という）に対
する火口２傾斜角度をＲ１、山形［１の縦断面横軸方向
（開先形成方向、以下Ｚ軸という）に対する火口２傾斜
角度をＲ２とすると（第１図参照）、ベベル角度Ｒは下
記１）式により決定されるが、 ｔａｎ　　Ｒ＝　ｃｏｓ　Ｒ１／　ｔａｎ　Ｒ２・・弓
）水平辺ｌｂ側と垂直辺Ｉｃ側では基準面たるワーク面
が９０６変向している為に、下記１ｘ、１７式に示すよ
ｔａｎ　Ｒｘ　＝　ｃｏｓ　Ｒ１／　ｔａｎＲ２−１ｘ
）ｔａｎ　Ｒｙ　＝　ｃｏｓ　　（９０−ＲＬ）　／　
ｔａｎ　Ｒ２・・・１ｙ）ＲＸ：水平辺ｌｂ側のベベル
角度 Ｒｙ：垂直辺Ｉｃ側のベベル角度 、而も、このようにＸ−Ｙ軸に沿って火口２を移動させ
ながら切断を行うと、該火口２が縦断面側（開先形成方
向）に傾斜しており、ルつ隅肉部１ａの肉厚が両辺１ｂ
、Ｉｃの肉厚より大である為に、形成された開先の下端
線Ｋｕが第５図に示すように隅肉部１ａにおいて弧状の
ふくらみが生じ、二次修正加工をしなければ突き合わせ
溶接が不Ｉｊ丁能になるという問題が生ずる。 更に不等厚山形鋼１の場合は、水モ辺１ｂと東直辺ＩＣ
の肉厚の差異の故に開先下端線ｋｕも平行な位置ずれが
生じてしまう。 本発明の技術的課題はかかる従来技術の欠点に鑑み、ベ
ベル角度Ｒが一定しこして１１一つ開先下端線Ｋｕを一
直線状に形成することのできる、山形１’ｌ　ｌの開先
形成方法及びその装置を提供することにある。 ［問題点を解決しようとする手段」 本発明はかかる技術的課題を達成する為に、第１発明に
おいて、下記２つの手段からなる開先形成方法を提案す
る。 即ち第１図に基づいて不等厚山形鋼による開先形成方法
を例示的に説明するに、 火口２の傾斜角度をいずれも変化させることなくそのま
まの状態で開先形成を行う方法において、先ず第１の技
術手段として、ベベル角度Ｒを一定に保つ為に、山形鋼
１切断方向の縦軸（Ｙ軸）に対する火口傾斜角度Ｒ２を
山形鋼１両辺ｌｂ、ＩＣによって形成される隅肉部１ａ
内角Ｓの１／２（前記内角Ｓが９０°の場合は４５°）
に設定する共に、該火口を更に縦断面方向（開先形成方
向）に所定角度Ｒ２倒して火口＃４斜角度を形成する。 この結果、前記ｌに）、１ｙ）式におけるベベル角度Ｒ
ｘ、Ｒｙ、がいずれも同一角度になり、ベベル角度Ｒを
一定に保つことが出来る。 尚、前述した通り、火口２を隅肉部１ａ内角Ｓの１／２
角度だけ傾斜させている為に垂直辺１ｃ又は水平辺１ｂ
のいずれか一方で逆向き切断となり、この為垂直辺１ｃ
（水平辺１ｂ）側の切断速度を水１１辺ｌｂ（垂直辺１
ｃ）の切断速度に比して遅速（例えば前記角度を４５°
に設定した場合は１／２に遅速する。）することにより
、より平滑なリノ断面をｔすることか出来る。 更にベベル角度の精度を特に要求しない個所では前記隅
肉部１ａ内角Ｓの１／２は完全なる１／２ではなく士数
°範囲のｌ（差があっても実測１−特に問題にならない
。 次に第２の手段として山形鋼１の隅肉部］ａ内経Ｐの始
点Ｐ１．頂点Ｐ２、及び終点Ｐ３と対応する外表面の縦
断方向（Ｚ＠ｆ１）に、夫々切断軌跡Ｋｓの変位点Ｋｌ
、に２．に３を形成し、該変位点Ｋｌ、に２．に３の位
置を、Ｘ−Ｙ軸面と平行な山形鋼１側線Ｋｕ’　　（開
先ド端線Ｋｕと対応する外表面上の線）より「１１Ｊ記
各点ＰＩ、Ｐ２．Ｐ３における山形ｉ１肉厚と対応する
長さだけＸ軸方向に夫々所定量だけ変位させた位置に形
成し、切断軌跡Ｋｓをかかる変位点ＫＩ、に２．に３に
沿って形成することにより、第２図に示すような開先面
３が形成され、開先−ド端線Ｋｕをはｌよ一直線状に形
成することが可能となる。 即ち本技術手段によれば、例えば山形鋼１切断（切断開
始点Ｓ１）より隅肉部１ａ内径Ｐの始点変位点Ｋｌまで
を外表面に沿ってＸ軸方向にと平行に移動させ、次に該
内径Ｐの始点Ｐ１変位点に１より頂点Ｐ２変位点に２ま
でを直線状に後退させさせた後、内径Ｐの終点Ｐ３変位
点に３にまで達する間を直線状に前進させ、更に前記前
記内径Ｐ終点Ｐ３より垂直辺終端Ｓ２までを外表面に沿
ってＹ軸方向に平行に移動させて切断を行なうものであ
る。勿論前記すＪ断軌跡Ｋｓは垂直辺終端Ｓ２から出発
させてもよい。 （実施例参照） 尚、前記始点Ｐｌから頂点Ｐ２を通り、終点Ｐ３までの
各変位点Ｋｌ、に２．に３を通る切断軌跡Ｋｓは直線状
に形成してもよく又精度よくする為に曲線状に形成して
もよい。 そして前記内径Ｐの頂点Ｐ２とは、外表面の頂角１０よ
り火口２傾斜角度Ｒ２に沿って下した傾斜線Ｃと内径Ｐ
との交点を指し、その肉厚とは該交点より水平辺ｉｂ又
は垂直辺１ｃ外表面までの距離を指す。そしてこの肉厚
は実測（シミレーション）によっても、計算によっても
簡単にもとめられる。 そして前記各点における肉厚を求めた後、各変位点にお
ける変位量は下記式により決定される。 即ち、Ｘ−Ｙ軸と４１行に形成した＋Ｉ＋形泪Ｉｔ−側
線Ｋｕ’　の内径Ｐ始点Ｐ１、頂点Ｐ２、及び終点Ｐ３
からの垂線と外表面との交点をＫｌ’　、に２’　、に
３’　とすると、該交点に１°、に２’、に３’　より
変位点Ｋｌ、に２．に３までの距離は夫々、 Ｋｌｏ−Ｋｌ＝　ｔｌ／　ｔａｎ　Ｒ Ｋ２°−に２＝　ｔ２／　ｔａｎ　Ｒ Ｋ３’　−に３＝　ｔ３／　ｔａｎ　Ｒとして算出され
る。 又、第２発明は、前記開先形成を効果的に達成する開先
形成装置を提案することを［１的としその技術手段とし
て、火［１２を切断方向（Ｘ輛）と該切断方向と直交す
る縦断面方向（Ｚ　Ｉｈｌ＋　）に夫々一定角度傾斜さ
せた状態で、１１１形ｊｉｉ　ｌ外表面から火口２まで
の距離を一定間隔を保持させたまま火ＩＩ２を山形！ｔ
ｉ　１外表面に沿ってに移動させる手段と、該移動手段
により移動されながら＋ｉｉｉ記火［１１を縦断面方向
に進退させる手段とをイｊし、該進退手段により山形ｆ
ｆ１１の隅肉部１ａ内径の始点ＰＪ、頂点Ｐ２、及び終
点Ｐ３と対応する外表面上に形成された変位点Ｋｌ、に
２．に３を結ぶ切断ＩＡ跡Ｋｓに沿って火

【−１２進退
連動を行なわしめるよう構成した％にある。 「実施例Ｊ 以下、第６Ａ図乃至第９図を参照して本発明の好適な実
施例を例示的に詳しく説明する。ただしこの実施例に記
載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配
置などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範
囲をそれのみに限シｊｌする趣旨ではなく、単なる説明
例に過ぎない。 第８図において、１０は山形鋼Ｘ該表面に直接裁置固定
する為の基台で、Ｆ血がＬ字形状をなし、マグネ７）＋
１により山形１１１該表【ｎｉに直接固’、ｒｌＪされ
るよう構成されている。 基台１０水平面しには、ランク１２と走行レール１３と
が水平（Ｘ　Ｍ　）方向に平行に配設され、該チック１
２及び走行レール】３を制御箱１４に取Ｕけたビこオン
１５及びガイドローラ１６と噛合又は嵌合させ、ピニオ
ン１５に連結された駆動モータ（図示せず）により制御
箱１４を走行レール１３に沿ってＸ軸方向に走行可能に
構成している。 又基台１０は前側側方には１．上端が矩形状に折曲した
カム部材３０を、又前端には制御箱１４の停止Ｆ位置を
規制するストッパー２９を立設している。尚。 カム部材３０の構成は後記詳説する。 制御箱１４は、山形鋼ｌ垂直辺ｌｃ側の１ｉｒｆ面に、
駆動モータ（図示せず）と連結した他のピニオン１７及
びガイドローラ１８を取り付け、支持板２０側に固定さ
れたラック１９ａを前記ピニオン１７に噛合させ、ラッ
ク１９ａと固定された支持板１９を介して支持板２０が
垂直方向（Ｙ軸）に移動可能に構成されている。又制御
箱１４の前面側方には一対のリミットスイッチ２１．２
２が上下に配設されており、対応する支持板２０側壁面
に配設された作動片２３により前記リミットスイッチ２
１．２２を作動させ、支持板２０移動方向の位置規制を
行わしめるよう構成されている。 即ち下側リミットスイッチ２２はその作動により支持板
２０の垂直移動開始位置（９Ｊ断開始位置）の位置規制
、又上側リミットスイッチ２１はその作動により支持板
２０の垂直移動停止とともに制御箱１４の水平移動開始
位置の位置規制を行うよう制御されている。 支持板２０は、前面に上下に所定間隔隔ててガイドロー
ラ２４を配設すると共に、カム部材３０と反対側の側壁
面に、前方に延在する位置規制板２５を配設し、更に前
記ガイドローラ２４間に、山形鋼！縦断面方向に水平に
（Ｘ軸方向）進退可能な摺動板２６が取り付けられてい
る。 一方支持板２０の上端の一部には前方に延在する舌片２
７が形成され、その先端に螺合させた固定螺子２８によ
り、前記摺動板２６を任意の所定位置で固定可能に構成
している。 摺動板２Ｂはカム部材３０側に倣い部材３１を、又その
反対側にピン軸３２を夫々水平方向に突出させて固定す
ると共に、該摺動板２６の前面には軸受３３が配設され
ている。 倣い部材３１は、その自由端側をコの字状に形成し、前
記カム部材３０側方を迂回しながらその先端内側に形成
した倣い面３４を、カム部材３０外側に形成したカム面
３５に当接させて配置し、そしてその倣い面３４にスト
ロークベアリングを取り付けることにより、倣い動作の
正確化と容易化を図っている。 一方、ピン軸３２は位置規制板２５の貫通孔２５ａ内を
貫挿し、その外側に介装させたコイルバネ３６により矢
印ＺＡ力方向りｉ性力が付替されるよう構成している。 この結果、後記するように制御箱１４がＸ軸方向に移動
し、摺動板２６が倣い部材３１と力１、部材３０による
位置規制が解除されたの状ｙハ１においては、府動板２
６が前記位置規制板２５に当接し、Ｘ軸方向移動の際の
位置規制を行なうことになる。尚、摺動板２６と対応す
る位置規制板２５側には調整螺／−３７が取り付けられ
ており、該調整螺子３７により摺動板２６の位置決め位
置の微調整をｒｒｆ能ならしめる。 即ち、繰り返して説明するに、制御箱１４がＸ　１１１
１１方向に移動する前、即ち倣い部材３１がカム面３５
に当接している状態においては前記摺動板２６はピン軸
３２を介して位置規制板２５方向に弾性的に引張されて
いる為に、摺動板２ＢのＸ軸方向の進退位置はカム面３
５によって位置規制され、そして、制御箱１４がＸ軸方
向に移動し、摺動板２６が倣い部材３１を介してカム面
３５に沿って後退し、摺動板２６が位置規制板２５又は
調整螺子３７先端に当接すると、摺動板２６は位置規制
板２５又は調整螺子３７により位置規制された状態で走
行レール１３に沿ってＸ軸方向に移動する。 従って該カム面３５の形状と位置規制板２５又は調整螺
子３７先端位置を夫々所定形状（位置）に設定すること
により摺動板２６、即ち該摺動板２Ｂに連結された後記
軟管４２が所定の切断軌跡ＫＳに沿って移動し、好まし
い開先形成を行うことが出来る。このカム面３５形状及
び位置規制板２５等の設定位置については後述する。 元に戻り、軸受３３には軟管保持部材４０及び保持板４
１を介して吹上４２を所定位置に保持する水平・ｈ１１
４３がＸ軸方向に摺動可能に保持されており、該水モ軸
４３に形成されたラック４４と噛合するピニオン４６を
つまみ４５を介して回転させることにより、前記水平軸
４３を任意の位置に摺動且つ固定することができる。 水平軸４３先端には、保持板４１を介して吹管保持部材
４０が連結されており、該保持部材４０は軟管４２を挟
持固定すると共に、Ｚ軸とＸ軸方向に回動可能に構成さ
れ、前記軟管４２の角度変位を可能なさしめている。 さて最後にカム面３５の形状を詳細に説明するに、カム
面３５は前述した通り摺動板２６のＺ６！１方向の進退
位置を規制し、該摺動板２６と共に追従する軟管４２の
切断軌跡Ｋｓを決定する。 従ってカム面３５の形状は第１図に示す山形鋼ｌの切断
軌跡Ｋｓと同一に設定されている。 即ちカム面３５の垂直面３５ａ−３５ｂにおいて、山形
゛　鋼ｌ垂直辺１ｃの切断開始点と対応する位置旧（下
側リミットスイッチ２２の作動位置）から隅肉部内径Ｐ
の変位点に３と対応する位置Ｎ２まで３５ａを重直に、
次に変位点に２と対応する位置Ｎ５（Ｊｚ側リミットス
イッチ２１の作動位置）まで３５ｂを直線状に矢印ＺＢ
力方向傾斜させ、次に該垂直面３５ａ−３５ｂと連続し
て形成される水平面３５ｂ−３５ｃにおいて、内径Ｐの
変位点Ｋｌと対応する位置Ｎ４までを直線状に矢印ＺＡ
力方向傾斜させて山形鋼１の切断軌跡Ｋｓと同一に設定
している。 そして前記内径Ｐの変位点Ｋｌと対応する位置°外にお
いて摺動板２６が位置規制板２５又は調整螺子３７先端
に当接するよう調！１螺子３７の位置決めを行う。 次にかかる実施例にもとづく、山形ｗ４１の開先形成方
法を説明する。 先ずベベル角度Ｒを２５°に設定する為に、軟管４２を
Ｘ−Ｙ軸面に沿ってＹ軸（垂直軸）から４５°、又Ｙ−
Ｚ軸面に沿ってＹ軸（垂直軸）から１８°夫々角度変位
させた後、支持板２０を下側リミットスイッチ２２の作
動位置（切断開始位置）まで下降させる。 次に倣い部材３１をカム面３５に当接させたまま水平軸
４３をＸ軸方向に移動させて軟管４２を所定位置、即ち
軟管４２軸線延長線との山形鋼１垂直辺１．ｃ外表面と
の交点が垂直辺１ｃの切断軌′ｖｆｉＫＳ上に位置する
よう位置決めを行う。 かかる段取終了後、切断開始操作を行うことにより軟管
４２が所定の傾斜角度　、Ｒ２傾斜したまま、支持板２
０が垂直に上昇し、該支持板２０に追従してる摺動板２
６がカム面３５垂直面３５ａ〜３５ｂに沿って変位点に
３と対応する位置Ｎ２までは垂直線にに、又変位点に２
と対応する位置Ｎ３までは矢印ＺＢ力方向直線状に後退
しながら一ヒ昇し、摺動板２６と連結している軟管４２
が第１図に示す山形１ｊ１１．＄直辺１ｃの切断軌跡Ｋ
ｓ　（Ｓ２−に２　）に沿って切断を行う。 そして前記変位点に２と対応する位ｉＮ３において支持
板２０側壁面に配設された作動片２３により上側リミッ
トスイッチ２１が作動し、支持板２０のＹ　＋ｈ＋、方
向の垂直移動を停止させ、と同時に制御箱１４のＸ軸方
向の水平移動を開始させる。 これにより前記摺動板２６は水モ方向に移動しながら、
カム面３５水平面３５ｂ−３５ｃの形状に沿って矢印Ａ
方向に直線状に進み、そして前記変位点Ｋｌと対応する
位置Ｎ４において摺動板２６が位置規制板２５又は調整
螺子３７先端に当接し、そのままの状態でＸ軸上を走行
レール１３に沿って移動し、軟管４２の切断軌跡Ｋｓが
第１図に示す山形ｆｉｔ水平辺１ｂの切断軌跡Ｋｓ　（
Ｒ２−３ｌ　）に沿って切断を行う。 そして切断終了後、制御箱１４の水平移動は走行面、本
実施例においては一方支持板２０のヒ端の舌片２７条に
螺合させた固定螺子２８により、前記Ｉｆ？動板２６を
任意の所定位置で固定可能に構成している為に、該固定
螺子２８により摺動板２６を固定することにより前記開
先形成以外の山形鋼の垂直切断も可能である。 「発明の効果」 以上記載した如く本発明によれば、従来１１１形Ｓ１１
の開先形成は半自動切断機と手動咬着の組み合わせで切
断し、サンダー等の擦り合わせにより仕）−げ加ニレで
いたものを、自動的に一工程で開先形成が行うことが出
来るようにした１、ｓ　、その天川的効果は極めて大で
あり、始めて１１１形１１１開先形成７の自動化及びＮ
Ｃ化への道を開くことが出来る”、９　、　　その実用
価値は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第２Ｃ図は本第１発明に係る開先形成方法を
説す■する説明図で第１図はその斜視図、第２Ａ図は展
開図、第２Ｂ図は垂直断面図、第２Ｃ図は各変位点距離
を求めるグラフ図である。 第３図は従来技術の開先形成方法を示す説明図、第４図
乃至第５図は他の従来技１＋’Ｆｊを示す説明図で、第
４図は斜視図、第５図は展開図である。 第６Ａ乃至第９図は本第２発明の実施例で、第６Ａ図は
・Ｆ面図、第６Ｂ図はその要部拡大図、第７図は右側面
図、第８図は正面図、第９図はカム部材の構成を示す斜
視図である。 に山形鋼、２：火口、ｌａ：隅肉部 Ｋｌ、に２．に３：変位点、ｋｓ：切断軌跡１２．１９
．１９ａ：移動手段 ３０−３４：進退手段 特許出願人：［１立造船株式会社 ぐυ４１・−１：、・ ・Ｊ・ＩＪ− 外衰面変イπ点距遡 第３　≦ 第６Ｂ図 第７図 １つ 、／′ 第９因 ■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）山形鋼に対する火口の傾斜角度を固定した状態で、
   山形鋼外表面から火口までの距離を一定間隔を保持させ
   たまま該山形鋼外表面に沿って火口を移動させて開先形
   成を行う方法において、火口山形鋼両辺によって形成さ
   れる隅肉部内角の１／２に傾斜させると共に、該火口を
   更に縦断面方向（開先形成方向）に所定角度倒し、これ
   らの火口の傾斜角度を固定したまま山形鋼外表面に沿っ
   て、山形鋼の隅肉部内径の始点、頂点、及び終点と対応
   する外表面上に、該各点における山形鋼肉厚と対応する
   長さだけ縦断面方向に夫々所定量だけ変位させた位置に
   形成した変位点を結んで形成した切断軌跡に基づいて火
   口を移動し、開先形成を行うようにした山形鋼の開先形
   成方法。 ２）火口を切断方向と該切断方向と直交する縦断面方向
   に夫々一定角度傾斜させた状態で、山形鋼外表面から火
   口までの距離を一定間隔を保持させたまま火口を山形鋼
   外表面に沿ってに移動させる手段と、該移動手段により
   移動されながら前記火口を縦断面方向に進退させる手段
   とを有し、該進退手段により山形鋼の隅肉部内径の始点
   、頂点、及び終点と対応する外表面上に形成された変位
   点を結ぶ切断軌跡に沿って火口進退運動を行なわしめる
   よう構成した山形鋼の開先形成装置。