(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台上に支持された形鋼の上方に、ドリルに鉛直方向への切込み送りを与え、かつ、形鋼横断方向および長手方向に移動自在の穿孔ヘッドが配置された形鋼穿孔機において、上記穿孔ヘッドによりＨ形鋼のウエブ等を穿孔する際に当該ウエブ等を下面から支える装置であって、横移動機構により形鋼横断方向への変位が与えられる本体部と、形鋼長手方向への長さが、少なくとも上記穿孔ヘッドによる形鋼長手方向への加工範囲分の長さを有する下支え板と、上記本体部に設けられ、上記下支え板を形鋼長手方向に傾斜自在に支承して全体的に上下動させるとともに、当該下支え板の上面を形鋼の被支え面に沿って当接させた状態で固定する上下動・停止機構を備えていることを特徴とする、形鋼穿孔機用の下支え装置。
【請求項２】
上記上下動・停止機構が、下支え板の中央部分を揺動自在に支承して本体部に対して上下動させる１本のシリンダと、それぞれ本体部に軸方向に摺動自在に支承され、下支え板の両端部を揺動自在に支承する２本の鉛直ロッドと、その各鉛直ロッドをクランプしてその摺動を規制するクランプ装置によって構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の形鋼穿孔機用の下支え装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、形鋼穿孔機に取り付けられる下支え装置に関し、更に詳しくは、Ｈ形鋼のウエブ等の穿孔に際して、被加工部位の撓みを防止すべく、穿孔すべき形鋼をその下面から支えるための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｈ形鋼をはじめとする形鋼を穿孔するための穿孔機として、従来、Ｈ形鋼の左右のフランジを穿孔すべくドリルに水平方向への切込み送りを与える左右一対の穿孔ヘッドと、Ｈ形鋼のウエブを穿孔すべくドリルに鉛直方向への切込み送りを与える穿孔ヘッドの合計３つの穿孔ヘッドを備えた穿孔機が知られている。
【０００３】
このような形鋼穿孔機において、各穿孔ヘッドによる穿孔方式として、従来、大別して２つの方式がある。その一つは、図５にウエブを穿孔するための穿孔ヘッドＤを引き出して示すように、穿孔ヘッドＤが形鋼横断方向にのみ移動可能で、形鋼長手方向への位置決めは形鋼を長手方向に搬送することによって行う方式であり、他の一つは、図６に示すように、穿孔ヘッドＤが形鋼横断方向に加えて、長手方向へも所定の距離だけ移動可能で、バイス機構によって形鋼を挟持固定した状態で、穿孔ヘッドＤの移動のみによって２次元パターンの孔群を加工する方式である。
【０００４】
ところで、鉛直方向への切込みが与えられる穿孔ヘッド（以下、上部穿孔ヘッドと称する）により、Ｈ形鋼のウエブ等を穿孔する際、穿孔ヘッドの切込み送りによって材料が撓むため、穿孔箇所の下方から材料を支える必要が生じる。このような材料の下支え装置として、実開平４−７６３８３号公報には、図５に示した形鋼横断方向へのみ穿孔ヘッドが移動する方式に適用される装置が開示されている。これは、バイス機構により挟持固定された状態の形鋼の下方に突当てピンを配置するとともに、その突当てピンを上部穿孔ヘッドの形鋼横断方向への動きに追随させて移動させるようにした装置であり、上部穿孔ヘッドによる穿孔箇所の近傍を、その下面から常に突当てピンによって支えるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した公報記載の技術を、２次元方向に穿孔ヘッドが移動する方式の図６に示した穿孔機に採用する場合、穿孔ヘッドの位置に追随させるためには、突当てピンを形鋼横断方向に加えて形鋼長手方向にも移動可能とする必要が生じ、構造が複雑となってしまうという欠点があった。
【０００６】
そこで、従来、２次元方向に穿孔ヘッドが移動する方式の穿孔機においては、図７に示すように、上部穿孔ヘッドによる形鋼長手方向への加工範囲の両端部の外側に、上下動可能な２つの下支え部材Ｓ１，Ｓ２を設け、これらの間に木製の角材Ｃ等を差し渡すように配置し、この角材Ｃによって材料の下面を所定長さにわたって支える方式が実用化された。しかし、この方式によっては、図８に例示するように、被加工材が長手方向に反っているような場合、上部穿孔ヘッドによる加工範囲全域にわたって材料が十分に支えられない欠点がある。
【０００７】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、穿孔ヘッドが２次元方向に移動する方式の穿孔機において、比較的簡単な構成のもとに、被加工材が長手方向に反っていても、上部穿孔ヘッドによる加工範囲全域にわたって確実に材料を支えることのできる形鋼穿孔機用の下支え装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の形鋼穿孔機用の下支え装置は、実施例図面である図１〜図３に示すように、横移動機構３により形鋼横断方向への変位が与えられる本体部２と、形鋼長手方向への長さが、少なくとも上部穿孔ヘッド１５による形鋼長手方向への加工範囲分の長さを有する下支え板４と、本体部２に設けられ、下支え板４を形鋼長手方向に傾斜自在に支承して全体的に上下動させるとともに、下支え板４の上面を形鋼の被支え面に沿って当接させた状態で固定する上下動・停止機構５を備えていることによって特徴づけられる。
【０００９】
ここで、上下動・停止機構５の具体的な態様としては、下支え板４の中央部分を揺動自在に支承して本体部２に対して上下動させる１本のシリンダ５ａと、それぞれ本体部２に軸方向に摺動自在に支承され、下支え板４の両端部を揺動自在に支承する２本の鉛直ロッド５ｂ，５ｃと、その各鉛直ロッド５ｂ，５ｃをクランプしてその摺動を規制するクランプ装置５ｄ，５ｅによって構成することができる。
【００１０】
【作用】
上部穿孔ヘッド１５による穿孔時に、下支え板４を上昇させて材料の穿孔箇所近傍を下から支えることで、材料の撓みを防止するのであるが、形鋼横断方向と長手方向との２次元方向に移動可能な上部穿孔ヘッドによる穿孔動作のうち、上部穿孔ヘッド１５の形鋼横断方向への移動に対しては、横移動機構３により本体部２ごと下支え板４を移動させる。一方、上部穿孔ヘッド１５の形鋼長手方向への移動に対しては、下支え板４の形鋼長手方向への長さを上部穿孔ヘッド１５の同方向への加工範囲以上としているため、下支え板４を移動させる必要がない。そして、下支え板４を形鋼長手方向に傾斜自在に支承して、その上面を形鋼の被支え面に当接させた状態で固定することにより、形鋼の長手方向に反っていても、図４に示すように、下支え板４は材料の反りに倣った状態で固定されることになり、上部穿孔ヘッド１５の全加工範囲内において確実に材料を支えることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明実施例を装着した形鋼穿孔機の要部正面図で、図２はその上部穿孔ヘッド１５とその支持部材等を除去した状態で示す平面図である。
【００１２】
例えばＨ形鋼等の被加工材Ｗは、基台１０上の左右のローラ群１１と１２に支承された状態で、前後２つの送材主動機構１３ａ，１３ｂおよび送材従動機構２３ａ，２３ｂによって長手方向に送材される。すなわち、各送材主動機構１３ａ，１３ｂはそれぞれにドライブローラｄを備えており、各送材従動機構２３ａ，２３ｂはそれぞれにアイドルローラｉを備えており、これら２種のローラを対向させることによりピンチローラ式の送材機構を構成している。ドライブローラｄとアイドルローラｉの間に被加工材Ｗを挟んだ状態でドライブローラｄを回転駆動することによって、被加工材Ｗは長手方向に送材される。
【００１３】
左右のローラ群１１，１２はそれぞれ支持部材１１０，１２０に回動自在に支承されているが、このうち一方の支持部材１１０は基台１０上に固定され、他方の支持部材１２０は、基台１０上に被加工材Ｗの横断方向に沿うよう設けられた直線ガイド２０ａ，２０ｂ上に摺動自在に支承されており、この支持部材１２０は被加工材Ｗの幅（横断方向）寸法に応じて適宜に移動される。。
【００１４】
基台１０には、２つの送材機構１３ａ，１３ｂを跨ぐよう、４本の支柱１４ａ〜１４ｄで支えられてなる門形フレーム１４が設けられており、この門形フレーム１４の上に、鉛直方向への切込み送りが与えられる上部穿孔ヘッド１５と、その上部穿孔ヘッド１５を被加工材Ｗの横断方向および長手方向に移動させるためのクロステーブル１６が配設されている。なお、穿孔機には上部穿孔ヘッド１５のほか、Ｈ形鋼の左右のフランジ部等、被加工材Ｗの左右両側面に穿孔を施すべく水平方向に切込み送りが与えられる左右の穿孔ヘッドが設けられているが、説明の簡素化のために図１，図２においてはこれらの図示は省略している。また、基台１０上には、これら左右の穿孔ヘッドによる穿孔動作を妨げない位置、例えば前後の送材主動機構１３ａ，１３ｂおよび送材従動機構２３ａ，２３ｂのそれぞれ対向する面には、被加工材Ｗを挟持固定するための、主動側および従動側のバイス機構１３ｃ，１３ｄ，２３ｃ，２３ｄ（駆動部は図示せず）が設けられている。
【００１５】
さて、下支え装置１は、前記した２本の直線ガイド２０ａ，２０ｂ上に摺動自在に支承された本体部２と、この本体部２に直線ガイド２０ａ，２０ｂに沿った方向、すなわち被加工材Ｗの横断方向への変位を与える横移動機構３、本体部２に上下動自在に支承された下支え板４、およびその下支え板４の上下動・停止機構５によって構成されている。下支え板４は、被加工材Ｗの横断方向への断面が凹形をしており、また、その被加工材Ｗの長手方向への長さは、上部穿孔ヘッド１５の同方向への加工範囲Ｌと同等またはそれよりも若干長い。
【００１６】
本体部２の横移動機構３は、本体部２に設けられた雌ねじ３ａに螺合するねじ軸３ｂと、このねじ軸３ｂを回転駆動するためのモータ３ｃ、およびねじ軸３ｂの回転量を計測するためのエンコーダ３ｄ等によって構成されており、モータ３ｃの駆動によって、本体部２を直線ガイド２０ａ，２０ｂに沿って独立的に移動させることができる。この横移動機構３による本体部２の移動範囲は、上部穿孔ヘッド１５の被加工材Ｗの横断方向への加工範囲と同等である。そして、この横移動機構３には、穿孔機の制御部から、上部穿孔ヘッド１５の被加工材Ｗの横断方向への変位指令と同じ指令が供給される。すなわち、本体部２は上部穿孔ヘッド１５の被加工材Ｗの横断方向への移動と連動して同方向に移動する。
【００１７】
図３は、図２におけるＡ−Ａ拡大断面図と、駆動用の油圧回路図とを併記して示す下支え装置の全体構成図である。本体部２には、１本の油圧シリンダ５ａと、軸方向に摺動自在の２本の鉛直ロッド５ｂ，５ｃ、およびこれらの各鉛直ロッド５ｂ，５ｃの摺動を規制して固定状態とするためのクランプ装置５ｄ，５ｅが設けられており、これらによって下支え板４の上下動・停止機構５が構成されている。
【００１８】
油圧シリンダ５ａはピストンロッドを上に向けて本体部２に対して鉛直方向に固定されており、そのピストンロッドの先端に水平ピン５０ａを介して下支え板４の中央部を揺動自在に支承している。各鉛直ロッド５ｂ，５ｃは、油圧シリンダ５ａを挟んで被加工材Ｗの長手方向に所定の間隔を開けて配置され、それぞれの先端部において水平ピン５０ｂ，５０ｃを介して下支え板４の両端部を揺動自在に支承しているとともに、本体部２に設けられたブッシュ２ａ，２ｂを介して軸方向に摺動自在に支承されており、また、油圧駆動式のクランプ装置５ｄ，５ｅを貫通している。このクランプ装置５ｄ，５ｅは、圧油の供給によって鉛直軸５ｂ，５ｃをその外周面から押さえつけ、軸方向への移動を阻止することができる。
【００１９】
前記した油圧シリンダ５ａには、クローズドセンタ型の４ポート３位置の方向制御弁５１を介して圧油が供給／排出され、また、各クランプ装置２ｃ，２ｄには、方向制御弁５２および増圧用のブースタ５３を介して圧油が供給される。方向制御弁５１および５２は、それぞれ穿孔機の制御部から供給される制御信号によって、穿孔動作に連動して駆動制御される。
【００２０】
以上の本発明実施例において、上部穿孔ヘッド１５により例えばＨ形鋼のウエブに２次元パターンの孔群を穿孔する際、上部穿孔ヘッド１５が形鋼横断方向に移動するとき、その移動に追随して本体部２が移動し、上部穿孔ヘッド１５の切込みを開始する直前に方向制御弁５１に制御信号を供給して油圧シリンダ５ａを上昇させる。これによって下支え板４が上昇するが、下支え板４は油圧シリンダ５ａおよび各鉛直ロッド５ｂ，５ｃによって揺動自在に支承されているため、やがてその上面がＨ形鋼のウエブ下面に沿った状態で停止する。この状態で方向制御弁５１および５２に制御信号を供給し、方向制御弁５１をニュートラル位置にすると同時に、クランプ装置５ｄ，５ｅに圧油を供給してクランプ状態とする。これにより、図４に示すように、穿孔すべきＨ形鋼が長手方向に反っていても、下支え板４はその上面全面がＨ形鋼のウエブ下面に倣って当接した状態で、上下方向への変位が規制された状態となる。この状態で上部穿孔ヘッド１５に切込み送りを与えて穿孔すると、上部穿孔ヘッド１５の形鋼長手方向への位置がどの位置にあっても、同方向への加工範囲Ｌ以上の長さを持つ下支え板４によって、その穿孔部分のウエブ下面は下支え板４によって堅固に支えられているため、ウエブが撓むことがない。
【００２１】
なお、以上の実施例では、下支え板４の上下動・停止機構５として、１本の油圧シリンダ５ａと、これを挟む２本の鉛直ロッド５ｂ，５ｃおよびこれらのクランプ装置５ｄ，５ｅからなる機構を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えば、２本の油圧シリンダによって下支え板４の両端部を揺動自在に支承するとともに、その各油圧シリンダをクローズドセンタ型の方向制御弁によって駆動制御し、下支え板４が被支え面に全面的に当接した状態でその方向制御弁をニュートラル位置にしてクランプ状態とするような機構を採用することができる。ただし、上記した実施例の場合には、油圧シリンダで直接支える方式のように圧油のリークによる沈み込みの心配がなく、機構も簡素化され有利である。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、上部穿孔ヘッドの形鋼長手方向への加工範囲と同等またはそれ以上の長さを持つ下支え板を、上部穿孔ヘッドの形鋼横断方向への移動に追随して移動する本体部に配置し、その下支え板を、形鋼長手方向に傾斜動自在に支承して全体的に上下動させるとともに、形鋼の被支え面に沿って当接させた状態で固定するように構成したから、上部穿孔ヘッドが形鋼横断方向および長手方向の双方に移動しつつ穿孔を行うタイプの穿孔機に適用して、穿孔ヘッドの２次元状の移動に対して下支え装置は形鋼横断方向にのみ追随させて移動させるだけでよく、機構が簡単であり、しかも、形鋼が反っていても、それに倣った状態で下支え板が固定されて穿孔位置を確実に下から支えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例を装着した形鋼穿孔機の要部正面図
【図２】上部穿孔ヘッド１５とその支持部材等を除去した状態で示す図１の平面図
【図３】図２におけるＡ−Ａ拡大断面図と、駆動用の油圧回路図とを併記して示す本発明実施例の下支え装置の全体構成図
【図４】本発明実施例の作用説明図
【図５】穿孔ヘッドが形鋼横断方向にのみ移動するタイプの穿孔機の説明図
【図６】穿孔ヘッドが形鋼横断方向および長手方向に移動するタイプの穿孔機の説明図
【図７】穿孔ヘッドが形鋼横断方向および長手方向に移動するタイプの穿孔機における従来の下支え装置の説明図
【図８】図７の装置による問題点の説明図
【符号の説明】
１  下支え装置
２  本体部
３  横移動機構
３ａ  雌ねじ
３ｂ  ねじ軸
３ｃ  モータ
３ｄ  エンコーダ
４  下支え板
５  上下動・停止機構
５ａ  油圧シリンダ
５ｂ，５ｃ  鉛直ロッド
５ｄ，５ｅ  クランプ装置
５１，５２  方向制御弁
１０  基台
１３ａ，１３ｂ  送材主動機構
１３ｃ，１３ｄ  主動側バイス機構
１４  門形フレーム
１５  上部穿孔ヘッド
１６  クロステーブル
２０ａ，２０ｂ  直線ガイド
２３ａ，２３ｂ  送材従動機構
２３ｃ，２３ｄ  従動側バイス機構
Ｗ  被加工材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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