(57)【要約】【課題】効率よく開先加工を行うための長尺鋼材の開先加工装置を提供する。【解決手段】長尺鋼材Ａを支持するとともに前記長尺鋼材Ａの搬送路を規定する受ローラ２０と、前記受ローラ２０の上方に昇降可能に設けられており、前記受ローラ２０により支持された長尺鋼材Ａを前記受ローラ２０に押し付ける一対の押付ローラ３０と、前記長尺鋼材Ａを搬送する搬送機構６０と、前記押付ローラ３０間に配置されるとともに長尺鋼材Ａの搬送路に位置しており、前記搬送機構６０により搬送される長尺鋼材Ａの縁部Ａ１、Ａ２を切削加工する切削加工用軸回転刃４５と、前記切削加工用回転刃４５が連結されており、該切削加工用回転刃４５を回転させる電動モータ４２を含む駆動機構４０と、を備えることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺鋼材を支持するとともに前記長尺鋼材の搬送路を規定する受ローラと、
前記受ローラの上方に昇降可能に設けられており、前記受ローラにより支持された長尺鋼材を前記受ローラに押し付ける一対の押付ローラと、
前記長尺鋼材を搬送する搬送機構と、
前記押付ローラ間に配置されるとともに長尺鋼材の搬送路に位置しており、前記搬送機構により搬送される長尺鋼材の縁部を切削加工する切削加工用軸回転刃と、
前記切削加工用回転刃が連結されており、該切削加工用回転刃を回転させる電動モータを含む駆動機構と、
を備えることを特徴とする長尺鋼材の開先加工装置。
【請求項２】
前記切削加工用軸回転刃の端面には切削刃が設けられており、
前記駆動機構により回転させられる前記切削加工用軸回転刃の端面に設けられた前記切削刃により、前記搬送機構により搬送される長尺鋼材の端面を切削加工することを特徴とする請求項１に記載の長尺鋼材の開先加工装置。
【請求項３】
上下方向に延びており、かつ、上下方向に伸縮させられるロッドを有するシリンダを備えており、
前記押付ローラは、前記ロッドに装着されることにより昇降可能とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の長尺鋼材の開先加工装置。
【請求項４】
前記電動モータの電動トルクを検出するセンサと、
前記センサにより検出された前記電動モータの電動トルクの変動幅が予め定めた閾値を越えたか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により、前記センサにより検出された前記電動モータの電動トルクの変動幅が予め定めた閾値を越えたと判定されると、前記ピストンを制御して前記押付ローラを下降させることにより前記受ローラにより支持された長尺鋼材を前記受ローラにさらに強く押し付けることを特徴とする請求項３に記載の長尺鋼材の開先加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アングル等の長尺鋼材の開先加工装置に係り、特に効率よく開先加工を行うための長尺鋼材の加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１４に示すアングルＡ（下地材や受けの材料等に使われる長尺鋼材。山形鋼とも呼ばれる）同士を溶接するに際しては、溶接強度を向上させるために、図１５に示すように、各アングルＡの山頂部Ａ１等をその全長に亘って切削する（開先加工と呼ばれる）ことが行われている。この切削作業は一般に作業者のグラインダー等による手作業で行われている。
【０００３】
なお、本願発明と関連すると思われるものとして、長尺鋼材の加工ラインの途中に配置されて、加工ライン上を長さ方向に搬送されてくる長尺鋼材の前端部および後端部に開先切断加工を施すための長尺 鋼材の開先切断装置がある。
（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０７−１８５８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、長尺鋼材は相当の長さを有しており、作業者のグラインダー等による手作業では、極めて労力が大きく、また、相当の作業時間を要するという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みて成されたもので、効率よく開先加工を行うための長尺鋼材の開先加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、長尺鋼材を支持するとともに前記長尺鋼材の搬送路を規定する受ローラと、前記受ローラの上方に昇降可能に設けられており、前記受ローラにより支持された長尺鋼材を前記受ローラに押し付ける一対の押付ローラと、前記長尺鋼材を搬送する搬送機構と、前記押付ローラ間に配置されるとともに長尺鋼材の搬送路に位置しており、前記搬送機構により搬送される長尺鋼材の縁部を切削加工する切削加工用軸回転刃と、前記切削加工用回転刃が連結されており、該切削加工用回転刃を回転させる電動モータを含む駆動機構と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、長尺鋼材を搬送する搬送機構、及び、押付ローラ間に配置されるとともに長尺鋼材の搬送路（長尺鋼材が通過する空間内）に位置しており、前記搬送機構により搬送される長尺鋼材の縁部を切削加工する切削加工用軸回転刃を備えているので、長尺鋼材は回転刃により切削されながら搬送される。これにより、長尺鋼材の全長に亘って効率よく切削（開先加工）することが可能となる。
【０００８】
また、受ローラにより支持された長尺鋼材を受ローラに押し付ける一対の押付ローラを備えているので、長尺鋼材をより安定した姿勢で支持できる。
【０００９】
これにより、搬送途中の長尺鋼材のぶれやいわゆるばたつき等を抑えることができるので、長尺鋼材の全長に亘って略均一な開先加工を行うことが可能となる。
【００１０】
さらに、切削加工用軸回転刃は一対の押付ローラ間に配置されているので、より安定した姿勢で支持された長尺鋼材部分（押付ローラ間の長尺鋼材部分）を切削対象とすることができる。
【００１１】
これによっても、長尺鋼材の全長に亘って略均一な開先加工を行うことが可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記切削加工用軸回転刃の端面には切削刃が設けられており、前記駆動機構により回転させられる前記切削加工用軸回転刃の端面に設けられた前記切削刃により、前記搬送機構により搬送される長尺鋼材の端面を切削加工することを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、駆動機構により回転させられる切削加工用軸回転刃の端面に設けられた切削刃により、搬送機構により搬送される長尺鋼材の縁部を切削加工することになる。これにより、長尺鋼材の全長に亘って効率よく切削（開先加工）することが可能となる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、上下方向に延びており、かつ、上下方向に伸縮させられるロッドを有するシリンダを備えており、前記押付ローラは、前記ロッドに装着されることにより昇降可能とされていることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、押付ローラは上下方向に伸縮させられるロッドに装着されているので、長尺鋼材をより安定した姿勢で支持できる。
【００１６】
これにより、搬送途中の長尺鋼材のぶれやいわゆるばたつき等を抑えることができるので、長尺鋼材の全長に亘って略均一な開先加工を行うことが可能となる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記電動モータの電動トルクを検出するセンサと、前記センサにより検出された前記電動モータの電動トルクの変動幅が予め定めた閾値を越えたか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により、前記センサにより検出された前記電動モータの電動トルクの変動幅が予め定めた閾値を越えたと判定されると、前記シリンダを制御して前記押付ローラを下降させることにより前記受ローラにより支持された長尺鋼材を前記受ローラにさらに強く押し付けることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、センサにより検出された電動モータの電動トルクの変動幅が予め定めた閾値を越えたと判定されると（このように判定されると、搬送途中の長尺鋼材がばたついていることが想定される）、シリンダを制御して押付ローラを下降させることにより受ローラにより支持された長尺鋼材を受ローラにさらに強く押し付けることになる。
【００１９】
これにより、搬送途中の長尺鋼材のばたつきを抑えることが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、効率よく開先加工を行うための長尺鋼材の開先加工装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の第一実施形態である開先加工装置について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
〔開先加工装置１０の概要〕
図１は、本発明の第一実施形態である開先加工装置の概要を説明するための模式図である。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の開先加工装置１０は、主として、受ローラ２０、受ローラ２０上方に配置された、一対のシリンダＰにより昇降させられる一対の押付ローラ３０、及び、押付ローラ３０間に配置された切削加工用軸回転刃４５を備えている。
【００２４】
この開先加工装置１０においては、アングルＡ（本発明の長尺鋼材に相当）は、受ローラ２０及び一対の押付ローラ３０により支持されるとともに、切削加工用軸回転刃４５により山頂部Ａ１又は側部Ａ２を切削されながら搬送される。これにより、アングルＡの全長に亘って効率よく切削（すなわち開先加工）することが可能となる。
【００２５】
〔開先加工装置１０の構成〕
以下、図面を参照しながら開先加工装置１０について具体的に説明する。
【００２６】
図２、図３、及び図４は、開先加工装置１０の構成を説明するための図である。
【００２７】
図２に示すように、開先加工装置１０は、ベース５０、ベース５０上に一列に配置された複数の受ローラ２０、受ローラ２０上方に配置された一対の押付ローラ３０、押付ローラ３０間に配置された回転刃ユニット４０、少なくとも一つの受ローラ２０を回転させる駆動機構６０等を備えている。
【００２８】
〔受ローラ２０〕
受ローラ２０は、アングルＡを支持するためのものであり、ベース５０上面に一列に配置されている（図２では七つの受ローラ２０を例示）。この受ローラ２０列によりアングルＡの搬送方向が規定される。アングルＡは図２中左から右へ搬送される。
【００２９】
図５は、受ローラ２０を、その回転軸２１を含む面で切断した断面図である。  図５に示すように、受ローラ２０はその断面（回転軸２１を含む面で切断した断面）にアングルＡ内面Ａ３（下面）に接するテーパー２２が現れるように形成されている。すなわち、受ローラ２０は、二つの円錐台の底面同士を張り合わせたような形状を呈している。この受ローラ２０により、アングルＡを安定した姿勢で支持することが可能となる。
【００３０】
〔押付ローラ３０〕
図２、図３に示すように、受ローラ２０上方には一対の押付ローラ３０が配置されている。押付ローラ３０は、受ローラ２０により支持されたアングルＡを受ローラ２０に押し付けるためのものである。ベース５０には支持アーム５１を介して、上下方向に延びており、かつ、上下方向に伸縮させられるロッドＲを有するシリンダＰが装着されている。
【００３１】
押付ローラ３０は、そのロッドＲ先端に固定されており、ロッドＲが上下方向に伸縮することにより、昇降させられる。
【００３２】
図６は、押付ローラ３０を、その回転軸３１を含む面で切断した断面図である。図６に示すように、押付ローラ３０はその断面（回転軸３１を含む面で切断した断面）にアングルＡ外面Ａ４（上面）に接するテーパー３２が現れるように形成されている。
【００３３】
すなわち、押付ローラ３０は、二つの円錐台の上面同士を張り合わせたような形状を呈している。この押付ローラ３０を下降させアングルＡを受ローラ２０に押し付けることにより、アングルＡをより安定した姿勢で支持することが可能となる。
【００３４】
〔回転刃ユニット４０〕
図２、図４に示すように、一方の押付ローラ３０と他方の押付ローラ３０との間には、回転刃ユニット４０が配置されている。
【００３５】
図７は、回転刃ユニット４０の構成を説明するための図である。図４、図７に示すように、回転刃ユニット４０は、プレート４１、プレート４１上面に固定される電動モータ４２、この電動モータ４２の出力軸４２ａに固定される回転軸４３、プレート４１上面に固定されており、回転軸４３を回転自在に支持する一対のベアリング部４４、及び、回転軸４３先端に着脱自在に装着される切削加工用軸回転刃４５を備えている。図７に示すように、切削加工用軸回転刃４５の端部周面には切削刃４５ａが設けられている（図７では一つの切削刃４５ａを示しているが、実際には、端部周面に複数の切削刃４５ａが設けられている）。また、切削加工用軸回転刃４５の端面（図７中左側の面）には中央から放射状に延びる複数の切削刃４５ｂが設けられている。
【００３６】
本実施形態の開先加工装置１０では、主として、切削加工用軸回転刃４５の端面に設けられた切削刃４５ｂを、アングルＡの山頂部Ａ１や側部Ａ２等の縁部に押し付けるようにして切削することになる。なお、回転刃ユニット４０の装着位置を異ならせることで、切削加工用軸回転刃４５の端部周面に設けられた切削刃４５ａを、アングルＡの山頂部Ａ１や側部Ａ２等の縁部に押し付けるようにして切削することも可能である。
【００３７】
回転刃ユニット４０は、ベース５０に設けられた第１回転刃ユニット装着面５２又は第２回転刃ユニット装着面５３に着脱自在に装着される。図８、図９は、切削加工用軸回転刃４５とアングルＡとの位置関係を説明するための図である。回転刃ユニット４０を第１回転刃ユニット装着面５２に装着すると、図８、図９に示すように、切削加工用軸回転刃４５（の切削刃４５ａ及び４５ｂ）がアングル搬送路Ａ´内（アングルＡが通過する空間内）に位置し、この切削加工用軸回転刃４５（主として切削刃４５ｂ）が電動モータ４２により回転させられることにより、アングルＡの山頂部Ａ１（本発明の長尺部材の縁部に相当）が切削される。
【００３８】
なお、第１回転刃ユニット装着面５２は鉛直面に対してθ１傾斜しているので、図９に示すように、切削加工用軸回転刃４５の回転軸もθ１傾斜している。したがって、アングルＡの山頂部Ａ１にはθ１傾斜した切削面が形成される。
【００３９】
同様に、図１０に示すように、回転刃ユニット４０を第２回転刃ユニット装着面５３に装着すると、図１１に示すように、切削加工用軸回転刃４５（の切削刃４５ａ及び４５ｂ）がアングル搬送路Ａ´内（アングルＡが通過する空間内）に位置し、この切削加工用軸回転刃４５（主として切削刃４５ｂ）が電動モータ４２等により回転させられることにより、アングルＡの側部Ａ２（本発明の長尺部材の縁部に相当）が切削される。
【００４０】
なお、第２回転刃ユニット装着面５３は水平面に対してθ２傾斜しているので、図１１に示すように、切削加工用軸回転刃４５の回転軸もθ２傾斜している。したがって、アングルＡの側部Ａ２にはθ２傾斜した切削面が形成される。
【００４１】
〔駆動機構６０〕
少なくとも一つの受ローラ２０は、図３に示される駆動機構６０により回転させられる。駆動機構６０はモータ６１を含んでおり、このモータ６１の出力軸６１ａは受ローラ２０（例えば図２中左から四つ目の受ローラ２０、又は左から二つ目の受ローラ２０）の回転軸２１に連結されている。この駆動機構６０により受ローラ２０を回転させることにより、アングルＡは搬送される（図２中左から右）。
【００４２】
〔開先加工装置１０の動作例〕
次に、上記構成の開先加工装置１０の動作について図１２等を参照しながら説明する。図１２は、開先加工装置１０の動作を説明するための図である。
【００４３】
まず、アングルＡの山頂部Ａ１を切削する動作について説明する。
【００４４】
アングルＡの山頂部Ａ１を切削するには、図４に示すように、予め第１回転刃ユニット装着面５２に回転刃ユニット４０を装着しておく。また、シリンダＰを制御して各押付ローラ３０を所定位置まで下降させておく。
【００４５】
次に、図１２に示すように、一方の押付ローラ３０（図１２中左側のローラ３０）と受ローラ２０とでアングルＡの先端部を支持する。
【００４６】
次に、アングルＡを手動で（又は図２中左から二つ目の受ローラ２０に駆動機構６０が連結されている場合には、この二つ目の受ローラ２０を駆動させることにより）一方の押付ローラ３０（図１２中右側のローラ３０）に向けて搬送する。押付ローラ３０間には電動モータ４２により回転させられる切削加工用軸回転刃４５（の切削刃４５ａ及び４５ｂ）が配置されているので、アングルＡ（の先端）は切削加工用軸回転刃４５（主として切削刃４５ｂ）により山頂部Ａ１を切削されながら搬送される。すなわち、切削加工用軸回転刃４５（主として切削刃４５ｂ）をアングルＡの縁部である山頂部Ａ１に押し付けて切削することが可能となる。
【００４７】
アングルＡ（の先端）が他方の押付ローラ３０（図１２中右側のローラ３０）に到達すると、各シリンダＰを制御して各押付ローラ３０を所定位置まで下降させアングルＡを受ローラ２０に押し付ける。これにより、アングルＡをより安定した姿勢で支持・搬送することが可能となる。
【００４８】
次に、駆動機構６０により例えば図１２中左から四つ目の受ローラ２０を回転させる。これにより、アングルＡは切削加工用軸回転刃４５（主として切削刃４５ｂ）により山頂部Ａ１を切削されながら自動搬送される。すなわち、切削加工用軸回転刃４５（主として切削刃４５ｂ）をアングルＡの縁部である山頂部Ａ１に押し付けて切削することが可能となる。なお、アングルＡの搬送速度は駆動機構６０のモータ６１を制御することで調整可能である。
【００４９】
以上のようにして、アングルＡの全長に亘って効率よく切削（開先加工）が行われる。
【００５０】
なお、アングルＡの側部Ａ２も切削するのであれば、図１０に示すように、第１回転刃ユニット装着面５２から回転刃ユニット４０を取り外し、第２回転刃ユニット装着面５２に装着する。そして、上記と同様の動作を繰り返す。これにより、アングルＡの全長に亘って側部Ａ２を切削することが可能となる。
【００５１】
〔アングルＡのばたつき制御〕
次に、アングルＡのばたつき制御について説明する。
【００５２】
上記構成の開先加工装置１０においては、アングルＡの切削による振動等の影響により、搬送途中のアングルＡがいわゆる「ばたついた」状態（アングルＡが正常に搬送されない状態）となることが想定される。このばたついた状態を抑えるために、次の処理を行う。
【００５３】
まず、アングルＡがばたついた状態であるか否かを判定する。これは各種の方法で判定することが可能である。例えば、アングルＡがばたつくと、駆動機構６０のモータ６１の電動トルク、電圧値、電流値、回転速度等が変動するので、これらのいずれかをセンサで逐次検出し、その検出値の変動幅が予め定めた閾値を越えたか否かを判定し、その結果、電動トルク等の変動幅が予め定めた閾値を越えたと判定されると（このように判定されると、搬送途中のアングルＡがばたついていることが想定される）、各シリンダＰを制御して各押付ローラ３０をさらに下降させアングルＡを受ローラ２０により強く押し付ける。これにより、搬送途中のアングルＡのばたつきを抑えることが可能となる。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態の開先加工装置１０によれば、アングルＡを搬送する搬送機構６０、及び、押付ローラ３０間に配置されるとともにアングルＡの搬送路（アングルＡが通過する空間Ａ´内）に位置しており、搬送機構６０により搬送されるアングルＡの縁部を切削加工する切削加工用軸回転刃４５を備えているので、アングルＡは切削加工用軸回転刃４５により切削されながら搬送される。これにより、アングルＡの全長に亘って効率よく切削（開先加工）することが可能となる。
【００５５】
また、受ローラ２０により支持されたアングルＡを受ローラ２０に押し付ける一対の押付ローラ３０を備えているので、アングルＡをより安定した姿勢で支持できる。
【００５６】
これにより、搬送途中のアングルＡのぶれやいわゆるばたつき等を抑えることができるので、アングルＡの全長に亘って略均一な開先加工を行うことが可能となる。
【００５７】
さらに、切削加工用軸回転刃４５は一対の押付ローラ３０間に配置されているので、より安定した姿勢で支持されたアングルＡ部分（押付ローラ３０間のアングルＡ部分）を切削対象とすることができる。
【００５８】
これによっても、アングルＡの全長に亘って略均一な開先加工を行うことが可能となる。
【００５９】
〔変形例〕
次に、変形例について説明する。
【００６０】
上記実施形態では、長尺鋼材がアングルであるように説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００６１】
例えば、図１３（ａ）に示すようにＨ形鋼ＡＨであってもよいし、あるいは、図１３（ｂ）に示すように溝形鋼ＡＭであってもよいし、あるいは、他の長尺鋼材であってもよい。これらの場合であってもアングルと同様に開先加工することが可能である。この場合、鋼材の種類に応じて、受ローラ２０及び押付ローラ３０のサイズを適切なものに交換することになる。また専用形状の受ローラ２０及び押付ローラ３０を設けてもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、アングルＡの側部Ａ２を切削するには、第１回転刃ユニット装着面５２から回転刃ユニット４０を取り外し、第２回転刃ユニット装着面５２に装着するように説明したが、これは、現状、アングルＡの山頂部Ａ１及び側部Ａ２を同時に切削する要求が少ないからである。
【００６３】
もし、アングルＡの山頂部Ａ１及び側部Ａ２を同時に切削する要求があるならば、二つの回転刃ユニット４０を用意し、第１回転刃ユニット装着面５２、及び、第２回転刃ユニット装着面５２の両方に回転刃ユニット４０を装着し、アングルＡの山頂部Ａ１及び側部Ａ２を同時に切削するようにしてもよい。
【００６４】
上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第一実施形態である開先加工装置の概要を説明するための模式図である。
【図２】本発明の第一実施形態である開先加工装置１０の構成を説明するための図である。
【図３】本発明の第一実施形態である開先加工装置１０の構成を説明するための図である。
【図４】本発明の第一実施形態である開先加工装置１０の構成を説明するための図である。
【図５】受ローラ２０を、その回転軸２１を含む面で切断した断面図である。
【図６】押付ローラ３０を、その回転軸３１を含む面で切断した断面図である。
【図７】回転刃ユニット４０の構成を説明するための図である。
【図８】切削加工用軸回転刃４５とアングルＡとの位置関係を説明するための図である。
【図９】切削加工用軸回転刃４５とアングルＡとの位置関係を説明するための図である。
【図１０】第２回転刃ユニット装着面５３に回転刃ユニット４０を装着した例である。
【図１１】切削加工用軸回転刃４５とアングルＡとの位置関係を説明するための図である。
【図１２】本発明の第一実施形態である開先加工装置の動作を説明するための図である。
【図１３】変形例を説明するための図である。
【図１４】従来技術を説明するための図である。
【図１５】従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０…開先加工装置、２０…受ローラ、２１…回転軸、２２…テーパー、３０…押付ローラ、３１…回転軸、３２…テーパー、４０…回転刃ユニット、４１…プレート、４２…モータ、４２ａ…出力軸、４３…回転軸、４４…ベアリング部、４５…回転刃、４５ａ…切削刃、４５ｂ…切削刃、５０…ベース、５１…支持アーム、５２…回転刃ユニット装着面、６０…駆動機構、６１…モータ、６１ａ…出力軸、Ａ…アングル、Ａ´…アングル搬送路、Ａ１…山頂部、Ａ２…側部、Ａ３…内面、Ａ４…外面、Ｐ…シリンダ、Ｒ…ロッド
【図１】
2008080451.tif 000003
【図２】
2008080451.tif 000004
【図３】
2008080451.tif 000005
【図４】
2008080451.tif 000006
【図５】
2008080451.tif 000007
【図６】
2008080451.tif 000008
【図７】
2008080451.tif 000009
【図８】
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【図９】
2008080451.tif 000011
【図１０】
2008080451.tif 000012
【図１１】
2008080451.tif 000013
【図１２】
2008080451.tif 000014
【図１３】
2008080451.tif 000015
【図１４】
2008080451.tif 000016
【図１５】
2008080451.tif 000017