(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、山形鋼、及び溝形鋼のいずれか１からなる形鋼を、回転駆動される円形の鋸歯を用いて、切断バリの発生を防止しながら切断する方法であって、
回転する前記鋸歯が切り抜ける前記形鋼の切り抜け側の面に捨て板を該鋸歯に対して左右に対となって配置し、しかも、該対となる捨て板の隙間は該鋸歯の厚みより小さく、該鋸歯による前記形鋼の切断時に前記捨て板も切断することを特徴とする形鋼の鋸歯による切断方法。
【請求項２】
請求項１記載の形鋼の鋸歯による切断方法において、前記捨て板を横移動機構を介して配置し、前記鋸歯による前記形鋼の切断時毎に該横移動機構を操作して前記捨て板の位置を調整して該捨て板も切断することを特徴とする形鋼の鋸歯による切断方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の形鋼の鋸歯による切断方法において、前記対となる捨て板は、前記形鋼に対してクランプ機構で押圧されていることを特徴とする形鋼の鋸歯による切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、山形鋼、及び溝形鋼のいずれか１からなる形鋼を円形の鋸歯を用いて切断する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、従来の切断方法は、鋸断機１０１の鋸歯１０２を回転させ、油圧シリンダ１０３で鋸歯１０２を前進させた後に後進させることにより図示しない載置台上に固定された被鋸断材１０５を切断するものであった（例えば、特許文献１参照）。ここで、符号１１１は鋸歯１０２の回転軸、符号１１２は回転軸１１１を保持する鋸断機台車、符号１１３は鋸断機台車１１２に設けられ、図示しないレール上を移動する車輪、符号１１４は油圧シリンダ１０３のピストンロッドである。そして、ピストンロッド１１４の先部がピン１１５を介して鋸断機台車１１２の下部に設けられた突出部１１６に連結されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１８５３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された鋸断機１０１の場合、鋸歯１０２は被鋸断材１０５の上面から下面へ貫通し切断するが、図９（Ａ）に示すように、切断完了直前に被鋸断材１０５の裏面に鋸歯１０２の歯幅と実質的に同一の長さのブリッジ１０４ができる。ここで、図９（Ｂ）に示すように、鋸歯１０２のコーナー部が鋭利な間は、すなわち、歯替の直後は、このブリッジ１０４は鋸歯１０２が貫通する際にブリッジ１０４の両側が被鋸断材１０５から完全に切断され、切断片１０６として被鋸断材１０５から離脱する。しかし、鋸断を重ね、図９（Ｃ）に示すように、鋸歯１０２が損耗してコーナー部に丸み１０７が形成されると、ブリッジ１０４の両側が被鋸断材１０５から同時に切断されることがなくなり、図９（Ｄ）に示すように、切断された材料のいずれか一方に付着しバリ１０８となる。
また、被鋸断材として、例えば、Ｈ形鋼１０９を切断した場合、図１０（Ａ）に示すように鋸歯１０２が切り抜ける側にバリ１０８が形成され、後工程やエンドユーザーによるバリ取り作業が別途必要になるという問題が生じている。これを防ぐため、鋸歯１１０の先端部の形状を、図１０（Ｂ）に示すように、断面視して凹形状に変え、バリ１０８の発生を抑制する方法も考えられたが、鋸歯１１０の寿命が短いことから実用的でなかった。このため、バリ発生のない切断方法が求められてきた。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、切断回数を重ねてもバリ発生のない形鋼の鋸歯による切断方法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】
前記目的に沿う本発明に係る形鋼の鋸歯による切断方法は、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、山形鋼、及び溝形鋼のいずれか１からなる形鋼を、回転駆動される円形の鋸歯を用いて、切断バリの発生を防止しながら切断する方法であって、
回転する前記鋸歯が切り抜ける前記形鋼の切り抜け側の面に捨て板を該鋸歯に対して左右に対となって配置し、しかも、該対となる捨て板の隙間は該鋸歯の厚みより小さく、該鋸歯による前記形鋼の切断時に前記捨て板も切断する。
【０００７】
本発明に係る形鋼の鋸歯による切断方法において、前記捨て板を横移動機構を介して配置し、前記鋸歯による前記形鋼の切断時毎に該横移動機構を操作して前記捨て板の位置を調整して該捨て板も切断することが好ましい。
これによって、一つの対となる捨て板を用いて形鋼を複数回鋸断することができる。
【０００８】
本発明に係る形鋼の鋸歯による切断方法において、前記対となる捨て板は、前記形鋼に対してクランプ機構で押圧されていることが好ましい。
これによって、形鋼の切り抜け側の面に捨て板を密着させることができ、形鋼の切り抜け側にバリが発生するのを確実に防止できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る形鋼の鋸歯による切断方法においては、鋸歯が切り抜ける形鋼の切り抜け側に捨て板を配置することで、鋸歯の切り抜け部を形鋼から捨て板に移動させることができ、バリの発生を捨て板に限定できる。その結果、バリ発生のない形鋼の切断を行うことができる。そして、捨て板は、鋸歯に対して左右に対となって配置され、しかも、対となる捨て板の隙間は鋸歯の厚みより小さいので、対となる捨て板において形鋼と共に切断される領域を小さくすることができ、捨て板の消費量を低減できる。これにより、一つの捨て板を用いてバリ発生のない形鋼の鋸歯による切断を多数回行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の第１の実施の形態に係る形鋼の鋸歯による切断方法に使用される鋸断装置の説明図、図２は同切断方法において対となる捨て板をＨ形鋼の一方のフランジの表側及び他方のフランジの裏側にそれぞれ配置した状態を示す平面図、図３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ図２のＰ−Ｐ、Ｑ−Ｑ矢視断面図、図４は捨て板保持装置の平断面図、図５は図４のＲ−Ｒ矢視断面図、図６は図４のＳ−Ｓ矢視断面図、図７は本発明の一実施の形態に係る形鋼の鋸歯による切断方法の説明図である。
【００１２】
本発明の一実施の形態に係る形鋼の鋸歯による切断方法を適用して形鋼の一例であるＨ形鋼１０を切断する鋸断装置１２は、図１に示すように、円形の鋸歯１４（例えば、外径Ｄが２０００〜２２００ｍｍ、幅Ｗが１０〜１５ｍｍ）と、鋸歯１４の中央部が取り付けられる回転軸１３と、回転軸１３に図示しない駆動伝達機構を介して接続して回転軸１３に回転駆動力を与えるモータ１５とを有している。更に、鋸断装置１２は、モータ１５及び駆動伝達機構を前側上部に載置する走行台車１６と、走行台車１６を水平移動可能に支持する複数のローラ１７と、各ローラ１７を同一高さ位置に配置する可動ベース１８と、可動ベース１８の後端側に設けられ、走行台車１６の下部に連結されるピストンロッド１９を進退させてローラ１７上で走行台車１６を移動させる流体圧シリンダ２０と、可動ベース１８を昇降機構の一例である流体圧シリンダ２１を介して支持する固定ベース２２とを有している。なお、Ｈ形鋼１０を載置して搬送するローラテーブル１１は、固定ベース２２が設置された基台（図示せず）に図示しない据付手段を介して設けられている。
【００１３】
続いて、本発明の一実施の形態に係る形鋼の鋸歯による切断方法を適用してＨ形鋼１０を切断する方法について説明する。
第１工程では、先ず、図１に示すように、Ｈ形鋼１０をウェブ２３が水平になるようにローラテーブル１１に載置して搬送し、Ｈ形鋼１０の外表面に形成した切断線の位置が鋸断装置１２に設定された切断位置に到達した時点でローラテーブル１１を停止する。そして、Ｈ形鋼１０を図示しないクランプ手段でローラテーブル１１上に固定する。これにより、Ｈ形鋼１０の位置決めが完了する。
【００１４】
次いで、Ｈ形鋼１０の一方のフランジ２４（ローラテーブル１１上にＨ形鋼１０が固定された場合、鋸断装置１２側に配置されるフランジ）から他方のフランジ２７に向けて移動した際に、鋸歯１４の移動方向と鋸歯１４の回転による切断方向が逆方向になるように鋸歯１４の回転方向を設定する。そして、図１、図２、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、回転する鋸歯１４が切り抜ける一方のフランジ２４の切り抜け側、すなわち表側面（ウェブ２３とは反対側の面）に捨て板２５、２６を配置し、回転する鋸歯１４が切り抜ける他方のフランジ２７の切り抜け側、すなわち裏側面（ウェブ２３側の面）に捨て板２８、２９、３０、３１を配置する。更に、Ｈ形鋼１０の一方のフランジ２４の表側において、鋸歯１４の最下点の高さ位置がウェブ２３の上表面の高さ位置よりδ（例えば、１〜５ｍｍ）だけ下方に来るように調整する（δの値は１ｍｍ以上、ウェブ２３の厚み未満とすればよい）。これにより、鋸歯１４の高さ方向の位置決めが完了する。
【００１５】
捨て板２５、２６は、例えば、厚みが３〜５ｍｍの鋼板で作製され、その形状は同一であって、鋸断装置１２の切断位置を挟んで左右に対となって配置される。ここで、捨て板２５、２６の幅は、一方のフランジ２４において、その上端から下端までを完全に覆うことが可能な長さに調整する必要があり、捨て板２５、２６の長さは、これらをそれぞれ保持する捨て板保持装置３２、３３の寸法に応じて決定する。
【００１６】
捨て板２８、２９、３０、３１は、例えば、厚みが３〜５ｍｍの鋼板で作製され、その形状はすべて同一であって、捨て板２８、２９はウェブ２３より上位置で、鋸断装置１２の切断位置を挟んで左右に対となって配置され、捨て板３０、３１はウェブ２３より下位置で、鋸断装置１２の切断位置を挟んで左右に対となって配置される。ここで、捨て板２８、２９、３０、３１の幅は、他方のフランジ２７において、ウェブ２３の付け根位置からフランジ先端部までを完全に覆うことが可能な長さに調整する必要があり、捨て板２８、２９、３０、３１の長さは、これらをそれぞれ保持する捨て板保持装置３４、３５、３６、３７の寸法に応じて決定する。
【００１７】
図４〜図５に示すように、捨て板保持装置３３（捨て板保持装置３２も同様の構成である。また、捨て板保持装置３４〜３７も基本的に同様の構成である。）は、捨て板２６の基側を保持すると共に、捨て板２６を一方のフランジ２４の表側面上でＨ形鋼１０の長手方向に沿って移動する横移動機構３８と、捨て板２６の先側（切断位置側）を一方のフランジ２４の表側面に押圧するクランプ機構３９とを有している。そして、横移動機構３８は、Ｈ形鋼１０を搬送するローラテーブル１１のフレームにウェブ２３と平行に配置される第１の基板４０と、第１の基板４０に立設された複数の支柱部材４１を介して第１の基板４０に対向して平行配置される第２の基板４２（なお、捨て板保持装置３４〜３７では、第２の基板４２の外面がウェブ２３に当接する）と、一方のフランジ２４の表面に対して隙間を設けて平行配置され、第１、第２の基板４０、４２間で摺動可能に挟持された捨て板取付け部材４３とを有している。なお、捨て板取付け部材４３の先部は、捨て板２６の基部と締結部材の一例であるボルト５３によって固定されている。
【００１８】
更に、横移動機構３８は、捨て板取付け部材４３にＨ形鋼１０の搬送方向に沿って形成されたラック４４と、第１、第２の基板４０、４２に両端部が回転可能に支持されたピニオン軸４５に取付けられラック４４に噛合するピニオン４６と、ピニオン軸４５を回転する回転駆動源４７を有している。ここで、回転駆動源４７、第２の基板４２に取付けられた駆動モータ４８と、駆動モータ４８の出力軸に取付けられた第１のギア４９と、ピニオン軸４５に取付けられ第１のギア４９と噛合する第２のギア５０とを備えている。従って、駆動モータ４８を駆動させると、第１、第２のギア４９、５０を介してピニオン軸４５に取付けられたピニオン４６を回転させることができる。その結果、ピニオン４６に噛合するラック４４が形成された捨て板取付け部材４３を移動させて、捨て板２６を一方のフランジ２４の表面上でその長手方向に沿って移動できる。
【００１９】
クランプ機構３９は、第１、第２の基板４０、４２で上、下端部が挟持され、捨て板取付け部材４３に取付けられた捨て板２６の先側に当接する押圧部材５１と、ローラテーブル１１のフレームに配置された第１の基板４０を第２の基板４２と共にＨ形鋼１０の長手方向に直交する方向（図５、図６の左右方向、フランジ２４の面に対して法線方向）に進退する図示しない進退駆動源とを有している。進退駆動源を操作して、第１の基板４０を第２の基板４２と共に一方のフランジ２４に向けて移動することで、捨て板２６を一方のフランジ２４の表側面に当接させることができると共に、捨て板２６の先側を押圧部材５１で一方のフランジ２４の表側面に押圧することができる。
【００２０】
なお、捨て板保持装置３７（捨て板保持装置３４〜３６も同様。なお、捨て板保持装置３４、３５及び捨て板保持装置３６、３７は、側面視して鋸断装置１２（鋸歯１４）の切断位置中心に対して勝手違いに配置することができる（図２の捨て板保持装置３４、３５の関係）。また、捨て板保持装置３４、３５及び捨て板保持装置３６、３７は、ウェブ２３中心位置に対して、側面視して勝手違いに配置することができる。）で保持される捨て板３１（２８〜３０）は、横移動機構３８を操作することで他方のフランジ２７の裏側面上でその長手方向に沿って移動し、捨て板保持装置３７の第２の基板４２の外面はウェブ２３に当接している。また、進退駆動源を操作して、第１の基板４０を第２の基板４２と共に他方のフランジ２７に向けて移動することで、捨て板３１を他方のフランジ２７の裏側面に当接させることができると共に、捨て板３１の先側を押圧部材５１で他方のフランジ２７の裏側面に押圧することができる。
【００２１】
従って、図２、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、Ｈ形鋼１０の一方のフランジ２４の表側面に沿って、鋸断装置１２の切断位置を挟んで左右（Ｈ形鋼１０の搬送方向前後）に配置された捨て板保持装置３２、３３に保持された捨て板２５、２６を横移動機構３８を操作して移動させ、対となる捨て板２５、２６の隙間を鋸歯１４の厚みより小さくする。そして、クランプ機構３９の進退駆動源を操作して、捨て板２５、２６を一方のフランジ２４の表側面に押圧する。また、Ｈ形鋼１０の他方のフランジ２７の裏側面に沿って、鋸断装置１２の切断位置を挟んで左右に、しかも、ウェブ２３の上下にそれぞれ配置された捨て板保持装置３４、３５、３６、３７に保持された捨て板２８、２９、３０、３１を横移動機構３８を操作して移動させ、対となる捨て板２８、２９及び対となる捨て板３０、３１のそれぞれの隙間を鋸歯１４の厚みより小さくする。そして、クランプ機構３９の進退駆動源を操作して、捨て板２８、２９、３０、３１をそれぞれ他方のフランジ２７の裏側面に押圧する。
【００２２】
図７に示すように、第２工程では、流体圧シリンダ２０を駆動させて走行台車１６を前側に向けて移動（例えば、移動速度が３００〜５００ｍｍ／秒）させることで鋸歯１４を一方のフランジ２４の表側より切り込ませ他方のフランジ２７の表側から通過させて、一方のフランジ２４、ウェブ２３、及び他方のフランジ２７の上側（一側）にそれぞれ切れ目を形成する。ここで、一方のフランジ２４の上側に切れ目を形成する場合、一方のフランジ２４の表側面には捨て板２５、２６が配置されクランプ機構３９によって押圧されて、一方のフランジ２４は捨て板２５、２６と共に切断されるため、図４に示すように、一方のフランジ２４の表側面でウェブ２３より上方の領域は鋸歯１４の切り抜け側になってもバリは形成されない。なお、捨て板２５、２６の表側面でウェブ２３より上方の領域は、鋸歯１４の切り抜け側となるため、バリ５２が形成される。
【００２３】
ウェブ２３の上側に切れ目を形成する場合、ウェブ２３の上側は鋸歯１４の切り込み側となるため、バリは発生しない。また、他方のフランジ２７の上側に切れ目を形成する場合、他方のフランジ２７の裏側面でウェブ２３より上方の領域には捨て板２８、２９が配置されクランプ機構３９によって押圧されて、他方のフランジ２７の上側は捨て板２８、２９と共に切断されるため、他方のフランジ２７の裏側面でウェブ２３より上方の領域は鋸歯１４の切り抜け側になってもバリは形成されない。なお、捨て板２８、２９の表側面でウェブ２３より上方の領域は、鋸歯１４の切り抜け側となるため、バリが形成される。
【００２４】
第３工程では、他方のフランジ２７の表側から通過した鋸歯１４の最下点の高さ位置が他方のフランジ２７の下端の高さ位置より下方になるように調整する。これにより、他方のフランジ２７の表側より鋸歯１４を切り込ませ一方のフランジ２４の表側から通過させた際に、第２工程で切れ目を入れた他方のフランジ２７、ウェブ２３、及び一方のフランジ２４を切れ目に沿って切断することができる。
【００２５】
第４工程で他方のフランジ２７の表側より鋸歯１４を切り込ませて他方のフランジ２７を切断する場合、他方のフランジ２７の裏側面でウェブ２３より下方の領域には捨て板３０、３１が配置されクランプ機構３９によって押圧されて、他方のフランジ２７の下側は捨て板３０、３１と共に切断されるため、他方のフランジ２７の裏面でウェブ２３より下方の領域は鋸歯１４の切り抜け側になってもバリは形成されない。なお、捨て板３０、３１の表側でウェブ２３より下方の領域は、鋸歯１４の切り抜け側となるため、バリが形成される。
【００２６】
更に、切れ目が形成されたウェブ２３を下側（裏側）から切れ目に沿って鋸歯１４で切断する場合、ウェブ２３切断完了直前に切れ目の下方にブリッジが形成されるが、切れ目の存在によりブリッジには鋸歯１４の貫通時に剪断力が作用するため、ブリッジの両側が剪断力により同時に切断され、ブリッジは切断片としてウェブ２３から離脱しバリは形成されない。また、一方のフランジ２４の表側面でウェブ２３より下方の領域には捨て板２５、２６が配置されクランプ機構３９によって押圧されて、一方のフランジ２４は捨て板２５、２６と共に切断されるため、一方のフランジ２４の表面でウェブ２３より下方の領域は鋸歯１４の切り抜け側になってもバリは形成されない。なお、捨て板２５、２６の表側でウェブ２３より下方の領域は、鋸歯１４の切り抜け側となるため、バリが形成される。
【００２７】
以上のように、回転する鋸歯１４が切り抜ける一方のフランジ２４の切り抜け側（表側面）に捨て板２５、２６を、回転する鋸歯１４が切り抜ける他方のフランジ２７の切り抜け側（裏側面）に捨て板２８、２９、３０、３１をそれぞれ配置すると、フランジ２４、２７の切り抜け側にバリを形成させずに切断を行うことができる。そして、Ｈ形鋼１０の切断完了後、クランプ機構３９の進退駆動源を操作して、一方のフランジ２４の表側面に対する捨て板２５、２６の押圧及び他方のフランジ２７の裏側面に対する捨て板２８、２９、３０、３１の押圧をそれぞれ解除する。更に、クランプ手段を操作してＨ形鋼１０のローラテーブル１１上での固定も解除し、Ｈ形鋼１０をローラテーブル１１上で移動させ、Ｈ形鋼１０の外表面に形成した次の切断線の位置が鋸断装置１２に設定された切断位置に到達した時点でローラテーブル１１を停止し、Ｈ形鋼１０をローラテーブル１１に固定して次の切断に移行することができる。
【００２８】
このとき、捨て板保持装置３２、３３、３４、３５、３６、３７の横移動機構３８を操作して捨て板２５、２６、２８、２９、３０、３１をそれぞれ鋸断装置１２の切断位置に近づけて、しかも、対となる捨て板２５、２６、捨て板２８、２９、及び捨て板３０、３１のそれぞれの隙間を鋸歯１４の厚みより小さくなるように調整する。このように、捨て板２５、２６、２８、２９、３０、３１の位置調整を予め行って、鋸歯１４によるＨ形鋼１０の切断時毎に、捨て板２５、２６、２８、２９、３０、３１をＨ形鋼１０と共に切断するようにすることで、Ｈ形鋼１０を繰り返し鋸断する際に回転する鋸歯１４が切り抜ける一方のフランジ２４の表側面及び他方のフランジ２７の裏側面に発生するバリを防止できる。
【００２９】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、形鋼としてＩ形鋼、山形鋼、及び溝形鋼にも適用できる。なお、Ｉ形鋼の切断はＨ形鋼の切断と同様の方法で、溝形鋼の切断は、例えば、溝形鋼を２つ組み合わせてＨ形鋼状にするとＨ形鋼の切断と同様の方法で行なうことができる。更に、本切断方法は、平鋼の冷間及び熱間の鋸断にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る形鋼の鋸歯による切断方法に使用される鋸断装置の説明図である。
【図２】同切断方法において対となる捨て板をＨ形鋼の一方のフランジの表側及び他方のフランジの裏側にそれぞれ配置した状態を示す平面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ図２のＰ−Ｐ、Ｑ−Ｑ矢視断面図である。
【図４】捨て板保持装置の平断面図である。
【図５】図４のＲ−Ｒ矢視断面図である。
【図６】図４のＳ−Ｓ矢視断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る形鋼の鋸歯による切断方法の説明図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）は従来例に係る被鋸断材の切断方法を示す正面図、側面図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｄ）は従来例に係る被鋸断材の切断方法における問題点を示す説明図である。
【図１０】（Ａ）は従来の切断方法でＨ形鋼を切断した際に発生するバリの状況を示す説明図、（Ｂ）は鋸歯先端部が凹形状の鋸歯の説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０：Ｈ形鋼、１１：ローラテーブル、１２：鋸断装置、１３：回転軸、１４：鋸歯、１５：モータ、１６：走行台車、１７：ローラ、１８：可動ベース、１９：ピストンロッド、２０、２１：流体圧シリンダ、２２：固定ベース、２３：ウェブ、２４：一方のフランジ、２５、２６：捨て板、２７：他方のフランジ、２８、２９、３０、３１：捨て板、３２、３３：捨て板保持装置、３４、３５、３６、３７：捨て板保持装置、３８：横移動機構、３９：クランプ機構、４０：第１の基板、４１：支柱部材、４２：第２の基板、４３：捨て板取付け部材、４４：ラック、４５：ピニオン軸、４６：ピニオン、４７：回転駆動源、４８：駆動モータ、４９：第１のギア、５０：第２のギア、５１：押圧部材、５２：バリ、５３：ボルト
【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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【図９】
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【図１０】
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