(57)【要約】【課題】  従来のＨ形鋼における開先加工およびスカラップ加工に用いられる加工刃物は、切削加工時に大きな衝撃と振動を生じ、このために切刃チップの消耗が激しく、また欠損を招くことが間々見られた。さらに騒音なども大きく作業環境の面でも改善が求められていた。【解決手段】  薄い円盤状台金１２ａ〜１２ｊの外周部に、小さい配列ピッチで多数の切刃チップａ〜ｊを取りつけた多刃刃物１２ａ〜１２ｊを多数枚重ね合わせ、これによって截頭円錐形状の切削周面をもつ第２の加工刃物Ａを構成する。また薄い円盤状台金２２ｋ〜２２ｒの外周部に、小さい配列ピッチで多数の切刃チップｋ〜ｒを取りつけた多刃刃物２１ｋ〜２１ｒを多数枚重ね合わせ、これによってきのこの笠形状の切削周面をもつ第３の加工刃物Ｂを構成する。そして、これら第２の加工刃物Ａと第３の加工刃物Ｂを同じ回転軸３０に取りつけてＨ形鋼におけるフランジとウェブに切削加工を行なう。【選択図】  図１
2012056059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の切削周面をもつ第１の加工刃物と、截頭円錐形状の切削周面をもつ第２の加工刃物と、きのこの笠形状の切削周面をもつ第３の加工刃物とを備え、これら第１〜第３の加工刃物によって、Ｈ形鋼におけるフランジに開先加工およびルートフェイス加工を、ウェブにスカラップ加工を行なう切削加工刃物において、
上記した第２の加工刃物と第３の加工刃物とを、同じ回転軸線上に配設すると共に、これら第２の加工刃物と第３の加工刃物とを、円盤状の台金と、この台金の外周部に取りつけた多数の切刃チップからなる多刃刃物の重ね合わせによって構成したことを特徴とするＨ形鋼の切削加工刃物。
【請求項２】
切刃チップを、台金の外周部にロウ付け固定したことを特徴とする請求項１のＨ形鋼の切削加工刃物。
【請求項３】
切刃チップを、台金の外周部に交換自在に設けたことを特徴とする請求項１のＨ形鋼の切削加工刃物。
【請求項４】
多刃刃物の重ね合わせ方向において、隣り合う切刃チップを回転方向においてズラして配設したことを特徴とする請求項１のＨ形鋼の切削加工刃物。
【請求項５】
台金の厚さと切刃チップの幅を同等としたことを特徴とする請求項１のＨ形鋼の切削加工刃物。
【請求項６】
第２の加工刃物と第３の加工刃物を各別のアダプタ軸に装着し、これらアダプタ軸を回転軸に対して着脱できるように取りつけたことを特徴とする請求項１のＨ形鋼の切削加工刃物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｈ形鋼におけるフランジに開先加工を、ウェブにスカラップ加工を行なう切削加工刃物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高層ビル建築における鉄骨支口部の柱梁接合構造を、図１８によって説明する。図において、１００は柱材を構成する角鋼管  １０１、１０２は角鋼管１００の上下両端に設けたダイヤフラム  １０３は梁材を構成するＨ形鋼  １０４、１０５はＨ形鋼１０３におけるフランジ  １０６は両フランジ１０４、１０５を連結したウェブ  １０７、１０８はフランジ１０４、１０５の端面部に形成した開先部  １０９、１１０はウェブ１０６を切り欠いて形成したスカラップ部  １１１、１１２はフランジ１０４、１０５とダイヤフラム１０１、１０２の突き合わせ部に配設した裏当金である。
【０００３】
上記の支口構成においては、フランジ１０４、１０５の開先部１０７、１０８とダイヤフラム１０１、１０２さらにはウェブ１０６と角鋼管１００の垂直平面の突き合わせ部とを全周溶接して柱梁の接合を完成するものであり、この溶接工法は、溶接線の集中をスカラップ部１０９、１１０によって逃がすことからスカラップ工法と呼ばれている。
【０００４】
なお上記の鉄骨支口部を工場で予め製作する場合のブラケット構造においては、フランジ１０４、１０５の開先部１０７、１０８が図のように、何れも外側に向く傾斜面となっているが、長尺のＨ形鋼を梁材として直接現場で溶接する場合においては、下向き姿勢の作業を確保する点から、一方の開先部が内側を向く傾斜面となっているものもある。
【０００５】
ところで、上記のＨ形鋼１０３におけるフランジ１０４、１０５に対して所要の開先加工を行ない、またウェブ１０６に対してスカラップ加工を行なう加工装置として、本出願人の提案に係る発明が公知である。（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
この従来の加工装置においては、図１９に示すように、加工ヘッド２００に第１〜第３の回転軸２０１〜２０３を配設し、第１の回転軸２０１に円筒形状の切削周面をもつ第１の加工刃物２１１を、第２の回転軸２０２にきのこの笠形状の切削周面をもつ第２の加工刃物２１２を、そして第３の回転軸２０３に截頭円錐形状の切削周面をもつ第３の加工刃物２１３をそれぞれ取りつけたものである。
【０００７】
そして、上記の加工ヘッド２００を所要の送り方向に移動することによって、図２０に示すように、Ｈ形鋼１０３のフランジ１０４に対して開先加工を、ウェブ１０６に対してスカラップ加工を行なったものである。また上記の第１の加工刃物２１１は、他の加工刃物による切削加工に先立って、フランジ１０４を大きく削り込む追い込み加工を行なうものであり、同時にこの刃物は、フランジ１０４の切削端に一部の平坦面を残す、いわゆるルートフェイス加工を行なったものである。
【０００８】
上記の開先、スカラップおよびルートフェイスの諸加工を行なうものの先行技術としては、上記のほかに、例えば特許文献２に係る発明が公知である。この従来の加工装置は、図２１のように、きのこの笠形状の切削周面をもつ第２の加工刃物２１２と截頭円錐形状の切削周面をもつ第３の加工刃物２１３とを、一つの回転軸に集約して取りつけたものである。そして、この刃物構成によって移動ストロークの短縮による加工能率の向上を図ったものである。
【０００９】
なお、前述の円筒形状の切削周面をもつ加工刃物としては、例えば特許文献３に開示されるものが公知であり、また截頭円錐形状の切削周面をもつ加工刃物としては、例えば特許文献４に開示されるものが公知であり、きのこの笠形状の切削周面をもつ加工刃物としては、例えば特許文献５に開示されるものが公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平９−２６７２１０号
【特許文献２】特開昭５８−８２６１５号
【特許文献３】特公平３−４３０１０号
【特許文献４】特開平６−２６２４２１号
【特許文献５】特開平１０−２９６５２３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
Ｈ形鋼におけるフランジへの開先加工とウェブへのスカラップ加工に着目したとき、従来においては、特許文献１または特許文献２に記載した加工装置を使用し、これに特許文献４の截頭円錐形状の切削周面をもつ加工刃物と、特許文献５のきのこの笠形状の切削周面をもつ加工刃物を備えて対応したものである。
【００１２】
上記したフランジの切削加工は、加工量（切削断面積と長さ）が大きい割りに高速送りが要求され、またウェブの切削加工は、構成強度の小さい部分への急速な切り込みを余儀なくされる。このため、少数個の切刃チップを植設した加工刃物がこれを賄うには余りにも大きな負担となり、加工上において大きな衝撃と振動を生じ、この結果、切刃チップの激しい消耗や欠損を招くという問題点が指摘された。また騒音なども大きく、作業環境の面でも抜本的な対策が求められた。
【００１３】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決しようとするものであり、衝撃や振動を軽減して刃先チップの激しい消耗や破損をなくし、また騒音の発生を抑えて作業環境を健全に維持することができ、さらには高速での切削加工作業を達成することができるＨ形鋼の切削加工刃物を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明に係るＨ形鋼の切削加工刃物は、円筒形状の切削周面をもつ第１の加工刃物と、截頭円錐形状の切削周面をもつ第２の加工刃物と、きのこの笠形状の切削周面をもつ第３の加工刃物とを備え、これら第１〜第３の加工刃物によって、Ｈ形鋼におけるフランジに開先加工およびルートフェイス加工を、ウェブにスカラップ加工を行なう切削加工刃物において、上記した第２の加工刃物と第３加工刃物とを、円盤状の台金と、この台金の外周部に取り付けた切刃チップからなる多刃刃物の重ね合わせによって構成したことを特徴としたものである。
【００１５】
また本発明の切削加工刃物は、請求項２において、切刃チップを、台金の外周部にロウ付け固定したしたことを特徴としたものである。
【００１６】
また本発明の切削加工刃物は、請求項３において、切刃チップを、台金の外周部に交換自在に設けたことを特徴とするものである。
【００１７】
また本発明の切削加工刃物は、請求項４において、多刃刃物の重ね合わせ方向において、隣り合う切刃チップを回転方向においてズラして配設したことを特徴とするものである
【００１８】
また本発明の切削加工刃物は、請求項５において、台金の厚さと切刃チップの幅を同等としたことを特徴とするものである。
【００１９】
また本発明の切削加工刃物は、請求項６において、第１の加工刃物と第２の加工刃物を各別のアダプタ軸に装着し、これらアダプタ軸を回転軸に対して着脱できるように取りつけたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
このように構成した課題解決手段によれば、従来に比較して遥かに多くの切刃チップを切削周面上に配設することができる。このため、一刃当りの切削負荷を軽減し、衝撃や振動の少ない切削加工を行なうことができる。よって切刃チップの激しい消耗や欠損、さらには騒音などの問題点を合理的に解決することができる。また切削能力の向上によって高能率の切削加工を行なうことができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るＨ形鋼の切削加工刃物の一実施例を示す縦断側面図である。
【図２】同じく、刃物構成の詳細を示す拡大断面図である。
【図３】第２の加工刃物を構成する多刃刃物の正面図である。
【図４】同じく、切刃チップの形状を示す説明図である。
【図５】交換式の切刃チップを用いた刃物構の正面図である。
【図６】同じく、側面図である。
【図７】別の交換式切刃チップを用いた刃物構成の説明図である。
【図８】台金の厚さと切刃チップの幅を同等とした刃物構成の説明図である。
【図９】同じく、切刃チップの配列状態を示す説明図である。
【図１０】交換式の切刃チップの取りつけ状態を示す正面図である。
【図１１】同じく、縦断側面図である。
【図１２】分割式の切刃稜をもつ切刃チップの説明図である。
【図１３】第３の切削加工刃物を構成する多刃刃物の正面図である。
【図１４】同じく、別の多刃刃物の正面図である。
【図１５】第１の加工刃物の縦断正面図である。
【図１６】内開先に対応した切削加工刃物の説明図である。
【図１７】一実施例に係る切削加工刃物による加工状態の説明図である。
【図１８】柱梁接合構造を示す説明図である。
【図１９】従来の開先加工装置の一部を示す縦断正面図である。
【図２０】同じく、従来の加工装置による加工状態を示す説明図である。
【図２１】同じく、従来の加工装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る切削加工刃物の実施形態を図１〜図４および図１３、図１４を参照して説明する。図において、Ａは切削周面が截頭円錐形状の第２の加工刃物  Ｂは切削周面がきのこの笠形状の第３の加工刃物である。  上記した第３の加工刃物Ｂは、第２の切削刃物Ａにおける最小径端に接続して配設する。
【００２３】
第２の加工刃物Ａは、薄い円盤状の台金１２ａ〜１２ｊと、この台金１２ａ〜１２ｊの外周に配列ピッチを小さくしてロウ付け固定した多数の切刃チップａ〜ｊを構成要素とした多刃刃物１１ａ〜１１ｊを多数枚（実施例では１０枚）重ね合わせて構成する。１４は台金１２ａ〜１２ｊの中心に設けた取付用穴（図３参照）である。
【００２４】
上記の各多刃刃物１１ａ〜１１ｊの厚さ、切幅は同じであるが、外形寸法は順次に小さくしてあり、全ての切刃チップａ〜ｊの切刃稜が描く切削周面は、滑らかに連続した截頭円錐形状である。
【００２５】
なお前記の切刃チップａ〜ｊの切幅は、市販のチップソーと同様に台金１２ａ〜１２ｊの厚さより幅広（図４参照）としてあり、また各切刃チップａ〜ｊは、重ね合わせ方向において隣接する台金の切屑ポケット１５に対応して配置し、干渉をなくしている。１４ａは、取付用穴１４に設けた位置決めと回り止めを兼用したキー溝である。
【００２６】
また第３の加工刃物Ｂは、薄い円盤状の台金と、この台金２２ｋ〜２２ｒの外周に配列ピッチを小さくしてロウ付け固定した多数の切刃チップｋ〜ｒを構成要素とした多刃刃物２１ｋ〜２１ｒを多数枚（実施例では７枚）重ね合わせて構成する。２４は台金２２ｋ〜２２ｒの中心に設けた取付用穴（図１３、図１４参照）である。
【００２７】
上記の各多刃刃物２１ｋ〜２１ｒの厚さ、刃幅は同じであるが外形寸法は各々異なっており、全ての切刃チップｋ〜ｒの切刃稜が描く切削周面は、滑らかに連続したきのこの笠形状である。
【００２８】
なお前記の切刃チップｋ〜ｒの切幅は、市販のチップソーと同様に台金２２ｋ〜２２ｒの厚さより幅広としてあり、また各切刃チップｋ〜ｒは、重ね合わせ方向において隣接する台金の切屑ポケット２５に対応して配置し、干渉をなくしている。２４ａは、取付用穴２４に設けた位置決めと回り止めを兼用したキー溝である。
【００２９】
次に１６は一端に固定フランジ１７を、他端に締付鍔１８を備えた中空状の第１のアダプタ軸  このアダプタ軸１６には、取付用穴１４によって多数枚の多刃刃物１１ａ〜１１ｊを装着する。これら多刃刃物１１ａ〜１１ｊは、締付鍔１８に螺着した取付ネジ１９によって固定され、第２の加工刃物Ａを構成する。
【００３０】
２６は一端に固定鍔２７を、他端に締付鍔２８を備えた第２のアダプタ軸  このアダプタ軸２６には、取付用穴２４によって多数枚の多刃刃物２１ｋ〜２１ｒを装着する。これら多刃刃物２１ｋ〜２１ｒは、締付鍔２８に螺着した取付ネジ２９によって固定され、第３の加工刃物Ｂを構成する。
【００３１】
３０は開先加工装置（図示省略）の回転軸  ３１は回転軸３０の先端に設けた取付軸である。この取付軸３１には、第１のアダプタ軸１６を介して第２の加工刃物Ａを取りつける。またこの取付軸３１には、第１のアダプタ軸１６の中空穴１６ａを利用して第２のアダプタ軸２６を嵌装し、このアダプタ軸２６を介して第３の加工刃物Ｂを取りつける。
【００３２】
３２はワッシャー部材３４を介して第２のアダプタ軸２６を取付軸３１に締め付け固定する固定ネジ  この固定ネジ３２は、同時に第１のアダプタ軸１６を回転軸３０の端部に締め付け固定するものであり、第２の加工刃物Ａと第３の加工刃物Ｂを取りつけ固定する。なお、第１のアダプタ軸１６と第２のアダプタ軸２６の外形は同じである。
【００３３】
なお、上記の取付軸３１に対する第１のアダプタ軸１６および第２のアダプタ軸２６には、キー部材による回り止め措置がされており、また第１のアダプタ軸１６に対する第２の加工刃物Ａ、および第２のアダプタ軸２６に対する第３の加工刃Ｂには同様のキー部材（何れも図示省略）による回り止め措置がされている。
【００３４】
図１５は第１の加工刃物の構成を示したものである。この加工刃物Ｃの場合においても、前述した第２の加工刃物Ａおよび第３の加工刃物Ｂと同様に、薄い円盤状の台金４１の外周部に多数の切刃チップ４２を取りつけて多刃刃物４０を構成する。そして、これら多刃刃物４０を多数枚重ね合わせることによって円筒形状の切削周面をもつ加工刃物を構成する。
【００３５】
以上のように構成した加工刃物によってＨ形鋼の切削加工を行なうときには、第１の加工刃物Ｃによるフランジ１０４の追込み加工がなされた後、第２の加工刃物Ａと第３の加工刃物Ｂにより切削加工が行なわれる。この第２の加工刃物Ａにおける截頭円錐形状の切削周面と、第３の加工刃物Ｂにおけるきのこの笠形状の切削周面は、図１７のようにフランジ１０４の残余の部分とウェブ１０６の全部に及ぶものであり、所要の開先加工とスカラップ加工を行なうことができる。
【００３６】
この切削加工時において、各加工刃物は、細かなピッチで配列した多数の切刃チップａ〜ｊ、ｋ〜ｒを作用することができる。このため、切刃チップの一刃当たりの切削負荷を著しく軽減することができ、大きな振動や衝撃を生ずることなく円滑かつ軽快な切削加工を行なうことができる。そしてこの結果、切削能力の大幅な向上を図ることができ、高速送りでの加工作業を行なうことができるようになった。さらに切刃チップの欠損がなく耐久的に使用することができ、また騒音レベルも著しく低減することができた。
【００３７】
なお前記した一実施例の第２の加工刃物Ａおよび第３の加工刃物Ｂは、切刃チップの切れ味が低下したとき、或いは欠けが生じたときは、定法に従って刃先研磨を行なうものであり、このことによって再使用に供することができる。しかしながら、これらの刃物は、構成枚数が多いことから研磨作業に長時間が掛かり、かつ形状の特殊性も加わって熟練者の手間を必要とする。また度々の研磨によっては切削周面が変化することになり、加工精度維持の点からも好ましくない。
【００３８】
上記のロウ付けチップの短所を解消するには、切刃チップを交換できるようにしたスローアウェイチップ方式の採用が好適である。
【００３９】
このスローアウェイチップ方式は、第２の加工刃物Ａおよび第３の加工刃物Ｂにおいて同様に実施することができる。これらの刃物構成を一方の第２の加工刃物Ａに集約して説明する。（他方の第３の加工刃物Ｂについては、説明を省略する。）
【００４０】
図５および図６において、５３は台金５２に設けた下受座  ５４は同じく立受座  ５１は切刃チップであり、このものは複数（実施例では二つ）の切刃稜を有しており、換向することによって何れの切刃稜をも切削位置に設定することができる。５５は切刃チップ５１を取りつけ固定する締付ネジである。なお上記の切刃稜の長さすなわち刃幅が大きいときには、その中央部に切屑分断用の溝５６を設ける。
【００４１】
図７は台金６２の厚さが小さく、これに伴って切刃チップ６１の幅が小さい場合の刃物構造を示したものである。６３は台金６２に設けた下受座  ６４は同じく立受座  ６５は下受座６３と立受座６４に対応して設けた弾性挟圧片である。切刃チップ６１は、上記の受座６３、６４と挟圧片６５によって保持された自己拘束タイプのものである。
【００４２】
また以上に説明した各実施例においては、一般的な刃物がそうであるように台金の厚さに対して切刃チップの幅を大きく設定したものである。このため、隣り合う多刃刃物間において、一方の台金の切刃チップを隣接する他方の台金の切屑ポケット内に逃がさなければならないという制約があった。
【００４３】
図８の実施例は、上記の切刃チップの干渉の問題を無くして切刃チップを自由位置に配置することができるようにしたものである。７１は台金  ７２は切刃チップであり、両者の厚さと幅（ｗ１、ｗ２）は同等である。そして、このことによって、隣り合う切刃チップを同位置、或いは回転方向において若干ズラして配置することが可能となる。（図９参照）上記の構成によれば、切屑ポケット７３を側方に連通することができ、切屑の排出性を良好にすることができる。
【００４４】
上記した台金７１の厚さと切刃チップ７２の刃幅を同等に設定することは、ロウ付けチップとスローアウェイチップの別なく適用することができる。
【００４５】
また上記の台金厚と刃幅が同じ切刃チップを使用したときには、図１０および図１１のように、この切刃チップ８２を重ね方向において隣りに位置する台金８１にネジ８３で固定することができる。なお台金厚より刃幅が大きい場合においては、隣りの台金８１に接する切刃チップ８２の側面を平にするか、または台金８１の側面に当接用の凹陥面を設けるようにすればよい。
【００４６】
また図４に示すように、一枚の台金、例えば１２ｂに取りつけた多数の切刃チップｂは、全て同じ形の切刃稜をもっていたが、図１２のように異なる切刃稜を持つものの組み合わせにすることもできる。このように、各切刃チップｂ１〜ｂ３を分割して当たらせることによって、さらに衝撃と振動を小さく抑えることができる。
【００４７】
また図１に示す一実施例においては、第１のアダプタ軸１６と第２のアダプタ軸２６を各別に備えて、これらによって一つの回転軸３０に第２の加工刃物Ａと第３の加工刃物Ｂを取りつけたものである。しかし、アダプタ軸を一つとして、これに第２の加工刃物Ａと第３の加工刃物Ｂの両方をまとめて取りつけることは設計上容易である。さらにアダプタ軸を用いずに、回転軸３０に直接的に第２の加工刃物Ａと第３の加工刃物Ｂを取りつけることもできる。
【００４８】
また一実施例における第２の加工刃物Ａは、多刃刃物として別途の対称形状のものを用いることで、これを図１６のように、第１のアダプタ軸１６に反転してセットすることができる。このように構成したときは、Ｈ形鋼１０３におけるフランジ１０４に、切削面が内側に傾斜する内開先加工を行なうことができる。この変形した第２の加工刃物を符号Ａ２で示してある。３３はスペーサである。
【００４９】
なお上記の一実施例の説明では、第１の加工刃物Ｃによる切削加工後に、第２の加工刃物Ａおよび第３の加工刃物Ｂによる開先およびスカラップ加工を行なったものであるが、逆順にして、先に第２の加工刃物Ａおよび第３の加工刃物Ｂによる切削加工を行なっても良いことは勿論である。このときは、第２の加工刃物Ａが、フランジ１０４の追込み加工を兼ねて開先加工を行なうことになる。
【符号の説明】
【００５０】
Ａ      第２の加工刃物
Ｂ      第３の加工刃物
１１ａ〜１１ｊ  多刃刃物
１２ａ〜１２Ｊ  台金
ａ〜ｊ  切刃チップ
１４    取付用穴
１５    切屑ポケット
１６    第１のアダプタ軸
１６ａ  中空穴
２１ｋ〜２２ｒ  多刃刃物
２２ｋ〜２２ｒ  台金
ｋ〜ｒ  切刃チップ
２５    切屑ポケット
２６    第２のアダプタ軸
３０    回転軸
３１    取付軸
３２    固定ネジ
５１    切刃チップ
５２    台金
５３    下受座
５４    立受座
５５    締付ネジ
６１    切刃チップ
６２    台金
６３    下受座
６４    立受座
６５    弾性挟圧片
７１    台金
７２    切刃チップ
８１    台金
８２    切刃チップ
８３    ネジ
１０３  Ｈ形鋼
１０４  フランジ
１０６  ウェブ
【図１】
2012056059.tif 000003
【図２】
2012056059.tif 000004
【図３】
2012056059.tif 000005
【図４】
2012056059.tif 000006
【図５】
2012056059.tif 000007
【図６】
2012056059.tif 000008
【図７】
2012056059.tif 000009
【図８】
2012056059.tif 000010
【図９】
2012056059.tif 000011
【図１０】
2012056059.tif 000012
【図１１】
2012056059.tif 000013
【図１２】
2012056059.tif 000014
【図１３】
2012056059.tif 000015
【図１４】
2012056059.tif 000016
【図１５】
2012056059.tif 000017
【図１６】
2012056059.tif 000018
【図１７】
2012056059.tif 000019
【図１８】
2012056059.tif 000020
【図１９】
2012056059.tif 000021
【図２０】
2012056059.tif 000022
【図２１】
2012056059.tif 000023