JP5474124B2 - 鋼管の処理設備 - Google Patents

Description

本発明は角形鋼管などの処理設備に関するものである。

従来、冷間成形された角形鋼管などは、先端切断装置で先端切断が行われ、後端切断装置で後端切断が行われていた。切断された切断端面の開先加工を行う開先加工装置は、角形鋼管の搬送経路の延長線上であって先端切断装置や後端切断装置の後方に個別に設けられており、設備の大型化、高価格化を招いていた。

このような点を課題とする発明が特許文献１に開示されている。特許文献１の発明では、角形鋼管の切断と開先加工とが、１箇所に設けられた処理設備で行われる。角形鋼管の切断を行う切断用刃と角形鋼管の開先加工を行う開先加工用刃とは、縦移動体に設けられた刃保持体に個別に取り付けられている。刃保持体は、横移動体の横移動あるいは縦移動体の昇降動にともなって、水平方向および垂直方向に移動可能である。切断用刃と開先加工用刃とは、刃保持体を中心として回動自在とされており、切断用刃と開先加工用刃のうち必要な刃が搬送経路側に回動されて使用される。

特開２００８−１６８３６７号公報

特許文献１に記載の処理設備では、切断用刃と開先加工用刃とが個別に取り付けられているので、部品点数が増加するとともに、必要な刃を搬送経路側に回動させるため加工時間が増加する。さらに、切断用刃は水平方向または垂直方向に移動して鋼管を切断するので、切断用刃に掛かる負荷が大きく切断面にバリが出やすい。

本発明の目的は、切断用刃と開先加工用刃とを同一軸心上に一体的に設けて、処理設備の部品点数および加工時間を減らすとともに、鋼管を切断するときに切断用刃に掛かる負荷を軽減して、鋼管の切断面にバリが出にくい鋼管の処理設備を提供することである。

請求項１に記載の発明は、鋼管を長さ方向に搬送する搬送経路の部分に、鋼管のクランプ手段と、搬送経路を挟んだ左右一対の処理手段とが設けられ、処理手段は、搬送経路に対して接近離間方向に横移動自在として本体側に設けられた横移動体と、本体と横移動体との間に設けられ横移動体を駆動する横移動装置と、横移動体に対して昇降動自在に設けられた縦移動体と、横移動体と縦移動体との間に設けられ縦移動体を駆動する昇降動装置と、縦移動体に対して搬送経路に沿った前後方向軸心の周りに揺動可能に支持される揺動体と、縦移動体と揺動体との間に設けられ揺動体を駆動する揺動装置と、縦移動体に設けられ揺動体を位置決めする揺動位置決め装置と、搬送経路に沿った軸心を有する駆動軸を介して揺動体に回転自在に取付けられた切断・開先加工用刃体と、駆動軸に回転駆動部を介して連動連結された駆動モータとを備え、切断・開先加工用刃体は、鋼管を切断する切断用刃と、切断用刃が切断した鋼管端面の開先加工を行う開先加工用刃とを同一軸心上に一体的に備えており、横移動装置によって横移動体を横移動させる動作と、昇降動装置によって縦移動体を昇降動させる動作との組み合わせ動作により、回転駆動している一対の切断用刃を鋼管の外周面に沿って移動させて、鋼管の切断を行ったのち、引き続いて、横移動装置によって横移動体を横移動させる動作と、昇降動装置によって縦移動体を昇降動させる動作との組み合わせ動作により、回転駆動している一対の開先加工用刃によって鋼管端面の開先加工を行うように構成し、切断開始時に切断用刃が鋼管の内面側に抜ける前や、切断用刃が鋼管の隅部を切断する際に、揺動位置決め装置を解除して揺動装置により揺動体を揺動させて切断用刃を斜めに傾いた方向に移動させるように構成している。

請求項２に記載の発明では、開先加工用刃は、切断用刃を挟み込んだ状態で左右対称となるように設けられている。
請求項３に記載の発明では、揺動体は、搬送経路側上部が縦移動体に対して揺動可能に支持されており、搬送経路側下部に切断・開先加工用刃体が取り付けられている。

請求項１に記載の発明では、切断用刃と開先加工用刃とが同一軸心上に一体的に設けられているので、処理設備を構成する部品点数および加工時間を減らすことができる。鋼管の内面側に抜ける直前に位置している切断用刃の刃先を鋼管の内面側に抜く場合、あるいは鋼管の隅部を切断する場合に、揺動位置決め装置を解除したのち揺動装置を駆動して揺動体を揺動させ、切断用刃に斜め方向の力を加えることによって、横移動体と縦移動体のみ駆動する場合よりも安定した状態で切断用刃を斜めに傾いた方向に移動させることができて、切断用刃に掛かる負荷を減らし、鋼管の切断面にバリが出ることを防止することができる。

請求項２に記載の発明では、鋼管の中間部を切断した後、この切断により生じた一対（前後両側）の切断端面に対して同時に開先加工を行うことができる。
請求項３に記載の発明では、揺動体を揺動させて容易に切断用刃に斜め方向の力を加えることができる。

本発明の一実施の形態１に係る開先が形成された鋼管の切断端面を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態１に係る鋼管の処理設備の平面図である。 同鋼管の処理設備の正面図である。 同鋼管の処理設備の縦断面図である。 同鋼管の処理設備の縦断面図である。 同鋼管の処理設備の縦断面図である。 同鋼管の処理設備の縦断面図である。 同鋼管の処理設備の横断面図である。 同揺動体の横断面図である。 同クランプ手段を示し、（ａ）は非クランプ時の正面図、（ｂ）はクランプ時の正面図である。 同鋼管の処理設備における切断開始時の正面図である。 同鋼管の処理設備における切断加工の手順を示す概略図である。 同鋼管の処理設備における切断加工の手順を示す概略図である。 同鋼管の処理設備における開先加工の手順を示す概略図である。 同鋼管の処理設備における開先加工の手順を示す概略図である。

以下に、本発明の実施の形態１を、角形鋼管の処理に採用した状態として、図１〜図１５に基づいて説明する。本処理設備は、角形鋼管（鋼管の一例）１を切断し、切断した切断端面２に開先３を形成する。図１は角形鋼管１の切断端面２に開先３が形成された状態を示す。

たとえば各種成形機から連続して角形鋼管１を長さ方向に搬送する搬送経路５は、ローラコンベア６により形成されている。搬送経路５には、クランプ手段１１１Ａ，１１１Ｂと、搬送経路５を挟んで左右一対に配設される処理手段２１Ａ，２１Ｂとが設けられている。なお角形鋼管１は、４つの辺部１ａと４箇所の隅部（Ｒ状コーナー部）１ｂとによって四角形状に形成されており、一つの辺部１ａには突き合せ溶接部（シーム溶接部）１ｃが形成されている。

クランプ手段１１１Ａ，１１１Ｂと処理手段２１Ａ，２１Ｂとは本体１０に配設される。本体１０は、前後方向（搬送方向）に一対配設されるベース枠部１０ａと、これらベース枠部１０ａ上に配設される左右一対の縦枠部１０ｂと、これら縦枠部１０ｂの左右方向の上部間に設けられる横枠部１０ｃと、横枠部１０ｃ間に設けられた上部前後枠部１０ｄなどにより枠組状に構成されている。本体１０の中央部分には、ベース枠部１０ａと両縦枠部１０ｂと横枠部１０ｃとによって、搬送経路５が挿通される貫通部１０ｅが形成されている。

クランプ手段１１１Ａ，１１１Ｂは、処理手段２１Ａ，２１Ｂを中にして搬送経路５の方向で一対配設されるもので、それぞれ本体１０側に設けられた左右クランプ装置１１２と上下クランプ装置１２０とからなる。左右クランプ装置１１２は、そのピストンロッドを相対向させた状態で縦枠部１０ｂに取り付けられた左右一対のシリンダー装置１１３と、これらシリンダー装置１１３のピストンロッドに連結された押し引き体１１４と、この押し引き体１１４の内端部分に連結された可動体１１５と、この可動体１１５に内端部分が連結され縦枠部１０ｂ側に支持案内されるガイド体１１６と、可動体１１５の内面側に搬送経路５の方向で摺動自在に設けられた挟持体１１７と、この挟持体１１７を摺動すべく可動体１１５側に設けられる摺動用シリンダー装置１１８などにより構成されている。上下クランプ装置１２０は、ピストンロッドを下向きとした状態で横枠部１０ｃに取り付けられたシリンダー装置１２１と、このシリンダー装置１２１のピストンロッドに連結された押さえ体１２２などにより構成されている。

このように構成されたクランプ手段１１１Ａ，１１１Ｂによると、シリンダー装置１１３を伸展動させ、挟持体１１７を角形鋼管１の両側面に当接させることで、左右クランプ装置１１２によって角形鋼管１を両側からクランプすることができる。そしてシリンダー装置１２１を伸展動させ、押さえ体１２２を角形鋼管１の上面に当接させることで、ローラコンベア６のローラ７群と上下クランプ装置１２０とによって角形鋼管１を上下からクランプすることができる。また摺動用シリンダー装置１１８により、可動体１１５に対して挟持体１１７を摺動させることで、クランプしている角形鋼管１を搬送経路５の方向に移動させることができる。以上の１１２〜１２２などにより、クランプ手段１１１Ａ，１１１Ｂの一例が構成される。

処理手段２１Ａ，２１Ｂは、搬送経路５に対して接近離間方向に横移動自在として本体１０側に設けられた横移動体２２Ａ，２２Ｂと、これら本体１０側と横移動体２２Ａ，２２Ｂとの間に設けられた横移動装置２４Ａ，２４Ｂと、横移動体２２Ａ，２２Ｂに対して昇降動自在に設けられた縦移動体４０Ａ，４０Ｂと、横移動体２２Ａ，２２Ｂと縦移動体４０Ａ，４０Ｂとの間に設けられた昇降動装置４２Ａ，４２Ｂと、縦移動体４０Ａ，４０Ｂに対して揺動可能に設けられた揺動体６０Ａ，６０Ｂと、縦移動体４０Ａ，４０Ｂと揺動体６０Ａ，６０Ｂとの間に設けられた揺動装置６２Ａ，６２Ｂとを備える。

処理手段２１Ａ，２１Ｂは、左右方向に長尺なベース枠部１０ａ，１０ａを連結する連結部１０ｆと、同じく左右方向に長尺な横枠部１０ｃ，１０ｃとに、それぞれＬＭガイド２３Ａ，２３Ｂを介して支持案内されており、接近離間方向（左右方向）に横移動自在である。

本体１０側と横移動体２２Ａ，２２Ｂとの間に設けられる横移動装置２４Ａ，２４Ｂは、連結部１０ｆ上に配設されたベース板体２５Ａ，２５Ｂを有し、このベース板体２５Ａ，２５Ｂ上に螺子体（ボール螺子など）２６Ａ，２６Ｂが、その長さ方向を接近離間方向に沿った方向として配設されるとともに、両端部が軸受部材２７Ａ，２７Ｂに支持されることで、ベース板体２５Ａ，２５Ｂに回転自在に設けられている。

ベース板体２５Ａ，２５Ｂ（本体１０側）の外端側には正逆駆動自在なモータ（正逆回転駆動部の一例で、ＤＣモータなどからなる。）２８Ａ，２８Ｂが設けられ、このモータ２８Ａ，２８Ｂの出力軸と螺子体２６Ａ，２６Ｂとが、巻き掛け伝動機構２９Ａ，２９Ｂを介して連動連結されている。そして、螺子体２６Ａ，２６Ｂに螺合されるナット体３０Ａ，３０Ｂが設けられ、このナット体３０Ａ，３０Ｂは横移動体２２Ａ，２２Ｂの底面側に支持されることで、接近離間方向に移動自在に設けられている。

縦移動体４０Ａ，４０Ｂは、横移動体２２Ａ，２２Ｂに対してＬＭガイド４１Ａ，４１Ｂを介して昇降自在に設けられている。横移動体２２Ａ，２２Ｂと縦移動体４０Ａ，４０Ｂとの間に設けられる昇降動装置４２Ａ，４２Ｂは、横移動体２２Ａ，２２Ｂの上部に設けられた正逆駆動自在なモータ（正逆回転駆動部の一例で、ＤＣモータなどからなる。）４３Ａ，４３Ｂと、このモータ４３Ａ，４３Ｂの上向き出力軸に巻き掛け伝動機構４４Ａ，４４Ｂを介して連動連結された螺子体４５Ａ，４５Ｂと、縦移動体４０Ａ，４０Ｂに固定されかつ螺子体４５Ａ，４５Ｂに螺合されるナット体４６Ａ，４６Ｂなどにより構成されている。なお螺子体４５Ａ，４５Ｂの上下端部は、軸受部材４７Ａ，４７Ｂを介して横移動体２２Ａ，２２Ｂ側に回転自在に支持されている。以上の４３Ａ，４３Ｂ〜４７Ａ，４７Ｂなどにより、昇降動装置４２Ａ，４２Ｂの一例が構成される。

昇降動装置４２Ａ，４２Ｂには昇降バランス装置５０Ａ，５０Ｂが設けられている。横移動体２２Ａ，２２Ｂの上部には、保持枠体５１Ａ，５１Ｂを介して鎖輪５２Ａ，５２Ｂが遊転自在に設けられており、この鎖輪５２Ａ，５２Ｂに掛けられたチェーン５３Ａ，５３Ｂの一端部が、連結部材５４Ａ，５４Ｂを介して縦移動体４０Ａ，４０Ｂに連結されている。チェーン５３Ａ，５３Ｂの他端部は連結部材５４Ａ，５４Ｂを介してバランスウエイト５５Ａ，５５Ｂに連結されている。バランスウエイト５５Ａ，５５Ｂは、横移動体２２Ａ，２２Ｂの内部に昇降可能に収容されている。以上の５１Ａ，５１Ｂ〜５５Ａ，５５Ｂなどにより、昇降バランス装置５０Ａ，５０Ｂの一例が構成される。

横移動装置２４Ａ，２４Ｂによって横移動体２２Ａ，２２Ｂを横移動させるとともに、昇降動装置４２Ａ，４２Ｂによって縦移動体４０Ａ，４０Ｂを昇降動させることにより、縦移動体４０Ａ，４０Ｂは、搬送経路５に対して接近離間方向に横移動自在でかつ昇降自在に構成される。

なお、縦移動体４０Ａ，４０Ｂにはシリンダー装置４８Ａ，４８Ｂが設けられている。詳細な説明はしないが、シリンダー装置４８Ａ，４８Ｂは、縦移動体４０Ａ，４０Ｂに掛けられた過負荷を吸収する。

揺動体６０Ａ，６０Ｂは、搬送経路５側の上部が、縦移動体４０Ａ，４０Ｂに係止された揺動軸６３Ａ，６３Ｂによって揺動可能に支持されている。揺動体６０Ａ，６０Ｂを揺動させる揺動装置６２Ａ，６２Ｂは、縦移動体４０Ａ，４０Ｂの下部に設けられている。揺動装置６２Ａ，６２Ｂは、ピストンロッドを搬送経路５側に向けたシリンダー装置７１Ａ，７１Ｂを備えており、そのピストンロッドは揺動体６０Ａ，６０Ｂの下部に連結されている。

揺動体６０Ａ，６０Ｂの搬送経路５側の下部には、搬送経路５に沿った軸心６９Ａ，６９Ｂを有する駆動軸７９Ａ，７９Ｂを介して回転自在に設けられた切断・開先加工用刃体８２Ａ，８２Ｂと、駆動軸７９Ａ，７９Ｂに連動した回転駆動部９０Ａ，９０Ｂを備える。回転駆動部９０Ａ，９０Ｂの駆動軸９１Ａ，９１Ｂは、歯車で連結された回転軸９２Ａ，９２Ｂ、９３Ａ，９３Ｂ、９４Ａ，９４Ｂを介して減速されて駆動軸７９Ａ，７９Ｂに連動されている。回転駆動部９０Ａ，９０Ｂは、巻き掛け伝動機構９５Ａ，９５Ｂを介して、横移動体２２Ａ，２２Ｂに設けられた駆動モータ９７Ａ，９７Ｂに連動連結されている。なお、回転駆動部９０Ａ，９０Ｂと駆動モータ９７Ａ，９７Ｂとは連結部材７６Ａ，７６Ｂによって連結されている。駆動モータ９７Ａ，９７ＢはＬＭガイド９８Ａ，９８Ｂを介して横移動体２２Ａ，２４Ｂに設置されており、水平方向に移動可能である。

縦移動体４０Ａ，４０Ｂの搬送経路５に沿った前部と後部とには、揺動体６０Ａ，６０Ｂを位置決めするための揺動位置決め装置１００Ａ，１００Ｂが設けられている。揺動位置決め装置１００Ａ，１００Ｂは、シリンダー装置１０１Ａ，１０１Ｂを備えており、揺動体６０Ａ，６０Ｂにはシリンダー装置１０１Ａ，１０１Ｂのピストンロッドが嵌入される孔部１０２Ａ，１０２Ｂが形成されている。シリンダー装置１０１Ａ，１０１Ｂのピストンロッドが孔部１０２Ａ，１０２Ｂに嵌入されて、揺動体６０Ａ，６０Ｂが位置決めされる。

シリンダー装置１０１Ａ，１０１Ｂを駆動して、ピストンロッドを揺動体６０Ａ，６０Ｂの孔部１０２Ａ，１０２Ｂから離間させた状態で、シリンダー装置７１Ａ，７１Ｂを駆動して、揺動体６０Ａ，６０Ｂを揺動させることができる。

切断・開先加工用刃体８２Ａ，８２Ｂは、切断用刃８３Ａ，８３Ｂと、切断用刃８３Ａ，８３Ｂを挟みこんだ状態で左右対称となるように切断用刃８３Ａ，８３Ｂの両側に取り付けられる開先加工用刃８４Ａ，８４Ｂとを備えている。開先加工用刃８４Ａ，８４Ｂの外周縁には傾斜刃面（研磨面）８５Ａ，８５Ｂが設けられている。開先加工用刃８４Ａ，８４Ｂの外側には、各々習いローラ８６Ａ，８６Ｂが遊転自在に設けられている。以上の２２Ａ，２２Ｂ〜１０２Ａ，１０２Ｂなどにより処理手段２１Ａ，２１Ｂの一例が構成される。なお、両処理手段２１Ａ，２１Ｂの下方には、切屑などを受け止めて排出するための排出装置が設けられている。

以下に、上記した実施の形態１における作用を説明する。図１０（ａ）に示すように、左右クランプ装置１１２のシリンダー装置１１３を収縮動させて挟持体１１７を離間動させるとともに、上下クランプ装置１２０のシリンダー装置１２１を収縮動させて押さえ体１２２を上昇動させることで、両クランプ手段１１１Ａ，１１１Ｂを非クランプ姿勢とする。そして両処理手段２１Ａ，２１Ｂにおいて、図１１に示すように、横移動体２２Ａ，２２Ｂを搬送経路５に対して離間動させる。さらに、一方の処理手段２１Ａにおいては縦移動体４０Ａを下降させ、他方の処理手段２１Ｂにおいては縦移動体４０Ｂを上昇させる。

この状態で、前工程（各種成形機）側にある角形鋼管１を、ローラコンベア６によって搬送経路５上を長さ方向に搬送する。角形鋼管１は、先端が切断用刃８２Ａ，８２Ｂを少し越えた所定の位置まで搬送される。次いで図１０（ｂ）に示すように、クランプ手段１１１Ａ，１１１Ｂを用いて角形鋼管１をクランプする。すなわち、左右クランプ装置１１２のシリンダー装置１１３を伸展動させて挟持体１１７を角形鋼管１の両側面に当接させ、角形鋼管１の両側をクランプする。また、上下クランプ装置１２０のシリンダー装置１２１を伸展動させて角形鋼管１の上面に押さえ体１２２を当接させ、角形鋼管１をローラコンベア６のローラ７群との間で上下からクランプする。

クランプ手段１１１Ａ，１１１Ｂを用いて角形鋼管１を所定位置に固定した状態で、処理手段２１Ａ，２１Ｂを作動させて角形鋼管１先端の切断除去を行う。すなわち、駆動モータ９７Ａ，９７Ｂを駆動することで、巻き掛け伝動機構９５Ａ，９５Ｂを介して回転駆動部９０Ａ，９０Ｂを回転させる。回転駆動部９０Ａ，９０Ｂに設けられた歯車を回転軸９２Ａ，９２Ｂ、９３Ａ，９３Ｂ、９４Ａ，９４Ｂに設けられた歯車と順次噛み合わせて減速した状態で、駆動軸７９Ａ，７９Ｂに設けられた切断・開先加工用刃体８２Ａ，８２Ｂを駆動回転させる。

図１１に示す状態で、横移動装置２４Ａ，２４Ｂのモータ２８Ａ，２８Ｂを駆動して螺子体２６Ａ，２６Ｂを回転させる。螺子体２６Ａ，２６Ｂは、横移動体２２Ａ，２２Ｂ側のナット体３０Ａ，３０Ｂに螺合しており、横移動体２２Ａ，２２Ｂを搬送経路５に対して接近方向に横移動させることができる。

図１２（ａ）に示す状態から切断・開先加工用刃体８２Ａ，８２Ｂを横移動させる。図１２（ｂ）に示すように、一方の切断・開先加工用刃体８２Ａの軸心６９Ａが下部の辺部１ａ中央に下方から対向したときに、一方の横移動装置２４Ａを停止するとともに、他方の切断・開先加工用刃体８２Ｂの軸心６９Ｂが上部の辺部１ａ中央に上方から対向したときに、他方の横移動装置２４Ｂを停止する。

次に、昇降動装置４２Ａ，４２Ｂのモータ４３Ａ，４３Ｂを駆動して螺子体４５Ａ，４５Ｂを回転させる。螺子体４５Ａ，４５Ｂは、縦移動体４０Ａ，４０Ｂ側のナット体４６Ａ，４６Ｂに螺合されているので、縦移動体４０Ａ，４０Ｂを昇降動させることができる。すなわち、一方の縦移動体４０Ａを上昇動させて、図１２（ｃ）に示すように、回転している切断用刃８３Ａを下方から辺部１ａに入り込ませる。さらに、他方の縦移動体４０Ｂを下降動させて、回転している切断用刃８３Ｂを上方から辺部１ａに入り込ませる。

入り込んだ切断用刃８３Ａが、図１２（ｄ）に示すように、辺部１ａの上面側に抜ける直前に位置したとき、横移動装置２４Ａを駆動して横移動体２２Ａを横移動させる。さらに、揺動位置決め装置１００Ａを解除してシリンダー装置７１Ａを駆動して揺動体６０Ａを揺動させて、辺部１ａの上面側に抜ける直前に位置している切断用刃８３Ａを斜めに傾いた方向に上昇動させる。

入り込んだ切断用刃８３Ｂが、図１２（ｄ）に示すように、辺部１ａの下面側に抜ける直前に位置したとき、横移動装置２４Ｂを駆動して横移動体２２Ｂを横移動させる。さらに、揺動位置決め装置１００Ｂを解除してシリンダー装置７１Ｂを駆動して揺動体６０Ｂを揺動させて、辺部１ａの下面側に抜ける直前に位置している切断用刃８３Ｂを斜めに傾いた方向に下降動させる。このとき切断用刃８３Ｂは図６に示すイの位置からロの位置へ移動する。

揺動体６０Ａ，６０Ｂを駆動することによって、切断用刃８３Ａ，８３Ｂに斜め方向の力を加えることができるので、横移動体２２Ａ，２２Ｂと縦移動体４０Ａ，４０Ｂのみ駆動する場合よりも安定した状態で切断用刃８３Ａ，８３Ｂを斜めに傾いた方向に移動させることができる。

図１２（ｅ）に示すように、切断用刃８３Ａの刃先が辺部１ａの上面側に抜け、切断用刃８３Ｂの刃先が辺部１ａの下面側に抜けて、軸心６９Ａと６９Ｂとが角形鋼管１の外周面との間に一定の距離を保持した状態で、縦移動体４０Ａ，４０Ｂと揺動体６０Ａ，６０Ｂとの駆動を停止する。

以後、切断用刃８３Ａは、刃先が角形鋼管１の内面側に抜け、軸心６９Ａと角形鋼管１の外周面との間に一定の距離を保持した状態で、角形鋼管１の一方側に沿って移動して角形鋼管１の一方側を切断する。さらに、切断用刃８３Ｂは、刃先が角形鋼管１の内面側に抜け、軸心６９Ｂと角形鋼管１の外周面との間に一定の距離を保持した状態で、角形鋼管１の他方側に沿って移動して角形鋼管１の他方側を切断する。

まず、図１２（ｅ）に示す状態から、一方の横移動体２２Ａを横移動させ、回転駆動している切断用刃８３Ａを一方側の隅部１ｂに向かって移動させて、下部辺部１ａを切断する。また、他方の横移動体２２Ｂを横移動させ、回転駆動している切断用刃８３Ｂを他方側の隅部１ｂに向かって移動させて、上部辺部１ａを切断する。

図１２（ｆ）に示すように、切断用刃８３ＡがＲ状に形成された下部隅部１ｂの下端に位置すると、縦移動体４０Ａを駆動し、さらに揺動体６０Ａを駆動する。横移動体２２Ａを横移動させるとともに縦移動体４０Ａを上昇動させ、さらに揺動体６０Ａを揺動させて、下部隅部１ｂのＲに沿って切断用刃８３Ａを移動させる。さらに、切断用刃８３ＢがＲ状に形成された上部隅部１ｂの上端に位置すると、縦移動体４０Ｂを駆動し、さらに揺動装置６２Ｂを駆動する。横移動体２２Ｂを横移動させるとともに縦移動体４０Ｂを下降動させ、さらに揺動体６０Ｂを揺動させて、上部隅部１ｂのＲに沿って切断用刃８３Ｂを移動させる。

切断用刃８３Ａ，８３Ｂは、隅部１ｂを切断する間に、進行方向が水平方向から垂直方向に変化するので、横移動体２２Ａ，２２Ｂと縦移動体４０Ａ，４０Ｂとのみ駆動して、隅部１ｂを安定した状態で切断することは難しい。揺動装置６２Ａ，６２Ｂを駆動して切断用刃８３Ａ，８３Ｂに斜め方向の力を加えることによって、安定した切断を行うことができる。

図１３（ａ）に示すように、切断用刃８３ＡがＲ状に形成された下部隅部１ｂを切断して下部隅部１ｂの上端に位置すると、横移動装置２４Ａおよび揺動体６０Ａの駆動を停止して、縦移動体４０Ａを上昇動させ、切断用刃８３Ａを一方側の辺部１ａに沿って上方に移動させる。さらに、切断用刃８３ＢがＲ状に形成された上部隅部１ｂの下端に位置すると、横移動装置２４Ｂおよび揺動体６０Ｂの駆動を停止して、縦移動体４０Ｂを下降動させ、切断用刃８３Ｂを他方側の辺部１ａに沿って下方に移動させる。

図１３（ｂ）に示すように、切断用刃８３Ａが、Ｒ状に形成された上部隅部１ｂの下端に位置すると、横移動装置２４Ａを駆動して横移動体２２Ａを横移動させるとともに揺動体６０Ａを揺動させる。縦移動体４０Ａを上昇動させ、横移動体２２Ａを横移動させ、さらに揺動体６０Ａを駆動して、上部隅部１ｂのＲに沿って切断用刃８３Ａを移動させる。さらに、切断用刃８３Ｂが、Ｒ状に形成された下部隅部１ｂの上端に位置すると、横移動装置２４Ｂを駆動して横移動体２２Ｂを横移動させるとともに揺動体６０Ｂを揺動させる。縦移動体４０Ｂを下降動させ、横移動体２２Ｂを横移動させ、さらに揺動体６０Ｂを駆動して、下部隅部１ｂのＲに沿って切断用刃８３Ｂを移動させる。

切断用刃８３Ａ，８３Ｂは、隅部１ｂを切断する間に、進行方向が垂直方向から水平方向に変化するので、横移動体２２Ａ，２２Ｂと縦移動体４０Ａ，４０Ｂとのみ駆動して、隅部１ｂを安定した状態で切断することは難しい。揺動装置６２Ａ，６２Ｂを駆動して切断用刃８３Ａ，８３Ｂに斜め方向の力を加えることによって、安定した切断を行うことができる。

図１３（ｃ）に示すように、切断用刃８３Ａが、Ｒ状に形成された上部隅部１ｂを切断して上部隅部１ｂの上端に位置すると、縦移動体４０Ａの駆動を停止し、さらに揺動体６０Ａの駆動を停止した状態で、横移動体２２Ａを横移動させ、切断用刃８３Ａを一方側上部の辺部１ａに沿って移動させる。さらに、切断用刃８３Ｂが、Ｒ状に形成された下部隅部１ｂを切断して下部隅部１ｂの下端に位置すると、縦移動体４０Ｂの駆動を停止し、さらに揺動体６０Ｂの駆動を停止した状態で、横移動体２２Ｂを横移動させ、切断用刃８３Ｂを他方側下部の辺部１ａに沿って移動させる。

図１３（ｄ），（ｅ）に示すように、切断用刃８３Ａの回転中心が、上部辺部１ａの中央部に上方から対向したときに、横移動装置２４Ａを停止する。さらに、切断用刃８３Ｂの回転中心が下部辺部１ａの中央部に下方から対向したときに、他方の横移動装置２４Ｂを停止する。昇降動装置４２Ａを駆動して一方の縦移動体４０Ａを上昇動させ、上部の辺部１ａに入り込んでいる切断用刃８３Ａを抜き取る。さらに、昇降動装置４２Ｂを駆動して他方の縦移動体４０Ｂを下降動させ、下部の辺部１ａに入り込んでいる切断用刃８３Ｂを抜き取る。

このように、横移動装置２４Ａ，２４Ｂによって横移動体２２Ａ，２２Ｂを横移動させる動作と、昇降動装置４２Ａ，４２Ｂによって縦移動体４０Ａ，４０Ｂを昇降動させる動作と、シリンダー装置７１Ａ，７１Ｂによって揺動体６０Ａ，６０Ｂを揺動させる動作との組み合わせ動作により、回転駆動している一対の切断用刃８３Ａと８３Ｂとを角形鋼管１の外周面に沿って移動させて、角形鋼管１の先端の切断を行うことができる。なお、切断した先端部分１Ａは、たとえば落下させて除去される。

揺動体６０Ａ，６０Ｂを駆動して、辺部１ａの上面側に抜ける直前に位置している切断用刃８３Ａを、斜めに傾いた方向に上昇動させて辺部１ａの上面側に抜き、さらに、辺部１ａの下面側に抜ける直前に位置している切断用刃８３Ｂを、斜めに傾いた方向に下降動させて辺部１ａの下面側に抜くことによって、切断面にバリが出ることを防止することができるとともに、切断用刃８３Ａ，８３Ｂに掛かる負荷を軽減することができる。

隅部１ｂは、隅部１ｂのＲに沿って切断用刃８３Ａ，８３Ｂを移動させて切断されるので、隅部１ｂの切断面にバリが出ることを防止することができるとともに、切断用刃８３Ａ，８３Ｂに掛かる負荷を軽減することができる。

つぎに、角形鋼管１の切断端面２に対して開先加工を行う。開先加工は、切断・開先加工用刃体８２Ａ，８２Ｂを上述した切断加工のルートを概ね逆方向に移動させて行われる。すなわち、図１４（ａ）〜（ｃ）に示すように、一方の縦移動体４０Ａを下降動させて、回転駆動している開先加工用刃８４Ａの傾斜刃面８５Ａを上部辺部１ａに当接させ、昇降動装置４２Ａを停止する。さらに、他方の縦移動体４０Ｂを上昇動させて回転駆動している開先加工用刃８４Ｂの傾斜刃面８５Ｂを下部辺部１ａに当接させ、昇降動装置４２Ｂを停止する。

開先加工用刃８４Ａ，８４Ｂを横移動，昇降動または揺動させて開先加工をする際に、習いローラ８６Ａ，８６Ｂが辺部１ａや隅部１ｂの外面に当接して遊転しながら移動するので、開先加工用刃８４Ａ，８４Ｂによる加工位置（加工姿勢）を好適にすることができるとともに、開先加工用刃８４Ａ，８４Ｂの損傷を減らすことができる。

図１４（ｃ）に示す状態から、一方の横移動体２２Ａを横移動させて、回転駆動している開先加工用刃８４Ａを一方側の上部隅部１ｂに向かって移動させて、上部辺部１ａの開先加工を行う。さらに、他方の横移動体２２Ｂを横移動させて、回転駆動している開先加工用刃８４Ｂを他方側の下部隅部１ｂに向かって移動させて、下部辺部１ａの開先加工を行う。

図１４（ｄ）に示すように、開先加工用刃８４Ａが、Ｒ状に形成された上部隅部１ｂの上端に位置すると、縦移動体４０Ａを駆動し、さらに揺動体６０Ａを駆動する。横移動体２２Ａを横移動させるとともに縦移動体４０Ａを下降動させ、さらに揺動体６０Ａを揺動させて、上部隅部１ｂのＲに沿って開先加工用刃８４Ａを移動させる。さらに、開先加工用刃８４ＢがＲ状に形成された下部隅部１ｂの下端に位置すると、縦移動体４０Ｂを駆動し、さらに揺動装置６２Ｂを駆動する。横移動体２２Ｂを横移動させるとともに縦移動体４０Ｂを上昇動させ、さらに揺動体６０Ｂを揺動させて、下部隅部１ｂのＲに沿って開先加工用刃８４Ｂを移動させる。

開先加工用刃８４Ａ，８４Ｂは、隅部１ｂの開先加工をする間に、進行方向が水平方向から垂直方向に変化するので、横移動体２２Ａ，２２Ｂと縦移動体４０Ａ，４０Ｂとのみ駆動して、安定した状態で隅部１ｂの開先加工をすることは難しい。揺動装置６２Ａ，６２Ｂを駆動して開先加工用刃８４Ａ，８４Ｂに斜め方向の力を加えることによって、安定した開先加工を行うことができる。

図１４（ｅ）に示すように、開先加工用刃８４Ａが上部隅部１ｂの下端に位置すると、横移動体２２Ａと揺動装置６２Ａとの駆動を停止する。縦移動体４０Ａを下降動させて開先加工用刃８４Ａを一方側の辺部１ａに沿って下方に移動させる。さらに、開先加工用刃８４Ｂが下部隅部１ｂの上端に位置すると、横移動体２２Ｂと揺動装置６２Ｂとの駆動を停止する。縦移動体４０Ｂを上昇動させて開先加工用刃８４Ｂを他方側の辺部１ａに沿って上方に移動させる。

図１４（ｆ）に示すように、開先加工用刃８４Ａが下部隅部１ｂの上端に位置すると、横移動装置２４Ａを駆動して横移動体２２Ａを横移動させるとともに揺動体６０Ａを揺動させる。縦移動体４０Ａを下降動させ、横移動体２２Ａを横移動させ、さらに揺動体６０Ａを駆動して、下部隅部１ｂのＲに沿って開先加工用刃８４Ａを移動させる。さらに、開先加工用刃８４Ｂが、Ｒ状に形成された上部隅部１ｂの下端に位置すると、横移動装置２４Ｂを駆動して横移動体２２Ｂを横移動させるとともに揺動体６０Ｂを揺動させる。縦移動体４０Ｂを上昇動させ、横移動体２２Ｂを横移動させ、さらに揺動体６０Ｂを駆動して、上部隅部１ｂのＲに沿って開先加工用刃８４Ｂを移動させる。

開先加工用刃８４Ａ，８４Ｂは、隅部１ｂの開先加工をする間に、進行方向が垂直方向から水平方向に変化するので、横移動体２２Ａ，２２Ｂと縦移動体４０Ａ，４０Ｂとのみ駆動して、安定した状態で隅部１ｂの開先加工をすることは難しい。揺動装置６２Ａ，６２Ｂを駆動して開先加工用刃８４Ａ，８４Ｂに斜め方向の力を加えることによって、安定した開先加工を行うことができる。

図１５（ａ）に示すように、開先加工用刃８４Ａが下部隅部１ｂの下端に位置すると、縦移動体４０Ａと揺動装置６２Ａとの駆動を停止する。横移動体２２Ａを横移動させて開先加工用刃８４Ａを一方側下部の辺部１ａに沿って移動させる。さらに、開先加工用刃８４Ｂが上部隅部１ｂの上端に位置すると、縦移動体４０Ｂと揺動装置６２Ｂとの駆動を停止する。横移動体２２Ｂを横移動させて開先加工用刃８４Ｂを他方側上部の辺部１ａに沿って移動させる。

図１５（ｂ）に示すように、開先加工用刃８４Ａの軸心６９Ａが、下部辺部１ａの中央部に下方から対向したときに、一方の横移動体２２Ａの横移動を停止する。さらに、開先加工用刃８４Ｂの軸心６９Ｂが上部辺部１ａの中央部に上方から対向したときに、他方の横移動体２２Ｂの横移動を停止する。縦移動体４０Ａを駆動して一方の縦移動体４０Ａを下降動させ、下部辺部１ａに当接している開先加工用刃８４Ａを下方に引き離して縦移動体４０Ａの下降動を停止する。さらに、縦移動体４０Ｂを駆動して他方の縦移動体４０Ｂを上昇動させ、上部辺部１ａに当接している開先加工用刃８４Ｂを上方に引き離して縦移動体４０Ｂの上昇動を停止する。

図１５（ｃ）に示すように、横移動体２２Ａを横移動させて、開先加工用刃８４Ａをホームポジションに移動させる。さらに、横移動体２２Ｂを横移動させて、開先加工用刃８４Ｂをホームポジションに移動させる。そして両クランプ手段１１１Ａ，１１１Ｂを非クランプ姿勢（クランプ解除）とする。開先加工を行った角形鋼管１は、搬送経路５上をローラコンベア６によって搬送される。図１５（ｄ）は、開先加工用刃８４Ａ，８４Ｂがホームポジションに戻った状態を示す。

開先加工用刃８４Ａ，８４Ｂは、辺部１ａおよび隅部１ｂに沿って移動するので、開先加工用刃８４Ａ，８４Ｂに掛かる負荷を軽減することができるとともに良好な開先を形成することができる。

上述では、角形鋼管１先端の切断と、切断された先端の切断端面２に対する開先加工を行っているが、同様にして、角形鋼管１後端の切断と、切断された後端の切断端面２に対する開先加工を行うことができる。また、角形鋼管１の中間の切断、すなわち所定寸法の切断を行ったのち、この切断により生じた一対（前後両側）の切断端面２に対して、切断・開先加工用刃体８２Ａ，８２Ｂによって同時に開先加工を行うことができる。

たとえば切断用刃による角形鋼管１の中間部の切断を行った後、上下クランプ装置１２０によるクランプを開放し、摺動用シリンダー装置１１８によって両クランプ手段１１１Ａ，１１１Ｂの挟持体１１７を搬送経路５の方向において互いに離間動させることで、クランプ手段１１１Ａ，１１１Ｂによりクランプしている角形鋼管１を互いに離間動させて、切断端面２間の隙間距離を調整することができる。これによって、角形鋼管１のサイズや開先加工用刃の厚さの変化などに対応して、上下クランプ装置１２０をクランプした状態で、両切断端面の開先加工を同時に好適に行うことができる。

なお、本処理設備は、種々の角形鋼管１に対応することができる。たとえば短外寸で薄肉な角形鋼管に対しても、切断・開先加工用刃体８２Ａ，８２Ｂの横移動，昇降動あるいは揺動を制御することで、同様に切断や開先加工を行うことができる。

このようにして角形鋼管１の切断端面２に対して開先加工を行って開先を形成することができる。すなわち、処理手段２１Ａ，２１Ｂを配設した１箇所において、角形鋼管１の切断を行って切断端面２を形成し、切断端面２に対して開先を形成することができる。クランプ手段１１１Ａ，１１１Ｂは処理手段２１Ａ，２１Ｂに対応した位置のみに設けられる。これによって、製造ラインを短くすることができ、設備の小型化、低価格化を図ることができる。

上記の実施の形態では、横移動装置２４Ａ，２４Ｂや昇降動装置４２Ａ，４２Ｂとして螺子体２６Ａ，２６Ｂ、４５Ａ，４５Ｂを使用した形式が示されているが、シリンダー装置を使用した形式や駆動チェーンを使用した形式などであってもよい。

このように、角形鋼管１を長さ方向に搬送する搬送経路５の部分に、角形鋼管１のクランプ手段１１１Ａ，１１１Ｂと、搬送経路５を挟んだ左右一対の処理手段２１Ａ，２１Ｂとが設けられ、処理手段２１Ａ，２１Ｂは搬送経路５に対して接近離間方向に横移動自在として、本体１０側に設けられた横移動体２２Ａ，２２Ｂと、本体１０と横移動体２２Ａ，２２Ｂとの間に設けられ横移動体２２Ａ，２２Ｂを駆動する横移動装置２４Ａ，２４Ｂと、横移動体２２Ａ，２２Ｂに対して昇降動自在に設けられた縦移動体４０Ａ，４０Ｂと、横移動体２２Ａ，２２Ｂと縦移動体４０Ａ，４０Ｂとの間に設けられ縦移動体４０Ａ，４０Ｂを駆動する昇降動装置４２Ａ，４２Ｂと、縦移動体４０Ａ，４０Ｂに対して搬送経路５に沿った前後方向軸心の周りに揺動可能に支持される揺動体６０Ａ，６０Ｂと、縦移動体４０Ａ，４０Ｂと揺動体６０Ａ，６０Ｂとの間に設けられ揺動体６０Ａ，６０Ｂを駆動する揺動装置６２Ａ，６２Ｂと、角形鋼管１を切断する切断用刃８３Ａ，８３Ｂと、切断用刃８３Ａ，８３Ｂが切断した鋼管端面の開先加工を行う開先加工用刃８４Ａ，８４Ｂとを同一軸心上に一体的に備え揺動体６０Ａ，６０Ｂに回転自在に取付けられる切断・開先加工用刃体８２Ａ，８２Ｂとを備えているので、処理設備である処理手段２１Ａ，２１Ｂを構成する部品点数および加工時間を減らすことができる。鋼管１の内面側に抜ける直前に位置している切断用刃８３Ａ，８３Ｂを斜めに傾いた方向に移動させて切断用刃８３Ａ，８３Ｂの刃先を鋼管１の内面側に抜く場合、あるいは鋼管１の隅部１ｂを切断する場合に、揺動体６０Ａ，６０Ｂを揺動させて切断用刃８３Ａ，８３Ｂに斜め方向の力を加えることによって、切断用刃８３Ａ，８３Ｂに掛かる負荷を減らし、鋼管１の切断面にバリが出ることを防止することができる。

さらに、開先加工用刃８４Ａ，８４Ｂが、切断用刃８３Ａ，８３Ｂの両側に切断用刃８３Ａ，８３Ｂを中心として左右対称に設けられているので、鋼管１の中間部を切断した後、この切断により生じた一対（前後両側）の切断端面に対して同時に開先加工を行うことができる。

さらに、揺動体６０Ａ，６０Ｂは、搬送経路５側上部が縦移動体４０Ａ，４０Ｂに対して揺動可能に支持されており、搬送経路５側下部に切断・開先加工用刃体８２Ａ，８２Ｂが取り付けられているので、揺動体６０Ａ，６０Ｂを揺動させて容易に切断用刃８３Ａ，８３Ｂに斜め方向の力を加えることができる。

本実施の形態では角形鋼管の切断および切断面の開先加工について説明したがこれに限定されるものではない。たとえば、丸形鋼管の切断および切断面の開先加工を行う場合にも適用することができる。この場合には、ローラコンベア６は鼓形ローラ群により形成され、クランプ手段１１１Ａ，１１１Ｂの挟持体１１７の内周面が凹円弧状面に形成され、さらに押さえ体１２２の下面が凹円弧状面に形成される。

１ 角形鋼管（鋼管）
２ 切断端面
３ 開先
５ 搬送経路
６ ローラコンベア
１０ 本体
２１Ａ，２１Ｂ 処理手段
２２Ａ，２２Ｂ 横移動体
２３Ａ，２３Ｂ ＬＭガイド
２４Ａ，２４Ｂ 横移動装置
２５Ａ，２５Ｂ ベース板体
２６Ａ，２６Ｂ 螺子体
２７Ａ，２７Ｂ 軸受部材
２８Ａ，２８Ｂ モータ
２９Ａ，２９Ｂ 巻き掛け伝動機構
３０Ａ，３０Ｂ ナット体
４０Ａ，４０Ｂ 縦移動体
４１Ａ，４１Ｂ ＬＭガイド
４２Ａ，４２Ｂ 昇降動装置
４３Ａ，４３Ｂ モータ
４４Ａ，４４Ｂ 巻き掛け伝動機構
４５Ａ，４５Ｂ 螺子体
４６Ａ，４６Ｂ ナット体
４７Ａ，４７Ｂ 軸受部材
４８Ａ，４８Ｂ シリンダー装置
５０Ａ，５０Ｂ 昇降バランス装置
５１Ａ，５１Ｂ 保持枠体
５２Ａ，５２Ｂ 鎖輪
５３Ａ，５３Ｂ チェーン
５４Ａ，５４Ｂ 連結部材
５５Ａ，５５Ｂ バランスウエイト
６０Ａ，６０Ｂ 揺動体
６２Ａ，６２Ｂ 揺動装置
６３Ａ，６３Ｂ 揺動軸
６９Ａ，６９Ｂ 軸心
７１Ａ，７１Ｂ シリンダー装置
７６Ａ，７６Ｂ 連結部材
７９Ａ，７９Ｂ 駆動軸
８２Ａ，８２Ｂ 切断・開先加工用刃体
８３Ａ，８３Ｂ 切断用刃
８４Ａ，８４Ｂ 開先加工用刃
８５Ａ，８５Ｂ 傾斜刃面（研磨面）
８６Ａ，８６Ｂ 習いローラ
９０Ａ，９０Ｂ 回転駆動部
９１Ａ，９１Ｂ 駆動軸
９２Ａ，９２Ｂ，９３Ａ，９３Ｂ，９４Ａ，９４Ｂ 回転軸
９５Ａ，９５Ｂ 巻き掛け伝動機構
９８Ａ，９８Ｂ ＬＭガイド
１００Ａ，１００Ｂ 揺動位置決め装置
１０１Ａ，１０１Ｂ シリンダー装置
１０２Ａ，１０２Ｂ 孔部
１１１Ａ，１１１Ｂ クランプ手段
１１２ 左右クランプ装置
１１３ シリンダー装置
１１４ 押し引き体
１１５ 可動体
１１６ ガイド体
１１７ 挟持体
１１８ 摺動用シリンダー装置
１２０ 上下クランプ装置
１２１ シリンダー装置
１２２ 押さえ体

Claims (3)

1. 鋼管を長さ方向に搬送する搬送経路の部分に、鋼管のクランプ手段と、搬送経路を挟んだ左右一対の処理手段とが設けられ、処理手段は、搬送経路に対して接近離間方向に横移動自在として本体側に設けられた横移動体と、本体と横移動体との間に設けられ横移動体を駆動する横移動装置と、横移動体に対して昇降動自在に設けられた縦移動体と、横移動体と縦移動体との間に設けられ縦移動体を駆動する昇降動装置と、
   縦移動体に対して搬送経路に沿った前後方向軸心の周りに揺動可能に支持される揺動体と、縦移動体と揺動体との間に設けられ揺動体を駆動する揺動装置と、縦移動体に設けられ揺動体を位置決めする揺動位置決め装置と、搬送経路に沿った軸心を有する駆動軸を介して揺動体に回転自在に取付けられた切断・開先加工用刃体と、駆動軸に回転駆動部を介して連動連結された駆動モータとを備え、
   切断・開先加工用刃体は、鋼管を切断する切断用刃と、切断用刃が切断した鋼管端面の開先加工を行う開先加工用刃とを同一軸心上に一体的に備えており、
   横移動装置によって横移動体を横移動させる動作と、昇降動装置によって縦移動体を昇降動させる動作との組み合わせ動作により、回転駆動している一対の切断用刃を鋼管の外周面に沿って移動させて、鋼管の切断を行ったのち、引き続いて、横移動装置によって横移動体を横移動させる動作と、昇降動装置によって縦移動体を昇降動させる動作との組み合わせ動作により、回転駆動している一対の開先加工用刃によって鋼管端面の開先加工を行うように構成し、
   切断開始時に切断用刃が鋼管の内面側に抜ける前や、切断用刃が鋼管の隅部を切断する際に、揺動位置決め装置を解除して揺動装置により揺動体を揺動させて切断用刃を斜めに傾いた方向に移動させるように構成したことを特徴とする鋼管の処理設備。
2. 開先加工用刃は、切断用刃を挟み込んだ状態で左右対称となるように設けられることを特
   徴とする請求項１に記載の鋼管の処理設備。
3. 揺動体は、搬送経路側上部が縦移動体に対して揺動可能に支持されており、搬送経路側下
   部に切断・開先加工用刃体が取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記
   載の鋼管の処理設備。

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