JP5863487B2 - 溶接ビード切削装置 - Google Patents

Description

本発明は、溶接ビードの余盛を切削する溶接ビード切削装置に関するものである。

鋼材等の金属材料を溶接した母材は、その接合部に溶接ビードが形成されている。従来、溶接ビードのうち母材の表面よりも突出した部分である余盛は、ディスクグラインダーにより研削されて除去されている。しかし、ディスクグラインダーによる除去は、多量の粉塵が発生する上に、騒音が大きいことから、作業場の環境が悪くなるだけでなく、作業場周辺からの苦情も多くなっていた。

そこで、粉塵の発生が少ないものとして、フライスカッターによる切削で、母材の表面にある溶接ビードの余盛を除去する溶接ビード削り装置が特許文献１に記載されている。この溶接ビード削り装置は、フレームの左右両側に配された調整手段の調整用ボルトを母材に当接させ、この調整用ボルトを締めたり緩めたりして、フライスカッターと母材との隙間が一定になるように調整して、母材にセットされることで、許容範囲を超えて、溶接ビードの余盛の削り残しが生じたり又は母材が削られたりすることを防止している。

特開平１０−１９３１８１号公報

しかし、図１１に示すように、二枚の平板状の金属材料９１ａ、９１ｂを互いに水平に並べ、その辺同士を突き合わせて溶接した母材９０は、溶接ビード９２を境にして反りが生じることがある（図１１のａは、溶接ビード９２を境にして母材９０が下に反っている場合であり、図１１のｂは、溶接ビード９２を境にして母材９０が上に反っている場合である）。例えば、溶接ビードと、この溶接ビードから約３００ｍｍ離れたところとでは上下方向に最大約３ｍｍの差が生じることがある。このため、フレームの左右両側に配された調整手段の間隔が大きい場合には、この反りによる影響を大きく受けることになり、母材にセットする度に、フライスカッターと母材との隙間の調整を行わなくては、許容範囲を超えて、溶接ビードの余盛の削り残しが生じたり又は母材が削られたりすることになる。それ故、母材にセットする度に、フライスカッターと母材との隙間の調整を行わなくてはならず、作業効率が悪かった。

そこで、本発明は、溶接ビードを境にして生じる母材の反りの影響を小さくして、一度、エンドミルと母材との隙間の調整を行うと、再度この調整を行わなくても、母材に形成された溶接ビードの余盛を切削して除去することができる溶接ビード切削装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の溶接ビード切削装置は、金属製の母材に形成された溶接ビードの余盛（溶接ビードのうち母材の表面よりも突出した部分）の左右両側で前記母材の上面に当接する一対の支持体と、前記溶接ビードの余盛を切削するエンドミルを有し、前記エンドミルが前記一対の支持体間に位置するようにして前記一対の支持体に支持される本体部と、前記エンドミルが前記母材の上面に沿って前後方向に直線移動するように前記本体部を案内するガイド部とを備えた溶接ビード切削装置であって、前記溶接ビード切削装置を前記母材上に載置したときに、前記一対の支持体が前記母材の上面に当接する当接部の左右方向の間隔が５０〜４００ｍｍであることを特徴とする。

一対の支持体の当接部の左右方向の間隔が５０ｍｍ未満であると、支持体とエンドミルとが干渉するおそれがある。一方、この間隔が４００ｍｍを超えると、溶接ビードを境にして生じる母材の反りの影響を大きく受けるようになる。この間隔は、１００〜３５０ｍｍであることが、溶接ビード切削装置の安定性が高く、且つ溶接ビードを境にして生じる母材の反りの影響を小さくできて好ましい。より好ましくは、１５０〜３５０ｍｍである。

また、溶接ビード切削装置は、９０°以下の回動により支持体を母材に固定する回転体を有する固定治具を備えていることが好ましい。これは、母材への支持体の固定がワンタッチで行えるからである。

回転体の態様は、特に限定されないが、回動が容易に行えることから、回転体の回動の操作をするためのレバーが設けられていることが好ましい。

一対の支持体の態様は、特に限定されないが、床に置いたときに、エンドミルが床に接触して破損することを防止できることから、支持体と床との間に隙間を生じさせる保護脚を備えていることが好ましい。

保護脚の態様は、特に限定されないが、溶接ビード切削装置を母材上に載置したときに、保護脚が母材と干渉し難いことから、支持体の前端部及び後端部に設けられていることが好ましい。また、支持体に着脱可能に設けられていることが好ましい。これは、保護脚が母材と干渉するときに支持体から取外して、母材と干渉しないようにできるからである。また、車輪を備えていることが好ましい。これは、溶接ビード切削装置の移動が容易に行えるからである。全ての保護脚が車輪を備えていてもよいし、一部の保護脚だけが車輪を備えていてもよい。保護脚が、支持体の前端部及び後端部に設けられている場合には、支持体の前端部及び後端部のどちらか一方に設けられている保護脚は車輪を備え、他方に設けられている保護脚は車輪を備えていないことが好ましい。これは、車輪を備えていない保護脚が設けられている方の支持体の端を持ち上げることで、溶接ビード切削装置の移動が容易に行え、且つその端を降ろすことで溶接ビード切削装置が容易に移動しないようにできるからである。

本発明によれば、溶接ビードを境にして生じる母材の反りの影響を小さくして、一度、エンドミルと母材との隙間の調整を行うと、再度この調整を行わなくても、母材に形成された溶接ビードの余盛を切削して除去することができる溶接ビード切削装置を提供することができ、さらに、請求項１〜４に係る発明によれば、床に置いたときに、エンドミルが床に接触して破損することを防止でき、請求項５，６に係る発明によれば、母材への支持体の固定がワンタッチで行える。

本発明の実施例１の溶接ビード切削装置の正面図である。 同溶接ビード切削装置の右側面図である。 同溶接ビード切削装置の平面図である。 同溶接ビード切削装置の本体部の正面図である。 同本体部の右側面図である。 同溶接ビード切削装置の固定治具の説明図である。 母材の反りと切削高さとの関係の説明図である。 本発明の実施例２の溶接ビード切削装置の正面図である。 同溶接ビード切削装置の右側面図である。 同溶接ビード切削装置の固定治具の説明図である。 母材の断面模式図である。

本発明の実施例１の溶接ビード切削装置１０について、図１〜７を用いて説明する。

溶接ビード切削装置１０は、エンドミル２１を有する本体部２０と、本体部２０を案内するガイド部３０と、本体部２０をガイド部３０に沿って移動させる移動機構４６と、ガイド部３０を介して本体部２０を支持する一対の支持体４１と、支持体４１に着脱できる保護脚５０、５１と、支持体４１を母材５に固定する固定治具６０とを備えている。

一対の支持体４１は、左右方向に互いに約２３４ｍｍ離間し、前後方向に略平行に延びている。前端が前連結体４２で互いに連結され、後端が後連結体４３で互いに連結されている。各支持体４１は、左右の幅が約４０ｍｍで略水平な底板４４と、底板４４の左端又は右端から上方へ略垂直に起立している縦板４５とからなっている。

ガイド部３０は、本体部２０の左右両側に設けられ、前後方向に略平行に延びている二本のガイド棒３１からなっている。各ガイド棒３１は、略垂直に立設され、支持体４１の縦板４５にボルト３２で取着されている垂直板３３と、垂直板３３の上端に略水平に形成されている水平板３４とからなっている。水平板３４の中間部には、支持体４１に対する水平板３４の高さを調整する調整機構３５が設けられている。

調整機構３５は、ガイド棒３１の水平板３４に固定された固定ナット３６と、固定ナット３６に螺合している調整ボルト３７とからなっている。

本体部２０は、底が開口した略箱状の筐体２２と、筐体２２上に設置され、回転軸２３を筐体２２内に挿入している駆動モータ２４と、駆動モータ２４の回転軸２３にチャック２６を介して着脱可能に取着されているエンドミル２１とを備えている。チャック２６は筐体２２内に設けられているベアリン２５で軸支されている。

筐体２２は、駆動モータ２４を起動及び停止するためのスイッチボックス２７が前面に設けられ、前後両面に取手２８が取着されている。左右両側面の前後には、ガイド棒３１の水平板３４に上方から当接する上ローラ１５と、下方から当接する下ローラ１６とが軸着されている。また、筐体２２の前方及び後方には、ガイド棒３１の水平板３４に側方から当接する水平ローラ１８が左右に設けられている。水平ローラ１８は、ブラケット１９を介して筐体２２に軸着されている。上ローラ１５と下ローラ１６とで水平板３４を挟持することから、本体部２０は、ガイド棒３１に対する上下方向の相対変位が規制されている。また、左右の水平ローラ１８がそれぞれ水平板３４に当接することから、本体部２０は、ガイド棒３１に対する左右方向の相対変位が規制されている。従って、本体部２０の移動は、二本のガイド棒３１の間において、このガイド棒３１に沿う、前後方向への直線移動になっている。

駆動モータ２４は、出力が０．４ＫＷ、３相６ポールの交流モータ（２２０Ｖ、６０Ｈｚ）である。

エンドミル２１は、三菱マテリアル社の型番ＮＳＥ３００Ｒ５０４Ｓ３２を用い、刃が付いている側の端を下側にして筐体２２より下方に突出している。また、エンドミル２１の軸心は、一対の支持体４１間の略中央に位置している。エンドミル２１の下端は、支持体４１の下端（底板４４の下面）と略同じ高さになるように、調整機構３５で調整されている。

移動機構４６は、一対の支持体４１に取着されたブラケット４７に前後端が回転可能に支持されているネジ軸４８と、ネジ軸４８に螺合し、筐体２２の前面に固着されている移動片４９と、ネジ軸４８の前端に取着され、ネジ軸４８を回転させるハンドル１４とを備えている。そして、移動機構４６は、ハンドル１４を回転させることで、ネジ軸４８が回転し、ネジ軸４８の回転に伴って、移動片４９がネジ軸４８に沿って前後に移動し、本体部２０が前後に移動する。

保護脚５０、５１は、厚板片状の脚体５２と、脚体５２の上面に突設され、鉤状の取着片５３と、取着片５３に螺合している蝶ネジ５４とを備えている。そして、脚体５２と取着片５３との間に底板４４を挟むようにして、支持体４１の前端及び後端に設けられ、蝶ネジ５４により着脱可能に支持体４１に取着されている。また、支持体４１の後端に設けられている保護脚５１の脚体５２は、車輪５５を軸支している。

図６に示すように、固定治具６０は、略コ字状の治具板６１と、治具板６１の上部に偏心して軸着されている略円柱状の回転体６２と、回転体６２に固着されているレバー６３とを備えている。図６のａ１、ｂ１に示すように、治具板６１の空間６４に母材５を挿入した後、図６のｂ１の矢印の方向へレバー６３を傾動させることで、図６のａ２、ｂ２に示すように、回転体６２が回動して下降し、底板４４を下方へ押圧することで、固定治具６０が母材５と支持体４１とを密接させて挟持する。これによって、支持体４１は母材５に固定される。

溶接ビード切削装置１０により、母材５に形成された溶接ビード７の余盛６を切削して除去する操作について説明する。

母材である二枚の平板状の鋼材４ａ、４ｂは、互いの辺同士を突き合わせ、該突き合わせ部に形成された開先に溶接ビード７を形成することにより、全体としても平板状となるように接合されている。以下、接合された両母材を符号５で表す。また、溶接ビード７は母材５の表面よりも突出した部分である余盛６を含んでおり、該余盛６は上方から見て略直線状に形成されている。

予め本体部２０を一対の支持体４１の後端側に後退させておいた溶接ビード切削装置１０を母材５の上面に載せて、一対の支持体４１間の略中央に溶接ビード７の余盛６が位置するようにし、且つ一対の支持体４１と溶接ビード７の余盛６とが略平行になるように調整する。なお、保護脚５０、５１が母材５と干渉するときには、蝶ネジ５４を緩めて、保護脚５０、５１を支持体４１から取外す。

その後、各支持体４１に固定治具６０を取り付け、固定治具６０のレバー６３を約８０°回動させることにより、固定治具６０で母材５と支持体４１とを挟持して、母材５に支持体４１を固定する。

その後、駆動モータ２４を起動させることでエンドミル２１を回転させる。そして、ハンドル１４を回転させることで、本体部２０を前進させ、エンドミル２１を溶接ビード７の余盛６に沿って移動させて、溶接ビード７の余盛６をエンドミル２１で切削して除去する。

溶接ビード７の余盛６の除去が終わったら、固定治具６０のレバー６３を約８０°傾動させることで、固定治具６０による母材５と支持体４１との挟着を外して、溶接ビード切削装置１０を母材５の上面から降ろす。

溶接ビード７を境にして母材５に反りが生じている場合に、溶接ビード切削装置１０を用いた溶接ビード７の余盛６の除去について、図７を用いて説明する。

図７のａに示す母材５は、溶接ビード７を境にして下に反っており、その反りの大きさは、溶接ビード７から約３００ｍｍ離れたところで、溶接ビード７より約３ｍｍ下方に位置している。図７のｂに示す母材５は、溶接ビード７を境にして上に反っており、その反りの大きさは、溶接ビード７から約３００ｍｍ離れたところで、溶接ビード７より約３ｍｍ上方に位置している。

図７のａに示すように、溶接ビード７を境にして母材５が下に反っている場合には、一対の支持体４１の内側が当接部（左側の支持体４１の右端が左側の支持体４１の当接部であり、右側の支持体４１の左端が右側の支持体４１の当接部である）となり、その間隔が約２３４ｍｍであることから、エンドミル２１は、最大約１．１ｍｍの深さで母材５を切削する。

一方、図７のｂに示すように、溶接ビード７を境にして母材５が上に反っている場合には、一対の支持体４１の外側が当接部（左側の支持体４１の左端が左側の支持体４１の当接部であり、右側の支持体４１の右端が右側の支持体４１の当接部である）となり、その間隔が約３１４ｍｍであることから、エンドミル２１は、最大約１．５ｍｍの高さの溶接ビード７の余盛６の削り残しを生じさせる。

本実施例の溶接ビード切削装置１０によれば、次の効果が得られる。
・母材５に形成された溶接ビード７の余盛６をエンドミル２１で切削して除去することから、粉塵の発生をなくすことができ、且つ騒音を著しく低減することができた。そのため、作業場の環境が良くなると共に、作業場周辺からの苦情をなくすことができた。
・出力が０．４ＫＷ、３相６ポールの交流モータ（２２０Ｖ、６０Ｈｚ）を駆動モータ２４に用いたことから、回転数が約１２００ｒｐｍになり、騒音が半減された。また、インバータを用いないことから、コストが低減された。

・一対の支持体４１の間隔を約２３４ｍｍにしたことから、左側の支持体４１の左端と、右側の支持体４１の右端との間の距離が約３１４ｍｍとなる。このため、図７のａに示すように、母材５が溶接ビード７を境にして下に反っている場合には、この反りによる影響で母材５が削られる深さを約１．１ｍｍ以下にすることができた。一方、図７のｂに示すように、母材５が溶接ビード７を境にして上に反っている場合には、この反りによる影響で削り残される余盛の高さを約１．５ｍｍ以下にすることができた。従って、一度、エンドミル２１と母材５との隙間の調整を行うと、再度この調整を行うことなく、許容範囲内で、母材５に形成された溶接ビード７の余盛６を切削して除去することができた。このため、作業効率が向上した。
・一対の支持体４１の間隔を約２３４ｍｍにしたことから、コンパクトになり重さを軽減することができた。

・支持体４１の底板４４の前端及び後端に保護脚５０、５１を着脱可能に設けたことから、支持体４１と床との間に隙間ができ、床に置いたときに、エンドミルが床に接触して破損することを防止することができた。また、使用時に保護脚５０、５１が母材５に干渉することも防止できた。
・支持体４１の後端に設けられている保護脚５１が車輪５５を備えていることから、支持体４１の前端（前連結体４２）を持ち上げることで、溶接ビード切削装置１０の移動を容易に行うことができた。また、支持体４１の前端に設けられている保護脚５０が車輪を備えていないことから、支持体４１の前端を降ろすことで溶接ビード切削装置１０が容易に移動しないようにできた。

・固定治具６０のレバー６３を約８０°傾動させることで、回転体が約８０°回動して、固定治具６０による母材５と支持体４１との挟持及びその開放が行えることから、母材５への支持体４１の固定及びその解除がワンタッチで行えた。

本発明の実施例２の溶接ビード切削装置７０について、図８〜１０を用いて説明する。

溶接ビード切削装置７０は、固定治具７１のみが溶接ビード切削装置１０と異なり、その他の点は、溶接ビード切削装置１０と同じである。そこで、溶接ビード切削装置１０と異なる点を中心に説明する。なお、図８〜１０において、溶接ビード切削装置１０と同じ部材には、同じ符号を付している。

固定治具７１は、溶接ビードの余盛６と略平行に延び、母材５の上面に固定される固定体７２と、固定体７２と支持体４１とを跨ぐ略円柱状の回転体７８と、回転体７８に固着されたレバー７６と、レバー７６に固着され、周面が回転体７８の周面に当接している略円柱状の留体７９とを備えている。

図１０に示すように、固定体７２は、母材５の上面に当接する下板７３と、下板７３の上方に設けられ連結板７４を介して下板７３の上面の中間部に連結されている上板７５とからなる。

図１０のａ１に示すように、予めシャコ万等の固定具で母材５に固定されている固定体７２の下板７３と、支持体４１の底板４４とを跨ぐように回転体７８を設け、図１０のｂ１の矢印の方向へレバー７６を傾動させることで、図１０のａ２、ｂ２に示すように、留体７９を固定体７２の上板７５に当接させて、固定体７２の下板７３と上板７５とで回転体７８と留体７９とを挟持させて、底板４４を下方へ押圧する。これによって、支持体４１は母材５に固定される。

溶接ビード切削装置７０により、母材５に形成された溶接ビードの余盛６を切削して除去する操作について説明する。

予め本体部２０を一対の支持体４１の後端側に後退させておいた溶接ビード切削装置７０を母材５の上面に載せて、一対の支持体４１間の略中央に溶接ビードの余盛６が位置し、且つ一対の支持体４１と溶接ビードの余盛６とが略平行になるように調整する。なお、保護脚５０、５１が母材５と干渉するときには、蝶ネジ５４を緩めて、保護脚５０、５１を支持体４１から取外す。

その後、一対の支持体４１に沿うようにして二本の固定体７２を母材５の上面に載せ、シャコ万等の固定具で固定体７２を母材５に固定した後、固定治具７１のレバー７６を約８０°傾動させて、回転体７８を約８０°回動させ、母材５に支持体４１を固定する。

その後、駆動モータ２４を起動させることでエンドミル２１を回転させる。そして、ハンドル１４を回転させることで、本体部２０を前進させ、エンドミル２１を溶接ビードの余盛６に沿って移動させて、溶接ビードの余盛６をエンドミル２１で切削して除去する。

溶接ビードの余盛６の除去が終わったら、固定治具７１のレバー７６を傾動させて、支持体４１の固定を外し、溶接ビード切削装置７０を母材５の上面から降ろす。なお、溶接ビードの余盛６が長い場合には、固定体７２を母材５に固定したまま、支持体４１を移動させた後、レバー７６を傾動させて、母材５に支持体４１を固定して、再度エンドミル２１により溶接ビードの余盛６の切削を行う。

本実施例の溶接ビード切削装置７０によれば、溶接ビード切削装置１０で得られる効果に加え、次の効果が得られる。
・支持体４１より長く且つ幅広な母材５にも支持体４１を固定することができ、そのような母材５に形成された溶接ビードの余盛６を切削して除去することができた。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。例えば、母材、溶接ビード及びエンドミルの種類や大きさ等にあわせて、駆動モータの回転数を変更できるようにインバータを備える。母材が上に反っている場合に削り残される余盛の高さを低くするため、支持体の底板の幅を狭くする。

５ 母材
６ 余盛
７ 溶接ビード
１０ 溶接ビード切削装置
２０ 本体部
２１ エンドミル
３０ ガイド部
４１ 支持体
５０ 保護脚
５１ 保護脚
５５ 車輪
６０ 固定治具
６２ 回転体
６３ レバー
７０ 溶接ビード切削装置
７１ 固定治具
７６ レバー
７８ 回転体

Claims (6)

1. 金属製の母材（５）に形成された溶接ビード（７）の余盛（６）の左右両側で前記母材（５）の上面に当接する一対の支持体（４１）と、
   前記溶接ビード（７）の余盛（６）を切削するエンドミル（２１）を有し、前記エンドミル（２１）が前記一対の支持体（４１）間に位置するようにして前記一対の支持体（４１）に支持される本体部（２０）と、
   前記エンドミル（２１）が前記母材（５）の上面に沿って前後方向に直線移動するように前記本体部（２０）を案内するガイド部（３０）とを備えた溶接ビード切削装置（１０、７０）であって、
   前記溶接ビード切削装置（１０、７０）を前記母材（５）上に載置したときに、前記一対の支持体（４１）が前記母材（５）の上面に当接する当接部の左右方向の間隔が５０〜４００ｍｍであり、
   前記支持体（４１）の前端部及び後端部には、前記溶接ビード切削装置（１０、７０）を床に置いたときに前記支持体（４１）と床との間に隙間を生じさせる保護脚（５０、５１）が着脱可能に設けられ、
   前記支持体（４１）の前端部及び後端部のどちらか一方に設けられた前記保護脚（５１）は車輪（５５）を備え、他方に設けられた前記保護脚（５０）は車輪を備えていないことを特徴とする溶接ビード切削装置。
2. 金属製の母材（５）に形成された溶接ビード（７）の余盛（６）の左右両側で前記母材（５）の上面に当接する一対の支持体（４１）と、
   前記溶接ビード（７）の余盛（６）を切削するエンドミル（２１）を有し、前記エンドミル（２１）が前記一対の支持体（４１）間に位置するようにして前記一対の支持体（４１）に支持される本体部（２０）と、
   前記エンドミル（２１）が前記母材（５）の上面に沿って前後方向に直線移動するように前記本体部（２０）を案内するガイド部（３０）とを備えた溶接ビード切削装置（１０、７０）であって、
   前記溶接ビード切削装置（１０、７０）を前記母材（５）上に載置したときに、前記一対の支持体（４１）が前記母材（５）の上面に当接する当接部の左右方向の間隔が５０〜４００ｍｍであり、
   前記支持体（４１）は、前記溶接ビード切削装置（１０、７０）を床に置いたときに、前記支持体（４１）と床との間に隙間を生じさせる保護脚（５０、５１）が設けられていることを特徴とする溶接ビード切削装置。
3. 前記保護脚（５０、５１）は、前記支持体（４１）に着脱可能に設けられている請求項２記載の溶接ビード切削装置。
4. 前記保護脚（５１）は、車輪（５５）を備えている請求項２又は３記載の溶接ビード切削装置。
5. 金属製の母材（５）に形成された溶接ビード（７）の余盛（６）の左右両側で前記母材（５）の上面に当接する一対の支持体（４１）と、
   前記溶接ビード（７）の余盛（６）を切削するエンドミル（２１）を有し、前記エンドミル（２１）が前記一対の支持体（４１）間に位置するようにして前記一対の支持体（４１）に支持される本体部（２０）と、
   前記エンドミル（２１）が前記母材（５）の上面に沿って前後方向に直線移動するように前記本体部（２０）を案内するガイド部（３０）とを備えた溶接ビード切削装置（１０、７０）であって、
   前記溶接ビード切削装置（１０、７０）を前記母材（５）上に載置したときに、前記一対の支持体（４１）が前記母材（５）の上面に当接する当接部の左右方向の間隔が５０〜４００ｍｍであり、
   前記溶接ビード切削装置（１０、７０）は、９０°以下の回動により前記支持体（４１）を前記母材（５）に固定する回転体（６２、７８）を有する固定治具（６０、７１）を備えたことを特徴とする溶接ビード切削装置。
6. 前記回転体（６２、７８）には、前記回動の操作をするためのレバー（６３、７６）が設けられている請求項５記載の溶接ビード切削装置。

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