JPWO2020261548A1 - 溶接ビード切削装置 - Google Patents

Abstract

角形鋼管（５０）の突合せ溶接部の溶接ビード（５１）を切削する溶接ビード切削装置（１）であって、基体（１０）と、基体（１０）を角形鋼管（５０）に固定する固定具（２）と、回転駆動され溶接ビード（５１）を切削する切削刃（３０）と、基体（１０）に取り付けられ、角形鋼管（５０）の辺方向に移動可能な移動体（２０）とを備えており、切削刃（３０）は移動体（２０）と一体に移動し、固定具（２）で基体（１０）を角形鋼管（５０）に固定した状態で、移動体（２０）を移動させながら、切削刃（３０）で溶接ビード（５１）を切削する。このことにより、構造が簡単でかつ小型化を図りつつ、角形鋼管の溶接ビードの除去の作業負担を軽減できる溶接ビード切削装置が実現できる。

Description

本発明は、角形鋼管の突合せ溶接部の溶接ビードを切削する溶接ビード切削装置に関する。

建築物において、主要な構造体として鋼製の部材を用いる鉄骨構造が知られている。鉄骨構造には角形鋼管同士を接合した柱が用いられる。図１１は角形鋼管５０同士の接合前の状態を示す斜視図である。下側の角形鋼管５０に裏当金５４を嵌め込んで、下側の角形鋼管５０に裏当金５４を溶接し、裏当金５４の延出部に上側の角形鋼管５０を差し込んで上下の角形鋼管５０同士を連結する。図１２は上下の角形鋼管５０同士を連結した状態の断面図を示している。本図の状態にでは、角形鋼管５０の面取り部５３で形成された溝部に板状のダイヤフラム５５が取り付けられている。この溝部を溶接することにより、角形鋼管５０同士を接合した柱にダイヤフラム５５が接合される。

一方、角形鋼管５０は鋼材をプレス成形し、突合せ部を溶接により接合したものである。このため、図１１に示したように、角形鋼管５０の突合せ部には凸状の溶接ビード５１が形成される。溶接ビード５１が残った状態であると、裏当金５４を角形鋼管５０の内周面に沿って嵌め込むことができないため、溶接ビード５１の一部を除去する必要があった。この作業を手作業で行うと多大な労力を要することから、特許文献１には、溶接ビード５１の除去を自動的に行う切削装置が提案されていた。

特開２００８−９３７５８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の切削装置は、溶接ビードを切削するカッターに加え、ワーク（角形鋼管）を支持する載置台、ワークをクランプ固定する固定手段、ワークにおける長手方向の端部位置を規制する位置決め手段、カッターを三方向に移動操作する移動手段、溶接ビード部に近接するワークの一辺内周面を検出する内面検出手段及び内面検出手段の検出信号によって前記移動手段を駆動制御する駆動制御手段を備えたものであり、装置が複雑かつ大規模なものであり、手作業により溶接ビードの除去作業は省けても取り扱いは容易なものではなかった。

本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、構造が簡単でかつ小型化を図りつつ、角形鋼管の溶接ビードの除去の作業負担を軽減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。

前記目的を達成するために、本発明の溶接ビード切削装置は、角形鋼管の突合せ溶接部の溶接ビードを切削する溶接ビード切削装置であって、前記基体を前記角形鋼管に固定する固定具と、回転駆動され前記溶接ビードを切削する切削刃と、前記基体に取り付けられ、前記角形鋼管の辺方向に移動可能な移動体とを備えており、前記切削刃は前記移動体と一体に移動し、前記固定具で前記基体を前記角形鋼管に固定した状態で、前記移動体を移動させながら、前記切削刃で前記溶接ビードを切削することを特徴とする。

本発明の溶接ビード切削装置は、基体と切削刃等の付属部品が取り付けられた移動体で主要部が構成されるので、大規模な装置や複雑な装置は必要とせず、構造が簡単でかつ小型化及び軽量化を図ることができる。このため、持ち運びが容易になり、角形鋼管への脱着作業も容易になり、さらに作業時の取り扱いも容易になるため、作業負担が軽減されることになる。

また、角形鋼管が変形していても、固定具による基体の固定を角形鋼管の平面部で行うことにより、基体及び基体と一体の移動体の水平度が保たれるので、移動体と一体に切削刃は水平移動し、切削面は水平面となる。このため、角形鋼管の内周面が切削刃により過不足なく切削され、削り過ぎや削り残しを防止することができる。さらに、角形鋼管は納品時には、溶接ビードが上面側又は側面側にあるのが通常であり、本発明に係る溶接ビード切削装置は、納品時に溶接ビードが上面側又は側面側のいずれにあっても納品時の状態で作業が可能であるので、角形鋼管の反転等の作業を省くことができる。

前記本発明の溶接ビード切削装置においては、下記の各構成とすることが好ましい。前記移動体にねじ軸が回転可能に固定されており、前記基体に前記ねじ軸と螺合するナットが固定されており、前記ねじ軸の回転により、前記移動体が前記角形鋼管の辺方向に移動可能であることが好ましい。この構成によれば、簡単な構造で移動体の移動機構を実現することができる。

前記基体及び前記移動体の前記切削刃の回転軸回りの回転と一体に回転する回転体と、前記回転体を回転可能に支持する支持具とをさらに備えており、前記支持具が固定された状態で前記回転体が回転することにより、前記基体及び前記移動体が水平状態と垂直状態との間で回転移動可能であることが好ましい。この構成によれば、基体及び移動体を含む装置本体を水平状態と垂直状態との間で容易に回転移動させることが可能になり、納品時に溶接ビードが上面側又は側面側のいずれにあっても、溶接ビード切削装置の角形鋼管への装着が容易になる。

前記切削刃は、前記移動体に移動可能に取り付けられた位置調整体に固定されており、前記位置調整体の移動により、前記切削刃の位置調整が可能であることが好ましい。この構成によれば、溶接ビード切削装置の角形鋼管への脱着が容易になるとともに、切削刃の設定位置の自由度が高まり、より精度の高い切削が可能になる。

前記基体における前記固定具の配置位置を調整可能にして、前記角形鋼管の辺方向における前記固定具の固定位置を調整可能にしたことが好ましい。この構成によれば、角形鋼管の辺の長さに応じて、固定具の固定位置を調整することが可能になる。

本発明の効果は前記のとおりであり、要約すれば、構造が簡単でかつ小型化及び軽量化を図ることができ、持ち運びが容易になり、角形鋼管への脱着作業も容易になり、さらに作業時の取り扱いも容易になるため、作業負担が軽減され、かつ角形鋼管が変形していても、切削面は水平面となり角形鋼管の内周面が切削刃により過不足なく切削され、削り過ぎや削り残しを防止することができ、あわせて、角形鋼管の反転等の作業を省くことができる。

本発明の一実施形態に係る溶接ビード切削装置を角形鋼管に装着した状態の斜視図。 図１に示した溶接ビード切削装置の拡大正面図。 図１に示した溶接ビード切削装置の外観斜視図。 図１に示した溶接ビード切削装置の側面図。 本発明の一実施形態において、溶接ビード切削装置による作業前後を示す正面図。 本発明の一実施形態において、溶接ビードの除去前の状態の角形鋼管の断面図。 本発明の一実施形態において、溶接ビードの除去後の状態の角形鋼管の断面図。 本発明の一実施形態において、溶接ビードの除去後の状態の角形鋼管の斜視図。 本発明の一実施形態に係る切削刃の高さ調整機構を示す要部構成図。 本発明の一実施形態において、クランパの調整機構を示す要部構成図。 本発明の一実施形態に係る溶接ビード切削装置の回転機構を示す正面図。 本発明の一実施形態に係る溶接ビード切削装置の回転機構を示す裏面図。 角形鋼管同士の接合前の状態を示す斜視図。 上下の角形鋼管同士を連結した状態の断面図。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る溶接ビード切削装置１を角形鋼管５０に装着した状態の斜視図を示している。角形鋼管５０は手前側を破断して図示しており、奥側（端部）に溶接ビード切削装置１を装着している。角形鋼管５０は鉄骨構造に用いるものであり、鋼材をプレス成形し、突合せ部を溶接により接合したものであり、突合せ部に凸状の溶接ビード５１が形成されている。溶接ビード切削装置１は、この溶接ビード５１を端部から一定範囲の部分を切削して除去する装置である。図１のように溶接ビード切削装置１を角形鋼管５０に装着する際は、溶接ビード切削装置１全体を角形鋼管５０の上辺近傍まで持ち上げる必要があるので、溶接ビード切削装置１をリフトで支持したり、クレーンに吊り下げてもよい。

図２は図１に示した溶接ビード切削装置１の拡大正面図であり、図３は外観斜視図であり、図４は側面図である。以下、図２〜図４を参照しながら、溶接ビード切削装置１の構造について説明する。図２において、溶接ビード切削装置１は固定手段である左右一対のクランパ２が角形鋼管５０の一辺を挟み込んだ状態で、溶接ビード切削装置１に装着されている。クランパ２は固定具の一例であり、固定具は、溶接ビード切削装置１を角形鋼管５０に固定できるものであればよく、クランパ２０のように角形鋼管５０の一辺を挟み込む構造のものに限るものではなく、例えば磁石であってもよい。

クランパ２は、鋼管支持体３、ねじ軸５、ねじ軸５の一端に固定された押圧体４、ねじ軸５の他端に固定されたハンドル８、ねじ軸５に螺合するナット７及びナット７を固定したクランパ支持体６を備えている。ハンドル８を回すことにより、押圧体４を直線移動させることができ、押圧体４と鋼管支持体３との間に、角形鋼管５０の一辺を挟み込むことができる。

図２において、クランパ２は基体１０に固定されている。基体１０は横フレーム１１とこれと一体の縦フレーム１２とで構成されている。横フレーム１１にクランパ支持体６が固定されており、縦フレーム１２に鋼管支持体３が固定されている。クランパ２が角形鋼管５０の一辺を挟み込むことにより、クランパ２を介して基体１０は角形鋼管５０に固定される。切削作業時にはクランパ２は固定状態が維持され移動しないので、クランパ２と一体の基体１０は移動せず定位置に維持される。

図３において、縦フレーム１２にはガイドレール機構を介して、移動体２０が取り付けられている。縦フレーム１２にガイド１４が固定されており、移動体２０にレール１５が固定されている。レール１５は移動体２０の長手方向に延びている。Ｃ部に示したように、ガイド１４とレール１５とが係合しており、レール１５がガイド１４に案内されて移動することにより、移動体２０はレール１５と一体に直線的に移動することができる。移動体２０の両端にブラケット２１が固定されており、各ブラケット２１には、軸受２２が固定されており、ねじ軸２３の両端は軸受２２で支持されている。

図３において、ベアリングホルダ２５内のモータ２６の回転軸（図示せず）に切削刃３０が取り付けられている。切削刃３０は、切削刃本体３１に放射状に切削チップ３２が固定されたものである。モータ２６の駆動によりモータ２６の回転軸と一体に切削刃３０が回転し、切削チップ２２の先端が角形鋼管５０の面を平面状に切削加工する。

図４において、モータ２６はモータ支持体２７に固定されており、モータ支持体２７は位置調整体２８に固定されている。位置調整体２８は移動体２０に取り付けられている。これらの構成によれば、移動体２０の移動と同時にモータ２６も移動し、これと一体にモータ２６の回転軸に取り付けられた切削刃３０も移動する。

図２において、ナット支持板１６にナット１７が固定されている。ナット支持板１６は横フレーム１１に固定されている。前記のとおり、切削作業時には基体１０は移動しないので、基体１０を構成する横フレーム１１も移動せず、横フレーム１１にナット支持板１６を介して固定されたナット１７も定位置が維持される。

この構成において、ハンドル２４を回すとナット１７に螺合したねじ軸２３が回転するが、左右の軸受２２とねじ軸２３は螺合しておらず、ねじ軸２３は軸受２２内部のベアリングに取り付けられている。このため、ねじ軸２３が回転しても、ねじ軸２３と軸受２２との間の位置関係は変化しない。他方、ねじ軸２３の回転により、ねじ軸２３のナット１７からの出代は変化する。ハンドル２４を回し出代Ａが長くなると、出代Ｂが短くなる。すなわち、固定位置のナット１７に対してねじ軸２３が軸方向に移動し、同時に軸受２２及びブラケット２１が移動し、これと一体に移動体２０が移動する。

図２の状態から切削刃３０を回転させた状態で、移動体２０を水平移動させると（Ｘ方向）、これと一体に切削刃３０も水平移動し、切削チップ２２の先端が角形鋼管５０の面を平面状に切削加工していき、溶接ビード５１が切削される。以下、図５〜図７を参照しながら、溶接ビード切削装置１による作業について説明する。図５（ａ）は、溶接ビード切削装置１の角形鋼管５０への装着状態を示している。本図に示した溶接ビード切削装置１の装着状態では、切削刃３０は溶接ビード５１から離れた位置にある。

操作者は最初に図５（ａ）に示したように、溶接ビード切削装置１を角形鋼管５０へ装着する。この装着はクランパ２を使用し、押圧体４と鋼管支持体３との間に、角形鋼管５０の一辺を挟み込んだ状態で、ハンドル８を回すことにより、角形鋼管５０の一辺をクランパ２で締め付ける。この状態で操作者は、コントローラ（図示せず）でモータ２６（図４参照）を起動させて切削刃３０を回転させる。続いて、詳細は後に説明するが、レバー４２を（図４参照）を操作して、切削刃３０の高さ調整を行う。

次に、図５（ａ）において、操作者はハンドル２４を所定の方向に回転させる。このことにより、移動体２０が水平移動し、これと一体に切削刃３０も水平移動する（Ｘ方向）。移動体２０の水平移動中、切削刃２０は角形鋼管５０の内周面に当接した状態で回転する。このため、角形鋼管５０の内周面のうち、切削刃２０の通過部分が切削されていく。図５（ｂ）は、溶接ビード切削装置１による作業終了時の状態を示している。この状態では、図５（ａ）に示した角形鋼管５０の溶接ビード５１は、切削刃３０により切削刃３０の切削チップ２２の幅の分だけ切削されて除去されている。

溶接ビード５１の除去について、図６及び図７を参照しながら、より具体的に説明する。図６は溶接ビード５１の除去前の状態を示している。本図の状態はは、図５（ａ）と同じ状態であり、溶接ビード切削装置１の角形鋼管５０への装着状態を示している。前記のとおり、角形鋼管５０は鋼材をプレス成形し、突合せ部を溶接により接合したものであり、角形鋼管５０の突合せ部には凸状の溶接ビード５１が形成されている。また、溶接ビード５１が形成されている角形鋼管５０の１辺のうち、中央部近傍の内周面に湾曲部５６が形成される場合がある。また、溶接ビード５１の近傍には湾曲部５６から膨らんだ膨らみ部分５７が形成される。さらに、溶接ビード５１が形成されている辺が凸状になったり、凹状になったりする場合がある。

他方、湾曲部５６及び湾曲部５６が形成された角形鋼管５０の１辺の両端部近傍には、平面部５８が残されている場合が多い。一対のクランパ２の押圧体４は平面部５８上に載置されているので、図５（ａ）において、クランパ２と一体の基体１０及び基体１０と一体の移動体２０の水平度が保たれる。

図３において、切削刃３０の切削チップ３２は、先端の刃先部分が切削刃３０の回転軸方向に幅（例えば２ｃｍ程度）を有しているので、回転中の切削刃３０を図６の状態から水平移動させると（Ｘ方向）、角形鋼管５０の内周面は矩形状に切削される（図８のＤ部参照）。また、前記のとおり、移動体２０は水平状態が保たれており、移動体２０と一体に切削刃３０は水平移動するので、切削面は水平面となる。

図７は、切削刃３０の水平移動が完了した状態を示している。この状態では、湾曲部５６が水平面となるように、角形鋼管５０が切削されているので、溶接ビード５１及び膨らみ部分５７も切削されて除去されている。

図８は、溶接ビード切削装置１による作業を終えた状態の角形鋼管５０の斜視図を示している。角形鋼管５０内周面の端部が矩形状（Ｂ部）に切削されており、溶接ビード５１のうち、角形鋼管５０の端部側が除去され、この除去部分は前記のとおり水平面であるので、角形鋼管５０の端部側の内周面は、全周に亘り平面状態が確保され、図１１に示した裏当金５４を角形鋼管５０の内周面に沿って無理なく嵌め込むことが可能となる。

本実施形態に係る溶接ビード切削装置１は、基体１０と切削刃３０等の付属部品が取り付けられた移動体２０で主要部が構成されるので、大規模な装置や複雑な装置は必要とせず、構造が簡単でかつ小型化及び軽量化を図ることができる。このため、持ち運びが容易になり、角形鋼管５０への脱着作業も容易になり、さらに作業時の取り扱いも容易になるため、作業負担が軽減されることになる。

また、前記のとおり、角形鋼管５０が変形していても、切削刃３０が取り付けられた移動体２０は水平状態が保たれるので、移動体２０と一体に切削刃３０は水平移動し、切削面は水平面となる。このため、角形鋼管５０の内周面が切削刃３０により過不足なく切削され、削り過ぎや削り残しを防止することができる。

さらに、角形鋼管５０は納品時には、図１のようにビード５１が上面側の辺にあるか、側面側の辺にあるのが通常であり、グラインダ等の工具を用いた手作業でビード５１を除去するには、ビード５１が下側にくるように、角形鋼管５０を反転等させることにより、角形鋼管５０の納品状態を変える必要があったが、溶接ビード切削装置１は、前記のとおり、ビード５１が上面側の辺にある状態で作業が可能であり、同様にビード５１が側面側の辺にある状態でも作業が可能であるので、角形鋼管５０の反転等の作業を省くことができる。

以下、溶接ビード切削装置１の調整機構について説明する。図９は切削刃３０の位置調整機構を示す要部構成図である。溶接ビード切削装置１の角形鋼管５０への装着作業時に、位置調整機構により切削刃３０が角形鋼管５０に接しないように位置調整しておけば、装着作業が容易になる。本実施形態に係る位置調整機構によれば、溶接ビード切削装置１を角形鋼管５０を装着した後は、この装着状態を変えることなく、レバー４２の操作で切削刃３０の位置調整が可能になるので、切削刃３０の位置調整が容易になる。

図９において、位置調整体２８は、移動体２０の裏面側に取り付けられた板状部材である（図４参照）。位置調整体２８は軸３４で移動体２０に取り付けられており、長穴３６に移動体２０側に固定されたピン３５が係合し、長穴３８に移動体２０側に固定されたピン３７が係合している。この構成において、位置調整体２８は、軸３４の中心を回転中心として回転可能であり、回転中は長穴３６、長穴３８がこれらの形成範囲内において、それぞれピン３６、ピン３７に沿って移動する。

図９において、ねじ４８により位置調整体２８にモータ支持体２７（図４参照）固定されている。このことにより、位置調整体２８にモータ２６（図４参照）及びその付属部品が取り付けられており、位置調整体２８が移動すれば、これと一体に切削刃３０も移動する。

図９において、位置調整体２８は、シャフト固定ブロック４７が固定されており、シャフト固定ブロック４７には、シャフト４６が固定されている。図４において、移動体２０と一体にカム支持体２９が形成されており、カム支持体２９上にカムベース４５が搭載されている。シャフト４６はカム支持体２９及びカムベース４５を挿通しており、先端側で軸４４によりカム４３に支持されている。

図９において、レバー４２はカム４３と一体になっており、カム４３は軸４４に偏心して取り付けられている。このため、レバー４２を回転させると、軸４４とカムベース４５との間の距離が変化することにより、シャフト４６が上下し、これと一体に、シャフト固定ブロック４７及びこれに固定された位置調整体２８が上下する。

図９は、位置調整体２８が上昇し切った状態を示しており、長穴３６、長穴３８の下端が、それぞれピン３５、ピン３７の下端に接している。図９の状態からレバー４２を起き上がる方向に回すと（矢印ａ）、軸４４とカムベース４５との間の距離が短くなり、これに伴いシャフト４６が押し下げられ、これと一体に、シャフト固定ブロック４７及びこれに固定された位置調整体２８が下降する。この下降状態で、溶接ビード切削装置１を角形鋼管５０から取り外せばよく、溶接ビード切削装置１を新たな角形鋼管５０に装着するまで、この下降状態を維持すればよい。

次に、図１０を参照しながら、クランパ２の位置調整機構について説明する。図１０は、クランパ２近傍の要部を示す平面図である。クランパ支持体６は、基体１０を構成する横フレーム１１に、ねじ６１及び６２により固定されている。ねじ６２はレバー４０の操作で回転可能である。ねじ６１を予め仮止め程度に締め付けていれば、レバー４０でねじ６２を緩めることにより、ねじ６１及び６２の軸部を横フレーム１１に形成された溝６０に沿って移動させることができ、この移動と一体にクランパ支持体６、これと一体の鋼管支持体３及び縦フレーム１２（図２参照）も移動し、クランパ２全体が横方向（横フレーム１１の長手方向）に移動する。このことにより、角形鋼管５０の辺の長さに応じて、クランパ２の固定位置を調整することが可能になる。

図１１は、溶接ビード切削装置１の回転機構を示す正面図であり、図１２は裏面図である。図１１及び図１２の構成は、溶接ビード切削装置１の基本的な構成は前記実施形態と同様であるが、溶接ビード切削装置１の装置本体７０が回転体９を介して支持具６５に取り付けられている点が異なる。図１１及び図１２の各図において、基体１０及び移動体２０を含む装置本体７０は２点鎖線で簡略化して図示している。

回転体９は図４に示したように、モータ支持体２７と一体になっている。前記のとおり、モータ２６とモータ支持体２７を含むモータ２６の付属部品は位置調整体２８と一体になっており、位置調整体２８は移動体２０に取り付けられており、移動体２０は基体１０に取り付けられている。このため、溶接ビード切削装置１を角形鋼管５０に装着していない状態において、回転体９が切削刃３０の回転軸回りに回転すると、これと一体に装置本体７０が回転する。したがって、支持具６５を地面上に設置した基台７１等に取り付けていれば、装置本体７０を水平状態と垂直状態との間で容易に回転移動させることが可能になる。このことにより、図１では溶接ビード５１は角形鋼管５０の上面の辺に形成されているが、側面の辺に形成されている場合であっても、溶接ビード切削装置１の角形鋼管５０への装着が容易になる。

より具体的には、図１１の正面側において、回転体９は支持具６５に固定されたローラ６６で摺動可能に支持されている。さらに、支持具６５に固定されたローラ６７及びローラ６８が回転体９と摺動可能に当接しており、同様に図１２の裏面側において、ローラ６７及びローラ６８と回転体９とが摺動可能に当接しており、正面側のローラ６７及びローラ６８と裏面側のローラ６７及びローラ６８とで、回転体９を挟んでいる。ノブ６３はピン６４と一体になっており、ピン６４が穴６９に差し込まれることにより、回転体９の回転が規制される。

この構成において、溶接ビード５１が角形鋼管５０の側面の辺に形成されている場合は、装置本体７０が水平状態の図１１の状態から、操作者がノブ６３を引いた状態で、ハンドル２４（図３参照）等を掴んで装置本体７０を回すように力を加えると、回転体９はローラ６６〜６８と摺動しながら回転し、これと一体に装置本体７０が回転する。このことにより、装置本体７０を垂直状態にすることができ、角形鋼管５０の側面の辺に形成された溶接ビード５１の切削作業が可能になる。本実施形態では回転体９は、専用の円板状部材であるが形状に特に限定はなく、専用の部材を設けることなく、例えばモータ支持体２７で兼用してもよい。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、これらは一例であり前記実施形態に限るものではなく、基体１０の構造、基体１０と移動体２０との係合構造、クランパ２の構造、切削刃３０の構造、切削刃３０の位置調整機構、クランパ２の位置調整機構等は、同様の効果や機能を実現するものであれば、他の構造であってもよく、切削刃３０の位置調整機構やクランパ２の位置調整機構を省いたものであってもよい。

また、前記実施形態では、ねじ軸２３を用いて、移動体２０を移動させる機構を用いているが、この機構を省き、操作者が移動体２０の一部を掴んで、移動体２０を水平移動させるようにしてもよく、ねじ軸２３を手動ではなくモータで駆動してもよい。

１ 溶接ビード切削装置
２ クランパ（固定具）
９ 回転体
１０ 基体
１４ ガイド
１５ レール
１７ ナット
２０ 移動体
２３ ねじ軸
２６ モータ
２８ 位置調整体
３０ 切削刃
５０ 角形鋼管
５１ 溶接ビード
６５ 支持具

建築物において、主要な構造体として鋼製の部材を用いる鉄骨構造が知られている。鉄骨構造には角形鋼管同士を接合した柱が用いられる。図１３は角形鋼管５０同士の接合前の状態を示す斜視図である。下側の角形鋼管５０に裏当金５４を嵌め込んで、下側の角形鋼管５０に裏当金５４を溶接し、裏当金５４の延出部に上側の角形鋼管５０を差し込んで上下の角形鋼管５０同士を連結する。図１４は上下の角形鋼管５０同士を連結した状態の断面図を示している。本図の状態では、角形鋼管５０の面取り部５３で形成された溝部に板状のダイヤフラム５５が取り付けられている。この溝部を溶接することにより、角形鋼管５０同士を接合した柱にダイヤフラム５５が接合される。

一方、角形鋼管５０は鋼材をプレス成形し、突合せ部を溶接により接合したものである。このため、図１３に示したように、角形鋼管５０の突合せ部には凸状の溶接ビード５１が形成される。溶接ビード５１が残った状態であると、裏当金５４を角形鋼管５０の内周面に沿って嵌め込むことができないため、溶接ビード５１の一部を除去する必要があった。この作業を手作業で行うと多大な労力を要することから、特許文献１には、溶接ビード５１の除去を自動的に行う切削装置が提案されていた。

しかしながら、特許文献１に記載の切削装置は、溶接ビードを切削するカッターに加え、ワーク（角形鋼管）を支持する載置台、ワークをクランプ固定する固定手段、ワークにおける長手方向の端部位置を規制する位置決め手段、カッターを三方向に移動操作する移動手段、溶接ビード部に近接するワークの一辺内周面を検出する内面検出手段及び内面検出手段の検出信号によって前記移動手段を駆動制御する駆動制御手段を備えたものであり、装置が複雑かつ大規模なものであり、手作業による溶接ビードの除去作業は省けても取り扱いは容易なものではなかった。

図２は図１に示した溶接ビード切削装置１の拡大正面図であり、図３は外観斜視図であり、図４は側面図である。以下、図２〜図４を参照しながら、溶接ビード切削装置１の構造について説明する。図２において、溶接ビード切削装置１は固定手段である左右一対のクランパ２が角形鋼管５０の一辺を挟み込んだ状態で、溶接ビード切削装置１に装着されている。クランパ２は固定具の一例であり、固定具は、溶接ビード切削装置１を角形鋼管５０に固定できるものであればよく、クランパ２のように角形鋼管５０の一辺を挟み込む構造のものに限るものではなく、例えば磁石であってもよい。

図３において、ベアリングホルダ２５内のモータ２６の回転軸（図示せず）に切削刃３０が取り付けられている。切削刃３０は、切削刃本体３１に放射状に切削チップ３２が固定されたものである。モータ２６の駆動によりモータ２６の回転軸と一体に切削刃３０が回転し、切削チップ３２の先端が角形鋼管５０の面を平面状に切削加工する。

図２の状態から切削刃３０を回転させた状態で、移動体２０を水平移動させると（Ｘ方向）、これと一体に切削刃３０も水平移動し、切削チップ３２の先端が角形鋼管５０の面を平面状に切削加工していき、溶接ビード５１が切削される。以下、図５〜図７を参照しながら、溶接ビード切削装置１による作業について説明する。図５（ａ）は、溶接ビード切削装置１の角形鋼管５０への装着状態を示している。本図に示した溶接ビード切削装置１の装着状態では、切削刃３０は溶接ビード５１から離れた位置にある。

次に、図５（ａ）において、操作者はハンドル２４を所定の方向に回転させる。このことにより、移動体２０が水平移動し、これと一体に切削刃３０も水平移動する（Ｘ方向）。移動体２０の水平移動中、切削刃２０は角形鋼管５０の内周面に当接した状態で回転する。このため、角形鋼管５０の内周面のうち、切削刃２０の通過部分が切削されていく。図５（ｂ）は、溶接ビード切削装置１による作業終了時の状態を示している。この状態では、図５（ａ）に示した角形鋼管５０の溶接ビード５１は、切削刃３０により切削刃３０の切削チップ３２の幅の分だけ切削されて除去されている。

溶接ビード５１の除去について、図６及び図７を参照しながら、より具体的に説明する。図６は溶接ビード５１の除去前の状態を示している。本図の状態は、図５（ａ）と同じ状態であり、溶接ビード切削装置１の角形鋼管５０への装着状態を示している。前記のとおり、角形鋼管５０は鋼材をプレス成形し、突合せ部を溶接により接合したものであり、角形鋼管５０の突合せ部には凸状の溶接ビード５１が形成されている。また、溶接ビード５１が形成されている角形鋼管５０の１辺のうち、中央部近傍の内周面に湾曲部５６が形成される場合がある。また、溶接ビード５１の近傍には湾曲部５６から膨らんだ膨らみ部分５７が形成される。さらに、溶接ビード５１が形成されている辺が凸状になったり、凹状になったりする場合がある。

図８は、溶接ビード切削装置１による作業を終えた状態の角形鋼管５０の斜視図を示している。角形鋼管５０内周面の端部が矩形状（Ｄ部）に切削されており、溶接ビード５１のうち、角形鋼管５０の端部側が除去され、この除去部分は前記のとおり水平面であるので、角形鋼管５０の端部側の内周面は、全周に亘り平面状態が確保され、図１３に示した裏当金５４を角形鋼管５０の内周面に沿って無理なく嵌め込むことが可能となる。

Claims (5)

1. 角形鋼管の突合せ溶接部の溶接ビードを切削する溶接ビード切削装置であって、
   基体と、
   前記基体を前記角形鋼管に固定する固定具と、
   回転駆動され前記溶接ビードを切削する切削刃と、
   前記基体に取り付けられ、前記角形鋼管の辺方向に移動可能な移動体とを備えており、
   前記切削刃は前記移動体と一体に移動し、
   前記固定具で前記基体を前記角形鋼管に固定した状態で、前記移動体を移動させながら、前記切削刃で前記溶接ビードを切削することを特徴とする溶接ビード切削装置。
2. 前記移動体にねじ軸が回転可能に固定されており、前記基体に前記ねじ軸と螺合するナットが固定されており、前記ねじ軸の回転により、前記移動体が前記角形鋼管の辺方向に移動可能である請求項１に記載の溶接ビード切削装置。
3. 前記基体及び前記移動体の前記切削刃の回転軸回りの回転と一体に回転する回転体と、前記回転体を回転可能に支持する支持具とをさらに備えており、前記支持具が固定された状態で前記回転体が回転することにより、前記基体及び前記移動体が水平状態と垂直状態との間で回転移動可能である請求項１に記載の溶接ビード切削装置。
4. 前記切削刃は、前記移動体に移動可能に取り付けられた位置調整体に固定されており、前記位置調整体の移動により、前記切削刃の位置調整が可能である請求項１に記載の溶接ビード切削装置。
5. 前記基体における前記固定具の配置位置を調整可能にして、前記角形鋼管の辺方向における前記固定具の固定位置を調整可能にした請求項１に記載の溶接ビード切削装置。

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