JPH07132374A - 金属板端部の曲面加工方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属板端部の長手方向に対し、簡単な装置と
容易な操作とによって均一で高精度のＲ形状を速い加工
速度のもとに連続して安定的に形成させることができ、
稜角線の形状に追随して自動的に加工作業を行える装置
を提供する。 【構成】 金属板Ａの上端稜角線にアーク１５を照射し
て溶融・凝固するトーチ１１，１２と、各トーチと金属
板Ａとの間の関係位置を特定するための端面案内輪３お
よび倣い機構１３と，駆動輪４および側面案内輪７と、
金属板Ａに対して本体１を相対的に移送するためのモー
タ６とが本体１上に設けられ、駆動輪４ならびに側面案
内輪７と金属板Ａとの間に押付力を作用させる手段とし
てのばね１０が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属板の端部の曲面加
工方法ならびに装置に関するもので、とくに金属板の端
部に対し、部分的な加熱による溶融とこれに続く凝固と
を長手方向に沿って連続して実施して該部に曲面を成形
させる加工操作を行う方法とその装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属板の端部に対して曲面加工を
行う必要の生じるケースとしては、例えば金属板に塗料
を塗って使用する場合に、端部がシャープな切断面のま
まで放置されている金属板に塗料を塗ると、表面に塗っ
た塗料が連続して一定の厚さにならないで、切断面のエ
ッジ部で塗装の連続性が乱され、該部に極端に厚さの薄
い箇所が生じたり、またエッジ部の塗料が容易に剥離す
るなどのことが起きる。このような結果を避けるため
に、端部に対して曲面加工を行うケースが多い。その状
態を図４に示す。図中の金属板３１は、端部にエッジ部
３２が形成されていて、この上面に塗料３３を塗り付け
ると、塗料３３の厚さｐは、エッジ部３２の箇所で極端
に薄くなり、塗装の効力を確保することが困難となる。

【０００３】すなわち、このような塗料３３の厚さの薄
い箇所は、塗装の効果が十分発揮できず、またそこから
塗装膜の剥離を生じる要因となって、いわゆる耐錆び性
を悪くする原因となるものである。たとえば、造船用の
鋼板に対する塗装のように、船殻塗装の品質が塗装膜の
厚さによって規制される場合、上記のような塗料の膜厚
のムラは、塗装作業にとって致命的な問題となる性質の
ものである。さらに造船用に限らず、一般に塗装が水と
接する部分に対して行われる場合には、いわゆる耐錆び
性の特にすぐれた塗料が使用されるので、端部のエッジ
部によって塗装膜が切られることは極力避ける必要があ
る。

【０００４】また、塗装の問題を離れて一般に金属板の
取り扱いに際し、端部をシャープな切断面のままの状態
にしておくと、手が引っ掛かりやすくて傷害などの事故
原因にもつながり、また運搬上の取り扱い、例えば固縛
などの作業に際しても不利なことが多い。

【０００５】上記のような理由から、金属板の端部に対
して曲面加工を行う必要の生じるケースは少なくない。
曲面加工に関して従来から行われている技術としては、 ａ）人力によって金属板の端部に対し、長手方向に沿っ
て反復してグラインダーをかけてエッジ部を削り取るこ
とにより、該部を曲面に加工する。

【０００６】ｂ）自走式の機械切削機を金属板端部の長
手方向に沿って移送して、該部に対する切削工程を反復
して行うことや、逆に切削機械を固定し、金属板を移送
して切削工程を行うことにより、多角形的疑似曲面（通
常Ｃカットと称する）に仕上げる（図５の金属板３１の
左肩部は、このようにして仕上げたエッジ部のＣカット
の形状を示す）。

【０００７】などの方法がある。また、金属板を対象と
するものではないが、金属線の端部を曲面加工する従来
技術として、 ｃ）耐摩耗性の優れた金属線の端末に対し、不活性ガス
シールドアークなどのアークまたはレーザー光を照射し
て該端末を急速加熱し、溶融とこれに続く凝固とを行わ
せることによって、該部の面取り、半球状加工、または
球状加工を行う技術がある（特開昭６１−７４７７
４）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
る従来技術には、これらによって本願発明の課題解決を
図ろうとする場合、それぞれつぎのような問題点があ
る。

【０００９】ａ）人力によってグラインダー操作により
曲面加工を行う方法では、仕上がり形状が不均一である
こと、および加工速度が遅く効率的でないこと、などの
問題がある。

【００１０】ｂ）機械切削による場合、加工面に角が残
って図５の左肩部に示すＣカットの状態になり、同図の
右肩部に示すような一定半径ｒに沿う滑らかな曲面形状
（通常Ｒ形状という）の実現が困難である。強いてこれ
をＲ形状に仕上げようとすると、さらに少なからぬ手間
と時間の累加が必要である。

【００１１】ｃ）特開昭６１−７４７７４の技術は、金
属線の端末に対する場合にのみ適用が可能な技術であ
り、本願発明が解決しようとする課題、すなわち金属板
の端部に対し、長手方向の稜角線に沿って連続して曲面
加工を行う技術とはなり得ないものである。

【００１２】本発明は、このような従来技術の現状にか
んがみてなされたもので、金属板の端部の長手方向に形
成される稜角線に沿って連続して曲面加工を行うに際
し、きわめて容易な方法と簡単な装置とによって、均一
で正確な形状のもとに滑らかなＲ形状を連続して安定的
に形成させることができ、しかも速い加工速度のもとに
実施することができて、作業能率の増進と作業の信頼度
を高め、製品の精度の向上と価格の低廉化を実現するこ
とのできる金属板端部の曲面加工方法ならびに装置を提
供することを目的としている。

【００１３】本発明の他の目的は、簡単な構成の追加に
よって、金属板の両面の各端部に該板の厚さを隔てて形
成されるそれぞれ一本づつの二本の稜角線に対して、同
時に平行して曲面加工を行うことを可能とし、それによ
って作業能率の一層の促進を図ることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、本発明の金属板端部の曲面加工方法に
おいては、請求項１に示すように、金属板の上端部の長
手方向の稜角線に沿ってＴＩＧアークあるいはレーザー
光または電子ビーム等を所定の角度のもとに照射するた
めのトーチを移動するかもしくはトーチを固定し金属板
を移動させるかして上記稜角線上に部分的な溶融とこれ
に続く凝固とを行わせることによって該部に曲面を成形
させる加工操作を行うものである。

【００１５】この場合、請求項２のように、金属板の上
端部の長手方向に沿って連続して行う上記の曲面加工
を、金属板の両面の各上端部に該板の厚さを隔てて形成
されるそれぞれ一本づつの稜角線に対して同時に平行し
て行うようにしてもよい。

【００１６】また、本発明の金属板端部の局面加工装置
においては、請求項３のように、定置される本体と、端
部に曲面加工が施される金属板を長手方向に移送する移
送装置とをそなえ、上記本体には、金属板端部の端面に
押し付けられた状態を両方から保持して金属板の移送に
ともなって回転する端面案内輪と、金属板の一方の側面
に押し付けられた状態を保持して金属板の移送を行う駆
動輪と、金属板の移送にともなって回転する側面案内輪
とが設けられるとともに、金属板の端部の一方側面側の
稜角線位置に向かってＴＩＧアークあるいはレーザー光
または電子ビーム等を照射するためのトーチがそのトー
チの前後に設けられた稜角線位置を倣うガイド輪を設け
た倣い機構に取付角度が調整可能に設けられ、移送中の
金属板の駆動輪と側面案内輪との間に対して相互の押付
力を発動する手段が本体または金属板の移送装置に設け
られている。

【００１７】あるいは請求項４のように、曲面加工が施
される金属板を定置し、金属板との関係位置を規制する
ための各案内輪ならびに曲面加工のためのトーチが倣い
機構とともに取り付けられている本体を、金属板の長手
方向に沿って移送するための移送装置を設け、各案内輪
のそれぞれに対して金属板の対向面に向かう方向の押付
力を発動する手段を本体もしくは移送装置に設けること
によって、定置される側と移送される側とを前記の請求
項３のものと反対の関係に置き換えた構成とすることも
できる。

【００１８】

【作用】本発明にかかる金属板端部の曲面加工方法にお
いて、請求項１に示す方法によって金属板の端部に曲面
加工を行うには、端部の長手方向の稜角線に沿ってＴＩ
Ｇアークあるいはレーザー光または電子ビーム等のトー
チを所定の角度のもとに照射しながら移動させる。する
と、上記アーク等の加熱作用によって稜角線上の金属板
に部分的な溶融とこれに続く凝固とが起こり、溶融時の
金属がその表面張力によって形の正しいＲ形状を造成す
るとともに、そのままの状態で冷却凝固が起こって凝結
するので、その部分に対する曲面加工が行われる。この
作用を長手方向に沿って連続的に移送しながら行うこと
により、金属板端部の長手方向に沿う曲面加工が連続し
て行われる。

【００１９】また、請求項２に示すように、上記の曲面
加工操作を金属板の両面の各端部に該板の厚さを隔てて
形成されるそれぞれ一本づつの二本の稜角線に対して同
時に平行して行うことによって、作業能率の一層の促進
を図ることができる。

【００２０】金属板端部の曲面加工装置を請求項３のよ
うに構成すると、本体が定置されてその上に設けられた
端面案内輪と側面案内輪とによってこれらの案内輪に押
し付けられた状態のもとに、駆動輪によって移送される
金属板の稜角線の位置が本体に対して特定され、さらに
トーチは、その前後に設けられた稜角線を倣うガイド輪
を設けた倣い機構に取付角度が調整可能に取り付けられ
るため、該位置をねらって正確にＴＩＧアークあるいは
レーザー光または電子ビーム等を照射することにより、
曲面加工の施される位置ならびに形成される曲面形状等
に対しきわめて正確で且つ均一な所望の形状のもとに、
滑らかなＲ形状を連続して安定的に形成させることがで
き、しかもその状態を金属板の長手方向に沿って連続し
て安定的に維持することができる。

【００２１】また、請求項４に示すように、曲面加工が
施される側の金属板と、曲面加工を施す側の本体との配
置を入れ換えて、加工される側の金属板を定置してお
き、加工する側の本体を金属板の長手方向に沿って移動
させながら金属板に対して曲面加工を行うことも可能で
ある。この場合も前記と同様に、各案内輪に対して金属
板の対向面に向かう方向の押付力を発動する手段が本体
もしくは移送装置に設けられ、該手段によって本体と金
属板の稜角線との関係位置が各稜角線に対して特定さ
れ、さらにトーチが倣い機構に取り付けられているの
で、前記と同様の作用を行わせることができる。

【００２２】

【実施例】本発明の実施例を図面によって説明する。図
１，図２に示すものは、本体１が固定され、加工される
金属板Ａがローラ・コンベヤ２に沿って移送される方式
の例である。

【００２３】端面案内輪３は、本体１に下向きに取り付
けられ、金属板Ａの上端面に押し付けられて金属板Ａの
移送にともなって回転することにより、本体１と金属板
Ａとの高さ方向の距離を常に一定値に保持するためのも
のである。駆動輪４は、駆動軸５に固着されて本体１に
対して横向きに取り付けられ、その周面を金属板Ａの一
方側面Ａａに押し付けられた状態を保持してモータ６に
より回転駆動される。すなわち本実施例では、金属板Ａ
を移送するための移送装置が動力源としてモータ６をそ
なえており、上記押し付けられた両面間の摩擦力によっ
てモータ６の駆動力が駆動軸５を経て駆動輪４から金属
板Ａに伝えられて、金属板Ａはローラ・コンベヤ２に沿
う移送を強制され、同時に移送の間を通じて本体１と金
属板Ａの一方側面Ａａとの水平方向の距離が常に一定値
に保持される。

【００２４】さらに、金属板Ａの一方側面Ａａの反対側
の他方側面Ａｂに対し、駆動輪４と対向する位置に側面
案内輪７が反対方向から押し付けられ、金属板Ａは両面
を駆動輪４と側面案内輪７とに挟まれてローラ・コンベ
ヤ２に沿って誘導される。その間を通じ、金属板Ａを両
面から押し付けた状態に保持するための手段として、側
面案内輪７を回転可能に支持する支持金具８を設け、支
持金具８の上端部にガイド桿９の一端を固着し、ガイド
桿９を本体１上に長手方向の摺動を可能に保持させてそ
の他端にばね１０を装着し、ばね１０の弾発力によって
ガイド桿９を介して支持金具８が金属板Ａの方向に引き
寄せられ、それによって側面案内輪７と駆動輪４とに挟
まれた金属板Ａの本体１に対する水平方向の関係位置が
きわめて正確に確定される。

【００２５】１１は金属板Ａの一方側面Ａａ側の稜角線
に沿って曲面加工を行うためのＴＩＧトーチ、１２は他
方側面Ａｂ側の曲面加工用のＴＩＧトーチで、トーチ１
１，１２は、その前後に設けられた金属板端面の稜角位
置を倣うガイド輪１４を設けた倣い機構１３に対し、角
度調整金具１６によってトーチ角度の調整を可能に取り
付けられる。この構成により、各トーチは倣い機構１３
により稜角位置を常に正確に捕らえることが可能であ
る。トーチ１１，１２はそれぞれ対向する金属板Ａの稜
角線に向かってアーク１５（図２参照）を照射し、該部
に部分的な溶融とこれに続く凝固とを行わせることによ
って、溶融金属の表面張力を利用して該部に形の整った
Ｒ形状の曲面を成形させることができる。

【００２６】つぎに、上記の構成よりなる金属板端部の
曲面加工装置によって曲面加工を行う作用態様について
説明する。本体１上のモータ６を駆動して駆動軸５を介
して駆動輪４を回転することにより、ばね１０の作用で
駆動輪４の方向に押し付けられる側面案内輪７と駆動輪
４との間に挟み付けられた金属板Ａに対し、駆動輪４と
の間に発生する摩擦力によって長手方向の移送力が伝達
されて、金属板Ａはローラ・コンベヤ２に沿って移送さ
れる。トーチ１１およびトーチ１２は、それぞれのアー
ク１５の照射角度をあらかじめ調整され、金属板Ａの稜
線を倣うガイド輪１４に沿って正確にアークの照射と金
属板Ａの移送とが開始される。

【００２７】したがって、この構成のために、各アーク
の照射を受ける稜角線は、それぞれのトーチの位置に対
して常に一定不変の関係位置に置かれることになり、作
業の前後を通じてきわめて精度の高い作業結果を得るこ
とができる。また加工される金属板Ａの厚さが変化して
も、倣い機構１３はその一端が本体１上にピンで揺動可
能に係止され、他端が金属板Ａの端面の稜角線によって
支持されているため、トーチの取付角度を変える作業の
みで板厚の変化に応じて高精度のもとに追随させること
ができる。

【００２８】図３は異なる実施例を示し、図１および図
２のものの方式が、本体を定置して置き、端部に曲面加
工が施される金属板を長手方向に移送させる方式である
のに対し、図３のものは、曲面加工が施される金属板を
定置して置き、加工を施す側の本体を金属板の長手方向
に沿って移送させる方式をそなえるもので、その方式の
相異のために必要な構成上の相異点を除き、曲面加工の
ための作業上の構成については殆ど異ならないものであ
る。図３について説明すると、本体１７は金属板Ａを跨
いだ形に脚部１８，１８をそなえ、各脚部１８はそれぞ
れ下部にキャスター１９を装着されていて、それによっ
て左右一対のレール２０上の走行を可能に載置されてい
る。金属板Ａは、下方の両側面を押付具２１と受板２２
とによって締め付けることにより、定位置に固定されて
いる。

【００２９】図３の実施例において、本体１７を移送す
るための装置は、動力源のモータ６により、駆動軸５を
経て駆動輪４を金属板Ａに押し付けられた状態で回動す
るところまでは、図１のものと全く同様であるが、本実
施例ではその摩擦力の反力によって本体１７をレール２
０に沿って移送させる点が相異する。このほか、金属板
端部の曲面加工を行う作用については、図１，図２の実
施例について説明したところと同様である。

【００３０】図３の実施例に示した方式のものが必要な
場合の例としては、例えば曲面加工される金属板が長大
な寸法の場合、または重量が大きくて、そのためにこれ
を移送することがきわめて困難な場合等で、この方式を
適用することによって予期以上の作業能率を挙げること
ができる場合等が考えられる。

【００３１】

【発明の効果】本発明の金属板端部の曲面加工方法なら
びに装置は、前記のように構成されるので、つぎのよう
な効果が得られる。

【００３２】１）請求項１では、金属板端部の稜角線上
に、部分的な溶融とこれに続く凝固とを長手方向に沿っ
て連続して行わせることにより、該部に曲面を形成させ
るので、簡単な方法によって均一で正確な形状のもと
に、滑らかなＲ形状を連続して安定的に形成させること
ができる。しかも加工速度が速いので、作業能率の増進
と作業の信頼度を高め、製品の精度の向上と価格の低廉
化を達成することが可能である。

【００３３】２）請求項２では、金属板の両面の各端部
に形成されるそれぞれの稜角線に対して、請求項１の方
法による曲面加工を同時に平行して行うので、作業能率
を飛躍的に増進させることができる。

【００３４】３）請求項３では、定置される本体と、端
部に曲面加工が施される金属板を長手方向に移送する移
送装置とをそなえ、金属板端部の長手方向の稜角線に沿
ってＴＩＧアークあるいはレーザー光または電子ビーム
等を上記稜角線に対する相対位置が常に一定の状態で照
射する構成とされるので、従来装置と比較して、加工精
度のきわめて高い作業を速い加工速度のもとに実施する
ことができる。

【００３５】４）請求項４では、曲面加工が施される金
属板を定置し、金属板との関係位置を規制するための各
案内輪および曲面加工のためのトーチをそなえる本体を
可動式に構成したので、金属板が長大な寸法である場
合、または金属板の重量が大きくて、そのためにこれを
移送することがきわめて困難もしくは不利である等の場
合に、予期以上の作業能率を挙げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる曲面加工装置の一実施例を示す
正面図である。

【図２】図１の実施例の側面図である。

【図３】本発明にかかる曲面加工装置の異なる実施例を
示す正面図である。

【図４】従来の技術に関する説明図である。

【図５】加工曲面の説明図である。

【符号の説明】

１，１７ 本体 ２ ローラ・コンベヤ ３ 端面案内輪 ４ 駆動輪 ５ 駆動軸 ６ モータ ７ 側面案内輪 ８ 支持金具 ９ ガイド桿 １０ ばね １１，１２ トーチ １３ 倣い機構 １４ ガイド輪 １５ アーク １６ 角度調整金具 １９ キャスター ２０ レール ２１ 押付具 ２２ 受板 Ａ 金属板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属板の端部に対し長手方向に沿って連
   続して曲面加工を行う方法において、 金属板の上端部の長手方向の稜角線に沿ってＴＩＧアー
   クあるいはレーザー光または電子ビーム等を所定の角度
   のもとに照射するためのトーチを移動するかもしくはト
   ーチを固定し金属板を移動させるかして上記稜角線上に
   部分的な溶融とこれに続く凝固とを行わせることによっ
   て該部に曲面を成形させる加工操作を行うことを特徴と
   する金属板端部の曲面加工方法。
2. 【請求項２】 金属板の上端部の長手方向に沿って連続
   して行う上記の曲面加工を、金属板の両面の各上端部に
   該板の厚さを隔てて形成されるそれぞれ一本づつの稜角
   線に対して同時に平行して行う請求項１記載の金属板端
   部の曲面加工方法。
3. 【請求項３】 金属板の上端部に対し長手方向に沿って
   連続して曲面加工を行う装置において、 定置される本体と、端部に曲面加工が施される金属板を
   長手方向に移送する移送装置とをそなえ、 上記本体には、金属板端部の端面に押し付けられた状態
   を両方から保持して金属板の移送にともなって回転する
   端面案内輪と、金属板の一方の側面に押し付けられた状
   態を保持して金属板の移送を行う駆動輪と、金属板の移
   送にともなって回転する側面案内輪とが設けられるとと
   もに、 金属板の端部の一方側面側の稜角線位置に向かってＴＩ
   Ｇアークあるいはレーザー光または電子ビーム等を照射
   するためのトーチがそのトーチの前後に設けられた稜角
   線位置を倣うガイド輪を設けた倣い機構に取付角度が調
   整可能に設けられ、 移送中の金属板の駆動輪と側面案内輪との間に対して相
   互の押付力を発動する手段が本体または金属板の移送装
   置に設けられていることを特徴とする金属板端部の曲面
   加工装置。
4. 【請求項４】 曲面加工が施される金属板を定置し、金
   属板との関係位置を規制するための各案内輪および曲面
   加工のためのトーチを倣い機構に取り付けた本体を金属
   板の長手方向に沿って移送するための移送装置を設け、
   各案内輪のそれぞれに対して金属板の対向面に向かう方
   向の押付力を発動する手段を本体もしくは移送装置に設
   けた請求項３記載の金属板端部の曲面加工装置。