JPS6258844B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、構造用型鋼穴明装置に係り、特に例
えば複数本の橋梁用のＩ型鋼を添接板を介して連
結する場合に使用する添接板装着用の多数のリベ
ツト穴或はボルト用穴を穿設するための穴明装置
に関する。

一般に、橋梁等の建設に際しては複数個のＩ型
桁を添接板を介して互いに連結することが行なわ
れている。ところでこの場合、Ｉ型桁の両端部に
は、その上フランジ部、下フランジ部およびウエ
ブ部に上記添接板装着用のため、それぞれ20〜80
個ずつのリベツトまたはボルト用の穴を穿設する
必要がある。したがつて、部材の本数が多くなる
と上記ボルト用等の穴の数は膨大なものとなり、
その加工に多大の労力を要する。しかも、従来の
上記Ｉ型桁への穴明作業は、Ｉ型桁を溶接成形す
る以前に、板の状態で一枚ずつその穴明位置を罫
書し、ポンチ打またはセンタもみ等をして印をつ
け、一個ずつ穴明けし、最後にＩ型に溶接成形す
るという方法がとられているため、これに大変な
労力と時間を必要とし、さらに溶接ひずみにより
穴明位置精度がくるい、これの修正に困難な作業
を要する等の問題があつた。

本発明はこのような点に鑑み、補剛材等も溶接
されＩ型桁等として溶接完成された部材の上フラ
ンジ部、下フランジ部およびウエブ部に、３方向
同時に能率的に穴明作業を行ない得るようにした
橋梁用Ｉ型桁等の構造用型鋼の穴明装置を提供す
ることを目的とする。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例に
ついて説明する。

第１図において符号１は、床面上に立設された
２つのコラム２，２の頂部をガイドビーム３によ
つて連結し門型に形成した機枠であつて、２つの
機枠１が所定間隔をおいて左右対向して配設さ
れ、両機枠１，１はブレース４によつて互いに結
合され、かつ両機枠１，１間の上部は加工物を吊
り降ろし易くするために広く開放されている。

上記左右の機枠１，１のガイドビーム３，３間
には横桁５が橋絡せしめられており、その横桁５
はその両端部が上記ガイドビーム３，３上に設け
られた案内板６上に載置され、上記案内板６によ
つて案内されてガイドビーム３の長手方向（Ｘ方
向）に移動可能としてある。すなわち、上記横桁
５にはサーボモータ７が設けられており、そのサ
ーボモータ７による駆動力がギヤボツクス８，９
内の歯車伝導装置を介して図示しないピニオンギ
ヤに伝えられ、このピニオンギヤが前記ガイドビ
ーム３の側面にその長手方向に沿つて敷設された
ラツク１０と噛合せしめられ、上記ピニオンギヤ
の駆動によつて横桁５の前記Ｘ方向への移動が行
なわれる。

上記横桁５にはその長手方向に延びる案内５ａ
が設けられており、上記案内５ａには第１の穴明
機１１のサドル１２が係合装着されている。また
上記横桁５には、サーボモータ１３によつてギヤ
ボツクス１４内の歯車装置を介して駆動されるボ
ールネジ１５が上記案内５ａに沿つて装着されて
おり、そのボールネジ１５に前記サドル１２が螺
合され、上記ボールネジ１５の回動によつて上記
サドル１２が横桁５に沿つてその長手方向（Ｙ方
向）に移動することができる。

上記サドル１２には、クロスサドル１６が上下
方向（Ｚ方向）に摺動可能に装着されており、そ
のクロスサドル１６は上記サドル１２に設けられ
た油圧シリンダ装置１７によつて上下方向に駆動
制御される。

上記クロスサドル１６にはまた、例えば２個の
スピンドルヘツド１８が装着されており、その各
スピンドルヘツド１８から突出し、その先端にド
リル１９を装着したスピンドル２０には、メーン
モータ２１からトランスミツシヨン２２を介して
回転力が与えられるが、この場合後述する第２お
よび第３の穴明機におけると同様、上記トランス
ミツシヨン２２とスピンドル２０との間にはユニ
バーサルジヨイント２３が介装されている。ま
た、両スピンドルヘツド１８は、これまた後述す
る第２および第３の穴明機におけると同様に、サ
ーボモータ２４によつて互いに接近或は離間する
ように制御可能で、ドリル１９間のピツチを調整
できるようにしてあり、さらに上記各スピンドル
２０は前記スピンドルヘツド１８に内蔵された油
圧シリンダによつて出入可能としてある。

一方、機枠１の両コラム２，２間にはＩ型桁の
フランジ部への穴明け作業を行なうための第２の
穴明機３０および第３の穴明機３１が加工物をは
さむように対称位置に設置されている。

上記第２および第３の穴明機３０，３１はとも
に同一構造を呈しており、ベース３２上にはスイ
ベルベース３３が載置されており、上記スイベル
ベース３３は縦軸３４を中心として上記ベース３
２に対して水平面内で揺動可能としてある。すな
わち、上記ベース３２の一端面には油圧シリンダ
３５が垂直軸線を中心として揺動可能に装着され
ており、上記油圧シリンダ３５のピストンロツド
３５ａの先端が前記スイベルベース３３に連結金
具３６を介して連結されている。しかして、上記
油圧シリンダ３５を作動せしめそのピストンロツ
ド３５ａを進退させることによつて、スイベルベ
ース３３の縦軸３４を中心とする揺動が行なわれ
る。

上記スイベルベース３３上には、ベースサドル
３７がスイベルベース３３に設けられた油圧シリ
ンダ３８によつて加工部に向つて進退するように
摺動可能に装着されている。上記ベースサドル３
７の移動の位置決めは穴明加工されるＩ型桁のウ
エブの幅により決められ図示しない位置制御装置
により指定された位置で停止した後、後述するド
リルの推力に対向するためのバツクストツパが作
動するようにしてある。

また、ベースサドル３７上には、ベースサドル
の進退方向と直交する方向に延びるガイドレール
３７ａが設けられ、そのガイドレール３７ａに
は、サーボモータ３９によりギヤボツクス４０を
介して回動するボールネジ（図示せず）と係合
し、そのボールネジの回動によつて上記ガイドレ
ール３７ａに沿つて移動するコラムベース４１が
載置装着されている。

上記コラムベース４１上にはコラム４２が立設
されており、そのコラム４２の側面にはガイド４
２ａに沿つて上下動可能なサドル４３が装着され
ている。上記サドル４３は、コラム４２に設けら
れたサーボモータ４４およびギヤボツクス４５を
介して駆動されるとともに上記コラム４２に沿つ
て延びるボールネジ４６に係合せしめられてお
り、上記ボールネジ４６の回動によつて上記サド
ル４３の上下動が行なわれる。

上記サドル４３にはまた、前記ベースサドル３
７のガイドレール３７ａに対して直交する方向に
ガイド４３ａに沿い油圧シリンダ４７によつて移
動せしめられるクロスサドル４８が装着されてい
る。

一方、上記クロスサドル４８の前面には、例え
ば２個のスピンドルヘツド４９ａ，４９ｂが互い
に平行にかつ水平に配設されている。上記スピン
ドルヘツド４９ａ，４９ｂのうち一方のスピンド
ルヘツド４９ａは、上記クロスサドル４８のガイ
ド５０に沿つてサーボモータ５１によつて駆動さ
れるボールネジ５２の回動によつて上下動される
ように構成されている。上記各スピンドルヘツド
４９ａ，４９ｂ内には、先端にドリル５３をせれ
ぞれ装着したスピンドル軸５４が貫挿されてお
り、そのスピンドル軸５４の基端は、メーンモー
タ５５によつてＶベルト５６、トランスミツシヨ
ン５７を介してそれぞれ駆動されるユニバーサル
ジヨイント５８の先端部に連結されている（第３
図）。

ところで、各スピンドルヘツド４９ａ，４９ｂ
内には、シリンダ室５９が形成されており、その
シリンダ室５９内には前記スピンドル軸５４と同
心状に配設されかつ相対的な回動のみを許すよう
にしたピストン６０が配設され、上記シリンダ室
５９内への圧油の給排によつてピストン６０を介
してスピンドル軸５４の進退が行なわれるように
してある。なおこの場合、前記ユニバーサルジヨ
イント５８は伸縮自在に構成されており、上記ス
ピンドル軸５４の進退或はスピンドルヘツド４９
ａの上下動にともなうスピンドル軸５４の後端と
トランスミツシヨン５７間の間隔の変化が吸収さ
れる。

しかして、サーボモータ５１を駆動するとボー
ルネジ５２が回動し、それにともなつてスピンド
ルヘツド４９ａが上方或は下方に移動し、スピン
ドルヘツド４９ａに装着されたスピンドル軸５４
の先端に取付けられたドリル５３と他方のスピン
ドルヘツド４９ｂ側のドリル５３とのピツチが変
更される。そこで、メーンモータ５５を駆動する
とともにスピンドルヘツド４９ａ，４９ｂの各シ
リンダ室５９の右室に圧油を供給すると、スピン
ドル軸５４を介してドリル５３が回転されながら
前進せしめられ、被加工物への穴明加工を行なう
ことができる。

なお、図面には示されていないが、前記第２お
よび第３の穴明機３０，３１には、クロスサドル
４８の左右方向の移動を行なわせる油圧シリンダ
４７の早送り、切削送り、穴の抜際の微速送りお
よびステツプフイード等の各種送りの切換装置、
およびそれぞれのストロークの制御装置等が設け
られており、またサドル４３とそれに加わる移動
重量のバランス装置がコラム４２内に内蔵され、
さらにスイベルベース３３の固定装置、およびベ
ースサドル３７、サドル４１、クロスサドル４
８、スピンドルヘツド４９ａ，４９ｂにはそれぞ
れ対応するガイドとの間の固定装置が設けられて
いる。

一方、装置中央の加工部下の床上には機台１０
０が配設されており、その機台１００上には被加
工物であるＩ型桁を支持する支持台１０１と、Ｉ
型桁のウエブ部先端を固着するためのウエブ固着
装置１０２とが載置されている。

上記支持台１０１は、第４図に示すように、機
台１００上に被加工物の長手方向に沿つて延設さ
れたガイドレール１０３上を走行する車輪１０４
を設けた案内台１０５を有し、その案内台１０５
上には受金１０６が載置されている。上記受金１
０６にはハンドル１０７によつて回動されるとと
もに、案内台１０５の一側に設けられたラツク１
０８と噛合する歯車１０９が設けられており、上
記ハンドル１０７の回動により歯車１０９および
ラツク１０８を介して受金１０６を前記ガイドレ
ール１０３と直交する方向に移動せしめることが
できる。一方、上記受金１０６の頂端には受ロー
ラ１１０が設けられており、その受ローラ１１０
によつて被加工物を支承するとともにその被加工
物の横方向への移動力を軽減し得るようにしてあ
る。

また、前記ウエブ固着装置１０２は、機台１０
０上に固設され前記ガイドレール１０３と直交す
る方向に延びる案内台１１１と、ハンドル１１２
によつて回動される歯車１１３およびその歯車１
１３と噛合するラツク１１４を介して上記案内台
１１１上を摺動する受台１１５とを有し、その受
台１１５上には油圧シリンダ１１６によつて前後
動されるとくさび１１７が載置されており、その
くさび１１７上にはくさび１１７の前後動作によ
つて上下動し、Ｉ型桁ＷのウエブW₁を支承する
受金１１８が係合されている。また上記受台１１
５には、油圧シリンダ１１９によつて水平軸１２
０を中心として揺動するベルクランク状の押圧片
１２１が装着されており、上記押圧片１２１が第
４図において反時計方向に揺動することによつ
て、前記受金１１８とによつてＩ型桁Ｗのウエブ
W₁を挾持することができる。

また、前記機台１００の前方部（機枠１の入口
側）にはフランジ固着装置１３０が配設されてい
る。すなわち、機台１００の前方部には被加工物
の長手方向に直交する方向に延びるスライドベー
ス１３１が床上に固設されており、そのスライド
ベース１３１上には左右一対の移動台１３２が油
圧シリンダ１３３によつてそれぞれ独立して上記
スライドベース１３１に沿つて摺動可能に装着さ
れている。

上記一対の移動台１３２は、第５図および第６
図に示すように、その対向側面にそれぞれ油圧モ
ータ１３４によつて回動されるねじ軸１３５が上
下方向に配設され上下両軸受１３６ａ，１３６ｂ
によつて軸支されている。上記ねじ軸１３５は左
ねじを有する上部ねじ軸１３５ａと右ねじを有す
る下部ねじ軸１３５ｂとを互いに連結装置１３７
によつて連結することによつて一体に構成されて
おり、上記下部ねじ軸１３５ｂの下端部はスプリ
ング１３８によつて或程度上下動可能に支承され
ている。一方、上部ねじ軸１３５ａの頂端部は前
記油圧モータ１３４の駆動軸１３４ａに対してキ
ー溝或はスプライン等を介して相対的に摺動可能
に連結されている（第６図）。

ところで、上記上部ねじ軸１３５ｂおよび下部
ねじ軸１３５ｂにはそれぞれ固着金具１４０ａお
よび１４０ｂが上下動のみ可能に螺合せしめられ
ている。

しかして、両移動台１３２間に被加工物を上方
から降下せしめ、油圧シリンダ１３３によつて両
移動台１３２を互いに接近せしめ、その所定位置
に達した時固定装置１４１によつてその移動台１
３２を固定し、しかる後油圧モータ１３４を駆動
してねじ軸１３５を回動させると、そのねじ軸１
３５がその上部と下部においてねじの巻回方向が
違うので、それらの螺合されている固着金具１４
０ａおよび１４０ｂが互いに接近し、被加工物の
フランジ部W₂の上下両部を挾持する。

なお、この場合、実際にはウエブW₁の厚さは
数種あるので基準面からウエブ中心すなわちフラ
ンジ巾の中心位置は被加工物によつて変つてく
る。したがつて、固着装置の方のセンタリング中
心もこれに対応して変えないと固着したときに被
加工物に変形を与えてしまうことになる。ところ
が本発明においては、前述のようにねじ軸１３５
の下端がスプリング１３８によつて支承されてお
り、また油圧モータ１３４の駆動軸１３４ａとね
じ軸１３５の上端部が互いに摺動可能に連結され
ているので、固着金具１４０ａ，１４０ｂがフラ
ンジ巾の中心位置の変動に応じてねじ軸１３５と
ともに移動し、無理なくフランジ部W₂を挾持固
着することができる。

一方、油圧モータ１３４を逆方向に駆動する
と、ねじ軸１３５が逆方向に回動し、上部ねじ軸
１３５ａおよび下部ねじ軸１３５ｂに係合してい
る固着金具１４０ａ，１４０ｂはそれぞれ互いに
離間する方向に移動し、フランジ部W₂の挾持状
態を解放する。

また、前記移動台１３２には、第５図に示すよ
うに、互いに対向する内面側に突出し被加工材Ｗ
のフランジ部W₂外側面と当接する進退可能な押
付部材１４２が装着されている。

ところで、前記各穴明機によつて穴明加工が行
なわれる加工部に搬入された被加工材Ｗの他端部
を支持するため、前記機枠１の前方側にはワーク
支持台１５０が配設されている。

すなわち、機枠１の前方側には、装置の長手方
向に延びるガイドレール１５１が施設されてお
り、そのガイドレール１５１上にはそのガイドレ
ール１５１に沿つて走行する機台１５２が載置さ
れている（第７図）。すなわち、上記機台１５２
には上記ガイドレール１５１上を走行する走行車
輪１５３が装着されており、その走行車輪１５３
は駆動モータ１５４によつて減速ギヤ１５５を介
して駆動される。機台１５２には油圧シリンダ１
５６により前記ガイドレール１５１に直交する方
向に摺動可能なスライドウエイ１５７が載置さ
れ、さらに上記スライドウエイ１５７上には、互
いに左右に配設されハンドル１５８等を介して接
近或は離間し得る一対の支持筐１５９が装着され
ている。上記支持筐１５９には雄ねじ部１６０ａ
を有する受金１６０が貫挿されており、その雄ね
じ部１６０ａには油圧モータ１６１により駆動さ
れるウオーム１６２によつて回動される送り雌ね
じ付ウオームギヤ１６３が螺合され、上記油圧モ
ータ１６１の駆動によつて受金１６０の上昇、下
降が可能とされ、前記支持筐１５９の左右移動お
よび受金１６０の上下動調節によつて被加工材の
ウエブ部が水平になるように支持することができ
る。

ところで、第８図は本装置における各部機器の
概略配置を示す平面図であつて、機台１００には
その後端中央部に、被加工材Ｗのウエブ端面と当
接する第１の固定基準１７０が設けられ、また機
台１００の一端部には被加工材Ｗの一端一側部を
当接せしめる第２の固定基準１７１が設けられて
いる。また、ワーク支持台１５０上のスライドウ
エイ１５７にも前記第２の固定基準１７１と同一
側に被加工材Ｗの他端側側面を当接せしめる第３
の固定基準１７２が設けられており、他側部には
被加工材の他側部を上記第３の固定基準１７２側
に押圧する押付装置１７３が設けられている。

なお、図中符号１７４は被加工材の全長を計測
するマグネスケールで、タツチセンサ１７５を被
加工材端面にタツチさせることにより全長寸法が
デジタル表示され、また符号１７６は被加工材の
端部傾き量計測用のマグネスケールで、第１の穴
明機１１に着脱自在のタツチセンサ１７７をワー
ク端面２カ所にタツチさせることにより端部傾き
量をデジタル表示することができる。またこれら
はいずれも数値制御系で補正が可能であり、より
実体に合つた加工精度を得ることができるように
してある。

しかして、例えばＩ型桁の先端部における穴明
加工に際しては、Ｉ型桁のウエブ先端部を支持台
１０１の受ローラ１１０上に水平状態にして載置
するとともに、ウオーム１６２、ウオームギヤ１
６３等によつて所定の高さに位置決めされかつ左
右に適宜位置調節された受金１６０上にＩ型桁の
後端部を載置し、そのＩ型桁を前後動可能な案内
台１０５および機台１５２とによつて前進させＩ
型桁の先端を第１の固定基準１７０に当接し、さ
らにフランジ部の前後両端の一側部をそれぞれ第
２および第３の固定基準１７１，１７２に当接さ
せ、一対の移動台１３２を互いに接近する方向に
移動させ、押付部材１４２によつてＩ型桁の先端
部を第２の固定基準１７１に押圧し、また他の押
付装置１７３によつてＩ型桁の後端部を第３の固
定基準１７２に圧着固定する。同時にフランジ固
着装置１３０の油圧モータ１３４を駆動して両固
着金具１４０ａ，１４０ｂを互いに接近方向に移
動させ、フランジ部を上下から挾持固定し、また
ウエブ固着装置１０２によつてウエブの固定を行
なう。

一方、Ｉ型桁の製作時における所定の勾配角
ａ、そり量ｂに対応して、第２および第３の穴明
機３０，３１のスイベルベース３３が油圧シリン
ダ３５によつて所定のスイベル角Ｃだけ揺動せし
められ、コラムベース４１の移動によるＸ方向の
調節、ベースサドル３７の移動によるＹ方向の調
節、およびサドル４３の上下動によるＺ方向の調
節によつてドリル５３の位置が所定位置にセツト
され、また、横桁５の移動によるＸ方向の調節、
サドル１２の移動によるＹ方向の調節およびクロ
スサドル１６の上下動によるＺ方向の調節によつ
て第１の穴明機１１のドリル１９の位置が所定位
置にセツトされる。そして、それぞれメーンモー
タ２１，５５の駆動によつて各ドリル１９，５３
を回転させるとともに、各スピンドルヘツド１
８，４９ａ，４９ｂへの作動油の給排によつて各
ドリルをＩ型桁に向つて前進させて当該部への穴
明け加工を同時に行なう。

本発明は上述のように構成したので、例えば橋
梁用のＩ型桁の如き構造用型鋼の両フランジ部お
よびウエブ部に対し３方向から同時に穴明け加工
を行なうことができ、しかも各穴明機のＸ軸，Ｙ
軸、およびＺ軸方向の位置決め等は数値制御指令
によつて自動的に行なうこともでき、さらに、第
２および第３の穴明機にはスイベル装置を設けた
ので、Ｉ型桁等の勾配角等に対応して常にドリル
軸を加工面に直交状態に調節することができ、複
雑な形状をした型鋼に対する穴明け加工を能率的
に行なうことができる。また、被加工材である型
鋼を基準ブロツク等に押圧する押付装置等も設け
られているので、加工位置セツトが確実でありま
た加工作業中に被加工材が移動することもなく、
正確な穿孔作業を比較的短時間に行ない得る等の
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の穴明装置の穴明加工部の概略
構成を示す一部切欠き斜視図、第２図は第２およ
び第３の穴明機におけるスイベル装置の斜視図、
第３図は上記穴明機の上部のみの正面図、第４図
は型鋼の支持台およびウエブ固着装置を示す一部
縦断側面図、第５図はフランジ固着装置の正面
図、第６図は同上部分拡大断面図、第７図はワー
ク支持台の一部断面正面図、第８図は本発明装置
の概略配置状態を示す平面図である。 １……機枠、５……横桁、１１……第１の穴明
機、３０……第２の穴明機、３１……第３の穴明
機、３３……スイベルベース、３５……油圧シリ
ンダ、１０１……支持台、１０２……ウエブ固着
装置、１３０……フランジ固着装置、１５０……
ワーク支持台、１７０，１７１……固定基準。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 構造用型鋼のウエブ部に向つて移動可能であ
   り、そのウエブ部に多数の穴を穿設するための複
   数のドリルを有し、上記型鋼の軸線方向およびそ
   れに直交する方向に移動可能な第１の穴明機と、
   上記穴明け加工される構造用型鋼の両側に上下方
   向および型鋼の軸線方向に移動可能に配設され、
   その上下両フランジ部に同時に多数の穴を穿設す
   るための複数のドリルをそれぞれ有し、フランジ
   部の勾配角およびそり角に応じて、フランジ面に
   対して上記ドリルを直角に指向せしめるスイベル
   装置を有する第２および第３の穴明機と、前記穴
   明け加工される構造用型鋼を支持するとともに、
   その構造用型鋼の長手方向に移動可能な複数個の
   支持台と、上記構造用型鋼を穴明け位置に位置決
   めするための基準ブロツクと、この基準ブロツク
   に対して前記構造用型鋼の基準面を密接させるた
   めの押付装置と、上記型鋼のフランジ部の上下を
   挾持するとともに、フランジ巾の中心位置の変動
   に応じて自動的に位置調節可能な固着金具を有す
   るフランジ固定装置と、型鋼のウエブ部先端下部
   を支承する上下調節可能な受金、および上記ウエ
   ブ部先端上部を押圧する水平軸を中心として揺動
   する押圧片からなるウエブ固着装置とを有するこ
   とを特徴とする、構造用型鋼穴明装置。