本発明は、回転する丸鋸で平鋼を切断する丸鋸切断機と、丸鋸切断機のワーク固定装置と、丸鋸切断機のワーク固定装置のワーク固定方法に関する。

従来の丸鋸切断機は、図７に示すように、ハイスの丸鋸を使用した丸鋸切断機４０が知られている。 この丸鋸切断機４０は、モータ４１で回転駆動される丸鋸４２がワークＷである小径の丸形や角形の鋼材を、ハンドル４３を押し下げることにより切断するものである。 この丸鋸切断機４０は、小径のワークＷを切断する場合に、取扱の操作も簡単で、作業能率が良く、しかも構造が簡単で装置のコストも安価であったが、幅広の平鋼のワークＷは切断することができないという問題があった（特許文献１参照）。

そのため、図８に示すように、バンドソー５３を使用した糸鋸切断機５０が使用されている。 この糸鋸切断機５０は、回転する２つの円板５１，５２にバンドソー５３を巻回し、テーブル５４上に載置した幅広の平鋼のワークＷを切断することができる。 この糸鋸切断機５０は、立形のバンドソーのため、機械１台の大きさはそれほど大きくなく、幅広の平鋼も切断できる利点があった（特許文献１参照）。

特開２０００−１１７５３３号公報（段落番号［０００２］、図９、図１１参照）

しかしながら、前記した糸鋸切断機５０は、バンドソー５３で幅広の平鋼のワークＷを切断することができても、その切断面はバンドソー５３が波打ちするため、正確な切断寸法が出せず、次工程のフライス工程において、再度切断面を加工しなければならないという問題があった。
さらに、能率が悪く切断作業に時間を要するため、一人多台持ちにして４、５台並べて使わなければならず、広いフロアスペースを確保しなければならないという問題があった。 また、平鋼を専用ワークとする丸鋸切断機はまだ存在しないため、平鋼のワークを多段積みにして固定する丸鋸切断機のワーク固定装置、および、ワーク固定方法についてはまだ開示されていないことが判った。

そこで、本発明は、これらの問題点を解決するために創案されたものであり、ワークを積み重ね、しっかり固定し、ワークを正確な寸法に切断することができることにより、次工程での切断箇所のフライス加工が省略できて、さらに、４、５台の糸鋸切断機を１台に置き換えることができる丸鋸切断機とそのワーク固定装置、そして、そのワーク固定方法を提供することを課題とする。

請求項１に係る丸鋸切断機の発明は、ベッド１と、前記ベッド１にガイドレール１ｅ，１ｆが設けられ、ワーク供給方向に対して直角のＸ軸方向にヘッド５を往復動させるヘッド移動手段と、前記ガイドレール１ｅ，１ｆに載置され、ワークＷを切断する丸鋸２が設けられた主軸２の軸方向のＺ軸方向に、主軸２が回転自在に軸支されるとともに、前記丸鋸３を回転させるモータ４が最上部１ｇに載置されたヘッド５と、前記ヘッド５の下方左側に位置し、Ｚ軸方向の切断位置ＳへワークＷを供給するワーク供給装置３０と、前記ヘッド５の水平移動速度を制御するヘッド速度制御手段と、前記ワーク供給装置３０のワークＷをサーボ制御するワーク速度制御手段と、前記ワーク供給装置３０から供給されたワークＷを切断位置Ｓで固定するワーク固定装置２０と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の丸鋸切断機１０であって、前記ワークＷは多段積みの平鋼であることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載の丸鋸切断機１０のワーク固定装置２０であって、前記ワーク固定装置２０は、ワークＷの幅（左右）方向に対向して第１クランパ２１ａと、第２クランパ２１ｂが移動自在に設けられ、前記第１クランパ２１ａと、第２クランパ２１ｂとが接近または離間してワークＷを固定または開放し、かつ、厚み（上下）方向には前記第１クランパ２１ａに第１クランパ爪２２ａが移動自在に設けられ、前記第２クランパ２１ｂに第２クランパ爪２２ｂが移動自在に設けられてワークＷの上面を把持するとともに、ワークＷの下面を把持するそれぞれの第１固定爪２３ａと、第２固定爪２３ｂとによってワークＷを固定または開放することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、ワークＷの幅（左右）方向に対向して第１クランパ２１ａと、第２クランパ２１ｂが移動自在に設けられ、前記第１クランパ２１ａと、第２クランパ２１ｂとが接近または離間してワークＷを固定または開放し、かつ、厚み（上下）方向には前記第１クランパ２１ａに第１クランパ爪２２ａが移動自在に設けられ、前記第２クランパ２１ｂに第２クランパ爪２２ｂが移動自在に設けられてワークＷの上面を把持するとともに、ワークＷの下面を把持するそれぞれの第１固定爪２３ａと、第２固定爪２３ｂとによってワークＷを固定または開放する丸鋸切断機１０のワーク固定装置２０により前記ワークＷを固定するワーク固定方法であって、
多段積みの平鋼であるワークＷを挟み対向して、第１クランパ２１ａと、第２クランパ２１ｂとがワークＷの幅方向を挟持して固定する第１工程と、前記第１クランパ２１a内に配置された第１クランパ爪２２ａと，前記第２クランパ２１ｂ内に配置された第２クランパ爪２２ｂとが厚み（上下）方向に移動してワークＷの上面を把持するとともに、ワークＷの下面を把持するそれぞれの第１固定爪２３ａと、第２固定爪２３ｂとによってワークＷを固定する第２工程と、を含むことを特徴とする丸鋸切断機１０のワーク固定方法である。

請求項１に係る発明によれば、サーボ制御によるワーク供給装置と、両サイドからしっかり固定するワーク固定装置により、正確な寸法できれいな仕上げ面の切断ができるため、次工程でワーク切断箇所のフライス加工が省略できる。 また、ワークを６枚重ねにして一緒に切断できるので、６台の糸鋸切断機を１台に置き換えができる。

請求項２に係る発明によれば、ワークＷは多段積みの平鋼に限定することにより、平鋼の幅の違い、厚みの違い等多くの種類に対応できるため、多段積みにより、生産性を上げることができる。

請求項３に係る発明によれば、ワークＷの幅（左右）方向の両側に第１クランパ２１ａと、第２クランパ２１ｂとが移動自在に設けられ、厚み（上下）方向には第１クランパ２１ａに第１クランパ爪２２ａ、第２クランパ２１ｂに第２第２クランパ爪２２ｂが移動自在に設けられたことにより、第１クランパ爪２２ａ，２２ｂが開放され、クランパ２１ａ，２１ｂが開放されると、これらの２つの動作によって、ワークＷの最初の切断によって切り落された耳を、つまり、小片であっても平行状態を保つことができることから、下部のシュートへ確実に落すことができる。

請求項４に係る発明によれば、ワークＷの幅（左右）方向を両サイドから固定し、厚み（上下）方向を両サイドから固定するという、いままでにない平鋼の多段積みにしたワークの固定方法により、多種類の平鋼の固定ができるため、きれいな仕上がり面が得られ、次工程での切断箇所のフライス加工が省略できて、さらに、しっかり固定できるため、生産性を６倍に引き上げることができる丸鋸切断機のワーク固定方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の丸鋸切断機の全景を示す斜視図であり、図２は図１に示すＡ矢視の右側面図である。 図１に示すように、フロアには丸鋸切断機１０が据え付けられている。 丸鋸切断機１０は、平面視で、本体１０ａとワーク供給装置３０とにより、Ｌ字状に配置されている。 ベッド１の上面にはワークＷを固定するワーク固定装置２０が設けられている。
図２に示すように、ベッド１は右側面視で逆Ｌ字状に形成されており、ベッド１の左側上面には、後記するワーク固定装置２０のガイドレール１ｂ，１ａ（図４参照）が配置され、ベッド１の上段部１ｃにはガイドレール１ｅが配置され、ベッド１の正面部１ｄ（図２では右側面）には、ガイドレール１ｆが設けられている。
図１、図２に示すように、ヘッド５の水平移動速度を制御するヘッド速度制御手段は、油圧シリンダ７を含む油圧駆動装置によって行い、Ｘ軸方向にヘッド５の水平移動速度が制御され、ヘッド５が往復動するようになっている。
また、図１に示すように、ヘッド５の下部には主軸２が設けられ、主軸２は、軸方向のＺ軸方向に、回転自在に軸支されている。 また、主軸２の先端部にはワークＷを切断する超硬チップを付した丸鋸３が設けられている。 さらに、ヘッド５の最上部１ｇには丸鋸３を回転させるモータ４が取り付けられている。

ワーク供給装置３０は、図２に示すように、本体１０とはＬ型に配置されており、ベッド１上面とヘッド５の下面の間に設けられたワーク固定装置２０のワーク切断位置Ｓへ多段積みの平鋼のワークＷを所定の寸法分ずつ供給する装置である。

丸鋸切断機１０のワーク固定装置２０を説明する。
図３は、ワーク固定装置の平面図、図４はワーク固定装置の正面図、図５は図４に示すワーク固定装置のＢ−Ｂ線の矢視図である。
図３に示すように、ワーク固定装置２０は、左側に第１クランパ２１ａ、右側に第２クランパ２１ｂがワークＷを挟み対向して略左右対象に構成されている。 この左側の第１クランパ２１ａは、ガイドレール１ａ，１ａに配置されており、油圧の第１シリンダ２５ａの駆動によって、ワークＷの幅方向である左から右へ移動する。
もう一方の第２クランパ２１ｂは、ガイドレール１ｂ，１ｂに配置されており、油圧の第２のシリンダ２５ｂ、２５ｂの駆動によって、ワークＷの幅方向である右から左へ移動する。 そして、図４に示すように、第１パッド２１ｃと、第２パッド２１ｄとがワークＷに当接し、ワークＷを両側から挟持して固定する。
また、第１、第２のシリンダ２５ａ、２５ｂの駆動方向を反転にすることにより、第１、第２のクランパ２１ａ，２１ｂを後退させて、第１、第２のパッド２１ｃ，２１ｄによるワークＷの固定状態から、ワークＷの開放状態にすることができる。

さらに、ワークＷの厚み（上下）方向に第１、第２のクランパ爪２２ａ、２２ｂが移動自在に設けられている。 左側の第１クランパ爪２２ａは第１シリンダ２４ａの駆動によって、ワークの厚み（上下）方向に移動してワークＷを把持する。 同様に右側の第２クランパ爪２２ｂも第２シリンダ２４ｂの駆動によって、ワークの厚み（上下）方向に移動してワークＷを把持し、上下方向からワークＷを固定する。
また、第１，第２シリンダ２４ａ，２４ｂの駆動方向を、反対にすることにより、第１，第２クランパ爪２２ａ，２２ｂをワークＷの固定から、ワークＷの開放にすることができる。 このように、ワークＷである平鋼を多段積みにして両サイドから幅方向と厚み方向を固定する方式のワーク固定装置となっている。

丸鋸切断機１０のワーク固定装置２０のワーク固定方法について説明する。
前工程となるワーク供給装置３０の駆動により、多段積みの平鋼のワークＷが、丸鋸切断機１０の切削位置Ｓ（図３参照）に供給されると、ワーク固定装置２０の出番となる。
ワーク固定装置２０の第１工程は、多段積みの平鋼（以下、ワークＷという）を挟んで、第１クランパ２１ａと第２クランパ２１ｂがワークＷの幅方向の待機位置から接近してワークＷの幅方向を挟持して固定する。
続いて、第２工程は、第１クランパ２１a内の中央に配置された第１クランパ爪２２ａと、第２クランパ２１ｂ内の中央に配置された第２クランパ爪２２ｂが厚み（上下）方向に下降して、それぞれの第１固定爪２３aと、第２固定爪２３ｂとによって多段積みの平鋼を把持し固定する。
これが、丸鋸切断機１０のワーク固定装置２０のワーク固定方法であるが、その後、超硬チップ付の丸鋸３が回転し、油圧シリンダ７によって切削送りで送られ、多段積みの平鋼が切断される。
その後、第１、第２のクランパ爪２２ａ，２２ｂが開放されると、定尺材の最初に切り落された耳が、幅方向と厚み方向がフリーとなり、２回目のワーク供給装置３０の駆動により、ワークＷが供給されると、切り落された耳は、斜めに姿勢を変えることがなく、平行な姿勢を維持して移動することができるので、細長い穴Ｈから下部のシュート１ｓ（図２参照）へ確実に落ちる。
なお、この耳落しは、２方向を固定状態を開放することによって可能になる。

ここで、丸鋸切断機１０の動作について、説明する。
図１、図２に示すように、丸鋸切断機１０の起動ボタン（操作盤は別置型のため、記載せず）が押されると、搬入コンベア３２ｂに載置された平鋼がワーク供給装置３０によって供給される。 平鋼の定尺材は６ｍ、１０ｍである。 たとえば、この平鋼の幅×厚みは、３００ｍｍ×１２ｍｍであり、６枚重ねの多段積みとなると、厚みの合計は７２ｍｍにもなる。 この多段積みの平鋼が丸鋸切断機１０の切断位置に搬送される。 最初の切り落しは、ちょうど食パンの耳落しのように、少量の、たとえば、１０〜１５ｍｍ程度の黒皮の耳を落す動作からはじまる。 ワーク固定装置２０は、ワークＷを挟んで、第１、第２のクランパ２１ａ，２１ｂがワークＷの幅方向に接近して固定する。

つづいて、第１クランパ２１a内の中央に配置された第１クランパ爪２２ａと，第２クランパ２１ｂ内の中央に配置された第２クランパ爪２２ｂが第１，第２シリンダ２４ａ，２４ｂの駆動により、厚み方向に下降し、それぞれの第１、第２固定爪２３a，２３ｂとによって多段積みの平鋼を固定する。
これらの動作が終わると、主軸モータ４が回転しはじめ、ヘッド５内に構成された減速歯車によって減速され、主軸２の先端部に固定された超硬チップ付の丸鋸３を１５０回転／ｍｉｎで回転させる。 周速では１００〜３００ｍ／ｍｉｎであり、従来のハイスの約５倍の速さである。 なお、超硬チップ付の丸鋸３の直径×厚みは、φ６００×３．３ｍｍ、刃数は８０刃である。
そして、ヘッド５が切削送りによりＸ軸方向に送られ、ワークＷが切断される。
つづいて、第１，第２クランパ爪２２ａ，２２ｂが厚み方向に開放され、第１，第２クランパ２１ａ，２１ｂが幅方向に開放されると、１０〜１５ｍｍの幅で切断された黒皮の耳が、図３に示す穴Ｈから落下し、図２に示すシュート１ｓに導かれてボックス１１に回収される。

図６は、丸鋸の振れ止め装置を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）はＣ―Ｃ線の断面図である。 図６の（ａ）に示すように、丸鋸３の振れ止め装置２８は、主軸２を中心にして左右対称に配置されている。 また、図６の（ｂ）に示すように、丸鋸３を挟んでヘッド５側にはベース２８ｂの上に、セラミック製の振れ止め２８ａが固定されている。 この振れ止め２８ａと丸鋸３との隙間は、０．００１〜０．０１ｍｍである。
丸鋸３のもう一方の面には、カバー６の裏側に、同様に、セラミック製の振れ止め２８ｃが固定されており、この振れ止め２８ｃと丸鋸３との隙間は、前記同様に０．００１〜０．０１ｍｍである。 ちょうど２つの振れ止め２８ａ，２８ｃの隙間に丸鋸３が挟持されているような嵌合で配置されている。 また、振れ止め２８ａ，２８ｃと丸鋸３との移動面には強制潤滑が施されている。
このように、丸鋸３に振れ止め装置２８が設けられたことにより、丸鋸３の振れや振動を防止するため、剛性の高い工具を提供することができる。

図２、図３、図４に示すように、黒皮の耳落しが終わると、ワーク供給装置３０により、指定されたワーク長と、丸鋸３の厚み分の合計長さ分が、丸鋸切断機１０の切断位置Ｓに供給される。
ワーク固定装置２０は、多段積みの平鋼のワークＷを挟んで、第１，第２のクランパ２１ａ，２１ｂがワークＷの幅方向に移動して固定する。
そして、前記同様に、第１クランパ２１aの第１クランパ爪２２ａと、第２クランパ２１ｂの第２クランパ爪２２ｂがそれぞれの第１，第２のシリンダ２４ａ，２４ｂの駆動により、厚み方向に移動してワークＷを固定する。
ヘッド５が切削送りによりＸ軸方向に送られ、ワークＷが切断される。
そして、第２クランパ爪２２ｂが厚み方向に開放され、第２クランパ２１ｂが幅方向に開放されると、指定されたワーク長の平鋼が、排出コンベア３２ｃ（図２の右端参照）によって送り出され、排出される。
そして、これらの動作が繰り返される。
その結果、平鋼のワークＷは、正確な切断寸法で切断され、きれいな削り面で仕上げられるため、切断箇所のフライス加工が省略できるとともに、４、５台の糸鋸切断機を１台に置き換えることができる丸鋸切断機とそのワーク固定装置、そして、丸鋸切断機のワーク固定方法を提供することができる。

なお、本発明はその技術思想の範囲内で種々の改造、変更が可能である。 たとえば、ヘッド５の駆動方法は、油圧シリンダの代わりに、サーボモータとボールネジ、または、リニアモータであってもよい。 また、平材しても構わない。

本発明の丸鋸切断機の全景を示す斜視図である。

図１に示すＡ矢視の右側面図である。

ワーク固定装置の平面図である。

ワーク固定装置の正面図である。

図４に示すワーク固定装置のＢ−Ｂ線の矢視図である。

丸鋸の振れ止め装置を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）はＣ―Ｃ線の断面図である。

従来のハイスの丸鋸を使用した丸鋸切断機の全景を示す斜視図である。

従来のバンドソーを使用した糸鋸切断機の全景を示す斜視図である。

符号の説明

１ ベッド １ａ 上面 １ａ，１ｂ，１ｅ，１ｆ ガイドレール １ｃ 上段部 １ｄ 正面部 １ｇ 最上部 １ｓ シュート ２ 主軸 ３ 丸鋸 ４ モータ ５ ヘッド ６ カバー ７ 油圧シリンダ １０ 丸鋸切断機 １１，１２ ボックス ２０ ワーク固定装置 ２１ａ 第１クランパ ２１ｂ 第２クランパ ２１ｃ 第１パッド ２１ｄ 第２パッド ２２ａ 第１クランパ爪 ２２ｂ 第２クランパ爪 ２２ａ ローラ ２３ａ 第１固定爪 ２３ｂ 第２固定爪 ２４ａ，２５ａ 第１シリンダ ２４ｂ，２５ｂ 第２シリンダ ３０ ワーク供給装置 Ｓ 切断位置 Ｗ ワーク