特許 6173126 鋼材の切断装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6173126

(24)【登録日】2017年7月14日

(45)【発行日】2017年8月2日

(54)【発明の名称】鋼材の切断装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 7/00 20060101AFI20170724BHJP

   B23K 37/02 20060101ALI20170724BHJP

【ＦＩ】

   B23K7/00 501C

   B23K37/02 E

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-175614(P2013-175614)

(22)【出願日】2013年8月27日

(65)【公開番号】特開2015-44209(P2015-44209A)

(43)【公開日】2015年3月12日

【審査請求日】2016年5月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000203977

【氏名又は名称】日鉄住金テックスエンジ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100102819

【弁理士】

【氏名又は名称】島田 哲郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100112357

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 繁樹

(74)【代理人】

【識別番号】100157211

【弁理士】

【氏名又は名称】前島 一夫

(74)【代理人】

【識別番号】100159684

【弁理士】

【氏名又は名称】田原 正宏

(72)【発明者】

【氏名】大野 圭一郎

(72)【発明者】

【氏名】吉田 豊

【審査官】 黒石 孝志

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５９−１２９４７０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭６２−１２４０７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第３７８５６３１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ７／００

Ｂ２３Ｋ ３７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被切断材の長手方向に移動自在に構成されたフレームに、切断トーチを有する切断機アセンブリを前記長手方向に交差する方向に移動自在に取付け、前記切断機アセンブリに設けた一対の案内部材を前記被切断材の両側端部に当接させながら、前記切断トーチを、前記被切断材の長手方向に沿う切断進行方向に移動させながら前記被切断材を切断する切断装置であって、
前記切断機アセンブリは、
前記一対の案内部材の各々を、前記被切断材の各側端部に対して接離可能となるように支持する支持アームと、
前記一対の案内部材の各々が、前記切断トーチに対して前記切断進行方向について前記切断トーチの前後に移動可能となるように、前記一対の案内部材の各々と前記支持アームの各々との間に設けられた直動ガイドと、
を有し、
前記案内部材及び前記直動ガイドは、前記案内部材を前記被切断材に当接させながら前記切断機アセンブリを前進させることで前記案内部材に作用する抵抗によって、前記案内部材が前記直動ガイド上を移動するように構成されている、
切断装置。

【請求項2】

前記直動ガイドは、前記直動ガイドにおける前記案内部材の移動方向が、水平に対して、前記切断進行方向の前方に向けて下り勾配となるように配置されている、請求項１に記載の切断装置。

【請求項3】

前記案内部材の各々は、鉛直方向の軸心回りを自由回転可能なガイドローラである、請求項１又は２に記載の切断装置。

【請求項4】

前記案内部材の各々は、前記被切断材と各側端部上を摺動する樹脂製部材である、請求項１又は２に記載の切断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｈ形鋼等の鋼材をその長手方向に切断する切断装置に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、溝形鋼等の鋼材をその長手方向に切断（縦切り）するための切断機として、該鋼材の長手方向に移動可能なフレームと、該フレーム上を該鋼材の幅方向に走行自在に構成された切断トーチとを有するタイプのものが知られている。例えば特許文献１には、レール１に沿って移動可能な補助レール７に移動自在に支承されたガス切断機８を用いて、ローラ３上の被切断材４をその長さ方向に切断する装置が記載されている。引用文献１にはさらに、ガス切断機８の両側に設けたセンサ２０、２１を用いて、被切断材４に対するガス切断機８の左右方向位置を調節する位置調整機構が記載されている。

【0003】

また特許文献２には、ガーター６に沿って走行自在なフレーム７に沿って走行自在に設けられた切断バーナー１１を用いて、スラブ１をその長さ方向に切断する装置が記載されている。引用文献２にはさらに、切断バーナー１１を装着した装着台１２の両側に設けたエヤーマイクロセンサ１３、１４を、スラブ１の側面１ａと常に一定間隔となるように制御し、さらにセンサ１３、１４と切断バーナー１１との位置関係を一定に自動制御して、スラブを所定の比率で縦方向に切断する旨が記載されている。

【0004】

一方、特許文献３には、走行レール１に沿って走行する基台２に設けた片持ち状の横アーム８と、横アーム８上に摺動自在に設けた摺動ガーダ１４と、摺動ガーダ１４に対し水平方向に摺動自在に保持された切断トーチ２４とを有し、鋼材をその長手方向に切断する縦切装置が記載されている。引用文献３にはさらに、ピニオンギヤ１５により横アーム８に対して対称的に摺動自在に取付けた一対の移動台１０、１１の各々に摺動ローラ１７を設け、鋼材２６の切断中は摺動ローラ１７を鋼材の側面に接触させることにより、鋼材に対する切断トーチ２４の幅方向位置を検出し、切断トーチを所定の位置に制御する旨が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開昭５５−０９２２７０号公報

【特許文献2】実開昭５９−１２９４６９号公報

【特許文献3】実開昭５９−１２９４７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一般的に、鋼材等の被切断材は、切断機の走行レールに対して正確に平行に配置することは困難であり、また鋼材自身が直線状でなくその長手方向に曲がりを有する場合もある。そこで従来は、特許文献１及び２にあるように、鋼材に対する切断トーチの位置を測定し調整するためのセンサを設けていた。しかしこのようなセンサを設けることは、切断機のコストアップにつながり、またセンサの故障によって正確な切断ができなくなる虞もある。

【0007】

一方、特許文献３に記載されているように、切断トーチの両側にローラ等のガイド手段を設け、被切断材の両側面に該ローラを接触させながら切断を行う技術も公知であり、この場合は上述のセンサ等は不要である。しかしこのような技術には、以下に述べるような問題があった。

【0008】

図１１は、特許文献３に示すようなガイドローラを有する切断機によって、Ｈ形鋼等の鋼材をその長手方向に切断していく状態を模式的に示す図である。同図では、Ｈ形鋼１００がその長手方向１０２に沿って下から上に向かって切断（半割り）されるものとする。ここで、切断開始位置Ａにおいては、一対のガイドローラ１０４をＨ形鋼１００の両フランジ１０６の下端から切断方向前方側にいくらか（Ｌ₂）進んだ所に当接させておく一方、ガイドローラ１０４との位置関係が固定されている切断トーチ（図示せず）は、Ｈ形鋼１００の下端から一定距離Ｌ₁だけ離隔した位置１０８にて着火される必要がある。すなわち、ガイドローラ１０４と切断トーチは、Ｈ形鋼１００の長手方向に関して少なくとも距離Ｌ（＝Ｌ₁＋Ｌ₂）だけ下方に離す必要がある。

【0009】

次に切断トーチが着火され、Ｈ形鋼１００の長手方向に沿って略水平方向（図１１）において上方）に移動しながらＨ形鋼１００を切断していくのであるが、ガイドローラ１０４はＨ形鋼１００のフランジ１０６に当接しているので、ガイドローラ１０４との位置関係が規定されている切断トーチによって、Ｈ形鋼１００はフランジ１０６に平行に切断されていく。しかし、切断トーチが図１１の位置Ｂ、すなわちＨ形鋼１００の上端（位置Ｃ）から距離Ｌだけ長手方向に関して下方の位置１１０に到達すると、ガイドローラ１０４がＨ形鋼１００のフランジ１０６と当接しなくなるので、案内機能が急に失われることになり、切断終了間際（すなわち位置Ｂから位置Ｃまで）の切断が不安定となる。具体的には、位置Ｂにおいてガイドローラ１０４がＨ形鋼１００から離れたことによる機械的な振動や衝撃によって、位置Ｂ近傍にびびり疵が発生したり、位置Ｂから位置Ｃまではガイドローラ１０４による切断トーチの案内機能が得られないため、位置Ｂと位置Ｃとの間にいわゆる切れ曲がり１１２が生じたりすることがある。また、Ｈ形鋼自身も長手方向に曲がり部分を有している場合があり、このような場合も切れ曲がりが生じることになる。

【0010】

上述のようなびびり疵が発生すると、切断工程後にハンドグラインダ等による手直し作業が必要となる。また上述のような切れ曲がりが発生すると、その左側部分（厚い方）についてはハンドグラインダ等による削除加工、右側部分（薄い方）については肉盛溶接が必要となり、やはり手直し作業が必要となる。このような手直し作業は、生産効率を悪化させ、大きなコスト増大要因となっていた。

【0011】

そこで本発明は、簡易な構成でありながら、びびり疵や切れ曲がりを生じさせずに被切断材を切断できる切断装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記目的を達成するために、本願第１の発明は、被切断材の長手方向に移動自在に構成されたフレームに、切断トーチを有する切断機アセンブリを前記長手方向に交差する方向に移動自在に取付け、前記切断機アセンブリに設けた一対の案内部材を前記被切断材の両側端部に当接させながら、前記切断トーチを、前記被切断材の長手方向に沿う切断進行方向に移動させながら前記被切断材を切断する切断装置であって、前記切断機アセンブリは、前記一対の案内部材の各々を、前記被切断材の各側端部に対して接離可能となるように支持する支持アームと、前記一対の案内部材の各々が、前記切断トーチに対して前記切断進行方向について前記切断トーチの前後に移動可能となるように、前記一対の案内部材の各々と前記支持アームの各々との間に設けられた直動ガイドと、を有する、切断装置を提供する。

【0013】

第２の発明は、第１の発明において、前記案内部材及び前記直動ガイドは、前記案内部材を前記被切断材に当接させながら前記切断機アセンブリを前進させることで前記案内部材に作用する抵抗によって、前記案内部材が前記直動ガイド上を移動するように構成されている、切断装置を提供する。

【0014】

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記直動ガイドは、前記直動ガイドにおける前記案内部材の移動方向が、水平に対して、前記切断進行方向の前方に向けて下り勾配となるように配置されている、切断装置を提供する。

【0015】

第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記案内部材の各々は、鉛直方向の軸心回りを自由回転可能なガイドローラである、切断装置を提供する。

【0016】

第５の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記案内部材の各々は、前記被切断材と各側端部上を摺動する樹脂製部材である、切断装置を提供する。

【発明の効果】

【0017】

本発明に係る切断装置では、切断進行方向について案内部材と切断トーチとの位置関係を逆転させることができるので、被切断材の全長に亘って、案内部材が被切断材に当接した状態（案内された状態）で被切断材を切断することができる。従ってびびり疵や切れ曲がりを生じさせることなく被切断材を切断することができる。

【0018】

案内部材及び直動ガイドを、案内部材を前記被切断材に当接させながら切断機アセンブリを前進させることで案内部材に作用する抵抗によって、案内部材が直動ガイド上を移動するように構成することにより、案内部材を直動ガイド上で移動させるための駆動手段が不要となり、切断トーチの振動要因を減らせるとともに、設備の低コスト化が図れる。

【0019】

直動ガイドにおける案内部材の移動方向が、水平に対して、切断進行方向の前方に向けて下り勾配となるように直動ガイドを配置することにより、ある鋼材の切断終了時から次の鋼材の切断開始迄の間に、案内部材を切断進行方向に関して切断トーチよりも前方側に自動的に移動させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の好適な実施形態に係る切断機の概略構成を示す図である。

【図2】図１の切断機の要部を示す図である。

【図3】図２のＡ−Ａ断面を示す図である。

【図4】被切断材の切断時において、該鋼材被、ガイドローラ及びリニアガイドを上方から見た図である。

【図5】図４を模式的に示す図である。

【図6】ガイドローラの他の具体例を示す図である。

【図7】ガイドローラのさらなる他の具体例を示す図である。

【図8】リニアガイドに蛇腹を設けた例を示す図である。

【図9】ガイドローラのまたさらなる他の具体例を示す図である。

【図10】案内部材として樹脂製ブロックを使用した例を示す図である。

【図11】従来技術に係る切断機を用いて、鋼材をその長手方向に切断していく状態を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

図１は、本発明の第１の実施形態に係る切断機の概略構成を示す図である。切断機１０は、工場等の床面等の設置面１２上に配置された被切断材である鋼材（図示例ではＨ形鋼）１４をその長手方向に沿って切断（例えば半割り）するための装置であり、鋼材１４の長手方向に交差する方向（概ね直交）かつ略水平に延びるフレーム１６と、フレーム１６上を走行自在に構成された切断機アセンブリ１８とを有する。なおフレーム１６は、鋼材１４の長手方向と略平行に、床面１２上に配置されたレール（図示せず）上を走行自在であるが、該レール及びフレーム１６の構造は従来のものと同様でよいので、詳細な説明は省略する。

【0022】

切断機アセンブリ１８は、一対の案内部材（図示例では自由回転可能なガイドローラ）２０ａ及び２０ｂと、ガイドローラ２０ａ及び２０ｂをそれぞれ先端に有する支持アーム２２ａ及び２２ｂと、支持アーム２２ａ及び２２ｂを略水平方向に互いに接離可能に移動させる開閉手段（図示例では油圧又は空圧シリンダ）２４とを有し、これによりガイドローラ２０ａ及び２０ｂは、鋼材１４の両側端部（図示例ではＨ形鋼のフランジ）３０ａ及び３０ｂに対して略水平方向に接離可能になる。また支持アーム２２ａ及び２２ｂは、ラック２６及びピニオン２８を有するラック・ピニオン機構を介して互いに連結可能であり、これにより両支持アームは、１つの開閉手段２４によって互いに左右対称に移動することができる。

【0023】

また切断機アセンブリ１８は、鋼材１４の幅方向についてガイドローラ２０ａ及び２０ｂに対する位置関係が規定された（図示例では、フレーム１６の長手方向（鋼材１４の幅方向）について常に両ガイドローラの中間に位置する）切断トーチ３２を有する。切断トーチ３２自体は周知のものでよく、例えばガス、プラズマ又はレーザを利用するタイプのものが使用可能である。ガイドローラ２０ａ及び２０ｂを鋼材１４の両側部に当接させた状態で、切断トーチ３２を着火し、フレーム１６を鋼材１４の長手方向に移動させることにより、鋼材１４を長手方向に切断（半割り）することができる。

【0024】

図２は、切断機１０の要部すなわちガイドローラ近傍の詳細を示す図であり、図３は図２のＡ−Ａ断面を示す図である。ガイドローラ２０ａは、直動ガイド（リニアガイド）３４ａを介してアーム部材２２ａに取付けられる。具体的には、図３に示すように、ガイドローラ２０ａを切断進行方向３６（鋼材１４の長手方向）に略平行な方向に移動自在に支持するリニアガイド３４ａを支持アーム２２ａの先端（支持アーム２２ａとガイドローラ２０ａとの間）に取付け、切断進行方向３６についてのガイドローラ２０ａと切断トーチ３２との位置関係を逆転できるようになっている。図示例では、切断進行方向３６についてリニアガイド３４ａのストロークの略中央に切断トーチ３２が配置されており、ガイドローラ２０ａはリニアガイド３４ａのストローク長にわたって移動可能となっているので、ガイドローラ２０ａは切断進行方向３６について切断トーチ３２の前後に移動可能となる。

【0025】

他方のアーム部材２２ｂ及びガイドローラ２０ｂについても同様である。すなわち、ガイドローラ２０ｂは、リニアガイド３４ｂを介してアーム部材２２ｂに取付けられる。具体的には、図２及び後述する図４等に示すように、ガイドローラ２０ｂを切断進行方向３６（鋼材１４の長手方向）に略平行な方向に移動自在に支持するリニアガイド３４ｂを支持アーム２２ｂの先端（支持アーム２２ｂとガイドローラ２０ｂとの間）に取付け、切断進行方向３６についてのガイドローラ２０ｂと切断トーチ３２との位置関係を逆転できるようになっている。図示例では、切断進行方向３６についてリニアガイド３４のストロークの略中央に切断トーチ３２が配置されており、ガイドローラ２０ｂはリニアガイド３４ｂのストローク長にわたって移動可能となっているので、ガイドローラ２０ｂは切断進行方向３６について切断トーチ３２の前後に移動可能となる。またリニアガイド３４ａ及び３４ｂは通常、切断進行方向について左右対称に設けられる。

【0026】

なお各リニアガイドは、該リニアガイドにおけるガイドローラの移動方向が、水平に対して、切断進行方向３６の前方に向けて下り勾配となるように配置されていることが好ましい。詳細には、図３に示すように、鉛直面内でリニアガイド３４ａのストローク方向の水平度を調整できるように、リニアガイド３４ａのスライドベース３８を支持アーム２２ａに取付ける２つのボルト４０ａ及び４０ｂのうち、一方のボルト（図示例ではボルト４０ａ）用穴４２を長穴とする。このようにしておけば、図３において二点鎖線で示すように、スライドベース３８を切断進行方向３６前方に向かうにつれていくらか下方に傾けることができ、ある鋼材の切断終了時から次の鋼材の切断開始迄の間に、ガイドローラ２０ａを切断進行方向３６に関して切断トーチよりも前方に自動的に（重力によって）移動させることが可能となる。一方、ガイドローラ２０ａの軸ホルダ４４をリニアガイド３４ａに取付ける２つのボルト４６ａ及び４６ｂについては、鉛直面内でガイドローラ２０ａの軸心の鉛直度を調整できるように、一方のボルト（図示例ではボルト４６ａ）用穴４８を長穴にしておくことが好ましい。このようにしておけば、スライドベース３８を傾けた場合でも、Ｈ形鋼１４の長手方向とガイドローラ２０ａの軸心方向とを正確に垂直にすることができ、切断時のガイドローラ２０ａの動作を円滑にすることができる。他方のリニアガイド３４ｂについても同様である。

【0027】

次に、図４及び図５を参照して、本願発明の切断機におけるガイドローラ及びリニアガイドの作用について説明する。なお図４は、被切断材（鋼材）の切断時における、該鋼材と、これに当接するガイドローラと、リニアガイドとを上方から見た図であり、図５は、図４をより模式的に示す図である。図５において先ず、切断機アセンブリ（ガイドローラ及び支持アーム）を、両支持アームが開いた（両ガイドローラの間隔が鋼材の幅より大きい）状態（破線で図示）で、切断開始位置Ｄに移動させる。この切断開始位置Ｄでは、切断トーチ３２は、鋼材１４の端部（図示例では下端）から所定距離Ｌ₁だけ離れた位置に位置する。またこの位置では、リニアガイド３４ａ及び３４ｂを、上述の長穴４２（図２）等を用いて適度に傾けることにより、ガイドローラ２０ａ及び２０ｂはいずれも、切断トーチ３２よりも切断進行方向３６について前方側（上側）に位置している。図示例では、切断トーチ３２はリニアガイド３４ａ及び３４ｂのストローク長の略中央に配置され、切断進行方向３６について切断トーチ３２とリニアガイド３４ａ、３４ｂ（支持アーム２２ａ、２２ｂ）との位置関係は固定されている。また、ガイドローラ２０ａ及び２０ｂはそれぞれ、リニアガイド３４ａ及び３４ｂのストローク長の前方側端部に位置している。

【0028】

次に、両支持アームを閉鎖（鋼材１４側に移動）させ、ガイドローラ２０ａ及び２０ｂを、それぞれ鋼材１４のフランジ３０ａ及び３０ｂの下端から切断方向前方側にいくらか（Ｌ₂）進んだ所に当接させる（実線で図示）。この時点では、各ガイドローラと切断トーチ３２は、Ｈ形鋼１４の長手方向に関して距離Ｌ（＝Ｌ₁＋Ｌ₂）離れている。この状態において切断トーチ３２を着火し、切断機アセンブリ（切断トーチ）を切断進行方向３６に沿って移動（前進）させ、鋼材１４を切断していく。

【0029】

ここで、ガイドローラ２０ａ及び２０ｂはそれぞれ鋼材１４のフランジ３０ａ及び３０ｂに当接しているので、切断トーチ３２の前進に伴って回転しようとする。一方、ガイドローラ２０ａ及び２０ｂはそれぞれリニアガイド３４ａ及び３４ｂに対して摺動自在であるので、各ガイドローラの回転抵抗（具体的には、ガイドローラの回転軸（軸心）と軸受との摩擦抵抗）がリニアガイドとの摺動抵抗より大きければ、図５の切断途中位置Ｅに示すように、ガイドローラ２０ａ及び２０ｂはそれぞれ、リニアガイド３４ａ及び３４ｂのストローク長の後方側端部に移動し、結果としてガイドローラ２０ａ及び２０ｂは、切断進行方向３６について切断トーチ３２より後方側に移動する。この際、ガイドローラ２０ａ及び２０ｂをそれぞれリニアガイド３４ａ及び３４ｂ上で摺動させるための駆動源は不要である。

【0030】

ガイドローラ２０ａ及び２０ｂと切断トーチ３２との位置関係が逆転した後も、鋼材１４の切断は続行され、切断トーチ３２が切断終了位置Ｆに至った時点で切断作業が終了する。このとき、ガイドローラ２０ａ及び２０ｂは、切断進行方向３６について切断トーチ３２より後方側に位置しているので、切断トーチ３２が鋼材１４の長手方向末端に達したときも、ガイドローラ２０ａ及び２０ｂはそれぞれ鋼材１４のフランジ３０ａ及び３０ｂに当接している。従って、切断トーチ３２は鋼材１４の全長に亘って確実に案内（幅方向について正確に位置決め）された状態で切断を行うことができる。従って本発明によれば、図１１を用いて説明したような、切断終了直前のびびり疵や切れ曲がりが発生することはなく、鋼材の両フランジに平行に好適な切断を行うことができる。

【0031】

なお鋼材の断面寸法が比較的小さい場合、すなわち切断トーチの設定高さが低くなる場合は、ガイドローラが自重でリニアガイドの前方側端部に移動するようになるまでリニアガイドを傾けると、リニアガイドの前方側が床面に干渉する虞がある。このような場合には、リニアガイドを水平にセットしておき、１つの鋼材を切断する毎に、作業者の手作業によって各ガイドローラをリニアガイドの前方側端部に移動させるようにしてもよい。或いは、切断機アセンブリを一旦、図５の位置Ｅで鋼材に接触させてその後方側の位置Ｄまで後退させ、その後、切断機アセンブリを前進させて切断を行うようにしてもよい。いずれのやり方でも、切断開始時にはガイドローラが切断トーチより前方側に位置している状態を確実に実現することができる。

【0032】

上記実施形態では、鋼材の両端部に当接する案内部材としてガイドローラが説明されており、このガイドローラとしては例えば、針状コロ軸受を内蔵したいわゆるカムフォロワが使用可能である。しかし、鋼材の切断中に両端部に当接することにより切断トーチの位置を規定（案内）でき、かつ鋼材の切断中に切断進行方向についての切断トーチとの位置関係を（特段の駆動手段を用いずに）逆転できるものであれば、他の部材も使用可能である。例えば、上記カムフォロワの代わりに、自己潤滑性のすべり軸受を内蔵したガイドローラ（後述）を使用してもよいし、ローラ全体をナイロン等の樹脂から作製し、鋼製の軸等に嵌合したものを使用してもよい。或いは、図１０に示すように、樹脂製の直方体形状の摺動ブロック４９をリニアガイド３４ａ、３４ｂに移動自在に取付け、鋼材のフランジと面接触することにより案内機能を発揮する構造のものも使用可能である。但しいずれの場合も、案内部材、すなわちガイドローラの回転抵抗、或いは樹脂製の摺動ブロックと鋼材との摩擦抵抗が、リニアガイドの摺動抵抗より大きいことが必要である。

【0033】

図６は、ガイドローラの他の具体例を示す図である。図６のガイドローラ２０ａ′が図２等に記載のガイドローラ２０ａと異なる点は、内蔵している軸受が針状コロ軸受ではなく、図示するようなすべり軸受５０であることであり、他は同様でよい。上述したように、本実施形態ではガイドローラの回転抵抗とリニアガイドの摺動抵抗との差を利用することにより、ガイドローラと切断トーチとの位置関係を自動的に変更できるようにしているので、ガイドローラの回転抵抗が小さいと、切断中にガイドローラが回転するだけでガイドローラがリニアガイド上を摺動しないという不具合が生じることがある。そこで、針状コロ軸受では十分な回転抵抗が得られない場合は、すべり軸受５０のような針状コロ軸受より大きい回転抵抗を生じさせるすべり軸受を使用し、すべり軸受５０と軸５９との摩擦係数を大きくすることにより、ガイドローラの好適な動作を実現することができる。

【0034】

図７は、ガイドローラのさらなる他の具体例を示す図である。図８のガイドローラ２０ａ″は、すべり軸受５０を付勢するコイルばね５２等の付勢手段をさらに具備する点で図６に記載のガイドローラ２０ａ′と異なり、他は同様でよい。具体的には、コイルばね５２をすべり軸受５０と軸受ホルダ４４との間に配置し、すべり軸受５０を軸方向（図示例では鉛直下方）に与圧できるようにすることにより、すべり軸受５０の回転抵抗をさらに高めることができる。図７の例は、すべり軸受を使用してもガイドローラの回転抵抗がなお不十分である場合に有効である。

【0035】

一方、リニアガイドの摺動抵抗が大きい場合の対処として、ガイドローラのすべり軸受の回転抵抗を大きくしていくと、相手側の鋼材とガイドローラとのスリップ限界を超えてしまうこともあり得る。すなわち、ガイドローラはリニアガイド上を想定通りスライドはするが、回転はせずに相手鋼材とスリップすることになり、本来の役目を果たさない。このような場合には、鋼製ガイドローラの外周表面のみ、摩擦係数を大きくすることが有効である。例えば、ローラの外周表面をローレット加工してギザギザ状の凹凸溝を形成すること、或いは外周表面をショットブラスト加工により目荒らし（凹凸を形成）することが挙げられる。なお、このようにして形成した凹凸形状が早期に摩耗しないように、凹凸加工後に高周波焼入れ処理等の表面硬化処理を行っておくことが好ましい。

【0036】

またガイドローラの外周表面のみ、摩擦係数を大きくする他の手段として、鋼製ガイドローラの外周側表層のみ、摩擦係数の大きいゴムとすること、より具体的には、ゴムをリング状に成形した後、鋼製ガイドローラ本体に接着することも可能である。なおゴムの材質としては、種々のゴムの中でも特に摩擦係数の大きいウレタンゴムが好ましい。

【0037】

本発明に係る切断機は、製鋼所等の比較的粉塵の多い環境下で使用されることが多い。このような場合、リニアガイドの摺動部分に塵埃が付着又は進入し、リニアガイドの摺動抵抗が時間とともに変化（通常は増大）する虞がある。そこで図８に示すように、リニアガイド３４ａに蛇腹を設け、リニアガイド３４ａの摺動部分への塵埃の付着・進入を防止することが効果的である。具体的には、ガイドローラ２０ａの軸ホルダ４４におけるリニアガイドの長手方向の両端部の各々と、リニアガイド３４ａの両端部の各々との間に蛇腹５４ａ及び５４ｂを取付け、ガイドローラ２０ａが位置している部分を除くリニアガイド３４ａのスライドベース３８の部分を覆うようにする。このようにすれば、リニアガイドの摺動抵抗の経時的変化が防止され、長期に亘り安定した性能の切断機が得られる。

【0038】

図９は、ガイドローラのまたさらなる他の具体例を示す図である。図８のガイドローラ２０ａ″′は、２つのすべり軸受５０ａ及び５０ｂを有し、コイルばね５２の代わりに皿ばね５６を使用し、皿ばね５６への塵埃の付着又は進入を防止する皿ばね格納キャップ５８をさらに具備する点で図７に記載のガイドローラ２０ａ″と異なり、他は同様でよい。図９の構造では、皿ばね５６を、軸受ホルダ３３側のすべり軸受（図示例では上方のすべり軸受５０ａ）と軸受ホルダ４４との間に配置し、２つのすべり軸受を鉛直上方に予圧できるようにすることにより、すべり軸受の回転抵抗をさらに高めることができる。またすべり軸受を上下ともつば付きとし、皿ばね５６で与圧して上下方向に隙間のない状態にすることで、すべり軸受５０ａ、５０ｂと軸５９との間に塵埃が進入することを防止している。図９のような構造を採用することにより、皿ばねの格納部、すべり軸受への塵埃の進入を最小限にでき、ガイドローラの回転抵抗の経時的変化が防止され、長期に亘り安定した性能の切断機が得られる。

【0039】

なお図６〜図９は片方のガイドローラ２０ａ及びリニアガイド３４ａのみについて説明したが、同様の構成が他方のガイドローラ２０ｂ及びリニアガイド３４ｂにも適用できることは明らかである。また図８の構成（蛇腹）は、ガイドローラが図３、図６、図７及び図９のいずれの形態であっても使用可能である。

【0040】

本発明では、案内部材を被切断材に当接させながら切断機アセンブリを前進させることにより該案内部材に作用する抵抗（例えばガイドローラの回転抵抗）を利用して、案内部材を直動ガイド上で摺動させ、被切断材の切断中に、切断進行方向について案内部材と切断トーチとの位置関係を逆転させることができるので、案内部材と切断トーチとの位置関係を変更するための駆動手段（エアシリンダやモータ等）を必要としない。一般に駆動手段を設けることは、切断トーチの振動等の原因となり、切断された鋼材の品質に影響し得るが、本発明ではこのような不具合を抑制できる。また、案内部材を使用せずに、非接触式のセンサを用いて、上述のようなラック・ピニオン構造を使用せずに切断トーチの位置を制御する方法も考えられるが、この方法では設備がかなりの高コストとなる。従って本発明によれば、簡易な構成かつ低コストでありながら、切断品質も極めて優れた切断機が提供される。

【符号の説明】

【0041】

１０ 切断機
１２ 床面
１４ 鋼材
１６ フレーム
１８ 切断機アセンブリ
２０ａ、２０ｂ ガイドローラ
２２ａ、２２ｂ 支持アーム
３０ａ、３０ｂ フランジ
３２ 切断トーチ
３４ａ、３４ｂ リニアガイド
３６ 切断進行方向
３８ スライドベース
４４ 軸受ホルダ
４９ 樹脂製ブロック
５０、５０ａ、５０ｂ すべり軸受
５２ コイルばね
５４ａ、５４ｂ 蛇腹
５６ 皿ばね
５８ 皿ばね格納キャップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】