特開 2024-99958 収容装置及び切断装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024099958

(43)【公開日】2024-07-26

(54)【発明の名称】収容装置及び切断装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 7/00 20060101AFI20240719BHJP

   B23K 26/38 20140101ALI20240719BHJP

   B23K 26/70 20140101ALI20240719BHJP

   B23K 10/00 20060101ALI20240719BHJP

   B23K 7/00 20060101ALI20240719BHJP

   B23K 37/00 20060101ALI20240719BHJP

【ＦＩ】

B23Q7/00 E

B23K26/38 A

B23K26/70

B23K10/00 501A

B23K7/00 501A

B23K37/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023003610

(22)【出願日】2023-01-13

(71)【出願人】

【識別番号】000185374

【氏名又は名称】小池酸素工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000718

【氏名又は名称】弁理士法人中川国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】丸山 要一

【テーマコード（参考）】

3C033

4E001

4E168

【Ｆターム（参考）】

3C033AA06

3C033BB03

3C033MM02

3C033MM06

3C033PP10

4E001AA01

4E001BA04

4E001CA00

4E168AD07

4E168DA28

4E168FC01

4E168GA01

4E168GA02

4E168JA02

(57)【要約】

【課題】被切断材を片持梁状のフレームを利用して引き出す際に、該フレームの高さを大きくすることなく支持し得る収容装置を提供する。
【解決手段】被切断材１を載置するパレット２を複数台収容する収容棚１０と、パレット２を移送すると共に昇降させる昇降装置２０とを有し、昇降装置は、昇降フレーム２１と、昇降フレームを収容棚の端部１１側に沿って上下方向に駆動する昇降駆動部材２２と、収容棚の端部側であって対向する位置に配置された一対の支持リンクを有し、支持リンクは、一方の端部が第１回動支点２５に回動可能に支持されると共に他方の端部が昇降フレームに接触して摺動可能な第１リンク２４と、一方の端部が第１回動支点の略鉛直線の上方に設けた第２回動支点２７に回動可能に支持されると共に他方の端部が第１リンクの長さ方向の略中央に設けた第３回動支点２８に回動可能に支持された第２リンク２６と、を有して構成された支持部材２３と、を有して構成されている。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被切断材を載置する載置台と、
前記載置台を上下方向に複数台収容する収容棚と、
前記収容棚の端部側に配置され、前記載置台を水平面内に於ける予め設定された移送方向に移送すると共に上下方向に昇降させる昇降装置と、を有し、
前記昇降装置は、
前記載置台を前記移送方向に移送して前記収容棚から引き出し又は収容する移送部材を有し該収容棚の端部側に沿って昇降する昇降フレームと、
前記昇降フレームを前記収容棚の端部側に沿って上下方向に駆動する昇降駆動部材と、
前記収容棚に於ける移送方向の端部側であって該移送方向と直交する方向に於ける対向する位置に配置された一対の支持リンクを有し、夫々の支持リンクは、一方の端部が前記収容棚に於ける載置台の移送方向の端部側の下方に設けた第１回動支点に回動可能に支持されると共に他方の端部が前記昇降フレームに接触して摺動可能な第１リンクと、一方の端部が前記昇降フレームに於ける前記第１回動支点の略鉛直線の上方に設けた第２回動支点に回動可能に支持されると共に他方の端部が前記第１リンクの長さ方向の略中央に設けた第３回動支点に回動可能に支持された第２リンクと、を有して構成された支持部材と、
を有して構成されていることを特徴とする収容装置。

【請求項2】

前記昇降装置は、前記収容棚に於ける端部側に配置され、前記載置台を前記移動方向に移送して該載置台を収容棚に収容し又は収容されている載置台を引き出して昇降させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載した収容装置。

【請求項3】

前記第１リンクは昇降フレームの長さと略等しいか短い長さを有し、前記第２リンクは前記第１リンクの略半分の長さを有することを特徴とする請求項１又は２に記載した収容装置。

【請求項4】

平行に敷設された一対のレールと
被切断材を切断するための切断ノズルを搭載し、前記一対のレール上を走行しつつ該切断ノズルを稼動させることで被切断材を切断する切断機と、
前記一対のレールの内側に設定された切断領域と、
前記切断領域を跨いで又は並行して配置され、被切断材を載置する載置台を上下方向に複数台収容する収容棚と、
前記収容棚の端部に配置され、前記載置台をレールの敷設方向又は直交する方向に移送して前記収容棚から引き出す移送部材を有し該収容棚に沿って昇降する昇降フレームと、該昇降フレームを前記収容棚の端部側に沿って上下方向に駆動する昇降駆動部材と、前記収容棚に於ける移送方向の端部側であって該移送方向と直交する方向に於ける対向する位置に配置された一対の支持リンクを有し、夫々の支持リンクは、一方の端部が前記収容棚に於ける載置台の移送方向の端部側の下方に設けた第１回動支点に回動可能に支持されると共に他方の端部が前記昇降フレームに接触して摺動可能な第１リンクと、一方の端部が前記昇降フレームに於ける前記第１回動支点の略鉛直線の上方に設けた第２回動支点に回動可能に支持されると共に他方の端部が前記第１リンクの長さ方向の略中央に設けた第３回動支点に回動可能に支持された第２リンクとを有して構成された支持部材と、を有することを特徴とする切断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の被切断材を上下方向に収容すると共に、被切断材を収容又は引き出すことが可能な収容装置と、この収容装置を利用する切断装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

鋼板に代表される被切断材をレーザ切断トーチやプラズマ切断トーチ或いはガス切断トーチを利用して切断することが行われている。特に、レーザ切断トーチを用いた切断装置では、プラズマ切断トーチやガス切断トーチと比較して保守点検のための作業を少なくすることができる。このため、昼夜を問わずに切断作業を継続させることで、切断装置の稼働率を向上させることができる。

【0003】

切断装置の稼働率を向上させる場合、切断装置に対する被切断材の供給及び切断終了後の被切断材の排出を効率良く行うことが必要である。このため、被切断材を載置した載置台（パレット）を上下方向に複数収容し得るように構成した技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

【0004】

特許文献１はパレット搬出入装置に関するものであり、複数のパレットを収納するストッカーの構成が記載されている。そして、このストッカーの相反する二方向に各々リフターを設け、これらのリフターを個別に稼動させることで、切断された製品の回収や次の加工のための素材を準備することが記載されている。この技術では、ストッカーに対し長方形の素材を短辺方向に搬送して搬出入を行うように構成されている。

【0005】

また、特許文献２は切断設備に関するものであり、貯蔵領域と切断領域及び仕分領域を設定して各領域が夫々独立して稼動することで、切断装置の稼働率の向上をはかるようにしたものである。貯蔵領域に配置された収容棚は被切断材を載置した複数のパレットを収容し得るように構成されている。また、収容棚の前面には走行可能に構成された受取台車が配置されており、この受取台車によって、収容棚に収容された被切断材を受け取って、切断装置に搬送し得るように構成されている。特に、収容棚は長方形の被切断材を短辺方向に移送して収容又は排出するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平５－１３９５１２号公報

【特許文献2】特開２０１２－２３７３６３号公報（特許第６０２９９２８号）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

一般に、レーザ切断機やプラズマ切断機、ガス切断機を用いて切断する被切断材となる鋼板は長方形状を有している。これらの切断機の切断能力の向上に伴って、被切断材の板厚も大きくなり、重量も大きくなっている。このため、ストッカー、収容棚の強度も大きくすることが必要となる。

【0008】

特許文献１に記載されたストッカー、特許文献２に記載された収容棚は、何れも被切断材を短辺方向に移送して収容又は排出し得るように構成されている。特に、特許文献１の技術のように、ストッカーに対する被切断材の搬入、搬出を片持梁状のフレームによって行う構造では、被切断材の面積、重量の増加に伴って、該フレームの剛性を大きくすることが必要となる。このため、フレームの高さ寸法及び重量が増加してしまうという問題が生じる。

【0009】

また、特許文献２の技術は切断工場に於ける作業を連続した工程として捉えて各工程毎の作業領域が構築されている。特に、収容棚から切断機に被切断材を供給する際に使用される受取台車は複数の柱を有して構成されており、被切断材を片持梁状のフレームを利用して取り出す構造ではないため、前述のような問題が生じることはない。しかし、簡単な構造で板厚が大きくなった被切断材を収容棚に対する収容、排出を行えるようにすることが好ましいという課題はある。

【0010】

本発明の目的は、棚に収容された被切断材を片持梁状のフレームを利用して引き出す際に、被切断材の重量が大きくなった場合でも、該フレームの高さを大きくすることなく支持し得るようにした収容装置と、この収容装置を用いた切断装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するために本発明に係る代表的な収容装置は、被切断材を載置する載置台と、前記載置台を上下方向に複数台収容する収容棚と、前記収容棚の端部側に配置され、前記載置台を水平面内に於ける予め設定された移送方向に移送すると共に上下方向に昇降させる昇降装置と、を有し、前記昇降装置は、前記載置台を前記移送方向に移送して前記収容棚から引き出し又は収容する移送部材を有し該収容棚の端部側に沿って昇降する昇降フレームと、前記昇降フレームを前記収容棚の端部側に沿って上下方向に駆動する昇降駆動部材と、前記収容棚に於ける移送方向の端部側であって該移送方向と直交する方向に於ける対向する位置に配置された一対の支持リンクを有し、夫々の支持リンクは、一方の端部が前記収容棚に於ける載置台の移送方向の端部側の下方に設けた第１回動支点に回動可能に支持されると共に他方の端部が前記昇降フレームに接触して摺動可能な第１リンクと、一方の端部が前記昇降フレームに於ける前記第１回動支点の略鉛直線の上方に設けた第２回動支点に回動可能に支持されると共に他方の端部が前記第１リンクの長さ方向の略中央に設けた第３回動支点に回動可能に支持された第２リンクと、を有して構成された支持部材と、を有して構成されているものである。

【0012】

また、本発明に係る切断装置は、平行に敷設された一対のレールと、被切断材を切断するための切断ノズルを搭載し、前記一対のレール上を走行しつつ該切断ノズルを稼動させることで被切断材を切断する切断機と、前記一対のレールの内側に設定された切断領域と、前記切断領域を跨いで又は並行して配置され、被切断材を載置する載置台を上下方向に複数台収容する収容棚と、前記収容棚の端部に配置され、前記載置台をレールの敷設方向又は直交する方向に移送して前記収容棚から引き出す移送部材を有し該収容棚に沿って昇降する昇降フレームと、該昇降フレームを前記収容棚の端部側に沿って上下方向に駆動する昇降駆動部材と、前記収容棚に於ける移送方向の端部側であって該移送方向と直交する方向に於ける対向する位置に配置された一対の支持リンクを有し、夫々の支持リンクは、一方の端部が前記収容棚に於ける載置台の移送方向の端部側の下方に設けた第１回動支点に回動可能に支持されると共に他方の端部が前記昇降フレームに接触して摺動可能な第１リンクと、一方の端部が前記昇降フレームに於ける前記第１回動支点の略鉛直線の上方に設けた第２回動支点に回動可能に支持されると共に他方の端部が前記第１リンクの長さ方向の略中央に設けた第３回動支点に回動可能に支持された第２リンクとを有して構成された支持部材と、を有するものである。

【発明の効果】

【0013】

本発明に係る収容装置では、収容棚から被切断材を載置した載置台を引き出して昇降する昇降フレームを支持部材によって支持し得るように構成されている。このため、片持梁状の支持フレームであっても、重量の大きい被切断材を載置した載置台を安定して支持して収容棚から引き出すことができる。

【0014】

また、本発明に係る切断装置では、上記収容装置を利用することで設置面積を大きくすることなく、一連の切断作業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】収容装置の構成を説明する図である。

【図2】収容装置を用いた切断装置の構成を説明する正面図である。

【図3】図２の平面図である。

【図4】図２の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本実施例に係る収容装置Ａと、この収容装置Ａを用いた切断装置Ｂの構成について説明する。

【0017】

先ず、収容装置Ａの構成について説明する。収容装置Ａは、被切断材１を載置した載置台となるパレット２を収容する複数の棚１０ａを有する収容棚１０と、収容棚１０の端部１１側に配置された昇降装置２０と、を有して構成されている。

【0018】

収容棚１０は予め設定された被切断材１の長さ寸法、幅寸法に対応させた平面寸法を有し、且つ厚さ寸法に応じた重量を支持し得る強度を有して構成された複数のパレット２を上下方向に並べて収容するものである。パレット２の収容数を限定するものではなく、後述する切断機の切断能力、例えば切断速度や被切断材１に設定された切断線の長さ（所要切断時間）など、に対応させて設定することが好ましい。

【0019】

本実施例では、被切断材１としては、最大寸法が呼寸法８×２０（幅寸法が２４３８ｍｍ、長さ寸法が６０９６ｍｍ）、厚さ４０ｍｍの鋼板（重量が約４．６トン）が設定されている。また、この被切断材１を載置するパレット２の寸法は幅寸法が略３ｍ、長さ寸法が略６．５ｍに設定され、充分な剛性を発揮し得るような構造を有しており、重量が約４．８トン程度に設定されている。

【0020】

収容棚１０に対してパレット２を収容又は引き出す際の移送方向を幅方向とするか、長さ方向とするかは限定するものではないが、水平面内に於いて予め設定しておくことが必要である。本実施例では、パレット２の移送方向を長さ方向に設定している。このため、パレット２を収容棚１０に収容し又は引き出す際に、このパレット２は収容棚１０から最大で６．５ｍ以上突出することとなる。

【0021】

収容棚１０は前述の被切断材１を載置したパレット２を収容することが可能な幅寸法と長さ寸法を有しており、上下方向に１０台並べて収容し得るように、１０段の棚１０ａが配置されている。各棚１０ａは幅方向の対向する位置であって長さ方向に配置された一対のガイドレール１０ｂを有して構成されている。各ガイドレール１０ｂは夫々柱１０ｃに取り付けられている。また、各柱１０ｃは上端が梁１０ｄによって互いに連結されている。

【0022】

収容棚１０が上記の如く構成されることで、パッレト２はガイドレール１０ｂに案内されて長さ方向に移送される。ガイドレール１０ｂに沿ってパレット２を移送する構造は特に限定するものではなく、ガイドレール１０ｂを駆動手段によって駆動されるコンベアとして構成することが可能である。また、ガイドレール１０ｂをコロコンベア状に構成すると共に、外部に設けた駆動手段によってパレット２を移送するように構成しても良い。

【0023】

昇降装置２０は、収容棚１０に於ける選択された棚１０ａに対してパレット２を収容し、又は収容されているパレット２を引き出して予め設定された高さ（例えば後述する切断装置Ｂの切断領域５２の高さ）まで降下させるためのものである。

【0024】

このため、昇降装置２０は、収容棚１０に於ける移送方向の端部１１側に片持梁状に配置された昇降フレーム２１と、昇降フレーム２１を収容棚１０の端部１１側に沿って上下方向に駆動する昇降駆動部材２２と、昇降フレーム２１を支持する支持部材２３と、を有して構成されている。

【0025】

昇降フレーム２１は、全体の形状が収容棚１０の端部１１側から突出した片持梁状に形成されており、パレット２を安定して載置するために該パレット２の寸法と対応させた平面寸法を有する格子枠状に構成されている。

【0026】

昇降フレーム２１の収容棚１０側の端部には幅方向に対向して一対のブラケット２１ａが配置されており、夫々のブラケット２１ａからパレット２の移送方向に沿って長さ方向に梁部材２１ｂが対向して配置されている。一対のブラケット２１ａどうし、梁部材２１ｂどうしは図示しない桁部材によって互いに接続され、これにより昇降フレーム２１は格子枠状に構成されている。

【0027】

梁部材２１ｂには移送部材となるコンベア２１ｃが配置されている。このコンベア２１ｃは、パレット２を収容棚１０から引き出して昇降フレーム２１の長さ方向に移送して載置し、又は昇降フレーム２１に載置されているパレット２を長さ方向に移送して収容棚１０に収容するものである。コンベア２１ｃにはパレット２に設けた図示しない係止部と係合する係合部が形成されている。

【0028】

また、梁部材２１ｃには、該梁部材２１ｃから突起した支持片２１ｄが形成されており、この支持片２１ｄに後述する支持部材２３を構成する第１リンク２４の端部２４ｂ（端部２４ｂに取り付けた摺動部材２９）が摺動可能に接触している。そして、支持片２１ｄと第１リンク２４の端部２４ｂが摺動可能に接触することで、後述するように、昇降フレーム２１、昇降フレーム２１に移送されたパレット２、パレット２に載置された被切断材１の重量を支持部材２３によって支持することが可能となる。

【0029】

昇降駆動部材２２は、昇降フレーム２１を収容棚１０の端部１１に沿って昇降させるものであり、収容棚１０の梁１０ｄに設置した駆動モータ２２ａと、柱１０ｃに沿って上下方向に張り渡されたチェン２２ｂと、柱１０ｂに沿って上下方向に設置した昇降レール２２ｃを有して構成されている。

【0030】

そして、昇降フレーム２１のブラケット２１ａは、チェン２２ｂに接続されると共に昇降レール２２ｃと接触して案内されるように構成されている。このため、駆動モータ２２ａを所望の方向に回転させることで、昇降フレーム２１を上昇させ或いは下降させることが可能である。

【0031】

上記の如く構成された昇降フレーム２１は、被切断材１を載置したパレット２を引き出したとき、自重を含めた総重量は１１トン程度となり、この重量を支持することが必要となる。この重量を単に片持梁としての梁部材２１ｂで支持するには高い剛性を有することが必要となり、梁部材２１ｂの高さ寸法を大きくすることが必要となる。

【0032】

このため、本発明に係る収容装置Ａでは、昇降フレーム２１を支持部材２３によって支持することで、梁部材２１ｂの高さ寸法を大きくすることなく、且つ安定した状態で昇降し得るように構成されている。

【0033】

支持部材２３は、昇降フレーム２１の昇降に追従して支持位置（第１リンク２４の端部２４ｂが支持片２１ｄと接触する位置）を変化させつつ、該昇降フレーム２１を下方から支持する。このため、昇降フレーム２１が片持梁状に構成されているにも関わらず、昇降フレーム２１が単独でパレット２、被切断材１の重量を支持し得るように構成した場合と比較して高さ寸法を抑えることが可能となる。

【0034】

支持部材２３は、収容棚１０の端部１１側で且つ幅方向の対向する位置に配置された一対のリンク機構を有して構成されている。各リンク機構は、一方の端部２４ａが収容棚１０の端部１１側の下方に設けた第１回動支点２５に回動可能に支持され、他方の端部２４ｂが昇降フレーム２１の梁部材２１ｂに設けた支持片２１ｄに摺動可能に接触した第１リンク２４と、一方の端部２６ａが昇降フレーム２１に於ける第１回動支点２５の略鉛直線上に設けた第２回動支点２７に回動可能に支持され、他方の端部２６ｂが第１リンク２４の長さ方向の略中央に設けた第３回動支点２８に回動可能に支持された第２リンク２６と、を有して構成されている。

【0035】

第１リンク２４は長さが昇降フレーム２１と等しいか短く形成されており、図１に示すように、昇降フレーム２１を点線で記載した下降限まで下降させたときにも端部２４ｂが支持片２１ｄに対する接触状態を保持し得るように構成されている。

【0036】

第１リンク２４の端部２４ｂが昇降フレーム２１の支持片２１ｄと接触して摺動する際の構造は限定するものではないが、接触摩擦を可及的に小さくすることが好ましい。このため、端部２４ｂに低摩擦を期待し得る直線軸受けや合成樹脂などから選択した摺動部材２９を回動ピン２４ｃを介して取り付けている。

【0037】

上記の如く構成された支持部材２３によって、例えば昇降フレーム２１に収容棚１０に収容されている被切断材１を載置したパレット２が引き出された状態の昇降フレーム２１を下降させる場合について説明する。

【0038】

昇降駆動部材２２の駆動モータ２２ａを起動して昇降フレーム２１を下降させると、この下降に伴って第２回動支点２７が第１回動支点２５に接近し、これに伴って第１リンク２４が矢印ａ方向に回動する。そして第１リンク２４の回動に伴って端部２４ｂに設けた摺動部材２９が支持片２１ｄと接触して矢印ｃ方向に摺動する。

【0039】

従って、昇降フレーム２１は片持状の梁部材２１ｂが支持片２１ｄを介して常に第１リンク２４によって支持されることとなり、被切断材１、パレット２の重量を安定した状態で支持することが可能となる。

【0040】

また、下降している昇降フレーム２１を上昇させる場合、昇降駆動部材２２の駆動モータ２２ａを前記した方向とは反対方向に回転させると、昇降フレーム２１が上昇し、これに伴って第２回動支点２７が第１回動支点２５から離隔し、同時に第１リンク２４が矢印ｂ方向に回動する。そして第１リンク２４の回動に伴って端部２４ｂに設けた摺動部材２９が突起片２１ｄと接触して矢印ｄ方向に摺動する。

【0041】

次に、上記の如く構成された収容装置Ａを用いて構成した切断装置Ｂについて説明する。切断装置Ｂは平行に敷設された一対のレール５１を有しており、このレール５１に切断機Ｃと片付装置Ｄが夫々走行可能に載置されている。また、一対のレール５１の内側に切断領域５２が設定されている。この切断領域５２には、パレット２を移送するためのコンベアが配置されている。

【0042】

一対のレールの内側であって、切断領域５２を跨いで収容装置Ａが設置されている。収容装置Ａは、パレット２の移送方向がレール５１の敷設方向と平行となるように設置されると共に、昇降フレーム２１が片付装置Ｄの方向に向くように設置されている。

【0043】

切断機Ｃとしてはレーザ切断トーチを有するレーザ切断機、或いはプラズマ切断トーチを有するプラズマ切断機などを選択的に利用することが可能である。しかし、本実施例では切断機Ｃとしてはレーザ切断機、特にファイバーレーザを利用した切断機として構成され、切断機本体５５はカバーによって覆われている。

【0044】

また、切断機Ｃの近傍には、切断領域５２に於いて被切断材１の切断によって生じた煙を排除する排煙装置５６が設置されている。

【0045】

上記の如く構成された切断装置Ｂでは、収容装置Ａに収容されている被切断材を昇降フレーム２１に引き出して下降させ、切断領域５２に移送する。そして、パレット２が切断領域５２に於ける所定位置に設置された後、切断機Ｃを稼動させて予め記憶されている形状の切断を実行することが可能である。目的の切断が終了した後、パレット２は片付装置Ｄ方向に移送され、切断された製品がこの片付装置Ｄによって切断装置Ｂの外部に排出される。

【産業上の利用可能性】

【0046】

本発明の収容装置Ａは、切断機を昼夜連続させて稼動することが可能となり、レーザ切断機やプラズマ切断機を有する切断装置に利用して有利である。

【符号の説明】

【0047】

Ａ 収容装置
Ｂ 切断装置
Ｃ 切断機
Ｄ 片付装置
１ 被切断材
２ パレット
１０ 収容棚
１０ａ 棚
１０ｂ ガイドレール
１０ｃ 柱
１０ｄ 梁
１１ 端部
２０ 昇降装置
２１ 昇降フレーム
２１ａ ブラケット
２１ｂ 梁部材
２１ｃ コンベア
２１ｄ 支持片
２２ 昇降駆動部材
２２ａ 駆動モータ
２２ｂ チェン
２２ｃ 昇降レール
２３ 支持部材
２４ 第１リンク
２４ａ、２４ｂ、２６ａ、２６ｂ 端部
２４ｃ 回動ピン
２５ 第１回動支点
２６ 第２リンク
２７ 第２回動支点
２８ 第３回動支点
２９ 摺動部材
５１ レール
５２ 切断領域
５５ 切断機本体
５６ 排煙装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】