(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】
(24)【登録日】2023-07-25
(45)【発行日】2023-08-02
(54)【発明の名称】鋼板のガス切断装置
(51)【国際特許分類】
B23K 7/00 20060101AFI20230726BHJP
B23K 37/02 20060101ALI20230726BHJP
【ＦＩ】
B23K7/00 501C
B23K37/02 B
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2019236816
(22)【出願日】2019-12-26
(65)【公開番号】P2021104533
(43)【公開日】2021-07-26
【審査請求日】2022-10-04
(73)【特許権者】
【識別番号】000159618
【氏名又は名称】吉川工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001601
【氏名又は名称】弁理士法人英和特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】服部 恭典
(72)【発明者】
【氏名】長瀬 大介
【審査官】柏原 郁昭
(56)【参考文献】
【文献】実開平０４－０３３４７９（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開平０１－０９５８７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－２７９２７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－３１９３６６（ＪＰ，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】
被切断鋼板をガス切断する鋼板のガス切断装置であって、被切断鋼板の幅方向に沿うように被切断鋼板の上方に配置され、被切断鋼板の長手方向に沿う方向（以下「走行方向」という。）に配置されたレールに沿って走行可能な走行フレームと、
前記走行フレームの長手方向に沿う方向（以下「横行方向」という。）に移動可能なガストーチとを備え、
前記走行フレームは、前記レールに沿って走行する走行ユニットを含み、
前記走行ユニットは、走行ユニット本体と、前記走行ユニット本体の走行方向一側に配置され、前記レールの両側面に対向するサイドローラーセット（以下「一側サイドローラーセット」という。）と、前記走行ユニット本体の走行方向他側に配置され、前記レールの両側面に対向するサイドローラーセット（以下「他側サイドローラーセット」という。）とを含み、
前記一側サイドローラーセットは、前記レールの一方の側面に対向するサイドローラー（以下「第１サイドローラー」という。）と、前記レールの他方の側面に対向するサイドローラー（以下「第２サイドローラー」という。）とを含み、
前記他側サイドローラーセットは、前記レールの一方の側面に対向するサイドローラー（以下「第３サイドローラー」という。）と、前記レールの他方の側面に対向するサイドローラー（以下「第４サイドローラー」という。）とを含み、
前記走行体ユニット本体には、第１距離センサと第２距離センサとが設置され、
前記第１距離センサと前記第２距離センサの設置パターンは次の（１）から（４）のいずれかであり、
（１）前記第１距離センサ：前記第１サイドローラーの近傍に設置
前記第２距離センサ：前記第２サイドローラーの近傍に設置
（２）前記第１距離センサ：前記第３サイドローラーの近傍に設置
前記第２距離センサ：前記第４サイドローラーの近傍に設置
（３）前記第１距離センサ：前記第１サイドローラーの近傍に設置
前記第２距離センサ：前記第３サイドローラーの近傍に設置
（４）前記第１距離センサ：前記第２サイドローラーの近傍に設置
前記第２距離センサ：前記第４サイドローラーの近傍に設置
前記第１距離センサと前記第２距離センサは、それぞれ前記レールの側面までの距離を連続的に計測し、
前記第１距離センサと前記第２距離センサがそれぞれ連続的に計測する距離の差分を連続的に求める演算手段を備える、鋼板のガス切断装置。
【請求項2】
前記差分が所定値以上となったときに警報を発する警報手段を更に備える、請求項１に記載の鋼板のガス切断装置。
【請求項3】
被切断鋼板を横行方向にガス切断するクロスカッターである、請求項１又は２に記載の鋼板のガス切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被切断鋼板をガス切断する鋼板のガス切断装置に関する。
【背景技術】
【0002】
鋼板のガス切断装置として、被切断鋼板の幅方向に沿うように被切断鋼板の上方に配置され、被切断鋼板の長手方向に沿う方向、すなわち走行方向に配置されたレールに沿って走行可能な走行フレームと、この走行フレームの長手方向に沿う方向、すなわち横行方向に移動可能なガストーチとを備えるものが知られている（例えば特許文献１）。
ところが、このような鋼板のガス切断装置では、どうしても時間の経過と共に、走行フレームとレールとの間の隙間が大きくなる。走行フレームとレールとの間の隙間が大きくなりすぎると、被切断鋼板の長手方向に対する走行フレームの長手方向の直角度が低下する。その結果、被切断鋼板を横行方向に切断する際に、その切断方向の被切断鋼板の長手方向に対する直角度が低下し、被切断鋼板の横行方向の切断精度が低下する。また、走行フレームとレールとの間の隙間が大きくなりすぎると、走行フレームの走行安定性も低下するため、被切断鋼板の走行方向の切断精度も低下する。
ところが、このような鋼板のガス切断装置では、どうしても時間の経過と共に、走行フレームとレールとの間の隙間が大きくなる。走行フレームとレールとの間の隙間が大きくなりすぎると、被切断鋼板の長手方向に対する走行フレームの長手方向の直角度が低下する。その結果、被切断鋼板を横行方向に切断する際に、その切断方向の被切断鋼板の長手方向に対する直角度が低下し、被切断鋼板の横行方向の切断精度が低下する。また、走行フレームとレールとの間の隙間が大きくなりすぎると、走行フレームの走行安定性も低下するため、被切断鋼板の走行方向の切断精度も低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平４－２３１１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このように、鋼板のガス切断装置において走行フレームとレールとの間の隙間が大きくなりすぎると、被切断鋼板の切断精度が低下する。したがって、被切断鋼板の切断精度を維持するには、走行フレームとレールとの間の隙間を管理する必要がある。
そこで本発明が解決しようとする課題は、走行フレームとレールとの間の隙間を管理することのできる鋼板のガス切断装置を提供することにある。
そこで本発明が解決しようとする課題は、走行フレームとレールとの間の隙間を管理することのできる鋼板のガス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】
【0005】
本発明によれば、次の１から３の鋼板のガス切断が提供される。
１．
被切断鋼板をガス切断する鋼板のガス切断装置であって、
被切断鋼板の幅方向に沿うように被切断鋼板の上方に配置され、被切断鋼板の長手方向に沿う方向（以下「走行方向」という。）に配置されたレールに沿って走行可能な走行フレームと、
前記走行フレームの長手方向に沿う方向（以下「横行方向」という。）に移動可能なガストーチとを備え、
前記走行フレームは、前記レールに沿って走行する走行ユニットを含み、
前記走行ユニットは、走行ユニット本体と、前記走行ユニット本体の走行方向一側に配置され、前記レールの両側面に対向するサイドローラーセット（以下「一側サイドローラーセット」という。）と、前記走行ユニット本体の走行方向他側に配置され、前記レールの両側面に対向するサイドローラーセット（以下「他側サイドローラーセット」という。）とを含み、
前記一側サイドローラーセットは、前記レールの一方の側面に対向するサイドローラー（以下「第１サイドローラー」という。）と、前記レールの他方の側面に対向するサイドローラー（以下「第２サイドローラー」という。）とを含み、
前記他側サイドローラーセットは、前記レールの一方の側面に対向するサイドローラー（以下「第３サイドローラー」という。）と、前記レールの他方の側面に対向するサイドローラー（以下「第４サイドローラー」という。）とを含み、
前記走行体ユニット本体には、第１距離センサと第２距離センサとが設置され、
前記第１距離センサと前記第２距離センサの設置パターンは次の（１）から（４）のいずれかであり、
（１）前記第１距離センサ：前記第１サイドローラーの近傍に設置
前記第２距離センサ：前記第２サイドローラーの近傍に設置
（２）前記第１距離センサ：前記第３サイドローラーの近傍に設置
前記第２距離センサ：前記第４サイドローラーの近傍に設置
（３）前記第１距離センサ：前記第１サイドローラーの近傍に設置
前記第２距離センサ：前記第３サイドローラーの近傍に設置
（４）前記第１距離センサ：前記第２サイドローラーの近傍に設置
前記第２距離センサ：前記第４サイドローラーの近傍に設置
前記第１距離センサと前記第２距離センサは、それぞれ前記レールの側面までの距離を連続的に計測し、
前記第１距離センサと前記第２距離センサがそれぞれ連続的に計測する距離の差分を連続的に求める演算手段を備える、鋼板のガス切断装置。
２．
前記差分が所定値以上となったときに警報を発する警報手段を更に備える、前記１に記載の鋼板のガス切断装置。
３．
被切断鋼板を横行方向にガス切断するクロスカッターである、前記１又は２に記載の鋼板のガス切断装置。
１．
被切断鋼板をガス切断する鋼板のガス切断装置であって、
被切断鋼板の幅方向に沿うように被切断鋼板の上方に配置され、被切断鋼板の長手方向に沿う方向（以下「走行方向」という。）に配置されたレールに沿って走行可能な走行フレームと、
前記走行フレームの長手方向に沿う方向（以下「横行方向」という。）に移動可能なガストーチとを備え、
前記走行フレームは、前記レールに沿って走行する走行ユニットを含み、
前記走行ユニットは、走行ユニット本体と、前記走行ユニット本体の走行方向一側に配置され、前記レールの両側面に対向するサイドローラーセット（以下「一側サイドローラーセット」という。）と、前記走行ユニット本体の走行方向他側に配置され、前記レールの両側面に対向するサイドローラーセット（以下「他側サイドローラーセット」という。）とを含み、
前記一側サイドローラーセットは、前記レールの一方の側面に対向するサイドローラー（以下「第１サイドローラー」という。）と、前記レールの他方の側面に対向するサイドローラー（以下「第２サイドローラー」という。）とを含み、
前記他側サイドローラーセットは、前記レールの一方の側面に対向するサイドローラー（以下「第３サイドローラー」という。）と、前記レールの他方の側面に対向するサイドローラー（以下「第４サイドローラー」という。）とを含み、
前記走行体ユニット本体には、第１距離センサと第２距離センサとが設置され、
前記第１距離センサと前記第２距離センサの設置パターンは次の（１）から（４）のいずれかであり、
（１）前記第１距離センサ：前記第１サイドローラーの近傍に設置
前記第２距離センサ：前記第２サイドローラーの近傍に設置
（２）前記第１距離センサ：前記第３サイドローラーの近傍に設置
前記第２距離センサ：前記第４サイドローラーの近傍に設置
（３）前記第１距離センサ：前記第１サイドローラーの近傍に設置
前記第２距離センサ：前記第３サイドローラーの近傍に設置
（４）前記第１距離センサ：前記第２サイドローラーの近傍に設置
前記第２距離センサ：前記第４サイドローラーの近傍に設置
前記第１距離センサと前記第２距離センサは、それぞれ前記レールの側面までの距離を連続的に計測し、
前記第１距離センサと前記第２距離センサがそれぞれ連続的に計測する距離の差分を連続的に求める演算手段を備える、鋼板のガス切断装置。
２．
前記差分が所定値以上となったときに警報を発する警報手段を更に備える、前記１に記載の鋼板のガス切断装置。
３．
被切断鋼板を横行方向にガス切断するクロスカッターである、前記１又は２に記載の鋼板のガス切断装置。
【発明の効果】
【0006】
本発明では、第１距離センサと第２距離センサがそれぞれ連続的に計測する距離の差分を連続的に求める。この差分は、走行フレームとレールとの間の隙間の大きさを示す指標となる。すなわち、この差分が大きいほど走行フレームとレールとの間の隙間が大きいということである。したがって本発明によれば、この差分を管理することにより、走行フレームとレールとの間の隙間を管理することができる。
そして、この差分が所定値以上となったときに警報を発するなどの対応を行うことにより、被切断鋼板の切断精度を維持することができる。
そして、この差分が所定値以上となったときに警報を発するなどの対応を行うことにより、被切断鋼板の切断精度を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本発明の一実施形態であるクロスカッターを含むガス切断システムの概略平面図で、（ａ）は被切断鋼板を走行方向にガス切断している状態、（ｂ）被切断鋼板を横行方向にガス切断しようとしている状態。
【図2】走行ユニットを示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＩ－Ｉ断面図。
【図3】走行ユニットの傾斜角度θを示す概略平面図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
図１に、本発明の一実施形態であるクロスカッター１００を含むガス切断システムＡを示している。
このガス切断システムＡは、被切断鋼板Ｓを横行方向にガス切断するクロスカッター１００と、被切断鋼板Ｓを走行方向にガス切断するフレームプレーナー２００とを備えている。
このガス切断システムＡは、被切断鋼板Ｓを横行方向にガス切断するクロスカッター１００と、被切断鋼板Ｓを走行方向にガス切断するフレームプレーナー２００とを備えている。
【0009】
クロスカッター１００は、被切断鋼板Ｓの幅方向に沿うように被切断鋼板Ｓの上方に配置され、被切断鋼板Ｓの長手方向に沿う方向、すなわち走行方向に移動可能な走行フレームとして、門型フレーム１０を備えている。具体的にはこの門型フレーム１０は、被切断鋼板Ｓの幅方向を跨ぐ（架設する）ように配置され、走行方向に配置されたレール１１ａ，１１ｂに沿って走行可能である。また、この門型フレーム１０は、詳細は後述するがレール１１ａに沿って走行する走行ユニット１２を含む。なお、門型フレーム１０を走行させるための駆動機構（モータ等）は図示を省略している。
【0010】
門型フレーム１０には１つのガストーチ２０が取り付けられている。具体的にはこのガストーチ２０は、門型フレーム１０の長手方向に沿う方向、すなわち横行方向に移動可能に取り付けられている。なお、この横行方向とは被切断鋼板Ｓの幅方向に沿う方向でもある。
【0011】
フレームプレーナー２００も、クロスカッター１００と同様に門型フレーム１０Ａを備え、この門型フレーム１０Ａには２つのガストーチ２０Ａがそれぞれ門型フレーム１０Ａの長手方向に沿う方向、すなわち横行方向に移動可能に取り付けられている。
【0012】
このガス切断システムＡでは、図１（ａ）に示すようにフレームプレーナー２００によって被切断鋼板Ｓの耳を切断する。耳切断後、製品を得るために図１（ｂ）に示すように被切断鋼板Ｓを横行方向に２箇所（Ｓ１，Ｓ２）で切断する。
【0013】
次に、図２を参照して走行ユニット１２の構成を説明する。
走行ユニット１２は、走行ユニット本体１２ａと、走行ユニット本体１２ａの走行方向一側に配置され、レール１１ａの両側面に対向する一側サイドローラーセット１２ｂと、走行ユニット本体１２ａの走行方向他側に配置され、レール１１ａの両側面に対向する他側サイドローラーセット１２ｃとを含む。
一側サイドローラーセット１２ｂは、レール１１ａの一方の側面に対向する第１サイドローラー１２ｂ－１と、レール１１ａの他方の側面に対向する第２サイドローラー１２ｂ－２という。）とを含む。また、他側サイドローラーセット１２ｃは、レール１１ａの一方の側面に対向する第３サイドローラー１２ｃ－３と、レール１１ａの他方の側面に対向する第４サイドローラー１２ｃ－４とを含む。
また、走行ユニット本体１２ａには、第１距離センサ１３と第２距離センサ１４とが設置されている。第１距離センサ１３と第２距離センサ１４は、それぞれレール１１ａの側面までの距離を連続的に計測する。
走行ユニット１２は、走行ユニット本体１２ａと、走行ユニット本体１２ａの走行方向一側に配置され、レール１１ａの両側面に対向する一側サイドローラーセット１２ｂと、走行ユニット本体１２ａの走行方向他側に配置され、レール１１ａの両側面に対向する他側サイドローラーセット１２ｃとを含む。
一側サイドローラーセット１２ｂは、レール１１ａの一方の側面に対向する第１サイドローラー１２ｂ－１と、レール１１ａの他方の側面に対向する第２サイドローラー１２ｂ－２という。）とを含む。また、他側サイドローラーセット１２ｃは、レール１１ａの一方の側面に対向する第３サイドローラー１２ｃ－３と、レール１１ａの他方の側面に対向する第４サイドローラー１２ｃ－４とを含む。
また、走行ユニット本体１２ａには、第１距離センサ１３と第２距離センサ１４とが設置されている。第１距離センサ１３と第２距離センサ１４は、それぞれレール１１ａの側面までの距離を連続的に計測する。
【0014】
このように走行ユニット１２は４個のサイドローラーを含むことから、各サイドローラーとレール１１ａの側面との間には隙間ａ～ｄがあり、その隙間ａ～ｄのガタつきにより走行ユニット１２は、例えば図３に示すように傾斜角度θで傾斜する。この傾斜角度θは、被切断鋼板の長手方向（レール１１ａの長手方向）に対する走行フレームの長手方向（横行切断方向）の直角度のズレを示しており、傾斜角度θ＝ｔａｎ－１（（ａ－ｃ）／Ｌ）、又は傾斜角度θ＝ｔａｎ－１（（ｄ－ｂ）／Ｌ）で表される。ここで、Ｌは一側サイドローラーセット１２ｂと他側サイドローラーセット１２ｃとの間の間隔である。
すなわち傾斜角度θは、隙間ａと隙間ｃの差分、又は隙間ｂと隙間ｄの差分が大きいほど大きくなる。また傾斜角度θは、隙間ａと隙間ｂの差分、又は隙間ｃと隙間ｄの差分が大きいほど大きくなる。
すなわち傾斜角度θは、隙間ａと隙間ｃの差分、又は隙間ｂと隙間ｄの差分が大きいほど大きくなる。また傾斜角度θは、隙間ａと隙間ｂの差分、又は隙間ｃと隙間ｄの差分が大きいほど大きくなる。
【0015】
本実施形態では、隙間ｂと隙間ｄの差分の程度を計測するために、第１距離センサ１３を第２サイドローラー１２ｂ－２の近傍に設置し、第２距離センサ１４を第４サイドローラー１２ｃ－４の近傍に設置している（上述の設置パターン（４））。
第１距離センサ１３と第２距離センサ１４は上述のとおり、それぞれレール１１ａの側面までの距離を連続的に計測するが、本実施形態において第１距離センサ１３が連続的に計測する距離ｘは隙間ｂに対応し、第２距離センサ１４が連続的に計測する距離ｙは隙間ｄに対応する、そして本実施形態では、第１距離センサ１３と第２距離センサ１４がそれぞれ連続的に計測する距離の差分を連続的に求める演算手段（図示省略）を備えるところ、本実施形態において演算手段が求める差分は隙間ｂと隙間ｄの差分に対応し、ひいては走行フレーム１０とレール１１ａとの間の隙間に対応する。すなわち、演算手段が求める差分が大きいほど走行フレーム１０とレール１１ａとの間の隙間が大きいということである。したがって本実施形態によれば、この差分を管理することにより走行フレーム１０とレール１１ａとの間の隙間を管理することができる。
なお、本実施形態において、上述の距離ｘと距離ｙを用いて図３に示す傾斜角度θを表すと傾斜角度θ＝ｔａｎ－１（（ｙ－ｘ）／Ｌ’）となる。ここで、Ｌ’は第１距離センサ１３と第２距離センサ１４との間の間隔である。、
第１距離センサ１３と第２距離センサ１４は上述のとおり、それぞれレール１１ａの側面までの距離を連続的に計測するが、本実施形態において第１距離センサ１３が連続的に計測する距離ｘは隙間ｂに対応し、第２距離センサ１４が連続的に計測する距離ｙは隙間ｄに対応する、そして本実施形態では、第１距離センサ１３と第２距離センサ１４がそれぞれ連続的に計測する距離の差分を連続的に求める演算手段（図示省略）を備えるところ、本実施形態において演算手段が求める差分は隙間ｂと隙間ｄの差分に対応し、ひいては走行フレーム１０とレール１１ａとの間の隙間に対応する。すなわち、演算手段が求める差分が大きいほど走行フレーム１０とレール１１ａとの間の隙間が大きいということである。したがって本実施形態によれば、この差分を管理することにより走行フレーム１０とレール１１ａとの間の隙間を管理することができる。
なお、本実施形態において、上述の距離ｘと距離ｙを用いて図３に示す傾斜角度θを表すと傾斜角度θ＝ｔａｎ－１（（ｙ－ｘ）／Ｌ’）となる。ここで、Ｌ’は第１距離センサ１３と第２距離センサ１４との間の間隔である。、
【0016】
本実施形態では、演算手段が求めた差分が所定値以上となったときに警報を発する警報手段を更に備えている。すなわち本実施形態では、この差分が所定値以上となったときに警報手段によって警報を発することにより、被切断鋼板の切断精度を維持することができる。
【0017】
本実施形態では、隙間ｂと隙間ｄの差分の程度を計測するために第１距離センサ１３を第２サイドローラー１２ｂ－２の近傍に設置し、第２距離センサ１４を第４サイドローラー１２ｃ－４の近傍に設置したが（上述の設置パターン（４））、隙間ａと隙間ｂの差分の程度を計測するために第１距離センサ１３を第１サイドローラー１２ｂ－１の近傍に設置し、第２距離センサ１４を第２サイドローラー１２ｂ－２の近傍に設置してもよく（上述の設置パターン（１））、隙間ｃと隙間ｄの差分の程度を計測するために第１距離センサ１３を第３サイドローラー１２ｃ－３の近傍に設置し、第２距離センサ１４を第４サイドローラー１２ｃ－４の近傍に設置してもよく（上述の設置パターン（２））、隙間ａと隙間ｃの差分の程度を計測するために第１距離センサ１３を第１サイドローラー１２ｂ－１の近傍に設置し、第２距離センサ１４を第３サイドローラー１２ｃ－３の近傍に設置してもよい（上述の設置パターン（３））。
いずれの設置パターンであっても、演算手段によって第１距離センサ１３と第２距離センサ１４がそれぞれ連続的に計測する距離の差分を連続的に求めることで、走行フレーム１０とレール１１ａとの間の隙間を管理することができる。
いずれの設置パターンであっても、演算手段によって第１距離センサ１３と第２距離センサ１４がそれぞれ連続的に計測する距離の差分を連続的に求めることで、走行フレーム１０とレール１１ａとの間の隙間を管理することができる。
【0018】
本実施形態ではクロスカッターに走行ユニット１２を適用したが、フレームプレーナーに走行ユニット１２を適用することもできる。
【符号の説明】
【0019】
Ａ ガス切断システム
１００ クロスカッター
２００ フレームプレーナー
１０，１０Ａ 門型フレーム（走行フレーム）
１１ａ，１１ｂ レール
１２ 走行ユニット
１２ａ 走行ユニット本体
１２ｂ 一側サイドローラーセット
１２ｂ－１ 第１サイドローラー
１２ｂ－２ 第２サイドローラー
１２ｃ 他側サイドローラーセット
１２ｃ－３ 第３サイドローラー
１２ｃ－４ 第４サイドローラー
１３ 第１距離センサ
１４ 第２距離センサ
２０，２０Ａ ガストーチ
Ｓ 被切断鋼板
１００ クロスカッター
２００ フレームプレーナー
１０，１０Ａ 門型フレーム（走行フレーム）
１１ａ，１１ｂ レール
１２ 走行ユニット
１２ａ 走行ユニット本体
１２ｂ 一側サイドローラーセット
１２ｂ－１ 第１サイドローラー
１２ｂ－２ 第２サイドローラー
１２ｃ 他側サイドローラーセット
１２ｃ－３ 第３サイドローラー
１２ｃ－４ 第４サイドローラー
１３ 第１距離センサ
１４ 第２距離センサ
２０，２０Ａ ガストーチ
Ｓ 被切断鋼板
【図1】
【図2】
【図3】