JP2007029976A - ガス切断機 - Google Patents

Abstract

【課題】被切断材の端面に開先を形成するに際し、ガス切断トーチを目的の端面に沿って容易に移動させる。
【解決手段】切断機Ａは、駆動輪２と該駆動輪から離隔した位置に配置され且つ首振り可能に設けられた従動輪３とを有する台車１と、台車１の走行方向に沿った側面１ａ側に配置されたトーチ４，５と、トーチ４，５の走行方向に配置され被切断材３０の端面３０ａに接触する接触ローラ６と、台車の他方の側面１ｂ側に配置され走行方向に対し略直交する方向に設けたホース継手部７ｂ，７ｃと夫々のトーチ４，５に燃料ガス及び酸素ガスを供給する供給部７ｄ〜７ｉを設けたガス分配部材７と、ガス分配部材７の供給部とトーチ４，５とを接続する複数のホースと、ガス分配部材７のホース継手部７ｂ，７ｃに接続される酸素ガスホース８及び燃料ガスホース９を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被切断材の端面に沿って少なくとも２本のガス切断トーチによって開先切断を行うのに有利なガス切断機に関するものである。

駆動輪を有する可搬式切断機を被切断材の表面上で走行させつつ、搭載したガス切断トーチを作動させて被切断材を切断することが行われている。可搬式切断機は、台車が被切断材上に設置したガイドレールに案内され、又は治具（例えば円切断用治具等）によって、予め規定された形状の切断を行うか、或いは作業員の誘導により直線や曲線を切断し得るように構成されている。

このような可搬式切断機では、駆動輪から離隔した位置に従動輪が配置されており、駆動輪を駆動することで該駆動輪の回転方向に走行し、且つ作業員が可搬式切断機の一部を把持して方向の操作を行うことで、容易に誘導し得るように構成されている。

中でも小型の可搬式切断機は通常１本のガス切断トーチを搭載しており、台車の走行に伴って被切断材を垂直切断（Ｉ切断）する。このような可搬式切断機は小型軽量であり、例えば辺の長さが数ｍ〜数十ｍに及ぶような大型の被切断材を切断する際に好ましく利用されている。即ち、大型の被切断材を静止させておき、この被切断材に対し同時に複数の可搬式切断機を利用することで、短時間で合理的な切断を行うことができる。

可搬式切断機による被切断材に対する切断は垂直切断であるのが一般的であるが、被切断材の端面にＹ開先やＶ開先を形成する開先切断を行うこともある。この開先切断は、ガス切断トーチを可搬式切断機の走行方向に対して直交する方向に開先角度に対応させて傾斜させておき、この状態で目的の端面に沿って走行させて行うことができる。このとき、開先切断を行う部位が直線であれば直線状のガイドレールを設置して可搬式切断機の走行を案内し、開先切断を行う部位が円弧状であれば円弧切断を行う治具を設置して走行を案内することが可能であるものの、多くの場合、作業員が手動で誘導して切断している。また形成すべき開先がＸ開先であるような場合、可搬式切断機を同じ経路で且つトーチ角度を変更させた状態で二度走行させることで切断している。

上記可搬式切断機では、酸素ガス及び燃料ガスは夫々ガス分配部材に接続されたホースを介して供給され、駆動電源は台車に設けたコネクタに接続されたコードを介して供給される。これらのホース及びコードは可搬式切断機が稼働している間は被切断材上に置かれた状態であり、該可搬式切断機によって引きずられることになる。このため、ホース及びコードを引きずる際の抵抗が可搬式切断機に対する大きな負荷となり、ノッキングを起して切断面を劣化させる虞が生じることから、この影響を可及的に減少させるために、少なくともホースの可搬式切断機に対する接続方向は、該可搬式切断機の走行方向と並行した方向に設定されるのが一般的である。

船殻材や橋梁材等の被切断材の端面にＹ開先又はＸ開先を形成する場合、可搬式切断機を端面に沿って正確に走行させる必要がある。しかし、可搬式切断機では直線的なガイドレールや円弧状の治具等を利用し得るものの、直線や曲線が混ざった端面では利用することができず、また断面を基準として確実に案内する機構を有するものはない。このため、可搬式切断機の被切断材の端面に沿った誘導は、作業員による手動操作によることとなり、極めて難しい作業に属するという問題がある。

また可搬式切断機では、直接被切断材の上に載置され、駆動輪が該被切断材の上面と接触して走行するため、切断の進行に伴って駆動輪から離隔した位置に配置された車輪（従動輪或いは駆動輪）が被切断材から離脱すると、可搬式切断機の底が被切断材と接触してしまい、切断面に大きな溝（ノッチ）が形成されて手直しをせざるを得ず、このため、被切断材の近傍に接近したときには作業員が保持して誘導することが必要となり、作業が煩雑になるという問題が生じている。

本発明の目的は、ガス切断トーチを端面に沿って容易に移動させることができるガス切断機を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係るガス切断機は、少なくとも１個の駆動輪と該駆動輪から離隔した位置に配置されると共に該駆動輪の駆動軸に対し垂直方向の回動軸を中心として首振り可能に設けられた従動輪とを有する台車と、前記台車の走行方向に沿った一方の側面側に配置されたガス切断トーチと、前記台車の走行方向に沿った一方の側面側であってガス切断トーチの走行方向に配置され被切断材の端面に接触する接触部材と、前記台車の走行方向に沿った他方の側面側に配置され該台車の走行方向に対し略直交する方向に設けたホース継手部と夫々のガス切断トーチに燃料ガス及び酸素ガスを供給する供給部を設けたガス分配部材と、前記ガス分配部材の供給部と前記ガス切断トーチとを接続する複数のホースと、前記ガス分配部材のホース継手部に接続される酸素ガスホース及び燃料ガスホースとを有して構成されるものである。

上記ガス切断機に於いて、台車に配置された少なくとも１個の駆動輪と該駆動輪から離隔した位置に配置された従動輪との間に第２の従動輪を設けることが好ましい。

上記本発明に係るガス切断機では、台車の走行方向に沿った一方の側面側にガス切断トーチを配置すると共に走行方向に接触部材を設け、他方の側面側にガス分配部材を設けると共に該ガス分配部材のホース継手部を台車の走行方向に対し略直交する方向に設け、このホース継手部に酸素ガスホースと燃料ガスホースを接続したので、２本のホースが台車の走行方向に対して略直交する方向に延長されて被切断材上に載置される。

このため、台車を走行させるとこの台車には２本のホースを牽引する際の負荷が掛かり、この負荷によって台車は２本のホースが接続されている側に引っ張られることになり、ホースが接続されている側とは反対側に配置されている接触部材を被切断材の端面に圧接させる。このため、台車の走行方向は被切断材の端面に規制されることになる。従って、台車に搭載されたガス切断トーチを被切断材の端面を基準として案内することができ、正確な開先切断を実現できる。

特に、台車に設けた駆動輪と従動輪との間に第２の従動輪を設けた場合には、台車の走行方向に設けた従動輪が被切断材の端部から離脱したときにも第２の従動輪は被切断材上に位置するため、ガス切断トーチを安定した状態で作動させることができる。特に、台車が被切断材の端部に接近した場合でも、直ちに作業員が保持したり誘導する必要がなく、作業性を向上させることができる。

以下、本発明に係るガス切断機（以下「切断機」という）の最も好ましい実施の形態について説明する。本発明に係る切断機は、台車に対するホースの接続方向を従来は走行方向と同一方向とすることで台車の走行に応じて生じるホースの牽引に伴う負荷の方向を台車の走行方向と同一方向としたのに対し、台車に対するホースの接続方向を走行方向に対し略直交方向とすることによって、ホースの牽引に伴う負荷の方向を台車の走行方向とホースの接続方向との合成方向とし、このとき発生した台車に対するホースの接続方向に作用する負荷によってガス切断トーチ（以下「トーチ」という）の走行方向側に設けた接触部材を被切断材の端面に押圧させることにより、台車を端面に沿って走行させるようにしたものである。

本発明の切断機に於いて、台車には少なくとも１個の駆動輪と、該駆動輪から離隔した位置に配置された垂直軸を中心として首振り可能な従動輪が設けられている。従って、駆動輪を被切断材の表面と接触させて駆動することで、従動輪の首振り方向に対応させて台車を走行させることが可能である。即ち、台車の走行方向に対して所望の方向の力を作用させることで、該力の作用する方向に従動輪を首振りさせ、これにより、台車の走行方向を設定することが可能である。

従って、台車の走行方向に対して略同じ方向の力を作用させると共に、該力の作用を規制することで該台車の走行方向を規定することが可能となる。本発明では、台車の走行方向に対して作用させる力を、該台車のガス分配部材のホース継手部に接続される酸素ガスホース及び燃料ガスホースの牽引に伴う負荷とし、力の作用を規制する構造を、トーチの台車の走行方向に配置された接触部材の被切断材の端面に対する接触とすることで、台車を端面に沿って走行させることを実現している。

また台車に配置された駆動輪と、該駆動輪から離隔した位置に配置された従動輪との間に第２の従動輪を配置することによって、台車の走行方向に沿って順に従動輪、第２の従動輪、駆動輪と並べることで、台車の走行に伴って従動輪が被切断材から離脱した場合でも、第２の従動輪と駆動輪が被切断材上にあるため、トーチによる被切断材に対する切断を安定した状態で継続することができる。

本発明の切断機は、台車の大きさが作業員が片手で搬送することが可能な程度に小型で且つ軽量な可搬式切断機を対象としている。従って、本発明のガス切断機は、台車の大きさや重量或いは機種等を限定するものではない、このような切断機は、造船所や橋梁工場に於ける切断現場で多く利用されているものである。

本発明の切断機に於いて、台車に配置するトーチの数は１本でも良いが、少なくとも２本であることが好ましい。このように、２本のトーチを配置することによって、一度の走行によって被切断材の端面にＸ開先を形成することが可能となる。また２本のトーチを選択的に作動させることによって、端面の上部側に対する開先と、下部側に対する開先を選択的に形成することも可能となる。

また台車に配置するトーチの構造は限定するものではなく、中圧火口を装着し得るトーチや、予熱炎を噴射するノズルと切断酸素ガスを噴射するノズルが異なる部材として構成された火口を装着し得るトーチ（異心型トーチ）、等を選択的に利用することが可能である。

接触部材は台車の走行に伴って被切断材の端面に圧接し、台車の走行方向を端面を基準として案内するものであり、単に丸棒状の部材でガイドする方法もあるが、端面との接触時に生じる抵抗が小さいことが好ましい。このような接触部材としては、転がり軸受や滑り軸受を利用して構成されたものであることが好ましい。

次に、本実施例に係る切断機の構成について図を用いて説明する。図１は切断機の構成を説明する平面図である。図２は切断機を走行方向からみた正面図である。図３は切断機をトーチが配置されている側からみた図である。図４は切断機をガス分配部材が配置されている側からみた図である。図に示す切断機Ａは被切断材３０の上面に載置されて矢印ａ方向に走行し、この走行過程で被切断材３０の端面３０ａに開先切断を行うように構成されている。

切断機Ａは、駆動輪２と従動輪３を有する台車１と、台車１の走行方向である矢印ａ方向に沿った一方の側面１ａ側に配置された２本のトーチ４，５と、各トーチ４，５の走行方向に配置された被切断材３０の端面３０ａに接触する接触部材となる接触ローラ６と、台車１の他方の側面１ｂに配置されたガス分配部材７と、ガス分配部材７に接続された酸素ガスホース８及び燃料ガスホース９と、各トーチ４，５とガス分配部材７とを接続する図示しない複数のホースと、を有して構成されている。

台車１は、モータや駆動輪２を取り付けた駆動軸を内蔵すると共に走行速度を調節するダイヤル１ｃや、図示しない電源コードを接続するコネクタ１ｄ、モータのオン−オフを行うスイッチ１ｅを設けたケーシング１ｆを有している。前記ケーシング１ｆの所定位置にはトーチ４，５や接触ローラ６、或いはガス分配部材７を取り付けるための複数の座が形成されており、これらの座に設けたねじ穴や通穴等にボルトや丸棒等を装着することで対応する機能部材が取り付けられている。

本実施例では２個の駆動輪２を有しており、夫々台車１の両側面１ａ，１ｂから突出して配置されている。従動輪３は駆動輪２から矢印ａ方向に離隔した位置に配置されている。この従動輪３は、垂直方向に配置された軸を中心として回動可能に構成されたブラケット３ａに対し被切断材３０の表面に接触して回転し得るように取り付けられている。従って、従動輪３は台車１に首振り可能に取り付けられている。

上記の如く構成された台車１では、スイッチ１ｅをオンしてダイヤルｃを調整することで、矢印ａ方向に調整された速度で走行する。この走行に伴って作業員がケーシング１ｆのハンドル１ｇを把持して方向を操作することで、従動輪３が首振りし、これにより走行方向を設定することが可能である。

トーチ４，５は夫々異心型トーチとして構成されており、被切断材３０に向けた端部には該被切断材３０に接近させて取り付けた切断酸素噴射用の切断ノズル４ａ，５ａと、各切断ノズル４ａ，５ａに対し斜めに配置された予熱炎形成用の予熱ノズル４ｂ，５ｂが着脱可能に取り付けられており、反対側の端部には切断酸素ガス用のホースを取り付けるねじを有する供給部４ｃ，５ｃ、燃料ガス用のホースを取り付けるねじを有する供給部４ｄ，５ｄ、予熱酸素ガス用のホースを取り付けるねじを有する供給部４ｅ，５ｅが夫々設けられている。

トーチ４，５は夫々台車１に取り付けた支持部材１１，１２に取り付けられ、該台車１の走行方向に対し一方の側面１ａ側に配置されている。支持部材１１，１２は、一方側の端部が台車１に固定されて水平方向に配置されたバー１１ａ，１２ａと、各バー１１ａ，１２ａに対し摺動可能に取り付けた昇降部材１１ｂ，１２ｂと、各昇降部材１１ｂ，１２ｂの下端側に設けられ夫々トーチ４，５を取り付けると共に所望の角度に調整するホルダー１１ｃ，１２ｃとを有して構成されている。

上記の如く構成されたトーチ４，５では、昇降部材１１ｂ，１２ｂを横送りハンドル１１ｄ，１２ｄの操作によりバー１１ａ，１２ａに沿って移動させることで、台車１の側面１ａからの距離が調整され、且つ各昇降部材１１ｂ，１２ｂのハンドルを操作することで被切断材３０までの距離（高さ）が調整される。

接触ローラ６は適度な耐熱性を有する回転体として構成され、被切断材３０の端面３０ａと接触して回転することで、台車１の走行方向を端面３０ａに沿った方向に規制するものである。この接触ローラ６は台車１の側面１ａに取り付けたブラケット１３の縦バー１３ａに回転可能に取り付けられており、縦バー１３ａを横バー１３ｂに沿って移動させることで側面１ａからの距離を調整し得るように構成されている。

ガス分配部材７は図示しない供給源から各ホース８，９を介して供給された酸素ガス及び燃料ガスをトーチ４，５に分配する機能を有するものであり、台車１の走行方向に対しトーチ４，５を配置した側とは反対側の側面１ｂに取り付けたブラケット１４に取り付けられている。

ガス分配部材７は切り換え弁１５を設けた本体７ａを有しており、該本体７ａから台車１の走行方向に対し略直交する方向に酸素ガスホース８、燃料ガスホース９を接続する接続ねじ７ｂ，７ｃが形成されている。また、本体７ａの上方に向けてトーチ４，５の切断酸素ガス用の供給部４ｃ，５ｃのねじと夫々図示しないホースを介して接続されるねじを有する供給部７ｄ，７ｅ、燃料ガス用の供給部４ｄ，５ｄのねじと夫々図示しないホースを介して接続されるねじを有する供給部７ｆ，７ｇ、予熱酸素ガス用の供給部４ｅ，５ｅのねじと夫々図示しないホースを介して接続されるねじを有する供給部７ｈ，７ｉが夫々形成されている。

またガス分配部材７の各供給部７ｄ〜７ｉには、夫々流量調整機能を持つ弁が構成されており、各弁ごとに摘まみ１６が設けられている。そして各弁に対応する摘まみ１６を操作することで、切断酸素ガスの流量や燃料ガスの流量を調整することが可能であり、且つ予熱酸素ガスの流量を調整して予熱炎の調節を行うことが可能である。

ガス分配部材７の本体７ａに於ける台車１の走行方向に対し略直交する方向に設けた接続ねじ７ｂ，７ｃに夫々酸素ガスホース８及び燃料ガスホース９が接続されている。従って、各ホース８，９は一端が台車１の側面１ｂに対し略直交する方向に接続され、この状態から被切断材３０の表面に載置されて他端が図示しない各ガスの供給源に接続される。

切り換え弁１５は、ガス分配部材７の本体７ａに挿入されて該本体７ａに設けた各供給部７ｄ〜７ｉの開閉を行う弁１５ａと、弁１５ａの操作を行うレバー１５ｂと、を有して構成されている。そしてレバー１５ｂが本体７ａに押し込まれた初期状態から第１段階の引き出し操作を行うことで、燃料ガス用の供給部７ｆ，７ｇと予熱酸素ガス用の供給部７ｈ，７ｉを開放して各トーチ４，５に夫々対応するガスを供給することが可能であり、更に第２段階の引き出し操作を行うことで燃料ガス及び予熱酸素ガスに加えて切断酸素ガスを供給することが可能である。

尚、図に於いて１７は切断機Ａを移動させる際に作業員が把持する把持部材であり、この把持部材１７と、台車１のハンドル１ｇとを両手で把持することで、容易に所望の位置に搬送することが可能である。

次に、上記の如く構成された切断機Ａを利用して被切断材３０の端面３０ａにＸ開先を形成する場合について説明する。先ず、台車１を被切断材３０に於けるＸ開先を形成すべき端面に対応させて該被切断材３０の上面に載置し、支持部材１１，１２を操作してトーチ４，５の台車１の側面１ａからの位置を調節すると共に、角度を開先角度に対応させて調節する。同時に接触ローラ６を端面３０ａに接触させるように調節する。

台車１の側面１ｂ側に配置したガス分配部材７の接続ねじ７ｂ，７ｃに対し、酸素ガスホース８及び燃料ガスホース９を接続する。このとき、各ホース８，９は台車１の走行方向に対し略直交する方向に接続されて被切断材３０の上面上に載置される。

ガス分配部材７に設けた切り換え弁１５のレバーに対し第１段階の操作を行い、該ガス分配部材７からトーチ４，５に対し燃料ガスと予熱酸素ガスを供給して予熱ノズル４ｂ，５ｂから噴射させると同時に点火する。この火炎によって被切断材３０の予熱を行い、充分に予熱されたとき、切り換え弁１５の第２段階の操作を行うことで、各トーチ４，５に切断酸素ガスを供給して切断ノズル４ａ，５ａから噴射させる。

切断酸素ガスの噴射に伴って被切断材３０に対するガス切断が開始する。ガス切断の開始に応じて、台車１に設けた図示しないクラッチを作動させると、台車１は予め調整された切断速度で切断方向である矢印ａ方向への走行を開始する。

台車１の矢印ａ方向への走行に伴って該台車１には各ホース８，９の牽引による負荷が作用する。特に、各ホース８，９が台車１の走行方向に対し略直交する方向に配置されるため、台車１にはホース８，９により図１に示す矢印ｂ方向の力が作用することとなり、この力によって台車１は矢印ａ方向と矢印ｂ方向の合成方向に走行しようとする。このとき、接触ローラ６が被切断材３０の端面３０ａに接触しているため、該接触ローラ６が端面３０ａに圧接して台車１の走行方向を拘束し、結局、台車１は端面３０ａに沿って走行することとなる。

即ち、各ホース８，９を台車１の側面であってトーチ４，５を配置した側面１ａとは反対側の側面１ｂに配置すると共に、台車１の走行方向に対し略直交する方向に配置して被切断材３０上に載置することで、牽引に伴って発生する台車１の走行方向に対し交叉する方向の力を作用させ、この力によって接触ローラ６を端面３０ａに圧接させることを可能とし、これにより、台車１の走行方向を拘束して各トーチ４，５を端面３０ａに沿って移動させることが可能となる。このため、被切断材３０の端面３０ａにＸ開先を含む所望の形状を持った開先を形成することが可能である。

次に、第２実施例に係るガス切断機の構成について図を用いて説明する。図５は本実施例に係るガス切断機の台車の構成を説明する図である。尚、図に於いて前述の第１実施例と同一の部分及び同一の機能を有する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図に於いて、台車１の底面１ｉであって駆動輪２と従動輪３の間に第２の従動輪２０が設けられている。第２の従動輪２０は回転方向の制限がない球２１と、球２１の自由回転を保証して保持する軸受部２２と、軸受部２２を底面１ｉに取り付けるブラケット２３とを有して構成されている。駆動輪２と従動輪３及び球２１は同一平面上に配置され、台車１を被切断材３０上に載置したとき、同時に接触し得るように構成されている。

尚、図に於いて、２４は台車１の底面１ｉを覆うカバーであり、該カバー２４を設けることによって、被切断材３０の上面に沿って拡散する熱から台車１を保護することが可能である。

上記の如く構成された台車１では、被切断材１に対する切断の進行に伴って従動輪３が被切断材３０の表面から離脱した場合でも第２の従動輪２０が接触しており、トーチ４，５による被切断材３０に対する安定した切断を継続することが可能である。

本発明に係る切断機では、被切断材の端面を基準として開先切断を行うような場合に利用して極めて有利であり、造船所や橋梁工場で使用することが好ましい。

切断機の構成を説明する平面図である。 切断機を走行方向からみた正面図である。 切断機をトーチが配置されている側からみた図である。 切断機をガス分配部材が配置されている側からみた図である。 本実施例に係るガス切断機の台車の構成を説明する図である。

符号の説明

Ａ 切断機
１ 台車
１ａ，１ｂ 側面
１ｃ ダイヤル
１ｄ コネクタ
１ｅ スイッチ
１ｆ ケーシング
１ｇ ハンドル
１ｉ 底面
２ 駆動輪
３ 従動輪
３ａ ブラケット
４，５ トーチ
４ａ，５ａ 切断ノズル
４ｂ，５ｂ 予熱ノズル
４ｃ〜４ｅ，５ｃ〜５ｅ 供給部
６ 接触ローラ
７ ガス分配部材
８ 酸素ガスホース
９ 燃料ガスホース
１１，１２ 支持部材
１１ａ，１２ａ バー
１１ｂ，１２ｂ 昇降部材
１１ｃ，１２ｃ ホルダー
１１ｄ，１２ｄ 横送りハンドル
１３ ブラケット
１３ａ 縦バー
１３ｂ 横バー
１４ ブラケット
７ａ 本体
７ｂ，７ｃ 接続ねじ
７ｄ〜７ｉ 供給部
１５ 切り換え弁
１５ａ 弁
１５ｂ レバー
１６ 摘まみ
１７ 把持部材
２０ 第２の従動輪
２１ 球
２２ 軸受部
２３ ブラケット
２４ カバー
３０ 被切断材
３０ａ 端面

Claims (2)

1. 少なくとも１個の駆動輪と該駆動輪から離隔した位置に配置されると共に該駆動輪の駆動軸に対し垂直方向の回動軸を中心として首振り可能に設けられた従動輪とを有する台車と、前記台車の走行方向に沿った一方の側面側に配置されたガス切断トーチと、前記台車の走行方向に沿った一方の側面側であってガス切断トーチの走行方向に配置され被切断材の端面に接触する接触部材と、前記台車の走行方向に沿った他方の側面側に配置され該台車の走行方向に対し略直交する方向に設けたホース継手部と夫々のガス切断トーチに燃料ガス及び酸素ガスを供給する供給部を設けたガス分配部材と、前記ガス分配部材の供給部と前記ガス切断トーチとを接続する複数のホースと、前記ガス分配部材のホース継手部に接続される酸素ガスホース及び燃料ガスホースと、を有することを特徴とするガス切断機。
2. 前記台車に配置された少なくとも１個の駆動輪と該駆動輪から離隔した位置に配置された従動輪との間に第２の従動輪を設けたことを特徴とする請求項１に記載したガス切断機。
   

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