JP2014124685A - ドロス除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークサポートに付着したドロスを確実に除去することができ、且つ作業負荷の小さいドロス除去装置を提供する。
【解決手段】ドロス除去装置(1)は、複数の板が平行に立設されたレーザ加工機のワークサポート(2)の各板の上縁部に沿って前後移動させることによって、ワークサポートに付着したドロスを除去するためのドロス除去装置であって、このドロス除去装置を各板の上縁部に沿って案内するための案内部(18)と、上下方向に往復動してドロスを除去する複数のニードル(14)を備え、案内部の上方に設けられたタガネ(10)と、操作者が持ってドロス除去装置を操作するための操作ハンドル部(4)とを有し、案内部は、前後方向に対して横方向の断面における内面形状が、下方に開放した略馬蹄形の筒形であり、且つ、上壁に複数のニードルを挿通させる開口(22)が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ドロス除去装置に係わり、特に、レーザ加工機によって加工するワークを載置する板状のワークサポートに付着したドロスを除去するためのドロス除去装置に関する。

従来、レーザ加工機によって被加工物である金属板（ワーク）を加工する際、ワークをワークサポートの上に載置する。より詳細には、このワークサポートにおいては、上縁が鋸歯状に形成された複数の細長い長方形の板材が所定間隔で並設されており、各板材の鋸歯の頂点部分でワークが支持される。このように、ワークとワークサポートとの接触面積を小さくすることにより、レーザ加工時にワークが溶融することにより生じた溶融物（ドロス）をワークの下方に落下させることが可能になっている。

レーザ加工を繰り返すにしたがって、ドロスがワークサポートの上縁や側面に堆積すると、ドロスがワークの下方に落下し難くなったり、堆積したドロスにレーザ光が照射されることにより加工不良が発生したりする等の問題が発生する。この場合、ワークサポートを交換する必要が生じる。

しかしながら、ワークサポートを交換するには、新たなワークサポートの製作や交換作業が必要になるため、コストの増大を招く。そこで、ワークサポートの使用可能期間を長期化してコスト低減を図るという観点から、ワークサポートの清掃が行われる場合がある。
例えば、特許文献１には、ワークサポートを清掃するワークサポート清掃装置が記載されている。このワークサポート清掃装置は、複数の針を別々に往復動させる機構を含む自動高速多針タガネが固定された清掃装置本体を備えている。清掃装置本体にはベースプレートが取り付けられており、このベースプレートに形成された開口を貫通してベースプレートの下側に針が露出するようになっている。また、ワークサポート上における清掃装置本体の移動を案内する一対の案内板が、ベースプレートの開口を挟んで対峙するようにベースプレートの下側に設けられている。さらに、清掃装置本体の操作用の取手が清掃装置本体に固定されている。
操作者が、一対の案内板でワークサポートを挟むようにしてベースプレートをワークサポートの上に載せ、自動高速多針タガネの針を往復動させると、針がワークサポートに衝突することにより、ワークサポートに付着しているドロスが剥離する。操作者は、取手を用いて清掃装置本体をワークサポートに沿って前後に移動させることによって清掃作業を行う。

特開２０１２−８６４２８号公報

しかしながら、上述したような従来のワークサポート清掃装置では、平板状のベースプレートの底面に一対の平板状の案内板が固定された構造とされ、操作者が、一対の平板状案内板の間の左右に規制された範囲内で、ベースプレートをワークサポートの上縁面上で動かす構造とされ、基本的に、その左右の範囲内において、多針タガネによりドロスに衝撃を与えて除去するように構成されている。また、上記の従来のワークサポート清掃装置では、ベースプレートに対して多針タガネが垂直に固定されており、多針タガネの針の上下運動が、基本的に、ワークサポートに対して直角方向に規制された構成とされている。
また、このような装置によるドロスの除去作業は、付着したドロスが移動の障害になるため、操作者にとって清掃装置を前後に動かすのに力を要するので、作業負荷を軽減することが望ましい。

本発明は、ワークサポートに付着したドロスを確実に除去することができ、且つ作業負荷の小さいドロス除去装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、複数の板が平行に立設されたレーザ加工機のワークサポートの各板の上縁部に沿って前後移動させることによって、ワークサポートに付着したドロスを除去するためのドロス除去装置であって、このドロス除去装置を各板の上縁部に沿って案内するための案内部と、上下方向に往復動してドロスを除去する複数のニードルを備え、案内部の上方に設けられたタガネと、操作者が持ってドロス除去装置を操作するための操作ハンドル部とを有し、案内部は、前後方向に対して横方向の断面における内面形状が、下方に開放した略馬蹄形の筒形であり、且つ、上壁に複数のニードルを挿通させる開口が形成されている、ことを特徴としている。
このように構成された本発明においては、ワークサポートの各板の長手方向軸線周りにドロス除去装置をローリングさせてドロスの除去作業を行う場合、案内部の内周面全体に沿ってワークサポートの上を連続的に円滑に滑らせてローリングさせることができる。これにより、タガネのニードルを長手方向軸線周りの幅広い角度範囲にわたって往復動させて、ワークサポート側面に付着したドロスに衝突させ、容易且つ確実にドロスを除去することができる。
また、案内部は、前後方向に対して横方向の断面における内面形状が、下方に開放した略馬蹄形の筒形であるため、ワークサポートの上端近傍の側面に付着したドロスの塊を、案内部の内面の湾曲部分に通すことができる。これにより、ドロスと案内部との接触が少なくなるので、操作者は、より小さな力でワークサポート上のドロス除去装置を前後に移動させることができる。

また、本発明において、好ましくは、案内部の前端側内周縁部及び後端側内周縁部はそれぞれ、前端及び後端に向かって大きく開口するように内面が湾曲している。
このように構成された本発明においては、ドロス除去装置をワークサポート上で前後移動させる際、ワークサポートの側面や上面に付着しているドロスが案内部の前端側内周縁部及び後端側内周縁部に引っ掛かることによってドロス除去装置の移動が妨げられることを防止できる。

また、本発明において、好ましくは、タガネは異なる長さのニードルを備えることを特徴とする。
このように構成された本発明においては、ワークサポートの上端面や側面に均等にニードルを衝突させることができ、ワークサポートの様々な部分に付着しているドロスを確実に除去することができる。

また、本発明において、好ましくは、ドロス除去装置は、更に、タガネを保持するためのタガネ保持部を有し、タガネ保持部は、タガネを前後方向に第１の回動軸線を中心として回動可能に案内部に連結され、操作ハンドル部は、第１の回動軸線と平行な第２の回動軸線を中心として回動可能にタガネ保持部に取付けられていることを特徴とする。
このように構成された本発明においては、タガネを前後方向に傾斜させることができ、タガネの傾斜に沿って、ドロス除去装置の前後への移動方向に対して斜めにニードルを突出させることができる。その結果、ニードルが異なる方向からドロスに衝撃を与えるので、ドロスをより確実に除去することができる。また、ニードルがドロスに衝撃を与えるときの反力が、ドロス除去装置を前方又は後方に移動させる推進力となるので、操作者がドロス除去装置を前後に移動させる際の作業負荷を軽減することができる。

また、本発明において、好ましくは、タガネは、タガネ保持部に対して上下方向に所定範囲内で移動可能に、タガネ保持部に保持されていることを特徴とする。
このように構成された本発明においては、ニードルが案内部から突出する長さをタガネの上下移動によって変化させることができる。これにより、ワークサポートの上端面や側面の一層広い範囲に付着しているドロスを確実に除去することができ、様々な形状のワークサポートのドロス除去を行うことができる。
また、ニードルをタガネから突出させる際の反力の一部を、タガネの移動によって吸収させることができ、タガネから操作ハンドルを介して操作者の手に伝わる振動を軽減することができる。

また、本発明において、好ましくは、操作ハンドル部は、操作者によって持たれる部分にクッション材を備えていることを特徴とする。
このように構成された本発明においては、タガネから操作ハンドル部を介して操作者の手に伝わる振動をさらに軽減することができる。

本発明によるドロス除去装置によれば、ワークサポートに付着したドロスを確実に除去することができ、且つ作業負荷を低減することができる。

本発明の実施形態によるドロス除去装置の側面図である。 本発明の実施形態によるドロス除去装置の正面図である。 本発明の実施形態によるタガネ保持部及びタガネの部分拡大図である。 本発明の実施形態によるドロス除去装置のワークサポート上での移動動作を示す側面図である。 本発明の実施形態によるドロス除去装置をローリングさせた状態を示す正面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるドロス除去装置を説明する。
まず、図１及び図２により、本発明の実施形態によるドロス除去装置の構成を説明する。図１は本発明の実施形態によるドロス除去装置の側面図であり、図２は本発明の実施形態によるドロス除去装置の正面図である。以下の説明では、ドロス除去装置をワークサポートの各板の上縁部に沿って前後移動させる方向を「前後方向」と呼び、この前後方向に直交する方向を「横方向」と呼ぶ。

図１及び図２に示すように、本実施形態によるドロス除去装置１は、操作者が持ってドロス除去装置１を操作するための操作ハンドル部４を備えている。この操作ハンドル部４は、棒状に形成されており、一方の端部には、操作者の一方の手によって把持されるコントロールグリップ４ａが設けられている。また、操作ハンドル部４の中間部分には、ドロス除去装置１を持ち上げるためのライジンググリップ４ｂ、４ｃが設けられている。これらのコントロールグリップ４ａ、ライジンググリップ４ｂ、４ｃには、発泡体（例えば発泡ポリエチレン）により形成されたクッション材が設けられている。

操作ハンドル部４のコントロールグリップ４ａとは反対側の端部４ｄは、円筒状のタガネ保持部６に取り付けられている。この操作ハンドル部４の端部４ｄは、ハンドル回動軸８を介してタガネ保持部６に連結されており、操作ハンドル部４はハンドル回動軸８を中心にしてタガネ保持部６に対して回動可能となっている。ハンドル回動軸８は、その軸線方向と操作ハンドル部４の長手方向及びタガネ保持部６の長手方向とが直交するように配置されている。

タガネ保持部６は、円筒状のタガネ保持部６の内部において、タガネ１０を保持している。タガネ１０は、円筒状のタガネ本体１２と、タガネ本体１２の一方の端面（図１及び図２においては下端面１２ａ）から突出してタガネ本体１２の長手方向に沿って上下方向に往復動してドロスを除去する複数のニードル１４と、タガネ本体１２の内部に格納されて複数のニードル１４を往復動させる駆動機構（図示省略）とを備えている。タガネ本体１２は、このタガネ本体１２の長手方向とタガネ保持部６の長手方向とが一致するようにタガネ保持部６の内部に配置される。タガネ保持部６の下端近傍の内周面にはタガネ本体１２を支持するための支持ステー１６ａが設けられており、タガネ本体１２の下端面１２ａの周縁部が支持ステー１６ａに当接することにより、タガネ本体１２がタガネ保持部６によって保持される。また、タガネ保持部６の上端近傍の内周面にはタガネ本体１２の上方への移動を規制するための規制ステー１６ｂが突出している。タガネ本体１２は、支持ステー１６ａに固定されていないため、支持ステー１６ａの上方且つ規制ステー１６ｂの下方の範囲内において、タガネ保持部６の長手方向に沿ってタガネ保持部６の内部を上下方向に移動可能になっている。駆動機構は、圧縮空気配管からタガネ本体１２の上端部に設けられたバルブを介して供給される圧縮空気の圧力によって、複数のニードル１４を往復動させる。

タガネ１０の下方には、ドロス除去装置１をワークサポート２の各板の上縁部に沿って案内するための案内部１８が設けられている。案内部１８は、図２に示すように、前後方向に対して横方向の断面における内面形状が、下方に開放した略馬蹄形の筒形に形成されている。特に本実施形態では、案内部１８は、横方向の断面が、下部が開放した円形となるように湾曲して形成されている。また、案内部１８の前端側内周縁部１８ａ及び後端側内周縁部１８ｂはそれぞれ、前端及び後端に向かって大きく開口するように内面が円弧状に湾曲している。
案内部１８は、長手方向中央部の上壁外面においてタガネ保持部６の下端部６ａに取り付けられている。具体的には、タガネ保持部６は、タガネ回動軸２０を介して案内部１８の長手方向中央部の上壁外面に連結されており、タガネ１０を前後方向にタガネ回動軸２０を中心として所定の角度範囲内で回動可能になっている。案内部１８又はタガネ保持部６には、案内部１８の回動を所定の角度範囲内に規制するためのストッパー（図示省略）が設けられている。タガネ回動軸２０は、その軸線方向が案内部１８の長手方向と直交し、且つ、ハンドル回動軸８の軸線方向と平行になるように（即ちタガネ保持部６の長手方向と直交するように）配置されている。
また、案内部１８の上壁には、タガネ１０の複数のニードル１４を挿通させる開口２２が形成されている。この開口２２は、タガネ保持部６に取り付けられた案内部１８において、タガネ保持部６の下端部６ａと向かい合う位置に配置され、タガネ１０の全てのニードル１４を挿通可能な大きさに形成されている。さらに、案内部１８の長手方向における開口２２の両端縁２２ａ、２２ｂが、タガネ保持部６への案内部１８の取り付け状態においてタガネ保持部６側に持ち上がるように湾曲している。

次に、図３により、タガネ１０の複数のニードル１４の長さについて説明する。図３は本発明の実施形態によるドロス除去装置１のタガネ保持部６及びタガネ１０の部分拡大図である。この図３においては、往復動するニードル１４が案内部１８の開口２２から最も突出した位置を点線で示し、ニードル１４がタガネ本体１２に向かって最も後退した位置を実線で示す。また、図３においては、ワークサポート２、案内部１８、及びタガネ回動軸２０を、想像線により示している。

図３に示すように、タガネ１０は、異なる長さのニードル１４ａ、１４ｂ、１４ｃを備えている。これにより、案内部１８の開口２２から複数のニードル１４が突出する長さが異なる。
長さが最も短いニードル１４ａは、ドロス除去装置１をワークサポート２上に設置した状態において、案内部１８の開口２２から最も突出した時はワークサポート２の鋸歯の先端よりも下方まで突出し、タガネ本体１２に向かって最も後退した時はワークサポート２の鋸歯の先端よりも上方まで後退する。
長さが最も長いニードル１４ｂは、ドロス除去装置１をワークサポート２上に設置した状態において、案内部１８の開口２２から最も突出した時はワークサポート２の鋸歯の谷よりも下方まで突出し、タガネ本体１２に向かって最も後退した時はワークサポート２の鋸歯の先端と谷の間の位置に後退する。
長さが中間のニードル１４ｃは、ドロス除去装置１をワークサポート２上に設置した状態において、案内部１８の開口２２から最も突出した時はワークサポート２の鋸歯の谷の近傍まで突出し、タガネ本体１２に向かって最も後退した時はワークサポート２の鋸歯の先端の近傍に後退する。

次に、図４及び図５により、本発明の実施形態によるドロス除去装置１の作用を説明する。図４は、本発明の実施形態によるドロス除去装置１のワークサポート２上での移動動作を示す側面図であり、図４（ａ）は操作者が操作ハンドル部４を引くことによりドロス除去装置１が移動する動作を示す図、図４（ｂ）は操作者が操作ハンドル部４を押すことによりドロス除去装置１が移動する動作を示す図である。以下の説明では、操作ハンドル部４が操作者によってワークサポート２の長手方向に沿って引かれる方向を後方とし、操作ハンドル部４が操作者によってワークサポート２の長手方向に沿って押される方向を前方とする。

図４（ａ）に示すように、操作者が操作ハンドル部４を後方に（図４（ａ）では右側に）引くと、タガネ保持部６はタガネ回動軸２０を中心に操作ハンドル部４が引かれた方向に回動し、後方に向かって傾斜する。その結果、タガネ保持部６と共に後方に傾斜したタガネ本体１２から前方に向かってニードル１４が突出する（図４（ａ）において、ニードル１４の突出方向を矢印で示す）。前方に向かって突出したニードル１４は、後方からドロスやワークサポート２に衝突し、その反動で後方に向かって後退する。タガネ１０の駆動機構は、後退したニードル１４を、タガネ本体１２から前方に向かって再び突出させる。このとき、タガネ本体１２には、反力として後方に向かう力がニードル１４から加えられる。この後方に向かう力は、タガネ本体１２からタガネ保持部６を介して操作ハンドル部４及び案内部１８に伝達され、ドロス除去装置１がワークサポート２上を後方に移動する推進力となる。

また、図４（ｂ）に示すように、操作者が操作ハンドル部４を前方に（図４（ｂ）では左側に）押すと、タガネ保持部６はタガネ回動軸２０を中心に操作ハンドル部４が押された方向に回動し、前方に向かって傾斜する。その結果、タガネ保持部６と共に前方に傾斜したタガネ本体１２から後方に向かってニードル１４が突出する（図４（ｂ）において、ニードル１４の突出方向を矢印で示す）。後方に向かって突出したニードル１４は、前方からドロスやワークサポート２に衝突し、その反動で前方に向かって後退する。タガネ１０の駆動機構は、後退したニードル１４を、タガネ本体１２から後方に向かって再び突出させる。このとき、タガネ本体１２には、反力として前方に向かう力がニードル１４から加えられる。この前方に向かう力は、タガネ本体１２からタガネ保持部６を介して操作ハンドル部４及び案内部１８に伝達され、ドロス除去装置１がワークサポート２上を前方に移動する推進力となる。

図５は、本発明の実施形態によるドロス除去装置１をローリングさせた状態を示す正面図である。
上述したように、案内部１８は、前後方向に対して横方向の断面における内面形状が、下方に開放した略馬蹄形の筒形に形成されている。従って、図５に示すように、ワークサポート２の長手方向軸線周りにドロス除去装置１をローリングさせてドロスの除去作業を行う場合、案内部１８の内周面全体に沿ってワークサポート２の上を連続的に滑りながらローリングさせることができる。従って、操作者はドロス除去装置１をスムーズにローリングさせることができる。図５に示すようにドロス除去装置１をローリングさせることで、タガネ１０から突出したニードル１４がワークサポート２の側面に衝突するため、ワークサポート２の側面に付着したドロスが確実に除去される。
また、案内部１８の前後方向に対して横方向の断面における内面形状が、下方に開放した略馬蹄形の筒形であるため、ワークサポート２の上端近傍の側面に付着したドロスの塊を、案内部１８の内面の湾曲部分に通すことができ、且つ、ワークサポート２上のドロス除去装置１を、案内部１８の内周面の下端部分によって確実に案内することができる。

次に、上述した本発明の実施形態によるドロス除去装置１の効果を説明する。

本発明の実施形態によるドロス除去装置１の案内部１８は、前後方向に対して横方向の断面における内面形状が、下方に開放した略馬蹄形の筒形であり、且つ、上壁に複数のニードルを挿通させる開口が形成されている。
即ち、ワークサポート２の各板の長手方向軸線周りにドロス除去装置１をローリングさせてドロスの除去作業を行う場合、案内部１８の内周面全体に沿ってワークサポートの上を連続的に円滑に滑らせてローリングさせることができる。これにより、タガネ１０のニードル１４を長手方向軸線周りの幅広い角度範囲にわたって往復動させて、ワークサポート２の側面に付着したドロスに衝突させ、容易且つ確実にドロスを除去することができる。
また、案内部１８は、前後方向に対して横方向の断面における内面形状が、下方に開放した略馬蹄形の筒形であるため、ワークサポート２の上端近傍の側面に付着したドロスの塊を、案内部１８の内面の湾曲部分に通すことができる。これにより、ドロスと案内部１８との接触が少なくなるので、操作者は、より小さな力でワークサポート上のドロス除去装置１を前後に移動させることができる。

また、案内部１８の前端側内周縁部１８ａ及び後端側内周縁部１８ｂはそれぞれ、前端及び後端に向かって大きく開口するように内面が湾曲しているので、ドロス除去装置１をワークサポート２上で前後移動させる際、ワークサポート２の側面や上面に付着しているドロスが案内部１８の前端側内周縁部１８ａ又は後端側内周縁部１８ｂに引っ掛かることによってドロス除去装置１の移動が妨げられることを防止できる。

また、タガネ１０は、異なる長さのニードル１４ａ、１４ｂ、１４ｃを備える。これにより、ワークサポート２の上端面や側面に均等にニードル１４を衝突させることができ、ワークサポート２の様々な部分に付着しているドロスを確実に除去することができる。

また、ドロス除去装置１は、更に、タガネ１０を保持するためのタガネ保持部６を有し、タガネ保持部６は、タガネ１０を前後方向にタガネ回動軸２０を中心として回動可能に案内部１８に連結され、操作ハンドル部４は、タガネ回動軸２０と平行なハンドル回動軸８を中心として回動可能にタガネ保持部６に取付けられている。
即ち、タガネ１０を前後方向に傾斜させることができ、タガネ１０の傾斜に沿って、ドロス除去装置１の前後への移動方向に対して斜めにニードル１４を突出させることができる。その結果、ニードル１４が異なる方向からドロスに衝撃を与えるので、ドロスをより確実に除去することができる。また、ニードル１４がドロスに衝撃を与えるときの反力が、ドロス除去装置１を前方又は後方に移動させる推進力となるので、操作者がドロス除去装置を前後に移動させる際の作業負荷を軽減することができる。

また、タガネ１０は、タガネ保持部６に対して上下方向に所定範囲内で移動可能に、タガネ保持部６に保持されているので、ニードル１４が案内部１８から突出する長さをタガネ１０の上下移動によって変化させることができる。これにより、ワークサポート２の上端面や側面の一層広い範囲に付着しているドロスを確実に除去することができ、様々な形状のワークサポート２のドロス除去を行うことができる。
また、ニードル１４をタガネ１０から突出させる際の反力の一部を、タガネ１０の移動によって吸収させることができ、タガネ１０から操作ハンドル部４を介して操作者の手に伝わる振動を軽減することができる。

また、操作ハンドル部４は、操作者によって持たれる部分にクッション材を備えているので、タガネ１０から操作ハンドル部４を介して操作者の手に伝わる振動をさらに軽減することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。

１ ドロス除去装置
２ ワークサポート
４ 操作ハンドル部
４ａ コントロールグリップ
４ｂ、４ｃ ライジンググリップ
４ｄ 端部
６ タガネ保持部
６ａ 下端部
８ ハンドル回動軸
１０ タガネ
１２ タガネ本体
１２ａ 端面
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ ニードル
１６ａ 支持ステー
１６ｂ 規制ステー
１８ 案内部
１８ａ 前端側内周縁部
１８ｂ 後端側内周縁部
２０ タガネ回動軸
２２ 開口
２２ａ、２２ｂ 端縁

Claims (6)

1. 複数の板が平行に立設されたレーザ加工機のワークサポートの前記各板の上縁部に沿って前後移動させることによって、ワークサポートに付着したドロスを除去するためのドロス除去装置であって、
   このドロス除去装置を前記各板の上縁部に沿って案内するための案内部と、
   上下方向に往復動してドロスを除去する複数のニードルを備え、前記案内部の上方に設けられたタガネと、
   操作者が持って前記ドロス除去装置を操作するための操作ハンドル部とを有し、
   前記案内部は、前記前後方向に対して横方向の断面における内面形状が、下方に開放した略馬蹄形の筒形であり、且つ、上壁に前記複数のニードルを挿通させる開口が形成されている、ことを特徴とするドロス除去装置。
2. 前記案内部の前端側内周縁部及び後端側内周縁部はそれぞれ、前端及び後端に向かって大きく開口するように内面が湾曲している、ことを特徴とする請求項１に記載のドロス除去装置。
3. 前記タガネは異なる長さのニードルを備える、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のドロス除去装置。
4. 更に、前記タガネを保持するためのタガネ保持部を有し、
   前記タガネ保持部は、前記タガネを前記前後方向に第１の回動軸線を中心として回動可能に前記案内部に連結され、
   前記操作ハンドル部は、前記第１の回動軸線と平行な第２の回動軸線を中心として回動可能に前記タガネ保持部に取付けられている、ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のドロス除去装置。
5. 前記タガネは、前記タガネ保持部に対して上下方向に所定範囲内で移動可能に、前記タガネ保持部に保持されている、ことを特徴とする請求項４に記載のドロス除去装置。
6. 前記操作ハンドル部は、操作者によって持たれる部分にクッション材を備えている、ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のドロス除去装置。

Images