JP4921866B2

JP4921866B2 - ガス切断装置

Info

Publication number: JP4921866B2
Application number: JP2006175123A
Authority: JP
Inventors: 英治坂入; 哲夫小池
Original assignee: Koike Sanso Kogyo Co Ltd
Current assignee: Koike Sanso Kogyo Co Ltd
Priority date: 2005-08-04
Filing date: 2006-06-26
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2026-06-26
Also published as: JP2007061900A

Description

本発明は、燃料ガス及び酸素ガスを燃焼させながら切断酸素ガスを噴出して被切断材を切断するガス切断装置に関するものである。

従来、ポータブルガス切断装置としては、ハンディタイプのガス切断装置や、例えば特開平０５−２１０４１５号公報（特許文献１）に記載されたようなモータを駆動源とする作業台車において走行すべき距離を入力部により入力するものが提案されている。

特開平０５−２１０４１５号公報

しかしながら、前述の従来例において、ハンディタイプのガス切断装置の場合、一定の切断速度で切断する技能を有する熟練工でなければ切断作業が出来ず、自動切断ではないため切断作業中は熟練工が１台のガス切断装置に付きっ切りで拘束されるため切断作業能率が悪いという問題がある。

また、特許文献１のようなモータを駆動源とする場合、電気ケーブルや電装部品が必要となり装置自体の自重も重くなるため取扱い難くなり、高価になるという問題があった。

本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、自動切断により一定の切断速度で切断出来、作業能率が向上し、構成が簡単で軽量化出来、しかも安価に出来るガス切断装置を提供せんとするものである。

前記目的を達成するための本発明に係るガス切断装置の第１の構成は、燃料ガス及び酸素ガスを燃焼させながら切断酸素ガスを噴出して被切断材を切断するガス切断装置であって、所定の長さを有するレール部材と、前記レール部材に沿って移動可能に設けられたキャリッジと、前記キャリッジに搭載され、燃料ガス及び酸素ガスを燃焼させながら切断酸素ガスを噴出するガス切断トーチと、一端が前記キャリッジに接続され、他端が前記レール部材に沿って装置本体に設けられた巻回部材に巻回されたゼンマイ部材と、前記ゼンマイ部材の巻取り力に抗して前記キャリッジの移動を拘束する拘束手段と、前記ゼンマイ部材の巻取り力に抗して前記キャリッジの移動に負荷を付与する負荷手段と、を有し、前記負荷手段は、ゼンマイ部材の巻取り力によって駆動される複数のギヤと、一対の爪が形成され回動中心を中心として回動し該一対の爪が該複数のギヤに於ける所定のギヤと交互に噛合する爪部材と、を有するギヤ列によって構成され、前記拘束手段によるキャリッジの拘束を解除したとき、前記負荷手段を構成する複数のギヤに於ける所定のギヤに爪部材に形成された一対の爪が交互に噛合して負荷を付与することで、前記ゼンマイ部材の巻取り力によってキャリッジを移動させて被切断材を切断し得るように構成したことを特徴とする。

また、本発明に係るガス切断装置の第２の構成は、前記第１の構成において、前記負荷手段を構成する爪部材は、回動中心を中心として一方側に一対の爪が形成されると共に他方側に所定の長さを持ったアームが形成され、且つ前記アームに対し重錘部材が摺動可能に且つ固定可能に配置されていることを特徴とする。

また、本発明に係るガス切断装置の第３の構成は、前記第１の構成において、前記レール部材の端部に前記ガス切断トーチに接続されたガス分配器が設けられ、前記キャリッジがホームポジションに復帰した際に該キャリッジに設けられた解除部材が前記ガス分配器のガス供給レバーを操作して前記燃料ガス、酸素ガス及び切断酸素ガスの供給を停止し、前記ガス切断トーチを消火することを特徴とする。

また、本発明に係るガス切断装置の第４の構成は、前記第１の構成において、前記ガス切断トーチは、先端部が曲げられたベンド型ガス切断トーチであることを特徴とする。

本発明に係るガス切断装置の第１の構成によれば、負荷手段により所定の負荷を付与しながらゼンマイ部材の巻取り力によりガス切断トーチを搭載したキャリッジをレール部材に沿って移動することが出来、該ガス切断トーチから燃料ガス及び酸素ガスを燃焼させながら切断酸素ガスを噴出することにより被切断材を一定の切断速度で自動切断することが出来る。

拘束手段によりキャリッジの移動を拘束することが出来るので、キャリッジの移動を拘束した状態でガス切断トーチを点火すると共に、被切断材を予熱した後、拘束手段を解除して被切断材の切断を開始することが出来る。

また、本発明に係るガス切断装置の第２の構成によれば、負荷手段を構成する一対の爪を有する爪部材に形成されたアームに対し、重錘を摺動させて適宜の位置で固定することで爪部材の回動周期を変化させることが出来、これに伴ってギヤ列の回転を制御してキャリッジの移動速度を調整することが出来る。

また、本発明に係るガス切断装置の第３の構成によれば、キャリッジが、ゼンマイ部材が巻回部材に完全に巻回されたホームポジションに復帰した際に該キャリッジに設けられた解除部材がガス分配器のガス供給レバーを操作してガス切断トーチへの燃料ガス、酸素ガス及び切断酸素ガスの供給を停止し、該ガス切断トーチを消火することが出来、被切断材の切断を自動的に終了することが出来る。

また、本発明に係るガス切断装置の第４の構成によれば、ベンド型ガス切断トーチを使用することによりレール部材の表面と平行な切断面を面一に切断することが出来る。

図により本発明に係るガス切断装置の一実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係るガス切断装置の構成を示す上方斜視図、図２は本発明に係るガス切断装置の構成を示す平面図、図３は本発明に係るガス切断装置の構成を示す側面図、図４は本発明に係るガス切断装置の構成を示す下方斜視図、図５は負荷手段の構成を示す斜視図、図６は拘束手段の構成を示す図である。

図１〜図４において、１は燃料ガス及び酸素ガスを燃焼させながら切断酸素ガスを噴出して被切断材を切断するガス切断装置である。２は所定の長さを有するレール部材であり、レール部材２の長手方向に沿った両端部には断面Ｖ字形状の一対のガイド溝３が設けられている。

レール部材２のガイド溝３には３点式の走行車輪４が該ガイド溝３に沿って回転しつつ移動自在に設けられたキャリッジ５がレール部材２に沿って移動可能に設けられている。キャリッジ５には燃料ガス及び酸素ガスを燃焼させながら切断酸素ガスを噴出するガス切断トーチ６が搭載されている。

本実施形態のガス切断トーチ６は先端部が曲げられたベンド型ガス切断トーチにより構成され、ガス切断トーチ６本体をレール部材２の表面に対して略６０度で傾斜させ、ガス切断トーチ６の先端部を略３０度曲げたことによりレール部材２の表面と平行な切断面を面一に切断することが出来る。

レール部材２の端部にはガス切断トーチ６に接続されたガス分配器７が設けられており、該ガス分配器７により分配される燃料ガスを供給する燃料ガス供給ホース８、予熱用酸素ガスを供給する予熱酸素供給ホース９及び切断用酸素ガスを供給する切断酸素供給ホース１０がガス切断トーチ６に接続されている。ガス分配器７には図示しない酸素ガスボンベ等の酸素ガス供給装置から酸素ガスを供給する酸素ガス供給口１１と、燃料ガスボンベ等の燃料ガス供給装置から燃料ガスを供給する燃料ガス供給口１２が設けられている。

レール部材２の長手方向端部の下部の装置本体にはゼンマイ部材１３を巻回する巻回部材１４が設けられており、該ゼンマイ部材１３の一端がキャリッジ５に設けられたゼンマイ係止部材１５に係止されてキャリッジ５に接続されている。ゼンマイ部材１３の他端は巻回部材１４に固定されている。ゼンマイ部材１３はレール部材２に沿って繰り出し／巻き戻しがなされる。

レール部材２の上面には該レール部材２の長手方向に沿ってラック１６が設けられており、キャリッジ５に設けられたギアボックス１７の内部には該ラック１６に係合するピニオンギア１８が設けられている。ピニオンギア１８にはゼンマイ部材１３の巻取り力に抗してキャリッジ５の移動に負荷（制動力）を付与する負荷手段となる図５に示すギア列１９が噛合されている。

ラック１６に噛合するピニオンギア１８が取り付けられた回転軸２８には円盤２９が該回転軸２８に沿って昇降自在に嵌装されている。また、回転軸２８に対して回転自在に嵌装された駆動連結ギア３０はギアボックス１７本体に設けられた図示しない軸受部材により軸支されている。

上記構成において、レバー２１を図５の矢印ａ方向に回動することにより円盤２９が回転軸２８に沿って下方に移動して該円盤２９が駆動連結ギア３０のボス部３０ａに圧接され、ラック１６に噛合するピニオンギア１８が設けられた回転軸２８の回転がレバー２１、円盤２９を介して駆動連結ギア３０に伝達され、該駆動連結ギア３０に噛合する２段ギア３１が負荷ホイール２０の駆動ギア２０ｂに噛合され、負荷ホイール２０の摺動ギア２０ｃに一対の爪部材２０ａが交互に係合して摺動し負荷手段として作用する。

図６はゼンマイ部材１３の巻取り力に抗してキャリッジ５の移動を拘束する拘束手段となるブレーキレバー３２の構成を示し、図６（ｂ）に示すように、ギアボックス１７の側面に取り付けられた回動軸３２ａを中心に回動するブレーキレバー３２の当接部３２ｂをレール部材２に圧接することによりゼンマイ部材１３の巻取り力に抗してキャリッジ５の移動を拘束することが出来る。

ガス切断装置１本体の下面側には鉄製等の被切断材に着脱可能な磁石２２が設けられており、ガス切断装置１本体に設けた磁石２２を鉄製等の磁性体からなる被切断材に吸着させることで、磁石２２の磁力によりガス切断装置１を被切断材に固定して支持させることが出来る。

先ず、磁石２２を被切断材に吸着させてガス切断装置１を被切断材に固定して支持させ、図６（ａ）に示すように、ブレーキレバー３２を操作して当接部３２ｂをレール部材２から離間し、図５に示すレバー２１を図５の矢印ｂ方向に回動して円盤２９を駆動連結ギア３０から離間する。

次にゼンマイ部材１３の巻取り力に抗してキャリッジ５をレール部材２に沿って巻回部材１４と反対側に移動して該ゼンマイ部材１３を巻回部材１４から繰り出し、被切断材の切断開始位置にガス切断トーチ６の位置が一致したところで図６（ｂ）に示すように、ブレーキレバー３２を操作して当接部３２ｂをレール部材２に圧接してキャリッジ５を固定し、図５に示すレバー２１を図５の矢印ａ方向に回動して円盤２９のボス部を駆動連結ギア３０のボス部３０ａに圧接する。

キャリッジ５の移動を拘束した状態でガス供給レバー２３を停止位置から予熱位置に切り替えて燃料ガスと予熱酸素ガスとを混合してガス切断トーチ６の火口から噴出し、図示しない着火装置によりガス切断トーチ６を点火して被切断材を予熱する。

予熱が完了したら、ガス供給レバー２３を予熱位置から切断位置に切り替えて燃料ガスと予熱酸素ガスと、切断酸素ガスとをガス切断トーチ６の火口から噴出し、拘束手段となるブレーキレバー３２を操作して当接部３２ｂをレール部材２から離間し、負荷手段となるギア列１９の負荷ホイール２０により所定の負荷（制動力）を付与しながらゼンマイ部材１３の巻取り力によりガス切断トーチ６を搭載したキャリッジ５をレール部材２に沿って移動しつつ該ガス切断トーチ６から燃料ガス及び酸素ガスを燃焼させながら切断酸素ガスを噴出することにより被切断材を一定の切断速度で自動切断することが出来る。

ガス供給レバー２３にはキャリッジ５に取り付けられた解除部材２４が係合して該ガス供給レバー２３を停止位置に復帰させる板ばね２５が設けられており、ゼンマイ部材１３が巻回部材１４に完全に巻回された時点でキャリッジ５がホームポジションに戻り、解除部材２４が板ばね２５に係合して該板ばね２５を下方に押し下げ、板ばね２５に設けられた係止爪２５ａがガス分配器７に設けられた分配制御軸２６の係止溝２６ａから外れて付勢ばね２７の付勢力によりガス供給レバー２３が停止位置に復帰して燃料ガス、予熱酸素ガス及び切断酸素ガスの供給が停止し、ガス切断トーチ６が消火される。

即ち、キャリッジ５がゼンマイ部材１３が巻回部材１４に完全に巻回されたホームポジションに復帰した際に該キャリッジ５に設けられた解除部材２４がガス分配器７のガス供給レバー２３を操作してガス切断トーチ６への燃料ガス、酸素ガス及び切断酸素ガスの供給を停止し、該ガス切断トーチ６を消火して被切断材の切断を自動的に終了することが出来、作業者は複数台のガス切断装置１を操作して能率的な切断作業が出来る。

例えば、造船所のブロック構法において、フックが設けられた吊ピースをブロック毎に溶接しておき、吊ピースをクレーンにより吊り下げて各ブロックの組み付け作業が行われるが、甲板等に露出した吊ピースを切断除去する際に甲板上にガス切断装置１を載置して甲板面と平行（レール部材２の表面と平行）な切断面を面一に切断することが出来る。

次に、本発明に係るガス切断装置の他の実施形態について説明する。図７は本実施形態の負荷手段の構成を示す斜視図、図８は爪部材と重錘との関係を説明する図である。尚、図において前述の実施形態と同一の部分又は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。

本実施形態は、前述したガス切断装置における負荷手段を構成するギヤ列１９の摺動ギヤ２０ｃと噛合する爪部材（２０ａ）を改良したものであり、ゼンマイ１３の巻取り力によるキャリッジ５の移動速度（切断速度）を調整し得るようにしたものである。

図７、図８において、ギヤ列１９を構成する摺動ギヤ２０ｂに爪部材４０が噛合している。爪部材４０は軸４１が図示しない軸受部に嵌合されて往復回動し得るように構成されている。軸４１を中心として爪部材４０の一方の端部には一対の爪４０ａ、４０ａが形成されており、該爪４０ａ、４０ａが摺動ギヤ２０ｂの歯と交互に噛合して負荷を付与し得るように構成されている。また、軸４１を中心として爪部材４０の他方の端部側には所定の長さを持ったアーム４０ｂが形成されており、該アーム４０ｂに重錘４２が摺動可能に固定可能に配置されている。

アーム４０ｂの長さや断面形状は特に限定するものではなく、キャリッジ５の速度を調整しようとする範囲が大きい場合には長く、範囲が小さい場合には短く形成されていれば良い。またアーム４０ｂの断面形状は円形や四角形等で良く、重錘４２の形状との関係で適宜設定することが好ましい。

本実施形態では、アーム４０ｂは断面が長方形のフラットバー状に形成されており、重錘４２はアーム４０ｂを挟み込んで摺動し得るようなコ字型に形成されている。特に、重錘４２には止めねじ４３が設けられており、この重錘４２をアーム４０ｂに沿って摺動させて所望の位置に配置した後、止めねじ４３を締め付けることで固定することが可能である。

本実施形態では、アーム４０ｂに於ける重錘４２の位置を変化させる（重錘４２の軸４１からの距離を変化させる）ことによって、爪部材４０の軸４１を中心とする往復回動の周期を変化させることが可能となり、この結果、爪部材４０の爪４０ａの摺動ギヤ２０ｂに対して噛合する周期が変化し、キャリッジ５の移動速度を変化させることが可能となる。

例えば、図８（ａ）に示すように、重錘４２を軸４１から離隔した位置で固定した場合には爪部材４０の往復回動周期が長くなり、キャリッジ５の移動速度を低速とすることが可能である。また、同図（ｂ）に示すように、重錘４２を軸４１に接近した位置で固定した場合には爪部材４０の往復回動周期が短くなり、キャリッジ５の移動速度を高速とすることが可能である。

従って、目的の被切断材の厚さに応じて爪部材４０のアーム４０ｂに於ける重錘４２の位置を適宜設定することで、キャリッジ５の移動速度を調整して最適な切断速度を得ることが可能となる。

本発明の活用例として、燃料ガス及び酸素ガスを燃焼させながら切断酸素ガスを噴出して被切断材を切断するガス切断装置に適用することが出来る。

本発明に係るガス切断装置の構成を示す上方斜視図である。本発明に係るガス切断装置の構成を示す平面図である。本発明に係るガス切断装置の構成を示す側面図である。本発明に係るガス切断装置の構成を示す下方斜視図である。負荷手段の構成を示す斜視図である。拘束手段の構成を示す図である。負荷手段の構成を示す斜視図である。爪部材と重錘との関係を説明する図である。

１…ガス切断装置
２…レール部材
３…ガイド溝
４…走行車輪
５…キャリッジ
６…ガス切断トーチ
７…ガス分配器
８…燃料ガス供給ホース
９…予熱酸素供給ホース
１０…切断酸素供給ホース
１１…酸素ガス供給口
１２…燃料ガス供給口
１３…ゼンマイ部材
１４…巻回部材
１５…ゼンマイ係止部材
１６…ラック
１７…ギアボックス
１８…ピニオンギア
１９…ギア列
２０…負荷ホイール
２０ａ…爪部材
２０ｂ…駆動ギア
２０ｃ…摺動ギア
２１…レバー
２２…磁石
２３…ガス供給レバー
２４…解除部材
２５…板ばね
２５ａ…係止爪
２６…分配制御軸
２６ａ…係止溝
２７…付勢ばね
２８…回転軸
２９…円盤
３０…駆動連結ギア
３０ａ…ボス部
３１…２段ギア
３２…ブレーキレバー
３２ａ…回動軸
３２ｂ…当接部
４０…爪部材
４０ａ…爪
４０ｂ…アーム
４１…軸
４２…重錘
４３…止めねじ

Claims

燃料ガス及び酸素ガスを燃焼させながら切断酸素ガスを噴出して被切断材を切断するガス切断装置であって、
所定の長さを有するレール部材と、
前記レール部材に沿って移動可能に設けられたキャリッジと、
前記キャリッジに搭載され、燃料ガス及び酸素ガスを燃焼させながら切断酸素ガスを噴出するガス切断トーチと、
一端が前記キャリッジに接続され、他端が前記レール部材に沿って装置本体に設けられた巻回部材に巻回されたゼンマイ部材と、
前記ゼンマイ部材の巻取り力に抗して前記キャリッジの移動を拘束する拘束手段と、
前記ゼンマイ部材の巻取り力に抗して前記キャリッジの移動に負荷を付与する負荷手段と、を有し、
前記負荷手段は、ゼンマイ部材の巻取り力によって駆動される複数のギヤと、一対の爪が形成され回動中心を中心として回動し該一対の爪が該複数のギヤに於ける所定のギヤと交互に噛合する爪部材と、を有するギヤ列によって構成され、
前記拘束手段によるキャリッジの拘束を解除したとき、前記負荷手段を構成する複数のギヤに於ける所定のギヤに爪部材に形成された一対の爪が交互に噛合して負荷を付与することで、前記ゼンマイ部材の巻取り力によってキャリッジを移動させて被切断材を切断し得るように構成したことを特徴とするガス切断装置。
前記負荷手段を構成する爪部材は、回動中心を中心として一方側に一対の爪が形成されると共に他方側に所定の長さを持ったアームが形成され、且つ前記アームに対し重錘部材が摺動可能に且つ固定可能に配置されていることを特徴とする請求項１に記載したガス切断装置。
前記レール部材の端部に前記ガス切断トーチに接続されたガス分配器が設けられ、前記キャリッジがホームポジションに復帰した際に該キャリッジに設けられた解除部材が前記ガス分配器のガス供給レバーを操作して前記燃料ガス、酸素ガス及び切断酸素ガスの供給を停止し、前記ガス切断トーチを消火することを特徴とする請求項１に記載のガス切断装置。
前記ガス切断トーチは、先端部が曲げられたベンド型ガス切断トーチであることを特徴とする請求項１に記載のガス切断装置。