JP6214807B1 - ドロス除去具及びドロス除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】主に溶断加工で固着したドロスを楽に除去することが可能なドロス除去具及びドロス除去装置を提供する。【解決手段】このドロス除去具８０は、摺動面８４をワークＷの裏面に当て摺動させる。これにより、ドロス除去具８０の側辺に形成された波状の刃部８２がワークＷの裏面に固着したドロスＤを剪断的に剥離除去する。これにより、効率良くドロスの除去を行うことができる。また、このドロス除去装置１００は、上記のドロス除去具８０が複数固定したスライドテーブルをワークＷの搬送方向と垂直な方向に往復運動させる。そして、ワークＷをドロス除去具８０の摺動面８４に接するように通過させる。これにより、ワークＷのドロスＤを短時間で効率的に除去することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、プラズマやレーザ、ガス（ＬＰＧ・水素・アセチレン等）などを用いた溶断加工の際に生じるドロスを除去するためのドロス除去具及びドロス除去装置に関するものである。

金属加工法の一つとして、鋼板等のワークに高温のプラズマやレーザ、ガス炎等を照射して溶融し、その照射位置を移動することで切断する手法がある。そして、この切断手法は切削部材や剪断による切断手法とは異なり、非接触で且つ照射点の移動によって切断を行うため、自由度が高く、複雑な形状を精密且つ容易に切断することができる。ただし、この切断手法は切断部分を溶融するため裏面側に主に被加工材の酸化生成物からなるドロス（バリ）が固着する。そして、このドロスは作業者が別途グラインダやヤスリ等を用いて手作業で除去する必要があった。この点に関し、下記［特許文献１］には、このドロスを機械的に除去するバリ取り装置に関する発明が開示されている。

特開２０１７−４２８５７号公報

ここで［特許文献１］に記載の発明は、複数のブラシを備えた円板状のブラシ体を回転させ、これによりドロスを研磨除去する。しかしながら、ドロスはワークの切断線に沿って様々な角度、方向で固着する。このような多様なドロスに対し、ブラシ体の一定方向の回転研磨ではドロスが残留する可能性が有る。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、主に溶断加工で固着したドロスを楽に除去することが可能なドロス除去具及びドロス除去装置の提供を目的とする。

本発明は、
（１）ワークＷに固着したドロスＤを除去するドロス除去具であって、
所定の厚みＴを備えた本体部８８と、前記本体部８８の一面を構成し前記ワークＷの裏面に沿って摺動する平坦な摺動面８４と、前記摺動面８４の側辺に設けられた波状の刃部８２と、を有することを特徴とするドロス除去具８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）ワークＷに固着したドロスＤを除去するドロス除去装置１００であって、
上記（１）に記載のドロス除去具８０と、前記ドロス除去具８０が複数固定されたスライドテーブルと、前記スライドテーブルを前記ワークＷの搬送方向と垂直な方向に往復運動させる駆動機構４０と、を有することを特徴とするドロス除去装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（３）摺動面８４を上にしてドロス除去具８０を設置したことを特徴とする上記（２）に記載のドロス除去装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（４）スライドテーブルが、第１のスライドテーブル７０ａと第２のスライドテーブル７０ｂとで構成されるとともに、前記第１のスライドテーブル７０ａと第２のスライドテーブル７０ｂとはワークＷの搬送方向に２台並べて設けられ、
駆動機構４０は、前記第１のスライドテーブル７０ａと第２のスライドテーブル７０ｂとを互いに逆位相で往復運動させることを特徴とする上記（２）または（３）に記載のドロス除去装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。

本発明に係るドロス除去具は、平坦な摺動面の側辺に波状の刃部を有している。そして、摺動面をワークの裏面に接した状態で摺動させることで、ワークのドロスを効率的に除去することができる。また、本発明に係るドロス除去装置は、上記のドロス除去具を有するため、ワークのドロスを短時間で且つ効率的に除去することができる。

本発明に係るドロス除去具の斜視図である。 本発明に係るドロス除去具の四面図である。 本発明に係るドロス除去具の使用方法を説明する図である。 本発明に係るドロス除去装置の上面図及び正面図である。 本発明に係るドロス除去装置の斜視図である。 本発明に係るドロス除去装置の斜視図である。

本発明に係るドロス除去具及びドロス除去装置について図面に基づいて説明する。初めに、本発明に係るドロス除去具８０に関して説明する。ここで、図１は、本発明に係るドロス除去具８０の斜視図である。また、図２は、本発明に係るドロス除去具８０の四面図である。また、図３は本発明に係るドロス除去具８０の使用方法を説明する図である。

本発明に係るドロス除去具８０は、所定の厚みＴを備え硬質な金属で形成された本体部８８と、この本体部８８の一面（図１、図３では上面）を構成しワークＷの裏面に沿って摺動する平坦な摺動面８４と、この摺動面８４の側辺に設けられた波状の刃部８２と、を有している。尚、刃部８２は摺動面８４の両側辺から本体部８８の側面に掛けて形成することが好ましい。また、刃部８２の曲率半径に関しては特に限定は無いが、概ね５ｍｍ〜１５ｍｍ程度が好ましい。尚、刃部８２の曲率半径が５ｍｍに満たない場合、ドロスＤの位置、形状によっては、ドロスＤが刃部８２の谷間に嵌って除去時の抵抗を増大させる可能性がある。また、刃部８２の曲率半径が１５ｍｍを超えた場合、ドロスＤと刃部８２との接触面積が広くなってこれも除去時の抵抗を増大させる可能性がある。

また、ドロス除去具８０の本体部８８の形状、寸法に関しても特に限定は無いが、本例で示すように、摺動面８４側が長い略台形形状とし、本体部８８の幅（刃部８２の山部から山部までの距離）が７０ｍｍ〜８０ｍｍ、長さが１５０ｍｍ〜１７０ｍｍ、厚みＴが１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度とすることがハンドリングの面から好ましい。また、摺動面８４には凹部８５を設けワークとの摩擦抵抗を軽減することが好ましい。

次に、本発明に係るドロス除去具８０の使用方法を簡単に説明する。先ず、プラズマ切断機、レーザ切断機、ガス切断機等の一般的な溶断加工機にて加工したワークＷの裏面側には、図３に示すように、溶断部Ｃの両側に沿ってドロスＤが突出して固着する。次に、ドロス除去具８０の摺動面８４をワークＷの裏面に当てる。次に、この状態でドロス除去具８０をワークＷの裏面で摺動させる。これにより、ドロス除去具８０の刃部８２がドロスＤに横方向から衝突し、このドロスＤを剪断的に剥離除去する。このとき、ドロス除去具８０の刃部８２は波状を呈しているためドロスＤと点接触し、この一点に剪断力を集中させることができる。これにより、ドロスＤを少ない力で効率的に除去することができる。また、例えば刃部が直線の場合、ドロスＤは刃部に沿って変形する場合がある。この場合、ドロスＤとの接触面積が増え除去時の抵抗が増大する可能性が有る。しかしながら、本発明のドロス除去具８０の刃部８２は波状であるため、ドロスＤは反るように変形し接触面積の増大とこれに伴う抵抗の増加を抑制することができる。これにより、ドロスＤの除去を円滑かつ楽に行うことができる。また、ドロスＤへの剪断力は基本的に刃部８２の法線方向に加わる。よって、波状を呈した刃部８２では、その接触位置によって異なる方向からドロスＤに剪断力が加わる。このため、一回の除去操作では除去できなかったドロスＤでも、除去操作を繰り返すことで異なる方向からの剪断力がかかり、これを完全に除去することができる。

尚、本発明に係るドロス除去具８０は後述のようにドロス除去装置１００に設置して使用しても良いし、作業者が手で持ってドロス除去を行っても良い。この場合、ドロス除去具８０に別途、柄や持ち手を設けても良い。また、作業者が手作業でドロスＤの除去を行う場合には、ワークＷの裏面を上側にするとともに摺動面８４を下にしてドロス除去具８０を使用しても良い。尚、本発明に係るドロス除去具８０は、上記のように波状の刃部８２がドロスＤを効率良く剥離除去するため、グラインダやヤスリ等を用いた除去作業と比較して短時間で楽にドロス除去を行うことができる。

次に、本発明に係るドロス除去装置１００に関して説明を行う。ここで、図４（ａ）は本発明に係るドロス除去装置１００の上面図である。また、図４（ｂ）はドロス除去装置１００をワークＷの搬入方向から見た正面図である。また、図５は本発明に係るドロス除去装置１００の斜視図であり、図６はローダ２０ａ、アンローダ２０ｂを設けたドロス除去装置１００の斜視図である。尚、ここではスライドテーブルがワークＷの搬送方向に２台並べて設けられた例を図示しているが、スライドテーブルは一台でも良いし、３台以上としても良い。ただし、スライドテーブルを複数で構成する場合には、その往復運動の位相はそれぞれ異なるものとすることが好ましい。

図４〜図６に示すドロス除去装置１００は、本発明に係るドロス除去具８０と、このドロス除去具８０が複数固定されたスライドテーブル（第１のスライドテーブル７０ａ、第２のスライドテーブル７０ｂ）と、このスライドテーブルをワークＷの搬送方向と垂直な方向に往復運動させる駆動機構４０と、ワークＷをドロス除去具８０の側に押圧規制するワーク押え部３０と、を有している。

そして、ドロス除去装置１００に好適なスライドテーブルは、前述のように第１のスライドテーブル７０ａと第２のスライドテーブル７０ｂとで構成される。尚、これらスライドテーブル７０ａ、７０ｂは、ドロス除去装置１００のステージ１０２上にワークＷの搬送方向と垂直な方向に設けられたスライドレール７２に摺動可能に嵌入され、このスライドレール７２に沿って移動する。

また、第１のスライドテーブル７０ａと第２のスライドテーブル７０ｂのそれぞれには前述のように複数（本例では３個）のドロス除去具８０が固定される。このときのドロス除去具８０の固定方向は、刃部８２となる側辺がワークＷの搬送方向と平行、即ちスライドテーブルの移動方向と垂直となるように固定する。また、ドロス除去具８０の設置間隔はスライドテーブルのストロークよりも小さくし、ワークＷの裏面をいずれかの刃部８２が隙間なく摺動するように配置することが好ましい。

また、スライドテーブルはワークＷの搬送位置よりも下方に設けるとともに、このスライドテーブルの上面に摺動面８４が上を向くようにドロス除去具８０を固定し、下側からドロスＤの除去を行うことが好ましい。尚、一般的な溶断加工機はワークＷの上側から下側に向けて溶断を行う。従って、ドロスＤはワークＷの下面に固着する。よって、下側からドロス除去を行うドロス除去装置１００は、溶断後のワークＷを裏返すことなくそのまま連続してドロスの除去を行うことができる。これにより、工程の簡素化と効率化とを図ることができる。

次に、スライドテーブルの駆動機構４０の好適な一例を説明する。尚、ここで説明する駆動機構４０は本発明のドロス除去装置１００に好適な一例であるから、特にこの機構に限定されるわけではなく、周知の機械機構を用いることができる。

先ず、スライドテーブル（第１のスライドテーブル７０ａ、第２のスライドテーブル７０）の下面には下方に向けて延びたテーブルロッド７４が固定する。また、ステージ１０２のスライドテーブルの下には、スライドテーブルの移動方向に長い図示しない長孔が形成されている。そして、テーブルロッド７４はこの長孔を通してステージ１０２の下側に突出する。

また、駆動機構４０は、例えばモータ等の駆動手段４２と、この駆動手段４２によって回転するメインシャフト４４と、一端にカウンタウェイト４７を備えたクランクアーム４６と、このクランクアーム４６の他端に回動可能に軸着したコネクティングロッド４８と、を有している。そして、コネクティングロッド４８の先端とテーブルロッド７４の先端とが回動可能に軸着する。そして、駆動手段４２が動作するとクランクアーム４６が回転し、このクランクアーム４６の回転動作はコネクティングロッド４８によって往復運動に変換されてテーブルロッド７４に伝達される。これにより、テーブルロッド７４と固定したスライドテーブルがスライドレール７２に沿って往復運動し、これによりドロス除去具８０がワークＷの搬送方向と垂直な方向に往復運動する。尚、スライドテーブルを第１のスライドテーブル７０ａと第２のスライドテーブル７０ｂの２台で構成する場合、クランクアーム４６とコネクティングロッド４８は第１のスライドテーブル７０ａ、第２のスライドテーブル７０ｂごとに設け、さらに第１のスライドテーブル７０ａと接続するクランクアーム４６ａと第２のスライドテーブル７０ｂと接続するクランクアーム４６ｂとは互いに逆位相となるように設置することが好ましい。この構成では第１のスライドテーブル７０ａと第２のスライドテーブル７０ｂとが逆位相で互い違いに往復運動するため、ドロス除去装置１００の振動が抑制される他、ドロスの除去をより効果的に行うことができる。

また、ワーク押え部３０は、例えばワークＷの表面に接してこれを下方に押圧する押圧ローラ３２と、この押圧ローラ３２を下方に付勢するバネ等の弾性部材３４と、ハンドル３６ａを備え押圧ローラ３２の上下位置を調整する位置決め手段３６と、を有している。

次に、ドロス除去装置１００の動作を説明する。尚、ここではスライドテーブルが第１のスライドテーブル７０ａと第２のスライドテーブル７０ｂの２台で構成された例を用いて説明を行う。

先ず、ワーク押え部３０のハンドル３６ａを回転して押圧ローラ３２を上下させ、押圧ローラ３２の下端とドロス除去具８０の摺動面８４との間隔をワークＷの厚みと略同等、もしくは若干狭く調整する。次に、ドロス除去装置１００をオンする。これにより、駆動手段４２が動作し、メインシャフト４４が回転する。このメインシャフト４４の回転により、クランクアーム４６ａ、４６ｂが回転する。このクランクアーム４６ａ、４６ｂの回転動作はそれぞれのコネクティングロッド４８を介して往復運動に変換され第１のスライドテーブル７０ａと第２のスライドテーブル７０ｂのテーブルロッド７４にそれぞれ伝達される。これにより、テーブルロッド７４と固定した第１のスライドテーブル７０ａ、第２のスライドテーブル７０ｂがスライドレール７２に沿ってワークＷの搬送方向と垂直な方向に往復運動する。また、このときクランクアーム４６ａ、４６ｂはメインシャフト４４に対し互いに逆位相となるように固定する。これにより、第１のスライドテーブル７０ａと第２のスライドテーブル７０ｂの往復運動は互いに逆位相となり、第１のスライドテーブル７０ａが前進移動している際には第２のスライドテーブル７０ｂは後退移動し、第１のスライドテーブル７０ａが後退移動している際には第２のスライドテーブル７０ｂは前進移動する。

次に、溶断加工機により切断加工されたワークＷがローダ２０ａによって搬送される。このときのワークＷはドロスＤの固着した裏面側を下とする。尚、ローダ２０ａ及び、後述のアンローダ２０ｂは複数の搬送ローラ２２を有する周知のものを用いることができる。また、搬送ローラ２２の上面はドロス除去具８０の摺動面８４の高さと略一致する高さとする。次に、ワークＷは搬送ローラ２２上を移動して、ドロス除去具８０と押圧ローラ３２との間に挿入される。尚、ワークＷの移動は作業者が行っても良いし、図示しない搬送装置により自動的に行っても良い。

ワークＷがドロス除去装置１００に挿入されると、ワーク押え部３０の弾性部材３４が押圧ローラ３２を介してワークＷをドロス除去具８０の側に押圧する。これにより、ドロス除去具８０の摺動面８４がワークＷの裏面に面接触し、この状態でワークＷの搬送方向と垂直な方向に往復運動する。これにより、摺動面８４の側辺に形成された刃部８２がワークＷの裏面から突出したドロスＤに横方向から衝突し、このドロスＤを剪断的に剥離除去する。このとき、刃部８２は波状を呈しているためドロスＤと点接触し剪断力を集中させることができる。また、仮にドロスＤが残留した場合でも、ワークＷ自体の移動とドロス除去具８０の往復運動及び波状の刃部８２により、残留したドロスＤには異なる方向から複数回の剪断力が加わり、これを効果的に除去することができる。このドロス除去の動作は、第１のスライドテーブル７０ａのドロス除去具８０と、これとは逆位相の第２のスライドテーブル７０ｂのドロス除去具８０とによって行われる。ドロス除去が行われたワークＷは、アンローダ２０ｂ側に排出され、アンローダ２０ｂの搬送ローラ２２上を移動して次工程に搬送される。

以上のように、本発明に係るドロス除去具８０は、摺動面８４をワークＷの裏面に当て摺動させる。これにより、ドロス除去具８０の側辺に形成された波状の刃部８２がワークＷの裏面に固着したドロスＤに横方向から衝突し、このドロスＤを剪断的に剥離除去する。このとき、ドロス除去具８０の刃部８２は波状を呈しているため、ドロスＤと点接触し、この一点に剪断力を集中させることができる。また、波状の刃部８２はドロスＤの変形による接触面積の増大を抑制し、除去時の抵抗の増加を軽減することができる。さらに、波状を呈した刃部８２では、その接触位置によって異なる方向からドロスＤに剪断力が加わる。このため、除去操作を複数回繰り返すことで一回の除去操作では完全に除去できなかったドロスＤも楽に除去することができる。このように、本発明に係るドロス除去具８０によれば、従来よりも少ない力で効率良くドロスの除去を行うことができる。

また、本発明に係るドロス除去装置１００は、上記のドロス除去具８０が複数固定したスライドテーブルを有し、このスライドテーブルをワークＷの搬送方向と垂直な方向に往復運動させる。そして、ワークＷを往復運動しているドロス除去具８０の摺動面８４に接するように通過させる。これにより、ワークＷのドロスＤを短時間で効率的に除去することができる。さらに、摺動面８４が上を向いたドロス除去装置１００では、溶断後のワークＷを裏返すことなく連続してドロス除去を行うことができる。

尚、本例で示したドロス除去具８０、ドロス除去装置１００は一例であるから、ドロス除去具８０の本体部８８の形状、寸法、刃部８２の曲率半径、波数、その他は上記の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。また、ドロス除去装置１００、駆動機構４０、ワーク押え部３０の各部の形状、寸法、構成、機構、その他に関しても上記の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。

４０ 駆動機構
７０ａ 第１のスライドテーブル
７０ｂ 第２のスライドテーブル
８０ ドロス除去具
８２ 刃部
８４ 摺動面
８８ 本体部
１００ ドロス除去装置
Ｄ ドロス
Ｗ ワーク

Claims (4)

1. ワークに固着したドロスを除去するドロス除去具であって、
   所定の厚みを備えた本体部と、
   前記本体部の一面を構成し前記ワークの裏面に沿って摺動する平坦な摺動面と、
   前記摺動面の側辺に設けられた波状の刃部と、を有することを特徴とするドロス除去具。
2. ワークに固着したドロスを除去するドロス除去装置であって、
   請求項１に記載のドロス除去具と、
   前記ドロス除去具が複数固定されたスライドテーブルと、
   前記スライドテーブルを前記ワークの搬送方向と垂直な方向に往復運動させる駆動機構と、を有することを特徴とするドロス除去装置。
3. 摺動面を上にしてドロス除去具を設置したことを特徴とする請求項２に記載のドロス除去装置。
4. スライドテーブルが、第１のスライドテーブルと第２のスライドテーブルとで構成されるとともに、前記第１のスライドテーブルと第２のスライドテーブルとはワークの搬送方向に２台並べて設けられ、
   駆動機構は、前記第１のスライドテーブルと第２のスライドテーブルとを互いに逆位相で往復運動させることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のドロス除去装置。

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