JPH07214303A

JPH07214303A - 自動ノズル高さ設定機能付切断トーチブロック

Info

Publication number: JPH07214303A
Application number: JP1386094A
Authority: JP
Inventors: Masao Komiya; 雅夫小宮
Original assignee: Tanaka Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Tanaka Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1994-02-07
Filing date: 1994-02-07
Publication date: 1995-08-15

Abstract

(57)【要約】【目的】被切断材の上面とノズルの外縁とが接近し過
ぎて被切断材の切断ができなくなるのを防止する。【構成】装置本体に凹面側を下方に向けて支持された
円弧状のレールに、その円弧面に沿って移動自在に移動
体を支持し、該移動体に、ノズルの先端を下方に位置さ
せ鉛直面内において前記円弧面に直交する方向に移動自
在にトーチを支持し、前記移動体を前記レール上におい
て移動させる駆動機構を設け、移動体がレール上を移動
したときにこの移動動作に連動して前記トーチを前記直
交する方向に移動させるトーチ位置調節機構を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス切断、プラズマ切
断において、被切断材の上面のある点を回転中心として
切断トーチを傾斜させることにより開先切断及び立体切
断等を行なうためのトーチブロックに関し、特に切断ト
ーチのノズルの高さを、切断トーチの傾斜角度に応じて
自動的に設定する機能を有する自動ノズル高さ設定機能
付切断トーチブロックに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の開先切断トーチブロックは、開先
切断において、図１５及び図１６に示すように、被切断
材Ｂの上面のある点Ｏを回転中心として、切断トーチの
ノズル１の高さ（ノズル１の中心軸線方向のノズル１の
端面部（Ｐ点）と被切断材Ｂの上面との間隔、（図１６
に示すｌ））を一定に保ったまま、切断トーチの予め定
められた傾斜角度に切断トーチを回動させることにより
切断トーチの傾斜角度設定を行なっている。そして、切
断トーチのノズル１の先端は、図１５に示すように頂角
９０°の形状に形成されてはいるものの所要の太さのノ
ズル径をもつため、所望の開先角度に応じて切断トーチ
の傾斜角度（被切断材Ｂの上面に対する垂直面と切断ト
ーチの中心軸線とのなす角）Ａを１５°，３０°，４５
°……と変化させた場合、切断トーチの傾斜に伴って被
切断材Ｂの上面とノズル１の外縁とが接近し、例えば切
断トーチの傾斜角Ａが４５°となると、ノズル１の外縁
が被切断材Ｂの上面に接触寸前の状態となり、従来は、
このように被切断材Ｂの上面とノズル１の外縁とが非常
に接近した状態で被切断材Ｂの切断を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の開先切断においては、切断トーチの傾斜角が大き
くなると、上述のように、切断トーチのノズルが所要の
太さのノズル径をもつため、被切断材Ｂとノズル１とが
接触し、被切断材Ｂを切断することができなくなる場合
が生じるという問題があった。また、被切断材Ｂとノズ
ル１とが接触しなくても、被切断材Ｂとノズル１とがあ
る限度以上に接近すると、プラズマ切断の場合において
は、本来、被切断材の切断のスタート時にノズル１とこ
のノズル１に設けられた電極との間において生じなけれ
ばならなかったパイロットアークが、ノズル１と被切断
材Ｂとの間に発生してしまい、被切断材の切断をスター
トさせることができなくなるという問題があった。

【０００４】そこで、上述のようなノズルの接近し過ぎ
の問題が生じた場合には、その都度切断作業を中止し、
切断トーチの傾斜角度設定を行った後に、この切断トー
チの傾斜角度を保持したまま、手動により切断トーチを
保持しているトーチホルダの固定位置を、ノズル１の中
心軸線上のノズル１の端面部と被切断材Ｂの上面との間
隔が広がるように変更してから、即ちノズル１の高さを
高くしてから被切断材の切断を行っている。ところが、
この手段では、前記問題が生じた都度、切断作業を中断
しなければならず、また開先角度を変更する度に作業者
がノズル１の高さを変更しなければならず、被切断材の
切断能率が悪く、切断後の製品の品質が低下し、切断の
自動化が困難となる問題があった。

【０００５】また、上述のようなノズルの接近し過ぎの
問題が生じた場合には、別の手段として、切断トーチブ
ロック全体を被切断材Ｂに対して垂直上方に上げてずら
し、ノズル１の高さを高くして、被切断材Ｂとノズル１
との間隔を広くして被切断材の切断を再び行う手段もあ
る。しかし、この手段によると、切断位置（ノズル１の
中心軸線と被切断材Ｂの上面との交点位置でかつ前記切
断トーチの傾斜角設定時の回転中心位置Ｏ）がずれてし
まうので、この切断位置がずれる分、被切断材Ｂの切断
位置を補正するために切断トーチの位置補正動作を必要
とし、実用的でないという問題がある。

【０００６】本発明は、前記事情に鑑みてなされたもの
で、被切断材の開先切断において、切断トーチを傾斜さ
せた時に、被切断材の上面とノズルの外縁とが接近し過
ぎて被切断材の切断ができなくなるのを防止することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成させるた
めに請求項１記載の発明は、装置本体に凹面側を下方に
向けて支持された円弧状のレールと、このレールに支持
され、前記レールの円弧面に沿って移動自在な移動体
と、ノズルの先端を下方に位置させて、前記移動体に鉛
直面内において前記円弧面に直交する方向に移動自在に
支持されたトーチと、前記移動体を前記レール上におい
て移動させる駆動機構と、前記移動体が前記レール上に
おいて移動したときに、この移動動作に連動して前記ト
ーチを前記直交する方向に移動させるトーチ位置調節機
構とを備えてなる構成とされている。また請求項２記載
の発明は、請求項１記載の発明において、前記駆動機構
は、前記レールの円弧面に形成されたラックと、前記移
動体に水平方向の回転軸線をもって回転自在に支持さ
れ、前記ラックに噛み合うピニオンと、このピニオンを
回転駆動する駆動源とを備えてなる構成とされている。
また請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明におい
て、前記トーチ位置調節機構は、前記トーチに設けら
れ、その上面が当接面とされたカムフォロアーと、前記
移動体に水平方向の軸線をもって回転自在に支持される
と共にその周面が前記カムフォロアーの当接面に当接さ
れ前記ピニオンに連動して回動する偏心カムと、前記ト
ーチを、前記カムフォロアーの当接面が前記偏心カムの
周面に圧接される方向に付勢する付勢部材とを備えてな
る構成とされている。また、請求項４記載の発明は、装
置本体に一端部が水平方向の第１の軸線をもって回動自
在に支持され、駆動源により前記第１の軸線を中心とし
て回動される第１のリンクと、この第１のリンクの他端
部に一端部が前記第１の軸線と平行な水平方向の第２の
軸線をもって回動自在に支持された第２のリンクと、こ
の第２のリンクの他端部に前記第１の軸線と平行な水平
方向の第３の軸線をもって回動自在に支持された保持体
と、この保持体にノズルの先端部を下方に位置させて前
記第３の軸線と直交する直線上を移動自在に支持された
トーチと、軸線を前記第１の軸線に合致させて定位置に
固定された第１のホィールと、軸線を前記第２の軸線に
合致させて前記第１のリンクの他端部に回転自在に支持
されかつ前記第２のリンクの一端部に固定された第２の
ホィールと、軸線を前記第２の軸線に合致させて前記第
１のリンクの他端部に固定された第３のホィールと、軸
線を前記第３の軸線に合致させて前記トーチに固定され
た第４のホィールと、前記第１，第２のホィール間に巻
回された第１のベルトと、前記第３，第４のホィール間
に巻回された第２のベルトと、前記第２のリンクに固定
されその下面に下方へ向けて凹となる円弧状のガイド面
を有するガイド部材と、前記トーチに水平方向の軸線を
もって回転自在に支持され、その周面が前記ガイド面に
当接するローラと、前記トーチを、前記ローラが前記ガ
イド面に圧接される方向へ付勢する付勢部材とを備えて
なる構成とされている。

【０００８】

【作用】前記本発明の構成によれば、被切断材の開先切
断において、被切断材上面の所定の点を中心に切断トー
チを傾斜させて切断トーチの傾斜角度を設定する場合、
この切断トーチの傾斜角度が大きくなるのに伴って自動
的に切断トーチと共にノズルが切断トーチの中心軸線方
向へ移動し、被切断材上面の前記所定の点と、切断トー
チの中心軸線方向のノズル端との距離が大きくなり、そ
の結果、トーチの傾斜角が大きくなっても、ノズルの外
縁と被切断材表面との間隔がほぼ同程度の間隔となり、
被切断材の切断不能を自動的に防止する。

【０００９】

【実施例】本実施例においては、被切断材上面の所定の
点を中心にトーチが傾斜させられると共に、トーチの傾
斜角度が大きくなるのに伴って、被切断材上面の前記所
定の点とトーチの先端部に設けられたノズルの中心軸線
方向のノズル端との距離が大きくなるように、前記ノズ
ルの中心軸線方向へトーチが移動させられ、その結果、
トーチの全傾斜角範囲にわたって前記ノズルの外縁と被
切断材表面との間隔がほぼ同程度の間隔となるようにな
されている。

【００１０】以下、本発明の第１実施例を図１ないし図
８に基づいて説明する。図４中、１１は被切断材料Ｂ上
を移動する切断加工装置の装置本体である。この装置本
体１１にはキャリヤ１２が取り付けられており、このキ
ャリヤ１２は装置本体１１に設けられたモータ１３（駆
動源）により図４において左右方向へ水平に移動させら
れるようになされている。また、開先切断においては、
装置本体１１が図４の状態において、図４が示された紙
面に直交する方向即ち紙面の表から裏方向または紙面の
裏から表方向へ移動するようになされている。キャリヤ
１２にはガイドレール１４（レール）が取り付けられて
いる。このガイドレール１４は図４に示すように正面か
ら見て円弧状に形成され、図５に示すように左右対称に
キャリヤ１２の所定箇所に固定状態に取り付けられてい
る。図１，図２におけるガイドレール１４の上下縁は断
面略Ｖ字形に形成されている。また、図１におけるガイ
ドレール１４の上面には後記するピニオン２９と噛み合
うラック１５が形成されている。このラック１５は直線
状ではなく円弧状とされている。

【００１１】図１，図２，図４，図５に示すように、ガ
イドレール１４には移動台１６（移動体）が移動自在に
取り付けられている。移動台１６は、図１，図２に示す
ように、リップみぞ形鋼状の移動台本体１７と、この移
動台本体１７の図５における左右両端側の上下部にそれ
ぞれ回転自在に設けられたローラ１８と、移動台本体１
７に取付けられそれぞれ前記ローラ１８を回転自在に支
持するローラ軸１９とからなっている。各ローラ１８の
外周には図２に示すように、略Ｖ字形の溝２０が形成さ
れており、各ローラ１８はそれぞれの溝２０がガイドレ
ール１４の図２における上下縁部に嵌め合せられガイド
レール１４に沿って転動自在とされている。従って、移
動台本体１７は、ローラ１８を介してガイドレール１４
に支持されかつガイドレール１４に沿って移動自在とさ
れている。

【００１２】また、ガイドレール１４は、図４，図５に
示すように蛇腹２１，２１により覆われている。蛇腹２
１の両端にはそれぞれフランジ２２が固着されており、
移動台本体１７側のフランジ２２は移動台本体１７の端
面に固定されている。

【００１３】移動台１６には図１，図４，図５に示すよ
うに移動台駆動部２３（駆動機構）が取り付けられてい
る。移動台駆動部２３は、ハウジング２４と、モータ２
５と、このモータ２５に連結されたウォーム（図示せ
ず）と、このウォームに噛み合うウォームホィール２７
と、回転軸２８と、ピニオン２９とからなっている。ハ
ウジング２４は移動台本体１７の一側面に固定されてお
り、モータ２５はハウジング２４の上部に取り付けられ
ている。モータ２５の回転軸にはこの回転軸と連動回転
自在に前記ウォーム（図示せず）が連結されている。こ
のウォームには前記ウォームホィール２７が噛み合せら
れている。ウォームホィール２７はハウジング２４内に
設けられ前記回転軸２８に取り付けられており、該回転
軸２８と共に回転するようになされている。回転軸２８
は、ハウジング２４の下部から両端が突出するようにか
つ回転自在にハウジング２４に設けられている。ピニオ
ン２９は移動台本体１７内に設けられており、ハウジン
グ２４から突出しさらに移動台本体１７を貫通した回転
軸２８の一端に固定されて取付けられ、前記ガイドレー
ル１４のラック１５に噛み合わせられている。移動台駆
動部２３は後記するように移動台１６と共にガイドレー
ル１４に沿って移動し得るようになされている。

【００１４】また、ハウジング２４にはギヤボックス３
１が取付けられている。このギヤボックス３１内には減
速機構３２が設けられている。３３はギヤボックス３１
の取付板であり、この取付板３３はハウジング２４の移
動台１６と反対側の面に固定されている。３４はギヤボ
ックス３１のカバー（図１に仮想線により示されてい
る）である。前記回転軸２８の他端はハウジング２４，
取付板３３を貫通して突出しており、この回転軸２８の
突出他端にはウォーム３５が取付けられている。

【００１５】一方、図１，図３に示すように、ギヤボッ
クス３１の取付板３３には軸受３６，３６，軸３７を介
してウォームホィール３８が回転自在に取付けられてい
る。このウォームホィール３８は前記ウォーム３５に噛
み合せられている。また、軸３７には、ウォームホィー
ル３８の下方に位置させられてウォーム３９が取付けら
れている。他方、取付板３３には、前記回転軸２８と平
行に軸４０が取付けられている。軸４０にはウォームホ
ィール４１が回転自在に取付けられ、このウォームホィ
ール４１は前記ウォーム３９に噛み合せられている。

【００１６】ウォームホィール４１にはカム４２（偏心
カム）がウォームホィール４１のボス部に嵌合固定され
て取付けられている。カム４２は、円板４３の一方側の
面に円板４３の中心と偏心状態のボス４４が一体に設け
られたものである。カム４２はボス４４がウォームホィ
ール４１のボス部に嵌合された状態でこのウォームホィ
ール４１に固定されて取付けられている。従って、カム
４２は軸４０にウォームホィール４１を介して偏心させ
られて取付けられている。カム４２のボス４４はギヤボ
ックス３１から僅か突出し、円板４３はギヤボックス３
１の外側に設けられている。

【００１７】一方、図１に示すように、移動台１６の移
動台本体１７には、ブラケット５１，トーチホルダ５２
（保持体）を介してトーチ５３が取付けられている。ト
ーチホルダ５２は長方体内に円孔５４が形成され、この
円孔５４部に蓋５５が取付けられたものである。トーチ
ホルダ５２内には前記蓋５５を貫通してトーチ５３が上
下摺動自在に挿通されている。前記トーチ５３の下部に
は円筒体５６が嵌合されかつナット５７により固定され
ている。円筒体５６の上部にはリングからなるばね受け
５８を有するフランジ５９（カムフォロアー）がリング
６０，ねじ６１を介して取付けられている。蓋５５，ば
ね受け５８間には、ばね６２（付勢部材）が設けられて
おり、このばね６２によりフランジ５９は図１において
上方へ付勢されている。また、トーチ５３の下端には図
４，図５に示すノズル６３が取付けられている。トーチ
５３はノズル６３を含むものとする。

【００１８】図１に示すブラケット５１は端板６４を持
ちこの端板６４には回転軸２８と直交する方向に延びる
断面略半円形の溝６５が形成されている。トーチホルダ
５２の一方側面６６はブラケット５１の端板６４に対向
させられており、一方側面６６には、前記端板６４の溝
６５に対向させられ該溝６５と同方向に延びるＶ字形の
Ｖ溝６７が形成されている。端板６４とトーチホルダ５
２とは、溝６５とＶ溝６７との間に丸棒６８が介在され
た状態で、この丸棒６８から離間した図１における丸棒
６８の上下部がねじ止めにより結合され、丸棒６８を中
心にトーチ５３が回動させられることによりブラケット
５１に対するトーチ５３の取付状態が若干調整されるよ
うになされている。また、フランジ５９の上面は、前記
カム４２の外周に当接されており、カム４２によりフラ
ンジ５９がばね６２の力に抗して下方へ押圧され、これ
によりトーチ５３はその軸線方向において停止してい
る。なお、図４，５，７，８に示す符号Ｂは被切断材で
あり、符号Ｏはトーチ５３の傾斜角度を設定するための
トーチ５３の回転中心を示す。

【００１９】次に、前記のように構成された自動ノズル
高さ設定機能付き切断トーチブロックの第１実施例の作
動について説明する。図５に示す状態において、モータ
２５を駆動してその回転子を所望の方向に回転させる
と、この回転子に連結されたウォーム（図示せず）が回
転しこれに噛み合うウォームホィール２７（図１に示
す）が回転し、このウォームホィール２７と共にピニオ
ン２９が所望の方向、例えば図５において時計回り方向
に回転する。ピニオン２９はガイドレール１４のラック
１５に噛み合っているので、ピニオン２９が図５におい
て矢印Ａ方向にガイドレール１４に沿って移動し、これ
に伴いピニオン２９と共に移動台１６もガイドレール１
４に沿って移動し例えば図４に示す位置に至る。ここで
モータ２５の駆動を停止させることによりこの位置に移
動台１６が停止する。この移動台１６の移動に伴い、移
動台１６と共に移動台駆動部２３，トーチホルダ５２及
びトーチ５３も図４に示す位置に至り停止する。移動台
１６の移動時には、移動台本体１７が、ガイドレール１
４に沿って転動する複数のローラ１８により支持されて
いる（図２に示す）ので、移動台１６がぐらついたり落
下したりすることはない。

【００２０】一方、前記移動台１６の移動時のピニオン
２９の回転により、このピニオン２９と共に図１に示す
ウォーム３５が回転し、ウォームホィール３８，ウォー
ム３９を介してウォームホィール４１が減速回転する。
ウォームホィール４１が回転すると、このウォームホィ
ール４１と共にカム４２が回転する。このときカム４２
は偏心回転するので、カム４２の回転中心軸である軸４
０とトーチ５３に設けられた円筒体５６のフランジ５９
の上面との距離が変化し、これに伴いトーチホルダ５２
に対しトーチ５３がその軸線方向に摺動する。即ち、移
動台１６に対してトーチ５３がそのノズル６３の軸線方
向に移動する。

【００２１】トーチ５３の傾斜角度はモータ２５の回転
子の回転量に応じて大小変化し、トーチ５３の軸線方向
へのトーチ５３の移動量は、トーチ５３の傾斜に応じて
回転するカム４２の外周面の変位量分となり、これによ
りノズル６３の中心軸線上のノズル端と被切断材Ｂ上の
所定の点Ｏとの距離（これをノズル高さということにす
る。）が設定される。そして、図６に示すノズル高さの
変化量△Ｘと、トーチ５３の傾斜角度（被切断材Ｂの上
面に対する垂直線とトーチ５３の中心軸線とのなす角）
Ａとの間には次の関係があり、ノズル高さの変化量の調
整は、カム４２の偏心量ｅを変更することにより行なわ
れる。 △Ｘ＝｛１−ｃｏｓ（２・Ｒ・Ａ／ｄ・Ｎ）｝・ｅここで、△Ｘ：ノズル高さ変化量Ａ：トーチの設定傾斜角度Ｒ：ガイドレール１４の曲率半径ｄ：ピニオン２９のピッチ円直径Ｎ：ピニオン２９〜カム４２間の減速比ｅ：カム４２の偏心量（図６に示す）

【００２２】ノズル６３の先端は通常図７に示すように
頂角９０°の形状に形成されており、開先切断装置に本
実施例を適用した場合、トーチ５３の傾斜角度Ａが０
°，１５°，３０°，４５°と変化すると、ノズル６３
の中心軸線上の先端Ｐ′は、図８に示すように、トーチ
５３の傾斜角度が大きくなるにつれて、被切断材Ｂ上の
所定の点Ｏを中心とする半径ｌ上の点Ｐより遠ざかる。
そして、トーチ５３の傾斜角度Ａが１５°，３０°，４
５°と変化すると、ノズル６３の先端部外縁はそれぞれ
同図７に符号ｂ，ｃ，ｄにより示された状態となり、ト
ーチの全傾斜角範囲にわたって前記ノズルの下部の外縁
と被切断材Ｂの表面との間隔がほぼ同程度の間隔とな
る。

【００２３】従って、開先ガス切断において、被切断材
Ｂとノズル６３の外縁とが接近し過ぎて、ノズル６３の
外縁が被切断材Ｂに接触して被切断材Ｂの切断が不能に
なったり、ノズル６３の外縁が被切断材Ｂに接触しなく
ても接近し過ぎたために被切断材の切断が不能となった
りすることが防止される。また、プラズマ切断において
も、被切断材Ｂとノズル６３の外縁とが接近し過ぎたた
めに、被切断材の切断スタート時にノズル６３とノズル
６３内に設けられた電極との間に生じさせるパイロット
アークがノズル６３と被切断材Ｂとの間に生じて被切断
材Ｂの切断が不能となることも防止される。以上によ
り、本実施例によれば、被切断材の切断の自動化を行な
うことが可能となり、被切断材の切断が正確となり、切
断能率が向上し、ひいては製品の品質が向上する。

【００２４】なお、前記実施例においては、カム４２の
回転によりトーチ５３をその軸線方向に移動させるよう
にしたが、これに限らず、トーチホルダ５２を支持して
いるアーム（リンク）に固定されたガイドレールのカム
面に、トーチに取り付けられたローラを当ててトーチ５
３をその軸線方向に移動させるようにすることもでき
る。

【００２５】以下、このような本発明の第２実施例を図
９ないし図１４に基づいて説明する。なお、本実施例に
おいて前記第１実施例と同一部分には同一符号を付して
その詳細な説明を省略する。図１１中、７１は、切断加
工装置に下垂状に設けられた主アーム（装置本体）であ
り、この主アーム７１には、図１１において主アーム７
１の手前側に出力軸７２を水平に突出させられて駆動モ
ータ７３が取り付けられている。出力軸７２にはプーリ
７４が固定されて取り付けられている。また、主アーム
７１の下端部には、図１１に示すように軸７５（第１の
軸線）が出力軸７２と同一側に出力軸７２と平行に突出
させられかつ固定されて取り付けられている。この軸７
５には、図１１において主アーム７１の手前側に位置し
てプーリ７６が回転自在に取り付けられている。

【００２６】また軸７５には、図１１においてプーリ７
６の手前側に位置して第１のリンク７７の一端側部が回
転自在に嵌合されており、この第１のリンク７７の一端
側部は前記プーリ７６に固定されプーリ７６と共に回転
するようになされている。プーリ７４とプーリ７６とに
はタイミングベルト７８が巻回されている。また、軸７
５には、図１１において第１のリンク７７の手前側に位
置させられてプーリ７９（第１のホィール）が固定され
て取り付けられている。従って、プーリ７９はプーリ７
６と同一軸線上に配置されかつ定位置にに回転不能に固
定されて取り付けられている。

【００２７】一方、第１のリンク７７の他端側部には、
軸７５と平行な軸８０（第２の軸線）が固定されて取り
付けられている。この軸８０は図１１において第１のリ
ンク７７の手前側に突出させられている。軸８０には、
図１１において第１のリンク７７の手前側に位置させら
れてプーリ８１（第２のホィール）が回転自在に取り付
けられている。また軸８０には、図１１においてプーリ
８１の手前側に位置させられて第２のリンク８２の一端
が回転自在に取り付けられている。第２のリンク８２の
一端側部は前記プーリ８１に固定されている。プーリ７
９とプーリ８１とはそれらの直径及びモジュールが同一
とされ、これらプーリ７９とプーリ８１とにはタイミン
グベルト８３（第１のベルト）が巻回されている。ま
た、軸８０は第２のリンク８２を貫通して突出してお
り、この軸８０の突出端には、図１１において第２のリ
ンク８２の手前側に位置させられてプーリ８４（第３の
ホィール）が固定されて取り付けられている。

【００２８】第２のリンク８２の他端側部には、図９に
示すようにベアリング８５が固定されて取り付けられて
おり、このべアリング８５を介して第２のリンク８２の
他端側部に回転自在に軸８６（第３の軸線）が取り付け
られている。軸８６には図１１において第２のリンク８
２の手前側に位置させられてプーリ８７（第４のホィー
ル）が固定されて取り付けられている。プーリ８４とプ
ーリ８７とはそれらの直径及びモジュールが同一とさ
れ、これらプーリ８４とプーリ８７とにはタイミングベ
ルト８８（第２のベルト）が巻回されている。また、第
２のリンク８２の長さ方向の中間部には図９，図１０に
示す後記するテンションプーリ８９が回転自在に設けら
れている。

【００２９】図９に示すプーリ８７のベアリング８５と
反対側部には連結板９０がプーリ８７と同軸状に取付け
られており、この連結板９０の中央には、軸８６の端部
を通る断面略半円形の溝９１が形成されている。プーリ
８７の図１１において手前側にはトーチホルダ５２が配
置され、連結板９０，トーチホルダ５２間には前記第１
実施例同様丸棒６８が介在され、その上下部はねじによ
りトーチホルダ５２が若干位置調整可能となるようにね
じ止め固定されている。トーチホルダ５２はこのトーチ
ホルダ５２に固定された取付板５２ａを介してプーリ８
７に連結されている。従って、トーチ５３は、トーチホ
ルダ５２を介してプーリ８７の軸８６を中心に回転自在
とされている。

【００３０】前記第２のリンク７５の長さ方向の中間部
には図９，図１０に示すように、支持軸１０１，１０２
の各一端が互いに離間されて取り付けられている。前記
テンションプーリ８９は一方の支持軸１０１にのみ図９
に示すように取り付けられている。また、支持軸１０
１，１０２には、ガイドレール１０３（ガイド部材）が
嵌合されかつねじ止め固定されている。図９に示す８２
ａは第２のリンク８２に設けられたカバーである。ガイ
ドレール１０３は、図１０に示すように正面から見て台
形板の下部に円弧面１０４（ガイド面）が形成されたも
ので、この円弧面１０４の形状については後記する。

【００３１】他方、図９ないし図１１及び図１３に示す
ように、円筒体５６の上端部に設けられたフランジ５９
の前記第２のリンク８２側に面した部分にはローラ軸１
０５が固定されて取り付けられている。このローラ軸１
０５にはローラ１０６が回転自在に取り付けられてい
る。ローラ１０６の外周面はガイドレール１０３の前記
円弧面１０４に当接されている。ガイドレール１０３の
前記円弧面１０４は、図１４に示すように、プーリ８７
の軸８６の中心Ｓ₁からローラ１０６の外周面までの距
離Ｒ₁を半径とする円弧面より大きな曲率半径からなる
円弧面、即ち図１４に示すトーチ５３の中心軸線上の前
記中心Ｓ₁より下方に位置する中心点Ｓ₂からローラ１０
６の外周面までの距離Ｒ₂を半径とする円弧面とされて
いる。

【００３２】次に、前記のように構成された自動ノズル
高さ設定機能付き切断トーチブロックの第２実施例の作
動について説明する。図１２に示す状態において、駆動
モータ７３を駆動してその回転子を所望の方向（図１２
において時計回り又は反時計回り方向）に所定回転量回
転させる。例えば、図１２において時計回り（右回り）
方向に所定量回転させると、図１１に示すプーリ７６が
図１１において右回り方向に回転し第１のリンク７７が
図１１において右回り方向に回動して図１１に示す位置
に停止する。

【００３３】すると、プーリ７９が定位置に固定されて
いるため、プーリ８１が図１１において反時計回り（左
回り）方向に回転し、プーリ７９，８１が同モジュール
で同一直径とされているので、第２のリンク８２が図１
１に示すように垂直状態となる。このとき、第１のリン
ク７７に固定されたプーリ８４が第１のリンク７７と共
に回動するためプーリ８４は図１１において右回りに回
動した状態となり、これにより図１１においてプーリ８
７が右回りに回転する。従って、プーリ８７と共に軸８
６を中心にトーチホルダ５２がトーチと共に図１１にお
いて右回り方向に回転し、図１１に示す傾斜位置に停止
する。

【００３４】トーチホルダ５２と共にトーチ５３が回動
する場合には、ガイドレール１０３の円弧面１０４に沿
ってローラ１０６が移動する。この際、ばね６２によ
り、円筒体５６のフランジ５９に取付けられたローラ１
０６がフランジ５９を介してガイドレール１０３の円弧
面１０４に付勢圧接させられていること、及びガイドレ
ール１０３の前記円弧面１０４が、図１３に示すよう
に、プーリ８７の軸８６の中心Ｓ₁からローラ１０６の
外周面までの距離Ｒ₁を半径とする円弧面より大きな曲
率半径からなる円弧面、即ち図１３に示す中心Ｓ₁より
下方に位置する中心点Ｓ₂からローラ１０６の外周面ま
での距離Ｒ₂を半径とする円弧面とされていることによ
り、トーチホルダ５２及びトーチ５３の傾斜に伴ってこ
れらトーチホルダ５２及びトーチ５３がその軸線方向に
移動する。このトーチ５３の軸線方向の移動量はトーチ
５３の傾斜角に応じて変化し、トーチ５３の傾斜角が大
きくなる程大となる。

【００３５】以上により、駆動モータ７３の回転子の回
転量を定めることにより、この駆動モータ７３の回転子
の回転量に応じてトーチ５３の傾斜角が決ると共にトー
チ５３に設けられたノズル６３の中心軸線上のノズル端
と図８に示す被切断材Ｂ上の所定の点Ｏとの距離（これ
をノズル高さということにする。）が定まる。そして、
図１４に示すノズル高さの変化量△Ｘと、トーチ５３の
傾斜角度（被切断材Ｂの上面に対する垂直線とトーチ５
３の中心軸線とのなす角）Ａとの間には下式の関係があ
り、ノズル高さの変化量の調整は、ガイドレール１０３
の円弧面１０４の曲率半径（図１４に示すＲ₂）を変更
することにより行なわれる。 △Ｘ＝−ｂ・ｃｏｓＡ−Ｒ₁＋√｛（ｂ・ｃｏｓＡ）²−（ｂ²−Ｒ₂ ²）｝ここで、△Ｘ：ノズル高さ変化量Ａ：トーチの傾斜角度Ｒ₁ ：トーチホルダ５２の回転半径（トーチホルダ５２
の回転中心とローラ１０６の中心とを通る中心線上であ
って、トーチホルダ５２の回転中心からローラ１０６の
先端（円弧面１０４側端）までの距離）Ｒ₂ ：ガイドレール１０３の内側面（円弧面１０４）の
曲率半径ｂ：ガイドレール１０３の内側面（円弧面１０４）の
中心とトーチホルダ５２の回転中心との差、即ちｂ＝Ｒ
₂−Ｒ₁

【００３６】以上説明した本発明の第２実施例において
も、図７，図８に示すように、ノズル６３の先端は通常
図７に示すように頂角９０°の形状に形成されており、
開先切断装置に本実施例を適用した場合、トーチ５３の
傾斜角度Ａが０°，１５°，３０°，４５°と変化する
と、ノズル６３の中心軸線上の先端Ｐ′は、図８に示す
ように、トーチ５３の傾斜角度が大きくなるにつれて、
被切断材Ｂ上の所定の点Ｏを中心とする半径ｌ上の点Ｐ
より遠ざかる。そして、トーチ５３の傾斜角度Ａが１５
°，３０°，４５°と変化すると、ノズル６３の先端部
外縁はそれぞれ同図７に符号ｂ，ｃ，ｄにより示された
状態となり、トーチの全傾斜角範囲にわたって前記ノズ
ルの下部の外縁と被切断材Ｂの表面との間隔がほぼ同程
度の間隔となる。

【００３７】従って、開先ガス切断において、被切断材
Ｂとノズル６３の外縁とが接近し過ぎて、ノズル６３の
外縁が被切断材Ｂに接触して被切断材Ｂの切断が不能に
なったり、ノズル６３の外縁が被切断材Ｂに接触しなく
ても接近し過ぎたために被切断材の切断が不能となった
りすることが防止される。また、プラズマ切断において
も、被切断材Ｂとノズル６３の外縁とが接近し過ぎたた
めに、被切断材の切断スタート時にノズル６３とノズル
６３内に設けられた電極との間に生じさせるパイロット
アークがノズル６３と被切断材Ｂとの間に生じて被切断
材Ｂの切断が不能となることも防止される。以上によ
り、本実施例によれば、被切断材の切断の自動化を行な
うことが可能となり、被切断材の切断が正確となり、切
断能率が向上し、ひいては製品の品質が向上し、さら
に、被切断材に対する垂直位置より片側へ切断トーチが
傾斜した状態で被切断材の切断を行なう場合には、前記
垂直位置に対し切断トーチがない側に広い空間ができる
ので、切断状態を良く見ることができ切断作業を行ない
易くなり、かつ前記片側が空間となるのでその分トーチ
の回動機構がコンパクトとなり、さらに切断時における
スパッタの装置への付着が避けられる等の効果が得られ
る。

【００３８】

【発明の効果】請求項１または請求項２または請求項３
記載の発明によれば、装置本体に凹面側を下方に向けて
支持された円弧状のレールに、その円弧面に沿って移動
自在に移動体を支持し、該移動体に、ノズルの先端を下
方に位置させ鉛直面内において前記円弧面に直交する方
向に移動自在にトーチを支持し、前記移動体を前記レー
ル上において移動させる駆動機構を設け、移動体がレー
ル上を移動したときにこの移動動作に連動して前記トー
チを前記直交する方向に移動させるトーチ位置調節機構
を備えた構成としたので、切断トーチの傾斜角度が大き
くなるのに伴って自動的に切断トーチと共にノズルを切
断トーチの中心軸線方向へ移動させることができ、これ
により切断トーチの傾斜角度が大きくなるのに伴って自
動的に切断トーチの上面と、切断トーチの中心軸線方向
のノズル端との距離、即ちノズル高さを高くすることが
可能となり、この結果、トーチの傾斜角が大きくなって
も、ノズルの外縁と被切断材表面との間隔をほぼ同程度
の間隔とすることができ、被切断材の切断不能を自動的
に防止することができ、ひいては被切断材の切断の自動
化を容易に行なうことができかつ被切断材の切断を正確
に行うことができ、切断能率が向上し、製品の品質を向
上させることができる。また、請求項４記載の発明によ
れば、前記請求項１，２，３記載の発明の効果の外、被
切断材に対する垂直位置より片側へ切断トーチが傾斜し
た状態で被切断材の切断を行なう場合には、前記垂直位
置に対し切断トーチがない側に広い空間ができるので、
切断状態を良く見ることができ切断作業を行ない易くな
り、かつ前記片側が空間となるのでその分トーチの回動
機構がコンパクトとなり、さらに切断時におけるスパッ
タの装置への付着が避けられる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す要部の縦断面図であ
る。

【図２】本発明の第１実施例を示す要部の断面図であ
る。

【図３】本発明の第１実施例を示すトーチの一部の図示
を省略した要部の正面図である。

【図４】本発明の第１実施例を示すトーチを傾斜させた
状態の正面図である。

【図５】本発明の第１実施例を示す要部の正面図であ
る。

【図６】本発明の第１実施例を示すトーチホルダの移動
状態を説明するための概略正面図である。

【図７】本発明の第１実施例を示すノズルの傾斜状態を
説明するための図である。

【図８】本発明の第１実施例を示すノズルの傾斜状態を
説明するための要部の拡大図である。

【図９】本発明の第２実施例を示す要部の縦断面図であ
る。

【図１０】本発明の第２実施例を示す要部の正面図であ
る。

【図１１】本発明の第２実施例を示すトーチの傾斜支持
状態の正面図である。

【図１２】本発明の第２実施例を示すトーチの垂直支持
状態の正面図である。

【図１３】本発明の第２実施例におけるトーチの支持状
態を示す概略側面図である。

【図１４】本発明の第２実施例を示すトーチホルダの移
動状態を説明するための概略正面図である。

【図１５】従来の開先切断装置における切断トーチの傾
斜状態を説明するための概略図である。

【図１６】従来の開先切断装置における切断トーチの傾
斜状態を説明するための要部の概略拡大図である。

【符号の説明】

１１装置本体１３モータ（駆動源）１４ガイドレール（レール）１５ラック１６移動台（移動体）２３移動台駆動部（駆動機構）２９ピニオン５２トーチホルダ（保持体）５３トーチ６２ばね（付勢部材）６３ノズル７１主アーム（装置本体）７５軸（第１の軸線）７７第１のリンク７９プーリ（第１のホィール）８０軸（第２の軸線）８１プーリ（第２のホィール）８２第２のリンク８３タイミングベルト（第１のベルト）８４プーリ（第３のホィール）８６軸（第３の軸線）８７プーリ（第４のホィール）８８タイミングベルト（第２のベルト）１０３ガイドレール（ガイド部材）１０４円弧面（ガイド面）１０６ローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】装置本体に凹面側を下方に向けて支持さ
れた円弧状のレールと、このレールに支持され、前記レ
ールの円弧面に沿って移動自在な移動体と、ノズルの先
端を下方に位置させて、前記移動体に鉛直面内において
前記円弧面に直交する方向に移動自在に支持されたトー
チと、前記移動体を前記レール上において移動させる駆
動機構と、前記移動体が前記レール上において移動した
ときに、この移動動作に連動して前記トーチを前記直交
する方向に移動させるトーチ位置調節機構とを備えてな
ることを特徴とする自動ノズル高さ設定機能付切断トー
チブロック。
【請求項２】請求項１記載の自動ノズル高さ設定機能
付切断トーチブロックにおいて、前記駆動機構は、前記
レールの円弧面に形成されたラックと、前記移動体に水
平方向の回転軸線をもって回転自在に支持され、前記ラ
ックに噛み合うピニオンと、このピニオンを回転駆動す
る駆動源とを備えてなることを特徴とする自動ノズル高
さ設定機能付切断トーチブロック。
【請求項３】請求項２記載の自動ノズル高さ設定機能
付切断トーチブロックにおいて、前記トーチ位置調節機
構は、前記トーチに設けられ、その上面が当接面とされ
たカムフォロアーと、前記移動体に水平方向の軸線をも
って回転自在に支持されると共にその周面が前記カムフ
ォロアーの当接面に当接され前記ピニオンに連動して回
動する偏心カムと、前記トーチを、前記カムフォロアー
の当接面が前記偏心カムの周面に圧接される方向に付勢
する付勢部材とを備えてなることを特徴とする自動ノズ
ル高さ設定機能付切断トーチブロック。
【請求項４】装置本体に一端部が水平方向の第１の軸
線をもって回動自在に支持され、駆動源により前記第１
の軸線を中心として回動される第１のリンクと、この第
１のリンクの他端部に一端部が前記第１の軸線と平行な
水平方向の第２の軸線をもって回動自在に支持された第
２のリンクと、この第２のリンクの他端部に前記第１の
軸線と平行な水平方向の第３の軸線をもって回動自在に
支持された保持体と、この保持体にノズルの先端部を下
方に位置させて前記第３の軸線と直交する直線上を移動
自在に支持されたトーチと、軸線を前記第１の軸線に合
致させて定位置に固定された第１のホィールと、軸線を
前記第２の軸線に合致させて前記第１のリンクの他端部
に回転自在に支持されかつ前記第２のリンクの一端部に
固定された第２のホィールと、軸線を前記第２の軸線に
合致させて前記第１のリンクの他端部に固定された第３
のホィールと、軸線を前記第３の軸線に合致させて前記
トーチに固定された第４のホィールと、前記第１，第２
のホィール間に巻回された第１のベルトと、前記第３，
第４のホィール間に巻回された第２のベルトと、前記第
２のリンクに固定されその下面に下方へ向けて凹となる
円弧状のガイド面を有するガイド部材と、前記トーチに
水平方向の軸線をもって回転自在に支持され、その周面
が前記ガイド面に当接するローラと、前記トーチを、前
記ローラが前記ガイド面に圧接される方向へ付勢する付
勢部材とを備えてなることを特徴とする自動ノズル高さ
設定機能付切断トーチブロック。