(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に敷設されたレール上を走行する切断機本体上を横行する切断トーチによって切断作業を実施した際に発生する粉塵やヒュームなどを集塵機により吸引する排煙方法において、前記切断トーチによる切断領域を前記レールと平行および直角に仕切って仕切空間を形成し、各仕切空間ごとに設けられた吸引口に独立に接続した吸引ダクトにより前記切断領域外まで導き、各吸引ダクトの開口端を各々が接続された仕切空間のレールに対し直角方向の配列に対応した順序で配列し、集塵機に接続された吸引フードを前記切断トーチに連動させて、該吸引フードを選択的に切断の行われている仕切空間に対応した前記吸引ダクトの開口端に連続させて吸引を行うことを特徴とする排煙方法。
【請求項２】
平行に敷設されたレール上を走行する切断機本体と、該切断機本体上に前記レールと直交する方向に走行するキャリッジと、該キャリッジに搭載された切断トーチとにより構成される切断機によって切断作業を実施した際に発生する粉塵やヒュームなどを吸引する排煙装置において、前記切断トーチによる切断領域に、前記レールと平行および直交するが如く立設させた仕切板によって升目状の仕切空間を構成し、各仕切空間ごとに吸引口を設け、各吸引口に独立に吸引ダクトを接続して切断領域外まで延長し、前記切断領域外において各吸引ダクトの開口端を各々が接続された仕切空間のレールに対し直角方向の配列に対応した順序で配列し、集塵機に接続された吸引フードを移動させる移動手段を設けて該吸引フードを前記切断トーチの移動に対応して移動させ、該吸引フードと切断の行われている仕切空間に連続する前記吸引ダクトの開口端とを連続させることを特徴とする排煙装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はガス加工法、プラズマ加工法、レーザ加工法等を用いて鋼板などの被加工材に対して切断を実施する際に発生する粉塵、ヒュームなどを吸引する排煙方法ならびに排煙装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼板やステンレス鋼板等を切断加工する方法にはガス加工法、プラズマ加工法、レーザ加工法等がある。これらの方法の多くは、火炎やプラズマアーク、レーザ光等で被加工材を加熱しつつ、加熱部位に補助的に酸素ガスを吹き付け、これにより被加工材を溶融、燃焼させると共に、酸素ガスやプラズマジェットの物理的エネルギーを以て溶融物や酸化物を排除して切断を進行させるものである。
【０００３】
しかし、特にプラズマ切断においては、多量の酸化生成物が粉塵となって周囲の空気中に飛散し、また煙などのヒュームが発生するため、集塵を行うことが必要不可欠である。従来も集塵効率、装置構造の簡略化、メンテナンス性等の向上を目的として様々な発明が開示されている。
【０００４】
その多くは定盤の長手方向を多数の仕切り板によって区切って仕切空間を形成し、切断の行われている仕切空間の端部または中央から吸引を行うことによって排煙するものである。例えば特公昭53-25305号に示されるのは、定盤の下部中央に長手方向に長いメインダクトを設け、通常仕切空間とメインダクトの連結部は開閉可能なダンパーによって閉鎖しておき、切断が行われている仕切空間のダンパーのみが開くよう構成されている。
【０００５】
また、本件出願人は特公昭60-43231号公報に、切断機プラズマ切断機本体に集塵機、吸引フードおよび噴出フードを固定し、仕切空間の一端から吸引を行うと同時に他端から空気を供給する発明を開示している。この発明によって、切断のあらゆる位置において常にプラズマ切断による排煙を横方向の最短距離で且つ仕切により局限された空間より有効に吸引し得るようになった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記技術においては、ダンパーおよびその開閉機構を設けた場合構造が複雑になり、費用もかかり、メンテナンス性も悪い。また、粉塵が開閉機構に堆積して動作不良も起こしやすい。
【０００７】
また、長手方向を仕切って横方向の仕切空間を形成した場合には、仕切空間内のいかなる位置を切断しても全ての粉塵が吸引口付近を通過することになり、仕切空間の上面は被加工材によって蓋されている状態であるために、吸引口付近の被加工材の下面は付着する粉塵の量が増加する。従って、切断作業後に作業者が付着した粉塵をふき取るなどの作業が必要となることもある。これは、特に小物切断などで同一仕切空間における切断が多くなった場合において顕著である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明に係る排煙方法は、平行に敷設されたレール上を走行する切断機本体上を横行する切断トーチによって切断作業を実施した際に発生する粉塵やヒュームなどを集塵機により吸引する排煙方法において、前記切断トーチによる切断領域を前記レールと平行および直角に仕切って仕切空間を形成し、各仕切空間ごとに設けられた吸引口に独立に接続した吸引ダクトにより前記切断領域外まで導き、各吸引ダクトの開口端を各々が接続された仕切空間のレールに対し直角方向の配列に対応した順序で配列し、集塵機に接続された吸引フードを前記切断トーチに連動させて、該吸引フードを選択的に切断の行われている仕切空間に対応した前記吸引ダクトの開口端に連続させて吸引を行うことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る排煙装置は、平行に敷設されたレール上を走行する切断機本体と、該切断機本体上に前記レールと直交する方向に走行するキャリッジと、該キャリッジに搭載された切断トーチとにより構成される切断機によって切断作業を実施した際に発生する粉塵やヒュームなどを吸引する排煙装置において、前記切断トーチによる切断領域に、前記レールと平行および直交するが如く立設させた仕切板によって升目状の仕切空間を構成し、各仕切空間ごとに吸引口を設け、各吸引口に独立に吸引ダクトを接続して切断領域外まで延長し、前記切断領域外において各吸引ダクトの開口端を各々が接続された仕切空間のレールに対し直角方向の配列に対応した順序で配列し、集塵機に接続された吸引フードを移動させる移動手段を設けて該吸引フードを前記切断トーチの移動に対応して移動させ、該吸引フードと切断の行われている仕切空間に連続する前記吸引ダクトの開口端とを連続させることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図を用いて本発明に係る第一の実施形態を詳細に説明する。本実施形態に示すのはプラズマトーチを搭載したＮＣ切断機であり、図１はプラズマ切断機の全体斜視図、図２は定盤および吸引ダクトを説明する図、図３はダクト選択装置を示す図、図４はダクト選択装置の両ロッド式エアシリンダの動作を説明する図である。
【００１１】
図１にしめすプラズマ切断機１は、平行に敷設されたレール２ａ，２ｂの上にプラズマ切断機本体２が走行可能に設置され、レールと平行方向（以下縦方向という）に移動可能である。また、該プラズマ切断機本体２上をプラズマトーチ４を搭載したキャリッジ３がレールに対して直角方向（以下横方向という）に移動可能に取り付けられている。すなわち、プラズマ切断機本体２およびキャリッジ３が適切に移動することにより、プラズマトーチ４は所定の範囲内において任意の位置で切断作業を行うことができる。
【００１２】
また、プラズマ切断機本体２には集塵機１８および吸引フード１０が取り付けられており、吸引フード１０の先端は後述するダクト選択装置１１に連続している。また、そのダクト選択装置１１を支持するためのブラケット１２、ダクト選択装置１１を移動させるための両ロッド式エアシリンダ１３もプラズマ切断機本体２に取り付けられている。
【００１３】
レール２ａ，２ｂの間、すなわちプラズマ切断機本体２の下方空間に、定盤６が設置されている。定盤６は、架台１６上に差し板１７が縦横に立設されて構成されている。従って定盤内の空間は升目状に仕切られており、さらに定盤６上に被加工材７を載置することによって密閉された仕切空間５が形成される。また定盤構造は、被加工材の大きさ、切断する部材の大きさにより、被加工材を受ける差し板の上部だけ取付ピッチを細かくすることが必要である。
【００１４】
各仕切空間５の下面の架台16には吸引口８が設けられている。吸引口８は架台１６を垂直に突き抜けるように設けられており、その上部開口部にはカサ１５を取り付けることによってスラグの侵入を防止している。また、架台１６下面において吸引口８に接続された吸引ダクト９は、架台16の下面に沿って定盤６外まで延長され、開口端を横に向けて、定盤６の底部側面にその端部開口部を縦方向に並列されている。吸引ダクト９は定盤６と分離可能に構成されており、定盤６を持ち上げることによって容易に互いを分離することができ、切断時に発生するノロなどの処理も、容易に行うことができる。
【００１５】
吸引ダクト９に対向する位置にダクト選択装置１１が設けられている。これは切断の行われている仕切空間５の吸引口８に接続された吸引ダクト９を選択し、集塵機１８に連続した吸引フード１０に連続させるためのものである。以下にその構成および動作を説明する。
【００１６】
図３に示すように、ダクト選択装置１１は、側面を垂直に設けられた駆動軸２２および従動軸２３に巻き付けたエンドレスベルト２４によって構成されている。エンドレスベルト２４にはベルト開口部２５が三カ所等間隔に設けられており、これと吸引ダクト９を対向させることによって排気を吸い込む通路を連続させている。駆動軸２２は、プラズマ切断機本体駆動用のラック２８に組み合わされた本体移動量検出歯車２６と連動するよう構成されており、プラズマ切断機本体２の縦方向の移動量とエンドレスベルト２４の送り量が一致するように、連結プーリー比が設定されている。なお、本実施形態においてベルト開口部２５は三カ所設けたが、ダクト選択装置１１の長さと吸引ダクトの幅の関係に従って、一または二カ所、あるいは四カ所設けることも考えられる。
【００１７】
ダクト選択装置１１の下面及び後面は密閉されており、各々エンドレスベルトと干渉しないよう構成されている。また、ダクト選択装置１１の上面は吸引フード１０が接続されて一部閉鎖され、吸引フード１０の両脇の未閉鎖部は伸縮ベルトカバー２７によって閉鎖されている。伸縮ベルトカバー２７は一端を吸引フード１０の端部に接続され、他端をダクト選択装置１１の端部に接続されている。これにより吸引フード１０とダクト選択装置１１の相対的位置が変化しても、それに対応して伸縮ベルトカバー２７が伸縮してダクト選択装置１１上面を密閉し、吸引ダクト９から吸引フード１０への排煙通路を連続させている。吸引フード１０はプラズマ切断機本体上に搭載された集塵機１８に接続される。これらの構造より吸引ダクト９と吸引フード１０は連続する。
【００１８】
ダクト選択装置１１はダクト選択装置ホルダ１９に固定されて支持されている。プラズマ切断機本体２の足の部分にブラケット１２および両ロッド式エアシリンダ１３が取り付けられており、ブラケット１２のガイド２０にダクト選択装置ホルダ１９が縦方向に移動可能に取り付けられている。また、両ロッド式エアシリンダ１３はダクト選択装置ホルダ１９に設けられた突出部２１に接続され、両ロッド式エアシリンダ１３が伸縮することによってダクト選択装置ホルダ１９は縦方向に移動することが可能である。
【００１９】
次に、ダクト選択装置１１がダクトを選択する際の動作について説明する。本実施形態に於ける定盤は横に四列に分割されたものとし、図に示す仕切空間５を説明の都合上左から５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄと呼び、それぞれに接続された吸引ダクト９を９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄと呼ぶことにする。
【００２０】
まず、同一仕切空間内、例えば図２に於ける仕切空間５ｂ内において縦方向に切断位置が移動した場合、プラズマ切断機本体２およびダクト選択装置１１も縦方向に移動するが、排煙を行うべき吸引ダクトは９ｂのままである。このとき、ラック２８と組み合わされた本体移動量検出歯車２６と駆動軸２２が連動することにより、プラズマ切断機本体２の移動量と等しく且つ逆方向にエンドレスベルト２４が送られて、ベルト開口部２５はその位置を変えずに吸引ダクト９ｂから排煙を継続することができる。
【００２１】
また、さらに縦方向に移動して切断位置が図示しない次の仕切空間５に至る際には、エンドレスベルト２４が送られることにより、三つの開口部２５のうち現在使用されているものと別の開口部２５が露出し、切断の行われる次の仕切空間５に接続された吸引ダクトに連続する。すなわち、仕切空間の境界において切断を行っているときは一時的に両側の二つの仕切空間から排煙を行う事になる。切断位置が仕切り空間の境界から離れるに従って、先の開口部２５がダクト選択装置１１の後面に回り込んで閉鎖される。
【００２２】
切断位置が横方向に移動して次の仕切空間に移動した場合、両ロッド式エアシリンダ１３によってダクト選択装置１１を段階的に移動させる。例えば、切断位置が図２に於ける仕切空間５ａから仕切空間５ｂに移動した場合、図示しないプラズマトーチ４の位置検出装置により切換信号が発せられて、両ロッド式エアシリンダ１３が作動する。この動作により、両ロッド式エアシリンダ１３が図４に示す１３ａの状態から１３ｂの状態に移行してダクト選択装置１１を移動させ、排煙を実施する吸引ダクトを９ａから９ｂに変更する。同様に切断位置が仕切空間５ｃ，５ｄに移動した際には、それぞれ両ロッド式エアシリンダ１３は１３ｃ，１３ｄの状態をとり、切断位置に対応した吸引ダクトを選択して吸引を行うことができる。なおトーチの位置検出装置は、リミットスイッチやレーザーセンサーによる位置検出、またＮＣ制御方式の場合は、データより直接切換信号を出すなど、様々な方法がある。
【００２３】
上記のようにして、切断作業の行われている仕切空間５に接続された吸引ダクト９からのみ排煙を行うことによって、より効率よく、かつ被加工材７に付着する粉塵やヒュームを減少させることが可能になる。
【００２４】
図５を用いて本発明に係る第二の実施形態を説明する。第一の実施形態と説明が重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。図５に示すのは、実施形態２に係る定盤および排煙装置を説明する図、図６に示すのは吸引フード周辺を説明する斜視図である。
【００２５】
本第二実施形態に係る定盤６も第一の実施形態と同様に、架台１６上に差し板１７を縦横に立設することによって升目状に分割されて構成されている。また定盤６上に被加工材７を載置することによって密閉された仕切空間５が形成され、各仕切空間５の下面には吸引口８が設けられている。
【００２６】
吸引口８に接続された吸引ダクト３７は、架台１６の下面に沿って定盤６外まで延長され、開口端を上に向けて、定盤６の脇に水平横方向に並列されている。その時、仕切空間５の横方向の位置の順序と、各仕切空間５に接続された吸引ダクト３７の開口端の横方向の位置の順序関係は一致している。
【００２７】
プラズマ切断機本体２には集塵機１８、プラズマトーチ４を搭載したキャリッジ３、およびフード台車３１が設けられている。フード台車３１はプラズマ切断機本体２上を横方向に移動可能に取り付けられており、吸引フード３０を支持している。
【００２８】
吸引フード３０は吸引ダクト９の開口部と形状の一致する開口部を有し、集塵機１８に蛇腹を介して接続され、その先端部をフード台車３１に取り付けられており、フード台車３１の移動に伴って排煙位置を移動させることができる。また、図６に示すように、吸引フード３０の開口部の周囲には開口面と同一平面内において防ぎ板３８が設けられている。この防ぎ板３８は吸引フード３０を中心として、縦方向の両側に夫々吸引フード３０の開口部の長さと同じ長さ、また横方向の両側に夫々吸引フード３０の開口部の幅と同じ長さに張り出している。これにより、並列されている吸引ダクト９と吸引フード３０の相対位置がいかなる状態であっても、吸引を行っている吸引ダクト９を外気から閉鎖することができる。
【００２９】
また、プラズマ切断機本体２上には駆動歯車３３、従動歯車３４、およびフード台車移動用従動歯車３２が設けられている。駆動歯車３３と従動歯車３４の間とには駆動伝達部材３５が張られており、また同様に駆動歯車３３とフード台車移動用従動歯車３２との間にはフード台車移動用駆動伝達部材３６が張られている。駆動歯車３３において、駆動伝達部材３５とフード台車移動用駆動伝達部材３６の係合されている歯車の径は異なっており、一定の比率を持って駆動伝達部材が送られるよう構成されている。なお、各駆動伝達部材はＶベルトやタイミングベルト、チェン、ギヤなど各種あり、装置の規模などを考慮に入れて適宜選択して設計する。
【００３０】
駆動伝達部材３５はプラズマトーチ４を搭載したキャリッジ３に接続されており、切断作業を行う際は、駆動歯車３３に駆動力を伝達することによってキャリッジ３を横方向に移動させる。また、フード台車移動用駆動伝達部材３６はフード台車３１に接続されており、キャリッジ３の移動に伴って、フード台車３１をキャリッジ３と一定の比率を以て移動させる。すなわち、キャリッジ３が横方向に移動するとそれに伴って吸引フード３０も同方向に移動し、切断作業の実施されている仕切空間５に対応した吸引ダクト３７から排煙を行うよう構成されている。また、この横方向の移動方法は第一の実施形態と同じように、トーチ位置を検出し、その信号によりエアシリンダー等で動かすことなど他にも考えられる。
【００３１】
なお、本実施形態において切断機をプラズマ切断機を用いて説明したが、これはガス切断機、またレーザー切断機等にも適用できる。また、定盤を横方向に四分割して示したが、本発明はこれに限るものではなく、定盤の大きさに従って適切な数で分割すればよい。また、第一の実施形態においてダクト選択装置の移動手段を両ロッド式エアシリンダを用いて説明したが、これは他にも油圧シリンダやワイヤー、ラックと歯車等を用いて同様の働きをさせることも可能である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明に係る排煙方法および定盤においては、上述の如く、定盤を縦および横方向に仕切ることにより仕切空間を形成し、仕切空間ごとに個別に吸込を行うことにより、切断の行われている仕切空間を中心に排煙を行うよう構成している。これにより、切断によって発生した粉塵やヒュームが散布される範囲を横方向においても分割することができ、より限られた空間から吸引を行うことができる。従って、排煙の効率が上昇し、また排煙が被加工材に接触する範囲が減少するため、被加工材に付着する粉塵やヒュームの量を減らすことができる。
【００３３】
また、吸引ダクトと定盤は分離可能に構成することができ、また定盤を長手方向にいくつかに分割して構成することができるため、メンテナンスを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る実施形態に於けるプラズマ切断機の全体斜視図である。
【図２】  定盤および吸引ダクトを説明する図である。
【図３】  ダクト選択装置を示す図である。
【図４】  ダクト選択装置の両ロッド式エアシリンダの動作を説明する図である。
【図５】  実施形態２に係る定盤および排煙装置を説明する図である。
【図６】  実施形態２に係る吸引フード周辺を説明する斜視図である。
【符号の説明】
１…プラズマ切断機、２…プラズマ切断機本体、３…キャリッジ、４…プラズマトーチ、５…仕切空間、６…定盤、７…被加工材、８…吸引口、９…吸引ダクト、１０…吸引フード、１１…ダクト選択装置、１２…ブラケット、１３…両ロッド式エアシリンダ、１５…カサ、１６…架台、１７…差し板、１８…集塵機、１９…ダクト選択装置ホルダ、２０…ガイド、２１…突出部、２２…駆動軸、２３…従動軸、２４…エンドレスベルト、２５…ベルト開口部、２６…本体移動量検出歯車、２７…伸縮ベルトカバー、２８…ラック、３０…吸引フード、３１…フード台車、３２…フード台車移動用従動歯車、３３…駆動歯車、３４…従動歯車、３５…駆動伝達部材、３６…フード台車移動用駆動伝達部材、３７…吸引ダクト、３８…防ぎ板
【図１】
0003653311.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003653311.tif 000006
【図６】
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