(57)【要約】【課題】高炉の鉄皮の組立溶接作業終了後の現場において、鉛直若しくは傾斜した鉄皮に対して容易に所望の形状の開口部を形成する。【解決手段】鉛直若しくは傾斜した鉄皮２に対しても鉛直となるようにガイドプレート６を取り付け、該ガイドプレート６に切断機本体７を取り付ける。更に、切断機本体７の定荷重ばね装置１４と切断ヘッド部１１とをワイヤ１５で接続する。切断機本体７の第２のスライドフレーム１８に取り付けてある一対の支柱材２９の先端側に、取付け角度を自在に変更可能な倣いレール３０を、鉄皮２の角度に合わせて取り付ける。切断ヘッド部１１を移動させる際に、切断ヘッド部１１の切断トーチ部１３を倣いレール３０の取付け角度に倣って、切断ヘッド本体１２内を摺動しながら移動する。【選択図】図１
2014223659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用時に鉛直となるように被切断材に取り付けられる、開口が形成されたプレートと、  該プレートに取り付けられた切断機本体と、を備え、
該切断機本体は、互いが鉛直方向に配置されると共に水平方向に延びる一対の第１のスライドフレーム、及び該第１のスライドフレームを構成する第１のガイドブロックに取り付けられて上記第１のスライドフレームに沿ってスライドすると共に上記一対の第１のスライドフレームと直交する方向に延びる第２のスライドフレームを有するスライドテーブル部と、上記第２のスライドフレームを構成する第２のガイドブロックに取り付けられると共に、切断ヘッド本体及び該切断ヘッド本体内を摺動する切断トーチ部を有する切断ヘッド部と、上記第２のスライドフレームに取り付けられると共に、接続部材を介して上記切断ヘッド部を支持する定荷重ばね装置と、上記第２のスライドフレームに取り付けられると共に、上記切断ヘッド部の動作を制御する制御部と、を備えてなり、
且つ第２のスライドフレームに取り付けられた一対の支柱材と、該支柱材の先端側に設けられて、被切断材に沿うように角度を自在に変更可能な倣いレールとを備え、
更に、上記第２のスライドフレームに沿って移動する第２のガイドブロックに取り付けられた上記切断ヘッド本体に軸心方向に摺動自在に支持されている切断トーチ部を、上記倣いレールに係合させ、
上記切断ヘッド本体が上記第１及び第２のスライドフレームに沿って鉛直面内で移動する際に、上記切断トーチ部が上記倣いレールの角度に合わせて上記切断ヘッド本体内を摺動することで上記被切断材までの距離を保ちながら移動することで、上記被切断材の開口部切断をするようにした構成を有することを特徴とする切断装置。
【請求項２】
切断ヘッド部の切断トーチ部にはガイド部材が設けられて、倣いレールは、上記ガイド部材を係合させるための溝部を有する断面形状を備えてなり、
上記倣いレールの溝部を上記切断トーチ部のガイド部材が移動することで、切断トーチ部が、切断ヘッド本体内を摺動する請求項１記載の切断装置。
【請求項３】
切断ヘッド部の先端側には、プレートの開口の内周縁に対応する位置に切断トーチ部を囲むリング状の回転可能なマグネットローラが設けられており、
上記マグネットローラが、制御部からの動作制御により、上記プレートの開口の内周縁に吸着しながら回転駆動することで上記切断ヘッド部は上記プレートの開口形状に倣った移動を行い、被切断材を切断可能とする請求項１又は２記載の切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、高炉建設時における、高炉の鉄皮を高熱から保護するステーブクーラの冷却用配管を貫通させるための開口を鉄皮に設けるために用いるもので、特に、鉄皮の組立溶接後の鉛直若しくは傾斜している鉄皮に開口部を形成するために鉄皮を切断する切断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、たとえば、高炉の建設をするときは、高炉の鉄皮を製作工場にて分割製作して、該分割製作された鉄皮を建設現場（据付現場）にて組立溶接等して建設することが行われている。高炉の内側には、鉄皮を高熱から保護するステーブクーラが設けられており、該ステーブクーラの冷却液体の供給や排出を行うための冷却用配管を高炉鉄皮の外方へ貫通させなければならず、そのため鉄皮に開口部（以下、鉄皮開口部ともいう。）を形成することが求められている。通常、高炉の建設は、分割製作された鉄皮を据付現場にて組立等することにより建設されるが、鉄皮開口部は、通常据付前の鉄皮の分割製作時に形成されることが一般的である。鉄皮開口部は、切断装置を用いて切断することが従来から知られている。この切断装置としては、単純円形の開口部を形成させるようにしてある装置（たとえば非特許文献１参照）や、所望の形状の開口部を形成させるようにしてある装置（たとえば特許文献１参照）が知られている。
【０００３】
上記非特許文献１や特許文献１に開示されている切断装置は、鉄皮に開口部を形成する場合、製作工場にて分割製作された鉄皮を水平状態に置いた後、下向きにした切断トーチを作動させることで、単純円形の開口部や所望の形状に合わせて切断された開口部を形成させるようにしている。高炉の建設を行う場合は、製作工場にて分割製作された鉄皮を据付現場まで運搬して高炉の組立溶接等を行っている。その際、高炉の内側にステーブクーラを設置して、該ステーブクーラの冷却用配管を鉄皮開口部から貫通させて鉄皮の外側へ配管する必要がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】“ＩＫ−７０号”、［ｏｎｌｉｎｅ］、小池酸素工業株式会社、［２０１３年５月１日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｏｉｋｅ−ｊａｐａｎ．ｃｏｍ／ｊｐ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｄａｔａｓｈｅｅｔ／ｉｋ−７０／＞
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２５１４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、分割製作している鉄皮を、建設現場で組立溶接を行って建設していく際に、分割製作された鉄皮の溶接部分と干渉する位置に形成することが必要となる鉄皮開口部は、現場での溶接の障害となるため、事前の工場加工ができない。そのため、当該部分の開口部は、建設現場にて分割鉄皮の組立溶接の作業終了後に鉄皮開口部の切断作業が必要となる。そして、組立溶接の作業終了後の鉄皮は、鉛直若しくは傾斜した状態となっているので、切断装置も鉄皮の傾斜の状態に合わせて使用する必要がある。
【０００７】
非特許文献１に記載されている切断装置は、鉄皮の状態が鉛直状態や傾斜状態であっても、鉄皮の付近に切断装置自体を設置すると共に、鉄皮の傾斜状態と平行になるように切断装置の先端側の角度を変更することで、鉄皮の面に対して常に一定の円切断ができるものである。しかし、非特許文献１に記載されている切断装置では、鉄皮の面に対して平行に切断装置の切断トーチ部が移動するだけなので、鉄皮がいかなる角度であっても鉄皮の面に対して常に単純円の形状の開口部しか形成することができない。
【０００８】
ところで、ステーブクーラの冷却用配管は、鉄皮の傾斜角度に関わらず水平方向に引き出さなければならないため、傾斜角度が緩やかになるほど、鉛直状態の鉄皮に形成される開口よりも開口面積の大きい開口となる切断面が必要となるが、非特許文献１に記載されている切断装置では、このような形状の切断面を形成することはできない。更に、鉄皮開口部の形状は、ステーブクーラの種類によって鉄皮を貫通させる冷却用配管の形状や数が異なるため、鉄皮開口部の形状が単純円形以外の形状の開口部を切断する必要がある場合がある。しかし、非特許文献１に記載されている切断装置では単純円以外の形状の開口部を切断することはできない。
【０００９】
一方、特許文献１に記載されている切断装置は、所望の形状の開口部を切断することができるものであるが、水平状態で使用することが前提の装置であるため、現場で鉛直若しくは傾けた姿勢で用いることはできない。仮に鉄皮の状態に合わせて切断装置を立てた姿勢で使用するとしても、切断装置の切断トーチ自体の自重により切断トーチの動作の制御をすることが非常に困難となるものである。
【００１０】
そこで、本発明は、高炉の建設現場において、分割製作された鉄皮の組立溶接作業終了後において、鉛直若しくは傾斜した鉄皮に所望の形状の開口部を容易かつ確実に形成することができる切断装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、使用時に鉛直となるように被切断材に取り付けられる、開口が形成されたプレートと、該プレートに取り付けられた切断機本体と、を備え、該切断機本体は、互いが鉛直方向に配置されると共に水平方向に延びる一対の第１のスライドフレーム、及び該第１のスライドフレームを構成する第１のガイドブロックに取り付けられて上記第１のスライドフレームに沿ってスライドすると共に上記一対の第１のスライドフレームと直交する方向に延びる第２のスライドフレームを有するスライドテーブル部と、上記第２のスライドフレームを構成する第２のガイドブロックに取り付けられると共に、切断ヘッド本体及び該切断ヘッド本体内を摺動する切断トーチ部を有する切断ヘッド部と、上記第２のスライドフレームに取り付けられると共に、接続部材を介して上記切断ヘッド部を支持する定荷重ばね装置と、上記第２のスライドフレームに取り付けられると共に、上記切断ヘッド部の動作を制御する制御部と、を備えてなり、且つ第２のスライドフレームに取り付けられた一対の支柱材と、該支柱材の先端側に設けられて、被切断材に沿うように角度を自在に変更可能な倣いレールとを備え、更に、上記第２のスライドフレームに沿って移動する第２のガイドブロックに取り付けられた上記切断ヘッド本体に軸心方向に摺動自在に支持されている切断トーチ部を、上記倣いレールに係合させ、上記切断ヘッド本体が上記第１及び第２のスライドフレームに沿って鉛直面内で移動する際に、上記切断トーチ部が上記倣いレールの角度に合わせて上記切断ヘッド本体内を摺動することで上記被切断材までの距離を保ちながら移動することで、上記被切断材の開口部切断をするようにした切断装置とする。
【００１２】
上記構成において、切断ヘッド部の切断トーチ部にはガイド部材が設けられて、倣いレールは、上記ガイド部材を係合させるための溝を有する断面形状を備えてなり、上記倣いレールの溝部を上記切断トーチ部のガイド部材が移動することで、切断トーチ部が、切断ヘッド本体内を摺動する構成とする。
【００１３】
更に、切断ヘッド部の先端側には、プレートの開口の内周縁に対応する位置に切断トーチ部を囲むリング状の回転可能なマグネットローラが設けられており、上記マグネットローラが、制御部からの動作制御により、上記プレートの開口の内周縁に吸着しながら回転駆動することで上記切断ヘッド部は上記プレートの開口形状に倣った移動を行い、被切断材を切断可能とする構成とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の切断装置によれば、被切断材が傾斜している状態であっても、鉛直方向に設置してあるプレートに切断機本体を取り付けてなり、該切断機本体の支柱材に被切断材の傾斜角度に合わせて自在に取付け角度を変更することができるようにしてある倣いレールを設けてあり、更に、該倣いレールの溝部に、切断ヘッド本体内を摺動可能な切断トーチ部のガイド部材を係合させるようにしてあるので、第２のスライドフレームに沿って鉛直方向に切断ヘッド本体を移動させるときに、被切断材の傾斜角度に合わせて配置した倣いレールに倣って切断トーチ部を倣いレールで規制させることで摺動させながら移動させることができる。そのため、切断トーチ部の被切断材までの距離を被切断材の傾斜角度に合わせて変化させることができる。これにより、被切断材がいかなる角度に傾斜していたとしても、切断トーチ部の火口から被切断材の切断面までの距離をほぼ一定に保つことができるので、火の通りが悪くなることに起因して発生するノッチや切断不良を低減することができる。
【００１５】
また、被切断材の傾斜角度に関わらず、倣いレールも上記傾斜角度に合わせて取り付けて、該倣いレールに切断トーチ部を倣わせることで、切断トーチを切断ヘッド本体内で水平方向に摺動させることができるので、被切断材の開口部の切断面が水平になるように切断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の切断装置を高炉鉄皮に取り付けた状態を示す概略側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ方向矢視図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ方向矢視図である。
【図４】図１のｘ部の拡大概略図である。
【図５】図３のｙ部の拡大概略図である。
【図６】本発明の切断装置におけるガイドプレートの開口部内周縁に切断ヘッド本体のマグネットローラが接触している状態を示す部分拡大概略断面図である。
【図７】ステーブクーラの冷却用配管と鉄皮の開口部との関係を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照して説明する。各図面は、例示のみを目的として提供されるものであり、本発明の典型的な実施形態を示すものにすぎない。
これらの図面は、本発明に対する理解を容易とするために提供されるものであり、本発明の範囲や適用可能性を限定するものではない。図示される内容を明確かつ容易に理解するために、これらの図面では必ずしも縮尺に合ったものではなく、更に一部省略して描写がされているものである。
【００１８】
図１乃至図３は、本発明の切断装置を高炉の鉄皮に開口部を形成させるために適用した例を示すものである。
【００１９】
本発明の切断装置は、製作工場で分割製作された鉄皮２を据付現場にて組立溶接して据付けた後、鉛直若しくは傾斜している鉄皮２に対してステーブクーラ４の冷却用配管５を鉄皮２の外方へ取り出すために鉄皮開口部３を形成するのに適した装置である。
【００２０】
すなわち、本発明の切断装置１は、図１に示すように、現場で組立溶接して据付けられた高炉の鉄皮２の傾斜角度に関係なく鉛直方向に取り付けられて位置決めされたガイドプレート６と、該ガイドプレート６に着脱可能に取り付けられて、該ガイドプレート６に形成されている任意の形状としてある開口６ａに倣って鉄皮２に開口部３を形成させるようにする切断機本体７とを備えた構成とされている。
【００２１】
ガイドプレート６は、鉄皮２に形成すべき鉄皮開口部３の形状や大きさに合わせた開口６ａが形成されたものであり、鉄皮２を切断する個所に対応する位置の鉄皮２の外側に取り付けて、該ガイドプレート６の開口６ａ内周縁に、後述する切断ヘッド部のマグネットローラを倣わせることで移動をガイドするものである。
【００２２】
このガイドプレート６の鉄皮２に対する取り付け方は、種々の方法がある。例えば、ガイドプレート６の四隅、若しくは開口６ａが形成されていない個所に複数の孔を開けておき、該複数の孔にマグネット９ａ付きの脚部８を挿通させて取り付けて、傾斜している鉄皮２の表面側に取り付けられるようにする。そのために、脚部８は、ガイドプレート６の孔に挿通させてナット８ｂで取り付けられたネジ軸８ａと、該ネジ軸８ａの一端部に揺動可能に取り付けられたマグネット取付け部９と、該マグネット取付け部９に取り付けられた大小異なるマグネット９ａを備えた構成とされている。これにより、ガイドプレート６は、脚部８のマグネット取付け部９に取り付けられたマグネット９ａを介して鉄皮２への取り付けが可能となる。すなわち、ガイドプレート６に取り付けられた脚部８のネジ軸８ａをナット８ｂの調整で軸心方向へ移動させ、鉛直若しくは傾斜している鉄皮２の角度に関係なく鉛直となるように取り付けることができるようにされている。
【００２３】
次いで、鉄皮２に対するガイドプレート６の位置合わせは、鉄皮２の開口部形成個所に予め記されている罫書（図示せず）とガイドプレート６に記されている罫書（図示せず）とを合わせることで行うことができる。鉄皮２に対するガイドプレート６の位置合わせにおいて、マグネットが用いられることで、最初の取り付け位置が所望の位置からずれていた場合であっても微調整が可能となり、罫書同士が合う所望の位置へ修正することができる。なお、所望の位置への取り付けができれば、罫書による位置合わせによらず、他の方法で行うようにしてもよい。
【００２４】
なお、鉄皮２の傾きに関係なくガイドプレート６及び切断機本体７を鉛直に配置させるのは、図７に示すように、ステーブクーラ４は鉄皮２の傾きに対して平行に取り付けられることになるが、冷却用配管５は鉄皮２及びステーブクーラ４の傾きに関係なく水平方向に延ばす必要があるので、鉄皮２及びステーブクーラ４の傾斜に関わらず、冷却用配管５と干渉しないように鉄皮開口部３の水平切断面を得る必要があるからである。
【００２５】
切断機本体７は、可搬型のガス切断機であり、図１、図２に示すように、ガイドプレート６に着脱可能に取り付けることができるようにしてあるスライドテーブル部１０と、該スライドテーブル部１０にＸ、Ｙの二軸方向へ移動できるように取り付けられる切断ヘッド本体１２及び切断トーチ部１３を備える切断ヘッド部１１と、スライドテーブル部１０に取り付けられて、接続部材としてのワイヤ１５を用いて切断ヘッド部１１に接続される定荷重ばね装置１４と、スライドテーブル部１０に取り付けられて、切断ヘッド部１１をガイドプレート６の開口６ａに沿わせるように後述するマグネットローラ３３の回転動作を制御する制御部１６と、を備えてなる構成とされている。
【００２６】
スライドテーブル部１０は、図２に示すように、方形状の型枠を形成するために水平方向（Ｘ方向）に延在する一対のスライドフレーム（第１のスライドフレーム）１７ａ，１７ｂ、及び該第１のスライドフレーム１７ａ，１７ｂ同士のそれぞれに両端部を連結して後述する一対の第１のベースフレーム２０とで型枠を形成する一対の接続フレーム１９ａ，１９ｂと、第１のスライドフレーム１７ａ，１７ｂと直交する方向であるＹ方向に延びて、第１のスライドフレーム１７ａ，１７ｂと交差する個所において一対の第１のスライドフレーム１７ａ，１７ｂに取り付けるようにして該第１のスライドフレーム１７ａ，１７ｂに沿ってスライドするようにしてある１つのスライドフレーム（第２のスライドフレーム）１８と、を備えた構成とされている。
【００２７】
第１のスライドフレーム１７ａ，１７ｂのそれぞれは、アルミ等の軽量材料で構成された第１のベースフレーム２０と、該第１のベースフレーム２０の表面に取付け固定された補助プレート２０ａと、該補助プレート２０ａの表面に取付け固定された第１のスライドレール２２及び該スライドレール２２に係合して低摩擦でスライドする第１のガイドブロック２３で構成される第１のリニアガイド２１が備えられた構成とされている。なお、補助プレート２０ａは省略してもよい。
【００２８】
第１のスライドフレーム１７ａ，１７ｂのうち、使用時（組立溶接された鉄皮２に対して開口部３の切断をするとき）に上部となる側の第１のスライドフレーム１７ａの第１のベースフレーム２０には、上記リニアガイド２１が設けてある側とは反対側に、使用時にガイドプレート６の上辺に取り付けて支持させるための係止部２０ｂが、１個所若しくは複数個所に図示しないボルト締結等の固定方法により取り付けられている。
【００２９】
係止部２０ｂは、図４に拡大して示すように、一端側を第１のベースフレーム２０に取り付け、他端側を徐々に間隔が広くなるように開放させたものであり、第１のベースフレーム２０との間に溝部２４を有するもので楔形の引掛け部を構成するものである。ガイドプレート６の上辺に該引掛け部を構成する係止部２０ｂを係合させて、スライドテーブル部１０をガイドプレート６に重ね合わせることにより、ガイドプレート６の上辺がその厚みによって楔止めの作用により固定することができるようにしてある。これにより、ガイドプレート６に対するスライドテーブル部１０（切断機本体７）の落下を防ぐとともに、水平方向の移動も規制されるようにしてある。
【００３０】
また第１のスライドフレーム１７ａ，１７ｂのうち、使用時に下部となる側の第１のスライドフレーム１７ｂの第１のベースフレーム２０には、ハンドルレバー２０ｄによる回動式の挟持具２０ｃが設けられている。該挟持具２０ｃのハンドルレバー２０ｄを操作することで舌部２０ｅが回動し、ガイドプレート６が舌部２０ｅと下部のベースフレーム２０とによって挟持される。これにより、鉄皮２に取り付けられたガイドプレート６に対して係止部２０ｂを引掛けて挟持具２０ｃで挟持させることにより、ガイドプレート６と切断機本体７との強固な固定を実現することができる。
【００３１】
第２のスライドフレーム１８は、アルミ等の軽量材料で構成された第２のベースフレーム２５と、該第２のベースフレーム２５の表面に取付け固定された第２のスライドレール２７及び該スライドレール２７に係合して低摩擦でスライドする第２のガイドブロック２８で構成される第２のリニアガイド２６とが備えられた構成とされていて、第１のスライドフレーム１７ａ，１７ｂとの交差する個所で、第１のガイドブロック２３に取り付けられている。これにより第２のスライドフレーム１８は、第１のスライドフレーム１７ａ，１７ｂの第１のガイドブロック２３とともに第１のスライドフレーム１７ａ，１７ｂの第１のスライドレール２２に沿ってＸ方向（水平方向）にスライド可能となっている。
【００３２】
上記構成において、第１のベースフレーム２０及び第２のベースフレーム２５が共に軽量材料で構成されていることにより、切断機本体７の重量を抑えることができ、ガイドプレート６に取り付けた際に、ガイドプレート６にかかる負荷も抑えることができる。なお、ガイドプレート６に対する切断機本体７の取り付けの際に、切断機本体７の重量により、ガイドプレート６のマグネット９ａによる鉄皮２に対する固定が不安定になる場合には、マグネット９ａを備える脚部８を直接又は間接的に溶接して鉄皮２に確実に固定するようにしてもよい。
【００３３】
第２のベースフレーム２５は、図３に示すように第２のリニアガイド２６の取り付け個所においては断面形状がＬ字型に屈曲した形状で構成されている。これにより、アルミ等の軽量材料で構成されていたとしても、強度を増すことができる。なお、図３では、ガイドプレート６に取り付けられている脚部８を省略してある。
【００３４】
更に、図２、図３に示すように、使用時に上部となる第２のベースフレーム２５の一端側、及び使用時に下部となる他端側には、それぞれにおいて第２のリニアガイド２６が取り付けられた部分よりも幅広となるように、Ｌ字型の屈曲部の先端から更に屈曲したように形成した幅広部２５ａ，２５ｂを備えるように構成されている。すなわち、幅広部２５ａ，２５ｂ形成個所では、第２のベースフレーム２５の断面形状がクランク状に屈曲したように構成されていて、該幅広部２５ａ，２５ｂをそれぞれ第１のガイドブロック２３に取り付けるようにする。
【００３５】
更に、第２のベースフレーム２５のそれぞれの幅広部２５ａ，２５ｂにおける第１のガイドブロック２３への取付け面とは反対側の面には、第１のベースフレーム２０の長手方向及び第２のベースフレーム２５の長手方向のいずれとも直交する方向（Ｚ方向）に延びるアルミ等の軽量材料で構成される一対の支柱材２９が対向して突設するように、図１、図２では上下の２個所に取り付けられている。
【００３６】
一対の支柱材２９の先端側には、支柱材２９同士を連結するように倣いレール３０の両端部側が取り付けられている。一対の支柱材２９の先端側には、該支柱材２９の長さ方向（Ｚ方向）に平行に延びる長孔２９ａが形成されており、倣いレール３０は、両端部側が長孔２９ａに互いに自在に摺動可能に取り付けられている。また、倣いレール３０の少なくとも一端側には、該倣いレール３０の長手方向に、支柱材２９の長孔２９ａよりは短い長孔３０ａが形成されている。
【００３７】
倣いレール３０の支柱材２９の長孔２９ａへの取り付けは、倣いレール３０の一端側を、一方の支柱材２９の長孔２９ａ及び倣いレール３０の長孔３０ａに係合用のボルトを挿通して該ボルトをナットで固定する等の締結具３４による方法で取り付けられている。また、倣いレール３０の他端側を他方の支柱材２９の長孔２９ａに締結具３４で締結して、倣いレール３０の両端側の位置を任意に変更できるようにされている。なお、その他の方法で取り付けるようにしても良いことは勿論である。
【００３８】
これにより、倣いレール３０は、両端部側を支柱材２９の長孔２９ａ内で摺動させると共に、倣いレール３０の長孔３０ａ内を摺動させことで、鉄皮２の傾斜角度に合わせて倣いレール３０の取付け角度を自在に変化させることができる。
【００３９】
また、倣いレール３０は、図５に拡大して示すように、断面形状がコ字型に構成されていて、倣いレール３０の延びる方向に内周部がコ字型のガイド用の溝３１が形成されている。なお、溝３１の形状は、後述するローラ３２が係合し得る形状であれば、コ字型以外の断面形状、例えばＨ型等その他の形状としてもよい。
【００４０】
切断ヘッド部１１は、切断ヘッド本体１２と切断トーチ部１３とを備えた構成とされている。切断ヘッド本体１２は、第２のスライドフレーム１８の第２のガイドブロック２８に取り付けられた構成とされていて、切断ヘッド部１１全体が第２のスライドレール２７に沿ってスライド可能となっている。
【００４１】
切断ヘッド本体１２は、先端側に備えてある、後述するマグネットローラ３３を駆動するためのモータ（図示せず）と、切断トーチ部１３を摺動可能に配置させるために内部に孔が形成された筒状部１２ａとを備えた構成とされ、更に、該筒状部１２ａの先端側（鉄皮２側）には、回転自在に嵌着させたリング状のマグネットローラ３３を備えた構成とされている。
【００４２】
マグネットローラ３３は、電磁石で構成されており、制御部１６に設けられたスイッチ（図示せず）のオン・オフ操作によって、該マグネットローラ３３の回転を制御できるようにしてある。また、マグネットローラ３３は、切断機本体７をガイドプレート６に取り付けた際に、ガイドプレート６の開口６ａの内周縁の高さ位置に位置するようになっている。これにより、制御部１６に設けたスイッチによりマグネットローラ３３を作動することで、図６に示すように、磁力によりガイドプレート６の開口６ａの内周縁に吸着させ、更にその状態でマグネットローラ３３が回転することで、切断トーチ部１３を開口６ａに倣った移動をさせることができる。
【００４３】
なお、マグネットローラ３３は、電磁石で構成することなく、例えば永久磁石等により構成するもの等、マグネットローラ３３がガイドプレート６の開口６ａの内周縁に固着され得る構成であれば、その他の構成としても良い。
【００４４】
切断トーチ部１３は、切断ヘッド本体１２の筒状部１２ａの内部を軸心方向（Ｚ方向）に摺動可能となるように取り付けられている。更に、切断トーチ部１３の基端部側（倣いレール３０側）には、ローラ（小車輪）３２が取付け部材３２ａを介して設けられている。該ローラ３２が倣いレール３０の溝３１内を回転することで、切断トーチ部１３が倣いレール３０に倣って移動可能とされている。同時に、切断ヘッド本体１２が第２のスライドレール２７に沿って移動するときに、切断トーチ部１３が倣いレール３０の取付け角度に合わせて移動できるようにされている。
【００４５】
このような構成としてあることにより、倣いレール３０の取付け角度を鉄皮２の傾きと平行にすることで、切断ヘッド部１１は、第２のスライドレール２７に沿ってスライドすると共に、該スライドの際に切断トーチ部１３は、切断ヘッド本体１２に対して倣いレール３０の溝３１内をローラ３２が規制されながら転動することから、切断トーチ部１３が倣いレール３０の取付け角度に倣ってＺ方向に摺動しながらＹ方向に移動させられることになる。
【００４６】
すなわち、図１に示すように、鉄皮２の切断面から切断トーチ部１３の先端部（火口）までの距離をどの個所においても一定にすることができる。したがって、鉄皮２の切断面と切断トーチ部１３の先端部（火口）との間の距離が変わることがなく、鉄皮２の切断面に当たる炎の位置が変わることにより、該切断面に与える熱が変化するというようなことはない。これにより、本発明においては鉄皮２の切断面へ火の通りが悪くなることがなく、鉄皮２の切断面にノッチが入ることや切断不良の発生を防ぐことができる。
【００４７】
なお、倣いレール３０の取付け角度は必ずしも鉄皮２と平行である必要はない。鉄皮の切断面への火の通りの変化が少なく、ノッチが生ずる虞や切断不良の虞がない程度であれば、倣いレール３０の傾きが鉄皮２と平行でないことに起因して切断トーチ部１３の先端部（火口）の鉄皮２の切断面からの距離が場所によって変化しても良い。
【００４８】
また、定荷重ばね装置１４は、第２のベースフレーム２５の幅広部２５ａに取付け固定されており、第１のスライドレール２２に沿った第２のスライドフレーム１８の移動と一体的に第１のスライドレール２２に沿って移動できる。
【００４９】
定荷重ばね装置１４としては、種々の構成のものが提案されているが、本実施の形態では、ワイヤ１５によって引出し（引込み）を行う形式のものが用いられている。装置本体からワイヤ１５が引き出され、該引き出されたワイヤ１５の先端が切断ヘッド部１１に接続される。なお、ワイヤを使わないドラムに巻かれたばね部の引出し（引込み）を行う形式のものを用いても良い。
【００５０】
なお、定荷重ばね装置１４の定荷重ばねは、一定の曲率で曲げられた長尺の板ばねであり、直線に引き延ばすときに生じる戻り力（荷重）はストロークに関わらず一定であるという特性を有するものとしてある。このような定荷重ばね装置１４のワイヤ１５により切断ヘッド部１１を接続することで、切断ヘッド部１１を吊り下げることとなるが、定荷重ばねの戻り力により、切断ヘッド部１１の重量をゼロ又は自重に影響のない程度のゼロに近い状態にすることにより、鉛直方向にかかる力が打ち消され、切断ヘッド部１１の見かけ上重量をゼロとした無重力状態とすることができる。これにより、切断ヘッド部１１を一定に留めることができる。
【００５１】
更に、定荷重ばね装置１４の作用により、切断ヘッド部１１の重量が見かけ上ゼロとほぼ同じになることにより、第２のスライドフレーム１８の第２のスライドレール２７による鉛直方向のスライドが重力に影響されることなく自在とすることができる。また第１のスライドフレーム１７ａ，１７ｂの第１のガイドブロック２３による水平方向のスライドも自在であることから、水平使用時と同様に第１のスライドフレーム１７ａ、１７ｂ及び第２のスライドフレーム１８の範囲内、すなわちＸ−Ｙ方向で鉛直面における切断ヘッド部１１の移動が自在となる。
【００５２】
更に、制御部１６は、第２のベースフレーム２５の幅広部２５ａに定荷重ばね装置１４に隣接するように取付け固定されており、切断ヘッド本体１２の図示しないモータを駆動してマグネットローラ３３の回転速度等を制御する。
【００５３】
すなわち、制御部１６による制御で、切断しようとする鉄皮２の厚みによってマグネットローラ３３の回転速度を変化させることができると共に、ガイドプレート６の開口６ａの内周縁にマグネットローラ３３を吸着させて回転させながら倣わせることで切断トーチ部１３を動作させることができ、所望の開口形状に近づく精度の高い鉄皮開口部３を形成することができる。
【００５４】
なお、ステーブクーラ４の種類や冷却用配管５の形状等によって、鉄皮２に形成すべき開口部３の形状が異なるため、様々な開口形状のガイドプレート６を複数用意しておくことで、適宜選択して使用することができ、所望の開口部を形成することができる。
【００５５】
次に、上述した本発明における切断装置を用いて、組立溶接された鉄皮２の開口部３を切断する際の工程について説明する。
【００５６】
まず、組立溶接された鉄皮２に対してガイドプレート６を取り付ける（第１工程）。該第１工程において、ガイドプレート６は、鉄皮２がいかなる角度に傾斜していたとしても、取り付け時に脚部８を調整することで、鉛直となるように取り付ける。更に、鉄皮２に対するガイドプレート６の固定をより確実なものとするために、脚部８を直接又は間接的に鉄皮２に対して溶接するようにしても良い。
【００５７】
次いで、鉄皮２に固定したガイドプレート６に対して切断機本体７を取り付ける（第２工程）。該第２工程において、スライドテーブル部１０の上部側となる第１のベースフレーム２０に取り付けられた係止部２０ｂをガイドプレート６の上辺に引掛けることで、第１のベースフレーム２０と係止部２０ｂとにより切断機本体７が楔止めの作用により固定される。一方、下部側の第１のベースフレーム２０に取り付けられた挟持具２０ｃのハンドルレバー２０ｄを操作して舌部２０ｅを回動させることで、第１のベースフレーム２０と舌部２０ｅとでガイドプレート６が挟持される。これにより、切断機本体７のスライドテーブル部１０も鉛直となるように取り付けることができると共に、上記の取り付け方法により切断機本体７の落下防止や、係止部２０ｂの溝部２４での楔止めにより水平方向のズレを規制することができる。
【００５８】
更に、第２工程では、切断機本体７の定荷重ばね装置１４のワイヤ１５を切断ヘッド部１１に接続する。これにより、切断ヘッド部１１を吊り下げるように接続しても、切断ヘッド部１１が無重力状態となることにより、切断ヘッド部１１をＹ方向においても負荷をかけることなく自在に移動させることができる。
【００５９】
次いで、切断機本体７の切断ヘッド部１１を操作することで、鉄皮２を切断し、開口部３を形成する（第３工程）。該第３工程においては、まず、一対の支柱材２９に取り付けられた倣いレール３０の傾きを鉄皮２の傾斜角度に合わせる。そして、倣いレール３０の溝３１に切断トーチ部１３のローラ３２を係合させて転動させることで、切断トーチ部１３がＹ方向へ移動する際に、倣いレール３０の傾きに合わせて切断ヘッド本体１２の筒状部１２ａ内を摺動する。
【００６０】
この際、鉄皮２と平行になるように倣いレール３０を合わせることで切断トーチ部１３の先端部と鉄皮２の切断面との距離が常に一定になり好ましいが、必ずしも平行であることは必要ではなく、平行に近い状態、すなわち切断トーチ部１３の先端部と鉄皮２の切断面との距離が場所によって変化しても火の通りに影響が無い程度であれば平行からずらしても良い。
【００６１】
更に、第３工程では、切断ヘッド部１１にマグネットローラ３３が設けられ、該マグネットローラ３３を制御部１６のスイッチにより作動させることでガイドプレート６の開口６ａの内周縁に吸着させた状態で移動させる。この際、切断ヘッド部１１の切断ヘッド本体１２は、第２のスライドフレーム１８とともに第１のガイドブロック２３を介して第１のスライドレール２２に沿った水平方向（Ｘ方向）の動作と、第２のガイドブロック２８を介して第２のスライドレール２７に沿ったＹ方向の動作によって、Ｘ−Ｙ方向の動作を行うことが自在にできて、ガイドプレート６の開口６ａの形状に従った開口部３を鉄皮２に切断形成させることができる。
【００６２】
更に、上記のように切断ヘッド部１１を無重力状態として自在に移動させると共に、倣いレール３０に倣って切断トーチ部１３を摺動させることで切断トーチ部１３の先端部（火口）の鉄皮２の切断面からの距離を一定若しくは一定に近い状態とすることができるので、ガイドプレート６の開口の形状に倣って、所望の鉄皮開口部３を形成することができる。
【００６３】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、たとえば、高炉の鉄皮２を切断する場合を示したが、これにのみ限定されるものではなく、同様の姿勢で使用できるものであれば、他の被切断材を対象とするものでもよい。また、倣いレール３０の溝３１に係合させるローラ３２を切断トーチ部１３に取り付けた場合を示したが、ローラ３２に代えて、切断トーチ部１３の動きを規制し、且つ倣いレール３０の溝３１に沿って移動することができるガイド部材であれば、どのようなものでもよい。更にその他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６４】
６  ガイドプレート（プレート）
６ａ  開口
７  切断機本体
１０  スライドテーブル部
１１  切断ヘッド部
１２  切断ヘッド本体
１３  切断トーチ部
１４  定荷重ばね装置
１５  ワイヤ（接続部材）
１６  制御部
１７ａ，１７ｂ  第１のスライドフレーム（一対のスライドフレーム）
１８  第２のスライドフレーム（１つのスライドフレーム）
２９  支柱材
３０  倣いレール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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