(57)【要約】【課題】切断作業効率の良い型鋼のプラズマ切断装置を提供する。【解決手段】左右のフランジ３３，３４にそれぞれ対向させるフランジ切断用の一対の左右トーチ３，４と、ウエブ３５に対向させるウエブ切断用の中央トーチ５と、左右トーチ３，４と中央トーチ５とを一体として搭載しているベース部材２とを備えている。ベース部材２をフランジ切断方向とする方向に移動させることで、左右トーチ３，４によって左右フランジ３３，３４を切断する。中央トーチ５をベース部材２に沿って移動させることで、当該中央トーチ５によってウエブ３５を切断する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のフランジとこの両フランジ間のウエブとを有する型鋼を切断するプラズマ切断装置において、
前記型鋼に固定するフレームと、
左右の前記フランジにそれぞれ対向させるフランジ切断用の一対の左右トーチと、
前記ウエブに対向させるウエブ切断用の中央トーチと、
前記左右トーチと前記中央トーチとを一体として搭載しているベース部材と、
前記左右トーチによって前記左右フランジを切断するために前記ベース部材を前記フレームに対してフランジ切断方向とする方向に移動させる第１駆動機構と、
前記中央トーチによって前記ウエブを切断するために当該中央トーチを前記ベース部材に沿って移動させる第２駆動機構と、
を備えたことを特徴とする型鋼のプラズマ切断装置。
【請求項２】
前記第２駆動機構は、前記中央トーチを前記ウエブに接近した切断作業位置と当該ウエブから離れた待避位置とに位置変化させるように前記ベース部材に搭載させている取付部を有している請求項１に記載のプラズマ切断装置。
【請求項３】
前記ベース部材は、前記ウエブに直交する方向が回転中心となるように当該ベース部材を回転させる回転部を有している請求項１または２に記載のプラズマ切断装置。
【請求項４】
前記フレームは、前記型鋼に固定する第１フレームと、この第１フレームに回動可能に連結され前記ベース部材を一体として当該第１フレームに対する傾斜角度が変化可能とされている第２フレームとを有している請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラズマ切断装置。
【請求項５】
前記フレームは、前記型鋼を前記左右フランジの両外側から挟むと共に当該型鋼を挟むための挟み間隔を変更可能としているクランプ部材を有している請求項１〜４のいずれか一項に記載のプラズマ切断装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のプラズマ切断装置を前記型鋼に対して前記フレームによって固定し、前記ベース部材を移動させることで前記左右トーチを前記左右フランジに沿ってまっすぐ移動させて当該左右フランジを同時にプラズマ切断し、前記中央トーチをウエブに沿ってまっすぐ移動させて当該ウエブをプラズマ切断することを特徴とする型鋼の切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、左右一対のフランジとこの間のウエブとを有する型鋼を切断するプラズマ切断装置及びこの型鋼の切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
左右一対のフランジとこの間のウエブとを有する型鋼を切断するための装置として従来知られているものに、例えば特許文献１のようにガス切断により行うものがある。
このガス切断装置の構成は、３本の直線状のレールがコ字状を成すように組み合わされており、このレールのそれぞれに、型鋼の左右のフランジを切断するための左右一対のトーチと、ウエブを切断するための中央のトーチとが設けられている。さらに、各レールには当該レール上の１つのトーチを移動させるためのハンドルが設けられている。
そして、コ字状に組まれたレールを型鋼に固定し、各ハンドルを手動で回すことによって各トーチをレールに沿って順次移動させ、この型鋼を切断することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１６９２５３号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載されている切断装置はガスによるものであり、この場合、切断速度が遅く、さらに、３つの各ハンドルを操作することによって左右のフランジとウエブとを順次切断する必要があり、作業時間が多くかかるという問題点を有している。さらに、ガスによる切断は切断面に酸化鉄からなるドロスを多く発生させる。従って、この切断面に対してグラインダー仕上げをする必要があり、また、このドロスは硬度が高いためにグラインダー仕上げに多くの作業時間を要し、効率が低下すると言う問題点がある。
【０００５】
この発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、切断速度を速くすることができ、作業効率の良い型鋼のプラズマ切断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の型鋼のプラズマ切断装置は、左右一対のフランジとこの両フランジ間のウエブとを有する型鋼を切断するプラズマ切断装置において、前記型鋼に固定するフレームと、左右の前記フランジにそれぞれ対向させるフランジ切断用の一対の左右トーチと、前記ウエブに対向させるウエブ切断用の中央トーチと、前記左右トーチと前記中央トーチとを一体として搭載しているベース部材と、前記左右トーチによって前記左右フランジを切断するために前記ベース部材を前記フレームに対してフランジ切断方向とする方向に移動させる第１駆動機構と、前記中央トーチによって前記ウエブを切断するために当該中央トーチを前記ベース部材に沿って移動させる第２駆動機構とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
そして、このプラズマ切断装置によって行われる型鋼の切断は、このプラズマ切断装置を前記型鋼に対して前記フレームによって固定し、前記ベース部材を移動させることで前記左右トーチを前記左右フランジに沿ってまっすぐ移動させて当該左右フランジを同時にプラズマ切断し、前記中央トーチをウエブに沿ってまっすぐ移動させて当該ウエブをプラズマ切断することにより行われる。
【０００８】
これによれば、型鋼に対してプラズマ切断装置のフレームを取り付けることで切断作業が可能となる。従って、切断作業において、長く重い型鋼をクレーンなどで吊り下げて切断装置の作業位置に移動させる必要がなく、作業が容易となる。
ベース部材に左右トーチが一体として搭載されているため、ベース部材を型鋼に対して移動させることで左右一対のフランジを同時に切断できる。
そして、このベース部材に沿って中央トーチを移動させることでウエブをまっすぐに切断することができる。
【０００９】
また、前記第２駆動機構は、前記中央トーチを前記ウエブに接近した切断作業位置と当該ウエブから離れた待避位置とに位置変化させるように前記ベース部材に搭載させている取付部を有しているのが好ましい。
これによれば、中央トーチを予めウエブから離れた待避位置に位置させることによって、ベース部材を移動させて左右トーチによって左右フランジを切断する際に、当該ベース部材に搭載させた中央トーチがウエブに当接してしまうのを防ぐことができる。そして、中央トーチを切断作業位置とさせることで、ウエブの切断が可能となる。
【００１０】
また、前記ベース部材は、前記ウエブに直交する方向が回転中心となるように当該ベース部材を回転させる回転部を有しているのが好ましい。
この構成によれば、ベース部材を回転部において回転させることで、ベース部材の長手方向を型鋼の長手方向に対して傾けることができる。そしてこの状態で左右フランジとウエブとを切断すると、ウエブの切断方向がウエブの長手方向に傾いた方向となり、型鋼において傾いた切断面を得ることができる。
【００１１】
また、前記フレームは、前記型鋼に固定する第１フレームと、この第１フレームに回動可能に連結され前記ベース部材を一体として当該第１フレームに対する傾斜角度が変化可能とされている第２フレームとを有しているのが好ましい。
この構成によれば、第１フレームと第２フレームとの間に折れ角度を生じさせることができる。これにより、まっすぐな型鋼に対してフランジの切断方向がフランジの長手方向に傾いた方向となり、当該型鋼において傾いた切断面を得ることができる。
また、長手方向に曲がった型鋼に沿わせて第１フレームと第２フレームとを取り付けることができる。これにより、型鋼が曲がっていても、当該型鋼の長手方向に直交する切断面を得ることができる。
【００１２】
また、前記フレームは、前記型鋼を前記左右フランジの両外側から挟むと共に当該型鋼を挟むための挟み間隔を変更可能としているクランプ部材を有しているのが好ましい。
これにより、様々な寸法の型鋼に対してフレームを取り付けることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、プラズマによる切断のため切断速度を早くすることができる。また、左右フランジを同時に切断することができ、作業効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１と図２はこの発明の実施の一形態に係る型鋼のプラズマ切断装置を示す側面図と平面図である。このプラズマ切断装置は例えばＨ型鋼や溝型鋼といった型鋼をプラズマによって切断することができるものであり、このプラズマ切断装置を型鋼に対して取り付けて切断を行うものである。なお、以下の実施の形態では、左右一対のフランジ３３，３４とこの両フランジ間のウエブ３５とを有するＨ型鋼（図３参照）を切断する場合について説明する。
【００１５】
図１〜図３において、このプラズマ切断装置は、切断する対象となる型鋼Ｗに固定するためのフレーム１と、型鋼Ｗの左右フランジ３３，３４にそれぞれ対向させるフランジ切断用の一対の左右トーチ３，４と、型鋼Ｗのウエブ３５に対向させるウエブ切断用の中央トーチ５とを備えている。さらに、左右トーチ３，４と中央トーチ５とを一体として搭載している直線状のベース部材２と、このベース部材２をフレーム１に対して移動させるための第１駆動機構６とを備えている。また、ベース部材２には、中央トーチ５を当該ベース部材２に沿って直線的に移動させる第２駆動機構７を備えている。
【００１６】
前記フレーム１は第１フレーム１１と第２フレーム１２とを有しており、相互が連結されている。これらは共に、型鋼Ｗの左右フランジ３３，３４のそれぞれ幅方向外側にあって型鋼Ｗを間に挟んで対向状となる側壁部材（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）と、対向する側壁部材（２１ａと２１ｂ、２１ｃと２１ｄ）同士を連結し型鋼Ｗのウエブ３５に対面状となる上壁部材（２２ａ，２２ｂ）とを有している。
第１駆動機構６は、第２フレーム１２の上壁部材２２ａから直交状に立設されている直線棒状のガイド部材８と、このガイド部材８に外嵌し当該ガイド部材８に沿って移動可能とされている移動部材１６と、ガイド部材８に平行とされてこの移動部材１６に端部が固定されているネジ棒１７と、このネジ棒１７に螺合しているピニオン（図示せず）と、このピニオンを回転させるモータ１８とを有している。なお、ピニオンとモータ１８との間に減速器（図示せず）が介在している。ガイド部材８は型鋼Ｗの幅方向に並んで２本設けられており、それぞれに移動部材１６が外嵌して取り付けられており、これら一対の移動部材１６を連結している連結部材１６ａに前記ネジ棒の端部が固定されている。また、モータ１８は、第２フレーム１２から直交状に立設している支持部材１９の上端部に固定されている。そして、モータ１８の正逆回転によりネジ棒１７がその長手方向に進退移動することができ、このネジ棒１７と連結されている移動部材１６がガイド部材８に沿って移動する。
【００１７】
前記移動部材１６は側面視Ｌ字形のアーム部材２０を有しており、アーム部材２０はその先端部が前方へ突出するように移動部材１６に固定されている。なお、前方を型鋼Ｗの先端側（図１では右側、図２では上側）とし、後方を型鋼の基端側としている。
そして、前記アーム部材２０の先端部に前記ベース部材２が取り付けられている。ベース部材２は直線状の部材であり、型鋼Ｗの上方において交差するよう設けられており、その両端部は型鋼Ｗの幅方向外側へ左右フランジ３３，３４を超えて延びる部材である。そして、基端側から先端側に向いてベース部材２の左側部分（図２の左側）に左トーチ３が、右側部分（図２の右側）に右トーチ４が設けられている。
【００１８】
そして、図４に示しているように、第１駆動機構６のモータ１８の駆動によってベース部材２はガイド部材８の長手方向に平行な方向に沿って型鋼Ｗへ接近する向きに移動することができるため、左右トーチ３，４が型鋼Ｗの左右フランジ３３，３４を横断する方向に移動することができる。つまり、この方向がフランジ３３，３４の切断方向とされる。
この第１駆動機構６によれば、ベース部材２をフレーム１に対してフランジ切断方向とする方向に移動させることができ、このベース部材２の左右両側に設けた左右トーチ３，４によって左右フランジ３３，３４を切断することができる。
なお、支持部材１９の両端部側の２カ所にはリミットスイッチ３２ａ，３２ｂがそれぞれ取り付けられており、これらは移動部材１６の上限位置と下限位置を検出し、第１駆動機構６のモータ１８を自動的に停止させることができる。
【００１９】
そして、このベース部材２において、左右の取付部材２３，２４を介して前記左右トーチ３，４が取り付けられており、前記第２駆動機構７が有している取付部１３を介して前記中央トーチ５が取り付けられている。
左右トーチ３，４用の左右の取付部材２３，２４はベース部材２の長手方向に沿ってスライド移動可能であり、かつ、任意の位置で固定することができる。左右トーチ３，４のトーチはその先端がそれぞれ内側向き、つまり型鋼Ｗの左右フランジ３３，３４に対向することができるように取付部材２３，２４に取り付けられている。そして、取付部材２３，２４のベース部材２における位置を変化させることで左右トーチ３，４間の寸法を変更することができる。これにより、左右フランジ３３，３４間の寸法が異なることで型鋼Ｗのサイズが異なる場合であってもこの切断装置は対応することができる。
【００２０】
図５は、ウエブ切断用の中央トーチ５を示す説明図である。中央トーチ５は第２駆動機構７の取付部１３を介してベース部材２に取り付けられている。取付部１３は、ベース部材２を摺動する摺動部材２６と、摺動部材２６を取り付けている本体部材２７と、本体部材２７に取り付けられて中央トーチ５を先端で保持しているＬ字形の保持部材２８とを有している。さらに、第２駆動機構７は前記本体部材２７に固定されたモータ２９と、このモータ２９によって回転するピニオン３０とを有している。そして、このピニオン３０に螺合するラック部３１がベース部材２にその長手方向に沿って設けられている。
この第２駆動機構７によれば、モータ２９の正逆回転により取付部１３をベース部材２の長手方向に沿って移動させることができ、この取付部１３に取り付けられた中央トーチ５は、型鋼Ｗのウエブ３５を横断する方向に移動することができる。つまり、この方向がウエブ３５の切断方向となる。
【００２１】
以上のこの実施形態によるプラズマ切断装置によって行われる型鋼Ｗの切断は、プラズマ切断装置を型鋼Ｗに対してフレーム１によって固定し、第１駆動機構６によってベース部材２を移動させることで左右トーチ３，４を左右フランジ３３，３４の面に沿ってまっすぐ移動させて、当該左右フランジ３３，３４を同時にプラズマ切断する。さらに、第２駆動機構７によって中央トーチ５をウエブ３５の面に沿ってまっすぐ移動させて当該ウエブ３５をプラズマ切断することにより行うことができる。この場合の型鋼Ｗの切断面は、型鋼Ｗの軸中心線に直交する面となる。
この実施形態によれば、プラズマによる切断のため切断速度を早くすることができる。また、ベース部材２に左右トーチ３，４が一体として搭載されているため、ベース部材２を型鋼Ｗに対して移動させることで左右フランジ３３，３４を同時に切断することができ、作業効率を向上させることができる。そして、中央トーチ５をベース部材２に沿って移動させることでウエブ３５をまっすぐに切断することができる。
【００２２】
さらに図５において、第２駆動機構７が有している取付部１３は、中央トーチ５をウエブ３５に接近させた切断作業位置Ａと、ウエブ３５から離れた待避位置Ｂとに位置変化可能となるように、中央トーチ５をベース部材２に搭載している。この構成を具体的に説明すると、取付部１３が有している保持部材２８の先端部に中央トーチ５が保持されており、この保持部材２８はその基端部において本体部材２７にピン３６によって揺動可能に取り付けられている。これにより、保持部材２８を揺動させることで中央トーチ５は切断作業位置Ａと待避位置Ｂとに位置変化する。さらに、この保持部材２８は、中央トーチ５を待避位置Ｂに位置させた状態で、その姿勢を保持させるストッパー部（図示せず）を有している。
この構成によれば、図１と図４に示しているように、ベース部材２を型鋼Ｗに接近させる方向へ移動させて左右トーチ３，４によってフランジ３３，３４を切断する際に、ベース部材２に搭載させた中央トーチ５を予め待避位置Ｂに位置させておき、当該中央トーチ５がウエブ３５に当接しないようにすることができる。そして、ウエブ３５の切断を行う際に、中央トーチ５を切断作業位置Ａに位置させてその先端をウエブ３５に接近させ、切断を行う。
【００２３】
図６は、このプラズマ切断装置の他の使用例を説明する平面図であり、このプラズマ切断装置によれば、型鋼Ｗの軸中心線に傾斜した切断面を得ることができる。なお、図６の一点鎖線ｅが切断面を示しており、この切断面ｅと型鋼Ｗの軸中心線に直交する面との間の傾斜角度がαとなる。
このための具体的な構成を説明する。ベース部材２は、ウエブ３５に直交する方向が回転中心Ｃ１となるように当該ベース部材２を回転させる回転部１４を有している。回転部１４はアーム部材２０の先端部を貫通し回転可能とされているピン部材（図１参照）とされており、ピン部材の先端部にベース部材２が固定されている。これにより、ベース部材２がピン部材の軸中心、つまり前記回転中心Ｃ１回りに回転できる。さらに、所定の回転角度でベース部材２をアーム部材２０に固定するための止めネジ（図示せず）を有している。この構成によれば、図６に示しているように、型鋼Ｗの長手方向（軸中心線）に対するベース部材２の長手方向の傾き角度を変化させることができる。そして、ベース部材２の長手方向を型鋼Ｗの長手方向に対して傾けて左右フランジ３３，３４とウエブ３５とを切断することにより、ウエブ３５の切断方向がウエブ３５の長手方向に傾いた方向となり、この場合の型鋼Ｗの切断面は、型鋼Ｗの軸中心線に傾斜した面となる。
【００２４】
図７は、このプラズマ切断装置のさらに別の使用例を説明する平面図である。
フレーム１は、型鋼Ｗに固定する第１フレーム１１と第２フレーム１２とを有しており、第２フレーム１２は、型鋼Ｗの左右フランジ３３，３４に直交する方向が回転中心Ｃ２となるように第１フレーム１１に回動可能に連結されている。そして、第２フレーム１２上に第１駆動機構６のガイド部材８や移動部材１６、これによって移動するベース部材２が存在しているため、第２フレーム１２を第１フレーム１１に対して傾斜させることで、ベース部材２の第１フレーム１１に対する傾斜角度を変化させることができる。そしてこの構成によれば、第１フレーム１１と第２フレーム１２との間に折れ角度（傾斜角度β）を生じさせることができる。これにより、フランジ３３，３４の切断方向がフランジ３３，３４の長手方向に傾いた方向となり、傾いた切断面を得ることができる。
【００２５】
また、図７に示しているように、ベース部材２について回転中心Ｃ２を中心として回動させてその位置で固定させることで、長手方向に曲がった型鋼Ｗに沿わせて第１フレーム１１と第２フレーム１２とを取り付けることができる。この状態で、ベース部材２を型鋼Ｗに接近させる方向へ移動させて左右トーチ３，４によって左右フランジ３３，３４の切断を行えば、第１フレーム１１によって固定した型鋼Ｗの部分に対して切断する型鋼Ｗの部分が曲がっていても（傾斜していても）、型鋼Ｗの長手方向に直交する切断面を得ることができる。
【００２６】
また、第１フレーム１１と第２フレーム１２との相対角度を視覚で確認することのできる角度指示器３７が第１フレーム１１と第２フレーム１２との間に設けられている。
さらに、第１フレーム１１と第２フレーム１２とを所定の傾斜角度βとして、その角度を保持させるための角度保持具３８が第１フレーム１１と第２フレーム１２との間に設けられている。角度保持具３８は、第１フレーム１１側に立設している止め金部材４０と、第２フレーム１２側に設けられて前記止め金部材４０を挿通しているネジ部材３９と、止め板部材４０を挟んで前記ネジ部材３９に螺合する２つのナット４１とを有している。なお、ネジ部材３９はその基端部において支持部材１９に回動可能に取り付けられている。そして、第１フレーム１１と第２フレーム１２との傾斜角度を変化させると、止め板部材４０に挿通しているネジ部材３９の長手方向位置が変化し、所定の傾斜角度βで止め板部材４０を挟んでナット４１を固定することで、当該傾斜角度βが維持される。
【００２７】
また、図１と図６において、第１フレーム１１と第２フレーム１２のそれぞれは、型鋼Ｗを左右フランジ３３，３４の両外側から挟むと共に、当該型鋼Ｗを挟むための挟み間隔を変更可能としているクランプ部材１５を有している。クランプ部材１５は、側壁部材２１に形成したネジ孔に螺合して貫通しているネジロッド４２と、これに螺合しているナット４３とを有し、左右のネジロッド４２の先端で型鋼Ｗの左右フランジ３３，３４を挟み、ナット４３によりネジロッド４２の回り止めをしている。これにより、左右のネジロッド４２によって型鋼Ｗを挟持し、第１フレーム１１と第２フレーム１２を型鋼Ｗに固定することができる。そして、左右ネジロッド４２の間隔を変更することで、様々な寸法の型鋼Ｗに対してフレーム１を取り付けることができる。
【００２８】
以上のように構成されたプラズマ切断装置は操作ボックス（図示せず）を備えており、操作ボックスに設けられた操作ボタンによって各種動作を制御することができる。例えば、各トーチの作動・停止の指示信号を発信したり、第１駆動機構６のモータ１８に対して信号を出してベース部材２の動作を制御し左右フランジ３３，３４の切断を行わせたり、第２駆動機構７のモータ２９に対して信号を出して中央トーチ５の動作を制御しウエブ３５の切断を行わせたりすることができる。
【００２９】
また、本発明のプラズマ切断装置は、図示する形態に限らずこの発明の範囲内において他の形態のものであっても良く、例えば、図５の中央トーチ５を切断作業位置Ａとウエブから離れた待避位置Ｂとに位置変化させる取付部１３の構成について、保持部材２８を揺動させる構成以外にスライド移動させる構成などであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の一形態に係るプラズマ切断装置を示す側面図である。
【図２】図１のプラズマ切断装置の平面図である。
【図３】切断するＨ型鋼と各トーチによる切断部を示す説明図である。
【図４】図１のプラズマ切断装置において、型鋼のフランジを切断するためにベース部材を移動させた状態を示す側面図である。
【図５】ウエブ切断用の中央トーチを示す説明図である。
【図６】プラズマ切断装置の使用例を説明する平面図である。
【図７】プラズマ切断装置の別の使用例を説明する側面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  フレーム
２  ベース部材
３  左トーチ
４  右トーチ
５  中央トーチ
６  第１駆動機構
７  第２駆動機構
１１  第１フレーム
１２  第２フレーム
１３  取付部
１４  回転部
１５  クランプ部材
３３  左フランジ
３４  右フランジ
３５  ウエブ
【図１】
2007050428.tif 000003
【図２】
2007050428.tif 000004
【図３】
2007050428.tif 000005
【図４】
2007050428.tif 000006
【図５】
2007050428.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007050428.tif 000009