(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工材（３）の加工平面に沿って移動するトーチ本体（１０）と、
該トーチ本体の前記被加工材側先端に設けられ、前記被加工材に対して支燃性ガスを噴出する貫通孔（１６）が形成されたノズル（１２）と、
前記トーチ本体に支持され、光線を前記被加工材に向かって照射して前記ノズルの前記加工平面に対する位置決め指標を形成する指標形成装置（１８）とを備えたガストーチであって、
該指標形成装置を前記光線が前記貫通孔内を貫通するように配設したことを特徴とするガストーチ。
【請求項２】
請求項１記載のガストーチにおいて、
前記指標形成装置を前記トーチ本体内に配設したことを特徴とするガストーチ。
【請求項３】
請求項２記載のガストーチにおいて、
前記ノズルと前記指標形成装置との間に、該ノズルから逆流する前記支燃性ガスが通過不能、かつ該指標形成装置から照射される前記光線が透過可能とされる保護部材（２０）を設けたことを特徴とするガストーチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、鋼板等に対して切断やマーキングを施す際に用いるガストーチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、厚板鋼板等の切断や該切断の前工程として鋼板上にマーキングを施す際には、ガストーチが多く用いられている。
この種のガストーチとしては、マーキング時には、ノズルから火炎およびマーキングパウダーを噴出して行うマーキング作業や、切断時に、先端に設けられたノズルから鋼板に対して予熱用の火炎および切断酸素を噴出させて行う切断作業が知られている。
【０００３】
図３は、ガストーチ１を備える切断機２の一例を示すものである。
切断機２は、鋼板等の被切断材３（被加工材）を載せる加工台４に沿って移動する移動台５と、該移動台５に搭載され、複数本のガストーチ１，…，１を支持して移動台５の移動方向と垂直な方向に往復動する切断機本体６とを備えるものである。
切断機本体６に搭載されたガストーチ１は、該切断機本体６の移動方向に沿って一列に並列され、移動台５と切断機本体６との駆動によって加工台４の加工平面に沿ったＸＹ方向に互いに平行な移動軌跡を描きつつ一体的に移動されるようになっている。
これら移動台５および切断機本体６の駆動は、遠隔操作制御盤７にて自動的に行われている。
【０００４】
ガストーチ１の先端に設けられたノズル８からは、円錐状に拡径する予熱用適正火炎と、該適正火炎より内側に位置して切断酸素が噴出される。
予熱用適正火炎は、可燃性ガスと支燃性ガス（酸素）を混合した混合ガスを発火させることにより形成され、被切断材３の切断箇所を発火温度まで加熱するものである。
切断酸素は、発火温度まで加熱された被切断材３に対して酸化反応により該被切断材３を切断するものである。
【０００５】
一方、マーキングにおいては、上記ガストーチ１から、切断酸素の代わりに亜鉛等のマーキングパウダーが噴出される。
そして、これらマーキングパウダーがガストーチ１の移動に伴って噴出されることにより、被切断材３上にマーキングパウダーが溶着してマーキングが施される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来のガストーチには、以下のような問題が存在する。
並列するガストーチ１の間隔は、製品寸法に直結しており、これらの位置決めは、寸法精度を維持するためにも正確さが要求される。
また、ガストーチ１を単数で用いることが多いマーキング等においては、一枚の被切断材３に複数の切断形状をマーキングしており、被切断材３から効率的に製品を得るためにも正確な位置決めが要求される。
【０００７】
従来、この位置決め方法としては、被切断材３上のガストーチ１に対応する位置に刻印等により目印を形成し、その位置にガストーチ１を目視で合わせるという方法や、ガストーチ１のノズル８から火炎および切断酸素を被切断材３に若干当接する程度に噴出させ、この状態で切断酸素の気流の芯を目視しながらガストーチ１を移動させるという方法が採られていた。
【０００８】
ところが、これらの方法は双方共、目視を伴うため微妙な位置ズレが発生してしまい正確な位置決めには不都合もあった。
また、前者の方法においては、被切断材３上に目印を形成するという作業が別途必要になり、後者の方法においては、火炎を噴出させながらの作業になるため、火傷や火炎から発生する紫外線に対する対策が必要になると共に、ガスの無駄な消費や位置合わせ時に被切断材３に火炎を当接させることにより生じる被切断材３の熱変形等が問題になっていた。
【０００９】
一方、ノズル８から火炎等を噴出することなく、ガストーチ１の位置決めをする方法としては、図４に示すように、ガストーチ１に間隔を隔てて支持されたスポット発生装置９を用いることも行われている。
スポット発生装置９は、該スポット発生装置９の下方の被切断材３上にスポットを発生させるものであり、このスポットを用いることによりガストーチ１を所定の位置に位置決めすることができる。
【００１０】
ところが、このスポット発生装置９を用いた位置決め方法においては、ガストーチ１とスポット発生装置９の位置関係を正確に合わせる必要があるため、作業に手間がかかっていた。
また、ガストーチ１の位置決めに対して、該ガストーチ１と間隔を隔てたスポット発生装置を介するために、ガストーチ１とスポット発生装置９との正確なオフセット動作が必要になり、位置ズレが発生し易いという不都合もあった。
【００１１】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、作業者に火傷等の危険を伴うことなく、容易に、かつ高精度に位置決め作業が行えるガストーチを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
請求項１記載のガストーチは、被加工材の加工平面に沿って移動するトーチ本体と、該トーチ本体の前記被加工材側先端に設けられ、前記被加工材に対して支燃性ガスを噴出する貫通孔が形成されたノズルと、前記トーチ本体に支持され、光線を前記被加工材に向かって照射して前記ノズルの前記加工平面に対する位置決め指標を形成する指標形成装置とを備えたガストーチであって、該指標形成装置を前記光線が前記貫通孔内を貫通するように配設したことを特徴とする。
【００１３】
従って、本発明のガストーチによれば、位置決め指標を形成する光線が支燃性ガスを噴出する貫通孔内を貫通するように指標形成装置を配設しているため、位置決め指標とノズルの位置とを一致させることができる。
【００１４】
請求項２記載のガストーチは、請求項１記載のガストーチにおいて、前記指標形成装置を前記トーチ本体内に配設したことを特徴とする。
【００１５】
従って、本発明のガストーチによれば、指標形成装置がトーチ本体外に突出することなく、トーチ本体内に収納されるためガストーチを小型化できる。
【００１６】
請求項３記載のガストーチは、請求項２記載のガストーチにおいて、前記ノズルと前記指標形成装置との間に、該ノズルから逆流する前記支燃性ガスが通過不能、かつ該指標形成装置から照射される前記光線が透過可能とされる保護部材を設けたことを特徴とする。
【００１７】
従って、本発明のガストーチによれば、ノズルから燃焼した支燃性ガスが逆流した際にも、支燃性ガスが指標形成装置へ到ることを保護部材が防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のガストーチの実施の形態を、図１および図２を参照して説明する。
ここでは、例えば、被切断材を切断する複数のガストーチを位置決めする場合の例を用いて説明する。
これらの図において、従来例として示した図３および図４と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００１９】
図１および図２において、符号１は、ガストーチである。
ガストーチ１は、トーチ本体１０と、該トーチ本体１０の被切断材３側先端に火口止めナット１１により取り付けられるノズル１２とを備えた構成とされるものである。
ノズル１２には、その軸線方向に貫通する貫通孔１６が形成されている。
【００２０】
トーチ本体１０は、円筒形状を成すものであり、図２に示すように、内部には燃料ガスパイプ１３と予熱酸素パイプ１４と切断酸素パイプ１５が収納されている。
燃料ガスパイプ１３および予熱酸素パイプ１４は、それぞれ燃料ガス、予熱酸素を送出するものであって、これら燃料ガス、予熱酸素は混合ガスとして混合され、ノズル１２の貫通孔１６をとりまく円周方向に配置された予熱炎噴射孔１６’を通った後、着火されて適正火炎として被切断材３に向かって噴出される。
【００２１】
切断酸素パイプ１５は、被切断材３の酸化反応用の切断酸素を送出するものであって、送出された切断酸素は、ノズル１２の貫通孔１６を通って混合ガスの内側を被切断材３に向かって噴出される。
また、切断酸素パイプ１５のノズル１２と逆側には、逆止弁１７が設けられている。
逆止弁１７は、前記適正火炎が配管内に入り込む、いわゆる逆火として切断酸素パイプ１５を経て図示しない切断酸素供給源へ到ることを防止するものである。
【００２２】
一方、図１に示すように、トーチ本体１０内には、スポット発生装置として、例えば、レーザマーカ装置１８（指標形成装置）が配設されている。
レーザマーカ装置１８は、トーチ本体１０内に形成された照射孔１９、ノズル１２の貫通孔１６を介して半導体レーザ光線を被切断材３の加工平面上に照射して該平面上に照光スポットを形成するものである。
この照光スポットは、これらの間の距離を測定することにより、複数のノズル１２間の位置決めをする際の指標となるものである。
また、照射孔１９には、ノズル１２近傍において、切断酸素パイプ１５が連結されている。
【００２３】
レーザマーカ装置１８とノズル１２との間には、照射孔１９に臨ませて石英ガラス板２０（保護部材）が設けられている。
石英ガラス板２０は、前記逆火がノズル１２の貫通孔１６から照射孔１９を通って逆流してきたときに、該逆火からレーザマーカ装置を保護するものであって、逆火および切断酸素が通過不能とされると共に、レーザマーカ装置１８から発光される半導体レーザ光線は透過可能とされるものである。
【００２４】
上記の構成のガストーチの位置決め作業について説明する。
まず、レーザマーカ装置１８を遠隔操作制御盤７より作動させる。
この作動により、レーザマーカ装置１８から半導体レーザ光線が発光され、照射孔１９、ノズル１２の貫通孔１６を通って被切断材３上に照射される。
照射された半導体レーザ光線は、被切断材３の加工平面上に照光スポットを形成する。
【００２５】
そして、この照光スポットをメジャー等で測定することや、切断開始点位置の刻印等の目印により、照光スポット間の距離、即ち、ノズル１２間の距離を正確に知ることができる。
この測定した距離と所定の距離とを比較して調整することにより、ガストーチ１の正確な位置決めが可能となる。
位置決めが終了したら、レーザマーカ装置１８の作動を解除した後に、ノズル１２から適正火炎および切断酸素を噴出して被切断材３の切断工程に移行する。
【００２６】
一方、このガストーチ１は、図３に示す切断機２における移動台５と切断機本体６とが形成する二次元（ＸＹ平面）座標軸と、被切断材３が加工台４に載置されたときに有する二次元座標軸とが異なり、かつ被切断材３の二次元座標軸を切断機２の二次元座標軸に合わせることが困難である際に、その補正にも使用することが可能である。
【００２７】
即ち、被切断材３の一側縁３’において、例えば、二つのガストーチ１のレーザマーカ装置１８を作動させる。
このとき、両方の照光スポットが側縁３’に位置すれば、切断機２と被切断材３との二次元座標軸は一致しており、補正の必要はない。
ところが、この二次元座標軸が一致していないときは、一方のガストーチ１は被切断材３の側縁３’に照光スポットを形成し、他方のガストーチ１は、被切断材３上に照光スポットを形成することができない。
【００２８】
そして、この状態から、照光スポットを形成するガストーチを用い、初期形成点の側縁３’と移動台５および本体６を動かし加工台４に沿って、他方の側縁（傾きのある鋼板の端点）に照光スポットを形成するまで移動させて、第二側縁形成点を遠隔操作制御盤７に記憶させる。
このときの移動距離とガストーチ１の距離との関係から、被切断材３と切断機２の二次元座標軸との角度ズレを算出することができる。
この角度を補正値として遠隔操作制御盤７に入力することにより、遠隔操作制御盤７は、被切断材３の切断時、切断機本体６による切断軌跡を補正した形状に制御するものである。
【００２９】
本実施の形態のガストーチによれば、レーザマーカ装置１８から発光された半導体レーザ光線が、ノズル１２の貫通孔１６を通った後に、被切断材３上に照光スポットを形成するため、実際に被切断材３を切断するノズル１２位置とノズル１２の位置決めをする際に用いられる照光スポットとの位置が一致しており、位置決め精度が向上する。
この照光スポットの形成においては、火炎の発生を伴わないので安全性も飛躍的に向上すると共に照光スポットを用いての測定、位置決め作業も容易に行うことができる。
【００３０】
また、レーザマーカ装置１８が、トーチ本体１０内に配設されているため、別途レーザマーカ装置１８とトーチ本体１０との位置合わせオフセット作業を行う必要がなく、容易に位置決め作業が行えることに加えて、ガストーチ自体の小型化も実現できる。
さらに、このトーチ本体１０内においては、レーザマーカ装置１８とノズル１２との間に石英ガラス板２０が設けられているので、万一ノズル１２から逆火が逆流したとしても高価なレーザマーカ装置の損傷を防止できる。
【００３１】
なお、上記実施の形態において、ガストーチ１を被切断材３を切断するものであり、複数本からなる構成としたが、これに限られることなく、例えば、被切断材３に対して切断酸素の代わりにマーキングパウダーが噴出されてマーキングを行うものであってもよく、この場合ガストーチ１は単数の使用でもよい。
【００３２】
また、レーザマーカ装置１８の保護部材として、石英ガラス板２０を用いる構成としたが、例えば、他の素材の透明ガラス板を用いてもよい。
さらに、レーザマーカ装置１８をトーチ本体１０内に配設する構成としたが、例えば、レーザマーカ装置１８をトーチ本体１０外に支持させて、半導体レーザ光線はトーチ本体１０内に設けた鏡体に反射させた後に、貫通孔１６から被切断材３に照射させるような構成であってもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係るガストーチによれば、指標形成装置から照射される光線が、トーチ本体の先端に設けられたノズルの貫通孔を貫通する構成となっている。
これにより、実際に被加工材を切断するノズル位置とノズルの位置決めをする際に用いられる指標形成装置から照射される光線の位置が一致しており、位置決め精度が飛躍的に向上するという優れた効果を奏するものである。
【００３４】
請求項２に係るガストーチによれば、指標形成装置がトーチ本体内に配設される構成となっている。
これにより、別途指標形成装置とトーチ本体との位置合わせ作業を行う必要がなく、容易に位置決め作業が行えることに加えて、ガストーチ自体の小型化も実現できるという優れた効果を奏する。
【００３５】
請求項３に係るガストーチによれば、ノズルと指標形成装置との間に、可燃性ガスが通過不能、かつ指標形成装置から照射される光線が透過可能な保護部材が設けられる構成となっている。
これにより、ノズルから逆火が逆流したとしても、指標形成装置の損傷を防止できるという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態を示す図であって、トーチ本体内にレーザマーカ装置が配設される断面図である。
【図２】  本発明のガストーチの横断面図である。
【図３】  複数のガストーチを有するガス切断機の外観斜視図である。
【図４】  ガストーチにスポット発生装置が支持される従来のガストーチの一例を示す正面図である。
【符号の説明】
１  ガストーチ
３  被切断材（被加工材）
１０  トーチ本体
１２  ノズル
１６  貫通孔
１８  レーザマーカ装置（指標形成装置）
２０  石英ガラス板（保護部材）
【図１】
0003850105.tif 000002
【図２】
0003850105.tif 000003
【図３】
0003850105.tif 000004
【図４】
0003850105.tif 000005