JPH1119767A - ガストーチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガストーチにおける、位置決めの容易化およ
び高精度化。 【解決手段】 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１０の前記被加工材３
側先端に設けられ、前記被加工材３に対して支撚性ガス
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１０に支持され、光線を前記被加工材３に向
かって照射して前記ノズル１２の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１であって、該指標形成装置１８を前記光線が前記
貫通孔内を貫通するように配設した。

Description

【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Ｘ
Ｙ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１
１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１
２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１
８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）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。