(57)【要約】      （修正有）【課題】溶接すべき部位がクランク状に屈折した段差部を有する場合であっても、連続して溶接し得るようにした溶接装置を提供する。【解決手段】略直角に配置された底板と立板を溶接する溶接装置Ａであって、底板の表面を略直線走行する走行台車１０と、走行方向と交差する方向に移動可能に構成された溶接トーチ１１と、該溶接トーチの走行台車の走行方向と交差する方向の移動を案内する溶接トーチガイド部材１４と、底板と立板の表面に圧接して走行台車の走行を案内する走行ガイド部材１５と、を有し、走行ガイド部材は、走行台車に回動可能に設けられたブラケット１５ｂと、該ブラケットに回動可能に配置されたガイドローラ１５ｃ、１５ｄとを有し、走行台車の走行に伴ってガイドローラが溶接線の段差部に到達したとき、ブラケットが走行方向上流側に回動してガイドローラが立板の表面に対する圧接状態を保持し得るように構成した。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略直角に配置された被溶接材のうち、一方の被溶接材を走行台車が走行する走行面とする底板と、他方の被溶接材を溶接トーチの案内面とする立板とを溶接する溶接装置であって、
一方の被溶接材の走行面に沿って略直線走行する走行台車と、
前記走行台車に搭載され、該走行台車の走行方向と交差する方向に移動可能に構成された溶接トーチと、
前記溶接トーチの近傍に配置され、該溶接トーチの前記走行台車の走行方向と交差する方向の移動を案内する溶接トーチガイド部材と、
前記溶接トーチよりも前記走行台車の走行方向下流側に配置され、底板と交差する立板の表面に圧接して走行台車の走行を案内する走行ガイド部材と、を有し、
前記走行ガイド部材は、走行台車に回動可能に設けられたブラケットと、該ブラケットに回動可能に配置されたガイドローラとを有し、走行台車の走行に伴って前記ガイドローラが立板のクランク状の溶接線の段差部に到達したとき、前記ブラケットが走行方向上流側に回動することによって、前記ガイドローラが立板の表面に対する圧接状態を保持し得るように構成したことを特徴とする溶接装置。
【請求項２】
前記溶接トーチガイド部材は、前記溶接トーチの近傍に配置されて立板の表面に圧接する圧接ローラを有し、前記走行台車の走行に伴って前記圧接ローラが立板のクランク状の溶接線の段差部に到達したとき、前記圧接ローラが立板の表面に対する圧接状態を保持して前記溶接トーチを該走行台車の走行方向と交差する方向に移動させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載した溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、略直角に配置された被溶接材のうち、一方の被溶接材を走行面とし、他方の被溶接材をトーチの案内面として溶接する溶接装置に関し、特に、クランク状に屈折した段差部を有する溶接線を連続的に隅肉溶接し得るようにした溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
造船や橋梁或いは建物等の構造物を製造する場合、鋼板やステンレス鋼板等からなる被溶接材を略直角に配置し、両者が交差する部位に構成された隅部を隅肉溶接することが行われている。このような溶接は、被溶接材の材質に応じて選択されたプラズマ溶接トーチや炭酸ガス溶接トーチ等の溶接トーチを走行台車に搭載して行うのが一般的である。
【０００３】
略直角に配置した被溶接材に対して隅肉溶接を行う際に有利な溶接装置として、例えば特許文献１に記載された走行台車を利用したものがある。この走行台車は、本体の前後の端部に夫々先端にガイドローラを取り付けた支持アームが略水平に突出して配置されている。そして、各支持アームの本体からの出寸法を調整し、前後のガイドローラのローラトップを結ぶ線を走行台車の車輪の延長線（走行方向）に対し下流側で交叉させるようにしている。
【０００４】
上記の如く構成された走行台車では、該走行台車を走行面となる被溶接材に載置し、前後に配置されたガイドローラを起立した被溶接材の表面に接触させたとき、車輪の延長線がこの被溶接材に対して交叉することとなる。このため、この状態で走行台車を走行させると、走行台車の走行に伴う力の一部によって各ガイドローラが起立した被溶接材の表面に圧接して回転し、この結果、走行台車は該被溶接材に沿った方向に走行する。
【０００５】
一方、図７に示すように、造船や橋梁或いは建物等の構造物を製造する現場では、走行台車の走行面となる底板１に起立させた立板２に切欠き部２ａが存在することがある。この場合、切欠き部２ａに当て板３を沿わせ、立板２と当て板３と底板１を隅肉溶接することが行われるのが一般的である。
【０００６】
上記の如く配置された底板１、立板２、当て板３の隅肉溶接を行う場合、溶接線４は立板２、当て板３の表面に沿った直線部４ａと段差部４ｂとからなるクランク状に屈折した形状となる。このため、直線部４ａに対する溶接は走行台車に搭載した溶接トーチによって行い、段差部４ｂに対する溶接は手溶接によって行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３４００２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の如く、クランク状に屈折した溶接線は特許文献１に記載された溶接装置では連続して溶接することができない。このため、段差部分を含めて連続的に溶接し得るような溶接装置の開発が要求されている。
【０００９】
本発明の目的は、溶接すべき部位がクランク状に屈折した段差部を有する場合であっても、連続して溶接し得るようにした溶接装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明に係る代表的な溶接装置は、略直角に配置された被溶接材のうち、一方の被溶接材を走行台車が走行する走行面とする底板と、他方の被溶接材を溶接トーチの案内面とする立板とを溶接する溶接装置であって、一方の被溶接材の走行面に沿って略直線走行する走行台車と、前記走行台車に搭載され、該走行台車の走行方向と交差する方向に移動可能に構成された溶接トーチと、前記溶接トーチの近傍に配置され、該溶接トーチの前記走行台車の走行方向と交差する方向の移動を案内する溶接トーチガイド部材と、前記溶接トーチよりも前記走行台車の走行方向下流側に配置され、底板と交差する立板の表面に圧接して走行台車の走行を案内する走行ガイド部材と、を有し、前記走行ガイド部材は、走行台車に回動可能に設けられたブラケットと、該ブラケットに回動可能に配置されたガイドローラとを有し、走行台車の走行に伴って前記ガイドローラが立板のクランク状の溶接線の段差部に到達したとき、前記ブラケットが走行方向上流側に回動することによって、前記ガイドローラが立板の表面に対する圧接状態を保持し得るように構成したものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る溶接装置では、溶接部位がクランク状に屈折した段差部を有する場合でも、該段差部を含めて連続して溶接することができる。このため、段差部に対して手溶接をする必要がなく、溶接作業の手間を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施例に係る溶接装置の構成を説明する斜視図である。
【図２】図１の反対側からみた溶接装置の斜視図である。
【図３】溶接装置の正面図である。
【図４】溶接装置の左側面図である。
【図５】溶接装置の平面図である。
【図６】溶接線の段部を通過する際のガイドローラの動きを説明する図である。
【図７】クランク状に屈折した段差部を有する溶接線を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本実施例に係る溶接装置Ａについて説明する。本実施例に係る溶接装置Ａは、前述した図７に示す互いに略直角に配置された底板１と立板２とを隅肉溶接するものである。特に、立板２には切欠き部２ａが形成されており、該切欠き部２ａに当て板３を沿わせて閉塞した状態で、底板１と立板２、当て板３とで形成されたクランク状に屈折した溶接線４を連続して溶接し得るように構成されている。
【００１４】
本実施例に於いて、溶接装置Ａは走行台車１０と、該走行台車１０に搭載された溶接トーチ１１を有している。そして、底板１の表面１ａは溶接装置Ａを構成する走行台車１０の走行面として設定されており、立板２の表面２ｂ及び当て板３の表面３ａを夫々案内面として設定されている。また、立板２及び該立板２の切欠き部２ａを閉塞した当て板３が底板１に対し略直角に配置され、立板２及び当て板３が底板１に当接した部位が溶接線４として設定されている。
【００１５】
溶接線４は、立板２の表面２ｂに沿った直線部４ａと、当て板３の端面に沿って屈折した段差部４ｂと、当て板３の表面３ａに沿った直線部４ａとからなるクランク状に屈折した形状を有している。本実施例に係る溶接装置Ａは、このように段差部４ｂを有するクランク状に屈折した溶接線４を連続して溶接し得るように構成されている。
【００１６】
当て板３は立板２に形成された切欠き部２ａを閉塞すると共に補強する機能を有するものであり、立板２の厚さと略同じ程度の厚さを有する。このような当て板３の厚さは一般的には１６ｍｍ〜２２ｍｍ程度である。
【００１７】
溶接装置Ａを構成する走行台車１０の本体１０ａの内部には図示しない駆動モータや磁石が配置されており、側面には複数の車輪１０ｂが配置されている。従って、駆動モータの回転方向及び回転数を適宜設定して駆動することで、走行台車１０を図１、２に示す矢印ａ方向又は矢印ｂ方向に走行させることが可能である。
【００１８】
走行台車１０の本体１０ａの上面には走行方向に対し直交する方向にリニアガイド１２ａが配置されており、このリニアガイド１２ａにスライドブロック１２が配置されている。このため、スライドブロック１２は走行台車１０の走行方向に対し直交する方向（図１、２に示す矢印ｃ、ｄ方向）に移動可能に構成されている。また、スライドブロック１２は図示しないバネなどの付勢手段によって矢印ｃ方向に付勢されている。
【００１９】
スライドブロック１２には、溶接トーチ１１を保持したトーチホルダー１３、及び溶接トーチ１１の近傍に配置されたトーチガイドローラ１４ｂを設けた溶接トーチガイド部材１４が取り付けられている。トーチホルダー１３は溶接トーチ１１を保持すると共に該溶接トーチ１１を直線的に（溶接トーチ１１の軸心に沿って）移動させるものであり、従来より一般的に利用されているものをそのまま用いることが可能である。
【００２０】
トーチガイド部材１４は、一端がスライドブロック１２に固定され他端が溶接トーチ１１の方向に延長されたアーム１４ａと、該アーム１４ａの他端側に回動可能に配置されたトーチガイドローラ１４ｂと、を有して構成されている。
【００２１】
トーチガイドローラ１４ｂは、溶接トーチ１１の先端位置よりも上方に、且つ平面視でローラトップが溶接トーチ１１の先端１１ａの近傍にあるように配置されている。また、トーチガイドローラ１４ｂは、溶接線４の段差部４ｂの寸法（当て板３の厚さ）よりも大きい半径（好ましくは１．５倍程度かそれ以上）を有している。
【００２２】
このため、走行台車１０の走行に伴ってトーチガイドローラ１４ｂが当て板３と接触する際には、該トーチガイドローラ１４ｂの外周面が天板３の表面３ａと端面３ｂとの角部３ｃに接触する。このとき、トーチガイドローラ１４ｂの半径が当て板３の厚さよりも大きいため、トーチガイドローラ１４ｂの外周面が角部３ｃに対し傾斜した状態で接触することとなり、該トーチガイドローラ１４ｂは角部３ｃを乗り越えることが可能となる。
【００２３】
走行台車１０の本体１０ａの走行方向前後端面（矢印ａ、ｂ方向の端面）には、夫々走行ガイド部材１５が配置されている。このように本実施例に係る溶接装置Ａでは走行方向の上流側と下流側に夫々走行ガイド部材１５が配置されている。この構成は、溶接装置Ａを矢印ａ、ｂ方向の何れに走行させた場合でもクランク状に屈折した溶接線４を溶接し得るようにしたためである。
【００２４】
即ち、本発明に係る溶接装置では、走行ガイド部材１５は走行方向の下流側に配置されていれば良く、該走行ガイド部材１５とトーチガイド部材１４とによって走行台車１０の走行方向を案内することが可能である。従って、以後主として走行方向下流側に配置された走行ガイド部材１５について説明する。
【００２５】
夫々の走行ガイド部材１５は、一端が本体１０ａに取り付けられたステー１５ａと、該ステー１５ａの他端側に図５に示す矢印ｅ、ｆ方向に回動可能に設けられたブラケット１５ｂと、該ブラケット１５ｂに回動可能に配置された一対のガイドローラ１５ｃ、１５ｄと、を有して構成されている。
【００２６】
ガイドローラ１５ｃ、１５ｄは立板２の表面２ｂ、当て板３の表面３ａと接触してトーチガイドローラ１４ｂと共に走行台車１０の走行方向を案内する機能を有する。このため、ガイドローラ１５ｃ、１５ｄの位置は無制限に設定されるものではなく、当て板３の高さ寸法に対応して適宜設定される。
【００２７】
ステー１５ａは走行台車１０の本体１０ａからクランク状に立ち上がり、他端が溶接トーチ１１の先端１１ａよりも上方にあるような形状を有している。そして、他端側には回動軸１５ｅが配置されており、該回動軸１５ｅにブラケット１５ｂが回動可能に取り付けられている。また、ブラケット１５ｂは図示しないバネ等の付勢手段によって走行方向下流側（矢印ｅ方向）に付勢されている。
【００２８】
ブラケット１５ｂに回動可能に配置された一対のガイドローラ１５ｃ、１５ｄは、異なる径を有している。特に、走行方向下流側に配置されたガイドローラ１５ｃは、溶接線４の段差部４ｂの寸法と略等しい半径を有している。また、走行方向上流側に配置されたガイドローラ１５ｄの径は、ガイドローラ１５ｃよりも大きい寸法を有している。しかし、ガイドローラ１５ｄの径は特に限定するものではない。
【００２９】
走行台車Ａの矢印ａ方向への走行に伴って溶接線４の段差部４ｂに対する溶接を行う際には、走行台車Ａの速度を低下させることが好ましい。このため、本実施例では、走行台車Ａの本体１０ａの走行方向前方の端面にリミットスイッチ１７ａを取り付けると共に、スライドブロック１２に於けるリミットスイッチ１７ａと対応する位置にドッグ１７ｂを取り付けている。また、本体１０ａにリミットスイッチ１７ａの信号に基づいて起動するタイマー（図示せず）を設けている。
【００３０】
そして、リミットスイッチ１７ａから信号が生じたとき、駆動モータの回転数を低減させると同時にタイマーを起動させ、該タイマーが設定時間をカウントした後、駆動モータの回転数を上昇させて直線部４ａに対する溶接速度としている。段差部４ｂの寸法は当て板３の板厚と等しいため、該当て板３の板厚が変化したとき、タイマーの設定時間を当て板３の板厚に対応させて設定することが好ましい。
【００３１】
尚、図に於いて、取っ手２０は溶接装置Ａを運搬する際に用いる。また、レバー２１は走行台車１０の本体１０ａに収容した磁石を回動操作するためのものである。
【００３２】
上記の如く構成された溶接装置Ａによって溶接線４を溶接する際の各ローラ１４ｂ、１５ｃ、１５ｄの動作について図６により模式的に説明する。
【００３３】
先ず、同図（ａ）に示すように、トーチガイドローラ１４ｂ、ガイドローラ１５ｃ、１５ｄを夫々図示しない付勢手段によって立板２の表面２ｂに圧接させる。このとき、走行台車１０の走行方向は、矢印ａ方向の延長線が立板２の表面２ｂ又は当て板３の表面３ａとの間に予め設定された角度を保持して交差し得るように設定されている。このため、走行台車１０の走行に伴って各ガイドローラ１４ｂ、１５ｃ、１５ｄが表面２ｂに圧接することで、走行台車１０は表面２ｂに平行に走行する。この過程で溶接トーチ１１による溶接線４ａに対する隅肉溶接が実行される。
【００３４】
同図（ｂ）に示すように、走行台車１０の走行に伴ってガイドローラ１５ｃが当て板３の端面３ｂに当接すると、該ガイドローラ１５ｃの矢印ａ方向への移動が阻止され、ブラケット１５ｂが走行方向上流側（図１の矢印ｆ方向）に回動する。この結果、同図（ｃ）に示すように、ガイドローラ１５ｄは表面２ｂから離隔する。そして、スライドブロック１２は矢印ｄ方向に移動し、この移動に伴ってドック１７ｂがリミットスイッチ１７ａと接触し、駆動モータの回転数の低下、タイマーのカウントが生じる。
【００３５】
引き続く走行台車１０の走行に伴って、同図（ｄ）に示すように、ガイドローラ１５ｃは引きずられるようにして当て板３の角部３ｃを乗り越え、表面３ａに接触して移動を継続する。このとき、タイマーの設定時間が経過し、走行台車１０は予め設定された直線部４ａに対する溶接速度に上昇して溶接作業を継続する。また、トーチガイドローラ１４ｂは当て板３の角部３ｃに接触する。
【００３６】
そして、トーチガイドローラ１４ｂの半径が当て板３の厚さ（溶接線４の段差部３ｂの寸法）よりも大きいため、トーチガイドローラ１４ｂの矢印ａ方向への移動が阻止されることがなく、同図（ｅ）に示すように、該角部３ｃを乗り越えて表面３ａに接触して移動を継続する。特に、トーチガイドローラ１４ｂが当て板３の角部３ｃを乗り越える過程で、スライドブロック１２に溶接トーチガイド部材１４と溶接トーチ１１が取り付けられていることにより、トーチガイドローラ１４ｂが矢印ｄ方向に移動するのに伴って、溶接トーチ１１及びスライドブロック１２も矢印ｄ方向に移動する。そして、溶接トーチ１１の矢印ｄ方向への移動過程で、溶接線４の段差部４ｂに対する隅肉溶接を実行することが可能である。
【００３７】
トーチガイドローラ１４ｂが当て板３の角部３ｃを乗り越えた後、該トーチガイドローラ１４ｂ及びガイドローラ１５ｃが当て板３の表面３ａに接触することで、走行台車１０の走行に伴って溶接線４ａに対する隅肉溶接を継続することが可能である。
【００３８】
本実施例では走行台車１０が矢印ａ方向に走行する過程で溶接線４に対する隅肉溶接を実行したが、溶接線４が図７と勝手違いに設定されている場合、走行台車１０を矢印ｂ方向に走行させて隅肉溶接を実行することが可能であることは当然である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明に係る溶接装置Ａは、目的の溶接線に段差部が形成されているような場合に利用して有利である。
【符号の説明】
【００４０】
Ａ                  溶接装置
１                  底板
１ａ、２ｂ、３ａ    表面
２                  立板
２ａ                切欠き部
３                  当て板
３ｂ                端面
３ｃ                角部
４                  溶接線
４ａ                直線部
４ｂ                段差部
１０                走行台車
１０ａ              本体
１０ｂ              車輪
１１                溶接トーチ
１１ａ              先端
１２                スライドブロック
１２ａ              リニアガイド
１３                トーチホルダー
１４                溶接トーチガイド部材
１４ａ              アーム
１４ｂ              トーチガイドローラ
１５                走行ガイド部材
１５ａ              ステー
１５ｂ              ブラケット
１５ｃ、１５ｄ      ガイドローラ
１５ｅ              回動軸
１７ａ              リミットスイッチ
１７ｂ              ドッグ
２０                取っ手
２１                レバー
【図１】
2020146710.tif 000003
【図２】
2020146710.tif 000004
【図３】
2020146710.tif 000005
【図４】
2020146710.tif 000006
【図５】
2020146710.tif 000007
【図６】
2020146710.tif 000008
【図７】
2020146710.tif 000009