(57)【要約】【課題】            溶接終了後、迅速に且つ確実に裏当部材を下降させることができる片面溶接装置の裏当装置を提供する。【解決手段】          開閉弁４４を開にし、電磁弁４６ａを開にし、更に、電磁弁４３ａ〜４３ｃを開にして、エアホース１５ａ〜１５ｃに圧縮空気源４９から圧縮空気を供給する。これにより、エアホースが膨らみ、フラックス裏当部材２１が被溶接鋼板１，２の開先下面に押しつけられ、溶接時の溶融金属の垂れ落ちが防止される。そして、溶接終了後、電磁弁４３ａ〜４３ｃを閉にし、その後、電磁弁４２ａ〜４２ｃを開にし、エアホース１５ａ〜１５ｃを排気ブロア４８に接続する。これにより、エアホース１５ａ〜１５ｃの内部が強制排気され、エアホース１５ａ〜１５ｃが萎んで、裏当部材２１がその全域で下降する。このように、エアホース内を強制排気するので、裏当部材２１を確実に且つ迅速に下降させることができる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
片面溶接装置に搬送されてきた被溶接鋼板同士の溶接線の下方に配置され、前記被溶接鋼板の開先下面に接触して溶接金属の垂れ落ちを防止する裏当部材と、支持部と前記裏当部材との間に介在し圧縮空気により膨張して前記裏当部材を上昇させ前記被溶接鋼板の開先下面に前記裏当部材を押しつけるエアホースと、圧縮空気源と、排気ブロアと、前記エアホースと前記圧縮空気源及び前記排気ブロアとを接続する配管と、前記配管に介装され前記エアホースと前記圧縮空気源又は前記排気ブロアとを選択的に接続する弁手段と、を有することを特徴とする片面溶接装置の裏当装置。
【請求項２】
前記裏当部材は、長尺のトラフ内にフラックスを貯留したフラックス裏当部材であることを特徴とする請求項１に記載の片面溶接装置の裏当装置。
【請求項３】
前記裏当部材は、長尺の銅板を備え、その銅板の上にフラックスを散布した銅板裏当部材であることを特徴とする請求項１に記載の片面溶接装置の裏当装置。
【請求項４】
前記裏当部材は、長尺のトラフ内にフラックスを貯留したフラックス裏当部材と、長尺の銅板を備え、その銅板の上にフラックスを散布した銅板裏当部材とが並列的に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の片面溶接装置の裏当装置。
【請求項５】
前記配管は、フラックス裏当部材用及び銅板裏当部材用の全てのものが、１個の夫々前記圧縮空気源及び前記排気ブロアから分岐して接続されていることを特徴とする請求項４に記載の片面溶接装置の裏当装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺のトラフ内にフラックスを貯留したフラックス裏当部材及び／又は長尺の銅板を設けた銅板裏当部材を備えた裏当装置と、前記裏当部材に沿って走行する溶接機とを備えた片面溶接装置において、前記裏当部材の昇降を改良した片面溶接装置の裏当装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
片面溶接装置の裏当装置においては、フラックス裏当部材及び銅板裏当部材又はその一方が設けられており、この裏当装置の上に、被溶接鋼板が仮付けされたパネルが搬送され、この被溶接鋼板の対向する側縁の間の溶接線に沿って溶接機が走行し、この溶接線をアーク溶接するようになっている。この被溶接鋼板の対向する側縁には開先形状が形成されており、この開先においては、溶接線方向の複数箇所が仮付け溶接されている。溶接機ビームは裏当部材と平行に配置されており、裏当部材の長手方向に直交する方向に移動することにより、溶接機ビームに支持された溶接機を裏当部材の上方に位置させることができるようになっている。そして、溶接機を溶接機ビーム上で走行させることにより、溶接機に設置されたトーチを溶接線に沿って移動させることができ、これにより、トーチから送出された溶接ワイヤと被溶接鋼板との間でアークを形成し、溶接線を溶接することができる。
【０００３】
裏当装置においては、通常、長尺のトラフ内にフラックスを貯留したフラックス裏当部材及び長尺の銅板を備えこの銅板の上にフラックスを散布した銅板裏当部材の双方が相互に平行に配置されている。これらの裏当装置は、継手形状又は溶接対象板厚等に応じて選択されて使用される。
【０００４】
この裏当装置において、いずれの裏当部材も溶接線の全長にわたり、裏当部材を被溶接鋼板の開先裏面に均一に押し当てるために、エアホースに圧縮空気を供給したときのエアホースの膨張力を利用している。即ち、裏当部材の下方に配置したエアホースに圧縮空気を供給することにより、エアホースを膨らませ、この膨張により裏当部材をその上方の被溶接鋼板に押しつけ、この状態で溶接を実施し、溶接が終了した後、エアホースの空気を抜いて、裏当部材を下降させる。エアホースは、溶接線の全長にわたって押し上げ力を均一にできること、押し上げ力は、圧縮空気の圧力を調節することにより、容易に制御することができること、構造が簡素で低廉であること等の理由により、裏当部材の昇降に一般的に使用されている。
【０００５】
特に、銅板裏当部材は、裏当フラックスを支えるために銅板を使用する。この銅板には、同一板厚の被溶接鋼板同士を溶接するために上面が平らなもの（平銅板）と、同一板厚の被溶接鋼板同士と板厚が異なる被溶接鋼板同士との双方を溶接できるようにするために上面が盛り上がった形状のもの（兼用銅板）との２種類がある。平銅板に比べて兼用銅板は幅及び厚さ共、大きく重量がある。これらの銅板を被溶接鋼板の開先部下面に押し当てるために、銅板の下に２本のエアホースを置き、このエアホースに空気を注入する。溶接後はエアホース内を大気圧に解放して銅板を下げる。
【０００６】
また、フラックス裏当部材は、断面がＵ字形をしたトラフ内に下敷きフラックスと、その上の裏当フラックスとを２層に装入し、トラフを被溶接鋼板の開先部下面に押し当てる。そして、トラフを昇降させるために２本のエアホースを使用し、トラフ内の裏当フラックスを被溶接鋼板の下面に押し当てるために、１本のエアホースを使用する。
【０００７】
エアホースによる裏当部材の押し上げには、０．１ＭＰａ以下の圧力の空気をエアホース内に供給することにより行う。
【０００８】
このようなエアホースを使用して裏当部材を被溶接鋼板の下面に押し当てる裏当装置が、特許文献１乃至３に記載されている。
【０００９】
【特許文献１】実公昭５１−６５１８号公報
【特許文献２】実公昭５１−８０３１号公報
【特許文献３】実公昭５３−９６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述の従来技術においては、裏当部材を被溶接鋼板に押し当てるためにエアホースを膨張させるときには、０．１ＭＰａ以下程度の圧力の空気をエアホースに供給するが、裏当部材を下げるためには、エアホース内を大気圧に解放して、内部の空気を抜くことにより行っている。このため、エアホース上に比較的重い兼用銅板が載っている場合は空気の抜けに問題はないが、重量が軽い平銅板裏当部材及びフラックス裏当部材の場合には、エアホース内の空気が抜けにくく、裏当部材の下降に時間がかかるという問題点がある。
【００１１】
また、溶接線長が２５乃至３０ｍと長くなってくると、裏当部材の重量に拘わらず、下降時間が長くなり、作業に支障が生じる。このエアホースの膨張による昇降ストロークは、２０乃至３０ｍｍと小さいために、下降時に空気を抜いても、溶接線の全域で裏当部材が下降したか否かの見極めが難しい。まして、溶接線が３０ｍを超えるような極めて長いものになると、溶接線の全域で裏当部材が下降したか否かは、１箇所で観察しても到底わからず、溶接線の全域を実際に目視で観察しないと判断することができない。
【００１２】
このため、エアホースの内部を大気に解放しても、裏当部材の全体が完全に下がらずに、途中で停止していることがある。そうすると、溶接時の裏当に使用されて固化したフラックスを除去する作業の際、及び新しいフラックスを裏当部材上に散布する作業の際等に、支障が生じる。
【００１３】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、溶接終了後、迅速に且つ確実に裏当部材を下降させることができる片面溶接装置の裏当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】
【００１４】
本発明に係る片面溶接装置の裏当装置は、片面溶接装置に搬送されてきた被溶接鋼板同士の溶接線の下方に配置され、前記被溶接鋼板の開先下面に接触して溶接金属の垂れ落ちを防止する裏当部材と、支持部と前記裏当部材との間に介在し圧縮空気により膨張して前記裏当部材を上昇させ前記被溶接鋼板の開先下面に前記裏当部材を押しつけるエアホースと、圧縮空気源と、排気ブロアと、前記エアホースと前記圧縮空気源及び前記排気ブロアとを接続する配管と、前記配管に介装され前記エアホースと前記圧縮空気源又は前記排気ブロアとを選択的に接続する弁手段と、を有することを特徴とする。
【００１５】
この片面溶接装置の裏当装置において、前記裏当部材は、長尺のトラフ内にフラックスを貯留したフラックス裏当部材であるか、又は、長尺の銅板を備え、その銅板の上にフラックスを散布した銅板裏当部材であるか、これらのフラックス裏当部材と、銅板裏当部材とが並列的に設けられているものである。そして、フラックス裏当部材と、銅板裏当部材とを並列的に設けた場合には、前記配管は、フラックス裏当部材用及び銅板裏当部材用の全てのものが、１個の夫々前記圧縮空気源及び前記排気ブロアから分岐して接続されているように構成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、溶接終了後、エアホース内を強制排気するので、迅速かつ確実にエアホースを萎ませて、裏当部材を下降させることができる。よって、確認作業が不要になる等、溶接作業の煩雑さが著しく軽減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施形態の片面溶接装置の裏当装置の空気配管を示す図、図２は裏当装置を示す断面図、図３は裏当装置を含む片面溶接装置の全体を示す斜視図である。図３に示すように、裏当装置２０は、フラックス裏当部材２１と銅板裏当部材２２とが並行に設けられた２列の裏当部材を備えている。このフラックス裏当部材２１と銅板裏当部材２２とは、溶接方法及び溶接対象鋼種等により、いずれかが選択的に使用される。そして、これらのフラックス裏当部材２１と銅板裏当部材２２との間には、磁気吸着部材２９が複数個１列になって配置されており、裏当装置の上に供給されたパネルを磁力により吸引して、浮き上がらないように固定することができるようになっている。各磁気吸着部材２９の近傍には、ローラ１０がその回転軸を裏当部材２１，２２の長手方向に垂直にして配置されており、その上に搬送されてくるパネルの被溶接鋼板１，２（図２参照）の下面に転動して、この被溶接鋼板１，２を支持するようになっている。また、２列のフラックス裏当部材２１と銅板裏当部材２２の外側には、夫々ローラ２３，２４がその回転軸を裏当部材２１，２２の長手方向に直交させて設置されている。このローラ２３，２４は夫々モータ２５，２６により回転駆動されて、パネルを裏当部材２１，２２の長手方向に移動させることができる。更に、隣接するローラ２３間及び隣接するローラ２４間には、夫々磁気吸着部材２７，２８が配置されており、磁気吸着部材２９と同様にパネルを磁力により吸引固定するようになっている。
【００１８】
ローラ装置３０は複数個のローラ３１が裏当部材２１，２２の長手方向（パネル搬送方向）に沿って配置されている。各ローラ３１はその回転軸が裏当部材２１，２２の長手方向に直交するように配置されており、モータ３２により回転駆動されて、パネルを裏当部材２１，２２の長手方向に移動させることができる。
【００１９】
図２は裏当部材２１，２２の長手方向に直交する方向の断面図である。フラックス裏当部材２１、銅板裏当部材２２，磁気吸着部材２９及びローラ２３，２４は、１台の台車１４上に搭載されており、このような台車１４が複数台配置されていて、複数の溶接線の下方に裏当部材（フラックス裏当部材２１又は銅板裏当部材２２）を配置して、複数個の溶接機により、複数の溶接線を同時に溶接できるようになっている。
【００２０】
図２は、フラックス裏当部材２１を使用して溶接する場合のものであり、これらの裏当装置の上に、被溶接鋼板１，２を仮付けしたパネルが搬送されてくる。被溶接鋼板１，２の側縁部は相互に突き合わされ、突き合わせ端部に開先が形成されて、図１の紙面に垂直に延びる溶接線３が形成されている。開先部は仮付け溶接され、溶接線に沿って複数個の仮付け部が点在している。パネルは、この溶接線３がフラックス裏当装置２１の上に位置するように搬送される。そして、この溶接線３の上に、溶接機（図示せず）が配置され、溶接機が溶接機ビーム（図示せず）上を溶接線３に沿って走行するようになっている。そして、溶接機からは、トーチ４が下方に向けて延び、その先端が溶接線３の直上に位置するようになっている。このトーチ４から溶接ワイヤ５が開先に向けて送出され、溶接ワイヤ５と被溶接鋼板１，２との間に溶接電源６から電圧を印加することにより、アークが形成され、溶接が実施される。
【００２１】
台車１４上に搭載されたフラックス裏当部材２１は、そのトラフの中にフラックスを散布して貯留するようになっており、このフラックスを開先下面に押し当てることにより、溶接時の溶融金属の垂れ落ちを防止する。そして、このフラックス裏当部材２１には、その下部にエアホース１５が配置されており、このエアホース１５に圧縮空気を供給することにより、このエアホース１５が膨らんで、その上のフラックス裏当装置２１を上方の被溶接鋼板１，２の開先部下面に押圧するようになっている。一方、銅板裏当装置２２においても、エアホース１５が配置されており、同様に、エアホース１５に圧縮空気を供給すれば、このエアホース１５が膨らみ、銅板裏当装置２２が被溶接鋼板１，２の下面に押圧されるようになっている。これらのフラックス裏当装置２１及び銅板裏当装置２２の下方には、使用後のフラックス等の回収部材１６が配置されている。
【００２２】
なお、これらのフラックス裏当部材２１，磁気吸着部材２９及び銅板裏当部材２２は台車１７上に搭載されており、この台車１７は台車１上を裏当部材の長手方向に垂直の方向に走行することができる。従って、フラックス裏当部材２１，磁気吸着部材２９及び銅板裏当部材２２は、台車１７が移動することにより、その位置を微調整することができるようになっている。
【００２３】
そして、磁気吸着部材２９においては、その基台１３が台車１７上に設置されており、この基台１３上に支持部１８が固定され、この支持部１８上に磁気吸着部材２９が固定されている。この磁気吸着部材２９は、電磁マグネットをもち、この電磁マグネットに通電することにより、磁気吸着部材２９はその上方のパネル、即ち被溶接鋼板１，２を吸着し、被溶接鋼板１，２を拘束するようになっている。これにより、裏当部材が被溶接鋼板の開先部下面に押しつけられて、被溶接鋼板に上方への力が作用しても、被溶接鋼板が浮き上がらないようになっている。また、磁気吸着部材２９により被溶接鋼板を吸着固定することにより、鋼板の曲がりを矯正し、溶接中の歪みによる鋼板の曲がり及び移動を防止することもできる。
【００２４】
このような磁気吸着部材２９がフラックス裏当部材２１と銅板裏当部材２２との中間に配置され、複数個の磁気吸着部材２９が裏当部材の長手方向に配列されている。また、裏当部材２１，２２の外側に配置されたローラ２３，２４の近傍にも、磁気吸着部材２９と同様の構成の複数個の磁気吸着部材２７，２８が配置されている。
【００２５】
フラックス裏当部材２１のエアホース１５には、裏当部材２１のフラックスを貯留するトラフを昇降させるための２個のエアホース１５ａ、１５ｂと、トラフ内の裏当フラックスを被溶接鋼板１，２の下面に押し当てるためのエアホース１５ｃとが設けられている。一方、銅板裏当装置２２のエアホース１５には、銅板を被溶接鋼板１，２の下面に押し当てるために銅板を昇降するための２個のエアホース１５ｄ、１５ｅが設けられている。これらのエアホース１５ａ〜１５ｅには、図１に示す空気配管により、圧縮空気が供給されるようになっている。なお、図１に示すエアホース１５ｆは使用済みの裏当フラックスを回収するため、少しだけ押し上げるために使用されるエアホースである。また、図１の配管は図２の裏当装置を５機備えた片面溶接装置についてのものであり、１号機の配管系統を示しているが、他の４機も同様の構成を有する。
【００２６】
図１に示すように、工場の圧縮空気源４９からの配管には、開閉弁４４及びフィルタレギュレータ４５が介装されており、このフィルタレギュレータ４５の下流側で、配管は１号機〜５号機用の配管に分岐している。そして、１号機用の配管から、エアホース１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ用の配管が更に分岐し、これらのエアホース１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ用の配管には、夫々電磁弁４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅと、圧力レギュレータ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｅとが介装されている。また、この１号機用の配管にはエアホース１５ｆが電磁弁４２ｇ及び圧力レギュレータ５０ｆを介して接続されている。また、電磁弁４３ａ〜４３ｃ及びレギュレータ５０ａ〜５０ｃはフラックス裏当部材２１用のコントロールパネル４７ａに設けられ、電磁弁４３ｄ，４３ｅ及びレギュレータ５０ｄ，５０ｅは銅板裏当部材２２用のコントロールパネル４７ｂに設けられている。
【００２７】
また、エアホース１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆの各圧縮空気供給用配管は、更に、排気ブロア４８にも接続されており、この排気ブロア４８に接続された配管には、夫々エアホース１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ用の電磁弁４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆが介装されている。
【００２８】
圧縮空気源４９に接続された配管から分岐した１号機用配管、２号機用配管、３号機用配管、４号機用配管及び５号機用配管には、夫々電磁弁４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ、４６ｅが介装されている。
【００２９】
次に、上述の如く構成された片面溶接装置の裏当装置の動作について説明する。被溶接鋼板１，２が仮付けされたパネルが裏当装置の配設位置に搬送されてくると、台車１４，１７を移動させてパネルの溶接線３の下方に例えばフラックス裏当部材２１を位置させる。又は、パネルをその溶接線３がフラックス裏当部材２１の直上になるように、裏当装置上に搬送してくる。この片面溶接装置に裏当装置が５機ある場合には、各裏当装置について、その例えばフラックス裏当部材を溶接線３の位置に合わせる。
【００３０】
そして、開閉弁４４を開にし、電磁弁４６ａを開にし、更に、電磁弁４３ａ、４３ｂ、４３ｃを開にして、エアホース１５ａ、１５ｂ、１５ｃに圧縮空気源４９から圧縮空気を供給する。これにより、エアホース１５ａ、１５ｂ、１５ｃが膨らみ、フラックス裏当部材２１が被溶接鋼板１，２の開先下面に押しつけられる。そして、溶接トーチ４から送出される溶接ワイヤ５と被溶接鋼板１，２との間に溶接電源６から電圧を印加すると、溶接ワイヤ４と被溶接鋼板１，２の開先との間にアークが形成され、溶接機を溶接線に沿って移動させることにより、アークが溶接線に沿って移動し、開先において、アーク熱により被溶接鋼板１，２及び溶接ワイヤ５が溶融して、溶接がなされる。
【００３１】
溶接終了後、電磁弁４３ａ〜４３ｃを閉にし、その後、電磁弁４２ａ、４２ｂ、４２ｃを開にし、エアホース１５ａ、１５ｂ、１５ｃを排気ブロア４８に接続する。これにより、エアホース１５ａ、１５ｂ、１５ｃの内部が強制排気され、エアホース１５ａ、１５ｂ、１５ｃが萎んで、裏当部材２１がその全域で下降する。このように、エアホース内を強制排気するので、裏当部材２１を確実に且つ迅速に下降させることができる。
【００３２】
銅板裏当部材２２を使用する場合も、同様に、電磁弁４３ｄ，４３ｅの開により圧縮空気源４９から圧縮空気をｅａホース１５ｄ、１５ｅに供給して、裏当部材２２を上昇させて被溶接鋼板１，２の開先下面に押しつけ、溶接終了後は、電磁弁４３ｄ，４３ｅを閉にすると共に、電磁弁４２ｄ、４２ｅを開にして、エアホース１５ｄ，１５ｅ内をブロア４８により強制排気する。これにより、裏当部材２２を確実に且つ迅速に下降させることができる。
【００３３】
このため、裏当部材が下降したか否かを確認する作業が不要であり、更に、一層溶接作業を迅速化することができる。なお、ブロア４８は各エアホースに個別に接続しても、また集中配管した後、その集中配管に接続しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る片面溶接装置の裏当装置の配管系統を示す図である。を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る片面溶接装置の裏当装置を示す断面図である。
【図３】片面溶接装置の全体を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１，２：被溶接鋼板
３：溶接線
４：トーチ
５：溶接ワイヤ
６：溶接電源
１４，１７：台車
１５，１５ａ〜１５ｅ：エアホース
２１：フラックス裏当部材
２２：銅板裏当部材
２９：磁気吸着部材
４８：排気ブロア
４９：圧縮空気源
【図１】
2006305613.tif 000003
【図２】
2006305613.tif 000004
【図３】
2006305613.tif 000005