(57)【要約】【課題】グレーチングの枠材溶接を両面同時に効率的かつ短時間で行うことができ、グレーチングに反りが生じてしまうことがないグレーチングの枠材溶接装置を提供する。【解決手段】本発明のグレーチングの枠材溶接装置１は、両側に枠材５４がそれぞれ仮固定されたグレーチング５０を起立させた状態で両側から挟持可能な一対のグレーチング挟持手段２，３と、一対のグレーチング挟持手段２，３に沿ってそれぞれ昇降可能に設けられグレーチング挟持手段２，３により挟持されたグレーチング５０を表裏からそれぞれ溶接するための一対の溶接トーチ４，５を備えた溶接トーチ移動体６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂとを有している。グレーチング５０の表裏両面側から４点の溶接点を同時に溶接するため、グレーチングの枠材溶接を効率的かつ短時間で行うことができると共に、グレーチングに反りが生じることがない。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側に枠材がそれぞれ仮固定されたグレーチングを起立させた状態で挟持可能な一対のグレーチング挟持手段と、該一対のグレーチング挟持手段に沿ってそれぞれ昇降可能に設けられ前記グレーチング挟持手段により挟持されたグレーチングを表裏からそれぞれ溶接するための一対の溶接トーチを備えた溶接トーチ移動体とを有していることを特徴とするグレーチングの枠材溶接装置。
【請求項２】
前記溶接トーチ移動体は、昇降部と該昇降部に対して相対的に上下動可能に設けられ前記溶接トーチおよび位置決め手段を備えた上下移動体を有している請求項１に記載のグレーチングの枠材溶接装置。
【請求項３】
前記グレーチングの枠材溶接装置は、溶接前後のグレーチングをそれぞれ搬送するためのグレーチング搬送機構内に配されている請求項１または２に記載のグレーチングの枠材溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はグレーチングの枠材溶接装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
道路の排水路に掛け渡す溝蓋などとして使用されるグレーチングは、例えば図１０または図１１に示すように、複数の長尺状の縦材５１および横材５２からなる格子体５３の両側にそれぞれ枠材５４を圧接して仮固定した後、横材５２と枠材５４との交点（圧接点）５５を溶接して形成されている。また、縦材がなく複数の横材と枠材とから構成されたグレーチングも存在し、そのような横材と枠材との交点（圧接点）を順次自動的に溶接してグレーチング５０を完成させる装置として、例えば特公平６−６１６１７号公報のグレーチングの枠材溶接装置が提案されている。
【０００３】
しかし、上記グレーチングの枠材溶接装置は、圧接し仮固定した溶接前のグレーチングを装置内に水平方向に載置し、その上方から順次水平方向に向かって交点を溶接するものであり、表側の溶接が終了すると裏返して裏側を溶接するものであった。そのため、表側からの溶接に際してその溶接熱によってグレーチングに反りが生じてしまうことがあり裏側を溶接する際に支障となることが多かった。また、片面ずつ溶接するため非効率的でその分溶接時間を要した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平６−６１６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の課題は、グレーチングの枠材溶接を両面同時に効率的かつ短時間で行うことができ、グレーチングに反りが生じてしまうことがないグレーチングの枠材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】
【０００６】
上記課題を解決するものは、両側に枠材がそれぞれ仮固定されたグレーチングを起立させた状態で挟持可能な一対のグレーチング挟持手段と、該一対のグレーチング挟持手段に沿ってそれぞれ昇降可能に設けられ前記グレーチング挟持手段により挟持されたグレーチングを表裏からそれぞれ溶接するための一対の溶接トーチを備えた溶接トーチ移動体とを有していることを特徴とするグレーチングの枠材溶接装置である。
【０００７】
前記溶接トーチ移動体は、昇降部と該昇降部に対して相対的に上下動可能に設けられ前記溶接トーチおよび位置決め手段を備えた上下移動体を有していることが好ましい。  前記グレーチングの枠材溶接装置は、溶接前後のグレーチングをそれぞれ搬送するためのグレーチング搬送機構内に配されていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載した発明によれば、グレーチングの枠材溶接を両面同時に効率的かつ短時間で行うことができ、グレーチングに反りが生じてしまうことがない。
請求項２に記載した発明によれば、上記請求項の効果に加え、的確な位置に順次溶接することができる。
請求項３に記載した発明によれば、上記請求項の効果に加え、より効率的かつより短時間でグレーチングの枠材溶接を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のグレーチングの枠材溶接装置の一実施例の正面図である。
【図２】図１に示したグレーチングの枠材溶接装置の平面図である。
【図３】図１に示したグレーチングの枠材溶接装置のトーチ移動体付近の拡大平面概略図である。
【図４】図１に示したグレーチングの枠材溶接装置のトーチ移動体における位置決め部材の作用を説明するための説明図である。
【図５】図１に示したグレーチングの枠材溶接装置におけるグレーチング挟持手段の開閉機構を説明するための説明図である。
【図６】図１に示したグレーチングの枠材溶接装置におけるグレーチング挟持手段の開閉機構を説明するための説明図である。
【図７】図１に示したグレーチングの枠材溶接装置の作用を説明するための正面図である。
【図８】図１に示したグレーチングの枠材溶接装置へグレーチングを搬送するためのグレーチング搬送機構を説明するための右側面図である。
【図９】図１に示したグレーチングの枠材溶接装置へグレーチングを搬送するためのグレーチング搬送機構を説明するための拡大正面図である。
【図１０】本発明のグレーチングの枠材溶接装置にて溶接されるグレーチングの一実施例の構成を説明するための斜視図である。
【図１１】本発明のグレーチングの枠材溶接装置にて溶接されるグレーチングの一実施例の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明では、両側に枠材５４がそれぞれ仮固定されたグレーチング５０を起立させた状態で、グレーチング５０の表裏両面側から４点の溶接点を同時に溶接することにより、グレーチングの枠材溶接を効率的かつ短時間で行うことができると共に、グレーチングに反りが生じてしまうことがないグレーチングの枠材溶接装置１を実現した。
【実施例１】
【００１１】
本発明のグレーチングの枠材溶接装置を図１ないし図９に示した一実施例を用いて説明する。
この実施例のグレーチングの枠材溶接装置１は、図３または図７に示すように、両側に枠材５４がそれぞれ仮固定されたグレーチング５０を起立させた状態で両側から挟持可能な一対のグレーチング挟持手段２，３と、一対のグレーチング挟持手段２，３に沿ってそれぞれ昇降可能に設けられグレーチング挟持手段２，３により挟持されたグレーチング５０を表裏からそれぞれ溶接するための一対の溶接トーチ４，５を備えた溶接トーチ移動体６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂを有している。以下、各構成について順次詳述する。
【００１２】
グレーチング挟持手段２，３は、図７に示すように、両側に枠材５４がそれぞれ仮固定されたグレーチング５０を起立させた状態で両側から挟持するためのものである。
【００１３】
グレーチング挟持手段２，３は、図１または図３に示すように、垂直方向に立設された長尺状の挟持バー８と、挟持バー８を前後から支持する支柱９ａ，９ｂとからそれぞれ構成されている。支柱９ａ，９ｂの上部と下部にはそれぞれ孔が設けられ、挟持バー８にもそれらの孔と対応する位置に孔が設けられている。上部の孔には、上部ピン１０が挿入されており、下部の孔には孔径より小さな径の下部ピン１１が挿入されている。
【００１４】
そして、挟持バー８は上部ピン１０を支点として、下部ピン１１と下部の孔との径差分だけ揺動可能となるように支柱９ａ，９ｂに支持されている。これにより、両側の枠材５４が平行でないようなグレーチングでも挟持バー８が密着して確実に挟持できるように構成されている。なお、この実施例では、両側の挟持バー８とも支柱９ａ，９ｂに揺動可能に支持されているが、片側の挟持バー８のみ揺動可能に支持されていてもよい。
【００１５】
グレーチング挟持手段２，３は、図１または図２に示すように、開閉用移動台１２，１３上にそれぞれ配されており、これら開閉用移動台１２，１３が開閉用レール１４に沿って矢印方向にそれぞれ移動することにより、溶接に先立ってグレーチング挟持手段２，３はグレーチング５０を挟持し、溶接後にはグレーチング５０から両側に向かって離れるように構成されている。
【００１６】
開閉用移動台１２，１３は、図２または図５に示すように、ボール左ネジ１５ａ，ボール右ネジ１５ｂによりそれぞれ同量づつ移動するように構成されており、具体的には、左右ネジ用スプロケット１６とモータースプロケット１７にチェーン１８が掛装され、モーターを正逆駆動させることにより、開閉用移動台１２，１３がそれぞれ内側、或いは外側に向かって移動するように構成されている。
【００１７】
チェーン１８には、図５に示すように、第１テンションスプロケット１９がスプリング２０の引張力により押し当てられてチェーン１８のテンションが維持されている。第１テンションスプロケット１９は第２テンションスプロケット２１と共に回動部材２２に取り付けられており、回動部材２２は回動用ピン２３に回動可能に保持されている。
【００１８】
そして、開閉用移動台１２，１３がそれぞれ閉じる方向（内側）に移動し、グレーチング挟持手段２，３がグレーチング５０を挟持すると、開閉用移動台１２，１３が停止し、ボール左ネジ１５ａ，ボール右ネジ１５ｂも停止する。しかし、モーターはなお回転しようとするため、図６に示すように、スプリング２０の引張力に抗して回動部材２２は矢印方向に回転する。この時、センサ２４が回動部材２２の先端部を検知してモーターが停止されるように制御されている。このスプリング２０の強弱を調整することにより、開閉用移動台１２，１３上に配されたグレーチング挟持手段２，３によりグレーチング５０を挟む力を調整することができる。
【００１９】
溶接トーチ移動体６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂは、溶接に際して溶接トーチ４，５を順次上方に向かって移動させるためのものであり、図３に示すように、グレーチング挟持手段２（図３中左側のグレーチング挟持手段）の前後に溶接トーチ移動体６ａ，６ｂがそれぞれ設けられ、グレーチング挟持手段３（図３中左側のグレーチング挟持手段）の前後にそれぞれ設けられている。
【００２０】
具体的には、溶接トーチ移動体６ａは、グレーチング挟持手段２の前側（正面側であって図３中左下）に設けられており、グレーチング５０の一端（図３中左端）において枠材５４と横材との交点を表側（正面側）から溶接できるように溶接トーチ４を備えている。他方、溶接トーチ移動体６ｂは、グレーチング挟持手段２の後側（背面側であって図３中左上）に設けられており、グレーチング５０の一端（図３中左端）において枠材５４と横材５２との交点を裏側（背面側）から溶接できるように溶接トーチ５を備えている。これにより、グレーチング挟持手段２に設けられた溶接トーチ移動体６ａ，６ｂは、グレーチング５０を表裏からそれぞれ溶接するための一対の溶接トーチ４，５を備えるように構成されている。
【００２１】
同様にして、溶接トーチ移動体７ａは、グレーチング挟持手段３の前側（正面側であって図３中右下）に設けられており、グレーチング５０の他端（図３中右端）において枠材５４と横材との交点を表側（正面側）から溶接できるように溶接トーチ４を備えている。他方、溶接トーチ移動体７ｂは、グレーチング挟持手段３の後側（背面側であって図３中右上）に設けられており、グレーチング５０の一端（図３中右端）において枠材５４と横材５２との交点を裏側（背面側）から溶接できるように溶接トーチ５を備えている。これにより、グレーチング挟持手段３に設けられた溶接トーチ移動体７ａ，７ｂは、グレーチング５０を表裏からそれぞれ溶接するための一対の溶接トーチ４，５を備えるように構成されている。
【００２２】
このように、溶接トーチ移動体６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂは、グレーチング挟持手段２，３の前後にそれぞれ設けられており、グレーチング５０の表側の両側で２点、裏側の両側で２点、計４点で同時に溶接できるため、グレーチングの枠材溶接を両面同時に効率的かつ短時間で行うことができ、グレーチングに反りが生じてしまうこともない。
【００２３】
溶接トーチ移動体６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂは、グレーチング挟持手段２，３の両側にそれぞれ設けられた昇降部２５によってグレーチング挟持手段に沿って昇降可能に構成されている。昇降部２５は、図１または図３に示すように、ボールねじ２６とサーボモータ２７の作用によりリニアレール２８に沿って昇降可能に構成されている。
【００２４】
溶接トーチ移動体６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂは、図３に示すように、昇降部２５に対して相対的に上下動可能に設けられ、溶接トーチ４，５および位置決め手段２９を備えた上下移動体３０を有している。溶接トーチ移動体６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂは前述したように溶接トーチ４，５を備えているが、具体的には、この上下移動体３０が溶接トーチ４，５を備えている。この上下移動体３０は、垂直方向に延在するリニアレール３１に沿って少量、上下動可能に構成されているが、通常状態では最下位置で昇降部２５に保持されている。
【００２５】
また、上下移動体３０は、水平方向に延在するレール３２に沿ってエアシリンダー（図示せず）により前後に移動可能に構成されている。この前後動により溶接に際して溶接トーチ４，５および位置決め手段２９を必要な位置までグレーチング５０に近接させることができ、溶接後はグレーチング５０から離れる方向に溶接トーチ４，５および位置決め手段２９を移動させることができる。
【００２６】
位置決め手段２９は、溶接トーチ４，５を枠材５４と横材５２との溶接点に的確に位置させるためのものであり、図４に示すように、水平方向に延在した支持バー３３と、支持バー３３の下方に支持ピン３４を介して回動可能に取り付けられたラチェット式のストッパー３５と、ストッパー３５を引張して垂直方向に延在するように保持するための弾性部材３６とから構成されている。ストッパー３５は下部に内側に向かって突出する爪部３５ａを備えており、溶接トーチ４，５はストッパー３５の下方に配されている。
【００２７】
そして、溶接に際して位置決め手段２９により溶接トーチ４，５を位置決めする場合は、まず、上下移動体３０を水平方向に延在するレール３２に沿って移動させ、位置決め手段２９および溶接トーチ４，５をグレーチング５０に近接させる。この時、図４中（１）のように、ストッパー３５の爪部３５ａがグレーチング５０の横材５２と上段の横材５２との間に侵入するように近接させる。つぎに、溶接トーチ移動体６，７を昇降部２５（具体的にはサーボモータ２７）の作用により上昇させると、図４中（２）のように、ストッパー３５の爪部３５ａがグレーチング５０の横材５２に当接するため、それを乗り越えてさらに上昇するために、ストッパー３５の爪部３５ａは弾性部材３６の引張力に抗して外側に若干ずれる。さらに、溶接トーチ移動体６，７を上昇させると、図４中（３）のように、位置決め手段２９は横材５２を乗り越えた後、停止する。その後、図４中（４）のように、溶接トーチ移動体６，７を下降させると、ストッパー３５の爪部３５ａの下面がグレーチング５０の横材５２の上面に当接するため、位置決め手段２９および溶接トーチ４，５はその位置で停止する。この位置で、ストッパー３５の下方に配された溶接トーチ４，５にて溶接することにより、枠材５４と横材５２との溶接点に的確に溶接することかできる。
【００２８】
このような制御をサーボモータ２７の作用により繰り返しながらグレーチング５０の最下部から最上部まで順次溶接することによって、グレーチング５０の表裏からそれぞれ同時に同一横材５２に対して溶接することができる。なお、図４中（４）の状態で、昇降部２５はさらに降下するが、位置決め手段２９により溶接トーチ４，５を備えた上下移動体３０は停止するため、上下移動体３０はリニアレール３２を介して昇降部２５に対して相対的に上昇する。この上下移動体３０の相対的な上昇を溶接トーチ移動体６，７に設けられたセンサ（図示しない）が検知して、溶接トーチ移動体６，７が停止すると共に溶接信号が出され溶接されるように制御されている。
【００２９】
つぎに、図８または図９に示したグレーチングの枠材溶接装置１が配されたグレーチング搬送機構４０について説明する。
グレーチング搬送機構４０は、溶接前後のグレーチング５０をそれぞれ搬送するためのものである。具体的には、グレーチング搬送機構４０は、図８に示すように、グレーチングの枠材溶接装置１の上方に配された水平レール４１と、水平レール４１に水平方向に往復移動可能に取り付けられたローダー４２，４３とから構成されている。ローダー４２は、溶接前のグレーチング５０をグレーチングの枠材溶接装置１へ搬入するためのものであり、ローダー４３は、溶接後のグレーチング５０をグレーチングの枠材溶接装置１から搬出するためのものである。
【００３０】
ローダー４２，４３は、水平レール４１に取り付けられ下方に延出して設けられた往復動部４４と、往復動部４４の下端に取り付けられたグレーチング吸着部４５とを有している。グレーチング吸着部４５は、図９に示すように、２つのマグネット４６を備え、これらのマグネット４６によりグレーチング５０を吸着可能に構成されている。また、グレーチング吸着部４５はシリンダー４７のロッドの伸縮により、往復動部４４との連結部位でもある支軸４８を中心として９０゜回動可能に構成されている。これにより、図８に示すように、水平方向に延在するグレーチング５０を起立させることができる。
【００３１】
さらに、グレーチング搬送機構６０内に配されたグレーチングの枠材溶接装置１により、グレーチング５０を溶接する方法について順次説明する。
まず、図８に示したように、積み上げられたグレーチング５０の一枚をグレーチング吸着部４５のマグネット４６により吸着した状態で、グレーチングの枠材溶接装置１に向かってローダー４３を移動させる。この間に、シリンダー４７のロッドを伸長させ、グレーチング５０を９０゜回転させ起立状態とする。グレーチング５０がグレーチングの枠材溶接装置１に到着したら、挟持手段２，３を両側から内側に向かって移動させ、図７に示すように、グレーチング５０を挟持させる。その後、ローダー４３を後退させて初期位置に待機させる。グレーチング５０を挟持手段２，３により挟持したら、挟持手段２，３の前後に設けられた溶接トーチ移動体６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂをサーボモータ２７の作用により挟持手段２，３の最下部まで下降させる。
【００３２】
つぎに、図３に示すように、レール３２に沿って上下移動体３０をグレーチング５０に近接させる。この時、ストッパー３５の爪部３５ａが、図４中（１）のように、グレーチング５０の横材５２と上段の横材５２との間に侵入するように近接させる。そして、溶接トーチ移動体６，７をサーボモータ２７の作用により上昇させると、図４中（２）のように、ストッパー３５の爪部３５ａがグレーチング５０の横材５２に当接するため、弾性部材３６の引張力に抗して外側に若干ずれる。さらに、溶接トーチ移動体６，７を上昇させると、図４中（３）のように、位置決め手段２９は横材５２を乗り越えた後、停止する。その後、図４中（４）のように、溶接トーチ移動体６，７を下降させると、ストッパー３５の爪部３５ａの下面がグレーチング５０の横材５２の上面に当接するため、位置決め手段２９および溶接トーチ４，５はその位置で停止する。この位置で、ストッパー３５の下方に配された溶接トーチ４，５にて溶接することにより、枠材５４と横材５２との溶接点に的確に溶接することができる。このような制御をサーボモータ２７の作用により繰り返しながらグレーチング５０の最下部から最上部まで順次溶接することにより、グレーチング５０の表裏からそれぞれ同時に同一横材５２に対して溶接を行う。
【００３３】
一枚の溶接が終了すると、上下移動体３０はレール３２に沿ってグレーチング５０から離れる方向に移動し、これに伴い、位置決め手段２９と溶接トーチ４，５もグレーチング５０から離れる。上下移動体３０がグレーチング５０から離れると、搬出用のローダー４２がグレーチング吸着部４５によりグレーチング５０を吸着する。その後、挟持手段２，３を外側に向かってそれぞれ移動させ、グレーチング５０の挟持を解除させる。挟持手段２，３によるグレーチング５０の挟持が解除されたら、ローダー４３により次のグレーチング５０がグレーチングの枠材溶接装置１に搬入されると共に、ローダー４２はグレーチングの枠材溶接装置１から離れる方向に移動する。この移動の間にシリンダー４７のロッドを収縮させ、グレーチング５０を９０゜回転させ水平状態とし、さらに、移動後、溶接後のグレーチング５０として積み上げられる。
【００３４】
このように、グレーチング搬送機構４０内にグレーチングの枠材溶接装置１を配することにより、グレーチング５０のグレーチングの枠材溶接装置１への搬出入および溶接が全自動化され、以上の動作が繰り返されることにより、より効率的かつ短時間にグレーチング５０を溶接することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１      グレーチングの枠材溶接装置
２，３  グレーチング挟持手段
４，５  溶接トーチ
６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ  溶接トーチ移動体
８      挟持バー
９      支柱
１０    上部ピン
１１    下部ピン
１２，１３    開閉用移動台
１４    開閉用レール  
１５ａ  ボール左ネジ
１５ｂ  ボール右ネジ    
１６    左右ネジ用スプロケット
１７    モータースプロケット
１８    チェーン
１９    第１テンションスプロケット
２０    スプリング
２１    第２テンションスプロケット
２２    回動部材
２３    回動用ピン
２４    センサ
２５    昇降部
２６    ボールねじ
２７    サーボモータ
２８    リニアレール
２９    位置決め手段
３０    上下移動体
３１    リニアレール
３２    レール
３３    支持バー
３４    支持ピン
３５    ストッパー
３５ａ  爪部
３６    弾性部材
４０    グレーチング搬送機構
４１    水平レール
４２，４３  ローダー
４４    往復動部
４５    グレーチング吸着部
４６    マグネット
４７    シリンダー
４８    支軸
５０    グレーチング
５１    縦材
５２    横材
５３    格子体
５４    枠材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2011218434.tif 000011
【図１０】
2011218434.tif 000012
【図１１】
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