(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の管材の一端面と、第２の管材の一端面とを、周方向に沿って本溶接する際に用いられる溶接用治具であって、
ポジショナを構成する回転板に固定されて、前記回転板の回転軸線まわりに前記回転板とともに回転するベースプレートと、
前記ベースプレートから、前記回転軸線と平行になるとともに、前記回転板と反対の側に延びるアームと、
前記アームの先端部に固定されて、前記回転軸線と直交するとともに、前記回転軸線と交差するようにして延びるジョイントと、
前記ジョイントの一方の先端部に固定されて、前記第１の管材の他端部を支持するクランプと、
前記ジョイントの他方の先端部に固定されるバランスプレートとを備えているとともに、
前記クランプに支持された前記第１の管材の一端部における長手方向軸線と、前記回転軸線とが一致するように構成されていることを特徴とする溶接用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、直管と直管、直管とＬ字管、Ｌ字管とＬ字管とを溶接接合する際に用いられて好適な溶接用治具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、直管と直管、直管とＬ字管、Ｌ字管とＬ字管とを溶接接合する際、それぞれの部材が回転しないように、それぞれの部材を支持台の上に固定しておき、手作業にて溶接するようにしていた。
しかしながら、このような方法では、溶接棒を突き合わせ部に沿って周方向に移動させなければならない。そのため、溶接作業がやりづらく、作業能率が下がるといった問題点があった。
【０００３】
そこで、直管と直管、直管とＬ字管、Ｌ字管とＬ字管とを溶接接合する際の作業能率を上げるための自動溶接装置（例えば、特許文献１参照）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭５９−８９６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている自動溶接装置は、構成が大がかりで、かつ、複雑であり、また、設備費として莫大な費用がかかるといった問題点があった。
さらに、上記特許文献１に開示されている自動溶接装置は、装置を設置するためのスペースを特別に設けなければならず、作業スペースの限られた工場等では採用することができないといった問題点もあった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、第１の管材の一端面と、第２の管材の一端面とを溶接接合する際の作業能率を向上させることができ、設備を削減することができるとともに、作業スペースの限られた工場等でも採用することができる溶接用治具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】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係る溶接用治具は、第１の管材の一端面と、第２の管材の一端面とを、周方向に沿って本溶接する際に用いられる溶接用治具であって、ポジショナを構成する回転板に固定されて、前記回転板の回転軸線まわりに前記回転板とともに回転するベースプレートと、前記ベースプレートから、前記回転軸線と平行になるとともに、前記回転板と反対の側に延びるアームと、前記アームの先端部に固定されて、前記第１の管材の他端部を支持するクランプと、を備えているとともに、前記クランプに支持された前記第１の管材の長手方向軸線と、前記回転軸線とが一致するように構成されている。
【０００８】
本発明に係る溶接用治具によれば、第１の管材の一端面と、第２の管材の一端面との間に形成された突き合わせ部が、当該溶接用治具の回転軸線まわりに回転することになる。
これにより、従来のように溶接棒を突き合わせ部に沿って周方向に移動させなくても、溶接棒を溶接作業のやり易い一点に保持しておくだけで、容易、かつ、迅速に溶接作業を行うことができて、作業能率を向上させることができる。
また、高価な自動溶接装置を使わなくても同じ溶接作業を容易、かつ、迅速に手作業で行うことができるので、設備費を大幅に削減することができる。
さらに、当該溶接用治具は自動溶接装置に比べて非常に小さいものであるので、作業スペースの限られた工場等でも採用することができる。
【０００９】
本発明に係る溶接用治具は、第１の管材の一端面と、第２の管材の一端面とを、周方向に沿って本溶接する際に用いられる溶接用治具であって、ポジショナを構成する回転板に固定されて、前記回転板の回転軸線まわりに前記回転板とともに回転するベースプレートと、前記ベースプレートから、前記回転軸線と平行になるとともに、前記回転板と反対の側に延びるアームと、前記アームの先端部に固定されて、前記回転軸線と直交するとともに、前記回転軸線と交差するようにして延びるジョイントと、前記ジョイントの一方の先端部に固定されて、前記第１の管材の他端部を支持するクランプと、前記ジョイントの他方の先端部に固定されるバランスプレートとを備えているとともに、前記クランプに支持された前記第１の管材の一端部における長手方向軸線と、前記回転軸線とが一致するように構成されている。
【００１０】
本発明に係る溶接用治具によれば、第１の管材の一端面と、第２の管材の一端面との間に形成された突き合わせ部が、当該溶接用治具の回転軸線まわりに回転することになる。
これにより、従来のように溶接棒を突き合わせ部に沿って周方向に移動させなくても、溶接棒を溶接作業のやり易い一点に保持しておくだけで、容易、かつ、迅速に溶接作業を行うことができて、作業能率を向上させることができる。
また、高価な自動溶接装置を使わなくても同じ溶接作業を容易、かつ、迅速に手作業で行うことができるので、設備費を大幅に削減することができる。
さらに、当該溶接用治具は自動溶接装置に比べて非常に小さいものであるので、作業スペースの限られた工場等でも採用することができる。
【００１１】
本発明に係る溶接作業支援装置は、上記いずれかの溶接用治具と、ポジショナとを具備している。
【００１２】
本発明に係る溶接作業支援装置によれば、第１の管材の一端面と、第２の管材の一端面との間に形成された突き合わせ部が、ポジショナを構成する回転板の回転軸線まわりに自動で回転することになる。
これにより、従来のように溶接棒を突き合わせ部に沿って周方向に移動させなくても、溶接棒を溶接作業のやり易い一点に保持しておくだけで、容易、かつ、迅速に溶接作業を行うことができて、作業能率を向上させることができる。
また、高価な自動溶接装置を使わなくても同じ溶接作業を容易、かつ、迅速に手作業で行うことができるので、設備費を大幅に削減することができる。
さらに、当該溶接用治具は自動溶接装置に比べて非常に小さいものであるので、作業スペースの限られた工場等でも採用することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第１の管材の一端面と、第２の管材の一端面とを溶接接合する際の作業能率を向上させることができ、設備を削減することができるとともに、作業スペースの限られた工場等でも採用することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る溶接用治具の側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る溶接用治具の斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る溶接用治具の側面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る溶接用治具の斜視図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る溶接用治具の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係る溶接用治具について、図１および図２を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係る溶接用治具の側面図、図２は本実施形態に係る溶接用治具の斜視図である。
【００１６】
図１および図２に示すように、本実施形態に係る溶接用治具１０は、例えば、第１の直管（第１の管材）１１と第２の直管（第２の管材）１２、または直管（第１の管材）１１とＬ字管（第２の管材）５２（図３および図４参照）とを溶接接合する際に用いられるものであって、ベースプレート１３と、アーム１４と、クランプ１５とを備えている。
なお、直管１１と直管１２、または直管１１とＬ字管５２とは、直管１１の他端部をクランプ１５に固定する前に、一端部の側に位置する端面同士が予め仮付け溶接されている。
【００１７】
ベースプレート１３は、正面視矩形状を呈する板状の部材であり、その縦方向および横方向における中央部には、ポジショナ２１の回転板（正面視円形状を呈する板状の部材）２２の回転中心に設けられた丸穴（図示せず）と同じ内径を有する貫通穴が、板厚方向に貫通するようにして設けられている。また、丸穴の内周面には、ベースプレートを固定するボルト２３の軸部外周面に設けられた雄ねじ部（図示せず）と螺合する雌ねじ部（図示せず）が設けられており、貫通穴に挿通されたボルト２３の雄ねじ部を、丸穴の雌ねじ部と螺合させ、ボルト２３を締め込んでいくことにより、ベースプレート１３が回転板２２に固定され、ベースプレート１３が回転板２２とともに回転するようになっている。
【００１８】
アーム１４は、回転板２２およびボルト２３の回転軸線Ｃと平行になるとともに、ベースプレート１３の一辺中央部から回転板２２と反対の側に延びるようにしてベースプレート１３の一辺中央部に立設された四角柱形状を呈する板状の部材である。ベースプレート１３の回転板２２と接する面の一端から支持プレート２４が、回転中心を挟んだ反対側の一端から支持棒２５が、それぞれアーム１４を支えている。アーム１４は、ベースプレート１３の一辺からアーム１４の両側面に接するようにして延びる二枚の支持プレート２４と、ベースプレート１３の他辺（ボルト２３を挟んで一辺と反対の側に位置する辺）中央部からアーム１４の長手方向において中央部に位置する表面１４ａに接するようにして延びる一本の支持棒２５とを介して、ベースプレート１３に固定されている。
【００１９】
クランプ１５は、第１の半円環状部３１と、第２の半円環状部３２と、ヒンジ（図示せず）と、係止具３３とを備えている。
第１の半円環状部３１は、第２の半円環状部３２とともに直管１１の他端部を挟み込んで直管１１を支持するものであり、アーム１４の一端部（先端部）表面１４ａに、その底部が接するようにして溶接接合されている。
【００２０】
第２の半円環状部３２は、第１の半円環状部３１とともに直管１１の他端部を挟み込んで直管１１を支持するものであり、ヒンジを介して第１の半円環状部３１に連結されている。
また、第１の半円環状部３１の一端部と第２の半円環状部３２の一端部とは、このヒンジを介して連結されており、第２の半円環状部３２がヒンジまわりに回動することにより、第１の半円環状部３１の他端部と第２の半円環状部３２の他端部との間の隙間が拡がったり狭まったりする。
【００２１】
係止具３３は、ねじ軸３４と、ナット３５とを備えている。ねじ軸３４は、第１の半円環状部３１の他端部に、その一端部（基端部）が固定されている。また、ねじ軸３４は、回転板２２およびボルト２３の回転軸線Ｃと平行になる軸線まわりに回動する。ナット３５は、ねじ軸３４の外周面に設けられた雄ねじ部（図示せず）と螺合する雌ねじ部（図示せず）がその内周面に設けられている。また、第２の半円環状部３２の他端部には、ねじ軸３４の他端部（先端部）を受け入れる凹所３６が、板厚方向に貫通するようにして設けられている。凹所３６内にねじ軸３４の先端部が収容された状態で、ねじ軸３４の雄ねじ部にナット３５の雌ねじ部を螺合させ、ナット３５を締め込んでいくことにより、直管１１の他端部が第１の半円環状部３１と第２の半円環状部３２との間に挟み込まれて、直管１１の他端部が支持されるようになっている。
【００２２】
なお、ベースプレート１３、アーム１４、およびクランプ１５は、クランプ１５に支持された直管１１の長手方向軸線と、回転板２２およびボルト２３の回転軸線Ｃとが一致するように、すなわち、回転板２２およびボルト２３の回転軸線Ｃの上に、クランプ１５に支持された直管１１の長手方向軸線が位置するように形成され、かつ、配置されている。
そして、ポジショナ２１の本体２６内に収容されたモータ（図示せず）により回転駆動される回転軸２７の先端部に固定された回転板２２が回転すると、溶接用治具１０、および端面同士が仮付け溶接された直管１１と直管１２、または直管１１とＬ字管５２とが、回転軸２７および回転板２２の回転軸線Ｃまわりに回転することになる。
【００２３】
また、図１および図２中の符号４１は、本溶接された後の溶接ビード（溶接部）を、符号４２は、その上面にポジショナ２１の本体２６が固定された台車の天板（上板）を、符号４３は、ワッシャーを示している。
【００２４】
本実施形態に係る溶接用治具１０によれば、直管１１の端面と、直管１２の端面との間に形成された突き合わせ部、または直管１１の端面と、Ｌ字管５２の端面との間に形成された突き合わせ部が、当該溶接用治具１０の回転軸線Ｃまわりに回転することになる。
これにより、従来のように溶接棒を突き合わせ部に沿って周方向に移動させなくても、溶接棒を溶接作業のやり易い一点に保持しておくだけで、容易、かつ、迅速に溶接作業を行うことができて、作業能率を向上させることができる。
また、高価な自動溶接装置を使わなくても同じ溶接作業を容易、かつ、迅速に手作業で行うことができるので、設備費を大幅に削減することができる。
さらに、当該溶接用治具１０は自動溶接装置に比べて非常に小さいものであるので、作業スペースの限られた工場等でも採用することができる。
【００２５】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態に係る溶接用治具について、図３および図４を参照しながら説明する。
図３は本実施形態に係る溶接用治具の側面図、図４は本実施形態に係る溶接用治具の斜視図である。
【００２６】
図３および図４に示すように、本実施形態に係る溶接用治具５０は、例えば、第１のＬ字管（第１の管材）５１と第２のＬ字管（第２の管材）５２、またはＬ字管（第１の管材）５１と直管（第２の管材）１２（図１および図２参照）とを溶接接合する際に用いられるものであって、ベースプレート５３と、アーム５４と、ジョイント５５と、クランプ７０とを備えている。
なお、Ｌ字管５１とＬ字管５２、またはＬ字管５１と直管１２とは、Ｌ字管５１の他端部をクランプ７０に固定する前に、一端部の側に位置する端面同士が予め仮付け溶接されている。
【００２７】
ベースプレート５３は、正面視矩形状を呈する板状の部材であり、その縦方向および横方向における中央部には、ポジショナ２１の回転板２２の回転中心に設けられた丸穴（図示せず）と同じ内径を有する貫通穴が、板厚方向に貫通するようにして設けられている。また、丸穴の内周面には、ベースプレートを固定するボルト２３の軸部外周面に設けられた雄ねじ部（図示せず）と螺合する雌ねじ部（図示せず）が設けられており、貫通穴に挿通されたボルト２３の雄ねじ部を、丸穴の雌ねじ部と螺合させ、ボルト２３を締め込んでいくことにより、ベースプレート５３が回転板２２に固定され、ベースプレート５３が回転板２２とともに回転するようになっている。
【００２８】
アーム５４は、回転板２２およびボルト２３の回転軸線Ｃと平行になるとともに、ベースプレート５３の一辺中央部から回転板２２と反対の側に延びるようにしてベースプレート５３の一辺中央部に立設された四角柱形状を呈する板状の部材である。ベースプレート５３の回転板２２と接する面の一端から支持プレート６４が、回転中心を挟んだ反対側の一端から支持棒２５が、それぞれアーム５４を支えている。アーム５４は、ベースプレート５３の一辺からアーム５４の両側面に接するようにして延びる二枚の支持プレート６４と、ベースプレート５３の他辺（ボルト２３を挟んで一辺と反対の側に位置する辺）中央部からアーム５４の長手方向において中央部に位置する表面５４ａに接するようにして延びる一本の支持棒６５とを介して、ベースプレート５３に固定されている。アーム５４の一端部（先端部）には、板厚方向に貫通する貫通穴（図示せず）が、アーム５４の長手方向にならぶとともに、アーム５４の長手方向軸線と直交するようにして二つ設けられている。
【００２９】
ジョイント５５は、（第１の）支柱５６と、（第２の）支柱５７と、バランスプレート５８とを備えている。
支柱５６は、後述するボルト５９，６０およびナット６１，６２を介して、一端部（基端部）がアーム５４の一端部に固定された際に、表面５６ａがアーム５４の裏面５４ｂに接し、回転板２２およびボルト２３の回転軸線Ｃと平行になるとともに、アーム５４の一端部から回転板２２と反対の側に延びる、四角柱形状を呈する板状の部材である。また、支柱５６の一端部には、板厚方向に貫通するとともに、アーム５４に設けられた貫通穴と合致する（連通する）貫通穴（図示せず）が、支柱５６の長手方向にならぶとともに、支柱５６の長手方向軸線と直交するようにして二つ設けられている。そして、回転板２２の側に位置するアーム５４の貫通穴および支柱５６の貫通穴には、ボルト５９の軸部が挿通され、回転板２２と反対の側に位置するアーム５４の貫通穴および支柱５６の貫通穴には、ボルト６０の軸部が挿通されて、ボルト５９の雄ねじ部（図示せず）にナット６１の雌ねじ部（図示せず）を螺合させ、ナット６１を締め込んでいくとともに、ボルト６０の雄ねじ部（図示せず）にナット６２の雌ねじ部（図示せず）を螺合させ、ナット６２を締め込んでいくことにより、支柱５６がアーム５４に対して固定される。
【００３０】
支柱５７は、回転板２２およびボルト２３の回転軸線Ｃと直交するようにして延びる、四角柱形状を呈する板状の部材であり、支柱５６の先端面５６ｂに、回転板２２と対向する表面５７ａが接するようにして溶接接合されている。
バランスプレート５８は、正面視矩形状を呈する板状の部材であり、その縦方向および横方向における中央部には、支柱５７の一端面（支柱５６と結合されている側の端面）５７ｂが接するようにして、支柱５７が溶接接合されている。
【００３１】
クランプ７０は、第１の半円環状部７１と、第２の半円環状部７２と、ヒンジ（図示せず）と、係止具７３とを備えている。
第１の半円環状部７１は、第２の半円環状部７２とともにＬ字管５１の他端部を挟み込んでＬ字管５１を支持するものであり、支柱５７の他端部（先端部）に、その底部が接するようにして溶接接合されている。
【００３２】
第２の半円環状部７２は、第１の半円環状部７１とともにＬ字管５１の他端部を挟み込んでＬ字管５１を支持するものであり、ヒンジを介して第１の半円環状部７１に連結されている。
また、第１の半円環状部７１の一端部と第２の半円環状部７２の一端部とは、このヒンジを介して連結されており、第２の半円環状部７２がヒンジまわりに回動することにより、第１の半円環状部７１の他端部と第２の半円環状部７２の他端部との間の隙間が拡がったり狭まったりする。
【００３３】
係止具７３は、ねじ軸７４と、ナット７５とを備えている。ねじ軸７４は、第１の半円環状部７１の他端部に、その一端部（基端部）が固定されている。また、ねじ軸７４は、回転板２２およびボルト２３の回転軸線Ｃと平行になる軸線まわりに回動する。ナット７５は、ねじ軸７４の外周面に設けられた雄ねじ部（図示せず）と螺合する雌ねじ部（図示せず）がその内周面に設けられている。また、第２の半円環状部７２の他端部には、ねじ軸７４の他端部（先端部）を受け入れる凹所７６が、板厚方向に貫通するようにして設けられている。凹所７６内にねじ軸７４の先端部が収容された状態で、ねじ軸７４の雄ねじ部にナット７５の雌ねじ部を螺合させ、ナット７５を締め込んでいくことにより、Ｌ字管５１の他端部が第１の半円環状部７１と第２の半円環状部７２との間に挟み込まれて、Ｌ字管５１の他端部が支持されるようになっている。
【００３４】
なお、ベースプレート５３、アーム５４、ジョイント５５、およびクランプ７０は、クランプ７０に支持されたＬ字管５１の一端部における長手方向軸線と、回転板２２およびボルト２３の回転軸線Ｃとが一致するように、すなわち、回転板２２およびボルト２３の回転軸線Ｃの上に、クランプ７０に支持されたＬ字管５１の一端部における長手方向軸線が位置するように形成され、かつ、配置されている。
そして、ポジショナ２１の本体２６内に収容されたモータ（図示せず）により回転駆動される回転軸２７の先端部に固定された回転板２２が回転すると、溶接用治具５０、および端面同士が仮付け溶接されたＬ字管５１とＬ字管５２、またはＬ字管５１と直管１２とが、回転軸２７および回転板２２の回転軸線Ｃまわりに回転することになる。
【００３５】
また、図３および図４中の符号４１は、本溶接された後の溶接ビード（溶接部）を、符号４２は、その上面にポジショナ２１の本体２６が固定された台車の天板（上板）を、符号４３は、ワッシャーを示している。
【００３６】
本実施形態に係る溶接用治具５０によれば、Ｌ字管５１の端面と、Ｌ字管５２の端面との間に形成された突き合わせ部、またはＬ字管５１の端面と、直管１２の端面との間に形成された突き合わせ部が、当該溶接用治具５０の回転軸線Ｃまわりに回転することになる。
これにより、従来のように溶接棒を突き合わせ部に沿って周方向に移動させなくても、溶接棒を溶接作業のやり易い一点に保持しておくだけで、容易、かつ、迅速に溶接作業を行うことができて、作業能率を向上させることができる。
また、高価な自動溶接装置を使わなくても同じ溶接作業を容易、かつ、迅速に手作業で行うことができるので、設備費を大幅に削減することができる。
さらに、当該溶接用治具５０は自動溶接装置に比べて非常に小さいものであるので、作業スペースの限られた工場等でも採用することができる。
【００３７】
また、上述した実施形態に係る溶接用治具１０または溶接治具５０と、ポジショナ２１とを具備した溶接作業支援装置によれば、直管１１の端面と、直管１２の端面との間に形成された突き合わせ部、または直管１１の端面と、Ｌ字管５２の端面との間に形成された突き合わせ部、もしくはＬ字管５１の端面と、Ｌ字管５２の端面との間に形成された突き合わせ部、またはＬ字管５１の端面と、直管１２の端面との間に形成された突き合わせ部が、ポジショナ２１を構成する回転板２２の回転軸線Ｃまわりに自動で回転することになる。
これにより、従来のように溶接棒を突き合わせ部に沿って周方向に移動させなくても、溶接棒を溶接作業のやり易い一点に保持しておくだけで、容易、かつ、迅速に溶接作業を行うことができて、作業能率を向上させることができる。
また、高価な自動溶接装置を使わなくても同じ溶接作業を容易、かつ、迅速に手作業で行うことができるので、設備費を大幅に削減することができる。
さらに、当該溶接作業支援装置は自動溶接装置に比べて非常に小さいものであるので、作業スペースの限られた工場等でも採用することができる。
【００３８】
〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態に係る溶接用治具について、図５を参照しながら説明する。図５は本実施形態に係る溶接用治具の側面図である。
図５に示すように、第１実施形態のもっぱら直管の溶接に用いられる溶接用治具１０の機能と第２実施形態のもっぱらＬ字管に用いられる溶接用治具５０の機能をひとつの溶接用治具８０に実装してもよい。アーム１４の第２の半円環状部３２の両側に、ボルト５９，６０およびナット６１，６２を用いて、支柱５６を固定する。このように構成することで、アーム１４の先端部にジョイント５５を固定することができる。一つの溶接用治具８０で直管とＬ字管の両方の管材の溶接を容易に行うことができる。
【００３９】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜必要に応じて変形・変更実施可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  溶接用治具
１１  直管（第１の管材）
１２  直管（第２の管材）
１３  ベースプレート
１４  アーム
１５  クランプ
２１  ポジショナ
２２  回転板
５０  溶接用治具
５１  Ｌ字管（第１の管材）
５２  Ｌ字管（第２の管材）
５３  ベースプレート
５４  アーム
５５  ジョイント
７０  クランプ
８０  溶接用治具
Ｃ  回転軸線
【図１】
0005738003.tif 000002
【図２】
0005738003.tif 000003
【図３】
0005738003.tif 000004
【図４】
0005738003.tif 000005
【図５】
0005738003.tif 000006