(57)【要約】【課題】溶接粉塵を作業の中断を伴うことなく効率的に除去する。【解決手段】溶接作業の進行に伴ってフード１１の位置が自動的に調節される機能を粉塵除去装置１に持たせる。フード１１を移動させる手段として、フード１１を支持する架台車１２と、移動の際に架台車１２を押すための、電気モータを備えた駆動車１３とを設ける。溶接時に発せられるアーク光を検出する２つの光センサ１３２，１３２を設け、これらを駆動車１３上でその進行方向に前後にずらして設置する。光センサ１３２，１３２と駆動車１３の電気モータとは、リレー回路を介して接続する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接時に発生する粉塵を除去するための装置であって、
粉塵の吸入口を形成する粉塵捕集フードと、
粉塵捕集フードを支持するとともに、粉塵捕集フードを溶接作業場の第１の位置からこれとは異なる第２の位置に移動させるためのフード移動手段と、
粉塵捕集フードの移動方向と直交する方向に向けて設置され、溶接時にアーク点から発せられるアーク光を検出する光センサと、
アーク光の透過を遮断して、光センサにアーク光を入射させることのできるアーク点の位置を制限する遮光手段と、を含んで構成され、
フード移動手段は、光センサからのアーク光検出信号を受け、これに応じて作動して粉塵捕集フードを移動させる自動移動型粉塵除去装置。
【請求項２】
フード移動手段は、粉塵捕集フードを支持する架台車と、架台車に近接又は接触させて設置され、架台車を押すか、あるいはこれを引くことにより粉塵捕集フードを移動させる駆動車と、を含んで構成される請求項１に記載の自動移動型粉塵除去装置。
【請求項３】
光センサは、駆動車に対する相対位置が固定されて設置された請求項２に記載の自動移動型粉塵除去装置。
【請求項４】
光センサは、粉塵捕集フードの移動方向に前後にずらして設置された第１及び第２の光センサで構成される請求項１〜３のいずれかに記載の自動移動型粉塵除去装置。
【請求項５】
溶接時に発生する粉塵を除去するための装置であって、
粉塵の吸入口を形成する粉塵捕集フードを、溶接作業場内の位置に関して移動可能な手段で支持するとともに、アーク点の粉塵捕集フードに対する位置を、前記手段上に設置された溶接時に発せられるアーク光を検出する光センサにより検出し、検出したアーク点の相対位置に応じて前記手段を駆動して、粉塵捕集フードを移動させる自動移動型粉塵除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、溶接作業場における溶接粉塵等の除去に適した自動移動機能を備える粉塵除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
代表的な職業病として知られる塵肺は、現在も日本における業務上疾病分類上の首位を占め、塵肺に占める溶接工肺の割合は、近年増加の傾向にある。溶接工肺とは、溶接粉塵の吸入により発症する塵肺の一種であり、その予防には、起因物質である溶接粉塵を作業場から排除し、作業者の曝露を未然に防ぐことが必要である。そのための工場換気として最も多用されている技術的手法は、局所排気による換気である。
【０００３】
局所排気用の粉塵除去装置を使用して溶接粉塵を除去するには、粉塵発生源であるアーク点が作業の進行に伴って移動することに留意しなければならない。一般的な粉塵除去装置は、原則としてフードが位置的に固定された状態で使用されるので、作業が進行してアーク点がフードから離れてしまうと、充分な換気効率を得ることができなくなるからである。粉塵除去装置のフードを可動とした製品「Ｍｏｂｉｌｅ    Ｅｘｈａｕｓｔｅｒ」も存在し、Ｊｅｆｆｅｒｓｏｎにより紹介されている（下記非特許文献１）。
【０００４】
【非特許文献１】
Ｗｅｌｄｉｎｇ    Ｅｎｇｎｉｅｅｒ誌、５５（１０）；３９−４０、１９７０
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のフード可動型粉塵除去装置「Ｍｏｂｉｌｅ    Ｅｘｈａｕｓｔｅｒ」では、フードの位置が自動的に調整されるわけではなく、作業者は、その位置を手動で調整しなければならない。このため、作業中にフードの位置を頻繁に調整しなければならず、そのためにときに作業が中断されることにもなるので、現場では使用が敬遠されがちである。
【０００６】
そこで、本発明は、溶接作業の進行に伴ってフードの位置が自動的に調節される機能を粉塵除去装置に持たせることで、作業を中断させることなく、溶接粉塵等を効率的に除去することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明では、溶接粉塵（ヒュームを含むものとする。）の吸入口を形成する粉塵捕集フードを、溶接作業場内の位置に関して移動可能な手段で支持するとともに、アーク点の粉塵捕集フードに対する位置を、前記手段上に設置された溶接時に発せられるアーク光を検出する光センサにより検出し、検出したアーク点の相対位置に応じて前記手段を駆動して、粉塵捕集フードを移動させることとする。
【０００８】
本発明の好ましい形態に係る自動移動型粉塵除去装置は、溶接時に発生する粉塵を除去するための装置であって、粉塵の吸入口を形成する粉塵捕集フードと、粉塵捕集フードを支持するとともに、粉塵捕集フードを溶接作業場の第１の位置からこれとは異なる第２の位置に移動させるためのフード移動手段と、粉塵捕集フードの移動方向と直交する方向に向けて設置され、溶接時にアーク点から発せられるアーク光を検出する光センサと、アーク光の透過を遮断して、光センサにアーク光を入射させることのできるアーク点の位置を制限する遮光手段とを含んで構成される。フード移動手段は、光センサからのアーク光検出信号を受け、これに応じて作動して粉塵捕集フードを移動させる機能を備える。
【０００９】
このような構成によれば、溶接作業の進行に伴ってアーク点が移動したときであっても、これに追随させて粉塵捕集フードを移動させ、粉塵捕集フードを常にアーク点近傍に位置させることができるので、高い換気効率を維持することができる。また、粉塵捕集フードの移動が光センサからのアーク光検出信号に基づいて自動的に行われるので、手動による位置調整が不要であり、作業を中断させることもない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る自動移動型粉塵除去装置（以下「粉塵除去装置」という。）１の構成図である。
【００１１】
粉塵除去装置１は、溶接時に発生する粉塵を除去するための装置である。粉塵を吸入する吸入口１１ａを形成する粉塵捕集フード（以下「フード」という。）１１を、アーチ状に構成した架台車１２に支持させている。架台車１２のアーチの空洞部１２ａに電気モータを搭載した駆動車１３を設置し、駆動車１３により架台車１２を前後に押すことで、溶接作業場内でフード１１を移動させるようにしている。駆動車１３は、その前端部及び後端部を架台車１２のアーチの支柱から内側に突出させて設けた当接部１２ｂで接触させ、駆動車１３と架台車１２との間で相対的な変位が起きず、これらが一体に移動するようにしている。フード１１には、吸い込んだ粉塵を後述するダストボックスに搬送するためのダクト２１を接続している。フード１１は、ダクト２１を架台車１２に固定することで、間接的に架台車１２に支持させている。
【００１２】
本実施形態では、架台車１２と駆動車１３とに分けてフード移動手段を構成している。
図２は、フード移動手段を構成する架台車１２の構成図である。
【００１３】
架台車１２は、移動のための車輪１２１ａ，１２１ａを前後に取り付けた台車部１２１を設けるとともに、これに支柱部１２２を立設し、さらにフード１１及びダクト２１のアッセンブリを載せる天蓋部１２３を支柱部１２２に固定して構成している。本実施形態では、架台車１２をアーチ状にするため、台車部１２１を前後に分けて中間部分をなくし、剛的に結合した支柱部１２２及び天蓋部１２３によりそれらを結合している。駆動車１３との当接部１２ｂ，１２ｂは、前後に分けた台車部１２１の各部分から内側に向けて突出させている。
【００１４】
図３は、架台車１２の前方から見た状態を示している。
天蓋部１２３には、ダクト取付面１２４ａを水平面に対して傾斜させて形成した取付部１２４を設けている。ダクト２１をダクト取付面１２４ａに載せ、ベルト等の固定具により取付部１２４、ひいては天蓋部１２３に固定している。ダクト２１に取り付けたフード１１は、溶接作業場の床面から充分な換気効率が得られる高さに位置させている。
【００１５】
また、粉塵を捕集するためのフィルタを内蔵した集塵装置としてのフィルタボックス１４にダクト２１を接続し、フード１１から吸入された粉塵をこのフィルタボックス１４で捕集し、ろ過後の空気が排出されるようにしている。このように構成される排気通路において、フィルタボックス１４の下流側に吸入負圧を発生させるためのポンプ１５を介装している。
【００１６】
図４は、フード移動手段を構成する駆動車１３の構成図である。
駆動車１３は、車輪としての駆動輪１３１ａ及び従動輪１３１ｂを取り付けた台車部１３１を設けるとともに、その上に光センサ１３２，１３２及び各種電源としてのバッテリ１３３，１３４を設置して構成している。光センサ１３２，１３２は、溶接時にアーク点から発せられるアーク光を検出することのできる第１及び第２の光センサを採用し、車輪の回転による駆動車１３１の進行方向（フード１１の移動方向と一致する。）に前後にずらして設置している。光センサ１３２，１３２の各素子部の向きは、駆動車１３の進行方向と直交する方向に設定している。符号１３５は、駆動輪１３１ａを回転させるための電気モータであり、台車部１３１の床下に取り付けている。光センサ１３２，１３２と電気モータ１３５とは、リレー回路を含んで構成される図示しないモータコントローラを介して接続している。また、電気モータ１３５と駆動輪１３１ａとは、所定の減速比に設定したギアボックスを介して接続している。一方のバッテリ１３３は、光センサ１３２，１３２の電源としての９Ｖ乾電池であり、光センサ１３２，１３２の間に配置している。他方のバッテリ１３４は、電気モータ１３５の電源としての単一乾電池であり、光センサ１３２，１３２を挟むように台車部１３１の前後に１つずつ配置している。台車部１３１の床下には、光センサ１３２，１３２及び電気モータ１３５に電源を投入するためのスイッチ１３６を設けている。
【００１７】
光センサ１３２，１３２には、各素子部にアーク光を入射させることのできるアーク点Ａの位置を制限する遮光手段としての遮光板１３７，１３７を取り付けている。
【００１８】
図５は、本実施形態に係る遮光板１３７，１３７の取付図である。
遮光板１３７，１３７は、筒状に形成した金属製のものを採用し、これを光センサ１３２，１３２の各素子部が駆動車１３の進行方向の前後及び上下の四方から包囲されるように取り付けている。遮光板１３７，１３７によりアーク光の入射範囲が制限される。すなわち、アーク光は、アーク点Ａが遮光板１３７，１３７の高さに応じて定められる両素子部間の遮光範囲を出たときにのみ、光センサ１３２，１３２により検出される。
【００１９】
本実施形態では、光センサ１３２，１３２の間に金属製の衝立板１３８を垂直に設置することで、１つのアーク点Ａからのアーク光が双方の光センサ１３２，１３２に同時に入射することを防止している。また、アーク光が透過することのできる半透明の遮蔽板１３９，１３９を設け、これを上記の遮光板１３７，１３７の開口部を塞ぐように設置することで、溶接時にアーク点Ａから飛び散るスパッタにより素子部が損傷を受けることを防止している。駆動車１３の側面に金属製の図示しない保護板を設置し、スパッタにより駆動車１３上の電気部品が損傷を受けることを防止するとよい。
【００２０】
次に、本実施形態に係る粉塵除去装置１の動作について、図１を参照して説明する。
溶接作業時において、粉塵除去装置１は、駆動車１３の進行方向が作業者による溶接の進行方向と一致し、かつアーク点Ａが光センサ１３２，１３２の間に位置するように配置する。溶接作業が開始されて間もない、アーク点Ａが遮光板１３７，１３７により定められる遮光範囲内にあるうちは、駆動車１３は、現状の位置を保つ。溶接作業が進み、アーク点Ａがこの遮光範囲を出ると、アーク点Ａから発せられたアーク光が溶接の進行方向前方に位置する光センサ１３２により検出される。そして、その光センサから出力されたアーク光検出信号が駆動車１３のモータコントローラに入力され、電気モータ１３５が作動し、駆動車１３が前進する。これにより架台車１２及びこれに固定されたフード１１が移動する。フード１１がアーク点Ａに近づき、アーク点Ａが再び遮光範囲に入ると、電気モータ１３５が停止し、フード１１もその位置で停止する。このような動作が繰り返されることで、フード１１は、アーク点Ａに追随して移動する。また、作業者が溶接の進行方向を折り返したときは、別の光センサ１３２によりアーク光が検出され、電気モータ１３５の回転方向が反転するので、フード１１は、折返し後の向きに進行方向を変え、やはりアーク点Ａに追随して移動する。
【００２１】
本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
第１に、溶接作業の進行に伴ってアーク点Ａが移動したときであっても、これに追随させてフード１１を移動させることができるので、フード１１を常にアーク点Ａ近傍に位置させ、高い換気効率を維持することができる。このため、少ない排気風量で経済的に局所換気を実現することができ、粉塵除去装置１の小型軽量化を図ることも容易となる。また、アーク点Ａに追随させたフード１１の移動が光センサ１３２，１３２からのアーク光検出信号に基づいて自動的に行われるので、手動による位置調整が不要であり、溶接作業を中断させることもない。
【００２２】
第２に、フード移動手段をフード１１を支持する専用の架台車１２と、フード１１を移動させる際に架台車１２を押す駆動車１３とに分けて構成したので、フード１１を取り付けるための空間的な余裕を充分に確保することができる。このため、種々のフード１１の形状及び大きさに対応し、個別のフード１１の支持に適したフード移動手段を構成することができる。なお、フード移動手段にそのような空間的な余裕が存在する場合は、架台車及び駆動車の機能を兼ね備えた一体のフード移動手段を設け、これにより粉塵捕集フードを支持し、かつ移動させることができる。
【００２３】
第３に、２つの光センサ１３２，１３２を設け、これらを駆動車１３の進行方向に前後にずらして配置したので、作業者が溶接の進行方向を折り返した場合にもフード１１をアーク点Ａに追随させて移動させ、常にアーク点Ａ近傍に位置させることができる。
【００２４】
以上では、駆動車１３により架台車１２を押してフード１１を移動させる場合を例に説明したが、これらをフック等の牽引具により連結し、駆動車１３により架台車１２を引くことで、フード１１を移動させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動移動型粉塵除去装置の構成図
【図２】同上粉塵除去装置の架台車の側面図
【図３】同上粉塵除去装置の架台車の正面図
【図４】同上粉塵除去装置の駆動車の側面図
【図５】遮光板、衝立板及び遮蔽板の取付図
【符号の説明】
１…自動移動型粉塵除去装置、１１…粉塵捕集フード、１２…フード移動手段を構成する架台車、１３…フード移動手段を構成する駆動車、１３２…光センサ、１３３…光センサ用電源としてのバッテリ、１３４…電気モータ用電源としてのバッテリ、１３５…電気モータ、１３７…遮光手段としての遮光板、１３８…衝立板、１３９…遮蔽板、１４…ダストボックス、１５…ポンプ、２１…ダクト、Ａ…アーク点。
【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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