(57)【要約】【課題】被溶接対象としての配管への取付けおよび取り外し等の作業が簡単に行え、溶接段取り等の時間を短縮して取扱いに係る作業能率の向上を図ることができるとともに、溶接作業が円滑に行えて溶接不良の発生防止等が有効的に図れる配管自動溶接装置を提供する。【解決手段】配管の周囲部に同軸的に取付けられるリングレール２２と、このリングレールに案内されて配管２１の周方向に沿う旋回動作を行う台車と、この台車に搭載された自動溶接用のトーチとを備え、リングレール２２を配管２１の周囲部で開閉し得る二つ割り構造の半リング状レールエレメント２５，２６からなるものとし、これら各リングレールエレメントの内側に設置した互いにばね定数の等しい板ばね２９，３０で配管２１を相対する方向から均等な弾性力で挟み付けることにより、配管２１とリングレール２２との軸心を一致させる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電プラント等を構成する配管の周囲部に同軸的に取付けられるリングレールと、このリングレールに案内されて前記配管の周方向に沿う旋回動作を行う台車と、この台車に搭載された自動溶接用のトーチとを備えた配管自動溶接装置において、前記リングレールを前記配管の周囲部で開閉し得る二つ割り構造の半リング状レールエレメントからなるものとし、これら各リングレールエレメントの内側に設置した互いにばね定数の等しい板ばねで前記配管を相対する方向から均等な弾性力で挟み付けることにより、前記配管と前記リングレールとの軸心を一致させてなることを特徴とする配管自動溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば火力発電プラントや原子力発電プラント等の配管を自動溶接する際に使用される配管自動溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、火力発電プラントや原子力発電プラント等の配管に装着して、その配管を周方向に沿って自動溶接する配管自動溶接装置は種々知られている。
【０００３】
図５は、このような配管自動溶接装置の一般的な構成を例示した断面図である。この配管自動溶接装置は、発電プラント等に配設される配管１の周囲部に同軸的に取付けられるリングレール２と、このリングレール２に案内されて配管１の周方向に沿う旋回動作を行う台車３と、この台車３に搭載された自動溶接用のトーチ４とを備えている。
【０００４】
リングレール２には、このリングレールの周壁に螺挿されて配管１を締付ける複数、例えば３個の固定ねじ５が周方向に間隔的に設けられ、これらの固定ねじ５の配管１外周面への当接度合いを調整することにより、配管１およびリングレール２の軸心を一致させるようになっている。リングレール１の軸方向両側面と内外周面との各コーナー部はそれぞれ傾斜面とされ、これらの傾斜面が下記のロールを案内するガイド面６となっている。また、台車３はリングレール２を軸方向で囲む断面略コ字形とされており、リングレール２の軸方向両側面に対向する部位にロールホルダ７を有している。ロールホルダ７は押しねじ８によってリングレール２側に押し付けられるようになっている。
【０００５】
ロールホルダ７には軸心が傾斜したロール９が設けられ、このロール９がリングレール２のコーナー部のガイド面６に転接し、これによって台車３がリングレール２にガイドされ、配管１の外周面に沿って旋回できるようになっている。
【０００６】
なお、台車３には図示しないモータ等の駆動源によって回転駆動されるピニオン１０が設けられ、このピニオン１０がリングレール２の外周面に設けられたリング状のラック１１に噛合し、これらピニオン１０とラック１１の係合によって台車３が配管１の周囲を旋回するようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来の構成では、リングレール２と配管１との心合せをリングレール２に螺挿した固定ねじ５の挿入度合いを調整することで行うようになっているが、この調整作業は配管１とリングレール２との間の距離を測定しながら行うため、取り付け時においてはリングレール２および台車３を保持するする作業者や、固定ねじ５の調整および配管１とリングレール２との距離を測定する作業者が必要となり、これら複数の作業者により多くの手間がかかるうえに、操作が繁雑で長時間が費やされ、作業能率が低いものであった。
【０００８】
また、リングレール２は配管１の外周側を覆う状態で取付ける必要から、分割形状とする等、取付け上での工夫が種々行われている。この場合、リング形状の金属成形体を切断加工等によって分割することが多いが、その分割加工の際に金属材料内の残留応力が解放されて形状変化を起し易い。通常は修正加工を行って変形分を除去しているが、完全に除去することはできない。また、ロール９でリングレール２を挟み込み、このロール９を保持するロールホルダ７を押しねじ８によってリングレール２に加圧するようになっているが、このような構造においては、リングレール２の変形分に十分な対応が不可能となるため、台車３が配管１の周囲に沿って滑らかに旋回できない。このように、台車３の動作が不均一なものとなると、溶接作業時における溶接用トーチ４の動きが不均一となり、そのトーチ４の先端の動作制御に悪影響が生じて、配管溶接部１２の溶接品質低下の原因となる。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、被溶接対象としての配管への取付けおよび取り外し等の作業が簡単に行え、溶接段取り等の時間を短縮して取扱いに係る作業能率の向上を図ることができるとともに、溶接作業が円滑に行えて溶接不良の発生防止等が有効的に図れる配管自動溶接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】
【００１０】
前記の目的を達成するために、請求項１の発明は、発電プラント等を構成する配管の周囲部に同軸的に取付けられるリングレールと、このリングレールに案内されて前記配管の周方向に沿う旋回動作を行う台車と、この台車に搭載された自動溶接用のトーチとを備えた配管自動溶接装置において、前記リングレールを前記配管の周囲部で開閉し得る二つ割り構造の半リング状レールエレメントからなるものとし、これら各リングレールエレメントの内側に設置した互いにばね定数の等しい板ばねで前記配管を相対する方向から均等な弾性力で挟み付けることにより、前記配管と前記リングレールとの軸心を一致させてなることを特徴とする配管自動溶接装置にある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被溶接対象としての配管への取付けおよび取り外し等の作業が簡単に行え、溶接段取り等の時間を短縮して取扱いに係る作業能率の向上を図ることができるとともに、溶接作業の円滑化および溶接不良の発生防止等も有効的に図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図１〜図４を参照して説明する。図１は本実施形態に係る配管自動溶接装置の構成を一部断面で示す側面図であり、図２は図１の平面図である。図３は図１で示すリングレールを板ばねが原形にある状態で示す平面図であり、図４は板ばねの数を多くした変形例を示す平面図である。
【００１３】
図１および図２に示すように、本実施形態の配管自動溶接装置は、発電プラント等に例えば上下方向に沿って配設される配管２１の周囲部に同軸的に取付けられるリングレール２２と、このリングレール２２に案内されて配管２１の周方向に沿う旋回動作を行う台車２３と、この台車２３に搭載された自動溶接用のトーチ２４とを備えている。
【００１４】
リングレール２２は、配管２１の周囲部で開閉し得る二つ割り構造の半リング状レールエレメント２５，２６からなっている。これらのレールエレメント２５，２６は、互いに一端側において回転継手２７により連結され、他端側において締め金具２８により着脱可能に係止されている。
【００１５】
各レールエレメント２５，２６の内側には、互いにばね定数の等しい板ばね２９，３０が対象的に設置され、これらの板ばね２９，３０によって配管２１を相対する方向から均等な弾性力で挟み付けることにより、配管２１とリングレール２２との軸心を一致させるようになっている。すなわち、板ばね２９，３０は図３に示すように、例えば平板状のものを半円弧状に湾曲して、各レールエレメント２５，２６の内側に一対係止したものである。そして、配管２１への取付けに際し、これらのレールエレメント２５，２６を開いた状態で配管２１を挟み、その後閉じることにより、図２に示すように、板ばね２９，３０が配管２１の外周面に圧接して弓形に湾曲し、配管２１を同心位置に押付けるようになるものである。この図３に示した一対の板ばね２９，３０を有する構成のものは、配管径が比較的小さい場合に適用することが望ましい。
【００１６】
なお、図４に示すように、リングレール２２の各レールエレメント２５，２６に、２枚以上の板ばね２９ａ，２９ｂ、３０ａ，３０ｂをそれぞれ取付けた構成とすることも可能である。この図４に示す構成のものは。配管径が比較的大きい場合に適用することが望ましい。
【００１７】
また、図２に示すように、リングレール２２の周壁には、配管２１を締付ける複数、例えば４個の固定ねじ３１が周方向に間隔的に螺挿されている。これらの固定ねじ３１を配管１の外周面に当接することで、配管２１にリングレール２２を互いの軸心を一致させた状態で固定することができる。
【００１８】
次に、台車２３は図１に示すように断面略コ字形をなすもので、リングレール２２の軸方向両側面（上下面）２２ａ，２２ｂを跨ぐ状態で配置されている。この台車２３は、複数の車輪３２，３３，３４，３５をリングレール２２の軸方向両側面２２ａ，２２ｂの表面側で転動することによって、そのリングレール２２にガイドされて配管２１の周囲に沿って旋回するようになっている。
【００１９】
この台車２３に駆動源としてＤＣモータ３６が設けられ、このモータ３６の回転軸にカップリング３７を介して連結されたピニオン軸３８が台車２３にブラケット３９，４０により支持されている。このピニオン軸３８に取付けたピニオン４１が、リングレール２２の外周面に一体に設けたラック４２に噛合しており、これらピニオン４１およびラック４２を介して、モータ３６の駆動力がリングレール２２に伝達され、その反作用で台車２３がリングレール２２の外周面、すなわち配管２１の周囲に沿って旋回するようになっている。
【００２０】
次に作用を説明する。
【００２１】
本実施形態の配管自動溶接装置を配管２１に取付ける場合には、まずリングレール２２を開状態として配管２１の外周側に配置した後、リングレール２２を閉状態として、そのリングレール２２内の板ばね２９，３０の作用で配管２１とリングレール２２との間の心合せを自動的に行わせる。この状態でリングレール２２を締付け手段としての締め金具２８で締結し、その後に台車２３の走行用車輪３２，３３同士および転倒防止用車輪３４，３５同士の間隔が拡大する方向に、弾性手段としての引張りコイルばね５０の付勢力に抗して調整手段としての調整ナット５７を調整し、各車輪３２，３３，３４，３５をリングレール２２の各ガイド溝４３，４４に配置する。この後、調整ナット５７を緩めて引張りコイルばね５０の付勢力に沿う方向に調整力を与えながら各ガイド溝４３，４４に各車輪３２，３３，３４，３５を嵌合することで、取付け操作を行う。
【００２２】
この場合、リングレール２２は、台車２３をラック４２およびピニオン４１間で分離した状態として、リングレール単体で締め金具２８を締めることにより、配管に取り付けることができる。その際、配管２２と接触する板ばね２９，３０は、ばね定数が同一のものを複数配置してあるので、配管２１とリングレール２２との軸心は自動的に合致することとなる。この状態で固定ねじ３１の締付けを行うが、配管２１とリングレール２２との心合わせがすでに行われているため、対向する固定ねじ３１同士をリングレール２２が動かない程度の注意をもって締め付けるだけでよい。
【００２３】
したがって、本実施形態によれば、リングレール２２と配管２１との間の寸法を測定しながら固定ねじを締め付ける必要はなく、容易に作業を行うことができ、従来の煩わしい心合せ等が省略でき、作業の簡単化が図られ、一人作業等も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る配管自動溶接装置の構成を一部断面で示す側面図。
【図２】図１の平面図。
【図３】図１で示すリングレールを板ばねが原形にある状態で示す平面図。
【図４】板ばねの数を多くしたリングレールの変形例を示す平面図。
【図５】従来例を示す説明図。
【符号の説明】
【００２５】
２１  配管
２２  リングレール
２３  台車
２４  トーチ
２５，２６  レールエレメント
２７  回転継手
２８  締め金具
２９，３０  板ばね
２９ａ，２９ｂ、３０ａ，３０ｂ  板ばね
３１  固定ねじ
３２，３３  走行用車輪
３４，３５  転倒防止用車輪
３６  ＤＣモータ
３７  カップリング
３８  ピニオン軸
３９，４０  ブラケット
４１  ピニオン
４２  ラック
４３，４４  ガイド溝
６２  配管溶接部
【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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