(57)【要約】      （修正有）【課題】薄板円筒部材の溶接において、高い作業能率が得られ、１台の溶接機により種々のサイズの薄板円筒部材を溶接することができる薄板円筒溶接機を提供する。【解決手段】溶接機本体１は、上部支持台１ａの一側面に、周方向に少なくとも一本以上の金属製の芯金Ｑの一端を支持する旋回可能なインデックステーブル２を設け、また下部支持台１ｂの上面には、前記インデックステーブル２に一端が支持された芯金Ｑの他端側及び中央部下面を支持する昇降可能な芯金支持部材３と撓み防止部材４とが設置してある。上部支持台１ａの上面には、芯金Ｑに挿入された薄板円筒部材Ｗの長手方向の両接合縁部Ｗａを突き合わせた状態で保持する開閉可能な一対の突き合わせ部材５ａ，５ｂが設けてあり、その上方には、前記薄板円筒部材Ｗの両接合縁部Ｗａに対して昇降可能で、かつ両接合縁部Ｗａに沿って移動すると共に、両接合縁部Ｗａを溶着するトーチ６が設けてある。【選択図】  図１
2005111512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接機本体の上部支持台の一側面に、周方向に少なくとも一本以上の芯金の一端を支持する旋回可能なインデックステーブルを設け、前記下部支持台の上面に前記インデックステーブルに一端が支持された芯金の他端側及び中央部下面を支持する昇降可能な芯金支持部材と撓み防止部材とを設置し、前記上部支持台の上面に、芯金に挿入された薄板円筒部材の長手方向の両接合縁部を突き合わせた状態で保持する開閉可能な一対の突き合わせ部材を設け、前記突き合わせ部材の上方に、前記薄板円筒部材の両接合縁部に対して昇降可能で、かつ両接合縁部に沿って移動すると共に、両接合縁部を溶着するトーチを設けたことを特徴とする薄板円筒溶接機。
【請求項２】
前記芯金の内部に、酸化防止用ガスを流通させる通路を設け、薄板円筒部材の両接合縁部を前記トーチにより溶接する際、該溶接部に酸化防止用ガスを噴出させるように構成した請求項１に記載の薄板円筒溶接機。
【請求項３】
前記両接合縁部を溶着するトーチは、薄板円筒部材の板厚に応じて制御装置を介して所定の速度で走行させるようにした請求項１または２に記載の薄板円筒溶接機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、薄板円筒溶接機に係わり、更に詳しくは円筒サイズに対応して薄板円筒部材の長手方向の両接合縁部を効率良く溶接することが出来る薄板円筒溶接機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属薄板（例えば、0.1 〜2.0mm)の側縁部を突き合わせて接合する溶接方法としては種々の発明が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、航空機や乗り物等の配管では、金属薄板を円筒状に形成し、その長手方向の両接合縁部をトーチにより溶接する場合、薄板円筒部材の内側に内径に対応した芯金（マンドレル）を使用し、前記トーチを薄板円筒部材の突き合わせた両接合縁部に沿って走行させながら溶接するのが一般的である。
【０００４】
ところで、被溶接板材となる薄板円筒部材には、小径（10mm〜20mm) のものから中径, 大径(30mm 〜100mm)の種々のものが存在し、このような種々の内径を有する薄板円筒部材を溶接する場合、円筒径及び長さ毎に芯金のサイズを交換する必要があった。
【０００５】
然しながら、従来の薄板円筒溶接機の芯金は、固定方式のものが多く（一般に芯金の脱着は考慮されていない）、芯金の脱着作業には多くの手間と時間がかかり、また１台の溶接機により種々のサイズの薄板円筒溶接するのは非常に難しい上に、作業能率が極めて悪いと言う問題があった。
【０００６】
更に、サイズの長い薄板円筒部材を溶接する場合、それに対応して芯金も長いものを使用する必要があるが、芯金は両端支持構造であるため、溶接時に薄板円筒部材の中央部が撓み溶接不良を起こす等の問題があった。
【特許文献１】特開平７−２８４９９３号公報（第２〜第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明はかかる従来の問題点に着目し、薄板円筒部材を溶接する際、サイズ毎に芯金を取外すことなく交換することが出来、溶接作業の時間短縮と、溶接作業能率を向上させることができ、１台の溶接機により種々のサイズの薄板円筒部材を溶接することが出来る薄板円筒溶接機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は上記目的を達成するため、溶接機本体の上部支持台の一側面に、周方向に少なくとも一本以上の芯金の一端を支持する旋回可能なインデックステーブルを設け、前記下部支持台の上面に前記インデックステーブルに一端を支持された芯金の他端側及び中央部下面を支持する昇降可能な芯金支持部材と撓み防止部材とを設置し、前記上部支持台の上面に、芯金に挿入された薄板円筒部材の長手方向の両接合縁部を突き合わせた状態で保持する開閉可能な一対の突き合わせ部材を設け、前記突き合わせ部材の上方に、前記薄板円筒部材の両接合縁部に対して昇降可能で、かつ両接合縁部に沿って移動すると共に、両接合縁部を溶着するトーチを設けたことを要旨とするものである。
【０００９】
ここで、前記芯金の内部に、酸化防止用ガスを流通させる通路を設け、薄板円筒部材の両接合縁部を前記トーチにより溶接する際、該溶接部に酸化防止用ガスを噴出させるように構成し、また前記両接合縁部を溶着するトーチは、薄板円筒部材の板厚に応じて制御装置を介して所定の速度で走行させるように構成するものである。
【００１０】
このように、溶接する薄板円筒部材のサイズ毎に、芯金を取外すことなく交換できるので、溶接作業の時間短縮と、溶接作業能率を向上させることができ、また１台の溶接機により種々のサイズの薄板円筒部材を溶接することが出来る。また芯金の中央部下面を撓み防止部材で支持するように構成したので、溶接時に芯金中央部の撓みを防止でき、溶接不良を防止出来る。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、上記のように溶接機本体の上部支持台の一側面に、周方向に少なくとも一本以上の芯金の一端を支持する旋回可能なインデックステーブルを設け、前記下部支持台の上面に前記インデックステーブルに一端を支持された芯金の他端側及び中央部下面を支持する昇降可能な芯金支持部材と撓み防止部材とを設置し、前記上部支持台の上面に、芯金に挿入された薄板円筒部材の長手方向の両接合縁部を突き合わせた状態で保持する開閉可能な一対の突き合わせ部材を設け、前記突き合わせ部材の上方に、前記薄板円筒部材の両接合縁部に対して昇降可能で、かつ両接合縁部に沿って移動すると共に、両接合縁部を溶着するトーチを設けたので、溶接する薄板円筒部材のサイズ毎に芯金を取外すことなく容易に交換することができ、この結果、溶接作業の時間短縮と、溶接作業能率を向上させることができ、また１台の溶接機により種々のサイズの薄板円筒部材を溶接することが出来る効果がある。また芯金の中央部下面を撓み防止部材で支持するように構成したので、溶接時に芯金中央部の撓みを防止でき、溶接不良を防止出来る効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。
【００１３】
図１は、この発明を実施した薄板円筒溶接機の正面図、図２は図１の側面図を示し、前記溶接機本体１は、厚さ0.1 〜1.5mm 程度のチタン，インコ，アルミニュウム等の素材から成る薄板材で内径10mm〜100mm 前後の配管等に使用する薄板円筒部材Ｗを溶接する装置であり、この溶接機本体１は、支持台を構成する上部支持台１ａの一側面に、周方向に少なくとも一本以上の金属製（この実施形態では、熱伝導性の良い銅等を使用している）の芯金Ｑの一端を支持する旋回可能なインデックステーブル２を設け、また支持台１を構成する下部支持台１ｂの上面には、前記インデックステーブル２に一端が支持された芯金Ｑの他端側及び中央部下面を支持する昇降可能な芯金支持部材３と撓み防止部材４とが設置してある。
【００１４】
前記上部支持台１ａの上面には、図２〜図４に示すように、芯金Ｑに挿入された内径10mm〜100mm 前後で、かつ厚さ0.1 〜1.5mm 程度の薄板円筒部材Ｗの長手方向の両接合縁部Ｗａを突き合わせた状態で保持する開閉可能な一対の突き合わせ部材５ａ，５ｂが設けてあり、更に、突き合わせ部材５ａ，５ｂの上方には、前記薄板円筒部材Ｗの両接合縁部Ｗａに対して昇降可能で、かつ両接合縁部Ｗａに沿って移動すると共に、両接合縁部Ｗａを溶着するトーチ６が設けてある。
【００１５】
前記インデックステーブル２は、上部支持台１ａに取付けられた３６０度旋回可能な回転軸７に円盤状の位置決めテーブル８がボルト等により取付けられ、この位置決めテーブル８の周方向には、所定の間隔（例えば、９０度間隔）で、芯金Ｑの端末部を支持する断面凹状の支持部材９が設けてある。なお、支持部材９の数、及び大きさ等は、薄板円筒部材Ｗのサイズにより任意に設定するものである。
【００１６】
１０は、位置決めテーブル８を回転軸７の側面に固定するための固定ピンを示し、位置決めテーブル８と回転軸７とに形成された貫通孔１１に着脱可能に係合し、インデックステーブル２を任意の角度で停止固定出来るようにしたものである。
【００１７】
前記芯金支持部材３と撓み防止部材４とは、下部支持台１ｂに鉛直向きに設置された昇降シリンダー１２及び１３のロッド１２ａ，１３ａの先端にそれぞれ取付けられ、長尺状の芯金Ｑの中央部下面と、他端側（先端側）下面とを支持するようになっている。
【００１８】
前記上部支持台１ａの上面に薄板円筒部材Ｗの長手方向に沿って配設された一対の突き合わせ部材５ａ，５ｂは、図４に示すようにインデックステーブル２の中心上に、ブラケット１４を介して左右対称位置に設置され、この一対の突き合わせ部材５ａ，５ｂは、始点Ｏを中心に押え爪１５ａ，１５ｂが揺動可能に取付けられ、押え爪１５ａ，１５ｂの先端は薄板円筒部材Ｗの両接合縁部Ｗａを芯金Ｑの上面中央に対して突き合わせた状態で押え付け、この状態でトーチ６により溶着して接合するものである。
【００１９】
前記押え爪１５ａ，１５ｂの先端は、溶接時以外は、板ばね１６の弾性力により常時開放する方向に附勢され、溶接時には、押え爪１５ａ，１５ｂの背面側に設けた押え部材１７との間に設けたエアー袋１８にエアーを導入し、その膨張力により押え爪１５ａ，１５ｂの先端を下方に押し下げて薄板円筒部材Ｗの両接合縁部Ｗａを芯金Ｑの上面中央に対して突き合わせた状態で押え付けるように構成されている。
【００２０】
前記芯金Ｑの中心内部には、酸化防止用ガス（例えば、アルゴンガス等）を流通させる通路１９が設けてあり、この通路１９の一端は、酸化防止用ガスの図示しない供給源に接続され、他端側は薄板円筒部材Ｗの両接合縁部Ｗａを前記トーチ６により溶接する際、該溶接部Ｘに酸化防止用ガスを噴出させて空気を吹き飛ばし、溶接時の酸化を防止するものである。
【００２１】
また、前記薄板円筒部材Ｗの両接合縁部Ｗａを溶着するトーチ６は、制御装置２０を介して走行機構２１（例えば、駆動モータに接続されたボールネジ等）を回転駆動させ、薄板円筒部材Ｗの板厚に応じて一定または所定の速度で走行させながら溶接出来るように構成してある。２２は、トーチ６を昇降させる昇降シリンダーを示している。
【００２２】
図６〜図８は、内径20mm〜50mm前後で、中尺の薄板円筒部材Ｗ１を挿通した芯金Ｑの両端と中央下面とを支持した状態で溶接する場合を示しており、また図９〜図１１は、内径10mm〜30mm前後で、短尺の薄板円筒部材Ｗ２を挿通した芯金Ｑの両端と中央下面とを支持した状態で溶接する場合を示しており、更に図１２〜図１４は、内径10mm〜30mm前後で、長尺の薄板円筒部材Ｗ３を挿通した芯金Ｑの両端と中央下面とを支持した状態で溶接する場合を示している。
【００２３】
次に、上記のような薄板円筒溶接機を使用して、薄板円筒部材Ｗの溶接方法について説明する。
【００２４】
先ず、厚さ0.1 〜1.5mm 程度のチタン，インコ，アルミニュウム等の素材から成る薄板材を用いて、内径10mm〜100mm 前後の薄板円筒部材Ｗを溶接する場合には、上記の素材から成る薄板材を予め予備成形装置（図示せず）により、内径に応じてくせ付けして円筒状に丸めた予備成形品を成形しておく。
【００２５】
そして、内径に対応した芯金Ｑに円筒状に丸めた薄板円筒部材Ｗの予備成形品を挿通させ、更に芯金Ｑの両端及び中央部とを、インデックステーブル２の位置決めテーブル８の支持部材９と、下部支持台１ｂに設けた芯金支持部材３及び撓み防止部材４とで支持させて位置決め固定する。そして、予備成形品の両接合縁部Ｗａを上部中央に位置するように位置させた状態で、前記一対の突き合わせ部材５ａ，５ｂの押え爪１５ａ，１５ｂにより薄板円筒部材Ｗの両接合縁部Ｗａを芯金Ｑの上面中央に対して突き合わせた状態で押え付ける。
【００２６】
この状態で、薄板円筒部材Ｗの接合縁部Ｗａの一方から、制御装置２０により溶接速度が制御されるトーチ６を所定の速度で移動させながら両接合縁部Ｗａを溶着して接合するのであるが、この時、芯金Ｑの中心内部に形成した通路１９を介して酸化防止用ガス（この実施形態では、アルゴンガス）を溶接部Ｘに噴出させて空気を吹き飛ばしながら溶接するのである。これにより、薄板円筒部材Ｗの接合縁部Ｗａは、効率良く、しかも確実に溶接することが出来る。
【００２７】
また、内径の異なる薄板円筒部材Ｗを溶接する場合には、予めインデックステーブル２の位置決めテーブル８に内径の異なる芯金Ｑを取付けておけば、先に使用した芯金Ｑをいちいち取外すことなく、次の内径の異なる薄板円筒部材Ｗを容易に溶接することが出来るものである。
【００２８】
このように、溶接する薄板円筒部材Ｗのサイズ毎に、芯金Ｑを取外すことなく交換できるので、溶接作業の時間短縮と、溶接作業能率を向上させることができ、また１台の溶接機により種々のサイズの薄板円筒部材Ｗを溶接することが出来る。また芯金Ｑの中央部下面を撓み防止部材４で支持するように構成したので、溶接時に中央部が撓みを防止でき、溶接不良を防止出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明を実施した薄板円筒溶接機の正面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】薄板円筒溶接機の芯金の一端を支持するインデックステーブルの一部拡大正面図である。
【図４】インデックステーブルの拡大側面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ矢視拡大断面図である。
【図６】中尺の薄板円筒部材を挿通した芯金の両端と中央下面とを支持した状態で溶接する場合の一部拡大正面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線の端面図である。
【図８】図６のＣ−Ｃ線の端面図である。
【図９】短尺の薄板円筒部材を挿通した芯金の両端と中央下面とを支持した状態で溶接する場合の一部拡大正面図である。
【図１０】図９のＤ−Ｄ線の端面図である。
【図１１】図９のＥ−Ｅ線の端面図である。
【図１２】長尺の薄板円筒部材を挿通した芯金の両端と中央下面とを支持した状態で溶接する場合の一部拡大正面図である。
【図１３】図１２のＦ−Ｆ線の端面図である。
【図１４】図１２のＧ−Ｇ線の端面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  溶接機本体                  １ａ  上部支持台
１ｂ  下部支持台                    ２  インデックステーブル
３  芯金支持部材                  ４  撓み防止部材
５ａ，５ｂ  突き合わせ部材        ６  トーチ
７  回転軸                        ８  位置決めテーブル
９  支持部材                    １０  固定ピン
１１  貫通孔                １２，１３  昇降シリンダー
１２ａ，１３ａ  ロッド            １４  ブラケット
１５ａ，１５ｂ  押え爪            １６  板ばね
１７  押え部材                    １８  エアー袋
１９  通路                        ２０  制御装置
２１  走行機構                    ２２  昇降シリンダー
Ｗ  薄板円筒部材                Ｗａ  接合縁部
Ｑ  芯金                          Ｘ  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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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