(57)【要約】【課題】施工にかかる手間を削減して、円筒部材を金属板上に迅速かつ簡易に溶接することが可能な溶接装置および溶接方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る溶接装置１は、ラッシングポット３２を甲板３０上に溶接する溶接装置１であって、ラッシングポット３２の端部を甲板３０に溶接するトーチ４０と、ラッシングポット３２の外周面に当接する当接部４と、トーチ４０と当接部４とが設置される本体部２と、本体部２に設けられ、当接部４が常にラッシングポット３２の外周面に当接するように、本体部２をラッシングポット３２の外周面に沿って回転させるタイヤ３とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒部材を金属板上に溶接する溶接装置であって、
前記円筒部材の端部を前記金属板に溶接する溶接部、および前記円筒部材の外周面に当接する当接部が設置される本体部と、
前記本体部に設けられ、前記当接部が常に前記円筒部材の外周面に当接するように、前記本体部を前記円筒部材の外周面に沿って回転させる駆動部と、
を備える溶接装置。
【請求項２】
前記当接部は、前記本体部にて前記円筒部材の外周面を囲むように複数配置され、
全ての前記当接部が前記円筒部材の外周面に当接するように、前記当接部は設置位置が調整され、
前記駆動部は、全ての前記当接部が常に前記円筒部材の外周面に当接するように、前記本体部を前記円筒部材の外周面に沿って回転させる請求項１に記載の溶接装置。
【請求項３】
溶接部と当接部とが設置される本体部と、前記本体部に設けられる駆動部とを備える溶接装置を用いた溶接方法であって、
前記当接部が、円筒部材の外周面に当接するステップと、
前記駆動部が、前記当接部が常に前記円筒部材の外周面に当接するように、前記本体部を前記円筒部材の外周面に沿って回転させるステップと、
前記溶接部が、前記円筒部材の端部を金属板に溶接するステップと、
を含む溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒部材を金属板上に溶接する溶接装置および溶接方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車運搬船の甲板には、複数のラッシングホールが設けられる。ラッシングホールは、積載する自動車を固定するベルトのフックを掛けるための穴である。ラッシングホールは甲板を貫通する穴であることから、甲板下部への物の落下や漏水を防止するため、甲板にはラッシングホールを塞ぐ蓋状部材であるラッシングポットがラッシングホールごとに設けられる。
【０００３】
ラッシングポットは、自動車運搬船の規模によっては、一隻当り約数千個または１万個以上取り付ける必要があるものがあり、従来、手作業で溶接していたため、多大な施工時間を要していた。特許文献１では、甲板における溶接を簡易に行うための技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−９５８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の溶接装置では、溶接を行うための位置決めを以下の手順で行っていたため、作業効率が悪いという問題があった。すなわち、位置決め手段を降下させて、位置決め手段を円周状開口部の一部と当接させ、円周状開口部に嵌め込むことで位置決めをする。次に、電磁石などによって溶接装置を固定させる。そして、位置決め手段と溶接位置が干渉するため、位置決め手段を上昇させる。その後、位置決め手段が円周状開口部から離れてから溶接を開始する。
【０００６】
このように、特許文献１では、溶接を開始する前の位置決めのためだけに、位置決め手段の降下および上昇、電磁石などによる固定が必要であった。また、溶接終了後には、電磁石などによる固定を解除する必要があった。このように、特許文献１の溶接装置による溶接では多くの工数を要していた。さらに、溶接前に位置決め手段を上げ忘れて位置決め手段も溶接してしまう、位置決め手段を上昇させたあとの固定不良によって溶接中に位置決め手段が下がるといった溶接中の不具合も生じやすかった。
【０００７】
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、施工にかかる手間を削減して、円筒部材を金属板上に迅速かつ簡易に溶接することが可能な溶接装置および溶接方法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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の溶接装置および溶接方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る溶接装置は、円筒部材を金属板上に溶接する溶接装置であって、円筒部材の端部を金属板に溶接する溶接部、および円筒部材の外周面に当接する当接部が設置される本体部と、本体部に設けられ、当接部が常に円筒部材の外周面に当接するように、本体部を円筒部材の外周面に沿って回転させる駆動部とを備える。
【０００９】
この発明によれば、本体部には、溶接部および当接部が設けられており、当接部が常に円筒部材の外周面に当接するように、本体部が駆動部によって円筒部材の外周面に沿って回転させられるので、本体部に設けられた溶接部と円筒部材との距離が保たれる。したがって、本体部が円筒部材の外周面に沿って回転しながら、溶接部が円筒部材に対して常に確実に位置決めされるため、円筒部材の端部を金属板に迅速かつ簡易に溶接できる。ここで、円筒部材とは、例えば自動車運搬船にて、ラッシングのために床面に設けられる穴を塞ぐ蓋状部材（ラッシングポットともいう。）である。本体部が手動ではなく自動で駆動すれば、溶接作業を自動化することができ、施工にかかる手間を削減できる。
【００１０】
上記発明において、当接部は、本体部にて円筒部材の外周面を囲むように複数配置され、全ての当接部が円筒部材の外周面に当接するように、当接部は設置位置が調整され、駆動部は、全ての当接部が常に円筒部材の外周面に当接するように、本体部を円筒部材の外周面に沿って回転させてもよい。
【００１１】
この発明によれば、複数の当接部が本体部にて円筒部材の外周面を囲むように設けられており、全ての当接部が円筒部材の外周面に当接するように、当接部の設置位置が調整されることによって、円筒部材に対して溶接部を確実に位置決めできる。したがって、本体部が円筒部材の外周面に沿って回転しながら、溶接部が常に位置決めされるため、円筒部材の端部を金属板に迅速かつ簡易に溶接できる。
【００１２】
また、本発明に係る溶接方法は、溶接部と当接部とが設置される本体部と、本体部に設けられる駆動部とを備える溶接装置を用いた溶接方法であって、当接部が、円筒部材の外周面に当接するステップと、駆動部が、当接部が常に円筒部材の外周面に当接するように、本体部を円筒部材の外周面に沿って回転させるステップと、溶接部が、円筒部材の端部を金属板に溶接するステップとを含む。
【００１３】
この発明によれば、当接部が常に円筒部材の外周面に当接するように、本体部が駆動部によって円筒部材の外周面に沿って回転させられるので、本体部に設けられた溶接部と円筒部材との距離が保たれる。したがって、本体部が円筒部材の外周面に沿って回転しながら、溶接部が円筒部材に対して常に確実に位置決めされるため、円筒部材の端部を金属板に迅速かつ簡易に溶接できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、施工にかかる手間を削減して、円筒部材を金属板上に迅速かつ簡易に溶接することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る溶接装置を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る溶接装置を示す部分拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る溶接装置を示す上面図である。
【図４】本発明の一実施形態の変形例に係る溶接装置を示す上面図である。
【図５】本発明の一実施形態の変形例に係る溶接装置のタイヤおよび当接部を示す部分拡大側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
以下、本発明の一実施形態に係る溶接装置１について、図１〜図３を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る溶接装置１を示す断面図である。図２は、本発明の一実施形態に係る溶接装置１を示す部分拡大断面図である。図３は、本発明の一実施形態に係る溶接装置１を示す上面図である。図２の切断方向は、図１の切断方向に対してほぼ直交したものである。
【００１７】
溶接装置１は、円筒部材を金属板、例えば鋼板に溶接することができる。円筒部材は、図１または図２に示すような、下部が円筒であり上部が円筒を覆う椀型の部材を含み、例えば自動車運搬船に多数設置される金属製（例えば鋼製）のラッシングポット３２である。自動車運搬船の甲板３０には、複数のラッシングホール３１が設けられる。ラッシングホール３１は、積載する自動車を固定するベルトのフックを掛けるための穴である。ラッシングホール３１は甲板３０を貫通する穴であることから、甲板３０下部への物の落下や漏水を防止するため、甲板３０にはラッシングホール３１を塞ぐ蓋状部材であるラッシングポット３２がラッシングホール３１ごとに設けられる。
【００１８】
なお、図１の符号３０ａが完成時の甲板３０の上面となり、符号３０ｂが下面となる。すなわち、ラッシングポット３２の取り付けは、甲板３０の下面３０ｂを上側にして行い、溶接完了後、甲板３０を上下反対にして甲板３０が船舶本体に取り付けられる。図２中の符号３３は溶接完了後の溶接部分を示す。
【００１９】
溶接装置１は、トーチ４０と、トーチ４０を把持するトーチ把持部９と、トーチ把持部９を支持するトーチ支持部８と、ラッシングポット３２の外周面に当接する当接部４と、トーチ支持部８やブラケット５を介して当接部４が設けられる本体部２と、ブラケット５を介して本体部２に設けられるタイヤ３と、タイヤ３を駆動するモーター７などからなる。
【００２０】
トーチ４０は、溶接部の一例であり、ラッシングポット３２を金属製、例えば鋼製の甲板３０に溶接する。トーチ４０は、トーチ把持部９によって固定され、さらにトーチ支持部８を介して本体部２に対して支持される。アークを発生させるトーチ４０の先端は、本体部２の下面側に位置することになるラッシングポット３２の端部と甲板３２の接触部分に向けられるように、トーチ支持部８とトーチ把持部９によって調整される。
【００２１】
当接部４は、例えばボールプランジャーである。当接部４は、例えば本体部２の下面に設けられたブラケット５によって支持されて、本体部２に設置される。当接部４は、溶接時ラッシングポット３２を囲むように、本体部２に例えば３箇所で設けられる。そして、溶接の際、３箇所の当接部４の先端が、３方向からラッシングポット３２の外周面に常に当接するように、当接部４の位置が調整される。
【００２２】
タイヤ３は、駆動部の一例であり、本体部２にブラケット５を介して設けられる。タイヤ３は、図３に示すとおり、溶接時ラッシングポット３２を囲むように、本体部２に例えば３箇所で設けられる。タイヤ３は、モーター７の回転駆動を受けて駆動し、全ての当接部４が常にラッシングポット３２の外周面に当接するように、本体部２をラッシングポット３２の外周面に沿って駆動させる。
【００２３】
本体部２は、例えばほぼ円形を有する板状部材であり、トーチ支持部８、ブラケット５、モーター７、取っ手１０などが設けられる。トーチ支持部８は、トーチ４０が溶接時にぶれないように本体部２の上面に確実に固定され、さらにトーチ把持部９と共にトーチ４０を確実に固定する。これによって、トーチ４０と本体部２との位置関係が一定となる。
【００２４】
ブラケット５は、図２に示すように、本体部２の下面に設けられ、タイヤ３と当接部４は、ブラケット５を介して本体部２に固定される。当接部４は、本体部２に対して一定の距離を保つように固定されることで、本体部２を介して全ての当接部４とトーチ４０は常に一定の距離が保持される。したがって、当接部４が常にラッシングポット３２に当接していれば、トーチ４０がラッシングポット３２に対して位置決めされ、ラッシングポット３２を甲板３０へ適切に溶接できる。
【００２５】
取っ手１０は、本体部２の上面に設けられ、上端にて二つの取っ手１０に挟まれて設けられた取っ手１１が取り付けられる。これにより、溶接装置１が作業員によって容易に運搬され得る。また、横架部材２８が、取っ手１０の長手方向中間部にて二つの取っ手１０に挟まれて設けられる。また、二つの取っ手１０の間には、制御部１２が設けられてもよい。制御部１２は、制御回路等を含み、制御回路等はボックスに納められる。制御部１２は、本体部２の回転駆動の開始や終了、本体部２の回転方向などを制御する。
【００２６】
次に、当接部４の位置調整について、溶接装置１の構成とともに説明する。
３箇所の当接部４のうち少なくとも１箇所の当接部４は本体部２に対して移動可能に設けられる。図１および図３に示す例では、１つのブラケット５は、板状のスライド部６に設けられる。スライド部６は、本体部２の下面、かつ本体部２の切り欠き部２ａに設けられ、図３中の矢印Ｐで示すように本体部２のラジアル方向（中心から外側方向および外側から中心方向）に移動可能である。これにより、ラッシングポット３２の径サイズに対応して、当接部４をラッシングポット３２の外周面に当接させることができ、ラッシングポット３２の径に関わらず本体部２に対するトーチ４０の位置決めが可能となる。
【００２７】
本体部２には長穴１３が設けられ、長穴１３にて蝶ナット１４（または蝶ボルトなど）を緩めることによってスライド部６の位置が調整され、蝶ナット１４が長穴１３にて固定されることで、スライド部６が本体部２に対して固定される。
【００２８】
また、当接部４がボールプランジャーであれば、ボールプランジャーのボルト部を緩めたり締め付けたりすることで、当接部４の先端の位置を本体部２のラジアル方向に調整してもよい。そして、ボールプランジャー、上述したスライド部６を組み合わせてもよく、両者によってラッシングポット３２のサイズに対する細かな位置調整が可能となる。
【００２９】
次に、図４および図５を参照して、本実施形態の変形例に係る溶接装置１について説明する。図４は、本発明の一実施形態の変形例に係る溶接装置１を示す上面図である。図５は、本発明の一実施形態の変形例に係る溶接装置１のタイヤ３および当接部４を示す部分拡大側面図である。
【００３０】
本変形例は、図１〜図３で示した実施形態と比較して、タイヤ３とモーター７の位置関係が異なる。上記実施形態では、タイヤ３は本体部２を挟んでモーター７のほぼ真下に位置するが、本変形例では、図４および図５に示すように、タイヤ３は本体部２の中心側に設けられ、モーター７はタイヤ３よりも本体部２の外側に設けられる。
【００３１】
なお、図４では３箇所のうち２箇所のモーター７は、本体部２とは異なるモーター支持板１５上に設置される。モーター支持板１５は、固定ボルト１６によって本体部２に固定される。一方、残りの１箇所のモーター７は、上記実施形態と同様に、スライド部６上に設置され、図示しない当接部４と共に、図４中の矢印Ｐのように本体部２のラジアル方向に移動可能である。
【００３２】
図５では、図４と異なりモーター７がモーター支持板１５ではなく、本体部２上に設置される場合について示している。このように、モーター７は、本体部２上に固定されてもよい。なお、図５では、モーター７と、タイヤ３や当接部４との関係、当接部４の構成を示している。
【００３３】
モーター７には、駆動を伝達する軸の先端にギア２７が設けられ、ギア２７は、軸部２２の先端に設けられたギア２６と噛み合うことで、軸部２２にモーター７の駆動力を伝達する。ギア２６，２７は、かさ歯車である場合について示している。軸部２２はモーター７の駆動力によってタイヤ３を回転させる。軸部２２は、ギア２６と反対の端部がナット２１によってブラケット５に固定される。
【００３４】
図５に示す当接部４は、上記実施形態におけるボールプランジャーではなく、鍋ビス１７を使用している。当接部４は、鍋ビス１７、ロックナット１８、スプリングワッシャー１９および平ワッシャー２０からなる。鍋ビス１７は、軸部２２の先端にねじ結合され、鍋ビス１７を緩めたり締め付けたりすることで、鍋ビス１７の先端位置を図５中の矢印Ｑのように調整できる。ロックナット１８、スプリングワッシャー１９および平ワッシャー２０は、鍋ビス１７が決定された位置から移動しないように固定する。
【００３５】
タイヤ３は、例えばゴム製であり、溶接装置１の使用につれて磨耗する。そのため、タイヤ３を交換できるように溶接装置１が構成されることが望ましい。例えば、図４および図５に示す例では、ブラケット５を本体部２から外した後、軸部２２から当接部４やナット２１を外すことで、タイヤ３およびブラケット５を軸部２２から外すことができるようになっている。タイヤ３には、図示しない固定ボルトによって両側からタイヤホイール２３が固定されている。タイヤホイール２３は、例えば合成樹脂製または金属製であり、タイヤ３を支持しつつ、軸部２３の回転をタイヤ３に伝達する。タイヤ３が磨耗して交換を要する場合は、タイヤ３からタイヤホイール２３を外して、新たなタイヤ３にタイヤホイール２３を取り付ける。
【００３６】
次に、本実施形態に係る溶接装置１の動作について説明する。
溶接装置１は、まず、甲板３０に溶接するラッシングポット３２のサイズに合わせて、当接部４の位置が調整される。溶接装置１をラッシングポット３２上にかぶせるように設置したとき、全ての当接部４がラッシングポット３２の外周面に当接するように調節される。当接部４の位置調整は、スライド部６や当接部４の先端を移動させることによって行う。位置調整され確実に固定された当接部４は、同じサイズのラッシングポット３２を繰り返し溶接する場合、溶接のたびに調整される必要はない。
【００３７】
次に、タイヤ３を駆動させて、本体部２をラッシングポット３２の外周面に沿って回転させる。このとき、トーチ４０にアークを発生させて、ラッシングポット３２を甲板３０に溶接する。本体部２に取り付けられたトーチ４０が、ラッシングポット３２の周囲を１回転することによって溶接が完了する。タイヤ３の駆動開始および完了は、制御部１２によって行われる。
【００３８】
一つのラッシングポット３２の溶接が完了すると、作業員は、別のラッシングポット３２へ溶接装置１を移動させる。そして、タイヤ３の駆動およびトーチ４０による溶接を開始させる。このとき、タイヤ３の進行方向が制御部１２によって調整されて、本体部２は、前回の回転方向とは反対の回転方向で回転させられる。これによって、トーチ４０に接続されたケーブルは、本体部２の回転方向が同一のまま複数のラッシングポット３２の溶接を繰り返すとねじれが発生するが、本実施形態のように、一つのラッシングポット３２の溶接後、次のラッシングポット３２の溶接の際に回転方向が変更されることで、ケーブルのねじれを防止できる。
【００３９】
以上、本実施形態によれば、特許文献１に開示された技術のような位置決め手段に比べて、位置決めおよび溶接にかかる工数が少なくてすみ、簡易に位置決めしながら溶接できる。また、本実施形態の当接部４やスライド部６の位置調整によって、ラッシングポット３２の径の大きさが変化しても同一の溶接装置１で対応できる。
【００４０】
さらに、溶接する中心を決めなくても、溶接装置１は、ラッシングポット３２に沿って回転するため、簡単にラッシングポット３２の周囲を溶接できる。またさらに、溶接装置１の構成および動作が簡潔であるため、持ち運びが楽な上に、作業員が一人で複数台を操作することも可能である。したがって、多数のラッシングポット３２を甲板３０に溶接しなければならない自動車運搬船の施工において、熟練の作業員以外も作業に携わることができ、かつ工期の短縮を図ることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  溶接装置
２  本体部
３  タイヤ（駆動部）
４  当接部
５  ブラケット
６  スライド部
７  モーター
８  トーチ支持部
９  トーチ把持部
１０，１１  取っ手
１２  制御部
２３  タイヤホイール
２４  カバー
３０  甲板（金属板）
３１  ラッシングホール
３２  ラッシングポット（円筒部材）
４０  トーチ（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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