(57)【要約】【課題】溶接トーチが公転しながら溶接作業を行っても、溶接トーチに接続した電源ケーブルやガスホースに捩れが生じず、連続的に溶接作業を行える自動溶接装置を提供する。【解決手段】円環状の固定レール２に、導電板３、ガス溝４及び冷却媒体溝５を環状に形成し、それぞれに第１電源ケーブル１５ａ、第１ガスホース１６ａ、第１冷却媒体ホース１７ａを接続する。固定レール２上を周方向に沿って周回する駆動レール６に、導電板３に摺接する電気接触子７、ガス溝４、冷却媒体溝５内にそれぞれ挿入され、駆動レール６と固定レール２の間をシールする環状シール部材２５を設ける。第２ガスホース１６ｂ、第２冷却媒体ホース１７ｂの端部開口を、ガス溝４、冷却媒体溝５側にそれぞれ開口させる。これにより、駆動レール６上に設けた溶接トーチ１１が公転しながら溶接作業を行っても、電気接触子７に接合した第２電源ケーブル１５ｂ、第２ガスホース１６ｂ、第２冷却媒体ホース１７ｂは捩れることがない。【選択図】図２
2016019989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被溶接物に固定される環状の固定レールと、
前記固定レールに配設され、前記固定レールの周方向に沿って形成された第１環状溝及び環状の導電板と、
前記第１環状溝及び前記導電板にそれぞれ接続し、前記固定レール外部からの作動媒体及び電力を供給する第１管路及び第１電源ケーブルと、
前記固定レール上に載置され、前記固定レール上を前記固定レールの周方向に沿って周回する駆動レールと、
前記駆動レールに配設され、前記導電板に摺接する電気接触子と、
前記電気接触子に接続した第２電源ケーブルと、
前記第１環状溝を介して前記駆動レール側に供給される作動媒体を前記駆動レールの外部に取り出す第２管路と、
前記固定レールと前記駆動レールとの間から前記作動媒体が外部に漏れ出るのを防止する環状シール部材と、
前記第２電源ケーブル及び前記第２管路を介して前記作動媒体及び前記電力が供給される溶接トーチと、
前記駆動レールに設けられ、前記溶接トーチを溶接箇所に対して近接・離間自在に移動させる移動機構と、
を備えたことを特徴とする自動溶接装置。
【請求項２】
前記第１環状溝が、前記固定レールの径方向に離間して少なくとも２本以上形成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動溶接装置。
【請求項３】
前記環状シール部材の基端面側が、前記駆動レールにおける前記第１環状溝に対向した部位に固定され、
前記環状シール部材の先端面側が、密接状態で前記駆動レールの周回に伴って摺動可能に、前記第１環状溝内に挿入され、
前記第２管路の端部開口が、前記第１環状溝に連通していることを特徴とする請求項１または２に記載の自動溶接装置。
【請求項４】
前記駆動レールに、前記第１環状溝に対向した形状の第２環状溝が形成され、
前記環状シール部材が、Ｏリングから構成され、一対の前記Ｏリングが、前記第１環状溝及び前記第２環状溝におけるそれぞれの内周縁側と外周縁側において、前記第１環状溝及び前記第２環状溝に沿って配設され、前記第２管路の端部開口が、前記第２環状溝に連通していることを特徴とする請求項１または２に記載の自動溶接装置。
【請求項５】
前記第１環状溝が、周方向に沿って密接した一対の環状シール部材によって密閉され、
前記第２管路が、前記一対の環状シール部材間に挿入され、
前記第２管路には、前記一対の環状シール部材間に挿入した前記第２管路の挿入部周辺を前記一対の環状シール部材に対して密閉状態に覆うシール片が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の自動溶接装置。
【請求項６】
前記移動機構が、前記固定レールの径方向および前記被溶接物の溶接箇所に対して前記溶接トーチを近接離間させる方向に移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の自動溶接装置。
【請求項７】
前記固定レールが、前記被溶接物の上部開口を塞ぐ上蓋面に固定されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の自動溶接装置。
【請求項８】
被溶接物の側面に固定された設置冶具上に、前記固定レールが支持固定されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の自動溶接装置。
【請求項９】
前記駆動レール上に少なくとも二つの前記移動機構が設けられ、前記各移動機構が互いに独立して移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の自動溶接装置。
【請求項１０】
少なくとも一つの前記移動機構上に、溶接箇所を検査する検査装置が載置されていることを特徴とする請求項９に記載の自動溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、自動溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所などの施設から発生する使用済燃料を貯蔵するための貯蔵容器を現地で据付ける作業や、使用済燃料を収納した貯蔵容器の上部開口部に蓋を被せ、被せた蓋と貯蔵容器とを溶接して密封状態にする溶接組立作業等は、高線量エリアの中で行われている。そのため、高線量エリア内での作業が極力少なくなるように、溶接組立作業を、遠隔操作できる自動溶接機を用いて行うことが求められている。
【０００３】
従来から用いられている自動溶接機（例えば、特許文献１参照）では、電源ケーブルやガスホースが溶接トーチに接続した構成になっている。そして、溶接トーチの移動に追従して、電源ケーブルやガスホースは溶接トーチに牽引されながら移動する。そのため、自動溶接機で円周箇所の溶接部に対して溶接作業を行った場合には、溶接トーチが円周方向に公転するのに伴って、溶接トーチに接続した電源ケーブルやガスホースは捩られていくことになる。電源ケーブル、ガスホースが捩られることによって、絡みが生じることになるので、この絡みの発生を防止しておくことが必要になる。
【０００４】
絡みの発生を防止するためには、従来から溶接作業として、前進と後進とを繰り返しながら行う溶接作業が行われている。例えば、前進時に溶接作業を行えば、後進時には非溶接作業を行うことになる。そして、前進に伴う溶接作業と後進に伴う非溶接作業とを繰り返して行くことになる。この前進、後進を繰り返すことによって、電源ケーブルやガスホースの絡みを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２９６３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、従来からの自動溶接機を用いた溶接作業では、溶接トーチの前進、後進を繰り返していくことが必要になる。そのため、溶接の始端部におけるクレータ形状と終端部におけるクレータ形状とが異なることになり、溶接欠陥が発生してしまうリスクがある。また、溶接作業を行っていない非溶接作業時には、溶接トーチを後進させておくための時間が必要になることから、作業時間が増大する問題などがあった。
【０００７】
本発明に係る実施形態では、上述した問題を解決することができ、電源ケーブルやガスホースが溶接トーチの移動に追従して牽引されることがなく、溶接トーチが公転しながら溶接作業を行っても、電源ケーブルやガスホースに捩れが生じず、連続的な円周方向に沿っての溶接作業を行うことができる自動溶接装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成することのできる本発明の実施形態に係る自動溶接装置では、被溶接物に固定される環状の固定レールと、前記固定レールに配設され、前記固定レールの周方向に沿って形成された第１環状溝及び環状の導電板と、前記第１環状溝及び前記導電板にそれぞれ接続し、前記固定レール外部からの作動媒体及び電力を供給する第１管路及び第１電源ケーブルと、
前記固定レール上に載置され、前記固定レール上を前記固定レールの周方向に沿って周回する駆動レールと、前記駆動レールに配設され、前記導電板に摺接する電気接触子と、前記電気接触子に接続した第２電源ケーブルと、前記第１環状溝を介して前記駆動レール側に供給される作動媒体を前記駆動レールの外部に取り出す第２管路と、
前記固定レールと前記駆動レールとの間から前記作動媒体が外部に漏れ出るのを防止する環状シール部材と、前記第２電源ケーブル及び前記第２管路を介して前記作動媒体及び前記電力が供給される溶接トーチと、前記駆動レールに設けられ、前記溶接トーチを溶接箇所に対して近接・離間自在に移動させる移動機構と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態に係る自動溶接装置では、溶接トーチが連続的に円周方向に沿って公転しながら溶接作業を行っても、電源ケーブルやガスホースは、溶接トーチの移動に追従して牽引されることがなく、捩れや絡みの発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】自動溶接装置を示す装置構成図である。（実施形態１）
【図２】固定レール、駆動レールの要部斜視図である。（実施形態１）
【図３】固定レールの平面図（ａ）、駆動レールの底面図（ｂ）、図３（ａ）のＡ−Ａ断面図（ｃ）、図３（ｂ）のＢ−Ｂ断面図（ｄ）である。（実施形態１）
【図４】環状シール部材を備えた駆動レールの要部斜視図（ａ）、固定レールの要部斜視図（ｂ）である。（実施形態１）
【図５】環状シール部材の変形例を示す要部斜視図である。（実施形態１）
【図６】他の構成における環状シール部材の配置構成を示し、駆動レールの要部断面図（ａ）、固定レールの要部断面図（ｂ）である。（実施形態１）
【図７】別の構成における環状シール部材の配置構成を示し、固定レールの平面図（ａ）、駆動レールの底面図（ｂ）、図７（ｂ）のＤ−Ｄ断面図（ｃ）、図７（ａ）のＣ−Ｃ断面図（ｄ）である。（実施形態１）
【図８】他の回転駆動機構を用いた自動溶接装置の装置構成図である。（実施形態１）
【図９】他の構成の環状シール部材を備えた駆動レールの要部斜視図（ａ）、固定レールの要部斜視図（ｂ）である。（実施形態２）
【図１０】他の構成の環状シール部材を備え、固定レール上に駆動レールを載置した状態の平面図（ａ）、断面図（ｂ）である。（実施形態２）
【図１１】自動溶接装置の装置構成図である。（実施形態３）
【図１２】自動溶接装置における別の配置構成図である。（実施形態３）
【図１３】自動溶接装置における他の装置構成図である。（実施形態４）
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係る自動溶接装置の構成について、図面を参照して説明する。
［実施形態１］
図１乃至図８を用いて、本発明に係る実施形態１の構成を説明する。
【００１２】
（全体的構成）
図１は、自動溶接装置１の装置構成図であり、図２は固定レール２、駆動レール６の要部斜視図を示している。自動溶接装置１は、円環状の固定レール２と、固定レール２上に載置され、固定レール２上を周方向に沿って周回する駆動レール６と、駆動レール６上に移動可能に配設され、溶接トーチ１１を備えた移動機構とから構成されている。
【００１３】
移動機構は、駆動レール６上を摺動する移動台１３と移動台１３に支持され移動台１３に対して摺動する工具ヘッド１２とを備えた構成になっている。移動機構の構成としては、必要に応じて工具ヘッド１２の代わりに他の器具を移動台１３に支持させた構成にすることもできる。
【００１４】
固定レール２は高線量エリア外において、例えば、使用済燃料を収納した貯蔵容器１４に被せる上蓋２７に、固定しておくことができる。固定レール２を上蓋２７上に固定する固定方法としては、溶接による固定方法や、ボルト・ナットによる固定方法等を用いることができる。
【００１５】
そして、高線量エリア外において、上蓋２７に自動溶接装置１を固定した後、上蓋２７と自動溶接装置１とをクレーン等により、貯蔵容器１４が載置されている高線量エリア内に搬入して、上蓋２７を貯蔵容器１４の上部開口部に被せることができる。その後、後述するように、被せた上蓋２７と貯蔵容器１４の上部開口部とを溶接して密封状態にすることができる。
【００１６】
固定レール２の固定方法として、ボルト・ナットによる固定方法を用いた場合には、例えば、上蓋２７側にナットを固定しておき、固定レール２に形成した取付孔や、固定レール２から外方に延出させた取付片に取付孔を形成しておき、この取付孔にボルトを挿入して、ナットに螺合させることで固定レール２を上蓋２７に固定することができる。
【００１７】
自動溶接装置１による溶接作業等が終了した際には、固定レール２がボルト・ナットによる固定手段で上蓋２７に固定されている場合には、ボルト・ナットによる固定状態を解除して、自動溶接装置１を上蓋２７から取り外して、他の溶接作業に使用することができる。
【００１８】
また、固定レール２が溶接によって上蓋２７に固定されている場合には、駆動レール６を固定レール２から取り外して、他の溶接作業に使用することができる。その際、後述する固定レール２との間で接続している第１電源ケーブル１５ａ（図２参照）、第１ガスホース１６ａ（図２参照）、第１冷却媒体ホース１７ａ（図２参照）を、着脱自在のコネクターを介して固定レール２に接続した構成にしておくことができる。
このように、構成しておくことにより、上蓋２７上には、固定レール２のみが残存して、自動溶接装置１における残りの部材を上蓋２７から取り外すことができる。
【００１９】
（固定レールの構成）
図２、図３に示すように、固定レール２の上面には、円環状に形成された一対の導電板３、ガス溝４及び冷却媒体溝５が形成されている。ガス溝４及び冷却媒体溝５は、第１環状溝を構成している。図２、図３（ａ）、（ｄ）に示すように、円環状に配設された一対の導電板３には、それぞれ第１電源ケーブル１５ａが接続している。各第１電源ケーブル１５ａは、固定レール２の内面側から外部に導出されており、図示せぬ制御装置等に接続している。
【００２０】
以下では、固定レール２の上面に円環状のガス溝４と円環状の冷却媒体溝５とを設けた構成について説明を行うが、必要に応じて他の気体や液体を流す別の環状の溝を固定レール２の上面に形成しておくこともできる。
【００２１】
図２、図３（ａ）、（ｄ）に示すように、ガス溝４と冷却媒体溝５の底面には、それぞれガス孔８ａと冷却媒体孔９ａが形成されており、ガス孔８ａには第１ガスホース１６ａが接続しており、冷却媒体孔９ａには第１冷却媒体ホース１７ａが接続している。第１ガスホース１６ａ及び第１冷却媒体ホース１７ａは、第１管路を構成しており、円環状の固定レール２の内面側から外部に導出されて、図示せぬ制御装置等に接続している。  
【００２２】
図示例では、ガス孔８ａと冷却媒体孔９ａを、それぞれガス溝４と冷却媒体溝５の底面に一個ずつ形成した構成例を示しているが、ガス溝４や冷却媒体溝５における周方向の長さ寸法等に応じては、周方向に沿った複数箇所に形成しておくこともできる。
【００２３】
ガス孔８ａや冷却媒体孔９ａをそれぞれ複数個形成した場合においても、各ガス孔８ａや各冷却媒体孔９ａには、それぞれ第１ガスホース１６ａや第１冷却媒体ホース１７ａを接続させておくことができる。ガス孔８ａや冷却媒体孔９ａをそれぞれ複数個形成した構成によって、ガス溝４や冷却媒体溝５の全周方向に亘って、ガス濃度や冷却媒体の流量をほぼ一定に維持しておくことができる。
【００２４】
（駆動レールの構成）
図２、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、固定レール２の上面に載置される駆動レール６の面には、各導電板３に対して弾性的に摺接する一対の電気接触子７と、ガス溝４及び冷却媒体溝５内にそれぞれ先端面側が挿入される円環状の環状シール部材２５と、が設けられている。また、固定レール２に対して駆動レール６を周回させるためのレール駆動部１０が、固定レール２との間に設けられている。
【００２５】
一対の電気接触子７には、それぞれ第２電源ケーブル１５ｂが接続している。一対の電気接触子７は、板バネ等を用いて構成され、駆動レール６等の重量によって、導電板３に対して上方から弾性的に押圧した状態を維持しながら摺接することができる。これにより、導電板３の表面に凹凸が形成されていても、電気接触子７が弾性変形することで、この凹凸に追従して電通状態を維持することができる。
【００２６】
固定レール２と駆動レール６との間における電力の接受を行う構成として、一対の導電板３と各導電板３に摺接する一対の電気接触子７を用いた構成を示しているが、駆動レール６側に複数種の電気器具を搭載した場合には、それぞれの電気器具に電力を供給するため、適宜数の導電板３とこの導電板３の配設個数に対応した電気接触子７を設けた構成にしておくことができる。
【００２７】
駆動レール６には、ガス溝４及び冷却媒体溝５を介して駆動レール６側にガス及び冷却媒体を取り出す第２ガスホース１６ｂ及び第２冷却媒体ホース１７ｂが設けられている。第２ガスホース１６ｂと第２冷却媒体ホース１７ｂは、第２管路を構成している。
【００２８】
駆動レール６を固定レール２上に載置した状態において、第２ガスホース１６ｂの端部開口であるガス孔８ｂは、ガス溝４の周上に位置しており、第２冷却媒体ホース１７ｂの端部開口である冷却媒体孔９ｂは、冷却媒体溝５の周上に位置している。
【００２９】
駆動レール６を固定レール２の周方向に沿って周回させるための構成として、レール駆動部１０が設けられている。レール駆動部１０の構成としては、図３（ｂ）、図３（ｃ）に示すように、駆動レール６にローラ３２を等間隔に複数個設け、ローラ３２を固定レール２の外側面に当接させた構成にすることができる。
【００３０】
そして、複数個のローラ３２の内で適宜数のローラ３２を駆動ローラとして構成し、残りを従動ローラとして構成して、回転駆動機構を構成しておくことができる。モータ等を用いて駆動ローラを駆動制御することで、駆動レール６を固定レール２に対して正逆転方向に任意の角度周回させることができる。
【００３１】
あるいは、図８に示すように、レール駆動部１０の構成として、固定レール２の外側面に形成した環状のガイド面部３８と、ガイド面部３８の上下両面を挟持する形で駆動レール６に設けられたスラスト軸受３９と、駆動レール６を固定レール２に対して正逆転方向に周回させる回転駆動機構とから構成しておくこともできる。この場合の回転駆動機構としては、例えば、ガイド面部３８の側面に当接した図示せぬ駆動ローラを用いた構成にしておくことができる。  
【００３２】
このような回転駆動機構を構成しておくことにより、駆動ローラを図示せぬ制御装置によって回転制御することができ、駆動レール６の回動量を任意に制御することができる。駆動ローラを駆動するモータ等に対する電力の供給は、固定レール２に環状の導電板３を更に形成することによって行うことができる。そして、駆動レール６の周回を遠隔操作で制御することができる。
【００３３】
図３では、ローラ３２を駆動レール６側に配設した構成を示しているが、図６に示すようにローラ３２を固定レール２側に配設し、駆動レール６に形成した環状のフランジ部をローラ３２の外周面に摺接するように構成しておくこともできる。この構成では、固定レール２側に配設したローラ３２のうち、任意のローラ３２を駆動ローラとした場合に、この駆動ローラを駆動するモータ等を固定レール２側に設けておくことができる。
【００３４】
（環状シール部材の構成）
図２〜図４に示すように、環状シール部材２５の基端部面側は、固定レール２と対向した駆動レール６の面に固定されている。環状シール部材２５の基端部面側を駆動レール６に固定する構成としては、例えば、図３（ｂ）、（ｃ）、図４（ａ）に示すように、駆動レール６の面に環状溝を形成し、この環状溝内に環状シール部材２５の基端部面側を嵌入させた構成にすることができる。
【００３５】
なお、図４では、第１環状溝であるガス溝４と冷却媒体溝５、及びガス溝４及び冷却媒体溝５にそれぞれ挿入される一対の環状シール部材２５をそれぞれ例示せずに、代表して一つの環状溝と一つの環状シール部材２５を図示している。
【００３６】
環状シール部材２５の先端面側は、ガス溝４及び冷却媒体溝５内にそれぞれ挿入することができる。このように構成された環状シール部材２５は、ガス溝４及び冷却媒体溝５の側面に密接した状態で、駆動レール６の周回に伴ってガス溝４及び冷却媒体溝５内を摺動することができる。そして、ガスおよび冷却媒体が固定レール２と駆動レール６の隙間から流出するのを防ぐことができる。
【００３７】
駆動レール６を固定レール２上に載置した状態では、ガス溝４及び冷却媒体溝５内に挿入された環状シール部材２５の先端面とガス溝４及び冷却媒体溝５の底面との間には、空間部が形成されている。この空間部には、第１ガスホース１６ａ及び第１冷却媒体ホース１７ａからそれぞれ供給されたガス及び冷却媒体が充満することになる。
【００３８】
図２、図３（ｂ）、図４に示すように、環状シール部材２５は、環状形状の一部を切欠いた形状に形成されており、切欠き部内には駆動レール６側に設けた第２ガスホース１６ｂや第２冷却媒体ホース１７ｂの端部であるガス孔８ｂ、冷却媒体孔９ｂが開口している。
【００３９】
環状シール部材２５の形状としては、環状の一部を切欠いた形状に構成せずに、図５に示すように、環状シール部材２５の先端面に凹窪部２８を形成した構成にしておくこともできる。凹窪部２８の底面には、駆動レール６側に設けた第２ガスホース１６ｂや第２冷却媒体ホース１７ｂの端部であるガス孔８ｂや冷却媒体孔９ｂが開口している。
【００４０】
なお、図５は、環状シール部材２５の先端面側から見た斜視図を示している。図５で示した形状の環状シール部材２５を用いることによって、環状シール部材２５をガス溝４や冷却媒体溝５内にそれぞれ挿入した状態において、環状シール部材２５の両側面をガス溝４や冷却媒体溝５の両側面に密着した状態で摺接させることができ、側面におけるシール性を高めることができる。
【００４１】
環状シール部材の構成としては、図７に示すようにＯリング２９を用いた構成にすることもできる。図７では、駆動レール６における固定レール２に対向する面に、ガス溝４、冷却媒体溝５に対向させてガス溝３４、冷却媒体溝３５が形成されている。ガス溝３４、冷却媒体溝３５は、第２環状溝を構成している。
【００４２】
そして、固定レール２側では、ガス溝４及び冷却媒体溝５におけるそれぞれの内周縁側と外周縁側とに、ガス溝４、冷却媒体溝５に沿ったＯリング収納溝２９ａが形成されている。また、駆動レール６側では、ガス溝３４及び冷却媒体溝３５におけるそれぞれの内周縁側と外周縁側とに、ガス溝３４、冷却媒体溝３５に沿ったＯリング収納溝２９ｂが形成されている。  
なお、図７（ａ）では、同芯円が複数存在して図面が分かり難くなるため、Ｏリング収納溝２９ａの図示は省略している。
【００４３】
Ｏリング収納溝２９ａ、２９ｂ間でＯリング２９を挟持することにより、対向するガス溝４とガス溝３４との間から外部にガスが漏れ出るのを、また、冷却媒体溝５と冷却媒体溝３５との間から冷却媒体が漏れ出るのをＯリング２９によってシールすることができる。
【００４４】
（移動機構の構成）
図１、図２に示すように、駆動レール６上には、駆動レール６の径方向に摺動する移動台１３が配設されており、移動台１３の端部には、溶接箇所３０に向かって進退動する工具ヘッド１２が設けられている。移動台１３と工具ヘッド１２とによって、移動機構が構成されている。工具ヘッド１２の先端部には、溶接トーチ１１が設けられている。
【００４５】
移動台１３及び工具ヘッド１２は、例えば、ネジ駆動やボールナット駆動、リニアモータ駆動等の従来から公知の直線駆動機構を用いて直線摺動させることができる。また、必要に応じて、移動台１３に旋回機構を設けて二次元的な動きを行わせることも、別の旋回機構を介して溶接トーチ１１を工具ヘッド１２に取付ける構成にしておくこともできる。
【００４６】
このように構成しておくと、溶接トーチ１１の先端部に対して多次元的な動きを与えることができる。そして、溶接トーチ１１は、移動機構によって、貯蔵容器１４の胴体部１４ａの開口に被せた上蓋２７と胴体部１４ａの開口端部との間における溶接箇所３０に対して、所望の方向から溶接することができる。
【００４７】
第２電源ケーブル１５ｂで取り出した電力、及び第２ガスホース１６ｂで取り出したガス（例えば、アルゴンガス）は、溶接トーチ１１に供給される。第２冷却媒体ホース１７ｂで取り出した冷却媒体（例えば、エアー）は、冷却ノズル１８から噴出されて、溶接箇所３０及びその周囲を冷却することができる。
【００４８】
（作用効果）
本発明に係る実施形態１の構成によれば、図示せぬリソースと溶接トーチ１１と接続する電源ケーブルやガスホース、冷却媒体ホースを直接的に接続することなく、固定レール２と駆動レール６との間における回転接続により接続することができる。そして、遠隔操作によって溶接作業を行わせることができる。
【００４９】
この構成によって、溶接トーチ１１が連続的に円周方向に沿った公転運動を行いながら溶接箇所３０に対して連続的に溶接作業を行っても、第２電源ケーブル１５ｂや第２ガスホース１６ｂ、第２冷却媒体ホース１７ｂは、溶接トーチ１１の移動に追従して牽引されることがなく、捩れや絡みの発生が防止される。
【００５０】
実施形態１に係る自動溶接装置１に対して、従来技術であるアーク電圧調整装置（AVC）、距離計測（接触式や画像解析による非接触式）などの溶接対象物と溶接トーチとの距離を一定に保つ（即ち、アーク長を保持する）機能を付加することにより、途中に継ぎ目（所謂、クレータ始終端）がない連続的な円周溶接が可能になる。
【００５１】
そして、溶接品質の向上、作業時間の短縮が可能になる。また、作業エリア内の障害物などに対して、第２電源ケーブル１５ｂや第２ガスホース１６ｂ、第２冷却媒体ホース１７ｂが干渉するリスクも低減できる。これによって、従来技術に比べて、実施形態１に係る自動溶接装置１は、設置性にも優れた効果を奏することができる。
【００５２】
なお、駆動レール６側に搭載した複数種の電気器具に電力を供給する場合には、適宜数の導電板３を固定レール２上に配設し、これらの各導電板３に摺接する電気接触子７を適宜数設けた構成にしておくことができる。同様に、駆動レール６上に設けた複数種の工具に作動媒体を供給する必要がある場合には、固定レール２側に適宜数の環状溝を形成し、各環状溝に供給された作動媒体を駆動レール６側に設けた取り出しホース、即ち、第２管路で取り出せる構成にしておくことができる。
【００５３】
［実施形態２］
図９、図１０を用いて、本発明に係る実施形態２の構成を説明する。実施形態２では、実施形態１における構成と同様の構成については、実施形態１で用いた部材符号を用いることでその部材について重複する説明を省略する。
【００５４】
なお、図９（ａ）、（ｂ）及び図１０（ｂ）では、固定レール２に配設した第１環状溝であるガス溝４と冷却媒体溝５、及びガス溝４及び冷却媒体溝５内にそれぞれ挿入され、駆動レール６に配設された第２ガスホース１６ｂ及び第２冷却媒体ホース１７ｂを例示せずに、代表して一つの環状溝とその環状溝内に挿入される一つのホース、即ち、第２管路を図示している。
【００５５】
（全体的構成）
図９（ａ）、（ｂ）に示すように、実施形態２では、固定レール２に形成したガス溝４と冷却媒体溝５の上部開口面に蓋をする形で一対の環状シール部材２６ａが設けられている。一対の環状シール部材２６ａ同士は、周方向において面接触した状態で密接して配されている。
【００５６】
駆動レール６には、駆動レール６から固定レール２側に突出した第２ガスホース１６ｂ及び第２冷却媒体ホース１７ｂが配設されている。そして、図９（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、第２ガスホース１６ｂ及び第２冷却媒体ホース１７ｂには、シール片２６ｂが設けられている。
【００５７】
図１０（ｂ）に示すように、第２ガスホース１６ｂ及び第２冷却媒体ホース１７ｂを一対の環状シール部材２６ａ間に挿入したときには、駆動レール６の周回方向における第２ガスホース１６ｂ及び第２冷却媒体ホース１７ｂの前後領域は、環状シール部材２６ａでシールされていない隙間状態になる。シール片２６ｂによって、この隙間状態となる前後領域をシールすることができる。
【００５８】
図１０（ａ）では、駆動レール６の平面構成として、三つの張り出し部６Ａ〜６Ｃを備えた構成を示しているが、実施形態１で示したような円環状の形状に駆動レール６を構成しておくこともできる。また、各張り出し部６Ａ〜６Ｃには、実施形態１で説明した移動機構をそれぞれ配設しておくことができる。
【００５９】
図１０（ａ）では、張り出し部６Ａ、６Ｂには、一対の電気接触子７と第２ガスホース１６ｂ及び第２冷却媒体ホース１７ｂが設けられており、張り出し部６Ｃには、一対の電気接触子７が設けられた配置構成になっている。これらの配置構成は、例示であって、他の配置構成にすることもできる。また、駆動レール６として、三つの張り出し部６Ａ〜６Ｃを設けた構成を示しているが、張り出し部の形成数は、三つに限定されるものではなく適宜数形成しておくことができる。
【００６０】
（作用効果）
本発明に係る実施形態２の構成によれば、実施形態１と同様の作用効果を奏することができ、しかも、駆動レール６の容積を少なくすることができる。これにより、自動溶接装置１の重量を軽量化することができる。
【００６１】
［実施形態３］
図１１を用いて、本発明に係る実施形態３の構成を説明する。実施形態３では、実施形態１、２における構成と同様の構成については、実施形態１、２で用いた部材符号を用いることでその部材について重複する説明を省略する。
【００６２】
図１１に示すように、駆動レール６上に二つの移動機構、即ち、移動台１３と工具ヘッド１２を配設し、各工具ヘッド１２に溶接トーチ１１を搭載することで、二か所の溶接箇所３０に対して同時に、あるいは時間的な間隔を空けて溶接作業を行うことができる。これにより、溶接作業時間の短縮を図ることができる。
【００６３】
駆動レール６上に配設する二つの移動機構の配設位置としては、円環状の駆動レール６に対して直径上の位置に対極して配した構成に限定されるものではなく、駆動レール６上の放射方向に適宜角度離間した配置構成にすることもできる。また、駆動レール６上に配設する移動機構の配設個数としては、二つに限定されるものではなく適宜数配設することができる。  
例えば、図１０（ａ）に示すように、駆動レール６の周方向に対して等間隔となるように配設することもできる。
【００６４】
図１２に示すように、駆動レール６上に少なくとも二つの移動機構を配設した場合には、一方の移動機構には、溶接トーチ１１に代えて検査装置１９（例えば、超音波探傷センサ１９ａを備えた検査装置）に置換えることもできる。検査装置１９を移動機構に搭載することで、溶接作業と溶接箇所３０の検査とを同時に行うことができる。  
そして、移動機構における工具装着部には、溶接トーチ１１や検査装置１９の工具類を着脱自在に装着できる構成にしておくことができる。
【００６５】
（作用効果）
実施形態３に係る構成によれば、駆動レール６上に複数の工具類を着脱自在に装着することができ、工具類として、複数の溶接トーチ１１を用いた場合には、溶接作業時間の更なる短縮が可能になる。工具類の一つとして、検査装置１９を用いた場合には、溶接作業と検査作業とを同時に平行して実施することが可能となり、段取り時間、作業時間の短縮を図ることができる。しかも、リアルタイムで溶接欠陥箇所の検知を行うことができるので、補修などの措置が必要な場合にも速やかに対応することができる。
【００６６】
［実施形態４］
図１３を用いて、本発明に係る実施形態４の構成を説明する。実施形態１〜３の構成では、貯蔵容器１４に被せる上蓋２７に自動溶接装置１を配設して、垂直方向下向きに溶接作業を行う自動溶接装置１の構成について説明を行った。
【００６７】
実施形態４の構成では、例えば、円筒構造物の上部胴体部２０と下部胴体部２１との接合部を円周方向に亘って溶接するように、水平方向での溶接を行う場合の自動溶接装置１の構成について説明する。実施形態１〜３における構成と同様の構成については、実施形態１〜３で用いた部材符号を用いることでその部材について重複する説明を省略する。
【００６８】
実施形態１〜３では、固定レール２は、上蓋２７の上面に固定された構成であるのに対し、実施形態４の構成では、固定レール２は下部胴体部２１の外周面を取り囲むように取り付けられた固定レール設置冶具２２上に設置される。固定レール２を固定レール設置冶具２２上に固定するのは、溶接による固定方法、ボルト・ナットを用いた固定方法等、適宜の固定方法を用いて固定することができる。
【００６９】
（作用効果）
図１３に示すように、溶接トーチ１１を水平方向に向けて連続的に移動させることができ、上部胴体部２０と下部胴体部２１との接合部である溶接箇所３０に対して連続的な溶接作業を行うことができる。しかも、溶接トーチ１１は、上部胴体部２０と下部胴体部２１との周方向に沿って移動することができるので、横方向の溶接を連続して自動的に行うことができる。
【００７０】
そのため、例えば、原子力発電所のシュラウドなどの円筒構造物の溶接作業においても、溶接品質の向上、溶接作業時間の短縮が可能になる。  
また、駆動レール６上に複数個の移動機構を配設しておくことで、溶接箇所３０に対しての溶接作業を複数箇所同時に行うことができる。更に、移動機構の一つに検査装置を搭載した構成にしておけば、溶接作業と同時に溶接箇所３０の検査を行うことができる。
【００７１】
以上、本発明に係るいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、組み合わせ、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７２】
１…自動溶接装置、２…固定レール、３…導電板、４…ガス溝、５…冷却媒体溝、６…駆動レール、６Ａ〜６Ｃ…張り出し部、７…電気接触子、１０…レール駆動部、１１…溶接トーチ、１４…貯蔵容器、１４ａ…胴体部、１５ａ…第１電源ケーブル、１５ｂ…第２電源ケーブル、１６ａ…第１ガスホース、１６ｂ…第２ガスホース、１７ａ…第１冷却媒体ホース、１７ｂ…第２冷却媒体ホース、１８…冷却ノズル、１９…検査装置、２０…上部胴体部、２１…下部胴体部、２２…固定レール設置冶具、２５…環状シール部材、２６ａ…環状シール部材、２６ｂ…シール片、２７…上蓋、２８…凹窪部、２９…Ｏリング、３０…溶接箇所、３２…ローラ、３４…ガス溝、３５…冷却媒体溝。
【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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