(57)【要約】【課題】溶接用のトーチを、走行装置を用いて、所定の位置にスムーズにかつ正確に移動すること。【解決手段】長さ方向に沿う摺動平面１０ａを有する一対のリニアガイドレール１０、１０と、一対のリニアガイドレール１０、１０に跨るように設けられる、溶接用のトーチ４０を載置する台座２０と、摺動平面１０ａに沿ってリニアガイドレール１０上を案内される、リニアガイドレール１０と台座２０との間に介在して設けられるリニアスライダ３０と、を備えた溶接用走行装置を構成する。【選択図】図１
2017080766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さ方向に沿う摺動平面（１０ａ）を有する一対のリニアガイドレール（１０、１０）と、
前記一対のリニアガイドレール（１０、１０）に跨るように設けられる、溶接用のトーチ（４０）を載置する台座（２０）と、
前記摺動平面（１０ａ）に沿って前記リニアガイドレール（１０）上を案内される、前記リニアガイドレール（１０）と前記台座（２０）との間に介在して設けられるリニアスライダ（３０）と、
を備えた溶接用走行装置。
【請求項２】
前記摺動平面（１０ａ）が水平に形成されている請求項１に記載の溶接用走行装置。
【請求項３】
前記リニアガイドレール（１０）を水平面に対して垂直な方向に移動させる昇降ラック（２１）をさらに備えた請求項１又は２に記載の溶接用走行装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、溶接用のトーチを搭載して、溶接作業時にこのトーチを所定の溶接箇所に移動するための溶接用走行装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶接の対象物の溶接作業時においては、溶接用のトーチを、レール上を走行する溶接用走行装置に載置し、この走行装置を走行させて、このトーチを所定の溶接箇所に移動させる構成を採用することが多い。溶接用走行装置の一例を図５に示す。この溶接用走行装置は、コークスや石炭等の塊を粉砕する粉砕ローラや粉砕テーブル等の大型の対象物の摩耗面を肉盛溶接する際に主に用いられる。この溶接用走行装置は、水平に並列して配置された二本の円柱状のガイドレール１００、１００と、溶接用のトーチ１０１を載置する水平に配置された板状の台座１０２と、ガイドレール１００と台座１０２との間に介在して設けられるガイドローラ１０３を有する（本図（ａ）〜（ｃ）参照）。このガイドレール１００に沿ってガイドローラ１０３が転動することによって、台座１０２（トーチ１０１）をガイドレール１００の長さ方向に移動させることができる。
【０００３】
ガイドローラ１０３は、回転軸方向中央部の外径が両端部の外径よりも小径となっており、各ガイドレール１００の軸方向に離れた二か所において、二個のガイドローラ１０３でこのガイドレール１００を上下から（すなわち、一本のガイドレール１００を四個のガイドローラ１０３で）挟み込んでいる（本図（ｂ）等参照）。
【０００４】
溶接用のトーチ１０１は、台座１０２に対して垂直方向に起立して設けられている（本図（ｂ）（ｃ）参照）。この溶接用走行装置は、上記のように粉砕ローラ等の大型の対象物の肉盛溶接に用いられるため、対象物の形状によっては、溶接作業の際に、溶接用走行装置と対象物が接近して干渉する虞がある。このため、トーチ１０１の長さを例えば１０００ｍｍ程度と長めに調節し得るようにして、両者の間を十分離間可能な構成としている。
【０００５】
一対のガイドレール１００、１００の一方側には、水平動ラック１０４が形成されている。台座１０２には、水平動ラック１０４と噛み合う水平動ピニオン１０５と、この水平動ピニオン１０５を軸周りに回転駆動する水平動モータ１０６が設けられている（本図（ａ）参照）。この水平動モータ１０６を駆動することによって、台座１０２をガイドレール１００の長さ方向に移動することができる。
【０００６】
また、トーチ１０１には、昇降ラック１０７が形成されている。台座１０２には、昇降ラック１０７と噛み合う昇降ピニオン１０８と、この昇降ピニオン１０８を軸周りに回転駆動する昇降モータ１０９が設けられている（本図（ｃ）等参照）。この昇降モータ１０９を駆動することによって、トーチ１０１の長さ（台座１０２からトーチ１０１の先端部までの突出量）を変化させることができる。トーチ１０１には送りモータ（図示せず）が併設されており、この送りモータを駆動することによって、トーチ１０１の先端部から溶接ワイヤ１１０を繰り出している。
【０００７】
また、例えば特許文献１に示すように、断面円形のパイプをガイドレールに採用し、ガイドレールの横側に設けた一対のローラで、この一対のガイドレールを両側から挟み込む構成とすることもできる（本文献の図７参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−３０９５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図５及び特許文献１に示す構成においては、台座１０２を移動させるガイドレール１００が断面円形であり、溶接用走行装置に何らかの負荷が作用した際に、ガイドローラ１０３がガイドレール１００の軸周りに沿って回転して、台座１０２が水平面から傾斜することがある。例えば、走行装置の中心からトーチ１０１先端までの長さを１０００ｍｍとした場合、台座１０２が水平面から０．１度傾斜するとトーチ１０１の先端部の変位量（水平方向への揺動量。以下においても同様。）は１．７５ｍｍ、台座１０２が水平面から０．２度傾斜するとトーチ１０１の先端部の変位量は３．４９ｍｍ、台座１０２が水平面から０．３度傾斜するとトーチ１０１の先端部の変位量は５．２４ｍｍとなる。肉盛溶接においては、溶接ビードの幅は高々７〜８ｍｍ程度であり、台座１０２の傾斜角度によっては、形成する溶接ビードの幅の半分以上の位置ずれが生じることになる。このため、所定箇所に所定厚さの溶接ビードを正確に形成することができず、肉盛溶接を施した対象物（再生品）の品質を確保できない問題がある。
【００１０】
このトーチ１０１の変位は、ガイドローラ１０３の取付部を締め付けて、ガイドレール１００とガイドローラ１０３との間の遊びを極力小さくすることによって低減する。しかしながら、この遊びを小さくすると、ガイドローラ１０３の回転の円滑性が損なわれ、台座１０２を移動するための水平動モータ１０６に負荷がかかって水平動モータ１０６のギアが破損したり、場合によっては台座１０２を移動させることができなくなったりすることがある。
【００１１】
そこで、この発明は、溶接用のトーチを、走行装置を用いて、所定の位置にスムーズにかつ正確に移動することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、この発明は、長さ方向に沿う摺動平面を有する一対のリニアガイドレールと、前記一対のリニアガイドレールに跨るように設けられる、溶接用のトーチを載置する台座と、前記摺動平面に沿って前記リニアガイドレール上を案内される、前記リニアガイドレールと前記台座との間に介在して設けられるリニアスライダと、を備えた溶接用走行装置を構成した。
【００１３】
このように、リニアガイドレールに摺動平面を形成すると、この摺動平面とリニアスライダの摺動面との間で摺動が生じ、このリニアスライダは、摺動平面に沿う方向にのみ移動可能となる。このため、溶接用走行装置に何らかの負荷が作用しても、リニアスライダがリニアガイドレールの軸周りに回転することはできず、台座の水平状態が保たれる。台座の水平状態が保たれることにより、この台座に設けたトーチの先端部の変位が防止される。よって、所定箇所に正確に溶接ビードを形成することができ、高品質な肉盛溶接を行うことができる。
【００１４】
前記構成においては、前記摺動平面が水平に形成された構成とするのが好ましい。このように、摺動平面を水平とすることにより、この摺動平面に対してリニアスライダの荷重が垂直に作用して、リニアガイドレールによって、リニアスライダを安定的に移動させることができる。
【００１５】
前記各構成においては、前記リニアガイドレールを水平面に対して垂直な方向に移動させる昇降ラックをさらに備えた構成とすることができる。このように、昇降ラックを設けることにより、溶接を行う対象物の外形に関係なく、トーチをこの対象物の表面に接近させることができ、一層スムーズに肉盛溶接を行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明では、長さ方向に沿う摺動平面を有する一対のリニアガイドレールと、前記一対のリニアガイドレールに跨るように設けられる、溶接用のトーチを載置する台座と、前記摺動平面に沿って前記リニアガイドレール上を案内される、前記リニアガイドレールと前記台座との間に介在して設けられるリニアスライダと、を備えた溶接用走行装置を構成した。このように、溶接用走行装置を構成することにより、台座に設けたトーチの変位を防止しつつ、このトーチをスムーズかつ正確に移動することができ、対象物に対して高品質な肉盛溶接を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明に係る溶接用走行装置の一実施形態を示す側面図
【図２】図１に示す溶接用走行装置の平面図
【図３】図１に示す溶接用走行装置の正面図
【図４】図１に示す溶接用走行装置の要部の斜視図
【図５】従来技術に係る溶接用走行装置の一実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は要部の側面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
この発明に係る溶接用走行装置の一実施形態の側面図を図１に、平面図を図２に、正面図を図３に、要部の斜視図を図４にそれぞれ示す。この溶接用走行装置は、一対のリニアガイドレール１０、１０と、台座２０と、リニアスライダ３０を主要な構成要素としている。
【００１９】
リニアガイドレール１０には、その上面に水平な摺動平面１０ａが形成されている。台座２０は板状の部材であって、一対のリニアガイドレール１０、１０に跨るように水平に設けられている。この台座２０には、二個の透孔が形成されており、各透孔には、断面円形の昇降ラック２１とガイド棒２２が、台座２０の板面に対して垂直に、透孔の内面と摺動自在に設けられている。台座２０には、昇降ラック２１と噛み合う昇降ピニオン２３と、この昇降ピニオン２３を軸周りに回転駆動する昇降モータ２４が設けられている。
【００２０】
リニアスライダ３０は、リニアガイドレール１０と台座２０との間に介在して設けられている。各リニアスライダ３０は、台座２０の四隅に配置されている。図２等に示すように、リニアスライダ３０には摺動面３０ａが形成されており、この摺動面３０ａが、リニアガイドレール１０に形成された摺動平面１０ａと摺動する。このリニアスライダ３０にはグリースニップル３１が設けられており、このグリースニップル３１から、リニアガイドレール１０とリニアスライダ３０との間の摺動部分にグリースが供給される。また、リニアスライダ３０の内面側はアリ溝状となっており、リニアガイドレール１０の長さ方向以外の方向からは、リニアスライダ３０をリニアガイドレール１０から取り外すことができないようになっている。
【００２１】
リニアガイドレール１０には、このリニアガイドレール１０と平行に、水平動ラック１１が併設されている。台座２０には、水平動ラック１１と噛み合う水平動ピニオン１２と、この水平動ピニオン１２を軸周りに回転駆動する水平動モータ１３が設けられている。
【００２２】
溶接用のトーチ４０は、後述する固定部材２５の下端部に、水平にかつリニアガイドレール１０の敷設方向に対して垂直に、１０００ｍｍ程度起立して（横向きに）設けられている（図１参照）。このトーチ４０の先端部は、溶接の対象物と向き合うように、下向きに屈曲している。このように、トーチ４０を固定部材２５から起立させることにより、溶接用走行装置と対象物との間を十分離間させて、溶接作業の際に、この溶接用走行装置と対象物が接近して干渉するのを防止することができる。また、このトーチ４０には、溶接棒を送り出すための搬送モータ（図示せず）が併設されるのが通常である。
【００２３】
水平動モータ１３を駆動すると、リニアガイドレール１０とリニアスライダ３０間の摺動によって、台座２０がリニアガイドレール１０の長さ方向に移動する。この移動においては、リニアスライダ３０はリニアガイドレール１０の水平な摺動平面１０ａによって案内されており、この摺動平面１０ａとリニアスライダ３０の摺動面３０ａとの間の当接によって、台座２０の水平状態が維持される。このため、水平動ラック１１と水平動ピニオン１２との間に若干の遊び（例えば０．５ｍｍ程度の遊び）があったとしても、固定部材２５から水平方向に起立して設けられたトーチ４０の先端部はその遊びと同程度（この例では０．５ｍｍ程度）、台座２０の移動方向に移動するだけであって、この先端部が大きく変位（水平方向に揺動）する虞はない。このため、所定の位置にスムーズにかつ正確にトーチ４０を移動することができ、肉盛溶接の高い品質を確保することができる。
【００２４】
また、昇降モータ２４を駆動すると、昇降ラック２１と昇降ピニオン２３との噛み合いによって、昇降ラック２１及びガイド棒２２が、台座２０に対して上下する。昇降ラック２１にガイド棒２２を併設したことにより、このガイド棒２２を、昇降ラック２１を上下動したときに、台座２０が昇降ラック２１の周りに回転するのを防止する回り止め機構として作用させることができる。この昇降ラック２１にトーチ４０を設けると、水平動モータ１３及び昇降モータ２４の駆動により、トーチ４０の先端部を対象物の所定の位置に移動させることができ、肉盛溶接をスムーズにかつ正確に行うことができる。
【００２５】
昇降ラック２１及びガイド棒２２の下端部には、固定部材２５が設けられている。この固定部材２５は、昇降ラック２１の軸周りの回転を許容しつつ、昇降ラック２１とガイド棒２２との間の相対的な上下動を規制している。
【００２６】
なお、トーチ４０を上下させなくても、水平動のみで対象物の所定領域に対して溶接を行い得るときは、昇降ラック２１、昇降ピニオン２３、及び昇降モータ２４からなる昇降機構を設けない構成とすることもできる。
【００２７】
また、この実施形態においては、リニアガイドレール１０の上面側に水平な摺動平面１０ａを形成したが、この摺動平面１０ａをリニアガイドレール１０の長さ方向に沿った、水平面からの傾斜面としてもよい。この場合も、溶接用走行装置に何らかの負荷が作用しても、リニアスライダ３０がリニアガイドレール１０の軸周りに回転することはできず、台座２０の水平状態を保つことができるためである。
【００２８】
上記の各実施形態において説明した溶接用走行装置はあくまでも一例であって、溶接用のトーチ４０を、走行装置を用いて、所定の位置にスムーズにかつ正確に移動する、という本願発明の課題を解決し得る限りにおいて、各部材の形状や配置は適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１０  リニアガイドレール
１０ａ  摺動平面
１１  水平動ラック
１２  水平動ピニオン
１３  水平動モータ
２０  台座
２１  昇降ラック
２２  ガイド棒
２３  昇降ピニオン
２４  昇降モータ
２５  固定部材
３０  リニアスライダ
３０ａ  摺動面
３１  グリースニップル
４０  トーチ
【図１】
2017080766.tif 000003
【図２】
2017080766.tif 000004
【図３】
2017080766.tif 000005
【図４】
2017080766.tif 000006
【図５】
2017080766.tif 000007