(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向へ延びる溶接線に沿って移動する台車に支持軸を介して第一リンク部材と第二リンク部材とを回転可能に備え、前記第一リンク部材と第二リンク部材に第三リンク部材と第四リンク部材とを回転可能に接続し、前記第一リンク部材から第四リンク部材までにより平行リンク機構を構成して第三リンク部材と第四リンク部材に第一リンク部材及び第二リンク部材と平行になるよう溶接トーチを支持し、前記第四リンク部材に溶接線と平行に垂下するバーを備え、
前記溶接トーチの電極先端は、第一リンク部材の支持軸と第二リンク部材の支持軸を結ぶ延長線上に配置され、且つ前記バーは、所定位置からの台車の上昇に伴い平行リンク機構の重量及びバーの自重により溶接線と垂直な面に接触しつつ移動して、第一リンク部材及び第二リンク部材を上方に傾斜させた状態から下方に倒すよう第三リンク部材及び第四リンク部材を移動させ、更に電極先端を水平方向に向けて溶接トーチを調節して回転させるよう構成され、
前記バーの下端に、転動可能なボールを備えるボールキャスタを設けたことを特徴とする溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＮＧタンク等の側壁を溶接する溶接装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＬＮＧタンク等の側板同士の縦継手部等を溶接する際には、ＴＩＧ（タングステンイナートガスアーク）溶接を用いており、ＴＩＧ溶接は、溶接トーチからアルゴン等の不活性ガスを流して不活性ガス雰囲気にし、溶接トーチのタングステン電極により被溶接部にアークを発生させ、溶接材料のフィラーワイヤを溶かして被溶接部を溶接するものである。
【０００３】
ここで、実際にＴＩＧ溶接を行うものとしては、特開平９−１０９３１号公報記載の溶接装置が知られている。
【０００４】
特開平９−１０９３１号公報記載の溶接装置は、図４に示すごとく、被溶接部の溶接線方向に沿ってガイドレール１を設置しており、ガイドレール１には電動モータ（図示せず）により上下動し得るスライダ２を備えている。
【０００５】
スライダ２は側面に円弧状のガイド３を備えたトーチホルダ４を設けており、ガイド３には摺動可能な円弧状のラック５を介して溶接トーチ６を設けている。
【０００６】
溶接トーチ６を備えるラック５は円弧の内周に歯７を形成しており、ラック５の歯７は、トーチホルダ４に固定された電動モータ８により回転するピニオン９に嵌合している。
【０００７】
一方、ラック５に取付けられる溶接トーチ６はイナートガスを噴射すると共に溶接アークを発生するよう構成されている。
【０００８】
又、トーチホルダ４は、接続点にフィラーワイヤを供給するためのワイヤ供給手段（図示せず）を設け、溶接時に適宜フィラーワイヤを供給できるようになっている。
【０００９】
溶接装置がＬＮＧタンク等の側板同士の縦継手部１０を溶接する際には、スライダ２をタンク側板の最下部近傍に配置して溶接トーチ６の先端が側板同士の縦継手部１０と底板の接続点（図示せず）に来るよう溶接トーチ６を下向きに配置し、溶接トーチ６の先端からアークを発生させることによりフィラーワイヤを溶かして側板同士の縦継手部１０と底板の接続点を溶接する。
【００１０】
続いてガイドレール１に沿ってスライダ２を上昇させると共に、電動モータ８を駆動してピニオン９の回転により溶接トーチ６の先端を水平若しくは上向きにし、縦継手部１０全体を連続的に溶接する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、溶接装置はラック５とピニオン９を介して溶接トーチ６を回動させるものであるため、バックラッシュすなわちラック５とピニオン９の歯面間の遊びにより溶接トーチ６を正確な角度に配置することが難しいという問題がある。又、精密に駆動する駆動源を備えると共に、ラック５とピニオン９を用いた複雑な機構であるため耐久性、コストの面で問題があり、更に、溶接トーチ６の先端を下向きにした際には溶接トーチ６の下にトーチホルダ４が突出して被溶接部の構造によっては溶接の障害になるという問題がある。
【００１２】
本発明は上述の実情に鑑み、容易な構造で溶接トーチを正確に駆動する溶接装置を提供することを目的としたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の溶接装置は、上下方向へ延びる溶接線に沿って移動する台車に支持軸を介して第一リンク部材と第二リンク部材とを回転可能に備え、前記第一リンク部材と第二リンク部材に第三リンク部材と第四リンク部材とを回転可能に接続し、前記第一リンク部材から第四リンク部材までにより平行リンク機構を構成して第三リンク部材と第四リンク部材に第一リンク部材及び第二リンク部材と平行になるよう溶接トーチを支持し、前記第四リンク部材に溶接線と平行に垂下するバーを備え、
前記溶接トーチの電極先端は、第一リンク部材の支持軸と第二リンク部材の支持軸を結ぶ延長線上に配置され、且つ前記バーは、所定位置からの台車の上昇に伴い平行リンク機構の重量及びバーの自重により溶接線と垂直な面に接触しつつ移動して、第一リンク部材及び第二リンク部材を上方に傾斜させた状態から下方に倒すよう第三リンク部材及び第四リンク部材を移動させ、更に電極先端を水平方向に向けて溶接トーチを調節して回転させるよう構成され、
前記バーの下端に、転動可能なボールを備えるボールキャスタを設けたものである。
【００１４】
【００１５】
溶接装置がＬＮＧタンク等の側板同士の縦継手部等すなわち上下方向に延在する溶接線を溶接する際には、第一リンク部材及び第二リンク部材を上方に傾斜させるよう回転させて第三リンク部材及び第四リンク部材を介して溶接トーチの電極先端を下方に向け、溶接トーチの電極先端が側板同士の縦継手部と底板との接続点に位置するよう底板近傍に台車を配置し、溶接トーチからアークを発生させることにより、側板同士の縦継手部と底板との接続点を溶接する。ここで、溶接トーチの電極先端が接続点に位置するよう台車を配置すると、バーは底板に適切に接触する。
【００１６】
次に台車を溶接線に沿って移動させると、バーは、第一リンク部材から第四リンク部材までの平行リンク機構の重量及びバーの自重により底板に接触しつつ移動して、第一リンク部材及び第二リンク部材を下方に倒すよう第三リンク部材及び第四リンク部材を移動させ、更に電極先端を水平方向に向けて溶接トーチを調節して回転させる。このとき、溶接トーチはアークを同時且つ連続的に発生させて側板同士の縦継手部を続けて溶接する。
【００１７】
ここで、溶接トーチの電極先端は、第一リンク部材、第二リンク部材、第三リンク部材、第四リンク部材の平行リンク機構を駆動しても、台車を移動しない限り一定の位置にあり、又、バーの延在方向は、第一リンク部材及び第二リンク部材を回転させても第四リンク部材の傾斜方向が変化しないので常に一定である。
【００１８】
溶接トーチを回転させた後に更に台車が溶接線に沿って移動すると、バーは底板から離れると共に、溶接トーチはトーチの方向が変化することなく溶接を行い、溶接線全体を連続的に溶接する。
【００１９】
このように、バーは、台車の移動により溶接線と垂直な面に接触しつつ移動して第一リンク部材から第四リンク部材までの平行リンク機構を介して溶接トーチを調節して回転させるものであるため、ラックとピニオンにより生じるバックラッシュをなくして溶接トーチを正確に駆動することができる。又、バーは、台車の移動により溶接トーチを回転させるため精密な動力源を不要にし、且つ第一リンク部材、第二リンク部材、第三リンク部材、第四リンク部材の平行リンク機構は、容易な構造でラックとピニオンを不要にするため耐久性に優れ、全体のコストを低減することができる。更に、溶接トーチの方向を変える回転には第一リンク部材、第二リンク部材、第三リンク部材、第四リンク部材の平行リンク機構を用いているため溶接トーチの下に部材が突出することがなく、溶接線を確実に溶接することができる。
【００２０】
バーの下端には、転動可能なボールを備えるボールキャスタを設けてあるため、台車の進行によりバーが溶接線と垂直な面に接触して移動する際にはボールキャスタのボールが転動するので、バーや平行リンク機構を介して溶接トーチに負荷が掛かることがなく、溶接トーチを正確に回転することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００２２】
図１〜図３は、本発明の溶接装置の実施の形態の一例である。
【００２３】
溶接装置は、図１、図２に示すごとく、溶接線方向に沿って着脱可能なガイドレール１２を設置しており、ガイドレール１２には台車駆動用モータ（図示せず）と車輪１３により上下動し得る台車１４を備えている。
【００２４】
台車１４には、第一支持軸１５と第二支持軸１６を備える駆動部１７を設けており、駆動部１７の第一支持軸１５には所定長さの第一リンク部材１８を取付け、第二支持軸１６には第一リンク部材１８と同じ長さの第二リンク部材１９を取付けている。
【００２５】
第一リンク部材１８の所定の中途位置及び第二リンク部材１９の所定の中途位置には、第一リンク部材１８及び第二リンク部材１９を平行状態に接続するよう第三接続軸２０，２１を介して第三リンク部材２２を回転可能に備え、第一リンク部材１８の反第一支持軸側の端部及び第二リンク部材１９の反第二支持軸側の端部には、第三リンク部材２２と平行になるよう第四接続軸２３，２４を介して第四リンク部材２５を回転可能に備えている。
【００２６】
第三リンク部材２２の反第三接続軸側の端部及び第四リンク部材２５の反第四接続軸側の端部には、溶接トーチ接続軸２６，２７を介して第一リンク部材１８及び第二リンク部材１９と平行に回転する溶接トーチ２８を備えている。
【００２７】
溶接トーチ２８は、電極２９の電極先端３０を第一リンク部材１８の第一支持軸１５と第二リンク部材１９の第二支持軸１６を結ぶ延長線上に位置するよう配置されており、溶接トーチ２８の回転範囲は第一リンク部材１８、第二リンク部材１９、第三リンク部材２２、第四リンク部材２５を介して溶接線と垂直な方向から所定の斜め上下方向までに制限されている。又、溶接トーチ２８は、イナートガスを噴射すると共に溶接アークを発生するよう構成されている。
【００２８】
又、第四リンク部材２５の中途位置には、台車移動方向すなわち接続線と略平行に延在するバー３１を溶接トーチ２８と干渉することがないよう備えており、バー３１の下端には、回転可能なボール３２を備えたボールキャスタ３３を設けている。
【００２９】
一方、台車１４には、溶接トーチ２８の溶接点にフィラーワイヤ（図示せず）を供給するためのワイヤ供給手段（図示せず）を設け、溶接時に適宜フィラーワイヤを供給できるようになっている。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態例の作用を説明する。
【００３１】
溶接装置がＬＮＧタンク等の側板同士の縦継手部３５すなわち上下方向に延在する溶接線を溶接する際には、第一リンク部材１８及び第二リンク部材１９を上方に傾斜させるよう回転させて第三リンク部材２２及び第四リンク部材２５を介して溶接トーチ２８の電極先端３０を下方に向け、溶接トーチ２８の電極先端３０が側板同士の縦継手部３５と平坦な底板３６との接続点３７に位置するよう台車１４を底板３６近傍に配置する。又、このとき、バー３１は、ボールキャスタ３３のボール３２を介して底板３６に適切に接触している。
【００３２】
次に溶接トーチ２８に給電して電極先端３０からアークを発生させることによりフィラーワイヤを溶かして側板同士の縦継手部３５と底板３６との接続点３７を溶接し、同時に台車１４を縦継手部３５に沿って上昇させる。
【００３３】
台車１４を縦継手部３５に沿って上昇させると、バー３１は、第一リンク部材１８から第四リンク部材２５までの平行リンク機構の重量及びバー３１の自重により底板３６に接触しつつ該底板３６に沿う方向へ移動して、第一リンク部材１８及び第二リンク部材１９を下方に倒すよう第三リンク部材２２及び第四リンク部材２５を移動させ、更に電極先端３０を略水平方向に向けて溶接トーチ２８を調節して回転させる。このとき、溶接トーチ２８はアークを同時且つ連続的に発生させて側板同士の縦継手部３５を続けて溶接している。
【００３４】
ここで、溶接トーチ２８の電極先端３０は、図３に示すごとく、第一リンク部材１８、第二リンク部材１９、第三リンク部材２２、第四リンク部材２５の平行リンク機構を駆動しても、台車１４を移動しない限り一定の位置にあるので、溶接線の縦継手部３５に沿って移動する溶接速度は台車１４の移動速度のみに依存するものになっている。又、バー３１の延在方向は、第一リンク部材１８及び第二リンク部材１９を回転させても第四リンク部材２５の傾斜方向が変化しないので常に一定である。
【００３５】
溶接トーチ２８を回転させた後に更に台車１４が縦継手部３５に沿って移動すると、バー３１は底板３６から離れると共に、溶接トーチ２８は溶接トーチ２８の方向が変化することなく溶接を行い、側板同士の縦継手部３５の全体を連続的に溶接する。
【００３６】
このように、バー３１は、台車１４の移動により底板３６に接触しつつ移動して第一リンク部材１８、第二リンク部材１９、第三リンク部材２２、第四リンク部材２５の平行リンク機構を介して溶接トーチ２８を調節して回転させるものであるため、ラックとピニオンにより生じるバックラッシュをなくして溶接トーチ２８を正確に駆動することができる。
【００３７】
又、バー３１は、台車１４の移動により溶接トーチ２８を回転させるため精密な動力源を不要にし、且つ第一リンク部材１８、第二リンク部材１９、第三リンク部材２２、第四リンク部材２５の平行リンク機構は、剛性に富むと共に容易な構造でラックとピニオンを不要にするため耐久性に優れ、全体のコストを低減することができる。
【００３８】
更に、溶接トーチ２８の方向を変える回転には第一リンク部材１８、第二リンク部材１９、第三リンク部材２２、第四リンク部材２５の平行リンク機構を用いているため溶接トーチ２８の下に部材が突出することがなく、溶接線の縦継手部３５を確実に溶接することができる。
【００３９】
バー３１の下端には、転動可能なボール３２を備えるボールキャスタ３３を設けてあるため、台車１４の進行によりバー３１が底板３６に接触して移動する際にはボールキャスタ３３のボール３２が転動するので、バー３１や平行リンク機構を介して溶接トーチ２８に負荷が掛かることなく、溶接トーチ２８を正確に駆動することができる。
【００４０】
なお、本発明の溶接装置は、上述の実施の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の溶接装置によれば、下記のような種々の優れた効果を奏し得る。
【００４２】
（Ｉ）バーは、台車の移動により溶接線と垂直な面に接触しつつ移動して第一リンク部材から第四リンク部材までの平行リンク機構を介して溶接トーチを調節して回転させるものであるため、ラックとピニオンにより生じるバックラッシュをなくして溶接トーチを正確に駆動することができる。又、バーは、台車の移動により溶接トーチを回転させるため精密な動力源を不要にし、且つ第一リンク部材、第二リンク部材、第三リンク部材、第四リンク部材の平行リンク機構は、容易な構造でラックとピニオンを不要にするため耐久性に優れ、全体のコストを低減することができる。更に、溶接トーチの方向を変える回転には第一リンク部材、第二リンク部材、第三リンク部材、第四リンク部材の平行リンク機構を用いているため溶接トーチの下に部材が突出することがなく、溶接線を確実に溶接することができる。
【００４３】
（ＩＩ）バーの下端には、転動可能なボールを備えるボールキャスタを設けてあるため、接続線に垂直な面にバーが接触している際には、接続線に垂直な面に歪みがある場合等でもボールキャスタのボールが転動して接触するので、バーや平行リンク機構を介して溶接トーチに負荷が掛かることがなく、溶接トーチを正確に回転することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の溶接装置の実施の形態例を示す側面図である。
【図２】  本発明の溶接装置における台車が移動し、且つ溶接トーチが駆動した状態を示す側面図である。
【図３】  溶接トーチの向きを変えるよう第一リンク部材から第四リンク部材までを駆動する状態を示す概略状態図である。
【図４】  従来の溶接装置の一例を示す側面図である。
【符号の説明】
１４  台車
１５  第一支持軸（支持軸）
１６  第二支持軸（支持軸）
１８  第一リンク部材
１９  第二リンク部材
２０  第三接続軸（接続軸）
２１  第三接続軸（接続軸）
２２  第三リンク部材
２３  第四接続軸（接続軸）
２４  第四接続軸（接続軸）
２５  第四リンク部材
２６  溶接トーチ接続軸（接続軸）
２７  溶接トーチ接続軸（接続軸）
２８  溶接トーチ
３０  電極先端
３１  バー
３２  ボール
３３  ボールキャスタ
３６  底板（接続線に垂直な面）
【図１】
0004366786.tif 000002
【図２】
0004366786.tif 000003
【図３】
0004366786.tif 000004
【図４】
0004366786.tif 000005