(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被溶接体４０が把持部８に把持された状態で、その被溶接体４０の周囲を回転するチャンバー４と、
そのチャンバー４に固定された非消耗電極５とを備え、
前記非消耗電極５と被溶接体４０の間に電圧を印加してアーク溶接する携帯用のチャンバー型溶接装置において、
本体２に、握り部２ａとその先端に溶接部２ｂとを有し、
その本体２の前記溶接部２ｂの両側に一対の前記把持部８が設けられると共に、その溶接部２ｂの前記一対の把持部８間にチャンバー保持部３が前記被溶接体４０側にスライド自在に設けられ、
そのチャンバー保持部３内に前記チャンバー４が回転可能に軸支され且つ、そのチャンバー４の空間部２１に前記一対の把持部８に把持された被溶接体４０が挿通可能とされ、
本体２の前記握り部２ａ内にチャンバー４を回転させる回転駆動部６およびチャンバー保持部３をスライドさせるスライド駆動部７が設けられ、
そのスライド駆動部７により、アーク始動のために把持部８に把持された被溶接体４０と非消耗電極５の先端の間隔を一時的に接近させる間隔調整手段４１を構成したことを特徴とする携帯用のチャンバー型溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は配管、特に小口径の薄肉配管どうしを溶接により接続する場合に好適なチャンバー型溶接装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に工作機械やその他の機器には油圧配管や空気圧配管のような小口径の薄肉配管が付属されることが多く、そのような薄肉配管を高い信頼性で確実に接続するにはチャンバー型溶接装置が適している。チャンバー型溶接装置は、把持部に把持された状態の配管などの被溶接体の周囲を回転するチャンバーと、その回転体に設けた非消耗電極を備えており、非消耗電極と被溶接体の間に電圧を印加してアーク溶接するようになっている。そしてアーク溶接を始動するには、非消耗電極と被溶接体間に一時的に高電圧または高周波電圧を印加する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし一時的にせよ高電圧や高周波電圧の印加があると、印加付近に電気部品が存在した場合に、それに対してノイズ障害や機能障害を生じることがある。とくに近年では被溶接体を持った機器類は、集積回路などの電子部品を使用した計測装置や制御装置を備えており、それらは外部からの高電圧や高周波電圧の影響を受けやすい。またチャンバー型溶接装置自体も最近では、制御や自動化に電子部品を使用することが多くなっているので、自ら発生するノイズによる誤動作や機能障害が問題になっている。さらに高電圧を印加する場合には、高電圧に耐える装置構造とする必要があり、コスト的にも不利になる。
そこで本発明は、このような問題を解決することを課題とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、
被溶接体４０が把持部８に把持された状態で、その被溶接体４０の周囲を回転するチャンバー４と、
そのチャンバー４に固定された非消耗電極５とを備え、
前記非消耗電極５と被溶接体４０の間に電圧を印加してアーク溶接する携帯用のチャンバー型溶接装置において、
本体２に、握り部２ａとその先端に溶接部２ｂとを有し、
その本体２の前記溶接部２ｂの両側に一対の前記把持部８が設けられると共に、その溶接部２ｂの前記一対の把持部８間にチャンバー保持部３が前記被溶接体４０側にスライド自在に設けられ、そのチャンバー保持部３内に前記チャンバー４が回転可能に軸支され且つ、そのチャンバー４の空間部２１に前記一対の把持部８に把持された被溶接体４０が挿通可能とされ、
本体２の前記握り部２ａ内にチャンバー４を回転させる回転駆動部６およびチャンバー保持部３をスライドさせるスライド駆動部７が設けられ、
そのスライド駆動部７により、アーク始動のために把持部８に把持された被溶接体４０と非消耗電極５の先端の間隔を一時的に接近させる間隔調整手段４１を構成したことを特徴とするものである。
上記のチャンバー型溶接装置は被溶接体４０と非消耗電極５の先端部分の間隔を一時的に接近してアーク始動させる間隔調整手段４１を設けたので、従来のようにアーク始動に際して高電圧や高周波電圧を印加する必要がない。そのため、溶接場所に近い機器や溶接装置自体の電子部品などに対するノイズ障害や機能障害を生じるおそれもない。
【０００５】
そして、本体２に、握り部２ａとその先端に溶接部２ｂとを有し、
その本体２の前記溶接部２ｂの両側に一対の前記把持部８が設けられると共に、その溶接部２ｂの前記一対の把持部８間にチャンバー保持部３が前記被溶接体４０側にスライド自在に設けられ、そのチャンバー保持部３内に前記チャンバー４が回転可能に軸支され且つ、そのチャンバー４の空間部２１に前記一対の把持部８に把持された被溶接体４０が挿通可能とされ、
本体２の前記握り部２ａ内にチャンバー４を回転させる回転駆動部６およびチャンバー保持部３をスライドさせるスライド駆動部７が設けられ、
そのスライド駆動部７により、アーク始動のために把持部８に把持された被溶接体４０と非消耗電極５の先端の間隔を一時的に接近させる間隔調整手段４１を構成したから、簡単な構造で効率よく被溶接体どうしを溶接するコンパクトな携帯用のチャンバー型溶接装置を提供することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明のチャンバー型溶接装置の正面縦断面図、図２は図１のII−II断面図、図３は図１の右側縦断面図、図４は図１の裏側縦断面図である。なお、この例は本発明を携帯型の溶接装置に適用した例であるが、固定型にも勿論適用できるものである。
これらの図において、溶接装置１は本体２と、本体２にスライド自在に設けたチャンバー保持部３と、チャンバー保持部３に回転可能に軸支されたチャンバー４と、チャンバー４に設けた非消耗電極５と、チャンバー４を回転する回転駆動部６と、チャンバー保持部３を本体２内でスライドさせるスライド駆動部７を備え、さらに本体２の両外側部に被溶接体４０を把持する把持部８それぞれが設けられる。
【０００７】
本体２の下部は握り部２ａとされ、上部は溶接部２ｂとされる。そして溶接部２ｂの上側は切欠部２ｃによって２つの脚部２ｄに分離されている。
図２および図３に示すように、チャンバー保持部３は本体２の上部に上下方向にスライド自在に収容され、その下部にスライド駆動部７に連結される連結軸９がボルト等により取り付けられる。スライド駆動部７は本体２の握り部２ａ内に設けられ、電動機などの駆動装置１０、駆動装置１０の出力軸に連結されたギア機構からなる減速装置１１、減速装置１１の出力軸に螺合され握り部２ａ内をスライドできるようにガイドされるスライド部材１２を備え、スライド部材１２に前記連結軸９の先端部がボルト等により連結される。なお、駆動装置１０には回転エンコーダ１３が連結され、駆動装置１０の回転量（すなわちチャンバー保持部３のスライド位置）を検出できるようになっている。
【０００８】
図４に示すように、スライド駆動部７にはスライド部材１２の位置を検出する位置検出器１４が設けられる。位置検出器１４は握り部２ａ内に設けたフレーム１５に取り付けられたリミットスイッチ１６と、フレーム１５に設けた孔を通してスライド部材１２から延長する軸に角度調整可能に取り付けた偏心カム１７を備え、握り部２ａに設けた孔部１７ａを通して偏心カム１７の回転角度を調整することにより、リミットスイッチ１６の作動すべきスライド部材１２の位置、すなわちアーク開始位置を設定することができる。なお、上記チャンバー保持部３とスライド駆動部７により間隔調整手段４１が構成される。
【０００９】
図１および図２に示すように、チャンバー保持部３の上部には円形の切欠部が形成され、その中にチャンバー４が配置され軸受１８によりチャンバー保持部３に回転自在に支持される。チャンバー４はその外側に円形の歯車１９が形成されると共に内側にＵ字型の切欠部２０が設けられ、そのＵ字型の切欠部２０に下方から非消耗電極５が突出している。そして把持部８に把持される被溶接体４０が切欠部２０によって形成される空間部２１に挿通できるようになっている。
【００１０】
チャンバー４を駆動する回転駆動部６は、電動機などの駆動装置２２、駆動装置２２の出力軸に連結されたギア機構からなる減速装置２３、減速装置２３の出力軸に連結されたスライド用ギア部２４、スライド用ギア部２４の出力軸に連結されたベベルギア部２５、ベベルギア部２５の出力軸により回転する駆動ギア機構２６を備えている。そして駆動ギア機構２６は、ベベルギア部２５の出力軸に連結された主ギア２６ａ、その主ギア２６ａに噛合する一対の中間ギア２６ｂおよび中間ギア２６ｂに噛合する一対の駆動ギア２６ｃから構成され、一対の駆動ギア２６ｃに前記チャンバー４の外周の歯車１９が噛合している。
このように所定間隔離反して配置される一対の駆動ギア２６ｃにより、切欠部２０を有するチャンバー４を左右に夫々回転させ、その結果チャンバー４を被溶接体４０の回りに必要な角度回転させることができる。なお、駆動装置２２には回転エンコーダ２７が連結され、駆動装置２２の回転量（すなわちチャンバー４の回転位置）を検出できるようになっている。
【００１１】
電極スライド用の駆動装置１０とチャンバー回転用の駆動装置２２の電源線、回転エンコーダ１３，２７の信号線、位置検出器１４の信号線および握り部２ａの側部に設けた操作スイッチ（図示せず）の信号線等を収容する複数のケーブル３４は、握り部２ａの先端部に設けたケーブル引出孔２８ｂを通して図示しない外部の電源や制御装置に接続される。
本体２の溶接部２ｂに設けられる被溶接体４０を把持する把持部８は、溶接部２ｂの一対の脚部２ｄの表面側と裏面側とにそれぞれ設けられ、各把持部８は、両方の脚部２ｄにそれぞれ開閉自在に支持された一対づつのコ字型のクランプ部材２９と、固定プレート２８とからなる。クランプ部材２９のコ字状部の上部先端は夫々斜めに傾斜され、一対のクランプ部材が近接したとき両者の先端により逆Ｖ字状を形成する。また固定プレート２８の上端中央には、Ｖ字状の凹部２８ａが形成され、それが前記一対のクランプ部材２９でつくる逆Ｖ字状部とで菱形の被溶接体把持部を構成する。夫々一対のクランプ部材２９には、ネジシャフト３２ａが螺着されている。そのネジシャフト３２ａは中央部から左右に逆ネジが螺刻され、そのネジシャフト３２ａの両端には夫々クランプ開閉ノブ３２が固定されている。
【００１２】
次に、上記のチャンバー型溶接装置を使用して被溶接体（配管）どうしを突き合わせ溶接する方法を説明する。
チャンバー４に設けた非消耗電極５の先端は、本体２に設けた操作スイッチ（図示せず）を操作する前には正常なアーク溶接に適した位置に設定されている。そして溶接を開始するには、先ずチャンバー４内の空間部２１に両方から夫々の被溶接体４０を挿入し、それらの端部を空間部２１の中央部、すなわち非消耗電極５の位置において突き合わせ、クランプ開閉ノブ３２を締めて夫々の被溶接体４０を把持状態とする。次に操作スイッチを押すと、図示しない制御装置からの信号によりスライド駆動部７の駆動装置１０が駆動し、非消耗電極５の先端を被溶接体４０に近づけるようにチャンバー保持部３をスライドさせる。それと共に夫々の被溶接体４０と非消耗電極５の間に溶接電圧が印加され、非消耗電極５の先端と夫々の被溶接体４０の間隔が所定位置までに接近したときにアークが始動する。
【００１３】
チャンバー保持部３がアーク始動位置に達したことを位置検出器１４が検出すると駆動装置１０は停止され、極めて短い時間（例えば実験により求めたアーク安定までの時間で、制御装置においてタイマー等により設定される）経過後に、駆動装置１０を逆方向に駆動してチャンバー保持部３を元の位置に戻す。なお、このチャンバー保持部３は元の位置に復帰するとは限らず、必要な位置に設定が可能である。そしてそれらの操作により、正常なアーク溶接が継続できる状態となる。このようにチャンバー保持部３が本体２内をスライドするとき、ベベルギア部２５の回転軸も昇降するが、その回転軸の下端には平歯車からなるスライド用ギア部が設けられ、それが回転駆動部の出力軸の平歯車に歯合するから、両歯車間に軸方向の相対移動が起こっても問題がない。
なお、スタート時の非消耗電極５の先端と被溶接体４０の外面との最近接距離は、偏心カム１７の回転調整により適宜設定できる。そして、その状態から正常な状態に復帰させるには回転エンコーダ１３からの信号により、駆動装置１０の駆動範囲を制限すればよい。
【００１４】
次に、チャンバー保持部３のスライド位置から正常なアーク溶接が開始されたと推定し、それを回転エンコーダ１３の位置信号により確認した制御装置は、回転駆動部６の駆動装置２２を駆動してチャンバー４を回転させる。チャンバー４が回転すると、非消耗電極５は被溶接体の外周に沿って左右に必要な回転角づつ移動する。溶接操作の完了はチャンバー４の回転を検出する回転エンコーダ２７の信号により確認することができ、それにより制御装置は溶接電圧の印加停止の指令を出す。そして次に、把持部８のクランプ開閉ノブ３２を弛めて被溶接体４０を取り外せば、装置は最初の状態に戻る。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載の発明によれば、被溶接体と非消耗電極の先端の間隔を一時的に接近させてアーク始動させる間隔調整手段を設けたので、従来のようにアーク始動に際して高電圧や高周波電圧を印加する必要がない。そのため、溶接場所に近い機器や溶接装置自体の電子部品などに対するノイズ障害や機能障害を生じるおそれもない。
本体２に、握り部２ａとその先端に溶接部２ｂとを有し、その本体２の前記溶接部２ｂの両側に一対の前記把持部８が設けられると共に、その溶接部２ｂの前記一対の把持部８間にチャンバー保持部３が前記被溶接体４０側にスライド自在に設けられ、そのチャンバー保持部３内に前記チャンバー４が回転可能に軸支され且つ、そのチャンバー４の空間部２１に前記一対の把持部８に把持された被溶接体４０が挿通可能とされ、本体２の前記握り部２ａ内にチャンバー４を回転させる回転駆動部６およびチャンバー保持部３をスライドさせるスライド駆動部７が設けられ、そのスライド駆動部７により、アーク始動のために把持部８に把持された被溶接体４０と非消耗電極５の先端の間隔を一時的に接近させる間隔調整手段４１を構成したから、簡単な構造で効率よく被溶接体どうしを溶接するコンパクトな携帯用のチャンバー型溶接装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のチャンバー型溶接装置の正面縦断面図。
【図２】図１のII−II断面図。
【図３】図１の右側縦断面図。
【図４】図１の裏側縦断面図。
【符号の説明】
１  溶接装置
２  本体
２ａ  握り部
２ｂ  溶接部
２ｃ  切欠部
２ｄ  脚部
３  チャンバー保持部
４  チャンバー
５  非消耗電極
６  回転駆動部
７  スライド駆動部
８  把持部
９  連結軸
１０  駆動装置
１１  減速装置
１２  スライド部材
１３  回転エンコーダ
１４  位置検出器
１５  フレーム
１６  リミットスイッチ
１７  偏心カム
１７ａ  孔部
１８  軸受
１９  歯車
２０  切欠部
２１  空間部
２２  駆動装置
２３  減速装置
２４  スライド用ギア部
２５  ベベルギア部
２６  駆動ギア機構
２６ａ  主ギア
２６ｂ  中間ギア
２６ｃ  駆動ギア
２７  回転エンコーダ
２８  固定プレート
２８ａ  凹部
２８ｂ  ケーブル引出孔
２９  クランプ部材
３０  掛止部
３１  スプリング
３２  クランプ開閉ノブ
３２ａ  ネジシャフト
３３  台座
３４  ケーブル
４０  被溶接体
４１  間隔調整手段
４２  ガイド条
４３  ガイド溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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