(57)【要約】【課題】  コンベヤプーリの鏡板とシェルを内側から隅肉溶接できるようにする。【解決手段】  コンベヤプーリ１を軸心を上下にした姿勢で保持する溶接対象構造物保持部７の後側に、支持フレーム８を設ける。支持フレーム８の前側に、下端に溶接トーチ１０を取り付けたロッド部材９を配置し、その上部と支持フレーム８との間に下方付勢用エアシリンダ１１と前方付勢用エアシリンダ１２とトーチ先移動用電動シリンダ１３を備える。コンベヤプーリ１の上側の鏡板４ａの手穴６よりロッド部材９を挿入し、下方付勢用と前方付勢用の各エアシリンダ１１，１２により手穴６を支点としてロッド部材９の下端側の溶接トーチ１０を下側の鏡板４ｂとシェル５との間の隅肉溶接部１６に向けた状態にて、トーチ先移動用電動シリンダ１３によりロッド部材９の上部を動かすことで、手穴６を支点として溶接トーチ１０による隅肉溶接部１６の倣い溶接を行わせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持フレームの前側に、上下方向に延び且つ下端側に溶接トーチを取り付けたロッド部材を配置すると共に、該ロッド部材の上部と上記支持フレームとの間に、ロッド部材を下方へ付勢するための下方付勢手段と、ロッド部材の上部を前方へ付勢するための前方付勢手段と、ロッド部材の上部を略左右方向へ移動させるためのトーチ先移動手段を備えてなり、上記支持フレームの前側に配置した溶接対象構造物の上面側に位置する板に設けた手穴より上記ロッド部材を挿入して、該ロッド部材の上部を上記下方付勢手段と前方付勢手段で下方と前方へ付勢することで、上記手穴を支点としてロッド部材の下端側の溶接トーチを、上記溶接対象構造物の下面側に位置する板と、後部に位置する側板との間の隅肉溶接部へ押し付けた状態にし、上記トーチ先移動手段で上記ロッド部材の上部を左右方向へ移動させて、上記溶接トーチを、上記溶接対象構造物の下面側に位置する板と、後部に位置する側板との間の隅肉溶接部に倣って移動させながら該隅肉溶接部を、溶接対象構造物の内側から倣い溶接できるようにした構成を有することを特徴とする構造物内部溶接装置。
【請求項２】
溶接トーチの先端部付近に、溶接対象構造物の下面側に位置する板と、後部に位置する側板にそれぞれ接触させるための底面倣い部材と、側面倣い部材を設けるようにした請求項１記載の構造物内部溶接装置。
【請求項３】
溶接対象構造物を、軸心方向を上下方向に配置した姿勢のコンベヤプーリとし、且つ溶接対象構造物の下面側に位置する板を上記コンベヤプーリの下側に位置する鏡板とすると共に、溶接対象構造物の後部に位置する側板を、上記コンベヤプーリの後部に位置するシェルとして、上記コンベヤプーリの下側に位置する鏡板の内面とシェルの内周面との間の隅肉溶接部を、ロッド部材の下端側の溶接トーチによりコンベヤプーリの内側から倣い溶接できるようにした請求項１又は２記載の構造物内部溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンベヤプーリのシェルと鏡板の接合部のような構造物の接合部を内側から溶接するために用いる構造物内部溶接装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ベルトコンベヤにおけるコンベヤベルトを駆動又は誘導するために用いるコンベヤプーリ１は、図８に示す如く、軸２と、該軸の両端寄りの所定位置に取り付けた左右一対のボス３と、該各ボス３の外周面にそれぞれ取りつけた鏡板４と、該左右の鏡板４の外周に取り付けた軸心方向に延びる円筒状のシェル５とからなる構成としてある。
【０００３】
又、上記の構成を有するコンベヤプーリ１を製造する場合、通常は、先ず、ボス３の外周面に、リング形状としてある鏡板４の内周側端部を両面すみ肉溶接により取り付け、次に、上記鏡板４を取り付けてなるボス３を、上記軸２の両端寄りの所定個所に焼きばめする。次いで、上記左右一対の鏡板４の外周に、上記円筒形状のシェル５を配置した後、該各鏡板４の外周端部と、シェル５の内面における対応する個所とを溶接することで、各部材を一体化するようにしてある。
【０００４】
ところで、上記コンベヤプーリ１は、通常は直径６００〜１２００ｍｍ程度、最大では２０００ｍｍ程度の寸法、軸心方向の幅が、通常は１０００〜２０００ｍｍ程度、最大では２８００ｍｍ程度の寸法としてある。更に、上記したように中心には軸２が通っているため、上記シェル５の内側は非常に狭隘となっている。したがって、上記鏡板４とシェル５との溶接部（接合部）は、コンベヤプーリ１の内側に人が入って溶接作業を行うことが不可能なため、コンベヤプーリ１の外側からの片開先溶接を行う必要がある。
【０００５】
そのために、上記鏡板４とシェル５との溶接作業を行う場合は、各鏡板４とシェル５とを仮付けした状態で、広く一般にテープバッキング方式として知られている溶接手法、具体的には、鏡板４の所要個所に設けた直径１００ｍｍ程度の手穴６からガラス繊維性テープ（図示せず）を挿入して、該ガラス繊維性テープを、鏡板４の外周端部とシェル５との溶接部の内側に裏当て材（バッキング材）として配置した状態で、該鏡板４の外周端部とシェル５とを外側から片開先溶接する手法により、裏波止端形状が滑らかになるように施工している。
【０００６】
なお、片開先溶接を行う手法としては、上記テープバッキング方式の他に、母材同士の片開先溶接部に、溶接ワイヤを臨ませ、該溶接ワイヤのアークにより、各母材同士の当接部を溶融させ、この際、溶接電流と溶接電圧を制御することで溶融物を溶接側とは反対側に押し出して裏ビードを形成させるようにする溶接手法も提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２３９７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上記テープバッキング方式によるコンベヤプーリ１の鏡板４とシェル５との片開先溶接方法では、テープバッキングを行うためのガラス繊維製テープの取り付けを、鏡板４に設けた手穴６から行わなければならないため作業性が悪く、又、そのテープの取り付け状態を確認するには、上記鏡板４の手穴６から手鏡を挿入して目視する必要があることから、段取りに非常に手間がかかり、作業時間が嵩むというのが実状である。
【０００９】
又、従来の片開先溶接方式は、熟練した技術者でも仕上がりにむらが生じ易く、溶接技量や、シェルの真円度の精度等よっても仕上がりにばらつきが生じるため、発生応力を下げて設計する必要がある。
【００１０】
なお、特許文献１に記載された片開先溶接の手法によれば、母材同士の片開先溶接部にて各母材同士の当接部を溶融させながら、その溶融物を溶接側とは反対側に押し出すことで裏ビードを形成させることができるとされているが、溶接側とは反対側に上記溶融物を押し出すことで均一な裏ビードを形成させた溶接を施工するためには、非常に高度な技術やノウハウを必要とし、簡単には実現することができないという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、上記コンベヤプーリにおける鏡板とシェルとの接合部のような構造物の接合部を対象として、スキルやノウハウに依存せずに内側から均一な仕上がりの内面隅肉溶接を行うことができる構造物内部溶接装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、支持フレームの前側に、上下方向に延び且つ下端側に溶接トーチを取り付けたロッド部材を配置すると共に、該ロッド部材の上部と上記支持フレームとの間に、ロッド部材を下方へ付勢するための下方付勢手段と、ロッド部材の上部を前方へ付勢するための前方付勢手段と、ロッド部材の上部を略左右方向へ移動させるためのトーチ先移動手段を備えてなり、上記支持フレームの前側に配置した溶接対象構造物の上面側に位置する板に設けた手穴より上記ロッド部材を挿入して、該ロッド部材の上部を上記下方付勢手段と前方付勢手段で下方と前方へ付勢することで、上記手穴を支点としてロッド部材の下端側の溶接トーチを、上記溶接対象構造物の下面側に位置する板と、後部に位置する側板との間の隅肉溶接部へ押し付けた状態にし、上記トーチ先移動手段で上記ロッド部材の上部を左右方向へ移動させて、上記溶接トーチを、上記溶接対象構造物の下面側に位置する板と、後部に位置する側板との間の隅肉溶接部に倣って移動させながら該隅肉溶接部を、溶接対象構造物の内側から倣い溶接できるようにした構成とする。
【００１３】
又、上記構成において、溶接トーチの先端部付近に、溶接対象構造物の下面側に位置する板と、後部に位置する側板にそれぞれ接触させるための底面倣い部材と、側面倣い部材を設けるようにした構成とする。
【００１４】
更に、上記各構成において、溶接対象構造物を、軸心方向を上下方向に配置した姿勢のコンベヤプーリとし、且つ溶接対象構造物の下面側に位置する板を上記コンベヤプーリの下側に位置する鏡板とすると共に、溶接対象構造物の後部に位置する側板を、上記コンベヤプーリの後部に位置するシェルとして、上記コンベヤプーリの下側に位置する鏡板の内面とシェルの内周面との間の隅肉溶接部を、ロッド部材の下端側の溶接トーチによりコンベヤプーリの内側から倣い溶接できるようにした構成とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の構造物内部溶接装置によれば、以下のような優れた効果を発揮する。  
（１）支持フレームの前側に、上下方向に延び且つ下端側に溶接トーチを取り付けたロッド部材を配置すると共に、該ロッド部材の上部と上記支持フレームとの間に、ロッド部材を下方へ付勢するための下方付勢手段と、ロッド部材の上部を前方へ付勢するための前方付勢手段と、ロッド部材の上部を略左右方向へ移動させるためのトーチ先移動手段を備えてなり、上記支持フレームの前側に配置した溶接対象構造物の上面側に位置する板に設けた手穴より上記ロッド部材を挿入して、該ロッド部材の上部を上記下方付勢手段と前方付勢手段で下方と前方へ付勢することで、上記手穴を支点としてロッド部材の下端側の溶接トーチを、上記溶接対象構造物の下面側に位置する板と、後部に位置する側板との間の隅肉溶接部へ押し付けた状態にし、上記トーチ先移動手段で上記ロッド部材の上部を左右方向へ移動させて、上記溶接トーチを、上記溶接対象構造物の下面側に位置する板と、後部に位置する側板との間の隅肉溶接部に倣って移動させながら該隅肉溶接部を、溶接対象構造物の内側から倣い溶接できるようにした構成としてあるので、溶接対象構造部には、その上面側に位置する板に、上記ロッド部材とその下端側の溶接トーチを挿入するための手穴を設けるのみで、溶接対象構造物の内側から、該溶接対象構造物の下面側に位置する板と、後部に位置する側板との間の隅肉溶接部を倣い溶接することができる。よって、上記溶接対象構造物の向きや位置を順次変えるようにすることで、上記溶接対象構造物の下面側に位置する板と、後部に位置する側板との間の隅肉溶接部を、全周に亘り倣い溶接することが可能となる。又、溶接作業を自動化することが可能なため、上記溶接対象構造物について、スキルやノウハウによることなく品質の安定した内面隅肉溶接を行うことができる。よって、上記溶接対象構造物の強度や品質、信頼性等を均一なものとすることが可能になる。更に、溶接対象構造物における下面側に位置する板と、後部に位置する側板との接合部を、内外両側から隅肉溶接することが可能になるため、接合部の強度を高めることができて、上記溶接対象構造物の製品の軽量化を図ることが可能になるという効果も期待できる。  
（２）溶接トーチの先端部付近に、溶接対象構造物の下面側に位置する板と、後部に位置する側板にそれぞれ接触させるための底面倣い部材と、側面倣い部材を設けるようにした構成とすることにより、溶接トーチの底面倣い部材と側面倣い部材とによって、該溶接トーチに、溶接対象構造物の下面側に位置する板と、後部に位置する側板に倣う動きを確実に行なわせることができる。  
（３）溶接対象構造物を、軸心方向を上下方向に配置した姿勢のコンベヤプーリとし、且つ溶接対象構造物の下面側に位置する板を上記コンベヤプーリの下側に位置する鏡板とすると共に、溶接対象構造物の後部に位置する側板を、上記コンベヤプーリの後部に位置するシェルとして、上記コンベヤプーリの下側に位置する鏡板の内面とシェルの内周面との間の隅肉溶接部を、ロッド部材の下端側の溶接トーチによりコンベヤプーリの内側から倣い溶接できるようにした構成とすることにより、コンベヤプーリの鏡板とシェルを内側から隅肉溶接することが可能になり、しかも、鏡板とシェルとの間の隅肉溶接部の周方向の湾曲に沿う倣い溶接を実施できる。よって、製品としてのコンベヤプーリの強度や品質、信頼性を均一なものとすることができて、該コンベヤプーリを使用するベルトコンベヤの故障を低減させる効果も期待できる。更に、従来、外側からの片開先溶接しか行うことができなかったコンベヤプーリの鏡板とシェルとの接合部の強度を高めることができるため、従来と同等の強度が必要とされる場合に、コンベヤプーリの軽量化を図ることが可能になり、したがって、コスト削減効果が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１乃至図６は本発明の構造物内部溶接装置の実施の一形態として、内面側溶接対象構造物としての図８に示したと同様のコンベヤプーリ１を、軸心方向を上下方向に配置した姿勢で、該コンベヤプーリ１の鏡板４とその外周に配したシェル５との接合部を内側から隅肉溶接する場合の適用例を示すもので、以下のようにしてある。
【００１８】
すなわち、上記コンベヤプーリ１を軸心方向を上下に配置した姿勢で保持できるようにしてある溶接対象構造物保持部７の背面側位置に、固定部となる上下方向に延びる支持フレーム８を備える。上記支持フレーム８の前面側には、溶接対象構造物である上記コンベヤプーリ１のシェル５の軸心方向寸法よりも所要寸法長い寸法で上下方向に延び、且つ下端部に溶接トーチ１０を取り付けたロッド部材９を配置する。該ロッド部材９の上端側と、上記支持フレーム８との間には、上記ロッド部材９を下方へ付勢することができるようにしてある下方付勢手段１１と、上記ロッド部材９の上端側を水平面内で略前方へ付勢することができるようにしてある前方付勢手段１２と、上記ロッド部材９の上端側を水平面内で略左右方向へ移動させることで、ロッド部材９を介してその下端部に取り付けてある上記溶接トーチ１０のトーチ狙い位置を移動させるためのトーチ先移動手段１３を介在させて設ける。
【００１９】
更に、上記ロッド部材９の下端部に取り付ける溶接トーチ１０は、トーチ狙い位置が上記ロッド部材９の軸心方向に対して後方へ所要角度傾斜した構成とし、該溶接トーチ１０の先端付近における外周部に、溶接トーチ１０のトーチ狙い方向よりも所要角度下方、たとえば、約４５度下方に向けて所要寸法突出する底面倣い部材としての底面倣い用車輪１４と、トーチ狙い方向よりも所要角度後方、たとえば、約４５度後方に向けて所要寸法突出する側面倣い部材としての側面倣い用車輪１５とを設ける。これにより、上記溶接対象物保持部７に軸心方向を上下方向に配置した姿勢で保持させたコンベヤプーリ１の上側に位置する鏡板４ａに設けてある手穴６のうち、最も後方に位置させた手穴６を通して上記ロッド部材９を上方より挿入し、且つ上記下方付勢手段１１により上記ロッド部材９を下方に付勢することによって、該ロッド部材９の下端側の溶接トーチ１０に設けてある底面倣い用車輪１４を、上記コンベヤプーリ１の下側に位置する鏡板４ｂの内面に上方から押し付けると共に、上記前方付勢手段１２により、上記コンベヤプーリ１の上側に位置する鏡板４ａの手穴６よりも上方へ突出している上記ロッド部材９の上端側を水平面内で略前方へ付勢することによって、上記手穴６を支点として、該ロッド部材９の下端側の溶接トーチ１０に設けてある側面倣い用車輪１５を、上記コンベヤプーリ１のシェル５の後部寄りに位置している部分の内周面に内側から押し付けることで、該各倣い用車輪１４と１５の間にて、上記溶接トーチ１０のトーチ狙い方向を、上記コンベヤプーリ１の下側に位置する鏡板４ｂの内面と、シェル５の後部寄りに位置している部分の内周面との間の隅肉溶接部１６に臨ませた配置とすることができるようにしてある。
【００２０】
更に、上記のようにして底面倣い用車輪１４を上記コンベヤプーリ１の下側に位置する鏡板４ｂの内面に、又、側面倣い用車輪１５を上記コンベヤプーリ１のシェル５の後部寄りに位置している部分の内周面にそれぞれ押し付けた状態で、上記トーチ先移動手段１３により、上記ロッド部材９の上端側を水平面内で略左右方向へ、たとえば、右から左方向へ移動させることにより、上記上側に位置する鏡板４ａの手穴６を支点として、該ロッド部材９の下端側の溶接トーチ１０を、下側に位置する鏡板４ｂの内面と、シェル５の後部に位置している部分の内周面との間の隅肉溶接部１６の周方向の湾曲に倣わせながら左から右方向へ移動させて、該隅肉溶接部１６の隅肉溶接を行うことができるようにしてある。
【００２１】
以下、詳述する。
【００２２】
上記支持フレーム８の前面側には、図示しない昇降駆動機構により上下方向に移動できるようにしてある昇降フレーム１７が取り付けてある。なお、該昇降フレーム１７は、溶接対象構造物保持部７に軸心方向を上下方向にした姿勢で配置するコンベヤプーリ１の下側に位置する鏡板４ｂから上側に位置する鏡板４ａまでの高さ寸法を上回るストロークで昇降できるようにしてあるものとする。
【００２３】
上記昇降フレーム１７の前面の下部位置には、所要寸法前方へ張り出す水平フレーム１８の後端部が、図示しないガイドに沿って上下方向に所要の短いストロークで変位可能に取り付けてある。更に、上記昇降フレーム１７の幅方向中央部の前側に、上記下方付勢手段１１として、たとえば、下方付勢用のエアシリンダ１１を上下方向に配置して、該下方付勢用エアシリンダ１１の上端側の端部を、上記昇降フレーム１７の上部前面の対応する個所に固定すると共に、該下方付勢用エアシリンダ１１の下端側の端部を、上記水平フレーム１８の後端部上面の対応する個所に取り付けた構成としてある。
【００２４】
上記水平フレーム１８の下面にて上記溶接対象構造物保持部７に配置するコンベヤプーリ１の軸心位置の真後ろとなる個所には、前後方向に所要寸法延びるガイド２０と、図示しない駆動機構により該ガイド２０の下側に沿って前後方向位置を自在に移動できるようにしたスライダ２１とを具備してなるロッド前後位置調整装置１９の上記ガイド２０が取り付けてある。
【００２５】
上記ロッド前後位置調整装置１９の下方には、上記前方付勢手段１２として、たとえば、前方付勢用のエアシリンダ１２を前向きに配置すると共に、該前方付勢用エアシリンダ１２の基端部が、上記ロッド前後位置調整装置１９のスライダ２１の下側に、左右方向に揺動可能に取り付けてある。更に、上記前方付勢用エアシリンダ１２の作動ロッド１２ａの先端部に、上記ロッド部材９の上端部が、前後方向に揺動可能に連結してある。
【００２６】
上記水平フレーム１８の左右いずれか一方の端部、たとえば、左端部には、溶接対象構造物保持部７に配置するコンベヤプーリ１の軸心位置より左右方向に所要寸法離れた位置で上下方向に所要寸法延びる側方フレーム２２の上端部が一体に取り付けてある。
【００２７】
上記側方フレーム２２における上記ロッド部材９の上端寄りの所要個所と対応する高さ位置には、上記トーチ先移動手段１３として、たとえば、トーチ先移動用電動シリンダ１３の基端部が、前後及び上下方向に角度変更可能に取り付けてある。更に、上記トーチ先移動用電動シリンダ１３の作動ロッド１３ａの先端部が、上記ロッド部材９の上端寄りの所要個所に球面軸受２３を介して連結してある。これにより、上記ロッド部材９の上端側が、上記支持フレーム８に昇降フレーム１７と下方付勢用エアシリンダ１１を介して取り付けられている水平フレーム１８に対して、上記前方付勢用エアシリンダ１２とロッド前後位置調整装置１９、及び、上記球面軸受２３とトーチ先移動用電動シリンダ１３と側方フレーム２２をそれぞれ介して吊り下げられた状態で保持されるようにしてある。
【００２８】
更に、上記したように、上記ロッド部材９は、上記水平フレーム１８に、上記前方付勢用エアシリンダ１２とロッド前後位置調整装置１９、及び、上記球面軸受２３とトーチ先移動用電動シリンダ１３と側方フレーム２２をそれぞれ介して吊り下げられているため、上記ロッド前後位置調整装置１９、前方付勢用エアシリンダ１２、トーチ先移動用電動シリンダ１３のいずれを作動させても、上記ロッド部材９は自重とその下端側の溶接トーチ１０の重量によりほぼ鉛直に保持されたままとなる。よって、上記溶接トーチ１０を、溶接対象構造物保持部７に軸心方向を上下方向にした姿勢で保持させたコンベヤプーリ１の上側に位置する鏡板４ａの手穴６に挿入する際、該溶接トーチ１０の角度姿勢を変化させることができない。以上の点に鑑みて、上記ロッド部材９の上端部より所要寸法離れた上部所要位置の外周に遊嵌させた筒状部材２４に、溶接作業時は共に動作をフリーな状態とすることができるようにしてある左右方向のアクチュエータ２６と前後方向のアクチュエータ２７とを組み合わせてなる補助位置決め機構２５を連結するようにしてある。なお、該補助位置決め機構２５の各アクチュエータ２６，２７は、図示しない支持部材を介して上記水平フレーム１８の下面側や、上記側方フレーム２２の内側に支持させるようにすればよい。これにより、上記ロッド部材９の下端側の溶接トーチ１０を、溶接対象構造物保持部７に軸心方向を上下方向にした姿勢で保持させたコンベヤプーリ１の上側に位置する鏡板４ａの手穴６に挿入したり、該手穴６から引き出したりする場合は、上記補助位置決め機構２５の左右方向と前後方向の各アクチュエータ２６と２７を適宜動作させることで、上記ロッド部材９の角度を変化させて該ロッド部材９の下端側の溶接トーチ１０の角度姿勢を調整できるようにしてある。
【００２９】
上記溶接対象物保持部７は、直径の異なるコンベヤプーリ１であっても、コンベヤプーリ１のシェル５の最後部と、上記支持フレーム８との間隔がほぼ一定になるように、上記支持フレーム８の前側にて、溶接対象となるコンベヤプーリ１の直径に応じて、該コンベヤプーリ１の軸２を保持する位置を前後方向に移動させることができるようにしてあるものとする。
【００３０】
ところで、上述したように、溶接対象物保持部７に軸心方向を上下方向に配置した姿勢で保持させたコンベヤプーリ１の上側に位置する鏡板４ａの手穴６からロッド部材９の下部を挿入した状態にて、トーチ先移動用電動シリンダ１３を伸縮作動させることにより、該ロッド部材９の下端側の溶接トーチ１０を上記コンベヤプーリ１の下側に位置する鏡板４ｂの内面とシェル５の内周面との隅肉溶接部１６に沿わせて周方向に移動できる角度範囲は、上記トーチ先移動用電動シリンダ１３の作動ストローク、及び、ロッド部材９の長手方向におけるコンベヤプーリ１の上側に位置する鏡板４ａの手穴６に接することで該ロッド部材９の動作の支点となる位置から、ロッド部材９の下端側の溶接トーチ１０までの距離と、上記支点となる位置から、上記トーチ先移動用電動シリンダ１３の作動ロッド１３ａを連結した球面軸受２３を設けた位置までの距離の比によって変化する。したがって、上記トーチ先移動用電動シリンダ１３の作動ストロークを拡大すれば、該トーチ先移動用電動シリンダ１３の伸縮作動による上記溶接トーチ１０の上記隅肉溶接部１６に沿う周方向の移動角度範囲を拡大することができるが、上記ロッド部材９の傾きが大きくなると、該ロッド部材９の下端側の溶接トーチ１０のトーチ狙い方向の上記隅肉溶接部１６からの角度ずれが大きくなり、溶接品質に影響を及ぼす虞が懸念される。よって、以上の点に鑑みて、上記トーチ先移動用電動シリンダ１３を伸縮作動させることにより、ロッド部材９の下端側の溶接トーチ１０を上記コンベヤプーリ１の下側に位置する鏡板４ｂとシェル５との隅肉溶接部１６に沿わせて周方向に移動させる角度範囲は、たとえば、６０度や１２０度に設定するようにしてある。したがって、上記コンベヤプーリ１の鏡板４ａ，４ｂには、上記トーチ先移動用電動シリンダ１３の１回の伸縮作動によってロッド部材９の下端側の溶接トーチ１０を上記隅肉溶接部１６に沿わせて移動させることが可能な周方向角度範囲と対応する周方向角度間隔で手穴６を設けるようにすればよい。
【００３１】
なお、上記溶接トーチ１０は、サイズを小さくするという観点からすると、溶接ワイヤ２８を電極とするＭＩＧ溶接用又はＭＡＧ溶接用の溶接トーチ１０とすることが好ましいが、上記コンベヤプーリ１の鏡板４に設ける手穴６を通過できるような小型の溶接トーチ１０としてあれば、ＴＩＧ溶接用やレーザ溶接用等、他の形式の溶接トーチを採用するようにしてもよい。
【００３２】
上記溶接トーチ１０に対する溶接ワイヤ２８の供給や、シールドガスの供給は、上記ロッド部材９を中空とすると共に、該ロッド部材９の上部におけるコンベヤプーリ１の上側に位置する鏡板４ａよりも下方とならない位置の側面に図示しない開口部を設けて、該開口部より該ロッド部材９の内側を通して実施できるようにしてあるものとする。
【００３３】
その他、図８に示したものと同一のものには同一符号が付してある。
【００３４】
以上の構成としてある構造物内部溶接装置を使用する場合は、予め、支持フレーム８に沿わせて昇降フレーム１７を上昇させて、該昇降フレーム１７の前側に取り付けた水平フレーム１８より吊られているロッド部材９の下端側の溶接トーチ１０を、溶接対象構造物保持部７に軸心方向が上下方向となる姿勢で配置する予定のコンベヤプーリ１のシェル５よりも上方となる位置に退避させた状態で、該溶接対象構造物保持部７に、各鏡板４ａ，４ｂの外周にスポット溶接等によりシェル５を仮付けしたコンベヤプーリ１を、軸心方向を上下方向にした姿勢で配置する。この際、該コンベヤプーリ１の上側に位置する鏡板４ａに周方向所要間隔、たとえば、周方向６０度間隔で設けてある六つの手穴６のうちの一つが、支持フレーム８に最も近い最後方に位置するようにしておく。
【００３５】
次に、ロッド前後位置調整装置１９のスライダ２１を前後方向に移動させて、上記ロッド部材９が、上記溶接対象構造物保持部７に配置したコンベヤプーリ１の上側に位置する鏡板４ａの最後方に位置する手穴６の上方に吊られるように配置した状態にて、補助位置決め機構２５の左右方向と前後方向の各アクチュエータ２６と２７を適宜動作させて、上記ロッド部材９の下端側の溶接トーチ１０の角度姿勢を調整しながら、上記昇降フレーム１７を下降させて、上記溶接対象構造物保持部７に配置したコンベヤプーリ１の上側に位置する鏡板４ａの最後方に位置する手穴６に、上記ロッド部材９を、上記溶接トーチ１０が取り付けてある下端側より挿入する。
【００３６】
次いで、上記昇降フレーム１７を、上記ロッド部材９の下端側の溶接トーチ１０に設けてある底面倣い用車輪１４が上記コンベヤプーリ１の下側に位置する鏡板４ｂの内面に突き当たることで、該ロッド部材９の下降が止まるようになる高さ位置まで下降させた後、該昇降フレーム１７を更に所要寸法低い位置まで下げることで、上記ロッド部材９を介して、上記溶接トーチ１０の底面倣い用車輪１４に、上記水平フレーム１８の上側に取り付けてある下方付勢用エアシリンダ１１による下向きの付勢力、すなわち、コンベヤプーリ１の下側に位置する鏡板４ｂの内面への押し付け力が作用するようにする。
【００３７】
更に、この状態で、上記補助位置決め機構２５の左右方向と前後方向の各アクチュエータ２６と２７の動作をフリーにしてから、図５（イ）に示す如く（なお、図示する便宜上補助位置決め機構２５の記載は省略してある。後述する図５（ロ）及び図６も同様）、前方付勢用エアシリンダ１２を伸長作動させて、上記ロッド部材９の上端部を前方へ付勢することにより、ロッド部材９が挿通させてある上記コンベヤプーリ１の上側に位置する鏡板４ａの最後方に位置する手穴６を支点として、該ロッド部材９の下端側の溶接トーチ１０に設けてある側面倣い用車輪１５を、上記コンベヤプーリ１のシェル５の後部寄りに位置している部分の内周面に内側から押し付ける。更に、トーチ先移動用電動シリンダ１３を伸長作動させて、上記ロッド部材９の上端側を、上記上側に位置する鏡板４ａの手穴６よりも図上右側に配置することで、該手穴６を支点として、ロッド部材９の下端側の溶接トーチ１０を、コンベヤプーリ１の下側に位置する鏡板４ｂの内面と、シェル５の後部に位置している部分の内周面との間の隅肉溶接部１６における上記ロッド部材９の動作の支点となる手穴６よりも所要寸法左側位置に臨ませて配置する。
【００３８】
その後、上記溶接トーチ１０への溶接ワイヤ２８の供給を開始して、該溶接トーチ１０による溶接作業を開始させた後、上記トーチ先移動用電動シリンダ１３の収縮作動を開始して上記ロッド部材９の上端側を右側から徐々に左側へ移動させると、上記下方付勢用エアシリンダ１１によって底面倣い用車輪１４がコンベヤプーリ１の下側に位置する鏡板４ｂの内面に、又、前方付勢用エアシリンダ１２によって側面倣い用車輪１５がシェル５の後部寄りに位置している部分の内周面にそれぞれ押し付けられた状態で上記溶接トーチ１０が左側から右側へ徐々に移動させられるようになるため、上記コンベヤプーリ１の下側に位置する鏡板４ｂの内面と、シェル５の後部寄りに位置している部分の内周面との間の隅肉溶接部１６の隅肉溶接が、周方向の倣い溶接として開始されるようになる。
【００３９】
上記のようにして、上記コンベヤプーリ１の下側に位置する鏡板４ｂとシェル５の間の隅肉溶接部１６の隅肉溶接を開始した後、図５（ロ）に示すように上記トーチ先移動用電動シリンダ１３を収縮させると、上記コンベヤプーリ１の下側に位置する鏡板４ｂの内面と、シェル５の内周面との間の隅肉溶接部１６の隅肉溶接が、周方向所要の角度範囲で実施される。なお、図中に示した矢印Ａはロッド部材９の上端部の軌跡であり、矢印Ｂは該ロッド部材９の上端部の移動に伴う溶接トーチ１０による隅肉溶接実施個所の軌跡をそれぞれ示している。
【００４０】
その後は、溶接作業を一旦中断した後、上記補助位置決め機構２５の左右方向と前後方向の各アクチュエータ２６と２７を作動させてロッド部材９の下端側の溶接トーチ１０の角度姿勢を調整しながら、上記昇降フレーム１７を上昇させて、上記ロッド部材９及び溶接トーチ１０を、上記コンベヤプーリ１より一旦引出し、この状態で、上記コンベヤプーリ１を軸を中心に所要角度、具体的には、上記隅肉溶接が実施された角度範囲と対応する角度回転させて、該コンベヤプーリ１の上側に位置する鏡板４ａの別の手穴６を最後方に配置し、この状態で、上記と同様の手順を繰り返すことで、上記コンベヤプーリ１の下側に位置する鏡板４ｂの内面と、シェル５の内周面との間の隅肉溶接部１６の周方向の倣い溶接による隅肉溶接を、周方向所要の角度範囲に亘り実施し、更に同様の手順を順次繰り返して、上記コンベヤプーリ１の下側に位置する鏡板４ｂの内面と、シェル５の内周面との間の隅肉溶接部１６の所要の角度範囲ずつの隅肉溶接を順次繋げることで、該隅肉溶接部１６を周方向の全周に亘り内側から溶接する。
【００４１】
しかる後、上記シェル５との間の隅肉溶接部１６の内側からの隅肉溶接作業が終了したコンベヤプーリ１の下側に位置していた鏡板４ｂが、新たな上側の鏡板４ａとなり、且つシェル５との隅肉溶接がまだ行われていないコンベヤプーリ１の上側に位置していた鏡板４ａが、新たな下側の鏡板４ｂとなるように、上記コンベヤプーリ１を上下方向に反転させた後、上述した手順と同様の手順を繰り返すことで、この新たにコンベヤプーリ１の下側に配された鏡板４ｂについても、上記シェル５との間の隅肉溶接部１６の内側からの倣い溶接を実施し、しかる後、上記各鏡板４（４ａ，４ｂ）と、シェル５との間を外側からも隅肉溶接することで、各鏡板４（４ａ，４ｂ）とシェル５とが両面隅肉溶接されたコンベヤプーリ１が製造されるようになる。
【００４２】
又、直径が異なるコンベヤプーリ１、たとえば、直径がより大きく且つ鏡板４ａ，４ｂに設けてある手穴６と、シェル５との間隔がより長いコンベヤプーリ１を対象として、鏡板４（４ａ，４ｂ）とシェル５との間の隅肉溶接部１６の内側からの隅肉溶接を実施する場合は、図６に示す如く、直径がより大きいコンベヤプーリ１のシェル５の最後部と、支持フレーム８との間隔が、図１乃至図５（イ）（ロ）に示したコンベヤプーリ１のシェル５の最後部と支持フレーム８との間隔とほぼ等しくなるように、上記直径がより大きいコンベヤプーリ１を、溶接対象物保持部７に、軸心位置をより前方にずらした状態で、軸心方向が上下方向となる姿勢で配置する。次いで、ロッド前後位置調整装置１９のスライダ２１を前方に移動させることで、予め上記ロッド部材９が、上記直径がより大きいコンベヤプーリ１の上側に位置する鏡板４ａに設けてある手穴６のうちの最後方の手穴６の上方位置に吊られるように配置した状態とし、その後、前述したと同様の手順で、上記直径がより大きいコンベヤプーリ１の上側に位置する鏡板４ａに設けてある手穴６のうちの最後方に位置する手穴６に、ロッド部材９を、溶接トーチ１０が取り付けてある下端側から挿入して、上記直径がより大きいコンベヤプーリ１について、下側に位置する鏡板４ｂの内面と、シェル５の内周面との間の隅肉溶接部１６の内側からの隅肉溶接を実施するようにすればよい。
【００４３】
このように、本発明の構造物内部溶接装置によれば、上記コンベヤプーリ１の各鏡板４（４ａ，４ｂ）とシェル５との間を内側から隅肉溶接することができ、且つ各鏡板４（４ａ，４ｂ）とシェル５との間の隅肉溶接部１６の周方向の湾曲に沿う倣い溶接を実施できる。しかも、溶接作業自体は自動化できるため、スキルやノウハウによることなく品質の安定した内面隅肉溶接を行うことができる。よって、製品としてのコンベヤプーリ１の強度や品質、信頼性を均一なものとすることができて、該コンベヤプーリ１を使用するベルトコンベヤの故障を低減させる効果も期待できる。
【００４４】
更に、従来、外側からの溶接しか行うことができなかったコンベヤプーリ１の各鏡板４（４ａ，４ｂ）とシェル５との接合部の強度を高めることができるため、従来と同等の強度が必要とされる場合に、コンベヤプーリ１の製品としての軽量化を図ることができる。
【００４５】
更には、コンベヤプーリ１の製品としての軽量化や、溶接作業の自動化を行うことで、コスト削減効果が期待できる。
【００４６】
次に、図７（イ）（ロ）は本発明の実施の他の形態として、図１乃至図６の実施の形態の応用例を示すもので、図１乃至図６に示したと同様の構成において、溶接対象物保持部７に保持させたコンベヤプーリ１の上側に位置する鏡板４ａの最後方の手穴６に上方よりロッド部材９を挿入した状態にて、該ロッド部材９を挿通した手穴６に嵌めて上記ロッド部材９の動作の支点を拘束できるようにするための支点拘束部材２９を備えるようにしたものである。
【００４７】
具体的には、上記支点拘束部材２９は、上記ロッド部材９の外径よりもやや大きな内径を有する短い円筒形状としてあり、且つ内周面の軸心方向の中間部を、上記ロッド部材９の外径よりもやや大きな内径とすると共に、内周面の軸心方向の中間部から上下方向両端部に向けて滑らかに拡径する形状としてある。これにより、該支点拘束部材２９の内側に上記ロッド部材９を挿通させた状態にて、該ロッド部材９の水平方向への変位を抑制する一方、該支点拘束部材２９の上下両側におけるロッド部材９の円錐状の運動は許容できるようにしてある。
【００４８】
又、上記支点拘束部材２９は、上半部の外径を、上記コンベヤプーリ１の鏡板４ａ，４ｂの手穴６よりも所要寸法大きな外径とすると共に、下半部の外径を、上記コンベヤプーリ１の鏡板４ａ，４ｂの手穴６の内径とほぼ同等か、又は、やや小さい寸法としてある。更に、上記支点拘束部材２９は、周方向の１８０度対向する位置で２分割した２つのセグメントからなる分割構造としてある。これにより、上記支点拘束部材２９は、分割されたセグメントを上記コンベヤプーリ１の鏡板４ａ，４ｂの手穴６に挿通させた状態のロッド部材９の外周でリング状に組み合わせた後、上記手穴６に下端側から差し込んで、該手穴６に装着することができるようにしてある。
【００４９】
本実施の形態によれば、図５（イ）（ロ）に示したと同様に下方付勢用エアシリンダ１１により、溶接トーチ１０の底面倣い用車輪１４をコンベヤプーリ１の下側に位置する鏡板４ｂの内面への押し付け、且つ前方付勢用エアシリンダ１２により、ロッド部材９の上端部を前方へ付勢することで、ロッド部材９が挿通させてある上記コンベヤプーリ１の上側に位置する鏡板４ａの最後方に位置する手穴６を支点として、ロッド部材９の下端側の溶接トーチ１０に設けてある側面倣い用車輪１５を、上記コンベヤプーリ１のシェル５の後部寄りに位置している部分の内周面に内側から押し付けた後、トーチ先移動用電動シリンダ１３を伸縮作動させて、上記ロッド部材９の上端側を、上記上側に位置する鏡板４ａの最後方の手穴６を支点として、ロッド部材９の下端側の溶接トーチ１０を、コンベヤプーリ１の下側に位置する鏡板４ｂの内面と、シェル５の後部に位置している部分の内周面との間の隅肉溶接部１６に沿わせて移動させるときに、上記ロッド部材９の運動の支点となる上記コンベヤプーリ１の上側に位置する鏡板４ａの最後方の手穴６の内側でのロッド部材９の水平方向への変位を、上記手穴６に装着した支点拘束部材２９により拘束できるため、上記トーチ先移動用電動シリンダ１３を伸縮作動時におけるロッド部材９の下端側の溶接トーチ１０の上記隅肉溶接部１６に沿う移動を、より円滑に行わせることができる。したがって、上記隅肉溶接部１６の溶接品質をより向上させる効果が期待できる。
【００５０】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、下方付勢手段と前方付勢手段とトーチ先移動手段は、それぞれ電動、エア圧、油圧のいかなる動力を用いるようにしてもよい。
【００５１】
更に、ロッド部材９の上部と、固定部との間に該ロッド部材９の下方付勢手段と前方付勢手段とトーチ先移動手段を備えていれば、支持フレーム８、昇降フレーム１７、水平フレーム１８、側方フレーム２２の形状や配置は適宜変更してもよい。又、溶接対象構造物保持部７が、溶接対象構造物としてのコンベヤプーリ１を昇降させる機能を備えていれば、昇降フレーム１７は省略してもよい。
【００５２】
溶接トーチ１０に設ける底面倣い部材と側面倣い部材は、それぞれコンベヤプーリ１の下側に位置する鏡板４ｂの内面と、シェル５の内周面に倣って移動させることができるようにしてあれば、底面倣い用車輪１４と側面倣い用車輪１５以外の構成を採用してもよい。
【００５３】
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の構造物内部溶接装置の実施の一形態を示す一部切断概略斜視図である。
【図２】図１におけるロッド部材の上部側を拡大して示す図である。
【図３】図１の装置の切断概略側面図である。
【図４】図１の装置のロッド部材の下端部を拡大して示す側面図である。
【図５】図１の装置を用いて実施する隅肉溶接の手順を示すもので、（イ）はコンベヤプーリの鏡板とシェルとの隅肉溶接部における溶接開始地点に向けて溶接トーチを配置した状態を、（ロ）は隅肉溶接部の周方向に沿う倣い溶接を実施した状態をそれぞれ示す一部切断概略平面図である。
【図６】図１の装置を用いて径の異なるコンベヤプーリを対象として該コンベヤプーリの鏡板とシェルとの隅肉溶接部の溶接を行う場合の状態を示す一部切断概略平面図である。
【図７】本発明の実施の他の形態として、図１の装置の応用例の要部を示すもので、（イ）は概略切断側面図、（ロ）は概略平面図である。
【図８】コンベヤプーリの一般的な構造を示す一部切断概略斜視図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  コンベヤプーリ（溶接対象構造物）
４ａ，４ｂ  鏡板（板）
５  シェル（側板）
６  手穴
８  支持フレーム
９  ロッド部材
１０  溶接トーチ
１１  下方付勢用エアシリンダ（下方付勢手段）
１２  前方付勢用エアシリンダ（前方付勢手段）
１３  トーチ先移動用電動シリンダ（トーチ先移動手段）
１４  底面倣い用車輪（底面倣い部材）
１５  側面倣い用車輪（側面倣い部材）
１６  隅肉溶接部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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