(57)【要約】前進側および後退側に自走可能な台車と、台車に搭載した溶接トーチと、溶接トーチをウィービングさせるウィービング駆動部と、台車を所定の走行経路に沿って走行させる倣い機構を備え、ウィービング駆動部を介して溶接トーチを保持しかつウィービング中心回りにウィービング経路を回動させるべくウィービング駆動部を位置調整可能に保持する溶接トーチ保持部を設けた倣い溶接装置である。この倣い溶接装置により、ほぼ水平な台車走行面上で溶接を行う場合やほぼ垂直な台車走行面上で溶接を行う場合は言うまでもなく、傾斜した台車走行面上においても、傾斜する台車走行面側の肉盛部と倣い面側の肉盛部との間に肉盛量のアンバランスを生じさせることなく多層肉盛溶接を行うことが可能となる。
2003008142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前進側および後退側に自走可能な台車と、台車に搭載した溶接トーチと、溶接トーチをウィービングさせるウィービング駆動部と、台車を所定の走行経路に沿って走行させる倣い機構を備え、ウィービング駆動部を介して溶接トーチを保持しかつウィービング中心回りにウィービング経路を回動させるべくウィービング駆動部を位置調整可能に保持する溶接トーチ保持部を設けたことを特徴とする倣い溶接装置。
【請求項２】
倣い機構は、台車の前進段階および後退段階のいずれの段階においても常に台車を所定の走行経路に沿わせて走行させる請求項１に記載の倣い溶接装置。
【請求項３】
倣い機構は、台車に前後方向に沿って設けられて中心が台車の上下方向の軸回りに回動自在に支持されるアームと、このアームの両端部でかつアームの中心から等しい距離をもってそれぞれ配置されて台車の走行に伴って台車走行面から立ち上がる倣い面上を移動する一対の接触子と、アームの台車に対する回動範囲を規制するストッパを具備し、一対の接触子を倣い面に当接させたアームの回動をストッパによって規制した状態で、台車の走行経路が倣い面に向けて所定角度傾斜する請求項２に記載の倣い溶接装置。
【請求項４】
アームの回動がストッパによって規制された状態を維持する固定手段を設けた請求項３に記載の倣い溶接装置。
【請求項５】
台車走行面に台車を走行可能に吸引する吸引機構を設けた請求項１ないし４のいずれかに記載の倣い溶接装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、溶接トーチをウィービング可能に搭載した台車を備え、この台車を移動させつつ、台車走行面とこの台車走行面から立ち上がる倣い面との間の隅部に肉盛溶接を行うのに用いられる倣い溶接装置に関するものである。
背景技術
従来、上記した隅部の肉盛溶接を行う倣い溶接装置としては、例えば、図６に示すように、自走可能な台車１０１と、この台車１０１に搭載された溶接トーチ１０２と、台車走行面Ｐおよびこの台車走行面Ｐから立ち上がる倣い面Ｑの間の隅部Ｒに溶接トーチ１０２を向けた状態でかつ台車進行方向と略直交する面内でウィービング可能に保持する溶接トーチ保持部１０３と、台車１０１の進行方向側の端部（図示上端部）に配置されて倣い面Ｑに向けて突出する前方側倣いローラ１０４と、台車１０１の進行方向とは反対側の端部（図示下端部）に配置されて倣い面Ｑに向けて前方側倣いローラ１０４よりも遠方に突出する後方側倣いローラ１０５を備えたものがある。
この倣い溶接装置１００では、両倣いローラ１０４，１０５を倣い面Ｑに当接させることによって、台車１０１の走行経路Ｓを倣い面Ｑに向けて傾斜させ、この状態で溶接トーチ１０２を台車進行方向と略直交する面内でウィービングさせつつ台車１０１を図示上側に向けて走行させることにより、すなわち、台車１０１を倣い面Ｑから離さずに移動させることにより、溶接トーチ１０２と隅部Ｒとの間隔を一定に保ちながら隅部Ｒの肉盛溶接を行うようになっている。
ところが、上記した倣い溶接装置１００において、台車１０１をほぼ水平な台車走行面Ｐで走行させて溶接を行う場合や、マグネットの磁力を利用して台車１０１をほぼ垂直な台車走行面Ｐで走行させて溶接を行う場合には、台車走行面Ｐおよび倣い面Ｑの間の隅部Ｒに良好な形状の多層肉盛部を形成することはできるが、溶接トーチ１０２が台車進行方向と略直交する面内でウィービングするようになっているので、台車１０１を傾斜した台車走行面Ｐで走行させて溶接を行う場合には、図７に示すように、傾斜する台車走行面Ｐ側に薄い肉盛部Ｗ１が生じ、一方、台車走行面Ｐから立ち上がる倣い面Ｑ側に厚い肉盛部Ｗ２が生じるといったアンバランスが発生してしまい、良好な形状の多層肉盛部を得ることができないという問題があり、この問題を解決することが従来の課題であった。
発明の開示
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、台車走行面がほぼ水平をなす場合や垂直をなす場合は勿論のこと、台車走行面が傾斜している場合であったとしても、台車走行面および倣い面の間の隅部に良好な形状の多層肉盛部を形成することが可能である倣い溶接装置を提供することにある。
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、台車に搭載した溶接トーチのウィービング方向を変化させることで、上記目的が達成されることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明の倣い溶接装置は、前進側および後退側に自走可能な台車と、台車に搭載した溶接トーチと、溶接トーチをウィービングさせるウィービング駆動部と、台車を所定の走行経路に沿って走行させる倣い機構を備え、ウィービング駆動部を介して溶接トーチを保持しかつウィービング中心回りにウィービング経路を回動させるべくウィービング駆動部を位置調整可能に保持する溶接トーチ保持部を設けたことを特徴とする。
また、本発明の倣い溶接装置の好適な例として、倣い機構は、台車の前進段階および後退段階のいずれの段階においても常に台車を所定の走行経路に沿わせて走行させることを特徴とし、本発明の倣い溶接装置のより好適な例として、倣い機構は、台車に前後方向に沿って設けられて中心が台車の上下方向の軸回りに回動自在に支持されるアームと、このアームの両端部でかつアームの中心から等しい距離をもってそれぞれ配置されて台車の走行に伴って台車走行面から立ち上がる倣い面上を移動する一対の接触子と、アームの台車に対する回動範囲を規制するストッパを具備し、一対の接触子を倣い面に当接させたアームの回動をストッパによって規制した状態で、台車の走行経路が倣い面に向けて所定角度傾斜することを特徴とし、本発明の倣い溶接装置のより一層好適な例として、アームの回動がストッパによって規制された状態を維持する固定手段を設けたことを特徴とする。
さらに、本発明の倣い溶接装置の好適な例は、台車走行面に台車を走行可能に吸引する吸引機構を設けたことを特徴とする。
本発明の倣い溶接装置では、ウィービング駆動部を介して溶接トーチを保持しかつウィービング中心回りにウィービング経路を回動させるべくウィービング駆動部を位置調整可能に保持する溶接トーチ保持部を設けたことにより、ほぼ水平な台車走行面上で溶接を行う場合や、ほぼ垂直な台車走行面上で溶接を行う場合は、溶接トーチ保持部でウィービング駆動部の位置調整を行って、溶接トーチが台車進行方向と略直交する面内でウィービングするようにセットすれば、従来と同様に台車走行面およびこの台車走行面から立ち上がる倣い面の間の隅部に良好な形状の多層肉盛部が形成されることとなり、一方、傾斜した台車走行面上（例えば、４５°傾斜した台車走行面上）で溶接を行う場合には、溶接トーチ保持部でウィービング駆動部の位置調整を行って、台車進行方向と略直交する面内にセットしてあるウィービング経路をウィービング中心回りに４５°回動させて台車走行面の傾斜に合わせれば、傾斜する台車走行面側の肉盛部と倣い面側の肉盛部との間に肉盛量のアンバランスが生じることが回避されることとなる。
また、本発明の好適な例としての倣い溶接装置では、倣い機構を設けた構成としていることから、台車の前進段階および後退段階のいずれの段階においても、この倣い機構によって溶接トーチを常に隅部に向けつつ台車を走行させ得ることとなり、台車の進行方向を変える場合には、部品の付け替えや溶接トーチの位置調整などといった手間隙が省かれることとなる。
さらに、本発明のより好適な例としての倣い溶接装置では、上記した構成としているので、例えば、台車を前進させつつ溶接を行う段階において、倣い機構におけるアームの一対の接触子を倣い面に当接させた状態でストッパによって規制されるまでアームを回動させると、すなわち、台車をその前端側が倣い面に近付くようにして回動させると、台車の走行経路が倣い面に向けて所定角度傾斜することとなり、この状態で台車を走行させると、台車は常に倣い面を押圧しながら移動することとなり、したがって、溶接トーチと隅部との間隔は一定に保たれることとなる。
一方、台車を後退させつつ溶接を行う段階には、一対の接触子を倣い面に当接させたアームをストッパによって規制されるまで上記とは反対側に回動させると、すなわち、台車をその後端側が倣い面に近付くようにして回動させると、台車の走行経路が倣い面に向けて上記とは反対側に所定角度傾斜することとなり、この状態で台車を走行させると、この場合も台車は常に倣い面を押圧しながら移動することとなり、前進させる場合と同じく、溶接トーチと隅部との間隔は一定に保たれることとなる。
つまり、台車の進行方向を変えて溶接を行う場合には、上述したように、一対の接触子を倣い面に当接させたアームに対して台車を回動させるだけでよく、セッティングが簡単なものとなる。
さらにまた、本発明のより一層好適な例としての倣い溶接装置では、アームの固定手段を設けた構成としているので、台車に牽引されたり吊り下げられたりしているトーチケーブルに引張られて、ストッパにより回動が規制されているアームが逆方向に回動することが阻止される、すなわち、台車の進行方向側の端部が倣い面から離間する方向へ台車が回動することが確実に阻止されることとなる。
さらにまた、本発明のより一層好適な例としての倣い溶接装置では、台車走行面に台車を走行可能に吸引する吸引機構を設けた構成としているため、例えば、非磁性金属からなるワークの台車走行面および倣い面の間の隅部に対する多層肉盛をもなし得ることとなり、この倣い溶接装置を適用可能な箇所が増すこととなる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
図１〜図５は本発明に係わる倣い溶接装置の一実施例を示している。
図１および図２に示すように、この倣い溶接装置１は、前進側および後退側に自走可能な台車２と、この台車２に搭載した溶接トーチ３と、この溶接トーチ３をウィービングさせるウィービング駆動部８と、台車２上でウィービング駆動部８を介して溶接トーチ３を保持する溶接トーチ保持部４を備えている。
台車２は、図３および図４にも示すように、台車本体２１と、この台車２１上に固定した正逆回転可能な減速機構付きのモータ２２と、台車本体２１の下部に設けたスカート部２１ａに図示しない軸受を介して支持される前後の車軸２４，２４と、これらの車軸２４，２４の各両端にそれぞれ固定された合計４個のゴム車輪２５を具備している。
そして、この台車２では、モータ２２の出力軸２２ａに装着した第１スプロケット２６Ａと後側車軸２４に装着した第２スプロケット２６Ｂとの間にチェーン２７を掛け渡してモータ出力を後側車軸２４に伝達すると共に、後側車軸２４に装着した第３スプロケット２６Ｃと前側車軸２４に装着した第４スプロケット２６Ｄとの間にチェーン２７を掛け渡して後側車軸２４を介してモータ出力を前側車軸２４に伝達するようにしており、これにより４個のゴム車輪２５をいずれも駆動輪として機能させて、トーチケーブル３１を牽引し得るようにしている。
溶接トーチ保持部４は、台車本体２１上に左右方向に移動可能に設けられたスタンド４１と、このスタンド４１に前後方向のボルト４２を介して回動可能に取り付けられかつ上下方向のボルト４３の回転操作により上下方向に移動可能としたトーチホルダ４４を具備しており、一方、ウィービング駆動部８は、その作動時にウィービング動作を行う可動アーム８１と、この可動アーム８１の先端に設けられて台車走行面Ａおよびこの台車走行面Ａから立ち上がる倣い面Ｂの間の隅部Ｃに溶接トーチ３を向けた状態で軸方向に移動可能に固定するクランプ８２を具備している。
この場合、溶接トーチ保持部４のトーチホルダ４４には、円弧状溝４５が形成してあると共に、ウィービング駆動部８には、トーチホルダ４４の円弧状溝４５内に移動自在に嵌合される２個のローラ８３を具備しかつ締め付けボルト８４により任意位置で固定可能とした連結ブラケット８５が設けてあり、トーチホルダ４４の円弧状溝４５の曲率中心ＲＰは、ウィービング駆動部８のクランプ８２に固定された溶接トーチ３のウィービング中心Ｏにほぼ合致させてある。
つまり、締め付けボルト８４を緩めてウィービング駆動部８をトーチホルダ４４の円弧状溝４５に沿って図１に示す位置から図２に示す位置に移動させることによって、溶接トーチ３のウィービング経路Ｌをウィービング中心Ｏ回りに回動させることができるようにしてあり、図１に示すウィービング経路Ｌは、ほぼ水平な台車走行面Ａ上で溶接を行う場合や、ほぼ垂直な台車走行面上で溶接を行う場合に採用され、図２に示すウィービング経路Ｌは、傾斜する台車走行面Ａ上（図２では傾斜角度約４５°の台車走行面Ａ上）で溶接を行う場合に採用される。
また、この倣い溶接装置１は、台車２を倣い面Ｂに沿って移動させるための倣い機構５を備えている。
この倣い機構５は、台車２の前後方向に沿って設けられて中心を台車本体２１の前後方向の中央に位置する上下方向の軸孔２１ｂにヒンジ軸５１を介して回動自在に連結したアーム５２と、このアーム５２の両端部から台車本体２１とは反対側に向けてそれぞれ突出するブラケット５３，５３の各先端に支軸５４，５４を介して支持された倣いローラ（一対の接触子）５５，５５と、台車本体２１の前後端部でかつアーム５２の回動範囲内にそれぞれ配置されてアーム５２の回動を規制するピン（ストッパ）５６，５６を備えており、倣いローラ５５，５５はアーム５２の中心からそれぞれ等しい間隔をもって配置してある。
この倣い機構５では、台車２を図３上方向に移動させる段階において、倣いローラ５５，５５を倣い面Ｂに当接させたアーム５２の回動を台車本体２１の前端部に位置するピン５６によって規制することにより、台車２の走行経路ＤＦを倣い面Ｂに向けて所定角度θ（２°〜３．５°）だけ傾斜させ、一方、台車２を図３下方向に移動させる段階において、同じく倣いローラ５５，５５を倣い面Ｂに当接させたアーム５２の回動を台車本体２１の後端部に位置するピン５６によって規制することによって、台車２の走行経路ＤＲを倣い面Ｂに向けて所定角度θだけ傾斜させるようにしている。
この場合、台車本体２１の前後端部の各ピン５６，５６の近傍には、ピン５６に当接した側のアーム５２のブラケット５３に係止する固定手段としての係止ばね５７が設けてあり、これにより、回動が規制されたアーム５２がトーチケーブル３１に引っ張られてピン５６から離間する方向に回動するのを阻止するようにしている。
さらに、この倣い溶接装置１は、台車走行面Ａに台車２を走行可能に吸引する吸引機構９を備えている。
この吸引機構９は、台車２の台車本体２１に設けられてスカート部２１ａに囲まれた内部に連通する吸引スリーブ９１と、スカート部２１ａの下端に底板９２を介して取り付けられて台車走行面Ａにほぼ密着するシリコンラバーなどからなるパッキン９３と、ホースを介して吸引スリーブ９１と連通する吸引源としての真空ポンプ（図示せず）を具備しており、この真空ポンプを作動させて台車本体２１のスカート部２１ａで囲まれた内部の空気を吸引することにより、台車走行面Ａに台車２を走行可能に吸着することができるようになっている。
この倣い溶接装置１において、ほぼ水平な台車走行面Ａ上で溶接を行う場合や、ほぼ垂直な台車走行面Ａ上で溶接を行う場合には、まず、倣い機構５の一対の倣いローラ５５，５５を倣い面Ｂに当接させた後、アーム５２を支持するヒンジ軸５１を中心にして台車２を回動させて、台車本体２１の前端部に位置するピン５６をアーム５２に当接させると、台車２の走行経路ＤＦが倣い面Ｂに向けて所定角度θだけ傾斜した状態でセットされることとなる。
次いで、ボルト４２回りにトーチホルダ４４を回動させて溶接トーチ３を台車走行面Ａとの角度を略４５°にセットすると共に、溶接トーチ３を台車走行面Ａおよび倣い面Ｂの間の隅部Ｃに向けた状態でクランプ８２によってその突出量を調節した後、ウィービング駆動部８の位置調整を行って、溶接トーチ３が台車２の進行方向と略直交する面内でウィービングするようにセットする（ウィービング経路Ｌが図１に示すようになるようにセットする）。
そして、真空ポンプを作動させて台車本体２１のスカート部２１ａで囲まれた内部の空気を吸引して、台車走行面Ａに台車２を走行可能に吸着するのに続いて、台車２に設けたカバー６上のスイッチをオン操作してモータ２２に電源を供給し、上記のようにセッティングされた台車２を前進させつつ溶接を開始すると、台車２は倣い面Ｂに向けて所定角度θだけ傾斜した走行経路ＤＦ上を走行することとなり、すなわち、台車２は倣い面Ｂを常に押圧しつつ移動することとなり、この移動の間、溶接トーチ３と隅部Ｃとの間隔が一定に保たれるので、隅部Ｃに対してずれなくそして過不足なく肉盛り溶接がなされることとなり、したがって、従来と同様に台車走行面Ａおよび倣い面Ｂの間の隅部Ｃに良好な形状の多層肉盛部Ｗが形成されることとなる。
一方、台車２を倣い面Ｂに沿って後退させつつ台車走行面Ａおよび倣い面Ｂの間の隅部Ｃに対して肉盛り溶接を行う場合には、停止させた台車２をヒンジ軸５１を中心にして上記とは反対方向に回動させて、台車本体２１の後端部に位置するピン５６をアーム５２に当接させると、台車２の走行経路ＤＲが倣い面Ｂに向けて所定角度θだけ傾斜した状態でセットされることとなり、この状態で、スイッチを切換え操作して台車２を後退させつつ溶接を開始すると、この場合も、台車２は倣い面Ｂを常に押圧しつつ移動することとなって、溶接トーチ３と隅部Ｃとの間隔が一定に保たれることとなる。
また、傾斜した台車走行面Ａ上（この実施例では傾斜角度約４５°の台車走行面Ａ上）で溶接を行う場合には、締め付けボルト８４を緩めてウィービング駆動部８をトーチホルダ４４の円弧状溝４５に沿って図１に示す位置から図２に示す位置に移動させて、ウィービング経路Ｌをウィービング中心Ｏ回りに約４５°回動させて台車走行面Ａの傾斜に合わせれば、図５に示すように、傾斜する台車走行面Ａ側の肉盛部Ｗと倣い面Ｂ側の肉盛部Ｗとは肉盛量がほぼ均一となる。
したがって、この倣い溶接装置１では、台車走行面Ａがほぼ水平をなす場合や垂直をなす場合はもとより、台車走行面Ａが傾斜している場合であったとしても、台車走行面Ａおよび倣い面Ｂの間の隅部Ｃに良好な形状の多層肉盛部Ｗを形成し得ることとなる。
また、この倣い溶接装置１では、上記肉盛り溶接に際して、台車２を前進させつつ行う場合、および、後退させつつ行う場合のいずれの場合も、間隔を一定に保ちながら溶接トーチ３を常に隅部Ｃに向け得ることとなり、台車２の進行方向を変えて溶接を行う場合には、上記したように、一対の倣いローラ５５，５５を倣い面Ｂに当接させたアーム５２に対して台車２を回動させるだけで済み、備品の付け替えや溶接トーチ３の位置調整を行う手間隙が省かれることから、セッティングが簡単になされることとなる。
さらに、この倣い溶接装置１では、台車本体２１の前後端部に、ピン５６に当接した側のアーム５２のブラケット５３に係止する係止ばね５７を設けているので、回動が規制されたアーム５２がトーチケーブル３１に引っ張られてピン５６から離間する方向に回動することが回避されることとなる。
さらにまた、この倣い溶接装置１では、台車走行面Ａに台車２を走行可能に吸引する吸引機構９を設けていることから、例えば、非磁性金属からなるワークの台車走行面および倣い面の間の隅部に対する多層肉盛をもなし得ることとなり、この倣い溶接装置１の適用範囲が広がることとなる。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明の倣い溶接装置では、ウィービング駆動部を介して溶接トーチを保持しかつウィービング中心回りにウィービング経路を回動させるべくウィービング駆動部を位置調整可能に保持する溶接トーチ保持部を設けたことで、ほぼ水平な台車走行面上で溶接を行う場合やほぼ垂直な台車走行面上で溶接を行う場合は言うまでもなく、傾斜した台車走行面上においても、傾斜する台車走行面側の肉盛部と倣い面側の肉盛部との間に肉盛量のアンバランスを生じさせることなく多層肉盛溶接を行うことが可能である。
また、本発明の倣い溶接装置の好適な例では、倣い機構を設けた構成としたことにより、台車の前進段階および後退段階のいずれの段階においても、部品の付け替えや溶接トーチの位置調整などといった手間隙をかけることなく、溶接トーチを常に隅部に向けつつ台車を走行させることができる。
さらに、本発明のより好適な例としての倣い溶接装置では、上記した構成としているので、台車の進行方向を変えて溶接を行う場合のセッティングを簡単に行うことができる。
さらにまた、本発明のより一層好適な例としての倣い溶接装置では、アームの固定手段を設けた構成としているので、台車に牽引されたり吊り下げられたりしているトーチケーブルに引張られて、台車の進行方向側の端部が倣い面から離間する方向へ台車が回動するのを確実に防止することができる。
さらにまた、本発明のより一層好適な例としての倣い溶接装置では、台車走行面に台車を走行可能に吸引する吸引機構を設けた構成としているため、この倣い溶接装置の適用可能範囲を拡大することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の倣い溶接装置を示す台車上の溶接トーチが台車進行方向と略直交する面内でウィービングする際の側面方向からの動作説明図、図２は、図１に示した倣い溶接装置における台車上の溶接トーチのウィービング経路を略４５°回動させた際の側面方向からの動作説明図、図３は、台車の平面説明図、図４は、台車の正面説明図、図５は、本発明の倣い溶接装置で傾斜した台車走行面上で溶接を行う場合の多層肉盛状況を示す図、図６は、従来の倣い溶接装置により肉盛り溶接を行っている状況を示す簡略平面説明図、図７は、従来の倣い溶接装置で傾斜した台車走行面上で溶接を行おうとする場合の多層肉盛状況を示す図である。
【図１】
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【図２】
2003008142.tif 000004
【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】
2003008142.tif 000009
【国際調査報告】
2003008142.tif 000010
2003008142.tif 000011