JP2006272403A - 片面溶接装置の補助台車 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数台の裏当装置を配置した片面溶接装置において、裏当装置の台数に拘わらず、裏当装置間のパネル部分を、必ずその裏当装置間の中央で支持することができる片面溶接装置の補助台車を提供する。
【解決手段】 裏当台車４，５を溶接線の位置に合わせるために移動させるときに、補助台車６の歯車３と、裏当台車４，５のラック１，２とが噛み合っているので、左方の裏当台車４がＬだけ移動すると補助台車６は（１／２）・Ｌだけ裏当台車４と同一の方向に移動する。よって、補助台車６は常に裏当台車４，５間の中央に移動し、そのローラ１３は常に裏当台車４，５間の中央位置にて、パネルを下方から支持する。従って、ローラ１３はパネルの自重による垂れ下がりを効果的に防止することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、フラックス裏当部材及び／又は銅板裏当装置等の裏当装置上に送給された被溶接材を裏当装置の長手方向に走行する走行式溶接機により溶接する片面自動溶接設備において、被溶接材を支持する片面溶接装置の補助台車に関する。

片面自動溶接設備においては、フラックス裏当部材及び／又は銅板裏当部材等の裏当部材と、この裏当部材をまたぐと共に裏当部材の長手方向に走行可能の溶接装置とが設けられている。溶接装置には、裏当部材の長手方向の両端部の外側に、裏当部材の長手方向に直交する方向に延びる１対のガーダ（レール）が設けられており、この１対のガーダ上を夫々サドルがガーダの長手方向に走行し、この１対のサドル間に掛け渡された溶接機ビーム上を溶接機が走行するようになっている。

このような片面溶接設備においては、被溶接鋼板が仮止めされたパネルが、その仮付け部である溶接線（シームともいう）が裏当部材に一致するように、裏当部材の配設位置の上方に搬送され、サドルがガーダ上をガーダの長手方向（裏当部材の長手方向に平行）に移動して、即ち、裏当部材の長手方向に直交する方向に移動して、溶接機を裏当部材の上方に位置させ、その後、溶接機が溶接機ビーム上を移動して、即ち裏当部材の長手方向に移動して、溶接機が溶接線に沿って移動することにより、溶接がなされる。このような片面溶接装置が、特許文献１，２に開示されている。

実開昭５０−５３４２９号公報 実公昭５３−２１６１７号公報

しかしながら、これらの従来技術は、裏当装置が１台で、溶接機ビーム上を走行する溶接機が１台の場合であり、３個以上の被溶接鋼板を仮付けして２個以上の溶接線を有するパネルを２機以上の溶接機により１回の走行で溶接する場合については開示されていない。

しかし、このような片面自動溶接設備において溶接しようとする溶接対象物は船舶用の構造材等であり、このような構造材は極めて大型化している。このため、３個以上の多数の被溶接鋼板から１個の構造材パネルを製造する必要があり、その際、複数個の溶接線を同時に溶接して溶接効率を高める必要がある。従って、近時の片面溶接装置においては、複数台の裏当装置を相互に平行に設置し、裏当装置の長手方向の両端部近傍に夫々ガーダを前記裏当装置の長手方向に直交するように設置し、ガーダ上を走行するサドルを複数対設け、これらの複数対のサドルにより、裏当装置と平行に伸びる複数個の溶接機ビームを支持し、この複数個の溶接機ビーム上を複数個の溶接機が走行することにより、パネルの複数個の溶接線を同時に溶接するようになっている。

この場合に、パネルは、その溶接線が裏当装置のフラックス裏当部材及び／又は銅板裏当部材等の裏当部材上に位置するように搬送されてくる。各裏当部材の近傍には裏当部材の長手方向に沿って複数個のローラが配列されて構成されたローラ部材が設置されており、パネルはこの裏当部材の近傍の各ローラ部材により支持される。しかし、パネルの大型化により被溶接鋼板自体も大型化しており、従って、裏当部材の相互間隔も広くなっている。このため、裏当部材近傍のローラ部材間に支持された被溶接鋼板が、ローラ部材間の部分で自重により垂れ下がり、溶接上の支障が生じる。なお、複数台の裏当装置の最外側には、裏当部材の長手方向に沿って複数個のローラが配列されて構成された１対のローラ装置が設置されている。これにより、パネルの両側部は夫々ローラ装置により支持されている。

裏当装置の裏当部材は、前述の裏当部材近傍のローラ部材と共に、裏当部材及びローラ部材毎に１台の裏当台車上に設置されており、この裏当台車は、裏当部材の長手方向の両端部近傍にこの裏当部材の長手方向に直交する方向に伸びるように配置された１対のレール上を走行するようになっている。このように、裏当台車がレール上を走行してその位置を調節することにより、裏当部材の相互間隔及びその裏当部材の位置をパネルの溶接線の位置に整合させることができるようになっている。

従って、パネルが大型で仮止めされた被溶接鋼板の幅も広く、溶接線間隔が大きい場合は、裏当台車の相互間隔も大きい。このため、ローラ部材間の間隔も大きく、幅が広い被溶接鋼板の中央部が自重で垂れ下がってしまう。この垂れ下がりを防止するために、ローラ部材を裏当部材から離隔させて裏当台車上に設置し、可及的に等間隔になるようにローラ部材を配置しようとすることが考えられる。しかし、そうすると、裏当部材とローラ部材とが搭載された裏当台車が大型化してしまい、溶接線間隔が小さいパネルを溶接するときに、裏当台車の相互間で干渉してしまい、裏当部材の相互間隔を小さくすることができなくなる。船舶の船体の設計により、被溶接鋼板の幅は種々異なり、片面溶接装置としては、これらの多様な溶接態様での溶接が可能である必要がある。従って、裏当台車が大型化するような対策はとることができない。

このため、現状の複数台の裏当装置が設けられた片面自動溶接装置においては、裏当装置間の床にローラを設置したり、上端が腕状に屈曲した支柱を立てたりして、裏当部材間の被溶接鋼板の部分を支持している。しかし、これらのローラ及び支柱は工場の床に固定されているため、溶接線の位置に整合させて移動させる裏当装置間の中央の位置にこれらのローラ及び支柱が位置するとは限らないという問題点がある。裏当装置が２台の場合は、ローラ及び支柱を中心として等間隔離れた位置に裏当装置を位置させればよいが、裏当装置が３台以上の場合は、溶接間隔が特定の場合のみ、ローラ及び支柱が裏当装置間の中央に位置するが、溶接間隔がこの特定の場合からずれたときには、ローラ及び支柱が裏当装置間の中央に位置することはない。極端な場合には、この床に固定されたローラ及び支柱が裏当台車の走行を邪魔し、裏当装置をパネルの溶接線に合わせて配置すること自体を阻害してしまうことがある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、複数台の裏当装置を配置した片面溶接装置において、裏当装置の台数に拘わらず、裏当装置間のパネル部分を、必ずその裏当装置間の中央で支持することができる片面溶接装置の補助台車を提供することを目的とする。

本願発明に係る片面溶接装置の補助台車は、１対の裏当台車間に配設され裏当台車の走行方向と同一方向に走行する台車本体と、この台車本体上に設置されパネルを支持する支持部と、各裏当台車に設けられ前記裏当台車の走行方向に歯が並んだ１対のラックと、前記台車本体に回転可能に支持され前記１対のラックの双方と噛み合う歯車と、を有することを特徴とする。

この片面溶接装置の補助台車において、前記台車本体に設けられ、前記ラックの背部を拘束する押さえローラを有することが好ましい。また、前記ラックは、前記裏当台車に揺動可能に支持されていることが好ましい。

本発明によれば、１対のラックの双方に歯車が噛み合い、歯車が回転すると、１対のラックは相互に接近する方向又は相互に離隔する方向に、歯車に対して相対的に移動する。従って、１対の裏当台車は、補助台車に対して相対的に、相互に接近する方向又は相互に離隔する方向に移動する。よって、一方の裏当台車の位置をパネルの溶接線に合わせて調整し、他方の裏当台車と前記一方の裏当台車との間隔を前記他方の裏当台車の位置がパネルの他の溶接線に一致するように調整すると、ラックに噛合する歯車が設けられた補助台車はそれらの裏当台車間の中央位置に必ず位置するように移動する。これにより、裏当装置間の間隔の大小に拘わらず、補助台車は必ず裏当台車間の中央位置に位置し、補助台車の支持部はパネルの溶接線間の中央部分を下方から支持する。よって、被溶接鋼板の垂れ下がり（撓み）がなく、溶接線において、被溶接鋼板が正しく向き合う結果、高精度の溶接が可能となり、設計値に高精度で一致したパネルを製造することができる。しかも、補助台車は、裏当台車の移動により連動して移動するので、補助台車用の駆動装置が不要である。よって、補助台車の幅（裏当台車の対向方向の長さ）を小さくすることができ、裏当台車間の最小接近距離を補助台車を設けたにも拘わらず、小さいものとすることができ、溶接線間隔が小さいパネルから、大きなパネルまで、種々の広範囲のパネルの同時溶接が可能である。

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の原理を説明する図であり、（ａ）は１対のラック１，２と歯車３の相互関係を示す模式的平面図、（ｂ）は裏当台車４，５と補助台車６との相互関係を示す模式的平面図である。ラック１，２はその歯が形成された面を相互に対向させ、歯の配列方向が裏当台車４，５の長手方向に垂直になるように、夫々、裏当台車４，５に固定されている。補助台車６には歯車３がその回転軸を鉛直にして回転可能に設けられており、この歯車３はラック１，２の双方の歯に噛み合うように、補助台車３に配設されている。これらのラック１，２及び歯車３の組は裏当装置１，２及び補助台車６の長手方向に離隔する２箇所に配設されている。

図１（ｂ）において、歯車３が時計方向に回転した場合には、歯車３に相対的に、ラック１は右方に、ラック２は左方に移動し、裏当台車４，５は相互に接近する方向に歯車３に相対的に移動する。一方、歯車３が反時計方向に回転した場合には、歯車３に相対的に、ラック１は左方に、ラック２は右方に移動し、裏当台車４，５は相互に離隔する方向に歯車３に相対的に移動する。そして、裏当台車５が停止しているとすると、ラック２は移動しない。このため、歯車３の回転角度に応じて歯車３が（１／２）・Ｌだけ裏当台車５側に移動すると、歯車３に相対的にラック２は左方に（１／２）・Ｌだけ移動したことになり、従って、ラック１は歯車３に相対的に右方に（１／２）・Ｌだけ移動する。ラック２は移動しないので、結局ラック１は右方にＬだけ移動し、裏当台車４は右方にＬだけ移動し、補助台車６は右方に（１／２）・Ｌだけ移動する。よって、裏当台車４，５がパネルの溶接線に合わせて所定の位置に移動しても、補助台車６は必ず裏当台車４，５間の中央に移動する。従って、補助台車６上に設けられた支持部は必ずパネルの裏当部材間の中央部分を下方から支持する。

このような補助台車６を各裏当装置間に配置することにより、大型パネルでも被溶接鋼板が垂れ下がらないように複数の溶接線を同時溶接することができる。

次に、本発明の実施形態について具体的に説明する。図２は本発明の実施形態に係る片面溶接装置の補助台車を示す正面図、であり、（ａ）は裏当台車４，５が補助台車６から最も離隔した状態、（ｂ）は裏当台車４，５が補助台車６に最も接近した状態を示す。図３は補助台車６を示す平面図である。図４はラック及び歯車の部分を示す平面図である。

図２に示すように、裏当装置５０の裏当台車４（５）は、台車本体５１とその裏当部材の長手方向に直交する方向に離隔した１対の車輪５２、５３とを有し、台車本体５１が車輪５２、５３により、他の台車本体５１に対して相互に接近離隔するように、移動することができる。この裏当装置５０には、その裏当台車４（５）上にフラックス裏当部材５４及び銅板裏当部材５５が搭載されている。このフラックス裏当部材５４及び銅板裏当部材５５は図２中紙面に垂直に延びる裏当部材である。フラックス裏当部材５４はこの紙面に垂直に延びるトイの中にフラックスを散布してトイの中にフラックスを貯留しておき、トイを上昇させてフラックスをその上に搬送されてきたパネルの溶接線下面に押しつけるものである。また、銅板裏当部材５５は紙面に垂直に延びるように配置された銅板を上昇させてパネルの溶接線下面に押しつけるものである。これらのフラックス裏当部材５４及び銅板裏当部材５５の下方には、夫々使用後の固化したフラックス及び溶融金属を回収するための回収部５８が設けられている。また、各裏当装置５０におけるフラックス裏当部材５４と、銅板裏当部材５５との間には、パネルを支持するローラ装置５６が設けられており、更に、これらのフラックス裏当装置５４及び銅板裏当装置５５の両外側にも、パネルを支持する１対のローラ装置５７が設けられている。ローラ装置５６は駆動装置をもたずにパネルに転動回転するものであり、ローラ装置５７は各ローラにモータが設置されていて回転駆動され、パネルをローラ装置５７上に搬入し、またローラ装置５７上のパネルを搬出するようになっている。また、ローラ５６の架台と同一架台上に、即ち、フラックス裏当部材５４と銅板裏当部材５５との間に、マグネット吸引装置５９が配設されており、パネルを磁気的に吸引固定することにより、裏当部材をパネル下面に押しつけたときに、パネルが浮き上がることを防止するようになっている。

一方、補助台車６は、図３に示すように、その長手方向に離隔して、例えば、９台の台車本体１０を有する。各台車本体１０は、図２に示すように、裏当台車４（５）の車輪５２，５３と同一の方向に離隔する２個の車輪１１，１２を有し、レール１７上を裏当台車４（５）と同一方向に移動することができる。なお、台車本体１０の車輪１１，１２の間隔は、一つおきに異なっており、車輪間隔が広い台車本体と車輪間隔が狭い台車本体とが交互に配置されている。各台車本体１０上には、裏当部材の長手方向に平行に延びる長尺のフレーム１４が各台車本体１０を連結するようにして固定されており、このフレーム１４は全ての台車本体１０により支持されている。そして、このフレーム１０の上には、その長手方向に離隔するようにして複数個の支柱１５が立設されており、この支柱１５の上端部にローラ１３がその回転軸をフレーム１４の長手方向に直交させて回転可能に設置されている。この複数個のローラ１３によりパネル下面が支持される。このローラはパネルが裏当部材の長手方向に搬入搬出されたときに、パネル下面に転動して回転する。

図３に示すように、補助台車６のフレーム１４には、その長手方向に離隔する２箇所に歯車３がその回転軸を垂直にして設けられている。そして、図２に示すように、フレーム１４の下面には、歯車支持部１６が固定されており、図２及び図４に示すように、この歯車支持部１６に、歯車３がその回転軸を垂直にして回転可能に設置されている。一方、図４に示すように、裏当台車４、５には、その裏当部材の長手方向に延びる裏当台車フレーム２１，２２に、夫々ラック１，２が夫々ピン２５，２６により揺動可能に支持されている。そして、補助台車フレーム１４に設置された歯車支持部１６には、歯車３の近傍に、押さえローラ２３，２４がその回転軸を垂直にして設置されており、押さえローラ２３，２４と歯車３との間に、ラック１，２を介在させるようになっている。これにより、押さえローラ２３，２４がラック１，２の背面を拘束し、ラック１，２が歯車３から離脱しないようにして、ラック１，２と歯車３との噛み合い状態を維持している。

なお、補助台車６の台車本体１０と、裏当台車４，５の台車本体５１とは、フレーム１４の長手方向、即ち、裏当部材の長手方向に、相互にずれた位置に設けられている。従って、図２（ｂ）に示すように、補助台車６のフレーム１４と裏当台車４，５の台車本体５１とがほぼ接触するような位置まで、裏当台車４，５と補助台車６とが接近することができる。つまり、補助台車６の車輪１１，１２の間隔により決まる台車本体１０の長さに拘わらず、裏当台車４，５は相互に接近することができ、フレーム１４の幅が裏当台車４，５の最小接近距離となる。

次に、上述の如く構成された片面溶接装置の動作について説明する。先ず、溶接せんとするパネルの溶接線の位置又は間隔に合わせて、裏当装置４，５の位置を調整する。例えば、図２に示す右方の裏当装置５０の位置を、その裏当台車５を駆動して、これから搬送されてくるパネルの所定の溶接線位置に合わせる。その後、左方の裏当装置５０の裏当台車４を駆動して、この左方の裏当装置５０の裏当台車４と裏当台車５との間隔を、溶接線間の間隔に合わせ、左方の裏当装置５０の位置もパネルの所定の溶接線位置に合わせる。その後、パネルが裏当装置の配設場所に搬送されてきて、その溶接線が裏当部材の上にくるように、パネルが配置される。そして、複数個の溶接機が裏当部材に平行に設けられた溶接機ビーム上を走行し、溶接機のトーチから送給された溶接ワイヤによりアークを発生させてパネルの仮付けされた開先を溶接線に沿って溶接する。

この場合に、裏当台車４，５を溶接線の位置に合わせるために移動させるときに、補助台車６の歯車３と、裏当台車４，５のラック１，２とが噛み合っているので、図１に示したように、左方の裏当台車４がＬだけ移動すると補助台車６は（１／２）・Ｌだけ裏当台車４と同一の方向に移動する。よって、補助台車６の移動前に、補助台車６の位置が、裏当台車４，５間の中央位置にあった場合は、移動後も補助台車６の位置は、裏当台車４，５間の中央位置のままである。従って、パネルが裏当装置の配置場所に搬送されてきた場合に、補助台車６のローラ１３は常に裏当台車４，５間の中央位置にて、パネルを下方から支持する。よって、補助台車のローラ１３はパネルの自重による垂れ下がりを効果的に防止することができ、高品質及び高精度の溶接が可能になる。

また、パネルの種類が種々異なり、溶接線間隔も種々異なる場合であっても、補助台車６は裏当台車４，５の移動と共に移動し、裏当台車４，５の移動の邪魔になることがない。よって、この片面溶接装置のパネル種類に対する汎用性が優れている。しかも、補助台車６はパネルの種類によらず、つまり溶接線間隔によらず、常に、裏当台車４，５間の中央位置にてパネルを支持するため、溶接品質は常に優れたものとなる。そして、この補助台車６は、ラック１，２と歯車３との噛み合いにより移動するので、裏当台車４，５の移動によりそれに従動して移動するものであり、特別の駆動手段が不要である。このため、補助台車６を小型化することができ、補助台車６を設けることにより裏当装置４，５の最小接近距離が大きくしてしまうことがない。このため、溶接線間隔が小さいパネルから大きいパネルまで、広範囲のパネルの複数個の溶接線を同時溶接することができる。

本発明の原理を説明する模式的平面図であり、（ａ）はラックと歯車との相互関係を示す図、（ｂ）は裏当台車と補助台車との相互関係を示す図である。 本発明の実施形態の片面溶接装置の補助台車を示す正面図であり、（ａ）は裏当台車が相互に離隔している場合、（ｂ）は裏当台車が相互に接近している場合を示す。 同じく、本発明の実施形態の片面溶接装置の補助台車の平面図である。 同じく、本発明の実施形態の片面溶接装置の補助台車のラック及び歯車の部分を示す平面図である。

符号の説明

１、２：ラック
３：歯車
４，５：裏当台車
６：補助台車
１０：台車本体
１１，１２，５２，５３：車輪
１３，５６，５７：ローラ
１４：フレーム
１５：支柱
１６：歯車支持部
１７：レール
５０：裏当台車
５１：台車本体
５４：フラックス裏当部材
５５：銅板裏当部材
５９：マグネット吸引装置

Claims (3)

1. １対の裏当台車間に配設され裏当台車の走行方向と同一方向に走行する台車本体と、この台車本体上に設置されパネルを支持する支持部と、各裏当台車に設けられ前記裏当台車の走行方向に歯が並んだ１対のラックと、前記台車本体に回転可能に支持され前記１対のラックの双方と噛み合う歯車と、を有することを特徴とする片面溶接装置の補助台車。
2. 前記台車本体に設けられ、前記ラックの背部を拘束する押さえローラを有することを特徴とする請求項１に記載の片面溶接装置の補助台車。
3. 前記ラックは、前記裏当台車に揺動可能に支持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の片面溶接装置の補助台車。

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