JP2013184247A - 溶接ビード研削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な操作による迅速な作業で、構造物の下面に形成された余盛を上向きの姿勢で研削することができる溶接ビード研削装置を提供する。
【解決手段】溶接ビード研削装置１００は、走行台車１０と、走行台車１０に昇降自在に設置された昇降基板３０と、昇降基板３０に傾動自在に設置されたベルトン研掃部４０と、ベルトン研掃部４０を傾動する傾動機構５０とを有し、傾動機構５０は、昇降基板３０に設置され、ベルトン研掃部４０の傾動軸４７を回転自在に支持するベルトン支持部３４と、一方の端部に形成された接続部５２がベルトン研掃部４０の研削フレーム４１に接続されたレバーハンドル５１と、昇降基板３０に設置され、レバーハンドル５１に形成されたハンドル軸５３を回転自在に支持するハンドル支持部３５と、レバーハンドル５１の他方の端部に設けられた握り部５４と、を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は溶接ビード研削装置、特に、突き合わせ溶接における溶接ビードの余盛を研削するものであって、構造物の下面（例えば、船舶の底板の下面）に形成された余盛を上向きの姿勢で研削する溶接ビード研削装置に関する。

従来、突き合わせ溶接における溶接ビードの余盛の研削は、ハンドグラインダやベルトサンダを用いた手作業によって実行されていた。このとき、削り落とし量、すなわち、研削後の溶接ビードの高さを一定に揃えることが困難であり、削り過ぎる場合があることから、これに対応するため、削り取り量を調整するためのアジャスタと、カッター軸の反対側でカッター軸に直交するハンドルと、を設けた携帯用ビードカッター工具が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２５９９１６号公報（第２−３頁、図１）

特許文献１に開示された発明は、アジャスタによって削り取り量が調整されるから、削り過ぎることがなく、研削後の溶接ビードの高さを一定に揃えることができるものの、下向きの作業をすることが前提であるため、構造物の下面（例えば、船舶の底板の下面）に形成された余盛を上向きの姿勢で研削することができないという問題があった。

本発明はかかる問題を解決するものであって、簡素な構造で、構造物の下面に形成された余盛を上向きの姿勢で研削することができる溶接ビード研削装置を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る溶接ビード研削装置は、走行台車と、走行台車に昇降自在に設置された昇降基板と、該昇降基板に傾動自在に設置されたベルトン研掃部と、該ベルトン研掃部を傾動するレバーハンドルを具備する傾動機構とを有することを特徴とする。

（２）前記（１）において、前記ベルトン研掃部は、研削フレームと、該研削フレームの一方の端部に設置された研削モータと、該研削モータの回転軸に固定された駆動ホイールと、前記研削フレームの他方の端部に回転自在に設置された従動ホイールと、前記駆動ホイールと前記従動ホイールとに掛け回された研磨ベルトと、前記研削フレームに形成された傾動軸と、を具備し、前記傾動軸は、前記昇降基板に設置されたベルトン支持部において、回転自在に支持されることを特徴とする。

（３）前記（２）において、前記レバーハンドルの中間部にハンドル軸が設けられ、前記昇降基板に前記ハンドル軸を回転自在に支持するハンドル支持部が設けられ、前記レバーハンドルの一方の端部に形成された接続部において前記研削フレームに接続され、前記レバーハンドルの他方の端部が下降した際、前記研削フレームは傾動して前記従動ホイール側が上昇し、反対に、前記レバーハンドルの他方の端部が上昇した際、前記研削フレームは傾動して前記従動ホイール側が下降することを特徴とする。

（４）前記（２）または（３）において、前記従動ホイール側が下降する方向に付勢する付勢手段が、前記研削フレームと前記昇降基板との間に設けられていることを特徴とする。

（５）前記（２）乃至（４）の何れかにおいて、前記レバーハンドルの他方の端部に握り部が設けられ、該握り部と前記ハンドル軸との距離が、前記ハンドル軸と前記接続部との距離よりも大きいことを特徴とする。

本発明の溶接ビード研削装置によれば以下の効果が得られる。

（ｉ）ベルトン研掃部が昇降基板に傾動自在に支持されているから、人力によってベルトン研掃部を持ち上げる必要がなく、簡単な操作によって、ベルトン研掃部の研磨ベルトを鋼構造物の下面に形成された溶接ビードの余盛に近づけることができるから、容易に、上向き姿勢で余盛を研削することができる。

（ｉｉ）また、レバーハンドルの他方の端部を下降または上昇させるだけで、研削フレームは傾動して従動ホイール側が上昇または下降するため、レバーハンドルを操作するだけで、研磨ベルトを鋼構造物の下面に形成された溶接ビードの余盛に押し付けることができ、しかも、押し付け状況を視認することができるから、容易にかつ正確に、上向き姿勢で余盛を研削することができる。

（ｉｉｉ）さらに、研削フレームは、付勢手段によって従動ホイール側が下降する方向に付勢され、該付勢手段が自重補償用バネとして機能するため、レバーハンドルを操作する力は、余盛を研削するために必要な押し付け力および走行台車を移動させるために必要な力に対応した力で済むため（ベルトン研掃部の姿勢を保つために、余計な力を加えることが不要になるため）、溶接ビードの余盛を研削する作業が軽作業になる。

（ｉｖ）さらに、レバーハンドルの握り部に作用する力が、レバレッジ効果（梃子の原理）によって低減されるから、溶接ビードの余盛を研削する作業がさらに軽作業になる。

本発明の実施の形態１に係る溶接ビード研削装置を説明する斜視図。 図１に示す溶接ビード研削装置の側面図。 図１に示す溶接ビード研削装置の正面図。 図１に示す溶接ビード研削装置の背面図。 図１に示す溶接ビード研削装置の平面図。 図１に示す溶接ビード研削装置の操作方法を示すフローチャート。 本発明の実施の形態２に係る溶接ビード研削装置の側面図。 図７に示す溶接ビード研削装置の正面図。

［実施の形態１］
図１〜図６は本発明の実施の形態１に係る溶接ビード研削装置を説明するものであって、図１は斜視図、図２は側面図、図３は正面図、図４は背面図、図５は平面図、図６は操作方法を示すフローチャートである。なお、各図は模式的に描かれたものであって、本発明はかかる形態に限定されるものではない。

（溶接ビード研削装置）

図１〜図５において、溶接ビード研削装置１００は、走行台車１０と、走行台車１０に設置された昇降機構２０と、昇降機構２０に設置された昇降基板３０と、昇降基板３０に傾動自在に設置されたベルトン研掃部４０と、ベルトン研掃部４０を傾動するレバーハンドル５１を具備する傾動機構５０とを有している。

（走行台車）
走行台車１０は、台車基板１１の裏面に大型の車輪１２およびキャスター１３が設置され、昇降機構２０の下端部が設置されている。

したがって、溶接ビートの余盛を研削する対象となる鋼構造物９０が載置され床面（以下「定盤」と総称する）９８上を自在に移動することが可能であり、溶接ビートの余盛の研削の進みに応じて、所定の距離を移動することができる。なお、以上は、手押し式の走行台車１０を示しているが、本発明はこれに限定するものではなく、車輪１２に回転駆動装置を設置して、自走式にしてもよい。

（昇降機構）
昇降装置２０は、リンク機構（パンタグラフ）２１と、リンク機構２１の上端に設置されたリンク上板２２とを有し、リンク上板２２は台車基板１１と平行な姿勢を保ったまま昇降される。リンク機構２１は、走行台車１０に搭載された油圧装置（図示しない）によって伸縮される。なお、本発明は油圧装置に限定するものではなく、ネジ軸をモータあるいは手動によって回転するようにしてもよい。

（昇降基板）
昇降基板３０は、リンク上板２２に設置され、ベルトン研掃部４０を傾動自在に支持するためベルトン支持部３４と、傾動機構５０のレバーハンドル５１を傾動自在に支持するハンドル支持部３５とが設けられている。

（ベルトン研掃部）
ベルトン研掃部４０は、研削フレーム４１と、研削フレーム４１の一方の端部に設置された研削モータ４２と、研削モータ４２の回転軸に固定された駆動ホイール４３と、研削フレーム４１の他方の端部に回転自在に設置された従動ホイール４４と、駆動ホイール４３と従動ホイール４４とに掛け回された研磨ベルト４５と、研磨ベルト４５に所定の隙間を空けて対向したベルトカバー４６と、研削フレーム４１に形成された傾動軸４７と、を有している。

（傾動機構）
傾動機構５０は、昇降基板３０に設置され、ベルトン研掃部４０の傾動軸４７を回転自在に支持するベルトン支持部３４と、一方の端部に形成された接続部５２においてベルトン研掃部４０の研削フレーム４１に接続されたレバーハンドル５１と、昇降基板３０に設置され、レバーハンドル５１に形成されたハンドル軸５３を回転自在に支持するハンドル支持部３５と、レバーハンドル５１の他方の端部に設けられた握り部５４と、を有している。

また、ベルトン研掃部４０は傾動軸４７に対して研削モータ４２側が重いため、そのままでは、従動ホイール４４側が浮き上がるように傾動する。このため、傾動軸４７に対して従動ホイール４４側を下方に付勢して、一方側への傾動を抑える（自重を補修する）ため、研削フレーム４１と昇降基板３０とに跨がって牽引手段（バネ等）３３が設けられている。

したがって、作業者が握り部５４を下方に押すと、レバーハンドル５１はハンドル軸５３（ハンドル支持部３５に同じ）を中心にして回動し、接続部５２は上昇する。そうすると、ベルトン研掃部４０は、傾動軸４７（ベルトン支持部３４に同じ）を中心に傾動し、従動ホイール４４側が上昇する。

すなわち、作業者が握り部５４を下方に押すことによって、研磨ベルト４５を鋼構造物９０の下面９９に押し付けることができる。反対に、作業者が握り部５４を上方に持ち上げると、研磨ベルト４５を鋼構造物９０の下面９９から引き離すことができる。

そして、作業者が握り部５４を溶接ビード研削装置１００側に押し出すことによって、溶接ビード研削装置１００は前進し、反対に、作業者が握り部５４を手前に引き戻すことによって、溶接ビード研削装置１００は後退することになる。

（操作方法）
以下、溶接ビード研削装置１００の操作方法、および該操作に伴う動作状況について図６に基づいて説明する。操作方法は、「溶接ビード研削装置１００を位置決めする工程１」と、「溶接ビードの余盛を研削する工程２」と、「研削装置を退避させる工程３」とに大別される。

（溶接ビード研削装置の位置決め工程１）
溶接ビード研削装置１００は、大型の車輪１２およびキャスター１３付きの走行台車１０がベースになっているため、定盤９８上を自在に走行（移動）することができる。このため研削されるべき溶接ビードの肉盛りがある位置の直下に、溶接ビード研削装置１００を配置する（Ｓ１の１）。

そして、昇降機構２０を伸ばし、研磨ベルト４５が下面９９の近くになるまで、昇降基板３０をラフに上昇させる（Ｓ１の２）。

（溶接ビードの余盛研削工程２）
溶接ビード研削装置１００の位置決め後に、溶接ビードの余盛研削を開始する。

まず、研削モータ４２を起動して、研磨ベルト４５を回転させる（Ｓ２の１）。すなわち、溶接ビードの余盛を削る準備をする。

その後、作業者は、レバーハンドル５１の握り部５４を押し下げて、研磨ベルト４５を溶接ビードの余盛に押し当てることによって余盛を研削しながら、溶接ビード研削装置１００（研磨ベルト４５に同じ）を前進または後退させる（Ｓ２の２）。

このとき、研磨ベルト４５の回転方向は、研磨によって発生するスパーク等が作業者の反対方向に飛ぶ方向にしている（図２において、従動ホイール４４は時計回りの回転している）。

したがって、作業者は、レバーハンドル５１（握り部５４）を操作するだけの力でもって、溶接ビードの余盛の削れ具合（減り具合）を容易に確認しながら余盛の研削を実行することができるため、作業性が向上している。なお、余盛の研削は、溶接ビード研削装置１００を押し出す方向でもよいし、反対に引き戻す方向であってもよい。

（研削装置の退避工程３）
対象とする溶接ビードの余盛の研削が終了したところで、作業者は、レバーハンドル５１（握り部５４）を持ち上げて、研磨ベルト４５を鋼構造物９０の下面９９から引き離す（Ｓ３の１）。
そして、昇降機構２０を縮める（油圧装置を操作する、Ｓ３の２）。
これは、次に別の位置（新たに研削対象とする溶接ビードの余盛がある位置）に移動する際、溶接ビード研削装置１００の重心を低くして安定した移動をするためである。

（作用効果）
溶接ビード研削装置１００は以上であるから、次のような作用効果が得られる。
（ｉ）ベルトン研掃部４０を手持ちで支持する必要がなく、レバーハンドル５１を操作するだけで溶接ビードの余盛を上向き姿勢で簡便に研削することができるから、作業性が向上する。
（ｉｉ）溶接ビードの余盛の研削状況を確認しながら作業を実行することができるから、研削精度が向上し、品質向上効果がある。
（ｉｉｉ）昇降機構２０を高所用（長く伸びる）にすることによって、作業者の身長よりも高い位置にある溶接ビードの余盛を研削することができ、昇降機構２０を縮めることによって、低い位置にある溶接ビードの余盛を研削することができるから、研削対象位置の高さの変動に対する追従性に優れ、汎用性に優れている。

［実施の形態２］
図７および図８は本発明の実施の形態２に係る溶接ビード研削装置を説明するものであって、図７は側面図、図８は正面図である。なお、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。なお、各図は模式的に描かれたものであって、本発明はかかる形態に限定されるものではない。

図７および図８において、溶接ビード研削装置２００は、溶接ビード研削装置１００の走行台車１０に台車ハンドル６０を設置したものに相当する。
すなわち、走行台車１０のレバーハンドル５１の握り部５４側（図７において左側）に、一対のスタンド脚部６１が立設され、スタンド脚部６１の先端がスタンド腕部６２によって連結され、スタンド脚部６１とスタンド腕部６２とによって、台車ハンドル６０が形成されている。

したがって、作業者は、研磨ベルト４５の下面９９への押し当てや下面９９からの引き離しのためには、レバーハンドル５１を操作し、一方、研削位置の水平方向の移動、すなわち、走行台車１０の移動のためには、台車ハンドル６０を操作（押し出しまたは引き戻し）をすることができる。このため、定盤９８に凹凸があったりして走行台車１０を強く押し出す（または引き戻す）必要がある場合でも、研磨ベルト４５の下面９９への押し当てを強くすることなく研削を実行することができる。
なお、台車ハンドル６０の形態は図示するものに限定するものではなく、スタンド脚部６１を台車１０または昇降基盤３０に着脱自在に設置してもよい。

本発明によれば、各種鋼構造物の溶接ビードの余盛を上向き姿勢で簡便に研削する研削装置だけでなく、一般構造物の下面を研磨する研磨装置としても、広く利用することができる。

１０ 走行台車
１１ 台車基板
１２ 車輪
１３ キャスター
２０ 昇降機構
２１ リンク機構
２２ リンク上板
３０ 昇降基板
３４ ベルトン支持部
３５ ハンドル支持部
４０ ベルトン研掃部
４１ 研削フレーム
４２ 研削モータ
４３ 駆動ホイール
４４ 従動ホイール
４５ 研磨ベルト
４６ ベルトカバー
４７ 傾動軸
５０ 傾動機構
５１ レバーハンドル
５２ 接続部
５３ ハンドル軸
５４ 握り部
６０ 台車ハンドル
６１ スタンド脚部
６２ スタンド腕部
９０ 鋼構造物
９８ 定盤
９９ 下面
１００ 溶接ビード研削装置（実施の形態１）
２００ 溶接ビード研削装置（実施の形態２）

Claims (5)

1. 走行台車と、走行台車に昇降自在に設置された昇降基板と、該昇降基板に傾動自在に設置されたベルトン研掃部と、該ベルトン研掃部を傾動するレバーハンドルを具備する傾動機構とを有することを特徴とする溶接ビード研削装置。
2. 前記ベルトン研掃部は、研削フレームと、該研削フレームの一方の端部に設置された研削モータと、該研削モータの回転軸に固定された駆動ホイールと、前記研削フレームの他方の端部に回転自在に設置された従動ホイールと、前記駆動ホイールと前記従動ホイールとに掛け回された研磨ベルトと、前記研削フレームに形成された傾動軸と、を具備し、
   前記傾動軸は、前記昇降基板に設置されたベルトン支持部において、回転自在に支持されることを特徴とする請求項１記載の溶接ビード研削装置。
3. 前記レバーハンドルの中間部にハンドル軸が設けられ、前記昇降基板に前記ハンドル軸を回転自在に支持するハンドル支持部が設けられ、前記レバーハンドルの一方の端部に形成された接続部において前記研削フレームに接続され、
   前記レバーハンドルの他方の端部が下降した際、前記研削フレームは傾動して前記従動ホイール側が上昇し、反対に、前記レバーハンドルの他方の端部が上昇した際、前記研削フレームは傾動して前記従動ホイール側が下降することを特徴とする請求項２記載の溶接ビード研削装置。
4. 前記従動ホイール側が下降する方向に付勢する付勢手段が、前記研削フレームと前記昇降基板との間に設けられていることを特徴とする請求項２または３記載の溶接ビード研削装置。
5. 前記レバーハンドルの他方の端部に握り部が設けられ、該握り部と前記ハンドル軸との距離が、前記ハンドル軸と前記接続部との距離よりも大きいことを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載の溶接ビード研削装置。

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