JP2660854B2 - 鋼管用多連スタッド溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、鋼管の外面に多数の鉄筋をスタッド溶接
する場合に使用する鋼管用多連スタッド溶接装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来、鋼管の外面に鉄筋をスタッド溶接する場合は、
ピストル型をしたハンディタイプのスタッド打設機（ス
タッドガン）を、作業者が手て持って施工箇所まで運
び、前記スタッド打設機により鉄筋のスタッド溶接作業
を行なっていた。この鉄筋スタッド溶接方式は、鋼管外
面の任意の位置に鉄筋をスタッド溶接できる利点を有す
るので普及している。しかし、手作業により鉄筋を１本
ずつスタッド溶接しているので、多数の鉄筋をスタッド
溶接する場合、能率が悪いという問題がある。

そこで本発明者らは、特願昭62−182320号に示されて
いるような鋼管用多連スタッド溶接装置を開発した。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、前記多連スタッド溶接装置の場合は、鋼管に
取付けたガイドレールの鋼管母線に対する曲がり，鋼管
周壁の曲がり，ガイドレール自身の曲がり等が存在する
と、移動台車に取付けられた複数のスタッド打設機と鋼
管外面との間隔が変化し、そのため溶接ビードを支える
アークシールド材の鋼管外面に対する接触圧が弱くなっ
て、ビードの形成が悪くなるという問題が発生する。

この発明は、ガイドレールの鋼管母線に対する曲が
り，鋼管周壁の曲がり，ガイドレール自身の曲がり等が
存在しても、スタッド打設機と鋼管外面との間隔を常に
一定に保持することにより、アークシールド材の鋼管外
面に対する接触圧を所定の大きな値に維持して、良好な
ビードを形成することができる鋼管用多連スタッド溶接
装置を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、この発明の鋼管用多連ス
タッド溶接装置においては、鋼管１の外面に、鋼管長手
方向に延長する複数のガイドレール２が鋼管周囲方向に
間隔をおいて取付けられ、前記ガイドレール２によりガ
イドされて移動する移動台車３に、可動支持台４が鋼管
外面に向かって進退移動自在に設けられ、前記可動支持
台４に、鋼管外面に係合される複数の倣いローラ５が鋼
管周囲方向に間隔をおいて取付けられると共に、可動支
持台４を鋼管１に向かって押圧する押付用ばね６が係合
され、前記可動支持台４に、複数のスタッド打設機７が
鋼管周囲方向に間隔をおいて取付けられている。

〔作 用〕

可動支持台４に取付けられている複数の倣いローラ５
が、押付けばね６により可動支持台４を介して押圧され
て、鋼管１の外面に押付けられ、この状態を保ちなが
ら、複数のスタッド打設機７を支持している可動支持台
４が移動台車３により鋼管長手方向に移動されるので、
各スタッド打設機７は鋼管外面に対し常時一定間隔に保
たれる。

〔実施例〕

次にこの発明を図示の例によって詳細に説明する。

図面はこの発明の一実施例を示すものであって、橋梁
の基礎構造物を構築するための多数の鋼管矢板８が円形
または四角形を構成するように配置されて地盤に打込ま
れ、前記鋼管矢板８における鋼管１の外側に、互いに平
行状態で鋼管長手方向に延長する２本の金属管からなる
ガイドレール２が配置され、各ガイドレール２の両端部
を固定した取付金具９は前記鋼管１に対しボルト10によ
り着脱自在に固定され、水平な移動台車３の左右両側に
前記ガイドレール２が挿通され、かつ移動台車３の左右
両側に、それぞれガイドレール２の前後両側に係合する
一対の上部ガイドローラ11および一対の下部ガイドロー
ラ12が取付けられている。

前記鋼管１の上部に水平なトロリ走行用レール13が固
定され、そのトロリ走行用レール13に沿って走行する２
台のトロリ台車14が連結部材15を介して連結され、各ト
ロリ台車14により電動チェーンブロック16を介して駆動
装置支持台17が吊下げ支持され、かつその駆動装置支持
台17に減速機付き電動機からなる昇降用駆動装置18が固
定され、その昇降用駆動装置18により回転される駆動軸
19は左右方向に延長するように配置され、その駆動軸19
の両端部に固定されたスプロケット20に昇降用チェーン
21が巻掛けられ、各昇降用チェーン21の一端部は移動台
車３の左右方向の端部に連結され、前記昇降用駆動装置
18を正回転運転または逆回転運転すると、移動台車３が
上昇移動または下降移動される。

前記移動台車３に載置された可動支持台４の左右両側
に、前後方向に延長する長孔22が設けられ、その長孔22
に挿通されたハンドル23付き固定用ボルト24は移動台車
３に螺合され、その固定用ボルト24によって可動支持台
４を移動台車３に固定することができる。前記可動支持
台４の前部の左右両側に固定されたブラケットに、倣い
ローラ５が横軸により回転自在に取付けられ、かつ移動
台車３の後部の左右両側に固定されたばね支承片25と可
動支持台４の後部の左右両側部分との間に、つる巻きば
ねからなる押付用ばね６が圧縮状態で介在され、前記固
定用ボルト24を弛緩した状態では、常時、押付用ばね６
によって可動支持台４が前方に押圧されて、倣いローラ
５が鋼管１の外面に押付けられ、可動支持台４の前部と
鋼管外面との間隔が常に一定に保持される。

前記可動支持台４に複数台（図示の場合は４台）のス
タッド打設機７が左右方向に等間隔で載置されると共
に、各スタッド打設機７の中心線が鋼管１の中心点を向
くように配置され、スタッド打設機７におけるフレーム
26の底板27は可動支持台４に対しボルト等により固定さ
れ、かつ前記フレーム26における前部支持板28と後部支
持板19とにわたって鋼管半径方向に延長する支軸30が架
設固定され、さらに移動台31の支軸挿通孔に嵌合固定さ
れた摺動軸受32,33は前記支軸30に摺動自在に嵌合さ
れ、移動台31と前記支持板28とは移動用空気圧シリンダ
34を介して連結され、また移動台31と後部支持板29とは
移動量計測用ポテンショメータ35を介して連結され、前
記空気圧シリンダ34による移動台31の前後方向移動量は
ポテンショメータ35により計測される。

前記底板27の前端部にシールド保持板36の下部が押圧
用板ばね37を介して取付けられ、前記シールド保持板36
の上部の前部にアークシールド材38が取付けられ、前記
押圧用板ばね37によりアークシールド材38が鋼管外面に
押付けられる。また前記移動台31に鉄筋39における鋼管
半径方向に延長する部分を把持するためのクランプ40が
取付けられ、さらに前後後部支持板29の上部に、引寄せ
間隔保持用フック41の基端部が横軸により枢着され、前
記移動台31の上部にフック係合孔42が設けられ、また可
動支持台４の左右両側にハンドル43が固定されている。
なお前記２つの押付用ばね６としては、押圧用板ばね37
よりも強い押圧力を有するものが用いられる。

前述のように構成された多連スタッド溶接装置を使用
して、鋼管矢板８における鋼管１の外面に多数の鉄筋39
をスタッド溶接する場合は、まず固定用ボルト24を弛緩
して、押付用ばね６により可動支持台４を前方に押圧す
ると共に、倣いローラ５を鋼管外面に圧接させ、かつ押
圧用板ばね37の力によりアークシールド材38を鋼管外面
に圧接させたのち、固定用ボルト24により可動支持台４
を移動台車３に固定し、かつ引寄せ間隔保持用フック41
を移動台31のフック係合孔42に係合する。

次に鉄筋39をその先端が鋼管１の外面に接触するよう
に押付けた状態で、クランプ40により鉄筋39を把持した
のち、前記フック41を移動台31から外して、スタッド溶
接準備を完了する。

次に鉄筋39に通電して、その鉄筋39の先端からアーク
が発生した瞬間に、移動用空気圧シリンダ34により、移
動台31およびこれによりクランプ40を介して支持されて
いる鉄筋39を、矢印Ｒ方向に後退移動量ｌだけ後退移動
させ、本アーク溶接に移行し、所定の設定時間（約0.7
〜1.0秒）経過後に、空気圧シリンダ34により移動台31
および鉄筋39を矢印Ｌ方向に前進移動させ、スタッド溶
接を完了する。この場合、鉄筋39および鋼管１の母材を
アークで溶融させた溶融プールは、アークシールド材38
により保持される。

なおスタッド打設機７と鋼管１の外面との距離が所定
値よりも大きくなると、鋼管外面に対するアークシール
ド材38の押付力が不足して、アークシールド材38と鋼管
外面との間に間隙が生じ、前記溶融プールがその間隙か
ら垂れ落ちるので、良好な溶接ビードが形成されず、溶
接不良を起こすことになる。したがって、スタッド打設
機７と鋼管外面との距離を所定値に保つ必要がある。

前述のようにして、各鉄筋39をスタッド打設機７によ
り順次スタッド溶接したのち、クランプ40を開放し、か
つ固定用ボルト24を弛緩して、可動支持台４が押付用ば
ね６によって鋼管１に向かって押圧されるようにし、次
に昇降用駆動装置18を下降方向に運転して、移動台車３
およびこれにより可動支持台４を介して支持されている
各スタッド打設機７を、次の鉄筋スタッド溶接位置まで
下降させる。この場合、ガイドレール２の鋼管母線に対
する曲がり，鋼管周壁の曲がり，ガイドレール自身の曲
がり等があっても、押付用ばね６により可動支持台４が
鋼管１に向かって押圧されて、可動支持台４の前部の左
右両側にある倣いローラ５が鋼管１の外面に押付けられ
るので、各スタッド打設機７と鋼管外面との距離は常に
一定に保たれる。

次に固定用ボルト24により可動支持台４を移動台車３
に固定したのち、各スタッド打設機７にスタッド溶接す
べき鉄筋をセットし、続いて前述のようにして各鉄筋を
順次スタッド溶接し、以下同様の動作を反復して行なわ
せて、所要数の鉄筋を鋼管外面に順次スタッド溶接して
いく。

この発明を実施する場合、可動支持台４を小さな力で
前後方向に移動できるようにするために、移動台車３の
上面または可動支持台４の下面あるいはその双方に、四
フッ化エチレン板等の合成樹脂製滑り板を固着してもよ
い。また移動台車３に可動支持台４を支承する複数のロ
ーラを左右方向に延長する支軸により回転自在に取付け
てもよく、あるいは可動支持台４に移動台車３の上面に
載置される複数のローラを左右方向に延長する支軸によ
り回転自在に取付けてもよい。

さらにまた、スタッド溶接時に可動支持台４を移動台
車３に固定する手段としては、ハンドル23付きの固定用
ボルト24に代えて、他の任意の固定手段を採用してもよ
い。

〔発明の効果〕

この発明は前述のように構成されているので、以下に
記載するような効果を奏する。

可動支持台４に取付けられた複数のスタッド打設機７
とその可動支持台４を支承している移動台車３とを、鋼
管１の長手方向に昇降移動する場合、押付用ばね６によ
り可動支持台４が鋼管１の外面に向かって押圧されると
共に、可動支持台４の前部の倣いローラ５が鋼管１の外
面に係合され、そのため鋼管１に取付けたガイドレール
２の鋼管母線に対する曲がり，鋼管周壁の曲がり，ガイ
ドレール自身の曲がり等があっても、スタッド打設機７
と鋼管外面との距離を常に一定に保つことができるの
で、鉄筋39を鋼管１の外面にスタッド溶接する際の溶融
プールの垂れ落ちを防止して、安定した高品質のスタッ
ド溶接を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示すものであって、第１図
は鋼管用多連スタッド溶接装置を示す斜面図、第２図は
その横断平面図、第３図はスタッド打設機と鋼管との関
係を示す一部縦断側面図、第４図は移動台車の昇降ガイ
ド部を示す側面図、第５図は移動台車の昇降移動装置を
示す正面図である。 図において、１は鋼管、２はガイドレール、３は移動台
車、４は可動支持台、５は倣いローラ、６は押付用ば
ね、７はスタッド打設機、８は鋼管矢板、９は取付金
具、10はボルト、11は上部ガイドローラ、12は下部ガイ
ドローラ、17は駆動装置支持台、18は昇降用駆動装置、
19は駆動軸、20はスプロケット、21は昇降用チェーン、
22は長孔、23はハンドル、24は固定用ボルト、25はばね
支承片、26はフレーム、31は移動台、34は移動用空気圧
シリンダ、37は押圧用板ばね、38はアークシールド材で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 圭二 東京都千代田区大手町２丁目６番３号 新日本製鉄株式会社内 (72)発明者 江見 晋 大阪府大阪市東区北久太郎町４―68 阪 神高速道路公団内 (72)発明者 吉川 紀 大阪府大阪市東区北久太郎町４―68 阪 神高速道路公団内 (72)発明者 古池 正宏 大阪府大阪市住之江区北加賀屋２―11― ８ 阪神高速道路公団 大阪第一建設部 内 (56)参考文献 特開 平１−162576（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−27780（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鋼管１の外面に、鋼管長手方向に延長する
   複数のガイドレール２が鋼管周囲方向に間隔をおいて取
   付けられ、前記ガイドレール２によりガイドされて移動
   する移動台車３に、可動支持台４が鋼管外面に向かって
   進退移動自在に設けられ、前記可動支持台４に、鋼管外
   面に係合される複数の倣いローラ５が鋼管周囲方向に間
   隔をおいて取付けられると共に、可動支持台４を鋼管１
   に向かって押圧する押付用ばね６が係合され、前記可動
   支持台４に、複数のスタッド打設機７が鋼管周囲方向に
   間隔をおいて取付けられている鋼管用多連スタッド溶接
   装置。