JP2873163B2 - 無軌条自走式溶接用台車 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は立板に沿って溶接構造物
のすみ肉溶接を行う無軌条自走式溶接用台車に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は従来の無軌条自走式溶接用台車を
示す模式図である。台車本体２１には４隅に車輪２２が
設けられており、モータの回転力がこれらの車輪２２に
伝達されて下板上を走行するようになっている。この台
車本体２１の走行方向の前側及び後側には立板２０に向
けて突出する倣いアーム６ａ，６ｂが設けられており、
これらの倣いアーム６ａ，６ｂの先端部には回転自在の
倣いローラー７が配設されている。倣いアーム６ａ，６
ｂはその長さが相互に異なっており、進行方向前側に配
置された倣いアーム６ａは後側に配設された倣いアーム
６ｂに比してその長さが短くなっている。このため、溶
接用台車が移動すると、台車が立板２０に近付く方向に
応力が発生する。従って、溶接用台車は倣いローラー７
が立板２０に転動しつつ溶接線Ｗに沿って図中矢印で示
す方向に移動する。

【０００３】台車本体２１の上にはスライダー軸（リー
ドスクリュー）２３が溶接線Ｗに平行になるように設け
られている。溶接トーチＴは、このスライダー軸２３の
回転によりその長手方向に移動可能のトーチ支持部２４
に支持されている。

【０００４】このように構成された無軌条自走式溶接用
台車においては、溶接線端部において例えば台車の前部
に設けられたリミットスイッチが壁に当接し台車の移動
が停止すると、スライダー軸２３が回転し、トーチ支持
部２４がスライダー軸２３の長手方向を移動しつつ溶接
を行う。これにより、溶接線の始終端部における溶接残
しを少なくすることができる。

【０００５】なお、この種の無軌条自走式溶接用台車に
おいては、図８に示すように走行方向をトーチ前方方向
に向けて右側とした所謂右勝手の台車と、図９に示すよ
うに走行方向をトーチ前方方向に向けて左側とした所謂
左勝手の台車がある。これらの台車を溶接箇所に応じて
使い分けている。

【０００６】しかしながら、上述した無軌条自走式溶接
用台車においては、溶接トーチＴが溶接線Ｗに対し垂直
に配置されているため、溶接残しが比較的多いという欠
点がある。このため、溶接トーチを回動可能に取り付け
た溶接用台車（特公昭４６−１５４１０号）、溶接トー
チを回動可能とすると共に溶接トーチの回動時には溶接
トーチをその長手方向に移動させる溶接用台車（実開昭
５０−１４９６３８号、実公昭５３−３８６５９号及び
実開平５−６５４８２号）等が提案されている。これら
の溶接用台車においては、いずれもトーチ支持部が回動
するため、図８，９に示す溶接用台車に比して溶接残し
を少なくできるという利点がある。また、右勝手及び左
勝手を切替可能な溶接用台車として、回転位置決め機構
により倣いアームの突出長さ（台車側部からの突出長
さ）を変更可能とした溶接用台車が提案されている（特
開平４−３２２８８３号）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公昭
４６−１５４１０号に開示された溶接用台車において
は、単に溶接トーチが回動するだけであるので、溶接ト
ーチの先端と溶接線との距離が変化し、ビード形状不良
及び溶接不良が発生する虞れがある。また、実開昭５０
−１４９６３８号に開示された溶接用台車はベルトによ
りトーチ支持部を駆動するものであり、実開平５−６５
４８２号に開示された溶接用台車はトーチ支持部を円弧
状の孔に摺動させるものであるため、いずれもトーチ支
持部をスムーズに回動させることが難しく、耐久性に難
点があるという欠点がある。更に、実公昭５３−３８６
５９号開示された溶接用台車においては、２組のスライ
ダーの動作を同期させつつ制御する必要があり、機構が
複雑になって装置サイズが大きくなると共に、装置コス
トが上昇する等の問題点がある。更にまた、特開平４−
３２２８８３号に開示された左勝手及び右勝手兼用の溶
接用台車は、走行台に対し基台を回転させることにより
倣いアームの突出長を変更するため、機構が複雑になる
という欠点がある。

【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、比較的簡単な機構であって小型軽量化が可
能であると共に、溶接残しを低減でき、更に耐久性が優
れた無軌条自走式溶接用台車を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る無軌条自走
式溶接用台車は、台車本体と、この台車本体の移動方向
の前部及び後部で立板に接触して溶接線に沿う方向に前
記台車本体を案内するガイド部材と、溶接トーチを支持
すると共に支点を中心として揺動するトーチ支持部と、
前記台車本体の移動方向に延びるスライダー軸と、前記
トーチ支持部に係合すると共に前記スライダー軸の長手
方向に移動して前記トーチ支持部を回動させるスライダ
ーと、前記トーチ支持部の先端部を円弧状の軌跡に沿っ
て案内するガイドレールとを有し、前記トーチ支持部は
その先端部の前記支点からの突出長を変更可能に前記支
点に支持されることを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明においては、スライダーにより、トーチ
支持部をスライダー軸の長手方向に移動させる。そうす
ると、トーチ支持部の先端部はガイドレールに案内され
て円弧状に移動する。また、このトーチ支持部の揺動に
伴って、支点からの突出長を変更する。

【００１１】前記ガイドレールの曲率は、例えば以下の
ように設定されている。即ち、前記トーチ支持部の長手
方向における前記トーチ支持部の先端部と溶接線との距
離をＡ、スライダー軸と前記溶接線との距離をＢ、前記
溶接線に直交する平面と前記トーチ支持部とのなす角度
をαとすると、前記トーチ支持部の長手方向における前
記スライダー軸と前記ガイドレールと間の距離ｘ（α）
を、ｘ（α）＝｛Ｂ／ｃｏｓ（α）｝−Ａとなるように
ガイドレールの曲率を設定する。

【００１２】トーチ支持部の先端部がこのガイドレール
に案内されて円弧状に移動し、それに伴ってトーチ支持
部がその先端部の突出長（支点からの突出長）を変更す
ることにより、トーチ支持部の先端部と溶接線との距離
が一定に維持される。このように、本発明においては、
直線状に配置されたスライダー軸をその長手方向に移動
するスライダーによりトーチ支持部を駆動するので、ト
ーチ支持部を前記支点を中心として揺動させるための機
構が比較的簡単であり、装置の小型軽量化が可能である
と共に、装置コストが低く、耐久性が優れている。

【００１３】また、１対のガイド部材の突出長さを同一
とし、溶接方向に応じて台車本体の車輪の向きを変更可
能とすることにより、１台の溶接用台車で右勝手及び左
勝手を容易に切り替えることができる。

【００１４】ところで、前記ガイド部材の位置を高くす
ると、トーチ支持部が回動したときにトーチ先端がガイ
ド部材に当接することを回避でき、溶接用台車により溶
接線の端部まで溶接を行うことができる。しかし、立板
が下板に対して垂直でない場合は、ガイド部材の位置が
高いほどトーチ狙い位置のずれが大きくなる。そこで、
ガイド部材の高さ位置を変更可能とすることが好まし
い。この場合に、例えばガイド部材の高さ位置を変更し
た場合は、トーチ支持部の揺動範囲を狭くすることによ
り、溶接トーチとガイド部材との接触を回避することが
できる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明の実施例について、添付の図面
を参照して説明する。図１は本発明の実施例に係る無軌
条自走式溶接用台車のトーチ支持部１及びトーチ移動機
構を示す模式図である。トーチ支持部１は、支点１ｃを
中心として回動可能に設けられた棒状の回転部１ａと、
その一端側が回転部１ａに嵌合し溶接トーチを支持する
スライダー部１ｂとにより構成されている。スライダー
部１ｂは、その端部が回転部１ａに摺動することによ
り、長手方向に移動可能となっている。

【００１６】スライダー部１ｂの他端側には、溶接線Ｗ
側を中心とする円弧状のガイドレール５が配設されてい
る。スライダー部１ｂの先端下部にはローラー取付ブロ
ック２が回転可能に支持されており、このローラー取付
ブロック２には１対のローラー２ａがガイドレール５を
挟み込むようにして取り付けられている。

【００１７】ガイドレール５を挟んで溶接線Ｗの反対側
には、溶接線Ｗに平行にスライダー軸（リードスクリュ
ー）３が配設されている。このスライダー軸３にはスラ
イダー４が螺合しており、モータ１０の回転がギヤ９を
介してスライダー軸３に伝達され、このスライダー軸３
が回転することにより、スライダー４がスライダー軸３
の長手方向に移動する。このスライダー４の上面にはス
ライダー４に対して回転可能な突起４ａが設けられてお
り、この突起４ａがスライダー部１ｂの下面に設けられ
た長穴１ｄに係合している。

【００１８】モータ１０の回転により、スライダー４が
スライダー軸３の長手方向に移動し、これによりトーチ
支持部１は支点１ｃを中心として回動する。このとき、
スライダー部１ｂの先端はガイドレール５に沿って移動
すると共に、その長手方向に移動する。

【００１９】ところで、ガイドレール５の曲率は、以下
に示すように設定されている。即ち、図２に示すよう
に、トーチ支持部１の長手方向におけるトーチ支持部１
の先端部と溶接線Ｗとの距離をＡ、スライダー軸３と溶
接線Ｗとの距離をＢ、溶接線Ｗに直交する平面とトーチ
支持部１とのなす角度をα、トーチ支持部１の長手方向
におけるスライダー軸３とガイドレール５との距離をｘ
（α）とすると、下記数式１に示す関係が成り立つよう
に、ガイドレール５の曲率が設定されている。

【００２０】

【数１】ｃｏｓα＝Ｂ／｛Ａ＋ｘ（α）｝ この数式１から、ｘ（α）は下記数式２に示す値とな
る。

【００２１】

【数２】ｘ（α）＝｛Ｂ／ｃｏｓ（α）｝−Ａ

【００２２】本実施例においては、このようにガイドレ
ール５の曲率が設定されているので、スライダー部１ｂ
に固定された溶接トーチの先端から溶接線Ｗまでの距離
が常に一定に維持され、トーチ先端と溶接線との距離の
変動に起因するビード形状不良及び溶接不良等を回避す
ることができる。

【００２３】図３（ａ），（ｂ）は、本実施例に係る無
軌条自走式溶接用台車の台車本体１１を示す模式図であ
る。本実施例においては、台車本体１１の移動方向の前
部及び後部に配設された倣いアーム６が同一の長さに設
定されている。そして、右勝手のときは、図３（ａ）に
示すように、進行方向の右側及び左側の車輪１２を連結
する車軸８がスライダー軸３に対し斜め（角度θ）にな
り、左勝手のときは、図３（ｂ）に示すように、車軸８
が逆方向に回動して車軸８とスライダー軸３との角度が
（−θ）になって、車輪１２の向きを変更する。これに
より、台車が移動するのに伴って、台車が溶接線Ｗに向
かう力が発生し、倣いローラー７が立板２０に転動しつ
つ、台車は溶接線Ｗに沿って図中矢印に示す方向に移動
する。従って、溶接線Ｗとスライダー軸３とは常に平行
になる。

【００２４】なお、本実施例においては、図４に示すよ
うに、２本の車軸８が夫々その中心部８ａを中心に回動
するが、例えば図５に示すように、前後輪の車軸８を連
結する軸１３の中心部１３ａを中心として回動するよう
にしてもよい。更に、４つの車輪１２が相互に連動して
向きを変えるようにしてもよい。

【００２５】図６，７は、倣いアーム６の高さ位置と、
スライダー４の移動可能範囲を規制するセンサ１４の位
置との関係を示す模式図である。本実施例に係る溶接用
台車においては、倣いアーム６の高さ位置を変更可能に
なっている。また、この倣いアーム６の高さ位置の変更
に伴って、センサ１４の位置を変更するようになってい
る。例えば、図６（ａ）に示すように、倣いアーム６を
上側に配置したときは、図６（ｂ）に示すように、トー
チ支持部が揺動したときの溶接トーチＴの狙い位置が倣
いローラー７の外側になるようにセンサ１４の位置を調
整する。また、図７（ａ）に示すように、倣いアーム６
を下側に配置したときは、図７（ｂ）に示すように、ト
ーチ支持部が揺動したときの溶接トーチの狙い位置が倣
いローラー７の内側になるようにセンサ１４の位置を調
整する。スライダー４がスライダー軸３の長手方向に移
動してセンサ１４の配設位置までくると、センサ１４が
スライダー４を検知し、検知信号を出力する。制御手段
は、この検知信号に基づき、モータ１０の回転を停止す
る。このようにして、トーチ支持部の揺動範囲が変更さ
れる。

【００２６】本実施例に係る無軌条自走式溶接用台車に
おいては、通常、図６（ａ），（ｂ）に示すように、倣
いアーム６を上側に配置する。そうすると、溶接トーチ
Ｔはローラー７に当接することなく、始終端まで溶接を
行うことができ、溶接残しを殆どなくすことができる。
しかし、仮に、立板２０が下板２５に対し垂直でないと
すると、トーチの狙い位置が溶接線Ｗから大きく外れて
しまい、トーチ狙い位置を頻繁に調整する必要があり、
極めて煩雑になる。この場合は、図７（ａ），（ｂ）に
示すように、倣いアーム６の高さ位置を下側にすると共
に、センサ１４の位置を移動して、トーチ支持部の揺動
範囲を狭くする。これにより、立板２０の倒れによるト
ーチ狙い位置のずれを抑制することができる。また、ト
ーチＴがローラー７に当接することを回避できる。

【００２７】なお、センサ１４は、アーム６の位置に連
動して移動するようにしてもよい。また、車輪１２は、
通常ゴムにより形成されているが、電気的に磁化する電
磁車輪にすると、牽引力が向上し、台車がケーブル等に
引っ張られてトーチ狙い位置がずれることを回避でき、
溶接ビートの形状不良及び溶接不良を回避できる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る無軌条
自走式溶接用台車は、比較的簡単な機構で溶接線の始終
端まで溶接を実施できると共に、小型軽量化が可能であ
り、装置コストを低減できると共に、耐久性も優れてい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る無軌条自走式溶接用台車
のトーチ支持部及びトーチ移動機構を示す模式図であ
る。

【図２】同じくその無軌条自走式溶接用台車ガイドレー
ルの曲率の設定方法を示す模式図である。

【図３】（ａ），（ｂ）は、いずれも本実施例に係る無
軌条自走式溶接用台車の台車本体を示す模式図である。

【図４】本実施例に係る無軌条自走式溶接用台車の台車
本体を示す模式図である。

【図５】無軌条自走式溶接用台車の台車本体の他の例を
示す模式図である。

【図６】（ａ），（ｂ）は倣いアームの高さ方向の位置
とセンサの位置との関係の一例を示す模式図である。

【図７】（ａ），（ｂ）は倣いアームの高さ方向の位置
とセンサの位置との関係の他の例を示す模式図である。

【図８】従来の無軌条自走式溶接用台車を示す模式図で
ある。

【図９】従来の左勝手の無軌条自走式溶接用台車を示す
模式図である。

【符号の説明】

１，２４；トーチ支持部 ２；ローラー取付ブロック ２ａ；ローラー ３，２３；スライダー軸 ４；スライダー ５；ガイドレール ６；倣いアーム ７；倣いローラー ８；車軸 １１，２１；台車本体 １２，２２；車輪 ２０；立板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高梨 不二雄 神奈川県藤沢市宮前字裏河内100番１ 株式会社神戸製鋼所藤沢事業所内 (72)発明者 吉野 勲 神奈川県藤沢市宮前字裏河内100番１ 株式会社神戸製鋼所藤沢事業所内 (72)発明者 鈴木 柾五郎 神奈川県横浜市緑区寺山町557−１ (56)参考文献 特開 平６−238448（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−230273（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−65482（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−23667（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−48982（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23K 9/02,9/12,37/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 台車本体と、この台車本体の移動方向の
   前部及び後部で立板に接触して溶接線に沿う方向に前記
   台車本体を案内するガイド部材と、溶接トーチを支持す
   ると共に支点を中心として揺動するトーチ支持部と、前
   記台車本体の移動方向に延びるスライダー軸と、前記ト
   ーチ支持部に係合すると共に前記スライダー軸の長手方
   向に移動して前記トーチ支持部を回動させるスライダー
   と、前記トーチ支持部の先端部を円弧状の軌跡に沿って
   案内するガイドレールとを有し、前記トーチ支持部はそ
   の先端部の前記支点からの突出長を変更可能に前記支点
   に支持されることを特徴とする無軌条自走式溶接用台
   車。
2. 【請求項２】 前記トーチ支持部の長手方向における前
   記トーチ支持部の先端部と前記溶接線との距離をＡ、前
   記スライダー軸と前記溶接線との距離をＢ、前記溶接線
   に直交する平面と前記トーチ支持部とのなす角度をαと
   すると、前記トーチ支持部の長手方向における前記スラ
   イダー軸と前記ガイドレールと間の距離ｘ（α）は、ｘ
   （α）＝｛Ｂ／ｃｏｓ（α）｝−Ａで表されることを特
   徴とする請求項１に記載の無軌条自走式溶接用台車。
3. 【請求項３】 前記１対のガイド部材の突出長さが同一
   であると共に、前記台車本体の車輪の向きを溶接方向に
   応じて変更可能であることを特徴とする請求項１又は２
   に記載の無軌条自走式溶接用台車。
4. 【請求項４】 前記ガイド部材はその高さ位置を変更可
   能であり、前記トーチ支持部の揺動範囲を前記ガイド部
   材の高さ位置に応じて変更する機構を有することを特徴
   とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無軌条自
   走式溶接用台車。