JP2908960B2 - レ−ル溶接治具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は鉄道用のレ−ルを溶接
するときに使用する溶接治具、特にレ−ル溶接の施工能
率の向上に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、鉄道の高速化に伴い、列車の走行
安定性，継目騒音の低減，軌道保守費の低減等を図るた
め、長さ25ｍの定尺レ−ルを溶接して1.0ｋｍから1.5ｋ
ｍ程度に長大化した溶接ロングレ−ルが使用されてい
る。

【０００３】レ−ルの溶接にはフラッシュ溶接，ガス圧
接，エンクロ−ズア−ク溶接あるいはテルミット溶接が
使用されている。エンクロ−ズア−ク溶接は接続するレ
−ルを移動する必要がないため、敷設したレ−ルを現場
で溶接するときに一般的に使用されている。

【０００４】敷設現場でレ−ルを溶接する場合は、例え
ば図１９に示すように一定間隔を置いて対向させたレ−
ル８０の底部を底部銅板９１と鋼エンドタブ９２で囲
み、レ−ル底部を予熱してから、レ−ル８０の底部を低
水素系の被覆ア−ク溶接棒９３を用いて積層溶接する。
その後、レ−ル８０の底部上面とレ−ル側面にレ−ルの
形状に合わせた銅ブロック９４を取付けて固定し、そこ
にできた継手空間を下向姿勢で手溶接により連続的にエ
ンクロ−ズ溶接を用いレ−ル８０の腹部と頭部を溶接し
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のエ
ンクロ−ズア−ク溶接でレ−ルを溶接するときに被覆ア
−ク溶接棒を用いているため、溶着速度が小さくア−ク
タイムが長くなってしまう。また、被覆ア−ク溶接棒は
溶接時にスラグを生成するため、特に積層溶接による底
部の溶接時には各層毎にスラグの除去作業が必要であ
り、さらに溶接作業全体にわたり溶接棒の消耗による溶
接棒の交換，補充が必要であり、スラグの除去や溶接棒
の取換え等に多くの時間を要し、溶接作業時間が長くな
るという短所があった。

【０００６】また、被覆ア−ク溶接棒を用いているた
め、溶融金属中にスラグ巻き込みが生じ易く、場合によ
ってはレ−ル境界部の融合不良などの溶接欠陥が発生し
やすいという短所もあった。

【０００７】この発明はかかる短所を解消するためにな
されたものであり、レ−ル底部やレ−ル腹部、頭部を覆
って継手空間を形成し、かつ形成した継手空間にシ−ル
ドガスを供給する銅ブロックを簡単に取り付けて、レ−
ル底部からレ−ル頭部までをＭＡＧ溶接やエレクトロガ
ス溶接で連続して溶接することができるレ−ル溶接治具
を得ることを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係るレ−ル溶
接治具は、底部治具と下部フ−ドと上部フ−ドとを有
し、底部治具は方形状をしたフレ−ムの中央部に設けら
れ底部銅板を支持した底部銅板支持部と、底部銅板の長
手方向のフレ−ム両端部に設けられたガイド軸を有する
下部フ−ドガイド部と、底部銅板支持部の外側に設けら
れた複数の上部フ−ドガイド孔と、底部銅板の長手方向
と平行なフレ−ムの両端部にそれぞれ固定された底部銅
板の長手方向と平行な案内溝を有するガイド部と各ガイ
ド部の案内溝内に滑動自在に取り付けられ爪先端部を対
向させた１対のクランプ爪と１対のクランプ爪を反対方
向に移動する作動軸とを有するクランプ部とを有し、下
部フ−ドは端面銅板と、先端部がレ−ルの底部上面と腹
部に合った形状に形成され、端面銅板の両端部にそれぞ
れ取り付けられ、複数のシ−ルドガス噴出孔を有する側
面銅板と、端面銅板の後端面に取り付けられ上記下部フ
−ドガイド部のガイド軸を挾み込む案内部とクランプば
ねを有する着脱部とを有し、上部フ−ドは内面外周面が
レ−ルの腹部と頭部に応じた形状に形成され、複数のシ
−ルドガス噴出孔を有する腹部銅当金と腹部銅当金のシ
−ルドガス噴出孔を挾んだ両側の上面に固定され、それ
ぞれ内側に複数のシ−ルドガス噴出孔を有する頭部銅当
金とを有する銅当金部と、下端部に上記底部治具の上部
フ−ドガイド孔に嵌合するガイドピンを有し、上端部に
銅当金部を案内するガイドレ−ルを有する上部フレ−ム
と、各銅当金部の後端部と上部フレ−ムの側面との間に
連結された銅当金固定部とを有することを特徴とする。

【０００９】上記下部フ−ドガイド部のガイド軸が底部
銅板の長手方向のフレ−ム両端部のフレ−ム上面から一
定高さの位置に設けられ底部銅板の長手方向の中心線に
対して左右の長さが同一であることが好ましい。

【００１０】さらに、上記底部治具の底部銅板支持部を
フレ−ムに固定した複数の案内軸と案内軸に挿入された
弾性部材で支持することが好ましい。

【００１１】また、下部フ−ドの着脱部と端面銅板との
連結部にはプランジャとスプリングを内蔵したシリンダ
を有することが望ましい。

【００１２】下部フ−ドのほぼＵ字形状に連結した端面
銅板と側面銅板の上面に、端面銅板と側面銅板の内面端
部より内側に突出した絶縁板を取り付けると良い。

【００１３】また、上部フ−ドの銅当金部を案内するガ
イドレ−ルを上部フレ−ムに対して長手方向と直交する
方向に移動自在とし、ガイドレ−ルにスプリングと固定
ピンを有する固定部を設けることが望ましい。

【００１４】さらに、上部フ−ドの銅当金部の頭部銅当
金の上面に頭部銅当金の端面より内側に突出した絶縁板
を取り付けと良い。

【００１５】また、上部フ−ドの銅当金部の腹部銅当金
と頭部銅当金のシ−ルドガス噴出孔に連結された気室を
１個又は複数の隔壁で仕切り、各気室に流量調節弁を連
結しても良い。

【００１６】

【作用】この発明においては、底部銅板支持部で裏当材
を載せた底部銅板を支持した底部治具を一定間隔を置い
て対向させたレ−ルの底部下部に挿入し、フレ−ムの両
端部にそれぞれ設けられたクランプ部の作動軸を回転し
て相対向する１対のクランプ爪をレ−ル底部方向に移動
し、各クランプ爪でレ−ル底部を挾み込んでレ−ルに底
部治具を固定する。

【００１７】底部治具をレ−ルに固定した後、底部治具
の下部フ−ドガイド部のガイド軸に下部フ−ドの着脱部
を挾み込み下部フ−ドをレ−ルに取付け、下部フ−ドを
レ−ルと反対側に回動しておいてからレ−ルの溶接部を
予熱する。

【００１８】レ−ルの溶接部を予熱したのちに、底部治
具の下部フ−ドガイド部のガイド軸に取り付けた下部フ
−ドをレ−ル側に回動する。下部フ−ドを回動し側面銅
板の先端部がレ−ル側面に当ると着脱部と端面銅板の連
結部のプランジャがシリンダに押し込まれ、下部フ−ド
をレ−ル側面に沿って移動し下部フ−ドでレ−ル底部と
腹部の下部を囲む。このときシリンダ部に内蔵したスプ
リングの弾性力で端面銅板と側面銅板がレ−ルの底部と
腹部に押圧されるから、底部治具と下部フ−ドでレ−ル
の底部と腹部下部を完全に覆い継手空間を形成する。こ
の継手空間に側面銅板のシ−ルドガス噴出孔からシ−ル
ドガスを供給しながらレ−ルの底部を溶接する。

【００１９】レ−ルの底部の溶接が終了した後、下部フ
−ドを底部治具から取り外す。この下部フ−ドを底部治
具から取り外すときに、下部フ−ドの着脱部は底部治具
のガイド軸に挾み込まれているだけであるから簡単に下
部フ−ドを取り外すことができる。

【００２０】下部フ−ドを取り外したら、底部治具の上
部フ−ドガイド孔に上部フ−ドの下端部のガイドピンを
挿入して上部フ−ドを底部治具に装着する。そして上部
フ−ドの銅当金部をガイドレ−ルに沿って移動し、銅当
金部でレ−ルの腹部と頭部を囲み、銅当金固定部で銅当
金部をレ−ルに固定してレ−ルの腹部と頭部を覆い継手
空間を形成する。この継手空間に銅当金部のシ−ルドガ
ス噴出孔からシ−ルドガスを供給しながらレ−ルの腹部
と頭部を連続して溶接する。

【００２１】このようにレ−ルを溶接するときに、下部
フ−ドを底部治具の下部フ−ドガイド部のガイド軸に差
し込み、上部フ−ドを上部フ−ドガイド孔に挿入するこ
とにより、下部フ−ドと上部フ−ドを簡単に位置決めし
て底部治具に取り付ける。

【００２２】このレ−ルの各部を溶接しているときに、
レ−ルの底部を底部治具と下部フ−ドで覆い、腹部と頭
部を底部治具と上部フ−ドで覆い、各溶接部にシ−ルド
ガスを供給するから、ＭＡＧ溶接やエレクトロガス溶接
で半自動的に溶接することができる。

【００２３】このようにレ−ルを溶接しているときに継
手部には大きな熱変形が生じ、底部治具の底部銅板支持
部に大きな荷重が加えられる。この荷重により底部治具
が破損する恐れがある。そこで底部治具の底部銅板支持
部をフレ−ムに固定した複数の案内軸と案内軸に挿入さ
れた弾性部材で支持し、底部銅板支持部に加えられる溶
接時の荷重を弾性部材で吸収する。

【００２４】また、溶接時に下部フ−ドのほぼＵ字形状
に連結した端面銅板と側面銅板の上面端部や上部フ−ド
の空冷銅当金部上面端部に溶接ワイヤの給電チップが場
合によっては接触し短絡する恐れがある。そこで下部フ
−ドの端面銅板と側面銅板の上面や上部フ−ドの空冷銅
当金部の上面に絶縁板を取り付け、溶接ワイヤの給電チ
ップが端面銅板等の上面端部に接触することを防ぐ。

【００２５】さらに、レ−ルの腹部と頭部を溶接した
後、レ−ルと上部フ−ドの銅当金部が固着して離れなく
なる場合もある。そこで銅当金部を案内するガイドレ−
ルを長手方向と直交する方向に移動自在とし、ガイドレ
−ルと銅当金部の係合を解除し、上部フレ−ムのみを底
部治具から取り外してから、レ−ルに固着した銅当金部
を取り外す。

【００２６】また、上部フ−ドの銅当金部の腹部銅当金
と頭部銅当金から供給するシ−ルドガスの気室を隔壁で
仕切り、各気室に連結された流量調節弁を溶接の進行に
応じて制御して、必要な部分にだけシ−ルドガスを供給
することができる。

【００２７】

【実施例】図１，図２，図３はこの発明の一実施例を示
し、図１は底部治具１の平面図、図２は下部フ−ド２の
斜視図、図３は上部フ−ド３の斜視図である。

【００２８】図１に示すように、底部治具１は４辺が角
柱状の断面を有し長方形に形成されたフレ−ム４と底部
銅板支持部５と１対の下部フ−ドガイド部６と４個の上
部フ−ドガイド孔７と１対のクランプ部８とを有する。
底部銅板支持部５はフレ−ム４の中央部に設けられ裏当
材９を上面に取り付けた底部銅板１０を支持するもので
あり、図４のＡ−Ａ断面図と図５のＢ−Ｂ断面図に示す
ように、底部銅板１０を保持する支持枠１１とフレ−ム
４に固定された複数例えば４本の案内軸１２と複数の皿
ばね１３とで構成されている。案内軸１２は先端部が支
持枠１１の案内孔１４に摺動自在に嵌合しており、各案
内軸１２に挿入された複数の皿ばね１３で支持枠１１を
支持している。

【００２９】１対の下部フ−ドガイド部６はそれぞれ下
部フ−ド２を取り付けて案内するものであり、図１，図
４及び図６の側面図に示すように、底部銅板１０の長手
方向の中心線の延長と直交するフレ−ム４の両端部のフ
レ−ム上面からそれぞれ立ち上がった１対の取付金具１
４と、取付金具１４のフレ−ム上面から一定高さの位置
に張り渡されたガイド軸１５とを有する。この各ガイド
軸１５は底部銅板１０の長手方向の中心線に対して対象
になるように位置決めしてある。

【００３０】上部フ−ドガイド孔７は上部フ−ド３を案
内して固定するものであり、底部銅板支持部５の外側で
底部銅板１０の長手方向の中心線に対して対象な４個所
の位置に設けられている。

【００３１】クランプ部８は底部治具１をレ−ルに固定
するものであり、図１，図６及び図７の側面図に示すよ
うに、底部銅板１０の長手方向と平行なフレ−ム４の両
端部にそれぞれ固定されたガイド部１６と、各ガイド部
１６に設けられた１対のクランプ爪１７と作動軸１８と
を有する。ガイド部１６には底部銅板１０の長手方向と
平行な案内溝１９を有し、この案内溝１９をクランプ爪
１７の案内部１７ａが滑るようにクランプ爪１７が取り
付けられている。この１対のクランプ爪１７は、図６に
示すように、爪先端部１７ｂを対向させて各ガイド部１
６に取り付けられている。作動軸１８は１対のクランプ
爪１７を反対方向に移動するものであり、左右両側に左
ねじと右ねじの送りねじ１８ａ，１８ｂと操作扞１８ｃ
とを有する。この作動軸１８の中心部は保持金具２０に
よりガイド部１６の中心に保持され、各送りねじ１８
ａ，１８ｂがクランプ爪１７に螺合している。

【００３２】下部フ−ド３は、図２に示すように、端面
銅板２１と２個の側面銅板２２と着脱部２３と絶縁板２
４とを有する。２個の側面銅板２２は端面銅板２１の両
側にそれぞれ取り付けられ、上面から見たときに端面銅
板２１と２個の側面銅板２２でほぼＵ字形状になってい
る。側面銅板２２は、図８の側面図に示すように、先端
部がレ−ル８０の底部８０ａ上面と腹部８０ｂに合った
形状に形成されており、この側面銅板２２には、図８と
図９の断面図に示すように、シ−ルドガス供給部２５に
連結された気室２６ａ、２６ｂと、気室２６ａからＵ字
形状の内側に向かって貫通した複数のシ−ルドガス噴出
孔２７と、気室２６ｂから斜め下方向に貫通した複数の
シ−ルドガス噴出孔２８とを有する。この端面銅板２１
と側面銅板２２の上面にＵ字形状をした絶縁板２４が取
り付けられている。この絶縁板２４の内側の端面は端面
銅板２１と側面銅板２２の内面端部より一定長さだけ内
側に突出している。

【００３３】着脱部２３は下部フ−ド３を底部治具１の
ガイド軸１５に取り付けるものであり、図２に示すよう
に、端面銅板２１の後端面に取り付けられた２組の連結
部２９と、各連結部２９の先端部に取り付けら下方向に
開口したＵ字状の案内溝３１を有する１対の案内部３０
と、１対の案内部３０の中間に設けられたＵ字状のクラ
ンプばね３２とを有する。連結部２９は、図１０の断面
図に示すように、端面銅板２１の後端面に取り付けられ
たシリンダ３３と、案内部３０に設けられシリンダ３３
の外面に沿って摺動する円筒状のプランジャ３４と、シ
リンダ３３とプランジャ３４とを連結する連結棒３５
と、シリンダ３３とプランジャ３４間を押圧しているス
プリング３６とを有する。

【００３４】上部フ−ド３は、図３に示すように、銅当
金部３７と上部フレ−ム３８と１対の銅当金固定部３９
とを有する。銅当金部３７はレ−ル８０の腹部８０ｂと
頭部８０ｃを覆うものであり、内面外周面がレ−ル５０
の腹部８０ｂと頭部８０ｃに応じた形状に形成された１
対の腹部銅当金４０と、図１１の断面図に示すように、
腹部銅当金４０の上面の両側に固定された頭部銅当金４
１とを有する。腹部銅当金４０の先端部には複数のシ−
ルドガス噴出孔４２ａ，４２ｂを有し、内部にはシ−ル
ドガス供給部４３ａに連結され、各シ−ルドガス噴出孔
４２ａ，４２ｂにシ−ルドガスを供給する気室４４ａ，
４４ｂを有する。頭部銅当金４１には互いに内側に向か
って設けられた複数のシ−ルドガス噴出孔４５と、シ−
ルドガス供給部４３ｂに連結されシ−ルドガス噴出孔４
５にシ−ルドガスを供給する気室４６とを有する。腹部
銅当金４０と頭部銅当金４１の上面にはＵ字形状をした
絶縁板４７が取り付けられている。この絶縁板４７の内
側の端面は腹部銅当金４０と頭部銅当金４１の内面端部
より一定長さだけ内側に突出している。

【００３５】上部フレ−ム３８は、図１２の側面図に示
すように、下端部に底部治具１の上部フ−ドガイド孔７
に嵌合するガイドピン４８を有し、上端部の両側には図
１３の平面図に示すように銅当金部３７を案内するガイ
ドレ−ル４９を有する。ガイドレ−ル４９は上部フレ−
ム３８に対して長手方向と直交する方向に移動自在に取
り付けられ、上部フレ−ム３８の側端部との間に設けら
れた複数のスプリング５０により上部フレ−ム３８の内
側に押圧されている。各ガイドレ−ル４９の中央部には
固定部５１が設けられている。固定部５１は図１４の断
面図に示すように後端部が操作つまみ５２に取り付けら
れ、先端部がガイドレ−ル４９を貫通して上部フレ−ム
３８のロック用孔５３に挿入された固定ピン５４と、固
定ピン５４を下方に押圧するスプリング５５とを有す
る。そして通常は、図１５の断面図に示すように操作つ
まみ５２を持ち上げて固定ピン５４の先端部を上部フレ
−ム３８のロック用孔５３から引き出して、ガイドレ−
ル４９を上部フレ−ム３８の内側に移動し、スプリング
５５の弾性力で固定ピン５４を上部フレ−ム３８のガイ
ドレ−ル４９の案内面に押し付けてガイドレ−ル４９を
固定している。このガドレ−ル４９に銅当金部３７の上
部側面に取り付けた複数の案内部５６を係止して銅当金
部３７を移動自在に保持している。

【００３６】銅当金固定部３９は、図１２に示すよう
に、上部フレ−ム３８の銅当金部３７後端部の側壁を貫
通して取り付けられ先端部が銅当金部３７の後端部に着
脱自在な調整軸５８と、上部フレ−ム３８の側壁に空冷
銅当金部３７に取り付けた固定ばね５９と調整軸５８に
固定された固定板６０とを有するロック部６１と、調整
軸５８の後端部に取り付けられたハンドル６２とを有す
る。

【００３７】次ぎに上記のように構成された底部治具１
と下部フ−ド２及び上部フ−ド３を使用してレ−ル８０
を溶接するときの動作を説明する。

【００３８】まず、底部治具１のクランプ部８の作動軸
１８を回転して相対向するクランプ爪１７を後退させた
状態で、図１６の斜視図に示すように裏当材９を載せた
底部銅板１０を底部銅板支持部５で支持した底部治具１
を一定間隔を置いて対向させたレ−ル８０の底部８０ａ
の下部に挿入する。その後、クランプ部８の作動軸１８
を回転して相対向するクランプ爪１７をレ−ル８０の底
部８０ａの方向に前進させ、各クランプ爪１７でレ−ル
底部８０ａを挾み込んで底部治具１をレ−ル８０に固定
する。このように相対するクランプ爪１７を前後退する
だけで底部治具１をレ−ル８０に固定することができる
から、底部治具１をレ−ル８０に正確に位置決めするこ
とができるとともに簡単に固定することができる。

【００３９】上記のように底部治具１をレ−ル８０に固
定した後、図１８の斜視図の左側に示すように、底部治
具１の下部フ−ドガイド部６のガイド軸１５に下部フ−
ド２の着脱部２３の案内部３０とクランプばね３２を挾
み込み下部フ−ド２を底部治具１に装着する。この下部
フ−ド２を底部治具１に装着するときに案内部３０でガ
イド軸１５に対して位置合わせすることができるから、
下部フ−ド２を底部治具１の底部銅板１０に対して正確
に位置決めすることができる。また、クランプばね３２
の弾力を利用して下部フ−ドガイド部６のガイド軸１５
を挾み込むから、下部フ−ド２をがたつきなしで底部治
具１に装着することができる。

【００４０】この下部フ−ド２をレ−ル８０と反対側に
回動してからレ−ル８０の溶接部を予熱する。この溶接
部を予熱するときに、図１７の斜視図に示すように、後
端部に底部治具１の下部フ−ドガイド部６に載せるつば
６３と両側にレ−ル８０の底部８０ａ上面に合った先端
部を有する遮熱板６４を底部治具１の上面に載せて底部
銅板１０を除いた底部治具１の上面を覆うと良い。この
ように底部治具１の上面を遮熱板６４で覆うことによ
り、予熱時に底部治具１に余分な熱が加えられず、底部
治具１に熱変形が生じることを防ぐことができる。

【００４１】溶接部を予熱した後、遮熱板６４を取り除
きレ−ル８０の底部８０ａの本溶接工程に入る。レ−ル
底部８０ａの溶接工程では、まず下部フ−ド２を図１８
の矢印Ｃで示すようにレ−ル８０の方向に回動する。こ
の回動により下部フ−ド２の側面銅板２２の先端部がレ
−ル８０の腹部８０ｂに当ると着脱部２３と端面銅板２
１の連結部２９のプランジャ３４がシリンダ３３に押し
込まれ、下部フ−ド２をレ−ル腹部８０ｂに沿って移動
し、図１８の右側に示すように下部フ−ド２でレ−ル底
部８０ａと腹部８０ｂの下部を囲む。このとき着脱部２
３に内蔵したスプリング３６の弾性力で側面銅板２２の
先端部がレ−ル８０の底部８０ａと腹部８０ｂに押圧さ
れるから、底部治具１と下部フ−ド２でレ−ル８０の底
部８０ａと腹部８０ｂの下部を完全に覆って継手空間を
形成する。この継手空間に側面銅板２２のシ−ルドガス
噴出孔２７，２６からシ−ルドガスを供給しながら下向
姿勢でレ−ル底部８０ｂを溶接する。このレ−ル底部８
０ｂを溶接するときにレ−ル底部８０ｂを底部治具１と
下部フ−ド２で覆い、溶接部にシ−ルドガスを供給して
いるから、溶接速度が著しく早いＭＡＧ溶接やエレクト
ロガス溶接で溶接することができる。

【００４２】このようにレ−ル底部８０ｂをＭＡＧ溶接
等で溶接するときに、端面銅板２１と側面銅板２２でほ
ぼＵ字形状に形成した間隙に溶接ワイヤの給電チップを
挿入して溶接するが、端面銅板２１と側面銅板２２の上
面に絶縁板２４が取り付けてあるから、給電チップが側
面銅板２２等の上面端部に接触することを防ぐことがで
き、給電チップの短絡を防止することができる。

【００４３】レ−ル８０の底部８０ａを溶接した後、レ
−ル８０の腹部８０ｂと頭部８０ｃの溶接工程に入る。
すなわちレ−ル底部８０ａの溶接が終了したら、下部フ
−ド２を底部治具１から取り外す。この下部フ−ド２を
底部治具１から取り外すときに、下部フ−ド２の着脱部
２３は底部治具１のガイド軸１５に挾み込まれているだ
けであるから、下部フ−ド２を簡単に底部治具１から取
り外すことができる。

【００４４】下部フ−ド２をを取り外したら、図３に示
すように、上部フ−ド３の銅当金部３７を後退させた状
態で上部フ−ド３の下端部に設けたガイドピン４８を底
部治具１の上部フ−ドガイド孔７に挿入して上部フ−ド
３を底部治具１に装着する。このように上部フ−ド３の
ガイドピン４８を上部フ−ドガイド孔７に挿入するだけ
で、上部フ−ド３を位置決めして底部治具１に装着する
から、上部フ−ド３を短時間で底部治具１に装着するこ
とができる。

【００４５】上部フ−ド３を底部治具１に装着した後、
上部フ−ド３の銅当金固定部３９の調整軸５８を押し込
み銅当金部３７をガイドレ−ルに沿って前進させ、図１
２に示すように、ロック部６１の固定板６０を固定ばね
５９に係止して銅当金部３７でレ−ル腹部８０ｂと頭部
８０ｃを覆い、レ−ル腹部８０ｂと頭部８０ｃに継手空
間を形成する。この継手空間に銅当金部３７の腹部銅当
金４０と頭部銅当金４１のシ−ルドガス噴出孔４２ａ，
４２ｂ，４５からシ−ルドガスを供給しながらレ−ル腹
部８０ｂと頭部８０ｃを連続的に溶接する。この溶接し
ているときも腹部銅当金４０と頭部銅当金４１の上面に
絶縁板４７が取り付けてあるから、腹部銅当金４０や頭
部銅当金４１と給電チップが接触することを防ぐことが
できる。

【００４６】このようにレ−ル８０の各部を溶接してい
るときに継手部には大きな熱変形が生じ底部治具１の底
部銅板支持部５に大きな荷重が加えられる。この荷重に
より底部治具１が破損する恐れがある。そこで底部治具
１の底部銅板支持部５の支持枠１１下部の設けた複数の
皿ばね１３で底部銅板支持部５に加えられる荷重を吸収
し、底部治具１が破損することを防ぐことができる。

【００４７】上記のようにしてレ−ル頭部８０ｃまでの
溶接が終了したら上部フ−ド３を底部治具１から取り外
す。この上部フ−ド３を底部治具１から取り外すときに
レ−ル８０と上部フ−ド３の銅当金部３７が固着して離
れなくなる場合もある。そのような場合は銅当金部３７
を案内するガイドレ−ル４９の中央部に設けた固定部５
１の操作つまみ５２を持ち上げながらガイドレ−ル４９
を、図１４に示すように上部フレ−ム３８の外側方向に
移動し、ガイドレ−ル４９と銅当金部３７の案内部５６
との係合を解除する。また、銅当金固定部３９の調整軸
５８に取り付けられたハンドル６２を銅当金固定部３９
と調整軸５８の連結を解除する。その後、銅当金部３７
を残したままで上部フレ−ム３８を底部治具１から取り
外してから、レ−ル８０に左右に固着した銅当金部３７
をそれぞれ取り外す。

【００４８】その後、底部治具１のクランプ部８の作動
軸１８を回転して相対向するクランプ爪１７を後退させ
てレ−ル８０との固定を解除してから、底部治具１をレ
−ル８０の下部から引き出し溶接作業を終了する。

【００４９】このように底部治具１に下部フ−ド２や上
部フ−ド３をワンタッチで取り付けてレ−ル８０の溶接
部を簡単に覆うことができるとともに、溶接部にシ−ル
ドガスを供給するから、溶接速度が著しく早いＭＡＧ溶
接やエレクトロガス溶接で半自動的に連続して溶接する
ことができる。また被覆ア−ク溶接棒を使用せずに溶接
することができるから、溶接時にスラグが発生せずスラ
グ除去等の作業が不要になり溶接作業時間を大幅に短縮
することができる。例えば、60Ｋレ−ルの１個所を溶接
するのに従来は約60分の溶接時間を要したのに対して30
分以内で溶接することができた。

【００５０】さらに溶接時にスラグを生成しないからス
ラグ巻き込みによる融合不良などの溶接欠陥が生じるこ
とを防ぐことができ、良好な溶接を行うことができる。

【００５１】なお、上記は上部フ−ド３の銅当金部３７
の腹部銅当金４０の各シ−ルドガス噴出孔４２ａ，４２
ｂにシ−ルドガスを供給する気室４４ａ，４４ｂを連通
して設けた場合について説明したが、気室４４ａ，４４
ｂを１個又は複数の隔壁で仕切り、各気室に連結された
流量調節弁を溶接の進行に応じて制御するようにしても
良い。このように各気室に送るシ−ルドガスを溶接の進
行に応じて制御することにより、必要な部分にだけシ−
ルドガスを供給することができ、施工費を低減すること
ができる。

【００５２】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、底部銅
板支持部で裏当銅板を載せた底部銅板を支持した底部治
具を一定間隔を置いて対向させたレ−ルの底部下部に挿
入し、フレ−ムの両端部にそれぞれ設けられたクランプ
部の作動軸を回転して相対向する１対のクランプ爪をレ
−ル底部方向に移動し、各クランプ爪でレ−ル底部を挾
み込んでレ−ルに底部治具を固定するから、底部治具を
短時間で精度良くレ−ルに固定することができる。

【００５３】この底部治具に下部フ−ドや上部フ−ドを
ワンタッチで着脱してレ−ルの溶接部を簡単に覆うこと
ができる。さらに各溶接部に下部フ−ドや上部フ−ドか
らシ−ルドガスを供給するから、溶接速度が著しく早い
ＭＡＧ溶接やエレクトロガス溶接で半自動的に連続して
溶接することができ、１個所の溶接時間を従来の半分以
下に短縮し、レ−ル溶接の施工能率を大幅に向上させる
ことができともに良好な溶接を行うことができる。

【００５４】また、底部治具のガイド軸に装着する下部
フ−ドの着脱部にＵ字形状をした案内部とクランプばね
を有するから、下部フ−ドを底部治具の底部銅板に対し
て正確に位置決めして装着することができる。

【００５５】さらに、下部フ−ド着脱部の連結部が伸縮
自在であるから、下部フ−ドを底部治具に取り付けてレ
−ル底部を覆うときに、下部フ−ドをレ−ル側面に沿っ
て移動することができ、底部治具と下部フ−ドでレ−ル
の底部と腹部下部を完全に覆い継手空間を形成できる。

【００５６】また、上部フ−ドの空冷銅当金部をガイド
レ−ルに沿って移動することができるから、銅当金部を
簡単にレ−ルに固定することができ、レ−ル腹部と頭部
に連続した継手空間を短時間で形成することができる。

【００５７】また、レ−ルを溶接しているときに継手部
には大きな熱変形が生じ、底部治具の底部銅板支持部に
大きな荷重が加えられが、底部治具の底部銅板支持部を
フレ−ムに固定した複数の案内軸と案内軸に挿入された
弾性部材で支持し、底部銅板支持部に加えられる溶接時
の荷重を弾性部材で吸収するから、溶接時の熱変形より
底部治具が破損することを防止することができ、安定し
て溶接することができる。

【００５８】さらに、下部フ−ドの端面銅板と側面銅板
の上面や上部フ−ドの銅当金部の上面に絶縁板を取り付
け、溶接時に端面銅板等に溶接ワイヤの給電チップが接
触することを防ぐから、短絡による危険を防止すること
ができる。

【００５９】また、銅当金部を案内するガイドレ−ルを
長手方向と直交する方向に移動自在とし、ガイドレ−ル
と空冷銅当金部の係合を解除できるようにしたから、溶
接時に銅当金部がレ−ルに固着しても上部フ−ドを底部
治具から簡単に取り外すことができる。

【００６０】さらに、上部フ−ドの銅当金部の腹部銅当
金と頭部銅当金から供給するシ−ルドガスの気室を隔壁
で仕切り、各気室に連結された流量調節弁を溶接の進行
に応じて制御することにより、必要な部分にだけシ−ル
ドガスを供給することができ、施工費を低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の底部治具を示す平面図であ
る。

【図２】上記実施例の下部フ−ドを示す斜視図である。

【図３】上記実施例の上部フ−ドを示す斜視図である。

【図４】図１に示した底部治具のＡ−Ａ断面図である。

【図５】図１に示した底部治具のＢ−Ｂ断面図である。

【図６】底部治具を下部フ−ドガイド部側からみた側面
図である。

【図７】底部治具をクランプ部側からみた側面図であ
る。

【図８】下部フ−ドの端面銅板を示す側面図である。

【図９】下部フ−ドの断面図である。

【図１０】下部フ−ドの着脱部との連結部を示す断面図
である。

【図１１】上部フ−ドの空冷銅当金部を示す断面図であ
る。

【図１２】上部フ−ドを底部治具に装着した状態を示す
側面図である。

【図１３】上部フ−ドの平面図である。

【図１４】上部フ−ドのガイドレ−ルと固定部を示す断
面図である。

【図１５】上部フ−ドのガイドレ−ルと固定部の通常時
の状態を示す断面図である。

【図１６】レ−ルに底部治具を固定した状態を示す斜視
図である。

【図１７】底部治具に遮熱板を載せた状態を示す斜視図
である。

【図１８】下部フ−ドを底部治具に装着した状態を示す
側面図である。

【図１９】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 底部治具 ２ 下部フ−ド ３ 上部フ−ド ５ 底部銅板支持部 ６ 下部フ−ドガイド部 ７ 上部フ−ドガイド孔 ８ クランプ部 ２３ 着脱部 ３７ 銅当金部 ３８ 上部フレ−ム ４８ ガイドピン ４９ ガイドレ−ル ８０ レ−ル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−249680（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−106294（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23K 9/038 B23K 9/16 B23K 37/00 301 B23K 37/06 301 B23K 37/053

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 底部治具と下部フ−ドと上部フ−ドとを
   有し、 底部治具は方形状をしたフレ−ムの中央部に設けられ底
   部銅板を支持した底部銅板支持部と、底部銅板の長手方
   向のフレ−ム両端部に設けられたガイド軸を有する下部
   フ−ドガイド部と、底部銅板支持部の外側に設けられた
   複数の上部フ−ドガイド孔と、底部銅板の長手方向と平
   行なフレ−ムの両端部にそれぞれ固定された底部銅板の
   長手方向と平行な案内溝を有するガイド部と各ガイド部
   の案内溝内に滑動自在に取り付けられ爪先端部を対向さ
   せた１対のクランプ爪と１対のクランプ爪を反対方向に
   移動する作動軸とを有するクランプ部とを有し、 下部フ−ドは端面銅板と、先端部がレ−ルの底部上面と
   腹部に合った形状に形成され、端面銅板の両端部にそれ
   ぞれ取り付けられ、複数のシ−ルドガス噴出孔を有する
   側面銅板と、端面銅板の後端面に取り付けられ上記下部
   フ−ドガイド部のガイド軸を挾み込む案内部とクランプ
   ばねを有する着脱部とを有し、 上部フ−ドは内面外周面がレ−ルの腹部と頭部に応じた
   形状に形成され、複数のシ−ルドガス噴出孔を有する腹
   部銅当金と腹部銅当金のシ−ルドガス噴出孔を挾んだ両
   側の上面に固定され、それぞれ内側に複数のシ−ルドガ
   ス噴出孔を有する頭部銅当金とを有する銅当金部と、下
   端部に上記底部治具の上部フ−ドガイド孔に嵌合するガ
   イドピンを有し、上端部に銅当金部を案内するガイドレ
   −ルを有する上部フレ−ムと、各銅当金部の後端部と上
   部フレ−ムの側面との間に連結された銅当金固定部とを
   有することを特徴とするレ−ル溶接治具。
2. 【請求項２】 下部フ−ドガイド部のガイド軸が底部銅
   板の長手方向のフレ−ム両端部のフレ−ム上面から一定
   高さの位置に設けられ底部銅板の長手方向の中心線に対
   して左右の長さが同一である請求項１記載のレ−ル溶接
   治具。
3. 【請求項３】 上記底部治具の底部銅板支持部をフレ−
   ムに固定した複数の案内軸と案内軸に挿入された弾性部
   材で支持する請求項１又は２記載のレ−ル溶接治具。
4. 【請求項４】 上記下部フ−ドの着脱部と端面銅板との
   連結部にプランジャとスプリングを内蔵したシリンダを
   有する請求項１，２又は３記載のレ−ル溶接治具。
5. 【請求項５】 上記下部フ−ドのほぼＵ字形状に連結し
   た端面銅板と側面銅板の上面に、端面銅板と側面銅板の
   内面端部より内側に突出した絶縁板を取り付けた請求項
   １乃至４のいずれかに記載のレ−ル溶接治具。
6. 【請求項６】 上記上部フ−ドの銅当金部を案内するガ
   イドレ−ルを上部フレ−ムに対して長手方向と直交する
   方向に移動自在とし、ガイドレ−ルにスプリングと固定
   ピンを有する固定部を有する請求項１乃至５のいずれか
   に記載のレ−ル溶接治具。
7. 【請求項７】 上部フ−ドの銅当金部の頭部銅当金の上
   面に頭部銅当金の端面より内側に突出した絶縁板を取り
   付けた請求項１乃至６のいずれかに記載のレ−ル溶接治
   具。
8. 【請求項８】 上部フ−ドの銅当金部の腹部銅当金と頭
   部銅当金のシ−ルドガス噴出孔に連結された気室を１個
   又は複数の隔壁で仕切り、各気室に流量調節弁を連結し
   た請求項１乃至７のいずれかに記載のレ−ル溶接治具。