JP4401258B2 - 裏当装置及びその搬送方法 - Google Patents

Description

本発明は、片面溶接に使用される長尺物である裏当部（以下、裏当ユニットという）及びこれを支持する台部とで構成される裏当装置を一体成形品として搬送することにより、据え付け現場での組立及び据え付け期間を短縮することができる裏当装置及びその搬送方法に関する。

近年、片面溶接方法を採用する各種製造工場におけるＦＣＢ（フラックス・カッパー・バッキング）装置に代表される裏当装置の導入は、老朽化した装置の更新が多く、稼働中の工場における入れ替え作業が主流となっている。従って、生産を一時中断して旧装置を撤去し、その後、新しい装置を据え付けることになり、据え付け時間をできるだけ短くする必要がある。

片面溶接に使用される裏当ユニットは、例えば裏当銅板とその接続部品、裏当銅板受け、断熱シート、エアホース、裏当フレーム（ユニットフレーム）等で構成されており、組み上げ状態は、例えば２４ｍ程度の長さを有する細長い構造物である。裏当ユニットは、通常昇降フレーム及び長手方向に多数配置された昇降用駆動装置を介して車輪を有する台部に搭載されている。

裏当ユニットが搭載される台部には、走行モータ、コンベアローラモータ、各種リミットスイッチ、電気配線、油空圧シリンダ及びその配管等が搭載されており、例えばその長さは約２６ｍであり、床面に敷設されたレール上に、例えば約４ｍ間隔に配置された車輪によって支持されている。

図１３乃至図１８は、このような裏当ユニットを台部に搭載した従来の裏当装置を示す説明図であり、図１３はその平面図、図１４は図１３の一部切欠側面図、図１５は図１４のＣ−Ｃ線矢視方向断面図、図１６は図１３の裏当銅板の拡大平面図、図１７は図１６の側面図、図１８は図１７のＤ−Ｄ線矢視方向断面図である。

図１３及び図１４において、この裏当装置はＦＣＢ方式の裏当装置であり、中心部に裏当銅板１０１がその長さ方向に沿って多数１列に配列された裏当ユニット１０５と、これを支持する昇降フレーム１０８とから主として構成されている。図１６及び図１７において、裏当銅板１０１は銅板継手１３０及び銅板継手ピン１３１によって夫々連結されている。また、このように配列された裏当銅板１０１はローラチェイン１１２によって裏当装置の長さ方向に引っ張られるように支持されている。

図１８において、裏当銅板１０１の表面に裏当フラックスが散布されて裏当フラックス層が形成されている。

図１５において、裏当ユニット１０５には裏当銅板１０１と、この裏当銅板１０１を支持する裏当銅板受け１０２とが設けられており、裏当銅板受け１０２の下方には断熱シート１０３を介してエアホース１０４が配置されている。断熱シート１０３は裏当銅板１０２からエアホース１０４への熱移動を防止している。

裏当銅板１０１、裏当銅板受け１０２、断熱シート１０３、エアホース１０４等を有する裏当ユニット１０５はユニットフレーム１０６上に載置されており、このユニットフレーム１０６は１対の車輪１０７を介して水平方向に移動可能に昇降フレーム１０８上に載置されている。これによってユニットフレーム１０６は昇降フレーム１０８と相対的に水平方向に移動可能となっている。昇降フレーム１０８は昇降装置１０９を介して図示省略した台部に搭載されている。なお、図１５において、裏当ユニット１０５の右半分は、エアホース１０４に加圧空気を供給して裏当銅板１０１及びこれに支持された裏当フラックス層（図示省略）を上昇させた状態を示すものである。

昇降フレーム１０８には断面三角形状のフラックス回収部１１０が設けられており、裏当銅板１０１から落下したフラックスはここで回収される。フラックス回収部１１０の底部中央部にはスクリューコンベア１１１が配置されており、フラックス回収部で回収されたフラックスはスクリューコンベア１１１によって系外に搬出される。

図１９は裏当装置を有する片面溶接装置を示す正面図である。図１９において、裏当装置は被溶接材である仮止めされた複数の鋼板１２５の下方に配置される。裏当装置は裏当ユニット１０５とこれが搭載された台部１１５とで構成されている。

走行レール１２０上に車輪１１９を有する台部１１５が搭載されている。台部１１５の底部を形成する基部材１１６は走行レール１２０に沿って水平に配置されている。基部材１１６の左右両端には車輪１１９が設けられており（片方図示省略）、その上部に夫々縦部材１１７が載置されている。縦部材１１７の上部には夫々走行レールに沿った幅方向に延びる横部材１１８が設けられている。

左右の縦部材１１７及び横部材１１８相互間の空間部の上部に裏当銅板１０１を備えた裏当ユニット１０５が配置されており、この裏当ユニット１０５は昇降フレーム１０８上に載置されている。

昇降フレーム１０８は昇降装置１０９を介して台部１１５の基部材１１６に昇降可能に搭載されている。これによって裏当ユニット１０５は被溶接材である鋼板１２５に対して昇降及び溶接線に対して直角方向に移動可能となっている。台部１１５の横部材１１８の上部にはパネル移動ローラ１２１及び支持ローラ１２３が設けられている。パネル移動ローラ１２１は駆動装置１２２によって駆動される。

鋼板１２５の上部には、ガーダー本体１２６が水平移動可能に支持されており、このガーダー本体１２６に溶接ガイドフレーム１２７、自動溶接機１２８及びフラックス供給装置１３２が搭載されている。また、ガーダー本体１２６の上部には溶接機１２８に溶接ワイヤを供給するワイヤリール１２９が配置されている。

このような構成の従来の片面溶接装置は次のように動作する。即ち、駆動装置１２２によって駆動されたパネル移動ローラ１２１は鋼板１２５の溶接線を裏当ユニット１０５の裏当銅板１０１の上部まで移送する。溶接線を裏当銅板１０１の上部まで移動させた後、裏当ユニット１０５のエアホース１０４に加圧空気を供給して裏当銅板１０１に載置された裏当フラックス層（図示省略）を前記溶接線の裏面に当接するように配置する。

溶接線の裏面に裏当フラックス層を配置した後、自動溶接機１２８をガーダー本体１２６及び溶接ガイドフレーム１２７を用いて溶接線の上方まで移動させ、ワイヤリール１２９から供給される溶接ワイヤを使用して上方から溶接線に沿って片面自動溶接を施す。

ところで、上記従来技術における裏当ユニット１０５及び台部１１５は共に複数の部材を組み立てたものであり、搬送に耐え得る強度を有するものではなかった。即ち、裏当ユニット１０５の裏当銅板１０１はその長さ方向に沿って例えば６０個並べて連結したものであり、裏当銅板１０１を支持する裏当銅板受け１０２はその長さ方向に沿って、例えば６つに分割された構成部材が組み立てられたものである。更に、断熱シート１０３は一体ものであるが、エアホース１０４は２本の構成部材が連結されたものであり、ユニットフレーム１０６はその長さ方向に沿って３つに分割された構成部材が組み立てられたものである。従って、裏当ユニット１０５としての強度は小さく、一体物として搬送することは不可能であった。

また、裏当ユニットが搭載された台部も複数の部材を組み合わせたものである。図２０は、図１９の裏当装置を示す拡大図である。

図２０において、走行レール１２０上に車輪１１９を有する台部１１５が搭載されている。台部１１５の左右の縦部材１１７及び横部材１１８相互間の空間部の上部に裏当銅板１０１を備えた裏当ユニット１０５が配置されており、この裏当ユニット１０５は昇降フレーム１０８に上に載置されている。

昇降フレーム１０８は上述したように昇降装置１０９を介して台部１１５に昇降可能に搭載されている。これによって裏当ユニット１０５は被溶接材である鋼板１２５に対して昇降可能となっている。

昇降フレーム１０８は断面図上一体物に見えるが、長さ方向に沿って例えば３分割されており、長さ約８ｍの３つの構成部材で構成されている。また、台部１１５を形成する基部材１１６はその中央部分で分割された左右２つの構成部材からなり、この２つの構成部材はその長さ方向に沿って例えば３分割されている。即ち、基部材１１６は長さ約８ｍの６つの構成部材で構成されていることになる。また縦部材１１７及び横部材１１８も左右が夫々分割された独立の部材であり、これら独立の部材はその長さ方向に沿って例えば３分割されており、夫々６つの構成部材で構成されている。なお、台部１１５は例えば約４ｍ間隔に配置された車輪１１９によってレール１２０上に支持されており、４ｍ間隔で支持された場合に耐え得る程度の強度しか有していない。

このように、上記従来技術における裏当ユニット及び台部は、数多くの構成部材を組み立て接合したものであるために強度が不足し、一体物として吊り上げ又は搬送することは不可能であった。従って、従来から、各構成部材を製作工場で製造した後、組立、作動テストを行い、その後、搬送のためだけに各構成部材毎に分解し、更に各々の接続を解体した後、梱包し、搬送し、搬送先の現場で再度組み立てることが行われていた。従って、据え付け作業が煩雑となり、また据え付け所要期間が長くなり、これによって装置停止期間が長くなって生産性が著しく低下するという問題点があった。

なお、裏当ユニット又はこれを支持する台部等の長尺物を陸上輸送する場合、その幅方向及び高さ方向にも規制値が設けられており、長さ方向だけでなく幅方向についても分割が必要になる場合がある。

片面溶接装置の裏当ユニットに関する従来技術としては、例えば特許文献１乃至３が挙げられる。特許文献１には、被溶接鋼板のクランプ位置を変更することにより、薄板を溶接する薄板溶接モードと、厚板を溶接する厚板溶接モードを切替え可能とした技術が開示されている（特許文献１、図１及び図２）。

また、特許文献２には、裏当てフラックス散布回収手段を昇降手段により被溶接鋼板と干渉しないように退避させ、被溶接鋼板の搬送後には裏当部まで裏当フラックス散布回収手段を進出できるようにした片面溶接装置が記載されている（特許文献２、図３乃至図５）。

更に、特許文献３には、被溶接鋼板を拘束する手段が第１クランプ及び第２クランプからなり、第１クランプ及び第２クランプが被溶接鋼板上に夫々配置される第１及び第２磁性体と、これら磁性体の直下に配置され前記各被溶接鋼板及び各磁性体を吸着自在な磁気吸着装置とで構成した片側溶接装置が記載されている（特許文献３、図１及び図２）。

特開平１０−１２８５８１号公報 特開平１１−３３７２８号公報 特開２０００−２８８７８５号公報

しかしながら、上記従来技術は、裏当装置の強度を向上させ、一体物として搬送可能とし、これによって搬送先での据え付け期間を短縮することを目的としたものではなく、裏当装置を搬送した場合、搬送現場における据え付け期間が長くなって生産性が低下するという上記問題点は未解決のままである。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、搬送時に一体物として搬送することができ、搬送先での組み立て及び据え付け期間を短縮することができる裏当装置及びその搬送方法を提供することを目的とする。

本願第１発明に係る裏当装置は、仮止めされた被溶接材をその溶接線に沿って溶接する際に使用される裏当装置において、溶接線方向に延びる少なくとも２本の台フレームとこれらの台フレームを相互に連結する連結フレームとを備えた台部と、この台部上に配置され前記溶接線に平行又は垂直の方向に前記被溶接材を移動させる移動装置と、前記台部上に配置された第１昇降装置と、前記被溶接材の溶接線の下方に配置されると共に前記第１昇降装置上に搭載されて前記第１昇降装置により昇降する裏当部と、を有し、前記各台フレームは１体化された構造体であり、前記裏当部は、前記第１昇降装置上に配置された第１フレームと、この第１フレーム上に前記溶接線に垂直の方向に移動可能に設けられた裏当ユニットと、を有することを特徴とする。

本願第１発明に係る裏当装置において、前記裏当部の裏当ユニットは、例えば裏当フラックスを支持する裏当銅板と、この裏当銅板を上下動させる第２昇降装置とを有するフラックス・カッパー・バッキング方式である。

また、前記裏当部の裏当ユニットは、例えば裏当フラックスを支持するフラックスコンベアと、このフラックスコンベアを上下動させる第３昇降装置とを有するレジン・フラックス方式であってもよい。

本願第１発明に係る裏当装置において、前記台フレームは、角パイプであることが好ましい。

本願第１発明に係る裏当装置において、前記台フレームは、前記台部の幅方向に突出した被溶接材の支持部材を有し、この支持部材が着脱自在に設けられていることが好ましい。

本願第２発明に係る裏当装置の搬送方法は、前記台部、台部上に配置された被溶接材の前記移動装置及び被溶接材の溶接線の下方に配置される前記裏当部を一体として搬送する。

また、本願第３発明に係る裏当装置の搬送方法は、前記被溶接材の溶接線の下方に配置される前記裏当部を前記第１フレームごと溶接機ビームに搭載して搬送する。

本願第１発明に係る裏当装置によれば、台部が溶接線方向に延びる少なくとも２本の台フレームを有することにより、裏当装置全体としての吊り上げ強度及び搬送強度が向上する。従って、裏当装置を一体ものとして搬送することができ、搬送先における据え付け作業が容易となり、据え付け期間が短縮される。また、裏当装置据え付けのための溶接機停止期間を必要最小限とすることができるので、装置を停止することによる生産性の低下を最小限に抑えることができる。

また、裏当装置が台部上に配置された第１昇降装置を有し、裏当部を第１昇降装置上に搭載し、第１昇降装置により昇降するものとしたので、この裏当装置を縦流れ方式の片面溶接だけでなく、横流れ方式の片面溶接に適用することができる。

更に、裏当部が第１昇降装置上に配置された第１フレームと、第１フレーム上に溶接線に垂直の方向に移動可能に設けられた裏当ユニットとを有するので、溶接線に対する裏当部の水平方向位置を微調整することができる。

本願請求項２に係る裏当装置によれば、裏当部の裏当ユニットをフラックス・カッパー・バッキング方式としたので、被溶接材が比較的厚く、目違いがない場合の片面溶接に好適に使用することができる。

本願請求項３に係る裏当装置によれば、裏当部の裏当ユニットをレジン・フラックス方式としたので、被溶接材の板厚、目違いの有無等を考慮し、被溶接材が比較的薄く、目違いがある場合に好適に使用することができる。

本願請求項４に係る裏当装置によれば、台フレームを角パイプとしたので、裏当装置の総重量を増大させることなく、強度を向上させることができる。

本願請求項５に記載の裏当装置によれば、台フレームが台部の幅方向に突出した被溶接材の支持部材を有し、この支持部材を着脱自在に設けたので、必要に応じて前記支持部材を取り外すことにより、幅方向の寸法を縮小して規制寸法内に収めることができる。

本願第２発明に係る裏当装置の搬送方法によれば、台部と、この台部上に配置された被溶接材の移動装置及び被溶接材の溶接線の下方に配置される裏当部とを有する裏当装置を一体として搬送するので、搬送先での据え付け及び組み立て作業が軽減され、作動テストの一部を省略することができる。

本願第３発明に係る裏当装置の搬送方法によれば、裏当部を第１フレームごと溶接機ビームに搭載して搬送するようにしたので、台部を有しない裏当装置であっても溶接機ビームを補強材として利用して一体物として搬送することができる。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。図１乃至図４は、本発明の第１実施形態に係る裏当装置を示す説明図であり、図１はその平面図、図２は側面図、図３及び図４は夫々図２のＡ−Ａ線矢視方向断面図であり、図３は昇降フレームが上昇位置にある場合、図４は、昇降フレームが下降位置にある場合を示す図である。

図１及び図２において、この裏当装置２８は細長い長尺物であって、その中央部分の裏当ユニット１と、この裏当ユニット１を支持する台部２とから主として構成されている。

裏当ユニット１の長さ方向に沿って裏当銅板３が多数１列に配置されている。裏当銅板３を挟むように台部２には所定の間隔で、その長さ方向に沿って上下に２本ずつ平行に配置された角パイプ状の台フレーム９が合計４本配置されている。角パイプ状の台フレーム９は連結フレーム２３によって相互に連結されて台部２を形成している。

上側の２本の角パイプ状の台フレーム９にはパネル移動ローラ４及び電磁マグネット５が所定間隔で多数配置されている。パネル移動ローラ４は被溶接材としての鋼板をパネルパスライン２６上で平行移動させて開先線を裏当銅板３上に一致させる。一方、電磁マグネット５は被溶接材を電磁力によって下方に引きつけることによって固定する。

裏当ユニット１の上方にはフラックス供給装置２７が設けられており、このフラックス供給装置２７はパネルパスライン２６に平行に移動して裏当装置１の裏当銅板３上に裏当フラックスを散布する。

図３及び図４において、裏当ユニット１には裏当銅板３と、この裏当銅板３を支持する裏当銅板受け１１とが設けられており、裏当銅板受け１１の下方には断熱シート１２を介してエアホース１３が配置されている。断熱シート１２は裏当銅板３とエアホース１３との間の熱移動を防止する。

エアホース１３に高圧空気を導入することにより、裏当銅板受け１１に支持された裏当銅板３上が上昇し、これによって裏当銅板３上に散布された裏当フラックス層（図示省略）が被溶接材の開先線の裏面に当接するように配置される（図３右側参照）。一方、エアホース１３に供給した加圧空気を排出させることにより、裏当銅板受け１１に支持された裏当銅板３が下降し、これによって裏当銅板３上に散布された裏当フラックス（図示省略）が開先線の裏面から離れる（図３左側参照）。

裏当銅板３、裏当銅板受け１１、断熱シート１２、エアホース１３等を有する裏当ユニット１はユニットフレーム１４上に載置されており、このユニットフレーム１４は１対の車輪１５を介して水平方向に移動可能に昇降フレーム（第１フレーム）１６に載置されている。これによってユニットフレーム１４は昇降フレーム１６と相対的に水平方向に移動可能に設けられている。

昇降フレーム１６には断面三角形状のフラックス回収部１７が設けられており、このフラックス回収部１７の底部中央部にスクリューコンベア１８が配置されている。裏当ユニット１の裏当銅板３上に散布された裏当フラックスのうち裏当銅板３から落下したフラックスはフラックス回収部１７で受け取られ、スクリューコンベア１８によって系外に排出、回収される。

昇降フレーム１６は、昇降装置１９を介して車輪を有する台部２に搭載されている。即ち、昇降フレーム１６に取り付けられた昇降装置１９の下端は台部２の基部材６を貫通して台車本体２２まで達しており、これによって昇降フレーム１６は台部２に対して昇降可能に支持されている。

台部２は走行レール２０上に載置された１対の車輪２１を有する台車本体２２と、この台車本体２２に載置され上部が解放された箱型のフレームとから主として構成されている。箱型のフレームは基部材６と、この基部材６の両端部に夫々配置された縦部材７と、この縦部材７の上端部に夫々連結するように配置された横部材８とで主として構成されている。

台部２の基部材６と縦部材７の下端部とが交わる部分及び縦部材７の上端部と横部材８とが交わる部分には裏当装置の長さ方向に沿って角パイプ状の台フレーム９が配置されている。これによって、裏当ユニット１とこれを支持する台部２とで構成される裏当装置の吊り上げ強度及び搬送強度が向上し、裏当装置を一体物として吊り上げ、搬送することができるようになる。各台フレーム９は、例えば複数本のフレームを溶接等によって接合して１体化させた構造体であり、強度及び剛性が高い。

台部２の上部側に平行に配列された２本の角パイプ状の台フレーム９上にパネル移動ローラ４及び電磁マグネット５が所定間隔で取り付けられている。パネル移動ローラ４は隣接して設けられた駆動源としてのモータ２５によって駆動される。支持ローラ１０は夫々支持部材を介して台部２の横部材８から台部２の幅方向に突出するように設けられている。被溶接材の支持部材としての支持ローラ１０は、例えばボルトナット等の固定具によって着脱自在に設けられている。支持ローラ１０は、パネルパスライン２６に沿って平行移動する被溶接材をサポートする。

以下、このような構成の本発明の第１実施形態に係る裏当装置の動作を説明する。

本実施形態に係る裏当装置は昇降フレーム１６毎上下に昇降可能であり、被溶接材を溶接線と直交する方向に移動させる横流れ方式の片面溶接に適用される。図５は、横流れ方式の片面溶接における被溶接材と裏当装置との位置関係を示す図である。図５（ａ）において、仮止めされた４枚の被溶接材６０に対し、その溶接線６１、６２、６３と同一方向に縦長の裏当銅板３が配置されている。

横流れ方式の片面溶接においては、第１の溶接線６１を溶接した後、第２の溶接線６２を溶接する必要があるので、第１溶接線６１を溶接した後も裏当ユニット１の上方には被溶接材６０が存在し、開放されない。従って、裏当銅板３上に裏当フラックスを散布する際、被溶接材６０が邪魔になる。従って、本実施形態に係る裏当装置は裏当ユニット１を昇降フレーム１６ごと昇降させる昇降装置１９を有する。

このような裏当装置を使用した片面溶接（サブマージアーク溶接）は、以下のように行われる。先ず、被溶接材が裏当ユニット１の上部に配置される前に、裏当ユニット１の上方のフラックス供給装置２７（図２参照）を裏当銅板３の上部まで移動し、裏当ユニット１の長さ方向に沿って移動して裏当銅板３上にフラックスを均一に散布して裏当フラックス層を形成する。

次に、パネル移動ローラ４及び支持ローラ１０を駆動し、仮止めされた被溶接材６０を裏当ユニット１の上部のパネルライン２６に沿って移動し、第１溶接線６１が裏当ユニット１の裏当銅板３と重なる位置で停止する。このとき、昇降フレーム１６に載置された１対の車輪１５によって被溶接材６０の第１溶接線６１に対する裏当銅板３の相対位置を微調整する。

第１溶接線６１に対する裏当銅板３の相対位置を決定した後、裏当銅板３の下方に設けられたエアホース１３に加圧空気を導入してエアホース１３を膨張させ、これにより裏当銅板３に載置された裏当てフラックス層（図示省略）を被溶接材６０の第１溶接線６１の下面に押しつけるように配置する（図３右側参照）。このとき磁気マグネット５を起動し、上方に押し上げられるように付勢された被溶接材６０を磁気によって下方に引きつけて固定する。

第１溶接線６１の裏面に裏当ユニット１を配置し、且つ被溶接材６０の固定が終了した後、図示省略した溶接トーチを使用して、例えばＶ形開先の上方から片面サブマージアーク溶接を施して第１溶接線６１を溶接する。このとき、鋼板を貫通した溶接金属は裏当フラックスによって支えられ、裏ビードの形状が整えられる。

第１溶接線６１の溶接が終了した後、被溶接材６０を溶接線６１に直交する方向（図５中右方向）に移動し、次の第２溶接線６２が裏当ユニット１の裏当銅板３と重なる位置で停止する。この状態で、昇降装置１９を駆動して裏当ユニット１を昇降フレーム１６ごと下降させ（図４参照）、被溶接材６０、即ちパネルライン２６と裏当ユニット１の上部との間に所定の空間を設ける。被溶接材６０と裏当ユニット１との間に空間を設けた後、フラックス供給装置２７（図２参照）を裏当銅板３の上方まで移動し、上記と同様にして裏当銅板３上に裏当フラックスを散布して新しい裏当フラックス層を形成する。新しいフラックス層を形成した後、フラックス供給装置２７を水平移動して裏当銅板３及び溶接線６２から遠ざける。

次いで、昇降装置１９によって裏当ユニット１を昇降フレーム１６ごと上方向に移動させ（図３参照）、裏当ユニット１の裏当銅板３を被溶接材６０の第２溶接線６２の裏面近傍で停止する（図３左側参照）。次に、エアホース１３に加圧空気を導入してこれを膨張させ、その上部の裏当銅板３上に形成された裏当フラックス層（図示省略）を第２溶接線６２の裏面に配置して（図３右側参照）同様に第２溶接線６２に対して片面サブマージアーク溶接を施す。その後、同様の操作を繰り返して第３溶接線に対して片面サブマージアーク溶接を施し、被溶接材６０の３つの溶接線の溶接を終了する。

本実施形態によれば、台部２の長さ方向に沿って始端から終端まで延びる４本の角パイプ状の台フレーム９を設けたことにより、総重量を大幅に増大することなく、裏当ユニット１を支持する台部２の強度を向上させることができる。これによって裏当装置としての吊り上げ強度及び搬送強度が向上する。従って、裏当装置を一体ものとして吊り上げて例えばポールトレーラに搭載して搬送することができるようになり、搬送先における据え付け作業が容易となり、据え付け期間を短縮することができる。また、裏当ユニット据え付けのための溶接機停止期間を必要最小限として生産性の低下を極力少なくすることができる。

本実施形態によれば、裏当装置を製造工場で検査調整された状態のまま解体することなく搬送し、そのまま搬送先に据え付けることができるので、現地での検査、調整の一部を省略することができる。

図６は、本実施形態の裏当装置を一体ものとして天井走行クレーンで吊り上げた状態を示す説明図である。図６において、本実施形態における裏当装置２８は吊り上げワイヤ３０を介して天井走行クレーン２９によって一体ものとして吊り上げられている。

本実施形態によれば、裏当装置の完成重量をクレーンで吊り上げられる限度内、例えば３０ｔ（トン）以内とすることができ、且つその強度を向上させることができるので、中央付近の２点吊りによって吊り上げることができる。また、本実施形態の裏当装置は輸送車に載せた両端近傍の２点支持によっても撓みが少なく、内部応力が許容範囲内になり、長距離輸送中の振動にも共振することなく十分耐えられる強度を有するものとなる。

本実施形態において、台部２の上部の幅方向に突出するように配置された被溶接材の支持部材としての補助ローラ１０をこの補助ローラ１０を支持するローラフレームごと着脱自在に設けたことにより、台部２の幅方向寸法が陸上輸送時の限界寸法である例えば２．５ｍを超える場合に、前記補助ローラ１０をローラフレームごと取り外して輸送限界値内とすることができる。なお、長さ寸法の輸送限界値は例えば２５ｍであり、本実施形態に係る裏当装置はこれをクリアすることができる。

本実施形態において、裏当装置は、裏当銅板３、裏当銅板受け１１、断熱シート１２、エアホース１３をはじめとする接続又は付属部品、油空圧配管、電気配線等が所定位置に配置され又は連結された状態のまま搬送することができる。これによって、機体の接続、配線、配管等が不要となり、外部からの配線及び配管を行うだけで、据え付けが完了し、据え付け時間をより短縮することができる。

本実施形態においては、角パイプ状の台フレーム９を、上下に夫々平行に設けた合計４本としたが、台部２の高さが低い場合は、角パイプ状の台フレーム９を１段とし、平行に配置した２本とすることができる。これによって総重量をそれほど増加させることなく強度を向上させることができる。なお、強度が不足する場合は適宜角パイプ状の台フレーム９の本数を増加させればよい。

次に、本発明の参考例に係る裏当装置について図７を参照して説明する。図７は本発明の参考例に係る裏当装置の正面図である。図７において、裏当装置は、被溶接材の開先線の裏面に裏当フラックスを配置する２方式の裏当ユニットを有し、この裏当ユニットの水平方向位置調整装置を共通に設けたものである。

図７において、走行レール３１上に１対の車輪３２を有する台部３３が搭載されている。台部３３は走行レール３１に沿って水平に設けられた基部材３４と、この基部材３４上に均等に立設された３本の垂直部材を有している。

この３本の垂直部材は裏当ユニットの長さ方向の始端から終端まで延びる角パイプ状の台フレーム３５によって構成されている。各角パイプ状の台フレーム３５は１体的な構造体である。これによって台部３３の強度が増し、一体物として吊り上げ及び搬送に耐えられるようになる。

角パイプ状の台フレーム３５からなる３本の垂直部材の上部には被溶接材を支持し水平方向に移動させるパネル移動ローラ３８又は被溶接材を磁気によって吸引し、固定する磁気マグネット３９が設けられている。また３本の垂直部材相互間には夫々水平の連結フレーム４１、４２が掛け渡されている。連結フレーム４１、４２上には中央の垂直部材を貫通させるようにユニットフレーム４３が搭載されており、このユニットフレーム４３上に走行レール１の長さ方向に沿って第１裏当ユニット４４及び第２裏当ユニット４５が並設されている。

第１裏当ユニット４４には、溶接線に沿って延びる桶状のフラックス容器４６と、このフラックス容器４６の下方に設けられフラックス容器４６を上方に向かって押し上げるエアホース４７が設けられている。一方、第２裏当ユニット４５には溶接線に沿って延びる銅板４８と、この銅板４８の下方に配置され銅板４８を上方に向かって押し上げるエアホース４９が設けられている。

第１裏当ユニット４４の下方の水平の連結フレーム４１には第１裏当ユニット４４のフラックス容器４６から溢れたフラックスを受けて回収するためホッパ状のフラックス回収部５１が設けられ、第２裏当ユニット４５の下方の水平の連結フレーム４２には第２裏当ユニット４５の銅板４８から溢れたフラックスを受けて回収するためホッパ状のフラックス回収部５２が設けられている。ホッパ状のフラックス回収部５１及び５２の底部には夫々回収したフラックスを系外に排出するスクリューコンベア５３及び５４が設けられている。

２つの裏当ユニット４４及び４５が搭載されたユニットフレーム４３とその下方の台部３３との間には、ユニットフレーム４３を台部３３に対して相対的に水平方向に移動させるためのギヤ装置の組み合わせとその駆動モータとからなる位置調整装置５５が設けられており、この位置調整装置５５によって２つの裏当ユニットのフラックス容器４６及び銅板４８の溶接線に対する相対的位置を微調整する。

第１裏当ユニット４４のフラックス容器４６の上方及び第２裏当ユニット４５の銅板４８の上方には溶接線に沿って移動可能にホッパ状のフラックス供給装置５６が配置されており、このフラックス供給装置５６をフラックス容器４６又は銅板４８の上方まで移動させた後、その長さ方向に沿って移動させることによってフラックス容器４６又は銅板４８上に裏当てフラックスが散布され、裏当フラックス層が形成される。

次に、このように構成された本発明の参考例に係る裏当装置の動作を第１実施形態に係る装置の動作との相違点に着目して説明する。

この裏当装置は被溶接材を溶接線と同一方向に移動させる縦流れ方式の片面溶接を行うものである。

実際の溶接操作を開始する前に、被溶接材の板厚、目違いの有無等を考慮し、被溶接材が比較的薄く、目違いがある場合はＲＦ方式の第１の裏当ユニット４４を使用する。

図８（ａ）、（ｂ）は、縦流れ方式の片面溶接における被溶接材と裏当ユニットのフラックス容器との位置関係を示す模式図である。図８（ａ）において、仮止めされた２枚の被溶接材６０に対して溶接線６１と同一方向にフラックス容器４６が配置されており、被溶接材６０は溶接線６１と同一の方向に移動する。

溶接を開始するに際し、裏当ユニット４４の上方に設けられたフラックス供給装置５６を用いてフラックス容器４６内に裏当てフラックスを均一に散布してフラックス層を形成する。

次に、パネル移動ローラ３８によって被溶接材６０をパネルライン５７に沿って移動し、被溶接材６０の溶接線６１をフラックス容器４６と重なる位置で停止する（図８（ｂ））。このとき、位置調整装置５５によってフラックス容器４６の溶接線６１に対する位置を微調整する。

溶接線６１に対するフラックス容器４６の相対位置の微調整が終了した後、エアホース４７に加圧空気を導入してこれを膨張させて、フラックス容器４６内のフラックス層を溶接線の裏面に配置し、以下、第１実施形態の場合と同様にして溶接線６１に対して片面サブマージアーク溶接を施す。このとき、裏当フラックス層は鋼板を貫通した溶接金属を支え、裏ビードの形状を整える。溶接線６１の溶接が終了した後、被溶接材６０を溶接線６１と同一方向（図８中右方向）に移動させることにより溶接装置から外して片面サブマージアーク溶接を終了する。

本参考例において、被溶接材６０が比較的厚く、目違いがない場合はＦＣＢ方式の第２の裏当ユニット４５を使用する。この場合も溶接を開始するに際し、裏当て装置４５の上方に設けられたフラックス供給装置５６を用いて銅板４８上に裏当てフラックスを均一に散布してフラックス層を形成する。

次に、パネル移動ローラ３８によって次の被溶接材６０をパネルライン５７に沿って移動し、次の被溶接材６０の溶接線６１が銅板４８と重なる位置で停止する。このとき、位置調整装置５５によって銅板４８の溶接線６１に対する位置を微調整する。

溶接線６１に対する銅板４８の相対位置の微調整が終了した後、エアホース４９に加圧空気を導入してこれを膨張させ、銅板４８上に形成され、この銅板４８で裏打ちされたフラックス層（図示省略）を溶接線６１の裏面に配置し、以下、第１裏当ユニット４４を用いた場合に準じて溶接線６１に対して片面サブマージアーク溶接を施す。

本参考例の裏当装置によれば、車輪を有する台部３３の３つの垂直部材を裏当ユニット構造体の長さ方向の始端から終端に至る角パイプ状の台フレーム３５で構成したことにより、総重量を増大させることなく、裏当装置を一体として吊り下げ、搬送するための強度が得られる。従って、裏当装置を一体として搬送できるだけでなく、搬送先における据え付け作業が容易となり、据え付け時間が短縮し、溶接装置停止時間を必要最小限として溶接効率の低下を防止することができる。

次に本発明の第２実施形態に係る裏当ユニットの搬送方法ついて説明する。

本発明の第２実施形態に係る裏当装置の搬送方法は、台部２と、この台部２上に配置された被溶接材の移動装置４及び被溶接材の溶接線の下方に配置される裏当部１とを有する裏当装置（図２参照）を一体として例えば天井走行クレーンで吊り上げ（図６参照）例えばポールトレーラに載せて目的地まで搬送する。これによって、製造現場で組み立て動作試験を行った裏当装置をそのままの状態で搬送することができ、搬送先での据え付け及び組み立て作業が軽減され、動作テストの一部を省略することができる。

次に本発明の第３実施形態に係る裏当装置の搬送方法ついて説明する。片面溶接装置の中には、パネルを輸送するコンベアの中に裏当ユニットのみを配置し、その上方に溶接機を走行させる溶接機ビームを設け、これによって片面溶接を行うものがある。

図９は、このような片面溶接装置を示す平面図、図１０はその正面図である。

図９及び図１０において、パネル搬送コンベア７０、７０の間に裏当ユニット７１が配置されている。このパネル搬送コンベア７０にはパネル移動装置７４及び電磁マグネット７５が所定間隔で設けられている。パネル搬送コンベア７０とは所定間隔隔てた上方に搬送コンベアに平行且つ水平方向に移動可能に溶接機ビーム７３が設けられており、この溶接機ビーム７３はその両端が図示省略した柱に支持された状態でパネル搬送コンベア７０上に張り渡されている。溶接機７２は溶接機ビーム７３に水平移動可能に取り付けられている。

裏当ユニットの昇降には既設の油圧ユニット８１が使用され、裏当ユニットは昇降フレームに載置された状態で油圧ユニット８１に搭載して使用される。

このような片面溶接装置に適用する裏当装置において台部は不要である。従って、裏当ユニットは台部を有しない昇降フレームに載置した状態の裏当装置として搬入され、昇降フレームには裏当ユニットを載せた状態で吊り上げできるような強度が要求される。

従って、本実施形態においては、裏当ユニットを載置した昇降フレームを裏当ユニット毎溶接機ビームに搭載して一体化して搬送する。

図１１及び図１２は、溶接機ビームに裏当装置を載置した状態を示す説明図であり、図１１は側面図、図１２は図１１のＢ−Ｂ線矢視方向断面図であって、クレーンで吊り上げた状態を示す図である。図１１及び図１２において、溶接機ビーム７３の長さ方向に沿って、長尺物である裏当装置７１が載置されており、溶接機ビーム７３と裏当装置７１の昇降フレーム７６との隙間には、ショクアブソーバとしての木材７７が配置されている。図１２において、裏当装置７１は溶接機ビーム７３に載置された状態で吊り上げ補助具７９及び吊り上げワイヤ７８によって吊り上げられている。なお、溶接機ビーム７３と昇降フレーム７６との固定は、例えば荷締めベルト等によって行われる。

裏当ユニットを載置した昇降フレームを輸送車に載せる場合は両端支持に近いので、クレーンによる吊り上げである中間支持に比べてより大きな強度が要求されるが、裏当装置７１を溶接機ビーム７３に載置して一体化することにより、両端支持に耐え得る強度を確保できるので、昇降フレーム７６の強度としては吊り上げ時に耐えられる強度を有すれば足りる。従って、強度向上のために総重量を大幅に増大させることがなく軽量化を実現できる。また、これによって、例えば１台のポールトレーラに搭載できる数量が多くなるので、輸送車台数を節約することもできる。

搬送先に搬入された裏当装置は、溶接機ビーム７３から取り外し、既設の油圧ユニット８１装置に搭載して使用される。一方、溶接機ビーム７３は、例えばパネル搬送コンベア７０上に掛け渡され、溶接機７２のガイド部材として使用される。

溶接機ビームは溶接装置を稼働させる際には重要な部材であり他に代用することはできないが、搬送中は特別な作用を発揮するものではないので、溶接機ビームを搬送時の裏当装置の補強材として利用する。

本実施形態によれば、溶接機ビーム７３に裏当ユニットと昇降フレームとを一体化した裏当装置７１を搭載して搬送するようにしたことにより、強度部材である溶接機ビーム７３を有効利用することができるうえ、裏当ユニットを搬送するための特別な補強部材を不要とし、裏当装置の効率的な搬送が可能となる。

本実施形態において、溶接機ビーム７３は各種部品、油空圧配管、電気配線、溶接ケーブルなどを収納したケーブル処理装置、レール、ラック等の付属物を付設したままの状態で使用し、この状態の溶接機ビーム７３に裏当ユニット及び昇降フレームからなる裏当装置を載置することが好ましい。これによって、搬送先での溶接機ビームの組み立て及び据え付けがより容易となる。

搬送時に一体物として搬送することができ、搬送先での組み立て及び据え付け期間を短縮することができる本発明の裏当装置は、裏当装置を使用する片面溶接の分野で特に有用である。

本発明の第１実施形態に係る裏当装置の平面図である。 図１の側面図である。 図２のＡ−Ａ線矢視方向断面図（昇降フレームを上昇させた状態）である。 図２のＡ−Ａ線矢視方向断面図（昇降フレームを下降させた状態）である。 横流れ方式の片面溶接における被溶接材と裏当ユニットとの位置関係を示す図である。 裏当装置の吊り上げ状態を示す説明図である。 本発明の参考例に係る裏当装置の正面図である。 縦流れ方式の片面溶接における被溶接材と裏当ユニットとの位置関係を示す図である。 本発明の裏当装置が適用される片面溶接装置の１例を示す平面図である。 図９の正面図である。 溶接機ビームに裏当装置を搭載した状態を示す図である。 図１１のＢ−Ｂ線矢視方向断面図である。 従来の裏当装置を示す平面図である。 図１３の一部切欠側面図である。 図１４のＣ−Ｃ線矢視方向断面図である。 図１３の裏当銅板の拡大図である。 図１６の側面図である。 図１７のＤ−Ｄ線矢視方向断面図である。 従来技術における裏当装置の使用状況を示す正面図である。 図１９における裏当装置の拡大図である。

符号の説明

１：裏当ユニット
２：台部
３：裏当銅板
４：パネル移動ローラ
５：電磁マグネット
６：基部材
７：縦部材
８：横部材
９：角パイプ状の台フレーム
１０：支持ローラ
１１：裏当銅板受け
１２：断熱シート
１３：エアホース
１４：ユニットフレーム
１５：車輪
１６：昇降フレーム
１７：フラックス回収部
１８：スクリューコンベア
１９：昇降装置
２０：走行レール
２１：車輪
２２：台車本体
２３：連結フレーム
２５：モータ
２６：パネルパスライン
２７：フラックス供給装置
２８：裏当装置
２９：天井走行クレーン
３０：吊り上げワイヤ
３１：走行レール
３２：車輪
３３：台部
３４：基部材
３５：角パイプ状の台フレーム
３６：垂直部材
３７：垂直部材
３８：パネル移動ローラ
３９：電磁マグネット
４１：連結フレーム
４２：連結フレーム
４３：ユニットフレーム
４４：第１裏当ユニット
４５：第２裏当ユニット
４６：フラックス容器
４７：エアホース
４８：銅板
４９：エアホース
５１：フラックス回収部
５２：フラックス回収部
５３：スクリューコンベア
５４：スクリューコンベア
５５：位置調整装置
５６：フラックス供給装置
５７：パネルパスライン
６０：被溶接材
６１：溶接線
６２：溶接線
６３：溶接線
７０：パネル搬送コンベア
７１：裏当装置
７２：溶接機
７３：溶接機ビーム
７４：パネル移動ローラ
７５：電磁マグネット
７６：昇降フレーム
７７：木材
７８：吊り上げワイヤ
７９：吊り上げ補助具
８０：パネル搬送方向を示す矢印
８１：油圧ユニット
１０１：裏当銅板
１０２：裏当銅板受け
１０３：断熱シート
１０４：エアホース
１０５：裏当ユニット
１０６：ユニットフレーム
１０７：車輪
１０８：昇降フレーム
１０９：昇降装置
１１０：フラックス回収部
１１１：スクリューコンベア
１１２：ローラチェイン
１１５：台部
１１６：基部材
１１７：縦部材
１１８：横部材
１１９：車輪
１２０：走行レール
１２１：パネル移動ローラ
１２２：駆動装置
１２５：鋼板
１２６：ガーダー本体
１２７：溶接ガイドフレーム
１２８：自動溶接機
１２９：ワイヤリール
１３０：銅板継手
１３１：銅板継手ピン
１３２：フラックス供給装置

Claims (7)

1. 仮止めされた被溶接材をその溶接線に沿って溶接する際に使用される裏当装置において、
   溶接線方向に延びる少なくとも２本の台フレームとこれらの台フレームを相互に連結する連結フレームとを備えた台部と、
   この台部上に配置され前記溶接線に平行又は垂直の方向に前記被溶接材を移動させる移動装置と、
   前記台部上に配置された第１昇降装置と、
   前記被溶接材の溶接線の下方に配置されると共に前記第１昇降装置上に搭載されて前記第１昇降装置により昇降する裏当部と、
   を有し、
   前記各台フレームは１体化された構造体であり、
   前記裏当部は、前記第１昇降装置上に配置された第１フレームと、この第１フレーム上に前記溶接線に垂直の方向に移動可能に設けられた裏当ユニットと、を有することを特徴とする裏当装置。
2. 前記裏当部の裏当ユニットは、裏当フラックスを支持する裏当銅板と、この裏当銅板を上下動させる第２昇降装置とを有するフラックス・カッパー・バッキング方式であることを特徴とする請求項１に記載の裏当装置。
3. 前記裏当部の裏当ユニットは、裏当フラックスを支持するフラックスコンベアと、このフラックスコンベアを上下動させる第３昇降装置とを有するレジン・フラックス方式であることを特徴とする請求項１に記載の裏当装置。
4. 前記台フレームは、角パイプであることを特徴する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の裏当装置。
5. 前記台フレームは、前記台部の幅方向に突出した被溶接材の支持部材を有し、この支持部材が着脱自在に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の裏当装置。
6. 請求項１に記載の裏当装置の搬送方法であって、前記台部、この台部上に配置された被溶接材の前記移動装置及び被溶接材の溶接線の下方に配置される前記裏当部を一体として搬送することを特徴とする裏当装置の搬送方法。
7. 請求項１に記載の裏当装置の搬送方法であって、前記裏当部を前記第１フレーム毎溶接機ビームに搭載して搬送することを特徴とする裏当装置の搬送方法。

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