JP5805964B2

JP5805964B2 - 固定冶具

Info

Publication number: JP5805964B2
Application number: JP2011051228A
Authority: JP
Inventors: 稔也山▲崎▼; 憲二森田; 義信山田
Original assignee: TOYO KOKI CO., LTD.; Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Current assignee: TOYO KOKI CO., LTD.; Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2011-03-09
Publication date: 2015-11-10
Anticipated expiration: 2031-03-09
Also published as: JP2012187592A

Description

本発明は、保持対象である部材が倒れたり位置ずれしないように、保持対象物を安定的に保持することができる固定冶具に関する。

従来より、２つの鋼板など金属製の部材を一体化する方法は、工作機械の分野だけではなく建築分野など様々な技術分野で行われている。例えば、水平方向に載置された金属フレームに対し、長尺状の金属板を起立させた状態でＴ継手の隅肉溶接をする場合には、溶接作業中に金属板が倒れたり位置ずれしたりすることがないよう保持する必要があり、保持対象の金属板を位置ずれ等しないよう保持する手段としては、手力で保持する以外に、磁力を用いたクランパや係止手段など様々な手段が提案されており、例えば特許文献１には、回転軸に圧入されたプーリを抜き取るに際し、板状腕部の引掛け爪部でプーリを保持する技術等が開示されている。

特公昭６３−２９１２０号公報

特許文献１で開示されている技術は、引掛け爪部で係止されたプーリの中心に圧入された回転軸を押付けキャップで押圧し、回転軸からプーリを抜き取るという、作業性を向上しようという技術であり、こうした作業効率の向上を図ることが様々な分野で望まれている。例えば、金属製の部材同士を溶接により一体接合する技術分野においては、溶接作業性に加え溶接時の作業者に対する安全性を配慮した技術が望まれている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、溶接対象となり得るような部材が、溶接などの作業中に倒れたり位置ずれ等することがないよう安定的に保持できるようにし、作業性、及び作業者の安全性の向上を図った溶接部材保持装置等の固定冶具を提供することを目的とする。

さらに本発明は、垂直に立ち上がった部材に対して水平方向に保持対象物を保持固定して溶接等の作業をする場合であっても、固定冶具を駆動する油圧発生用の作動油がこぼれない構成の固定冶具を提供することを目的とする。

請求項１に係る固定冶具の発明は、
一方の部材を他方の部材に接合する際に、前記一方の部材を前記他方の部材に当接させた状態で保持することが可能な固定冶具であって、
負圧を発生させる負圧発生手段と、該負圧発生手段で発生された負圧により前記他方の部材に吸着される吸着部と、前記他方の部材に当接させた前記一方の部材を前記他方の部材に向かって押圧する油圧ロッドと、該油圧ロッドにより前記一方の部材を前記他方の部材に向かって押圧するときに反復操作される把持レバーと、前記油圧ロッドを内挿した油圧シリンダーと、該油圧シリンダーに油を供給する油圧ポンプと、該油圧ポンプの外側を覆うタンクカバーと、を備え、
前記把持レバーの反復操作により往復動ピストンを往復動させ前記油圧ポンプから前記油圧シリンダーへ作動油を供給することにより、該作動油を介在して設けられた前記油圧ロッドを突出させ、前記一方の部材を前記他方の部材に向かって油圧により弾性的に押圧して保持するように構成し、
前記タンクカバー内の油圧ポンプには、全体がハット状を呈すると共に可撓性を有するゴムタンクを備えており、
該ゴムタンクは、下方の開口部の外縁に形成したツバ部と、ドーナッツ状の作動油封入部と、該作動油封入部の内側に形成された内側ツバ部と、を備え、前記ツバ部は、前記タンクカバーの下面と油圧弁装置の上面との間に挟持され、前記内側ツバ部は、前記往復動ピストンを収容するシリンダー部の下面と前記油圧弁装置の上面との間に挟持され、前記油圧シリンダーへ供給される作動油が前記油圧ポンプの外部に漏れ出さないように覆い気密性を確保したものであることを特徴とする。

請求項２に係る固定冶具の発明は、請求項１において、
前記負圧発生手段は、圧縮空気が供給される吸気ポートと、該吸気ポートから供給された圧縮空気が排出される排気ポートと、前記吸気ポートと前記排気ポートの間に設けられた負圧ポートとを備えたエジェクタ装置であり、
前記負圧ポートで発生される負圧により前記吸着部に吸引力を発生させるものであることを特徴とする。

本固定冶具の発明によれば、溶接部材等になるような一方の部材を他方の部材に溶接等により接合する際、固定冶具に設けた吸着部を他方の部材に吸着させると共に、他方の部材に当接された一方の部材を油圧ロッドの先端で押圧して、一方の部材が倒れたり位置ずれしたりしないよう静止状態で保持することができる。よって、一方の部材が溶接対象である場合には、溶接を行う作業者は、溶接に伴い高熱化する一方の部材を手などで支えたりすることなく容易且つ安全に溶接作業を行うことができる。

また、他方の部材を吸着部により強固に吸着し、該吸着部で吸着された他方の部材に対し前記一方の部材を前記油圧ロッドにより押圧して保持することで歪により変形を生じている他方の部材と一方の部材との隙間を矯正し無くすことができる。

本発明の一例の溶接部材保持装置の正面図であり、溶接部材保持装置により一方の部材を他方の部材に当接させた状態で保持した状態を示す。同上、溶接部材保持装置を示す平面図である。同上、溶接部材保持装置を背面側から視た状態の要部を示す断面図である。同上、溶接部材保持装置を側面側から視た状態を示す断面図である。同上、油圧ポンプのタンクカバー内に設けられるゴムタンクを示す平面図である。同上、油圧ポンプのタンクカバー内に設けられるゴムタンクを示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図１〜図６により以下に説明する。もちろん、本発明は、その発明の趣旨に反しない範囲で実施形態において説明した以外の構成のものに対しても容易に適用可能なことは説明を要するまでもない。

図１及び図２に示す本発明の一例の固定冶具たる溶接部材保持装置１は、鋼材などの金属製の部材（一方の部材２と他方の部材３）をＴ継手の隅肉溶接により一体に接合する際に、他方の部材３の表面（上面）に当接された一方の部材２が倒れたり位置ずれしないように保持するためのものである。

溶接部材保持装置１には、一方の部材２を保持するための油圧シリンダー５と、他方の部材３を吸着するための一対の吸着部４とを備えており、油圧シリンダー５は、その油圧シリンダー５内に基端側が内挿され、先端部には他方の部材３に当接される押圧部材６が装着された油圧ロッド７を備えている。

油圧シリンダー５には、流路８を通じて作動油を供給する油圧ポンプ９を備えており、この油圧ポンプ９は手動による反復操作により、油圧シリンダー５に対して作動油を供給する把持レバー１１を備えている。また、別の駆動手段として、前記吸着部４に吸引力を発生させる負圧発生手段２０等を備えている。そして、この油圧ポンプ９と負圧発生手段２０とが、一方の部材２と他方の部材３を保持する駆動手段として動作される。

油圧ポンプ９の外側を覆うタンクカバー１２のその内側には、可撓性を有するゴムタンク１３を有しており、把持レバー１１の反復操作に伴い、油圧ポンプ９の往復動ピストン３１が往復動され、一対の一方向弁３２，３３の存在によりゴムタンク１３内の作動油がポンプアップされ、このポンプアップされた作動油は、横方向の流路８を介して縦方向の流路３４を経て油圧シリンダー５内に圧入され、油圧ロッド７が前進（図３に示す下方）される。油圧ロッド７が前進する際には、ゴムタンク１３は、油圧シリンダー５へ供給される加圧作動油が油圧ポンプ９の外部に漏れ出すことがないよう気密性が保持される。

他方の部材３に対して吸着される吸着部４の中心には、図１に示すように、吸着部４に対し垂直方向になるようにして上部に連結フレーム１４が装着されている。連結フレーム１４にはその長手方向に連続して多数の孔１４ａが形成されており、吸着部４の負圧発生手段２０のほか、油圧ポンプ９と油圧シリンダー５等が一体に設けられた本体フレーム１５の高さを調整することが可能となっており、保持する一方の部材２の高さの相違によって、本体フレーム１５の高さを調整する際には、図１に示すように、本体フレーム１５の孔部１５ａと連結フレーム１４の所望の孔１４ａとを対向させ、ピン３０によりピン止めを行い、高さ調整を行う。

吸着部４に吸引力を発生させる負圧発生手段２０は、所謂エジェクタ装置であり、負圧発生手段２０は、図示しないエアーコンプレッサから圧縮空気が供給される吸気ポート２１、吸気ポート２１から供給された圧縮空気が排出される排気ポート２２、吸気ポート２１と排気ポート２２の間に設けられた負圧ポート２３を備えており、吸気ポート２１から供給された圧縮空気が排気ポート２２から排出されることにより負圧ポート２３に負圧が発生される。そして、その負圧を用いて管体１０を通じ吸着部４に吸引力を発生させ、これにより、吸着部４が他方の部材３を吸引し、溶接部材保持装置１を他方の部材３に吸引固定する。なお、このような負圧発生手段２０は、本発明のポイントではなく、既に公知の技術でもあるのでこれ以上の詳細な説明はしない。

ここで、溶接部材保持装置１を適用して、水平に設けられた他方の部材３上に一方の部材２を起立させた状態で保持させるときの手順（Ｔ継手の隅肉溶接）について説明する。

先ず、他方の部材３上の所定箇所に一方の部材２を起立させた状態で当接配置し、油圧ロッド７先端に構成された押圧部材６が一方の部材２の上部に対向するように配置すると共に、この一方の部材２を跨ぐようにして一対の吸着部４を設置する。

次に、負圧発生手段２０を作動させ、吸着部４に吸引力を発生させることにより、他方の部材３の表面に対し吸着部４を吸着させる。なお、この段階では、一方の部材２に対し油圧ロッド７先端の押圧部材６が所定間隔より離れ過ぎている場合には、本体フレーム１５の孔部１５ａに対し連結フレーム１４の複数あるうちの何れかの孔１４aを対向させ、これらにピン３０を挿通して本体フレーム１５の高さ調整をすることで、押圧部材６の高さ調整を適宜行う。

次に、把持レバー１１の反復操作を行うと、油圧ポンプ９のゴムタンク１３内から油圧シリンダー５内へ作動油が供給され、それに伴い油圧ロッド７が一方の部材２側へ突出され、油圧ロッド７が油圧シリンダー５内のコイルバネ１６の弾性力（引っ張り力）に抗して伸張（他方の部材３に向かって伸張）され、油圧ロッド７先端の押圧部材６が、他方の部材３側へ一方の部材２の端部（上端部）を押圧することにより、一方の部材２が他方の部材３に対して固定保持される。

以上によれば、溶接部材保持装置１は、吸着部４により他方の部材３に吸着された状態で、他方の部材３上に当接された一方の部材２を、倒れたり位置ずれしたりしないよう静止状態で保持することができるから、他方の部材３に対し一方の部材２を溶接する作業者は、溶接に伴い高熱化する部材２を手などで支えたりすることなく容易且つ安全に溶接作業を行うことが可能となる。

しかし、油圧ポンプ９内に封入した作動油がリジッドなタンク等に入れられている場合には、タンク内に作動油を出し入れする開口部を設ける必要があることから、溶接部材保持装置を横向きに使用することが難しかった。そこで、本実施形態においては、横向き使用を可能にするために、油圧ポンプ９には作動油を封入する可撓性を有するゴムタンク１３を備えており、このゴムタンク１３により、油圧シリンダー５へ供給される作動油が油圧ポンプ９の外部に漏れ出さないように覆って気密性を確保することから、ゴムタンク１３内に有する油が外部へ漏れ出してこないよう防止することができる。

また、溶接部材保持装置１は、他方の部材３を吸着部４により強固に吸着し、該吸着部４で吸着された他方の部材３に対し、一方の部材２を油圧ロッド７により押圧して保持することで歪により変形を生じている他方の部材３と一方の部材２との隙間を矯正し無くすことができる。

ここで、ゴムタンク１３の詳細を示した図６、及び図３によりゴムタンク１３について説明すると、ゴムタンク１３は、全体的にはハット状を呈し、下方の開口部４１の外縁にはツバ部４２が形成され、このツバ部４２は、油圧ポンプ９のタンクカバー１２の下面と油圧弁装置３５の上面の間に挟持される。ゴムタンク１３には、ドーナツ状の作動油封入部４３が設けられ、その作動油封入部４３の内側部には、内側ツバ部４４が形成され、この内側ツバ部４４は、往復動ピストン３１を収容するシリンダー部４７の下面と油圧弁装置３５の上面の間に挟持される。

また、ドーナツ状の作動油封入部４３の所定位置には、作動油を供給するための作動油供給口４５が形成されている。この作動油供給口４５は油圧ポンプ９のタンクカバー１２の所定位置に形成された開口部と位置を一致して形成されており、ゴムタンク１３内の作動油が漏れないように、封止コック４６が配されている。

油圧ポンプ９の使用状態について説明する。手動により、把持レバー１１を反復操作するに伴い、油圧ポンプ９の往復動ピストン３１が往復動され、一対の一方向弁３２，３３の存在によりゴムタンク１３内の作動油がポンプアップされ、この作動油が流路８を介して流路３４を経て油圧シリンダー５内に圧入され、油圧ロッド７が前進（図３に示す下方）されると、これにより、油圧ロッド７先端に構成された押圧部材６が一方の部材２の上部に対向して前進され、一方の部材２が他方の部材３に固定・保持される。

また、ゴムタンク１３内の作動油がポンプアップされ、油圧ロッド７を収納している油圧シリンダー５内に供給されると、図３の実線表示のゴムタンク１３の状態から点線表示のゴムタンク１３の状態となる。よって、ゴムタンク１３は、油圧シリンダー５へ供給される加圧作動油が油圧ポンプ９の外部に漏れ出すことを確実に防止する。

また、詳細な説明は省略するが、溶接作業終了後等に溶接部材保持装置１による一方の部材２の保持を終了する際には、リリースコック３６を緩めることにより、一方向弁３２，３３による油圧流路を開放して、油圧シリンダー５内の作動油をゴムタンク１３側に戻すことにより、ゴムタンク１３の状態は、図３の点線表示の状態から実線表示の状態となる。そして、その状態における油圧ロッド７の後退動作は、油圧シリンダー５内のコイルバネ１６の弾性力（引っ張り力）によって達成される。

このような構成によって、本実施形態の溶接部材保持装置１においては、図１に示すように縦方向に設置して使用するだけではなく、横方向に設置したとしても油漏れを防止することができる。よって、溶接部材保持装置１から油漏れすることなく、一方の部材２を垂直方向にも水平方向にも保持することが可能となる。

また、突出される油圧ロッド７は油圧を用いて動作されるものであることから、油圧ロッド７が突出され該油圧ロッド７の押圧部材６で一方の部材２を押圧した際、油圧による弾性力を用いて一方の部材２を他方の部材３に対して弾性的に保持することが可能となる。

また、溶接作業終了後には、リリースコック３６を緩めることにより油圧ロッド７を後退させた状態で収納することができ、吸気ポート２１への供給空気を止めることにより本溶接部材保持装置１は移動可能となることから、比較的コンパクトな本実施形態の溶接部材保持装置１は、人ひとりで持ち運びが可能で、かつ、短時間に取付・取外しすることができ実用性に優れるものである。

以上のように本発明に係わる溶接部材保持装置１は、溶接対象である部材を位置ずれ等しないよう保持しようというものであるが、溶接対象ではないようなあらゆる保持対象部材にも適用できるから、保持することを目的とした冶具として、各種技術分野においても有効に活用することができる。

１溶接部材保持装置（固定冶具）
２一方の部材
３他方の部材
４吸着部
５油圧シリンダー
７油圧ロッド
９油圧ポンプ
１１把持レバー
１３ゴムタンク
２０負圧発生手段
２１吸気ポート
２２排気ポート
２３負圧ポート

Claims

一方の部材を他方の部材に接合する際に、前記一方の部材を前記他方の部材に当接させた状態で保持することが可能な固定冶具であって、
負圧を発生させる負圧発生手段と、該負圧発生手段で発生された負圧により前記他方の部材に吸着される吸着部と、前記他方の部材に当接させた前記一方の部材を前記他方の部材に向かって押圧する油圧ロッドと、該油圧ロッドにより前記一方の部材を前記他方の部材に向かって押圧するときに反復操作される把持レバーと、前記油圧ロッドを内挿した油圧シリンダーと、該油圧シリンダーに油を供給する油圧ポンプと、該油圧ポンプの外側を覆うタンクカバーと、を備え、
前記把持レバーの反復操作により往復動ピストンを往復動させ前記油圧ポンプから前記油圧シリンダーへ作動油を供給することにより、該作動油を介在して設けられた前記油圧ロッドを突出させ、前記一方の部材を前記他方の部材に向かって油圧により弾性的に押圧して保持するように構成し、
前記タンクカバー内の油圧ポンプには、全体がハット状を呈すると共に可撓性を有するゴムタンクを備えており、
該ゴムタンクは、下方の開口部の外縁に形成したツバ部と、ドーナッツ状の作動油封入部と、該作動油封入部の内側に形成された内側ツバ部と、を備え、前記ツバ部は、前記タンクカバーの下面と油圧弁装置の上面との間に挟持され、前記内側ツバ部は、前記往復動ピストンを収容するシリンダー部の下面と前記油圧弁装置の上面との間に挟持され、前記油圧シリンダーへ供給される作動油が前記油圧ポンプの外部に漏れ出さないように覆い気密性を確保したものであることを特徴とする固定冶具。
前記負圧発生手段は、圧縮空気が供給される吸気ポートと、該吸気ポートから供給された圧縮空気が排出される排気ポートと、前記吸気ポートと前記排気ポートの間に設けられた負圧ポートとを備えたエジェクタ装置であり、
前記負圧ポートで発生される負圧により前記吸着部に吸引力を発生させるものであることを特徴とする請求項１に記載の固定冶具。