JP7158708B2 - 鋼管杭の溶接装置 - Google Patents

Description

本発明は、鋼管杭の接続箇所を溶接する鋼管杭の溶接装置に関し、特に埋設される鋼管杭の上側に別の鋼管杭を継ぎ足す作業に好適な鋼管杭の溶接装置に関するものである。

従来、この種の発明には、例えば特許文献１に記載されるように、鋼管杭の周面に取付けるガイドレールと自走装置とからなる鋼管杭の溶接装置がある。
前記ガイドレールは、その周面に凹状部を円形状に形成している。そして、前記自走装置は、前記凹状部の底面に沿って回転しながら移動するガイドロールと、鋼管杭の周面を転動する車輪と、径方向の逆側で前記鋼管杭の周面に補助車輪を転動させるサポートアームとを備えている。
この溶接装置によれば、前記車輪と前記補助車輪との間に前記鋼管杭を挟さむようにしているため、前記自走装置が鋼管杭の表面から離れてしまったり、前記ガイドロールが前記ガイドロールから脱落したりするのを防ぐことができる。

特開２０１２－３５３０９号公報

しかしながら、上記従来技術によれば、鋼管杭の溶接装置を鋼管杭に装着する際に、前記サポートアームを鋼管杭の手前側から背面側へ跨らせて、前記車輪と前記補助車輪との間に鋼管杭を挟まなければならず、その作業性に改善の余地がある。
また、サポートアーム等を有する装置全体が、複雑化及び高重量化し易く、より簡素で軽量な構造が求められる。

このような課題に鑑みて、本発明は、以下の構成を具備するものである。
鋼管杭の外周に装着される環状のガイドレールと、このガイドレールに沿って環状に移動する移動体とを備えた鋼管杭の溶接装置において、前記移動体は、前記ガイドレールに沿って移動するように前記ガイドレールに掛けられた掛合部と、前記ガイドレールよりも下側で鋼管杭の外周面上を周方向へ転動するローラ部と、前記ガイドレールよりも下側で鋼管杭の外周面を磁気吸引するマグネットと、鋼管杭へ向けてアークを発生するアーク発生部とを具備し、前記ガイドレールは、前記掛合部を載置する略水平な平坦環状のガイド面を有し、前記掛合部は、前記ガイドレールの前記ガイド面上を転動する複数の球状の転動部材を備えていることを特徴とする鋼管杭の溶接装置。

本発明は、以上説明したように構成されているので、鋼管杭に装着する際の作業性が良好な上、簡素で軽量な構造にすることができる。

本発明に係る鋼管杭の溶接装置の一例を示す正面図である。 同溶接装置を示す側面図である。 図１の(III)-(III)線に沿う断面図である。 本発明に係る鋼管杭の溶接装置の他例を示す側面図である。

次に、本発明に係る具体的な実施態様について、図面に基づいて詳細に説明する。
図１～図２に示す一例は、先に地中に埋設された鋼管杭ａ２の上端に、後から埋設する鋼管杭ａ１の下端を近接させ、この近接箇所を、鋼管杭の溶接装置１によって溶接する作業を示している。

溶接装置１の設置対象となる各鋼管杭ａ１，ａ２は、例えば、鉄や鉄を含む合金等の強磁性材料から円筒状に形成される。

溶接装置１は、鋼管杭ａ１の外周に装着される環状のガイドレール１０と、このガイドレール１０に沿って環状に移動する移動体２０とを備えている。

ガイドレール１０は、鋼管杭ａ１の外周面に着脱可能に設けられる円環状の部材であり、例えば金属等の硬質材料によって形成される。
このガイドレール１０の上面は、鋼管杭ａ１の外周面に略直交して周方向へ延設され、略水平な平坦環状に形成される。この面は、溶接装置１の掛合部２１を掛合して周方向へ案内するガイド面１１として機能する。
そして、このガイド面１１の上方側には、掛合部２１の上方への移動を可能にする着脱スペースＳが確保されている。

着脱スペースＳは、ガイド面１１に載置された掛合部２１よりも上側で、ガイド面１１に沿って円筒状に確保された空間である。
この着脱スペースＳは、図２に示すように、移動体２０がガイドレール１０に装着される際や、移動体２０がガイドレール１０から外される際等に、部材間の干渉がないようにして、その作業を容易にする。

図示例のガイドレール１０は、二つの半円環状部材を、鋼管杭ａ１の周囲で無端輪状に組み合わせて構成される。前記二つの半円環状部材は、一端側が蝶番１２によって互いに回転するように接続され、他端側に設けられた鍔部分が、ネジやボルト等の止着具１３によって着脱可能に接続される。

移動体２０は、ガイドレール１０に掛けられて下方へ延設される掛合部２１と、この掛合部２１の下端側に接続されてガイドレール１０よりも下方側に位置する基部２２と、この基部２２によって回転自在に支持され鋼管杭ａ１の外周面をその周方向へ転動する第一及び第二のローラ部２３，２４と、基部２２内に設けられガイドレール１０よりも下側で鋼管杭ａ１の外周面を磁気吸引するマグネット３１と、基部２２内から下方へ突出し上下の鋼管杭ａ１，ａ２間の近接部分へ向けてアークを発生するアーク発生部４３とを備える（図１参照）。

掛合部２１は、ガイドレール１０のガイド面１１上を転動する複数の転動部材２１ａと、これら転動部材２１ａをそれぞれ回転自在に支持するとともに下方へ延設された支持部材２１ｂとを備える。この掛合部２１は、転動部材２１ａをガイド面１１に掛けて、ガイドレール１０に沿って環状に移動する。

転動部材２１ａは、金属等の硬質材料から球状に形成され、ガイド面１１に沿って自在に転動するように、支持部材２１ｂの上端側に支持されている。

支持部材２１ｂは、その上端側に、鋼管杭ａ１の外表面に対向する突出部２１ｂ１を有し（図２参照）、この突出部２１ｂ１に、前述した複数の転動部材２１ａを、それぞれ、回転自在に支持している。
また、支持部材２１ｂの下部側は、下方へ延設され、基部２２に接続されている。支持部材２１ｂは、図示例によれば、略Ｔ字状に構成される。

基部２２は、内部が中空の箱状に構成される（図３参照）。
この基部２２には、第一のローラ部２３及び第二のローラ部２４が、それぞれ、鋼管杭ａ１の外周面を周方向へ転動するように支持されている。

第一のローラ部２３は、基部２２を貫通する支持軸２５の両端側に固定されている。
また、第二のローラ部２４は、第一のローラ部２３に対し、鋼管杭ａ１の周方向に間隔を置いて略平行に配設される。この第二のローラ部２４も、第一のローラ部２３と同様に、基部２２を貫通する支持軸２５の両端側に固定されている。

各支持軸２５は、鋼管杭ａ１の中心軸と略平行になるように位置し、基部２２に対し回転自在に支持される。

そして、これら第一及び第二のローラ部２３，２４は、基部２２内に支持されたモーター（図示せず）によって駆動回転する。このモーターは、基部２２内の制御回路２７により制御される。

制御回路２７は、マイコンやリレー等を備えた電子回路である。この制御回路２７には、給電配線２７ａ及び制御配線２７ｂ等を介して、外部電源（図示せず）や操作部２７ｃ等が電気的に接続される。

操作部２７ｃは、複数のスイッチを備えたスイッチボックスであり、そのスイッチ操作による信号を制御回路２７へ発信し、モーター（図示せず）及び電動位置調整機構４１等を遠隔操作する。

なお、図示例によれば、操作部２７ｃを制御回路２７に対し有線接続したが、この操作部２７ｃの他例としては、制御回路２７に対し無線で制御信号を送信する態様とすることも可能である。

また、マグネット３１は、鋼管杭ａ１の外周面から径方向へ離れた位置で鋼管杭ａ１の外周面を磁気吸引するように、基部２２内における鋼管杭ａ１外周面に近接する位置に設けられる。

また、基部２２には、電動位置調整機構４１を介してアーク発生部４３が設けられる。

電動位置調整機構４１は、上下方向へわたる昇降バー４２を、ラックアンドピニオン機構とモーター等により上下駆動するように構成され、この昇降バー４２を基部２２の下方へ突出させその下端側にアーク発生部４３を固定支持している。この電動位置調整機構４１は、制御回路２７に電気的に接続されており、操作部２７ｃによって操作される。

アーク発生部４３は、昇降バー４２の下端側に、ブラケット等を介して固定された溶接トーチであり、ケーブル４４を介して図示しない溶接機本体に接続される。このアーク発生部４３の先端部は、上下の鋼管杭ａ１，ａ２間の接合部分に向けられる。

なお、図中、符合５１，５２は、基部２２の左右両側に固定された取っ手であり、移動体２０を持ち運ぶ際等に利用される。

次に、上記構成の鋼管杭の溶接装置１について、その特徴的な作用効果を詳細に説明する。
上記鋼管杭の溶接装置１を用いて、上下の鋼管杭ａ１，ａ２を溶接するには、先ず、図１に示すように、上側の鋼管杭ａ１に対し、ガイドレール１０を装着し、次に、ガイドレール１０に、移動体２０を掛合する。
この掛合の際、図２に示すように、移動体２０の掛合部２１を、ガイド面１１上方の着脱スペースＳに通過させて、ガイド面１１に載置すればよく、複雑な凹凸嵌合等を要さない。
この掛合状態では、掛合部２１の下端側に基部２２側が吊るされ、左右の第一及び第二のローラ部２３，２４が鋼管杭ａ１の外周面に接触し、アーク発生部４３が上下の鋼管杭ａ１，ａ２の接合部分へ向く。アーク発生部４３の上下位置は、操作部２７ｃの操作により電動位置調整機構４１を動作させることで、容易に調整することができる。

上記のように移動体２０をセットすれば、基部２２内のマグネット３１が鋼管杭ａ１を磁気吸引する。
このため、平行する二つのローラ部２３，２４が鋼管杭ａ１の外周面に圧接されて、鋼管杭ａ１の中心軸と、各ローラ部２３，２４の中心軸とが略平行に保持される。

そして、操作部２７ｃの操作により、基部２２内のモーター（図示せず）を駆動回転させれば、第一及び第二のローラ部２３，２４が鋼管杭ａ１の表面を転動し、移動体２０が鋼管杭ａ１の周囲を周方向へ略一定の速度で移動する。
この移動中、平行な二つのローラ部２３，２４と鋼管杭ａ１の中心軸とが略平行に保持されるため、移動体２０は、ほとんど傾斜することなく、鋼管杭ａ１の外周円に沿って移動する。また、マグネット３１が鋼管杭ａ１の表面を磁気吸引するため、掛合部２１がガイドレール１０から脱落するのを防ぐことができる。
そして、前記移動中に、アーク発生部４３からアークを発生させれば、鋼管杭ａ１，ａ２の接合部分を周方向にわたって略均等に溶接することができる。

よって、本実施の形態の鋼管杭の溶接装置１によれば、当該鋼管杭の溶接装置１を鋼管杭ａ１に装着する際の作業性が良好な上、高品質な溶接を行うことができる。
しかも、従来のサポートアーム等を必要としないため、装置全体を簡素で軽量な構造にすることができる。

次に、図４に示す他の実施態様について説明する。
なお、以下に示す実施態様は、上記鋼管杭の溶接装置１に対し、その一部を変更したものであるため、主にその変更部分について詳述し、他の部分の詳細説明を適宜省略する。

図４に示す鋼管杭の溶接装置２は、上述した鋼管杭の溶接装置１に対し、ガイドレール１０をガイドレール１０’に置換し、掛合部２１を掛合部２１’に置換したものである。

ガイドレール１０’は、上面にガイド面１１を有する平板環状のガイド部１０ａと、このガイド部１０ａの上側に接続された筒状部１０ｂとから構成される。このガイドレール１０’は、上記ガイドレール１０と同様に、二つの半円環状部材を、鋼管杭ａ１の周囲で無端輪状に組み合わせて構成される。
このガイドレール１０’においても、ガイド面１１の上方側には、掛合部２１’の係脱作業を容易にする着脱スペースＳが確保される。

掛合部２１’は、上述した球状の転動部材２１ａを、転動部材２１ａ’に置換したものであり、ガイドレール１０の周方向に沿って複数（例えば三つ）設けられる。
各転動部材２１ａ’は、円盤状又は円筒状のローラであり、ガイド面１１上を転動するように、回転自在に支持される。

上記構成の鋼管杭の溶接装置２によれば、先に説明した鋼管杭の溶接装置１と略同様に、掛合部２１を簡単にガイドレール１０’に掛合することができ、その作業性が良好である。

また、本発明は上述した実施態様に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更可能である。

１：鋼管杭の溶接装置
１０，１０’：ガイドレール
２０：移動体
２１，２１’：掛合部
２１ａ，２１ａ’：転動部材
２１ｂ：支持部材
２２：基部
２３：第一のローラ部
２４：第二のローラ部
２５：支持軸
３１：マグネット
４１：電動位置調整機構
４２：昇降バー
４３：アーク発生部
ａ１，ａ２：鋼管杭
Ｓ：着脱スペース

Claims (5)

1. 鋼管杭の外周に装着される環状のガイドレールと、このガイドレールに沿って環状に移動する移動体とを備えた鋼管杭の溶接装置において、
   前記移動体は、前記ガイドレールに沿って移動するように前記ガイドレールに掛けられた掛合部と、前記ガイドレールよりも下側で鋼管杭の外周面上を周方向へ転動するローラ部と、前記ガイドレールよりも下側で鋼管杭の外周面を磁気吸引するマグネットと、鋼管杭へ向けてアークを発生するアーク発生部とを具備し、
   前記ガイドレールは、前記掛合部を載置する略水平な平坦環状のガイド面を有し、
   前記掛合部は、前記ガイドレールの前記ガイド面上を転動する複数の球状の転動部材を備えていることを特徴とする鋼管杭の溶接装置。
2. 前記ローラ部には、第一のローラ部と、この第一のローラ部に対し、鋼管杭の周方向に間隔を置いて略平行する第二のローラ部とが含まれていることを特徴とする請求項１記載の鋼管杭の溶接装置。
3. 前記マグネットは、鋼管杭の外周面から離れた位置で鋼管杭の外周面を磁気吸引するように設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の鋼管杭の溶接装置。
4. 前記ガイドレールは、前記ガイド面の上方側に、前記掛合部の上方への移動を可能にする着脱スペースを確保していることを特徴とする請求項１～３何れか１項記載の鋼管杭の溶接装置。
5. 前記アーク発生部の上下方向位置を調整する電動位置調整機構を具備したことを特徴とする請求項１～４何れか１項記載の鋼管杭の溶接装置。
   

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