JP7368297B2

JP7368297B2 - ガイドレール装置、溶接装置及びガイドレール装置の取外し方法

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Publication number: JP7368297B2
Application number: JP2020064922A
Authority: JP
Inventors: 康之齋藤; 元章村上
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2023-10-24
Anticipated expiration: 2040-03-31
Also published as: KR102420690B1; KR20210122091A; CN113458659A; JP2021159960A

Description

本発明は、ガイドレール装置、溶接装置及びガイドレール装置の取外し方法に関する。

溶接用トーチや溶断用トーチノズルを取り付けた台車を走行案内するガイドレールとして、特許文献１には、ガイドレールに脚を設け、その脚の両端部に固定された永久磁石を母材に吸着させてガイドレールを溶接線に沿って配置し、ガイドレールに設けられたラックに溶接装置のピニオンを係合させて、溶接装置を溶接線に沿って走行させながら溶接するようにしたガイドレールが開示されている。

実公昭６０－３９１８３号公報

従来のガイドレールでは、永久磁石の吸着力を大きくすると、人力でガイドレールを母材から離間させることが困難となることから、一つの脚に設ける永久磁石の吸着力には制限があり、強力な永久磁石を使用し、一つの脚に対し大きな吸着力をもたせることが難しい問題があった。このため、比較的、吸着力の弱い永久磁石を用いて、脚を複数用意し、吸着箇所を多数設けることで、溶接装置を保持するために必要な吸着力と、ガイドレールを母材から離脱させる離脱容易性の両立を図っていた。しかしながら、永久磁石の使用個数が増加することと脚の部品が増加することでガイドレール全体の重量が重くなり、ガイドレールの可搬性や着脱容易性等の取扱い性能が低下してしまう。一方、単位面積当たりの吸着力が大きい永久磁石を用いれば、総吸着力が同じであっても使用個数を削減し、単位レール長に対し脚の数を削減することができ、ガイドレールの軽量化に寄与するものの、母材からの離脱が困難となるといった相反の問題があり、改善の余地があった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、軽量であり、かつワークから容易に取り外すことができ、取扱い性能に優れたガイドレール装置、溶接装置及びガイドレール装置の取外し方法を提供することにある。

したがって、本発明の上記目的は、ガイドレール装置に係る下記（１）の構成により達成される。
（１）溶接用台車又は切断用台車を案内するガイドレールと、前記ガイドレールを永久磁石によりワークの表面に固定する複数の固定具と、を有するガイドレール装置であって、
前記固定具は、
前記ガイドレールを支持する脚部と、
前記ガイドレールの幅方向一方側で前記脚部に固定され、前記ワークの表面に吸着可能な前記永久磁石を備える第１磁石部と、
前記ガイドレールの幅方向他方側で前記脚部に固定され、前記ワークの表面に吸着可能で、かつ、前記第１磁石部よりも吸着力が強い前記永久磁石を備える第２磁石部と、
前記脚部に設けられた支点を中心に揺動可能に支持され、作用点が前記ワークの表面を摺動しながら吸着位置と離脱位置との間を揺動する操作レバーと、
を有し、
前記支点は、前記ガイドレールの幅方向他方側で前記脚部に設けられ、
前記操作レバーは、前記ガイドレールの前記幅方向他方側で、前記作用点として、前記ワークの表面と摺動可能な接触部を有し、かつ、前記ガイドレールの幅方向一方側で力点を構成するように、前記ガイドレールの前記幅方向一方側まで延在している、ガイドレール装置。

また、本発明の上記目的は、溶接装置に係る下記（２）の構成により達成される。
（２）上記（１）に記載のガイドレール装置と、
溶接トーチと、前記溶接トーチを前記ワークの溶接線に沿って移動させる前記溶接用台車と、を備え、
前記溶接用台車は、前記ガイドレール装置の前記ガイドレールにより案内されて移動しながら前記ワークを溶接する、溶接装置。

また、本発明の上記目的は、ガイドレール装置の取外し方法に係る下記（３）の構成により達成される。
（３）上記（１）に記載のガイドレール装置を前記ワークから取り外すためのガイドレール装置の取外し方法であって、
前記操作レバーの操作により、前記接触部を、前記ワークの表面に垂直な垂線に対して前記幅方向一方側の位置まで回動させ、前記接触部において前記ワークを押圧することで、前記第２磁石部を前記ワークの表面から離間させた後、前記ガイドレールを把持して前記第１磁石部を前記ワークから離間させる、ガイドレール装置の取外し方法。

本発明のガイドレール装置、溶接装置及びガイドレール装置の取外し方法によれば、軽量であり、かつワークから容易に取り外すことができ、取扱い性能に優れたガイドレール装置、溶接装置及びガイドレール装置の取外し方法を提供できる。

図１は、溶接装置の一例であるエレクトロスラグ溶接装置の概略構成図である。図２は、溶接装置が取り付けられたガイドレール装置の正面図である。図３は、ガイドレール装置の要部斜視図である。図４は、ガイドレール装置の側面図である。

本発明に係るガイドレール装置は、溶接用台車又は切断用台車などをガイドレールで案内し、台車に搭載された溶接装置又は切断装置によって、ワークを溶接する、又はガス切断やプラズマ切断などの切断をするための案内装置として使用される。なお、溶接はアーク溶接、エレクトロスラグ溶接、レーザー溶接等その方法は問わないが、アーク溶接またはエレクトロスラグ溶接を用途として用いられることが好ましい。

なお、以下の説明において、ワークのことを「母材」又は溶接で用いる場合は「被溶接材」とも言う。

以下、ガイドレール装置の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明においては、一例として台車が溶接用台車であり、溶接用台車に搭載される溶接装置がエレクトロスラグ溶接装置の場合について説明する。ただし、溶接装置はエレクトロスラグ溶接装置に限定されず、任意の溶接装置が適用可能である。

＜溶接装置＞
まず、溶接装置の一例であるエレクトロスラグ溶接装置について、図１に基づいて概略説明する。ここでは、図１に示すように、矢印Ｚの示す方向を、垂直方向、すなわち上下方向における上方向とし、矢印Ｘの示す方向を、板厚方向、すなわち前後方向における前方向とし、矢印Ｙの示す方向、すなわち紙面に対して垂直に裏面より表面に向かう方向を、左右方向における左方向とする。

エレクトロスラグ溶接装置は、対向配置された被溶接材同士を立向溶接する溶接装置であり、ガイドレール装置に装着され、ガイドレールに案内されて溶接線に沿って移動して被溶接材を溶接する。

図１に示すように、本実施形態に係るエレクトロスラグ溶接装置１０は、固定の銅当て金１１及び溶接用水冷摺動式当て金１２と、溶接トーチ１３と、溶融スラグ浴検出器１４と、フラックス供給装置１５と、フラックス供給制御装置１６と、溶接用台車１７と、走行台車制御装置１８と、を備える。被溶接材１の開先の裏側には、固定の銅当て金１１が配置されており、開先の表側には溶接用水冷摺動式当て金１２が配置される。

図２に示すように、後述するガイドレール３１に沿って上下方向、すなわちＺ方向に移動可能な溶接用台車１７は、内蔵する不図示の駆動装置により駆動されて左右方向、すなわちＹ方向に伸縮可能な左右スライダ２２と、該左右スライダ２２上に搭載されて前後方向、すなわちＸ方向に伸縮可能な前後スライダ２３と、を備え、溶接トーチ１３が、前後スライダ２３上に搭載されている。
すなわち、溶接トーチ１３は、上下方向、左右方向及び前後方向にそれぞれ移動可能であり、被溶接材１の開先に沿って移動する。また、溶接用水冷摺動式当て金１２は、溶接用台車１７に配設されて、上下方向、左右方向に移動可能な銅板スライダ２４上に搭載され、開先の表側に当接する。

溶接トーチ１３は、不図示の溶接電源から供給される溶接電流１９により溶接ワイヤ２０に給電して被溶接材１を溶接する。また、溶接トーチ１３は、コンタクトチップ２１を有しており、コンタクトチップ２１は、溶接ワイヤ２０を案内するとともに溶接ワイヤ２０に溶接電流１９を供給する。

溶融スラグ浴検出器１４は、溶融スラグ浴２の位置を検出する。フラックス供給装置１５は、溶融スラグ浴２にフラックス５を投入する。フラックス５は溶融して溶融スラグになるため、フラックス５を投入することにより、溶融スラグ浴２の量が増えることとなる。

フラックス供給制御装置１６は、フラックス供給装置１５の動作を制御し、溶融スラグ浴２に投入されるフラックス５の量を調整する。

溶接用台車１７は、溶接用水冷摺動式当て金１２、溶接トーチ１３、溶融スラグ浴検出器１４、フラックス供給装置１５、フラックス供給制御装置１６、走行台車制御装置１８を搭載しており、溶接用台車１７が上昇することにより、各装置の相対的な位置関係は変わらずに、上方向に移動して溶接が行われる。

走行台車制御装置１８は、溶接用台車１７の走行速度を増大させたり減少させたりして、溶接用台車１７の動作を制御する。

そして、被溶接材１、銅当て金１１及び溶接用水冷摺動式当て金１２に囲まれた開先内に、溶接トーチ１３のコンタクトチップ２１から溶接ワイヤ２０が送給され、開先内に形成された溶融スラグ浴２内に送り込まれる。溶接電流１９は、溶接ワイヤ２０から溶融スラグ浴２を通して溶融金属３に流れる。このとき、溶融スラグ浴２を流れる溶接電流１９及び溶融スラグ浴２の抵抗により、ジュール熱が発生し、溶接ワイヤ２０及び被溶接材１を溶融しながら溶接が進行する。

溶接が進行するにつれて、溶融金属３は冷却されて溶接金属４となる。溶融スラグ浴２は、溶接の進行につれて消費されて溶融スラグ浴２の深さＬｓが減少していくので、溶融スラグ浴２の深さＬｓを一定に保つため、コンタクトチップ２１の先端から溶融スラグ浴２の上面までの溶接ワイヤ長Ｌｄが、あらかじめ定めた長さになるように制御するとともに、ワイヤ送給速度に応じて定められた基準電流値と溶接電流１９とが等しくなるように、走行台車制御装置１８が溶接用台車１７の走行速度を制御しつつ、フラックス供給装置１５及びフラックス供給制御装置１６によりフラックス５が投入される。

＜ガイドレール装置＞
続いて図２～図４に示すように、ガイドレール装置３０は、ガイドレール３１と複数の固定具４０とを備える。固定具４０は、十分な吸着力を有する永久磁石を備え、ガイドレール３１の長手方向に適切な間隔で複数組（図２に示す実施例では２組）配置される。なお、上記「吸着力」とは、吸着面が垂直である場合には、吸着によって得られる摩擦力を示す。

ガイドレール３１は、例えば、アルミ押出し材などにより軽量化が図られ、側面３２には、ガイドレール３１の長手方向に沿ってラック３３が固定されている。ラック３３には、エレクトロスラグ溶接装置１０、詳細には溶接用台車１７に配設されて回転駆動される不図示のピニオンが係合しており、ピニオンが回転することで、溶接用台車１７がガイドレール３１に沿って上下方向に移動する。

固定具４０は、ガイドレール３１の後面３４にボルト４２で固定された脚部４１と、ガイドレール３１の幅方向に離間して配置された一対の永久磁石である第１磁石部４５及び第２磁石部４６と、操作レバー４７と、を備える。

脚部４１は、略コの字形に形成されて、第１磁石部４５及び第２磁石部４６がボルト４８で固定された磁石支持部４３と、略逆Ｕ字型に形成されて開口端部が磁石支持部４３の上面に溶接などにより固定されたステー４４と、からなる。ステー４４は、ボルト４２でガイドレール３１に固定されることで、第１磁石部４５及び第２磁石部４６をガイドレール３１に固定する。
なお、具体的には、第１磁石部４５及び第２磁石部４６を覆うカバーがボルト４８で固定されることで、第１磁石部４５及び第２磁石部４６は脚部４１に支持されている。

＜磁石部＞
ガイドレール３１の幅方向一方側（図４では右側）で脚部４１に固定された第１磁石部４５は、例えば、フェライト磁石であり、ガイドレール３１の幅方向他方側（図４では左側）に固定された第２磁石部４６は、例えば、ネオジウム磁石又はサマリウムコバルト磁石である。なお、第２磁石部４６は、第１磁石部４５よりも強い吸着力を有する。

ガイドレール装置３０を安定して被溶接材１に吸着させるため、第２磁石部４６は、ガイドレール装置３０を被溶接材１から離間させる方向に作用する力が強い側に配置されるのがよい。すなわち、ガイドレール３１の幅方向他方側である、被溶接材１から離間させる方向に作用する力が強い側に、吸着力の強いネオジウム磁石又はサマリウムコバルト磁石などの第２磁石部４６を配置することで、ガイドレール装置３０を被溶接材１に保持させるのに必要とする吸着力を確保しつつ、永久磁石の個数を削減することができるため、単位レール長あたりの脚部４１の個数を削減できるようになり、ガイドレール装置３０を軽量化できる。

ここで、図１に示すように、エレクトロスラグ溶接装置１０が、溶接用水冷摺動式当て金１２を有する場合、溶接線に対してガイドレール３１がオフセットするため、銅板押付反力がモーメント荷重となって、第１磁石部４５及び第２磁石部４６のいずれか一方の磁石を引き剥がす力として伝達される。また、銅板押付反力のような外力が加わらない溶接用台車１７であっても、溶接用台車１７の重心は、ガイドレール３１の中心からオフセットするため、溶接用台車１７の自重によるモーメントが発生し、いずれか一方の磁石を引き剥がす力となって伝わることが多くなる。

すなわち、ガイドレール装置３０が立向き姿勢の溶接で使用される場合には、図２に示すように、被溶接材１の表側に当接する溶接用水冷摺動式当て金１２の銅板押付反力が作用するガイドレール３１の左側、すなわちガイドレール３１から見てエレクトロスラグ溶接装置１０に近い側が、第２磁石部４６が配置される、ガイドレール装置３０を離間させる方向の力が強い側となる。
なお、ガイドレール装置３０が横向き姿勢の溶接で使用される場合には、エレクトロスラグ溶接装置１０の重量が被溶接材１から離間させる方向に大きく作用するガイドレール３１の上側が、上記ガイドレール装置３０を離間させる方向の力が強い側となる。

第２磁石部４６の最大エネルギー積の総和は１５０ｋＪ／ｍ^３以上であり、また、被溶接材１に対する吸着力は１３７２Ｎ以上に設定される。本発明者らが検討したネオジウム磁石の１個当たりの吸着力は１８６２Ｎ／個であって、該吸着力をネオジウム磁石の表面積、すなわち接着面積で除して、単位面積当たりの吸着力１．０３４４Ｎ／ｍｍ^２が算出されるので、単位面積当たりの吸着力１．０３４４Ｎ／ｍｍ^２のネオジウム磁石を吸着面積１３２６ｍｍ^２として用いた場合には、１３７２Ｎの吸着力となった。なお、被溶接材１に対するガイドレール装置３０の吸着力や着脱性を考慮すると、第２磁石部４６の吸着力の上限は、例えば、１９６０Ｎ以下であり、吸着力の下限は、例えば、１３７２Ｎ以上とするのが好ましい。

一方、第１磁石部４５の最大エネルギー積の総和は１５０ｋＪ／ｍ^３未満であり、また、被溶接材１に対する吸着力は１３７２Ｎ未満に設定される。本発明者らが検討したフェライト磁石の１個当たりの吸着力は１３２０Ｎ／個であって、該吸着力をフェライト磁石の表面積、すなわち接着面積で除して、単位面積当たりの吸着力０．７３３３Ｎ／ｍｍ^２が算出されるので、単位面積当たりの吸着力０．７３３３Ｎ／ｍｍ^２のフェライト磁石を吸着面積１８００ｍｍ^２として用いた場合には、１３２０Ｎの吸着力となった。なお、被溶接材１に対するガイドレール装置３０の吸着力や着脱性を考慮すると、第１磁石部４５の吸着力の上限は、例えば、１３７０Ｎ以下であり、吸着力の下限は、例えば、９８０Ｎ以上とするのが好ましい。

なお、吸着力は、永久磁石の単位面積当たりの吸着力と吸着面積により決定されるため、第２磁石部４６が磁力の弱いフェライト磁石で構成される場合であっても、吸着面積が大きいものであれば吸着力の面では特に問題はない。ただし、本発明の課題の１つとして、ガイドレール装置３０の軽量化があるため、単位面積あたりの吸着力が大きいことから、吸着面積が小さくすることが可能なネオジウム磁石又はサマリウムコバルト磁石を、第２磁石部４６に用いることが好ましい。

なお、第２磁石部４６は、立向き姿勢の溶接で用いられる場合など、溶接線により近い側に配置される場合もあり、溶接による熱の影響を受ける可能性がある。吸着力が溶接時の熱に影響されないためには、第２磁石部４６として、比較的キュリー点が高く、熱減磁が小さい永久磁石を使用すること、または溶接位置に対し１８０ｍｍ以上離すことが望ましい。なお、本実施形態の第２磁石部４６であるネオジウム磁石のキュリー点は３００℃であり、また、サマリウムコバルト磁石のキュリー点は７５０℃となる。少なくともネオジウム磁石またはサマリウムコバルト磁石を用い、溶接位置に対し１８０ｍｍ以上離した場合には、溶接時の熱による減磁の影響は抑制されるものと考えられる。また、必要に応じて、冷却空気などを吐出して第２磁石部４６を冷却して減磁を防止するような冷却機構を設けてもよい。

＜操作レバー＞
操作レバー４７は、ガイドレール装置３０を被溶接材１から取り外す際、強い吸着力を有する第２磁石部４６を被溶接材１から離間させるためのものであり、略コの字形に形成された磁石支持部４３の立ち上がり部４３ａの幅方向外側で、第１磁石部４５及び第２磁石部４６を挟むように配置された、２枚のレバー板４７ａ，４７ｂを備える。２枚のレバー板４７ａ，４７ｂは、第２磁石部４６側、すなわち幅方向他方側の端部からやや中央寄りの位置で、支持軸５１により回動自在に支承されている。支持軸５１は、支点Ａ、作用点Ｂ及び力点Ｃを有する、後述するてこ機構５０における支点Ａを構成する。支持軸５１は、磁石支持部４３の一対の立ち上がり部４３ａに挿通されて固定されている。すなわち、支点Ａは、ガイドレール３１の幅方向他方側（第２磁石部４６が配置される側）で脚部４１に設けられている。

また、操作レバー４７は、すなわち２枚のレバー板４７ａ，４７ｂは、支点Ａから第２磁石部４６方向に向かって斜め後方に伸びる第１アーム５２を備え、第１アーム５２の先端部に、被溶接材１の表面と摺動可能な接触部である軸受５３が配設されている。なお、接触部は、てこ機構５０の作用点Ｂを構成する。

図４において、第１アーム５２が反時計方向に回動すると、接触部は、被溶接材１の表面に対して、垂直な方向及び平行な方向に変位するが、被溶接材１の表面に垂直方向の変位成分はリフト量となって、第２磁石部４６を被溶接材１の表面から離間させる力として作用する。また、被溶接材１の表面と平行方向の変位成分は、軸受５３が被溶接材１の表面を回転することで、接触部に生じる被溶接材１の表面との摩擦力を低減することができる。接触部は、少ない抵抗で被溶接材１の表面と摺動可能であれば軸受５３に限定されず、例えば車輪であってもよい。

操作レバー４７、すなわち２枚のレバー板４７ａ，４７ｂは、支点Ａからガイドレール３１の幅方向一方側まで延在する第２アーム５５を有し、その先端部に２枚のレバー板４７ａ，４７ｂを連結する把持部５４が設けられている。

操作レバー４７の操作力を低減するためには、第２アーム５５の長さは、第１アーム５２の長さに比較して極力長くするのが好ましい。さらに、ガイドレール３１に沿って走行するエレクトロスラグ溶接装置１０との干渉を避けるため、第２アーム５５は、溶接線と反対方向、具体的には第１磁石部４５の方向に延びて形成されるのがよい。第２アーム５５の可動範囲は、干渉を回避する観点から、ガイドレール３１と被溶接材１の表面との間に制限される。把持部５４は、てこ機構５０の力点Ｃを構成し、支点Ａに対して作用点Ｂと反対側に配置される。
また、支点Ａと力点Ｃとの間に延びる、操作レバー４７の第２アーム５５の上面は、下方に凹むように湾曲しており、これにより、ガイドレール３１との干渉を回避しつつ、操作レバー４７の操作角度を大きくしている。

操作レバー４７は、接触部である軸受５３を、後述するような、操作レバー４７における離脱位置ＲＰに位置決めするストッパ５６を備える。ストッパ５６は、２枚のレバー板４７ａ，４７ｂ間に掛け渡されて固定されており、操作レバー４７が離脱位置ＲＰ方向、すなわち図４における反時計方向に操作されたとき、磁石支持部４３の下面４３ｂに当接して、操作レバー４７を離脱位置ＲＰに位置決めする。

以上説明したように、操作レバー４７は、支点Ａを中心に揺動可能に支持され、作用点Ｂが被溶接材１の表面を、摺動（回転摺動を含む）しながら、操作レバー４７における吸着位置ＭＰと離脱位置ＲＰとの間を揺動する。操作レバー４７が吸着位置ＭＰにあるとき、作用点Ｂは、支点Ａを通り被溶接材１の表面に垂直な垂線ＶＬに対して幅方向他方側で、２０°以上３５°以下の範囲に位置する。また、操作レバー４７が離脱位置ＲＰにあるとき、作用点Ｂは、垂線ＶＬに対して幅方向一方側で、０°超１０°以下の範囲に位置する。

図４に示す実施形態では、例えば、第１アーム５２の腕長さが５０．５ｍｍ、第２アーム５５の腕長さが１８０ｍｍ、吸着位置ＭＰにあるときの第１アーム５２の軸線と支点Ａを通り被溶接材１の表面に垂直な垂線ＶＬとのなす角度αが、幅方向他方側で３３°、離脱位置ＲＰにあるときの第１アーム５２の軸線と支点Ａを通り被溶接材１の表面に垂直な垂線ＶＬとのなす角度βが、幅方向一方側で５．６°に設定されている。このときの被溶接材１の表面と第２磁石部４６との離間距離（リフト量）は約７．８ｍｍであり、操作レバー４７の操作角度（α＋β）は３８．６°、操作力は、２７８Ｎとなる。

このように、第２磁石部４６を、吸着力の大きいネオジウム磁石又はサマリウムコバルト磁石にすることで、吸着力の小さなフェライト磁石を用いた従来のガイドレール装置に比較して、固定具４０の個数を削減することができ、ガイドレール装置３０を小型かつ軽量化して、取り扱い性、すなわち可搬性が大幅に向上する。

また、ガイドレール装置３０の離脱機構として、上記のてこ機構５０を採用することで、レバーの動作範囲に制約がある中でも、強力な磁石である第２磁石部４６を離脱させるだけの力とリフト量を確保することができる。さらに、第１磁石部４５及び第２磁石部４６によって、被溶接材１に吸着したガイドレール装置３０の保持力は大きく、ガイドレール装置３０の位置が安定するため、エレクトロスラグ溶接装置１０を確実にガイドレール３１に沿って案内することができる。

＜ガイドレール装置の取外し方法＞
永久磁石の吸着力により被溶接材１の表面に吸着したガイドレール装置３０を離脱させるためには、磁石の吸着力に抗して、第１磁石部４５及び第２磁石部４６を被溶接材１の表面から引き剥がす必要がある。

具体的には、吸着位置ＭＰにある操作レバー４７の把持部５４を操作して、支点Ａを中心として操作レバー４７を、図４における反時計方向に回動させる。これにより、作用点Ｂが、垂線ＶＬに対して幅方向他方側で２０°以上３５°以下の範囲に位置する第１アーム５２も反時計方向に回動し、軸受５３、すなわち作用点Ｂが、吸着力に抗して被溶接材１の表面を押圧しながら移動して、第１アーム５２の垂直成分、すなわちＸ方向成分が次第に長くなる。

すなわち、操作レバー４７の回動に伴って、次第に第２磁石部４６が被溶接材１の表面から離れる。そして、第２磁石部４６の離間距離は、第１アーム５２が、被溶接材１の表面に対して９０°の位置となる死点に達したときが最大となる。

そして、更に操作レバー４７を、支点Ａを中心として反時計方向に回動させて、ストッパ５６を磁石支持部４３の下面４３ｂに当接させて、離脱位置ＲＰに位置させる。このとき、作用点Ｂは、垂線ＶＬに対して幅方向一方側で０°超１０°以下の範囲に位置する。なお、作用点Ｂが死点を越えることで、第２磁石部４６における被溶接材１からの離間距離はやや短くなるが、その距離は実用上無視できる程度であり、第２磁石部４６の離間距離は、人力により第２磁石部４６を被溶接材１から離間させるのに十分な距離、例えば７.８ｍｍとなる。

ここで、離脱位置ＲＰにおける作用点Ｂを、垂線ＶＬに対して幅方向一方側で０°超１０°以下の範囲に位置させる理由を説明する。被溶接材１の表面から離間した第２磁石部４６の吸着力は、被溶接材１を引き寄せる方向に作用する。作用点Ｂが死点ちょうどに位置していると、吸着力は、第１アーム５２を時計方向又は反時計方向のいずれかの方向に回転させる力として作用してしまう。

しかし、作用点Ｂが垂線ＶＬに対して幅方向一方側に位置していれば、第１アーム５２は、反時計方向への回転のみが許容され、操作レバー４７の回転方向が決まらずに不安定となることが防止できる。また、ストッパ５６が磁石支持部４３の下面４３ｂに当接して、作用点Ｂが、垂線ＶＬに対して幅方向一方側で０°超１０°以下の範囲に位置決めされるので、第２磁石部４６と被溶接材１の表面との離間距離は、最大距離（例えば、７.８ｍｍ）に近い距離で維持される。次いで、第２磁石部４６の吸着力が弱まった状態で、ガイドレール３１を把持して第１磁石部４５を被溶接材１の表面から離間させることで、ガイドレール装置３０を容易に取り外すことができる。

なお、被溶接材１へのガイドレール装置３０の取付け方法は、特に限定されないが、操作レバー４７を離脱位置ＲＰに位置させて、第２磁石部４６の吸着力を弱い状態にしておき、まず、第１磁石部４５の弱い吸着力で被溶接材１に吸着させて溶接線に対して正確に位置決めする。次いで、操作レバー４７を吸着位置ＭＰに操作して吸着力の強い第２磁石部４６で被溶接材１に吸着する。これにより、容易かつ正確にガイドレール装置３０を被溶接材１に取り付けることができる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１）溶接用台車又は切断用台車を案内するガイドレールと、前記ガイドレールを永久磁石によりワークの表面に固定する複数の固定具と、を有するガイドレール装置であって、
前記固定具は、
前記ガイドレールを支持する脚部と、
前記ガイドレールの幅方向一方側で前記脚部に固定され、前記ワークの表面に吸着可能な前記永久磁石を備える第１磁石部と、
前記ガイドレールの幅方向他方側で前記脚部に固定され、前記ワークの表面に吸着可能で、かつ、前記第１磁石部よりも吸着力が強い前記永久磁石を備える第２磁石部と、
前記脚部に設けられた支点を中心に揺動可能に支持され、作用点が前記ワークの表面を摺動しながら吸着位置と離脱位置との間を揺動する操作レバーと、
を有し、
前記支点は、前記ガイドレールの幅方向他方側で前記脚部に設けられ、
前記操作レバーは、前記ガイドレールの前記幅方向他方側で、前記作用点として、前記ワークの表面と摺動可能な接触部を有し、かつ、前記ガイドレールの幅方向一方側で力点を構成するように、前記ガイドレールの前記幅方向一方側まで延在している、ガイドレール装置。
この構成によれば、ガイドレール装置は、固定具の個数を削減することで軽量化され、かつワークの表面から容易に取り外すことができ、取扱い性が大幅に向上する。

（２）前記ワークに対する前記ガイドレール装置の吸着状態における前記接触部は、前記支点を通り前記ワークの表面に垂直な垂線に対して前記幅方向他方側に位置し、
前記ワークに対する前記ガイドレール装置の離脱状態における前記接触部は、前記垂線に対して前記幅方向一方側に位置する、（１）に記載のガイドレール装置。
この構成によれば、操作レバーは、吸着状態において被溶接材の表面近傍に位置し、離脱状態において被溶接材の表面から離れて位置するように回動されるので、使用時において、操作レバーがエレクトロスラグ溶接装置１０と干渉するのを回避することができる。

（３）前記吸着状態における前記接触部は、前記垂線に対して前記幅方向他方側に２０°以上３５°以下の範囲に位置し、前記離脱状態における前記接触部は、前記垂線に対して前記幅方向一方側に０°超１０°以下の範囲に位置する、（２）に記載のガイドレール装置。
この構成によれば、使用時にガイドレールが確実に吸着される一方、離脱状態において、磁石部とワークの表面との離間距離を大きくとることができる。

（４）前記第２磁石部の最大エネルギー積の総和は、１５０ｋＪ／ｍ^３以上である、（１）～（３）のいずれか１つに記載のガイドレール装置。
この構成によれば、ガイドレール装置をワークに安定して吸着させるのに十分な磁力が得られる。

（５）前記第２磁石部における前記ワークに対する吸着力は、１３７２Ｎ以上である、（１）～（４）のいずれか１つに記載のガイドレール装置。
この構成によれば、ガイドレール装置を確実にワークに吸着させることができる。

（６）前記第１磁石部はフェライト磁石であり、前記第２磁石部はネオジウム磁石又はサマリウムコバルト磁石である、（１）～（５）のいずれか１つに記載のガイドレール装置。
この構成によれば、ガイドレール装置を確実にワークに吸着させることができる。

（７）前記第２磁石部は、前記ガイドレール装置を前記ワークから離間させる方向に作用する力が強い側に配置される、（１）～（６）のいずれか１つに記載のガイドレール装置。
この構成によれば、台車部の重心の位置に無関係に、ガイドレール装置を確実にワークに吸着させることができる。

（８）前記操作レバーは、前記接触部を前記離脱位置に位置決めするストッパを備える、（１）～（７）のいずれか１つに記載のガイドレール装置。
この構成によれば、操作レバーを、安定して離脱位置に位置決めすることができる。

（９）前記操作レバーは、前記接触部を構成する車輪又は軸受を有する、（１）～（８）のいずれか１つに記載のガイドレール装置。
この構成によれば、操作レバーの操作時に、接触部とワークとの間に生じる摺動抵抗を低減できる。

（１０）前記操作レバーは、
前記ガイドレールの長手方向において、前記第１磁石部及び第２磁石部を挟むように配置される２枚のレバー板と、
前記力点を構成し、前記２枚のレバー板を連結する把持部と、
を有する、（１）～（９）のいずれか１つに記載のガイドレール装置。
この構成によれば、第１磁石部及び第２磁石部のいずれとも干渉することなく、操作レバーを設けることができる。

（１１）（１）～（１０）のいずれか１つに記載のガイドレール装置と、
溶接トーチと、前記溶接トーチを前記ワークの溶接線に沿って移動させる前記溶接用台車と、を備え、
前記溶接用台車は、前記ガイドレール装置の前記ガイドレールにより案内されて移動しながら前記ワークを溶接する、溶接装置。
この構成によれば、溶接装置をガイドレールで案内して移動させることができる。

（１２）（１）～（１０）のいずれか１つに記載のガイドレール装置を前記ワークから取り外すためのガイドレール装置の取外し方法であって、
前記操作レバーの操作により、前記接触部を、前記ワークの表面に垂直な垂線に対して前記幅方向一方側の位置まで回動させ、前記接触部において前記ワークを押圧することで、前記第２磁石部を前記ワークの表面から離間させた後、前記ガイドレールを把持して前記第１磁石部を前記ワークから離間させる、ガイドレール装置の取外し方法。
この構成によれば、ガイドレール装置を容易にワークから取り外すことができる。

１被溶接材（ワーク）
１０エレクトロスラグ溶接装置
１３溶接トーチ
１７溶接用台車
３０ガイドレール装置
３１ガイドレール
４０固定具
４１脚部
４５第１磁石部
４６第２磁石部
４７操作レバー
４７ａ，４７ｂレバー板
５０てこ機構
５３軸受（接触部）
５４把持部
５６ストッパ
Ａ支点
Ｂ作用点
Ｃ力点
ＭＰ吸着位置
ＲＰ離脱位置
ＶＬ支点を通りワークの表面に垂直な垂線

Claims

溶接用台車又は切断用台車を案内するガイドレールと、前記ガイドレールを永久磁石によりワークの表面に固定する複数の固定具と、を有するガイドレール装置であって、
前記固定具は、
前記ガイドレールを支持する脚部と、
前記ガイドレールの幅方向一方側で前記脚部に固定され、前記ワークの表面に吸着可能な前記永久磁石を備える第１磁石部と、
前記ガイドレールの幅方向他方側で前記脚部に固定され、前記ワークの表面に吸着可能で、かつ、前記第１磁石部よりも吸着力が強い前記永久磁石を備える第２磁石部と、
前記脚部に設けられた支点を中心に揺動可能に支持され、作用点が前記ワークの表面を摺動しながら吸着位置と離脱位置との間を揺動する操作レバーと、
を有し、
前記支点は、前記ガイドレールの幅方向他方側で前記脚部に設けられ、
前記操作レバーは、前記ガイドレールの前記幅方向他方側で、前記作用点として、前記ワークの表面と摺動可能な接触部を有し、かつ、前記ガイドレールの幅方向一方側で力点を構成するように、前記ガイドレールの前記幅方向一方側まで延在している、ガイドレール装置。
前記ワークに対する前記ガイドレール装置の吸着状態における前記接触部は、前記支点を通り前記ワークの表面に垂直な垂線に対して前記幅方向他方側に位置し、
前記ワークに対する前記ガイドレール装置の離脱状態における前記接触部は、前記垂線に対して前記幅方向一方側に位置する、請求項１に記載のガイドレール装置。
前記吸着状態における前記接触部は、前記垂線に対して前記幅方向他方側に２０°以上３５°以下の範囲に位置し、前記離脱状態における前記接触部は、前記垂線に対して前記幅方向一方側に０°超１０°以下の範囲に位置する、請求項２に記載のガイドレール装置。
前記第２磁石部の最大エネルギー積の総和は、１５０ｋＪ／ｍ^３以上である、請求項１～３のいずれか１項に記載のガイドレール装置。
前記第２磁石部における前記ワークに対する吸着力は、１３７２Ｎ以上である、請求項１～４のいずれか１項に記載のガイドレール装置。
前記第１磁石部はフェライト磁石であり、前記第２磁石部はネオジウム磁石又はサマリウムコバルト磁石である、請求項１～５のいずれか１項に記載のガイドレール装置。
前記第２磁石部は、前記ガイドレール装置を前記ワークから離間させる方向に作用する力が強い側に配置される、請求項１～６のいずれか１項に記載のガイドレール装置。
前記操作レバーは、前記接触部を前記離脱位置に位置決めするストッパを備える、請求項１～７のいずれか１項に記載のガイドレール装置。
前記操作レバーは、前記接触部を構成する車輪又は軸受を有する、請求項１～８のいずれか１項に記載のガイドレール装置。
前記操作レバーは、
前記ガイドレールの長手方向において、前記第１磁石部及び前記第２磁石部を挟むように配置される２枚のレバー板と、
前記力点を構成し、前記２枚のレバー板を連結する把持部と、
を有する、請求項１～９のいずれか１項に記載のガイドレール装置。
請求項１～１０のいずれか１項に記載のガイドレール装置と、
溶接トーチと、前記溶接トーチを前記ワークの溶接線に沿って移動させる前記溶接用台車と、を備え、
前記溶接用台車は、前記ガイドレール装置の前記ガイドレールにより案内されて移動しながら前記ワークを溶接する、溶接装置。
請求項１～１０のいずれか１項に記載のガイドレール装置を前記ワークから取り外すためのガイドレール装置の取外し方法であって、
前記操作レバーの操作により、前記接触部を、前記ワークの表面に垂直な垂線に対して前記幅方向一方側の位置まで回動させ、前記接触部において前記ワークを押圧することで、前記第２磁石部を前記ワークの表面から離間させた後、前記ガイドレールを把持して前記第１磁石部を前記ワークから離間させる、ガイドレール装置の取外し方法。