JPH0218200B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は管断面部等を互に溶接する電気溶接
機、より詳細には構成材料を電気的に絶縁してい
る外被部及び溶接される導管境界面のまわりの円
周上を溶接棒が駆動されている回転可能な溶接棒
駆動部材を有するカセツト式溶接装置を取り入れ
た溶接機に関するものである。

例えば、飛行機組立作業等に於いて作業場が非
常に限られている様な場合に、導管断面を互に結
合さすのに用いられる経済的な小型溶接装置は、
私が共同発明者になつている特許No.3678781と特
許No.3238347及び特許No.3823298に於いて記述され
ている。これらすべての装置では、溶接作業によ
つて互に結合される導管断面部間の境界面のまわ
りの軌道上をその作業中溶接棒を回転駆動させる
手段が設けられている。これらの先行技術に見ら
れる装置は一般に、溶接棒を駆動さすのにモータ
駆動歯車列を採用し、導管断面部は互にその接合
面を締付け装置によつて保持されている。特許No.
3823298に於ては、溶接装置は自由自在に作業位
置に据え付け又その位置から取り外すことがいつ
でも出来る様にカセツト型に小型化されている。

しかし、これらの先行技術には幾つかの欠点が
ある。特に、こうした先行技術の溶接装置は一般
に、その溶接棒を絶縁体の受け台やその他の台に
据え付けても電気的に導体である金属から組立て
られている。溶接開始時の電圧は一般に、周波数
が高くその電圧も非常に高い。その結果、溶接棒
が取り付けられている誘電体絶縁材料を越えて電
圧破壊がしばしば生じるため、装置が完全に毀た
り作業効率の低下をもたらすことが分つている。
更に、こうした先行技術の装置で採用されている
溶接棒駆動方式は製造するにはあまりにも複雑で
あるので、組立るのに幾分費用が嵩む傾向があ
る。又、この様な複雑な駆動機構は、その操作上
の信頼性・耐久性について改善を望まれている点
を多々残している。

本発明の溶接機は上述した先行技術の欠点を次
の様な仕方で克服している。即ち、先ず溶接棒と
それが取り付けられている部材との間の電気的破
壊の問題は、その中を溶接棒が移動し、電力が送
られる金属性駆動リング中に溶接棒を組み合わ
せ、この駆動リングが取り付けられているカセツ
ト型の外被の外側部分を適当なプラスチツク等の
絶縁材料で作ることによつて避けられている。第
二に、溶接棒駆動リング用に斬新で低摩擦の玉軸
受ささえが採用され、組立てるのに簡単で経済的
になり、更に、この駆動リングに信頼性に富む低
摩擦の軸受を供している。こうした最終結果は、
リング中に取り付けられ、その向い合つた側面か
ら突き出た部部分を有する複数の玉部材によつて
達成されており、この玉部材はハウジング内に形
成されたみぞ付きレースに沿つて作動している。
更に、溶接装置はばねリングによつて導管締付け
装置に自由自在に取り付け、そこから外すことが
いつでも出来るカセツト型部材に組込まれてい
る。

それ故、先行技術の装置よりも大きい耐久性と
信頼性を有し、より経済的に組立てられるカセツ
ト式改良円周溶接機を供することが本発明の目的
である。

更に、同類の先行技術に較べ停電の影響を受け
にくいカセツト式改良円周溶接機を供することが
本発明の目的である。

本発明の他の目的は、下記の添付図面に関連し
て説明が展開されるにつれて明らかになる。

図面１について説明する。本発明の好ましい実
施例が透視的に図示されている。

淵を互に溶接される２つの管部１１，１２が、
その接合周面を互に接して導管締付け部材１４の
あごの間に保持されている。

導管締付け部材１４は、図７，８に最み明瞭に
示されている様に、一般にＵ字型で平な底部１７
より上方に伸びた一対の腕１５，１６を有してい
る。各々の腕は一対の締付けあご１５ａ，１５ｂ
及び１６ａ，１６ｂを各々対応して有している。
こうしたあごの各々は、その一端上の継手ピン１
８のまわりを旋回出来る様に取り付けられている
ので、あごは図８の点線で示されている様に開く
ことが出来、導管部１１，１２をあごの縦線で囲
まれた空間１９中で互に末端接合させ、そのあご
の間の位置に付けて、あごは図８の実線で示され
ている様に下げられ、その各々の一対のあごの内
上部あご上に旋回出来る様に取り付けられ、下部
あご上のピン２２にかみ合つて結び付いているト
グル２１ａをその末端に有しているトグル腕２１
によつて導管部を締付けかみ合う状態であごはし
つかりと締付けられている。この様にして、導管
部は互にしつかりと締付けられているので、溶接
作業が素早く容易に行なへ、一旦溶接を完了する
と、すぐにその導管部を外すことが出来る。

溶接装置３０は、ねじ３２で互に締付けられた
２つのかみ合い部品中にハウジングを形成してい
る。ハウジングの上部は適当なプラスチツク等の
電気的に不導体の材料から出来ている。溶接装置
３０はカセツト型で、電気駆動モータ３５を備え
ており、このモータはケーブル３６から電力を得
ている。図２，３が最つとも明瞭に示している様
に、モータ３５の駆動軸３５ａはブツシング４３
によつて、歯車３８，３９，４０，４１，４２を
含む歯車列から成る入力歯車３７の駆動軸と接続
され、これらの歯車は本明細書中に以下説明され
ている様に、溶接棒を互に溶接される導管部の円
周上を駆動させる様に採用されている。図３，４
が最つとも明瞭に示している様に、カセツト３０
はその底部分に通常の鍵穴型の大きな開口部３０
ｃを有している。このカセツトは空間３０ｃ中に
はめ込まれたクランプのあご部を内部に伸ばし、
互に溶接される２つの導管部を境界面に溶接棒４
０を直接向い合わせる程にごく接近させている導
管締付け具の腕１５，１６の間に設けられてい
る。この様な位置にカセツトは設けられて、Ｌ字
型の鎖錠部材４５がその中にはめ込まれている開
口部を有し、図２Ａに最も明瞭に示されている様
に、そのカセツト締付け部材に掛け合わせる為
に、締付けリング４４が回転するにつれてそのリ
ングの縁にかみ合つている鎖錠リング４４によつ
てカセツトは導管クランプに掛け合わさつてい
る。

図３−６を説明する。溶接棒４０用の駆動機構
について以下説明する。馬蹄型の溶接棒駆動部材
５０は、小ねじ７０によつて互に締めつけられて
いる２つの半端部５０ａ，５０ｂから形成されて
いる。部分５０ａは歯車３９，４１にかみ合つて
いるその外部周辺部のまわりを歯車リング４２が
動き続けている。駆動部材５０は、歯車３８−４
２から成る歯車列を通じてモータ３５によつて回
転しながら駆動している。馬蹄部材が開口部３０
ｃに向い合つた上方の位置へ回転すると、すなわ
ち少なくとも歯車３９か４１の内の１つが歯車４
２の回転サイクル中いつもかみ合つている時、そ
の歯車４２が連続駆動を確実に行なう様、一対の
歯車３９，４１が設けられている。

溶接棒４０は駆動部材５０の中央に固定され、
この駆動部材は電気的に導体の金属性である。カ
セツト３０のハウジングの金属部６４ａに旋回出
来る様に取り付けられ、ケーブル３６からブラシ
に向つて延びている引込線（図示せず）を通して
励弧電流の電源に接続されているブラシ５３によ
つて、溶接電流は駆動部材５０から溶接棒４０へ
と供給されている。その一方の末端がカセツトの
金属ハウジング部６４ａに接し、他の末端がブラ
シの後部に接している板バネ５５によつて、ブラ
シ５３は駆動部材５０の外壁に弾性を有しながら
向い合つている。この様にして、駆動部材５０と
ハウジングの金属部分６４ａ，６４ｂはすべて、
電弧現象を最少にする電位に保たれている。不活
性ガスが先ず線５６からプラスチツク性のハウジ
ング部分３０ａ，３０ｂ中に形成されたみぞ形通
路５８へ送られ、そこからやはりこれらのハウジ
ング部分に形成されている細みぞ６０を通じて溶
接棒４０の表面へ流れ込んで、当業者には公知の
技術で溶接が容易に行なわれる。

すでに述べた様に、カセツト３０はねじ３２で
互に締付けられ合成単位を形成している２つの部
分３０ａ，３０ｂから成り立つている。カセツト
の外部ハウジング部６２は、耐衝撃性プラスチツ
ク等の適当な耐久性に富む電気的に絶縁体の材料
から出来ている。ハウジング金属板は、プラスチ
ツクハウジング中に取り付けられ、歯車列と駆動
部材５０を支へ、図５，６に最も明瞭に示されて
いる様に、各々ハウジング部３０ａと３０ｂと結
びついている２つのかみ合い部分６４ａ，６４ｂ
から成り立つている。これらのかみ合い板６４
ａ，６４ｂの各々はその中に溶接棒を運ぶ駆動部
材５０の玉軸受部材６８用の弧状レースウエイを
形成しているみぞ形通路６６を設けている。図
５，６に最も明瞭に示されている様に、駆動部材
５０は、小ねじ７０によつて互に締付けられた一
対の板５０ａ，５０ｂから出来ている。玉軸受６
８は互に接し合つた一対を成して取り付けられ、
駆動部材５０ａ，５０ｂ中にある空洞中に保持さ
れている。この設計は装置の組立を容易に行なえ
る様にし、空洞７３の開口は玉軸受６８の直径よ
りも小さいので、組立時に玉軸受を細みぞ中に保
持される。

図３について説明する。装置は次の様に作動す
る。すなわち、溶接電流が溶接棒４０に供給さ
れ、不活性ガスが溶接棒のまわりに送り込まれる
と、モータ３５は活かされ歯車３７−４２を含む
歯車列を駆動さす。この様にして溶接棒駆動部材
５０は、各々レースウエイ６６中を回転している
玉６８によつて形成されている軸受上を回転して
駆動して行く。この結果、溶接棒４０は互に溶接
される導管部１１，１２の境界面のまわりの軌道
通路を駆動して行き、溶接作業が行なわれる。す
でに述べた様に、駆動部材が開口部３０ｃを有す
るにもかかわらず、完全に回転出来るのは一対を
成して少くなくともその内の一つが常に歯車４２
にかみ合つている駆動歯車３９，４１の働きによ
つて可能となつている。割出しすなわちホーミン
グカム７８が駆動部材の外表面に設けられ、駆動
部材の回転が完全に完了した時に、そのカムによ
つてリミツトスイツチ８０を作動させ、そしてリ
ミツトスイツチが駆動モータ３５から電源を除く
様に作動する。

図９について説明する。割出しスイツチが設け
られた配置図が図示されている。この例では、リ
ミツトスイツチ８０が、その弧状の内壁にそつて
カム７８を設けている独立輪歯車８７は歯車８８
を通して歯車９０に連結され、この歯車９０が順
にモータの駆動軸に連結されている。これら歯車
の歯数比を適切に設計するとカム７８は駆動部材
５０が完全に一回転した後、元の出発位置に来る
様になる。上記の配置例では、カムがこの元の位
置に到達して、リミツトスイツチ８０が作動して
モータの駆動を停止させている。本装置の幾分詰
まつた中央部から離れた位置にリミツトスイツチ
が取り付けられる様に、本装置を組み合わせられ
る幾つかの利点がこの配置例にはある。

本装置はカセツトを導管締付け部材に図示され
ている様に左手側からか又は右手側のどちら側か
ら取り付けられる様に設計され、締付け部材の右
手側にはこの様な二者択一的な取り付けが容易に
行なえる様に補助鎖錠部材４５が設けられている
点が注目される。

以上、本発明は詳細に記述、図示されたが、あ
くまで図示と例示を示したものに済ず、本発明の
精神と範囲は下記の特許請求範囲の項目によつて
定められることはわかるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の好ましい実施例を示す斜視
図、第２図は好ましい実施例の側面図、第２Ａ図
は溶接ユニツトを管把持ユニツトに取り付けるた
めの把持機構を示す破断図、第３図は第２図の３
−３面における横断面図、第４図は第２図の４−
４面における横断面図、第５図は第３図の５−５
面における横断面図、第６図は第３図の６−６面
における横断面図、第７図は好ましい実施例の管
把持ユニツトの側面図、第８図は好ましい実施例
の管把持ユニツトの端面図、第９図は好ましい実
施例の位置割り出し機構を示す説明図である。 １１，１２……管部分、１４……管把持部材、
１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ……把持あご、
１８……ヒンジピン、２１ａ……トグル、３０…
…溶接ユニツト（カセツト）、３０ａ，３０ｂ…
…係合片、３５……電気駆動モータ、４０……溶
接電極、５０……蹄鉄形状の電極駆動部材、５３
……ブラシ、６０……スロツト、６６……チヤン
ネル（レースウエー）、６８……ボール、７３…
…室、７８……ホーミングカム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管部分を把持し、そのエツジを互いに突き合
   わせるための管把持ユニツトと、前記把持ユニツ
   トに取外し可能に連結することができる溶接電極
   を支持し、この溶接電極を前記管部分間の中間面
   に直接対向させるカセツト式溶接ユニツトと、電
   極を管部分間の中間面の周りの軌道に沿つて回転
   駆動するための手段とを有する管部分などを溶接
   するための溶接装置において、 導電材料によつて成形された駆動部材を備え、
   前記電極は前記駆動部材にこの駆動部材と電気接
   触するよう取り付けられ、前記駆動部材は蹄鉄形
   状のもので対向する複数の対をなすボールを有
   し、前記ボールは前記駆動部材の対向面から突出
   し、ベアリングを形成し、 前記駆動部材を回転可能に支持するカセツトを
   形成するハウジングを備え、前記ハシジングは前
   記駆動部材の対をなすボールが係合されている一
   対の対向して位置決めされたレースウエイを有
   し、 駆動モータと、 前記駆動部材の駆動シヤフト組立体を前記駆動
   モータに連結するための手段と、 溶接電流を前記駆動部材に与え、前記溶接電極
   に与えるためのブラシ手段と、 前記駆動手段が予め設定された軌道回転を完了
   したとき、前記駆動モータへの動力を遮断するた
   めのホーミングスイツチ手段と、 前記溶接ユニツトを把持ユニツトに取外し可能
   に連結するための手段とを備えたことを特徴とす
   る溶接装置。 ２ 前記ハウジングは、それに形成されたスロツ
   ト及び前記スロツトに流体連通するチヤンネルを
   有し、前記スロツトは前記溶接電極の領域への出
   口を持ち、さらに前記チヤンネルに不活性ガスを
   送るための前記チヤンネルに連結された管手段が
   設けられている特許請求の範囲第１項に記載の装
   置。 ３ 前記駆動部材は二つの同様の対向片によつて
   成形され、前記片には前記ボールの直径よりも小
   さい開口部を有する室が形成され、これによつて
   前記二つの部分を接合する前に対をなすボールを
   互いに突き合わされた前記室に挿入し、一体ユニ
   ツトを形成することができるようにした特許請求
   の範囲第１項に記載の装置。 ４ 前記把持ユニツトはヒンジピンによつて互い
   に連結された二対のあごと、前記各対のあごを溶
   接される管部分に把持係合させるためのトグルを
   有するアーム材とからなる特許請求の範囲第１項
   に記載の装置。 ５ 前記溶接ユニツトを把持ユニツトに取外し可
   能に連結するための手段は、開口部を有するロツ
   クリングを有し、前記ロツクリングは前記駆動モ
   ータハウジングに取り付けられ、さらに前記ロツ
   クリングに係合する管把持部材上のかけ金部材を
   有する特許請求の範囲第１に項記載の装置。 ６ 前記ハウジングは内側部分と外側部分とを有
   し、内側部分は、導電金属によつて成形されてい
   る特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ７ 前記ハウジングの内側および外側部分は一体
   ユニツトを形成するよう互いに連結された対をな
   す同様のかみ合いユニツトから形成されている特
   許請求の範囲第６項に記載の装置。 ８ 前記ブラシ手段は前記ハウジングの内側部分
   に取り付けられた一対のブラシと、前記ブラシを
   前記駆動部材に向かつて弾性付勢するための手段
   とからなる特許請求の範囲第６項に記載の装置。