JPH07236994A - 溶接ひずみ防止方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 角筒状をなすワークに対して溶接作業を行う
際に、ワークにひずみが生じることを防止できることは
勿論、その溶接に係わる作業を容易にしかも迅速に行う
ことができるようにする。 【構成】 角筒状をなすワーク１の各側壁の内面に対向
するように複数個の拘束部材１２を配置し、そのうちの
少なくとも一部を側壁に対して交差する方向へ移動させ
る押付け機構１３を設ける。押付け機構１３により各拘
束部材１２をワーク１の各側壁内面に押し付け、この状
態でワーク１に対する溶接作業を行うようにする。各拘
束部材１２は、位置調整機構１４によりワーク１の延び
方向への位置調整ができ、溶接箇所に応じて位置を調整
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、変圧器のタンク等の角
筒状をなすワークに対して溶接作業を行う際に、そのワ
ークにひずみが生じることを防止するための溶接ひずみ
防止方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１６には、角筒状をなすワーク１とし
て変圧器のタンクを示している。このワーク１は、鋼板
２を四角筒状に折り曲げ、その鋼板２の端部２ａ，２ａ
同士を溶接することにより（溶接部を符号３で示す）、
四角筒状に構成されている。そして、その後、このワー
ク１の外面には、矩形枠状の補強枠４、リブ５及び筒部
材６のような付属部品が溶接により取り付けられる。

【０００３】したがって、ワーク１の各所には溶接の際
の熱応力がかかるため、図１７に示すように、ワーク１
の側壁に内側へ凹状となるひずみが発生するという問題
があった。

【０００４】このようなひずみが生ずると、そのワーク
１の内部に変圧器本体（図示せず）を挿入する際に、ワ
ーク１と変圧器本体との間の隙間が確保できず、挿入で
きなくなることがある。このため、そのようなひずみを
防止しなければならない。

【０００５】そこで、従来では、図１８及び図１９に示
すように、ワーク１の平面形状に対応した矩形枠状の拘
束治具７を用いて、ひずみを防止するようにしていた。

【０００６】すなわち、ワーク１において鋼板２の端部
２ａ，２ａ同士を溶接する場合には、図２０に示すよう
に、２枚の拘束治具７を、ワーク１内の上下両端部に溶
接により取り付け（溶接部を符号８で示す）、この状態
で鋼板２の端部２ａ，２ａ同士の溶接を行う。また、ワ
ーク１の外面に例えば筒部材６を溶接する場合には、図
２１に示すように、２枚の拘束治具７を、ワーク１内に
おいて、筒部材６を取り付ける部位の上下に対応する位
置に溶接により取り付け、この状態で筒部材６の溶接を
行う。なお、補強枠４やリブ５を溶接する場合も、筒部
材６を溶接する場合と同様に、溶接する部品を取り付け
る位置に対応させて拘束治具７をワーク１内に溶接によ
り取り付け、この状態でその部品の溶接を行う。このよ
うに拘束治具７を用いることによって、ワーク１にひず
みが発生することを防止するようにしていた。

【０００７】また、ワーク１に補強枠４、リブ５、筒部
材６等の部品を取り付ける場合、その位置決めはワーク
１の外面に罫書きによって行っていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の方法で
は、拘束治具７をワーク１内に溶接によって取り付けて
いるため、その取付作業に非常に手間が掛かっていた。
しかも、鋼板２の端部２ａ，２ａ同士を溶接し、その
後、ワーク１の外面に補強枠４、リブ５、筒部材６を溶
接していく一連の工程で、拘束治具７の取付位置が異な
るため、工程毎に拘束治具７を取り付けたり、取り外し
たりする必要があり、非常に手間が掛かるという問題点
があった。

【０００９】また、拘束治具７を取り外した後に溶接部
８の跡がワーク１の内面にビード状に残るため、その溶
接部８の跡を取り除く必要があり、ハンドグラインダ
（図示せず）等で取り除くようにしていた。特にワーク
１内に変圧器本体を挿入する場合、溶接部８の跡の除去
が不十分であると、変圧器本体の挿入ができなくなるこ
とがあるため、注意深く除去する必要があり、これも非
常に手間が掛かる作業であった。

【００１０】さらに、ワーク１に補強枠４、リブ５、筒
部材６等の部品を取り付ける場合、その位置決めはワー
ク１の外面に罫書きによって行っていたため、この作業
も手間が掛かるものであった。この場合、罫書き線のみ
によってそれら部品の取付位置を決めるため、罫書き線
が軸線に対して直角に書けなかったり、たとえ書けたと
しても、部品を罫書き線に一致するように取り付けるこ
とができなかったりして、部品が正規の位置に対して傾
いた状態で取り付けられてしまうことがあり、製品の品
質に影響を及ぼすことがあった。

【００１１】そこで、本発明の目的は、角筒状をなすワ
ークに対して溶接作業を行う際に、ワークにひずみが生
じることを防止できることは勿論、その溶接に係わる作
業を容易にしかも迅速に行うことができ、また、ワーク
の外面に溶接により取り付けられる部品の位置決めも容
易でしかも迅速にでき、ワークに対する溶接作業の能率
を向上させることができる溶接ひずみ防止方法及びその
装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の溶接ひずみ防止
方法は、角筒状をなすワークの各側壁の内面に対向する
ように配置される複数個の拘束部材と、これら複数個の
拘束部材のうちの少なくとも一部をワークの側壁に対し
て交差する方向に移動させるように設けられた押付け機
構とを備え、前記押付け機構により前記各拘束部材を前
記ワークの各側壁内面に押し付けた状態で、ワークに対
する溶接作業を行うようにしたことを特徴とするもので
ある（請求項１）。

【００１３】上記方法において、拘束部材をワークの延
び方向に沿って移動させる位置調整機構を設け、拘束部
材をその位置調整機構により溶接箇所に応じて移動させ
るようにすることが好ましい（請求項２）。

【００１４】拘束部材の先端部にマグネットを設け、ワ
ークの外面に付属部品を溶接する際に、そのマグネット
の吸着力により付属部品の位置決めをするようにするこ
とができる（請求項３）。また、同様な目的で、拘束部
材の先端部に鋭角部を設け、ワークの外面に付属部品を
溶接する際に、その鋭角部をワークの側壁内面に押し付
けることにより側壁に塑性変形部を形成し、その塑性変
形部により付属部品の位置決めをするようにすることも
できる（請求項４）。

【００１５】本発明の溶接ひずみ防止装置は、角筒状を
なすワークに対して溶接作業を行う際に使用される装置
であって、前記ワークの各側壁の内面に対向するように
配置される複数個の拘束部材と、これら複数個の拘束部
材のうちの少なくとも一部をワークの側壁に対して交差
する方向に移動させるように設けられ、各拘束部材をワ
ークの各側壁内面に押し付ける押付け機構と、を具備し
てなる構成としたところに特徴を有する（請求項５）。

【００１６】上記装置において、拘束部材をワークの延
び方向に沿って移動させる位置調整機構を備える構成と
することが好ましい（請求項６）。さらに、押付け機構
の駆動手段としてシリンダ装置を備えると共に、位置調
整機構の駆動手段としてモータを備える構成とすること
が好ましい（請求項７）。

【００１７】また、拘束部材の先端部にマグネットを設
けたり（請求項８）、拘束部材の先端部に、これをワー
クの側壁に押し付けた際に側壁に塑性変形部を生じさせ
る鋭角部を設けたりすることもできる（請求項９）。

【００１８】

【作用】上記した手段によれば、角筒状をなすワークを
所定の位置にセットし、ワークの側壁に対向する各拘束
部材を押付け機構により各側壁内面に押し付け、この状
態でワークに対する溶接作業を行うことにより、ワーク
にひずみが生じることを防止することができる。

【００１９】このとき、拘束部材は、押付け機構により
対応する側壁に対して交差する方向へ移動させることに
よって、側壁に対して押し付けたり、その押付け状態を
解除したりすることができるから、拘束治具をワークに
対して溶接により取り付けるようにしていた従来とは違
い、溶接に係わる作業を容易で、しかも迅速に行うこと
ができる。また、ワークの内面に、拘束治具を取り外し
た後の溶接部の跡が残るようなこともない。

【００２０】拘束部材を位置調整機構によりワークの延
び方向に移動させることができる構成とした場合には、
拘束部材を、溶接箇所に応じて適切な位置へ移動させる
ことができる。

【００２１】拘束部材の先端部にマグネットを設けた場
合には、そのマグネットの吸着力によりワークの外面に
溶接される付属部品の位置決めを行うことができるか
ら、その付属部品の位置決めを容易で、しかも迅速にで
きる。

【００２２】また、拘束部材の先端部に鋭角部を設けた
場合には、その鋭角部によって側壁に形成した塑性変形
部により付属部品の位置決めをすることができるから、
やはり付属部品の位置決めを容易で、しかも迅速にでき
る。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の第１実施例について図１ない
し図８を参照して説明する。ただし、角筒状をなすワー
ク１に関しては、従来と同一の符号を付して説明は省略
する。

【００２４】まず、図１ないし図３において、溶接ひず
み防止装置１１の構成を説明する。溶接ひずみ防止装置
１１は、大きく分けて、角筒状をなすワーク１の四側壁
の内面に対向するように配置される複数個の拘束部材１
２と、これら拘束部材１２のうちの一部をワーク１の側
壁に対して交差する方向（図２中、矢印Ｘ１、Ｘ２方向
と、矢印Ｙ１、Ｙ２方向）に移動させる押付け機構１３
と、各拘束部材１２をワーク１の延び方向（図１中、矢
印Ｚ１、Ｚ２方向）に沿って移動させるための位置調整
機構１４とを備えて構成されている。

【００２５】上記拘束部材１２は、ワーク１の四側壁に
対して上下に２本ずつ、合計８本配置されていて、各拘
束部材１２は、対応する側壁の幅寸法よりやや短い長さ
寸法の板状をなしている。なお、拘束部材１２は、図８
に示すように、ワーク１の大きさ（幅寸法Ａ、奥行き寸
法Ｂ）に応じて、幅寸法Ｔ及び長さ寸法Ｌの異なる種々
のものがあり、種々のワークに対応できるようにしてい
る。

【００２６】ベース１５に立設されたフレーム１６に
は、ワーク１の隣り合う二側壁に内側から対向するよう
に２枚の固定ガイド板１７ａ、１７ｂが直交するように
固定配置され、また、ワーク１の他の二側壁に内側から
対向するように２枚の可動ガイド板１８ａ、１８ｂが直
交するように配置されている。２枚の可動ガイド板１８
ａ、１８ｂのうち、図２中右側の可動ガイド板１８ａ
は、ワーク１の右側壁に対して直交する方向である矢印
Ｘ１、Ｘ２方向への移動が可能とされ、また、図２中上
側（後側）の可動ガイド板１８ｂは、ワーク１の後側壁
に対して直交する方向である矢印Ｙ１、Ｙ２方向への移
動が可能とされている。

【００２７】上記固定ガイド板１７ａ、１７ｂ及び可動
ガイド板１８ａ、１８ｂのそれぞれの外側には、一対の
ガイドブロック１９、１９に案内されて上下２個のスラ
イドブロック２０、２０が矢印Ｚ１、Ｚ２方向（上下方
向）へ移動可能に設けられている。そして、各スライド
ブロック２０に、上記拘束部材１２が着脱可能に取り付
けられている。

【００２８】そして、左側の固定ガイド板１７ａとこれ
と対向する右側の可動ガイド板１８ａとの間、及び手前
側（図２中下側）の固定ガイド板１７ｂとこれと対向す
る後側（図２中上側）の可動ガイド板１８ｂとの間に
は、それぞれ押付け機構１３が設けられている。これら
押付け機構１３は同様な構成であるので、左側の固定ガ
イド板１７ａと右側の可動ガイド板１８ａとの間の押付
け機構１３を代表して説明する。

【００２９】固定ガイド板１７ａと可動ガイド板１８ａ
との間には、図１に示すように、押付け機構１３の駆動
手段を構成するシリンダ装置２１が配設されている。こ
のシリンダ装置２１の上方に突出するアクチュエータ２
２には、図６及び図７にも示すように、連結ピン２３を
介してＬ字形の第１のリンク２４が回動可能に連結さ
れ、この第１のリンク２４は連結ピン２５を介して固定
ガイド板１７ａに設けられたジョイント２６に回動可能
に連結されている。

【００３０】上記第１のリンク２４には連結ピン２７を
介して第２のリンク２８が回動可能に連結され、この第
２のリンク２８は連結ピン２９を介して可動ガイド板１
８ａに設けられたジョイント３０に回動可能に連結され
ている。また、シリンダ装置２１の下端部と、固定ガイ
ド板１７ａと、可動ガイド板１８ａとの間には、上記上
側のリンク機構と同様な構成のリンク機構が設けられて
いる。

【００３１】そして、可動ガイド板１８ａには、これの
矢印Ｘ１、Ｘ２方向への移動を案内するために、フレー
ム１６に取り付けられたトラック３１を挟み込むように
カムフォロア３２が取り付けられている。

【００３２】しかして、押付け機構１３は、シリンダ装
置２１におけるアクチュエータ２２の突出方向への移動
により、第１及び第２のリンク２４及び２８を介して可
動ガイド板１８ａがＸ１方向へ移動し、アクチュエータ
２２の後退方向への移動により、第１及び第２のリンク
２４及び２８を介して可動ガイド板１８ａがＸ２方向へ
移動する構成となっている。

【００３３】なお、固定ガイド板１７ｂと可動ガイド板
１８ｂとの間に配設された押付け機構１３においては、
詳細な説明は省略するが、図示しないシリンダ装置の駆
動により、可動ガイド板１８ｂが矢印Ｙ１方向及びＹ２
方向へ移動される構成となっている。

【００３４】一方、固定ガイド板１７ａ側の拘束部材１
２、及び可動ガイド板１８ａ側の拘束部材１２を矢印Ｚ
１、Ｚ２方向へ移動させるための位置調整機構１４は次
のような構成となっている。

【００３５】固定ガイド板１７ａの外側には、上下方向
に延びるねじ棒３３が２本配置されている。両ねじ棒３
３は、上記スライドブロック２０、２０を貫通し、上下
両端部が軸受３４，３５に回転可能に支持されている。
両ねじ棒３３の下端部には傘歯車３６が取着され、この
傘歯車３６が、ハンドル３７によって回転される原動軸
３８側の傘歯車３９に噛合している。

【００３６】２個のスライドブロック２０、２０のう
ち、図３中上側のスライドブロック２０には、左側に左
側のねじ棒３３に螺合するナット４０が取着されている
と共に、右側に右側のねじ棒３３よりも径大な挿通孔４
１が形成されている。図３中下側のスライドブロック２
０には、右側に右側のねじ棒３３に螺合するナット４０
が取着されていると共に、左側に左側のねじ棒３３より
も径大な挿通孔４１が形成されている。

【００３７】固定ガイド板１７ａと対向する可動ガイド
板１８ａ側にも、固定ガイド板１７ａ側と同様に、２本
のねじ棒３３がスライドブロック２０，２０を貫通する
ように配置されている。両ねじ棒３３の下端部には傘歯
車３６が取着され、この傘歯車３６が上記原動軸３８に
よって回転される従動軸４２側の傘歯車３９に噛合して
いる。従動軸４２は、原動軸３８に対して軸方向への移
動は可能であるが、すべりキー４３によって原動軸３８
と一体に回転される。なお、従動軸４２は、可動ガイド
板１８ａと一体的に軸方向へ移動されるようになってい
る。

【００３８】可動ガイド板１８ａ側の各スライドブロッ
ク２０にも、固定ガイド板１７ａ側のスライドブロック
２０と同様に、一方のねじ棒３３と螺合するナット４０
が取着されていると共に、他方のねじ棒３３よりも径大
な挿通孔４１が形成されている。

【００３９】しかして、図３中左側のハンドル３７の回
転操作により、固定ガイド板１７ａ及び可動ガイド板１
８ａの上側の両スライドブロック２０、ひいては拘束部
材１２が同時に矢印Ｚ１、Ｚ２方向へ移動し、また、右
側のハンドル３７の回転操作により、固定ガイド板１７
ａ及び可動ガイド板１８ａの下側の両スライドブロック
２０、ひいては拘束部材１２が同時に矢印Ｚ１、Ｚ２方
向へ移動される。

【００４０】各ハンドル３７の近傍には、スライドブロ
ック２０の位置を確認できるように、表示機能付きのエ
ンコーダ４４が設けられている。

【００４１】なお、固定ガイド板１７ｂ側の拘束部材１
２、及び可動ガイド板１８ｂ側の拘束部材１２を矢印Ｚ
１、Ｚ２方向へ移動させるための位置調整機構１４も、
説明は省略するが、上記構成と同様な構成となってい
る。

【００４２】次に上記構成の作用を説明する。まず、角
筒状をなす溶接前のワーク１を溶接ひずみ防止装置１１
に上方から被せ、ワーク１下端部のフランジ１ａをベー
ス１５上に載置する。このとき、押付け機構１３におけ
るシリンダ装置２１のアクチュエータ２２を後退させて
おき、ワーク１の各側壁の内面と各拘束部材１２との間
に少しの隙間を確保しておく（図６参照）。

【００４３】次に、位置調整機構１４における各ハンド
ル３７を回転操作して、各拘束部材１２を、溶接ひずみ
が発生しやすい位置、図４ではワーク１の上端部と下端
部とに位置するように移動させる。このとき、ハンドル
３７の回転操作により拘束部材１２は上下方向（矢印Ｚ
１、Ｚ２方向）へ移動するが、拘束部材１２はワーク１
の内側であるため、外からは見ることができない。この
ため、表示機能付きのエンコーダ４４で位置を確認す
る。

【００４４】拘束部材１２の上下方向の位置が決まった
ら、押付け機構１３におけるシリンダ装置２１を動作さ
せる。このときの動作の状態を図６及び図７に示す。図
６はアクチュエータ２２が後退している状態を示してお
り、この状態では、第１及び第２のリンク２４、２８が
くの字状に屈曲し、可動ガイド板１８ａ、ひいては拘束
部材１２は矢印Ｘ２方向へ移動した状態となっている。
なお、可動ガイド板１８ｂ側の拘束部材１２は、図示は
しないが矢印Ｙ２方向へ移動した状態となっている。

【００４５】図６の状態から、アクチュエータ２２を突
出させると、図７に示すように第１及び第２のリンク２
４、２８が一直線状になり、これに伴い可動ガイド板１
８ａ、ひいては拘束部材１２が矢印Ｘ１方向へ移動し、
各拘束部材１２がワーク１の各側壁の内面に押し付けら
れる状態となる。なお、可動ガイド板１８ｂ側の拘束部
材１２は、矢印Ｙ１方向へ移動されることになる。

【００４６】図７のように各拘束部材１２をワーク１の
各側壁内面に押し付けた状態で、ワーク１における鋼板
２の端部２ａ同士を溶接する。その溶接が完了したら、
シリンダ装置２１のアクチュエータ２２を後退させるこ
とにより、図６に示すように可動ガイド板１８ａはＸ２
方向へ、また、可動ガイド板１８ｂはＹ２方向へ後退さ
せる。

【００４７】一方、ワーク１の外面に付属部品を溶接す
る場合には、その付属部品の溶接箇所に応じて各拘束部
材１２を移動させる。ワーク１の外面に、付属部品とし
て、例えば筒部材６を溶接する場合には、位置調整機構
１４により、図５に示すように、拘束部材１２をこれが
溶接箇所の真裏に位置するように移動させる。

【００４８】そして、前述の溶接時と同様に、押付け機
構１３のシリンダ装置２１を動作させ、拘束部材１２を
ワーク１の側壁に押し付けた状態で、筒部材６をワーク
１の外面に溶接する。なお、付属部品としての補強枠４
やリブ５を溶接する場合も、同様に行う。

【００４９】ワーク１に対する溶接作業がすべて完了し
たら、ワーク１を上へ引き抜くようにして溶接ひずみ防
止装置１１から外す。

【００５０】上記した第１実施例によれば、角筒状をな
すワーク１を所定の位置にセットし、ワーク１の側壁に
対向する各拘束部材１２を、位置調整機構１４により上
下方向の位置を調整すると共に、押付け機構１３により
各側壁内面に押し付け、この状態でワーク１に対する溶
接作業を行うことにより、ワーク１にひずみが生じるこ
とを防止することができる。

【００５１】この場合、拘束部材１２は、押付け機構１
３により対応する側壁に対して交差する方向へ移動させ
ることによって、側壁に対して押し付けたり、その押付
け状態を解除することができるから、拘束治具をワーク
１に対して溶接により取り付けるようにしていた従来と
は違い、溶接に係わる作業を容易で、しかも迅速に行う
ことができる。

【００５２】また、拘束治具を溶接により取り付けるよ
うにしていた従来とは違い、ワークの内面に拘束治具を
取り外した後の溶接部の跡が残るようなことがないか
ら、その跡を取り除く必要もなく、さらには、ワーク１
の内部へ変圧器本体（図示せず）を挿入する際の妨げに
もならない。

【００５３】また、各拘束部材１２は位置調整機構１４
によりワーク１の延び方向に移動させることができるか
ら、各拘束部材１２を溶接箇所に応じて適切な位置へ移
動させることができる。したがって、ワーク１における
鋼板２の端部２ａ同士を溶接する場合だけでなく、ワー
ク１の外面に付属部品を溶接する場合にも、各拘束部材
１２を適切な位置へ移動させることにより、溶接による
ひずみを一層確実に防止することができる。

【００５４】本発明の第２実施例について図９ないし図
１２を参照して説明する。ただし、第１実施例と同一の
部品には同一の符号を付して説明は省略する。

【００５５】まず図９及び図１０において、溶接ひずみ
防止装置５１は、大きく分けて、角筒状をなすワーク１
の四側壁の内面に対向するように配置される複数個の拘
束部材１２と、これら拘束部材１２のうちの一部をワー
ク１の側壁に対して交差する方向（図１０中、矢印Ｘ
１、Ｘ２方向と、矢印Ｙ１、Ｙ２方向）に移動させる押
付け機構５２と、各拘束部材１２をワーク１の延び方向
（図９中、矢印Ｚ１、Ｚ２方向）に沿って移動させる位
置調整機構５３とを備えて構成されている。

【００５６】ベース１５に立設されたフレーム５４に、
ワーク１の四側壁に対向するように、ガイドレール５５
を介してガイド板５６がワーク１の延び方向（矢印Ｚ
１、Ｚ２方向）に移動可能に配置されている。ガイド板
５６は、ワーク１の四側壁に対して上下に２本ずつ、合
計８本配置されている。

【００５７】そして、各ガイド板５６に、押付け機構５
２が設けられている。この押付け機構５２は、各ガイド
板５６にガイドポスト５７によりワーク１の側壁に対し
て直交する方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向と、矢印Ｙ１、Ｙ
２方向）に移動可能に設けられたスライドブロック５８
と、各ガイド板５６に取り付けられスライドブロック５
８を矢印Ｘ１、Ｘ２方向と、矢印Ｙ１、Ｙ２方向に移動
させるシリンダ装置５９とから構成されている。各スラ
イドブロック５８に、拘束部材１２が着脱可能に取り付
けられる。

【００５８】位置調整機構５３は次のように構成されて
いる。各ガイド板５６の背面側には、それぞれねじ棒６
０、６１が２本ずつ配置され、これらねじ棒６０、６１
は、上下両端部がフレーム５４に設けられた軸受６２、
６３により回転可能に支持されている。

【００５９】ガイド板５６のうち、それぞれの上側のガ
イド板５６には、２本のうちの一方のねじ棒６０に螺合
するナット６４が取り付けられ、他方のねじ棒６１に対
応する部分にはナットは設けられていない。また、それ
ぞれの下側のガイド板５６には、２本のうちの上記他方
のねじ棒６１に螺合するナット６４が取り付けられ、上
記一方のねじ棒６１に対応する部分にはナットは設けら
れていない。

【００６０】ねじ棒６０、６１のうち、一方側の４本の
ねじ棒６０の下端部にはタイミングプーリ６５が取着さ
れ、これら各タイミングプーリ６５にタイミングベルト
６６が掛けられている。それら４本のねじ棒６０のうち
の１本のねじ棒６０の下端部には傘歯車６７が取着さ
れ、この傘歯車６７が、ハンドル６８によって回転され
る原動軸６９側の傘歯車７０に噛合している（図９参
照）。

【００６１】また、他方側の４本のねじ棒６１の下端部
にもタイミングプーリ６５が取着され、これら各タイミ
ングプーリ６５にタイミングベルト６６が掛けられてい
る。それら４本のねじ棒６１のうちの１本のねじ棒６１
の下端部には傘歯車６７が取着され、この傘歯車６７
が、ハンドル７１によって回転される原動軸６９側の傘
歯車７０に噛合している。各ハンドル６８、７１部分に
は、第１実施例と同様に、表示機能付きのエンコーダ４
４を設けている。

【００６２】しかして、上記位置調整機構５３は、一方
のハンドル６８を回転操作することにより、４本のねじ
棒６０が同時に回転し、これに伴いそれぞれ上側のガイ
ド板５６が上下方向へ移動し、また、他方のハンドル７
１を回転操作することにより、４本のねじ棒６１が同時
に回転し、これに伴いそれぞれ下側のガイド板５６が上
下方向へ移動する構成となっている。

【００６３】次に上記構成の作用を説明する。まず、角
筒状をなす溶接前のワーク１を溶接ひずみ防止装置５１
に上方から被せ、ワーク１下端部のフランジ１ａをベー
ス１５上に載置する。このとき、押付け機構５２におけ
る各シリンダ装置５９のアクチュエータ５９ａを後退さ
せておき、ワーク１の各側壁の内面と各拘束部材１２と
の間に少しの隙間を確保しておく（図１１参照）。

【００６４】次に、位置調整機構５３における各ハンド
ル６８、７１を回転操作して、各拘束部材１２を、溶接
ひずみが発生しやすい位置、例えばワーク１の上端部と
下端部とに位置するように移動させる。このとき、拘束
部材１２の上下方向の位置は、表示機能付きのエンコー
ダ４４により確認する。

【００６５】拘束部材１２の上下方向の位置が決まった
ら、押付け機構５２における各シリンダ装置５９を動作
させる。このときの動作の状態を図１１及び図１２に示
す。図１１はアクチュエータ５９ａが後退している状態
を示しており、この状態では、スライドブロック５８、
ひいては拘束部材１２が内方へ移動した状態となってい
る。

【００６６】図１１の状態から、各シリンダ装置５９の
アクチュエータ５９ａを突出させると、図１２に示すよ
うに、スライドブロック５８、ひいては拘束部材１２が
外側へ移動し、各拘束部材１２がワーク１の各側壁の内
面に押し付けられた状態となる。

【００６７】図１２のように各拘束部材１２をワーク１
の各側壁内面に押し付けた状態で、ワーク１における鋼
板２の端部２ａ同士を溶接する。その溶接が完了した
ら、各シリンダ装置５９のアクチュエータ５９ａを後退
させることにより、図１１に示すように各拘束部材１２
を内方側へ後退させる。

【００６８】一方、ワーク１の外面に付属部品を溶接す
る場合には、その付属部品の溶接箇所に応じて各拘束部
材１２を移動させる。ワーク１の外面に、付属部品とし
て、例えば筒部材６を溶接する場合には、位置調整機構
５３により、図５と同様に、拘束部材１２をこれが溶接
箇所の真裏に位置するように移動させる。

【００６９】そして、前述の溶接時と同様に、押付け機
構５２の各シリンダ装置５９を動作させ、拘束部材１２
をワーク１の側壁に押し付けた状態で、筒部材６をワー
ク１の外面に溶接する。なお、付属部品としての補強枠
４やリブ５を溶接する場合も、同様に行う。

【００７０】ワーク１に対する溶接作業がすべて完了し
たら、ワーク１を上へ引き抜くようにして溶接ひずみ防
止装置５１から外す。

【００７１】上記した第２実施例によれば、前記第１実
施例と同様な作用効果に加え、次のような利点がある。
すなわち、一方のハンドル６８で４本のねじ棒６０を同
時に回転させると共に、他方のハンドル７１で４本のね
じ棒６１を同時に回転させる構成としているので、ハン
ドル６８、７１としては２本ですみ、拘束部材１２の位
置調整のための操作が容易になる。また、各拘束部材１
２をそれぞれシリンダ装置５９によって直接移動させる
構成としているので、構成が複雑となるリンク機構を必
要とせず、構成を簡単にできる。

【００７２】図１３は本発明の第３実施例を示してい
る。この第３実施例は、上記した第１実施例とは次の点
が異なっている。すなわち、位置調整機構１４における
駆動手段として、ハンドル３７に代えて、正逆回転が可
能なブレーキ付きモータ７２を原動軸３８に接続してい
る。そのモータ３８は、押釦等のスイッチ、或いはリレ
ーによって、正転、逆転、及び停止の操作ができる構成
としている。そして、モータ３８、及び押付け機構１３
におけるシリンダ装置２１を、遠隔操作できる構成とす
る。

【００７３】斯様な第３実施例によれば、第１実施例と
同様な作用効果に加えて、次のような利点がある。すな
わち、位置調整機構１４及び押付け機構１３の遠隔操作
が可能となるから、溶接に係わる作業が一層迅速にで
き、作業能率が向上する。

【００７４】また、溶接用のロボットと、ワーク１等の
部品を運ぶローディング用のロボットと、本実施例の溶
接ひずみ防止装置１１とを組み合わせれば、無人溶接作
業も可能となる。

【００７５】図１４は本発明の第４実施例を示してい
る。この第４実施例は、第１実施例とは次の点が異なっ
ている。すなわち、拘束部材１２の先端部に、マグネッ
ト７３を設けている。

【００７６】この第４実施例においては、図１４に示す
ように、ワーク１の外面に、例えば補強枠４を溶接する
場合に、拘束部材１２を補強枠４と対応する部位に位置
決めすることにより、上記マグネット７３の吸着力によ
り補強枠４の位置決めが可能になり、その補強枠４の位
置決めを容易で、しかも迅速にでき、溶接に係わる作業
を一層迅速にできる。

【００７７】また、図１５は本発明の第５実施例を示し
ている。この第５実施例は、第４実施例とは次の点が異
なっている。すなわち、拘束部材１２の先端部に、マグ
ネット７３に代えて、鋭角部７４を設けている。

【００７８】この第５実施例においては、図１５に示す
ように、ワーク１の外面に、例えば補強枠４を溶接する
場合に、上記鋭角部７４をワーク１の側壁内面に押し付
けることにより側壁に塑性変形部７５を形成し、その塑
性変形部７５により補強枠４の位置決めをするようにす
る。このようにすることで、第４実施例と同様な作用効
果を得ることができる。

【００７９】本発明は、上記した各実施例にのみ限定さ
れるものではなく、次のように変形または拡張できる。

【００８０】拘束部材１２は、ワーク１の側壁と略同じ
ような形状の、上下方向及び左右方向に延びた板状の部
材から構成してもよい。このようにした場合には、拘束
部材を上下方向に位置調整する位置調整機構は必ずしも
必要としない。

【００８１】押付け機構１３、５２の駆動手段として
は、シリンダ装置２１、５９に代えて、モータを用いる
こともできる。また、マグネット７３に代えて電磁石を
用いるようにしても良い。角筒状のワーク１としては、
変圧器のタンクに限られないことは勿論である。

【００８２】

【発明の効果】本発明によれば、角筒状をなすワークを
所定の位置にセットし、ワークの側壁に対向する各拘束
部材を押付け機構により各側壁内面に押し付け、この状
態でワークに対する溶接作業を行うことにより、ワーク
にひずみが生じることを防止することができる。

【００８３】このとき、拘束部材は、押付け機構により
対応する側壁に対して交差する方向へ移動させることに
よって、側壁に対して押し付けたり、その押付け状態を
解除することができるから、拘束治具をワークに対して
溶接により取り付けるようにしていた従来とは違い、溶
接に係わる作業を容易で、しかも迅速に行うことができ
る。また、ワークの内面に、拘束治具を取り外した後の
溶接部の跡が残るようなこともないから、その溶接部の
跡を取り除く必要もなく、ワーク内に部品を挿入する際
の妨げになることもない。

【００８４】拘束部材を位置調整機構によりワークの延
び方向に移動させることができる構成とした場合には、
拘束部材を、溶接箇所に応じて適切な位置へ移動させる
ことができ、溶接によるひずみを一層確実に防止でき
る。

【００８５】拘束部材の先端部にマグネットを設けた場
合には、そのマグネットの吸着力によりワークの外面に
溶接される付属部品の位置決めを行うことができるか
ら、その付属部品の位置決めを容易で、しかも迅速にで
きる。

【００８６】また、拘束部材の先端部に鋭角部を設けた
場合には、その鋭角部によって側壁に形成した塑性変形
部により付属部品の位置決めをすることができるから、
やはり付属部品の位置決めを容易で、しかも迅速にでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すものであり、図２中
イ−イ線に沿う縦断正面図

【図２】横断平面図

【図３】左側面図

【図４】ワークの端部同士を溶接する際に、拘束部材を
ワークの上下両端部に対応する位置へ移動させた状態を
示す、概略的な縦断正面図

【図５】ワークに筒部材を溶接する際に、拘束部材を筒
部材に対応する位置へ移動させた状態を示す、概略的な
縦断正面図

【図６】可動ガイド板側の拘束部材を後退させた状態を
示す、作用説明用の概略的な縦断正面図

【図７】拘束部材をワークの各側壁に対して押し付けた
状態を示す、作用説明用の概略的な縦断正面図

【図８】拘束部材とワークとの寸法関係を示す平面図

【図９】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図１０】横断平面図

【図１１】拘束部材を後退させた状態を示す図６相当図

【図１２】図７相当図

【図１３】本発明の第３実施例を示す図１相当図

【図１４】本発明の第４実施例を示す要部の破断正面図

【図１５】本発明の第５実施例を示す要部の正面図

【図１６】角筒状のワークの斜視図

【図１７】溶接ひずみが発生した状態のワークの斜視図

【図１８】従来の拘束治具を示す斜視図

【図１９】ワークに拘束治具をセットした状態の斜視図

【図２０】ワークの端部同士を溶接する際に、拘束治具
をワークの上下両端部にセットした状態を示す縦断正面
図

【図２１】ワークに筒部材を溶接する際に、拘束治具を
筒部材に対応する位置へセットした状態を示す縦断正面
図

【符号の説明】

１はワーク、４は補強枠（付属部品）、５はリブ（付属
部品）、６は筒部材（付属部品）、１１は溶接ひずみ防
止装置、１２は拘束部材、１３は押付け機構、１４は位
置調整機構、２０はスライドブロック、２１はシリンダ
装置、３３はねじ棒、３７はハンドル、４４はエンコー
ダ、５１は溶接ひずみ防止装置、５２は押付け機構、５
３は位置調整機構、５８はスライドブロック、５９はシ
リンダ装置、６６はタイミングベルト、６８、７１はハ
ンドル、７２はモータ、７３はマグネット、７４は鋭角
部、７５は塑性変形部である。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 角筒状をなすワークの各側壁の内面に対
   向するように配置される複数個の拘束部材と、これら複
   数個の拘束部材のうちの少なくとも一部をワークの側壁
   に対して交差する方向に移動させるように設けられた押
   付け機構とを備え、 前記押付け機構により前記各拘束部材を前記ワークの各
   側壁内面に押し付けた状態で、ワークに対する溶接作業
   を行うようにしたことを特徴とする溶接ひずみ防止方
   法。
2. 【請求項２】 拘束部材をワークの延び方向に沿って移
   動させる位置調整機構を備え、 拘束部材を前記位置調整機構により溶接箇所に応じて移
   動させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の溶
   接ひずみ防止方法。
3. 【請求項３】 拘束部材の先端部にマグネットを設け、 ワークの外面に付属部品を溶接する際に、前記マグネッ
   トの吸着力により前記付属部品の位置決めをするように
   したことを特徴とする請求項１または２記載の溶接ひず
   み防止方法。
4. 【請求項４】 拘束部材の先端部に鋭角部を設け、 ワークの外面に付属部品を溶接する際に、前記鋭角部を
   ワークの側壁内面に押し付けることにより側壁に塑性変
   形部を形成し、その塑性変形部により前記付属部品の位
   置決めをするようにしたことを特徴とする請求項１また
   は２記載の溶接ひずみ防止方法。
5. 【請求項５】 角筒状をなすワークに対して溶接作業を
   行う際に使用される装置であって、 前記ワークの各側壁の内面に対向するように配置される
   複数個の拘束部材と、 これら複数個の拘束部材のうちの少なくとも一部をワー
   クの側壁に対して交差する方向に移動させるように設け
   られ、各拘束部材をワークの各側壁内面に押し付ける押
   付け機構と、を具備してなる溶接ひずみ防止装置。
6. 【請求項６】 拘束部材をワークの延び方向に沿って移
   動させる位置調整機構を備えたことを特徴とする請求項
   ５記載の溶接ひずみ防止装置。
7. 【請求項７】 押付け機構の駆動手段としてシリンダ装
   置を備え、位置調整機構の駆動手段としてモータを備え
   たことを特徴とする請求項６記載の溶接ひずみ防止装
   置。
8. 【請求項８】 拘束部材の先端部にマグネットを設けた
   ことを特徴とする請求項５または６記載の溶接ひずみ防
   止装置。
9. 【請求項９】 拘束部材の先端部に、これをワークの側
   壁に押し付けた際に側壁に塑性変形部を生じさせる鋭角
   部を設けたことを特徴とする請求項５または６記載の溶
   接ひずみ防止装置。