JPH07241669A

JPH07241669A - 肉盛溶接装置

Info

Publication number: JPH07241669A
Application number: JP6036191A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Miyata; 博志宮田; Yoshio Chiba; 良夫千葉; Minoru Nakane; 実中根; Tsutomu Oka; 勉岡; Osami Noguchi; 修身野口
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1994-03-07
Filing date: 1994-03-07
Publication date: 1995-09-19

Abstract

(57)【要約】【目的】内燃機関の給気弁あるいは排気弁用のバルブ
等のワークへの異種材料の肉盛溶接を、安定した品質に
て行なう。【構成】アルゴンガス等の不活性ガスの雰囲気中に
て、紛体状の溶接材料を噴射するとともに、この噴射し
た溶接材料を溶融して素材バルブＡのバルブヘッド２へ
吹き付けて、このバルブヘッド２へ肉盛溶接を行なう溶
接トーチ１１の先端部近傍に、一部が透光性を有する透
光部とされた遮光性を有するカバー１２を取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の給気弁又
は排気弁用バルブのバルブヘッドに異種材料を肉盛溶接
するための肉盛溶接装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、内燃機関の給気弁や排気
弁のバルブヘッドは、バルブシートと高速で当接が繰り
返されるので、バルブヘッドには高い耐摩耗性が要求さ
れる。このため、図１０に示すように、バルブ１のバル
ブヘッド２に耐摩耗性の高い材料（例えばCo-Cr-W-C系
合金）をプラズマトーチ等の溶接トーチを用いて肉盛溶
接し、その後、肉盛溶接部３に研磨加工等の機械加工を
施して所望の形状としていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記溶接ト
ーチは、アルゴンガス等の不活性ガスを噴霧し、この不
活性ガスの雰囲気中にて溶接するものであるが、特に、
夏場、工場内に設置した扇風機、エアコン等によって生
じる気流によって、溶接箇所の不活性ガスが流出した
り、溶接トーチから噴射されるプラズマ炎が振れてしま
い、周囲の空気によって肉盛溶接部３が酸化してブロー
ホール等の欠陥が生じ、製品の品質が低下してしまうと
いう問題があった。また、この溶接トーチを用いてバル
ブヘッド２へ肉盛溶接を行なう場合、その溶接箇所にお
いて、極めて輝度の高い光が発生するため、バルブヘッ
ド２への肉盛溶接の状況を確認することが困難であると
いう問題があった。

【０００４】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、安定した品質にて肉盛溶接を行なうことが可能な
肉盛溶接装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の肉盛溶接装置は、内燃機関の給気弁
または排気弁用バルブ等のワークに異種材料を肉盛溶接
するための肉盛溶接装置であって、前記ワークへ不活性
ガスを噴出させながら前記不活性ガスの雰囲気中にて肉
盛溶接を行なう溶接トーチと、該溶接トーチの先端部に
取り付けられて、溶接トーチによる肉盛溶接箇所近傍を
覆うカバーとを備えてなることを特徴としている。

【０００６】また、請求項２記載の肉盛溶接装置は、請
求項１記載の肉盛溶接装置において、前記カバーが、僅
かに透光性を有する材料から形成されてなることを特徴
としている。さらに、請求項３記載の肉盛溶接装置は、
請求項１記載の肉盛溶接装置において、前記カバーが、
遮光性を有する材料から形成されてなり、かつ該カバー
の一部が、僅かに透光性を有する透光部とされてなるこ
とを特徴としている。また、請求項４記載の肉盛溶接装
置は、請求項１、請求項２または請求項３記載の肉盛溶
接装置において、前記カバーが、前記ワークを保持する
台座側の端部が開口部とされ、該開口部には、切り欠き
部が形成されてなることを特徴としている。

【０００７】また、請求項５記載の肉盛溶接装置は、請
求項１、請求項２または請求項３記載の肉盛溶接装置に
おいて、前記カバーが、前記ワークを保持する台座側の
端部が矩形状の開口部とされ、前記台座は、前記開口部
の対角寸法よりも僅かに小径の円形に形成されてなるこ
とを特徴としている。また、請求項６記載の肉盛溶接装
置は、請求項１、請求項２または請求項３記載の肉盛溶
接装置において、前記カバーが、前記ワークを保持する
台座側の端部が円形の開口部とされ、前記台座は、前記
開口部の径よりも僅かに大きな対角寸法の矩形状に形成
されてなることを特徴としている。

【０００８】

【作用】そして、請求項１記載の肉盛溶接装置によれ
ば、溶接トーチによる肉盛溶接箇所近傍がカバーによっ
て覆われているので、この溶接箇所における不活性ガス
の過剰な流出が防止され、良好な肉盛溶接が行なわれ
る。また、請求項２記載の肉盛溶接装置によれば、カバ
ーが僅かに透光性を有する材料から形成されているの
で、輝度の高い光が発生する溶接トーチによる肉盛溶接
箇所を目視にて確認することができる。

【０００９】さらに、請求項３記載の肉盛溶接装置によ
れば、カバーが遮光性を有する材料から形成されている
ので、輝度の高い光が発生する溶接トーチによる肉盛溶
接箇所を目視した際の危険性が低減される。また、カバ
ーの一部に設けられた透光部から肉盛溶接箇所を目視に
て確認することができる。また、請求項４記載の肉盛溶
接装置によれば、カバーの下端部に形成された切り欠き
部から、溶接トーチから噴射された不活性ガスが適度に
流出される。

【００１０】さらに、請求項５記載の肉盛溶接装置によ
れば、矩形状のカバーの開口部と円形の台座との間に隙
間が形成され、この隙間から、溶接トーチから噴射され
た不活性ガスが適度に流出される。また、請求項６記載
の肉盛溶接装置によれば、円形のカバーの開口部と矩形
状の台座との間に隙間が形成され、この隙間から、溶接
トーチから噴射された不活性ガスが適度に流出される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の肉盛溶接装置の実施例を図に
よって説明する。図１及び図２に示すように、この肉盛
溶接装置の溶接トーチ１１には、その先端部近傍に、カ
バー１２が取り付けられている。このカバー１２は、例
えば、板材を箱状に組み合わせたもので、このカバー１
２を構成する底部１３には、溶接トーチ１１が挿通可能
な取り付け孔１４が形成されている。また、このカバー
１２の端面側は開口しており、この開口部１５は、肉盛
溶接が行なわれる素材バルブ（ワーク）Ａを保持する、
後述する回転台８５に設けられた台座１６と略平行にな
るように、所定の角度に形成されている。カバー１２
は、遮光性を有する板材を組み合わせたもので、その一
側面は、僅かに透光性を有する透光部とされている。な
お、このカバー１２を構成する板材としては、例えば、
アクリル板等が使用可能である。

【００１２】また、溶接トーチ１１には、カバー１２の
底部１４を挟んで、一対の固定具１７が取り付けられて
おり、これら固定具１７によって、カバー１２の底部１
４が挟持された状態に、カバー１２が溶接トーチ１１の
先端部近傍に支持されている。これら固定具１７は、溶
接トーチ１１の先端部の径と略同一径の円弧状に形成さ
れた凹部（図示略）を有する一対の固定部材１８からな
るもので、この凹部を溶接トーチ１１へ当接させながら
それぞれの固定部材１８同士を突き合わせ、さらに、一
方側の固定部材１８ａに形成された孔部１９からボルト
２０を挿通させ、他方側の固定部材１８ｂに形成された
ねじ孔２１へねじ込んで締め付けることにより、これら
固定部材１８ａ、１８ｂが締結され、溶接トーチ１１に
固定されるようになっている。また、このカバー１２に
は、溝部２２が形成されており（図２参照）、この溝部
２２内に、台座１６に保持された素材バルブＡのバルブ
ステムが挿通されるようになっている。

【００１３】次に、上記のようにカバー１２が取り付け
られた溶接トーチ１１を有する肉盛溶接装置の構成及び
構造を説明する。図３に示すように、この肉盛溶接装置
は、肉盛溶接が施される素材バルブＡが貯蔵される素材
バルブストック手段３０と、素材バルブＡのバルブヘッ
ド２に肉盛溶接を行なう溶接手段４０と、この溶接手段
４０の溶接トーチ１１に素材バルブＡのバルブヘッド２
が対向するように素材バルブＡを斜めに保持するととも
に軸線を中心として回転させる素材バルブ保持手段５０
と、前記溶接手段４０により肉盛溶接がされた製品バル
ブＢを貯蔵する製品バルブストック手段７０と、前記素
材バルブストック手段３０から前記素材バルブ保持手段
５０に向けて素材バルブＡを搬送するとともに、製品バ
ルブＢを素材バルブ保持手段５０から前記製品バルブス
トック手段７０に向けて搬送するバルブ搬送手段８０と
を備えている。

【００１４】前記素材バルブ保持手段５０は、素材バル
ブＡのバルブヘッド２の端面が当接される回転テーブル
手段５１と、この回転テーブル手段５１の斜め上方向に
離間して設けられ、素材バルブＡのバルブステムを上方
から押圧して前記回転テーブル手段５１との間に素材バ
ルブＡを着脱自在に保持させるバルブ着脱手段５２と、
素材バルブＡを前記回転テーブル手段５１の回転軸とほ
ぼ同軸に位置決めして取り付けるバルブ取付位置決め手
段５３とを備えている。

【００１５】前記バルブ取付位置決め手段５３は、素材
バルブＡのバルブステムの側面を当接して素材バルブＡ
を斜めに支持するＶ字状溝が先端に形成された支持部材
５４と、この支持部材５４を素材バルブＡの軸線方向に
移動させる軸方向移動手段（例えば、エアーシリンダー
等）５５と、前記支持部材５４を素材バルブＡの径方向
に移動させる径方向移動手段（例えば、エアーシリンダ
ー等）５６とを備えている。なお、前記支持部材５４
は、径方向移動手段５６の進退部材（例えば、ピストン
ロッド等）に一体に固定されており、径方向移動手段５
６は、軸方向移動手段５５の進退部材（例えば、ピスト
ンロッド等）に一体的に取り付けられている。そして、
軸方向移動手段５５の進退部材を進退させると支持部材
５４が径方向移動手段５６と一緒に素材バルブＡの軸線
方向に移動するようになっている。

【００１６】また、バルブ搬送手段８０は、固定側８１
の一点８７を中心として前記素材バルブストック手段３
０から素材バルブ保持手段５０に向け、さらに前記素材
バルブ保持手段５０から製品バルブストック手段７０に
向け、さらに前記製品バルブストック手段７０から素材
バルブストック手段３０に向けて、移動可能に取り付け
られた揺動アーム手段８３と、この揺動アーム手段８３
の先端側に回転自在に取り付けられた回転部材８４と、
この回転部材８４の外周部の回転部材８４の回転軸をは
さんだ２位置に取り付けられ、素材バルブＡ又は製品バ
ルブＢのバルブステムを側面から挟持する２個のチャッ
ク手段８５、８６とを備えている。

【００１７】前記固定側８１には、水平面内で旋回自在
な旋回台８７が取り付けられており、この旋回台８７の
上部に前記揺動アーム手段８３の一端が連結されてい
る。この揺動アーム手段８３は、前記旋回台８７に揺動
自在に連結された第１のアーム部材８３ａと、この第１
のアーム部材８３ａの先端に揺動自在に連結された第２
のアーム部材８３ｂとを備えており、これらのアーム部
材８３ａ、８３ｂは相互に独立してその揺動角度を変更
することができるようになっている。また、前記第２の
アーム部材８３ｂの先端には、モータ８８が第２のアー
ム部材８３ｂとの相対角度を変更することができるよう
に取り付けられ、さらに、モータ８８の回転軸には前記
回転部材８４が固定されている。

【００１８】前記チャック手段８５、８６は、回転軸８
４の回転方向に並んで２個のシリンダ８９を配置し、こ
れらのシリンダ８９のピストンロッド８９ａの、各々に
バルブステムに当接する当接部材を取り付けて構成され
たものである。前記素材バルブストック手段３０は、素
材バルブＡを１本ずつ整列させて搬送する整列供給手段
（例えば、パーツフィーダ）１１を備えている。前記溶
接手段４０は、鉛直方向に立設されたガイド柱４１と、
このガイド柱４１に鉛直方向に移動可能に取り付けられ
た移動台４２と、この移動台４２上に水平方向に移動可
能に取り付けられた移動台４３と、この移動台４３の下
端に固定されたブラケット４４と、このブラケット４４
の先端に鉛直方向を向けて取り付けられた前記溶接トー
チ１１と、この溶接トーチ１１に粉体状となった溶接材
料を供給する粉体供給手段４６とを備えている。なお、
移動台４２、４３を鉛直方向及び水平方向に移動させる
ことにより、前記溶接トーチ１１の位置を調節すること
ができるようになっている。

【００１９】また、溶接トーチ１１は、図５に示すよう
に、二重管状をしており、流路４５ｂ内を紛体状の溶接
材料が圧送され、流路４５ａ内をシールドガスとしての
アルゴンガス等の不活性ガスが噴出されるようになって
いる。また、この溶接トーチ１１の中心には、電極４５
ｄが設けられており、この電極４５ｄの外周側の流路４
５ｇからプラズマガスとしてのアルゴンガス等の不活性
ガスが噴出されるようになっている。また、この溶接ト
ーチ１１の先端部には、銅製のチップ４５ｃが設けられ
ており、図６に示すように、このチップ４５ｃの中心に
は、前記電極４５ｄが挿通される貫通孔４５ｅが形成さ
れている。また、このチップ４５ｃの周縁側には、紛体
の溶接材料が噴射される貫通孔４５ｆが形成されてい
る。

【００２０】そして、この溶接トーチ１１によれば、貫
通孔４５ｆから噴射される溶接材料に、電極４５ｄによ
って溶接電流を与えて溶融させることにより、この溶融
させた溶接材料がアルゴンガスの雰囲気中にてバルブヘ
ッド２へ吹き付けられるようになっている。なお、チッ
プ４５ｃの貫通孔４５ｆは、溶接材料の噴射によってそ
の口径が大きくなるので、所定時間使用した後に、チッ
プ４５ｃを新品のものと交換する。

【００２１】また、回転テーブル手段５１は、前記ガイ
ド柱４１に支持部５７ａにより回転自在に保持された揺
動ブロック５７と、この揺動ブロック５７に回転自在に
取り付けられた回転台５８と、揺動ブロック５７に固定
され、その回転軸が回転台５８とベルトで連結されたモ
ータ５９とを備えている。前記バルブ着脱手段５２は、
前記回転台５８と同軸上に配置され、中心にバルブステ
ムが挿入されるチャック部６１が形成された進退ブロッ
ク６２と、前記揺動ブロック５７に支持され前記進退ブ
ロック６２を回転台５８と同軸に進退させるシリンダー
６３とを備えている。前記製品ストック手段７０は、下
面に車輪７２が取り付けられた台車７１と、この台車７
１上に載置された、上方が開口されたボックス型のパレ
ット７３と、一定数毎に製品バルブＢのサンプルを取り
出すためのサンプリングシュート７４とを備えている。

【００２２】また、素材バルブ保持手段５０の回転テー
ブル５８の近傍には、回転テーブル５８の上面を研磨す
るバルブ取付面研磨装置（図示せず）が、回転テーブル
５８に接する位置と回転テーブル５８から離れた位置と
に移動可能に設けられている。このバルブ取付面研磨装
置は、溶接ビードの付着したバルブ取付面を平坦化する
ために設けられたものである。

【００２３】なお、図中の９０はバルブ搬送手段８０の
動作（例えば、チャック手段８５、８６による把持位
置、素材バルブ保持手段５０への供給位置、製品ストッ
ク手段７０への排出位置、各動作間の待機時間、サンプ
リングのタイミングやサンプリング個数等）を制御する
バルブ搬送手段制御手段であり、９１は溶接手段４０や
素材バルブ保持手段５０に冷却水を循環させる冷却水循
環手段であり、９２は溶接手段４０に電力を供給する溶
接電源装置であり、９３は溶接手段４０の溶接トーチ１
１の位置やプラズマガス条件等の溶接条件、紛体供給手
段４６による紛体供給条件、素材バルブ保持手段５０に
よる素材バルブＡの回転条件等を制御する総合制御手段
であり、９４はバルブ搬送手段制御手段９０、冷却水循
環手段９１や溶接電源装置９２及び総合制御手段９３に
指令を発するための操作盤である。この操作盤９４には
各種の情報を表示するディスプレー９４ａ、溶接電源装
置９２の電流値や紛体供給手段４６の供給量や回転テー
ブル５８の回転速度を連続的に変更するためのボリュー
ムつまみ９４ｂ等が設けられている。

【００２４】次に、本実施例の肉盛溶接装置の作用につ
いて説明する。まず、肉盛溶接がされるバルブの形状、
材質やバルブに肉盛される材料等を操作盤９４から入力
する。これにより、バルブ毎に設定された複数の動作プ
ログラムから肉盛溶接すべきバルブに最適な動作プログ
ラムが選択される。この動作プログラムによって、例え
ば、バルブ搬送手段８０の動作（例えば、チャック手段
８５、８６による把持位置、素材バルブ保持手段５０へ
の供給位置、製品ストック手段７０への排出位置、各動
作間の待機時間、サンプリングのタイミングやサンプリ
ング個数等）、溶接手段４０の溶接トーチ１１の位置や
プラズマガス条件等の溶接条件、紛体供給手段４６によ
る紛体供給条件、素材バルブ保持手段５０による素材バ
ルブＡの回転条件等が設定される。なお、操作盤９４の
ディスプレー９４ａの表示や実際の溶接状況の目視検査
等により、ボリュームつまみ９４ｂにより溶接電源装置
９２の電流値や紛体供給手段４６の供給量や回転テーブ
ル５８の回転速度を連続的に変更させてもよい。

【００２５】以下、選択された動作プログラムにより以
下に述べるような一連の動作が自動的に行なわれる。し
たがって、各種の形状や材料の複数種のバルブに肉盛溶
接を行なう場合でも、各種の条件を設定せずにあらかじ
め設定された動作プログラムを選択するといった簡単な
動作で済み、段取り作業を簡単に行なうことができる。
即ち、図３中の２点鎖線で示すように、固定側８１上の
旋回台８７を素材バルブストック手段３０側に旋回させ
るとともに、揺動アーム手段８３を一点８７を中心とし
て揺動させて、かつ、揺動アーム手段８３の先端に取り
付けられた回転部材８４を回転させ、チャック手段８５
を同じく素材バルブストック手段３０側に向ける。そし
て、整列供給手段３１を運転して素材バルブＡを順次整
列して供給するとともに、供給された素材バルブＡのバ
ルブステムをチャック手段８５により側面から挟持して
保持する。この挟持位置はバルブの形状（長さや太さ
等）に応じて適切な位置となるように動作プログラムに
より設定されている。

【００２６】次に、図３中の実線で示すように、旋回台
８７を素材バルブ保持手段５０側に旋回させるととも
に、揺動アーム手段８３を同じく素材バルブ保持手段５
０側に向けて揺動させる。この際、回転部材８４を第２
のアーム部材８３ｂに対して回転させて、チャック手段
８５により把持された素材バルブＡが素材バルブ保持手
段５０に対して回転部材８４の回転軸を挟んだ位置にな
るようにする。次に、モータ８８を回転させて回転部材
８４を１８０°回転させて、チャック手段８５により挟
持された素材バルブＡを素材バルブ保持手段５０の回転
テーブル５８と進退ブロック６２との間に位置させる。

【００２７】次に、軸方向移動手段５５を素材バルブＡ
の軸線方向に移動させて支持部材５４の先端部が所定の
位置になったらその移動を停止する。なお、この停止位
置は、バルブの重心位置に対応して設定されており、バ
ルブの形状に応じて動作プログラムによってあらかじめ
設定されている。次に径方向移動手段５６を素材バルブ
Ａの径方向に近接させて支持部材５４の先端部を素材バ
ルブＡのバルブステムの外面に当接させる。この後、チ
ャック手段８５による挟持を解除して、揺動アーム手段
８３を若干素材Ａから離間するように移動させる。これ
により、チャック手段８５による素材バルブＡの保持が
解除されて、前記支持部材５４により素材バルブＡが斜
めになった状態で保持される。この後、さらに径方向移
動手段５６を素材バルブＡの径方向に移動させて支持部
材５４により素材バルブＡを回転テーブル５８の径方向
に移動させて、素材バルブＡの軸心と回転テーブル５８
の回転軸とが同軸になるようにする。この径方向移動手
段５６の移動量も前記動作プログラムにより予め設定さ
れている。

【００２８】ここで、揺動アーム手段８３により軸心の
調整を行なった場合には、揺動といった動きの特質から
円弧状に動いて軸心の調整がやり難かったが、軸方向移
動手段５５と径方向移動手段５６とを備えたバルブ取付
位置決め手段５３を用いているので、素材バルブＡの軸
心と回転テーブル５８の回転軸とが高精度で同軸になる
ようにすることができ、後述するようにバルブヘッド２
に肉盛溶接を施した場合において周方向に均一な厚さの
高品質の肉盛溶接部３を形成することができる。

【００２９】次に、シリンダー６３を伸長駆動して進退
ブロック６２を回転テーブル５８側に前進させる。これ
により、進退ブロック６２の中央部に形成されたチャッ
ク部６１内に素材バルブＡのバルブステム上部が挿入さ
れ、このチャック部６１の底部と回転テーブル５８の台
座１６との間に素材バルブＡが押圧保持される。そし
て、径方向移動手段５６を縮小駆動して支持部材５４を
素材バルブＡの外面から退避させ、次いで、モータ５９
を回転駆動することにより回転テーブル５８を回転させ
ると、素材バルブＡが回転テーブル５８と一緒に回転し
始める。

【００３０】前記素材バルブＡの素材バルブ保持手段５
０への取り付けと並行してあるいはその前後で、移動台
４２をガイド柱４１に沿って移動させるとともに移動台
４３を水平方向に移動させる。これにより、移動台４３
に固定された溶接トーチ１１が所定の位置に移動させら
れて、素材バルブ保持手段５０に保持された（または保
持される）素材バルブＡのバルブヘッドに上方から対向
する位置に配置される。この場合の移動台４２、４３の
移動量も、前記動作プログラムにより、素材バルブＡの
形状等に応じて予め設定されている。

【００３１】そして、紛体供給手段４６を駆動して前記
溶接トーチ１１に一定重量の溶接材料を供給し、溶接ト
ーチ１１から溶接材料を噴射させつつ電極４５ｄにより
高電圧を加えて溶接材料を溶融させて、素材バルブＡの
バルブヘッドに向けて噴射させる。ここで、素材バルブ
Ａは素材バルブ保持手段５０により斜めに支持されて回
転させられるので、溶接材料が外方へ流れ出ることがな
くバルブヘッド２の周方向に均一に溶接材料が肉盛され
る。したがって、均質でばらつきの少ない高品質の肉盛
溶接部３を形成させることができる。

【００３２】さらに、本実施例の肉盛溶接装置を構成す
る溶接トーチ１１には、その先端部にカバー１２が取り
付けられているので、この溶接トーチ１１による素材バ
ルブＡへの肉盛溶接時に、例えば、工場内に設けられた
扇風機、エアコン等によって生じる気流による溶接箇所
における不活性ガスの過剰な流出及び溶接トーチ１１か
ら噴射されるプラズマ炎の振れを確実に防止することが
でき、これにより、素材バルブＡへの肉盛溶接を、不活
性ガスの雰囲気中にて確実に行なうことができ、周囲の
酸素による酸化等の不具合あるいはブローホール等の欠
陥のない良好な肉盛溶接を行なうことができる。また、
高い輝度の光が発生する溶接箇所近傍がカバー１２によ
って覆われているので、この溶接箇所の光を目視するよ
うな危険性を低減させることができるとともに、カバー
１２の透光部から溶接箇所を作業者が目視にて確認する
ことができる。

【００３３】また、このように溶接トーチ１１により肉
盛溶接を行なっている間に、次に肉盛溶接を行なう素材
バルブＡを素材バルブストック手段３０から素材バルブ
保持手段５０の近傍に搬送してくる。即ち、素材バルブ
Ａを支持部材５４により支持した以降は、素材バルブＡ
の保持から開放されるので、揺動アーム手段８３の揺
動、旋回台８７の旋回、回転部材８４の回転を連動して
行ない、バルブ搬送手段８０の回転部材８４に取り付け
られたチャック手段８６を素材バルブストック手段３０
の素材バルブＡに対向させ、チャック手段８６により素
材バルブＡを挟持させ、旋回台８７、揺動アーム部材８
３等を復帰させる。この際、チャック手段８６により挟
持された素材バルブＡは素材バルブ保持手段５０に対し
て回転部材８４の回転軸を挟んだ位置になるようにする
とともに、溶接中の素材バルブＡに臨む位置には、素材
バルブＡを挟持していないチャック手段８５がくるよう
にする。

【００３４】次に、肉盛溶接が完了したら、モータ５９
の駆動を停止させて回転テーブル５８の回転を停止させ
る。そして、揺動アーム手段８３を僅かに肉盛溶接がさ
れた製品バルブＢに近接する方向に移動させて、回転部
材８４に取り付けられた、素材バルブＡを挟持していな
いチャック手段８５を前記製品バルブＢの方に向けて移
動させてこのチャック手段８５を製品バルブＢのバルブ
ステムを挟むように配置する。次に、製品バルブＢをチ
ャック手段８５により挟持して保持する。そして、シリ
ンダー６３を縮小駆動して進退ブロック６２を斜め上方
に移動させて進退ブロック６２による製品バルブＢの押
圧を解除する。

【００３５】この状態で、モータ８８を駆動させること
により回転部材８４を１８０°回転させる。すると、チ
ャック手段８５により挟持された製品バルブＢは回転部
材８４の中心を挟んだ位置に移動するとともに、チャッ
ク手段８６に挟持された素材バルブＡは回転テーブル５
８と進退ブロック６２との間に位置させられる。そし
て、前述したのと同様な手順で素材バルブＡのバルブヘ
ッド２に肉盛溶接を施す。

【００３６】そして、この素材バルブＡの素材バルブ保
持手段５０への保持と前後してチャック手段８５により
挟持された製品バルブＢを製品バルブストック手段７０
へ搬送する。即ち、揺動アーム手段８３の揺動及び旋回
台８７の旋回により、図３中２点鎖線で示すように、揺
動アーム手段８３の先端側に取り付けられた回転部材８
４を製品バルブストック手段７０のパレット８３の上方
に移動させる。そして、チャック手段８５による製品バ
ルブＢの挟持を解除させて、製品バルブＢを自然落下に
よりパレット７３内に収納するのである。ここで、製品
バルブＢは直前に肉盛溶接がされており、あまり高い位
置から落下させると、肉盛溶接部３に傷ができたり亀裂
が生じたり、あるいは、肉盛溶接部３以外の部分に傷が
発生する等の不具合が生ずるので、揺動アーム手段８３
をさらに揺動させてチャック手段８５により挟持された
製品バルブＢの高さをできるだけパレット７３に近接す
るように移動させた後落下させるようにする。

【００３７】また、パレット７３内には製品バルブＢは
整列させることなくいわゆるバラ詰めにされるわけであ
るが、パレット７３に貯蔵される製品バルブＢが少ない
場合には低い位置で落下させ、パレット７３内に次第に
製品バルブＢがたまるにつれて漸次高い位置で落下させ
るように移動制御する。これにより、パレット７３内へ
の製品バルブＢの円滑な収納を図っている。

【００３８】次に、製品バルブＢを解放した後に、新た
な素材バルブＡを挟持すべく、揺動アーム手段８３や旋
回台８７を旋回させて、揺動アーム手段８３の先端に設
けられた回転部材８４を前記素材バルブストック手段３
０に向けて、前述した手順と同様に、回転部材８４に設
けられたチャック手段８５により素材バルブＡを挟持
し、揺動アーム手段８３の揺動及び旋回台８７の旋回に
より素材バルブＡを素材バルブ保持手段５０に向けて搬
送する。その後、再び前述の操作を繰り返すことによ
り、素材バルブＡのバルブヘッド２に肉盛溶接を連続的
に行なうことができる。

【００３９】なお、上記実施例にて溶接トーチ１１の先
端部近傍に取り付けたカバー１２としては、実施例に限
定されることはない。ここで、図７に示すものは、他の
形状のカバー１２を取り付けた実施例である。このカバ
ー１２には、その下端部の開口部１５に、複数の切り欠
き部１０１が形成されたものである。そして、このよう
に、切り欠き部１０１が形成されたカバー１２によれ
ば、このカバー１２を、溶接トーチ１１の先端部方向へ
移動させて、溶接箇所をさらに被せたとしても、このカ
バー１２の下端部に形成された切り欠き部１０１から、
溶接トーチ１１から噴出された不活性ガスを適度に流出
させることができる。したがって、溶接箇所をさらにカ
バー１２によって覆った状態にて溶接を行なうことがで
き、これにより、この溶接箇所の不活性ガスの過剰な流
出及び溶接トーチ１１から噴射されるプラズマ炎の振れ
をさらに確実に防止することができ、さらに高品質に肉
盛溶接が行なわれた製品を製造することができる。

【００４０】また、素材バルブＡを保持する台座１６と
して、図８に示すように、カバー１２の開口部１５の対
角寸法よりも僅かに小径の円形に形成することにより、
カバー１２の開口部１５の隅部において隙間Ｓを形成
し、溶接トーチ１１から噴出される不活性ガスを、これ
ら隙間Ｓから適度に流出させるようにしても良い。さら
には、図９に示すように、カバー１２を円筒形状に形成
するとともに、台座１６を、カバー１２の内径よりも僅
かに大きな対角寸法を有する矩形状に形成することによ
り、カバー１２の開口部１５において隙間Ｓを形成し、
溶接トーチ１１から噴出される不活性ガスを、これら隙
間Ｓから適度に流出させるようにしても良い。なお、上
記実施例では、カバー１２の一側面を僅かに透光性を有
する透光部としたが、カバー全体に僅かな透光性を持た
せても良い。また、上記カバー１２を構成する板材とし
ては、アクリル板に限定されることはない。さらには、
溶接トーチ１１から噴射させる不活性ガスとして、上記
実施例では、アルゴンガスを用いたが、この不活性ガス
としては、高温化であっても金属と反応しないガスであ
れば、いかなるものであっても良い。

【００４１】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の肉盛溶
接装置によれば、下記の効果を得ることができる。請求
項１記載の肉盛溶接装置によれば、溶接トーチによる肉
盛溶接箇所近傍がカバーによって覆われているので、例
えば、工場内に設けられた扇風機、エアコン等によって
生じる気流による溶接箇所における不活性ガスの過剰な
流出及び溶接トーチから噴射されるプラズマ炎の振れを
確実に防止することができ、これにより、ワークへの肉
盛溶接を不活性ガスの雰囲気中にて確実に行なうことが
でき、酸化等の不具合あるいはブローホール等の欠陥の
ない良好な肉盛溶接を行なうことができる。請求項２記
載の肉盛溶接装置によれば、カバーが僅かに透光性を有
する材料から形成されているので、輝度の高い光が発生
する溶接トーチによる肉盛溶接箇所を目視にて確認する
ことができる。

【００４２】請求項３記載の肉盛溶接装置によれば、カ
バーが遮光性を有する材料から形成されているので、輝
度の高い光が発生する溶接トーチによる肉盛溶接箇所を
目視することによる危険性が低減される。また、カバー
の一部に設けられた透光部から肉盛溶接箇所を目視にて
確認することができる。請求項４記載の肉盛溶接装置に
よれば、カバーの開口部に形成された切り欠き部から、
溶接トーチから噴射された不活性ガスを適度に流出させ
ることができる。

【００４３】請求項５記載の肉盛溶接装置によれば、矩
形状のカバーの開口部と円形の台座との間に隙間が形成
され、この隙間から、溶接トーチから噴射された不活性
ガスを適度に流出させることができる。請求項６記載の
肉盛溶接装置によれば、円形のカバーの開口部と矩形状
の台座との間に隙間が形成され、この隙間から、溶接ト
ーチから噴射された不活性ガスを適度に流出させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の肉盛溶接装置を構成するカバ
ーが取り付けられた溶接トーチ及びその周辺の側面図で
ある。

【図２】本発明の実施例の肉盛溶接装置を構成するカバ
ーが取り付けられた溶接トーチ及びその周辺の正面図で
ある。

【図３】本発明の実施例の肉盛溶接装置の構成を説明す
る肉盛溶接装置の側面図である。

【図４】本発明の実施例の肉盛溶接装置の構成を説明す
る肉盛溶接装置の平面図である。

【図５】本発明の実施例の肉盛溶接装置を構成する溶接
トーチの構造を説明する溶接トーチの側断面図である。

【図６】本発明の実施例の肉盛溶接装置を構成する溶接
トーチのチップの断面図である。

【図７】本発明の実施例の肉盛溶接装置を構成する他の
形状のカバーが取り付けられた溶接トーチ及びその周辺
の側面図である。

【図８】本発明の実施例の肉盛溶接装置を構成するカバ
ーの開口状態を説明する台座の斜視図である。

【図９】本発明の実施例の肉盛溶接装置を構成する他の
形状のカバーの開口状態を説明する他の形状の台座の斜
視図である。

【図１０】肉盛溶接が施される素材バルブを説明する素
材バルブの断面図である。

【符号の説明】

１１溶接トーチ１２カバー１５開口部１６台座１０１切り欠き部Ａ素材バルブ（ワーク）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡勉埼玉県桶川市上日出谷1230番地三菱マテリアル株式会社桶川製作所内 (72)発明者野口修身埼玉県桶川市上日出谷1230番地三菱マテリアル株式会社桶川製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の給気弁または排気弁用バルブ
等のワークに異種材料を肉盛溶接するための肉盛溶接装
置であって、前記ワークへ不活性ガスを噴出させながら前記不活性ガ
スの雰囲気中にて肉盛溶接を行なう溶接トーチと、該溶
接トーチの先端部に取り付けられて、溶接トーチによる
肉盛溶接箇所近傍を覆うカバーとを備えてなることを特
徴とする肉盛溶接装置。
【請求項２】前記カバーは、僅かに透光性を有する材
料から形成されてなることを特徴とする請求項１記載の
肉盛溶接装置。
【請求項３】前記カバーは、遮光性を有する材料から
形成されてなり、かつ該カバーの一部が、僅かに透光性
を有する透光部とされてなることを特徴とする請求項１
記載の肉盛溶接装置。
【請求項４】前記カバーは、前記ワークを保持する台
座側の端部が開口部とされ、該開口部には、切り欠き部
が形成されてなることを特徴とする請求項１、請求項２
または請求項３記載の肉盛溶接装置。
【請求項５】前記カバーは、前記ワークを保持する台
座側の端部が矩形状の開口部とされ、前記台座は、前記
開口部の対角寸法よりも僅かに小径の円形に形成されて
なることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項
３記載の肉盛溶接装置。
【請求項６】前記カバーは、前記ワークを保持する台
座側の端部が円形の開口部とされ、前記台座は、前記開
口部の径よりも僅かに大きな対角寸法の矩形状に形成さ
れてなることを特徴とする請求項１、請求項２または請
求項３記載の肉盛溶接装置。