JPS6321963Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、管孔のピツチが小さい場合に使用し
て有用であり、かつ、セツテイングが容易で可搬
性のよい管内溶接装置に関するものである。

第１図に示すように、管板１と管２とを溶接に
よつて接合する場合には、通常矢印Ａの外側から
溶接することが考えられるが、管孔３のピツチＰ
が小さく、したがつて、管２間の隙間Ｒが非常に
狭い場合には、装置製造上の限界から、技術的に
矢印Ｂの管内からの溶接を余儀なくされる場合が
ある。その場合、作業性の面からセツテイングが
容易で可搬性のよい装置が要求される。

本考案は、かかる要求に答えるために提案され
たものであつて、その要旨とするところは、規則
的に管孔の配列した管板上に下部ベースが載置さ
れると共に該下部ベースには前記管孔内に挿入し
て拡径する２個のクランプ用治具が突設され、更
に溶接対象孔に対応して前記下部ベースに密閉中
空部が穿設され、該密閉中空部と前記溶接対象孔
との間にＯリングが介装されて気密とされる一
方、該密閉中空部にＯリングを介して溶接用トー
チが挿入されると共に管孔内面と線接触する球面
状のトーチガイドが該トーチに装着され、更に前
記溶接用トーチの上端に軸が同軸に連結されると
共に該軸を収納する回転駆動部ケースが前記下部
ベースに固定される一方、該下部ケース内に軸受
を介して回転自在に挿入された平歯車に前記軸が
上下動可能にスプライン嵌合し、更に該平歯車の
円周上に磁気片が等間隔に埋め込まれ、該磁気片
を検知して前記溶接トーチの回転位置を検出する
回転角センサが設けられ、また前記回転駆動部ケ
ースに取り付けられたブラケツトにガイドバー及
び送りねじが上下に配設されると共に該ガイドバ
ー及び送りねじに嵌着し螺着するスライドロツク
に上記軸の上端が固着され、更に該送りねじに歯
車伝達機構を介して連結する昇降駆動用モータ及
び前記平歯車に歯車伝達機構を介して連結する回
転駆動用モータが前記ブラケツトに固定され、し
かも前記昇降駆動用モータに連結する歯車伝達機
構のうちの一の歯車の円周上に磁気片が等間隔で
埋め込まれ、該磁気片を検知して前記溶接トーチ
の昇降位置を検出する昇降センサが設けられるこ
とを特徴とする。

以下、図面に示した実施例にもとずき、本考案
に係る管内溶接装置について説明する。

本考案に係る管内溶接装置をセツテイングする
場合には、第２図に示すように、星印をつけた所
定の管孔３ａを管内溶接対象孔とし、四角印をつ
けた所定の管孔３ｂを装置のクランプ及び対象孔
３ａの芯出し用に使用する構造とする。従つて、
装置セツテイングの方向は、第２図に示したもの
のみにとどまらず、管孔３間のピツチＰが等しけ
れば、前記対象孔３ａを中心として合計６方向が
可能である。

第３図は本考案に係る装置のセツテイング時に
おける断面図であるが、第２図で示したように、
管板１における所定の２ケ所の管孔３ｂにはクラ
ンプ用治具が差込まれている。すなわちクランプ
用治具は、下部ベース４に管孔３のピツチＰに等
しく穴明加工された２ケ所のシリンダ内筒４ａと
その中にＯリング８，９を介して挿入されるピス
トンロツド７および下方突出部４ｂによつて構成
されており、ピストンロツド７は、シリンダキヤ
ツプ５を締付けることによりスプリング６によつ
て下方へ加圧押下げられた状態となつている。ピ
ストンロツド７の下部の管孔３ｂ内にはゴム製の
スリーブ１０および摺動用スリーブ１１が挿入さ
れるとともにガイドピン１２をピストンロツド７
の先端にねじ込み、セツトボルト１３で回り止め
として保持されている。また、下部ベース４の下
方突出部４ｂは、管孔３の内径と緊密にかん合す
るような外径に加工されている。なお、１４はエ
ヤー供給用ニツプル、１５はその為のホースであ
る。

下部ベース４の溶接対象孔３ａに対応する位置
にはＯリング１６，２７により密閉された密閉中
空部７１が形成され、ここにトーチ外筒１７が差
込まれている。トーチ外筒１７の内部は絶縁チユ
ーブ２５、給電チユーブ２６から成る２重構造と
なつており、給電チユーブ２６の中をシールドガ
スが流れる。給電チユーブ２６の下部にはトーチ
ヘツド部２４が溶接接合されており、先端のタン
グステン電極２２はセツトボルト２３によりトー
チヘツド部２４に固定されている。２１はセラミ
ツク製のシールドカツプで、これにはタングステ
ン電極２２及びセツトボルト２３締付用の穴がそ
れぞれ加工されるとともにシールドカツプ２１は
トーチヘツド部２４にねじ込みロツクナツト２０
（耐熱樹脂製）により固定される。また、ロツク
ナツト２０の上部にはトーチガイド１８が同じく
トーチヘツド部２４にねじ込まれており、その上
部はトーチ外筒１７とねじ止め後にセツトボルト
１９で互いに固定される。トーチ外筒１７はその
上端部が絶縁材質製の軸（本実施例ではスプライ
ン軸）３１にねじ込まれセツトボルト２８で固定
されるとともに軸３１の内部には給電チユーブ２
６が上方まで貫通する一方、給電チユーブ２６は
軸３１とセツトボルト３２により上方でねじれ防
止のために固定されている。

一方、下部ベース４の密閉中空部７１上には回
転駆動部ケース３０がセンタリングされた状態で
ねじ２９により突設固定されており、２個のベア
リング３３を介してウオームホイール３５がケー
ス３０の上方内で上下方向を固定され軸３１を中
心に回転できるようになつている。この場合、ウ
オームホイール３５の円周上（８分割〜16分割）
に磁気片３８を埋込んでおけば、検出センサ（た
とえば近接スイツチ，ホールIC等）３７により
回転位置を検出することが可能となる。また、ウ
オームホイール３５は軸３１と本実施例ではスプ
ラインかん合しており、ウオームホイール３５の
回転は軸３１に伝動するようになつている。ウオ
ームホイール３５にはウオームギヤ３６がかみ合
い、さらに一対の傘歯車４０ａ，４０ｂを介して
回転駆動用モータ４２に接続している（なお、３
９はベアリング押え用カバープレートであつて、
ねじ３４によりケース３０に固定されている。）。

モータ４２はブラケツト４１にねじ止めされる
とともに、さらにブラケツト４１を介してモータ
４２の上部に昇降駆動用モータ４７が取付けられ
ている。モータ４７の出力軸には平歯車４４と傘
歯車４３ａが取付けてあり、平歯車４４は軸４６
を中心に回転する平歯車４５を回転させる。平歯
車４５の円周上に適当なピツチで磁気片４９を埋
込んでおけば、検出センサ（たとえば近接スイツ
チ又はホールIC等）４８により回転角度（及び
回転数）を検出することが可能となる。傘歯車４
３ａは傘歯車４３ｂとかみ合つているから、ブラ
ケツト４１にねじ止めされているスライド本体５
３にベアリング５４，５５を介して設けられてい
る送りねじ５１を回転させることになる。ガイド
バー５２ａ，５２ｂにリニアモーシヨンベアリン
グ５８を介してガイドされているスライドブロツ
ク５７（第４図参照）は、この送りねじ５１が回
転することにより昇降する構造となつている（５
６はスライドの上限停止用リミツトスイツチであ
る。）。一方、スライドブロツク５７にはスリツプ
リング本体６２が取付けてあり、その下部にロツ
クナツト６１とベアリング６０及びそれらを保持
するねじ込みカバー５９によつて軸３１を回動自
在に吊下げた構造となつている。

スリツプリング本体６２の内部には給電ブロツ
ク６７が格納されており、セツトボルト７０によ
り固定されるとともに、その中心を貫通する給電
チユーブ２６を取囲んでカーボンブラシ６５ａ，
６５ｂを配しており、ブラシ６５ａはスプリング
６４，加圧ネジ６３により給電チユーブ２６を加
圧し、さらにブラシ６５ｂを給電ブロツク６７の
内壁に加圧する構造となつている。給電チユーブ
２６の上端部はＯリング６６でシールされ、給電
ブロツク６７の上部に溶接用パワーケーブル６９
がねじ込まれている。なお、６８は絶縁カバー、
５０はモータ保護カバーである。

本実施例ではウオームホイール３５と軸３１と
はスプラインかん合しており、モータ４７による
軸３１の昇降とモータ４２による軸３１の回転と
は相互に無拘束に行なわれるようになつている。

本考案に係る管内溶接装置をセツテイングする
にあたつては、昇降駆動用モータ４７を駆動さ
せ、スライドブロツク５７が上限リミツトスイツ
チ５６と接触した状態、すなわちトーチヘツド部
２４が完全に下部ベース４の内部に引上げられ密
閉中空部７１に収納された状態から始められる。

まず、装置を溶接対象孔３ａにトーチが挿入で
きる状態まで移動するとともに先端にガイドピン
１２を有するピストンロツド７を隣接孔３ｂに挿
入し下方へ押付ける。そして、別に設けたソレノ
イドバルブを可動させてニツプル１４を通じてエ
ヤー（通常５〜６Kg／cm²の圧縮空気）を送給する
とピストンロツド７はスプリング６の加圧力に打
勝つて上方へ押上げられ、ゴムスリーブ１０を圧
縮する。圧縮されたゴムスリーブ１０の側面は管
孔３ｂの内壁に押付けられるから装置全体は管板
１上に固定される。

次に昇降用モータ４７を作動させてタングステ
ン電極２２が所定の開先位置に停止するまで降下
させるが、これは、平歯車４５に埋込まれた磁気
片４９を検出センサ４８によりカウントし、プリ
セツトされたカウント数でモータ４７が停止する
ように別に制御装置を設けることによつても可能
である。しかるのちにシールドガスをプリフロー
させ、溶接開先付近の雰囲気を完全なシールドガ
ス雰囲気としておく。この場合、管２の下方はシ
ールされた状態としておき内圧制御装置に連結し
ておくことも出来る。また、溶接開先部の外側が
良好な裏波ビードを得るため、別に製造したバツ
クシールドボツクス（出来れば監視が容易なよう
に石英ガラス製とする。）にシールドガスを充満
させておくことも必要である。

最後にパワーケーブル６９に通電を開始して溶
接が行われるが、回転駆動モータ４２を作動させ
て溶接トーチの回転走行により溶接が進行する。
この場合、検出センサ３７で検出した回転角によ
つて溶接電流、回転速度等の条件を変化させ得る
ような制御装置を使用することにより、過熱によ
るビード形状の悪化等、溶接欠陥を回避した良好
な溶接ビードが得られるようにすることも可能で
ある。

以上、図面に示した実施例にもとずいて説明し
たように、本考案に係る管内溶接装置によれば、
管孔のピツチが小さい場合においても管内溶接が
可能となるとともに、セツテイングが容易で可搬
性にすぐれた装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は管板と管との溶接を行う場合の説明図
（側断面図）、第２図は本考案に係る装置をセツテ
イングする方法を示す説明図、第３図は本考案に
係る装置のセツテイング時における断面図、第４
図は第３図のＡ−Ａ線矢視図である。 図面中、１は管板、２は管、３，３ａおよび３
ｂは管孔、４は下部ベース、４ａはシリンダ内
筒、４ｂは下方突出部、７はピストンロツド、１
０および１１はスリーブ、１２はガイドピン、１
７はトーチ外筒、２４はトーチヘツド部、３０は
回転駆動部ケース、３１は軸、３５はウオームホ
イール、３６はウオームギア、４０ａ，４０ｂお
よび４３ａ，４３ｂは傘歯車、４１はブラケツ
ト、４２は回転駆動用モータ、４４および４５は
平歯車、４７は昇降駆動用モータ、５１は送りネ
ジ、５７はスライドブロツク、７１は密閉中空部
である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 規則的に管孔の配列した管板上に下部ベースが
   載置されると共に該下部ベースには前記管孔内に
   挿入して拡径する２個のクランプ用治具が突設さ
   れ、更に溶接対象孔に対応して前記下部ベースに
   密閉中空部が穿設され、該密閉中空部と前記溶接
   対象孔との間にＯリングが介装されて気密とされ
   る一方、該密閉中空部にＯリングを介して溶接用
   トーチが挿入されると共に管孔内面と線接触する
   球面状のトーチガイドが該トーチに装着され、更
   に前記溶接用トーチの上端に軸が同軸に連結され
   ると共に該軸を収納する回転駆動部ケースが前記
   下部ベースに固定される一方、該下部ケース内に
   軸受を介して回転自在に挿入された平歯車に前記
   軸が上下動可能にスプライン嵌合し、更に該平歯
   車の円周上に磁気片が等間隔に埋め込まれ、該磁
   気片を検知して前記溶接トーチの回転位置を検出
   する回転角センサが設けられ、また前記回転駆動
   部ケースに取り付けられたブラケツトにガイドバ
   ー及び送りねじが上下に配設されると共に該ガイ
   ドバー及び送りねじに嵌着し螺着するスライドロ
   ツクに上記軸の上端が固着され、更に該送りねじ
   に歯車伝達機構を介して連結する昇降駆動用モー
   タ及び前記平歯車に歯車伝達機構を介して連結す
   る回転駆動用モータが前記ブラケツトに固定さ
   れ、しかも前記昇降駆動用モータに連結する歯車
   伝達機構のうちの一の歯車の円周上に磁気片が等
   間隔で埋め込まれ、該磁気片を検知して前記溶接
   トーチの昇降位置を検出する昇降センサが設けら
   れることを特徴とする管内溶接装置。