JPH0416268B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ボツクス柱などに用いるシヤフトの
連続製造方法に関する。

［従来技術とその課題］ 従来のボツクス構造物（シヤフト）の製造手段
には次のような課題があつた。

(a) スキンプレートの搬入、据付けが全てクレー
ン作業であつたため、製造のライン化ができな
い。

(b) スキンプレートの所要個所に立設するダイヤ
フラムが、分業加工手段をとつているため、
夫々の作業部位に作業者が必要であるために、
製造のライン化ができない。

(c) シヤフトを固定した状態で、これに対して門
構に設けた消耗ノズル式エレクロトスラグ溶接
機（エレスラと略称）をシヤフトにそつて移動
させ、シヤフトに予め設定されたエレスラ用の
柱状空間にエレスラを適合させ溶接するもので
あるため、門構移動設備、および、門構移動空
間を要するばかりでなく、シヤフトが固定手段
をとるため、クレーン作業が要求され、シヤフ
トのライン化は困難である。

(d) エレスラ溶接を行なつたのち開先溶接を行う
ため、開先隅角部の溶接に欠陥が生ずる。その
理由は、エレスラ溶接のスタート部、エンド部
のタブを除去するために、アークエアガウジン
グなどを用いることにより発生するカーボン、
塵などが開先に残存したり、該部にキズが生
じ、開先隅角部の溶接時にこの部位に溶接欠陥
が生ずる。

本発明の目的は、このような実情に鑑みなされ
たもので、簡単な、而も、合理的手段によつて従
来技術の課題を改善し、ライン化されたボツクス
柱などに用いるシヤフトの連続製造方法を提供
し、生産性の向上を図らんとするものである。

［課題を解決するための手段］ 従来技術の課題を解決する本発明の構成は、ボ
ツクス構造物（シヤフト）構成素材を搬送ライン
上を進行させながら、所定の巾寸法をもつ４枚に
切断し、４枚のスキンプレートを形成する工程、
４枚に分割された素材のうち、少なくとも、上記
２枚のスキンプレートを各別に設けた自動開先加
工機に搬送して開先加工を行うとともに、残りの
スキンプレートの１枚を搬送ラインによつて先行
させる工程、搬送ライン上に水平支持した上記先
行せる１枚のスキンプレート上の所要個所に、４
辺にエレクトロスラグ、または、エレクトロガス
溶接用の凹溝を形成し、かつ、サブラインから供
給搬入されるダイヤフラムを仮付立設する工程、
上記ダイヤフラムを立設したスキンプレートの両
側に、組立て装置によつて夫々開先を形成した上
記２枚のスキンプレートを起立状に組立て、この
両スキンプレートをダイヤフラムを仮付け立設し
たスキンプレート、および／または、当金に仮付
けしてＵ字形柱を形成する工程、Ｕ字形柱の上部
開口辺に残りのスキンプレートを組立て装置によ
つて仮付け閉塞してシヤフトを形成するととも
に、各スキンプレートにて上記ダイヤフラムの全
ての凹溝を閉塞せしめて、エレクトロスラグ、ま
たは、エレクトロガス溶接用の柱状空間を形成す
る工程、このシヤフトを反転機によつて90°回転
して一方の開先隅角部を上向きとしたのち、搬送
ラインにそつて一定の速度で搬送しながら、搬送
ライン上に配設したボツクスコーナー自動溶接装
置にてシヤフトの一方の両側開先隅角部全長を同
時に隅角部溶接したのち、この搬送ライン上で反
転機でシヤフトを180°回転して他方の両側開先隅
角部を上向きとしたのち、上記と同様に開先隅角
部全長を溶接する工程、次に、この開先隅角部溶
接が済んだシヤフトを搬送ライン上に配設した穿
孔機に搬送し、上記一方の柱状空間に対応する上
下の開先隅角溶接部を穿孔して、この柱状空間の
上下を外部に導通させる工程、次いで、このシヤ
フトを搬送ライン上に配設したエレクトロスラ
グ、または、エレクトロガス溶接機に導き、外部
に導通状態にある柱状空間を用いてエレクトロス
ラグ、または、エレクトロガス溶接を行う工程、
次に、このシヤフトを反転機にて90°回転させた
のち、他方の柱状空間に対応するスキンプレート
部と、既に上記エレクトロスラグ、または、エレ
クトロガス溶接手段により溶接された一部を穿孔
して、この柱状空間の上下を外部に導通させる工
程、このシヤフトを、搬送ライン上に配設せるエ
レクトロスラグ、または、エレクトロガス溶接機
に導き、外部に導通状態にある柱状空間を利用し
エレクトロスラグ、または、エレクトロガス溶接
を行う工程、とからなり、次いで、搬送ラインに
そつてシヤフトを搬送しながらタブ仕上げ、歪取
り、全体の仕上げ、非破壊検査の各工程を順に行
うものである。

［実施例］ 次に、図面について本発明実施例の詳細を説明
する。

第１図は目的とするシヤフトの斜視図、第２図
はシヤフトの製造ラインを示す説明図、第３図
ａ，ｂ，ｃ，ｄはダイヤフラムの組立て製造過程
を示す流れ図、第４図はシヤフトを90°回転する
装置の斜視図、第５図はトンボ機構の斜視図、第
６図は同上正面図、第７図は隅角部の溶接部を穿
孔した状態のシヤフトの斜視図、第８図は同上要
部の平面図、第９図ａ，ｂ，ｃはエレクロトスラ
グ溶接の手順を示す流れ図、第１０図は消耗ノズ
ル式エレクロトスラグ溶接装置の一部切欠正面図
である。

第２図〜第１０図に基づいて本発明の方法を説
明する。第２図において、１はボツクス柱のスキ
ンプレートを構成する板材料で、該板材料１は、
レール（図示略）上を走行する台車（図示略）、
または、コンベアなどの搬送体（図示略）によつ
て矢印方向に送られる。そしてこの板材料１は、
門構形の溶断設備２によつて４枚にガス切断さ
れ、スキンプレート３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが得
られる。両端のスキンプレート３ａ，３ｂは、自
動開先加工機４に送られ、溶接に必要な所定の開
先が形成されて下手側、即ち、矢印方向に搬送さ
れる。また、中間の２枚のスキンプレート３ｂ，
３ｃは夫々矢印方向に搬送される。この３ｂ，３
ｃに開先が必要な場合は、別に自動開先加工機４
ａを設置すればよい。その後、１枚のスキンプレ
ート３ｃの所定個所に罫書きされた部位に、後述
するように組立てられたダイヤフラム５が別のル
ートから供給搬入せしめられ、ダイヤフラム５は
図のようにスキンプレート３ｃ上の罫書き位置に
仮付け立設される。このダイヤフラム５の仮付け
が完了すると、スキンプレート３ｃの両側に待機
していた開先が形成されている上記スキンプレー
ト３ａ，３ｂが公知の組立て装置６によつて90°
回転起立されるとともに、下端がスキンプレート
３ｃの両端縁上に乗載するように当接される。そ
してこの両スキンプレート３ａ，３ｄを、ダイヤ
フラム５、および／または、スキンプレート３ｃ
に対して仮付けしてＵ字形柱（上向きコ字形）を
形成する。

次に、矢印方向に搬送されているスキンプレー
ト３ｂを、３ａと同じコンベアで搬送するか、ま
たは、別ルートの搬送供給手段でＵ字形柱の上部
開口部に供給載置するとともに、このスキンプレ
ート３ｂをこれと接する他のスキンプレート３
ａ，３ｄに仮付け固定して、仮付け状態のシヤフ
ト７を構成する。上記ダイヤフラム５は、第３，
４図から明らかなように、ダイヤフラム５を構成
する方形プレート８の４辺周縁表裏に夫々細巾の
当金９ａ，９ｂが仮付けされており、この４辺に
は、方形プレート８の周端面とこれにより外方に
夫々突出している当金９ａ，９ｂとによつて凹溝
１０が形成されている。従つて、上述のように、
このダイヤフラム５の４辺を夫々スキンプレート
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで囲うと、この凹溝１０
は密閉されたエレスラ溶接用の柱状空間１０ａ
（第７，８，９図）となる。

上述したシヤフト７は、後述するトンボ機構１
１によつて90°回転されるとともに、搬送体（図
示略）に移され、図のように上記製造ラインと平
行した次工程のラインの始端部に移換される。ま
た、移換せずに直線状に搬送ラインが構成されて
いてもよい。このとき図より明らかなように、シ
ヤフト７の上面には、開先による隅角部溶接線が
上向きにあらわれる。このシヤフト７は搬送体に
よつて矢印方向に送られ、左右の開先隅角部は門
構形の隅角部溶接機１２よつて溶接される。片面
の隅角部溶接が行われたシヤフト７は、当該領域
にある搬送体の送迎作用によつて後退し、反転装
置１３によつて180°反転され、溶接されていない
開先をもつ溶接線が上面にあらわれ、搬送体の矢
印方向搬送によつてこのシヤフト７は再び隅角部
溶接機１２で開先隅角部の溶接が行われ、これが
完了すると次の穿孔工程に供給される。

尚、この隅角部溶接機工程において、上記反転
装置１３を図示の位置に配置し、更に、この下手
側に第２の隅角部溶接機（図示略）を設ければ、
片側の隅肉溶接が完了したシヤフトを後退させる
手段は省略される。但し、時間的余裕がある工程
であるので、このことは設備費、および、設置面
積の縮小化から好ましいことではない。

穿孔工程に供給されたシヤフト７は、穿孔機１
４によつて各柱状空間１０ａに対応した開先隅角
部溶接部が外部から穿孔され、この柱状空間１０
ａ外部に導通される。片側の穿孔が完了したシヤ
フト７は、下手側に配設された公知の反転装置１
５によつて180°反転せしめられ、穿孔されていな
い溶接側が上面となつて次の穿孔工程に送られ、
この工程に設けた穿孔機１６によつて、上記柱状
空間１０ａに対応した開先隅角部溶接部が外部か
ら穿孔され、柱状空間１０ａは第７，８図、およ
び、第９図のように、完全に外部と導通し、エレ
スラ溶接用として使用しうる状態となる。

エレスラ溶接用の柱状空間１０ａが形成された
シヤフト７は、搬送ラインにそつて基礎に固定さ
れた門構構造をもつエレスラ溶接装置１７に搬入
される。搬入されたシヤフト７の柱状空間には、
ノズルを介して夫々溶接ワイヤ１８が下端まで挿
入され、全ての柱状空間１０ａが第９図ｃのよう
にエレスラ溶接される。一方の柱状空間１０ａの
エレスラ溶接が完了したシヤフト７は、アークエ
アガウジングなどによりタブ仕上げが行われたの
ち、トンボ機構１９によつて90°回転して隅角部
溶接のない面を上面とし、この状態で図のように
上記穿孔工程に再び供給する。穿孔工程に送られ
たシヤフト７は、上記と同じ作業でスキンプレー
ト面に別の柱状空間１０ａに通ずる穿孔が行われ
るとともに、再びエレスラ溶接装置１７でこの柱
状空間のエレスラ溶接が行われ、タブ仕上げがな
されたシヤフト７は、別のトンボ機構２０によつ
て反転されるとともに、搬送体（図示略）によつ
て仕上げラインに送られ、歪取り工程２１、仕上
げ工程２２、非破壊検査工程２３を経てボツクス
柱Ａが構成され、このボツクス柱Ａは大組立工程
へ搬出せしめられる。

次に、第３図ａ〜ｄについてダイヤフラム５の
組立て工法を説明すると、第３図ａに示すの方形
プレート８の４辺のそれぞれの両端部を残し、第
３図ｂのように細長い凹状の切欠き２４をガス切
断によつて形成する。次に、第３図ｃのようにこ
の切欠き２４を被覆するように、切欠き２４の深
さより広巾の当金９ａを４辺にそれぞれ配置し、
各当金９ａ，９ｂの内側端部と方形プレート８間
の仮付けをする。この仮付けが終わると、方形プ
レート８を第３図ｄのように裏返し、第３図ｃの
ように夫々方形プレート８の４辺に当金９ａ，９
ｂを配置し仮付けすることにより、第４図に示す
ようなダイヤフラム５が得られる。尚、上記ａ〜
ｂの工程は、全て定められた箱枠（図示略）の内
部にセツトするもので、この箱枠に対する方形プ
レート８の配置は、箱枠外面の当たり治具にセツ
トするだけで位置決めができるよう工夫されたも
のである。尚、方形プレート８には空気通孔２５
をドリルで穿設する。

次に、第５，６図についてトンボ機構（部材回
転機）１１，１９，２０を説明する。このトンボ
機構１１，１９，２０は、部材、例えばシヤフト
７の状態にかかわらず、常にシリンダに対して圧
縮の力が作用する機構を採用し、単動ラム１本で
部材の90°回転がおこなわれるようにしたもので
ある。図において、２６はトラニオン型単動ラ
ム、２７は第１の回転アームであつて、この第１
の回転アーム２７は、平面形状がコ字形で、その
両端が軸２８に軸支されており、この第１の回転
アーム２７の中途部に設けた軸２９上に、上記単
動ラム２６が軸支してある。３０は、クランク軸
３１の浮上りを防止する固定ガイドバー、３２は
平面形状がＵ字形の第２の回転アームで、この第
２の回転アーム３２の中途部が上記軸２８に軸支
され、また、この第２の回転アーム３２の端部が
クランクレバー３３の端部に軸着されている。第
１の回転アーム２７上に搭載されているシヤフト
７を45°を超えるまで回転し、これと相対的に連
動する第２の回転アーム３２とによつてシヤフト
７を挟持し、Θ1＜Θ2の関係でシヤフト７を第２
の回転アームにあずけると、クランク軸３１の浮
上りが固定ガイドレバー３０により抑えられるた
め、トラニオン単動ラム２６には圧縮の力のみが
作用することになり、第６図の状態から第５図の
状態に自動的に旧復し、水平状態となつた第２の
回転アーム３２上に、90°回転したシヤフト７が
預けられる。

次に、第１０図についてエレスラ溶接装置１７
の説明をすると、３４は高所に設けたデツキで、
このデツキ３４の下側に、搬送体３５によつてシ
ヤフト７が搬入されるように構成されている。こ
のデツキ３４の下面両側には、シヤフト７の搬送
方向と平行な案内レール３６が設けてあり、該案
内レール３６間には、複数個の支持台３７が橋架
的に、かつ、移動可能に設けてある。この各支持
台３７上の左右には、上記デツキ３４に設けた切
欠き窓３８を通してデツキ３４の上面に突出する
溶接ワイヤリール１８が交換可能にとりつけられ
ている。

また、上記支持台３７の下面中央には、シリン
ダ３９によつて昇降する押圧板４０が夫々設けら
れており、この押圧板４０の左右端上面には、溶
接ワイヤ１８の送り機構４１、および、操作ボツ
クス４１ａが夫々設けてあつて、この押圧板４０
をシヤフト７に形成した柱状空間１０ａ部に対応
させるとともに、シヤフト７の上面にシリンダ３
９の作用で押しつけ、シヤフト７の固定を図り、
かつ、溶接ワイヤ１８の位置規制をなす。そして
上述したように、送り機構４１によつて溶接ワイ
ヤ１８の先端を柱状空間１０ａを通して、この柱
状空間１０ａの下端にとりつけた水冷当金４２の
凹部まで導き、エレスラ溶接を行うものである。
そして溶接ワイヤ１８の消耗に伴い、送り機構４
１によつて溶接ワイヤ１８をノズルを介して順次
柱状空間１０ａ内に送り込む。エレスラ溶接終了
後は、シリンダ３９によつて押圧板４０を上昇さ
せ、各支持台３７、および、シヤフト７が移動で
きる状態とし、次の溶接に備えるようにしたもの
で、溶接に先立つて搬送体３５の中央部にエアシ
リンダ３５ａを設け、このエアシリンダ３５ａ先
端に設けたアース３５ｂをシヤフト７に押圧す
る。溶接終了後シリンダ７を搬送体３５より下に
下げればよいことはいうまでもない。

［発明の効果］ 上述のように本発明の構成によれば、次のよう
な効果が得られる。

(a) 従来の搬送に使用していたクレーン作業が完
全に省略されるため、シヤフトのライン製造化
が可能となる。

(b) サブラインで完全に組立てられたダイヤフラ
ムを、連続的にシヤフトの組立てラインに供給
するため、ダイヤフラム製作との同期化が図れ
るとともに、従来技術のように、多くの作業部
位に作業者を配置する必要がなく、大巾な省力
化が図れる。

(c) エレスラ溶接装置が固定で、これに対してシ
ヤフトが搬入されるようにしたので、製造のラ
イン化に大きく貢献しうるばかりでなく、従来
技術のように工場空間に制約をうけない。

(d) スキンプレート同志の隅角部溶接を行つたの
ち、柱状空間に対応する溶接部を穿孔し、次い
でエレスラ溶接を行うため、従来技術のような
溶接欠陥の排除が合理的に行いうる。

(e) 全てのスキンプレートが夫々仮付けされた状
態のシヤフト開先溶接線は、シヤフトの側面に
あるが、これをトンボ機構で90°回転させるこ
とにより、開先溶接線が上下面にあらわれ、直
ちに開先隅角部溶接がなしうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は目的とするシヤフトの斜視図、第２図
はシヤフトの製造ラインを示す説明図、第３図
ａ，ｂ，ｃ，ｄはダイヤフラムの組立て製造過程
を示す流れ図、第４図はシヤフトを90°回転する
装置の斜視図、第５図はトンボ機構の斜視図、第
６図は同上正面図、第７図は隅角部の溶接部を穿
孔した状態のシヤフトの斜視図、第８図は同上要
部の平面図、第９図ａ，ｂ，ｃはエレクロトスラ
グ溶接の手順を示す流れ図、第１０図は消耗ノズ
ル式エレクロトスラグ溶接装置の一部切欠正面図
である。 １……板材料、２……溶断設備、３ａ〜３ｄ…
…スキンプレート、４……自動開先加工機、５…
…ダイヤフラム、６……組立て装置、７……シヤ
フト、１０ａ……柱状空間、１１，１９，２０…
…トンボ機構、１２……隅角部溶接機、１３……
反転装置、１４，１６……穿孔機、１５……反転
装置、１７……エレスラ溶接装置、２１……歪取
り工程、２２……仕上げ工程、２３……非破壊検
査工程、Ａ……ボツクス柱。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) ボツクス構造物（シヤフト）構成素材を
   搬送ライン上を進行させながら、所定の巾寸法
   をもつ４枚に切断し、４枚のスキンプレートを
   形成する工程、 (b) ４枚に分割された素材のうち、少なくとも、
   上記２枚のスキンプレートを各別に設けた自動
   開先加工機に搬送して開先加工を行うととも
   に、残りのスキンプレートの１枚を搬送ライン
   によつて先行させる工程、 (c) 搬送ライン上に水平支持した上記先行せる１
   枚のスキンプレート上の所要個所に、４辺にエ
   レクトロスラグ、または、エレクトロガス溶接
   用の凹溝を形成し、かつ、サブラインから供給
   搬入されるダイヤフラムを仮付立設する工程、 (d) 上記ダイヤフラムを立設したスキンプレート
   の両側に、組立て装置によつて夫々開先を形成
   した上記２枚のスキンプレートを起立状に組立
   て、この両スキンプレートをダイヤフラムを仮
   付け立設したスキンプレート、および／また
   は、当金に仮付けしてＵ字形柱を形成する工
   程、 (e) Ｕ字形柱の上部開口辺に残りのスキンプレー
   トを組立て装置によつて仮付け閉塞してシヤフ
   トを形成するとともに、各スキンプレートにて
   上記ダイヤフラムの全ての凹溝を閉塞せしめ
   て、エレクトロスラグ、または、エレクトロガ
   ス溶接用の柱状空間を形成する工程、 (f) このシヤフトを反転機によつて90°回転して
   一方の開先隅角部を上向きとしたのち、搬送ラ
   インにそつて一定の速度で搬送しながら、搬送
   ライン上に配設したボツクスコーナー自動溶接
   装置にてシヤフトの一方の両側開先隅角部全長
   を同時に隅角部溶接したのち、この搬送ライン
   上で反転機でシヤフトを180°回転して他方の両
   側開先隅角部を上向きとしたのち、上記と同様
   に開先隅角部全長を溶接する工程、 (g) 次に、この開先隅角部溶接が済んだシヤフト
   を搬送ライン上に配設した穿孔機に搬送し、上
   記一方の柱状空間に対応する上下の開先隅角溶
   接部を穿孔して、この柱状空間の上下を外部に
   導通させる工程、 (h) 次いで、このシヤフトを搬送ライン上に配設
   したエレクトロスラグ、または、エレクトロガ
   ス溶接機に導き、外部に導通状態にある柱状空
   間を用いてエレクトロスラグ、または、エレク
   トロガス溶接を行う工程、 (i) 次に、このシヤフトを反転機にて90°回転さ
   せたのち、他方の柱状空間に対応するスキンプ
   レート部と、既に上記エレクトロスラグ、また
   は、エレクトロガス溶接手段により溶接された
   一部を穿孔して、この柱状空間の上下を外部に
   導通させる工程、 (j) このシヤフトを、搬送ライン上に配設せるエ
   レクトロスラグ、または、エレクトロガス溶接
   機に導き、外部に導通状態にある柱状空間を利
   用しエレクトロスラグ、または、エレクトロガ
   ス溶接を行う工程、 (k) とからなり、次いで、搬送ラインにそつてシ
   ヤフトを搬送しながらタブ仕上げ、歪取り、全
   体の仕上げ、非破壊検査の各工程を順に行うこ
   とを特徴とするボツクス構造物の連続製造方
   法。