JPH0661621B2 - 固定管の円周自動溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は配管同士を突き合わせて固定し固定管の突き合
わせ部を円周方向に自動的に溶接するために用いる固定
管の円周自動溶接装置に関するものである。

［従来の技術］ 固定管の突き合わせ部を円周方向に自動的に溶接させる
ようにしてある溶接装置としては、従来より種々のもの
が提案されている。その例を示すと、たとえば、米国特
許第 3,400,237号明細書に記載のもの、特公昭51-31218
号公報に記載のもの、特開昭56-117898 号公報に記載の
もの、等がある。これら公知技術を含む従来のこの種固
定管の円周自動溶接装置は、そのすべてのものが第７図
に概要を示す如く、溶接ヘッドを構成するためガイドリ
ングa に走行ギヤであるリングギヤb を回転自在に組み
込み、上記ガイドリングa を固定管c に固定させるよう
にすると共に、リングギヤb に、電極を保持する溶接ヘ
ッド、ワイヤ送給装置等を取り付けて、これらがリング
ギヤb とともに一体として回転するようにしてあり、更
に、上記ガイドリングa 及びリングギヤb を1/2 ずつに
分割して固定管c に対して横から着脱できるようにして
あり、ガイドリングa に対しリングギヤb を回転させな
がら固定管c の突き合わせ部を円周方向へ自動的に溶接
するようにした共通の構成を有している。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、ガイドリングを固定管に固定し、且つガイド
リングに回転自在に収めたリングギヤに溶接トーチ等を
取り付けて、リングギヤを回転させながら固定管の付き
合わせ部を自動溶接するようにしてある点を共通として
いる従来の方式において、リングギヤをモータにより回
転させようとする場合、リングギヤb を回転させるため
の走行用ケーブルd を第７図の如くガイドリングa 側に
溶接し、一方、溶接トーチ駆動用及びワイヤ送給用のケ
ーブルe,f はリングギヤb 側に接続させることになる
が、リングギヤb に接続されたケーブルe,f はリングギ
ヤb の回転時に順次巻き取られることになるのに対し、
ガイドリングa 側に接続されたケーブルd は巻き取られ
ることがないので、ケーブルとしては２ルートが必要に
なって来る。g は制御箱である。

かかる事態を避けるためには、前記した米国特許第 3,4
00,237号明細書、特公昭51-31218号公報、特開昭56-117
898 号公報、等に開示されているように、リングギヤの
回転動力を機械的に伝達させる手段として、傘歯車とか
ウオーム機構を用いざるを得ず、必然的に機構が複雑に
なっている。又、従来の方式において、ガイドリングa
とリングギヤb はそれぞれ1/2 ずつの割合いで別々に作
られたものを合わせて用いるものであり、一方を固定
側、他方を開閉側とするものであるため、一方の1/2 側
に溶接トーチ、ワイヤ送給装置、ワイヤリール等を配置
することになり、無理な配置になる場合が多く、又、開
閉側の重量が重くなり、更に分割面に狂いが生じ易い、
等の問題がある。

そこで、本発明は、上述した従来方式における如き溶接
ヘッドとなるガイドリングを固定してリングギヤをガイ
ドリングにガイドさせて回転させる考え方を改め、従来
固定していたガイドリングを逆に回転できるようにして
各駆動部をガイドリング側に配置できるようにし、従来
の問題を解消させようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するために、溶接ヘッドを構
成するガイドリングにリングギヤを円周方向へ摺動自在
に嵌合し、上記ガイドリングとリングギヤとを、それぞ
れ円周方向にほぼ2/3 と1/3 の割り合いに分割して、2/
3 側のガイドリングの一端に1/3 側のガイドリングの一
端を開閉自在に結合し、該2/3 側のガイドリングに、ガ
イドリングの回転駆動装置、溶接トーチ、ワイヤ送給装
置、ワイヤリール等の如き機器を取り付けると共に、上
記リングギヤに噛合させるピニオンを上記回転駆動装置
の出力軸に取り付けて、リングギヤに沿いガイドリング
が回転できるようにし、更に、上記固定側となるリング
ギヤの2/3 側のリングギヤの側部に、これとほぼ同じ形
状の固定用プレートを一体的に取り付け、該固定用プレ
ートの一端に開閉プレートの一端を、上記ガイドリング
の開閉自在な結合位置と向い合う側で開閉自在に枢着
し、且つ上記固定用プレートに固定管に当接させる複数
の固定用アームを着脱自在に取り付け、上記開閉プレー
トに上記固定管に当接させるための１個の固定用アーム
を着脱自在に取り付けた構成とする。

［作 用］ ガイドリングに嵌合されているリングギヤを固定側とし
て、該リングギヤを、固定フレームに取り付けた複数の
固定用アームを固定管に当接させるようにして該固定管
上に載せ、次いで、開閉プレートを閉じて、該開閉プレ
ートに取り付けた１個の固定用アームを固定管に当接さ
せることにより、リングギヤを固定管に固定できる。ガ
イドリング側の回転駆動装置を駆動させると、ピニオン
を介してリングギヤに沿いガイドリングが回転できるの
で、ガイドリングに取り付けた溶接トーチ、ワイヤ送給
装置、ワイヤリールは一体となって固定管の外周を回わ
り溶接作業が行われる。この際、ガイドリングを回転さ
せる回転駆動装置へのケーブルや溶接トーチ、ワイヤ送
給装置へのケーブルはすべてガイドリング側に接続して
一緒に巻き込むことができるので、ケーブルは１ルート
でよいことになる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図乃至第５図は本発明の実施例を示すもので、突き
合わせ溶接すべき固定管1 の最大の径のものよりも内径
を大きくしたガイドリング2 に、該ガイドリング2 の内
径よりもやや大きい内径を有するリングギヤ3 を、ガイ
ドリング2 の一側面より側方へ突出するように嵌合し
て、両者が相対的に円数方向へ摺動して回転できるよう
にし、上記ガイドリング2 とリングギヤ3 とをそれぞれ
円周方向にほぼ2/3 と1/3 の割り合いで分割して、馬蹄
型となる2/3 側2aを固定側にすると共に、三日月状の1/
3 側2bを開閉側とし、ガイドリング2 の2/3 側の一端と
1/3 側の一端とを第３図に示す如く蝶番4 にて開閉自在
に結合し、且つ上記ガイドリング2 の2/3 側の他端と1/
3 側の他端とを開閉固定ピン5 にて脱着できるように
し、上記ガイドリング2 の分割面とリングギヤ3 の分割
面が一致した状態でガイドリング2 の1/3 側2bを開ける
ことによりリングギヤ3 の1/3 側も同時に開けられて固
定管1 への横からの着脱ができるようにする。なお。上
記ガイドリング2 とリングギヤ3 の分割位置を円周方向
のほぼ2/3 と1/3 の位置にしたのは、かかる位置で切断
しても分割面間の距離Ｌが固定管1 の直径よりも大きく
て固定管1 への着脱に支障がない上に、2/3 の部分と1/
3 の部分はリングを切断して加工することで製作が可能
となって分割面の狂いが少なくなること、ならびに、後
述するように多くの機器の取り付け面積を広くとれるこ
と、等によるものである。

上記ガイドリング2 の外周部には、リングギヤ3 の突出
側方向へ張り出すようにケーブルガイド6 を所定間隔で
複数個所に取り付け、又、ガイドリング2 の2/3 側2aの
ほぼ中間位置における外周面に、外面に歯7 が刻設され
ているリングギヤ3 の該歯7 部を露出させるための切欠
き8 を第１図、第３図の如く設けると共に、上記2/3 側
2aの他側面（リングギヤ突出側とは反対側）に、第１図
に示す如く、ガイドリングの回転駆動モータ9 、電極
（たとえば、タングステン電極）10を保持する溶接トー
チ11、溶接ワイヤ12を溶接個所へ送給するワイヤ送給装
置13、ワイヤリール14、ワイヤ12の位置を調整するワイ
ヤ調整装置15、溶接トーチ11を昇降させたり左右動させ
たりする装置（ＡＶＣ）16等を取り付け、上記回転駆動
モータ9 の出力軸17に取り付けたピニオン18を、ガイド
リング2 の切欠き8 部でリングギヤ3 の外周の歯7 に噛
合させ、上記モータ9 の駆動によりガイドリング2 とリ
ングギヤ3 とが相対的に回転するようにする。

一方、上記ガイドリング2 の一側面より突出しているリ
ングギヤ3 の2/3 側の側部には、第２図及び第５図(A)
(B)に示す如く、ほぼ同じ形状の固定用プレート19を重
ね合わせ、該固定用プレート19と上記リングギヤ3 とを
中間部分の数個所でねじ20等にて締付固定し、且つ上記
固定用プレート19の一端部に開閉プレート21を、上記ガ
イドリング2 の2/3 側2aと1/3 側2bとの結合位置と向い
合う位置でピン22にて枢着し、固定用プレート19表面に
突設したナット部23に挿入螺合させたボルト24を上記開
閉プレート21の端面に当接させ且つ該ボルト24を前進さ
せることにより開閉プレート21をピン22を中心に内方へ
回動させ得るように固定用治具25を、固定用プレート19
と開閉プレート21との間に設け、更に、上記固定用プレ
ート19の側面の複数個所（図面では２個所）に、長手方
向を固定管1 の軸心方向と平行とした固定用アーム26
を、固定管1 の径に対応させて任意に付け替えられるよ
うガイドアーム27を介して着脱自在に取り付けると共
に、開閉プレート21にも１つの固定用アーム26を同様に
ガイドアーム27を介して着脱自在に取り付け、上記固定
用プレート19に取り付けた各固定用アーム26を固定管1
の外面に当接させるようにガイドリング2 及びリング3
を開いて固定管1 に載せた後、開閉プレート21を閉じて
固定用治具25で固定することにより開閉プレート21に取
り付けてある固定用アーム26が固定管1 の外面に当接さ
れて該固定管1 にリングギヤ3 が固定支持されるように
する。

なお、図示してないが、ガイドリング2 とリングギヤ3
を固定管1 に対して着脱させるために1/3 側を蝶番4 を
中心に開けたとき、ガイドリング2 の1/3 側の2bの内部
からリングギヤ3 の1/3 側が抜け落ちるのを防止するた
めの止め具が用意されている。

本発明の溶接装置を溶接しようとする固定管1 に装着し
ようとするときは、ガイドリング2 の2/3 側2aと1/3 側
2bの分割面にリングギヤ3 の分割面を合わせ且つ1/3 側
で止め具にてガイドリング2 とリングギヤ3 とを固定し
た後、開閉固定ピン5 を外してガイドリング2 の1/3 側
2bを蝶番4 を中心に外方へ回動させて第１図に示す如く
開放させる。開放部の寸法、すなわち、2/3 側2aの両端
間の寸法は最大の固定管1 の直径よりも大となるように
してあるので、上記ガイドリング2 の2/3 側2aを容易に
固定管1 に嵌めることができる。ガイドリング2 の2/3
側2aを固定管1 に嵌めた状態では、リングギヤ3 と一体
の固定用プレート19上の固定用アーム26が固定管1 の表
面に当接している。次に、固定用治具25のボルト24をナ
ット部材23にねじ込むことによって前進させると、該ボ
ルト24の先端が当接されている開閉プレート21がピン22
を中心として閉方向へ押されて回動させられ、該開閉プ
レート21が閉じられた時点で該開閉プレート21上の固定
用アーム26が固定管1 に押し付けられる。これによりリ
ングギヤ3 は複数の固定用アーム26を介して固定管1 に
固定支持されることになる。この際、ガイドリング2 の
1/3 側2bが閉じられていない場合でも、開閉プレート21
を閉じて固定用治具25で開閉プレート21の固定用アーム
26を固定管1 に押し付けることによりリングギヤ3 を固
定管1 に固定できることから、リングギヤ3 を固定管1
に固定した後にガイドリング2 の1/3 側2bを閉じて開閉
固定ピン5 で2/3 側2aに固定し、且つガイドリング2 の
1/3 側2bとリングギヤ3 の1/3 側との止め具を外せば、
準備作業が終り、溶接作業を始めてよい状態になるの
で、溶接ヘッドを構成するガイドリング2 の固定管1 へ
のセットを容易に行うことが可能となる。この場合に、
開閉プレート21の固定プレート19への枢着位置が、ガイ
ドリング2 の1/3 側2bの2/3 側2aへの結合位置と向い合
うようにしてあるので、開閉プレート21をガイドリング
2 の1/3 側と2bと干渉することなく充分に開くことがで
きる。又、本発明においては、ガイドリング2 及びリン
グギヤ3 の開閉側を1/3 として、従来の1/2 よりも小さ
くしているので、開閉スペースを小さくできると共に、
開閉側が軽量となって取り扱いが容易になるので固定管
1 への着脱が楽になる。又、リングギヤ3 と固定用プレ
ート19とを堅固に固定すれば、固定用プレート19で固定
管1 を固く締め付けたときにリングギヤ3 が変形するお
それがあるが、実施例の如く、両者を中間位置で数個の
ねじで固定しておくことにより上記固定管1 への締め付
け時に固定用プレート部材の弾性を利用することができ
てリングギヤ3 に無理がかかることを防止でき、リング
ギヤ3 に沿い回転することになるガイドリング2 を円滑
に回転させることが保証される。

上記のようにして固定管1 の所定個所へリングギヤ3 が
固定され、次に駆動モータ9 を駆動させると、リングギ
ヤ3 と噛合しているピニオン18が回転させられる。リン
グギヤ3 は上述のように固定管1 に固定されているの
で、ピニオン18はリングギヤ3 の外周に沿って移動する
ことになり、これにより上記駆動モータ9 が組み付けら
れているガイドリング2 がリングギヤ3 に沿って回転さ
せられ、ガイドリング2 に取り付けられた溶接トーチ1
1、ワイヤ送給装置13、ワイヤリール14等が同時に回転
させられることになる。この際、上述のようにガイドリ
ング2 に駆動用モータ9 、溶接トーチ11、ワイヤ送給装
置13等が取り付けられているため、上記駆動モータ9 へ
のケーブル28、溶接トーチ11へのケーブル29、ワイヤ送
給装置13へのケーブル30等をすべて第６図の如くガイド
リング2 側へ接続することができて一緒にケーブルガイ
ド6 に巻き取ることができ、ケーブルは１ルートでよく
なり、又、各ケーブルはコネクターで接続できることに
なって取付け、取外しが簡単になり、又、かかるケーブ
ルからの給電で各機器を作動できることから従来方式の
如き傘歯車とかウオーム機構を採用しなくてすみ、装置
全体をコンパクトにすることができる。31は制御箱であ
る。

［発明の効果］ 以上述べた如く、本発明の固定管の円周自動溶接装置に
よれば、溶接ヘッドを構成するガイドリングにリングギ
ヤを円周方向へ摺動自在に嵌合し、上記ガイドリングと
リングギヤとを、それぞれ円周方向にほぼ2/3 と1/3 の
割り合いに分割して、2/3 側のガイドリングの一端に1/
3 側のガイドリングの一端を開閉自在に結合し、該2/3
側のガイドリングに、ガイドリングの回転駆動装置、溶
接トーチ、ワイヤ送給装置、ワイヤリール等の如き機器
を取り付けると共に、上記リングギヤに噛合させるピニ
オンを上記回転駆動装置の出力軸に取り付けて、リング
ギヤに沿いガイドリングが回転できるようにし、更に、
上記固定側となるリングギヤの2/3 側のリングギヤの側
部に、これとほぼ同じ形状の固定用プレートを一体的に
取り付け、該固定用プレートの一端に開閉プレートの一
端を、上記ガイドリングの開閉自在な結合位置と向い合
う側で開閉自在に枢着し、且つ上記固定用プレートに固
定管に当接させる複数の固定用アームを着脱自在に取り
付け、上記開閉プレートに上記固定管に当接させるため
の１個の固定用アームを着脱自在に取り付け、リングギ
ヤを固定管に固定してガイドリングをリングギヤに沿い
回転できるようにして、ガイドリングを回転させる駆動
装置のほか溶接トーチ、ワイヤ送給装置、ワイヤリール
等を一体として回転させるようにしてあるので、次の如
き優れた効果を奏し得る。

(i) 回転側となるガイドリングに、該ガイドリングを
回転させる駆動装置や溶接トーチ、ワイヤ送給装置等を
取り付けているので、これらに対応するケーブルをすべ
てガイドリングに接続することができて溶接作業時に一
緒に巻き取ることができ、ケーブルの巻取りが円滑に行
われると共にケーブルが１ルートでよくなり、これに伴
いガイドリングの回転に傘歯車とかウオーム機構等を使
用しなくてすみ、装置全体の構成を簡単に且つコンパク
トにできる。

(ii) ガイドリング及びリングギヤを円周方向にほぼ2/
3 と1/3 の範囲に分割して、1/3 側を開閉側としている
ので、開閉側の重量を軽減できて取り扱いが容易になる
と共に開閉スペースが少なくてすむことになり、又、2/
3 と1/3 に分割する場合、リングを切断して加工するこ
とにより製作することができ、従来の如き初めから1/2
の大きさとして製作する場合に比して分割面に狂いのな
いものが得られる。

(iii) ガイドリングの2/3 側に、回転駆動装置、溶接
トーチ、ワイヤ送給装置、その他付属品を取り付けるよ
うにするので、従来の1/2 に分割した場合に比して各機
器を無理なく配置できて、配置がし易いと共に作業性も
よくなる。

(iv) リングギヤに固定した固定用プレートに、固定管
の外面に当接させる複数の固定用アームを取り付けると
共に、上記固定用プレートの端に開閉自在に枢着した開
閉プレートに、上記固定管の外面に当接させる１個の固
定用アームを取り付け、上記固定用プレート上に固定用
アームを固定管に当接させた状態で開閉プレートを閉じ
て外開閉プレート上の固定用アームを固定管に当接させ
ることにより各固定用アームを介して固定管にリングギ
ヤを固定できるようにしてあるので、ガイドリングの開
閉側となる1/3 側が閉じられていない場合でも、上記開
閉プレートを閉じてリングギヤを固定管に固定させるこ
とによりガイドリングを固定管に固定できることにな
り、その後にガイドリングの開閉側となる1/3 側を閉じ
てガイドリングの2/3 側に止めればよいため、固定管へ
の装置の取り付けが容易にできると共に、固定管からの
取り外しも容易で、固定管への装置の取り付け、取り外
しが非常に楽である。

(v) リングギヤに固定した固定用プレートへの複数の
固定用アーム及び固定用プレートに枢着した開閉プレー
トへの１個の固定用アームを各々着脱自在に取り付けて
いるので、異なるサイズの固定管にも容易に適用でき
る。

(vi) 固定用プレートへの開閉プレートの枢着位置を、
ガイドリングの開閉側となる1/3 側の2/3 側への結合位
置の向い側となるようにしてあるので、開閉プレートの
開閉がガイドリングの開閉に干渉することなくできて、
開閉プレートを充分大きく開くことができ、装置の固定
管への嵌脱を支障なく行わせることができる。

(vii) リングギヤへ固定用プレートを固定する場合に
両者の弾性を利用できるように部分的に固定させるよう
にすることにより上記固定用プレートを固定管に締め付
けたときにもリングギヤを変形させることがなくなっ
て、ガイドリングの回転をより円滑に行わせることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す正面図、第２図は第１図
の切断側面図、第３図は本発明の装置におけるガイドリ
ングの正面図、第４図は本発明の装置におけるリングギ
ヤの正面図、第５図(A)はガイドリングとリングギヤと
固定用プレート、開閉プレートの関係を示す斜視図、第
５図(B)は第５図(A)の背面図、第６図は本発明において
ケーブルを接続する状態を示す概略図、第７図は従来方
式においてケーブルを接続しようとする場合に採られる
構成例を示す概略図である。 1 ……固定管、2 ……ガイドリング、2a……2/3 側、2b
……1/3 側、3 ……リングギヤ、6 ……ケーブルガイ
ド、9 ……回転駆動モータ、10……電極、11……溶接ト
ーチ、12……ワイヤ、13……ワイヤ送給装置、14……ワ
イヤリール、18……ピニオン、19……固定用プレート、
21……開閉プレート、26……固定用アーム。

フロントページの続き (72)発明者 野口 勉 東京都千代田区東神田２丁目３番10号 株 式会社スガテック内 (56)参考文献 特公 昭51−35581（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶接ヘッドを構成するガイドリングにリン
   グギヤを円周方向へ摺動自在に嵌合し、上記ガイドリン
   グとリングギヤとを、それぞれ円周方向にほぼ2/3 と1/
   3 の割り合いに分割して、2/3 側のガイドリングの一端
   に1/3 側のガイドリングの一端を開閉自在に結合し、該
   2/3 側のガイドリングに、ガイドリングの回転駆動装
   置、溶接トーチ、ワイヤ送給装置、ワイヤリール等の如
   き機器を取り付けると共に、上記リングギヤに噛合させ
   るピニオンを上記回転駆動装置の出力軸に取り付けて、
   リングギヤに沿いガイドリングが回転できるようにし、
   更に、上記固定側となるリングギヤの2/3 側のリングギ
   ヤの側部に、これとほぼ同じ形状の固定用プレートを一
   体的に取り付け、該固定プレートの一端に開閉プレート
   の一端を、上記ガイドリングの開閉自在な結合位置と向
   い合う側で開閉自在に枢着し、且つ上記固定用プレート
   に、溶接すべき固定管の外面に当接させるための複数の
   固定用アームを着脱自在に取り付け、上記開閉プレート
   に、上記固定管の外面に当接させるための１個の固定用
   アームを着脱自在に取り付け、リングギヤを固定してガ
   イドリングをリングギヤに沿い回転できるようにしてな
   ることを特徴とする固定管の円周自動溶接装置。