JPH0811314B2 - 倣い走行装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、曲面部を有する板状物の表（おもて）面ま
たは裏面に倣って走行することができ、溶接機や溶断機
の台車等として好適な倣い走行装置に関する。

〔従来の技術〕

第９図のように曲面部を有する板２を平板１に隅肉溶
接したい場合がある。このような場合、従来は手溶接を
行うか、またはロボット等の大掛りな装置で自動溶接を
行う必要があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前者の場合には、作業能率が低いとと
もに作業者の熟練を要するという問題があり、後者の場
合には、装置コストが高くなるとともに、狭い場所では
実施不可能であるという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は、前記従来の問題点を解決するためになされ
たもので、小形かつ比較的に簡単な構成で、曲面部を有
する板状物の表面（または裏面）に倣ってガタつくこと
なくスムーズに走行させることができ、しかもローラを
付勢するバネ手段の力が弱くても、車体がガタついた
り、ローラが板状物に対してスリップする虞がなく、バ
ネ力の設定が容易であり、かつ溶接装置を搭載すれば、
曲面部を有する板状物の溶接を簡易な構成で自動的に行
うことができる外、溶接以外の分野にも使用可能な倣い
走行装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による倣い走行装置は、板状物の表面（または
裏面）に倣って走行する倣い走行装置であって、車体
と、磁石を構成するとともに、前記車体に回転可能に支
持され、外周面を前記板状物の表面（または裏面）に当
接される駆動ローラと、この駆動ローラを駆動する駆動
装置と、前記車体に、前記板状物の表面および裏面と交
差する方向に互いに独立に移動可能に支持された１対の
板面ガイドローラ支持部材と、これらの板面ガイドロー
ラ支持部材にそれぞれ回転可能に支持され、前記駆動ロ
ーラの前後において外周面を前記板状物の裏面（または
表面）に当接される板面ガイドローラと、前記板面ガイ
ドローラが前記駆動ローラに近付く向きに前記各板面ガ
イドローラ支持部材をそれぞれ付勢するバネ手段とを有
してなる倣い走行装置。

〔作用〕

本発明においては、バネ手段の力により駆動ローラと
一対の板面ガイドローラとで板状物を挟持させる。

このような状態において駆動装置により駆動ローラを
回転させると、駆動ローラおよび板面ガイドローラは板
状物の表面または裏面に沿って走行して行き、ひいては
車体も板状物の表面または裏面に沿って走行して行く。

ここで、本発明においては、１対の板面ガイドローラ
が駆動ローラの前後において外周面を板状物に当接さ
れ、これらの一対の板面ガイドローラおよび駆動ローラ
が３点において板状物を挟んだ状態となるので、車体が
板状物に対してガタつくことなく、スムーズに走行する
ようにすることができる。

また、本装置が板状物の平面部を走行しているとき、
または一定の曲線の曲面部を走行しているときは、車体
および駆動ローラと一対の板面ガイドローラとの相対的
位置関係は変化しないが、平面部から曲面部に入った
り、逆に曲面部から平面部に入ったりする場合等のよう
に、板状物の曲率が変化する部分では、一対の板面ガイ
ドローラ支持部材が板状物の表面および裏面と交差する
方向に互いに独立に移動することにより、該曲率の変化
に従って、一対の板面ガイドローラがそれぞれ独立に車
体および駆動ローラに対する位置を変化させる。したが
って、このように曲率が変化する部分においても、駆動
ローラおよび板面ガイドローラは板状物をしっかりと挟
持し続け、車体は板状物の表面（または裏面）に忠実に
沿って移動して行く。

さらに、駆動ローラが磁石を構成していない場合に
は、板状物が磁性体である場合も、板面ガイドローラを
付勢するバネ手段の力が弱いと、曲率が変化する部分等
において駆動ローラと板面ガイドローラとが板状物を確
実に挟持できなくなり、板状物に対し車体がガタついた
り、駆動ローラが板状物に対してスリップする虞がある
が、本発明においては、駆動ローラが磁石を構成してい
るので、板状物が磁性体である場合、駆動ローラが板状
物に磁石により吸着するため、前記バネ手段の力が弱く
ても、車体がガタついたり、駆動ローラが板状物に対し
てスリップする虞がなくなる。したがって、バネ手段の
バネ力の許容範囲が広くなり、バネ力の設定が容易にな
る。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する
（なお、本実施例では、板材２は鉄板等の磁性体である
ものとする）。

車体３には一対の端面ガイドローラ4,5がそれぞれ回
転可能に支持されており、これらの端面ガイドローラ4,
5間には適当な間隔が設けられている。前記ローラ4,5
は、本装置が倣い走行する曲面部を有する板状２の端面
2aに同時に接触するようになっている。なお、本実施例
においては、各端面ガイドローラ4,5は第２図に示され
るようにそれぞれ３個ずつの玉軸受から構成されてい
る。

前記車体３には軸受6,7（第６図参照）を介して駆動
ローラ軸８が回転可能に支持されており、この駆動ロー
ラ軸８には従動歯車９と磁石からなる駆動ローラ10とが
固定されている。前記磁石ローラ10の上端側はＮ極、下
側端はＳ極を構成している（ただし、上端側がＳ極、下
端側がＮ極を構成してもよい）。また、前記駆動ローラ
軸８は、第７図に示されるように、端面ガイドローラ4,
5が接触する板材２の端面2aに対して垂直な方向Ｖより
やや前傾されている。

前記車体３には駆動モータ11が取り付けられており、
この駆動モータ11の回転軸には第６図のように駆動歯車
12が固定されている。前記駆動歯車12は、中間歯車３に
介して従動歯車９に噛み合わされている。

15,16は一対の板面ガイドローラ支持部材であり、こ
れらの部材15,16には第５図および７図によく示される
ような直線状の凸部17がそれぞれ設けられている、そし
て、これらの凸部17は、車体３に設けられた帯板状のス
ライドガイド18,19間および20,21間にそれぞれこれらの
ガイドと平行方向に移動可能に嵌合されている。また、
前記板面ガイドローラ支持部材15,16には長穴22が設け
られており、この長穴22はその長さ方向を凸部17の長さ
方向と平行とされている。そして、この長穴22にはボル
ト23が貫通され、該ボルト23は車体３に螺合されてい
る。以上の結果、各板面ガイドローラ支持部材15,16は
端面ガイドローラ4,5の回転軸と平行な方向（第２図お
よび３図の矢印Ｂ方向）に互いに独立に移動可能とされ
ている。

前記板面ガイドローラ支持部材15,16の先端部には、
第２〜５図等に示されるように板面ガイドローラ軸26,2
7がそれぞれ板材２の端面2aと垂直な方向に取り付けら
れており、これらのガイドローラ軸26,27には板面ガイ
ドローラ28,29がそれぞれ回転可能に支持されている。
そして、これらのローラ28,29は、駆動ローラ10に対向
しない部分を、板面ガイドローラ支持部材15,16に取り
付けられたローラカバー40,41によりそれぞれ覆われて
いる。前記板面ガイドローラ支持部材15,16と車体３と
の間にはそれぞれ引張りコイルバネ30,31が介装されて
おり、これらのバネ30,31は板面ガイドローラ28,29を駆
動ローラ10に接近させる向きに板面ガイドローラ支持部
材15,16をそれぞれ付勢している。

第１図によく示されるように、前記車体３には着脱レ
バー32が板面ガイドローラ支持部材15,16に対し垂直な
軸33を中心として回動可能に支持されている。なお、こ
の着脱レバー32は、図示しないストッパ機構によりその
回動範囲を制限されている。また、前記着脱レバー32は
両側に分岐する分岐部32a,32bを有しており、第１〜３
図等に示されるように、これらの分岐部32a,32bはバネ3
0,31の力によりそれぞれ板面ガイドローラ支持部材15,1
6の後端部に押圧されている。

前記車体３にはアーム34が取り付けられており、この
アーム34の先端部にはトーチ支持具35が取り付けられて
いる。そして、このトーチ支持具35には炭酸ガス溶接機
等のトーチ36（第１図および９〜11図にのみ図示）が取
り付けられる。なお、前記トーチ支持具35は、車体３に
対するトーチ36の位置および角度を種々調整できるよう
になっている。

次に、本実施例の動作を説明する。

まず、第１図および３図において矢印Ａ方向に着脱レ
バー32を回動すると、該レバー32の分岐部32a,32bの先
端部が板面ガイドローラ支持部材15,16の後端部をバネ3
0,31に抗して押し、板面ガイドローラ28,29を駆動ロー
ラ10から遠ざかる方向に移動させる。この状態におい
て、第９〜11図のように駆動ローラ10と板面ガイドロー
ラ28,29との間に板材２が入り込むようにするととも
に、第７図のように端面ガイドローラ4,5の外周面が板
材２の端面2aに接触するようにする。しかる後に、着脱
レバー32から手を離すと、バネ30,31の力により板面ガ
イドローラ支持部材15,16とともに板面ガイドローラ28,
29が駆動ローラ10側に戻り、板材２が駆動ローラ10と板
面ガイドローラ28,29との間に挟持される。なお、この
とき、駆動ローラ10は板材２に磁力により吸着する。

次に、駆動モータ11を駆動すると、このモータ11の動
力が駆動歯車12、中間歯車13および従動歯車９を介して
駆動ローラ10に伝達され、該駆動ローラ10が回転され
る。すると、板材２がバネ30,31の力により駆動ローラ1
0と板面ガイドローラ28,29との間に挟持されているた
め、駆動ローラ10および板面ガイドローラ28,29は板材
２の表面（または裏面）2bに沿って走行して行き、ひい
ては車体３および溶接トーチ36も板材２の表面（または
裏面）2bに沿って走行して行く。

ここで、本装置においては、１対の板面ガイドローラ
28,29が駆動ローラ10の前後において外周面を板状物に
当接され、これらの一対の板面ガイドローラ28,29およ
び駆動ローラ10が３点において板材２を挟んだ状態とな
るので、車体３が板材２に対してガタつくことなく、ス
ムーズに走行するようにすることができる。

第９図〜11図は、このような走行の際の板面ガイドロ
ーラ支持部材15,16および板面ガイドローラ28,29の動き
を示したものである。なお、ここでは、説明の適宜上、
板材２は２つの半円間を２本の平行な直線で結んだ形状
に湾曲されているものとするが、以下の説明から明らか
なように、本装置は他の種の曲面を有する板状物に倣っ
て走行させることも勿論可能である。

第９図のように本装置が板材２の平面部を走行してい
るとき、または第11図のように一定の曲率の曲面部を走
行しているときは、車体３および駆動ローラ10と板面ガ
イドローラ28,29との相対的位置関係は変化しないが、
第10図に示されるように、平面部から曲面部に入った
り、逆に曲面部から平面部に入ったりする場合等のよう
に、板材２の曲率が変化する部分では、板面ガイドロー
ラ支持部材15,16が車体３に対しそれぞれ独立に矢印Ｂ
方向に直線移動することにより、該曲率の変化に伴って
板面ガイドローラ28,29がそれぞれ独立に車体３および
駆動ローラ10に対する位置を変化させる。したがって、
このように曲率が変化する部分においても、駆動ローラ
10および板面ガイドローラ28,29は板材２をしっかりと
挟持し続け、車体３ひいては溶接トーチ36は忠実に板材
２の表面（または裏面）2bに沿って移動して行く。

また、便宜上、板材２は立てられていて、端面2aが上
端面となっているものとして説明すると、もし仮に駆動
ローラ軸８が前傾されていない場合には、板材２の撓み
や、板材２に対する本装置の最初のセットの方向が不適
正であることを原因として、駆動ローラ10ひいては車体
３が斜め上方に走行して行き、遂には板材２の上端から
外れてしまう虞がある。しかしながら、本実施例におい
ては、前述のように駆動ローラ軸８が、端面ガイドロー
ラ4,5が接触する板材２の端面2aに対して垂直な方向Ｖ
よりやや前傾されているため、駆動ローラ10は常に斜め
下方に向かおうとする。したがって、端面ガイドローラ
4,5は常に下方に向かう力を作用され、共に常に板材２
の端面に接触されているので、車体３は、前述のように
板材２の表面（または裏面）2bに倣って走行するのみな
らず、該板材２の端面2aにも忠実に倣って走行して行
く。

よって、溶接トーチ36は板材１と２との溶接線（板材
１と２との当接部）37に忠実に倣って移動して行く。こ
のため、本装置を走行させると同時に、溶接トーチ36に
よって溶接を行えば、板材１と２とを自動的に隅肉溶接
することができる。

また、溶接終了後、本装置を板材２から取り外すとき
は、再び着脱レバー２を矢印Ａ方向に回動させて板面ガ
イドローラ28,29を板材２から引き離してから取り外せ
ばよい。

なお、駆動ローラ10が磁石ローラとされていない場合
には、板面ガイドローラを付勢するバネ手段の力が弱い
と、曲率が変化する部分等において駆動ローラ10と板面
ガイドローラ28,29とが板材２を確実に挟持できなくな
り、板材２に対し車体がガタついたり、駆動ローラ10が
板材２に対してスリップする虞があるが、板材２が磁性
体である場合において本装置のように駆動ローラ10を磁
石ローラとすれば、駆動ローラ10が板材２に磁力により
吸着するため、バネ30,31の力が弱くても、板材２に対
し車体がガタついたり、駆動ローラ10が板材２に対して
スリップする虞がなく、バネ30,31のバネ力の許容範囲
が広くなり、バネ力の設定が容易になるという利点が得
られる。

また、前記実施例では、本発明による倣い走行装置を
自動溶接に用いた例を示したが、本発明による倣い走行
装置は、溶断その他の溶接以外の目的にも使用できるも
のである。

また、前記実施例においては、板材２の内周側に駆動
ローラ10、外周側に板面ガイドローラ28,29が来るよう
にしているが、逆に板材２の内周側に板面ガイドローラ
28,29、外周側に駆動ローラ10がそれぞれ来るようにし
てもよい。

さらに、前記実施例においては、環状をなす板材に対
し本発明による装置を倣い走行させているが、本発明装
置は、環状をなさない板状物に対しても倣い走行させる
ことができることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上のように本発明による倣い走行装置は、小型でか
つ比較的に簡単な構成で、曲面部を有する板状物の表面
（または裏面）に倣ってガタつくことなくスムーズに走
行させることができ、しかもローラを付勢するバネ手段
の力が弱くても、車体がガタついたり、ローラが板状物
に対してスリップする虞がなく、バネ力の設定が容易で
あるという優れた効果を得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による倣い走行装置の一実施例を示す斜
視図、第２図は前記実施例を示す平面図、第３図は前記
実施例を示す側面図、第４図は前記実施例を示す正面
図、第５図は前記実施例における板面ガイドローラ支持
部材と車体との関係を示す断面図、第６図は前記実施例
における駆動ローラの駆動系統を示す断面寿、第７図は
前記実施例における駆動ローラ軸の傾きを示す説明図、
第８図は平面状の板材に曲面材の板材を隅肉溶接する場
合の板材の組み合わせの例を示す斜視図、第９図、10図
および11図は前記実施例の動作状態を示す説明図であ
る。 ２……曲面状の板材、2a……端面、2b……表面（または
裏面）、３……車体、4,5……端面ガイドローラ、８…
…駆動ローラ軸、10……駆動ローラ、11……駆動モー
タ、9,12,13……歯車、15,16……板面ガイドローラ支持
部材、26,27……板面ガイドローラ軸、28,29……板面ガ
イドローラ、30,31……バネ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】板状物の表面（または裏面）に倣って走行
   する倣い走行装置であって、 車体と、磁石を構成するとともに、前記車体に回転可能
   に支持され、外周面を前記板状物の表面（または裏面）
   に当接される駆動ローラと、この駆動ローラを駆動する
   駆動装置と、前記車体に、前記板状物の表面および裏面
   と交差する方向に互いに独立に移動可能に支持された１
   対の板面ガイドローラ支持部材と、これらの板面ガイド
   ローラ支持部材にそれぞれ回転可能に支持され、前記駆
   動ローラの前後において外周面を前記板状物の裏面（ま
   たは表面）に当接される板面ガイドローラと、前記板面
   ガイドローラが前記駆動ローラに近付く向きに前記各板
   面ガイドローラ支持部材をそれぞれ付勢するバネ手段と
   を有してなる倣い走行装置。