JPH08197247A - タンク円周溶接用裏ガス供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 タンク１の鏡板３の軸芯部に吸着可能な吸着
部１２と吸着状態でタンク軸芯に沿って延びる支持軸１
３とを有する取付手段１１と、支持軸１３に中央部が回
転自在に嵌合された伸縮可能なアーム２１と、アーム２
１の一端に装着されるとともにタンク１内周に向けて開
口するガスカップ２７と、ガスカップ２７内に不活性ガ
スを供給する裏ガス供給手段３２と、アーム２１の他端
に装着された重錘３４とを備えてなる。 【効果】 取付手段１１の吸着部１２を鏡板３に同芯状
に吸着させることにより簡単にセットすることができ、
ガスカップ２７が常に溶接部に対向位置するので適正に
裏ガスを供給できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、食品や各種薬品或いは
純水や蒸留水などの貯留用のタンクを製造する工程で、
円周溶接する際に溶接部にタンク内から裏ガスを供給す
るためのタンク円周溶接用裏ガス供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】タンクの製造に際しては、円筒体を予め
製造してこの円筒体と鏡板を仮付けした後円周溶接機に
設置し、溶接速度に同期させてタンクを回転させながら
タンクの上端位置で円周溶接を行なっている。

【０００３】上記食品用などのステンレス製のタンクに
おいては、溶接時に酸化物が生成しないようにＭＩＧ溶
接を行なっているが、溶接部の裏側、即ちタンク内側が
大気に晒されていると酸化物が生成して裏波に巻き込ま
れる恐れがあり、後処理に大変な労力や時間を要すると
いう問題がある。このような問題を解消するために、小
型タンクの場合にはタンク内に不活性ガスを充填して溶
接を行なっており、大型タンクの場合には溶接部の裏側
に不活性ガス（裏ガスと称する）を供給しながら溶接を
行なっている。

【０００４】従来の溶接部に対する裏ガスの供給方法
は、図５に示すように、タンク４１内に作業者４０が入
り、不活性ガス源（図示せず）にガスホース４２を介し
て接続されたガス吐出ノズル４３を溶接部４４の裏側に
向けることにより裏ガスを吹き付けていた。なお、５１
はＭＩＧ溶接トーチ、５２はタンク４１を回転自在に支
持するターニングローラ、５３は溶接速度に同期してタ
ンク４１を回転駆動するポジショナである。

【０００５】また、図６に示すように、タンク４１内に
作業者４０が入らずに裏ガスを供給できる裏ガス供給装
置４５も提案されている。この裏ガス供給装置４５は、
タンク４１外に固定設置した支持部４６からタンク４１
内に支持アーム４７を延出してその先端に溶接部４４に
向けて裏ガスを吹き付けるガス吐出ノズル４８を装着
し、支持部４６から反対側に延びた支持アーム４７の基
端部にバランスウエイト４９を取付けた構成とされてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、タンク４１
内に作業者４０が入って裏ガスを供給する場合には、作
業者４０は回転するタンク４１内で同じ態勢で長時間作
業する必要があり、かつ不活性ガス濃度の高いタンク４
１内での作業となり、また溶接部４４に適切に裏ガスを
供給するためには溶接光を見る必要があるため、悪い作
業環境での作業となるという問題があり、また動いてい
るタンク４１内での作業であるために溶接部４４に適切
に裏ガスを供給できず、溶接部４４のトラブルの原因に
なる恐れがあり、また人件費も高くつくという問題があ
った。

【０００７】また、図５に示すような裏ガス供給装置４
５を用いる場合には、タンク４１外に支持部４６を固定
設置し、この支持部４６から支持アーム４７を延出して
ガス吐出ノズル４８を適正位置にセットする必要があ
り、そのセットに時間がかかるという問題があり、また
時間をかけてセットしてもタンク４１が回転すると裏ガ
ス供給位置が溶接部４４に対してある程度位置ずれする
ことは避けられず、裏ガスが適切に供給されない箇所が
生じる等の問題があった。

【０００８】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、タン
ク内に簡単にセットでき、かつ溶接部に対して適正に裏
ガスを供給できるタンク円周溶接用裏ガス供給装置を提
案することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、図中の参照符号を付して示すならば、請求
項１にあっては、タンク１の鏡板３の軸芯部に吸着可能
な吸着部１２と吸着状態でタンク軸芯に沿って延びる支
持軸１３とを有する取付手段１１と、支持軸１３に中央
部が回転自在に嵌合された伸縮可能なアーム２１と、ア
ーム２１の一端に装着されるとともにタンク１内周に向
けて開口するガスカップ２７と、ガスカップ２７内に不
活性ガスを供給する裏ガス供給手段３２と、アーム２１
の他端に装着された重錘３４とを備えてなる構成を採用
するものである。

【００１０】また、請求項２にあっては、耐熱繊維から
成る遮蔽部材３１をタンク１内周に接触するようにガス
カップ２７の開口縁から突出させてなる請求項１に記載
の構成を採用するものである。

【００１１】また、請求項３にあっては、ガスカップ２
７をタンク１内周に向けて移動付勢する手段２９を設け
てなる請求項１に記載の構成を採用するものである。

【００１２】また、請求項４にあっては、アーム２１を
支持軸１３の任意の位置に位置決めする手段１９を設け
てなる請求項１に記載の構成を採用するものである。

【００１３】また、請求項５にあっては、吸着部１２
は、円板１４とその外周部に装着されたシール用パッド
１５から成り、円板１４の軸芯部に形成した吸引穴１６
を中空軸から成る支持軸１３を介して真空源に接続可能
に構成してなる請求項１に記載の構成を採用するもので
ある。

【００１４】

【作用】本発明の請求項１にあっては、取付手段１１の
吸着部１２を鏡板３に同芯状に吸着させ、支持軸１３に
アーム２１の中央部を嵌合し、アーム２１を伸縮調整し
てその一端のガスカップ２７をタンク１上端内周の溶接
部の直下に近接位置させるだけでセットが完了し、タン
ク１を溶接速度に同期して回転させると、支持軸１３は
回転するがアーム２１はその中央部が回転自在に嵌合し
ているので重錘３４によってその姿勢を保持し、ガスカ
ップ２７は常に溶接部の裏面に対向した位置に保持さ
れ、ガスカップ２７内に不活性ガスを供給することによ
り、溶接部に対して適切に裏ガスを供給することができ
る。

【００１５】請求項２にあっては、耐熱繊維から成る遮
蔽部材３１がタンク１内周に接触することにより、ガス
カップ２７内とタンク１内周で囲まれた空間を、適当量
の不活性ガスの流出を許しながら外部に対して閉鎖した
空間とすることができ、溶接部の裏面を確実に不活性ガ
ス雰囲気にしながら不活性ガスを節約でき、かつ溶接部
の裏面に適当な一定の背圧を付与することができるの
で、綺麗で均一な裏波を形成することができる。

【００１６】請求項３にあっては、ガスカップ２７をタ
ンク１内周に向けて移動付勢するようにしているので、
取付手段１１をタンク１の軸芯に対して多少偏芯して取
付けていても常にガスカップ２７の開口縁をタンク１内
周に接触させることができ、溶接部に対する裏ガスの供
給状態を常に適正にすることができる。

【００１７】請求項４にあっては、アーム２１を支持軸
１３の任意の位置に位置決めできるので、タンク１軸芯
方向に溶接部の位置が変化しても同じ装置によって簡単
に対応することができる。

【００１８】請求項５にあっては、支持軸１３の先端に
真空源を接続することにより円板１４を鏡板３に真空吸
着させることができ、取付手段１１を簡単な作業で強固
に取付けることができかつ真空ホースがアーム２１と干
渉するようなこともない。

【００１９】

【実施例】以下、本発明のタンク円周溶接用裏ガス供給
装置の一実施例について、図１〜図４を参照しながら説
明する。

【００２０】まず、タンクの円周溶接機の全体構成につ
いて、図３、図４を参照して説明する。１は溶接すべき
タンクであり、同芯状に接続された１又は複数の円筒体
２とその両端を閉鎖する鏡板３とが仮付けされた状態で
円周溶接機４に搬入される。５はタンク１を円周溶接す
るＭＩＧ溶接トーチであり、マニピュレータ６にて所定
位置にセットされる。７はタンク１を回転自在に支持す
るターニングローラ、８は溶接速度に同期してタンク１
を回転させるポジショナである。９はポジショナ８とタ
ンク１の連結金具である。

【００２１】次に、溶接トーチ５によるＭＩＧ溶接時
に、溶接部の裏側に対して裏ガスとしてのアルゴンガス
を供給する裏ガス供給装置１０について、図１、図２を
参照して説明する。１１は取付手段であり、鏡板３の軸
芯部に吸着可能な吸着部１２と、その中心位置から垂直
に延出され、吸着部１２の吸着状態でタンク１の軸芯に
沿って延びる支持軸１３とを有している。吸着部１２
は、円板１４とその外周部に装着されたシール用の環状
のゴムパッド１５から成り、円板１４の軸芯部には吸引
穴１６が形成されている。また、支持軸１３は中空軸か
ら成り、その中空部１３ａが吸引穴１６に連通してお
り、かつ支持軸１３の他端には真空ポンプ（図示せず）
に接続された真空ホース１８との接続金具１７が装着さ
れている。

【００２２】支持軸１３には、タンク１の直径方向に延
びる中空のアーム２１の中央部に設けられたボス部２０
が回転自在に嵌合されている。ボス部２０の両側には、
ポリテトラフルオルエチレンなどの摩擦係数の小さい合
成樹脂板から成るスラスト軸受２２を介して位置決めカ
ラー１９が支持軸１３に嵌合させて配置されるとともに
止めねじ１９ａにて支持軸１３に固定されている。ボス
部２０の内周にはベアリング２３が装着され、止め輪２
４にて固定されている。

【００２３】アーム２１の両端部にはそれぞれ出退可能
に出退ロッド２５、２６が設けられ、止めねじ２１ａに
て任意の突出量で固定可能に構成されている。一方の出
退ロッド２５の先端部にタンク１の内周に向けて開口す
るガスカップ２７が突出付勢されて装着されている。詳
細に説明すると、出退ロッド２５の先端近傍にねじ部２
５ａが設けられるとともに、それより先端部には小径部
２５ｂが形成され、この小径部２５ｂにガスカップ２７
の底面から垂下された筒部２７ａが摺動自在に外嵌され
ている。また、ねじ部２５ａにはばね受け皿２８が位置
調整可能に螺合されるとともにガスカップ２７の底面と
ばね受け皿２８の間に圧縮ばね２９が介装され、さらに
小径部２５ｂの軸端にはガスカップ２７を抜け止めする
止めボルト３０が螺着されている。

【００２４】ガスカップ２７の周壁は環状空間２７ｂを
形成する二重壁構造とされ、その環状空間２７ｂ内に石
綿などの耐熱繊維からなる遮蔽部材３１が装着され、こ
の遮蔽部材３１はガスカップ２７の開口縁部から突出
し、タンク１内周に接触するように構成されている。ま
た、ガスカップ２７には、その内部空間にアルゴンガス
を導入するためのガス導入金具３２が取付けられてお
り、アルゴンガスボンベ（図示せず）に接続されたガス
ホース３３が接続されている。

【００２５】他方の出退ロッド２６の先端部には、重力
によってアーム２０を常に垂直姿勢に保持するための重
錘３４が取付けられている。

【００２６】以上の構成において、タンク１の製造に際
しては、円筒体２を予め製造してこの円筒体２と鏡板３
を仮付けした後、図３、図４に示すように、仮付けした
タンク１を円周溶接機４のターニングローラ７上に設置
して回転自在に支持するとともに、溶接速度に同期して
タンク１を回転させるポジショナ８との芯出しを行なっ
た後、タンク１の一端の鏡板３の軸芯部とポジショナ８
を連結金具９にて連結する。また、ＭＩＧ溶接トーチ５
をタンク１の溶接箇所の上端に対向位置するようにマニ
ピュレータ６にてセットする。

【００２７】次に、裏ガス供給装置１０を取付手段１１
とアーム２１に分解した状態でタンク１の鏡板３に設け
られたマンホール等からタンク１内に挿入し、作業者も
マンホールからタンク１内に入る。次に、支持軸１３の
他端を真空ポンプに接続した後取付手段１１の吸着部１
２を鏡板３に同芯状に位置させて真空吸引し、吸着部１
２を鏡板３に真空吸着させて取付手段１１を取付ける。
次に、支持軸１３に位置決めカラー１９及びアーム２１
の中央部のボス部２０を嵌合し、アーム２１のタンク軸
芯方向の位置を決めて位置決めカラー１９を止めねじ１
９ａにて固定し、またアーム２１から出退ロッド２５を
出退させてガスカップ２７が圧縮ばね２９の付勢力にて
タンク１に比較的小さな力で圧接するように調整する。
また、出退ロッド２６を他の部材と干渉しない範囲でで
きるだけ長く突出させて重錘３４によるアーム２１の鉛
直保持モーメントができるだけ大きくなるようにする。
次に、ガス導入金具３２にガスホース３３を接続し、ア
ルゴンガスをガスカップ２７内に導入可能にする。以上
のような簡単な作業で裏ガス供給装置１０のセットは完
了し、作業者はタンク１外に出る。

【００２８】以上によりセットが完了すると、タンク１
内のガスカップ２７にアルゴンガスを供給するとともに
溶接トーチ５を作動させ、その溶接速度に同期してポジ
ショナ８にてタンク１を回転させてＭＩＧ溶接による円
周溶接を行なう。

【００２９】この円周溶接の間、タンク１内の裏ガス供
給装置１０においては、タンク１の回転に伴って支持軸
１３は回転するがアーム２１はその中央部が回転自在に
嵌合しているので重錘３４によってその姿勢を保持し、
ガスカップ２７が常に溶接部３５の裏面に対向した位置
に保持され、ガスカップ２７内に供給されたアルゴンガ
スが溶接部３５に対する裏ガスとして適切に作用する。

【００３０】また、耐熱繊維から成る遮蔽部材３１がタ
ンク１内周に接触することにより、ガスカップ２７内と
タンク１内周で囲まれた空間が、適当量のアルゴンガス
の流出は許しながら外部に対して閉鎖した空間となり、
溶接部３５の裏面を確実に不活性ガス雰囲気にしながら
高価なアルゴンガスを節約でき、かつ溶接部３５の裏面
に適当な一定の背圧を付与することができるので、綺麗
で均一な裏波を形成することができる。

【００３１】また、圧縮ばね２９にてガスカップ２７を
タンク１内周に向けて移動付勢しているので、取付手段
１１をタンク１の軸芯に対して多少偏芯して取付けてい
ても常にガスカップ２７開口縁の遮蔽部材３１をタンク
１内周に確実に接触させることができ、溶接部３５の裏
面に対する裏ガスの供給状態を常に適正にすることがで
きる。

【００３２】上記実施例では、真空吸着方式の吸着部１
２としたが、電磁石や永久磁石を用いた吸着部としても
よい。また、遮蔽部材３１として石綿を用いたが、耐熱
性のグラスウールやその他の耐熱性繊維から成るものを
用いることができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明の請求項１によれば、取付手段の
吸着部を鏡板に同芯状に吸着させ、支持軸にアームの中
央部を嵌合し、アームを伸縮調整してその一端のガスカ
ップをタンク上端内周の溶接部の直下に近接位置させる
だけの簡単な作業でセットを完了でき、またタンクを溶
接速度に同期して回転させると、支持軸は回転するがア
ームは重錘によってその姿勢を保持し、ガスカップが常
に溶接部の裏面に対向した位置に保持されるので、ガス
カップ内に不活性ガスを供給することによって溶接部に
対して適切に裏ガスを供給することができる。

【００３４】請求項２によれば、耐熱繊維から成る遮蔽
部材がタンク内周に接触することにより、ガスカップ内
とタンク内周との間の空間を、適当量の不活性ガスの流
出を許しながら外部に対して閉鎖した空間とすることが
でき、溶接部の裏面を確実に不活性ガス雰囲気にしなが
ら不活性ガスを節約でき、かつ溶接部の裏面に適当な一
定の背圧を付与することができるので、綺麗で均一な裏
波を形成することができる。

【００３５】請求項３によれば、ガスカップをタンク内
周に向けて移動付勢するようにしているので、取付手段
をタンクの軸芯に対して多少偏芯して取付けていても常
にガスカップの開口縁をタンク内周に接触させることが
でき、溶接部の裏面に対する裏ガスの供給状態を常に適
正にすることができる。

【００３６】請求項４によれば、アームを支持軸の任意
の位置に位置決めできるので、タンク軸芯方向に溶接部
の位置が変化しても同じ装置によって簡単に対応するこ
とができる。

【００３７】請求項５によれば、支持軸の先端に真空源
を接続することにより円板を鏡板に真空吸着させること
ができ、取付手段を簡単な作業で強固に取付けることが
でき、かつ真空ホースがアームと干渉するようなことも
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるタンク円周溶接用裏
ガス供給装置の要部構成を上半部を縦断して示した正面
図である。

【図２】同実施例のガスカップの図１におけるII−II矢
視平面図である。

【図３】同実施例におけるタンク円周溶接装置の正面図
である。

【図４】図３の側面図である。

【図５】従来例におけるタンク円周溶接用裏ガスの供給
方法の概略構成図である。

【図６】他の従来例におけるタンク円周溶接用裏ガス供
給装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１ タンク ３ 鏡板 １０ 裏ガス供給装置 １１ 取付手段 １２ 吸着部 １３ 支持軸 １４ 円板 １５ ゴムパッド １６ 吸引穴 １９ 位置決めカラー ２１ アーム ２７ ガスカップ ２９ 圧縮ばね ３１ 遮蔽部材 ３２ ガス導入金具 ３４ 重錘

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タンクの鏡板の軸芯部に吸着可能な吸着
   部と吸着状態でタンク軸芯に沿って延びる支持軸とを有
   する取付手段と、支持軸に中央部が回転自在に嵌合され
   た伸縮可能なアームと、アームの一端に装着されるとと
   もにタンク内周に向けて開口するガスカップと、ガスカ
   ップ内に不活性ガスを供給する裏ガス供給手段と、アー
   ムの他端に装着された重錘とを備えたことを特徴とする
   タンク円周溶接用裏ガス供給装置。
2. 【請求項２】 耐熱繊維から成る遮蔽部材をタンク内周
   に接触するようにガスカップの開口縁から突出させたこ
   とを特徴とする請求項１記載のタンク円周溶接用裏ガス
   供給装置。
3. 【請求項３】 ガスカップをタンク内周に向けて移動付
   勢する手段を設けたことを特徴とする請求項１記載のタ
   ンク円周溶接用裏ガス供給装置。
4. 【請求項４】 アームを支持軸の任意の位置に位置決め
   する手段を設けたことを特徴とする請求項１記載のタン
   ク円周溶接用裏ガス供給装置。
5. 【請求項５】 吸着部は、円板とその外周部に装着され
   たシール用パッドから成り、円板の軸芯部に形成した吸
   引穴を中空軸から成る支持軸を介して真空源に接続可能
   に構成したことを特徴とする請求項１記載のタンク円周
   溶接用裏ガス供給装置。