特許 6306912 溶接装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6306912

(24)【登録日】2018年3月16日

(45)【発行日】2018年4月4日

(54)【発明の名称】溶接装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 9/028 20060101AFI20180326BHJP

   B23K 9/32 20060101ALI20180326BHJP

   B23K 37/02 20060101ALI20180326BHJP

【ＦＩ】

   B23K9/028 D

   B23K9/32 C

   B23K37/02 301A

【請求項の数】9

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-55446(P2014-55446)

(22)【出願日】2014年3月18日

(65)【公開番号】特開2015-178113(P2015-178113A)

(43)【公開日】2015年10月8日

【審査請求日】2017年2月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】赤松 政彦

(72)【発明者】

【氏名】米本 臣吾

(72)【発明者】

【氏名】上月 崇功

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 千秋

(72)【発明者】

【氏名】池澤 行雄

【審査官】 岩見 勤

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００７−５０２２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−１３９２９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０１００７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ９／０２８

Ｂ２３Ｋ ９／３２

Ｂ２３Ｋ ３７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

チューブ同士の突合せ溶接を行う溶接装置であって、
導電性のトーチ本体および前記トーチ本体に保持された電極を含む溶接トーチと、
チューブ挿入用の開口、前記溶接トーチが取り付けられた表面、および前記表面と反対側を向く裏面、を有する導電性の回転リングと、
前記回転リングの裏面と対向するように配置され、前記回転リングを回転可能に支持する、チューブ挿入用の切欠きが形成されたテーブルと、
前記回転リングと前記テーブルとの間に配置され、前記回転リングが一回転する間に前記回転リングの裏面と接触し続けるように構成された給電ブラシと、を備え、
前記切欠きは、円筒面部を有し、
前記回転リングの裏面の内周縁部からは、前記円筒面部と嵌合するＣ字管が延びており、前記テーブルは、前記Ｃ字管を介して前記回転リングを回転可能に支持し、
前記円筒面部および前記Ｃ字管の一方には、周方向に延びる突起が形成されており、他方には、前記突起が嵌合する支持溝が形成されている、溶接装置。

【請求項2】

前記回転リングおよび前記Ｃ字管の内周面を覆う絶縁カバーをさらに備える、請求項１に記載の溶接装置。

【請求項3】

前記給電ブラシは、前記回転リングの周方向に延びる円弧状の部材であり、付勢部材によって前記回転リングの裏面に押圧されている、請求項１または２に記載の溶接装置。

【請求項4】

前記回転リングの裏面には、当該回転リングを周方向に横断する受電溝が形成されており、
前記給電ブラシは、前記受電溝と嵌合している、請求項３に記載の溶接装置。

【請求項5】

前記給電ブラシは、周方向に並ぶ複数のブラシ片で構成されている、請求項３または４に記載の溶接装置。

【請求項6】

チューブ同士の突合せ溶接を行う溶接装置であって、
導電性のトーチ本体および前記トーチ本体に保持された電極を含む溶接トーチと、
チューブ挿入用の開口、前記溶接トーチが取り付けられた表面、および前記表面と反対側を向く裏面、を有する導電性の回転リングと、
前記回転リングの裏面と対向するように配置され、前記回転リングを回転可能に支持する、チューブ挿入用の切欠きが形成されたテーブルと、
前記回転リングと前記テーブルとの間に配置され、前記回転リングが一回転する間に前記回転リングの裏面と接触し続けるように構成された給電ブラシと、を備え、
前記回転リングは、外歯を有し、
前記テーブルに固定され、出力軸に駆動ギアが取り付けられたモータと、
前記駆動ギアから前記回転リングへトルクを伝達する、複数の従動ギアを含むギア列と、をさらに備え、
前記モータと前記回転リングとが電気的に絶縁されるように、前記テーブルの少なくとも一部が絶縁材料で構成され、かつ、前記駆動ギアおよび前記従動ギアの少なくとも１つが絶縁材料で構成されている、溶接装置。

【請求項7】

前記テーブルは、前記モータが固定される第１プレートと、前記切欠きを規定する第２プレートとに分割されており、
前記第１プレートが絶縁材料で構成されている、請求項６に記載の溶接装置。

【請求項8】

前記第２プレートは、前記切欠きの中央部を規定するベースプレートと、前記切欠きの両側部分を規定する一対の先端プレートとに分割されている、請求項７に記載の溶接装置。

【請求項9】

前記ベースプレートは、導電性の金属で構成されていて、循環路を流れる冷却水に接触するように構成されており、
前記給電ブラシは、導電部材によって前記ベースプレートと接続されている、請求項８に記載の溶接装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、チューブ同士の突合せ溶接を行う溶接装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、チューブ同士の突合せ溶接を自動的に行う溶接装置が知られている。例えば、特許文献１には、図９（ａ）および（ｂ）に示すような、横向きに置かれたチューブ１５０に対して全姿勢溶接が可能な溶接装置１００が開示されている。

【0003】

この溶接装置１００は、アークの長さを調整するために、溶接トーチ１３０がチューブ１５０の径方向に移動できるように構成されている。具体的に、溶接装置１００は、チューブ１５０の中心軸回りに回転する回転部材として、回転用リング１１０と上下用リング１２０の２つのＣ字状のリングを有している。回転用リング１１０と上下用リング１２０は、相互に独立した回転が可能となっている。

【0004】

回転用リング１１０には、溶接トーチ１３０がトーチ台１４０を介して揺動可能に取り付けられている。一方、上下用リング１２０には、周方向に対して傾斜する溝１２５が設けられており、この溝１２５に、トーチ台１４０に固定されたシャフト１４５が挿入されている。そして、上下用リング１２０が回転用リング１１０に対して相対的に回転することにより、シャフト１４５が溝１２５でガイドされて、溶接トーチ１３０がチューブ１５０に近づいたりチューブ１５０から遠ざかったりする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００１−２２５１６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、図９（ａ）および（ｂ）に示すような溶接トーチ１００では、チューブ１５０の中心軸回りに回転する回転部材（回転用リング１１０および上下用リング１２０）に、溶接トーチ１００をチューブ１５０の径方向に移動させる機構が組み込まれているために、回転部材に大きな幅が必要になる。このため、チューブ１５０が狭いピッチで配列された例えばボイラパネルなどの装置を製造する場合には、溶接トーチ１００を使用することができない。

【0007】

この課題を解決するために、本件出願の出願人は、本件出願に先立つ出願（特願２０１２−２０３８８０）において、溶接トーチをチューブの径方向に移動でき、かつ、チューブの中心軸回りに回転する回転部材の幅を小さくすることができる溶接装置を提案した。その溶接装置の一例を図１０に示す。

【0008】

図１０に示す溶接装置２００は、溶接トーチ２４０を有する溶接ヘッド２１０と、溶接ヘッド２１０をチューブの軸方向と直交する面上の二方向（互いに直交する方向）に移動させる装置本体（図示せず）を含む。より詳しくは、溶接ヘッド２１０は、溶接トーチ２４０が取り付けられたＣ字状の回転リング２３０と、回転リング２３０を回転可能に支持するテーブル２２０を含む。また、テーブル２２０には、モータ２７０の出力軸に取り付けられた駆動ギア２６０から回転リング２３０へトルクを伝達するギア列２５０も支持されている。この構成によれば、テーブル２２０を動かすことによって溶接トーチ２４０をチューブの径方向に移動させることができる。このため、回転リング２３０に溶接トーチ２４０を移動させる機構を設ける必要がなく、回転リング２３０の幅を小さくすることができる。

【0009】

ところで、溶接トーチ２４０には、例えば、電極へ電圧を印加するための給電ケーブルや溶接トーチ２４０の内部を通じて電極の周囲からシールドガスを吹き出すためのシールドガス供給管などのライン類が接続される。このため、溶接トーチおよびライン類の接続部を含むトーチ周辺構成の総厚がある程度厚くなる。そこで、トーチ周辺構成の総厚をさらに薄くするために、ライン類を削減することが望まれる。また、ライン類は、溶接トーチ２４０の回転に伴ってチューブの回りに巻き回される。チューブが狭いピッチで配列された装置を製造する場合には、チューブ間の狭い隙間にライン類を通過させる必要があるため、このような観点からもライン類の削減が望まれる。

【0010】

そこで、本発明は、溶接トーチが取り付けられた回転リングをテーブルで回転可能に支持する溶接装置において、溶接トーチに接続されるライン類を削減できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前記課題を解決するために、本発明の溶接装置は、チューブ同士の突合せ溶接を行う溶接装置であって、導電性のトーチ本体および前記トーチ本体に保持された電極を含む溶接トーチと、チューブ挿入用の開口、前記溶接トーチが取り付けられた表面、および前記表面と反対側を向く裏面、を有する導電性の回転リングと、前記回転リングの裏面と対向するように配置され、前記回転リングを回転可能に支持する、チューブ挿入用の切欠きが形成されたテーブルと、前記回転リングと前記テーブルとの間に配置され、前記回転リングが一回転する間に前記回転リングの裏面と接触し続けるように構成された給電ブラシと、を備える、ことを特徴とする。

【0012】

上記の構成によれば、溶接トーチへは給電ブラシから回転リングを介して電力が供給されるので、溶接トーチに電力ケーブルを接続する必要がない。従って、溶接トーチに接続されるライン類を削減することができる。これにより、トーチ周辺構成の総厚を薄くすることができる。また、給電ブラシは回転リングとテーブルの間に配置されるため、回転リングおよびテーブルによって溶接時に発生するスパッタ等から給電ブラシを保護することができ、給電ブラシの汚れを抑制できる。

【0013】

前記切欠きは、円筒面部を有し、前記回転リングの裏面の内周縁部からは、前記円筒面部と嵌合するＣ字管が延びており、前記テーブルは、前記Ｃ字管を介して前記回転リングを回転可能に支持してもよい。テーブルに回転リングを回転可能に支持させる構成としては、回転リング内に嵌まり込む筒状部をテーブルに設けることが考えられる。これに対し、前記構成のように回転リングの裏面の内周縁部からＣ字管が延びていれば、テーブルをシンプルな形状とすることができる。

【0014】

前記円筒面部および前記Ｃ字管の一方には、周方向に延びる突起が形成されており、他方には、前記突起が嵌合する支持溝が形成されていてもよい。この構成によれば、Ｃ字管の軸方向におけるテーブルと回転リングの相対移動を特別な部材を用いることなく防止することができる。

【0015】

上記の溶接装置は、前記回転リングおよび前記Ｃ字管の内周面を覆う絶縁カバーをさらに備えてもよい。この構成によれば、作業者が誤ってチューブを回転リングまたはＣ字管に接触させても、それらの間での電気的なショートを防ぐことができる。

【0016】

例えば、前記給電ブラシは、前記回転リングの周方向に延びる円弧状の部材であり、付勢部材によって前記回転リングの裏面に押圧されていてもよい。

【0017】

前記回転リングの裏面には、当該回転リングを周方向に横断する受電溝が形成されており、前記給電ブラシは、前記受電溝と嵌合していてもよい。回転リング（あるいはＣ字管）とテーブルの嵌合だけでは、回転リングの向きによってそれらの嵌合が外れて回転リングが脱落することがあるため、回転リングの脱落防止を図るための構成が必要となる。これに対し、前記構成のように回転リングの裏面に形成された受電溝に給電ブラシが嵌合していれば、給電ブラシを合理的に利用して回転リングの脱落を防止することができる。

【0018】

例えば、前記給電ブラシは、周方向に並ぶ複数のブラシ片で構成されていてもよい。

【0019】

前記回転リングは、外歯を有し、上記の溶接装置は、前記テーブルに固定され、出力軸に駆動ギアが取り付けられたモータと、前記駆動ギアから前記回転リングへトルクを伝達する、複数の従動ギアを含むギア列と、をさらに備え、前記モータと前記回転リングとが電気的に絶縁されるように、前記テーブルの少なくとも一部が絶縁材料で構成され、かつ、前記駆動ギアおよび前記従動ギアの少なくとも１つが絶縁材料で構成されていてもよい。この構成によれば、溶接用の電気がモータに伝達されることを防止することが可能となり、モータの故障等を未然に防止できる。

【0020】

例えば、前記テーブルは、前記モータが固定される第１プレートと、前記切欠きを規定する第２プレートとに分割されており、前記第１プレートが絶縁材料で構成されていてもよい。

【0021】

前記第２プレートは、前記切欠きの中央部を規定するベースプレートと、前記切欠きの両側部分を規定する一対の先端プレートとに分割されていてもよい。この構成によれば、Ｃ字管がある場合に、回転リングとＣ字管とを一体的に成形することができる。

【0022】

前記ベースプレートは、導電性の金属で構成されていて、循環路を流れる冷却水に接触するように構成されており、前記給電ブラシは、導電部材によって前記ベースプレートと接続されていてもよい。この構成によれば、ベースプレート、導電部材、給電ブラシおよび回転リングを介して溶接トーチを冷却することができる。これにより、溶接トーチにライン類として冷却水供給管および冷却水回収管を接続する場合と比べて、トーチ周辺構成の総厚をさらに薄くすることができる。

【0023】

また、本発明の別の側面からの溶接装置は、チューブ同士の突合せ溶接を行う溶接装置であって、導電性のトーチ本体および前記トーチ本体に保持された電極を含む溶接トーチと、チューブ挿入用の開口、前記溶接トーチが取り付けられた表面、および前記表面と反対側を向く裏面、を有する導電性の回転リングと、前記回転リングの裏面と対向するように配置され、前記回転リングを回転可能に支持する、チューブ挿入用の切欠きが形成されたテーブルと、を備え、前記テーブルにおける回転する前記回転リングまたは前記回転リングと共に回転する部材と摺動する部分は導電材料で構成されている、ことを特徴とする。

【0024】

上記の構成によれば、溶接トーチへはテーブルおよび回転リングを介して（場合によっては、回転リングと共に回転する部材をも介して）電力を供給することができるので、溶接トーチに電力ケーブルを接続する必要がない。従って、溶接トーチに接続されるライン類を削減することができる。これにより、トーチ周辺構成の総厚を薄くすることができる。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、溶接トーチに接続されるライン類を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の一実施形態に係る溶接装置の概略的な側面図である。

【図2】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ前記溶接装置に含まれる溶接ヘッドの正面図および側面図である。

【図3】前記溶接ヘッドの要部（テーブルの第２プレート部分）を拡大した正面図である。

【図4】図３のIV−IV線に沿った断面図である。

【図5】図３のV−V線に沿った断面図である。

【図6】第２プレートの半分の正面図である。

【図7】回転リングおよびＣ字管の斜視図である。

【図8】回転リングの脱落が防止されることを説明するための図である。

【図9】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ従来の溶接装置の要部の正面図および側面図である。

【図10】本件出願の出願人が以前に提案した溶接装置の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

図１に、本発明の一実施形態に係る溶接装置１を示す。この溶接装置１は、チューブ１０同士の突合せ溶接を自動的に行うものである。本実施形態では、チューブ１０が横向きに置かれており、溶接装置１は一方のチューブ１０に上方から乗せられる。ただし、チューブ１０は、必ずしも横向きに置かれている必要はなく、縦向きや斜め向きに置かれていてもよい。

【0028】

溶接装置１は、溶接トーチ４を有する溶接ヘッド１１と、溶接ヘッド１１を操作する装置本体１２を含む。より詳しくは、装置本体１２は、溶接ヘッド１１をチューブ１０の軸方向と直交する第１方向（例えば、鉛直方向）に移動させる第１移動機構と、溶接ヘッド１１をチューブ１０の軸方向および第１方向と直交する第２方向（例えば、水平方向）に移動させる第２移動機構を含む。装置本体１２は、溶接ヘッド１１をチューブ１０の軸方向に移動させる第３移動機構を含んでいてもよい。また、装置本体１２には、チューブ１０をクランプするクランプ機構１３が設けられている。

【0029】

図２（ａ）および（ｂ）に示すように、溶接ヘッド１１は、チューブ１０の軸方向と直交する板状のテーブル２と、テーブル２に回転可能に支持された回転リング３１を含む。回転リング３１は、径方向に開口する、チューブ挿入用の開口３２を有しており、この開口３２によってＣ字状に形成されている。テーブル２には、開口３２とほぼ同じ幅で一方向（図２（ａ）では下向き）に開口する、チューブ挿入用の切欠き２ａが形成されている。図３に、溶接ヘッド１１の要部を拡大して示す。ただし、図３では、テーブル２の形状を明確に示すために、溶接トーチ４および回転リング３１を二点鎖線で示している。

【0030】

より詳しくは、回転リング３１は、テーブル２と対向する裏面３１ｂ（図４参照）と、裏面３１ｂと反対側を向く表面３１ａを有している。本実施形態では、回転リング３１は、チューブ１０の軸方向に扁平な板状である。そして、表面３１ａに溶接トーチ４が取り付けられている。例えば、溶接トーチ４は、回転リング３１の中央（すなわち、回転リング３１の中心を挟んで開口３２と反対側）に配置される。さらに、回転リング３１の外周面には、外歯が形成されている。

【0031】

図２（ａ）および（ｂ）に戻って、テーブル２の裏面（回転リング３１と反対側の面）には、回転リング３１を回転させるためのモータ５６が固定されている。モータ５６の出力軸には、駆動ギア５５が取り付けられている。また、テーブル２には、駆動ギア５５から回転リング３１へトルクを伝達するギア列５も支持されている。なお、図２（ａ）および（ｂ）では、図面の簡略化のために、ギア列５を二点鎖線で示している。

【0032】

ギア列５は、駆動ギア５５と噛み合う第一従動ギア５１と、第一従動ギア５１と噛み合う一対の第二従動ギア５２と、各第二従動ギア５２および回転部材３１と噛み合う一対の第三従動ギア５３とを含む。このような構成により、回転部材３１の開口３２が一方の第三従動ギア５３に差し掛かったとしても、他方の第三従動ギア５３により回転部材３１にトルクが伝えられる。

【0033】

回転リング３１は、導電性の部材であり、溶接トーチ４への電力供給ルートの一部を構成する。このため、モータ５６と回転リング３１とが電気的に絶縁されるように、テーブル２の少なくとも一部が絶縁材料で構成され、かつ、駆動ギア５５および従動ギア５１〜５３の少なくとも１つが絶縁材料で構成されている。

【0034】

本実施形態では、テーブル２が、モータ５６が固定される第１プレート２１と、切欠き２ａを規定する第２プレート２２とに分割されている。さらに、第２プレート２２は、切欠き２ａの中央部を規定するベースプレート２３と、切欠き２ａの両側部分を規定する一対の先端プレート２４とに分割されている。第１プレート２１および先端プレート２４は樹脂などの絶縁材料で構成されており、ベースプレート２３は導電性の金属で構成されている。

【0035】

換言すれば、第２プレート２２のベースプレート２３は、第１プレート２１と先端プレート２４の間に介在している。以下、説明の便宜上、これらのプレート２１，２３，２４が並ぶ方向を上下方向（第１プレート２１側を上方、先端プレート２４側を下方）という。第１プレート２１の下端面には、当該第１プレート２１を幅方向に横断するように溝が設けられており、ベースプレート２３の上端面には、位置決め突起２５（図３，４参照）が設けられている。また、図示は省略するが、ベースプレート２３と先端プレート２４にも、位置決め用の嵌合部が設けられている。これらのプレート２１，２３，２４は、互いに図略のボルトによって結合されている。

【0036】

ただし、テーブル２の分割態様は、上記の態様に限定されるものではない。例えば、後述するＣ字管３５が２つのピースに分割される場合は、第２プレート２２は単一の板であってもよい。

【0037】

また、本実施形態では、第三従動ギア５３が樹脂などの絶縁材料で構成され、その他のギア（駆動ギア５５および従動ギア５１，５２）が金属で構成されている。ただし、第三従動ギア５３の代わりに、第二従動ギア５２、第一従動ギア５１および駆動ギア５５のいずれかが絶縁材料で構成されていてもよい。

【0038】

図３に示すように、テーブル２に形成された切欠き２ａは、当該切欠き２ａの底部を構成する円筒面部２ｂを有している。図７に示すように、回転リング３１の裏面３１ｂの内周縁部からは、円筒面部２ｂと嵌合するＣ字管３５が、テーブル２の厚さ方向に延びている。すなわち、テーブル２は、Ｃ字管３５を介して回転リング３１を回転可能に支持する。

【0039】

より詳しくは、図４に示すように、Ｃ字管３５の外周面には、周方向に延びる突起３６が形成されている。一方、円筒面部２ｂには、突起３６が嵌合する支持溝２７が形成されている。ただし、本実施形態とは逆に、突起３６が円筒面部２ｂに形成され、支持溝２７がＣ字管３５に形成されていてもよい。

【0040】

Ｃ字管３５の内周面は、回転リング３１の内周面と連続した面を構成している。これらの内周面は、絶縁カバー３８で覆われている。より詳しくは、回転リング３１の表面３１ａの内周縁部に環状の窪み３４が形成されているとともに、Ｃ字管３５の端面の内周縁部に環状の窪み３７が形成されている。絶縁カバー３８は断面略コ字状をなしており、絶縁カバー３８の径方向外向きに突出する両端部が窪み３４，３７に係合している。

【0041】

図４に示すように、回転リング３１の表面３１ａに取り付けられた溶接トーチ４は、導電性のトーチ本体４１と、トーチ本体４１に保持された電極４２を含む。電極４２は、本実施形態では、非消耗電極である。すなわち、溶接装置１が行う溶接は、例えば、ＴＩＧ（Tungsten Inert Gas）溶接やプラズマアーク溶接などである。なお、図示は省略するが、溶接トーチ４には、電極４２とチューブ１０の間に溶接ワイヤを供給するワイヤ供給装置の先端が固定される。

【0042】

トーチ本体４１は、チューブ１０の径方向と直交する板状である。例えば、電極４２は、ガスレンズ４３を介してトーチ本体４１に保持される。図示は省略するが、ガスレンズ４３は、電極４２の周囲からシールドガスを吹き出す二重管構造を有し、その内部にはメッシュ積層体が配置される。ただし、電極４２は、例えば押しボルトなどの他の手段によってトーチ本体４１に固定されてもよい。

【0043】

トーチ本体４１には、シールドガスポート４４が設けられるとともに、このシールドガスポート４４からガスレンズ４３へシールドガスを導く内部流路４５が設けられる。シールドガスポート４４には、シールドガス供給管（図示せず）が接続される。

【0044】

図３および図５に示すように、回転リング３１とテーブル２の間には、給電ブラシ６１が配置されている。給電ブラシ６１は、回転リング３１が一回転する間に回転リング３１の裏面３１ｂと接触し続けるように構成されている。

【0045】

本実施形態では、給電ブラシ６１が、回転リング３１の周方向に延びる円弧状の部材である。そして、給電ブラシ６１は、複数の付勢部材（例えば、圧縮コイルばね）６５によって回転リング３１の裏面３１ｂに押圧されている。本実施形態では、給電ブラシ６１が複数（図例では２つ）のブラシ片６１ａで構成されている。ただし、給電ブラシ６１は、回転リング３１の開口３２を横断する程度の長さで周方向に延びる単一のブロックで構成されていてもよい。

【0046】

図７に示すように、回転リング３１の裏面３１ｂには、当該回転リング３１を周方向に横断する受電溝３３が形成されている。そして、各ブラシ片６１ａは、受電溝３３と嵌合している。

【0047】

より詳しくは、テーブル２の第２プレート２２のベースプレート２３には、図６に示すように、２つの凹部２６が形成されており、この凹部２６内にブラシ片６１ａが挿入されている。なお、ベースプレート２３は左右対象であるため、図６では片側の半分のみを示し、以下では片側の凹部２６のみを説明する。

【0048】

凹部２６は、平面視で、上辺および両側辺が垂直で、下辺が円弧面部２ｂと平行な円弧状の略台形状をなしている。また、凹部２６には、下辺２ｂを両側に延ばすような一対の拡張部２６ａが設けられており、この拡張部２６ａに、ブラシ片６１ａの両端部が嵌合する。

【0049】

凹部２６の底面２６ｂには、ブラシ片６１ａと重なり合う領域に複数（図例では３つ）の円形状の有底穴２８が設けられており、これらの穴２８に付勢部材６５が保持されている。また、凹部２６の底面２６ｂの上部には、凹部２６の深さを少し浅くする段差部２６ｃが形成されている。そして、この段差部２６ｃに、ねじ穴２９が設けられている。

【0050】

図５に戻って、ブラシ片６１ａは、導電部材６２によってベースプレート２３と接続されている。本実施形態では、導電部材６２が平編銅線であり、半田付けによってブラシ片６１ａに接合されている。また、導電部材６２上には、押え板６３が配置されている。導電部材６２は、上述したねじ穴２９に螺合するビス６４によって押え板６３と共に固定されている。押え板６３の下端部は、導電部材６２が付勢部材６５の付勢方向へ所定量以上変形することを拘束するように僅かに折れ曲がっている。これにより、回転リング３１が回転してブラシ片６１ａと受電溝３３との嵌合が外れたとき（換言すれば、ブラシ片６１ａの全体が開口３２内に位置したとき）には、ブラシ片６１ａが凹部２６内から出過ぎることがない。なお、受電溝３３の両端部には、図７に示すように、ブラシ片６１ａが開口３２から受電溝３３に差し掛かったときにブラシ片６１ａを押し込むためのテーパー面が形成されている。ただし、導電部材６２は、ある程度の剛性のある板であってもよい。この場合には、押え板６３を省略することができる。

【0051】

ベースプレート２３には、図略の電力ケーブルが接続される。このため、溶接トーチ４へは、ベースプレート２３、導電部材６２、給電ブラシ６１および回転リング３１を介して電力が供給される。

【0052】

さらに、本実施形態では、ベースプレート２３が、循環路を流れる冷却水に接触するように構成されている。具体的には、ベースプレート２３の裏面には、冷却水が流れる循環路７３を有する流路部材７１が面接触するように固定されている。流路部材７１は、双方の凹部２６を跨るようにベースプレート２３の幅方向（図３では左右方向）に延びている。流路部材７１の両端部には、循環路７３と連通する一対のポート７２（図３参照）が設けられており、これらのポート７２に冷却水供給管および冷却水回収管が接続される。これにより、給電ルートと冷却ルートが同一のルートとなる。ただし、流路部材７１を省略し、循環路７３をベースプレート２３の内部に形成することも可能である。

【0053】

以上説明したように、本実施形態の溶接装置１では、溶接トーチ４へは給電ブラシ６１から回転リング３１を介して電力が供給されるので、溶接トーチ４に電力ケーブルを接続する必要がない。従って、溶接トーチ４に接続されるライン類を削減することができる。これにより、トーチ周辺構成の総厚を薄くすることができる。また、給電ブラシ６１は回転リング３１とテーブル２の間に配置されるため、回転リング３１およびテーブル２によって溶接時に発生するスパッタ等から給電ブラシ６１を保護することができ、給電ブラシ６１の汚れを抑制できる。

【0054】

ところで、テーブル２に回転リング３１を回転可能に支持させる構成としては、回転リング３１内に嵌まり込む筒状部をテーブル２に設けることが考えられる。これに対し、本実施形態のように回転リング２の裏面３１ｂの内周縁部からＣ字管４１が延びていれば、テーブル２をシンプルな形状とすることができる。

【0055】

また、本実施形態では、Ｃ字管３５に突起３６が形成され、切欠き２ａの円筒面部２ｂに突起３６が嵌合する支持溝２７が形成されているため、Ｃ字管３５の軸方向におけるテーブル２と回転リング３１の相対移動を特別な部材を用いることなく防止することができる。

【0056】

さらに、本実施形態では、回転リング３１とＣ字管３５の内周面が絶縁カバー３８で覆われているので、作業者が誤ってチューブ１０を回転リング３１またはＣ字管３５に接触させても、それらの間での電気的なショートを防ぐことができる。

【0057】

また、本実施形態では、テーブル２に固定されたモータ５６と回転リング３１とが電気的に絶縁されているので、溶接用の電気がモータ５６に伝達されることを防止することが可能となり、モータ５６の故障等を未然に防止できる。

【0058】

また、テーブル２の第２プレート２２がベースプレート２３と先端プレート２４とに分割されているので、回転リング３１とＣ字管３５とを一体的に成形することができる。

【0059】

さらに、本実施形態では、循環路７３を流れる冷却水により、ベースプレート２３、導電部材６２、給電ブラシ６１および回転リング３１を介して溶接トーチ４を冷却することができる。これにより、溶接トーチ４にライン類として冷却水供給管および冷却水回収管を接続する場合と比べて、トーチ周辺構成の総厚をさらに薄くすることができる。

【0060】

（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

【0061】

例えば、受電溝３３は省略することが可能である。この場合、Ｃ字管３５（あるいは回転リング３１）とテーブル２の嵌合だけでは、回転リング３１の向きによってそれらの嵌合が外れて回転リング３１が脱落することがある。このため、回転リング３１の脱落防止を図るための構成が必要となる。

【0062】

例えば、図８に示すように、回転リング３１が９０度回転した場合には、Ｃ字管３５とテーブル２の嵌合角度Ａが１８０度以下となる。しかも、Ｃ字管３５は、一方の先端プレート２４のみによって下方から支持される。そして、切欠き２ａ内に位置するＣ字管３５の端部から他方の先端プレート２４までは、ある程度の距離Ｂがある。このため、脱落防止を図る構成がなければ、Ｃ字管３５が切欠き２ａを通じて下方に落下する。

【0063】

これに対し、前記実施形態のように回転リング３１の裏面３１ｂに形成された受電溝３３に給電ブラシ６１が嵌合していれば、図８に示す状態でもそれらの嵌合によってＣ字管３５の切欠き２ａを通じた落下が阻止される。このため、給電ブラシ６１を合理的に利用して回転リング３１の脱落を防止することができる。

【0064】

また、溶接トーチ４は、必ずしも冷却水によって冷却される必要はなく、ファンなどから送られる空気によって冷却されてもよい。

【0065】

また、冷却水を用いない場合であって、給電ブラシ６に給電ケーブルを直接接続する場合は、テーブル２は、例えば、単一の樹脂板であってもよい。

【0066】

また、給電ブラシ６１は、必ずしも複数のブラシ片６１ａで構成されている必要はなく、例えば、回転リング３１の周方向に並べられた複数の板バネで構成されてもよい。

【0067】

さらには、テーブル２における回転リング３１と共に回転する部材（前記実施形態ではＣ字管３５）と摺動する部分が導電材料（例えば、金属）で構成されていれば、給電ブラシ６１は必ずしも必要ではない。前記実施形態では、回転リング３１と共に回転するＣ字管３５と摺動するベースプレート２３が導電性の金属で構成されている。すなわち、溶接トーチ４へはテーブル２、Ｃ字管３５および回転リング３１を介して電力を供給することができるので、溶接トーチ４に電力ケーブルを接続する必要がない。従って、溶接トーチ４に接続されるライン類を削減することができる。これにより、トーチ周辺構成の総厚を薄くすることができる。

【0068】

テーブル２に回転リング３１を回転可能に支持させる構成として、回転リング３１内に嵌まり込む筒状部をテーブル２に設ける場合には、テーブル２に設けられた筒状部が、回転する回転リング３１と摺動する部分である。従って、テーブル２における筒状部を含む部分を導電材料で構成すれば、上記と同様に給電ブラシ６１を省略することができる。

【0069】

また、電極４２は、必ずしも非消耗電極である必要はなく、消耗電極であってもよい。すなわち、溶接装置１が行う溶接は、例えば、ＭＩＧ溶接であってもよい。この場合、電極となる溶接ワイヤは、例えば給電用溶接チップを介してトーチ本体４１に保持されてもよい。また、この場合、トーチ本体４１は必ずしも板状である必要はなく、溶接ワイヤに挿通される棒状であってもよい。すなわち、本発明の適用範囲は、チューブが狭いピッチで配列される装置に限られない。

【産業上の利用可能性】

【0070】

本発明は、種々の用途のチューブ同士の突合せ溶接に広く適用可能である。

【符号の説明】

【0071】

１ 溶接装置
２ テーブル
２ａ 切欠き
２ｂ 円筒面部
２１ 第１プレート
２２ 第２プレート
２３ ベースプレート
２４ 先端プレート
２７ 支持溝
３１ 回転リング
３１ａ 表面
３１ｂ 裏面
３２ 開口
３３ 受電溝
３５ Ｃ字管
３６ 突起
３８ 絶縁カバー
４ 溶接トーチ
４１ トーチ本体
４２ 電極
５ ギア列
５１〜５３ 従動ギア
５５ 駆動ギア
５６ モータ
６１ 給電ブラシ
６１ａ ブラシ片
６２ 導電部材
６５ 付勢部材
７３ 循環路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】