特許 6884988 サポート治具

(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】6884988

(24)【登録日】2021年5月17日

(45)【発行日】2021年6月9日

(54)【発明の名称】サポート治具

(51)【国際特許分類】

   B23K 37/02 20060101AFI20210531BHJP

   B23K 9/28 20060101ALI20210531BHJP

【ＦＩ】

   B23K37/02 A

   B23K9/28 D

【請求項の数】1

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-81271(P2016-81271)

(22)【出願日】2016年4月14日

(65)【公開番号】特開2017-189804(P2017-189804A)

(43)【公開日】2017年10月19日

【審査請求日】2019年2月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100176245

【弁理士】

【氏名又は名称】安田 亮輔

(72)【発明者】

【氏名】加藤 明

(72)【発明者】

【氏名】中谷 秀人

(72)【発明者】

【氏名】溝 豊

(72)【発明者】

【氏名】榊原 祐治

(72)【発明者】

【氏名】石井 順

【審査官】 黒石 孝志

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６０−５６１７３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００９−１８４０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５２−１２６３１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５７−１４５２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２４８１２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第２７７７６８５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／００６７８３５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 実開昭５３−１５７１２４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５５−１１７５７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−１４８３７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 仏国特許発明第５１９２５６（ＦＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ３７／０２

Ｂ２３Ｋ ９／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶接部位が設けられた所定の作業面に当接可能な複数のローラであって駆動源を有していないローラを含む台車と、
前記台車に取り付けられ、溶接中に作業者がハンドリングするための取っ手と、
前記台車に取り付けられ、前記作業面かつ前記溶接部位から遠ざかる方向、および、前記作業面かつ前記溶接部位に近づく方向に移動可能な可動部を含むスライド機構と、
前記スライド機構の前記可動部に取り付けられ、作業に用いられる加工工具を傾動自在に支持するための支持部と、
を備える、サポート治具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、溶接、切削または研削等を行うための加工工具が取り付けられるサポート治具に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、溶接装置に関する技術として、特許文献１に記載されるように、駆動輪と従動輪を備えた台車にハンドトーチが固定された、自走式の半自動溶接装置が知られている。ハンドトーチの固定部は、グリップよりも先端側に設けられる。被溶接部材である接合プレートは、水平プレートと、この水平プレートに垂直なリブ板とからなり、これらの間のコーナー部分が、溶接装置によって溶接される。水平プレートおよびリブ板には、第一および第二のならい輪が当接する。この装置によれば、作業者は、ハンドトーチのグリップを持って支えるだけで、装置を横方向に走行させながら溶接を行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０−１６６１５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の装置は、駆動輪によって走行する自走式の装置であるため、被溶接部材（母材もしくは溶接対象物）として、水平プレートのような部材が必要である。すなわち、母材の上に装置が載ることができるような状況が求められる。一方、溶接士によって行われる半自動溶接は、複雑な形状の部位や狭隘部等、自動化が難しい部位に適用され得る。特許文献１に記載の装置をそのような部位に適用することは困難である。自動化が難しい部位に半自動溶接装置を適用するには、作業性や品質の面で改良の余地がある。

【0005】

溶接士は、溶接を行う際、母材に適した電流および電圧を設定し、その後、溶接を開始する。溶接中は、溶接速度、狙い位置（ウィービング時では、振り幅と振り速度）、トーチ角（先進角、後退角、または傾き角）、および、チップと母材間の距離を適正に保つ必要がある。特に、溶接姿勢が変化する部位では、これらの全てを連続して適正に保つことは、溶接士にとって容易ではない。たとえば、曲面を有する部材を溶接する場合、溶接中に随時姿勢が変化する。このとき溶接士は、溶接速度と狙い位置とをコントロールして溶接不良（すなわち融合不良）を防止しようとする。そうすると、トーチ角やチップと母材間の距離が適正範囲から逸脱する傾向がある。このように、上記した４つの要素のうちの一部の要素が適正に保たれない場合、何らかの溶接不良が生じ得る。たとえば、アルミ溶接では、その距離が適正範囲から逸脱すると、ブローホールが生じ得る。溶接士が適正な溶接を行い易い半自動溶接装置が求められている。

【0006】

作業者が半自動装置を持って所定の部位に対して行う作業として、上記した溶接に限られず、リュータ等の加工工具を用いる切削または研削が挙げられる。切削または研削に関しても、上記と同様の要望がある。

【0007】

本開示は、作業者の負担を軽減しつつ適正な作業を可能とするサポート治具を説明する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の一態様に係るサポート治具は、溶接部位が設けられた所定の作業面に当接可能な複数のローラであって駆動源を有していないローラを含む台車と、台車に取り付けられ、溶接中に作業者がハンドリングするための取っ手と、台車に取り付けられ、作業面かつ前記溶接部位から遠ざかる方向、および、作業面かつ前記溶接部位に近づく方向に移動可能な可動部を含むスライド機構と、スライド機構の可動部に取り付けられ、作業に用いられる加工工具を傾動自在に支持するための支持部と、を備える。

【発明の効果】

【0009】

本開示の一態様によれば、作業者の負担を軽減しつつ、適正な作業が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態に係るサポート治具が溶接トーチに適用された装置例を示す斜視図である。

【図2】図１の装置例を別の角度から見た斜視図である。

【図3】図１のサポート装置のスライド機構を説明するための斜視図である。

【図4】図１のサポート装置の支持部を示す斜視図である。

【図5】図５の（ａ）および図５の（ｂ）は、トーチ角の範囲とトーチ高さとの関係を示す図である。

【図6】図６の（ａ）は、サポート治具が適用された場合の溶接の進行例を示す図、図６の（ｂ）は、サポート治具が適用されない場合の溶接の進行例を示す図である。

【図7】調整プレートおよび支持部を示す断面図である。

【図8】図８の（ａ）は、調整プレートが設けられない場合の可動範囲を示す図、図８の（ｂ）および図８の（ｃ）は、それぞれ、調整プレートが設けられた場合の可動範囲を示す図である。

【図9】作業者による溶接作業の外観を示す図である。

【図10】一実施形態に係るサポート治具がリュータに適用された装置例を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本開示の一態様に係るサポート治具は、所定の作業面に当接可能な複数のローラを含む台車と、台車に取り付けられた取っ手と、台車に取り付けられ、作業面から遠ざかる方向および作業面に近づく方向に移動可能な可動部を含むスライド機構と、スライド機構の可動部に取り付けられ、作業に用いられる加工工具を傾動自在に支持するための支持部と、を備える。

【0012】

このサポート治具によれば、スライド機構の可動部に取り付けられた支持部によって、加工工具は、傾動自在に支持される。作業者は、一方の手で取っ手を持ち、台車を作業面に対して押し当てることができる。作業者は、他方の手で加工工具を持つことができる。その状態で、作業面上において台車を走行させながら、加工工具の先端を作業部位に向けることができる。加工工具は傾動自在であり、また、スライド機構によって、作業面に対する加工工具の距離を調整できる。よって、加工部位に対し、加工工具の先端を所望の角度や距離にセットすることができる。加工工具は、作業者の他方の手によって支持されるのみならず、支持部およびスライド機構を介して、台車によっても支持されている。よって、作業面に対して上記の角度や距離を適正に保つための力（他方の手の力）が少なくて済み、負担が軽減されている。また、作業面に沿って走行するサポート治具を基準として加工工具の角度や距離を維持すればよいので、角度や距離の変動を小さくできる。また、作業面の向きによっては（上向きの作業でない場合には）、作業者は、一方の手および台車を介して、作業面に多少もたれかかることもできる。よって、姿勢の維持が容易である。また作業者は、一方の手で台車を押し、他方の手で加工工具を持つことによって、作業速度と狙い位置とをコントロールすることに集中し易い。よって、作業者に求められる集中力の観点でも、負担が軽減されている。サポート治具を用いた作業では、作業速度、狙い位置、角度、距離のすべてを連続して適正に保つことが容易になり、適正な作業が可能となる。たとえば、上記の作業が溶接である場合には、溶接不良を低減することができ、溶接品質の低下を抑制することができる。

【0013】

いくつかの態様において、サポート治具は、加工工具を保持する保持部を更に備え、支持部は、保持部に固定された軸部材と、軸部材を支持する球型軸受とを含み、球型軸受によって、加工工具を全方向に傾動自在に支持する。この場合、加工工具をフリーに動かすことができ、作業上有利である。たとえば、上記の作業が溶接である場合には、ウィービングはもちろんのこと、回転ウィービング等の自由な動きが実現できる。また、球型軸受によって、加工工具の可動範囲を所定の範囲（角度範囲）に制限することができる。

【0014】

いくつかの態様において、サポート治具は、支持部と加工工具との間に配置され、第１の厚みを有する第１の部分と第１の厚みとは異なる第２の厚みを有する第２の部分とを含むことにより、加工工具の可動範囲を調整する調整プレートを更に備える。この場合、母材に適した可動範囲を設定できる。

【0015】

いくつかの態様において、サポート治具は、支持部と加工工具との間に配置された弾性体を更に備える。この場合、加工工具のふらつきを防止できる。また、加工工具の傾きが大きくなるほど、加工工具は弾性体から大きな弾性力を受けることになるので、加工工具を自然に中立位置に近づける又は戻すことができる。

【0016】

いくつかの態様において、加工工具は溶接トーチである。この場合、上記した利点が溶接において得られる。溶接士の負担を軽減しつつ、溶接品質の低下を抑制することができる。

【0017】

いくつかの態様において、加工工具は切削用または研削用のリュータである。この場合、サポート治具によって、上記した利点が切削または研削において得られる。作業者の負担を軽減しつつ、適正な切削作業または研削作業が可能になる。

【0018】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。以下の説明において、前後または左右の語を用いる場合、サポート治具１の台車２の走行方向を基準とする。

【0019】

図１および図２を参照して、本実施形態のサポート治具１の基本的な構成およびサポート治具１の適用例について説明する。サポート治具１は、溶接作業に適用され得る。サポート治具１には、溶接トーチ（加工工具）１００が取り付けられる。溶接トーチ１００は、公知の半自動トーチである。溶接士Ｗは、溶接トーチ１００を用いて溶接を行う際、たとえば左手（一方の手）でサポート治具１を持ちつつ、右手（他方の手）で溶接トーチ１００のグリップ１０２を持つ（図９参照）。溶接士Ｗは、母材Ｍにサポート治具１を押しつけながらサポート治具１を走行させて、溶接を行う。サポート治具１は、半自動溶接用の治具である。サポート治具１を用いた溶接では、被溶接部材である母材Ｍの向き、すなわち溶接作業面である母材Ｍの表面Ｓの向きは問われない。また、母材Ｍの表面Ｓの形状も問われない。母材Ｍの表面Ｓは、平面であってもよいし、曲面であってもよい。サポート治具１が適用され得る母材Ｍは、鉄であってもよく、アルミニウム等の他の金属であってもよい。母材Ｍには、開先Ｇが形成されている。開先Ｇが延びる方向は、溶接方向に相当する。

【0020】

サポート治具１と、サポート治具１に取り付けられた溶接トーチ１００とによって、溶接装置Ａが構成される。溶接装置Ａは、溶接システムの一部をなす。溶接システムは、たとえばアーク溶接を行うために用いられる。溶接システムの全体構成の図示は省略されているが、溶接システムは、たとえば、溶接電源と、溶接電源に電気的に接続されたワイヤ送給機とを備える。ワイヤ送給機には、溶接電源から電力および制御信号が送られる。ワイヤ送給機には、シールドガスを形成するためのガス源が接続されている。溶接電源には、溶接システム全体を制御するためのリモコンが接続されている。溶接装置Ａ（図１、図２参照）の溶接トーチ１００に、ワイヤ送給機からワイヤが送給される。溶接システムは、溶接トーチ１００の先端１０１ａから突出するワイヤの先端と母材Ｍとの間にアークを発生させて、そのアークの熱で溶接を行う。

【0021】

サポート治具１は、母材Ｍの表面Ｓ上を走行可能な台車２と、台車２に取り付けられた取っ手４と、台車２に取り付けられ、溶接トーチ１００と表面Ｓとの距離を変更可能なスライド機構６とを備える。台車２は、台車２の隅部に取り付けられた４つのローラ３を含む。ローラ３は、たとえば耐熱シリコーン製であり、滑りにくく、スムーズな走行を可能とする。しかも、ローラ３は、溶接中の高熱に耐え得る。４つのローラ３は、同一平面上に配置されており、母材Ｍの表面Ｓに当接可能である。走行方向の前方（図１の上側）の一対のローラ３は、１つの回転軸線を中心に回転する。走行方向の後方（図１の下側）の一対のローラ３は、１つの回転軸線を中心に回転する。前方のローラ３の回転軸線と、後方のローラ３の回転軸線とは、平行である。ローラ３は、走行方向に向けて、台車２を円滑に移動させる。

【0022】

サポート治具１の台車２は、自走式ではなく、ローラ３の駆動源を有していない。すなわち、台車２は、溶接士Ｗによって押されることによってのみ、走行する（すなわち、進行する）。したがって、基本的に、溶接士Ｗが母材Ｍの溶接方向にサポート治具１を押している限りは、台車２は溶接方向（すなわち開先Ｇ）に沿って走行する。一方、溶接士Ｗが溶接方向とは異なる方向にサポート治具１を押した場合には、台車２は溶接方向からずれた方向に走行することになる。

【0023】

台車２は、たとえばアルミニウム製であり、軽量化および低コスト化に寄与している。台車２は、アングル材等が用いられた断面Ｌ字状のベースプレート２ｂと、ベースプレート２ｂの左側の第１端および右側の第２端に接合された２枚のサイドプレート２ａとを含む。ベースプレート２ｂは、左右方向、すなわち上記したローラ３の回転軸線と平行な方向に延びている。ベースプレート２ｂの底板は、ローラ３の下端よりも高い位置にあり、表面Ｓに略平行に対面する。ベースプレート２ｂの左右に取り付けられた一対のサイドプレート２ａは、同じ大きさおよび形状を有しており、三角形状をなしている。三角形の底辺に相当するサイドプレート２ａの底部の前端および後端に、ローラ３が設けられている。

【0024】

ベースプレート２ｂの第１端付近または第２端付近には、取っ手４が設けられている。取っ手４は、前後方向に長く延びており、ベースプレート２ｂから後方に突出している。取っ手４は、溶接士Ｗが、溶接装置Ａの全体をハンドリングするためのものである。溶接士Ｗが右手で溶接トーチ１００を持つ場合には（図９参照）、取っ手４は、溶接士Ｗが左手で取っ手４を握りやすいように第１端に設けられる。溶接士Ｗが左手で溶接トーチ１００を持つ場合には、取っ手４は、溶接士Ｗが右手で取っ手４を握りやすいように第２端に設けられる。１つの取っ手４が、第１端と第２端の間で付け替え可能になっていてもよい。

【0025】

取っ手４は、基端部を中心に９０度回転可能になっていてもよい。取っ手４が９０度回転した状態で固定された構成では、取っ手４は、ベースプレート２ｂの第１端から左方に、またはベースプレート２ｂの第２端から右方に突出する。このような構成は、溶接士Ｗの体の向きを基準として横方向に台車２を走行させるような溶接に適する。たとえば、そのような構成は、下向き溶接に適する。

【0026】

取っ手４は、溶接士Ｗが握ることができる程度の球状（ボール状）であってもよい。球状の取っ手４が台車２に固定されている形態では、溶接士Ｗは、どのような方向からでも取っ手４を把持しやすく、表面Ｓの向き、位置、および溶接方向に制限がない。また、球状の取っ手４は握り易い。よって、汎用性の高いサポート治具１が実現される。

【0027】

図３および図４を参照して、サポート治具１を詳細に説明する。スライド機構６は、ベースプレート２ｂに固定されて上下方向（すなわちベースプレート２ｂに垂直な方向）に延びる円筒状の支柱１１と、支柱１１に対して上下方向にスライド可能な可動部１３とを含む。上下方向に延在する支柱１１の基端部（下端部）は、ベースプレート２ｂに対してねじ等により固定されている。可動部１３は、支柱１１に沿って、ベースプレート２ｂから遠ざかる方向、すなわち母材Ｍの表面Ｓから遠ざかる方向に移動可能である。可動部１３は、支柱１１に沿って、ベースプレート２ｂに近づく方向、すなわち母材Ｍの表面Ｓに近づく方向に移動可能である。

【0028】

より詳しくは、支柱１１の後ろ側の側面には、ラック部１２が形成されている。可動部１３は、支柱１１が貫通するスライダ１３ａを含んでおり、このスライダ１３ａに、スライドノブ１４が取り付けられている。スライドノブ１４には軸が固定されており、その軸がスライダ１３ａ内に収容されている。軸は支柱１１の後ろ側に配置され、軸に形成されたピニオンギアが支柱１１のラック部１２に噛み合っている。スライドノブ１４を回すことにより、支柱１１に対して可動部１３が上下動する。これにより、各パスに適正な高さに溶接トーチ１００を調整することができる。可動部１３の位置（高さ）が決まった後に、スライドストッパ１５によって可動部１３をロックすることができる。

【0029】

可動部１３は、上端に位置する支持板１３ｃと、支持板１３ｃおよびスライダ１３ａを連結する連結板１３ｂとを含んでいる。連結板１３ｂと支持板１３ｃとは板材を曲げることで形成されて一体をなしている。上下方向に延在する連結板１３ｂの下部が、ブロック状のスライダ１３ａにねじ等により固定されている。

【0030】

サポート治具１は、可動部１３に取り付けられた支持部１０を備えている。図４に示されるように、支持部１０は、連結ブロック（保持部）３０を介して、溶接トーチ１００を支持し得るように構成されている。連結ブロック３０は、２つの分割された小ブロックからなり、これらの小ブロックが２本のねじで連結された構造を有する。連結ブロック３０は、溶接トーチ１００の中央部を保持している。より詳しくは、連結ブロック３０は、グリップ１０２とノズル１０１との間であって、グリップ１０２に近い部分を保持している。これにより、少ない操作量で先端１０１ａを動かす（振る）ことが可能になっている。ウィービングを容易に行うことができる。

【0031】

連結ブロック３０の下部（ベースプレート２ｂ側）には、ボルト（軸部材）１７が挿通されている。支持部１０は、ボルト１７と、ボルト１７を支持する球型軸受１６と、ナット１８とを含む。ボルト１７は、球型軸受１６を貫通し、球型軸受１６から下方に突出する。ボルト１７の先端（下端）にナット１８が螺合することにより、ボルト１７は、連結ブロック３０に対して固定されている。球型軸受１６と連結ブロック３０との間には、ワッシャ１９が設けられてもよい。

【0032】

この構成により、球型軸受１６は、溶接トーチ１００を全方向に傾動自在に支持している。ここで言う「全方向に傾動」とは、球型軸受１６の内部の支点を通る無数の軸線に関して、溶接トーチ１００が傾動可能であることを意味する。球型軸受１６は、斜めに延在する軸部を含んでいる。この軸部は、可動部１３の支持板１３ｃに固定されている。球型軸受１６が可動部１３に連結されることにより、支持部１０は、可動部１３に固定されている。

【0033】

球型軸受１６は、溶接トーチ１００を傾動自在に支持するとともに、溶接トーチ１００の可動範囲が所定の角度範囲に収まるよう、溶接トーチ１００の移動を規制している。たとえば、図８の（ａ）に示されるように、先端１０１ａ（ワイヤ先端）の狙い位置は、円形の可動範囲Ｒ１となる。たとえば、球型軸受１６は、前後左右の方向に±１０°の範囲で、溶接トーチ１００をフリーに動かすことを可能にする。また、たとえば、球型軸受１６に溶接トーチ１００を当てる（より厳密には連結ブロック３０を当てる）ことにより、球型軸受１６によって規制された可動範囲の限界ラインに沿うように、先端１０１ａを移動させることができる。

【0034】

図５の（ａ）および図５の（ｂ）は、トーチ角の範囲とトーチ高さとの関係を示す図である。トーチ角ａ１およびトーチ角ａ２は、前進／後退角の可動範囲を示している。図５の（ａ）に示されるように、小さいトーチ角ａ１の場合には、トーチ高さｄ１は小さい。比較的大きいトーチ角ａ２とすると、トーチ高さｄ２は大きくなる。たとえば、トーチ角ａ１が５°である場合、トーチ高さｄ１は８．５ｍｍであり、トーチ角ａ２が１０°である場合、トーチ高さｄ２は１３．５ｍｍとなる。したがって、可動範囲を５°とした場合、トーチ高さの変動は５ｍｍ程度である。このように、トーチ角の範囲を規制することにより、トーチ高さの変動を抑えることができる。たとえば、トーチ高さの変動を２〜３ｍｍに抑えることもできる。

【0035】

本実施形態のサポート治具１によれば、スライド機構６の可動部１３に取り付けられた支持部１０によって、溶接トーチ１００は、傾動自在に支持される。図９に示されるように、溶接士Ｗは、左手で取っ手４を持ち、台車２を母材Ｍの表面Ｓに対して押し当てることができる。溶接士Ｗは、右手で溶接トーチ１００を持つことができる。その状態で、表面Ｓ上において台車２を走行させながら、溶接トーチ１００の先端１０１ａを作業部位に向けることができる。溶接トーチ１００は傾動自在であり、また、スライド機構６によって、表面Ｓに対する溶接トーチ１００の距離を調整できる。よって、加工部位に対し、溶接トーチ１００の先端１０１ａを所望の角度や距離にセットすることができる。溶接トーチ１００は、溶接士Ｗの右手によって支持されるのみならず、支持部１０およびスライド機構６を介して、台車２によっても支持されている。よって、表面Ｓに対して上記の角度や距離を適正に保つための力（右手の力）が少なくて済み、溶接士Ｗの負担が軽減されている。また、表面Ｓに沿って走行するサポート治具１を基準として溶接トーチ１００の角度や距離を維持すればよいので、角度や距離の変動を小さくできる。たとえば、図６の（ａ）に示されるように、曲面である表面Ｓを下から上に向けて溶接する際、サポート治具１によれば、トーチ角の変動は小さい。図６の（ｂ）に示されるように、従来、サポート治具１が無い状態では、溶接士Ｗは気が付かつかない間にトーチ角が大きく変動してしまい、シールド不良や融合不良が発生することがあった。溶接装置Ａによれば、サポート治具１との協働によって溶接トーチ１００の操作性が向上しており、シールド不良や融合不良は生じにくくなっている。

【0036】

また、サポート治具１によれば、表面Ｓの向きによっては（上向きの作業でない場合には）、溶接士Ｗは、左手および台車２を介して、表面Ｓに多少もたれかかる（体重の一部を表面Ｓにかける）こともできる。よって、姿勢の維持が容易である。従来、サポート治具１が無い状態では、溶接トーチ１００のみを持った溶接士Ｗは姿勢の維持に苦労していたが、サポート治具１によれば、そのような苦労は軽減されている。

【0037】

また、溶接士Ｗは、サポート治具１と溶接トーチ１００を母材Ｍに押さえつけた状態で施工できるため、難しい溶接姿勢やトーチケーブルの抵抗が加わっても、先端１０１ａのふらつきが小さく、正確な狙いコントロールができる。言い換えれば、溶接士Ｗは、左手で台車２を押し右手で溶接トーチ１００を持つことによって、溶接速度と狙い位置とをコントロールすることに集中し易い。すなわち、左手で台車２の速度を調整し、右手で狙い位置を調整することができる。これにより、狙い位置のずれによる融合不良、シールド不良の欠陥発生を防止できる。また、ウィービングを楽に行うことができる。このように、作業者に求められる集中力の観点でも、負担が軽減されている。

【0038】

なお、サポート治具１では、上記したように台車２が必ずしも溶接方向に走行することを必要としない。溶接トーチ１００が傾動自在であることにより、台車２が溶接方向からずれた場合であっても、溶接士Ｗによって、狙い位置が適正にコントロールされ得る。サポート治具１は、熟練を要さずに、適正な溶接を可能とする治具ではない。サポート治具１は、溶接技術を習得した溶接士Ｗによって使用されることで、その機能を発揮し得る。上記したように、サポート治具１が意図するメリットは、溶接士Ｗの負担を軽減しつつ、溶接品質を確保できるという点である。

【0039】

以上述べたように、サポート治具１を用いた作業では、溶接速度、狙い位置、角度、距離のすべてを連続して適正に保つことが容易になり、適正な作業が可能となる。本実施形態のように溶接トーチ１００を用いる場合には、溶接不良を低減することができ、溶接品質の低下を抑制することができる。

【0040】

特に、サポート治具１は、溶接が難しい部位、すなわち曲面を有する部位を溶接する際に有利な効果を発揮する。曲面を溶接する際、溶接中に随時姿勢が変化する。この時、溶接士は狙い位置と速度をコントロールして溶接不良（融合不良）を防止しようと働くため、トーチ角やチップ（先端１０１ａ）と母材Ｍ間の距離が適正範囲から逸脱する傾向がある（図６（ｂ）参照）。そのような場合でも、図６（ａ）を参照して説明したように、トーチ角の変動は小さく、またチップと母材Ｍ間の距離も一定に保たれる。

【0041】

特に、アルミ溶接の場合には、トーチ角やチップと母材Ｍ間の距離が適正範囲から逸脱すると、ブローホールが生じ、溶接不良となるケースが多発してしまう。サポート治具１によれば、このような事態が回避され得る。

【0042】

サポート治具１によれば、走行レールは不要である。走行レールを設けるためには、溶接部位に応じたレールを用意する必要があり、またレールの設置に多大な時間と労力を要する。サポート治具１では、簡易な構成になっており、格段に低コスト化が図られている。サポート治具１では、段取りがほとんど要らず、溶接作業をすぐに行うことができ、トータルの作業効率が高い。また、サポート治具１の総重量はたとえば１ｋｇ以下と軽量であり、溶接士Ｗに対する負担も少ない。溶接士Ｗによる溶接作業をサポートするのに適した簡易サポート治具が実現されている。

【0043】

溶接装置Ａを保持するためには、通常は両手が用いられるが、たとえば作業前や作業を中断している際に、片手を離しても問題はない。溶接トーチ１００と支持部１０とは連結されているため、溶接トーチ１００またはサポート治具１の一方から手を離しても、溶接装置Ａの全体は保持される。たとえば、取っ手４のみを左手で握った状態で、溶接トーチ１００を持つ右手を離しても、溶接トーチ１００は脱落せず、問題はない。また、溶接トーチ１００のみを右手で握った状態で取っ手４を持つ左手を離しても、サポート治具１は脱落せず、問題はない。フリーになった手によって、マスクｍ（図９参照）の窓部等を開閉することもできる。

【0044】

また、球型軸受１６を備える態様によれば、溶接トーチ１００をフリーに動かすことができ、作業上有利である。たとえば、ウィービングはもちろんのこと、回転ウィービング等の自由な動きが実現できる。また、球型軸受１６によって、溶接トーチ１００の可動範囲を所定の範囲（角度範囲）に制限することができる（図８（ａ）参照）。これにより、母材Ｍに対するトーチ角度が制限されるため、適正なトーチ角を保つことが可能となる。さらには、施工管理者は、溶接士Ｗに最適なトーチの可動範囲を調整することで、品質を管理することができる。

【0045】

続いて、本開示の変形形態について説明する。図７に示されるように、サポート治具１は、支持部１０と溶接トーチ１００との間に配置された調整プレート１９Ａを備えてもよい。調整プレート１９Ａは、たとえば、連結ブロック３０と球型軸受１６との間に挟まれるようにして配置される。調整プレート１９Ａは、第１の厚みを有する第１の部分と、第１の厚みとは異なる第２の厚みを有する第２の部分とを含み得る。たとえば、図７に示される例では、調整プレート１９Ａは、外周側ほど厚みが大きくなっている上側の部分と、上側の部分よりも小さく、かつ一定の厚みを有する下側の部分とを含んでいる。調整プレート１９Ａは、溶接トーチ１００の可動範囲を調整し得る。この場合、母材Ｍに適した可動範囲を設定できる。調整プレート１９Ａにおける厚みの変化は、連続的になっている。言い換えれば、調整プレート１９Ａには、傾斜面が形成され得る。これにより、溶接トーチ１００のスムーズな傾動が可能である。

【0046】

たとえば、図８（ｂ）に示されるように、先端１０１ａ（ワイヤ先端）の狙い位置は、半円形の可動範囲Ｒ２となり得る。たとえば、母材Ｍがアルミニウムである場合、前傾角で溶接する必要があり、後退角となることは好ましくない。このような可動範囲Ｒ２を実現する調整プレート１９Ａによれば、可動範囲を調整および制限できるため、後退角になることを防止できる。

【0047】

また、たとえば、調整プレート１９Ａの厚み（形状）を調整することにより、図８（ｃ）に示されるように、先端１０１ａ（ワイヤ先端）の狙い位置を、上下は円弧状に広がっているが左右は所定の幅に制限された可動範囲Ｒ３とすることもできる。このような可動範囲Ｒ３を実現する調整プレート１９Ａによれば、たとえば意図的にウィービング幅を大きくするといった作業を禁止することができる。すなわち、オシレート幅の管理によって、入熱管理が可能になる。ウィービング幅が大きくなると、過大な入熱となり、靱性が低下するなどの品質低下を招き得る。よって、可動範囲Ｒ３に制限することにより、過大な入熱に起因する品質低下を防止し得る。

【0048】

また、いくつかの態様において、サポート治具１は、支持部１０と溶接トーチ１００との間に配置された弾性体を更に備えてもよい。より詳細には、支持部１０と溶接トーチ１００との間に弾性体が介在されてもよい。たとえば、図４に示されるワッシャ１９として、弾性体からなる軟質ワッシャが取り付けられ得る。軟質ワッシャの材質としては、ウレタン、ゴム、シリコーン等が挙げられる。この場合、溶接トーチ１００の移動に抵抗が付与され、溶接トーチ１００のふらつきを防止できる。また、溶接トーチ１００の傾きが大きくなるほど、加工工具は弾性体から大きな弾性力を受けることになるので、加工工具を自然に基準角度（中立位置）に近づけたり、基準角度（中立位置）に戻したりすることができる。このことは、基準角度（中立位置）を見つけやすくするといった利点にもつながる。

【0049】

サポート治具１は、溶接トーチ１００に限られず、切削用または研削用のリュータ（加工工具）２００に適用されてもよい（図１０参照）。リュータ２００を用いて溶接部位の切削または研削を行う場合、リュータ２００の先端を溶接部位に当てる必要があり、溶接の際と同様の動きが求められる。サポート治具１にリュータ２００を取り付けた切削装置Ｘでは、上記した溶接装置Ａによる利点と同様の利点が得られる。したがって、作業者の負担を軽減しつつ、適正な切削作業または研削作業が可能になる。難しい部位や難しい姿勢が強いられる場合でも、サポート治具１を備えた切削装置Ｘによって、品質の低下を抑制することができる。

【0050】

以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限られない。たとえば、連結ブロック３０は省略可能である。支持部１０は、溶接トーチ１００を直接に支持してもよい。溶接トーチ１００に一体化された軸部材が球型軸受１６によって支持されてもよい。

【0051】

球型軸受１６を設けることなく、たとえば、ゴム製の支持部を採用してもよい。たとえば、ウレタン製の棒によって可動部１３と溶接トーチ１００とを連結してもよい。

【0052】

支持部は、溶接トーチ１００を全方向に傾動自在とする場合に限られない。支持部は、溶接方向に直交する方向（左右方向）にのみ傾動を許容するよう、溶接トーチ１００を支持してもよい。すなわち、溶接トーチ１００は、１本の軸線を中心に傾動可能であってもよい。そのようなサポート治具１によっても、少なくとも、溶接トーチ１００によるウィービング（またはリュータ２００の先端を左右に振る切削）は可能であり、作業者の負担を軽減しつつ適正な作業を可能とするという作用・効果は奏される。

【符号の説明】

【0053】

１ サポート治具
２ 台車
３ ローラ
４ 取っ手
６ スライド機構
１０ 支持部
１１ 支柱
１２ ラック部
１３ 可動部
１４ スライドノブ
１５ スライドストッパ
１６ 球型軸受
１７ ボルト（軸部材）
１８ ナット
１９ ワッシャ
１９Ａ 調整プレート
３０ 連結ブロック（保持部）
１００ 溶接トーチ（加工工具）
１０１ａ 先端
２００ リュータ（加工工具）
Ａ 溶接装置
Ｇ 開先
ｍ マスク
Ｍ 母材
Ｓ 表面（作業面）
Ｗ 溶接士（作業者）
Ｘ 切削装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】