(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】
(24)【登録日】2022-02-15
(45)【発行日】2022-02-24
(54)【発明の名称】補強帯用溶接台車
(51)【国際特許分類】
B23K 37/02 20060101AFI20220216BHJP
B23K 9/127 20060101ALI20220216BHJP
【ＦＩ】
B23K37/02 E
B23K9/127 503C
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2018044794
(22)【出願日】2018-03-12
(65)【公開番号】P2019155416
(43)【公開日】2019-09-19
【審査請求日】2020-09-10
(73)【特許権者】
【識別番号】000004123
【氏名又は名称】ＪＦＥエンジニアリング株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002963
【氏名又は名称】特許業務法人ＭＴＳ国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100080458
【弁理士】
【氏名又は名称】高矢 諭
(74)【代理人】
【識別番号】100076129
【弁理士】
【氏名又は名称】松山 圭佑
(74)【代理人】
【識別番号】100144299
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 崇
(74)【代理人】
【識別番号】100150223
【弁理士】
【氏名又は名称】須藤 修三
(72)【発明者】
【氏名】池田 直生
【審査官】柏原 郁昭
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－１７５７０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－１３０１９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特公昭５１－０２０４６３（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】実開昭５８－００９２８１（ＪＰ，Ｕ）
【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１７６１０６（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｋ ３７／０２
Ｂ２３Ｋ ９／１２７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
補強対象の外周又は内周に巻回される、外方又は内方に突出した補強帯を溶接するための補強帯用溶接台車であって、溶接機本体が搭載される荷台と、
前記補強帯上で前記荷台を走行自在に支持するための荷台用車輪と、
前記荷台の前方に湾曲可能に配設される、支持車輪を備えた先台車と、
該先台車に湾曲可能に支持された、走行用動力を与えるための前輪と、
前記荷台の後方に湾曲可能に配設される、支持車輪を備えた従台車と、
該従台車に湾曲可能に支持された、溶接トーチを誘導するための後輪と、
を備えたことを特徴とする補強帯用溶接台車。
【請求項2】
前記荷台に、溶接トーチ、溶接スプール、制御盤、バッテリが搭載されていることを特徴とする請求項１に記載の補強帯用溶接台車。
【請求項3】
前記先台車の上下に一対の支持車輪が回転自在に設けられており、該支持車輪は、上下一対の先台車支持リンクの両端の支点に配設されたばねにより、前記補強帯を上下から挟んで走行するように付勢されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の補強帯用溶接台車。
【請求項4】
前記前輪を支持する前輪支持は、前記先台車の先端に設けられた支点に配設されたばねにより、前記補強帯の外周端と当接する方向に付勢されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の補強帯用溶接台車。
【請求項5】
前記従台車の上下に一対の支持車輪が回転自在に配設されており、該支持車輪は、上下一対の従台車支持リンクの両端の支点に配設されたばねにより、前記補強帯を上下から挟んで走行するように付勢されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の補強帯用溶接台車。
【請求項6】
前記後輪を支持する後輪支持は、前記従台車の後端に設けられた支点に配設されたばねにより、前記補強帯の外周端と当接する方向に付勢されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の補強帯用溶接台車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、補強帯用溶接台車に係り、特に、鋼製配水池の外周又は内周に巻回される、外方又は内方に突出した補強帯を溶接する際に用いるのに好適な補強帯用溶接台車に関する。
【背景技術】
【0002】
鋼製の屋根板、底板、側板を有し、これらが溶接で接合された水道用の鋼製配水池が知られている（特許文献１～３参照）。
【0003】
その一つに、図１（正面図）及び図２（図１のII－IIに沿う水平断面図）に例示する如く、底板１１の上に、例えば３段の側板１２、１３、１４を積み重ね、その間を補強帯１５、１６で溶接して補強した配水池１０がある。図において、１８は柵である。
【0004】
このような鋼製配水池１０において、従来、補強帯１５、１６は手作業で溶接していた。
【0005】
なお、配水池の溶接に関するものではないが、特許文献４には、圧力容器などの側面に突起したＴ字形フレーム材に沿って、目的箇所を連続的にすみ肉溶接する自走式無軌条溶接台車が記載されている。
【0006】
又、特許文献５には、立板と細幅の下板のすみ肉溶接用無軌条自走台車が記載されている。
【0007】
又、特許文献６には、倣い面としてのすみ肉継手の縦板の垂直面に転接する案内ローラを、倣い面に押圧させて移動台車を案内させるようにした溶接線倣い装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】特開２００４－２７５１７号公報
【文献】特許第５９１９７５４号公報
【文献】特許第６１４４１０４号公報
【文献】特許第３７５８７３１号公報
【文献】特開昭６３－８４７９３号公報
【文献】特開平８－２５０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、特許文献４に記載された技術では、対象構造物にＴ字形フレーム材のような部材があるか、又は設置しなければならない。又、溶接トーチのみを動かしており、溶接機などを台車に積載させて走行することを考慮していない。
【0010】
又、特許文献５に記載の技術は、無軌条で指定の線長を自走する機構として、立板に当接させた車輪をガイドとしているが、配水池補強部のように湾曲部の外側を走ることは考慮していない。又、立板の形状によっては台車の軌条に活用することができない。
【0011】
又、いずれの特許文献に記載の技術も、溶接機などを台車に積載させて走行することは考慮しておらず、特に、本発明の適用対象の一つである配水池のように、補強帯にある溶接線位置の溶接には適用することが困難である、などの問題点を有していた。
【0012】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、補強帯にある溶接線位置を連続的に溶接することが可能な補強帯用溶接台車を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明は、補強対象の外周又は内周に巻回される、外方又は内方に突出した補強帯を溶接するための補強帯用溶接台車であって、溶接機本体が搭載される荷台と、前記補強帯上で前記荷台を走行自在に支持するための荷台用車輪と、前記荷台の前方に湾曲可能に配設される、支持車輪を備えた先台車と、該先台車に湾曲可能に支持された、走行用動力を与えるための前輪と、前記荷台の後方に湾曲可能に配設される、支持車輪を備えた従台車と、該従台車に湾曲可能に支持された、溶接トーチを誘導するための後輪と、を備えることにより前記課題を解決するものである。
【0014】
ここで、前記荷台に、溶接トーチ、溶接スプール、制御盤、バッテリを搭載することができる。
【0015】
又、前記先台車の上下に一対の支持車輪が回転自在に設けられており、該支持車輪は、上下一対の先台車支持リンクの両端の支点に配設されたばねにより、前記補強帯を上下から挟んで走行するように付勢することができる。
【0016】
又、前記前輪を支持する前輪支持は、前記先台車の先端に設けられた支点に配設されたばねにより、前記補強帯の外周端と当接する方向に付勢することができる。
【0017】
又、前記従台車の上下に一対の支持車輪が回転自在に配設されており、該支持車輪は、上下一対の従台車支持リンクの両端の支点に配設されたばねにより、前記補強帯を上下から挟んで走行するように付勢することができる。
【0018】
又、前記後輪を支持する後輪支持は、前記従台車の後端に設けられた支点に配設されたばねにより、前記補強帯の外周端と当接する方向に付勢することができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、補強帯にある溶接線位置を連続的に溶接することが可能な補強帯用溶接台車を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態及び実施例に記載した内容により限定されるものではない。又、以下に記載した実施形態及び実施例における構成要件には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。更に、以下に記載した実施形態及び実施例で開示した構成要素は適宜組み合わせてもよいし、適宜選択して用いてもよい。
【0022】
本発明の第１実施形態は、図３（図２の溶接台車部分を拡大して示す水平断面図）、図４（図３をIV方向から見た縦断面図）、図５（図４のＶ－Ｖ線に沿う横断面図）、図６（図４のVI－VI線に沿う横断面図）、図７（図４のVII－VII線に沿う横断面図）、図８（図２の溶接台車を後方から見た図）、及び、図９（図８のIX－IX線に沿う水平断面図）に示す如く、補強対象である配水池１０の外周に巻回される、外方に突出した補強帯１５を溶接するための補強帯用溶接台車２０であって、溶接機本体２２が搭載される荷台４０と、前記補強帯１５を挟んで該荷台４０を走行自在に支持するための荷台用車輪４２と、前記荷台４０の前方（図４の右方）に、フリーな支点４４により湾曲自在に配設される、支持車輪５２を備えた先台車５０と、該先台車５０に、ばね５５が配設された支点５４により配水池１０の方向（図３の上方）に付勢されて湾曲可能に支持された、走行用の主動力を与えるための前輪６０と、前記荷台４０の後方（図４の左方）に、フリーな支点４６により湾曲自在に配設される、支持車輪７２を備えた従台車７０と、該従台車７０に、ばね７５が配設された支点７４により配水池１０の方向（図３の上方）に付勢されて湾曲可能に支持された、溶接トーチ２４を誘導するための後輪８０と、を備えている。
【0023】
前記荷台４０には、例えば中央に溶接機本体２２、後方（図４の左側）に溶接トーチ２４、溶接スプール２８が搭載される溶接スプール用掛台２６、前方（図４の右側）に制御盤３０、バッテリ３２を搭載することができる。図４において、２２Ａは、溶接用のシールドガスを溶接トーチ２４に供給するためのガス接続栓、２２Ｂはガスゲージ、２２Ｃはガス調整用ツマミ、２３はシールドガス用管である。
【0024】
このように溶接に関わる主要な機材を荷台４０自体に設けているので、電源コード等による制限の影響を受けることがない。従って、補強帯１５にある溶接線を連続的に溶接することが可能となる。更に、立板に相当する側板でなく、補強帯１５をガイドとしているので、立板に相当する側板の形状による制限を受けない。
【0025】
前記先台車５０は、その上下に一対の支持車輪５２が回転自在に設けられており、この支持車輪５２は、上下一対の先台車支持リンク５６両端の支点に配設されたコイルばね５７、５８（図４参照）により補強帯１５を上下から挟んで走行するように付勢されている。このように、先台車支持リンク５６の両端で回動自在とすることにより、補強帯１５の板厚の変化にも対応できる。なお、補強帯１５の板厚の変化が問題とならない場合には、先台車支持リンク５６の支持車輪５２側を固定してコイルばね５８を省略することもできる。
【0026】
前記前輪６０を支持する前輪支持６２は、先台車５０の先端に設けられた支点５４に配設されたコイルばね５５により補強帯１５の外周端と当接する方向（図３の上方向）に付勢されている。
【0027】
前記前輪６０は、例えば前輪支持６２に内蔵されたモータ（図示省略）によって回転駆動され、溶接台車２０全体を前方に引っ張るようにされている。補強帯１５の外周端に沿って、このように溶接台車２０の前方から引っ張るようにしたいわゆるフロントドライブ方式とすることによって、安定した走行が可能となる。従って、Ｔ字形フレーム材のような部材が無くても、前輪６０が主要動力として補強帯１５の端部を当接して前進することで曲線部、湾曲部の軌道修正を行うことができる。このように前輪６０が前進動力と軌道修正の機構を併せ持つことで、装置が軌道修正を無視して前進し落下するのを防ぐことができる。これに対して、荷台４０や従台車７０に走行用の主動力を与えた場合には、走行が不安定となって、溶接台車２０が補強帯１５から落ちてしまうことがある。なお、補助動力を前輪６０以外の車輪に追加することもできる。
【0028】
前記従台車７０は、先台車５０と同様に、その上下に一対の支持車輪７２が回転自在に配設されており、この支持車輪７２は、上下一対の従台車支持リンク７６両端の支点に配設されたコイルばね７７、７８により補強帯１５を上下から挟んで走行するように付勢されている。このように、従台車支持リンク７６の両端で回動自在とすることにより、補強帯１５の板厚の変化にも対応できる。なお、補強帯１５の板厚の変化が問題とならない場合には、従台車支持リンク７６の支持車輪７２側を固定してコイルばね７８を省略することもできる。
【0029】
前記後輪８０を支持する後輪支持８２も、前輪支持６２と同様に、従台車７０の後端に設けられた支点７４に配設されたコイルばね７５により、補強帯１５の外周端と当接する方向（図３の上方向）に付勢されている。
【0030】
前記後輪８０の後輪支持８２には、図８に詳細に示す如く、溶接トーチ用支持８４が設けられ、溶接トーチ２４の先端にはトーチガイドローラ８５が設けられている。このトーチガイドローラ８５は、図示しない弱いスプリングにより、図９に示す如く、補強帯１５に向けて押し付けられ、これにより溶接トーチ２４を補強帯１５の板端部に沿って誘導するようにしている。なお、比較的小さい直径のトーチガイドローラ８５と後輪８０の中間で溶接トーチ２４を制御することで、ある程度の湾曲（Ｒ１０００程度）では溶接トーチ２４を特別に調整することなく、連続的な溶接が可能となる。
【0031】
前記溶接トーチ用支持８４には調整機構８４Ａが設けられ、溶接トーチ２４の先端位置を、補強帯１５端部の段差及び板厚差に応じて上下左右に位置調整可能とされると共に、その上端には前記シールドガス用管２３が接続されている。
【0032】
ここで、溶接トーチ２４の先端位置を補強帯１５と後輪８０の接点よりも後方（図９の下方）にずらしているのは、安定的なガイドを可能とするためである。
【0033】
次に、図１０を参照して施工手順を説明する。
【0034】
まずステップ１００で、対象となる溶接長（全周又は部分）を手溶接で仮付け（仮溶接と称する）する。
【0035】
次いでステップ１１０で、先台車５０と従台車７０を補強帯１５の所定の位置に設置する。
【0036】
次いでステップ１２０で、図示しないクレーンを用いて、本装置の荷台４０を先台車５０と従台車７０の間に据付接続する。なお、設置後も、クレーン吊具は安全のために本設置が完了するまで取り外さない。
【0037】
次いでステップ１３０で、図示しないガスボンベ等により、ガス供給ラインを荷台４０のガス接続栓２２Ａに接続する。
【0038】
次いでステップ１４０で、従台車７０の溶接トーチ２４の位置を調整する。
【0039】
次いでステップ１５０で、クレーンと荷台４０の接続を切り離し、本体を所定の位置に自立させる。
【0040】
次いでステップ１６０で、制御盤３０により溶接棒送り出し速度、シールドガス量、台車速度を調整する。
【0041】
次いでステップ１７０で、溶接台車２０を走行させながら溶接を実施する。
【0042】
【0043】
溶接終了後、ステップ１８０で、溶接台車２０を前記と逆の手順で溶接対象の補強帯１５から取り外す。
【0044】
ここで、溶接台車２０を荷台４０、先台車５０及び従台車７０に分割しているのは、補強帯１５の曲線部（Ｒ＝１０００ｍｍ程度）に対応させるためである。同じ理由により先台車５０および従台車７０の回転領域を確保するために、荷台４０の平面形状は図３のような補強帯１５側の両端が切り欠かれた凸形状としている。
【0045】
シールドガスは、本実施形態のようにシールドガス用管により外部から供給したり、ガスボンベを運ぶための追加の台車を設けて、溶接台車２０と共に補強帯１５の外周に沿って走行させたり、溶接台車２０に搭載したりすることが可能である。ガスボンベを溶接台車２０に搭載した場合は、外部からガスを補給することなく溶接を続けることができる。
【0046】
前記説明においては、溶接台車２０が一段目側板１２と二段目側板１３間の補強帯１５に配設されていたが、二段目側板１３と三段目側板１４間の補強帯１６の溶接にも同様に適用できる。
【0047】
又、補強帯が配水池の内側に突出している場合には、溶接台車を配水池の内側に配設して、該補強帯を内側から溶接することも可能である。
【0048】
前記実施形態においては本発明が、配水池の補強帯の溶接に適用されていたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、配水池以外の構造物の補強帯の溶接にも同様に適用できる。
【符号の説明】
【0049】
１０…配水池
１２、１３、１４…側板
１５、１６…補強帯
２０…溶接台車
２２…溶接機本体
２４…溶接トーチ
２６…溶接スプール用掛台
２８…溶接スプール
３０…制御盤
３２…バッテリ
４０…荷台
４２…荷台用車輪
５０…先台車
５２…支持車輪
５６…先台車支持リンク
５７、５８…コイルばね
６０…前輪
６２…前輪支持
７０…従台車
７２…支持車輪
７６…従台車支持リンク
７７、７８…コイルばね
８０…後輪
８２…後輪支持
８４…溶接トーチ用支持
８５…トーチガイドローラ
１２、１３、１４…側板
１５、１６…補強帯
２０…溶接台車
２２…溶接機本体
２４…溶接トーチ
２６…溶接スプール用掛台
２８…溶接スプール
３０…制御盤
３２…バッテリ
４０…荷台
４２…荷台用車輪
５０…先台車
５２…支持車輪
５６…先台車支持リンク
５７、５８…コイルばね
６０…前輪
６２…前輪支持
７０…従台車
７２…支持車輪
７６…従台車支持リンク
７７、７８…コイルばね
８０…後輪
８２…後輪支持
８４…溶接トーチ用支持
８５…トーチガイドローラ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】