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発明の名称 管内面溶接装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−137978
公開日 平成10年(1998)5月26日
出願番号 特願平8−294899
出願日 平成8年(1996)11月7日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】光石 俊郎 (外2名)
発明者 下山 博司 / 正木 勉 / 福永 義昭 / 小沢 道夫 / 末澤 伸也
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 管内を移動しながら内面の溶接を行う管内面溶接装置において、管内周面に沿ってその長手方向に転動自在な複数の車輪を有する走行体と、該走行体に前記管の長手方向に移動自在で且つ周方向に回動自在に支持された支持体と、該支持体に装着されて前記管内面の溶接を行う溶接トーチと、該溶接トーチに外部から給電を行う給電部と、前記支持体を介して前記溶接トーチを前記管の長手方向に移動させる移動機構と、前記支持体を介して前記溶接トーチを前記管の周方向に回動させる回動機構とを具えたことを特徴とする管内面溶接装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、地中に埋設された都市ガス用導管や下水道管などの補強溶接作業を行う管内面溶接装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、地中に埋没された都市ガス用導管は長期間の使用によって老朽化するものであり、交換や補強を定期的に行わなければならない。従来、この交換作業や補強作業にあたっては、作業者が掘削して地中に埋没された都市ガス用導管に対して、外面バンド巻き溶接によって補強溶接を行ったり、老朽化した都市ガス用導管を取り出し、新しいものと交換したしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このように作業者が所定箇所を掘削して地中に埋没した都市ガス用導管に対して、補強溶接を行ったり、交換したりすることは、莫大な作業労力を必要とするため、作業者にかかる負担が大きく、作業期間も長くなってしまい、作業能率が良くないという問題があった。また、地中に埋没した都市ガス用導管の補強溶接や交換を行うためには、道路を所定期間通行止めにして地面を掘削しなければならず、交通や周辺住民への影響が大きいという問題もある。
【0004】本発明はこのような問題を解決するものであって、作業者にかかる負担を低減して作業能率の向上を図った管内面溶接装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するための本発明の管内面溶接装置は、管内を移動しながら内面の溶接を行う管内面溶接装置において、管内周面に沿ってその長手方向に転動自在な複数の車輪を有する走行体と、該走行体に前記管の長手方向に移動自在で且つ周方向に回動自在に支持された支持体と、該支持体に装着されて前記管内面の溶接を行う溶接トーチと、該溶接トーチに外部から給電を行う給電部と、前記支持体を介して前記溶接トーチを前記管の長手方向に移動させる移動機構と、前記支持体を介して前記溶接トーチを前記管の周方向に回動させる回動機構とを具えたことを特徴とするものである。
【0006】従って、走行体を複数の車輪によって管内周面に沿ってその長手方向に移動して所定の作業位置にて停止し、移動機構によって支持体を介して溶接トーチを管の長手方向に移動させ、あるいは、回動機構によって溶接トーチを管の周方向に回動させ、このとき、外部から給電部を通して溶接トーチに給電を行うことで、この溶接トーチは溶接位置に対して管内面の溶接を行う。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【0008】図1に本発明の一実施形態に係る管内面溶接装置の断面、図2にこの管内面溶接装置の後面視、図3に図1のIII−III断面、図4に本実施形態の管内面溶接装置による溶接作業を表す概略、図5に管内面の溶接状態を表す概略、図6に本実施形態の管内面溶接装置による溶接作業工程を示す。
【0009】図1乃至図3に示すように、本実施形態の管内面溶接装置10はガス配管P内を移動自在なものであって、走行体を構成する円筒形状をなすハウジング11内には、軸受12によって内周面にスプラインが形成された回転体13が回転自在に支持されている。この回転体13の内には外周面にスプラインが形成されると共に内周面に雌ねじが形成された支持体14がスプライン係合し、軸方向相対移動自在に支持されている。そして、この支持体14の端部に中空のホルダ15が連結され、このホルダ15に溶接トーチ16が装着されている。
【0010】また、ハウジング11にはギヤケース17が一体に結合されており、このギヤケース17内には軸受18によって連結筒19が回転自在に支持されている。また、ギヤケース17の一端部にはウィービングモータ20が取付けられ、その出力軸21が連結筒19の一端部に固結されている。そして、連結筒19の他端部には外周面に雄ねじが形成されたねじ軸22の基端部が固結され、このねじ軸22は支持体14に螺合している。一方、回転体13の一端部には旋回ギヤ23が固結され、ハウジング11には旋回モータ24が取付けられ、その出力軸25には駆動ギヤ26が固結されており、この駆動ギヤ26は旋回ギヤ23と噛み合っている。なお、旋回ギヤ23及び駆動ギヤ25の外周辺にはカバー27が取付けられている。
【0011】従って、ウィービングモータ20を駆動すると出力軸21が回転駆動し、その回転駆動力は連結筒19を介してねじ軸22に伝達され、このねじ軸22が回転することで、ねじ係合する支持体14はスプラインに沿って移動し、ホルダ15を介して溶接トーチ16を軸方向に移動することができる。また、旋回モータ24を駆動すると出力軸25が回転駆動し、その回転駆動力は駆動ギヤ26及び旋回ギヤ23を介して回転体13に伝達され、この回転体13が回転することで、スプラインする支持体14は旋回し、ホルダ15を介して溶接トーチ16を周方向に回動することができる。
【0012】更に、連結筒19の端部には従動ギヤ28が固結され、この従動ギヤ28はギヤケース17に枢着された連結ギヤ29に噛み合っており、この連結ギヤ29にはスクリュー軸30が固結されている。そして、このスクリュー軸30にはドグ31が相対回転不能に螺合する一方、スクリュー軸30にはこのドグ31を検出する一対の近接センサ32,33が取付けられており、溶接トーチ16の軸方向のストローク端を検出することができる。また、連結ギヤ29にはエンコーダ34が取付けられており、溶接トーチ16のウィービング量及び左右の倣い位置を検出することができる。更に、回転体13にはドグ35が取付けられる一方、ハウジング11にはこのドグ35を検出する近接センサ36が取付けられており、溶接トーチ16の周方向の原点位置を検出することができる。
【0013】一方、旋回ギヤ23にはホルダ15の外周辺に延びる保持筒37が連結されており、ホルダ15に装着された溶接トーチ16は先端部が外方に屈曲し、ホルダ15及び保持筒37の開口から突出している。この溶接トーチ16の基端部には支持軸38が一体に結合され、この支持軸38には給電部39が装着されている。この給電部39にはスリップリング40内に3つのカーボンブラシ41が装着され、スプリング42及びキャップ43によって支持軸38の外周面に圧接するように保持されており、各カーボンブラシ41は端子44を有するケーブル45によって接続されている。そして、この給電部39には給電ケーブル46の一端がボルト47によって接続されており、このボルト47は端子44と接続するようになっている。また、支持軸38の基端部にはキャップ48が取付けられ、溶接ワイヤWがこのキャップ48から支持軸38を通して溶接トーチ16の先端部に送られるようになっている。更に、給電部39にはガス用の継手49が連結されている。
【0014】また、ハウジング11及び給電部39には取付ブラケット50,51が固定され、この各取付ブラケット50,51にはそれぞれ車輪52,53が4つずつ取付けられており、各車輪52,53はガス配管Pの内周面を軸方向に転動自在となっている。また、この取付ブラケット51の側部にはエアシリンダ54が装着され、シリンダロッドの先端部には固定用パッド55が装着されており、この固定用パッド55がガス配管Pの内周面に押圧することで、装置全体を位置決めすることができる。
【0015】ここで、上述した管内面溶接装置10を用いたガス配管P内面の補強溶接作業について説明する。
【0016】図4に示すように、管内面溶接装置10はガス配管P内に挿入されるとき、溶接ワイヤ送給台車61及び溶接ワイヤリール台車62が連結されるようになっており、また、溶接ワイヤリール台車62はガス配管P外部の溶接電源63及び制御盤64に接続されている。
【0017】図6に示すように、まず、溶接準備作業として、作業者はガス配管P内に管内面溶接装置10と溶接ワイヤ送給台車61と溶接ワイヤリール台車62とを挿入し、長手方向に沿って移動することで、溶接位置合せを行う。次に、制御盤64の電源をONとし、左右倣い、ウィービング幅、両端停止位置、旋回速度、ワイヤ送給速度などの溶接条件の設定を行う。そして、管内面溶接装置10の電源をONとすると共に、シールドガスを供給し、溶接を開始する。
【0018】即ち、ウィービングモータ20を駆動し、連結筒19を介してねじ軸22を回転することで、ねじ係合する支持体14を介してホルダ15と共に溶接トーチ16を軸方向に移動(ウィービング)し、また、旋回モータ24を駆動し、駆動ギヤ26及び旋回ギヤ23を介して回転体13を回転することで、支持体14を介してホルダ15と共に溶接トーチ16を周方向に回動しながら、溶接を行う。
【0019】この管内面溶接装置10によって、図5に示すように、ガス配管Pの内面補強溶接を行う。なお、溶接位置の設定は管内面溶接装置10に搭載した図示しない冠詞用アークモニタによって監視し、遠隔操作によって行う。また、溶接作業は予め設定された条件に基づいて自動的に行われる。即ち、各種のセンサ32,33,36等による検出結果が制御盤64に入力され、各モータ20,24等を自動制御している。
【0020】
【発明の効果】以上、実施形態を挙げて詳細に説明したように本発明の管内面溶接装置によれば、管内周面に沿ってその長手方向に移動自在な走行体に管の長手方向に移動自在で且つ周方向に回動自在な支持体を支持し、この支持体に管内面の溶接を行う溶接トーチを装着すると共に、この溶接トーチに外部から給電を行う給電部を装着し、移動機構によって支持体を介して溶接トーチを管の長手方向に移動かのうとすると共に、回動機構によって支持体を介して溶接トーチを管の周方向に回動可能としたので、地中に埋没した配管に対して、掘削せずに補強溶接や交換を行うことができ、作業者にかかる負担を低減して作業能率の向上を図ると共に、交通や周辺住民への影響を軽減して作業環境を向上することができる。




 

 


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