JP2000052090A - 鋼管杭自動溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】狭い空間における溶接作業性が良く、しかも構
成が簡単な小型の鋼管杭自動溶接装置を提供する。 【解決手段】本発明の鋼管杭自動溶接装置１は、溶接ト
ーチ７を搭載可能な開閉自在の一対のアーム状の本体フ
レーム２を有する。本体フレーム２には、鋼管杭１０を
側方から挟むことによって鋼管杭１０に対して本体フレ
ーム２を走行可能な状態で支持する複数の走行支持ロー
ラ３７、３９、４７、４９が設けられている。走行駆動
ローラ５１に対して駆動モータ５０の回転駆動力を伝達
することによって本体フレーム２を回転走行させながら
溶接トーチ７によって自動溶接を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば基礎工事に
おいて地面に打設された杭に対し、別の部材を固定する
ための鋼管杭自動溶接装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、地面に打設された鋼管杭に対し、
溶接によって別の部材を接続するための装置としては、
例えば特開平６−７１４８６号公報に記載されたような
ものが知られている。

【０００３】この従来例においては、杭の外周面に配設
された鉄板上にレールが設けられ、このレールに沿って
移動可能な走行台車を有している。そして、この走行台
車によって溶接トーチを移動することによって自動溶接
を行うように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
自動溶接装置においては、構成が複雑で大型化しやす
く、例えば鋼管杭の頭部を溶接する場合ように、狭い空
間に配置された溶接対象物に対して溶接を行うことが困
難であるという問題がある。

【０００５】また、このような従来の自動溶接装置にお
いては、磁石のみによって溶接装置本体を支持するよう
にしているため、溶接の際に不安定になりやすく、正確
な溶接を行うことが困難であるという問題もある。

【０００６】本発明は、このような従来の技術の課題を
解決するためになされたもので、狭い空間における溶接
作業性が良く、しかも構成が簡単な小型の鋼管杭自動溶
接装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた請求項１記載の発明は、所定の溶接手段
（７）を搭載可能な開閉自在の一対のアーム状の本体フ
レーム（２）と、この本体フレーム（２）に回動自在に
設けられ、溶接対象物（１０）を側方から挟むことによ
って溶接対象物（１０）に対して前記本体フレーム
（２）を走行可能な状態で支持する複数の走行支持部材
（３７、３９、４７、４９、５１）と、これら走行支持
部材（３７、３９、４７、４９、５１）のうちの少なく
とも１つの駆動用走行支持部材（５１）に対して駆動力
を付与する駆動手段（５０、５３、５４、５５）とを備
えたことを特徴とする鋼管杭自動溶接装置である。

【０００８】請求項１記載の発明の場合、走行支持部材
（３７、３９、４７、４９、５１）によって溶接対象物
（１０）を側方から挟むことによって本体フレーム
（２）を支持するようにしたことから、鉛直方向に関し
狭い空間に配置された溶接対象物（１０）に対しても、
容易に本体フレーム（２）を取り付けて溶接を行うこと
が可能になる。

【０００９】また、本発明の場合、溶接対象物（１０）
を挟むことによって機械的（力学的）に支持するもので
あるから、磁石による磁力を用いて支持する場合に比べ
て安定した状態で本体フレーム（２）を支持することが
可能になる。

【００１０】この場合、請求項２記載の発明のように、
所定のガイドレール（１２）を有し溶接対象物（１０）
の所定の部位に取り付け可能な溶接ガイド部材（１１）
と、前記本体フレーム（２）に設けられ前記駆動手段
（５０、５３、５４、５５）から駆動力が付与されるこ
とによって前記ガイドレール（１２）上を走行可能な走
行部材（５６）とを更に備えることも効果的である。

【００１１】請求項２記載の発明によれば、本体フレー
ム（２）をより安定して支持することができ、これによ
り精度の高い溶接を行うことが可能になる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る鋼管杭自動溶
接装置の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１（ａ）は、本実施の形態の概略構成を示す平面図で
あり、図１（ｂ）は、本実施の形態の概略構成を示す正
面図である。また、図２は、本実施の形態の鋼管杭自動
溶接装置の外観を示す斜視図である。

【００１３】図１（ａ）（ｂ）及び図２に示すように、
本実施の形態の鋼管杭自動溶接装置１は、例えばステン
レス等の金属からなるアーム状の本体フレーム２を有し
ている。この本体フレーム２は、一対の板状の支持フレ
ーム３、４の一方の連結部３０、４０側の端部をヒンジ
５を用いて連結され、これによって矢印Ｐ又はＱ方向に
揺動して開閉できるように構成されている。

【００１４】図１（ａ）に示すように、各支持フレーム
３、４は「く」の字状に折り曲げられている。そして、
これらの支持フレーム３、４は、ねじ部６ａを設けた棒
状の締め付け部材６のハンドル部６ｂを例えば時計回り
方向（矢印Ａ方向）に回転することによって締め付けら
れるように構成されている。

【００１５】一方の支持フレーム３の連結部３０の外側
面には、溶接トーチ７を取り付けるための溶接トーチ取
付部８が設けられている。この溶接トーチ取付部８は、
溶接トーチ７の本体部７ａを締め付けて保持する保持部
８ａを有し、この保持部８ａは、種々の溶接トーチ７を
挟んで保持できるように構成されている。

【００１６】図２に示すように、本実施の形態において
は、溶接トーチ取付部８が設けられた支持フレーム３の
連結部３０に、溶接トーチ７をはめ合わせるための切欠
き部３０ａが形成されている。この切欠き部３０ａは、
使用可能な溶接トーチ７のうち最大のものの幅及び高さ
より若干大きい寸法で形成され、図１（ａ）に示すよう
に、溶接トーチ取付部８の保持部８ａに保持された溶接
トーチ７の本体７ａの先端部７０がこの切欠き部３０ａ
にはめ合わされるようになっている。

【００１７】さらに、各支持フレーム３、４の支持部３
０、４０の外側面には、棒状の部材からなる把持部９
ａ、９ｂが例えば溶接によって固定されている。

【００１８】図１（ａ）及び図２に示すように、一方の
支持フレーム（本実施の形態においては、図中左側の支
持フレーム）３には、例えば三角形状の一対の支持プレ
ート３２、３３を有する第１の支持手段３４が、把持部
９ａを含む平面と平行な平面内において回動支軸３５を
中心として矢印Ｂ又はＣ方向に回動できるように取り付
けられている。

【００１９】図２に示すように、第１の支持手段３４の
各支持プレート３２、３３には、金属円盤状の同一形状
の走行支持ローラ（走行支持部材）３７、３９が、第１
の支持手段３４の回動支軸３５と平行な回転支軸３６、
３８を中心として回転できるように設けられている。本
実施の形態の場合、各走行支持ローラ３７、３９は、各
支持プレート３２、３３の回動支軸３５と反対側の頂点
の位置に配設されている。

【００２０】各支持ローラ３７、３９は、外径の異なる
同心円状の２つのローラ部から構成されている。図１
（ｂ）及び図２に示すように、本実施の形態の場合は、
鋼管杭１０を支持するための大径の鋼管杭支持ローラ部
３７ａ、３９ａと、後述するガイド枠１１を支持するた
めの小径のガイド枠支持ローラ部３７ｂ、３９ｂとから
構成されている。そして、対向配置された上下の走行支
持ローラ３７、３９のガイド枠支持ローラ部３７ｂ、３
９ｂ同士が対向するようになっている。

【００２１】もう一方の支持フレーム４１には、第２の
走行支持手段４４が設けられている。この第２の走行支
持手段４４は、第１の走行支持手段３４とは異なり支持
フレーム４の支持部４１に固定されている。そして、第
２の走行支持手段４４は、第１の走行支持手段３４と同
様の一対の支持プレート４２、４３を有し、一方（図２
中上側）の支持プレート４２の各頂点と、他方（図２中
下側）の支持プレート４３の本体フレーム２側の頂点の
位置に回転支軸４６を中心に回転可能な走行支持ローラ
（走行支持部材）４７、４９が設けられている。

【００２２】これらの走行支持ローラ４７、４９は、上
述した走行支持ローラ３７、３９と同様に、鋼管杭１０
を支持するための大径の鋼管杭支持ローラ部４７ａ、４
９ａと、ガイド枠１１を支持するための小径のガイド枠
支持ローラ部４７ｂ、４９ｂとから構成されている。

【００２３】また、他方の支持プレート４３の把持部９
ｂ側の頂点の位置には、駆動モータ５０によって回転駆
動される走行駆動ローラ５１が設けられている。この走
行駆動ローラ５１は、上述した各走行支持ローラ３７、
３９、４７と同様の大径の鋼管杭支持ローラ部５１ａ
と、小径のガイド枠支持ローラ部５１ｂとから構成され
ている。さらに、走行駆動ローラ５１の回転支軸５２に
は、駆動伝達用スプロケット５３が、走行駆動ローラ５
１と同心円的に配設されている。

【００２４】一方、第２の走行支持手段４４側の把持部
９ｂには、本体フレーム２を回転駆動するための駆動モ
ータ５０が固定されている。そして、駆動モータ５０に
よって駆動されるスプロケット５４と、第２の走行支持
手段４４の走行駆動ローラ５１の回転支軸５２に固定さ
れたスプロケット５３とに駆動伝達部材としてチェーン
５５が掛け渡され、これにより駆動モータ５０の回転駆
動力を走行駆動ローラ５１に伝達するための駆動手段が
構成されている。

【００２５】一方、本実施の形態においては、溶接の際
に走行支持ローラ３７、３９、４７及び走行駆動ローラ
５１を案内するためのガイド枠１１が用いられる。この
ガイド枠１１は、溶接すべき鋼管杭１０の外径とほぼ等
しい内径を有し、図示しないヒンジを用いて開閉できる
ように構成されている。そして、このガイド枠１１は、
図示しない締め付け部材によって鋼管杭１０の周囲に締
め付け固定されるようになっている。

【００２６】図１（ｂ）に示すように、本実施の形態の
場合は、相対向する走行支持ローラ３７、３９及び４
７、４９並びに走行駆動ローラ５１の鋼管杭支持ローラ
部３７ａ、３９ａ、４７ａ、４９ａの表面間の間隔が、
上述したガイド枠１１の長さとほぼ等しくなるように構
成されている。

【００２７】また、走行支持ローラ３７、３９、４７、
４９及び走行駆動ローラ５１について、鋼管杭支持ロー
ラ部３７ａ、３９ａ、４７ａ、４９ａ、５１ａと、ガイ
ド枠支持ローラ部３７ｂ、３９ｂ、４７ｂ、４９ｂ、５
１ｂの半径の差が、鋼管杭１０とガイド枠１１の半径
（外径）の差と等しくなるように構成されている。

【００２８】一方、ガイド枠１１の周囲の所定の位置に
は、チェーンからなるガイドレール１２が設けられてい
る。そして、走行駆動ローラ５１の回転支軸５２には、
ガイド枠１１のガイドレール１２と噛み合うスプロケッ
ト（走行部材）５６が走行駆動ローラ５１と同心円的に
配設されている。

【００２９】図１（ａ）に示すように、本実施の形態の
場合、溶接トーチ７は、その本体部７ａが保持部８ａに
保持されるとともに、その前側部分７０が図２に示す支
持フレームの切欠き部３０ａにはめ合わされて取り付け
られる。

【００３０】ここで、図１（ｂ）に示すように、溶接ト
ーチ７のバーナー部７ｂの火口部分は、例えば一方の走
行支持ローラ４７の側に向けて取り付けられる。そし
て、本実施の形態においては、溶接トーチ７のバーナー
部７ｂの近傍であって鋼管杭１０に設置した場合に下側
となる部分に、溶接の際に発生する煤を遮るための遮蔽
板１３が配設されている。図２に示すように、この遮蔽
板１３は、支持フレーム３、４のヒンジ５側から走行支
持ローラ３７、４７に向って傾斜するように設けられて
いる。

【００３１】このような構成を有する本実施の形態のを
用いて鋼管杭１０と梁１４の溶接を行う場合には、ま
ず、地中に埋設され梁１４が載せられた鋼管杭１０の所
定の位置にガイド枠１１を固定する。

【００３２】次いで、溶接トーチ７が装着された鋼管杭
自動溶接装置１の両方の把持部９ａ、９ｂの先端部を手
で持ち、締め付け部材６を緩めた状態で、各支持フレー
ム３、４を図１（ａ）に示す矢印Ｐ方向に向って開かせ
る。これにより、第１の走行支持手段３４の走行支持ロ
ーラ３７、３９と、第２の走行支持手段４４の走行支持
ローラ４７、４９及び走行駆動ローラ５１との間の間隔
が開くから、その状態で鋼管杭自動溶接装置１を梁１４
と地面との間に挿入し、把持部９ａ、９ｂを矢印Ｑ方向
へ閉じることにより、第１の走行支持手段３４の走行支
持ローラ３７、３９と第２の走行支持手段４４の走行支
持ローラ４７、４９及び走行駆動ローラ５１とによって
鋼管杭１０とガイド枠１１を挟む。さらに、締め付け部
材６のハンドル部６ａを矢印Ａ方向へ回転させて支持フ
レーム３、４同士を締め付ける。

【００３３】その結果、各走行支持ローラ３７、３９、
４７、４９及び走行駆動ローラ５１の鋼管杭支持ローラ
部３７ａ、３９ａ、４７ａ、４９ａ、５１ａが鋼管杭１
０に押し付けられるとともに、各走行支持ローラ３７、
３９、４７、４９及び走行駆動ローラ５１のガイド枠支
持ローラ部３７ｂ、３９ｂ、４７ｂ、４９ｂ、５１ｂが
ガイド枠１１に押し付けられ、これにより鋼管杭自動溶
接装置１が鋼管杭１０の所定の位置に支持される。

【００３４】また、この状態においては、ガイドレール
走行用スプロケット５６が、ガイド枠１１のガイドレー
ル１２と噛み合う。なお、溶接トーチ７のバーナー部７
ｂの火口は溶接すべき部分（図１（ｂ）中の符号２０で
示す部分）に炎が到達するように上方向に向けられてい
る。

【００３５】この状態において、溶接トーチ７を点火す
るとともに、駆動モータ５０を動作させる。これにより
駆動モータ５０の駆動力がチェーン５５及び駆動伝達用
スプロケット５３を介して走行駆動ローラ５１の回転支
軸５２に伝達されるため、ガイドレール１２と噛み合っ
ているガイドレール用スプロケット５６が回転してガイ
ドレール１２上を走行するともに、鋼管杭１０及びガイ
ド枠１１に押し付けられた走行駆動ローラ５１が回転し
て鋼管杭１０及びガイド枠１１上を走行する。

【００３６】その結果、鋼管杭自動溶接装置１がガイド
枠１１に沿って所定の方向（例えば矢印Ｐ方向）へ回転
走行し、これに伴い鋼管杭１０及び梁１４の全周囲の溶
接すべき部分２０の溶接が自動的に行われる。

【００３７】以上述べたように本実施の形態において
は、複数の走行支持ローラ３７、３９、４７、４９及び
走行駆動ローラ５１によって鋼管杭１０及びガイド枠１
１を側方から挟むことによって本体フレーム２を支持す
るようにしたことから、梁１４と地面１５との間の狭い
空間に配置された鋼管杭１０に対しても容易に本体フレ
ーム２を取り付けることができ、これにより従来困難で
あった鋼管杭１０と梁１５との溶接を自動的に行うこと
ができる。

【００３８】特に、本実施の形態の場合は、支持フレー
ム３の支持部３０に設けた切欠き部３０ａに溶接トーチ
７の本体部７ａをはめ合わせるようにしたことから、本
体フレーム２を薄型に構成することができ、これにより
狭い空間において容易に溶接作業を行いうる小型で軽量
の鋼管杭自動溶接装置１を提供することができる。

【００３９】また、本実施の形態の場合は、鋼管杭１０
及びガイド枠１１を挟むことによって機械的（力学的）
に支持するものであるから、磁石による磁力によって支
持する場合に比べて安定した状態で本体フレーム２を支
持することができ、より精度の高い溶接を行うことがで
きる。

【００４０】特に本実施の形態の場合は、第１の走行支
持手段３４を揺動可能に構成したことから、種々の径の
鋼管杭に対して本体フレーム２を円滑に取り付けること
ができ、これにより多種多様の鋼管杭に対して溶接を行
うことができる。

【００４１】さらにまた、本実施の形態においては、遮
蔽板を用いて煤を遮蔽するようにしたことから、走行支
持ローラ等に対して煤の付着を防止することができる。

【００４２】なお、本発明は上述の実施の形態に限られ
ることなく、種々の変更を行うことができる。例えば、
上述の実施の形態においては、ガイド枠及びガイドレー
ルを用いて走行支持ローラ及び走行駆動ローラを案内支
持するようにしたが、本発明はこれに限られず、走行支
持ローラ及び走行駆動ローラのみによって本体フレーム
を支持することも可能である。ただし、より安定した支
持及び精度の高い溶接を行うためには、上記実施の形態
のようにガイド枠及びガイドレールを用いて走行支持ロ
ーラ及び走行駆動ローラを案内支持することが好まし
い。

【００４３】また、走行支持ローラの数、形状等は、溶
接対象物の大きさ、形状等に応じて適宜変更することが
可能である。この場合、少なくとも３箇所で溶接対象物
を挟むように構成するとよい。

【００４４】さらに、上記実施の形態においては、走行
駆動ローラと、ガイドレール及びガイドレール用スプロ
ケットとをそれぞれ１つづつ設けるようにしたが、これ
らを複数設けるように構成することも可能である。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、狭い
空間に配置された溶接対象物に対しても容易に本体フレ
ームを取り付けることができ、これにより作業性の良い
溶接を行うことができる。また、本本発明の場合は、溶
接対象物を挟むことによって機械的（力学的）に支持す
るものであるから、磁石による磁力によって支持する場
合に比べて安定した状態で本体フレームを支持すること
ができ、これにより精度の高い溶接を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）：本発明に係る鋼管杭自動溶接装置の実
施の形態の概略構成を示す平面図である。 （ｂ）：同実施の形態の概略構成を示す正面図である。

【図２】同実施の形態の鋼管杭自動溶接装置の外観を示
す斜視図である。

【符号の説明】

２ 本体フレーム ７ 溶接トーチ（溶接手段） １０ 鋼管杭（溶接対象物） １１ ガイド枠（溶接ガイド部材） １２ ガイドレール ３７、３９、４７、４９、 走行支持ローラ（走行支持
部材） ５０ 駆動モータ（駆動手段） ５１ 走行駆動ローラ（駆動用走行支持部材） ５３ 駆動伝達用スプロケット（駆動手段） ５４ スプロケット（駆動手段） ５５ チェーン（駆動手段） ５６ スプロケット（走行部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 和夫 埼玉県三郷市新和４−107−１ 有限会社 溶和工業内 Ｆターム(参考） 4E081 AA12 AA15 BA27 DA05 DA19 EA03 EA17 EA43 EA47 FA14 YB08 YY03 YY06

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の溶接手段（７）を搭載可能な開閉自
   在の一対のアーム状の本体フレーム（２）と、 該本体フレーム（２）に回動自在に設けられ、溶接対象
   物（１０）を側方から挟むことによって該溶接対象物
   （１０）に対して前記本体フレーム（２）を走行可能な
   状態で支持する複数の走行支持部材（３７、３９、４
   ７、４９、５１）と、 該走行支持部材（３７、３９、４７、４９、５１）のう
   ちの少なくとも１つの駆動用走行支持部材（５１）に対
   して駆動力を付与する駆動手段（５０、５３、５４、５
   ５）とを備えたことを特徴とする鋼管杭自動溶接装置。
2. 【請求項２】所定のガイドレール（１２）を有し溶接対
   象物（１０）の所定の部位に取り付け可能な溶接ガイド
   部材（１１）と、前記本体フレーム（２）に設けられ前
   記駆動手段（５０、５３、５４、５５）から駆動力が付
   与されることによって前記ガイドレール（１２）上を走
   行可能な走行部材（５６）とを更に備えたことを特徴と
   する請求項１記載の鋼管杭自動溶接装置。