揺動駆動機構
【課題】 溶接トーチの広幅揺動を低負荷で円滑におこなう。
【解決手段】 溶接方向ｙに延びる振り子軸２２；その先端部が固定された第１振り子幹２３；揺動駆動軸１９；振幅調節ねじ２６；振幅調節ねじの回転により上下駆動されるスライドブロック２８，２９；垂直方向ｚに分布し第１振り子幹２３のガイド溝２３ａに進入する複数の倣いローラ３２，３３を装備した回転アーム３１；溶接方向ｙに延びる軸廻りに振り子回動する第２振り子幹３４；機体に固定され揺動方向ｘに延びるレール１５；該レールで支持され揺動方向ｘに移動可能なキャリッジ２４；該キャリッジに固定され揺動方向ｘに延びる揺動アーム５；および、キャリッジに固定され第２振り子幹３４の振り子ローラ３６で振り子駆動される振り子２５；を備える。
【解決手段】 溶接方向ｙに延びる振り子軸２２；その先端部が固定された第１振り子幹２３；揺動駆動軸１９；振幅調節ねじ２６；振幅調節ねじの回転により上下駆動されるスライドブロック２８，２９；垂直方向ｚに分布し第１振り子幹２３のガイド溝２３ａに進入する複数の倣いローラ３２，３３を装備した回転アーム３１；溶接方向ｙに延びる軸廻りに振り子回動する第２振り子幹３４；機体に固定され揺動方向ｘに延びるレール１５；該レールで支持され揺動方向ｘに移動可能なキャリッジ２４；該キャリッジに固定され揺動方向ｘに延びる揺動アーム５；および、キャリッジに固定され第２振り子幹３４の振り子ローラ３６で振り子駆動される振り子２５；を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶接トーチを溶接方向ｙと交差する方向ｘに揺動（オシレート，ウィービング）駆動する機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の揺動駆動装置は、揺動部材を中程の振り子軸（支点）で回動可に支持し、該揺動部材の一端部でトーチを支持し、他端部を偏芯カムの回転により揺動駆動する。振り子軸は揺動部材のスライド溝に嵌まり込んでおり、偏芯カムの回転による揺動部材他端部の楕円運動にともなって揺動部材が振り子軸（支点）に対して往復スライドする。振り子軸（支点）にはねじ棒に螺合したナットが結合しており、ねじ棒の回転により振り子軸がスライド溝に沿ってスライド方向に移動し、これにより、揺動部材の一端部（トーチ）の、振り子軸を中心とする揺動幅が変わる。すなわち、ねじ棒を廻して揺動幅を調節できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平 ６− ６６８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、揺動部材の一端部でトーチを支持し、他端部を偏芯カムの回転により直接に揺動駆動し、揺動部材をスライド可にして振り子軸（支点）で支持するので、偏芯カム回転の負荷と振り子軸が支持する負荷が大きく、広幅揺動を低負荷で円滑におこなうことは難しい。
【０００５】
本発明は、広幅揺動を低負荷で円滑におこなうことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）軸心を中心に回転可で機体に固定され溶接方向ｙに延びる振り子軸(22)；
該振り子軸(22)の先端部が固定され垂直方向ｚに延び、揺動ローラ(21)が進入するカム穴(23b)がある第１振り子幹(23)；
前記揺動ローラ(21)を偏芯位置に支持して偏芯回動駆動する、前記振り子軸(22)と平行である揺動駆動軸(19)；
垂直方向ｚに延びる振幅調節ねじ(26)；
該振幅調節ねじ(26)が螺合し該振幅調節ねじの回転により上下駆動されるスライドブロック(28,29)；
該スライドブロック(28,29)に、溶接方向ｙに延びる倣い軸(30)で、該倣い軸の軸心を中心に回転可に結合した回転アーム(31)；
前記スライドブロック(28,29)が垂直方向ｚにスライドできる、垂直方向ｚに長いガイド穴(35)があり、溶接方向ｙに延びる軸廻りに振り子回動する第２振り子幹(34)；
機体に固定され揺動方向ｘに延びるレール(15)；
該レール(15)で支持され揺動方向ｘに移動可能なキャリッジ(24)；
該キャリッジ(24)に固定され揺動方向ｘに延びる、溶接トーチ(7)を支持するための揺動アーム(5)；
前記第１振り子幹(23)と回転アーム(31)の一方にあって垂直方向ｚに延びるガイド溝(23a)；
前記第１振り子幹(23)と回転アーム(31)の他方にあって垂直方向ｚに分布し前記ガイド溝(23a)に進入する複数の倣いローラ(32,33)；
前記第２振り子幹(34)とキャリッジ(24)の一方にあって溶接方向ｙに延びる軸を中心に回転可能な振り子ローラ(36)；および、
前記振り子ローラ(36)が進入する垂直方向ｚに延びるガイド溝(2５a)がある、前記第２振り子幹(34)とキャリッジ(24)の他方に固定された振り子(25)；
を備える揺動駆動機構。
【０００７】
なお、理解を容易にするために括弧内には、図面に示し後述する実施例の対応又は相当要素の記号もしくは対応事項を、例示として参考までに付記した。以下も同様である。
【０００８】
上記揺動駆動機構には、第１振り子幹(23)にガイド溝(23a)を、回転アーム(31)に複数の倣いローラ(32,33)を備える態様１−１，第１振り子幹(23)に複数の倣いローラ(32,33)を、回転アーム(31)にガイド溝(23a)を備える態様１−２，第２振り子幹(34)に振り子ローラ(36)を、キャリッジ(24)に振り子(25)を備える態様２−１、および、キャリッジ(24)に振り子ローラ(36)を、第２振り子幹(34)に振り子(25)を備える態様２−２がある。
【０００９】
上記（１）の第１形態は上記態様１−１と２−１の組み合わせ、第２形態は上記態様１−１と２−２の組み合わせ、第３形態は、上記態様１−２と２−１の組み合わせ、そして、第４形態は上記態様１−２と２−２の組み合わせである。下記（２）が上記第１形態である。以下では、第１形態（下記（２）の形態）に基づいて説明する。
【発明の効果】
【００１０】
揺動駆動軸(19)が回転駆動されると、該駆動軸(19)の軸心を中心とする円周上を揺動ローラ(21)の回転中心が回動する。これにより第１振り子幹(23)が、振り子軸(22)を中心に振り子運動をする。この振り子運動により、複数の倣いローラ(32,33)の全体が同じく振り子運動をして、これらの倣いローラ(32,33)を支持している回転アーム(31)が倣い軸(30)を中心に回転ししかも同じく振り子運動をする。倣い軸(30)はスライドブロック(28,29)で支持されているので、スライドブロック(28,29)およびそれを垂直方向ｚに移動自在に支える第２振り子幹(34)が、振り子駆動されて倣いローラ(36)が、振り子(25)をｘ方向に往復駆動すなわち揺動駆動し、キャリッジ(24)に固定された揺動アーム(5)が、溶接方向ｙおよび垂直方向ｚに直交するｘ方向に揺動する。振幅調節ねじ(26)をねじ緩め方向に廻すと、スライドブロック(28,29)が下降し、これにより倣いローラ(32,33)が第１振り子幹(23)のガイド溝(23a)内で降下し、第１振り子幹(23)の揺動（振り子）振幅は一定であるが、第２振り子幹(34)の揺動振幅が大きくなる。すなわち、振幅調節ねじ(26)の緩め方向の回転により第２振り子幹(34)の揺動振幅が大きくなり、締め込み方向の回転により小さくなる。振幅調節ねじ(26)を廻すことによって、揺動振幅を調節できる。
【００１１】
第１振り子幹(23)の小幅の揺動駆動で第２振り子幹(34)を大きく揺動駆動できるのに加えて、溶接トーチ(7)を支持する揺動アーム(5)は、レール(15)で支持されたキャリッジ(24)に搭載されて、該キャリッジを介してレール(15)で負荷（溶接トーチ７〜揺動アーム５）が支持されるので、第２振り子幹(34)の揺動負荷は軽く、広幅揺動を低負荷で円滑におこなうことができる。また、倣いローラ(32,33)が１個の場合には、溶接トーチ(7)に外力が加わりこれによって第２振り子幹(34)に制動力または加速力が加わると、倣いローラを中心に第２振り子幹(34)がずれ回動して、振り子運動の中点が揺動方向ｘにずれてしまう。しかし本発明のように倣いローラを垂直方向zに分布する複数とすることにより、溶接トーチ(7)に外力が加わっても、第２振り子幹(34)が１個の倣いローラを中心に回動することはなく、トーチに外力が加わっても、揺動運動が揺動方向ｘにずれることはない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１形態の一実施例の外観を示す背面図である。
【図２】図１上の揺動機構箱４の縦断面図である。
【図３】図２上のIII−III線横断面図である。
【図４】図３に示す揺動機構要素を、それらの間の相互結合を分断して示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（２）軸心を中心に回転可で機体に固定され溶接方向ｙに延びる振り子軸(22)；
該振り子軸(22)の先端部が固定され垂直方向ｚに延び、該方向に延びるガイド溝(23a)および揺動ローラ(21)が進入するカム穴(23b)がある第１振り子幹(23)；
前記揺動ローラ(21)を偏芯位置に支持して偏芯回動駆動する、前記振り子軸(22)と平行である揺動駆動軸(19)；
垂直方向ｚに延びる振幅調節ねじ(26)；
該振幅調節ねじ(26)が螺合し該振幅調節ねじの回転により上下駆動されるスライドブロック(28,29)；
垂直方向ｚに分布し第１振り子幹(23)の前記ガイド溝(23a)に進入する複数の倣いローラ(32,33)を装備し、前記スライドブロック(28,29)に、溶接方向ｙに延びる倣い軸(30)で、該倣い軸の軸心を中心に回転可に結合した回転アーム(31)；
前記スライドブロック(28,29)が垂直方向ｚにスライドできる、垂直方向ｚに長いガイド穴(35)、および、該ガイド穴の下方にあって溶接方向ｙに延びる軸を中心に回転可能な振り子ローラ(36)があり、溶接方向ｙに延びる軸廻りに振り子回動する第２振り子幹(34)；
機体に固定され揺動方向ｘに延びるレール(15)；
該レール(15)で支持され揺動方向ｘに移動可能なキャリッジ(24)；
該キャリッジ(24)に固定され揺動方向ｘに延びる、溶接トーチ(7)を支持するための揺動アーム(5)；および、
前記振り子ローラ(36)が進入する垂直方向ｚに延びるガイド溝(2５a)がある、前記キャリッジ(24)に固定された振り子(25)；
を備える揺動駆動機構。
【００１４】
（３）前記複数の倣いローラは２個(32,33)であって、前記倣い軸(30)に関して対称に位置する、上記（１）又は（２）に記載の揺動駆動機構。これによれば、第１振り子幹(23)の振り子運動による、倣いローラ(32,33)を介した、倣い軸(30)を中心にした回転アーム３１の回転が安定し、倣い軸(30)による第２振り子幹(34)の振り子駆動が円滑になる。
【００１５】
（４）前記揺動駆動軸(19)に固着した被駆動傘歯車(19)，該被駆動傘歯車に噛み合う駆動傘歯車(17)，該駆動傘歯車を固着した出力軸をもつ減速機構(16)、および、該減速機構の入力軸を回転駆動する電気モータ(10)、をさらに備える上記（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の揺動駆動機構。これによれば、揺動方向ｘに延びて前方で溶接トーチ(7)を支持する揺動アーム(5)の後方に電気モータ(10)をその回転軸がｘ方向に延びるものとなる姿勢で配置することができる。すなわち、溶接トーチ(7)からもっとも離れた位置（溶接作業に邪魔とならない位置）に電気モータを配置することができる。
【００１６】
本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
【実施例】
【００１７】
図１に、本発明の第１形態の揺動駆動機構を装備した溶接装置を示す。自走台車１には、前方に２個、後方に２個、合わせて４個の車輪、これらの車輪を回転駆動する減速機構および電気モータが備わっている。また台車本体から側方ｘ方向に突き出した倣いローラが、前方に１個、後方に１個、合わせて２個あり、自走台車１は、水平母材（水平鋼板）上を、２個の倣いローラが共に垂直母材（垂直鋼板）にぴったり当たるように、溶接方向ｙに自走する。
【００１８】
自走台車１には、ｘ位置調節機構２を介して揺動駆動機構の支持台３が支持されている。ｘ位置調節機構２の、右方に突出した調節摘みを時計方向に廻すと、支持台３（揺動駆動機構）が右方に移動し、反時計方向に廻すと左方に移動する。支持台３には揺動機構箱４が装着されている。揺動機構箱４から、ｘ方向に延びる揺動アーム５が突出しており、その左端部が、姿勢およびｘ，ｙ，ｚ位置調整機構６を介して、溶接トーチ７を支持している。姿勢およびｘ，ｙ，ｚ位置調整機構６に対する手動操作によって、溶接トーチ７の、傾斜（溶接方向ｙに平行な軸廻りの回転角度）およびｘ，ｙ，ｚ各位置を調整することができる。8は垂直方向ｚのトーチ位置を調整するための、トーチ高さ調節摘み、９は紙面に垂直な、溶接装置持ち運び用の、ｙ方向に延びる握り棒、１０は揺動駆動原動機である電気モータ、１１はトーチ揺動駆動の振幅を調整するための摘み、１２は、溶接電源を除く台車上機器電源の電源スイッチ、そして１３は、トーチ揺動／停止を行う揺動スイッチ、である。
【００１９】
図2に、図１に示す揺動機構箱４の垂直断面（ｘ−ｚ断面）を示す。揺動機構箱４の底板１４およびそれに設けた数種の立板及び枠体で、揺動駆動機構の機体が構成されており、該機体で揺動機構要素が回転支持又は固定されている。振幅調節摘み１１は、振幅調節ねじ１６に連結されている。電気モータ１０の回転軸に減速歯車１６の入力軸が結合され、出力軸には駆動傘歯車１７が固着されている。
【００２０】
図３に、図２上のIII−III線横断面を示す。駆動傘歯車１７に噛み合う被駆動傘歯車１８の歯車軸である揺動駆動軸１９の端部（右端部）には、円板２０が固定され、この円板２０の偏芯位置に揺動ローラ（ベアリングローラ）２１が装着されている。この揺動ローラ２１は、第１振り子幹２３にあるカム穴２３ｂ（図４）に進入している。第１振り子幹２３は機体で回転自在に支持された振り子軸２２の先端部（右端部）に固着されている。
【００２１】
図４に、図３に示す揺動ローラ２１によって振り子駆動される要素を主体とする主な揺動機構要素を、相互の結合を分断して示す。図３と図４を参照されたい。この実施例（第１形態）では、第１振り子幹２３に垂直方向ｚに長いガイド溝２３ａがあり、このガイド溝２３ａに２個の倣いローラ３２，３３が進入している（図３）。これらの倣いローラ３２，３３は、回転アーム３１に装着されている。倣いローラ３２，３３は垂直方向ｚに分布し、それらの中間点に、倣い軸３０があって回転アーム３１を貫通してスライドブロック２８に固着したスライド板２９に固定されている。回転アーム３１は、倣い軸３０に対して倣い軸３０の軸心を中心に回転可能である。スライドブロック２８には、垂直方向ｚに延びる雌ねじ穴があり、この雌ねじ穴を振幅調節ねじ２６が貫通し螺合している。振幅調節ねじ２６は、垂直方向ｚに直交する水平２軸方向の傾動を可能とするユニバーサルジョイント２６ｂで丸棒２６ａに連結されている。丸棒２６ａは、機体に固定されたブラケット２７でｚ方向の昇降は不可能であるが、軸心を中心にした回転は可能に支持され、ブラケット２７の上方に突出する上端部に、振幅調節摘み１１が固着されている。振幅調節摘み１１を時計方向に廻すとブロック２８が上昇し、回転アーム３１およびそれに支持された倣いローラ３２，３３が、第１振り子幹２３に対して上方に移動する。逆に、振幅調節摘み１１を反時計方向に廻すとブロック２８が下降し、回転アーム３１およびそれに支持された倣いローラ３２，３３が、第１振り子幹２３に対して下方に移動する。
【００２２】
この実施例では、大略で円柱状であるが、中ほどに溝が切られて外形が凹状（コの字枠形）の連結子３９のコ形溝３９ａの底部に開いたベアリング穴３９ｂを、振り子軸２２が貫通し、第１振り子幹２３およびそのガイド溝２３ｂに侵入した倣いローラ３２，３３、ならびにこれらの倣いローラを支持する回転アーム３１及びスライド板２９が、コ形溝３９ａに嵌まり込んでいる（図３）。スライド板２９はスライドブロック２８に一体固定であるが、スライドブロック２８の、スライド板２９に連結した部位はくびれており、このくびれ部分が、Ｕ字形の第２振り子幹３４のガイド穴３５を貫通しかつ垂直方向ｚに移動可能にガイド穴３５で支持され案内されている。換言すると、スライドブロック２８の上記くびれ部分の空間に、第２振り子幹３４のＵ型部の上端が該空間の下方から差し込まれている。これによりスライドブロック２８は、第２振り子幹３４に対して垂直方向ｚに上下スライドすることができる。第２振り子幹３４の上端部には４個のねじ通し穴３７があり、連結子３９の先端面の雌ねじ穴３８と整合している。各ねじ通し穴３７に各ねじ（図示略）を通して各雌ねじ穴３８にねじ込むことによって、第２振り子幹３４の上端部が連結子３９に固着されており、第２振り子幹３４は振り子軸２２の軸心を中心に回動（振り子運動）することができる。
【００２３】
第２振り子幹３４の下端部には、振り子ローラ３６がその軸心を溶接方向ｙに合わせて装着されている。揺動機構箱４の底板１４には、揺動方向ｘに延びるレール１５が固定されており、揺動方向ｘに延びる揺動アーム５（図３）が固着されたキャリッジ２４を、揺動方向ｘに往復スライド自在に支持している。この実施例では、このキャリッジ２４および揺動アーム５に、振り子２５が固着されている。振り子２５には、垂直方向ｚに延びるガイド溝２５ａがあり、このガイド溝２５ａに振り子ローラ３６が嵌まり込み、ガイド溝２５ａに対して上下にスライドできる。第２振り子幹３４が振り子軸２２の軸心を中心に回動（振り子運動）すると、振り子ローラ３６が、振り子２５を揺動方向ｘに往復駆動（揺動駆動；振り子運動駆動）するとともに、振り子２５に対して上下動する。振り子２５の往復運動と同じく、キャリッジ２４および揺動アーム５が往復運動する。揺動アーム５のこの往復運動が揺動であり、この揺動と同じく溶接トーチ７が揺動する。
【００２４】
次に、電気モータ１０の回転による各機構要素の動作を説明する。揺動スイッチ１３をオフからオンに切替えると、電気モータ１０が回転を始めて、減速歯車１６および駆動傘歯車１７を介して被駆動傘歯車１８が回転し、揺動ローラ２１が、被駆動傘歯車軸である揺動駆動軸１９の軸心を中心とする円周に沿って回動する。すなわち偏芯回動する。この回動によって、第１振り子幹２３が、振り子軸２２の軸心を中心に揺動方向ｘの振り子運動をする。この振り子運動によって倣いローラ３２，３３，回転アーム３１，倣い軸３０，スライド板２９およびスライドブロック２８が同様に振り子運動をして、第２振り子幹３４を振り子駆動する。第２振り子幹３４の振り子運動により、振り子２５にキャリッジ２４を介して固定された揺動アーム５が、ｘ方向の往復移動を繰り返す。すなわち揺動（オシレーション；ウィービング）する。
【符号の説明】
【００２５】
１：台車
２：ｘ位置調節機構
３：揺動機構支持台
４：揺動機構箱
５：揺動アーム
６：姿勢およびｘ，ｙ，ｚ位置調整機構
７：溶接トーチ
８：トーチ高さ調節摘み
９：握り棒
１０：電気モータ
１１：振幅調節摘み
１２：電源スイッチ
１３：揺動スイッチ
１４：底板
１５：レール
１６：減速歯車
１７：駆動傘歯車
１８：被駆動傘歯車
１９：揺動駆動軸
２０：円板
２１：揺動ローラ
２２：振り子軸
２３：第１振り子幹
２３ａ：ガイド溝
２３ｂ：カム穴
２４：キャリッジ
２５：振り子
２５ａ：ガイド溝
２６：振幅調節ねじ
２６ａ：丸棒
２６ｂ：ユニバーサルジョイント
２７：ブラケット
２８：スライドブロック
２９：スライド板
３０：倣い軸
３１：回転アーム
３２，３３：倣いローラ
３４：第２振り子幹
３５：ガイド穴
３６：振り子ローラ
３７：ねじ通し穴
３８：雌ねじ穴
３９：連結子
３９ａ：コ形溝
３９ｂ：ベアリング穴
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶接トーチを溶接方向ｙと交差する方向ｘに揺動（オシレート，ウィービング）駆動する機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の揺動駆動装置は、揺動部材を中程の振り子軸（支点）で回動可に支持し、該揺動部材の一端部でトーチを支持し、他端部を偏芯カムの回転により揺動駆動する。振り子軸は揺動部材のスライド溝に嵌まり込んでおり、偏芯カムの回転による揺動部材他端部の楕円運動にともなって揺動部材が振り子軸（支点）に対して往復スライドする。振り子軸（支点）にはねじ棒に螺合したナットが結合しており、ねじ棒の回転により振り子軸がスライド溝に沿ってスライド方向に移動し、これにより、揺動部材の一端部（トーチ）の、振り子軸を中心とする揺動幅が変わる。すなわち、ねじ棒を廻して揺動幅を調節できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平 ６− ６６８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、揺動部材の一端部でトーチを支持し、他端部を偏芯カムの回転により直接に揺動駆動し、揺動部材をスライド可にして振り子軸（支点）で支持するので、偏芯カム回転の負荷と振り子軸が支持する負荷が大きく、広幅揺動を低負荷で円滑におこなうことは難しい。
【０００５】
本発明は、広幅揺動を低負荷で円滑におこなうことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）軸心を中心に回転可で機体に固定され溶接方向ｙに延びる振り子軸(22)；
該振り子軸(22)の先端部が固定され垂直方向ｚに延び、揺動ローラ(21)が進入するカム穴(23b)がある第１振り子幹(23)；
前記揺動ローラ(21)を偏芯位置に支持して偏芯回動駆動する、前記振り子軸(22)と平行である揺動駆動軸(19)；
垂直方向ｚに延びる振幅調節ねじ(26)；
該振幅調節ねじ(26)が螺合し該振幅調節ねじの回転により上下駆動されるスライドブロック(28,29)；
該スライドブロック(28,29)に、溶接方向ｙに延びる倣い軸(30)で、該倣い軸の軸心を中心に回転可に結合した回転アーム(31)；
前記スライドブロック(28,29)が垂直方向ｚにスライドできる、垂直方向ｚに長いガイド穴(35)があり、溶接方向ｙに延びる軸廻りに振り子回動する第２振り子幹(34)；
機体に固定され揺動方向ｘに延びるレール(15)；
該レール(15)で支持され揺動方向ｘに移動可能なキャリッジ(24)；
該キャリッジ(24)に固定され揺動方向ｘに延びる、溶接トーチ(7)を支持するための揺動アーム(5)；
前記第１振り子幹(23)と回転アーム(31)の一方にあって垂直方向ｚに延びるガイド溝(23a)；
前記第１振り子幹(23)と回転アーム(31)の他方にあって垂直方向ｚに分布し前記ガイド溝(23a)に進入する複数の倣いローラ(32,33)；
前記第２振り子幹(34)とキャリッジ(24)の一方にあって溶接方向ｙに延びる軸を中心に回転可能な振り子ローラ(36)；および、
前記振り子ローラ(36)が進入する垂直方向ｚに延びるガイド溝(2５a)がある、前記第２振り子幹(34)とキャリッジ(24)の他方に固定された振り子(25)；
を備える揺動駆動機構。
【０００７】
なお、理解を容易にするために括弧内には、図面に示し後述する実施例の対応又は相当要素の記号もしくは対応事項を、例示として参考までに付記した。以下も同様である。
【０００８】
上記揺動駆動機構には、第１振り子幹(23)にガイド溝(23a)を、回転アーム(31)に複数の倣いローラ(32,33)を備える態様１−１，第１振り子幹(23)に複数の倣いローラ(32,33)を、回転アーム(31)にガイド溝(23a)を備える態様１−２，第２振り子幹(34)に振り子ローラ(36)を、キャリッジ(24)に振り子(25)を備える態様２−１、および、キャリッジ(24)に振り子ローラ(36)を、第２振り子幹(34)に振り子(25)を備える態様２−２がある。
【０００９】
上記（１）の第１形態は上記態様１−１と２−１の組み合わせ、第２形態は上記態様１−１と２−２の組み合わせ、第３形態は、上記態様１−２と２−１の組み合わせ、そして、第４形態は上記態様１−２と２−２の組み合わせである。下記（２）が上記第１形態である。以下では、第１形態（下記（２）の形態）に基づいて説明する。
【発明の効果】
【００１０】
揺動駆動軸(19)が回転駆動されると、該駆動軸(19)の軸心を中心とする円周上を揺動ローラ(21)の回転中心が回動する。これにより第１振り子幹(23)が、振り子軸(22)を中心に振り子運動をする。この振り子運動により、複数の倣いローラ(32,33)の全体が同じく振り子運動をして、これらの倣いローラ(32,33)を支持している回転アーム(31)が倣い軸(30)を中心に回転ししかも同じく振り子運動をする。倣い軸(30)はスライドブロック(28,29)で支持されているので、スライドブロック(28,29)およびそれを垂直方向ｚに移動自在に支える第２振り子幹(34)が、振り子駆動されて倣いローラ(36)が、振り子(25)をｘ方向に往復駆動すなわち揺動駆動し、キャリッジ(24)に固定された揺動アーム(5)が、溶接方向ｙおよび垂直方向ｚに直交するｘ方向に揺動する。振幅調節ねじ(26)をねじ緩め方向に廻すと、スライドブロック(28,29)が下降し、これにより倣いローラ(32,33)が第１振り子幹(23)のガイド溝(23a)内で降下し、第１振り子幹(23)の揺動（振り子）振幅は一定であるが、第２振り子幹(34)の揺動振幅が大きくなる。すなわち、振幅調節ねじ(26)の緩め方向の回転により第２振り子幹(34)の揺動振幅が大きくなり、締め込み方向の回転により小さくなる。振幅調節ねじ(26)を廻すことによって、揺動振幅を調節できる。
【００１１】
第１振り子幹(23)の小幅の揺動駆動で第２振り子幹(34)を大きく揺動駆動できるのに加えて、溶接トーチ(7)を支持する揺動アーム(5)は、レール(15)で支持されたキャリッジ(24)に搭載されて、該キャリッジを介してレール(15)で負荷（溶接トーチ７〜揺動アーム５）が支持されるので、第２振り子幹(34)の揺動負荷は軽く、広幅揺動を低負荷で円滑におこなうことができる。また、倣いローラ(32,33)が１個の場合には、溶接トーチ(7)に外力が加わりこれによって第２振り子幹(34)に制動力または加速力が加わると、倣いローラを中心に第２振り子幹(34)がずれ回動して、振り子運動の中点が揺動方向ｘにずれてしまう。しかし本発明のように倣いローラを垂直方向zに分布する複数とすることにより、溶接トーチ(7)に外力が加わっても、第２振り子幹(34)が１個の倣いローラを中心に回動することはなく、トーチに外力が加わっても、揺動運動が揺動方向ｘにずれることはない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１形態の一実施例の外観を示す背面図である。
【図２】図１上の揺動機構箱４の縦断面図である。
【図３】図２上のIII−III線横断面図である。
【図４】図３に示す揺動機構要素を、それらの間の相互結合を分断して示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（２）軸心を中心に回転可で機体に固定され溶接方向ｙに延びる振り子軸(22)；
該振り子軸(22)の先端部が固定され垂直方向ｚに延び、該方向に延びるガイド溝(23a)および揺動ローラ(21)が進入するカム穴(23b)がある第１振り子幹(23)；
前記揺動ローラ(21)を偏芯位置に支持して偏芯回動駆動する、前記振り子軸(22)と平行である揺動駆動軸(19)；
垂直方向ｚに延びる振幅調節ねじ(26)；
該振幅調節ねじ(26)が螺合し該振幅調節ねじの回転により上下駆動されるスライドブロック(28,29)；
垂直方向ｚに分布し第１振り子幹(23)の前記ガイド溝(23a)に進入する複数の倣いローラ(32,33)を装備し、前記スライドブロック(28,29)に、溶接方向ｙに延びる倣い軸(30)で、該倣い軸の軸心を中心に回転可に結合した回転アーム(31)；
前記スライドブロック(28,29)が垂直方向ｚにスライドできる、垂直方向ｚに長いガイド穴(35)、および、該ガイド穴の下方にあって溶接方向ｙに延びる軸を中心に回転可能な振り子ローラ(36)があり、溶接方向ｙに延びる軸廻りに振り子回動する第２振り子幹(34)；
機体に固定され揺動方向ｘに延びるレール(15)；
該レール(15)で支持され揺動方向ｘに移動可能なキャリッジ(24)；
該キャリッジ(24)に固定され揺動方向ｘに延びる、溶接トーチ(7)を支持するための揺動アーム(5)；および、
前記振り子ローラ(36)が進入する垂直方向ｚに延びるガイド溝(2５a)がある、前記キャリッジ(24)に固定された振り子(25)；
を備える揺動駆動機構。
【００１４】
（３）前記複数の倣いローラは２個(32,33)であって、前記倣い軸(30)に関して対称に位置する、上記（１）又は（２）に記載の揺動駆動機構。これによれば、第１振り子幹(23)の振り子運動による、倣いローラ(32,33)を介した、倣い軸(30)を中心にした回転アーム３１の回転が安定し、倣い軸(30)による第２振り子幹(34)の振り子駆動が円滑になる。
【００１５】
（４）前記揺動駆動軸(19)に固着した被駆動傘歯車(19)，該被駆動傘歯車に噛み合う駆動傘歯車(17)，該駆動傘歯車を固着した出力軸をもつ減速機構(16)、および、該減速機構の入力軸を回転駆動する電気モータ(10)、をさらに備える上記（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の揺動駆動機構。これによれば、揺動方向ｘに延びて前方で溶接トーチ(7)を支持する揺動アーム(5)の後方に電気モータ(10)をその回転軸がｘ方向に延びるものとなる姿勢で配置することができる。すなわち、溶接トーチ(7)からもっとも離れた位置（溶接作業に邪魔とならない位置）に電気モータを配置することができる。
【００１６】
本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
【実施例】
【００１７】
図１に、本発明の第１形態の揺動駆動機構を装備した溶接装置を示す。自走台車１には、前方に２個、後方に２個、合わせて４個の車輪、これらの車輪を回転駆動する減速機構および電気モータが備わっている。また台車本体から側方ｘ方向に突き出した倣いローラが、前方に１個、後方に１個、合わせて２個あり、自走台車１は、水平母材（水平鋼板）上を、２個の倣いローラが共に垂直母材（垂直鋼板）にぴったり当たるように、溶接方向ｙに自走する。
【００１８】
自走台車１には、ｘ位置調節機構２を介して揺動駆動機構の支持台３が支持されている。ｘ位置調節機構２の、右方に突出した調節摘みを時計方向に廻すと、支持台３（揺動駆動機構）が右方に移動し、反時計方向に廻すと左方に移動する。支持台３には揺動機構箱４が装着されている。揺動機構箱４から、ｘ方向に延びる揺動アーム５が突出しており、その左端部が、姿勢およびｘ，ｙ，ｚ位置調整機構６を介して、溶接トーチ７を支持している。姿勢およびｘ，ｙ，ｚ位置調整機構６に対する手動操作によって、溶接トーチ７の、傾斜（溶接方向ｙに平行な軸廻りの回転角度）およびｘ，ｙ，ｚ各位置を調整することができる。8は垂直方向ｚのトーチ位置を調整するための、トーチ高さ調節摘み、９は紙面に垂直な、溶接装置持ち運び用の、ｙ方向に延びる握り棒、１０は揺動駆動原動機である電気モータ、１１はトーチ揺動駆動の振幅を調整するための摘み、１２は、溶接電源を除く台車上機器電源の電源スイッチ、そして１３は、トーチ揺動／停止を行う揺動スイッチ、である。
【００１９】
図2に、図１に示す揺動機構箱４の垂直断面（ｘ−ｚ断面）を示す。揺動機構箱４の底板１４およびそれに設けた数種の立板及び枠体で、揺動駆動機構の機体が構成されており、該機体で揺動機構要素が回転支持又は固定されている。振幅調節摘み１１は、振幅調節ねじ１６に連結されている。電気モータ１０の回転軸に減速歯車１６の入力軸が結合され、出力軸には駆動傘歯車１７が固着されている。
【００２０】
図３に、図２上のIII−III線横断面を示す。駆動傘歯車１７に噛み合う被駆動傘歯車１８の歯車軸である揺動駆動軸１９の端部（右端部）には、円板２０が固定され、この円板２０の偏芯位置に揺動ローラ（ベアリングローラ）２１が装着されている。この揺動ローラ２１は、第１振り子幹２３にあるカム穴２３ｂ（図４）に進入している。第１振り子幹２３は機体で回転自在に支持された振り子軸２２の先端部（右端部）に固着されている。
【００２１】
図４に、図３に示す揺動ローラ２１によって振り子駆動される要素を主体とする主な揺動機構要素を、相互の結合を分断して示す。図３と図４を参照されたい。この実施例（第１形態）では、第１振り子幹２３に垂直方向ｚに長いガイド溝２３ａがあり、このガイド溝２３ａに２個の倣いローラ３２，３３が進入している（図３）。これらの倣いローラ３２，３３は、回転アーム３１に装着されている。倣いローラ３２，３３は垂直方向ｚに分布し、それらの中間点に、倣い軸３０があって回転アーム３１を貫通してスライドブロック２８に固着したスライド板２９に固定されている。回転アーム３１は、倣い軸３０に対して倣い軸３０の軸心を中心に回転可能である。スライドブロック２８には、垂直方向ｚに延びる雌ねじ穴があり、この雌ねじ穴を振幅調節ねじ２６が貫通し螺合している。振幅調節ねじ２６は、垂直方向ｚに直交する水平２軸方向の傾動を可能とするユニバーサルジョイント２６ｂで丸棒２６ａに連結されている。丸棒２６ａは、機体に固定されたブラケット２７でｚ方向の昇降は不可能であるが、軸心を中心にした回転は可能に支持され、ブラケット２７の上方に突出する上端部に、振幅調節摘み１１が固着されている。振幅調節摘み１１を時計方向に廻すとブロック２８が上昇し、回転アーム３１およびそれに支持された倣いローラ３２，３３が、第１振り子幹２３に対して上方に移動する。逆に、振幅調節摘み１１を反時計方向に廻すとブロック２８が下降し、回転アーム３１およびそれに支持された倣いローラ３２，３３が、第１振り子幹２３に対して下方に移動する。
【００２２】
この実施例では、大略で円柱状であるが、中ほどに溝が切られて外形が凹状（コの字枠形）の連結子３９のコ形溝３９ａの底部に開いたベアリング穴３９ｂを、振り子軸２２が貫通し、第１振り子幹２３およびそのガイド溝２３ｂに侵入した倣いローラ３２，３３、ならびにこれらの倣いローラを支持する回転アーム３１及びスライド板２９が、コ形溝３９ａに嵌まり込んでいる（図３）。スライド板２９はスライドブロック２８に一体固定であるが、スライドブロック２８の、スライド板２９に連結した部位はくびれており、このくびれ部分が、Ｕ字形の第２振り子幹３４のガイド穴３５を貫通しかつ垂直方向ｚに移動可能にガイド穴３５で支持され案内されている。換言すると、スライドブロック２８の上記くびれ部分の空間に、第２振り子幹３４のＵ型部の上端が該空間の下方から差し込まれている。これによりスライドブロック２８は、第２振り子幹３４に対して垂直方向ｚに上下スライドすることができる。第２振り子幹３４の上端部には４個のねじ通し穴３７があり、連結子３９の先端面の雌ねじ穴３８と整合している。各ねじ通し穴３７に各ねじ（図示略）を通して各雌ねじ穴３８にねじ込むことによって、第２振り子幹３４の上端部が連結子３９に固着されており、第２振り子幹３４は振り子軸２２の軸心を中心に回動（振り子運動）することができる。
【００２３】
第２振り子幹３４の下端部には、振り子ローラ３６がその軸心を溶接方向ｙに合わせて装着されている。揺動機構箱４の底板１４には、揺動方向ｘに延びるレール１５が固定されており、揺動方向ｘに延びる揺動アーム５（図３）が固着されたキャリッジ２４を、揺動方向ｘに往復スライド自在に支持している。この実施例では、このキャリッジ２４および揺動アーム５に、振り子２５が固着されている。振り子２５には、垂直方向ｚに延びるガイド溝２５ａがあり、このガイド溝２５ａに振り子ローラ３６が嵌まり込み、ガイド溝２５ａに対して上下にスライドできる。第２振り子幹３４が振り子軸２２の軸心を中心に回動（振り子運動）すると、振り子ローラ３６が、振り子２５を揺動方向ｘに往復駆動（揺動駆動；振り子運動駆動）するとともに、振り子２５に対して上下動する。振り子２５の往復運動と同じく、キャリッジ２４および揺動アーム５が往復運動する。揺動アーム５のこの往復運動が揺動であり、この揺動と同じく溶接トーチ７が揺動する。
【００２４】
次に、電気モータ１０の回転による各機構要素の動作を説明する。揺動スイッチ１３をオフからオンに切替えると、電気モータ１０が回転を始めて、減速歯車１６および駆動傘歯車１７を介して被駆動傘歯車１８が回転し、揺動ローラ２１が、被駆動傘歯車軸である揺動駆動軸１９の軸心を中心とする円周に沿って回動する。すなわち偏芯回動する。この回動によって、第１振り子幹２３が、振り子軸２２の軸心を中心に揺動方向ｘの振り子運動をする。この振り子運動によって倣いローラ３２，３３，回転アーム３１，倣い軸３０，スライド板２９およびスライドブロック２８が同様に振り子運動をして、第２振り子幹３４を振り子駆動する。第２振り子幹３４の振り子運動により、振り子２５にキャリッジ２４を介して固定された揺動アーム５が、ｘ方向の往復移動を繰り返す。すなわち揺動（オシレーション；ウィービング）する。
【符号の説明】
【００２５】
１：台車
２：ｘ位置調節機構
３：揺動機構支持台
４：揺動機構箱
５：揺動アーム
６：姿勢およびｘ，ｙ，ｚ位置調整機構
７：溶接トーチ
８：トーチ高さ調節摘み
９：握り棒
１０：電気モータ
１１：振幅調節摘み
１２：電源スイッチ
１３：揺動スイッチ
１４：底板
１５：レール
１６：減速歯車
１７：駆動傘歯車
１８：被駆動傘歯車
１９：揺動駆動軸
２０：円板
２１：揺動ローラ
２２：振り子軸
２３：第１振り子幹
２３ａ：ガイド溝
２３ｂ：カム穴
２４：キャリッジ
２５：振り子
２５ａ：ガイド溝
２６：振幅調節ねじ
２６ａ：丸棒
２６ｂ：ユニバーサルジョイント
２７：ブラケット
２８：スライドブロック
２９：スライド板
３０：倣い軸
３１：回転アーム
３２，３３：倣いローラ
３４：第２振り子幹
３５：ガイド穴
３６：振り子ローラ
３７：ねじ通し穴
３８：雌ねじ穴
３９：連結子
３９ａ：コ形溝
３９ｂ：ベアリング穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心を中心に回転可で機体に固定され溶接方向ｙに延びる振り子軸；
該振り子軸の先端部が固定され垂直方向ｚに延び、揺動ローラが進入するカム穴がある第１振り子幹；
前記揺動ローラを偏芯位置に支持して偏芯回動駆動する、前記振り子軸と平行である揺動駆動軸；
垂直方向ｚに延びる振幅調節ねじ；
該振幅調節ねじが螺合し該振幅調節ねじの回転により上下駆動されるスライドブロック；
該スライドブロックに、溶接方向ｙに延びる倣い軸で、該倣い軸の軸心を中心に回転可に結合した回転アーム；
前記スライドブロックが垂直方向ｚにスライドできる、垂直方向ｚに長いガイド穴があり、溶接方向ｙに延びる軸廻りに振り子回動する第２振り子幹；
機体に固定され揺動方向ｘに延びるレール；
該レールで支持され揺動方向ｘに移動可能なキャリッジ；
該キャリッジに固定され揺動方向ｘに延びる、溶接トーチを支持するための揺動アーム；
前記第１振り子幹と回転アームの一方にあって垂直方向ｚに延びるガイド溝；
前記第１振り子幹と回転アームの他方にあって垂直方向ｚに分布し前記ガイド溝に進入する複数の倣いローラ；
前記第２振り子幹とキャリッジの一方にあって溶接方向ｙに延びる軸を中心に回転可能な振り子ローラ；および、
前記振り子ローラが進入する垂直方向ｚに延びるガイド溝がある、前記第２振り子幹とキャリッジの他方に固定された振り子；
を備える揺動駆動機構。
【請求項２】
軸心を中心に回転可で機体に固定され溶接方向ｙに延びる振り子軸；
該振り子軸の先端部が固定され垂直方向ｚに延び、該方向に延びるガイド溝および揺動ローラが進入するカム穴がある第１振り子幹；
前記揺動ローラを偏芯位置に支持して偏芯回動駆動する、前記振り子軸と平行である揺動駆動軸；
垂直方向ｚに延びる振幅調節ねじ；
該振幅調節ねじが螺合し該振幅調節ねじの回転により上下駆動されるスライドブロック；
垂直方向ｚに分布し第１振り子幹の前記ガイド溝に進入する複数の倣いローラを装備し、前記スライドブロックに、溶接方向ｙに延びる倣い軸で、該倣い軸の軸心を中心に回転可に結合した回転アーム；
前記スライドブロックが垂直方向ｚにスライドできる、垂直方向ｚに長いガイド穴、および、該ガイド穴の下方にあって溶接方向ｙに延びる軸を中心に回転可能な振り子ローラがあり、溶接方向ｙに延びる軸廻りに振り子回動する第２振り子幹；
機体に固定され揺動方向ｘに延びるレール；
該レールで支持され揺動方向ｘに移動可能なキャリッジ；
該キャリッジに固定され揺動方向ｘに延びる、溶接トーチを支持するための揺動アーム；および、
前記振り子ローラが進入する垂直方向ｚに延びるガイド溝がある、前記キャリッジに固定された振り子；
を備える揺動駆動機構。
【請求項３】
前記複数の倣いローラは２個であって、前記倣い軸に関して対称に位置する、請求項１又は２に記載の揺動駆動機構。
【請求項４】
前記揺動駆動軸に固着した被駆動傘歯車，該被駆動傘歯車に噛み合う駆動傘歯車，該駆動傘歯車を固着した出力軸をもつ減速機構、および、該減速機構の入力軸を回転駆動する電気モータ、をさらに備える請求項１乃至３のいずれか１つに記載の揺動駆動機構。
【請求項１】
軸心を中心に回転可で機体に固定され溶接方向ｙに延びる振り子軸；
該振り子軸の先端部が固定され垂直方向ｚに延び、揺動ローラが進入するカム穴がある第１振り子幹；
前記揺動ローラを偏芯位置に支持して偏芯回動駆動する、前記振り子軸と平行である揺動駆動軸；
垂直方向ｚに延びる振幅調節ねじ；
該振幅調節ねじが螺合し該振幅調節ねじの回転により上下駆動されるスライドブロック；
該スライドブロックに、溶接方向ｙに延びる倣い軸で、該倣い軸の軸心を中心に回転可に結合した回転アーム；
前記スライドブロックが垂直方向ｚにスライドできる、垂直方向ｚに長いガイド穴があり、溶接方向ｙに延びる軸廻りに振り子回動する第２振り子幹；
機体に固定され揺動方向ｘに延びるレール；
該レールで支持され揺動方向ｘに移動可能なキャリッジ；
該キャリッジに固定され揺動方向ｘに延びる、溶接トーチを支持するための揺動アーム；
前記第１振り子幹と回転アームの一方にあって垂直方向ｚに延びるガイド溝；
前記第１振り子幹と回転アームの他方にあって垂直方向ｚに分布し前記ガイド溝に進入する複数の倣いローラ；
前記第２振り子幹とキャリッジの一方にあって溶接方向ｙに延びる軸を中心に回転可能な振り子ローラ；および、
前記振り子ローラが進入する垂直方向ｚに延びるガイド溝がある、前記第２振り子幹とキャリッジの他方に固定された振り子；
を備える揺動駆動機構。
【請求項２】
軸心を中心に回転可で機体に固定され溶接方向ｙに延びる振り子軸；
該振り子軸の先端部が固定され垂直方向ｚに延び、該方向に延びるガイド溝および揺動ローラが進入するカム穴がある第１振り子幹；
前記揺動ローラを偏芯位置に支持して偏芯回動駆動する、前記振り子軸と平行である揺動駆動軸；
垂直方向ｚに延びる振幅調節ねじ；
該振幅調節ねじが螺合し該振幅調節ねじの回転により上下駆動されるスライドブロック；
垂直方向ｚに分布し第１振り子幹の前記ガイド溝に進入する複数の倣いローラを装備し、前記スライドブロックに、溶接方向ｙに延びる倣い軸で、該倣い軸の軸心を中心に回転可に結合した回転アーム；
前記スライドブロックが垂直方向ｚにスライドできる、垂直方向ｚに長いガイド穴、および、該ガイド穴の下方にあって溶接方向ｙに延びる軸を中心に回転可能な振り子ローラがあり、溶接方向ｙに延びる軸廻りに振り子回動する第２振り子幹；
機体に固定され揺動方向ｘに延びるレール；
該レールで支持され揺動方向ｘに移動可能なキャリッジ；
該キャリッジに固定され揺動方向ｘに延びる、溶接トーチを支持するための揺動アーム；および、
前記振り子ローラが進入する垂直方向ｚに延びるガイド溝がある、前記キャリッジに固定された振り子；
を備える揺動駆動機構。
【請求項３】
前記複数の倣いローラは２個であって、前記倣い軸に関して対称に位置する、請求項１又は２に記載の揺動駆動機構。
【請求項４】
前記揺動駆動軸に固着した被駆動傘歯車，該被駆動傘歯車に噛み合う駆動傘歯車，該駆動傘歯車を固着した出力軸をもつ減速機構、および、該減速機構の入力軸を回転駆動する電気モータ、をさらに備える請求項１乃至３のいずれか１つに記載の揺動駆動機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１７０９９０（Ｐ２０１２−１７０９９０Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３６２７１（Ｐ２０１１−３６２７１）
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（３０２０４０１３５）日鐵住金溶接工業株式会社 (172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（３０２０４０１３５）日鐵住金溶接工業株式会社 (172)
【Ｆターム（参考）】
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