裏当装置および片面溶接装置
【課題】被溶接部材を突き合わせた開先線の裏側へのフラックス押し当てが容易で、異なる裏当方式に対応する２つの裏当部を備えても裏当装置全体が大型化せず、設備コストが低価な裏当装置を提供する。また、裏当装置を備える片面溶接装置においても、片面溶接装置全体が大型化せず、設備コストが低価な片面溶接装置を提供する。
【解決手段】開先線の裏側にフラックスを押し当てる裏当部１１と、裏当フレーム１７と、架台フレーム２１と、フラックス回収手段２２とを備える裏当装置１０であって、裏当部１１は、フラックス保持部と、支持板と、１本のエアーホースと、エアーホースの幅方向の両側で長手方向に所定間隔で配置される昇降ガイド部材を有する昇降ガイド１４とを備え、昇降ガイド１４は、各昇降ガイド部材の一端部が、支持板に固定され、各昇降ガイド部材が、裏当フレーム１７に形成されたガイド穴を挿通して、ガイドされるように形成される。
【解決手段】開先線の裏側にフラックスを押し当てる裏当部１１と、裏当フレーム１７と、架台フレーム２１と、フラックス回収手段２２とを備える裏当装置１０であって、裏当部１１は、フラックス保持部と、支持板と、１本のエアーホースと、エアーホースの幅方向の両側で長手方向に所定間隔で配置される昇降ガイド部材を有する昇降ガイド１４とを備え、昇降ガイド１４は、各昇降ガイド部材の一端部が、支持板に固定され、各昇降ガイド部材が、裏当フレーム１７に形成されたガイド穴を挿通して、ガイドされるように形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板等の被溶接部材の片面溶接において、被溶接部材を突き合わせた開先線の裏側にフラックスを押し当てる裏当装置およびその裏当装置を備えた片面溶接装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、裏当装置およびその裏当装置を備えた片面溶接装置として、例えば、特許文献１では、以下の構成を備えたものが記載されている。図７は従来の片面溶接装置の構成を示す斜視図（被溶接部材は図示せず）、図８は従来の裏当装置および片面溶接装置（溶接機は図示せず）の構成を示す図７の断面図、図９は図７の断面図である。
【０００３】
図７に示すように、片面溶接装置１００は、片面溶接装置１００の長手方向に所定の間隔をあけて並設された複数のレール１０７と、レール１０７の上方に配置された断面視凹状の土台フレーム１０４と、土台フレーム１０４の内部に設置された裏当装置５０と、土台フレーム１０４の上部に配置され、裏当装置５０の上方で被溶接部材Ｅを搬送するパネル移動ローラ１０５ａ（補助ローラ１０６）と、裏当装置５０の上方において、裏当装置５０の長手方向に沿って移動可能な溶接機６０とを備える。
【０００４】
図８に示すように、裏当装置５０は、被溶接部材Ｅ、Ｅを突き合わせた開先線Ｍの裏側にフラックスを押し当てるフラックスカッパーバッキング式第１裏当部５１ａおよびフラックスバッキング式第２裏当部５１ｂと、第１裏当部５１ａおよび第２裏当部５１ｂを搭載する水平移動可能な裏当フレーム５４と、裏当フレーム５４の直下に配置された架台フレーム５５とを備える。また、架台フレーム５５の内部には、第１裏当部５１ａから落下させるフラックスを回収する第１裏当部用フラックス回収手段５６と、第２裏当部５１ｂから落下させるフラックスを回収する第２裏当部用フラックス回収手段５７とを備える。また、裏当装置５０は、裏当装置５０の長手方向に沿って移動可能なフラックス供給ホッパ５９（図７参照）を備える。
【０００５】
第１裏当部５１ａは、フラックスを保持する銅板５２ａと、銅板５２ａを裏当フレーム５４に相対して昇降させる２本の第１エアーホース５３ａ、５３ａを備える。第２裏当部５１ｂは、フラックスを保持する樋状のフラックス容器５２ｂと、フラックス容器５２ｂを裏当フレーム５４に相対して昇降させる２本の第２エアーホース５３ｂ、５３ｂを備える。
【０００６】
図７〜図９に示すように、このような構成からなる片面溶接装置１００では、裏当フレーム５４に設けられた裏当ローラ５８を用いて、裏当フレーム５４を架台フレーム５５の上を移動させることで、第１裏当部５１ａまたは第２裏当部５１ｂの位置調整を行い、開先線Ｍの直下に第１裏当部５１ａまたは第２裏当部５１ｂを配置する。そして、フラックス供給ホッパ５９を長手方向に移動させて、銅板５２ａまたはフラックス容器５２ｂ上にフラックスを供給する。その後、第１エアーホース５３ａ、５３ａまたは第２エアーホース５３ｂ、５３ｂに空気を導入して膨張させることにより、銅板５２ａまたはフラックス容器５２ｂを開先線Ｍ側に押し当て、開先線Ｍの裏側にフラックスを当接した状態として、開先線Ｍの表側から溶接機６０で溶接を行なう。
【特許文献１】特開２００５−３１９５１２号公報（請求項１、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図８に示すように、従来の裏当装置５０では、開先線Ｍの裏側へのフラックスの押し当てを安定化させるために、第１裏当部５１ａ（第２裏当部５１ｂ）において、２本のエアーホースを膨張させることで、銅板５２ａ（フラックス容器５２ｂ）が水平状態を維持しながら押し上がるようにしている。しかしながら、エアーホースの膨張は、導入される空気圧によって調整されるため、水平状態が維持できるように２本のエアーホースの空気圧を正確に調整することは難しいという問題があった。
【０００８】
また、裏当装置５０では、第１裏当部５１ａ、第２裏当部５１ｂの各々が２本の第１エアーホース５３ａ、第２エアーホース５３ｂを備えるため、各々の裏当部の幅が広くなり、両者を連結すると、幅がさらに広くなる。その結果、第１裏当部５１ａと第２裏当部５１ｂとの間の距離Ｌ３が長くなり、裏当装置全体の幅が大きくなる。そのため、溶接の際、２つの裏当部の上方に形成される溶接線の幅を狭くすることができない。
【０００９】
また、裏当装置５０では、距離Ｌ３が長いため、第１裏当部５１ａおよび第２裏当部５１ｂの長手両側部に設けられた補助ローラ１０６を具備したマグネット装置１０５ｂと、補助ローラ１０６を具備したパネル移動ローラ１０５ａとの間隔が広くなり、被溶接部材Ｅが搬送できなくなってしまう場合があった。すなわち、マグネット装置１０５ｂとパネル移動ローラ１０５ａとの間で、被溶接部材Ｅが自重によって下方に垂れ下がり、第１裏当部５１ａおよび第２裏当部５１ｂに衝突、または、パネル移動ローラ１０５ａを乗り越えることができない場合があった。そして、被溶接部材Ｅの搬送を可能にするため、裏当装置５０では、第１裏当部５１ａと第２裏当部５１ｂとの間に、マグネット装置１０５ｂまたは補助ローラ（図示せず）が必要であった。
【００１０】
さらに、裏当装置５０では、距離Ｌ３が長いため、２つの並設した裏当部（第１裏当部５１ａ、第２裏当部５１ｂ）から落下させる使用済みのフラックスを回収するために、各裏当部の下方に位置する架台フレーム５５の内部に、２つのフラックス回収手段（第１裏当部用フラックス回収手段５６、第２裏当部用フラックス回収手段５７）が必要であった。
【００１１】
したがって、裏当装置５０では、裏当装置全体の幅が大きくなると共に、フラックス回収手段を２つ、被溶接部材Ｅの搬送手段としてのマグネット装置１０５ｂまたは補助ローラ１０６が必要なため、設備コストが高価になりやすいという問題があった。
【００１２】
図７〜図９に示すように、従来の片面溶接装置１００では、裏当装置５０の裏当方式を切り替えて溶接を行なうためには、第１裏当部５１ａの上方の位置に固定された溶接機６０（溶接トーチ６３）を、第２裏当部５１ｂの上方の位置に距離Ｌ３だけ移動する必要がある。
【００１３】
一方、溶接機６０は、第１裏当部５１ａおよび第２裏当部５１ｂの長手方向に沿って延設された溶接機ビーム１０１を走行する走行台車６１と、走行台車６１に移動可能に取り付けられた調整冶具６２と、調整冶具６２に取り付けられた溶接トーチ６３とを備える。
【００１４】
そして、溶接機６０の走行台車６１に設けられたレール６１ａの上を、調整冶具６２に設けられたベアリング６２ａが移動することによって、調整冶具６２が幅方向に移動し、調整冶具６２に取り付けられた溶接トーチ６３が距離Ｌ４だけ移動する。なお、溶接機６０では、距離Ｌ４は、ベアリング６２ａが移動するレール６１ａの長さによって決定される。レール６１ａが長すぎると、レール６１ａと、溶接トーチ６３に供給される溶接ワイヤＷとが干渉するため、距離Ｌ４を長く設定することができない。
【００１５】
片面溶接装置１００では、距離Ｌ３が距離Ｌ４に比して長いため、溶接機６０（溶接トーチ６３）の第１裏当部５１ａから第２裏当部５１ｂへの移動を、溶接機６０の調整冶具６２の移動だけで調整することができない。そのため、片面溶接装置１００では、ビーム走行機構１０２を用いて、溶接機ビーム１０１をビーム走行ガイド１０３に沿って移動させることで、溶接機６０（溶接トーチ６３）を第１裏当部５１ａから第２裏当部５１ｂへ移動調整する。
【００１６】
したがって、片面溶接装置１００では、溶接機ビーム１０１に加えて、ビーム走行機構１０２およびビーム走行ガイド１０３が必要となる上、ビーム走行ガイド１０３には溶接機ビーム１０１（溶接機６０）の移動に耐える剛性が必要となる。そのため、片面溶接装置全体が大型化すると共に、設備コストが高価になりやすいという問題があった。また、ビーム走行ガイド１０３の設置、および、片面溶接装置全体の大型化は、工場の有効面積を奪うことにもなる。
【００１７】
そこで、本発明は、このような問題を解決すべく創案されたもので、その目的は、被溶接部材を突き合わせた開先線の裏側へのフラックスの押し当てが容易で、異なる裏当方式に対応する２つの裏当部を備えても裏当装置全体が大型化せず、設備コストが低価な裏当装置を提供する。また、前記裏当装置を備える片面溶接装置においても、片面溶接装置全体が大型化せず、設備コストが低価な片面溶接装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記課題を解決するために、請求項１に係る裏当装置は、被溶接部材を突き合わせた開先線の裏側にフラックスを押し当てる裏当部と、前記裏当部を搭載する水平移動可能な裏当フレームと、前記裏当フレームを搭載し当該裏当フレームの直下に配置された架台フレームと、前記架台フレームに配置され、前記裏当部から落下させるフラックスを回収するフラックス回収手段とを備える裏当装置であって、前記裏当フレームは、前記裏当部の長手方向に沿って延設する天板と、前記天板の幅方向の両側で立設される側板と、両側板の間に連結される底板とを備え、前記裏当部は、フラックスを保持するフラックス保持部と、前記フラックス保持部を支持する支持板と、前記支持板と前記天板との間に配置され、前記フラックス保持部を前記裏当フレームに相対して昇降させる１本のエアーホースと、前記エアーホースの幅方向の両側で当該エアーホースの長手方向に所定間隔で配置される昇降ガイド部材を有する昇降ガイドとを備え、前記昇降ガイドは、各昇降ガイド部材の一端部が、前記支持板に固定され、各昇降ガイド部材が、前記天板に形成されたガイド穴を挿通して、前記側板に沿ってガイドされるように形成されることを特徴とする。
【００１９】
前記構成によれば、裏当部が昇降ガイド部材を有する昇降ガイドを備えることによって、１本のエアーホースの膨張によってフラックス保持部を開先側に上昇させる際に、エアーホースの膨張に伴って、昇降ガイド部材がエアーホースの両側で同一高さにスライドする。そのため、フラックス保持部の傾斜が阻止され、水平状態が維持できる。
【００２０】
請求項２に係る裏当装置は、被溶接部材を突き合わせた開先線の裏側にフラックスを押し当てる第１裏当部および第２裏当部と、前記第１裏当部を搭載する水平移動可能な第１裏当フレームと、第２裏当部を搭載する水平移動可能な第２裏当フレームと、前記第１裏当フレームおよび前記第２裏当フレームを搭載し、前記第１裏当フレームおよび前記第２裏当フレームの直下に配置された架台フレームと、前記架台フレームに配置され、前記第１裏当部および第２裏当部から落下させるフラックスを回収する１つのフラックス回収手段とを備える裏当装置であって、前記第１裏当フレームは、前記第１裏当部の長手方向に沿って延設する第１天板と、前記第１天板の幅方向の両側で立設される第１側板と、両第１側板の間に連結される第１底板とを備え、前記第１裏当部は、フラックスを保持する銅板と、前記銅板を支持する第１支持板と、前記第１支持板と前記第１天板との間に配置され、前記銅板を前記第１裏当フレームに相対して昇降させる１本の第１エアーホースと、前記第１エアーホースの幅方向の両側で当該第１エアーホースの長手方向に所定間隔で配置される第１昇降ガイド部材を有する第１昇降ガイドとを備え、前記第１昇降ガイドは、各第１昇降ガイド部材の一端部が、前記第１支持板に固定され、各第１昇降ガイド部材が、前記第１天板に形成された第１ガイド穴を挿通して、前記第１側板に沿ってガイドされるように形成され、前記第２裏当フレームは、前記第２裏当部の長手方向に沿って延設する第２天板と、前記第２天板の幅方向の両側で立設される第２側板と、両第２側板の間に連結される第２底板とを備え、前記第２裏当部は、フラックスを保持するフラックス容器と、前記フラックス容器を支持する第２支持板と、前記第２支持板と前記第２天板との間に配置され、前記フラックス容器を前記第２裏当フレームに相対して昇降させる１本の第２エアーホースと、前記第２エアーホースの幅方向の両側で当該第２エアーホースの長手方向に所定間隔で配置される第２昇降ガイド部材を有する第２昇降ガイドとを備え、前記第２昇降ガイドは、各第２昇降ガイド部材の一端部が、前記第２支持板に固定され、各第２昇降ガイド部材が、前記第２天板に形成された第２ガイド穴を挿通して、前記第２側板に沿ってガイドされるように形成されることを特徴とする。
【００２１】
前記構成によれば、第１裏当部および第２裏当部が、第１昇降ガイド部材を有する第１昇降ガイド、および、第２昇降ガイド部材を有する第２昇降ガイドを備えることによって、１本の第１または第２エアーホースの膨張によって銅板またはフラックス容器を開先側に上昇させる際に、第１または第２エアーホースの膨張に伴って、第１昇降ガイド部材または第２ガイド部材が第１エアーホースまたは第２エアーホースの幅方向の両側で同一高さにスライドする。そのため、銅板またはフラックス容器の傾斜が阻止され、水平状態が維持できる。
【００２２】
また、第１裏当部または第２裏当部から落下させるフラックスを回収する１つのフラックス回収手段を備えることによって、第１裏当部および第２裏当部に対応して２つのフラックス回収手段を備え、第１裏当部と第２裏当部との間にマグネット装置または支持ローラを備えた従来の裏当装置に比べて、第１裏当部と第２裏当部との間の距離を狭くすることができ、被溶接部材を支持するマグネット装置または支持ローラも不要となる。
【００２３】
請求項３に係る裏当装置は、前記第１裏当フレームと前記第２裏当フレームとを連結する連結部を備えることを特徴とする。
【００２４】
前記構成によれば、第１裏当フレームと第２裏当フレームとを連結する連結部を備えることによって、第１および第２裏当フレームの幅方向の剛性が高くなり、開先線両端の位置で裏当フレームが弓なりに変形することが阻止され、溶接機のセンター合わせの精度が向上する。また、連結部は、第１裏当部および第２裏当部から落下させる使用済みのフラックスが、第１裏当部と第２裏当部との間で堆積し、フラックス回収手段に到達しないことがないように、第１裏当部と第２裏当部との間に所定の間隔（空間部）を設ける働きを有する。
【００２５】
請求項４に係る裏当装置は、前記銅板にフラックスを供給する第１フラックス供給手段と、前記フラクッス容器にフラックスを供給する第２フラックス供給手段とを備えることを特徴とする。
【００２６】
前記構成によれば、第１および第２フラックス供給手段を備えることによって、異なる高さに配置された銅板またはフラックス容器に、その長手方向に亘って一定にフラックスを供給することができる。
【００２７】
請求項５に係る片面溶接装置は、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の裏当装置と、前記裏当装置を支持して、前記裏当装置の長手方向に延設された土台フレームと、前記土台フレームの上部に配置され、前記裏当装置の上方で前記被溶接部材を水平移動させる搬送手段と、前記裏当装置の上方に固定され、前記開先線の表側から前記溶接部材を溶接する溶接機とを備えることを特徴とする。
【００２８】
前記構成によれば、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の裏当装置を備えることによって、裏当装置のフラックス保持部の水平状態が維持できる。また、２種類の裏当部を備えた場合であっても、裏当部間の距離を狭くでき、裏当部間に被溶接部材を搬送するマグネット装置またはパネル移動ローラが不要となる。さらに、裏当部間の距離を狭くできることによって、裏当部間での溶接機（溶接トーチ）の移動を、溶接トーチを取り付けた調整冶具の移動調整で行なうことができ、従来の片面溶接装置が備えていた、溶接機ビームの移動に用いるビーム走行機構およびビーム走行ガイドが不要となる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る裏当装置によれば、被溶接部材を突き合わせた開先線の裏側へのフラックスの押し当てが容易であって、異なる裏当方式に対応する２つの裏当部を備えても裏当装置全体が大型化せず、設備コストが低価となる。また、本発明に係る片面溶接装置によれば、開先線での溶接状態が優れたものとなることに加えて、片面溶接装置全体が大型化せず、設備コストが低価となると共に、設置スペースも最小限となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明に係る裏当装置および片面溶接装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図1は裏当装置および片面溶接装置（溶接機は図示せず）の構成を示す断面図、図２は裏当装置の他の実施形態、および、片面溶接装置（溶接機は図示せず）の構成を示す断面図、図３（ａ）、（ｂ）は裏当装置の銅板またはフラックス容器の昇降機構を示す概略図であって、（ａ）は銅板またはフラックス容器を被溶接部材に押し当てる前の状態を示し、（ｂ）は銅板またはフラックス容器を被溶接部材に押し当てた状態を示す、図４は片面溶接装置の構成を示す斜視図（被溶接部材は図示せず）、図５は図４の断面図、図６は裏当装置および片面溶接装置（溶接機は図示せず）の他の実施形態の構成を示す断面図である。なお、実施形態の説明において、長手方向は被溶接部材の開先線に平行な方向、幅方向は開先線に直交する方向とする。
【００３１】
まず、本発明に係る裏当装置の第１実施形態について説明する。
図１に示すように、裏当装置１０は、例えば1辺が２０〜３０ｍの長さからなる被溶接部材Ｅを突き合わせた開先線Ｍの裏側にフラックスを押し当てる装置であって、片面サブマージアーク溶接を行なう片面溶接装置１に設置される。
【００３２】
裏当装置１０は、裏当部１１と、裏当フレーム１７と、架台フレーム２１と、フラックス回収手段２２とを備える。以下、各構成について説明する。
【００３３】
裏当部１１は、被溶接部材Ｅを突き合わせた開先線Ｍの裏側にフラックスを押し当てる部分である。図３（ａ）、（ｂ）に同一構成の裏当部１１（第１裏当部１１ａ、第２裏当部１１ｂ）が記載されているため、適宜参照して説明する。なお、第１実施形態の裏当装置１０においては、第１裏当部１１ａ、第２裏当部１１ｂのいずれか一方を備える。そして、裏当部１１は、フラックス保持部１２と、支持板１５と、１本のエアーホース１３と、昇降ガイド１４とを備える。
【００３４】
フラックス保持部１２は、長手方向に亘って形成される銅板であって、その上面に片面溶接装置１の第１フラックス供給手段２６ａ（図４参照）から供給されたフラックスを保持する。そして、被溶接部材Ｅの板厚が比較的厚く、目違いがない場合には、フラックス保持部１２として銅板１２ａが使用され、フラックスカッパーバッキング式と称される。また、被溶接部材Ｅの板厚が比較的薄く、目違いや板厚差がある場合には、フラックス保持部１２として樋状のフラックス容器１２ｂが使用され、フラックスバッキング式と称される。
【００３５】
支持板１５は、長手方向に亘って形成される長尺板であって、裏当フレーム１７の上部に配置され、フラックス保持部１２を支持するものである。また、フラックス保持部１２を支持する目的で、支持板１５での支持を補助する支持補助板１６を使用してもよい（図３（ａ）、（ｂ）の第１裏当部１１ａ参照）。支持補助板１６は、支持板１５から立設し、長手方向に亘って、所定間隔で複数個設けられている。
【００３６】
エアーホース１３は、フラックス保持部１２を支持する支持板１５と裏当フレーム１７との間に配置されている。そして、エアーホース１３は、その膨張または収縮によって、フラックス保持部１２を裏当フレーム１７に相対して昇降させる。また、図３（ａ）、（ｂ）の第２裏当部１１ｂのように、フラックス容器１２ｂ（フラックス保持部１２）の直下に第２エアーホース１３ｃを配置して、第２エアーホース１３ｃの膨張によって、フラックス容器１２ｂ（フラックス保持部１２）内に収納したフラックスを上昇させて被溶接部材Ｅの開先線Ｍに押し当ててもよい。
【００３７】
昇降ガイド１４は、裏当フレーム１７の上部に配置されたエアーホース１３の幅方向の両側に配置され、エアーホース１３の長手方向に所定間隔で多数配置される昇降ガイド部材１４を有する。また、昇降ガイド部材１４は、フラックス保持部１２を支持する支持板１５に固定された一端部を有し、裏当フレーム１７の天板２０に形成されたガイド穴２７を挿通して、裏当フレーム１７の側板１９に沿ってガイドされるように形成される。
そして、昇降ガイド部材１４は、エアーホース１３の膨張または収縮によって、エアーホース１３の両側で、裏当フレーム１７のガイド穴２７および側板１９にガイドされて、同一高さにスライドし、支持板１５を水平状態で昇降させ、フラックス保持部１２の傾斜を阻止して、水平状態を維持させている。
【００３８】
昇降ガイド部材１４は、例えば、棒状部材からなり、その長さは、スライドして、フラックス保持部１２に保持されたフラックスを開先線Ｍの裏側に当接させるのに十分な長さを有する。昇降ガイド部材１４は、その他端部に、ガイド穴２７（第２ガイド穴２７ｂ）より大径となるストッパ１４ｃを有してもよい（図３（ａ）、（ｂ）の第２昇降ガイド部材１４ｂ参照）。
【００３９】
裏当フレーム１７は、その上部に裏当部１１を搭載するフレームであって、裏当部１１の長手方向に沿って延設する天板２０と、天板２０の幅方向の両側で立設される側板１９と、両側板１９、１９の間に連結される底板１８とから構成される。また、底板１８は、架台フレーム２１の上部に配置された裏当ローラ部２１ａに支持され、昇降ガイド部材１４がストッパ１４ｃを有する場合には、底板１８にストッパ１４ｃが当接する。したがって、底板１８は、長手方向全長に亙って設ける必要はなく、裏当ローラ部２１ａに支持される、また、昇降ガイド部材１４がストッパ１４ｃを有する場合には、ストッパ１４ｃも当接する、所定の長さを有していればよい。天板２０は、裏当部１１の長手方向全長に亙って延設し、その上部にエアーホース１３が配置され、エアーホース１３の幅方向の両側には昇降ガイド部材１４をガイドするガイド穴２７が形成されている。さらに、両側板１９、１９は、昇降ガイド部材１４のスライドをガイドする。そして、裏当フレーム１７は、底板１８に係合する係合部を備えた駆動機構（図示せず）によって、裏当ローラ部２１ａの上を幅方向に水平移動する。
【００４０】
架台フレーム２１は、裏当フレーム１７の直下に配置され、鉛直方向に昇降するフレームであって、昇降手段２３に支持されるとともに、上部に裏当ローラ部２１ａが配置されている。架台フレーム２１は、角材および板材を接合して略箱状に枠組されており、幅方向に延設された下辺フレーム２１ｂと、下辺フレーム２１ｂの両端に梯子状に形成された側部フレーム２１ｃ、２１ｃと、側部フレーム２１ｃ、２１ｃの間に介設された一対の挟持板２１ｄ、２１ｄとを有する。一対の挟持板２１ｄ、２１ｄは、長手方向に所定の間隔で離間して、裏当ローラ部２１ａを挟持し、下端には昇降手段２３の上端が当接支持されている。また、一対の挟持板２１ｄ、２１ｄは、側部フレーム２１ｃの全長に亘って、所定の間隔をあけて複数個並設されている。さらに、下辺フレーム２１ｂには昇降手段２３が挿通されている。
【００４１】
フラックス回収手段２２は、架台フレーム２１の内部に配置され、開先線Ｍの溶接後に掻き落とされた使用済みフラックスを回収するものである。フラックス回収手段２２は、架台フレーム２１の上方に拡開したテーパ部２２ａと、回収したフラックスを外部に排出するスクリュー状のコンベア部２２ｂとからなる。
【００４２】
次に、本発明に係る裏当装置の第２実施形態について説明する。
図２、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、裏当装置１０Ａは、第１裏当部１１ａおよび第２裏当部１１ｂと、第１裏当フレーム１７ａと、第２裏当フレーム１７ｂと、架台フレーム２１と、１つのフラックス回収手段２２とを備える。ここで、第１裏当部１１ａおよび第２裏当部１１ｂの各々が、１本のエアーホース（第１エアーホース１３ａ、第２エアーホース１３ｂ）を備えることによって、各々の裏当部１１ａ、１１ｂの幅が狭くなり、第１裏当部１１ａと第２裏当部１１ｂとの間の距離Ｌ１を、狭く設定できる。すなわち、距離Ｌ１を、２本のエアホース（第１エアーホース５３ａ、第２エアーホース５３ｂ）を備える従来の裏当装置５０における、第１裏当部５１ａと第２裏当部５１ｂとの間の距離Ｌ３（図８参照）に比して、狭く設定できる。
【００４３】
また、裏当装置１０Ａは、第１裏当部１１ａが、銅板１２ａと、第１支持板１５ａと、１本の第１エアーホース１３ａと、第１昇降ガイド（第１昇降ガイド部材）１４ａとを備え、第２裏当部１１ｂが、フラックス容器１２ｂと、第２支持板１５ｂと、１本の第２エアーホース１３ｂと、第２昇降ガイド（第２昇降ガイド部材）１４ｂとを備える。
【００４４】
以下、裏当装置１０Ａの各構成について説明する。
ここで、裏当装置１０Ａの架台フレーム２１、フラックス回収手段２２は、前記の第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
また、裏当装置１０Ａの第１裏当フレーム１７ａ（第１底板１８ａ、第１側板１９ａ、第１天板２０ａ、第１ガイド穴２７ａ）および第２裏当フレーム１７ｂ（第２底板１８ｂ、第２側板１９ｂ、第２天板２０ｂ、第２ガイド穴２７ｂ）も、第１実施形態の裏当フレーム１７（底板１８、側板１９、天板２０、ガイド穴２７）と同様であるので、説明を省略する。
【００４５】
また、裏当装置１０Ａの第１裏当部１１ａおよび第２裏当部１１ｂは、前記の第１実施形態（裏当装置１０）の裏当部１１に相当する。
そして、第１裏当部１１ａにおける銅板１２ａ、第１支持板１５ａ、第１エアーホース１３ａおよび第１昇降ガイド（第１昇降ガイド部材）１４ａは、第１実施形態（裏当装置１０）のフラックス保持部１２、支持板１５、エアーホース１３、昇降ガイド（昇降ガイド部材）１４に相当する。
同様に、第２裏当部１１ｂにおけるフラックス容器１２ｂ、第２支持板１５ｂ、第２エアーホース１３ｂおよび第２昇降ガイド（第２昇降ガイド部材）１４ｂは、第１実施形態（裏当装置１０）のフラックス保持部１２、支持板１５、エアーホース１３、昇降ガイド（昇降ガイド部材）１４に相当する。
したがって、第１裏当部１１ａおよび第２裏当部１１ｂについても、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００４６】
裏当装置１０Ａは、裏当フレーム１７を、第１裏当部１１ａを搭載する第１裏当フレーム１７ａと、第２裏当部１１ｂを搭載する第２裏当フレーム１７ｂとから構成し、第１裏当フレーム１７ａと第２裏当フレーム１７ｂとを連結する連結部２４を備えてもよい。
【００４７】
連結部２４は、第１裏当フレーム１７ａおよび第２裏当フレーム１７ｂの幅方向の剛性を向上させるものであれば、特に限定されない。また、連結部２４は、長手方向に亘って、所定の間隔をあけて、複数個備えられている、すなわち、空間部２５を複数個備えることが好ましい。空間部２５を備えることによって、連結部２４に、第１裏当部１１ａおよび第２裏当部１１ｂから掻き落とされた使用済みフラックスが溜まることを防止できる。
【００４８】
図４に示すように、裏当装置１０Ａは、銅板１２ａ（図３（ａ）参照）にフラックスを供給する第１フラックス供給手段２６ａ、および、フラックス容器１２ｂ（図３（ａ）参照）にフラックスを供給する第２フラックス供給手段２６ｂを備えてもよい。第１フラックス供給手段２６ａ，および、第２フラックス供給手段２６ｂは、例えば、ホッパであって、フラックスを供給できれば、その形状は特に限定されない。
【００４９】
次に、本発明に係る片面溶接装置について説明する。
図２、図４、図５に示すように、片面溶接装置１は、裏当装置１０Ａと、土台フレーム１０４と、搬送手段１０５と、溶接機３０とを備える。また、２種の裏当部（第１裏当部１１ａ、第２裏当部１１ｂ）を備えた裏当装置１０Ａの代わりに、１種の裏当部１１を備えた裏当装置１０を使用してもよい。以下、各構成について説明する。なお、裏当装置１０、１０Ａについては、前記のとおりであるので、説明を省略する。
【００５０】
土台フレーム１０４は、鋼製の角材を枠組みして、断面視凹状を呈するように形成されており、上方が開放され内部に裏当装置１０Ａが支持され、裏当装置１０Ａの長手方向に沿って延設されるフレームである。土台フレーム１０４は、長手方向に沿って並設された２本の主梁１０４ａと、主梁１０４ａ、１０４ａの間に直角に連結された連結梁１０４ｂと、連結梁１０４ｂに垂直に立設された連結梁１０４ｃと、主梁１０４ａ、１０４ａの上方において、それぞれ平行に設置された補助梁１０４ｄ、１０４ｄと、補助梁１０４ｄ、１０４ｄから裏当装置１０Ａの反対側に向かって張出した片持梁１０４ｅとを備える。また、土台フレーム１０４は、連結梁１０４ｂの下方に回転台車部１０８が設置され、片面溶接装置１の長手方向に所定の間隔をあけて並設された複数のレール１０７の上を回転台車部１０８が移動することによって、幅方向に移動する。
【００５１】
搬送手段１０５は、土台フレーム１０４の上部（補助梁１０４ｄ）に配置され、裏当装置１０Ａの上方で被溶接部材Ｅを水平移動させるもので、パネル移動ローラ１０５ａ、マグネット装置１０５ｂ等で構成される。また、搬送手段１０５による被溶接部材Ｅの搬送を補助するために、土台フレーム１０４の上部（片持梁１０４ｅ）には補助ローラ１０６が配置される。
【００５２】
溶接機３０は、裏当装置１０Ａの上方に固定され、開先線Ｍの表側から被溶接部材Ｅを溶接するものである。溶接機３０は、裏当装置１０Ａの第１裏当部１１ａおよび第２裏当部１１ｂの長手方向に沿って延設される溶接機ビーム１０１を走行する走行台車３１と、走行台車３１に移動可能に取り付けられた調整冶具３２と、調整冶具３２に取り付けられた溶接トーチ３３とを備える。
【００５３】
そして、走行台車３１にベアリング３１ａが固定され、固定されたベアリング３１ａを介して調整冶具３２に設けられたレール３２ａが移動することによって、調整冶具３２が幅方向に移動し、調整冶具３２に取り付けられた溶接トーチ３３が距離Ｌ２だけ移動する。なお、溶接機３０では、ベアリング３１ａが固定され、ベアリング３１ａを介して、レール３２ａと共に調整冶具３２（溶接トーチ３３）が幅方向に移動する。そのため、レール３２ａと、溶接トーチ３３に供給する溶接ワイヤＷとが干渉することがないため、距離Ｌ２を、図９に示す距離Ｌ４より長く設定できる。
【００５４】
次に、裏当装置および片面溶接装置の動作について、図２〜図５を参照して、説明する。なお、裏当装置としては、２種類の裏当部（第１裏当部１１ａ、第２裏当部１１ｂ）を備えた裏当装置１０Ａを例にとって説明する。
【００５５】
（１）第１フラックス供給手段２６ａから、第１裏当部１１ａ（銅板１２ａ）にフラックスを供給する。そして、パネル移動ローラ１０５ａおよび補助ローラ１０６により、仮止めされた被溶接部材Ｅ、Ｅを移動させ、裏当装置１０Ａの上方に被溶接部材Ｅ、Ｅによって形成された開先線Ｍを配置させる。そして、図示しない駆動装置を作動させて開先線Ｍの直下に銅板１２ａが位置するように第１裏当部１１ａの幅方向の微調整を行う。
【００５６】
具体的には、第１裏当部１１ａを搭載した第１裏当フレーム１７ａを、第１裏当フレームの直下に配置された架台フレーム２１の上部に配置された裏当ローラ部２１ａの上で幅方向に水平移動させる。
【００５７】
（２）幅方向の微調整が終了したら、マグネット装置１０５ｂを起動させて、被溶接部材Ｅを、磁気によって下方に引き付けて固定する。
【００５８】
（３）第１エアーホース１３ａに空気を導入し、第１エアーホース１３ａを膨張させる。第１エアーホース１３ａの膨張によって、第１昇降ガイド（第１昇降ガイド部材）１４ａが、第１エアーホース１３ａの両側で、第１裏当フレーム１７ａの第１ガイド穴２７ａおよび第１側板１９ａにガイドされた状態でスライドして、第１昇降ガイド部材１４ａの一端部に固定された第１支持板１５ａを押し上げる。
【００５９】
第１支持板１５ａの押し上げによって、第１支持板１５ａ（支持補助板１６）に支持された銅板１２ａが開先線Ｍの裏側に当接し、開先線Ｍの裏側にフラックスが押し当てられる。そして、溶接機３０を溶接機ビーム１０１の上を所定速度で移動させながら、開先線Ｍの表側から溶接トーチ３３によって片面サブマージアーク溶接を施して、被溶接部材Ｅ、Ｅを溶接する。
【００６０】
（４）次に、開先線Ｍが複数ある場合には、第１エアーホース１３ａ内の空気を排出して、第１昇降ガイド（第１昇降ガイド部材）１４ａ、第１支持板１５ａを降下させ、銅板１２ａを被溶接部材Ｅの裏側から押し下げる、そして、昇降手段２３で架台フレーム２１を降下させ、第１裏当部１１ａを被溶接部材Ｅの裏側からさらに押し下げる。そして、前記（１）と同様に、銅板１２ａにフラックスを供給し、次の開先線Ｍの直下に銅板１２ａが位置するように微調整を行い、前記（２）〜（３）を行う。このような動作を、開先線Ｍがなくなるまで行う。
【００６１】
また、裏当方式をフラックスカッパーバッキング式からフラックスバッキング式に切り替える場合には、溶接機３０の走行台車３１のベアリング３１ａを介して、調整冶具３２のレール３２ａを幅方向に移動することによって、第１裏当部１１ａ（銅板１２ａ）の上から第２裏当部（フラックス容器１２ｂ）の上に、溶接トーチ３３を移動する。そして、前記（１）〜（４）にしたがって溶接を行なう。なお、フラックス回収手段として第２フラックス供給手段２６ｂ、裏当部として第２裏当部１１ｂ（フラックス容器１２ｂ、第２支持板１５ｂ、第２エアーホース１３ｂ、第２昇降ガイド（第２昇降ガイド部材）１４ｂ）、裏当フレームとして第２裏当フレーム１７ｂを使用する。
【００６２】
また、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、フラックス容器１２ｂは、以下の２段階で押し上げられ、開先線Ｍの裏側に当接する。
まず、第２裏当フレーム１７ｂ（第２天板２０ｂ）の上に配置された第２エアーホース１３ｂに空気を導入し、第２エアーホース１３ｂを膨張させる。第２エアーホース１３ｂの膨張に伴って、第２昇降ガイド部材１４ｂは、第２裏当フレーム１７ｂの第２ガイド穴２７ｂおよび第２側板１９ｂにガイドされた状態でスライドし、フラックス容器１２ｂを所定高さ（フラックス容器１２ｂが被溶接部材Ｅに接触する程度の高さ）まで押し上げる。そして、第２エアーホース１３ｂの膨張（第２昇降ガイド部材１４ｂのスライド）は、第２昇降ガイド部材１４ｂの他端部に設けられたストッパ１４ｃが、第２裏当フレーム１７ｂの下部に当接するまで行う（第１段階の押上）。
次に、フラックス容器１２ｂの下方に配置された第２エアーホース１３ｃに空気を導入し、第２エアーホース１３ｃを膨張させる。この第２エアーホース１３ｃの膨張によって、フラックス容器１２ｂ内のフラックスが被溶接部材Ｅに押し当てられる（第２段階の押上）。
【００６３】
このように、裏当方式の切り替えを、溶接トーチ３３の移動調整によって行うことが可能な理由は、裏当装置１０Ａにおいて、第１裏当部１１ａと第２裏当部１１ｂとの間の距離Ｌ１を、溶接トーチ３３の位置調整可能な距離Ｌ２に比して、狭く設定できるからである。そして、距離Ｌ１を狭く設定できる理由は、第１裏当部１１ａ（銅板１２ａ）および第２裏当部１１ｂ（フラックス容器１２ｂ）に内蔵したエアーホース（第１エアーホース１３ａ、第２エアーホース１３ｂ）を１本で構成したことにある。
【００６４】
図８に示すように、従来の裏当装置５０は、各々２本のエアーホース（第１エアーホース５３ａ、第２エアーホース５３ｂ）を内蔵した幅の広い第１裏当部５１ａ、第２裏当部５１ｂを備える。そのため、第１裏当部５１ａと第２裏当部５１ｂとの間の距離Ｌ３を、溶接トーチの位置調整可能な距離Ｌ２（図５参照）に比して、狭く設定できない。
【００６５】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更は可能である。
【００６６】
例えば、前記の裏当装置および片面溶接装置は、被溶接部材を幅方向（裏当装置の長手方向に直交する方向）に流動する場合を例にとって説明した。しかしながら、図６に示すように、被溶接部材Ｅを長手方向に流動する場合であっても、前記裏当装置１０、１０Ａ（図１、図２参照）および片面溶接装置１（図４、図５参照）と同一の構成からなる裏当装置１０Ｂおよび片面溶接装置１Ａ（溶接機については図示せず）が使用できる。例えば、裏当装置１０Ｂは、第１裏当部１１ａおよび第２裏当部１１ｂと、第１裏当フレーム１７ａと、第２裏当フレーム１７ｂと、架台フレーム２１と、フラックス回収手段２２とを備え、また、連結部２４をさらに備える。また、片面溶接装置１Ａは、裏当装置１０Ｂと、土台フレーム１０４と、搬送手段１０５と、溶接機（図示せず）とを備える。なお、図６において、裏当装置１０、１０Ａ、片面溶接装置１と同一の構成については、同一の符号を付した。そして、裏当装置１０Ｂでは、架台フレーム２１を昇降させる昇降手段２３（図１、図２参照）は必要ない。
また、昇降ガイド部材１４（第１昇降ガイド部材１４ａ、第２昇降ガイド部材１４ｂ）は、棒状部材として説明したが、その形状は板状であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る裏当装置および片面溶接装置（溶接機は図示せず）の構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る裏当装置の他の実施形態、および、片面溶接装置（溶接機は図示せず）の構成を示す断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る裏当装置の銅板またはフラックス容器の昇降機構を示す概略図であって、（ａ）は銅板またはフラックス容器を被溶接部材に押し当てる前の状態を示し、（ｂ）は銅板またはフラックス容器を被溶接部材に押し当てた状態を示す。
【図４】本発明に係る片面溶接装置の構成を示す斜視図（被溶接部材は図示せず）である。
【図５】図４の断面図である。
【図６】裏当装置および片面溶接装置（溶接機は図示せず）の他の実施形態の構成を示す断面図である。
【図７】従来の片面溶接装置の構成を示す斜視図（被溶接部材は図示せず）である。
【図８】従来の裏当装置および片面溶接装置（溶接機は図示せず）の構成を示す断面図である。
【図９】図７の断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 片面溶接装置
１０ 裏当装置
１１ 裏当部
１２ フラックス保持部
１３ エアーホース
１４ 昇降ガイド（昇降ガイド部材）
１５ 支持板
１７ 裏当フレーム
１８ 底板
１９ 側板
２０ 天板
２１ 架台フレーム
２２ フラックス回収手段
２７ ガイド穴
３０ 溶接機
１０４ 土台フレーム
１０５ 搬送手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板等の被溶接部材の片面溶接において、被溶接部材を突き合わせた開先線の裏側にフラックスを押し当てる裏当装置およびその裏当装置を備えた片面溶接装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、裏当装置およびその裏当装置を備えた片面溶接装置として、例えば、特許文献１では、以下の構成を備えたものが記載されている。図７は従来の片面溶接装置の構成を示す斜視図（被溶接部材は図示せず）、図８は従来の裏当装置および片面溶接装置（溶接機は図示せず）の構成を示す図７の断面図、図９は図７の断面図である。
【０００３】
図７に示すように、片面溶接装置１００は、片面溶接装置１００の長手方向に所定の間隔をあけて並設された複数のレール１０７と、レール１０７の上方に配置された断面視凹状の土台フレーム１０４と、土台フレーム１０４の内部に設置された裏当装置５０と、土台フレーム１０４の上部に配置され、裏当装置５０の上方で被溶接部材Ｅを搬送するパネル移動ローラ１０５ａ（補助ローラ１０６）と、裏当装置５０の上方において、裏当装置５０の長手方向に沿って移動可能な溶接機６０とを備える。
【０００４】
図８に示すように、裏当装置５０は、被溶接部材Ｅ、Ｅを突き合わせた開先線Ｍの裏側にフラックスを押し当てるフラックスカッパーバッキング式第１裏当部５１ａおよびフラックスバッキング式第２裏当部５１ｂと、第１裏当部５１ａおよび第２裏当部５１ｂを搭載する水平移動可能な裏当フレーム５４と、裏当フレーム５４の直下に配置された架台フレーム５５とを備える。また、架台フレーム５５の内部には、第１裏当部５１ａから落下させるフラックスを回収する第１裏当部用フラックス回収手段５６と、第２裏当部５１ｂから落下させるフラックスを回収する第２裏当部用フラックス回収手段５７とを備える。また、裏当装置５０は、裏当装置５０の長手方向に沿って移動可能なフラックス供給ホッパ５９（図７参照）を備える。
【０００５】
第１裏当部５１ａは、フラックスを保持する銅板５２ａと、銅板５２ａを裏当フレーム５４に相対して昇降させる２本の第１エアーホース５３ａ、５３ａを備える。第２裏当部５１ｂは、フラックスを保持する樋状のフラックス容器５２ｂと、フラックス容器５２ｂを裏当フレーム５４に相対して昇降させる２本の第２エアーホース５３ｂ、５３ｂを備える。
【０００６】
図７〜図９に示すように、このような構成からなる片面溶接装置１００では、裏当フレーム５４に設けられた裏当ローラ５８を用いて、裏当フレーム５４を架台フレーム５５の上を移動させることで、第１裏当部５１ａまたは第２裏当部５１ｂの位置調整を行い、開先線Ｍの直下に第１裏当部５１ａまたは第２裏当部５１ｂを配置する。そして、フラックス供給ホッパ５９を長手方向に移動させて、銅板５２ａまたはフラックス容器５２ｂ上にフラックスを供給する。その後、第１エアーホース５３ａ、５３ａまたは第２エアーホース５３ｂ、５３ｂに空気を導入して膨張させることにより、銅板５２ａまたはフラックス容器５２ｂを開先線Ｍ側に押し当て、開先線Ｍの裏側にフラックスを当接した状態として、開先線Ｍの表側から溶接機６０で溶接を行なう。
【特許文献１】特開２００５−３１９５１２号公報（請求項１、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図８に示すように、従来の裏当装置５０では、開先線Ｍの裏側へのフラックスの押し当てを安定化させるために、第１裏当部５１ａ（第２裏当部５１ｂ）において、２本のエアーホースを膨張させることで、銅板５２ａ（フラックス容器５２ｂ）が水平状態を維持しながら押し上がるようにしている。しかしながら、エアーホースの膨張は、導入される空気圧によって調整されるため、水平状態が維持できるように２本のエアーホースの空気圧を正確に調整することは難しいという問題があった。
【０００８】
また、裏当装置５０では、第１裏当部５１ａ、第２裏当部５１ｂの各々が２本の第１エアーホース５３ａ、第２エアーホース５３ｂを備えるため、各々の裏当部の幅が広くなり、両者を連結すると、幅がさらに広くなる。その結果、第１裏当部５１ａと第２裏当部５１ｂとの間の距離Ｌ３が長くなり、裏当装置全体の幅が大きくなる。そのため、溶接の際、２つの裏当部の上方に形成される溶接線の幅を狭くすることができない。
【０００９】
また、裏当装置５０では、距離Ｌ３が長いため、第１裏当部５１ａおよび第２裏当部５１ｂの長手両側部に設けられた補助ローラ１０６を具備したマグネット装置１０５ｂと、補助ローラ１０６を具備したパネル移動ローラ１０５ａとの間隔が広くなり、被溶接部材Ｅが搬送できなくなってしまう場合があった。すなわち、マグネット装置１０５ｂとパネル移動ローラ１０５ａとの間で、被溶接部材Ｅが自重によって下方に垂れ下がり、第１裏当部５１ａおよび第２裏当部５１ｂに衝突、または、パネル移動ローラ１０５ａを乗り越えることができない場合があった。そして、被溶接部材Ｅの搬送を可能にするため、裏当装置５０では、第１裏当部５１ａと第２裏当部５１ｂとの間に、マグネット装置１０５ｂまたは補助ローラ（図示せず）が必要であった。
【００１０】
さらに、裏当装置５０では、距離Ｌ３が長いため、２つの並設した裏当部（第１裏当部５１ａ、第２裏当部５１ｂ）から落下させる使用済みのフラックスを回収するために、各裏当部の下方に位置する架台フレーム５５の内部に、２つのフラックス回収手段（第１裏当部用フラックス回収手段５６、第２裏当部用フラックス回収手段５７）が必要であった。
【００１１】
したがって、裏当装置５０では、裏当装置全体の幅が大きくなると共に、フラックス回収手段を２つ、被溶接部材Ｅの搬送手段としてのマグネット装置１０５ｂまたは補助ローラ１０６が必要なため、設備コストが高価になりやすいという問題があった。
【００１２】
図７〜図９に示すように、従来の片面溶接装置１００では、裏当装置５０の裏当方式を切り替えて溶接を行なうためには、第１裏当部５１ａの上方の位置に固定された溶接機６０（溶接トーチ６３）を、第２裏当部５１ｂの上方の位置に距離Ｌ３だけ移動する必要がある。
【００１３】
一方、溶接機６０は、第１裏当部５１ａおよび第２裏当部５１ｂの長手方向に沿って延設された溶接機ビーム１０１を走行する走行台車６１と、走行台車６１に移動可能に取り付けられた調整冶具６２と、調整冶具６２に取り付けられた溶接トーチ６３とを備える。
【００１４】
そして、溶接機６０の走行台車６１に設けられたレール６１ａの上を、調整冶具６２に設けられたベアリング６２ａが移動することによって、調整冶具６２が幅方向に移動し、調整冶具６２に取り付けられた溶接トーチ６３が距離Ｌ４だけ移動する。なお、溶接機６０では、距離Ｌ４は、ベアリング６２ａが移動するレール６１ａの長さによって決定される。レール６１ａが長すぎると、レール６１ａと、溶接トーチ６３に供給される溶接ワイヤＷとが干渉するため、距離Ｌ４を長く設定することができない。
【００１５】
片面溶接装置１００では、距離Ｌ３が距離Ｌ４に比して長いため、溶接機６０（溶接トーチ６３）の第１裏当部５１ａから第２裏当部５１ｂへの移動を、溶接機６０の調整冶具６２の移動だけで調整することができない。そのため、片面溶接装置１００では、ビーム走行機構１０２を用いて、溶接機ビーム１０１をビーム走行ガイド１０３に沿って移動させることで、溶接機６０（溶接トーチ６３）を第１裏当部５１ａから第２裏当部５１ｂへ移動調整する。
【００１６】
したがって、片面溶接装置１００では、溶接機ビーム１０１に加えて、ビーム走行機構１０２およびビーム走行ガイド１０３が必要となる上、ビーム走行ガイド１０３には溶接機ビーム１０１（溶接機６０）の移動に耐える剛性が必要となる。そのため、片面溶接装置全体が大型化すると共に、設備コストが高価になりやすいという問題があった。また、ビーム走行ガイド１０３の設置、および、片面溶接装置全体の大型化は、工場の有効面積を奪うことにもなる。
【００１７】
そこで、本発明は、このような問題を解決すべく創案されたもので、その目的は、被溶接部材を突き合わせた開先線の裏側へのフラックスの押し当てが容易で、異なる裏当方式に対応する２つの裏当部を備えても裏当装置全体が大型化せず、設備コストが低価な裏当装置を提供する。また、前記裏当装置を備える片面溶接装置においても、片面溶接装置全体が大型化せず、設備コストが低価な片面溶接装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記課題を解決するために、請求項１に係る裏当装置は、被溶接部材を突き合わせた開先線の裏側にフラックスを押し当てる裏当部と、前記裏当部を搭載する水平移動可能な裏当フレームと、前記裏当フレームを搭載し当該裏当フレームの直下に配置された架台フレームと、前記架台フレームに配置され、前記裏当部から落下させるフラックスを回収するフラックス回収手段とを備える裏当装置であって、前記裏当フレームは、前記裏当部の長手方向に沿って延設する天板と、前記天板の幅方向の両側で立設される側板と、両側板の間に連結される底板とを備え、前記裏当部は、フラックスを保持するフラックス保持部と、前記フラックス保持部を支持する支持板と、前記支持板と前記天板との間に配置され、前記フラックス保持部を前記裏当フレームに相対して昇降させる１本のエアーホースと、前記エアーホースの幅方向の両側で当該エアーホースの長手方向に所定間隔で配置される昇降ガイド部材を有する昇降ガイドとを備え、前記昇降ガイドは、各昇降ガイド部材の一端部が、前記支持板に固定され、各昇降ガイド部材が、前記天板に形成されたガイド穴を挿通して、前記側板に沿ってガイドされるように形成されることを特徴とする。
【００１９】
前記構成によれば、裏当部が昇降ガイド部材を有する昇降ガイドを備えることによって、１本のエアーホースの膨張によってフラックス保持部を開先側に上昇させる際に、エアーホースの膨張に伴って、昇降ガイド部材がエアーホースの両側で同一高さにスライドする。そのため、フラックス保持部の傾斜が阻止され、水平状態が維持できる。
【００２０】
請求項２に係る裏当装置は、被溶接部材を突き合わせた開先線の裏側にフラックスを押し当てる第１裏当部および第２裏当部と、前記第１裏当部を搭載する水平移動可能な第１裏当フレームと、第２裏当部を搭載する水平移動可能な第２裏当フレームと、前記第１裏当フレームおよび前記第２裏当フレームを搭載し、前記第１裏当フレームおよび前記第２裏当フレームの直下に配置された架台フレームと、前記架台フレームに配置され、前記第１裏当部および第２裏当部から落下させるフラックスを回収する１つのフラックス回収手段とを備える裏当装置であって、前記第１裏当フレームは、前記第１裏当部の長手方向に沿って延設する第１天板と、前記第１天板の幅方向の両側で立設される第１側板と、両第１側板の間に連結される第１底板とを備え、前記第１裏当部は、フラックスを保持する銅板と、前記銅板を支持する第１支持板と、前記第１支持板と前記第１天板との間に配置され、前記銅板を前記第１裏当フレームに相対して昇降させる１本の第１エアーホースと、前記第１エアーホースの幅方向の両側で当該第１エアーホースの長手方向に所定間隔で配置される第１昇降ガイド部材を有する第１昇降ガイドとを備え、前記第１昇降ガイドは、各第１昇降ガイド部材の一端部が、前記第１支持板に固定され、各第１昇降ガイド部材が、前記第１天板に形成された第１ガイド穴を挿通して、前記第１側板に沿ってガイドされるように形成され、前記第２裏当フレームは、前記第２裏当部の長手方向に沿って延設する第２天板と、前記第２天板の幅方向の両側で立設される第２側板と、両第２側板の間に連結される第２底板とを備え、前記第２裏当部は、フラックスを保持するフラックス容器と、前記フラックス容器を支持する第２支持板と、前記第２支持板と前記第２天板との間に配置され、前記フラックス容器を前記第２裏当フレームに相対して昇降させる１本の第２エアーホースと、前記第２エアーホースの幅方向の両側で当該第２エアーホースの長手方向に所定間隔で配置される第２昇降ガイド部材を有する第２昇降ガイドとを備え、前記第２昇降ガイドは、各第２昇降ガイド部材の一端部が、前記第２支持板に固定され、各第２昇降ガイド部材が、前記第２天板に形成された第２ガイド穴を挿通して、前記第２側板に沿ってガイドされるように形成されることを特徴とする。
【００２１】
前記構成によれば、第１裏当部および第２裏当部が、第１昇降ガイド部材を有する第１昇降ガイド、および、第２昇降ガイド部材を有する第２昇降ガイドを備えることによって、１本の第１または第２エアーホースの膨張によって銅板またはフラックス容器を開先側に上昇させる際に、第１または第２エアーホースの膨張に伴って、第１昇降ガイド部材または第２ガイド部材が第１エアーホースまたは第２エアーホースの幅方向の両側で同一高さにスライドする。そのため、銅板またはフラックス容器の傾斜が阻止され、水平状態が維持できる。
【００２２】
また、第１裏当部または第２裏当部から落下させるフラックスを回収する１つのフラックス回収手段を備えることによって、第１裏当部および第２裏当部に対応して２つのフラックス回収手段を備え、第１裏当部と第２裏当部との間にマグネット装置または支持ローラを備えた従来の裏当装置に比べて、第１裏当部と第２裏当部との間の距離を狭くすることができ、被溶接部材を支持するマグネット装置または支持ローラも不要となる。
【００２３】
請求項３に係る裏当装置は、前記第１裏当フレームと前記第２裏当フレームとを連結する連結部を備えることを特徴とする。
【００２４】
前記構成によれば、第１裏当フレームと第２裏当フレームとを連結する連結部を備えることによって、第１および第２裏当フレームの幅方向の剛性が高くなり、開先線両端の位置で裏当フレームが弓なりに変形することが阻止され、溶接機のセンター合わせの精度が向上する。また、連結部は、第１裏当部および第２裏当部から落下させる使用済みのフラックスが、第１裏当部と第２裏当部との間で堆積し、フラックス回収手段に到達しないことがないように、第１裏当部と第２裏当部との間に所定の間隔（空間部）を設ける働きを有する。
【００２５】
請求項４に係る裏当装置は、前記銅板にフラックスを供給する第１フラックス供給手段と、前記フラクッス容器にフラックスを供給する第２フラックス供給手段とを備えることを特徴とする。
【００２６】
前記構成によれば、第１および第２フラックス供給手段を備えることによって、異なる高さに配置された銅板またはフラックス容器に、その長手方向に亘って一定にフラックスを供給することができる。
【００２７】
請求項５に係る片面溶接装置は、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の裏当装置と、前記裏当装置を支持して、前記裏当装置の長手方向に延設された土台フレームと、前記土台フレームの上部に配置され、前記裏当装置の上方で前記被溶接部材を水平移動させる搬送手段と、前記裏当装置の上方に固定され、前記開先線の表側から前記溶接部材を溶接する溶接機とを備えることを特徴とする。
【００２８】
前記構成によれば、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の裏当装置を備えることによって、裏当装置のフラックス保持部の水平状態が維持できる。また、２種類の裏当部を備えた場合であっても、裏当部間の距離を狭くでき、裏当部間に被溶接部材を搬送するマグネット装置またはパネル移動ローラが不要となる。さらに、裏当部間の距離を狭くできることによって、裏当部間での溶接機（溶接トーチ）の移動を、溶接トーチを取り付けた調整冶具の移動調整で行なうことができ、従来の片面溶接装置が備えていた、溶接機ビームの移動に用いるビーム走行機構およびビーム走行ガイドが不要となる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る裏当装置によれば、被溶接部材を突き合わせた開先線の裏側へのフラックスの押し当てが容易であって、異なる裏当方式に対応する２つの裏当部を備えても裏当装置全体が大型化せず、設備コストが低価となる。また、本発明に係る片面溶接装置によれば、開先線での溶接状態が優れたものとなることに加えて、片面溶接装置全体が大型化せず、設備コストが低価となると共に、設置スペースも最小限となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明に係る裏当装置および片面溶接装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図1は裏当装置および片面溶接装置（溶接機は図示せず）の構成を示す断面図、図２は裏当装置の他の実施形態、および、片面溶接装置（溶接機は図示せず）の構成を示す断面図、図３（ａ）、（ｂ）は裏当装置の銅板またはフラックス容器の昇降機構を示す概略図であって、（ａ）は銅板またはフラックス容器を被溶接部材に押し当てる前の状態を示し、（ｂ）は銅板またはフラックス容器を被溶接部材に押し当てた状態を示す、図４は片面溶接装置の構成を示す斜視図（被溶接部材は図示せず）、図５は図４の断面図、図６は裏当装置および片面溶接装置（溶接機は図示せず）の他の実施形態の構成を示す断面図である。なお、実施形態の説明において、長手方向は被溶接部材の開先線に平行な方向、幅方向は開先線に直交する方向とする。
【００３１】
まず、本発明に係る裏当装置の第１実施形態について説明する。
図１に示すように、裏当装置１０は、例えば1辺が２０〜３０ｍの長さからなる被溶接部材Ｅを突き合わせた開先線Ｍの裏側にフラックスを押し当てる装置であって、片面サブマージアーク溶接を行なう片面溶接装置１に設置される。
【００３２】
裏当装置１０は、裏当部１１と、裏当フレーム１７と、架台フレーム２１と、フラックス回収手段２２とを備える。以下、各構成について説明する。
【００３３】
裏当部１１は、被溶接部材Ｅを突き合わせた開先線Ｍの裏側にフラックスを押し当てる部分である。図３（ａ）、（ｂ）に同一構成の裏当部１１（第１裏当部１１ａ、第２裏当部１１ｂ）が記載されているため、適宜参照して説明する。なお、第１実施形態の裏当装置１０においては、第１裏当部１１ａ、第２裏当部１１ｂのいずれか一方を備える。そして、裏当部１１は、フラックス保持部１２と、支持板１５と、１本のエアーホース１３と、昇降ガイド１４とを備える。
【００３４】
フラックス保持部１２は、長手方向に亘って形成される銅板であって、その上面に片面溶接装置１の第１フラックス供給手段２６ａ（図４参照）から供給されたフラックスを保持する。そして、被溶接部材Ｅの板厚が比較的厚く、目違いがない場合には、フラックス保持部１２として銅板１２ａが使用され、フラックスカッパーバッキング式と称される。また、被溶接部材Ｅの板厚が比較的薄く、目違いや板厚差がある場合には、フラックス保持部１２として樋状のフラックス容器１２ｂが使用され、フラックスバッキング式と称される。
【００３５】
支持板１５は、長手方向に亘って形成される長尺板であって、裏当フレーム１７の上部に配置され、フラックス保持部１２を支持するものである。また、フラックス保持部１２を支持する目的で、支持板１５での支持を補助する支持補助板１６を使用してもよい（図３（ａ）、（ｂ）の第１裏当部１１ａ参照）。支持補助板１６は、支持板１５から立設し、長手方向に亘って、所定間隔で複数個設けられている。
【００３６】
エアーホース１３は、フラックス保持部１２を支持する支持板１５と裏当フレーム１７との間に配置されている。そして、エアーホース１３は、その膨張または収縮によって、フラックス保持部１２を裏当フレーム１７に相対して昇降させる。また、図３（ａ）、（ｂ）の第２裏当部１１ｂのように、フラックス容器１２ｂ（フラックス保持部１２）の直下に第２エアーホース１３ｃを配置して、第２エアーホース１３ｃの膨張によって、フラックス容器１２ｂ（フラックス保持部１２）内に収納したフラックスを上昇させて被溶接部材Ｅの開先線Ｍに押し当ててもよい。
【００３７】
昇降ガイド１４は、裏当フレーム１７の上部に配置されたエアーホース１３の幅方向の両側に配置され、エアーホース１３の長手方向に所定間隔で多数配置される昇降ガイド部材１４を有する。また、昇降ガイド部材１４は、フラックス保持部１２を支持する支持板１５に固定された一端部を有し、裏当フレーム１７の天板２０に形成されたガイド穴２７を挿通して、裏当フレーム１７の側板１９に沿ってガイドされるように形成される。
そして、昇降ガイド部材１４は、エアーホース１３の膨張または収縮によって、エアーホース１３の両側で、裏当フレーム１７のガイド穴２７および側板１９にガイドされて、同一高さにスライドし、支持板１５を水平状態で昇降させ、フラックス保持部１２の傾斜を阻止して、水平状態を維持させている。
【００３８】
昇降ガイド部材１４は、例えば、棒状部材からなり、その長さは、スライドして、フラックス保持部１２に保持されたフラックスを開先線Ｍの裏側に当接させるのに十分な長さを有する。昇降ガイド部材１４は、その他端部に、ガイド穴２７（第２ガイド穴２７ｂ）より大径となるストッパ１４ｃを有してもよい（図３（ａ）、（ｂ）の第２昇降ガイド部材１４ｂ参照）。
【００３９】
裏当フレーム１７は、その上部に裏当部１１を搭載するフレームであって、裏当部１１の長手方向に沿って延設する天板２０と、天板２０の幅方向の両側で立設される側板１９と、両側板１９、１９の間に連結される底板１８とから構成される。また、底板１８は、架台フレーム２１の上部に配置された裏当ローラ部２１ａに支持され、昇降ガイド部材１４がストッパ１４ｃを有する場合には、底板１８にストッパ１４ｃが当接する。したがって、底板１８は、長手方向全長に亙って設ける必要はなく、裏当ローラ部２１ａに支持される、また、昇降ガイド部材１４がストッパ１４ｃを有する場合には、ストッパ１４ｃも当接する、所定の長さを有していればよい。天板２０は、裏当部１１の長手方向全長に亙って延設し、その上部にエアーホース１３が配置され、エアーホース１３の幅方向の両側には昇降ガイド部材１４をガイドするガイド穴２７が形成されている。さらに、両側板１９、１９は、昇降ガイド部材１４のスライドをガイドする。そして、裏当フレーム１７は、底板１８に係合する係合部を備えた駆動機構（図示せず）によって、裏当ローラ部２１ａの上を幅方向に水平移動する。
【００４０】
架台フレーム２１は、裏当フレーム１７の直下に配置され、鉛直方向に昇降するフレームであって、昇降手段２３に支持されるとともに、上部に裏当ローラ部２１ａが配置されている。架台フレーム２１は、角材および板材を接合して略箱状に枠組されており、幅方向に延設された下辺フレーム２１ｂと、下辺フレーム２１ｂの両端に梯子状に形成された側部フレーム２１ｃ、２１ｃと、側部フレーム２１ｃ、２１ｃの間に介設された一対の挟持板２１ｄ、２１ｄとを有する。一対の挟持板２１ｄ、２１ｄは、長手方向に所定の間隔で離間して、裏当ローラ部２１ａを挟持し、下端には昇降手段２３の上端が当接支持されている。また、一対の挟持板２１ｄ、２１ｄは、側部フレーム２１ｃの全長に亘って、所定の間隔をあけて複数個並設されている。さらに、下辺フレーム２１ｂには昇降手段２３が挿通されている。
【００４１】
フラックス回収手段２２は、架台フレーム２１の内部に配置され、開先線Ｍの溶接後に掻き落とされた使用済みフラックスを回収するものである。フラックス回収手段２２は、架台フレーム２１の上方に拡開したテーパ部２２ａと、回収したフラックスを外部に排出するスクリュー状のコンベア部２２ｂとからなる。
【００４２】
次に、本発明に係る裏当装置の第２実施形態について説明する。
図２、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、裏当装置１０Ａは、第１裏当部１１ａおよび第２裏当部１１ｂと、第１裏当フレーム１７ａと、第２裏当フレーム１７ｂと、架台フレーム２１と、１つのフラックス回収手段２２とを備える。ここで、第１裏当部１１ａおよび第２裏当部１１ｂの各々が、１本のエアーホース（第１エアーホース１３ａ、第２エアーホース１３ｂ）を備えることによって、各々の裏当部１１ａ、１１ｂの幅が狭くなり、第１裏当部１１ａと第２裏当部１１ｂとの間の距離Ｌ１を、狭く設定できる。すなわち、距離Ｌ１を、２本のエアホース（第１エアーホース５３ａ、第２エアーホース５３ｂ）を備える従来の裏当装置５０における、第１裏当部５１ａと第２裏当部５１ｂとの間の距離Ｌ３（図８参照）に比して、狭く設定できる。
【００４３】
また、裏当装置１０Ａは、第１裏当部１１ａが、銅板１２ａと、第１支持板１５ａと、１本の第１エアーホース１３ａと、第１昇降ガイド（第１昇降ガイド部材）１４ａとを備え、第２裏当部１１ｂが、フラックス容器１２ｂと、第２支持板１５ｂと、１本の第２エアーホース１３ｂと、第２昇降ガイド（第２昇降ガイド部材）１４ｂとを備える。
【００４４】
以下、裏当装置１０Ａの各構成について説明する。
ここで、裏当装置１０Ａの架台フレーム２１、フラックス回収手段２２は、前記の第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
また、裏当装置１０Ａの第１裏当フレーム１７ａ（第１底板１８ａ、第１側板１９ａ、第１天板２０ａ、第１ガイド穴２７ａ）および第２裏当フレーム１７ｂ（第２底板１８ｂ、第２側板１９ｂ、第２天板２０ｂ、第２ガイド穴２７ｂ）も、第１実施形態の裏当フレーム１７（底板１８、側板１９、天板２０、ガイド穴２７）と同様であるので、説明を省略する。
【００４５】
また、裏当装置１０Ａの第１裏当部１１ａおよび第２裏当部１１ｂは、前記の第１実施形態（裏当装置１０）の裏当部１１に相当する。
そして、第１裏当部１１ａにおける銅板１２ａ、第１支持板１５ａ、第１エアーホース１３ａおよび第１昇降ガイド（第１昇降ガイド部材）１４ａは、第１実施形態（裏当装置１０）のフラックス保持部１２、支持板１５、エアーホース１３、昇降ガイド（昇降ガイド部材）１４に相当する。
同様に、第２裏当部１１ｂにおけるフラックス容器１２ｂ、第２支持板１５ｂ、第２エアーホース１３ｂおよび第２昇降ガイド（第２昇降ガイド部材）１４ｂは、第１実施形態（裏当装置１０）のフラックス保持部１２、支持板１５、エアーホース１３、昇降ガイド（昇降ガイド部材）１４に相当する。
したがって、第１裏当部１１ａおよび第２裏当部１１ｂについても、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００４６】
裏当装置１０Ａは、裏当フレーム１７を、第１裏当部１１ａを搭載する第１裏当フレーム１７ａと、第２裏当部１１ｂを搭載する第２裏当フレーム１７ｂとから構成し、第１裏当フレーム１７ａと第２裏当フレーム１７ｂとを連結する連結部２４を備えてもよい。
【００４７】
連結部２４は、第１裏当フレーム１７ａおよび第２裏当フレーム１７ｂの幅方向の剛性を向上させるものであれば、特に限定されない。また、連結部２４は、長手方向に亘って、所定の間隔をあけて、複数個備えられている、すなわち、空間部２５を複数個備えることが好ましい。空間部２５を備えることによって、連結部２４に、第１裏当部１１ａおよび第２裏当部１１ｂから掻き落とされた使用済みフラックスが溜まることを防止できる。
【００４８】
図４に示すように、裏当装置１０Ａは、銅板１２ａ（図３（ａ）参照）にフラックスを供給する第１フラックス供給手段２６ａ、および、フラックス容器１２ｂ（図３（ａ）参照）にフラックスを供給する第２フラックス供給手段２６ｂを備えてもよい。第１フラックス供給手段２６ａ，および、第２フラックス供給手段２６ｂは、例えば、ホッパであって、フラックスを供給できれば、その形状は特に限定されない。
【００４９】
次に、本発明に係る片面溶接装置について説明する。
図２、図４、図５に示すように、片面溶接装置１は、裏当装置１０Ａと、土台フレーム１０４と、搬送手段１０５と、溶接機３０とを備える。また、２種の裏当部（第１裏当部１１ａ、第２裏当部１１ｂ）を備えた裏当装置１０Ａの代わりに、１種の裏当部１１を備えた裏当装置１０を使用してもよい。以下、各構成について説明する。なお、裏当装置１０、１０Ａについては、前記のとおりであるので、説明を省略する。
【００５０】
土台フレーム１０４は、鋼製の角材を枠組みして、断面視凹状を呈するように形成されており、上方が開放され内部に裏当装置１０Ａが支持され、裏当装置１０Ａの長手方向に沿って延設されるフレームである。土台フレーム１０４は、長手方向に沿って並設された２本の主梁１０４ａと、主梁１０４ａ、１０４ａの間に直角に連結された連結梁１０４ｂと、連結梁１０４ｂに垂直に立設された連結梁１０４ｃと、主梁１０４ａ、１０４ａの上方において、それぞれ平行に設置された補助梁１０４ｄ、１０４ｄと、補助梁１０４ｄ、１０４ｄから裏当装置１０Ａの反対側に向かって張出した片持梁１０４ｅとを備える。また、土台フレーム１０４は、連結梁１０４ｂの下方に回転台車部１０８が設置され、片面溶接装置１の長手方向に所定の間隔をあけて並設された複数のレール１０７の上を回転台車部１０８が移動することによって、幅方向に移動する。
【００５１】
搬送手段１０５は、土台フレーム１０４の上部（補助梁１０４ｄ）に配置され、裏当装置１０Ａの上方で被溶接部材Ｅを水平移動させるもので、パネル移動ローラ１０５ａ、マグネット装置１０５ｂ等で構成される。また、搬送手段１０５による被溶接部材Ｅの搬送を補助するために、土台フレーム１０４の上部（片持梁１０４ｅ）には補助ローラ１０６が配置される。
【００５２】
溶接機３０は、裏当装置１０Ａの上方に固定され、開先線Ｍの表側から被溶接部材Ｅを溶接するものである。溶接機３０は、裏当装置１０Ａの第１裏当部１１ａおよび第２裏当部１１ｂの長手方向に沿って延設される溶接機ビーム１０１を走行する走行台車３１と、走行台車３１に移動可能に取り付けられた調整冶具３２と、調整冶具３２に取り付けられた溶接トーチ３３とを備える。
【００５３】
そして、走行台車３１にベアリング３１ａが固定され、固定されたベアリング３１ａを介して調整冶具３２に設けられたレール３２ａが移動することによって、調整冶具３２が幅方向に移動し、調整冶具３２に取り付けられた溶接トーチ３３が距離Ｌ２だけ移動する。なお、溶接機３０では、ベアリング３１ａが固定され、ベアリング３１ａを介して、レール３２ａと共に調整冶具３２（溶接トーチ３３）が幅方向に移動する。そのため、レール３２ａと、溶接トーチ３３に供給する溶接ワイヤＷとが干渉することがないため、距離Ｌ２を、図９に示す距離Ｌ４より長く設定できる。
【００５４】
次に、裏当装置および片面溶接装置の動作について、図２〜図５を参照して、説明する。なお、裏当装置としては、２種類の裏当部（第１裏当部１１ａ、第２裏当部１１ｂ）を備えた裏当装置１０Ａを例にとって説明する。
【００５５】
（１）第１フラックス供給手段２６ａから、第１裏当部１１ａ（銅板１２ａ）にフラックスを供給する。そして、パネル移動ローラ１０５ａおよび補助ローラ１０６により、仮止めされた被溶接部材Ｅ、Ｅを移動させ、裏当装置１０Ａの上方に被溶接部材Ｅ、Ｅによって形成された開先線Ｍを配置させる。そして、図示しない駆動装置を作動させて開先線Ｍの直下に銅板１２ａが位置するように第１裏当部１１ａの幅方向の微調整を行う。
【００５６】
具体的には、第１裏当部１１ａを搭載した第１裏当フレーム１７ａを、第１裏当フレームの直下に配置された架台フレーム２１の上部に配置された裏当ローラ部２１ａの上で幅方向に水平移動させる。
【００５７】
（２）幅方向の微調整が終了したら、マグネット装置１０５ｂを起動させて、被溶接部材Ｅを、磁気によって下方に引き付けて固定する。
【００５８】
（３）第１エアーホース１３ａに空気を導入し、第１エアーホース１３ａを膨張させる。第１エアーホース１３ａの膨張によって、第１昇降ガイド（第１昇降ガイド部材）１４ａが、第１エアーホース１３ａの両側で、第１裏当フレーム１７ａの第１ガイド穴２７ａおよび第１側板１９ａにガイドされた状態でスライドして、第１昇降ガイド部材１４ａの一端部に固定された第１支持板１５ａを押し上げる。
【００５９】
第１支持板１５ａの押し上げによって、第１支持板１５ａ（支持補助板１６）に支持された銅板１２ａが開先線Ｍの裏側に当接し、開先線Ｍの裏側にフラックスが押し当てられる。そして、溶接機３０を溶接機ビーム１０１の上を所定速度で移動させながら、開先線Ｍの表側から溶接トーチ３３によって片面サブマージアーク溶接を施して、被溶接部材Ｅ、Ｅを溶接する。
【００６０】
（４）次に、開先線Ｍが複数ある場合には、第１エアーホース１３ａ内の空気を排出して、第１昇降ガイド（第１昇降ガイド部材）１４ａ、第１支持板１５ａを降下させ、銅板１２ａを被溶接部材Ｅの裏側から押し下げる、そして、昇降手段２３で架台フレーム２１を降下させ、第１裏当部１１ａを被溶接部材Ｅの裏側からさらに押し下げる。そして、前記（１）と同様に、銅板１２ａにフラックスを供給し、次の開先線Ｍの直下に銅板１２ａが位置するように微調整を行い、前記（２）〜（３）を行う。このような動作を、開先線Ｍがなくなるまで行う。
【００６１】
また、裏当方式をフラックスカッパーバッキング式からフラックスバッキング式に切り替える場合には、溶接機３０の走行台車３１のベアリング３１ａを介して、調整冶具３２のレール３２ａを幅方向に移動することによって、第１裏当部１１ａ（銅板１２ａ）の上から第２裏当部（フラックス容器１２ｂ）の上に、溶接トーチ３３を移動する。そして、前記（１）〜（４）にしたがって溶接を行なう。なお、フラックス回収手段として第２フラックス供給手段２６ｂ、裏当部として第２裏当部１１ｂ（フラックス容器１２ｂ、第２支持板１５ｂ、第２エアーホース１３ｂ、第２昇降ガイド（第２昇降ガイド部材）１４ｂ）、裏当フレームとして第２裏当フレーム１７ｂを使用する。
【００６２】
また、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、フラックス容器１２ｂは、以下の２段階で押し上げられ、開先線Ｍの裏側に当接する。
まず、第２裏当フレーム１７ｂ（第２天板２０ｂ）の上に配置された第２エアーホース１３ｂに空気を導入し、第２エアーホース１３ｂを膨張させる。第２エアーホース１３ｂの膨張に伴って、第２昇降ガイド部材１４ｂは、第２裏当フレーム１７ｂの第２ガイド穴２７ｂおよび第２側板１９ｂにガイドされた状態でスライドし、フラックス容器１２ｂを所定高さ（フラックス容器１２ｂが被溶接部材Ｅに接触する程度の高さ）まで押し上げる。そして、第２エアーホース１３ｂの膨張（第２昇降ガイド部材１４ｂのスライド）は、第２昇降ガイド部材１４ｂの他端部に設けられたストッパ１４ｃが、第２裏当フレーム１７ｂの下部に当接するまで行う（第１段階の押上）。
次に、フラックス容器１２ｂの下方に配置された第２エアーホース１３ｃに空気を導入し、第２エアーホース１３ｃを膨張させる。この第２エアーホース１３ｃの膨張によって、フラックス容器１２ｂ内のフラックスが被溶接部材Ｅに押し当てられる（第２段階の押上）。
【００６３】
このように、裏当方式の切り替えを、溶接トーチ３３の移動調整によって行うことが可能な理由は、裏当装置１０Ａにおいて、第１裏当部１１ａと第２裏当部１１ｂとの間の距離Ｌ１を、溶接トーチ３３の位置調整可能な距離Ｌ２に比して、狭く設定できるからである。そして、距離Ｌ１を狭く設定できる理由は、第１裏当部１１ａ（銅板１２ａ）および第２裏当部１１ｂ（フラックス容器１２ｂ）に内蔵したエアーホース（第１エアーホース１３ａ、第２エアーホース１３ｂ）を１本で構成したことにある。
【００６４】
図８に示すように、従来の裏当装置５０は、各々２本のエアーホース（第１エアーホース５３ａ、第２エアーホース５３ｂ）を内蔵した幅の広い第１裏当部５１ａ、第２裏当部５１ｂを備える。そのため、第１裏当部５１ａと第２裏当部５１ｂとの間の距離Ｌ３を、溶接トーチの位置調整可能な距離Ｌ２（図５参照）に比して、狭く設定できない。
【００６５】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更は可能である。
【００６６】
例えば、前記の裏当装置および片面溶接装置は、被溶接部材を幅方向（裏当装置の長手方向に直交する方向）に流動する場合を例にとって説明した。しかしながら、図６に示すように、被溶接部材Ｅを長手方向に流動する場合であっても、前記裏当装置１０、１０Ａ（図１、図２参照）および片面溶接装置１（図４、図５参照）と同一の構成からなる裏当装置１０Ｂおよび片面溶接装置１Ａ（溶接機については図示せず）が使用できる。例えば、裏当装置１０Ｂは、第１裏当部１１ａおよび第２裏当部１１ｂと、第１裏当フレーム１７ａと、第２裏当フレーム１７ｂと、架台フレーム２１と、フラックス回収手段２２とを備え、また、連結部２４をさらに備える。また、片面溶接装置１Ａは、裏当装置１０Ｂと、土台フレーム１０４と、搬送手段１０５と、溶接機（図示せず）とを備える。なお、図６において、裏当装置１０、１０Ａ、片面溶接装置１と同一の構成については、同一の符号を付した。そして、裏当装置１０Ｂでは、架台フレーム２１を昇降させる昇降手段２３（図１、図２参照）は必要ない。
また、昇降ガイド部材１４（第１昇降ガイド部材１４ａ、第２昇降ガイド部材１４ｂ）は、棒状部材として説明したが、その形状は板状であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る裏当装置および片面溶接装置（溶接機は図示せず）の構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る裏当装置の他の実施形態、および、片面溶接装置（溶接機は図示せず）の構成を示す断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る裏当装置の銅板またはフラックス容器の昇降機構を示す概略図であって、（ａ）は銅板またはフラックス容器を被溶接部材に押し当てる前の状態を示し、（ｂ）は銅板またはフラックス容器を被溶接部材に押し当てた状態を示す。
【図４】本発明に係る片面溶接装置の構成を示す斜視図（被溶接部材は図示せず）である。
【図５】図４の断面図である。
【図６】裏当装置および片面溶接装置（溶接機は図示せず）の他の実施形態の構成を示す断面図である。
【図７】従来の片面溶接装置の構成を示す斜視図（被溶接部材は図示せず）である。
【図８】従来の裏当装置および片面溶接装置（溶接機は図示せず）の構成を示す断面図である。
【図９】図７の断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 片面溶接装置
１０ 裏当装置
１１ 裏当部
１２ フラックス保持部
１３ エアーホース
１４ 昇降ガイド（昇降ガイド部材）
１５ 支持板
１７ 裏当フレーム
１８ 底板
１９ 側板
２０ 天板
２１ 架台フレーム
２２ フラックス回収手段
２７ ガイド穴
３０ 溶接機
１０４ 土台フレーム
１０５ 搬送手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被溶接部材を突き合わせた開先線の裏側にフラックスを押し当てる裏当部と、前記裏当部を搭載する水平移動可能な裏当フレームと、前記裏当フレームを搭載し当該裏当フレームの直下に配置された架台フレームと、前記架台フレームに配置され、前記裏当部から落下させるフラックスを回収するフラックス回収手段とを備える裏当装置であって、
前記裏当フレームは、前記裏当部の長手方向に沿って延設する天板と、前記天板の幅方向の両側で立設される側板と、両側板の間に連結される底板とを備え、
前記裏当部は、フラックスを保持するフラックス保持部と、前記フラックス保持部を支持する支持板と、前記支持板と前記天板との間に配置され、前記フラックス保持部を前記裏当フレームに相対して昇降させる１本のエアーホースと、前記エアーホースの幅方向の両側で当該エアーホースの長手方向に所定間隔で配置される昇降ガイド部材を有する昇降ガイドとを備え、
前記昇降ガイドは、各昇降ガイド部材の一端部が、前記支持板に固定され、各昇降ガイド部材が、前記天板に形成されたガイド穴を挿通して、前記側板に沿ってガイドされるように形成されることを特徴とする裏当装置。
【請求項２】
被溶接部材を突き合わせた開先線の裏側にフラックスを押し当てる第１裏当部および第２裏当部と、前記第１裏当部を搭載する水平移動可能な第１裏当フレームと、第２裏当部を搭載する水平移動可能な第２裏当フレームと、前記第１裏当フレームおよび前記第２裏当フレームを搭載し、前記第１裏当フレームおよび前記第２裏当フレームの直下に配置された架台フレームと、前記架台フレームに配置され、前記第１裏当部および第２裏当部から落下させるフラックスを回収する１つのフラックス回収手段とを備える裏当装置であって、
前記第１裏当フレームは、前記第１裏当部の長手方向に沿って延設する第１天板と、前記第１天板の幅方向の両側で立設される第１側板と、両第１側板の間に連結される第１底板とを備え、
前記第１裏当部は、フラックスを保持する銅板と、前記銅板を支持する第１支持板と、前記第１支持板と前記第１天板との間に配置され、前記銅板を前記第１裏当フレームに相対して昇降させる１本の第１エアーホースと、前記第１エアーホースの幅方向の両側で当該第１エアーホースの長手方向に所定間隔で配置される第１昇降ガイド部材を有する第１昇降ガイドとを備え、
前記第１昇降ガイドは、各第１昇降ガイド部材の一端部が、前記第１支持板に固定され、各第１昇降ガイド部材が、前記第１天板に形成された第１ガイド穴を挿通して、前記第１側板に沿ってガイドされるように形成され、
前記第２裏当フレームは、前記第２裏当部の長手方向に沿って延設する第２天板と、前記第２天板の幅方向の両側で立設される第２側板と、両第２側板の間に連結される第２底板とを備え、
前記第２裏当部は、フラックスを保持するフラックス容器と、前記フラックス容器を支持する第２支持板と、前記第２支持板と前記第２天板との間に配置され、前記フラックス容器を前記第２裏当フレームに相対して昇降させる１本の第２エアーホースと、前記第２エアーホースの幅方向の両側で当該第２エアーホースの長手方向に所定間隔で配置される第２昇降ガイド部材を有する第２昇降ガイドとを備え、
前記第２昇降ガイドは、各第２昇降ガイド部材の一端部が、前記第２支持板に固定され、各第２昇降ガイド部材が、前記第２天板に形成された第２ガイド穴を挿通して、前記第２側板に沿ってガイドされるように形成されることを特徴とする裏当装置。
【請求項３】
前記第１裏当フレームと前記第２裏当フレームとを連結する連結部を備えることを特徴とする請求項２に記載の裏当装置。
【請求項４】
前記銅板にフラックスを供給する第１フラックス供給手段と、前記フラクッス容器にフラックスを供給する第２フラックス供給手段とを備えることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の裏当装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の裏当装置と、
前記裏当装置を支持して、前記裏当装置の長手方向に延設された土台フレームと、
前記土台フレームの上部に配置され、前記裏当装置の上方で前記被溶接部材を水平移動させる搬送手段と、
前記裏当装置の上方に固定され、前記開先線の表側から前記溶接部材を溶接する溶接機とを備えることを特徴とする片面溶接装置。
【請求項１】
被溶接部材を突き合わせた開先線の裏側にフラックスを押し当てる裏当部と、前記裏当部を搭載する水平移動可能な裏当フレームと、前記裏当フレームを搭載し当該裏当フレームの直下に配置された架台フレームと、前記架台フレームに配置され、前記裏当部から落下させるフラックスを回収するフラックス回収手段とを備える裏当装置であって、
前記裏当フレームは、前記裏当部の長手方向に沿って延設する天板と、前記天板の幅方向の両側で立設される側板と、両側板の間に連結される底板とを備え、
前記裏当部は、フラックスを保持するフラックス保持部と、前記フラックス保持部を支持する支持板と、前記支持板と前記天板との間に配置され、前記フラックス保持部を前記裏当フレームに相対して昇降させる１本のエアーホースと、前記エアーホースの幅方向の両側で当該エアーホースの長手方向に所定間隔で配置される昇降ガイド部材を有する昇降ガイドとを備え、
前記昇降ガイドは、各昇降ガイド部材の一端部が、前記支持板に固定され、各昇降ガイド部材が、前記天板に形成されたガイド穴を挿通して、前記側板に沿ってガイドされるように形成されることを特徴とする裏当装置。
【請求項２】
被溶接部材を突き合わせた開先線の裏側にフラックスを押し当てる第１裏当部および第２裏当部と、前記第１裏当部を搭載する水平移動可能な第１裏当フレームと、第２裏当部を搭載する水平移動可能な第２裏当フレームと、前記第１裏当フレームおよび前記第２裏当フレームを搭載し、前記第１裏当フレームおよび前記第２裏当フレームの直下に配置された架台フレームと、前記架台フレームに配置され、前記第１裏当部および第２裏当部から落下させるフラックスを回収する１つのフラックス回収手段とを備える裏当装置であって、
前記第１裏当フレームは、前記第１裏当部の長手方向に沿って延設する第１天板と、前記第１天板の幅方向の両側で立設される第１側板と、両第１側板の間に連結される第１底板とを備え、
前記第１裏当部は、フラックスを保持する銅板と、前記銅板を支持する第１支持板と、前記第１支持板と前記第１天板との間に配置され、前記銅板を前記第１裏当フレームに相対して昇降させる１本の第１エアーホースと、前記第１エアーホースの幅方向の両側で当該第１エアーホースの長手方向に所定間隔で配置される第１昇降ガイド部材を有する第１昇降ガイドとを備え、
前記第１昇降ガイドは、各第１昇降ガイド部材の一端部が、前記第１支持板に固定され、各第１昇降ガイド部材が、前記第１天板に形成された第１ガイド穴を挿通して、前記第１側板に沿ってガイドされるように形成され、
前記第２裏当フレームは、前記第２裏当部の長手方向に沿って延設する第２天板と、前記第２天板の幅方向の両側で立設される第２側板と、両第２側板の間に連結される第２底板とを備え、
前記第２裏当部は、フラックスを保持するフラックス容器と、前記フラックス容器を支持する第２支持板と、前記第２支持板と前記第２天板との間に配置され、前記フラックス容器を前記第２裏当フレームに相対して昇降させる１本の第２エアーホースと、前記第２エアーホースの幅方向の両側で当該第２エアーホースの長手方向に所定間隔で配置される第２昇降ガイド部材を有する第２昇降ガイドとを備え、
前記第２昇降ガイドは、各第２昇降ガイド部材の一端部が、前記第２支持板に固定され、各第２昇降ガイド部材が、前記第２天板に形成された第２ガイド穴を挿通して、前記第２側板に沿ってガイドされるように形成されることを特徴とする裏当装置。
【請求項３】
前記第１裏当フレームと前記第２裏当フレームとを連結する連結部を備えることを特徴とする請求項２に記載の裏当装置。
【請求項４】
前記銅板にフラックスを供給する第１フラックス供給手段と、前記フラクッス容器にフラックスを供給する第２フラックス供給手段とを備えることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の裏当装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の裏当装置と、
前記裏当装置を支持して、前記裏当装置の長手方向に延設された土台フレームと、
前記土台フレームの上部に配置され、前記裏当装置の上方で前記被溶接部材を水平移動させる搬送手段と、
前記裏当装置の上方に固定され、前記開先線の表側から前記溶接部材を溶接する溶接機とを備えることを特徴とする片面溶接装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−９０３３６（Ｐ２００９−９０３３６Ａ）
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６３６４１（Ｐ２００７−２６３６４１）
【出願日】平成１９年１０月９日（２００７．１０．９）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月９日（２００７．１０．９）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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