(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の被溶接材を他方の被溶接材の表面に突き合わせ、当該一方の被溶接材及び他方の被溶接材が交差する部分を立向溶接する際に、当該交差部分の下端部に取り付けられるエンドタブを前記被溶接材に取り付ける取付治具であって、
前記エンドタブは、
前記被溶接材の板厚よりも幅狭であり、前記一方及び他方の被溶接材に沿って交差した一対の辺からなり、当該一方及び他方の被溶接材の下端面と当接する十字形状の当接部と、前記当接部より下方で且つ当該当接部の交差する辺の隅に位置している受け部と、を有し、
前記取付治具は、
前記受け部の下面と当接して支持する支持部と、
前記支持部から前記一方の被溶接材及び他方の被溶接材のうち少なくともいずれか一方の被溶接材に沿って側方に延びる複数の腕部と、
前記腕部の先端に形成され、前記被溶接材を挟持する挟持部と、を備え、
前記支持部に前記エンドタブを載置し、前記挟持部が前記被溶接材を挟持することで取り付けられることを特徴とするエンドタブの取付治具。
【請求項２】
前記腕部は、前記エンドタブを取り付けたときに、前記支持部を介し当該エンドタブを前記被溶接材側に付勢する弾性体であることを特徴とする請求項１記載のエンドタブの取付治具。
【請求項３】
前記一方の被溶接材に沿って前記支持部を中心に対向して延びる一対の前記腕部を備えることを特徴とする請求項１または２記載のエンドタブの取付治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交差するよう突き合わせられた被溶接材を立向溶接する際に用いるエンドタブ及び当該エンドタブを被溶接材に取り付ける取付治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にアーク溶接による突合わせ溶接やすみ肉溶接では、被溶接材の溶接始終端にエンドタブを設け、当該エンドタブ内で溶接開始及び終了を行うことで、溶接開始時及び終了時に発生しやすい溶接欠陥を当該エンドタブ内に残存させ、溶接後に当該エンドタブを切除することで被溶接材本体の溶接品質を確保している。
例えば、開先加工面が形成された水平方向に延びる第一母材を、立て板側母材である第二母材に突き合わせて溶接する際に用いるエンドタブとして、開先断面にほぼ対応して窪まされて形成された溶接金属の接触面と、当該接触面と相対的に突出し、被溶接材の面に接触する母材接触面とを有する溶接用セラミックス製エンドタブ等がある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１６１９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１では、開先が横方向に延びていることから、エンドタブを母材の側方端面に設けるものであるが、溶接線が上下方向となる立向溶接においては被溶接材の下端部分にエンドタブを設ける必要があり、取り付けが容易ではない。
立向溶接の場合、溶接開始時の溶接欠陥として、溶接金属の下端部分が垂れ落ちて溶接金属の肉やせが生じ、溶接品質が悪化するという問題もあり、そのような問題にも対応可能なエンドタブが必要である。
【０００５】
エンドタブの取付方法としては、例えばエンドタブ自体に磁力を有した素材を用いることが考えられるが、これは被溶接材がアルミ板等である場合には適用できず、磁力がアークに影響を与えるおそれもあり好ましくない。
また、例えば十字に交差するよう突き合わされた被溶接材に対し４箇所ある各隅を隅肉溶接するような場合に、各隅毎にエンドタブを付け換えることは工数が増加し、作業効率が悪化する。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、交差して突き合わされた被溶接材に対する立向溶接を行う際の溶接品質を確保しつつ作業効率を向上させることができるエンドタブ及びその取付治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成するために、請求項１のエンドタブの取付治具では、エンドタブが、一方の被溶接材を他方の被溶接材の表面に突き合わせ、当該一方の被溶接材及び他方の被溶接材が交差する部分を立向溶接する際に、当該交差部分の下端部に取り付けられるエンドタブであって、前記被溶接材の板厚よりも幅狭であり、前記一方及び他方の被溶接材に沿って交差した一対の辺からなり、当該一方及び他方の被溶接材の下端面と当接する十字形状の当接部と、前記当接部より下方で且つ当該当接部の交差する辺の隅に位置している受け部と、を備えている。
【０００８】
そして、このようなエンドタブを前記被溶接材に取り付ける取付治具であって、前記受け部の下面と当接して支持する支持部と、前記支持部から前記一方の被溶接材及び他方の被溶接材のうち少なくともいずれか一方の被溶接材に沿って側方に延びる複数の腕部と、前記腕部の先端に形成され、前記被溶接材を挟持する挟持部と、を備え、前記支持部に前記エンドタブを載置し、前記挟持部が前記被溶接材を挟持することで取り付けられることを特徴としている。
【０００９】
請求項２のエンドタブの取付治具では、請求項１において、前記腕部は、前記エンドタブを取り付けたときに、前記支持部を介し当該エンドタブを前記被溶接材側に付勢する弾性体であることを特徴としている。
請求項３のエンドタブの取付治具では、請求項１または２において、前記一方の被溶接材に沿って前記支持部を中心に対向して延びる一対の前記腕部を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
上記手段を用いる本発明のエンドタブの取付治具によれば、一方の被溶接材の表面に他方の被溶接材が突き合わされ、この交差部分の下端部に、当該被溶接材に沿って形成された十字形状の当接部と当該当接部の隅に位置する受け部とを備えたエンドタブを取り付けることで、一度の取り付け作業で最大４箇所の隅肉溶接を行うことができ、作業効率を大幅に改善することができる。
【００１１】
また、当接部は被溶接材の板厚よりも幅狭であり、受け部が当接部よりも下方に位置していることで、一方及び他方の被溶接材の下端面の縁部周辺に隙間が形成され、当該縁部の溶融性を向上させることができる。そして、当接部の各辺の隅に位置する受け部が被溶接材の隅部分下方を覆うことから、当該被溶接材の隅部分に形成される溶接金属の垂れ落ちを防ぎ、肉痩せが抑制される。さらに当該受け部にアーク溶接に係るシールドガスを溜めることもできる。これらのことから、溶接品質を向上させることができる。
【００１２】
そして本発明のエンドタブの取付治具によれば、挟持部を被溶接材に挟持させることで取り付け可能であることから、取り付け及び取り外しが容易であり、且つ再利用も可能である。
以上のことから、エンドタブ及びその取付治具を用いることで、交差して突き合わされた被溶接材に対して立向溶接を行う際の溶接品質を確保しつつ作業効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンドタブを取付治具により被溶接材に取り付けた状態の下面視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るエンドタブ及び取付治具の上面視図（ａ）、正面図（ｂ）、側面図（ｃ）である。
【図３】本発明の一実施形態に係るエンドタブ及び取付治具の取付け要領説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るエンドタブ及び取付治具の取付状態を示す斜視図である。
【図５】本発明の取付治具の変形例を示す上面視図（ａ）〜（ｃ）である。
【図６】本発明の取付治具の変形例を示す下面視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
まず、図１から図３を参照して、本発明の一実施形態に係るエンドタブ及び取付治具の構成について説明する。
図１には、それぞれ立て板材である複数の縦材２（一方の被溶接材）及び複数の横材４（他方の被溶接材）からなる構造体の一部が示されている。縦材２は横材４の表面に突き合わされており、下面視において縦材２と横材４とは十字に交差している。各縦材２及び横材４はアルミ板であり、縦材２は横材４よりも板厚が薄い。当該構造体の組立時には、構造体下方に溶接ロボットが移動可能な空間が形成され、縦材２及び横材４との交差部分の四隅を溶接ロボットによる立向き姿勢の隅肉溶接がなされる。そして、この溶接時には、縦材２及び横材４の各交差部分の下端部に、セラミックス製のエンドタブ６が取付治具８を介して取り付けられる。
【００１５】
以下、当該エンドタブ６及び取付治具８について詳しく説明する。
図２、３に示すように、エンドタブ６は縦材２及び横材４の下端面２ａ、４ａに当接する十字状の当接部１０と、当該当接部１０より下方に位置し正方形をなす受け部１２から構成されている。
詳しくは、当接部１０は、正方形をなす受け部１２の上面において対角線上に形成されており、前記縦材２の下端面２ａに沿った辺１０ａと、横材４の下端面４ａに沿った辺１０ｂが交差した十字形状をなしている。当該十字形状の各辺１０ａ、１０ｂはそれぞれ当接する縦材２または横材４の板厚よりも幅狭である。
【００１６】
受け部１２は、当接部１０の下方にて、当接部１０の交差する各辺１０ａ、１０ｂの隅に位置している。つまり、受け部１２は、当接部１０の各辺１０ａ、１０ｂの間の三角形状の空間を埋めるように形成されている。
受け部１２は、当接部１０よりも下方に位置していることから、エンドタブ６取付時には、当接部１０の厚さ分縦材２及び横材４の下端面２ａ、４ａとの間に隙間が空くこととなる。
【００１７】
また、取付治具８は、エンドタブ６を支える支持部１４、支持部１４から延びる一対の腕部１６、１６、及び各腕部１６、１６の先端に形成された挟持部１８、１８から構成されている。
支持部１４は、エンドタブ６の受け部１２下面の形状に合わせた正方形の板状をなしており、縁部の四箇所においては垂直に立ち上がった爪部１４ａが形成されている。当該爪部１４ａは支持部１４に載置されたエンドタブ６を固定する機能を有している。
【００１８】
一対の腕部１６、１６は、ばね鋼（弾性体）からなる板状をなしており、支持部１４を中心に横材４に沿って対向するよう側方に延び、且つ先端に向けて上方に傾斜している。この腕部１６先端は支持部１４上にエンドタブ６を載置したときの当接部１０の上面よりも高い位置まで延びている。
挟持部１８は、横材４の表裏を挟み込むように上方に延びた一対の挟持片２０、２０からなる。この各挟持片２０は、図２（ｃ）に示すように、下部２０ａは挟持片２０同士が互いに接近する方向に傾斜し、上部２０ｂは互いに離れる方向に延びるよう屈曲した形状をなしている。このような形状から、屈曲部分にて横材４と接触して挟持する。
【００１９】
このように構成された取付治具８は、支持部１４にエンドタブ６を載置した状態で、縦材２及び横材４の交差部分の下方から上方に持ち上げられ、各挟持部１８が横材４を挟持するよう嵌め込めこまれることで取り付けられる。
以下、本発明に係るエンドタブ及びその取付治具の一実施形態における作用を説明し、その効果について説明する。
【００２０】
図４を参照すると、エンドタブ６が取付治具８を介して被溶接材である横材４に取り付けられている。
取付治具８の腕部１６はばね鋼であり、腕部１６先端にある挟持部１８はエンドタブ６の上面位置よりも高い位置にあることから、当該挟持部１８を完全に嵌め込むことで、支持部１４を介してエンドタブ６が上側に付勢され、当接部１０が縦材２及び横材４の下端面２ａ、４ａに確実に当接することとなる。
【００２１】
また、当該取付治具８は、一対の腕部１６、１６が横材４に沿って延びていることで、取付後も横材４に沿った一方向への移動は可能であり、例えばエンドタブ６の縦材２に対応する辺１０ａと縦材２の下端面２ａとの位置関係を調節可能である。
ここで、エンドタブ６は、当接部１０の各辺１０ａ、１０ｂが対応する下端面２ａ、４ａの板厚方向中央部分に位置するよう位置決めされる。つまり、エンドタブ６は、縦材２及び横材４の下端面２ａ、４ａの板厚方向中央側の一部分にのみに当接し、板厚方向縁側に隙間が形成されるよう位置決めされる。
【００２２】
エンドタブ６の位置決め後、溶接ロボットによる立向き姿勢の隅肉溶接が行われる。当該溶接は、溶接方向が下端から上方へと向かういわゆる上進溶接である。溶接初期時には、縦材２及び横材４の交差部分の下端部にて溶接トーチ２２のウィービングを繰り返すことで、エンドタブ６の受け部１２上に溶融プールを形成する。このとき、縦材２及び横材４の下端面２ａ、４ａの縁部はエンドタブ６との間に隙間を有していることで、エンドタブ６へ熱が逃げることなく、早期に溶融プールが形成される。溶融プールが形成された後は、溶接トーチ２２をウィービングさせつつ上方に移動させて隅肉溶接していく。
【００２３】
当該溶接により形成される溶接金属２４は、エンドタブ６の受け部１２で縦材２及び横材４の隅部下方が覆われていることで、下端部分の垂れ落ちがエンドタブ６の受け部１２により遮られ、溶接後の溶接金属下端部の肉痩せが防止される。
そして、４箇所ある縦材２及び横材４の交差部分のうちの１箇所の溶接が終了した後、残りの３箇所を順次溶接していく。４箇所全ての溶接が終了した後、取付治具８を取り外し、エンドタブ６を除去する。なお、当該エンドタブ６はセラミック製であるため溶着しておらず、作業者の手で容易に取り外すことができる。これらを繰り返すことで構造体の各交差部分を溶接する。
【００２４】
このように、縦材２及び横材４の交差部分の下端部に、十字形状の当接部１０と当該当接部１０の隅を埋める受け部１２とを備えるエンドタブ６を取り付けることで、一度の取り付け作業で最大４箇所の隅肉溶接を行うことができ、作業効率を大幅に改善することができる。
また、当接部１０は縦材２及び横材４の板厚より幅狭であり、受け部１２が当接部１０の下方に位置していることで、縦材２及び横材４の下端面２ａ、４ａの縁部周辺に隙間が形成され、当該縁部の溶融性を向上させることができる。そして、受け部１２が溶接金属２４の垂れ落ちを防ぎ、肉痩せが抑制される。これらのことから、本発明のエンドタブ６を用いることで、溶接品質を向上させることができる。
【００２５】
また、当該エンドタブ６の取付治具８は、挟持部１８にて横材４を挟持するよう嵌め込むだけで取り付けられるため、たとえ磁力を有しないセラミックス製のエンドタブ６であっても、取り付け及び取り外しが容易であり、且つ当該取付治具８の再利用もできる。
また、当該取付治具８は、腕部１６、１６が横材４に沿って延びていることから、当該取付治具８を取り付けた時点で横材４に対するエンドタブ６の位置決めがなされる。
【００２６】
このように当該取付治具８はエンドタブ６の取付作業性を向上させることができる。
以上のようなエンドタブ６及び取付治具８を用いることで、交差して突き合わされた縦材２及び横材４に対する立向溶接を行う際の溶接品質を確保しつつ作業効率を向上させることができる。
以上で本発明に係るエンドタブ及びその取付治具の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
【００２７】
例えば、上記実施形態における取付治具８は、横材４に沿った腕部１６、１６を備えているが、縦材に沿った腕部を備えていてもよく、具体的には図５、６に取付治具の変形例として示している。
図５（ａ）に示す第１の変形例の取付治具３０は、支持部３２を中心に横材に沿った一対の腕部３４、３４及び挟持部３６、３６に加え、縦材に沿って一方に延びる腕部３８及び挟持部４０を備えている。このように縦材及び横材に沿った上面視Ｔ字状に腕部３４、３４、３８を備えた構成とすることで、当該取付治具３０の各挟持部３６、３６、４０を縦材及び横材に嵌め込むだけで、縦材及び横材に対するエンドタブの位置決めがなされる。このことから、上記実施形態に比べて、より容易に位置決めでき、さらに作業効率を向上させることができる。
【００２８】
図５（ｂ）に示す第２の変形例の取付治具５０は、支持部５２を中心に横材に沿った一対の腕部５４、５４及び挟持部５６、５６に加え、縦材に沿った一対の腕部５８、５８及び挟持部６０、６０を備えている。このように縦材及び横材に沿った上面視十字状に腕部を備えた構成とすることで、上記第１の変形例の取付治具３０以上に確実にエンドタブの位置決めをすることができる。
【００２９】
図５（ｃ）に示す第３の変形例の取付治具７０は、支持部７２を中心に横材に沿って一方に延びる腕部７４及び挟持部７６と、縦材に沿って一方に延びる腕部７８及び挟持部８０とを備えている。このように縦材及び横材に沿って上面視Ｌ字状に腕部７４、７８を備えた構成とすることで、最小限の腕部の数で部品点数を抑えつつ、縦材及び横材に対するエンドタブの位置決めをすることができる。
【００３０】
また、図６に示す第４の変形例の取付治具９０は、上記実施形態と同様に支持部９２を中心に横材に沿った一対の腕部９４、９４及び挟持部９６、９６を備えた上で、支持部９２の下面に位置決め指示手段としての十字の目印９８が表示されている。当該縦材２及び横材４のそれぞれが目印９８の線上に位置するよう取付治具９０を横材４に沿って移動させることで縦材２及び横材４に対するエンドタブの位置決めを行うことができる。これにより、部品点数を増やすことなく、容易な位置決めを行うことができる。
【００３１】
また、エンドタブ６に関して、上記実施形態ではエンドタブ６の受け部１２は正方形であるが、受け部の形状はこれに限られるものではなく、例えば円板状等であっても構わない。さらに、エンドタブの形状に合わせて取付治具の支持部の形状も変更しても構わない。
また、上記実施形態では、溶接ロボットにより上進溶接しているが、本発明に係るエンドタブ及びその取付治具は、下進溶接する場合にも適用可能である。さらに、上記実施形態では、溶接ロボットのみによる溶接を行っているが、例えば半自動溶接や簡易自動溶接等の人が介在する溶接にも適用可能である。
【００３２】
また、上記実施形態では縦材２、２が横材４の表裏両面に突き合わされて十字状に交差している下端部にエンドタブ６を取付治具８により取り付けているが、例えば縦材が横材の片面だけに突き合わされＴ字状に交差している場合にも、本発明に係るエンドタブ及び取付治具を適用可能である。
【符号の説明】
【００３３】
２  縦材（一方の被溶接材）
４  横材（他方の被溶接材）
６  エンドタブ
８  取付治具
１０  当接部
１２  受け部
１４  支持部
１６  腕部
１８  挟持部
２０  挟持片
２２  溶接トーチ
【図１】
0005590318.tif 000002
【図２】
0005590318.tif 000003
【図３】
0005590318.tif 000004
【図４】
0005590318.tif 000005
【図５】
0005590318.tif 000006
【図６】
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