(57)【要約】【課題】小型且つ簡素な構造で溶接不良を低減できること。【解決手段】同一平面状で互いに隣り合う鋼板１、２を溶接位置Ｍまで案内して搬送し、鋼板１、２同士を突合せ溶接するシート状薄板の溶接装置１０において、鋼板１、２の上方にクランプローラ１４が、溶接位置Ｍを境に鋼板１、２の幅方向両側に設置され、鋼板１、２の下方に基準ローラ１５が、溶接位置Ｍを境に鋼板１、２の幅方向両側に設置され、これらのクランプローラ１４と基準ローラ１５は、上下方向に対向配置されて鋼板１、２を上下方向にクランプするよう構成されると共に、それぞれの回転軸が水平面に対して傾斜して設定されたものである。【選択図】  図１
2014200798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一平面上で互いに隣り合う２枚のシート状薄板を溶接位置まで案内して搬送し、前記シート状薄板同士を突合せ溶接するシート状薄板の溶接装置において、
前記シート状薄板の上方に少なくとも２個のクランプローラが、前記溶接位置を境に前記シート状薄板の幅方向両側に設置され、
前記シート状薄板の下方に少なくとも２個の基準ローラが、前記溶接位置を境に前記シート状薄板の幅方向両側に設置され、
これらのクランプローラと基準ローラは、上下方向に対向配置されて前記シート状薄板を上下方向にクランプするよう構成されると共に、それぞれの回転軸が水平面に対して傾斜して設定されたことを特徴とするシート状薄板の溶接装置。
【請求項２】
前記クランプローラ及び前記基準ローラは、シート状薄板との接触部分が前記シート状薄板の溶接位置近傍となるように、それらの回転軸が水平面に対して傾斜して設定されたことを特徴とする請求項１に記載のシート状薄板の溶接装置。
【請求項３】
前記溶接位置を境にシート状薄板の幅方向両側に設置されたそれぞれの基準ローラは、高さ調節手段を用いて、前記シート状薄板の上下方向にそれぞれ独立して高さ調整可能に構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のシート状薄板の溶接装置。
【請求項４】
前記クランプローラ及び前記基準ローラは、溶接位置に面する側面部分に、前記両ローラの基材によりも耐熱性が高く且つスパッタ付着性が低いカバー部材が配設されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート状薄板の溶接装置。
【請求項５】
前記クランプローラ及び前記基準ローラの近傍には、付着したスパッタを除去するためのスクレーパが設置されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシート状薄板の溶接装置。
【請求項６】
前記シート状薄板を溶接位置で溶接する溶接手段が、レーザ光を用いたレーザ溶接手段であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシート状薄板の溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一平面上で互いに隣り合う２枚のシート状薄板を溶接位置まで案内して搬送し、これらのシート状薄板同士を突合せ溶接するシート状薄板の溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５〜図７に示す溶接装置１００は、同一の水平面上で互いに隣り合う２枚の鋼板１０１、１０２を、駆動ローラ１１０を用いて溶接位置Ｗまで案内して搬送し、レーザー溶接トーチ１０３から照射されるレーザー光１０４によって、鋼板１０１の側面１０１Ａと鋼板１０２の側面１０２Ａとを溶接位置Ｗにおいて突合せ溶接（テーラードブランク溶接）するものである。
【０００３】
この溶接装置１００では、溶接を安定して実施して溶接継手の品質を向上させるために、２枚の鋼板１０１、１０２は、クランプローラ１０５と基準プレート１０６とを用いて鋼板１０１、１０２の上下方向にクランプされる。この際、クランプローラ１０５は、レーザー溶接トーチ１０３との干渉を回避するために小径のものが用いられ、熱対策として銅製のカバー部材１０７で被覆されている。また、基準プレート１０６には、スパッタの付着やレーザー光１０４の受光を考慮して開口１０８が形成されている。
【０００４】
ところが、上述のような溶接装置１００では、溶接位置Ｗの近傍が高温になるため、クランプローラ１０５は、熱影響によって損傷したり、耐久性が低下して短寿命になるので、鋼板１０１、１０２の溶接位置Ｗ近傍に配置できない。このため、クランプローラ１０５と基準プレート１０６とによって鋼板１０１、１０２を溶接位置Ｗから遠い位置でクランプせざるを得ず、鋼板１０１、１０２の変形を抑制できないので、溶接不良である目違いが発生しやすい。
【０００５】
また、クランプローラ１０５の下方に配置された基準プレート１０６にあっては、溶接位置Ｍで下へ抜けるスパッタが付着増殖すると鋼板１０１、１０２に傷が生ずる原因となるので、開口部１０８へスパッタが付着しないように大きくする必要があり、このため、溶接位置Ｗの近くで鋼板１０１、１０２を支持できなくなって目違いが発生し易くなる。しかも、基準プレート１０６とクランプローラ１０５との間で鋼板１０１、１０２を強くクランプすると、基準プレート１０６が早期に磨耗変形すると同時に、鋼板１０１、１０２に傷が発生し易いので、強くクランプできない。この結果、鋼板１０１、１０２の変形を抑制できないので、溶接不良である目違いが発生しやすい。
【０００６】
これに対し、特許文献１には、中空シャフトとその外側に配置されたローラシェルとを備えて構成される引張りローラを上下２個設置し、一方の引張りローラの中空シャフト内に溶接トーチを配置し、上下２個の引張りローラによって２枚の鋼板の溶接位置を上下方向にクランプして、２枚の鋼板の側面同士を突合せ溶接する溶接装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１−５７９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の溶接装置は、溶接不良を低減できるものの、溶接トーチが一方の引張りローラにおける中空シェル内に配置されるため、装置構造が複雑になり、また装置が大型化してしまう。
【０００９】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、小型且つ簡素な構造で溶接不良を低減できるシート状薄板の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】
【００１０】
本発明に係るシート状薄板の溶接装置は、同一平面上で互いに隣り合う２枚のシート状薄板を溶接位置まで案内して搬送し、前記シート状薄板同士を突合せ溶接するシート状薄板の溶接装置において、前記シート状薄板の上方に少なくとも２個のクランプローラが、前記溶接位置を境に前記シート状薄板の幅方向両側に設置され、前記シート状薄板の下方に少なくとも２個の基準ローラが、前記溶接位置を境に前記シート状薄板の幅方向両側に設置され、これらのクランプローラと基準ローラは、上下方向に対向配置されて前記シート状薄板を上下方向にクランプするよう構成されると共に、それぞれの回転軸が水平面に対して傾斜して設定されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、シート状薄板の上方でその幅方向両側に設置されたクランプローラと、シート状薄板の下方でその幅方向両側に設置された基準ローラとが、シート状薄板の上下方向で対向配置されてシート状薄板を上下方向にクランプすると共に、クランプローラ及び基準ローラのそれぞれの回転軸が水平面に対して傾斜して設定されている。このため、クランプローラ及び基準ローラによってシート状薄板の溶接位置近傍を上下方向にクランプすることが可能になるので、小型且つ簡素な構造で溶接時のシート状薄板の変形を確実に抑制でき、溶接不良を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るシート状薄板の溶接装置における一実施形態を示す斜視図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図。
【図３】図１のＩＩＩ矢視図。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図。
【図５】従来の溶接装置を示す斜視図。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係るシート状薄板の溶接装置における一実施形態を示す斜視図である。この図１に示すシート状薄板の溶接装置１０は、同一の水平面上で互いに隣り合う２枚のシート状薄板、例えば板厚が同一または異なる鋼板１、２を溶接位置Ｍ（図２）まで案内して搬送し、これらの鋼板１、２の側面１Ａ、２Ａ同士を突合せ溶接（テーラードブランク溶接）するものである。そして、このシート状薄板の溶接装置１０は、駆動ローラ１１及び１２、溶接手段としての溶接トーチ１３、クランプローラ１４、基準ローラ１５、高さ調整手段としての高さ調整機構１６、並びにスクレーパ１７を有して構成される。
【００１４】
駆動ローラ１１及び１２は、図１〜図３に示すように、基台２０に設置された固定台２１に回転自在に軸支され、図示しない駆動源からの動力によって回転駆動される。駆動ローラ１１及び１２は、回転駆動されることで、上方に配置されたガイドローラ２２と共に鋼板１及び２を溶接位置Ｍまで案内し、溶接後も引き続いて同一方向に搬送する。これらの駆動ローラ１１及び１２は、小径部２３と大径部２４とが回転一体に設けられたものであり、大径部２４が鋼板１、２に接してこの鋼板１、２を搬送する。
【００１５】
溶接トーチ１３は、レーザー光１８を鋼板１、２の溶接位置Ｍに照射して、レーザー光１８のエネルギーにより鋼板１の側面１Ａと鋼板２の側面２Ａとを溶接するレーザー溶接トーチである。従って、鋼板１、２の溶接位置Ｍは、鋼板１の側面１Ａと鋼板２の側面２Ａとの境界でレーザー光１８が照射される位置をいう。
【００１６】
クランプローラ１４は、鋼板１、２の上方に少なくとも２個が、溶接位置Ｍを境に鋼板１、２の幅方向両側に設置される。本実施形態では、クランプローラ１４は、鋼板１の上方と鋼板２の上方にそれぞれ設置される。各クランプローラ１４は、図示しない昇降機構により鋼板１、２に対し昇降される。
【００１７】
また、各クランプローラ１４は、特に図３及び図４に示すように、略円錐台形状に形成され、その回転軸２５がベアリング２６を介して回転自在に支持される。更に、各クランプローラ１４の回転軸２５は、水平面Ａ（鋼板１及び２が搬送される水平面に平行な水平面）に対して角度θ１だけ傾斜して設定される。この傾斜によって、各クランプローラ１４は、鋼板１、２との接触部分１４Ａが、鋼板１、２の溶接位置Ｍ近傍に位置づけられる。
【００１８】
基準ローラ１５は、図１〜図３に示すように、鋼板１、２の下方に少なくとも２個が、溶接位置Ｍを境に鋼板１、２の幅方向両側に設置される。本実施形態では、基準ローラ１５は、鋼板１の下方と鋼板２の下方にそれぞれ設置される。各基準ローラ１５は、鋼板１、２の搬送方向前後に設置された駆動ローラ１１、１２のそれぞれの小径部２３間に配置される。
【００１９】
また、各基準ローラ１５は、特に図３及び図４に示すように略円錐台形状に形成され、その回転軸２７がベアリング２８を介して回転自在に支持される。更に、各基準ローラ１５の回転軸２７は、水平面Ａに対して角度θ２だけ傾斜して設定される。この傾斜によって、各基準ローラ１５は、鋼板１、２との接触部分１５Ａが、鋼板１、２の溶接位置Ｍ近傍に位置づけられる。
【００２０】
上述のクランプローラ１４と基準ローラ１５とは、特に図２及び図３に示すように、鋼板１、２の上下方向に対向して配置される。この対向配置されたクランプローラ１４及び基準ローラ１５のうち、クランプローラ１４が昇降機構により下降することで、これらのクランプローラ１４と基準ローラ１５とによって、鋼板１、２が上下方向にクランプ（挟持）される。
【００２１】
図３及び図４に示すように、クランプローラ１４及び基準ローラ１５は、鋼板１、２の溶接位置Ｍに対面する側面部分に、カバー部材として例えば金属製のカバープレート３０が配設される。このカバープレート３０は、クランプローラ１４及び基準ローラ１５の基材である鉄よりも耐熱性が高く、且つ溶接時に発生するスパッタの付着性が低い材質、好ましくは銅から構成される。
【００２２】
また、クランプローラ１４、基準ローラ１５のそれぞれの近傍には、図２〜図４に示すように前記スクレーパ１７が設置されている。このスクレーパ１７は、クランプローラ１４、基準ローラ１５のカバープレート３０の表面に付着したスパッタに、クランプローラ１４、基準ローラ１５の回転中に当接して、このスパッタを掻き取って除去するものである。
【００２３】
図１及び図４に示すように、溶接位置Ｍを境に鋼板１、２の幅方向両側に設置されたそれぞれの基準ローラ１５は、前記高さ調整機構１６を用いて、鋼板１、２の上下方向にそれぞれ独立して高さ調整可能に構成される。
【００２４】
つまり、基準ローラ１５は、基準ローラ設置台３１に回転自在に設置され、この基準ローラ設置台３１が固定台２１に側面取付ボルト３２を用いて取り付けられる。この側面取付ボルト３２は、固定台２１に形成された長孔３３を貫通し、その先端部が基準ローラ設置台３１の側部に螺合される。また、基準ローラ設置台３１の上部には、固定台２１の天部に当接可能な高さ調整ねじ３４が螺装されている。
【００２５】
従って、側面取付ボルト３２を弛め、高さ調整ねじ３４を回転させることで、基準ローラ設置台３１の上下方向位置を調整して設定し、この設定後に側面取付ボルト３２を締め付けて基準ローラ設置台３１を固定台２１に固定することで、基準ローラ設置台３１に設置された基準ローラ１５の鋼板１、２に対する位置（高さ）が調整される。
【００２６】
高さ調整機構１６は、上述の基準ローラ設置台３１、側面取付ボルト３２、高さ調整ねじ３４及び固定台２１を有して構成され、この高さ調整機構１６が基準ローラ１５毎に設けられる。従って、２個の各基準ローラ１５は、鋼板１、２に対するそれぞれの上下方向位置（高さ）が、それぞれの高さ調整機構１６によって独立して調整される。
【００２７】
以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、次の効果（１）〜（７）を奏する。
（１）シート状薄板の溶接装置１０では、鋼板１、２の上方でその幅方向両側に設置されたクランプローラ１４と、鋼板１、２の下方でその幅方向両側に設置された基準ローラ１５とが、鋼板１、２の上下方向で対向配置されて鋼板１、２を上下方向にクランプすると共に、クランプローラ１４及び基準ローラ１５のそれぞれの回転軸２５、２７が水平面Ａに対して傾斜して設定されている。このため、クランプローラ１４及び基準ローラ１５によって、鋼板１、２の溶接位置Ｍ近傍を上下方向に確実にクランプすることができる。従って、小型且つ簡素な構造で溶接時の鋼板１、２の変形を確実に抑制でき、溶接不良である目違いを低減できる。
【００２８】
（２）鋼板１、２の上下方向に配置されたクランプローラ１４の回転軸２５と基準ローラ１５の回転軸２７とが、水平面Ａに対してそれぞれ傾斜して設定されたので、鋼板１、２の溶接位置Ｍの上方に溶接トーチ１３の配置用空間３５（図４）を、鋼板１、２の溶接位置Ｍの下方に溶接時のスパッタの逃げ空間３６（図４）をそれぞれ良好に確保できる。
【００２９】
（３）鋼板１、２の溶接位置Ｍの上方に溶接トーチ１３の配置用空間３５を確保できるので、クランプローラ１４を大径化でき、従ってクランプローラ１４の冷却効率を向上させることができる。更に、クランプローラ１４を大径化できるので、このクランプローラ１４を支持するベアリング２６の位置が溶接位置Ｍから遠ざかり、溶接時のベアリング２６の熱影響を低減できると共に、このベアリング２６の回転数を低減できる。これらの結果、このベアリング２６の耐久性を向上させることができる。
【００３０】
（４）各基準ローラ１５が、基準ローラ設置台３１を介して固定台２１に設けられ、この基準ローラ設置台３１が、高さ調整ねじ３４及び側面取付ボルト３２を用いて固定台２１に対し鋼板１、２の上下方向にそれぞれ独立して高さ調整可能に構成されている。従って、各基準ローラ１５は、鋼板１、２の溶接位置Ｍでのそれぞれの高さを独立して調整できるので、溶接不良である目違いの発生を防止できる。
【００３１】
（５）クランプローラ１４、基準ローラ１５では、溶接位置Ｍに対面する側面部分に、クランプローラ１４及び基準ローラ１５の基材よりも耐熱性が高く且つスパッタ付着性の低いカバープレート３０が配設されたので、従来の如くクランプローラ１０５を覆う複雑な形状のカバー部材１０７を廃止できる。この結果、シート状薄板の溶接装置１０の装置構成を簡素化できる。
【００３２】
（６）クランプローラ１４の下方に基準ローラ１５が上下方向に対向して配置され、従来の基準プレート１０６が廃止されたので、クランプローラ１４と基準ローラ１５とによる鋼板１、２のクランプ力を、早期に磨耗変形しやすい基準プレート１０６の場合に比べて向上させることができる。
【００３３】
（７）基準ローラ１５が駆動ローラ１１の小径部２３と駆動ローラ１２の小径部２３間に配置されるので、これらの駆動ローラ１１及び１２では大径部２４の比率を低減できる。このため、駆動ローラ１１及び１２を軽量化でき、材料使用量を低減できる。
【００３４】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００３５】
１、２  鋼板（シート状薄板）
１０  シート状薄板の溶接装置
１１、１２  駆動ローラ
１３  溶接トーチ（溶接手段）
１４  クランプローラ
１４Ａ  接触部分
１５  基準ローラ
１５Ａ  接触部分
１６  高さ調整機構（高さ調整手段）
１７  スクレーパ
２５、２７  回転軸
３０  カバープレート（カバー部材）
３４  高さ調整ねじ
Ｍ  溶接位置
θ１、θ２  角度
Ａ  水平面
【図１】
2014200798.tif 000003
【図２】
2014200798.tif 000004
【図３】
2014200798.tif 000005
【図４】
2014200798.tif 000006
【図５】
2014200798.tif 000007
【図６】
2014200798.tif 000008
【図７】
2014200798.tif 000009