(57)【要約】  【課題】レーザブレージングを施した後にブレージングビードの上からシーリング材を効率的に塗布することができるシーリング材塗布装置を提供する。  【解決手段】重ね継手の形態での母材Ｗ１，Ｗ２同士のブレージング接合部にブレージングビード３の上からシーリング材を塗布する装置である。母材Ｗ２側にブレージングビード３に近接してシーリング材塗布位置の基準となるガイド溝６を予め形成しておく。ガイド溝６に沿ってシーリングノズル７を動かしながら当該シーリングノズル７からシーリング材を吐出させて、そのシーリング材の断面形状をビード整形面９にて整形しながらブレージングビード３の上から塗布してシーリングビード５を形成する。  【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重ね継手の形態での母材同士のブレージング接合部にブレージングビードの上からシーリング材を塗布することにより上記ブレージングビードを封止する方法であって、
母材側にブレージングビードに近接してシーリング材塗布位置の基準となるガイド溝を予め形成しておき、
このガイド溝に沿ってシーリングノズルを動かしながら当該シーリングノズルからシーリング材を吐出させて、そのシーリング材の断面形状を整形しながらブレージングビードの上から塗布してシーリングビードを形成することを特徴とするブレージング接合部のシーリング材塗布方法。
【請求項２】
ブレージングビードに対してシーリングノズルを非接触状態に保つ一方で、シーリングノズルの一部をガイド溝に係合させ、
そのガイド溝に倣わせるようにシーリングノズルを動かしてシーリングビードを形成することを特徴とする請求項１に記載のブレージング接合部のシーリング材塗布方法。
【請求項３】
シーリングロボットにシーリングノズルとともにセンサを持たせる一方、シーリング材塗布作業と並行してそのシーリング材塗布位置よりの前方側のガイド溝の位置をセンサにて検知し、
そのセンサからのガイド溝の位置情報に基づいて、シーリングノズルをガイド溝に倣わせながら動かすことを特徴とする請求項２に記載のブレージング接合部のシーリング材塗布方法。
【請求項４】
ブレージング接合部は、スチール系の母材とアルミニウム系の母材をブレージングをもって接合したものであって、
アルミニウム系の母材にガイド溝が予め形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のブレージング接合部のシーリング材塗布方法。
【請求項５】
シーリング材は常温硬化型のものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のブレージング接合部のシーリング材塗布方法。
【請求項６】
重ね継手の形態での母材同士のブレージング接合部にシーリングロボットにてブレージングビードの上からシーリング材を塗布することにより上記ブレージングビードを封止する装置であって、
シーリング材塗布位置の基準となるガイド溝が母材側にブレージングビードに近接して予め形成されていて、
シーリングロボットに保持されるとともに、上記ガイド溝に沿って移動することでシーリング材を吐出して、そのシーリング材の断面形状を整形しながらブレージングビードの上から塗布してシーリングビードを形成するシーリングノズルと、
シーリングノズルとともにシーリングロボットに保持されるとともに、シーリング材塗布作業と並行してそのシーリング材塗布位置よりの前方側のガイド溝の位置を検知するセンサと、
を備えていて、
そのセンサからのガイド溝の位置情報に基づいて、シーリングノズルをガイド溝に倣わせながら動かしてシーリングビードを形成するようにしたことを特徴とするブレージング接合部のシーリング材塗布装置。
【請求項７】
センサからのガイド溝の位置情報に基づいて、ブレージングビードに対してシーリングノズルを非接触状態に保つ一方で、シーリングノズルの一部をガイド溝に係合させるようになっていることを特徴とする請求項６に記載のブレージング接合部のシーリング材塗布装置。
【請求項８】
ブレージング接合部は、スチール系の母材とアルミニウム系の母材をブレージングをもって接合したものであって、
アルミニウム系の母材にガイド溝が予め形成されていることを特徴とする請求項６または７に記載のブレージング接合部のシーリング材塗布装置。
【請求項９】
シーリング材は常温硬化型のものであることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載にブレージング接合部のシーリング材塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、母材同士を重ね継手の形態でブレージング（ろう付け）を施した後にブレージングビードの上からシーリング材を塗布することによりそのブレージングビードを封止するようにしたブレージング接合部のシーリング材塗布方法とシーリング材塗布装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体パネル等の薄鋼板の接合方法として、例えば特許文献１に記載のようなレーザブレージングと称される方法が提案されている。この方法では、ワイヤ供給装置から母材上の加工点に対してワイヤ状の溶加材（ろう材）を供給する一方、レーザ加工ヘッドから同じく加工点にレーザ光を照射して、溶加材を溶融させていわゆるぬれ拡がらせることで母材同士を例えば重ね継手の形態をもって接合することを基本としている。
【０００３】
このレーザブレージング工法では、極小のレーザスポット部にレーザエネルギーを集中させることができるため、高速作業が可能であるとともに、母材の熱歪み等を抑制できる利点がある反面、例えばスチール系の母材とアルミニウム合金系の母材との接合のようにいわゆる異材質の母材同士の接合の場合には、接合後のブレージングビードにボイドの発生が不可避であるとされている。
【０００４】
このボイドの発生は、単にブレージングビードの外観品質を低下させるだけでなく、電食等により防錆性能やシール性能を低下させる一因となることから、特に上記のような異材質の母材同士の接合の場合には、ブレージングビードの上からペイントシーラ等のシーリング材を塗布することで、そのシーリングビードをもってブレージングビードを封止することが行われている。
【特許文献１】特許第３５５５６１２号公報（図１，２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば重ね継手の形態でのレーザ溶接あるいにはスポット溶接の後処理として行われている一般的なシーリング作業、すなわちパイプ状のシーリングノズル（シーリングガン）をもってシーリング材をビード状の塗布する一般的なシーリング作業では、そのシーリングノズルを母材の端面に当てていわゆる母材の端面をトレース（倣う）するようにしてシーリングノズルを動かしてシーリング材塗布作業を行えるのに対して、上記のようなレーザブレージング後のシーリング材塗布作業の場合には、ブレージングビードをもって母材の端面が実質的に消失しているので、手作業であるか自動であるかにかかわらず、シーリングノズルを母材の端面に倣わせるようにして動かすことが困難であり、大幅な作業効率の低下が余儀なくされるほか、シーリングビードが蛇行してシール性不良や外観品質が低下するおそれがある。しかも、シーリングノズルをブレージングビードに倣わせるように動かしたとしても、ブレージングビードが必ずしも滑らかな直線でないために、上記と同様に効率的な作業を行うことができない。
【０００６】
一方、上記のようなシーリング材塗布作業をシーリングロボットにより自動にて行う場合には、母材の端面やブレージングビードに依存せずとも、シーリングノズルを動かすべき軌跡を予めティーチングしておくことにより、シーリング材の自動塗布作業が可能であるものの、ティーチング作業に多くの工数を要する上、作業速度が極端に低下して上記と同様に効率的な作業を行うことができない。
【０００７】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、母材同士を重ね継手の形態でブレージングを施した後にブレージングビードの上からシーリング材を塗布することによりそのブレージングビードを封止することを前提として、そのシーリング材塗布作業をきわめて効率的に行うことができるようにしたブレージング接合部のシーリング材塗布方法とシーリング材塗布装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、重ね継手の形態での母材同士のブレージング接合部にブレージングビードの上からシーリング材を塗布することにより上記ブレージングビードを封止する方法として、母材側にブレージングビードに近接してシーリング材塗布位置の基準となるガイド溝を予め形成しておき、このガイド溝に沿ってシーリングノズルを動かしながら当該シーリングノズルからシーリング材を吐出させて、そのシーリング材の断面形状を整形しながらブレージングビードの上から塗布してシーリングビードを形成することを特徴とする。
【０００９】
ここに言うシーリング材塗布作業は手動であるか自動であるかを問わないものとし、また、シーリング材としては、要求特性さえ満たし得れば接着剤タイプのものを使用することももちろん可能である。
【００１０】
さらに、望ましくは、請求項２に記載のように、ブレージングビードに対してシーリングノズルを非接触状態に保つ一方で、シーリングノズルの一部をガイド溝に係合させ、そのガイド溝に倣わせるようにシーリングノズルを動かしてシーリングビードを形成するものとする。
【００１１】
より望ましくは、請求項３に記載のように、シーリングロボットにシーリングノズルとともにセンサを持たせる一方、シーリング材塗布作業と並行してそのシーリング材塗布位置よりの前方側のガイド溝の位置をセンサにて検知し、そのセンサからのガイド溝の位置情報に基づいて、シーリングノズルをガイド溝に倣わせながら動かすものとする。
【００１２】
したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、シーリングノズルを基準となるガイド溝に倣わせるようにして動かすことで、ブレージングビードを被覆するように正しい位置にシーリングビードが形成されることになる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、上記請求項３に記載の技術をシーリング材塗布装置として捉えたものであり、重ね継手の形態での母材同士のブレージング接合部にシーリングロボットにてブレージングビードの上からシーリング材を塗布することにより上記ブレージングビードを封止する装置であって、シーリング材塗布位置の基準となるガイド溝が母材側にブレージングビードに近接して予め形成されていて、シーリングロボットに保持されるとともに、上記ガイド溝に沿って移動することでシーリング材を吐出して、そのシーリング材の断面形状を整形しながらブレージングビードの上から塗布してシーリングビードを形成するシーリングノズルと、シーリングノズルとともにシーリングロボットに保持されるとともに、シーリング材塗布作業と並行してそのシーリング材塗布位置よりの前方側のガイド溝の位置を検知するセンサとを備えている。その上で、そのセンサからのガイド溝の位置情報に基づいて、シーリングノズルをガイド溝に倣わせながら動かしてシーリングビードを形成するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
この場合にも、請求項７に記載のように、センサからのガイド溝の位置情報に基づいて、ブレージングビードに対してシーリングノズルを非接触状態に保つ一方で、シーリングノズルの一部をガイド溝に係合させるようになっているものとする。
【００１５】
したがって、請求項６に記載の発明においても、請求項１に記載の発明と同様に、シーリングノズルを基準となるガイド溝に倣わせるようにして動かすことで、ブレージングビードを被覆するように正しい位置にシーリングビードが形成されることになり、しかもシーリングノズルの位置は実際のガイド溝の位置を検知するセンサの位置情報に基づいてフィードバック制御されるので、シーリングビードの位置精度が一段と向上することになる。
る。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、シーリングノズルをガイド溝に倣わせるようにして動かしてシーリング材塗布作業を行えるので、作業効率が大幅に向上するほか、シーリングビードの蛇行やシール不良の発生がなく、シーリング品質の向上が図れる。
【００１７】
請求項６に記載の発明によれば、シーリングノズルの位置は実際のガイド溝の位置を検知するセンサの位置情報に基づいてフィードバック制御されるので、請求項１に記載の発明と同様の効果に加えて、シーリングビードの位置精度が一段と向上する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１〜３は本発明の前提となるレーザブレージング加工の概略を示し、また図４以下の図面は本発明のより具体的な実施の形態としてブレージング接合部に対するシーリング材塗布システムの詳細を示している。
【００１９】
図１に示すように、例えば亜鉛めっき鋼板であるところの母材たる下側のパネルＷ１とアルミニウム合金板であるところの母材たる上側のパネルＷ２とをいわゆる重ね継手の形態をもってレーザブレージング加工を施すにあたっては、図示外のワイヤ供給装置から母材Ｗ１，Ｗ２上の加工点Ｐに対して溶加材（ろう材）ワイヤ１を供給するとともに、図示外のレーザ加工ヘッドから同じく加工点Ｐにレーザ光２を照射する一方、例えば双方のパネルＷ１，Ｗ２側を固定側、レーザ光２および溶加材ワイヤ１側を可動側として両者を接合線方向に相対移動させ、もって溶加材ワイヤ１を溶融させていわゆるぬれ拡がらせることでパネルＷ１，Ｗ２同士をブレージングビード３にて接合することを基本としている。
【００２０】
この場合、図２に示すように、レーザブレージング加工の特殊性として接合後のブレージングビード３にボイド４の発生が不可避であることは先に述べた。そこで、その対策として、図３に示すように、ブレージングビード３の上から粘稠なシーリング材を塗布してシーリングビード５を形成し、もってブレージングビード３を封止することで先のボイド４等が外部に露出しないようにする。
【００２１】
本実施の形態では、図４に示すように、上側のパネルＷ２のフランジ部Ｆのうちブレージングビード３が形成される部位と近接する位置に例えばＶ字状のガイド溝６をフランジ部Ｆの端面ｅと平行に予め形成しておくものとする。このガイド溝６は、例えば上側のパネルＷ２自体をレーザブレージング加工に先立って所定の三次元形状にプレス成形する際に同時に成形するものとし、またブレージングビード３が形成される際にはそのブレージングビード３がガイド溝６まで及ぶことがないように配慮する。
【００２２】
その一方、図４のほか図５の（Ａ）に示すように、レーザブレージング加工後に実際のシーリング材塗布作業を司ることになるチューブ状もしくはパイプ状のシーリングノズル７の先端に、両端のエンドブリッジ部８を残しつつも形成すべきシーリングビード３の断面形状に応じた略アーチ状のビード整形面９を切欠形成しておく。すなわち、ブレージングビード３の曲率半径よりも一回り大きな曲率半径の相似形で且つ略アーチ状のビード整形面９を形成しておく。
【００２３】
なお、シーリングノズル７は図示しないシーリング材供給装置にフレキシブルホース等を介して接続される。また、シーリングビード３の断面形状は任意であり、例えば図５の（Ａ）に示すようなシーリングノズル７の半円状のビード整形面９に代えて、同図（Ｂ）に示すような矩形状のビード整形面９Ａを採用することで、断面矩形状のシーリングビード３とすることもできる。
【００２４】
そして、レーザブレージング加工後にブレージングビード３を被覆するべくそのブレージングビード３の上にシーリングビード５を形成するにあたっては、図４に示すように、シーリングノズル７の一方のエンドブリッジ部８をパネルＷ２側のガイド溝６に係合させるとともに、ビード整形面９がブレージングビード３と干渉もしくは接触しないように維持しながら、シーリングノズル７をガイド溝６に倣わせるようにしてその長手方向に動かして断面が略半円状のシーリングビード５を形成し、もってブレージングビード３を封止する。
【００２５】
この場合、シーリング材はあくまでガイド溝６を基準に塗布されてシーリングビード５と化するため、ブレージングビード３の直線性が多少欠如していたり、あるいはブレージングビード３の幅寸法にばらつきがあったとしても、外観品質の優れたシーリングビード５を形成することが可能となり、ブレージングビード３をその上から確実に封止することができる。
【００２６】
なお、ここで使用されるシーリング材は、一般に広く使用されているところのＰＶＣ（塩化ビニール）系のものは好ましくない。その理由は、シーリングビード５がシーリングオーブンや塗装工程の中塗りオーブンで加熱されて硬化した場合に、図２，３に示したボイド４に含まれる空気が膨張してシーリングビード５を突き破ってしまい、シーリングビード５側に新たな気泡を生じてしまうほか、シーリングビード５の外観品質を低下させてしまうからである。
【００２７】
このような現象を回避するために、上記の実施の形態で使用するシーリング材は、オーブンにて加熱される前に硬化してしまうタイプのものが望ましい。このような要求を満足するシーリング材としては、いわゆる二液タイプの接着剤と言われるものがある。特に自動車の車体組立工程で使用する場合、二液アクリル系接着剤や二液エポキシ系接着剤が好ましい。同じ二液タイプでもウレタン系接着剤は油面鋼板等への接着性が良くないため、上記車体組立工程での使用には適さないが、例えば電着塗装後の塗装鋼板等への使用は可能である。
【００２８】
もちろん、電着塗装のみならす中塗りおよび上塗りまでも終えた塗装鋼板等を取り扱う車両組立工程では、シーリング材に関しての上記のような制約はなくなり、二液タイプのウレタン系、エポキシ系およびアクリル系の接着剤のほか、一液タイプのウレタン系およびシリコーン系の接着剤等のいわゆる室温硬化型の接着剤を用いることができる。
【００２９】
図６は、本発明の第２の実施の形態として、図４のシーリングノズル７を用いることを前提として、シーリングロボットにてシーリング材塗布作業を自動にて行う場合の例を示している。
【００３０】
図６に示すように、シーリングロボットのロボットアーム１０の先端には、シーリングノズル７を有するシーリングガン１１がブラケット１２を介して下向き姿勢で装着されているとともに、そのシーリングガン１１には視覚センサ１３が近接するように付設されている。この視覚センサ１３は、内蔵する光源からガイド溝６およびブレージングビード３に向けてレーザ光１４等を照射する一方、そのレーザ光１４等の照射領域をセンシングエリアＱとして同じく内蔵するＣＣＤカメラ等にて所定周期で撮像し、画像処理装置１５での画像解析に基づいてガイド溝６の位置のほか、視覚センサ１３からそのガイド溝６が形成されたフランジ部Ｆまでの距離を計測するもので、この計測データはロボット制御装置１６に送られ、最終的にはシーリングノズル７の位置がフィードバック制御されることになる。つまり、視覚センサ１３はシーリング材の塗布進行方向においてシーリングノズル７の前方側をセンシングすることになる。
【００３１】
このようなシーリングロボットを母機とするシーリング材塗装置によれば、シーリングロボットは予めティーチングされたデータをもとにシーリングノズル７をガイド溝６に沿って動かして、シーリング材塗布作業を自動にて行う。その際に、視覚センサ１３からの計測データがリアルタイムでフィードバックされることによりシーリングノズル７の位置が微調整されることから、シーリングノズル７は図４のように常時ガイド溝６に係合したままでそのガイド溝６に倣うようにして連続的に移動し、シーリング材を塗布しつつシーリングビード５を形成することになる。
【００３２】
したがって、シーリングノズル７の移動はシーリングロボットによって行われるものの、そのシーリングノズル７の位置精度はガイド溝６にて機械的に決定されているので、高精度に、しかもきわめて高速でシーリング材の塗布作業を行うことが可能となる。
【００３３】
ここで、先に述べたレーザブレージング加工の際にそのブレージング精度を高めるためには、レーザ溶接の場合と同様にパネルＷ１，Ｗ２相互間の隙間を矯正することが有効であることが知られている。そのための手段として、ブレージングビード３が形成されるべき位置の直近位置をピンあるいはローラにて加圧拘束することが行われるが、その際に上記のガイド溝６をパネルＷ１，Ｗ２の加圧拘束用のピンあるいはローラの走路として有効利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係るブレージング接合部へのシーリング材の塗布に先立っておこなわれるレーザブレージング加工の概略説明図。
【図２】レーザブレージング加工後のブレージングビードの詳細を示す説明図。
【図３】図２のブレージングビードにシーリング材を塗布して封止した状態を示す断面説明図。
【図４】本発明に係るシーリング材塗布装置の要部の構成を示す要部説明図。
【図５】図４のシーリング材塗布装置に使用されるシーリングノズルの説明図。
【図６】図４の構成を含むシーリング材自動塗布システムを概略説明図。
【符号の説明】
【００３５】
３…ブレージングビード
５…シーリングビード
６…ガイド溝
７…シーリングノズル
８…エンドブリッジ部
９，９Ａ…ビード整形面
１０…ロボットアーム
１１…シーリングガン
１３…視覚センサ
Ｆ…フランジ部
Ｗ１，Ｗ２…パネル（母材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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