(57)【要約】【課題】溶接Ｊ形鋼等の非対称形状の溶接形鋼を製造する際、板材どうしを好適に溶接することできる板材溶接装置を提供する。【解決手段】第１板材と第２板材とを溶接する板材溶接方法であって、第１板材の一方の主面と第２板材の端面とを相互に押し当てる押し当て工程と、第１板材の姿勢が押し当て工程に起因して溶接に適した姿勢からずれた姿勢となることが抑制されるように、第１板材と第２板材との押し当て部分とは異なる位置で第１板材の一方の主面を押圧する押圧工程と、第１板材の姿勢が溶接に適した姿勢からずれた姿勢となることが押圧工程により抑制された状態で、押し当て部分を溶接する溶接工程とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１板材と第２板材とを溶接する板材溶接方法であって、
第１板材の一方の主面と第２板材の端面とを相互に押し当てる押し当て工程と、
前記第１板材の姿勢が前記押し当て工程に起因して溶接に適した姿勢からずれた姿勢となることが抑制されるように、前記第１板材と前記第２板材との押し当て部分とは異なる位置で前記第１板材の一方の主面を押圧する押圧工程と、
前記第１板材の姿勢が溶接に適した姿勢からずれた姿勢となることが前記押圧工程により抑制された状態で、前記押し当て部分を溶接する溶接工程と
を備えることを特徴とする板材溶接方法。
【請求項２】
第１板材の一方の主面と第２板材の端面とを相互に押し当てる押し当て手段と、
前記第１板材の姿勢が前記押し当て手段による押し当てに起因して溶接に適した姿勢からずれた姿勢となることが抑制されるように、前記第１板材と前記第２板材との押し当て部分とは異なる位置で前記第１板材の一方の主面を押圧する押圧手段と、
前記第１板材の姿勢が溶接に適した姿勢からずれた姿勢となることが前記押圧手段により抑制された状態で、前記押し当て部分を溶接する溶接手段と
を備えることを特徴とする板材溶接装置。
【請求項３】
前記第１板材の位置が重力に起因して溶接に適した位置からずれることが抑制されるように、前記第１板材および前記第２板材を支持する支持手段をさらに備え、
前記溶接手段は、前記第１板材の位置が溶接に適した位置からずれることが前記支持手段により抑制された状態で、前記押し当て部分を溶接する
ことを特徴とする請求項２に記載の板材溶接装置。
【請求項４】
前記第１板材および前記第２板材を前記溶接手段の溶接ポイントへ送り込む送り手段をさらに備え、
前記押圧手段は、前記送り手段により前記第１板材を送り込む方向において相互に間隔をあけて配置された複数の押圧部材を含むことを特徴とする
請求項２または３に記載の板材溶接装置。
【請求項５】
前記第１板材と前記第２板材との押し当て部分とは異なる位置で、前記第１板材の一方の主面とは反対側の他方の主面を押圧する他方側押圧手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の板材溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば溶接Ｊ形鋼等の溶接形鋼を製造する際に用いられる板材の溶接方法および当該板材の溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、形鋼を板材の溶接によって製造することが行われており、特許文献１にはその一例が開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の溶接形鋼の製造方法では、フランジ材にウェブ材の端部を押し当てて、その押し当てた部分にレーザ光を照射して溶接形鋼を製造する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１１９４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の溶融形鋼の製造方法は、Ｈ形鋼およびＴ形鋼の製造に関するものである。Ｈ形鋼およびＴ形鋼の製造に際しては、フランジ材の幅方向略中央部にウェブ材の端部を押し当てるので、フランジ材とウェブ材とが互いに直角をなした状態で溶接を行うことが可能である。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の製造方法をＪ形鋼のような非対称形状の形鋼を製造する場合に適用すると、適切に溶接を行うことができない虞がある。具体的には、例えば３つの切板（２つのフランジ材と１つのウェブ材）を溶接してＪ形鋼を製造する場合、フランジ材の主面とウェブ材の端面とを溶接することになる。この場合、フランジ材の幅方向の中心からずれた部位（例えば端部）にウェブ材の端面が溶接されるため、ウェブ材に対してフランジ材が傾いてしまい、そのような状態で押し当て部分に溶接を行っても、適切な溶接を行うことができない虞がある。
【０００７】
そこで、本願発明では、溶接Ｊ形鋼等の非対称形状の溶接形鋼を製造する際、板材どうしを好適に溶接することができる板材溶接方法および板材溶接装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明に係る板材溶接方法は、第１板材と第２板材とを溶接する板材溶接方法であって、第１板材の一方の主面と第２板材の端面とを相互に押し当てる押し当て工程と、前記第１板材の姿勢が前記押し当て工程に起因して溶接に適した姿勢からずれた姿勢となることが抑制されるように、前記第１板材と前記第２板材との押し当て部分とは異なる位置で前記第１板材の一方の主面を押圧する押圧工程と、前記第１板材の姿勢が溶接に適した姿勢からずれた姿勢となることが前記押圧工程により抑制された状態で、前記押し当て部分を溶接する溶接工程とを備えることを特徴とする。
【０００９】
上記（１）の発明によれば、第１板材の姿勢が押し当て工程（第１板材の一方の主面と第２板材の端面とを相互に押し当てる工程）に起因して溶接に適した姿勢からずれた姿勢となることが抑制されるように、第１板材と第２板材との押し当て部分とは異なる位置で第１板材の一方の主面を押圧する。これにより、第１板材の姿勢が押し当て工程に起因して溶接に適した姿勢からずれた姿勢となることが抑制される。したがって、第１板材の一方の主面と第２板材の端面とを良好な状態で溶接することが可能となり、溶接Ｊ形鋼等の非対称形状の溶接形鋼を好適に製造することができる。
【００１０】
押し当て工程（第１板材の一方の主面と第２板材の端面とを相互に押し当てる工程）において、第１板材の「幅方向中心から離れた位置（例えば端部付近）」における一方の主面と第２板材の端面とを相互に押し当てる場合に、本発明は特に有効である。すなわち、第１板材の「幅方向中心から離れた位置」における一方の主面と第２板材の端面とを相互に押し当てる場合には、第１板材の姿勢が溶接に適した姿勢からずれた姿勢となり易い。しかしながら、本発明に係る板材溶接方法を採用することで、第１板材の姿勢が押し当て工程に起因して溶接に適した姿勢からずれた姿勢となることが効果的に抑制され、溶接Ｊ形鋼等の非対称形状の溶接形鋼を好適に製造することができる。
【００１１】
（２）本発明に係る板材溶接装置は、第１板材の一方の主面と第２板材の端面とを相互に押し当てる押し当て手段と、前記第１板材の姿勢が前記押し当て手段による押し当てに起因して溶接に適した姿勢からずれた姿勢となることが抑制されるように、前記第１板材と前記第２板材との押し当て部分とは異なる位置で前記第１板材の一方の主面を押圧する押圧手段と、前記第１板材の姿勢が溶接に適した姿勢からずれた姿勢となることが前記押圧手段により抑制された状態で、前記押し当て部分を溶接する溶接手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
上記（２）の発明によれば、重力や、押し当て手段による押し当て（第１板材の一方の主面と第２板材の端面とを相互に押し当てること）に起因して第１板材の姿勢が溶接に適した姿勢からずれた姿勢となることが抑制されるように、第１板材と第２板材との押し当て部分とは異なる位置で押圧手段が第１板材の一方の主面を押圧する。これにより、第１板材の姿勢が重量や上記押し当てに起因して溶接に適した姿勢からずれた姿勢となることが抑制される。したがって、第１板材の一方の主面と第２板材の端面とを良好な状態で溶接することが可能となり、溶接Ｊ形鋼等の非対称形状の溶接形鋼を好適に製造することができる。
【００１３】
第１板材の「幅方向中心から離れた位置（例えば幅方向端部付近）」における一方の主面と第２板材の端面とを押し当て手段により相互に押し当てる場合に、本発明は特に有効である。すなわち、第１板材の「幅方向中心から離れた位置」における一方の主面と第２板材の端面とを相互に押し当てる場合には、第１板材の姿勢が溶接に適した姿勢からずれた姿勢となり易い。しかしながら、本発明に係る板材溶接装置を採用することで、押し当て手段による押し当てに起因して第１板材の姿勢が溶接に適した姿勢からずれた姿勢となることが効果的に抑制され、溶接Ｊ形鋼等の非対称形状の溶接形鋼を好適に製造することができる。
【００１４】
（３）上記（２）の発明において、前記第１板材の位置が重力に起因して溶接に適した位置からずれることが抑制されるように、前記第１板材および前記第２板材を支持する支持手段をさらに備え、前記溶接手段は、前記第１板材の位置が溶接に適した位置からずれることが前記支持手段により抑制された状態で、前記押し当て部分を溶接するようにしてもよい。
【００１５】
（３）の構成によれば、第１板材の位置が重力に起因して溶接に適した位置からずれることが抑制されるように、支持手段が第１板材および第２板材を支持する。これにより、重力に起因して第１板材の位置が溶接に適した姿勢からずれることが抑制される。したがって、第１板材の一方の主面と第２板材の端面とをより一層良好な状態で溶接することが可能となり、溶接Ｊ形鋼等の非対称形状の溶接形鋼をより一層好適に製造することができる。
【００１６】
（４）上記（２）または（３）の発明において、前記第１板材および前記第２板材を前記溶接手段の溶接ポイントへ送り込む送り手段をさらに備え、前記押圧手段は、前記送り手段により前記第１板材を送り込む方向において相互に間隔をあけて配置された複数の押圧部材を含んでいてもよい。
【００１７】
（４）の構成によれば、第１板材を送り込む方向における複数の箇所で第１板材を押圧することができる。これにより、第１板材をより安定した状態で押圧することができる。したがって、第１板材の一方の主面と第２板材の端面とをより一層良好な状態で溶接することが可能となり、溶接Ｊ形鋼等の非対称形状の溶接形鋼をより一層好適に製造することができる。
【００１８】
（５）上記（２）〜（４）のいずれか１つの発明において、前記第１板材と前記第２板材との押し当て部分とは異なる位置で、前記第１板材の一方の主面とは反対側の他方の主面を押圧する他方側押圧手段をさらに備えていてもよい。
【００１９】
（５）の構成によれば、第１板材をより安定した状態で押圧することができる。したがって、第１板材の一方の主面と第２板材の端面とをより一層良好な状態で溶接することが可能となり、溶接Ｊ形鋼等の非対称形状の溶接形鋼をより一層好適に製造することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本願発明によれば、溶接Ｊ形鋼等の非対称形状の溶接形鋼を製造する際、板材どうしを好適に溶接することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る板材溶接装置の要部を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る板材溶接装置により製造されるＪ形鋼について説明する図であり、（ａ）は溶接形鋼の材料である３つの材料を示す図、（ｂ）は溶接された状態を示す図、（ｃ）は（ｂ）の一部を拡大して示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る板材溶接装置における溶接ヘッドについて説明する図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る板材溶接装置の要部を示す模式的側平面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る板材溶接装置の要部を板材の送り方向下流側から見た模式図である。
【図６】サイドロールを備えない板材溶接装置を用いて溶接を行う場合について説明する模式図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る板材溶接装置の要部を示す斜視図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る板材溶接装置の要部を示す模式的平面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る板材溶接装置のサイドロールを示す模式的側面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る板材溶接装置の要部を示す模式的平面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る板材溶接装置の要部を示す模式的平面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る板材溶接装置の他方側サイドロールを示す模式的側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る板材溶接装置について、図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
本発明に係る板材溶接装置は、例えば、溶接形鋼（板材どうしを溶接することにより製造される形鋼）の製造に用いられる。以下の説明では、本発明に係る板材溶接装置を溶接形鋼の製造に用いる場合について説明する。なお、本発明に係る板材溶接装置の用途は、溶接形鋼の製造に限定されるものではなく、他の製品の製造に用いることも可能である。
【００２４】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る板材溶接装置１００について、図１〜図６を参照しつつ説明する。本実施形態に係る板材溶接装置１００（図１参照）は、例えば溶接Ｊ形鋼（溶接によって製造されるＪ形鋼）等の溶接形鋼２００（図２（ｂ）参照）を製造するために、板材どうしを溶接する装置である。なお、板材溶接装置１００における溶接ヘッド（例えばレーザ光を照射する装置）については、便宜上、図１では図示を省略し、図３において符号３００で示している。
【００２５】
なお、板材溶接装置１００により製造される溶接形鋼は、溶接Ｊ形鋼（図２（ｂ）参照）等の非対対称形状の溶接形鋼に限定されるものではなく、他の種類の溶接形鋼であってもよい。
【００２６】
本明細書では、板材溶接装置１００によって製造される溶接形鋼２００が溶接Ｊ形鋼である場合について説明する。溶接Ｊ形鋼（以下、「溶接Ｊ形鋼２００」と称する）は、図２（ａ）および図２（ｂ）に例示されるように、第１フランジ材２０１と、第２フランジ材２０２と、ウェブ材２０３とを溶接することにより製造される。第１フランジ２０１、第２フランジ材２０２、およびウェブ材２０３は、いずれも、例えば、予め所定の長さに切断された長尺の平板状の板材（切板）である。第１フランジ材２０１の幅Ｗ１（図２（ａ）参照）は、第２フランジ材２０２の幅Ｗ２よりも小さい値に設定されている。第１フランジ材２０１は本発明の「第１板材」に含まれ、ウェブ材２０３は本発明の「第２板材」に含まれる。なお、以下の説明では、第１フランジ材２０１とウェブ材２０３とを溶接することについて詳しく説明し、第２フランジ材２０２とウェブ材２０３とを溶接することについては詳しい説明を省略する。
【００２７】
溶接Ｊ形鋼２００においては、第１フランジ材２０１の一方の主面２０１０（図２（ａ）参照）とウェブ材２０３の端面（図２（ａ）参照）とが溶接される。具体的には、上記一方の主面２０１０（以下、「第１の主面２０１０」と称する）における幅方向中心Ｃ（図２（ａ）参照）から幅方向に離れた位置（幅方向中心Ｃから幅方向にずれた位置）と、ウェブ材２０３の端面（図２（ａ）参照）とが溶接される。図２（ａ）および図２（ｂ）に示される例では、第１の主面２０１０における幅方向端部付近の部位と、ウェブ材２０３の端面とが溶接される。第１フランジ材２０１とウェブ材２０３とが溶接された状態において、第１フランジ材２０１の端部（図２（ｃ）参照）は、ウェブ材２０３よりも若干突出していてもよいし、突出していなくてもよい。突出している場合、突出量Ｓ（図３（ｃ）参照）は特に限定されるものではない。
【００２８】
なお、以下の説明では、第１フランジ材２０１の一方の主面２０１０を「第１の主面２０１０」と称する。また、第１フランジ材２０１における第１の主面２０１０とは反対側の面である他方の主面を「第２の主面２０１１」と称する。また、第２フランジ材２０２は、ウェブ材２０３と溶接される面である一方の主面２０２０（図２（ａ）参照）と、一方の主面２０２０とは反対側の面である他方の主面２０２１とを有するものとする。一方の主面２０２０を「溶接側主面２０２０」と称し、他方の主面２０２１を「反溶接側主面２０２１」と称する。
【００２９】
板材溶接装置１００は、第１フランジ材２０１、第２フランジ材２０２、およびウェブ材２０３を、溶接ヘッド３００の溶接ポイントＷＰ１，ＷＰ２（図３参照）に向けて送り込む複数の送りロールと、溶接ポイントＷＰ１に送り込まれた第１フランジ材２０１の第２の主面２０１１をウェブ材２０３側へ押圧するスクイズロール４００（図４参照）と、溶接ポイントＷＰ２に送り込まれた第２フランジ材２０２の反溶接側主面２０２１（図２（ａ）参照）をウェブ材２０３側へ押圧するスクイズロール（図示略）と、スクイズロール４００よりも送り方向上流側で且つ送りロール５００よりも送り方向下流側に配置されたサイドロール６００（図１および図４参照）および押さえロール７００（図１参照）と、ウェブ材２０３を押さえロール７００とは反対側から支持する支持台８００と、溶接ポイントＷＰ１，ＷＰ２にレーザ光を照射する溶接ヘッド３００（図３参照）とを備えている。
【００３０】
上記複数の送りロールは、例えば、第１フランジ材２０１を溶接ポイントＷＰ１に向けて送り込む送りロール（図示略）と、第２フランジ材２０２を溶接ポイントＷＰ２に向けて送り込む送りロール（図示略）と、ウェブ材２０３を溶接ポイントＷＰ１，ＷＰ２に向けて送り込む送りロール５００（図１参照）とを含む。これら複数の送りロールは、例えば、モータにより駆動される。複数の送りロールは、本発明の「送り手段」に含まれる。
【００３１】
スクイズロール４００は、図４に示されるように、第１フランジ材２０１の第２の主面２０１１を押圧しながら矢印Ｂで示す方向（図示例では反時計回り）に回転する。スクイズロール４００は、第２フランジ材２０２の反溶接側主面２０２１を押圧する上述のスクイズロール（図示略）と協働して、第１フランジ材２０１の第１の主面２０１０における幅方向端部付近の部位とウェブ材２０３の端面２０３０とを相互に押し当てる。つまり、スクイズロール４００が第１フランジ材２０１の第２の主面２０１１を押圧し、図外のスクイズロールが第２フランジ材２０２の反溶接側主面２０２１を押圧することにより、ウェブ材２０３（図２（ａ）および図２（ｂ）参照））の端面と、第１フランジ材２０１の第１の主面２０１０とが相互に押し合う状態となる。
【００３２】
スクイズロール４００は、図５に示されるように、例えば上下方向に沿って延びるように配置されている。また、スクイズロール４００は、第１フランジ材２０１の全幅よりも長い長さで形成されている。スクイズロール４００は、第１フランジ材２０１の全幅に亘って第１フランジ材２０１と対向可能な位置に配置される。スクイズロール４００は、本発明の「押し当て手段」に含まれる。
【００３３】
第１フランジ材２０１の第１の主面２０１０における幅方向中心Ｃ（図２（ａ）参照）から幅方向に離れた（幅方向にずれた）部位と、ウェブ材２０３の端面２０３０とを相互に押し当てると、図６に示されるように、第１フランジ材２０１の姿勢が溶接に適した姿勢（例えば、図６における二点鎖線で示す姿勢）からずれた姿勢（例えば、図６における実線で示す姿勢）となる虞がある。具体的には、第１フランジ材２０１の主面２０１０とウェブ材２０３の端面２０３０との相互の押し当てに起因して、第１フランジ材２０１におけるウェブ材２０３とは反対側の部分がスクイズロール４００から離れるように第１フランジ材２０１が傾斜しながら、重力に起因して第１フランジ材２０１がウェブ材２０３から離れる方向（下方）に位置ずれする虞がある。このような現象は、第１フランジ材２０１とウェブ材２０３との相互の押し当て部分ＰＰ（ハッチングで示す部分）と、第１フランジ材２０１の幅方向中心Ｃとの距離が大きいほど、生じる可能性が高い。具体的には、押し当て部分ＰＰが第１フランジ材２０１の幅方向端部にある場合に最も生じやすいと考えられる。このような現象が生じると、レーザ光を照射しても、第１フランジ材２０１とウェブ材２０３とを適切に溶接することができない虞がある。しかしながら、この問題は、サイドロール６００により解消される。その理由については後述する。
【００３４】
サイドロール６００は、第１フランジ材２０１の第１の主面２０１０（ウェブ材２０３側の主面。スクイズロール４００とは反対側の主面）を、回転しながら押圧する円筒状の押圧面６０１を有する部材である。サイドロール６００は、第１フランジ材２０１との間に発生する摩擦力によって、従動的に回転するものであってもよいし、モータ等の駆動力を受けて回転するものであってもよい。図１に示される例では、サイドロール６００は、従動的に回転するものとされている。サイドロール６００は、本発明の「押圧手段」に含まれる。
【００３５】
サイドロール６００は、第１フランジ材２０１の姿勢がスクイズロール４００による押し当てに起因して溶接に適した姿勢（図６に二点鎖線で示す姿勢）からずれた姿勢（図６に実線で示す姿勢）となることが抑制されるように、第１フランジ材２０１とウェブ材２０３との押し当て部分ＰＰ（図５参照）とは異なる位置で第１フランジ材２０１の第１の主面２０１０を押圧する。
【００３６】
すなわち、サイドロール６００は、第１フランジ材２０１におけるスクイズロール４００側の面がスクイズロール４００の軸方向全体に亘ってスクイズロール４００に当接するように（スクイズロール４００から離間しないように）、第１フランジ材２０１を押圧する。このように第１フランジ材２０１を押圧することにより、第１フランジ材２０１の姿勢が溶接に適した姿勢（図６に二点鎖線で示す姿勢）からずれた姿勢（図６に実線で示す姿勢）となることが抑制される。また、このように第１フランジ材２０１を押圧することにより、第１フランジ材２０１とスクイズロール４００との間で発生する摩擦力が大きくなる。したがって、第１フランジ材２０１の位置が溶接に適した位置（図６に二点鎖線で示す位置）からずれた位置（図６に実線で示す位置）となることが抑制される。
【００３７】
上述の「第１フランジ材２０１とウェブ材２０３との押し当て部分ＰＰとは異なる位置」は、具体的には、例えば、第１フランジ材２０１の送り方向において、スクイズロール４００よりも上流側の位置であるとよい（図４参照）。さらには、「押し当て部分ＰＰとは異なる位置」は、第１フランジ材２０１の幅方向中心Ｃ（図５参照）に対して、押し当て部分ＰＰとは反対側の位置であるとよい（図５参照）。この場合、溶接に適した姿勢および位置からのずれを効果的に抑制することができる。図５に示される例では、押し当て部分ＰＰの位置は、第１フランジ材２０１の幅方向における一方側の端部（上端部）付近の位置とされ、「押し当て部分ＰＰとは異なる位置」は、第１フランジ材２０１の幅方向における他方側の端部（下端部）付近の位置とされている。
【００３８】
押さえロール７００は、ウェブ材２０３をサイドロール６００とは反対側（ウェブ材２０３の上側）から押圧する円筒状の押圧面を有する部材である。
【００３９】
支持台８００は、押さえロール７００とは反対側に配置され、ウェブ材２０３を押さえロール７００とは反対側（下側）から支持する部材である。
【００４０】
溶接ヘッド３００（本発明の「溶接手段」に含まれる）は、図３に示される例では、第１フランジ材２０１とウェブ材２０３とを溶接する溶接ポイントＷＰ１にレーザ光を照射することが可能な第１溶接ヘッド３０１と、第２フランジ材２０２とウェブ材２０３とを溶接する溶接ポイントＷＰ２にレーザ光を照射することが可能な第２溶接ヘッド３０２とを備えている。
【００４１】
レーザ光は非常に狭くかつ高いエネルギー密度を有しており、レーザ光を溶接に用いることで、小さい断面積で深い溶融金属領域を形成することができる。このため、フランジ材２０１，２０２とウェブ材２０３との溶接に際し、例えば図３に示されるように溶接ポイントＷＰ１，ＷＰ２に対して片側のみからレーザ光を照射することで高い接合強度の溶接を行うことが可能であり、溶接作業の省力化にも資することになる。
【００４２】
なお、溶接ヘッド３００は、レーザ光を用いる溶接手段に限定されるものではなく、高周波溶接、アーク溶接等、他の種類の溶接手段を用いることも可能である。
【００４３】
次に、本実施形態に係る板材溶接装置１００を用いて第１フランジ材２０１とウェブ材２０３とを溶接する板材溶接方法について説明する。第２フランジ材２０２とウェブ材２０３とを溶接する板材溶接方法については説明を省略する。
【００４４】
まず、送りロール（第１フランジ材２０１を送り込む送りロール、およびウェブ材２０３を送り込む送りロール５００（図１参照））を駆動して、第１フランジ材２０１およびウェブ材２０３を溶接ポイントＷＰ１（図４参照）に向けて送り込む。
【００４５】
その送り込みの際、図４および図５に示されるように、第１フランジ材２０１の第１の主面２０１０をサイドロール６００で押圧しながら、第１フランジ材２０１の第２の主面２０１１をスクイズロール４００で押圧する。つまり、第１フランジ材２０１をスクイズロール４００とサイドロール６００とで挟むように第１の主面２０１０および第２の主面２０１１を押圧する。
【００４６】
第１フランジ材２０１をこのように押圧することで、第１フランジ材２０１の姿勢が溶接に適した姿勢（図６に二点鎖線で示す姿勢）からずれた姿勢（図６に実線で示す姿勢）となることが抑制され、さらには第１フランジ材２０１の位置が溶接に適した位置（図６に二点鎖線で示す姿勢）からずれた位置（図６に実線で示す位置）となることが抑制される。したがって、第１フランジ材２０１の姿勢および位置は、ウェブ材２０３との溶接に適した姿勢および位置（図５に示される第１フランジ材２０１の位置）となる。
【００４７】
次いで、第１溶接ヘッド３０１により溶接ポイントＷＰ１にレーザ光を照射する。第１フランジ材２０１の姿勢および位置は、ウェブ材２０３との溶接に適した姿勢および位置（図５に示される第１フランジ材２０１の位置）となっているので、溶接ポイントＷＰ１にレーザ光を照射することにより、好適にレーザ溶接を行うことができる。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態によれば、スクイズロール４００による押し当て（第１フランジ材２０１の第１の主面２０１０とウェブ材２０３の端面２０３０とを相互に押し当てること）に起因して第１フランジ材２０１の姿勢が溶接に適した姿勢からずれた状態となることが抑制されるように、第１フランジ材２０１とウェブ材２０３との押し当て部分ＰＰとは異なる位置（例えば、上述のように、第１フランジ材２０１の送り方向における、押し当て部分ＰＰよりも上流側で、且つ、第１フランジ材２０１の幅方向中心Ｃに対して押し当て部分ＰＰとは反対側の位置）でサイドロール６００が第１フランジ材２０１の第１の主面２０１０を押圧する。これにより、第１フランジ材２０１の姿勢および位置が上記押し当てに起因して溶接に適した姿勢からずれた状態となることが抑制される。したがって、第１フランジ材２０１の第１の主面２０１０とウェブ材２０３の端面２０３０とを良好な状態で溶接することが可能となり、溶接Ｊ形鋼等の非対称形状の溶接形鋼を好適に製造することができる。また、サイドロール６００が第１フランジ材２０１の第１の主面２０１０を押圧することで、上述のように、スクイズロール４００と第１フランジ材２０１との間の摩擦力が大きくなり、これにより、重力に起因する第１フランジ材２０１の下方への位置ずれを抑制することができる。
【００４９】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る板材溶接装置１０１について、図６〜図９を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【００５０】
本実施形態は、サイドロール６１０の形態が第１実施形態のサイドロール６００と異なる。その他の構成については第１実施形態と同様である。
【００５１】
本実施形態のサイドロール６１０は、第１フランジ材２０１の第１の主面２０１０を押圧する円筒状の押圧面６０１と、第１フランジ材２０１の位置が重力に起因して溶接に適した位置（図６において二点鎖線で示す位置）からずれることが抑制されるように、第１フランジ材２０１を支持する支持部６１１（図７〜図９参照）を備えている。
【００５２】
支持部６１１は、図７〜図９に示される例では、押圧面６０１の下端部にフランジ状に突設された円板状部分とされている。この支持部６１１の第１フランジ材２０１側の面（上面）で、フランジ材２０１における支持部６１１側の面（下端面）を下方から支持する。
【００５３】
本実施形態によれば、支持部６１１が第１フランジ材２０１の下端面を下方から支持する（図９参照）。これにより、スクイズロール４００による押し当てに起因して第１フランジ材２０１の位置が溶接に適した姿勢からずれることがより一層抑制される。したがって、第１フランジ材２０１の第１の主面２０１０とウェブ材２０３の端面２０３０とをより一層良好な状態で溶接することが可能となり、溶接Ｊ形鋼等の非対称形状の溶接形鋼をより一層好適に製造することができる。
【００５４】
（第３実施形態）
第３実施形態に係る板材溶接装置１０２について、図１０を参照しつつ説明する。なお、第２実施形態と同様の構成については、第２実施形態と同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【００５５】
本実施形態では、第２実施形態におけるサイドロール６１０を、第１フランジ材２０１の送り方向において相互に間隔をあけて２つ配置している。なお、サイドロール６１０の数は２つに限定されるものではなく、３以上の数であってもよい。また、サイドロール６１０どうしの間隔は任意の値に設定可能である。また、サイドロール６１０に代えて、第１実施形態におけるサイドロール６００を用いることも可能である。
【００５６】
本実施形態によれば、第１フランジ材２０１の送り方向における複数の箇所で第１フランジ材２０１を押圧することができる。これにより、第１フランジ材２０１をより安定した状態で押圧することができる。したがって、第１フランジ材２０１の第１の主面２０１０とウェブ材２０３の端面２０３０とをより一層良好な状態で溶接することが可能となり、溶接Ｊ形鋼等の非対称形状の溶接形鋼をより一層好適に製造することができる。
【００５７】
（第４実施形態）
第４実施形態に係る板材溶接装置１０３について、図１１および図１２を参照しつつ説明する。なお、第２実施形態と同様の構成については、第２実施形態と同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【００５８】
図１１および図１２に示されるように、本実施形態に係る板材溶接装置１０３は、第１フランジ材２０１とウェブ材２０３との押し当て部分ＰＰとは異なる位置で第１フランジ材２０１の第２の主面２０１１を押圧する他方側サイドロール６２０を備えている。
【００５９】
他方側サイドロール６２０は、第１フランジ材２０１の第２の主面２０１１を押圧する円筒状の押圧面６２１と、第１フランジ材２０１の位置が重力に起因して溶接に適した位置（図６において二点鎖線で示す位置）からずれることが抑制されるように、第１フランジ材２０１を下方から支持する支持部６２２（図１１および図１２参照）を備えている。
【００６０】
他方側サイドロール６２０は、第１フランジ材２０１の送り方向において、サイドロール６１０よりも上流側に配置されている。つまり、第１フランジ材２０１の送り方向において、上流側から順に、他方側サイドロール６２０、サイドロール６１０、スクイズロール４００が配置されている。また、第１フランジ材２０１の送り方向において、他方側サイドロール６２０、サイドロール６１０、スクイズロール４００は、第１フランジ材２０１を介して交互に配置されている。他方側サイドロール６２０とサイドロール６１０との間隔は任意の値に設定可能である。
【００６１】
なお、他方側サイドロール６２０の数は１つに限定されるものではなく、２以上の数であってもよい。この場合、他方側サイドロール６２０どうしの間隔は任意の値に設定可能である。また、他方側サイドロール６２０に代えて、支持部６２２を有さないものを用いることも可能である。
【００６２】
本実施形態によれば、第１フランジ材２０１をより安定した状態で押圧することができる。したがって、第１フランジ材２０１の第１の主面２０１０とウェブ材２０３の端面２０３０とをより一層良好な状態で溶接することが可能となり、溶接Ｊ形鋼等の非対称形状の溶接形鋼をより一層好適に製造することができる。
【００６３】
なお、本発明は上記の第１実施形態〜第４実施形態に限られるものではない。例えば、第２実施形態〜第４実施形態において、サイドロール６１０の高さを調節する高さ調節機構（図示略）を設けてもよい。このような高さ調節機構を設けることにより、第１フランジ材２０１の高さを調節することができる。これにより、第１フランジ材２０１の幅方向端部（図２（ｃ）参照）がウェブ材２０３よりも突出する量（突出量Ｓ（図３（ｃ）参照）を調節することができる（突出量Ｓはゼロでもよい）。また、第４実施形態において、他方側サイドロール６２０の高さを調節する高さ調節機構（図示略）を設けてもよい。このような高さ調節機構を設けることにより、第１フランジ材２０１の高さをより好適に調節することができる。
【００６４】
また、例えば、第１実施形態において、第１フランジ材２０１の厚み方向における、サイドロール６１０の位置を調節する位置調節機構（図示略）を設けてもよい。このような位置調節機構を設けることにより、第１フランジ材２０１の厚み等に応じて、サイドロール６００の位置を調節することができる。同様に、第２〜第４実施形態において、第１フランジ材２０１の厚み方向における、サイドロール６１０の位置を調節する位置調節機構（図示略）を設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本願発明に係る板材溶接方法および板材溶接装置によれば、溶接Ｊ形鋼等の非対称形状の溶接形鋼を製造する際、板材どうしを好適に溶接することができるため、例えば溶接Ｊ形鋼などの溶接形鋼を容易に製造することができ、溶接形鋼の普及に貢献することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１００〜１０３    板材溶接装置
２０１            第１フランジ材
２０１０          第１フランジ材の一方の主面
２０１１          第１フランジ材の他方の主面
２０３            ウェブ材
２０３０          ウェブ材の端面
３００            溶接ヘッド
４００            スクイズロール
５００            送りロール
６００、６１０    サイドロール
６２０            他方側サイドロール
【図１】
2019093396.tif 000003
【図２】
2019093396.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019093396.tif 000006
【図５】
2019093396.tif 000007
【図６】
2019093396.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年2月18日(2019.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１板材と第２板材とを溶接する板材溶接方法であって、
第１板材の一方の主面と第２板材の端面とを相互に押し当てる押し当て工程と、
前記第１板材の姿勢が前記押し当て工程に起因して溶接に適した姿勢からずれた姿勢となることが抑制されるように、前記第１板材と前記第２板材との押し当て部分とは異なる位置で前記第１板材の一方の主面を押圧する押圧工程と、
前記第１板材の姿勢が溶接に適した姿勢からずれた姿勢となることが前記押圧工程により抑制された状態で、前記押し当て部分を溶接する溶接工程と
を備えることを特徴とする板材溶接方法。
【請求項２】
第１板材の一方の主面と第２板材の端面とを相互に押し当てる押し当て手段と、
前記第１板材の姿勢が前記押し当て手段による押し当てに起因して溶接に適した姿勢からずれた姿勢となることが抑制されるように、前記第１板材と前記第２板材との押し当て部分とは異なる位置で前記第１板材の一方の主面を押圧する押圧手段と、
前記第１板材の姿勢が溶接に適した姿勢からずれた姿勢となることが前記押圧手段により抑制された状態で、前記押し当て部分を溶接する溶接手段と
を備えることを特徴とする板材溶接装置。
【請求項３】
前記第１板材および前記第２板材を前記溶接手段の溶接ポイントへ送り込む送り手段をさらに備え、
前記押圧手段は、前記送り手段により前記第１板材を送り込む方向において相互に間隔をあけて配置された複数の押圧部材を含むことを特徴とする
請求項２に記載の板材溶接装置。
【請求項４】
前記第１板材と前記第２板材との押し当て部分とは異なる位置で、前記第１板材の一方の主面とは反対側の他方の主面を押圧する他方側押圧手段をさらに備える
請求項２または３に記載の板材溶接装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
（３）上記（２）の発明において、前記第１板材および前記第２板材を前記溶接手段の溶接ポイントへ送り込む送り手段をさらに備え、前記押圧手段は、前記送り手段により前記第１板材を送り込む方向において相互に間隔をあけて配置された複数の押圧部材を含んでいてもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
（３）の構成によれば、第１板材を送り込む方向における複数の箇所で第１板材を押圧することができる。これにより、第１板材をより安定した状態で押圧することができる。したがって、第１板材の一方の主面と第２板材の端面とをより一層良好な状態で溶接することが可能となり、溶接Ｊ形鋼等の非対称形状の溶接形鋼をより一層好適に製造することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
（４）上記（２）または（３）の発明において、前記第１板材と前記第２板材との押し当て部分とは異なる位置で、前記第１板材の一方の主面とは反対側の他方の主面を押圧する他方側押圧手段をさらに備えていてもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
（４）の構成によれば、第１板材をより安定した状態で押圧することができる。したがって、第１板材の一方の主面と第２板材の端面とをより一層良好な状態で溶接することが可能となり、溶接Ｊ形鋼等の非対称形状の溶接形鋼をより一層好適に製造することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
溶接Ｊ形鋼２００においては、第１フランジ材２０１の一方の主面２０１０（図２（ａ）参照）とウェブ材２０３の端面（図２（ａ）参照）とが溶接される。具体的には、上記一方の主面２０１０（以下、「第１の主面２０１０」と称する）における幅方向中心Ｃ（図２（ａ）参照）から幅方向に離れた位置（幅方向中心Ｃから幅方向にずれた位置）と、ウェブ材２０３の端面（図２（ａ）参照）とが溶接される。図２（ａ）および図２（ｂ）に示される例では、第１の主面２０１０における幅方向端部付近の部位と、ウェブ材２０３の端面とが溶接される。第１フランジ材２０１とウェブ材２０３とが溶接された状態において、第１フランジ材２０１の端部（図２（ｃ）参照）は、ウェブ材２０３よりも若干突出していてもよいし、突出していなくてもよい。突出している場合、突出量Ｓ（図２（ｃ）参照）は特に限定されるものではない。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
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