(57)【要約】【課題】ワークの溶接時における溶接部裏面の酸化を比較的簡素な構造で抑制することができる溶接治具および溶接方法を提供する。【解決手段】溶接治具は、架台（溶接治具ベース１）と、溶接治具ベース１の上に配設され、ワーク２における溶接部裏面に当接する裏当て治具３と、を備える。裏当て治具３は、複数の分割体４ａ〜４ｋからなる分割構造であり、これらの分割体４ａ〜４ｋが、フローティング機構５を介して溶接治具ベース１に取り付けられている。これにより、ワーク２の溶接時に、フローティング機構５の弾性支持力によって裏当て治具３（分割体４ａ〜４ｋ）をワーク２の溶接部裏面と密着させることが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
架台と、
前記架台の上に配設され、ワークにおける溶接部裏面に当接する裏当て治具と、を備え、
前記裏当て治具は、複数の分割体からなる分割構造であり、これらの分割体が、フローティング機構を介して前記溶接部裏面に密着して前記架台に取り付けられていることを特徴とする溶接治具。
【請求項２】
前記分割体は、前記ワークの溶接部裏面側にて溶接部に沿って配置されていることを特徴とする請求項１に記載の溶接治具。
【請求項３】
前記分割体は、前記ワークの位置決め用の位置決めピンを挿入する逃げ穴を有することを特徴とする請求項１または２に記載の溶接治具。  
【請求項４】
前記フローティング機構は、前記架台と前記分割体との間に配設される弾性体を有し、
前記弾性体は、各分割体において少なくとも３箇所以上に配設されることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の溶接治具。
【請求項５】
ワークにおける溶接部裏面に当接する裏当て治具を複数の分割体からなる分割構造とすると共に、これらの分割体を、フローティング機構を介して架台に取り付けることにより、前記ワークの溶接時に、前記フローティング機構の弾性支持力によって前記分割体を前記ワークにおける溶接部裏面と密着させるようにすることを特徴とする溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接治具および溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ワークの溶接時における溶接部裏面の酸化を抑制するために、溶接部裏面をガス（バックシールドガス）によって大気からシールドするように構成した溶接装置が公知である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載の溶接装置においては、光センサで溶接光を検出しつつ、溶接部裏面を覆ってバックシールドガスを封止する保護カバーを移動させることにより、ワークの溶接時における溶接部裏面の酸化をピンポイントで抑制するようにしている。 
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平４−１１３１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１に記載の溶接装置においては、光センサ、保護カバーを移動させるためのアクチュエータや、このアクチュエータを制御するためのコントローラなどが必要であり、構造が複雑となると共に、設備コストが比較的高くなるという問題点がある。
【０００６】
そこで、本発明は、ワークの溶接時における溶接部裏面の酸化を比較的簡素な構造で抑制することができる溶接治具および溶接方法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】
【０００７】
本発明においては、溶接治具は、架台と、前記架台の上に配設され、ワークにおける溶接部裏面に当接する裏当て治具と、を備える。前記裏当て治具は、複数の分割体からなる分割構造であり、これらの分割体が、フローティング機構を介して前記溶接部裏面に密着して前記架台に取り付けられている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、前記フローティング機構の弾性支持力によって前記分割体を前記ワークの溶接部裏面と密着させることで、溶接部裏面における大気の遮断、ワークの温度上昇抑制により、溶接部裏面の酸化を比較的簡素な構造で抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る溶接治具の斜視図である。
【図２】ワークの部分断面図である。
【図３】（ａ）は裏当て治具の平面図であり、（ｂ）は正面図である。
【図４】裏当て治具の斜視図である。
【図５】裏当て治具の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態に係る溶接治具は、架台を構成する溶接治具ベース（溶接治具フレームベース）１と、溶接治具ベース１の上に配設され、ワーク２を載置する裏当て治具３と、を備えている。本実施形態に係る溶接治具は、アーク溶接等に使用されるものである。
【００１２】
本実施形態のワーク２は、車両のサスペンションメンバーである。具体的には、このサスペンションメンバー（ワーク２）は、図２に示すように、２つの部材２ａ，２ｂを重ね合わせて、これらの部材２ａ，２ｂの外周縁部を溶接（いわゆる隅肉溶接）することにより接合されてなる。なお、ワーク２は、いわゆる隅肉溶接が施されるものに限定されず、いわゆる突合せ溶接などが施されるものであってもよい。
【００１３】
本実施形態の裏当て治具３は、金属製のもの（いわゆるバックメタル治具）である。なお、裏当て治具３は、金属製のものに限定されず、セラミックスなどの非金属材料から形成されるものであってもよい。
【００１４】
図３から図５に示すように、裏当て治具３は、複数（本実施形態では、１１個）の分割体４ａ〜４ｋからなる分割構造であり、これらの分割体４ａ〜４ｋが、フローティング機構５を介して溶接治具ベース１に個別に取り付けられている。複数の分割体４ａ〜４ｋは、ワーク２の溶接部裏面側にて溶接部に沿って連続して配置されており、ワーク２における溶接部裏面に当接するようになっている。すなわち、複数の分割体４ａ〜４ｋは、ワーク２の外周縁部に沿って連続して配置されている。また、分割体４ａ〜４ｋ同士は、配列方向に沿って互いに近接して配置されている。
【００１５】
なお、裏当て治具３の分割数および分割箇所は、本実施形態に限定されず、ワーク２の形状や溶接部の位置などに応じて適宜決定する。また、複数の分割体４ａ〜４ｋは、少なくともワーク２の溶接部裏面を覆うように配置されているが、ワーク２の裏面全体を覆うように配置されていてもよい。本実施形態では、複数の分割体４ａ〜４ｋのうち、ワーク２の中央部分に配置される分割体４ｅ，４ｆ，４ｇは、ワーク２の裏面全体をほぼ覆うように配置されている。
【００１６】
複数の分割体４ａ〜４ｋのうちのいくつか（４ａ，４ｅ，４ｇ，４ｋ）には、ワーク２の位置決め用の位置決めピン（図示せず）を挿入する逃げ穴６が設けられている。この逃げ穴６は、逃げ穴６を設けた分割体４ａ，４ｅ，４ｇ，４ｋが前記位置決めピンと干渉しないようにするために、内径が前記位置決めピンの外径よりもある程度大きく設定される。一方、前記位置決めピンは、溶接治具ベース１の上に取り付けられており、前記位置決めピンの先端部が分割体４ａ，４ｅ，４ｇ，４ｋに設けた逃げ穴６に挿入される。そして、逃げ穴６から突出する前記位置決めピンが、ワーク２に設けられた位置決め穴に挿入される。また、各分割体４ａ〜４ｋには、後述するストリッパボルト１１の取付用の取付穴（ザグリ穴）７が設けられている。この取付穴７の内径は、ストリッパボルト１１の外径よりもある程度大きく設定される。このため、取付穴７の内周面と、ストリッパボルト１１の頭部および軸部との間にはそれぞれ、所定の隙間が形成される。
【００１７】
フローティング機構５は、溶接治具ベース１に固定される固定ベース８と、分割体４ａ〜４ｋと固定ベース８との間に配設される弾性体（スプリング９）と、を有する。固定ベース８は、ボルト１０を用いて溶接治具ベース１に固定されている。一方、スプリング９は、各分割体４ａ〜４ｋにおいて少なくとも３箇所以上に配設されている。本実施形態では、ストリッパボルト１１が、分割体４ａ〜４ｋに設けられた取付穴７を貫通して固定ベース８に螺着されており、このストリッパボルト１１の軸部にスプリング９が挿入されている。分割体４ａ〜４ｋと固定ベース８との間に配設されるスプリング９により、各分割体４ａ〜４ｋは、上下方向（図５中に矢印Ｚで示す方向）にフローティングが可能となると共に、図５に示すＺ方向に対して３６０度全方位に揺動することが可能となる。このため、複数のスプリング９は、各分割体４ａ〜４ｋにおいて、各スプリング９が平面視で多角形の頂点に位置するように配置されるのが好ましい（図３（ａ）参照）。
【００１８】
ワーク２を裏当て治具３（分割体４ａ〜４ｋ）の上に載置することで、各分割体４ａ〜４ｋがワーク２の自重によりスプリング９の付勢力に抗して押し下げられる。したがって、各分割体４ａ〜４ｋが、スプリング９の付勢力により、ワーク２の溶接部裏面に常時密着することとなる。なお、固定ベース８は、分割体４ａ〜４ｋ毎に設けてもよく、複数の分割体４ａ〜４ｋに対して共通で設けてもよい。また、分割体４ａ〜４ｋおよび固定ベース８に対するスプリング９の取付方法は、本実施形態に限定されず、種々の方法を採ることが可能である。
【００１９】
以下に、本実施形態による作用効果を説明する。
【００２０】
（１）本発明の実施形態に係る溶接治具は、架台（溶接治具ベース１）と、溶接治具ベース１の上に配設され、ワーク２における溶接部裏面に当接する裏当て治具３と、を備える。裏当て治具３は、複数の分割体４ａ〜４ｋからなる分割構造であり、これらの分割体４ａ〜４ｋが、フローティング機構５を介して溶接治具ベース１に取り付けられている。
【００２１】
これにより、ワーク２の溶接時に、フローティング機構５の弾性支持力によって裏当て治具３（分割体４ａ〜４ｋ）をワーク２の溶接部裏面と密着させることが可能となる。このため、溶接部裏面における大気の遮断、ワーク２の温度上昇抑制により、溶接部裏面の酸化を抑制することができる。特に、裏当て治具３を複数の分割体４ａ〜４ｋからなる分割構造とすることにより、ワーク２の裏面が曲面形状であっても、ワーク２の溶接部裏面に対する分割体４ａ〜４ｋの密着性を高めることができる。
【００２２】
また、裏当て治具３（分割体４ａ〜４ｋ）とワーク２の溶接部裏面との密着によって溶接部裏面における大気の遮断が達成されるため、センサ類、アクチュエータやコントローラなどの使用の必要性はない。よって、溶接治具および溶接装置の構造が複雑になることはない。
【００２３】
以上より、本実施形態によれば、ワーク２の溶接時における溶接部裏面の酸化を比較的簡素な構造で抑制することができる。
【００２４】
（２）分割体４ａ〜４ｋは、ワーク２の溶接部裏面側にて溶接部に沿って配置されているものであってもよい。
【００２５】
これにより、裏当て治具３（分割体４ａ〜４ｋ）を必要以上に大きくすることがなく、溶接治具全体を必要最小限の大きさにすることができる。
【００２６】
（３）分割体４ａ〜４ｋは、ワーク２の位置決め用の位置決めピンを挿入する逃げ穴６を有するものであってもよい。
【００２７】
これにより、フローティング機構５により支持される裏当て治具３（分割体４ａ〜４ｋ）が前記位置決めピンと干渉することを確実に防止することが可能となる。
【００２８】
（４）フローティング機構５は、架台（溶接治具ベース１、固定ベース８）と分割体４ａ〜４ｋとの間に配設される弾性体（スプリング９）と、を有し、スプリング９は、各分割体４ａ〜４ｋにおいて少なくとも３箇所以上に配設されるものであってもよい。
【００２９】
各分割体４ａ〜４ｋをスプリング９により少なくとも３点支持することにより、ワーク２の溶接部裏面に対する分割体４ａ〜４ｋの密着性を安定して維持しつつ、各分割体４ａ〜４ｋを、図５に示すＺ方向に対して３６０度全方位に揺動させることが可能となる。このため、分割体４ａ〜４ｋをワーク２の動きに追随させることができ、ワーク２の溶接部裏面に対する分割体４ａ〜４ｋの密着性を高めることができる。
【００３０】
（５）本実施形態に係る溶接方法においては、ワーク２における溶接部裏面に当接する裏当て治具３を複数の分割体４ａ〜４ｋからなる分割構造とすると共に、これらの分割体４ａ〜４ｋを、フローティング機構５を介して架台（溶接治具ベース１）に取り付ける。このため、ワーク２の溶接時には、フローティング機構５の弾性支持力によって裏当て治具３（分割体４ａ〜４ｋ）がワーク２の溶接部裏面と密着される。
【００３１】
これにより、前述のように、ワーク２の溶接時における溶接部裏面の酸化を比較的簡素な構造で抑制することができる。
【００３２】
ところで、本発明の溶接治具および溶接方法は前述の実施形態に例をとって説明したが、この実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  溶接治具ベース（架台）
２  ワーク
３  裏当て治具
４  分割体
５  フローティング機構
６  逃げ穴
８  固定ベース（架台）
９  スプリング（弾性体）
【図１】
2015213918.tif 000003
【図２】
2015213918.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015213918.tif 000006
【図５】
2015213918.tif 000007