(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接時に板材を冷却するための冷却機であって、
前記板材の溶接方向に並べて配置され、前記板材の被冷却面に接触する複数の冷却体と、
前記複数の冷却体に対応して設けられ、各々が対応する冷却体を水平面に対して傾かせるように可動に支持し、各々が前記対応する冷却体を前記板材の被冷却面に押し付ける複数の支持体と、
を備え、
各々が、前記複数の冷却体のうち隣り合う２つの冷却体の間に配置されて、前記２つの冷却体を連結する複数の弾性体、
を備え、
前記複数の冷却体及び前記複数の弾性体は、それぞれ枠状を有し、前記溶接方向に延びる冷媒通路を構成する、冷却機。
【請求項２】
請求項１に記載の冷却機であって、
前記支持体の各々は、前記対応する冷却体を前記溶接方向と直交する水平軸周りに回転可能に支持する、冷却機。
【請求項３】
第１板材と第２板材とを溶接するための溶接装置であって、
請求項１又は２に記載され、溶接時に前記第１板材を冷却する第１冷却機と、
請求項１又は２に記載され、溶接時に前記第２板材を冷却する第２冷却機と、
前記第１冷却機と前記第２冷却機との間に配置される溶接トーチと、
を備える、溶接装置。
【請求項４】
請求項３に記載の溶接装置であって、
前記第１及び第２板材は、それぞれ湾曲形状を有し、
前記溶接装置は、さらに、前記第１及び第２板材を配置するための湾曲面を含むステージを備える、溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、冷却機に関し、より詳しくは、溶接時に板材を冷却するための冷却機に関する。また、本開示は、冷却機を備える溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属製の板材同士を溶接する際、各板材において、溶接入熱のために発生する熱ひずみにより、熱変形が生じることがある。板材の熱変形は、外観上好ましくないだけでなく、板材が用いられる製品の性能にも影響する。このため、溶接後にプレス機等で熱変形部分を矯正することがある。この場合、矯正に時間及び労力を要するため、工数が増大する。また、板材の熱変形を加味して製品の設計を行うことがある。この場合、設計に過大な試行錯誤を要するため、やはり工数が増大する。
【０００３】
工数を削減するためには、溶接時に板材の熱変形を抑制することが好ましい。熱変形の抑制方法の１つとして、溶接時において板材の溶接部周辺を強制的に抜熱し、温度勾配による熱ひずみを緩和する方法がある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、溶接時における板材の冷却機が開示されている。特許文献１の冷却機では、下面が開口した冷却ボックスが板材の溶接線上に配置され、この冷却ボックス内に冷却水が供給される。これにより、板材及び溶接ビードが冷却され、板材の熱変形が抑制される。
【０００５】
特許文献２にも、溶接時における板材の冷却機が開示されている。特許文献２の冷却機では、板材の溶接部の左右に殻体を配置し、各殻体の内部に冷媒を流通させる。これにより、溶接部の両側に冷却ラインが形成される。板材において冷却ラインの外側の部分には熱が伝達されにくくなり、当該部分の熱変形が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１５３９８８号公報
【特許文献２】特開２００１−７１１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の冷却機では、溶接される板材の溶接線上に単一の冷却ボックスが配置される。溶接される板材が平坦なものであれば、冷却ボックスの全体が板材に押し付けられる。しかしながら、溶接される板材が湾曲している場合、冷却ボックスにおいて、板材に強く接触する部分と板材に接触しにくい部分とが生じる。
【０００８】
特許文献２の冷却機では、各殻体が溶接部の一端近傍から他端近傍まで延びている。このような形状の殻体は、溶接される板材が湾曲している場合、板材に均一に接触することができない。
【０００９】
このように、特許文献１及び２のような冷却機では、溶接される板材の形状によっては、冷却機と板材との接触が不均一になり、板材の効果的な冷却が見込めない。板材が溶接時に効果的に冷却されなければ、板材において溶接入熱による熱ひずみが発生し、熱変形が生じてしまう。
【００１０】
本開示は、板材について、特に金属製の板材について、溶接される板材の形状にかかわらず、板材の熱変形を抑制することができる冷却機及び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】
【００１１】
本開示に係る冷却機は、溶接時に板材を冷却する。冷却機は、複数の冷却体と、複数の支持体とを備える。複数の冷却体は、板材の溶接方向に並べて配置される。複数の冷却体は、板材の被冷却面に接触する。複数の支持体は、複数の冷却体に対応して設けられる。支持体の各々は、対応する冷却体を水平面に対して傾かせるように可動に支持する。支持体の各々は、対応する冷却体を板材の被冷却面に押し付ける。
【００１２】
本開示に係る溶接装置は、第１板材と第２板材とを溶接する。溶接装置は、第１冷却機と、第２冷却機と、溶接トーチとを備える。第１及び第２冷却機は、上述の構成を有する。第１冷却機は、溶接時に第１板材を冷却する。第２冷却機は、溶接時に第２板材を冷却する。溶接トーチは、第１冷却機と第２冷却機との間に配置される。
【発明の効果】
【００１３】
本開示によれば、溶接される板材の形状にかかわらず、板材の熱変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施形態に係る溶接装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す溶接装置の正面図である。
【図３】図３は、図１に示す溶接装置が備える冷却機の一部分を示す斜視図である。
【図４】図４は、図３に示す冷却機の側面図である。
【図５】図５は、図３に示す冷却機が備える支持体の構成を示す斜視図である。
【図６】図６は、図３に示す冷却機の溶接時の動作を示す斜視図である。
【図７】図７は、図６に示す冷却機の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
板材同士が溶接される際、各板材に温度勾配が生じて熱ひずみが発生する。板材の熱変形は、この熱ひずみにより、板材が塑性変形を起こすことによって発生する。
【００１６】
板材の熱変形を抑制するためには、板材に生じる温度勾配を緩和して熱ひずみを低減させる必要がある。温度勾配の緩和方法としては、冷却機によって板材の溶接部周辺を冷却し、板材の溶接部の近傍から抜熱する方法がある。冷却機は、熱伝導率が高い材料で構成された冷却体を備える。冷却機は、溶接時に冷却体を板材に接触させることにより、板材からの抜熱を行う。
【００１７】
抜熱量は、冷却体と板材との接触圧力に関係する。抜熱量を増加させるためには、冷却体と板材とを密着させ、冷却体によって板材を十分に押圧する必要がある。
【００１８】
冷却体は、その全体にわたって均一に板材を押圧することが好ましい。冷却体において、板材に対する押圧力が場所によって異なる場合、板材からの抜熱量にも差が生じる。押圧力が著しく不均一になり、抜熱量の差が許容範囲を超えた場合、板材において熱変形が生じる。このような問題は、溶接される板材が湾曲している場合等に生じやすい。
【００１９】
本発明者等は、以上の知見に基づき、実施形態に係る冷却機及び溶接装置を考案した。
【００２０】
実施形態に係る冷却機は、溶接時に板材を冷却する。冷却機は、複数の冷却体と、複数の支持体とを備える。複数の冷却体は、板材の溶接方向に並べて配置される。複数の冷却体は、板材の被冷却面に接触する。複数の支持体は、複数の冷却体に対応して設けられる。支持体の各々は、対応する冷却体を水平面に対して傾かせるように可動に支持する。支持体の各々は、対応する冷却体を板材の被冷却面に押し付ける（第１の構成）。
【００２１】
第１の構成において、各冷却体は、支持体により、水平面に対して傾くように可動に支持されている。この構成によれば、各冷却体は、板材の被冷却面に押し付けられたとき、押し付けられた部分の形状に応じて傾く。すなわち、板材の被冷却面が水平面でない場合であっても、複数の冷却体が板材の被冷却面に追従する。これにより、複数の冷却体が板材を均一に押圧し、板材から均一に抜熱する。よって、板材の熱変形を抑制することができる。
【００２２】
冷却機は、さらに、複数の弾性体を備えることができる。弾性体の各々は、複数の冷却体のうち隣り合う２つの冷却体の間に配置されて、２つの冷却体を連結する。好ましくは、複数の冷却体及び複数の弾性体は、それぞれ枠状を有し、溶接方向に延びる冷媒通路を構成する（第２の構成）。
【００２３】
第２の構成では、それぞれ枠状の冷却体及び弾性体が連結されることにより、冷媒通路が形成される。板材の溶接時には、冷媒通路内に冷媒を通して冷却体の昇温を抑制することができる。よって、冷却体による板材の抜熱効果を高めることができ、板材の熱変形をより確実に抑制することができる。
【００２４】
支持体の各々は、対応する冷却体を溶接方向と直交する水平軸周りに回転可能に支持してもよい（第３の構成）。
【００２５】
第３の構成において、冷却体は、溶接方向と直交する水平軸周りに回転する。冷却体は、板材の被冷却面が溶接方向に勾配を有する場合、その勾配に応じて傾いて板材の被冷却面に沿うことができる。
【００２６】
実施形態に係る溶接装置は、第１板材と第２板材とを溶接する。溶接装置は、第１冷却機と、第２冷却機と、溶接トーチとを備える。第１及び第２冷却機は、少なくとも第１の構成を有する。第１冷却機は、溶接時に第１板材を冷却する。第２冷却機は、溶接時に第２板材を冷却する。溶接トーチは、第１冷却機と第２冷却機との間に配置される（第４の構成）。
【００２７】
溶接装置において、第１及び第２冷却機は、少なくとも第１の構成を有する。このため、第１及び第２冷却機は、それぞれ、第１及び第２板材に複数の冷却体を追従させることができる。よって、各板材は、その形状にかかわらず、複数の冷却体によって均一に押圧される。これにより、各板材からの抜熱量が均一になり、各板材の熱変形を抑制することができる。
【００２８】
第１及び第２板材は、それぞれ湾曲形状を有していてもよい。溶接装置は、さらに、ステージを備えることができる。ステージは、第１及び第２板材を配置するための湾曲面を含んでいてもよい（第５の構成）。
【００２９】
第５の構成によれば、湾曲した第１及び第２板材をステージの湾曲面上に配置することができる。よって、溶接中において、第１及び第２板材を確実に保持することができる。
【００３０】
以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。図中同一及び相当する構成については同一の符号を付し、同じ説明を繰り返さない。説明の便宜上、各図において、構成を簡略化又は模式化して示したり、一部の構成を省略して示したりする場合がある。
【００３１】
［溶接装置の構成］
図１及び図２は、それぞれ、実施形態に係る溶接装置１０の概略構成を示す斜視図及び正面図である。図１及び図２に示すように、溶接装置１０は、ステージ１と、溶接トーチ２と、固定部材３と、冷却機４Ａ，４Ｂとを備える。溶接装置１０は、それぞれ湾曲形状を有する板材Ｍ１，Ｍ２を溶接する。板材Ｍ１，Ｍ２は、溶接トーチ２によって溶接可能な金属板である。
【００３２】
図１に示すように、ステージ１は、湾曲面１１を含む。湾曲面１１には、板材Ｍ１，Ｍ２が端面同士を突き合わせた状態で配置される。板材Ｍ１，Ｍ２は、それぞれ被冷却面Ｓ１，Ｓ２を上側に向けて湾曲面１１上に載置される。
【００３３】
湾曲面１１は、湾曲した板材Ｍ１，Ｍ２を保持可能な形状に形成される。例えば、湾曲面１１は、板材Ｍ１，Ｍ２の曲率と実質的に等しい曲率を有する。ステージ１は、溶接中の板材Ｍ１，Ｍ２を抜熱する観点から、金属等で構成されていることが好ましい。
【００３４】
溶接トーチ２としては、公知の溶接機を用いることができる。溶接トーチ２は、例えば、レーザ溶接機である。図２に示すように、溶接トーチ２は、冷却機４Ａと冷却機４Ｂとの間に配置される。溶接トーチ２は、ステージ１の上方に配置される。
【００３５】
溶接トーチ２は、取付具５を介し、固定部材３に対して移動可能に取り付けられている。固定部材３は、溶接装置１０が設置される建物等に固定される。溶接時において、溶接トーチ２は、取付具５とともに、ステージ１上の板材Ｍ１，Ｍ２の突き合わせた端面に沿って水平に移動する。以下、溶接トーチ２が移動する方向を溶接方向Ｘという。溶接方向Ｘは、板材Ｍ１，Ｍ２の溶接が進行する方向であるが、鉛直成分を含まない水平な方向である。
【００３６】
図２に示すように、冷却機４Ａ，４Ｂは、ステージ１の上方に配置される。冷却機４Ａは、ステージ１上の板材Ｍ１の上方に配置される。冷却機４Ｂは、ステージ１上の板材Ｍ２の上方に配置される。冷却機４Ａ，４Ｂは、固定部材３に取り付けられている。溶接時において、冷却機４Ａ，４Ｂは、それぞれ板材Ｍ１，Ｍ２を冷却する。
【００３７】
冷却機４Ａ，４Ｂは同じ構成を有する。本実施形態において、冷却機４Ａ，４Ｂを区別しないときは、冷却機４Ａ及び／又は冷却機４Ｂを冷却機４という。また、板材Ｍ１，Ｍ２を区別しないときは、板材Ｍ１及び／又は板材Ｍ２、被冷却面Ｓ１及び／又は被冷却面Ｓ２を、それぞれ板材Ｍ、被冷却面Ｓという。以下、冷却機４の構成について説明する。
【００３８】
図３及び図４は、それぞれ、冷却機４の一部分を示す斜視図及び側面図である。図３及び図４に示すように、冷却機４は、複数の冷却体４１と、複数の弾性体４２と、複数の支持体４３とを備える。
【００３９】
冷却体４１は、板材Ｍに接触して板材Ｍを冷却する。冷却体４１は、熱伝導率が高い材料で構成されていることが好ましい。冷却体４１の材料としては、例えば、鋼等を挙げることができ、銅やアルミニウムを好ましい材料として挙げることができる。
【００４０】
複数の冷却体４１は、溶接方向Ｘに並べて配置される。冷却体４１は、枠状に形成されている。枠状とは、溶接方向Ｘに貫通する貫通孔を有する形状を意味する。本実施形態では、冷却体４１は角筒状をなす。
【００４１】
冷却体４１の数や寸法は、板材Ｍの曲率及び／又は板材Ｍの冷却対象領域の大きさに応じて、適宜決定すればよい。冷却対象領域は、板材Ｍのうち溶接時に冷却を要する領域である。冷却対象領域は、板材Ｍにおいて、溶接部の近傍で溶接方向Ｘに沿って延びる。例えば、溶接方向Ｘにおける冷却対象領域の長さが溶接方向Ｘに沿って延びる溶接部の長さと同じであると仮定して、溶接方向Ｘにおいて冷却体４１を押しつける長さを溶接部の長さ以上にしてもよい。すなわち、溶接方向Ｘにおいて、冷却対象領域の長さと同じ長さだけ複数の冷却体４１が並べられていてもよいし、冷却対象領域の長さを超えて複数の冷却体４１が並べられていてもよい。複数の冷却体４１は、冷却対象領域の表面に均等に接触するように配置されることが好ましい。
【００４２】
例えば、複数の冷却体４１は、一定の間隔ｄを空けて溶接方向Ｘに並んでいる。間隔ｄは、各冷却体４１が直立状態のときの間隔である。冷却体４１の肉厚をＤ、冷却体４１の熱伝導率をＨ、板材Ｍの熱伝導率をｈとしたとき、間隔ｄは、Ｄ×２ｈ／Ｈ以下であることが好ましい。冷却体４１の肉厚Ｄは、板材Ｍに接触する位置における冷却体４１の壁厚、つまり、冷却体４１の板材Ｍ側における外壁面から内壁面までの鉛直方向の長さである。間隔ｄ、肉厚Ｄ、及び熱伝導率Ｈ，ｈの単位は任意である。ただし、間隔ｄの単位は肉厚Ｄの単位と等しく、熱伝導率Ｈの単位は熱伝導率ｈと等しい。肉厚Ｄは、枠状の冷却体４１において、板材Ｍ側の部分の鉛直方向の寸法とする。
【００４３】
冷却体４１間の間隔ｄがＤ×２ｈ／Ｈ以下であれば、板材Ｍから冷却体４１への熱流束が冷却体４１内の熱流束以下になると考えられる。よって、冷却体４１による板材Ｍの冷却能力を十分に得ることができる。冷却体４１内の熱流束とは、冷却体４１と板材Ｍとの界面から、後述する冷媒通路Ｐへの熱流束である。
【００４４】
複数の冷却体４１の間には、それぞれ弾性体４２が配置されている。弾性体４２の各々は、隣り合う２つの冷却体４１を連結する。弾性体４２の弾性率（縦弾性係数）は、冷却体４１の弾性率よりも小さい。弾性体４２は、少なくとも溶接時の熱で変形しない程度の耐熱性を有することが好ましい。弾性体４２は、例えば耐熱ゴム等、周知の材料で構成することができる。
【００４５】
弾性体４２は、枠状に形成されている。つまり、弾性体４２は、溶接方向Ｘに貫通する貫通孔を有する。ただし、弾性体４２は、冷却体４１よりも小さい。弾性体４２は、溶接時において板材Ｍに接触しない。弾性体４２の貫通孔と冷却体４１の貫通孔とが連なることにより、冷却体４１及び弾性体４２内に、溶接方向Ｘに延びる冷媒通路Ｐが形成される。冷媒通路Ｐは、溶接時に冷媒を通過させるための通路である。冷媒通路Ｐは、溶接方向Ｘの両端に開口を有する。
【００４６】
冷却体４１及び弾性体４２の形状は、特に限定されるものではない。冷却体４１は、板材Ｍに接触するための平面を有していればよい。弾性体４２は、冷却体４１同士を連結できる形状であればよい。冷却体４１及び弾性体４２の各々において、貫通孔は外周面と相似の形状とすることもできるし、非相似の形状とすることもできる。冷却体４１の貫通孔の形状は、弾性体４２の貫通孔の形状と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００４７】
弾性体４２は、隣接する冷却体４１の各々に固定されている。弾性体４２は、冷却体４１と弾性体４２との間から冷媒が漏れないように、冷却体４１に固定される。冷却体４１と弾性体４２との固定方法は、特に限定されるものではない。例えば、接着剤を用いて冷却体４１と弾性体４２とを接着してもよいし、冷却体４１において貫通孔の周りに溝を設け、この溝に弾性体４２の端部を挿入して溝の縁部をかしめることで、冷却体４１と弾性体４２とを固定してもよい。
【００４８】
複数の支持体４３は、複数の冷却体４１に対応して設けられる。支持体４３の各々は、その上端が固定部材３に取り付けられている。支持体４３の各々は、その下端において、対応する位置の冷却体４１を支持する。支持体４３は、対応する冷却体４１を水平面に対して傾かせる構成を有する。各支持体４３は、対応する冷却体４１を板材Ｍの被冷却面Ｓに押し付ける。
【００４９】
図５は、支持体４３の構成を示す斜視図である。図５に示すように、支持体４３は、可動部４３１，４３２と、押圧部４３３とを有する。可動部４３１，４３２は、冷却体４１の傾きを許容するための構成を有する。押圧部４３３は、冷却体４１を下方に押圧するための構成を有する。
【００５０】
可動部４３１は、押圧部４３３の上方に配置されている。可動部４３１は、上リンク部材４３１ａと、下リンク部材４３１ｂとを含む。
【００５１】
上リンク部材４３１ａの上端は、図３及び図４に示す固定部材３に固定される。上リンク部材４３１ａは、その下端において、下リンク部材４３１ｂを軸Ａ１周りに回転可能に支持している。軸Ａ１は、溶接方向Ｘに直交する水平軸である。冷却体４１は、可動部４３２及び押圧部４３３を介して下リンク部材４３１ｂに接続されている。このため、冷却体４１は、下リンク部材４３１ｂとともに軸Ａ１周りに回転することができる。
【００５２】
可動部４３２は、押圧部４３３の下方に配置されている。可動部４３２は、上リンク部材４３２ａと、下リンク部材４３２ｂとを含む。
【００５３】
上リンク部材４３２ａの上端は、押圧部４３３に取り付けられている。上リンク部材４３２ａは、その下端において、下リンク部材４３２ｂを軸Ａ２周りに回転可能に支持する。軸Ａ２は、溶接方向Ｘに直交する水平軸である。冷却体４１は、下リンク部材４３２ｂの下端に接続されている。このため、冷却体４１は、下リンク部材４３２ｂとともに軸Ａ２周りに回転することができる。
【００５４】
上リンク部材４３１ａ，４３２ａは、それぞれ、公知のジョイント機構を利用して下リンク部材４３１ｂ，４３２ｂと連結することができる。公知のジョイント機構としては、例えば、ピボットピンによって２つの部材を単一の軸周りに相対回転可能に連結する、いわゆるシングルジョイントが挙げられる。２つの部材を多軸周りに相対回転させるボールジョイントやユニバーサルジョイント等を利用して、上リンク部材４３１ａ，４３２ａの各々を下リンク部材４３１ｂ，４３２ｂと連結してもよい。
【００５５】
押圧部４３３は、シリンダ４３３ａと、圧縮ばね４３３ｂとを含む。シリンダ４３３ａは、上面及び下面に開口を有する中空部材である。シリンダ４３３ａの上面の開口には、可動部４３１が挿入される。シリンダ４３３ａの下面の開口には、可動部４３２が挿入される。可動部４３１，４３２の少なくとも一方は、シリンダ４３３ａに対して上下方向の相対移動が可能なよう、シリンダ４３３ａ内に挿入されている。
【００５６】
シリンダ４３３ａ内には、圧縮ばね４３３ｂが収容されている。本実施形態における圧縮ばね４３３ｂは、コイルばねである。ただし、圧縮ばね４３３ｂは、空気ばね、板ばね、又は竹の子ばね等であってもよい。
【００５７】
圧縮ばね４３３ｂの一端は、シリンダ４３３ａ内において、可動部４３１の下端に接続される。圧縮ばね４３３ｂの他端は、シリンダ４３３ａ内において、可動部４３２の上端に接続される。圧縮ばね４３３ｂは、圧縮荷重が付与された際、反力によって冷却体４１を下方に押圧する。
【００５８】
［溶接装置の動作］
次に、上述のように構成された溶接装置１０の動作について説明する。
【００５９】
図１に示すように、溶接装置１０によって板材Ｍ１，Ｍ２を溶接する際、ステージ１の湾曲面１１上に板材Ｍ１，Ｍ２を配置する。板材Ｍ１，Ｍ２は、被冷却面Ｓ１，Ｓ２を上側に向け、端面同士を突き合わせた状態で湾曲面１１上に載置される。溶接トーチ２は、固定部材３を溶接方向Ｘに移動し、板材Ｍ１，Ｍ２を溶接する。
【００６０】
溶接時において、板材Ｍ１の被冷却面Ｓ１には、冷却機４Ａの冷却体４１が接触する。板材Ｍ２の被冷却面Ｓ２には、冷却体４Ｂの冷却体４１が接触する。以下、冷却機４の動作について、図６及び図７を参照しつつ説明する。図６及び図７は、それぞれ、溶接時における冷却機４の動作を示す斜視図及び側面図である。
【００６１】
図６に示すように、溶接時において、支持体４３の圧縮ばね４３３ｂは、固定部材３と板材Ｍとの間で圧縮される。冷却体４１は、圧縮ばね４３３ｂの反力により、板材Ｍの被冷却面Ｓに押し付けられる。冷却体４１は、被冷却面Ｓに押し付けられたとき、押し付けられた部分の形状に応じて傾く。
【００６２】
図７に示すように、板材Ｍは、側面視で上方に弓なりの形状に形成されている。板材Ｍは、溶接方向Ｘに沿って勾配を有する。板材Ｍの被冷却面Ｓにおいて、水平面に対する傾き（接線角度）は、溶接方向Ｘの中央部分で小さく、両端部分で大きい。このため、被冷却面Ｓに押し付けられた冷却体４１の傾きは、溶接方向Ｘの中央側でより小さく、各端側でより大きくなる。
【００６３】
このように、冷却体４１は、板材Ｍの被冷却面Ｓに沿って傾く。よって、全ての冷却体４１が、下面のほぼ全体で被冷却面Ｓを押圧することとなる。押圧された板材Ｍから冷却体４１への熱伝導により、溶接中の板材Ｍが冷却される。
【００６４】
各冷却体４１が傾くことによって冷却体４１間の間隔が大きくなると、冷却体４１間で弾性体４２が伸びる。弾性体４２の露出を抑制するために、溶接時において、溶接方向Ｘの両端に位置する冷却体４１を溶接方向Ｘの外側から中央に向かって押圧してもよい。
【００６５】
溶接時において、冷媒通路Ｐには冷媒を供給することができる。冷媒は、冷媒通路Ｐの一方の開口から供給され、他方の開口から排出される。冷媒として、例えば水を使用することができる。
【００６６】
［効果］
本実施形態に係る冷却機４では、板材Ｍの溶接時において、複数の冷却体４１が板材Ｍの被冷却面Ｓの形状に応じて傾き、被冷却面Ｓに追従する。このため、全ての冷却体４１が実質的に同じ押圧力で板材Ｍを押圧する。これにより、板材Ｍの冷却対象領域が均一に冷却され、板材Ｍの熱変形を抑制することができる。
【００６７】
冷却機４は、冷却体４１及び弾性体４２によって構成された冷媒通路Ｐを有する。溶接時において、冷媒通路Ｐに冷媒を供給することにより、冷却体４１の昇温を抑制することができる。よって、冷却体４１による板材Ｍからの抜熱効果を向上させることができ、板材Ｍの熱変形をより確実に抑制することができる。
【００６８】
冷却機４において、支持体４３は、冷却体４１を溶接方向Ｘに直交する軸Ａ１，Ａ２周りに回転可能に支持している。このため、溶接方向Ｘ又はその反対方向に冷却体４１を容易に傾倒させることができる。よって、板材Ｍの被冷却面Ｓにおける溶接方向Ｘの勾配に冷却体４１の下面を沿わせることができる。
【００６９】
本実施形態に係る溶接装置１０は、湾曲面１１を含むステージ１を備えている。このため、溶接の間、湾曲形状を有する板材Ｍを確実に保持することができる。
【００７０】
［変形例］
以上、実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００７１】
上記実施形態では、湾曲形状を有する板材を溶接する。しかしながら、本開示に係る冷却機及び溶接装置は、複数の冷却体を板材に追従させるものであるため、平坦な板材の溶接や、より複雑な曲げ形状を有する板材の溶接にも使用することができる。
【００７２】
上記実施形態に係る溶接装置は、湾曲面を含むステージを備える。しかしながら、溶接装置は、溶接される板材を保持することができればよく、このようなステージを備えていなくてもよい。板材の保持方法は、板材の形状等に応じて決定することができる。
【００７３】
上記実施形態では、溶接トーチ及び２つの冷却機が共通の固定部材に取り付けられている。しかしながら、２つの冷却機は、別々の固定部材に取り付けられてもよい。また、冷却機の少なくとも一方が、溶接トーチとは別の固定部材に取り付けられていてもよい。
【００７４】
上記実施形態では、冷却体及び弾性体が枠状に形成されている。しかしながら、冷却体及び弾性体の少なくとも一方が貫通孔を有しない中実形状であってもよい。また、冷却体の間に弾性体が配置されていなくてもよい。このような構成の場合、冷却機には冷媒通路が形成されないが、板材から冷却体への熱伝導によって板材を冷却することが可能である。
【００７５】
上記実施形態では、冷却体は、溶接方向に直交する２つの水平軸の周りに回転する。しかしながら、冷却体の回転軸は１つであってもよい。すなわち、上記実施形態に係る冷却機において、支持体に備えられた２つの可動部のうち一方を排除してもよい。
【００７６】
冷却体の回転軸は、溶接方向に直交する水平軸でなくてもよい。回転軸の方向は、溶接される板材の形状に応じて決定することができる。冷却体が水平面に対して傾くことが可能であれば、冷却体を所定の回転軸周りに回転させなくてもよい。
【００７７】
上記実施形態において、支持体は、圧縮ばねを利用して冷却体を押圧する。しかしながら、冷却体の押圧方法は、これに限定されるものではない。例えば、油圧等を利用して冷却体を押圧することもできる。
【符号の説明】
【００７８】
１０：溶接装置
１：ステージ
１１：湾曲面
２：溶接トーチ
４，４Ａ，４Ｂ：冷却機
４１：冷却体
４２：弾性体
４３：支持体
Ｐ：冷媒通路
Ｍ，Ｍ１，Ｍ２：板材
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２：被冷却面
【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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【図７】
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