(57)【要約】【課題】被溶接材の重ね合わされたフランジ部間の間隙を適正に調節して高品質な溶接を施すことができるレーザ溶接加工装置及びレーザ溶接加工方法を提供する。【解決手段】シム１８とローラ組とを本体ベース７に配設した間隙調節装置６をレーザ溶接ヘッドに設けておいて、被溶接材１のフランジ部２，３間の間隙５にシム１８を差込んで、ローラ組の各ローラ対８，９及び１０，１１でフランジ部２，３のシム１８が差込まれた部位を押圧した。従って、フランジ部２，３のレーザビーム４が照射される部位の間隙５を適正に調節して高品質な溶接を施すことができる。【選択図】　図１
2004025219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被溶接材の重ね合わされた部分にレーザビームを照射して、前記被溶接材とレーザ溶接ヘッドとを相対移動させてレーザビームを溶接線に沿って走査して前記被溶接材の重ね合わされた部分を溶接するレーザ溶接加工装置であって、
前記被溶接材に応じて厚みが選択されるシムと、該シムを前記被溶接材の重ね合わされた部分の間隙に抜き差し可能に保持するシム保持手段と、前記被溶接材の重ね合わされた部分の少なくとも一方を前記間隙に前記シムが差込まれた状態で前記間隙が狭まる方向へ押圧して前記被溶接材のレーザビームが照射される部位の間隙を適正に調節する間隙調節手段と、を前記レーザ溶接ヘッドに備えることを特徴とするレーザ溶接加工装置。
【請求項２】
前記間隙調節手段は、各ローラが前記被溶接材の重ね合わされた部分の両側に配置されたローラ対を溶接線延出方向に所定間隔を開けて配設して構成されるローラ組と、各ローラ毎に設けられ各ローラを駆動して各ローラ対の各ローラを相互に近接離反させるローラ駆動手段と、各ローラ毎に設けられ各ローラと一体で移動するストッパと、各ローラ対毎に設けられ前記ローラ対を構成する各ローラと一体で移動するストッパ間に配置され前記ローラ対の各ローラと一体で移動する各ストッパを当接させてローラ対の各ローラを位置決めするスペーサと、を具備することを特徴とする請求項１に記載のレーザ溶接加工装置。
【請求項３】
前記スペーサは前記レーザ溶接ヘッドに着脱可能に設けられ、前記スペーサにローラ対の各ローラと一体で移動する各ストッパが当接することで、ローラ対のローラ間の間隔が前記被溶接材の重ね合わされた部分の双方の板厚の合計と前記シムの板厚と所要クリアランスとを加えた距離になるようにローラ対の各ローラが位置決めされることを特徴とする請求項２に記載のレーザ溶接加工装置。
【請求項４】
前記間隙調節手段は、段差を設けて大径部と小径部とが同軸上に形成されたローラを前記レーザ溶接ヘッドに備え、前記大径部を前記被溶接材の重ね合わされた部分の一方の面上に当接させることで、前記小径部が前記被溶接材の重ね合わされた部分の他方の端縁を押圧することを特徴とする請求項１に記載のレーザ溶接加工装置。
【請求項５】
前記ローラに形成された前記大径部と前記小径部との段差が、前記被溶接材の重ね合わされた部分の前記小径部で押圧される側の板厚と前記シムの板厚と所要クリアランスとを加えた高さに設定されることを特徴とする請求項４に記載のレーザ溶接加工装置。
【請求項６】
前記シムは、前記被溶接材の重ね合わされた部分の間隙に差込まれる際の前記ローラとの干渉を回避する切欠きを備えることを特徴とする請求項４に記載のレーザ溶接加工装置。
【請求項７】
被溶接材の重ね合わされた部分にレーザビームを照射して、前記被溶接材とレーザ溶接ヘッドとを相対移動させてレーザビームを溶接線に沿って走査して前記被溶接材の重ね合わされた部分を溶接するレーザ溶接加工方法であって、
前記被溶接材の重ね合わされた部分の間隙に前記レーザ溶接ヘッドに設けられ前記被溶接材に応じて厚みが選択されたシムを差込み、前記被溶接材の重ね合わされた部分の少なくとも一方を双方の間隙が狭まる方向へ押圧して前記被溶接材の重ね合わされた部分の前記シムが差込まれた部位の間隙を適正に調節し、この間隙が適正に調節された部位にレーザビームを照射すると共に前記被溶接材と前記レーザ溶接ヘッドとを相対移動させてレーザビームを溶接線に沿って走査して、前記被溶接材のレーザビームが照射される部位の間隙を順次適正に調節することを特徴とするレーザ溶接加工方法。
【請求項８】
各ローラが前記被溶接材の重ね合わされた部分の両側に配置されたローラ対を溶接線延出方向に所定間隔を開けて複数配設して構成されたローラ組を前記レーザ溶接ヘッドに設けておいて、各ローラ対のローラ間に前記被溶接材の重ね合わされた部分を位置して各ローラ対のローラ間にある前記被溶接材の重ね合わされた部分の間隙に前記シムを差込み、次に、各ローラ対の各ローラを相互に近接するように駆動して前記被溶接材の前記シムが差込まれた部位を各ローラ対のローラ間で押圧し、各ローラ対のローラ間の間隔が前記被溶接材の重ね合わされた部分の双方の板厚の合計と前記シムの板厚と所要クリアランスとを加えた距離になるように各ローラ対の各ローラを位置決めして前記被溶接材のシムが差込まれた部位の間隙を適正に調節し、次に、前記ローラ組を溶接線に沿って移動させることにより、前記被溶接材のレーザビームが照射される部位の間隙を順次適正に調節することを特徴とする請求項７に記載のレーザ溶接加工方法。
【請求項９】
前記被溶接材の重ね合わされた部分の一方の面上に位置決めされる大径部と前記被溶接材の重ね合わされた部分の他方の端縁上に位置決めされる小径部とが同軸上に形成されたローラをレーザ溶接ヘッドに設け、前記大径部と前記小径部との段差の高さを前記被溶接材の重ね合わされた部分の他方の板厚とシムの板厚と所要クリアランスとを加えた寸法に設定しておいて、前記ローラの小径部を前記被溶接材の重ね合わされた部分の他方の端縁に当接させ、この状態で前記被溶接材の重ね合わされた部分の前記小径部が当接された部位の間隙に前記シムを差込み、次に、前記ローラを半径方向へ駆動して前記小径部で前記被溶接材の重ね合わされた部分の他方の端縁を前記被溶接材の重ね合わされた部分の間隙が狭まるように押圧して、前記大径部が前記被溶接材の重ね合わされた部分の一方に当接する時点まで前記ローラの駆動を継続させて前記被溶接材の重ね合わされた部分の間隙を適正に調節し、次に、前記ローラを溶接線に沿って移動させることにより前記被溶接材のレーザビームが照射される部位の間隙を順次適正に調節することを特徴とする請求項７に記載のレーザ溶接加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被溶接材を重ね合せた部分にレーザビームを照射して、被溶接材を重ね合せた部分を溶接するレーザ溶接加工装置及びレーザ溶接加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、レーザビームを照射してプレス成形により形成された車両のパネル部品の相互のフランジを重ね合せ溶接する場合、重ね合せたフランジ間の間隔を所要範囲内に保持することが必要となる。上記フランジ間の間隔が過大である場合、被溶接部にひけ（窪み）が生じて溶接後に手直しを要したり、所要の溶接強度を確保できない虞がある。また、被溶接材が亜鉛メッキ処理鋼板等の被覆処理材であってフランジ間の間隔が過小である際には、溶接時にフランジ間に生じた被覆材の蒸発ガスが逃げ場を失うことでスパッタ（溶融金属飛散）が生じ、被溶接部にブローホールが発生して被溶接部の溶接強度が著しく低下することが知られている。そこで、被溶接材がプレス成形品のように形状がばらついている場合、重ね合せたフランジ間の間隔を所定範囲内に調整することが従来から行われている。
【０００３】
例えば、特開２００１−１２９６７６号公報には、重ね合せ溶接する溶接線の近傍に、該溶接線に略平行にレーザ溶接ヘッドと共に転がり移動する３枚のローラを配し、該３枚のローラの内の第１のローラと第２のローラとが重ね合わされる金属板の一方のみを板厚方向に両面から密着挟止し、第３のローラを第２のローラよりも小さな直径を有して該第２のローラと同軸上に配設し、該第３のローラ及び第１のローラが２枚の金属板の双方を板厚方向に重ねて同時に挟止し、重ね合せ溶接する作業に必要な２枚の金属板の板厚方向の相対位置を保持することにより、該２枚の金属板の重ね合せ溶接する溶接線の部分において該２枚の金属板の間に微小な間隙を溶接線の全長にわたって溶接時に安定的に確保するようにしたレーザ溶接用治具が開示されている。
【０００４】
しかしながら、上記レーザ溶接用治具では、２枚の金属板間の間隔を狭める側に調節することはできるが、過小な間隔を広げる側に調節することはできない。
金属板に形状のばらつきがなく、当該金属板に亜鉛等の表面処理がなされていない被溶接材の場合は上記のようなレーザ溶接用治具で済ませることができるが、プレス成形された車両のパネル部品のように形状にばらつきがあり、且つ所要の表面処理が施されている場合、重ね合せたフランジ間の間隔が過小となった場合に、溶接時にスパッタが生じて被溶接部にブローホールが発生し、溶接強度が著しく低下する虞がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、被溶接材が重ね合わされた部分のレーザビームが照射される部位の間隔を適正に調節して高品質の溶接を施すことができるレーザ溶接加工装置を提供することを目的とする。また、第２目的は、被溶接材が重ね合わされた部分のレーザビームが照射される部位の間隔を適正に調節して高品質の溶接を施すことができるレーザ溶接加工方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、被溶接材の重ね合わされた部分にレーザビームを照射して、被溶接材とレーザ溶接ヘッドとを相対移動させてレーザビームを溶接線に沿って走査して被溶接材の重ね合わされた部分を溶接するレーザ溶接加工装置であって、被溶接材に応じて厚みが選択されるシムと、該シムを被溶接材の重ね合わされた部分の間隙に抜き差し可能に保持するシム保持手段と、被溶接材の重ね合わされた部分の少なくとも一方を間隙にシムが差込まれた状態で間隙が狭まる方向へ押圧して被溶接材のレーザビームが照射される部位の間隙を適正に調節する間隙調節手段と、をレーザ溶接ヘッドに備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、間隙調節手段は、各ローラが被溶接材の重ね合わされた部分の両側に配置されたローラ対を溶接線延出方向に所定間隔を開けて配設して構成されるローラ組と、各ローラ毎に設けられ各ローラを駆動して各ローラ対の各ローラを相互に近接離反させるローラ駆動手段と、各ローラ毎に設けられ各ローラと一体で移動するストッパと、各ローラ対毎に設けられローラ対を構成する各ローラと一体で移動するストッパ間に配置されローラ対の各ローラと一体で移動する各ストッパを当接させてローラ対の各ローラを位置決めするスペーサと、を具備することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、スペーサはレーザ溶接ヘッドに着脱可能に設けられ、スペーサにローラ対の各ローラと一体で移動する各ストッパが当接することで、ローラ対のローラ間の間隔が被溶接材の重ね合わされた部分の双方の板厚の合計とシムの板厚と所要クリアランスとを加えた距離になるようにローラ対の各ローラが位置決めされることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、間隙調節手段は、段差を設けて大径部と小径部とが同軸上に形成されたローラをレーザ溶接ヘッドに備え、大径部を被溶接材の重ね合わされた部分の一方の面上に当接させることで、小径部が被溶接材の重ね合わされた部分の他方の端縁を押圧することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、ローラに形成された大径部と小径部との段差が、被溶接材の重ね合わされた部分の小径部で押圧される側の板厚とシムの板厚と所要クリアランスとを加えた高さに設定されることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、シムは、被溶接材の重ね合わされた部分の間隙に差込まれる際のローラとの干渉を回避する切欠きを備えることを特徴とする。
【００１２】
上記第２の目的を達成するために、本発明のうち請求項７に記載の発明は、被溶接材の重ね合わされた部分にレーザビームを照射して、被溶接材とレーザ溶接ヘッドとを相対移動させてレーザビームを溶接線に沿って走査して被溶接材の重ね合わされた部分を溶接するレーザ溶接加工方法であって、被溶接材の重ね合わされた部分の間隙にレーザ溶接ヘッドに設けられ被溶接材に応じて厚みが選択されたシムを差込み、被溶接材の重ね合わされた部分の少なくとも一方を双方の間隙が狭まる方向へ押圧して被溶接材の重ね合わされた部分のシムが差込まれた部位の間隙を適正に調節し、この間隙が適正に調節された部位にレーザビームを照射すると共に被溶接材とレーザ溶接ヘッドとを相対移動させてレーザビームを溶接線に沿って走査して、被溶接材のレーザビームが照射される部位の間隙を順次適正に調節することを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、各ローラが被溶接材の重ね合わされた部分の両側に配置されたローラ対を溶接線延出方向に所定間隔を開けて複数配設して構成されたローラ組をレーザ溶接ヘッドに設けておいて、各ローラ対のローラ間に被溶接材の重ね合わされた部分を位置決めして各ローラ対のローラ間にある被溶接材の重ね合わされた部分の間隙にシムを差込み、次に、各ローラ対の各ローラを相互に近接するように駆動して被溶接材のシムが差込まれた部位を各ローラ対のローラ間で押圧し、各ローラ対のローラ間の間隔が被溶接材の重ね合わされた部分の双方の板厚の合計とシムの板厚と所要クリアランスとを加えた距離になるように各ローラ対の各ローラを位置決めして被溶接材のシムが差込まれた部位の間隙を適正に調節し、次に、ローラ組を溶接線に沿って移動させることにより被溶接材のレーザビームが照射される部位の間隙を順次適正に調節することを特徴とする。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、被溶接材の重ね合わされた部分の一方の面上に位置決めされる大径部と被溶接材の重ね合わされた部分の他方の端縁上に位置決めされる小径部とが同軸上に形成されたローラをレーザ溶接ヘッドに設け、大径部と小径部との段差の高さを被溶接材の重ね合わされた部分の他方の板厚とシムの板厚と所要クリアランスとを加えた寸法に設定しておいて、ローラの小径部を被溶接材の重ね合わされた部分の他方の端縁に当接させ、この状態で被溶接材の重ね合わされた部分の小径部が当接された部位の間隙にシムを差込み、次に、ローラを半径方向へ駆動して小径部で被溶接材の重ね合わされた部分の他方の端縁を被溶接材の重ね合わされた部分の間隙が狭まるように押圧して、大径部が被溶接材の重ね合わされた部分の一方に当接する時点までローラの駆動を継続させて被溶接材の重ね合わされた部分の間隙を適正に調節し、次に、ローラを溶接線に沿って移動させることにより被溶接材のレーザビームが照射される部位の間隙を順次適正に調節することを特徴とする。
【００１５】
従って、請求項１に記載の発明では、シム保持手段を駆動して被溶接材に応じて厚みが選択されたシムを被溶接材の重ね合わされた部分の間隙に差込み、間隙調節手段により被溶接材の重ね合わされた部分の少なくとも一方を双方の間隙が狭まるように押圧することで、被溶接材の重ね合わされた部分の間隙を適正に調節することができる。また、この状態で被溶接材とレーザ溶接ヘッドとを相対移動させることにより、被溶接材の重ね合わされた部分のレーザビームが照射される部位の間隙を順次適正に調節することが可能となる。
【００１６】
請求項２に記載の発明では、ローラ駆動手段を駆動してローラ対の各ローラを相互に近接方向へ移動させ、各ローラと一体で移動する各ストッパをスペーサに当接させることでローラ対の各ローラが位置決めされる。
【００１７】
請求項３に記載の発明では、各ローラと一体で移動する各ストッパをスペーサに当接させてローラ対の各ローラを位置決めすることで、ローラ対のローラ間の間隔が、被溶接材の重ね合わされた部分の双方の板厚の合計とシムの板厚と所要クリアランスとを加えた距離に設定される。このように、ローラ対のローラ間の間隔に所要クリアランスを設けることで、ローラ対のローラ間で被溶接材の重ね合わされた部分が押圧された場合であっても、被溶接材の重ね合わされた部分の間隙にシムが挟持されてレーザ溶接ヘッドの移動が妨げられるようなことがない。また、スペーサをレーザ溶接ヘッドに着脱可能に設けたので、被溶接材が重ね合わされる部分の厚み（双方の板厚）に応じてスペーサを交換することで、ローラ対のローラ間の間隔を適宜設定して多様な被溶接材に対応させることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明では、ローラの大径部を被溶接材の重ね合わされた部分の一方に当接させることで被溶接材の重ね合わされた部分の他方の端縁をローラの小径部で押圧することができる。また、この状態で被溶接材とレーザ溶接ヘッドとを相対移動させてローラを溶接線に沿って移動させることで、被溶接材の重ね合わされた部分のレーザビームが照射される部位の間隙を順次適正に調節することが可能となる。
【００１９】
請求項５に記載の発明では、大径部と小径部との段差の高さが、被溶接材の重ね合わされた部分の小径部が押圧する側の板厚とシムの板厚と所要クリアランスとを加えた高さに設定されるので、被溶接材の重ね合わされた部分がローラで押圧された場合であっても、被溶接材の重ね合わされた部分の間隙にシムが挟持されてレーザ溶接ヘッドの移動が妨げられるようなことがない。
【００２０】
請求項６に記載の発明では、シムに切欠きを設けたので、シムを被溶接材の重ね合わされた部分の間隙に差込む際に、ローラとシムとの干渉を回避することができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明では、被溶接材の重ね合わされた部分の間隙に被溶接材に応じて厚みが選択されたシムを差込み、被溶接材の重ね合わされた部分の少なくとも一方を双方の間隙が狭まる方向へ押圧して被溶接材のレーザビームが照射される部位の間隙を適正に調節することができる。そして、被溶接材とレーザ溶接ヘッドとを相対移動させることで、被溶接材のレーザビームが照射される部位の間隙を順次適正に調節することが可能となる。
【００２２】
請求項８に記載の発明では、被溶接材の重ね合わされた部分の間隙にシムを差込んで、各ローラ対の各ローラを各ローラ対の各ローラが相互に近接するように駆動して各ローラ対のローラ間で被溶接材のシムが差込まれた部位を押圧し、各ローラ対のローラ間の間隔が被溶接材の重ね合わされた部分の双方の板厚の合計とシムの板厚と所要クリアランスとを加えた距離になるように各ローラ対の各ローラを位置決めして、被溶接材の重ね合わされた部分のシムが差込まれた部位の間隙を適正に調節することができる。また、被溶接材とレーザ溶接ヘッドとを相対移動させてローラ組を溶接線に沿って移動させることにより、被溶接材のレーザビームが照射される部位の間隙を順次適正に調節することが可能となる。
【００２３】
請求項９に記載の発明では、ローラの小径部を被溶接材の重ね合わされた部分の他方の端縁に当接させ、この状態で被溶接材の重ね合わされた部分の小径部が当接された部位の間隙にシムを差込む。そして、ローラを半径方向へ駆動して小径部で被溶接材の重ね合わされた部分の他方の端縁を被溶接材の重ね合わされた部分の間隙が狭まるように押圧して、大径部が被溶接材の重ね合わされた部分の一方に当接する時点までローラの駆動を継続させて被溶接材の重ね合わされた部分の間隙を適正に調節することができる。また、被溶接材とレーザ溶接ヘッドとを相対移動させてローラを溶接線に沿って移動させることにより、被溶接材のレーザビームが照射される部位の間隙を順次適正に調節することが可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図１乃至図３に基づいて説明する。図１に示す本レーザ溶接加工装置は、被溶接材１に形成された各フランジ部２，３を重ね合せ、該重ね合わせたフランジ部２，３にレーザビーム４を照射すると共に被溶接材１とレーザ溶接ヘッドとを相対移動させてレーザビーム４を溶接線に沿って走査して、重ね合わされたフランジ部２，３を溶接して接合するレーザ溶接加工装置であって、重ね合わされたフランジ部２，３のレーザビーム４が照射される部位の間隙５を適正に調節する間隙調節装置６（間隙調節手段）をレーザ溶接ヘッドに備え、該レーザ溶接ヘッドを溶接線に沿って移動させることにより、重ね合わされたフランジ部２，３のレーザビーム４が照射される部位の間隙５が、上記間隙調節装置６により順次適正に調節される構造になっている。
【００２５】
上記間隙調節装置６は、本体ベース７がレーザ溶接ヘッドの所定位置に取付けられており、該本体ベース７には、相互に近接離反可能なローラ８，９で構成される第１のローラ対と、相互に近接離反可能なローラ１０，１１で構成される第２のローラ対と、を溶接線延出方向（図１に示すＡ方向）に所定間隔で配置したローラ組が設けられている。また、該ローラ組の各ローラ８〜１１には、同軸上に各ローラ８〜１１と一体で回転可能なローラ軸１２が立設されている。さらに、上記本体ベース７には、各ローラ８〜１１に対応させたエアシリンダ等の流体圧シリンダ１３〜１６（ローラ駆動手段）が配設されている。
【００２６】
各流体圧シリンダ１３〜１６は、各ロッド１３ａ〜１６ａが対応する各ローラ８〜１１のローラ軸１２と直交し、且つロッド１３ａの軸線とロッド１４ａの軸線とが同一直線上に位置すると共にロッド１５ａの軸線とロッド１６ａの軸線とが同一直線上に位置するように配設されている。また、各ロッド１３ａ〜１６ａの先端にはストッパ１７が設けられており、各ローラ８〜１１の各ローラ軸１２はベアリングを介して各ストッパ１７に回転可能に支持されている。そして、本間隙調節装置６は、各流体圧シリンダ１３〜１６を駆動して各ロッド１３ａ〜１６ａを突出させることにより、第１のローラ対の各ローラ８，９が相互に近接するように移動すると共に第２のローラ対の各ローラ１０，１１が相互に近接するように移動する構造になっている。
【００２７】
また、図１に示すように、上記本体ベース７には、被溶接材１に応じて厚みが選択されたシム１８が、被溶接材１の重ね合わされたフランジ２，３間の間隙５に抜き差し可能に設けられている。上記シム１８は、本体ベース７の略中央に設けられた流体圧シリンダ１９（シム保持手段）のロッド１９ａに連結され、本体ベース７を溶接線延出方向へ縦断して保持される。そして、図２に示すように、シム１８をフランジ２，３間の間隙５の直上に位置決め後、上記流体圧シリンダ１９を駆動してロッド１９ａを突出させることにより、図３に示すように、シム１８が上記間隙５に差込まれる構造になっている。なお、シム１８は、被溶接材１のフランジ部２，３間の間隙５の溶接時の所要間隔から当該シム１８が間隙５を円滑に移動可能な所要クリアランスを差引いた厚み（図３に示すＴ）のものが選択される。また、本体ベース７には、シム１８を収納するためのシム収納溝２０が形成されている。
【００２８】
また、図１乃至図３に示すように、上記本体ベース７には、第１のローラ対の各ローラ８，９と一体で移動されるストッパ１７間に第１のスペーサ２１が設けられると共に、第２のローラ対の各ローラ１０，１１と一体で移動されるストッパ１７間に第２のスペーサ２２が設けられている。各スペーサ２１，２２は略コの字状に形成されており、本体ベース７に配設されたスペーサ収納部２３，２４に着脱可能に設けられている。各スペーサ収納部２３，２４は本体ベース７の上面に開口し、ローラ対配置方向（溶接線延出方向）に延びて各スペーサ２１，２２の対向する内側面が所定の嵌め合いで嵌合されるスペーサ保持部２３ａ，２４ａが形成されている。なお、図２及び図３に示すように、スペーサ保持部２３ａ，２４ａには、下面に上記シム収納溝２０が形成されている。
【００２９】
そして、本間隙調節装置６では、流体圧シリンダ１３〜１６を駆動させて第１のローラ対の各ローラ８，９及び第２のローラ対の各ローラ１０，１１を相互に近接させることにより、図３に示すように、第１のローラ対の各ローラ８，９と一体で移動される各ストッパ１７が上記第１のスペーサ２１の両外側面に当接して第１のローラ対の各ローラ８，９が相互に所要間隔（図３に示すＬ）をなすように位置決めされると共に、第２のローラ対の各ローラ１０，１１と一体で移動される各ストッパ１７が上記第２のスペーサ２２の両外側面に当接して第２のローラ対の各ローラ１０，１１が相互に所要間隔（図３に示すＬ）をなすように位置決めされる構造になっている。
【００３０】
また、図１に示すように、上記本体ベース７には、レーザビーム出射方向（図２及び３における紙面左右方向）の一側にレーザ溶接ヘッドから出射されるレーザビームを通過させるレーザビーム通過孔２５が設けられると共に、他側に溶接時に発生する溶接ヒュームをフランジ部２，３の間隙から排出させる溶接ヒューム排出ダクト２６が設けられている。これにより、レーザ溶接ヘッドから出射されたレーザビーム４が本体ベース７のレーザビーム通過孔２５を通過してフランジ部２の溶接線上に照射され、この時フランジ部２，３間の間隙５から発生する溶接ヒュームが集塵装置により吸引されて溶接ヒューム排出ダクト２６から速やかに排出される構造になっている。
【００３１】
次に、第１の実施の形態のレーザ溶接加工装置を用いて被溶接材１のフランジ部２，３を重ね合せ溶接する際の作用を説明する。まず、レーザ溶接ヘッドを移動させてフランジ部２，３の溶接を開始する部位の間隙５にシム１８を差込み可能な位置に間隙調節装置６を位置決めさせる。これにより、図２に示すように、シム１８が間隙５の直上に位置し、且つローラ組の各ローラ対８，９及び１０，１１間にフランジ部２，３の端縁が介在した状態となる。この状態で、流体圧シリンダ１９（シム保持手段）を駆動してフランジ部２，３間の間隙５にシム１８を差込む。次に、各流体圧シリンダ１３〜１６を駆動して、第１のローラ対の各ローラ８，９を相互に近接させると共に第２のローラ対の各ローラ１０，１１を相互に近接させる。
【００３２】
第１のローラ対の各ローラ８，９を相互に近接させるに伴い当該各ローラ８，９と一体で移動する各ストッパ１７も相互に近接する。そして、各ストッパ１７を第１のスペーサ２１に当接させて各ローラ８，９を位置決めする。また、第２のローラ対の各ローラ１０，１１を相互に近接させるに伴い当該各ローラ１０，１１と一体で移動する各ストッパ１７も相互に近接する。そして、各ストッパ１７を第２のスペーサ２２に当接させて各ローラ１０，１１を位置決めする。これにより、図３に示すように、各ローラ対８，９及び１０，１１は、被溶接材１のフランジ部２，３をシム１８を介在させた状態で押圧して、各ローラ８，９及び１０，１１間の間隔をＬ（フランジ部２，３の双方の板厚の合計＋シム１８の厚み＋所要クリアランス）とし、フランジ部２，３の間隙５を（シム１８の厚み）＋（所要クリアランス）に調節する。
【００３３】
次に、レーザ溶接ヘッドからフランジ部２，３に向けてレーザビーム４を出射して重ね合わされたフランジ部２，３のうちフランジ部２の溶接線上にレーザビーム４を照射する。そして、レーザ溶接ヘッドをフランジ部２，３に沿って移動させてレーザビーム４を溶接線に沿って走査することで、フランジ部２，３を溶接して接合する。この時、間隙調節装置６は、レーザ溶接ヘッドの移動に伴い、フランジ部２，３間の間隙５に差込んだシム１８を当該フランジ部２，３と摺動させると共にローラ組の各ローラ対８，９及び１０，１１でシム１８を介在させたフランジ部２，３を押圧しながらフランジ部２，３に沿って移動する。これにより、レーザビーム４を走査するに伴い、フランジ部２，３のレーザビーム４が照射される部位の間隙５が順次適正に調節され、高品質の溶接をすることが可能となる。さらに、間隙調節装置６に溶接時に発生した溶接ヒュームを排出する溶接ヒューム排出ダクト２６を設けたことにより、例えば、被溶接材１が亜鉛メッキ処理鋼板であった場合であっても、フランジ部２，３間の間隙５に生じた溶接ヒュームを速やかに間隙５の外部に排出して、ひけ等の発生を抑制することができる。
【００３４】
第１の実施の形態では以下の効果を奏する。
シム１８とローラ組とを本体ベース７に配設した間隙調節装置６をレーザ溶接ヘッドに設けておいて、被溶接材１のフランジ部２，３間の間隙５にシム１８を差込んで、ローラ組の各ローラ対８，９及び１０，１１でフランジ部２，３のシム１８が差込まれた部位を押圧したので、フランジ部２，３のレーザビーム４が照射される部位の間隙５を適正に調節することが可能となる。
第１のローラ対の各ローラ８，９と一体で相互に近接させた各ストッパ１７を第１のスペーサ２１に当接させて各ローラ８，９を位置決めさせると共に第２のローラ対の各ローラ１０，１１と一体で相互に近接させた各ストッパ１７を第２のスペーサ２２に当接させて各ローラ１０，１１を位置決めさせるので、被溶接材１に応じて各スペーサ２１，２２を取り替えて各スペーサ２１，２２のレーザビーム出射方向（図２及び図３における紙面視左右方向）の幅を変更し、さらにシム１８の厚みを被溶接材１に応じて変更することで、多様な被溶接材１に対応させることができる。
間隙調節装置６でフランジ部２，３間の間隙５を適正に調節した状態でレーザ溶接ヘッドをフランジ部２，３に沿って移動させてレーザビーム４を溶接線に沿って走査することで、フランジ部２，３のレーザビーム４が照射される部位の間隙５を順次適正に調節することが可能となる。
各スペーサ２１，２２に各スットパ１７を当接させて、各ローラ対８，９及び１０，１１の間隔（図３に示すＬ）を、（フランジ部２，３の双方の板厚の合計）＋（シム１８の厚み）＋（所要クリアランス）に設定するので、フランジ部２，３の間隙５にシム１８が差込まれた状態でレーザ溶接ヘッドを移動させた場合であっても、フランジ部２，３間をシム１８が円滑に移動することが可能となる。
溶接時に発生する溶接ヒュームを排出する溶接ヒューム排出ダクトを本体ベース７に設けたので、フランジ部２，３間の間隙５に生じる溶接ヒュームを速やかに間隙５から排出させることが可能となり、被溶接材１が表面処理鋼板等であっても高品質な溶接をすることができる。
【００３５】
なお、第１の実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
本実施の形態では、被溶接材１に対してレーザ溶接ヘッドを移動させたが、レーザ溶接ヘッドに対して被溶接材１を移動させてもよい。
本実施の形態では、各流体圧シリンダ１３〜１６を駆動してローラ組の各ローラ８〜１１を近接離反させたが、各ローラ対８，９及び１０，１１を各サーボモータを駆動して位置決めさせてもよい。この場合、被溶接材１に応じて各スペーサ２１，２２を用意する必要がなくなる。
【００３６】
次に、本発明の第２の実施の形態を図４乃至図８に基づいて説明する。なお、第１の実施の形態と構成が同一又は相当する部分には同一の名称及び符号を付与する。図４に示す本レーザ溶接加工装置は、被溶接材３１に被溶接材３２のフランジ部３３（以下、単にフランジ部３３と称す）を重ね合せ、該フランジ部３３にレーザビーム４を照射すると共に被溶接材３１，３２とレーザ溶接ヘッドとを相対移動させてレーザビーム４を溶接線に沿って走査して、重ね合わされた被溶接材３１とフランジ部３３を溶接して接合するレーザ溶接加工装置であって、重ね合わされた被溶接材３１とフランジ部３３のレーザビーム４が照射される部位の間隙５を適正に調節する間隙調節装置３４（間隙調節手段）をレーザ溶接ヘッドに備え、該レーザ溶接ヘッドを溶接線に沿って移動させることにより、重ね合わされた被溶接材３１とフランジ部３３とのレーザビーム４が照射される部位の間隙５が、上記間隙調節装置３４により順次適正に調節される構造になっている。
【００３７】
上記間隙調節装置３４は、図５〜図７に示すように、段差を設けることで大径部３５と小径部３６とが同軸上に一体で形成されたローラ３７を備え、該ローラ３７の軸３８の両側をレーザ溶接ヘッドに取付けられたローラ支持フォーク３９で回転可能に支持する構造になっている。また、間隙調節装置３４は、溶接時に被溶接材３１とフランジ部３３との間に介在させるシム１８を具備している。該シム１８は、断面が略Ｌ字状に形成されてローラ３７の大径部３５側の側面に対向させて配設されており、一端の屈折させた部分が被溶接材３１とフランジ部３３との間に差込まれるように構成されている。なお、上記ローラ３７は、段差の高さ、即ち大径部３５と小径部３６との半径差（図８に示すＨ）が、フランジ部３３の板厚（図８に示すＦ）とシム１８の厚み（図８に示すＴ）と所要クリアランスとを加えた値に設定されている。
【００３８】
上記シム１８は、略Ｌ字状に形成されたアーム４０の一端に固着されており、該アーム４０の他端は、上記軸３８の大径部３５側を支持するローラ支持フォーク３９に取付けられたアーム支持部４１で軸３８の軸線方向（以下、単に軸線方向と称す）へスライド可能に支持されている。また、アーム支持部４１には流体圧シリンダ４２が設けられ、該流体圧シリンダ４２を駆動することによりアーム４０が軸線方向へスライド移動して被溶接材３１とフランジ部３３との間隙５にシム１８が抜き差しされる構造になっている。なお、シム１８の屈折部には、図４に示すように、ローラ３７の大径部３５との干渉を回避するための切欠き４３が形成されている。さらに、図４に示すように、シム１８には被溶接材３１とフランジ部３３との重ね合せ方向（図４における紙面視上下方向）へ延びる長孔４４が形成されており、該長孔４４をローラ３７の軸３８が貫通する。そして、この長孔４４の範囲内で軸３８を移動させてフランジ部３３の厚みに応じてシム１８の差込位置を調整するように構成されている。
【００３９】
次に、第２の実施の形態のレーザ溶接加工装置を用いて被溶接材３１と被溶接材３２のフランジ部３３とを重ね合せ溶接する際の作用を説明する。まず、レーザ溶接ヘッドを移動させて、図５に示すように、間隙調節装置３４のローラ３７の小径部３６を被溶接材３２のフランジ部３３に当接させる。次に、流体圧シリンダ４２を駆動して、図６に示すように、シム１８を図６における紙面視左側へスライドさせて被溶接材３１とフランジ部３３との間に差込む。この状態でレーザ溶接ヘッドを移動させることにより、ローラ３７の小径部３６でフランジ部３３を被溶接材３１とフランジ部３３との間隙５が狭まる方向へ押圧する。そして、図７に示すように、ローラ３７の大径部３５が被溶接材３１に当接した状態でレーザ溶接ヘッドの移動を停止する。これにより、図８に示すように、被溶接材３１とフランジ部３３との間隙５が、シム１８の厚みＴに所要クリアランスを加えた被溶接材３１とフランジ部３３とを重ね合せ溶接するのに適した間隔に調整される。
【００４０】
次に、レーザ溶接ヘッドからレーザビーム４を出射して被溶接材３１に重ね合わされたフランジ部３３の溶接線上に照射する。そして、レーザ溶接ヘッドをフランジ部３３に沿って移動させてレーザビーム４を溶接線に沿って走査することで、被溶接材３１とフランジ部３３とを溶接して接合する。この時、間隙調節装置３４は、レーザ溶接ヘッドの移動に伴い、被溶接材３１とフランジ部３３との間隙５に差込んだシム１８を当該被溶接材３１及びフランジ部３３と摺動させると共にローラ３７の小径部３６でフランジ部３３を押圧してローラ３７の大径部３５が被溶接材３１上をフランジ部３３の端縁に沿って走行する。これにより、レーザビーム４を走査するに伴い、被溶接材３１とフランジ部３３とのレーザビーム４が照射される部位の間隙５が順次適正に調節され、高品質の溶接をすることが可能となる。
【００４１】
第２の実施の形態では以下の効果を奏する。
大径部３５と小径部３６とが同軸上に一体で形成されたローラ３７とシム１８とを備えた間隙調節装置３４をレーザ溶接ヘッドに設けておいて、被溶接材３１と被溶接材３２のフランジ部３３との間隙５にシム１８を差込んで、ローラ３７の小径部３６でフランジ部３３を押圧し、且つ大径部３５を被溶接材３１に当接させたので、被溶接材３１とフランジ部３３とのレーザビーム４が照射される部位の間隙５を適正に調節することが可能となる。また、被溶接材３２のフランジ部３３の板厚Ｆ及びシム１８の厚みを変更することで、多様な被溶接材３１，３２に対応させることができる。
間隙調節装置３４で被溶接材３１とフランジ部３３の間隙５を適正に調節した状態でレーザ溶接ヘッドをフランジ部３３に沿って移動させてレーザビーム４を溶接線に沿って走査することで、被溶接材３１とフランジ部３３とのレーザビーム４が照射される部位の間隙５を順次適正に調節することが可能となる。
ローラ３７の段差の高さＨ、即ち大径部３５と小径部３６との半径差が、（フランジ部３３の板厚Ｆ）＋（シム１８の厚みＴ）＋（所要クリアランス）に設定されるので、被溶接材３１とフランジ部３３との間隙５にシム１８が差込まれた状態でレーザ溶接ヘッドを移動させた場合であっても、被溶接材３１とフランジ部３３との間をシム１８が円滑に移動することが可能となる。
【００４２】
なお、第２の実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
本実施の形態では、大径部３５と小径部３６とを一体で形成してローラ３７を構成したが、大径部３５と小径部３６とが各々単独で軸３８の回りに回転可能なようにローラ３７を構成してもよい。この場合、大径部３５と小径部３６とに回転差を生じさせることにより大径部３５と小径部３６との周速度差を吸収することができる。これにより、ローラ３７が被溶接材３１，３２上で引き摺られることを防止して被溶接材３１，３２の外観品質を維持することが可能となる。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、被溶接材が重ね合わされた部分のレーザビームが照射される部位の間隔を適正に調節して高品質の溶接を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の説明図で、特に、間隙調節装置の斜視図である。
【図２】第１の実施の形態の説明図で、特に、間隙調節装置が被溶接材に対して位置決めされて、フランジ部間の間隙にシムを差込む直前の状態を、一部を断面で示した図である。
【図３】第１の実施の形態の説明図で、特に、図２に示す状態からフランジ部間の間隙にシムを差込み、間隙にシムが差込まれた状態でフランジ部が各ローラ対のローラで押圧された状態を、一部を断面で示した図である。
【図４】第２の実施の形態の説明図で、特に、間隙調節装置の斜視図である。
【図５】第２の実施の形態の説明図で、特に、被溶接材間の間隙にシムを差込む直前の状態を示す図である。
【図６】第２の実施の形態の説明図で、特に、図５に示す状態から被溶接材間の間隙にシムを差込んだ直後の状態を示す図である。
【図７】第２の実施の形態の説明図で、特に、図６に示す状態からレーザ溶接ヘッドを移動させてローラの大径部を被溶接材の一方に当接させた状態を示す図である。
【図８】図７におけるＢ部の詳細図である。
【符号の説明】
１　　　　　　被溶接材
２，３　　　　フランジ部（被溶接材が重ね合わされた部分）
４　　　　　　レーザビーム
５　　　　　　間隙
６，３４　　　間隙調節装置
８、９　　　　ローラ対（ローラ）
１９，１１　　ローラ対（ローラ）
１３〜１６　　流体圧シリンダ（ローラ駆動手段）
１７　　　　　ストッパ
１８　　　　　シム
１９　　　　　流体圧シリンダ（シム保持手段）
２１，２２　　スペーサ
３１、３２　　被溶接材
３３　　　　　フランジ部（被溶接材が重ね合わされた部分）
３５　　　　　大径部
３６　　　　　小径部
３７　　　　　ローラ
４３　　　　　切欠き
【図１】
2004025219.tif 000003
【図２】
2004025219.tif 000004
【図３】
2004025219.tif 000005
【図４】
2004025219.tif 000006
【図５】
2004025219.tif 000007
【図６】
2004025219.tif 000008
【図７】
2004025219.tif 000009
【図８】
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