(57)【要約】【課題】板材の両端部を適切に溶接することができる円筒状部材の支持装置を提供する。【解決手段】円筒状部材４の支持装置は、板材１を湾曲させて両端部１ａ，１ｂを溶接することにより製造される円筒状部材４を、その両端部側から２つの押さえ部材３，３’で挟み込むようにして支持する。板材１の側縁の両端部には、切欠部２が設けられ、切欠部２の端部側は、外方に向かうに従って次第に端部１ａ，１ｂに接近するように傾斜した切欠部側傾斜面２ａとなっている。押さえ部材３，３’には、切欠部２に対応する突部５が設けられ、突部５には、切欠部側傾斜面２ａに対応させて傾斜した突部側傾斜面５ａが設けられ、押さえ部材３，３’により、板材１が挟み込まれる。押さえ部材３，３’の挟み込む方向の力が、突部側傾斜面５ａと切欠部側傾斜面２ａとの当接により、板材１の両端部１ａ，１ｂが接近する方向の力に変換される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材を湾曲させて両端部を溶接することにより製造される円筒状部材をその両端部側から２つの押さえ部材で挟み込むようにして支持する円筒状部材の支持装置において、
前記板材の側縁の両端部には、板材側係合部が設けられ、
前記押さえ部材には、前記板材側係合部に対応する押さえ部材側係合部が設けられ、
前記板材側係合部又は前記押さえ部材側係合部には、前記押さえ部材の押圧力を前記板材の両端部が接近する方向の力に変換する傾斜面が設けられることを特徴とする円筒状部材の支持装置。
【請求項２】
請求項１記載の円筒状部材の支持装置であって、
前記板材側係合部は、前記板材の側縁の両端部に設けられた切欠部であり、
前記押さえ部材側係合部は、前記切欠部に対応する箇所に位置させて前記押さえ部材に設けられた突部であり、
前記傾斜面は、前記切欠部の端部側に、前記板材の幅方向外方に向かうに従って次第に前記板材の端部に接近するように傾斜して設けられた切欠部側傾斜面と、該切欠部側傾斜面に対応させて前記突部に設けられた突部側傾斜面とで構成されることを特徴とする円筒状部材の支持装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の円筒状部材の支持装置であって、
前記２つの押さえ部材の少なくとも一方に前記円筒状部材の軸に沿って他方の押さえ部材に向かう押圧力を加える押圧手段を備えていることを特徴とする円筒状部材の支持装置。
【請求項４】
請求項３記載の円筒状部材の支持装置であって、
前記円筒状部材の縁側の端部が当接する当接部が設けられていることを特徴とする円筒状部材の支持装置。
【請求項５】
板材を湾曲させて２つの押さえ部材で保持し、前記板材の両端部を溶接することにより円筒状部材を製造する方法であって、
前記板材の側縁の両端部には、切欠部が設けられ、
該切欠部の端部側は、外方に向かうに従って次第に端部に接近するように傾斜した切欠部側傾斜面となっており、
該押さえ部材には、前記切欠部に対応する突部が設けられ、
該突部には、前記切欠部側傾斜面に対応させて傾斜した突部側傾斜面が設けられ、
前記押さえ部材により、前記板材が挟み込まれることにより、前記押さえ部材の挟み込む方向の力が、前記突部側傾斜面と前記切欠部側傾斜面との当接により、前記板材の両端部が接近する方向の力に変換されることを特徴とする円筒状部材の製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の円筒状部材の製造方法において、
前記板材を湾曲させて円筒状とする湾曲工程と、
前記板材を前記押さえ部材で保持する保持工程と、
前記板材の両端部を溶接する溶接工程とを備えることを特徴とする円筒状部材の製造方法。
【請求項７】
請求項６記載の円筒状部材の製造方法において、
前記保持工程は、２つの前記押さえ部材が前記板材を挟み込む力を加えるように移動する工程と、前記板材の側縁が当接部に当接して２つの前記押さえ部材の移動が停止する工程とからなることを特徴とする円筒状部材の製造方法。
【請求項８】
請求項５〜７の何れか１項に記載の製造方法で円筒状部材を製造するための板材であって、
両端部の側縁には、切欠部が設けられ、
該切欠部の端部側は、板材幅方向外方に向かうに従って次第に端部に接近するように傾斜した切欠部側傾斜面となっていることを特徴とする板材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状部材の支持装置、この支持装置を用いて円筒状部材を製造するための方法及び板材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、円筒状部材としての金属ドラムを輪切りにして製造される金属リングが知られている（例えば、特許文献１参照）。この金属リングは、複数枚積層されてＣＶＴ用の金属ベルトを構成するものである。円筒状部材としての金属ドラムは、マルエージング鋼等の金属製で、０．３〜０．４ｍｍの薄板矩形状の板材を湾曲させて円筒状とし、円筒状とした板材の側縁を押さえ部材で支持、固定しつつ、板材の両端部を溶接して製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２７９７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
板材の両端部を溶接するとき、両端部が比較的広く開いていると適切に溶接を行うことができない。溶接が適切でない場合、耐久性等の問題から円筒状部材を製品として用いることができず、歩留まりが悪くなる。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、板材の両端部を適切に溶接することができる円筒状部材の支持装置及び円筒状部材を製造する方法及び板材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】
【０００６】
本発明の支持装置は、板材を湾曲させて両端部を溶接することにより製造される円筒状部材をその両端部側から２つの押さえ部材で挟み込むようにして支持する円筒状部材の支持装置において、板材の側縁の両端部には、板材側係合部が設けられ、押さえ部材には、板材側係合部に対応する押さえ部材側係合部が設けられ、板材側係合部又は押さえ部材側係合部には、押さえ部材の押圧力を板材の両端部が接近する方向の力に変換する傾斜面が設けられることを特徴とする。
【０００７】
本発明の支持装置によれば、板材側係合部と押さえ部材側係合部とが傾斜面で当接することにより、押さえ部材が円筒状の板材（溶接前の円筒状部材）を挟み込む方向の力（押圧力）の一部が、板材の両端部が接近する方向の力に変換される。そのため、本発明の支持装置では、板材の両端部が広く開いてしまうことが防止され、ビード幅の小さい高品質な溶接を行うことができる。
【０００８】
本発明の支持装置においては、板材側係合部を、板材の側縁の両端部に設けられた切欠部とし、押さえ部材側係合部を、切欠部に対応する箇所に位置させて押さえ部材に設けられた突部とし、傾斜面を、切欠部の端部側に、板材の幅方向外方に向かうに従って次第に板材の端部に接近するように傾斜して設けられた切欠部側傾斜面と、この切欠部側傾斜面に対応させて突部に設けられた突部側傾斜面とで構成することが好ましい。
【０００９】
本発明の支持装置においては、２つの押さえ部材の少なくとも一方に円筒状部材の軸に沿って他方の押さえ部材に向かう押圧力を加える押圧手段を備えていることが好ましい。
【００１０】
本発明の支持装置においては、円筒状部材の側縁が当接する当接部が設けられていることが好ましい。
【００１１】
本発明の支持装置にこのような当接部を設ければ、円筒状部材に対する溶接を常に一定の位置で行うことができるため、製造される円筒状部材の品質を一定にすることができる。
【００１２】
本発明の円筒状部材の製造方法は、板材を湾曲させて２つの押さえ部材で保持し、板材の両端部を溶接することにより円筒状部材を製造する円筒状部材の製造方法において、板材の側縁の両端部には、切欠部が設けられ、切欠部の端部側は、外方に向かうに従って次第に端部に接近するように傾斜した切欠部側傾斜面となっており、押さえ部材には、切欠部に対応する突部が設けられ、突部には、切欠部側傾斜面に対応させて傾斜した突部側傾斜面が設けられ、押さえ部材により、板材が挟み込まれることにより、押さえ部材の挟み込む方向の力が、突部側傾斜面と切欠部側傾斜面との当接により、板材の両端部が接近する方向の力に変換されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の製造方法によれば、押さえ部材が円筒状の板材（溶接前の円筒状部材）を挟み込む方向の力（押圧力）の一部が、突部側傾斜面と切欠部側傾斜面との当接により、板材の両端部が接近する方向の力に変換される。そのため、本発明の製造方法では、板材の両端部が広く開いてしまうことが防止され、ビード幅の小さい高品質な溶接を行うことができる。
【００１４】
本発明の円筒状部材の製造方法においては、板材を湾曲させて円筒状とする湾曲工程と、板材を押さえ部材で保持する保持工程と、板材の両端部を溶接する溶接工程とを備えることが好ましい。
【００１５】
本発明の円筒状部材の製造方法においては、上記保持工程は、２つの押さえ部材が板材を挟み込む力を加えるように移動する工程と、板材の側縁が当接部に当接して２つの押さえ部材の移動が停止する工程とからなることが好ましい。
【００１６】
本発明の製造方法で円筒状部材を製造するための板材は、両端部の側縁に切欠部を備え、切欠部の端部側には、板材幅方向外方へ向かうに従って次第に端部に接近するように傾斜した切欠部側傾斜面を備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る板材の実施形態を示す図。
【図２】本発明の円筒状部材の支持装置及び円筒状部材の製造方法の実施形態の縦断面図。
【図３】本発明の円筒状部材の支持装置及び円筒状部材の製造方法の実施形態の横断面図。
【図４】本実施形態の板材の切欠部と、押さえ部材とが嵌合した状態を示す拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図を参照して、本発明の実施形態の円筒状部材の支持装置及び円筒状部材の製造方法を説明する。本実施形態の板材１は、図１（ａ）に示すように、図示省略した原板から矩形状に打ち抜かれたものであり、両端部１ａ，１ｂの側縁に「板材側係合部」としての切欠部２が夫々設けられている。原板としては、鋼板（例えば、マルエージング鋼、ステンレス鋼等）が用いられる。
【００１９】
打ち抜かれた板材１は、ベンディングマシン等で折り曲げられて湾曲し、図１（ｂ）に示すように丸められて、円筒状の板材１、換言すれば、溶接する前の断面Ｃ字状の円筒状部材４とされる。この工程が本発明の湾曲工程に該当する。そして、図２及び図３に示すように板材１の両側縁１ｃ，１ｄが２つの押さえ部材３，３’で挟み込まれるようにして押さえられ保持（支持）されることになる。
【００２０】
切欠部２の板材１の近接する端部１ａ、１ｂ側は、板材１の幅方向外方に向かうに従って次第に近接する端部１ａ，１ｂに接近するように傾斜した切欠部側傾斜面２ａとなっている（図３及び図４参照）。なお、図４は、図３のＡの部分の溶接する前の状態を拡大して示したものである。
【００２１】
押さえ部材３，３’には、切欠部２に対応する箇所に位置させて押さえ部材側係合部としての突部５が設けられている。突部５には、切欠部側傾斜面２ａに対応させて傾斜した突部側傾斜面５ａが設けられている。
【００２２】
図２及び図３において左側に位置する第１の押さえ部材３は、図示省略したエアシリンダやスプリング等からなる図２及び図３において左側に位置する第１の直動部材７により移動させられるようになっている。また、右側に位置する第２の押さえ部材３ｂは、図示省略した油圧シリンダやスプリング等からなる右側に位置する第２の直動部材７’により移動させられるようになっている。円筒状部材４は、これらの直動部材７’，７’によって、溶接装置６内に両押さえ部材３，３’とともに進退させられる。
【００２３】
第１の直動部材７は、第１の押さえ部材３を進退させるだけではなく、その第１の押さえ部材３を介して、円筒状部材４に対して、その円筒状部材４の軸に沿って第２の押さえ部材３’に向かう押圧力を加えることができるようになっている。
【００２４】
第２の直動部材７’は、第２の押さえ部材３’を進退させるだけではなく、第２の押さえ部材３’を介して、円筒状部材４に対して、その軸に沿って第１の押さえ部材３に向かう押圧力を加えることができるようになっている。
【００２５】
なお、第２の直動部材７’による押圧力は、第１の直動部材７による押圧力よりも小さい。そのため、円筒状部材４は、２つの直動部材７，７’によって押圧力を加えられた際には、第２の押さえ部材３’側に移動させられることになる。
【００２６】
これらの直動部材７，７’は、本発明における押圧手段に相当する。なお、本実施例の支持装置においては、２つの押さえ部材３，３’の夫々に対して、第１、第２の直動部材７，７’を備えているが、いずれか一方のみを備えるようにしてもよい。
【００２７】
第２の直動部材７’により移動させられる側の押さえ部材３’の側方には、円筒状部材４に２つの押さえ部材３，３’から押圧力が加えられたときに、円筒状部材４の側縁が当接する当接部材８が配置されている。なお、この当接部材８は、第１の直動部材７側にも配置されるようにしてもよい。
【００２８】
これらの直動部材７，７’により、２つの押さえ部材３，３’を介して、円筒状部材４に押圧力が加えられる。そして、これらの直動部材７，７’からの押圧力により、円筒状部材４は、２つの押さえ部材３，３’によって保持（支持）されつつ、第２の直動部材７’側の側縁１ｄが当接部材８に当接するまで、２つの押さえ部材３，３’と一体的に第２の直動部材７’側へ移動させられる。これらの工程が、本発明の保持工程に該当する。
【００２９】
本実施形態の支持装置は、このような構成を備えているため、押さえ部材３，３’で円筒状部材４に挟み込む方向の押圧力を加えると、その押圧力の一部が、突部側傾斜面５ａと切欠部側傾斜面２ａとの当接により、板材１の両端部１ａ，１ｂが接近する方向の力に変換される。これにより、板材１の両端部１ａ，１ｂが接近して、板材１の両端部１ａ，１ｂが広く開いてしまうことを防止し、ビード幅の小さい高品質な溶接を行うことができる。
【００３０】
また、当接部材８に円筒状部材４の側縁１ｄが当接するように構成しているため、押さえ部材３，３’のクリアランス等による円筒状部材４の支持位置のズレの発生を抑えることができる。
【００３１】
なお、２つの直動部材７，７’の少なくとも何れか一方をスプリング等の弾性力を持つバネ部材を備えるように構成した場合にも、押さえ部材３，３’のクリアランス等による円筒状部材４の支持位置のズレの発生を抑えやすくなる。
【００３２】
さらに、当接部材８に円筒状部材４の側縁１ｄを当接したときに押さえ部材３，３’の移動を停止するように構成した場合には、円筒状部材４に必要以上の押圧力が加わることがないため歪み等が発生しにくくなり、製造される円筒状部材の品質をさらに向上させることができる。
【００３３】
次に、図２〜図４を参照して、板材１の両端部１ａ，１ｂの溶接（溶接工程）について説明する。押さえ部材３，３’で挟み込まれた円筒状部材４は、溶接装置６内に挿入される。
【００３４】
この溶接装置６には、溶接トーチ６ａが設けられており、ＭＩＧ、ＴＩＧ等のアーク溶接や、プラズマ溶接、レーザ溶接、その他の溶接等、様々なタイプの溶接を用いることができる。
【００３５】
そして、溶接装置６は、溶接前の円筒状部材４の挿入に伴い、板材１の両端部１ａ，１ｂを溶接トーチ６ａで溶接して接合し、円筒状部材４を完成させる。この工程が本発明の溶接工程に該当する。ここで、溶接するときには、円筒状に湾曲した板材１（溶接前の円筒状部材４）の内側と外側には、アルゴンガス等の不活性ガスが充填されている。
【００３６】
また、溶接するときには、円筒状部材４の溶接部に、単位時間当たりの所望の量のアルゴンガス等を、溶接トーチ６ａの中心軸線に交差するように、図示省略したノズル等で外側から吹き付けている。
【００３７】
溶接するときには、円筒状部材４の外側に、所望のエネルギー密度のアーク、プラズマ、レーザ光、その他のエネルギー体が当たることにより、溶接部が溶融金属と金属蒸気とに分離して、溶融金属部における照射部中心にキーホール（細長い空洞）が形成される。
【００３８】
そして、溶接中に、単位時間当たりの所望の量のアルゴンガス等を、溶接トーチ６ａの軸線に交差するように図示省略したノズル等により溶接部に吹き付け、円筒状部材４の内部に、単位時間当たりの所望の量のアルゴンガス等を導入して、円筒状部材４の内部に充満させることにより、キーホールが溶接の進行方向に直交する方向に振れる挙動を安定化させることができる。従って、ビード幅の小さい高品質の溶接を行うことができる。
【００３９】
図３及び図４に示すように、押さえ部材３，３’の突部５，５の間には、Ｕ字状の溝部３ａが設けられている。これにより、板材１の両端部１ａ，１ｂを溶接する際に、溶接を開始する部分及び溶接が終わる部分も、押さえ部材３，３’が邪魔することなく適切に溶接を行うことができる。
【００４０】
なお、押さえ部材３，３’の押圧力の一部を板材１の端部同士が接近する方向の力に変換できれば、板材１に突部を設け、押さえ部材３，３’に凹部を設けてもよい。
【００４１】
また、押さえ部材３，３’の押圧力の一部を板材１の端部同士が接近する方向の力に変換できれば、切欠部側傾斜面２ａと、突部側傾斜面５ａとのうち何れか一方を設けなくてもよい。この場合、本発明の傾斜面は、切欠部と突部とのうち何れか一方にのみに設けられることとなる。
【符号の説明】
【００４２】
１…板材、１ａ，１ｂ…板材の端部、１ｃ，１ｄ…側縁、２…切欠部（板材側係合部）、２ａ…切欠部側傾斜面、３，３’…押さえ部材、３ａ…溝部、４…円筒状部材、５…突部（押さえ部材側係合部）、５ａ…突部側傾斜面、６…溶接装置、６ａ…溶接トーチ、７，７’…直動部材、８…当接部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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