(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一のブランク材の突き合わせ端面を他のブランク材の突き合わせ端面に突き合わせる際に前記突き合わせ端面の相互の間に生じるギャップを矯正するブランク材のギャップ矯正装置において、
前記一のブランク材に撓み変形を解除自在に付与する付与手段と、
前記他のブランク材を保持する保持手段と、
前記一のブランク材に付与された撓み変形の部位を押圧して、前記一のブランク材の撓み変形からの復元を助長する付加力を付加する押圧手段と、
前記付与手段が前記撓み変形を解除する際に前記押圧手段の作動を制御する制御手段と、を有することを特徴とするブランク材のギャップ矯正装置。
【請求項２】
前記押圧手段を複数個設け、
前記制御手段は、前記複数個の押圧手段の作動を個々に制御することを特徴とする請求項１に記載のブランク材のギャップ矯正装置。
【請求項３】
前記複数個の押圧手段のうち両端に位置する押圧手段は、前記一のブランク材における前記突き合わせ端面に連続する端面に近接して配置されていることを特徴とする請求項２に記載のブランク材のギャップ矯正装置。
【請求項４】
前記押圧手段は、前記一のブランク材に付与された撓み変形の撓み頂点に当接する押圧面を有し、
前記押圧面は、突き合わせ時に前記突き合わせ端面に向かう方向に移動する撓み頂点との当接状態を維持する長さに設定されていることを特徴とする請求項１に記載のブランク材のギャップ矯正装置。
【請求項５】
前記一のブランク材は、その突き合わせ端面が、当該突き合わせ端面に連続する端面に対して傾斜して設けられていることを特徴とする請求項１に記載のブランク材のギャップ矯正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一のブランク材の突き合わせ端面を他のブランク材の突き合わせ端面に突き合わせる際に前記突き合わせ端面の相互の間に生じるギャップを矯正するブランク材のギャップ矯正装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などの車両に用いられるパネル部品には、複数のブランク材を溶接により接合した後にプレス成形するテーラードブランク技術を適用したものがある。この種のパネル部品では、一のブランク材の突き合わせ端面を他のブランク材の突き合わせ端面に突き合わせ、突き合わせた部分をレーザ溶接により接合している。
【０００３】
複数のブランク材を相互に突き合わせると、ブランク材の切断精度のバラツキなどのために、突き合わせ端面間にギャップが生じることがある。特に、個々のブランク材に複数の溶接線が存在し、全体としてループ形状をなすようなテーラードブランクにあっては、突き合わせ端面間にギャップが生じやすい。溶接欠陥の発生を抑えて溶接品質を高めるため、ひいてはプレス成形後のパネル部品の品質を高めるためには、溶接作業の前に、前記ギャップを可及的に小さく矯正しておく必要がある。
【０００４】
このため、複数のブランク材を相互に突き合わせる際に、ギャップ矯正装置を用いて、突き合わせ端面の相互の間に生じるギャップを矯正している。
【０００５】
従来のブランク材のギャップ矯正装置は、ブランク材の一部を撓ませることにより当該ブランク材に変形余裕を付与し、その撓み反力を利用して、ギャップを矯正している（特開平１０−１５６８８号公報、特開平１０−１２８５８２号公報および特開平１０−１３７９８０号公報を参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のギャップ矯正装置は、ギャップを矯正する力としてブランク材の撓み反力のみを利用する構成であるため、矯正可能なギャップ量に自ずと限界がある。
【０００７】
また、ブランク材には種々の形状があり、例えば、突き合わせ端面が、当該突き合わせ端面に連続する端面に対して直交しない、つまり傾斜して設けられているものがある。このような形状のブランク材にあっては、ギャップの空き方によって、矯正可能なギャップ量がますます小さくなるという不具合がある。
【０００８】
本発明は、上記従来技術に伴なう課題を解決するためになされたものであり、矯正可能なギャップ量を増加し得るブランク材のギャップ矯正装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記する手段により達成される。
【００１０】
（１）一のブランク材の突き合わせ端面を他のブランク材の突き合わせ端面に突き合わせる際に前記突き合わせ端面の相互の間に生じるギャップを矯正するブランク材のギャップ矯正装置において、
前記一のブランク材に撓み変形を解除自在に付与する付与手段と、
前記他のブランク材を保持する保持手段と、
前記一のブランク材に付与された撓み変形の部位を押圧して、前記一のブランク材の撓み変形からの復元を助長する付加力を付加する押圧手段と、
前記付与手段が前記撓み変形を解除する際に前記押圧手段の作動を制御する制御手段と、を有することを特徴とするブランク材のギャップ矯正装置。
【００１１】
（２）前記押圧手段を複数個設け、
前記制御手段は、前記複数個の押圧手段の作動を個々に制御することを特徴とする上記（１）に記載のブランク材のギャップ矯正装置。
【００１２】
（３）前記複数個の押圧手段のうち両端に位置する押圧手段は、前記一のブランク材における前記突き合わせ端面に連続する端面に近接して配置されていることを特徴とする上記（２）に記載のブランク材のギャップ矯正装置。
【００１３】
（４）前記押圧手段は、前記一のブランク材に付与された撓み変形の撓み頂点に当接する押圧面を有し、
前記押圧面は、突き合わせ時に前記突き合わせ端面に向かう方向に移動する撓み頂点との当接状態を維持する長さに設定されていることを特徴とする上記（１）に記載のブランク材のギャップ矯正装置。
【００１４】
（５）前記一のブランク材は、その突き合わせ端面が、当該突き合わせ端面に連続する端面に対して傾斜して設けられていることを特徴とする上記（１）に記載のブランク材のギャップ矯正装置。
【００１５】
【発明の効果】
上記のように構成した本発明は以下の効果を奏する。
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、ギャップを矯正する際には、撓み変形を付与した一のブランク材には、当該一のブランク材自在の撓み反力に加えて、一のブランク材の撓み変形からの復元を助長する付加力が付加されため、撓み反力のみを矯正力として利用する場合に比較して大きなギャップ矯正力を得ることができ、その結果、矯正可能なギャップ量を増加することが可能となる。
【００１７】
請求項２または請求項３に記載の発明によれば、撓み変形の所望の部分に、所望の強さの付加力を付加することができるため、突き合わせ端面間に生じるギャップの空き方に応じた付加力を付加することにより、ギャップを適切に矯正することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、押圧手段の押圧面と、突き合わせ時に突き合わせ端面に向かう方向に移動する撓み頂点との当接状態が維持されるため、ギャップ矯正過程の間中、付加力を効果的に付加し続けることができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、突き合わせ端面が当該突き合わせ端面に連続する端面に対して傾斜して設けられているブランク材であっても、ギャップを適切に矯正することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
図１は、複数のブランク材が溶接により接合されたテーラードブランク１０の一例を示す図、図２は、本発明に係るブランク材のギャップ矯正装置が組み込まれたレーザ溶接装置２０を示す平面図、図３は、図２の３−３線に沿う断面図である。なお、図２においては、理解の容易のために、溶接ヘッドおよび種々のアクチュエータの図示を省略してある。
【００２２】
図１に示すテーラードブランク１０は、複数のブランク材１１、１２を溶接により接合して構成され、車両に用いられるパネル部品を製造するために用いられる。テーラードブランク１０は、図示しないプレス装置によってプレス成形され、所定形状のパネル部品に成形される。このテーラードブランク１０は、図中左側に示される第１のブランク材１１（一のブランク材に相当する）と、右側に示される第２のブランク材１２（他のブランク材に相当する）とを有する。個々のブランク材１１、１２には複数の溶接箇所が存在し、両者１１、１２を接合したテーラードブランク１０は、全体としてループ形状をなしている。第１ブランク材１１および第２ブランク材１２は、図２に示されるレーザ溶接装置２０に搬入され、第１ブランク材１１の突き合わせ端面１１ａ、１１ｂを第２ブランク材１２の突き合わせ端面１２ａ、１２ｂに突き合わせ、これら突き合わせ部１３、１４がレーザ溶接により接合される。突き合わせ溶接を行う際に、本発明に係るブランク材のギャップ矯正装置により、突き合わせ端面１１ａと１２ａ、１１ｂと１２ｂの相互の間に生じるギャップが矯正される。図示する第１ブランク材１１は、２枚のブランク材１５、１６から構成されているが、レーザ溶接装置２０に搬入される際には既に溶接が完了しており、実質的に１枚の材料となっている。
【００２３】
第１ブランク材１１は、その突き合わせ端面１１ａ、１１ｂが、当該突き合わせ端面１１ａ、１１ｂに連続する端面１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆに対して直交しない、つまり傾斜して設けられている。第２ブランク材１２も同様に、その突き合わせ端面１２ａ、１２ｂが、当該突き合わせ端面１２ａ、１２ｂに連続する端面１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆに対して傾斜して設けられている。
【００２４】
図２および図３を参照して、ギャップ矯正装置が組み込まれたレーザ溶接装置２０を説明する。このレーザ溶接装置２０は、第１と第２のブランク材１１、１２の突き合わせ端面１１ａと１２ａ、１１ｂと１２ｂの間に生じるギャップをギャップ矯正装置により矯正し、その後に、両ブランク材１１、１２の突き合わせ部１３、１４を溶接ヘッド２３によりレーザ溶接して接合し、図１に示されるテーラードブランク１０を形成するものである。
【００２５】
第１ブランク材１１および第２ブランク材１２は、図示しない搬入装置により、支持ブロック２１上に搬入される。支持ブロック２１の上面には、Ｘ軸方向に対して傾斜する方向に延伸する溝部２２が形成されている。この溝部２２上に位置する溶接線ＷＬに沿って、溶接ヘッド２３が駆動される。溝部２２には、図示しない基準ピンが支持ブロック２１の上面よりも上方に突出自在に設けられている。この基準ピンに第２ブランク材１２の突き合わせ端面１２ａ、１２ｂを当接させることにより、当該突き合わせ端面１２ａ、１２ｂが溶接線ＷＬ上に位置決めされる。
【００２６】
第１ブランク材１１の突き合わせ端面１１ａ、１１ｂの近傍を固定するため、第１クランパ３１ａ、３１ｂが第１ブランク材１１の上面に対して接近離反移動自在に設けられている。第１クランパ３１ａ、３１ｂは、突き合わせ端面１１ａ、１１ｂの近傍を跨ぐ長さを有する長尺形状を有し、溶接線ＷＬと平行をなすように配置されている。第１クランパ３１ａ、３１ｂは、油圧シリンダなどから構成される第１アクチュエータ４１により、第１ブランク材１１の上面に対して進退駆動される。第１アクチュエータ４１の作動を制御することにより、第１ブランク材１１の突き合わせ端面１１ａ、１１ｂ近傍の固定および固定解除がなされる。
【００２７】
溶接線ＷＬを挟んで第１クランパ３１に対向する位置には、第２ブランク材１２の突き合わせ端面１２ａ、１２ｂの近傍を固定するため、第２クランパ３２ａ、３２ｂが第２ブランク材１２の上面に対して接近離反移動自在に設けられている。第２クランパ３２ａ、３２ｂは、突き合わせ端面１２ａ、１２ｂの近傍を跨ぐ長さを有する長尺形状を有し、溶接線ＷＬと平行をなすように配置されている。第２クランパ３２ａ、３２ｂは、油圧シリンダなどから構成される第２アクチュエータ４２により、第２ブランク材１２の上面に対して進退駆動される。第２アクチュエータ４２の作動を制御することにより、第２ブランク材１２の突き合わせ端面１２ａ、１２ｂ近傍の固定および固定解除がなされる。
【００２８】
支持ブロック２１には、第１ブランク材１１の突き合わせ端面１１ａ、１１ｂからＸ軸方向に沿って所定距離だけ離れた位置に、凹所２４ａ、２４ｂが設けられている。この凹所２４ａ、２４ｂには、第１ブランク材１１の下面に当接し得る突き上げローラ３３ａ、３３ｂがＺ軸方向（上下方向）に沿って移動自在に設けられている。突き上げローラ３３ａ、３３ｂは、凹所２４ａ、２４ｂに位置する第１ブランク材１１のＹ軸方向に沿う長さよりも長い軸方向長さを有し、その軸線がＹ軸方向に沿うように配置されている。突き上げローラ３３ａ、３３ｂは、油圧シリンダなどから構成される第３アクチュエータ４３により、支持ブロック２１の上面よりも高い位置に突出する上昇位置と、支持ブロック２１の上面よりも低い位置に退避する下降位置との間で上下駆動される。第１ブランク材１１の突き合わせ端面１１ａ、１１ｂ近傍を第１クランパ３１ａ、３１ｂにより固定した状態で、突き上げローラ３３ａ、３３ｂを上昇位置まで駆動すると、第１ブランク材１１が図中右手側に変位し、当該第１ブランク材１１に撓み変形５０が付与される。この状態から突き上げローラ３３ａ、３３ｂを下降位置まで駆動すると、第１ブランク材１１が図中左手側に変位し、当該第１ブランク材１１への撓み変形５０の付与が解除される。
【００２９】
第１ブランク材１１に撓み変形５０が付与された状態を保持するため、凹所２４ａ、２４ｂから所定距離だけ離れた位置に、保持クランパ３４ａ、３４ｂが第１ブランク材１１の上面に対して接近離反移動自在に設けられている。保持クランパ３４ａ、３４ｂは、この部位における第１ブランク材１１を跨ぐ長さを有する長尺形状を有し、Ｙ軸方向に沿って配置されている。保持クランパ３４ａ、３４ｂは、油圧シリンダなどから構成される第４アクチュエータ４４により、第１ブランク材１１の上面に対して進退駆動される。第４アクチュエータ４４の作動を制御することにより、撓み変形５０の保持または解除がなされる。
【００３０】
第１ブランク材１１の浮き上がりを規制するため、凹所２４ａ、２４ｂのＸ軸方向に沿う両側に、押さえローラ３５ａ、３５ｂ、３６ａ、３６ｂが支持ブロック２１上面に対して接近離反移動自在に設けられている。押さえローラ３５ａ、３５ｂ、３６ａ、３６ｂは、この部位における第１ブランク材１１のＹ軸方向に沿う長さよりも長い軸方向長さを有し、その軸線がＹ軸方向に沿って配置されている。押さえローラ３５ａ、３５ｂ、３６ａ、３６ｂは、図示しないアクチュエータにより、第１ブランク材１１の上面に対して進退駆動される。押さえローラ３５ａ、３５ｂ、３６ａ、３６ｂによる押圧力は、撓み変形５０を付与または解除する際に、第１ブランク材１１の水平方向への変位を許容しつつ第１ブランク材１１の浮き上がりを規制し得る程度の力に設定されている。
【００３１】
突き上げローラ３３ａ、３３ｂのそれぞれの上方位置には、第１ブランク材１１の上面に当接し得る複数個（図示例では、それぞれ２個）の押圧クランパ３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂがＺ軸方向（上下方向）に沿って移動自在に設けられている。押圧クランパ３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂは、撓み変形５０の撓み頂点５１に当接する押圧面３９を有し、突き上げローラ３３ａ、３３ｂの軸線上に位置するように配置されている。
【００３２】
押圧クランパ３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂのそれぞれは、第１ブランク材１１における突き合わせ端面１１ａ、１１ｂに連続する端面１１ｃ〜１１ｆに近接して配置されている。つまり、図２に示されるように、押圧クランパ３７ａは突き合わせ端面１１ａに連続する端面１１ｃに近接して配置され、同様に、押圧クランパ３７ｂは端面１１ｄに、押圧クランパ３８ａは端面１１ｅに、押圧クランパ３８ｂは端面１１ｆに近接して配置されている。各押圧クランパ３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂは、それぞれ、油圧シリンダなどから構成される矯正用アクチュエータ４５により、第１ブランク材１１の上面に対して進退駆動される。各矯正用アクチュエータ４５の作動を個々に独立して制御し、各押圧クランパ３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂが撓み変形５０の部位を押圧することにより、その部位において、撓み変形５０からの復元を助長する付加力が付加される。なお、矯正用アクチュエータ４５の力よりも、第３アクチュエータ４３の力の方が大きく設定され、押圧クランパ３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂが撓み変形５０の部位を加圧しても、突き上げローラ３３ａ、３３ｂの位置は維持される。
【００３３】
図４に示すように、第１ブランク材１１を第２ブランク材１２に突き合わせる時には、撓み変形５０の撓み頂点５１は、突き合わせ端面１１ａ、１１ｂに向かう方向（図中右側）に移動する。押圧クランパ３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂの押圧面３９のＸ軸方向に沿う長さは、突き合わせ時に上記のように移動する撓み頂点５１との当接状態を維持する長さに設定されている。かかる構成により、ギャップ矯正過程の間中、付加力を効果的に付加し続けることができる。
【００３４】
一方、図２に示されるように、押圧クランパ３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂのＹ軸方向の幅は、凹所２４ａ、２４ｂに位置する第１ブランク材１１のＹ軸方向の幅よりも十分に短い長さである。かかる構成により、端面１１ｃ〜１１ｆに近接する個々の部位に、所望の大きさの付加力を付加できる。
【００３５】
各アクチュエータ４１〜４５の作動は、制御手段としてのコントローラ５５により制御される。
【００３６】
上述した突き上げローラ３３ａ、３３ｂ、第１クランパ３１ａ、３１ｂ、保持クランパ３４ａ、３４ｂ、第１、第３、第４アクチュエータ４１、４３、４４により付与手段が構成され、支持ブロック２１、第２クランパ３２ａ、３２ｂおよび第２アクチュエータ４２により保持手段が構成され、押圧クランパ３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂおよび矯正用アクチュエータ４５により押圧手段が構成されている。
【００３７】
次に、本実施形態の作用を説明する。なお、２つの接合部１３、１４におけるギャップ矯正およびレーザ溶接は同様の手順でなされることから、一方の接合部１３を例に挙げて説明する。
【００３８】
まず、各アクチュエータ４１〜４５を原点位置に駆動し、図示しない基準ピンを支持ブロック２１の上面から突出させる。図示しない搬入出装置により第２ブランク材１２を支持ブロック２１上に搬入し、基準ピンに、突き合わせ端面１２ａを当接させる。第２アクチュエータ４２を作動して第２クランパ３２を第２ブランク材１２の上面に対して前進移動させ、突き合わせ端面１２ａ近傍を固定する。その後、基準ピンを支持ブロック２１の上面から退避する。これにより、第２ブランク材１２は、その突き合わせ端面１２ａが溶接線ＷＬ上に位置決めされた状態で、支持ブロック２１上に固定される。
【００３９】
次いで、第１ブランク材１１の仮突き合わせを行う。つまり、第１ブランク材１１を支持ブロック２１上に搬入し、位置決め固定された第２ブランク材１２の突き合わせ端面１２ａに、突き合わせ端面１１ａを当接させる。第１アクチュエータ４１を作動して第１クランパ３１を第１ブランク材１１の上面に対して前進移動させ、突き合わせ端面１１ａ近傍を固定する。これにより、第１ブランク材１１は、その突き合わせ端面１１ａが第２ブランク材１２に対して仮突き合わされた状態で、支持ブロック２１上に固定される。
【００４０】
次いで、押さえローラ３５ａ、３６ａを第１ブランク材１１の上面に対して前進移動させ、凹所２４ａのＸ軸方向に沿う両側位置で、第１ブランク材１１を押さえる。
【００４１】
次いで、第３アクチュエータ４３を作動し、突き上げローラ３３ａを上昇位置まで駆動する。すると、第１ブランク材１１が変位し、当該第１ブランク材１１に撓み変形５０が付与される。
【００４２】
次いで、第４アクチュエータ４４を作動して保持クランパ３４ａを第１ブランク材１１の上面に対して前進移動させ、凹所２４ａから所定距離だけ離れた位置で、第１ブランク材１１を固定する。これにより、撓み変形５０が保持される。
【００４３】
次いで、矯正用アクチュエータ４５を作動して押圧クランパ３７ａ、３７ｂを第１ブランク材１１の上面に対して前進移動させ、撓み変形５０の部位を押圧する。第１ブランク材１１は、押圧クランパ３７ａ、３７ｂと突き上げローラ３３ａとの間に挟持された状態となる。押圧クランパ３７ａ、３７ｂは撓み変形５０の部位を加圧したままであるが、突き上げローラ３３ａの位置を維持する力の方が大きく設定されているため、第１ブランク材１１は、変位せずに、撓み変形５０が保持された状態に維持される。
【００４４】
この後、ギャップを矯正する作業を実施する。
【００４５】
まず、第１アクチュエータ４１を作動して第１クランパ３１を第１ブランク材１１の上面に対して後退移動させ、突き合わせ端面１１ａ近傍の固定を解除する。
【００４６】
次いで、第３アクチュエータ４３を作動して突き上げローラ３３ａを上昇位置から下降位置に向けて駆動する。押圧クランパ３７ａ、３７ｂは、撓み変形５０の部位を加圧したままであるので、突き上げローラ３３ａの下降移動に追従して下降移動する。
【００４７】
突き上げローラ３３ａが下がるにつれて、第１ブランク材１１自体の撓み反力により、第１ブランク材１１の撓みが開放される。さらに、矯正用アクチュエータ４５が押圧クランパ３７ａ、３７ｂを押し下げる力により、撓み変形５０の部位には、撓み変形５０からの復元を助長する付加力が付加される。これら撓み反力および付加力からなる矯正力が第１ブランク材１１に作用し、当該第１ブランク材１１が第２ブランク材１２に向けて変位し、突き合わせ端面１１ａ、１２ａ間のギャップが埋まる。ギャップがなくなると、第１ブランク材１１の撓み反力＋付加力と、第２ブランク材１２の反力とがバランスし、ギャップ矯正過程が終了する。
【００４８】
突き上げローラ３３ａは、ギャップ矯正後も下がり続け、下降位置に達する。また、第１アクチュエータ４１を作動して第１クランパ３１を第１ブランク材１１の上面に対して前進移動させ、突き合わせ端面１１ａ近傍を再度固定する。
【００４９】
次いで、溶接線ＷＬに沿って溶接ヘッド２３を移動しつつ、両ブランク材１１、１２の突き合わせ部１３をレーザ溶接して接合する。溶接作業が終了すると、各アクチュエータ４１〜４５を原点位置に駆動する。そして、一体的に接合された第１と第２のブランク材１１、１２を、図示しない搬入出装置により支持ブロック２１上から搬出すると、図１に示されるテーラードブランク１０の形成が完了する。
【００５０】
次に、図５を参照して、突き合わせ端面１１ａ、１２ａ間に生じるギャップＧの矯正原理について説明する。
【００５１】
前述したように、押圧クランパ３７ａ、３７ｂが撓み変形５０の部位を押圧することにより、当該撓み変形５０の部位に、撓み変形５０の復元を助長する付加力が付加される。撓み変形５０の部位のＸ軸方向に沿う前後では、押さえローラ３５ａ、３６ａにより、第１ブランク材１１の浮き上がりが規制される。このため、付加力は、ギャップＧを矯正するＸ軸方向に沿う軸力に変化する。また、第１ブランク材１１自体の撓み反力も、ギャップＧを矯正するＸ軸方向に沿う軸力に変化している。このため、撓み反力に基づく軸力に、付加力に基づく軸力が加わることになる。したがって、ブランク材の撓み反力のみを矯正力として利用していた従来技術よりも大きなギャップ矯正力を得ることができ、その結果、矯正可能なギャップ量を増加することができる。
【００５２】
図示例の場合、突き合わせ端面１１ａ、１２ａ間のギャップＧを矯正するためには、撓み変形５０の部位における図中手前側に示されるｂ部が、突き合わせ端面１１ａ、１２ａ間における図中手前側に示されるＢ部のギャップＧに相当する分だけ、下方に変位する必要がある。
【００５３】
ここで、撓み変形５０の部位の一箇所に付加力を付加した場合を考える。この場合、突き合わせ端面１１ａ、１２ａ間における図中奥側に示されるＡ部が先当たりして、撓み変形５０の部位における図中奥側に示されるａ部の変位量が規制される。このため、ｂ部の変位量は、ブランク材内部の応力のバランスにより決まり、矯正可能なギャップ量が制限される虞がある。
【００５４】
これに対し、本実施形態にあっては、押圧クランパ３７ａ、３７ｂを２個設け、これらの押圧クランパ３７ａ、３７ｂの作動を個々に制御している。さらに、各押圧クランパ３７ａ、３７ｂを、突き合わせ端面１１ａに連続する端面１１ｃ、１１ｄに近接して配置してある。
【００５５】
図５に概念的に示すように、付加力を付加する加圧源をａ部、ｂ部の２箇所に設けることにより、ａ部およびｂ部に作用する付加力を個々独立して調整することができる。このため、ａ部およびｂ部のそれぞれに独立した変位を与えることができる。したがって、撓み変形５０の部位の一箇所に付加力を付加する場合に比べて、ａ部の変位量に比べてｂ部の変位量を大きくでき、その結果、矯正可能なギャップ量を増加することができる。
【００５６】
次に、突き合わせ端面が、これに連続する端面に対して傾斜して設けられている場合の矯正可能なギャップ量について説明する。
【００５７】
図６は、２枚のブランク材６０、６１の突き合わせ部の種々の形状と、ギャップＧの発生状態との組み合わせを、概念的に示す図である。各組み合わせ▲１▼〜▲６▼において、左側のブランク材６０は、ギャップ矯正時に撓み変形が付与される側のブランク材を示し、実施形態の第１ブランク材１１に相当する。右側のブランク材６１は、ギャップ矯正時に固定される側のブランク材を示し、実施形態の第２ブランク材１２に相当する。
【００５８】
組み合わせ▲１▼および▲２▼は、突き合わせ端面６０ａと当該突き合わせ端面６０ａに連続する端面６０ｂとがなす角度（以下、「突き合わせ角度」と言う）αが直角つまり９０度である場合、組み合わせ▲３▼および▲４▼は、突き合わせ角度αが１００度である場合、組み合わせ▲５▼および▲６▼は、突き合わせ角度αが１１０度である場合を示す。また、組み合わせ▲１▼は、固定側ブランク材６１の突き合わせ角度が切断精度のバラツキなどのために９０度に形成されておらず、突き合わせ端面６０ａ、６１ａ間における図中上側に示されるＡ側にギャップＧが生じている場合を示す。組み合わせ▲３▼および▲５▼も同様に、Ａ側にギャップＧが生じている場合を示す。一方、組み合わせ▲２▼、▲４▼および▲６▼は、図中下側に示されるＢ側にギャップＧが生じている場合を示す。
【００５９】
図７は、ギャップ矯正前後の突き合わせ部の形状を誇張して示す図である。この図においては、撓み変形が付与される側のブランク材６０のギャップ矯正前における状態が破線で示され、ギャップ矯正後の状態が実線で示される。図中符号Ｇ１、Ｇ２およびＧ３は、それぞれ、矯正前の初期ギャップ量、矯正後の最終ギャップ量、および、矯正可能量を示している。
【００６０】
図８は、突き合わせ角度αと矯正可能な初期ギャップ量との関係を示すグラフである。図中符号▲１▼〜▲６▼は、図６に示した組み合わせ▲１▼〜▲６▼に対応する。白丸は、本実施形態の場合を示し、黒丸は、ブランク材の撓み反力のみを矯正力として利用する対比例の場合を示している。
【００６１】
図示するように、突き合わせ角度αが９０度でない場合の矯正可能な初期ギャップ量は、ギャップ矯正の抵抗となるブランク材の滑り抵抗や、ギャップがＡ側またはＢ側のいずれの側で空いているか、によって異なる。
【００６２】
矯正可能量に差が生じる理由は、図９（Ａ）（Ｂ）に示されるモデルを用いて説明できる。つまり、Ｘ軸方向に沿う軸力Ｆは、ブランク材６０、６１同士の接点ｐを中心とする回転モーメントによるギャップ矯正力Ｆａと、撓み変形が付与されている側のブランク材６０がＹ軸方向に滑ることによるギャップ矯正力Ｆｂとを生じさせると考えられる。そして、突き合わせ角度αが９０度でなく、かつ、ギャップＧがＢ側に空いている場合には、図９（Ａ）に示すように、ブランク材６０の滑りがギャップＧの矯正に寄与する一方、ギャップがＡ側に空いている場合には、同図（Ｂ）に示すように、ブランク材６０の滑りによるギャップ矯正の効果が働かないため、矯正可能量に差が生じたものと考察される。
【００６３】
レーザ溶接による溶接欠陥の発生を抑えるためには、溶接時のギャップ量を約０．１ｍｍ以下に矯正しなければならない。ブランク材の成形誤差を考慮すると、ギャップ量を約０．１ｍｍ以下に矯正するためには、ギャップＧの矯正可能量として、実用上、１ｍｍ以上を確保することが必要である。
【００６４】
図８から明らかなように、対比例の場合、突き合わせ角度αが９０度でなく、かつ、ギャップＧがＡ側に空いている場合、矯正可能な初期ギャップ量は１ｍｍよりも小さい。このため、矯正後のギャップ量を０．１ｍｍ以下にまで矯正できず、その結果、溶接欠陥が発生する虞がある。
【００６５】
これに対して、本実施形態の場合、図８から明らかなように、矯正可能な初期ギャップ量は、撓み変形５０の復元を助長する付加力を付加する効果により、対比例の場合に比べて約２倍である。突き合わせ角度αが９０度でなく、かつ、ギャップＧがＡ側に空いているときでも、矯正可能な初期ギャップ量は１ｍｍよりも大きい。このため、矯正後のギャップ量を０．１ｍｍ以下に確実に矯正でき、溶接欠陥の発生を防止することができる。
【００６６】
上記のとおり、本実施形態によれば、ギャップＧの矯正可能量を増加することができ、これまで対応できなかった部品形状であっても、実用上必要な１ｍｍ以上のギャップ矯正可能量を達成できる。換言すれば、本実施形態によれば、ブランク材１１、１２の形状を設計する際の自由度を高めることが可能となる。
【００６７】
撓み変形５０の復元を助長する付加力は、５０Ｎ〜１５０Ｎの範囲が望ましい。付加力が大きい方ほど、ギャップ矯正力が大きくなり、ギャップ矯正可能量を大きくできるが、今回の実験に採用した治具構造で、板厚１．２ｍｍの第１ブランク材１１に対しては、１５０Ｎよりも大きい付加力では、第２ブランク材１２を固定する装置に滑りが発生した。一方、５０Ｎよりも小さい付加力では、ギャップ矯正力が不足し、ギャップ量を目標の０．１ｍｍ以下に抑えることができなかった。
【００６８】
以上より、今回の実験に採用した治具構造で、板厚１．２ｍｍの第１ブランク材１１に対しては、付加力は、５０Ｎ〜１５０Ｎの範囲が望ましいことが判明した。この付加力の範囲により、突き合わせ時に発生し得るギャップＧを、０．１ｍｍ以下のギャップ量に矯正することができた。
【００６９】
なお、付加力の上限しきい値は、突き合わせの対象となる材料の板厚、当該材料に塑性変形を招くことがないこと、および、固定側の材料を固定する治具の固定力などによって変わると考えられる。一方、付加力の下限しきい値は、突き合わせの対象となる材料の板厚、および、目標ギャップ量などによって変わると考えられる。
【００７０】
以上、ブランク材のギャップ矯正装置をレーザ溶接装置２０に組み込んだ実施形態について説明したが、本発明は、この場合に限定されるものではない。本発明は、ブランク材を突き合わせて当該ブランク材を位置決めすることを必要とする装置であれば、種々のものに適用可能である。
【００７１】
また、付与手段の具体的な構成も実施形態の構成に限定されず、例えば、突き上げローラ３３ａ，３３ｂに代えて、突き合わせ端面１１ａ、１１ｂ近傍を固定した第１ブランク材をその後端側（図２において左手側）から押し付けることにより、撓み変形５０を付与するようにしてもよい。
【００７２】
さらに、ギャップ矯正時の撓み頂点５１の移動に追従して、押圧クランパ３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂをＸ軸方向に移動させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  複数のブランク材が溶接により接合されたテーラードブランクの一例を示す図である。
【図２】  本発明に係るブランク材のギャップ矯正装置が組み込まれたレーザ溶接装置を示す平面図である。
【図３】  図２の３−３線に沿う断面図である。
【図４】  撓み頂点の移動および押圧クランパの押圧面のＸ軸方向に沿う長さの説明に供する図である。
【図５】  突き合わせ端面間に生じるギャップの矯正原理についての説明に供する概念図である。
【図６】  ２枚のブランク材の突き合わせ部の種々の形状と、ギャップの発生状態との組み合わせを示す概念図である。
【図７】  ギャップ矯正前後の接合部の形状を誇張して示す図である。
【図８】  突き合わせ角度αと矯正可能な初期ギャップ量との関係を示すグラフであり、白丸は、本実施形態の場合を示し、黒丸は、ブランク材の撓み反力のみを矯正力として利用する対比例の場合を示している。
【図９】  図９（Ａ）（Ｂ）は、突き合わせ角度αが９０度でない場合に矯正可能量に差が生じる理由の説明に供する図である。
【符号の説明】
１０…テーラードブランク
１１…第１ブランク材（一のブランク材）
１１ａ、１１ｂ…突き合わせ端面
１１ｃ〜１１ｆ…突き合わせ端面に連続する端面
１２…第２ブランク材（他のブランク材）
１２ａ、１２ｂ…突き合わせ端面
１２ｃ〜１２ｆ…突き合わせ端面に連続する端面
２０…ギャップ矯正装置が組み込まれたレーザ溶接装置
２１…支持ブロック（保持手段）
３１ａ、３１ｂ…第１クランパ（付与手段）
３２ａ、３２ｂ…第２クランパ（保持手段）
３３ａ、３３ｂ…突き上げローラ（付与手段）
３４ａ、３４ｂ…保持クランパ（付与手段）
３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂ…押圧クランパ（押圧手段）
３９…押圧面
４１、４３、４４…第１、第３、第４アクチュエータ（付与手段）
４２…第２アクチュエータ（保持手段）
４５…矯正用アクチュエータ（押圧手段）
５０…撓み変形
５１…撓み頂点
５５…コントローラ（制御手段）
Ｇ…ギャップ
【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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【図８】
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【図９】
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