JP2002292471A - シーム溶接機用ワーク支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外周フランジ部を有しシーム溶接されるワー
クを、その外周フランジ部を基準として位置決めするこ
と。 【解決手段】 燃料タンク１の外周フランジ部２のシー
ム溶接線３より外側に形成した孔等の取付基準孔５に係
合部材５０を着脱自在に係合して燃料タンク１の仮の位
置決めを行う。仮位置決めされた燃料タンク１の下部部
材１ａの外形面に、この外形面の位置を変動させずに当
該外形面に対して自在に追従移動し当接した状態で燃料
タンク１を支持する位置決めユニット６２（第１位置決
め部材６３と第２位置決め部材６４）を設ける。位置決
めユニット６２の２種類の位置決め部材６３，６４で燃
料タンク１を本位置決めする。外周フランジ部２から係
合部材５０を離脱させて燃料タンク１を位置決め部材６
３，６４だけで位置決めした状態でシーム溶接機１０に
よって外周フランジ部２をシーム溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外周フランジ部を
有する燃料タンクなどのワークを旋回させつつ外周フラ
ンジ部をシーム溶接機の一対の電極輪で溶接させるシー
ム溶接機用ワーク支持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】外周フランジ部を有するワークの一例と
して図９に自動車用の燃料タンク１を示す。この燃料タ
ンク１は下凸型の下部部材１ａと上凸型の上部部材１ｂ
から成り、下部部材１ａと上部部材１ｂの開口周縁に外
側方向へ突設されたフランジ部同士が重合されて環状の
外周フランジ部２が形成されている。そして外周フラン
ジ部２の幅方向略中央に沿って外周フランジ部２の全長
に亘り形成されたシーム溶接線３が図１０のシーム溶接
機１０でシーム溶接されるようになっている。

【０００３】図９に示される外周フランジ部２は全体が
ほぼ同一幅からなる略矩形の環状枠であって、外周フラ
ンジ部２の外縁側複数箇所に形成した張出部４に取付基
準孔５が形成される。取付基準孔５は外周フランジ部２
のシーム溶接線３よりも外側に形成され、燃料タンク１
を自動車ボデー等に取り付ける際に利用される。シーム
溶接機１０は、溶接機本体１１の前面側に突出して配設
され上下方向に開閉可能な上下一対の電極輪１２，１３
と、溶接機本体１１の前方にあって燃料タンク１を水平
方向に旋回可能に支持する旋回支持台２０と、この旋回
支持台２０を水平方向で３６０°旋回させる燃料タンク
旋回機構３０と、溶接機本体１１の前方に突設された支
持板１４に支持されシリンダ１５で上下駆動されるクラ
ンプ１６を有する。旋回支持台２０は水平な位置決め台
２１の上面の複数箇所にタンク受け２２を固設したもの
で、複数のタンク受け２２に燃料タンク１の下部部材１
ａが載置されて位置決めされる。

【０００４】前述した燃料タンク１の旋回支持構造にお
いて、タンク受け２２に燃料タンク１が位置決め載置さ
れると、燃料タンク１の上部部材１ｂの上面がクランプ
１６で押圧されて燃料タンク１が旋回支持台２０に固定
され、この後に外周フランジ部２の一部が一対の電極輪
１２，１３で挟持される。そして、この状態で燃料タン
ク旋回機構３０が旋回支持台２０を水平方向で３６０°
旋回させ、燃料タンク１の外周フランジ部２の全周を電
極輪１２，１３の間に順に移動させ、同時に電極輪１
２，１３が回転しつつ外周フランジ部２を上下方向から
転圧してシーム溶接線３が順にシーム溶接される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】旋回支持台２０のタン
ク受け２２は、燃料タンク１の下部部材１ａの下面と側
面の外形面に当接して燃料タンク１を水平に位置決め保
持し、シーム溶接される外周フランジ部２をシーム溶接
機１０に対して水平に位置決めする。しかし、下部部材
１ａの下面や側面は一般仕上面として管理されているの
で、図１１に示すようにタンク受け２２と下部部材１ａ
との間に不測に隙間ｇが生じ、この隙間ｇが原因で燃料
タンク１がタンク受け２２に対して上下左右に位置ずれ
する可能性がある。

【０００６】一方、燃料タンク１の外周フランジ部２に
形成された取付基準孔５を利用して外周フランジ部２を
直接的に位置決めする方法は安易に考え付くが、この方
法は次に述べるように実現不可能である。

【０００７】例えば、図１２に示すように燃料タンク１
の外周フランジ部２を基準に位置決めする燃料タンク位
置決め治具４０を使用した場合、水平な位置決め台４１
の上面に立設した支柱４２上端の位置決めピン４３を、
外周フランジ部２の取付基準孔５に挿通して燃料タンク
１を水平に位置決め保持すると、下部の電極輪１３の支
軸と支柱４２とが干渉して、電極輪１２，１３をシーム
溶接線３に沿って３６０°の範囲で相対走行させること
ができない。

【０００８】次に、電極輪１３の支軸と支柱４２との干
渉を避けるために外周フランジ部２の取付基準孔５をシ
ーム溶接線３より内側に形成することも考えられるが、
燃料タンクは気密性が重要であり、特に溶接される外周
フランジ部２は高い気密性が要求されるので、この案も
採用できない。

【０００９】本発明の目的は、燃料タンク等の被溶接物
の全周に形成された外周フランジ部を基準とした位置決
めが可能であって、外周フランジ部以外のワーク外面の
寸法上のばらつきがあっても、常に一定のシーム溶接軌
跡を再現可能なシーム溶接機用ワーク支持装置を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明に係るシーム溶接機用ワーク支持装置は、外周フ
ランジ部を有するワークを旋回支持手段によって前記外
周フランジ部よりも内側部分で支持して前記ワークを前
記外周フランジ部の延在方向に旋回させつつ前記外周フ
ランジ部をシーム溶接機の一対の電極輪で溶接させるよ
うにしたシーム溶接機用ワーク支持装置において、前記
旋回支持手段に、前記ワークの前記外周フランジ部の溶
接線よりも外側位置に形成された位置決め用の被係合部
に着脱自在に係合する係合部材を配設すると共に、前記
ワークの前記外周フランジ部よりも内側部分のワーク外
形面に対して、前記ワークの旋回面内で接近離反可能な
第１位置決め部材と、前記旋回面に対する垂直方向から
接近離反可能な第２位置決め部材とをそれぞれ配設し、
前記ワークを前記係合部材を介して前記旋回支持手段に
仮位置決めした状態で前記第１位置決め部材と第２位置
決め部材を前記ワーク外形面に当接させて前記ワークの
本位置決めを行い、前記係合部材を前記一対の電極輪と
干渉しない位置へ移動させた状態で前記旋回支持手段を
旋回させるようにしたことを特徴とする。

【００１１】前記被係合部と係合部材の数は、望ましく
はワーク外周フランジ部に沿って可及的等配状態で３以
上とし、また前記第１位置決め部材と第２位置決め部材
の数も、望ましくはワークの外形面周りに沿って可及的
等配状態で３以上とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態を図１
〜図８に基づき説明する。図１のシーム溶接機用ワーク
支持装置は係合部材５０と位置決め部材６０を有し、係
合部材５０と位置決め部材６０を順番に使用することに
より被溶接ワークとしての燃料タンク１の位置決めがな
される。燃料タンク１は前述した如く下部部材１ａと上
部部材１ｂを上下に重合させたもので、その全外周に環
状の外周フランジ部２が形成されている。外周フランジ
部２には図２に示すように部分的に複数の張出部４が形
成され、この張出部４に被係合部としての取付基準孔５
が形成される。これら取付基準孔５はシーム溶接前にあ
っては係合部材５０による位置決め基準として利用さ
れ、シーム溶接後は車両に対する取付けボルトの挿通孔
として利用される。取付基準孔５は気密性維持のため外
周フランジ部２の略中心線に沿って設定されるシール溶
接線３よりもやや外側に位置する。燃料タンク１は外周
フランジ部２だけが寸法精度が高い基準仕上面とされ、
他の下部部材１ａと上部部材１ｂの外形面は寸法精度が
低い一般仕上面とされる。

【００１３】係合部材５０は、位置決め台５１の上に垂
直に立設された複数本の支柱５２と、各支柱５２の上端
に垂直上向きに突設された位置決めピン５３とで構成さ
れる。位置決め台５１は旋回支持手段としての垂直な旋
回軸７１の上端に固定されている。支柱５２ないし位置
決めピン５３は、燃料タンク１の取付基準孔５と同一の
配列ピッチで位置決め台５１上に配設されている。これ
ら支柱５２ないし取付基準孔５は、外周フランジ部２に
沿って可及的等配状態で少なくとも３以上配設するのが
位置決め精度向上のために望ましい。各支柱５２は同一
高さで形成され、その上端面は平坦面とされている。そ
してこの平坦面の中央部に位置決めピン５３が突設され
ている。位置決めピン５３の外径は取付基準孔５に嵌合
可能な大きさとされ、図３に示すように各位置決めピン
５３が外周フランジ部２の各取付基準孔５に着脱自在に
嵌合されると、各支柱５２の上端で燃料タンク１の外周
フランジ部２が水平に位置決め保持されるようになって
いる。

【００１４】位置決め部材６０は、係合部材５０によっ
て外周フランジ部２を基準に位置決めされた燃料タンク
１を、動かすことなく、すなわち、位置決め台５１との
相対的位置関係をまったく変えることなく支持すること
で、係合部材５０に代わり燃料タンク１を外周フランジ
部２を基準に位置決め支持するものである。位置決め部
材６０は、水平な位置決め台６１と、位置決め台６１の
上の複数箇所において位置決め台６１に対して相対移動
可能に配設された位置決めユニット６２とで構成され
る。位置決め台６１は旋回軸７２の上端部に固定され、
この旋回軸７２は前記旋回軸７１と同軸かつ一体的に旋
回するもので、軸線方向においては旋回軸７１と相対摺
動して独立に上下動するように構成されている。

【００１５】位置決めユニット６２は、図７（Ａ）
（Ｂ）の第１位置決め部材６３と図８（Ａ）（Ｂ）の第
２位置決め部材６４とで構成されている。第１位置決め
部材６３と第２位置決め部材６４は隣接して配設され、
第１位置決め部材６３が水平方向に移動可能とされ、第
２位置決め部材６４が垂直方向に移動可能とされてい
る。位置決めユニット６２ないし第１位置決め部材６３
と第２位置決め部材６４の数は、位置決め精度向上のた
め燃料タンク１の位置決め台６１の周縁部に沿って可及
的等配状態で少なくとも３以上配設するのがよい。位置
決めユニット６２は、燃料タンク１の下部部材１ａの下
面や側面の外形面とほぼ符合する当接面を有し、係合部
材５０で水平に位置決めされた燃料タンク１の下部部材
１ａの外形面が図７と図８で示すように水平下面ｍと傾
斜側面ｎの場合、第１位置決め部材６３が傾斜側面ｎに
当接し、第２位置決め部材６４が水平下面ｍに当接する
ようになっている。

【００１６】第１位置決め部材６３は位置決め台６１と
の間に配設された圧縮ばね６５で位置決め台６１の内方
すなわち図７で右方に常時附勢され、常時はストッパ６
１ａに当接して最内方位置に保持されている。位置決め
部材６３には電磁ロック機構６７が付設され、位置決め
部材６３を電磁力によってストッパ６１ａから離れた任
意ストローク位置でロックできるようになっている。な
お、図７でＳａはスイッチであって、スイッチＳａのオ
ン作動によって電磁ロック機構６７に直流が通電される
ようになっている。

【００１７】第２位置決め部材６４は図８（Ａ）（Ｂ）
に示すように位置決め台６１と一体の垂直ガイド６１ｂ
に昇降可能に挿入され、位置決め台６１との間に配設さ
れた圧縮ばね６６で上方に向けて常時附勢されている。
そして第２位置決め部材６４は常時はその下端部に突設
したＬ字状部６４ｂが位置決め台６１の端部のストッパ
６４ｃに当接して最上昇位置に保持されている。位置決
め部材６４には電磁ロック機構６８が付設され、位置決
め部材６４をストッパ６１ｃから離れた任意ストローク
位置でロックできるようになっている。なお、電磁ロッ
ク機構６８はスイッチＳｂのオン作動により直流が通電
するようになっている。

【００１８】シーム溶接機用ワーク支持装置は前述の如
く構成され、このワーク支持装置を使用したシーム溶接
作業は以下の如くなされる。まず、燃料タンク１を図３
のように複数本の支柱５２の上端に載置する。この際、
各支柱５２の上端の位置決めピン５３を燃料タンク１の
取付基準孔５に挿入嵌合する。次にクランプ１６を下降
させて上部部材１ｂの上面を押圧する。この状態で図４
の如く旋回軸７２ないし位置決め台６１を所定ストロー
クだけ上昇させると、まず図７（Ａ）のように第１位置
決め部材６３が下部部材１ａの傾斜側面ｎに当接し、次
いで図８（Ｂ）のように第２位置決め部材６４が下部部
材１ａの水平下面ｍに当接する。なお、この当接の順番
は下部部材１ａの外形面の形状等により逆にしてもよ
い。

【００１９】旋回軸７２ないし位置決め台６１を更に上
昇させると、図７（Ｂ）に示すように第１位置決め部材
６３が圧縮ばね６５の附勢力に抗して左方へ後退し、ま
た図８（Ｂ）に示すように第２位置決め部材６４が圧縮
ばね６６の附勢力に抗して下下方へ相対的に下降する。
そして、位置決め台６１の上昇が停止すると、位置決め
台６１に対する第１位置決め部材６３の後退と、第２位
置決め部材６４の相対下降が停止する。これと同時に、
図示しない制御手段の働きで電磁ロック機構６７，６８
のスイッチＳａ，Ｓｂが作動して電磁ロック機構６７，
６８が第１位置決め部材６３と第２位置決め部材６４を
位置決め台６１上の所定位置に固定する。

【００２０】なお、クランプ１６を下降させる前に位置
決め台６１を上昇させる操作方法も可能であるが、その
場合は第１位置決め部材６３と第２位置決め部材６４の
前述の移動から電磁ロック機構６７，６８による固定に
至る間、燃料タンク１を支柱５２から浮上がらせてはな
らない。そのためには、前記圧縮ばね６５，６６の強度
は第１位置決め部材６３と第２位置決め部材６４の復動
に必要な最小限度とするのがよい。

【００２１】図５に示すように燃料タンク１が位置決め
部材６３，６４で位置決めされると、次に図６のように
燃料タンク１の外周フランジ部２から係合部材５０を完
全に離脱させ、燃料タンク１を位置決め部材６０とクラ
ンプ１６で位置決め保持する。燃料タンク１からの係合
部材５０の離脱操作は、図５の状態で旋回軸７２の高さ
はそのままにして旋回軸７１のみを下降させ、位置決め
台６１に対して係合部材５０を相対下降させることで行
われる。燃料タンク１から係合部材５０を離脱させる
と、図６のように燃料タンク１の外周フランジ部２の上
方スペースと下方スペースに電極輪１２，１３によるシ
ーム溶接を邪魔するものが無くなる。そして、この状態
で燃料タンク１の外周フランジ部２が一対の電極輪１
２，１３の間に挟持され、電極輪１２，１３の回転によ
り外周フランジ部２がシーム溶接線３に沿って連続的に
シーム溶接される。この際、旋回軸７２及びクランプ１
６は電極輪１２，１３に対して水平方向に適宜移動しつ
つ所定方向に旋回してシーム溶接線３が正確に溶接され
るようにする。

【００２２】以上本発明の一実施形態につき説明した
が、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の
変形が可能であって、例えば実施形態では燃料タンク１
の外周フランジ部２の取付基準孔５を被係合部とした
が、被係合部は取付基準孔５に限らず、外周フランジ部
の外縁に形成した切欠きや電極輪１２，１３と干渉しな
い凹ないし凸状の被係合部であってもよい。また、前記
実施形態では位置決め台６１を上昇させて燃料タンクの
下部外形面を第１位置決め部材６３と第２位置決め部材
６４に当接させたが、他方の位置決め台５１を下降させ
て燃料タンクの下部外形面を第１位置決め部材６３と第
２位置決め部材６４に当接させるようにしてもよい。ま
た前記実施形態では第１位置決め部材６３と第２位置決
め部材６４を電磁ロック機構６７，６８で吸着ロックす
るようにしたが、電磁石とメカニカルブレーキ手段とを
組合わせたロック機構など、各種ロック機構を採用する
ことが可能である。また前記実施形態では２本の旋回軸
７１，７２を使用したが、一方の旋回軸７１のみを使用
して他方の旋回軸７２は使用せず、代わりに第２位置決
め部材６４の垂直方向ストロークを延長するか、あるい
は燃料タンク１の外形変更が殆どない場合では位置決め
台６１を最初から図５のように比較的高い位置に固定配
置しておき、支柱５２に対する燃料タンク１の載置と同
時に第１位置決め部材６３と第２位置決め部材６４を下
部部材１ａの外形面（水平下面ｍと傾斜側面ｎ）で押圧
移動させるようにしてもよい。ただし、位置決め台６１
を位置決め台５１に対して高さ方向で固定配置すると、
構造的には簡単になるが燃料タンク１の型式変更に対す
る対応性が低くなるので、位置決め台６１の固定配置は
ケース・バイ・ケースで対応するのがよい。

【００２３】

【発明の効果】本発明は前述の如く、ワークを係合部材
を介して旋回支持手段に仮位置決めした状態で第１位置
決め部材と第２位置決め部材をワーク外形面に当接させ
てワークの本位置決めを行い、係合部材を一対の電極輪
と干渉しない位置へ移動させた状態で旋回支持手段を旋
回させるようにしたから、ワークの外周フランジ部の寸
法精度が確保されている限り、外周フランジ部以外の外
形面寸法精度が低くてもワークを旋回支持手段に対して
高精度で位置決めすることができ、シーム溶接軌跡のば
らつき防止とシーム溶接不良率の低減を図れ、さらに、
従来はシーム溶接軌跡のある程度のばらつきを許容する
ために外周フランジ部の幅をやや広目に設定せざるを得
なかったが、本発明はワークの外周フランジ部以外の外
形面の寸法上のばらつきがあってもシーム溶接軌跡を常
に安定して正確に再現可能なので、外周フランジ部の幅
についても従来のようにシーム溶接軌跡のばらつきを見
込む必要性が殆ど無くてシーム溶接に必要な最小幅にす
ればよく、これによりワーク外形寸法のコンパクト化を
達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るワーク位置決め装置の概要を示す
側面図。

【図２】図１装置における燃料タンクと支柱の部分斜視
図。

【図３】図２の支柱で燃料タンクを位置決めしたときの
側面図。

【図４】図３の支柱に位置決め部材を組み付けた状態の
側面図。

【図５】図４の位置決め部材で燃料タンクを位置決め保
持したときの側面図。

【図６】シーム溶接機によるシーム溶接時の側面図。

【図７】（Ａ）（Ｂ）は第１位置決め部材による燃料タ
ンクの位置決め動作を説明するための側面図。

【図８】（Ａ）（Ｂ）は第２位置決め部材による燃料タ
ンクの位置決め動作を説明するための側面図。

【図９】燃料タンクの斜視図。

【図１０】従来の燃料タンク旋回支持装置とシーム溶接
機の側面図。

【図１１】図１０における燃料タンクの支持部分の拡大
図。

【図１２】燃料タンクの仮定的位置決め構造の側面図。

【符号の説明】 １ 燃料タンク １ｂ 上部部材 １ａ 下部部材 ２ 外周フランジ部 ３ シーム溶接線 ４ 張出部 ５ 取付基準孔 １０ シーム溶接機 １１ 溶接機本体 １２，１３ 電極輪 １４ 支持板 １５ シリンダ １６ クランプ ２０ 旋回支持台 ２１ 位置決め台 ３０ 燃料タンク旋回機構 ４０ 燃料タンク位置決め治具 ４１ 位置決め台 ４２ 支柱 ４３ 位置決めピン ５０ 係合部材 ５１ 位置決め台 ５２ 支柱 ５３ ピン ６０ 位置決め部材 ６１ 位置決め台 ６１ａ ストッパ ６１ｂ 垂直ガイド ６１ｃ ストッパ ６２ 位置決めユニット ６３ 第１位置決め部材 ６３ａ 傾斜前面 ６４ 第２位置決め部材 ６４ｂ Ｌ字状部 ６４ａ 水平上面 ６５，６６ 圧縮ばね ６７，６８ 電磁ロック機構 ７１，７２ 旋回軸 ｍ 水平下面 ｎ 傾斜側面 Ｓａ スイッチ Ｓｂ スイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周フランジ部を有するワークを旋回支
   持手段によって前記外周フランジ部よりも内側部分で支
   持して前記ワークを前記外周フランジ部の延在方向に旋
   回させつつ前記外周フランジ部をシーム溶接機の一対の
   電極輪で溶接させるようにしたシーム溶接機用ワーク支
   持装置において、前記旋回支持手段に、前記ワークの前
   記外周フランジ部の溶接線よりも外側位置に形成された
   位置決め用の被係合部に着脱自在に係合する係合部材を
   配設すると共に、前記ワークの前記外周フランジ部より
   も内側部分のワーク外形面に対して、前記ワークの旋回
   面内で接近離反可能な第１位置決め部材と、前記旋回面
   に対する垂直方向から接近離反可能な第２位置決め部材
   とをそれぞれ配設し、前記ワークを前記係合部材を介し
   て前記旋回支持手段に仮位置決めした状態で前記第１位
   置決め部材と第２位置決め部材を前記ワーク外形面に当
   接させて前記ワークの本位置決めを行い、前記係合部材
   を前記一対の電極輪と干渉しない位置へ移動させた状態
   で前記旋回支持手段を旋回させるようにしたことを特徴
   とするシーム溶接機用ワーク支持装置。