JP2002361488A - ブランク材のギャップ矯正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 ブランク材のギャップ矯正装置は、第１
ブランク材１１の突き合わせ端面１１ａを第２ブランク
材１２の突き合わせ端面１２ａに突き合わせる際に突き
合わせ端面の相互の間に生じるギャップを矯正するもの
である。ギャップ矯正装置は、第１ブランク材に付与さ
れた撓み変形５０の部位を押圧して第１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
（押圧クランパ３７ａ、矯正用アクチュエータ４５）を
有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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１０−１３
７９８０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２
０に搬入され、第１ブランク材１１の突き合わせ端面１
１ａ、１１ｂを第２ブランク材１２の突き合わせ端面１
２ａ、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１２
ｂ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、１１
ｂ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１
１、１２の突き合わせ端面１１ａと１２ａ、１１ｂと１
２ｂ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１１
ａ、１１ｂの近傍を固定するため、第１クランパ３１
ａ、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、３
１ｂ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４
１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３
２ａ、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１２
ａ、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１
１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２
４ａ、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３
３ａ、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１１
ａ、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５
０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、３
５ｂ、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、３
８ｂ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、３
８ａ、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５
０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３７
ａ、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、３
４ｂ、第１、第３、第４アクチュエータ４１、４３、４
４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、３７
ｂ、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１
２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１１
ａ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２
４ａ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１
１ａ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２
３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１
１ａ、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、３
７ｂ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、１
２ａ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
〜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】組み合わせおよびは、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６０
ｂ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、組み合わせおよび
は、突き合わせ角度αが１００度である場合、組み合わ
せおよびは、突き合わせ角度αが１１０度である場
合を示す。また、組み合わせは、固定側ブランク材６
１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、６
１ａ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。組み合わせおよびも同様
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、およびは、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
〜は、図６に示した組み合わせ〜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Ｆ
ｂ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６
０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１
ｍｍ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１ｍ
ｍ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、３８
ａ、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９
０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

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。