JP2018114520A

JP2018114520A - 帯状金属薄板の突合せ接合装置

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Publication number: JP2018114520A
Application number: JP2017005885A
Authority: JP
Inventors: 村田　彰久; Akihisa Murata; 彰久村田; 唯介村田; Tadasuke Murata
Original assignee: Murata Welding Laboratories Inc
Current assignee: Murata Welding Laboratories Inc
Priority date: 2017-01-17
Filing date: 2017-01-17
Publication date: 2018-07-26
Anticipated expiration: 2037-01-17
Also published as: JP6508840B2

Abstract

【課題】帯状金属薄板の溶接時に発生する溶接ヒュームを回収・除去して作業員の安全を確保できると共に、溶接後の後処理も不要になり、しかも、構造の簡略化を図れるようにする。【解決手段】幅方向に沿って切断した先行の帯状金属薄板Ｗ１の終端部及び後行の帯状金属薄板Ｗ２の始端部を支持載置する作業テーブル１を設けたキャビネット本体２と、前記先行の帯状金属薄板Ｗ１の終端と後行の帯状金属薄板Ｗ２の始端とを突き合せた状態で両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部近傍を上方から押圧する左右の上部クランプ５と、前記両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部に沿って往復移動し、前記突合せ部を突合せ溶接する溶接用トーチを設けた溶接装置７とを具備した帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ接合装置において、前記突合せ接合装置は、溶接時に発生する溶接ヒュームを回収して除去する溶接ヒューム回収装置９を備えている。【選択図】図１０

Description

本発明は、例えば、電磁鋼板等の帯状金属薄板の圧延や熱処理、表面処理等を連続的に行う加工ライン、或いは、ステンレス、鉄、銅、アルミ等の帯状金属薄板からリードフレームやコネクター、シャーシ類、パイプ類等の各種部品を生産するプレスラインや造管ライン等に設置され、ライン上を流れている先行の帯状金属薄板の終端に新しい後行の帯状金属薄板の始端を突合せ溶接により接合するようにした帯状金属薄板の突合せ接合装置に係り、特に、帯状金属薄板の溶接時に発生する溶接ヒュームを回収して除去できるようにした帯状金属薄板の突合せ接合装置に関するものである。

従来、この種の帯状金属薄板の突合せ接合装置としては、本件発明者が先に開発した特許第３９７４４６４号公報（特許文献１）、特許第４７３３５７８号公報（特許文献２）、特許第４９２７７８２号公報（特許文献３）、特許第５１８０８９８号公報（特許文献４）、特許第５１９９９２０号公報（特許文献５）及び特許第５８０９３７８号公報（特許文献６）等に開示されたものが知られている。

即ち、前記帯状金属薄板の突合せ接合装置は、図示していないが、帯状金属薄板を支持載置する水平な作業テーブルを備えたキャビネット本体と、先行の帯状金属薄板の終端部及び後行の帯状金属薄板の始端部を幅方向に沿って切断する切断装置と、先行の帯状金属薄板及び後行の帯状金属薄板の切断端同士を突き合せた状態でその突合せ部近傍を上方から押圧する左右の上部クランプと、両帯状金属薄板の突合せ部を突合せ溶接するＴＩＧ溶接用トーチを備えた溶接装置等を備えており、帯状金属薄板の突合せ溶接を高精度で且つ高能率で行うことができる等の利点を有する。

ところで、ＴＩＧ溶接のようなアーク溶接においては、溶接時に溶接ヒュームが発生している。この溶接ヒュームは、アークの熱によって溶かされた金属が蒸気となり，その蒸気が空気中で冷却されて固体状（金属酸化物）の細かい粒子となったものであり、人体に非常に有害な物質である。前記溶接ヒュームを多量に吸引すると、急性症状としては金属熱が現れたり、慢性症状としては塵肺にかかる恐れがある。

ところが、特許文献１〜６に示す従来の帯状金属薄板の突合せ接合装置においては、何れもＴＩＧ溶接用トーチの周囲が開放された状態になっており、前記状態で溶接を行うので、溶接作業時に作業者が発生した溶接ヒュームを吸引したり、或いは、周囲の作業者も溶接ヒュームを吸引することがあり、安全面において問題がある。

また、発生した溶接ヒュームが帯状金属薄板の溶接部や溶接部周辺に多量に付着すると、耐腐食性を著しく阻害するため、後処理として清浄等の作業を新たに行わなければならないと言う問題もある。

更に、作業テーブルが左右に分割されてそれぞれ昇降自在になっている突合せ接合装置においては、比較的大きな作業テーブルを上昇させ、左右の上部クランプにより帯状金属薄板の突合せ部近傍を上方から押圧するようにしているため、左右に分割された作業テーブルを昇降動させるために複数の流体圧シリンダが必要になり、構造が複雑化してコスト高になると言う問題がある。

特許第３９７４４６４号公報特許第４７３３５７８号公報特許第４９２７７８２号公報特許第５１８０８９８号公報特許第５１９９９２０号公報特許第５８０９３７８号公報

本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、帯状金属薄板の溶接時に発生する溶接ヒュームを回収・除去して作業員の安全を確保できると共に、溶接後の後処理も不要になり、しかも、構造の簡略化を図れるようにした帯状金属薄板の突合せ接合装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る帯状金属薄板の突合せ接合装置は、幅方向に沿って切断した先行の帯状金属薄板の終端部及び後行の帯状金属薄板の始端部を支持載置する作業テーブルを設けたキャビネット本体と、前記先行の帯状金属薄板の終端と後行の帯状金属薄板の始端とを突き合せた状態で両帯状金属薄板の突合せ部近傍を上方から押圧する左右の上部クランプと、前記両帯状金属薄板の突合せ部に沿って往復移動し、前記突合せ部を突合せ溶接する溶接用トーチを設けた溶接装置とを具備した帯状金属薄板の突合せ接合装置において、前記突合せ接合装置は、溶接時に発生する溶接ヒュームを回収して除去する溶接ヒューム回収装置を備えていることに特徴がある。

前記溶接ヒューム回収装置は、少なくとも両帯状金属薄板の突合せ部に沿って往復移動する溶接用トーチの周囲を覆い、溶接作業時に発生した溶接ヒュームが外部へ漏れるのを防止する開閉可能な安全用カバーと、安全用カバーの内部空間に吸引管又は吸引ホースを介して連通状に接続された真空発生器と、吸引管又は吸引ホースの途中に介設され、真空発生器により空気と一緒に吸引された溶接ヒュームを回収する溶接ヒューム回収器とを備えていることが好ましい。

前記吸引管又は吸引ホースの途中に複数の溶接ヒューム回収器を直列状に介設することが好ましい。

前記溶接ヒューム回収器は、真空発生器により吸引された空気と溶接ヒュームをサイクロン効果により分離するサイクロン構造を呈しており、サイクロン効果により空気から分離された溶接ヒュームを回収するダストケースと、サイクロン効果により分離されなかった溶接ヒュームを除去するフィルターとを備えていることが好ましい。

前記溶接装置は、作業テーブルの上方後方に位置する待機位置と作業テーブルの上方に位置する溶接作業位置とに亘って帯状金属薄板の幅方向へ往復移動自在な上部フレームを備えており、前記上部フレームに左右の上部クランプを設けると共に、前記上部フレームを流体圧シリンダにより昇降自在に支持し、上部フレームを流体圧シリンダにより下降させて左右の上部クランプで帯状金属薄板の突合せ部近傍を上方から押圧する構成とすることが好ましい。

本発明に係る帯状金属薄板の突合せ接合装置は、溶接時に発生する溶接ヒュームを回収して除去する溶接ヒューム回収装置を備えているため、溶接作業時に作業員が溶接ヒュームを吸引すると言うことがなく、極めて安全性に優れている。

また、本発明に係る帯状金属薄板の突合せ接合装置は、溶接ヒューム回収装置により溶接作業時に発生した溶接ヒュームを回収・除去しているため、発生した溶接ヒュームが帯状金属薄板の溶接部に付着すると言うことがなく、溶接部の清浄等の後処理を行う必要もない。

更に、本発明に係る帯状金属薄板の突合せ接合装置は、溶接ヒューム回収装置の溶接ヒューム回収器が、真空発生器により吸引された空気と溶接ヒュームをサイクロン効果により分離するサイクロン構造を呈しており、サイクロン効果により空気から分離された溶接ヒュームを回収するダストケースと、サイクロン効果により空気から分離されなかった溶接ヒュームを除去するフィルターとを備えているため、溶接作業時に発生した溶接ヒュームの回収・除去高率が上がると共に、フィルターが目詰まりし難くなり、メンテナンスの回数も少なくなる。しかも、複数の溶接ヒューム回収器を吸引管又は吸引ホースの途中に直列状に介設した場合には、溶接ヒュームの回収・除去高率がより向上することになる。

更に、本発明に係る帯状金属薄板の突合せ接合装置は、溶接ヒューム回収装置が、少なくとも両帯状金属薄板の突合せ部に沿って往復移動する溶接用トーチの周囲を覆い、溶接作業時に発生した溶接ヒュームが外部へ漏れるのを防止する開閉可能な安全用カバーを備えているため、溶接作業時に発生した溶接ヒュームが作業員の周囲に浮遊すると言うことがなく、発生した溶接ヒュームを確実且つ良好に回収・除去することができる。

更に、本発明に係る帯状金属薄板の突合せ接合装置は、左右の上部クランプを設けた上部フレームを流体圧シリンダにより昇降自在とし、上部フレームを流体圧シリンダにより下降させて左右の上部クランプで帯状金属薄板の突合せ部近傍を上方から押圧するようにしているため、作業テーブルが左右に分割されてそれぞれ昇降自在になっている突合せ接合装置に比較して流体圧シリンダが少なくて済み、構造の簡略化及びコスト低減を図れる。

本発明の一実施形態に係る帯状金属薄板の突合せ接合装置の正面図である。同じく突合せ接合装置の側面図である。同じく突合せ接合装置の平面図である。作業テーブル及び切断装置の斜視図である。切断装置の斜視図である。左右の上部クランプ及び溶接装置の斜視図である。左右の上部クランプ及び溶接装置の一部破断正面図である。左右の上部クランプ及び溶接装置の一部破断側面図である。左右の上部クランプ及び溶接装置の一部破断平面図である。溶接ヒューム回収装置の概略図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図３は本発明の一実施形態に係る帯状金属薄板の突合せ接合装置を示し、当該帯状金属薄板の突合せ接合装置は、電磁鋼板等の帯状金属薄板の圧延や熱処理、表面処理等を連続的に行う加工ライン、或いは、ステンレス、鉄、銅、アルミ等の帯状金属薄板からリードフレームやコネクター、シャーシ類、パイプ類等の各種部品を生産するプレスラインや造管ライン等に設置されており、ライン上を流れている先行の帯状金属薄板Ｗ１の終端に新しい後行の帯状金属薄板Ｗ２の始端を突合せ溶接により接合し、新しい後行の帯状金属薄板Ｗ２を先行の帯状金属薄板Ｗ１に引き続いてライン上へ供給できるようにしたものである。

即ち、前記帯状金属薄板の突合せ接合装置は、図１〜図３に示す如く、先行の帯状金属薄板Ｗ１の終端部及び後行の帯状金属薄板Ｗ２の始端部をそれぞれ支持載置して保持固定すると共に、先行の帯状金属薄板Ｗ１の切断された終端と後行の帯状金属薄板Ｗ２の切断された始端とを突き合せる左右の作業テーブル１を設けたキャビネット本体２と、左右の作業テーブル１間に配設され、先行の帯状金属薄板Ｗ１の終端部と後行の帯状金属薄板Ｗ２の始端部を幅方向に沿って同時に切断する切断装置３と、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部近傍を上下方向から挟持固定する下部治具４及び左右の上部クランプ５と、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部を突合せ溶接する溶接用トーチ６（ＴＩＧ溶接用トーチ）を備えた溶接装置７と、キャビネット本体２に設けられ、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の溶接部を圧延加工して溶接部の厚みや硬度、組織を均一化する手動式の圧延装置８と、溶接時に発生した溶接ヒュームを回収して除去する溶接ヒューム回収装置９とを具備している。

尚、図１〜図３において、１０は操作パネル、１１は表示灯、１２は研磨機、１３はスクラップケース、１４はフットロック、１５はキャスターである。

前記キャビネット本体２は、前面側の中間部分に矩形状に形成された左右の作業テーブル１を備えており、キャビネット本体２の内部には、溶接用電源装置及びその制御装置、溶接用ガスボンベ及びその付属品、切断装置３及び溶接装置７等の制御装置等がそれぞれ格納されている（何れも図示省略）。

また、キャビネット本体２の左右の作業テーブル１は、図４に示す如く、上方が開放されたボックス状のテーブル支持台１６の上面に帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の長手方向に沿って往復移動自在に配設されており、テーブル支持台１６と作業テーブル１との間に介設した流体圧シリンダ（図示省略）により帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の長手方向へ往復移動するようになっている。前記テーブル支持台１６は、キャビネット本体２の前側中間部分に水平姿勢で設けられている。

尚、図４において、１７はテーブル支持台１６の奥側部分に流体圧シリンダ（図示省略）を介して昇降自在に設けられ、先行の帯状金属薄板Ｗ１の終端部と後行の帯状金属薄板Ｗ２の始端部とをそれぞれ左右の作業テーブル１の上面へ保持固定する昇降自在な左右のワーククランプ、１８は左右の作業テーブル１に形成したガイド穴１ａに挿入支持され、流体圧シリンダ（図示省略）により帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動すると共に、先行の帯状金属薄板Ｗ１の終端部の前側の側縁及び後行の帯状金属薄板Ｗ２の始端部の前側の側縁にそれぞれ当接して両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２を左右のワーククランプ１７側へ押圧する可動側押え部材、１９はテーブル支持台１６の奥側部分に設けられ、先行の帯状金属薄板Ｗ１の終端部の奥側の側縁及び後行の帯状金属薄板Ｗ２の始端部の奥側の側縁に当接して両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２をその幅に関係なく一定の位置に位置決めする位置決めストッパーである。

前記切断装置３は、図４及び図５に示す如く、左右の作業テーブル１間に配設されてテーブル支持台１６の中央部に貫通状に設けられており、テーブル支持台１６のベース板１６ａに形成した貫通穴（図示省略）の開口周縁部上面に対向状に配置され、ベース板１６ａの上面に起立姿勢で固定された左右の固定台２０と、左右の固定台２０の上端部に帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向に沿う姿勢で固定された左右の固定刃２１と、上半部側がベース板１６ａの貫通穴を貫通して左右の固定台２０間に固定されていると共に、下半部側がベース板１６ａの貫通穴の開口周縁部下方に位置する枠台２２と、枠台２２内に昇降自在に支持され、先行の帯状金属薄板Ｗ１の終端部及び後行の帯状金属薄板Ｗ２の始端部がそれぞれ挿入される挿入穴２３ａを形成した枠状の可動板２３と、可動板２３の挿入穴２３ａの内周縁部上縁側に帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向に沿う姿勢で固定され、左右の固定刃２１との協働作用により先行の帯状金属薄板Ｗ１の終端部と後行の帯状金属薄板Ｗ２の始端部を幅方向に沿って一緒に切断する左右の可動刃２４と、可動板２３の下端部に連結され、枠台２２の下端部に鉛直姿勢で上下自在に挿通された一対の連結軸２５と、一対の連結軸２５の下端部同士を連結する先端ブロック２６と、枠台２２の下面と先端ブロック２６との間に介設され、可動板２３を下降させる単動型の流体圧シリンダ２７と、枠台２２と先端ブロック２６との間に介設され、可動板２３を上方へ附勢する復帰用圧縮コイルスプリング２８と、枠台２２にプレート２９を介して取り付けられ、可動板２３を下降した位置にロックするロックピン３０ａを備えたロック用流体圧シリンダ３０と、左右の固定台２０に取り付けた固定刃補強金具３１とを備えている。

また、左右の可動刃２４を取り付けた可動板２３は、復帰用圧縮コイルスプリング２８の弾性力によりその挿入穴２３ａの一部が帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の搬送ライン上に位置して挿入穴２３ａ内に帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の終端部及び始端部を挿入できる上昇位置（図４及び図５に示す位置）と、流体圧シリンダ２７の伸長動作により可動板２３全体が左右の作業テーブル１の上面よりも下方に位置する下降位置（図示省略）とを取り得るようになっている。

而して、前記切断装置３によれば、先行の帯状金属薄板Ｗ１の終端部及び後行の帯状金属薄板Ｗ２の始端部をそれぞれ左右の固定刃２１に当接させた状態で上昇位置にある可動板２３の挿入穴２３ａ内に挿入し、この状態で可動板２３及び左右の可動刃２４を流体圧シリンダ２７により上昇位置から下降位置へ下降させることによって、左右の可動刃２４と左右の固定刃２１との間で帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の終端部及び始端部を幅方向に沿って一緒に切断することができ、また、ロック用流体圧シリンダ３０を作動させることによって、可動板２３を下降位置にロックすることができ、更に、ロック用流体圧シリンダ３０を非作動状態にすれば、復帰用圧縮コイルスプリング２８の弾性力によって可動板２３が下降位置から上昇位置へ復帰するようになっている。

前記下部治具４は、図４及び図５に示す如く、切断装置３の可動板２３の上端部に設けられており、左右の上部クランプ５との間で両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部近傍を挾持固定するものである。

具体的には、下部治具４は、銅材により角柱状に形成され、切断装置３の可動板２３の上端面に形成した凹部に挿入固定されたバックバーから成り、その上面には、帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の溶接時にアルゴンガス等のシールドガスが流れるガス溝４ａと、ガス溝４ａ内へシールドガスを供給するガス孔４ｂとが形成されている。この下部治具４は、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部を突合せ溶接する際に余分な熱を吸収してビードの溶け落ちや穴あき、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の熱歪等を防止すると共に、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部の裏側にシールドガスを流して溶接部の酸化を防止するようにしたものである。
尚、３２は可動板２３の上端部両端に固定したエンドブロックである。

前記左右の上部クランプ５は、図６〜図９に示す如く、帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向へ水平移動する溶接装置７の昇降自在な上部フレーム４６に設けられており、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向に沿う姿勢で且つ所定の間隙を空けて対向状に配設され、鋭角状に形成した先端部が両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部近傍の上面へそれぞれ当接するようになっている。この左右の上部クランプ５は、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部を溶接する際に、主にアークの拡がりを遮断して両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部にアークエネルギーを集中的に与えるものである。

具体的には、左右の上部クランプ５は、銅材により両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅よりも長めの長尺板状に形成されており、左右の上部クランプ５のうち、一方の上部クランプ５（図７の右側の上部クランプ５）を帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の長手方向へ移動調整可能として左右の上部クランプ５の間隔を微調整できるようにし、また、他方の上部クランプ５（図７の左側の上部クランプ５）を上下方向へ揺動可能とし、上部クランプ５の先端部を複数の加圧バネ４０により一方の帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の上面へ弾性的に当接させるようにしている。

即ち、一方の上部クランプ５は、図６〜図８に示す如く、溶接装置７の上部フレーム４６の下面に帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の長手方向へ水平移動自在に取り付けた調整ベース３３に水平姿勢で固定されており、上部フレーム４６と調整ベース３３との間に設けたクランプ幅調整機構３４により調整ベース３３を移動調整することによって、帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の長手方向へ水平移動するようになっている。
従って、一方の上部クランプ５を水平移動させることによって、突合せ溶接する両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の厚みに応じて左右の上部クランプ５の間隔を調整することができる。

前記クランプ幅調整機構３４は、図７に示す如く、調整ベース３３の上面に固定した調整金具３５と、調整金具３５に埋設状態で且つ帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の長手方向に沿う姿勢で正逆回転自在に支持され、先端部が上部フレーム４６に螺挿された調整ボルト３６と、上部フレーム４６と調整金具３５との間に介設され、調整ボルト３６の弛み止めをすると共に、調整ベース３３及び一方の上部クランプ５を他方の上部クランプ５から離間する方向へ付勢する圧縮コイルスプリング３７とを備えており、調整ボルト３６を正回転若しくは逆回転させると、調整ボルト３６が一回転するごとに調整金具３５及び調整ベース３３が調整ボルト３６に形成したネジのピッチ分だけ両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の長手方向へ移動するようになっている。
従って、調整ベース３３の下面に固定した一方の上部クランプ５も、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の長手方向へ移動し、左右の上部クランプ５の間隙が調整されることになる。

一方、他方の上部クランプ５は、図７に示す如く、溶接装置７の上部フレーム４６の下面に固定した固定ベース３８に上部クランプ５の下面側から上部クランプ５に挿通したクランプ取付ボルト３９により上下方向へ揺動自在に取り付けられており、固定ベース３８と他方の上部クランプ５との間で且つ上部クランプ５の長手方向に沿って配設された複数の加圧バネ４０（圧縮コイルスプリング）により下方へ付勢され、鋭角状に形成した先端部が一方の帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部近傍の上面へ弾性的に当接するようになっている。

而して、前記左右の上部クランプ５によれば、左右の上部クランプ５のうち、一方の上部クランプ５を帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の長手方向へ移動調整可能として左右の上部クランプ５の間隔を調整できるようにし、また、他方の上部クランプ５を上下方向へ揺動可能とし、上部クランプ５の先端部を加圧バネ４０により一方の帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２Ｗの上面へ弾性的に当接させるようにしているため、左右の上部クランプ５と下部治具４とで帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部近傍を上下方向から挟持するときに、一方の上部クランプ５の先端部下面を基準にして他方の上部クランプ５が加圧バネ４０の作用により均一に帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２を押えることができる。

前記溶接装置７は、作業テーブル１の上方後方に位置する待機位置（キャビネット本体２内に収納された状態）と作業テーブル１及び切断装置３の上方に位置する溶接作業位置（両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部の上方に位置する状態）とに亘って帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動自在となっており、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ溶接する際に前方へ引き出され、溶接用トーチが所定の速度で両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部に沿って直線移動するようになっている。

即ち、溶接装置７は、図６〜図９に示す如く、キャビネット本体２内に配設した水平姿勢の上部ベース４１と、上部ベース４１の上面にリニアガイド４２を介して帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動自在に支持された移動台４３と、移動台４３の上面に設けたシリンダベース４４と、シリンダベース４４の上面に配設した門型フレーム４５と、門型フレーム４５の上面に設けた略枠状の上部フレーム４６と、上部ベース４１に設けられ、移動台４３、シリンダベース４４及び門型フレーム４５を帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動させて上部フレーム４６を待機位置と溶接作業位置とに亘って往復移動させるロッドレスシリンダ４７と、シリンダベース４４と門型フレーム４５との間に介設され、門型フレーム４５及び上部フレーム４６を昇降自在に支持する流体圧シリンダ４８と、上部フレーム４６の上面にリニアガイド４９を介して帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動自在に支持されたトーチ走行台５０と、上部フレーム４６内に位置してトーチ走行台５０に昇降自在に支持されたトーチ上下用アーム５１と、トーチ上下用アーム５１の先端部に取り付けられ、先端部からシールドガスを流すと共に、タングステン電極棒を挿着した溶接用トーチ６と、トーチ走行台５０に設けられ、トーチ上下用アーム５１及び溶接用トーチ６を上下動させるトーチ上下用モータ５２及びボールネジ機構５３と、トーチ走行台５０及び溶接用トーチ６を両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向へ往復走行させるトーチ前後用モータ５４及びベルト伝動機構５５とを備えている。

前記圧延装置８は、従来公知のものと同様の構造に構成されているため、ここではその詳細な説明を省略する。

前記溶接ヒューム回収装置９は、図１〜図３及び図１０に示す如く、少なくとも両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部に沿って往復移動する溶接用トーチ６の周囲を覆い、溶接作業時に発生する溶接ヒュームが外部へ漏れるのを防止する開閉可能な安全用カバー５６と、安全用カバー５６内に配設した溶接ヒューム吸引フード５７と、安全用カバー５６の内部空間に溶接ヒューム吸引フード５７及び吸引管５８を介して連通状に接続され真空発生器５９と、吸引管５８の途中に介設され、真空発生器５９により空気と一緒に吸引された溶接ヒュームを回収する溶接ヒューム回収器６０とを備えている。
尚、吸引管５８に替えて吸引ホース５８を使用しても良いこと勿論である。

具体的には、前記安全用カバー５６は、下面及び背面が開放されたボックス状に形成されており、上壁及び前壁の一部は、溶接作業時に閉じられた安全用カバー５６の外から内部を確認できるように透明なプラスチック板５６ａにより形成されている。

また、安全用カバー５６は、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部に沿って往復移動する溶接用トーチの周囲空間と左右の作業テーブル１の上面全域を覆う大きさに形成されており、安全用カバー５６の前壁には、安全用カバー５６を開閉操作するための取っ手５６ｂと、安全用カバー５６内が真空にならないように外部の空気を安全用カバー５６内に吸引するための吸引穴５６ｃとがそれぞれ設けられている。

そして、前記安全用カバー５６は、その上壁の後端部がキャビネット本体２の前壁前面に水平姿勢で固定したアングル材６１にヒンジ６２を介して取り付けられており、安全用カバー５６の下端が作業テーブル１の上面及び両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の表面に、また、安全用カバー５４の後端キャビネット本体２の前壁前面にそれぞれ当接する閉鎖位置（図１及び図２に示す実線位置）と、安全用カバー５６が上方へ回動された開放位置（図２に示す一点鎖線位置）とに亘って開閉自在となっている。
尚、図１において、６３はキャビネット本体２と安全用カバー５６との間に介設した空気ダンパーである。

前記真空発生器５９は、キャビネット本体２内に設けられており、キャビネット本体２の前壁前面で且つ溶接用トーチ６の近傍位置に設けた溶接ヒューム吸引フード５７に吸引管５８（又は吸引ホース５８）を介して接続されている。この真空発生器５９には、真空エジェクタ、真空ポンプ又は真空ブロワが使用されている。

前記溶接ヒューム回収器６０は、吸引管５８（又は吸引ホース５８）の途中に二つ介設されており、空気流入口６０ａ及び空気流出口６０ｂを有し、空気流入口６０ａから接線方向へ空気を吹き込んで内部に旋回流を形成する回収器本体６０Ａと、回収器本体６０Ａに着脱自在に設けられ、サイクロン効果により空気から分離された溶接ヒュームを回収するダストケース６０Ｂと、回収器本体６０Ａ内及びダストケース６０Ｂ内に配設され、サイクロン効果により空気から分離されなかった溶接ヒュームを除去するフィルター６０Ｃとを備えている。この二つの溶接ヒューム回収器６０は、メンテナンスを容易に行えるようにキャビネット本体２の側面に取り付けられている。
尚、フィルターの材質には、化学繊維製の不織布、金属繊維、多孔質性のセラミックス等が使用される。

而して、前記溶接ヒューム回収装置９によれば、真空発生器５９を運転した状態で溶接作業を行うと、溶接作業時に発生した安全用カバー５６内の溶接ヒュームは、空気と一緒に溶接ヒューム吸引フード５７から吸引され、吸引管５８（又は吸引ホース５８）を通って溶接ヒューム回収器６０内に流入する。

溶接ヒューム回収器６０内に流入した空気と溶接ヒュームは、溶接ヒューム回収器６０内で旋回運動が与えられ、この旋回運動によって生じる遠心力により比較的大きめの溶接ヒュームが空気から分離され、ダストケース６０Ｂの底部に溜まって行く。その結果、比較的大きめの溶接ヒュームは、ダストケース６０Ｂに回収された状態となる。

比較的大きめの溶接ヒュームが分離された空気は、引き続きフィルター６０Ｃを通って溶接ヒューム回収器６０から排出される。このとき、サイクロン効果により分離されなかった空気中の比較的小さめの溶接ヒュームは、フィルター６０Ｃにより除去される。

溶接ヒュームが回収・除去された空気は、吸引管５８（又は吸引ホース５８）を通って真空発生器５９に流入し、大気中へ放出される。

次に、上述した帯状金属薄板の突合せ接合装置を用いて先行の帯状金属薄板Ｗ１と後行の帯状金属薄板Ｗ２を突合せ溶接により接合する場合について説明する。

先ず、閉鎖位置にある安全用カバー５６を開放して開放位置にし、先行の帯状金属薄板Ｗ１の終端部を右側の作業テーブル１上に載せ、先行の帯状金属薄板Ｗ１の奥側の側縁部を右側のワーククランプ１７の下方へ挿入すると共に、先行の帯状金属薄板Ｗ１の終端部を切断装置３の上昇位置にある可動板２３の挿入穴２３ａ内に挿入し、この状態で右側の作業テーブル１の可動側押え部材１８を流体圧シリンダ（図示省略）により右側のワーククランプ１７側へ移動させる。そうすると、先行の帯状金属薄板Ｗ１の終端部が右側のワーククランプ１７側へ押され、先行の帯状金属薄板Ｗ１の奥側の側縁が位置決めストッパー１９に当接して先行の帯状金属薄板Ｗ１の終端部が位置決めされる。

前記の状態で右側のワーククランプ１７を作動させ、先行の帯状金属薄板Ｗ１の終端部を右側のワーククランプ１７により右側の作業テーブル１上面へ密着状に保持固定する。

また、後行の帯状金属薄板Ｗ２の終端部を左側の作業テーブル１上に載せ、後行の帯状金属薄板Ｗ２の奥側の側縁部を左側のワーククランプ１７の下方へ挿入すると共に、後行の帯状金属薄板Ｗ２の終端部を切断装置３の上昇位置にある可動板２３の挿入穴２３ａ内に挿入し、この状態で左側の作業テーブル１の可動側押え部材１８を流体圧シリンダ（図示省略）により左側のワーククランプ１７側へ移動させる。そうすると、後行の帯状金属薄板Ｗ２の終端部が左側のワーククランプ１７側へ押され、後行の帯状金属薄板Ｗ２の奥側の側縁が位置決めストッパー１９に当接して後行の帯状金属薄板Ｗ２の終端部が位置決めされる。

前記の状態で左側のワーククランプ１７を作動させ、後行の帯状金属薄板Ｗ２の終端部を左側のワーククランプ１７により左側の作業テーブル１上面へ密着状に保持固定する。

先行の帯状金属薄板Ｗ１の終端部及び後行の帯状金属薄板Ｗ２の始端部が左右の作業テーブル１に保持固定されたら、切断装置３を作動させて上昇位置にある可動板２３を流体圧シリンダにより下降位置へ下降させる。そうすると、左右の可動刃２４と左右の固定刃との協働作用により先行の帯状金属薄板Ｗ１の終端部及び後行の帯状金属薄板Ｗ２の始端部が幅方向に沿って一緒に切断加工される。尚、切断装置３の可動板２３は、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２を切断加工した後、ロック用流体圧シリンダにより下降位置にロックされる。

先行の帯状金属薄板Ｗ１の終端部と後行の帯状金属薄板Ｗ２の始端部が幅方向に沿って切断されたら、左右の作業テーブル１が流体圧シリンダ（図示省略）により近接する方向へ移動し、先行の帯状金属薄板Ｗ１の切断された終端と後行の帯状金属薄板Ｗ２の切断された始端とが密着状態で突き合される。

先行の帯状金属薄板Ｗ１の終端と後行の帯状金属薄板Ｗ２の始端とが突き合されたら、開放位置にある安全用カバー５６を閉じて閉鎖位置にし、溶接装置７の上部フレーム４６がロッドレスシリンダにより待機位置から溶接作業位置へ前進し、左右の上部クランプ５を両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部の上方位置へ移動させる。この状態で門型フレーム４５及び上部フレーム４６を流体圧シリンダにより下降させ、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部近傍を左右の上部クランプ５と切断装置３の可動板２３の上端部に設けた下部治具４との間で挟持固定する。

両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部近傍が左右の上部クランプ５及び下部治具４により上下方向から挟持固定されたら、溶接装置７の溶接用トーチ６が自動的に高さ調整された後、溶接用トーチ６のタングステン電極棒先端と一方のエンドブロック３２との間にアークを発生させる。アークが安定したら、この状態でトーチ走行台５０が帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向へ沿って移動し、溶接用トーチ６により両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部を突合せ溶接する。

このとき、溶接ヒューム回収装置９の真空発生器５９が作動し、溶接作業時に発生した溶接ヒュームを回収・除去しているため、溶接作業時に作業員が溶接ヒュームを吸引すると言うことがなく、極めて安全性に優れていると共に、発生した溶接ヒュームが帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の溶接部に付着すると言うことがなく、溶接部の清浄等の後処理を行う必要もない。

両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部の突合せ溶接が終了したら、門型フレーム４５及び上部フレーム４６を流体圧シリンダにより上昇させると共に、溶接装置７の上部フレーム４６をロッドレスシリンダ４７により溶接作業位置から待機位置へ後退させる。また、左右の作業テーブル１２，２の可動側押え板を流体圧シリンダ（図示省略）により左右のワーククランプ１７から離間する方向へ移動させると共に、左右のワーククランプ１７を上昇させる。これによって、突合せ溶接された両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２はフリーの状態となる。

フリーの状態になった両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２は、引き続き手動式の圧延装置８によりその溶接部を圧延加工し、溶接部の厚みや硬度、組織を均一化する。

尚、上記の実施形態においては、吸引管５８（又は吸引ホース５８）の途中に溶接ヒューム回収器６０を二つ直列状に介設したが、他の実施形態においては、吸引管５８（又は吸引ホース５８）の途中に溶接ヒューム回収器６０を一つだけ介設しても良く、或いは、吸引管５８（又は吸引ホース５８）の途中に溶接ヒューム回収器６０を三つ以上直列状に介設しても良い。

１は作業テーブル、２はキャビネット本体、５は上部クランプ、６は溶接用トーチ、７は溶接装置、９は溶接ヒューム回収装置、４６は上部フレーム、５６は安全用カバー、５８は吸引管又は吸引ホース、５９は真空発生器、６０は溶接ヒューム回収器、６０Ｂはダストケース、６０Ｃはフィルター、Ｗ１は先行の帯状金属薄板、Ｗ２は後行の帯状金属薄板。

Claims

幅方向に沿って切断した先行の帯状金属薄板（Ｗ１）の終端部及び後行の帯状金属薄板（Ｗ２）の始端部を支持載置する作業テーブル（１）を設けたキャビネット本体（２）と、前記先行の帯状金属薄板（Ｗ１）の終端と後行の帯状金属薄板（Ｗ２）の始端とを突き合せた状態で両帯状金属薄板（Ｗ１），（Ｗ２）の突合せ部近傍を上方から押圧する左右の上部クランプ（５）と、前記両帯状金属薄板（Ｗ１），（Ｗ２）の突合せ部に沿って往復移動し、前記突合せ部を突合せ溶接する溶接用トーチ（６）を設けた溶接装置（７）とを具備した帯状金属薄板の突合せ接合装置において、前記突合せ接合装置は、溶接時に発生する溶接ヒュームを回収して除去する溶接ヒューム回収装置（９）を備えていることを特徴とする帯状金属薄板の突合せ接合装置。
前記溶接ヒューム回収装置（９）は、少なくとも両帯状金属薄板（Ｗ１），（Ｗ２）の突合せ部に沿って往復移動する溶接用トーチ（６）の周囲を覆い、溶接作業時に発生した溶接ヒュームが外部へ漏れるのを防止する開閉可能な安全用カバー（５６）と、安全用カバー（５６）の内部空間に吸引管（５８）又は吸引ホース（５８）を介して連通状に接続された真空発生器（５９）と、吸引管（５８）又は吸引ホース（５８）の途中に介設され、真空発生器（５９）により空気と一緒に吸引された溶接ヒュームを回収する溶接ヒューム回収器（６０）とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の帯状金属薄板の突合せ接合装置。
前記吸引管（５８）又は吸引ホース（５８）の途中に複数の溶接ヒューム回収器（６０）を直列状に介設したことを特徴とする請求項２に記載の帯状金属薄板の突合せ接合装置。
前記溶接ヒューム回収器（６０）は、真空発生器（５９）により吸引された空気と溶接ヒュームをサイクロン効果により分離するサイクロン構造を呈しており、サイクロン効果により空気から分離された溶接ヒュームを回収するダストケース（６０Ｂ）と、サイクロン効果により空気から分離されなかった溶接ヒュームを除去するフィルター（６０Ｃ）とを備えていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の帯状金属薄板の突合せ接合装置。
前記溶接装置（７）は、作業テーブル（１）の上方後方に位置する待機位置と作業テーブル（１）の上方に位置する溶接作業位置とに亘って帯状金属薄板（Ｗ１），（Ｗ２）の幅方向へ往復移動自在な上部フレーム（４６）を備えており、前記上部フレーム（４６）に左右の上部クランプ（５）を設けると共に、前記上部フレーム（４６）を流体圧シリンダ（４８）により昇降自在に支持し、上部フレーム（４６）を流体圧シリンダ（４８）により下降させて左右の上部クランプ（５）で帯状金属薄板（Ｗ１），（Ｗ２）の突合せ部近傍を上方から押圧する構成としたことを特徴とする請求項１に記載の帯状金属薄板の突合せ接合装置。