JP2020199544A - 溶接機 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼板の切断位置により近い領域に付与される面圧を、鋼板の切断位置から離れた領域に付与される面圧よりも高くすることができる溶接機を提供すること。【解決手段】溶接機１００は、切断シャー１０と、クランプ装置２０Ｒ、２０Ｌと、接合手段と、を備える。クランプ装置２０Ｒ、２０Ｌの各々は、上側クランプ５０及び下側クランプ６０を有する。上側クランプ５０及び下側クランプ６０の各々は、本体５１、６１と、リッジ５２、６２と、を有する。リッジ５２、６２は、先端において本体５１、６１に対して取り付けられている。クランプ装置２０Ｒ、２０Ｌの各々において、上側クランプ５０と下側クランプ６０の少なくともいずれか一方が、本体５１、６１とリッジ５２、６２との間にスペーサ５４を有している。スペーサ５４は、先端に近い領域に配置されており、先端から離れた領域に空隙Ｇを形成している。【選択図】図２

Description

本願は、鋼板を接合するための溶接機に関する。

溶接機では、溶接前に、鋼板の溶接されるべき端部がシャーによって切断される場合がある。端部が適切に切断されない場合、溶接部の品質が低下する可能性がある。したがって、このような溶接機の分野においては、溶接部の品質を向上するために、鋼板の切断に関する様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１は、鋼板の長手方向における、切断基準線に対する実切断線のずれ量を測定するための監視方法及び装置を開示している。この装置は、上部シャー及び下部シャーを有するダブルカットシャー装置を備えている。鋼板の端部を切断する際に、下部シャーが鋼板の下面まで上昇し、上部シャーが下降される。特許文献１の監視方法では、下部シャーの上昇時に、切断基準線に対する実切断線のずれ量が検出され、このずれ量に基づいて溶接部の品質が判定される。

特開２００７−２０３３２７号公報

上記のような溶接機では、一般的に、切断の際に、鋼板がクランプ装置によって保持される。鋼板が適切に保持されていない場合、切断シャーからの力によって鋼板が動いてしまい、実際の切断位置が所望の切断位置からずれてしまうことがある。この場合、溶接工程において、鋼板が適切に接合されない可能性がある。したがって、実際の切断位置が所望の切断位置からずれた場合には、溶接前に、オペレータがマニュアルで鋼板の位置を調整する必要がある。このような作業を避けるためには、クランプ装置によって鋼板を適切に保持する必要がある。

鋼板を適切に保持するためには、クランプ装置によって押圧される鋼板の領域内において、切断位置になるべく近い領域で高い圧力が得られるような面圧分布を形成することが好ましい。この場合、クランプ装置は、切断シャーからの力に対抗して鋼板をしっかりと保持することができる。同時に、鋼板を適切に保持するためには、切断位置に近い領域において、鋼板のなるべく広い領域をクランプ装置によって幅方向に均一に押圧することが好ましい。この場合、クランプ装置から鋼板に局所的な過度な面圧がかかることを防止できる。

したがって、本開示は、鋼板の切断位置により近い領域に付与される面圧を、鋼板の切断位置から離れた領域に付与される面圧よりも高くすることができる溶接機を提供することを目的とする。また、本開示は、鋼板の切断位置により近い領域に付与される面圧を、幅方向に均一にすることができる溶接機を提供することを更なる目的とする。

本開示の一態様は、一対の鋼板を接合するための溶接機であって、一対の鋼板の対向する縁部を切断するための切断シャーと、一対の鋼板を保持するための一対のクランプ装置と、一対の鋼板の切断された縁部を接合するための接合手段と、を備えた、一対の鋼板を接合するための溶接機であって、一対のクランプ装置の各々が、切断シャーに近い側の端部である先端と、切断シャーから離れた側の端部である後端と、を有し、且つ、鋼板を挟むための上側クランプ及び下側クランプを有し、上側クランプ及び下側クランプの各々が、本体と、鋼板を押圧する、リッジと、を有し、リッジは、先端において本体に対して取り付けられており、一対のクランプ装置の各々において、上側クランプと下側クランプの少なくともいずれか一方が、本体とリッジとの間に、スペーサを有しており、スペーサは、先端に近い領域に配置されており、先端から離れた領域に空隙を形成している、溶接機である。

本開示の溶接機では、上側クランプ及び下側クランプのリッジによって鋼板が保持される。また、上側クランプと下側クランプの少なくともいずれか一方が、本体とリッジとの間に、先端から離れた領域に空隙を形成するスペーサを有している。したがって、先端に近い領域（空隙が設けられていない領域）では、本体からの押圧力は空隙を介さずにスペーサを介して直接的に鋼板に伝わる一方で、先端から離れた領域（空隙が設けられた領域）では、本体からの押圧力は空隙を迂回してスペーサを介して間接的に鋼板に伝わる。したがって、先端に近い領域（すなわち、鋼板の切断位置により近い領域）において、より高い面圧が得られる。よって、鋼板の切断位置により近い領域に付与される面圧を、鋼板の切断位置から離れた領域に付与される面圧よりも高くすることができる。

スペーサは、本体及びリッジとは別個のライナとして形成されていてもよい。この場合、例えば、使用によってリッジが摩耗したときに、スペーサをより厚いライナに交換することによって、摩耗したリッジを鋼板に十分に押し付ける事ができる。したがって、リッジを長期間に亘って使用することができる。

スペーサは、鋼板の幅方向において、複数の分割スペーサに分割されていてもよい。この場合、例えば、厚さの異なる複数の分割スペーサを用いることによって、リッジと鋼板との間の面圧分布を幅方向において調節することができる。したがって、鋼板の切断位置により近い領域に付与される面圧を、幅方向に均一にすることができる。

溶接機は、上側クランプ又は下側クランプを上昇または下降させる一対のクランプシリンダーを更に備えてもよく、一対のクランプシリンダーは、鋼板の幅方向において、上側クランプ又は下側クランプの両端部に連結されていてもよく、スペーサは、鋼板の幅方向の中央部において、最も厚くてもよい。本態様では、クランプシリンダーが、鋼板の幅方向においてクランプ装置の両側に配置されている。この場合、クランプシリンダーからの力が鋼板の両端部に集中して、リッジと鋼板との間の面圧分布が、鋼板の幅方向において、中央部で低くなる傾向がある。本態様では、スペーサが中央部において最も厚いため、鋼板の切断位置により近い領域に付与される面圧を、幅方向に均一にすることができる。

接合手段がレーザー接合手段であってもよい。レーザー接合手段においては、溶接の際に、鋼板の高い突き合わせ精度が要求される。本態様の溶接機によれば、鋼板を適切に保持することができるため、鋼板の高い突き合わせ精度を得ることが可能である。したがって、例えば、レーザー溶接の前に、オペレータによるマニュアルでの鋼板の位置調整を避ける事ができる。

本開示の一態様によれば、鋼板の切断位置により近い領域に付与される面圧を、鋼板の切断位置から離れた領域に付与される面圧よりも高くすることができる。また、本開示の更なる態様によれば、鋼板の切断位置により近い領域に付与される面圧を、幅方向に均一にすることができる。

実施形態に係る溶接機を示す概略的な正面図である。 切断工程におけるクランプ装置の先端を示す概略的な拡大正面図である。 溶接工程におけるクランプ装置の先端を示す概略的な拡大正面図である。 図４（ａ）はクランプ装置の先端を示す概略的な拡大斜視図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）中のｘ方向から見た矢視図である。 他の実施形態に係る溶接機のクランプ装置の先端を示す概略的な拡大正面図である。 他の実施形態に係る溶接機のクランプ装置の先端を示す概略的な拡大正面図である。 図７（ａ）は他の実施形態に係る溶接機のクランプ装置の先端を示す概略的な拡大斜視図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）中のｘ方向から見た矢視図である。 図８（ａ）は図７のクランプ装置において厚さの異なる複数のライナを用いることを示す概略的な拡大斜視図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）中のｘ方向から見た矢視図である。 従来の溶接機の切断工程におけるクランプ装置の先端を示す概略的な拡大正面図である。

以下、添付図面を参照して、実施形態に係る溶接機を説明する。同様な又は対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。理解を容易にするために、図の縮尺は変更されている場合がある。「左」「右」の方向を示す用語は、図における方向を意味しており、溶接機及びその構成要素の特定の方向を限定することは意図されていない。

図１は、実施形態に係る溶接機を示す概略的な正面図であり、図２は、切断工程におけるクランプ装置の先端を示す概略的な拡大正面図であり、図３は、溶接工程におけるクランプ装置の先端を示す概略的な拡大正面図である。

図２を参照して、溶接機１００は、搬送ラインＬ１に沿って順番に搬送される、一対の鋼板Ｓ１、Ｓ２を溶接するように構成されている。鋼板Ｓ１、Ｓ２に関する方向について、搬送ラインＬ１に沿った方向が長手方向であり、搬送ラインＬ１に垂直な水平方向（図２において紙面に垂直な方向）が幅方向である。溶接機１００では、長手方向において、一対の鋼板Ｓ１、Ｓ２の対向する端部が互いに溶接され、これによって、連続する複数の鋼板が長手方向に接合される。

溶接機１００は、切断シャー１０と、一対のクランプ装置２０Ｒ、２０Ｌと、を備えている。切断シャー１０は、鋼板Ｓ１、Ｓ２の対向する縁部を切断するように構成されている。切断シャー１０は、例えば、基準線Ｌ２上に配置されることができる。切断シャー１０は、例えば、一対の鋼板Ｓ１、Ｓ２の縁部を同時に切断するダブルカットシャーであることができる。具体的には、切断シャー１０は、上側シャー１１と、下側シャー１２と、を有する。上側シャー１１及び下側シャー１２は、共通の土台に設置されている。上側シャー１１と下側シャー１２の少なくともいずれか一方は、上側シャー１１及び下側シャー１２が互いに近づくように及び互いに離れるように、上昇及び下降するように構成されている。上側シャー１１は、一方の鋼板Ｓ１を切断するための第１の上刃１１Ｒと、他方の鋼板Ｓ２を切断するための第２の上刃１１Ｌと、を含んでいる。同様に、下側シャー１２は、一方の鋼板Ｓ１を切断するための第１の下刃１２Ｒと、他方の鋼板Ｓ２を切断するための第２の下刃１２Ｌと、を含んでいる。上側シャー１１と下側シャー１２の少なくともいずれか一方を互いに近づけるように移動することによって、クランプ装置２０Ｒによって保持された鋼板Ｓ１の縁部が、第１の上刃１１Ｒ及び第１の下刃１２Ｒによって切断され、同時に、クランプ装置２０Ｌによって保持された鋼板Ｓ２の縁部が、第２の上刃１１Ｌ及び第２の下刃１２Ｌによって切断される。上側シャー１１及び下側シャー１２は、切断工程では鋼板Ｓ１、Ｓ２の上下に配置され、他の工程では別の場所で待機するように、移動可能に構成されている。

図１を参照して、クランプ装置２０Ｒ、２０Ｌは、それぞれ、鋼板Ｓ１、Ｓ２を保持するように構成されている。クランプ装置２０Ｒ、２０Ｌは、例えば、基準線Ｌ２を中心にして、搬送ラインＬ１に沿って対称に配置されることができる。クランプ装置２０Ｒ、２０Ｌ及びその構成要素に関する方向について、切断シャー１０（基準線Ｌ２）に近い側の端部が先端であり、切断シャー１０から離れた側の端部が後端である。例えば、図１において、右側のクランプ装置２０Ｒでは、右端が後端であり、左端が先端である。対照的に、左側のクランプ装置２０Ｌでは、右端が先端であり、左端が後端である。

クランプ装置２０Ｒ、２０Ｌの各々は、上側クランプ５０と、下側クランプ６０と、幅方向に沿って配置された複数（例えば、一対）のクランプシリンダー７０と、を有している。なお、図１では、幅方向に沿って配置された複数のクランプシリンダー７０の一つのみが示されていることに留意されたい。

上側クランプ５０及び下側クランプ６０は、鋼板Ｓ１、Ｓ２を挟むように構成されている。具体的には、上側クランプ５０は、本体５１と、先端のリッジ５２と、後端のリッジ５３と、を含んでいる。同様にして、下側クランプ６０は、本体６１と、先端のリッジ６２と、後端のリッジ６３と、を含んでいる。リッジ５２、５３、６２、６３は、例えばバナジウム又はマンガンを含む合金等、耐摩耗性を有する様々な材料で形成されることができる。リッジ５２、５３、６２、６３は、例えば、ボルト等の固定手段によって、本体５１、６１に取り付けられることができる。

クランプシリンダー７０は、例えば、上側クランプ５０を上昇または下降させるように、本体５１に連結されることができる。一対のクランプシリンダー７０は、幅方向において、本体５１の両端部に連結されている。また、クランプシリンダー７０は、長手方向において、本体５１の略中央部に配置されている。クランプシリンダー７０によって上側クランプ５０を下降させることにより、リッジ５２、５３、６２、６３は、鋼板Ｓ１、Ｓ２を押圧する。このような構成によって、鋼板Ｓ１、Ｓ２の各々は、先端のリッジ５２、６２と、後端のリッジ５３、６３とによって、２箇所で挟まれる。

図３を参照して、溶接機１００は、接合手段３０と、一対のサポートロール４０Ｒ、４０Ｌと、を更に備えている。接合手段３０は、例えば、レーザー接合手段であることができる。接合手段３０から発せられたレーザーＬａは、鋼板Ｓ１、Ｓ２の突き合せられた縁部に照射され、これによって、鋼板Ｓ１、Ｓ２の縁部が接合される。鋼板Ｓ１、Ｓ２の縁部の間にレーザーＬａの直径よりも大きな隙間がある場合、鋼板Ｓ１、Ｓ２が適切に溶接されない可能性がある。よって、特に、接合手段３０がレーザー接合手段である場合には、鋼板Ｓ１、Ｓ２の高い突き合せ精度を得るために、切断工程において、鋼板Ｓ１、Ｓ２の縁部を高い精度で切断する必要がある。なお、レーザーＬａを接合手段３０から溶接位置に導くために、接合手段３０と溶接位置との間には、例えばミラー等の１つ又は複数の光学要素が適宜配置されてもよい。

サポートロール４０Ｒ、４０Ｌは、レーザー溶接の際に、長手方向においてクランプ装置２０Ｌ、２０Ｒの間で、鋼板Ｓ１、Ｓ２の突き合せられた縁部の近傍を更に保持するように構成されている。サポートロール４０Ｒ、４０Ｌの各々は、鋼板Ｓ１、Ｓ２を挟むように構成された上側ロール４１及び下側ロール４２を有している。上側ロール４１及び下側ロール４２は、溶接工程では鋼板Ｓ１、Ｓ２の上下に配置され、他の工程では別の場所で待機するように、移動可能に構成されている。

次に、先端のリッジ５２について詳細に説明する。

図２を参照して、上側クランプ５０において、先端のリッジ５２は、スペーサ５４を介して本体５１に取り付けられている。スペーサ５４は、本体５１の先端５１ａに近い領域に配置されている。具体的には、例えば、スペーサ５４は、長手方向における本体５１とリッジ５２との重複領域Ａ１において、重複領域Ａ１の先端（本実施形態では、本体５１の先端５１ａ）から、鋼板Ｓ１、Ｓ２の長手方向に沿って後端に向かって所定の距離（例えば、重複領域Ａ１の約半分の長さ）だけ延在している。なお、図２に示されるように、スペーサ５４は、重複領域Ａ１の先端から重複領域Ａ１外にはみだしてもよい。また、対照的に、スペーサ５４は、重複領域Ａ１の先端から離れた位置から、後端に向かって所定の距離だけ延在していてもよい。これによって、本体５１とリッジ５２との間において、本体５１の先端５１ａから離れた領域（スペーサ５４の後端から重複領域Ａ１の後端までの領域）に、空隙Ｇが形成されている。スペーサ５４及び空隙Ｇは、以下で説明されるように、鋼板Ｓ１、Ｓ２の切断位置により近い領域に付与される面圧を、鋼板Ｓ１、Ｓ２の切断位置から離れた領域に付与される面圧よりも高くすることができる、という利点をもたらす。

図９は、従来の溶接機の切断工程におけるクランプ装置の先端を示す概略的な拡大正面図である。従来の溶接機５００は、上側クランプ５０がスペーサ５４を有しておらず、本体５１とリッジ５２との間に空隙Ｇが形成されていない点で、上記の溶接機１００と異なる。詳細部Ｆは、従来の溶接機５００におけるリッジ５２と鋼板Ｓ１、Ｓ２との間の面圧分布を示しており、横軸が長手方向における位置を示し、縦軸が面圧を示している。溶接機５００では、クランプシリンダー（図９において不図示）は、溶接機１００と同様に、長手方向において本体５１の略中央部に配置されている。したがって、クランプシリンダーからの力は、リッジ５２、５３、６２、６３において、他の位置よりもクランプシリンダー寄りの位置により加わることになる。よって、先端のリッジ５２では、クランプシリンダーからの力は、本体５１の先端５１ａから離れた領域により加わる。したがって、詳細部Ｆに示されるように、リッジ５２と鋼板Ｓ１、Ｓ２との間では、先端５１ａから離れた領域（すなわち、切断位置から離れた領域）において高い面圧が得られ、切断位置に近い領域では面圧が低いことがわかる。したがって、従来の溶接機５００では、リッジ５２が切断位置に近い領域で鋼板Ｓ１、Ｓ２を十分に押圧できずに、切断シャー１０からの力によって鋼板Ｓ１、Ｓ２が動いてしまう可能性がある。この場合、実際の切断位置は、所望の切断位置からずれてしまう。

図２を参照して、詳細部Ｅは、本開示に係る溶接機１００におけるリッジ５２と鋼板Ｓ１、Ｓ２との間の面圧分布を示しており、横軸が長手方向における位置を示し、縦軸が面圧を示している。溶接機１００では、先端のリッジ５２と本体５１との間において、先端５１ａから離れた領域に空隙Ｇが形成されることによって、先端５１ａから離れた領域では、クランプシリンダー７０からの力は空隙Ｇを迂回してスペーサ５４を介して間接的に鋼板Ｓ１、Ｓ２に伝わる一方で、先端５１ａに近い領域（すなわち、空隙Ｇが設けられていない領域）では、クランプシリンダー７０からの力は空隙Ｇを介さずにスペーサ５４を介して直接的に鋼板Ｓ１、Ｓ２に伝わる。したがって、詳細部Ｅに示されるように、リッジ５２と鋼板Ｓ２との間では、先端５１ａに最も近い位置（すなわち、切断位置に最も近い位置）において、最大面圧が得られる。よって、溶接機１００では、リッジ５２が切断位置に近い領域で鋼板Ｓ１、Ｓ２を十分に押圧することができる。また、鋼板Ｓ２はリッジ５２の全面によって押圧され、面圧はリッジ５２に沿って分布する。

本実施形態では、スペーサ５４は、本体５１及びリッジ５２とは別個のライナとして形成されている。ライナとして形成されたスペーサ５４は本体５１とリッジ５２とによって挟持されており、本体５１とリッジ５２は、ボルトによって締結されている。なお、本実施形態ではボルトを用いて締結した場合について示したが、他の固定手段が用いられてもよい。ライナとして形成されたスペーサ５４は、以下のような利点をもたらす。鋼板Ｓ１、Ｓ２の搬送によってリッジ５２、６２（特に、下側のリッジ６２）が摩耗した場合、クランプ装置２０Ｒ、２０Ｌは、リッジ５２、６２を十分に鋼板Ｓ１、Ｓ２に押し付けることができない可能性がある。この場合、クランプ装置２０Ｒ、２０Ｌが鋼板Ｓ１、Ｓ２を適切に保持できず、実際の切断位置が所望の切断位置からずれてしまうことがある。しかしながら、スペーサ５４が本体５１及びリッジ５２とは別個のライナとして形成されている場合、スペーサ５４をより厚いライナに交換することによって、摩耗したリッジ５２、６２を十分に鋼板Ｓ１、Ｓ２に押し付けることができる。したがって、摩耗したリッジ５２、６２を使用しながら鋼板Ｓ１、Ｓ２を適切に保持することができ、これによって、リッジ５２、６２を長期間に亘って使用することができる。

ライナは、例えば金属（例えば、ステンレス）等、様々な材料で形成されることができる。鋼板Ｓ１、Ｓ２の長手方向におけるスペーサ５４の幅ｗ１は、リッジ５２の幅ｗ２よりも小さい。スペーサ５４の幅ｗ１は、先端５１ａに近い位置において高い面圧が得られるように、適宜決定され得る。

図４の（ａ）はクランプ装置の先端を示す概略的な拡大斜視図であり、（ｂ）は（ａ）中のｘ方向から見た矢視図である。図４の（ｂ）に示されるように、本実施形態では、ライナの厚みｔ１は、鋼板Ｓ１、Ｓ２の幅方向（図４の（ｂ）において左右方向）に沿って変化しており、幅方向の中央部において最も厚い。ライナの厚みｔ１は、鋼板Ｓ１、Ｓ２の幅方向において、一定であってもよい。ライナの厚みｔ１は、幅ｗ１と同様に、先端５１ａに近い領域において高い面圧が得られるように、適宜決定され得る。例えば、ライナの厚みｔ１は１００μｍ〜１０００μｍ程度であることができ、リッジ５２の厚みｔ２は１０ｍｍ〜２５ｍｍ程度であることができる。

次に、溶接機１００の動作について説明する。

図２に示されるように、溶接機１００では、鋼板Ｓ１、Ｓ２が、搬送ラインＬ１に沿って矢印Ａｒの方向に搬送される。鋼板Ｓ１は、下流側の端部がクランプ装置２０Ｒから突き出るように、クランプ装置２０Ｒによって保持される。鋼板Ｓ２は、上流側の端部がクランプ装置２０Ｌから突き出るように、クランプ装置２０Ｌによって保持される。続いて、切断シャー１０が切断位置に移動され、鋼板Ｓ１の下流側の縁部と鋼板Ｓ２の上流側の縁部とが、切断シャー１０によって同時に切断される。切断が完了すると、切断シャー１０は、待機位置に戻る。

図３に示されるように、続いて、鋼板Ｓ１、Ｓ２の切断された縁部が互いに突き合うように、鋼板Ｓ１、Ｓ２の位置が搬送ラインＬ１に沿って調整される。続いて、サポートロール４０Ｒ、４０Ｌが保持位置に移動され、鋼板Ｓ１、Ｓ２が、突き合せられた縁部の近傍において、サポートロール４０Ｒ、４０Ｌによって保持される。続いて、接合手段３０から鋼板Ｓ１、Ｓ２の突き合せられた縁部に向かってレーザーＬａが照射され、鋼板Ｓ１、Ｓ２の縁部が溶接される。溶接が完了すると、サポートロール４０Ｒ、４０Ｌは、待機位置に戻る。以上によって、一連の動作が終了する。その後、溶接された鋼板は、焼鈍等の他の工程に送られてもよい。

以上のような溶接機１００では、クランプ装置２０Ｒ、２０Ｌの先端において、上側クランプ５０及び下側クランプ６０のリッジ５２、６２によって、鋼板Ｓ１、Ｓ２が保持される。そして、上側クランプ５０が、本体５１とリッジ５２との間において、本体５１の先端５１ａから離れた領域に空隙Ｇを形成するスペーサ５４を有している。したがって、先端５１ａに近い領域（すなわち、空隙Ｇが設けられていない領域）では、本体５１からの押圧力は空隙Ｇを介さずにスペーサ５４を介して直接的に鋼板Ｓ１、Ｓ２に伝わる一方で、先端５１ａから離れた領域（すなわち、空隙Ｇが設けられた領域）では、本体５１からの押圧力は空隙Ｇを迂回してスペーサ５４を介して間接的に鋼板Ｓ１、Ｓ２に伝わる。したがって、先端５１ａに近い領域（すなわち、切断位置により近い領域）において、高い面圧が得られる。よって、鋼板Ｓ１、Ｓ２の切断位置により近い領域に付与される面圧を、鋼板Ｓ１、Ｓ２の切断位置から離れた領域に付与される面圧よりも高くすることができる。

また、溶接機１００では、スペーサ５４は、本体５１及びリッジ５２とは別個のライナとして形成されている。したがって、例えば、リッジ５２、６２が摩耗したときに、スペーサ５４をより厚いライナに交換することによって、摩耗したリッジ５２、６２を鋼板Ｓ１、Ｓ２に十分に押し付ける事ができる。したがって、リッジ５２、６２を長期間に亘って使用することができる。

また、溶接機１００は、上側クランプ５０を上昇または下降させる一対のクランプシリンダー７０を更に備えており、一対のクランプシリンダー７０は、鋼板Ｓ１、Ｓ２の幅方向において、上側クランプ５０の両端部に連結されており、スペーサ５４は、鋼板Ｓ１、Ｓ２の幅方向の中央部において、最も厚い。上記のように、溶接機１００では、一対のクランプシリンダー７０が、鋼板Ｓ１、Ｓ２の幅方向において、クランプ装置２０Ｒ、２０Ｌの両側に配置されている。したがって、クランプシリンダー７０からの力が両側に集中して、リッジ５２、６２と鋼板Ｓ１、Ｓ２との間の面圧分布が、中央部において低くなる傾向がある。しかしながら、溶接機１００では、スペーサ５４が中央部において最も厚いため、鋼板Ｓ１、Ｓ２の切断位置により近い領域に付与される面圧を、幅方向に均一にすることができる。

また、溶接機１００では、接合手段３０がレーザー照射装置である。レーザー照射装置においては、上記のように、溶接の際に、鋼板Ｓ１、Ｓ２の高い突き合わせ精度が要求される。溶接機１００によれば、鋼板Ｓ１、Ｓ２を適切に保持することができるため、鋼板Ｓ１、Ｓ２の高い突き合わせ精度を得ることが可能である。したがって、例えば、レーザー溶接の前に、オペレータによるマニュアルでの鋼板Ｓ１、Ｓ２の位置調整を避ける事ができる。

続いて、他の実施形態について説明する。

図５は、他の実施形態に係る溶接機のクランプ装置の先端を示す概略的な拡大正面図である。なお、図５においては、一方のクランプ装置２０Ｌのみが示されていることに留意されたい。この溶接機２００は、スペーサ５４が、本体５１と一体に形成されている点で、上記の溶接機１００と異なる。他の点においては、溶接機２００は、溶接機１００と同様である。

また、図６は、他の実施形態に係る溶接機のクランプ装置の先端を示す概略的な拡大正面図である。なお、図６においても、一方のクランプ装置２０Ｌのみが示されていることに留意されたい。この溶接機３００は、スペーサ５４が、リッジ５２と一体に形成されている点で、上記の溶接機１００と異なる。他の点においては、溶接機３００は、溶接機１００と同様である。

以上のような溶接機２００、３００においても、先端５１ａに近い領域では、本体５１からの押圧力は空隙Ｇを介さずにスペーサ５４を介して直接的に鋼板Ｓ２に伝わる一方で、先端５１ａから離れた領域では、本体５１からの押圧力は空隙Ｇを迂回してスペーサ５４を介して間接的に鋼板Ｓ２に伝わる。したがって、先端５１ａに近い領域（すなわち、切断位置により近い領域）において、高い面圧が得られる。よって、鋼板Ｓ１、Ｓ２の切断位置により近い領域に付与される面圧を、鋼板Ｓ１、Ｓ２の切断位置から離れた領域に付与される面圧よりも高くすることができる。

次に、図７の（ａ）は他の実施形態に係る溶接機のクランプ装置の先端を示す概略的な拡大斜視図であり、（ｂ）は（ａ）中のｘ方向から見た矢視図である。また、図８の（ａ）は図７のクランプ装置において厚さの異なる複数のライナを用いることを示す概略的な拡大斜視図であり、（ｂ）は（ａ）中のｘ方向から見た矢視図である。

図７を参照して、溶接機４００は、スペーサ５４が、鋼板Ｓ１、Ｓ２の幅方向において複数の分割スペーサ５４ａに分割されている点で、上記の溶接機１００と異なる。また、溶接機４００では、複数の分割スペーサ５４ａの厚さｔ３は同じである。他の点においては、溶接機４００は、溶接機１００と同様である。分割スペーサ５４ａの数は、鋼板Ｓ１、Ｓ２及び溶接機４００の大きさ等の様々な要因に応じて適宜決定され得る。

このような溶接機４００においても、上記と同様な理由によって、鋼板Ｓ１、Ｓ２の切断位置により近い領域に付与される面圧を、鋼板Ｓ１、Ｓ２の切断位置から離れた領域に付与される面圧よりも高くすることができる。

また、溶接機４００では、スペーサ５４が複数の分割スペーサ５４ａに分割されているため、図８に示されるように、厚さの異なる複数の分割スペーサ５４ａを用いることができる。したがって、例えば、幅方向の中央部により厚い分割スペーサ５４ａを用いることによって、上記のようなリッジ５２、６２と鋼板Ｓ１、Ｓ２との間の面圧分布が中央部において低くなる傾向に対処することができる。また、例えば、使用によってリッジ５２、６２が摩耗したときに、摩耗が大きい箇所により厚い分割スペーサ５４ａを用いることによって、リッジ５２、６２と鋼板Ｓ１、Ｓ２との間の面圧分布を均一に調節することができる。よって、鋼板Ｓ１、Ｓ２の切断位置により近い領域に付与される面圧を、幅方向に均一にすることができる。

溶接機の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。当業者であれば、上記の実施形態の様々な変形が可能であることを理解するだろう。例えば、上記の実施形態では、スペーサ５４は、上側クランプ５０に設けられている。代替的に又は付加的に、スペーサは、下側クランプ６０に設けられてもよい。

また、例えば、上記の実施形態では、レーザー溶接機の場合について説明したため、接合手段３０は、レーザー接合手段である。しかしながら、他の実施形態では、例えば、フラッシュバット溶接機の場合、接合手段３０は、例えば、一対の電極であってもよい。

また、例えば、上記の実施形態では、切断シャー１０は、一対の鋼板Ｓ１、Ｓ２の縁部を同時に切断するダブルカットシャーである。しかしながら、他の実施形態では、切断シャー１０は、例えば、一対の鋼板Ｓ１、Ｓ２を別個に切断する２つのロータリーシャー等の他のタイプであってもよい。

１０ 切断シャー
１１ 上側シャー
１２ 下側シャー
２０Ｌ、２０Ｒ クランプ装置
３０ 接合手段
５０ 上側クランプ
５１ 上側クランプの本体
５１ａ 上側クランプの先端
５２ 上側クランプの先端のリッジ
５４ スペーサ
５４ａ 分割スペーサ
６０ 下側クランプ
６１ 下側クランプの本体
６２ 下側クランプの先端のリッジ
１００、２００、３００、４００、５００ 溶接機
Ｇ 空隙
Ｓ１、Ｓ２ 鋼板

Claims (5)

1. 一対の鋼板の対向する縁部を切断するための切断シャーと、
   前記一対の鋼板を保持するための一対のクランプ装置と、
   前記一対の鋼板の切断された縁部を接合するための接合手段と、
   を備えた、一対の鋼板を接合するための溶接機であって、
   前記一対のクランプ装置の各々が、前記切断シャーに近い側の端部である先端と、前記切断シャーから離れた側の端部である後端と、を有し、且つ、前記鋼板を挟むための上側クランプ及び下側クランプを有し、
   前記上側クランプ及び前記下側クランプの各々が、
   本体と、
   前記鋼板を押圧する、リッジと、
   を有し、
   前記リッジは、前記先端において前記本体に対して取り付けられており、
   前記一対のクランプ装置の各々において、前記上側クランプと前記下側クランプの少なくともいずれか一方が、前記本体と前記リッジとの間に、スペーサを有しており、前記スペーサは、前記先端に近い領域に配置されており、前記先端から離れた領域に空隙を形成している、溶接機。
2. 前記スペーサは、前記本体及び前記リッジとは別個のライナとして形成されている、請求項１に記載の溶接機。
3. 前記スペーサは、前記鋼板の幅方向において、複数の分割スペーサに分割されている、請求項２に記載の溶接機。
4. 前記上側クランプ又は前記下側クランプを上昇または下降させる一対のクランプシリンダーを更に備え、
   前記一対のクランプシリンダーは、前記鋼板の幅方向において、前記上側クランプ又は前記下側クランプの両端部に連結されており、
   前記スペーサは、前記鋼板の幅方向の中央部において、最も厚い、請求項２又は３に記載の溶接機。
5. 前記接合手段がレーザー照射装置である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の溶接機。