JP2022135382A - 接合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２つのワークの被接合部を効率的に加熱して接合することができる接合装置を提供すること。【解決手段】接合装置は、第１ワークと第２ワークとのうちの少なくとも一方を他方に向けて押圧し、第１被接合部と第２被接合部とを突き合わせる押圧力付与手段と、第１被接合部と第２被接合部とを突き合せた状態で、第１ワークと第２ワークとを第１被接合部及び第２被接合部の延在方向に沿って移動させるワーク移動機構と、第１ワーク及び第２ワークの移動の過程で、第１被接合部と第２被接合部との突き合わせ部の一部をめくり上げるように変形させることによって、第１被接合部と第２被接合部とを互いに一時的に離間させる離間手段と、第１ワーク及び第２ワークの移動方向における離間手段の下流側で、離間した第１被接合部と第２被接合部とが再度接近する部位に、レーザ光を照射するレーザ光照射手段と、を備える。【選択図】図６

Description

本発明は、接合装置に関する。

従来、２つのワークの被接合部を互いに突き合わせ、その突き合わせ部に対してレーザ光を照射して溶接を行う接合装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第６２４２１０９号公報

突き合わされた２つのワークの被接合部は、上方からレーザ光が照射されることによってそれぞれ溶融し、接合される。しかし、突き合わせ部に対して上方からレーザ光を照射すると、レーザ光が照射されるワークの上面とレーザ光が照射されないワークの下面とで熱の伝わり方が異なるため、被接合部の端面を含む突き合わせ部の全体を効率的に加熱することができない、という課題がある。突き合わせ部の全体が効率的に加熱されないと、例えば、ワークが表面に亜鉛メッキ層を有する場合に、被接合部の端面の亜鉛メッキ層を十分に除去することができず、接合品質が低下するおそれがある。

そこで、本発明は、２つのワークの被接合部を効率的に加熱して接合することができる接合装置を提供することを目的とする。

（１） 本発明は、線状に延在する第１被接合部（例えば、後述の被接合部Ｗ１１）を有する第１ワーク（例えば、後述のワークＷ１）と、線状に延在する第２被接合部（例えば、後述の被接合部Ｗ２１）を有する第２ワーク（例えば、後述のワークＷ２）と、を接合する接合装置（例えば、後述の接合装置１）であって、前記第１ワークと前記第２ワークとのうちの少なくとも一方を他方に向けて押圧し、前記第１被接合部と前記第２被接合部とを突き合わせる押圧力付与手段（例えば、後述の第１上流側部ローラ３１ａ，第１下流側部ローラ３１ｂ、側部押圧機構部３１２）と、前記第１被接合部と前記第２被接合部とを突き合せた状態で、前記第１ワークと前記第２ワークとを前記第１被接合部及び前記第２被接合部の延在方向（例えば、後述のＤ方向）に沿って移動させるワーク移動機構（例えば、後述の搬送ローラ１５，１６及びガイドローラ１７）と、前記第１ワーク及び前記第２ワークの移動の過程で、前記第１被接合部と前記第２被接合部との突き合わせ部（例えば、後述の突き合わせ部Ｗａ）の一部をめくり上げるように変形させることによって、前記第１被接合部と前記第２被接合部とを互いに一時的に離間させる離間手段（例えば、後述の離間部材４、昇降用アクチュエータ４１）と、前記第１ワーク及び前記第２ワークの移動方向における前記離間手段の下流側で、離間した前記第１被接合部と前記第２被接合部とが再度接近する部位（例えば、後述の再接近部Ｗａ１）に、レーザ光を照射するレーザ光照射手段（例えば、後述のレーザ照射部２）と、を備える。

（２） 上記（１）に記載の接合装置において、前記押圧力付与手段は、前記レーザ光照射手段によってレーザ光が照射される前の前記第１ワークと前記第２ワークとのうちの少なくとも一方を他方に向けて押圧する第１押圧力付与手段（例えば、後述の第１上流側部ローラ３１ａ，第１下流側部ローラ３１ｂ、側部押圧機構部３１２）と、前記レーザ光照射手段によってレーザ光を照射されている位置で前記第１ワークと前記第２ワークとのうちの少なくとも一方を他方に向けて押圧する第２押圧力付与手段（例えば、後述の第１上面挟着ローラ５１ａ，第１下面挟着ローラ５１ｂ、上面幅方向押圧機構部５１１，下面幅方向押圧機構部５１４）と、を有し、前記第１押圧力付与手段の押圧力（例えば、後述の押圧力Ｆ１）よりも前記第２押圧力付与手段の押圧力（例えば、後述の押圧力Ｆ２）の方が大きい。

（３） 上記（１）又は（２）に記載の接合装置において、前記押圧力付与手段は、前記離間手段によって前記突き合わせ部をめくり上げる際の前記突き合わせ部の変形範囲を抑制する抑え部材（例えば、後述の第１上面抑えローラ６１ａ，第１下面抑えローラ６１ｂ、第２上面抑えローラ６２ａ，第２下面抑えローラ６２ｂ）を有する。

上記（１）によれば、離間手段によってめくり上がるように変形した第１被接合部と第２被接合部との突き合わせ部が再度接近する部位にレーザ光を照射することができるため、第１被接合部と第２被接合部とが再度接近する直前の部位を直接レーザ光によって溶融させることができる。そのため、第１被接合部と第２被接合部との端面を含むそれぞれの被接合部を少ない熱量で効率的に加熱して接合することができ、結果として過剰な加熱を抑制し、接合品質を向上させることができる。また、効率的に加熱することが可能になることによって、加工速度の向上や、レーザ発振器の設備投資の削減も見込める。

上記（２）によれば、第１被接合部と第２接合部とを突き合わせるためにワークに付与する押圧力を、レーザ光が照射される前よりもレーザ光が照射されている位置で大きくすることによって、レーザ光で溶融された第１被接合部と第２接合部とを良好に密着させることができる。そのため、ワークの接合品質をさらに向上させることができる。

上記（３）によれば、それぞれの被接合部の移動による振動と、離間手段によってめくり上げられた突き合わせ部の過度の変形とが抑えられるため、離間した第１被接合部と第２被接合部とが再度接近する際のワークを位置決めし易くなる。そのため、接合品質をさらに向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る接合装置を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る接合装置の要部を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る接合装置の要部を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る接合装置の要部を示す断面図である。 突き合わせ部が離間したワークをワークの移動方向の上流側から見た図である。 本発明の一実施形態に係る接合装置の要部を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る接合装置におけるレーザ光の照射部位をワークの移動方向の下流側から見た斜視図である。 離間したワークの被接合部に対するレーザ光の照射領域を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１～図４に示すように、接合装置１は、それぞれ金属板からなる２枚のワークＷ１，Ｗ２をレーザ光の照射によって接合する。本実施形態において、ワークＷ１，Ｗ２は、表面に亜鉛メッキが施された亜鉛メッキ鋼板によって構成され、それぞれの側端部にＤ方向に沿って線状に延在する被接合部Ｗ１１，被接合部Ｗ２１を有する。

本実施形態において、ワークＷ１は第１ワークであり、ワークＷ２は第２ワークである。被接合部Ｗ１１は第１被接合部であり、被接合部Ｗ２１は第２被接合部である。

接合装置１は、被接合部Ｗ１１，Ｗ２１同士を互いに突き合わせた状態で、ワークＷ１，Ｗ２を被接合部Ｗ１１，Ｗ２１の延在方向であるＤ方向に沿って移動させながら、ワークＷ１，Ｗ２の被接合部Ｗ１１，Ｗ２１同士が突き合わされた突き合わせ部Ｗａに対して、レーザ照射部２からレーザ光を照射することによって、ワークＷ１，Ｗ２を接合する。なお、本明細書において、「上流側」「下流側」というときは、Ｄ方向に沿うワークＷ１，Ｗ２の移動方向に沿う上流側、下流側を指すものとする。

接合装置１は、床面に設置される基部フレーム１１と、Ｄ方向に直交する接合装置１の幅方向に沿う基部フレーム１１の両端からそれぞれ上方に立ち上がる一対の縦フレーム１２，１２と、一対の縦フレーム１２，１２に亘る接合装置１の幅方向に沿って架け渡され、上下に間隔をおいて配置される上横フレーム１３及び下横フレーム１４と、を有する。上横フレーム１３及び下横フレーム１４よりも下流側には、ワークＷ１，Ｗ２を上下から挟着する一対ずつの搬送ローラ１５，１６が配置される。なお、図３では、接合装置１のフレームの図示は省略されている。

以下、接合装置１の各部の構成について説明する。

（搬送ローラ及びガイドローラ）
図３及び図４に示すように、搬送ローラ１５，１６の回転軸は、それぞれ接合装置１の幅方向に沿って配置される。搬送ローラ１５，１６は、図示しないモータの駆動によって回転し、被接合部Ｗ１１，Ｗ２１同士を突き合せた状態で、ワークＷ１，Ｗ２を被接合部Ｗ１１，Ｗ２１の延在方向であるＤ方向に沿って所定の速度で移動させる。

本実施形態の搬送ローラ１５，１６は、それぞれ接合装置１の幅方向に沿って一対ずつ配置されている。そのうちの一方の一対の搬送ローラ１５，１６は、突き合わせ部Ｗａを覆って上下から挟着するように配置される。なお、ワークＷ１，Ｗ２の板厚が異なり、接合の際に突き合わせ部Ｗａが段違いになる場合には、搬送ローラ１５，１６が突き合わせ部Ｗａを上下から挟着しないように、一対ずつの搬送ローラ１５，１６の間に突き合わせ部Ｗａが配置されるようにしてもよい。

上横フレーム１３及び下横フレーム１４の上流側及び下流側には、搬送ローラ１５，１６を挟んで、ワークＷ１，Ｗ２の移動方向に沿って延びる複数本のガイドローラ１７が設けられる。複数本のガイドローラ１７は、接合装置１の幅方向に平行に配置される。ガイドローラ１７は、搬送ローラ１５，１６によって移動するワークＷ１，Ｗ２の下面を支持し、上横フレーム１３と下横フレーム１４との間を通過するワークＷ１，Ｗ２の移動経路を形成する。

本実施形態において、搬送ローラ１５，１６及びガイドローラ１７は、被接合部Ｗ１１，Ｗ２１を突き合せた状態でワークＷ，Ｗ２を被接合部Ｗ１１，Ｗ２１の延在方向に沿って移動させるワーク移動機構を構成する。

（レーザ照射部）
レーザ照射部２は、上横フレーム１３の上流側に、取付部１３１を介して取り付けられ、上横フレーム１３と下横フレーム１４との間を移動するワークＷ１，Ｗ２の突き合わせ部Ｗａの真上に配置されている。レーザ照射部２は、図示しないレーザ駆動部の駆動によって、ワークＷ１，Ｗ２の突き合わせ部Ｗａに向けて上方からレーザ光を照射する。本実施形態のレーザ照射部２は、図４に示すように、突き合わせ部Ｗａに対して上流側から下流側に向けて斜め下方にレーザ光を照射するように配置されるが、突き合わせ部Ｗａに対して離間する方向からレーザ光を照射可能であれば、このような構成に限定されない。なお、図２及び図３では、レーザ照射部２の図示は省略されている。

本実施形態において、レーザ照射部２は、レーザ駆動部とともにレーザ光照射手段を構成する。

（側部ローラ）
接合装置１の下横フレーム１４には、ガイドローラ１７上を移動するワークＷ１，Ｗ２を幅方向から挟むように設けられる側部ローラを有する。本実施形態の側部ローラは、一対ずつの第１上流側部ローラ３１ａ，第１下流側部ローラ３１ｂ及び第２上流側部ローラ３２ａ，第２下流側部ローラ３２ｂによって構成される。第１上流側部ローラ３１ａ，第１下流側部ローラ３１ｂ及び第２上流側部ローラ３２ａ，第２下流側部ローラ３２ｂの回転軸は、それぞれ上下方向に沿って配置される。一対の第１上流側部ローラ３１ａ，第１下流側部ローラ３１ｂと、一対の第２上流側部ローラ３２ａ，第２下流側部ローラ３２ｂとは、それらの間にワークＷ１，Ｗ２を挟んで対称に配置される。

一対の第１上流側部ローラ３１ａ，第１下流側部ローラ３１ｂは、図１、図３及び図６に示すように、ワークＷ１の移動方向に沿って延びるローラ支持板３１１上に、ワークＷ１の移動方向に沿って所定の間隔をおいて回転可能に設けられる。第１上流側部ローラ３１ａ，第１下流側部ローラ３１ｂは、接合装置１に導入されたワークＷ１に対して、被接合部Ｗ１１と反対側に配置されるワークＷ１の外側の側端部Ｗ１２に接している。これによって、一対の第１上流側部ローラ３１ａ，第１下流側部ローラ３１ｂは、ワークＷ１の移動に従動して回転し、ワークＷ１の円滑な移動を支持する。

第２上流側部ローラ３２ａ，第２下流側部ローラ３２ｂは、ワークＷ２の移動方向に沿って延びるローラ取付板３２１上に、ワークＷ２の移動方向に沿って所定の間隔をおいて回転可能に設けられている。第２上流側部ローラ３２ａ，第２下流側部ローラ３２ｂは、接合装置１に導入されたワークＷ２に対して、被接合部Ｗ２１と反対側に配置されるワークＷ２の外側の側端部Ｗ２２にそれぞれ接している。これによって、一対の第２上流側部ローラ３２ａ，第２下流側部ローラ３２ｂは、ワークＷ２の移動に従動して回転し、ワークＷ２の円滑な移動を支持する。

第１上流側部ローラ３１ａ，第１下流側部ローラ３１ｂを支持するローラ支持板３１１は、図１、図２及び図６に示すように、下横フレーム１４に設けられる側部押圧機構部３１２に取り付けられる。側部押圧機構部３１２は、ローラ支持板３１１に固定されるスライド部３１２１と、接合装置１の幅方向に延びてスライド部３１２１の移動を案内するガイドレール３１２２と、スライド部３１２１に接続されるアクチュエータ３１２３と、を有する。アクチュエータ３１２３は、スライド部３１２１及びローラ支持板３１１を、ガイドレール３１２２に沿って、接合装置１の幅方向内側（ワークＷ１側）に向けて移動させるように駆動する。したがって、第１上流側部ローラ３１ａ，第１下流側部ローラ３１ｂは、側部押圧機構部３１２のアクチュエータ３１２３の駆動によって、接合装置１の幅方向内側に向けて移動可能に設けられる。

これに対し、第２上流側部ローラ３２ａ，第２下流側部ローラ３２ｂを支持するローラ取付板３２１は、下横フレーム１４に移動不能に固定される。したがって、第２上流側部ローラ３２ａ，第２下流側部ローラ３２ｂは、ワークＷ２の側端部Ｗ２２の移動を支持することによって、ワークＷ２の側端部Ｗ２２の位置を規定する。

第１上流側部ローラ３１ａ，第１下流側部ローラ３１ｂが、アクチュエータ３１２３の駆動によって接合装置１の幅方向内側に向けて移動すると、第１上流側部ローラ３１ａ，第１下流側部ローラ３１ｂは、搬送ローラ１５，１６によって搬送されるワークＷ１をワークＷ２に向けて押圧する。このとき、第２上流側部ローラ３２ａ，第２下流側部ローラ３２ｂは、ワークＷ２の側端部Ｗ２２と当接することによって、ワークＷ１，Ｗ２の第２上流側部ローラ３２ａ，第２下流側部ローラ３２ｂ側への過度の移動を規制する受け部として機能する。そのため、突き合わされた状態で接合装置１に導入されるワークＷ１，Ｗ２の被接合部Ｗ１１，Ｗ２１同士は、ワークＷ１，Ｗ２が第１上流側部ローラ３１ａと第２上流側部ローラ３２ａとの間、及び第１下流側部ローラ３１ｂと第２下流側部ローラ３２ｂとの間を通過することによって、さらに密接する方向に押圧される。

本実施形態において、第１上流側部ローラ３１ａ，第１下流側部ローラ３１ｂ、側部押圧機構部３１２は、ワークＷ１，Ｗ２の位置の少なくとも一方（ワークＷ１）を他方（ワークＷ２）に向けて押圧し、被接合部Ｗ１１，Ｗ２１同士を突き合わせる押圧力付与手段のうち、レーザ照射部２からのレーザ光が照射される前のワークＷ１，Ｗ２のうちの少なくとも一方（ワークＷ１）を他方（ワークＷ２）に向けて押圧する第１押圧力付与手段を構成する。

（離間部材）
図２及び図４に示すように、ワークＷ１，Ｗ２の突き合わせ部Ｗａの下方には、離間部材４が配置される。離間部材４は、ワークＷ１，Ｗ２の移動方向に沿って長尺な金属製のブロック体によって構成され、ガイドローラ１７の下方に配置される昇降用アクチュエータ４１の駆動によって上下移動可能に設けられる。離間部材４の上面は、上流側に向けて下向き傾斜する平面部４ａを有し、その平面部４ａの下流側に連続して、図２及び図５に示すように、三角状に突出した頂部からなる稜線４ｂを有する。稜線４ｂは、ワークＷ１，Ｗ２の移動方向、すなわち、突き合わせ部Ｗａの延在方向に沿って延びている。

離間部材４は、突き合わせ部Ｗａの真下、且つ上流側に配置される第１上流側部ローラ３１ａ及び第２上流側部ローラ３２ａと下流に配置される第１下流側部ローラ３１ｂ及び第２下流側部ローラ３２ｂとの間に、稜線４ｂを突き合わせ部Ｗａの延在方向に沿わせて配置される。離間部材４は、昇降用アクチュエータ４１の駆動によって上昇したときに、図５に示すように、突き合わせ部Ｗａの一部を下方から上方に向けてめくり上げるように変形させ、被接合部Ｗ１１，Ｗ２１を互いに一時的に離間させる。

本実施形態において、離間部材４及び昇降用アクチュエータ４１は、ワークＷ１，Ｗ２の移動の過程で、被接合部Ｗ１１，Ｗ２１の突き合わせ部Ｗａの一部をめくり上げるように変形させることによって、被接合部Ｗ１１，Ｗ２１を互いに一時的に離間させる離間手段を構成する。

（挟着ローラ）
接合装置１の搬送ローラ１５，１６の上流側、且つ離間部材４の下流側には、ガイドローラ１７上を移動するワークＷ１，Ｗ２を上下から挟着するように設けられる挟着ローラを有する。本実施形態の挟着ローラは、一対ずつの第１上面挟着ローラ５１ａ，第１下面挟着ローラ５１ｂ及び第２上面挟着ローラ５２ａ，第２下面挟着ローラ５２ｂによって構成される。第１上面挟着ローラ５１ａ，第１下面挟着ローラ５１ｂ及び第２上面挟着ローラ５２ａ，第２下面挟着ローラ５２ｂの回転軸は、それぞれ接合装置１の幅方向に沿って配置される。

第１上面挟着ローラ５１ａ，第１下面挟着ローラ５１ｂは、突き合わせ部Ｗａに対してワークＷ１側に配置される。第２上面挟着ローラ５２ａ，第２下面挟着ローラ５２ｂは、突き合わせ部Ｗａに対してワークＷ２側に配置される。一対の第１上面挟着ローラ５１ａ，第１下面挟着ローラ５１ｂと、一対の第２上面挟着ローラ５２ａ，第２下面挟着ローラ５２ｂとは、それらの間に突き合わせ部Ｗａが配置されるように、突き合わせ部Ｗａの両側に、突き合わせ部Ｗａに近接して配置される。一対の第１上面挟着ローラ５１ａ，第１下面挟着ローラ５１ｂと、一対の第２上面挟着ローラ５２ａ，第２下面挟着ローラ５２ｂとは、それらの間に突き合わせ部Ｗａを挟んで対称に配置される。レーザ照射部２から出射されるレーザ光は、一対の第１上面挟着ローラ５１ａ，第１下面挟着ローラ５１ｂと一対の第２上面挟着ローラ５２ａ，第２下面挟着ローラ５２ｂとの間の突き合わせ部Ｗａに向けて照射される。

（１）第１上面挟着ローラ５１ａ，第１下面挟着ローラ５１ｂ
まず、ワークＷ１を挟着する一対の第１上面挟着ローラ５１ａ，第１下面挟着ローラ５１ｂについて説明する。一対の第１上面挟着ローラ５１ａ，第１下面挟着ローラ５１ｂは、上横フレーム１３及び下横フレーム１４に対して、それぞれ回転軸方向に移動可能に設けられる。

詳しくは、第１上面挟着ローラ５１ａは、上横フレーム１３に取り付けられる上面幅方向押圧機構部５１１に設けられる。上面幅方向押圧機構部５１１は、図２及び図６に示すように、スライド部５１１１と、接合装置１の幅方向に延びてスライド部５１１１の移動を案内するガイドレール５１１２と、スライド部５１１１に接続されるアクチュエータ５１１３と、を有する。第１上面挟着ローラ５１ａは、スライド部５１１１から下方に突出するローラ支持枠５１２ａ，５１３ａの間に回転可能に取り付けられる。

ローラ支持枠５１２ａ，５１３ａのうち、ワークＷ１，Ｗ２の突き合わせ部Ｗａから遠い側に配置されるローラ支持枠５１２ａは、第１上面挟着ローラ５１ａの取付部位から上流側に向けて延びるＬ型に形成され、その上流端に、後述の第１上面抑えローラ６１ａが回転可能に取り付けられている。

上面幅方向押圧機構部５１１のアクチュエータ５１１３は、スライド部５１１１を、ガイドレール５１１２に沿って、接合装置１の幅方向内側に向けて移動させるように駆動する。したがって、ローラ支持枠５１２ａ，５１３ａによってスライド部５１１１に支持される第１上面挟着ローラ５１ａは、上面幅方向押圧機構部５１１のアクチュエータ５１１３の駆動によって、接合装置１の幅方向内側、すなわち、突き合わせ部Ｗａに向けて、回転軸方向に移動可能に設けられる。

第１下面挟着ローラ５１ｂは、下横フレーム１４に取り付けられる下面幅方向押圧機構部５１４に設けられる。下面幅方向押圧機構部５１４は、図２及び図６に示すように、スライド部５１４１と、接合装置１の幅方向に延びてスライド部５１４１の移動を案内するガイドレール５１４２と、スライド部５１４１に接続されるアクチュエータ５１４３と、を有する。第１下面挟着ローラ５１ｂは、スライド部５１４１から上方に突出するローラ支持枠５１２ｂ，５１３ｂの間に回転可能に取り付けられる。

ローラ支持枠５１２ｂ，５１３ｂのうち、ワークＷ１，Ｗ２の突き合わせ部Ｗａから遠い側に配置されるローラ支持枠５１２ｂは、第１下面挟着ローラ５１ｂの取付部位から上流側に向けて延びるＬ型に形成され、その上流端に、後述の第１下面抑えローラ６１ｂが回転可能に取り付けられる。

下面幅方向押圧機構部５１４のアクチュエータ５１４３は、スライド部５１４１を、ガイドレール５１４２に沿って、接合装置１の幅方向内側に向けて移動させるように駆動する。したがって、ローラ支持枠５１２ｂ，５１３ｂによってスライド部５１４１に支持される第１下面挟着ローラ５１ｂは、下面幅方向押圧機構部５１４のアクチュエータ５１４３の駆動によって、接合装置１の幅方向内側、すなわち、突き合わせ部Ｗａに向けて、回転軸方向に移動可能に設けられる。なお、図２及び図６において、ローラ支持枠５１２ｂ，５１３ｂのうち、接合装置１の幅方向の内側に配置されるローラ支持枠５１３ｂは隠れて見えていない。

上面幅方向押圧機構部５１１は、上横フレーム１３に設けられる第１下方向押圧機構部５１５に接続される。第１下方向押圧機構部５１５は、上横フレーム１３を上下に貫通する複数のシリンダ５１５１と、１つのアクチュエータ５１５２と、を有する。複数のシリンダ５１５１は、上横フレーム１３の直下の上面幅方向押圧機構部５１１の全体を上下移動可能に支持する。アクチュエータ５１５２は、上面幅方向押圧機構部５１１の全体を、下方のワークＷ１に向けて下向きに移動させるように駆動する。

これに対し、下面幅方向押圧機構部５１４は、下横フレーム１４に対して上下移動不能に設けられる。したがって、第１下方向押圧機構部５１５のアクチュエータ５１５２が駆動すると、上面幅方向押圧機構部５１１が下向きに移動することによって、スライド部５１１１に取り付けられる第１上面挟着ローラ５１ａが、ワークＷ１を下方向に押圧し、第１下面挟着ローラ５１ｂとの間でワークＷ１を所定の挟着力で挟着する。なお、アクチュエータ５１５２に代わって、複数のシリンダ５１５１によって第１上面挟着ローラ５１ａに対して下向きの押圧力を付与してもよい。

（２）第２上面挟着ローラ５２ａ，第２下面挟着ローラ５２ｂ
次に、ワークＷ２を挟着する一対の第２上面挟着ローラ５２ａ，第２下面挟着ローラ５２ｂについて説明する。ワークＷ２を挟着する一対の第２上面挟着ローラ５２ａ，第２下面挟着ローラ５２ｂは、一対の第１上面挟着ローラ５１ａ，第１下面挟着ローラ５１ｂとは異なり、いずれも回転軸方向に移動不能に設けられる。

詳しくは、第２上面挟着ローラ５２ａは、図２に示すように、上横フレーム１３の直下に配置される取付基板５２０から下方に突出するローラ支持枠５２１ａ，５２２ａの間に回転可能に取り付けられる。

ローラ支持枠５２１ａ，５２２ａのうち、ワークＷ１，Ｗ２の突き合わせ部Ｗａから遠い側に配置されるローラ支持枠５２１ａは、第２上面挟着ローラ５２ａの取付部位から上流側に向けて延びるＬ型に形成され、その上流端に、後述の第２上面抑えローラ６２ａが回転可能に取り付けられる。

第２下面挟着ローラ５２ｂは、下横フレーム１４から上方に突出するローラ支持枠５２１ｂ，５２２ｂの間に回転可能に取り付けられる。

ローラ支持枠５２１ｂ，５２２ｂのうち、ワークＷ１，Ｗ２の突き合わせ部Ｗａから遠い側に配置されるローラ支持枠５２１ｂは、第２下面挟着ローラ５２ｂの取付部位から上流側に向けて延びるＬ型に形成され、その上流端に、後述の第２下面抑えローラ６２ｂが回転可能に取り付けられる。

第２上面挟着ローラ５２ａを回転可能に支持する取付基板５２０は、上横フレーム１３に設けられる第２下方向押圧機構部５１６に接続される。第２下方向押圧機構部５１６は、上横フレーム１３を上下に貫通する複数のシリンダ５１６１と、１つのアクチュエータ５１６２と、を有する。複数のシリンダ５１６１は、上横フレーム１３の直下の取付基板５２０を上下移動可能に支持する。アクチュエータ５１６２は、取付基板５２０を、下方のワークＷ２に向けて下向きに移動させるように駆動する。

これに対し、第２下面挟着ローラ５２ｂは、下横フレーム１４に対して上下移動不能に設けられる。したがって、第２下方向押圧機構部５１６のアクチュエータ５１６２が駆動すると、取付基板５２０が下向きに移動することによって、取付基板５２０に取り付けられる第２上面挟着ローラ５２ａが、ワークＷ２を下方向に押圧し、第２下面挟着ローラ５２ｂとの間でワークＷ２を所定の挟着力で挟着する。なお、アクチュエータ５１６２に代わって、複数のシリンダ５１６１によって第２上面挟着ローラ５２ａに対して下向きの押圧力を付与してもよい。

上面幅方向押圧機構部５１１のアクチュエータ５１１３と、下面幅方向押圧機構部５１４のアクチュエータ５１４３とは、同期して駆動する。そのため、一対の第１上面挟着ローラ５１ａ，第１下面挟着ローラ５１ｂは、ワークＷ１を所定の挟着力で上下から挟着した状態で、アクチュエータ５１１３，５１４３の同期駆動によって、ガイドレール５１１２，５１４２に沿って、ワークＷ２側に向けて回転軸方向に移動する。これによって、一対の第１上面挟着ローラ５１ａ，第１下面挟着ローラ５１ｂは、ワークＷ１に対してワークＷ２に向けた所定の押圧力を付与することができる。このとき、第２上面挟着ローラ５２ａ，第２下面挟着ローラ５２ｂは、ワークＷ２を所定の挟着力で上下から挟着した状態で回転軸方向に移動不能であるため、突き合わされたワークＷ１，Ｗ２の被接合部Ｗ１１，Ｗ２１同士は密接する方向に押圧される。

本実施形態において、第１上面挟着ローラ５１ａ，第１下面挟着ローラ５１ｂ、下面幅方向押圧機構部５１４は、ワークＷ１，Ｗ２のいちの少なくとも一方（ワークＷ１）を他方（ワークＷ２）に向けて押圧し、被接合部Ｗ１１，Ｗ２１同士を突き合わせる押圧力付与手段のうち、レーザ照射部２からのレーザ光が照射されている位置でワークＷ１，Ｗ２のうちの少なくとも一方（ワークＷ１）を他方（ワークＷ２）に向けて押圧する第２押圧力付与手段を構成する。

（抑えローラ）
第１上面挟着ローラ５１ａ，第１下面挟着ローラ５１ｂ及び第２上面挟着ローラ５２ａ，第２下面挟着ローラ５２ｂの上流側には、ワークＷ１，Ｗ２を上下から挟着する抑えローラがそれぞれ設けられる。抑えローラは、一対ずつの第１上面抑えローラ６１ａ，第１下面抑えローラ６１ｂ及び第２上面抑えローラ６２ａ，第２下面抑えローラ６２ｂによって構成される。第１上面抑えローラ６１ａ，第１下面抑えローラ６１ｂ及び第２上面抑えローラ６２ａ，第２下面抑えローラ６２ｂの回転軸は、それぞれ接合装置１の幅方向に沿って配置される。

本実施形態において、第１上面抑えローラ６１ａ，第１下面抑えローラ６１ｂ及び第２上面抑えローラ６２ａ，第２下面抑えローラ６２ｂの回転軸方向の長さは、図３に示すように、第１上面挟着ローラ５１ａ，第１下面挟着ローラ５１ｂ及び第２上面挟着ローラ５２ａ，第２下面挟着ローラ５２ｂの回転軸方向の長さの約半分の長さを有する。したがって、一対の第１上面抑えローラ６１ａ，第１下面抑えローラ６１ｂと突き合わせ部Ｗａとの間の距離、及び一対の第２上面抑えローラ６２ａ，第２下面抑えローラ６２ｂと突き合わせ部Ｗａとの間の距離は、一対の第１上面挟着ローラ５１ａ，第１下面挟着ローラ５１ｂと突き合わせ部Ｗａとの距離、及び一対の第２上面挟着ローラ５２ａ，第２下面挟着ローラ５２ｂと突き合わせ部Ｗａとの距離よりも大きい。

第１上面抑えローラ６１ａは、第１上面挟着ローラ５１ａを回転可能に支持する一方のローラ支持枠５１２ａの上流端に、回転可能に取り付けられる。第１下面抑えローラ６１ｂは、第１下面挟着ローラ５１ｂを回転可能に支持する一方のローラ支持枠５１２ｂの上流端に、回転可能に取り付けられる。一対の第１上面抑えローラ６１ａ，第１下面抑えローラ６１ｂは、突き合わせ部Ｗａに対してワークＷ１側に配置され、第１下方向押圧機構部５１５のアクチュエータ５１５２の駆動によって、第１上面挟着ローラ５１ａと第１下面挟着ローラ５１ｂとがワークＷ１を挟着するのと同時に、ワークＷ１を上下から挟着する。

第２上面抑えローラ６２ａは、第２上面挟着ローラ５２ａを回転可能に支持する一方のローラ支持枠５２１ａの上流端に、回転可能に取り付けられる。第２下面抑えローラ６２ｂは、第２下面挟着ローラ５２ｂを回転可能に支持する一方のローラ支持枠５２１ｂの上流端に、回転可能に取り付けられる。一対の第２上面抑えローラ６２ａ，第２下面抑えローラ６２ｂは、突き合わせ部Ｗａに対してワークＷ２側に配置され、第２下方向押圧機構部５１６のアクチュエータ５１６２の駆動によって、第２上面挟着ローラ５２ａと第２下面挟着ローラ５２ｂとがワークＷ２を挟着するのと同時に、ワークＷ２を上下から挟着する。

より詳しくは、図２、図３及び図４に示すように、一対の第１上面抑えローラ６１ａ，第１下面抑えローラ６１ｂは、ワークＷ１，Ｗ２の移動方向に沿う第１上流側部ローラ３１ａと第１下流側部ローラ３１ｂとの間であって、離間部材４の平面部４ａと稜線４ｂとが交わる点４ｃの近傍のワークＷ１側に配置される。一対の第２上面抑えローラ６２ａ，第２下面抑えローラ６２ｂは、ワークＷ１，Ｗ２の移動方向に沿う第２上流側部ローラ３２ａと第２下流側部ローラ３２ｂとの間であって、離間部材４の平面部４ａと稜線４ｂとが交わる点４ｃの近傍のワークＷ２側に配置される。

これら一対ずつの第１上面抑えローラ６１ａ，第１下面抑えローラ６１ｂ及び第２上面抑えローラ６２ａ，第２下面抑えローラ６２ｂは、離間部材４の両側でワークＷ１，Ｗ２を上下から挟着することによって、離間部材４によってめくり上げられる領域が突き合わせ部Ｗａの両側に広がり過ぎないように、突き合わせ部Ｗａの変形範囲を抑制する。また、第１上面抑えローラ６１ａ，第１下面抑えローラ６１ｂ及び第２上面抑えローラ６２ａ，第２下面抑えローラ６２ｂは、離間部材４の両側でワークＷ１，Ｗ２を上下から挟着することによって、ワークＷ１，Ｗ２の移動によって生じる被接合部Ｗ１１，Ｗ２１の振動を効果的に抑制する機能も有する。

本実施形態における第１上面抑えローラ６１ａ，第１下面抑えローラ６１ｂ及び第２上面抑えローラ６２ａ，第２下面抑えローラ６２ｂは、離間部材４によって突き合わせ部Ｗａをめくり上げる際の突き合わせ部Ｗａの変形範囲を抑制する抑え部材を構成する。

（接合装置によるワークの接合動作）
次に、ワークＷ１，Ｗ２の被接合部Ｗ１１，Ｗ２１同士を接合する際の接合装置１の接合動作について説明する。

まず、ワークＷ１，Ｗ２は、それぞれの被接合部Ｗ１１，Ｗ２１同士を突き合せるように揃えられて、接合装置１の上流側からガイドローラ１７上に導入される。ガイドローラ１７上に導入されたワークＷ１，Ｗ２は、第１上流側部ローラ３１ａと第２上流側部ローラ３２ａとの間、及び第１下流側部ローラ３１ｂと第２下流側部ローラ３２ｂとの間に挟まれた状態で、第１上面抑えローラ６１ａ，第１下面抑えローラ６１ｂの間及び第２上面抑えローラ６２ａ，第２下面抑えローラ６２ｂの間と、第１上面挟着ローラ５１ａ，第１下面挟着ローラ５１ｂの間及び第２上面挟着ローラ５２ａ，第２下面挟着ローラ５２ｂの間と、を順次通過した後、搬送ローラ１５，１６によって上下から挟着される。搬送ローラ１５，１６に挟着されたワークＷ１，Ｗ２は、搬送ローラ１５，１６の回転によってＤ方向に沿って所定の速度で移動開始する。なお、ワークＷ１，Ｗ２が搬送ローラ１５，１６の回転によって移動開始するまでは、離間部材４は、ワークＷ１，Ｗ２の導入動作の邪魔にならないように、ワークＷ１，Ｗ２の移動経路よりも下方に退避している。

ワークＷ１，Ｗ２が移動を開始すると、側部押圧機構部３１２のアクチュエータ３１２３の駆動によって、第１上流側部ローラ３１ａ及び第１下流側部ローラ３１ｂがワークＷ１の側端部Ｗ１２を所定の押圧力で押圧し、被接合部Ｗ１１，Ｗ２１同士を密接させる。さらに、第１下方向押圧機構部５１５及び第２下方向押圧機構部５１のアクチュエータ５１５２，５１６２の駆動によって、ワークＷ１，Ｗ２の上面側に配置される第１上面挟着ローラ５１ａ及び第２上面挟着ローラ５２ａがそれぞれワークＷ１，Ｗ２に向けて移動し、ワークＷ１，Ｗ２の下面側に配置される第１下面挟着ローラ５１ｂ及び第２下面挟着ローラ５２ｂとの間でワークＷ１，Ｗ２を所定の挟着力で上下から挟着する。

さらに、ワークＷ１，Ｗ２が移動開始すると、離間部材４が昇降用アクチュエータ４１の駆動によって、ワークＷ１，Ｗ２の下面を支持するガイドローラ１７の上端よりもやや上方の位置まで上昇し、ワークＷ１，Ｗ２の突き合わせ部Ｗａを下方から上方に向けて押圧する。これによって、突き合わせ部Ｗａは、離間部材４の平面部４ａから離間部材４の上面に乗り上げ、頂部の稜線４ｂに向けて案内される。離間部材４の稜線４ｂは、図５に示すように、突き合わせ部Ｗａの一部を下方から上方に向けて左右にめくり上げるように変形させ、被接合部Ｗ１１，Ｗ２１を互いに離間させる。離間した被接合部Ｗ１１，Ｗ２１の端面Ｗ１１ａ，Ｗ２１ａは、それぞれやや上方に向けて露出する。

離間部材４は、ワークＷ１，Ｗ２が移動している間、上昇位置に配置され続けることによって、ワークＷ１，Ｗ２の突き合わせ部Ｗａを連続してめくり上げるように変形させる。しかし、図３及び図４に示すように、離間部材４の直ぐ下流側には、突き合わせ部Ｗａの両側に近接して第１上面挟着ローラ５１ａ，第１下面挟着ローラ５１ｂ及び第２上面挟着ローラ５２ａ，第２下面挟着ローラ５２ｂが配置され、ワークＷ１，Ｗ２を上下から挟着するとともに、被接合部Ｗ１１，Ｗ２１同士を密接させるように押圧しているため、離間部材４によってめくり上げられて離間した被接合部Ｗ１１，Ｗ２１は、離間部材４を通過後、直ちに第１上面挟着ローラ５１ａ，第１下面挟着ローラ５１ｂ及び第２上面挟着ローラ５２ａ，第２下面挟着ローラ５２ｂに挟着されることによって、平坦になるように変形されて再び接近する。したがって、離間部材４は、ワークＷ１，Ｗ２の被接合部Ｗ１１，Ｗ２１を互いに一時的に離間させるように変形させるだけである。

また、離間部材４の両側には、第１上面抑えローラ６１ａ，第１下面抑えローラ６１ｂ及び第２上面抑えローラ６２ａ，第２下面抑えローラ６２ｂが配置されるため、被接合部Ｗ１１，Ｗ２１のそれぞれの変形が突き合わせ部Ｗａの両側に過剰に広がることがなく、突き合わせ部Ｗａの変形範囲は抑制される。しかも、ワークＷ１，Ｗ２の移動によって生じる被接合部Ｗ１１，Ｗ２１の振動も抑制される。

接合装置１は、離間部材４の下流側で、離間部材４によって離間した後の第１上面挟着ローラ５１ａと第２上面挟着ローラ５２ａとの間の突き合わせ部Ｗａに向けて、レーザ照射部２からレーザ光を照射する。詳しくは、レーザ照射部２は、図７に示すように、離間部材４によって離間したワークＷ１，Ｗ２の被接合部Ｗ１１，Ｗ２１が再び接近する再接近部Ｗａ１の近傍、具体的には、再接近部Ｗａ１の直ぐ上流側に向けてレーザ光を照射する。再接近部Ｗａ１の直ぐ上流側では、被接合部Ｗ１１，Ｗ２１は未だ互いに離間しているため、レーザ光は、図８に示すように、離間した被接合部Ｗ１１，Ｗ２１の端面Ｗ１１ａ，Ｗ２１ａを含む領域Ｘに照射される。そのため、ワークＷ１，Ｗ２の被接合部Ｗ１１，Ｗ２１は、それらの端面Ｗ１１ａ，Ｗ２１ａにも直接的にレーザ光が照射されることによって、少ない熱量で効率的に加熱されるとともに、端面Ｗ１１ａ，Ｗ２１ａに形成される亜鉛メッキ層もレーザ光によって十分に除去される。

レーザ光によって溶融した被接合部Ｗ１１，Ｗ２１は、図７に示すように、再接近部Ｗａ１で再び突き合わされて接合部Ｗａ２を形成する。再接近部Ｗａ１では、被接合部Ｗ１１，Ｗ２１の端面Ｗ１１ａ，Ｗ２１ａの亜鉛メッキ層が十分に除去されているため、接合部Ｗａ２において、被接合部Ｗ１１，Ｗ２１同士は良好に密接して接合することができる。したがって、この接合装置１によれば、過剰な加熱を抑制し、ワークＷ１，Ｗ２の接合品質を向上させることができる。また、ワークＷ１，Ｗ２の被接合部Ｗ１１，Ｗ２１を効率的に加熱することが可能になることによって、加工速度の向上及びレーザ発振器の設備投資の削減も見込めるようになる。

本実施形態の接合装置１によれば、第１上面抑えローラ６１ａ，第１下面抑えローラ６１ｂ及び第２上面抑えローラ６２ａ，第２下面抑えローラ６２ｂによって、ワークＷ１，Ｗ２の被接合部Ｗ１１，Ｗ２１の過度の変形及び振動が抑えられるため、離間した被接合部Ｗ１１，Ｗ２１が再接近部Ｗａ１で再接近する際のワークＷ１，Ｗ２を位置決めし易くなる。これによって、ワークＷ１，Ｗ２の接合品質がさらに向上する。

図３及び図７に示すように、ワークＷ１，Ｗ２の接合時に、一対の第１上流側部ローラ３１ａ，第１下流側部ローラ３１ｂがワークＷ１をワークＷ２に向けて押圧する押圧力をＦ１、一対の第１上面挟着ローラ５１ａ，第１下面挟着ローラ５１ｂがワークＷ１をワークＷ２に向けて押圧する押圧力をＦ２としたとき、Ｆ１＜Ｆ２であることが好ましい。被接合部Ｗ１１，Ｗ２１同士を突き合わせるためにワークＷ１，Ｗ２に付与する押圧力を、レーザ光が照射される前よりもレーザ光が照射された後もしくはレーザ光照射される付近で大きくすることによって、レーザ光で溶融した後の被接合部Ｗ１１，Ｗ２１同士を良好に密着させることができる。そのため、ワークＷ１，Ｗ２の接合品質をさらに向上させることができる。

以上の実施形態では、一対の第１上流側部ローラ３１ａ，第１下流側部ローラ３１ｂを接合装置１の幅方向に移動させることによって、ワークＷ１をワークＷ２に向けて押圧したが、一対の第２上流側部ローラ３２ａ，第２下流側部ローラ３２ｂを接合装置１の幅方向に移動可能に設けることによって、ワークＷ２をワークＷ１に向けて押圧してもよい。また、第１上流側部ローラ３１ａ，第１下流側部ローラ３１ｂと第２上流側部ローラ３２ａ，第２下流側部ローラ３２ｂとを、接合装置１の幅方向に移動可能に設けることによって、ワークＷ１，Ｗ２の両方を互いに密接するように押圧してもよい。

以上の実施形態では、一対の第１上面挟着ローラ５１ａ，第１下面挟着ローラ５１ｂを接合装置１の幅方向に移動させることによって、ワークＷ１をワークＷ２に向けて押圧したが、一対の第２上面挟着ローラ５２ａ，第２下面挟着ローラ５２ｂを接合装置１の幅方向に移動可能に設けることによって、ワークＷ２をワークＷ１に向けて押圧してもよい。また、第１上面挟着ローラ５１ａ，第１下面挟着ローラ５１ｂと第２上面挟着ローラ５２ａ，第２下面挟着ローラ５２ｂとを、接合装置１の幅方向に移動可能に設けることによって、ワークＷ１，Ｗ２の両方を互いに密接するように押圧してもよい。

１ 接合装置
１５，１６ 搬送ローラ（ワーク移動機構）
１７ ガイドローラ（ワーク移動機構）
２ レーザ照射部（レーザ光照射手段）
４ 離間部材（離間手段）
３１ａ 第１上流側部ローラ（押圧力付与手段，第１押圧力付与手段）
３１ｂ 第１下流側部ローラ（押圧力付与手段，第１押圧力付与手段）
３１２ 側部押圧機構部（押圧力付与手段，第１押圧力付与手段）
５１ａ 第１上面挟着ローラ（押圧力付与手段，第２押圧力付与手段）
５１ｂ 第１下面挟着ローラ（押圧力付与手段，第２押圧力付与手段）
５１１ 上面幅方向押圧機構部（押圧力付与手段，第２押圧力付与手段）
５１４ 下面幅方向押圧機構部（押圧力付与手段，第２押圧力付与手段）
６１ａ 第１上面抑えローラ（抑え部材）
６１ｂ 第１下面抑えローラ（抑え部材）
６２ａ 第２上面抑えローラ（抑え部材）
６２ｂ 第２下面抑えローラ（抑え部材）
Ｗ１ ワーク（第１ワーク）
Ｗ２ ワーク（第２ワーク）
Ｗ１１ 被接合部（第１被接合部）
Ｗ２１ 被接合部（第２被接合部）
Ｗａ 突き合わせ部
Ｗａ１ 再接近部
Ｆ１ 第１押圧力付与手段の押圧力
Ｆ２ 第２押圧力付与手段の押圧力

Claims (3)

1. 線状に延在する第１被接合部を有する第１ワークと、線状に延在する第２被接合部を有する第２ワークと、を接合する接合装置であって、
   前記第１ワークと前記第２ワークとのうちの少なくとも一方を他方に向けて押圧し、前記第１被接合部と前記第２被接合部とを突き合わせる押圧力付与手段と、
   前記第１被接合部と前記第２被接合部とを突き合せた状態で、前記第１ワークと前記第２ワークとを前記第１被接合部及び前記第２被接合部の延在方向に沿って移動させるワーク移動機構と、
   前記第１ワーク及び前記第２ワークの移動の過程で、前記第１被接合部と前記第２被接合部との突き合わせ部の一部をめくり上げるように変形させることによって、前記第１被接合部と前記第２被接合部とを互いに一時的に離間させる離間手段と、
   前記第１ワーク及び前記第２ワークの移動方向における前記離間手段の下流側で、離間した前記第１被接合部と前記第２被接合部とが再度接近する部位に、レーザ光を照射するレーザ光照射手段と、を備える、接合装置。
2. 前記押圧力付与手段は、前記レーザ光照射手段によってレーザ光が照射される前の前記第１ワークと前記第２ワークとのうちの少なくとも一方を他方に向けて押圧する第１押圧力付与手段と、前記レーザ光照射手段によってレーザ光を照射されている位置で前記第１ワークと前記第２ワークとのうちの少なくとも一方を他方に向けて押圧する第２押圧力付与手段と、を有し、
   前記第１押圧力付与手段の押圧力よりも前記第２押圧力付与手段の押圧力の方が大きい、請求項１に記載の接合装置。
3. 前記押圧力付与手段は、前記離間手段によって前記突き合わせ部をめくり上げる際の前記突き合わせ部の変形範囲を抑制する抑え部材を有する、請求項１又は２に記載の接合装置。

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