JP2914107B2 - 溶接用当金治具および自動当金装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アークブレージングや
ソルダリングなどによって比較的薄板からなる被溶接物
を溶接するに際して、溶接箇所にあてがって溶接部分を
クランプすると共に、当該部分を冷却して被溶接物の変
形を防止するのに利用される溶接用当金治具および自動
当金装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車ボディの組立て工程において、例
えば、ルーフとピラー、あるいはルーフとリヤフェンダ
などの継目部分には、当該継目を隠し、平滑にして外観
を向上させるために、アークブレージングが施されてお
り、このアークブレージングには従来、図１３に示すよ
うな当金治具が用いられていた。

【０００３】すなわち、図に示す当金治具１００は、基
板１０１上に固定されたアウタ当金１０２と、前記基板
１０１に回動可能に取付けられ、スイングシリンダ１０
３の作動によって軸１０１ａを中心に回動するスイング
プレート１０４と、該スイングプレート１０４に備えた
アクチュエータ１０５によって図中上下方向に作動する
インナ当金１０６を備えたものであって、前記インナ当
金１０６は内部に冷却水を通す通水路１０６ａを有し、
冷却水導入口１０６ｂおよび排水口１０６ｃには図示し
ない冷却水ホースがそれぞれ接続してある。

【０００４】上記構造の当金治具１００を使用して、例
えばリヤピラーパネルＰにアークブレージングを施すに
際しては、まず、スイングシリンダ１０３を押出し作動
させることによってスイングプレート１０４を開いた状
態で、パネルＰの外面の所定のブレージング箇所両側に
アウタ当金１０２に押し当て、前記スイングシリンダ１
０３の引込み作動によるスイングプレート１０４の回動
によって、インナ当金１０６をパネルＰの図中上方に開
口している作業孔から該パネルＰの内部に挿入する。

【０００５】そして、アクチュエータ１０５を押出し作
動させることにより当該インナ当金１０６をパネルＰの
内面のブレージング箇所裏面に押し当てたのち、この状
態でアークブレージングトーチＴによって、図中に矢印
で示す方向に沿ってパネルＰの外面の所定箇所にブレー
ジングを行うようにしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した従
来の当金治具１００においては、ブレージング長さに対
してパネルＰの作業孔が小さく、インナ当金１０６によ
るパネルＰのクランプ面積が作業孔の大きさによって制
約を受け、作業孔の開いている部分だけしかクランプす
ることができないため、パネルＰのインナ当金１０６に
よって押さえられていない部分の冷却が不十分となるこ
とから、この部分の熱変形が避けられないという問題点
がある。 また、前記インナ当金１０６には、先に述べ
たように当該インナ当金１０６を冷却するための冷却ホ
ースが接続されているので、これらの配管が複雑となっ
て、車種の変更に伴う当金治具のスピーディな切換えが
妨げられるという問題点があり、これら問題点の解消が
ブレージング作業の品質を向上させるための、あるいは
上記のような当金操作を完全自動化するための課題とな
っていた。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、従来の当金治具における上記
課題に着目してなされたものであって、溶接箇所への当
接面積が大きくて熱吸収性に富み、当金を水冷すること
なく被溶接物の変形防止が可能な溶接用当金治具と、こ
のような当金治具を複数個具備し、被溶接物の変更に容
易に対応することができる溶接用自動当金装置を提供す
ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる溶接用当
金治具は、被溶接物の溶接箇所の近傍部両側に当接する
アウタ当金と、前記溶接箇所の裏面に当接するインナ当
金を備えた溶接用当金治具において、前記アウタ当金と
インナ当金とが互いに回動可能に軸支されていると共
に、前記インナ当金に、基端側が当該インナ当金の先端
部に軸着されるとともに被溶接物の側に付勢され、イン
ナ当金の被溶接物への接近に伴って先端側が溶接箇所の
裏面に当接しながら回動し、当該インナ当金の溶接箇所
裏面への当接状態において溶接箇所裏面に密着する補助
当金を設けてなる構成としたことを特徴としており、本
発明に係わる溶接用自動当金装置は、回転軸のまわりに
配設され、当該回転軸の回動によって被溶接物の種類に
応じて選択される複数の当金治具と、前記回転軸を回動
させることにより前記当金治具を選択的に切換える治具
切換え手段と、前記当金治具を前記被溶接物に対して位
置決めする治具移動手段を備えた溶接用自動当金装置で
あって、前記当金治具は、前記被溶接物の溶接箇所の近
傍部両側に当接するアウタ当金と、当該アウタ当金に回
動可能に軸支されて溶接箇所の裏面に当接するインナ当
金と、前記インナ当金を溶接箇所裏面にセットするイン
ナ当金セット手段と、前記インナ当金とアウタ当金との
間をロックするロック手段と、前記インナ当金を溶接箇
所裏面に押圧する加圧手段を備えると共に、前記インナ
当金には、基端側が当該インナ当金の先端部に軸着され
るとともに被溶接物の側に付勢され、前記インナ当金セ
ット手段の作動に基づくインナ当金の被溶接物への接近
に伴って先端側が溶接箇所の裏面に当接しながら回動
し、当該インナ当金の溶接箇所裏面への当接状態におい
て溶接箇所裏面に密着する補助当金を設けてなる構成と
したことを特徴としており、溶接用当金治具および自動
当金装置における上記構成を前述した従来の課題を解決
するための手段としている。

【０００９】

【発明の作用】本発明に係わる溶接用当金治具において
は、インナ当金の先端部に補助当金の基端側が軸着され
ており、該補助当金は被溶接物の側に付勢され、インナ
当金のセット前にはインナ当金の本体側から溶接箇所の
裏面に向けて突出した状態となっている。 当該補助当
金は、インナ当金をセットするに際して、その先端側が
インナ当金の本体部より先に被溶接物に当接するので、
本体部が被溶接物に接近するに従って基端側を中心にし
て回動し、本体部が溶接箇所裏面に当接すると、溶接箇
所の裏面形状に合わせて成形した当該補助当金の当接面
が溶接箇所の裏面に密着することになる。

【００１０】したがって、図１３に示したパネルＰのよ
うに、溶接箇所裏面側の作業孔が小さくてインナ当金の
寸法が制約されるような場合であっても、インナ当金の
本体部と補助当金とがパネルＰの内部に入り込み、イン
ナ当金本体部と補助当金との両方で溶接箇所の裏面のほ
ぼ全体をカバーすることから、冷却水を流さなくても溶
接熱を速やかに吸収するので、被溶接物の熱変形が防止
されることになる。

【００１１】また、本発明に係わる溶接用自動当金装置
は、インナ当金およびアウタ当金を溶接箇所に固定する
セット手段，ロック手段および加圧手段を設けた上記構
造の当金治具を被溶接物の種類に応じて複数個備えると
共に、切換え手段や移動手段を備えており、切換え手段
によって前記複数の当金治具の中から選択した被溶接物
の種類に適した治具を移動手段が被溶接物に対して位置
決めし、インナ当金およびアウタ当金が前記セット手
段，ロック手段および加圧手段によって被溶接物の所定
の溶接箇所に固定されることになる。 このとき、前記
インナ当金は、前述のように本体部と補助当金とから構
成され、溶接箇所裏面のほぼ全面に当接することによっ
て被溶接物の熱変形を防止し、水冷する必要のないもの
であるから、当金治具の選択に際して冷却水ホースの配
管が当金治具の円滑な切換えを妨げることがなく、被溶
接物の変更に応じた当金治具の選択、治具の位置決めお
よび固定といった一連の動作が円滑かつ速やかなものと
なる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。

【００１３】図１ないし図１２は、本発明に係わる溶接
用自動当金装置の一実施例を説明するものであって、図
１ないし図３は当該自動当金装置の全体を示すそれぞれ
平面図，正面図および左側面図である。

【００１４】すなわち、図１ないし図３に示す溶接用自
動当金装置１は、自動車の車体組立工程において、ルー
フとリヤフェンダとの継目にアークブレージングを施す
に際して、溶接ロボットと組合わせて使用される全自動
の当金装置であって、当該自動当金装置１は、車体組立
工場建屋内の床面に立設された門型をなす架台２の梁材
２ａの中央部に上下動自在に取付けられ、上下軸（Ｚ
軸）用ＡＣサーボモータ３ａの作動に基づいて上下動す
る昇降部材３と、該昇降部材３の下端部に前方向に摺動
自在に取付けられるとともに前記梁材２ａに固定された
補助シリンダ４に支持され、前後軸（Ｙ軸）用ＡＣサー
ボモータ５ａの作動によって前後方向に摺動する前後動
部材５と、該前後動部材５に固定されたアーム６の両端
に設けた回転軸（Ｓ軸）用ＡＣサーボモータ７ａ，７ａ
（治具切換え手段）の作動によって回動する回転軸７，
７と、当該回転軸７，７にダンパプレート８を介してそ
れぞれ取付けられた３基の当金治具９，１０，１１を備
えており、前記上下軸用サーボモータ３ａおよび前後軸
用サーボモータ５ａにより、前記当金治具９，１０，１
１を被溶接物である自動車の車体Ｂに位置決めする治具
移動手段が構成されている。

【００１５】前記当金治具９ないし１１は、それぞれ異
なった寸法，形状を有し、図４に示すように回転軸７の
まわりに１２０°間隔の放射状に配設されており、前記
サーボモータ７ａにより前記回転軸７を回動させること
によって、３種の当金治具９，１０，１１の中から当該
自動当金装置１に搬入された車種に適した当金治具を選
択して切換えるようになっている。

【００１６】これら当金治具９，１０，１１は、基本的
には同様の構造を有し、例えば当金治具９は、図５ない
し図７に示すように、回転軸７に取付けた前記ダンパプ
レート８にブラケット１２を介して取付けられており、
当該ブラケット１２に取付けられたベースプレート１３
の一方側、すなわち図５における下方側には、固定部材
１３ａ，１３ｂによって銅製のアウタ当金１４が取付け
られている。

【００１７】前記ベースプレート１３の他方側（図５に
おける上方側）には、加圧シリンダ１５を介してインナ
当金１６を備えるとともにベースプレート１３に設けた
回動軸１３ｃに支持されて回動するスイングプレート１
７と、同じくベースプレート１３に軸着され前記スイン
グプレート１７をスイング作動させるスイングシリンダ
１８を備えており、これらによって前記インナ当金１６
を車体Ｂを形成するパネルＰの溶接箇所Ｗの裏面にセッ
トするためのインナ当金セット手段が構成されている。

【００１８】スイングプレート１７の中央部には、前記
加圧シリンダ１５と当該加圧シリンダ１５のシリンダロ
ッド１５ａの先端に接続されるとともに、図５における
下面側に前記インナ当金１６を取付けた当金ホルダ１９
が設けてあり、これらにより前記インナ当金１６をパネ
ルＰの溶接箇所Ｗの裏面に押圧するための加圧手段が構
成されている。

【００１９】さらに、前記スイングプレート１７の先端
側、すなわち図５における左端側には、図中上方に突出
するフックアーム２０が固定されており、当該フックア
ーム２０の基端部には、前記溶接箇所Ｗにそれぞれセッ
トされたアウタ当金１４とインナ当金１６とをパネルＰ
を挟持した状態にロックするロックアーム２１が軸着さ
れると共に、前記フックアーム２０の先端部には前記ロ
ックアーム２１を作動させるためのフックシリンダ２２
が軸着されており、これらによってロック手段が構成さ
れている。

【００２０】また、前記ブラケット１２にはタッチセン
サ２３が取付けてあり、車体Ｂとの当接状態を検知する
ことによって、当該当金治具９の位置決めを判定するよ
うになっている。

【００２１】なお、前記アウタ当金１４は、図６に示す
ように、車体Ｂのルーフとリヤフェンダとの継目である
溶接箇所Ｗの両側にそれぞれ当接する２つの部材１４ａ
および１４ｂとからなるものであって、両部材１４ａお
よび１４ｂの間に形成される隙間から、図示しない溶接
ロボットに操作される溶接トーチＴによって、前記溶接
箇所Ｗに溶接（ブレージング）を施すようになってい
る。

【００２２】また、前記ダンパプレート８は、２枚のプ
レート間にゴム製ダンパ８ａを挟持したものであって、
当該ゴム製ダンパ８ａの弾性力によって車体Ｂとアウタ
当金１４およびインナ当金１６との間の密着性が向上す
るようにしてある。

【００２３】図８ないし図１０は、前記インナ当金１６
の形状および構造をより詳しく説明するものである。
すなわち、前記インナ当金１６は、アウタ当金１４と同
じく銅製のものであって、前記当金ホルダ１９に装着さ
れたインナ当金本体部１６ａと、図８中における前記本
体部１６ａの下端寄りの位置に設けた第１の軸２４にそ
の基端側を軸着され、該軸２４の図中上方に設けた第２
の軸２５に取付けられたねじりコイルばね２６によって
図中時計回り方向に付勢された補助当金１６ｂと、前記
本体部１６ａの下端左側に固定され、前記補助当金１６
ｂの回動範囲を制限するストッパ１６ｃとから構成され
ており、これらインナ当金本体部１６ａ，補助当金１６
ｂおよびストッパ１６ｃのパネルＰへの当接面は、当該
パネルＰの溶接箇所Ｗの裏面形状にあわせた形状に成形
してあり、図に示すパネルＰとの当接状態において、前
記溶接箇所裏面にぴったりと密着して溶接熱を有効に吸
収することができるようになっている。

【００２４】また、当該インナ当金１６がパネルＰから
離れた状態においては、前記補助当金１６ｂがねじりコ
イルばね２６の弾性力によって軸２４を中心に時計方向
に回動して、その当接面が前記ストッパ１６ｃに当接す
るので、当該補助当金１６ｂの先端側が図８の下方側に
突出した状態となる（図１１参照）。

【００２５】以下に、上記構成を有する溶接用自動当金
装置１を用いて、車体Ｂの所定の溶接箇所Ｗに当金を施
し、当該溶接箇所Ｗにアークブレージングを行う過程に
ついて説明する。

【００２６】まず、自動当金装置１の待機状態におい
て、車体Ｂが当該ブレージング工程に搬入され、所定の
位置に到達すると、その車種が検知され、図示しない制
御装置が車種の検知結果に基づいて回転軸用サーボモー
タ７ａ，７ａを作動させ、回転軸７，７が適宜方向に１
２０°回動することにより、３種の当金治具９，１０，
１１の中から搬入された車種に適した当金治具、例えば
９が選択される。 このとき、前記当金治具９のインナ
当金１６は水冷用の冷却水ホースを接続していないの
で、配管が交錯することがなく、治具の切換えを円滑か
つ速やかに行うことができる。

【００２７】次に、車体Ｂが所定の位置に停止し、車体
Ｂの位置決めがなされると、制御装置が車種ごとに記憶
している位置データの中から、搬入された車種に対応す
る高さ位置データおよび前後方向位置データを読み出
し、上下軸用サーボモータ３ａおよび前後軸用サーボモ
ータ５ａにそれぞれ駆動信号を送ることによって、昇降
部材３を所定の高さまで下降させたのち、前後動部材５
を所定の位置まで前進させる。

【００２８】そして、前記回転軸用サーボモータ７ａ，
７ａを再度作動させることにより、回動軸７，７をわず
かに回動させ、アウタ当金１４を車体Ｂの所定の溶接箇
所Ｗに押し当てる。 このとき、当金治具９に設置した
前記タッチセンサ２３からの信号が参照されると共に、
前記ダンパプレート８に設けたゴム製ダンパ８ａが弾性
変形するので、アウタ当金１４を溶接箇所Ｗに密着させ
ることができる。

【００２９】次に、当金治具９のスイングシリンダ１８
の押出し作動によってスイングプレート１７が回動し、
当該スイングプレート１７に取付けられたインナ当金１
６が車体Ｂを形成するパネルＰの内側にセットされる。
このとき、前記インナ当金１６の補助当金１６ｂは、
ねじりコイルばね２６によって付勢されているので、パ
ネルＰへの当接前には、図１１に示すようにインナ当金
本体部１６ａの当接面よりパネルＰの側に突出した状態
となっている。

【００３０】したがって、前記補助当金１６ｂは、パネ
ルＰの裏面側に形成された作業孔が小さい場合であって
も、前記スイングシリンダ１８の押出し作動によって、
前記本体部１６ａおよびストッパ１６ｃと共に容易にパ
ネルＰの内部に入り込むことができる。 そして、補助
当金１６ｂは、インナ当金１６の本体部１６ａがパネル
Ｐに接近するにしたがって、当該補助当金１６ｂの先端
部がパネルＰの内面に当接しながら軸２４を中心に反時
計方向に回動し、前記本体部１６ａおよびストッパ１６
ｃがパネルＰの溶接箇所裏面に当接したときには、図１
１中に仮想線で示すように、あるいは図８に示すよう
に、補助当金１６ｂの当接面が溶接箇所裏面に密着する
ことになり、その結果、インナ当金１６の本体部１６
ａ、補助当金１６ｂおよびストッパ１６ｃによって溶接
箇所Ｗの裏面をほぼ全面的にカバーするので、この部分
を効率的に冷却することが可能になる。

【００３１】インナ当金１６のセットが終了すると、フ
ックシリンダ２２の押出し作動によって、ロックアーム
２１が図１２中に実線で示す位置から仮想線で示す位置
に回動し、これによって前記インナ当金１６とアウタ当
金１４とのあいだがロックされる。

【００３２】次いで、加圧シリンダ１５の押出し作動に
よってインナ当金１６がパネルＰの溶接箇所裏面に押し
付けられてパネルＰがクランプされる。

【００３３】以上によって溶接箇所Ｗへの当金治具９の
装着が完了するので、図示しない溶接ロボットが作動を
開始し、前記アウタ当金１４の当金部材１４ａおよび１
４ｂの間から、溶接箇所Ｗに溶接（アークブレージン
グ）が施される。 このとき、前述のように、補助当金
１６ｂを備えたインナ当金１６が溶接箇所Ｗの裏面をほ
ぼ全面的にカバーして溶接熱を効率的に吸収するので、
パネルＰに熱変形が生じることはない。

【００３４】溶接終了後には、前記とは逆の順序、すな
わち、加圧シリンダ１５，フックシリンダ２２，スイン
グシリンダ１８の順序で各シリンダが引込み作動し、こ
れによって当金治具９のクランプ状態が解除され、当該
当金治具９が車体Ｂから取り外されると、溶接を終了し
た車体Ｂが次工程に搬出されると共に、当該自動当金装
置１は所定の待機状態に戻り、次に搬入される車体の溶
接に備える。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる溶
接用当金治具は、上記構成、すなわち被溶接物側に付勢
され、セット状態において溶接箇所裏面に密着する補助
当金をインナ当金の先端部に軸着した構成としたもので
あるから、溶接箇所の裏面側のスペースの関係でインナ
当金の寸法が制約されるような場合であっても溶接箇所
の裏面をほぼ全面的に冷却することができ、当金を水冷
することなく溶接部の熱変形を防止することができると
いう優れた効果がもたらされる。

【００３６】また、本発明に係わる溶接用自動当金装置
は、上記構成の当金治具を被溶接物の種類に応じて複数
個備えると共に、前記複数の当金治具を被溶接物の変更
に応じて選択する治具切換え手段や、治具移動手段，セ
ット手段など、当該当金治具を被溶接物に装着するため
の自動機構を備えたものであり、しかも前記当金治具は
当金を水冷するための冷却ホースを必要としないもので
あるから、被溶接物の変更に伴う当金治具の選択や位置
決め、固定などの一連の自動操作を円滑かつ速やかに行
うことができるという優れた効果をもたらすものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる溶接用自動当金装置
を示す平面図である。

【図２】図１に示した溶接用自動当金装置の正面図であ
る。

【図３】図１に示した溶接用自動当金装置の左側面図で
ある。

【図４】図１に示した溶接用自動当金装置における当金
治具の配置を示す拡大図である。

【図５】図１に示した溶接用自動当金装置における当金
治具の構造を示す平面図である。

【図６】図５に示した当金治具の正面図である。

【図７】図５に示した当金治具の側面図である。

【図８】図５ないし図７に示した当金治具のインナ当金
の形状および構造を示す平面図である。

【図９】図８に示したインナ当金の正面図である。

【図１０】図８に示したインナ当金の側面図である。

【図１１】図８ないし図１０に示したインナ当金のセッ
ト時における補助当金の動きを示す説明図である。

【図１２】図５ないし図７に示したロックアームによる
インナ当金とアウタ当金とのロック状況を示す説明図で
ある。

【図１３】従来の当金治具の構造および当該当金治具に
よるパネルのクランプ状況を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 溶接用自動当金装置 ３ａ 上下軸用サーボモータ（治具移動手段） ５ａ 前後軸用サーボモータ（治具移動手段） ７ 回転軸 ７ａ 回転軸用サーボタモータ（治具切換手段） ９，１０，１１ 当金治具 １４ アウタ当金 １５ 加圧シリンダ（加圧手段） １６ インナ当金 １６ｂ 補助当金 １７ スイングプレート（インナ当金セット手段） １８ スイングシリンダ（インナ当金セット手段） ２１ ロックアーム（ロック手段） ２２ フックシリンダ（ロック手段） Ｂ 車体（被溶接物） Ｗ 溶接箇所

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被溶接物の溶接箇所の近傍部両側に当接
   するアウタ当金と、前記溶接箇所の裏面に当接するイン
   ナ当金を備えた溶接用当金治具において、前記アウタ当金とインナ当金とが互いに回動可能に軸支
   されていると共に、 前記インナ当金に、基端側が当該インナ当金の先端部に
   軸着されるとともに被溶接物の側に付勢され、インナ当
   金の被溶接物への接近に伴って先端側が溶接箇所の裏面
   に当接しながら回動し、当該インナ当金の溶接箇所裏面
   への当接状態において溶接箇所裏面に密着する補助当金
   を設けてなることを特徴とする溶接用当金治具。
2. 【請求項２】 回転軸のまわりに配設され、当該回転軸
   の回動によって被溶接物の種類に応じて選択される複数
   の当金治具と、 前記回転軸を回動させることにより前記当金治具を選択
   的に切換える治具切換え手段と、 前記当金治具を前記被溶接物に対して位置決めする治具
   移動手段を備えた溶接用自動当金装置であって、 前記当金治具は、前記被溶接物の溶接箇所の近傍部両側
   に当接するアウタ当金と、当該アウタ当金に回動可能に
   軸支されて溶接箇所の裏面に当接するインナ当金と、前
   記インナ当金を溶接箇所裏面にセットするインナ当金セ
   ット手段と、前記インナ当金とアウタ当金との間をロッ
   クするロック手段と、前記インナ当金を溶接箇所裏面に
   押圧する加圧手段を備えると共に、 前記インナ当金には、基端側が当該インナ当金の先端部
   に軸着されるとともに被溶接物の側に付勢され、前記イ
   ンナ当金セット手段の作動に基づくインナ当金の被溶接
   物への接近に伴って先端側が溶接箇所の裏面に当接しな
   がら回動し、当該インナ当金の溶接箇所裏面への当接状
   態において溶接箇所裏面に密着する補助当金を設けてな
   ることを特徴とする溶接用自動当金装置。