JP4725197B2

JP4725197B2 - シート状薄板の搬送装置

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Publication number: JP4725197B2
Application number: JP2005160188A
Authority: JP
Inventors: 英幸甲斐; 学小林; 正弘小川; 良一木村; 左知生岸野; 健児塚本
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2025-05-31
Also published as: JP2006334615A

Description

本発明は、突き合わせ溶接されるシート状薄板の搬送装置に関する。

例えば自動車の車体などのように、隣接する部位に材質や板厚等が異なる鋼板を必要とする場合、二枚（あるいはそれ以上）の短冊状に予め断裁されたシート状薄板（鋼板）を、連続溶接装置を用いて長手方向に連続して溶接することによりテーラードブランク材を形成して対処している。

シート状薄板同士を溶接してテーラードブランク材を形成する方法としては、複数のシート状薄板の端面同士を隙間がないように突き合わせた状態で固定し、接合部に沿って移動可能な可動式溶接機を用いて複数のシート状薄板同士を溶接する方法や、端面同士を突き合わせた状態で複数のシート状薄板を移動させ、固定式の溶接機を用いて複数のシート状薄板同士を溶接する方法がある。

このシート状薄板を移動させる方法を用いた連続溶接装置は、二枚の薄板それぞれに搬送手段が備えられており、それらの搬送面は鋭角で傾斜して垂直方向に段差を有し、溶接機の直前で共通の水平面に合流するように構成されている（例えば特許文献１参照）。
特公平６−１３１５３号公報

しかしながら、上記特許文献記載の連続溶接装置に用いられるシート状薄板の搬送手段では、搬送面は互いに鋭角で傾斜して垂直方向に段差を有し、溶接機の直前で共通の水平面に合流するように構成されているため、それぞれの案内手段の、相互間の調整が正確でないとそれぞれの薄板の被溶接端が上下に重なってしまったり、あるいは隙間ができてしまったりと言う不具合が発生する虞がある。

そこで、シート状薄板の搬送中心を決めるガイドローラを設け、このガイドローラで板厚の厚い方の薄板（以下、厚板と略す）の端面を基準に板厚の薄い方の薄板（以下、薄板と略す）の端面を突き当てることにより突合せ面が一定の位置になるようにしたものが考案されている。また、薄板を波線形状に変形させて厚板の端面と擦り合わせるようにしたものもある。

このとき、ガイドローラを横向き（回線軸が鉛直方向）にすれば厚板は理想的な転がり接触となるため、磨耗が少なくなる反面、薄板はガイドローラを迂回する必要が生じ、その変形量が大きくなってしまい、突合せ面の真直性が悪くなって厚板との密着性が低下する。また、薄板を波線形状に変形させるための手段を別に設ける必要があり、装置全体が複雑になる。

一方、ガイドローラを縦向き（回線軸が水平方向）にすれば、このガイドローラの下側を通過する薄板は理想的な波線形状となるが、ガイドローラの幅はシート状薄板の中央側への移動量に影響されるため、長くしなければならず、その結果薄板を波線形状に変形する際抵抗が掛って搬送に影響し、速度が不安定になる虞がある。

また、ガイドローラのガイド面と厚板との接触面積が増加すると共に、すべり接触となって搬送抵抗が増え、磨耗が大きくなる虞がある。さらに、ガイドローラのガイド面と厚板とが咬み込まないようガイドローラのガイド面に面取り加工が必要となり、この面取りを追加した分だけ薄板の変形量が増加し、やはり突合せ面の真直性が悪くなって厚板との密着性が低下する。

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、左右に離間して搬送されるシート状薄板の被溶接端を、溶接位置を通る搬送方向鉛直面へスムーズに誘導可能なシート状薄板の搬送装置を提供することを目的とする。

本発明に係るシート状薄板の搬送装置は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、互いに隣り合う複数枚のシート状薄板同士を付き合わせた状態で溶接手段の溶接位置まで案内して搬送する搬送装置において、互いに隣り合う同一の水平面内に上記溶接位置を通る搬送方向鉛直面を挟んで別々の搬送面を有する搬送路を備え、一方の搬送路の搬送面に対して、部分的に上記シート状薄板の略板厚分程度下方に押し下げて湾入凹部を形成し、この湾入凹部の搬送方向鉛直面に一方の搬送路で搬送する上記シート状薄板の被溶接端が押し当てられる案内面を備えた案内手段を配置する一方、上記搬送路は平面視でこの搬送路の入り口側が水平方向に離間されると共に、上記搬送路の出口側において上記溶接手段の溶接位置を通る上記搬送方向鉛直面に向かって互いに接近するよう水平方向に傾斜した搬送方向を備えて配置される一方、上記案内手段は上記搬送路を構成する複数の搬入ローラと交互に配置されてこの搬送路上を搬送される上記シート状薄板に上記湾入凹部を形成する複数のガイドローラとし、その軸方向端面を案内面とすると共に、このガイドローラの上記シート状薄板との当接面を形成する外周面を、上記案内面を形成する軸方向端面に向かって漸次大径になるテーパー状に形成したものである。

また、上述した課題を解決するために、請求項２に記載したように、上記ガイドローラの外周面を、平坦に形成される上記搬送路の搬送面に対して外側が上向きに傾斜するように配置したものである。

さらに、上述した課題を解決するために、請求項３に記載したように、上記ガイドローラの幅を、上記搬送路を構成する搬入ローラの幅より狭く形成し、上記溶接位置を通る搬送方向鉛直面側に偏って配置すると共に、少なくともその案内面の高さをこの案内面に当接する上記シート状薄板の厚さより高くなるように形成したものである。

さらにまた、上述した課題を解決するために、請求項４に記載したように、上記ガイドローラの軸方向端面の案内面を、平面視において少なくとも上記搬送路の入り口側が外側に開くように形成したものである。

また、上述した課題を解決するために、請求項５に記載したように、上記ガイドローラを、その回転軸が上記搬送面に対して上下方向に傾斜するように配置したものである。

さらに、上述した課題を解決するために、請求項６に記載したように、上記ガイドローラを、その回転軸が上記溶接位置を通る上記搬送方向鉛直面側が上向きに傾斜するように配置したものである。

さらにまた、上述した課題を解決するために、請求項７に記載したように、上記隣り合う搬送路の、上記ガイドローラが配置された側を搬送されるシート状薄板の厚さを他方のシート状薄板の厚さより薄いものとしたものである。

本発明に係るシート状薄板の搬送装置によれば、左右に離間して搬送される二枚のシート状薄板の被溶接端を、溶接位置を通る搬送方向鉛直面へスムーズに誘導することが可能になる。また、ガイドローラの軸方向端面に形成された案内面にガイドされるシート状薄板がガイドローラによって咬み込まれるのが防止され、シート状薄板の被溶接端を確実に溶接位置に案内することができる。

さらに、案内面とシート状薄板の被溶接端との接触部が点接触になるので、シート状薄板の変形が少なくなる。さらにまた、ガイドローラによって湾曲されるシート状薄板の変形量を少なくすることができるため、他方のシート状薄板との突合せ面の真直性が良くなってシート状薄板同士の密着性が向上する。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に係るシート状薄板の搬送装置が適用された連続溶接装置の立面図である。図１に示すように、この連続溶接装置１は例えば枠組み２に組み付けられた、シート状薄板の搬送装置３を備える。搬送装置３は主に薄板の搬入ユニット４と搬出ユニット５とから構成される。

また、本実施形態においては、例えば固定式のレーザー式溶接機６が溶接手段として用いられ、搬入ユニット４と搬出ユニット５との間に例えば上方から設置されると共に、このレーザー式溶接機６のレーザー照射によって二枚のシート状薄板が溶接される。

図２は、搬送装置３の、搬入ユニット４の概略斜視図であり、図３は搬入ユニット４の概略平面図である。さらに、図４は搬入ユニット４の概略側面図であり、図５は図４の要部を拡大した側面図である。そして、図６は図５の矢視図、図７は図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。

図２〜図７に示すように、この連続溶接装置１は例えば二枚、あるいはそれ以上の予め短冊状に断裁されたシート状薄板７Ａ，７Ｂを搬送しながら溶接機６によって長手方向に連続して溶接し、一体化することによりテーラードブランク材（図示せず）を形成するものである。具体的には、幅方向に並べられた例えば板厚の異なる例えば二枚の薄板７Ａ，７Ｂを搬入ユニット４によって溶接機６方向へ搬入し、所定の位置において溶接機６を用いてこれら二枚のシート状薄板７Ａ，７Ｂを接合した後、一体化されたテーラードブランク材を搬出ユニット５で搬出するものである。

シート状薄板７Ａ，７Ｂの搬入ユニット４および搬出ユニット５は例えば床面上に配置される搬送ローラ装置８と、この搬送ローラ装置８の上方に配置されるクランプローラ装置９とから構成される。そして、シート状薄板７Ａ，７Ｂはその上下をクランプローラ装置９および搬送ローラ装置８に挟まれて搬送される。

搬送ローラ装置８は、その前半部に複数個の搬入ローラ１０を、後半部に複数個の搬出ローラ１１を備え、これらの搬入・出ローラ１０，１１が例えば搬入ユニット４と搬出ユニット５との間に設置されたモータ１２等の動力によって例えばベルト１３等を介して回動駆動されると共に、クランプローラ装置９はそのクランプローラ１４が搬入ユニット４の搬入・出ローラ１０，１１にシート状薄板７Ａ，７Ｂを押し付けてこのシート状薄板７Ａ，７Ｂと搬入・出ローラ１０，１１との滑りを制御する。また、搬入ユニット４はシート状薄板７Ａ，７Ｂ毎に、本実施形態においては二組設置され、互いに隣り合う略同一の水平面内に上記溶接機６の溶接位置を通る搬送方向鉛直面を挟んで別々の搬送面を有する。

なお、クランプローラ装置９はシート状薄板７Ａ，７Ｂの設置時に邪魔にならぬよう、例えば可動式に構成される。また、搬送ローラ装置８は枠組み２等に固定される。

搬入ローラ１０は、シート状薄板７Ａ，７Ｂの搬送方向軸線に直交する回動軸１５に回動自在に軸支され、複数個の搬入ローラ１０がシート状薄板７Ａ，７Ｂの搬送方向軸線に沿って二枚のシート状薄板７Ａ，７Ｂ毎に並行配置される。一方、クランプローラ１４はシート状薄板７Ａ，７Ｂを挟んで各搬入ローラ１０に対応して配置されると共に、クランプローラ１４を回動自在に軸支する回動軸１６は搬入ローラ１０の回動軸１５と平行に配置される。

二枚のシート状薄板７Ａ，７Ｂを搬送する二組の搬入ローラ１０の列によって形成される搬送路１７Ａ，１７Ｂは、図３に示すように、平面視で搬送路１７Ａ，１７Ｂの入り口側が水平方向に離間されると共に、搬送路１７Ａ，１７Ｂの出口側において搬送装置３の中心軸１８、すなわち溶接機６の溶接位置を通る搬送方向鉛直面に向かって互いに接近するよう、搬送装置３の中心軸１８方向、すなわち水平方向に傾斜した搬送方向を備えて配置される。また、図４に示すように、両方の搬送路１７Ａ，１７Ｂの搬送面は共通の水平面を有する。

搬送路１７Ａ，１７Ｂの入り口側には二枚のシート状薄板７Ａ，７Ｂの投入位置を決める複数のセットローラ１９Ａ，１９Ｂが案内手段として配置される。これらのセットローラ１９Ａ，１９Ｂは垂直方向の回動軸２０によって回動自在に軸支され、二枚のシート状薄板７Ａ，７Ｂのそれぞれの一方側端縁に当接して各薄板７Ａ，７Ｂを投入位置で案内する。

本実施形態においては、板厚の厚い方の薄板７Ａ（以下、厚板と略す）（図３においては上側）は搬送装置３の中心軸１８側被溶接端２１Ａがセットローラ１９Ａに当接して溶接機６の溶接位置を通る搬送方向鉛直面と平行に案内される一方、板厚の薄い方の薄板７Ｂ（以下、薄板と略す）（図３においては下側）は搬送装置３の中心軸１８側とは反対側の外側端縁２２が他のセットローラ１９Ｂに当接して案内される。すなわち、二枚のシート状薄板７Ａ，７Ｂは入り口側の投入位置において共通の垂直面内ではないそれぞれ別の案内面によって案内される。

そして、二枚のシート状薄板７Ａ，７Ｂは搬送路１７Ａ，１７Ｂの出口側に配置された前記溶接機６に隣接する上流で被溶接端２１Ａ，２１Ｂ同士が突き合わされるよう、互いが次第に接近しながら搬送路１７Ａ，１７Ｂ上を溶接機６に向かって搬送される（図２および図３参照）。なお、前記クランプローラ１４はシート状薄板７Ａ，７Ｂの投入位置を除く範囲に設置される。

二つの搬送路１７Ａ，１７Ｂのうち、一方の、本実施形態においては薄板７Ｂの搬送路１７Ｂの、出口側の上記溶接機６直前には複数のガイドローラ２３が配置される。これらのガイドローラ２３は側面視で薄板７Ｂの上側、且つ平面視で各搬入ローラ１０間に、すなわち搬入ローラ１０とガイドローラ２３とが交互に並ぶように配置される。

これらのガイドローラ２３は、一方の搬送路１７Ｂによって搬送される薄板７Ｂを、部分的に他方の搬送路１７Ａによって搬送される厚板７Ａよりも薄板７Ｂの略板厚分程度下方に押し下げて一方の搬送路１７Ｂの各搬入ローラ１０間に湾入凹部２４を形成するようにその位置が設定される（図５および図７参照）。なお、搬入ローラ１０によって形成される他方の搬送路１７Ａの搬送面は平坦に形成される。

このガイドローラ２３は厚板７Ａを溶接機６の溶接位置に案内する他の案内手段でもあり、搬送装置３の中心軸１８線が通る垂直面、すなわち溶接機６の溶接位置を通る搬送方向鉛直面内に位置する中心側軸方向端面が案内面２５として備えられる。この案内面２５は搬入ローラ１０によって搬送される厚板７Ａの被溶接端２１Ａが押し当てられることにより薄板７Ａの被溶接端２１Ａを搬送装置３の中心軸１８線に沿って溶接機６の直前まで案内する。

ガイドローラ２３は、薄板７Ｂとの当接面を形成する外周面２６が上記案内面２５を形成する軸方向端面に向かって漸次大径になるテーパー状に形成されると共に、その回転軸２７が搬送面に対して上下方向に傾斜するように配置される。

また、より好ましくは、上記ガイドローラ２３の外周面２６は平坦に形成される搬送路１７Ｂの搬送面に対して外側が上向きに傾斜するように、且つその回転軸２７を、上記溶接位置を通る搬送方向鉛直面側が上向きに傾斜するように配置される。

さらに、ガイドローラ２３の幅は、搬送路１７Ｂを構成する搬入ローラ１０の幅より狭く形成され、上記溶接位置を通る搬送方向鉛直面側に偏って配置されると共に、少なくともその案内面２５の高さがこの案内面２５に当接する厚板７Ａの厚さより高くなるように形成される。

さらにまた、ガイドローラ２３の軸方向端面の案内面２５は、平面視において少なくとも搬送路１７Ａ，１７Ｂの入り口側が外側に開くように形成される。

そして、搬入ローラ１０によって搬送される薄板７Ｂの被溶接端２１Ｂは、この薄板７Ｂが溶接機６に近付くに連れてガイドローラ２３の中心側軸方向端面である案内面２５によって案内された他方の薄板７Ａの被溶接端２１Ａに押し当てられ、最終的に搬送装置３の中心軸１８線が通る垂直面に案内される。

次に、本実施形態の作用について説明する。

厚板７Ａを溶接機６の溶接位置に案内するガイドローラ２３の、溶接機６の溶接位置を通る搬送方向鉛直面内に位置する中心側軸方向端面を案内面２５とし、ガイドローラ２３を、薄板７Ｂとの当接面を形成する外周面２６が案内面２５を形成する軸方向端面に向かって漸次大径になるテーパー状に形成すると共に、ガイドローラ２３の外周面２６を平坦に形成される搬送路１７Ｂの搬送面に対して外側が上向きに傾斜するように配置し、さらにガイドローラ２３の幅を、搬送路１７Ｂを構成する搬入ローラ１０の幅より狭く形成し、上記溶接位置を通る搬送方向鉛直面側に偏って配置すると共に、少なくともその案内面２５の高さがこの案内面２５に当接する厚板７Ａの厚さより高くなるように形成したことにより、左右に離間して搬送される二枚のシート状薄板７Ａ，７Ｂの被溶接端２１Ａ，２１Ｂを、溶接位置を通る搬送方向鉛直面へスムーズに誘導することが可能になる。

また、ガイドローラ２３の回転軸２７を搬送面に対して上下方向に傾斜するように、且つ溶接位置を通る搬送方向鉛直面面側が上向きに傾斜するように配置すると共に、ガイドローラ２３の軸方向端面の案内面２５を、平面視において少なくとも搬送路１７Ａ，１７Ｂの入り口側が外側に開くように形成したことにより、ガイドローラ２３の軸方向端面に形成された案内面２５にガイドされるシート状薄板、本実施形態の場合は板厚の厚い方の薄板７Ａ（厚板）がガイドローラ２３によって咬み込まれるのが防止され、厚板７Ａの被溶接端を確実に溶接位置に案内することができる。咬み込まれるのが防止されることにより、従来必要であった面取り加工が不要になると共に、ガイドローラ２３の外径を最小に設定できるため、薄板７Ｂの変形量を少なくすることができる。

さらに、案内面２５と厚板７Ａの被溶接端との接触部が点接触になるので（従来は面接触）、厚板７Ａの変形が少なくなる。また、ガイドローラ２３の幅をシート状薄板７Ａ，７Ｂの移動量とは関係なく一定に標準化でき、その結果薄板７Ｂはテーパー形状に合わせて徐々に変形するため、抵抗が少なくなり、変形範囲も少なくなって搬送速度への影響が低減する。さらにまた、厚板７Ａとガイドローラ２３との滑りが減少し、磨耗も低減する。

そして、隣り合う搬送路１７Ａ，１７Ｂの、ガイドローラ２３が配置された側を搬送されるシート状薄板７Ｂの厚さを他方のシート状薄板７Ａの厚さより薄いものとしたことにより、ガイドローラ２３によって湾曲される板厚の薄い方の薄板７Ｂ（薄板）の変形量を少なくすることができる。その結果、厚板７Ａとの突合せ面の真直性が良くなって厚板７Ａとの密着性が向上する。

本発明に係るシート状薄板の搬送装置の一実施形態を示す連続溶接装置の立面図。搬入ユニットの概略斜視図。搬入ユニットの概略平面図。搬入ユニットの概略側面図。図４の要部を拡大した側面図。図５のＶＩ矢視図。図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図。

符号の説明

１連続溶接装置
３搬送装置
６レーザー式溶接機（溶接手段）
７Ａ板厚の厚い方のシート状薄板（厚板）
７Ｂ板厚の薄い方のシート状薄板（薄板）
１０搬入ローラ
１７Ａ，１７Ｂ搬送路
２１Ａ，２１Ｂシート状薄板の被溶接端
２３ガイドローラ（案内手段）
２４湾入凹部
２５案内面
２６外周面
２７ガイドローラの回転軸

Claims

互いに隣り合う複数枚のシート状薄板同士を付き合わせた状態で溶接手段の溶接位置まで案内して搬送する搬送装置において、互いに隣り合う同一の水平面内に上記溶接位置を通る搬送方向鉛直面を挟んで別々の搬送面を有する搬送路を備え、一方の搬送路の搬送面に対して、部分的に上記シート状薄板の略板厚分程度下方に押し下げて湾入凹部を形成し、この湾入凹部の搬送方向鉛直面に一方の搬送路で搬送する上記シート状薄板の被溶接端が押し当てられる案内面を備えた案内手段を配置する一方、上記搬送路は平面視でこの搬送路の入り口側が水平方向に離間されると共に、上記搬送路の出口側において上記溶接手段の溶接位置を通る上記搬送方向鉛直面に向かって互いに接近するよう水平方向に傾斜した搬送方向を備えて配置される一方、上記案内手段は上記搬送路を構成する複数の搬入ローラと交互に配置されてこの搬送路上を搬送される上記シート状薄板に上記湾入凹部を形成する複数のガイドローラとし、その軸方向端面を案内面とすると共に、このガイドローラの上記シート状薄板との当接面を形成する外周面を、上記案内面を形成する軸方向端面に向かって漸次大径になるテーパー状に形成したことを特徴とするシート状薄板の搬送装置。
上記ガイドローラの外周面を、平坦に形成される上記搬送路の搬送面に対して外側が上向きに傾斜するように配置した請求項１記載のシート状薄板の搬送装置。
上記ガイドローラの幅を、上記搬送路を構成する搬入ローラの幅より狭く形成し、上記溶接位置を通る搬送方向鉛直面側に偏って配置すると共に、少なくともその案内面の高さをこの案内面に当接する上記シート状薄板の厚さより高くなるように形成した請求項２記載のシート状薄板の搬送装置。
上記ガイドローラの軸方向端面の案内面を、平面視において少なくとも上記搬送路の入り口側が外側に開くように形成した請求項１、２または３記載のシート状薄板の搬送装置。
上記ガイドローラを、その回転軸が上記搬送面に対して上下方向に傾斜するように配置した請求項４記載のシート状薄板の搬送装置。
上記ガイドローラを、その回転軸が上記溶接位置を通る搬送方向鉛直面側が上向きに傾斜するように配置した請求項５記載のシート状薄板の搬送装置。
上記隣り合う搬送路の、上記ガイドローラが配置された側を搬送されるシート状薄板の厚さを他方のシート状薄板の厚さより薄いものとした請求項１〜６のいずれかに記載のシート状薄板の搬送装置。