JP4930383B2

JP4930383B2 - クランプ装置

Info

Publication number: JP4930383B2
Application number: JP2008000840A
Authority: JP
Inventors: 正敏矢島; 昌平今井; 紀夫河野; 正道三輪
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2008-01-07
Filing date: 2008-01-07
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: JP2008132540A

Description

本発明は、端面が突合されて接合される板材のクランプ装置に関する。

近年、板厚や強度が異なる異種板材の端面を突合せて接合してなるブランク材が、プレス素材として用いられている（例えば、特許文献１〜３参照。）。

前記プレス素材は、部位ごとに最適な板厚および強度を選択することが可能であるため、部品点数の削減および軽量化を図ることが可能である。
特開平１０−１８０４７０号公報特開平１１−１０４７５０号公報特開２００３−１９５１６号公報

しかし、異種板材の接合前に必要とされる異種板材のクランプは、直動式であり、異種板材を、上方から治具ベースに直接投入することが出来ない。そのため、異種板材をクランプするために、異種板材をプリセットするためのプリセット工程や、プリセットした異種板材を搬送するための搬送工程等が存在し、多くのステーション（工程数）を必要とする問題を有する。

本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、端面が突合されて接合される板材をクランプするためのステーション（工程数）を削減することができるクランプ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、
突合されて接合される板材が載置される載置台、
前記載置台上の板材を固定するクランププレート、
前記クランププレートを前記載置台に向かって旋回駆動し、前記板材に配置するための駆動手段、および、
旋回駆動された前記クランプレートの両端部を前記板材に向けて押圧して固定することにより、前記板材を、前記クランププレートによって押圧するためのロック部を有し、
前記ロック部は、
前記載置台に向かって旋回駆動された前記クランププレートの端部を受けることで、前記載置台に載置された板材に対して所定の隙間を有して、前記クランププレートを保持する受け部と、前記クランププレートにより前記載置台上の板材を押圧して固定する際に前記クランププレートの端部に当接して押圧する押圧部とを有して、回転自在に支持されたフック部、および、
前記フック部の前記受け部によって前記クランププレートを保持している状態から前記フック部を回転駆動し、前記受け部による前記クランププレートの保持を解除するとともに前記フック部の前記押圧部により前記クランププレートの端部を押圧するためのフック部回転駆動手段、
を有していることを特徴とするクランプ装置である。

上記のように構成した本発明によれば、端面が突合されて接合される板材を投入する際、クランププレートを、載置台の側方に配置することができるため、板材を上方から直接投入することが可能である。さらに、クランププレートの両端部は、ロック部によって押圧して固定することが可能であり、この際、フック部の受け部よって、載置台に向かって旋回駆動されたクランププレートの端部を受けることで、載置台に載置された板材に対して所定の隙間を有して、クランププレートが保持され、かつ、フック部を回転駆動することで、受け部によるクランププレートの保持を解除するとともに、フック部の押圧部により、クランププレートの端部が押圧される。したがって、独立したプリセット工程が不要であり、また、搬送工程を省略することが可能である。つまり、端面が突合されて接合される異種板材をクランプするためのステーション（工程数）を削減することができるクランプ装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るプレス成形品を説明するための斜視図である。

本実施の形態に係るプレス成形品は、アクスル部品と車体を連結するために使用される自動車のサスペンション部品１０であり、例えば、アルミニウム合金や、鋼から形成される。

サスペンション部品１０は、サイドメンバ２０，２５と、クロスメンバ３０，３５とを有する。サイドメンバ２０，２５は、端部の内周に屈曲部２１，２６を有しており、屈曲部２１，２６の端面は、クロスメンバ３０，３５の端部端面と連結している。したがって、サスペンション部品１０は、内側に空間Ｓを有する閉塞形状からなる。

図２は、本発明の実施の形態に係るプレス素材を説明するための斜視図である。

本実施の形態に係るプレス素材は、異種板材の端面を突合せて接合して形成されるテーラードブランク材１１０であり、プレス成形が施されることで、サスペンション部品１０となる。テーラードブランク材１１０は、例えば、部位ごとに最適な板厚あるいは材質並びに強度を選択可能であり、部品点数の削減および軽量化を図れる点で好ましい。

本実施の形態に係るテーラードブランク材１１０は、差厚テーラードであり、板厚が大きい板材からなる厚板部１２０，１２５と、板厚が小さい板材からなる薄板部１３０，１３５と、厚板部１２０，１２５と薄板部１３０，１３５とを連結する接合部１４０とを有し、内側に空間Ｓを有する閉塞形状からなる。

厚板部１２０，１２５および薄板部１３０，１３５は、プレス成形後において、サイドメンバ２０，２５およびクロスメンバ３０，３５をそれぞれ構成する。厚板部１２０，１２５の端部１２１，１２６の内周は、屈曲部１２２，１２７を有する。屈曲部１２２，１２７は、プレス成形後において、サイドメンバ２０，２５の屈曲部２１，２６を構成する。

次に、テーラードブランク材（プレス素材）の形成方法を説明する。テーラードブランク材は、異種板材のブランキング、固定および接合によって形成される。

図３は、テーラードブランク材を構成する異種板材のブランキングを説明するための概念図である。

厚板部１２０，１２５を構成する第１板材２２０，２２５および薄板部１３０，１３５を構成する第２板材２３０，２３５は、例えば、打抜き装置２１０によるブランキングによって、板厚が異なるコイル材からそれぞれ形成される。

図４は、本発明の実施の形態に係るクランプ装置を説明するための部分平面図、図５は、図４に続く部分平面図である。

本発明の実施の形態に係るクランプ装置は、クランプユニット３１０と、位置決めユニット３６０，３７０，３７５，３８０，３８５，３９０と、クランプユニット３１０および位置決めユニット３６０，３７０，３７５，３８０，３８５，３９０が設置される治具ベース３００とを有する。

クランプユニット３１０は、第１板材２２０，２２５と第２板材２３０，２３５の突合せ面の近傍を固定するために使用される。第１板材２２０，２２５と第２板材２３０，２３５は、略矩形形状に配置され、突合せ面が４箇所存在するため、クランプユニット３１０は、当該突合せ面対応させて、合計で４基配置されている。

位置決めユニット３６０は、突合せ面を位置決めするための突合せ面位置決め手段であり、クランプユニット３１０の側方に配置される。なお、第２板材２３０と第１板材２２０，２２５との突合せ面は、第２板材２３５と第１板材２２０，２２５との突合せ面より長い。そのため、第２板材２３０と第１板材２２０，２２５との突合せ面には、位置決めユニット３６０を２基配置している。

位置決めユニット３７０，３７５，３８０，３８５は、第２板材２３０，２３５のクロス方向ＣＤの位置決めのために使用される。位置決めユニット３７０，３７５は、固定式であり、第２板材２３０，２３５の内側端面と当接する位置決めピン３７１，３７６を有する。位置決めユニット３８０，３８５は、可動式であり、第２板材２３０，２３５の外側端面と当接する位置決めピン３８１，３８６と、位置決めピン３８１，３８６の駆動手段（例えば、油圧シリンダ）とを有する。

位置決めユニット３９０は、第１板材２２０，２２５のサイド方向ＳＤの位置決めのために使用され、第１板材２２０，２２５の外側端面と当接する位置決めピン３９１と、位置決めピン３９１の駆動手段（例えば、油圧シリンダ）とを有する。

図６は、図４および図５に示されるクランプユニットを説明するための側面図、図７は、図６のクランプユニットの載置台を示している平面図、図８は、図６のクランプユニットのクランププレートを示している平面図、図９は、図６のクランプユニットによる移動制限ガイド動作を説明するための側面図、図１０は、図６のクランプユニットによるロック動作を説明するための側面図である。

クランプユニット３１０は、載置台３３１を有する載置部と、載置台３３１の一方の側方に配置されるクランプ部と、載置台３３１の両側方に配置されるロック部とを有する。

載置台３３１は、第１板材２２０，２２５および第２板材２３０，２３５が載置される載置面３３２，３３４を有し、一体化されている（図７参照）。載置面３３４の側方には、突合せ面位置決めユニット３６０が配置される。そのため、載置面３３４は、突合せ面位置決めユニット３６０の作動を妨害しないように、載置面３３２よりサイズが小型化されている。

載置面３３２と載置面３３４の境界部には、第１板材２２０，２２５および第２板材２３０，２３５の接合の際に利用される溝３３３が形成されている。溝３３３は、第１板材２２０，２２５および第２板材２３０，２３５の突合せ面と位置合せされている。

クランプ部は、クランププレート３１２（図８参照）と、シリンダ３１９と、クランププレート３１２とシリンダ３１９とを連結するためのアーム３１４とを有する。クランププレート３１２は、突合せ面の近傍を押圧するために使用される。シリンダ３１９は、クランププレート３１２を旋回駆動するための駆動手段である。

アーム３１４の一端は、クランププレート３１２の中央部が連結されており、軸３１３を中心として、クランププレート３１２を旋回自在に保持している。アーム３１４の他端は、シリンダ３１９の先端部３１８が連結されており、軸３１７を中心として、回転自在である。

アーム３１４の他端は、ブラケット３１５が固定されている。ブラケット３１５は、クランプユニット３１０の基部フレームに、軸３１６を中心として、回転自在に連結されている。軸３１６は、アーム３１４が旋回する際の支点として機能する。

したがって、シリンダ３１９が作動すると、シリンダ３１９の先端部３１８がアーム３１４の他端を駆動する。その結果、アーム３１４は、軸３１６を中心として旋回し、載置面３３２，３３４（載置台３３１）に近接し（図９参照）、クランププレート３１２は、第１板材２２０，２２５および第２板材２３０，２３５の突合せ面と位置合せされた溝３３３を挟んだ両側に配置される。なお、クランププレート３１２は、クランププレート３１２の中央部に位置する軸３１３を中心として旋回することで、載置面３３２，３３４に載置される第１板材２２０，２２５および第２板材２３０，２３５にならうことになる。

ロック部は、フック部３４１，３５１と、シリンダ３４９，３５９と、フック部３４１，３５１とシリンダ３４９，３５９とを連結するための第１リンク３４４，３５４および第２リンク３４５，３５５とを有する。

フック部３４１，３５１の一端は、略Ｖ字状の切り欠き部を有する。当該切り欠き部の内面には、相対して配置される突出部３４２，３５２，３４３，３５３を有する。

突出部３４２，３５２は、上方に延長する略矩形形状を有し、旋回して降下してくるクランププレート３１２の端部３１２Ａの下面と当接するクランププレート受け（受け部）である。つまり、突出部３４２，３５２は、載置面３３２，３３４に載置された第１板材２２０，２２５および第２板材２３０，２３５に対して所定の隙間を有して保持する。そのため、載置面３３２，３３４（載置台３３１）に面するクランププレート３１２の下面は、第１板材２２０，２２５および第２板材２３０，２３５の可動範囲を制限する。

所定の隙間は、第２板材２３０，２３５の突合せ端面が、第１板材２２０，２２５の突合せ端面に乗り上げないように設定され、例えば、第２板材２３０，２３５の板厚の２分の１である。

突出部３４３，３５３は、下方に延長する略三角形状を有し、突出部３４２，３５２によって保持されたクランププレート３１２の端部３１２Ａの上面と当接し、押圧するために使用される押圧部である。

フック部３４１，３５１の突出部３４２，３５２が配置される側の下部は、軸３４６Ａ，３５６Ａを中心として、ロック部の基部フレーム３４６，３５６に回転自在に連結されている。軸３４６Ａ，３５６Ａは、フック部３４１，３５１が旋回する際の支点として機能する。クランププレート３１２の端部３１２Ａは、突出部３４２，３５２，３４３，３５３に対応する凹部を有しており、位置決めおよび当接動作を容易としている。

第１リンク３４４，３５４は、略長方形状であり、第２リンク３４５，３５５は、略Ｌ字状である。第１リンク３４４，３５４の一端は、フック部３４１，３５１が回転自在に連結されている。第１リンク３４４，３５４の他端は、第２リンク３４５，３５５の一端が回転自在に連結されている。

第２リンク３４５，３５５の他端は、シリンダ３４９，３５９の先端部３４８，３５８が連結されており、軸３４７，３５７を中心として、回転自在に連結されている。第２リンク３４５，３５５の中央部は、軸３４６Ｂ，３５６Ｂを中心として、基部フレーム３４６，３５６に回転自在に連結されている。軸３４６Ｂ，３５６Ｂは、第２リンク３４５，３５５が旋回する際の支点として機能する。

したがって、シリンダ３４９，３５９が作動すると、シリンダ３４９，３５９の先端部３４８，３５８が第２リンク３４５，３５５の他端を駆動する。その結果、第２リンク３４５，３５５は、軸３４６Ｂ，３５６Ｂを中心として旋回し、第１リンク３４４，３５４の他端を駆動する。

そして、第１リンク３４４，３５４の一端は、フック部３４１，３５１を駆動することで、フック部３４１，３５１は、軸３４６Ａ，３５６Ａを中心として旋回する。その結果、フック部３４１，３５１の突出部３４３，３５３が降下し、突出部３４２，３５２によって保持されたクランププレート３１２の端部３１２Ａの上面と当接および押圧する（図１０参照）。

なお、クランプユニット３１０は、クランププレートガイド３３６と、前進ストッパ３３７と、後退ストッパ３３８とを、さらに有する。クランププレートガイド３３６は、載置面３３２，３３４に平行な方向に関し、旋回して降下したクランププレート３１２のずれを矯正するために使用される。前進ストッパ３３７は、第２リンク３４５，３５５が旋回する際の過剰な降り込みを防止するために使用される。後退ストッパ３３８は、第２リンク３４５，３５５の初期位置を規定する。

また、第２リンク３４５，３５５は、第１リンク３４４，３５４を経由して、フック部３４１，３５１を駆動する。したがって、後退ストッパ３３８を調整し、クランププレート３１２を保持するフック部３４１，３５１の突出部３４２，３５２の位置を変更することで、クランププレート３１２と第１板材２２０，２２５および第２板材２３０，２３５との間の隙間を変化させることが可能である。

以上のように、クランプユニット３１０のロック部は、旋回駆動されたクランププレート３１２を、載置台３３１に載置された第１板材２２０，２２５および第２板材２３０，２３５に対して所定の隙間を有して保持するための保持手段と、クランププレート３１２を第１板材２２０，２２５および第２板材２３０，２３５に向かって近接させ、第１板材２２０，２２５および第２板材２３０，２３５の突合せ面の近傍を押圧して固定するための固定手段とを有する。つまり、ロック部は、載置台３３１に向かって旋回駆動されたクランププレート３１２の端部を受けることで、載置台３３１に載置された板材に対して所定の隙間を有して、クランププレート３１２を保持する受け部３４２，３５２と、クランププレート３１２により載置台３３１上の板材を押圧して固定する際にクランププレート３１２の端部に当接して押圧する押圧部３４３，３５３とを有して、回転自在に支持されたフック部３４１，３５１、および、フック部３４１，３５１の受け部３４２，３５２によってクランププレート３１２を保持している状態からフック部３４１，３５１を回転駆動し、受け部３４２，３５２によるクランププレート３１２の保持を解除するとともにフック部３４１，３５１の押圧部３４３，３５３によりクランププレート３１２の端部を押圧するためのフック部回転駆動手段、を有している。

図１１は、図４および図５に示される突合せ面位置決めユニットを説明するための斜視図、図１２は、図１１の突合せ面位置決めユニットの位置決め部材を説明するための斜視図である。

突合せ面位置決めユニット３６０は、下方（載置台３３１の第１板材２２０，２２５および第２板材２３０，２３５が載置されない側）の側方に配置され、位置決め出退ピン（位置決め部材）３６１と、位置決め出退ピン３６１の駆動手段であるシリンダ３６８とを有する。位置決め出退ピン３６１は、斜め方向に前進自在に配置され、第２板材２３０，２３５の突合せ面に当接する小さな先端部３６２を有し、また、シリンダ３６８によって駆動されるロット３６４が固定されている。ロット３６４は、ロットガイド３６５の内部にスライド自在に配置されており、駆動時の振れが、抑制されている。

また、突合せ面位置決めユニット３６０は、ストッパ３６６と位置調整手段３６７とを有する。位置調整手段３６７は、突合せ面位置決めユニット３６０の治具ベース３００に対する距離（出代）を調整するために使用され、位置決め出退ピン３６１の先端部３６２が前進した場合に、溝３３３の中央部に到達するように設定される。ストッパ３６６は、位置調整手段３６７による可動範囲を制限するために使用される。

したがって、シリンダ３６８を駆動すると、ロット３６４が斜め方向に前進し、位置決め出退ピン３６１の先端部３６２が、第２板材２３０，２３５の突合せ面に当接し、当該突合せ面を、溝３３３の中央部の直上に位置決めする。

図１３は、クランプ装置に係る固定操作を説明するためのフローチャート、図１４は、異種板材の載置を説明するための部分平面図、図１５は、図１４に続く部分平面図、図１６は、クロス方向のロックに係る移動制限ガイドを説明するための部分平面図、図１７は、図１６に続く部分平面図、図１８は、クロス方向の位置決めを説明するための部分平面図、図１９は、図１８に続く部分平面図、図２０は、サイド方向のロックに係る移動制限ガイドを説明するための部分平面図、図２１は、図２０に続く部分平面図、図２２は、サイド方向の位置決めを説明するための部分平面図、図２３は、図２２に続く部分平面図である。

クランプ装置に係る固定操作は、概して、載置、第１移動制限ガイド、クロス方向の位置決め、突合せ面の位置決め、クロス方向のロック、第２移動制限ガイド、サイド方向の位置決め、サイド方向のロックからなる。

まず、載置動作においては、コイル材のブランキングにより得られた第１板材２２０，２２５および第２板材２３０，２３５が、例えば、ハンドリングロボットによって、上方から載置台３３１に直接投入される。第１板材２２０，２２５および第２板材２３０，２３５は、図１４および図１５に示されるように、略矩形形状に載置される。

この際、クランプユニット３１０のクランププレート３１２は、倒立した状態にあり（図６参照）、載置台３３１の載置面３３２，３３４に存在しないため、第１板材２２０，２２５および第２板材２３０，２３５の載置を妨害しない。なお、第１板材２２０，２２５は、略矩形形状の１対の相対するサイド面を構成し、第２板材２３０，２３５は、略矩形形状の１対の相対するクロス面を構成する。

第１移動制限ガイド動作においては、図１６および図１７に示されるように、第２板材２３０，２３５側に配置されるクランプユニット３１０のクランププレート３１２が駆動される。クランププレート３１２は、旋回し、クランプユニット３１０のフック部３４１，３５１の突出部３４２，３５２に当接することで、載置面３３２に載置される第２板材２３０，２３５の上方に所定の隙間を保持して位置決めされる（図９参照）。したがって、クランププレート３１２は、第２板材２３０，２３５の移動を制限するガイドとして機能する。

クロス方向ＣＤの位置決め動作においては、図１８および図１９に示されるように、（可動式クロス方向）位置決めユニット３８０，３８５が駆動される。位置決めユニット３８０の位置決めピン３８１は、第２板材２３０の外側端面を駆動し、第２板材２３０の内側端面を、（固定式クロス方向）位置決めユニット３７０の位置決めピン３７１に当接させることで、第２板材２３０を位置決めする。

位置決めユニット３８５の位置決めピン３８６は、第２板材２３５の外側端面を駆動し、第２板材２３５内側端面を、（固定式クロス方向）位置決めユニット３７５の位置決めピン３７６に当接させることで、第２板材２３５を位置決めする。

突合せ面の位置決め動作においては、突合せ面位置決めユニット３６０が駆動され、位置決め出退ピン３６１の先端部３６２によって、第２板材２３０，２３５の突合せ面が位置決めされる（図１１および図１２参照）。したがって、第２板材２３０，２３５の突合せ面は、載置面３３２と載置面３３４の境界部に位置する溝３３３の中央部の直上に配置されることになる。

クロス方向ＣＤのロック動作においては、第２板材２３０，２３５側に配置されるクランプユニット３１０のフック部３４１，３５１が駆動される。フック部３４１，３５１は、旋回し、フック部３４１，３５１の突出部３４３，３５３が降下し、突出部３４２，３５２によって保持されたクランププレート３１２の端部３１２Ａの上面と当接および押圧する（図１０参照）。これによって、第２板材２３０，２３５は、所定位置に固定されることになる。その後、位置決めユニット３６０の位置決め出退ピン３６１および位置決めユニット３８０，３８５の位置決めピン３７１，３７６は、後退し、初期位置に後退する。

第２移動制限ガイド動作においては、図２０および図２１に示されるように、第１板材２２０，２２５側に配置されるクランプユニット３１０のクランププレート３１２が駆動される。クランププレート３１２は、旋回し、クランプユニット３１０のフック部３４１，３５１の突出部３４２，３５２に当接することで、載置面３３４に載置される第１板材２２０，２２５の上方に所定の隙間を保持して位置決めされる（図９参照）。したがって、クランププレート３１２は、第１板材２２０，２２５の移動を制限するガイドとして機能する。

サイド方向ＳＤの位置決め動作においては、図２２および図２３に示されるように、（可動式クロス方向）位置決めユニット３９０が駆動される。位置決めユニット３９０の位置決めピン３９１は、第１板材２２０，２２５の外側端面を駆動し、第１板材２２０，２２５の内側端面（突合せ面）を、固定されている第２板材２３０，２３５の側方端面（突合せ面）に当接させることで、第１板材２２０，２２５を位置決めする。

サイド方向ＳＤのロック動作においては、第１板材２２０，２２５側に配置されるクランプユニット３１０のフック部３４１，３５１が駆動される。フック部３４１，３５１は、旋回し、フック部３４１，３５１の突出部３４３，３５３が降下し、突出部３４２，３５２によって保持されたクランププレート３１２の端部３１２Ａの上面と当接および押圧する（図１０参照）。これによって、第１板材２２０，２２５は、所定位置に固定されることになる。

したがって、第１板材２２０，２２５の突合せ面は、載置面３３２と載置面３３４の境界部に位置する溝３３３の中央部の直上に配置されることになる。その後、位置決めユニット３９０の位置決めピン３９１は、後退し、初期位置に後退する。

クランプユニット３１０によって固定された第１板材２２０，２２５および第２板材２３０，２３５の突合せ面２４０の接合は、本実施の形態においては、プラズマアーク方式のプラズマ溶射が適用される。プラズマ溶射は、指向性が良好で溶け込みが深く、溶接後にプレス成形を施すのに適しているため、好ましい。しかし、例えば、レーザ溶接や電子ビーム溶接などの溶射や、他の接合方法を適用することも可能である。

図２４は、本発明の実施の形態に係る溶接装置を説明するための断面図、図２５は、図２４の溶接装置を説明するための側面図である。

プラズマ溶射装置は、プラズマアークを噴出するためのトーチ２５０を有する。トーチ２５０は、プラズマガスの通路、溶接部のシール用ガスの通路および電極（陰極）を有する。プラズマガスは、例えば、アルゴンである。シール用ガスは、例えば、アルゴンと水素の混合ガスである。

クランプユニット３１０のクランププレート３１２によって固定された板材（被溶接材）２２０，２２５，２３０，２３５に接触している載置面３３２，３３４を有する載置台３３１は、トーチ２５０の電極に対向する電極（陽極）として機能する。したがって、トーチ２５０は、板材（被溶接材）２２０，２２５，２３０，２３５の突合せ面２４０に向かって、プラズマアークを噴出可能である。

突合せ面２４０に対応する部位に位置する載置台３３１の溝３３３は、プラズマアークによって高熱にされた部位や溶接ビードが、載置面３３２，３３４に溶着することを防ぐと共に、溶接部のシール用ガスを流通させるために使用される。

したがって、トーチ２５０を、突合せ面２４０の一方の端部（始点）２４２の上方に配置し、トーチ２５０から突合せ面２４０に向かって、プラズマアークを噴出しながら、突合せ面２４０の他方の端部（終点）２４７に向かって移動させることによって、突合せ面２４０の全長に渡って溶接することが可能である。なお、符号θ_Ａおよびθ_Ｂは、後述するトーチ２５０の傾斜角および進行角である。

４箇所の突合せ面２４０に関して上記溶接を実施することで、テーラードブランク材１１０が形成され、第１板材２２０，２２５、第２板材２３０，２３５および突合せ面２４０は、厚板部１２０，１２５、薄板部１３０，１３５および接合部１４０を、それぞれ構成することになる。

図２６は、接合される突合せ面の形状を説明するための断面図、図２７は、接合される突合せ面の組み合わせの一方を説明するための断面図、図２８は、接合される突合せ面の組み合わせの他方を説明するための断面図である。

第１板材２２０，２２５および第２板材２３０，２３５は、打抜き装置２１０によるブランキングによってコイル材から形成されているため、突合せ面２４０は、せん断面２４０Ａおよび破断面２４０Ｂを有する（図２６参照）。

また、略長方形である第２板材２３０，２３５と異なり、第１板材２２０，２２５は、異形形状（略コ字状）であり、歩留まりの低下を抑制するためには、第１板材２２０，２２５の一方を反転させた形状で打抜くことが必要である。そのため、突合せ面２４０は、せん断面２４０Ａおよび破断面２４０Ｂに関し、２種類の組み合わせ（第１および第２組み合わせ）を有する。

第１組み合わせは、せん断面２４０Ａが上方（破断面２４０Ｂが下方）である第１板材２２０，２２５と、破断面２４０Ｂが上方である第２板材２３０，２３５とによって構成される（図２７参照）。第２組み合わせは、破断面２４０Ｂが上方（せん断面２４０Ａが下方）である第１板材２２０，２２５と、破断面２４０Ｂが上方である第２板材２３０，２３５とによって構成される（図２８参照）。

以上のように、突合せ面２４０は、せん断面２４０Ａおよび破断面２４０Ｂの組み合わせによって形状が異なる。したがって、トーチ２５０の角度を変化させ、スポット径や入熱量のバランスを最適化することが好ましい。

例えば、第１組み合わせにおける突合せ面２４０の場合、トーチ２５０の傾斜角θ_Ａを０〜１０度および進行角θ_Ｂを１０〜２０度に設定し、第２組み合わせにおける突合せ面２４０の場合、トーチ２５０の傾斜角θ_Ａを０〜２０度および進行角θ_Ｂを１０〜２０度に設定することが好ましい。

また、溶接の始点あるいは終点は、穴あきやスパッタなどの溶接不良が生じ易く、溶接品質が不安定である。そのため、放熱性（伝熱量）の確保や入熱量の調整を行うことが好ましい。

例えば、載置台３３１を延長させることで、放熱性（伝熱量）を確保することが可能である。また、載置台３３１の使用初期においては加熱し、一方、使用に伴って温度が過度に上昇したら冷却するなどを行うことで、載置台３３１の温度を管理し、放熱性（伝熱量）を安定させることも好ましい。さらに、溶接の始点あるいは終点において、トーチ２５０の電流値あるいは電圧を変えることで、入熱量の調整を行うことも好ましい。

接合が完了し得られたテーラードブランク材１１０（図２参照）は、例えば、ハンドリングロボットにより保持され、プレス装置に搬送され、成形品（図１参照）となる。

以上のように、本実施の形態によれば、端面が突合されて接合される異種板材を投入する際、クランププレートを、載置台の側方に配置することができるため、板材を上方から直接投入することが可能である。さらに、クランププレートの両端部は、ロック部によって押圧して固定することが可能であり、この際、フック部の受け部よって、載置台に向かって旋回駆動されたクランププレートの端部を受けることで、載置台に載置された板材に対して所定の隙間を有して、クランププレートが保持され、かつ、フック部を回転駆動することで、受け部によるクランププレートの保持を解除するとともに、フック部の押圧部により、クランププレートの端部が押圧される。したがって、独立したプリセット工程が不要であり、また、搬送工程を省略することが可能である。つまり、端面が突合されて接合される板材をクランプするためのステーション（工程数）を削減することができるクランプ装置を提供することができる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。

例えば、プレス成形品は、自動車のサスペンション部品に限定されず、他の構造部材に適用することも可能である。

本発明の実施の形態に係るプレス成形品を説明するための斜視図である。本発明の実施の形態に係るプレス素材を説明するための斜視図である。

図２のプレス素材を構成する異種板材のブランキングを説明するための概念図である。本発明の実施の形態に係るクランプ装置を説明するための部分平面図である。図４に続く部分平面図である。図４および図５に示されるクランプユニットを説明するための側面図である。図６のクランプユニットの載置台を示している平面図である。図６のクランプユニットのクランププレートを示している平面図である。図６のクランプユニットによる移動制限ガイド動作を説明するための側面図である。図６のクランプユニットによるロック動作を説明するための側面図である。図４および図５に示される突合せ面位置決めユニットを説明するための斜視図である。図１１の突合せ面位置決めユニットの位置決め部材を説明するための斜視図である。クランプ装置に係る固定操作を説明するためのフローチャートである。異種板材の載置動作を説明するための部分平面図である。図１４に続く部分平面図である。クロス方向のロックに係る移動制限ガイド動作を説明するための部分平面図である。図１６に続く部分平面図である。クロス方向の位置決め動作を説明するための部分平面図である。図１８に続く部分平面図である。サイド方向のロックに係る移動制限ガイド動作を説明するための部分平面図である。図２０に続く部分平面図である。サイド方向の位置決め動作を説明するための部分平面図である。図２２に続く部分平面図である。本発明の実施の形態に係る溶接装置を説明するための断面図である。図２４の溶接装置を説明するための側面図である。接合される突合せ面の形状を説明するための断面図である。接合される突合せ面の組み合わせの一方を説明するための断面図である。接合される突合せ面の組み合わせの他方を説明するための断面図である。

符号の説明

１０サスペンション部品、
２０，２５サイドメンバ、
２１，２６屈曲部、
３０，３５クロスメンバ、
１１０テーラードブランク材、
１２０，１２５厚板部、
１２１，１２６端部、
１２２，１２７屈曲部、
１３０，１３５薄板部、
１４０接合部、
２１０打抜き装置、
２２０，２２５第１板材、
２３０，２３５第２板材、
２４０突合せ面、
２４０Ａせん断面、
２４０Ｂ破断面、
２５０トーチ、
３００治具ベース、
３１０クランプユニット、
３１２クランププレート、
３１２Ａ端部、
３１３軸、
３１４アーム、
３１５ブラケット、
３１６軸、
３１７軸、
３１８先端部、
３１９シリンダ、
３３１載置台、
３３２，３３４載置面、
３３３溝、
３３６クランププレートガイド、
３３７前進ストッパ、
３３８後退ストッパ、
３４１，３５１フック部、
３４２，３５２突出部、
３４３，３５３突出部、
３４４，３５４第１リンク、
３４５，３５５第２リンク、
３４６，３５６基部フレーム、
３４６Ａ，３５６Ａ軸、
３４６Ｂ，３５６Ｂ軸、
３４７，３５７軸、
３４８，３５８先端部、
３４９，３５９シリンダ、
３６０突合せ面位置決めユニット、
３６１位置決め出退ピン、
３６２先端部、
３６４ロット、
３６５ロットガイド、
３６６ストッパ、
３６７位置調整手段、
３６８シリンダ、
３７０，３７５固定式クロス方向位置決めユニット、
３７１，３７６位置決めピン、
３８０，３８５可動式クロス方向位置決めユニット、
３８１，３８６位置決めピン、
３９０可動式サイド方向位置決めユニット、
３９１位置決めピン、
ＣＤクロス方向、
Ｓ空間、
ＳＤサイド方向、
θ_Ａ傾斜角、
θ_Ｂ進行角。

Claims

突合されて接合される板材が載置される載置台、
前記載置台上の板材を固定するクランププレート、
前記クランププレートを前記載置台に向かって旋回駆動し、前記板材に配置するための駆動手段、および、
旋回駆動された前記クランプレートの両端部を前記板材に向けて押圧して固定することにより、前記板材を、前記クランププレートによって押圧するためのロック部を有し、
前記ロック部は、
前記載置台に向かって旋回駆動された前記クランププレートの端部を受けることで、前記載置台に載置された板材に対して所定の隙間を有して、前記クランププレートを保持する受け部と、前記クランププレートにより前記載置台上の板材を押圧して固定する際に前記クランププレートの端部に当接して押圧する押圧部とを有して、回転自在に支持されたフック部、および、
前記フック部の前記受け部によって前記クランププレートを保持している状態から前記フック部を回転駆動し、前記受け部による前記クランププレートの保持を解除するとともに前記フック部の前記押圧部により前記クランププレートの端部を押圧するためのフック部回転駆動手段、
を有していることを特徴とするクランプ装置。
前記フック部は、切り欠き部を有し、
前記切り欠き部の内面には、相対して配置される第１突出部および第２突出部を有しており、
前記受け部および前記押圧部は、前記第１突出部および前記第２突出部によって、それぞれ構成される
ことを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。
前記フック部回転駆動手段は、前記第１突出部が配置される側に位置する軸を中心として前記フック部を旋回駆動するための駆動手段、および、前記フック部と前記駆動手段を連結するためのリンクを有する
ことを特徴とする請求項２に記載のクランプ装置。
前記駆動手段は、シリンダを有し、
前記リンクは、略長方形状の第１リンクおよび略Ｌ字状の第２リンクからなり、
前記第１リンクは、前記フック部が回転自在に連結されている一端および前記第２リンクの一端が回転自在に連結されている他端を有し、
前記第２リンクは、旋回する際の支点として機能する軸および前記シリンダの先端部に回転自在に連結される他端を有しており、
前記駆動手段のシリンダが作動すると、前記シリンダの先端部によって前記第２リンクの他端が駆動されることで、前記第２リンクは旋回し、前記第１リンクの他端を駆動し、前記第１リンクの一端は、前記フック部を旋回駆動する
ことを特徴とする請求項３に記載のクランプ装置。
前記板材は、板厚が異なる第１板材と第２板材とからなり、前記第１板材の板厚は、前記第２板材の板厚より大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のクランプ装置。
前記所定の隙間は、前記第２板材の突合せ端面が、前記第１板材の突合せ端面に乗り上げないように設定されることを特徴とする請求項５に記載のクランプ装置。
前記所定の隙間は、前記第２板材の板厚の２分の１であることを特徴とする請求項６に記載のクランプ装置。
所定の隙間を有して保持された前記クランププレートによって可動範囲が制限された前記板材を、位置決めするための位置決め手段を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のクランプ装置。
前記位置決め手段は、前記板材の突合せ面を位置決めするための突合せ面位置決め手段を有することを特徴とする請求項８に記載のクランプ装置
前記突合せ面位置決め手段は、前記載置台の前記板材が載置されない側に配置され、かつ、斜め方向に前進自在に配置される位置決め部材を有することを特徴とする請求項９に記載のクランプ装置。
前記第１板材は、略矩形形状の１対の相対するサイド面を構成し、前記第２板材は、前記略矩形形状の１対の相対するクロス面を構成するように配置されることを特徴とする請求項４〜９のいずれか１項に記載のクランプ装置。
前記接合は、溶接であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のクランプ装置。
前記溶接は、プラズマ溶接であることを特徴とする請求項１２に記載のクランプ装置。