JP6980239B1 - 帯状金属板の突合せ接合装置及び突合せ接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一対の帯状金属板の端縁同士を突合せる際に、理想的な突合せを行う。【解決手段】一対の帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の突合せ個所を溶接する溶接用トーチ６と、帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の突合せ個所の左右両側の上面を押える押え金４と、押え金４の下方位置に上下動自在に配置されたヘッド１５と、ヘッドの上面に設けた裏当て金５と、裏当て金を弾性的に当接させる弾性体３１と、一対の帯状金属板Ｗ１，Ｗ２をそれぞれ支持する搬送台３と、裏当て金の左右上端部に形成され、搬送台上の帯状金属板Ｗ１，Ｗ２を、押え金と前記裏当て金との間にそれぞれの端縁同士が突合されるように送り込む傾斜案内部とを備え、裏当て金は、ヘッドが上昇したときに裏当て金の下面がヘッドに当接し、裏当て金の下方への移動が規制された状態で帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の突合せ個所の左右両側を押え金と協働して挟持する。【選択図】図１１

Description

本発明は、左右一対の帯状金属板、例えば、プレスライン等のライン上を流れている先行の帯状金属板と先行の帯状金属板に引き続いてライン上を流れる後行の帯状金属板の端縁同士を突合せ、その突合せ個所を溶接して接合する、帯状金属板の突合せ接合装置及び突合せ接合方法に関する。

一般に、電磁鋼板やステンレス鋼板、銅板等の帯状金属板のプレス加工、メッキ処理、熱処理、表面処理、スリット加工等を連続的に行うプレイライン、メッキライン、熱処理ライン、スリッターライン等の各種ラインにおいては、生産性の向上及び品質の安定化等を図るため、ライン上を流れている先行の帯状金属板の端縁（以下、終端縁と言う）に後行の帯状金属板の端縁（以下、始端縁と言う）を突合せ溶接により接合し、後行の帯状金属板をライン上へ連続的に供給することが行われている。

従来、先行の帯状金属板の終端縁と後行の帯状金属板の始端縁とを突合せ溶接により接合する場合、作業者が先行の帯状金属板の終端縁と後行の帯状金属板の始端縁とを手作業により裏当て金（バックバー）の平坦な上面で密着状に突合せた後、裏当て金の上方位置に押え金（上部クランプ）を移動させ、裏当て金を押え金側へ上昇させて裏当て金と押え金とで両帯状金属板の突合せ個所の左右両側を上下方向から挟持固定し、溶接用トーチにより両帯状金属板の突合せ個所を突合せ溶接するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、前記突合せ溶接においては、作業者の技量によって帯状金属板同士の理想的な突合せを行えない場合があり、この場合には、溶接品質が著しく低下すると言う問題があった。

一方、先行の帯状金属板の終端縁と後行の帯状金属板の始端縁の突合せを自動で行えるようにした突合せ接合装置（突合せ接合装置）が開発されている（例えば、特許文献２〜４参照）。

即ち、前記突合せ接合装置は、図示していないが、帯状金属板の搬送方向へ往復移動自在に設けられ、先行の帯状金属板の終端部及び後行の帯状金属板の始端部をそれぞれ支持すると共に、先行の帯状金属板の終端縁と後行の帯状金属板の始端縁とを突合せる左右のテーブルと、左右のテーブル間に設けられ、先行の帯状金属板の終端部と後行の帯状金属板の始端部を幅方向に沿って切断する切断装置と、両帯状金属板の突合せ個所の左右両側を上下方向から挟持固定する上部治具（上部クランプ）及び下部治具（下部クランプ）から成るクランプ機構と、両帯状金属板の突合せ個所に沿って往復移動する溶接用トーチ等を備えている。

前記突合せ接合装置は、先行の帯状金属板の終端部の切断と後行の帯状金属板の始端部の切断を同時に行えると共に、切断された先行の帯状金属板の終端縁と後行の帯状金属板の始端縁の突合せを自動で行え、作業能率の大幅な向上を図れると言う利点がある。

特開２００２−３３６９６４号公報 特開２００４−０３４２５４号公報 特開２００９−２７９６０４号公報 特開２０１０−２５３４９１号公報

しかしながら、上述した突合せ接合装置は、先行の帯状金属板の終端縁部及び後行の帯状金属板の始端縁部を左右のテーブル上面にそれぞれ載せ、左右のテーブルを近接する方向へ移動させて先行の帯状金属板の終端縁と後行の帯状金属板の始端縁とを突合せるようにしているため、帯状金属板の端部がテーブル上で上方へ反り返っている場合や極めて薄い帯状金属板の突合せを行う場合には、先行の帯状金属板の終端縁と後行の帯状金属板の始端縁とが重なったり、或いは、先行の帯状金属板の終端縁部や後行の帯状金属板の始端縁部が撓んで変形したりすることがあり、帯状金属板の理想的な突合せを行えないと言う問題があった。

本発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、先行の帯状金属板の終端縁と後行の帯状金属板の始端縁とを突合せる際に、両帯状金属板の重なりや撓み、変形を防止でき、理想的な突合せを自動で行えるようにした帯状金属板の突合せ接合装置及び突合せ接合方法を提供することをその主たる目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る帯状金属板の突合せ接合装置は、左右一対の帯状金属板の突合せ個所を溶接する溶接用トーチと、前記左右一対の帯状金属板の突合せ個所の左右両側の上面を押える押え金と、前記押え金の下方位置に上下動自在に配置されたヘッドと、前記ヘッドの上面に上下動自在に設けた裏当て金と、前記ヘッドと前記裏当て金との間に介設され、前記裏当て金を前記押え金の下面側へ付勢して前記裏当て金の上面を前記押え金の下面に弾性的に当接させる弾性体と、前記ヘッドの左右両側に配置され、前記左右一対の帯状金属板をそれぞれ支持する搬送台と、前記裏当て金の左右上端部に形成され、前記搬送台上の前記左右一対の帯状金属板を、前記押え金と前記裏当て金との間にそれぞれの端縁同士が突合されるように送り込む傾斜案内部と、を備え、前記裏当て金は、前記ヘッドが上昇したときに前記裏当て金の下面が前記ヘッドに当接し、前記裏当て金の下方への移動が規制された状態で前記左右一対の帯状金属板の突合せ個所の左右両側を前記押え金と協働して挟持することに特徴がある。

前記搬送台は、前記左右一対の帯状金属板を水平姿勢で支持するテーブルと、前記テーブル上の前記左右一対の帯状金属板を保持固定してそれぞれの端縁同士が突合されるように前記押え金と前記裏当て金との間に送り込む左右の突合せ装置と、を備えていることが好ましい。

前記左右の突合せ装置は、前記テーブル上の前記帯状金属板の一部分を支持する材料受けと、前記材料受けに昇降自在に設けられ、前記材料受けとの間で前記帯状金属板の一部分を挟持固定する材料押えと、前記材料受けを前記帯状金属板の長手方向へ往復移動させる材料受け用駆動装置と、を備えていることが好ましい。

本発明に係る帯状金属板の突合せ接合方法は、搬送台上の左右一対の帯状金属板を、押え金と当該押え金の下面側へ付勢されて前記押え金の下面に弾性的に当接する上下動自在な裏当て金との間に前記裏当て金の左右上端部に形成した傾斜案内部により送り込み、それぞれの端縁同士を突合せるステップと、前記裏当て金を上昇させ、前記左右一対の帯状金属板の突合せ個所の左右両側を前記裏当て金と前記押え金とにより挟持するステップと、前記左右一対の帯状金属板の突合せ個所を溶接用トーチにより溶接するステップと、を含むことに特徴がある。

前記裏当て金を上昇させたときに前記裏当て金の下方向への移動を規制し、この状態で前記左右一対の帯状金属板の突合せ個所の左右両側を前記裏当て金と前記押え金とにより挟持することが好ましい。

前記押え金と前記裏当て金との間で前記左右一対の帯状金属板の端縁同士を突合せる際に、前記左右一対の帯状金属板を所定量だけ余分に送り込むことが好ましい。

本発明は、左右一対の帯状金属板を、押え金と当該押え金の下面側へ付勢されて押え金の下面に弾性的に当接している裏当て金との間に、裏当て金の左右上端部に形成した傾斜案内部を介して送り込み、左右一対の帯状金属板の端縁同士を突合せるようにしているため、左右一対の帯状金属板が押え金と裏当て金により挟まれた状態で突合されることになり、左右一対の帯状金属板の端縁同士の突合せを正確且つ確実に行え、帯状金属板同士の理想的な突合せを行える。その結果、本発明は、高品質な突合せ溶接を行えることになる。

本発明の実施形態に係る帯状金属板の突合せ接合装置の斜視図である。 突合せ接合装置の左右の搬送台（テーブル、突合せ装置）及び切断装置等を示す平面図である。 突合せ接合装置の左右の搬送台（テーブル、突合せ装置）及び切断装置等を示す正面図である。 図２のａ−ａ線断面図である。 左右の突合せ装置を示し、（Ａ）は突合せ装置の縦断側面図、（Ｂ）は帯状金属板の一方の側縁を位置決めストッパーに押し当てて位置決めした状態の縦断側面図、（Ｃ）は位置決めした状態の帯状金属板を突合せ装置で保持固定した状態の縦断側面図である。 切断装置を示し、（Ａ）はヘッドの上昇時の縦断正面図、（Ｂ）はヘッドの下降時の縦断正面図である。 溶接装置の斜視図である。 溶接装置の正面図である。 溶接装置の平面図である。 溶接装置の側面図である。 左右の押え金の下面に裏当て金の上面が弾性的に当接している状態の突合せ接合装置の要部の縦断正面図である。 先行の帯状金属板の終端縁と後行の帯状金属板の始端縁が上方へ反り上がり、左右の押え金と裏当て金との間に送り込まれる状態の突合せ接合装置の要部の縦断正面図である。 左右の押え金と裏当て金との間に送り込まれた先行の帯状金属板の終端縁と後行の帯状金属板の始端縁が突合された状態の突合せ接合装置の要部の縦断正面図である。 ヘッドを上昇させて両帯状金属板の突合せ個所の左右両側を左右の押え金と裏当て金とで上下方向から挟持した状態の突合せ接合装置の要部の縦断正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態に係る帯状金属板の突合せ接合装置を示し、当該帯状金属板の突合せ接合装置は、左右一対の帯状金属板をそれぞれ幅方向に沿って切断し、切断した左右一対の帯状金属板の端縁同士を突合せ、その突合せ個所を突合せ溶接して接合するものである。

尚、ここで、左右一対の帯状金属板とは、例えば、プレスライン等のライン上を流れている先行の帯状金属板Ｗ１と先行の帯状金属板Ｗ１に引き続いて流れる後行の帯状金属板Ｗ２のことを言う。また、左右一対の帯状金属板の端縁とは、先行の帯状金属板Ｗ１の終端縁と後行の帯状金属板Ｗ２の始端縁のことを言う。

前記帯状金属板の突合せ接合装置は、電磁鋼板やステンレス鋼板、銅板等の帯状金属板Ｗ１，Ｗ２のプレス加工、メッキ処理、熱処理、表面処理、スリット加工等を連続的に行うプレイライン、メッキライン、熱処理ライン、スリッターライン等の各種ラインに設置されており、ライン上を流れている先行の帯状金属板Ｗ１の終端部と新しい後行の帯状金属板Ｗ２の始端部をそれぞれ幅方向に沿って切断し、先行の帯状金属板の終端縁に新しい後行の帯状金属板Ｗ２の始端縁を突合せ溶接により接合し、先行の帯状金属板Ｗ１に引き続いて新しい後行の帯状金属板Ｗ２をライン上へ供給できるようにしたものである。

具体的には、前記帯状金属板の突合せ接合装置は、図１〜図１３に示す如く、キャビネット本体１と、先行の帯状金属板Ｗ１の終端部及び後行の帯状金属板Ｗ２の始端部をそれぞれ幅方向に沿って切断する切断装置２と、切断装置２の左右両側に配置され、先行の帯状金属板Ｗ１の終端部及び後行の帯状金属板Ｗ２の始端部をそれぞれ水平姿勢で支持すると共に、両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２を近づく方向へ送り込む左右の搬送台３と、切断装置２の上方位置に前後方向（図１１の前後方向）へ進退移動自在に配設され、端縁同士が突合された両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の突合せ個所の左右両側の上面を押える左右の押え金４と、切断装置２に設けられ、左右の押え金４の下面に弾性的に当接すると共に、左右の押え金４との間で両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の突合せ個所の左右両側を上下方向から挟持する裏当て金５と、両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の突合せ個所に沿って往復移動し、両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の突合せ個所を突合せ溶接するＴＩＧ溶接用トーチ６を有する溶接装置７と、を備えている。

前記キャビネット本体１は、図１に示す如く、フレーム材及び鋼板材によりボックス状に形成されており、底面側には、キャスター（図示省略）及びフットロック（図示省略）が設けられていると共に、前面側には、タッチパネル８、各種ボタン９、ガス流量計やガス圧力計等の各種機器１０及びスクラップケース１１等が設けられている。

また、キャビネット本体１の前面には、両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の突合せ個所に沿って往復移動するＴＩＧ溶接用トーチ６の周囲空間と左右の搬送台３の上面全域を覆い、溶接時に発生する溶接ヒュームが外部へ漏れるのを防止する開閉可能な安全用カバー１２が設けられている。

更に、キャビネット本体１の内部には、図示していないが、溶接用電源装置及びその制御装置、溶接用ガスボンベ及びその付属品、切断装置２及び溶接装置７等の制御装置等がそれぞれ格納されている。

更に、キャビネット本体１には、切断装置２及び左右の搬送台３等が配設される上方が開放されたボックス状の支持台１３が設けられている。この支持台１３は、図２及び図４に示す如く、矩形状に形成された水平姿勢のベース板１３ａと、ベース板１３ａの外周縁部上面に固定されて上方が開放された矩形状の枠体１３ｂと、枠体１３ｂ内の左右方向（図２の左右方向）中央部に帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の幅方向（図２の上下方向）に沿う姿勢で且つ左右方向に一定の間隔を空けて配設され、枠体１３ｂ内の空間を左右に区切る一対の平行な仕切壁１３ｃとを備えている。

前記切断装置２は、図２〜４図及び図６に示す如く、支持台１３の一対の仕切壁１３ｃの上端部に帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の幅方向に沿う姿勢で固定された左右の固定刃１４と、支持台１３のベース板１３ａの左右方向中央部に形成した上下方向の貫通穴に挿通されて一対の仕切壁１３ｃ間に昇降自在に支持され、先行の帯状金属板Ｗ１，Ｗ２Ｗ１の終端縁部及び後行の帯状金属板Ｗ２の始端縁部が挿入される挿入穴１５ａを形成した枠状のヘッド１５と、ヘッド１５の挿入穴１５ａの内周縁部上縁側に帯状金属板Ｗ１，Ｗ２Ｗ１の幅方向に沿う姿勢で固定され、左右の固定刃１４との協働作用により先行の帯状金属板Ｗ１の終端部及び後行の帯状金属板Ｗ２の始端部を幅方向に沿って一緒に切断する左右の可動刃１６と、ベース板１３ａの下面に垂設された支持フレーム１７に設けられ、ヘッド１５を昇降動させる縦向き姿勢のヘッド用流体圧シリンダ１８と、を備えている。

また、ヘッド１５の左右の上端縁部には、近づく方向へ送り込まれる先行の帯状金属板Ｗ１の終端縁と後行の帯状金属板Ｗ２の始端縁とを上向きに反り上げ、ヘッド１５の上方位置に前進している左右の押え金４の下面側へ案内する上り傾斜状の左右の傾斜面１５ｂがそれぞれ形成されている（図１１参照）。

更に、ヘッド１５の上面には、裏当て金５が上下動自在に挿入される溝状の凹部１５ｃがヘッド１５の長手方向に沿って形成されている（図４参照）。

そして、ヘッド１５は、ヘッド用流体圧シリンダ１８の伸長動作によりヘッド１５の挿入穴１５ａの一部が左右の仕切壁１３ｃよりも上方へ突出して挿入穴１５ａ内に先行の帯状金属板Ｗ１の終端縁部及び後行の帯状金属板Ｗ２の始端縁部を挿入できる上昇位置（図６（Ａ）及び図４参照）と、ヘッド用流体圧シリンダ１８の短縮動作によりヘッド１５の上端が左右の仕切壁１３ｃの上面から若干量だけ上方へ突出する下降位置（図６（Ｂ）及び図１１参照）とを取り得るようになっている。

尚、ヘッド１５が下降位置の時には、ヘッド１５の左右の傾斜面１５ｂは、後述する左右の搬送台３のテーブル１９上の先行の帯状金属板Ｗ１の終端縁及び後行の帯状金属板Ｗ２の始端縁にそれぞれ対向する状態となっている（図６（Ｂ）参照）。

本実施形態においては、ヘッド１５の左右の傾斜面１５ｂの傾斜角度は、３０°に設定されている。また、下降位置にあるヘッド１５は、ヘッド１５の上面が左右の搬送台３のテーブル１９上面よりも約１．５ｍｍ〜３．０ｍｍ上昇した位置にあり、左右の傾斜面１５ｂがテーブル１９上の帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の長手方向の端縁に対向するようになっている。

而して、前記切断装置２によれば、先行の帯状金属板Ｗ１の終端縁部及び後行の帯状金属板Ｗ２の始端縁部を上昇位置にあるヘッド１５の挿入穴１５ａ内に挿入し、この状態でヘッド１５をヘッド用流体圧シリンダ１８により上昇位置から下降位置へ下降させることによって、左右の可動刃１６と左右の固定刃１４とで帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の終端縁部及び始端縁部を幅方向に沿って一緒に切断することができる（図６参照）。

前記左右の搬送台３は、先行の帯状金属板Ｗ１の終端部又は後行の帯状金属板Ｗ２の始端部を水平姿勢で支持するテーブル１９と、テーブル１９上の先行の帯状金属板Ｗ１又は後行の帯状金属板Ｗ２を保持固定して両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の端縁同士が突合されるように左右の押え金４と裏当て金５との間に送り込む突合せ装置２０と、をそれぞれ備えている

前記テーブル１９は、金属板により形成されており、図２〜図４に示す如く、キャビネット本体１に設けた支持台１３の枠体１３ｂ上面及び仕切壁１３ｃ上面に水平姿勢で固定されている。

また、テーブル１９には、図２に示す如く、両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の幅方向に沿うガイド穴１９ａが形成されている。このガイド穴１９ａには、両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動し、先行の帯状金属板Ｗ１の終端縁部の前側の側縁又は後行の帯状金属板Ｗ２の始端縁部の前側の側縁に当接して両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２を押圧してテーブル１９の奥側へ移動させる移動調整自在な押え部材２１が挿入支持されている。

前記突合せ装置２０は、図２〜図４に示す如く、切断装置２の左右位置で且つ左右のテーブル１９の奥側位置にそれぞれ配設されており、先行の帯状金属板Ｗ１の終端縁部の奥側の側縁部又は後行の帯状金属板Ｗ２の始端縁部の奥側の側縁部を保持固定して両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の端縁同士を突合せるものである。

即ち、左右の突合せ装置２０は、図２、図４及び図５に示す如く、支持台１３にリニアガイド２２を介して帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の長手方向へ往復移動自在に支持され、帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の奥側の側縁部を支持する矩形の板状に形成された水平姿勢の材料受け２３と、材料受け２３の上面に固定され、帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の奥側の側縁に当接して帯状金属板Ｗ１，Ｗ２をその幅に関係なく一定の位置に位置決めする位置決めストッパー２４と、材料受け２３の上面に固定され、側面形状が倒立Ｌ字状に形成された支持部材２５と、支持部材２５に鉛直姿勢で固定され、ロッドが下向きの流体圧シリンダ２６と、流体圧シリンダ２６のロッドに固定され、材料受け２３上の帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の奥側の側縁部上面に当接自在な板状に形成された水平な材料押え２７と、材料押え２７の下面に貼り付けたウレタン部材の等のクッション材２８と、材料受け２３を帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の長手方向へ往復移動させる材料受け用駆動装置２９と、流体圧シリンダ２６及び材料押え２７等を覆う下面が開放されたカバー体３０と、をそれぞれ備えている。

前記リニアガイド２２は、図２及び図４に示す如く、支持台１３の枠体１３ｂ内に帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の長手方向に沿って配設され、枠体１３ｂの左右側壁と一対の仕切壁１３ｃとの間に架設されたリニア軸２２ａと、リニア軸２２ａに摺動自在に嵌合され、左右の材料受け２３の下面に固定されたスライダー２２ｂとを備えている。

また、前記材料受け用駆動装置２９は、図２及び図５に示す如く、支持台１３の枠体１３ｂに固定した正逆回転自在なモータ２９ａと、モータ２９ａの出力軸に取り付けたピニオン２９ｂと、左右の材料受け２３の下面に帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の長手方向に沿って固定され、ピニオン２９ｂに噛み合うラック２９ｃと、を備えており、モータ２９ａによりピニオン２９ｂを正逆回転させると、ラック２９ｃを介して左右の材料受け２３が帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の長手方向へ往復移動するようになっている。

而して、前記左右の突合せ装置２０によれば、流体圧シリンダ２６の短縮時には、材料押え２７に貼り付けたクッション材２８と左右の材料受け２３の上面との間に帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の奥側の側縁部を挿入できる間隙が形成され（図５（Ａ）及び（Ｂ）参照）、また、流体圧シリンダ２６の伸長時には、材料押え２７が下降して材料押え２７の下面に貼り付けたクッション材２８により帯状金属板Ｗ１，Ｗ２を左右の材料受け２３上面へ保持固定するようになっており（図５（Ｃ）参照）、帯状金属板Ｗ１，Ｗ２を保持固定した状態で材料受け用駆動装置２９を作動させると、先行の帯状金属板Ｗ１の終端縁と後行の帯状金属板Ｗ２の始端縁とが突合される方向へ送り込まれるようになっている。

前記左右の押え金４は、図９及び図１０に示す如く、両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の突合せ個所の上方位置に前後方向へ進退移動自在に配設した溶接装置７の上部フレーム３６の下面に設けられており、左右の突合せ装置２０により突合された先行の帯状金属板Ｗ１及び後行の帯状金属板Ｗ２の突合せ個所の左右両側の上面に当接自在となっている。

即ち、左右の押え金４は、図９及び図１０に示す如く、銅材により両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の幅よりも長めの長尺板状に形成されており、溶接装置７の上部フレーム３６の下面に両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の幅方向に沿う姿勢で且つ僅かな間隔を空けて対向状に配設固定されている。この左右の押え金４は、両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の突合せ個所を溶接する際に、主にアークの拡がりを遮断して両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部にアークエネルギーを集中的に与えるものである。尚、左右の押え金４は、突合せ溶接する両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の厚みに応じて左右の上部クランプ板の間隔を調整できるようにしても良い。

また、左右の押え金４は、左右のテーブル１９の上面及び下降位置にある切断装置２のヘッド１５の上面よりも若干量だけ上方位置にあり、左右の押え金４の下面と左右のテーブル１９の上面の間、左右の押え金４の下面とヘッド１５の上面との間に先行の帯状金属板Ｗ１の終端縁部及び後行の帯状金属板Ｗ２の始端縁部をそれぞれ挿入できる隙間が形成されている。

前記裏当て金５は、図２及び図４に示す如く、切断装置２のヘッド１５の上面に形成した溝状の凹部１５ｃ内に上下動自在に設けられており、ヘッド１５の凹部１５ｃ底面と裏当て金５との間に介設した弾性体３１により上方へ付勢され、ベット１５の上方位置に左右の押え金４が位置したときに、裏当て金５の上面が左右の押え金４の下面に弾性的に当接するようになっている。

即ち、裏当て金５は、図２及び図４に示す如く、銅材により帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の幅よりも長めの角柱状に形成され、ヘッド１５の上端面に形成した溝状の凹部１５ｃに上下動自在に挿入されており、その上面には、帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の溶接時にアルゴンガス等のシールドガスが流れるガス溝５ａと、ガス溝５ａ内へシールドガスを供給する複数のガス孔５ｂとが形成されている。この裏当て金５は、両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の突合せ個所を突合せ溶接する際に、左右の押え金４と協働して両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の突合せ個所の左右両側を上下方向から挟持し、余分な熱を吸収してビードの溶け落ちや穴あき、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の熱歪等を防止すると共に、両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部の裏側にシールドガスを流して溶接部の酸化を防止するようにしたものである。

また、裏当て金５の左右上端部には、左右の搬送台３上の先行の帯状金属板Ｗ１の終端部及び後行の帯状金属板Ｗ２の始端部を、左右の押え金４と裏当て金５との間にそれぞれの端縁同士が突合されるように送り込む傾斜案内部５ｃが形成されている。この左右の傾斜案内部５ｃは、上り傾斜状の傾斜面から成る。本実施形態においては、左右の傾斜案内部５ｃの傾斜角度は、１５°に設定されている。

更に、裏当て金５の少なくとも後側上端部には、後述する溶接装置７の上部フレーム３６が前進したときに、上部フレーム３６の下面に設けた左右の押え金４が裏当て金５の上面に円滑且つスムースに乗り上がるように上り傾斜状のガイド面（図示省略）が形成されている。

そして、裏当て金５は、ヘッド１５の凹部１５ｃ底面と裏当て金５との間に介設した複数の弾性体３１により上方へ付勢されており、左右の押え金４が裏当て金５の上方に位置するときには、裏当て金５の上面が左右の押え金４の下面に弾性的に当接するようになっている。

尚、弾性体３１は、ヘッド１５の凹部１５ｃと裏当て金５との間に所定の間隔をあけて複数介設されており、当該弾性体３１には、圧縮コイルスプリンクが使用されている。

前記溶接装置７は、キャビネット本体１内に収納される待機位置（図１参照）と、上部フレーム３６等の一部の部材が下降位置にあるヘッド１５の上方に位置する溶接作業位置（両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部の上方に位置する状態）とに亘って帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動自在に構成されており、両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の突合せ溶接する際に、前方へ引き出されてＴＩＧ溶接用トーチ６が所定の速度で両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の突合せ個所に沿って直線移動するようになっている。

即ち、溶接装置７は、図７〜図１０に示す如く、キャビネット本体１内に配設した水平姿勢のベース３２と、ベース３２の上面にレール３３ａ及びスライダー３３ｂから成るリニアガイド３３を介して帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動自在に支持された移動台３４と、移動台３４の上面に配設した門型フレーム３５と、門型フレーム３５の上面に設けた略枠状の上部フレーム３６と、ベース３２に設けられ、移動台３４及び門型フレーム３５を帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動させて上部フレーム３６を待機位置と溶接作業位置とに亘って往復移動させるロッドレスシリンダ３７と、上部フレーム３６の上面にレール３８ａ及びスライダー３８ｂから成るリニアガイド３８を介して帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動自在に支持されたトーチ走行台３９と、上部フレーム３６内に位置してトーチ走行台３９に昇降自在に支持されたトーチ上下用アーム４０と、トーチ上下用アーム４０の先端部に取り付けられ、非消耗式のタングステン電極棒６ａを挿着したＴＩＧ溶接用トーチ６と、トーチ走行台３９に設けられ、トーチ上下用アーム４０及びＴＩＧ溶接用トーチ６を上下動させるトーチ上下用モータ４１及びボールネジ機構４２と、トーチ走行台３９及びＴＩＧ溶接用トーチ６を両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の幅方向へ往復走行させるトーチ前後用モータ４３及びベルト伝動機構４４と、を備えている。

また、ＴＩＧ溶接用トーチ６には、シールドガスを内側と外側に流し且つ内側のシールドガスを外側のシールドガスよりも高速で噴射させる狭窄ノズル（図示省略）を備えたＴＩＧ溶接用トーチ６が使用されている。例えば、ＴＩＧ溶接用トーチ６には、特開２０１２−１３９７０４号公報や国際公開第２０１３／１５７０３６号パンフレット、特許第６５０１４３８号公報等に記載されたものが使用されている。尚、狭窄ノズルを備えたＴＩＧ溶接用トーチ６は、風の影響に左右されず、アークのエネルギー密度、指向性、硬直性を保つことができると共に、高速速度を行えるうえ、溶接部の曲げ延性の向上を図れる等の利点を有する。

次に、上述した帯状金属板の突合せ接合装置を用いて先行の帯状金属板Ｗ１の終端縁と後行の帯状金属板Ｗ２の始端縁とを自動的に突合せ、突合せ個所を突合せ溶接して両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２を接合する場合について説明する。

尚、溶接電流、アーク長、シールドガスの供給量及び種類、ＴＩＧ溶接用トーチ６の走行速度等は、帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の材質、板厚、幅等に応じて最適の条件下に設定されている。

先ず、安全用カバー１２を上方位置へ回動させて開放位置にした後、先行の帯状金属板Ｗ１の終端部を右側のテーブル１９上面に載せ、先行の帯状金属板Ｗ１の奥側の側縁部を右側の材料押え２７の下方へ挿入すると共に、先行の帯状金属板Ｗ１の終端縁部を上昇位置にあるヘッド１５の挿入穴１５ａ内に挿入し、この状態で右側の押え部材２１を右側のテーブル１９の奥側へ移動させる。そうすると、先行の帯状金属板Ｗ１の終端部が右側の材料押え２７側へ押され、先行の帯状金属板Ｗ１の奥側の側縁が位置決めストッパー２４に当接して先行の帯状金属板Ｗ１の幅方向の位置が位置決めされる。

前記の状態で流体圧シリンダ２６により右側の材料押え２７を下降させ、先行の帯状金属板Ｗ１の終端部の奥側部分を右側の材料受け２３と材料押え２７とにより保持固定する。

また、後行の帯状金属板Ｗ２の終端部を左側のテーブル１９上面に載せ、後行の帯状金属板Ｗ２の奥側の側縁部を左側の材料押え２７の下方へ挿入すると共に、後行の帯状金属板Ｗ２の始端縁部を上昇位置にあるヘッド１５の挿入穴１５ａ内に挿入し、この状態で左側の押え部材２１を右側のテーブル１９の奥側へ移動させる。そうすると、後行の帯状金属板Ｗ２の始端部が左側の材料押え２７側へ押され、後行の帯状金属板Ｗ２の奥側の側縁が左側の位置決めストッパー２４に当接して後行の帯状金属板Ｗ２の幅方向の位置が位置決めされる。

前記の状態で流体圧シリンダ２６により左側の材料押え２７を下降させ、後行の帯状金属板Ｗ２の始端部の奥側部分を左側の材料受け２３と材料押え２７とにより保持固定する。

先行の帯状金属板Ｗ１の終端部及び後行の帯状金属板Ｗ２の始端部が左右の突合せ装置２０により左右のテーブル１９上で保持固定されたら、安全用カバー１２を開放位置から下方へ回動させて閉鎖位置とした後、切断装置２を作動させて上昇位置にあるヘッド１５をヘッド用流体圧シリンダ１８により下降位置へ下降させる。そうすると、左右の可動刃１６と左右の固定刃１４との協働作用により先行の帯状金属板Ｗ１の終端縁部及び後行の帯状金属板Ｗ２の始端縁部が幅方向に沿って一緒に切断加工される。このとき、両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の切れ端は、ヘッド１５の挿入穴１５ａから排出されてスクラップケース１１へ回収される。

先行の帯状金属板Ｗ１の終端縁部と後行の帯状金属板Ｗ２の始端縁部が幅方向に沿って切断されたら、溶接装置７が待機位置から溶接作業位置へ前進し、溶接装置７の上部フレーム３６の下面に設けた左右の押え金４を下降位置にあるヘッド１５の上方位置に移動させる。

このとき、左右の押え金４は、上り傾斜状のガイド面を介して裏当て金５の上面に乗り上がり、裏当て金５の上面を摺動しながら前進して行く。

図１１に示すように左右の押え金４がヘッド１５の上方位置に移動すると、左右の突合せ装置２０が先行の帯状金属板Ｗ１と後行の帯状金属板Ｗ２を左右のテーブル１９上に支持した状態で先行の帯状金属板Ｗ１の終端縁と後行の帯状金属板Ｗ２の始端縁とを突合せる方向へ送り込む。

このとき、下降位置にあるヘッド１５が左右のテーブル１９面よりも若干量上方へ突出し、ヘッド１５の左右の傾斜面１５ｂが先行の帯状金属板Ｗ１の終端縁及び後行の帯状金属板Ｗ２の始端縁にそれぞれ対向する状態となっているため、左右の突合せ装置２０によりヘッド１５側へ送り込まれた先行の帯状金属板Ｗ１の終端縁と後行の帯状金属板Ｗ２の始端縁がヘッド１５の左右の傾斜面１５ｂに突き当てられて上向きに姿勢変更された後、左右の押え金４の下面側へ案内される（図１２参照）。

上向きに姿勢変更した先行の帯状金属板Ｗ１の終端縁部と後行の帯状金属板Ｗ２の始端縁部は、引き続き左右の突合せ装置２０により突合される方向へ送り込まれ、裏当て金５の左右上端部に形成した傾斜案内部５ｃにより左右の押え金４と当該左右の押え金４の裏面に弾性的に当接している裏当て金５との間に送り込まれて行く（図１３参照）。

左右の押え金４と裏当て金５との間に送り込まれた先行の帯状金属板Ｗ１の終端縁部と後行の帯状金属板Ｗ２の始端縁部は、左右の押え金４の下面及び裏当て金５の上面を摺動しつつ、左右の押え金４と裏当て金５とにより挟まれた状態で突合されることになる。その結果、先行の帯状金属板Ｗ１の終端縁と後行の帯状金属板Ｗ２の始端縁は、正確且つ確実に突合されることになる。

尚、左右の押え金４と裏当て金５との間で先行の帯状金属板Ｗ１の終端縁と後行の帯状金属板Ｗ２の始端縁とを突合せる際には、テーブル１９上の先行の帯状金属板Ｗ１の終端縁部及び後行の帯状金属板Ｗ２の始端縁部が上向きに姿勢変更されるため、両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２を左右の押え金４と裏当て金５との間に所定量だけ余分に送り込む。これにより、先行の帯状金属板Ｗ１の終端縁の切断端面と後行の帯状金属板Ｗ２の始端縁の切断端面とは、確実に密着した状態で突合されることになる。本実施形態においては、先行の帯状金属板Ｗ１と後行の帯状金属板Ｗ２をヘッド１５の幅よりも０．４ｍｍだけ余分に送り込むようにしている。

先行の帯状金属板Ｗ１の終端縁と後行の帯状金属板Ｗ２の始端縁とが突合されると、ヘッド１５が若干量上昇し、左右の押え金４とヘッド１５に設けた裏当て金５との間で両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の突合せ個所の左右両側を上下方向から挟持固定する（図１４参照）。

尚、ヘッド１５が上昇すると、裏当て金５は、その上面が両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２に当接して上方への移動が規制されているため、裏当て金５の下面がヘッド１５の凹部１５ｃ底面に当接し、裏当て金５の下方への移動が規制された状態で両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の突合せ個所の左右両側を左右の押え金４と協働して確実且つ強固に挟持することになる。

両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の突合せ個所の左右両側が左右の押え金４及び裏当て金５により上下方向から挟持固定されたら、溶接装置７のＴＩＧ溶接用トーチ６が自動的に高さ調整された後、ＴＩＧ溶接用トーチ６と裏当て金５との間にアークを発生させる。アークが安定したら、この状態でトーチ走行台３９が両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の幅方向に沿って移動し、ＴＩＧ溶接用トーチ６により両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の突合せ個所が突合せ溶接される。

両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２が突合せ溶接されて接合されたら、溶接装置７が溶接作業位置から待機位置へ後退すると共に、左右の突合せ装置２０が両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の保持固定状態を解除する。また、左右の押え部材２１を左右のテーブル１９の前側へ移動させる。これによって、両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２は、フリーの状態となり、各種ライン上の搬送ラインに送られる。

このように、上述した帯状金属板の突合せ接合装置は、左右一対の帯状金属板Ｗ１，Ｗ２を、押え金４と当該押え金４の下面側へ付勢されて押え金４の下面に弾性的に当接している裏当て金５との間に、裏当て金５の左右上端部に形成した傾斜案内部５ｃを介して送り込み、左右一対の帯状金属板の端縁同士を突合せるようにしているため、左右一対の帯状金属板Ｗ１，Ｗ２が押え金４と裏当て金５により挟まれた状態で突合されることになり、左右一対の帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の端縁同士の突合せを正確且つ確実に行え、帯状金属板Ｗ１，Ｗ２同士の理想的な突合せを行える。その結果、帯状金属板の突合せ接合装置は、両帯状金属板Ｗ１，Ｗ２の切断端縁の重なりや撓み、変形を防止できて理想的な突合せを行え、高品質な突合せ接合を行えることになる。

３は搬送台
４は押え金
５は裏当て金
５ｃは傾斜案内部
６は溶接用トーチ
１５はヘッド
Ｗ１，Ｗ２は帯状金属板

Claims (6)

1. 左右一対の帯状金属板の突合せ個所を溶接する溶接用トーチと、
   前記左右一対の帯状金属板の突合せ個所の左右両側の上面を押える押え金と、
   前記押え金の下方位置に上下動自在に配置されたヘッドと、
   前記ヘッドの上面に上下動自在に設けた裏当て金と、
   前記ヘッドと前記裏当て金との間に介設され、前記裏当て金を前記押え金の下面側へ付勢して前記裏当て金の上面を前記押え金の下面に弾性的に当接させる弾性体と、
   前記ヘッドの左右両側に配置され、前記左右一対の帯状金属板をそれぞれ支持する搬送台と、
   前記裏当て金の左右上端部に形成され、前記搬送台上の前記左右一対の帯状金属板を、前記押え金と前記裏当て金との間にそれぞれの端縁同士が突合されるように送り込む傾斜案内部と、を備え、
   前記裏当て金は、前記ヘッドが上昇したときに前記裏当て金の下面が前記ヘッドに当接し、前記裏当て金の下方への移動が規制された状態で前記左右一対の帯状金属板の突合せ個所の左右両側を前記押え金と協働して挟持することを特徴とする帯状金属板の突合せ接合装置。
2. 前記搬送台は、前記左右一対の帯状金属板を水平姿勢で支持するテーブルと、前記テーブル上の前記左右一対の帯状金属板を保持固定してそれぞれの端縁同士が突合されるように前記押え金と前記裏当て金との間に送り込む左右の突合せ装置と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の帯状金属板の突合せ接合装置。
3. 前記左右の突合せ装置は、前記テーブル上の前記帯状金属板の一部分を支持する材料受けと、前記材料受けに昇降自在に設けられ、前記材料受けとの間で前記帯状金属板の一部分を挟持固定する材料押えと、前記材料受けを前記帯状金属板の長手方向へ往復移動させる材料受け用駆動装置と、を備えていることを特徴とする請求項２に記載の帯状金属板の突合せ接合装置。
4. 搬送台上の左右一対の帯状金属板を、押え金と当該押え金の下面側へ付勢されて前記押え金の下面に弾性的に当接する上下動自在な裏当て金との間に前記裏当て金の左右上端部に形成した傾斜案内部により送り込み、それぞれの端縁同士を突合せるステップと、
   前記裏当て金を上昇させ、前記左右一対の帯状金属板の突合せ個所の左右両側を前記裏当て金と前記押え金とにより挟持するステップと、
   前記左右一対の帯状金属板の突合せ個所を溶接用トーチにより溶接するステップと、
   を含むことを特徴とする帯状金属板の突合せ接合方法。
5. 前記裏当て金を上昇させたときに前記裏当て金の下方向への移動を規制し、この状態で前記左右一対の帯状金属板の突合せ個所の左右両側を前記裏当て金と前記押え金とにより挟持することを特徴とする請求項４に記載の帯状金属板の突合せ接合方法。
6. 前記押え金と前記裏当て金との間で前記左右一対の帯状金属板の端縁同士を突合せる際に、前記左右一対の帯状金属板を所定量だけ余分に送り込むことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の帯状金属板の突合せ接合方法。

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