JPH11123582A - レーザ溶接用治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 三次元的な曲面のパネルに対しても取り付け
が容易で接合の確実化が図れると共に、取り扱いが容易
でコンパクトにまとめられ、溶接効率や溶接品質の向上
が図れるレーザ溶接用治具を提供する。 【解決手段】 略コ字状断面のホルダ本体２はアルミプ
レート３を介してフランジ部１６，１６に当接し、締付
具５を締付けることによりフランジ部１６，１６は挟持
され隙間が生ずることなく圧接される。補助プレート４
やガイドピン６によりフランジ部１６に作用する面圧の
均一化が図られ、かつ位置ずれによるレーザ光の悪影響
も防止される。また、本発明のレーザ溶接用治具１は短
尺のため三次元的な曲面に対しても容易に適用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、重合するパネルを
レーザ光により重ね溶接すべくパネル同士を隙間なく圧
接させるコンパクト構造のレーザ溶接用治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、図５に示すようなパネル１５の
フランジ部１６，１６を溶接する場合には、その溶接ラ
イン１７に沿ってレーザ光を走らせて重ね溶接する溶接
方法が一般に採用されている。この場合、重合されたフ
ランジ部１６，１６を隙間なく圧接させることが溶接品
質を確保する上で重要な因子となる。このために、フラ
ンジ部１６，１６を挟持する各種の溶接治具が考案され
ている。例えば、図６に示す溶接治具１ａは、フランジ
部１６，１６に接する鉄板製の板１８，１９を締付具２
０により締結してフランジ部１６，１６を圧接させる簡
便なものである。この場合、上側の板１８にはレーザ光
２１の照射可能な孔又はスリット２２が穿設される。

【０００３】また、レーザ溶接用治具に関する公知技術
として、例えば、実開平６−６６８８６号公報が挙げら
れる。この「レーザー溶接加工治具」は、重ね合せ溶接
部（前記のフランジ部１６に相当するもの）を挟持する
２枚の当て金の長手方向の一端に蝶番を設け、前記当り
金の溶接線に沿う方向に沿ってスリットを設け、前記当
て金の他端に締付具を設けたものである。この「レーザ
ー溶接加工治具」は、前記締付具のある他端を開口し、
上下の当て金を重ね合せ溶接部に当接させて前記締付具
を締め込み、前記スリットに沿ってレーザ光を走らせる
ことによって溶接を行うものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図６に示した溶接治具
１ａの場合には、レーザ光２１の照射エネルギーの量に
よっては下側の板１９のＢに示す場所がレーザ光２１の
影響を受けフランジ部１６に溶着し、溶接治具１ａを取
り外すことが困難になるという問題点がある。このため
に、この部分に溝やスリットを設けたりして溶着を防止
する方法があるが、溶接治具１ａの剛性が低下し、フラ
ンジ部１６，１６の圧接が不十分となり、かつ溝やスリ
ットとレーザ光の照射位置との位置合わせが必要とな
り、段取り時間が多くなると共に、溶接品質が低下する
という問題点がある。更に、この種の溶接治具１ａの溶
接線に沿う方向の長さが長い場合には、図５に示すよう
な直線状のフランジ部１６，１６では問題はないが、図
７に示すようなアップダウンのあるフランジ部１６，１
６の溶接の場合には溶接治具１ａとフランジ部１６，１
６との間に隙間２３が生じ、フランジ部１６，１６の圧
接が不十分になるという問題点がある。

【０００５】一方、前記の実開平６−６６８８６号公報
の「レーザー溶接加工治具」の場合には、当該治具をセ
ットするのに多くの時間を要し、溶接効率が低下すると
共に、レーザ光をワークに近づけるための制約が大き
く、かつ治具構造が大掛かりなものからなり、高価なも
のになるという問題点がある。また、当該治具の長手方
向の寸法よりも溶接ラインが長い場合には、逆方向から
治具を挿入してセットする必要があり、かなり面倒であ
る。また、ワークの形状によっては溶接ができない場合
も生ずる。

【０００６】本発明は、以上の問題点を解決するもの
で、構造が簡単でコンパクトにまとめられ、段取作業も
容易にでき、治具とワーク側との溶着もなく、三次元的
な曲面の部分の溶接も可能であり、溶接品質の向上が図
れるレーザ溶接用治具を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の目的を
達成するために、レーザ光により溶着するために重合さ
れたパネルを圧接させるレーザ溶接用治具であって、前
記パネルの端縁から該パネルを挟み込む略コ字状断面の
ホルダ本体と、該ホルダ本体の前記レーザ光の照射する
側と反対側の下側平板部と前記パネルとの間に介設され
るアルミプレートと、前記下側平板部に螺着され前記ア
ルミプレートを前記パネル側に押圧する締付具とを設け
るレーザ溶接用治具を構成するものである。更に具体的
に、前記下側平板部の下面には、前記締付具が挿通可能
な孔を有する補助プレートが当接されることを特徴とす
る。また、前記アルミプレートには、前記下側平板部及
び前記補助プレートの案内孔に嵌合するガイドピンが固
着されることを特徴とする。また、前記レーザ光の照射
する側の前記ホルダ本体の上側平板部の端縁が、少なく
ともレーザ光の照射部から外れる位置に形成されるもの
であり、前記上側平板部の端縁には、前記レーザ光の照
射部から離れる側に向かって緩やかに上り傾斜する傾斜
面が形成されることを特徴とするものである。

【０００８】パネルの端縁からホルダ本体を挿入し、該
パネルを挟み込みホルダ本体の下側平板部上のアルミプ
レートをパネルと当接させる。この状態で締付具を締付
けることにより、アルミプレートを介してホルダ本体が
パネルを挟持し、重合したパネルは圧接される。以上の
ように、単に締付具を締め込むだけの作業により治具が
セットされる。また、アルミプレートを介設するためホ
ルダ本体とパネルとの溶着は生じない。また、当該治具
の長手方向の寸法は短くともよいため、三次元的なワー
クに対しても十分に適用される。更に、補助プレートや
ガイドピンを用いることによりホルダ本体の位置決めや
パネルの接合強度を向上することができる。また、上側
平板部をレーザ光の照射部から外れた形状にし、レーザ
ノズルとワークとの位置合わせを容易にすると共に、端
縁に傾斜面を形成することにより、ワークの形状等によ
りレーザノズルを傾斜させる必要が生じた場合でも治具
との干渉を防止することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明のレーザ溶接用治具
の実施の形態を図面を参照して詳述する。図１乃至図３
に示すように、本発明のレーザ溶接用治具１は、ホルダ
本体２と、アルミプレート３と、補助プレート４と、締
付具５及びガイドピン６等とから構成される。

【００１０】ホルダ本体２は、上側平板部７と、下側平
板部８と、これ等の基端側を連結する縦部材９とを一体
的に形成した略コ字状断面の部材からなり、その長手方
向の寸法は短尺のものからなる。なお、材質としては剛
性保持の点から鉄材が望ましい。下側平板部８はパネル
１５のフランジ部１６の巾にほぼ見合う寸法のものから
なるが、上側平板部７はその端縁がレーザ光２１の照射
部から外れた位置にくるように短巾のものからなる。な
お、上側平板部７には図３に示すように端縁側から上り
傾斜の角度θの傾斜面１０が形成される。なお、この角
度θは、ワークの形状等によりレーザノズルのアクセス
時に当該レーザノズルを大きく傾斜させなければならな
い場合でも、そのレーザノズルが上側平板部７に干渉し
ないように、極力小さい方が望ましい。すなわち、パネ
ル１５のフランジ部１６の形状等に合わせて傾斜面１０
の角度θは決められる。

【００１１】ホルダ本体２の下側平板部８と下方のフラ
ンジ部１６との間にはアルミプレート３が介設される。
アルミプレート３は下側平板部８とほぼ同一の平面積を
有するものからなる。また、その厚さは、レーザ光２１
の影響が下側平板部８におよばない適宜の寸法とする。
本例ではアルミプレート３にはその長手方向に沿う端縁
側にガイドピン６，６が設けられている。なお、ガイド
ピン６は圧入方式又はねじ方式等によりアルミプレート
３に垂直に固着される。

【００１２】補助プレート４は、下側平板部８の下面に
当接して設けられ、下側平板部８とほぼ同一平面積のも
のからなる。下側平板部８と補助プレート４とにはガイ
ドピン６が挿通し得るガイド孔１１，１２が貫通形成さ
れる。

【００１３】締付具５は本例ではボルト５ａからなる。
ホルダ本体２の下側平板部８にはボルト５ａが螺合する
ねじ孔１３が貫通形成される。また、補助プレート４に
はボルト５ａの挿通可能な孔１４が貫通形成される。ま
た、ねじ孔１３や孔１４は下側平板部８や補助プレート
４のほぼ中心位置に形成される。

【００１４】次に、本発明のレーザ溶接用治具１の組付
けと、パネル１５のフランジ部１６との係合姿勢につい
て主に図３により説明する。まず、ホルダ本体２の下側
平板部８上に、アルミプレート３を乗せ、そのガイドピ
ン６を下側平板部８のガイド孔１１に挿通する。次に、
下側平板部８の下面に補助プレート４を当接せしめ、同
じく補助プレート４のガイド孔１２にガイドピン６を挿
通させる。この状態でボルト５ａを補助プレート４の孔
１４側から挿入し、ねじ孔１３に螺合させる。以上のよ
うにして組み付けられたレーザ溶接用治具１を図３に示
すようにパネル１５の重合しているフランジ部１６，１
６の端縁から挿入する。挿入位置はレーザ溶接用治具１
が挿入可能な場所まで挿入されることにより決められ
る。この状態でボルト５ａを締め込むとボルト５ａの先
端がアルミプレート３に当り、アルミプレート３をフラ
ンジ部１６に押圧する。更に、ボルト５ａを締め込むこ
とにより、ホルダ本体２の上側平板部７がフランジ部１
６に押圧され、フランジ部１６，１６はアルミプレート
３を介してホルダ本体２により挟持される。すなわち、
ボルト５ａのねじ込みだけでフランジ部１６，１６は間
隙のない状態に圧接される。

【００１５】次に、図３に示すように、レーザ光２１を
フランジ部１６，１６に照射し、長手方向に移動させる
ことにより、レーザ溶接が行われる。前記したように、
上側平板部７には傾斜面１０が形成されているため、レ
ーザノズルと上側平板部７との干渉は生じない。また、
アルミプレート３の介設により、下側平板部８とフラン
ジ部１６との溶着は生じない。このため、レーザ溶接用
治具１の取り外しが容易にできると共に、溶接品質の向
上が図れる。

【００１６】本発明のレーザ溶接用治具１は長手方向の
寸法が短寸のため、図４に示すようにアップダウンのあ
るフランジ部１６や更に前後の出入りのある図略の三次
元的なフランジ部に対しても隙間なく係合することがで
きる。なお、フランジ部１６の全長を溶接する必要があ
るため、本例のレーザ溶接用治具１はフランジ部１６の
長手方向に沿って複数個配設することが必要になる。

【００１７】本例のレーザ溶接用治具１において、補助
プレート４は真中のボルト５ａの締め込みにより下側平
板部８側に均一の面圧を負荷するためのものであり、こ
れにより下側平板部８とアルミプレート３およびフラン
ジ部１６との圧接が均一に行われる。なお、場合により
補助プレート４は使用しなくてもよい。また、ガイドピ
ン６はホルダ本体２とアルミプレート３との位置ずれを
防止し、押圧力の低減を防止すると共に下側平板部８に
対するレーザ光の悪影響を完全に防止するためのもので
ある。なお、本例では真中にボルト５ａを設け、その両
側にガイドピン６を設ける構造を採用したが、ガイドピ
ン６を真中に配置し、その両側にボルト５ａを配置する
ものでもよい。また、それ以外の配置を採用しても勿論
構わない。

【００１８】

【発明の効果】

１）本発明の請求項１に記載のレーザ溶接用治具によれ
ば、略コ字状断面のホルダ本体をアルミプレートを介し
てフランジ部に嵌め込んで締結具を締付けるだけの簡単
な構造により確実なレーザ溶接を行うことができるた
め、溶接効率と溶接品質の向上が図れる。また、フラン
ジ部の形状の如何に拘らずフランジ部の溶接が確実に行
われる。 ２）本発明の請求項２に記載のレーザ溶接用治具によれ
ば、補助プレートを用いることにより、ホルダ本体の下
側平板部及びアルミプレートの全面に均一な押圧力を負
荷することができ、より確実なフランジ部の圧接が行わ
れる。 ３）本発明の請求項３に記載のレーザ溶接用治具によれ
ば、ガイドピンを用いることにより、アルミプレートと
ホルダ本体及び補助プレートとの位置合わせを確実に行
うことができ、面圧の均一化が図れると共に、位置ずれ
がなく、レーザ光による悪影響を完全に防止することが
できる。 ４）本発明の請求項４，５に記載のレーザ溶接用治具に
よれば、ホルダ本体の上側平板部の端縁をレーザ光の照
射部から外れた位置に形成し、かつ傾斜面を形成するこ
とにより、レーザノズルとの干渉が防止され確実なレー
ザ溶接が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレーザ溶接用治具の全体構造を示す斜
視図。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図３】図１の側断面図。

【図４】曲線的に変化するパネルのフランジ部と本発明
のレーザ溶接用治具との係合状態を示す模式図。

【図５】本発明が適用されるパネルの一例を示す斜視
図。

【図６】従来の溶接治具の一例を示す断面図。

【図７】曲線的に変化するパネルのフランジ部に対する
従来の溶接治具の問題点を説明するための模式図。

【符号の説明】

１ レーザ溶接用治具 ２ ホルダ本体 ３ アルミプレート ４ 補助プレート ５ 締付具 ５ａ ボルト ６ ガイドピン ７ 上側平板部 ８ 下側平板部 ９ 縦部材 １０ 傾斜面 １１ ガイド孔 １２ ガイド孔 １３ ねじ孔 １４ 孔 １５ パネル １６ フランジ部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光により溶着するために重合され
   たパネルを圧接させるレーザ溶接用治具であって、前記
   パネルの端縁から該パネルを挟み込む略コ字状断面のホ
   ルダ本体と、該ホルダ本体の前記レーザ光の照射する側
   と反対側の下側平板部と前記パネルとの間に介設される
   アルミプレートと、前記下側平板部に螺着され前記アル
   ミプレートを前記パネル側に押圧する締付具とを設ける
   ことを特徴とするレーザ溶接用治具。
2. 【請求項２】 前記下側平板部の下面には、前記締付具
   が挿通可能な孔を有する補助プレートが当接されるもの
   である請求項１に記載のレーザ溶接用治具。
3. 【請求項３】 前記アルミプレートには、前記下側平板
   部及び前記補助プレートの案内孔に嵌合するガイドピン
   が固着されるものである請求項１又は２に記載のレーザ
   溶接用治具。
4. 【請求項４】 前記レーザ光の照射する側の前記ホルダ
   本体の上側平板部の端縁が、少なくともレーザ光の照射
   部から外れる位置に形成されるものである請求項１乃至
   ３のいずれかに記載のレーザ溶接用治具。
5. 【請求項５】 前記上側平板部の端縁には、前記レーザ
   光の照射部から離れる側に向かって緩やかに上り傾斜す
   る傾斜面が形成されるものである請求項４に記載のレー
   ザ溶接用治具。