【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、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との間の密着製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