説明

溶接装置

【課題】溶け落ちが発生しない溶接装置を提供することを課題とする。
【解決手段】ベース51と、ベース51に設けられ、アッパサッシュ(第1のサッシュ)54とサイドサッシュ(第2のサッシュ)55の断面を付き合わせた状態で、両者を保持する角度クランプ53、表面クランプ65(クランプ手段)と、アッパサッシュ(第1のサッシュ)54、サイドサッシュ(第2のサッシュ)55の断面と略直行する方向の軸を中心にベース51を回転させる回転手段と、アッパサッシュ(第1のサッシュ)54と前記サイドサッシュ(第2のサッシュ)55の突合せ部分の周面を溶接する溶接ロボットと、回転手段を駆動し、サッシュの突合せ部分の周面の溶接を行なう箇所が略水平となったら溶接ロボットを駆動して溶接を行なう制御手段とで構成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アルミニウムの第1のサッシュの長手方向と交差する方向の断面と、アルミニウムの第2のサッシュの長手方向と交差する方向の断面とを突き合わせた状態で、突合せ部分の周面を溶接して、前記第1のサッシュと前記第2のサッシュとを固着する溶接装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の車両用ドアの概略構成例を図6を用いて説明する。ここで、図6はセダンタイプの乗用車の左側フロントドアを車室外から見た主要部の構成説明図である。図6に示すように、ドア(サッシュドア)1の上部には、ドアフレーム2が設けられ、ここに装着されたガラスランに案内されて、ガラス3が昇降するようになっている。このドア1は、図6における左端部分がヒンジによって車体に開閉可能に取り付けられる。又、ドア1には、車内の密閉を図るために、ウェザストリップが装着されている。ドアフレーム2は、アッパサッシュ(ルーフ部分)4と、サイドサッシュ(ピラー部分)5とから構成され、ドアフレーム2のコーナー部にて、アッパサッシュ4とサイドサッシュ5とは、接合部Jにおいて突き合わされ、溶接されている。
【0003】
これらアッパサッシュ4と、サイドサッシュ5の断面形状を図7を用いて説明する。アッパサッシュ4と、サイドサッシュ5の断面形状は略同一であるので、アッパサッシュ4で説明を行う。図に示すように、アッパサッシュ4は、板材をロール成形して製造されるもので、その断面は、外部に露出する意匠面4aと、この意匠面4aの裏面側に意匠面4aに対してT字状に交差し、溶接にて固定される脚部4dと、脚部4dに連設された閉鎖状袋部4cとからなっている。脚部4dを介してウェザストリップ保持部4e及びガラスラン保持部4bが背中合わせに形成されている。
【0004】
次に、接合部Jの説明を行なう。ロール成形で製造され、所定の形状に成形されたアッパサッシュ4とサイドサッシュ5とは、切断装置により、接合部Jの切断面が形成される。一般に、このような接合部Jでのサッシュの切断面は、表側と裏側とで、サッシュの長手方向の対する異なる切断角度で切断される。
【0005】
アッパサッシュ4とサイドサッシュ5とは、切断装置で接合面Jの切断面が形成された後、突き合わされ、溶接される(例えば、特許文献1参照)。
この溶接を行なう溶接治具を図8を用いて説明する。図8(a)は正面図、図8(b)は図8(a)の切断線A−Aでの断面図である。図8(a)において、クランプ手段により、ベース11上でアッパサッシュ4とサイドサッシュ5とは、断面を付き合わせた状態で、保持されている。本従来例のクランプ手段は、ベース11上でアッパサッシュ4とサイドサッシュ5との位置決めを行なう角度クランプ13と、アッパサッシュ4とサイドサッシュ5をベース11上に押し付ける表面クランプ15とからなっている。
【0006】
そして、図8(b)に示すように、空冷のTIGトーチを有した溶接ロボット17を用いて、溶接する。溶接箇所は、図7に示すように、外部に露出する意匠面5aの第1の溶接箇所Bと、ウェザストリップ保持部4eから閉鎖状袋部4cにかかる第2溶接箇所Cとである。さらに、第1の溶接部AでのTIG溶接は、立向き下進溶接で、直流正極溶接であり、トーチのタングステン角度は約30°であった。
【特許文献1】特開2002−178758公報(段落0002〜0005及び図15,図17)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
近年、車両の軽量化のために、アッパサッシュ4、サイドサッシュ5が比重が鉄の約 1/3(2.7)で、剛性を考慮しても 1/2 程度の重量となるアルミニウムが用いられている。尚、材料をアルミニウムとする場合、サッシュは押し出し成形法で製造される。
【0008】
しかし、図8に示すような治具を用いてアルミニウムのアッパサッシュ4とサイドサッシュ5との溶接を行うと、ワイヤ(溶加棒)の溶けすぎによる溶け落ちが発生し、アルミニウムのサッシュ4とサッシュ5とが充分溶着せず、溶接強度が不足する問題点が発生する。
【0009】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、アルミニウムの第1のサッシュの長手方向と交差する方向の断面と、アルミニウムの第2のサッシュの長手方向と交差する方向の断面とを突き合わせた状態で、突合せ部分の周面を溶接して、前記第1のサッシュと前記第2のサッシュとを固着する溶接装置において、溶接強度を充分確保できる溶接装置を提供することある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決する請求項1に係る発明は、アルミニウムの第1のサッシュの長手方向と交差する方向の断面と、アルミニウムの第2のサッシュの長手方向と交差する方向の断面とを突き合わせた状態で、突合せ部分の周面を溶接して、前記第1のサッシュと前記第2のサッシュとを固着する溶接装置において、ベースと、該ベースに設けられ、前記第1のサッシュと前記第2のサッシュの断面を付き合わせた状態で、両者を保持するクランプ手段と、前記第1のサッシュ、前記第2のサッシュの前記断面と略直行する方向の軸を中心に前記ベースを回転させる回転手段と、前記第1のサッシュと前記第2のサッシュの突合せ部分の周面を溶接する溶接ロボットと、前記回転手段を駆動し、前記サッシュの突合せ部分の周面の溶接を行なう箇所が略水平となったら前記溶接ロボットを駆動して溶接を行なう制御手段と、を有することを特徴とする溶接装置である。
【0011】
制御手段は、前記回転手段を駆動し、前記サッシュの突合せ部分の周面の溶接を行なう箇所が略水平となったら前記溶接ロボットを駆動して溶接を行なう。
請求項2に係る発明によれば、前記溶接部分に空気流を当てて、溶接部分を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする請求項1記載の溶接装置である。
【0012】
請求項3に係る発明によれば、前記第1のサッシュ、前記第2のサッシュの断面形状は、外部に露出する意匠面と、この意匠面の裏面側に意匠面に対してT字状に交差する脚部と、脚部に連設された閉鎖状袋部とからなり、熱伝導率が高い材質でなり、前記第1のサッシュ、前記第2のサッシュの意匠面の裏側に当接するバックプレートを設けたことを特徴とする請求項1又は2記載の溶接装置である。
【発明の効果】
【0013】
請求項1−3に係る発明によれば、制御手段は、前記回転手段を駆動し、前記サッシュの突合せ部分の周面の溶接を行なう箇所が略水平となったら前記溶接ロボットを駆動して溶接を行なうことにより、溶加棒の溶けすぎによる溶け落ちが発生せず、アルミニウムのサッシュとサッシュとが充分溶着し、溶接強度を充分確保できる。
【0014】
請求項2に係る発明によれば、前記溶接部分に空気流を当てて、溶接部分を冷却する冷却手段を設けたことにより、溶け込み量を抑制でき、溶け込みすぎによる溶け落ちの発生を防止することができる。
【0015】
請求項3に係る発明によれば、前記第1のサッシュ、前記第2のサッシュの断面形状は、外部に露出する意匠面と、この意匠面の裏面側に意匠面に対してT字状に交差する脚部と、脚部に連設された閉鎖状袋部とからなり、熱伝導率が高い材質でなり、前記第1のサッシュ、前記第2のサッシュの意匠面の裏側に当接するバックプレートを設けたことにより、溶け込み量を抑制でき、溶け込みすぎによる溶け落ちの発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
最初に、図1、図2を用いて、本形態例の溶接装置の全体構成を説明する。図1は正面図、図2は図1の切断線D−Dでの要部断面図である。尚、本形態例の溶接装置は、図6−図7に示したアッパサッシュ、サイドサッシュと同一形状のアッパサッシュ54とサイドサッシュ55とを溶接する装置である。
【0017】
図6に示すように、ベース51上に設けられたクランプ手段により、アルミニウムのアッパサッシュ(第1のサッシュ)54とサイドサッシュ(第2のサッシュ)55とは、断面を付き合わせた状態で、さらにこれら断面がベースと略直交するように保持されている。本形態例のクランプ手段は、ベース51上でアッパサッシュ54とサイドサッシュ55との位置決めを行なう角度クランプ53と、アッパサッシュ54とサイドサッシュ55の意匠面55a、55b(図3参照)をベース51上に押し付ける表面クランプ65とからなっている。
【0018】
そして、ベース51の下部には、ベース51に直交するサイドベース52が取り付けられている。サイドベース52には、フロアF側に設けられた2つのブラケット57に回転可能に支持されたシャフト56が固着されている。又、シャフト56には回転手段としてのモータ71が接続されている。従って、モータ71は、アッパサッシュ54、サイドサッシュ55の断面と略直行する方向の軸を中心にベース51を回転させる回転手段となっている。即ち、モータ71を駆動することにより、ベース51が回転し、図2に示すように、アッパサッシュ54と、サイドサッシュ55との溶接部分が状態イ−ニに示すように360°回転するようになっている。
【0019】
図2に示すように、アッパサッシュ54と、サイドサッシュ55との突合せ部分の周面を溶接する溶接ロボット91が設けられている。この溶接ロボット91は、水冷交流のTIGトーチ92を有している。
【0020】
又、図1に示すように、ベース51上には、溶接部分に空気流を当てて、溶接部分を冷却する冷却手段101が設けられている。
次に、図1、図3を用いてバックプレートの説明を行う。図3は、図2のロの状態の拡大図である。ベース51には、アッパサッシュ54(サイドサッシュ55)の溶接部分の意匠面54a(55a)裏側に当接する熱伝導率が高い材質(たとえば、銅または銅合金)でなるバックプレート111が設けられている。本形態例では、表面クランプ65により、アッパサッシュ54、サイドサッシュ55はバックプレート111に当接するようにし、更に、バックプレート111には、アッパサッシュ54(サイドサッシュ55)の溶接部分の意匠面54a(55a)裏側の凸部が嵌合する凹部を形成し、隙間が発生しないようにした。
【0021】
次に、上記構成の溶接装置の電気的構成を図5を用いて説明する。121は、ベース51の回転角度を検出する回転角検出センサである。123は、回転角検出センサ121からの出力を取り込んで、モータ71、溶接ロボット91を駆動する制御手段である。
【0022】
次に、上記構成の作動を説明する。
アッパサッシュ54、サイドサッシュ55を角度クランプ53、表面クランプ65を用いてベース51上にセットしたときには、図2のイの状態である。この時、回転角検出センサ121からの信号を取り込んで、状態イであることを認識した制御手段123は、溶接部Cが略水平状態となるように、状態イ→状態ニ→状態ハになるようにモータ71を駆動しつつ、溶接ロボット91を駆動して溶接部Cの溶接を行う(図4参照)。
【0023】
溶接部Cの溶接が終了すると、制御手段123はモータ71を駆動して、溶接部Bが略水平状態となる状態ロとする。そして、溶接ロボット91を駆動して溶接部Bの溶接を行う。
【0024】
このような構成によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)制御手段123は、モータ71を駆動し、アッパサッシュ54、サイドサッシュ55の突合せ部分の周面の溶接を行なう箇所が略水平となったら溶接ロボット91を駆動して溶接を行なうことにより、溶加棒の溶けすぎによる溶け落ちが発生せず、アルミニウムのアッパサッシュ54とサイドサッシュ55とが充分溶着し、溶接強度を充分確保できる。
(2)溶接部分に空気流を当てて、溶接部分を冷却する冷却手段101を設けたことにより、溶け込み量を抑制でき、溶け込みすぎによる溶け落ちの発生を防止することができる。
(3)熱伝導率が高い材質でなり、アッパサッシュ54、サイドサッシュ55の意匠面54a、55aの裏側に当接するバックプレート111を設けたことにより、溶け込み量を抑制でき、溶け込みすぎによる溶け落ちの発生を防止、ビード盛り上がりの防止、溶け込みの確保ができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】形態例の溶接装置の正面図である。
【図2】図1の切断線D−Dでの要部断面図である。
【図3】図2のロの状態の拡大図である。
【図4】溶接部Cの溶接を説明する図である。
【図5】図1の溶接装置の電気的構成を説明するブロック図である。
【図6】セダンタイプの乗用車の左側フロントドアを車室外から見た主要部の構成説明図である。
【図7】図6のアッパサッシュと、サイドサッシュの断面形状を説明する図である。
【図8】従来の溶接治具を説明する図である。
【符号の説明】
【0026】
51 ベース
53 角度クランプ
54 アッパサッシュ(第1のサッシュ)
55 サイドサッシュ(第2のサッシュ)
65 表面クランプ
91 溶接ロボット
123 制御手段

【特許請求の範囲】
【請求項1】
アルミニウムの第1のサッシュの長手方向と交差する方向の断面と、アルミニウムの第2のサッシュの長手方向と交差する方向の断面とを突き合わせた状態で、突合せ部分の周面を溶接して、前記第1のサッシュと前記第2のサッシュとを固着する溶接装置において、
ベースと、
該ベースに設けられ、前記第1のサッシュと前記第2のサッシュの断面を付き合わせた状態で、両者を保持するクランプ手段と、
前記第1のサッシュ、前記第2のサッシュの前記断面と略直行する方向の軸を中心に前記ベースを回転させる回転手段と、
前記第1のサッシュと前記第2のサッシュの突合せ部分の周面を溶接する溶接ロボットと、
前記回転手段を駆動し、前記サッシュの突合せ部分の周面の溶接を行なう箇所が略水平となったら前記溶接ロボットを駆動して溶接を行なう制御手段と、
を有することを特徴とする溶接装置。
【請求項2】
前記溶接部分に空気流を当てて、溶接部分を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする請求項1記載の溶接装置。
【請求項3】
前記第1のサッシュ、前記第2のサッシュの断面形状は、外部に露出する意匠面と、この意匠面の裏面側に意匠面に対してT字状に交差する脚部と、脚部に連設された閉鎖状袋部とからなり、
熱伝導率が高い材質でなり、前記第1のサッシュ、前記第2のサッシュの意匠面の裏側に当接するバックプレートを設けたことを特徴とする請求項1又は2記載の溶接装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2007−136531(P2007−136531A)
【公開日】平成19年6月7日(2007.6.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−337233(P2005−337233)
【出願日】平成17年11月22日(2005.11.22)
【出願人】(590001164)シロキ工業株式会社 (610)
【Fターム(参考)】