突起部の形成装置、突起部の形成方法、溶接部材、レーザ溶接装置、およびレーザ溶接方法
【課題】表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材をレーザ溶接するときに突起部によって溶接部材同士の間に隙間部を生じさせることによって、表面処理層が気化して発生した蒸気によって溶接欠陥が生じることを防止し、さらにレーザ溶接に要するコストを低減するとともに溶接作業の作業効率の低下を防止するレーザ溶接装置、およびレーザ溶接方法を提供する。
【解決手段】レーザ溶接装置５００は、溶接部材３００上に陥凹部３４１を形成する打ち込み部材５２０を、溶接面３４０と直交する基準線Ｏに対して傾斜させて打ち込むことによって溶接部材上の打点位置３４５に陥凹部を形成し、その陥凹部に連続させて突起部３４２をなす溶接部材の盛り上り部３４３を形成し、突起部によって重ね合わせた溶接部材同士の間に隙間部３５０を生じさせてレーザを照射する。
【解決手段】レーザ溶接装置５００は、溶接部材３００上に陥凹部３４１を形成する打ち込み部材５２０を、溶接面３４０と直交する基準線Ｏに対して傾斜させて打ち込むことによって溶接部材上の打点位置３４５に陥凹部を形成し、その陥凹部に連続させて突起部３４２をなす溶接部材の盛り上り部３４３を形成し、突起部によって重ね合わせた溶接部材同士の間に隙間部３５０を生じさせてレーザを照射する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、突起部の形成装置、突起部の形成方法、溶接部材、レーザ溶接装置、およびレーザ溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
亜鉛めっき等による表面処理層を形成した鋼板を重ね合わせてレーザ溶接するレーザ溶接方法が知られている。この種のレーザ溶接方法にあっては、レーザ照射によって表面処理層が気化し、重ね合わせた鋼板間に蒸気が発生する場合がある。蒸気の発生に伴って溶接部材が飛散する、いわゆるポロシティ現象が発生し、溶接欠陥が生じるという問題がある。そのため、亜鉛蒸気を外部へ流出させる隙間部を鋼板間に形成することによって、溶接欠陥を防止するレーザ溶接方法を採用している。
【０００３】
上記のレーザ溶接方法にあっては、予め鋼板に突起部を形成させておいて、鋼板を重ね合わせることによって隙間部を形成している。一般に、突起部の形成は、突起部を形成する専用のプレス型を用いたプレス加工によって行っている。
【特許文献１】特開２００１−１６２３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したプレス型による突起部の形成方法にあっては、専用のプレス型を製作するため、突起部の形成に要する設備コストがコストアップし、それに伴ってレーザ溶接作業に要するコストもコストアップするという問題が生じる。
【０００５】
さらに、突起部を形成する際のプレス加工によって、突起部の形成部位における磨耗や、溶接部材にしわ等の変形が生じ得る。溶接部材の変形等を防止するために、成形精度の維持管理が必要となり、突起部の形成作業、および突起部の形成作業を工程に組み込んだレーザ溶接作業が煩雑化するという問題が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士をレーザ溶接するときに溶接部材同士の間に隙間部を生じさせる突起部の形成技術に関し、突起部の形成に要する作業コストを低減するとともに突起部の形成作業の作業効率の低下を防止し得る突起部の形成装置、突起部の形成方法、および溶接部材を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の目的は、溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士をレーザ溶接する際、溶接部材に形成された突起部によって溶接部材同士の間に隙間部を生じさせてレーザ溶接するレーザ溶接技術に関し、表面処理層が気化して発生した蒸気によって溶接欠陥が生じることを防止でき、さらにレーザ溶接に要するコストを低減するとともに溶接作業の作業効率の低下を防止し得るレーザ溶接装置、およびレーザ溶接方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士をレーザ溶接するときに前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせる突起部を、前記溶接部材の少なくとも一方に形成する突起部の形成装置であって、
前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材と、
前記少なくとも一方の溶接部材上において前記打ち込み部材が打ち込まれる打点位置と前記打点位置から退避させた退避位置との間において前記打ち込み部材を保持する保持部材と、
前記打ち込み部材を駆動して溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて前記少なくとも一方の溶接部材へ打ち込む駆動手段と、
前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記駆動手段の動作を制御して、前記基準線に対して傾斜させて前記打ち込み部材を前記少なくとも一方の溶接部材の前記打点位置に打ち込むことによって、前記少なくとも一方の溶接部材上に形成される前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成する、突起部の形成装置である。
【０００９】
また、本発明は、溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士をレーザ溶接するときに前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせる突起部を、前記溶接部材の少なくとも一方に形成する突起部の形成装置であって、
前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材と、
前記打ち込み部材を駆動して前記少なくとも一方の溶接部材に打ち込む駆動手段と、
固定型および前記固定型に向けて近接離反移動可能な可動型を備え、少なくとも型の開閉方向に沿って折り曲げられた溶接面を前記少なくとも一方の溶接部材にプレス加工するプレス型と、
前記プレス型に設けられ、前記打ち込み部材を前記溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて保持する保持部と、
前記駆動手段および前記プレス型の動作を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記プレス型を型締めした状態で前記駆動手段の動作を制御して、前記基準線に対して傾斜させて前記打ち込み部材を前記少なくとも一方の溶接部材に打ち込むことによって、前記少なくとも一方の溶接部材上に形成される前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成し、
前記プレス型は、前記突起部が形成される位置より型開き方向の上流側における前記固定型と前記可動型との間に形成され、前記突起部が形成された部位の厚さ寸法より大きな寸法の隙間空間を有する、突起部の形成装置である。
【００１０】
また、本発明は、溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士をレーザ溶接するときに前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせる突起部を、前記溶接部材の少なくとも一方に形成する突起部の形成方法であって、
前記少なくとも一方の溶接部材上における打点位置と前記打点位置から退避させた退避位置との間において保持され、前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材を、前記打ち込み部材を駆動する駆動手段を動作させて、溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて前記少なくとも一方の溶接部材の前記打点位置に打ち込むことによって、前記少なくとも一方の溶接部材上に形成される前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成する、突起部の形成方法である。
【００１１】
また、本発明は、溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士をレーザ溶接するときに前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせる突起部を、前記溶接部材の少なくとも一方に形成する突起部の形成方法であって、
固定型および前記固定型に向けて近接離反移動可能な可動型を備えたプレス型によって、少なくとも型の開閉方向に沿って折り曲げられた溶接面を前記少なくとも一方の溶接部材にプレス加工する工程と、
前記溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて前記プレス型に設けられた保持部に保持され、前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材を、前記プレス型を型締めした状態で前記打ち込み部材を駆動する駆動手段を動作させて、前記基準線に対して傾斜させて打ち込むことによって、前記少なくとも一方の溶接部材上に前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成する工程と、を有し、
前記型締めしたとき、前記プレス型は、前記突起部が形成される位置より型開き方向の上流側における前記固定型と前記可動型との間に、前記突起部が形成された部位の厚さ寸法より大きな寸法の隙間空間を形成する、突起部の形成方法である。
【００１２】
また、本発明は、溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士をレーザ溶接するときに前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせる突起部が形成された前記少なくとも一方の溶接部材であって、
前記少なくとも一方の溶接部材上における打点位置と前記打点位置から退避させた退避位置との間において保持され、前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材が前記打ち込み部材を駆動する駆動手段の動作によって溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて前記打点位置に打ち込まれることによって、溶接部材上に形成される前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りが形成された、溶接部材である。
【００１３】
また、本発明は、溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士の少なくとも一方に形成された突起部によって前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせてレーザ溶接するレーザ溶接装置であって、
前記少なくとも一方の溶接部材を載置する受け部と、
前記受け部に載置された前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材と、
前記少なくとも一方の溶接部材上において前記打ち込み部材が打ち込まれる打点位置と前記打点位置から退避させた退避位置との間において前記打ち込み部材を保持する保持部材と、
前記受け部に載置された前記少なくとも一方の溶接部材上に他方の溶接部材を重ね合わせた状態で前記重ね合わせた溶接部材をクランプするクランプ手段と、
前記打ち込み部材を駆動して溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて前記少なくとも一方の溶接部材へ打ち込むとともに前記打点位置から前記退避位置に移動させる第１の駆動手段と、
前記クランプ手段を駆動して前記重ね合わせた溶接部材をクランプさせる第２の駆動手段と、
前記溶接部材にレーザを照射するレーザ照射手段と、
前記第１の駆動手段、前記第２の駆動手段、および前記レーザ照射手段の動作を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記第１の駆動手段の動作を制御して、前記基準線に対して傾斜させて前記打ち込み部材を前記少なくとも一方の溶接部材の前記打点位置に打ち込むことによって、前記少なくとも一方の溶接部材上に形成される前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成し、前記打ち込み部材を前記打点位置から前記退避位置に移動させて、前記受け部に載置されるとともに前記突起部が形成された前記少なくとも一方の溶接部材上に前記他方の溶接部材を重ね合わせることによって前記隙間部を生じさせて、前記第２の駆動手段の動作を制御して、前記クランプ手段によって前記重ね合わせた溶接部材をクランプし、前記レーザ照射手段の動作を制御してレーザを照射する、レーザ溶接装置である。
【００１４】
また、本発明は、溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士の少なくとも一方に形成された突起部によって前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせてレーザ溶接するレーザ溶接方法であって、
前記少なくとも一方の溶接部材上における打点位置と前記打点位置から退避させた退避位置との間において保持され、受け部に載置された前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材を、前記打ち込み部材を駆動する第１の駆動手段を動作させて、溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて前記少なくとも一方の溶接部材の前記打点位置に打ち込むことによって、前記少なくとも一方の溶接部材上に形成される前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成する突起部の形成工程と、
前記第１の駆動手段を動作させて、前記打ち込み部材を前記打点位置から前記退避位置に移動して、前記受け部に載置されるとともに前記突起部が形成された前記少なくとも一方の溶接部材上に他方の溶接部材を重ね合わせることによって前記隙間部を生じさせて、クランプ手段を駆動する第２の駆動手段を動作させることによって前記重ね合わせた溶接部材をクランプするクランプ工程と、
レーザ照射手段によって前記重ね合わせた溶接部材に対してレーザを照射する工程と、を有する、レーザ溶接方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材を、溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて打ち込むことによって溶接部材上の打点位置に陥凹部を形成し、その陥凹部に連続させて突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成するため、突起部の形成に要する作業コストを低減することができるとともに、突起部の形成作業の作業効率が低下することを防止できる。
【００１６】
また、本発明によれば、上記の手法によって突起部を形成し、表面処理が施された溶接部材同士を重ね合わせてレーザ溶接するときに、突起部によって溶接部材同士の間に隙間部を生じさせてレーザ溶接するため、表面処理層が気化して発生した蒸気によって溶接欠陥が生じることを防止でき、さらにレーザ溶接に要する作業コストを低減するとともに、溶接作業の作業効率が低下することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、理解を容易にするため
に、図面には陥凹部および突起部を誇張して示す。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係るレーザ溶接装置５００を簡略化して示す図である。図２は、打ち込み部材５２０による突起部３４２の形成方法を説明するための側面図、図３は、打ち込み部材５２０およびアーム部５３０の拡大図、図４は、打ち込み角度の調整方法を説明するための拡大図、図５〜８は、レーザ溶接方法を説明するための側面図、図９は、溶接軌跡を説明するための平面図である。
【００１９】
まず、レーザ接装置５００について説明する。
【００２０】
図１および図２を参照して、レーザ溶接装置５００は、突起部３４２を形成する突起部の形成装置を組み込んでおり、概説すれば、表面処理が施された鋼板３１０（「他方の溶接部材」に相当する）に形成された表面処理層３１１を介して突起部を形成する鋼板３００（「少なくとも一方の溶接部材」に相当し、単に鋼板とも記す）に形成された突起部３４２によって鋼板３００、３１０同士の間に隙間部３５０を生じさせてレーザ溶接するレーザ溶接装置であって、
突起部を形成する鋼板３００を載置する受け台５１０（「受け部」に相当する）と、受け台５１０に載置された鋼板３００上に陥凹部３４１を形成する打ち込み部材５２０と、鋼板３００上において打ち込み部材５２０が打ち込まれる打点位置３４５と打点位置３４５から退避させた退避位置５９０との間において打ち込み部材５２０を保持するアーム部５３０（「保持部材」に相当する）と、受け台５１０に載置された鋼板３００上に表面処理が施された鋼板３１０を重ね合わせた状態で重ね合わせた鋼板３００、３１０をクランプするクランプ装置５４０（「クランプ手段」に相当する）と、打ち込み部材５２０を駆動して溶接面３４０と直交する基準線Ｏに対して傾斜させて鋼板３００へ打ち込むとともに打点位置３４５から退避位置５９０に移動させる打ち込み用エアシリンダ５５０（「第１の駆動手段」に相当する）と、クランプ装置５４０を駆動して重ね合わせた鋼板３００、３１０をクランプさせるクランプ用エアシリンダ５６０（「第２の駆動手段」に相当する）と、鋼板３００、３１０にレーザを照射するレーザ照射ロボット５７０（「レーザ照射手段」に相当する）と、打ち込み用エアシリンダ５５０、クランプ用エアシリンダ５６０およびレーザ照射ロボット５７０の動作を制御する制御装置５８０（「制御手段」に相当する）と、を有している。制御装置５８０は、打ち込み用エアシリンダ５５０の動作を制御して、基準線Ｏに対して傾斜させて打ち込み部材５２０を鋼板３００の打点位置３４５に打ち込むことによって、鋼板３００上に形成される陥凹部３４１に連続させて突起部３４２をなす鋼板の盛り上り部３４３（「鋼板の盛り上り」に相当する）を形成し、打ち込み部材５２０を打点位置３４５から退避位置５９０に移動させる。打ち込み部材５２０を退避位置５９０に移動させた状態で受け台５１０に載置されるとともに突起部３４２が形成された鋼板３００上に表面処理が施された鋼板３１０を重ね合わせることによって隙間部３５０を生じさせている。制御装置５８０は、クランプ用エアシリンダ５６０の動作を制御して、クランプ装置５４０によって重ね合わせた鋼板３００、３１０をクランプさせて、レーザ照射ロボット５７０の動作を制御してレーザを照射する。
【００２１】
本実施形態は、本発明に係るレーザ溶接装置５００を、鋼板３００上に突起部３４２を形成し、その突起部３４２によって重ね合わせた鋼板３００、３１０同士の間に隙間部３５０を生じさせてレーザを照射するレーザ溶接に適用している。表面処理層３１１を、亜鉛めっきによって予め形成している。
【００２２】
本明細書中における「表面処理層を介して重ね合わせる」とは、重ね合わせる鋼板の少なくとも一方に形成された表面処理層を、他方の溶接部材に向かい合わせて鋼板同士を重ね合わせることを意味する。以下、詳述する。
【００２３】
図１および図２を参照して、鋼板３００を配置するベース４３０は、打ち込み用エアシリンダ５５０およびクランプ用エアシリンダ５６０を固定するポスト部材４１０と、打ち込み部材５２０が打ち込まれる打点位置３４５の裏面側において鋼板３００を支持する受け部材４２０と、を有している。受け部材４２０は、打ち込み部材５２０の打ち込みによって打点位置３４５の裏面側に凸部が形成されることを防止する（図２を参照）。打ち込み用エアシリンダ５５０およびクランプ用エアシリンダ５６０は、互いに隣接させて配置するのが望ましい。ポスト部材４１０を共用化することができ、材料費を削減することが可能になる。図示されるレーザ溶接装置５００の配置は、例示したものであり、これに限定されるものではない。
【００２４】
打ち込み部材５２０は、先端部が平坦に形成された鉄製のポンチ部材である。打ち込み部材５２０に形成されたねじ穴５２９とねじ部材５３１とによって、打ち込み部材５２０をアーム部５３０に固定している（図３をも参照）。打ち込み部材の長さ寸法は、打点位置や鋼板の形状等によって適宜変更することができる。また、材質や先端形状は特に限定されるものではなく、所望される陥凹部の形状や、突起部の形状に合わせて選択することができる。
【００２５】
打ち込み用エアシリンダ５５０は、エア供給装置４００より空気が供給されるエアシリンダ本体部５５１と、伸長動作に連動させて打ち込み部材５２０を駆動するエアシリンダ駆動部５５２と、を有している。
【００２６】
エアシリンダ本体部５５１は、エアシリンダ駆動部５５２内の空気圧を調整する圧力制御手段と、エアシリンダ駆動部５５２へ供給する空気の流量を調整する流量制御手段と、を有している。圧力制御手段および流量調整手段は、図中省略する。
【００２７】
圧力制御手段は、制御装置５８０からの動作信号Ｓ３に従って動作し、エアシリンダ駆動部５５２の伸縮動作を制御する（図２を参照）。流量制御手段は、エアシリンダ駆動部５５２を駆動する空気の流量を調整し、伸縮動作の速度を調整する。
【００２８】
クランプ用エアシリンダ５６０は、打ち込み用エアシリンダ５５０と同様の構成を有しており、エアシリンダ駆動部５６２の伸縮動作によってクランプ装置５４０を駆動する。エアシリンダ本体部５６１は、圧力制御手段および流量制御手段を備えている。
【００２９】
支持ピンおよび支持穴によって構成される支持構造５３５は、アーム部５３０をエアシリンダ本体部５５１に回動自在に支持する。同様にして、支持構造５３５は、クランプ装置５４０をエアシリンダ本体部５６１に回動自在に支持する。
【００３０】
リンク機構４４０は、エアシリンダ本体部５５１と打ち込み部材５２０とを連結し、エアシリンダ駆動部５５２の伸縮動作に連動した打ち込み部材５２０の駆動を補助する。同様にして、リンク機構４４０は、クランプ用エアシリンダ５６０のエアシリンダ本体部５６１とクランプ装置５４０とを連結する。
【００３１】
レーザ照射ロボット５７０は、レーザを照射する加工ヘッド５７１と、動作信号Ｓ１に従って加工ヘッド５７１を所定の位置へ移動させるロボットアーム５７２と、を有している。レーザ照射ロボット５７０は、制御装置５８０より送信された動作信号Ｓ１に従って動作する。ロボットアーム５７２によって加工ヘッド５７１を移動させて所定の溶接箇所へレーザを照射する。加工ヘッド５７１内部には、レンズ光学系が備えられており、レーザの焦点位置や照射エネルギーを調整することが可能になっている。
【００３２】
制御装置５８０は、動作信号Ｓ２をエア供給装置４００に送信し、エア供給装置４００からエアシリンダ本体部５５１、５６１へ空気ａを供給させる。エア供給装置４００へ動作信号Ｓ２を送信するとともに、圧力制御手段および流量制御手段を動作させる動作信号Ｓ３を打ち込み用エアシリンダ５５０およびクランプ用エアシリンダ５６０に送信する。そして、レーザ照射ロボット５７０に対して、予め設定された溶接条件に基づいてレーザ溶接を実行させる動作信号Ｓ１を送信する（図１を参照）。
【００３３】
図２を参照して、エア供給装置４００は、制御装置５８０から送信された動作信号Ｓ２に従ってエアシリンダ本体部５５１へ空気ａを供給する。エアシリンダ本体部５５１へ供給された空気によってエアシリンダ駆動部５５２が伸長動作を開始する。エアシリンダ駆動部５５２の伸長動作（図２において矢印ｂで示す）に連動して、打ち込み部材５２０の打ち込み動作（図２において矢印ｃで示す）を駆動する。
【００３４】
基準線Ｏに対して傾斜させて鋼板３００上に、打ち込み部材５２０を打ち込む。打ち込み部材５２０が打ち込まれた打点位置３４５に、陥凹部３４１を形成する。打点位置３４５は、突起部３４２を形成する位置に合わせて定める。
【００３５】
打ち込み動作によって、陥凹部３４１の前方（図中右方向）に、陥凹部３４１に連続した突起部３４２をなす鋼板の盛り上り部３４３を形成する。鋼板の盛り上り部３４３は、後処理等を施すことなく、重ね合わせた鋼板３００、３１０同士の間に隙間部３５０を形成する突起部３４２として機能する。
【００３６】
突起部３４２を形成した後、制御装置５８０は、動作信号Ｓ３を打ち込み用エアシリンダ５５０に送信する。圧力制御手段によってエアシリンダ駆動部５５２内の空気圧を調整して、エアシリンダ駆動部５５２の収縮動作（図２において矢印ｂ’で示す）を開始する。
【００３７】
打ち込み部材５２０は、エアシリンダ駆動部５５２の収縮動作に連動して、退避位置５９０への移動動作（図２において矢印ｃ’で示す）を開始する。退避位置５９０は、打ち込み部材５２０を打点位置３４５より退避させた位置である。なお、打ち込み部材５２０が退避位置５９０において退避している状態を図中点線で示し、打ち込み部材５２０が鋼板３００上の打点位置３４５に打ち込まれた状態を図中実線で示す。
【００３８】
制御装置５８０は、打ち込み用エアシリンダ５５０と同様に、クランプ用エアシリンダ５６０の動作を制御して、クランプ装置５４０を動作させる。クランプ装置５４０の動作制御方法の説明は、省略する。
【００３９】
再び図２を参照して、制御装置５８０によって打ち込み用エアシリンダ５５０の動作を制御して、鋼板３００上に形成される突起部３４２の高さ寸法を調整する方法について説明する。
【００４０】
打ち込み用エアシリンダ５５０のエアシリンダ駆動部５５２へ供給する空気量を調整し、打ち込み部材５２０が鋼板３００に付与する圧力を調整自在にして制御装置５８０を構成している。
【００４１】
制御装置５８０は、打ち込み用エアシリンダ５５０に動作信号Ｓ３を送信し、流量制御手段を動作させる。エアシリンダ駆動部５５２へ供給する空気の流量を増加することによって、エアシリンダ駆動部５５２の伸長動作の速度が加速する。そのため、打ち込み部材５２０が鋼板３００に付与する圧力が増加し、打ち込み部材５２０が鋼板３００に貫入する量が増加する。その結果、圧力を増加する前の状態において形成される突起部３４２（図中点線で示す）が有する高さ寸法ｈ１より大きな高さ寸法ｈ２を有する突起部３４２（図中実線で示す）を形成することができる。
【００４２】
同様にして、エアシリンダ駆動部５５２に供給される空気の流量を減少させることによって、減少させる前の状態において形成される突起部より小さな高さ寸法を有する突起部を形成することができる。
【００４３】
このように、制御装置５８０によって打ち込み用エアシリンダ５５０の動作を制御して、鋼板３００上に形成される突起部の高さ寸法を容易に調整することができ、所望の高さ寸法を有する突起部を形成することができる。同様にして、クランプ用エアシリンダ５６０の動作を制御して、クランプ装置５４０によるクランプ力を調整することも可能である。
【００４４】
図３および図４を参照して、アーム部５３０は、支持部５３６と、打ち込み角度を調整自在にして打ち込み部材５２０を固定する角度調整手段５３３と、を有している。なお、打ち込み角度θは、陥凹部３４１が形成された状態で打ち込み部材５２０の先端部から溶接面３４０と直交する方向に向かって延びる基準線Ｏと打ち込み部材５２０とがなす角度によって定義する（図４を参照）。
【００４５】
ねじ部材５３１および調整穴５３２によって、角度調整手段５３３を構成している。角度調整手段５３３によって打ち込み角度を調整し、打ち込み角度θ１から打ち込み角度θ２へ大きくすることによって、溶接面３４０をすくい上げるようにして打ち込み部材５２０を打ち込むことができる。その結果、打ち込み角度を大きくする前の状態において形成した突起部３４２（図中点線で示す）が有する高さ寸法ｈ１より大きな高さ寸法ｈ２を有する突起部３４２（図中実線で示す）を形成することができる。
【００４６】
一方、打ち込み角度を小さくすることによって、図中下方により深く陥凹部３４１を鋼板３００に形成することができる。そのため、打ち込み角度を小さくする前の状態において形成した突起部より小さな高さ寸法を有する突起部を形成することができる。
【００４７】
このように、角度調整手段５３３によって基準線Ｏと打ち込み部材５２０とがなす打ち込み角度θを調整することによって、鋼板上に形成される突起部の高さ寸法を容易に調整することができ、所望の高さ寸法を有する突起部を形成することができる。
【００４８】
打ち込み部材５２０の長さ寸法や、アーム部５３０と打ち込み部材５２０とが固定される固定位置を調整することによって、突起部３４２を形成する位置を調整することができる。例えば、図４に示されるように、打ち込み角度θ２を一定にした状態で、固定位置を調整する（調整後の打ち込み部材５２０を二点鎖点で示す）。固定位置を調整した状態で打ち込み部材５２０を打ち込むことによって、打点位置３４５を図中左方向へ移動させることができる。打点位置３４５の移動に伴って、陥凹部３４１および突起部３４２が形成される位置も図中左方向へ移動する。このようにして鋼板の形状や、溶接位置に対応させて突起部の形成位置を適宜調整することができる。
【００４９】
角度調整手段５３３によって打ち込み角度θを調整して突起部の高さ寸法を調整する方法と、前述した制御装置５８０によって打ち込み用エアシリンダ５５０の動作を制御して突起部の高さ寸法を調整する方法とを併用することも可能である。
【００５０】
次に、レーザ溶接方法について説明する。
【００５１】
図５を参照して、打ち込み部材５２０、およびクランプ装置５４０が退避した状態で受け台５１０上に鋼板３００を載置する。予め設定された打点位置３４５に合わせて受け部材４２０を配置する。なお、打ち込み用エアシリンダ５５０およびクランプ用エアシリンダ５６０は、図中紙面と直交する方向において並設して配置している。
【００５２】
図６を参照して、制御装置５８０によって、エアシリンダ駆動部５５２の伸長動作（図６において矢印ｂで示す）を開始する。エアシリンダ駆動部５５２の伸長動作に伴って、打ち込み部材５２０の打ち込み動作（図６において矢印ｃで示す）を駆動する。打ち込み部材５２０は、リンク機構４４０によってエアシリンダ駆動部５５２の伸長動作に連動して打ち込み動作を開始する。
【００５３】
基準線Ｏに対して傾斜させて鋼板３００上に打ち込み部材５２０を打ち込む。打ち込み部材５２０を打ち込んだ打点位置３４５に陥凹部３４１を形成する。受け部材４２０は、打ち込み部材５２０の打ち込みによって、打点位置３４５の裏面側に凸部が形成されることを防止する。
【００５４】
陥凹部３４１の前方（図中右方向）に、陥凹部３４１に連続した突起部３４２をなす鋼板の盛り上り部３４３を形成することができる。鋼板の盛り上り部３４３は、後処理等を施すことなく、重ね合わせた鋼板３００、３１０同士の間に隙間部３５０を形成する突起部３４２として機能する。
【００５５】
制御装置５８０は、エアシリンダ駆動部５５２を動作させる際、エアシリンダ本体部５５１に備えられた流量制御手段によって、エアシリンダ駆動部５５２へ供給される空気の流量を調整する。空気の流量を調整することによって、鋼板３００に付与する圧力を調整することができ、鋼板３００上に形成される突起部の高さ寸法を容易に調整することができる。
【００５６】
基準線Ｏと打ち込み部材５２０とがなす打ち込み角度θは、アーム部５３０が有する角度調整手段５３３によって、適宜調整することが可能になっている。打ち込み角度θを調整することによって、鋼板３００上に形成される突起部の高さ寸法を容易に調整することができる。
【００５７】
打ち込み部材５２０の長さ寸法や、アーム部５３０と打ち込み部材５２０とを固定する固定位置を調整することによって、突起部を形成する位置を任意に定めることができ、鋼板の形状や、溶接位置に対応させて突起部の形成位置を適宜調整することができる。
【００５８】
本実施形態にあっては、打ち込み部材５２０によって突起部３４２を形成しているため、専用のプレス型によって突起部を形成する従来の方法と比較して、突起部が形成される部位の周辺部および鋼板全体に与える圧力の影響を低減させることができる。そのため、突起部の形成作業によって鋼板が変形することを防止でき、鋼板の成形精度の維持管理を容易にすることができ、突起部の形成作業が煩雑化することを防止できる。さらに専用のプレス型を製作するコストを削減することができ、従来の方法と比較して、レーザ溶接に要するコストを低減することができる。
【００５９】
図７を参照して、制御装置５８０によって、エアシリンダ本体部５５１に備えられた圧力制御手段を動作させ、エアシリンダ駆動部５５２を収縮させる。エアシリンダ駆動部５５２の収縮動作（図７において矢印ｂ’で示す）は、打ち込み部材５２０の退避位置５９０への移動動作（図７において矢印ｃ’で示す）を駆動する。打ち込み部材５２０は、リンク機構４４０によって、エアシリンダ駆動部５５２の収縮動作に連動して退避位置５９０への移動動作を開始する。
【００６０】
打ち込み部材５２０は、鋼板３００、３１０の重ね合わせ、およびレーザ照射作業を妨げない位置まで退避させる。
【００６１】
次に、打ち込み部材５２０が退避した状態で、受け台５１０に載置されるとともに突起部３４２が形成された鋼板３００上に表面処理が施された鋼板３１０を重ね合わせる。表面処理層３１１は、鋼板３００の溶接面３４０に向かい合わせて配置する。
【００６２】
図８を参照して、制御装置５８０によって、クランプ用エアシリンダ５６０のエアシリンダ駆動部５６２を動作させる。クランプ装置５４０は、エアシリンダ駆動部５６２の動作に連動して突起部３４２が形成された鋼板３００と表面処理が施された鋼板３１０とをクランプするクランプ動作（図８において矢印ｄで示す）を開始する。
【００６３】
突起部３４２が形成された鋼板３００と表面処理が施された鋼板３１０とをクランプし、両鋼板３００、３１０の間に、突起部３４２によって隙間部３５０を形成する。
【００６４】
次に、隙間部３５０を形成させた状態でレーザを照射し、鋼板３００、３１０を溶接する。この際、レーザ照射によって表面処理層が蒸発し、亜鉛蒸気が発生する場合がある。隙間部を形成させずにレーザを照射すると、鋼板同士の間に亜鉛蒸気が滞留することがある。そのため、亜鉛蒸気によって鋼板が飛散する、いわゆるポロシティ現象が発生し得る。さらに、鋼板内に亜鉛蒸気が残留した状態で鋼板が凝固し、溶接品質の低下が生じる場合がある。
【００６５】
レーザ溶接装置５００にあっては、隙間部３５０を通して鋼板３００、３１０の間から亜鉛蒸気を排出させることができるため、亜鉛蒸気が滞留することを防止でき、ポロシティ現象が発生することを防止できる。さらに、鋼板内に亜鉛蒸気が残留することを防止でき、溶接品質が低下することを防止できる。なお、鋼板３００、３１０の間に蒸気を滞留させずにレーザ溶接を行うには、隙間部の寸法Ｗを、０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の寸法で形成することが望ましい。
【００６６】
レーザは、例えば、陥凹部３４１に隣接して形成された隙間部３５０に沿う直線形状の溶接軌跡１１０（図９（Ａ）をも参照）や、突起部３４２および陥凹部３４１の周囲を囲む円形形状の溶接軌跡１２０（図９（Ｂ）をも参照）に沿って照射する。いずれの場合にも発生した亜鉛蒸気を隙間部３５０から効率的に排出することができ、ポロシティ現象が発生することを防止できる。
【００６７】
専用のプレス型によって突起部を形成する従来の方法にあっては、プレス加工によって予め鋼板上に突起部を形成させている。そのため、レーザ溶接作業を実施する際には、鋼板を搬出する工程や、鋼板をセットする工程等の作業工程が必要となり、レーザ溶接作業の作業効率を向上させることが困難である。
【００６８】
一方、レーザ溶接装置５００にあっては、打ち込み部材５２０による突起部３４２の形成工程をレーザ溶接作業に組み込むことが可能になっている。そのため、受け台５１０上に鋼板３００をセットした後、鋼板３００を移動させることなく、突起部３４２の形成工程およびレーザ照射工程を実施することできる。従来の方法と比較して、作業工程数を減少させることができ、レーザ溶接作業の作業効率を向上させることが可能になっている。
【００６９】
レーザ溶接装置５００は、鋼板に形成された表面処理層が亜鉛めっき以外の材料で形成されている場合であっても適用することができる。
【００７０】
表面処理層が形成された鋼板に突起部を形成させてレーザ溶接を行うことも可能である。
【００７１】
レーザを照射する溶接軌跡は、図示されるものに限定されず、適宜変更することができる。
【００７２】
クランプ装置によって鋼板をクランプする位置は、図示された位置に限定されるものではなく、溶接箇所や部材形状に合わせて適宜変更することができる。複数個のクランプ装置によって、複数の箇所において鋼板をクランプすることも可能である。
【００７３】
打ち込み部材による突起部の形成作業を複数回実施することによって、複数個の突起部を形成することも可能である。
【００７４】
（変形例１）
図１０〜１４は、第１の実施形態の変形例に係るレーザ溶接装置５００を説明するための図である。図１０（Ａ）は、第１〜第３の打ち込み先端部５２１〜５２３が形成されたアーム部５３０の平面図、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）の矢印１０ａ方向から見た正面図、図１１は、第１〜第３の打ち込み先端部５２１〜５２３によって同時に複数の突起部３４２を形成する方法を説明するための側面図、図１２は、第１〜第３の打ち込み先端部５２１〜５２３によって突起部３４２を形成する場合のレーザ溶接方法を説明するための側面図、および平面図、図１３は、打ち込み先端部の個数をさらに増減させた変形例を説明するための平面図、図１４は、図１３に示される変形例によって突起部３４２を形成する場合のレーザ溶接方法を説明するための平面図である。図１〜９に示した部材と共通する部材には同一の符号を付し、その説明は一部省略する。
【００７５】
本変形例に係るレーザ溶接装置５００は、打ち込み部材５２０によって、複数の打ち込み先端部５２１〜５２４を構成し、一度の打ち込みによって複数の突起部を形成することができる。
【００７６】
図１０〜図１２を参照して、図示例にあっては、打ち込み部材５２０によって、第１〜第３の打ち込み先端部５２１〜５２３を構成している。そのため、一度の打ち込みによって三個の突起部３４２を同時に形成することが可能になっている。
【００７７】
図１０（Ａ）、（Ｂ）を参照して、第１〜第３の打ち込み先端部５２１〜５２３はそれぞれ、打ち込み角度を調整自在にしてアーム部５３０に固定している。打ち込み角度を調整することによって突起部の高さ寸法を調整することが可能になっている（図３をも参照）。
【００７８】
図１１を参照して、打ち込み用エアシリンダ５５０を動作させて、アーム部５３０に保持された打ち込み先端部５２１〜５２３を駆動させる。打ち込み先端部５２１〜５２３は、打点位置３４５に陥凹部３４１を形成する。
【００７９】
陥凹部３４１の前方（図中右方向）に、陥凹部３４１に連続した突起部３４２をなす鋼板の盛り上り部３４３を形成する。形成された鋼板の盛り上り部３４３は、後処理等を施すことなく、重ね合わせた鋼板同士の間に隙間部を形成する突起部として機能する。
【００８０】
図示するように、一度の打ち込みによって同時に複数の突起部３４２を形成することができる。なお、突起部３４２の高さ寸法の調整方法や、その他の作業工程については、第１の実施形態と同様であるため、省略する。
【００８１】
図１２（Ａ）、（Ｂ）を参照して、レーザは、例えば、図示する直線形状の溶接軌跡１１０に沿って照射する。複数の突起部３４２を形成してレーザ溶接を行うことによって、レーザ照射によって発生する亜鉛蒸気を効率的に鋼板同士の間から排出することができ、ポロシティ現象の発生および溶接品質の低下をより確実に防止することが可能になる。
【００８２】
一度の打ち込みによって複数の突起部を形成することができるため、複数個の突起部を形成してレーザ溶接作業を行う場合であっても、作業効率が低下することを防止できる。
【００８３】
図１３（Ａ）、（Ｂ）を参照して、本変形例にあっては、例えば、打ち込み先端部の個数を二個や、四個に増減することも可能である。図示例にあっては、一度の打ち込みによって、二個、または四個の突起部を形成することができる。
【００８４】
図１４（Ａ）、（Ｂ）を参照して、レーザは、例えば、図示する直線形状の溶接軌跡１１０に沿って照射する。第１〜第３の打ち込み先端部５２１〜５２３によって突起部３４２を形成した場合と同様に、レーザ照射によって発生する亜鉛蒸気を効率的に鋼板の間から排出することができ、ポロシティ現象の発生および溶接品質の低下をより確実に防止することが可能になる。
【００８５】
一度の打ち込みによって複数の突起部を形成することができるため、複数個の突起部を形成してレーザ溶接作業を行う場合であっても、作業効率が低下することを防止できる。
【００８６】
打ち込み先端部の個数や、アーム部が打ち込み部材を保持する配置は、上述した図示例のみに限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。
【００８７】
（変形例２）
図１５〜１８は、第１の実施形態のその他の変形例に係るレーザ溶接装置５００を説明するための図である。図１５〜図１８は、共用化されたエアシリンダ装置６５０によって打ち込み部材５２０およびクランプ装置５４０を駆動させる方法を説明するための側面図、および矢印ｅ方向から見た正面図である。図１〜１４に示した部材と共通する部材には同一の符号を付し、その説明は一部省略する。
【００８８】
本変形例に係るレーザ溶接装置５００は、打ち込み用エアシリンダ５５０およびクランプ用エアシリンダ５６０として選択的に機能し、打ち込み部材５２０、またはクランプ装置５４０を選択的に駆動する共用化されたエアシリンダ装置６５０（「一の駆動手段」に相当する）を有している。レーザ溶接装置５００は、打ち込み部材５２０と共用化されたエアシリンダ装置６５０とを連結するとともに、切り替えによってクランプ装置５４０と共用化されたエアシリンダ装置６５０とを連結する切り替え手段６１０をさらに有しており、切り替え手段６１０によってエアシリンダ装置６５０を共用化している。
【００８９】
図１５（Ａ）、（Ｂ）を参照して、切り替え手段６１０は、切り替えピン６１２および共用化されたエアシリンダ装置６５０に連結された連結支持部６１１から構成する。
【００９０】
打ち込み部材５２０が退避した状態で切り替え手段６１０によってアーム部５３０とエアシリンダ装置６５０とを連結する。切り替えピン６１２による切り替え作業を容易なものとするために、アーム部５３０およびクランプ装置５４０を予め隣接した位置に配置しておくことが望ましい。
【００９１】
図１６（Ａ）、（Ｂ）を参照して、エアシリンダ装置６５０を動作させて、打ち込み部材５２０を駆動する。打ち込み部材５２０の打ち込み動作によって、鋼板３００上に突起部３４２を形成する。
【００９２】
図１７（Ａ）、（Ｂ）を参照して、再びエアシリンダ装置６５０を動作させて、打ち込み部材５２０を鋼板３００上から退避位置へ移動させる。打ち込み部材５２０が退避した状態で、打ち込み部材５２０とエアシリンダ装置６５０との連結を解除して、クランプ装置５４０とエアシリンダ装置６５０とを連結する。連結の切り替えは、連結ピンを図中矢印ｆで示されるようにスライド移動させて行う。なお、連結ピンの切り替えは、図示されないアクチュエータ等によって行う。
【００９３】
図１８（Ａ）、（Ｂ）を参照して、鋼板３００、３１０を重ね合わせて、エアシリンダ装置６５０を動作させる。エアシリンダ装置６５０によってクランプ装置５４０を駆動することができ、重ね合わせた鋼板３００、３１０をクランプすることができる。
【００９４】
共用化されたエアシリンダ装置６５０によって、打ち込み部材５２０、およびクランプ装置５４０を駆動させてレーザ溶接作業を行うことが可能である。そのため、打ち込み部材を駆動する専用のエアシリンダおよびクランプ装置を駆動する専用のエアシリンダを用いた場合と比較して、レーザ溶接装置に要する設備コストや作業コストを低減することができる。
【００９５】
上述したように、本実施形態のレーザ溶接装置５００は、制御装置５８０によって打ち込み用エアシリンダ５５０の動作を制御して、打ち込み部材５２０を、基準線Ｏに対して傾斜させて鋼板の打点位置３４５に打ち込むことによって、鋼板３００上に形成される陥凹部３４１に連続させて突起部３４２をなす鋼板の盛り上り部３４３を形成し、打ち込み部材５２０を打点位置３４５から退避位置５９０に移動させている。打ち込み部材５２０を退避位置５９０に移動させた状態で受け台５１０に載置されるとともに突起部が形成された鋼板３００上に表面処理が施された鋼板３１０を重ね合わせることによって隙間部３５０を生じさせている。制御装置５８０によってクランプ用エアシリンダ５６０の動作を制御して、クランプ装置５４０によって重ね合わせた鋼板３００、３１０をクランプさせて、レーザ照射ロボット５７０の動作を制御してレーザを照射している。そのため、突起部が形成される部位の周辺部および鋼板全体に与える圧力の影響を低減させることができ、突起部の形成作業によって鋼板が変形することを防止できる。その結果、鋼板の成形精度の維持管理を容易にすることができ、突起部の形成作業が煩雑化することを防止できる。さらに突起部を形成するための専用のプレス型を製作する設備コストを削減することができ、レーザ溶接に要するコストを低減させることができる。
【００９６】
レーザ溶接時に発生した亜鉛蒸気を、隙間部３５０を通して鋼板３００、３１０の間から排出させることができるため、鋼板３００、３１０同士の間に亜鉛蒸気が滞留することを防止できる。そのため、ポロシティ現象が発生することを防止でき、溶接欠陥が生じること防止できる。
【００９７】
打ち込み部材５２０による突起部３４２の形成工程をレーザ溶接作業に組み込んでいるため、レーザ溶接作業に要する作業工程数を減少させることができ、レーザ溶接作業の作業効率を向上させることができる。
【００９８】
制御装置５８０によって打ち込み用エアシリンダ５５０の動作を制御して、鋼板３００上に形成される突起部３４２の高さ寸法を容易に調整することができ、所望の高さ寸法を有する突起部を形成することができる。
【００９９】
角度調整手段５３３によって基準線Ｏと打ち込み部材５２０とがなす打ち込み角度θを調整することによって、鋼板３００上に形成される突起部３４２の高さ寸法を容易に調整することができ、所望の高さ寸法を有する突起部を形成することができる。
【０１００】
打ち込み部材５２０によって複数の打ち込み先端部５２１〜５２４を構成することができ、一度の打ち込みによって複数の突起部３４２を形成してレーザ溶接を行うことができる。そのため、レーザ照射によって発生した亜鉛蒸気を効率的に鋼板３００、３１０の間から排出させることができ、ポロシティ現象の発生および溶接品質の低下をより確実に防止することができる。一度の打ち込みによって複数の突起部を形成することができるため、複数個の突起部を形成してレーザ溶接作業を行う場合であっても、作業効率が低下することを防止できる。
【０１０１】
共用化されたエアシリンダ装置６５０によって、打ち込み部材５２０、およびクランプ装置５４０を駆動させてレーザ溶接作業を行うことができるため、レーザ溶接装置に要する設備コストや作業コストを低減することができる。
【０１０２】
表面処理が施された鋼板３１０に形成された表面処理層３１１を介して重ね合わせた鋼板３００、３１０同士をレーザ溶接するときに鋼板３００、３１０同士の間に隙間部３５０を生じさせる突起部３４２が形成された鋼板３００であって、突起部を形成する鋼板３００上における打点位置３４５と打点位置３４５から退避させた退避位置５９０との間において保持され、突起部を形成する鋼板３００上に陥凹部３４１を形成する打ち込み部材５２０が打ち込み部材５２０を駆動するうち込み用エアシリンダ５５０の動作によって溶接面３４０と直交する基準線Ｏに対して傾斜させて打点位置３４５に打ち込まれることによって、鋼板３００上に形成される陥凹部３４５に連続させて突起部３４２をなす溶接部材の盛り上り部３４３が形成された鋼板である。
【０１０３】
（第２の実施形態）
図１９は、本発明の第２の実施形態に係る突起部の形成装置８００を簡略化して示す図である。図２０は、保持部８４０を拡大して示す断面図、図２１〜２４は、突起部の形成装置８００によって突起部３４２を形成する方法を説明するための断面図である。図１〜１８に示した部材と共通する部材には同一の符号を付し、その説明は一部省略する。
【０１０４】
図１９〜２４を参照して、概説すれば、突起部の形成装置８００は、表面処理が施された鋼板３１０に形成された表面処理層３１１を介して重ね合わせた鋼板３００、３１０同士をレーザ溶接するときに鋼板３００、３１０同士の間に隙間部３５０を生じさせる突起部３４２を、突起部を形成する鋼板３００に形成する突起部の形成装置であって、突起部を形成する鋼板３００上に陥凹部３４１を形成する打ち込み部材５２０と、打ち込み部材５２０を駆動して突起部を形成する鋼板３００に打ち込む打ち込み用エアシリンダ８６０と、固定型８３０および固定型８３０に向けて近接離反移動可能な可動型８２０を備え、少なくとも型の開閉方向に沿って折り曲げられた溶接面３４０を、突起部を形成する鋼板３００上にプレス加工するプレス型８７０と、プレス型８７０に設けられ、打ち込み部材５２０を溶接面３４０と直交する基準線Ｏに対して傾斜させて保持する保持部８４０と、打ち込み用エアシリンダ８６０およびプレス型８７０の動作を制御する制御装置５８０と、を有している。制御装置５８０は、プレス型８７０を型締めした状態で打ち込み用エアシリンダ８６０の動作を制御して、基準線Ｏに対して傾斜させて打ち込み部材５２０を鋼板３００に打ち込むことによって、突起部を形成する鋼板３００上に形成される陥凹部３４１に連続させて突起部３４２をなす溶接部材の盛り上り部３４３を形成する。プレス型８７０は、突起部３４２が形成される位置より型開き方向の上流側における固定型８３０と可動型８２０との間に形成され、突起部３４２が形成された部位の厚さ寸法より大きな寸法の隙間空間８５０を有している。
【０１０５】
固定型８３０は、型の開閉方向に沿って互いに離間して形成された一対の縦壁部８３１、縦壁部の端部同士を連結する連結壁部８３２、および縦壁部から互いに離れる方向に延在する横壁部８３３からなる断面ハット形状の成形面８３５を有している。可動型８２０は、固定型８３０に合致する断面凹形状の成形面８３６を有している。プレス型８７０は、突起部３４２を形成する鋼板３００を断面ハット形状にプレス加工する。以下、詳述する。
【０１０６】
図１９を参照して、打ち込み用エアシリンダ８６０を備えた支持用ロボット８１０によって打ち込み部材５２０を支持する。支持用ロボット８１０は、ロボットアーム８１２を備えた多間接ロボットであり、制御装置５８０から送信される動作信号Ｓ４に従って保持部８４０へ打ち込み部材５２０を配置する。
【０１０７】
可動型８２０は、制御装置５８０から送信される動作信号Ｓ５に従って図中上下方向に可動し、型締め、型開きを行なう。
【０１０８】
エア供給装置４００は、制御装置５８０より送信される動作信号Ｓ２に従って空気ａを供給して、打ち込み用エアシリンダ８６０を動作させる。
【０１０９】
打ち込み用エアシリンダ８６０は、打ち込み用エアシリンダ８６０内の空気圧を調整する圧力制御手段および打ち込み用エアシリンダ８６０を駆動する空気の流量を調整する流量制御手段を備えている。圧力制御手段および流量制御手段は、図中省略する。
【０１１０】
圧力制御手段は、制御装置５８０からの動作信号Ｓ４に従って動作し、空気圧を調整して打ち込み用エアシリンダ８６０を動作させる（図２３を参照）。
【０１１１】
流量制御手段は、打ち込み用エアシリンダ８６０を駆動する空気の流量を調整し、打ち込み用エアシリンダ８６０の動作速度を調整する。
【０１１２】
第１の実施形態において説明した方法と同様にして、制御装置５８０によって打ち込み用エアシリンダ８６０の動作を制御して、鋼板３００上に形成される突起部の高さ寸法を調整することができる。詳細な手順については、省略する。
【０１１３】
図２０を参照して、可動型８２０に設けられ、保持した打ち込み部材５２０を打点位置３４５へ案内する貫通穴によって保持部８４０を構成する。
【０１１４】
図示されるように、打ち込み部材５２０によって、複数の打ち込み先端部５２１、５２２を構成することができる。一度の打ち込みによって複数の突起部３４２を形成させることができため、レーザ溶接によって発生した亜鉛蒸気を効率的に鋼板同士の間から排出することができ、ポロシティ現象の発生および溶接品質の低下を防止することが可能になる。
【０１１５】
次に、突起部の形成方法について説明する。
【０１１６】
図２１を参照して、固定型８３０に鋼板３００をセットした状態で、可動型８２０を型締めする。プレス加工によって、縦壁部８３１、連結壁部８３２、および横壁部８３３に沿って断面をハット形状に鋼板３００を成形する。型の開閉方向（図中上下方向）に沿って溶接面３４０を折り曲げる。
【０１１７】
型締めによって、突起部３４２が形成される位置より型開き方向の上流側（図中における突起部３４２の下方側）における固定型８３０と可動型８２０との間に、隙間空間８５０を形成する。隙間空間８５０は、突起部３４２が形成された部位の厚さ寸法ｗ１より大きな寸法ｗ２によって形成する（図２３をも参照）。
【０１１８】
図２２を参照して、支持用ロボット８１０を動作させて、保持部８４０へ打ち込み部材５２０を配置する。保持部８４０によって、溶接面３４０と直交する基準線Ｏに対して傾斜させて打ち込み部材５２０を保持する。
【０１１９】
図２３を参照して、打ち込み用エアシリンダ８６０を動作させて、打ち込み部材５２０を駆動する。基準線Ｏに対して傾斜させて鋼板３００上に打ち込み部材５２０を打ち込む。
【０１２０】
打ち込み部材５２０が打ち込まれた打点位置３４５に、陥凹部３４１を形成する。陥凹部３４１の前方（図中下方向）に、陥凹部３４１に連続した突起部３４２をなす鋼板の盛り上り部３４３を形成する。鋼板の盛り上り部３４３は、後処理を施すことなく、重ね合わせた鋼板３００、３１０同士の間に隙間部３５０を形成させる突起部３４２として機能する。
【０１２１】
本実施形態にあっては、打ち込み部材５２０によって突起部３４２を形成しているため、専用のプレス型によって突起部を形成する従来の方法と比較して、突起部が形成される部位の周辺部および鋼板全体に与える圧力の影響を低減させることができる。そのため、突起部の形成作業によって鋼板が変形することを防止でき、鋼板の成形精度の維持管理を容易にすることができ、突起部の形成作業が煩雑化することを防止できる。
【０１２２】
突起部の形成装置８００によって、鋼板３００をプレス成形するとともに突起部３４２を形成することができる。そのため、突起部を形成するための専用のプレス型が不要になる。専用のプレス型を製作するための設備コストを削減することができ、従来の方法と比較して、突起部の形成作業に要するコストを低減することができる。
【０１２３】
図２４を参照して、支持用ロボット８１０によって保持部８４０より打ち込み部材５２０を退避させる。打ち込み部材５２０を退避させた状態で型を開き、突起部３４２が形成された鋼板３００を取り出す。この際、隙間空間８５０によって、プレス型８７０と突起部３４２とを干渉させることなく、型を開くことができる。
【０１２４】
上述したように、本実施形態にあっては、制御装置５８０によって、プレス型８７０を型締めした状態で打ち込み用エアシリンダ８６０の動作を制御して、基準線Ｏに対して傾斜させて打ち込み部材５２０を鋼板３００に打ち込むことによって、突起部を形成する鋼板３００上に形成される陥凹部３４１に連続させて突起部３４２をなす溶接部材の盛り上り部３４３を形成している。プレス型８７０は、突起部３４２が形成される位置より型開き方向の上流側における固定型８３０と可動型８２０との間に形成され、突起部３４２が形成された部位の厚さ寸法より大きな寸法の隙間空間８５０を有している。そのため、突起部３４２の形成作業によって鋼板３００が変形することを防止でき、鋼板３００の成形精度の維持管理を容易にすることができ、突起部３４２の形成作業が煩雑化することを防止できる。さらに、専用のプレス型８７０を製作するための設備コストを削減することができ、突起部の形成に要するコストを低減することができる。
【０１２５】
制御装置５８０によって打ち込み用シリンダの動作を制御して、鋼板３００上に形成される突起部３４２の高さ寸法を容易に調整することができ、所望の高さ寸法を有する突起部を形成することができる。
【０１２６】
打ち込み部材５２０によって複数の打ち込み先端部５２１、５２２を構成することができ、一度の打ち込みによって複数の突起部３４２を形成することができる。そのため、レーザ溶接時には、発生した亜鉛蒸気を効率的に鋼板３００、３１０同士の間から排出させることができる。
【０１２７】
断面ハット形状にプレス成形された鋼板３００に対して突起部３４２を形成する場合であっても、突起部が形成された部位の寸法ｗ１と隙間空間の寸法ｗ２とを調整することによって、プレス型８７０と突起部３４２とを干渉させることなく、型を開くことができる。
【０１２８】
プレス加工後の鋼板の形状は、少なくとも型の開閉方向に沿って折り曲げられた溶接面が形成されていればよい。そのため、プレス加工によって断面ハット形状以外の形状に鋼板を成形することもできる。
【０１２９】
隙間空間は、少なくとも、型開き方向の上流側において、型開きする際、プレス型と突起部との干渉を防止する位置に設けられていればよい。
【０１３０】
以下、本発明の第１の実施形態を実施例に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
【０１３１】
（実施例１）
本実施例にあっては、打ち込み角度θを一定にして、打ち込み部材が打点位置に付与する圧力を変化させて、突起部の高さ寸法を計測した。突起部を形成する鋼板には、厚さ１．０ｍｍの軟鋼板を使用した。
【０１３２】
図２５を参照して、打ち込み角度θを２０°で一定とし、打点位置に付与する圧力を変化させて突起部を形成した。各圧力条件において、３回ずつ打ち込みを実施した。
【０１３３】
この結果から、打ち込み角度を一定にした状態で打点位置に付与する圧力を増加させた場合、圧力の変化に伴って鋼板上に形成される突起部の高さ寸法が大きくなることを確認できた。
【０１３４】
（実施例２）
本実施例にあっては、打ち込み部材が打点位置に付与する圧力を一定にして、打ち込み角度θを変化させて、突起部の高さ寸法を計測した。突起部を形成する鋼板には、厚さ１．０ｍｍの軟鋼板を使用した。
【０１３５】
図２６を参照して、打点位置に付与する圧力を９．６ｋｇｆで一定とし、打ち込み角度θを変化させて突起部を形成した。各角度条件において、３回ずつ打ち込みを実施した。
【０１３６】
この結果から、打点位置に付与する圧力を一定にした状態で打ち込み角度θを大きくさせた場合、打ち込み角度の変化に伴って鋼板上に形成される突起部の高さ寸法が大きくなることを確認できた。
【０１３７】
（実施例３）
本実施例にあっては、鋼板上に形成する突起部の個数を変化させてレーザ溶接を実施し、ポロシティ現象の発生の有無を確認した。突起部を形成する鋼板には、厚さ０．６５ｍｍの軟鋼板を使用した。
【０１３８】
図２７（Ａ）を参照して、実施条件（Ａ）は、図示されるように、鋼板上に２個の突起部を形成して、直線形状の溶接軌跡１１０に沿ってレーザを照射した。
【０１３９】
図２７（Ｂ）を参照して、実施条件（Ｂ）は、図示されるように、鋼板上に４個の突起部を形成して、直線形状の溶接軌跡１１０に沿ってレーザを照射した。
【０１４０】
図２７（Ｃ）を参照して、実施条件（Ｃ）は、図示されるように、鋼板上に３個の突起部を形成して、直線形状の溶接軌跡１１０に沿ってレーザを照射した。
【０１４１】
実施条件（Ａ）〜（Ｃ）にあっては、打ち込み部材が打点位置に付与する圧力を１３．９２ｋｇｆ、打ち込み角度θを１５°とし、各条件において４回ずつ打ち込みを実施した。
【０１４２】
形成された突起部の高さ寸法とともに、ポロシティ現象の発生の有無の結果を表１に示す。
【０１４３】
下記の表１に示すように、各実施条件においてレーザ溶接を行った結果、ポロシティ現象の発生は確認されなかった。
【０１４４】
【表１】
【０１４５】
（実施例４）
本実施例は、実施例３と同様にして、鋼板上に形成する突起部の個数を変化させてレーザ溶接を実施し、ポロシティ現象の発生の有無を確認した。ただし、突起部を形成する鋼板には、厚さ１．０ｍｍの高張力鋼板（強度４４０ＭＰａ）を使用した。打ち込み部材が打点位置に付与する圧力を４．８ｋｇｆ、打ち込み角度θを２０°とし、各条件において２回ずつ打ち込みを実施した。
【０１４６】
形成された突起部の高さ寸法とともに、ポロシティ現象の発生の有無の結果を表２に示す。
【０１４７】
下記の表２に示すように、各実施条件においてレーザ溶接を行った結果、ポロシティ現象の発生は確認されなかった。
【０１４８】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】第１の実施形態に係るレーザ溶接装置を簡略化して示す図である。
【図２】打ち込み部材による突起部の形成方法を説明するための側面図である。
【図３】打ち込み部材およびアーム部の拡大図である。
【図４】打ち込み角度の調整方法を説明するための拡大図である。
【図５】レーザ溶接方法を説明するための側面図である。
【図６】レーザ溶接方法を説明するための側面図である。
【図７】レーザ溶接方法を説明するための側面図である。
【図８】レーザ溶接方法を説明するための側面図である。
【図９】溶接軌跡を説明するための平面図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、複数の打ち込み先端部が形成されたアーム部の平面図、図１０（Ｂ）は、複数の打ち込み先端部が形成されたアーム部の正面図である。
【図１１】第１〜第３の打ち込み先端部によって同時に複数の突起部を形成する方法を説明するための側面図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、第１〜第３の打ち込み先端部によって突起部を形成する場合のレーザ溶接方法を説明するための側面図、図１２（Ｂ）は、第１〜第３の打ち込み先端部によって突起部を形成した場合における溶接軌跡を説明するための平面図である。
【図１３】打ち込み先端部の個数をさらに増減させた変形例を説明するための平面図である。
【図１４】図１４（Ａ）、（Ｂ）は、打ち込み先端部の個数をさらに増減させた変形例における溶接軌跡を説明するための平面図である。
【図１５】図１５（Ａ）は、変形例に係る共用化されたエアシリンダ装置によって打ち込み部材およびクランプ装置を駆動させる方法を説明するための側面図、図１５（Ｂ）は、共用化されたエアシリンダ装置によって打ち込み部材およびクランプ装置を駆動させる方法を説明するための正面図である。
【図１６】図１６（Ａ）は、変形例に係る共用化されたエアシリンダ装置によって打ち込み部材およびクランプ装置を駆動させる方法を説明するための側面図、図１６（Ｂ）は、共用化されたエアシリンダ装置によって打ち込み部材およびクランプ装置を駆動させる方法を説明するための正面図である。
【図１７】図１７（Ａ）は、変形例に係る共用化されたエアシリンダ装置によって打ち込み部材およびクランプ装置を駆動させる方法を説明するための側面図、図１７（Ｂ）は、共用化されたエアシリンダ装置によって打ち込み部材およびクランプ装置を駆動させる方法を説明するための正面図である。
【図１８】図１８（Ａ）は、変形例に係る共用化されたエアシリンダ装置によって打ち込み部材およびクランプ装置を駆動させる方法を説明するための側面図、図１８（Ｂ）は、共用化されたエアシリンダ装置によって打ち込み部材およびクランプ装置を駆動させる方法を説明するための正面図である。
【図１９】第２の実施形態に係る突起部の形成装置を簡略化して示す図である。
【図２０】保持部を拡大して示す断面図である。
【図２１】突起部の形成装置によって突起部を形成する方法を説明するための断面図である。
【図２２】突起部の形成装置によって突起部を形成する方法を説明するための断面図である。
【図２３】突起部の形成装置によって突起部を形成する方法を説明するための断面図である。
【図２４】突起部の形成装置によって突起部を形成する方法を説明するための断面図である。
【図２５】実施例（１）の結果を示す図である。
【図２６】実施例（２）の結果を示す図である。
【図２７】実施例（３）および実施例（４）の実施条件を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１５０】
１１０、１２０ 溶接軌跡、
３００ 突起部を形成する鋼板（少なくとも一方の溶接部材）、
３１０ 表面処理が施された鋼板（他方の溶接部材）、
３１１ 表面処理層、
３４０ 溶接面、
３４１ 陥凹部、
３４２ 突起部、
３４３ 盛り上り部（溶接部材の盛り上り）、
３４５ 打点位置、
３５０ 隙間部、
４００ エア供給装置、
４１０ ポスト部材、
４２０ 受け部材、
４３０ ベース、
４４０ リンク機構、
５００ レーザ溶接装置、
５１０ 受け台（受け部）、
５２０ 打ち込み部材、
５２１、５２２、５２３、５２４ 複数の打ち込み先端部、
５２９ ねじ穴、
５３０ アーム部（保持部材）、
５３１ ねじ部材、
５３２ 調整穴、
５３３ 角度調整手段、
５３５ 支持構造、
５３６ 支持部、
５４０ クランプ装置（クランプ手段）、
５５０ 打ち込み用エアシリンダ（第１の駆動手段）、
５５１、５６１ エアシリンダ本体部、
５５２、５６２ エアシリンダ駆動部、
５６０ クランプ用エアシリンダ（第２の駆動手段）、
５７０ レーザ照射ロボット（レーザ照射手段）、
５７１ 加工ヘッド、
５７２ ロボットアーム、
５８０ 制御装置（制御手段）、
５９０ 退避位置、
６１０ 切り替え手段、
６１１ 連結支持部、
６１２ 切り替えピン、
６５０ 共用化されたエアシリンダ装置（一の駆動手段）、
８００ 突起部の形成装置、
８１０ 支持用ロボット、
８１２ ロボットアーム、
８２０ 可動型、
８３０ 固定型、
８３１ 縦壁部、
８３２ 連結壁部、
８３３ 横壁部、
８３５、８３６ 成形面、
８４０ 保持部、
８５０ 隙間空間、
８６０ 打ち込み用エアシリンダ、
８７０ プレス型、
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５ 動作信号、
ｈ１、ｈ２ 突起部の高さ寸法、
θ、θ１、θ２ 打ち込み角度、
Ｗ 隙間部の寸法、
Ｗ１ 突起部が形成された部位の厚さ寸法、
Ｗ２ 隙間空間の厚さ寸法、
Ｌ レーザ、
Ｏ 基準線。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、突起部の形成装置、突起部の形成方法、溶接部材、レーザ溶接装置、およびレーザ溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
亜鉛めっき等による表面処理層を形成した鋼板を重ね合わせてレーザ溶接するレーザ溶接方法が知られている。この種のレーザ溶接方法にあっては、レーザ照射によって表面処理層が気化し、重ね合わせた鋼板間に蒸気が発生する場合がある。蒸気の発生に伴って溶接部材が飛散する、いわゆるポロシティ現象が発生し、溶接欠陥が生じるという問題がある。そのため、亜鉛蒸気を外部へ流出させる隙間部を鋼板間に形成することによって、溶接欠陥を防止するレーザ溶接方法を採用している。
【０００３】
上記のレーザ溶接方法にあっては、予め鋼板に突起部を形成させておいて、鋼板を重ね合わせることによって隙間部を形成している。一般に、突起部の形成は、突起部を形成する専用のプレス型を用いたプレス加工によって行っている。
【特許文献１】特開２００１−１６２３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したプレス型による突起部の形成方法にあっては、専用のプレス型を製作するため、突起部の形成に要する設備コストがコストアップし、それに伴ってレーザ溶接作業に要するコストもコストアップするという問題が生じる。
【０００５】
さらに、突起部を形成する際のプレス加工によって、突起部の形成部位における磨耗や、溶接部材にしわ等の変形が生じ得る。溶接部材の変形等を防止するために、成形精度の維持管理が必要となり、突起部の形成作業、および突起部の形成作業を工程に組み込んだレーザ溶接作業が煩雑化するという問題が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士をレーザ溶接するときに溶接部材同士の間に隙間部を生じさせる突起部の形成技術に関し、突起部の形成に要する作業コストを低減するとともに突起部の形成作業の作業効率の低下を防止し得る突起部の形成装置、突起部の形成方法、および溶接部材を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の目的は、溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士をレーザ溶接する際、溶接部材に形成された突起部によって溶接部材同士の間に隙間部を生じさせてレーザ溶接するレーザ溶接技術に関し、表面処理層が気化して発生した蒸気によって溶接欠陥が生じることを防止でき、さらにレーザ溶接に要するコストを低減するとともに溶接作業の作業効率の低下を防止し得るレーザ溶接装置、およびレーザ溶接方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士をレーザ溶接するときに前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせる突起部を、前記溶接部材の少なくとも一方に形成する突起部の形成装置であって、
前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材と、
前記少なくとも一方の溶接部材上において前記打ち込み部材が打ち込まれる打点位置と前記打点位置から退避させた退避位置との間において前記打ち込み部材を保持する保持部材と、
前記打ち込み部材を駆動して溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて前記少なくとも一方の溶接部材へ打ち込む駆動手段と、
前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記駆動手段の動作を制御して、前記基準線に対して傾斜させて前記打ち込み部材を前記少なくとも一方の溶接部材の前記打点位置に打ち込むことによって、前記少なくとも一方の溶接部材上に形成される前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成する、突起部の形成装置である。
【０００９】
また、本発明は、溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士をレーザ溶接するときに前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせる突起部を、前記溶接部材の少なくとも一方に形成する突起部の形成装置であって、
前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材と、
前記打ち込み部材を駆動して前記少なくとも一方の溶接部材に打ち込む駆動手段と、
固定型および前記固定型に向けて近接離反移動可能な可動型を備え、少なくとも型の開閉方向に沿って折り曲げられた溶接面を前記少なくとも一方の溶接部材にプレス加工するプレス型と、
前記プレス型に設けられ、前記打ち込み部材を前記溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて保持する保持部と、
前記駆動手段および前記プレス型の動作を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記プレス型を型締めした状態で前記駆動手段の動作を制御して、前記基準線に対して傾斜させて前記打ち込み部材を前記少なくとも一方の溶接部材に打ち込むことによって、前記少なくとも一方の溶接部材上に形成される前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成し、
前記プレス型は、前記突起部が形成される位置より型開き方向の上流側における前記固定型と前記可動型との間に形成され、前記突起部が形成された部位の厚さ寸法より大きな寸法の隙間空間を有する、突起部の形成装置である。
【００１０】
また、本発明は、溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士をレーザ溶接するときに前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせる突起部を、前記溶接部材の少なくとも一方に形成する突起部の形成方法であって、
前記少なくとも一方の溶接部材上における打点位置と前記打点位置から退避させた退避位置との間において保持され、前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材を、前記打ち込み部材を駆動する駆動手段を動作させて、溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて前記少なくとも一方の溶接部材の前記打点位置に打ち込むことによって、前記少なくとも一方の溶接部材上に形成される前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成する、突起部の形成方法である。
【００１１】
また、本発明は、溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士をレーザ溶接するときに前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせる突起部を、前記溶接部材の少なくとも一方に形成する突起部の形成方法であって、
固定型および前記固定型に向けて近接離反移動可能な可動型を備えたプレス型によって、少なくとも型の開閉方向に沿って折り曲げられた溶接面を前記少なくとも一方の溶接部材にプレス加工する工程と、
前記溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて前記プレス型に設けられた保持部に保持され、前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材を、前記プレス型を型締めした状態で前記打ち込み部材を駆動する駆動手段を動作させて、前記基準線に対して傾斜させて打ち込むことによって、前記少なくとも一方の溶接部材上に前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成する工程と、を有し、
前記型締めしたとき、前記プレス型は、前記突起部が形成される位置より型開き方向の上流側における前記固定型と前記可動型との間に、前記突起部が形成された部位の厚さ寸法より大きな寸法の隙間空間を形成する、突起部の形成方法である。
【００１２】
また、本発明は、溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士をレーザ溶接するときに前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせる突起部が形成された前記少なくとも一方の溶接部材であって、
前記少なくとも一方の溶接部材上における打点位置と前記打点位置から退避させた退避位置との間において保持され、前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材が前記打ち込み部材を駆動する駆動手段の動作によって溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて前記打点位置に打ち込まれることによって、溶接部材上に形成される前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りが形成された、溶接部材である。
【００１３】
また、本発明は、溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士の少なくとも一方に形成された突起部によって前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせてレーザ溶接するレーザ溶接装置であって、
前記少なくとも一方の溶接部材を載置する受け部と、
前記受け部に載置された前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材と、
前記少なくとも一方の溶接部材上において前記打ち込み部材が打ち込まれる打点位置と前記打点位置から退避させた退避位置との間において前記打ち込み部材を保持する保持部材と、
前記受け部に載置された前記少なくとも一方の溶接部材上に他方の溶接部材を重ね合わせた状態で前記重ね合わせた溶接部材をクランプするクランプ手段と、
前記打ち込み部材を駆動して溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて前記少なくとも一方の溶接部材へ打ち込むとともに前記打点位置から前記退避位置に移動させる第１の駆動手段と、
前記クランプ手段を駆動して前記重ね合わせた溶接部材をクランプさせる第２の駆動手段と、
前記溶接部材にレーザを照射するレーザ照射手段と、
前記第１の駆動手段、前記第２の駆動手段、および前記レーザ照射手段の動作を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記第１の駆動手段の動作を制御して、前記基準線に対して傾斜させて前記打ち込み部材を前記少なくとも一方の溶接部材の前記打点位置に打ち込むことによって、前記少なくとも一方の溶接部材上に形成される前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成し、前記打ち込み部材を前記打点位置から前記退避位置に移動させて、前記受け部に載置されるとともに前記突起部が形成された前記少なくとも一方の溶接部材上に前記他方の溶接部材を重ね合わせることによって前記隙間部を生じさせて、前記第２の駆動手段の動作を制御して、前記クランプ手段によって前記重ね合わせた溶接部材をクランプし、前記レーザ照射手段の動作を制御してレーザを照射する、レーザ溶接装置である。
【００１４】
また、本発明は、溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士の少なくとも一方に形成された突起部によって前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせてレーザ溶接するレーザ溶接方法であって、
前記少なくとも一方の溶接部材上における打点位置と前記打点位置から退避させた退避位置との間において保持され、受け部に載置された前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材を、前記打ち込み部材を駆動する第１の駆動手段を動作させて、溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて前記少なくとも一方の溶接部材の前記打点位置に打ち込むことによって、前記少なくとも一方の溶接部材上に形成される前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成する突起部の形成工程と、
前記第１の駆動手段を動作させて、前記打ち込み部材を前記打点位置から前記退避位置に移動して、前記受け部に載置されるとともに前記突起部が形成された前記少なくとも一方の溶接部材上に他方の溶接部材を重ね合わせることによって前記隙間部を生じさせて、クランプ手段を駆動する第２の駆動手段を動作させることによって前記重ね合わせた溶接部材をクランプするクランプ工程と、
レーザ照射手段によって前記重ね合わせた溶接部材に対してレーザを照射する工程と、を有する、レーザ溶接方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材を、溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて打ち込むことによって溶接部材上の打点位置に陥凹部を形成し、その陥凹部に連続させて突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成するため、突起部の形成に要する作業コストを低減することができるとともに、突起部の形成作業の作業効率が低下することを防止できる。
【００１６】
また、本発明によれば、上記の手法によって突起部を形成し、表面処理が施された溶接部材同士を重ね合わせてレーザ溶接するときに、突起部によって溶接部材同士の間に隙間部を生じさせてレーザ溶接するため、表面処理層が気化して発生した蒸気によって溶接欠陥が生じることを防止でき、さらにレーザ溶接に要する作業コストを低減するとともに、溶接作業の作業効率が低下することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、理解を容易にするため
に、図面には陥凹部および突起部を誇張して示す。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係るレーザ溶接装置５００を簡略化して示す図である。図２は、打ち込み部材５２０による突起部３４２の形成方法を説明するための側面図、図３は、打ち込み部材５２０およびアーム部５３０の拡大図、図４は、打ち込み角度の調整方法を説明するための拡大図、図５〜８は、レーザ溶接方法を説明するための側面図、図９は、溶接軌跡を説明するための平面図である。
【００１９】
まず、レーザ接装置５００について説明する。
【００２０】
図１および図２を参照して、レーザ溶接装置５００は、突起部３４２を形成する突起部の形成装置を組み込んでおり、概説すれば、表面処理が施された鋼板３１０（「他方の溶接部材」に相当する）に形成された表面処理層３１１を介して突起部を形成する鋼板３００（「少なくとも一方の溶接部材」に相当し、単に鋼板とも記す）に形成された突起部３４２によって鋼板３００、３１０同士の間に隙間部３５０を生じさせてレーザ溶接するレーザ溶接装置であって、
突起部を形成する鋼板３００を載置する受け台５１０（「受け部」に相当する）と、受け台５１０に載置された鋼板３００上に陥凹部３４１を形成する打ち込み部材５２０と、鋼板３００上において打ち込み部材５２０が打ち込まれる打点位置３４５と打点位置３４５から退避させた退避位置５９０との間において打ち込み部材５２０を保持するアーム部５３０（「保持部材」に相当する）と、受け台５１０に載置された鋼板３００上に表面処理が施された鋼板３１０を重ね合わせた状態で重ね合わせた鋼板３００、３１０をクランプするクランプ装置５４０（「クランプ手段」に相当する）と、打ち込み部材５２０を駆動して溶接面３４０と直交する基準線Ｏに対して傾斜させて鋼板３００へ打ち込むとともに打点位置３４５から退避位置５９０に移動させる打ち込み用エアシリンダ５５０（「第１の駆動手段」に相当する）と、クランプ装置５４０を駆動して重ね合わせた鋼板３００、３１０をクランプさせるクランプ用エアシリンダ５６０（「第２の駆動手段」に相当する）と、鋼板３００、３１０にレーザを照射するレーザ照射ロボット５７０（「レーザ照射手段」に相当する）と、打ち込み用エアシリンダ５５０、クランプ用エアシリンダ５６０およびレーザ照射ロボット５７０の動作を制御する制御装置５８０（「制御手段」に相当する）と、を有している。制御装置５８０は、打ち込み用エアシリンダ５５０の動作を制御して、基準線Ｏに対して傾斜させて打ち込み部材５２０を鋼板３００の打点位置３４５に打ち込むことによって、鋼板３００上に形成される陥凹部３４１に連続させて突起部３４２をなす鋼板の盛り上り部３４３（「鋼板の盛り上り」に相当する）を形成し、打ち込み部材５２０を打点位置３４５から退避位置５９０に移動させる。打ち込み部材５２０を退避位置５９０に移動させた状態で受け台５１０に載置されるとともに突起部３４２が形成された鋼板３００上に表面処理が施された鋼板３１０を重ね合わせることによって隙間部３５０を生じさせている。制御装置５８０は、クランプ用エアシリンダ５６０の動作を制御して、クランプ装置５４０によって重ね合わせた鋼板３００、３１０をクランプさせて、レーザ照射ロボット５７０の動作を制御してレーザを照射する。
【００２１】
本実施形態は、本発明に係るレーザ溶接装置５００を、鋼板３００上に突起部３４２を形成し、その突起部３４２によって重ね合わせた鋼板３００、３１０同士の間に隙間部３５０を生じさせてレーザを照射するレーザ溶接に適用している。表面処理層３１１を、亜鉛めっきによって予め形成している。
【００２２】
本明細書中における「表面処理層を介して重ね合わせる」とは、重ね合わせる鋼板の少なくとも一方に形成された表面処理層を、他方の溶接部材に向かい合わせて鋼板同士を重ね合わせることを意味する。以下、詳述する。
【００２３】
図１および図２を参照して、鋼板３００を配置するベース４３０は、打ち込み用エアシリンダ５５０およびクランプ用エアシリンダ５６０を固定するポスト部材４１０と、打ち込み部材５２０が打ち込まれる打点位置３４５の裏面側において鋼板３００を支持する受け部材４２０と、を有している。受け部材４２０は、打ち込み部材５２０の打ち込みによって打点位置３４５の裏面側に凸部が形成されることを防止する（図２を参照）。打ち込み用エアシリンダ５５０およびクランプ用エアシリンダ５６０は、互いに隣接させて配置するのが望ましい。ポスト部材４１０を共用化することができ、材料費を削減することが可能になる。図示されるレーザ溶接装置５００の配置は、例示したものであり、これに限定されるものではない。
【００２４】
打ち込み部材５２０は、先端部が平坦に形成された鉄製のポンチ部材である。打ち込み部材５２０に形成されたねじ穴５２９とねじ部材５３１とによって、打ち込み部材５２０をアーム部５３０に固定している（図３をも参照）。打ち込み部材の長さ寸法は、打点位置や鋼板の形状等によって適宜変更することができる。また、材質や先端形状は特に限定されるものではなく、所望される陥凹部の形状や、突起部の形状に合わせて選択することができる。
【００２５】
打ち込み用エアシリンダ５５０は、エア供給装置４００より空気が供給されるエアシリンダ本体部５５１と、伸長動作に連動させて打ち込み部材５２０を駆動するエアシリンダ駆動部５５２と、を有している。
【００２６】
エアシリンダ本体部５５１は、エアシリンダ駆動部５５２内の空気圧を調整する圧力制御手段と、エアシリンダ駆動部５５２へ供給する空気の流量を調整する流量制御手段と、を有している。圧力制御手段および流量調整手段は、図中省略する。
【００２７】
圧力制御手段は、制御装置５８０からの動作信号Ｓ３に従って動作し、エアシリンダ駆動部５５２の伸縮動作を制御する（図２を参照）。流量制御手段は、エアシリンダ駆動部５５２を駆動する空気の流量を調整し、伸縮動作の速度を調整する。
【００２８】
クランプ用エアシリンダ５６０は、打ち込み用エアシリンダ５５０と同様の構成を有しており、エアシリンダ駆動部５６２の伸縮動作によってクランプ装置５４０を駆動する。エアシリンダ本体部５６１は、圧力制御手段および流量制御手段を備えている。
【００２９】
支持ピンおよび支持穴によって構成される支持構造５３５は、アーム部５３０をエアシリンダ本体部５５１に回動自在に支持する。同様にして、支持構造５３５は、クランプ装置５４０をエアシリンダ本体部５６１に回動自在に支持する。
【００３０】
リンク機構４４０は、エアシリンダ本体部５５１と打ち込み部材５２０とを連結し、エアシリンダ駆動部５５２の伸縮動作に連動した打ち込み部材５２０の駆動を補助する。同様にして、リンク機構４４０は、クランプ用エアシリンダ５６０のエアシリンダ本体部５６１とクランプ装置５４０とを連結する。
【００３１】
レーザ照射ロボット５７０は、レーザを照射する加工ヘッド５７１と、動作信号Ｓ１に従って加工ヘッド５７１を所定の位置へ移動させるロボットアーム５７２と、を有している。レーザ照射ロボット５７０は、制御装置５８０より送信された動作信号Ｓ１に従って動作する。ロボットアーム５７２によって加工ヘッド５７１を移動させて所定の溶接箇所へレーザを照射する。加工ヘッド５７１内部には、レンズ光学系が備えられており、レーザの焦点位置や照射エネルギーを調整することが可能になっている。
【００３２】
制御装置５８０は、動作信号Ｓ２をエア供給装置４００に送信し、エア供給装置４００からエアシリンダ本体部５５１、５６１へ空気ａを供給させる。エア供給装置４００へ動作信号Ｓ２を送信するとともに、圧力制御手段および流量制御手段を動作させる動作信号Ｓ３を打ち込み用エアシリンダ５５０およびクランプ用エアシリンダ５６０に送信する。そして、レーザ照射ロボット５７０に対して、予め設定された溶接条件に基づいてレーザ溶接を実行させる動作信号Ｓ１を送信する（図１を参照）。
【００３３】
図２を参照して、エア供給装置４００は、制御装置５８０から送信された動作信号Ｓ２に従ってエアシリンダ本体部５５１へ空気ａを供給する。エアシリンダ本体部５５１へ供給された空気によってエアシリンダ駆動部５５２が伸長動作を開始する。エアシリンダ駆動部５５２の伸長動作（図２において矢印ｂで示す）に連動して、打ち込み部材５２０の打ち込み動作（図２において矢印ｃで示す）を駆動する。
【００３４】
基準線Ｏに対して傾斜させて鋼板３００上に、打ち込み部材５２０を打ち込む。打ち込み部材５２０が打ち込まれた打点位置３４５に、陥凹部３４１を形成する。打点位置３４５は、突起部３４２を形成する位置に合わせて定める。
【００３５】
打ち込み動作によって、陥凹部３４１の前方（図中右方向）に、陥凹部３４１に連続した突起部３４２をなす鋼板の盛り上り部３４３を形成する。鋼板の盛り上り部３４３は、後処理等を施すことなく、重ね合わせた鋼板３００、３１０同士の間に隙間部３５０を形成する突起部３４２として機能する。
【００３６】
突起部３４２を形成した後、制御装置５８０は、動作信号Ｓ３を打ち込み用エアシリンダ５５０に送信する。圧力制御手段によってエアシリンダ駆動部５５２内の空気圧を調整して、エアシリンダ駆動部５５２の収縮動作（図２において矢印ｂ’で示す）を開始する。
【００３７】
打ち込み部材５２０は、エアシリンダ駆動部５５２の収縮動作に連動して、退避位置５９０への移動動作（図２において矢印ｃ’で示す）を開始する。退避位置５９０は、打ち込み部材５２０を打点位置３４５より退避させた位置である。なお、打ち込み部材５２０が退避位置５９０において退避している状態を図中点線で示し、打ち込み部材５２０が鋼板３００上の打点位置３４５に打ち込まれた状態を図中実線で示す。
【００３８】
制御装置５８０は、打ち込み用エアシリンダ５５０と同様に、クランプ用エアシリンダ５６０の動作を制御して、クランプ装置５４０を動作させる。クランプ装置５４０の動作制御方法の説明は、省略する。
【００３９】
再び図２を参照して、制御装置５８０によって打ち込み用エアシリンダ５５０の動作を制御して、鋼板３００上に形成される突起部３４２の高さ寸法を調整する方法について説明する。
【００４０】
打ち込み用エアシリンダ５５０のエアシリンダ駆動部５５２へ供給する空気量を調整し、打ち込み部材５２０が鋼板３００に付与する圧力を調整自在にして制御装置５８０を構成している。
【００４１】
制御装置５８０は、打ち込み用エアシリンダ５５０に動作信号Ｓ３を送信し、流量制御手段を動作させる。エアシリンダ駆動部５５２へ供給する空気の流量を増加することによって、エアシリンダ駆動部５５２の伸長動作の速度が加速する。そのため、打ち込み部材５２０が鋼板３００に付与する圧力が増加し、打ち込み部材５２０が鋼板３００に貫入する量が増加する。その結果、圧力を増加する前の状態において形成される突起部３４２（図中点線で示す）が有する高さ寸法ｈ１より大きな高さ寸法ｈ２を有する突起部３４２（図中実線で示す）を形成することができる。
【００４２】
同様にして、エアシリンダ駆動部５５２に供給される空気の流量を減少させることによって、減少させる前の状態において形成される突起部より小さな高さ寸法を有する突起部を形成することができる。
【００４３】
このように、制御装置５８０によって打ち込み用エアシリンダ５５０の動作を制御して、鋼板３００上に形成される突起部の高さ寸法を容易に調整することができ、所望の高さ寸法を有する突起部を形成することができる。同様にして、クランプ用エアシリンダ５６０の動作を制御して、クランプ装置５４０によるクランプ力を調整することも可能である。
【００４４】
図３および図４を参照して、アーム部５３０は、支持部５３６と、打ち込み角度を調整自在にして打ち込み部材５２０を固定する角度調整手段５３３と、を有している。なお、打ち込み角度θは、陥凹部３４１が形成された状態で打ち込み部材５２０の先端部から溶接面３４０と直交する方向に向かって延びる基準線Ｏと打ち込み部材５２０とがなす角度によって定義する（図４を参照）。
【００４５】
ねじ部材５３１および調整穴５３２によって、角度調整手段５３３を構成している。角度調整手段５３３によって打ち込み角度を調整し、打ち込み角度θ１から打ち込み角度θ２へ大きくすることによって、溶接面３４０をすくい上げるようにして打ち込み部材５２０を打ち込むことができる。その結果、打ち込み角度を大きくする前の状態において形成した突起部３４２（図中点線で示す）が有する高さ寸法ｈ１より大きな高さ寸法ｈ２を有する突起部３４２（図中実線で示す）を形成することができる。
【００４６】
一方、打ち込み角度を小さくすることによって、図中下方により深く陥凹部３４１を鋼板３００に形成することができる。そのため、打ち込み角度を小さくする前の状態において形成した突起部より小さな高さ寸法を有する突起部を形成することができる。
【００４７】
このように、角度調整手段５３３によって基準線Ｏと打ち込み部材５２０とがなす打ち込み角度θを調整することによって、鋼板上に形成される突起部の高さ寸法を容易に調整することができ、所望の高さ寸法を有する突起部を形成することができる。
【００４８】
打ち込み部材５２０の長さ寸法や、アーム部５３０と打ち込み部材５２０とが固定される固定位置を調整することによって、突起部３４２を形成する位置を調整することができる。例えば、図４に示されるように、打ち込み角度θ２を一定にした状態で、固定位置を調整する（調整後の打ち込み部材５２０を二点鎖点で示す）。固定位置を調整した状態で打ち込み部材５２０を打ち込むことによって、打点位置３４５を図中左方向へ移動させることができる。打点位置３４５の移動に伴って、陥凹部３４１および突起部３４２が形成される位置も図中左方向へ移動する。このようにして鋼板の形状や、溶接位置に対応させて突起部の形成位置を適宜調整することができる。
【００４９】
角度調整手段５３３によって打ち込み角度θを調整して突起部の高さ寸法を調整する方法と、前述した制御装置５８０によって打ち込み用エアシリンダ５５０の動作を制御して突起部の高さ寸法を調整する方法とを併用することも可能である。
【００５０】
次に、レーザ溶接方法について説明する。
【００５１】
図５を参照して、打ち込み部材５２０、およびクランプ装置５４０が退避した状態で受け台５１０上に鋼板３００を載置する。予め設定された打点位置３４５に合わせて受け部材４２０を配置する。なお、打ち込み用エアシリンダ５５０およびクランプ用エアシリンダ５６０は、図中紙面と直交する方向において並設して配置している。
【００５２】
図６を参照して、制御装置５８０によって、エアシリンダ駆動部５５２の伸長動作（図６において矢印ｂで示す）を開始する。エアシリンダ駆動部５５２の伸長動作に伴って、打ち込み部材５２０の打ち込み動作（図６において矢印ｃで示す）を駆動する。打ち込み部材５２０は、リンク機構４４０によってエアシリンダ駆動部５５２の伸長動作に連動して打ち込み動作を開始する。
【００５３】
基準線Ｏに対して傾斜させて鋼板３００上に打ち込み部材５２０を打ち込む。打ち込み部材５２０を打ち込んだ打点位置３４５に陥凹部３４１を形成する。受け部材４２０は、打ち込み部材５２０の打ち込みによって、打点位置３４５の裏面側に凸部が形成されることを防止する。
【００５４】
陥凹部３４１の前方（図中右方向）に、陥凹部３４１に連続した突起部３４２をなす鋼板の盛り上り部３４３を形成することができる。鋼板の盛り上り部３４３は、後処理等を施すことなく、重ね合わせた鋼板３００、３１０同士の間に隙間部３５０を形成する突起部３４２として機能する。
【００５５】
制御装置５８０は、エアシリンダ駆動部５５２を動作させる際、エアシリンダ本体部５５１に備えられた流量制御手段によって、エアシリンダ駆動部５５２へ供給される空気の流量を調整する。空気の流量を調整することによって、鋼板３００に付与する圧力を調整することができ、鋼板３００上に形成される突起部の高さ寸法を容易に調整することができる。
【００５６】
基準線Ｏと打ち込み部材５２０とがなす打ち込み角度θは、アーム部５３０が有する角度調整手段５３３によって、適宜調整することが可能になっている。打ち込み角度θを調整することによって、鋼板３００上に形成される突起部の高さ寸法を容易に調整することができる。
【００５７】
打ち込み部材５２０の長さ寸法や、アーム部５３０と打ち込み部材５２０とを固定する固定位置を調整することによって、突起部を形成する位置を任意に定めることができ、鋼板の形状や、溶接位置に対応させて突起部の形成位置を適宜調整することができる。
【００５８】
本実施形態にあっては、打ち込み部材５２０によって突起部３４２を形成しているため、専用のプレス型によって突起部を形成する従来の方法と比較して、突起部が形成される部位の周辺部および鋼板全体に与える圧力の影響を低減させることができる。そのため、突起部の形成作業によって鋼板が変形することを防止でき、鋼板の成形精度の維持管理を容易にすることができ、突起部の形成作業が煩雑化することを防止できる。さらに専用のプレス型を製作するコストを削減することができ、従来の方法と比較して、レーザ溶接に要するコストを低減することができる。
【００５９】
図７を参照して、制御装置５８０によって、エアシリンダ本体部５５１に備えられた圧力制御手段を動作させ、エアシリンダ駆動部５５２を収縮させる。エアシリンダ駆動部５５２の収縮動作（図７において矢印ｂ’で示す）は、打ち込み部材５２０の退避位置５９０への移動動作（図７において矢印ｃ’で示す）を駆動する。打ち込み部材５２０は、リンク機構４４０によって、エアシリンダ駆動部５５２の収縮動作に連動して退避位置５９０への移動動作を開始する。
【００６０】
打ち込み部材５２０は、鋼板３００、３１０の重ね合わせ、およびレーザ照射作業を妨げない位置まで退避させる。
【００６１】
次に、打ち込み部材５２０が退避した状態で、受け台５１０に載置されるとともに突起部３４２が形成された鋼板３００上に表面処理が施された鋼板３１０を重ね合わせる。表面処理層３１１は、鋼板３００の溶接面３４０に向かい合わせて配置する。
【００６２】
図８を参照して、制御装置５８０によって、クランプ用エアシリンダ５６０のエアシリンダ駆動部５６２を動作させる。クランプ装置５４０は、エアシリンダ駆動部５６２の動作に連動して突起部３４２が形成された鋼板３００と表面処理が施された鋼板３１０とをクランプするクランプ動作（図８において矢印ｄで示す）を開始する。
【００６３】
突起部３４２が形成された鋼板３００と表面処理が施された鋼板３１０とをクランプし、両鋼板３００、３１０の間に、突起部３４２によって隙間部３５０を形成する。
【００６４】
次に、隙間部３５０を形成させた状態でレーザを照射し、鋼板３００、３１０を溶接する。この際、レーザ照射によって表面処理層が蒸発し、亜鉛蒸気が発生する場合がある。隙間部を形成させずにレーザを照射すると、鋼板同士の間に亜鉛蒸気が滞留することがある。そのため、亜鉛蒸気によって鋼板が飛散する、いわゆるポロシティ現象が発生し得る。さらに、鋼板内に亜鉛蒸気が残留した状態で鋼板が凝固し、溶接品質の低下が生じる場合がある。
【００６５】
レーザ溶接装置５００にあっては、隙間部３５０を通して鋼板３００、３１０の間から亜鉛蒸気を排出させることができるため、亜鉛蒸気が滞留することを防止でき、ポロシティ現象が発生することを防止できる。さらに、鋼板内に亜鉛蒸気が残留することを防止でき、溶接品質が低下することを防止できる。なお、鋼板３００、３１０の間に蒸気を滞留させずにレーザ溶接を行うには、隙間部の寸法Ｗを、０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の寸法で形成することが望ましい。
【００６６】
レーザは、例えば、陥凹部３４１に隣接して形成された隙間部３５０に沿う直線形状の溶接軌跡１１０（図９（Ａ）をも参照）や、突起部３４２および陥凹部３４１の周囲を囲む円形形状の溶接軌跡１２０（図９（Ｂ）をも参照）に沿って照射する。いずれの場合にも発生した亜鉛蒸気を隙間部３５０から効率的に排出することができ、ポロシティ現象が発生することを防止できる。
【００６７】
専用のプレス型によって突起部を形成する従来の方法にあっては、プレス加工によって予め鋼板上に突起部を形成させている。そのため、レーザ溶接作業を実施する際には、鋼板を搬出する工程や、鋼板をセットする工程等の作業工程が必要となり、レーザ溶接作業の作業効率を向上させることが困難である。
【００６８】
一方、レーザ溶接装置５００にあっては、打ち込み部材５２０による突起部３４２の形成工程をレーザ溶接作業に組み込むことが可能になっている。そのため、受け台５１０上に鋼板３００をセットした後、鋼板３００を移動させることなく、突起部３４２の形成工程およびレーザ照射工程を実施することできる。従来の方法と比較して、作業工程数を減少させることができ、レーザ溶接作業の作業効率を向上させることが可能になっている。
【００６９】
レーザ溶接装置５００は、鋼板に形成された表面処理層が亜鉛めっき以外の材料で形成されている場合であっても適用することができる。
【００７０】
表面処理層が形成された鋼板に突起部を形成させてレーザ溶接を行うことも可能である。
【００７１】
レーザを照射する溶接軌跡は、図示されるものに限定されず、適宜変更することができる。
【００７２】
クランプ装置によって鋼板をクランプする位置は、図示された位置に限定されるものではなく、溶接箇所や部材形状に合わせて適宜変更することができる。複数個のクランプ装置によって、複数の箇所において鋼板をクランプすることも可能である。
【００７３】
打ち込み部材による突起部の形成作業を複数回実施することによって、複数個の突起部を形成することも可能である。
【００７４】
（変形例１）
図１０〜１４は、第１の実施形態の変形例に係るレーザ溶接装置５００を説明するための図である。図１０（Ａ）は、第１〜第３の打ち込み先端部５２１〜５２３が形成されたアーム部５３０の平面図、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）の矢印１０ａ方向から見た正面図、図１１は、第１〜第３の打ち込み先端部５２１〜５２３によって同時に複数の突起部３４２を形成する方法を説明するための側面図、図１２は、第１〜第３の打ち込み先端部５２１〜５２３によって突起部３４２を形成する場合のレーザ溶接方法を説明するための側面図、および平面図、図１３は、打ち込み先端部の個数をさらに増減させた変形例を説明するための平面図、図１４は、図１３に示される変形例によって突起部３４２を形成する場合のレーザ溶接方法を説明するための平面図である。図１〜９に示した部材と共通する部材には同一の符号を付し、その説明は一部省略する。
【００７５】
本変形例に係るレーザ溶接装置５００は、打ち込み部材５２０によって、複数の打ち込み先端部５２１〜５２４を構成し、一度の打ち込みによって複数の突起部を形成することができる。
【００７６】
図１０〜図１２を参照して、図示例にあっては、打ち込み部材５２０によって、第１〜第３の打ち込み先端部５２１〜５２３を構成している。そのため、一度の打ち込みによって三個の突起部３４２を同時に形成することが可能になっている。
【００７７】
図１０（Ａ）、（Ｂ）を参照して、第１〜第３の打ち込み先端部５２１〜５２３はそれぞれ、打ち込み角度を調整自在にしてアーム部５３０に固定している。打ち込み角度を調整することによって突起部の高さ寸法を調整することが可能になっている（図３をも参照）。
【００７８】
図１１を参照して、打ち込み用エアシリンダ５５０を動作させて、アーム部５３０に保持された打ち込み先端部５２１〜５２３を駆動させる。打ち込み先端部５２１〜５２３は、打点位置３４５に陥凹部３４１を形成する。
【００７９】
陥凹部３４１の前方（図中右方向）に、陥凹部３４１に連続した突起部３４２をなす鋼板の盛り上り部３４３を形成する。形成された鋼板の盛り上り部３４３は、後処理等を施すことなく、重ね合わせた鋼板同士の間に隙間部を形成する突起部として機能する。
【００８０】
図示するように、一度の打ち込みによって同時に複数の突起部３４２を形成することができる。なお、突起部３４２の高さ寸法の調整方法や、その他の作業工程については、第１の実施形態と同様であるため、省略する。
【００８１】
図１２（Ａ）、（Ｂ）を参照して、レーザは、例えば、図示する直線形状の溶接軌跡１１０に沿って照射する。複数の突起部３４２を形成してレーザ溶接を行うことによって、レーザ照射によって発生する亜鉛蒸気を効率的に鋼板同士の間から排出することができ、ポロシティ現象の発生および溶接品質の低下をより確実に防止することが可能になる。
【００８２】
一度の打ち込みによって複数の突起部を形成することができるため、複数個の突起部を形成してレーザ溶接作業を行う場合であっても、作業効率が低下することを防止できる。
【００８３】
図１３（Ａ）、（Ｂ）を参照して、本変形例にあっては、例えば、打ち込み先端部の個数を二個や、四個に増減することも可能である。図示例にあっては、一度の打ち込みによって、二個、または四個の突起部を形成することができる。
【００８４】
図１４（Ａ）、（Ｂ）を参照して、レーザは、例えば、図示する直線形状の溶接軌跡１１０に沿って照射する。第１〜第３の打ち込み先端部５２１〜５２３によって突起部３４２を形成した場合と同様に、レーザ照射によって発生する亜鉛蒸気を効率的に鋼板の間から排出することができ、ポロシティ現象の発生および溶接品質の低下をより確実に防止することが可能になる。
【００８５】
一度の打ち込みによって複数の突起部を形成することができるため、複数個の突起部を形成してレーザ溶接作業を行う場合であっても、作業効率が低下することを防止できる。
【００８６】
打ち込み先端部の個数や、アーム部が打ち込み部材を保持する配置は、上述した図示例のみに限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。
【００８７】
（変形例２）
図１５〜１８は、第１の実施形態のその他の変形例に係るレーザ溶接装置５００を説明するための図である。図１５〜図１８は、共用化されたエアシリンダ装置６５０によって打ち込み部材５２０およびクランプ装置５４０を駆動させる方法を説明するための側面図、および矢印ｅ方向から見た正面図である。図１〜１４に示した部材と共通する部材には同一の符号を付し、その説明は一部省略する。
【００８８】
本変形例に係るレーザ溶接装置５００は、打ち込み用エアシリンダ５５０およびクランプ用エアシリンダ５６０として選択的に機能し、打ち込み部材５２０、またはクランプ装置５４０を選択的に駆動する共用化されたエアシリンダ装置６５０（「一の駆動手段」に相当する）を有している。レーザ溶接装置５００は、打ち込み部材５２０と共用化されたエアシリンダ装置６５０とを連結するとともに、切り替えによってクランプ装置５４０と共用化されたエアシリンダ装置６５０とを連結する切り替え手段６１０をさらに有しており、切り替え手段６１０によってエアシリンダ装置６５０を共用化している。
【００８９】
図１５（Ａ）、（Ｂ）を参照して、切り替え手段６１０は、切り替えピン６１２および共用化されたエアシリンダ装置６５０に連結された連結支持部６１１から構成する。
【００９０】
打ち込み部材５２０が退避した状態で切り替え手段６１０によってアーム部５３０とエアシリンダ装置６５０とを連結する。切り替えピン６１２による切り替え作業を容易なものとするために、アーム部５３０およびクランプ装置５４０を予め隣接した位置に配置しておくことが望ましい。
【００９１】
図１６（Ａ）、（Ｂ）を参照して、エアシリンダ装置６５０を動作させて、打ち込み部材５２０を駆動する。打ち込み部材５２０の打ち込み動作によって、鋼板３００上に突起部３４２を形成する。
【００９２】
図１７（Ａ）、（Ｂ）を参照して、再びエアシリンダ装置６５０を動作させて、打ち込み部材５２０を鋼板３００上から退避位置へ移動させる。打ち込み部材５２０が退避した状態で、打ち込み部材５２０とエアシリンダ装置６５０との連結を解除して、クランプ装置５４０とエアシリンダ装置６５０とを連結する。連結の切り替えは、連結ピンを図中矢印ｆで示されるようにスライド移動させて行う。なお、連結ピンの切り替えは、図示されないアクチュエータ等によって行う。
【００９３】
図１８（Ａ）、（Ｂ）を参照して、鋼板３００、３１０を重ね合わせて、エアシリンダ装置６５０を動作させる。エアシリンダ装置６５０によってクランプ装置５４０を駆動することができ、重ね合わせた鋼板３００、３１０をクランプすることができる。
【００９４】
共用化されたエアシリンダ装置６５０によって、打ち込み部材５２０、およびクランプ装置５４０を駆動させてレーザ溶接作業を行うことが可能である。そのため、打ち込み部材を駆動する専用のエアシリンダおよびクランプ装置を駆動する専用のエアシリンダを用いた場合と比較して、レーザ溶接装置に要する設備コストや作業コストを低減することができる。
【００９５】
上述したように、本実施形態のレーザ溶接装置５００は、制御装置５８０によって打ち込み用エアシリンダ５５０の動作を制御して、打ち込み部材５２０を、基準線Ｏに対して傾斜させて鋼板の打点位置３４５に打ち込むことによって、鋼板３００上に形成される陥凹部３４１に連続させて突起部３４２をなす鋼板の盛り上り部３４３を形成し、打ち込み部材５２０を打点位置３４５から退避位置５９０に移動させている。打ち込み部材５２０を退避位置５９０に移動させた状態で受け台５１０に載置されるとともに突起部が形成された鋼板３００上に表面処理が施された鋼板３１０を重ね合わせることによって隙間部３５０を生じさせている。制御装置５８０によってクランプ用エアシリンダ５６０の動作を制御して、クランプ装置５４０によって重ね合わせた鋼板３００、３１０をクランプさせて、レーザ照射ロボット５７０の動作を制御してレーザを照射している。そのため、突起部が形成される部位の周辺部および鋼板全体に与える圧力の影響を低減させることができ、突起部の形成作業によって鋼板が変形することを防止できる。その結果、鋼板の成形精度の維持管理を容易にすることができ、突起部の形成作業が煩雑化することを防止できる。さらに突起部を形成するための専用のプレス型を製作する設備コストを削減することができ、レーザ溶接に要するコストを低減させることができる。
【００９６】
レーザ溶接時に発生した亜鉛蒸気を、隙間部３５０を通して鋼板３００、３１０の間から排出させることができるため、鋼板３００、３１０同士の間に亜鉛蒸気が滞留することを防止できる。そのため、ポロシティ現象が発生することを防止でき、溶接欠陥が生じること防止できる。
【００９７】
打ち込み部材５２０による突起部３４２の形成工程をレーザ溶接作業に組み込んでいるため、レーザ溶接作業に要する作業工程数を減少させることができ、レーザ溶接作業の作業効率を向上させることができる。
【００９８】
制御装置５８０によって打ち込み用エアシリンダ５５０の動作を制御して、鋼板３００上に形成される突起部３４２の高さ寸法を容易に調整することができ、所望の高さ寸法を有する突起部を形成することができる。
【００９９】
角度調整手段５３３によって基準線Ｏと打ち込み部材５２０とがなす打ち込み角度θを調整することによって、鋼板３００上に形成される突起部３４２の高さ寸法を容易に調整することができ、所望の高さ寸法を有する突起部を形成することができる。
【０１００】
打ち込み部材５２０によって複数の打ち込み先端部５２１〜５２４を構成することができ、一度の打ち込みによって複数の突起部３４２を形成してレーザ溶接を行うことができる。そのため、レーザ照射によって発生した亜鉛蒸気を効率的に鋼板３００、３１０の間から排出させることができ、ポロシティ現象の発生および溶接品質の低下をより確実に防止することができる。一度の打ち込みによって複数の突起部を形成することができるため、複数個の突起部を形成してレーザ溶接作業を行う場合であっても、作業効率が低下することを防止できる。
【０１０１】
共用化されたエアシリンダ装置６５０によって、打ち込み部材５２０、およびクランプ装置５４０を駆動させてレーザ溶接作業を行うことができるため、レーザ溶接装置に要する設備コストや作業コストを低減することができる。
【０１０２】
表面処理が施された鋼板３１０に形成された表面処理層３１１を介して重ね合わせた鋼板３００、３１０同士をレーザ溶接するときに鋼板３００、３１０同士の間に隙間部３５０を生じさせる突起部３４２が形成された鋼板３００であって、突起部を形成する鋼板３００上における打点位置３４５と打点位置３４５から退避させた退避位置５９０との間において保持され、突起部を形成する鋼板３００上に陥凹部３４１を形成する打ち込み部材５２０が打ち込み部材５２０を駆動するうち込み用エアシリンダ５５０の動作によって溶接面３４０と直交する基準線Ｏに対して傾斜させて打点位置３４５に打ち込まれることによって、鋼板３００上に形成される陥凹部３４５に連続させて突起部３４２をなす溶接部材の盛り上り部３４３が形成された鋼板である。
【０１０３】
（第２の実施形態）
図１９は、本発明の第２の実施形態に係る突起部の形成装置８００を簡略化して示す図である。図２０は、保持部８４０を拡大して示す断面図、図２１〜２４は、突起部の形成装置８００によって突起部３４２を形成する方法を説明するための断面図である。図１〜１８に示した部材と共通する部材には同一の符号を付し、その説明は一部省略する。
【０１０４】
図１９〜２４を参照して、概説すれば、突起部の形成装置８００は、表面処理が施された鋼板３１０に形成された表面処理層３１１を介して重ね合わせた鋼板３００、３１０同士をレーザ溶接するときに鋼板３００、３１０同士の間に隙間部３５０を生じさせる突起部３４２を、突起部を形成する鋼板３００に形成する突起部の形成装置であって、突起部を形成する鋼板３００上に陥凹部３４１を形成する打ち込み部材５２０と、打ち込み部材５２０を駆動して突起部を形成する鋼板３００に打ち込む打ち込み用エアシリンダ８６０と、固定型８３０および固定型８３０に向けて近接離反移動可能な可動型８２０を備え、少なくとも型の開閉方向に沿って折り曲げられた溶接面３４０を、突起部を形成する鋼板３００上にプレス加工するプレス型８７０と、プレス型８７０に設けられ、打ち込み部材５２０を溶接面３４０と直交する基準線Ｏに対して傾斜させて保持する保持部８４０と、打ち込み用エアシリンダ８６０およびプレス型８７０の動作を制御する制御装置５８０と、を有している。制御装置５８０は、プレス型８７０を型締めした状態で打ち込み用エアシリンダ８６０の動作を制御して、基準線Ｏに対して傾斜させて打ち込み部材５２０を鋼板３００に打ち込むことによって、突起部を形成する鋼板３００上に形成される陥凹部３４１に連続させて突起部３４２をなす溶接部材の盛り上り部３４３を形成する。プレス型８７０は、突起部３４２が形成される位置より型開き方向の上流側における固定型８３０と可動型８２０との間に形成され、突起部３４２が形成された部位の厚さ寸法より大きな寸法の隙間空間８５０を有している。
【０１０５】
固定型８３０は、型の開閉方向に沿って互いに離間して形成された一対の縦壁部８３１、縦壁部の端部同士を連結する連結壁部８３２、および縦壁部から互いに離れる方向に延在する横壁部８３３からなる断面ハット形状の成形面８３５を有している。可動型８２０は、固定型８３０に合致する断面凹形状の成形面８３６を有している。プレス型８７０は、突起部３４２を形成する鋼板３００を断面ハット形状にプレス加工する。以下、詳述する。
【０１０６】
図１９を参照して、打ち込み用エアシリンダ８６０を備えた支持用ロボット８１０によって打ち込み部材５２０を支持する。支持用ロボット８１０は、ロボットアーム８１２を備えた多間接ロボットであり、制御装置５８０から送信される動作信号Ｓ４に従って保持部８４０へ打ち込み部材５２０を配置する。
【０１０７】
可動型８２０は、制御装置５８０から送信される動作信号Ｓ５に従って図中上下方向に可動し、型締め、型開きを行なう。
【０１０８】
エア供給装置４００は、制御装置５８０より送信される動作信号Ｓ２に従って空気ａを供給して、打ち込み用エアシリンダ８６０を動作させる。
【０１０９】
打ち込み用エアシリンダ８６０は、打ち込み用エアシリンダ８６０内の空気圧を調整する圧力制御手段および打ち込み用エアシリンダ８６０を駆動する空気の流量を調整する流量制御手段を備えている。圧力制御手段および流量制御手段は、図中省略する。
【０１１０】
圧力制御手段は、制御装置５８０からの動作信号Ｓ４に従って動作し、空気圧を調整して打ち込み用エアシリンダ８６０を動作させる（図２３を参照）。
【０１１１】
流量制御手段は、打ち込み用エアシリンダ８６０を駆動する空気の流量を調整し、打ち込み用エアシリンダ８６０の動作速度を調整する。
【０１１２】
第１の実施形態において説明した方法と同様にして、制御装置５８０によって打ち込み用エアシリンダ８６０の動作を制御して、鋼板３００上に形成される突起部の高さ寸法を調整することができる。詳細な手順については、省略する。
【０１１３】
図２０を参照して、可動型８２０に設けられ、保持した打ち込み部材５２０を打点位置３４５へ案内する貫通穴によって保持部８４０を構成する。
【０１１４】
図示されるように、打ち込み部材５２０によって、複数の打ち込み先端部５２１、５２２を構成することができる。一度の打ち込みによって複数の突起部３４２を形成させることができため、レーザ溶接によって発生した亜鉛蒸気を効率的に鋼板同士の間から排出することができ、ポロシティ現象の発生および溶接品質の低下を防止することが可能になる。
【０１１５】
次に、突起部の形成方法について説明する。
【０１１６】
図２１を参照して、固定型８３０に鋼板３００をセットした状態で、可動型８２０を型締めする。プレス加工によって、縦壁部８３１、連結壁部８３２、および横壁部８３３に沿って断面をハット形状に鋼板３００を成形する。型の開閉方向（図中上下方向）に沿って溶接面３４０を折り曲げる。
【０１１７】
型締めによって、突起部３４２が形成される位置より型開き方向の上流側（図中における突起部３４２の下方側）における固定型８３０と可動型８２０との間に、隙間空間８５０を形成する。隙間空間８５０は、突起部３４２が形成された部位の厚さ寸法ｗ１より大きな寸法ｗ２によって形成する（図２３をも参照）。
【０１１８】
図２２を参照して、支持用ロボット８１０を動作させて、保持部８４０へ打ち込み部材５２０を配置する。保持部８４０によって、溶接面３４０と直交する基準線Ｏに対して傾斜させて打ち込み部材５２０を保持する。
【０１１９】
図２３を参照して、打ち込み用エアシリンダ８６０を動作させて、打ち込み部材５２０を駆動する。基準線Ｏに対して傾斜させて鋼板３００上に打ち込み部材５２０を打ち込む。
【０１２０】
打ち込み部材５２０が打ち込まれた打点位置３４５に、陥凹部３４１を形成する。陥凹部３４１の前方（図中下方向）に、陥凹部３４１に連続した突起部３４２をなす鋼板の盛り上り部３４３を形成する。鋼板の盛り上り部３４３は、後処理を施すことなく、重ね合わせた鋼板３００、３１０同士の間に隙間部３５０を形成させる突起部３４２として機能する。
【０１２１】
本実施形態にあっては、打ち込み部材５２０によって突起部３４２を形成しているため、専用のプレス型によって突起部を形成する従来の方法と比較して、突起部が形成される部位の周辺部および鋼板全体に与える圧力の影響を低減させることができる。そのため、突起部の形成作業によって鋼板が変形することを防止でき、鋼板の成形精度の維持管理を容易にすることができ、突起部の形成作業が煩雑化することを防止できる。
【０１２２】
突起部の形成装置８００によって、鋼板３００をプレス成形するとともに突起部３４２を形成することができる。そのため、突起部を形成するための専用のプレス型が不要になる。専用のプレス型を製作するための設備コストを削減することができ、従来の方法と比較して、突起部の形成作業に要するコストを低減することができる。
【０１２３】
図２４を参照して、支持用ロボット８１０によって保持部８４０より打ち込み部材５２０を退避させる。打ち込み部材５２０を退避させた状態で型を開き、突起部３４２が形成された鋼板３００を取り出す。この際、隙間空間８５０によって、プレス型８７０と突起部３４２とを干渉させることなく、型を開くことができる。
【０１２４】
上述したように、本実施形態にあっては、制御装置５８０によって、プレス型８７０を型締めした状態で打ち込み用エアシリンダ８６０の動作を制御して、基準線Ｏに対して傾斜させて打ち込み部材５２０を鋼板３００に打ち込むことによって、突起部を形成する鋼板３００上に形成される陥凹部３４１に連続させて突起部３４２をなす溶接部材の盛り上り部３４３を形成している。プレス型８７０は、突起部３４２が形成される位置より型開き方向の上流側における固定型８３０と可動型８２０との間に形成され、突起部３４２が形成された部位の厚さ寸法より大きな寸法の隙間空間８５０を有している。そのため、突起部３４２の形成作業によって鋼板３００が変形することを防止でき、鋼板３００の成形精度の維持管理を容易にすることができ、突起部３４２の形成作業が煩雑化することを防止できる。さらに、専用のプレス型８７０を製作するための設備コストを削減することができ、突起部の形成に要するコストを低減することができる。
【０１２５】
制御装置５８０によって打ち込み用シリンダの動作を制御して、鋼板３００上に形成される突起部３４２の高さ寸法を容易に調整することができ、所望の高さ寸法を有する突起部を形成することができる。
【０１２６】
打ち込み部材５２０によって複数の打ち込み先端部５２１、５２２を構成することができ、一度の打ち込みによって複数の突起部３４２を形成することができる。そのため、レーザ溶接時には、発生した亜鉛蒸気を効率的に鋼板３００、３１０同士の間から排出させることができる。
【０１２７】
断面ハット形状にプレス成形された鋼板３００に対して突起部３４２を形成する場合であっても、突起部が形成された部位の寸法ｗ１と隙間空間の寸法ｗ２とを調整することによって、プレス型８７０と突起部３４２とを干渉させることなく、型を開くことができる。
【０１２８】
プレス加工後の鋼板の形状は、少なくとも型の開閉方向に沿って折り曲げられた溶接面が形成されていればよい。そのため、プレス加工によって断面ハット形状以外の形状に鋼板を成形することもできる。
【０１２９】
隙間空間は、少なくとも、型開き方向の上流側において、型開きする際、プレス型と突起部との干渉を防止する位置に設けられていればよい。
【０１３０】
以下、本発明の第１の実施形態を実施例に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
【０１３１】
（実施例１）
本実施例にあっては、打ち込み角度θを一定にして、打ち込み部材が打点位置に付与する圧力を変化させて、突起部の高さ寸法を計測した。突起部を形成する鋼板には、厚さ１．０ｍｍの軟鋼板を使用した。
【０１３２】
図２５を参照して、打ち込み角度θを２０°で一定とし、打点位置に付与する圧力を変化させて突起部を形成した。各圧力条件において、３回ずつ打ち込みを実施した。
【０１３３】
この結果から、打ち込み角度を一定にした状態で打点位置に付与する圧力を増加させた場合、圧力の変化に伴って鋼板上に形成される突起部の高さ寸法が大きくなることを確認できた。
【０１３４】
（実施例２）
本実施例にあっては、打ち込み部材が打点位置に付与する圧力を一定にして、打ち込み角度θを変化させて、突起部の高さ寸法を計測した。突起部を形成する鋼板には、厚さ１．０ｍｍの軟鋼板を使用した。
【０１３５】
図２６を参照して、打点位置に付与する圧力を９．６ｋｇｆで一定とし、打ち込み角度θを変化させて突起部を形成した。各角度条件において、３回ずつ打ち込みを実施した。
【０１３６】
この結果から、打点位置に付与する圧力を一定にした状態で打ち込み角度θを大きくさせた場合、打ち込み角度の変化に伴って鋼板上に形成される突起部の高さ寸法が大きくなることを確認できた。
【０１３７】
（実施例３）
本実施例にあっては、鋼板上に形成する突起部の個数を変化させてレーザ溶接を実施し、ポロシティ現象の発生の有無を確認した。突起部を形成する鋼板には、厚さ０．６５ｍｍの軟鋼板を使用した。
【０１３８】
図２７（Ａ）を参照して、実施条件（Ａ）は、図示されるように、鋼板上に２個の突起部を形成して、直線形状の溶接軌跡１１０に沿ってレーザを照射した。
【０１３９】
図２７（Ｂ）を参照して、実施条件（Ｂ）は、図示されるように、鋼板上に４個の突起部を形成して、直線形状の溶接軌跡１１０に沿ってレーザを照射した。
【０１４０】
図２７（Ｃ）を参照して、実施条件（Ｃ）は、図示されるように、鋼板上に３個の突起部を形成して、直線形状の溶接軌跡１１０に沿ってレーザを照射した。
【０１４１】
実施条件（Ａ）〜（Ｃ）にあっては、打ち込み部材が打点位置に付与する圧力を１３．９２ｋｇｆ、打ち込み角度θを１５°とし、各条件において４回ずつ打ち込みを実施した。
【０１４２】
形成された突起部の高さ寸法とともに、ポロシティ現象の発生の有無の結果を表１に示す。
【０１４３】
下記の表１に示すように、各実施条件においてレーザ溶接を行った結果、ポロシティ現象の発生は確認されなかった。
【０１４４】
【表１】
【０１４５】
（実施例４）
本実施例は、実施例３と同様にして、鋼板上に形成する突起部の個数を変化させてレーザ溶接を実施し、ポロシティ現象の発生の有無を確認した。ただし、突起部を形成する鋼板には、厚さ１．０ｍｍの高張力鋼板（強度４４０ＭＰａ）を使用した。打ち込み部材が打点位置に付与する圧力を４．８ｋｇｆ、打ち込み角度θを２０°とし、各条件において２回ずつ打ち込みを実施した。
【０１４６】
形成された突起部の高さ寸法とともに、ポロシティ現象の発生の有無の結果を表２に示す。
【０１４７】
下記の表２に示すように、各実施条件においてレーザ溶接を行った結果、ポロシティ現象の発生は確認されなかった。
【０１４８】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】第１の実施形態に係るレーザ溶接装置を簡略化して示す図である。
【図２】打ち込み部材による突起部の形成方法を説明するための側面図である。
【図３】打ち込み部材およびアーム部の拡大図である。
【図４】打ち込み角度の調整方法を説明するための拡大図である。
【図５】レーザ溶接方法を説明するための側面図である。
【図６】レーザ溶接方法を説明するための側面図である。
【図７】レーザ溶接方法を説明するための側面図である。
【図８】レーザ溶接方法を説明するための側面図である。
【図９】溶接軌跡を説明するための平面図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、複数の打ち込み先端部が形成されたアーム部の平面図、図１０（Ｂ）は、複数の打ち込み先端部が形成されたアーム部の正面図である。
【図１１】第１〜第３の打ち込み先端部によって同時に複数の突起部を形成する方法を説明するための側面図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、第１〜第３の打ち込み先端部によって突起部を形成する場合のレーザ溶接方法を説明するための側面図、図１２（Ｂ）は、第１〜第３の打ち込み先端部によって突起部を形成した場合における溶接軌跡を説明するための平面図である。
【図１３】打ち込み先端部の個数をさらに増減させた変形例を説明するための平面図である。
【図１４】図１４（Ａ）、（Ｂ）は、打ち込み先端部の個数をさらに増減させた変形例における溶接軌跡を説明するための平面図である。
【図１５】図１５（Ａ）は、変形例に係る共用化されたエアシリンダ装置によって打ち込み部材およびクランプ装置を駆動させる方法を説明するための側面図、図１５（Ｂ）は、共用化されたエアシリンダ装置によって打ち込み部材およびクランプ装置を駆動させる方法を説明するための正面図である。
【図１６】図１６（Ａ）は、変形例に係る共用化されたエアシリンダ装置によって打ち込み部材およびクランプ装置を駆動させる方法を説明するための側面図、図１６（Ｂ）は、共用化されたエアシリンダ装置によって打ち込み部材およびクランプ装置を駆動させる方法を説明するための正面図である。
【図１７】図１７（Ａ）は、変形例に係る共用化されたエアシリンダ装置によって打ち込み部材およびクランプ装置を駆動させる方法を説明するための側面図、図１７（Ｂ）は、共用化されたエアシリンダ装置によって打ち込み部材およびクランプ装置を駆動させる方法を説明するための正面図である。
【図１８】図１８（Ａ）は、変形例に係る共用化されたエアシリンダ装置によって打ち込み部材およびクランプ装置を駆動させる方法を説明するための側面図、図１８（Ｂ）は、共用化されたエアシリンダ装置によって打ち込み部材およびクランプ装置を駆動させる方法を説明するための正面図である。
【図１９】第２の実施形態に係る突起部の形成装置を簡略化して示す図である。
【図２０】保持部を拡大して示す断面図である。
【図２１】突起部の形成装置によって突起部を形成する方法を説明するための断面図である。
【図２２】突起部の形成装置によって突起部を形成する方法を説明するための断面図である。
【図２３】突起部の形成装置によって突起部を形成する方法を説明するための断面図である。
【図２４】突起部の形成装置によって突起部を形成する方法を説明するための断面図である。
【図２５】実施例（１）の結果を示す図である。
【図２６】実施例（２）の結果を示す図である。
【図２７】実施例（３）および実施例（４）の実施条件を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１５０】
１１０、１２０ 溶接軌跡、
３００ 突起部を形成する鋼板（少なくとも一方の溶接部材）、
３１０ 表面処理が施された鋼板（他方の溶接部材）、
３１１ 表面処理層、
３４０ 溶接面、
３４１ 陥凹部、
３４２ 突起部、
３４３ 盛り上り部（溶接部材の盛り上り）、
３４５ 打点位置、
３５０ 隙間部、
４００ エア供給装置、
４１０ ポスト部材、
４２０ 受け部材、
４３０ ベース、
４４０ リンク機構、
５００ レーザ溶接装置、
５１０ 受け台（受け部）、
５２０ 打ち込み部材、
５２１、５２２、５２３、５２４ 複数の打ち込み先端部、
５２９ ねじ穴、
５３０ アーム部（保持部材）、
５３１ ねじ部材、
５３２ 調整穴、
５３３ 角度調整手段、
５３５ 支持構造、
５３６ 支持部、
５４０ クランプ装置（クランプ手段）、
５５０ 打ち込み用エアシリンダ（第１の駆動手段）、
５５１、５６１ エアシリンダ本体部、
５５２、５６２ エアシリンダ駆動部、
５６０ クランプ用エアシリンダ（第２の駆動手段）、
５７０ レーザ照射ロボット（レーザ照射手段）、
５７１ 加工ヘッド、
５７２ ロボットアーム、
５８０ 制御装置（制御手段）、
５９０ 退避位置、
６１０ 切り替え手段、
６１１ 連結支持部、
６１２ 切り替えピン、
６５０ 共用化されたエアシリンダ装置（一の駆動手段）、
８００ 突起部の形成装置、
８１０ 支持用ロボット、
８１２ ロボットアーム、
８２０ 可動型、
８３０ 固定型、
８３１ 縦壁部、
８３２ 連結壁部、
８３３ 横壁部、
８３５、８３６ 成形面、
８４０ 保持部、
８５０ 隙間空間、
８６０ 打ち込み用エアシリンダ、
８７０ プレス型、
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５ 動作信号、
ｈ１、ｈ２ 突起部の高さ寸法、
θ、θ１、θ２ 打ち込み角度、
Ｗ 隙間部の寸法、
Ｗ１ 突起部が形成された部位の厚さ寸法、
Ｗ２ 隙間空間の厚さ寸法、
Ｌ レーザ、
Ｏ 基準線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士をレーザ溶接するときに前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせる突起部を、前記溶接部材の少なくとも一方に形成する突起部の形成装置であって、
前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材と、
前記少なくとも一方の溶接部材上において前記打ち込み部材が打ち込まれる打点位置と前記打点位置から退避させた退避位置との間において前記打ち込み部材を保持する保持部材と、
前記打ち込み部材を駆動して溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて前記少なくとも一方の溶接部材へ打ち込む駆動手段と、
前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記駆動手段の動作を制御して、前記基準線に対して傾斜させて前記打ち込み部材を前記少なくとも一方の溶接部材の前記打点位置に打ち込むことによって、前記少なくとも一方の溶接部材上に形成される前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成する、突起部の形成装置。
【請求項２】
前記駆動手段は、前記打ち込み部材が前記溶接部材に付与する圧力を調整自在に構成され、
前記制御手段は、前記駆動手段の動作を制御して、前記打ち込み部材が前記溶接部材に付与する圧力を調整し、前記圧力を増加することによって、前記圧力を増加する前の状態において形成される前記突起部より大きな高さ寸法を有する前記突起部を形成する、請求項１に記載の突起部の形成装置。
【請求項３】
前記保持部材は、前記基準線と前記打ち込み部材とがなす打ち込み角度を調整する角度調整手段を有し、
前記角度調整手段によって前記打ち込み角度を調整し、前記打ち込み角度を大きくすることによって、前記打ち込み角度を大きくする前の状態において形成される前記突起部より大きな高さ寸法を有する前記突起部を形成する、請求項１または請求項２に記載の突起部の形成装置。
【請求項４】
前記打ち込み部材は、複数の打ち込み先端部を構成し、一度の打ち込みによって複数の前記突起部を形成する、請求項１〜３のいずれか１つに記載の突起部の形成装置。
【請求項５】
溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士をレーザ溶接するときに前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせる突起部を、前記溶接部材の少なくとも一方に形成する突起部の形成装置であって、
前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材と、
前記打ち込み部材を駆動して前記少なくとも一方の溶接部材に打ち込む駆動手段と、
固定型および前記固定型に向けて近接離反移動可能な可動型を備え、少なくとも型の開閉方向に沿って折り曲げられた溶接面を前記少なくとも一方の溶接部材にプレス加工するプレス型と、
前記プレス型に設けられ、前記打ち込み部材を前記溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて保持する保持部と、
前記駆動手段および前記プレス型の動作を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記プレス型を型締めした状態で前記駆動手段の動作を制御して、前記基準線に対して傾斜させて前記打ち込み部材を前記少なくとも一方の溶接部材に打ち込むことによって、前記少なくとも一方の溶接部材上に形成される前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成し、
前記プレス型は、前記突起部が形成される位置より型開き方向の上流側における前記固定型と前記可動型との間に形成され、前記突起部が形成された部位の厚さ寸法より大きな寸法の隙間空間を有する、突起部の形成装置。
【請求項６】
前記駆動手段は、前記打ち込み部材が前記溶接部材に付与する圧力を調整自在に構成され、
前記制御手段は、前記駆動手段の動作を制御して、前記打ち込み部材が前記溶接部材に付与する圧力を調整し、前記圧力を増加することによって、前記圧力を増加する前の状態において形成される前記突起部より大きな高さ寸法を有する前記突起部を形成する、請求項５に記載の突起部の形成装置。
【請求項７】
前記打ち込み部材は、複数の打ち込み先端部を構成し、一度の打ち込みによって複数の前記突起部を形成する、請求項５または請求項６に記載の突起部の形成装置。
【請求項８】
前記固定型は、型の開閉方向に沿って互いに離間して形成された一対の縦壁部、前記縦壁部の端部同士を連結する連結壁部、および前記縦壁部から互いに離れる方向に延在する横壁部からなる断面ハット形状の成形面を有し、
前記可動型は、前記固定型に合致する断面凹形状の成形面を有し、
前記プレス型は、前記少なくとも一方の溶接部材を断面ハット形状にプレス加工する、請求項５〜７のいずれか１項に記載の突起部の形成装置。
【請求項９】
溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士をレーザ溶接するときに前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせる突起部を、前記溶接部材の少なくとも一方に形成する突起部の形成方法であって、
前記少なくとも一方の溶接部材上における打点位置と前記打点位置から退避させた退避位置との間において保持され、前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材を、前記打ち込み部材を駆動する駆動手段を動作させて、溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて前記少なくとも一方の溶接部材の前記打点位置に打ち込むことによって、前記少なくとも一方の溶接部材上に形成される前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成する、突起部の形成方法。
【請求項１０】
溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士をレーザ溶接するときに前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせる突起部を、前記溶接部材の少なくとも一方に形成する突起部の形成方法であって、
固定型および前記固定型に向けて近接離反移動可能な可動型を備えたプレス型によって、少なくとも型の開閉方向に沿って折り曲げられた溶接面を前記少なくとも一方の溶接部材にプレス加工する工程と、
前記溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて前記プレス型に設けられた保持部に保持され、前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材を、前記プレス型を型締めした状態で前記打ち込み部材を駆動する駆動手段を動作させて、前記基準線に対して傾斜させて打ち込むことによって、前記少なくとも一方の溶接部材上に前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成する工程と、を有し、
前記型締めしたとき、前記プレス型は、前記突起部が形成される位置より型開き方向の上流側における前記固定型と前記可動型との間に、前記突起部が形成された部位の厚さ寸法より大きな寸法の隙間空間を形成する、突起部の形成方法。
【請求項１１】
溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士をレーザ溶接するときに前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせる突起部が形成された前記少なくとも一方の溶接部材であって、
前記少なくとも一方の溶接部材上における打点位置と前記打点位置から退避させた退避位置との間において保持され、前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材が前記打ち込み部材を駆動する駆動手段の動作によって溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて前記打点位置に打ち込まれることによって、溶接部材上に形成される前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りが形成された、溶接部材。
【請求項１２】
溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士の少なくとも一方に形成された突起部によって前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせてレーザ溶接するレーザ溶接装置であって、
前記少なくとも一方の溶接部材を載置する受け部と、
前記受け部に載置された前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材と、
前記少なくとも一方の溶接部材上において前記打ち込み部材が打ち込まれる打点位置と前記打点位置から退避させた退避位置との間において前記打ち込み部材を保持する保持部材と、
前記受け部に載置された前記少なくとも一方の溶接部材上に他方の溶接部材を重ね合わせた状態で前記重ね合わせた溶接部材をクランプするクランプ手段と、
前記打ち込み部材を駆動して溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて前記少なくとも一方の溶接部材へ打ち込むとともに前記打点位置から前記退避位置に移動させる第１の駆動手段と、
前記クランプ手段を駆動して前記重ね合わせた溶接部材をクランプさせる第２の駆動手段と、
前記溶接部材にレーザを照射するレーザ照射手段と、
前記第１の駆動手段、前記第２の駆動手段、および前記レーザ照射手段の動作を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記第１の駆動手段の動作を制御して、前記基準線に対して傾斜させて前記打ち込み部材を前記少なくとも一方の溶接部材の前記打点位置に打ち込むことによって、前記少なくとも一方の溶接部材上に形成される前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成し、前記打ち込み部材を前記打点位置から前記退避位置に移動させて、前記受け部に載置されるとともに前記突起部が形成された前記少なくとも一方の溶接部材上に前記他方の溶接部材を重ね合わせることによって前記隙間部を生じさせて、前記第２の駆動手段の動作を制御して、前記クランプ手段によって前記重ね合わせた溶接部材をクランプし、前記レーザ照射手段の動作を制御してレーザを照射する、レーザ溶接装置。
【請求項１３】
前記第１の駆動手段は、前記打ち込み部材が前記溶接部材に付与する圧力を調整自在に構成され、
前記制御手段は、前記第１の駆動手段の動作を制御して、前記打ち込み部材が前記溶接部材に付与する圧力を調整し、前記圧力を増加することによって、前記圧力を増加する前の状態において形成される前記突起部より大きな高さ寸法を有する前記突起部を形成する、請求項１２に記載のレーザ溶接装置。
【請求項１４】
前記保持部材は、前記基準線と前記打ち込み部材とがなす打ち込み角度を調整する角度調整手段を有し、
前記角度調整手段によって前記打ち込み角度を調整し、前記打ち込み角度を大きくすることによって、前記打ち込み角度を大きくする前の状態において形成される前記突起部より大きな高さ寸法を有する前記突起部を形成する、請求項１２または請求項１３に記載のレーザ溶接装置。
【請求項１５】
前記打ち込み部材は、複数の打ち込み先端部を構成し、一度の打ち込みによって複数の前記突起部を形成する、請求項１２〜１４のいずれか１つに記載のレーザ溶接装置。
【請求項１６】
前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段として選択的に機能させ、前記打ち込み部材、または前記クランプ手段を選択的に駆動する一の駆動手段と、
前記打ち込み部材と前記一の駆動手段とを連結するとともに、切り替えによって前記クランプ手段と前記一の駆動手段とを連結する切り替え手段と、をさらに有し、
前記切り替え手段によって前記一の駆動手段を共用化する、請求項１２〜１５のいずれか１つに記載のレーザ溶接装置。
【請求項１７】
溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士の少なくとも一方に形成された突起部によって前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせてレーザ溶接するレーザ溶接方法であって、
前記少なくとも一方の溶接部材上における打点位置と前記打点位置から退避させた退避位置との間において保持され、受け部に載置された前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材を、前記打ち込み部材を駆動する第１の駆動手段を動作させて、溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて前記少なくとも一方の溶接部材の前記打点位置に打ち込むことによって、前記少なくとも一方の溶接部材上に形成される前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成する突起部の形成工程と、
前記第１の駆動手段を動作させて、前記打ち込み部材を前記打点位置から前記退避位置に移動して、前記受け部に載置されるとともに前記突起部が形成された前記少なくとも一方の溶接部材上に他方の溶接部材を重ね合わせることによって前記隙間部を生じさせて、クランプ手段を駆動する第２の駆動手段を動作させることによって前記重ね合わせた溶接部材をクランプするクランプ工程と、
レーザ照射手段によって前記重ね合わせた溶接部材に対してレーザを照射する工程と、を有する、レーザ溶接方法。
【請求項１】
溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士をレーザ溶接するときに前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせる突起部を、前記溶接部材の少なくとも一方に形成する突起部の形成装置であって、
前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材と、
前記少なくとも一方の溶接部材上において前記打ち込み部材が打ち込まれる打点位置と前記打点位置から退避させた退避位置との間において前記打ち込み部材を保持する保持部材と、
前記打ち込み部材を駆動して溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて前記少なくとも一方の溶接部材へ打ち込む駆動手段と、
前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記駆動手段の動作を制御して、前記基準線に対して傾斜させて前記打ち込み部材を前記少なくとも一方の溶接部材の前記打点位置に打ち込むことによって、前記少なくとも一方の溶接部材上に形成される前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成する、突起部の形成装置。
【請求項２】
前記駆動手段は、前記打ち込み部材が前記溶接部材に付与する圧力を調整自在に構成され、
前記制御手段は、前記駆動手段の動作を制御して、前記打ち込み部材が前記溶接部材に付与する圧力を調整し、前記圧力を増加することによって、前記圧力を増加する前の状態において形成される前記突起部より大きな高さ寸法を有する前記突起部を形成する、請求項１に記載の突起部の形成装置。
【請求項３】
前記保持部材は、前記基準線と前記打ち込み部材とがなす打ち込み角度を調整する角度調整手段を有し、
前記角度調整手段によって前記打ち込み角度を調整し、前記打ち込み角度を大きくすることによって、前記打ち込み角度を大きくする前の状態において形成される前記突起部より大きな高さ寸法を有する前記突起部を形成する、請求項１または請求項２に記載の突起部の形成装置。
【請求項４】
前記打ち込み部材は、複数の打ち込み先端部を構成し、一度の打ち込みによって複数の前記突起部を形成する、請求項１〜３のいずれか１つに記載の突起部の形成装置。
【請求項５】
溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士をレーザ溶接するときに前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせる突起部を、前記溶接部材の少なくとも一方に形成する突起部の形成装置であって、
前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材と、
前記打ち込み部材を駆動して前記少なくとも一方の溶接部材に打ち込む駆動手段と、
固定型および前記固定型に向けて近接離反移動可能な可動型を備え、少なくとも型の開閉方向に沿って折り曲げられた溶接面を前記少なくとも一方の溶接部材にプレス加工するプレス型と、
前記プレス型に設けられ、前記打ち込み部材を前記溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて保持する保持部と、
前記駆動手段および前記プレス型の動作を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記プレス型を型締めした状態で前記駆動手段の動作を制御して、前記基準線に対して傾斜させて前記打ち込み部材を前記少なくとも一方の溶接部材に打ち込むことによって、前記少なくとも一方の溶接部材上に形成される前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成し、
前記プレス型は、前記突起部が形成される位置より型開き方向の上流側における前記固定型と前記可動型との間に形成され、前記突起部が形成された部位の厚さ寸法より大きな寸法の隙間空間を有する、突起部の形成装置。
【請求項６】
前記駆動手段は、前記打ち込み部材が前記溶接部材に付与する圧力を調整自在に構成され、
前記制御手段は、前記駆動手段の動作を制御して、前記打ち込み部材が前記溶接部材に付与する圧力を調整し、前記圧力を増加することによって、前記圧力を増加する前の状態において形成される前記突起部より大きな高さ寸法を有する前記突起部を形成する、請求項５に記載の突起部の形成装置。
【請求項７】
前記打ち込み部材は、複数の打ち込み先端部を構成し、一度の打ち込みによって複数の前記突起部を形成する、請求項５または請求項６に記載の突起部の形成装置。
【請求項８】
前記固定型は、型の開閉方向に沿って互いに離間して形成された一対の縦壁部、前記縦壁部の端部同士を連結する連結壁部、および前記縦壁部から互いに離れる方向に延在する横壁部からなる断面ハット形状の成形面を有し、
前記可動型は、前記固定型に合致する断面凹形状の成形面を有し、
前記プレス型は、前記少なくとも一方の溶接部材を断面ハット形状にプレス加工する、請求項５〜７のいずれか１項に記載の突起部の形成装置。
【請求項９】
溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士をレーザ溶接するときに前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせる突起部を、前記溶接部材の少なくとも一方に形成する突起部の形成方法であって、
前記少なくとも一方の溶接部材上における打点位置と前記打点位置から退避させた退避位置との間において保持され、前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材を、前記打ち込み部材を駆動する駆動手段を動作させて、溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて前記少なくとも一方の溶接部材の前記打点位置に打ち込むことによって、前記少なくとも一方の溶接部材上に形成される前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成する、突起部の形成方法。
【請求項１０】
溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士をレーザ溶接するときに前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせる突起部を、前記溶接部材の少なくとも一方に形成する突起部の形成方法であって、
固定型および前記固定型に向けて近接離反移動可能な可動型を備えたプレス型によって、少なくとも型の開閉方向に沿って折り曲げられた溶接面を前記少なくとも一方の溶接部材にプレス加工する工程と、
前記溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて前記プレス型に設けられた保持部に保持され、前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材を、前記プレス型を型締めした状態で前記打ち込み部材を駆動する駆動手段を動作させて、前記基準線に対して傾斜させて打ち込むことによって、前記少なくとも一方の溶接部材上に前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成する工程と、を有し、
前記型締めしたとき、前記プレス型は、前記突起部が形成される位置より型開き方向の上流側における前記固定型と前記可動型との間に、前記突起部が形成された部位の厚さ寸法より大きな寸法の隙間空間を形成する、突起部の形成方法。
【請求項１１】
溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士をレーザ溶接するときに前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせる突起部が形成された前記少なくとも一方の溶接部材であって、
前記少なくとも一方の溶接部材上における打点位置と前記打点位置から退避させた退避位置との間において保持され、前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材が前記打ち込み部材を駆動する駆動手段の動作によって溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて前記打点位置に打ち込まれることによって、溶接部材上に形成される前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りが形成された、溶接部材。
【請求項１２】
溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士の少なくとも一方に形成された突起部によって前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせてレーザ溶接するレーザ溶接装置であって、
前記少なくとも一方の溶接部材を載置する受け部と、
前記受け部に載置された前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材と、
前記少なくとも一方の溶接部材上において前記打ち込み部材が打ち込まれる打点位置と前記打点位置から退避させた退避位置との間において前記打ち込み部材を保持する保持部材と、
前記受け部に載置された前記少なくとも一方の溶接部材上に他方の溶接部材を重ね合わせた状態で前記重ね合わせた溶接部材をクランプするクランプ手段と、
前記打ち込み部材を駆動して溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて前記少なくとも一方の溶接部材へ打ち込むとともに前記打点位置から前記退避位置に移動させる第１の駆動手段と、
前記クランプ手段を駆動して前記重ね合わせた溶接部材をクランプさせる第２の駆動手段と、
前記溶接部材にレーザを照射するレーザ照射手段と、
前記第１の駆動手段、前記第２の駆動手段、および前記レーザ照射手段の動作を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記第１の駆動手段の動作を制御して、前記基準線に対して傾斜させて前記打ち込み部材を前記少なくとも一方の溶接部材の前記打点位置に打ち込むことによって、前記少なくとも一方の溶接部材上に形成される前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成し、前記打ち込み部材を前記打点位置から前記退避位置に移動させて、前記受け部に載置されるとともに前記突起部が形成された前記少なくとも一方の溶接部材上に前記他方の溶接部材を重ね合わせることによって前記隙間部を生じさせて、前記第２の駆動手段の動作を制御して、前記クランプ手段によって前記重ね合わせた溶接部材をクランプし、前記レーザ照射手段の動作を制御してレーザを照射する、レーザ溶接装置。
【請求項１３】
前記第１の駆動手段は、前記打ち込み部材が前記溶接部材に付与する圧力を調整自在に構成され、
前記制御手段は、前記第１の駆動手段の動作を制御して、前記打ち込み部材が前記溶接部材に付与する圧力を調整し、前記圧力を増加することによって、前記圧力を増加する前の状態において形成される前記突起部より大きな高さ寸法を有する前記突起部を形成する、請求項１２に記載のレーザ溶接装置。
【請求項１４】
前記保持部材は、前記基準線と前記打ち込み部材とがなす打ち込み角度を調整する角度調整手段を有し、
前記角度調整手段によって前記打ち込み角度を調整し、前記打ち込み角度を大きくすることによって、前記打ち込み角度を大きくする前の状態において形成される前記突起部より大きな高さ寸法を有する前記突起部を形成する、請求項１２または請求項１３に記載のレーザ溶接装置。
【請求項１５】
前記打ち込み部材は、複数の打ち込み先端部を構成し、一度の打ち込みによって複数の前記突起部を形成する、請求項１２〜１４のいずれか１つに記載のレーザ溶接装置。
【請求項１６】
前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段として選択的に機能させ、前記打ち込み部材、または前記クランプ手段を選択的に駆動する一の駆動手段と、
前記打ち込み部材と前記一の駆動手段とを連結するとともに、切り替えによって前記クランプ手段と前記一の駆動手段とを連結する切り替え手段と、をさらに有し、
前記切り替え手段によって前記一の駆動手段を共用化する、請求項１２〜１５のいずれか１つに記載のレーザ溶接装置。
【請求項１７】
溶接部材に形成された表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士の少なくとも一方に形成された突起部によって前記溶接部材同士の間に隙間部を生じさせてレーザ溶接するレーザ溶接方法であって、
前記少なくとも一方の溶接部材上における打点位置と前記打点位置から退避させた退避位置との間において保持され、受け部に載置された前記少なくとも一方の溶接部材上に陥凹部を形成する打ち込み部材を、前記打ち込み部材を駆動する第１の駆動手段を動作させて、溶接面と直交する基準線に対して傾斜させて前記少なくとも一方の溶接部材の前記打点位置に打ち込むことによって、前記少なくとも一方の溶接部材上に形成される前記陥凹部に連続させて前記突起部をなす溶接部材の盛り上りを形成する突起部の形成工程と、
前記第１の駆動手段を動作させて、前記打ち込み部材を前記打点位置から前記退避位置に移動して、前記受け部に載置されるとともに前記突起部が形成された前記少なくとも一方の溶接部材上に他方の溶接部材を重ね合わせることによって前記隙間部を生じさせて、クランプ手段を駆動する第２の駆動手段を動作させることによって前記重ね合わせた溶接部材をクランプするクランプ工程と、
レーザ照射手段によって前記重ね合わせた溶接部材に対してレーザを照射する工程と、を有する、レーザ溶接方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
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【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１０−６４１３６（Ｐ２０１０−６４１３６Ａ）
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３５６５２（Ｐ２００８−２３５６５２）
【出願日】平成２０年９月１２日（２００８．９．１２）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【出願人】（０００１７８８０４）ユニプレス株式会社 (83)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１２日（２００８．９．１２）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【出願人】（０００１７８８０４）ユニプレス株式会社 (83)
【Ｆターム（参考）】
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