JPH0248352B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば、炭酸ガスレーザー装置から
発生したレーザー光線を使用して重合した被溶接
材（ワーク）を直線的に一定のビート長のシーム
溶接を行うレーザーシーム溶接機に関する。

（従来の技術） 一般に、電気的なスポツト溶接手段は、重合さ
れた２枚の被接合材に上・下一対の電極チツプで
加圧しながら、これに瞬時に大電流を供給して被
溶接材を抵抗発熱させて、接合部をスポツト溶接
するようになつている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の電気的なスポツト溶接手
段は、電源容量の制限から、相互に溶接できる被
溶接材の板厚に対しての制限や１つの溶接点（ス
ポツト溶接点）のごく近くに、さらに、もう１つ
のスポツト溶接を行うとすると、このスポツト溶
接の電流が既に溶接されたスポツト溶接部分に分
流し、有効なスポツト溶接が得られず、スポツト
溶接の信頼性を損なうおそれがある。

特に、上述した従来の電気的なスポツト溶接手
段において、２枚の重合した被溶接材を直線点に
連続したビート長のシール溶接をすることは困難
である。

又一方、上述したスポツト溶接による溶接手段
は、大電流を瞬時に流さなければならないので、
可撓性の大きい導体を利用しなければならず、安
全性や電極チツプの寿命に難点があるばかりでな
く、接合する２つの被接合材を、予め、充分に密
着させるのに大きな押圧力を必要とすると共に、
被接合材が薄板のとき、溶接時に溶けた金属ミス
ト等が四方へ飛散することが多くなつて、接合部
の溶接点が実質的に減少して窪むおそれがある。

さらに又、上述したスポツト溶接手段に使用さ
れる両電極チツプは、導電性、冷却性及び耐押圧
力を保持するために、常に清掃された状態に保持
することを余儀なくされている。

又一方、レーザースポツト溶接手段も既に幾つ
か提案されているけれども、これらは、被接合材
が薄板のとき、レーザー光束を斜方向から被接合
材に照射して溶接し、溶接長さを実質的に長くす
るようにしている。

しかしながら、上述したレーザースポツト溶接
手段は、レーザー光線による溶接で過度の急激な
加熱及び急速な冷却によつて、非溶接部と溶接部
との間の金属組織中にブローホールや不純物の混
入が多くなり、しかも、過度の硬度差異を生じ
て、あたかも、金属材料の焼入れや金属組織の局
部的な材料歪及び亀裂（クラツク）を起すおそれ
もある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもの
であつて、レーザー光束による溶接時の過度の加
熱及び急冷を生じないようにして被接合材に直線
的に一定のビート長さのシーム溶接を行い、非溶
接材の金属組織の悪影響を与えることなく、接合
部の強度や品質の向上を図るようにしたレーザー
溶接を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、水平腕杆を有する機枠の上部にレー
ザー装置を備えた揺動槓杆を枢着し、この水平腕
杆の一端部に被接合材を支承する下側チツプを設
け、この下側チツプの直上に位置する上記揺動槓
杆の一端部に上側チツプを一体的に設け、この上
側チツプの位置する上記揺動槓杆の内側に一対の
案内溝を水平に設け、この両案内溝に摺動部材を
摺動自在に嵌装し、この摺動部材に反射体を上記
レーザー装置のレーザー光を下方へ反射するよう
にして斜設し、この反射体の下位の反射光路上に
位置する上記摺動部材に集光レンズ若しくは凹面
反射レンズを上記被接合材に焦点を結ぶようにし
て附設したものである。

（発明の実施例） 以下、本発明を図示の一実施例について説明す
る。

第１図乃至第３図において、符号１は、基板２
上に設置された機枠であつて、この機枠１には、
水平腕杆３が実質的に一体に設けられており、こ
の機枠１の上部１ａには、レーザー装置４を備え
た揺動槓杆５が支軸６によつて揺動自在に枢着さ
れている。又、上記機枠の一側部１ｂと上記揺動
槓杆５との間には、例えば、油圧シリンダー装置
のような、シリンダー装置７が連結して設けられ
ており、このシリンダー装置７は上記揺動槓杆５
を支軸６の周りに揺動し得るようになつている。
さらに、上記水平腕杆３の一端部３ａには、下側
チツプ８が、第３図に示されるように、取付ボル
トのような取付部材９で実質的に一体に設けられ
ており、この下側チツプ８内には、例えば、冷却
水のような冷却流体の噴出孔１０ａを備えた噴嘴
管１０及び冷却流体の排出口１１が設けられてお
り、上記噴出孔１０ａの圧力流体は上記下側チツ
プ８の受台部８ａの内がわを冷却するようになつ
ている。又、この受台部８ａを冷却した流体は上
記排出口１１から排出されるようになつている
（第２図参照）。

一方、上記下側チツプ８の直上に位置する上記
揺動槓杆５の一端部５ａには、横断面がＵ字状を
なす上側チツプ１２が重合された被接合材１３を
押圧し得るようにして各取付ボルトのような取付
部材１４で固着されており、この上側チツプ１２
の上位置に位置する上記揺動槓杆５の内側には、
第２図及び第３図に示されるように、一対の案内
溝１５が水平に設けられている。又、この両案内
溝１５には、円筒状をなす摺動部材１６の両摺動
部１６ａが上記被接合材１３に対して平行して摺
動自在に嵌装されており、この摺動部材１６の上
部には、例えば、反射鏡のような反射体１７が上
記レーザー装置４のレーザー光を下方へ反射する
ようにして斜設されている。さらに、この反射体
１７の下位の反射光路上に位置する上記摺動部材
１６の下部には、集光レンズ１８が上記反射体１
７からのレーザー光を上記被接合材１３に焦点０
を結ぶようにして附設されており、上記摺動部材
１６の一側に形成された耳片１６ｂには、上記揺
動槓杆５の一部に設けられたシリンダー装置１９
の出力軸１９ａが連結されている。

従つて、このシリンダー装置１９を駆動するこ
とにより、上記摺動部材１６は上記両案内溝１５
に沿つて往復摺動し得るようになつており、しか
も、この摺動部材１６に内蔵される反射鏡による
反射体１７と集光レンズ１８の集光レンズ光学系
はレーザー光束を上記被接合材１３に焦点０を結
んでシーム溶接の接合をし得るようになつてい
る。

従つて、今、２枚の被接合材１３を重合してシ
ーム溶接する場合、上記下側チツプ８の受台部８
ａに被接合材１３を載置すると共に、噴嘴管１０
の噴出口１０ａから冷却流体を上記受台部８ａに
対して噴射して、これを冷却する。

次に、上記シリンダー装置７を駆動することに
より、上記揺動槓杆５を支軸６の周りに左旋し
て、この揺動槓杆５と一体をなす上側チツプ１２
が上記被接合材１３の接合部１３ａを邪魔しない
ようにして押圧して固定する。さらに、他のシリ
ンダー装置１９とレーザー装置４を同時に駆動す
ることにより、上記シリンダー装置１９の出力軸
１９ａは、前述したように、摺動部材１６を上記
両案内溝１５に沿つて摺動を開始し、他方、レー
ザー装置４のレーザー光は上記反射体１７及び集
光レンズ１８によつて被接合材１３に焦点０を結
んで直線的なシーム溶接を施すようになつてい
る。

次に、第４図に示される実施例は、本発明の他
の実施例であつて、これは上記水平腕杆３の一端
部３ａに下側チツプ８を支軸２０によつて揺動自
在に設けることによつて、板厚の異なる重合した
被接合材１３を載置してシーム溶接し得るように
したものである。

即ち、上記水平腕杆３の一端部３ａは一対の円
弧堤３ｂを形成しており、上記下側チツプ８の下
面８ｂは上記両円弧堤３ｂに駕座し得るようにし
て上記支軸２０に揺動自在に枢着すると共に、上
記下側チツプ８の下面８ｂと上記一端部３ａの上
面との間に介装されたばね２１の弾力によつて上
記下側チツプ８を、常に水平に保持するように付
勢し、シーム溶接時、異なる板厚の被接合板１３
でも上記上側チツプ１２で硬く緊締し得るように
したものである。

又、第５図に示される実施例は、本発明の他の
実施例であつて、これは上側チツプ１２の一側に
不活性ガスの給気口２２及び排気口２３を設けた
ものであつて、これによつて、シーム溶接時、上
記給気口２２から上側チツプ１２内に流入した不
活性ガスが被接合材１３の接合部１３ａの酸化を
防止すると共に、溶接時に発生する金属ミストや
スパツター等が上述した集光レンズ１８や反射体
１７に防着するのを防止するようになつている。

さらに、又、第６図に示される実施例は、本発
明の他の実施例であつて、これは摺動部材１６に
内蔵される反射体１７や集光レンズ１８による集
光レンズ光学系を凹面反射レンズ（凹面反射鏡）
２４に代替したものであつて、上述した具体例と
同じ構成をなすものである。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、水平腕杆３
を有する機枠１の上部にレーザー装置４を組込ん
だ揺動槓杆を枢着し、この水平槓杆３の一端部３
ａに被接合材１３を載置する下側チツプ８を設
け、この下側チツプ８の直上に位置する上記揺動
槓杆５の一端部５ａに上側チツプ１２を一体的に
設け、この上側チツプ１２の位置する上記揺動槓
杆５の内側に一対の案内溝５を水平に設け、この
両案内溝５に摺動部材１６を摺動自在に嵌装し、
この摺動部材１６に反射体１７を上記レーザー装
置４のレーザー光を下方へ反射するようにして斜
設し、この反射体１７の下位の反射光路上に位置
する上記摺動部材１６に集光レンズ１８若しくは
凹面反射レンズ２４を上記被接合材１３に焦点を
結ぶようにして附設してあるので、直線的に一定
のビーム長のシーム溶接を、被接合材の金属組織
に熱的な悪影響を与えることなく、強度や品質の
向上を図ることができるばかりでなく、取扱い操
作も簡単であり、しかも、構成も簡素であるか
ら、組立調整も容易である等の優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるレーザーシーム溶接機
の正面図、第２図は、本発明による要部を示す拡
大断面図、第３図は、第２図中の鎖線Ａ−Ａに沿
う断面図、第４図乃至第６図は、本発明の他の実
施例を示す各図である。 １…機枠、３…水平腕杆、４…レーザー装置、
５…揺動槓杆、７…シリンダー装置、８…下側チ
ツプ、１２…上側チツプ、１３…被接合材、１５
…案内溝、１６…摺動部材、１７…反射体、１８
…集光レンズ、１９…シリンダー装置、２４…凹
面反射レンズ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水平腕杆を有する機枠の上部にレーザー装置
   を組込んだ揺動槓杆を枢着し、この水平腕杆の一
   端部に被接合材を支承する下側チツプを設け、こ
   の下側チツプの直上に位置する上記揺動槓杆の一
   端部に上側チツプを一体的に設け、この上側チツ
   プの位置する上記揺動槓杆の内側に一対の案内溝
   を水平に設け、この両案内溝に摺動部材を摺動自
   在に嵌装し、この摺動部材に反射体を上記レーザ
   ー装置のレーザー光を下方へ反射するようにして
   斜設し、この反射体の下位の反射光路上に位置す
   る上記摺動部材に集光レンズ若しくは凹面反射レ
   ンズを上記被接合材に焦点を結ぶようにして附設
   したことを特徴とするレーザーシーム溶接機。 ２ 下側チツプ内に冷却流体の噴嘴管及び排出口
   を附設したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のレーザーシーム溶接機。 ３ 上側チツプに不活性ガスの給・排気口を形成
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は
   第２項記載のレーザーシーム溶接機。