JPH0358839B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、一般に薄板材料の縁を互いに緊密な
係合状態に維持するための方法並びに装置に関す
る。特に高エネルギ源を使用し高速度で円筒形物
体を連続的に突合せ溶接するために、３つの部材
から成るＺ字形バー案内装置を用いて薄板材料の
対向縁を案内して、これを該案内装置の内部で互
いに突き合わせられた状態にする方法に関する。
Ｚ字形バー案内装置の３つの部材は協働して、垂
直方向で集中する２つの案内溝を形成しており、
両案内溝はＺ字形バー案内装置の全長にわたつて
接近して、最後には互いに同一水平平面に位置す
るようになり、薄板材料がＺ字形バー案内装置に
隣接した溶接区域に進入する時に、薄板材料の対
向縁は互いに突き合わせられた状態を保つ。

背景技術 本出願人の出願による特願昭56−500137号に記
載されているように、一般に溶接産業、特に罐又
は容器の溶接産業において、ブリキ又はその他の
薄板材料の切断縁又は切り開き縁を連続に突合せ
溶接することが困難なことは周知である。前記出
願においては、薄板材料を連続的に重ね溶接する
ために使用することのできる三部構造のＺ字形バ
ー案内装置が記載されており、この場合薄板材料
が高エネルギ溶接区域に進入する時に、重ね合わ
された薄板材料の対向縁を互いに先開きにして、
薄板材料を溶接点で縁と縁とを突き合わせ、これ
によつて突合せ溶接シームを形成する方法が開示
されている。しかしながら対向した薄板材料縁を
コントロールして先開きにすることによつて満足
できる突合せシームを形成する場合には、連続し
て満足な結果を得ることは幾分困難である。

薄板金属、特に薄板金属容器の高エネルギ溶接
においては、他の先行技術も開発された。ソウリ
ン等に与えられた米国特許第4152573号明細書に
は、レーザ溶接を用いて罐を製造する装置並びに
方法が開示されている。この米国特許で検討され
ているように、容器の頂部及び底部を作る際に溶
接線に沿つて薄板材料の厚さが増大することによ
る問題を回避するために、重ね合わされた溶接シ
ームではなく突合せ溶接シームを使つて容器を製
造する方が有利である。ソウリン等の米国特許に
は、薄板金属の対向縁を特別の締付け部材すなわ
ち万力によつて互いに突き合わせた状態で一緒に
保持する突合せ溶接技術が開示されている。この
ような方法において前記装置を使用する場合に
は、各容器の溶接後に、高エネルギ溶接処理を中
断して、別の薄板材料を巻き万力状部材の間に締
め付けるように係合させなくてはならない。従つ
て、確かにこのような方法によつても所望の突合
せ溶接製品を提供できるとはいうものの、それに
かかる時間及び経費は著しく増加する。

さらに、溶接産業で使用される通常の形式のＺ
字形バー案内装置に関連した別の問題がある。つ
まりこの問題とは、機械加工、修理又は交換のた
めにかなりの時間及び経費が必要であるというこ
とだけでなく、この通常の構成は、罐及び容器の
ような円筒形製品の製造を目的として、金属薄板
材料を連続的に突合せ溶接するのにあまり適して
いない。先行技術の別の例としては米国特許第
2883956号、同第3834010号、同第4145986号及び
ドイツ特許第2426379号明細書（1975年２月１日）
がある。

発明の概要 本発明は、例えばレーザ溶接機、電子ビーム溶
接機及びこれに類した高エネルギ溶接機、特に
罐、管などを溶接するための溶接機に、薄板材料
を導入する前に、薄板材料の対向縁を案内して互
いに緊密な突き合わせ状態にする三部型のＺ字形
バー案内装置によつて実現される。このＺ字形バ
ー案内装置は、垂直平面を挟んで互いに向かい合
つていてウエブ部分を介して連結された上方部分
と下方部分とを備えた中央案内部材を有してお
り、ウエブ部分は案内装置の全長にわたつてその
垂直方向の厚さを漸次減少し、案内装置の出口端
部の近くでは０になる。中央案内部材の上方部分
及び下方部分にはそれぞれ上部ガイドバー及び下
部ガイドバーが取外し可能に取り付けられてい
る。そして中央案内部材の上方部分と下部ガイド
バーとの間及び下方部分と上部ガイドバーとの間
にそれぞれ、鋭い角隅と狭い幅をもつた案内溝が
形成されている。対向した両案内溝は、Ｚ字形バ
ー案内装置の入口端部から該案内装置の出口端部
近くの区域まで垂直方向でテーパを成していて、
別個のガイドスロツトを提供しており、両案内溝
は、ウエブ部分の垂直方向厚さが０になつた所で
互いに連通して、Ｚ字形バー案内装置の出口端部
に達するまで単一の案内通路を形成している。

本発明の主な目的は、高エネルギ溶接機、レー
ザ溶接機、電子ビーム溶接機又はプラズマアーク
溶接機を用いて、少なくとも毎分15〜80メートル
もしくはそれ以上の速度で、金属薄板製の罐及び
管を連続的に溶接するためのＺ字形バー案内装置
を提供することである。

本発明の別の目的は、案内溝が垂直方向で互い
に接近してＺ字形バー案内装置の出口端部よりも
手前で互いに開放連通し、これによつて薄板材料
の両縁を出口端部よりも手前で互いに緊密に突き
合わせ状態にもたらすことができ、ひいては薄板
材料の両縁のこの突合せ状態を溶接点の所まで維
持することができるＺ字形バー案内装置を提供す
ることである。

本発明の別の目的は、最大の摩耗を受ける表面
を耐摩耗性材料、例えば工具鋼又は炭化シリコン
のような炭化物、タングステンなどで製造し、そ
して摩耗の少ない部分を前記材料とは異なつた安
価な材料で製造することのできる、薄板材料をシ
ーム溶接するためのＺ字形バー案内装置を提供す
ることである。

本発明の別の目的は、薄板材料をレーザ溶接、
電子ビーム溶接又はプラズマアーク溶接のような
高エネルギ溶接する際に特に適していて、薄板材
料の縁がＺ字形バー案内装置から排出される時
に、垂直に配置された補助的な押圧ローラ及びこ
れに類した補助的なガイド装置を用いることなし
に、薄板材料の対向縁を互いに突き合わせた状態
で垂直方向において拘束するために、薄板材料の
縁を垂直方向に狭くなる溝の中に案内して互いに
縁と縁とを突き合わせた状態で緊密に係合させる
Ｚ字形バー案内装置を提供することである。

本発明の別の目的は、罐又は管状物体を連続的
に高エネルギ溶接機を用いて突合せ溶接するため
のＺ字形バー案内装置であつて、該案内装置が薄
板材料の両縁を互いに接近させて突合せ状態に
し、互いに突き合わせられた両縁をそのままの状
態で溶接区域に進入させることのできるものを提
供することである。

本発明の別の目的は、３つガイドバーが、対向
溝の互いに水平方向で整合した点を越えて延びて
おり、薄板材料の対向縁が溶接区域に進入する時
に、両縁を互いに突き合わせ状態に保つことがで
きる３つの構成部品から成るＺ字形バー案内装置
を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、薄板材料の縁を案
内する溝が、案内面に沿つて鋭い角隅を備えてい
るＺ字形バー案内装置を提供することである。

本発明の別の目的は、薄板材料の対向縁を高エ
ネルギ溶接区域に導入するためのＺ字形バー案内
装置であつて、該案内装置の一部が溶接区域を越
えて延びており、Ｚ字形バー案内装置を選択的に
溶接区域におけるアースとして使用することので
きるものを提供することである。

実施例の説明 次に図面につき本発明の実施例を説明する。

本発明によるＺ字形バー案内装置１０は、複数
のボルト１３又はこれに類した固定装置を用い
て、汎用の罐製造機１２のフレーム１１に取り付
けられている。フレーム１１にはまた、罐製造機
の供給バー１４の一部も取り付けられており、供
給バー１４は、通常横断面が比較的狭く、Ｚ字形
バー案内装置への接近時に金属その他の材料の薄
板１６の縁を最初に受け入れて案内するために、
両側面に比較的幅広の溝１５を有している。供給
バー１４は、後で詳しく述べるように、実質的に
まつすぐな先細りでない溝を有するＺ字形バー案
内装置を構成することを意図している。本発明に
よるＺ字形バー案内装置は、普通の薄板材料にお
いて突合せ溶接のために使うことができるし、普
通の高エネルギ又は低エネルギの溶接機と一緒に
使用することができるが、図示の実施例では、レ
ーザー溶接機１７のような高エネルギ溶接機を備
えた罐製造機又は管製造機と一緒に使われたもの
が示されている。Ｚ字形バー案内装置１０は第１
図から分かるように、罐の成形溶接機１２に沿つ
て延びていて、レーザ溶接機１７の近くで終わつ
ている。実際には、Ｚ字形バー案内装置の終端部
は溶接点から約3.175mm（0.125インチ）以内のと
ころに位置することが望ましい。

罐又は管のような円筒状の物体を作るために
は、薄板材料１６が普通のロール成形機を通して
罐製造機の供給バー１４に送られ、間隔をおいて
配置された複数のローラ１８によつて円筒形に曲
げられる。第１図から分かるように、このような
数組のローラが罐製造機の長さにわたつて配置さ
れ、これらのローラによつて、材料の薄板は、薄
板の縁が供給バー１４の溝１５に滑動可能に受け
入れられることでほぼ円筒形に成形される。図面
には薄板材料を成形するために一連のローラが示
されているが、他の一般的な成形機、例えば円弧
状に構成された成形リング又はガイドロツドを使
用することも可能である。薄板材料を成形するた
めの装置の他に、薄板材料を罐製造機１２の溝１
５とＺ字形バー案内装置１０に沿いかつ溶接箇所
を通つて前進させるための送り装置も設けられて
いなければならない。この点に関しては、チエー
ンコンベヤ、駆動ローラ、往復動ピストン又はプ
ツシユロツド等を、使用される溶接機の型に応じ
て用いることができる。薄板材料を前進させる送
り装置の型式は、本発明を理解するのに必要でな
いと判断したので、かかる装置を図示することは
省略した。

既に述べたように、本発明はレーザ溶接機、電
気ビーム溶接機又はプラズマアーク溶接機で突合
せ溶接を行なうのに用いると、特に効果的であ
る。つまりこの場合レーザ溶接機１５は、Ｚ字形
バー案内装置１０の出口端部の近くで、しかもＺ
字形バー案内装置を通過した薄板材料の上にレー
ザビームの焦点が合うような位置で、フレームに
取り付けられている。

特に第１図から第４図に示されているように、
本発明のＺ字形バー案内装置１０は、罐製造機１
２の供給部分１４の近くに位置する入口端部１９
を有していて、レーザ溶接機１７に近接して位置
する出口端部２０まで延びている。このＺ字形バ
ー案内装置は、中央案内部材２４と上部ガイドバ
ー２５と下部ガイドバー２６とを含む３つの細長
い構成部品で構成されている。中央案内部材２４
は、ウエブ部分２９によつて互いに結合された上
方部分２７とこれに対して垂直方向にずらされた
下方部分２８を有している。中央案内部材２４の
上方部分２７は、上壁３０と外壁３１と内壁３２
と下壁３３とを有しており、下方部分２８は、下
壁３４と外壁３５と内壁３６と上壁３７とを有し
ている。そして上方部分２７の内壁３２と下方部
分２８の内壁３６とは同一平面に位置している。
また上壁３７及び下壁３３の最も内方の部分３
８，３９（第４図参照）は実質的に水平である。

中央案内部材の上方部分の下壁３３は、外壁３
１から内方の部分３９まで斜め下に向かつて延び
ている。これに対して、中央案内部材の下方部分
の上壁３７は、外壁３５から部分３８まで斜め上
に向かつて延びている。中央案内部材の下方部分
の上壁３７についていえば、この壁の表面は２つ
の主部分から成り、両部分は共にＺ字形バー案内
装置に対して下方を向いた角度で配置されている
（第３図参照）。このようにして、この壁の外方部
分３７′は後に詳述するように、Ｚ字形バー案内
装置の使用時にこの壁と重なる円筒状材料の邪魔
にならない。

Ｚ字形バー案内装置のウエブ部分はその長さに
わたつて垂直方向にテーパを有しており、Ｚ字形
バー案内装置の入口端部の近くでは厚く、出口端
部に向かつて次第に薄くなつている。第３図には
Ｚ字形バー案内装置のウエブ部分が入口端部にお
いて断面されて示されており、ウエブはほぼ最大
厚さを有している。これに対して、第４図にはＺ
字形バー案内装置のウエブ部分が出口端部におい
て断面されて示されており、この場合にはウエブ
部分は最小厚さを有している。特に第５図から分
かるように、ウエブ部分２９は、Ｚ字形バー案内
装置の出口端部２０から遠い方の縁２９′に向か
つてテーパしている。この点からは中央案内部材
の上方部分２７と下方部分２８とはウエブ部分に
よつて互いに連結されておらず、Ｚ字形バー案内
部材の出口端部に対して間隔をおいて外方に向か
つて片持ち式になつている。この片持ち式の部分
は符号２７′，２８′で示されている。ウエブ部分
に与えられているテーパは、Ｚ字形バー案内装置
の一端から他端まで比較的一定であり、該テーパ
により、薄板材料がレーザ溶接機１７の下を通過
するときに、該薄板材料の縁は互いに実質的に密
着させられる。これによつて満足すべき突合せ溶
接シームが得られる。

上部ガイドバー２５は、下方部分２８の上方
に、これから間隔をおいて中央案内部材２４に取
付けられており、そして上壁４０と外壁４１と内
壁４２と第１の壁部分４３及び第２の壁部分４４
から成る下壁とを有している。第１の壁部分４３
は外壁４１から斜め下方に第２の壁部分４４と交
差するまで延びている。第２の壁部分４４は中央
案内部材の下部の上壁３７の内方部分の面３８と
ほぼ平行に配置され、上部ガイドバー２５の内壁
４２から壁部分４３と交差するまでほぼ水平に延
びている。

上方ガイドバー２５の第２の壁部分４４と中央
案内部材３８と中央案内部材の内壁３２の一部と
によつて形成された区域は、第１の溝４６すなわ
ち上方の溝を構成し、成形中の薄板材料の一方の
縁はこの溝４６内で案内される。

上部ガイドバー２５は、その内壁４２が中央案
内部材の上方部分の内壁３２と同一平面を成し、
そして中央案内部材の上方部分の上壁３０と上部
ガイドバーの上壁４０とがほぼ同一平面を成すよ
うに取付けられている。このようにして、上部ガ
イドバー２５の下壁の第２の壁部分４３と中央案
内部材の下方部分の上壁３７は、長手方向に延び
る、外側に広がつた開口を形成しており、この開
口を介して薄板材料を上方の溝４６に沿つて滑動
させることができる。

溝４６と同様の下方の溝４７は、下部ガイドバ
ー２６と中央案内部材２４の上方部分２７との間
に形成されている。このために、下部ガイドバー
２６は上部ガイドバー２５に対して間隔をおいて
垂直方向でずらされて、そして中央案内部材のウ
エブ部分２９を形成する垂直平面の反対側に位置
している。このようにして、上部ガイドバーと中
央案内部材、並びに下部ガイドバーと中央案内部
材とは、ほぼ垂直方向に整列している。

下部ガイドバー２６は、下壁４８と外壁４９と
内壁５０と上壁とを有しており、この上壁は、中
央案内部材の下方部分２８の上壁３７の傾斜部分
に似た２段に傾斜した壁部分５１，５１′と水平
部分５２とを有している。下部ガイドバーの上壁
の水平部分５２は、中央案内部材の上部の下壁３
３の内方部分３９から間隔をおいてこれとほぼ平
行に延びている。水平壁部分５２と部分３９と中
央案内部材の下方部分２８の内壁３６の部分とは
下方の溝４７を形成する。

上部ガイドバー２５と下部ガイドバー２６は、
だぼ５５とキヤツプねじ５６との組合わせによ
り、中央案内部材の上方部分２７及び下方部分２
８にそれぞれ着脱自在に取り付けられている。両
ガイドバー２５，２６は、厚さの異なる薄板材料
を受け入れるために溝４６，４７の大きさを調節
できるように、かつ前記溝が摩耗によつて大きく
なつた時に前記ガイドバーを調節できるように、
取り付けられていると有利である。このために、
だぼ５５は、Ｚ字形バー案内装置の入口端部の近
くでガイドバー及び中央案内部材を貫通している
互いに整合する孔５７に嵌合されている。キヤツ
プねじ５６はＺ字形バー案内装置の長さにわたつ
て間隔をおいて配置され、中央案内部材の雌ねじ
孔５８にねじ込まれている。拡張孔５９が各孔５
７に整合して中央案内部材の上部及び下部を貫通
しており、孔５８はそれぞれ、キヤツプねじ５６
の頭部を受容する端ぐり孔５９′を有している。

一般的には、罐を製造するのに用いられる薄板
材料は通常0.127mm（0.005インチ）から0.30mm
（0.012インチ）までの範囲の厚さを有し、好まし
くは約0.203mm（0.008インチ）の厚さを有する75
＃ブリキがよい。特に第３図および第４図につい
て説明すると、溝４６，４７はＺ字形バーの長さ
にわたつて次第に小さくなる幅を有しており、使
用する薄板材料が0.203mm（0.008インチ）の厚さ
である場合には、Ｚ字形バー案内装置の入口端部
においては約0.406mm（0.015インチ）の幅を有し
（第３図）、そこから傾斜し始めてＺ字形バー案内
装置の出口端部の近くでは一定のテーパを有して
いる（第４図）。これは溝の各々の傾斜がＺ字形
バー案内装置の長さにわたつて比較的一定してい
るからである。つまり、この溝はウエブ部分２９
の末端では垂直方向において互いにほとんどずれ
ておらず、ウエブの末端からＺ字形バー案内装置
の出口端部まで延びている開放溝６０の始点の有
効高さは、出口端部における溝の終点の高さのほ
ぼ２倍である。こうしてＺ字形バー案内装置出口
端部における組合わせ溝６０の厚さつまり高さ
は、0.203mm（0.008インチ）の厚さの材料が溶接
される時と比べて0.203mm（0.008インチ）より僅
かに大きいだけである。組合わせ溝６０の高さ
は、材料が溝に固着しないで案内されるに十分で
ありさえすればよい。もし別の厚さの材料が使わ
れるなら、溝の高さを調節するために、上部ガイ
ドバーと下部ガイドバーとを中央案内部材に対し
て間隔をおいて配置し、溝６０の高さはこれによ
つて同様に調節される。

第１図〜第６図に示された本発明によるＺ字形
バー案内装置は、調節可能であり、この場合キヤ
ツプねじ５６が緩められると、上部ガイドバー２
５及び下部ガイドバー２６がＺ字形バー案内装置
の入口端部に近くのだぼ５５を中心にして回動す
ることができる。なぜならば、第４図に示されて
いるように孔５９及び孔５９′がキヤツプねじ５
６に較べて大きな直径を有しているからである。

引き続いて第２図について説明すると、溝４６
は広がつた入口端部を有しており、溝４７はＺ字
形バー案内装置の反対側に同様の部分を有してい
る。このような広がつた部分は、供給バー１４の
溝１５にわたつて延びていて、Ｚ字形バー案内装
置の溝４６，４７に導入される薄板材料の縁をま
ず受容する働きを有している。広がつた端部はガ
イドバー及び中央案内部材の向かい合つた傾斜し
た面の始端部をテーパ状に加工することによつて
形成される。

既に述べたように、溝４６，４７は、薄板材料
の縁がＺ字形バー案内装置の長さに沿つて移動し
たときに、この縁の相対位置をより確実にコント
ロールするため、入口端部から出口端部に向かつ
て寸法が小さくなつている。第３図及び第４図に
ついてさらに詳しく説明すると、ウエブ部分はほ
とんど又はまつたく水平方向の幅を有していな
い。中央案内部材の上方部分及び下方部分はそれ
ぞれ垂直平面のどちらかの側に位置しており、溝
４６の最内方部分はこの溝の全長にわたつて溝４
７の最内方部分と垂直方向で整合している。

本発明によれば、テーパしたウエブ部分２９
は、薄板材料の縁を互いに連続的に突き合わせる
ためにウエブの末端を通過した後でＺ字形バー案
内装置の出口端部を通過させる。中央案内部材の
上部２７′及び下部２８′の片持ち式部分、並びに
上部ガイドバー２５及び下部ガイドバー２６の隣
接端は、薄板材料を組合わせ溝６０に沿つてＺ字
形バー案内装置の出口端部の外方に向かつて案内
する時、薄板材料の対向縁を前進させながら連続
した縁と縁の突合せ状態を生ぜしめる。既に述べ
たように、Ｚ字形バー案内装置の出口端部は溶接
点Ｗ（第１図）に対して僅かしか間隔を有してお
らず、一般に3.175mm（0.125インチ）程度であ
る。Ｚ字形バー案内装置の出口端部は溶接領域に
極めて近いので、鼻部分６２を傾斜又はテーパさ
せる必要がある。また、特にレーザ溶接機が使わ
れる時には、Ｚ字形バー案内装置の出口端部が受
けるかなりの量の反射熱を考慮して、Ｚ字形バー
案内装置の出口端部を磨かれた銅又はこれに類し
た高反射性材料で被覆してもよい。

ウエブ部分は、溝４６と溝４７とを分離する構
成部材であるので、該ウエブ部分の寸法が垂直方
向において小さくなるにつれて、溝は垂直方向に
おいて互いに近づき合う。しかし溝の幅特性は、
溝が互いに近づき合うにつれて、これに通過する
薄板材料の縁が垂直方向で互いに接近させられる
ようになつていなくてはならない。

第３図〜第５図に示されているように、溝４６
はＺ字形バー案内装置の長さにわたつて下方へテ
ーパしており、これにより、溝４６はウエブ部分
の厚さが減じるにつれて溝４７に接近するように
構成されている。これは、下壁４３を上部ガイド
バー２５の全長にわたつてテーパさせることによ
つて得られる。このテーパ量は、Ｚ字形バー案内
装置の長さと、ウエブ部分２９の厚さによつて規
定される溝間の最終的な垂直方向間隔とに関連し
て決定される。

同様に、中央案内部材２４の下方部分２８の上
壁３７は、Ｚ字形バー案内装置の入口端部から出
口端部に向かつて長手方向に傾斜している。Ｚ字
形バー案内装置の入口端部及び出口端部の近辺に
ついては、第３図及び第４図にそれぞれ示した断
面図を参照されたい。しかし、この場合には上部
ガイドバー２５の横断面が大きくなるにつれて、
中央案内部材の下方部分２８の横断面は第３図に
示した大きさから第４図に示した大きさに連続的
に小さくなつている。また、壁３７の一端から他
端までの傾斜は、上部ガイドバー２５の下壁４３
の一端から他端までの傾斜にほぼ相応していなく
てはならない。

ウエブ部分２９の厚さがＺ字形バー案内装置の
入口端部から出口端部に向かつて減少するにつれ
て、上部ガイドバー２５の下壁４３及び中央案内
部材の下方部分の上面３７はＺ字形バー案内装置
に対して下方に傾斜しており、これによつて、溝
４６はＺ字形バー案内装置の入口端部から出口端
部まで傾斜する。溝４６はＺ字形バー案内装置の
長さにわたつて溝４７に接近する。

しかし、溝４６をＺ字形バー案内装置の全長に
わたつて溝４７の方へ近づける代りに、溝４６を
ほぼ一定に保つ一方、中央案内部材の上方部分２
７の下壁３３と下部ガイドバー２６の壁部分５１
を傾斜させて溝４７を溝４６の方へ接近させるよ
うにしてもよい。また両方の溝を互いに接近させ
ることも可能である。さらにＺ字形バー案内装置
が中央案内部材２４及び一定断面形状の上部ガイ
ドバー２５と下部ガイドバー２６とを有してい
て、垂直方向に間隔をおいたほぼ平行の溝を形成
し、このＺ字形バー案内装置に供給バー１４のよ
うな作用をさせることもできる。

本発明においては、ローラ１８が薄板材料の縁
を押して溝４６，４７の底と緊密に滑り係合させ
るので、該縁は互いに接触状態になる。

本発明の別の実施例においては、中央案内部材
の上方部分２７及び上部ガイドバー２５は片持ち
式のノーズ部分６５を有し、このノーズ部分はＺ
字形バー案内装置の出口端部及び溶接点Ｗ（第７
図）を越えて前方に突出している。この実施例で
は、中央案内部材の上方部分２７の出口端部及び
下部ガイドバー２５に隣接して上壁にノツチ６６
が設けられている。このノツチは、Ｚ字形バー案
内装置を普通のレーザ溶接機の溶接ヘツドWHの
近くで該溶接ヘツドに整合させている。

さらに第７図からわかるように、中央案内部材
の上方部分の鼻部分６５及び上部ガイドバーを貫
いて円錐形の孔６８が設けられている。この孔６
８は溶接ヘツドWHと整合していて、エネルギビ
ームＢをして下を通る薄板材料の衝合縁の上に集
中させる。反射エネルギの量によつて、ノーズ部
分を特別に処理し保護材料で被覆することができ
る。使用中、ノーズ部分６５は、さらに薄板材料
の縁を互いに垂直方向において変位させない垂直
方向障壁を提供するばかりでなく、ノーズ部分は
溶接点を越えて延びているので、溶接される材料
と連続的に接触し、これによつて、高エネルギ溶
接技術の種々の組合せが考慮されるとき必要な良
好なアースを提供する。

Ｚ字形バー案内装置が３部構造であることによ
り、Ｚ字形バー案内装置の構成部材を機械加工及
び摩耗に関する要求に応じて異なる材料から製造
することができる。例えば、中央案内部材を炭化
けい素のような炭化物で製造するか又は工具鋼の
ような硬い材料で製造するのに対し、側部のガイ
ドバーを中央案内部材と同じ材料で製造するか又
はこれとは異なる耐摩耗性材料で製造することが
できる。また薄板材料の縁とＺ字形バー案内装置
との間の摩擦的な係合により、特に薄板材料が１
分間当り15〜75メートル（50〜246フイート）の
高速度で移動する場合には、Ｚ字形バー案内装置
が摩耗して溝が大きくなり易い。この摩耗を減少
させるためには、より硬い鋼合金を使用すること
が必要であるが、このようにすると必然的に材料
の展性が低下して脆性が増し、この結果溝の機械
加工の困難性が大きくなる。

本発明においては、中央案内部材２４と上部ガ
イドバー２５及び下部ガイドバー２６は別個に製
造されており、表面研磨又は他の加工法で仕上げ
るか又は精密鋳造で製造することができ、これに
よつて溝の底の角をシヤープにかつ隅肉等を有し
ないようにすることができる。

またＺ字形バー案内装置１０の構成部材のいく
つかをより安価な、より展性に富む材料で製造
し、その後で、各構成部材又はその１部を、アー
マロイ（Armaloy）、クロム等の低摩擦係数を有
する耐摩耗性材料で被覆することができる。かか
る被覆は、電着法、化学被覆法、静電被覆法等の
一般的な方法で行うことができる。

しかしながら、本発明において意図するような
大きさの溝を有するＺ字形バー案内装置は、普通
の方法によつては硬質の耐摩耗性材料でうまく被
覆することができない。なぜならば、溝が被覆材
料を該溝内に集める傾向を有し、溝が目詰りを起
こすか、又は溝が被覆材料の侵入に抵抗するから
である。しかしながら本発明の多部構造のＺ字形
バー案内装置においては、各構成部材を別個に被
覆して仕上げ、次いで組み立てて調節することが
できる。

中央案内部材並びに上部及び下部ガイドバーは
別個に製造されるから、これらを別々に取外して
交換することができ、Ｚ字形バー案内装置全体を
交換する必要はなくなる。また最大の摩耗を受け
るＺ字形バー装置部分を最も硬い材料で製造する
か又はこれで被覆するのに対して、摩耗を受ける
ことの少ない部分を、より容易に加工することの
できる軟かい材料で製造することができる。Ｚ字
形案内装置のこれらの部材は別個に交換すること
が可能であるから、手元のストツクを少なくする
ことができ、所要経費を少なくすることができ
る。

既に述べたように、Ｚ字形バー案内装置の構造
はこれを僅かに変形させて例えば第８図〜第１０
図に示すような中間Ｚ字形バー案内装置７０とし
て使用することができる。長い薄板材料を溶接す
るとき、特に実際の製造及び価格を考慮して、１
つの連続したＺ字形バー案内装置１０の代わり
に、１つ又は２つ以上の中間Ｚ字形バー案内装置
７０を使う方が望ましいことがある。

このような中間Ｚ字形バー案内装置７０は、最
初の成形用バー又はローラと、溶接用Ｚ字形バー
案内装置１０との広がつた入口端部との間に、直
線的に間隔がある場合に設けることができる。

引き続いて第８図〜第１０図について説明する
と、中間Ｚ字形バー案内装置７０は上方部分７２
とこれに対して垂直方向にずらされた下方部分７
３とを備えた細長い中央案内部材７１を有し、上
方部分７２と下方部分７３とはウエブ部分７４に
よつて互いに一体に結合されており、この場合両
部分７２，７３の内壁は同一平面に位置してい
る。上部ガイドバー７５及び下部ガイドバー７６
はそれぞれ、間隔をおいて配置された複数のキヤ
ツプねじ７７を用いて中央案内部材７１の上方部
分７２及び下方部分７３に取外し可能に取り付け
られている。キヤツプねじ７７は中央案内部材の
孔７８を貫いて延びていて、上部ガイドバー７５
及び下部ガイドバー７６のねじ孔７９にねじ込ま
れている。

第９図及び第１０図の断面図から分かるよう
に、垂直方向に間隔をおいた１対の溝８０，８１
が、中央案内部材７１の上方部分７２及び下方部
分７３と、ガイドバー７５，７６との間に形成さ
れている。しかしながら、この溝は最初に述べた
Ｚ字形バー案内装置の構造と異なり、Ｚ字形バー
案内装置７０の長さにわたつて互いに垂直方向に
おいて先細りになつていない。第９図には入口端
部８５に隣接したＺ字形バー案内装置７０が断面
図で示され、第１０図には出口端部８６に隣接し
たＺ字形バー案内装置７０が断面図で示されてい
る。ガイドバー７５，７６及び中央案内部材７１
の横断面の大きさは一定であり、ウエブ部分７４
も同様に一定の垂直方向寸法を有している。

２つの溝８０，８１は最初のＺ字形バー案内装
置の溝４６，４７の入口端部よりも幾分大きな間
〓を形成している。しかも、これらの溝は、最初
に薄板材料の縁を溝内に案内するのを助けるよう
に、Ｚ字形バー案内装置７０の入口端部８５に隣
接して８８に示すように幾分拡がつている。

溝８０，８１を形成する壁の相対形状は、溝の
テーパがＺ字形バー案内装置７０の長手方向にお
いて傾斜していない点を除けば、最初のＺ字形バ
ー案内装置１０の溝４６，４７と似ている。

使用に際して、中間Ｚ字形バー案内装置７０
は、成形用ローラと最初のＺ字形バー案内装置１
０との間で罐製造機のフレームに設けられる。薄
板材料は最初の成形用ローラから運ばれるから、
薄材材料の対向縁は罐製造機の供給バー１４の溝
１５への進入に抵抗して中間Ｚ字形バー案内装置
の溝８０，８１に進入する。その後で、この薄板
材料は最初のＺ字形バー案内装置１０に向かつて
案内される。薄板材料が中間Ｚ字形バー案内装置
に沿つて送られる時に、薄板材料の縁は拘束され
て案内され垂直方向に間隔をおいた状態を維持さ
れてＺ字形バー案内装置１０の溝４６，４７に進
入する。

上述のように、中間Ｚ字形バー案内装置７０の
溝はＺ字形バー案内装置１０の溝よりも大きな間
〓を形成している。従つて、もし溶接される薄板
材料の厚さが0.203mm（0.008インチ）であれば、
溝８０，８１はほぼ0.406mm（0.015インチ）だけ
大きな間〓を形成してる。

工業的発明 本発明のＺ字形バー案内装置は、例えば罐又は
他の円筒体のシーム溶接のような薄板材料の突合
わせ溶接に用いられる。Ｚ字形バー案内装置を溶
接機の主フレームに取付け、所望の厚さ、例えば
約0.203mm（0.008インチ）の厚さを有する薄板材
料がＺ字形バー案内装置の入口端部へ向かつて送
られる。薄板材料が送られるにつれて、成形ロー
ラが薄板材料を円筒形に成形させる。送り装置が
薄板材料を前進させるにつれて、薄板材料の両縁
は、垂直方向に間隔をおいた溝４６，４７の広が
つた開口に侵入する。薄板材料が前進を続けるに
つれて、薄板材料の縁は垂直方向で互いに近づき
あい、ウエブ部分２９の末端近くでまず衝合する
時に緊密に係合し、さらに前進して組合わせ溝６
０への侵入時にも前進し続けて互いに連続した縁
と縁との係合関係になり、薄板材料の縁はＺ字形
バー案内装置の出口から出て、互いに突き合わせ
られた状態で溶接機に向かつて前進する。

複数の容器を迅速に次々とＺ字形バー案内装置
に沿つて溶接場所へ向つて連続前進させることが
可能であるから、この突合せ溶接作業は、既に述
べたように実質上連続的であると言える。本発明
のＺ字形バー案内装置は低エネルギ源と共に使う
ことができるが、約１−3KWの定格のレーザ溶
接機を使つて0.203mmのブリキ材料で約毎分15メ
ートル（50フイート／分）ないし40メートル
（131フイート／分）の溶接速度を達成することが
できる。さらに、適当な電気接地技術を使うと、
1KWのレーザ溶接機を溶接区域上方からの2KW
プラズマアークユニツトと共に使つて40メート
ル／分（131フイート／分）ないし60メートル／
分（197フイート／分）の溶接速度を達成するこ
とができる。さらに溶接点上方のレーザユニツト
と共に、溶接点下方にプラズマアーク加熱ユニツ
トを置くと、同じく0.203mm（0.008インチ）厚さ
のブリキを溶接するとき溶接速度を約60〜80メー
トル／分（197〜262フイート／分）増すことが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す側面図、第２
図はＺ字形バー案内装置の側面図、第３図は第２
図の３−３線に沿つた拡大断面図、第４図は第２
図の４−４線に沿つた拡大断面図、第５図はＺ字
形バー案内装置の一部を拡大した部分側面図であ
り、出口端部から離れたウエブ部分末端を示す
図、第６図は第５図の６−６線に沿つた拡大断面
図、第７図は本発明の別の実施例を示す部分側面
図、第８図は別の実施例を示す側面図、第９図及
び第１０図はそれぞれ第８図の９−９線及び１０
−１０線に沿つた拡大断面図である。 １０……Ｚ字形バー案内装置、１６……薄板材
料、１９……入口端部、２０……出口端部、２４
……中央案内部材、２５……上部ガイドバー、２
６……下部ガイドバー、２７……中央案内部材の
上方部分、２８……中央案内部材の下方部分、２
９……ウエブ部分、４６……第１の溝、４７……
第２の溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 薄板材料を溶接区域に向かつて送る時に該薄
   板材料の縁を案内して互いに緊密に縁と縁とを突
   き合わせた状態にするＺ字形バー案内装置におい
   て、 薄板材料のための入口端部１９と出口端部２０
   とを有するＺ字形バー案内装置が、長手方向に延
   びた中央案内部材２４と、同様に長手方向に延び
   ていてそれぞれ該中央案内部材に結合された上部
   ガイドバー２５及び下部ガイドバー２６とから成
   つており、 中央案内部材２４が上方部分２７と下方部分２
   ８と、両部分を連結するウエブ部分２９とを有し
   ており、上方部分２７と下方部分２８とが互いに
   水平方向にずらされて位置し、上方部分２７及び
   下方部分２８の垂直方向に延びた内壁３２，３６
   が互いに同一平面に位置しており、 上部ガイドバー２５及び下部ガイドバー２６を
   それぞれ、中央案内部材２４の上方部分２７と下
   方部分２８とに交換可能に取り付ける装置が設け
   られており、 中央案内部材２４の下方部分２８とウエブ部分
   ２９と上部ガイドバー２５とによつて上方の溝４
   ６が形成され、中央案内部材２４の上方部分２７
   とウエブ部分２９と下部ガイドバー２６とによつ
   て下方の溝４７が形成されており、 上方の溝４６と下方の溝４７とが中央案内部材
   ２４の全長の少なくとも１部分にわたつて垂直方
   向で互いに間隔をおいた関係にあり、かつ薄板材
   料の縁を滑動可能に受け入れて案内する大きさを
   有しており、 両溝４６，４７のうちの少なくとも一方が、そ
   の全長にわたつて他方の溝に対してテーパを成し
   ていて、両溝４６，４７が中央案内部材２４の長
   さにわたつて互いに漸次接近し合い、Ｚ字形バー
   案内装置１０の出口端部２０の手前においては互
   いに同一水平平面に位置しており、 これによつて薄板材料がＺ字形バー案内装置１
   ０から走出して隣接した溶接区域に進入する時に
   は、該薄板材料の両縁が実質的に互いにぴつたり
   と突き合わせられた状態にさせられる ことを特徴とするＺ字形バー案内装置。 ２ 中央案内部材２４と上方ガイドバー２５と
   が、Ｚ字形バー案内装置１０を溶接区域より前方
   においても薄板材料１６と接触状態に保つため
   に、Ｚ字形バー案内装置の出口端部２０を越えて
   長手方向に突出するノーズ部分６５が設けられて
   いる、特許請求の範囲第１項記載のＺ字形バー案
   内装置。 ３ ノーズ部分６５が、溶接区域と整合する貫通
   孔６８を有していて、該貫通孔を通して溶接機か
   らのエネルギが通過可能である、特許請求の範囲
   第２項記載のＺ字形バー案内装置。 ４ 上部ガイドバー２５及び下部ガイドバー２６
   のうちの少なくとも一方が、その長さのわたつて
   テーパを成している、特許請求の範囲第１項記載
   のＺ字形バー案内装置。 ５ 中央案内部材２４の上方部分２７と下方部分
   ２８とが、両溝４６，４７が同一水平平面に位置
   した箇所と出口端部２０との間において互いに離
   れていて、前方に向かつて片持ち式の状態になつ
   ている、特許請求の範囲第１項記載のＺ字形バー
   案内装置。 ６ 両溝４６，４７が同一水平平面に位置した時
   における該溝の間〓の高さが、ほぼ0.203mm
   （0.008インチ）〜0.254mm（0.010インチ）である、
   特許請求の範囲第１項記載のＺ字形バー案内装
   置。 ７ 両溝４６，４７がＺ字形バー案内装置のほぼ
   全長にわたつて互いに連続的に非オーバラツプ関
   係にある、特許請求の範囲第１項記載のＺ字形バ
   ー案内装置。 ８ 薄板材料を溶接機に向かつて送る時に該薄板
   材料の縁を案内して実質的に互いに緊密に係合さ
   せる装置において、 少なくとも長さの一部にわたつて一体的に連結
   されていて垂直方向にずらされた上方部分２７及
   び下方部分２８並びに入口端部１９及び出口端部
   ２０を有する長手方向に延びた中央案内部材２４
   が設けられており、上方部分２７及び下方部分２
   ８の大きさが、中央案内部材２４の入口端部１９
   から出口端部２０に向かつて連続的に減少してお
   り、 一対の上部ガイドバー２５及び下部ガイドバー
   ２６と、両ガイドバーを中央案内部材２４に取外
   し可能に取り付けるための装置とが設けられてい
   て、中央案内部材２４の下方部分２８と上部ガイ
   ドバー２５とによつて上方の溝４６が形成され、
   中央案内部材２４の上方部分２７と下部ガイドバ
   ー２６とによつて下方の溝４７が形成されてお
   り、 両溝４６，４７が薄板材料の縁を滑動可能に受
   入れて案内する大きさを有していて、互いに垂直
   方向に間隔をおいて対向しかつＺ字形バー案内装
   置の長さにわたつて互いに接近し合い、溝４６，
   ４７の各内縁が実質的に鋭角的な角隅を有してい
   る ことを特徴とするＺ字形バー案内装置。 ９ 薄板材料を溶接機に向かつて送る時に該薄板
   材料の縁を案内するＺ字形バー案内装置におい
   て、 少なくとも長さの一部にわたつて一体的に連結
   されかつ垂直方向にずらされた上方部分２７及び
   下方部分２８と、入口端部１９及び出口端部２０
   とを有する長手方向に延びた中央案内部材２４が
   設けられていて、上方部分２７及び下方部分２８
   が該中央案内部材の入口端部１９から出口端部２
   ０に向かつて延びており、 一対の上部ガイドバー２５及び下部ガイドバー
   ２６と、両ガイドバーを中央案内部材２４の両側
   に互いに垂直方向にずらして交換可能に取り付け
   るための装置とが設けられていて、この場合上部
   ガイドバー２５が中央案内部材２４の上方部分２
   ７に、かつ下部ガイドバー２６が下方部分２８に
   設けられており、 中央案内部材２４の下方部分２８と上部ガイド
   バー２５とによつて上方の溝４６が形成され、中
   央案内部材２４の上方部分２７と下部ガイドバー
   ２６とによつて下方の溝４７が形成されており、 両溝４６，４７が薄板材料の縁を滑動可能に受
   け入れて案内する大きさを有していて、互いに垂
   直方向に間隔をおいて対向しかつＺ字形バー案内
   装置の長さにわたつて互いに接近し合い、溝４
   ６，４７の各内縁が実質的に鋭角的な角隅を有し
   ている ことを特徴とするＺ字形バー案内装置。 １０ 薄板材料の対向縁を連続的に突合せ溶接す
   る方法において、薄板材料の縁を互いに垂直方向
   に間隔をおいた整合関係にもたらし、薄板材料を
   溶接機に向かつて連続的に送り、この送り動作と
   同時に両縁を互いに垂直方向で接近させ、最終的
   には両縁を互いに突き合わせた状態にし、次いで
   互いに突き合わせられた縁を溶接機によつて突合
   せ溶接することを特徴とする方法。 １１ それぞれ別体の複数の薄板材料から複数の
   円筒形物体を連続的に製造するために、各薄板材
   料の対向縁を連続的に突合せ溶接する方法におい
   て、 (イ) 連続的に次々と別個の薄板材料をほぼ円筒形
   に成形し、該薄板材料の対向縁を案内装置の案
   内溝内に導入して、互いに垂直方向で間隔をお
   いた状態にし、 (ロ) 薄板材料を連続的に次々と案内溝内において
   送る際に、該薄板材料の対向縁を該案内溝に押
   し込み、 (ハ) 案内溝内において薄板材料を引き続き送る際
   に、各薄板材料の対向縁を互いに垂直方向にお
   いて接近させて両対向縁をほぼ同一水平平面に
   もたらし、 (ニ) この後で、薄板材料の互いに突き合わされた
   縁を高エネルギ溶接区域に導入して、突合せ溶
   接を行う ことを特徴とする方法。 １２ 溶接区域を越えた後でも、薄板材料の縁と
   案内装置との接触状態を維持する、特許請求の範
   囲第１１項記載の方法。 １３ 薄板材料を毎分40メートルまでの速度で連
   続的に送つて溶接区域にもたらし、該溶接区域を
   通過させる、特許請求の範囲第１１項記載の方
   法。 １４ 薄板材料を毎分約15〜80メートルの速度で
   連続的に送つて溶接区域にもたらし、該溶接区域
   を通過させる、特許請求の範囲第１１項記載の方
   法。 １５ 薄板材料を溶接機に向かつて送る際に薄板
   材料の縁を案内する案内溝を形成するためのＺ字
   形バー構造体において、 少なくとも長さの一部にわたつて一体的に連結
   されていて垂直方向にずらされた上方部分２７及
   び下方部分２８並びに入口端部１９及び出口端部
   ２０を有する長手方向に延びた中央案内部材２４
   が設けられており、上方部分２７及び下方部分２
   ８が、中央案内部材２４の入口端部１９から出口
   端部２０に向かつて延びており、 長手方向に延びた上部ガイドバー２５及び下部
   ガイドバー２６と、両ガイドバーを中央案内部材
   ２４の両側に互いに垂直方向にずらして交換可能
   に取り付けるための装置とが設けられていて、こ
   の場合上部ガイドバー２５が中央案内部材２４の
   上方部分２７に、かつ下部ガイドバー２６が下方
   部分２８に設けられており、 中央案内部材２４の下方部分２８と上部ガイド
   バー２５とによつて上方の溝４６が形成され、中
   央案内部材２４の上方部分２７と下部ガイドバー
   ２６とによつて下方の溝４７が形成されており、 両溝４６，４７が薄板材料の縁を滑動可能に受
   け入れて案内するような大きさを有している ことを特徴とするＺ字形バー構造体。 １６ 各案内溝４６，４７がその全長の少なくと
   も一部のわたつてテーパを成している、特許請求
   の範囲第１５項記載のＺ字形バー構造体。 １７ 各案内溝４６，４７が一端の近くから他端
   の近くまでテーパしている、特許請求の範囲第１
   ６項記載のＺ字形バー構造体。 １８ 案内溝４６，４７の高さを変えるために、
   中央案内部材２４に両ガイドバー２５，２６を調
   節可能に取り付けるための装置が設けられてい
   る、特許請求の範囲第１５項記載のＺ字形バー構
   造体。 １９ 両ガイドバー２５，２６をそれぞれ調節可
   能に取り付けるための装置が、両ガイドバー２
   ５，２６をそれぞれ入口端部１９の近くで中央案
   内部材２４に旋回可能に連結する装置を有してい
   る、特許請求の範囲第１８項記載のＺ字形バー構
   造体。 ２０ 上方の案内溝４６及び下方の案内溝４７
   が、Ｚ字形バー構造体の全長の少なくとも一部に
   わたつて互いに垂直方向に間隔をおいて位置して
   いる、特許請求の範囲第１６項、第１８項及び第
   １９項のいずれか１項記載のＺ字形バー構造体。 ２１ 案内溝４６，４７のうちの少なくとも一方
   が他方の案内溝に向かつて接近していて、両案内
   溝が中央案内部材２４の全長の少なくとも一部に
   わたつて垂直方向で互いに接近している、特許請
   求の範囲第２０項記載のＺ字形バー構造体。 ２２ 上方の案内溝４６と下方の案内溝４７とが
   ほぼ垂直方向において互いに整合していて、Ｚ字
   形バー構造体の出口端部２０の近くで同一水平平
   面に位置して互いに連通し、薄板材料の対向縁
   が、Ｚ字形バー構造体の出口端部２０の近くで互
   いに強制的に突き合わせられるようになつてい
   る、特許請求の範囲第２１項記載のＺ字形バー構
   造体。 ２３ Ｚ字形バー構造体の出口端部近くにおける
   各案内溝の高さが、薄板材料の層の厚さとほぼ同
   じ寸法を有している、特許請求の範囲第２２項記
   載のＺ字形バー構造体。