WO2004018135A1

WO2004018135A1 - 溶接方法、溶接システム及び溶接治具

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Publication number: WO2004018135A1
Application number: PCT/JP2003/010297
Authority: WO
Inventors: Naoji Yamaoka; Yoshimasa Iwaguchi; Takashi Shimada; Setsuo Arai; Toshio Ishii
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2003-08-13
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2005-02-22
Also published as: EP1552900A1; US20090206146A1; EP1552900A4; EP1552900B1; US20060151572A1; AU2003255026A1; US7544912B2

Abstract

スプリング（６４）を有する複数のアタッチメント（２４）により、燃料タンク（１２）の外側板（１４）を保持し、インナー治具（２０）によって内側板（１６）の位置決めを行う。アタッチメント（２４）は、シリンダ（２８）によって開閉するクランプアーム（２６）に取り付けられる。外側板（１４）と内側板（１６）との重ね合わせの部分を溶接する際、溶接により生じる熱変形はスプリング（６４）によって吸収される。溶接点が接近する順に、アタッチメント（２４）を燃料タンク（１２）から離間させる。

Description

明細書溶接方法、溶接システム及び溶接治具技術分野

本発明は、自動二輪車の燃料タンクを溶接する際の溶接方法、溶接システム及び溶接治具に関し、特に、溶接による熱歪みの影響を軽減する溶接方法、溶接システム及び溶接治具に関する。背景技術

図 1 5に示すように、自動二輪車における燃料タンク 2 0 0は、一般的に外側板 2 0 2と内側板 2 0 4の底部が溶接されている。外側板 2 0 2と内側板 2 0 4 は、端部がそれぞれ下方に折り曲げられてフランジ 2 0 6を形成し、このフランジ 2 0 6をシ一ム溶接することが一般的である。

自動二輪車のうち、ハンドルの位置が高く、搭乗者が上半身を略直立させた状態で操作する種類のもの、所謂、アメリカンタイプの自動二輪車においては、燃料タンク 2 0 0の美観が特に重要視されている。このように美観が必要とされる燃料タンク 2 0 0では、溶接されたフランジ 2 0 6が露出していることは好ましくない。また、フランジ 2 0 6の高さだけ燃料タンクの重心は上方に偏位していることになり、自動二輪車の低重心化を進める上で不都合である。

さらに、フランジ 2 0 6が存在することにより、燃料タンク 2 0 0の容量が制限されている。

シーム溶接によるフランジが下方に突出することのない構造の燃料タンクとして、フランジを内側に折り曲げる技術が提案されている（例えば、特開平 1 0— 7 6 9 8 5号公報参照）。しかし、この技術では、フランジの上部に無駄なスぺースが存在し、燃料タンクの容量が制限される。

また、フランジのない構造の燃料タンクを製作するためには、熟練溶接工がァーク溶接等により溶接を行う必要がある。ロポットを用いた自動的な溶接を行う場合には、燃料夕ンクを堅固に固定しておくので熱歪みの逃げ場がないことからクラックが発生しやすく、歩留まりが悪い。クラックが発生した場合は、熟練溶接ェによる補修が必要である。発明の開示

本発明は上記の課題を考慮してなされたものであり、自動二輪車の燃料タンクを溶接する際に、溶接による熱歪みの影響を軽減し、クラックの発生を抑止することを可能にする溶接方法、溶接システム及び溶接治具を提供することを目的とする。

本発明に係る溶接方法は、 1つ又は複数のアタッチメントを備え、自動二輪車の燃料タンクに対して前記アタッチメントを当接及び離間させる複数の開閉機構を用いて、前記燃料タンクを溶接する溶接方法であって、前記開閉機構により前記ァ夕ツチメントを前記燃料タンクに当接させて前記燃料夕ンクを保持するステップと、溶接が行われる溶接点が溶接線に沿って移動する際に、前記溶接点が接近する順に、前記開閉機構により前記燃料夕ンクから前記ァタツチメントを離間させるステップと、を行うことを特徵とする。

このように溶接点が溶接線に沿って移動する際に、溶接点が接近する順に燃料タンクからアタッチメントを離間させるようにすると、溶接による熱歪みの影響を軽減し、クラックの発生を抑止することができる。

この場合、前記アタッチメントは、弾性体を介して前記燃料タンクを保持するようにすると、アタッチメントを燃料タンクに当接させている間も溶接による熱歪みの影響を軽減することができる。

また、前記燃料タンクは、端部が内方に狭まった外側板と、前記外側板と溶接される内側板と、を有し、前記アタッチメントは、前記外側板の端部外面と前記内側板の端部内面とを重ね合わせ、若しくは、前記外側板の端部と前記内側板の端部とを突き合わせた状態で保持するようにしてもよい。このような状態で燃料タンクを保持することにより、内側板と外側板との位置がそれぞれ正確に設定される。また、このような状態で溶接を行うことにより、燃料タンクをフランジのない形状にすることができる。

前記アタッチメントと前記燃料タンクとの当接点と最も接近した溶接線上の基準点に対して、前記溶接点が前記基準点まで 2 0 [mm] 以下の距離に接近したときに、前記開閉機構により前記燃料タンクから前記アタッチメントを離間させるとよい。

本発明に係る溶接システムは、端部が内方に狭まった外側板と、前記外側板と溶接される内側板と、を有する自動二輪車の燃料タンクを溶接するための溶接システムであって、 1つ又は複数のアタッチメントを備え、自動二輪車の燃料タンクに対して前記アタッチメントを当接及び離間させる複数の開閉機構と、溶接を行う自動動作可能な溶接機と、前記開閉機構及び前記溶接機に接続されるコントローラと、を有し、前記コントローラは、前記開閉機構により前記アタッチメントを前記燃料タンクに当接させて前記燃料タンクを保持させた後、前記溶接機により溶接が行われる溶接点の位置と、前記アタッチメントの位置とを判断し、前記溶接点の前記アタッチメントに対する相対的な位置が所定の基準を満たすときに、前記開閉機構の少なくとも 1つを動作させ、前記アタッチメントを前記燃料タンクから離間させることを特徴とする。

本発明に係る溶接治具は、自動二輪車の燃料タンクを溶接する際に前記燃料夕ンクを保持する溶接治具であって、弾性体を介して前記燃料夕ンクを保持する複数のアタッチメントを有することを特徴とする。

このように、弾性体を介して燃料タンクを保持することにより、溶接による熱歪みの影響を軽減し、クラックの発生を抑止することができる。

この場合、前記アタッチメントは、開閉機構を具備するアームに取り付けられ、前記アームは、全開時には前記燃料タンクが着脱可能な開度に開き、全閉時にはストッパによって位置決めされ、前記燃料タンクを前記アタッチメントにより保持するようにしてもよい。

このような構成により、溶接治具に対する燃料タンクの着脱を容易に行うことができる。また、ストツバによりアタッチメントの位置を正確に設定することができる。また、前記アタッチメントは、前記燃料タンクを保持する押圧力を調整するための押圧力調整部を有するようにしてもよい。押圧力調整部により、アタッチメン卜が燃料タンクに接触する際の押圧力と、溶接時における熱変形の許容量を調整することができる。

さらに、前記燃料タンクの外側板を支持するアウター治具と、前記燃料タンクの内側板を支持するインナー治具と、を有し、前記アタッチメントは、前記ァゥター治具に備えられており、前記アタッチメントは、前記外側板の略側方及び Z 又は略端部を保持するようすると、燃料タンクの内側板と外側板とがそれぞれ保持されて位置が正確に設定される。

前記燃料タンクの外側板は、端部が内方に狭まっており、前記アタッチメントは、前記外側板の端部外面と前記内側板の端部内面とを重ね合わせ、若しくは、前記外側板の端部と前記内側板の端部とを突き合わせた状態に保持するようにしてもよい。このように外側板と内側板とを保持することにより燃料タンクをフランジのない形状にすることができる。

さらにまた、前記燃料タンクの上面に設けられた給油口に挿入されて、前記燃料タンクの内部に接触して保持する位置決め機構を設けてもよい。位置決め機構によって溶接治具に対して燃料タンクを迅速、かつ正確に設定することができる前記ァタツチメントの先端部で前記燃料夕ンクと当接する部分に、任意の方向に傾動可能な傾動機構を設けてもよい。図面の簡単な説明

図 1は、本実施の形態に係る溶接システムの概略図である。

図 2は、本実施の形態に係る溶接治具と自動二輪車の燃料タンクの斜視図である。

図 3は、本実施の形態に係る溶接治具と自動二輪車の燃料タンクの正面断面図である。

図 4は、本実施の形態に係る溶接治具と自動二輪車の燃料夕ンクの一部省略側面図である。

図 5は、シリンダ、クランプア一ム、アタッチメント及びその周辺部を示す正面図である。

図 6は、アタッチメントの断面図である。

図 7は、フックを上昇させた状態の位置決め機構の正面図である。

図 8は、フックを下降させた状態の位置決め機構の正面図である。

図 9は、インナ一治具、内側板及び外側板の斜視図である。

図 1 0は、コントローラの構成を示すブロック図である。

図 1 1は、本実施の形態に係る溶接システムを用いて溶接を行う方法を示すフローチャー卜である。

図 1 2は、溶接の経路を示す模式図である。

図 1 3は、アタッチメントにより外側板を押圧しながら溶接を行う様子を示す模式図である。

図 1 4は、溶接線、当接点、基準点及び溶接点を示す模式図である。

図 1 5は、フランジを有する燃料タンクの斜視図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明について実施の形態を挙げ、添付の図 1〜図 1 4を参照しながら説明する。本実施の形態に係る溶接方法、溶接システム 1 0及び溶接治具 1 0 a は自動二輪車用の燃料タンク 1 2を溶接するためのものである。

図 1に示すように、溶接システム 1 0は、燃料タンク 1 2を保持する溶接治具 1 0 a (図 2参照）と、該溶接治具 1 0 aによって保持された燃料タンク 1 2を所定の位置に設定する治具用ロポット 1 0 と、溶接処理を行う溶接ロポッ卜（溶接機） 1 0 cと、コントローラ 1 0 dとを有する。コントローラ 1 0 dは溶接治具 1 0 aのシリンダ 2 8 (図 2参照）、位置決め機構 4 4 (図 7参照）、治具用ロポット 1 0 b及び溶接ロポット 1 0 cに接続されており、溶接システム 1 0 の全体的な制御を行う。

図 2に示すように、溶接治具 1 0 aは、自動二輪車の燃料タンク 1 2の外側板 1 4と内側板 1 6とを溶接する際の固定用の治具であり、外側板 1 4を支持するアウター治具 1 8と、内側板 1 6を支持するインナー治具 2 0とを有する。燃料タンク 1 2は、図 2における右側が前方ひ、ンドル側）であり左側が後方（シート側）である。また、燃料タンク 1 2は上下が反転した状態に載置されている。アウター治具 1 8は治具用ロポット 1 0 b (図 1参照）の先端部に設けられており、溶接処理が行われる所定の位置に設定される。溶接処理は溶接口ポット 1 0 cが行う。治具用ロポット 1 0 b、溶接ロポット 1 0 c及びシリンダ 2 8等はコントローラ 1 0 dによって制御される。

燃料タンク 1 2の外側板 1 4は、図 2に示す状態における下方部が複数の下方支持部材 2 2によって支持され、略側方及び略端部が複数のアタッチメント 2 4 によって支持される。それぞれのアタッチメント 2 4は、 2つ又は 3つ毎に 1本のクランプアーム (アーム） 2 6に取り付けられている。クランプアーム 2 6は左右対称に 4本ずつの計 8本が設けられており、シリンダ 2 8によりそれぞれ個別に開閉可能である。

図 3及び図 4に示すように、外側板 1 4の端部 1 5は内方に狭まつており、この外側板 1 4の端部外面に、内側板 1 6の端部内面が重ね合わさつている。この状態において溶接ロポット 1 0 cにより外側板 1 4と内側板 1 6との重ね合わせの端部である接触部 1 2 0 (図 1 3参照）を溶接し、すみ肉継手の片側溶接（ one side welding of fillet joint) を行う。外側板 1 4の下部には給油口 3 6が設けられている。

アウター治具 1 8は、給油口 3 6の略下方から後方に向けて外側板 1 4の下面と略一定の間隔で延在する 2枚の縦フレーム 3 8と、'該縦フレーム 3 8から横方向、斜め前方及び斜め後方に延在する左右それぞれ 4つずつの補助フレーム 4 0 とを有する。補助フレーム 4 0の上面には外側板 1 4を下から支持する複数の下方支持部材 2 2が設けられている。縦フレーム 3 8の後端部には外側板 1 4の後端側方を支持する後端支持部材 4 2が設けられている。下方支持部材 2 2及び後端支持部材 4 2は、例えばナイロン等の樹脂材を用いるとよい。

2つの縦フレーム 3 8の前端部には、給油口 3 6の内部に挿入され、燃料タンク 1 2を内部から保持する位置決め機構 4 4が設けられている。

図 5に示すように、補助フレーム 4 0のそれぞれの先端部には、クランプア一ム 2 6を開閉するためのベース板 4 6及びシリンダ 2 8が設けられており、これらのベース板 4 6及びシリンダ 2 8が開閉機構 4 7を構成している。シリンダ 2 8は、シリンダチューブ 2 8 aの一部がベース板 4 6に軸支されて揺動可能である。シリンダ 2 8はロッド 2 8 bを伸縮させてクランプアーム 2 6を開閉させる

'ーム 2 6の下部はベース板 4 6の上部の軸 4 6 aに軸支されており揺動可能である。クランプアーム 2 6の下部には外方にやや突出した突出部 2 6 aが設けられており、この突出部 2 6 aはシリンダ 2 8のロッド 2 8 bの先端部に軸支されている。クランプアーム 2 6の下部には内方にやや突出したストッパ 2 6 bが設けられている。該ストッパ 2 6 bは、クランプア一ム 2 6が閉じるときにベース板 4 6の上面に当接することによりクランプアーム 2 6の位置決めが行われる。

クランプアーム 2 6は、開閉機構 4 7によって閉じられた状態において、軸 4 6 aから上方に向かって延在する第 1アーム部 2 6 cと、第 1アーム部 2 6じの先端に設けられ、やや内方に傾斜した第 2アーム部 2 6 dと、第 2アーム部 2 6 dの先端に設けられ、第 2アーム部 2 6 dよりさらに内方に傾斜した第 3アーム部 2 6 eとを有する。このような構成により、クランプアーム 2 6を閉じたときには、クランプアームと外側板 1 4との間隔は略一定になる。なお、第 3アーム部 2 6 eは、設定箇所により省略可能である（図 4参照）。

第 1アーム部 2 6 c、第 2アーム部 2 6 d及び第 3ァ一ム部 2 6 eにはそれぞれアタッチメント 2 4が取り付け可能な孔 4 8が設けられており、各クランプアーム 2 6には 2つ又は 3つのアタッチメント 2 4が取り付けられている。

図 6に示すように、アタッチメント 2 4は、クランプアーム 2 6の孔 4 8に取り付けられる筒体 5 0と、筒体 5 0の中心孔 5 2に沿って移動可能なアタッチメント軸 5 4と、アタッチメント軸 5 4の先端に設けられた受け板 5 6と、筒体 5 0の先端部外周面に設けられたねじ溝 5 8に螺合する調整ナツト 6 0 (押圧力調整部）と、調整ナット 6 0に適合するヮッシャ 6 2と、ばね受け板とヮッシャ 6 2との間に設けられたスプリング（弾性体） 6 4とを有する。

受け板 5 6の先端部にはポール 6 6と、該ポ一ル 6 6に対して摺動しながら任意の方向へ傾動可能な当接部（傾動機構） 6 8とが設けられている。当接部 6 8 は 2つの部品 6 8 a、 6 8 bから構成されていてポール（傾動機構） 6 6を挾んでいる。

筒体 5 0の後端外周面に設けられたねじ溝 7 0には固定ナツト 7 2が螺合し、筒体 5 0の略中央部の環状突出部 7 4と固定ナット 7 2によりクランプアーム 2 6を挟んで固定する。環状突出部 7 4とクランプアーム 2 6との間には、必要に応じてアタッチメント 2 4のクランプアーム 2 6に対する突出長さを調整する 1 枚又は複数枚の環状シム 7 6を挿入する。

筒体 5 0の内面には、潤滑機能を持つ円筒形のブッシュ 7 8が挿入されている。アタッチメント軸 5 4はこのブッシュ 7 8に対して滑らかに摺動可能である。アタッチメント軸 5 4の後部にはやゃ細径のねじ部 8 0が設けられ、該ねじ部 8 0にはつまみ 8 2 (押圧力調整部）とエンドストッパ 8 4 (押圧力調整部）とが螺合している。つまみ 8 2とエンドストッパ 8 4とを回すことによりスプリング 6 4の圧縮量とアタッチメント軸 5 4の張り出し量とを調整することができ、この調整後、つまみ 8 2とエンドストッパ 8 4とは互いに締め合うダブルナット機能により固定される。

また、調整ナット 6 0を回すことによってスプリング 6 4の圧縮量を調整することができる。すなわち、スプリング 6 4の圧縮量は、つまみ 8 2、エンドストッパ 8 4及び調整ナット 6 0によって調整可能である。実際上、つまみ 8 2及びェンドストッパ 8 4によって粗調整を行い、調整ナツト 6 0によって微調整を行うとよい。

さらに、当接部 6 8の先端が外側板 1 4によって押動されるときには、ァタツ -軸 5 4は後端側へ向かって移動する。このときアタッチメント軸 5 4は 6 4を圧縮し、この弾発力に応じた距離を移動する。

図 7に示すように、位置決め機構 4 4は、 2つの縦フレーム 3 8の中間部において給油口 3 6の下部に設けられている。位置決め機構 4 4の上部は給油口 3 6 に揷入されている。位置決め機構 4 4は、枠体 8 6に固定された揷入部材 8 8と、ロッド 9 0によって昇降する移動部材 9 2と、移動部材 9 2に軸支され、移動部材 9 2が下降したときにやや外方へ傾斜する 2つのフック 9 4とを有する。挿入部材 8 8の横幅 Dは給油口 3 6の内径よりやや小径に設定されている。

2つのフック 9 4は上方に延在する板であり、それぞれ左右対称に設定されている。フック 9 4は、上部がやや外方へ突出する突出部 9 4 aと、長手方向の長孔 9 4 bと、下部の揺動孔 9 4 cとを有する。長孔 9 4 bの下部は外方へ向かつてやや曲がっている。

揷入部材 8 8における略中央高さには、左右対称の 2つの固定支軸 8 8 aが突出している。移動部材 9 2の上部には、左右対称の 2つの移動支軸 9 2 aが突出している。固定支軸 8 8 a及び移動支軸 9 2 aは、図 7の紙面における手前側に突出しており、固定支軸 8 8 aはフック 9 4の長孔 9 4 bに挿入され、移動支軸 9 2 aはフック 9 4の揺動孔 9 4 cに嵌合している。

外側板 1 4をァウタ一治具 1 8に載置するとき、シリンダ（図示せず）によりロッド 9 0を上方に移動させておく。このとき、 2つのフック 9 4は内方に傾斜し挿入部材 8 8の横幅 D内に収まる。外側板 1 4をアウター治具 1 8に載置すると、揷入部材 8 8の上部及びフック 9 4の上部は給油口 3 6に揷入される。図 8に示すように、ロッド 9 0を下降させると、移動部材 9 2及びフック 9 4 も下降する。フック 9 4は長孔 9 4 bに挿入された固定支軸 8 8 aによって案内され、外方へ傾斜する。フック 9 4の突出部 9 4 aは給油口 3 6の内径以上に張り出し、さらに下降することで給油口 3 6の端部に当接して外側板 1 4を保持する。

図 9に示すように、ィンナ一治具 2 0は、長尺な上板 1 0 0と、該上板 1 0 0 の後端部に突出する延長棒 1 0 2と、上板 1 0 0の上面に設けられた取手 1 0 4 と、上板 1 0 0の下面に固定され、内側板 1 6の形状に適合した複数のナイロン材の押さえ板 1 0 6とを有する。延長棒 1 0 2の後端部及び最前方の押さえ板 1 0 6 aには連結レバ一 1 0 8が設けられている。それぞれの押さえ板 1 0 6は、上板を中心として張り出した左右対称の形状であり、左右の端面又は下面が内側板 16の形状と適合している。連結レバー 108は、アウター治具 18の前後に設けられた連結フック 110 (図 2参照）に係合される。

図 10に示すように、コントローラ 10 dは、溶接ロボット 10 cを制御する溶接ロボット制御部 130と、治具用ロポット 10 bを制御する治具用ロポット制御部 132と、位置決め機構 44のロッド 90を昇降させる位置決め制御部 1 34と、 8本のシリンダ 28をそれぞれ制御する第 1〜第 8シリンダ制御部 13 6、 138、 140、 142、 144、 146、 148、 150とを有する。溶接ロポット制御部 130及び治具用ロボット制御部 132は、それぞれ図示しないモータドライバを介して溶接口ポット 10 c、治具用口ポット 10 bを動作させる。また、溶接口ポット制御部 130及び治具用ロボット制御部 132は、フイードパック信号によって、溶接ロボット 10 c、治具用口ポット 10 bの姿勢や各部の位置、速度を検出可能である。位置決め制御部 134と位置決め機構 4 4との間、及び第 1〜第 8シリンダ制御部 136〜 150と各シリンダ 28との間には図示しない空気圧バルブが設けられており、該空気圧バルブの作用によつてロッド 90ゃシリンダ 28が動作を行う。

また、コントローラ 10 dは、主制御部である溶接制御部 152を有し、該溶接制御部 152には、溶接ロポット制御部 130及び治具用ロポット制御部 13 2とデータの授受を行う溶接点判断部 154が設けられている。溶接点判断部 1 54は、第 1〜第 8シリンダ制御部 136〜150に対して制御指令を与える。次に、このように構成される溶接システム 10及び溶接治具 10 aを用いて自動二輪車の燃料タンク 12の外側板 14と内側板 16とを溶接する方法について図 1 1〜図 14を参照しながら説明する。以下の手順は基本的にコントローラ 1 0 dが行い、一部のセッティング作業を作業員が行うようにしている。

溶接は、図 12の溶接順序を表す点 Q 1〜Q 6及び Q 7~Q 12で示すように、左右 2回行う。点 Q 1〜Q 12はそれぞれ溶接線 V上の点であり、このうち点 Q1は開始点であり、点 Q 6は一時停止点であり、点 Q 7は再開始点であり、点 Q 12は終了点である。また、点 Q 2〜Q 6及び点 Q 8〜Q 11は、それぞれ近傍に配置されているクランプア一ム 2 6の有する前記ァタツチメント 2 4と燃料タンク 1 2との当接点 P (図 1 3及び図 1 4参照）と最も接近した溶接線 V上の基準点である。

燃料タンク 1 2の中心線上であって、最も前方の点 Q 1から溶接を開始し、順に点 Q 2〜Q 6へと溶接を行う。点 Q 6は、燃料タンク 1 2の中心線上であって、最も後方の点である。点 Q 6まで溶接を行った後、一度溶接を中断して点 Q 7 に移動する。点 Q 7は、点 Q 1の近傍の点であり、重ね溶接部ができるような箇所に設定されている。点 Q 7から再度溶接を開始し、順に点 Q 7〜Q 1 2へと溶接を行う。点 Q 1 2は点 Q 7の近傍の点であり、重ね溶接部ができるような箇所に設定されている。このような経路の溶接は、溶接口ポット 1 0 c (図 1参照）の動作によって行われるが、治具用口ポット 1 0 b (図 1参照）が協動しながら溶接を行うようにしてもよい。

具体的には、図 1 1のステップ S 1において、アウター治具 1 8のクランプアーム 2 6を開く（図 5参照）とともにロッド 9 0 (図 7参照）及びフック 9 4を上昇させておく。この状態において、作業員は、燃料タンク 1 2の外側板 1 4を給油口 3 6を下に向けた状態で下方支持部材 2 2の上に載置する。このとき、給油口 3 6に位置決め機構 4 4の挿入部材 8 8を挿入して外側板 1 4を載置する。フック 9 4は上方に変位させておくことにより給油口 3 6の内径より狭い幅に設定されるので、フック 9 4と給油口 3 6が干渉することがない。また、揷入部材 8 8の横幅 Dは給油口 3 6の内径よりやや狭く設定されているので、給油口 3 6 に揷入部材 8 8の上部を挿入することによってアウター治具 1 8に対する外側板 1 4との位置を簡便かつ正確に設定することができる。

次に、ステップ S 2において、位置決め機構 4 4のロッド 9 0を下降させることにより移動部材 9 2及び 2つのフック 9 4を下降させる（図 8参照）。 2つのフック 9 4は下降するに従つて外側に傾斜し、突出部 9 4 aと給油口 3 6の端部とが当接する。これにより外側板 1 4はアウター治具 1 8に対して堅固に固定される。

次に、ステツプ S 3において、燃料タンク 1 2の内側板 1 6を外側板 1 4の上部に載置する。このとき、外側板 1 4の内方へ狭まった端部 1 5と内側板 1 6の周縁の端部とが略重なり合うように載置する。この後、内側板 1 6の上部にインナー治具 2 0を載置する。

次に、ステップ S 4において、 8つの各シリンダ 2 8を付勢することによりクランプアーム 2 6を閉じ、ストッパ 2 6 bをべ一ス板 4 6の上面に当接させる。このストッパ 2 6 bによりクランプアーム 2 6の位置が決定される。クランプアーム 2 6が閉じると、各アタッチメント 2 4の先端部である当接部 6 8は、外側板 1 4に当接する。このとき、当接部 6 8はスプリング 6 4を適度に圧縮しながら外側板 1 4に当接するのでスプリング 6 4の圧縮量に応じて外側板 1 4を押圧することになる。この押圧力は調整ナット 6 0又はつまみ 8 2の回転により調整可能であり、予め適度な押圧力となるように作業員が調整しておくとよい。アタッチメント 2 4の当接部 6 8が外側板 1 4を保持することにより、外側板 1 4の位置が設定されるので、例えば、外側板 1 4の自重による撓みを矯正できる。また、 8本のクランプアーム 2 6は、 4本ずつ左右対称に配置されているので、燃料タンク 1 2をバランスよく保持することができる。

また、当接部 6 8は、ポール 6 6を基準にして傾動可能な構造となっているので、先端面が外側面に対して片当たりすることなく、確実に当接する。

次に、ステップ S 5において、作業員は、インナー治具 2 0の両端部に設けられている連結レバ一 1 0 8を連結フック 1 1 0に係合する。インナ一治具 2 0の押さえ板 1 0 6は内側板 1 6に適合する形状なので、内側板 1 6は外側板 1 4に対して正確に位置決めされて固定される。

次に、ステップ S 6において、外側板 1 4と内側板 1 6とを溶接ロボット 1 0 c (図 1参照）により溶接を開始する。溶接方法は、溶接線（図 1 4参照） Vに沿って連続的な溶接が行われる溶接方法であって T I G (inert - gas tungst en - arc welding) 溶接、 M I G (inert - gas metal-arc welding) 溶接、レ一ザ溶接等、種々の溶接方法を採用することができる。

次に、ステップ S 7において、溶接線 Vに沿って溶接を行う。例えば、点 Q 1 から点 Q 2へ向けて溶接を行うとき、図 1 3及び図 1 4に示すように、内側板 1 6の端部と外側板 1 4との接触部 1 2 0に沿って電極 1 2 2 (又はアーク等) を移動させて溶接を行う。接触部 1 2 0には溶接ビード 1 2 4が形成されて内側板 1 6と外側板 1 4とが溶接されることになる。

ところで、溶接時の溶接部 Mは高温となって溶融するので、溶融に伴う変形が生じる。特に、ワークが拘束された状態であると、溶融部が冷却されて凝固する際に、変形が許容されずに内部に歪み（熱歪み）を持った溶接ビ一ド 1 2 4が形成されることになる。このような熱歪みを有する溶接ビード 1 2 4はクラックを発生することがある。

溶接治具 1 0 a,を用いた溶接においては、熱によって溶接ビ一ド 1 2 4が形成されて溶接部が膨張する場合、外側板 1 4は矢印 A 0で示されるように、外方に向かって押し出されるようにして変形する。このとき、アタッチメント 2 4の当接部 6 8と当接している当接点 Pは矢印 A Oに応じて力 A 1を受ける。この力 A 1は、矢印 A Oの向き、大きさ及び当接点 Pの位置によって決定され、略外方へ向かう力となる。

溶接点 Pは力 A 1によって当接部 6 8を介してスプリング 6 4を圧縮させる。力 A 1が小さいときにはスプリング 6 4の圧縮量は小さく、力 A 1が大きいときにはスプリング 6 4の圧縮量は大きい。

このようにして、当初の当接点 Pは、スプリング 6 4が圧縮されることによる弾発力と力 A 1とが釣り合う位置 P xまで変位することができる。従って、ァ夕ツチメント 2 4の作用によって、溶接後の高温時に、溶接ビード 1 2 4は熱歪みが吸収されながら凝縮することとなり、冷却後の溶接ビ一ド 1 2 4に含まれる熱歪みは非常に小さくなる。

また、当接点 Pと位置 P xとの距離は微少量であるから、この距離が寸法誤差として不都合を生じることはない。

図 1 3においては、溶接ビード 1 2 4の形成によって膨張する方向を示す矢印 A Oを外側板 1 4における端部の面と略一致する向きとして図示しているが、この矢印 A 0の方向はいかなる方向でも熱歪みを吸収することができる。つまり、矢印 A Oが外方に向いているときには、その向きと大きさに応じてアタッチメン卜 2 4のスプリング 6 4が圧縮されて熱歪みを吸収することができる。

さらに、矢印 A Oが内方に向いているときには、溶接ビ一ド 1 2 4が収縮しながら形成される場合であり、アタッチメント 2 4はこの収縮変形を拘束することはない。

さらにまた、このステップ S 7において、溶接点判断部 1 5 4は、溶接ロポット制御部 1 3 0及び治具用ロボット制御部 1 3 2から供給されるデータに基づいて、溶接が行われている溶接点 M (図 1 4参照）の位置を判断する。

次に、ステップ S 8において、溶接点判断部 1 5 4は、溶接点 Mの位置と、基準点（例えば点 Q 2 ) との距離 L 1を算出し、この距離 L 1と予め設定された距離 0との比較を行う。距離 L 0が距離 L 1より小さいときにはステップ S 7へ戻り溶接を続行する。距離 L 0が距離 L 1より大きいとき、例えば、図 1 2における溶接点 Mが、点 Q 2から距離 L 0の点 Bを越えたときにはステップ S 9へ移る。

ステップ S 9においては、溶接点判断部 1 5 4は、対応する開閉機構 4 7のシリンダ 2 8に指令を出してクランプアーム 2 6を開き、アタッチメント 2 4を燃料タンク 1 2から離間させる。例えば、図 1 2に示すように点 Q 2に向かって溶接を行っているときには、この点 Q 2に対応するシリンダ 2 8を制御する第 1シリンダ制御部 1 3 6 (図 1 0参照）に指令を与え、点 Q 2に対応するアタッチメン卜 2 4のみを開く。

アタッチメント 2 4によって外側板 1 4を保持しているときには、スプリング 6 4によって熱歪みを吸収することができるが、スプリング 6 4の弾発力によつて多少の拘束力があり、この拘束力に応じた弱い熱歪みが発生する可能性がある。このステップ S 9においては、アタッチメント 2 4を外側板 1 4から離間させることによって拘束力がなくなり、熱歪みの発生をさらに防止することができるなお、アタッチメント 2 4を離間させるタイミングが過度に早いと外側板 1 4 を保持するという本来の作用がなくなることとなるので、距離 L 0を適切な値に設定する必要がある。実際上、距離 L 0は 2 0 [mm] 以下の値とすることが好 3 010297

15 ましい。距離 L 0を 2 0 [mm] と設定し、溶接点 Mが点 Q 2から距離 L 0である 2 0 [mm] の点に達してアタッチメント 2 4を離間させたとき、点 Q 2から 2 5 [mm] 程度の箇所は溶接がすでに完了し、略凝固している。従って、ァ夕ツチメント 2 4が離間しても、外側板 1 4の位置がずれてしまうことはない。また、溶接が略完了している箇所についてのみアタッチメント 2 4を離間させるので、燃料タンク 1 2を保持する上での左右のバランスが崩れることがない。

次に、ステップ S 1 0において、溶接点 Mが点 Q 6に達したか否かを判断する。溶接点 Mが点 Q 6に達した場合、溶接を一度中断して点 Q 7へ移動する（ステップ S 1 1 ) 。この後ステップ S 6へ戻り、点 Q 7から点 Q 1 2へ向かって溶接を再開する。

次に、ステップ S 1 2において、溶接点 Mが点 Q 1 2に達したか否かを判断する。溶接点 Mが点 Q 1 2に未達の場合はステップ S 7へ戻る。溶接点 Mが点 Q 1 2に達した場合はステップ S 1 3へ移る。

ステップ S 1 3においては、溶接を終了する。溶接を終了した後、作業員は連結レバー 1 0 8を解除してインナー治具 2 0を取り外し、シリンダ 2 8のロッド 2 8 bを収縮させてクランプアーム 2 6を開く。さらに、位置決め機構 4 4の口ッド 9 0を上昇させて溶接の終了した燃料タンク 1 2を取り外す（ステップ S 1 4 ) 。

前記ステップ S 7、 S 8では、溶接点 Mと基準点（例えば点 Q 2 ) との位置関係をリアルタイム処理によって判断する例を示したが、この位置関係の判断は、例えば、基準点と溶接ロポット 1 0 cの姿勢とを予め関連付けておき、溶接ロボット 1 0 cが所定の姿勢になったときにアタッチメント 2 4を離間させるようにしてもよい。また、溶接の開始時からの計時処理により、所定時間後にアタッチメント 2 4を順次動作させるようにしてもよい。

上述したように、本実施の形態によれば、溶接時及び溶接後の高温時に、溶接ビード 1 2 4の熱歪みによる変形をアタッチメント 2 4のスプリング 6 4が吸収するので、冷却後の溶接ビード 1 2 4には熱歪みがほとんど含まれない。従って、溶接ビード 1 2 4にクラックが発生することを抑止し、歩留まりを向上させる 0297

16 ことができる。

また、アタッチメント 2 4は、クランプア一ム 2 6によって開閉することができるので、ワークである燃料タンク 1 2の着脱が容易である。クランプアーム 2 6の位置はストッパ 2 6 bにより正確に決められる。

さらに、アタッチメント 2 4の先端である当接部が外側板 1 4を押圧する力は、調整ナット 6 0及びつまみ 8 2によって調整することができる。

アウター治具 1 8には燃料タンク 1 2の給油口 3 6に揷入して固定する位置決め機構 4 4が設けられているので、アウター治具 1 8に対する燃料タンク 1 2の位置決めを迅速、力つ正確に行うことができる。インナ一治具 2 0によって燃料タンク 1 2の内側板 1 6の位置を外側板 1 4に対して正確に合わせることができる。

また、本実施の形態によれば、溶接点 Mが溶接線 Vに沿って移動する際に、溶接点 Mが接近する順に、燃料タンク 1 2からアタッチメント 2 4を離間させている。従って、燃料タンク 1 2の外側板 1 4の拘束力がなくなり、溶接による熱歪みの影響を軽減し、クラックの発生を抑止することができる。結果として、燃料タンク 1 2の歩留まりを向上させることができる。

また、アタッチメント 2 4は、スプリング 6 4を介して燃料タンク 1 2を保持するので、アタッチメント 2 4が燃料タンク 1 2を保持している最中にも溶接による熱歪みの影響を低減させることができる。

さらに、アタッチメント 2 4は、外側板 1 4の端部 1 5の外面と内側板 1 6の端部の内面とを重ね合わせた状態で保持して溶接を行うので、溶接の終了した燃料タンク 1 2にはフランジがない。従って、アメリカンタイプ等の美観が必要とされる自動二輪車の燃料タンクとして好適である。

上述の溶接治具 1 0 aは、 8本のクランプア一ム 2 6を有する例として説明したが、クランプアーム 2 6の本数は燃料タンク 1 2のサイズ及び形状によって適宜増減させてもよい。例えば、左右 2本ずつの計 4本のクランプアーム 2 6を設け、左右対称に配置するようにしてもよい。また、 1本のクランプアーム 2 6に取り付けられるアタッチメント 2 4は、燃料タンク 1 2のサイズ及び形状によつて適宜増減させてもよい。

なお、この発明に係る溶接方法、溶接システム及び溶接治具は、上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成乃至ステップを採り得ることはもちろんである。

Claims

請求の範囲

1. 1つ又は複数のアタッチメント（24) を備え、自動二輪車の燃料タンク（ 12) に対して前記アタッチメント（24) を当接及び離間させる複数の開閉機構（47) を用いて、前記燃料タンク（12) を溶接する溶接方法であって、前記開閉機構（47) により前記アタッチメント（24) を前記燃料タンク（ 12) に当接させて前記燃料タンク（12) を保持するステップと、

溶接が行われる溶接点（M) が溶接線（V) に沿って移動する際に、前記溶接点（M) が接近する順に、前記開閉機構（47) により前記燃料タンク（12) から前記アタッチメント（24) を離間させるステップと、

を行うことを特徴とする溶接方法。

2. 請求項 1記載の溶接方法において、

前記アタッチメント（24) は、弾性体（64) を介して前記燃料タンク（1 2) を保持することを特徴とする溶接方法。

3. 請求項 1記載の溶接方法において、

前記燃料タンク（12) は、端部が内方に狭まった外側板（14) と、前記外側板（14) と溶接される内側板（16) と、

¾r¾し、

前記アタッチメント（24) は、前記外側板（14) の端部外面と前記内側板 (16) の端部内面とを重ね合わせ、若しくは、前記外側板（14) の端部と前記内側板（16) の端部とを突き合わせた状態で保持することを特徴とする溶接方法。

4. 請求項 1記載の溶接方法において、

前記アタッチメント（24) と前記燃料タンク（12) との当接点（P) と最も接近した溶接線.（V) 上の基準点（Q2) に対して、前記溶接点（M) が前記基準点（Q2) まで 20 [mm] 以下の距離に接近したときに、前記開閉機構（ 47) により前記燃料タンク（12) から前記アタッチメント（24) を離間させることを特徴とする溶接方法。

5. 端部が内方に狭まった外側板（14) と、

前記外側板（14) と溶接される内側板（16) と、

を有する自動二輪車の燃料タンク（12) を溶接するための溶接システム（1 0) であって、

1つ又は複数のアタッチメント（24) を備え、自動二輪車の燃料タンク（1 2) に対して前記アタッチメント（24) を当接及び離間させる複数の開閉機構 (47) と、

溶接を行う自動動作可能な溶接機（10 c) と、

前記開閉機構（47) 及び前記溶接機（10 c) に接続されるコントローラ（ 10 d) と、

を有し、

前記コントローラ（10d) は、前記開閉機構（47) により前記アタッチメント（24) を前記燃料タンク（12) に当接させて前記燃料タンク（12) を保持させた後、

前記溶接機（10 c) により溶接が行われる溶接点（M) の位置と、前記ァタツチメント（24) の位置とを判断し、前記溶接点（M) の前記アタッチメント (24) に対する相対的な位置が所定の基準を満たすときに、前記開閉機構（4 7) の少なくとも 1つを動作させ、前記アタッチメント（24) を前記燃料タンク（12) から離間させることを特徴とする溶接システム。

6. 自動二輪車の燃料タンク（12) を溶接する際に前記燃料タンク（12) を保持する溶接治具（10 a) であって、

弾性体（64) を介して前記燃料タンク（12) を保持する複数のアタッチメン卜（24) を有することを特徴とする溶接治具。

7. 請求項 6記載の溶接治具において、

前記アタッチメント（24) は、開閉機構（47) を具備するアーム（26) に取り付けられ、

前記アーム（26) は、全開時には前記燃料タンク（12) が着脱可能な開度に開き、全閉時にはストッパ（26 b) によって位置決めされ、前記燃料タンク (12) を前記アタッチメント（24) により保持することを特徴とする溶接治

8. 請求項 6記載の溶接治具において、

前記アタッチメント（24) は、前記燃料タンク（12) を保持する押圧力を調整するための押圧力調整部（60) を有することを特徴とする溶接治具。

9. 請求項 6記載の溶接治具において、

前記燃料タンク（12) の外側板（14) を支持するアウター治具（18) と前記燃料タンク（12) の内側板（16) を支持するインナ一治具（20) とを有し、

前記アタッチメント（24) は、前記アウター治具（18) に備えられており、前記アタッチメント（24) は、前記外側板（14) の略側方及び Z又は略端部を保持することを特徴とする溶接治具。

10. 請求項 9の記載の溶接治具において、

前記燃料タンク（12) の外側板（14) は、端部が内方に狭まっており、前記アタッチメント（24) は、前記外側板（14) の端部外面と前記内側板 (16) の端部内面とを重ね合わせ、若しくは、前記外側板（14) の端部と前記内側板（16) の端部とを突き合わせた状態に保持することを特徴とする溶接治具。

11. 請求項 6記載の溶接治具において、

前記燃料タンク（12) の上面に設けられた給油口（36) に挿入されて、前記燃料タンク（12) の内部に接触して保持する位置決め機構（44) を有することを特徴とする溶接治具。

12. 請求項 6記載の溶接治具において、、

前記アタッチメント（24) の先端部で前記燃料タンク（12) と当接する部分は、任意の方向に傾動可能な傾動機構（68) を有することを特徴とする溶接治具。