JP6804064B2 - 縦型突合せ溶接装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、ステンレス、鉄、銅、アルミ等の帯状金属薄板の表面処理や熱処理等を連続的に行うライン、特に、帯状金属薄板をその幅方向を垂直にして搬送するメッキラインに設置されるものであり、メッキライン上を流れている垂直姿勢の先行の帯状金属薄板の後端に同じく垂直姿勢の後行の帯状金属薄板の先端を突合せ溶接により接合できるようにした縦型突合せ溶接装置に係り、特に、突合せ溶接した帯状金属薄板の溶接部を垂直姿勢の状態で圧延加工して溶接部の厚みや硬度、組織を均一化する圧延装置を備えた縦型突合せ溶接装置に関するものである。

一般に、ステンレスや鉄等の帯状金属薄板を連続的に供給しながら帯状金属薄板にメッキ処理を行うメッキラインにおいては、生産性の向上等を図るためにメッキライン上に通されている先行の帯状金属薄板の後端に後行の帯状金属薄板の先端を突合せ溶接により接合し、帯状金属薄板を連続して加工処理することが行われている。

従来、先行の帯状金属薄板と後行の帯状金属薄板を突合せ溶接する突合せ溶接装置としては、本件発明者が先に開発した特許第３９７４４６４号公報（特許文献１）、特許第４７３３５７８号公報（特許文献２）、特許第４９２７７８２号公報（特許文献３）、特許第５１８０８９８号公報（特許文献４）、特許第５１９９９２０号公報（特許文献５）、特許第５８０９３７８号公報（特許文献６）、特許第６３３８６２９号公報（特許文献７）、特開２０１８−６９３０６号公報（特許文献８）及び特開２０１８−１１４５２０（引用文献９）号公報等に開示された突合せ接合装置が知られている。

即ち、前記各突合せ溶接装置（突合せ接合装置）は、図示していないが、何れも先行の帯状金属薄板の後端部及び後行の帯状金属薄板の先端部を支持する水平な作業テーブルと、先行の帯状金属薄板の後端部及び後行の帯状金属薄板の先端部を幅方向に沿って切断する切断装置と、両帯状金属薄板の切断端同士を突き合せた状態でその突合せ部近傍を上方から押圧する左右の上部クランプと、両帯状金属薄板の突合せ部を突合せ溶接するＴＩＧ溶接用トーチを備えた溶接装置等をそれぞれ備えており、帯状金属薄板の突合せ溶接を高能率且つ高精度で行うことができる等の利点を有する。

また、帯状金属薄板の突合せ溶接においては、突合せ溶接した帯状金属薄板の溶接部の厚みが帯状金属薄板の厚みよりも厚くなったり、また、帯状金属薄板の溶接部及びその近傍が熱の影響を受けて硬度が高くなったり、組織が悪くなったりする等の問題が発生するため、前記突合せ溶接装置には、帯状金属薄板の溶接部を圧延加工して溶接部の厚みや硬度、組織を均一化する圧延装置を備えたものがある。

ところで、帯状金属薄板を連続的にメッキ処理するメッキ設備においては、通常コイル状に巻き取られた帯状金属薄板をアンコイラーから連続的に繰り出し、リコイラーで巻き取る間に、脱脂や酸洗等の前処理と、メッキ、水洗、乾燥、防錆等の後処理が連続的に行われており、前記帯状金属薄板は、通常その幅方向を水平にして搬送され、メッキ処理が施されている。

このように、帯状金属薄板をメッキ処理する際に、帯状金属薄板がその幅方向を水平にして横方向に搬送されていると、帯状金属薄板に弛みが生じて帯状金属薄板の正確な位置決めが困難になったり、メッキ処理液槽内のメッキ液が揺れたり、或いは、水平な帯状金属薄板の下面に化学変化等により生じた気泡等の逃げ道がなくなり、その結果、メッキに斑が生じて高品位なメッキ処理を行えなくなると言う問題があった。

一方、帯状金属薄板を連続的にメッキ処理するメッキ設備においては、上述したメッキ処理の問題を解決するため、帯状金属薄板をその幅方向を垂直にして搬送し、その間にメッキ処理を施すようにしたメッキ設備が使用に供されている。

しかしながら、上述した従来の各帯状金属薄板の突合せ溶接装置は、何れも水平姿勢で搬送される帯状金属薄板を突合せ溶接するものであり、垂直姿勢で横方向に搬送される帯状金属薄板には、対応しておらず、幅方向を垂直にして搬送される帯状金属薄板の突合せ溶接を行えないと言う問題があった。

そこで、本件発明者は、幅方向を垂直にして搬送される帯状金属薄板の突合せ溶接を行えるようにした縦型突合せ溶接装置を開発し、これを特許出願（特願２０１８−０８１９４２）している。

しかし、前記縦型突合せ溶接装置においても、未だ解決すべき問題点が残されている。

即ち、前記縦型突合せ接合装置においては、突合せ溶接した帯状金属薄板の溶接部を圧延加工する圧延装置を備えていないため、帯状金属薄板の溶接部を別の場所に設置した圧延装置により圧延加工しなければならず、取扱性や作業性に劣ると云う問題があった。

特許第３９７４４６４号公報 特許第４７３３５７８号公報 特許第４９２７７８２号公報 特許第５１８０８９８号公報 特許第５１９９９２０号公報 特許第５８０９３７８号公報 特許第６３３８６２９号公報 特開２０１８−６９３０６号公報 特開２０１８−１１４５２０号公報

本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、幅方向を垂直にして搬送される帯状金属薄板の突合せ溶接を行えると共に、突合せ溶接した帯状金属薄板の溶接部を垂直姿勢の状態で圧延加工できるようにした縦型突合せ溶接装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の縦型突合せ溶接装置は、幅方向を垂直にして搬送される先行の帯状金属薄板及び後行の帯状金属薄板の背面にそれぞれ面接触状態で当接し得る上下動自在な垂直姿勢の作業テーブルと、作業テーブルに設けられ、先行の帯状金属薄板の後端部及び後行の帯状金属薄板の先端部をそれぞれ幅方向に沿って切断する切断装置と、作業テーブルに設けられ、幅方向に沿って切断された先行の帯状金属薄板の後端部及び後行の帯状金属薄板の先端部を背面側から支持すると共に、両帯状金属薄板の突合せ部の背面に対向するバックバーを有する背面治具ユニットと、背面治具ユニットの前方位置に上下動自在に設けられ、先行の帯状金属薄板の後端と後行の帯状金属薄板の先端とを突き合せた状態で両帯状金属薄板の突合せ部近傍を背面治具ユニットのバックバーとで前後方向から挟持固定する左右の前部クランプと、両帯状金属薄板の突合せ部に沿って上下動し、両帯状金属薄板の突合せ部を突合せ溶接するＴＩＧ溶接用トーチを有する溶接装置と、突合せ溶接した両帯状金属薄板の溶接部を垂直姿勢の状態で圧延加工して溶接部の厚みや硬度、組織を均一化する圧延装置と、を備え、前記圧延装置は、切断装置の前面に取り付けられ、突合せ溶接した両帯状金属薄板の溶接部が当接する垂直姿勢の圧延台と、圧延台に前方へ突出する状態で設けた水平姿勢の圧延支持軸と、圧延台に前方へ突出する状態で設けられ、圧延支持軸に対向する水平姿勢の取付エンド部材と、両端部が圧延支持軸及び取付エンド部材にそれぞれ支持され、突合せ溶接した両帯状金属薄板の溶接部に沿う圧延シャフトと、圧延シャフトに当該圧延シャフトの軸線方向へ往復移動自在に支持された圧延移動台と、圧延移動台に回転自在に設けられ、圧延台に当接する両帯状金属薄板の溶接部上を転動する圧延ローラと、圧延移動台に設けられ、圧延ローラを圧延台側へ加圧する加圧手段と、を備えていることに特徴がある。

本発明の請求項２に記載の縦型突合せ溶接装置は、請求項１に記載の縦型突合せ溶接装置において、前記切断装置は、作業テーブルに埋設された状態となる待機位置と、作業テーブルの前面から前方へ突出して先行の帯状金属薄板の後端部及び後行の帯状金属薄板の先端部をそれぞれ幅方向に沿って切断する切断作業位置とに亘って、作業テーブルに前後方向へ移動可能に設けられ、また、前記圧延装置は、切断装置の前面に取り付けられていることに特徴がある。

本発明の請求項３に記載の縦型突合せ溶接装置は、請求項１に記載の縦型突合せ溶接装置において、前記圧延シャフトは、圧延シャフトの一端部が圧延支持軸に上下方向へ回動自在に支持されていると共に、圧延シャフトの他端部が取付エンド部材に着脱自在に取り付けられており、圧延台に対向して平行になる圧延位置と、圧延位置から外れて水平姿勢になる待避位置とを取り得るようになっていることに特徴がある。

本発明の請求項４に記載の縦型突合せ溶接装置は、請求項３に記載の縦型突合せ溶接装置において、前記圧延台に、圧延位置から待避位置に回動した圧延シャフトを待避位置に保持するシャフト保持機構を設けたことに特徴がある。

本発明の請求項５に記載の縦型突合せ溶接装置は、請求項４に記載の縦型突合せ溶接装置において、前記シャフト保持機構は、圧延台に設けられ、圧延シャフトの一部分が抜き差し自在に挿入される凹部を形成した保持具と、保持具に設けられ、保持具の凹部に挿入された圧延シャフトを凹部から抜け止めする締め付け具とを備えていることに特徴がある。

本発明の請求項６に記載の縦型突合せ溶接装置は、請求項３に記載の縦型突合せ溶接装置において、前記圧延支持軸と圧延シャフトとの間に、圧延位置から待避位置に回動した圧延シャフトを待避位置にロックし得ると共に、圧延シャフトのロック状態を解除し得るロック機構を設けたことに特徴がある。

本発明の請求項７に記載の縦型突合せ溶接装置は、請求項６に記載の縦型突合せ溶接装置において、前記ロック機構は、圧延シャフトの一端部に形成した回転用穴及び回転用穴に連通して回転用穴の内径よりも幅が狭い圧延シャフトの軸線方向に沿うスリット状の溝穴から成るガイド穴と、ガイド穴に挿通されて圧延支持軸の先端部に螺着され、ガイド穴内に位置する水平姿勢の板状軸部を有するロック用ボルトとを備えており、前記ロック用ボルトの板状軸部の幅は、ガイド穴の回転用穴の内周面に当接し、また、板状軸部の厚みは、ガイド穴のスリット状の溝穴に摺動自在に挿入されるようにそれぞれ設定されていることに特徴がある。

本発明の縦型突合せ溶接装置は、幅方向を垂直にして搬送される先行の帯状金属薄板の後端部及び後行の帯状金属薄板の先端部を支持する垂直姿勢の作業テーブルと、先行の帯状金属薄板の後端部及び後行の帯状金属薄板の先端部をそれぞれ幅方向に沿って切断する切断装置と、先行の帯状金属薄板の後端部及び後行の帯状金属薄板の先端部を支持する背面治具ユニットと、先行の帯状金属薄板の後端と後行の帯状金属薄板の先端とを突き合せた状態で両帯状金属薄板の突合せ部近傍を背面治具ユニットとで前後方向から挟持固定する左右の前部クランプと、両帯状金属薄板の突合せ部に沿って上下動し、両帯状金属薄板の突合せ部を突合せ溶接するＴＩＧ溶接用トーチを有する溶接装置と、を備えているため、幅方向を垂直にして搬送される帯状金属薄板の突合せ溶接を確実且つ良好に行うことができる。

また、本発明の縦型突合せ溶接装置は、作業テーブルを上下動自在としているため、例えば、メッキライン上を搬送されている帯状金属薄板の幅やメッキ設備の構造等によって帯状金属薄板の搬送ラインの高さが変わっても、帯状金属薄板の突合せ溶接を確実且つ良好に行うことができる。

更に、本発明の縦型突合せ溶接装置は、突合せ溶接した両帯状金属薄板の溶接部を垂直姿勢の状態で圧延加工する圧延装置を備えているため、両帯状金属薄板の溶接部の厚みや硬度、組織を均一化することができると共に、突合せ溶接した両帯状金属薄板の溶接部を別の場所に設置した圧延装置により圧延加工したりする必要もなく、取扱性や作業性に優れたものとなる。

更に、本発明の縦型突合せ溶接装置は、切断装置が、作業テーブルに埋設された状態となる待機位置と、作業テーブルの前面から前方へ突出して先行の帯状金属薄板の後端部及び後行の帯状金属薄板の先端部をそれぞれ幅方向に沿って切断する切断作業位置とに亘って、作業テーブルに前後方向へ移動可能に設けられているため、帯状金属薄板の搬送時や突合せ溶接時に切断装置が邪魔になると言うことがない。また、本発明の縦型突合せ装置は、圧延装置が切断装置の前面に取り付けられているため、作業テーブルに圧延装置を設置するためのスペースを取る必要がなく、作業テーブルのコンパクト化を図ることができる。

更に、本発明の縦型突合せ溶接装置は、圧延装置が、圧延台、圧延支持軸、取付エンド部材、圧延シャフト、圧延移動台、圧延ローラ、加圧手段を備え、圧延シャフトの一端部が圧延支持軸に上下方向へ回動自在に支持されていると共に、圧延シャフトの他端部が取付エンド部材に着脱自在に取り付けられており、且つ、圧延シャフトが、圧延台に対向して平行になる圧延位置と、圧延位置から外れて水平姿勢になる待避位置とを取り得るようになっているため、突合せ溶接した両帯状金属薄板の溶接部を圧延装置にセットしたり、或いは、圧延装置から取り外したりするのが容易になると共に、帯状金属薄板の搬送時に圧延装置が帯状金属薄板と干渉するのを防止することができる。

更に、本発明の縦型突合せ溶接装置は、圧延装置が、圧延移動台、圧延ローラ及び加圧手段を設けた圧延シャフトを待避位置に保持するシャフト保持機構又は待避位置にロックし得るロック機構を備えているため、突合せ溶接した両帯状金属薄板の溶接部を圧延装置にセットしたり、或いは、圧延装置から取り外したりするのがより一層容易になると共に、帯状金属薄板の搬送時に圧延装置が帯状金属薄板と干渉するのをより確実に防止することができる。

本発明の一実施形態に係る縦型突合せ溶接装置を示し、（Ａ）は縦型突合せ溶接装置の正面図、（Ｂ）は縦型突合せ溶接装置の右側面図、（Ｃ）は縦型突合せ溶接装置の背面図である。 キャビネット本体に設けた上下移動台を示し、（Ａ）は上下移動台の概略正面図、（Ｂ）は上下移動台の右側面図である。 切断装置の概略右側面図である。 切断装置の一部切欠き底面図である。 背面治具ユニットの正面図である。 背面治具ユニットの左側面図である。 背面治具ユニットの底面図である。 背面治具ユニットの要部の断面図である。 左右の前部クランプ及び溶接装置の平面図である。 左右の前部クランプ及び溶接装置の正面図である。 左右の前部クランプ及び溶接装置の側面図である。 ＴＩＧ溶接用トーチの縦断面図である。 突き合せた先行の帯状金属薄板と後行の帯状金属薄板を左右の前部クランプと背面治具ユニットとで挟持固定した状態の一部切欠き平面図である。 圧延装置の正面図である。 圧延装置の左側面図である。 図１４のイ−イ線拡大断面図である。 図１４のロ−ロ線拡大断面図である。 図１５のハ−ハ線拡大断面図である。 圧延装置の圧延シャフトをシャフト保持機構により待避位置に保持した状態の圧延装置の一部省略正面図である。 図１９のニ−ニ線断面図である。 図１９のホ−ホ線拡大断面図である。 圧延装置の他の例を示す正面図である。 図２２に示す圧延装置の左側面図である。 図２２に示す圧延装置の要部の一部切欠き拡大正面図である。 図２２に示す圧延装置の要部の一部切欠き拡大左側面図である。 図２２に示す圧延装置の圧延シャフトをロック機構により待避位置にロックする状態を示し、（Ａ）は圧延シャフトを圧延位置から待避位置へ回動させて圧延シャフトが非ロック状態の圧延装置の要部の一部切欠き拡大正面図、（Ｂ）は圧延シャフトを待避位置でロックした状態の圧延装置の要部の一部切欠き拡大正面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の縦型突合せ溶接装置を示し、当該縦型突合せ溶接装置は、主に、ステンレス、鉄、銅、アルミ等の帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２を連続的に供給しながら帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２にメッキ処理を行うメッキラインに設置されるものであり、幅方向を垂直（上下方向）にしてメッキライン上を流れている先行の帯状金属薄板Ｗ１の後端に、同じく幅方向を垂直（上下方向）にした後行の帯状金属薄板Ｗ２の先端を突合せ溶接により接合し、新しい後行の帯状金属薄板Ｗ２を先行の帯状金属薄板Ｗ１に引き続いてメッキライン上へ供給できるようにしたものである。

即ち、前記縦型突合せ溶接装置は、図１に示す如く、キャビネット本体１と、キャビネット本体１に上下動自在に設けられ、先行の帯状金属薄板Ｗ１の背面及び後行の帯状金属薄板Ｗ２の背面に面接触状態で当接し得る垂直姿勢の作業テーブル２と、作業テーブル２に設けられ、先行の帯状金属薄板Ｗ１の後端部及び後行の帯状金属薄板Ｗ２の先端部をそれぞれ幅方向に沿って切断する切断装置３と、作業テーブル２に設けられ、切断装置３により各帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２を幅方向に沿って切断する際に各帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２を背面側から真空吸着により作業テーブル２の前面へ吸引保持する切断用真空吸引機構４と、作業テーブル２に設けられ、先行の帯状金属薄板Ｗ１の後端部及び後行の帯状金属薄板Ｗ２の先端部を背面側から支持して両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部の背面に対向するバックバー３５を有する背面治具ユニット５と、背面治具ユニット５の前方位置に上下動自在に設けられ、先行の帯状金属薄板Ｗ１の後端と後行の帯状金属薄板Ｗ２の先端とを突き合せた状態で両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部近傍を背面治具ユニット５のバックバー３５とで前後方向から挟持固定する左右の前部クランプ６と、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部に沿って上下動し、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部を突合せ溶接するＴＩＧ溶接用トーチ５２を有する溶接装置７と、突合せ溶接した両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の溶接部を垂直姿勢の状態で圧延加工する圧延装置８を備えており、例えば、板厚が０．１ｍｍ〜０．５ｍｍで且つ幅が最大で４００ｍｍの帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２を突合せ溶接できるようになっている。

前記キャビネット本体１は、図１に示す如く、フレーム材及び金属板により縦長の直方体状に形成されており、キャビネット本体１の内部には、溶接用ガスボンベ９、溶接用電源装置（図示省略）、油圧ユニット（図示省略）、切断装置３及び溶接装置７等の制御装置（図示省略）等がそれぞれ格納されていると共に、キャビネット本体１の底面には、キャスター１０及びフットロック１１が設けられている。

また、キャビネット本体１の前面には、図１に示す如く、垂直姿勢の板状の上下移動台１２と、上下移動台１２に設けられ、背面が開放された開閉可能なボックス状の下部正面カバー１３と、下部正面カバー１３に固定され、切断装置３や溶接装置７等を作動させる各種スイッチ１４ａを備えた正面操作盤１４と、作業灯１５ａを備えた上部正面カバー１５とが設けられている。

前記上下移動台１２は、図２に示す如く、キャビネット本体１の前面に垂直姿勢で配設した案内レール１６ａ及び案内レール１６ａ上を摺動するスライダー１６ｂから成るリニアガイド１６を介してキャビネット本体１の前面に上下動自在に支持されており、モータ１７ａ、ピニオン１７ｂ及びラック１７ｃから成る移動台駆動装置１７によりキャビネット本体１の前面に沿って上下動するようになっている。この上下移動台１２の上下動に伴って下部正面カバー１３及び正面操作盤１４も上下動動するようになっている。

更に、キャビネット本体１の背面には、図１に示す如く、溶接条件等を設定して溶接電流や溶接速度等を表示するタッチパネル１８ａ及び設定用の各種スイッチ１８ｂを備えた主操作盤１８が設けられている。

前記作業テーブル２は、図１に示す如く、厚肉の金属板により矩形状に形成されており、上下移動台１２の前面に、テーブル面が前方を向く姿勢で且つ垂直姿勢で固定されている。この作業テーブル２の左側部分には、切断装置３が挿通される縦長の細長い開口２ａが形成されていると共に、作業テーブル２の幅方向中間位置には、背面治具ユニット５が収容される縦長の長方形状の開口２ｂが形成されている。

また、作業テーブル２の前面位置には、図５に示す如く、背面治具ユニット５を挟むようにして長尺ブロック状の位置決めストッパー１９が水平姿勢で設けられている。この位置決めストッパー１９は、作業テーブル２の前面に面接触状態で当接した先行の帯状金属薄板Ｗ１及び後行の帯状金属薄板Ｗ２の下辺を支持して両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向（上下方向）の位置決めを行うものである。

前記切断装置３は、図３及び図４に示す如く、帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２を挿通可能な垂直姿勢の板状の固定側部材２０と、固定側部材２０に帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向（上下方向）に沿う姿勢で固定された固定刃２１と、固定側部材２０にリニアレール２２を介して前後方向（図３の左右方向、図４の上下方向）へスライド自在に取り付けられ、帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２を挿通可能な垂直姿勢の板状の可動側部材２３と、可動側部材２３に固定刃２１に沿う姿勢で固定され、固定刃２１との協働作用により帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２を幅方向に沿って切断する可動刃２４と、固定側部材２０と可動側部材２３との間に介設され、可動刃２４が固定刃２１から離間するように可動側部材２３を前方（図３の左方向、図４の上方向）へ付勢する複数の圧縮コイルスプリング２５と、固定側部材２０と可動側部材２３との間に介設され、可動側部材２３を後退させて可動刃２４を固定刃２１側へ移動させる切断用流体圧シリンダ２６と、可動側部材２３に支持ピン２７を介して前後方向へ移動自在に支持され、帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の前面に面接触状態で当接し得るクッション材２８を貼り付けた押え板２９と、可動側部材２３と押え板２９との間に介設され、押え板２９を帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２側へ付勢する複数の圧縮コイルスプリング３０と、を備えており、可動刃２４が切断用流体圧シリンダ２６により固定刃２１側へ近づくときに、可動刃２４よりも先に押え板２９がクッション材２８を介して先行の帯状金属薄板Ｗ１の前面又は後行の帯状金属薄板Ｗ２の前面へ弾性的に当接し、各帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２を固定刃２１と押え板２９とでそれぞれ強固（切断時に帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２が動かないように）に挟持固定するようになっている。

そして、前記切断装置３は、作業テーブル２に前後方向（図３の左右方向、図４の上下方向）へ移動可能に設けられており、切断装置３の前面（可動側部材２３の前面）が作業テーブル２の細長い開口２ａ内に位置して作業テーブル２に埋設された状態となる待機位置（図３参照）と、切断装置３の前面（可動側部材２３の前面）が作業テーブル２の前面から前方へ突出して固定刃２１及び可動刃２４により先行の帯状金属薄板Ｗ１の後端部又は後行の帯状金属薄板Ｗ２の先端部をそれぞれ幅方向に沿って切断し得る切断作業位置（図４参照）と、を取り得るようになっている。

即ち、前記切断装置３は、作業テーブル２の細長い開口２ａの内周縁部に作業テーブル２の背面側へ突出する状態で取り付けた切断装置用取付板３１にリニアガイド３２を介して作業テーブル２の前後方向（図４の上下方向）へ移動自在に支持されており、切断装置用取付板３１と切断装置３との間に介設した前後移動用流体圧シリンダ３３を伸縮動作させることによって、待機位置（図３に示す位置）と切断作業位置（図４に示す位置）とを取り得るようになっている。

前記切断用真空吸引機構４は、図１（Ａ）に示す如く、前記作業テーブル２の切断装置３の近傍位置に設けられており、先行の帯状金属薄板Ｗ１の後端部又は後行の帯状金属薄板Ｗ２の先端部を切断装置３により切断する際に、先行の帯状金属薄板Ｗ１の後端部又は後行の帯状金属薄板Ｗ２の先端部を背面側から真空吸着により作業テーブル２の前面へ吸引保持するものである。

即ち、切断用真空吸引機構４は、作業テーブル２の切断装置３の片側位置に埋設状態で設けられ、帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向（図１の上下方向）に一定の間隔を空けて直列状に配置されると共に、真空吸引により帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の背面を吸引する複数の真空吸着盤４ａと、各真空吸着盤４ａにマニホールド（図示省略）、配管（図示省略）及び電磁弁（図示省略）等を介して接続された真空ポンプ（図示省略）とを備えており、帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅に応じて適宜の真空吸着盤４ａ（帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２に対向する真空吸着盤４ａのみ）が作動するように構成されている。尚、切断用真空吸引機構４は、作業テーブル２の切断装置３の両側位置にそれぞれ埋設状態で設けても良い。

前記背面治具ユニット５は、図５〜図７に示す如く、作業テーブル２に形成した開口２ｂ内に埋設状態で配設されており、少なくとも背面治具ベース３４と、背面治具本体３５と、バックバー３６と、センタープレート３７と、左右のクランプ３８と、溶接用真空吸引機構３９と、複数枚のクリップ板４０と、スタートタブ４１と、を備えている。

具体的には、前記背面治具ベース３４は、図７に示す如く、金属材により横断面形状が凹状に形成されており、作業テーブル２の開口２ｂ周縁部の背面側に複数本のボルト４２により固定されている。

前記背面治具本体３５は、背面治具ベース３４の前面に前後方向（図６の左右方向、図７の上下方向）へ移動可能に設けられており、先行の帯状金属薄板Ｗ１の後端部及び後行の帯状金属薄板Ｗ２の先端部を背面側から支持するものである。

この背面治具本体３５は、金属材により作業テーブル２の開口２ｂよりも若干小さい矩形の厚肉板状に形成されており、背面治具ベース３４にガイドブッシュ４３及びガイド軸４４を介して前後方向（図６の左右方向、図７の上下方向）へ移動可能に支持され、作業テーブル２の開口２ｂ内及び凹状の背面治具ベース３４内に位置するようになっている。

また、背面治具本体３５は、背面治具ベース３４の背面に設けた二つの背面治具本体用流体圧シリンダ４５により作業テーブル２の前面と面一になる待機位置（図６及び図７参照）と、作業テーブル２の前面から前方へ突出して前部クランプ６とで両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部近傍を前後方向から挟持する突出位置（図１３参照）とに亘って前後移動するようになっている。

前記バックバー３６は、図１３に示す如く、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部を突合せ溶接する際に、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部を背面側から支持するものであり、余分な熱を吸収してビードの溶け落ちや穴あき等を防止すると共に、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部の裏面側にアルゴンガス等のシールドガスを流して溶接部の酸化を防止するようになっている。

このバックバー３６は、銅材により厚肉の長尺板状に形成されており、幅方向中心部には、図８に示す如く、シールドガスが流れると共に、センタープレート３７が前後方向へ移動可能に挿通されるスリット状溝３６ａが形成されている。

また、バックバー３６は、背面治具本体３５の前面に形成した溝状の凹部３５ａに、帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向に沿う姿勢で且つ背面治具本体３５の前面と面一になるように嵌め込み固定されている。

前記センタープレート３７は、先行の帯状金属薄板Ｗ１の後端及び後行の帯状金属薄板Ｗ２の先端の位置決めを行うものであり、図８に示す如く、バックバー３６にバックバー３６の前面から前方へ突出可能に挿通されている。

このセンタープレート３７は、薄板の鋼板により長尺板状に形成されており、バックバー３６に形成したスリット状溝３６ａ内に前後方向へ移動可能に挿通されている。

また、センタープレート３７は、背面治具本体３５の背面に取り付けたセンタープレート用流体圧シリンダ４６により先端がバックバー３６のスリット状溝３６ａ内に収納される収納位置（図８の実線位置）と、センタープレート３７の先端部がバックバー３６の前面から前方へ数ミリ程度突出する突出位置（図８の一点鎖線位置）とに亘って前後方向（図８の上下方向）へ移動するようになっている。

前記左右のクランプ３８は、先行の帯状金属薄板Ｗ１の後端部と後行の帯状金属薄板Ｗ２の先端部とをそれぞれ背面治具本体３５の前面へ密着状態で保持固定するものであり、背面治具本体３５に配設されている。

即ち、左右のクランプ３８は、図５〜図７に示す如く、背面治具本体３５の下端部前面の左右位置に前後方向（図６の左右方向、図７の上下方向）へ移動可能に配設されており、背面治具本体３５の背面に固定されたクランプ用流体圧シリンダ３８ａと、クランプ用流体圧シリンダ３８ａのロッドに連結され、背面治具本体３５に支持された帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の前面に当接し得るクランプ板３８ｂと、クランプ板３８ｂの背面に貼り付けたウレタン部材等のクッション材３８ｃとを備えている。

而して、前記左右のクランプ３８によれば、クランプ用流体圧シリンダ３８ａの伸長時には、クランプ板３８ｂと背面治具本体３５の前面との間に帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の下辺を挿入できる間隙（図６及び図７参照）が形成され、また、クランプ用流体圧シリンダ３８ａの短縮時には、クランプ板３８ｂが後方（図６の左方向、図７の下方向）へ移動してクランプ板３８ｂの下面に貼り付けたクッション材３８ｃにより帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２を背面治具本体３５の前面へ保持固定するようになっている。

前記溶接用真空吸引機構３９は、図５に示す如く、背面治具本体３５のバックバー３６の両側に位置する部分に配設されており、先行の帯状金属薄板Ｗ１の後端部及び後行の帯状金属薄板Ｗ２の先端部を背面側から真空吸着により背面治具本体３５の前面へ吸引保持するものである。

即ち、溶接用真空吸引機構３９は、背面治具本体３５のバックバー３６の両側位置に埋設状態で設けられ、帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向に一定の間隔を空けて直列状に配置されると共に、真空吸引により帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の背面を吸引する複数の真空吸着盤３９ａと、各真空吸着盤３９ａにマニホールド３９ｂ、配管（図示省略）及び電磁弁（図示省略）等を介して接続された真空ポンプ（図示省略）とを備えており、帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅に応じて適宜の真空吸着盤３９ａ（帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２に対向する真空吸着盤３９ａのみ）が作動するように構成されている。

前記複数枚のクリップ板４０は、背面治具本体３５の前面に設けられており、先行の帯状金属薄板Ｗ１の後端部及び後行の帯状金属薄板Ｗ２の先端部を背面治具ユニット５にセットする際に、クリップ板４０自体の弾性力を利用して先行の帯状金属薄板Ｗ１の後端部及び後行の帯状金属薄板Ｗ２の先端部を背面治具本体３５の前面へ押圧保持するものである。

即ち、各クリップ板４０は、弾性を有する金属板により長方形状に形成されており、図５に示す如く、背面治具本体３５の上端部前面及び下端部前面にそれぞれ二枚ずつボルト４７により取り付けられ、各クリップ板４０の先端部が背面治具本体３５の前面へ弾性的に当接するようになっている。

背面治具本体３５の上端部前面に取り付けた二枚のクリップ板４０は、特に幅が広い先行の帯状金属薄板Ｗ１の後端部上辺及び後行の帯状金属薄板Ｗ２の先端部上辺を背面治具本体３５の前面へ押圧保持するものであり、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の上辺をそれぞれ二枚のクリップ板４０の下端部と背面治具本体３５の前面との間に挿入することによって、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の上辺を背面治具本体３５の前面へ押圧保持することができる。

一方、背面治具本体３５の下端部前面に取り付けた二枚のクリップ板４０は、先行の帯状金属薄板Ｗ１の後端部下辺及び後行の帯状金属薄板Ｗ２の先端部下辺を背面治具本体３５の前面へ押圧保持するものであり、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の下辺をそれぞれ二枚のクリップ板４０の上端部と背面治具本体３５の前面との間に挿入することによって、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の下辺を背面治具本体３５の前面へ押圧保持することができる。

前記スタートタブ４１は、バークバー３６の下端部に設けられており、初期アークを発生させるものである。このスタートタブ４１は、銅材により形成されており、バックバー３６の下端部にバックバー３６の前面に対して突出量を調整できるように埋設状態で設けられている。

前記左右の前部クランプ６は、ボックス状の下部正面カバー１３内に収納されて上下移動台１２の前方位置で上下方向（帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向）へ移動する溶接装置７の略枠状のフレーム５０の背面に、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向に沿う姿勢で且つ所定の間隙を空けて対向状に配設されており、鋭角状に形成した先端部が両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部近傍の前面へそれぞれ当接するようになっている（図１３参照）。この左右の前部クランプ６は、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部を溶接する際に、主にアークの拡がりを遮断して両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部にアークエネルギーを集中的に与えるものである。

また、左右の前部クランプ６は、銅材により両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅よりも長めの長尺板状に形成されており、左右の前部クランプ６のうち、一方の前部クランプ６（例えば、図９の右側の前部クランプ６）を帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の長手方向へ移動調整可能として左右の前部クランプ６の間隔を微調整できるようにし、また、他方の前部クランプ６（例えば、図９の左側の前部クランプ６）を前後方向（図９の上下方向、図１３の上下方向）へ揺動可能とし、前部クランプ６の先端部を複数の加圧バネ（図示省略）により一方の帯状金属薄板Ｗ２の上面へ弾性的に当接させるようにしている。

前記溶接装置７は、上下移動台１１（又は作業テーブル２）の前面に上下方向へ往復移動自在に配設されており、下部正面カバー１３内に位置する待機位置（図１（Ａ）参照）と、下部正面カバー１３の天板に形成した開口から上方へ突出して背面治具ユニット５の前方に位置する溶接作業位置（図示省略）とを取り得るようになっている。この溶接装置７は、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部を突合せ溶接する際に、下部正面カバー１３内から上方へ引き出されてＴＩＧ溶接用トーチ５２が所定の速度で両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部に沿って直線移動するようになっている。

即ち、溶接装置７は、図９〜図１１に示す如く、上下移動台１２（又は作業テーブル２）の前面に垂直姿勢で配設したレール台４８上にリニアガイド４９（案内レール及び案内レール上を摺動するスライダーから成る）を介して上下方向へ往復移動自在に支持された略枠状のフレーム５０と、フレーム５０を待機位置と溶接作業位置とに亘って往復移動させるロッドレスシリンダ５１と、フレーム５０に両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向に沿って往復移動自在に支持され、シールドガスＧを外側と内側に分流し且つ内側のシールドガスＧを外側のシールドガスＧより高速で噴出させるようにシールドノズル５２ｂの内側に狭窄ノズル５２ａを備えたＴＩＧ溶接用トーチ５２と、ＴＩＧ溶接用トーチ５２を両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向に沿って往復移動させるモータ５３ａ、ラック５３ｂ及びピニオンギア（図示省略）等から成るトーチ走行用駆動装置５３等から構成されている。

また、狭窄ノズル５２ａを備えたＴＩＧ溶接用トーチ５２は、図１２に示す如く、シールドノズル５２ｂと、シールドノズル５２ｂの内側に設けられ、タングステン電極棒５２ｃが同芯状に挿入される狭窄ノズル５２ａと、シールドガスＧを層流化するガスレンズ５２ｄと、タングステン電極棒５２ｃを把持するコレットチャック５２ｅと、コレットチャック５２ｅの締め付け部材５２ｆと、シールドガス供給口５２ｇとを備えており、シールドガス供給口５２ｇから供給されたシールドガスＧが、ガスレンズ５２ｄを通って狭窄ノズル５２ａとシールドノズル５２ｂの間を流れるシールドガスＧと、ガスレンズ５２ｄを通らずに狭窄ノズル５２ａの内側を流れるシールドガスＧとに分流され、狭窄ノズル５２ａの内側を流れるシールドガスＧが狭窄ノズル５２ａとシールドノズル５２ｂの間を流れるシールドガスＧより高速となって吐出されるようになっている。

前圧延装置８は、切断装置３の前面（可動側部材２３の前面）に取り付けられており、突合せ溶接した両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の溶接部を垂直姿勢の状態で圧延加工して溶接部の厚みや硬度、組織を均一化するものである。

即ち、前記圧延装置８は、図１、図１４及び図１５に示す如く、切断装置３の前面に取り付けられ、突合せ溶接した両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の溶接部が当接する垂直姿勢の圧延台５４と、圧延台５４に前方へ突出する状態で設けた水平姿勢の圧延支持軸５５と、圧延台５４に前方へ突出する状態で設けられ、圧延支持軸５５に対向する水平姿勢の取付エンド部材５６と、一端部が圧延支持軸５５に回動自在に支持されていると共に、他端部が取付エンド部材５６に着脱自在に支持され、圧延台５４の前面に位置して両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の溶接部に沿う圧延位置（図１４の実線位置及び図１５に示す位置）と作業テーブル２の前面に沿って上方へ回動して水平姿勢になる待避位置（図１９及び図２０に示す位置）とを取り得る圧延シャフト５７と、圧延シャフト５７に当該圧延シャフト５７の軸線方向へ往復移動自在に支持された圧延移動台５８と、圧延移動台５８に回転自在に設けられ、圧延台５４に当接する両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の溶接部上を転動する圧延ローラ６０と、圧延移動台５８に設けられ、圧延ローラ６０を圧延台５４側へ加圧する加圧手段６１と、圧延台５４に設けられ、圧延位置から待避位置に回動した圧延シャフト５７を待避位置に保持するシャフト保持機構６２と、を備えている。

具体的には、前記圧延台５４は、図１４及び図１５に示す如く、金属材により厚肉の長尺板状に形成されており、切断装置３の前面である可動側部材２３の前面に複数本のボルト（図示省略）により可動側部材２３に沿う姿勢で固定されている。

前記圧延支持軸５５は、図１５及び図２０に示す如く、金属材により円柱状に形成されており、圧延支持軸５５の一端部には、圧延台５４に螺着固定される小径の雄ネジ部５５ａが突出形成され、また、圧延支持軸５５の他端部には、圧延シャフト５７の一端部が回動自在に取り付けられる小径の軸部５５ｂが突出形成されている。

この圧延支持軸５５は、その雄ネジ部５５ａを圧延台５４の上端部に形成した雌ネジ穴に螺着することによって、圧延台５４の上端部に前方へ突出する水平姿勢の状態で取り付けられている。

前記取付エンド部材５６は、図１４、図１５及び図１８に示す如く、金属材により長方形の板状に形成され、圧延台５４の下端部に複数本のボルト６３により前方へ突出する水平姿勢の状態で固定された取付エンド板５６′と、金属材により板状に形成され、取付エンド板５６′の圧延支持軸５５に対向する面（取付エンド板５６′の上面）に複数本のボルト６４により固定された案内板５６″とを備えている。

また、取付エンド部材５６の案内板５６″には、図１８に示す如く、圧延シャフト５７の他端部が抜き差し自在に挿入係止されるＵ字状の案内溝５６ａが形成されていると共に、Ｕ字状の案内溝５６ａに挿入された圧延シャフト５７の他端部を抜け止めするための止めネジ６５が螺挿されている。この案内板５６″に形成したＵ字状の案内溝５６ａは、圧延支持軸５５の小径の軸部５５ｂに対向し且つ作業テーブル２の左右方向を向くようになっている。

尚、上記の実施形態においては、取付エンド部材５６は、取付エンド板５６′と案内板５６″とを別体に形成し、両者をボルト６４により固定するようにしたが、他の実施形態においては、取付エンド部材５６は、取付エンド板５６′と案内板５６″とを一体的に形成するようにしても良い。

前記圧延シャフト５７は、図１５及び図２０に示す如く、金属材により棒状に形成されており、圧延シャフト５７の一端部（上端部）が圧延支持軸５５の小径の軸部５５ｂに挿通され、二つのスラストベアリング６６を介して回転自在に支持されている。この圧延シャフト５７の一端部（上端部）は、小径の軸部５５ｂ端面に螺着した抜け止めボルト８２により抜け止めされている。また、圧延シャフト５７の他端部（下端部）は、取付エンド部材５６のＵ字状の案内溝５６ａに抜き差し自在に挿入されている。

そして、圧延シャフト５７は、当該圧延シャフト５７の下端部を取付エンド部材５６のＵ字状の案内溝５６ａに挿入し、止めネジ６５を締め付けることによって、圧延台５４の前面に位置する両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の溶接部に沿う圧延位置を取り、また、止めネジ６５を緩め、圧延シャフト５７の下端部をＵ字状の案内溝５６ａから引き抜いて作業テーブル２の前面に沿って上方へ回動させることによって、水平姿勢になる待避位置を取るようになっている。圧延シャフト５７が圧延位置のときには、圧延シャフト５７は圧延台５４と平行になっている。また、圧延シャフト５７が待避位置のときには、圧延シャフト５７は両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２と干渉しないようになっている。

尚、本実施形態においては、圧延シャフト５７には、従来公知のボールスプラインのスプライン軸５７が使用されている。ボールスプラインは、軸線方向に沿う軸溝を形成したスプライン軸５７と、スプライン軸５７が挿通され、内部に保持器（図示省略）及び複数個の転動体（図示省略）等が組み込まれた外筒体６７とを備えており、外筒体６７がスプライン軸５７に対して軸方向へ相対的に移動するときに、受ける摩擦力が転動体の転がり摩擦だけであるので、滑らかに移動することができるようになっている。

前記圧延移動台５８は、図１４及び図１５に示す如く、金属材によりブロック状に形成されており、圧延移動台５８の中心部に挿着したボールスプラインの外筒体６７を介して圧延シャフト５７にその軸線方向へ沿って往復移動自在に支持されている。

この圧延移動台５８の前面には、圧延移動台５８を圧延シャフト５７に沿って移動操作するための球状の取っ手５９が設けられ、また、圧延移動台５８の背面には、圧延ローラ６０を取り付けるための支持片５８ａが後方へ向って一体的に突出形成されている。

前記圧延ローラ６０は、図１５及び図１７に示す如く、圧延移動台５８の支持片５８ａの両側面に支持軸６８を介して前後方向（図１５の左右方向）へ揺動自在に支持された一対のローラ側板６９間に回転自在に取り付けられており、一対のローラ側板６９間に水平姿勢で架設したローラ軸７０にベアリング（図示省略）を介してローラ軸７０の軸線回りに回転自在に支持され、その外周縁部が一対のローラ側板６９の前面、背面及び下面から外方へ突出している。

また、圧延ローラ６０を支持するローラ軸７０は、圧延台５４の前面に当接する両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の溶接部に直交する水平姿勢となっている。その結果、圧延ローラ６０は、圧延台５４の前面に当接する両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の溶接部上を転動することになる。

前記加圧手段６１は、図１５及び図１７に示す如く、圧延移動台５８の背面側に形成した二つのスプリング収納穴５８ｂに挿入され、一端部がスプリング収納穴５８ｂから突出して一対のローラ側板６９の前面にそれぞれ弾性的に当接する一対の圧縮コイルスプリング６０から成り、一対のローラ側板６９を圧延台５４側へ押圧付勢することによって、圧延ローラ６０を圧延台５４側へ加圧するようになっている。

前記シャフト保持機構６２は、図１４〜図１６、図１９〜図２１に示す如く、圧延支持軸５５の基端部に圧延台５４の上端部前面に接触する状態で取り付けられ、圧延台５４に直交する状態の金属製の連結板７１と、連結板７１の先端部に複数本のボルト７２により前方へ突出する状態で固定され、圧延シャフト５７の一部が抜き差し自在に挿入される下向きのＵ字状の凹部７３ａを形成した金属製の保持具７３と、保持具７３に設けられ、保持具７３のＵ字状の凹部７３ａに挿入された圧延シャフト５７をＵ字状の凹部７３ａから抜け止めする締め付け具７４とを備えている。

また、連結板７１は、図１６に示す如く、圧延支持軸５５の雄ネジ部５５ａ近傍の外周面に形成した環状のＶ溝５５ｃに連結板７１に螺着した複数本の止めネジ７５の先端部を締め付け固定することによって、圧延支持軸５５に強固に取り付けられている。

更に、締め付け具７４には、ノブ付きボルト７４が使用されており、保持具７３に螺着したノブ付きボルト７４を締め付け操作し、保持具７３のＵ字状の凹部７３ａに挿入された圧延シャフト５７をＵ字状の凹部７３ａ内へ押圧することによって、圧延シャフト５７を待避位置に保持できるようになっている。

尚、図１において、７６は上部正面カバー１５に設けられ、上下移動台１２が上下動するときに上部正面カバー１５と上下移動台１２の上端部との間に形成される開口を引き出し可能なスクリーン７６ａにより覆うロールカーテンである。

次に、上述した縦型突合せ溶接装置を用いて先行の帯状金属薄板Ｗ１と後行の帯状金属薄板Ｗ２を突合せ溶接により接合する場合について説明する。

先ず、待機位置にある切断装置３を切断作業位置に前進させ、切断装置３により先行の帯状金属薄板Ｗ１の後端部と後行の帯状金属薄板Ｗ２の先端部とをそれぞれ幅方向に沿って順次切断する。切断装置３は、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２を切断した後、切断作業位置から待機位置へ後退させる。

尚、切断装置３により両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２をそれぞれ切断する際には、作業テーブル２に設けた切断用真空吸引機構４を作動させ、先行の帯状金属薄板Ｗ１の後端部又は後行の帯状金属薄板Ｗ２の先端部を作業テーブル２の前面にそれぞれ吸引保持する。その結果、垂直姿勢の両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２であっても、作業テーブル２の前面に確実且つ良好に吸引保持することができ、切断装置３による帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の切断処理を高精度で行うことができる。

次に、センタープレート３７をセンタープレート用流体圧シリンダ４６により前進させ、センタープレート３７の先端部をバックバー３６の前面よりも前方へ突出させる。

センタープレート３７の先端をバックバー３６の前面よりも前方へ突出させたら、先行の帯状金属薄板Ｗ１の後端部下辺を、右側のクランプ３８のクランプ板３８ｂと背面治具本体３５との間及び右側のクリップ板４０の上端部と背面治具本体３５との間にそれぞれ挿入し、先行の帯状金属薄板Ｗ１の後端部下辺を作業テーブル２に設けた右側の位置決めストッパー１９に当接させて先行の帯状金属薄板Ｗ１の幅方向（上下方向）の位置決めした後、先行の帯状金属薄板Ｗ１の切断した後端をセンタープレート３７の一方の側面に押し当てると共に、先行の帯状金属薄板Ｗ１の下辺先端をスタートタブ４１に押し当て、この状態で右側のクランプ３８を作動させて先行の帯状金属薄板Ｗ１の後端部下辺を、右側のクランプ３８により背面治具本体３５の前面及び作業テーブル２の前面へ密着状に保持固定する。また、背面治具ユニット５に設けた右側の溶接用真空吸引機構３９を作動させ、先行の帯状金属薄板Ｗ１の後端部を背面治具本体３４の前面に吸引保持する。

その後、センタープレート３７をセンタープレート用流体圧シリンダ４６により後退させてバックバー３６内に収納し、後行の帯状金属薄板Ｗ２の先端部下辺を、左側のクランプ３８のクランプ板３８ｂと背面治具本体３５との間及び左側のクリップ板４０の上端部と背面治具本体３５との間にそれぞれ挿入し、作業テーブル２に設けた左側の位置決めストッパー１９に当接させて後行の帯状金属薄板Ｗ２の幅方向（上下方向）の位置決めをした後、後行の帯状金属薄板Ｗ２の切断した先端を目視によって先に背面治具本体３４の前面及び作業テーブル２の前面に保持固定した先行の帯状金属薄板Ｗ１の後端に突き合せると共に、先行の帯状金属薄板Ｗ１の下辺先端をスタートタブ４１に押し当て、この状態で左側のクランプ３８を作動させて後行の帯状金属薄板Ｗ２の先端部を、左側のクランプ３８により背面治具本体３４の前面及び作業テーブル２の前面へ密着状に保持固定する。また、背面治具ユニット５に設けた左側の溶接用真空吸引機構３９を作動させ、後行の帯状金属薄板Ｗ２の先端部を背面治具本体３５の前面に吸引保持する。

尚、先行の帯状金属薄板Ｗ１の後端部及び後行の帯状金属薄板Ｗ２の先端部を背面治具ユニット５にセットする際に、クリップ板４０を用いて先行の帯状金属薄板Ｗ１の後端部及び後行の帯状金属薄板Ｗ２の先端部を背面治具本体３５の前面へ押圧保持するようにしているため、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２を作業員が常時保持しておく必要もなく、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２のセットを行い易くなる。

また、背面治具ユニット５が溶接用真空吸引機構３９を備えているため、垂直姿勢の両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２であっても、背面治具ユニット５の前面に確実且つ良好に吸引保持することができ、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ精度を保つことができる。

そして、先行の帯状金属薄板Ｗ１の後端と後行の帯状金属薄板Ｗ２の先端とがバックバー３６の前面で突き合せ固定されたら、溶接装置７を待機位置から溶接作業位置へ上昇させ、左右の前部クランプ６を両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部の前方位置へ移動させる。この状態で背面治具本体３５を背面治具本体用流体圧シリンダ４５により突出位置へ前進させ、背面治具本体３５の前面の位置を固定状態になっている一方の前部クランプ６の背面側先端の位置と略同じ位置にする。これにより、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部近傍が左右の前部クランプ６と背面治具本体３５に設けたバックバー３６とにより前後方向から挾持固定されることになる。

両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部近傍が左右の前部クランプ６と背面治具本体３５に設けたバックバー３６とにより前後方向から挾持固定されたら、溶接装置７のＴＩＧ溶接用トーチ５２の前後位置を調整した後、溶接用トーチ５２のタングステン電極棒５２ｃ先端とスタートタブ４１との間にアークを発生させる。アークが安定したら、この状態で溶接用トーチ５２を帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向に沿って移動させ、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部を突合せ溶接する。

このとき、ＴＩＧ溶接用トーチ５２は、狭窄ノズル５２ａを備えているため、アークに作用する電磁力及び磁界を強化してアークのエネルギー密度、アークの指向性及び硬直性を高めて安定したアークが得られることになり、その結果、溶接速度を高めることができるうえ、ビード幅が裏表とも均一で且つビードの波形の間隔が等間隔に形成されることになり、垂直姿勢の帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２を突合せ溶接しても、溶融プールが垂れ下がることがなく、高品質の安定した溶接を行える。

両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部の突合せ溶接が終了したら、アーク及びシールドガスＧが停止され、背面治具本体３５が後退すると共に、溶接装置７が溶接作業位置から待機位置へ後退する。また、左右のクランプ３８及び溶接用真空吸引機構３９による両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の保持固定状態を解除する。これにより、突合せ溶接された両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２は、フリーの状態となる。

突合せ溶接された両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２がフリーの状態になったら、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の溶接部を圧延装置８により圧延加工する。

即ち、突合せ溶接が終了した両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の溶接部を圧延台５４の前面に当接させ、切断用真空吸引機構４や溶接用真空吸引機構３９を作動させて両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２を真空吸着により作業テーブル２の前面へ吸引保持する。

両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２が作業テーブル２の前面へ吸引保持されたら、取っ手５９を持って圧延移動台５８を圧延シャフト５７に沿って上下方向へ往復移動させ、圧延移動台５８に回転自在に支持された圧延ローラ６０を両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の溶接部上で転動させる。これによって、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の溶接部が圧延加工され、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の厚みや硬さ、組織が均一化される。

このとき、圧延装置８においては、圧延ローラ６０を回転自在に支持するローラ側板６９が加圧手段６１により圧延台５４側へ押圧付勢され、圧延ローラ６０に圧延台５４へ向って加圧力が加えられているため、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の溶接部を確実且つ良好に圧延加工することができる。

また、圧延装置８においては、圧延シャフト５７が、圧延台５４に対向して平行になる圧延位置と、圧延位置から外れて水平姿勢になる待避位置とに亘って、圧延支持軸５５に回動自在に設けられているため、圧延シャフト５７を待避位置にすると、突合せ溶接された両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の溶接部を圧延装置８に容易にセットすることができると共に、帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の搬送時に圧延装置８が帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２と干渉するのを防止することができる。

このように、上述した縦型突合せ溶接装置は、垂直姿勢の作業テーブル２、垂直姿勢の背面治具ユニット５、上下移動するＴＩＧ溶接用トーチ５２を有する溶接装置７等を備えているため、メッキ設備のように幅方向を垂直にして搬送される帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２であっても、帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ溶接を高精度で行うことができる。

また、前記縦型突合せ接合装置は、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の溶接部を垂直姿勢の状態で圧延加工する圧延装置８を備えているため、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の溶接部の厚みや硬度、組織を均一化することができると共に、突合せ溶接した帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の溶接部を別の場所に設置した圧延装置により圧延加工したりする必要もなく、取扱性や作業性にも優れている。

図２２〜図２６は圧延装置８の他の例を示し、当該圧延装置８は、図１４〜図２１に示す圧延装置８のシャフト保持機構６２を省略し、当該シャフト保持機構６２に換えてロック機構７７を設けたものである。

尚、図２２〜図２６に示す圧延装置８のロック機構７７を除くその他の構成（圧延台５４、圧延支持軸５５、取付エンド部材５６、圧延シャフト５７、圧延移動台５８、圧延ローラ６０及び加圧手段６１等）は、図１４〜図２１に示す圧延装置８のものと同様構造に構成されており、図１４〜図２１に示す圧延装置８と同じ部材・部位には同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。

前記ロック機構７７は、圧延支持軸５５と圧延シャフト５７との間に設けられており、圧延位置（図２２〜図２５に示す位置）から待避位置（図２６に示す位置）に回動した圧延シャフト５７を待避位置にロックし得ると共に、圧延シャフト５７のロック状態を解除し得るものである。

即ち、ロック機構７７は、図２４〜図２６に示す如く、圧延シャフト５７の一端部（上端部）に形成され、圧延シャフト５７の軸線方向に沿う長穴状の回転用穴７８ａ及び回転用穴７８ａに連通して回転用穴７８ａの内径よりも幅の狭い圧延シャフト５７の軸線方向に沿うスリット状の溝穴７８ｂから成るガイド穴７８と、ガイド穴５７に挿通されて圧延支持軸５５の先端部に螺着され、ガイド穴７８内に位置する水平姿勢の板状軸部７９ａを有するロック用ボルト７９とを備えている。

具体的には、前記ガイド穴７８は、図２４及び図２５に示す如く、回転用穴７８ａが圧延シャフト５７の先端側へ位置するように圧延シャフト５７の上端部に形成されており、圧延シャフト５７のガイド穴７８の前面側周囲には、ロック用ボルト７９の円盤状の頭部７９ｂが摺動自在に嵌合される前面側凹部８０が形成され、また、圧延シャフト５７のガイド穴７８の背面側周囲には、圧延支持軸５５の先端部が摺動自在に嵌合される背面側凹部８１が形成されている。

一方、前記ロック用ボルト７９は、図２４及び図２５に示す如く、圧延支持軸５５の先端面に螺着される雄ネジ部７９ｃと、雄ネジ部７９ｃに連設され、圧延シャフト５７に形成したガイド穴７８に挿通される水平姿勢の板状軸部７９ａと、板状軸部７９ａに連設され、圧延シャフト５７の前面側凹部８０に摺動自在に嵌合される円盤状の頭部７９ｂとを備えている。

また、ロック用ボルト７９の板状軸部７９ａの幅（図２４に示す板状軸部７９ａの左右方向の幅）は、ガイド穴７８の回転用穴７８ａの対向する内周面に当接し、また、板状軸部７９ａの厚み（図２４に示す板状軸部７９ａの上下方向の厚み）は、ガイド穴７８のスリット状の溝穴７８ｂに摺動自在に挿入されるようにそれぞれ設定されている。

而して、前記ロック機構７７によれば、圧延シャフト５７が圧延位置のときには、図２４に示す如く、ロック用ボルト７９の水平姿勢の板状軸部７９ａが圧延シャフト５７の回転用穴７８ａ内に位置して回転用穴７８ａの内周面に当接し、圧延シャフト５７の左右方向及び下方向の移動を規制している。

この状態から取付エンド部材５６に支持固定されている圧延シャフト５７の下端部を開放し、図２６（Ａ）に示す如く、圧延シャフト５７を圧延位置から上方へ９０度回動させて水平姿勢にした後、図２６（Ｂ）に示す如く、圧延シャフト５７を左方向へスライドさせると、ロック用ボルト７９の水平姿勢の板状軸部７９ａが圧延シャフト５７のスリット状の溝穴７９ｂに摺動自在に挿入され、圧延シャフト５７の回動が阻止されて圧延シャフト５７が待避位置にロックされた状態で保持されることになる。

また、圧延シャフト５７を図２６（Ｂ）の状態から右方向へスライドさせると、ロック用ボルト７９の板状軸部７９ａがガイド穴７８のスリット状の溝穴７８ｂから抜けて回転用穴７８ａ内に位置し、圧延シャフト５７が回動可能となってロック状態が解除されることになる。

尚、上記の実施形態においては、縦型突合せ溶接装置をメッキラインに設置したが、縦型突合せ溶接装置の設置場所は、メッキラインに限定されるものではなく、帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２をその幅方向を垂直にして搬送するラインであれば、如何なるライン（例えば、プレイライン、焼鈍ライン、造管ライン等）であっても良い。

また、上記の実施形態においては、先行の帯状金属薄板Ｗ１及び後行の帯状金属薄板Ｗ２の両方を切断した後、両方の帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２を背面治具ユニット５にセットするようにしたが、他の実施形態においては、一方の帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２を切断し、背面治具ユニット５にセットした後、他方の帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２を切断し、背面治具ユニット５にセットするようにしても良い。

更に、上記の実施形態においては、背面治具ユニット５にセットされた両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部を溶接装置７により下方から上方へ向って突合せ溶接するようにしたが、他の実施形態においては、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部を溶接装置７により上方から下方へ向って突合せ溶接するようにしても良い。

更に、上記の実施形態においては、圧延装置８を切断装置３の前面（可動側部材２３の前面）に取り付けるようにしたが、他の実施形態においては、圧延装置８を作業テーブル２に設けるようにしても良い。この場合、圧延装置８は、切断装置３による両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の切断作業や溶接装置７による両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の溶接作業に支障を来たさないように作業テーブル２に設ける。

２は作業テーブル、３は切断装置、５は背面治具ユニット、６は左右の前部クランプ、７は溶接装置、８は圧延装置、３６はバックバー、５２はＴＩＧ溶接用トーチ、５４は圧延台、５５は圧延支持軸、５６取付エンド部材、５７は圧延シャフト、５８は圧延移動台、６０は圧延ローラ、６１は加圧手段、６２はシャフト保持機構、７３は保持具、７３ａは保持具の凹部、７４は締め付け具、７７はロック機構、７８はガイド穴、７８ａはガイド穴の回転用穴、７８ｂはガイド穴のスリット状の溝穴、７９はロック用ボルト、７９ａは板状軸部、Ｗ１は先行の帯状金属薄板、Ｗ２は後行の帯状金属薄板。

Claims (7)

1. 幅方向を垂直にして搬送される先行の帯状金属薄板（Ｗ１）及び後行の帯状金属薄板（Ｗ２）の背面にそれぞれ面接触状態で当接し得る上下動自在な垂直姿勢の作業テーブル（２）と、作業テーブル（２）に設けられ、先行の帯状金属薄板（Ｗ１）の後端部及び後行の帯状金属薄板（Ｗ２）の先端部をそれぞれ幅方向に沿って切断する切断装置（３）と、作業テーブル（２）に設けられ、幅方向に沿って切断された先行の帯状金属薄板（Ｗ１）の後端部及び後行の帯状金属薄板（Ｗ２）の先端部を背面側から支持すると共に、両帯状金属薄板（Ｗ１），（Ｗ２）の突合せ部の背面に対向するバックバー（３６）を有する背面治具ユニット（５）と、背面治具ユニット（５）の前方位置に上下動自在に設けられ、先行の帯状金属薄板（Ｗ１）の後端と後行の帯状金属薄板（Ｗ２）の先端とを突き合せた状態で両帯状金属薄板（Ｗ１），（Ｗ２）の突合せ部近傍を背面治具ユニット（５）のバックバー（３６）とで前後方向から挟持固定する左右の前部クランプ（６）と、両帯状金属薄板（Ｗ１），（Ｗ２）の突合せ部に沿って上下動し、両帯状金属薄板（Ｗ１），（Ｗ２）の突合せ部を突合せ溶接するＴＩＧ溶接用トーチ（５２）を有する溶接装置（７）と、突合せ溶接した両帯状金属薄板（Ｗ１），（Ｗ２）の溶接部を垂直姿勢の状態で圧延加工して溶接部の厚みや硬度、組織を均一化する圧延装置（８）と、を備え、前記圧延装置（８）は、切断装置（３）の前面に取り付けられ、突合せ溶接した両帯状金属薄板（Ｗ１），（Ｗ２）の溶接部が当接する垂直姿勢の圧延台（５４）と、圧延台（５４）に前方へ突出する状態で設けた水平姿勢の圧延支持軸（５５）と、圧延台（５４）に前方へ突出する状態で設けられ、圧延支持軸（５５）に対向する水平姿勢の取付エンド部材（５６）と、両端部が圧延支持軸（５５）及び取付エンド部材（５６）にそれぞれ支持され、突合せ溶接した両帯状金属薄板（Ｗ１），（Ｗ２）の溶接部に沿う圧延シャフト（５７）と、圧延シャフト（５７）に当該圧延シャフト（５７）の軸線方向へ往復移動自在に支持された圧延移動台（５８）と、圧延移動台（５８）に回転自在に設けられ、圧延台（５４）に当接する両帯状金属薄板（Ｗ１），（Ｗ２）の溶接部上を転動する圧延ローラと（６０）、圧延移動台（５８）に設けられ、圧延ローラ（６０）を圧延台（５４）側へ加圧する加圧手段（６１）と、を備えていることを特徴とする縦型突合せ溶接装置。
2. 前記切断装置は（３）、作業テーブル（２）に埋設された状態となる待機位置と、作業テーブル（２）の前面から前方へ突出して先行の帯状金属薄板（Ｗ１）の後端部及び後行の帯状金属薄板（Ｗ２）の先端部をそれぞれ幅方向に沿って切断する切断作業位置とに亘って、作業テーブル（２）に前後方向へ移動可能に設けられ、また、前記圧延装置（８）は、切断装置（３）の前面に取り付けられていることを特徴する請求項１に記載の縦型突合せ溶接装置。
3. 前記圧延シャフト（５７）は、圧延シャフト（５７）の一端部が圧延支持軸（５５）に上下方向へ回動自在に支持されていると共に、圧延シャフト（５７）の他端部が取付エンド部材（５６）に着脱自在に取り付けられており、圧延台（５４）に対向して平行になる圧延位置と、圧延位置から外れて水平姿勢になる待避位置とを採り得るようになっていることを特徴とする請求項１に記載の縦型突合せ溶接装置。
4. 前記圧延台（５４）に、圧延位置から待避位置に回動した圧延シャフト（５７）を待避位置に保持するシャフト保持機構（６２）を設けたことを特徴とする請求項３に記載の縦型突合せ溶接装置。
5. 前記シャフト保持機構（６２）は、圧延台（５４）に設けられ、圧延シャフト（５７）
   の一部分が抜き差し自在に挿入される凹部（７３ａ）を形成した保持具（７３）と、保持具（７３）に設けられ、保持具（７３）の凹部（７３ａ）に挿入された圧延シャフト（５７）を凹部（７３ａ）から抜け止めする締め付け具（７４）とを備えていることを特徴とする請求項４に記載の縦型突合せ溶接装置。
6. 前記圧延支持軸（５５）と圧延シャフト（５７）との間に、圧延位置から待避位置に回動した圧延シャフト（５７）を待避位置にロックし得ると共に、圧延シャフト（５７）のロック状態を解除し得るロック機構（７７）を設けたことを特徴とする請求項３に記載の縦型突合せ溶接装置。
7. 前記ロック機構（７７）は、圧延シャフト（５７）の一端部に形成した回転用穴（７８ａ）及び回転用穴（７８ａ）に連通して回転用穴（７８ａ）の内径よりも幅が狭い圧延シャフト（５７）の軸線方向に沿うスリット状の溝穴（７８ｂ）から成るガイド穴（７８）と、ガイド穴（７８）に挿通されて圧延支持軸（５５）の先端部に螺着され、ガイド穴（７８）内に位置する水平姿勢の板状軸部（７９ａ）を有するロック用ボルト（７９）とを備えており、前記ロック用ボルト（７９）の板状軸部（７９ａ）の幅は、ガイド穴（７８）の回転用穴（７８ａ）の内周面に当接し、また、板状軸部（７９ａ）の厚みは、ガイド穴（７８ａ）のスリット状の溝穴（７８ｂ）に摺動自在に挿入されるようにそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項６に記載の縦型突合せ溶接装置。

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