(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極間に被溶接物を挟み、前記被溶接物に所定の加圧力を加えるとともに、前記電極間に通電することにより溶接を行うシーム溶接装置において、
回転駆動源と、
一対の円板電極と、
前記一対の円板電極に前記回転駆動源の駆動力を伝達して該円板電極を回動させる駆動力伝達手段と、
前記一対の円板電極の直線性を保持するガイド機構と、
夫々の円板電極の回転軸を回動自在に保持し、前記回転軸を介して円板電極に通電する軸受・連結機構と、
前記円板電極の内壁面に接触するブロック体を有し、該円板電極を冷却する冷却機構と、
を備え、
前記軸受・連結機構は、前記円板電極の回転軸であるシャフトと、前記シャフトと同一軸線上に設けられた連結棒と、前記シャフトを回動自在に保持するとともに前記連結棒を固定する連結ブロックと、前記シャフトと前記連結棒との間に介装される当接部材とを含むことを特徴とするシーム溶接装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
ガイド機構は、一対の円板電極の夫々の回転軸を回動自在に保持する第１と第２の筐体を有し、前記第１と第２の筐体は、直線状に延在するガイドレールに沿って略鉛直上下方向に変位自在に設けられることを特徴とするシーム溶接装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の装置において、
駆動力伝達手段はタイミングベルトであることを特徴とするシーム溶接装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の装置において、
冷却機構は、係止板によって回動不能に保持され、ばね部材の弾発作用下に円板電極に接触し、冷却液が導入される環状の通路が画成された冷却ブロックを含むことを特徴とするシーム溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一対の円板電極間に被溶接物を挟み、前記円板電極による加圧作用下に通電して該被溶接物に溶接を施すシーム溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、被溶接物相互間の合わせ目部分等を連続的な線状に溶接するためにシーム溶接装置が用いられている。
【０００３】
このシーム溶接装置は、被溶接物を挟持する上下一対の円板電極を有し、前記上下の円板電極の中、いずれか一方が装置本体に固定され、他方の円板電極がシリンダ等の変位手段を介して略鉛直方向に沿って変位自在に設けられている。この場合、前記上下の円板電極には、ギヤまたはラック等の部材を介してモータの回転力が伝達され、一方の円板電極が駆動側、他方の円板電極が従動側に構成されている。あるいは、円板電極が駆動することなく、被溶接物を変位させることにより、上下の両電極を従動させるものもある。
【０００４】
また、被溶接物に対する加圧作用下に上下の円板電極に通電して溶接を行うため、前記円板電極による発熱を防止する冷却手段が設けられている。この冷却手段は、例えば、夫々の円板電極の回転軸の軸線に沿って通路を画成し、前記通路に導入された冷却水を介して該円板電極を冷却している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術に係るシーム溶接装置では、上下の円板電極の外周面が摩耗することにより該円板電極の直径が変化し、被溶接物の上面および下面に当接する円板電極の直線精度が劣化する。すなわち、上側の円板電極と下側の円板電極とが夫々被溶接物の上面および下面に当接する位置に対応しなくなり、被溶接物相互間の合わせ目部分等を連続的な線状に溶接することができないという不都合がある。
【０００６】
また、夫々の円板電極の回転軸の軸線に沿って画成された冷却通路を介して円板電極を冷却した場合、円板電極の回転中心部に近接する範囲のみが冷却され、該円板電極の外周面はそれ程冷却されないという不都合がある。
【０００７】
本発明は、前記の不都合を克服するためになされたものであり、円板電極の直径が変化しても上下の円板電極の直線精度を保持するとともに、前記円板電極を好適に冷却することが可能なシーム溶接装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、電極間に被溶接物を挟み、前記被溶接物に所定の加圧力を加えるとともに、前記電極間に通電することにより溶接を行うシーム溶接装置において、
回転駆動源と、
一対の円板電極と、
前記一対の円板電極に前記回転駆動源の駆動力を伝達して該円板電極を回動させる駆動力伝達手段と、
前記一対の円板電極の直線性を保持するガイド機構と、
夫々の円板電極の回転軸を回動自在に保持し、前記回転軸を介して円板電極に通電する軸受・連結機構と、
前記円板電極の内壁面に接触するブロック体を有し、該円板電極を冷却する冷却機構と、
を備え、
前記軸受・連結機構は、前記円板電極の回転軸であるシャフトと、前記シャフトと同一軸線上に設けられた連結棒と、前記シャフトを回動自在に保持するとともに前記連結棒を固定する連結ブロックと、前記シャフトと前記連結棒との間に介装される当接部材とを含むことを特徴とする。
【０００９】
【作用】
上記の本発明に係るシーム溶接装置では、例えば、タイミングベルト等の駆動力伝達手段を介して回転駆動源の駆動力を一対の円板電極に伝達する。この場合、円板電極の回転軸であるシャフトと同一軸線上に設けられた連結棒と、前記シャフトを回動自在に保持するとともに前記連結棒を固定する連結ブロックと、前記シャフトと前記連結棒との間に介装される当接部材とを含み、夫々の円板電極の回転軸を保持する軸受・連結機構を介して前記円板電極に通電し、加圧された状態で被溶接物を溶接する。その際、ばね部材の弾発力を介して円板電極の内壁面に接触する冷却機構によって円板電極が冷却される。
【００１０】
また、一対の円板電極の夫々の回転軸を回動自在に保持する第１と第２の筐体は、直線状に延在するガイドレールに沿って略鉛直上下方向に変位自在に設けられているため、摩耗等により夫々の円板電極の直径が変化した場合であっても、前記一対の円板電極の直線精度を保持することができる。
【００１１】
【実施例】
次に、本発明に係るシーム溶接装置について好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施例に係るシーム溶接装置の正面図、図２は、図１の一部断面側面図である。
【００１３】
このシーム溶接装置１０は、基本的には、基台部１２と、図示しないモータが内蔵された駆動部１４と、上下からなる一対の円板電極１６ａ、１６ｂと、前記一対の円板電極１６ａ、１６ｂを回動自在に支持する支持部１８と、前記一対の円板電極１６ａ、１６ｂを矢印Ｘ１  またはＸ２  方向に沿って案内するガイド部２０（ガイド機構）と、前記モータの回転力を一対の円板電極１６ａ、１６ｂに伝達するタイミングベルト２２ａ、２２ｂ（駆動力伝達手段）とから構成される。
【００１４】
前記駆動部１４は直方体状のケーシング２４を有し、前記ケーシング２４の一側面にはモータの駆動軸にギヤ（図示せず）を介して噛合する第１と第２の駆動プーリ２６ａ、２６ｂが回動自在に設けられる。上側の円板電極１６ａには第１従動プーリ２８ａが同軸に連結され、前記第１従動プーリ２８ａと第１駆動プーリ２６ａとの間にはタイミングベルト２２ａが懸架される。さらに、下側の円板電極１６ｂには第２従動プーリ２８ｂが同軸に連結され、前記第２従動プーリ２８ｂと第２駆動プーリ２６ｂとの間にはタイミングベルト２２ｂが懸架される。
【００１５】
この場合、第１と第２の駆動プーリ２６ａ、２６ｂおよび従動プーリ２８ａ、２８ｂの夫々の外周面には凹凸からなるギヤ歯（図示せず）が形成され、前記ギヤ歯にタイミングベルト２２ａ、２２ｂに形成された凸凹からなるギヤ歯（図示せず）が噛合することにより、モータの回転運動を上下の円板電極１６ａ、１６ｂに好適に伝達することができる。なお、前記第１と第２の夫々の駆動プーリ２６ａ、２６ｂに近接して第１と第２のテンショナ３０、３２が設けられ、各テンショナ３０、３２を構成する回転ローラ３４が矢印方向に変位しタイミングベルト２２ａ、２２ｂに接触して押圧することにより、該タイミングベルト２２ａ、２２ｂの張力を調整している。
【００１６】
前記ケーシング２４に近接して断面逆Ｌ字状を呈する支持ブロック３６が基台部１２上に固定されている。前記支持ブロック３６の折曲して形成された上部３６ａには、ピストンロッド３８に連結されたシャフト４０を介して上側の円板電極１６ａを矢印Ｘ１  またはＸ２  方向に変位させるシリンダ４２が固設されている。前記支持ブロック３６の鉛直方向に立設する壁面には板体４４が連結され、前記板体４４には矢印Ｘ方向に沿って略平行な一対のガイドレール４６ａ、４６ｂが設けられている。
【００１７】
ガイド部２０には、夫々の円板電極１６ａ、１６ｂの回転軸を支持する直方体状の第１と第２の筐体４８ａ、４８ｂが設けられ、前記第１筐体４８ａは絶縁体５０ａを介して第１板体５２に固定され、前記第２筐体４８ｂは絶縁体５０ｂを介して第２板体５４に固定されている。前記第１板体５２には、上下方向に配設された一対のリニアガイド５６ａ、５６ｂが固定され、さらに、第２板体５４の中央部にはリニアガイド５６ｃが固定されている。従って、前記第１筐体４８ａおよび第２筐体４８ｂは、夫々リニアガイド５６ａ〜５６ｃの摺動作用下に、矢印Ｘ方向に延在するガイドレール４６ａ、４６ｂに沿って矢印Ｘ１  またはＸ２  方向に変位自在に設けられている。
【００１８】
前記第１筐体４８ａの上部には固定ブロック５８を介してシャフト４０が連結され、前記シャフト４０にはばね部材６０を係止する係止部材６２が設けられる。前記係止部材６２はシャフト４０の軸線方向の任意の位置にねじ部材６４を介して係止され、前記係止部材６２によってばね部材６０の弾発力を調節することにより、被溶接物に対する加圧力を一定に保持することができる。なお、前記固定ブロック５８には、被溶接物に対する加圧力を設定する際、ばね部材６０の弾発力の目安となる目盛板６６が設けられている。
【００１９】
円板電極１６ａの回転軸を形成するシャフト６８には、図４に示されるように、該円板電極１６ａを冷却する冷却機構７０が設けられる。なお、この冷却機構７０は、上下の夫々の円板電極１６ａ、１６ｂで略同一に構成されるため、一方の円板電極１６ａのみを説明し、他方の円板電極１６ｂには同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００２０】
円板電極１６ａは回転軸であるシャフト６８を介して回動自在に支持され、前記シャフト６８には回り止めとして機能するストッパ７２が設けられている。前記円板電極１６ａと第１筐体４８ａとの間には、シャフト６８の軸線方向に沿って従動プーリ２８ａ、ワッシャ７４および水冷ブロック７６が順次装着され、前記水冷ブロック７６にはリング状のカラー７８が内嵌され、さらに、冷却水を導入するための環状通路８０が画成されている。前記従動プーリ２８ａには半径方向に沿ってねじ孔８２が設けられ、前記ねじ孔８２に螺合されるねじ８４を介して該従動プーリ２８ａがシャフト６８に固定されている。さらに、前記従動プーリ２８ａには孔部が画成され、前記孔部内にはワッシャ７４によって係止されるばね部材８６が装着され、前記ばね部材８６の弾発力を介して水冷ブロック７６を円板電極１６ａ側に押圧することにより該水冷ブロック７６を円板電極１６ａに接触させている。この場合、前記水冷ブロック７６の外周面を保持する一対の係止板８８ａ、８８ｂが対向して設けられ、前記一対の係止板８８ａ、８８ｂはリング状に形成された水冷ブロック７６の回動を阻止する機能を営む（図１参照）。従って、前記水冷ブロック７６は、ばね部材８６の弾発力によって円板電極１６ａ側に押圧されるとともに、前記一対の対向する係止板８８ａ、８８ｂによって保持されることにより回動しないように形成されている。
【００２１】
次に、円板電極１６ａ、１６ｂの回転軸の軸受・連結機構９０を図２および図３に基づいて説明する。なお、この軸受・連結機構９０は、上下の夫々の円板電極１６ａ、１６ｂで略同一に構成されるため、一方の円板電極１６ａのみを説明し、他方の円板電極１６ｂには同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００２２】
上側の円板電極１６ａの回転軸を形成するシャフト６８は、第１筐体４８ａ内に所定距離離間して配設された一対のベアリング部材９２ａ、９２ｂによって円周方向に回動自在に保持され、該シャフト６８の終端部は連結ブロック９４を介して連結棒９６と連結されている。前記連結棒９６はシャフト６８と同一軸線上に設けられ、第１筐体４８ａから露呈する連結棒９６の一端部には図示しない電流供給源に接続されたリード線が接続されている。なお、前記シャフト６８、連結棒９６および当接部材１０４を導電材料で形成することにより、前記シャフト６８と連結棒９６とが導通接続され、前記連結棒９６から供給された電流によって円板電極１６ａに通電される。
【００２３】
図３に示されるように、前記シャフト６８の終端部９８は略半球状に形成され、連結ブロック９４内において回動自在に保持されている。前記連結ブロック９４内には、例えば、ラジアルベアリングからなるベアリング部材１００が配設されている。前記ベアリング部材１００に近接するシャフト６８の外周面にはリング状のストッパ部材１０２が設けられ、前記ストッパ部材１０２によって軸線方向に対する変位が阻止されている。前記シャフト６８の終端部９８には、半球形状に対応する凹部が画成された当接部材１０４が当接し、前記当接部材１０４は、ばね部材１０６の弾発力によって係着された円錐部材１０８を介してシャフト６８の終端部９８側に押圧された状態にある。前記ばね部材１０６は連結棒９６に画成された孔部１１０内に配設され、前記当接部材１０４には、ばね部材１０６が係着された円錐部材１０８の頭部に対応する逆テーパ状の孔部１１２が画成されている。なお、前記連結ブロック９４内には、屈曲する通路１１４を介して冷却液が導入される。
【００２４】
次に、下側の円板電極１６ｂの位置調節機構１１６について説明する（図２参照）。
【００２５】
この位置調節機構１１６は、第２筐体４８ｂの側面をねじ部材１１８を介して保持するコの字状の保持ブロック１２０と、前記第２筐体４８ｂの側面部にねじ部材１２２を介して固定される第１と第２のブロック体１２４、１２６と、前記第１と第２のブロック体１２４、１２６の間に挿入されたボルト１２８とから構成される。前記第２筐体４８ｂの側面にはねじ部材１１８に対応し、且つ矢印Ｘ方向に沿った長孔（図示せず）が画成され、前記ねじ部材１１８にはナット部材（図示せず）が嵌合される。従って、第２筐体４８ｂは前記ねじ部材１１８を緊締することにより保持ブロック１２０に保持され、一方、前記ねじ部材１１８を弛緩させることにより第２筐体４８ｂは長孔に沿って矢印Ｘ方向に変位自在に設けられる。
【００２６】
また、前記第１ブロック体１２４には、ボルト１２８の頭部１２８ａまで貫通するとともに前記頭部１２８ａの直径よりも小なる直径からなる孔部１３０が画成され、一方、第２ブロック体１２６には、該ボルト１２８が螺合するねじ孔が形成されている。さらに、前記保持ブロック１２０の中央部には、第２ブロック体１２６から突出したボルト１２８の先端部が嵌合するねじ孔１３２が形成されている。従って、前記第１ブロック体１２４の孔部１３０を介してボルト１２８を所定方向に螺回し、保持ブロック１２０のねじ孔１３２に対するボルト１２８のねじ込み量を減少させることにより、第２筐体４８ｂを矢印Ｘ２  方向に変位させ、前記とは逆にボルト１２８のねじ込み量を増加させることにより、第２筐体４８ｂを矢印Ｘ１  方向に変位させることができる。
【００２７】
このように、第２筐体４８ｂを矢印Ｘ１  またはＸ２  方向に変位させることにより、シャフト６８を介して第２筐体４８ｂ内に回動自在に支持された下側の円板電極１６ｂを矢印Ｘ１  またはＸ２  方向に沿って変位させることができる。
【００２８】
本発明の実施例に係るシーム溶接装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００２９】
先ず、係止部材６２を係止するねじ部材６４を弛めて該係止部材６２をシャフト４０の軸線上の所定位置に緊締し、ばね部材６０の弾発力を調節することにより被溶接物に対する加圧力を所定値に設定する。その際、目盛板６６を目安とすることにより、簡便に設定作業を行うことができる。
【００３０】
次に、第２筐体４８ｂを保持する保持ブロック１２０のねじ部材１１８を弛めた状態において、位置調節機構１１６を介して、下側の円板電極１６ｂの位置を調節する。すなわち、前述したように、保持ブロック１２０のねじ孔１３２に対するボルト１２８のねじ込み量を増減させることにより、第２筐体４８ｂを矢印Ｘ１  またはＸ２  方向に変位させ、前記第２筐体４８ｂに保持された下側の円板電極１６ｂを矢印Ｘ方向に沿って位置調節することができる。
【００３１】
なお、前記第２筐体４８ｂの位置を調節する際、該第２筐体４８ｂはリニアガイド５６ｃを介して略鉛直方向に延在する一対のガイドレール４６ａ、４６ｂに沿って変位するため、第１筐体４８ａに対する直線精度が保持される。すなわち、第１と第２の筐体４８ａ、４８ｂに夫々支持された上側と下側の円板電極１６ａ、１６ｂの直線精度が保持される。このようにして下側の円板電極１６ｂの位置が設定された後、保持ブロック１２０に螺合された４本のねじ部材１１８を緊締することにより第２筐体４８ｂが保持ブロック１２０に固定される。
【００３２】
続いて、図示しない流体圧供給源からの圧力流体の供給作用下にシリンダ４２を駆動し、予め上方に待機していた上側の円板電極１６ａを矢印Ｘ１  方向に変位させる。この場合、シャフト６８を介して円板電極１６ａを支持する第１筐体４８ａは、リニアガイド５６ａ、５６ｂを介して略鉛直方向に延在する一対のガイドレール４６ａ、４６ｂに沿って変位するため、第２筐体４８ｂに対する直線精度が保持される。すなわち、第１と第２の筐体４８ａ、４８ｂに夫々支持された上側と下側の円板電極１６ａ、１６ｂの直線精度が保持される。
【００３３】
被溶接物に対応する上側の円板電極１６ａと下側の円板電極１６ｂとの位置の設定作業が終了した後、モータを駆動させ、前記モータの駆動力をタイミングベルト２２ａ、２２ｂを介して従動プーリ２８ａ、２８ｂに伝達する。そして、前記従動プーリ２８ａ、２８ｂに同軸に連結された一対の円板電極１６ａ、１６ｂを回転させる。なお、図示しない冷却液供給源から水冷ブロック７６に画成された環状通路８０に冷却液を供給しておく。
【００３４】
一対の円板電極１６ａ、１６ｂの回転作用下に、図示しない電源にリード線が接続された連結棒９６を介して一対の円板電極１６ａ、１６ｂに夫々通電し、予め設定された所定の加圧力の作用下に溶接が行われる。前記一対の円板電極１６ａ、１６ｂに対する通電は、所定の休止時間を設けて行われる。
【００３５】
なお、一対の円板電極１６ａ、１６ｂが摩耗してその直径が変化した場合であっても、上側の円板電極１６ａを支持する第１筐体４８ａ、および下側の円板電極１６ｂを支持する第２筐体４８ｂは、夫々直線状に形成されたガイドレール４６ａ、４６ｂに沿って矢印Ｘ１  またはＸ２  方向に変位するように形成されているため、上側の円板電極１６ａと下側の円板電極１６ｂとの直線精度が保持される。
【００３６】
また、ばね部材８６の弾発力によって円板電極１６ａ、１６ｂ側に押圧されて該円板電極１６ａ、１６ｂに接触する水冷ブロック７６の環状通路８０に冷却液を導入することにより、円板電極１６ａ、１６ｂの全体が冷却され、冷却効果の向上を図ることができる。
【００３７】
さらに、軸受・連結機構９０によって回動自在に支持されたシャフト６８と、第１、第２筐体４８ａ、４８ｂに固定されリード線が接続された連結棒９６とを連結するとともに前記両者を導通させて、該シャフト６８に支持された円板電極１６ａ、１６ｂに通電することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明に係るシーム溶接装置によれば、以下の効果が得られる。
【００３９】
すなわち、摩耗等により一対の円板電極の直径が変化した場合であっても、前記円板電極の直線精度を保持することができる。従って、被溶接物相互間の合わせ目部分等を好適に連続的な線状に溶接することができる。
【００４０】
また、ばね部材の弾発力を介して冷却ブロックを円板電極の内壁面に接触させることができるため、該円板電極全体を冷却し、冷却効果を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るシーム溶接装置の正面図である。
【図２】図１に示すシーム溶接装置の一部断面側面図である。
【図３】図１に示すシーム溶接装置に組み込まれた軸受・連結機構の断面図である。
【図４】図１に示すシーム溶接装置に組み込まれた冷却機構の断面図である。
【符号の説明】
１０…シーム溶接装置                １２…基台部
１６ａ、１６ｂ…円板電極            １８…支持部
２０…ガイド部                      ２２ａ、２２ｂ…タイミングベルト
２６ａ、２６ｂ…駆動プーリ          ２８ａ、２８ｂ…従動プーリ
３０、３２…テンショナ              ３６…支持ブロック
４２…シリンダ                      ４６ａ、４６ｂ…ガイドレール
４８ａ、４８ｂ…筐体                ５６ａ〜５６ｃ…リニアガイド
６８…シャフト                      ７４…ワッシャ
７６…水冷ブロック                  ７８…カラー
８０…環状通路                      ９０…軸受・連結機構
【図１】
0003579086.tif 000002
【図２】
0003579086.tif 000003
【図３】
0003579086.tif 000004
【図４】
0003579086.tif 000005