(57)【要約】【課題】シーム溶接機の電極輪用整形カッターにおける取換え直後のビビリ現象を防止し、連続ラインの安定操業を実現することができる整形カッターを提供する。【解決手段】シーム溶接機の電極輪の外周面を手入れする整形カッターであって、全周にわたって等脚台形形状の刃を設けてなり、刃先のフラット部分の長さＡが０．２〜０．８ｍｍ、刃のピッチＢが１．７〜３．６ｍｍであり、好ましくは、上記刃先のフラット部分の長さＡに対する刃のピッチＢの比（Ｂ／Ａ）が３〜８の範囲にあり、刃先の角度Ｃが、９０〜１５０°の範囲にあるシーム溶接機の電極輪用整形カッター。【選択図】図３
2015150614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シーム溶接機の電極輪の外周面を手入れする整形カッターであって、
全周にわたって等脚台形形状の刃を設けてなり、刃先のフラット部分の長さＡが０．２〜０．８ｍｍ、刃のピッチＢが１．７〜３．６ｍｍであることを特徴とするシーム溶接機の電極輪用整形カッター。
【請求項２】
上記刃先のフラット部分の長さＡに対する刃のピッチＢの比（Ｂ／Ａ）が３〜８の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載のシーム溶接機の電極輪用整形カッター。
【請求項３】
刃先の角度Ｃが、９０〜１５０°の範囲にあることを特徴とする請求項１または２に記載のシーム溶接機の電極輪用整形カッター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シーム溶接機の電極輪の外周面を手入れする整形カッターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シーム溶接は、溶接継手部に大電流を流し、発生する抵抗熱によって加熱し、圧力を加えて行う抵抗溶接の一種であり、重ね合わせた板材の溶接継手部をローラ電極（以降、「電極輪」という）を用いて加圧して通電を行い、電極を回転しながら継手に沿って縫うように連続的に行うスポット溶接のことをいい、冷延鋼帯等の薄板の溶接に主に用いられている。なお、上記シーム溶接は、ダブルシーム、ナローラップシーム等、種々の種類があるが、本発明においては、上記ローラ電極を用いて行う抵抗溶接を総称し、「シーム溶接」ということにする。
【０００３】
ところで、上記電極輪は、溶接時の発熱によって板材と焼き付きを起こしたり、異物が付着したり、あるいは、溶接時の加圧力等によって損傷や変形が進行し、徐々に良好な溶接条件を維持することができなくなる。そこで、上記電極輪を定期的に研磨して、手入れ（ドレッシング）することが行われている。
【０００４】
上記手入方法としては、例えば、特許文献１や特許文献２には、電極輪を駆動装置により回転させながら、研削バイトを該電極輪に接触させて電極輪を研削する方法が提案されている。しかし、上記電極輪を研削バイトで研削する方法は、研削バイトを押し付ける力の調整が難しく、また、研削抵抗が大きく、該研削抵抗を上回るトルクで電極輪を回転させるのに大がかりな電極輪駆動装置が必要となるため、その設備費が高価となるという欠点がある。
【０００５】
そこで、特許文献３には、回転モータにより電極輪を回転させ、これに回転モータで回転させた回転研削盤を接触させて電極輪を研削する方法が、特許文献４や特許文献５には、シーム溶接を行う上下の円板状電極の近傍に、周囲にローレット（刻み目）加工を施した断面逆円錐台状の溝を有し、回転駆動される整形ローラ（ナール）をそれぞれ配置し、この整形ローラを空圧シリンダーによって円板状電極に押し付けて、溶接後の円板状電極の手入れを行う技術が提案されている。しかし、上記電極輪の研磨に用いられる回転研削盤や整形ローラ（以降、本発明では「整形カッター」という）も、使用に伴い、徐々に摩耗するため、定期的に取り換えてやる必要がある。
【０００６】
しかしながら、回転駆動される整形カッターを、回転駆動される円板状電極に空圧シリンダーによって押し付けて手入れを行うと、両者の回転速度によっては、特に、上記整形カッターを新たなものと取り換えると、整形ローラが円板状電極から弾かれるというハンチング（ビビリ現象）を起こすことがあり、それに伴って整形後の電極輪の外周面が波うち、円板状電極の真円度が保てなくなる。そして、この電極輪を用いて溶接を行うと、溶接部に通電部分と非通電部分が発生したり通電部分にチリや穴あきが発生したりして溶接不良を起こし、溶接部で板破断したり、以降の通板で接触するロールに傷が入ったりすることがある。
【０００７】
そこで、上記ビビリ現象を防止する技術が、特許文献６に提案されている。この技術は、回転動力源によって回転駆動されるシーム溶接機の円板状電極に第２の回転動力源によって回転駆動される整形ローラを押し付け、前記円板状電極のドレッシングを行うシーム溶接機の電極整形方法において、電極整形装置を電極輪に押付ける際、空圧シリンダーにロック機構を持たせてビビリを防止するという方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平０６−０２９７８４号公報
【特許文献２】特開平０６−０１５４５９号公報
【特許文献３】特開平０６−１９８４５４号公報
【特許文献４】特開２００３−１１２２６８号公報
【特許文献５】特開平０８−０４７７８２号公報
【特許文献６】特開２００７−２８３３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献６に開示の空圧シリンダーをロックしてビビリを防止する技術を、冷延鋼板等に薄板を溶接して通板して処理する連続ラインに適用しても、なお、整形カッターを取換え直後においては、ビビリ現象が発生して電極輪の外周が凹凸となり、溶接が不安定となってトラブルが多発し、安定操業ができなくなることがある。
【００１０】
本発明は、従来技術が抱える上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、整形カッターの取換え直後におけるビビリ現象の発生を防止し、連続ラインの安定操業を実現することができる整形カッターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
発明者らは、上記課題の解決に向け、ビビリ現象が発生しやすい新品の整形カッターと、ある程度使い込んでビビリ現象が発生しなくなった整形カッターの刃先形状の変化に着目し、鋭意検討を重ねた。その結果、新品の整形カッターの刃先は摩耗していないため、研磨時の電極輪への食い込み量が大きいことに起因して、ビビリ現象が発生していること、したがって、上記電極輪への食い込みを抑制することができる刃先形状とすることが有効であることを見出し、本発明を開発するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明は、シーム溶接機の電極輪の外周面を手入れする整形カッターであって、全周にわたって等脚台形形状の刃を設けてなり、刃先のフラット部分の長さＡが０．２〜０．８ｍｍ、刃のピッチＢが１．７〜３．６ｍｍであることを特徴とするシーム溶接機の電極輪用整形カッターである。
【００１３】
本発明のシーム溶接機の電極輪用整形カッターは、上記刃先のフラット部分の長さＡに対する刃のピッチＢの比（Ｂ／Ａ）が３〜８の範囲にあることが好ましい。
【００１４】
また、本発明のシーム溶接機の電極輪用整形カッターは、刃先の角度Ｃが、９０〜１５０°の範囲にあることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、整形カッターの取換え当初から、ビビリ現象の発生を防止し、電極輪を手入れすることができるので、溶接部の品質が向上し、連続ラインの安定操業や生産性の向上に寄与することができる。また、ビビリ現象が解消し、溶接部の品質向上が図れるので、電極輪の手入れの完全自動化を図ることができる他、オペレータの介入が不要となるので、作業負荷の低減や安全性の向上にも寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】シーム溶接について説明する模式図である。
【図２】シーム溶接機の電極輪の手入方法を説明する図である。
【図３】電極輪を研磨する整形カッターの刃を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
薄鋼板を例にとってシーム溶接について説明する。
薄鋼板のシーム溶接は、図１に示したように、溶接する２枚の薄鋼板１，１´の端部を重ね合わせ、その重ね合わせ部を薄鋼板の上下に配設された１対の電極輪２，３で挟み込んで加圧し、上記電極輪２，３を電極輪に取り付けられた駆動モータ６等で回転させながら通電してスポット溶接を連続的に行い、溶接部４を形成する溶接方法である。
【００１８】
上記シーム溶接の溶接部４の品質には、薄鋼板と接触し、加圧・通電する電極輪の外周面の性状が大きく影響する。そのため、上記電極輪の外周面は、定期的に、あるいは、溶接品質の低下に応じて研磨や研削等の手入れを行うことにより、溶接部４の品質を維持するようにしている。
【００１９】
図２は、上記図１に示した下側の電極輪３を、整形カッター５で手入れを行っているときの様子を示したものである。上記整形カッター５は、その外周に先端角が約９０°の三角形状の鋭利な研削刃が設けられており、駆動モータ６によって回転しながら、押付けシリンダー７によって回転する電極輪３の外周面に当接して、上記外周面を研削あるいは研磨するようになっている。なお、上側の電極輪２を手入れする場合には、上記整形カッター５を、押付けシリンダー７によって、上側電極輪２の外周面に当接することで行う。
【００２０】
上記整形カッターの外周に設けられた刃は、使用時間の経過とともに刃先が徐々に摩耗したり、目詰まりを起こしたりするため、定期的に新品のものと取り換える必要がある。しかし、先述したように、新品の整形カッターに取り換えると、時として、ビビリ現象が起こり、電極輪の外周面が１０〜１２ｍｍの周期で波打ちが発生し、溶接部が間欠的となって正常な溶接ができなくなる。さらに、場合によっては、ライン通板中に溶接部が破断して操業トラブルを引き起こし、生産性を大きく損ねる結果ともなる。
【００２１】
なお、上記ビビリ現象は、発明者らの経験によれば、整形カッターの使用を続けているうちに、すなわち、刃先の摩耗の進行に伴い、徐々に発生しなくなる。そこで、発明者らは、整形カッターの使用による、即ち、刃先形状の摩耗による変化に着目し、新品の整形カッターにおいてもビビリ現象を防止することができる刃先形状について検討した。
【００２２】
発明者らは、図３に示したように、整形カッターの刃の形状を等脚台形とし、刃先のフラット部分（台形の上底部分）の長さＡおよび刃のピッチＢを種々に変化させた新品の整形カッターを用意し、ビビリ現象の発生有無および研磨性との関係について調査した。その結果、刃先のフラット部分の長さＡが０．２〜０．８ｍｍ、かつ、刃のピッチＢが１．７〜３．６ｍｍの範囲とすれば、研磨性を害することなく、ビビリ現象の発生を軽減できることがわかった。
【００２３】
これは、刃先のフラット部分の長さＡが０．２ｍｍより小さくなると、電極輪への刃先の食い込み量が大きくなり、ビビリ現象が発生しやすくなる。一方、Ａが０．８ｍｍを超えると、電極輪への刃先の食い込み量が小さくなり過ぎ、研磨能力自体が低下する傾向となり、研磨の能率が落ちるからである。また、刃のピッチＢは、Ｂが３．６ｍｍを超えると、刃数が低下するため、電極輪への食い込み量が増加し、ビビリ現象を起こしやすくなる。一方、１．７ｍｍ未満となると、刃と刃の間の谷部が小さくなり、目詰まりを起こしやすくなり、メンテナンスの手間がかかる上、刃先を加工することが難しくなる。好ましくは、Ａは０．４〜０．７ｍｍの範囲、Ｂは１．７〜２．１ｍｍの範囲である。
【００２４】
さらに、上記ＡおよびＢの条件に加えて、刃先のフラット部分の長さＡに対する刃のピッチＢの比（Ｂ／Ａ）の値を３〜８の範囲とすることが好ましいこともわかった。これは、刃先のフラット部分の長さＡに対する刃のピッチＢの比（Ｂ／Ａ）の値が８を超えると、刃数が減少し過ぎたり、刃先のフラット部分よりも刃と刃の間の谷部の長さが大きくなり過ぎ、電極輪への食い込み量が大きくなってビビリ現象を誘発したりするようになる。一方、（Ｂ／Ａ）の値が３を下回ると、刃と刃の間の谷部の長さが小さくなり過ぎて、目詰まりを起こしやすくなったり、電極輪の食い込み量が小さくなり過ぎて、研削能力が不足したりするからである。（Ｂ／Ａ）の値は、より好ましくは４〜６の範囲である。
【００２５】
次に、発明者らは、整形カッターの刃の形状を等脚台形としたときの、刃先角度Ｃ（図３に示したＣ）について検討した。その結果、上記の刃先角度Ｃは、９０〜１５０°の範囲とすることが好ましいことがわかった。これは、刃先の角度Ｃが小さいほど電極輪への食い込みが大きくなり、研磨性が向上するが、９０°未満になると、食い込み量が大きくなり、ビビリ現象を誘発するおそれがある。一方、１５０°を超えると、逆に電極輪への食い込み量が低下し、少量の摩耗によって、容易に研磨性が低下してしまうからである。より好ましい刃先角度Ｃは１００〜１３５°の範囲である。
【実施例】
【００２６】
冷延鋼板の連続焼鈍ライン（ＣＡＬ）の入側に設置されたラップシーム溶接機に付設された電極輪研磨装置の整形カッター（外径：６０ｍｍφ）として、下記表１に記載したＮ
ｏ．１〜１１の新品整形カッターを使用し、取り換え初期におけるビビリ現象の発生有無を調査し、その結果を表１中に併記した。
【００２７】
【表１】
2015150614.tif 000003
【００２８】
表１から、本発明の条件を満たす整形カッターを用いることにより、整形カッター取り換え初期におけるビビリ現象の発生を完全に防止できるか、発生しても、溶接部の品質に悪影響を及ぼさないレベルまで軽減することができることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の技術は、上記に説明したラップシーム溶接機の電極輪の整形カッターに限定されるものではなく、いわゆる電極輪を使用するその他の抵抗溶接機にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１、１´：被溶接材（薄鋼板）
２：上電極輪
３：下電極輪
４：溶接部
５：整形カッター
６：整形カッター駆動モータ
７：整形カッター押付けシリンダー
Ａ：整形カッターの刃先のフラット部分の長さ
Ｂ：整形カッターの刃のピッチ
Ｃ：整形カッターの刃先角度
【図１】
2015150614.tif 000004
【図２】
2015150614.tif 000005
【図３】
2015150614.tif 000006