(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シーム溶接に用いられる溶接ローラと、
前記溶接ローラが同軸的に固定される回転シャフトと、
前記回転シャフトの一部を収容して回転自在に保持するハウジングと、
導電性充填材を外部から注入して前記回転シャフトと前記ハウジングの間の隙間に充填するための充填通路と、を備え、
前記回転シャフトの前記溶接ローラが固定される側の端面の中心には、前記充填通路の一部を兼ねる軸方向のねじ穴が形成され、
前記溶接ローラの中心には挿通孔が形成され、
前記溶接ローラは、前記挿通孔を挿通させたボルトを前記ねじ穴と螺合させることによって前記回転シャフトに固定され、
前記ボルトのみを前記ねじ穴に螺合させることにより前記充填通路の充填入口が閉塞されるとともに、前記ボルトのみを前記ねじ穴から外すことにより前記充填通路の充填入口が外部へ開放されることを特徴とする、シーム溶接ローラユニット。
【請求項２】
前記充填通路は、前記回転シャフトの内部に形成されていることを特徴とする、
請求項１に記載のシーム溶接ローラユニット。
【請求項３】
前記充填通路は、前記ハウジングの内部に形成されていることを特徴とする、
請求項１に記載のシーム溶接ローラユニット。
【請求項４】
前記ハウジングは、前記回転シャフトが挿通される貫通孔を有し、
前記回転シャフトは、前記ハウジングの前記貫通孔に保持される支持部および前記支持部より細い小径部を有し、
前記導電性充填材は、前記貫通孔と前記小径部の間の隙間に充填されることを特徴とする、
請求項１乃至３のいずれかに記載のシーム溶接ローラユニット。
【請求項５】
前記貫通孔と前記支持部のはめあいは、精転合に設定されることを特徴とする、
請求項４に記載のシーム溶接ローラユニット。
【請求項６】
前記ハウジングは、前記回転シャフトが挿通される貫通孔を有し、
前記貫通孔は、前記回転シャフトを保持する軸受孔部および前記軸受孔部より大径の大径孔部を有し、
前記導電性充填材は、前記大径孔部と前記回転シャフトの間の隙間に充填されることを特徴とする、
請求項１乃至５のいずれかに記載のシーム溶接ローラユニット。
【請求項７】
前記軸受孔部と前記回転シャフトのはめあいは、精転合に設定されることを特徴とする、
請求項６に記載のシーム溶接ローラユニット。
【請求項８】
前記充填通路の入口部分には、前記導電性充填材が供給されるノズルに形成されたおねじと螺合するめねじが形成されていることを特徴とする、
請求項１乃至７のいずれかに記載のシーム溶接ローラユニット。
【請求項９】
前記回転シャフトが前記ハウジングに収容された場合、前記充填通路の排気口が外部とつながっていることを特徴とする、
請求項１乃至８のいずれかに記載のシーム溶接装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載のシーム溶接ローラユニットを備えることを特徴とする、シーム溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シーム溶接で用いられる溶接ローラに関するものであり、特に、この溶接ローラへの導電を安定させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水晶発振子や半導体素子等の電子部品パッケージ及びリッドを溶接する手段として、シーム溶接装置が用いられている。このシーム溶接装置は、一対の溶接ローラを備えており、これを電子部品パッケージとリッドの接触部分に押し付ける。一対の溶接ローラにパルス状の電圧を印加すると、電子部品パッケージとリッド間に電流が流れるので、この電流によって両者がシーム溶接される。
【０００３】
一般的に利用されているシーム溶接のヘッド部の構造を図９に示す。一対のヘッド部８０は、ぞれぞれ、ローラシャフト８２と、ローラシャフト８２の先端に同軸状態で固定される溶接ローラ８４と、このローラシャフト８２を回転自在に保持するハウジング８５を備える。ローラシャフト８２は、ハウジング８５に形成された貫通孔に挿通され、滑り軸受によって回転自在に保持されている。各ヘッド部８０は、ハウジング８５を上下方向に移動自在に案内する垂直スライダ８６によってフローティング状態で保持されている。この垂直スライダ８６には、特に図示しないバネ等の付勢手段が搭載されているため、電子部品パッケージ等に対して溶接ローラ８４を所定加重で押し付けることができる。左右のヘッド部８０は独立して上下運動可能となっており、電子部品パッケージが変形していたり、電子部品パッケージに固定状態に誤差が生じたりしても、各溶接ローラ８４が個別に上下動してその誤差を吸収できる。左右の垂直スライダ８６の上端は、水平スライダ８８によって保持されている。従って、この水平スライダ８８によって、左右の溶接ローラ８４の相対距離を自在に調整することができる。ヘッド部８０、垂直スライダ８６及び水平スライダ８８を含めた全体は、基礎スライダ９０によって上下動することが可能となっている。
【０００４】
シーム溶接を行うための溶接電流は、電源ユニット９２から供給され、ハウジング８５およびローラシャフト８２を介して溶接ローラ８４へと導電される。ハウジング８５からローラシャフト８２への導電は、滑り軸受面を介して行われる。すなわち、互いに摺動しながら接触している界面を通じて導電されることから抵抗値が変化しやすく、これにより溶接電流が安定しないという問題があった。
【０００５】
このため、図１０に断面図で示すように、ローラシャフト８２の中央部分の一部の軸系を細くして隙間８５Ａを形成し、この隙間８５Ａに導電性および流動性を備える導電性充填材を充填することにより、ハウジング８５とローラシャフト８２間の摩擦抵抗を減少させると共に、ハウジング８５からローラシャフト８２への導電を安定させる試みが、従来行われていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来では、手指にて導電性充填材をローラシャフト８２に塗布した後に、ローラシャフト８２をハウジング８５に組み込むという手法を採用していたため、導電性充填材を隙間８５Ａ内に均一に充填させることが困難であるという問題があった。このため、ハウジング８５とローラシャフト８２の接触面積が一定とならず、溶接電流が不安定となる問題は、十分に解消されてはいなかった。
【０００７】
また、導電性充填材を隙間８５Ａに均一に充填させるべく、多めにローラシャフト８２に塗布した場合には、導電性充填材が隙間８５Ａの両側の狭小な隙間にまで入り込み、ローラシャフト８２の回転が阻害されるという問題があった。ローラシャフト８２の回転が阻害されると、溶接ローラ８４が局部的に磨耗するため、溶接不良を引き起こす原因となる。
【０００８】
さらに、導電性粒子には銅等の金属粒子が含まれていることから、導電性充填材が隙間８５Ａの両側の狭小な隙間に進入した場合、この金属粒子によってローラシャフト８２およびハウジング８５が磨耗し、ガタが発生するという問題があった。ローラシャフト８２とハウジング８５にガタが発生すると、電子部品パッケージ等と溶接ローラ８４の接触が不安定となり、溶接不良を引き起こす原因となる。
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ハウジングとローラシャフト間の所定の隙間に均一に導電性充填材を充填することができるシーム溶接ローラユニットおよびシーム溶接装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
シーム溶接ローラユニットは、シーム溶接に用いられる溶接ローラと、前記溶接ローラが同軸的に固定される回転シャフトと、前記回転シャフトの一部を収容して回転自在に保持するハウジングと、導電性充填材を外部から注入して前記回転シャフトと前記ハウジングの間の隙間に充填するための充填通路と、を備え、前記回転シャフトの前記溶接ローラが固定される側の端面の中心には、前記充填通路の一部を兼ねる軸方向のねじ穴が形成され、前記溶接ローラの中心には挿通孔が形成され、前記溶接ローラは、前記挿通孔を挿通させたボルトを前記ねじ穴と螺合させることによって前記回転シャフトに固定され、前記ボルトのみを前記ねじ穴に螺合させることにより前記充填通路の充填入口が閉塞されるとともに、前記ボルトのみを前記ねじ穴から外すことにより前記充填通路の充填入口が外部へ開放されることを特徴とする。
【００１１】
前記充填通路は、前記回転シャフトの内部に形成されていることが好ましい。
【００１２】
前記充填通路は、前記ハウジングの内部に形成されていることが好ましい。
【００１３】
前記ハウジングは、前記回転シャフトが挿通される貫通孔を有し、前記回転シャフトは、前記ハウジングの前記貫通孔に保持される支持部および前記支持部より細い小径部を有し、前記導電性充填材は、前記貫通孔と前記小径部の間の隙間に充填されることが好ましい。
【００１４】
前記貫通孔と前記支持部のはめあいは、精転合に設定されることが好ましい。
【００１５】
前記ハウジングは、前記回転シャフトが挿通される貫通孔を有し、前記貫通孔は、前記回転シャフトを保持する軸受孔部および前記軸受孔部より大径の大径孔部を有し、前記導電性充填材は、前記大径孔部と前記回転シャフトの間の隙間に充填されることが好ましい。
【００１６】
前記軸受孔部と前記回転シャフトのはめあいは、精転合に設定されることが好ましい。
【００１７】
前記充填通路の入口部分には、前記導電性充填材が供給されるノズルに形成されたおねじと螺合するめねじが形成されていることが好ましい。
【００１８】
前記回転シャフトが前記ハウジングに収容された場合、前記充填通路の排気口が外部とつながっていることが好ましい。
【００１９】
シーム溶接装置は、上記のシーム溶接ローラユニットを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るシーム溶接ローラユニットまたはシーム溶接装置によれば、溶接電流を安定させて溶接不良を低減できるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の例について詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係るシーム溶接装置１を示した概略図である。このシーム溶接装置１は、本体側保持部１０と、この本体側保持部１０に着脱自在に保持されるシーム溶接ローラユニット３０と、このシーム溶接ローラユニット３０を本体保持部１０に供給・搬出する搬送テーブル５０と、本体保持部１０を介して前記シーム溶接ローラユニット３０に溶接電流を供給する電源ユニット６０と、ワークとなる電子部品パッケージが搭載される溶接テーブル７０を備える。なお、溶接テーブル７０は、搬送テーブル５０と一体になっている。
【００２３】
本体保持部１０は、一対のシーム溶接ローラユニット３０をそれぞれ保持する一対の保持ブロック１２と、この保持ブロック１２を上下方向に移動自在に案内する垂直スライダ１４と、左右の垂直スライダ１６の上端に設置される水平スライダ１６と、この水平スライダ１６を上下動させる基礎スライダ１８を備える。
【００２４】
一対の垂直スライダ１４は相互に独立しており、特に図示しないバネ等の付勢手段が搭載されている。従って垂直スライダ１４は、電子部品パッケージ等に対してシーム溶接ローラユニット３０を所定加重で押し付けると共に、各シーム溶接ローラユニット３０を独立して上下動させる。例えば、電子部品パッケージが変形していたり、電子部品パッケージの固定状態に誤差が生じたりする場合に、各シーム溶接ローラユニット３０が個別に上下動してその誤差を吸収する。
【００２５】
水平スライダ１６は、左右のシーム溶接ローラユニット３０の相対距離を自在に調整する。従って、多様な幅の電子部品パッケージに対して、シーム溶接ローラユニット３０の位置を合わせることができる。
【００２６】
電源ユニット６０は、１対の保持ブロック１２とそれぞれ電気的に接続されており、溶接電流は、保持ブロック１２とシーム溶接ローラユニット３０の接触面を介して導電される。
【００２７】
図２は、シーム溶接ローラユニット３０を拡大して示した図である。シーム溶接ローラユニット３０は、円盤形状であって外周に傾斜した溶接面３１Ａが形成される溶接ローラ３１と、この溶接ローラ３１がボルト３２によって端部に固定される回転シャフト３３と、この回転シャフト３３を回動自在に保持するハウジング３４と、回転シャフト３３における前記溶接ローラ３１の反対側の端部に固定されるストッパ３５を備える。
【００２８】
ハウジング３４の全体外形は、略円柱形状となっている。従って、ハウジング３４の外周には、溶接ローラ３１と同軸となる円柱形状領域４２が形成されることになる。円柱形状領域４２には、さらに、軸方向の位置決めを行うための位置決め用段部４６が形成されている。具体的には、この位置決め用段部４６は、断面形状が略台形となる周方向の溝となっている。従って、位置決め用段部４６は、周方向に延びる一対の傾斜面４６Ａ、４６Ａを有することになる。
【００２９】
図３（Ａ）は、シーム溶接ローラユニット３０の断面図であり、同図（Ｂ）は、回転シャフト３３および溶接ローラ３１の断面図である。同図（Ａ）に示されるように、ハウジング３４には半径方向中心を軸方向に貫通する貫通孔３４Ａが形成されており、この貫通孔３４Ａに回転シャフト３３が挿通され、回転自在に保持されている。
【００３０】
回転シャフト３３は、図３（Ｂ）に示されるように、略中央部に他の部分よりも小径に形成された小径部３３Ａを備えると共に、溶接ローラ３１側端部近傍に鍔状の突出部３３Ｂを備える段付軸となっている。小径部３３Ａは、その外周面とハウジング３４の貫通孔３４Ａの内周面との間に隙間３７（図３（Ａ）参照）を形成する部分である。この隙間３７には、導電性充填材が充填される。
【００３１】
この導電性充填材は、ある程度の流動性を有する半固体状の物体に導電性を有する金属粒子等の導電性粒子が添加されたものである。導電性充填材は、回転シャフト３３の小径部３３Ａとハウジング３４の貫通孔３４Ａの間の隙間を埋めることで、互いに回転摺動する両者を略均一に電気的に接合し、導電を安定させる機能を有する。
【００３２】
突出部３３Ｂは、ストッパ３５と共にハウジング３４を挟むことで、ハウジング３４に対する回転シャフト３３の軸方向の位置決めおよび抜け止めを行う部分である。また、この突出部３３Ｂに溶接ローラ３１の端面を当接させることよって、溶接ローラ３１の軸方向の位置決めが行われる。
【００３３】
回転シャフト３３の小径部３３Ａの両側は、滑り軸受として回転シャフト３３を支持する支持部３３Ｃとなっている。支持部３３Ｃとハウジング３４の貫通孔３４Ａとのはめいあいは、精転合に設定されている。この精転合のはめあいとは、高精度な回転運動が要求される部分に設定される隙間ばめの一種である。より具体的には、ＪＩＳ規格において、穴の公差Ｈ７に対して軸の公差をｇ６、または穴の公差Ｈ６に対して軸の公差をｇ５に設定したはめあいのことである。
【００３４】
回転シャフト３３の突出部３３Ｂより先端側の部分は、溶接ローラ３１内に挿入されて溶接ローラ３１を保持するローラ保持部３３Ｄとなっている。また、回転シャフト３３の突出部３３Ｄ側の端面の中心にはねじ穴３６が軸方向に形成されている。ねじ穴３６の内周面には、ボルト３２のおねじと螺合するめねじ３６Ａが形成されている。そして、回転シャフト３３の内部には、このねじ穴３６の底面と小径部３３Ａの外周面を繋ぐトンネル状の充填通路３８が形成されている。この充填通路３８は、導電性充填材を隙間３７へ導くためのものであり、充填通路３８の入口はねじ穴３６と兼用されている。充填通路３８の内径は、回転シャフト３３の強度を十分に維持可能な範囲において、導電性充填材の粘度および圧送される圧力に応じて導電性充填材がスムーズに通過可能な大きさに設定されている。
【００３５】
溶接ローラ３１は、図３（Ｂ）に示されるように、半径方向中心を軸方向に貫通する挿通孔３１Ｂが形成されている。挿通孔３１Ｂの回転シャフト３３側部分は、内径が拡大されたシャフト挿入部３３Ｃとなっている。シャフト挿入部３３Ｃの内径は、回転シャフト３３の保持部３３Ｄの外径よりもやや大きく設定されている。また、挿通孔３１Ｂの回転シャフト３３Ｃと反対側の部分は、内径が拡大されたボルト収容部３１Ｄとなっている。
【００３６】
溶接ローラ３１は、図３（Ａ）に示されるように、シャフト挿入部３３Ｃ内に回転シャフト３３の保持部３３Ｄが挿入され、回転シャフト３３側の端面が回転シャフト３３の突出部３３Ｂの溶接ローラ側端面と当接した状態で、回転シャフト３３と同軸的に接続される。そして、挿通孔３１Ｂにボルト３２を挿通して、回転シャフト３３のねじ穴３６に螺合させることによって、溶接ローラ３３は回転シャフト３３に固定される。なお、ボルト３２の頭部はボルト収容部３１Ｄ内に収容され、外部に突出しないようになっている。
【００３７】
次に図４を参照して、導電性充填材を隙間３７に充填する方法について説明する。
【００３８】
図４は、導電性充填材の充填の様子を示した図である。同図に示されるように、導電性充填材の充填は、注入用ノズル３９を吐出口に備えたディスペンサ４０を使用し、ハウジング３４に回転シャフト３３を組み込んだ状態で行われる。注入用ノズル３９は、回転シャフト３３のねじ穴３６のめねじ３６Ａと螺合するおねじ３９Ａが形成された専用のものである。ディスペンサ４０は、ピストン等により導電性充填材を圧送するものであれば何でもよく、既存のシリンジ（注射器）やグリスガン等を使用してもよい。
【００３９】
導電性充填材の充填は、注入用ノズル３９を回転シャフト３３のねじ穴３６と螺合させて接続し、ディスペンサ４０により導電性充填材を所定の圧力により圧送して行われる。導電性充填材は、注入用ノズル３９からねじ穴３６内に注入され、ねじ穴３６および充填通路３８を通過して隙間３７へと圧送される。隙間３７内の空気は、支持部３３Ｃと貫通孔３４Ａの間の隙間から外部に流出するため、導電性充填材は隙間３７内にスムーズに充填される。導電性充填材は粘度が高いことから、支持部３３Ｃと貫通孔３４Ａの間の隙間に進入させるには非常に高い圧力が必要となる。このため、ディスペンサ４０のピストンが停止した時、または圧送圧力が上昇した時をもって、隙間３７内に導電性充填材が均一に充填されたことを知ることができる。また、圧送圧力を所定の圧力に維持することによって、導電性充填材が支持部３３Ｃと貫通孔３４Ａの間の隙間に進入するのを防止することができる。
【００４０】
溶接ローラ３１は、導電性充填材を充填した後に回転シャフト３３に固定される。そして、この時に溶接ローラ３１を固定するボルト３２によって、隙間３７および充填通路３８が密閉されるようになっている。なお、本実施形態では、充填通路３８の入口と溶接ローラ３１を固定するためのねじ穴３６が兼用されているが、充填通路３８の入口をねじ穴３６とは別に形成するようにしてもよい。このようにすれば、溶接ローラ３１を回転シャフトに取り付けた状態で、導電性充填材を充填させることができる。
【００４１】
このように、シーム溶接装置１のシーム溶接ローラユニット３０は、溶接ローラ３１が固定される回転シャフト３３の小径部３３Ａと、回転シャフト３３を回転自在に保持するハウジング３４の貫通孔３４Ａとの間の隙間３７に導電性充填材を外部から注入して充填するための充填通路３８を備えているため、回転シャフト３３をハウジング３４に組み込んだ状態で、隙間３７に導電性充填材を充填することができる。これにより、隙間３７内に導電性充填材を均一に充填することが可能となり、ハウジング３４と回転シャフト３３の間の導電を安定させることができる。この結果、溶接電流が安定するため、溶接不良の発生を低減させることができる。
【００４２】
また、導電性充填材が回転シャフト３３の支持部３３Ｃと貫通孔３４Ａの間の隙間に進入するのを防止することが可能となるため、精転合のはめあいによる回転シャフト３３の精密且つスムーズな回転が妨げられるのを防止することができる。さらに、導電性充填材に含まれる金属粒子等によって、支持部３３Ｃおよび貫通孔３４Ａが磨耗するのを防ぐことができる。これにより、溶接ローラ３１の精密且つスムーズな回転を維持することが可能となり、溶接不良の発生を低減させることができる。
【００４３】
また、従来のように手指で導電性充填材を塗布する場合と異なり、隙間３７内に導電性充填材を均一に充填させるのに特別な技術（または技能）を必要としないため、シーム溶接ローラユニット３０の組立時またはメンテナンス時の作業性を向上させることができる。
【００４４】
また、充填通路３８は、回転シャフト３３内部に形成されているため、充填通路３８の入口を溶接ローラ３１の固定用のねじ穴３６と兼用させることができる。これにより、シーム溶接ローラユニット３０の部品点数を削減することが可能となり、シーム溶接ローラユニット３０の製造コストを削減すると共に、メンテナンス性を向上させることができる。また、回転シャフト３３に形成する穴の数を減らすことができるため、回転シャフト３３の強度を必要以上に落とさないようにすることができる
【００４５】
また、溶接ローラ３１は、回転シャフト３３の保持部３３Ｄがシャフト挿入部３３Ｃ内に挿入され、挿通孔３１Ｂに挿通したボルト３２を、回転シャフト３３の端面のねじ穴３６に螺合させることによって、回転シャフト３３に固定されるため、回転シャフト３３に対する溶接ローラ３１の半径方向のズレを少なくすることができる。これにより、半径方向に取り付けられる止めねじを用いた従来の構成と比較して、溶接ローラ３１の偏心を少なくすることができる。この結果、溶接ローラ３１とワークの接触を安定させることが可能となり、溶接不良の発生を低減させることができると共に、溶接ローラ３１の寿命を向上させることができる。
【００４６】
また、回転シャフト３１は、ハウジング３４の貫通孔３４Ａ内に収容される部分に、支持部３３Ｃおよびこの支持部３３Ｃよりも小径の小径部３３Ａを有し、導電性充填材は、小径部３３Ａと貫通孔３４Ａの間の隙間３７に充填されるため、支持部３３Ｃによって回転シャフト３３の高精度な回転を達成しながらも、小径部３３Ａによって導電性を安定させることができる。この結果、溶接不良の発生を低減させることができる。
【００４７】
また、ハウジング３４の貫通孔３４Ａと回転シャフト３３の支持部３３Ｃのはめあいは、精転合に設定されるため、回転シャフト３３を高精度且つスムーズに回転させることができる。また、一般的な導電性充填材に含まれる金属粒子等の平均粒径よりも、支持部３３Ｃと貫通孔３４Ａの間の隙間を小さくなるため、この金属粒子が支持部３３Ｃと貫通孔３４Ａの間の隙間に進入して、両者を磨耗させるのを防止することができる。
【００４８】
また、充填通路３８の入口部分には、導電性充填材が供給される注入用ノズル３９に形成されたおねじ３９Ａと螺合するめねじ３６Ａが形成されているため、注入用ノズル３９と充填通路３８を略水密（または気密）状態に接続することができる。これにより、導電性充填材を隙間３７に確実に均一に充填することができる。さらに、注入用ノズル３９が回転シャフト３３に固定されることから、充填作業の作業性を向上させることができる。
【００４９】
なお、本実施形態では、充填通路３８を回転シャフト３３内部に形成しているが、充填通路３８をハウジング３４内部に形成するようにしてもよい。図５（Ａ）は、充填通路３８をハウジング３４内部に形成した一例を示した図である。この例では、充填通路３８はハウジング３４の外周面と隙間３７を繋ぐように形成されている。このように、充填通路３８をハウジング３４の内部に形成することで、条件によっては充填作業の作業性をより向上させられる場合がある。すなわち、充填通路３８を形成する場所は、シーム溶接ローラユニット３０の形状や大きさ、または作業環境等に応じた最適な場所を採用することができる。さらに、充填通路３８と注入用ノズル３９の接続はネジによる螺合に限定されるものではなく、ワンタッチカプラ等による接続を採用してもよい。
【００５０】
また、回転シャフト３３に小径部３３Ａを形成する代わりに、ハウジング３４の貫通孔３４Ａに他の部分よりも大径の大径孔部を形成するようにしてもよい。図５（Ｂ）は、貫通孔３４Ａに大径孔部を形成した一例を示した図である。この例では、貫通孔３４Ａは、中央部に形成された大径孔部３４Ｂと、大径孔部３４Ｂの両側の軸受孔部３４Ｃとを備えている。導電性充填材は、回転シャフト３３と貫通孔３４Ａの大径孔部３４Ｂの間の隙間３７に充填される。また、軸受孔部３４Ｃと回転シャフト３３のはめあいは、精転合に設定される。このようにすることで、回転シャフト３３に段差を設ける必要がなくなるため、回転シャフト３３の強度を向上させると共に、回転シャフト３３の製造コストを削減することができる。
【００５１】
また、図５（Ｃ）に示されるように、充填通路３８をハウジング３４内部に形成すると共に、ハウジング３４の貫通孔３４Ａに他の部分よりも大径の大径孔部を形成するようにしてもよい。
【００５２】
次に、図６及び図７を参照して、本体保持部１０に対するシーム溶接ローラユニット３０の保持構造について説明する。
【００５３】
本体保持部１０の保持ブロック１２には、第１固定面１２Ａと第２固定面１２Ｂが形成されており、これらの面によってシーム溶接ローラユニット３０を保持する保持空間２０が構成されている。第１固定面１２Ａは地面に対向しており、保持空間２０の天井となっている。また、第２固定面１２Ｂは第１固定面１２Ａと鋭角をなしており、保持空間２０の側面を構成している。また、第１固定面１２Ａと第２固定面１２Ｂは、シーム溶接ローラユニット３０の回転軸（回転シャフト３３）と平行に設定される。この結果、内部空間２０にシーム溶接ローラユニット３０が挿入されると、第１固定面１２Ａ及び第２固定面１２Ｂが、シーム溶接ローラユニット３０の円柱形状領域４２の外周面に当接するようになっている。
【００５４】
さらに、保持ブロック１２の保持空間２０の周壁には突起２２が形成されている。具体的にこの突起２２は、第１固定面１２Ｂに沿って設置される位置決め棒２３によって構成されている。この位置決め棒２３は、シーム溶接ローラユニット３０の回転軸と直角となるように、即ちシーム溶接ローラユニット３０の周方向に沿って設定される。また、第１固定面１２Ａに対する位置決め棒２３（突起２２）の突出サイズは、シーム溶接ローラユニット３０の位置決め用段部（溝）４６の凹みサイズと一致するようになっている。この結果図７に示されるように、突起２２が、位置決め用段部４６の一対の傾斜面４６Ａ、４６Ａに当接する。位置決め用段部４６と突起２２の係合により、本体側保持部１０に対するシーム溶接ローラユニット３０の軸方向の位置決めが行われる。
【００５５】
また、保持ブロック１２には、可動アーム２６が設置されている。この可動アーム２６は、第２固定面１２Ｂと対向する位置に配置されて、第２固定面１２Ｂに対して接近・離反が可能となっている。従って、可動アーム２６は、シーム溶接ローラユニット３０を第２固定面１２Ｂ側に押し付ける。第１固定面１２Ａと第２固定面１２Ｂは互いに鋭角に設定されているので、可動アーム２６の付勢力によって、シーム溶接ローラユニット３０は第１固定面１２Ａ側に押し上げられる。この結果、シーム溶接ローラユニット３０の半径方向（回転軸に垂直となる面方向）の位置決めがなされる。
【００５６】
次に、シーム溶接ローラユニット３０の自動交換方法について説明する。
【００５７】
図８（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、搬送テーブル５０は、少なくとも２つの搭載治具５２Ａ、５２Ｂが設置されており、特に図示しないテーブル装置によって、上下及び水平方向に移動可能となっている。この搭載治具５２Ａ、５２Ｂは、シーム溶接ローラユニット３０を保持することができる。一方の搭載治具５２Ａは空の状態であり、シーム溶接ローラユニット３０を回収するために用いられる。他方の搭載治具５２Ｂは、次に供給するためのシーム溶接ローラユニット３０が保持されている。
【００５８】
従って、まず図８（Ａ）に示されるように、搬送テーブル５０の一方の搭載冶具５２Ａを、使用中のシーム溶接ローラユニット３０の下に配置して、可動アーム２６を開放する。この結果、シーム溶接ローラユニット３０が第２固定面１２Ｂを転がるようにして自動的に落下し、搭載冶具５２Ａに搭置される。この状態で、搬送テーブル５０を一旦下降させて、さらに水平移動及び上昇移動を経て、搭載冶具５２Ｂ上の新たなシーム溶接ローラユニット３０を、保持ブロック１２の保持空間２０に収容させる。この状態で、可動アーム２６を閉じる。この結果、可動アーム２６の付勢力によって、シーム溶接ローラユニット３０は、第２固定面１２Ｂに沿って次第に上昇して第１固定面１２Ａに当接し、保持空間２０内で自動的に位置決めされる。シーム溶接ローラユニット３０が上昇すると、溝である位置決め用段部４６に対して突起２２が自動的に挿入され、軸方向の位置決めも同時に完結する。
【００５９】
このシーム溶接装置１では、シーム溶接ローラユニット３０が本体から着脱自在となっている。さらに、ハウジング３４の外周には、円柱形状領域４２と位置決め用段部４６が形成されているので、本体に固定する際に、このシーム溶接ローラユニット３０の位置を容易且つ高精度に調整できる。特に、ハウジング３４の円柱形状領域４２は、回転軸に対する垂直面の面方向位置決めを高精度に行い、また、ハウジング３４の位置決め用段部４６は、軸方向位置決めを高精度に行う。この結果、ハウジング３４を含めたシーム溶接ローラユニット３０全体を、すばやく且つ高精度に装着することが可能となり、交換時間を短縮することが可能となる。シーム溶接ローラユニットを本体から独立可能にすることで、シーム溶接装置１から離れた場所において、回転シャフト３３に対する溶接ローラ３２の交換作業を行うことが可能になるので、メンテナンスも容易になる。
【００６０】
また、このシーム溶接装置１では、シーム溶接ローラユニット３０の位置決め用段部４６として、断面がほぼ台形の溝を採用し、この溝に一対の傾斜面４６Ａを形成している。この結果、本体側の突起２２を係合させることで、シーム溶接ローラユニット３０を軸方向の位置決めが簡便化される。傾斜面４６Ａはハウジング３４の周方向に延在しているので、本体の保持ブロック１２に対するハウジング３４の周方向角度がどのような状態であっても、常に突起２２と傾斜面４６Ａを自動的に当接させることができる。
【００６１】
さらにこのシーム溶接ローラユニット３０は、ハウジング３４の外形全体が円柱形状となっているので、搬送テーブル５０上における搭載冶具５２Ａを簡易な構造にすることが可能となり、交換時の取り扱いが容易になる。
【００６２】
また、保持ブロック１２の第１固定面１２Ａと第２固定面１２Ｂが鋭角となっているので、この第１及び第２固定面１２Ａ、１２Ｂに対してシーム溶接ローラユニット３０を押し付けるだけで、シーム溶接ローラユニット３０が安定的に保持される。従って、可動アーム２６の移動によって、シーム溶接ローラユニット３０の固定・開放を容易に切り替えることが可能になる。また、第２固定面１２Ｂが鉛直方向に対して傾斜しているので、可動アーム２６の移動に伴って、シーム溶接ローラユニット３０が第２個底面１２Ｂに沿って滑らかに上昇・下降する。従って、搬送テーブル５０への急激な落下等を回避でき、円滑な交換作業を実現できる。
【００６３】
なお、本実施形態では、ハウジング３４の周方向に形成される溝が位置決め用段部４６として機能する場合を示したが、本発明はそれに限定されない。例えば、シーム溶接ローラユニット３０のハウジング３４外周面に、周方向に伸びる山状突起を形成して、これを位置決め用段部４６として用いることも好ましい。
【００６４】
また、本実施形態では、シーム溶接ローラユニット３０側に傾斜面が形成される場合に限って示したが、本発明はそれに限定されない。さらに、本実施形態のシーム溶接ローラユニット３０では、ハウジング３４全体が円柱形状領域４２となる場合に限って示したが、本発明はそれに限定されない。例えば、シーム溶接ローラユニット３０のハウジング３４側に突起２２が形成され、保持ブロック１２側に一対の傾斜面４６Ａ、４６Ａが形成されるようにしても良い。勿論、ハウジング３４全体が四角柱であっても良い。
【００６５】
また、ハウジング３４の外周面の一部を円柱形状領域４２とし、他の部分は非円柱形状領域にすることも可能である。例えば、非円柱形状領域として、四角形や六角形等の多角形領域を半径方向に拡張形成することも好ましい。このようにすると、シーム溶接ローラユニット３０を平坦な搬送テーブル５０等に直接置いても、多角形領域の外周面によって転がりが防止される。また、円柱形状領域４２が搬送テーブル５０や冶具に直接接触して、傷や凹み等が生じることを回避できるので、円柱形状領域４２の形状精度を長期に亘って維持することが可能となる。
【００６６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明のシーム溶接ローラユニットおよびシーム溶接装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、シーム溶接を行う各種装置において利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施形態に係るシーム溶接装置１の全体構成を示す図である。
【図２】シーム溶接ローラユニット３０を拡大して示した図である。
【図３】（Ａ）はシーム溶接ローラユニット３０の断面図であり、（Ｂ）は回転シャフト３３および溶接ローラ３１の断面図である。
【図４】導電性充填材の充填の様子を示した図である。
【図５】（Ａ）は充填通路３８をハウジング３４内部に形成した一例を示した図であり、（Ｂ）は貫通孔３４Ａに大径孔部を形成した一例を示した図であり、（Ｃ）は充填通路３８をハウジング３４内部に形成すると共に、ハウジング３４の貫通孔３４Ａに他の部分よりも大径の大径孔部を形成した一例を示した図である。
【図６】シーム溶接ローラユニット３０を装置本体側に固定した状態を示す図である。
【図７】図６におけるＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。
【図８】搬送テーブル５０を用いてシーム溶接ローラユニット３０を自動供給する状態を示す図である。
【図９】従来のシーム溶接装置の全体構成を示す図である。
【図１０】従来のシーム溶接装置のヘッド部８０の断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１・・・シーム溶接装置
３０・・・シーム溶接ローラユニット
３１・・・溶接ローラ
３１Ｂ・・・挿通孔
３２・・・ボルト
３３・・・回転シャフト
３３Ａ・・・小径部
３３Ｃ・・・支持部
３４・・・ハウジング
３４Ａ・・・貫通孔
３４Ｂ・・・大径孔部
３４Ｃ・・・軸受孔部
３６・・・ねじ穴
３６Ａ・・・めねじ
３７・・・隙間
３８・・・充填通路
３９・・・注入用ノズル
３９Ａ・・・おねじ
【図１】
0005266453.tif 000002
【図２】
0005266453.tif 000003
【図３】
0005266453.tif 000004
【図４】
0005266453.tif 000005
【図５】
0005266453.tif 000006
【図６】
0005266453.tif 000007
【図７】
0005266453.tif 000008
【図８】
0005266453.tif 000009
【図９】
0005266453.tif 000010
【図１０】
0005266453.tif 000011