(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
小孔を有する金属部材と金属線材との溶接方法において、
前記金属線材を前記金属部材の小孔に挿入し、前記金属部材の小孔から外へ突出する所定の長さの前記金属線材を前記小孔の縁に所定の角度に折り曲げて前記金属部材と前記金属線材とを接触させ、
前記金属線材の折り曲げ箇所付近をアーク電流で溶融させることにより、前記金属線材を溶材として前記折り曲げ箇所付近から溶けさせて溶滴を形成し、
該溶滴が前記金属線材の先端部を引き寄せて前記アーク電流によって溶融させ、その溶滴によって前記小孔を密閉させることを特徴とする小孔を金属線材で密閉する溶接方法。
【請求項２】
小孔を有する金属部材と金属線材とをアーク溶接する装置において、
前記金属部材の小孔に挿入され前記金属部材の小孔から外へ所定の長さで突出される前記金属線材を前記小孔の縁に所定の角度に折り曲げて前記金属部材と前記金属線材とを接触させる折り曲げ機構と、前記金属線材の折り曲げ箇所付近をアーク溶接するアークトーチとを有し、
前記金属線材の折り曲げ箇所付近を前記アークトーチに流されるアーク電流で溶融させることにより前記金属線材を溶材として前記折り曲げ箇所付近から溶けさせて溶滴を形成し、該溶滴が前記金属線材の先端部を引き寄せて前記アーク電流によって溶融させ、その溶滴によって前記小孔を密閉させることを特徴とする小孔を金属線材で密閉する溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は小孔を有する金属部材と金属線材との溶接において、ハンダ付け方法を用いず、その金属部材の小孔から外へ突出する金属線材を溶材としても用い、その小孔を完全に密閉するアーク溶接方法及び溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の方法としては、例えば本件出願人が特許出願している特開平０８−１９０８６７号「管球のアーク溶接方法及び溶接装置」に開示されている構造のものがあった。すなわち、図５に示すように、管球内部からその口金部の導電端部１Ｄの小孔を通して外へ突出する金属線材１Ｅを、成形機（図示せず）でほぼ真っ直ぐにすると共に、所定の長さに切断し、次にアーク溶接用電源１３に接続された通電部材１１，１２と接触させ、まずアーク電流にて金属線材１Ｅを先端部から溶融させ、金属線材１Ｅが通電部材１１，１２まで溶融してきた段階で通電部材１１，１２と金属線材１Ｅとの間を離し、さらに金属線材１Ｅを口金部の導電端部１Ｄに接続すると共に小孔を密閉する溶接方法があった。
【０００３】
この溶接方法においては、小孔を通して外へ突出する金属線材１Ｅを真っ直ぐに成形する必要があり、通電部材１１，１２を可動式にクランプする機構が必要であるなどの複雑な工程が必要であった。
また、この方法以外に、一般的には金属線材を導電端部１Ｄの小孔へハンダ付けする方法があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
金属部材の小孔から外へ突出する細い金属線材を真っ直ぐにするための成形機や金属線材を可動式にクランプするための通電部材を用いることなく、その金属線材を小孔の縁に容易にかつ確実に接触させて溶接することにより小孔を密閉することを課題とする。
【０００５】
前述の課題を解決するために、第１の発明は、小孔を有する金属部材と金属線材との溶接方法において、前記金属線材を前記金属部材の小孔に挿入し、前記金属部材の小孔から外へ突出する所定の長さの前記金属線材を前記小孔の縁に所定の角度に折り曲げて前記金属部材と前記金属線材とを接触させ、前記金属線材の折り曲げ箇所付近をアーク電流で溶融させることにより、前記金属線材を溶材として前記折り曲げ箇所付近から溶けさせて溶滴を形成し、この溶滴が前記金属線材の先端部を引き寄せて前記アーク電流によって溶融させ、その溶滴によって前記小孔を密閉させることを特徴とする小孔を金属線材で密閉する溶接方法を提供する。
【０００６】
これにより、金属部材の小孔から外へ突出する金属線材をその小孔の縁に確実に接触させ、あらかじめ計算された所定の長さの金属線材を用いることにより、金属線材を可動式にクランプするための通電部材をなくし、アークトーチを上下させる機構等の複雑な工程をなくすことができる。
【０００９】
第２の発明は、小孔を有する金属部材と金属線材とをアーク溶接する装置において、前記金属部材の小孔に挿入され前記金属部材の小孔から外へ所定の長さで突出される前記金属線材を前記小孔の縁に所定の角度に折り曲げて前記金属部材と前記金属線材とを接触させる折り曲げ機構と、前記金属線材の折り曲げ箇所付近をアーク溶接するアークトーチとを有し、前記金属線材の折り曲げ箇所付近を前記アークトーチに流されるアーク電流で溶融させることにより前記金属線材を溶材として前記折り曲げ箇所付近から溶けさせて溶滴を形成し、この溶滴が前記金属線材の先端部を引き寄せて前記アーク電流によって溶融させ、その溶滴によって前記小孔を密閉させることを特徴とする小孔を金属線材で密閉する溶接装置を提供する。
【００１０】
これにより、金属部材の小孔から外へ突出する細い金属線材をその小孔の縁に確実に接触させ、あらかじめ計算された所定の長さの金属線材を用いることにより、金属線材を可動式にクランプするための通電部材をなくし、さらに、アークトーチを上下させる機構等の複雑な工程をなくすことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態例を図１ないし図４を参照して説明する。
まず、蛍光灯やコネクタピンなどのパイプ形状端子又は電球などの板状端子のような金属部材の小孔から外へ突出する所定の長さの金属線材を、それらの小孔の縁に所定の角度に折り曲げて接触させ、金属線材の折り曲げ箇所付近をアーク溶接する形態について説明する。
【００１２】
なお、ここで金属線材の折り曲げとは金属線材の角がほぼ直角に折り曲がった状態だけではなく、角が丸みをもった曲げも含むものとする。
【００１３】
図２で示すように、ほぼ直角に折り曲げた金属線材の折り曲げの長さは、この金属線材が溶材として溶接されたときに溶融してパイプ形状端子又は板状端子の金属部材の小孔を密閉できる長さであり、金属部材の小孔の穴径をａ、金属部材の小孔の深さをｈ、金属線材の線径をｂ、金属線材の折り曲げの長さをｃとすると、ｃは
０．７（ａ２−ｂ２）ｈ／ｂ２  ≦ｃ≦  １．３（ａ２−ｂ２）ｈ／ｂ２
で示される長さの範囲内が好ましい。
【００１４】
金属線材１Ｅの折り曲げの長さｃが、
０．７（ａ２−ｂ２）ｈ／ｂ２  ≦ｃ≦  １．３（ａ２−ｂ２）ｈ／ｂ２
で示される長さの範囲内にあればパイプ形状端子Ｐの小孔が塞がり、かつその塞いだ面も良好であるが、ｃが  １．３（ａ２−ｂ２）ｈ／ｂ２  で示される長さよりも長いと、折り曲げの先端Ｓが溶融しない場合や塞いだ面が大きく盛り上がり過ぎる場合があり、またｃが  ０．７（ａ２−ｂ２）ｈ／ｂ２  で示される長さよりも短いと、その小孔が完全には密閉されないという問題がある。
【００１５】
金属線材を折り曲げる角度は、約６０度から約１２０度の範囲であり、好ましくはほぼ９０度が良い。
【００１６】
また、金属線材の線径は金属部材の小孔の穴径の２分の１以上であることが好ましい。
【００１７】
第一の実施例を図１ないし図３により説明する。
図３に示すように、アーク溶接用電源１３の一方の極性の端子に接続されたクランプ板ＣＢに保持されたパイプ形状端子Ｐの小孔を通して外へ突出する金属線材１Ｅの部分を、折り曲げ機構ＢＳの折り曲げ部材Ｂによりその小孔の縁に接触するように先端部Ｓをほぼ直角に折り曲げる。
【００１８】
折り曲げ機構ＢＳはシリンダ装置ＳＩとその前進、後退運動可能なシリンダロッドＲＯの先端部に備えられた折り曲げ部材Ｂとからなる。シリンダロッドＲＯの前進により折り曲げ部材Ｂは金属線材１Ｅに対してほぼ垂直に当たり、さらなるシリンダロッドＲＯの前進運動により金属線材１Ｅをほぼ直角に折り曲げる。
なお、金属線材１Ｅの先端部Ｓを所定の長さに切断する工程（図示せず）は、金属線材１Ｅを折り曲げる前の工程でも、後の工程のいずれでも良い。
【００１９】
図１に示すように、アーク溶接用電源１３の他方の極性の端子に接続されたアークトーチ１６のノズル（図示せず）をパイプ形状端子Ｐの小孔の中心の上方数ミリメートル（例えば３ミリ〜６ミリ）の位置に停止させ、クランプ板ＣＢとアークトーチ１６間にアーク電流ＡＲを流すと、金属線材１Ｅは折り曲げ箇所付近から溶け出し、表面張力などの作用により溶滴が小孔の中心に向かって集まり、それに従って金属線材１Ｅの先端部Ｓは折り曲げ箇所に向かって短くなって行き、最終的にはその先端部Ｓは小孔の中心の溶滴の一部となり、小孔を完全に密閉し、しかも金属線材１Ｅは本来の導電線材の働きを行う。
【００２０】
なお、図２において、前述したように金属線材１Ｅの折り曲げの長さｃは、
０．７（ａ２−ｂ２）ｈ／ｂ２  ≦ｃ≦  １．３（ａ２−ｂ２）ｈ／ｂ２
で示される長さの範囲内が良い。
【００２１】
第二の実施例を図４により説明する。
小孔を有する板状端子と金属線材との溶接方法である、白熱電球又はボール形状の蛍光灯のような管球の板状端子での溶接については、第一の実施例と同様にして、管球１Ａ内部からその口金部の導電端部１Ｄの小孔を通して外へ突出する金属線材１Ｅの先端部Ｓをほぼ直角に折り曲げる。
【００２２】
アーク溶接用電源１３の一方の極性の端子に接続されたアークトーチ１６を口金部の小孔の中心の上方数ミリメートル（例えば３ミリ〜６ミリ）の位置に固定し、アーク溶接用電源１３の他方の極性の端子に接続されたクランプ板ＣＢに保持された管球口金部の導電端部１Ｄとアークトーチ１６間にアーク電流ＡＲを流すと、金属線材１Ｅは折り曲げ箇所付近から溶け出し、表面張力などの作用により溶滴が小孔の中心に向かって集まり、それに従って金属線材１Ｅの先端部Ｓは折り曲げ箇所に向かって短くなって行き、最終的にはその先端部Ｓは小孔の中心の溶滴の一部となり、小孔を完全に密閉する。
【００２３】
この場合にも、第一の実施例と同様に、金属線材１Ｅの折り曲げの長さｃは、
０．７（ａ２−ｂ２）ｈ／ｂ２  ≦ｃ≦  １．３（ａ２−ｂ２）ｈ／ｂ２
で示される長さの範囲内にあるのが良い。
【００２４】
また、実施例では小孔を有する金属部材をパイプ形状端子又は板状端子として説明したが、これらは一端から他端に向かって孔が大きくなるパイプ状の部材、あるいは小孔を有する球状体、又は小孔を有する直方体などであってもよい。
【００２５】
なお、金属線材の曲げ方はその太さなどに応じて、折り返すような二重またはそれ以上の回数に折り曲げてももちろん良い。
【００２６】
【発明の効果】
この発明によれば、金属部材の小孔と金属線材との従来の溶接方法に比べ、金属線材を成形機で真っ直ぐに成形する必要がなくなると共に、金属線材をクランプするための可動式の通電部材も不要となり、さらに、金属線材自身が溶材なのでその先端部Ｓまでの長さをあらかじめ所定の長さにしておくことにより小孔を過不足なく完全に密閉することが可能となる。
なお、これらにより溶接機構の簡素化、作業時間の短縮、金属線材以外の通電部材等が不要となると共に、環境に有害な鉛ハンダも不要であり、製品コストの低減が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るパイプ形状端子の実施例の態様を示す。
【図２】  本発明に係る金属部材の小孔と金属線材の関係の断面図を示す。
【図３】  本発明に係るパイプ形状端子の折り曲げ機構の態様を示す。
【図４】  本発明に係る小孔を有する板状端子の実施例の態様を示す。
【図５】  従来の管球のアーク溶接方法及び溶接装置の態様を示す。
【符号の説明】
ａ・・・金属部材の小孔の穴径、ｂ・・・金属線材の線径、ｃ・・・金属線材の折り曲げの長さ、ｈ・・・金属部材の小孔の深さ、Ｂ・・・折り曲げ部材、
Ｐ・・・パイプ形状端子、Ｓ・・・金属線材の先端部、ＡＲ・・・アーク電流、ＢＳ・・・折り曲げ機構、ＣＢ・・・クランプ部材、ＲＯ・・・シリンダロッド、ＳＩ・・・シリンダ、１Ａ・・・管球部、１Ｂ・・・口金部材、
１Ｃ・・・電気絶縁部、１Ｄ・・・導電端部、１Ｅ・・・金属線材、
１・・・管球、２・・・受台、３・・・ベース部材、４・・・上下動装置、
５・・・弾性部材、６，７・・・垂直支持部材、８，１０・・・クランプ部材、９・・・シリンダ装置、１１，１２・・・通電部材、１３・・・アーク溶接用電源、１４・・・プラス側導体、１５・・・マイナス側導体、１６・・・アークトーチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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