JP2003117667A - 管材超音波溶接装置 - Google Patents
管材超音波溶接装置Info
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Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 熱源型溶接方法の必須要素である不活性ガス
（シールドガス及び作動ガス）を排除して、更に、溶接
の簡素化を計り、簡易で移動可能な管材溶接装置を提供
する。 【解決手段】 超音波溶接部門１と溶接部門２とを、係
止具２８を介して、一対に挟扼させて溶接する。更に、
締付装置６を駆動させ、超音波溶接部門１と溶接部門２
に押付け加圧を与えて溶接することができる。
（シールドガス及び作動ガス）を排除して、更に、溶接
の簡素化を計り、簡易で移動可能な管材溶接装置を提供
する。 【解決手段】 超音波溶接部門１と溶接部門２とを、係
止具２８を介して、一対に挟扼させて溶接する。更に、
締付装置６を駆動させ、超音波溶接部門１と溶接部門２
に押付け加圧を与えて溶接することができる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本装置は、管材の接合部を局
部的に溶着、又は溶接する超音波溶接装置。 【０００２】 【従来の技術】従来、管材の溶接方法は、アーク溶接、
テグ溶接、又はガス溶接等があるが、管材及び溶加材を
加熱溶解させて接合させる熱源溶接のために、作動ガ
ス、シールドガスの使用は溶接する必須要素であった。
熱源型溶接の欠点は、加熱溶解による接合部分の材質組
織の粗大化を発生させ、材質の劣化を誘因させてブロー
ホールやピット現象を発生させたり、溶接部分の管材表
面に酸化皮膜を発生させたり、風の影響も受けやすく、
溶接部分の品質の均一化を保持するのが困難であった。
以上の現象を未然に防ぐため、シールドガスの放出は絶
対条件であったし、微細な操作も必要であった。下記に
公知技術、周知技術を列記する。 【０００３】超音波溶接方法には、管材封止方法（例え
ば特開昭６１−１８６１８３参照）、管材封止装置（例
えば特開昭６１−１８６１８４参照）、又はヒートハイ
プ封止部構造（例えば特開平５−３２２４６３参照）が
ある。更に、短管溶接方法には超音波接合方法（例えば
平３−１１４６８３）がある。しかし、長物管材の溶接
装置が簡易軽量で、狭い作業空間での溶接に適合する溶
接装置は皆無であった。更に、溶接できる部材の板厚や
管厚にも制限があった。 【０００４】電気ロウ付機には、ソルディＥＣ−４００
等が慣用技術として市販されているが、溶接時間が長く
大量生産の溶接には不向きであった。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】この装置は、上記従来
技術の問題点を解決することを課題とする。より特定す
れば、熱源型溶接方法の必須要素であるシールドガスや
作動ガスを排除しても溶接できる装置の開発を目的とす
る。更に、溶接する管材の内外の面に発生する酸化皮膜
及びスラグを除去し、溶接の安定を図り、簡易軽量で移
動可能な管材溶接装置を提供することを課題とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本装置は、上記目的を解
決するために、下記の構成からなる。 【０００７】下端部に管材を挟む、半円筒形の挟み口
（２９）を形成した超音波溶接部門（１）を造成し、連
成する超音波部柄（３）を具備する。又、超音波部柄
（３）の任意の場所に掛止具（３１）を設ける。 【０００８】超音波溶接部門（１）は、上端部に超音波
振動部（５）を形成する。その構成は、一部に超音波振
動子（１１）を設け、共振増幅させるホーンＡ（１
２）、ホーンＢ（１３）を接合させ、半円筒形の挟み口
（２９）の中心部分に位置する超音波振動端子（７）を
共振させる。 【０００９】又、超音波溶接部門（１）は、下端部の半
円筒形の挟み口（２９）部分の中心部に位置する超音波
振動端子（７）から区別された近傍に、半円筒形の予熱
発生部（９）を屈設する。隣接する両端に半円筒形の加
圧形状記憶合金部（８）を屈設する。又、加圧形状記憶
合金部（８）の先端部分に伸縮材（２２）を装着させ
る。 【００１０】上端部に管材を挟む、半円筒形の挟み口
（２９）を形成した溶接部門（２）を造成し、連成する
溶接部柄（４）を具備する。又、溶接部柄（４）の一端
に回転自在に作動する締付装置（６）を係着させる。更
に、締付装置（６）の一部分に係合孔（３０）を設け
る。 【００１１】溶接部門（２）は、上端部の半円筒形の挟
み口（２９）部分の中心部に位置した半円筒形の予熱発
生部（９）を屈設させる。又、隣接する両端に半円筒形
の加圧形状記憶合金部（８）を屈設する。又、加圧形状
記憶合金部（８）の先端部分に伸縮材（２２）を装着さ
せる。 【００１２】超音波溶接部門（１）に内蔵された超音波
振動子（１１）は、超音波発振器（１５）より導線（１
８）も以て、振動子用導線端子台（２５）を介して接続
される。 【００１３】超音波溶接部門（１）と溶接部門（２）に
各々内蔵される予熱発生部（８）は、熱源発生器（１
６）より導線（１７）で以て、予熱用導線端子台（２
５）を介して接続される。 【００１４】超音波溶接部門（１）と溶接部門（２）
は、係止具（２８）に以て一対に挟扼する。 【００１５】 【発明の実施の形態】本装置は、超音波溶接部門（１）
と溶接部門（２）が係止具（２８）を介し、管材を上下
から一対に挟扼し溶接する装置である。 【００１６】図によって説明すれば、超音波溶接部門
（１）は、下端部に管材を挟む半円筒形の挟み口（２
９）を形成し、上端部に超音波振動部（５）を具備し、
その構成は、一部に超音波振動子（１１）を設け、共振
増幅させるホーンＡ（１２）、ホーンＢ（１３）を介し
て、半円筒形の挟み口（２９）に位置する超音波振動端
子（７）を共振させ、超音波振動を発生させることがで
きる。 【００１７】溶接部門（２）は上端部に管材を挟む半円
筒形の挟み口（２９）を形成し、半円筒形の挟み口の中
心部に位置する半円筒形の予熱発生部（９）を屈設す
る。又、隣接する両端に半円筒形の加圧形状記憶合金部
（８）を屈設し、先端部に伸縮材（２２）を装着させ、
管外径に適合した接着面を保持する。 【００１８】超音波溶接部門（１）と連成する超音波部
柄（３）に掛止具（３１）を設け、溶接部門（２）と連
成する溶接部柄（４）に締付装置（６）を係着させ、そ
の一端にある係合孔（３０）と掛止具（３１）を掛合さ
せ、締付装置を駆動させて超音波溶接部門（１）と溶接
部門（２）の両装置に、任意の押付け加圧を与えること
ができる。 【００１９】超音波溶接部門（１）に内蔵した超音波振
動端子（７）は振動端子枠（２４）にネジで嵌入され、
管材（１４）、管継手（２０）の管外径に対応して応動
する。更に、締付装置（６）の締付駆動と連動し、超音
波振動端子（７）の先端に任意の押付け加圧を与えるこ
とができる。 【００２０】超音波溶接部門（１）と溶接部門（２）に
内蔵した予熱発生部（９）は、熱源発生器（１６）で発
生する熱源を導線（１７）で以て伝導され、任意の温度
に発熱励起する。更に、発熱励起した熱と超音波振動の
摩擦熱が干渉し、加熱された熱が管材に伝幡され、溶接
が促進される。 【００２１】超音波溶接部門（１）と溶接部門（２）に
内蔵された加圧形状記憶合金部（８）は、予熱発生部
（９）で発生する熱を吸収して、熱膨張の変態応力を発
揮し加圧形状記憶合金部（８）が伸びて、管材Ａ（１
４）、管継手（２０）に押付け加圧を発生させることが
できる。 【００２２】加圧形状記憶合金部（８）の先端部分に装
着した伸縮材（２２）は、加熱によって膨張し、押付け
加圧を発生させる加圧形状記憶合金部（８）の過度の加
圧を低減することができる。 【００２３】図４により、弾性体（１０）はコイルばね
を装着させることで、管外径の変動に対応して、予熱発
生部（９）を管材Ａ（１４）に圧着させることができ
る。 【００２４】図３により、管材Ａ（１４）に加圧形状記
憶合金部（８）の先端部分に装着した伸縮材（２２）は
石綿を装着させることで、加圧形状記憶合金部（８）が
発生させる過度の押付け加圧を低減させることができ
る。 【００２５】図３により、超音波振動端子（７）は振動
端子枠（２４）内の上端にコイルばねを挿設した下端に
挿着され、管外径に適合した圧着ができ、超音波振動を
伝動することができる。 【００２６】 【発明の効果】以上の説明の通り、本装置は熱源型溶接
方法では必須要素であったシールドガス及び作動ガスを
排除しても溶接可能であり、尚かつ、超音波の振動作用
及び摩擦熱で被管材の表裏面の酸化皮膜の発生を除去
し、有機物を除去して、溶接による材質の脆化を防ぎ、
溶接に適合した条件を充す簡易な溶接装置を提供するこ
とである。
部的に溶着、又は溶接する超音波溶接装置。 【０００２】 【従来の技術】従来、管材の溶接方法は、アーク溶接、
テグ溶接、又はガス溶接等があるが、管材及び溶加材を
加熱溶解させて接合させる熱源溶接のために、作動ガ
ス、シールドガスの使用は溶接する必須要素であった。
熱源型溶接の欠点は、加熱溶解による接合部分の材質組
織の粗大化を発生させ、材質の劣化を誘因させてブロー
ホールやピット現象を発生させたり、溶接部分の管材表
面に酸化皮膜を発生させたり、風の影響も受けやすく、
溶接部分の品質の均一化を保持するのが困難であった。
以上の現象を未然に防ぐため、シールドガスの放出は絶
対条件であったし、微細な操作も必要であった。下記に
公知技術、周知技術を列記する。 【０００３】超音波溶接方法には、管材封止方法（例え
ば特開昭６１−１８６１８３参照）、管材封止装置（例
えば特開昭６１−１８６１８４参照）、又はヒートハイ
プ封止部構造（例えば特開平５−３２２４６３参照）が
ある。更に、短管溶接方法には超音波接合方法（例えば
平３−１１４６８３）がある。しかし、長物管材の溶接
装置が簡易軽量で、狭い作業空間での溶接に適合する溶
接装置は皆無であった。更に、溶接できる部材の板厚や
管厚にも制限があった。 【０００４】電気ロウ付機には、ソルディＥＣ−４００
等が慣用技術として市販されているが、溶接時間が長く
大量生産の溶接には不向きであった。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】この装置は、上記従来
技術の問題点を解決することを課題とする。より特定す
れば、熱源型溶接方法の必須要素であるシールドガスや
作動ガスを排除しても溶接できる装置の開発を目的とす
る。更に、溶接する管材の内外の面に発生する酸化皮膜
及びスラグを除去し、溶接の安定を図り、簡易軽量で移
動可能な管材溶接装置を提供することを課題とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本装置は、上記目的を解
決するために、下記の構成からなる。 【０００７】下端部に管材を挟む、半円筒形の挟み口
（２９）を形成した超音波溶接部門（１）を造成し、連
成する超音波部柄（３）を具備する。又、超音波部柄
（３）の任意の場所に掛止具（３１）を設ける。 【０００８】超音波溶接部門（１）は、上端部に超音波
振動部（５）を形成する。その構成は、一部に超音波振
動子（１１）を設け、共振増幅させるホーンＡ（１
２）、ホーンＢ（１３）を接合させ、半円筒形の挟み口
（２９）の中心部分に位置する超音波振動端子（７）を
共振させる。 【０００９】又、超音波溶接部門（１）は、下端部の半
円筒形の挟み口（２９）部分の中心部に位置する超音波
振動端子（７）から区別された近傍に、半円筒形の予熱
発生部（９）を屈設する。隣接する両端に半円筒形の加
圧形状記憶合金部（８）を屈設する。又、加圧形状記憶
合金部（８）の先端部分に伸縮材（２２）を装着させ
る。 【００１０】上端部に管材を挟む、半円筒形の挟み口
（２９）を形成した溶接部門（２）を造成し、連成する
溶接部柄（４）を具備する。又、溶接部柄（４）の一端
に回転自在に作動する締付装置（６）を係着させる。更
に、締付装置（６）の一部分に係合孔（３０）を設け
る。 【００１１】溶接部門（２）は、上端部の半円筒形の挟
み口（２９）部分の中心部に位置した半円筒形の予熱発
生部（９）を屈設させる。又、隣接する両端に半円筒形
の加圧形状記憶合金部（８）を屈設する。又、加圧形状
記憶合金部（８）の先端部分に伸縮材（２２）を装着さ
せる。 【００１２】超音波溶接部門（１）に内蔵された超音波
振動子（１１）は、超音波発振器（１５）より導線（１
８）も以て、振動子用導線端子台（２５）を介して接続
される。 【００１３】超音波溶接部門（１）と溶接部門（２）に
各々内蔵される予熱発生部（８）は、熱源発生器（１
６）より導線（１７）で以て、予熱用導線端子台（２
５）を介して接続される。 【００１４】超音波溶接部門（１）と溶接部門（２）
は、係止具（２８）に以て一対に挟扼する。 【００１５】 【発明の実施の形態】本装置は、超音波溶接部門（１）
と溶接部門（２）が係止具（２８）を介し、管材を上下
から一対に挟扼し溶接する装置である。 【００１６】図によって説明すれば、超音波溶接部門
（１）は、下端部に管材を挟む半円筒形の挟み口（２
９）を形成し、上端部に超音波振動部（５）を具備し、
その構成は、一部に超音波振動子（１１）を設け、共振
増幅させるホーンＡ（１２）、ホーンＢ（１３）を介し
て、半円筒形の挟み口（２９）に位置する超音波振動端
子（７）を共振させ、超音波振動を発生させることがで
きる。 【００１７】溶接部門（２）は上端部に管材を挟む半円
筒形の挟み口（２９）を形成し、半円筒形の挟み口の中
心部に位置する半円筒形の予熱発生部（９）を屈設す
る。又、隣接する両端に半円筒形の加圧形状記憶合金部
（８）を屈設し、先端部に伸縮材（２２）を装着させ、
管外径に適合した接着面を保持する。 【００１８】超音波溶接部門（１）と連成する超音波部
柄（３）に掛止具（３１）を設け、溶接部門（２）と連
成する溶接部柄（４）に締付装置（６）を係着させ、そ
の一端にある係合孔（３０）と掛止具（３１）を掛合さ
せ、締付装置を駆動させて超音波溶接部門（１）と溶接
部門（２）の両装置に、任意の押付け加圧を与えること
ができる。 【００１９】超音波溶接部門（１）に内蔵した超音波振
動端子（７）は振動端子枠（２４）にネジで嵌入され、
管材（１４）、管継手（２０）の管外径に対応して応動
する。更に、締付装置（６）の締付駆動と連動し、超音
波振動端子（７）の先端に任意の押付け加圧を与えるこ
とができる。 【００２０】超音波溶接部門（１）と溶接部門（２）に
内蔵した予熱発生部（９）は、熱源発生器（１６）で発
生する熱源を導線（１７）で以て伝導され、任意の温度
に発熱励起する。更に、発熱励起した熱と超音波振動の
摩擦熱が干渉し、加熱された熱が管材に伝幡され、溶接
が促進される。 【００２１】超音波溶接部門（１）と溶接部門（２）に
内蔵された加圧形状記憶合金部（８）は、予熱発生部
（９）で発生する熱を吸収して、熱膨張の変態応力を発
揮し加圧形状記憶合金部（８）が伸びて、管材Ａ（１
４）、管継手（２０）に押付け加圧を発生させることが
できる。 【００２２】加圧形状記憶合金部（８）の先端部分に装
着した伸縮材（２２）は、加熱によって膨張し、押付け
加圧を発生させる加圧形状記憶合金部（８）の過度の加
圧を低減することができる。 【００２３】図４により、弾性体（１０）はコイルばね
を装着させることで、管外径の変動に対応して、予熱発
生部（９）を管材Ａ（１４）に圧着させることができ
る。 【００２４】図３により、管材Ａ（１４）に加圧形状記
憶合金部（８）の先端部分に装着した伸縮材（２２）は
石綿を装着させることで、加圧形状記憶合金部（８）が
発生させる過度の押付け加圧を低減させることができ
る。 【００２５】図３により、超音波振動端子（７）は振動
端子枠（２４）内の上端にコイルばねを挿設した下端に
挿着され、管外径に適合した圧着ができ、超音波振動を
伝動することができる。 【００２６】 【発明の効果】以上の説明の通り、本装置は熱源型溶接
方法では必須要素であったシールドガス及び作動ガスを
排除しても溶接可能であり、尚かつ、超音波の振動作用
及び摩擦熱で被管材の表裏面の酸化皮膜の発生を除去
し、有機物を除去して、溶接による材質の脆化を防ぎ、
溶接に適合した条件を充す簡易な溶接装置を提供するこ
とである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の斜視図
【図２】本発明の平面図
【図３】Ａ−Ａ断面図
【図４】本発明の側面図
【符号の説明】
１ 超音波溶接部門
２ 溶接部門
３ 超音波部柄
４ 溶接部柄
５ 超音波振動部
６ 締付装置
７ 超音波振動端子
８ 加圧形状記憶合金部
９ 予熱発生部
１０ 弾性体
１１ 超音波振動子
１２ ホーンＡ
１３ ホーンＢ
１４ 管材Ａ
１５ 超音波発生器
１６ 熱源発生器
１７ 導線
１８ 導線
１９ 管材Ｂ
２０ 管継手
２１ フランジ
２２ 伸縮材
２３ 内部導線
２４ 振動端子枠
２５ 予熱用導線端子台
２６ 内部導線
２７ 振動子用導線端子台
２８ 係止具
２９ 半円筒形の挟み口
３０ 係合孔
３１ 掛止具
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】ａ） 上端部に超音波振動部を構成し、下
端部に管材を挟む半円筒形の挟み口を形成して、中心部
に位置する超音波振動端子を共振させる機能を有した超
音波溶接部門を具備し、 ｂ） 更に、超音波溶接部門に連成する超音波部柄を形
成し、その一部に掛止具を具有し、 ｃ） 他方、上端部に管材を挟む半円筒形の挟み口を形
成し、中心部に半円筒形の予熱発生部を屈設し、予熱発
生部に近接する両端に半円筒形の加圧形状記憶合金部を
屈設する。 ｄ） 又、加圧形状記憶合金部の先端部分に伸縮材を装
着させた溶接部門を構成し、更に、溶接部門と連成する
溶接部柄を形成し、溶接部柄の一端に締付装置を係着さ
せ、締付装置の一部分に係合孔を具備し、 ｅ） 超音波溶接部門と溶接部門は係止具を介して、管
材を上下から一対に挟扼し、溶接部柄に係着させる締付
装置の一部分に設けた係合孔を、超音波部柄の掛止具に
係合させ、締付装置を駆動させることにより、超音波溶
接部門と溶接部門に押付け加圧を与えるよう構成する。 以上の構成よりなる管材超音波溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001352393A JP2003117667A (ja) | 2001-10-15 | 2001-10-15 | 管材超音波溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001352393A JP2003117667A (ja) | 2001-10-15 | 2001-10-15 | 管材超音波溶接装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003117667A true JP2003117667A (ja) | 2003-04-23 |
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ID=19164577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001352393A Pending JP2003117667A (ja) | 2001-10-15 | 2001-10-15 | 管材超音波溶接装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003117667A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007253164A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Denso Corp | 超音波接合方法、超音波接合装置および超音波接合された接合管 |
| CN103071882A (zh) * | 2013-01-10 | 2013-05-01 | 四川长虹电器股份有限公司 | 一种快速对中装夹装置 |
| KR101882688B1 (ko) * | 2017-02-01 | 2018-07-27 | 동명대학교산학협력단 | 초음파 접합장치 |
| CN111391331A (zh) * | 2020-02-26 | 2020-07-10 | 神通科技集团股份有限公司 | 一种可快速换模的手套箱超声波焊接设备 |
-
2001
- 2001-10-15 JP JP2001352393A patent/JP2003117667A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007253164A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Denso Corp | 超音波接合方法、超音波接合装置および超音波接合された接合管 |
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