JPH01133690A - 金属線条体の超音波溶着方法 - Google Patents
金属線条体の超音波溶着方法Info
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- JPH01133690A JPH01133690A JP29319687A JP29319687A JPH01133690A JP H01133690 A JPH01133690 A JP H01133690A JP 29319687 A JP29319687 A JP 29319687A JP 29319687 A JP29319687 A JP 29319687A JP H01133690 A JPH01133690 A JP H01133690A
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- ultrasonic welding
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、金属線条体を溶着相手金属体に超音波溶着す
る金属線条体の超音波溶着方法に関するものである。
る金属線条体の超音波溶着方法に関するものである。
［従来技術］
金属の線（撚線も含む）、中実な棒、平角材等の条、バ
イブ等の管等よりなる金属線条体と金属線条体や金属成
形品等の溶着相手金属体との超音波溶着は、超音波振動
により該金属線条体と該溶着相手金属体との相互の接触
面を摩擦して両者の表面の酸化皮膜を破壊し、両者の表
面を平滑化して塑性変形にて溶着させるものであり、一
般にその溶着性は、第６図に示すように、溶着強度は変
形ｍに支配され、変形量が増加する程、溶着強度は増加
するが、金属線条体強度は減少し、最優には金属線条体
は破断され、変形量が小さければ金属線条体強度は大き
いが、溶着強度が小さく、溶着部で剥離が生じることが
判っている。また、溶着強度は金属線条体の形状、超音
波振動の振幅、おさえ力、作業時間、被溶着部の介在物
の有無などによって変動する。
イブ等の管等よりなる金属線条体と金属線条体や金属成
形品等の溶着相手金属体との超音波溶着は、超音波振動
により該金属線条体と該溶着相手金属体との相互の接触
面を摩擦して両者の表面の酸化皮膜を破壊し、両者の表
面を平滑化して塑性変形にて溶着させるものであり、一
般にその溶着性は、第６図に示すように、溶着強度は変
形ｍに支配され、変形量が増加する程、溶着強度は増加
するが、金属線条体強度は減少し、最優には金属線条体
は破断され、変形量が小さければ金属線条体強度は大き
いが、溶着強度が小さく、溶着部で剥離が生じることが
判っている。また、溶着強度は金属線条体の形状、超音
波振動の振幅、おさえ力、作業時間、被溶着部の介在物
の有無などによって変動する。
このように超音波溶着は、種々の溶着条件によりＷ３着
強度が変動するため、溶着強度を検査する必要がある。
強度が変動するため、溶着強度を検査する必要がある。
［発明が解決しようとする問題点］
従来、超音波溶着強度の検査は、引張り試験により行っ
ていたので、製品を破損し、使用不能にしてしまう問題
点があった。このため全製品の検査をすることは不可能
であった。また、検査は別工程で行わざるを得ず、作業
能率が悪、い問題点があった。
ていたので、製品を破損し、使用不能にしてしまう問題
点があった。このため全製品の検査をすることは不可能
であった。また、検査は別工程で行わざるを得ず、作業
能率が悪、い問題点があった。
本発明の目的は、超音波溶着作業中に、製品を破壊せず
に、しかも全製品を検査できる金属線条体の超音波溶着
方法を提供することにある。
に、しかも全製品を検査できる金属線条体の超音波溶着
方法を提供することにある。
し問題点を解決するための手段］
上記の目的を達成するための本発明の詳細な説明すると
、本発明は超音波溶着機で金属線条体を溶着相手金属体
に超音波溶着する超音波溶着方法において、前記金属線
条体と前記溶着相手金属体との超音波溶着作業中に、前
記金属線条体と前記溶着相手金属体との超音波溶着状態
で変化する変化量を検出し、前記変化量により超音波溶
着状態を判定をすることを特徴とする。
、本発明は超音波溶着機で金属線条体を溶着相手金属体
に超音波溶着する超音波溶着方法において、前記金属線
条体と前記溶着相手金属体との超音波溶着作業中に、前
記金属線条体と前記溶着相手金属体との超音波溶着状態
で変化する変化量を検出し、前記変化量により超音波溶
着状態を判定をすることを特徴とする。
［作用コ
このように金属線条体と溶着相手金属体との超音波溶着
状態で変化する変化量（例えば、溶着部分の高さの変化
量、超音波溶着機の負荷電流量、負荷電流の移動平均値
、力率、変形歪量等）を検出し、この変化量により超音
波溶着状態を判定すると、超音波溶着作業中に、非破壊
で検査を行うことができ、しかも全製品の検査を行うこ
とができる。
状態で変化する変化量（例えば、溶着部分の高さの変化
量、超音波溶着機の負荷電流量、負荷電流の移動平均値
、力率、変形歪量等）を検出し、この変化量により超音
波溶着状態を判定すると、超音波溶着作業中に、非破壊
で検査を行うことができ、しかも全製品の検査を行うこ
とができる。
［実施例］
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。第１図は本発明の第１実施例を示したものである。図
において、１は作業台、２は機体フレーム、３は機体フ
レーム２に支持された超音波発振器、４は超音波発振器
３で励磁されて振動する超音波振動子、５は超音波振動
子４の振動を伝達する超音波撮動伝達子、６，７は超音
波振動伝達子５と作業台１との間に重ねて配置された超
音波溶着すべき金属線条体と溶着相手金属体である。本
実施例では、金属線条体６として撚り心線が用いられ、
溶着相手金属体７としてバスバーが用いられている。、
８は機体フレーム２に支持されて超音波撮動伝達子５を
介して金属線条体６と溶着相手金属体７を加圧する油圧
シリンダー等の加圧機構、９は超音波発振器３から負荷
電流を検出する負荷電流解析器等の変化量検出器、１０
は変化量検出器９から出力される負荷電流よりなる変化
量を入力として超音波溶着状態を判定する判定器、１１
は判定器１０の判定結果を記録するプリンター等の記録
器である。
。第１図は本発明の第１実施例を示したものである。図
において、１は作業台、２は機体フレーム、３は機体フ
レーム２に支持された超音波発振器、４は超音波発振器
３で励磁されて振動する超音波振動子、５は超音波振動
子４の振動を伝達する超音波撮動伝達子、６，７は超音
波振動伝達子５と作業台１との間に重ねて配置された超
音波溶着すべき金属線条体と溶着相手金属体である。本
実施例では、金属線条体６として撚り心線が用いられ、
溶着相手金属体７としてバスバーが用いられている。、
８は機体フレーム２に支持されて超音波撮動伝達子５を
介して金属線条体６と溶着相手金属体７を加圧する油圧
シリンダー等の加圧機構、９は超音波発振器３から負荷
電流を検出する負荷電流解析器等の変化量検出器、１０
は変化量検出器９から出力される負荷電流よりなる変化
量を入力として超音波溶着状態を判定する判定器、１１
は判定器１０の判定結果を記録するプリンター等の記録
器である。
しかして本実施例では、重ね合わされた金属線条体６と
溶着相手金属体７を加圧機構８で加圧しつつ、超音波発
振器３にパルス状の入力（パルス幅は最適な溶着が得ら
れる時間幅に予め定めておく。）を与え、このとき得ら
れる超音波振動子４の超音波撮動を超音波振動伝達子５
を介して金属線条体６と溶着相手金属体７に与え、金属
線条体６と溶着相手金属体７を超音波溶着する。この超
音波溶着作業中に、超音波発振器３の超音波溶着開始時
（実施例では、Ｑ、１ｓｅｃ）より所定時間（実施例で
は０．３ｓｅｃ）内の負荷電流を変化量検出器９で検出
する。これは、超音波溶着が開始されると、その開始時
より所定の時間内では金属線条体６と溶着相手金属体７
の相互間の摩擦抵抗が大となり、超音波溶着の負荷が増
大し、これに伴い負荷電流が増加することに着目し、こ
の超音波溶着開始時より所定時間内の負荷電流を、超音
波溶着状態で変化する変化量として変化量検出器９で検
出する。負荷電流を印加している時間が長過ぎると、金
属線条体６が切断されたり、熱により摩擦抵抗が再び低
下したりして、不良品が出たり、判定が不能になったり
して好ましくない。実験によると、超音波溶着開始時よ
り所定時間内の負荷電流Ａは超音波溶着状態が不十分の
ときは第３図に示すように、負荷電流下限設定値Ａ１よ
り下となり、超音波溶着状態が十分のときは第４図に示
すように負荷電流下限設定値Ａ１と負荷電流上限設定値
Ａ２どの間に位置することがわかった。
溶着相手金属体７を加圧機構８で加圧しつつ、超音波発
振器３にパルス状の入力（パルス幅は最適な溶着が得ら
れる時間幅に予め定めておく。）を与え、このとき得ら
れる超音波振動子４の超音波撮動を超音波振動伝達子５
を介して金属線条体６と溶着相手金属体７に与え、金属
線条体６と溶着相手金属体７を超音波溶着する。この超
音波溶着作業中に、超音波発振器３の超音波溶着開始時
（実施例では、Ｑ、１ｓｅｃ）より所定時間（実施例で
は０．３ｓｅｃ）内の負荷電流を変化量検出器９で検出
する。これは、超音波溶着が開始されると、その開始時
より所定の時間内では金属線条体６と溶着相手金属体７
の相互間の摩擦抵抗が大となり、超音波溶着の負荷が増
大し、これに伴い負荷電流が増加することに着目し、こ
の超音波溶着開始時より所定時間内の負荷電流を、超音
波溶着状態で変化する変化量として変化量検出器９で検
出する。負荷電流を印加している時間が長過ぎると、金
属線条体６が切断されたり、熱により摩擦抵抗が再び低
下したりして、不良品が出たり、判定が不能になったり
して好ましくない。実験によると、超音波溶着開始時よ
り所定時間内の負荷電流Ａは超音波溶着状態が不十分の
ときは第３図に示すように、負荷電流下限設定値Ａ１よ
り下となり、超音波溶着状態が十分のときは第４図に示
すように負荷電流下限設定値Ａ１と負荷電流上限設定値
Ａ２どの間に位置することがわかった。
なお、Ｂはこのときの歪量を示している。このため、本
実施例では、判定器１０に負荷電流下限設定値Ａ１と負
荷電流上限設定１Ｍ１Ａｚとを各時間毎に予め設定して
おき、変化量検出器９から出力される超音波溶着開始時
の負荷電流が、これら設定値Ａ１．Ａ２の間に入る。か
否かを該判定器１１で判定し１、入っていれば溶着部、
入っていなければ溶着不良として記録＠１１で記録する
。
実施例では、判定器１０に負荷電流下限設定値Ａ１と負
荷電流上限設定１Ｍ１Ａｚとを各時間毎に予め設定して
おき、変化量検出器９から出力される超音波溶着開始時
の負荷電流が、これら設定値Ａ１．Ａ２の間に入る。か
否かを該判定器１１で判定し１、入っていれば溶着部、
入っていなければ溶着不良として記録＠１１で記録する
。
第２図は本発明の第２実施例を示したものである。なお
、第１図と同一部分には同一符号を付けて示している。
、第１図と同一部分には同一符号を付けて示している。
図において、１２は金属線条体６の表面に向けてレーザ
光を出す発光部、１３は発光部１２に対して金属線条体
６を間にして反対側でレーザ光を受ける発光部である。
光を出す発光部、１３は発光部１２に対して金属線条体
６を間にして反対側でレーザ光を受ける発光部である。
発光部１３からの出力信号である金属線条体６と溶着相
手金属体７の歪量（沈み量）は、超音波溶着状態で変化
する変化ｍとして変化量検出器９に検出されるようにな
っている。
手金属体７の歪量（沈み量）は、超音波溶着状態で変化
する変化ｍとして変化量検出器９に検出されるようにな
っている。
本実施例の場合は、超音波溶着が開始されると、その超
音波溶着開始時から所定の時間内では金属線条体６と溶
着相手金属体７の歪量（沈み量）が増大することに着目
し、この超音波溶着開始後の所定時間（実施例では、０
．４ｓｅｃから０．７ｓｅｃの間）内の歪量を超音波溶
着状態で変化する変化量として変化量検出器９で検出す
る。実験によると、超音波溶着開始後の所定時間内の歪
ｆ！ｋＢは、超音波溶着状態が不十分のときには第３図
に示すように歪量下限設定値Ｂ１より下となり、超音波
溶着状態が十分のときは第５図に示すように歪量下限設
定値Ｂ１と歪量下限設定値Ｂ２どの間に位置することが
わかった。このため、本実施例では、判定器１０に歪量
上限設定値Ｂ１と歪量上限設定値Ｂ２とを各時間毎に予
め設定しておき、変化量検出器９から出力される超音波
溶着開始後の所定時間内の歪量が、これら設定値Ｂ１．
Ｂ２の間に入るか否かを該判定器１１で判定し、入って
いれば溶着段、入っていなければ溶着不良として記録器
１１で記録する。
音波溶着開始時から所定の時間内では金属線条体６と溶
着相手金属体７の歪量（沈み量）が増大することに着目
し、この超音波溶着開始後の所定時間（実施例では、０
．４ｓｅｃから０．７ｓｅｃの間）内の歪量を超音波溶
着状態で変化する変化量として変化量検出器９で検出す
る。実験によると、超音波溶着開始後の所定時間内の歪
ｆ！ｋＢは、超音波溶着状態が不十分のときには第３図
に示すように歪量下限設定値Ｂ１より下となり、超音波
溶着状態が十分のときは第５図に示すように歪量下限設
定値Ｂ１と歪量下限設定値Ｂ２どの間に位置することが
わかった。このため、本実施例では、判定器１０に歪量
上限設定値Ｂ１と歪量上限設定値Ｂ２とを各時間毎に予
め設定しておき、変化量検出器９から出力される超音波
溶着開始後の所定時間内の歪量が、これら設定値Ｂ１．
Ｂ２の間に入るか否かを該判定器１１で判定し、入って
いれば溶着段、入っていなければ溶着不良として記録器
１１で記録する。
なお、超音波溶着状態で変化する変化間としては、この
外に超音波溶着開始時より所定時間内の負荷電流の移動
平均値、力率等があり、これらを利用して判定を行うこ
ともできる。
外に超音波溶着開始時より所定時間内の負荷電流の移動
平均値、力率等があり、これらを利用して判定を行うこ
ともできる。
。また、判定の仕方としては、最適な時間幅で負荷電流
を印加している時間内の特定の複数の時間毎に判定を行
い、その各判定結果から総合判定を行うこともできる。
を印加している時間内の特定の複数の時間毎に判定を行
い、その各判定結果から総合判定を行うこともできる。
更に、第１図及び第２図の判定結果を利用してそれらの
論理積により総合判定をすると、より正確に判定を行う
ことができる。
論理積により総合判定をすると、より正確に判定を行う
ことができる。
［発明の効果］
以上説明したように本発明に係る金属線条体の超音波溶
着方法では、金属線条体と溶着相手金属体との超音波溶
着状態で変化する変化間を検出し、この変化量により金
属線条体と溶着相手金属体との超音波溶着状態の判定を
するので、超音波溶着作業中に非破壊で検査を行うこと
ができ、しかも全製品の検査を行うことができ、製品の
信頼性の著しい向上を図ることができる。
着方法では、金属線条体と溶着相手金属体との超音波溶
着状態で変化する変化間を検出し、この変化量により金
属線条体と溶着相手金属体との超音波溶着状態の判定を
するので、超音波溶着作業中に非破壊で検査を行うこと
ができ、しかも全製品の検査を行うことができ、製品の
信頼性の著しい向上を図ることができる。
第１図及び第２図は本発明の第１．第２実施例の超音波
溶着装置の各構成を示す正面図、第３図乃至第５図は本
発明の判定の原理を示す波形図、第６図は超音波溶着時
の金属線条体と溶着相手金属体との変形借と強度の関係
を示す線図である。 １・・・作業台、２・・・機体フレーム、３・・・超音
波発振器、４・・・超音波振動子、５・・・超音波振動
伝達子、６・・・金属線条体、７・・・溶着相手金属体
、８・・・加圧機構、９・・・変化量検出器、１０・・
・判定器、１１・・・記録器。 第１図 第３ 図 ″ □時開（ｓｅｔ）
ａ、ｒ第５図 ＠６図 又セ量 手続補正書（自利 昭和６３年 ８月２５日 特許庁長官 吉 １）文 毅 殿 １、事件の表示 特願昭６２−２９３１９６号２、発明
の名称 金属線条体の超音波溶着方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （５２９）古河電気工業株式会社 ４、代理人 東京都港区新１４−３１−６ 支出ビル６階明細書の
発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 明細書第４頁第１７行の「らている。、８は」を「られ
ている。８は」に訂正する。 以上 旦シ″ｈ７〕：ゝ、
溶着装置の各構成を示す正面図、第３図乃至第５図は本
発明の判定の原理を示す波形図、第６図は超音波溶着時
の金属線条体と溶着相手金属体との変形借と強度の関係
を示す線図である。 １・・・作業台、２・・・機体フレーム、３・・・超音
波発振器、４・・・超音波振動子、５・・・超音波振動
伝達子、６・・・金属線条体、７・・・溶着相手金属体
、８・・・加圧機構、９・・・変化量検出器、１０・・
・判定器、１１・・・記録器。 第１図 第３ 図 ″ □時開（ｓｅｔ）
ａ、ｒ第５図 ＠６図 又セ量 手続補正書（自利 昭和６３年 ８月２５日 特許庁長官 吉 １）文 毅 殿 １、事件の表示 特願昭６２−２９３１９６号２、発明
の名称 金属線条体の超音波溶着方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （５２９）古河電気工業株式会社 ４、代理人 東京都港区新１４−３１−６ 支出ビル６階明細書の
発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 明細書第４頁第１７行の「らている。、８は」を「られ
ている。８は」に訂正する。 以上 旦シ″ｈ７〕：ゝ、
Claims (1)
- 超音波溶着機で金属線条体を溶着相手金属体に超音波
溶着する超音波溶着方法において、前記金属線条体と前
記溶着相手金属体との超音波溶着作業中に、前記金属線
条体と前記溶着相手金属体との超音波溶着状態で変化す
る変化量を検出し、前記変化量により超音波溶着状態を
判定をすることを特徴とする金属線条体の超音波溶着方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29319687A JPH01133690A (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | 金属線条体の超音波溶着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29319687A JPH01133690A (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | 金属線条体の超音波溶着方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01133690A true JPH01133690A (ja) | 1989-05-25 |
Family
ID=17791661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29319687A Pending JPH01133690A (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | 金属線条体の超音波溶着方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01133690A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0360881A (ja) * | 1989-07-28 | 1991-03-15 | Tokai Rika Co Ltd | 超音波溶接機 |
| JP2007289996A (ja) * | 2006-04-25 | 2007-11-08 | Arutekusu:Kk | 超音波接合装置 |
| JP2008155240A (ja) * | 2006-12-22 | 2008-07-10 | Toyota Motor Corp | 超音波接合の接合品質判別方法 |
| JP2010023052A (ja) * | 2008-07-16 | 2010-02-04 | Calsonic Kansei Corp | 超音波金属接合機および、これを用いて得られる接合金属板 |
| JP2016020003A (ja) * | 2014-06-19 | 2016-02-04 | 日産自動車株式会社 | 超音波接合装置及びその制御装置 |
| JP2022523590A (ja) * | 2019-03-15 | 2022-04-25 | ヘルマン ウルトラシャルテヒニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト | ソノトロードと対向要素との接触又は離脱を検出する方法 |
-
1987
- 1987-11-20 JP JP29319687A patent/JPH01133690A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0360881A (ja) * | 1989-07-28 | 1991-03-15 | Tokai Rika Co Ltd | 超音波溶接機 |
| JP2007289996A (ja) * | 2006-04-25 | 2007-11-08 | Arutekusu:Kk | 超音波接合装置 |
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