JPH0332478A - 帯状金属板の接合方法及び接合装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は帯状金属板の接合方法及び接合装置に係り、特
に帯状金属板の端部同士の重ね合わせ部を超音波溶接す
る帯状金属板の接合方法及び接合装置に関する。

〔従来の技術〕

従来から、帯状金属板を接合する方法として、被溶接体
（帯状金属板）の互いに接触する面（重ね合わせ面）に
垂直方向の圧力を加えながら、接触面に沿って超音波振
動子を移動して溶接する超音波溶接方法がある。

第５図には、この種の超音波溶接部の要部構造が図示さ
れている。帯状金属板１０．１２の端部同士が支持台（
アンビル）１４上に重ね合わされて固定され、その重ね
合わせ面が超音波振動子１６に接続された円盤状の工具
１８で押圧される。

前記工具１８が回転しながら重ね合わせ面を幅方向に移
動することによって、重ね合わせ面は、工具１８の直線
状の軌跡部が溶接される（特開昭５９−２４５２６号公
報記載）。

一方、超音波溶接は、溶接に必要なエネルギが金属板の
材質及び厚みによって異なるので、溶接する金属板に応
じて超音波振動の振幅、圧力及び工具の移動速度を適宜
に調節して溶接を行っている。

〔発明が解決しようする課題〕

しかしながら、エネルギの増加は、超音波溶接装置の機
械的、電気的能力で制限されるので、接合性の悪い金属
板の場合は工具の移動速度を遅くして溶接する方法があ
るが、この方法は接合に長時間かかるという欠点がある
。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、接合
性の悪い金属板であっても、短時間で超音波溶接できる
帯状金属板の接合方法及び接合装置を提供することを目
的とする。

〔課題を解決する為の手段〕

本発明は、前記目的を連成する為に、帯状金属板の端部
同士を重ね合わせ、該重ね合わせ部を超音波振動体で押
圧して超音波溶接する帯状金＠仮の接合方法に於いて、
前記帯状金＊Ｉｉの重ね合わせ部が所定温度以上の状態
で、超音波溶接されることを特徴とする。

〔作用〕

本発明によれば、加熱手段（３６）で重ね合わせ面（１
５）の温度を所定の温度まで温めて、該重ね合わせ面（
１５〉を超音波溶接するので、溶接部の強度を向上する
ことができる。

〔実施例〕

以下添付図面に従って本発明に係る帯状金属板の接合方
法及び接合装置の好ましい実施例を詳説する。

第１図は本発明に係る帯状金属板の接合方法の説明図で
あり、第５図に示した従来例中と同−又は類似の部材に
ついては、同一の符号を付して説明する。

第１吻に於いて、帯状金属ＶｊＬｌｏはロール２０から
巻戻され、バスローラ２２に転接されて接合装置２４に
搬送される。１１７記接合装置２４のブリカット装置２
６はカッタ２８．２８から構成される。前記帯状金属板
１０の先端部１０Ａは、ブリカット装置２６で接合する
帯状金属板１２の後端部１２Ａに重ね合わせることがで
きるように切断される。尚、巻戻される帯状金属板ｌＯ
の先端部１０Ａが直接帯状金属板１２の後端部１２Ａに
重ね合わせできる場合には、ブリカット装置２６は使用
されない。

前記ブリカット装置２６の後段には超音波溶接装置３０
が設けられ、この溶接装置３０はクランプ３２．３４、
第２図に示すアンビル１４１び超音波振動子１６から構
成される。前記クランプ３２には帯状金属板ｌＯの先端
部１０Ａが保持され、クランプ３４には帯状金属板１２
の後端部１２Ａが保持される。この時、先端部！ＯＡ、
後端部１２Ａはアンビル１４上で重ね合わされて固定さ
れる。

前記アンビル１４は、第２図に示すように角柱状に懲戒
され、アンビル１４には、図示しない温度制御装置に電
気的に接続されたヒータ３６が内蔵されている。ヒータ
３６は第３図に示すようにアンビル１４の長手方向に沿
って埋設されている。

更に、アンビル１４の側面には温度センサ３８が固着さ
れ、温度センサ３８は前記温度制御装置に電気的に接続
されている。この温度制御装置は、温度センサ３８が検
知した温度情報に基づいて、ヒータ３６の発熱温度を制
御している。即ち、本実施例ではアンビル１４のｉ度が
５０℃〜２００℃の範囲内に設定できるように制御され
る。

第２図に示すように、前記重ね合わせ面１５の上方には
、超音波振動子１６が重ね合わせ面１５に沿って（第２
図中矢印方向〉移動自在にかつ上下方向に移動自在に設
けられている。前記超音波振動子１６の先端には、円盤
形の工具１８が回転自在に取付けられ、超音波振動子１
６が下方向に移動すると、工具１８の周縁は重ね合わせ
面１５を所定の圧力で押圧する。

従って、超音波振動子１６が工具１８に超音波振動を伝
達すると共に重ね合わせ面１５に沿って移動すると、工
具１８が重ね合わせ面１５に沿って転接するので、重ね
合わせ面１５は工具１８が転接した直線状に超音波溶接
される。

次に、前記の如く構成された帯状金ｌｌｌ坂の接合装置
を用いて接合する方法について説明する。

先ず、ヒータ３６を加熱し、アンビル１４か所望の温度
（５０℃〜２００℃）まで昇温したことを温度センサ３
８が検知すると、前記温度制御装置からヒータ３６に信
号を伝達してヒータ３６の発熱温度を調整してアンビル
１４を所望の温度に維持する。次に、帯状金属板１０の
先端部１０Ａと帯状金属板１２の後端部１２Ａとをアン
ビル１４上に重ね合わせて載置し、溶接装置３０のクラ
ンプ３２．３４で固定する。これによって、前記帯状金
属板１０．１２の重ね合わせ面１５は、アンビル１４か
らの熱伝導で加熱され、アンビル１４の温度と略同温度
まで上昇する。次いで、加熱した重ね合わせ面１５に、
超音波振動子１６から工具１８を介して超音波振動を伝
達すると共に、超音波振動子１６を下方向に移動して工
具１８で重ね合わせ面１５を押圧してから、超音波振動
子１６を第２図上で矢印六方向に移動させ、工具１８を
重ね合わせ面１５に沿って転接させる。

これによって、重ね合わせ面１５は加熱状態で超音波溶
接されるので、接合能力が向上し、接合性の悪い金属板
であっても超音波振動の振幅や圧力等萎アップさせるこ
となく短時間で溶接することができる。

次に、アンビル温度に対する接合部の剥離強度比較結果
について第４図を参照しながら説明する。

試験サンプルは、アルミニウム（Ｈ３６相当）製で板厚
０．３ａ＋ｍの比較的接合性の悪い帯状金属板を用いた
。また、超音波溶接装置３０の出力は２゜４ＫＷ、周波
数１．９　Ｋ　Ｈｚで、更に工具１８の圧力は８０ｋｇ
ｆ、超音波振動子１６の移動速度は１．３ｍ／ｍｉｎに
各々設定し試験を行った。その結果を第４図に示す。。

第４（！ｌによれば、アンビル１４の温度を下限温度の
５０℃に設定した場合には、剥離強度が１．Ｏｋｇ／叩
にアップし、更に上限温度の２００℃に設定した場合に
は剥離強度が２．ｇｋｇ／ｕになり、従来の接合方法と
比較してアップすることが判明した。

また、帯状金属板の重ね合わせ面１５の温度は、アンビ
ル１４の温度に対して±５°の範囲内で分布し、この範
囲であれば均一な剥離強度が得られることも判明した。

尚、本実施例ではアンビル１４を加熱して重ね合わせ面
１５を高温になるようにしたが、接合装置ｔ３０内に加
熱ヒータを設けて重ね合わせ面１５近傍の雰囲気を加熱
して、重ね合わせ面１５を所望の温度に上昇させても良
い。

〔発明の効果二 以上説明したように本発明に係る帯状金属板の接合方法
及び接合装置によれば、加熱手段で、重ね合わせ面を所
定の温度にまで温めた後、超音波溶接を行うようにした
ので溶接部の強度を向上することができる。従って、接
合性の悪い金属板であっても溶接に要するエネルギをア
ップさせることなく短時間で超音波溶接することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る帯状金属板の超音波溶接装置が適
用された接合装置の実施例を示す工程図、第２図は本発
明に係る超音波溶接装置の実施例を示す斜視図、第３図
は本発明に係る超音波溶接装置に適用された支持台の実
施例を示す断面斜視図、第４図はアンビル（支持台）温
度に対する剥離強度の試験結果を示す説明図、第５図は
従来の超音波溶接装置の実施例を示す斜視図である。 １０．１２・・・帯状金属板、　　１４・・・アンビル
（支持台〉、　１６・・・超音波振動子、　１８・・・
工具、　　３６・・・ヒータ、　　３８・・・温度セン
サ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）帯状金属板の端部同士を重ね合わせ、該重ね合わ
   せ部を超音波振動体で押圧して超音波溶接する帯状金属
   板の接合方法に於いて、 前記帯状金属板の重ね合わせ部が所定温度以上の状態で
   、超音波溶接されることを特徴とする帯状金属板の接合
   方法。
2. （２）帯状金属板の端部同士を重ね合わせ、該重ね合わ
   せ部を超音波振動体で超音波溶接する帯状金属板の接合
   装置に於いて、 前記重ね合わせ部を加熱する加熱手段を設けたことを特
   徴とする帯状金属板の接合装置。