JPH03500743A - 円筒形金属罐の溶接機のためのアライメント工具 - 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】 線材料を成形するＩ；めの２型バ一部材本発明は、金属線体用の平素材を円筒形 に成形し、次いでこれをシーム溶接している、円筒形金属罐の溶接機のためのア ラインメント工具に関する。工具は長手方向に延びて向い合う２つの側部を備え た少くとも１つの細長いバ一部材を有しており、各側部は、長手方向に延びる溝 を有し、該溝は、罐素材の縁部を、電気的なシーム溶接ローラによるシーム溶接 を行うための位置に案内している。

薄板素材から円筒形の金属線を成形する際、公知の機械にあっては、複数のロー ラを使用して、平素材をオーバラップ縁部を備えた円筒形に巻き込んでいる。

統いて該縁部は、シーム溶接されて円筒形の罐が完成する。最終工程で２つの縁 部を溶接ローラ内に案内するため、機械は、通常Ｚ型バー又はＺ型シールとして 言及されている案内部材を使用している。該案内部材は、溝を備えた２つの向き 合う側部を有しており、該溝は、縁部を、゛離隔した位置から接近せしめて縁合 せを行い、僅かにオーバラップする溶接用の位置に案内している。これらの２型 パーは、区分に再分割されていても宜い。このような公知の装置の側が、米国特 許第４，２１４．１４０号に開示されており、その明絽書には、これに関連する 事項が述べられている。

電気溶接が抵抗溶接型の装置であるため・Ｚ型バーの部材及び区分と、他の設備 との間のアークが原因で問題が発生する可能性がある。この火花は、夾雑物又は 金属のビットを発生せしめ、生産される製品の表面を汚染する怖れがある。また 罐素材の成形用に使用されているローラのための、種々の案内ブッシングの支承 部に過度の摩耗を惹き起しており、又ＺＷバー自体に過度の摩耗を発生せしめて いる。

素材の両方の縁部が、案内工具内に入り込み、該案内工具は複数のＺ型バ一部分 を内包しており、該縁部は、最初は離隔しているものの、接近して隣接するオー バラップ部の方に移動せしめられるという事実に基き、これらのＺ型パ一部分は 、セグメント状又は形材状に形成ぎりでいるのが望ましい。このため、案内工具 は交差バーを内包しているのが普通であり、該交差バー内で縁部は、相当な距離 で離隔した位置から近接するオーバラップ位置まで移動し、Ｚ型バー形材に伴わ れて希望する位置に保持されるようになるまで移動を統ける。案内工具は最後に 、ヘッドピースを有しており、該ヘッドピースは、溶接ローラに入り込む直前の 縁部を保持している。

アークに伴う問題を克服するため、米国特許第４゜５４０．８７９号では次のよ うに提案している。つまり夫々のｚ２パーは２つ又は３つの成分部材に構成され ており、その中央の部材は、素材の縁部を案内するＩ：めのタングステンカーバ イド材から成る溝部を備えているという形式である。この形式では、アークなし の案内工具が設けられて電気的には絶縁されている・この案内工具は、火花に伴 う幾つかの問題を除去できるであろう。

発明の要約 本発明の課題は、大部分が電気的及び磁気的に不活性であって、かつ全カーバイ ト製のＺ型パーよりも製作費が廉価であるようなＺ型パーを提供することにある 。

これらの課題を達成するため本発明では、円筒形金属罐の溶接機のためのアライ メント工具を改良して、金属罐体用の平素材をオーバラップ縁部を備えた円筒状 の素材に成形し、これをシーム溶接し、工具は、長手方向に延びて向い合う２つ の側部を備えた少なくとも１つの細長いパ一部材を有しており、各側部は長手方 向に延びる溝を有し、該溝は、線素材の縁部を、シーム溶接を行うための位置に 案内するように構成されている。更に改良点としてバ一部材は、向い合う夫々の 側部に細長いスロットを有しており、挿入体は、夫々のスロット内に固定されて バー材料とは異なる材料から成っており、長手方向に延びる前記の溝が、該挿入 体内に設けられている。

交差型２バーのような工具の第１ｆｉ材の開口部又は入口開口部は、両縁部間の 大きな偏差部と拡大された喉部分とを有しているため、交差型／（−の入口部に は、タングステンカーバイドのような材料から形成される挿入体又は入口ブロッ クを使用するのが望ましし丸。

この材料は、通常の溶接速度で衝突する本体素材の衝撃を吸収することができ、 かつ耐摩耗性があり、又適切な入口案内部に要求される複雑な形状にこれを容易 に製作することができる。この入口ブロックは、入口部に保持されていてかつ著 しく小さいため、製作のための費用が減少すると共に、このカーバイトブロック の取換費用も著しく減少する。タングステンカーｌ（イトブロックは非磁性体で なければならない。スロットに沿う挿入体は、有利には機械加工が可能であって 、耐摩耗性かつ非磁性体の材料から形成されている。窒化珪素や酸化アルミニウ ムのようなセラミック材料又は他の耐摩耗性の不導体材料は、この領域内で容易 に機械加工を行うことができる。それは、機械加工さるべき溝部が、溝の入口喉 部に比較して相対的に簡単な幾何学的形状を有しているからである。これらのセ ラミックの条片は、非磁性体でかつ不導体である。更に条片は、製作を簡略化し て装置の製作費を低減せしめるために、長手方向に分割可能になっている。ここ で触れておくべきことは、セラミックの条片は、タングステンカーバイド挿入体 程の衝突抵抗力は有していないものの、充分に良好な摩耗抵抗力を有していると し１うことである。

有利には主要な部材は、電気的に不導体でかつ非磁性体という２つの性質を備え た材料から形成されている。理想的には該材料は、ガラス繊維強化エポキシ材料 であり、該材料は、構造的に機能するための充分な強度と剛性とを備えている。

しかし希望するならば、通常をのニハード体を使用しても差支えない。

本発明のその他の利点及び特徴は、有利な実施例、図面及び請求項の次の説明で 直ちに明らかになるであろう。

図面の簡単な説明 第１図は本発明の実施例の抵抗シーム溶接機の概略断面図、 第２図は第１図の線■−■に沿った部分横断面図、第３図は説明の目的で機械部 分を除去した、第１図に図示の３つの位置を備えた案内工具の側面図、第４図は 本発明の案内工具の交差型Ｚバーの側面図第５図は説明の目的で１部分を切断し た第４図の交差型２バーの平面図、 第６図は第４図の線ＶＩ−ＶＩに沿った横断面図、第７図は第４図の線■−■に 沿った横断面図、第８図は第４図の交差型パーを右側からみた端面図である。

有利な実施例の説明 本発明の原理が特に有効なのは、符号１０で図示された抵抗溶接機のために、符 号９で図示された案内部材内又はアラインメント工具内にこれが組み込まれた場 合である。抵抗溶接機ｌＯは、成形工程中、金属罐の本体上のシーム溶接に関連 して使用されている。機械は下方の支持アーム１２を有しており、該アーム１２ は電極又は溶接ローラ１４を支持し、該電極又は溶接ローラ１４は、第２の支持 アーム１８上に支持されている第２の電極又は溶接ローラ１６と向い合っている 。罐本体の素材は、符号１９で図示されている領域内で円筒形の型内に巻き込ま れ、かつ案内部材９に沿って連続的の供給されている。該案内部材９は、次のよ うな順序で配置された１つ又は複数のＺ型パーから形成されており、かつ素材縁 部を、溶接作業を行っているローラ１４及び１６の方に案内している。

案内部材９は、第３図から明らかなように、交差型２パー２０、通常型Ｚバ一部 材２２及びヘッドピース２４を包含する多数の部分又は部材から構成されている 。図示されているように、これらの３つの部分２０．２２及び２４は、符号２６ のような支持部材によって剛性的に一緒に固定されている。夫々の部材２０及び ２２は、第２図に最もよく図示されているように、符号３０のような上方のキャ ップ部材、下方のキャップ部材３２及び中央部分又は中心体部分３４とから成プ 部材３０ａとを有してしゝる（第３図）。第２図で明らかなように、中心体部分 ３４は、向い合う側部３６及び３８を有しており、該側部は夫々溝４０及び４２ を有している。溝４０及び４２は、円筒影線本体４８の縁部４４及び４６を受容 し、かつこれらの縁部４４．４６を希望するオーバラップ位置内に案内している 。罐本体は案内部材９、特に交差ＷＺバー２０によって受容されているので、第 ６図に最も良く図示されているように、これらの縁部は、水平方向にも垂直方向 にもかなりの間隔で隔離されている。罐本体がアラインメント工具９を貫通して 進むのに伴い、縁部は互いに移動する。そして第８図及び第２図に図示されてい るように、縁部はオーバラップを開始し、第２図の線６０に沿うようにして、垂 直方向の両級部間の間隔が減少するようになっている。罐本体かへッドビース２ ４内に入り込むまでには、縁部４４及び４６は所望のオーバラップ量を形成し、 該オーバラップ部は、溶接ローラ１４及び１６を通過する間にシーム溶接される 夫々の中心体部分３４には、第４図及び第５図の交差型Ｚバー２０のための中心 体部体の傍に図示されているように、ねじ付き盲孔５０が設けられており、該盲 孔５０は、バーユニットを、機械の別の部材に固定するのに使用されている。中 心体部材には又、これを貫通して延びる孔５２が設けられていても宣い。

今まで説明してきた装置は、上述の米国特許第４゜５４０．８７９号に關示され ているものに類似した通常型の装置であり、該明細書にはこれに関することが述 べられている。本発明の改良点は、側部３６及び３８から内方に延びているスロ ット６０及び６２が、夫々に設けられていることである。挿入体６４及び６６は これらのスロット６０及び６２内に固定されており、案内溝４０及び４２がこれ らの挿入体内に形成されている。第５図から判るように、スロット６２は・入口 端部７０から出口端部７２に進むにつれて交差型Ｚバー２０の中心体部材３４の 内部により深く入り込んでいる。又第４図に示されているように、夫々の挿入体 は、挿入体６４のように、入口端部７０から距離の増加に伴い、中心軸線からの 偏位距離が減少している。このようにして縁部の垂直方向の間隔は、水平方向の 間隔が減少するにつれてより小さくなり、オーバラップ位置へと移動して行く。

交差型２バーは、第４図及び第６図に最もよく図示されているように、その入口 端部に挿入ブロック又は挿入体８０を有している。該挿入体８０は、ソケットヘ ッド付押えねじ８４のようなねじ付ファスナによって、交差型Ｚバーの中心体部 材の窪み部８２内に保持されている。

６４及び６６のような挿入体用に使用されている材料のためには、挿入体を小さ な条片に形成して、これが部材２０の全長に亘って延びることのないようにする ことが可能でありかつ望ましい。つまり６４のような条片は、例へば６４ａ、５ ４ｂ及び６４Ｃのように、これを３つ又はそれ以上の部分に再分割し、該部分が 、６５のような接合部で端部同志の接合ができるようになっているのが宜い。

２０．２２及び２４のような部材の夫々の中心体は、有利には不導体でかつ非磁 性の材料から形成されている。この材料は、素材が該部材間を溶接ローラの方に 移動する時の火花を減少させるという利点を有しており、このことが、案内部の 摩耗を減少せしめると共に、一般的に機械の近くの可動部分の摩耗を減少せしめ るという効果を責している。非磁性の材料で製造されていると、溝４０及び４２ 内には、縁部の案内に反対するような磁気力は全く発生しない。事実非磁性のＺ 型バーを使用すると、罐縁部は溝内により密接して巻き込まれるようになり、１ 方磁性体の２塁バーは、溝内により密接して入り込むことに反対する力を惹き起 す怖れがある。

中央部分又は中心体部分３４は、有利には非磁性かつ不導体の材料から形成され ている。この部分に対しては、ガラス繊維強化エポキシが適していることが判明 しｌ；。入口端部７０には、非磁性で、かつ有利にはタングステンカーバイドの 耐摩耗性ブロックの挿入物又は挿入体８０が、既に説明したように、窪み部８２ 内でねじ付きファスナ８４により機械的に固定されている。６４や６６のような 挿入体は、有利にはセラミック材料から成っており、該材料は窒化珪素、酸化ア ルミニウム又は他の耐摩耗性の不導体材料であっても宜い。６４のような挿入体 は、これらが部材の全長に等しい長さを有しているか、又は前述のように各区分 に分割されて一緒に接合されているかのどちらかであって、これらは接着剤によ りスロット内に固定されている。

タングステンカーバイドの入口ブロック８０は、上述のセラミック条片の代りに 使用されている。その理由は、タングステンカーバイドには耐衝撃性、耐摩耗性 があり、かつＥＤＭ法のようなエロージヨン性によりこれを容易に機械加工する ことができ、入口案内部のような複雑な所望の形状に仕上げることができるから である。タングステンカーバイドは、電気的には良導体であるけれども、Ｚバ一 体をエポキシ材料で被覆することにより、溶接機の枠からこれを絶縁することが できる。

６４のようなセラミック条片は、典型的に比較的低い衝撃力を有しているが、耐 摩耗性に優れており、かつ電気的にも磁気的にも不活性である。材料が非磁性か つ不導体であるため、これが火花二ローションに曝されることはない。そのため 、部分の有効な寿命が著しく増加する。セラミック部材がスロット内に挿入され た後、引続き該セラミック部材には、通常の研削装置だけで案内溝が加工され又 は設けられる。モしてＺバ一体に組み立てられた後に、極めて精密な公差で研磨 される。ここで注意すべきことは、タングステンカーバイドブロック８０内に形 成されている導入部分のような複雑な形状に、セラミックを精密な公差で仕上げ ることは、相対的に高価な操作に付くということである。

２２のような２型バー又は第２のバ一部材は、９２のような挿入体を受容するた めのスロットを備えた本体部分９０を有している。この装置にあっては、本体部 分９０はガラス繊維強化プラスチックで形成されており、挿入体はタングステン カーバイドで形成されている。続いてタングステンカーバイド内には案内溝が形 成される。まｔ；へラドピース２４は本体９４を有しており、該本体９４は、挿 入体９６を受容しているスロットを備えている。そして本体９４はガラス繊維強 化エポキシからから成り、挿入体９６はタングステンカーバイドから成っている 。９０及び９４のような本体部分は、エポキシ材料又は他の不導体性かつ非磁性 の材料から成っているため、カーバイト条片９２及び９６は、電気的には良導体 であるけれども、いづれの回路からも絶縁されている。その結果、いかなる火花 も、或は最小の火花も発生しないようになる。９０や９４のような本体のために は、ガラス繊維強化剤が使用されているが、これは有利なｌ実施例であって、非 磁性かつ不導体性の、適当な強度を備えた他の材料も使用できると理解して頂き 度し）。

国際調査報告 国際調査報告　ＥＰ　８Ｂ１００７６３

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．円筒形金属罐の溶接機のためのアラインメント工具であって、金属罐本体の 金属素材が円筒形に成形され、かつそれらのオーバラップ縁部を一緒にシーム溶 接しており、該工具は、長手方向に延びて向い合う２つの側部を備えた少くとも １つの細長いバー部材を有しており、その際各側部は長手方向に延びる溝を有し 、該溝は、シーム溶接用の位置内に縁部を案内するために、罐素材の縁部を受容 している形式のものにおいて、バー部材が、向き合う夫々の側部に細長いスロッ トを有しており、該バーとは異なった材料から成る挿入体が、夫々のスロット内 に固定されており、該挿入体内には長手方向に延びる溝が設けられていることを 特徴とする、円筒形金属罐の溶接機のためのアラインメント工具。
2. ２．バー部材が、不導体かつ非磁性の材料から構成されており、各挿入体は少く とも非磁性の材料から成っていることを特徴とする、請求項１記載のアラインメ ント工具。
3. ３．バー部材の本体がガラス繊維強化エポキシから成り、挿入体はタングステン カーバイトから成っていることを特徴とする、請求項２記載のアラインメント工 具。
4. ４．挿入体がセラミック条片から形成されていることを特徴とする、請求項２記 載のアラインメント工具。
5. ５．夫々のセラミック条片が、各区分に形成されていることを特徴とする、請求 項４記載のアラインメント工具。
6. ６．バー部材の入口端部には、非磁性、耐衝撃性、耐摩耗性の入口ブロックを受 容している窪み部が設けられていることを特徴とする、請求項１記載のアライン メント工具。
7. ７．非磁性の耐衝撃性入口ブロックが、非磁性のタングステンカーバイトから形 成されており、挿入体は、不導体性かつ非磁性のセラミック材料から形成されて いることを特徴とする、請求項６記載のアラインメント工具。
8. ８．バー部材が、ガラス繊維強化エポキシから形成されていることを特徴とする 、請求項７記載のアラインメント工具。
9. ９．円筒形金属罐の溶接機のためのアラインメント工具であって、金属罐本体の 金属素材が円筒形に成形され、かつそれらのオーバラップ縁部を一緒にシーム溶 接しており、該工具は、長手方向に延びて向い合う２つの側部を備えた交差型バ ー部材と、長手方向に延びて向い合う２つの側部を備えた第２のバー部材とを有 しており、夫々の向い合う側部は、長手方向に延びる溝を有しており、前記交差 型バー部材は入口端部と出口端部とを有し、該第２のバー部材は、交差型バー部 材の出口端部で放出される罐を受容するための入口端部位置を有しており、前記 溝は、罐素材の縁部を受容し、かつ罐素材が交差型バーの入口端部から第２部材 の出口端部に移動するのに伴い、該縁部をシーム溶接用の位置に案内している形 式のものにおいて、交差型バー部材と第２部材とが、向い合う側部内に細長いス ロットを有しており、夫々のバー部材の材料とは異なった材料から成る挿入体が 、夫々のスロット内に固定されており、該挿入体内には長手方向に延びる溝が設 けられていることを特徴とする、円筒形金属罐の溶接機のためのアラインメント 工具。
10. １０．交差型バー部材は入口端部に、非磁性、耐衡撃、耐摩耗の材料から成る入 口ブロックを受容している横方向の窪み部を有しており、かつ長手方向に延びる 交差型バー部材の溝が、入口ブロック内に形成された入口部分を有していること を特徴とする、請求項９記載のアラインメント工具。
11. １１．交差型バー部材と第２部材とが、夫々非磁性、不導体性の材料から形成さ れており、条片は非磁性の材料から形成されていることを特徴とする、請求項１ ０記載のアラインメント工具。
12. １２．交差型バー部材の条片が、不導体性かつ非磁性の材料から成っており、第 ２バー部材の条片と入口ブロックとは、タングステンカーバイトであることを特 徴とする、請求項１１記載のアラインメント工具。
13. １３．交差型バー部材の夫々の条片が、セラミック材料から成っていることを特 徴とする、請求項１２記載のアラインメント工具。
14. １４．夫々のセラミック条片が、一緒に接合される区分から形成されていること を特徴とする、請求項１３記載のアラインメント工具。
15. １５．交差型バー部材と第２のバー部材とが、ガラス繊維強化エポキシから形成 されていることを特徴とする、請求項１２記載のアラインメント工具。