JPH0550251A - 板状材料の接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 抵抗溶接法により、板状の第１、第２材料を
板厚を増加させずに接続できる方法を提供する。 【構成】 プレス機械で加工される第１、第２材料であ
るコイル材１，２の間の隙間Ｓに第３材料としての溶接
材３を配置し、これら１，２，３を一対の電極４，５間
の通電による電気抵抗で加熱するとともに、両電極４，
５でコイル材１，２、溶接材３を押圧し、コイル材１，
２、溶接材３をコイル材１，２の厚さ寸法以下にしなが
ら、コイル材１，２を溶接材３を介して接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２つの板状の材料を溶
接で接続するための方法に係り、例えばプレス機械に送
給されて加工されるコイル材同士を接続するために利用
できるものである。

【０００２】

【背景技術】プレス機械で加工されるコイル材はアンコ
イラから繰り出され、ループコントローラ、レベラフィ
ーダ等の所要の機器を経た後、プレス機械に送られる。
アンコイラからコイル材の全長が繰り出された後、引き
続きプレス機械による加工作業を行う場合には、アンコ
イラに新たなコイル材をセットし、このコイル材の先端
と前のコイル材の後端とを溶接で接続することが行われ
る。

【０００３】このようにコイル材同士を溶接で接続する
場合、両方のコイル材の端部を重ね合わせてスポット溶
接すると、接続箇所の板厚が大きくなるため、プレス機
械による例えば絞り加工ができなくなるという問題が生
ずる。一方、両方のコイル材の端部を突き合わせ、この
突き合わせ箇所をスポット溶接すると、溶接される突き
合わせ箇所の板厚が小さいことからこの箇所の電気抵抗
は小さく、このため発熱量が少なく、コイル材同士の接
続強度が小さくなるという問題が生ずる。

【０００４】そこで、従来では、コイル材同士の接続
は、これらのコイル材の突き合わせた端部をＴＩＧ溶接
またはプラズマ溶接することにより行われていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＴＩＧ溶接は
大きい発熱量が生じる一種のアーク溶接であるため、コ
イル材が例えば１mm以下の薄板である場合には溶接作業
を所定通りに行えないという問題があるとともに、突き
合わせ箇所のコイル材幅方向両端部が溶け落ちるという
問題もある。また、コイル材が亜鉛コーティングで防錆
処理された鋼板である場合には、亜鉛が高温で燃え、こ
のためコイル材が溶解するという問題が生じ、さらに、
一方のコイル材に油等の付着物が付着していると、アー
クが片側のコイル材と電極との間だけで生じ、両方のコ
イル材を溶解して所定通りに接続することが難しいとい
う問題もある。また、ＴＩＧ溶接は溶接装置全体が大型
となり、高価になるという問題もある。プラズマ溶接
は、以上の問題の他、その溶接原理のためプラズマ部分
をコンパクトにできないという問題があり、コイル材同
士を細幅の範囲で溶接することは困難である。

【０００６】本発明の目的は、原理が簡単で溶接装置全
体の小型化、コストダウンを達成できる抵抗溶接法によ
り、コイル材等の板状の材料同士を板厚を増加させるこ
となく接続でき、また、薄板の材料の接続も行え、溶接
による接続作業を所定通りに行えるようになる板状材料
の接続方法を提供するところにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る板状材料の
接続方法は、溶接で互いに接続されるべき板状の第１、
第２材料と溶融温度が同じまたはほぼ同じの第３材料を
用意し、溶接材であるこの第３材料を第１材料と第２材
料の接続箇所に配置し、これらの第１〜第３材料を一対
の電極の通電による電気抵抗で加熱し、この加熱により
第１〜第３材料を溶融するとともに、一対の電極により
第１〜第３材料を押圧し、この押圧により第１〜第３材
料を第１、第２材料の厚さ以下に圧潰し、これにより第
１材料と第２材料を第３材料を介して接続することを特
徴とするものである。

【０００８】以上において、第１材料と第２材料を隙間
を開けて対向配置し、この隙間内に配置した第３材料を
一対の電極により第１、第２材料と共に押圧してもよ
く、あるいは、第１材料と第２材料を突き合わせて配置
し、この突き合わせ部分の上面に配置した第３材料を一
対の電極により第１、第２材料と共に押圧してもよい。

【０００９】また、第１材料と第２材料の突き合わせ部
分の上面に配置する第３材料は丸棒状や平板状の短寸材
料でもよく、あるいは長寸材料でもよい。長寸材料であ
る場合には、一対の電極で押圧されたときに第３材料は
引っ張られ、これにより必要な長さに切断される。

【００１０】

【作用】一対の電極の通電を行うと、第１〜第３材料は
電気抵抗で加熱されて溶融し、これらの材料は混融状態
となり、第１材料と第２材料は第３材料を介して接続さ
れるとともに、一対の電極は第１〜第３材料を押圧する
ため、第１材料と第２材料の接続箇所の板厚はこれらの
材料のもとの板厚以上の大きさになることはなく、板厚
が増加するのを防止しながら溶接による接続作業を行え
る。

【００１１】

【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１〜図５は第１実施例を示す。溶接で互い
に接続されるべき板状の第１材料、第２材料はプレス機
械で加工される第１コイル材１、第２コイル材２であ
り、これらのコイル材１，２の端部１Ａ，２Ａは抵抗溶
接装置の上部電極４、下部電極５の配設箇所において隙
間Ｓを開けて対向配置される。隙間Ｓ内には第３材料で
ある溶接材３が下部電極５に載せられて配置され、丸棒
状である溶接材３は第１、第２コイル材１，２と溶融温
度が同じまたはほぼ同じ材料からなる。

【００１２】溶接材３の長さＬは上下部電極４，５の上
下面の直径Ｄと同じかこれによりも短く、また溶接材３
の直径ｄは第１、第２コイル材１，２の厚さｔよりも大
きい。下部電極５は固定電極であり、これに対し上部電
極４は上下に移動可能な可動電極である。

【００１３】接続作業開始前には上部電極４は上方位置
にあり、このときに隙間Ｓ内に溶接材３が配置される。
上部電極４が下降してその下面が溶接材３に接触する
（図２参照）と、両電極４，５間が通電される。この通
電により、第１コイル材１と溶接材３との接触部、第２
コイル材２と溶接材３との接触部等が接触抵抗のために
発熱し、これらの部分およびその周辺が加熱されて高温
となる。これにより第１、第２コイル材１，２、溶接材
３の電気抵抗はさらに大きくなり、第１、第２コイル材
１，２の端部１Ａ，２Ａ、溶接材３は一層加熱されて溶
融状態となる。

【００１４】上部電極４は下面が溶接材３に当接した後
も引き続いて下降し、これにより、上部電極４は下部電
極５と共に溶接材３を押圧する。このため、加熱溶融さ
れている溶接材３は潰されることになる。上部電極４の
下降は下部電極５との間隔がｔよりも少し小さくなるま
で行われ、これにより、第１、第２コイル材１，２の端
部１Ａ，２Ａが溶接材３と共に両電極４，５で押圧され
ることになり、高温の溶融状態になっている端部１Ａと
溶接材３、端部２Ａと溶接材３は互いに混融し、このた
め、第１コイル材１と第２コイル材２はこれらの接続箇
所に配置されていた溶接材３を介して接続されることに
なる。接続後、上部電極４は上昇し、旧位に戻る。

【００１５】以上において、コイル材１，２、溶接材３
の表面に油が付着している場合や、コイル材１，２の表
面に防錆処理のための亜鉛がコーティングされている場
合には、高温のためこれらから酸化物が生ずるが、この
酸化物は両電極４，５からの押圧力により瞬間的に飛ん
で消滅するため、コイル材１，２と溶接材３との接続は
これら１，２，３の真の材料同士が混融結合して行わ
れ、このため、大きな接続強度を得られる。

【００１６】また、図３に示す通り、第１、第２コイル
材１，２の接続部分６の上下面には、両電極４，５の押
圧作用による窪み部７，８が形成され、このため、コイ
ル材１，２、溶接材３はコイル材１，２の厚さｔ以下の
寸法に圧潰され、接続部分６の厚さがｔ以上となること
はない。このため、コイル材１，２の幅方向に以上の溶
接作業を繰り返し行い、これによって得られた接続コイ
ル材をプレス機械に供給した場合、プレス機械の金型で
絞り加工等の加工作業を所定通り行えることになる。

【００１７】以上の他、本実施例の板状材料の接続方法
は抵抗溶接法で行われ、抵抗溶接法はＴＩＧ溶接、プラ
ズマ溶接と比べ原理が比較的簡単であるため、溶接装置
全体を小型に構成でき、また安価に製造できるという利
点を得られる。また、互いに接続される材料が溶け落ち
るほど高温に加熱しないため、薄板のコイル材の接続作
業も行え、板厚が異なる広範囲の材料についての接続作
業が可能となる。

【００１８】なお、両電極４，５による第１、第２コイ
ル材１，２、溶接材３の押圧をこれら１，２，３が溶融
状態となっているときに解除すると、溶融材料が前記窪
み部７，８に流入し、これにより図５の通り、前記接続
部分６を平坦に戻すこともできる。

【００１９】図６は第２実施例を示す。この実施例では
第１、第２コイル材１，２の端部１Ａ，２Ａは突き合わ
され、この突き合わせ部分９の上面に第３材料である溶
接材１０が載置される。溶接材１０は短寸の平板状であ
る。

【００２０】上部電極４を下降させて溶接材１０に接触
させた後、両電極４，５間を通電すると、コイル材１，
２と溶接材１０との接触部は接触抵触のために発熱し、
コイル材１，２の端部１Ａ，２Ａ、溶接材１０は加熱溶
融される。この実施例でも上部電極４は溶接材１０に接
触した後もさらに下降し、両電極４，５はコイル材１，
２、溶接材１０を押圧する。

【００２１】このため、加熱溶融されている溶接材１０
は両電極４，５の押圧作用により圧潰されるとともに、
同じく加熱溶融されているコイル材１，２の端部１Ａ，
２Ａ内に溶接材１０は押し込まれて侵入する。これによ
りコイル材１，２と溶接材１０は混融し、第１コイル材
１と第２コイル材２は溶接材１０を介して接続されると
ともに、コイル材１，２、溶接材１０はコイル材１，２
の厚さｔ以下に圧潰される。

【００２２】図７は以上の作業により接続された第１コ
イル材１と第２コイル材２の接続部分１１を示し、この
接続部分１１の上下面には両電極４，５の押圧作用によ
る窪み部１２，１３が形成されている。これらの窪み部
１２，１３を図５で説明した場合と同様に平坦に戻すこ
とも可能である。

【００２３】以上において、第１、第２コイル材１，２
の端部１Ａ，２Ａを隙間なく突き合わせてもよいが、端
部１Ａ，２Ａの切断端面形状等に基づきこれらの端部１
Ａ，２Ａの間に若干の隙間が生じていても、溶接材１０
で第１、第２コイル材１，２を接続する作業は所定通り
に行える。

【００２４】図８は第３実施例を示し、また図９〜図１
１は第４実施例を示す。これらの実施例は、図６の実施
例と同様に第１、第２コイル材１，２の端部１Ａ，２Ａ
を突き合わせているが、突き合わせ部分９の上面に配置
される第３材料である溶接材の種類が図６の実施例とは
異なっている。

【００２５】図８の実施例における溶接材１４は丸棒状
で短寸のものである。このように突き合わせ部分９の上
面に配置する溶接材は図１と同様に丸棒状のものでもよ
い。

【００２６】図９〜図１１の実施例における溶接材１５
は丸棒状で長寸のものである。この実施例では、図１０
の通り上部電極４が溶接材１５に接触してさらに下降
し、この下降により溶接材１５が両電極４，５で所定量
まで圧潰されたときに、図１１の通り溶接材１５に引張
力Ｆを作用させ、上部電極４の下側で加熱溶融している
先部１５Ａを残して溶接材１５を引張力Ｆで切断する。
残された先部１５Ａは引き続き上部電極４が下降するこ
とによりコイル材１，２の端部１Ａ，２Ａ内に圧潰され
ながら侵入し、図６、図８の場合と同様に第１、第２コ
イル材１，２を接続する。

【００２７】この実施例によれば長寸の溶接材１５を使
用できるため、溶接装置の自動繰り出し手段から溶接材
１５を一定量ずつ繰り出す構成とすることにより、コイ
ル材１，２の幅方向に溶接材１５で複数箇所の溶接作業
を行う場合、この作業を自動作業として行えるようにな
る。

【００２８】以上説明した各実施例の第１材料、第２材
料はプレス機械に送給されて加工される第１コイル材、
第２コイル材であったが、本発明に係る板状材料の接続
方法はプレス機械以外の装置で加工されるコイル材につ
いても適用でき、また、コイル材以外の板状の材料にも
適用できる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、第１、第２材料と第３
材料とをこれらの材料を電気抵抗で加熱する一対の電極
により押圧しながら第１材料と第２材料とを接続するた
め、接続後おける材料の板厚は接続前における材料の板
厚よりも大きくならず、従って板厚を増加させずに第
１、第２材料を接続でき、このため材料をプレス機械等
で所定通りに加工できる。また、本発明の板状材料の接
続方法は抵抗溶接法によるものであるため、溶接装置全
体を小型に構成でき、製造コストも安価にでき、さら
に、薄板の材料をも接続できるという効果を得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る板状材料の接続方法を示す斜
視図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】接続された材料の接続部分を示す斜視図であ
る。

【図４】図３の正面図である。

【図５】図３で示された窪み部が平坦に戻る場合もある
ことを示す図４と同様の図である。

【図６】第２実施例に係る板状材料の接続方法を示す図
１と同様の図である。

【図７】図６の方法で接続された接続部分を示す図３と
同様の図である。

【図８】第３実施例に係る板状材料の接続方法を示す図
１と同様の図である。

【図９】第４実施例に係る板状材料の接続方法を示す図
１と同様の図である。

【図１０】図９の正面図である。

【図１１】図１０から進行した作業途中を示す正面図で
ある。

【符号の説明】

１ 第１材料である第１コイル材 ２ 第２材料である第２コイル材 ３，１０，１４，１５ 第３材料である溶接材 ４ 上部電極 ５ 下部電極 ９ 突き合わせ部分 Ｓ 隙間

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接で互いに接続されるべき板状の第１
   材料と第２材料の接続箇所にこれらの第１、第２材料と
   溶融温度が同じまたはほぼ同じの第３材料を配置し、こ
   れらの第１〜第３材料を一対の電極の通電による電気抵
   抗で加熱して溶融するとともに、これらの電極により第
   １〜第３材料を押圧し、この押圧により第１〜第３材料
   を第１、第２材料の厚さ以下に圧潰して第１材料と第２
   材料とを接続することを特徴とする板状材料の接続方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の板状材料の接続方法に
   おいて、第１材料と第２材料は隙間を開けて対向配置さ
   れ、この隙間内に配置された第３材料が前記一対の電極
   により第１、第２材料と共に押圧されることを特徴とす
   る板状材料の接続方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の板状材料の接続方法に
   おいて、第１材料と第２材料は突き合わせられて配置さ
   れ、この突き合わせ部分の上面に配置された第３材料が
   前記一対の電極により第１、第２材料と共に押圧される
   ことを特徴とする板状材料の接続方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の板状材料の接続方法に
   おいて、第３材料は短寸材料であることを特徴とする板
   状材料の接続方法。
5. 【請求項５】 請求項３に記載の板状材料の接続方法に
   おいて、第３材料は長寸材料であり、この第３材料は前
   記一対の電極で押圧されたときに引張力が加えられて切
   断されることを特徴とする板状材料の接続方法。