JPH082503B2 - 抵抗シーム溶接機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、被溶接材のハゼ折り部の抵抗シーム溶接機
に関し、特に該ハゼ折り部とそれを固定するためのアン
カー片とを連続的に抵抗シーム溶接する場合において該
アンカー片の位置を的確に検出してその位置での溶接部
が不連続等を生じないようにした抵抗シーム溶接機に関
するものである。

［従来の技術］ 最近、体育館等の大型建築物の屋根材に制振鋼板が利
用されるようになってきている。制振鋼板は、周知のご
とく２枚の薄い鋼板の間に薄い合成樹脂層を挾んで一体
に形成したサンドイッチ構造のものであり、雨音等がせ
ず、建築デザイン上自由度が大きいことなどから屋根材
への利用が盛んに行われている。

屋根材としての制振鋼板は、一般にステンレス鋼板が
用いられており、制振鋼板の厚さは全体で0.4mm程度で
ある。屋根板を敷設するには、第４図及び第５図に示す
ように（なお、合成樹脂層は省略されている。以下の図
においても同様である。）、隣接の制振鋼板10a,10bの
ハゼ折り部11を１対の電極輪2a,2bで両側から挾みなが
ら電極輪2a,2bを回転させ、矢印ａで示す溶接方向に抵
抗シーム溶接により接合していく。この時、屋根を内側
屋根部材30に固定するための吊り子と称されるアンカー
片12が一定間隔（そのピッチは400〜600mm程度である）
に多数取り付けられており、このアンカー片12とも一緒
に上記ハゼ折り部11で制振鋼板10a,10bを４枚同時に抵
抗シーム溶接する必要がある。溶接部14のナゲットは、
第５図に示すように、アンカー片12の有無に拘らず一定
の幅で連続することが望ましく、これが仮に断続するよ
うなことがあるとその部分から雨漏りや腐食などが発生
して大問題になる。

アンカー片12の溶接されるべき垂直部分の厚さは0.2m
m程度といった非常に薄いものであるが、アンカー片12
の入った箇所とそうでない箇所とではハゼ折り部11の全
体の厚さに0.2mmの差が生じる。第６図（ａ），（ｂ）
はこの関係を示したものであり、第６図（ａ）のアンカ
ー片12の入ってない箇所ではハゼ折り部11の全厚t₀は1.
2mm,第６図（ｂ）のアンカー片12の入った箇所では全厚
t₁は1.4mmとなる。

この厚さの変化のため、並びにステンルレス制振鋼板
の抵抗シーム溶接は単体のステンレス板の溶接に比べて
適正溶接条件の範囲が狭く、いわゆる表面焼けを起こし
やすいため、ナゲット14aの連続性を保つためにはアン
カー片12の箇所とその他の箇所とでは溶接条件を変える
必要がある。

従来の場合、溶接電流のモードを間欠式にしたり、溶
接速度をアンカー片12の箇所で1/2以下にしたりして溶
接しているが、それでもアンカー片12の入口及び出口に
おいて、第７図に示すように、ナゲット14aが極端に細
くなったり、あるいは完全に離れてしまうという現象が
起こり、屋根板のシール性が不完全になるという問題が
あった。このようなシール性の不完全部は後で手直しす
るということも考えられるが、アンカー片12の個数は数
万個にものぼるのでその作業はきわめて困難である。

アンカー片12の入口及び出口においてナゲット14aの
連続性を確保するには、その位置で溶接条件を変えれば
よいことはわかっているので、アンカー片12の位置の検
出がきわめて重要になる。この位置の検出手段として、
従来は例えば第８図に示すようなものを用いていた。こ
れは１対の電極輪の加工機構内にロードセルを組み込ん
だものであり、図において、31はロードセル、8a,8bは
それぞれ電極輪2a,2bを支持する電極輪用アームで、溶
接機本体（図示せず）に軸９により相互に開閉自在に枢
支されている。32は電極輪用アーム8aと8b間に取り付け
られた戻しバネ、33は一方の電極輪用アーム8aを加圧す
るための加圧用バネで、上記溶接機本体のフレーム34と
の間に設けられている。35は他方の電極輪用アーム8bに
取り付けられたロードセル31を設定するための加圧調整
ネジである。

この検出装置によれば、電極輪2a,2bがアンカー片12
の位置にさしかかった時にハゼ折り部11の厚さの変化に
応じて電極輪用アーム8bが微小変位するので、ロードセ
ル31にそれに対応する荷重変化が現れ、これを検出する
ことによってアンアー片12の位置を検出することができ
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、ハゼ折り部11の厚さの差は前述のよう
に0.2mmときわめて小さいうえに、溶接時には電極輪2a,
2bの動きが不規則になるため、実際にこの厚さの変化量
を的確に検出することは難しく、アンカー片12の位置の
検出はほとんド不可能であった。

また、仮にその位置の検出ができたとしても溶接条件
の切換えに時間がかかるため、アンカー片12の入口にお
けるナゲット24aの不連続性等を解消することができな
かった。

そこで、本発明は、上記のようなハゼ折り部の厚さの
微小な変化量を確実に検出し、もってアンカー片の位置
を的確に検出することができ、ナゲットの連続性を確保
できる抵抗シーム溶接機を提供することを目的とするも
のである。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本発明に係る抵抗シーム
溶接機は、前述した１対の電極輪より溶接方向の前方の
位置（電極輪に先行する位置）に配された１対の走行輪
のそれぞれのアーム間に微小変位を検出する微小変位計
を設けたものであり、この走行輪用アームは電極輪用ア
ームと同様に相互に開閉自在に溶接機本体に枢支されて
おり、それぞれ走行輪を支持し、溶接時にはハゼ折り部
を両側から加圧した状態で回転し走行するようになって
いる。そして、１対の走行輪用アーム間に設けられた微
小変位計は、例えば走行輪用アームの動きに応動するカ
ンチレバーを設け、このカンチレバーの変位を歪みゲー
ジにより電気的出力として取り出すように構成したもの
である。

［作 用］ 走行輪がアンカー片の位置にさしかかった時には走行
輪用アームも微小ながら開く。この微小な変動はカンチ
レバーの弾性変位をもたらし、したがってカンチレバー
に貼着された歪みゲージにより電気的出力がその位置で
明瞭に変化する。また、走行輪は電極輪と違って溶接時
においてもその動きは比較的安定しているため、上記電
気的出力の変化は容易に判別できる。この結果、アンカ
ー片の位置を的確に検出することができる。

アンカー片の位置が判明すれば、電極輪は走行輪より
も後方にあるので、通常の遅延回路により溶接条件の切
換えは十分に間に合い、アンカー片の箇所でのナゲット
の連続性を保つことができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図により説明する。第１図
は本発明の抵抗シーム溶接機の実施例を示す正面図、第
２図は同側面図であり、これらの図には本発明のアンカ
ー片の位置検出装置あらわされていないが、第３図に詳
細に示されている。

第１図、第２図に示すように、溶接機本体１は、前述
したようなステンレス制振鋼板である被溶接材10a,10b
のハゼ折り部11上に搭載され走行するようになってい
る。このため、溶接機本体１は、ハゼ折り部11を抵抗シ
ーム溶接する１対の電極輪2a,2bと、この電極輪2a,2bに
先行する位置に配されハゼ折り部11を両側から加圧した
状態で回転する１対の走行輪3a,3bと、溶接すべきハゼ
折り部11上を転動する前部ガイドローラ４及び後部ガイ
ドローラ５と、隣のハゼ折り部11上を転動するサイドロ
ーラ６とを有する。７はサイドローラ６の支持アームで
ある。また、溶接機本体１は溶接条件を適宜変更したり
する溶接制御装置、電極輪2a,2b及び走行輪3a,3bの駆動
装置（いずれも図示せず）等を備えている。

電極輪用アーム8a,8bは、第８図で示したように軸９
を中心として相互に開閉自在に溶接機本体１に枢支され
ており、各電極輪アーム8a,8bを貫通する回転軸13a,13b
の下端にそれぞれ上記電極輪2a,2bが取り付けられてい
る。そして、電極輪2a,2bは回転軸13a,13bの上端に設け
られたウォームホイール15a,15bと、軸９に設けられた
ウォーム16を噛み合わせ、図示しないモータにより回転
するようになっている。

第３図において、走行輪用アーム17a,17bも電極輪用
アーム8a,8bと同様の構成であり、各走行輪用アーム17
a,17bを貫通する回転軸18a,18bの下端にそれぞれ走行輪
3a,3bを取り付け、回転軸18a,18bの上端のウォームホイ
ール19a,19bと軸９に設けられたウォーム20を噛み合わ
せ、電極輪2a,2bと走行輪3a,3bを同時駆動するようにし
ている。

上記の電極輪用アーム8a,8b及び走行輪用アーム17a,1
7bは、図示しないクランプ機構により開閉できるように
なっており、溶接時にはバネあるいはシリンダ装置等の
加圧手段（図示せず）により加圧せしめられる。これに
よって走行輪3a,3b及び電極輪2a,2bはハゼ折り部11を両
側から加圧する。21は走行輪用アーム17a,17bの戻しバ
ネである。

第３図に示す微小変位計22は、一方の走行輪用アーム
17aに設けられ、歪みゲージ23を貼着されたカンチレバ
ー24を有する。このカンチレバー24の先端には接触子25
が調整ネジ26によって調節可能に取り付けられており、
接触子25の先端は他方の走行輪用アーム17bに固定され
た固定子27に圧接している。

微小変位計22の出力は、走行輪用アーム17a,17bのク
ランプ時、すなわち走行輪3a,3bがハゼ折り部11を加圧
した状態の時に、あらかじめカンチレバー24をある程度
たわませた状態で設定してある。したがって、この状態
で走行輪3a,3bを回転させ、溶接機本体１を走行させる
と、電極輪2a,2bによってハゼ折り部11を抵抗シーム溶
接していくが、走行輪3a,3bがアンカー片にさしかかっ
た時には走行輪用アーム17a,17bがハゼ折り部11の厚さ
が変わるため微小量開く。この動きは固定子27に接触子
25を介して絶えず弾性的に接触しているカンチレバー24
の変位となって現れ、歪みゲージ23により電気的出力を
変化させる。また、走行輪3a,3bは電極輪2a,2bと異なり
溶接時においても安定した動きをするため、上記電気的
出力の変化を容易に判別できる。この結果、アンカー片
12の位置を的確に検出することができるので、その検出
信号を溶接機本体１に装置されている溶接制御装置（図
示せず）に送り、その遅延回路により電極輪2a,2bが当
該アンカー片12の位置に到達した時に合せて溶接条件を
変更すれば、アンカー片12の入口及び出口におけるナゲ
ットを、従来のように完全に離れたり極端に細くなった
りさせることもなく、アンカー片12の無い箇所と同様に
一定の幅で連続させることができる。

走行輪3a,3bが当該アンカー片12の箇所を通過した時は
その出口位置の情報は同様に微小変位計22を通じて上記
溶接制御装置に送られるので、電極輪2a,2bがその出口
位置にさしかかった時、溶接条件を元に戻すことにな
る。かくして、ナゲットの連続性がアンカー片12の入口
及び出口においても確保できる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、被溶接材のハゼ折り部
を抵抗シーム溶接する１対の電極輪に走行する１対の走
行輪のアーム間に微小変位計を設けたので、走行輪は電
極輪と異なり溶接時において安定した動きをしており、
したがって該微小変位計によりハゼ折り部の厚さの微小
な変化量を確実に検出することができる。このため、該
ハゼ折り部と共に溶接すべきアンカー片の位置を的確に
検出することができ、しかも溶接条件の切替え時間を十
分に確保できるため、アンカー片の入口及び出口におけ
るシーム溶接部の連続性を確保することができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の抵抗シーム溶接機の一実施例を示す正
面図、第２図は第１図の側面図、第３図は本発明の微小
変位計の取付け状態を示す正面図、第４図は従来のハゼ
折り部の抵抗シーム溶接法の説明図、第５図は第４図の
側面図、第６図（ａ），（ｂ）はハゼ折り部にアンカー
片が入っていない箇所と入っている箇所を示す説明図、
第７図はアンカー片の入口及び出口における溶接ナゲッ
トの不連続性を示す説明図、第８図は従来の厚さ検出装
置の取付け状態を示す正面図である。 １……溶接機本体 2a,2b……電極輪 3a,3b……走行輪 8a,8b……電極輪用アーム ９……軸 10a,10b……被溶接材 11……ハゼ折り部 12……アンカー片 17a,17b……走行輪用アーム 22……微小変位計 23……歪みゲージ 24……カンチレバー 25……接触子 26……調整ネジ 27……固定子

フロントページの続き (72)発明者 坂野 等 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 黒沢 久雄 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 三井 攻 東京都新宿区西新宿２丁目１番１号 日本 金属工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被溶接材のハゼ折り部を抵抗シーム溶接す
   る１対の電極輪と、該電極輪より溶接方向の前方の位置
   に配され前記ハゼ折り部を両側から加圧した状態で回転
   する１対の走行輪と、該走行輪の各々を支持し相互に開
   閉自在に溶接機本体に枢支された１対の走行輪用アーム
   とを有する抵抗シーム溶接機において、 前記１対の走行輪用アームの間に該アームの相互間の微
   小変位を検出する微小変位計を設けたことを特徴とする
   抵抗シーム溶接機。