線材又は棒材の端部接合方法及び装置
【目的】 特に軟鋼製溶接ワイヤの端部同士を接合するにおいて、グラインダ掛け等の余分な工数を増加させることなく、粉塵も生じない方法及び装置の提供。
【構成】 溶接ワイヤ用端部接合装置1 は、通電クランプ対2,3 間に帯状のろう材を供給するためのろう材リール4 を備えている。一方の通電クランプ2 は固定され、他方の通電クランプ3 は、スプリング5 によってクランプ対間隔を狭める方向へ付勢されて移動可能である。このスプリング5 の付勢力は、接合される材料の熱膨張に打ち勝たない強さに設定されている。また、ろう材リール4 は、バックテンションをかけられている。接合開始するとろう材4aが溶融し、バックテンションで自然に切れ、接合部に余分のろう材が付着することがない。また、溶接ワイヤ6a,7a は加熱によって膨張するが、スプリング5 が押し戻されることになり、熱応力の発生が抑制され、断面の膨らみも生じない。
【構成】 溶接ワイヤ用端部接合装置1 は、通電クランプ対2,3 間に帯状のろう材を供給するためのろう材リール4 を備えている。一方の通電クランプ2 は固定され、他方の通電クランプ3 は、スプリング5 によってクランプ対間隔を狭める方向へ付勢されて移動可能である。このスプリング5 の付勢力は、接合される材料の熱膨張に打ち勝たない強さに設定されている。また、ろう材リール4 は、バックテンションをかけられている。接合開始するとろう材4aが溶融し、バックテンションで自然に切れ、接合部に余分のろう材が付着することがない。また、溶接ワイヤ6a,7a は加熱によって膨張するが、スプリング5 が押し戻されることになり、熱応力の発生が抑制され、断面の膨らみも生じない。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、線状又は棒状の材料の端部同士を通電加熱によって接合する線材又は棒材の端部接合方法及びそのための端部接合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】工場等における自動組立ラインにおいては、リールに巻かれた溶接ワイヤを用いた自動溶接機が配設されることが多い。この場合、連続して作業を進める上で、現在使用中のリールに巻かれた溶接ワイヤの終端と、次に使用すべきリールに巻かれた溶接ワイヤの先端とを接合することが行われていた。
【０００３】従来、この溶接ワイヤの端部同士の接合には次の様な手法が採用されていた。この従来の接合方法は、バット溶接機を用いて、現在使用中のリールに巻かれた溶接ワイヤの終端を通電クランプに固定し、次に使用すべきリールに巻かれた溶接ワイヤの先端を他方の通電クランプに固定し、両クランプを接近させて溶接ワイヤの端部同士を押し付けると共に、所定のアプセット力を加えつつ通電するという方法であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この従来の接合方法によれば、溶接ワイヤ同士はしっかりと接合されるものの、この接合部分においてアプセットに伴うバリが発生した。このままでは、バリが邪魔となり、この接合部分が自動溶接機のコンタクトチップを通過することができないため、これをグラインダ掛けなどによって除去しておく必要があった。
【０００５】このため、従来の方法では、作業環境における粉塵の発生や、余分な工数増加が問題となり、改善が望まれていた。そこで、本発明においては、グラインダ掛け等の余分な工数を増加させることなく線材又は棒材の端部を接合する方法及びそれに適した装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】かかる目的を達成するためになされた本発明の線材又は棒材の端部接合方法は、 線状又は棒状の材料の端部同士を通電加熱によって接合する線材又は棒材の端部接合方法において、前記接合される各材料の端部同士の間にろう材を挟んで通電加熱を開始し、加熱による材料の膨張を軸方向に逃がしつつろう材による接合を行うことを特徴とする。
【０００７】この線材又は棒材の端部接合方法によれば、ろう材を用いての接合、即ちろう付けによって端部を接合するものであるから、バット溶接における様なアプセットが必要ない。ただし、アプセットがなくても、ろう付け中に加熱による材料の膨張があるため、ろう付け開始から終了までそのままの当接状態を維持すると結果としてアプセットが行われたと同様になり、材料が膨らんでしまう。ところが、本発明方法では、加熱による材料の膨張を軸方向に逃がしつつろう付けを行うから、この様な膨らみは生じない。
【０００８】ここで、前記材料の通電加熱は、材料を把持する通電クランプを介して行い、前記加熱による材料の膨張の軸方向への逃がしは、該通電クランプ間の距離を開くことで行うこととすれば、従来のバット溶接機をこのろう付け中の逃がしが可能な構造に改造するだけで使用することができる。
【０００９】なお、本発明の端部接合方法を、溶接ワイヤとして一般的な軟鋼材料について適用する場合には、前記ろう材としてＦｅ系合金を採用するとよい。材料とろう材の取り合わせがよく、短時間で接合できると共に、曲げ強度，引っ張り強度共に良好となる。
【００１０】この様な本発明の方法は、以下の様な装置によって実施することができる。即ち、請求項４に記載した様に、線状又は棒状の材料の端部同士の間にろう材を挟んだ状態で通電加熱することによって該材料同士を端部で接合する線材又は棒材の端部接合装置であって、線状又は棒状の材料を端部同士を対向させて把持すると共に、少なくとも一方を、他方に対して接近・離間が可能な状態に支持した通電クランプ対と、該接近・離間可能に支持された方の通電クランプを、前記通電クランプ対の間隔を狭める方向へ付勢する付勢手段とを備え、該付勢手段の付勢力は、接合される材料の軸方向への熱膨張に打ち勝たない強さとされていることを特徴とする線材又は棒材の端部接合装置を使用することができる。
【００１１】この線材又は棒材の端部接合装置によれば、付勢手段が、接近・離間可能に支持された方の通電クランプを通電クランプ対の間隔を狭める方向へ付勢しているので、材料の端部同士はこの付勢手段の付勢力で当接される。この材料端部同士の当接の際に、ろう材を挟み込んでおけばよい。このセット状態において通電が開始されると、材料が熱膨張し、通電クランプ対を拡開しようとする力が発生する。付勢手段は、この力に打ち勝たない様に強さが設定されているから、通電クランプ対は拡開されることになる。従って、材料にはアプセット力に相当するような大きな熱応力は発生せず、断面の膨らみは生じない。
【００１２】この線材又は棒材の端部接合装置において、さらに、前記通電クランプ対の間にろう材のフィラーを供給するろう材フィラー供給手段をも備えることとしておけばよい。この場合に、単に帯状のろう材を巻き付けたリールを配設するだけでもよいが、請求項６に記載した様に、前記ろう材フィラー供給手段は、帯状のろう材を巻き付けたリールと、該リールを巻戻し方向へ付勢するバックテンション部材とを備えるとよい。この請求項６記載の線材又は棒材の端部接合装置によれば、リールから帯状ろう材を引き出して材料の端部同士の間にそのまま挟んでおくだけで、バックテンション部材による巻戻し方向への付勢力により、ろう材が溶融した時点で自然に帯が切れてくれる。従って、適量のろう材だけが使用され、余分のろう材が接合部に付着するということがない。
【００１３】
【実施例】次に本発明の内容を一層明らかにするため、本発明を適用した好適な実施例を図面と共に説明する。まず、最初に実施例としての溶接ワイヤ用端部接合装置の概念を図１に基づいて説明する。実施例としての溶接ワイヤ用端部接合装置１は、電源電力をトランスＴＲを介して変圧し、これを通電クランプ対２，３に与えるという基本構成を有する。電源電力側の電圧は、スライダックＲによって調整される。また、この溶接ワイヤ用端部接合装置１は、通電クランプ対２，３の間に帯状のろう材を供給するためのろう材リール４を備えている。
【００１４】通電クランプ対２，３の一方の通電クランプ２は固定されたものであるが、他方の通電クランプ３は、スプリング５によってクランプ対間隔を狭める方向へ付勢された移動可能なものである。このスプリング５の付勢力は、接合される材料の熱膨張に打ち勝たない強さに設定されている。また、ろう材リール４は、バックテンションをかけられている。
【００１５】この溶接ワイヤ用端部接合装置１は、図示の様に、現在使用中のワイヤリール６に巻かれた溶接ワイヤ６ａの終端を一方の通電クランプ２に把持し、次に使用すべきワイヤリール７に巻かれた溶接ワイヤ７ａの先端を他方の通電クランプ３に把持し、両溶接ワイヤ６ａ，７ａを当接する際に、ろう材リール４から引き出した帯状のろう材４ａを挟み込むようにして使用される。この状態でスイッチＳＷをオンにすると、抵抗加熱によって溶接ワイヤ６ａ，７ａが加熱され、ろう材が溶融する。
【００１６】このとき、ろう材リール４にはバックテンションがかかっているから、帯状のろう材は溶接ワイヤ６ａ，７ａに挟まれた部分の溶融と同時に自然に切れ、接合部に余分のろう材が付着することがない。また、溶接ワイヤ６ａ，７ａは加熱によって膨張するが、スプリング５が押し戻される（あるいは引き戻される）ことになり、熱応力の発生が抑制される。
【００１７】この様にして、本実施例の溶接ワイヤ用端部接合装置１によれば、ろう付けによる接合なので、従来の様なアプセットを加えなくても接合がなされる。そして、この間の熱膨張は溶接ワイヤ６ａ，７ａの軸方向へ逃がされるから、接合部での断面の膨らみは生じない。しかも、帯状のろう材４ａも自然に切れてくれるから、余分のろう材の付着による膨らみも生じない。
【００１８】次に、以上の様な概念構成に基づいた具体的設計例を説明する。図２は具体的設計例としての溶接ワイヤ用端部接合装置１０の平面図、図３はその正面の板を外した内部の断面図、図４は側面の板を外した内部の断面図である。また、図５〜図７には、図３及び図４に関するＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃの各断面図を示す。さらに、図８及び図９に動作状態の説明図を示す。
【００１９】この溶接ワイヤ用端部接合装置１０は、図２R>２〜図４に示す様に、本体ケース１２の上面に、対となる通電クランプ１４，１６を備えている。そして、この通電クランプ１４，１６の間に帯状のろう材１８を供給するためのろう材リール２０を備えている。
【００２０】各通電クランプ１４，１６は、レバー１４ａ，１６ａを押し下げることによって口を開く構造であり、本体ケース側にそれぞれＶ溝ｖ１，ｖ２が設けられている。この溝ｖ１，ｖ２は、溶接ワイヤの直径に合わせて設計されており、この例ではφ１．２ｍｍ，φ１．６ｍｍの二種類のワイヤの把持が可能な様にしてある。
【００２１】また、図４に示すように、一方の通電クランプ１４は、本体ケース１２に固定され、他方の通電クランプ１６は、本体ケース１２の開口１２ａ内を摺動可能に取り付けられている。以下、１４を固定側クランプ、１６を移動側クランプとよぶ。
【００２２】移動側クランプ１６は、図４及び図６に示すように、下部内側に固定されたプレート２２及びそこに取り付けられたスプリング２４を介して、本体ケース１２内に固定されたブロック２５と連結されている。このスプリング２４により、移動側クランプ１６は、固定側クランプ１４の方向へ付勢されている。なお、このスプリング２４の付勢力は、図６に示すように、調整ネジ２６のねじ込み量によって加減することができる。
【００２３】この移動側クランプ１６に取り付けられたプレート２２は、図５及び図６に示すように、連結ネジ２７〜２９と移動ブロック３０とを介して、回動部材３２の垂直アーム３２ａにも連結されている。この回動部材３２にはさらに、操作ボタン３４によって押し下げられる水平アーム３２ｂが設けられている。従って、回動部材３２は、操作ボタン３４が押し込まれると、図５において時計方向に回動する。この結果、垂直アーム３２ａが回動し、移動側クランプ１６が固定側クランプ１４から離れる方向へ引っ張られる。
【００２４】この垂直アーム３２ａの下端近くには、図５R>５において紙面手前へ飛び出す様に付勢されたピン３６が設けられている。このピン３６は、図６に示すように、摺動孔３８内に収納されており、背後のスプリング４０により飛び出し方向へ付勢されている。ただし、このピン３６の途中には、摺動孔３８の途中に設けた溝４２を通して突起４４が嵌合されている。この突起４４が邪魔をするので、ピン３６は所定量だけしか突出することができない。
【００２５】このピン３６は、通常は垂直アーム３２ａの下端部分が正面に位置するため、これに邪魔されて摺動孔３８内に没入した状態となっている。しかし、操作ボタン３４が押し込まれると、図８（Ａ），（Ｂ）に二点鎖線で示した様に、垂直アームがピン３６の正面から退くので、所定量突出する。この結果、操作ボタン３４から手を離し、これが内蔵したスプリング４６によって元へ戻されても、垂直アーム３２ａは飛び出たピン３６に邪魔されて実線位置へ戻ることができなくなる。
【００２６】この様にして、操作ボタン３４を押し込むと移動側クランプ１６が固定側クランプ１４から所定量離れた位置に移動され、停止する。操作ボタン３４には、図３及び図５に示した様に、押し込み状態から元へ戻すためのスプリング４６を収納する孔４８が設けられており、ここにロッド５０が挿入されている。このロッド５０には、操作ボタン３４の下部に設けられた縦溝５２を通して係合ピン５４が嵌合されている。このため、ロッド５０は、操作ボタン３４を回すと、係合ピン５４を介して一緒に回転する。
【００２７】このロッド５０の下端には、横棒５６が固定されている。また、この横棒５６と支持ブロック２５の間にスプリング６０が取り付けられている。このスプリング６０は、横棒５６を、図６において時計方向へ付勢するものである。ただし、支持ブロック２５には、ストッパ６２が設けられているので、それ以上に回転することはできない。
【００２８】このロッド５０の横棒５６は、図６，図９に示した様に、前述のピン３６の突起４４に当接する長さに設計されている。従って、これらの図において反時計方向に操作ボタン３４を回転すると、横棒５６も同方向へ回転し、突起４４を没入させる。この結果、垂直アーム３２ａが図８の実線位置の方へ移動可能となる。従って、移動側クランプ１６は、スプリング２４により、固定側クランプ１４の方向へ近づけられる。
【００２９】また、ろう材リール２０は、図３に示すように、本体ケース１２の側面に固定されたボックス７０に回転軸７２を挿入され、回転自在に支持されている。この回転軸７２の下端には、フランジ７４が固定されている。回転軸７２には、もう一つのフランジ７６が摺動可能に取り付けられている。そして、この上下のフランジ７４，７６の間にはスプリング７８が溶接固定されている。また、上側のフランジ７６には、さらにもう一つのスプリング８０が当接されている。このスプリング８０の下端は中板８２に当接されている。従って、上側のフランジ７６は、このスプリング８０によってボックス７０の天井に押し付けられている。なお、この中板８２は調整ボルト８４により上昇・下降され、スプリング８０の押し付け力は変更可能になっている。また、ナット８６の締め付け位置の調整によって下フランジ７４を上昇・下降させてスプリング７８の方の押し付け力を調整することもできる。
【００３０】ろう材リール２０は、この様に構成されているので、巻き付けられている帯状のろう材を引き出すと、最初は上側のフランジ７６は動くことなく回転し、図示内側のスプリング７８がねじられていく。このねじりによるトルクが外側のスプリング８０がフランジ７６をボックス天井に押し付けている力より大きくなると、上側のフランジ７６もろう材リール２０と一緒に回転する。ろう材リール２０には、この釣合関係によって、スプリング７８によるバックテンションが掛けられることになる。
【００３１】この様に構成された溶接ワイヤ用端部接合装置１０は、次の様にして使用される。まず、現在使用中のワイヤリールに巻かれた溶接ワイヤの終端と、次に使用すべきワイヤリールに巻かれた溶接ワイヤの先端を、それぞれグラインダなどで平坦に処理する。この様な処理は一瞬にして実施でき、従来のバリ取りの様な手間や、問題となるような粉塵の発生はない。
【００３２】次に、操作ボタン３４を押し込んで、移動側通電クランプ１６を固定側通電クランプ１４から離れた位置へ移動した位置に停止させる。そして、各通電クランプ１４，１６のレバー１４ａ，１６ａを押し下げて口を開き、それぞれに溶接ワイヤを把持させる。続いて、操作ボタン３４を、図９でいうと反時計方向へ回転させる。これによって、前述した様に移動側クランプ１６がスプリング２４の作用によって固定側クランプ１４の方へと引き付けられる。この結果、溶接ワイヤの先端同士が当接する。このとき、ろう材リール２０から帯状のろう材を引き出し、中間ロール８８に中継させ、これをちょうど溶接ワイヤ同士の間に挟み込んでやる。
【００３３】以上の様にしてセッティングが完了したとき、即ち、操作ボタン３４を右へ止まるまで回したときに、従来のバット溶接機によると同様に、所定の電源スイッチがオンになる。そうすると、内蔵したトランス９０を介して通電クランプ１４，１６に所定の高電圧が供給され、ろう材を介して電気的に接触した溶接ワイヤが発熱し、ろう材が溶融してろう付けが行われる。この通電は図示しないタイマによって３秒間で終了する。また、この具体例の装置は、軟鋼製の溶接ワイヤをＦｅ系アモルファスろう材（Ｆｅ−４％Ｂ）で、シールドなしの条件でろう付けすることを想定しているので、この３秒間で温度１４００℃まで加熱される電流条件を採用している。ここで使用するろう材の帯の厚さは２０μｍ，幅は３ｍｍである。
【００３４】こうして３秒間加熱される間に、実施例の概念構成で説明したと同様に、帯状のろう材はバックテンションにより自然に切れて必要量以外はリール２０へ巻戻され、溶接ワイヤの熱膨張は、移動側クランプ１６が固定側クランプ１４から離れる方向へ押し戻されることによって自然に逃がされる。従って、余分のろう材の付着も、熱応力によるワイヤ断面の膨らみも生じない。この結果、この装置を用いて接合されたワイヤは、グラインダ処理などをすることなく、そのまま連続使用することができる。
【００３５】次に、この装置を用いてワイヤ端部の接合をするに当たって、上述した加熱時間，加熱温度等、どの様なろう付け条件を採用したらよいかについて確認した一例を説明する。供試材としては、表面にＣｕメッキしたφ１．２ｍｍの軟鋼製溶接ワイヤと、Ｎｉ−Ｂ系ろう，Ｆｅ−Ｂ系ろう，純鉄製のろう，銀ろうを用いた。なお、Ｎｉ−Ｂ系ろう，Ｆｅ−Ｂ系ろうは、いずれもＢを４％含有するものである。各ろう材は、厚さ２０μｍ，幅３ｍｍの帯状のものを使用した。
【００３６】まず、予備試験として、通電電流とワイヤ温度との関係を調べた。温度計測は、Ｐｔ−Ｒｈ熱電対を通電クランプに把持したワイヤ同士の間に配設して行った。また、通電クランプ間に電流計を配設して電流を読み取った。この結果を表１に示す。また、昇温カーブの一例を図１０に示す。この図１０の昇温カーブは、下記表１の条件１に対するものである。
【００３７】
【表１】
【００３８】図１０の昇温カーブで明かなように、ワイヤの温度は上昇し続けることなくある温度でサチュレートすることが分かった。表１の安定電流は、この温度サチュレート状態の電流である。また、表１の電流値は、電流計の読みそのものではなく、熱電対の固有抵抗を考慮して、電流値，抵抗値を同一にしたときにワイヤにのみ流れる電流で表示してある。
【００３９】次に、第２の予備試験として、これら条件１〜条件３の状態をどの程度続けたらワイヤが溶断するかを確認した。その結果、条件１では１４〜１５秒，条件２では３０秒でワイヤが溶断した。なお、条件３においては、３０秒加熱しても溶断はしなかった。
【００４０】以上の予備試験の結果を踏まえて、上記供試材による接合試験を実施した。なお、この試験においては、上述した具体例の装置ではなく、通常のバット溶接機を用いて行ったので、接合中の熱膨張の逃がしはなされていない。また、帯状のろう材はバックテンション機構のないリールで供給した。接合試験の条件を表２に、曲げ強度等の結果を表３に示す。なお、シールドにはＡｒを用いた。
【００４１】
【表２】
【００４２】
【表３】
【００４３】「曲げ」の項における記号「○」は１８０度曲げ可能であったことを、記号「△」は９０度までは曲がったことを、記号「×」はそれ以前に折損したことを表している。この表２，表３から明かな様に、Ｆｅ系のろう材を用いた場合には、曲げ強度が良好であることが分かった。なお、アプセットをかけた場合はもちろん、アプセット「０」であっても接合断面が膨らむことが分かった。このことから、現実の接合においては、上述した具体的接合装置１０の様な熱膨張を逃がす機構を備えた装置を使用すべきことが分かる。
【００４４】また、Ｎｉ系ろう材を用いた場合の接合部の組織をミクロ写真にて観察したところ、Ｆｅ−Ｎｉ合金ができており、粒界に沿った割れが確認された。一方、Ｆｅ系ろう材を用いた場合の接合部のミクロ写真観察では、十分な融着が確認できた。Ｆｅ系では、特に、短時間でも十分に融着した点に注目できる（上記表中のＮｏ５）。
【００４５】次に、Ｆｅ系ろう材について、接合温度１２８０℃，接合時間５秒，シールドガスありの条件で接合したもの５例について引っ張り強度を測定した。この結果を表４に示す。
【００４６】
【表４】
【００４７】軟鋼焼鈍材の引っ張り強度が５０ｋｇ／ｍｍ2 であるから、いずれも十分な引っ張り強度であることが確認できた。以上の様な確認の結果から、軟鋼材の接合にはＦｅ系ろう材が適していることが分かった。ただし、実用上の観点からいえば、シールドガスは使用しない方が望ましいし、接合時間もできる限り短いことが望ましいので、さらにその点について検討したところ、φ１．２ｍｍの上記軟鋼製ワイヤをＦｅ系アモルファスろう材（Ｆｅ−４％Ｂ）を用いて試験したところ、初期電流１０５Ａ，安定電流９０Ａ，シールドなし，接合時間３秒の条件にて接合すれば、十分に、曲げ強度，引っ張り強度のある接合が可能であるということが確認できた。なお、接合時間３秒は、図１０の昇温カーブに基づいて設定した。
【００４８】以上実施例を説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなくその要旨を逸脱しない範囲内で種々なる態様のものとして実施できることはもちろんである。例えば、ステンレス鋼であれば逆にろう材はＮｉ系がよいものと考えられ、ろう材の種類をＦｅ系に限るものではない。軟鋼材の接合についても、Ｆｅ系でなくても、時間その他の条件を調整すれば支障ない限り使用できることはもちろんである。ただ、軟鋼材を効率よく短時間で十分な接合強度にて接合するには、Ｆｅ系が優れているということである。
【００４９】また、本発明方法及び装置は、溶接ワイヤの接合に限らず、各種線材，棒材同士の接合に用いて構わない。加えて、溶接ワイヤの様な細径のものに限らないことももちろんである。ただ、細径であればあるほど、熱応力によって曲がりや膨らみといった塑性変形を生じやすいので、本発明方法及び装置による軸方向への膨張を逃がす構成の効果が高い。
【００５０】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の線材又は棒材の端部接合方法によれば、ろう付け接合であるが故に、従来のバット溶接における様なアプセットが必要なく、しかも加熱による材料の膨張を軸方向に逃がしつつろう付けを行うから、この膨張による断面の膨らみも生じない。従って、接合部のバリ取りといった面倒な作業を必要とせず、このことからグラインダ掛けによる粉塵の問題も生じないという効果を奏する。
【００５１】特に請求項２記載の方法でろう付け中の材料の膨張の軸方向への逃がしを行うととすれば、従来のバット溶接機をこのろう付け中の逃がしが可能な構造に改造するだけで使用することができるという効果がある。そして、溶接ワイヤとして一般的な軟鋼材料について適用する場合には、請求項３記載の如く、ろう材としてＦｅ系合金を採用すれば、短時間で接合できると共に、曲げ強度，引っ張り強度共に良好な接合状態となる。
【００５２】また、本発明の線材又は棒材の端部接合装置によれば、上述した本発明方法を簡単かつ的確に実施することができる。さらに、請求項５に記載したようにろう材フィラー供給手段をも備えることとしておけば、より作業がし易くなる。そして、特にこのろう材フィラー供給手段を、請求項６に記載した様に構成すれば、リールから帯状ろう材を引き出して材料の端部同士の間にそのまま挟んでおくだけで、バックテンション部材による巻戻し方向への付勢力により、ろう材が溶融した時点で自然に帯が切れてくれ、接合には適量のろう材だけが使用され、余分のろう材が接合部に付着するということがない。この結果、余分のろう材による断面の膨らみも生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例の装置の基本概念を示す構成図である。
【図２】 実施例として具体的に設計された装置の平面図である。
【図３】 この具体的装置の正面の板を外した状態での断面図である。
【図４】 この具体的装置の側面の板を外した状態での断面図である。
【図５】 図３のＡ−Ａ断面図である。
【図６】 図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】 図５のＣ−Ｃ断面図である。
【図８】 具体例の装置の動作状態の説明図である。
【図９】 具体例の装置の動作状態の説明図である。
【図１０】 試験例における昇温カーブのグラフである。
【符号の説明】
１，１０・・・溶接ワイヤ用端部接合装置、２，１４・・・固定側通電クランプ、３，１６・・・移動側通電クランプ、４，２０・・・ろう材リール、４ａ，１８・・・ろう材、５，２４・・・スプリング、６，７・・・ワイヤリール、６ａ，７ａ・・・溶接ワイヤ、３０・・・移動ブロック、３２・・・回動部材、３２ａ・・・垂直アーム、３２ｂ・・・水平アーム、３４・・・操作ボタン、３６・・・ピン、４０・・・スプリング、４４・・・突起、５０・・・ロッド、５６・・・横棒、６０・・・スプリング、６２・・・ストッパ、７２・・・回転軸、７４，７６・・・フランジ、７８，８０・・・スプリング、９０・・・トランス。
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、線状又は棒状の材料の端部同士を通電加熱によって接合する線材又は棒材の端部接合方法及びそのための端部接合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】工場等における自動組立ラインにおいては、リールに巻かれた溶接ワイヤを用いた自動溶接機が配設されることが多い。この場合、連続して作業を進める上で、現在使用中のリールに巻かれた溶接ワイヤの終端と、次に使用すべきリールに巻かれた溶接ワイヤの先端とを接合することが行われていた。
【０００３】従来、この溶接ワイヤの端部同士の接合には次の様な手法が採用されていた。この従来の接合方法は、バット溶接機を用いて、現在使用中のリールに巻かれた溶接ワイヤの終端を通電クランプに固定し、次に使用すべきリールに巻かれた溶接ワイヤの先端を他方の通電クランプに固定し、両クランプを接近させて溶接ワイヤの端部同士を押し付けると共に、所定のアプセット力を加えつつ通電するという方法であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この従来の接合方法によれば、溶接ワイヤ同士はしっかりと接合されるものの、この接合部分においてアプセットに伴うバリが発生した。このままでは、バリが邪魔となり、この接合部分が自動溶接機のコンタクトチップを通過することができないため、これをグラインダ掛けなどによって除去しておく必要があった。
【０００５】このため、従来の方法では、作業環境における粉塵の発生や、余分な工数増加が問題となり、改善が望まれていた。そこで、本発明においては、グラインダ掛け等の余分な工数を増加させることなく線材又は棒材の端部を接合する方法及びそれに適した装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】かかる目的を達成するためになされた本発明の線材又は棒材の端部接合方法は、 線状又は棒状の材料の端部同士を通電加熱によって接合する線材又は棒材の端部接合方法において、前記接合される各材料の端部同士の間にろう材を挟んで通電加熱を開始し、加熱による材料の膨張を軸方向に逃がしつつろう材による接合を行うことを特徴とする。
【０００７】この線材又は棒材の端部接合方法によれば、ろう材を用いての接合、即ちろう付けによって端部を接合するものであるから、バット溶接における様なアプセットが必要ない。ただし、アプセットがなくても、ろう付け中に加熱による材料の膨張があるため、ろう付け開始から終了までそのままの当接状態を維持すると結果としてアプセットが行われたと同様になり、材料が膨らんでしまう。ところが、本発明方法では、加熱による材料の膨張を軸方向に逃がしつつろう付けを行うから、この様な膨らみは生じない。
【０００８】ここで、前記材料の通電加熱は、材料を把持する通電クランプを介して行い、前記加熱による材料の膨張の軸方向への逃がしは、該通電クランプ間の距離を開くことで行うこととすれば、従来のバット溶接機をこのろう付け中の逃がしが可能な構造に改造するだけで使用することができる。
【０００９】なお、本発明の端部接合方法を、溶接ワイヤとして一般的な軟鋼材料について適用する場合には、前記ろう材としてＦｅ系合金を採用するとよい。材料とろう材の取り合わせがよく、短時間で接合できると共に、曲げ強度，引っ張り強度共に良好となる。
【００１０】この様な本発明の方法は、以下の様な装置によって実施することができる。即ち、請求項４に記載した様に、線状又は棒状の材料の端部同士の間にろう材を挟んだ状態で通電加熱することによって該材料同士を端部で接合する線材又は棒材の端部接合装置であって、線状又は棒状の材料を端部同士を対向させて把持すると共に、少なくとも一方を、他方に対して接近・離間が可能な状態に支持した通電クランプ対と、該接近・離間可能に支持された方の通電クランプを、前記通電クランプ対の間隔を狭める方向へ付勢する付勢手段とを備え、該付勢手段の付勢力は、接合される材料の軸方向への熱膨張に打ち勝たない強さとされていることを特徴とする線材又は棒材の端部接合装置を使用することができる。
【００１１】この線材又は棒材の端部接合装置によれば、付勢手段が、接近・離間可能に支持された方の通電クランプを通電クランプ対の間隔を狭める方向へ付勢しているので、材料の端部同士はこの付勢手段の付勢力で当接される。この材料端部同士の当接の際に、ろう材を挟み込んでおけばよい。このセット状態において通電が開始されると、材料が熱膨張し、通電クランプ対を拡開しようとする力が発生する。付勢手段は、この力に打ち勝たない様に強さが設定されているから、通電クランプ対は拡開されることになる。従って、材料にはアプセット力に相当するような大きな熱応力は発生せず、断面の膨らみは生じない。
【００１２】この線材又は棒材の端部接合装置において、さらに、前記通電クランプ対の間にろう材のフィラーを供給するろう材フィラー供給手段をも備えることとしておけばよい。この場合に、単に帯状のろう材を巻き付けたリールを配設するだけでもよいが、請求項６に記載した様に、前記ろう材フィラー供給手段は、帯状のろう材を巻き付けたリールと、該リールを巻戻し方向へ付勢するバックテンション部材とを備えるとよい。この請求項６記載の線材又は棒材の端部接合装置によれば、リールから帯状ろう材を引き出して材料の端部同士の間にそのまま挟んでおくだけで、バックテンション部材による巻戻し方向への付勢力により、ろう材が溶融した時点で自然に帯が切れてくれる。従って、適量のろう材だけが使用され、余分のろう材が接合部に付着するということがない。
【００１３】
【実施例】次に本発明の内容を一層明らかにするため、本発明を適用した好適な実施例を図面と共に説明する。まず、最初に実施例としての溶接ワイヤ用端部接合装置の概念を図１に基づいて説明する。実施例としての溶接ワイヤ用端部接合装置１は、電源電力をトランスＴＲを介して変圧し、これを通電クランプ対２，３に与えるという基本構成を有する。電源電力側の電圧は、スライダックＲによって調整される。また、この溶接ワイヤ用端部接合装置１は、通電クランプ対２，３の間に帯状のろう材を供給するためのろう材リール４を備えている。
【００１４】通電クランプ対２，３の一方の通電クランプ２は固定されたものであるが、他方の通電クランプ３は、スプリング５によってクランプ対間隔を狭める方向へ付勢された移動可能なものである。このスプリング５の付勢力は、接合される材料の熱膨張に打ち勝たない強さに設定されている。また、ろう材リール４は、バックテンションをかけられている。
【００１５】この溶接ワイヤ用端部接合装置１は、図示の様に、現在使用中のワイヤリール６に巻かれた溶接ワイヤ６ａの終端を一方の通電クランプ２に把持し、次に使用すべきワイヤリール７に巻かれた溶接ワイヤ７ａの先端を他方の通電クランプ３に把持し、両溶接ワイヤ６ａ，７ａを当接する際に、ろう材リール４から引き出した帯状のろう材４ａを挟み込むようにして使用される。この状態でスイッチＳＷをオンにすると、抵抗加熱によって溶接ワイヤ６ａ，７ａが加熱され、ろう材が溶融する。
【００１６】このとき、ろう材リール４にはバックテンションがかかっているから、帯状のろう材は溶接ワイヤ６ａ，７ａに挟まれた部分の溶融と同時に自然に切れ、接合部に余分のろう材が付着することがない。また、溶接ワイヤ６ａ，７ａは加熱によって膨張するが、スプリング５が押し戻される（あるいは引き戻される）ことになり、熱応力の発生が抑制される。
【００１７】この様にして、本実施例の溶接ワイヤ用端部接合装置１によれば、ろう付けによる接合なので、従来の様なアプセットを加えなくても接合がなされる。そして、この間の熱膨張は溶接ワイヤ６ａ，７ａの軸方向へ逃がされるから、接合部での断面の膨らみは生じない。しかも、帯状のろう材４ａも自然に切れてくれるから、余分のろう材の付着による膨らみも生じない。
【００１８】次に、以上の様な概念構成に基づいた具体的設計例を説明する。図２は具体的設計例としての溶接ワイヤ用端部接合装置１０の平面図、図３はその正面の板を外した内部の断面図、図４は側面の板を外した内部の断面図である。また、図５〜図７には、図３及び図４に関するＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃの各断面図を示す。さらに、図８及び図９に動作状態の説明図を示す。
【００１９】この溶接ワイヤ用端部接合装置１０は、図２R>２〜図４に示す様に、本体ケース１２の上面に、対となる通電クランプ１４，１６を備えている。そして、この通電クランプ１４，１６の間に帯状のろう材１８を供給するためのろう材リール２０を備えている。
【００２０】各通電クランプ１４，１６は、レバー１４ａ，１６ａを押し下げることによって口を開く構造であり、本体ケース側にそれぞれＶ溝ｖ１，ｖ２が設けられている。この溝ｖ１，ｖ２は、溶接ワイヤの直径に合わせて設計されており、この例ではφ１．２ｍｍ，φ１．６ｍｍの二種類のワイヤの把持が可能な様にしてある。
【００２１】また、図４に示すように、一方の通電クランプ１４は、本体ケース１２に固定され、他方の通電クランプ１６は、本体ケース１２の開口１２ａ内を摺動可能に取り付けられている。以下、１４を固定側クランプ、１６を移動側クランプとよぶ。
【００２２】移動側クランプ１６は、図４及び図６に示すように、下部内側に固定されたプレート２２及びそこに取り付けられたスプリング２４を介して、本体ケース１２内に固定されたブロック２５と連結されている。このスプリング２４により、移動側クランプ１６は、固定側クランプ１４の方向へ付勢されている。なお、このスプリング２４の付勢力は、図６に示すように、調整ネジ２６のねじ込み量によって加減することができる。
【００２３】この移動側クランプ１６に取り付けられたプレート２２は、図５及び図６に示すように、連結ネジ２７〜２９と移動ブロック３０とを介して、回動部材３２の垂直アーム３２ａにも連結されている。この回動部材３２にはさらに、操作ボタン３４によって押し下げられる水平アーム３２ｂが設けられている。従って、回動部材３２は、操作ボタン３４が押し込まれると、図５において時計方向に回動する。この結果、垂直アーム３２ａが回動し、移動側クランプ１６が固定側クランプ１４から離れる方向へ引っ張られる。
【００２４】この垂直アーム３２ａの下端近くには、図５R>５において紙面手前へ飛び出す様に付勢されたピン３６が設けられている。このピン３６は、図６に示すように、摺動孔３８内に収納されており、背後のスプリング４０により飛び出し方向へ付勢されている。ただし、このピン３６の途中には、摺動孔３８の途中に設けた溝４２を通して突起４４が嵌合されている。この突起４４が邪魔をするので、ピン３６は所定量だけしか突出することができない。
【００２５】このピン３６は、通常は垂直アーム３２ａの下端部分が正面に位置するため、これに邪魔されて摺動孔３８内に没入した状態となっている。しかし、操作ボタン３４が押し込まれると、図８（Ａ），（Ｂ）に二点鎖線で示した様に、垂直アームがピン３６の正面から退くので、所定量突出する。この結果、操作ボタン３４から手を離し、これが内蔵したスプリング４６によって元へ戻されても、垂直アーム３２ａは飛び出たピン３６に邪魔されて実線位置へ戻ることができなくなる。
【００２６】この様にして、操作ボタン３４を押し込むと移動側クランプ１６が固定側クランプ１４から所定量離れた位置に移動され、停止する。操作ボタン３４には、図３及び図５に示した様に、押し込み状態から元へ戻すためのスプリング４６を収納する孔４８が設けられており、ここにロッド５０が挿入されている。このロッド５０には、操作ボタン３４の下部に設けられた縦溝５２を通して係合ピン５４が嵌合されている。このため、ロッド５０は、操作ボタン３４を回すと、係合ピン５４を介して一緒に回転する。
【００２７】このロッド５０の下端には、横棒５６が固定されている。また、この横棒５６と支持ブロック２５の間にスプリング６０が取り付けられている。このスプリング６０は、横棒５６を、図６において時計方向へ付勢するものである。ただし、支持ブロック２５には、ストッパ６２が設けられているので、それ以上に回転することはできない。
【００２８】このロッド５０の横棒５６は、図６，図９に示した様に、前述のピン３６の突起４４に当接する長さに設計されている。従って、これらの図において反時計方向に操作ボタン３４を回転すると、横棒５６も同方向へ回転し、突起４４を没入させる。この結果、垂直アーム３２ａが図８の実線位置の方へ移動可能となる。従って、移動側クランプ１６は、スプリング２４により、固定側クランプ１４の方向へ近づけられる。
【００２９】また、ろう材リール２０は、図３に示すように、本体ケース１２の側面に固定されたボックス７０に回転軸７２を挿入され、回転自在に支持されている。この回転軸７２の下端には、フランジ７４が固定されている。回転軸７２には、もう一つのフランジ７６が摺動可能に取り付けられている。そして、この上下のフランジ７４，７６の間にはスプリング７８が溶接固定されている。また、上側のフランジ７６には、さらにもう一つのスプリング８０が当接されている。このスプリング８０の下端は中板８２に当接されている。従って、上側のフランジ７６は、このスプリング８０によってボックス７０の天井に押し付けられている。なお、この中板８２は調整ボルト８４により上昇・下降され、スプリング８０の押し付け力は変更可能になっている。また、ナット８６の締め付け位置の調整によって下フランジ７４を上昇・下降させてスプリング７８の方の押し付け力を調整することもできる。
【００３０】ろう材リール２０は、この様に構成されているので、巻き付けられている帯状のろう材を引き出すと、最初は上側のフランジ７６は動くことなく回転し、図示内側のスプリング７８がねじられていく。このねじりによるトルクが外側のスプリング８０がフランジ７６をボックス天井に押し付けている力より大きくなると、上側のフランジ７６もろう材リール２０と一緒に回転する。ろう材リール２０には、この釣合関係によって、スプリング７８によるバックテンションが掛けられることになる。
【００３１】この様に構成された溶接ワイヤ用端部接合装置１０は、次の様にして使用される。まず、現在使用中のワイヤリールに巻かれた溶接ワイヤの終端と、次に使用すべきワイヤリールに巻かれた溶接ワイヤの先端を、それぞれグラインダなどで平坦に処理する。この様な処理は一瞬にして実施でき、従来のバリ取りの様な手間や、問題となるような粉塵の発生はない。
【００３２】次に、操作ボタン３４を押し込んで、移動側通電クランプ１６を固定側通電クランプ１４から離れた位置へ移動した位置に停止させる。そして、各通電クランプ１４，１６のレバー１４ａ，１６ａを押し下げて口を開き、それぞれに溶接ワイヤを把持させる。続いて、操作ボタン３４を、図９でいうと反時計方向へ回転させる。これによって、前述した様に移動側クランプ１６がスプリング２４の作用によって固定側クランプ１４の方へと引き付けられる。この結果、溶接ワイヤの先端同士が当接する。このとき、ろう材リール２０から帯状のろう材を引き出し、中間ロール８８に中継させ、これをちょうど溶接ワイヤ同士の間に挟み込んでやる。
【００３３】以上の様にしてセッティングが完了したとき、即ち、操作ボタン３４を右へ止まるまで回したときに、従来のバット溶接機によると同様に、所定の電源スイッチがオンになる。そうすると、内蔵したトランス９０を介して通電クランプ１４，１６に所定の高電圧が供給され、ろう材を介して電気的に接触した溶接ワイヤが発熱し、ろう材が溶融してろう付けが行われる。この通電は図示しないタイマによって３秒間で終了する。また、この具体例の装置は、軟鋼製の溶接ワイヤをＦｅ系アモルファスろう材（Ｆｅ−４％Ｂ）で、シールドなしの条件でろう付けすることを想定しているので、この３秒間で温度１４００℃まで加熱される電流条件を採用している。ここで使用するろう材の帯の厚さは２０μｍ，幅は３ｍｍである。
【００３４】こうして３秒間加熱される間に、実施例の概念構成で説明したと同様に、帯状のろう材はバックテンションにより自然に切れて必要量以外はリール２０へ巻戻され、溶接ワイヤの熱膨張は、移動側クランプ１６が固定側クランプ１４から離れる方向へ押し戻されることによって自然に逃がされる。従って、余分のろう材の付着も、熱応力によるワイヤ断面の膨らみも生じない。この結果、この装置を用いて接合されたワイヤは、グラインダ処理などをすることなく、そのまま連続使用することができる。
【００３５】次に、この装置を用いてワイヤ端部の接合をするに当たって、上述した加熱時間，加熱温度等、どの様なろう付け条件を採用したらよいかについて確認した一例を説明する。供試材としては、表面にＣｕメッキしたφ１．２ｍｍの軟鋼製溶接ワイヤと、Ｎｉ−Ｂ系ろう，Ｆｅ−Ｂ系ろう，純鉄製のろう，銀ろうを用いた。なお、Ｎｉ−Ｂ系ろう，Ｆｅ−Ｂ系ろうは、いずれもＢを４％含有するものである。各ろう材は、厚さ２０μｍ，幅３ｍｍの帯状のものを使用した。
【００３６】まず、予備試験として、通電電流とワイヤ温度との関係を調べた。温度計測は、Ｐｔ−Ｒｈ熱電対を通電クランプに把持したワイヤ同士の間に配設して行った。また、通電クランプ間に電流計を配設して電流を読み取った。この結果を表１に示す。また、昇温カーブの一例を図１０に示す。この図１０の昇温カーブは、下記表１の条件１に対するものである。
【００３７】
【表１】
【００３８】図１０の昇温カーブで明かなように、ワイヤの温度は上昇し続けることなくある温度でサチュレートすることが分かった。表１の安定電流は、この温度サチュレート状態の電流である。また、表１の電流値は、電流計の読みそのものではなく、熱電対の固有抵抗を考慮して、電流値，抵抗値を同一にしたときにワイヤにのみ流れる電流で表示してある。
【００３９】次に、第２の予備試験として、これら条件１〜条件３の状態をどの程度続けたらワイヤが溶断するかを確認した。その結果、条件１では１４〜１５秒，条件２では３０秒でワイヤが溶断した。なお、条件３においては、３０秒加熱しても溶断はしなかった。
【００４０】以上の予備試験の結果を踏まえて、上記供試材による接合試験を実施した。なお、この試験においては、上述した具体例の装置ではなく、通常のバット溶接機を用いて行ったので、接合中の熱膨張の逃がしはなされていない。また、帯状のろう材はバックテンション機構のないリールで供給した。接合試験の条件を表２に、曲げ強度等の結果を表３に示す。なお、シールドにはＡｒを用いた。
【００４１】
【表２】
【００４２】
【表３】
【００４３】「曲げ」の項における記号「○」は１８０度曲げ可能であったことを、記号「△」は９０度までは曲がったことを、記号「×」はそれ以前に折損したことを表している。この表２，表３から明かな様に、Ｆｅ系のろう材を用いた場合には、曲げ強度が良好であることが分かった。なお、アプセットをかけた場合はもちろん、アプセット「０」であっても接合断面が膨らむことが分かった。このことから、現実の接合においては、上述した具体的接合装置１０の様な熱膨張を逃がす機構を備えた装置を使用すべきことが分かる。
【００４４】また、Ｎｉ系ろう材を用いた場合の接合部の組織をミクロ写真にて観察したところ、Ｆｅ−Ｎｉ合金ができており、粒界に沿った割れが確認された。一方、Ｆｅ系ろう材を用いた場合の接合部のミクロ写真観察では、十分な融着が確認できた。Ｆｅ系では、特に、短時間でも十分に融着した点に注目できる（上記表中のＮｏ５）。
【００４５】次に、Ｆｅ系ろう材について、接合温度１２８０℃，接合時間５秒，シールドガスありの条件で接合したもの５例について引っ張り強度を測定した。この結果を表４に示す。
【００４６】
【表４】
【００４７】軟鋼焼鈍材の引っ張り強度が５０ｋｇ／ｍｍ2 であるから、いずれも十分な引っ張り強度であることが確認できた。以上の様な確認の結果から、軟鋼材の接合にはＦｅ系ろう材が適していることが分かった。ただし、実用上の観点からいえば、シールドガスは使用しない方が望ましいし、接合時間もできる限り短いことが望ましいので、さらにその点について検討したところ、φ１．２ｍｍの上記軟鋼製ワイヤをＦｅ系アモルファスろう材（Ｆｅ−４％Ｂ）を用いて試験したところ、初期電流１０５Ａ，安定電流９０Ａ，シールドなし，接合時間３秒の条件にて接合すれば、十分に、曲げ強度，引っ張り強度のある接合が可能であるということが確認できた。なお、接合時間３秒は、図１０の昇温カーブに基づいて設定した。
【００４８】以上実施例を説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなくその要旨を逸脱しない範囲内で種々なる態様のものとして実施できることはもちろんである。例えば、ステンレス鋼であれば逆にろう材はＮｉ系がよいものと考えられ、ろう材の種類をＦｅ系に限るものではない。軟鋼材の接合についても、Ｆｅ系でなくても、時間その他の条件を調整すれば支障ない限り使用できることはもちろんである。ただ、軟鋼材を効率よく短時間で十分な接合強度にて接合するには、Ｆｅ系が優れているということである。
【００４９】また、本発明方法及び装置は、溶接ワイヤの接合に限らず、各種線材，棒材同士の接合に用いて構わない。加えて、溶接ワイヤの様な細径のものに限らないことももちろんである。ただ、細径であればあるほど、熱応力によって曲がりや膨らみといった塑性変形を生じやすいので、本発明方法及び装置による軸方向への膨張を逃がす構成の効果が高い。
【００５０】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の線材又は棒材の端部接合方法によれば、ろう付け接合であるが故に、従来のバット溶接における様なアプセットが必要なく、しかも加熱による材料の膨張を軸方向に逃がしつつろう付けを行うから、この膨張による断面の膨らみも生じない。従って、接合部のバリ取りといった面倒な作業を必要とせず、このことからグラインダ掛けによる粉塵の問題も生じないという効果を奏する。
【００５１】特に請求項２記載の方法でろう付け中の材料の膨張の軸方向への逃がしを行うととすれば、従来のバット溶接機をこのろう付け中の逃がしが可能な構造に改造するだけで使用することができるという効果がある。そして、溶接ワイヤとして一般的な軟鋼材料について適用する場合には、請求項３記載の如く、ろう材としてＦｅ系合金を採用すれば、短時間で接合できると共に、曲げ強度，引っ張り強度共に良好な接合状態となる。
【００５２】また、本発明の線材又は棒材の端部接合装置によれば、上述した本発明方法を簡単かつ的確に実施することができる。さらに、請求項５に記載したようにろう材フィラー供給手段をも備えることとしておけば、より作業がし易くなる。そして、特にこのろう材フィラー供給手段を、請求項６に記載した様に構成すれば、リールから帯状ろう材を引き出して材料の端部同士の間にそのまま挟んでおくだけで、バックテンション部材による巻戻し方向への付勢力により、ろう材が溶融した時点で自然に帯が切れてくれ、接合には適量のろう材だけが使用され、余分のろう材が接合部に付着するということがない。この結果、余分のろう材による断面の膨らみも生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例の装置の基本概念を示す構成図である。
【図２】 実施例として具体的に設計された装置の平面図である。
【図３】 この具体的装置の正面の板を外した状態での断面図である。
【図４】 この具体的装置の側面の板を外した状態での断面図である。
【図５】 図３のＡ−Ａ断面図である。
【図６】 図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】 図５のＣ−Ｃ断面図である。
【図８】 具体例の装置の動作状態の説明図である。
【図９】 具体例の装置の動作状態の説明図である。
【図１０】 試験例における昇温カーブのグラフである。
【符号の説明】
１，１０・・・溶接ワイヤ用端部接合装置、２，１４・・・固定側通電クランプ、３，１６・・・移動側通電クランプ、４，２０・・・ろう材リール、４ａ，１８・・・ろう材、５，２４・・・スプリング、６，７・・・ワイヤリール、６ａ，７ａ・・・溶接ワイヤ、３０・・・移動ブロック、３２・・・回動部材、３２ａ・・・垂直アーム、３２ｂ・・・水平アーム、３４・・・操作ボタン、３６・・・ピン、４０・・・スプリング、４４・・・突起、５０・・・ロッド、５６・・・横棒、６０・・・スプリング、６２・・・ストッパ、７２・・・回転軸、７４，７６・・・フランジ、７８，８０・・・スプリング、９０・・・トランス。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 線状又は棒状の材料の端部同士を通電加熱によって接合する線材又は棒材の端部接合方法において、前記接合される各材料の端部同士の間にろう材を挟んで通電加熱を開始し、加熱による材料の膨張を軸方向に逃がしつつろう材による接合を行うことを特徴とする線材又は棒材の端部接合方法。
【請求項２】 前記材料の通電加熱は、材料を把持する通電クランプを介して行い、前記加熱による材料の膨張の軸方向への逃がしは、該通電クランプ間の距離を開くことで行うことを特徴とする請求項１記載の線材又は棒材の端部接合方法。
【請求項３】 前記材料が軟鋼であって、前記ろう材がＦｅ系合金であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の線材又は棒材の端部接合方法。
【請求項４】 線状又は棒状の材料の端部同士の間にろう材を挟んだ状態で通電加熱することによって該材料同士を端部で接合する線材又は棒材の端部接合装置であって、線状又は棒状の材料を端部同士を対向させて把持すると共に、少なくとも一方を、他方に対して接近・離間が可能な状態に支持した通電クランプ対と、該接近・離間可能に支持された方の通電クランプを、前記通電クランプ対の間隔を狭める方向へ付勢する付勢手段とを備え、該付勢手段の付勢力は、接合される材料の軸方向への熱膨張に打ち勝たない強さとされていることを特徴とする線材又は棒材の端部接合装置。
【請求項５】 請求項４記載の線材又は棒材の端部接合装置において、さらに、前記通電クランプ対の間にろう材のフィラーを供給するろう材フィラー供給手段をも備えたことを特徴とする線材又は棒材の端部接合装置。
【請求項６】 前記ろう材フィラー供給手段は、帯状のろう材を巻き付けたリールと、該リールを巻戻し方向へ付勢するバックテンション部材とを備えることを特徴とする請求項５記載の線材又は棒材の端部接合装置。
【請求項１】 線状又は棒状の材料の端部同士を通電加熱によって接合する線材又は棒材の端部接合方法において、前記接合される各材料の端部同士の間にろう材を挟んで通電加熱を開始し、加熱による材料の膨張を軸方向に逃がしつつろう材による接合を行うことを特徴とする線材又は棒材の端部接合方法。
【請求項２】 前記材料の通電加熱は、材料を把持する通電クランプを介して行い、前記加熱による材料の膨張の軸方向への逃がしは、該通電クランプ間の距離を開くことで行うことを特徴とする請求項１記載の線材又は棒材の端部接合方法。
【請求項３】 前記材料が軟鋼であって、前記ろう材がＦｅ系合金であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の線材又は棒材の端部接合方法。
【請求項４】 線状又は棒状の材料の端部同士の間にろう材を挟んだ状態で通電加熱することによって該材料同士を端部で接合する線材又は棒材の端部接合装置であって、線状又は棒状の材料を端部同士を対向させて把持すると共に、少なくとも一方を、他方に対して接近・離間が可能な状態に支持した通電クランプ対と、該接近・離間可能に支持された方の通電クランプを、前記通電クランプ対の間隔を狭める方向へ付勢する付勢手段とを備え、該付勢手段の付勢力は、接合される材料の軸方向への熱膨張に打ち勝たない強さとされていることを特徴とする線材又は棒材の端部接合装置。
【請求項５】 請求項４記載の線材又は棒材の端部接合装置において、さらに、前記通電クランプ対の間にろう材のフィラーを供給するろう材フィラー供給手段をも備えたことを特徴とする線材又は棒材の端部接合装置。
【請求項６】 前記ろう材フィラー供給手段は、帯状のろう材を巻き付けたリールと、該リールを巻戻し方向へ付勢するバックテンション部材とを備えることを特徴とする請求項５記載の線材又は棒材の端部接合装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開平６−３９５３８
【公開日】平成６年（１９９４）２月１５日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平４−１９９９０２
【出願日】平成４年（１９９２）７月２７日
【出願人】（０００００３７１３）大同特殊鋼株式会社 (916)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【公開日】平成６年（１９９４）２月１５日
【国際特許分類】
【出願日】平成４年（１９９２）７月２７日
【出願人】（０００００３７１３）大同特殊鋼株式会社 (916)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
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