JP2003225769A - 密閉型容器の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】安定した溶接電流を流すことができる密閉型容
器製造装置を提供する。 【構成】本発明の製造装置は、それぞれ封入電極を備え
た上部電極鞘１と複数の下部電極鞘２を有している。下
部電極鞘２に密閉型容器構成部品が投入されると上部電
極鞘１は降下し下部電極鞘２と気密空間を構成する。溶
接機３の上部溶接電極３Ａと下部溶接電極３Ｂがそれぞ
れ上下各電極鞘と当接し溶接機３から溶接電流を流し密
閉型容器を構成させる。上部溶接電極３Ａと第一封入電
極を導電体１３にて電気的に接続し、溶接電流を導電体
１３にバイパスさせる。 【効果】溶接電流が上部溶接電極３Ａと第一封入電極間
と導電体１３に分流して流れるため両電極の接触面の発
熱が小さくなる。従って両電極表面に酸化膜等の絶縁膜
の生成を抑えることができ両電極間に流れる溶接電流が
安定する。更に両電極の放熱に要する時間が短くなり作
業効率が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有底筒型の金属製
容器の開口端部に蓋板を溶接により固定することで密閉
容器を製造する密閉型容器製造装置に関する。

【０００２】

【従来技術】従来この種の密閉型容器製造装置として
は、本願と同一出願人による特開平８−９０２４３号に
溶接用の電極鞘を溶接機の溶接電極と独立して設置した
密閉型容器製造装置が開示されている。図６及び図７は
従来の密閉型容器製造装置の一部である上部電極鞘と下
部電極鞘の封止溶接作業を説明するための断面図であ
る。上部電極鞘１０１は全体が所要の移動距離を昇降す
る構造とされており、シリンダー状の上部ガイド１０２
とこの上部ガイドに対して気密に摺動するピストン状の
シャフト電極１０３とを有している。円形可動台１０８
に設置された下部電極鞘１０５は下部電極鞘接触体１０
６と密閉型容器構成部品を収納する下部溶接チップ１０
７を有している。また下部電極鞘１０５は円形可動台１
０８を貫通して設置されている。

【０００３】以上のように構成された密閉型容器製造装
置の動作について説明すると、下部電極鞘１０５の下部
溶接チップ１０７内に密閉型容器の構成部品である金属
製容器１１２と蓋板１１１が投入される。全ての部品が
下部電極鞘１０５の下部溶接チップ１０７に投入された
後、図６に示すように上部電極鞘１０１が降下し下部電
極鞘１０５とシリコンゴム製のパッキン等を挟んで電気
的に絶縁状態で当接して気密空間を構成する。この時、
下部電極鞘接触体１０６は上部電極鞘１０１によって押
し下げられ、下部電極鞘接触体１０６の下部電極鞘接触
部１０６Ａは下部溶接電極１１０と接触する。金属製容
器１１２内部を含む気密空間内を真空引き及びガス充填
して内部の気体を置換した後、上部溶接電極１０９が降
下し、シャフト電極１０３先端に設けられた上部電極鞘
接触部１０４に当接する。これにより図７に示すように
上部電極鞘１０１のシャフト電極１０３が押し下げられ
る。こうしてシャフト電極１０３が蓋板１１１を押圧す
ることで、蓋板１１１が金属製容器１１２と密着した状
態となる。上部溶接電極１０９が押圧する加圧力が所定
値に達したところで上部溶接電極１０９と下部溶接電極
１１０間に溶接電流を流し、溶接電流はシャフト電極１
０３から蓋板１１１と金属製容器１１２を経て、下部溶
接チップ１０７から下部電極鞘接触体１０６へと流れ
る。こうして金属製容器１１２開口端に蓋板１１１を気
密に溶接することにより密閉型容器が完成する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで述べた従来の密
閉型容器製造装置は、上下の各電極鞘をそれぞれ溶接機
の溶接電極と分離したことにより、製造装置設置時の位
置決めや上下電極鞘の軸芯合わせの微調整を容易に行う
ことができ、また上下電極鞘の位置関係が合っていれば
溶接機の電極に対しての位置精度を若干緩やかにするこ
とができるため設置作業が容易になる等の利点がある。

【０００５】しかし上記の従来技術においては量産作業
における生産速度がある程度以上あげられないという問
題があった。つまり上部電極鞘１０１と上部溶接電極１
０９を分離しているため封止溶接時には上部溶接電極１
０９と上部電極鞘接触部１０４を接触させ、上部溶接電
極１０９からシャフト電極１０３へ溶接電流を流してい
る。そのため上部溶接電極１０９と上部電極鞘接触部１
０４との間の接触抵抗により両者の接触面が発熱し、繰
り返し溶接作業を行うことで上部溶接電極１０９とシャ
フト電極１０３全体が温度上昇する。従って熱が蓄積す
ることにより電極が過熱状態とならないために、電極の
放熱のために溶接作業の時間間隔を充分設けなければな
らず、生産速度をあげることができなかった。また、上
部溶接電極１０９と上部電極鞘接触部１０４は常に同じ
箇所で接触し発熱するため、上部溶接電極１０９と上部
電極鞘接触部１０４の表面に酸化物等の絶縁膜が生成し
やすくなる。両電極接触面に酸化物等の絶縁膜が生成す
ることで、上部溶接電極１０９と上部電極鞘接触部１０
４が接触した時に溶接電流は酸化物等の絶縁膜によって
流れが妨げられ、両電極間の接触抵抗が大きくなり、溶
接電流が流れると更に温度が上昇し酸化物等の絶縁膜の
生成が促進される。その結果、安定した溶接電流が流れ
難くなり、溶接品質を確保できないという問題があっ
た。

【０００６】また従来、上部電極鞘１０１のシャフト電
極１０３の温度上昇を抑えるためにシャフト電極１０３
を水冷する技術が提案されているが、特に上部溶接電極
１０９とシャフト電極１０３の上部電極鞘接触部１０４
の電気的接触不良に起因する局部的な発熱の場合は、冷
却では不充分なため安定した溶接電流が流れにくくな
る。

【０００７】本発明は、上部溶接電極と上部電極鞘のシ
ャフト電極の発熱を抑え、両電極間に常に安定した溶接
電流を流すことができる密閉型容器製造装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで本発明の密閉型容
器製造装置においては、シリンダー状のガイドとこのガ
イドに対して気密に摺動するピストン状の第一封入電極
を有し所要の上下移動距離を昇降可能に設けられた上部
電極鞘と、密閉型容器構成部品である有底筒型の金属製
容器とセンサー構成部品が配置した蓋板とを収納可能と
された第二封入電極とシリンダー状のガイドを有し前記
第二封入電極を前記ガイド内において昇降可能とし円形
可動台上にその回転中心に対して同一円周上に等角度で
配置され上部電極鞘の軸芯に実質的に一致する位置に停
止するように設定された複数の下部電極鞘と、密閉型容
器構成部品間に溶接電流を流して抵抗溶接し密閉型容器
を完成させるための溶接機と、所定成分に配合されたガ
スを前記金属製容器に充填するガス充填機構を有し、そ
れぞれの電極鞘は前記溶接機の溶接電極の上下移動から
独立して動作し、前記円形可動台は回転・停止を繰り返
し、所定の位置において前記金属製容器及び蓋板が順次
前記下部電極鞘に投入され、下部電極鞘が上部電極鞘の
軸芯と一致する箇所に停止すると上部電極鞘が降下して
下部電極鞘と当接して気密空間を構成し、気密空間内を
所定のガスで置換して後に上部溶接電極が降下し上部電
極鞘を押圧し気密空間内の金属製容器と蓋板を密着さ
せ、上下溶接電極から上部電極鞘の第一封入電極と下部
電極鞘の第二封入電極を通じて金属製容器と蓋板との間
に溶接電流を流し、蓋板を金属製容器の開口端部に気密
に溶接することで密閉型容器を製造する密閉型容器製造
装置において、上部電極鞘の第一封入電極と溶接機の上
部溶接電極とを導電体にて電気的に接続し、上部溶接電
極と上部電極鞘の第一封入電極との間を溶接作業時に流
れる電流をこの導電体にバイパスさせることにより、両
電極間接触部に流れる電流を少なくして接触抵抗による
発熱を抑えることで溶接電流が安定して流れることを特
徴としている。

【０００９】他の特徴は、導電体として電線を帯状に編
み込んだものを使用することにある。このように導電体
を帯状に編み込むことで柔軟性を持たせ、上部溶接電極
と上部電極鞘の動きに支障がないようにしている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明につ
いて説明する。図１は本発明の密閉型容器製造装置の全
体図を示す図であり、図２、３、４、は溶接封止時の下
部電極鞘に対する上部電極鞘の動きを示している。図５
は上部溶接電極と上部電極鞘とを導電体にて接続した状
態を示している。

【００１１】この製造装置は上部電極鞘１と下部電極鞘
２を有している。上部電極鞘１は図２に示すようにシリ
ンダー状の上部ガイド１７とこの上部ガイド１７に対し
て気密に摺動するピストン状の第一封入電極から構成さ
れ、支持体４に絶縁固定されている。第一封入電極はシ
ャフト電極１５と上部溶接チップ１８から構成される。
上部ガイド１７には真空引き及びガス充填のための上部
空間１９が設けられており、この上部空間１９に対して
排気管１０Ｂと気体充填管１２Ｂが接続されており、排
気管１０Ｂと気体充填管１２Ｂはそれぞれバルブを介し
て排気ホース１０Ａと充填ホース１２Ａに接続されてい
る。シャフト電極１５上端の上部電極鞘接触部１６は上
部溶接電極３Ａと接触し、上部ガイド１７に対するシャ
フト電極１５の摺動面はパッキンにより気密にされてい
る。シャフト電極１５にはフランジ２４が固定されシャ
フト電極１５と一体に昇降するようにされている。通常
このフランジ２４は支持体４に電気的に絶縁固定された
ストッパー２５Ａにバネ２６Ａの復元力により当接され
ている。

【００１２】下部電極鞘２は下部ガイド２２と第二封入
電極から構成され、この下部電極鞘２は下部ガイド２２
が円形可動台７上に絶縁固定されている。第二封入電極
は下部電極鞘接触体１４と下部溶接チップ２０から構成
される。下部電極鞘接触体１４の下端は下部溶接電極３
Ｂと接触する下部電極鞘接触部１４Ａであり、下部溶接
チップ２０には金属製容器１１２を収納するためのポケ
ット２１が設けられている。また下部電極鞘接触体１４
と下部溶接チップ２０は下部ガイド２２内を昇降可能と
されており、通常は下部電極鞘接触体１４と下部ガイド
２２との間で圧縮されたバネ２６Ｂの復元力によりスト
ッパー２５Ｂに押し付けられている。

【００１３】上部電極鞘１は図１に示すように支持体４
を介してガイドバー５に支持されており、駆動シリンダ
ー６によりガイドバー５に沿って昇降する。また下部電
極鞘２は円形可動台７の回転中心に対して同一円周上に
等角度で複数個搭載され、モータ８により円形可動台７
はその円心を軸に回転しエンコーダ９により回転・停止
の繰り返しが制御される。各下部電極鞘２は上部電極鞘
１の軸芯と一致する箇所に停止するように設定されてい
る。上部電極鞘１は降下して下部電極鞘２と気密空間を
形成するように構成され、上部電極鞘１の内部空間は排
気ホース１０Ａとバキュームリザーバー１１を介して真
空ポンプ１０に接続され、且つ充填ガスボンベ１２に充
填ホース１２Ａを介して接続されている。また溶接機３
の上部溶接電極３Ａと下部溶接電極３Ｂは、上部電極鞘
１と下部電極鞘２との軸芯が一致する箇所で両電極鞘を
上下から挟みこむ事ができるように設置される。上部溶
接電極３Ａと上部電極鞘１は導電体１３により接続され
ている。また上部電極鞘１と下部電極鞘２はそれぞれの
周辺部品と共に台座２７に配置されることにより一体の
ユニットとされており、溶接機３とは別個に組み立てや
位置調整などが行われる。

【００１４】下部電極鞘２は予め定められた上部電極鞘
１の軸芯と実質的に一致する位置に正確に停止される。
また、図１に示すようにそれぞれの下部電極鞘２は円形
可動台７を貫通して配置されており、下部電極鞘接触体
１４の下部電極鞘接触部１４Ａが下部溶接電極３Ｂと接
触する。

【００１５】上部溶接電極３Ａと上部電極鞘１は図６に
示すように電線を帯状に編み込んだ柔軟な導電体１３に
より接続されている。上部電極鞘１側では上部電極鞘１
のシャフト電極１５に金属板２３Ａを導電的に取り付
け、この金属板２３Ａに導電体１３を接続する。また上
部溶接電極３Ａ側においても同様に金属板２３Ｂを導電
的に取り付け、この金属板２３Ｂに導電体１３を接続し
ている。導電体１３に使用される電線は銅合金等で構成
されている。

【００１６】この製造装置により製造される密閉型容器
は、金属製容器と蓋板より気密容器を構成するものであ
り、例えば蓋板にバイメタル等の熱応動板と接点を設け
たスイッチ本体を有し、このスイッチ本体を気密容器内
部に収納し外部の熱や通電電流による自己発熱により熱
応動板が変形して接点を離接する熱応動スイッチがあ
る。また気密容器内部に接触子と金属球を収納し振動や
傾斜若しくは加速度等により金属球などの導電体が気密
容器内部を転動して接触子と離接するオンオフ信号を発
生する加速度応動スイッチ等がある。

【００１７】次にこの製造装置の動作について説明す
る。下部電極鞘２が設置された円形可動台７はモータ８
により回転させられてその円心を軸にエンコーダ９によ
り正確に制御されて回転・停止を繰り返す。図２に示す
ように下部電極鞘２の下部溶接チップ２０のポケット２
１に密閉型容器の構成部品である金属製容器１１２と蓋
板１１１が投入され、下部電極鞘２は上部電極鞘１の軸
芯と一致する位置で停止する。この状態でまず駆動シリ
ンダー６によって上部電極鞘１がガイドバー５に沿って
降下し、図３に示すように下部電極鞘２と接触して気密
空間を構成する。尚この時点では上部溶接電極３Ａはま
だ上部電極鞘接触部１６とは接触しておらず、また上部
溶接チップ１８も蓋板１１１とは接触していない。この
時、上部電極鞘１の押圧力により下部電極鞘接触体１４
と下部溶接チップ２０はバネ２６Ｂの復元力に抗して下
部ガイド２２内を一体に降下し、下部電極鞘接触部１４
Ａが溶接機３の下部溶接電極３Ｂと接触する。

【００１８】次に気密空間を構成する上部電極鞘１に接
続された排気管１０Ｂに設けられた排気用バルブが開か
れ、気密空間及び密閉型容器の内部は排気管１０Ｂと接
続している排気ホース１０Ａを介して直接真空ポンプ１
０または真空状態に保たれ充分に容量の大きいリザーバ
ータンク１１に接続されることにより気密空間内が所定
の真空度に達するまで排気される。

【００１９】次に気密空間に接続された圧力センサー等
が空間内にて所定の真空度に達したことを検知すると排
気バルブは閉じられ、続いて気体充填管上に設けられた
ガス充填用バルブが開かれ、気体充填管１２Ｂと接続し
ている充填ホース１２Ａを介して充填ガスボンベ１２か
ら所定の配合とされた充填ガスが密閉型容器内を含む気
密空間に充填され、充填ガスで満たされ所定の圧力に達
したことを検知しガス充填用バルブは閉じられる。

【００２０】続いて溶接機３の上部溶接電極３Ａが降下
し、上部電極鞘接触部１６に当接する。この時、図４に
示すように、上部溶接電極３Ａは上部電極鞘接触部１６
を押圧し、シャフト電極１５及び上部溶接チップ１８を
バネ２６Ａの復元力に抗して押し下げる。パッキンによ
り摺動面を気密にされたシャフト電極は上部ガイドに対
して摺動降下し、上部溶接チップ１８の下端が密閉型容
器の蓋板１１１に当接する。更に上部溶接電極３Ａは上
部電極鞘接触部１６を押圧し、蓋板１１１と金属製容器
１１２を密着させる。上部溶接電極３Ａによる加圧力が
所定値に達したところで上部溶接電極３Ａと下部溶接電
極３Ｂとの間に溶接電流を流す。溶接電流はシャフト電
極１５から上部溶接チップ１８、下部溶接チップ２０か
ら下部電極鞘接触部１４を通り、蓋板１１１と金属製容
器１１２とを溶接して密閉型容器が構成される。

【００２１】溶接電流を流した時、溶接電流は上部溶接
電極３Ａと上部電極鞘１のシャフト電極１５の接触面、
及び両電極を接続した導電体１３を流れる。両電極の接
触面には接触抵抗が発生するが、溶接電流が分流して流
れるため上部溶接電極３Ａとシャフト電極１５の上部電
極鞘接触部１６を通じて流れる溶接電流が少なくなり、
上部溶接電極３Ａと上部電極鞘接触部１６との間の接触
抵抗による両電極の接触面の発熱は小さくなる。従って
上部溶接電極３Ａとシャフト電極１５の接触面の発熱が
小さくなるため、電極の放熱に要する時間を短くするこ
とができ量産作業における生産速度をあげることができ
る。また従来のように発熱した状態で両電極が接触を繰
り返すことはないので、上部溶接電極３Ａとシャフト電
極１５全体の発熱が抑えられ、両電極表面に酸化膜等の
絶縁膜が生じにくくなる。そのため両電極接触面は酸化
物等の絶縁膜によって電流の流れを妨げられることがな
く上部溶接電極３Ａと上部電極鞘接触部１６の電気的な
接触が安定する。従って安定した溶接電流が流れ、溶接
品質が確保できる。

【００２２】またシャフト電極１５を水冷させる技術と
組み合わせることにより確実にシャフト電極１５の温度
上昇を抑えることができる。

【００２３】また下部溶接電極３Ｂ側では、円形可動台
７を貫通して設置されている下部電極鞘２の下部電極鞘
接触体１４が下部溶接電極３Ｂと接触して溶接電流を流
している。そのため上部溶接電極３Ａとシャフト電極１
５の発熱と同様に、両電極の接触抵抗による発熱により
下部溶接電極３Ｂと下部電極鞘接触体１４全体が発熱す
る。しかし下部電極鞘２は円形可動台７に複数設置され
ているため、上部溶接電極３Ａと上部電極鞘接触部１５
のように封止溶接毎に同じ下部電極鞘接触部１４Ａが下
部溶接電極３Ｂに接触することはないので、下部電極鞘
２の下部電極鞘接触体１４は充分に放熱するための時間
が確保できる。更にこの構成により各下部電極鞘接触体
１４は熱の発放が充分に行われ、酸化物等の絶縁膜は生
成されにくい。

【００２４】更に下部溶接電極３Ｂは、封止溶接毎に放
熱された下部電極鞘接触部と１４Ａ接触するため、下部
溶接電極３Ｂの熱が下部電極鞘接触体１４に放熱され
る。従って下部溶接電極３Ｂは異常に発熱することがな
いため、酸化物等の絶縁膜は生成されにくい。

【００２５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の密閉型
容器製造装置は、上部溶接電極と上部電極鞘のシャフト
電極を導電体にて接続したことで、上部溶接電極とシャ
フト電極を通じて流れる電流を少なくし両電極の発熱を
小さくしたため、放熱に要する時間を短くすることがで
き生産速度の向上を実現すると同時に、両電極表面に酸
化物等の絶縁膜の生成を抑え安定した溶接電流を流すこ
とができ溶接品質が安定する。更に導電体は電線を帯状
に編み込まれたものを使用したことで、柔軟な導電体と
なり上部溶接電極と上部電極鞘の動きを妨げることはな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の密閉型容器製造装置の全体図である。

【図２】本発明の密閉型容器製造装置の実施例で装置操
作中の状態を示す縦断面図である。

【図３】本発明の密閉型容器製造装置の実施例で装置操
作中の状態を示す縦断面図である。

【図４】本発明の密閉型容器製造装置の実施例で装置操
作中の状態を示す縦断面図である。

【図５】本発明の密閉型容器製造装置の上部溶接電極と
上部電極鞘の接続状態を示す図である。

【図６】従来の密閉型容器製造装置の実施例で装置操作
中の状態を示す縦断面図である。

【図７】従来の密閉型容器製造装置の実施例で装置操作
中の状態を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１．１０１：上部電極鞘 ２．１０５：下部電極鞘 ３：溶接機 ３Ａ．１０９：上部溶接電極 ３Ｂ．１１０：下部溶接電極 ４：支持体 ５：ガイドバー ６：駆動シリンダー ７．１０８：円形可動台 ８：モータ ９：エンコーダ １０：真空ポンプ １０Ａ：排気ホース １１：バキュームリザーバー １２：充填ガスボンベ １２Ａ：充填ホース １３：導電体 １４．１０６：下部電極鞘接触体 １４Ａ．１０６Ａ：下部電極鞘接触部 １５．１０３：シャフト電極 １６．１０４：上部電極鞘接触部 １７．１０２：上部ガイド １８：上部溶接チップ １９：上部空間 ２０．１０７：下部溶接チップ ２１：ポケット ２２：下部カイド ２３Ａ．２３Ｂ：金属板 ２４：フランジ ２５Ａ．２５Ｂ：ストッパー ２６Ａ．２６Ｂ：バネ ２７：台座 １１１：蓋板 １１２：金属製容器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダー状のガイドとこのガイドに対し
   て気密に摺動するピストン状の第一封入電極を有し所要
   の上下移動距離を昇降可能に設けられた上部電極鞘と、
   密閉型容器構成部品である有底筒型の金属製容器とセン
   サー構成部品が配置された蓋板とを収納可能とした第二
   封入電極とシリンダー状のガイドを有し前記第二封入電
   極を前記ガイド内において昇降可能とし円形可動台上に
   その回転中心に対して同一円周上に等角度で配置され上
   部電極鞘の軸芯に実質的に一致する位置に停止するよう
   に設定された複数の下部電極鞘と、密閉型容器構成部品
   間に溶接電流を流して抵抗溶接し密閉型容器を完成させ
   るための溶接機と、所定成分に配合されたガスを前記金
   属製容器に充填するガス充填機構を有し、それぞれの電
   極鞘は前記溶接機の溶接電極の上下移動から独立して動
   作し、前記円形可動台は回転・停止を繰り返し、所定の
   位置において前記金属製容器及び蓋板が順次前記下部電
   極鞘に投入され、下部電極鞘が上部電極鞘の軸芯と一致
   する箇所に停止すると上部電極鞘が降下して下部電極鞘
   と当接して気密空間を構成し、気密空間内を所定のガス
   で置換して後に上部溶接電極が降下し上部電極鞘を押圧
   し気密空間内の金属製容器と蓋板を密着させ、上下溶接
   電極から上部電極鞘の第一封入電極と下部電極鞘の第二
   封入電極を通じて金属製容器と蓋板との間に溶接電流を
   流し、蓋板を金属製容器の開口端部に気密に溶接するこ
   とで密閉型容器を製造する密閉型容器製造装置におい
   て、上部電極鞘の第一封入電極と溶接機の上部溶接電極
   とを導電体にて電気的に接続し、上部溶接電極と上部電
   極鞘の第一封入電極との間を前記溶接作業時に流れる電
   流をこの導電体にバイパスさせることにより、溶接電流
   が安定して流れることを特徴とする密閉型容器製造装
   置。
2. 【請求項２】前記導電体は電線を帯状に編み込んだもの
   を使用することを特徴とする請求項１に記載の密閉型容
   器製造装置。