JP2005211930A - アルミフェンス及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ステンレス調等淡色の色調に後アルマイトすることによって黒く目立つようになるアルミフェンスにおけるアルミ線材の交点に生じる溶接時のピックアップによる虫食い状汚点の発生を防止する。
【解決手段】 アルミ線材１１，１２の溶接に使用する電極３を先端に溝３１を形成した溝付き電極とし，この電極３の溝３１をアルミ線材１１，１２の配置に合せて上下で交差するように配置し，アルミ線材１１，１２をこれら上下の電極３によって挟持するようにして抵抗スポット溶接を施し，その後に後アルマイトの処理を施すようにする。電極３の溝３１にアルミ線材１１，１２が受入れられ，電極３とアルミ線材１１，１２とが面接触することによって該接触部分の抵抗熱が抑制され，汚点発生の原因となる電流集中によるピックアップが生じないようにする。
【選択図】 図５

Description

本発明は，アルミ線材を用いたアルミフェンス及びその製造方法に関する。

この種アルミフェンスとして，例えば中実円形のアルミ線材をその交点で抵抗スポット溶接することによって格子状としこれにアルミ枠を配置して枠付き格子状とした加工品に後処理のアルミ表面処理を施して形成したフェンスが知られており，またそのアルミ表面処理によって生じるエア溜り，液溜りに起因する外観不良を防止するためにエア抜きや液抜き用に接合部に空隙を形成する手段が知られている。

特開昭６３−２８７００号公報 特開平１０−３７５３８号公報

この場合事前の加工後に表面処理や塗装がなされるから，アルミ線材の切断面等を含めてアルミ素地が露出することがなく，高度な耐食性を備えたフェンスが得られるし，またアルミ表面処理のエア溜りや液溜りによって生じる外観不良を防止することが可能となるが，該後処理のアルミ表面処理以前にフェンス加工品を形成する，特にアルミ線材を抵抗スポット溶接することに起因する外観不良，即ち市販の某社製アルミフェンスにおけるアルミ線材交点の状態を示す図７における符合 のように，例えば１ｍ程度離れた位置からも肉視される程度に明瞭に，アルミ線材の交点表面部分に虫食い状に生じる，例えば擦傷が付いたように表面が凹凸化した，所謂電極のピックアップによる汚点発生を解消することができないし，後処理のアルミ表面処理における，例えばエッチングの作用によってもこれを消去することもできない。

この種のアルミフェンスは，一般にブロンズ，ブラック等の茶乃至黒の濃色のアルミ表面処理，即ち自然発色乃至２次電解着色を施すものとされる傾向が強く，このように濃色のものとするときは交点の汚点も相当程度目立たないようにし得るが，アルミ表面処理による色調の多様化によって，例えばステンレス調，グレー調等の淡色のものも好まれるようになると，フェンスの色調で汚点の目立ちを抑制することができず，例えば当業者にとって汚点発生は抵抗スポット溶接に不可避にして宿命的な現象として製品不良の認識はないとしても，需要者にとっては如何にも製造や設置工事に際して偶々生じたスリキズのような製品不良と認識される可能性も残されており，この点の解決が求められる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので，その解決課題とするところは，第１に，アルミ線材交点の汚点発生を防止して製品外観を良好としたアルミフェンスを提供するにあり，第２に，該汚点発生を簡易且つ確実に防止し得るようにしたアルミフェンスの製造方法を提供するにある。

上記アルミ線材の交点に生じる汚点は，一般に抵抗スポット溶接の電極が，先端面を膨出円弧面としたマッシュルーム形，先端面を裁頭水平面とした裁頭円錐形等適宜の先端形状を有する銅乃至銅合金によるものとされる一方，上記アルミ線材が中実円形とされるから，抵抗スポット溶接に際して電極とアルミ線材とが点接触乃至線接触の接触状態となって通電されることによって，溶接箇所のみならず電極とアルミ線材との該点接触乃至線接触の接触部分にも電流が集中して抵抗熱を発生し，双方が部分的に溶融するとともに該電極の銅とアルミ線材のアルミが合金化し，当初は小さく，次第に大きく成長するように該電極とアルミ線材の接触部分にそれぞれ都度付着し，特にアルミ線材側ではその表面にアルミとは異なる銅とアルミによる異質合金が付着することによって発生し，また異質合金であることによって後処理のアルミ表面処理によっても消去されずに残るためと見られる。そこで本発明は，電極とアルミ線材との接触を，上記点接触や線接触からある程度の広がりを有する面接触として，電極とアルミ線材の接触部分における電流の集中を回避した状態で抵抗スポット溶接を行なうことによって該接触部分における抵抗熱の発生乃至その温度上昇の抑制を行い，アルミ線材の汚点発生を防止するか，これを大幅に遅らせることが可能となることから，本発明はアルミ線材の抵抗スポット溶接使用する電極を溝つき電極とし，先端に形成した溝にアルミ線材を受入れることによって電極とアルミ線材との接触を面接触の状態として電流集中を可及的に防止してアルミ線材同士の溶接を可能とするもアルミ線材の交点表面の汚点発生を防止するようにしたものであって，即ち上記第１の課題に添って請求項１に記載の発明を，アルミ線材をその交点で抵抗スポット溶接することによって格子状とし又はこれにアルミ枠を配置して枠付き格子状とした加工品に後処理のアルミ表面処理を施して形成したフェンスであって，上記抵抗スポット溶接に溝付き電極を用いてその溝にアルミ線材を受入れて該電極とアルミ線材とを面接した状態で通電してなることを特徴とするアルミフェンスとし，上記第２の課題に添って請求項２に記載の発明を，アルミ線材をその交点で抵抗スポット溶接することによって格子状とし又はこれにアルミ枠を配置して枠付き格子状とした加工品に後処理のアルミ表面処理を施してフェンスを形成する製造方法であって，上記抵抗スポット溶接に溝付き電極を用いてその溝にアルミ線材を受入れて該電極とアルミ線材とを面接した状態で通電することを特徴とするアルミフェンスの製造方法とし，これらをそれぞれ発明の要旨として上記課題解決の手段としたものである。

本発明は以上のとおりに構成したから，請求項１に記載の発明は，アルミ線材の抵抗スポット溶接使用する電極を溝付き電極とし，先端に形成した溝にアルミ線材を受入れることによって電極とアルミ線材との接触を面接触の状態として電流集中を可及的に防止してアルミ線材同士の溶接を可能とするもアルミ線材の交点表面の汚点発生を防止して，製品外観を良好としたアルミフェンスを提供することができる。

請求項２に記載の発明は，同様にアルミ線材の抵抗スポット溶接使用する電極を溝付き電極とし，先端に形成した溝にアルミ線材を受入れることによって電極とアルミ線材との接触を面接触の状態として電流集中を可及的に防止してアルミ線材同士の溶接を可能とするもアルミ線材の交点表面の汚点発生を簡易且つ確実に防止し得るようにしたアルミフェンスの製造方法を提供することができる。

以下図面の例に従って本発明を更に具体的に説明すれば，Ａはアルミフェンスであり，該アルミフェンスＡは，アルミ線材１１，１２をその交点で抵抗スポット溶接することによって格子状とし，本例にあってはこれにアルミ枠２を配置して枠付き格子状とした加工品に後処理のアルミ表面処理を施して形成したものとしてある。

即ち本例にあってフェンスＡは，数ｍｍ径の中実円形のアルミ線材１１，１２，例えば４〜５ｍｍ径程度のものを，５ｃｍ〜７，８ｃｍピッチ程度とするように交差配置し，本例では縦横に直交配置してメッシュのように比較的密な格子状とした仕切体１を形成し，該仕切体１の外周に，上下の横枠２１と左右の縦枠２２のアルミ枠２を設置し，該アルミ枠２で上記アルミ線材１１，１２の仕切体１を囲繞したものとしてあり，このとき該フェンスＡは，その色調を，例えばステンレス調，グレー調等の淡色にして全体を単一色のものとしてある。

フェンスＡは，上記抵抗スポット溶接に溝付き電極３を用いてその溝３１にアルミ線材１１，１２を受入れて該電極３とアルミ線材１１，１２とを面接した状態で通電するようにしたフェンスの製造方法によって，該アルミ線材１１，１２の溶接を行なったものとしてあり，これによって上記直交配置したアルミ線材１１，１２の交点表面に，例えば従来の市販品に見られる電極のピックアップによる汚点４が全く存在せずに完成品のフェンスＡとしての製品外観を良好に確保したものとしてある。

抵抗スポット溶接は，上記交差配置したアルミ線材１１，１２の交点毎にその上下を，上下に対をなす電極３によって挟持するように加圧接触させるようにした溶接装置を用いて常法に従ってこれを行なったものとしてあり，このとき本例の溶接装置は，多数，例えば１０乃至それ以上の多数とした各上下対向配置一対の溝付き電極３をアルミ線材１１，１２の進行方向に直交して並列配置し，該電極３を間欠的同時に上下動してこれに通電することによってこれら電極３間を通過するアルミ線材１１，１２の進行方向と直交する多数の交点に同時的に溶接を施すようにしたものとしてある。

溝付き電極３は，例えば先端形状をマッシュルーム形として膨出円弧面による先端面や先端形状を裁頭円錐形として裁頭水平面による先端面を有する等先端形状を適宜とした銅乃至銅合金によってこれを形成したものとする一方，その適宜先端形状の先端面にこれを横断するように横断溝状の溝３１を形成してあり，アルミ線材１１，１２の溶接に当って該溝３１によってアルミ線材１１，１２を受入れてこれにその溝面を面接するようにしてある。

即ち本例にあって電極３に形成した溝３１は，上記中実円形のアルミ線材１１，１２の外径に合せた内径を有して円弧面をなすものとし且つその角度を１／２円乃至これより小さい角度としたものとしてあり，上記円弧面としたことによって溶接に際して電極３の溝面とアルミ線材１１，１２の外周面とが電極の幅に応じた溝長さで面接し，これら電極３とアルミ線材１１，１２との接触を点接触乃至線接触とすることなく，接触面積をある程度広がりのある面接触として，溶接のための通電時に電流が電極とアルミ線材１１，１２の接触部分に集中するのを防止し，該電流の集中による抵抗熱の発生乃至その温度上昇の抑制を行ない得るようにし，また溝３１の角度を１／２円乃至これより小さい角度としたことによって上記面接触の広さを可及的に確保するとともに溶接に際して溝付き電極３とアルミ線材１１，１２との嵌脱，即ち電極３の溝３１に対するアルミ線材１１，１２の受入れと溶接後の離脱が容易且つ確実になし得るようにしてある。

溝付き電極３によるアルミ線材１１，１２の溶接は，例えば図５又は図６に示すように，上下一対の電極３によってアルミ線材１１，１２の交点をその上下で交差状に挟持して該交点毎にこれを行うものとしてある。このとき該上下一対の電極３は，その双方の先端面に形成した溝３１をアルミ線材１１，１２の交差角度に合せて交差するように配置し，該交差配置のアルミ線材１１，１２を受入れてその溶接を行なうものとし，アルミ線材１１，１２を上記直交配置した本例にあって，該溝３１の配置は，これらが平面視で十字形をなすようにクロスした直交状態に配置したものとしてある。これによって格子状としたフェンスＡにおけるアルミ線材１１，１２の交点の溶接に合せて好適な電極配置形態，即ち電極３が交差配置する各アルミ線材１１，１２にその円弧面でそれぞれ面接触して上記抵抗熱の発生乃至その温度上昇の抑制を的確になし得るものとする一方，アルミ線材１１，１２同士が交差接触する点状の接点に電流を集中して該接点部分での確実な溶着を行なうようにしてあり，また電極３が上下動する本例の溶接装置において該上下に一対の電極３がその間を進行するアルミ線材１１，１２をその上下で確実に捕捉するようにその嵌脱を行なうに適した形態のものとしてある。

溝付き電極３を用いて形成した加工品，即ちアルミ線材１１，１２を抵抗スポット溶接してこれにアルミ枠２を配置して枠付き格子状とするも，そのアルミ線材１１，１２及びアルミ枠２の表面処理が未だなされていない段階にある半製品の加工品は，これに後処理のアルミ表面処理を施してアルミフェンスＡとして完成品とするようにしてあり，このとき該アルミ表面処理は，加工品のアルミ線材１１，１２及びアルミ枠２の表面に着色アルマイト皮膜とクリヤー樹脂皮膜による複合皮膜を形成するものとしてあり，本例にあって該アルミ表面処理は，例えば加工品を縦吊り乃至傾斜吊りして処理漕中に浸漬し，常法に従って陽極酸化工程，２次電解工程，電着塗装工程及び焼付工程の一連の表面処理工程を経るものとしてある。このとき本例のアルミフェンスは，２次電解工程の着色を，電解液中の金属塩をコントロールすることによって上記淡色の色調のものとするとともに該後処理のアルミ表面処理を行なうことによってアルミフェンスにおける切断，穴あけ等の加工箇所を含めて上記複合皮膜によって高度な耐食性を確保し得るようにしてある。

このように構成したアルミフェンスＡにあっては，その色調が淡色であるにも拘らず，その抵抗スポット溶接を施した仕切体１のアルミ線材１１，１２交点の表面，即ちアルミ線材１１，１２の交点における電極３と接触した表裏の接触部分は，アルミ線材１１，１２の交点以外の部分と同様に美麗な円弧面がその長手方向に連続しており，この種フェンスにおいて不可避的であった図７の符合４に示すような所謂電極のピックアップによる汚点の全く存在しないものとすることができた。

なお図中２３はアルミ枠２１の横枠に形成した仕切体１固定用の固定突条，２４は後処理のアルミ表面処理によるエア溜り，液溜り等の外観不良を防止するためにアルミ枠２のフィンやウエブに設置したエア抜き，液抜き等の透孔を示す。

以上のようにこの種アルミ線材１１，１２の抵抗スポット溶接には溝付き電極３を使用し，これとアルミ線材１１，１２との接触部分の面積を広く確保して抵抗熱の発生乃至温度を抑制し得るように面接触とするのがよく，このとき溝３１は中実円形のアルミ線材１１，１２のときその１／２円の半円乃至これに近い角度を有する形態とするのが面接触の面積を可及的に大きく確保して量産に適し且つ耐久性を有する電極３とする上で好ましいことが判明し，また少量生産のための溶接装置において溝３１を１／４円程度の角度としてもその実用に耐えうるが，量産にはなるべく１／３円程度乃至それ以上の角度，できれば１／２円の半円に近い角度とするのが好ましい。

図示した例は以上のとおりとしたが，アルミ線材の断面形状は，溝付き電極に形成する電極側溝の溝面に面接触可能であれば，例えば中実楕円，中実多角面等適宜のものとすることができ，このとき上記溝の深さは，上記円形のときの角度に準じて，アルミ線材の嵌脱を可能とするアルミ線材太さの１／２深さ乃至これより浅い深さとするのがよく，このときもなるべく接触面積を大きく確保するように同様にできれば１／２に近い深さとするのがよい。この点を含めて本発明の実施に当って，アルミフェンス，アルミ線材，抵抗スポット溶接，アルミ表面処理，溝付き電極，該電極の溝，必要に応じて用いるアルミ枠等の各具体的形状，構造，材質，これらの関係，これらに対する付加等は上記発明の要旨に反しない限り様々な形態のものとすることができる。

上記溝付き電極３の溝３１角度を１／２円程度の円弧面とし，これを上記平面で十字形をなすように直交して配置固定した上下一対の溝付き電極３を並列配置した溶接装置を用いて，該電極３間を通過するアルミ線材１１，１２への抵抗スポット溶接を継続して半製品の上記加工品を形成し，これに上記淡色の色調のアルミ表面処理の後処理を施すことによってアルミフェンスＡを製造し，アルミ線材１１，１２交点の表裏における上記汚点発生の有無を確認した。抵抗スポット溶接を開始してその回数が１１００打点，即ちフェンスの進行方向にそれぞれ１１００箇所の溶接を行った打点数を超えるころから，極く微小の斑点状にピックアップによると見られる黒色の汚点が肉視され，次第に淡色系の色調の交点表面に対して虫食いの黒点をなすように成長するに至ったが，それ以前のもの，即ち１１００打点程度までの間には微小な斑点状のものを含めて汚点は全く見られず，その発生が完全に防止されたものであった（１１００打点はこの種のフェンスにおいて約３０枚程度の交点の溶接数に相当する）。

また上記溝３１を，上記１／２円程度の角度のものに対して，１／４円程度の角度に形成した以外は全く上記と同様に形成した溝付き電極３を用いて同様にフェンスＡの製造を行なった。１２０〜１３０打点程度から同様にピックアップによると見られる微小な汚点発生が肉視されるようになったが，それ以前の間は同じく全く汚点は見られず，その発生が完全に防止されたものであった（少量生産に使用可能である）。

比較例１

一方比較のために，溝を全く持たずに，図８のように裁頭円錐形にして先端面を水平面とした従前の電極を用いた以外は全く同様にフェンスの製造を行なった。数打点乃至１０打点を超える程度から上記図７に示した如きピックアップによる顕著な汚点４が見られた。なお汚点発生までの打点数の相違は，数打点の前者が一般に使用される電極組成を用い，１０打点を超える後者が銅の純度を向上し又はその合金組成を変更した電極組成を用いた結果によるものである。

アルミフェンスの正面図である。 アルミフェンスの縦断面図である。 アルミフェンスの横断面図である。 溝付き電極の先端部分の拡大側面図である。 溝付き電極によるアルミ線材の溶接状態を示すモデル断面図である。 図５の電流の通過状態を追加記載したモデル断面図である。 市販アルミフェンスのアルミ線材交点部分の拡大正面図である。 図７の電極とアルミ線材の溶接状態を示すモデル断面図である。

符号の説明

Ａ アルミフェンス
１ 仕切体
１１ アルミ線材
１２ アルミ線材
２ アルミ枠
２１ 横枠
２２ 縦枠
３ 溝付き電極
３１ 溝
４ 汚点

Claims (2)

1. アルミ線材をその交点で抵抗スポット溶接することによって格子状とし又はこれにアルミ枠を配置して枠付き格子状とした加工品に後処理のアルミ表面処理を施して形成したフェンスであって，上記抵抗スポット溶接に溝付き電極を用いてその溝にアルミ線材を受入れて該電極とアルミ線材とを面接した状態で通電してなることを特徴とするアルミフェンス。
2. アルミ線材をその交点で抵抗スポット溶接することによって格子状とし又はこれにアルミ枠を配置して枠付き格子状とした加工品に後処理のアルミ表面処理を施してフェンスを形成する製造方法であって，上記抵抗スポット溶接に溝付き電極を用いてその溝にアルミ線材を受入れて該電極とアルミ線材とを面接した状態で通電することを特徴とするアルミフェンスの製造方法。

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