JP3034862B1 - シ―ム溶接機 - Google Patents
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
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- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/06—Resistance welding; Severing by resistance heating using roller electrodes
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- B23K11/30—Features relating to electrodes
- B23K11/3036—Roller electrodes
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- B23K11/31—Electrode holders and actuating devices therefor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
【要約】
【課題】 電極輪加圧において低加圧でも精度良く加圧
できるようにする。 【解決手段】 重ね合わされた平板状の被溶接材１，２
の両端部の重ね合わせ部３を加圧し電流を与えながら移
動して重ね合わせ部３を溶接する上下一対の上部、下部
電極輪４，５と、この上部電極輪４を前記被溶接材１，
２の重ね合わせ部３に対して押し付ける力を発生させる
電極輪加圧シリンダ１０と、上部、下部電極輪４，５に
よる溶接部８をさらに上下から加圧して押し潰す上下一
対の上部、下部加圧ロール６，７と、上部加圧ロール６
を前記溶接部８に対して押し付ける力を発生させる加圧
ロール用シリンダ３０とを備えている。電極輪加圧シリ
ンダ１０のピストン１１，１９を複数個直列に配置し、
それぞれのピストン１１，１９を分離する。そして低加
圧力には１つのピストン１１を使用し他のピストン１９
の摩擦力が伝わらないようにした。
できるようにする。 【解決手段】 重ね合わされた平板状の被溶接材１，２
の両端部の重ね合わせ部３を加圧し電流を与えながら移
動して重ね合わせ部３を溶接する上下一対の上部、下部
電極輪４，５と、この上部電極輪４を前記被溶接材１，
２の重ね合わせ部３に対して押し付ける力を発生させる
電極輪加圧シリンダ１０と、上部、下部電極輪４，５に
よる溶接部８をさらに上下から加圧して押し潰す上下一
対の上部、下部加圧ロール６，７と、上部加圧ロール６
を前記溶接部８に対して押し付ける力を発生させる加圧
ロール用シリンダ３０とを備えている。電極輪加圧シリ
ンダ１０のピストン１１，１９を複数個直列に配置し、
それぞれのピストン１１，１９を分離する。そして低加
圧力には１つのピストン１１を使用し他のピストン１９
の摩擦力が伝わらないようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、平板等の被溶接材
を電気抵抗を利用したシーム溶接によって溶接するシー
ム溶接機に関し、特に電極輪加圧シリンダ及び加圧ロー
ル用シリンダの構造および制御構成に関するものであ
る。
を電気抵抗を利用したシーム溶接によって溶接するシー
ム溶接機に関し、特に電極輪加圧シリンダ及び加圧ロー
ル用シリンダの構造および制御構成に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図８は、例えば特公平４−７２６３８号
公報に開示された従来のシーム溶接機を示している。す
なわち、図８（Ａ）に示すように、重ね合わされた平板
状の被溶接材１０１，１０２の両端部の重ね合わせ部１
０３を上下から加圧し電流を与えながら移動して溶接す
る一対の上部，下部電極輪１０４，１０５と、一方の上
部電極輪１０４を前記被溶接材１０１，１０２の重ね合
わせ部１０３に対して押し付ける力を発生させる電極輪
加圧シリンダ１０６と、上部，下部電極輪１０４，１０
５により溶接された溶接部１０７をさらに上下から加圧
して押し潰す上下一対の上部，下部加圧ロール１０８，
１０９と、一方の上部加圧ロール１０８を前記溶接部１
０７に対して押し付ける力を発生させる加圧ロール用シ
リンダ１１０とを備えている。上部，下部電極輪１０
４，１０５には溶接トランス１４１から電流が供給され
る。そして、これらの装置はＣ形のフレーム１４０に搭
載されている。被溶接材１０１，１０２は、図８（Ｂ）
に示すように、溶接中に溶接部１０７に発生する逃げ力
に対向して固定するためにクランプ装置１１１，１１２
によってクランプされている。下部電極輪１０５と下部
加圧ロール１０９はクランプレベルに合わされている。
公報に開示された従来のシーム溶接機を示している。す
なわち、図８（Ａ）に示すように、重ね合わされた平板
状の被溶接材１０１，１０２の両端部の重ね合わせ部１
０３を上下から加圧し電流を与えながら移動して溶接す
る一対の上部，下部電極輪１０４，１０５と、一方の上
部電極輪１０４を前記被溶接材１０１，１０２の重ね合
わせ部１０３に対して押し付ける力を発生させる電極輪
加圧シリンダ１０６と、上部，下部電極輪１０４，１０
５により溶接された溶接部１０７をさらに上下から加圧
して押し潰す上下一対の上部，下部加圧ロール１０８，
１０９と、一方の上部加圧ロール１０８を前記溶接部１
０７に対して押し付ける力を発生させる加圧ロール用シ
リンダ１１０とを備えている。上部，下部電極輪１０
４，１０５には溶接トランス１４１から電流が供給され
る。そして、これらの装置はＣ形のフレーム１４０に搭
載されている。被溶接材１０１，１０２は、図８（Ｂ）
に示すように、溶接中に溶接部１０７に発生する逃げ力
に対向して固定するためにクランプ装置１１１，１１２
によってクランプされている。下部電極輪１０５と下部
加圧ロール１０９はクランプレベルに合わされている。
【０００３】電極輪加圧シリンダ１０６は、図９に詳細
に示すように、往復移動自在のピストン１１３を備え、
このピストン１１３は電極輪加圧シリンダ１０６の下端
部から下方に突出するピストンロッド１１４を有し、こ
のピストンロッド１１４が上部電極輪１０４の電極輪加
圧軸１１５に連結されている。この電極輪加圧軸１１５
は電極輪案内軸受１１６を介して加圧方向に往復移動自
在に案内支持されている。また、加圧ロール用シリンダ
１１０は往復移動自在のピストン１１７を備えている。
このピストン１１７は加圧ロール用シリンダ１１０の上
端から上方に突出する上部ピストンロッド１１８と、加
圧ロール用シリンダ１１０の下端から下方に突出して下
部加圧ロール１０８に連結される下部ピストンロッド１
１９を有している。上部ピストンロッド１１８の上端に
は上部加圧ロール１０８の下降限を設定するストッパ１
２０が設けられている。このストッパ１２０は位置調整
可能のゲージ１２１に上方から当接するようになってお
り、上部加圧ロール１０８の下降限位置と下部加圧ロー
ル１０９との隙間が最終の溶接部１０７の仕上がり板厚
に対応する値となるようにゲージ１２１の位置を設定し
ている。
に示すように、往復移動自在のピストン１１３を備え、
このピストン１１３は電極輪加圧シリンダ１０６の下端
部から下方に突出するピストンロッド１１４を有し、こ
のピストンロッド１１４が上部電極輪１０４の電極輪加
圧軸１１５に連結されている。この電極輪加圧軸１１５
は電極輪案内軸受１１６を介して加圧方向に往復移動自
在に案内支持されている。また、加圧ロール用シリンダ
１１０は往復移動自在のピストン１１７を備えている。
このピストン１１７は加圧ロール用シリンダ１１０の上
端から上方に突出する上部ピストンロッド１１８と、加
圧ロール用シリンダ１１０の下端から下方に突出して下
部加圧ロール１０８に連結される下部ピストンロッド１
１９を有している。上部ピストンロッド１１８の上端に
は上部加圧ロール１０８の下降限を設定するストッパ１
２０が設けられている。このストッパ１２０は位置調整
可能のゲージ１２１に上方から当接するようになってお
り、上部加圧ロール１０８の下降限位置と下部加圧ロー
ル１０９との隙間が最終の溶接部１０７の仕上がり板厚
に対応する値となるようにゲージ１２１の位置を設定し
ている。
【０００４】次に、図９を用いて上記電極輪加圧シリン
ダ１０６の制御回路について説明する。すなわち、電極
輪加圧シリンダ１０６はピストン１１３を隔てて上部電
極輪１０４と反対側（ヘッド側）の加圧室１２２と、上
部電極輪１０４側の背圧室１２３とに区画されている。
この制御回路は、圧力源１２４から加圧室１２２への圧
力流体の出入りを制御する加圧側方向切換電磁弁１２５
と、圧力源１２４から背圧室１２３への圧力流体の出入
りを制御する背圧側方向切換電磁弁１２６と、それぞれ
の回路に設けられる加圧側，背圧側減圧弁１２７，１２
８とを備えている。また、加圧側方向切換電磁弁１２５
には、加圧室１２２に圧力流体を流入させる方向に流体
の流れ方向を切り換える入側コイル１２５Ｂと、加圧室
１２２から圧力流体を流出させる方向に流体の流れ方向
を切り換える出側コイル１２５Ａとを備えている。ま
た、背圧側方向切換電磁弁１２６には、背圧室１２３に
圧力流体を流入させる方向に流体の流れ方向を切り換え
る入側コイル１２６Ｂと、背圧室１２３から圧力流体を
流出させる方向に流体の流れ方向を切り換える出側コイ
ル１２６Ａとを備えている。
ダ１０６の制御回路について説明する。すなわち、電極
輪加圧シリンダ１０６はピストン１１３を隔てて上部電
極輪１０４と反対側（ヘッド側）の加圧室１２２と、上
部電極輪１０４側の背圧室１２３とに区画されている。
この制御回路は、圧力源１２４から加圧室１２２への圧
力流体の出入りを制御する加圧側方向切換電磁弁１２５
と、圧力源１２４から背圧室１２３への圧力流体の出入
りを制御する背圧側方向切換電磁弁１２６と、それぞれ
の回路に設けられる加圧側，背圧側減圧弁１２７，１２
８とを備えている。また、加圧側方向切換電磁弁１２５
には、加圧室１２２に圧力流体を流入させる方向に流体
の流れ方向を切り換える入側コイル１２５Ｂと、加圧室
１２２から圧力流体を流出させる方向に流体の流れ方向
を切り換える出側コイル１２５Ａとを備えている。ま
た、背圧側方向切換電磁弁１２６には、背圧室１２３に
圧力流体を流入させる方向に流体の流れ方向を切り換え
る入側コイル１２６Ｂと、背圧室１２３から圧力流体を
流出させる方向に流体の流れ方向を切り換える出側コイ
ル１２６Ａとを備えている。
【０００５】図において、被溶接材１０１，１０２とし
て薄板材を溶接する場合のように低加圧を必要とする時
は、加圧側方向切換電磁弁１２５の入側コイル１２５Ｂ
を励磁して圧力流体を加圧室１２２への流入させ、背圧
側方向切換電磁弁１２６の出側コイル１２６Ａを励磁し
て背圧室１２３から圧力流体を流出させて電極輪１０４
を下降させた後、再度背圧側方向切換電磁弁１２６の入
側コイル１２６Ｂを励磁することによって電極輪加圧シ
リンダ１０６の背圧室１２３に圧力流体を入れる。それ
ぞれの回路に入っている加圧側および背圧側減圧弁１２
７，１２８の設定値と電極輪加圧シリンダ１０６の加圧
室１２２、背圧室１２３の受圧面積によって電極輪加圧
シリンダ１０６の下方への出力（加圧力）は、低加圧な
らば自由に選定できることになる。通常、加圧室１２２
のみの圧力制御では低加圧領域の減圧弁特性が悪く、電
極輪加圧シリンダ１０６の動作部分の重量以下の加圧設
定ができない等の問題があるため上記回路が採用されて
いる。
て薄板材を溶接する場合のように低加圧を必要とする時
は、加圧側方向切換電磁弁１２５の入側コイル１２５Ｂ
を励磁して圧力流体を加圧室１２２への流入させ、背圧
側方向切換電磁弁１２６の出側コイル１２６Ａを励磁し
て背圧室１２３から圧力流体を流出させて電極輪１０４
を下降させた後、再度背圧側方向切換電磁弁１２６の入
側コイル１２６Ｂを励磁することによって電極輪加圧シ
リンダ１０６の背圧室１２３に圧力流体を入れる。それ
ぞれの回路に入っている加圧側および背圧側減圧弁１２
７，１２８の設定値と電極輪加圧シリンダ１０６の加圧
室１２２、背圧室１２３の受圧面積によって電極輪加圧
シリンダ１０６の下方への出力（加圧力）は、低加圧な
らば自由に選定できることになる。通常、加圧室１２２
のみの圧力制御では低加圧領域の減圧弁特性が悪く、電
極輪加圧シリンダ１０６の動作部分の重量以下の加圧設
定ができない等の問題があるため上記回路が採用されて
いる。
【０００６】この電極輪加圧シリンダ１０６の加圧力を
変える別の方法としては、受圧面積の異なる２個のシリ
ンダ部を直列配置にする構成が考えられる。図１０はた
とえば特開平９−２９５１５９号公報に開示される２個
のシリンダ１２９，１３０を連結した加圧シリンダ１３
１の構成とその制御方法を示す。この従来例は、シリン
ダロッド１３２の縦軸方向に沿って２個のシリンダ１２
９，１３０を設けると共に、各シリンダ１２９，１３０
に挿入される２個のピストン１３３，１３４は一体のシ
リンダロッド１３２に形成される。この２個のシリンダ
１２９，１３０の受圧面積を変えることによって、加圧
力を変えられるようにしている。すなわち、図１０
（Ａ）に示すように方向制御弁１３８，１３９で一方の
シリンダ１２９のシリンダ室１２９ａに圧縮空気を入れ
たり、図１０（Ｂ）のように方向制御弁１３８，１３９
で他方のシリンダ１３０のシリンダ室１３０ａに圧縮空
気を入れたりすることによって加圧シリンダ１３１全体
の加圧力を選定するものである。
変える別の方法としては、受圧面積の異なる２個のシリ
ンダ部を直列配置にする構成が考えられる。図１０はた
とえば特開平９−２９５１５９号公報に開示される２個
のシリンダ１２９，１３０を連結した加圧シリンダ１３
１の構成とその制御方法を示す。この従来例は、シリン
ダロッド１３２の縦軸方向に沿って２個のシリンダ１２
９，１３０を設けると共に、各シリンダ１２９，１３０
に挿入される２個のピストン１３３，１３４は一体のシ
リンダロッド１３２に形成される。この２個のシリンダ
１２９，１３０の受圧面積を変えることによって、加圧
力を変えられるようにしている。すなわち、図１０
（Ａ）に示すように方向制御弁１３８，１３９で一方の
シリンダ１２９のシリンダ室１２９ａに圧縮空気を入れ
たり、図１０（Ｂ）のように方向制御弁１３８，１３９
で他方のシリンダ１３０のシリンダ室１３０ａに圧縮空
気を入れたりすることによって加圧シリンダ１３１全体
の加圧力を選定するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した図９
に示すような従来の電極輪加圧シリンダ１０６をシーム
溶接機に使用した場合には、以下のような問題点があっ
た。被溶接材１０１，１０２の材質および板厚によって
上部電極輪１０４の加圧力を適正な値を選定する必要が
ある。押圧力は溶接品質を大きく左右するため、適正な
値に制御することが非常に重要である。ところが、被溶
接材１０１，１０２、特に板厚が広範囲に変化する場
合、最大板厚に対して最大加圧力を得る同じ電極輪加圧
シリンダ１０６で薄板用の低加圧を得ようとすると、パ
ッキン等の摺動部の摺動抵抗が加圧力の設定値とは無関
係にほぼ一定値なので、薄板に対応する低加圧領域では
加圧力に対する摺動抵抗の影響が大きくなり、加圧力を
精度よく設定できなくなる。
に示すような従来の電極輪加圧シリンダ１０６をシーム
溶接機に使用した場合には、以下のような問題点があっ
た。被溶接材１０１，１０２の材質および板厚によって
上部電極輪１０４の加圧力を適正な値を選定する必要が
ある。押圧力は溶接品質を大きく左右するため、適正な
値に制御することが非常に重要である。ところが、被溶
接材１０１，１０２、特に板厚が広範囲に変化する場
合、最大板厚に対して最大加圧力を得る同じ電極輪加圧
シリンダ１０６で薄板用の低加圧を得ようとすると、パ
ッキン等の摺動部の摺動抵抗が加圧力の設定値とは無関
係にほぼ一定値なので、薄板に対応する低加圧領域では
加圧力に対する摺動抵抗の影響が大きくなり、加圧力を
精度よく設定できなくなる。
【０００８】図１１は摺動抵抗の加圧力に与える影響の
説明図である。図１１において、上部電極輪１０４の被
溶接材１０１，１０２との接触点に作用する加圧力Ｆ0
は、ピストン１１３等のパッキンの摺動抵抗Ｒ0および
電極輪案内軸受１１６の摺動抵抗Ｒ1の値によって変動
する。溶接中、上部電極輪１０４は加圧力Ｆ0を被溶接
材１０１，１０２に与えながら、水平方向（図中矢印方
向）へ移動する。上部電極輪１０４の外周形状の変形
（たとえば図中点線のような非円形状の変形）や、被溶
接材１０１，１０２の表面の凹凸によってピストン１１
３は上下に動作する。ピストン１１３が下方へ動く時は
摺動抵抗Ｒ0，Ｒ1は電極輪加圧シリンダ１０６の理論加
圧力Ｆの値を減算する方向に作用する。逆に、ピストン
１１３が上方へ動く時は、摺動抵抗Ｒ0，Ｒ1は電極輪加
圧シリンダ１０６の理論加圧力Ｆの値に加算する方向に
作用する。すなわち、これらの摺動抵抗による変動値は
２×（Ｒ0＋Ｒ1）となる。この変動値の内、ピストン１
１３のパッキン等の摺動抵抗Ｒ0は電極輪加圧シリンダ
１０６によってほぼ一定値となる。したがって、図９で
述べたような従来の技術では、低加圧力を必要とする時
には加圧力変動率は非常に大きなものとなり、低加圧力
を必要とする薄板の溶接品質の確保が難しくなる。
説明図である。図１１において、上部電極輪１０４の被
溶接材１０１，１０２との接触点に作用する加圧力Ｆ0
は、ピストン１１３等のパッキンの摺動抵抗Ｒ0および
電極輪案内軸受１１６の摺動抵抗Ｒ1の値によって変動
する。溶接中、上部電極輪１０４は加圧力Ｆ0を被溶接
材１０１，１０２に与えながら、水平方向（図中矢印方
向）へ移動する。上部電極輪１０４の外周形状の変形
（たとえば図中点線のような非円形状の変形）や、被溶
接材１０１，１０２の表面の凹凸によってピストン１１
３は上下に動作する。ピストン１１３が下方へ動く時は
摺動抵抗Ｒ0，Ｒ1は電極輪加圧シリンダ１０６の理論加
圧力Ｆの値を減算する方向に作用する。逆に、ピストン
１１３が上方へ動く時は、摺動抵抗Ｒ0，Ｒ1は電極輪加
圧シリンダ１０６の理論加圧力Ｆの値に加算する方向に
作用する。すなわち、これらの摺動抵抗による変動値は
２×（Ｒ0＋Ｒ1）となる。この変動値の内、ピストン１
１３のパッキン等の摺動抵抗Ｒ0は電極輪加圧シリンダ
１０６によってほぼ一定値となる。したがって、図９で
述べたような従来の技術では、低加圧力を必要とする時
には加圧力変動率は非常に大きなものとなり、低加圧力
を必要とする薄板の溶接品質の確保が難しくなる。
【０００９】また、図１０で述べたような従来の技術で
は、加圧シリンダ１３１は、２つのピストン１３３，１
３４を備えているため、さらにピストンの摺動抵抗が大
きくなる。また、この加圧シリンダ１３１は２つのシリ
ンダ１２９，１３０が一つのシリンダロッド１３２の周
りに形成されていたために、シリンダロッド１３２の周
りに２箇所の軸受けと先述の２箇所のピストン摺動部が
設けられることになり、機械加工の精度が非常に難しく
なっている。これらの４箇所の同心度が狂うと摺動抵抗
が増大し、さらには組立も困難になる。
は、加圧シリンダ１３１は、２つのピストン１３３，１
３４を備えているため、さらにピストンの摺動抵抗が大
きくなる。また、この加圧シリンダ１３１は２つのシリ
ンダ１２９，１３０が一つのシリンダロッド１３２の周
りに形成されていたために、シリンダロッド１３２の周
りに２箇所の軸受けと先述の２箇所のピストン摺動部が
設けられることになり、機械加工の精度が非常に難しく
なっている。これらの４箇所の同心度が狂うと摺動抵抗
が増大し、さらには組立も困難になる。
【００１０】以上は電極輪の加圧力の問題である。次
に、加圧ロールの加圧力の問題点を述べる。図８におい
て、ゲージ１２１の位置を設定して上部加圧ロール１０
８の下限位置を固定し、溶接部１０７の板厚を決めてい
ることは先述したが、上部電極輪１０４および上部加圧
ロール１０８自身の加圧力によって、これらを支持して
いるフレーム１４０が撓む。そして、その値は加圧力の
値によって変化し、この値が溶接部１０７の仕上がり板
厚の変動になるという問題点があった。
に、加圧ロールの加圧力の問題点を述べる。図８におい
て、ゲージ１２１の位置を設定して上部加圧ロール１０
８の下限位置を固定し、溶接部１０７の板厚を決めてい
ることは先述したが、上部電極輪１０４および上部加圧
ロール１０８自身の加圧力によって、これらを支持して
いるフレーム１４０が撓む。そして、その値は加圧力の
値によって変化し、この値が溶接部１０７の仕上がり板
厚の変動になるという問題点があった。
【００１１】一方、他の従来の方法として、上記したス
トッパ１２０やゲージ１２１を用いる上部加圧ロール１
０８の位置制御の代わりに、圧力制御によって溶接部１
０７を押し潰す方法が知られている。しかし、この場
合、被溶接材１０１，１０２に上部加圧ロール１０８が
乗り上げる前に圧力をかけておくと、被溶接材１０１，
１０２の板厚が薄いときには被溶接材１０１，１０２の
端部にしわがよったり、さらに悪いときには押し潰す力
で薄い被溶接材１０１，１０２を破ってしまうという問
題点がある。そこで、従来は上部加圧ロール１０８が被
溶接材１０１，１０２に乗り上げてから加圧力を加える
ようにしていたが、加圧信号が出てから実際に実加圧力
が溶接部１０７に加わるまでの遅れ時間が大きいため
に、溶接部１０７の開始部に上部加圧ロール１０８の効
果が発揮できない部分が発生した。その長さＬは、Ｌ＝
ｔ＊Ｖ（ここで、ｔは遅れ時間、Ｖは溶接速度）とな
り、溶接速度Ｖは被溶接材１０１，１０２によって変え
る必要があるため、Ｌを小さくするためには遅れ時間ｔ
をできるだけ短くする必要がある。
トッパ１２０やゲージ１２１を用いる上部加圧ロール１
０８の位置制御の代わりに、圧力制御によって溶接部１
０７を押し潰す方法が知られている。しかし、この場
合、被溶接材１０１，１０２に上部加圧ロール１０８が
乗り上げる前に圧力をかけておくと、被溶接材１０１，
１０２の板厚が薄いときには被溶接材１０１，１０２の
端部にしわがよったり、さらに悪いときには押し潰す力
で薄い被溶接材１０１，１０２を破ってしまうという問
題点がある。そこで、従来は上部加圧ロール１０８が被
溶接材１０１，１０２に乗り上げてから加圧力を加える
ようにしていたが、加圧信号が出てから実際に実加圧力
が溶接部１０７に加わるまでの遅れ時間が大きいため
に、溶接部１０７の開始部に上部加圧ロール１０８の効
果が発揮できない部分が発生した。その長さＬは、Ｌ＝
ｔ＊Ｖ（ここで、ｔは遅れ時間、Ｖは溶接速度）とな
り、溶接速度Ｖは被溶接材１０１，１０２によって変え
る必要があるため、Ｌを小さくするためには遅れ時間ｔ
をできるだけ短くする必要がある。
【００１２】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題とするものであって、電極輪加圧シリンダ
の摺動摩擦を可及的に小さくし、電極輪の加圧力の設定
精度を上げ得るシーム溶接機を提供することを目的とす
る。また、溶接部を加圧ロールで再加圧する際に、実加
圧力が作用するまでの時間遅れを可及的に短縮し得るシ
ーム溶接機を提供することを目的とする。
ることを課題とするものであって、電極輪加圧シリンダ
の摺動摩擦を可及的に小さくし、電極輪の加圧力の設定
精度を上げ得るシーム溶接機を提供することを目的とす
る。また、溶接部を加圧ロールで再加圧する際に、実加
圧力が作用するまでの時間遅れを可及的に短縮し得るシ
ーム溶接機を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明のシーム溶接機では、電極輪加
圧シリンダは、電極輪の加圧方向に沿って直列に互いに
接離自在に配置されそれぞれ別々に動作可能な複数のピ
ストンと、該ピストンが収納される複数のシリンダ部と
を有し、前記電極輪に近い側のピストンに対して遠い側
のピストンを適宜当接させて一体駆動することにより各
ピストンの加圧力を足し合わせて加圧力を複数段階に設
定可能としたものである。
に、請求項１に係る発明のシーム溶接機では、電極輪加
圧シリンダは、電極輪の加圧方向に沿って直列に互いに
接離自在に配置されそれぞれ別々に動作可能な複数のピ
ストンと、該ピストンが収納される複数のシリンダ部と
を有し、前記電極輪に近い側のピストンに対して遠い側
のピストンを適宜当接させて一体駆動することにより各
ピストンの加圧力を足し合わせて加圧力を複数段階に設
定可能としたものである。
【００１４】また、請求項２に係る発明のシーム溶接機
では、電極輪に最も近いピストンと電極輪の間にスプリ
ングを設け、電極輪加圧シリンダの設定加圧力に対して
溶接中の電極輪の加圧方向の位置変動を前記スプリング
のたわみ量変動に追従できるようにしたものである。
では、電極輪に最も近いピストンと電極輪の間にスプリ
ングを設け、電極輪加圧シリンダの設定加圧力に対して
溶接中の電極輪の加圧方向の位置変動を前記スプリング
のたわみ量変動に追従できるようにしたものである。
【００１５】また、請求項３に係る発明のシーム溶接機
では、溶接部が加圧ロールの位置に達しない間は加圧ロ
ール用シリンダの加圧側と背圧側に圧力流体を導入して
おき、溶接部が加圧ロール位置に達すると加圧ロール用
シリンダの背圧側の圧力流体を解放することによって溶
接部に加圧ロールの力がかるようにする加圧ロール用シ
リンダ制御手段を備えているものである。
では、溶接部が加圧ロールの位置に達しない間は加圧ロ
ール用シリンダの加圧側と背圧側に圧力流体を導入して
おき、溶接部が加圧ロール位置に達すると加圧ロール用
シリンダの背圧側の圧力流体を解放することによって溶
接部に加圧ロールの力がかるようにする加圧ロール用シ
リンダ制御手段を備えているものである。
【００１６】また、請求項４に係る発明のシーム溶接機
では、流体圧シリンダの背圧側の直近に急速排気弁を設
け、該急速排気弁を使用して背圧側の圧力流体を解放し
たものである。
では、流体圧シリンダの背圧側の直近に急速排気弁を設
け、該急速排気弁を使用して背圧側の圧力流体を解放し
たものである。
【００１７】また、請求項５に係る発明のシーム溶接機
では、電極輪加圧シリンダとして上記請求項１に記載の
電極輪加圧シリンダを用いたものである。
では、電極輪加圧シリンダとして上記請求項１に記載の
電極輪加圧シリンダを用いたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。 実施の形態１．図３には、本発明の実施の形態１に係る
シーム溶接機の全体構成が示されている。すなわち、こ
のシーム溶接機は、図３（Ａ）に示すように、重ね合わ
された平板状の被溶接材１，２の両端部の重ね合わせ部
３を加圧し電流を与えながら移動して重ね合わせ部３を
溶接する上下一対の上部，下部電極輪４，５と、この上
部電極輪４を前記被溶接材１，２の重ね合わせ部３に対
して押し付ける力を発生させる電極輪加圧シリンダ１０
と、上部，下部電極輪４，５による溶接部８をさらに上
下から加圧して押し潰す上下一対の上部，下部加圧ロー
ル６，７と、上部加圧ロール６を前記溶接部８に対して
押し付ける力を発生させる加圧ロール用シリンダ３０と
を備えている。
に基づいて説明する。 実施の形態１．図３には、本発明の実施の形態１に係る
シーム溶接機の全体構成が示されている。すなわち、こ
のシーム溶接機は、図３（Ａ）に示すように、重ね合わ
された平板状の被溶接材１，２の両端部の重ね合わせ部
３を加圧し電流を与えながら移動して重ね合わせ部３を
溶接する上下一対の上部，下部電極輪４，５と、この上
部電極輪４を前記被溶接材１，２の重ね合わせ部３に対
して押し付ける力を発生させる電極輪加圧シリンダ１０
と、上部，下部電極輪４，５による溶接部８をさらに上
下から加圧して押し潰す上下一対の上部，下部加圧ロー
ル６，７と、上部加圧ロール６を前記溶接部８に対して
押し付ける力を発生させる加圧ロール用シリンダ３０と
を備えている。
【００１９】これらの装置はＣ形のフレーム１２に搭載
されている。すなわち、下部電極輪５と下部加圧ロール
７はフレーム１２のベース部１２Ａに固定され、上部電
極輪４と電極輪加圧シリンダ１０、および上部加圧ロー
ラ６と加圧ローラ用シリンダ３０は、上記ベース部１２
Ａの上方にベース部１２Ａと所定間隔を隔てて平行に対
向するフレーム１２のヘッド部１２Ｂに固定されてい
る。フレーム１２のベース部１２Ａとヘッド部１２Ｂと
は一端で上下方向に延びる柱部１２Ｃによって連結され
ており、全体としてＣ形形状となっている。また、フレ
ーム１２には上部，下部電極輪４，５に電流を供給する
溶接トランス１６が搭載されている。被溶接材１，２
は、図３（Ｂ）に示すように、クランプ装置１５，１５
によってクランプされており、下部電極輪５と下部加圧
ロール７とはクランプレベルに合わされている。本実施
の形態では、電極輪加圧シリンダ１０は上部電極輪４を
駆動し、加圧ロール用シリンダ３０は上部加圧ロール６
を駆動するようになっているが、下部電極輪４と下部加
圧ロール７を駆動してもよいし、両方を駆動するように
構成してもよい。
されている。すなわち、下部電極輪５と下部加圧ロール
７はフレーム１２のベース部１２Ａに固定され、上部電
極輪４と電極輪加圧シリンダ１０、および上部加圧ロー
ラ６と加圧ローラ用シリンダ３０は、上記ベース部１２
Ａの上方にベース部１２Ａと所定間隔を隔てて平行に対
向するフレーム１２のヘッド部１２Ｂに固定されてい
る。フレーム１２のベース部１２Ａとヘッド部１２Ｂと
は一端で上下方向に延びる柱部１２Ｃによって連結され
ており、全体としてＣ形形状となっている。また、フレ
ーム１２には上部，下部電極輪４，５に電流を供給する
溶接トランス１６が搭載されている。被溶接材１，２
は、図３（Ｂ）に示すように、クランプ装置１５，１５
によってクランプされており、下部電極輪５と下部加圧
ロール７とはクランプレベルに合わされている。本実施
の形態では、電極輪加圧シリンダ１０は上部電極輪４を
駆動し、加圧ロール用シリンダ３０は上部加圧ロール６
を駆動するようになっているが、下部電極輪４と下部加
圧ロール７を駆動してもよいし、両方を駆動するように
構成してもよい。
【００２０】電極輪加圧シリンダ１０は、上部電極輪４
の加圧方向に沿って直列に互いに接離自在に配置されそ
れぞれ別々に動作可能な複数のピストンとしての第１，
第２ピストン１１，１９と、この第１，第２ピストン１
１，１９が往復移動自在に収納される複数のシリンダ部
としての第１，第２シリンダ部５１，５２とを有してい
る。上部電極輪４に近い側の第１ピストン１１に対して
遠い側の第２ピストン１９を適宜当接させて一体駆動す
ることにより第１，第２ピストン１１，１９の加圧力を
足し合わせて加圧力を２段階に設定可能としている。第
１，第２ピストン１１，１９は、図１に示すように、そ
れぞれ中空の第１，第２シリンダ部５１，５２内に摺動
自在に挿入される第１，第２ピストン本体部１１ａ，１
９ａと、この第１，第２ピストン本体部１１ａ，１９ａ
から下方に向かって延びる第１，第２ピストンロッド部
１１ｂ，１９ｂとを備えている。第１ピストンロッド部
１１ｂは第１シリンダ部５１から下方に突出し、下端部
が上部電極輪４の電極輪加圧軸１３の上端に連結されて
いる。一方、第ピストン２ロッド部１９ｂは第１シリン
ダ部５１内に突出し、下端が第１ピストン部１１ａに対
して接離可能となっている。また、電極輪加圧軸１３は
電極輪案内軸受１４を介して加圧方向に往復移動自在に
案内支持されている。
の加圧方向に沿って直列に互いに接離自在に配置されそ
れぞれ別々に動作可能な複数のピストンとしての第１，
第２ピストン１１，１９と、この第１，第２ピストン１
１，１９が往復移動自在に収納される複数のシリンダ部
としての第１，第２シリンダ部５１，５２とを有してい
る。上部電極輪４に近い側の第１ピストン１１に対して
遠い側の第２ピストン１９を適宜当接させて一体駆動す
ることにより第１，第２ピストン１１，１９の加圧力を
足し合わせて加圧力を２段階に設定可能としている。第
１，第２ピストン１１，１９は、図１に示すように、そ
れぞれ中空の第１，第２シリンダ部５１，５２内に摺動
自在に挿入される第１，第２ピストン本体部１１ａ，１
９ａと、この第１，第２ピストン本体部１１ａ，１９ａ
から下方に向かって延びる第１，第２ピストンロッド部
１１ｂ，１９ｂとを備えている。第１ピストンロッド部
１１ｂは第１シリンダ部５１から下方に突出し、下端部
が上部電極輪４の電極輪加圧軸１３の上端に連結されて
いる。一方、第ピストン２ロッド部１９ｂは第１シリン
ダ部５１内に突出し、下端が第１ピストン部１１ａに対
して接離可能となっている。また、電極輪加圧軸１３は
電極輪案内軸受１４を介して加圧方向に往復移動自在に
案内支持されている。
【００２１】次に、図１を参照して上記電極輪加圧シリ
ンダ１０の制御回路について説明する。すなわち、電極
輪加圧シリンダ１０の第１，第２シリンダ部５１，５２
はそれぞれ第１，第２ピストン本体部１１ａ，１９ａを
隔てて上部電極輪４と反対側（ヘッド側）の加圧室５１
ａ，５２ａと、上部電極輪４側の背圧室５１ｂ，５２ｂ
とに区画している。そして、この制御回路は、圧力源５
３から第１シリンダ部５１の加圧室５１ａへの圧力流体
の出入りを制御する第１加圧側方向切換電磁弁２０と、
圧力源５３から第２シリンダ部５２の加圧室５２ａへの
圧力流体の出入りを制御する第２加圧側方向切換電磁弁
２１と、第１，第２シリンダ部５１，５２の各背圧室５
１ｂ，５２ｂへの圧力流体の出入りを制御する背圧側方
向切換電磁弁２２と、第１，第２加圧側減圧弁３７，３
８および背圧側減圧弁３９を備えている。第１，第２加
圧側方向切換弁２０，２１は、それぞれ加圧室５１ａ，
５２ａ側に圧力流体を流入させる方向に流体の流れ方向
を切り換える入側コイル３Ｂ，４Ｂと、加圧室５１ａ，
５２ａ側から流出させる方向に流体の流れ方向を切り換
える出側コイル３Ａ，４Ａとを備えている。また、背圧
側方向切換電磁弁２２は、背圧室５１ｂ，５２ｂに圧力
流体を流入させる方向に流体の流れ方向を切り換える入
側コイル５Ｂと、背圧室５１ｂ，５２ｂ側から流出させ
る方向に流体の流れ方向を切り換える出側コイル５Ａと
を備えている。
ンダ１０の制御回路について説明する。すなわち、電極
輪加圧シリンダ１０の第１，第２シリンダ部５１，５２
はそれぞれ第１，第２ピストン本体部１１ａ，１９ａを
隔てて上部電極輪４と反対側（ヘッド側）の加圧室５１
ａ，５２ａと、上部電極輪４側の背圧室５１ｂ，５２ｂ
とに区画している。そして、この制御回路は、圧力源５
３から第１シリンダ部５１の加圧室５１ａへの圧力流体
の出入りを制御する第１加圧側方向切換電磁弁２０と、
圧力源５３から第２シリンダ部５２の加圧室５２ａへの
圧力流体の出入りを制御する第２加圧側方向切換電磁弁
２１と、第１，第２シリンダ部５１，５２の各背圧室５
１ｂ，５２ｂへの圧力流体の出入りを制御する背圧側方
向切換電磁弁２２と、第１，第２加圧側減圧弁３７，３
８および背圧側減圧弁３９を備えている。第１，第２加
圧側方向切換弁２０，２１は、それぞれ加圧室５１ａ，
５２ａ側に圧力流体を流入させる方向に流体の流れ方向
を切り換える入側コイル３Ｂ，４Ｂと、加圧室５１ａ，
５２ａ側から流出させる方向に流体の流れ方向を切り換
える出側コイル３Ａ，４Ａとを備えている。また、背圧
側方向切換電磁弁２２は、背圧室５１ｂ，５２ｂに圧力
流体を流入させる方向に流体の流れ方向を切り換える入
側コイル５Ｂと、背圧室５１ｂ，５２ｂ側から流出させ
る方向に流体の流れ方向を切り換える出側コイル５Ａと
を備えている。
【００２２】次に本実施の形態１の動作を説明する。図
１は加圧力を加えていない状態で、第１，第２加圧側方
向切換電磁弁２０，２１の出側コイル３Ａ，４Ａが励磁
され、背圧側方向切換弁２２については入側コイル５Ｂ
が励磁され、第１シリンダ部５１と第２シリンダ部５２
の加圧室５１ａ，５２ａから圧力流体が流出し、背圧室
５１ｂ，５２ｂに圧力流体が流入し、第１，第２ピスト
ン１１，１９が上限位置に位置し、第１ピストン１１に
連結されている上部電極輪４も上限位置に位置してい
る。以下、この位置を原点位置とする。
１は加圧力を加えていない状態で、第１，第２加圧側方
向切換電磁弁２０，２１の出側コイル３Ａ，４Ａが励磁
され、背圧側方向切換弁２２については入側コイル５Ｂ
が励磁され、第１シリンダ部５１と第２シリンダ部５２
の加圧室５１ａ，５２ａから圧力流体が流出し、背圧室
５１ｂ，５２ｂに圧力流体が流入し、第１，第２ピスト
ン１１，１９が上限位置に位置し、第１ピストン１１に
連結されている上部電極輪４も上限位置に位置してい
る。以下、この位置を原点位置とする。
【００２３】この状態から、低加圧力を必要とする時
は、第１加圧側方向切換電磁弁２０の入側コイル３Ｂを
励磁する。すると、第１シリンダ部５１の加圧室５１ａ
側に圧力流体が流入し、背圧室５１ｂの圧力との差圧に
よって第１ピストン１１が下降する。この差圧が加圧力
であり、第１加圧側減圧弁３７と背圧側減圧弁３９の圧
力を設定することによって所定の加圧力を得る。図２は
電極輪加圧シリンダ１０を示し、同図（Ａ）は上述の動
作（低加圧力）で動作した状態を示す。第１ピストン１
１のみ動作しており、第１ピストン１９は原点位置を保
持している。高加圧力を必要とするときは、第１加圧側
方向切換電磁弁２０の入側コイル３Ｂ、第２加圧側方向
切換電磁弁２１の入側コイル４Ｂ、背圧側方向切換電磁
弁２２の出側コイル５Ａを励磁することによって、図２
（Ｂ）のように、第１ピストン１１及び第２ピストン１
９を共に下降させて、それに連結した上部電極輪４を下
降させる。そして、第１，第２加圧側減圧弁３７，３８
の圧力を上げることによって最大加圧力まで設定できる
構成となっている。
は、第１加圧側方向切換電磁弁２０の入側コイル３Ｂを
励磁する。すると、第１シリンダ部５１の加圧室５１ａ
側に圧力流体が流入し、背圧室５１ｂの圧力との差圧に
よって第１ピストン１１が下降する。この差圧が加圧力
であり、第１加圧側減圧弁３７と背圧側減圧弁３９の圧
力を設定することによって所定の加圧力を得る。図２は
電極輪加圧シリンダ１０を示し、同図（Ａ）は上述の動
作（低加圧力）で動作した状態を示す。第１ピストン１
１のみ動作しており、第１ピストン１９は原点位置を保
持している。高加圧力を必要とするときは、第１加圧側
方向切換電磁弁２０の入側コイル３Ｂ、第２加圧側方向
切換電磁弁２１の入側コイル４Ｂ、背圧側方向切換電磁
弁２２の出側コイル５Ａを励磁することによって、図２
（Ｂ）のように、第１ピストン１１及び第２ピストン１
９を共に下降させて、それに連結した上部電極輪４を下
降させる。そして、第１，第２加圧側減圧弁３７，３８
の圧力を上げることによって最大加圧力まで設定できる
構成となっている。
【００２４】実施の形態２．図４および図５には本発明
の実施の形態２に係るシーム溶接機の電極輪加圧シリン
ダの構成および制御回路構成が示されている。実施の形
態１では電極輪加圧シリンダ１０は２段のピストンを使
用していたのに対して、本実施の形態２では３段のピス
トンを使用している。すなわち、実施の形態１の第２ピ
ストン１９の上部電極輪４とは反対側に第１，第２ピス
トン１１，１９とは別々に動作する第３ピストン２３が
直列に配列され、この第３ピストン２３が摺動自在に収
納される中空の第３シリンダ部５４が設けられている。
の実施の形態２に係るシーム溶接機の電極輪加圧シリン
ダの構成および制御回路構成が示されている。実施の形
態１では電極輪加圧シリンダ１０は２段のピストンを使
用していたのに対して、本実施の形態２では３段のピス
トンを使用している。すなわち、実施の形態１の第２ピ
ストン１９の上部電極輪４とは反対側に第１，第２ピス
トン１１，１９とは別々に動作する第３ピストン２３が
直列に配列され、この第３ピストン２３が摺動自在に収
納される中空の第３シリンダ部５４が設けられている。
【００２５】第３ピストン２３は、中空の第３シリンダ
部５４内に往復移動自在に挿入される第３ピストン本体
部２３ａと、この第３ピストン本体部２３ａから下方に
向かって延びる第３ピストンロッド部２３ｂとを備えて
いる。この第３ピストンロッド部２３ｂは第３シリンダ
部５４の下端を超えて第２シリンダ部５２内に突出し、
下端が第２ピストン本体部１９ａに対して接離可能とな
っている。第３シリンダ部５４は第３ピストン本体部２
３ａを隔てて上部電極輪４と反対側の加圧室５４ａと、
上部電極輪４側の背圧室５４ｂとに区画されている。ま
た、圧力源５３から第３シリンダ部５４の加圧室５４ａ
への圧力流体の出入りを制御する第３加圧側方向切換電
磁弁２４が設けられ、この第３加圧側方向切換電磁弁２
４と圧力源５３の間には第３加圧側減圧弁４０が設けら
れている。また、第３シリンダ部５４の背圧室５４ｂは
上記した背圧側方向切換電磁弁２２と背圧側減圧弁３９
とによって第１，第２シリンダ部５１，５２の背圧室５
１ｂ，５２ｂと共に制御される。また、第３加圧側方向
切換弁２４も、加圧室５４ａ側に圧力流体を流入させる
方向に流体の流れ方向を切り換える入側コイル６Ｂと、
加圧室５４ａ側から流出させる方向に流体の流れ方向を
切り換える出側コイル６Ａとを備えている。
部５４内に往復移動自在に挿入される第３ピストン本体
部２３ａと、この第３ピストン本体部２３ａから下方に
向かって延びる第３ピストンロッド部２３ｂとを備えて
いる。この第３ピストンロッド部２３ｂは第３シリンダ
部５４の下端を超えて第２シリンダ部５２内に突出し、
下端が第２ピストン本体部１９ａに対して接離可能とな
っている。第３シリンダ部５４は第３ピストン本体部２
３ａを隔てて上部電極輪４と反対側の加圧室５４ａと、
上部電極輪４側の背圧室５４ｂとに区画されている。ま
た、圧力源５３から第３シリンダ部５４の加圧室５４ａ
への圧力流体の出入りを制御する第３加圧側方向切換電
磁弁２４が設けられ、この第３加圧側方向切換電磁弁２
４と圧力源５３の間には第３加圧側減圧弁４０が設けら
れている。また、第３シリンダ部５４の背圧室５４ｂは
上記した背圧側方向切換電磁弁２２と背圧側減圧弁３９
とによって第１，第２シリンダ部５１，５２の背圧室５
１ｂ，５２ｂと共に制御される。また、第３加圧側方向
切換弁２４も、加圧室５４ａ側に圧力流体を流入させる
方向に流体の流れ方向を切り換える入側コイル６Ｂと、
加圧室５４ａ側から流出させる方向に流体の流れ方向を
切り換える出側コイル６Ａとを備えている。
【００２６】次に、本実施の形態２の動作を説明する。
図１は加圧力を加えていない状態で、第１，第２，第３
加圧側方向切換弁２０，２１，２４の出側コイル３Ａ，
４Ａ，６Ａが励磁され、背圧側方向切換弁２２について
は入側コイル５Ｂが励磁され、第１，第２，第３シリン
ダ部５１，５２，５４の加圧室５１ａ，５２ａ，５４ａ
から圧力流体が流出し、背圧室５１ｂ，５２ｂ，５４ｂ
に圧力流体が流入する。したがって、第１，第２，第３
ピストン１１，１９，２３が上限位置に位置し、第１ピ
ストン１１に連結されている上部電極輪４も上限位置に
位置している。
図１は加圧力を加えていない状態で、第１，第２，第３
加圧側方向切換弁２０，２１，２４の出側コイル３Ａ，
４Ａ，６Ａが励磁され、背圧側方向切換弁２２について
は入側コイル５Ｂが励磁され、第１，第２，第３シリン
ダ部５１，５２，５４の加圧室５１ａ，５２ａ，５４ａ
から圧力流体が流出し、背圧室５１ｂ，５２ｂ，５４ｂ
に圧力流体が流入する。したがって、第１，第２，第３
ピストン１１，１９，２３が上限位置に位置し、第１ピ
ストン１１に連結されている上部電極輪４も上限位置に
位置している。
【００２７】この状態から、低加圧力を必要とする時
は、第１加圧側方向切換電磁弁２０の入側コイル３Ｂを
励磁する。すると、第１シリンダ部５１の加圧室５１ａ
側に圧力流体が流入し、背圧室５１ｂの圧力との差圧に
よって第１ピストン１１が下降する。この差圧が加圧力
であり、第１加圧側減圧弁３７と背圧側減圧弁３９の圧
力を設定することによって所定の最小の加圧力を得る。
図５は電極輪加圧シリンダ１０を示し、同図（Ａ）は上
述の動作（低加圧力）で動作した状態を示す。第１ピス
トン１１のみ動作しており、第２，第３ピストン１９，
２３は原点位置を保持している。中間程度の電極輪加圧
力を得たい時には、第１，第２加圧側方向切換電磁弁２
０，２１の入側コイル３Ｂ，４Ｂを励磁する。すると、
第１，第２シリンダ部５１，５２の加圧室５１ａ，５２
ａに圧力流体が流入し、背圧室５１ｂ，５２ｂの圧力と
の差圧によって第１，第２ピストン１１，１９が下降す
る。この時の加圧力は第１，第２加圧側減圧弁３７，３
８と背圧側減圧弁３９により設定する。各ピストンの動
作状態は図５（Ｂ）に示す通りであり、第１ピストン１
１の加圧力と第２ピストン１９の加圧力を合わせた加圧
力が得られる。
は、第１加圧側方向切換電磁弁２０の入側コイル３Ｂを
励磁する。すると、第１シリンダ部５１の加圧室５１ａ
側に圧力流体が流入し、背圧室５１ｂの圧力との差圧に
よって第１ピストン１１が下降する。この差圧が加圧力
であり、第１加圧側減圧弁３７と背圧側減圧弁３９の圧
力を設定することによって所定の最小の加圧力を得る。
図５は電極輪加圧シリンダ１０を示し、同図（Ａ）は上
述の動作（低加圧力）で動作した状態を示す。第１ピス
トン１１のみ動作しており、第２，第３ピストン１９，
２３は原点位置を保持している。中間程度の電極輪加圧
力を得たい時には、第１，第２加圧側方向切換電磁弁２
０，２１の入側コイル３Ｂ，４Ｂを励磁する。すると、
第１，第２シリンダ部５１，５２の加圧室５１ａ，５２
ａに圧力流体が流入し、背圧室５１ｂ，５２ｂの圧力と
の差圧によって第１，第２ピストン１１，１９が下降す
る。この時の加圧力は第１，第２加圧側減圧弁３７，３
８と背圧側減圧弁３９により設定する。各ピストンの動
作状態は図５（Ｂ）に示す通りであり、第１ピストン１
１の加圧力と第２ピストン１９の加圧力を合わせた加圧
力が得られる。
【００２８】高加圧力を必要とするときは、第１，第
２，第３加圧側方向切換電磁弁２０，２１，２４の入側
コイル３Ｂ，４Ｂ，６Ｂと、背圧側電磁弁２２の出側コ
イル５Ａを励磁する。すると、第１，第２，第３シリン
ダ部５１，５２，５４の加圧室５１ａ，５２ａ，５４ａ
に圧力流体が流入し、各第１，第２，第３シリンダ部５
１，５２，５４の背圧室５１ｂ，５２ｂ，５４ｂの圧力
が流出し、第１，第２，第３ピストン１１，１９，２３
がすべて下降する。このとき、第１，第２，第３加圧側
減圧弁３７，３８，４０の圧力を上げることによって最
大加圧力まで設定できる構成となっている。以下、ピス
トンの段数を増加させても同様の構成となる。
２，第３加圧側方向切換電磁弁２０，２１，２４の入側
コイル３Ｂ，４Ｂ，６Ｂと、背圧側電磁弁２２の出側コ
イル５Ａを励磁する。すると、第１，第２，第３シリン
ダ部５１，５２，５４の加圧室５１ａ，５２ａ，５４ａ
に圧力流体が流入し、各第１，第２，第３シリンダ部５
１，５２，５４の背圧室５１ｂ，５２ｂ，５４ｂの圧力
が流出し、第１，第２，第３ピストン１１，１９，２３
がすべて下降する。このとき、第１，第２，第３加圧側
減圧弁３７，３８，４０の圧力を上げることによって最
大加圧力まで設定できる構成となっている。以下、ピス
トンの段数を増加させても同様の構成となる。
【００２９】実施の形態３．図６には本発明の実施の形
態３に係るシーム溶接機の電極輪加圧シリンダとその制
御回路を示す。この実施の形態は、上部電極輪４に最も
近い第１ピストン１１と上部電極輪４の間にスプリング
３２を設け、電極輪加圧シリンダ１０の設定加圧力に対
して溶接中の上部電極輪４の加圧方向の位置変動を前記
スプリング３２のたわみ量変動にて追従できるようにし
たものである。
態３に係るシーム溶接機の電極輪加圧シリンダとその制
御回路を示す。この実施の形態は、上部電極輪４に最も
近い第１ピストン１１と上部電極輪４の間にスプリング
３２を設け、電極輪加圧シリンダ１０の設定加圧力に対
して溶接中の上部電極輪４の加圧方向の位置変動を前記
スプリング３２のたわみ量変動にて追従できるようにし
たものである。
【００３０】スプリング３２は電極輪加圧軸１３の中に
装備されており、電極輪加圧シリンダ１０で加圧方向に
上部電極輪４を加圧すると、第１ピストン１１のピスト
ンロッド１１ｂで上記スプリング３２を加圧して撓ます
ことになる。溶接中の上部電極輪４の上下動はこのスプ
リング３２の伸縮によって応答する。したがって、電極
輪加圧シリンダ１０の摩擦抵抗にほとんど影響されず、
上部電極輪４の上下動に対応する機構を提供する。その
他の構成および作用については、上記実施の形態１と全
く同一なので、同一の符号を付してその説明を省略する
ものとする。
装備されており、電極輪加圧シリンダ１０で加圧方向に
上部電極輪４を加圧すると、第１ピストン１１のピスト
ンロッド１１ｂで上記スプリング３２を加圧して撓ます
ことになる。溶接中の上部電極輪４の上下動はこのスプ
リング３２の伸縮によって応答する。したがって、電極
輪加圧シリンダ１０の摩擦抵抗にほとんど影響されず、
上部電極輪４の上下動に対応する機構を提供する。その
他の構成および作用については、上記実施の形態１と全
く同一なので、同一の符号を付してその説明を省略する
ものとする。
【００３１】実施の形態４．図７は本発明の実施の形態
４に係るシーム溶接機の加圧ロール用シリンダとその制
御回路を示している。すなわち、図３における溶接部８
が上部加圧ロール６の位置に達しない間は加圧ロール用
シリンダ３０の加圧側と背圧側に圧力流体を導入してお
き、溶接部８が上部加圧ロール６位置に達すると加圧ロ
ール用シリンダ３０の背圧側の圧力流体を解放すること
によって溶接部８に上部加圧ロール６の力がかるように
する加圧ロール用シリンダ制御手段としての制御回路を
備えている。
４に係るシーム溶接機の加圧ロール用シリンダとその制
御回路を示している。すなわち、図３における溶接部８
が上部加圧ロール６の位置に達しない間は加圧ロール用
シリンダ３０の加圧側と背圧側に圧力流体を導入してお
き、溶接部８が上部加圧ロール６位置に達すると加圧ロ
ール用シリンダ３０の背圧側の圧力流体を解放すること
によって溶接部８に上部加圧ロール６の力がかるように
する加圧ロール用シリンダ制御手段としての制御回路を
備えている。
【００３２】すなわち、加圧ロール用シリンダ３０は往
復移動自在のピストン３１を備えている。このピストン
３１は、ピストン本体部３１ａと、このピストン本体部
３１ａから下方に向かって延びるピストンロッド３１ｂ
とを備えている。加圧ロール用シリンダ３０内部は、ピ
ストン本体部３１ａを隔てて上部加圧ロール６と反対側
の加圧室３０ａと、上部加圧ロール６側の背圧室３０ｂ
とに区画されており、不図示の圧力源から加圧室３０ａ
への圧力流体の出入りを制御する加圧側方向切換電磁弁
３３と、圧力源から背圧室３０ｂへの圧力流体の出入り
を制御する背圧側方向切換電磁弁３４とを備えている。
そして、加圧ロール用シリンダ３０の背圧室３０ｂの直
近に急速排気弁３５が設けられ、この急速排気弁３５を
使用して背圧側の圧縮空気等の圧力流体を解放するよう
になっている。これら制御回路を構成する加圧側方向切
換電磁弁３３，背圧側方向切換電磁弁３４，急速排気弁
３５等が加圧ロール用シリンダ制御手段を構成する。本
実施の形態４では、まず、上部加圧ロール６を予め被溶
接材１，２に乗り上げる前に下降させておく。次にＣ形
フレーム１２が走行し、上部，下部電極輪４，５の直後
を上部，下部加圧ロール６，７が走行することになる。
この時上部加圧ロール６の加圧ロール用シリンダ３０の
加圧室３０ａには制御された流体圧が導かれている。一
方、加圧ロール用シリンダ３０の背圧室３０ｂにも加圧
室３０ａの圧力よりも僅かに小さい圧力の圧力流体が導
かれている。
復移動自在のピストン３１を備えている。このピストン
３１は、ピストン本体部３１ａと、このピストン本体部
３１ａから下方に向かって延びるピストンロッド３１ｂ
とを備えている。加圧ロール用シリンダ３０内部は、ピ
ストン本体部３１ａを隔てて上部加圧ロール６と反対側
の加圧室３０ａと、上部加圧ロール６側の背圧室３０ｂ
とに区画されており、不図示の圧力源から加圧室３０ａ
への圧力流体の出入りを制御する加圧側方向切換電磁弁
３３と、圧力源から背圧室３０ｂへの圧力流体の出入り
を制御する背圧側方向切換電磁弁３４とを備えている。
そして、加圧ロール用シリンダ３０の背圧室３０ｂの直
近に急速排気弁３５が設けられ、この急速排気弁３５を
使用して背圧側の圧縮空気等の圧力流体を解放するよう
になっている。これら制御回路を構成する加圧側方向切
換電磁弁３３，背圧側方向切換電磁弁３４，急速排気弁
３５等が加圧ロール用シリンダ制御手段を構成する。本
実施の形態４では、まず、上部加圧ロール６を予め被溶
接材１，２に乗り上げる前に下降させておく。次にＣ形
フレーム１２が走行し、上部，下部電極輪４，５の直後
を上部，下部加圧ロール６，７が走行することになる。
この時上部加圧ロール６の加圧ロール用シリンダ３０の
加圧室３０ａには制御された流体圧が導かれている。一
方、加圧ロール用シリンダ３０の背圧室３０ｂにも加圧
室３０ａの圧力よりも僅かに小さい圧力の圧力流体が導
かれている。
【００３３】これによって上部加圧ロール６の加圧力は
極限まで下げられた状態となり、この状態で上部加圧ロ
ール６は加圧ロール用シリンダ３０のストローク限また
は下部加圧ロール７と上部加圧ロール６が接触するとこ
ろまで下げられる。そして上部加圧ロール６は被溶接材
１，２に乗り上げる。このとき、図７において、背圧側
方向切換電磁弁３４のコイルを切り替えて圧力を解放す
ると、加圧ロール用シリンダ３０の背圧側である背圧室
３１ｂ直近に設けた急速排気弁３５のスプール３５ａは
背圧によって解放側に動作して排気され、背圧側圧力が
急速に低下し所定の加圧力が上部加圧ロール６に作用す
ることになる。この急速排気弁３５の代わりに、背圧側
方向切換電磁弁３４を加圧ロール用シリンダ３０の直近
に設定してもほぼ同様の効果が得られる。なお、上記各
実施の形態において、圧力流体としては、空気等のガス
圧を利用してもよいし油圧等の液圧を利用してもよい。
また、電極輪加圧シリンダとして、実施の形態１の電極
輪加圧シリンダを用いてもよいのは勿論である。
極限まで下げられた状態となり、この状態で上部加圧ロ
ール６は加圧ロール用シリンダ３０のストローク限また
は下部加圧ロール７と上部加圧ロール６が接触するとこ
ろまで下げられる。そして上部加圧ロール６は被溶接材
１，２に乗り上げる。このとき、図７において、背圧側
方向切換電磁弁３４のコイルを切り替えて圧力を解放す
ると、加圧ロール用シリンダ３０の背圧側である背圧室
３１ｂ直近に設けた急速排気弁３５のスプール３５ａは
背圧によって解放側に動作して排気され、背圧側圧力が
急速に低下し所定の加圧力が上部加圧ロール６に作用す
ることになる。この急速排気弁３５の代わりに、背圧側
方向切換電磁弁３４を加圧ロール用シリンダ３０の直近
に設定してもほぼ同様の効果が得られる。なお、上記各
実施の形態において、圧力流体としては、空気等のガス
圧を利用してもよいし油圧等の液圧を利用してもよい。
また、電極輪加圧シリンダとして、実施の形態１の電極
輪加圧シリンダを用いてもよいのは勿論である。
【００３４】
【発明の効果】以上のように、請求項１に係る発明で
は、電極輪加圧シリンダは、電極輪の加圧方向に沿って
直列に互いに接離自在に配置されそれぞれ別々に動作可
能な複数のピストンと、該ピストンが収納される複数の
シリンダ部とを有し、前記電極輪に近い側のピストンに
対して遠い側のピストンを適宜当接させて一体駆動する
ことにより各ピストンの加圧力を足し合わせて加圧力を
複数段階に設定可能としたことことにより、電極輪に低
加圧力を加えるとき多段のピストンを部分的にしか使用
しないため、使用しないピストンパッキン等の摩擦力は
除去できるために溶接中の摩擦力による加圧力変動を小
さくできる。また、電極輪加圧シリンダの直径を１段の
ものに比較して小さくできるので、圧力設定目盛り当た
りの圧力変動が小さくなり、加圧力の設定精度が向上す
る。また、電極輪加圧シリンダの複数のピストン間が切
り離されてそれぞれの単独に動作できるようになってい
ることから、それぞれのピストン間の同心度等の機械精
度があまり要求されなくなる。
は、電極輪加圧シリンダは、電極輪の加圧方向に沿って
直列に互いに接離自在に配置されそれぞれ別々に動作可
能な複数のピストンと、該ピストンが収納される複数の
シリンダ部とを有し、前記電極輪に近い側のピストンに
対して遠い側のピストンを適宜当接させて一体駆動する
ことにより各ピストンの加圧力を足し合わせて加圧力を
複数段階に設定可能としたことことにより、電極輪に低
加圧力を加えるとき多段のピストンを部分的にしか使用
しないため、使用しないピストンパッキン等の摩擦力は
除去できるために溶接中の摩擦力による加圧力変動を小
さくできる。また、電極輪加圧シリンダの直径を１段の
ものに比較して小さくできるので、圧力設定目盛り当た
りの圧力変動が小さくなり、加圧力の設定精度が向上す
る。また、電極輪加圧シリンダの複数のピストン間が切
り離されてそれぞれの単独に動作できるようになってい
ることから、それぞれのピストン間の同心度等の機械精
度があまり要求されなくなる。
【００３５】また、請求項２に係る発明では、電極輪に
最も近いピストンと電極輪の間にスプリングを設け、電
極輪加圧シリンダの設定加圧力に対して溶接中の電極輪
の加圧方向の位置変動を前記スプリングのたわみ量変動
にて追従できるようにしたことにより、溶接中電極輪の
若干の上下動が発生しても、電極輪加圧シリンダよりも
電極輪に近いスプリングの弾性力で追従するため、電極
輪加圧シリンダの上下動が必要でないことから、摩擦力
変動による電極輪加圧力変動が緩和される。
最も近いピストンと電極輪の間にスプリングを設け、電
極輪加圧シリンダの設定加圧力に対して溶接中の電極輪
の加圧方向の位置変動を前記スプリングのたわみ量変動
にて追従できるようにしたことにより、溶接中電極輪の
若干の上下動が発生しても、電極輪加圧シリンダよりも
電極輪に近いスプリングの弾性力で追従するため、電極
輪加圧シリンダの上下動が必要でないことから、摩擦力
変動による電極輪加圧力変動が緩和される。
【００３６】また、請求項３に係る発明は、溶接部が加
圧ロールの位置に達しない間は加圧ロール用シリンダの
加圧側と背圧側に圧力流体を導入しておき、溶接部が加
圧ロール位置に達すると加圧ロール用シリンダの背圧側
の圧力流体を解放することによって溶接部に加圧ロール
の力がかるようにする加圧ロール用シリンダ制御手段を
備えていることにより、加圧ロールが被溶接物に乗り上
げた時、加圧ロールの加圧力は非常に小さいため容易に
被溶接物に乗り上げられる。また、加圧状態にある加圧
ロール用シリンダの背圧側の空気の体積は少ないため、
背圧側の圧力を抜く動作は急速に行われることになる。
これによって、被溶接材のほぼ端部からの溶接が可能に
なる。
圧ロールの位置に達しない間は加圧ロール用シリンダの
加圧側と背圧側に圧力流体を導入しておき、溶接部が加
圧ロール位置に達すると加圧ロール用シリンダの背圧側
の圧力流体を解放することによって溶接部に加圧ロール
の力がかるようにする加圧ロール用シリンダ制御手段を
備えていることにより、加圧ロールが被溶接物に乗り上
げた時、加圧ロールの加圧力は非常に小さいため容易に
被溶接物に乗り上げられる。また、加圧状態にある加圧
ロール用シリンダの背圧側の空気の体積は少ないため、
背圧側の圧力を抜く動作は急速に行われることになる。
これによって、被溶接材のほぼ端部からの溶接が可能に
なる。
【００３７】また、請求項４に係る発明は、加圧ロール
用シリンダの背圧側の直近に急速排気弁を設け、該急速
排気弁を使用して背圧側の圧力流体を解放したことによ
り、加圧ロールによる加圧開始の時間遅れをより一層の
短縮することができる。
用シリンダの背圧側の直近に急速排気弁を設け、該急速
排気弁を使用して背圧側の圧力流体を解放したことによ
り、加圧ロールによる加圧開始の時間遅れをより一層の
短縮することができる。
【００３８】また、請求項５に係る発明は、電極輪加圧
シリンダとして請求項１に記載の電極輪加圧シリンダを
用いたことにより、上記した電極輪加圧シリンダ特有の
加圧力の設定精度の向上効果と加圧ロール用シリンダ特
有の加圧開始時間遅れの短縮化を同時に実現することが
できる。
シリンダとして請求項１に記載の電極輪加圧シリンダを
用いたことにより、上記した電極輪加圧シリンダ特有の
加圧力の設定精度の向上効果と加圧ロール用シリンダ特
有の加圧開始時間遅れの短縮化を同時に実現することが
できる。
【図１】 図１は本発明の実施の形態１によるシーム溶
接機の電極輪加圧シリンダの構成と制御回路を示す図で
ある。
接機の電極輪加圧シリンダの構成と制御回路を示す図で
ある。
【図２】 図２（Ａ），（Ｂ）は図１の電極輪加圧シリ
ンダの動作説明図である。
ンダの動作説明図である。
【図３】 図３（Ａ）は図１の電極輪加圧シリンダが適
用されるシーム溶接機の全体構成を示す図、図３（Ｂ）
は溶接中の状態を示す図である。
用されるシーム溶接機の全体構成を示す図、図３（Ｂ）
は溶接中の状態を示す図である。
【図４】 図４は本発明の実施の形態２によるシーム溶
接機の電極輪加圧シリンダの構成と制御回路を示す図で
ある。
接機の電極輪加圧シリンダの構成と制御回路を示す図で
ある。
【図５】 図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は図４の電極輪
加圧シリンダの動作説明図である。
加圧シリンダの動作説明図である。
【図６】 図６は本発明の実施の形態３によるシーム溶
接機の電極輪加圧シリンダの構成と制御回路を示す図で
ある。
接機の電極輪加圧シリンダの構成と制御回路を示す図で
ある。
【図７】 図７は本発明の実施の形態４によるシーム溶
接機の加圧ロール用シリンダの構成と制御回路を示す図
である。
接機の加圧ロール用シリンダの構成と制御回路を示す図
である。
【図８】 図８（Ａ）は従来のシーム溶接機の構成図、
同図（Ｂ）は同図（Ａ）の溶接中の状態を示す図であ
る。
同図（Ｂ）は同図（Ａ）の溶接中の状態を示す図であ
る。
【図９】 図９は図８の電極輪加圧シリンダの構成と制
御回路を示す図である。
御回路を示す図である。
【図１０】 図１０（Ａ），（Ｂ）は他の従来の加圧力
を可変とする溶接機のシリンダ構成を示す図である。
を可変とする溶接機のシリンダ構成を示す図である。
【図１１】図１１は図９の電極輪加圧シリンダの加圧力
に対する摺動抵抗の影響を説明する図である。
に対する摺動抵抗の影響を説明する図である。
１，２ 被溶接材、３ 重ね合わせ部、４ 上部電極
輪、５ 下部電極輪、６上部加圧ロール、７ 下部加圧
ロール、８ 溶接部、１０ 電極輪加圧シリンダ、１１
第１ピストン、１２ フレーム、１９ 第２ピスト
ン、２３ 第３ピストン、３０ 加圧ロール用シリン
ダ、３０ａ 加圧室、３０ｂ 背圧室、３１ピストン、
３２ スプリング、３３ 加圧側方向切換電磁弁（加圧
ロール用シリンダ制御手段）、３４ 背圧側方向切換電
磁弁（加圧ロール用シリンダ制御手段）、３５ 急速排
気弁（加圧ロール用シリンダ制御手段）、５１ 第１シ
リンダ部、５２ 第２シリンダ部，５４ 第３シリンダ
部。
輪、５ 下部電極輪、６上部加圧ロール、７ 下部加圧
ロール、８ 溶接部、１０ 電極輪加圧シリンダ、１１
第１ピストン、１２ フレーム、１９ 第２ピスト
ン、２３ 第３ピストン、３０ 加圧ロール用シリン
ダ、３０ａ 加圧室、３０ｂ 背圧室、３１ピストン、
３２ スプリング、３３ 加圧側方向切換電磁弁（加圧
ロール用シリンダ制御手段）、３４ 背圧側方向切換電
磁弁（加圧ロール用シリンダ制御手段）、３５ 急速排
気弁（加圧ロール用シリンダ制御手段）、５１ 第１シ
リンダ部、５２ 第２シリンダ部，５４ 第３シリンダ
部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−174236（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−34344（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−220672（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−52770（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 11/00 - 11/36
Claims (5)
- 【請求項１】 重ね合わされた被溶接材の両端部の重ね
合わせ部を加圧し電流を与えながら移動して重ね合わせ
部を溶接する電極輪と、 該電極輪を前記被溶接材の重ね合わせ部に対して押し付
ける力を発生させる電極輪加圧シリンダとを備えたシー
ム溶接機において、 前記電極輪加圧シリンダは、電極輪の加圧方向に沿って
直列に互いに接離自在に配置されそれぞれ別々に動作可
能な複数のピストンと、該ピストンが収納される複数の
シリンダ部とを有し、前記電極輪に近い側のピストンに
対して遠い側のピストンを適宜当接させて一体駆動する
ことにより各ピストンの加圧力を足し合わせて加圧力を
複数段階に設定可能としたシーム溶接機。 - 【請求項２】 電極輪に最も近いピストンと電極輪の間
にスプリングを設け、電極輪加圧シリンダの設定加圧力
に対して溶接中の電極輪の加圧方向の位置変動を前記ス
プリングのたわみ量変動に追従できるようにした請求項
１に記載のシーム溶接機。 - 【請求項３】 重ね合わされた被溶接材の両端部の重ね
合わせ部を加圧し電流を与えながら移動して重ね合わせ
部を溶接する電極輪と、 該電極輪を前記被溶接材の重ね合わせ部に対して押し付
ける力を発生させる電極輪加圧シリンダと、 前記電極輪による溶接部をさらに加圧して押し潰す加圧
ロールと、 該加圧ロールを前記溶接部に対して押し付ける力を発生
させる加圧ロール用シリンダとを備えたシーム溶接機に
おいて、 前記溶接部が前記加圧ロールの位置に達しない間は前記
加圧ロール用シリンダの加圧側と背圧側に圧力流体を導
入しておき、溶接部が加圧ロール位置に達すると加圧ロ
ール用シリンダの背圧側の圧力流体を解放することによ
って溶接部に加圧ロールの力がかるようにする加圧ロー
ル用シリンダ制御手段を備えているシーム溶接機。 - 【請求項４】 加圧ロール用シリンダの背圧側の直近に
急速排気弁を設け、該急速排気弁を使用して背圧側の圧
力流体を解放する請求項３に記載のシーム溶接機。 - 【請求項５】 電極輪加圧シリンダとして請求項１に記
載の電極輪加圧シリンダを用いた請求項３または４に記
載のシーム溶接機。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11044473A JP3034862B1 (ja) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | シ―ム溶接機 |
| US09/368,420 US6268581B1 (en) | 1999-02-23 | 1999-08-05 | Seam welding machine |
| DE19946701A DE19946701B4 (de) | 1999-02-23 | 1999-09-29 | Nahtschweißmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11044473A JP3034862B1 (ja) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | シ―ム溶接機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3034862B1 true JP3034862B1 (ja) | 2000-04-17 |
| JP2000246453A JP2000246453A (ja) | 2000-09-12 |
Family
ID=12692504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11044473A Expired - Fee Related JP3034862B1 (ja) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | シ―ム溶接機 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6268581B1 (ja) |
| JP (1) | JP3034862B1 (ja) |
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