JPS5985382A - 溶接缶胴の製造方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶接缶胴の製造方法と装置に関し、さらに詳し
くは電気抵抗マツシュシーム溶接による溶接金属缶胴の
製造における電極ロールの加圧方法と装置に関する。

最近ジュース、炭酸飲料、、ビール、コーヒー等の飲料
やその池の種々の食品等を収納するための食料缶、ある
いは雑缶等の缶胴として溶接缶胴を用いるケースが増え
てきた。これらの溶接缶胴は、錫めっき鋼板、ティンフ
リースチールおよびニッケルめっき鋼板等よりなる缶胴
成形体の側面重ね合せ部を、対向する外側電極ロールお
よび内側電極ロール（缶胴成形体の内部に入る電極ロー
ル）によって、通常は線電極を介して加圧し、同時にこ
の重ね合せ部に交流電流ｋＲして、電気抵抗マツシュシ
ーム溶接することによって製造される場合が多い。そし
てマツシュされた溶接部の厚さは、通常重ね合せ部の厚
さの約０．５〜０９倍である。

この場合内側電極ロールはマンドレルによって定位置に
保持されているので、従来上記加圧は外側電極ロールの
上下動可能の支持体をコイルスプリングによって押圧す
ることによって行なわれていた。そして生産性を上げる
ため缶胴成形体は、僅かな間隙部（先行する缶胴成形体
又は溶接缶胴の後端と後続の缶胴成形体の前端間の部分
をいう。

その間隔ｔ（第１図参照）は通常重０　＝　１　叫の範
囲で変動している。）をおいて、次々と電極ロールに送
り込まれるのであるが、間隙部が電極ロール間を通過の
さい、外側電極ロールが内側電極ロールに急激に接近し
７、続いて後続の缶胴成形体の前端が電極ロール間に入
ると両ロールは急激に離隔する。そのためコイルスプリ
ングが上下に振動し・しかもこの振動が容易に減衰しな
いため、溶接部に加わる加圧力の変動が暫らく続いて、
缶胴成形体すなわち溶接缶胴の前端から相当の距離（例
えば約４０〜５０　ａｍ　）にわたる溶接部がこの加圧
力の変動を受ける。

そして加圧力が小さくなると溶接温度が上昇してスプラ
ッシュ（溶融金属の飛び出し）が発生し易くなり、その
ため塗料等で補修しても当該溶接部の十分な耐食性が得
られ難く、一方加圧力が大きくなると溶接温度が低下し
て十分な溶接強度が得られないという傾向があるため、
上記の加圧力の変動を受けた溶接部は、その性能が不安
定で屡屡欠陥部を生ずるという問題を有する。

これに対しエアンリンダーを用いてエア圧によって加圧
する方法が考えられる。しかしながらこの場合は減衰能
は大きいのであるが応答性が悪い。

従って後述のように溶接部の前端近傍に著る（７く低い
加圧力を受ける部分を生じ、そのため該部分において著
るしいスプラッシュを発生するというトラブルを生じ易
い。

本発明は以上に述べた従来技術等の問題点の解消を図る
ことを目的とする◎ 上記目的を達成するため、本発明は僅か々間隙部をおい
て次々と送られる缶胴成形体の側面重ね合せ部を、対向
する１対の電極ロールによって加圧して、電気抵抗マツ
シュシーム溶接し、溶接缶胴を製造する方法において、
上記加圧を常時は流体圧によって行ない、該間隙部が通
過以後の該電極ロール間の隙間が急激に小さくなった状
態における加圧は、該流体圧による加圧力よシ若干小さ
い、応答性のよい偏倚手段による加圧力によって行なう
ことを特徴とする溶接缶胴の製造方法を提供するもので
ある。

さらに本発明は、僅かな間隙部をおいて次々と送られる
缶胴成形体の側面重ね合せ部を、対向する外側電極ロー
ルと内側電極ロールによって加圧して、電気抵抗マツシ
ュシーム溶接し、溶接缶胴を製造する装置において、上
記加圧のための装置は、該外側電極ロールの上下動可能
の支持体に係合し、鉛直方向に延びるスピンドル、該ス
ピンドルに固着された係合体、流体圧シリンダー、該流
体圧シリンダー内を上下方向に摺動可能のピストン、該
ピストンと該係合体に固着され、該保合体を該外側ロー
ルの方向に偏倚可能の応答性のよい偏倚手段を備えてお
り、該偏倚手段による加圧力は該流体圧シリンダーによ
る加圧力よりも若干小さく定められており、溶液中常時
は該保合体が該ピストンに係合していることを特徴とす
る溶接缶胴の製造装置を提供するものである。

以下実施例である図面を参照しながら本発明について説
明する。

第１図、第２図において、１は内側電極ロール、２は外
側電極ロールであり、３ａｔ３ｂは線電極である。内側
電極ロール１はマンドレルの先端部１９によって、シャ
ツ）ｌａｉ介して定位置に保持されている・外側電極ロ
ール２は、揺動体４によりシャフト２ａを介して上下動
可能に、内側電極ロールＩＫ対向する位置に支持されて
いる。５は外側電極ロールの加圧装置である。６は溶接
中の缶胴成形体であって、側面重ね合せ部６ａを、内側
電極ロール１および外側電極ロール２により線電極３ａ
、３ｂ（１本の互に連続したものであってもよい）を介
して、加圧通電されて電気抵抗マツシュシーム溶接され
、溶接部６ｂｉ形成される。６′は溶接缶胴である。溶
接部６ｂの厚さは、通常重ね合せ部６ａの厚さの約０．
５〜０．９倍である。溶接缶胴体６は、通常重かな間隙
部７（ｔの長さが例えば平均約０．５　ｍｍ　）をおい
て、次々と矢印入方向に高速で（例えば４５ｍ／分の速
度で）送られる。

加圧装置５は、支持体８によって定位置に支持されるエ
アシリンダー９、エアシリンダー９内を上下方向に摺動
可能の中空ピストン１０．フランジ部１１ａが常時はピ
ストン１ｏの下端面１０ａに係止し、ピストン１０の内
面に沿い滑動容易に形成された円筒体１１、および円筒
体１１に固着され、下端部１２ａが揺動体４の端部上面
（図ではシャツ）２ａ上部の）に接触する、鉛直方向に
延びるスぎンドル１２を備えておシ、ピストン】０と円
筒体１１の内部には、円筒体１１、従ってスピンドル１
２を下方に偏倚可能の抑圧コイルスプリング１３が設け
られている。

一定圧力の加圧エアは図示されないエア源から、エア導
孔１４を通ってエア室１５に供給される。

抑圧スプリング１３の偏倚力は、エア室１５内のエア圧
による加圧力より若干小さく（例えば約５〜１５チ小さ
く）なるように定められている。なお１６．１７は回り
止め用のビンである。また１８は０リングである。

以上の装置の加圧挙動について、第３図および第４図（
ａ）によって定性的に説明する。

第３図（、）は、第１の缶胴成形体の重ね合せ部６ａが
、電極ｏ−ル１，２によってマツシュシーム溶接されて
溶接部６ｂが形成される定常状態を示している。説明の
簡便化のため線電極の図示は省略した。この状態におい
てフランツ部ｉｔａはピストン１０の下端面１０ａに係
止し、スピンドル１２を介して外側電極ロール２に加わ
る加圧力は、エア室１５内の加圧エアによるエア加圧力
の先端部１９、従ってロール１は若干下っている。

第３図（ｂ）は、第１の缶胴成形体の溶接が終了した直
後であって、第１の缶胴成形体および後続の第２の缶胴
成形体間の間隙部７が両電極ロール１゜２の間に達した
瞬間を示したものであって、外側電極ロール２は急激に
降下するが、ピストン１゜はこの早い降下に十分に追従
できないため、フランツ部１１ａがピストン１ｏの下端
面１０ａから離れて、主として抑圧スプリング１３によ
る偏倚力（例えば４５　ｋｇ）が外側電極ロール２に作
用する０そして内側電極ロール１は上昇する。第３図（
ａ）の０点はこの状態を示す。

第３図（ｃ）は、第２の缶胴成形体の重ね合せ部６ａが
溶接された溶接部の前端６　ｂ＋が溶接点Ｘ−Ｘ（電極
ロール１，２の軸線を結ぶ平面と電極ロール１，２との
交線）′ｆ：僅かの距離通シ過ぎた状態を示す。この時
点において内側電極ロール１はまた」二昇位置にあるの
で、外側電極ロール２は定常状態における位置（第３図
（ａ））よシも上方に急激に押上げられ、従ってフラン
ジ部１１ａはピストン１０に係止し、ピストン１０はエ
アシリンダー９内を上昇する。エア室１５は急激に容積
が減少するため、内部の圧力は定常状態における圧力よ
りも僅かに上昇する。この圧力にもとづくエア加圧力（
例えば５３ｋｇ）、および急激な上昇に伴なう慣性力が
外側電極ロール２に作用する。第４図（、）のｐ点はこ
の状態を示す。

第３図（ｄ）は、さらに溶接が進行して、内側電極ロー
ル１が定常状態の位置まで下降したが、ピストン１０は
まだそれに追従できず、フランジ部１１ａのみ下降した
状態を示す。外側電極ロール２には、スプリング１３に
よる偏倚力が作用する。

第４図（ａ）のｑ点はこの状態２示す。

しかし間もなくピストン１０は下降し）フランジ部１１
ａとピストンｌＯの下端面１０ａは接触し、第３図（、
）に示される定常状態に達する。第４図（ａ）のｒ点は
この定常状態に達した時点に対応する。従って加圧力の
変動は溶接の初期にごく妬時間、実質的にエア加圧力と
スプリング加圧力の間（両者の差はかなり小さく設定で
きる）で起るのみであり、そのため全長にわたり実質的
に均一な品質を有する溶接部６ｂｔ−形成することがで
きる。

本発明は以上の実施例によって制約されるものでなく、
例えば線電極３　ａ　ｔ　ａ　ｂを用いることなく、電
極ロール１，２によって直接溶接を行なってもよい。ま
た外側電極ロールが内側電極ロールの下方に配設されて
もよい。この場合は加圧装置は外側電極ロールの下方に
設けられる。また流体圧として油圧、水圧等の液圧、又
は窒素ガス圧等の気圧を用いてもよい。さらに応答性の
よい偏倚手段として、ンレノイド、永久磁石、電磁石等
を用いてもよい。

本発明によれば、缶胴成形体の重ね合せ部を電気抵抗マ
ツシュシーム溶接して溶接缶胴を製造するにあたり、常
時は加圧を減衰性の大きい流体加圧力によって行ない、
電極ロール間の隙間が急激に小さくなった状態における
加圧は流体加圧力より若干小さい、応答性のよい偏倚手
段による加圧力によって行なうので、溶接部前端近傍に
加わる加圧力の変動が小さく、従って全長にわたり安定
した品質を有するマツシュシーム溶接部が形成された溶
接缶胴が得られるという効果を奏する。

以下に具体例について説明する。

具体例 第１図、第２図に示すタイプの電極ロールおよび加圧装
置を有する溶接装置を用い、厚さ０．２０叫の錫めっき
鋼板よりなる缶胴成形体の重ね合せ部（重ね合せ幅０．
４０　ｍｍ　）を電気抵抗マツシュシーム溶接して、厚
さ０．３０ｍｍの溶接部を有する外径５２瓢の溶接缶胴
を製造した。送り速度４５ｍ／分、間隙部の長さくｔ）
　０．８　ｒｒｒｍ、溶接電流周波数４００Ｈ２、溶接
電流３５００Ａで外側電極ロールおよび内側電極ロール
の直径は夫々１１０胡および４９簡であった。

エアシリンダー内のエア圧’ｅ４ｋｇ／ｃｒｎ　に設定
しくシリンダー内径４０■）、抑圧スプリングの偏倚力
を４５ｋｇに設定した。外側電極ロールに加わる加圧力
の変動は、スピンドルに貼着されたストレインケゝ−ノ
を用いて測定した。

比較のため押圧スプリング（偏倚力５０　ｋｇ）のみを
用いて加圧した場合、およびエアシリンダーのみ（抑圧
スプリングが設けられず、フランジ部１１ａとピストン
下端面１０ａが固着されている点を除いては、上記の本
発明の具体例に用いたと同様の加圧装置を用いた）を用
いて加圧した場合についても同様な測定を行なった。溶
接部前端からある距離（４）における部分が、溶接点ｘ
−ｘに位置するときの加圧力の測定値を第４図（ａ）　
、　（ｂ）　ｔ　（ｃ）に示す。

本発明の場合は、前端近傍における加圧力の変動が小さ
く、また変動部の長さも短かい。しかしスプリングのみ
による加圧の場合は、加圧力の変動が大きく、しかも変
動部がかなシ長い。この場合の振動波が上下対称でない
のは、マンドレルの振動と重畳するためと考えられる。

一方エアンリンダ−のみの場合は、前端近傍における加
圧力の低下が著るしいが、比較的早く定常状態に達する
ことが分る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例である装置の１部切断正面図
、第２図は第１図の装置の１部切断側面図、第３図（ａ
）　ｔ　（ｂ）　）　（ｅ）　＃　、（ｄ）は本発明に
よる溶接における加圧力の変動の挙動を示すための説明
用図面、第４図（ａ）　＃　（ｂ）　＃　（ｃ）は加圧
力の溶接部に沿う電動を示す線図の例であって、第４図
（ａ）は本発明の場合、第４図（ｂ）　？　（ｃ）は比
較例の場合を示す図面である。 ｌ・・・内側電極ロール、２・・・外側電極ロール、４
・・・揺動体（支持体）、５・・・加圧装置、６・・・
缶胴成形体、６ａ・・・側面重ね合せ部、６ｂ・・・溶
接部、６′・・・溶接缶胴、７・・・間隙部、９・・・
エアシリンダー（流体圧シリンダー）、１０ピストン、
１１・・・円筒体（係合体）、１２・・・スピンドル、
１３・・・押圧スプリング（応答性のよい偏倚手段）。 第３ （ｃ）　　　　　　　　（ｄ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）僅かな間隙部をおいて次々と送られる缶胴成形体
   の側面重ね合せ部を、対向する１対の電極ロールによっ
   て加圧して、電気抵抗マツシュシーム溶接し、溶接缶胴
   を製造する方法において、上記加圧を常時は流体圧によ
   って行ない、該間隙部が通過以後の該電極ロール間の隙
   間が急激に小さくなった状態における加圧は、該流体圧
   による加圧力より若干小さい、応答性のよい偏倚手段に
   よる加圧力によって行なうことを特徴とする溶接缶胴の
   製造方法。
2. （２）僅かな間隙部をおいて次々と送られる缶胴成形体
   の側面重ね合せ部を、対向する外側電極ロールと内側電
   極ロールによって加圧して、電気抵抗マツンユシーム溶
   接し、溶接缶胴を製造する装置において、上記加圧のた
   めの装置は、該外側電極ロールの上下動可能の支持体に
   係合し、鉛直方向に延びるスピンドル、該スピンドルに
   固着された係合体、流体圧シリンダー、該流体圧シリン
   ダー内を上下方向に摺動可能のピストン、該ピストンと
   該係合体に固着され、該係合体を該外側ロールの方向に
   偏倚可能の応答性のよい偏倚手段を備えており、該偏倚
   手段による加圧力は該流体圧シリンダーによる加圧力よ
   りも若干小さく定められており、溶液中常時は該保合体
   が該ピストンに係合していることを特徴とする溶接缶胴
   の製造装置。