JP4525768B2 - ヒュージング制御方法およびヒュージング装置 - Google Patents
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Description
すなわち特許文献1では、一対の電極間の電圧を測定して、この電圧に基づいて、溶接される芯線が発生した発熱量を算出し、この発熱量に基づいて芯線が互いに溶接された電線の溶接品質の良否を判定するとしている。
すなわち、特許文献2は、電線中間部において、被覆部材を除去するためのもので、環状スリット形成装置と直線スリット形成装置をそれぞれのタイミングで制御して被覆部材を芯線から除去するというものである。
しかし、メッキを施さずに、これまでなされてきた方法でのヒュージングを行うと、接合強度がばらつくために、不良品が増加し、歩留りの低下を招いている。
そこで、本出願人は、ヒュージングのプロセスを被膜剥離と熱かしめに分離し、それぞれのプロセスにおいて、対応する制御を実行することで、接合強度が安定したヒュージングを実現するに至った。
すなわち、被膜剥離プロセスにおいては、被膜電線に使用される絶縁材は300〜400℃くらいで炭化し、それ以上の受熱により昇華し、ヒュームとなることで被膜が除去されることに着目した。
一方、熱かしめプロセスでは、ワークに投入される熱量を最適化すれば、安定した接合強度が得られることに着目した。
この2つのプロセスをそれぞれ最適に制御することで、メッキを施していないターミナルを、ヒュージングしても接合強度が安定し、製品のコストダウンとの両立が可能となることを見出した。
本発明は、以上のような観点から提案されたものであって、ヒュージングのプロセスを被膜剥離と熱かしめに分離し、それぞれのプロセスにおいて、対応する制御を実行することで、接合強度が安定したヒュージングを実現し、製品の製造コストダウンとの両立を図る、ヒュージング制御方法およびヒュージング装置を提供することを目的とする。
ヒュージング装置1は、ワークWとして折曲ターミナル2に被膜電線3を挟み込んだものを溶接する、ヒュージングを行うものである。
すなわち、ヒュージング装置1は、折曲ターミナル2に被膜電線3を挟み込んで構成するワークWを挟持して、所定の加圧手段による加圧下に通電を行う、対をなす電極4を具備している。
また、ヒュージング装置1は、これら電極4に通電用導線Lを介して通電する溶接電源5と、折曲ターミナル2の温度を検出する温度計測器6と、通電用導線Lに設けた、電極4に通電する電流を検知する電流センサ7とを備えている。
さらに、ヒュージング装置1は、対をなす電極4に通電されたこと、温度計測器6による折曲ターミナル2の検出温度と、電流センサ7により検知された電流に基づいて、溶接電源5に対し、通電指令その他の制御指令を出力する制御装置8とを具備する。
先ず、ヒュージングすべき被膜電線3を、折曲ターミナル2の折り曲げ位置に挟みこみ、対をなす電極4間に挟持し、所定の加圧手段により電極4を介して加圧する(図2参照)。
ヒュージング装置1を起動し、溶接電源5から通電用導線Lを介し、対をなす電極4を通じて通電する(図3参照)。
この際、当初、電流はターミナル2を通じて流れる。これにより、双方の電極4先端とターミナル2が発熱し、ターミナル2に挟まれている被膜電線3も発熱していく。
ところで、以上のプロセスは、当初の設定されたプログラムにより被膜剥離プロセスとして進行する(図7参照)。すなわち、ヒュージング装置1における温度計測器6は、折曲ターミナル2の表面温度を監視している(図1参照、ステップS1)。ここで、温度計測器6により、温度が下降したことが捉えられると(ステップS2)、上述のように、表面を覆う被膜mが軟化し、ターミナル2から押出されて被膜mが剥離状態となっていると把握することができる。すなわち、被膜mが剥離状態となる際に、被膜mに熱が奪われることから温度が一旦、下降する。なお、温度が下降するのは、被膜mに熱が奪われるだけでなく、ターミナル2と被膜電線3とが電気的に導通状態となるところから、電流密度が低下することにも起因しているといえる。
この場合、ターミナル2と被膜電線3とが電気的に導通状態となって、許容電流が増大することから、通電量を増加するべく制御装置8から、溶接電源5に制御指令を送出する。
制御装置8では、熱量計測が実行される(ステップS5)。熱量計測は、例えば電流と電極間電圧を計測して求めることができる。すなわち、電流センサ7によって検知された、電極4に通電する電流と、対をなす電極4間の電圧から、例えばメモリに格納しているデータテーブルから、熱量にかかるデータを抽出したり、電極4に通電する電流と、対をなす電極4間の電圧から、所定の演算を行い、ジュール熱として求めることができる。
熱量の積算値が、予め設定された設定熱量を超えたと判定した場合には、接合が完了したとして(図6参照)、制御装置8から溶接電源5に対し、通電停止指令を送出する(ステップS7)。
すなわち、熱かしめプロセスでは、予め設定した熱量に達したか否かを監視して、設定熱量を超えたことで、通電停止とするようにしたので、ワークに投入される熱量を最適化することができ、安定した接合強度を得ることができる。
図8は、上記制御手順に基づくプロセスと、従来のプロセスで実行された溶接の結果得られたワークの厚み(mm)を、溶接ごと計測した計測値を示している。
図8からも、容易に諒解されるように、上記制御手順に基づくプロセスで実行された溶接では、溶接回数を重ねた結果、ワークの厚みのばらつき(σ=0.0173)は、従来のプロセスによるもの(σ=0.1535)と比較して極小であり、上記制御手順に基づくプロセスで実行することで、安定した溶接が可能となることがわかる。
図9から明らかなように、上記制御手順に基づくプロセスで実行された溶接は、溶接強度のばらつき(σ=3.40)は、従来のプロセスによるもの(σ=11.7)と比較して極小であり、上記制御手順に基づくプロセスで実行された溶接は、溶接強度の安定度が格段に高いことがわかる。
この場合においても、図10から明らかであるように、上記制御手順に基づくプロセスで実行された溶接によるワーク厚みの変動は小さく、上記制御手順に基づくプロセスで実行することで、安定した溶接が可能となることがわかる。
2 折曲ターミナル
3 被膜電線
4 電極
5 溶接電源
6 温度計測器
7 電流センサ
8 制御装置
L 通電用導線
m 絶縁被膜
Claims (2)
- 折曲ターミナル(2)に被膜電線(3)を挟みこんでなるワーク(W)に対し、前記折曲ターミナル(2)を介して被膜電線(3)に通電して溶接する際、前記折曲ターミナル(2)の折り曲げ位置の表面温度を監視し、前記折曲ターミナル(2)を介して被膜電線(3)に対し、対応する通電制御を行う被膜剥離プロセスと、前記ワーク(W)に生ずる熱量を監視して、前記折曲ターミナル(2)を介して被膜電線(3)に対し、対応する通電制御を行う熱かしめプロセスとを実行するヒュージング制御方法であって、
前記被膜剥離プロセスにおいて、前記折曲ターミナル(2)の折り曲げ位置の表面温度を監視して、温度が一旦、下降してから、再度上昇していくタイミングを検出して、前記被膜電線(3)における被膜が昇華して、被膜が剥離されたとして、前記折曲ターミナル(2)を介して被膜電線(3)に対し、対応する通電制御を行うことを特徴とするヒュージング制御方法。 - 折曲ターミナル(2)に被膜電線(3)を挟みこんで溶接するヒュージングを行うヒュージング装置であって、
前記折曲ターミナル(2)に前記被膜電線(3)を挟み込んでなるワーク(W)を挟持する、対をなす電極(4)と、
これら電極(4)に通電する溶接電源(5)と、
前記折曲ターミナル(2)の折り曲げ位置の表面温度を検出する温度計測器(6)と、
前記電極(4)に通電する電流を検知する電流センサ(7)と、
前記温度計測器(6)により前記折曲ターミナル(2)の折り曲げ位置の表面温度を監視して、温度が一旦、下降してから、再度上昇していくタイミングを検出して、前記溶接電源(5)に対し、制御信号を出力し、前記折曲ターミナル(2)を介して被膜電線(3)に対し、対応する通電を行う被膜剥離プロセスと、前記折曲ターミナル(2)の折り曲げ位置の表面温度を積算して、投入される熱量を求め、その熱量が予め設定された熱量に到達した時点で、通電を停止する制御信号を出力する制御装置(8)と、
を具備することを特徴とするヒュージング装置。
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