JP2000334572A

JP2000334572A - 溶接装置

Info

Publication number: JP2000334572A
Application number: JP11145797A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Fujita; 繁夫藤田; Tadashi Nakamura; 但中村; Taiichiro Morishita; 泰一郎森下
Original assignee: Takao Kinzoku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Takao Kinzoku Kogyo Co Ltd
Priority date: 1999-05-26
Filing date: 1999-05-26
Publication date: 2000-12-05
Anticipated expiration: 2019-05-26
Also published as: CA2282920C; EP1057570A2; DE69931037T2; US6373020B1; JP3335322B2; DE69931037D1; EP1057570A3; CA2282920A1; EP1057570B1

Abstract

(57)【要約】【課題】構造の簡素化及び製作コストの低減を図るこ
とができると共に、高精度に安定して多点溶接を行うこ
とができる溶接装置を提供することにある。【解決手段】下電極部５と、上電極部６と、上電極部
６の溶接電極加圧シリンダガン13に冷却水を循環供給す
る冷却水循環流路14と、を備える。また、冷却水循環流
路14におけるシリンダガン13よりも上流側に、チェック
弁15を配設する。さらに、冷却水循環流路14におけるシ
リンダガン13よりも下流側に、ブースタ16を配設し、ブ
ースタ16からシリンダガン13を経由してチェック弁15ま
での流路14内の冷却水を加圧して、シリンダガン13を伸
長して溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶接装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、図７と図８に示すように、下ベー
ス部ａと下ベース部ａに接近分離自在として昇降可能に
設けられた上ベース部ｂと有する電極型部ｃと、下ベー
ス部ａに設けられた複数個の下電極部ｄ…と、上ベース
部ｂに設けられた複数個の上電極部ｅ…と、上ベース部
ｂを昇降させる昇降駆動機構と、を備えた溶接装置が公
知であった。

【０００３】さらに詳しく説明すると、上電極部ｅは、
未加圧状態で冷却水が循環供給され、かつ、加圧状態で
下電極部ｄの上に設置された被溶接物ｆと圧接する溶接
電極加圧シリンダガンｇを有し、各シリンダガンｇ…は
冷却水循環供給流路ｈと接続されている。また、この流
路ｈにおけるシリンダガンｇよりも上流側に、ブースタ
ｉが配設されると共に、流路ｈにおけるシリンダガンｇ
よりも下流側に、ストップバルブｊが配設されている。
なお図例では、複数本のシリンダガンｇ…を一群とし、
この一群に対応するよう１個のブースタｉ及び１個のス
トップバルブｊが設けられている場合を例示している。
即ち、複数群のシリンダガンｇ…に夫々対応する複数個
のブースタｉ…及び複数個のストップバルブｊ…が、こ
の溶接装置に備えられている。

【０００４】図８（イ）は、シリンダガンｇの未加圧状
態を示し、このときブースタｉ及びストップバルブｊと
も開状態であり、冷却水が流路ｈを通ってシリンダガン
ｇに循環供給されている。溶接時には、同図（ロ）に示
す如く、電磁弁ｋを切換えて圧縮エアーをストップバル
ブｊに供給して閉状態とし、かつ、電磁弁ｍを切換えて
圧縮エアーをブースタｉに供給して閉状態に作動させ
て、ブースタｉからシリンダガンｇを経由してストップ
バルブｊまでの流路ｈ内の冷却水を加圧することによ
り、一群のシリンダガンｇを伸長させて下電極部ｄの上
に設置された被溶接物ｆに圧接させて溶接する。なお、
図８（ロ）に於て、斜線部分は加圧された冷却水を示し
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各ブー
スタｉ…及び各ストップバルブｊ…は、１サイクル生産
毎に各１回か２回程度の使用頻度のため、使用率の割に
設置スペースを要し、また、各ブースタｉ…及び各スト
ップバルブｊ…に夫々対応する電磁弁ｋ…，ｍ…を設け
るため、コストが嵩む等の欠点があった。

【０００６】また最近では、例えば、自動車の衝突安全
基準の変更によりボディ剛性アップと共にプレス材部品
数・溶接スポット打点も極端に増加する傾向にあり、そ
れによって溶接装置においても上下電極部が増加し、そ
れに伴ってブースタ等の部品の増加や構造の複雑化を生
じている。しかしながら、現行のガン加圧制御は多数個
（例えば18個）ものブースタの圧力制御を１サイクル中
に個別に設定できず、溶接要素である加圧力制御を一定
にせざるを得ない等の溶接性に直接関係する問題もあ
る。また、上電極部を昇降させる昇降駆動機構に関して
は、クランク昇降駆動機構を採用しているため、構成部
品点数が多くコスト高であり、また、ダイハイト（型の
高さ）設定が手動方式であったり型交換が半自動である
といったことが、生産稼働率に悪影響となっていた。

【０００７】そこで、本発明は上述の問題を解決して、
構造の簡素化及び製作コストの低減を図ることができる
と共に、高精度に多点溶接を行うことができる溶接装置
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】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係る溶接装置は、相互に接近分離自在に
少なくとも一方が昇降駆動される下ベース部と上ベース
部とを有する電極型部と、上記下ベース部に設けられた
下電極部と、上記上ベース部に設けられると共に未加圧
状態で冷却水が循環供給されかつ加圧状態で上記下電極
部の上に設置された被溶接物と圧接する溶接電極加圧シ
リンダガンを有する上電極部と、該シリンダガンに冷却
水を循環供給する冷却水循環流路と、を備えた溶接装置
に於て、該冷却水循環流路における上記シリンダガンよ
りも上流側に、チェック弁を配設すると共に、上記冷却
水循環流路における上記シリンダガンよりも下流側に、
ブースタを配設し、該ブースタからシリンダガンを経由
して上記チェック弁までの冷却水循環流路内の冷却水を
ブースタにて加圧して、チェック弁を閉じかつシリンダ
ガンを伸長して、上記被溶接物に圧接させて溶接するよ
うに構成したものである。

【０００９】また、相互に接近分離自在に少なくとも一
方が昇降駆動される下ベース部と上ベース部とを有する
電極型部と、上記下ベース部に設けられた複数個の下電
極部と、上記上ベース部に設けられると共に未加圧状態
で冷却水が循環供給されかつ加圧状態で上記下電極部の
上に設置された被溶接物と圧接する溶接電極加圧シリン
ダガンを有する複数個の上電極部と、該シリンダガンに
冷却水を循環供給する冷却水循環流路と、を備えた溶接
装置に於て、１個乃至所定複数個の上記上電極部を一群
として所定複数群に対応する１個のブースタを、上記冷
却水循環流路における上記シリンダガンよりも下流側に
配設し、各群のシリンダガンに対応する１個のチェック
弁を、上記冷却水循環流路における上記シリンダガンよ
りも上流側に配設し、上記ブースタ側に連通又はブース
タ側を回避させるよう切換可能な１個の分岐弁を、上記
冷却水循環流路における上記シリンダガンと上記ブース
タとの間に各群のシリンダガンに対応して配設し、複数
個の上記分岐弁を選択切換えし、かつ、ブースタにて冷
却水を加圧することにより、所定群のシリンダガンを伸
長して上記被溶接物に圧接させて溶接するように構成し
たものである。

【００１０】また、下ベース部と該下ベース部に接近分
離自在として昇降可能に設けられた上ベース部とを有す
る電極型部と、上記下ベース部に設けられた下電極部
と、上記上ベース部に設けられた上電極部と、上記上ベ
ース部を昇降させる昇降駆動機構と、を備えた溶接装置
に於て、該昇降駆動機構が、上記上ベース部に設けられ
たナット部と、該ナット部に螺合するスクリューシャフ
トと、該スクリューシャフトを回転駆動するモータと、
を備えたものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態を示す図面に基
づき、本発明を詳説する。

【００１２】図１と図２は、本発明の溶接装置の実施の
一形態を示し、この溶接装置は、相互に接近分離自在に
少なくとも一方が昇降駆動される下ベース部１と上ベー
ス部２とを有する電極型部３とを備えており、電極型部
３は、基体フレーム４に着脱自在に取付けられている。
また、下ベース部１には複数個の下電極部５…が設けら
れると共に、上ベース部２には複数個の上電極部６…が
設けられている。

【００１３】具体的に説明すると、上ベース部２は基体
フレーム４に昇降可能に設けられており、昇降駆動機構
８によって上ベース部２と共に上電極部６…が昇降駆動
される。この昇降駆動機構８は、上ベース部２を上下ス
ライド自在に案内する基体フレーム４に取付けられた鉛
直ガイド杆７と、上ベース部２に設けられたナット部９
と、基体フレーム４に鉛直状に回転自在として設けられ
たナット部９に螺合するスクリューシャフト10と、スク
リューシャフト10を回転駆動するモータ11とを備え、モ
ータ11からのトルクがベルトやプーリ等の回転力伝達部
材によってスクリューシャフト10に伝達される。また、
12はモータ11の負荷を軽減するためのバランスウェイト
である。（なお、モータ11の馬力をアップして上記バラ
ンスウェイト12を省略するも、自由である。）

【００１４】また、この溶接装置に於て、上電極部６
は、未加圧状態で冷却水が循環供給されかつ加圧状態で
下電極部５の上に設置された被溶接物Ｗと圧接する溶接
電極加圧シリンダガン13を有すると共に、各上電極部６
…の各シリンダガン13…に冷却水を循環供給する冷却水
循環流路14が設けられている。なお、冷却水は図外の冷
却水供給装置から流路14を通って矢印Ａ方向に循環して
いる。

【００１５】さらに、図１と図３に示すように、本発明
の溶接装置は、冷却水循環流路14におけるシリンダガン
13よりも上流側に、チェック弁15を配設すると共に、流
路14におけるシリンダガン13よりも下流側に、ブースタ
16を配設して構成されている。この場合、１個乃至所定
複数個のシリンダガン13…を一群とし、この一群のシリ
ンダガン13…に１個のチェック弁15及び１個のブースタ
16を対応させている。即ち、この溶接装置は、複数群の
シリンダガン13…に夫々対応する複数個のチェック弁15
…及び複数個のブースタ16…を、備えている。また、17
はブースタ16に供給する圧縮エアーの供給方向を切換え
る電磁弁である。なお、上述の如く、本発明に於ては、
１個乃至複数個で群を構成するものと定義する。

【００１６】図３（イ）は、シリンダガン13の未加圧状
態（非溶接状態）であり、このとき、冷却水循環流路14
を流れる冷却水はチェック弁15、シリンダガン13及びブ
ースタ16を順に通過して循環される。しかして、溶接の
際は、図２で説明した昇降駆動機構８にて上ベース部２
を所定高さ位置まで下降させ、図３（ロ）に示す如く、
電磁弁17を切換えてブースタ16を閉状態に作動させるこ
とにより、ブースタ16からシリンダガン13を経由してチ
ェック弁15までの流路14内の冷却水を加圧し、それによ
ってチェック弁15を閉じかつシリンダガン13を（水圧に
て）伸長して、下電極部５の上に設置された被溶接物Ｗ
にシリンダガン13の先端電極部18を圧接して溶接する。
なお、斜線部分は冷却水の加圧状態を示している。即
ち、一群の４本のシリンダガン13…が同時に伸長して溶
接する（図１参照）。

【００１７】そして溶接後は、図３（イ）に示すよう
に、電磁弁17を再び切換えてブースタ16を開状態に作動
させることによりチェック弁15が開き、冷却水が再び循
環供給されると共に、圧縮エアー（矢印Ｂ）が送られた
シリンダガン13が短縮状態となって下電極部５から離間
する。

【００１８】このように、図示されていない他の群のシ
リンダガンの場合も、それに対応する各ブースタ16…を
開閉作動させることにより、群毎でシリンダガンが伸長
・短縮し、溶接することができる。

【００１９】また、図４と図５に示すように、本発明の
溶接装置は、上電極部６を多数（例えば72個）有する場
合には、１個乃至所定複数個の上電極部６…を一群とし
て所定複数群に対応する１個のブースタ16を、冷却水循
環流路14におけるシリンダガン13よりも下流側に配設
し、各群のシリンダガン13…に対応する１個のチェック
弁15…を、流路14におけるシリンダガン13よりも上流側
に配設し、ブースタ16側に連通又はブースタ16側を回避
させるよう切換可能な１個の分岐弁19を、流路14におけ
るシリンダガン13とブースタ16との間に各群のシリンダ
ガン13…に対応して配設して構成する。

【００２０】図４における本実施の形態を具体的に説明
すると、４個の上電極部６…（シリンダガン13…）を一
群として第１群31、第２群32、第３群33、第４群34、第
５群35…等の複数群が設けられている。そして、１個の
ブースタ16が四群のシリンダガン13…に対応するように
設けられると共に、１個のチェック弁15及び１個の分岐
弁19が一群のシリンダガン13…に対応するよう設けられ
ている。即ち、図例では、１個のブースタ16ａが第１群
31〜第４群34に対応している。

【００２１】また、図外の冷却水供給装置に接続された
冷却水循環流路14は、その上流部に於て複数の第１分岐
流路21…に分岐しており、各第１分岐流路21…から各チ
ェック弁15…、各群のシリンダガン13…及び各分岐弁19
…の順に冷却水が通過するように配管されている（図５
参照）。なお、一群における各シリンダガン13…は、第
１分岐流路21にて直列的に連通連結されている。

【００２２】また、図４と図５に示すように、１個の分
岐弁19から下流側は、ブースタ16側へ連通するよう第２
分岐流路22が設けられ、かつ、ブースタ16を回避するよ
う第３分岐流路23が設けられている。このとき、４個の
分岐弁19…に対応する４本の第２分岐流路22…は１本に
合流して１個のブースタ16を経由して（図外の）冷却水
供給装置まで設けられると共に、４個の分岐弁19…に対
応する４本の第３分岐流路23…は１本に合流して（図外
の）冷却水供給装置まで設けられている。即ち、第１・
第２・第３分岐流路21…，22…，23…等にて冷却水循環
流路14が構成されている。

【００２３】また、図４に示す如くエアー配管24，25，
26，27が設けられており、図外のコンプレッサーから供
給された圧縮エアーは（矢印Ｂの如く）エアー配管24，
25，26，27を通って各ブースタ16…や各分岐弁19…や各
シリンダガン13…に送られる。なお、28は電空レギュレ
ータであり、29はガン戻し用増圧弁であり、30はタンク
である。

【００２４】図４と図５は、各群のシリンダガン13…の
未加圧状態（非溶接状態）であり、このとき、各群に対
応する各分岐弁19…は、各第２分岐流路22…を閉じた状
態として切換えられている。従って、冷却水循環流路14
を流れる冷却水は、各チェック弁15…、各シリンダガン
13…、各分岐弁19…を通過して冷却水供給装置へ循環さ
れる。

【００２５】しかして、例えば、第１群31の上電極部６
…にて溶接する場合、図６に示す如く、先ず、上記第１
群31に対応する分岐弁19（19ａ）を選択切換えしてブー
スタ16（16ａ）と第２分岐流路22とを連通させる。この
とき、この分岐弁19ａに対応する電磁弁20を切換えて圧
縮エアーを送ることにより、分岐弁19ａのピストン弁部
36が移動して分岐流路23が閉じ、かつ、分岐流路22が開
く。その後、ブースタ16ａを作動させることにより、ブ
ースタ16ａから上記分岐弁19ａ及びシリンダガン13ａを
経由してチェック弁15ａまでの流路14内の冷却水を加圧
し、それによってチェック弁15ａを閉じかつシリンダガ
ン13ａを伸長して、下電極部５の上に設置された被溶接
物Ｗにシリンダガン13ａの先端電極部18を圧接して溶接
する。即ち、第１群31の４個のシリンダガン13…を電極
加圧して溶接する（図４参照）。なお、斜線部分は冷却
水の加圧状態を示している。このとき、未加圧状態（非
溶接状態）の第２群32、第３群33、第４群34等の他の群
のシリンダガン13…には継続して冷却水が循環供給され
ている。

【００２６】そして溶接後は、図５に示すように、ブー
スタ16ａを開くと共に分岐弁19ａを切換動作させること
によりチェック弁15ａが開いて冷却水が再び循環供給さ
れると共に、圧縮エアー（矢印Ｂ）が送られたシリンダ
ガン13ａが短縮状態に戻る。次に、第２群32の上電極部
６…にて溶接する場合は、上述と同様に、第２群32に対
応する分岐弁19ｂを選択切換えし、かつ、ブースタ16ａ
を作動させて冷却水を加圧することにより、第２群32の
４本のシリンダガン13…が伸長して溶接することができ
る。このように、第３群33、第４群34というように上電
極部６…のシリンダガン13…を、群毎に順次伸長させて
溶接することができる。また、第５群35以降の上電極部
６…にて溶接する場合は、各群に対応するブースタ16及
び分岐弁19を選択して作動させる。

【００２７】なお、本発明は上述の実施の形態に限定さ
れず、例えば、溶接の順番は、第１群31からとは限ら
ず、各ブースタ16…に対応する電磁弁17及び各分岐弁19
…に対応する電磁弁20…の制御により自由に設定するこ
とができると共に、第１群31の上電極部６…と第４群34
の上電極部６…とを同時に作動させて溶接するなど、一
度に複数群にて溶接することも可能である。また、ブー
スタ16による打点箇所毎の電極加圧制御が可能となり、
高精度に溶接することができる。

【００２８】また、本実施の形態では、１個のブースタ
16が四群の上電極部６…に対応する場合を例示したが、
１個のブースタ16を一群乃至三群あるいは五群以上の上
電極部６…に対応させるようにしても良い。また、一群
当たりの上電極部６…の数も自由である。なお、１個の
ブースタ16が対応する群数が少ない場合───例えば、
１個のブースタ16が一群の上電極部６…にのみ対応する
場合───は、分岐弁19を省略しても良い。

【００２９】

【発明の効果】本発明は上述の如く構成されるので、次
に記載する効果を奏する。

【００３０】（請求項１によれば）従来必要であったス
トップバルブ及び電装回路を省略することができ、構造
が簡素化すると共に、製作コストを低減することができ
る。また、小型のチェック弁15の使用により、部品交換
やメンテナンスが容易となったり、取付け配置場所の変
更が容易となる。また、従来配置不可能であった型脱着
ポートに直接取付けも可能となり、それによって冷却水
循環流路14の配管経路が短縮でき、加圧時の高圧配管ホ
ース膨張によるガン加圧の遅延・追従性が向上する。

【００３１】（請求項２によれば）上電極部６を多数個
有する溶接装置に於て、各群の上電極部６…に１個の分
岐弁19及び１個のチェック弁15を対応させることによ
り、ブースタ16の個数を大幅に削減───例えば、従来
の18個から４個までに削減───することができ、組付
工数の低減や省スペース化により配管施工が容易となる
と共に、製作コストを低減することができる。また、ブ
ースタ16の圧力制御に電空レギュレータを採用できるた
め、打点毎の加圧制御が可能となり、溶接品質が安定し
た高精度な多点溶接を行うことができる。即ち、溶接品
質の安定化に対し溶接加工要素である電極加圧力制御が
確立できる。また従来では、多数のブースタの各経路毎
にガン水圧を検知する圧力センサを配置する必要があっ
たが、ブースタ16…の減少に伴って圧力センサも大幅に
減少できる。

【００３２】（請求項３によれば）昇降駆動機構８の構
造が簡素化し、駆動系の部品点数の減少及び製作コスト
の低減を行うことができる。また、ダイハイト（型の高
さ）変更に対応可能であり、ダイハイトが低く設定でき
るため、電極型部の材料費のコストダウンとなる。さら
に、型交換が自動化でき、生産可動率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の溶接装置の実施の一形態を示す簡略構
成説明図である。

【図２】昇降駆動機構を示す構成説明図である。

【図３】溶接電極加圧シリンダガンの未加圧状態及び加
圧状態を示す作用説明図である。

【図４】溶接装置の他の実施の形態を示す構成説明図で
ある。

【図５】溶接電極加圧シリンダガンの未加圧状態を示す
説明図である。

【図６】溶接電極加圧シリンダガンの加圧状態を示す説
明図である。

【図７】従来例を示す簡略構成説明図である。

【図８】従来における溶接電極加圧シリンダガンの未加
圧状態及び加圧状態を示す作用説明図である。

【符号の説明】

１下ベース部２上ベース部３電極型部５下電極部６上電極部８昇降駆動機構９ナット部 10 スクリューシャフト 11 モータ 13 溶接電極加圧シリンダガン 14 冷却水循環流路 15 チェック弁 16 ブースタ 19 分岐弁Ｗ被溶接物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森下泰一郎滋賀県甲賀郡土山町大字南土山乙の41番地高尾金属工業株式会社内Ｆターム(参考） 4E065 AA01 BA03 BB06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相互に接近分離自在に少なくとも一方が
昇降駆動される下ベース部１と上ベース部２とを有する
電極型部３と、上記下ベース部１に設けられた下電極部
５と、上記上ベース部２に設けられると共に未加圧状態
で冷却水が循環供給されかつ加圧状態で上記下電極部５
の上に設置された被溶接物Ｗと圧接する溶接電極加圧シ
リンダガン13を有する上電極部６と、該シリンダガン13
に冷却水を循環供給する冷却水循環流路14と、を備えた
溶接装置に於て、該冷却水循環流路14における上記シリ
ンダガン13よりも上流側に、チェック弁15を配設すると
共に、上記冷却水循環流路14における上記シリンダガン
13よりも下流側に、ブースタ16を配設し、該ブースタ16
からシリンダガン13を経由して上記チェック弁15までの
冷却水循環流路14内の冷却水をブースタ16にて加圧し
て、チェック弁15を閉じかつシリンダガン13を伸長し
て、上記被溶接物Ｗに圧接させて溶接するように構成し
たことを特徴とする溶接装置。
【請求項２】相互に接近分離自在に少なくとも一方が
昇降駆動される下ベース部１と上ベース部２とを有する
電極型部３と、上記下ベース部１に設けられた複数個の
下電極部５…と、上記上ベース部２に設けられると共に
未加圧状態で冷却水が循環供給されかつ加圧状態で上記
下電極部５の上に設置された被溶接物Ｗと圧接する溶接
電極加圧シリンダガン13を有する複数個の上電極部６…
と、該シリンダガン13…に冷却水を循環供給する冷却水
循環流路14と、を備えた溶接装置に於て、１個乃至所定
複数個の上記上電極部６を一群として所定複数群に対応
する１個のブースタ16を、上記冷却水循環流路14におけ
る上記シリンダガン13よりも下流側に配設し、各群のシ
リンダガン13に対応する１個のチェック弁15を、上記冷
却水循環流路14における上記シリンダガン13よりも上流
側に配設し、上記ブースタ16側に連通又はブースタ16側
を回避させるよう切換可能な１個の分岐弁19を、上記冷
却水循環流路14における上記シリンダガン13と上記ブー
スタ16との間に各群のシリンダガン13に対応して配設
し、複数個の上記分岐弁19を選択切換えし、かつ、ブー
スタ16にて冷却水を加圧することにより、所定群のシリ
ンダガン13を伸長して上記被溶接物Ｗに圧接させて溶接
するように構成したことを特徴とする溶接装置。
【請求項３】下ベース部１と該下ベース部１に接近分
離自在として昇降可能に設けられた上ベース部２とを有
する電極型部３と、上記下ベース部１に設けられた下電
極部５と、上記上ベース部２に設けられた上電極部６
と、上記上ベース部２を昇降させる昇降駆動機構８と、
を備えた溶接装置に於て、該昇降駆動機構８が、上記上
ベース部２に設けられたナット部９と、該ナット部９に
螺合するスクリューシャフト10と、該スクリューシャフ
ト10を回転駆動するモータ11と、を備えたことを特徴と
する溶接装置。