JP2001025876A - 多点抵抗溶接機における電極ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数の電極棒に対する加重を均等にして、多
点溶接部における電流値を均等にかつ安定させ、被溶接
物の溶接を不良品なく確実に行う。 【解決手段】 溶接ヘッドの加重板９に固定した電極ガ
イド２４により、複数の電極棒１１を設けた電極プレー
ト１２が保持されている。電極ガイド２４の電極ガイド
ベース１７に装着された加圧プレート２７と、電極プレ
ート１２に固定されたフローティングプレート２８の球
面状突起２８ａとが点接触して単一の加重支点Ｇを形成
する加重支持具１３を備えた支持機構を介して、電極プ
レート１２が垂直面内で揺動自在に加重板９に支持され
ている。加重板９から電極プレート１２への加重は、加
重支点Ｇでの電極プレート１２の揺動により各電極棒１
１に均等に分配されることにより、各溶接部の電流値が
均等でかつ安定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多点抵抗溶接機に
おける溶接ヘッドの電極ユニットに関し、特に、電極プ
レートの複数の電極棒に加重が均等に分布するようにし
た電極ユニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電極ユニット１は、図
６，図７に示すように、多点抵抗溶接機Ａにおける溶接
ヘッド２の加重板３に電極ホルダ４を介して一体的に固
定されており、溶接時に加重板３により電極プレート５
が加圧された際、該電極プレート５に加重Ｆが等分布荷
重ｆとして付加するようになっており、各電極棒６が下
側の電極６ａとの間に置かれた被溶接物Ｗの溶接部Ｐ
１，Ｐ２，Ｐ３との接触の度合に応じて電極プレート５
における加重を分担するものであり、各電極棒６に加重
を等分配させることができないものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の電極ユニッ
ト１においては、溶接に際して、溶接ヘッド２を下げて
電極プレート５に固定されている電極棒６を被溶接物Ｗ
に接触させて加圧したとき、被溶接物Ｗの微小誤差、溶
接機そのものの変形、あるいは各電極棒が消耗により長
さが異なっていたりすると、各電極棒６の被溶接物Ｗに
対する加重が均等にならず、したがって、各電極棒６は
電流値が安定しない上に、電流値に差が生じてしまい、
各溶接部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の剥離強度（ナゲット径）が
各電極棒６毎に異なってしまい、溶接不良が生ずる場合
もある等の問題があった。

【０００４】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
もので、各電極棒に加重が均等に分配され各溶接部にお
ける電流値が安定しかつ均等になり、被溶接物の溶接を
不良品なく確実に行うことができる多点抵抗溶接機にお
ける電極ユニットを提供することを目的とする。

【０００５】

【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の発明は、複数の電極棒を設けた電極プレ
ートが、単一の加重支点を有する加重支持具を備えた支
持機構を介して溶接ヘッドの加重板に支持され、上記加
重支点を中心にして揺動自在に設けられている構成とし
ている。上記構成の装置においては、溶接の際、溶接ヘ
ッドの加重板により電極プレートが加圧されると、電極
プレートの電極棒と被溶接物との接触の度合に応じ、前
記支持機構の加重支点を中心にして、電極プレートが該
加重支点を含む電極プレートに垂直な面内で揺動するの
で、電極プレートの電極棒と被溶接物との接触の度合が
均等に修正され、上記加重板から加重支点を経て電極プ
レートに作用する加重が各電極棒に均等に分配される。
このため、各電極棒の加重分布が均一になって各溶接部
の電流値が同一でかつ安定した値となり、各溶接部に対
して十分な剥離強度を有する良好な溶接が行われる。

【０００６】請求項１に記載の装置において、支持機構
の加重支持具を、加重板と電極プレートのうちの一方に
設けられ平らな支持面を有する第一支持板と、該第一支
持板の支持面に接触する球面状突起を有し前記加重板と
電極プレートのうちの他方に設けられた第二支持板とを
備えた構成とすることができる（請求項２）。この構成
では、平面と球面との点接触により単一の加重支点が構
成され、電極プレートの揺動が円滑に行われて、各電極
棒への加重の均一な分配が良好に行われる。支持面に対
する球面状突起の接触位置を変えることにより加重支点
の位置が容易に変えられ、各電極棒（溶接部）の配置の
変更に対応でき、加重支持具の製作の実施も容易であ
る。

【０００７】請求項２に記載の装置において、第二支持
板を電極プレートにおける電極棒のある側と反対側の面
に取り外し可能に固定された構成とすることができる
（請求項３）。この構成では、電極プレート（電極棒）
の配置が変更された場合、第二支持板を新たな電極プレ
ートに容易に取付け替えが行え、その際、第二支持板の
新たな電極プレートに対する取付け位置を調節して、電
極プレートの加重支点の位置を電極棒の配置に合わせて
調整する。

【０００８】請求項２または請求項３に記載の装置にお
いて、支持機構は、第一支持板を加重板に支持し、か
つ、電極プレートを電極棒の軸方向への僅かな移動と加
重支点を中心とする揺動とを許容するようにして加重板
に保持する電極ガイドを備えた構成とすることができる
（請求項４）。この構成では、電極ガイドにより電極プ
レートが確実に保持されると共に、各電極棒が均等な加
重を以て被溶接物に接触する動作が円滑に行われる。

【０００９】請求項１から請求項４のいずれか１つに記
載の装置において、加重板と電極プレートとが可撓性の
通電ケーブルで電気的に接続された構成とすることがで
きる（請求項５）。この構成では、電流の供給が加重板
を経て行われるので、可動側の電極プレートへの電流の
供給が短尺の可撓性の通電ケーブルで済み、電極プレー
トの加重の分配動作を阻害することが抑えられる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図１〜図５には、溶接機本体
７の先端に設けた溶接ヘッド８の加重板９の下に本発明
の電極ユニット１０が取り付けられ、該電極ユニット１
０に対応して設けた下側の電極１１ａとの間に置かれた
被溶接物Ｗを抵抗溶接する多点抵抗溶接機Ｂが示されて
いる。上記加重板９に設けたターミナル９ａには電源に
連絡された通電ケーブル９ｂが接続されている。上記電
極ユニット１０は、電極棒１１を有する電極プレート１
２と、単一の加重支点Ｇを有する加重支持具１３を介し
て前記電極プレート１２を前記加重板９に支持する支持
機構１４と、加重板９と電極プレート１２とを電気的に
接続する通電ケーブル１５とを備えている。

【００１１】次に、前記電極ユニット１０の詳細構造に
ついて、図３〜図５にもとづいて説明する。電極プレー
ト１２は四角形の平板状に形成され、その下面には複数
個（図の例では３個）の電極棒１１が、電極プレート１
２の略中心を中心とする円周上に等間隔に配置され、前
記下面に対して垂直に向けてボルト等により取り付けら
れている。電極プレート１２の両端面には絶縁性材料の
サイドプレート１６，１６がボルトにより固定されてい
る。

【００１２】前記加重板９の下面には四角形の平板から
なる電極ガイドベース１７がボルトにより固定され、該
電極ガイドベース１７の左右の両端側の下面には案内プ
レート１８，１８が固定されている。該一対の案内プレ
ート１８，１８の間には、前記電極プレート１２がサイ
ドプレート１６と案内プレート１８との間に僅かな間隙
をあけて挿入されており、各案内プレート１８，１８の
下面にスペースカラー１９を介在させてボルトにより固
定した押え板２０が、電極プレート１２の下面に位置し
て該電極プレート１２の下方への脱落を阻止するように
保持している。また、電極ガイドベース１７の前端側に
は絶縁性材料の止め板２１がボルトで固定され、後端側
には絶縁性材料のブラケット２２が固定され、該ブラケ
ット２２に水平方向に移動調節可能にねじ込んだストッ
パボルト２３が設けられており、止め板２１とストッパ
ボルト２３とにより電極プレート１２の前後方向におけ
る僅少範囲を超えた移動を規制している。

【００１３】前記電極ガイドベース１７、案内プレート
１８、押え板２０、止め板２１、ストッパボルト２３等
により電極プレート１２を保持する電極ガイド２４が構
成されている。前記電極ガイドベース１７には、中心に
円形の貫通穴２５があけられ、上面に貫通穴２５と同心
でそれより直径の大きい円形の凹所２６が設けられてい
る。そして、大径円板２７ａの下面に小径円板２７ｂを
ねじで固定してなる加圧プレート（第一支持板）２７
が、小径円板２７ｂを上記貫通穴２５に嵌合され、大径
円板２７ａを上記凹所２６に装着された状態で、前記電
極ガイドベース１７を介して前記加重板９に支持されて
いる。加圧プレート２６の小径円板２６ｂの下面は平面
に形成され、焼入れによる表面硬化処理が施されてい
る。

【００１４】また、前記電極プレート１２の上面には、
上面中央に球面状突起２８ａを設けた円板状のフローテ
ィングプレート（第二支持板）２８が、電極プレート１
２との間に絶縁シート１２ａを介在させて、一対のスト
ッパピン２９、２９によって固定されている。上記球面
状突起２８ａの表面には焼入れによる表面硬化処理が施
されている。前記球面状突起２８ａは、常時は、前記電
極プレート１２の下面が押え板２０に支えられている状
態にあって、前記加圧プレート２７の小径円板２７ｂの
下面に当接せず、該下面との間に若干の隙間があけられ
ているが、溶接作業時は、電極プレート１２の上昇によ
り押し上げられ、前記加圧プレート２７の小径円板２７
ｂの下面に一点で当接する。すなわち、前記加圧プレー
ト２７とフローティングプレート２８とは、それらの小
径円板２６ｂと球面状突起２８ａとが点接触して単一の
加重支点Ｇを形成する加重支持具１３を構成している。

【００１５】前記加重支点Ｇの水平面内（電極プレート
１２の上面に沿う２次元方向）の位置は、電極プレート
１２の電極棒１１の配置（被溶接物の溶接箇所の位置）
を考慮して、加重板９から加重支点Ｇを経て電極プレー
ト１２に伝わる加重が各電極棒１１に均等に配分される
ような位置として求め、前記ストッパピン２９とこれが
嵌合する電極プレート１２のピン孔２９ａの位置で予め
設定しておく。上記加重支点Ｇの位置は、種々の電極の
配置に対応して、電極プレート１２の中心を中心とする
小円Ｒ内に球面状突起２８ａの頂点が位置する範囲でフ
ローティングプレート２８を移動調節して求められる。

【００１６】また、前記通電ケーブル１５は、多数の薄
帯状の導電体１５ａが積層されてなり、円弧状に折り曲
げられ、上端部１５ｂが前記加重板９に固定された通電
ブロック３０にケーブルプレート３１で押さえられてボ
ルト３２で連結されており、また、下端部１５ｃが電極
プレート１２の下端に固定した通電ブロック３３にケー
ブルプレート３４で押さえられてボルト３５で連結され
ている。通電ケーブル１５の少なくとも円弧状部は各導
電体１５ａの相互間または導電体１５ａを複数纏めた導
電体群の相互間に隙間が設けられて、その隙間を空気が
流通するようになっている。

【００１７】次に、上記のように構成された電極ユニッ
ト１０の作用について説明する。被溶接物Ｗの溶接をす
る場合には、多点抵抗溶接機Ｂの溶接ヘッド８を被溶接
物Ｗの位置へ移動させ、電極ユニット１０の各電極棒１
１の位置が被溶接物Ｗの各溶接ポイント（溶接部）Ｐ
１，Ｐ２，Ｐ３に整合する平面位置に溶接ヘッド８を位
置決め停止させる。この状態で、溶接ヘッド８を押し下
げて、加重板９により電極プレート１２を介して電極棒
１１を加圧すると、該電極棒１１と下側の電極１１ａと
で挟まれた被溶接物Ｗの各溶接ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ
３に電流が流れて該溶接部が溶接される。

【００１８】上記溶接の際には、溶接ヘッド８の加重板
９により、前記支持機構１４の加重支持具１３における
加重支点Ｇを介して電極プレート１２が１点集中荷重で
加圧されると、該電極プレート１２の電極棒１１と被溶
接物Ｗとの接触の度合に応じて、電極プレート１２が加
重支点Ｇを中心にして該加重支点Ｇを含む電極プレート
１２に垂直な面内（図のイ、ロ矢方向）で揺動するの
で、電極プレート１２の電極棒１１と被溶接物Ｗとの各
溶接ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３における接触の度合が均
等に修正され、上記加重板９から加重支点Ｇを経て電極
プレート１２に作用する加重が各電極棒１１に均等に分
配される。このため、各電極棒１１の加重分布が均一に
なって各溶接ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３の電流値が同一
でかつ安定した値となり、各溶接部に対して十分な剥離
強度を有する良好な溶接が行われる。

【００１９】また、上記溶接の際には、電極棒１１が被
溶接物Ｗに接触すると、被溶接物Ｗによって電極プレー
ト１２が押し上げられ、電極プレート１２の下面との間
に隙間が生じると共に、電極ガイドベース１７の下面と
電極プレート１２の上面との間にも十分な隙間があり、
サイドプレート１６と案内プレート１８との間および止
め板２１やストッパボルト２３と電極プレート１２の前
後端との間に僅かな隙間があるので、電極プレート１２
の前記加重支点Ｇを中心とする揺動は支障無く円滑に行
われる。

【００２０】なお、図示されていないが、前記電極ガイ
ドベース１７と電極プレート１２にには内部に冷却水の
循環する水路が形成されており、溶接作業中は該水路に
冷却水が流されて電極ガイドベース１７と電極プレート
１２が冷却され、溶接熱により電極ガイドベース１７と
電極プレート１２、さらに、それらを経て加重板９が加
熱されるのを防止している。また、溶接作業中は、通電
ケーブル１５の円弧状部の各導電体１５ａの相互間また
は導電体群の相互間に隙間が設けられているので、通電
ケーブル１５はその隙間を流通する空気により空冷さ
れ、通電による発熱で異常な温度上昇を来すことがな
い。

【００２１】なお、上記実施の形態では、加圧プレート
２７を別体に形成した大径円板２７ａと小径円板２７ｂ
とをねじで固定して構成したので、摩耗し易い小径円板
２７ｂを交換部品として使用することができて都合がよ
いが、大径円板２７ａと小径円板２７ｂとを一体に形成
した加圧プレート２７としてもよい。また、上記実施の
形態では、前記フローティングプレート２８を円板に球
面状突起２８ａを一体に形成したものとして構成した
が、これに代えて、円板にこれとは別体に形成された球
面状突起２８ａを有する部材を着脱自在に取り付けた構
造にしてもよい。このようにすると、摩耗し易い球面状
突起２８ａを有する部材を交換部品として使用でき、保
守点検上好都合である。上記球面状突起２８ａは全体が
球面状に形成されているが、必ずしも全体を球面状にす
る必要はなく、少なくとも加圧プレート２７と揺動接触
する範囲の部分が球面状になっていればよい。

【００２２】さらに、上記実施の形態では、前記加圧プ
レート２７を電極ガイドベース１７に装着し、フローテ
ィングプレート２８を電極プレート１２に固定した構成
としたが、これに代えて、加圧プレート２７を電極プレ
ート１２に固定し、フローティングプレート２８を電極
ガイドベース１７に水平面内における移動調節可能に取
り付けるようにしてもよい。また、上記実施の形態で
は、前記加圧プレート２７の小径円板２７ｂの下面を平
面に形成したので、電極プレート１２に対するフローテ
ィングプレート２８の移動調節のみで前記加重支点Ｇの
位置調節ができて好都合であるが、小径円板２７ｂの下
面は、フローティングプレート２８の球面状突起２８ａ
の曲率半径と同一もしくはそれより大きい半径の凹面に
形成することもできる。この場合には、加圧プレート２
７に対するフローティングプレート２８の加重支点Ｇの
位置が固定されるので、加圧プレート２７を電極ガイド
ベース１７に対し移動調節できるように装着する必要が
ある。

【００２３】

【発明の効果】以上説明のように、請求項１の発明は、
複数の電極棒を設けた電極プレートが、単一の加重支点
を有する加重支具を備えた支持機構を介して溶接ヘッド
の加重板に支持され、上記加重支点を中心にして揺動自
在に設けた構成としたので、溶接の際、溶接ヘッドの加
重板により電極プレートが加圧されると、該電極プレー
トは前記支持機構の加重支点を中心にして揺動し、上記
加重板から加重支点を経て電極プレートに作用する加重
を各電極棒に均等に分配させることができる。したがっ
て、各電極棒の加重分布を均一にして各溶接部の電流値
を同一でかつ安定した値にすることができ、各溶接部に
対して十分な剥離強度を有する溶接を確実に行うことが
できる。

【００２４】請求項２に記載の発明によれば、支持機構
の加重支持具を、加重板と電極プレートのうちの一方に
設けられ平らな支持面を有する第一支持板と、該第一支
持板の支持面に点接触する球面状突起を有し前記加重板
と電極プレートのうちの他方に設けられた第二支持板と
を備えた構成としたので、単一の加重支点を確実に構成
でき、各電極棒への加重の均一な分配を良好に行うこと
ができると共に、支持面に対する球面状突起の接触位置
を変えることにより加重支点の位置の調節を容易に行う
ことができ、各電極棒（溶接部）の配置の変更に容易に
対応でき、加重支持具の製作の実施も容易である。

【００２５】請求項３に記載の発明によれば、第二支持
板を電極プレートにおける電極棒のある側と反対側の面
に取り外し可能に固定された構成としたので、電極プレ
ート（電極棒）の配置が変更された場合、第二支持板の
新たな電極プレートに対する取付け位置の調節を行うこ
とにより、電極プレートの加重支点の位置を電極棒の配
置に合わせて容易に調整することができる。請求項４に
記載の発明によれば、支持機構は、第一支持板を加重板
に支持し、かつ、電極プレートを電極棒の軸方向への僅
かな移動と加重支点を中心とする揺動とを許容するよう
にして加重板に保持する電極ガイドを備えた構成とした
ので、電極ガイドにより電極プレートを確実に保持でき
ると共に、各電極棒が均等な加重を以て被溶接物に接触
する動作を円滑に行わせることができる。

【００２６】請求項５に記載の発明によれば、加重板と
電極プレートとが可撓性の通電ケーブルで電気的に接続
された構成としたので、可動側の電極プレートへの電流
の供給が短尺の可撓性の通電ケーブルで行うことがで
き、電極プレートの各電極棒への加重の均等な分配動作
を通電ケーブルが阻害するのを可及的に防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の電極ユニットを備えた多点抵抗溶接
機を示す正面図である。

【図２】 同じく側面図である。

【図３】 本発明の電極ユニットの一実施の形態を示す
正面図である。

【図４】 同じく一部を断面で示した側面図である。

【図５】 図４のＸ−Ｘ矢視図である。

【図６】 従来の電極ユニットを備えた多点抵抗溶接機
を示す正面図である。

【図７】 同じく側面図である。

【符号の説明】

Ｇ 加重支点 Ｗ 被溶接物 ８ 溶接ヘッド ９ 加重板 １０ 電極ユニット １１ 電極棒 １２ 電極プレート １３ 加重支持
具 １４ 支持機構 １５ 通電ケー
ブル ２４ 電極ガイド ２７ 加圧プレ
ート（第一支持板） ２８ フローティングプレート（第二支持板） ２８ａ 球面状突起 ２９ ストッパ
ピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 昭一 群馬県桐生市広沢町一丁目2681番地 株式 会社ミツバ内 (72)発明者 山崎 洋一 群馬県桐生市広沢町一丁目2681番地 株式 会社ミツバ内 Ｆターム(参考） 4E065 AA01 AA08 AA09 BB03 DA01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の電極棒を設けた電極プレートが、
   単一の加重支点を有する加重支持具を備えた支持機構を
   介して溶接ヘッドの加重板に支持され、上記加重支点を
   中心にして揺動自在に設けられていることを特徴とする
   多点抵抗溶接機における電極ユニット。
2. 【請求項２】 前記支持機構の加重支持具は、前記加重
   板と電極プレートのうちの一方に設けられ平らな支持面
   を有する第一支持板と、該第一支持板の支持面に点接触
   する球面状突起を有し前記加重板と電極プレートのうち
   の他方に設けられた第二支持板とを備えていることを特
   徴とする請求項１に記載の多点抵抗溶接機における電極
   ユニット。
3. 【請求項３】 前記第二支持板は電極プレートにおける
   電極棒のある側と反対側の面に取り外し可能に固定され
   ていることを特徴とする請求項２に記載の多点抵抗溶接
   機における電極ユニット。
4. 【請求項４】 前記支持機構は、前記第一支持板を加重
   板に支持し、かつ前記電極プレートを電極棒の軸方向へ
   の僅かな移動と前記加重支点を中心とする揺動とを許容
   するように保持する電極ガイドを備えていることを特徴
   とする請求項２または請求項３に記載の多点抵抗溶接機
   における電極ユニット。
5. 【請求項５】 前記加重板と電極プレートとは可撓性の
   通電ケーブルで電気的に接続されていることを特徴とす
   る請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の多点抵
   抗溶接機における電極ユニット。