JP2002361439A - 溶接ヘッドおよび抵抗溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操作性の良い手動溶接ヘッドの機能はそのま
まで溶接性に優れた溶接ヘッドを提供する。 【解決手段】 被溶接物へ外力による加圧力が第１の設
定加圧力Ｋ１に到達すると機械加圧スタート信号Ｋを出
力する信号発生手段１２と、上記機械加圧スタート信号
Ｋに応じて上記被溶接物に機械力による第２の設定加圧
力Ｋ２を加える加圧手段３１、３２と、上記第２の設定
加圧力Ｋ２に到達したことを検出し、検出信号を出力す
る出力手段３４とを備え、上記検出信号に基づき溶接機
２２から通電され、抵抗溶接をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は抵抗溶接に用いる溶
接ヘッドおよび抵抗溶接装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の抵抗溶接装置の概要を示す
構成図であり、４０は溶接ヘッド、５０は溶接通電の電
源となる溶接機である。図６は従来の溶接ヘッド４０の
使用方法を示す説明図であり、溶接ヘッド４０は手で握
られ、通常、その先端は被溶接物を持つためのピンセッ
ト代わりにも使用できるものである。

【０００３】図７は従来の溶接ヘッド４０の上面図、図
８は図７の内部構造を示すVIII−VIII側面断面図であ
り、溶接前の状態を示す。図７、図８において、１は部
品が取り付けられる基盤、２は溶接用の上部電極、３は
下部電極、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは基盤１への取り付
け用のピン、５は一端に上部電極２、他端に溶接機５０
（図示せず）に連結する電気コード５ａが接続されてい
る上部ハウジングであり、ピン４ａを支点として回転可
能に取り付けられている。

【０００４】６は一端に下部電極３、他端に溶接機５０
に連結する電気コード５ｂが接続されている下部ハウジ
ングであり、ピン４ｃ、４ｄで基盤１に固定されてい
る。７は上部ハウジング５と下部ハウジング６間を押圧
するバネ、８は手で押さえることができるハンドル、９
はハンドル８を押し上げるバネ、１０はバネ９の力を調
整するネジ、１１はピン４ａを支点として回転可能に取
り付けられ、バネ９の力をハンドル８に伝達している伝
達バー、１２はハンドル８の状態でオンオフ信号を発生
する手段であるマイクロスイッチであり、そのスイッチ
端子１２ａは上部ハウジング５に当接している。

【０００５】１３は伝達バー１１に固定されたマイクロ
スイッチ１２の取付け用のフランジであり、そのラグ部
１３ａでバネ９の力を上部ハウジング５に伝え、かつ伝
達バー１１が上部ハウジング５から上方に飛び出さない
ようにストッパーの役割をもしている。

【０００６】図９は溶接ヘッド４０の溶接状態を示す側
面断面図である。図９において、ハンドル８が人力で押
し下げられた状態では伝達バー１１が下がりバネ９が圧
縮され、フランジ１３も下がるため、マイクロスイッチ
１２のスイッチ端子１２ａが延びた状態を示す。

【０００７】次に動作について図５〜図９を用いて説明
する。図６のように手で溶接ヘッド４０を持ち、被溶接
物を上部電極２と下部電極３で摘みハンドル８を握り込
んで被溶接物を加圧する。

【０００８】図９に示すように、ハンドル８が下方に押
し下げられ所定の設定加圧力を超えると伝達バー１１と
フランジ１３を介して伝達バー１１に取り付けられたマ
イクロスイッチ１２が上部ハウジング５から相対位置で
下方に沈み、マイクロスイッチ１２のスイッチが入り、
溶接スタート信号Ｓが溶接機５０に伝わる。

【０００９】溶接スタート信号Ｓを受けた溶接機５０は
溶接ヘッド４０に対して溶接電流を通電し、被溶接物は
抵抗溶接される。上記設定加圧力はバネ９の復元力と比
例関係にあり、ネジ１０によって特定の範囲で任意に調
整することが可能である。

【００１０】図１０は従来の加圧力の特性図であり、横
軸は時間、縦軸は加圧力を示す。図１０において、溶接
開始は溶接スタート信号Ｓの発生時点であり、人力でも
同一の加圧力で開始させることができる。しかし溶接電
流通電中の加圧力は、例えば図中のケース１とケース２
のように個人差により色々の増加現象が現れ、溶接完了
までには大きく差が出てくる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来のこの種の溶接ヘ
ッドでは人力にて加圧するため、図１０に示したように
溶接スタート信号Ｓの発生時に加圧力はほぼ同一であっ
ても、溶接電流通電中の加圧力は安定していない場合が
多い。このような場合、被溶接物間の抵抗値が変化して
安定せず結果として、溶接の品質がバラツクなどの問題
があった。

【００１２】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、溶接電流通電中の加圧力を安定さ
せるとともに、溶接電流通電中の加圧力を一定に保つこ
とができる溶接ヘッドを提供することを目的としてお
り、さらにこの溶接ヘッドに適した抵抗溶接装置を提供
するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る溶接ヘッド
は、被溶接物へ外力による加圧力が第１の設定加圧力に
到達すると機械加圧スタート信号を出力する信号発生手
段と、上記機械加圧スタート信号に応じて上記被溶接物
に機械力による第２の設定加圧力を加える加圧手段と、
上記第２の設定加圧力に到達したことを検出し、検出信
号を出力する出力手段とを備え、上記検出信号に基づき
溶接機から通電され抵抗溶接を行うことを特徴とするも
のである。

【００１４】また、本発明に係る溶接ヘッドは、第２の
設定加圧力は電磁チャックにて加圧し、上記第２の設定
加圧力に到達後は、空圧機器または油圧機器にて上記第
２の設定加圧力を維持する加圧手段であることを特徴と
するものである。

【００１５】さらに、本発明に係る抵抗溶接装置は、機
械加圧スタート信号をトリガーとして溶接機から通電す
る抵抗溶接装置において、上記溶接機から出力する溶接
通電波形におけるその溶接通電波形のスタート部に溶接
待機時間を設けたことを特徴とするものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、本発明の実
施の形態１を示す図１〜図３を用いて説明する。図中、
従来と同一符号はそれぞれ相当部分を示す。

【００１７】図１は本発明の実施の形態１の全体構成図
を示す。図１において、２０は溶接ヘッド、２１は信号
を制御するコントローラ、２２は溶接通電の電源とな
り、コントローラ２１に接続された溶接機、２３はレギ
ュレータである。

【００１８】図２は溶接ヘッド２０の溶接前の側面断面
図であり、図２において、３１はエアーシリンダーであ
り、コンプレッサ（図示せず）によって一定圧力の空気
が供給されている。なお、エアーシリンダー３１に代え
て油圧装置で構成することもできる。３２は基盤１に固
定された加圧手段である電磁チャックであり、ハンドル
３３を磁気的に吸引することができる。３４はエアーシ
リンダー３１に取り付けられエアーシリンダーの位置を
検出し、検出信号を出力する出力手段であるシリンダー
位置センサである。図中、エアーシリンダー３１はシリ
ンダーエンドで停止している。

【００１９】次に動作について、図１〜図３を用いて説
明する。従来と同様に手で溶接ヘッド２０を持ち、被溶
接物を上部電極２と下部電極３で摘みハンドル３３を握
り込んで被溶接物を加圧する。

【００２０】図３のように、人力によりハンドル３３が
押し下げられ、この加圧力があらかじめ設定された第１
の設定加圧力Ｋ１を超えると、伝達バー１１とフランジ
１３を介して伝達バー１１に取り付けられたマイクロス
イッチ１２が上部ハウジング５から相対位置で下方に沈
み、マイクロスイッチ１２のスイッチ端子１２ａが延び
スイッチがオンとなり、機械加圧スタート信号Ｋとして
コントローラ２１に伝える。

【００２１】機械加圧スタート信号Ｋを受けたコントロ
ーラ２１は電磁チャック３２を動作させ、ハンドル３３
を磁気的に吸引し、被溶接物及びバネ９を更に加圧す
る。第２の設定加圧力Ｋ２に到達すると、エアーシリン
ダー３１がバネ９を押し上げている力より大きな力が伝
達バー１１からバネ９に加わり、シリンダーエンドにあ
ったエアーシリンダー３１のシリンダーが下方に沈み込
みシリンダー位置センサー３４がオフとなりオフ信号を
発生する。

【００２２】このオフ信号を受けたコントローラ２１は
溶接スタート信号Ｓを溶接機２２に伝える。溶接スター
ト信号Ｓを受けた溶接機２２は溶接ヘッド２０に向け溶
接電流を通電し、被溶接物は抵抗溶接される。溶接電流
通電完了すると、溶接機２２は溶接完了信号をコントロ
ーラ２１に対して発信し、それを受けたコントローラ２
１は電磁チャック３２の動作を停止し、被溶接物への加
圧を開放し，溶接を完了する。

【００２３】図４はこの実施の形態１による加圧力の特
性図である。図４において、横軸は時間であり、電磁チ
ャック３２の動作開始と終了時点、および溶接開始と溶
接完了時点を示す。縦軸には、第１の設定加圧力Ｋ１、
および第２の設定加圧力Ｋ２を示す。したがって、溶接
電流通電中は図４に示すように機械力による第２の設定
加圧力Ｋ２に基づきほぼ一定した状態で加圧される。

【００２４】実施の形態２．実施の形態１においては図
４に示したように第２の設定加圧力Ｋ２に到達後、溶接
スタート信号Ｓを発生させ溶接機２２から溶接電流を通
電した。実施の形態２では、第１の設定加圧力Ｋ１に到
達した時点で機械加圧スタート信号Ｋと溶接スタート信
号Ｓを発生させ、溶接機２２からの溶接電流通電波形の
最初に、機械加圧によって第２の設定加圧力Ｋ２に到達
するであろう予定時間を溶接待機時間Ｔとし、この溶接
待機時間Ｔ中は溶接を無効とするため溶接電流を流さな
いようにする。つまり、溶接機から出力する溶接通電波
形におけるその溶接通電波形のスタート部に溶接待機時
間Ｔを設けて溶接電流を遮断しておく。

【００２５】この実施の形態２のように溶接待機時間Ｔ
を設ければ、第２の設定加圧力Ｋ２に到達したことを確
認する手段が省略でき、抵抗溶接装置を簡素化でき、溶
接能率もよいという効果を得ることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば手動の溶
接ヘッドとしての機能と共に、溶接電流通電中は機械力
により一定加圧することができるので、作業性が良くか
つ溶接品質のバラツキの少ない溶接ヘッドを得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１を示す抵抗溶接装置の構成図で
ある。

【図２】 実施の形態１の溶接ヘッドの溶接前を示す側
面断面図である。

【図３】 実施の形態１の溶接ヘッドの溶接時を示す側
面断面図である。

【図４】 実施の形態１の加圧力の特性図である。

【図５】 従来の抵抗溶接装置を示す構成図である。

【図６】 溶接ヘッドの使用方法の説明図である。

【図７】 従来の溶接ヘッドの溶接前を示す上面図であ
る。

【図８】 従来の溶接ヘッドの溶接前を示す側面断面図
である。

【図９】 従来の溶接ヘッドの溶接時を示す側面断面図
である。

【図１０】 従来の加圧力の特性図である。

【符号の説明】

１ 基盤、２ 上部電極、３ 下部電極、５ 上部ハウ
ジング、６ 下部ハウジング、７ バネ、９ バネ、１
２ マイクロスイッチ（信号発生手段）、２０溶接ヘッ
ド、２１ コントローラ、２２ 溶接機、２３ レギュ
レータ、３１エアーシリンダー、３２ 電磁チャック
（加圧手段）、３３ ハンドル、３４シリンダー位置セ
ンサー（出力手段）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被溶接物へ外力による加圧力が第１の設
   定加圧力に到達すると機械加圧スタート信号を出力する
   信号発生手段と、 上記機械加圧スタート信号に基づき上記被溶接物に機械
   力で第２の設定加圧力を加える加圧手段と、 上記第２の設定加圧力に到達したことを検出し、検出信
   号を出力する出力手段とを備え、上記検出信号に基づき
   溶接機から通電して抵抗溶接を行うことを特徴とする溶
   接ヘッド。
2. 【請求項２】 第２の設定加圧力は電磁チャックにて加
   圧し、上記第２の設定加圧力に到達後は、空圧機器また
   は油圧機器にて上記第２の設定加圧力を維持する加圧手
   段であることを特徴とする請求項１記載の溶接ヘッド。
3. 【請求項３】 機械加圧スタート信号をトリガーとして
   溶接機から通電する抵抗溶接装置において、 上記溶接機から出力する溶接通電波形におけるその溶接
   通電波形のスタート部に溶接待機時間を設けたことを特
   徴とする抵抗溶接装置。