JP2004017070A

JP2004017070A - 抵抗溶接機

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Publication number: JP2004017070A
Application number: JP2002173110A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Ido; 井▲土▼　龍也
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2002-06-13
Filing date: 2002-06-13
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2022-06-13
Also published as: JP4284928B2

Abstract

【課題】円筒部品の端面を他の被接合部品に抵抗溶接するに当たって，各部品に変形を生じることなく，良好に抵抗溶接できる抵抗溶接機を提供すること。
【解決手段】円筒部品５０の端面５５を他の被接合部品に抵抗溶接するための抵抗溶接機１である。該抵抗溶接機１は，円筒部品５０の内周面を拘束するインナー部材３１と，外周面を拘束するアウター部材３２とを有している。そして，インナー部材３１及びアウター部材３２のうち少なくとも一方は，抵抗溶接用の電流を円筒部品５０に供給するための電極をなしており，かつ，インナー部材３１及びアウター部材３２のうち少なくとも一方は，円筒部品５０を径方向に押圧する押圧手段を有している。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は，円筒部品の端面を他の部材に抵抗溶接する抵抗溶接機に関する。
【０００２】
【従来技術】
抵抗溶接を実施するに当たっては，接合すべき部品を相互に当接させると共に，各部品に，それぞれ電極を接触させる。そして，これらの電極間に電流を流し，上記の接合すべき部品間の当接面を溶融させて溶接する。
このとき，部品と電極とが接触する接触面積を十分に確保しなければ，部品間の当接部に十分な電流を供給することができない。そのため，部品と電極とは，強い押圧力により接触させる必要がある。
【０００３】
【解決しようとする課題】
ところで，上記溶接すべき部品が，円筒部品の場合は，従来，円筒部品の外周面に電極を押圧して抵抗溶接を実施していた。そのため，上記の抵抗溶接による接合においては，次のような問題がある。
即ち，上記の押圧力が小さいと上記電極と上記円筒部品との間の接触面積を十分に確保することができない。そして，このように接触面積が不十分なまま抵抗溶接を実施すると，接合すべき部品の当接部に十分な電流を流すことができず，接合部において溶接欠陥を生じるおそれが高い。
【０００４】
一方，上記押圧力を大きくしていけば，上記円筒部品と上記電極との接触面積を十分に確保して，接合すべき部品の当接部に十分な電流を流すことができる。しかし，上記円筒部品や上記当接部に大電流が流れると，その電流によって発生するジュール熱により円筒部品自体が過熱し，軟化する。そして，軟化した円筒部品にあっては，上記の押圧力により変形を生じ易く，その変形を生じたまま溶接されてしまうおそれがある。
【０００５】
【解決しようとする課題】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，円筒部品の端面を他の被接合部品に抵抗溶接するに当たって，各部品に変形を生じることなく，良好に抵抗溶接できる抵抗溶接機を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題の解決手段】
本発明は，円筒部品の端面を他の被接合部品に抵抗溶接するための抵抗溶接機であって，
上記円筒部品の内周面を拘束するインナー部材と，外周面を拘束するアウター部材とを有しており，上記インナー部材及び上記アウター部材のうち少なくとも一方は，抵抗溶接用の電流を上記円筒部品に供給するための電極をなしており，かつ，上記インナー部材及び上記アウター部材のうち少なくとも一方は，上記円筒部品を，その径方向に押圧する押圧手段を有していることを特徴とする抵抗溶接機にある（請求項１）。
【０００７】
本発明による上記抵抗溶接機は，上記円筒部品の内周面を拘束するインナー部材と，外周面を拘束するアウター部材とを有している。また，インナー部材及びアウター部材のうち少なくとも一方は，上記円筒部品を，その径方向に押圧する押圧手段を有している。
【０００８】
そのため，上記インナー部材及び上記アウター部材により上記円筒部品の内外周面を拘束した状態で，上記押圧手段により径方向に上記円筒部品を押圧することにより，該円筒部品の内周面及び外周面の両面は，インナー部材及びアウター部材からの強い押圧力又はその反力により，より強く拘束される。そして，上記円筒部品の内周面及び外周面と，インナー部材及びアウター部材との接触面においては，上記押圧手段による押圧力を受けて，十分な接触面積を確保することができる。
【０００９】
また，インナー部材及びアウター部材のうち少なくとも一方は，抵抗溶接用の電流を上記円筒部品に供給するための電極をなしている。そのため，上記円筒部品に十分に接触したインナー部材あるいはアウター部材を介して，円筒部品に十分な電流を供給することができる。そして，上記円筒部品と他の被接合部品との当接部に，電流を効率良く流して両者を良好に溶接することができる。
【００１０】
さらに，上記のごとく，円筒部品の内周面及び外周面は，インナー部材及びアウター部材により拘束してある。そのため，上記押圧手段からの押圧力は，上記インナー部材と上記アウター部材とによる上記円筒部品に対する狭持力（拘束力）として利用されており，円筒部品を変形させる方向にはほとんど作用しない。それ故，抵抗溶接するに当たって，上記円筒部品がジュール熱により軟化した場合であっても，該円筒部部品に変形を生じるようなことがない。
【００１１】
このように，本発明の抵抗溶接機は，上記円筒部品と上記被接合部品との当接部に，効率良く電流を流すことができ，上記円筒部品と上記被接合部品とを良好かつ強固に接合できる。また，このとき，抵抗溶接する上記円筒部品は，その内周面及び外周面の両面から保持してあるため，変形を生じることもない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明においては，上記インナー部材及び上記アウター部材の両者が，上記電極をなすよう構成されていることが好ましい（請求項２）。
この場合には，上記電極と上記円筒部品との接触面積をさらに大きくして，上記電極と上記円筒部品との間の電気的抵抗を低下させることができる。このように電極と円筒部品との間の電気抵抗を抑制された抵抗溶接機は，上記円筒部品と上記被接合部品との当接部に，さらに効率良く電流を流すことができる。そして，このような抵抗溶接機により接合された上記円筒部品と上記被接合部品とは，さらに強固に接合される。
【００１３】
また，上記インナー部材及び上記アウター部材の両者が，上記押圧手段を有していることが好ましい（請求項３）。
この場合には，上記インナー部材及び上記アウター部材は，それぞれが有する押圧手段により上記円筒部品を押圧できる。このとき，インナー部材とアウター部材とは，円筒部品の壁面を狭持した状態で相互に押圧し合うことになる。そのため，上記円筒部品の内外周面を，さらに均等に押圧できる。そして，均等に押圧された上記円筒部品にあっては，抵抗溶接時に生じうる変形をさらに抑制できる。
【００１４】
また，上記インナー部材又は上記アウター部材は，複数のコレット片を略円筒形状に配置してなるコレット部を有しており，
上記押圧手段は，上記コレット部と該コレット部の内周側又は外周側において軸方向に進退可能に配設されたドロー部材とよりなり，該ドロー部材と上記コレット片とは，軸方向に対して傾斜したテーパ面を互いに有していると共に，該テーパ面を摺動可能に当接させており，上記ドロー部材の進退に伴って上記テーパ面の当接位置を変化させることにより，上記コレット片を弾性的に変形させて，上記コレット部の径を大きく又は小さくすることにより上記円筒部品の内周面又は外周面を押圧できるよう構成されていることが好ましい（請求項４）。
【００１５】
この場合には，比較的簡単な装置構成により，上記円筒部品の内周面及び外周面の両面を，均等に押圧できる。すなわち，上記コレット部のコレット片を，上記円筒部品の内周面又は外周面に沿うよう弾性的に変形させることにより，上記円筒部品の内周面又は外周面を拘束することができる。また，上記のコレット片の弾性変形は，上記ドロー部材の進退によって制御することができ，制御方法も比較的容易となる。
【００１６】
【実施例】
（実施例１）
本例の実施例にかかる抵抗溶接機１について，図１〜図６を用いて説明する。本例の抵抗溶接機１は，円筒部品５０の端面をシェルポンプ６０に抵抗溶接するための抵抗溶接機１である。
該抵抗溶接機１は，図１に示すごとく，円筒部品５０の内周面を拘束するインナー部材３１と，外周面を拘束するアウター部材３２とを有している。そして，インナー部材３１及びアウター部材３２の両者は，抵抗溶接用の電流を円筒部品５０に供給するための電極をなしている。さらに，インナー部材３１及びアウター部材３２の両者は，円筒部品５０を径方向に押圧する押圧手段を有している。以下にこの内容について詳しく説明する。
【００１７】
本例の抵抗溶接機１は，図１に示すごとく，自動車用のトルクコンバーターの部品であるポンプインペラを製造するための装置である。このポンプインペラは，円筒部品５０とシェルポンプ６０とを同軸上に配置し，円筒部品５０の軸方向の端面５５をシェルポンプ６０の平面部６５に当接させ，両者を接合して製造する自動車用の部品である。
【００１８】
この抵抗溶接機１は，図１に示すごとく，ベース電極２０と，該ベース電極２０に向けて移動可能に配設された加圧プレート２９との間において，上記円筒部品５０とシェルポンプ６０とを相互に押し付けた状態で保持できるように構成してある。
【００１９】
上記加圧プレート２９には，シェルポンプ６０に当接してこれに電流を供給するための加圧電極２９１が配設されている。そして，加圧電極２９１は，加圧プレート２９の進退に伴って進退するよう構成されている。
上記ベース電極２０には，上記インナー部材３１及びアウター部材３２が所定の間隔をあけて配設されている。そして，この両者３１，３２に対してベース電極２０から電流が供給されるように構成されている。
【００２０】
上記インナー部材３１は，図１〜図３に示すごとく，略円筒形状を呈しており，その内周側に配設されたドローバー２１（図１）の進退に伴って外径を拡縮するインナーコレット部３１５を有している。
インナーコレット部３１５は，図２，図３に示すごとく，その外周面に，円筒部品５０の内周面と導電可能に接触するインナー当接部３１７を有すると共に，その内周面に，ドローバー２１のインナーテーパ面２１３と当接するインナーコレットテーパー３１６（図１）を有している。コレット片３１８は，図２，図３に示すごとく，インナー部材３１の軸心に沿ったスリット状の切断面３８１により区切られた細長い短冊状の部位である。そして，このコレット片３１８は，その基端部３８２において，略円筒状の本体部分３１９と弾性的に接続されている。
【００２１】
また，上記ドローバー２１は，図１に示すごとく，上記ベース電極２０のネジ部２０１に螺合するネジ部２１１を有する略円柱形状の部材である。そして，このドローバー２１は，ネジ部２１１と軸方向の反対側には，ベース電極２０に螺入させるために上記ドローバー２１を回動操作するための操作部２１５を有すると共に，上記インナー部材３１のインナーコレットテーパー３１６と当接するインナーテーパ面２１３とを有している。
【００２２】
そして，上記インナーコレット部３１５とドローバー２１とよりなる本例の第１の押圧手段は，図１に示すごとく，ドローバー２１を回動させて下方に降下（前進）させることにより，インナーテーパ面２１３とインナーコレットテーパー３１６とが摺動して互いの当接位置がずれ，上記インナー部材３１のインナーコレット部３１５の外径が拡張し，上記円筒部品５０を内周側から径方向に押圧するように構成されている。
【００２３】
上記アウター部材３２は，略円筒形状を呈しており，その外周側に配設されたドローリング２２の進退に伴って内径を縮径するアウターコレット部３２５を有している。アウターコレット部３２５は，図４及び図５に示すごとく，その内周面に，円筒部品５０の外周面と当接するアウター当接部３２７を有していると共に，その外周面に，後述するドローリング２２のアウターテーパ面３２３と当接するアウターコレットテーパー３２６を有している。
【００２４】
コレット片３２８は，上記インナーコレット部３１５のコレット片３１８と同様に，その基端部３９２により，アウター部材３２の本体部分３２９と弾性的に接続されている。
また，上記ドローリング２２は，図１に示すごとく，上記アウター部材３２の外周面に配設されたネジ部３２１に螺合するネジ部３２１を有する略円筒形状の部材である。そして，このドローリング２２は，その外周面には，該ドローリング２２を回転させるスパナ等の工具を係合させるための対向する２平面が配設されていると共に，上記アウター部材３２のアウターコレットテーパー３２６と当接するアウターテーパ面２２３とを有している。
【００２５】
そして，上記アウターコレット部３２５とドローリング２２とよりなる本例の第２の押圧手段は，図１に示すごとく，ドローリング２２を回動させて下方に降下（前進）させることにより，アウターテーパ面２２３とアウターコレットテーパ−３２６とが摺動して互いの当接位置がずれ，上記アウター部材３２のアウターコレット部３２５の内径が縮小し，上記円筒部品５０を外周側から径方向に押圧するよう構成されている。
【００２６】
上記のごとく構成された抵抗溶接機１を用いて，上記シェルポンプ６０に上記円筒部品５０を接合して，ポンプインペラを製造するに当たっては，まず，図６に示すごとく，インナー部材３１とアウター部材３２との間の間隙の底部に配置した絶縁部材４０の上に円筒部品５０を挿入配置する。
【００２７】
次に，このドローバー２１及びドローリング２２を，交互かつ均等に回転させて，それぞれベース電極２０及びアウター部材３２に対して螺入していく。ドローバー２１を螺入していくと，そのインナーテーパ面２１３は，インナー部材３１のインナーコレットテーパ−３１６と当接し，コレット片３１８を外径方向に変位させる。そして，インナーコレット部３１５の外径を大きくして，インナー当接部３１７を円筒部品５０の内周面に押圧させることができる。
【００２８】
また，ドローリング２２を螺入していくと，そのアウターテーパ−面２２３は，アウター部材３２のアウターコレットテーパ−３２６と当接して，コレット片３２８を内径方向に変位させ，アウターコレット部３２５の内径を小さくする。このようにして，アウター当接部３２７を円筒部品５０の外周面に押圧させることができる。
【００２９】
そしてその後，円筒部品５０の内周面とインナー当接部３１７との間及び円筒部品５０の外周面とアウター部材３２との間に所定の押圧力を生じるまで，ドローバー２１とドローリング２２とを交互に螺入する。
そうすると，インナー当接部３１７及びアウター当接部３２７と，円筒部品５０の内周面及び外周面との間に均等に押圧力を発生させ，その接触面において，十分な接触面積を確保することができる。
【００３０】
次に，図１に示すごとく，円筒部品５０に対してシェルポンプ６０を同軸上に配置し，円筒部品５０の端面とシェルポンプ６０とを当接させる。ここで，インナー部材３１とシェルポンプ６０との間の電気的なリークを防止するため，両者の間に絶縁部材４０を配設しておく。そして，シェルポンプ６０を加圧プレート２９と共に前進（下降）させた加圧電極２９１により押さえる。そして，シェルポンプ６０と円筒部品５０との間に所定の押し付け荷重が発生するよう，ベース電極２０と加圧プレート２９との間隔を調整する。
【００３１】
次に，上記のごとく円筒部品５０とシェルポンプ６０とを保持する抵抗溶接機１において，加圧プレート２９とベース電極２０との間に電圧を印加し，両者の間に電流を流す。このようにして，円筒部品５０とシェルポンプ６０とが当接する当接部において，上記の電流によるジュール熱を発生させる。そして，このジュール熱により，円筒部品５０とシェルポンプ６０との当接部において，その素材を溶融させて両者を溶接する。
【００３２】
このとき，円筒部品５０の内外周面は，上記アウター部材３２と上記インナー部材３１とにより狭持され，拘束された状態にあり，かつ，上記第１，第２の押圧手段からの押圧力によりその狭持力（拘束力）が増大している。押圧する。そのため，電極であるアウター部材３２及びインナー部材３１と，円筒部品５０とは十分に接触した状態にある。
【００３３】
このようにアウター部材３２及びインナー部材３１と円筒部品５０とを十分に接触させた状態で，電流を供給することにより，円筒部品５０とシェルポンプ６０の当接部に効率良く電流を流すことができる。そして，その当接部を溶融させて，両者を良好に溶接できる。
【００３４】
また，円筒部品５０の内外周面を，インナー部材３１とアウター部材３２とにより狭持し，拘束しながら溶接を実施する。そして，上記のごとく，その狭持力（拘束力）は，上記第１，第２の押圧手段からの押圧力によって増大している。また，この拘束力は，円筒部品５０を変形する方向にはほとんど作用していない。そのため，ジュール熱により円筒部品５０が軟化した場合にも，円筒部品５０に変形を生じるおそれがない。
【００３５】
このように，本例の抵抗溶接機１によれば，円筒部品５０の端面をシェルポンプ６０に抵抗溶接するに当たって，円筒部品５０に変形を生じることなく，強固かつ良好に抵抗溶接することができる。
なお，本例の抵抗溶接機１においては，インナー部材３１とアウター部材３２とから円筒部品５０に電流を供給したが，どちらか一方からのみ電流を供給する構成とすることも可能である。
【００３６】
また，本例の抵抗溶接機１においては，上記ドローバー２１及び上記ドローリング２２は，ネジ部２１１，２２１の螺合により進退するよう構成されている。これに代えて，ドローバー２１及びドローリング２２を，それぞれ油圧シリンダに接続して，各油圧シリンダの動きによりドローバー２１及びドローリング２２を進退させるように構成することもできる。
【００３７】
さらに，ドローバー２１とドローリング２２とを一体的に，単一の油圧シリンダに接続して，この油圧シリンダの動きによりドローバー２１及びドローリング２２を一体的に進退できるよう構成することもできる。この場合には，ドローバー２１及びドローリング２２を一体的に進退させて，上記円筒部品の内周面及び外周面をさらに均等に押圧することができる。
【００３８】
（実施例２）
本例は，実施例１における上記抵抗溶接機１において，上記円筒部品５０の内周面を拘束する方法を変更した例である。
本例の抵抗溶接機１では，図７に示すごとく，実施例１における上記インナーコレット部を有する上記インナー部材及び上記ドローバーの組み合わせに代えて，一定の外径であるインナー当接部３１７を有するインナー部材３１を適用している。
【００３９】
このインナー当接部３１７は，円筒部品５０の内周面に対して，ほとんど隙間なく嵌合可能なように構成してある。なお，実際には，インナー部材３１の外周に上記円筒部品５０を装着する際には，両者の間には最低限のクリアランスが必要となるが，このクリアランスは円筒部品５０の内径公差の範囲内に収めることが必要である。
【００４０】
本例の抵抗溶接機１によれば，上記のインナー当接部３１７によって円筒部品５０の内周面を拘束している。そのため，アウター部材３２により円筒部品５０の外周面を押圧することにより，インナー当接部３１７には，その反力を生じさせることができる。それ故，インナー部材３１及びアウター部材３２と，円筒部品５０との間に，適切な押圧力を発生させて両者を十分に接触させることができる。
【００４１】
そして，インナー部材３１及びアウター部材３２を，円筒部品５０に十分接触させた状態で，抵抗溶接を実施することにより，円筒部品５０とシェルポンプ６０とを良好に溶接することができる。また，円筒部品５０は，内周面と外周面との両面から拘束した状態で，抵抗溶接される。そのため，円筒部品５０に変形等を生じることもない。
なお，その他の構成及び作用効果については，実施例１と同様である。
【００４２】
（実施例３）
本例は，実施例１における上記抵抗溶接機１において，上記円筒部品５０の外周面の保持する方法を変更した例である。
本例の抵抗溶接機１では，図８に示すごとく，実施例１における上記アウターコレット部を有する上記アウター部材及び上記ドローリングの組み合わせに代えて，一定の内径であるアウター当接部３２７を有するアウター部材３２を適用している。
このアウター当接部３２７は，円筒部品５０の外周面に対して，ほとんど隙間なく嵌合可能なように構成してある。なお，実際には，アウター部材３２の内周に上記円筒部品５０を装着する際には，両者の間には最低限のクリアランスが必要となるが，このクリアランスは円筒部品５０の内径公差の範囲内に収めることが必要である。
【００４３】
本例の抵抗溶接機１によれば，上記のアウター当接部３２７によって円筒部品５０の外周面を拘束している。そのため，インナー部材３１により円筒部品５０の内周面を押圧することにより，アウター当接部３２７には，その反力を生じさせることができる。それ故，インナー部材３１及びアウター部材３２と，円筒部品５０との間に，適切な押圧力を発生させて両者を十分に接触させることができる。
【００４４】
そして，インナー部材３１及びアウター部材３２を，円筒部品５０に十分接触させた状態で，抵抗溶接を実施することにより，円筒部品５０とシェルポンプ６０とを良好に溶接することができる。また，円筒部品５０は，内周面と外周面との両面から拘束した状態で，抵抗溶接を実施する。そのため，円筒部品５０に変形等を生じるおそれがない。
なお，その他の構成及び作用効果については，実施例１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における，抵抗溶接機を示す断面図。
【図２】実施例１における，インナー部材のインナーコレット部を示す正面図。
【図３】実施例１における，インナー部材のインナーコレット部を示す断面図。
【図４】実施例１における，アウター部材のアウターコレット部を示す正面図。
【図５】実施例１における，アウター部材のアウターコレット部を示す断面図。
【図６】実施例１における，抵抗溶接機を示す説明図。
【図７】実施例２における，抵抗溶接機を示す断面図。
【図８】実施例３における，抵抗溶接機を示す断面図。
【符号の説明】
１．．．抵抗溶接機，
２０．．．ベース電極，
２１．．．ドローバー，
２１３．．．インナーテーパ面，
２２．．．ドローリング，
２２３．．．アウターテーパー面，
２９．．．加圧プレート，
２９１．．．加圧電極，
３１．．．インナー部材，
３１５．．．インナーコレット部，
３１６．．．インナーコレットテーパー，
３１７．．．インナー当接部，
３２．．．アウター部材，
３２５．．．アウターコレット部，
３２６．．．アウターコレットテーパー，
３２７．．．アウター当接部，
４０．．．絶縁部材，
５０．．．円筒部品，
６０．．．シェルポンプ，

Claims

円筒部品の端面を他の被接合部品に抵抗溶接するための抵抗溶接機であって，
上記円筒部品の内周面を拘束するインナー部材と，外周面を拘束するアウター部材とを有しており，上記インナー部材及び上記アウター部材のうち少なくとも一方は，抵抗溶接用の電流を上記円筒部品に供給するための電極をなしており，かつ，上記インナー部材及び上記アウター部材のうち少なくとも一方は，上記円筒部品を，その径方向に押圧する押圧手段を有していることを特徴とする抵抗溶接機。
請求項１において，上記インナー部材及び上記アウター部材の両者が，上記電極をなすよう構成されていることを特徴とする抵抗溶接機。
請求項１又は２において，上記インナー部材及び上記アウター部材の両者が，上記押圧手段を有していることを特徴とする抵抗溶接機。
請求項１〜３のいずれか１項において，上記インナー部材又は上記アウター部材は，複数のコレット片を略円筒形状に配置してなるコレット部を有しており，
上記押圧手段は，上記コレット部と該コレット部の内周側又は外周側において軸方向に進退可能に配設されたドロー部材とよりなり，該ドロー部材と上記コレット片とは，軸方向に対して傾斜したテーパ面を互いに有していると共に，該テーパ面を摺動可能に当接させており，上記ドロー部材の進退に伴って上記テーパ面の当接位置を変化させることにより，上記コレット片を弾性的に変形させて，上記コレット部の径を大きく又は小さくすることにより上記円筒部品の内周面又は外周面を押圧できるよう構成されていることを特徴とする抵抗溶接機。