JP2010284653A

JP2010284653A - スポット溶接装置

Info

Publication number: JP2010284653A
Application number: JP2009137878A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Sugawara; 信行菅原
Original assignee: NEC Energy Devices Ltd
Current assignee: Envision AESC Energy Devices Ltd
Priority date: 2009-06-09
Filing date: 2009-06-09
Publication date: 2010-12-24

Abstract

【課題】電池パックのスポット溶接で溶接工程の稼働率を改善させ、生産性の向上を図るスポット溶接装置を提供すること。
【解決手段】溶接ヘッドに接続された第一の電極ホルダ１と第一の電極ホルダ１に上下反転可能に取り付けられる、電極２３を保持する第二の電極ホルダ２を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、スポット溶接装置に関するものである。

スポット溶接は抵抗溶接の一種で溶接する金属同士を重ねて圧力をかけながら電気を流し、その被溶接物に発生する抵抗熱を使って金属を溶かし接合する方法である。他の溶接方法と比べてロウ材やハンダなどの補助材料を使わずリサイクルしやすいクリーンな接合ができ、また、煙、光、熱などの発生も抑えられ、自動車、電気機器、電子部品などの溶接に利用されている。

図２は従来のスポット溶接装置の溶接ヘッドと電極ホルダを説明する図であり、図２(ａ)は電極ホルダが取り付けられた溶接ヘッドの外観図、図２（ｂ）は電極ホルダの斜視図である。電池パックのスポット溶接は、電極２３を電極ホルダ２２で固定しそれを溶接ヘッド２１に取り付けて行っている。溶接ヘッド２１は被溶接物の溶接箇所に電極２３を接触させる際の圧力を調節する加圧力発生機構及びガイド機構で構成されている（例えば特許文献１参照）。

スポット溶接は前述したように溶接される金属の被溶接部と電極が加圧接触されながら電気を流してなされている。電極の形状は上下とも対称に作製されている。一般的に量産工程等で繰り返し溶接を行うと電極の先端に磨耗が生じてくるため、規定の溶接回数に達した場合に電極の交換が必要になる。通常、電極の交換が必要な場合は第一番目として電極の二方の先端の内、一方の先端が規定の溶接回数の範囲に達した時、第二番目としては残りのもう一方の先端が同様に規定の溶接回数の範囲に達した時の二つがある。

第一番目の交換手順は従来、以下のように実施される。まず、電極を掴みながら電極固定ネジを緩め、固定された電極を電極ホルダから抜き取り、その電極の上下を反転させて、電極の未使用側の先端が被溶接物側になるように電極ホルダに固定し、電極の先端と被溶接物の接触抵抗が良好な値になるように加圧度合いを調整し、完了となる。

第二番目の交換は電極の両方の先端が規定の溶接回数の範囲に達しているので全く新しい電極との交換が必要になる。この場合は取り外した使用済みの電極と新しい電極と持ち替えるため、一度、所定の使用済み電極収納容器に置く作業が発生する。その後は第一番目の交換と同様に実施される。また、第二番目の交換がなされた電極は先端を規定の形状に研磨を施し、再度、溶接工程に使用され、規定の長さに満たなくなるまで第一番目、第二番目の交換作業が実施される。

実公平３-７０９２号公報

金属材料等の改善により電極の磨耗性の向上も図られてきているが近年の携帯用電子機器等の需要増加に対応する為、生産のタクトタイムを短くすることを進めてきた。そのため、単位時間あたりの溶接の回数も増加し、結果的に電極の交換頻度も増加するという状況に陥っており、溶接工程での電極交換に要する更なる時間短縮が課題となっている。また、電極の交換は溶接装置を停止し溶接作業ライン内で実施されているため、電極固定ネジを緩めた時や固定された電極を電極ホルダから抜き取る時に電極を落下させてしまい、電極の変形、電極の端部を損傷させてしまうという問題があり、稼働率を向上させる上での課題となっていた。

上記状況にあって、本発明の目的は溶接工程の稼働率を改善させ、生産性の向上が図れ
るスポット溶接装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のスポット溶接装置は溶接ヘッドに接続された第一
の電極ホルダと前記第一の電極ホルダに上下反転可能に取り付けられる、電極を保持する第二の電極ホルダを有することを特徴とする。

また、前記第一の電極ホルダには固定用孔と位置決め用孔が設けられ、前記第二の電極ホルダには丸連結棒と位置決め用突起が設けられ、前記第一の電極ホルダの固定用孔に前記第二の電極ホルダの丸連結棒が挿入され、前記第一の電極ホルダの位置決め用孔には前記第二の電極ホルダの位置決め用突起が嵌合されることを特徴とする。

本発明によれば、第二の電極ホルダを第一の電極ホルダに上下を反転させて取り付ける
ことが可能になることで電極の上下交換が必要な第一番目の交換の場合の電極の交換に要する時間を短縮し、溶接工程の稼働率を改善させることが可能となる。

また、第一の電極ホルダの固定用孔に第二の電極ホルダの丸連結棒が挿入され、第一の電極ホルダの位置決め用孔には第二の電極ホルダの位置決め用突起が嵌合されることにより被溶接物に対する電極位置のばらつきを低減することが出来、第二の電極ホルダの固定後の調整時間も短縮することが可能となる。

更に、事前に電極を第二の電極ホルダに取り付けが可能になるため、溶接作業ライン内で電極を第二の電極ホルダから取り外す作業を省くことができる為、電極落下による電極の変形や電極の端部を損傷の発生が排除され、更に生産性の向上を図ることが可能になる。

本発明の実施の形態１によるスポット溶接装置に取り付けられる電極ホルダを説明する図であり、図１（ａ）は第一の電極ホルダに第二の電極ホルダが取り付けられた斜視図であり、図１（ｂ）は第一の電極ホルダと第二の電極ホルダを分離した状態を示した斜視図であり、第一の電極ホルダに設けられた固定用孔と位置決め用孔を示した図である。図１（ｃ）は同じく第一の電極ホルダと第二の電極ホルダを分離した状態を示した斜視図であり、第二の電極ホルダに設けられた丸連結棒と位置決め用突起を示した図である。溶接ヘッドと従来の電極ホルダを説明する図であり、図２(ａ)は従来の電極ホルダが取り付けられた溶接ヘッドの外観図、図２（ｂ）は従来の電極ホルダの斜視図である。

次に本件の実施の形態に関し図を参照して説明する。

(実施の形態)
図１は本発明の実施の形態１における電極ホルダを説明する図である。

まず、本発明の実施の形態１におけるスポット溶接装置に取り付けられる電極ホルダについて図１を参照しながら説明する。第一の電極ホルダ１は固定用孔３、位置決め用孔４、締め付け用溝５、第二の電極ホルダ固定用ネジ６を有している。図示されていないが第一の電極ホルダ１は溶接ヘッド用固定ネジ１１で溶接ヘッドに固定される。締め付け用溝５は第二の電極ホルダ用固定ネジ６を一方向に回転させて締め込むことにより、固定用孔３と位置決め用孔４の内径が小さくなるように２箇所に加工されている。これにより連結棒７が固定用穴３に挿入され、位置決め用突起８が位置決め用孔４に嵌合されたときに第二の電極ホルダ２は第一の電極ホルダ１に固定される。

第二の電極ホルダ２は丸連結棒７、電極固定用ネジ１０とすり割り溝９を有している。また、第二の電極ホルダ２にはすり割り溝９につながるように円柱状の内面を有した孔部が平行に形成されている。電極固定用ネジ１０を一方向に回転させて締め込むことにより、円柱状の内面の内径が小さくなり、電極２３は第二の電極ホルダ２にクランプされる。その後、既に溶接ヘッドに取り付けらている第一の電極ホルダ１に設けられた固定用孔３と位置決め用孔４に第二の電極ホルダ２に設けられた丸連結棒７と位置決め用突起８とを嵌合し、第一の電極ホルダ１が有する第二のホルダ固定用ネジ６で本固定する。被溶接部と電極２３の加圧度合いにより接触抵抗がばらつくと溶接性に影響がでるため電極の加圧度合いの微調整を本溶接前に実施し、量産工程が開始される。尚、電極２３を第二の電極ホルダ２に固定する作業は溶接工程ラインの外で実施することが可能となる。

前述した、第一番目の交換が必要な場合に対する本発明での対応を説明する。第一番目の交換が必要な場合は電極２３の二方の先端の内、一方の先端が規定の溶接回数の範囲に達した時である。既に電極２３がクランプされている第二の電極ホルダ２が第一のホルダに固定された図１（ａ）から、第二のホルダ用固定ネジ６を緩め、第二の電極ホルダ２が反転できる位置まで第二の電極ホルダ２の連結棒７を軸方向にずらし、第二の電極ホルダ２を反転させ、第一の電極ホルダ１に設けられた位置決め用孔４に第二の電極ホルダ２に設けられた位置決め用突起８を嵌合し、第二のホルダ用固定ネジ６を締め込み作業は完了となる。

つづいて、第二番目の電極の交換が必要な場合に対する本発明での対応を説明する。第二番目の交換は電極の両方の先端が規定の溶接回数の範囲に達しているので全く新しい電極２３との交換が必要になる。第二の電極ホルダ２を締め付け固定している第二のホルダ用固定ネジ６を緩め、第二の電極ホルダ２を引抜き、所定の使用済み電極収納容器に置き、準備された既に電極２３がクランプされている第二の電極ホルダ２の連結棒７を第一の電極ホルダ１に設けられた固定用孔３に挿入しながら、第一の電極ホルダ１の位置決め用孔に第二の電極ホルダ２に設けられた位置決め用突起８を嵌合した後、第二のホルダ用固定ネジ６を締め込み作業は完了する。

本実施例１の電極ホルダは図１の形状であり良導体で作製した。第一の電極ホルダ１には第二の電極ホルダ２を装着するための固定用穴３と位置決め用穴４を設け、第二の電極ホルダ２には電極２３を固定するすり割り溝９と第一の電極ホルダ１に接続するための丸連結棒７と位置決め用突起８を設けた。まず、電極の二方の先端の内、一方の先端が規定の溶接回数の範囲に達した時に必要な第一番目の交換では、溶接回数が２００回に達した時点で電極２３の第一番目の交換が必要であったが、電極２３を取り付けたまま第二の電極ホルダ２を反転させることで電極２３の上下を入れ替えが行えたため４００回まで溶接を継続できた。したがって、本発明により従来では必要であった固定された電極を電極ホルダから抜き取る工程は削減され、第二の電極ホルダの反転のみに置き換えられたため溶接ラインの稼働率は３％改善した。また、従来工程ライン内で問題となっていた、電極固定ネジを緩めた時、固定された電極を電極ホルダから抜き取る際に発生していた電極の落下も防止でき、電極２３の損失が削減できた。また、第一の電極ホルダ１の位置決め用孔４には第二の電極ホルダ２の位置決め用突起８が嵌合されることにより被溶接物に対する電極２３の角度のばらつきを低減することが出来、第二の電極ホルダの固定後の電極の先端と被溶接物の接触抵抗を良好な値にするための調整時間も４５％短縮できた。第二番目の電極の交換の場合も第一番目の交換と同様に電極の落下が防止できた。

１第一の電極ホルダ
２第二の電極ホルダ
３固定用穴
４位置決め用穴
５締め付け用溝
６第二の電極ホルダ用固定ネジ
７丸連結棒
８位置決め用突起
９すり割り溝
１０電極固定ネジ
１１溶接ヘッド用固定ネジ
２１溶接ヘッド
２２電極ホルダ
２３電極
２４すり割り溝
２５電極固定ネジ
２６溶接ヘッド用固定ネジ

Claims

溶接ヘッドに接続された第一の電極ホルダと前記第一の電極ホルダに上下反転可能に取
り付けられる、電極を保持する第二の電極ホルダを有することを特徴とするスポット溶接装置。
前記第一の電極ホルダには固定用孔と位置決め用孔が設けられ、前記第二の電極ホルダには丸連結棒と位置決め用突起が設けられ、前記第一の電極ホルダの固定用孔に前記第二の電極ホルダの丸連結棒が挿入され、前記第一の電極ホルダの位置決め用孔には前記第二の電極ホルダの位置決め用突起が嵌合されることを特徴とする請求項１のスポット溶接装置。