JP2011255396A - Resistant welding apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スポット溶接等の抵抗溶接を行う抵抗溶接装置に関し、特に、トランスを備える固定部分から電極を備える加圧軸に電流を供給する給電部の構造に関する。 The present invention relates to a resistance welding apparatus that performs resistance welding such as spot welding, and more particularly to a structure of a power feeding unit that supplies current from a fixed portion including a transformer to a pressure shaft including an electrode.
抵抗溶接は、2つのワーク部材の接触部に圧力を加えた状態で電流を流し、発生する抵抗熱によってこれらを溶接する方法である。この溶接の中で、比較的薄い板材を重ね合わせて溶接する方法は重ね抵抗溶接と呼ばれている。その中でも、重ね合わせた板材をスポット的に溶接するスポット溶接は、自動車産業において非常に多く使用されている。 Resistance welding is a method in which a current is applied in a state where pressure is applied to a contact portion between two workpiece members, and these are welded by resistance heat generated. In this welding, a method of welding by laminating relatively thin plate materials is called lap resistance welding. Among them, spot welding for spot-welding stacked plate materials is widely used in the automobile industry.
スポット溶接は、ワーク部材に対する電極の位置によって、ダイレクト方式とインダイレクト方式の2つに分類される。ダイレクト方式は、ワーク部材の両側にそれぞれ電極が配置される方法であって、古くから行われてきた方法である。インダイレクト方式は、ワーク部材の片側に2つの電極が配置される方法であって、比較的新しい方式である。 Spot welding is classified into two types, a direct method and an indirect method, depending on the position of the electrode with respect to the work member. The direct method is a method in which electrodes are arranged on both sides of a work member, and has been performed for a long time. The indirect method is a method in which two electrodes are arranged on one side of a work member, and is a relatively new method.
また、シリーズ方式と呼ばれる方法は、インダイレクト方式と同様に、ワーク部材の片側に2つの電極が配置されるが、2つの電極の近傍で夫々スポット溶接が行われる点で、インダイレクト方式とは異なる。さらに最近では、ワーク部材の片側に、2つの電極を同軸に配置する溶接方法が行われている。 Also, the method called the series method is similar to the indirect method, in which two electrodes are arranged on one side of the work member, but in that the spot welding is performed in the vicinity of the two electrodes, what is the indirect method? Different. More recently, a welding method in which two electrodes are coaxially arranged on one side of a work member has been performed.
本明細書では、便宜上、ワーク部材の両側に電極を配置する抵抗溶接を「両側抵抗溶接」と称し、ワーク部材の片側に電極を配置する抵抗溶接を「片側抵抗溶接」と称することとする。特許文献1には、2つの電極を同軸に配置する片側抵抗溶接装置が示されている。 In this specification, for the sake of convenience, resistance welding in which electrodes are arranged on both sides of a workpiece member is referred to as “both-side resistance welding”, and resistance welding in which electrodes are arranged on one side of the workpiece member is referred to as “single-side resistance welding”. Patent Document 1 discloses a one-side resistance welding apparatus in which two electrodes are arranged coaxially.
その抵抗溶接装置110を図4に、その溶接機本体111を図5に示す。抵抗溶接装置110は、固定部分である基台170を備え、この基台170に、ワーク部材を載置するためのテーブル171と、電力を供給するトランス120が固定されている。また、抵抗溶接装置110は、外側電極板132に固定されて先端が筒状をなす外側電極130と、内側電極板142に固定されて筒状の外側電極130の内側に位置する棒状の内側電極140を備え、外側電極130及び内側電極140は、同軸に配置されている。
The
外側電極板132は、エアシリンダ150により駆動される外側加圧軸131によって上下に移動可能であり、内側電極板142は、エアシリンダ160により駆動される内側加圧軸141によって上下に移動可能となっている。すなわち、外側電極板132及び内側電極板142は、基台170に対して相対的に移動可能であり、テーブル171の上に載置されるワーク部材に対して、外側電極130及び内側電極140を所定の力で押し付けることが可能である。
The
この結果、基台170に固定されているトランス120から、基台170に対して移動する外側電極板132及び内側電極板142へ電力を供給するために、フレキシブルな給電部材を使用することが必要となる。この抵抗溶接装置110では、フレキシブルケーブル123、124を給電部材として使用している。その他、薄板を重ね合わせてフレキシブルに形成した「シャント」と呼ばれる給電部材も使用されている。
As a result, it is necessary to use a flexible power supply member to supply power from the
しかしながら、このような給電構造は、長期の使用によって損傷し易く、外側加圧軸131及び内側加圧軸141へ安定した給電ができないという問題がある。また、抵抗溶接装置110全体の形状が大きくなり、コンパクトな構造に形成することが困難という問題がある。
However, such a power supply structure is liable to be damaged by long-term use, and there is a problem that stable power supply to the
したがって、本発明の目的は、スポット溶接等を行う抵抗溶接装置において、トランスから加圧軸へ電力を供給するための給電構造を改善することにより、長期間の使用においても損傷することなく、加圧軸へ安定して給電することができる抵抗溶接装置を提供することにある。また、抵抗溶接装置の全体形状をコンパクトに形成するとともに、軽量化や製作費の低減を図ることが可能な抵抗溶接装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to improve the power supply structure for supplying power from the transformer to the pressure shaft in a resistance welding apparatus that performs spot welding or the like, and can be applied without being damaged even during long-term use. An object of the present invention is to provide a resistance welding apparatus capable of stably supplying power to a pressure shaft. It is another object of the present invention to provide a resistance welding apparatus capable of reducing the weight and reducing the manufacturing cost while forming the overall shape of the resistance welding apparatus compactly.
本発明の請求項1に係る抵抗溶接装置は、給電用のトランスを備える固定部分と、前記固定部分に固定される給電ハウジングと、前記給電ハウジング内に挿通され、前記固定部分に対して相対的に移動する加圧軸と、前記加圧軸の先端に取り付けられた電極とを有する抵抗溶接装置であって、前記給電ハウジング内には前記加圧軸の一部を囲むリング状の溝が形成され、前記溝内には斜め巻きコイルスプリングが収納され、前記給電ハウジングから前記斜め巻きコイルスプリングを介して前記加圧軸へ給電される手段を採用している。 According to a first aspect of the present invention, a resistance welding apparatus includes a fixed portion including a power supply transformer, a power supply housing fixed to the fixed portion, and is inserted into the power supply housing, and is relative to the fixed portion. A resistance welding apparatus having a pressure shaft that moves to the tip and an electrode attached to a tip of the pressure shaft, wherein a ring-shaped groove surrounding a part of the pressure shaft is formed in the power supply housing A slant winding coil spring is housed in the groove, and means for feeding power from the power supply housing to the pressure shaft via the slant winding coil spring is employed.
また、本発明の請求項2に係る抵抗溶接装置は、請求項1に記載の抵抗溶接装置において、前記給電ハウジング、前記加圧軸、前記電極、及び前記斜め巻きコイルスプリングからなる給電構造を2組備えてなる手段を採用している。また、本発明の請求項3に係る抵抗溶接装置は、請求項2に記載の抵抗溶接装置において、前記2つの加圧軸が、同軸に配置されてなる手段を採用している。さらに、本発明の請求項4に係る抵抗溶接装置は、請求項2又は3に記載の抵抗溶接装置において、前記2つの加圧軸の何れか一方が、スプリングにより付勢される手段を採用している。 A resistance welding apparatus according to a second aspect of the present invention is the resistance welding apparatus according to the first aspect, wherein the power feeding structure including the power feeding housing, the pressure shaft, the electrode, and the diagonally wound coil spring is 2. A set of means is used. Moreover, the resistance welding apparatus according to claim 3 of the present invention employs means in which the two pressure shafts are arranged coaxially in the resistance welding apparatus according to claim 2. Furthermore, the resistance welding apparatus according to claim 4 of the present invention employs a means in which either one of the two pressure shafts is biased by a spring in the resistance welding apparatus according to claim 2 or 3. ing.
本発明の抵抗溶接装置は、上記の給電構造を採用したことにより、長期間の使用においても損傷することなく、加圧軸へ安定して給電することが可能である。また、抵抗溶接装置の全体形状が簡略化され、軽量化やコンパクトに形成することが可能である。また、製作する上でも、高精度の加工は必要とされず、製作費用の低減を図ることが可能である。そして、両側抵抗溶接においても、片側抵抗溶接においても広く応用することが可能である。 Since the resistance welding apparatus of the present invention employs the above-described feeding structure, it is possible to stably feed power to the pressure shaft without being damaged even during long-term use. In addition, the overall shape of the resistance welding apparatus can be simplified, and the resistance welding apparatus can be reduced in weight or compactly. In addition, high-precision processing is not required for manufacturing, and the manufacturing cost can be reduced. And it can be widely applied to both-side resistance welding and one-side resistance welding.
本発明の抵抗溶接装置の一例を図1に、その溶接機本体を図2に示す。この抵抗溶接装置10は、給電用のトランス20を備えるブラケット70を固定部分としている。ブラケット70には、外側給電ハウジング32及び内側給電ハウジング42が固定して取り付けられ、それぞれにトランス20から電力が供給される。
An example of the resistance welding apparatus of the present invention is shown in FIG. 1, and its main body is shown in FIG. The
トランス20は、2次側の端子21、22を備えている。そして、外側給電ハウジング32は、外側給電バー23を介して端子21に接続されている。内側給電ハウジング42は、内側給電バー24を介して端子22に接続されている。ここで、外側給電バー23及び内側給電バー24は、フレキシブルな給電部材を使用する必要はなく、銅棒等の剛体で形成することができる。
The
外側給電ハウジング32には、外側加圧軸31が挿通され、外側加圧軸31の先端には外側電極30が取り付けられている。外側加圧軸31は、外側給電ハウジング32に対して軸方向に移動可能に形成され、スプリング50によって外側電極30の側に付勢されている。本発明は、外側給電ハウジング32から外側加圧軸31を経由して外側電極30に電力を供給するための給電構造を改善するものである。
An
外側給電ハウジング32は、その内部に、挿入される外側加圧軸31の一部を囲むように、リング状の溝35が形成され、この溝35の中に、斜め巻きコイルスプリング36が収納されている。溝35の幅Wと深さDの関係は、WがDよりも大きくなるように形成され、例えば、WがDの2倍程度になるように形成されている。また、斜め巻きコイルスプリング36の外径は、溝35の幅Wよりも少し大きく形成されている。このようにすることにより、斜め巻きコイルスプリング36は、溝35内において、外側給電ハウジング32と多数の点で接触することになる。
The outer
斜め巻きコイルスプリング36の具体例を図3に示す。図3(b)は、通常のコイルスプリング37をドーナッツ状に形成したものである。この通常のコイルスプリング37の内周と外周に、矢印で示すような反対向きの力を加える。そうすると、図3(a)に示すような、斜め巻きコイルスプリング36を形成することができる。
A specific example of the diagonally
外側加圧軸31は、外側給電ハウジング32内に挿通されるとともに、斜め巻きコイルスプリング36と多数の点で接触するように形成されている。これにより、斜め巻きコイルスプリング36は、その外周部が外側給電ハウジング32と多数の点で接触し、その内周部が外側加圧軸31と多数の点で接触することになる。
The
そして、外側給電ハウジング32及び外側加圧軸31は、斜め巻きコイルスプリング36により、各接触点でスプリングによる押圧力を受けることになる。したがって、外側給電ハウジング32と外側加圧軸31とが、斜め巻きコイルスプリング36を介して電気的に接続されることになる。
The outer
このように、本発明の抵抗溶接装置10では、トランス20を備える固定部分から、これに対して相対的に移動する外側加圧軸31へ、簡単な構造によって電力供給を行うことが可能となる。この給電構造は、耐久性に優れ、長期間安定して使用することができる。また、外側給電ハウジング32及び外側加圧軸31を含む装置の形状をコンパクトに形成することができる。
Thus, in the
一方、内側給電ハウジング42には、内側加圧軸41が挿通され、内側加圧軸41の先端には内側電極40が取り付けられている。内側加圧軸41は、内側給電ハウジング42に対して軸方向に移動可能に形成され、エアシリンダ60によって内側電極40の側に付勢されている。そして、本発明は、内側給電ハウジング42から内側加圧軸41に電力を供給するための給電構造を改善することができる。
On the other hand, an
内側給電ハウジング42は、シリンダヘッド43とカバー44で構成されている。そして、内側給電ハウジング42の内部には、挿入される内側加圧軸41の一部を囲むようにリング状の溝45が形成され、この溝45の中に、斜め巻きコイルスプリング46が収納されている。斜め巻きコイルスプリング46としては、図3(a)に示すものと同様のものを使用することができる。
The inner
溝45の幅Wと深さDの関係は、WがDよりも大きくなるように形成され、例えば、WがDの2倍程度になるように形成されている。また、斜め巻きコイルスプリング46の外径は、溝45の幅Wよりも少し大きく形成される。このようにすることにより、斜め巻きコイルスプリング46は、溝45内において、内側給電ハウジング42と多数の点で接触することになる。
The relationship between the width W and the depth D of the
内側加圧軸41は、内側給電ハウジング42内に挿通されるとともに、斜め巻きコイルスプリング46と多数の点で接触するように形成されている。これにより、斜め巻きコイルスプリング46は、その外周部が内側給電ハウジング42と多数の点で接触し、その内周部が内側加圧軸41と多数の点で接触することになる。
The
そして、内側給電ハウジング42及び内側加圧軸41は、斜め巻きコイルスプリング46により、各接触点でスプリングによる押圧力を受けることになる。したがって、内側給電ハウジング42と内側加圧軸41とが、斜め巻きコイルスプリング46を介して電気的に接続されることになる。
The inner
このように、本発明の抵抗溶接装置10では、トランス20を備える固定部分から、これに対して相対的に移動する内側加圧軸41へ、簡単な構造によって電力供給を行うことが可能となる。この給電構造は耐久性に優れ、長期間安定して使用することができる。また、内側給電ハウジング42及び内側加圧軸41を含む装置の形状をコンパクトに形成することができる。
As described above, in the
次に、外側加圧軸31及び内側加圧軸41の付勢について説明する。
外側加圧軸31は、スプリング50によって外側電極30の側に付勢されている。すなわち、固定部分である内側給電ハウジング42と外側加圧軸31との間に、スペーサー51を介してスプリング50が挿入され、内側給電ハウジング42と外側電極30とが相互に離間するように付勢している。このため、ブラケット70をワーク部材に近づけることにより、外側電極30とワーク部材との間に、適切な押圧力を加えることができる。
Next, urging of the
The
内側加圧軸41は、エアシリンダ60によって内側電極40の側に付勢することができる。エアシリンダ60は、筒状のシリンダ61の一端を内側給電ハウジング42に固定して閉塞し、他端をエンドカバー62で閉塞して、内部にシリンダ室63を形成している。同時に、内側給電ハウジング42及びエンドカバー62を挿通して、内側加圧軸41が設けられている。
The
内側加圧軸41にはピストン64が取り付けられている。また、シリンダ室63には、エア供給口65とエア排出口66が設けられている。したがって、エア供給口65から高圧の空気を供給することにより、内側加圧軸41を内側電極40の側に付勢することができる。なお、内側加圧軸41は、その内部を水で冷却する構造となっており、水供給口81及び水排出口82を備えている。
A piston 64 is attached to the
溶接機本体11において、外側電極30及び内側電極40は電気的に絶縁されていることが必要である。図2において、絶縁カバー91、絶縁ブッシュ92、93等によって両電極は絶縁されている。
In the
以上、本発明の実施例として、2つの電極が同軸に配置され片側抵抗溶接を行う抵抗溶接装置10について説明した。そして、本発明が、抵抗溶接装置の給電構造に係ることを示した。したがって、本発明は、両側抵抗溶接(ダイレクト方式)を行う抵抗溶接装置や他の片側抵抗溶接(インダイレクト方式、シリーズ方式)を行う抵抗溶接装置においても広く応用可能である。
As described above, as an embodiment of the present invention, the
そして、何れの場合においても、長期間に亘って安定して使用することが可能であり、抵抗溶接装置をコンパクトにして、軽量化することができる。したがって、ロボット用の抵抗溶接装置として最適であり、自動車産業等において広く使用することができる。 In any case, it can be used stably over a long period of time, and the resistance welding apparatus can be made compact and light. Therefore, it is optimal as a resistance welding apparatus for robots and can be widely used in the automobile industry and the like.
10、110 抵抗溶接装置
11、111 溶接機本体
20、120 トランス
21、22 端子
23 外側給電バー
24 内側給電バー
30、130 外側電極
31、131 外側加圧軸
32 外側給電ハウジング
35 溝
36、46 斜め巻きコイルスプリング
37 通常のコイルスプリング
40、140 内側電極
41、141 内側加圧軸
42 内側給電ハウジング
43 シリンダヘッド
44 カバー
45 溝
50 スプリング
51 スペーサー
60、150、160 エアシリンダ
61 シリンダ
62 エンドカバー
63 シリンダ室
64 ピストン
65 エア供給口
66 エア排出口
70 ブラケット
81 水供給口
82 水排出口
91 絶縁カバー
92、93 絶縁ブッシュ
132 外側電極板
142 内側電極板
170 基台
171 テーブル
10, 110
Claims (4)
前記固定部分に固定される給電ハウジングと、
前記給電ハウジング内に挿通され、前記固定部分に対して相対的に移動する加圧軸と、
前記加圧軸の先端に取り付けられた電極とを有する抵抗溶接装置であって、
前記給電ハウジング内には前記加圧軸の一部を囲むリング状の溝が形成され、
前記溝内には斜め巻きコイルスプリングが収納され、
前記給電ハウジングから前記斜め巻きコイルスプリングを介して前記加圧軸へ給電されることを特徴とする抵抗溶接装置。 A fixed part having a transformer for power supply;
A power supply housing fixed to the fixed portion;
A pressure shaft that is inserted into the power supply housing and moves relative to the fixed portion;
A resistance welding apparatus having an electrode attached to a tip of the pressure shaft,
A ring-shaped groove surrounding a part of the pressure shaft is formed in the power supply housing,
A slanted coil spring is housed in the groove,
A resistance welding apparatus, wherein power is supplied from the power supply housing to the pressure shaft through the oblique coil spring.
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