JP2014200833A - スポット溶接装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置が大型化・高コスト化することなく、ワークの板厚に関わらず、２つのワークに対して片側スポット溶接を安定的に施すことができる、スポット溶接装置を提供する。【解決手段】第１ワーク１１を介して第２ワーク１２に対向する電極２（溶接装置本体）を設置して、第１ワーク１１に形成された貫通穴部１１ａを介して第２ワーク１２を吸着する電磁石３（吸着手段）を、第１ワーク１１を介して第２ワーク１２に対向するように電極２の周囲に設置している。【選択図】図１

Description

この発明は、２つのワークをスポット溶接するスポット溶接装置に関し、特に、２つのワークのうち一方のワークの側から片側スポット溶接を施すスポット溶接装置に関するものである。

従来から、スポット溶接装置において、２つのワーク（被溶接物）のうち一方のワークの側から片側スポット溶接を施すスポット溶接装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
このようなスポット溶接装置は、２つのワークを挟み込むように双方のワークの側にそれぞれ電極を配置してスポット溶接を施すものに比べて、溶接の作業性が格段に向上することになる。

一方、特許文献１には、レーザービームを照射して片側スポット溶接をおこなう本体部の外周部に電磁石を配置して、電磁石の吸着力によって２つのワークを密着させた状態で、本体部によって２つのワークに対して片側スポット溶接を施す技術が開示されている。すなわち、電磁石による磁力吸着力を、電磁石に対向する第１ワークと、第１ワークを介して電磁石に対向する第２ワークと、にそれぞれ作用させることで、２つのワークを密着させた状態で、本体部によって２つのワークに対して片側スポット溶接を施している。

特許文献１のスポット溶接装置は、電磁石による磁力吸着力を、電磁石に対向する第１ワークと、第１ワークを介して電磁石に対向する第２ワークと、にそれぞれ作用させている。そのため、第１ワークの板厚が厚くなった場合に、第２ワークに対する磁気吸着力が低下して２つのワークの間に隙間が生じて溶接が不充分におこなわれてしまう問題や、電磁石の磁力吸着力を大きく設定できるように装置が大型化・高コスト化してしまう問題が生じていた。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、装置が大型化・高コスト化することなく、ワークの板厚に関わらず、２つのワークに対して片側スポット溶接を安定的に施すことができる、スポット溶接装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかるスポット溶接装置は、第１ワークと第２ワークとをスポット溶接するスポット溶接装置であって、前記第１ワークを介して前記第２ワークに対向する溶接装置本体と、前記第１ワークを介して前記第２ワークに対向するように前記溶接装置本体の周囲の一部又は全部に設置されて、前記第１ワークに形成された貫通穴部を介して前記第２ワークを吸着する吸着手段と、を備えたものである。

本発明は、第１ワークを介して第２ワークに対向する溶接装置本体を設置して、第１ワークに形成された貫通穴部を介して第２ワークを吸着する吸着手段を、第１ワークを介して第２ワークに対向するように溶接装置本体の周囲に設置している。これにより、装置が大型化・高コスト化することなく、ワークの板厚に関わらず、２つのワークに対して片側スポット溶接が安定的に施される、スポット溶接装置を提供することができる。

この発明の実施の形態におけるスポット溶接装置の要部を示す概略断面図である。 スポット溶接装置の要部を示す概略下面図である。 変形例としての、スポット溶接装置の要部を示す概略断面図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

図１及び図２にて、スポット溶接装置１（片側スポット溶接装置）の構成・動作について説明する。
図１に示すように、スポット溶接装置１には、溶接装置本体としての電極２（電極部）や、吸着手段としての電磁石３、などが設置されている。

図１を参照して、溶接装置本体としての電極２は、第１ワーク１１（第１被溶接物）を介して第２ワーク１２（第２被溶接物）に対向するものであって、不図示の電源部に接続されている。そして、電源部から電極２に所定の電圧が印加されることで、電極２に対向する位置で、第１ワーク１１と第２ワーク１２とにスポット溶接（片側スポット溶接）が施されることになる。
このように、本実施の形態におけるスポット溶接装置１は、２つのワーク１１、１２（被溶接物）のうち一方のワーク１１の側に電極２を配置して片側スポット溶接を施すものであるため、２つのワークを挟み込むように双方のワークの側にそれぞれ電極を配置してスポット溶接を施すものに比べて、溶接の作業性が格段に向上することになる。
なお、本実施の形態では、図２（Ａ）に示すように、電極２を円柱状に形成したが、電極２の形状はこれに限定されることなく、例えば、電極２を多角柱状に形成することもできる。

吸着手段としての電磁石３は、第１ワーク１１（第１被溶接物）を介して第２ワーク１２（第２被溶接物）に対向するように電極２（溶接装置本体）の周囲に設置されている。また、電磁石３（吸着手段）は、第１ワーク１１に形成された貫通穴部１１ａ（切欠部）を介して第２ワーク１２を磁力によって吸着できるように構成されている。
詳しくは、電磁石３（吸着手段）には、第１ワーク１１の貫通穴部１１ａを介して第２ワーク１２に直接的に接触する突起部３ａが形成されている。そして、不図示の電源部から電磁石３に所定の電圧が印加されることで、突起部３ａを含めて電磁石３の底部に磁力吸着力が生じて、第２ワーク１２が突起部３ａに直接的に吸着されるとともに、第１ワーク１１も電磁石３（突起部３ａ以外の底部である。）に直接的に吸着されることになる。なお、第２ワーク１２には、突起部３ａ以外の電磁石３の底部から第１ワーク１１を介した間接的な磁力吸着力も作用することになる。

このように、本実施の形態では、電磁石３による磁力吸着力を、電磁石３に対向する第１ワーク１１と、第１ワーク１１を介して電磁石３に対向する第２ワーク１２と、にそれぞれ直接的に作用させている。そのため、第１ワーク１１の板厚が厚くなった場合であっても、第２ワーク１２に対する磁気吸着力が低下して２つのワーク１１、１２の間に隙間が生じて溶接が不充分におこなわれてしまう問題や、電磁石３の磁力吸着力を大きく設定できるように装置１が大型化・高コスト化してしまう問題が、生じにくくなる。すなわち、電磁石３による磁力吸着力によって第１ワーク１１と第２ワーク１２とを密着させた状態で、良好な片側スポット溶接を安定的におこなうことができる。
特に、画像形成装置（例えば、特許第３３０４１４９号公報参照）においては、狭い空間において複数のワークをそれぞれ溶接して頑丈な本体フレームを形成する必要があるため、本実施の形態におけるスポット溶接装置１を用いることが有用になる。

なお、図２（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、電磁石３の突起部３ａ（又は、第１ワーク１１の貫通穴部１１ａ）の形状、位置、個数は、種々の形態のものに設定することができる。
また、電磁石３は、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように電極２（溶接装置本体）の周囲の全部に設置することもできるし、図２（Ｄ）に示すように電極２（溶接装置本体）の周囲の一部に設置することもできる。

また、本実施の形態では、電磁石３による磁力吸着力によって、第２ワーク１２が突起部３ａに直接的に吸着されるとともに、第１ワーク１１も電磁石３（突起部３ａ以外の底部）に直接的に吸着されるように構成した。
これに対して、電磁石３による磁力吸着力が突起部３ａのみから生じるように構成して、第２ワーク１２のみを突起部３ａに直接的に吸着するように構成することもできる。その場合も、電磁石３に吸着された状態の第２ワーク１２に対して、第１ワーク１１が自重と電極２の押圧とによって密着されることになるため、上述した本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。

ここで、本実施の形態において、電磁石３（吸着手段）は、第２ワーク１２（及び、第１ワーク１１）に対する吸着力をオン・オフできるように構成されている。詳しくは、不図示の電源部から電磁石３に所定の電圧が供給されると電磁石３の磁力吸着力がオン状態になり、電源部からの電磁石３への電圧供給が停止されると電磁石３の磁力吸着力がオフ状態になる。
さらに具体的に、スポット溶接をおこなう前に電磁石３の磁力吸着力をオン状態にして、スポット溶接装置１に２つのワーク１１、１２をセットする。そして、スポット溶接装置１によって２つのワーク１１、１２に対するスポット溶接が完了すると、電磁石３の磁力吸着力をオフ状態にして、スポット溶接装置１から溶接された２つのワーク１１、１２を取り外す。
このように、電磁石３（吸着手段）の吸着力をオン・オフできるように構成することで、一連の溶接作業を効率化することができる。

なお、本実施の形態では、貫通穴１１ａを介して第２ワーク１２を吸着する吸着手段として電磁石３を用いたが、吸着手段はこれに限定されることなく、例えば、吸着手段として永久磁石を用いることもできるし、エアー吸引を用いた吸着手段を用いることもできる。
また、本実施の形態では、溶接装置本体として電極２を用いたが、溶接装置本体としてレーザービームを照射するものを用いることもできる（例えば、特許文献１参照）。

さらに、本実施の形態では、第１ワーク１１の貫通穴部１１ａに入り込むように、電磁石３（吸着手段）の側に突起部３ａを設けた。
これに対して、図３に示すように、第１ワーク１１の貫通穴部１１ａに入り込むように、第２ワーク１２の側に突出部１２ａを設けることもできる。すなわち、電磁石３（吸着手段）は、第２ワーク１２に形成された突出部１２ａが第１ワーク１１の貫通穴部１１ａを介して接触することになる。第２ワーク１２の突出部１２ａは、曲げ加工、半抜き加工、エンボス加工、絞り加工などによって形成することもできるし、カシメピンなど別部品との接合加工によって形成することもできる。そして、このように構成した場合であっても、本実施の形態のものと同様に、電磁石３による磁力吸着力によって第１ワーク１１と第２ワーク１２とを密着させた状態で、良好な片側スポット溶接を安定的におこなうことができる。

以上説明したように、本実施の形態では、第１ワーク１１を介して第２ワーク１２に対向する電極２（溶接装置本体）を設置して、第１ワーク１１に形成された貫通穴部１１ａを介して第２ワーク１２を吸着する電磁石３（吸着手段）を、第１ワーク１１を介して第２ワーク１２に対向するように電極２の周囲に設置している。これにより、スポット溶接装置１が大型化・高コスト化することなく、ワーク１１、１２の板厚に関わらず、２つのワーク１１、１２に対して片側スポット溶接を安定的に施すことができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

１ スポット溶接装置（片側スポット溶接装置）、
２ 電極（溶接装置本体）、
３ 電磁石（吸着手段）、
３ａ 突起部、
１１ 第１ワーク、
１１ａ 貫通穴部、
１２ 第２ワーク、
１２ａ 突出部。

特開２０１０−１１０７６７号公報

Claims (6)

1. 第１ワークと第２ワークとをスポット溶接するスポット溶接装置であって、
   前記第１ワークを介して前記第２ワークに対向する溶接装置本体と、
   前記第１ワークを介して前記第２ワークに対向するように前記溶接装置本体の周囲の一部又は全部に設置されて、前記第１ワークに形成された貫通穴部を介して前記第２ワークを吸着する吸着手段と、
   を備えたことを特徴とするスポット溶接装置。
2. 前記吸着手段は、前記第１ワークの前記貫通穴部を介して前記第２ワークに接触する突起部が形成されたことを特徴とする請求項１に記載のスポット溶接装置。
3. 前記吸着手段は、前記第２ワークに形成された突出部が前記第１ワークの前記貫通穴部を介して接触することを特徴とする請求項１に記載のスポット溶接装置。
4. 前記吸着手段は、前記第２ワークに対する吸着力をオン・オフできるように構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のスポット溶接装置。
5. 前記吸着手段は、電磁石であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のスポット溶接装置。
6. 前記溶接装置本体は、電極であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のスポット溶接装置。

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