JP2018192522A

JP2018192522A - 抵抗溶接装置

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Publication number: JP2018192522A
Application number: JP2017134304A
Authority: JP
Inventors: 和裕橋爪; Kazuhiro Hashizume; 甲斐　孝治; Koji Kai; 孝治甲斐; 甲斐　美利; Yoshitoshi Kai; 美利甲斐; 幸徳小野田; Yukinori Onoda
Original assignee: Koyo Giken KK
Current assignee: Koyo Giken KK
Priority date: 2017-05-17
Filing date: 2017-07-10
Publication date: 2018-12-06
Anticipated expiration: 2037-07-10
Also published as: JP6447847B2

Abstract

【課題】溶接ガンを軸周りに回転可能にしつつ、回転させるための回転機構部における固定部と可動部の間に安定して大電流を流すことができる抵抗溶接装置を提供する。【解決手段】固定軸部７４の第１固定軸７４１とガン本体７２との通電を図る第１給電装置７６と、固定軸部７４の第２固定軸７４２と摺動導電体７３との通電を図る第２給電装置７７とを備え、第１，第２給電装置７６，７７は、半円形溝を形成した第１，第２ブロック体と、復元力によって第１，第２ブロック体を互いに引き離すコイルスプリングと、第１，第２ブロック体の半円形溝と部分的に嵌合する円筒形状を成し、外周面及び内周面の少なくとも一方の面に、一端から他端に至る長さの溝を少なくとも１つ有するブッシュと、第１ブロック体と第２ブロック体を引き寄せることでブッシュを挟圧する挟圧機構とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、被溶接物（例えば、少なくとも２枚の鋼板を重ね合わせてなる板組）に対してスポット溶接を行う抵抗溶接装置に係り、特に片側電極を備えた抵抗溶接装置に関する。

従来、上述した抗溶接装置には、定置式と呼ばれるもの（例えば特許文献１参照）や、テーブル式と呼ばれるもの（例えば特許文献２参照）がある。定置式の抵抗溶接装置は、対向配置された上部と下部の２つの電極にて被溶接物を挟持し、加圧しつつ通電を行って溶接するものである。テーブル式の抵抗溶接装置は、下部をテーブル形状の電極（以下、“テーブル電極”と呼ぶ）とし、上部を上下左右に移動可能なガン型電極として、テーブル電極上に被溶接物を載置し、ガン型電極の先端部分を被溶接物の溶接点に当て、加圧しつつ通電を行って溶接するものである。

また、近年、別体となった２つの電極で被溶接物を挟み込んで溶接を行うのではなく、一体となった２つの電極を被溶接物に対して、一方向（主に上方向）から押し付けて溶接を行う所謂片側溶接の発明が多く見られるようになってきた（例えば特許文献３，４参照）。

ここで、特許文献４に記載された溶接装置を参照して片側電極について説明する。図１６〜図１９は、特許文献４に記載された溶接装置の使用状態を説明するための図である。図１６及び図１７に示すように、片側電極８５は、これを支持するガン本体７２と通電し、先端部分に絶縁リング８５Ｃが配備された内側電極８５Ａと、内側電極８５Ａの外周側に、内側電極８５Ａと同軸状に配置された外側電極８５Ｂとを備える。外側電極８５Ｂは、摺動導電体７３と一体化し、摺動導電体７３よって軸方向へ移動する（即ち、被溶接物５００に向けて移動する）。ガン本体７２と摺動導電体７３は溶接ガン６を構成する。ガン本体７２と摺動導電体７３の間には、これらを連結するとともに、ガン本体７２に対して摺動導電体７３を案内する直動ガイド８０が配設されている。

被溶接物５００は、２枚の鋼板５００ａ，５００ｂを重ね合わせてなる板組であり、溶接箇所の上側の鋼板（以下、“上側鋼板”と呼ぶ）５００ａには、図１９の（ａ）に示すような逃がし孔５５０が形成されている。図１７及び図１８に示すように、逃がし孔５５０の内側で内側電極８５Ａの先端が下側の鋼板（以下、“下側鋼板”と呼ぶ）５００ｂを押圧し、次いで、外側電極８５Ｂが被溶接物５００の鋼板５００ａの逃がし孔５５０の開口周縁部を押圧する。被溶接物５００の接合部には、図１９の（ａ）に示すような複数個（同図では３個）のプロジェクション５５１が形成されていて、内側電極８５Ａが下側鋼板５００ｂを押圧し、外側電極８５Ｂが上側鋼板５００ａを押圧している状態で、外側電極８５Ｂと内側電極８５Ａの間に給電が行われることで、外側電極８５Ｂ→上側鋼板５００ａのプロジェクション５５１→下側鋼板５００ｂ→内側電極８５Ａの経路で電流が流れ、これにより被溶接物５００の上側鋼板５００ａと下側鋼板５００ｂが溶接される。

ところで、上述した溶接ガン６は、図１６に示す被溶接物５００の下側鋼板５００ｂのような上端部分５００ｂ１が内側に折り曲げられたものでも溶接を行うことができるように、ガン本体７２をコ字状とし、摺動導電体７３をＬ字状としている。このような構造を採ることで、被溶接物５００の反対側の上端部分（図示略）も内側に折れ曲がっていれば、溶接ガン６を軸周りに１８０度反転させることで溶接を行うことができる。但し、溶接ガン６を軸周りに回転できるようにした場合、回転機構部を中心として、装置本体側と溶接ガン６側の間を電気的に繋ぐ手段が必要となり、現状ではその手段として給電ケーブル（“抵抗溶接用ケーブル”、“二次ケーブル”などとも呼ばれている）が用いられている。

装置本体と溶接ガン６側の間の電気的な接続に給電ケーブルを用いると、溶接装置の使用中に給電ケーブルが絡まることがある。また、抵抗溶接では大電流が流れるので、断面積の大きな給電ケーブルが必要となり、それによって給電ケーブルの重量が嵩み、溶接ガン６が扱い難くなる。このような課題に対し、給電ケーブルを用いることなく装置本体側と溶接ガン６側の間の電気的な接続を行えるものとして、例えば特許文献５に記載された給電装置がある。同文献に記載された給電装置は、先端に電極を備えた加圧軸にトランスから給電子を介して溶接電流が供給される溶接機において、溶接機本体に並列して該溶接機本体に溶接用トランスを固定し、該溶接機本体に形成した給電ハウジングに前記トランスの二次側端子を接続し、かつ給電ハウジングに前記加圧軸に向けてリング状の溝を形成し、該溝に導電性の斜め巻きコイルスプリングを収納し、該斜め巻きコイルスプリングを前記給電ハウジング及び加圧軸に接触させて給電子としている。

特開２００２−２３９７４６号公報特開平０６−３２８２６５号公報特開２０１１−０３１２６９号公報特開２０１７−０３５７０７号公報特開２０１０−１３１６６０号公報

しかしながら、上記特許文献５に記載された給電装置においては、給電ハウジングと加圧軸の間に、斜め巻きコイルスプリングの復元力による与圧をかけて給電ハウジングと加圧軸を圧接させるようにしているが、斜め巻きコイルスプリングの復元力による与圧のみでの圧接では大電流を流したときの反動に耐えられない虞がある。例えば、裏面に保護シートが貼られた鋼板や裏面に塗装が施された鋼板を溶接する場合に、保護シートが焼けたり塗装が熱変色したりしないように、大電流を極短時間流すようにする必要があるが、このときの大電流を上記先行技術の給電装置では対応できない虞がある。

なお、復元力の大きなスプリングを用いて加圧軸に対する給電ハウジングの締め付けを強くすれば大電流を流したときの反動を低減できることは不可能ではないものの、締め付けを強くすることで加圧軸を動かすことが困難になる。

本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、溶接ガンを軸周りに回転可能にしつつ、回転させるための回転機構部における固定部と可動部の間を繋ぐ給電ケーブルを省くことができるとともに、該固定部と該可動部の間に安定して大電流を流すことができる抵抗溶接装置を提供することを目的とする。

本発明の抵抗溶接装置は、平行部２５ａと両端のＵ字状の湾曲部２５ｂにより構成される環状磁心２５と、前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに、複数の部分に分けて間隙１２ａを空けて分割巻きされる１次コイル１２と、前記１次コイル１２と共に前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに巻回され、前記１次コイル１２に設けられた前記各間隙１２ａに１個ずつ挟み込むように、複数の正側コイル１４と複数の負側コイル１６とを交互に配列した２次コイル１５と、前記複数の正側コイル１４は全て並列接続されるかもしくは全部または一部が直列接続され、前記複数の負側コイル１６は全て並列接続されるかもしくは全部または一部が直列接続され、前記接続された前記複数の正側コイル１４と前記複数の負側コイル１６とが互いに直列接続されるように、前記正側コイル１４と前記負側コイル１６の端子間を電気接続する導体群を有し、かつ、前記導体群により、前記全ての前記正側コイル１４と前記負側コイル１６とを一方の面上に支持固定する接続基板６２を備え、前記複数の正側コイル１４の一方の端子は、前記接続基板６２の他方の面上で、前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに平行な方向に伸びた第１連結極板４４に電気接続され、前記複数の負側コイル１６の一方の端子は、前記接続基板６２の他方の面側で、前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに平行な方向に伸びた第２連結極板４６に電気接続され、前記正側コイル１４と前記負側コイル１６の他端は、共に、前記接続基板６２の他方の面側で、前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに平行な方向に伸びた第３連結極板４８に電気接続され、前記第１連結極板４４には、正側導体３０が連結され、前記第２連結極板４６には、負側導体３２が連結され、前記正側導体３０と前記負側導体３２とは、前記接続基板６２の他方の面側において、当該他方の面から垂直に離れる方向に伸びる境界面に配置された絶縁層３１を介して重ね合わされた一対の導体板であって、前記正側導体３０と第１極板３４に挟まれて、前記正側導体３０に負極を接触させ前記第１極板３４に正極を接触させた整流素子１８と、前記負側導体３２と第２極板３６に挟まれて、前記負側導体３２に負極を接触させ前記第２極板３６に正極を接触させた整流素子２０と、前記第１極板３４と前記第２極板３６を支持し、両者を電気接続する第３極板３８と、前記第３極板３８に接続されたプラス電極２２と、前記第３連結極板４８に接続されたマイナス電極２４と、を備えた溶接トランス１０と、先端部分７２Ａと基端部分７２Ｂの双方が同一方向に直角に曲がったコ字状のガン本体７２、及び、前記ガン本体７２の両端部分が直角に曲がった側の第１面と反対側の第２面に近接配置され、前記第２面の長手方向に沿って摺動可能であって、先端部分７３Ａが前記ガン本体７２の先端部分７２Ａと同一方向に直角に曲がるとともに、前記ガン本体７２の先端に達する長さを有するＬ字状の摺動導電体７３を備え、前記溶接トランス１０より出力される電流が給電ケーブル７を介して供給される溶接ガン６と、前記溶接ガン６の前記ガン本体７２の先端部分７２Ａと前記摺動導電体７３の先端部分７３Ａに亘って設けられ、前記ガン本体７２と導通し、先端に絶縁リング８５Ｃが設けられた円柱状の内側電極８５Ａ、及び、円筒状を成すと共に、前記摺動導電体７３と一体化し、軸方向に前記内側電極８５Ａを内挿可能な外側電極８５Ｂで構成された片側電極８５と、を備えた抵抗溶接装置において、前記溶接ガン６は、円柱状の導電性金属部材から成り、前記給電ケーブル７を介して前記溶接トランス１０の前記マイナス電極２４に接続される第１固定軸７４１、及び、円筒状の導電性金属部材から成り、前記第１固定軸７４１と非導通状態を保ちつつ、該第１固定軸７４１を挿通可能とし、前記給電ケーブル７を介して前記溶接トランス１０の前記プラス電極２２に接続される第２固定軸７４２を備え、前記ガン本体７２及び前記摺動導電体７３を、前記第１固定軸７４１と前記第２固定軸７４２に共通する中心軸を回転中心として回転自在に支持する固定軸部７４と、前記溶接ガン６の前記ガン本体７２と前記固定軸部７４の間に配設され、前記固定軸部７４の前記第１固定軸７４１と前記ガン本体７２を電気的に接続する第１給電装置７６と、前記溶接ガン６の前記摺動導電体７３と前記固定軸部７４の間に配設され、前記固定軸部７４の前記第２固定軸７４２と前記摺動導電体７３を電気的に接続する第２給電装置７７と、を更に備え、前記第１給電装置７６及び前記第２給電装置７７の各々は、平面視凹状の立体形であって、凹んだ部分の形状が半円状となった導電性金属部材から成る第１ブロック体７６１と、前記第１ブロック体７６１と略同じ形状で且つ同じ導電性金属部材から成り、半円状の凹部が存在する側の面が前記第１ブロック体７６１の半円状の凹部が存在する側の面と対向するように配置された第２ブロック体７６２と、前記第１ブロック体７６１と前記第２ブロック体７６２が、それぞれの半円状の凹部の存在する側の面が対向するように配置される状態で、前記第１ブロック体７６１と前記第２ブロック体７６２の間に圧縮状態で配設され、復元力によって前記第１ブロック体７６１と前記第２ブロック体７６２を引き離すように作用するコイルスプリング７６３，７６４と、円筒状の導電性金属部材から成り、前記第１ブロック体７６１及び前記第２ブロック体７６２それぞれの半円状の凹部と部分的に嵌合し、外周面及び内周面の少なくとも一方の面に、一方の開口端から他方の開口端に至る長さの溝を少なくとも１つ有するブッシュ７６５と、前記第１ブロック体７６１及び前記第２ブロック体７６２の少なくとも一方を他方側に引き寄せることで、前記第１ブロック体７６１及び前記第２ブロック体７６２によって前記ブッシュ７６５を挟圧する挟圧機構７６６，７６７と、を備え、前記第１給電装置７６及び前記第２給電装置７７のそれぞれにおいて前記第１ブロック体７６１及び前記第２ブロック体７６２を固定部と呼び、前記ブッシュ７６５を可動部と呼ぶとし、前記片側電極への給電の際に、前記挟圧機構７６６，７６７を作動させて前記固定部と前記可動部を導通させる。

上記構成によれば、第１固定軸７４１とガン本体７２の間の通電を図る第１給電装置７６と、第２固定軸７４２と摺動導電体７３の間の通電を図る第２給電装置７７とを有するので、第１固定軸７４１とガン本体７２の間と、第２固定軸７４２と摺動導電体７３の間のそれぞれを繋ぐ給電ケーブルを省くことができるとともに、それぞれの間に安定して大電流を流すことが可能となる。これにより、短時間に大電流の供給を可能とする溶接トランス１０からの電流を効率良く片側電極８５に流すことが可能となり、片側電極８５の利点（即ち、片面に保護シートが貼られた被溶接物の溶接においては、裏面に圧痕や熱による焼けや歪を発生させ難く、片面塗装された被溶接物の溶接においては、焼けや熱変色を発生させ難いという利点）をさらに活かすことができる。また、大電流を短時間に流すことができることから、省電力化も図れる。

本発明の抵抗溶接装置は、平行部２５ａと両端のＵ字状の湾曲部２５ｂにより構成される環状磁心２５と、前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに、複数の部分に分けて間隙１２ａを空けて分割巻きされる１次コイル１２と、前記１次コイル１２と共に前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに巻回され、前記１次コイル１２に設けられた前記各間隙１２ａに１個ずつ挟み込むように、複数の正側コイル１４と複数の負側コイル１６とを交互に配列した２次コイル１５と、前記複数の正側コイル１４は全て並列接続されるかもしくは全部または一部が直列接続され、前記複数の負側コイル１６は全て並列接続されるかもしくは全部または一部が直列接続され、前記接続された前記複数の正側コイル１４と前記複数の負側コイル１６とが互いに直列接続されるように、前記正側コイル１４と前記負側コイル１６の端子間を電気接続する導体群を有し、かつ、前記導体群により、前記全ての前記正側コイル１４と前記負側コイル１６とを一方の面上に支持固定する接続基板６２を備え、前記複数の正側コイル１４の一方の端子は、前記接続基板６２の他方の面上で、前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに平行な方向に伸びた第１連結極板４４に電気接続され、前記複数の負側コイル１６の一方の端子は、前記接続基板６２の他方の面側で、前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに平行な方向に伸びた第２連結極板４６に電気接続され、前記正側コイル１４と前記負側コイル１６の他端は、共に、前記接続基板６２の他方の面側で、前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに平行な方向に伸びた第３連結極板４８に電気接続され、前記第１連結極板４４には、正側導体３０が連結され、前記第２連結極板４６には、負側導体３２が連結され、前記正側導体３０と前記負側導体３２とは、前記接続基板６２の他方の面側において、当該他方の面から垂直に離れる方向に伸びる境界面に配置された絶縁層３１を介して重ね合わされた一対の導体板であって、前記正側導体３０と第１極板３４に挟まれて、前記正側導体３０に負極を接触させ前記第１極板３４に正極を接触させた整流素子１８と、前記負側導体３２と第２極板３６に挟まれて、前記負側導体３２に負極を接触させ前記第２極板３６に正極を接触させた整流素子２０と、前記第１極板３４と前記第２極板３６を支持し、両者を電気接続する第３極板３８と、前記第３極板３８に接続されたプラス電極２２と、前記第３連結極板４８に接続されたマイナス電極２４と、を備えた溶接トランス１０と、先端部分７２Ａと基端部分７２Ｂの双方が同一方向に直角に曲がったコ字状のガン本体７２、及び、前記ガン本体７２の両端部分が直角に曲がった側の第１面と反対側の第２面に近接配置され、前記第２面の長手方向に沿って摺動可能であって、先端部分７３Ａが前記ガン本体７２の先端部分７２Ａと同一方向に直角に曲がるとともに、前記ガン本体７２の先端に達する長さを有するＬ字状の摺動導電体７３を備えた溶接ガン６Ｂと、前記溶接ガン６Ａの前記ガン本体７２の先端部分７２Ａと前記摺動導電体７３の先端部分７３Ａに亘って設けられ、前記ガン本体７２と導通し、先端に絶縁リング８５Ｃが設けられた円柱状の内側電極８５Ａ、及び、円筒状を成すと共に、前記摺動導電体７３と一体化し、軸方向に前記内側電極８５Ａを内挿可能な外側電極８５Ｂで構成された片側電極８５と、を備えた抵抗溶接装置において、前記溶接ガン６Ｂは、円柱状の導電性金属部材から成り、一端が前記溶接トランス１０の前記マイナス電極２４Ａに直結される第１固定軸７４１Ｂ、及び、円筒状の導電性金属部材から成り、前記第１固定軸７４１Ｂと非通電状態を保ちつつ、該第１固定軸７４１Ｂの挿通を可能とし、前記第１固定軸７４１Ｂの一端と同じ側に位置する開口端側に、中心軸方向に対して直角方向に延在する環状鍔部Ｂａを有し、該環状鍔部Ｂａが前記溶接トランス１０の前記プラス電極２２Ａに直結される第２固定軸７４２Ｂを備え、前記ガン本体７２及び前記摺動導電体７３を、前記第１固定軸７４１Ｂと前記第２固定軸７４２Ｂに共通する中心軸を回転中心として回転自在に支持する固定軸部７４Ｂと、前記固定軸部７４Ｂの前記第１固定軸７４１Ｂと前記ガン本体７２を電気的に接続する第１給電装置７６と、前記固定軸部７４Ｂの前記第２固定軸７４２Ｂと前記摺動導電体７３を電気的に接続する第２給電装置７７と、を更に備え、前記第１給電装置７６及び前記第２給電装置７７の各々は、平面視凹状の立体形であって、凹んだ部分の形状が半円状となった導電性金属部材から成る第１ブロック体７６１と、前記第１ブロック体７６１と同じ形状で且つ同じ導電性金属部材から成り、半円状の凹部が存在する側の面が前記第１ブロック体７６１の半円状の凹部が存在する側の面と対向するように配置された第２ブロック体７６２と、前記第１ブロック体７６１と前記第２ブロック体７６２が、それぞれの半円状の凹部の存在する側の面が対向するように配置された状態で、前記第１ブロック体７６１と前記第２ブロック体７６２の間に圧縮状態で配設され、復元力によって前記第１ブロック体７６１と前記第２ブロック体７６２を引き離すように作用するコイルスプリング７６３，７６４と、円筒状の導電性金属部材から成り、前記第１ブロック体７６１及び前記第２ブロック体７６２それぞれの半円状の凹部と部分的に嵌合し、外周面及び内周面の少なくとも一方の面に、一方の開口端から他方の開口端に至る長さの溝を少なくとも１つ有するブッシュ７６５と、前記第１ブロック体７６１及び前記第２ブロック体７６２の少なくとも一方を他方側に引き寄せることで、前記第１ブロック体７６１及び前記第２ブロック体７６２によって前記ブッシュ７６５を挟圧する挟圧機構７６６，７６７と、を備え、前記第１給電装置７６及び前記第２給電装置７７のそれぞれにおいて前記第１ブロック体７６１及び前記第２ブロック体７６２を固定部と呼び、前記ブッシュ７６５を可動部と呼ぶとし、前記片側電極への給電の際に、前記挟圧機構７６６，７６７を作動させて前記固定部と前記可動部を導通させる。

上記構成によれば、第１固定軸７４１Ｂとガン本体７２の間の通電を図る第１給電装置７６と、第２固定軸７４２Ｂと摺動導電体７３の間の通電を図る第２給電装置７７とを有するとともに、溶接トランス１０を固定軸部７４Ｂに直結させているので、第１固定軸７４１Ｂとガン本体７２の間と、第２固定軸７４２Ｂと摺動導電体７３の間と、溶接トランス１０と固定軸部７４Ｂの間のそれぞれの間において給電ケーブルを省くことができるとともに、それぞれの間に安定して大電流を流すことが可能となる。これにより、短時間に大電流の供給を可能とする溶接トランス１０からの電流をさらに効率良く片側電極８５に流すことが可能となり、片側電極８５の利点（即ち、片面に保護シートが貼られた被溶接物の溶接においては、裏面に圧痕や熱による焼けや歪を発生させ難く、片面塗装された被溶接物の溶接においては、焼けや熱変色を発生させ難いという利点）をさらに活かすことができる。また、大電流を短時間に流すことができることから、省電力化も図れる。

本発明によれば、溶接ガンを軸周りに回転可能にしつつ、回転させるための回転機構部における固定部と可動部の間に安定して大電流を流すことができる。

本発明の第１実施形態に係る抵抗溶接装置の外観構成を示す側面図図１の抵抗溶接装置の溶接ガンの詳細な構成を示す側面図図１の抵抗溶接装置の第１給電装置の外観構成を示す平面図図１の抵抗溶接装置の第１給電装置の金属製ブッシュを示し、（ａ）は軸方向から見た外観図、（ｂ）は軸方向に対し直角方向から見た外観図図１の抵抗溶接装置の第１，第２給電装置及び第１，第２固定軸それぞれの縦断面並びに溶接時の電流経路を示す図図１の抵抗溶接装置の概略構成を示す図図１の抵抗溶接装置の溶接トランスの１次側に供給される電流を制御するための制御パルス、１次電流及び整流後の溶接電流を示す図図１の抵抗溶接装置の溶接トランスと溶接ガンの結線を示す図図１の抵抗溶接装置の溶接トランスの第１整流素子に順方向電流が流れたときの回路動作を示す図図１の抵抗溶接装置の溶接トランスの第２整流素子に順方向電流が流れたときの回路動作を示す図図１の抵抗溶接装置の溶接トランスの外観を示す斜視図図１の抵抗溶接装置の溶接トランスの組み立て状態を示す斜視図本発明の第２実施形態に係る抵抗溶接装置の外観構成を示す側面図図１３の抵抗溶接装置の溶接ガンの詳細な構成を示す側面図図１３の抵抗溶接装置の溶接トランスの外観構成を示す斜視図特許文献４に記載された溶接装置の使用状態を説明するための図特許文献４に記載された溶接装置の使用状態を説明するための図特許文献４に記載された溶接装置の使用状態を説明するための図特許文献４に記載された溶接装置の使用状態を説明するための図

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る抵抗溶接装置１Ａの外観構成を示す側面図である。同図において、第１実施形態に係る抵抗溶接装置１Ａは、冷却ユニット２と、電源ユニット３と、支持ポスト４と、支持アーム５と、溶接ガン６と、給電ケーブル７と、ガンシャフト８と、テーブル９と、溶接トランス１０と、溶接条件設定器１１と、ハンドル６５と、給電装置６６と、加圧装置６７と、を備える。

冷却ユニット２は、主に溶接ガン６で発生する熱を冷却するための冷却水を供給する。冷却ユニット２は、電源が投入されている間は常時動作し、溶接ガン６との間で冷却水を循環させる。なお、冷却ユニット２と溶接ガン６の間における冷却水の搬送には、樹脂製のチューブ（図示略）が用いられる。電源ユニット３は、受電設備４００（図６参照）から供給される三相の交流電力を直流に変換し、更に変換後の直流を高周波交流に変換して出力する。支持ポスト４は、冷却ユニット２の近傍にて垂直方向に立設され、支持アーム５を水平方向に回動自在に支持する。

支持アーム５は、第１アーム５Ａと、第２アーム５Ｂと、第１アーム５Ａと第２アーム５Ｂを回動自在に繋ぐ回動軸５Ｃとを有し、第１アーム５Ａの基端部が支持ポスト４の上端部に水平方向に回動自在に支持される。ガンシャフト８は、長尺棒状を成し、支持アーム５の先端部において、該支持アーム５に対して直角方向に上下動自在に配設される。ガンシャフト８の下端部には溶接ガン６及びハンドル６５が配設され、上端部には給電装置６６が配設され、支持アーム５の直上部には加圧装置６７が配設される。なお、これら各種部品が設けられたガンシャフト８は、第２アーム５Ｂの先端部分に設けられる昇降機構（図示略）によって一定の張力で引き上げられた状態で保持される。この昇降機構の作用により、溶接ガン６を上下方向の任意の位置に停止させることができる。

給電装置６６は、２枚の導電性金属板（図示略）を内蔵し、圧縮空気の供給を受けることで接触状態になる開閉器である。加圧装置６７は、圧縮空気の供給を受けることでガンシャフト８を把持し、さらにガンシャフト８を下方へ押圧する。ハンドル６５は、リング形状を成し、人手による溶接ガン６の回転を補助する。ハンドル６５には押しボタン式の起動スイッチ６８が配設されており、この起動スイッチ６８を押下することで電源ユニット３に溶接指令が出力される。電源ユニット３は、起動スイッチ６８による溶接指令を受けることで溶接ガン６に対する加圧と電流供給を行う。即ち、電源ユニット３は、溶接指令を受けることで、加圧装置６７を作動させて溶接ガン６を被溶接物５００に向かう方向に加圧するとともに、給電装置６６を作動させて溶接ガン６への給電を行う。

給電ケーブル７は、２本のケーブル７Ａ，７Ｂで構成され、溶接トランス１０とガンシャフト８の間を接続する。溶接トランス１０は、本願発明者等が先に特開２０１２−２１０６５４号、特開２０１３−１７９２０５号で提案した抵抗溶接用の溶接トランスと同等のものであり、高速で精密な大電流の溶接制御に追随できるものである。なお、溶接トランス１０については後に詳細に説明する。

図２は、溶接ガン６の詳細な構成を示す側面図である。同図において、溶接ガン６は、ガン本体７２と、摺動導電体７３と、ガン本体７２及び摺動導電体７３を水平方向に回転自在に支持する固定軸部７４と、固定軸部７４とガン本体７２の間に配設される第１給電装置７６と、固定軸部７４と摺動導電体７３の間に配設される第２給電装置７７と、を備える。ガン本体７２は、先端部分７２Ａと基端部分７２Ｂの双方が同一方向に直角に曲がったコ字状を成す。ガン本体７２の先端部分７２Ａには片側電極８５の内側電極８５Ａが配設される。摺動導電体７３は、ガン本体７２の両端部分７２Ａ，７２Ｂが直角に曲がった側の第１面７２ｃと反対側の第２面７２ｄに近接配置され、ガン本体７２の第２面７２ｄの長手方向（図では上下方向）に沿って摺動可能であって、先端部分７３Ａがガン本体７２の先端部分７２Ａと同一方向に直角に曲がるとともに、ガン本体７２の先端に達する長さを有する略Ｌ字状を成している。摺動導電体７３の先端部分７３Ａには片側電極８５の外側電極８５Ｂが配設される。片側電極８５は、溶接ガン６のガン本体７２の先端７２の先端部分７２Ａと摺動導電体７３の先端部分７３Ａに亘って設けられ、ガン本体７２と導通し、先端に絶縁リング８５Ｃが設けられた円柱状の内側電極８５Ａと、円筒状を成すと共に、摺動導電体７３と一体化し、軸方向に内側電極８５Ａを介挿可能な外側電極８５Ｂを備える。

ガン本体７２と摺動導電体７３の間には、これらを連結するとともにガン本体７２に対して摺動導電体７３を案内する直動ガイド８０が配設されている。直動ガイド８０は、レール８０Ａと、レール８０Ａ上を滑動可能な２つの接続片８０Ｂとを備え、レール８０Ａは摺動導電体７３側に配設され、接続片８０Ｂはガン本体７２側に配設される。接続片８０Ｂのレール８０Ａと接触する部分には絶縁材が配設されており、レール８０Ａと接続片８０Ｂが非導通状態となっている。

固定軸部７４は、円柱状の導電性金属部材から成る第１固定軸７４１と、円筒状の導電性金属部材から成り、第１固定軸７４１の挿通を可能とし、第１固定軸７４１の一端と同じ側に位置する開口端側に、中心軸方向に対して直角方向に延在する環状鍔部７４２ａを有する第２固定軸７４２と、中央に第２固定軸７４２を嵌挿可能な孔が形成された円板状の第１ベアリング支持板７４３と、を備える。第１固定軸７４１は、第２固定軸７４２の環状鍔部７４２ａの上端から第１給電装置７６の底面に至る長さを有し、第２固定軸７４２は、環状鍔部７４２ａの上端から第２給電装置７７の底面に至る長さを有する。第１固定軸７４１と第２固定軸７４２の間には絶縁材９５（図５参照）が配設されており、第１固定軸７４１と第２固定軸７４２が非導通状態となっている。固定部７４は、ガンシャフト８の先端部分に接続されて、ガン本体７２及び摺動導電体７３を、第１固定軸７４１と第２固定軸７４２に共通する中心軸を回転中心として回転自在に支持する。第１固定軸７４１と第２固定軸７４２は、ガンシャフト８内を通した同軸状のケーブル（図示略）と、給電ケーブル７を順次介して溶接トランス１０の２次側に接続される。この場合、第１固定軸７４１は、溶接トランス１０の２次側のマイナス電極２４に接続され、第２固定軸７４２は、溶接トランス１０の２次側のプラス電極２２に接続される。

第１給電装置７６は、第１固定軸７４１とガン本体７２を電気的に接続するものであり、第２給電装置７７は、第２固定軸７４２と摺動導電体７３を電気的に接続するものである。第１給電装置７６と第２給電装置７７の間には絶縁材（図示略）が配設されており、第１給電装置７６と第２給電装置７７が非導通状態となっている。第１給電装置７６とガン本体７２の間には、圧縮空気の供給を受けることでガン本体７２を下方へ付勢するシリンダ８６が配設されている。シリンダ８６は、ガン本体７２が支持する内側電極８５Ａが被溶接物５００（図６参照）に当てられて加圧されたときに、その加圧によってガン本体７２が押し戻されないように（即ち、ガン本体７２が後退しないように）、ガン本体７２に対して下方に向かう力を与えるものである。シリンダ８６に内蔵されたピストン（図示略）は、シリンダ８６に供給される圧縮空気の量に応じて可動する。このピストンはガン本体７２と間接的に接続される。第１給電装置７６とシリンダ８６は非導通状態となるため、第１給電装置７６とガン本体７２が金属製のジャンパー線８２によって電気的に接続される。

第２給電装置７７の上面側には、第２給電装置７７及び摺動導電体７３と非導通状態となった第２ベアリング支持板８７が配設されている。第２ベアリング支持板８７と固定部７４の第１ベアリング支持板７４３の間には複数個（図では２個だけ見えているが、２個以上存在している）のベアリング８８が配設されており、これらのベアリング８８によって、可動部（即ち、ガン本体７２、摺動導電体７３、第１給電装置７６、第２給電装置７７、直動ガイド８０、片側電極８５及び第２ベアリング支持板８７が一体化したもの）の水平方向への回転が可能となっている。第１固定軸７４１とガン本体７２の通電は、上述したジャンパー線８２を介して行われる。

第１給電装置７６と第２給電装置７７は、大きさに違いがあるものの、基本的には同じ構造であるので、第１給電装置７６を例に挙げて、その構造について説明する。図３は、第１給電装置７６の外観構成を示す平面図である。同図において、第１給電装置７６は、第１ブロック体７６１と、第２ブロック体７６２と、コイルスプリング７６３，７６４と、ブッシュ７６５と、挟圧機構７６６，７６７と、を備える。本実施形態では、これらの部品のうち、少なくとも第１，第２ブロック体７６１，７６２及びブッシュ７６５には、銅等の導電性に優れた金属材が用いられる。また、本実施形態では、金属製のコイルスプリング７６３，７６４を用いているが、ゴム等の非金属製の弾性部材を用いることも可能である。

第１ブロック体７６１は、平面視凹状の立体形であって、凹んだ部分の形状が半円状となった導電性金属部材から成る。なお、以後、第１ブロック体８６１の凹んだ部分を半円形溝７６１１と呼ぶ。第１ブロック体７６１には、半円形溝７６１１を挟む両側に貫通孔７６１２，７６１３が形成されている。これらの貫通孔７６１２，７６１３は、半円形溝７６１１の円心から一定距離を隔てた位置において、第１ブロック体７６１の短手方向（半円形溝７６１１の円心方向に対して直角方向）に形成される。また、これらの貫通孔７６１２，７６１３は、共に半円形溝７６１１の開口端側の径が大きくなった異径構造を有している。貫通孔７６１２の径の大きい部分（“大径部分”と呼ぶ）７６１２ａには、コイルスプリング７６３の一端部分が挿入され、貫通孔７６１３の径の大きい部分（“大径部分”と呼ぶ）７６１３ａには、コイルスプリング７６４の一端部分が挿入される。

一方、第２ブロック体７６２は、第１ブロック体７６１と略同じ形状で且つ同じ導電性金属部材から成り、半円状の凹部が存在する側の面が、第１ブロック体７６１の半円状の凹部が存在する側の面と対向するように配置されている。なお、第２ブロック体７６２においても凹んだ部分を半円形溝７６２１と呼ぶ。第２ブロック体７６２には、半円形溝７６２１を挟む両側に貫通孔７６３１，７６３２が形成されている。これらの貫通孔７６３１，７６３２は、半円形溝７６２１の円心から一定距離を隔てた位置において、第２ブロック体７６２の短手方向（半円形溝７６２１の円心方向に対して直角方向）に形成される。また、これらの貫通孔７６３１，７６３２は、共に半円形溝７６２１の開口端側の径が大きくなった異径構造を有している。貫通孔７６３１の径の大きい部分（“大径部分”と呼ぶ）７６３１ａにはコイルスプリング７６３の他端部分が挿入され、貫通孔７６３２の径の大きい部分（“大径部分”と呼ぶ）７６３２ａにはコイルスプリング７６４の他端部分が挿入される。

上述したように、コイルスプリング７６３は、第１ブロック体７６１の貫通孔７６１２の大径部分７６１２ａと第２ブロック体７６２の貫通孔７６３１の大径部分７６３１ａの間に挿入され、コイルスプリング７６４は、第１ブロック体７６１の貫通孔７６１３の大径部分７６１３ａと第２ブロック体７６２の貫通孔７６３２の大径部分７６３２ａの間に挿入される。この場合、コイルスプリング７６３，７６４は、第１ブロック体７６１と第２ブロック体７６２の間に圧縮状態で配設されるので、その復元力によって第１ブロック体７６１と第２ブロック体７６２を常時引き離すよう作用する。

第１，第２ブロック体７６１，７６２は、半円形溝７６１１，７６２１が形成された面側が互いに向かい合うように対向配置された状態で、挟圧機構７６６，７６７にて接続される。挟圧機構７６６は、先端部にネジが切られ、コイルスプリング７６３内を挿通できる外径を有する円柱棒状のロッド７６６１と、ロッド７６６１の先端部に切られたネジに螺合するナット７６６２と、ナット７６６２と第１ブロック体７６１の貫通孔７６１２の開口端の間に挿入されるワッシャー７６６３と、ピストン内蔵のシリンダ７６６４とを備える。シリンダ７６６４は、圧縮空気の供給を受けることで内蔵するピストン（図示略）が可動するものである。シリンダ７６６４内のピストンにはロッド７６６１の他端が接続されるので、シリンダ７６６４に圧縮空気が供給されてピストンが可動することで、ロッド７６６１がシリンダ７６６４側へ引き寄せられる。ロッド７６６１がシリンダ７６６４側へ引き寄せられると、ロッド７６６１に繋がっている第１ブロック体７６１の長手方向の一端部分（即ち、図面に向かって右端部分）が第２ブロック体７６２側へ引き寄せられる。

挟圧機構７６７も挟圧機構７６６と同様の構造を採り、先端部にネジが切られ、コイルスプリング７６４内を挿通できる外径を有する円柱棒状のロッド７６７１と、ロッド７６７１の先端部に切られたネジに螺合するナット７６７２と、ナット７６７２と第１ブロック体７６１の貫通孔７６１３の開口端の間に挿入されるワッシャー７６７３と、ピストン内蔵のシリンダ７６７４と、を備える。シリンダ７６７４は、圧縮空気の供給を受けることで内蔵するピストン（図示略）が可動するものである。上述したシリンダ７６６４と同様に、内蔵されたピストンにはロッド７６７１の他端が接続されるので、シリンダ７６７４に圧縮空気が供給されてピストンが可動することで、ロッド７６７１がシリンダ７６７４側へ引き寄せられる。ロッド７６７１がシリンダ７６７４側へ引き寄せられると、ロッド７６７１に繋がっている第１ブロック体７６１の長手方向の他端部分（即ち、図面に向かって左端部分）が第２ブロック体７６２側へ引き寄せられる。

挟圧機構７６６，７６７のシリンダ７６６４，７６７４には、同時に圧縮空気が供給されるようになっているので、挟圧機構７６６のシリンダ７６６４による第１ブロック体７６１の引き寄せと、挟圧機構７６７のシリンダ７６７４による第１ブロック体７６１の引き寄せが同時に行われる。即ち、第１ブロック体７６１と第２ブロック体７６２が平行を保った状態で、第１ブロック体７６１が第２ブロック体７６２側へ引き寄せられる。なお、本実施形態では、第１ブロック体７６１を第２ブロック体７６２側へ引き寄せるようにしたが、第１ブロック体７６１及び第２ブロック体７６２を、互いに相手側に引き寄せるようにしても構わない。

図４は、第１給電装置７６のブッシュ７６５を示し、（ａ）は軸方向から見た外観図、（ｂ）は軸方向に対し直角方向から見た外観図である。同図に示すように、ブッシュ７６５は円筒状の導電性金属部材から成り、外周面と内周面には、一方の開口端から他方の開口端に至る長さの溝７６５ａ，７６５ｂが周方向に沿って８本形成されている。ブッシュ７６５の外周面に形成された溝７６５ａは略Ｗ字状の断面形状を成し、内周面に形成された溝７６５ｂは略Ｖ字状の断面形状を成している。ブッシュ７６５は、第１，第２ブロック体７６１，７６２によって挟圧されたときに収縮するように、その外径が第１ブロック体７６１の半円形溝７６１１と第２ブロック体７６２の半円形溝７６２１を合わせたときに得られる円の直径よりも大きくなるように形成される。即ち、ブッシュ７６５が第１ブロック体７６１の半円形溝７６１１及び第２ブロック体７６２の半円形溝７６２１のそれぞれに対して部分的に嵌合するように形成される。

ここで、第１ブロック体７６１及び第２ブロック体７６２を固定部と呼び、ブッシュ７６５に嵌入される第１固定軸７４１を可動部と呼ぶ。該固定部と該可動部を通して片側電極８５に電流を流す場合、挟圧機構７６６，７６７を同時に作動させてブッシュ７６５を挟圧する。挟圧機構７６６，７６７が同時に作動することで、ブッシュ７６５が外周面の全周に亘って均等に加圧される。これにより、ブッシュ７６５の内周面が全周に亘って第１固定軸７４１の表面に密着し、固定部と可動部が導通状態になる。この場合、第１ブロック体７６１の半円形溝７６１１と第２ブロック体７６２の半円形溝７６２１を合わせたときに得られる円の径が、ブッシュ７６５の外径より小さくなるように、半円形溝７６１１，７６２１及びブッシュ７６５の形状が決められているので、ブッシュ７６を容易に収縮させることができ、ブッシュ７６の内周面を第１固定軸７４１の表面に隙間無く強固に密着させることができる。また、ブッシュ７６５の溝７６５ａの断面形状を外周面側で略Ｗ字状、内周面側で略Ｖ字状としているので、ブッシュ７６５を容易に収縮させることができ、第１，第２ブロック体７６１，７６２による挟圧力の低減が図れる。即ち、小さな挟圧力でブッシュ７６５を第１固定軸７４１に密着させることができる。このような構造を採る第１給電装置７６の採用により、固定部とした第１ブロック体７６１及び第２ブロック体７６２と、可動部とした第１固定軸７４１の間に安定して大電流を流すことが可能となる。

なお、ブッシュ７６５は、外周面と内周面のそれぞれに８本の溝７６５ａ，７６５ｂを形成したものであったが、溝を形成する面は外周面又は内周面のいずれか一方であってもよい。また、溝の本数は１であっても構わないが、溝の本数を多くするに従い、固定部である第１ブロック体７６１及び第２ブロック体７６２と、可動部である第１固定軸７４１との密着性が良くなることから、多い方が効果的であると言える。因みに、実際の抵抗溶接装置では１６本形成している。

また、第１ブロック体７６１の半円形溝７６１１及び第２ブロック体７６２の半円形溝７６２１それぞれの表面とブッシュ７６５の外周面の間及びブッシュ７６５の内周面に、導電性充填剤（カーボン、金属粉、金属酸化物等）が添加されたグリースを塗布するようにしてもよい。このグリースを塗布することで、接触面の凹凸が埋まり、平坦化して安定した接触面を維持でき、通電の更なる安定化が図れるとともに、接触面の摺動による摩耗を防ぐことができる。

図５は、第１実施形態に係る抵抗溶接装置１Ａの第１，第２給電装置７６，７７及び第１，第２固定軸７４１，７４２それぞれの縦断面並びに溶接時の電流経路を示す図である。なお、同図において、第２給電装置７７を構成する第１ブロック体には符号７７１を付けており、第２ブロック体には符号７７２を付与し、ブッシュには符号７７５を付けている。

第２固定軸７４２に流入した溶接電流Ｉｅは、第２給電装置７７のブッシュ７７５、第２給電装置７７の第１，第２ブロック体７７１，７７２を通り、摺動導電体７３（図５では図示していない）に流入する。摺動導電体７３に流入した溶接電流Ｉｅは、片側電極８５の外側電極８５Ｂ、被溶接物５００（図１参照）、片側電極８５の内側電極８５Ａ、ガン本体７２、ジャンパー線８２を順次通り、第１給電装置７６の第１，第２ブロック体７６１，７６２に流入する。その後、ブッシュ７６５を通って第１固定軸７４１に流入する。このように、溶接ガン６における電流経路は、第２固定軸７４２→第２給電装置７７→摺動導電体７３→片側電極８５の外側電極８５Ｂ→被溶接物５００→片側電極８５の内側電極８５Ａ→ガン本体７２→ジャンパー線８２→第１給電装置７６→第１固定軸７４１となる。

図１に戻り、テーブル９は、略正方形の平坦な板状を成し、被溶接物５００を載置する。被溶接物５００は、例えば少なくとも２枚の鋼板を重ね合わせてなる板組である。なお、被溶接物５００には、裏面（例えば、重ねた２枚の鋼板のうち、片側電極から遠い方の裏面）に保護シートが貼られたものや、塗装が施されたものがある。溶接条件設定器１１は、被溶接物５００の材質や板厚等の溶接条件の設定を行う。片側電極８５は、溶接ガン６の先端部分に装着される。図２に示すように、片側電極８５は、ガン本体７２と導通し、先端に絶縁リング８５Ｃが配設された円柱状の内側電極８５Ａと、摺動導電体７３と一体化し、軸方向に内側電極８５Ａを内挿可能な両端が開口した筒状の外側電極８５Ｂとで構成される。

次に、電源ユニット３について説明する。
図６は、抵抗溶接装置１Ａの概略構成を示す図である。同図において、電源ユニット３は、整流器３００と、平滑用コンデンサ３０１と、溶接制御回路３０２と、インバータ回路３０３とを備える。整流器３００は、単相全波整流式を採用したものであり、受電設備４００からの三相の交流を整流して直流に変換する。溶接制御回路３０２は、溶接条件設定器１１で設定された溶接条件に見合った溶接電流Ｉｅの大きさと通電時間を制御する。溶接制御回路３０２には例えばマイコンが用いられる。該マイコンは溶接制御用のプログラムを保持し、そのプログラムに従って動作する。溶接制御回路３０２は、溶接ガン６に備えられた起動スイッチ６８からの溶接指令Ｓｗを検知することで、溶接条件設定器１１にて設定された被溶接物５００の材質と厚さに応じたタイミング信号Ｓｉを生成し、インバータ回路３０３に出力する。溶接制御回路３０２は、例えば、溶接電流Ｉｅが通電開始時から１５ミリ秒以内で最大値となり、かつ５０ミリ秒以下の通電時間で溶接を完了するように、タイミング信号Ｓｉを生成する。

インバータ回路３０３は、インバータ制御部３０３１と、例えばＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を使用した４つのスイッチＳ１〜Ｓ４と、例えばＣＴ（ＣｕｒｒｅｎｔＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）を使用した電流センサ３０３２と、を備える。インバータ制御部３０３１は、溶接制御回路３０２で生成されたタイミング信号Ｓｉと電流センサ３０３２で検出された１次電流Ｉｆとに基づいてスイッチＳ１〜Ｓ４のそれぞれをオン・オフ制御し、高周波交流を発生する。インバータ制御部３０３１が発生する高周波交流の大きさは、スイッチＳ１〜Ｓ４それぞれのオン・オフのデューティによって変化する。スイッチＳ１〜Ｓ４それぞれのオン・オフのデューティを変化させることで、後述する図７の（ａ）に示すようにスイッチング波形のＷの幅が変化する。

図７は、溶接トランス１０の１次側に供給される電流を制御するための制御パルス、１次電流Ｉｆ及び整流後の溶接電流Ｉｅを示す図である。同図において、インバータ回路３０３により制御された幅Ｗのパルス（スイッチングパルス）が、一定時間Ｈ内に一定回数、ここでは正方向のパルスと負方向のパルスとで合計１０回、溶接トランス１０の１次コイル１２に供給される。これにより、溶接トランス１０の１次コイル１２には、図７の（ｂ）に示すような１次電流Ｉｆが流れる。溶接トランス１０の１次コイル１２に１次電流Ｉｆが流れることで、溶接トランス１０の２次側に発生した２次電流が整流素子１８，２０で全波整流されて、図７の（ｃ）に示すような溶接電流Ｉｅとなって溶接ガン６に流れる。

図７の（ａ）に示すパルスの幅Ｗを増減することで溶接電流Ｉｅの大きさを調整することができる。また、パルスの供給回数を増減すれば溶接時間を調整することができる。即ち、パルスの繰り返し周波数を高くすると溶接時間をより細かく微調整できる。また、溶接トランス１０の１次コイル１２に供給する電力を増やせば、２次コイル１４からより大きな溶接電流Ｉｅを取り出すことができる。

溶接トランス１０の１次コイル１２は、電源ユニット３のインバータ回路３０３の出力側に接続される。図８は、溶接トランス１０と溶接ガン６の結線を示す図である。同図において、溶接トランス１０の１次コイル１２は、電源ユニット３のインバータ回路３０３の出力端に接続される。インバータ回路３０３から高周波交流が出力されることで、溶接トランス１０の１次コイル１２に１次電流が流れる。溶接トランス１０の２次コイル１５は、それ自体に極性を考慮する必要はないが、便宜上、溶接トランス１０の２次コイル１５を、正側コイル１４と負側コイル１６とを直列接続したものと呼ぶことにする。正側コイル１４の一端には第１整流素子１８のアノード（正極）が接続され、負側コイル１６の一端には第２整流素子２０のアノード（正極）が接続される。第１整流素子１８のカソード（負極）と第２整流素子２０のカソード（負極）がプラス電極２２に共通接続され、正側コイル１４の他端と負側コイル１６の他端とがマイナス電極２４に共通接続される。

プラス電極２２とマイナス電極２４には、給電ケーブル７、ガンシャフト８内を通した同軸状のケーブル（図示略）を介して溶接ガン６が接続される。即ち、溶接トランス１０の２次側のプラス電極２２に溶接ガン６の第２固定軸７４２が接続され、溶接トランス１０の２次側のマイナス電極２４に溶接ガン６の第１固定軸７４１が接続される。また、第２固定軸７４２は、第２給電装置７７を介して摺動導電体７３に接続され、第１固定軸７４１は、第１給電装置７６を介してガン本体７２に接続される。さらに、摺動導体７３の先端部分には片側電極８５の外側電極８５Ｂが接続され、ガン本体７２の先端部分には片側電極８５の内側電極８５Ａが接続されるので、溶接トランス１０の２次側のプラス電極２２は片側電極８５の外側電極８５Ｂに接続され、溶接トランス１０の２次側のマイナス電極２４は片側電極８５の外側電極８５Ａに接続されることになる。このような接続関係により、片側電極８５に供給される溶接電流は、外側電極８５Ｂから内側電極８５Ａに向かう方向に流れる。

なお、第１実施形態に係る抵抗溶接装置１Ａでは、溶接トランス１０のプラス電極２２を片側電極８５の外側電極８５Ｂに接続し、溶接トランス１０のマイナス電極２４を片側電極８５の内側電極８５Ａに接続するようにして、外側電極８５Ｂから内側電極８５Ａに向かう方向に溶接電流が流れるようにしたが、逆になるようにしても構わない。即ち、溶接トランス１０のプラス電極２２を片側電極８５の内側電極８５Ａに接続し、溶接トランス１０のマイナス電極２４を片側電極８５の外側電極８５Ｂに接続するようにしてもよい。

図９は、第１整流素子１８に順方向電流が流れたときの回路動作を示す図である。また、図１０は、第２整流素子２０に順方向電流が流れたときの回路動作を示す図である。図９及び図１０では、図８に示す回路に、回路動作上問題になる等価的なインダクタンス成分を書き加えている。即ち、正側コイル１４と第１整流素子１８を接続する正側導体３０のインダクタンスと、負側コイル１６と第２整流素子２０を接続する負側導体３２のインダクタンスと、給電ケーブル７等を含む溶接ガン６における導体のインダクタンスとが、抵抗溶接装置の性能に影響を及ぼすと考えられる。

溶接トランス１０や給電ケーブル７等を含む溶接ガン６で発生する大量の熱を抑制することができれば、抵抗溶接装置の省エネルギー化が図れ、大きな節電効果が期待できる。これは、従来よりも大きな電流を短時間だけ溶接ガン６に供給するように制御できれば実現可能である。一方、溶接される材料や構造等に最適な溶接電流を供給するためには、溶接電流の供給時間を極めて高精度に制御する必要がある。これは、溶接電流を供給する溶接トランス１０の１次側にインバータ回路３０３を接続して、ＰＷＭ制御により溶接電流の大きさと供給時間とを制御することで実現可能である。

ここで、従来の抵抗溶接装置は、例えば１万アンペアで２００ｍ秒〜７００ｍ秒の溶接電流を供給するようにしているが、溶接電流をその２倍の２万アンペアにしてみると、溶接ガン６以外の場所で熱エネルギーになって消費される電力損失が極めて大きくなり、実用上問題となる。そこで、溶接電流を２倍にしても溶接時間を１０分の１に短縮すれば、消費電力を５分の１にすることができ、実用上問題とはならない。

一方、溶接電流を供給するためのインバータ回路の制御パルスは、従来、繰り返し周波数が１ｋＨｚ程度のものを使用していたが、大電流を短時間供給するには、もっと分解能の高い制御パルスが必要になる。本実施形態に係る抵抗溶接装置１Ａのインバータ回路３０３では、繰り返し周波数が５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ程度のパルスを出力するようにしている。従来の数倍から数十倍の高い繰り返し周波数のパルスを従来の溶接トランスに供給した場合、予定した溶接電流が得られないが、本実施形態に係る抵抗溶接装置１Ａで使用する溶接トランス１０は、従来の数倍から数十倍の高い繰り返し周波数のパルスでも予定した溶接電流を得ることができる構造を有している。以下、本実施形態に係る抵抗溶接装置１Ａで使用する溶接トランス１０の構造を説明する。

図１１は、第１実施形態に係る抵抗溶接装置１Ａの溶接トランス１０の外観を示す斜視図である。また、図１２は、溶接トランス１０の組み立て状態を示す斜視図である。図１１及び図１２において、溶接トランス１０は、平行部２５ａと両端のＵ字状の湾曲部２５ｂにより構成される環状磁心２５と、環状磁心２５の平行部２５ａに、複数の部分に分けて間隙１２ａを空けて分割巻きされる１次コイル１２と、１次コイル１２と共に環状磁心２５の平行部２５ａに巻回され、１次コイル１２に設けられた各間隙１２ａに１個ずつ挟み込むように、複数の正側コイル１４と複数の負側コイル１６とを交互に配列した２次コイル１５と、複数の正側コイル１４は全て並列接続されるかもしくは全部または一部が直列接続され、複数の負側コイル１６は全て並列接続されるかもしくは全部または一部が直列接続され、接続された複数の正側コイル１４と複数の負側コイル１６とが互いに直列接続されるように、正側コイル１４と負側コイル１６の端子間を電気接続する導体群を有し、かつ、該導体群により、全ての正側コイル１４と負側コイル１６とを一方の面上に支持固定する接続基板６２を備え、複数の正側コイル１４の一方の端子は、接続基板６２の他方の面上で、環状磁心２５の平行部２５ａに平行な方向に伸びた第１連結極板４４に電気接続され、複数の負側コイル１６の一方の端子は、接続基板６２の他方の面側で、環状磁心２５の平行部２５ａに平行な方向に伸びた第２連結極板４６に電気接続され、正側コイル１４の他方の端子と負側コイル１６の他方の端子は、共に、接続基板６２の他方の面側で、環状磁心２５の平行部２５ａに平行な方向に伸びた第３連結極板４８に電気接続され、第１連結極板４４には、正側導体３０が連結され、第２連結極板４６には、負側導体３２が連結され、正側導体３０と負側導体３２は、接続基板６２の他方の面側において、当該他方の面から垂直に離れる方向に伸びる境界面に配置された絶縁層３１を介して重ね合わされた一対の導体板であり、正側導体３０とプラス電極２２（図６、図８参照）が接続された第１極板３４との間に挟まれ、正側導体３０にアノード（正極）が接触し、第１極板３４にカソード（負極）が接触する第１整流素子１８と、負側導体３２とマイナス電極２４が接続された第２極板３６との間に挟まれ、負側導体３２にアノード（正極）が接触し第２極板３６にカソード（負極）が接触する第２整流素子２０と、第１極板３４と第２極板３６を支持し、両者を電気接続する第３極板３８と、第３極板３８に接続されたプラス電極２２と、第３連結極板４８に接続されたマイナス電極２４と、を備える。

溶接トランス１０は、このような構造を有したことで、インバータ回路３０３からの高い周波数（５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ程度）のパルスでも、予定した溶接電流を得ることができる。

ところで、図６に示すような２個の整流素子１８、２０を使用した全波整流型の２次回路は、ブリッジを使用した回路に比べて整流素子数が少なく、小型化できて電力損失も少ないため、抵抗溶接装置に適することが知られている。しかしながら、この２次回路では、１次コイル１２に流れる電流の極性反転によって、２次コイル１５に誘起される電圧が極性反転したときに、一方の整流素子を通じて供給されていた負荷電流が他方の整流素子側に流れを変える転流が生じる。

溶接電流が大電流になると、回路各部のインダクタンスに蓄積された電流エネルギーは非常に大きくなる。この電流エネルギーが一方の整流素子から他方の整流素子の側に移る転流時間は、図９や図１０に示す２次コイル１５の各部のインダクタンスが大きいほど長くなる。図７に示す１次コイル１２の電流の立ち下がり開始から反対極性の電流の立ち上がり終了までの時間Ｍの間に２次回路の転流が完了しないと、２次電流の立ち上がりが遅れて、図７の破線に示すように、予定した溶接電流が得られなくなる。

第１実施形態に係る抵抗溶接装置１Ａで使用している溶接トランス１０は、正側導体３０と負側導体３２が絶縁層３１を介して密着し、また２次コイル１５の正側コイル１４と負側コイル１６の間に１次コイル１２が挟まるようにこれらのコイルを配置しているので、溶接トランス１０の２次側回路の転流時におけるインダクタンスが低減し、該２次側回路における転流時間が短くなる。したがって、溶接トランス１０を使用することで、より高い周波数のインバータ制御が可能となる。

また、溶接トランス１０は、１次コイル１２と２次コイル１５の配置によって、溶接トランス全体の熱分布を均一化できる。

また、溶接トランス１０は、１次コイル１２と２次コイル１５の正側コイル１４及び負側コイル１６をそれぞれ分割巻きして１次コイル１２と２次コイル１５の結合を図っているので、１次コイル１２と２次コイル１５における結合を強くでき、２次側の大電流による磁気飽和を防止できる。

また、溶接トランス１０は、１次コイル１２と２次コイル１５の正側コイル１４と負側コイル１６との関係がどの場所でも均等になるようにしていので、互いに密着した配置が可能となり、溶接トランス１０の小型化が図れる。

このように、第１実施形態に係る抵抗溶接装置１Ａによれば、第１固定軸７４１とガン本体７２の間の通電を図る第１給電装置７６と、第２固定軸７４２と摺動導電体７３の間の通電を図る第２給電装置７７とを有するので、第１固定軸７４１とガン本体７２の間と、第２固定軸７４２と摺動導電体７３の間のそれぞれを繋ぐ給電ケーブルを省くことができるとともに、それぞれの間に安定して大電流を流すことが可能となる。これにより、短時間に大電流の供給を可能とする溶接トランス１０からの電流を効率良く片側電極８５に流すことが可能となり、片側電極８５の利点（即ち、片面に保護シートが貼られた被溶接物の溶接においては、裏面に圧痕や熱による焼けや歪を発生させ難く、片面塗装された被溶接物の溶接においては、焼けや熱変色を発生させ難いという利点）をさらに活かすことができる。また、大電流を短時間に流すことができることから、省電力化も図れる。

また、水平方向への移動を可能とする溶接ガン６は、上面に開口部を有し、該開口部の周縁から内側に延びる延設部を有する箱状の被溶接物に対し、該被溶接物の延設部の直下で溶接を行うような場合、該延設部が邪魔になることなく溶接を行うことができる。

なお、第１実施形態に係る抵抗溶接装置１Ａにおいて、給電装置６６を給電装置７６（又は給電装置７７）に置き換えるようにしてもよい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る抵抗溶接装置について説明する。
図１３は、第２実施形態に係る抵抗溶接装置１Ｂの外観構成を示す側面図である。なお、同図において前述した図１と共通する部品や部材については同一の符号を付けてその説明を省略する。

第２実施形態に係る抵抗溶接装置１Ｂは、溶接トランスとの一体化を図った溶接ガン６Ｂを有している。すなわち、前述した第１実施形態に係る抵抗溶接装置１Ａでは、溶接ガン６と溶接トランス１０を給電ケーブル７やガンシャフト８内を通した同軸ケーブル（図示略）にて接続するようにしたが、第２実施形態に係る抵抗溶接装置１Ｂは、溶接トランスを直結させた溶接ガン６Ｂを有することで、給電用のケーブルを省いたものである。給電用のケーブルを省くことで、短時間に大電流の供給を可能とする溶接トランスからの電流をさらに効率良く片側電極８５に流すことが可能となる。

図１３において、第２実施形態に係る抵抗溶接装置１Ｂは、筐体９０と、制御・電源ユニット９１と、冷却ユニット９２と、溶接ガン６Ｂと、ガン上下移動機構９３と、ガン旋回機構９４と、テーブル９６と、テーブル移動機構９７と、を備える。筐体９０は、図示のように、側面視した形状が略コ字状となっており、内側の上部中央にはガン上下移動機構９３が配設され、上側の開口部付近には溶接ガン６Ｂ及びガン旋回機構９４が配設されている。ガン上下移動機構９３は、制御・電源ユニット９１からの指示に従って動作し、モータ９３ａの駆動力により、溶接ガン６Ｂを筐体９０の立設方向（略垂直方向）に上下動させる。ガン旋回機構９４は、制御・電源ユニット９１からの指示に従って動作し、溶接ガン６Ｂを筐体９０の立設方向に対して直角方向（略水平方向）に回転させる。ガン旋回機構９４は、第２ベアリング支持板８７（図１４参照）に掛けたベルト９４ｂをモータ９４ａの動力を利用して回すことで溶接ガン６Ｂを回転させる。テーブル９６は、被溶接物５００を載置する。テーブル移動機構９７は、制御・電源ユニット９１からの指示に従って動作し、Ｘ−Ｙ平面上でテーブル９６を移動させる。制御・電源ユニット９１は、被溶接物５００の溶接箇所が片側電極８５の直下に位置するように、テーブル移動機構９７を制御する。

図１４は、第２実施形態に係る抵抗溶接装置１Ｂの溶接ガン６Ｂの詳細な構成を示す側面図である。なお、同図において前述した図２の溶接ガン６Ａと共通する部品や部材については同一の符号を付けてその説明を省略する。同図において、溶接ガン６Ｂは、ガン本体７２と、摺動導電体７３と、ガン本体７２及び摺動導電体７３を水平方向に回転自在に支持する固定軸部７４Ｂと、固定軸部７４Ｂとガン本体７２の間に配設される第１給電装置７６と、固定軸部７４Ｂと摺動導電体７３の間に配設される第２給電装置７７と、を備える。ガン本体７２と、摺動導電体７３と、ガン本体７２、第１給電装置７６及び第２給電装置７７については、前述した第１実施形態に係る抵抗溶接装置１Ａのものと同一であるので説明を省略し、第１実施形態に係る抵抗溶接装置１Ａとは異なる固定軸部７４Ｂについて説明する。

固定軸部７４Ｂは、円柱状の導電性金属部材から成り、一端が溶接トランス１０Ｂのマイナス電極２４に直結される第１固定軸７４１Ｂと、円筒状の導電性金属部材から成り、第１固定軸７４１Ｂと非通電状態を保ちつつ、該第１固定軸７４１Ｂの挿通を可能とし、第１固定軸７４１Ｂの一端と同じ側に位置する開口端側に、中心軸Ａｘ（図１３参照）方向に対して直角方向に延在する環状鍔部７４２Ｂａを有し、該環状鍔部７４２Ｂａが溶接トランス１０Ｂのプラス電極２２に直結される第２固定軸７４２Ｂとを備える。固定軸部７４Ｂは、ガン本体７２及び摺動導電体７３を、第１固定軸７４１Ｂと第２固定軸７４２Ｂに共通する中心軸を回転中心として回転自在に支持する。

ここで、第２実施形態に係る抵抗溶接装置１Ｂで使用される溶接トランス１０Ｂは、基本的には第１実施形態に係る抵抗溶接装置１Ａで使用される溶接トランス１０と同一構造を成すが、プラス電極２２とマイナス電極２４の取り付け構造に違いがある。図１５は、第２実施形態に係る抵抗溶接装置１Ｂで使用される溶接トランス１０Ｂの外観を示す斜視図である。同図に示すように、第３極板３８の電極取り付け面と、第３連結極板４８の電極取り付け面が同じ位置に来ており、第３極板３８の電極取り付け面にはプラス電極２２が取り付けられ、第３連結極板４８の電極取り付け面にはマイナス電極２４が取り付けられる。プラス電極２２及びマイナス電極２４は、いずれも同じ厚みを有する四角形ブロック状に形成されている。

一方、図１４に示すように、第１固定軸７４１Ｂの溶接トランス１０Ｂ側の端部が、第１固定軸７４１Ｂの中心軸方向に対して直角方向に曲がった構造を採り（その部分を“延在部７４１Ｂａ”と呼ぶ）、この延在部７４１Ｂａの厚み分だけ、第２固定軸７４２Ｂの鍔部７４２Ｂａと溶接トランス１０のプラス電極２２との間に隙間が生じる。そのため、第２固定軸７４２Ｂの鍔部７４２Ｂａと溶接トランス１０Ｂのプラス電極２２との間にスペーサ７５０を介在させている。勿論、スペーサ７５０は、銅等の導電性金属部材からなるものである。スペーサ７５０を介して第２固定軸７４２Ｂの鍔部７４２Ｂａと溶接トランス１０Ｂのプラス電極２２とが接続される。

このように、第２実施形態に係る抵抗溶接装置１Ｂによれば、溶接トランス１０Ｂを固定軸部７４Ｂに直結させたので、第１実施形態に係る抵抗溶接装置１Ａよりも多く電流を流すことが可能となり、溶接トランス１０と固定軸部７４Ｂの間に安定して大電流を流すことが可能となる。勿論、第１固定軸７４１Ｂとガン本体７２の間の通電を図る第１給電装置７６と、第２固定軸７４２Ｂと摺動導電体７３の間の通電を図る第２給電装置７７を有しているので、第１固定軸７４１Ｂとガン本体７２の間と、第２固定軸７４２Ｂと摺動導電体７３の間のそれぞれにおいて給電ケーブルを省くことができ、全体として、第１実施形態に係る抵抗溶接装置１Ａよりも多く電流を流すことが可能となる。また、大電流を短時間に流すことができることから、省電力化も図れる。

また、水平方向への移動を可能とする溶接ガン６Ｂは、上面に開口部を有し、該開口部の周縁から内側に延びる延設部を有する箱状の被溶接物に対し、該被溶接物の延設部の直下で溶接を行うような場合、該延設部が邪魔になることなく溶接を行うことができる。

なお、第２実施形態に係る抵抗溶接装置１Ｂにおいて、給電装置６６を給電装置７６（又は給電装置７７）に置き換えるようにしてもよい。

また、第２実施形態に係る抵抗溶接装置１Ｂは、溶接ガン６Ｂ、ガン上下移動機構９３及びガン旋回機構９４を１組設けたものであったが、２組以上設けることも勿論可能である。２組以上設ける場合、例えば、装置本体の立設方向に対して直角方向（すなわち、水平方向）に並設する。溶接ガン６Ｂ、ガン上下移動機構９３及びガン旋回機構９４を２組以上設けて、各組に対してテーブル９６を連動させるようにすれば、流れ作業的に溶接を行うことが可能となり、生産性の更なる向上が図れる。

本発明を特定の実施形態を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

本発明は、溶接ガンを軸周りに回転可能にしつつ、回転させるための回転機構部における固定部と可動部の間に安定して大電流を流すことができるといった効果を有し、抵抗溶接への適用が可能である。

１Ａ，１Ｂ抵抗溶接装置
２，９２冷却ユニット
３電源ユニット
４支持ポスト
５支持アーム
５Ａ第１アーム
５Ｂ第２アーム
５Ｃ回動軸
６Ａ，６Ｂ溶接ガン
７給電ケーブル
８ガンシャフト
９，９６テーブル
１０，１０Ｂ溶接トランス
１１溶接条件設定器
１２溶接トランスの１次コイル
１４溶接トランスの２次コイルの正側コイル
１５溶接トランスの２次コイル
１６溶接トランスの２次コイルの負側コイル
１８第１整流素子
２０第２整流素子
２２溶接トランスのプラス電極
２４溶接トランスのマイナス電極
６５ハンドル
６６給電装置
６７加圧装置
６８起動スイッチ
７２ガン本体
７３摺動導電体
７４，７４Ｂ固定軸部
７６第１給電装置
７７第２給電装置
８０直動ガイド
８２ジャンパー線
８５片側電極
８５Ａ内側電極
８５Ｂ外側電極
８５Ｃ絶縁リング
８８ベアリング
９０筐体
９１制御・電源ユニット
９３ガン上下移動機構
９３ａ，９４ａモータ
９４ガン旋回機構
９４ｂベルト
９７テーブル移動機構
３０２溶接制御回路
３０３インバータ回路
３０３１インバータ制御部
４００受電設備
５００被溶接物
７４１，７４１Ｂ第１固定軸
７４２第２固定軸
７４１Ｂａ延在部
７４２Ｂ第２固定軸
７４２Ｂａ鍔部
７５０スペーサ
７６１第１金属製ブロック体
７６２第２金属製ブロック体
７６３，７６４金属製コイルスプリング
７６５金属製ブッシュ
７６５ａ，７６５ｂ金属製ブッシュの溝
７６６，７６７挟圧機構

本発明の抵抗溶接装置は、平行部２５ａと両端のＵ字状の湾曲部２５ｂにより構成される環状磁心２５と、前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに、複数の部分に分けて間隙１２ａを空けて分割巻きされる１次コイル１２と、前記１次コイル１２と共に前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに巻回され、前記１次コイル１２に設けられた前記各間隙１２ａに１個ずつ挟み込むように、複数の正側コイル１４と複数の負側コイル１６とを交互に配列した２次コイル１５と、前記複数の正側コイル１４は全て並列接続されるかもしくは全部または一部が直列接続され、前記複数の負側コイル１６は全て並列接続されるかもしくは全部または一部が直列接続され、前記接続された前記複数の正側コイル１４と前記複数の負側コイル１６とが互いに直列接続されるように、前記正側コイル１４と前記負側コイル１６の端子間を電気接続する導体群を有し、かつ、前記導体群により、前記全ての前記正側コイル１４と前記負側コイル１６とを一方の面上に支持固定する接続基板６２を備え、前記複数の正側コイル１４の一方の端子は、前記接続基板６２の他方の面上で、前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに平行な方向に伸びた第１連結極板４４に電気接続され、前記複数の負側コイル１６の一方の端子は、前記接続基板６２の他方の面側で、前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに平行な方向に伸びた第２連結極板４６に電気接続され、前記正側コイル１４と前記負側コイル１６の他端は、共に、前記接続基板６２の他方の面側で、前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに平行な方向に伸びた第３連結極板４８に電気接続され、前記第１連結極板４４には、正側導体３０が連結され、前記第２連結極板４６には、負側導体３２が連結され、前記正側導体３０と前記負側導体３２とは、前記接続基板６２の他方の面側において、当該他方の面から垂直に離れる方向に伸びる境界面に配置された絶縁層３１を介して重ね合わされた一対の導体板であって、前記正側導体３０と第１極板３４に挟まれて、前記正側導体３０に負極を接触させ前記第１極板３４に正極を接触させた整流素子１８と、前記負側導体３２と第２極板３６に挟まれて、前記負側導体３２に負極を接触させ前記第２極板３６に正極を接触させた整流素子２０と、前記第１極板３４と前記第２極板３６を支持し、両者を電気接続する第３極板３８と、前記第３極板３８に接続されたプラス電極２２と、前記第３連結極板４８に接続されたマイナス電極２４と、を備えた溶接トランス１０と、先端部分７２Ａと基端部分７２Ｂの双方が同一方向に直角に曲がったコ字状のガン本体７２、及び、前記ガン本体７２の両端部分が直角に曲がった側の第１面と反対側の第２面に近接配置され、前記第２面の長手方向に沿って摺動可能であって、先端部分７３Ａが前記ガン本体７２の先端部分７２Ａと同一方向に直角に曲がるとともに、前記ガン本体７２の先端に達する長さを有するＬ字状の摺動導電体７３を備え、前記溶接トランス１０より出力される電流が給電ケーブル７を介して供給される溶接ガン６Ａと、前記溶接ガン６Ａの前記ガン本体７２の先端部分７２Ａと前記摺動導電体７３の先端部分７３Ａに亘って設けられ、前記ガン本体７２と導通し、先端に絶縁リング８５Ｃが設けられた円柱状の内側電極８５Ａ、及び、円筒状を成すと共に、前記摺動導電体７３と一体化し、軸方向に前記内側電極８５Ａを内挿可能な外側電極８５Ｂで構成された片側電極８５と、を備えた抵抗溶接装置において、前記溶接ガン６Ａは、円柱状の導電性金属部材から成り、前記給電ケーブル７を介して前記溶接トランス１０の前記マイナス電極２４に接続される第１固定軸７４１、及び、円筒状の導電性金属部材から成り、前記第１固定軸７４１と非導通状態を保ちつつ、該第１固定軸７４１を挿通可能とし、前記給電ケーブル７を介して前記溶接トランス１０の前記プラス電極２２に接続される第２固定軸７４２を備え、前記ガン本体７２及び前記摺動導電体７３を、前記第１固定軸７４１と前記第２固定軸７４２に共通する中心軸を回転中心として回転自在に支持する固定軸部７４と、前記溶接ガン６Ａの前記ガン本体７２と前記固定軸部７４の間に配設され、前記固定軸部７４の前記第１固定軸７４１と前記ガン本体７２を電気的に接続する第１給電装置７６と、前記溶接ガン６の前記摺動導電体７３と前記固定軸部７４の間に配設され、前記固定軸部７４の前記第２固定軸７４２と前記摺動導電体７３を電気的に接続する第２給電装置７７と、を更に備え、前記第１給電装置７６及び前記第２給電装置７７の各々は、平面視凹状の立体形を成し、凹んだ部分を半円形溝とし、導電性金属部材から成る第１ブロック体７６１と、前記第１ブロック体７６１と略同一形状且つ同一部材から成り、半円形溝が形成された面側を前記第１ブロック体の半円形溝が形成された面側に向けて対向配置される第２ブロック体７６２と、前記第１ブロック体７６１の前記半円形溝が形成された面側と前記第２ブロック体７６２の前記半円形溝が形成された面側との間に圧縮状態で配置され、復元力によって前記第１ブロック体７６１と前記第２ブロック体７６２を引き離すように作用するコイルスプリング７６３，７６４と、前記第１ブロック体７６１及び前記第２ブロック体７６２それぞれの前記半円形溝と部分的に嵌合する円筒形を成し、外周面及び内周面の少なくとも一方の面に、一方の開口端から他方の開口端に至る長さの溝を少なくとも１つ有する導電性金属部材から成るブッシュ７６５と、前記第１ブロック体７６１及び前記第２ブロック体７６２の少なくとも一方を他方側に引き寄せることで、前記第１ブロック体７６１及び前記第２ブロック体７６２によって前記ブッシュ７６５を挟圧する挟圧機構７６６，７６７と、を備え、前記第１ブロック体７６１及び前記第２ブロック体７６２を合わせて固定部と呼び、前記ブッシュ７６２に嵌入される金属部材を可動部と呼ぶとし、前記固定部と前記可動部の間を通して電流を流すときに前記挟圧機構７６６，７６７を作動させることで、前記固定部と前記可動部の導通を図る。

本発明の抵抗溶接装置は、平行部２５ａと両端のＵ字状の湾曲部２５ｂにより構成される環状磁心２５と、前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに、複数の部分に分けて間隙１２ａを空けて分割巻きされる１次コイル１２と、前記１次コイル１２と共に前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに巻回され、前記１次コイル１２に設けられた前記各間隙１２ａに１個ずつ挟み込むように、複数の正側コイル１４と複数の負側コイル１６とを交互に配列した２次コイル１５と、前記複数の正側コイル１４は全て並列接続されるかもしくは全部または一部が直列接続され、前記複数の負側コイル１６は全て並列接続されるかもしくは全部または一部が直列接続され、前記接続された前記複数の正側コイル１４と前記複数の負側コイル１６とが互いに直列接続されるように、前記正側コイル１４と前記負側コイル１６の端子間を電気接続する導体群を有し、かつ、前記導体群により、前記全ての前記正側コイル１４と前記負側コイル１６とを一方の面上に支持固定する接続基板６２を備え、前記複数の正側コイル１４の一方の端子は、前記接続基板６２の他方の面上で、前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに平行な方向に伸びた第１連結極板４４に電気接続され、前記複数の負側コイル１６の一方の端子は、前記接続基板６２の他方の面側で、前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに平行な方向に伸びた第２連結極板４６に電気接続され、前記正側コイル１４と前記負側コイル１６の他端は、共に、前記接続基板６２の他方の面側で、前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに平行な方向に伸びた第３連結極板４８に電気接続され、前記第１連結極板４４には、正側導体３０が連結され、前記第２連結極板４６には、負側導体３２が連結され、前記正側導体３０と前記負側導体３２とは、前記接続基板６２の他方の面側において、当該他方の面から垂直に離れる方向に伸びる境界面に配置された絶縁層３１を介して重ね合わされた一対の導体板であって、前記正側導体３０と第１極板３４に挟まれて、前記正側導体３０に負極を接触させ前記第１極板３４に正極を接触させた整流素子１８と、前記負側導体３２と第２極板３６に挟まれて、前記負側導体３２に負極を接触させ前記第２極板３６に正極を接触させた整流素子２０と、前記第１極板３４と前記第２極板３６を支持し、両者を電気接続する第３極板３８と、前記第３極板３８に接続されたプラス電極２２と、前記第３連結極板４８に接続されたマイナス電極２４と、を備えた溶接トランス１０と、先端部分７２Ａと基端部分７２Ｂの双方が同一方向に直角に曲がったコ字状のガン本体７２、及び、前記ガン本体７２の両端部分が直角に曲がった側の第１面と反対側の第２面に近接配置され、前記第２面の長手方向に沿って摺動可能であって、先端部分７３Ａが前記ガン本体７２の先端部分７２Ａと同一方向に直角に曲がるとともに、前記ガン本体７２の先端に達する長さを有するＬ字状の摺動導電体７３を備えた溶接ガン６Ｂと、前記溶接ガン６Ｂの前記ガン本体７２の先端部分７２Ａと前記摺動導電体７３の先端部分７３Ａに亘って設けられ、前記ガン本体７２と導通し、先端に絶縁リング８５Ｃが設けられた円柱状の内側電極８５Ａ、及び、円筒状を成すと共に、前記摺動導電体７３と一体化し、軸方向に前記内側電極８５Ａを内挿可能な外側電極８５Ｂで構成された片側電極８５と、を備えた抵抗溶接装置において、前記溶接ガン６Ｂは、円柱状の導電性金属部材から成り、一端が前記溶接トランス１０の前記マイナス電極２４Ａに直結される第１固定軸７４１Ｂ、及び、円筒状の導電性金属部材から成り、前記第１固定軸７４１Ｂと非通電状態を保ちつつ、該第１固定軸７４１Ｂの挿通を可能とし、前記第１固定軸７４１Ｂの一端と同じ側に位置する開口端側に、中心軸方向に対して直角方向に延在する環状鍔部Ｂａを有し、該環状鍔部Ｂａが前記溶接トランス１０の前記プラス電極２２Ａに直結される第２固定軸７４２Ｂを備え、前記ガン本体７２及び前記摺動導電体７３を、前記第１固定軸７４１Ｂと前記第２固定軸７４２Ｂに共通する中心軸を回転中心として回転自在に支持する固定軸部７４Ｂと、前記固定軸部７４Ｂの前記第１固定軸７４１Ｂと前記ガン本体７２を電気的に接続する第１給電装置７６と、前記固定軸部７４Ｂの前記第２固定軸７４２Ｂと前記摺動導電体７３を電気的に接続する第２給電装置７７と、を更に備え、前記第１給電装置７６及び前記第２給電装置７７の各々は、平面視凹状の立体形を成し、凹んだ部分を半円形溝とし、導電性金属部材から成る第１ブロック体７６１と、前記第１ブロック体７６１と略同一形状且つ同一部材から成り、半円形溝が形成された面側を前記第１ブロック体の半円形溝が形成された面側に向けて対向配置される第２ブロック体７６２と、前記第１ブロック体７６１の前記半円形溝が形成された面側と前記第２ブロック体７６２の前記半円形溝が形成された面側との間に圧縮状態で配置され、復元力によって前記第１ブロック体７６１と前記第２ブロック体７６２を引き離すように作用するコイルスプリング７６３，７６４と、前記第１ブロック体７６１及び前記第２ブロック体７６２それぞれの前記半円形溝と部分的に嵌合する円筒形を成し、外周面及び内周面の少なくとも一方の面に、一方の開口端から他方の開口端に至る長さの溝を少なくとも１つ有する導電性金属部材から成るブッシュ７６５と、前記第１ブロック体７６１及び前記第２ブロック体７６２の少なくとも一方を他方側に引き寄せることで、前記第１ブロック体７６１及び前記第２ブロック体７６２によって前記ブッシュ７６５を挟圧する挟圧機構７６６，７６７と、を備え、前記第１ブロック体７６１及び前記第２ブロック体７６２を合わせて固定部と呼び、前記ブッシュ７６２に嵌入される金属部材を可動部と呼ぶとし、前記固定部と前記可動部の間を通して電流を流すときに前記挟圧機構７６６，７６７を作動させることで、前記固定部と前記可動部の導通を図る。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る抵抗溶接装置１Ａの外観構成を示す側面図である。同図において、第１実施形態に係る抵抗溶接装置１Ａは、冷却ユニット２と、電源ユニット３と、支持ポスト４と、支持アーム５と、溶接ガン６Ａと、給電ケーブル７と、ガンシャフト８と、テーブル９と、溶接トランス１０と、溶接条件設定器１１と、ハンドル６５と、給電装置６６と、加圧装置６７と、を備える。

冷却ユニット２は、主に溶接ガン６Ａで発生する熱を冷却するための冷却水を供給する。冷却ユニット２は、電源が投入されている間は常時動作し、溶接ガン６Ａとの間で冷却水を循環させる。なお、冷却ユニット２と溶接ガン６Ａの間における冷却水の搬送には、樹脂製のチューブ（図示略）が用いられる。電源ユニット３は、受電設備４００（図６参照）から供給される三相の交流電力を直流に変換し、更に変換後の直流を高周波交流に変換して出力する。支持ポスト４は、冷却ユニット２の近傍にて垂直方向に立設され、支持アーム５を水平方向に回動自在に支持する。

支持アーム５は、第１アーム５Ａと、第２アーム５Ｂと、第１アーム５Ａと第２アーム５Ｂを回動自在に繋ぐ回動軸５Ｃとを有し、第１アーム５Ａの基端部が支持ポスト４の上端部に水平方向に回動自在に支持される。ガンシャフト８は、長尺棒状を成し、支持アーム５の先端部において、該支持アーム５に対して直角方向に上下動自在に配設される。ガンシャフト８の下端部には溶接ガン６Ａ及びハンドル６５が配設され、上端部には給電装置６６が配設され、支持アーム５の直上部には加圧装置６７が配設される。なお、これら各種部品が設けられたガンシャフト８は、第２アーム５Ｂの先端部分に設けられる昇降機構（図示略）によって一定の張力で引き上げられた状態で保持される。この昇降機構の作用により、溶接ガン６Ａを上下方向の任意の位置に停止させることができる。

給電装置６６は、２枚の導電性金属板（図示略）を内蔵し、圧縮空気の供給を受けることで接触状態になる開閉器である。加圧装置６７は、圧縮空気の供給を受けることでガンシャフト８を把持し、さらにガンシャフト８を下方へ押圧する。ハンドル６５は、リング形状を成し、人手による溶接ガン６Ａの回転を補助する。ハンドル６５には押しボタン式の起動スイッチ６８が配設されており、この起動スイッチ６８を押下することで電源ユニット３に溶接指令が出力される。電源ユニット３は、起動スイッチ６８による溶接指令を受けることで溶接ガン６Ａに対する加圧と電流供給を行う。即ち、電源ユニット３は、溶接指令を受けることで、加圧装置６７を作動させて溶接ガン６Ａを被溶接物５００に向かう方向に加圧するとともに、給電装置６６を作動させて溶接ガン６Ａへの給電を行う。

図２は、溶接ガン６Ａの詳細な構成を示す側面図である。同図において、溶接ガン６Ａは、ガン本体７２と、摺動導電体７３と、ガン本体７２及び摺動導電体７３を水平方向に回転自在に支持する固定軸部７４と、固定軸部７４とガン本体７２の間に配設される第１給電装置７６と、固定軸部７４と摺動導電体７３の間に配設される第２給電装置７７と、を備える。ガン本体７２は、先端部分７２Ａと基端部分７２Ｂの双方が同一方向に直角に曲がったコ字状を成す。ガン本体７２の先端部分７２Ａには片側電極８５の内側電極８５Ａが配設される。摺動導電体７３は、ガン本体７２の両端部分７２Ａ，７２Ｂが直角に曲がった側の第１面７２ｃと反対側の第２面７２ｄに近接配置され、ガン本体７２の第２面７２ｄの長手方向（図では上下方向）に沿って摺動可能であって、先端部分７３Ａがガン本体７２の先端部分７２Ａと同一方向に直角に曲がるとともに、ガン本体７２の先端に達する長さを有する略Ｌ字状を成している。摺動導電体７３の先端部分７３Ａには片側電極８５の外側電極８５Ｂが配設される。片側電極８５は、溶接ガン６Ａのガン本体７２の先端７２の先端部分７２Ａと摺動導電体７３の先端部分７３Ａに亘って設けられ、ガン本体７２と導通し、先端に絶縁リング８５Ｃが設けられた円柱状の内側電極８５Ａと、円筒状を成すと共に、摺動導電体７３と一体化し、軸方向に内側電極８５Ａを介挿可能な外側電極８５Ｂを備える。

固定軸部７４は、円柱状の導電性金属部材から成る第１固定軸７４１と、円筒状の導電性金属部材から成り、第１固定軸７４１の挿通を可能とし、第１固定軸７４１の一端と同じ側に位置する開口端側に、中心軸方向に対して直角方向に延在する環状鍔部７４２ａを有する第２固定軸７４２と、中央に第２固定軸７４２を嵌挿可能な孔が形成された円板状の第１ベアリング支持板７４３と、を備える。第１固定軸７４１は、第２固定軸７４２の環状鍔部７４２ａの上端から第１給電装置７６の底面に至る長さを有し、第２固定軸７４２は、環状鍔部７４２ａの上端から第２給電装置７７の底面に至る長さを有する。第１固定軸７４１と第２固定軸７４２の間には絶縁材９５（図５参照）が配設されており、第１固定軸７４１と第２固定軸７４２が非導通状態となっている。固定軸部７４は、ガンシャフト８の先端部分に接続されて、ガン本体７２及び摺動導電体７３を、第１固定軸７４１と第２固定軸７４２に共通する中心軸を回転中心として回転自在に支持する。第１固定軸７４１と第２固定軸７４２は、ガンシャフト８内を通した同軸状のケーブル（図示略）と、給電ケーブル７を順次介して溶接トランス１０の２次側に接続される。この場合、第１固定軸７４１は、溶接トランス１０の２次側のマイナス電極２４に接続され、第２固定軸７４２は、溶接トランス１０の２次側のプラス電極２２に接続される。

第１ブロック体７６１は、導電性金属部材から成り、平面視凹状の立体形を成し、凹んだ部分が半円形溝７６１１となっている。また、第１ブロック体７６１には、半円形溝７６１１を挟む両側に貫通孔７６１２，７６１３が形成されている。これらの貫通孔７６１２，７６１３は、半円形溝７６１１の円心から一定距離を隔てた位置において、第１ブロック体７６１の短手方向（半円形溝７６１１の円心方向に対して直角方向）に形成される。また、これらの貫通孔７６１２，７６１３は、共に半円形溝７６１１の開口端側の径が大きくなった異径構造を有している。貫通孔７６１２の径の大きい部分（“大径部分”と呼ぶ）７６１２ａには、コイルスプリング７６３の一端部分が挿入され、貫通孔７６１３の径の大きい部分（“大径部分”と呼ぶ）７６１３ａには、コイルスプリング７６４の一端部分が挿入される。

一方、第２ブロック体７６２は、第１ブロック体７６１と略同一形状且つ同一部材から成り、半円形溝７６２１が形成された面側が、第１ブロック体７６１の半円形溝７６１１が形成された面側と対向するように配置されている。第２ブロック体７６２には、半円形溝７６２１を挟む両側に貫通孔７６３１，７６３２が形成されている。これらの貫通孔７６３１，７６３２は、半円形溝７６２１の円心から一定距離を隔てた位置において、第２ブロック体７６２の短手方向（半円形溝７６２１の円心方向に対して直角方向）に形成される。また、これらの貫通孔７６３１，７６３２は、共に半円形溝７６２１の開口端側の径が大きくなった異径構造を有している。貫通孔７６３１の径の大きい部分（“大径部分”と呼ぶ）７６３１ａにはコイルスプリング７６３の他端部分が挿入され、貫通孔７６３２の径の大きい部分（“大径部分”と呼ぶ）７６３２ａにはコイルスプリング７６４の他端部分が挿入される。

第２固定軸７４２に流入した溶接電流Ｉｅは、第２給電装置７７のブッシュ７７５、第２給電装置７７の第１，第２ブロック体７７１，７７２を通り、摺動導電体７３（図５では図示していない）に流入する。摺動導電体７３に流入した溶接電流Ｉｅは、片側電極８５の外側電極８５Ｂ、被溶接物５００（図１参照）、片側電極８５の内側電極８５Ａ、ガン本体７２、ジャンパー線８２を順次通り、第１給電装置７６の第１，第２ブロック体７６１，７６２に流入する。その後、ブッシュ７６５を通って第１固定軸７４１に流入する。このように、溶接ガン６Ａにおける電流経路は、第２固定軸７４２→第２給電装置７７→摺動導電体７３→片側電極８５の外側電極８５Ｂ→被溶接物５００→片側電極８５の内側電極８５Ａ→ガン本体７２→ジャンパー線８２→第１給電装置７６→第１固定軸７４１となる。

図１に戻り、テーブル９は、略正方形の平坦な板状を成し、被溶接物５００を載置する。被溶接物５００は、例えば少なくとも２枚の鋼板を重ね合わせてなる板組である。なお、被溶接物５００には、裏面（例えば、重ねた２枚の鋼板のうち、片側電極から遠い方の裏面）に保護シートが貼られたものや、塗装が施されたものがある。溶接条件設定器１１は、被溶接物５００の材質や板厚等の溶接条件の設定を行う。片側電極８５は、溶接ガン６Ａの先端部分に装着される。図２に示すように、片側電極８５は、ガン本体７２と導通し、先端に絶縁リング８５Ｃが配設された円柱状の内側電極８５Ａと、摺動導電体７３と一体化し、軸方向に内側電極８５Ａを内挿可能な両端が開口した筒状の外側電極８５Ｂとで構成される。

次に、電源ユニット３について説明する。
図６は、抵抗溶接装置１Ａの概略構成を示す図である。同図において、電源ユニット３は、整流器３００と、平滑用コンデンサ３０１と、溶接制御回路３０２と、インバータ回路３０３とを備える。整流器３００は、単相全波整流式を採用したものであり、受電設備４００からの三相の交流を整流して直流に変換する。溶接制御回路３０２は、溶接条件設定器１１で設定された溶接条件に見合った溶接電流Ｉｅの大きさと通電時間を制御する。溶接制御回路３０２には例えばマイコンが用いられる。該マイコンは溶接制御用のプログラムを保持し、そのプログラムに従って動作する。溶接制御回路３０２は、溶接ガン６Ａに備えられた起動スイッチ６８からの溶接指令Ｓｗを検知することで、溶接条件設定器１１にて設定された被溶接物５００の材質と厚さに応じたタイミング信号Ｓｉを生成し、インバータ回路３０３に出力する。溶接制御回路３０２は、例えば、溶接電流Ｉｅが通電開始時から１５ミリ秒以内で最大値となり、かつ５０ミリ秒以下の通電時間で溶接を完了するように、タイミング信号Ｓｉを生成する。

図７は、溶接トランス１０の１次側に供給される電流を制御するための制御パルス、１次電流Ｉｆ及び整流後の溶接電流Ｉｅを示す図である。同図において、インバータ回路３０３により制御された幅Ｗのパルス（スイッチングパルス）が、一定時間Ｈ内に一定回数、ここでは正方向のパルスと負方向のパルスとで合計１０回、溶接トランス１０の１次コイル１２に供給される。これにより、溶接トランス１０の１次コイル１２には、図７の（ｂ）に示すような１次電流Ｉｆが流れる。溶接トランス１０の１次コイル１２に１次電流Ｉｆが流れることで、溶接トランス１０の２次側に発生した２次電流が整流素子１８，２０で全波整流されて、図７の（ｃ）に示すような溶接電流Ｉｅとなって溶接ガン６Ａに流れる。

溶接トランス１０の１次コイル１２は、電源ユニット３のインバータ回路３０３の出力側に接続される。図８は、溶接トランス１０と溶接ガン６Ａの結線を示す図である。同図において、溶接トランス１０の１次コイル１２は、電源ユニット３のインバータ回路３０３の出力端に接続される。インバータ回路３０３から高周波交流が出力されることで、溶接トランス１０の１次コイル１２に１次電流が流れる。溶接トランス１０の２次コイル１５は、それ自体に極性を考慮する必要はないが、便宜上、溶接トランス１０の２次コイル１５を、正側コイル１４と負側コイル１６とを直列接続したものと呼ぶことにする。正側コイル１４の一端には第１整流素子１８のアノード（正極）が接続され、負側コイル１６の一端には第２整流素子２０のアノード（正極）が接続される。第１整流素子１８のカソード（負極）と第２整流素子２０のカソード（負極）がプラス電極２２に共通接続され、正側コイル１４の他端と負側コイル１６の他端とがマイナス電極２４に共通接続される。

プラス電極２２とマイナス電極２４には、給電ケーブル７、ガンシャフト８内を通した同軸状のケーブル（図示略）を介して溶接ガン６Ａが接続される。即ち、溶接トランス１０の２次側のプラス電極２２に溶接ガン６Ａの第２固定軸７４２が接続され、溶接トランス１０の２次側のマイナス電極２４に溶接ガン６Ａの第１固定軸７４１が接続される。また、第２固定軸７４２は、第２給電装置７７を介して摺動導電体７３に接続され、第１固定軸７４１は、第１給電装置７６を介してガン本体７２に接続される。さらに、摺動導体７３の先端部分には片側電極８５の外側電極８５Ｂが接続され、ガン本体７２の先端部分には片側電極８５の内側電極８５Ａが接続されるので、溶接トランス１０の２次側のプラス電極２２は片側電極８５の外側電極８５Ｂに接続され、溶接トランス１０の２次側のマイナス電極２４は片側電極８５の外側電極８５Ａに接続されることになる。このような接続関係により、片側電極８５に供給される溶接電流は、外側電極８５Ｂから内側電極８５Ａに向かう方向に流れる。

図９は、第１整流素子１８に順方向電流が流れたときの回路動作を示す図である。また、図１０は、第２整流素子２０に順方向電流が流れたときの回路動作を示す図である。図９及び図１０では、図８に示す回路に、回路動作上問題になる等価的なインダクタンス成分を書き加えている。即ち、正側コイル１４と第１整流素子１８を接続する正側導体３０のインダクタンスと、負側コイル１６と第２整流素子２０を接続する負側導体３２のインダクタンスと、給電ケーブル７等を含む溶接ガン６Ａにおける導体のインダクタンスとが、抵抗溶接装置の性能に影響を及ぼすと考えられる。

溶接トランス１０や給電ケーブル７等を含む溶接ガン６Ａで発生する大量の熱を抑制することができれば、抵抗溶接装置の省エネルギー化が図れ、大きな節電効果が期待できる。これは、従来よりも大きな電流を短時間だけ溶接ガン６Ａに供給するように制御できれば実現可能である。一方、溶接される材料や構造等に最適な溶接電流を供給するためには、溶接電流の供給時間を極めて高精度に制御する必要がある。これは、溶接電流を供給する溶接トランス１０の１次側にインバータ回路３０３を接続して、ＰＷＭ制御により溶接電流の大きさと供給時間とを制御することで実現可能である。

ここで、従来の抵抗溶接装置は、例えば１万アンペアで２００ｍ秒〜７００ｍ秒の溶接電流を供給するようにしているが、溶接電流をその２倍の２万アンペアにしてみると、溶接ガン６Ａ以外の場所で熱エネルギーになって消費される電力損失が極めて大きくなり、実用上問題となる。そこで、溶接電流を２倍にしても溶接時間を１０分の１に短縮すれば、消費電力を５分の１にすることができ、実用上問題とはならない。

また、水平方向への移動を可能とする溶接ガン６Ａは、上面に開口部を有し、該開口部の周縁から内側に延びる延設部を有する箱状の被溶接物に対し、該被溶接物の延設部の直下で溶接を行うような場合、該延設部が邪魔になることなく溶接を行うことができる。

第２実施形態に係る抵抗溶接装置１Ｂは、溶接トランスとの一体化を図った溶接ガン６Ｂを有している。すなわち、前述した第１実施形態に係る抵抗溶接装置１Ａでは、溶接ガン６Ａと溶接トランス１０を給電ケーブル７やガンシャフト８内を通した同軸ケーブル（図示略）にて接続するようにしたが、第２実施形態に係る抵抗溶接装置１Ｂは、溶接トランスを直結させた溶接ガン６Ｂを有することで、給電用のケーブルを省いたものである。給電用のケーブルを省くことで、短時間に大電流の供給を可能とする溶接トランスからの電流をさらに効率良く片側電極８５に流すことが可能となる。

１Ａ，１Ｂ抵抗溶接装置
２，９２冷却ユニット
３電源ユニット
４支持ポスト
５支持アーム
５Ａ第１アーム
５Ｂ第２アーム
５Ｃ回動軸
６Ａ，６Ｂ溶接ガン
７給電ケーブル
８ガンシャフト
９，９６テーブル
１０，１０Ｂ溶接トランス
１１溶接条件設定器
１２溶接トランスの１次コイル
１４溶接トランスの２次コイルの正側コイル
１５溶接トランスの２次コイル
１６溶接トランスの２次コイルの負側コイル
１８第１整流素子
２０第２整流素子
２２溶接トランスのプラス電極
２４溶接トランスのマイナス電極
６５ハンドル
６６給電装置
６７加圧装置
６８起動スイッチ
７２ガン本体
７３摺動導電体
７４，７４Ｂ固定軸部
７６第１給電装置
７７第２給電装置
８０直動ガイド
８２ジャンパー線
８５片側電極
８５Ａ内側電極
８５Ｂ外側電極
８５Ｃ絶縁リング
８８ベアリング
９０筐体
９１制御・電源ユニット
９３ガン上下移動機構
９３ａ，９４ａモータ
９４ガン旋回機構
９４ｂベルト
９７テーブル移動機構
３０２溶接制御回路
３０３インバータ回路
３０３１インバータ制御部
４００受電設備
５００被溶接物
７４１，７４１Ｂ第１固定軸
７４２第２固定軸
７４１Ｂａ延在部
７４２Ｂ第２固定軸
７４２Ｂａ鍔部
７５０スペーサ
７６１第１ブロック体
７６２第２ブロック体
７６３，７６４コイルスプリング
７６５ブッシュ
７６５ａ，７６５ｂブッシュの溝
７６６，７６７挟圧機構
７６１１，７６２１半円形溝

Claims

平行部２５ａと両端のＵ字状の湾曲部２５ｂにより構成される環状磁心２５と、前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに、複数の部分に分けて間隙１２ａを空けて分割巻きされる１次コイル１２と、前記１次コイル１２と共に前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに巻回され、前記１次コイル１２に設けられた前記各間隙１２ａに１個ずつ挟み込むように、複数の正側コイル１４と複数の負側コイル１６とを交互に配列した２次コイル１５と、前記複数の正側コイル１４は全て並列接続されるかもしくは全部または一部が直列接続され、前記複数の負側コイル１６は全て並列接続されるかもしくは全部または一部が直列接続され、前記接続された前記複数の正側コイル１４と前記複数の負側コイル１６とが互いに直列接続されるように、前記正側コイル１４と前記負側コイル１６の端子間を電気接続する導体群を有し、かつ、前記導体群により、前記全ての前記正側コイル１４と前記負側コイル１６とを一方の面上に支持固定する接続基板６２を備え、前記複数の正側コイル１４の一方の端子は、前記接続基板６２の他方の面上で、前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに平行な方向に伸びた第１連結極板４４に電気接続され、前記複数の負側コイル１６の一方の端子は、前記接続基板６２の他方の面側で、前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに平行な方向に伸びた第２連結極板４６に電気接続され、前記正側コイル１４と前記負側コイル１６の他端は、共に、前記接続基板６２の他方の面側で、前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに平行な方向に伸びた第３連結極板４８に電気接続され、前記第１連結極板４４には、正側導体３０が連結され、前記第２連結極板４６には、負側導体３２が連結され、前記正側導体３０と前記負側導体３２とは、前記接続基板６２の他方の面側において、当該他方の面から垂直に離れる方向に伸びる境界面に配置された絶縁層３１を介して重ね合わされた一対の導体板であって、前記正側導体３０と第１極板３４に挟まれて、前記正側導体３０に負極を接触させ前記第１極板３４に正極を接触させた整流素子１８と、前記負側導体３２と第２極板３６に挟まれて、前記負側導体３２に負極を接触させ前記第２極板３６に正極を接触させた整流素子２０と、前記第１極板３４と前記第２極板３６を支持し、両者を電気接続する第３極板３８と、前記第３極板３８に接続されたプラス電極２２と、前記第３連結極板４８に接続されたマイナス電極２４と、を備えた溶接トランス１０と、
先端部分７２Ａと基端部分７２Ｂの双方が同一方向に直角に曲がったコ字状のガン本体７２、及び、前記ガン本体７２の両端部分が直角に曲がった側の第１面と反対側の第２面に近接配置され、前記第２面の長手方向に沿って摺動可能であって、先端部分７３Ａが前記ガン本体７２の先端部分７２Ａと同一方向に直角に曲がるとともに、前記ガン本体７２の先端に達する長さを有するＬ字状の摺動導電体７３を備え、前記溶接トランス１０より出力される電流が給電ケーブル７を介して供給される溶接ガン６と、
前記溶接ガン６の前記ガン本体７２の先端部分７２Ａと前記摺動導電体７３の先端部分７３Ａに亘って設けられ、前記ガン本体７２と導通し、先端に絶縁リング８５Ｃが設けられた円柱状の内側電極８５Ａ、及び、円筒状を成すと共に、前記摺動導電体７３と一体化し、軸方向に前記内側電極８５Ａを内挿可能な外側電極８５Ｂで構成された片側電極８５と、
を備えた抵抗溶接装置において、
前記溶接ガン６は、
円柱状の導電性金属部材から成り、前記給電ケーブル７を介して前記溶接トランス１０の前記マイナス電極２４に接続される第１固定軸７４１、及び、円筒状の導電性金属部材から成り、前記第１固定軸７４１と非導通状態を保ちつつ、該第１固定軸７４１を挿通可能とし、前記給電ケーブル７を介して前記溶接トランス１０の前記プラス電極２２に接続される第２固定軸７４２を備え、前記ガン本体７２及び前記摺動導電体７３を、前記第１固定軸７４１と前記第２固定軸７４２に共通する中心軸を回転中心として回転自在に支持する固定軸部７４と、
前記溶接ガン６の前記ガン本体７２と前記固定軸部７４の間に配設され、前記固定軸部７４の前記第１固定軸７４１と前記ガン本体７２を電気的に接続する第１給電装置７６と、
前記溶接ガン６の前記摺動導電体７３と前記固定軸部７４の間に配設され、前記固定軸部７４の前記第２固定軸７４２と前記摺動導電体７３を電気的に接続する第２給電装置７７と、
を更に備え、
前記第１給電装置７６及び前記第２給電装置７７の各々は、
平面視凹状の立体形であって、凹んだ部分の形状が半円状となった導電性金属部材から成る第１ブロック体７６１と、
前記第１ブロック体７６１と略同じ形状で且つ同じ導電性金属部材から成り、半円状の凹部が存在する側の面が前記第１ブロック体７６１の半円状の凹部が存在する側の面と対向するように配置された第２ブロック体７６２と、
前記第１ブロック体７６１と前記第２ブロック体７６２が、それぞれの半円状の凹部の存在する側の面が対向するように配置される状態で、前記第１ブロック体７６１と前記第２ブロック体７６２の間に圧縮状態で配設され、復元力によって前記第１ブロック体７６１と前記第２ブロック体７６２を引き離すように作用するコイルスプリング７６３，７６４と、
円筒状の導電性金属部材から成り、前記第１ブロック体７６１及び前記第２ブロック体７６２それぞれの半円状の凹部と部分的に嵌合し、外周面及び内周面の少なくとも一方の面に、一方の開口端から他方の開口端に至る長さの溝を少なくとも１つ有するブッシュ７６５と、
前記第１ブロック体７６１及び前記第２ブロック体７６２の少なくとも一方を他方側に引き寄せることで、前記第１ブロック体７６１及び前記第２ブロック体７６２によって前記ブッシュ７６５を挟圧する挟圧機構７６６，７６７と、
を備え、
前記第１給電装置７６及び前記第２給電装置７７のそれぞれにおいて前記第１ブロック体７６１及び前記第２ブロック体７６２を固定部と呼び、前記ブッシュ７６５を可動部と呼ぶとし、前記片側電極への給電の際に、前記挟圧機構７６６，７６７を作動させて前記固定部と前記可動部を導通させる、抵抗溶接装置。
平行部２５ａと両端のＵ字状の湾曲部２５ｂにより構成される環状磁心２５と、前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに、複数の部分に分けて間隙１２ａを空けて分割巻きされる１次コイル１２と、前記１次コイル１２と共に前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに巻回され、前記１次コイル１２に設けられた前記各間隙１２ａに１個ずつ挟み込むように、複数の正側コイル１４と複数の負側コイル１６とを交互に配列した２次コイル１５と、前記複数の正側コイル１４は全て並列接続されるかもしくは全部または一部が直列接続され、前記複数の負側コイル１６は全て並列接続されるかもしくは全部または一部が直列接続され、前記接続された前記複数の正側コイル１４と前記複数の負側コイル１６とが互いに直列接続されるように、前記正側コイル１４と前記負側コイル１６の端子間を電気接続する導体群を有し、かつ、前記導体群により、前記全ての前記正側コイル１４と前記負側コイル１６とを一方の面上に支持固定する接続基板６２を備え、前記複数の正側コイル１４の一方の端子は、前記接続基板６２の他方の面上で、前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに平行な方向に伸びた第１連結極板４４に電気接続され、前記複数の負側コイル１６の一方の端子は、前記接続基板６２の他方の面側で、前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに平行な方向に伸びた第２連結極板４６に電気接続され、前記正側コイル１４と前記負側コイル１６の他端は、共に、前記接続基板６２の他方の面側で、前記環状磁心２５の前記平行部２５ａに平行な方向に伸びた第３連結極板４８に電気接続され、前記第１連結極板４４には、正側導体３０が連結され、前記第２連結極板４６には、負側導体３２が連結され、前記正側導体３０と前記負側導体３２とは、前記接続基板６２の他方の面側において、当該他方の面から垂直に離れる方向に伸びる境界面に配置された絶縁層３１を介して重ね合わされた一対の導体板であって、前記正側導体３０と第１極板３４に挟まれて、前記正側導体３０に負極を接触させ前記第１極板３４に正極を接触させた整流素子１８と、前記負側導体３２と第２極板３６に挟まれて、前記負側導体３２に負極を接触させ前記第２極板３６に正極を接触させた整流素子２０と、前記第１極板３４と前記第２極板３６を支持し、両者を電気接続する第３極板３８と、前記第３極板３８に接続されたプラス電極２２と、前記第３連結極板４８に接続されたマイナス電極２４と、を備えた溶接トランス１０と、
先端部分７２Ａと基端部分７２Ｂの双方が同一方向に直角に曲がったコ字状のガン本体７２、及び、前記ガン本体７２の両端部分が直角に曲がった側の第１面と反対側の第２面に近接配置され、前記第２面の長手方向に沿って摺動可能であって、先端部分７３Ａが前記ガン本体７２の先端部分７２Ａと同一方向に直角に曲がるとともに、前記ガン本体７２の先端に達する長さを有するＬ字状の摺動導電体７３を備えた溶接ガン６Ｂと、
前記溶接ガン６Ａの前記ガン本体７２の先端部分７２Ａと前記摺動導電体７３の先端部分７３Ａに亘って設けられ、前記ガン本体７２と導通し、先端に絶縁リング８５Ｃが設けられた円柱状の内側電極８５Ａ、及び、円筒状を成すと共に、前記摺動導電体７３と一体化し、軸方向に前記内側電極８５Ａを内挿可能な外側電極８５Ｂで構成された片側電極８５と、
を備えた抵抗溶接装置において、
前記溶接ガン６Ｂは、
円柱状の導電性金属部材から成り、一端が前記溶接トランス１０の前記マイナス電極２４Ａに直結される第１固定軸７４１Ｂ、及び、円筒状の導電性金属部材から成り、前記第１固定軸７４１Ｂと非通電状態を保ちつつ、該第１固定軸７４１Ｂの挿通を可能とし、前記第１固定軸７４１Ｂの一端と同じ側に位置する開口端側に、中心軸方向に対して直角方向に延在する環状鍔部Ｂａを有し、該環状鍔部Ｂａが前記溶接トランス１０の前記プラス電極２２Ａに直結される第２固定軸７４２Ｂを備え、前記ガン本体７２及び前記摺動導電体７３を、前記第１固定軸７４１Ｂと前記第２固定軸７４２Ｂに共通する中心軸を回転中心として回転自在に支持する固定軸部７４Ｂと、
前記固定軸部７４Ｂの前記第１固定軸７４１Ｂと前記ガン本体７２を電気的に接続する第１給電装置７６と、
前記固定軸部７４Ｂの前記第２固定軸７４２Ｂと前記摺動導電体７３を電気的に接続する第２給電装置７７と、
を更に備え、
前記第１給電装置７６及び前記第２給電装置７７の各々は、
平面視凹状の立体形であって、凹んだ部分の形状が半円状となった導電性金属部材から成る第１ブロック体７６１と、
前記第１ブロック体７６１と同じ形状で且つ同じ導電性金属部材から成り、半円状の凹部が存在する側の面が前記第１ブロック体７６１の半円状の凹部が存在する側の面と対向するように配置された第２ブロック体７６２と、
前記第１ブロック体７６１と前記第２ブロック体７６２が、それぞれの半円状の凹部の存在する側の面が対向するように配置された状態で、前記第１ブロック体７６１と前記第２ブロック体７６２の間に圧縮状態で配設され、復元力によって前記第１ブロック体７６１と前記第２ブロック体７６２を引き離すように作用するコイルスプリング７６３，７６４と、
円筒状の導電性金属部材から成り、前記第１ブロック体７６１及び前記第２ブロック体７６２それぞれの半円状の凹部と部分的に嵌合し、外周面及び内周面の少なくとも一方の面に、一方の開口端から他方の開口端に至る長さの溝を少なくとも１つ有するブッシュ７６５と、
前記第１ブロック体７６１及び前記第２ブロック体７６２の少なくとも一方を他方側に引き寄せることで、前記第１ブロック体７６１及び前記第２ブロック体７６２によって前記ブッシュ７６５を挟圧する挟圧機構７６６，７６７と、
を備え、
前記第１給電装置７６及び前記第２給電装置７７のそれぞれにおいて前記第１ブロック体７６１及び前記第２ブロック体７６２を固定部と呼び、前記ブッシュ７６５を可動部と呼ぶとし、前記片側電極への給電の際に、前記挟圧機構７６６，７６７を作動させて前記固定部と前記可動部を導通させる、
抵抗溶接装置。