JP3385829B2 - 抵抗溶接装置 - Google Patents

抵抗溶接装置

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、複数個の溶接電源
と溶接電極を有するマルチスポット抵抗溶接装置、特
に、多点同時抵抗溶接装置に関する。 【0002】 【従来の技術】従来の多点同時抵抗溶接装置として、シ
リーズ方式のものを図7に、オポーズド方式のものを図
8に示す。図7記載の多点同時抵抗溶接装置は、単一の
溶接電源11と、この溶接電源11の両端に電線を介し
て接続された二つの溶接電極12a、12bよりなる。
そして、溶接ステージ13の上に重ねて載置された被溶
接物14a、14bのうち、上層の被溶接物14bに溶
接電極12a、12bを当接して加圧力を与え、溶接電
源11より通電して二つの溶接電極12a、12b間に
上層の被溶接物14bから下層の被溶接物14aそして
上層の被溶接物14bへと電流を流し、二つの溶接電極
12a、12bを介して流れる電流によるジュール熱で
上層の被溶接物14bと下層の被溶接物14aを局部的
に加熱溶融して、上層の被溶接物14bと下層の被溶接
物14aとを溶接点g、hでスポット溶接するものであ
る。 【0003】また、図8に示すオポーズド方式の多点同
時抵抗溶接装置は、複数個の溶接電源15a、15bを
備えている。各溶接電源15a、15bは、その一端が
電線を介してそれぞれ溶接電極16a、16bに接続さ
れ、他端が電線を介して金属製の溶接ステージ17に接
続されている。そして、各溶接電源15a、15bはそ
れぞれの溶接回路を構成する。なお、18a、18b
は、被溶接物である。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図7に
示す従来の多点同時抵抗溶接装置は、一つの溶接回路に
直列となる二つの溶接点g、hを有するため、各溶接点
g、hの溶接抵抗の相違により、溶接の品質にばらつき
を生じていた。また、図8に示す従来の多点同時抵抗溶
接装置は、溶接ステージ17を電極として用いるため、
被溶接物18aが溶接ステージ17と導通が得られるも
のに限定されていた。 【0005】そこで、本発明は、各溶接点の溶接抵抗の
ばらつきに左右されず、溶接品質が均一で、かつ、溶接
ステージに絶縁性の部材を使用できる抵抗溶接装置を提
供することを目的とする。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、複数個の溶接電源のそれぞれの一端は個
別の溶接電極に接続され、それらの他端はグランド電極
に共通接続され、被溶接物に対する前記グランド電極の
接触抵抗が前記溶接電極の接触抵抗に比べて小さく、前
記複数個の溶接電源から被溶接物に前記グランド電極に
対して逆位相となる電流を同時に流すことを特徴とす
る。 【0007】以上のように、本発明は、複数個の溶接電
源によりそれぞれの溶接電源回路を構成し、グランド電
極を介して逆位相の電流を流すので、グランド電極を流
れる電流が相殺され、グランド電極が発熱しない。ま
た、複数個の溶接抵抗にばらつきがあっても、それらの
溶接ばらつきを小さくすることができる。 【0008】 【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例について
図面を参照して説明する。図1は本発明の抵抗溶接装置
の一実施例の概略形態図、図2は図1の一部概略説明図
である。本実施例は、商用周波数などよりなる複数個、
例えば、二つの溶接電源1a、1bを有している。溶接
電源1a、1bの一端は、電線を介して溶接電極2a、
2bにそれぞれ接続され、他端はスイッチ3a、3bを
介して、グランド電極4に共通接続されている。そし
て、溶接電源1a、1bは、スイッチ3a、3bおよび
グランド電極4を介して、同極性に接続されている。 【0009】5は溶接ステージで、この溶接ステージ5
の上には絶縁体6が配置される。また、この絶縁体6の
上には、被溶接物7a、7bが重ねて載置される。 【0010】前記グランド電極4の被溶接物7bと接触
する面の面積(塗り潰し部)は、溶接電極2a、2bの
被溶接物5bと接触する面の面積(塗り潰し部)よりも
大きくなっており、グランド電極4の接触抵抗を溶接電
極2a、2bの接触抵抗よりも小さくしている。なお、
a、bはそれぞれ被溶接物7a、7bの溶接点を示す。 【0011】本実施例の溶接電源回路は、図3に示すよ
うな中点タップ付きのトランスTにより実現することが
できる。トランスTの一次巻線N1は商用電源に接続さ
れ、この一次巻線N1にはスイッチ3が設けられてい
る。このスイッチ3は、図1の溶接電源回路におけるス
イッチ3a、3bを同期させてオンさせる作用を営む。
二次巻線N2側にスイッチを設けた場合には、このスイ
ッチ3は破線で示すように、スイッチ3a、3bとな
る。トランスTの二次巻線N2は中点タップ付きとなっ
ており、この中点タップにはグランド電極4が接続さ
れ、二次巻線の巻き始め端に溶接電極2aが接続され、
巻き終り端には溶接電極2bが接続されている。そし
て、溶接電源1aはトランスTの二次巻線N2の上段巻
線により構成され、溶接電源1bはトランスTの二次巻
線N2の下段巻線により構成される。 【0012】つぎに、本実施例の溶接の態様について説
明する。図1および図2において、溶接ステージ5の上
に配置された絶縁体6の上に被溶接物7a、7bを重ね
て載置する。被溶接物7a、7bの二つの溶接点a、b
に溶接電極2a、2bをそれぞれ配置し、望ましくは、
これらの溶接電極2a、2bのほぼ中間の部位にグラン
ド電極4を配置する。そして、溶接電極2a、2bに適
度の圧力を加え、スイッチ3a、3bを同期投入して溶
接電源1a、1bより二つの被溶接物7b、7aにそれ
ぞれ電流を流してこれらを溶接点a、bにおいてスポッ
ト溶接する。 【0013】この場合、図3に示すように、溶接電源1
aの回路には、溶接電極2a、被溶接物7b、7aそし
てグランド電極4を介してループ電流iaが流れ、溶接
電源1bの回路には、グランド電極4、二つの被溶接物
7b、7aそして溶接電極2bを介してループ電流ib
が流れる。したがって、ループ電流iaとループ電流i
bは、グランド電極4を逆方向に流れることになり、相
互に打ち消し合うことになる。なお、図2において、グ
ランド電極4は、上層の被溶接物7b上に配置されてい
るが、下層の被溶接物7aが広い場合には、破線4aで
示すように、下層の被溶接物7a上に配置した方が、被
溶接物7bをバイパスする電流が少なくなり、溶接電流
の溶接点を通る電流量が大きくなり好ましい。 【0014】つぎに、図4を参照して本発明の第2実施
例について説明する。本実施例は、4個の溶接電源1c
〜1fを有し、そのうち2個の溶接電源1c、1eと残
りの2個の溶接電源1d、1fとは異極性である。これ
らの溶接電源1c〜1fの一端は、スイッチ3c〜3f
をそれぞれ介して、溶接電極2c〜2fにそれぞれ接続
されている。また、これらの溶接電源1c〜1fの他端
は、グランド電極4に共通接続されている。したがっ
て、4個の溶接電源1c〜1fは、グランド電極4を介
して、4個の並列回路を構成していることになる。その
他の構成は、第1実施例と同様なので、同一番号を付し
てその説明を省略する。つぎに、本実施例の溶接の態様
について説明する。第1実施例と同様に、溶接ステージ
5の上に配置された絶縁体6の上に被溶接物7a、7b
を重ねて載置する。被溶接物7a、7bの4つの溶接点
c〜f上の所定箇所に溶接電極2c〜2fをそれぞれ配
置し、被溶接物7bの適宜の部位にグランド電極4を配
置する。そして、溶接電極2c〜2fに適度の圧力を加
え、スイッチ3c〜3fを同期投入して溶接電源1c〜
1fより被溶接物7b、7aにそれぞれ電流を流して溶
接点c〜fでスポット溶接する。同極性の溶接電源1
c、1eとそれに対して異極性の溶接電源1d、1fに
は、矢印で示すように、それぞれ逆方向の電流が流れ
て、グランド電極4を通る電流は相互に打ち消しあって
相殺されることになる。つぎに、図1に示す第1実施例
と図7に示す従来例とにおける溶接点a、bと溶接点
g、hの溶接強度[kg]の比較例を表1に示す。 【0015】 【表1】 【0016】この表1より、本実施例の方が従来例より
も溶接強度のばらつきの偏差σが小さいことが理解され
る。溶接強度に関しては、本実施例と従来例とではほぼ
同様である。 【0017】つぎに、図1に示す本実施例の電気的等価
回路(図5)と図7に示す従来例の電気的等価回路(図
6)を参照して、溶接点a(g)の溶接抵抗Ra(R
g)に対する溶接点b(h)の溶接抵抗Rb(Rh)を
1/1〜1/2までそれぞれ変化させた場合の溶接電
流、溶接抵抗Ra(Rb)と溶接抵抗Rg(Rh)にお
ける発熱量およびこれらの発熱比について、本実施例の
場合を表2に、従来例の場合を表3に、それぞれ示す。
なお、本実施例において、グランド抵抗R4は、溶接抵
抗Ra、Rbよりも僅少に設定される。なお、本実施例
において、Raは溶接点aの溶接抵抗、Rbは溶接点b
の溶接抵抗、R4はグランド電極4の接触抵抗、Qaは
溶接点aの発熱量、Qbは溶接点bの発熱量である。溶
接電源1a、1bは同極性に接続されているので、溶接
抵抗Raを通るループ電流iaと、溶接抵抗Rbを通る
ループ電流ibとは、グランド電極4の接触抵抗R4
を、矢印のように、逆方向に流れることになる。 【0018】また、従来例において、Rgは溶接点gの
溶接抵抗、Rhは溶接点hの溶接抵抗、Qgは溶接点g
の発熱量、Qhは溶接点hの発熱量である。そして、溶
接電流としてループ電流ighが溶接抵抗Rg、Rhを
流れることになる。 【0019】 【表2】 【0020】 【表3】 【0021】上記表2および表3より、グランド電極を
設けて、このグランド電極を流れる電流を逆方向にして
相殺させる本実施例の方が、溶接抵抗Ra、Rbにばら
つきがあっても、これらの溶接抵抗Ra、Rbの発熱
比、即ち、溶接ばらつきを小さくすることができる。 【0022】 【発明の効果】以上のように、本発明は、複数個の溶接
電源をグランド電極に対して並列接続して、グランド電
極に逆位相の電流を流すので、グランド電極を流れる電
流が相殺され、グランド電極が発熱しない。また、複数
個の溶接抵抗にばらつきがあっても、それらの溶接ばら
つきを小さくすることができる。また、溶接ステージに
絶縁性の材料を使用できる。
【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明の抵抗溶接装置の第1実施例の概略の
形態図 【図2】 図1の一部省略斜視図 【図3】 図1に示す第1実施例の電源等価回路図 【図4】 本発明の抵抗溶接装置の第2実施例の概略の
形態図 【図5】 図1の電気的等価回路図 【図6】 従来例の電気的等価回路図 【図7】 従来のシリーズ方式多点同時抵抗溶接装置の
概略形態図 【図8】 従来のオポーズド方式多点同時抵抗溶接装置
の概略形態図 【符号の説明】 1a、1b、1c、1d、1e、1f 溶接電源 2a、2b、2c、2d、2e、2f 溶接電極 3a、3b、3c、3d、3e、3f スイッチ 4 グランド
電極 5 溶接ステ
−ジ 6 絶縁体 7a、7b 被溶接物 a、b、d、d、e、f 溶接点

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 複数個の溶接電源のそれぞれの一端は個
    別の溶接電極に接続され、それらの他端はグランド電極
    に共通接続され、被溶接物に対する前記グランド電極の
    接触抵抗が前記溶接電極の接触抵抗に比べて小さく、前
    記複数個の溶接電源から被溶接物に前記グランド電極に
    対して逆位相となる電流を同時に流すことを特徴とする
    抵抗溶接装置。
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