JP3654384B2

JP3654384B2 - スポット溶接装置

Info

Publication number: JP3654384B2
Application number: JP14368196A
Authority: JP
Inventors: 久雄小島
Original assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Priority date: 1996-05-14
Filing date: 1996-05-14
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2016-05-14
Also published as: JPH09306276A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、線材を切断して、連続的に被溶接材にスポット溶接するスポット溶接装置の線材供給部と電極の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５〜図７は、従来のスポット溶接装置の構造を示すものであって、図５は溶接する線材を被溶接材に設置するスポット溶接装置の部分構成配置図、図６は切断された線材のスポット溶接時のスポット溶接装置の部分構成配置図、図７はスポット溶接装置の上部電極の斜視図である。
スポット溶接は自動車のボデイや電気製品等の薄板の組立に多く用いられている。比較的小定格の電磁開閉器等接点の接点材料は銀合金によって構成されているが、この銀合金からなる銀接点の製造においても、被溶接材である銅合金板等の導体にチップ状の銀線材をスポット溶接する方法が一般的に採用されている。
【０００３】
上記した銀線材のスポット溶接による銀接点の製造方法は、まず、図５に示すように、銀線材１を焼き鈍し鋼からなる線材供給ノズル２のノズル端面部２ａの貫通孔２ｃから矢印の方向に所定寸法突出させ、この突出した線材１の上部に位置する電極ホルダー３にボルト４にて支持された上部電極５を前記ノズル端面部２ａに沿って矢印の方向に下降させて、上部電極５の端面の周上に設けられた切刃部６により所定寸法のチップ状に切断した線材１ａを下部電極７上に配してある導体８上に設置させる。
次に、図６に示すように、上部電極５の切刃部６と下部電極７との間で線材１ａを押圧しながら、溶接電流を前記上部電極５と下部電極７間に通電して線材１ａと導体８とをスポット溶接させた後に、プレス成形して所定の形状の銀接点を構成した導体８を所定寸法に切断して製作される。
【０００４】
前記した上部電極５の切刃部６は、図７に示すように銀・タングステン合金からなる電極５の両端面の周上に径方向に伸びる線材１を覆う径を有する半円筒状に切り欠いて構成されており、周方向に多数個設けられている。そして、この切刃部６が形成されている上部電極５は、その側面部が図６に示すように線材供給ノズル２のノズル端面部２ａの面に平行配置するような平面を有するように多角形柱状に構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記した銀接点のスポット溶接による製造方法において、図６に示すように切断された所定寸法のチップ状の線材１ａが導体８にスポット溶接される時に、溶接時の溶接電流により発生する上部電極部５及び線材１ａと導体８と間のスパークによる線材供給ノズル２の損傷を回避するために、線材供給ノズル２のノズル端面部２ａの上下両端部を切り欠いた切り欠き部２ｂを設け、上部電極５の下端部とノズル端面部２ａとの間に空間部を有する構造としている。
このために、切断されたチップ状の線材１ａがスポット溶接時に横方向に移動して位置ずれが生じ易く、位置ずれして溶接された後のプレス成形後に線材１ａが所定の導体８上の定位置に機械的に戻されるので、溶接接合部の機械的強度の低下を招き一定品質の接点が得られないことがあるという問題があった。
【０００６】
また、線材１を切断する際に出る小さな切断屑によって、スポット溶接時特有の散りが発生して、接点の品質及び外観上も問題となっていた。
更に、上部電極５は溶接時の高温に常時曝され、また上部電極５及び線材１ａと導体８との間に発生するスパークによる損傷が著しいために、スポット溶接製造ラインを停止させて、スパークにより損傷した切刃部６を図７に示す周方向に設けられた別の切刃部６の位置へ順次交換する作業や、上部電極５全体を交換する作業を必要として製造作業効率が悪かった。
【０００７】
この発明の課題は、前記した問題点を解決しスポット溶接時において位置決め精度が良く、溶接時におけるスパークによる電極の損傷が少ない構造からなるスポット溶接装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、この発明は、線材を供給するノズルの端面に沿って下降する上部電極の端面の周上に設けられた切刃部にてチップ状に切断した線材を、下部電極上に配された導体等の被溶接材に前記上部電極にて圧接して溶接電流を通電してスポット溶接をするスポット溶接装置において、線材を供給するノズル端面部と、このノズル端面部と対向する上部電極の側面部とにそれぞれセラミックス成形材層を設け、前記チップ状の線材のスポット溶接時に、前記ノズル端面部のセラミックス成形材層を前記チップ状の線材に接触させ、このチップ状の線材を所定位置に保持する構造を採用するものとする。
これにより、線材を供給するノズル端面に設けた耐アーク性に優れているセラミックス成形材層を、焼き鈍し鋼からなる線材供給ノズルのノズル端面部のスパークに曝される個所に設ける構造とすることにより、従来のように線材供給ノズルに切り欠き部を設ける構成とする必要がないので、前記ノズル端面部に配されているセラミックス成形層が切断されたチップ状の線材の横ずれを防止する絶縁性の位置決めガイドの機能を有する構成とすることができる。
【０００９】
また、銀・タングステン合金からなる上部電極の側面部にリング状の絶縁性のセラミックス成形材層を挿着して覆って設ける構造とすることにより、上部電極及び線材と被溶接材料との間のスパークの発生を阻止することにより電極の損傷を防止するとともに、セラミックスと金属との親和性が劣るために、上部電極のセラミックス成形層の切刃部での線材の銀合金との凝着現象が起こらず線材の切断屑が出にくくなるために散りの発生を防止することができる。
【００１０】
更に、線材供給ノズル端面部と、上部電極の側面部とに形成するセラミックス成形材が高温での絶縁特性が優れ、熱膨張係数が小さく、かつ耐熱衝撃性の優れたジルコニアからなるものとすることにより、長時間スポット溶接可能な寿命特性の優れたスポット溶接装置が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１〜図４は、この発明の実施の形態からなるスポット溶接装置の構造を示すものであって、図１は線材を切断する時のスポット溶接装置の各構成部の配置図断面図、図２は切断された線材のスポット溶接時のスポット溶接装置の部分構成配置図、図３は線材供給ノズルの斜視図、図４は上部電極と、この上部電極の側面に挿着されるセラミックス成形層との斜視図である。
図１及び図２に示すように、この発明の実施の形態からなるスポット溶接装置は、前記した従来の図５及び図６に示す線材供給ノズル２と上部電極５とが対向するそれぞれの側面部に、セラミックス成形層９及び１０を設けている構成からなっている。
【００１２】
前記した線材供給ノズル２の端面部２ａに設けたセラミックス成形層９は、図３に示すようにノズル端面部２ａに線材供給ノズル２の貫通孔２ｃと連通する貫通孔３ａを設けた断面十字状のジルコニアからなるセラミックス成形体から形成されており、配置されたセラミックス成形層９の端面が線材供給ノズル２のノズル端面部２ａと同一面となるようにノズル端面部２ａに埋め込まれて、耐熱接着材にて固着して構成されている。
【００１３】
一方、上部電極５の側面に設けられたセラミックス成形層１０は、図４に示すように、円筒状の上部電極５の側面にジルコニアからなるリング状のセラミックス成形体を挿着して耐熱接着材にて接着固定して構成されている。
このセラミックス成形層１０の端面の周上には、上部電極５の端面に設けられた切刃部６と連通する切刃部１１が設けられて、これらの切刃部６と１１とで図１に示す線材供給ノズル２から供給される線材１を切断する切刃部を構成している。この切刃部６と１１とでなる切刃部は、セラミックス成形層１０の両端面の周上に対向して予備に２個所設けられており、図７に示した従来の上部電極５の場合と同様に、上部電極５の上下位置を交換して使用できるようにしている。
【００１４】
また、線材供給ノズル２のノズル端部面２ａと対向する切刃部１１が形成されている上部電極５のセラミックス成形層１０の面は、図４に示すように、前記のノズル端面部２ａに設けられたセラミックス成形層９の面と相対して前記した切刃部６と１１とで線材１を切断する機能を有するようにするために、平坦に加工された側面部１０ａを形成している。
そして、セラミックス成形層１０を構成するリング状のセラミックス成形体にはスリット１０ｂが設けられており、スポット溶接時に上部電極５の温度上昇による熱膨張により発生するセラミックス成形層１０の伸びを、前記スリット１０ｂの間隙部で吸収してセラミックス成形層１０に加わる熱応力を緩和するようにしている。
【００１５】
前記した構成からなるスポット溶接装置において、切断されたチップ状の線材１ａの導体８へのスポット溶接時には、図２に示すように線材１ａのノズル端面部２ａ側の側面がセラミックス成形層９の面で接触保持されて導体８上の所定位置に位置決めされた状態で溶接されるので、スポット溶接時に位置ずれを起こすことを防止することができる。
また、前記した上部電極５のセラミックス成形層１０は、上部電極５の側面部にのみ覆ってリング状に設けてあるので、スポット溶接時の溶接電流の通電を阻害することなく、かつ、スポット溶接時の上部電極５及び線材１と導体８との間に発生するスパークの発生を防止することができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、この発明は、スポット溶接装置を構成する線材を供給するノズルのノズル端面部と、このノズル端面部と対向する上部電極の側面部とにそれぞれセラミックス成形材層からなる絶縁体を設ける構成とすることにより、スポット溶接時のスパークによる上部電極の損傷を防止して大幅に電極寿命を伸ばすことができるので、従来のように電極の交換等の作業を必要とせず、また被溶接材の導体上に設置した線材の位置決め精度を向上させることができるので、後工程のプレス作業での位置ズレを防止した溶接接合部の機械的強度の良好な品質の安定した接点をより高速に作成でき、接点の製造作業性を向上させることができる。
【００１７】
また、この発明からなるスポット溶接装置によって、線材切断時に発生する切断屑によるスポット溶接時の散りの発生を防止することができるので、更に溶接接合部の品質の向上を図れることができる。そして、この発明からなるスポット溶接装置は、スポット溶接時での溶接性能を向上させることができることから、従来のスポット装置では導体との溶接接合性が悪く適用が不可能であった融点の高い酸化カドニュウム銀合金等からなる接点の実用化をも可能とすることができ、継電器の接点の大幅な電気的寿命の向上の達成に寄与することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態からなる線材を切断する時のスポット溶接装置の部分構成配置図である。
【図２】切断された線材のスポット溶接時のスポット溶接装置の部分構成配置図である。
【図３】この発明の実施の形態からなる線材供給ノズルの斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態からなる上部電極の側面に挿着されるセラミックス成形層の斜視図である。
【図５】従来の溶接する線材を被溶接材に設置するスポット溶接装置の部分構成配置図である。
【図６】従来の切断された線材のスポット溶接時のスポット溶接装置の部分構成配置図である。
【図７】従来のスポット溶接装置の上部電極の斜視図である。
【符号の説明】
１線材
２線材供給ノズル
２ａノズル端部
３ａ貫通孔
５上部電極
５ａ上部電極
６切刃部
７下部電極
９セラミックス成形層
１０セラミックス成形層
１０ｂスリット
１１切刃部

Claims

線材を供給するノズルの端面に沿って下降する上部電極の端面の周上に設けられた切刃部にてチップ状に切断した前記線材を下部電極上に配された被溶接材に前記上部電極にて圧接し、上部電極と下部電極間に溶接電流を通電しスポット溶接をするスポット溶接装置において、
線材を供給するノズル端面部と、このノズル端面部と対向する上部電極の側面部とにそれぞれセラミックス成形材層を設け、前記チップ状の線材のスポット溶接時に、前記ノズル端面部のセラミックス成形材層を前記チップ状の線材に接触させ、このチップ状の線材を所定位置に保持するようにしたことを特徴とするスポット溶接装置。
請求項１に記載のスポット溶接装置のノズル端面部と上部電極の側面部とに設けられたセラミックス成形材層がジルコニアからなることを特徴とするスポット溶接装置。
請求項１に記載の上部電極の側面部に設けられたセラミックス成形層が、端部に切刃部を有するリング状のセラミックス成形体からなり、前記切刃部を上部電極に設けられた切刃部に連通して配置するように前記上部電極の外周に挿着して構成したことを特徴とするスポット溶接装置。