JP3710054B2 - 溶接治具 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、機器用ワイヤーハーネス、屋内配線等に使用する電線、金属線条材等の被溶接材を溶接するとき使用する溶接治具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数の被溶接材を接合（接続）する場合、接続の手間を省き、接続の信頼性を高めるために、これら被溶接材を重ね合わせ、重ね合わせ部を超音波溶接、抵抗溶接、レーザビーム溶接等により溶接することが行われている。
従来、被溶接材が、例えば、ワイヤーハーネス用の電線の場合には、一方の１又は複数本の電線の端部における絶縁被覆を剥ぎ取って芯線を露出させ、他方の１又は複数本の電線の端部における絶縁被覆を剥ぎ取って芯線を露出させ、両電線の端部が対向するように配置して、作業者の目視により、露出させた芯線の適正な重ね合わせ位置を設定し、更に一方若しくは他方の電線、又は双方の電線が複数本ある場合には、複数本の電線の先端位置も揃え、その重ね合わせ部を超音波溶接等により溶接して接合している。例えば、図１３に示すものは、各１本の電線１、２の芯線１ａ、２ａを重ね合わせて、その重ね合わせ部を溶接するものであり、図１４に示すものは、各２本の電線３〜６の芯線３ａ〜６ａを重ね合わせて、その重ね合わせ部を溶接するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の方法によると、図１３に示すものでは、例えば、電線２の芯線２ａのように、適正な重ね合わせ位置に設定されなかったり、図１４に示すものでは、例えば、電線４の芯線４ａ及び電線６の芯線６ａのように、これらの先端位置が不揃いになったりして、重ね合わせ長が短くなり、芯線の重ね合わせ状態が安定しない。そこで、このような状態で、芯線の重ね合わせ部を溶接すると、溶接不良を起こし、その部分の溶接強度が低下して、引張り、曲げ、ねじれ等の外力が繰り返し作用すると、その接合部が破損する等、接合部の品質及び信頼性が低下する問題があった。
【０００４】
一方、重ね合わせ長が必要以上に長くなり過ぎると、芯線の先端が、外に突き出て、他の部材に引っ掛かり、その部材を損傷したり、作業者が怪我をする恐れがあって危険であり、これを防止するため、接合部の外周面を整形する必要があり、このための工数が増加する問題もあった。
【０００５】
更に前記接合部の品質及び信頼性が低下すると、電線の製造歩留まりが低下し、また接合部の品質チェックのための厳密な検査が必要となり、また接合部の形成に時間を要するため、作業能率が低下し、このため、良品質の電線を量産化することが容易でなく、電線コストが上昇するという問題もあった。
【０００６】
このような問題は、被溶接材がワイヤーハーネス用の電線に限らず、他の電線や導電性金属線条材又は導電を目的としない他の金属線条材の場合にも同様に当て嵌まる問題であった。
【０００７】
本発明は上記に鑑みて提案されたもので、被溶接材を重ね合わせて、その重ね合わせ部を溶接する場合、被溶接材の重ね合わせ位置決め及び先端位置揃え作業を正確、且つ、迅速に行うことを可能とし、被溶接材の溶接不良をなくし、接合部の品質及び信頼性を高め、被溶接材を歩留まりよく製造して製品コストを低減させるようにした溶接治具を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための手段として、本発明の請求項１に記載された溶接治具は、一方の被溶接材の先端が当接してその溶接の位置決めを行う第１ストッパと、第１ストッパを一方の被溶接材の先端が当接するストッパ位置とストッパ位置から後退した非ストッパ位置との間を進退させる第１ストッパ駆動機構と、第１ストッパに対し、一方の被溶接材の進入方向と逆方向に被溶接材の重ね合わせ長に相当する間隔をおいて第１ストッパと対向するように設けられ、一方の被溶接材に重ね合わされる他方の被溶接材の先端が当接してその溶接の位置決めを行う第２ストッパと、第２ストッパを他方の被溶接材の先端が当接するストッパ位置とストッパ位置から後退した非ストッパ位置との間を進退させる第２ストッパ駆動機構と、第１及び第２ストッパに対し、更に一方の被溶接材の進入方向と逆方向側に設けられ、一方の被溶接材を把持するクランプ部とを備える。
【０００９】
上記構成によると、一方の被溶接材は第１ストッパによって、その重ね合わせ位置が正しく設定され、また、他方の被溶接材は第２ストッパによって、その重ね合わせ位置が正しく設定される。また、一方の被溶接材若しくは他方の被溶接材、又は双方の被溶接材が複数ある場合には、これら複数の被溶接材は第１ストッパ又は第２ストッパによって、その先端位置が正しく揃えられる。
【００１０】
このため、溶接される一方及び他方の被溶接材の重ね合わせ長が短過ぎたり、長くなり過ぎたりすることがなくなり、溶接に必要な範囲に正しく設定することが可能になる。従って、被溶接材の重ね合わせ部が溶接不良を起こすことがなくなり、その部分の溶接強度が向上するから、引張り等の外力が加わっても、その接合部が破損する恐れがなくなり、接合部の品質及び信頼性が向上する。
【００１１】
また、重ね合わせ長が必要以上に長くならないので、被溶接材の先端が外に突き出ることがなくなり、接合部がコンパクトになるほか、他の部材に引っ掛かってその部材を損傷する恐れもなくなるので、被溶接材の収納、取扱いが簡単になる。また、接合部の外周面を整形する必要がなくなるので、接合部の形成が容易になり、作業の手数を省くことができる。
【００１２】
更に前記接合部の品質及び信頼性が向上するため、被溶接材の製造歩留まりが向上し、また接合部の品質チェックを簡素化でき、また接合部の形成に要する時間も短縮されるので、作業能率が向上し、良品質の溶接製品を低価格で量産化することが容易となる。
【００１３】
また、本発明の溶接治具を使用すると、その接合部の接合状態が安定し、且つ、しっかりするので、被溶接材が電線、又は導電性金属線条材の場合には、接触抵抗が増加せず、振動等で導通不良を起こすこともなくなり、これらを利用したシステム、設備、装置等の電気系統の故障を防止し、信頼性及び耐久性を向上させることができる。
【００１４】
本発明の請求項２に記載された溶接治具は、請求項１記載のものにおいて、中間皮剥ぎ部を有する被溶接材の中間皮剥ぎ部の溶接位置を揃えるくし歯状揃え部材と、該部材で中間皮剥ぎ部の溶接位置が揃えられた被溶接材を把持し、請求項１記載の被溶接材の端末の重ね合わせ溶接位置に対向する位置まで移動させて溶接の位置決めを行う中間皮剥ぎ部位置決め手段とを更に備える。
【００１５】
上記構成によると、被溶接材の端末の重ね合わせ部と中間皮剥ぎ部とを溶接して接合する場合に、中間皮剥ぎ部を被溶接材の端末の重ね合わせ溶接位置に正しく対向させることが可能になり、重ね合わせ部と中間皮剥ぎ部の接合部が溶接不良を起こさず、接合部の溶接強度が向上するから、接合部の品質及び信頼性を高めることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１（イ）（ロ）は本発明の溶接治具１０を、例えば、自動車、機器用ワイヤーハーネスの電線（被溶接材）の接合に適用した場合の基本的構成の概要を示す。
この溶接治具１０は、フレーム（溶接モジュールの基体）１２に設けられ、一方の、例えば、２本の電線１４、１５の進入方向Ｘへの進入により、これら電線１４、１５の端部における絶縁被覆を剥ぎ取って露出させた芯線１４ａ、１５ａの先端が当接してその溶接の位置決め、即ち、重ね合わせ位置決め及び先端位置揃えを行う第１ストッパ１６と、第１ストッパ１６を一方の電線１４、１５の芯線１４ａ、１５ａの先端が当接するストッパ位置Ａ（図１（ロ）参照）とストッパ位置Ａから後退した非ストッパ位置Ｂ（図１（イ）参照）との間を進退させる第１ストッパ駆動機構１８とを備える。
【００１７】
また、第１ストッパ１６に対し、一方の電線１４、１５の進入方向Ｘと逆方向に該電線１４、１５の芯線１４ａ、１５ａの重ね合わせ長に相当する間隔をおいて第１ストッパ１６と対向するように設けられ、他方の、例えば、１本の電線２０の進入方向Ｙへの進入により、一方の電線１４、１５の芯線１４ａ、１５ａに重ね合わされると共に、該電線２０の端部における絶縁被覆を剥ぎ取って露出させた芯線２０ａの先端が当接してその溶接の位置決め、即ち、重ね合わせ位置決めを行う第２ストッパ２２と、第２ストッパ２２を他方の電線２０の芯線２０ａの先端が当接するストッパ位置Ｃ（図１（イ）参照）とストッパ位置Ｃから後退した非ストッパ位置Ｄ（図１（ロ）参照）との間を進退させる第２ストッパ駆動機構２４とを備える。
【００１８】
更に、第１及び第２ストッパ１６、２２に対し、更に一方の電線１４、１５の進入方向Ｘと逆方向側に設けられ、本実施形態では、一方の電線１４、１５の芯線１４ａ、１５ａの先端が第１ストッパ１６に当接してその溶接の位置決めを行った後、これら電線１４、１５が位置ずれを起こさないように、これら電線を把持して固定するクランプ部２６とを備えて構成される。
【００１９】
なお、２８は本実施形態の溶接治具１０の第１ストッパ１６と第２ストッパ２２との間に設けられ、前記一方の電線１４、１５の芯線１４ａ、１５ａと他方の電線２０の芯線２０ａとの重ね合わせ部を超音波溶接、抵抗溶接、レーザビーム溶接等により溶接して接合する溶接装置を示す。
【００２０】
第１ストッパ１６は、図２及び図５に示すように、細長板状片からなり、先端側に下方に突出する電線当接部１６ａを有し、後端側に長手方向に沿って取付け位置調整用の長孔１６ｂを有し、後記する第１ストッパ駆動機構１８に斜め下向きに傾斜して配設される。
【００２１】
第１ストッパ駆動機構１８は、図２及び図５に示すように、フレーム１２に設置されたエアー又は油圧の流体圧で作動する直線駆動型アクチュエータ３０のピストンロッド３２にＬ型のスライダ３４を取付け、このスライダ３４を前記アクチュエータ３０の側部に形成された略コ字型の案内溝３６にスライド自在に係合させ、前記アクチュエータ３０のピストンロッド３２を伸長又は縮小させることにより、スライダ３４を前記一方の電線１４、１５の進入方向Ｘ（又は他方の電線２０の進入方向Ｙ）（図１（イ）参照）に垂直な方向の面内で斜め上下方向に進退することができるように構成されている。
【００２２】
前記第１ストッパ１６は、このスライダ３４の側部に、第１ストッパ１６の長孔１６ｂを通して２本の位置調整ボルト３８で締め付けることにより取付けられる。従って、この第１ストッパ１６もスライダ３４と同じ面内で斜め上下方向に進退する。第１ストッパ１６には長孔１６ｂが形成されているので、位置調整ボルト３８を緩めて、このストッパ１６を長手方向に移動させ、これがストッパ位置Ａに前進したとき、その電線当接部１６ａに電線１４、１５の芯線１４ａ、１５ａの先端が丁度当接する位置で位置調整ボルト３８を締め付けることにより、第１ストッパ１６を最適位置に調整することができる。
【００２３】
第１ストッパ駆動機構１８における直線駆動型アクチュエータ３０を駆動してピストンロッド３２を伸長させることにより、Ｌ型のスライダ３４がスライドして、第１ストッパ１６が一方の電線１４、１５の芯線１４ａ、１５ａの先端が当接するストッパ位置Ａまで前進し、一方、ピストンロッド３２を縮小させることにより、Ｌ型のスライダ３４が逆方向にスライドして、第１ストッパ１６がストッパ位置Ａから非ストッパ位置Ｂまで後退する。このようにして、第１ストッパ駆動機構１８により、第１ストッパ１６を一方の電線１４、１５の芯線１４ａ、１５ａの先端が当接するストッパ位置Ａとこの位置から後退した非ストッパ位置Ｂとの間を進退させることができる。
【００２４】
第２ストッパ２２は、図２及び図６に示すように、例えば、縦方向に少し長めの矩形状板片からなり、一方の長片（図６で右側）側の上縁と下縁が面取りされている。この第２ストッパ２２は後記する第２ストッパ駆動機構２４に配設される。
【００２５】
第２ストッパ駆動機構２４は、図２、図４及び図６に示すように、フレーム１２の上面に前記電線１４、１５の進入方向Ｘ（又は他方の電線２０の進入方向Ｙ）に対し垂直な方向の面に沿って所定間隔をおいて、２個の同じ形状、寸法を有する連結小リンク片４０、４２を対向させると共に、その一端側（下側）を、フレーム１２に、その上面に取付けた軸受ブラケット４４に軸支された連結軸４６、４８によって、それぞれ回転自在に支持させる。
【００２６】
一方、長手方向に沿って上下方向に貫通する細長スロット５０が形成された進退可動アーム５２を、フレーム１２の上面に対向させて水平横向きに配置し、その細長スロット５０内に、連結小リンク片４０、４２の他端側（上側）を差し込み、進退可動アーム５２に連結小リンク片４０、４２の他端側を、その連結小リンク片４０、４２の一端側の連結軸間隔と同じ連結軸間隔となるように、連結軸５４、５６によって、それぞれ回転自在に支持させ、前記フレーム１２（固定型）、進退可動アーム５２（可動型）及び連結小リンク片４０、４２（可動型）とで平行四辺形リンクを形成する。
【００２７】
更に、連結小リンク片４０の一端側（下側）と連結軸４６（回転駆動型アクチュエータ５８の出力軸）とをキー６０によって一体に固定し、回転駆動型アクチュエータ５８により、連結軸４６を回転させるようになっている。回転駆動型アクチュエータ５８はギヤドモータ等の減速機付電動機、エア又は油圧モータ等が用いられる。前記第２ストッパ駆動機構２４は上記のような構成になっている。
【００２８】
前記第２ストッパ２２は、第２ストッパ駆動機構２４の進退可動アーム５２の先端側（図２、６の右側）にロックボルト６２により締付け固定され、また、前記したように、第１ストッパ１６に対し、一方の電線１４、１５の進入方向Ｘと逆方向に該電線１４、１５の芯線１４ａ、１５ａの重ね合わせ長に相当する間隔をおいて第１ストッパ１６と対向するように設けられる。
【００２９】
そこで、第２ストッパ駆動機構２４の回転駆動型アクチュエータ５８を駆動して連結軸４６を図６において時計方向へ９０度だけ回転させると、これと一体の連結小リンク片４０が実線位置まで右側に傾動し、これと平行四辺形リンクを形成している連結小リンク片４２も同様に実線位置まで同一角度で右側に傾動する。これと同時に、進退可動アーム５２がフレーム１２の上面と平行状態を維持しながら、図６の左側の２点鎖線位置Ｐ（低位置）から２点鎖線位置Ｑ（高位置）まで右側に向かって斜め上向きに上昇して前進させ、該位置Ｑから実線位置Ｒ（２点鎖線位置Ｐと同じ高さ位置）まで右側に斜め下向きに下降して前進させる軌跡を描いて移動する。従って、前記第２ストッパ２２も同様な軌跡を描いて移動し前進する（前記ストッパ位置Ｃ）。第２ストッパ駆動機構２４の回転駆動型アクチュエータ５８を逆転させて、連結軸４６が反時計方向に９０度回転させれば、進退可動アーム５２が前記軌跡と逆方向の軌跡を描いて前記２点鎖線位置Ｐに戻って後退し、第２ストッパ２２も同様な軌跡を描いて移動し後退する（前記非ストッパ位置Ｄ）。
【００３０】
第２ストッパ駆動機構２４は、前記一方の電線１４、１５の芯線１４ａ、１５ａをストッパ位置Ａに位置する第１ストッパ１６に当接し、電線１４、１５をクランプ部２６で固定した後に駆動させ、進退可動アーム５２を介して第２ストッパ２２を前記ストッパ位置Ｃまで前進させる。このとき、第２ストッパ２２は電線１４、１５の上部を跨ぐように覆い被さり、電線上部に接触してこれを押さえる。
【００３１】
この際、第２ストッパ駆動機構２４が平行四辺形リンクメカニズムを採用しているので、第２ストッパ２２が斜め上方から斜め下方に前進下降する。そうすると、第２ストッパ２２には該電線を縦方向及び横方向から押さえる分力が作用することになり、前記一方の電線１４、１５の形状、大きさが種々異なっても、これとの間に隙間が形成されず、この電線に都合よく接触する。従って、第２ストッパ２２が電線１４、１５を変形させたり、傷付けたりすることなく、この電線の上部に該ストッパ２２を正しく、また容易に配置することができ、他方の電線２０の芯線２０ａを電線１４、１５の芯線１４ａ、１５ａに正しく重ね合わせて溶接位置決めすることが容易になる。
【００３２】
クランプ部２６は、図２及び図３に示すように、横方向に対向して配置される２個のクランプ爪６４、６４からなっている。このクランプ爪６４、６４の対向する内面にはそれぞれＶ溝６４ａが、また、幅方向（電線の進入方向）には多数のくし歯６４ｂが形成されている。このクランプ爪６４、６４は電線を開放する開位置と電線を把持する閉位置との間を離間接近移動させるエアチャック、ねじ、カム又はリンク機構等の電動又は流体圧により作動する駆動源が内蔵されている。
【００３３】
次に本発明の溶接治具１０を用いて前記電線１４、１５、２０を重ね合わせて溶接する場合に、該電線の重ね合わせ位置決め及び先端位置揃えを行う方法について、図７を参照しながら説明する。先ず、一方の、例えば、２本の電線１４、１５の絶縁被覆を剥ぎ取って、芯線１４ａ、１５ａを露出させておく。また、この電線に接合される、他方の、例えば、１本の電線２０の絶縁被覆を剥ぎ取って芯線２０ａを露出させておく（図７（ハ）参照）。
【００３４】
次に、図７（イ）に示すように、溶接治具１０の第１ストッパ駆動機構１８により、第１ストッパ１６をストッパ位置Ａまで前進させる。そして、電線１４、１５を進入方向Ｘから進入させて、その芯線１４ａ、１５ａの先端を第１ストッパ１６に当接させ、芯線の溶接位置決めを行う。即ち、芯線１４ａ、１５ａの重ね合わせ位置を設定し、且つ、芯線１４ａ、１５ａの先端位置を揃える。なお、第２ストッパ２２は第２ストッパ駆動機構２４により非ストッパ位置Ｄまで後退させておく。
【００３５】
次に、前記芯線１４ａ、１５ａの溶接位置決め終了後、図７（ロ）に示すように、電線１４、１５をクランプ部２６で把持してクランプし、該電線の位置ずれを防止する。その後、第１ストッパ駆動機構１８により、第１ストッパ１６を非ストッパ位置Ｂまで後退させ、第２ストッパ駆動機構２４により、第２ストッパ２２を、前記芯線１４ａ、１５ａを跨いで覆い被さるように、ストッパ位置Ｃまで前進させる。
【００３６】
次に、図７（ハ）に示すように、他方の電線２０を進入方向Ｙから進入させて、その芯線２０ａの先端を第２ストッパ２２に当接させ、芯線２０ａの溶接位置決めを行い、即ち、芯線２０ａの重ね合わせ位置を設定し、電線２０を図示しないクランプ部で把持してクランプする。これにより、電線１４、１５の芯線１４ａ、１５ａ及び電線２０の芯線２０ａを正しい位置に整列して重ね合わせることが可能になる。
【００３７】
その後、第２ストッパ２２を非ストッパ位置Ｄまで後退させ、これら芯線の重ね合わせ部を超音波溶接、抵抗溶接、レーザビーム溶接等を行う溶接装置２８（図１等参照）により、溶接して接合（接続）する。接合終了後、これら電線を溶接治具１０から取り除いて、次の電線の重ね合わせ溶接の作業に備える。
【００３８】
なお、この溶接治具１０では、対象とする被溶接材が自動車、機器用ワイヤーハーネスの電線であったが、それ以外の電線や導電性金属材、又は導電を目的としない他の金属線条材にも適用できるものである。また、前記使用方法の説明では、前記芯線１４ａ、１５ａの溶接位置決め終了後、電線１４、１５をクランプ部２６で把持してクランプしたが、予め電線１４、１５を別のクランプ部でクランプしておき、このクランプ部で電線１４、１５を進入方向Ｘへ移動させて芯線１４ａの先端を第１ストッパ１６に当接するようにしてもよい。更に、他方の電線２０の芯線２０ａの先端を第２ストッパ２２に当接した後、電線２０をクランプしたが、電線２０を予め別のクランプ部でクランプし、このクランプ部を進入方向Ｙへ移動させて第２ストッパ２２に当接するようにしてもよい。
【００３９】
図８、９に示すものは、図１乃至７における一方の電線１４と他方の電線２０の各端末における重ね合わせ溶接部と、所定の中間位置で絶縁被覆を剥ぎ取って芯線６６ａ、６８ａを露出させて形成した中間皮剥ぎ部６７、６９を有する電線６６、６８（被溶接材）の該中間皮剥ぎ部６７、６９とを溶接して接合する場合の溶接治具６５を示す。
【００４０】
この溶接治具６５は、前記溶接治具１０（図１乃至６参照）において、更に、前記中間皮剥ぎ部６７、６９を有する電線６６、６８の該中間皮剥ぎ部６７、６９の溶接位置を揃えるくし歯状揃え部材７０と、該部材７０で中間皮剥ぎ部６７、６９の溶接位置が揃えられた電線６６、６８を把持し、前記電線１４、２０の端末の重ね合わせ溶接位置（図１、７等における第１ストッパ１６と第２ストッパ２２間の領域）に対向する位置まで移動させて溶接の位置決めを行う中間皮剥ぎ部位置決め手段７２とを備える。なお、前記溶接治具１０と同一構成、機能を有する構成部品には同一符号を使用し、重複を避けるため詳細説明を省略する。
【００４１】
この溶接治具６５のくし歯状揃え部材７０は、図１０に示すように、矩形板状体７０ａの上部に複数のくし歯７０ｂが所定ピッチ間隔で形成されたもので、フレーム１２にＬ型ブラケット７６で前記電線６６、６８等の長手方向へ位置調整可能に取り付けられる。そして、該ブラケット７６が所定位置に固定されていると、中間皮剥ぎ部位置決め手段７２で中間皮剥ぎ部６７、６９を有する電線６６、６８を前記電線１４、２０の端末の重ね合わせ溶接位置に対向する位置まで迅速、且つ、容易に移動できる。
【００４２】
くし歯状揃え部材７０で中間皮剥ぎ部６７、６９の溶接位置を揃えるには、図８乃至１０のくし歯状揃え部材７０のくし歯７０ｂに中間皮剥ぎ部６７、６９の芯線６６ａ、６８ａを挿入し、電線６６、６８を例えば図８、９で右側方向へ移動させて、中間皮剥ぎ部６７、６９の左側段剥ぎ端面を矩形板状体７０ａの左側側面に当接させることにより行う。
【００４３】
中間皮剥ぎ部位置決め手段７２は、図８、９に示すように、くし歯状揃え部材７０と図１乃至７に示す溶接治具の第１ストッパ１６及び第２ストッパ２２とを結ぶ線とほぼ平行な向きに、フレーム１２に配設されたスライドレール７８と、スライドレール７８にスライド自在に装着されたスライドブロック体８０と、スライドブロック体８０の上部に該ブロック体８０に内蔵された昇降機構（図示せず）を介して設けられ、中間皮剥ぎ部６７、６９を有する電線６６、６８を、ねじ、ばね、流体圧、マグネット等によりスライドブロック体８０に固定する把持部材８２と、くし歯状揃え部材７０で中間皮剥ぎ部６７、６９の溶接位置が揃えられた電線６６、６８を把持部材８２で把持したスライドブロック体８０を、前記電線１４、２０の端末の重ね合わせ溶接位置に対向する位置まで移動させる流体圧シリンダ、ねじ移動機構、電動機駆動のチェーン、べルト移動機構等の移動機構８４で構成される。なお、くし歯状揃え部材７０及び中間皮剥ぎ部位置決め手段７２の前後方外側位置におけるフレーム１２には、前記電線６６、６８をほぼ水平状態に保持する支持部材７４、７４が設けられている。
【００４４】
次に溶接治具６５の使用方法を説明する。先ず、図８、９に示すように、中間皮剥ぎ部６７、６９を有する電線６６、６８を支持部材７４、７４でほぼ水平状態に保持すると共に、中間皮剥ぎ部６７、６９の芯線６６ａ、６８ａをくし歯状揃え部材７０のくし歯７０ｂ（図１０参照）に挿入する。そして、前記電線６６、６８を例えば図８、９で右側方向へ移動させて、中間皮剥ぎ部６７、６９の左側段剥ぎ端面を矩形板状体７０ａの左側側面に当接させることにより、中間皮剥ぎ部６７、６９の溶接位置を揃える。
【００４５】
次に、くし歯状揃え部材７０で中間皮剥ぎ部６７、６９の溶接位置が揃えられた電線６６、６８を把持部材８２でスライドブロック体８０に把持し、把持部材８２を図示しない昇降機構により所定量上昇させて、電線６６、６８及び中間皮剥ぎ部６７、６９を支持部材７４、７４及びくし歯状揃え部材７０から外す。その後、図１１に示すように、スライドブロック体８０を移動機構８４によりスライドレールに沿って矢印方向へ走行させ、中間皮剥ぎ部６７、６９を前記電線１４、２０の端末の重ね合わせ溶接位置（図１、７等における第１ストッパ１６と第２ストッパ２２間の領域）に対向する位置まで移動させる。
【００４６】
次に、図１２（イ）に示すように、電線６６、６８の中間皮剥ぎ部６７、６９を、第１ストッパ１６及び第２ストッパ２２間における前記電線１４、２０の端末の重ね合わせ溶接位置に位置決めする。なお、第１ストッパ１６及び第２ストッパ２２はそれぞれ非ストッパ位置Ｂ、Ｄまで後退させておく。
【００４７】
次に、図１２（ロ）に示すように、第１ストッパ１６を第１ストッパ駆動機構１８（図１等参照）により非ストッパ位置Ｂからストッパ位置Ａまで前進させつつ下降させ、前記中間皮剥ぎ部６７、６９の芯線６６ａ、６８ａの頭部を軽く押える。
【００４８】
次に、図１２（ハ）に示すように、一方の電線１４を進入方向Ｘから進入させて、その芯線１４ａの先端を第１ストッパ１６に当接させ、芯線の溶接位置決めを行う。即ち、芯線１４ａの重ね合わせ位置を設定する。なお、第２ストッパ２２は第２ストッパ駆動機構２４（図１等参照）により非ストッパ位置Ｄに後退させておく。
【００４９】
次に、前記電線１４の芯線１４ａの溶接位置決め終了後、図１２（ニ）に示すように、電線６６、６８、１４をクランプ部２６で把持してクランプし、これら電線の位置ずれを防止する。その後、第１ストッパ駆動機構１８により、第１ストッパ１６を非ストッパ位置Ｂに後退させ、第２ストッパ駆動機構２４により、第２ストッパ２２を、前記芯線６６ａ、６８ａ、１４ａを跨いで覆い被さるように、非ストッパ位置Ｄからストッパ位置Ｃまで前進させる。
【００５０】
次に、図１２（ホ）に示すように、他方の電線２０を進入方向Ｙから進入させて、その芯線２０ａの先端を第２ストッパ２２に当接させ、芯線２０ａの溶接位置決めを行い、即ち、芯線２０ａの重ね合わせ位置を設定し、電線２０を図示しないクランプ部で把持してクランプする。これにより、電線１４、２０の芯線１４ａ、２０ａと電線６６、６８の芯線６６ａ、６８ａとを正しい位置に整列して重ね合わせることが可能になる。
【００５１】
その後、図１２（へ）に示すように、第２ストッパ２２を非ストッパ位置Ｄに後退させ、これら芯線の重ね合わせ部を超音波溶接、抵抗溶接、レーザビーム溶接等を行う溶接装置２８（図１等参照）により、溶接して接合（接続）する。接合終了後、これら電線を溶接治具６５から取り除いて、次の電線の重ね合わせ溶接の作業に備える。
【００５２】
なお、この溶接治具６５では、対象とする被溶接材が自動車、機器用ワイヤーハーネスの電線であったが、それ以外の電線や導電性金属材、又は導電を目的としない他の金属線条材にも適用できるものである。また、この溶接治具６５の使用方法の説明では、前記電線１４の芯線１４ａの溶接位置決め終了後、電線１４をクランプ部２６で把持してクランプしたが、予め電線１４を別のクランプ部でクランプしておき、このクランプ部で電線１４を進入方向Ｘへ移動させて芯線１４ａの先端を第１ストッパ１６に当接するようにしてもよい。更に、他方の電線２０の芯線２０ａの先端を第２ストッパ２２に当接した後、電線２０をクランプしたが、電線２０を予め別のクランプ部でクランプし、このクランプ部を進入方向Ｙへ移動させて第２ストッパ２２に当接するようにしてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に記載された溶接治具によると、一方の被溶接材の先端が当接してその溶接の位置決めを行う第１ストッパと、第１ストッパを一方の被溶接材の先端が当接するストッパ位置とストッパ位置から後退した非ストッパ位置との間を進退させる第１ストッパ駆動機構と、第１ストッパに対し、一方の被溶接材の進入方向と逆方向に被溶接材の重ね合わせ長に相当する間隔をおいて第１ストッパと対向するように設けられ、一方の被溶接材に重ね合わされる他方の被溶接材の先端が当接してその溶接の位置決めを行う第２ストッパと、第２ストッパを他方の被溶接材の先端が当接するストッパ位置とストッパ位置から後退した非ストッパ位置との間を進退させる第２ストッパ駆動機構と、第１及び第２ストッパに対し、更に一方の被溶接材の進入方向と逆方向側に設けられ、一方の被溶接材を把持するクランプ部とを備えているので、一方及び他方の被溶接材の重ね合わせ位置を正しく設定することができる。
【００５４】
また、複数の被溶接材の先端位置を正しく揃えることができ、溶接される一方及び他方の被溶接材の重ね合わせ長が短過ぎたり、長くなり過ぎたりすることがなくなるから、被溶接材の重ね合わせ部を過不足なく溶接に必要な範囲に正しく設定することが可能になる。従って、被溶接材の重ね合わせ部が溶接不良を起こすことがなくなり、その部分の溶接強度が向上するから、引張り等の外力が加わっても、その接合部が破損する恐れがなくなり、接合部の品質及び信頼性が向上する。
【００５５】
また、重ね合わせ長が必要以上に長くならないので、被溶接材の先端が外に突き出ることがなくなり、接合部がコンパクトになるほか、他の部材に引っ掛かってその部材を損傷する恐れもなくなるので、被溶接材の収納、取扱いが簡単になる。また、接合部の外周面を整形する必要がなくなるので、接合部の形成が容易になり、作業の手数を省くことができる。
【００５６】
更に前記接合部の品質及び信頼性が向上するため、被溶接材の製造歩留まりが向上し、また接合部の品質チェックを簡素化でき、また接合部の形成に要する時間も短縮されるので、作業能率が向上し、良品質の溶接製品を低価格で量産化することが容易となる。
【００５７】
また、本発明の溶接治具を使用すると、その接合部の接合状態が安定し、且つ、しっかりするので、被溶接材が電線、又は導電性金属線条材の場合には、接触抵抗が増加せず、振動等で導通不良を起こすこともなくなり、これらを利用したシステム、設備、装置等の電気系統の故障を防止し、信頼性及び耐久性を向上させることができる。
【００５８】
次に、本発明の請求項２に記載された溶接治具は、請求項１記載のものにおいて、中間皮剥ぎ部を有する被溶接材の中間皮剥ぎ部の溶接位置を揃えるくし歯状揃え部材と、該部材で中間皮剥ぎ部の溶接位置が揃えられた被溶接材を把持し、請求項１記載の被溶接材の端末の重ね合わせ溶接位置に対向する位置まで移動させて溶接の位置決めを行う中間皮剥ぎ部位置決め手段とを更に備えている。このような構成によると、被溶接材の端末の重ね合わせ部と中間皮剥ぎ部とを溶接して接合する場合に、中間皮剥ぎ部を被溶接材の端末の重ね合わせ溶接位置に正しく対向させることが可能になり、重ね合わせ部と中間皮剥ぎ部の接合部が溶接不良を起こさず、接合部の溶接強度が向上するから、接合部の品質及び信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る溶接治具の基本的構成を示す図で、（イ）は平面概要図、（ロ）は斜視概要図である。
【図２】本発明に係る溶接治具の具体的な構成を示す平面図である。
【図３】図２に示す溶接治具の正面図である。
【図４】図２に示す溶接治具の左側面図である。
【図５】図２に示す溶接治具において、第１ストッパ駆動機構の主要構成を示す正面図である。
【図６】図２に示す溶接治具において、第２ストッパ駆動機構の主要構成を示す正面図である。
【図７】（イ）乃至（ハ）は本発明に係る溶接治具の動作方法を工程順に示す説明図である。
【図８】本発明の他の実施形態における溶接治具のくし歯状揃え部材及び中間皮剥ぎ部位置決め手段を示す正面図である。
【図９】図８の溶接治具の平面図である。
【図１０】図８の溶接治具におけるくし歯状揃え部材の拡大正面図である。
【図１１】図８の溶接治具において、中間皮剥ぎ部を有する電線の該皮剥ぎ部を電線の端末の重ね合わせ溶接位置に対向する位置まで移動させた状態の平面図である。
【図１２】（イ）乃至（へ）は図８の溶接治具の動作方法を工程順に示す説明図である。
【図１３】従来の方法で被溶接材を重ね合わせた状態を示す概要図である。
【図１４】従来の方法で被溶接材を重ね合わせた状態の他の例を示す概要図である。
【符号の説明】
１０、６５ 溶接治具
１２ フレーム
１４、１５ 一方の電線
１４ａ、１５ａ、２０ａ、
６６ａ、６８ａ 芯線
１６ 第１ストッパ
１６ａ 電線当接部
１６ｂ 長孔
１８ 第１ストッパ駆動機構
２０ 他方の電線
２２ 第２ストッパ
２４ 第２ストッパ駆動機構
２６ クランプ部
２８ 溶接装置
３０ 直線駆動型アクチュエータ
３２ ピストンロッド
３４ Ｌ型のスライダ
３６ 案内溝
３８ 位置調整ボルト
４０、４２ 連結小リンク片
４４ 軸受ブラケット
４６、４８ 連結軸
５０ 細長スロット
５２ 進退可動アーム
５４、５６ 連結軸
５８ 回転駆動型アクチュエータ
６０ キー
６２ ロックボルト
６４ クランプ爪
６４ａ Ｖ溝
６４ｂ くし歯
６６、６８ 電線
６７、６９ 中間皮剥ぎ部
７０ くし歯状揃え部材
７０ａ 矩形板状体
７０ｂ くし歯
７２ 中間皮剥ぎ部位置決め手段
７４ 支持部材
７６ L型ブラケット
７８ スライドレール
８０ スライドブロック体
８２ 把持部材
８４ 移動機構
Ａ、Ｃ ストッパ位置
Ｂ、Ｄ 非ストッパ位置
Ｐ 進退可動アームの位置（低位置）
Ｑ 進退可動アームの位置（高位置）
Ｘ、Ｙ 進入方向
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、機器用ワイヤーハーネス、屋内配線等に使用する電線、金属線条材等の被溶接材を溶接するとき使用する溶接治具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数の被溶接材を接合（接続）する場合、接続の手間を省き、接続の信頼性を高めるために、これら被溶接材を重ね合わせ、重ね合わせ部を超音波溶接、抵抗溶接、レーザビーム溶接等により溶接することが行われている。
従来、被溶接材が、例えば、ワイヤーハーネス用の電線の場合には、一方の１又は複数本の電線の端部における絶縁被覆を剥ぎ取って芯線を露出させ、他方の１又は複数本の電線の端部における絶縁被覆を剥ぎ取って芯線を露出させ、両電線の端部が対向するように配置して、作業者の目視により、露出させた芯線の適正な重ね合わせ位置を設定し、更に一方若しくは他方の電線、又は双方の電線が複数本ある場合には、複数本の電線の先端位置も揃え、その重ね合わせ部を超音波溶接等により溶接して接合している。例えば、図１３に示すものは、各１本の電線１、２の芯線１ａ、２ａを重ね合わせて、その重ね合わせ部を溶接するものであり、図１４に示すものは、各２本の電線３〜６の芯線３ａ〜６ａを重ね合わせて、その重ね合わせ部を溶接するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の方法によると、図１３に示すものでは、例えば、電線２の芯線２ａのように、適正な重ね合わせ位置に設定されなかったり、図１４に示すものでは、例えば、電線４の芯線４ａ及び電線６の芯線６ａのように、これらの先端位置が不揃いになったりして、重ね合わせ長が短くなり、芯線の重ね合わせ状態が安定しない。そこで、このような状態で、芯線の重ね合わせ部を溶接すると、溶接不良を起こし、その部分の溶接強度が低下して、引張り、曲げ、ねじれ等の外力が繰り返し作用すると、その接合部が破損する等、接合部の品質及び信頼性が低下する問題があった。
【０００４】
一方、重ね合わせ長が必要以上に長くなり過ぎると、芯線の先端が、外に突き出て、他の部材に引っ掛かり、その部材を損傷したり、作業者が怪我をする恐れがあって危険であり、これを防止するため、接合部の外周面を整形する必要があり、このための工数が増加する問題もあった。
【０００５】
更に前記接合部の品質及び信頼性が低下すると、電線の製造歩留まりが低下し、また接合部の品質チェックのための厳密な検査が必要となり、また接合部の形成に時間を要するため、作業能率が低下し、このため、良品質の電線を量産化することが容易でなく、電線コストが上昇するという問題もあった。
【０００６】
このような問題は、被溶接材がワイヤーハーネス用の電線に限らず、他の電線や導電性金属線条材又は導電を目的としない他の金属線条材の場合にも同様に当て嵌まる問題であった。
【０００７】
本発明は上記に鑑みて提案されたもので、被溶接材を重ね合わせて、その重ね合わせ部を溶接する場合、被溶接材の重ね合わせ位置決め及び先端位置揃え作業を正確、且つ、迅速に行うことを可能とし、被溶接材の溶接不良をなくし、接合部の品質及び信頼性を高め、被溶接材を歩留まりよく製造して製品コストを低減させるようにした溶接治具を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための手段として、本発明の請求項１に記載された溶接治具は、一方の被溶接材の先端が当接してその溶接の位置決めを行う第１ストッパと、第１ストッパを一方の被溶接材の先端が当接するストッパ位置とストッパ位置から後退した非ストッパ位置との間を進退させる第１ストッパ駆動機構と、第１ストッパに対し、一方の被溶接材の進入方向と逆方向に被溶接材の重ね合わせ長に相当する間隔をおいて第１ストッパと対向するように設けられ、一方の被溶接材に重ね合わされる他方の被溶接材の先端が当接してその溶接の位置決めを行う第２ストッパと、第２ストッパを他方の被溶接材の先端が当接するストッパ位置とストッパ位置から後退した非ストッパ位置との間を進退させる第２ストッパ駆動機構と、第１及び第２ストッパに対し、更に一方の被溶接材の進入方向と逆方向側に設けられ、一方の被溶接材を把持するクランプ部とを備える。
【０００９】
上記構成によると、一方の被溶接材は第１ストッパによって、その重ね合わせ位置が正しく設定され、また、他方の被溶接材は第２ストッパによって、その重ね合わせ位置が正しく設定される。また、一方の被溶接材若しくは他方の被溶接材、又は双方の被溶接材が複数ある場合には、これら複数の被溶接材は第１ストッパ又は第２ストッパによって、その先端位置が正しく揃えられる。
【００１０】
このため、溶接される一方及び他方の被溶接材の重ね合わせ長が短過ぎたり、長くなり過ぎたりすることがなくなり、溶接に必要な範囲に正しく設定することが可能になる。従って、被溶接材の重ね合わせ部が溶接不良を起こすことがなくなり、その部分の溶接強度が向上するから、引張り等の外力が加わっても、その接合部が破損する恐れがなくなり、接合部の品質及び信頼性が向上する。
【００１１】
また、重ね合わせ長が必要以上に長くならないので、被溶接材の先端が外に突き出ることがなくなり、接合部がコンパクトになるほか、他の部材に引っ掛かってその部材を損傷する恐れもなくなるので、被溶接材の収納、取扱いが簡単になる。また、接合部の外周面を整形する必要がなくなるので、接合部の形成が容易になり、作業の手数を省くことができる。
【００１２】
更に前記接合部の品質及び信頼性が向上するため、被溶接材の製造歩留まりが向上し、また接合部の品質チェックを簡素化でき、また接合部の形成に要する時間も短縮されるので、作業能率が向上し、良品質の溶接製品を低価格で量産化することが容易となる。
【００１３】
また、本発明の溶接治具を使用すると、その接合部の接合状態が安定し、且つ、しっかりするので、被溶接材が電線、又は導電性金属線条材の場合には、接触抵抗が増加せず、振動等で導通不良を起こすこともなくなり、これらを利用したシステム、設備、装置等の電気系統の故障を防止し、信頼性及び耐久性を向上させることができる。
【００１４】
本発明の請求項２に記載された溶接治具は、請求項１記載のものにおいて、中間皮剥ぎ部を有する被溶接材の中間皮剥ぎ部の溶接位置を揃えるくし歯状揃え部材と、該部材で中間皮剥ぎ部の溶接位置が揃えられた被溶接材を把持し、請求項１記載の被溶接材の端末の重ね合わせ溶接位置に対向する位置まで移動させて溶接の位置決めを行う中間皮剥ぎ部位置決め手段とを更に備える。
【００１５】
上記構成によると、被溶接材の端末の重ね合わせ部と中間皮剥ぎ部とを溶接して接合する場合に、中間皮剥ぎ部を被溶接材の端末の重ね合わせ溶接位置に正しく対向させることが可能になり、重ね合わせ部と中間皮剥ぎ部の接合部が溶接不良を起こさず、接合部の溶接強度が向上するから、接合部の品質及び信頼性を高めることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１（イ）（ロ）は本発明の溶接治具１０を、例えば、自動車、機器用ワイヤーハーネスの電線（被溶接材）の接合に適用した場合の基本的構成の概要を示す。
この溶接治具１０は、フレーム（溶接モジュールの基体）１２に設けられ、一方の、例えば、２本の電線１４、１５の進入方向Ｘへの進入により、これら電線１４、１５の端部における絶縁被覆を剥ぎ取って露出させた芯線１４ａ、１５ａの先端が当接してその溶接の位置決め、即ち、重ね合わせ位置決め及び先端位置揃えを行う第１ストッパ１６と、第１ストッパ１６を一方の電線１４、１５の芯線１４ａ、１５ａの先端が当接するストッパ位置Ａ（図１（ロ）参照）とストッパ位置Ａから後退した非ストッパ位置Ｂ（図１（イ）参照）との間を進退させる第１ストッパ駆動機構１８とを備える。
【００１７】
また、第１ストッパ１６に対し、一方の電線１４、１５の進入方向Ｘと逆方向に該電線１４、１５の芯線１４ａ、１５ａの重ね合わせ長に相当する間隔をおいて第１ストッパ１６と対向するように設けられ、他方の、例えば、１本の電線２０の進入方向Ｙへの進入により、一方の電線１４、１５の芯線１４ａ、１５ａに重ね合わされると共に、該電線２０の端部における絶縁被覆を剥ぎ取って露出させた芯線２０ａの先端が当接してその溶接の位置決め、即ち、重ね合わせ位置決めを行う第２ストッパ２２と、第２ストッパ２２を他方の電線２０の芯線２０ａの先端が当接するストッパ位置Ｃ（図１（イ）参照）とストッパ位置Ｃから後退した非ストッパ位置Ｄ（図１（ロ）参照）との間を進退させる第２ストッパ駆動機構２４とを備える。
【００１８】
更に、第１及び第２ストッパ１６、２２に対し、更に一方の電線１４、１５の進入方向Ｘと逆方向側に設けられ、本実施形態では、一方の電線１４、１５の芯線１４ａ、１５ａの先端が第１ストッパ１６に当接してその溶接の位置決めを行った後、これら電線１４、１５が位置ずれを起こさないように、これら電線を把持して固定するクランプ部２６とを備えて構成される。
【００１９】
なお、２８は本実施形態の溶接治具１０の第１ストッパ１６と第２ストッパ２２との間に設けられ、前記一方の電線１４、１５の芯線１４ａ、１５ａと他方の電線２０の芯線２０ａとの重ね合わせ部を超音波溶接、抵抗溶接、レーザビーム溶接等により溶接して接合する溶接装置を示す。
【００２０】
第１ストッパ１６は、図２及び図５に示すように、細長板状片からなり、先端側に下方に突出する電線当接部１６ａを有し、後端側に長手方向に沿って取付け位置調整用の長孔１６ｂを有し、後記する第１ストッパ駆動機構１８に斜め下向きに傾斜して配設される。
【００２１】
第１ストッパ駆動機構１８は、図２及び図５に示すように、フレーム１２に設置されたエアー又は油圧の流体圧で作動する直線駆動型アクチュエータ３０のピストンロッド３２にＬ型のスライダ３４を取付け、このスライダ３４を前記アクチュエータ３０の側部に形成された略コ字型の案内溝３６にスライド自在に係合させ、前記アクチュエータ３０のピストンロッド３２を伸長又は縮小させることにより、スライダ３４を前記一方の電線１４、１５の進入方向Ｘ（又は他方の電線２０の進入方向Ｙ）（図１（イ）参照）に垂直な方向の面内で斜め上下方向に進退することができるように構成されている。
【００２２】
前記第１ストッパ１６は、このスライダ３４の側部に、第１ストッパ１６の長孔１６ｂを通して２本の位置調整ボルト３８で締め付けることにより取付けられる。従って、この第１ストッパ１６もスライダ３４と同じ面内で斜め上下方向に進退する。第１ストッパ１６には長孔１６ｂが形成されているので、位置調整ボルト３８を緩めて、このストッパ１６を長手方向に移動させ、これがストッパ位置Ａに前進したとき、その電線当接部１６ａに電線１４、１５の芯線１４ａ、１５ａの先端が丁度当接する位置で位置調整ボルト３８を締め付けることにより、第１ストッパ１６を最適位置に調整することができる。
【００２３】
第１ストッパ駆動機構１８における直線駆動型アクチュエータ３０を駆動してピストンロッド３２を伸長させることにより、Ｌ型のスライダ３４がスライドして、第１ストッパ１６が一方の電線１４、１５の芯線１４ａ、１５ａの先端が当接するストッパ位置Ａまで前進し、一方、ピストンロッド３２を縮小させることにより、Ｌ型のスライダ３４が逆方向にスライドして、第１ストッパ１６がストッパ位置Ａから非ストッパ位置Ｂまで後退する。このようにして、第１ストッパ駆動機構１８により、第１ストッパ１６を一方の電線１４、１５の芯線１４ａ、１５ａの先端が当接するストッパ位置Ａとこの位置から後退した非ストッパ位置Ｂとの間を進退させることができる。
【００２４】
第２ストッパ２２は、図２及び図６に示すように、例えば、縦方向に少し長めの矩形状板片からなり、一方の長片（図６で右側）側の上縁と下縁が面取りされている。この第２ストッパ２２は後記する第２ストッパ駆動機構２４に配設される。
【００２５】
第２ストッパ駆動機構２４は、図２、図４及び図６に示すように、フレーム１２の上面に前記電線１４、１５の進入方向Ｘ（又は他方の電線２０の進入方向Ｙ）に対し垂直な方向の面に沿って所定間隔をおいて、２個の同じ形状、寸法を有する連結小リンク片４０、４２を対向させると共に、その一端側（下側）を、フレーム１２に、その上面に取付けた軸受ブラケット４４に軸支された連結軸４６、４８によって、それぞれ回転自在に支持させる。
【００２６】
一方、長手方向に沿って上下方向に貫通する細長スロット５０が形成された進退可動アーム５２を、フレーム１２の上面に対向させて水平横向きに配置し、その細長スロット５０内に、連結小リンク片４０、４２の他端側（上側）を差し込み、進退可動アーム５２に連結小リンク片４０、４２の他端側を、その連結小リンク片４０、４２の一端側の連結軸間隔と同じ連結軸間隔となるように、連結軸５４、５６によって、それぞれ回転自在に支持させ、前記フレーム１２（固定型）、進退可動アーム５２（可動型）及び連結小リンク片４０、４２（可動型）とで平行四辺形リンクを形成する。
【００２７】
更に、連結小リンク片４０の一端側（下側）と連結軸４６（回転駆動型アクチュエータ５８の出力軸）とをキー６０によって一体に固定し、回転駆動型アクチュエータ５８により、連結軸４６を回転させるようになっている。回転駆動型アクチュエータ５８はギヤドモータ等の減速機付電動機、エア又は油圧モータ等が用いられる。前記第２ストッパ駆動機構２４は上記のような構成になっている。
【００２８】
前記第２ストッパ２２は、第２ストッパ駆動機構２４の進退可動アーム５２の先端側（図２、６の右側）にロックボルト６２により締付け固定され、また、前記したように、第１ストッパ１６に対し、一方の電線１４、１５の進入方向Ｘと逆方向に該電線１４、１５の芯線１４ａ、１５ａの重ね合わせ長に相当する間隔をおいて第１ストッパ１６と対向するように設けられる。
【００２９】
そこで、第２ストッパ駆動機構２４の回転駆動型アクチュエータ５８を駆動して連結軸４６を図６において時計方向へ９０度だけ回転させると、これと一体の連結小リンク片４０が実線位置まで右側に傾動し、これと平行四辺形リンクを形成している連結小リンク片４２も同様に実線位置まで同一角度で右側に傾動する。これと同時に、進退可動アーム５２がフレーム１２の上面と平行状態を維持しながら、図６の左側の２点鎖線位置Ｐ（低位置）から２点鎖線位置Ｑ（高位置）まで右側に向かって斜め上向きに上昇して前進させ、該位置Ｑから実線位置Ｒ（２点鎖線位置Ｐと同じ高さ位置）まで右側に斜め下向きに下降して前進させる軌跡を描いて移動する。従って、前記第２ストッパ２２も同様な軌跡を描いて移動し前進する（前記ストッパ位置Ｃ）。第２ストッパ駆動機構２４の回転駆動型アクチュエータ５８を逆転させて、連結軸４６が反時計方向に９０度回転させれば、進退可動アーム５２が前記軌跡と逆方向の軌跡を描いて前記２点鎖線位置Ｐに戻って後退し、第２ストッパ２２も同様な軌跡を描いて移動し後退する（前記非ストッパ位置Ｄ）。
【００３０】
第２ストッパ駆動機構２４は、前記一方の電線１４、１５の芯線１４ａ、１５ａをストッパ位置Ａに位置する第１ストッパ１６に当接し、電線１４、１５をクランプ部２６で固定した後に駆動させ、進退可動アーム５２を介して第２ストッパ２２を前記ストッパ位置Ｃまで前進させる。このとき、第２ストッパ２２は電線１４、１５の上部を跨ぐように覆い被さり、電線上部に接触してこれを押さえる。
【００３１】
この際、第２ストッパ駆動機構２４が平行四辺形リンクメカニズムを採用しているので、第２ストッパ２２が斜め上方から斜め下方に前進下降する。そうすると、第２ストッパ２２には該電線を縦方向及び横方向から押さえる分力が作用することになり、前記一方の電線１４、１５の形状、大きさが種々異なっても、これとの間に隙間が形成されず、この電線に都合よく接触する。従って、第２ストッパ２２が電線１４、１５を変形させたり、傷付けたりすることなく、この電線の上部に該ストッパ２２を正しく、また容易に配置することができ、他方の電線２０の芯線２０ａを電線１４、１５の芯線１４ａ、１５ａに正しく重ね合わせて溶接位置決めすることが容易になる。
【００３２】
クランプ部２６は、図２及び図３に示すように、横方向に対向して配置される２個のクランプ爪６４、６４からなっている。このクランプ爪６４、６４の対向する内面にはそれぞれＶ溝６４ａが、また、幅方向（電線の進入方向）には多数のくし歯６４ｂが形成されている。このクランプ爪６４、６４は電線を開放する開位置と電線を把持する閉位置との間を離間接近移動させるエアチャック、ねじ、カム又はリンク機構等の電動又は流体圧により作動する駆動源が内蔵されている。
【００３３】
次に本発明の溶接治具１０を用いて前記電線１４、１５、２０を重ね合わせて溶接する場合に、該電線の重ね合わせ位置決め及び先端位置揃えを行う方法について、図７を参照しながら説明する。先ず、一方の、例えば、２本の電線１４、１５の絶縁被覆を剥ぎ取って、芯線１４ａ、１５ａを露出させておく。また、この電線に接合される、他方の、例えば、１本の電線２０の絶縁被覆を剥ぎ取って芯線２０ａを露出させておく（図７（ハ）参照）。
【００３４】
次に、図７（イ）に示すように、溶接治具１０の第１ストッパ駆動機構１８により、第１ストッパ１６をストッパ位置Ａまで前進させる。そして、電線１４、１５を進入方向Ｘから進入させて、その芯線１４ａ、１５ａの先端を第１ストッパ１６に当接させ、芯線の溶接位置決めを行う。即ち、芯線１４ａ、１５ａの重ね合わせ位置を設定し、且つ、芯線１４ａ、１５ａの先端位置を揃える。なお、第２ストッパ２２は第２ストッパ駆動機構２４により非ストッパ位置Ｄまで後退させておく。
【００３５】
次に、前記芯線１４ａ、１５ａの溶接位置決め終了後、図７（ロ）に示すように、電線１４、１５をクランプ部２６で把持してクランプし、該電線の位置ずれを防止する。その後、第１ストッパ駆動機構１８により、第１ストッパ１６を非ストッパ位置Ｂまで後退させ、第２ストッパ駆動機構２４により、第２ストッパ２２を、前記芯線１４ａ、１５ａを跨いで覆い被さるように、ストッパ位置Ｃまで前進させる。
【００３６】
次に、図７（ハ）に示すように、他方の電線２０を進入方向Ｙから進入させて、その芯線２０ａの先端を第２ストッパ２２に当接させ、芯線２０ａの溶接位置決めを行い、即ち、芯線２０ａの重ね合わせ位置を設定し、電線２０を図示しないクランプ部で把持してクランプする。これにより、電線１４、１５の芯線１４ａ、１５ａ及び電線２０の芯線２０ａを正しい位置に整列して重ね合わせることが可能になる。
【００３７】
その後、第２ストッパ２２を非ストッパ位置Ｄまで後退させ、これら芯線の重ね合わせ部を超音波溶接、抵抗溶接、レーザビーム溶接等を行う溶接装置２８（図１等参照）により、溶接して接合（接続）する。接合終了後、これら電線を溶接治具１０から取り除いて、次の電線の重ね合わせ溶接の作業に備える。
【００３８】
なお、この溶接治具１０では、対象とする被溶接材が自動車、機器用ワイヤーハーネスの電線であったが、それ以外の電線や導電性金属材、又は導電を目的としない他の金属線条材にも適用できるものである。また、前記使用方法の説明では、前記芯線１４ａ、１５ａの溶接位置決め終了後、電線１４、１５をクランプ部２６で把持してクランプしたが、予め電線１４、１５を別のクランプ部でクランプしておき、このクランプ部で電線１４、１５を進入方向Ｘへ移動させて芯線１４ａの先端を第１ストッパ１６に当接するようにしてもよい。更に、他方の電線２０の芯線２０ａの先端を第２ストッパ２２に当接した後、電線２０をクランプしたが、電線２０を予め別のクランプ部でクランプし、このクランプ部を進入方向Ｙへ移動させて第２ストッパ２２に当接するようにしてもよい。
【００３９】
図８、９に示すものは、図１乃至７における一方の電線１４と他方の電線２０の各端末における重ね合わせ溶接部と、所定の中間位置で絶縁被覆を剥ぎ取って芯線６６ａ、６８ａを露出させて形成した中間皮剥ぎ部６７、６９を有する電線６６、６８（被溶接材）の該中間皮剥ぎ部６７、６９とを溶接して接合する場合の溶接治具６５を示す。
【００４０】
この溶接治具６５は、前記溶接治具１０（図１乃至６参照）において、更に、前記中間皮剥ぎ部６７、６９を有する電線６６、６８の該中間皮剥ぎ部６７、６９の溶接位置を揃えるくし歯状揃え部材７０と、該部材７０で中間皮剥ぎ部６７、６９の溶接位置が揃えられた電線６６、６８を把持し、前記電線１４、２０の端末の重ね合わせ溶接位置（図１、７等における第１ストッパ１６と第２ストッパ２２間の領域）に対向する位置まで移動させて溶接の位置決めを行う中間皮剥ぎ部位置決め手段７２とを備える。なお、前記溶接治具１０と同一構成、機能を有する構成部品には同一符号を使用し、重複を避けるため詳細説明を省略する。
【００４１】
この溶接治具６５のくし歯状揃え部材７０は、図１０に示すように、矩形板状体７０ａの上部に複数のくし歯７０ｂが所定ピッチ間隔で形成されたもので、フレーム１２にＬ型ブラケット７６で前記電線６６、６８等の長手方向へ位置調整可能に取り付けられる。そして、該ブラケット７６が所定位置に固定されていると、中間皮剥ぎ部位置決め手段７２で中間皮剥ぎ部６７、６９を有する電線６６、６８を前記電線１４、２０の端末の重ね合わせ溶接位置に対向する位置まで迅速、且つ、容易に移動できる。
【００４２】
くし歯状揃え部材７０で中間皮剥ぎ部６７、６９の溶接位置を揃えるには、図８乃至１０のくし歯状揃え部材７０のくし歯７０ｂに中間皮剥ぎ部６７、６９の芯線６６ａ、６８ａを挿入し、電線６６、６８を例えば図８、９で右側方向へ移動させて、中間皮剥ぎ部６７、６９の左側段剥ぎ端面を矩形板状体７０ａの左側側面に当接させることにより行う。
【００４３】
中間皮剥ぎ部位置決め手段７２は、図８、９に示すように、くし歯状揃え部材７０と図１乃至７に示す溶接治具の第１ストッパ１６及び第２ストッパ２２とを結ぶ線とほぼ平行な向きに、フレーム１２に配設されたスライドレール７８と、スライドレール７８にスライド自在に装着されたスライドブロック体８０と、スライドブロック体８０の上部に該ブロック体８０に内蔵された昇降機構（図示せず）を介して設けられ、中間皮剥ぎ部６７、６９を有する電線６６、６８を、ねじ、ばね、流体圧、マグネット等によりスライドブロック体８０に固定する把持部材８２と、くし歯状揃え部材７０で中間皮剥ぎ部６７、６９の溶接位置が揃えられた電線６６、６８を把持部材８２で把持したスライドブロック体８０を、前記電線１４、２０の端末の重ね合わせ溶接位置に対向する位置まで移動させる流体圧シリンダ、ねじ移動機構、電動機駆動のチェーン、べルト移動機構等の移動機構８４で構成される。なお、くし歯状揃え部材７０及び中間皮剥ぎ部位置決め手段７２の前後方外側位置におけるフレーム１２には、前記電線６６、６８をほぼ水平状態に保持する支持部材７４、７４が設けられている。
【００４４】
次に溶接治具６５の使用方法を説明する。先ず、図８、９に示すように、中間皮剥ぎ部６７、６９を有する電線６６、６８を支持部材７４、７４でほぼ水平状態に保持すると共に、中間皮剥ぎ部６７、６９の芯線６６ａ、６８ａをくし歯状揃え部材７０のくし歯７０ｂ（図１０参照）に挿入する。そして、前記電線６６、６８を例えば図８、９で右側方向へ移動させて、中間皮剥ぎ部６７、６９の左側段剥ぎ端面を矩形板状体７０ａの左側側面に当接させることにより、中間皮剥ぎ部６７、６９の溶接位置を揃える。
【００４５】
次に、くし歯状揃え部材７０で中間皮剥ぎ部６７、６９の溶接位置が揃えられた電線６６、６８を把持部材８２でスライドブロック体８０に把持し、把持部材８２を図示しない昇降機構により所定量上昇させて、電線６６、６８及び中間皮剥ぎ部６７、６９を支持部材７４、７４及びくし歯状揃え部材７０から外す。その後、図１１に示すように、スライドブロック体８０を移動機構８４によりスライドレールに沿って矢印方向へ走行させ、中間皮剥ぎ部６７、６９を前記電線１４、２０の端末の重ね合わせ溶接位置（図１、７等における第１ストッパ１６と第２ストッパ２２間の領域）に対向する位置まで移動させる。
【００４６】
次に、図１２（イ）に示すように、電線６６、６８の中間皮剥ぎ部６７、６９を、第１ストッパ１６及び第２ストッパ２２間における前記電線１４、２０の端末の重ね合わせ溶接位置に位置決めする。なお、第１ストッパ１６及び第２ストッパ２２はそれぞれ非ストッパ位置Ｂ、Ｄまで後退させておく。
【００４７】
次に、図１２（ロ）に示すように、第１ストッパ１６を第１ストッパ駆動機構１８（図１等参照）により非ストッパ位置Ｂからストッパ位置Ａまで前進させつつ下降させ、前記中間皮剥ぎ部６７、６９の芯線６６ａ、６８ａの頭部を軽く押える。
【００４８】
次に、図１２（ハ）に示すように、一方の電線１４を進入方向Ｘから進入させて、その芯線１４ａの先端を第１ストッパ１６に当接させ、芯線の溶接位置決めを行う。即ち、芯線１４ａの重ね合わせ位置を設定する。なお、第２ストッパ２２は第２ストッパ駆動機構２４（図１等参照）により非ストッパ位置Ｄに後退させておく。
【００４９】
次に、前記電線１４の芯線１４ａの溶接位置決め終了後、図１２（ニ）に示すように、電線６６、６８、１４をクランプ部２６で把持してクランプし、これら電線の位置ずれを防止する。その後、第１ストッパ駆動機構１８により、第１ストッパ１６を非ストッパ位置Ｂに後退させ、第２ストッパ駆動機構２４により、第２ストッパ２２を、前記芯線６６ａ、６８ａ、１４ａを跨いで覆い被さるように、非ストッパ位置Ｄからストッパ位置Ｃまで前進させる。
【００５０】
次に、図１２（ホ）に示すように、他方の電線２０を進入方向Ｙから進入させて、その芯線２０ａの先端を第２ストッパ２２に当接させ、芯線２０ａの溶接位置決めを行い、即ち、芯線２０ａの重ね合わせ位置を設定し、電線２０を図示しないクランプ部で把持してクランプする。これにより、電線１４、２０の芯線１４ａ、２０ａと電線６６、６８の芯線６６ａ、６８ａとを正しい位置に整列して重ね合わせることが可能になる。
【００５１】
その後、図１２（へ）に示すように、第２ストッパ２２を非ストッパ位置Ｄに後退させ、これら芯線の重ね合わせ部を超音波溶接、抵抗溶接、レーザビーム溶接等を行う溶接装置２８（図１等参照）により、溶接して接合（接続）する。接合終了後、これら電線を溶接治具６５から取り除いて、次の電線の重ね合わせ溶接の作業に備える。
【００５２】
なお、この溶接治具６５では、対象とする被溶接材が自動車、機器用ワイヤーハーネスの電線であったが、それ以外の電線や導電性金属材、又は導電を目的としない他の金属線条材にも適用できるものである。また、この溶接治具６５の使用方法の説明では、前記電線１４の芯線１４ａの溶接位置決め終了後、電線１４をクランプ部２６で把持してクランプしたが、予め電線１４を別のクランプ部でクランプしておき、このクランプ部で電線１４を進入方向Ｘへ移動させて芯線１４ａの先端を第１ストッパ１６に当接するようにしてもよい。更に、他方の電線２０の芯線２０ａの先端を第２ストッパ２２に当接した後、電線２０をクランプしたが、電線２０を予め別のクランプ部でクランプし、このクランプ部を進入方向Ｙへ移動させて第２ストッパ２２に当接するようにしてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に記載された溶接治具によると、一方の被溶接材の先端が当接してその溶接の位置決めを行う第１ストッパと、第１ストッパを一方の被溶接材の先端が当接するストッパ位置とストッパ位置から後退した非ストッパ位置との間を進退させる第１ストッパ駆動機構と、第１ストッパに対し、一方の被溶接材の進入方向と逆方向に被溶接材の重ね合わせ長に相当する間隔をおいて第１ストッパと対向するように設けられ、一方の被溶接材に重ね合わされる他方の被溶接材の先端が当接してその溶接の位置決めを行う第２ストッパと、第２ストッパを他方の被溶接材の先端が当接するストッパ位置とストッパ位置から後退した非ストッパ位置との間を進退させる第２ストッパ駆動機構と、第１及び第２ストッパに対し、更に一方の被溶接材の進入方向と逆方向側に設けられ、一方の被溶接材を把持するクランプ部とを備えているので、一方及び他方の被溶接材の重ね合わせ位置を正しく設定することができる。
【００５４】
また、複数の被溶接材の先端位置を正しく揃えることができ、溶接される一方及び他方の被溶接材の重ね合わせ長が短過ぎたり、長くなり過ぎたりすることがなくなるから、被溶接材の重ね合わせ部を過不足なく溶接に必要な範囲に正しく設定することが可能になる。従って、被溶接材の重ね合わせ部が溶接不良を起こすことがなくなり、その部分の溶接強度が向上するから、引張り等の外力が加わっても、その接合部が破損する恐れがなくなり、接合部の品質及び信頼性が向上する。
【００５５】
また、重ね合わせ長が必要以上に長くならないので、被溶接材の先端が外に突き出ることがなくなり、接合部がコンパクトになるほか、他の部材に引っ掛かってその部材を損傷する恐れもなくなるので、被溶接材の収納、取扱いが簡単になる。また、接合部の外周面を整形する必要がなくなるので、接合部の形成が容易になり、作業の手数を省くことができる。
【００５６】
更に前記接合部の品質及び信頼性が向上するため、被溶接材の製造歩留まりが向上し、また接合部の品質チェックを簡素化でき、また接合部の形成に要する時間も短縮されるので、作業能率が向上し、良品質の溶接製品を低価格で量産化することが容易となる。
【００５７】
また、本発明の溶接治具を使用すると、その接合部の接合状態が安定し、且つ、しっかりするので、被溶接材が電線、又は導電性金属線条材の場合には、接触抵抗が増加せず、振動等で導通不良を起こすこともなくなり、これらを利用したシステム、設備、装置等の電気系統の故障を防止し、信頼性及び耐久性を向上させることができる。
【００５８】
次に、本発明の請求項２に記載された溶接治具は、請求項１記載のものにおいて、中間皮剥ぎ部を有する被溶接材の中間皮剥ぎ部の溶接位置を揃えるくし歯状揃え部材と、該部材で中間皮剥ぎ部の溶接位置が揃えられた被溶接材を把持し、請求項１記載の被溶接材の端末の重ね合わせ溶接位置に対向する位置まで移動させて溶接の位置決めを行う中間皮剥ぎ部位置決め手段とを更に備えている。このような構成によると、被溶接材の端末の重ね合わせ部と中間皮剥ぎ部とを溶接して接合する場合に、中間皮剥ぎ部を被溶接材の端末の重ね合わせ溶接位置に正しく対向させることが可能になり、重ね合わせ部と中間皮剥ぎ部の接合部が溶接不良を起こさず、接合部の溶接強度が向上するから、接合部の品質及び信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る溶接治具の基本的構成を示す図で、（イ）は平面概要図、（ロ）は斜視概要図である。
【図２】本発明に係る溶接治具の具体的な構成を示す平面図である。
【図３】図２に示す溶接治具の正面図である。
【図４】図２に示す溶接治具の左側面図である。
【図５】図２に示す溶接治具において、第１ストッパ駆動機構の主要構成を示す正面図である。
【図６】図２に示す溶接治具において、第２ストッパ駆動機構の主要構成を示す正面図である。
【図７】（イ）乃至（ハ）は本発明に係る溶接治具の動作方法を工程順に示す説明図である。
【図８】本発明の他の実施形態における溶接治具のくし歯状揃え部材及び中間皮剥ぎ部位置決め手段を示す正面図である。
【図９】図８の溶接治具の平面図である。
【図１０】図８の溶接治具におけるくし歯状揃え部材の拡大正面図である。
【図１１】図８の溶接治具において、中間皮剥ぎ部を有する電線の該皮剥ぎ部を電線の端末の重ね合わせ溶接位置に対向する位置まで移動させた状態の平面図である。
【図１２】（イ）乃至（へ）は図８の溶接治具の動作方法を工程順に示す説明図である。
【図１３】従来の方法で被溶接材を重ね合わせた状態を示す概要図である。
【図１４】従来の方法で被溶接材を重ね合わせた状態の他の例を示す概要図である。
【符号の説明】
１０、６５ 溶接治具
１２ フレーム
１４、１５ 一方の電線
１４ａ、１５ａ、２０ａ、
６６ａ、６８ａ 芯線
１６ 第１ストッパ
１６ａ 電線当接部
１６ｂ 長孔
１８ 第１ストッパ駆動機構
２０ 他方の電線
２２ 第２ストッパ
２４ 第２ストッパ駆動機構
２６ クランプ部
２８ 溶接装置
３０ 直線駆動型アクチュエータ
３２ ピストンロッド
３４ Ｌ型のスライダ
３６ 案内溝
３８ 位置調整ボルト
４０、４２ 連結小リンク片
４４ 軸受ブラケット
４６、４８ 連結軸
５０ 細長スロット
５２ 進退可動アーム
５４、５６ 連結軸
５８ 回転駆動型アクチュエータ
６０ キー
６２ ロックボルト
６４ クランプ爪
６４ａ Ｖ溝
６４ｂ くし歯
６６、６８ 電線
６７、６９ 中間皮剥ぎ部
７０ くし歯状揃え部材
７０ａ 矩形板状体
７０ｂ くし歯
７２ 中間皮剥ぎ部位置決め手段
７４ 支持部材
７６ L型ブラケット
７８ スライドレール
８０ スライドブロック体
８２ 把持部材
８４ 移動機構
Ａ、Ｃ ストッパ位置
Ｂ、Ｄ 非ストッパ位置
Ｐ 進退可動アームの位置（低位置）
Ｑ 進退可動アームの位置（高位置）
Ｘ、Ｙ 進入方向
Claims (2)
- 一方の被溶接材の先端が当接してその溶接の位置決めを行う第１ストッパと、第１ストッパを一方の被溶接材の先端が当接するストッパ位置とストッパ位置から後退した非ストッパ位置との間を進退させる第１ストッパ駆動機構と、第１ストッパに対し、一方の被溶接材の進入方向と逆方向に被溶接材の重ね合わせ長に相当する間隔をおいて第１ストッパと対向するように設けられ、一方の被溶接材に重ね合わされる他方の被溶接材の先端が当接してその溶接の位置決めを行う第２ストッパと、第２ストッパを他方の被溶接材の先端が当接するストッパ位置とストッパ位置から後退した非ストッパ位置との間を進退させる第２ストッパ駆動機構と、第１及び第２ストッパに対し、更に一方の被溶接材の進入方向と逆方向側に設けられ、一方の被溶接材を把持するクランプ部とを備えたことを特徴とする溶接治具。
- 中間皮剥ぎ部を有する被溶接材の中間皮剥ぎ部の溶接位置を揃えるくし歯状揃え部材と、該部材で中間皮剥ぎ部の溶接位置が揃えられた被溶接材を把持し、請求項１記載の被溶接材の端末の重ね合わせ溶接位置に対向する位置まで移動させて溶接の位置決めを行う中間皮剥ぎ部位置決め手段とを更に備えたことを特徴とする請求項１記載の溶接治具。
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