JP3730130B2 - 抵抗溶接装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被溶接材どうしの接触部を通じて電流を流し、ここに発生する抵抗熱によって加熱し、加圧力を加えてそれらを溶着する抵抗溶接装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
基本的な抵抗溶接装置として、２本の電極をそれらの軸方向を直線状に揃えて配置したものと、図８と図９に示すように、２本の電極５１，５２を互いに平行に並設したものとが知られている。
上記前者の抵抗溶接装置は、重ね合わされた被溶接材の表裏に２本の電極を当ててダイレクト方式で溶接するものであり、後者の抵抗溶接装置は、被溶接材Ｗａ，Ｗｂの片側に２本の電極５１，５２を当てて溶接するものである。
なお、図８の溶接はシリーズ方式、図９の溶接はインダイレクト方式と呼ばれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
２本の電極５１，５２を並設した図９の抵抗溶接装置で、例えば平板状の被溶接材Ｗａにナット等のリング状の被溶接材Ｗｂをインダイレクト方式で溶接するような場合、被溶接材Ｗｂの周辺部の各溶接点と電極５１，５２の条件が異なる関係で被溶接材Ｗｂに流れる電流量が被溶接材Ｗｂの周囲の各部分においてアンバランスとなるため、被溶接材Ｗｂの全周囲を被溶接材Ｗａに均等に溶接することが難しいという問題点がある。
【０００４】
本発明の主たる課題は上記従来の問題点を解決することであり、リング状等の被溶接材をシリーズ方式又はインダイレクト方式で良好に溶接する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。
本発明の他の目的は、リング状等の被溶接材をその全周囲において合理的かつ均等に加圧することができる抵抗溶接装置を提供することである。
本発明の別の目的は、電極を円滑に移動させることができる抵抗溶接装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の少なくとも１つの目的を達成するために、請求項１記載の発明は、２本の電極が互いに並設された抵抗溶接装置において、１本の筒状電極内に他の１本の棒状電極を装設し、上記筒状電極の中心軸線上に、該筒状電極を上記棒状電極に対して移動させる筒状電極用移動手段を設けるとともに、上記棒状電極の中心軸線上に、該棒状電極を上記筒状電極に対して移動させる棒状電極用移動手段を設けた構成とした。
【０００６】
この手段では、電流は筒状電極の全周囲と棒状電極の間を、被溶接材を通って均等に流れ、被溶接材を発熱させる。したがって、溶接性が向上し、リング状等の被溶接材の良好な溶接が可能になる。
【０００７】
筒状電極の横断面形状は、通常、円形とされるが、その他、楕円、正多角形、多角形、Ｃ字状等とすることができる。また、棒状電極は、一般に筒状電極の中心位置に配設されるが、筒状電極の偏心位置に設けることもある。
【０００９】
また、この手段では、筒状電極の中心軸線上と、棒状電極の中心軸線上とにそれらの移動手段の移動力が加わるため、作動が円滑になる上、リング状等の被溶接材を片寄りなく均等に加圧することができるようになる。
【００１０】
移動手段としては、エアシリンダのほか、油圧シリンダ、モータとカム又はボールネジなどを応用したもの、足踏み式、ハンドルレバー（手動）式などを採用することができる。
【００１１】
請求項１記載の抵抗溶接装置において、筒状電極と棒状電極の少なくとも一方の電極を、支持部材の案内孔に挿通された複数の案内ロッドの一端に取り付けられた電極盤に設け、上記案内ロッドの他端に、上記電極盤に設けられた電極の移動手段によって動かされる移動盤をクッション部材を介して遊動自在に取り付けた構成とすることができる（請求項２）。この構成では、案内ロッドの移動に伴って複数の案内ロッド相互及び／又は案内ロッドと案内孔の関係およびその移動手段からの力のバランスが崩れたような場合、クッション部材が働いて上記の崩れを是正する。このため、案内ロッドの移動が円滑になる。
【００１２】
案内ロッドには、通常、筒状電極の電極盤を取り付けるが、棒状電極の電極盤を取り付けることもある。場合によっては、筒状電極の電極盤と棒状電極の電極盤を異なる案内ロッドに取り付けることができる。
【００１３】
請求項１又は２記載の抵抗溶接装置において、筒状電極と棒状電極の少なくとも一方の電極が設けられた電極盤と、該電極の移動手段によって動かされる可動盤との間にばねを設けることが好ましい（請求項３）。この構成では、溶接中、ばねが電極を被溶接材に押し続ける。したがって、プロジェクション（突起）溶接において、溶接の進行で被溶接材が溶解しはじめても被溶接材の加圧が正常に継続する。
【００１４】
請求項３記載の抵抗溶接装置において、ばねが挟み込まれた電極盤と可動盤のいずれか一方に絶縁ガイド部材を設け、上記電極盤と可動盤の他方にガイドピンを上記絶縁ガイド部材に案内して設けることが好ましい（請求項４）。この構成では、ガイドピンが電極盤の動きを円滑にし、また絶縁ガイド部材が電極盤又は可動盤とガイドピンの間の電食を防止する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１ないし図７は本発明に係る抵抗溶接装置の実施の形態を示す。この抵抗溶接装置は、筒状電極（電極ピース）１と、棒状電極（電極ピース）２、テーブル３、溶接トランス４を備えている。
【００１６】
筒状電極１は、案内ロッド６，６の下端にボルト７（図３）で水平に取り付けられた電極盤８の下面にボルト（図示せず）で固定されている。筒状電極１の横断面形状は円形である。案内ロッド６は、筒状電極１の中心軸線に対して対称に配置され、支持部材９にオイルメタル９ａで形成された案内孔９ｂに上下自在に挿通されている。支持部材９は受け部材１０に固定されて基台１１上の支柱（図示せず）に取り付けられている。
【００１７】
そして、案内ロッド６，６の上端には、移動盤１２が、貫通孔１２ａに挿通された案内ロッド６の小径の軸部６ａにナット１３を螺着されてクッション部材１４を介して取り付けられている。クッション部材１４はウレタンやゴム等で製作され、案内ロッド６に対する移動盤１２の相対的な遊動を自由にしている。移動盤１２にはエアシリンダ（筒状電極用移動手段）１６のピストンロッド１６ａが連結されている。筒状電極用エアシリンダ１６は、移動盤１２と案内ロッド６等を介して筒状電極１を上下に移動させるものである。
【００１８】
棒状電極２は、断面円形とされ、電極盤１８の下面にボルト１９で固定されている。電極盤１８は、可動盤２１のガイドピン２２，２２をベアリング又はブッシュ２３，２３に挿通させ、該ガイドピン２２，２２に沿って上下自在に可動盤２１に取り付けられている。ガイドピン２２は、可動盤２１に固定ボルト２４で固定され、ベアリング又はブッシュ２３は、絶縁体２５を介して電極盤１８に嵌着されている。絶縁体２５は、例えば鋼製の電極盤１８と、例えば硬銅製のベアリング又はブッシュ２３の電食を防止するものである。絶縁体２５とベアリング２３は絶縁ガイド部材を構成している。
【００１９】
可動盤２１は、フランジ板２７の下面に絶縁板２８を介してボルト等で取り付けられ、またフランジ板２７は、摺動孔２７ａ，２７ａに案内ロッド６，６を挿通させてエアシリンダ（棒状電極用移動手段）３０のピストンロッド３０ａにボルト３１（図２）で取り付けられている。可動盤２１（厳密には絶縁板２８）と電極盤１８の間にはコイルばね３２が挟み込まれ、電極盤１８を下に付勢している。棒状電極用エアシリンダ３０のピストンロッド３０ａは、支持部材９にオイルメタル９ｃで形成された案内孔９ｄに上下自在に挿通されている。エアシリンダ３０は、案内ロッド６，６に案内されるフランジ板２７と、可動盤２１及び電極盤１８等を介して棒状電極２を上下に移動させるものである。
【００２０】
筒状電極１と棒状電極２及びエアシリンダ１６，３０のピストンロッド１６ａ，３０ａの中心軸線Ｏは相互に一致している。棒状電極用エアシリンダ３０は支持部材９の上に固定され、そのエアシリンダ３０の上に筒状電極用エアシリンダ１６が固定されている。棒状電極２の下部の外径は筒状電極１の内径よりも十分に小さくされており、電極盤８の透孔８ａから棒状電極２を筒状電極１に絶縁状態で同心状に挿入することができるようになっている。
【００２１】
テーブル３は、被溶接材Ｗａを載置する加圧受板３５を備え、基台１１の上に設けられている。
【００２２】
溶接トランス４は、筒状電極１と棒状電極２に溶接電流を供給するものであって、筒状電極用電極盤８と棒状電極用電極盤１８にフレキシブルケーブル３７，３８で接続されている。
【００２３】
符号３９は保護カバーであり、電極盤８，１８の部分を覆って設けられている。なお、エアシリンダ１６，３０にはエア供給源が連結され、またオイルメタル９ａ，９ｃには潤滑油のタンクが接続されているが、いずれも図では省略されている。
【００２４】
次に、上記の構成とされた抵抗溶接装置の作用を説明する。
まず、加圧受板３５の上に被溶接材Ｗａを載せる一方、棒状電極２の中心に形成された装着孔２ａにボルト等の被溶接材Ｗｂを装着して準備する。
【００２５】
次いで、エアシリンダ１６を縮小させて電極盤８を下降させ、筒状電極１を被溶接材Ｗａに当てて加圧受板３５の上に被溶接材Ｗａを図３のように押さえる。また、エアシリンダ３０を伸長させて電極盤１８と一緒に棒状電極２を下降させ、被溶接材Ｗｂを被溶接材Ｗａに接触させてそれらを所定の圧力で加圧する（図４参照）。
【００２６】
この状態で、筒状電極１と棒状電極２に被溶接材Ｗａ，Ｗｂを通して電流を流し、被溶接材Ｗａ，Ｗｂどうしを溶接する。
溶接の終了後、エアシリンダ１６，３０を上記の逆に作動させて筒状電極１と棒状電極２を上昇させ、溶接製品を取り出す。
【００２７】
上記において、電流は、筒状電極１と棒状電極２の間を筒状電極１の全周囲にわたって均等に流れるため、溶接性が向上し、良好な溶接となる。また、コイルばね３２は、溶接中、棒状電極２を一定の力で加圧し続けるので、通常の溶接はもとよりリングプロジェクション溶接や多点プロジェクション溶接等の場合であっても、より良好な溶接となる。
【００２８】
また、エアシリンダ１６，３０は筒状電極１と棒状電極２の中心軸線上に配置されている関係から、筒状電極１と棒状電極２による被溶接材Ｗａ，Ｗｂの加圧が一方に片寄りにくく、しかも片寄りに起因する加圧力のロスがないので、溶接が一層良好になる。
【００２９】
案内ロッド６やオイルメタル６ａ，６ｃ等の組立誤差や、案内ロッド６の移動に伴う微妙なずれ等をクッション部材１４が吸収するので、電極盤１８の上下作動が円滑になる。また、棒状電極２側のフランジ板２７が筒状電極１側の案内ロッド６，６で案内されるため、筒状電極１と棒状電極２の位置上の誤差が小さく抑えられる。絶縁体２５が周囲部材の電食を防止するため、装置の寿命が長くなる。
【００３０】
図の抵抗溶接装置は、棒状電極２で被溶接材Ｗａ，Ｗｂを加圧しているが、被溶接材Ｗｂが大きいリング形状であるような場合、棒状電極２で被溶接材Ｗａを押さえ、筒状電極１で被溶接材Ｗａ，Ｗｂを加圧することができる。溶接の作動手順等は、前記に限られるものではない。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、リング状或いはこれに類する被溶接材をその全周囲にわたって均等に溶接することが可能な、溶接性に優れた抵抗溶接装置を提供することができる。
【００３２】
また、電極盤の作動が円滑で、リング状等の被溶接材の全面を片寄りなく押さえ、加圧することができる抵抗溶接装置を提供することができる。
【００３３】
請求項１記載の抵抗溶接装置において、筒状電極と棒状電極の少なくとも一方の電極が、支持部材の案内孔に挿通された複数の案内ロッドの一端に取り付けられた電極盤に設けられ、上記案内ロッドの他端に、上記電極盤に設けられた電極の移動手段によって動かされる移動盤がクッション部材を介して遊動自在に取り付けられた構成では、クッション部材の遊動機能によって案内ロッドの移動が円滑になる効果がある。
【００３４】
請求項１又は２記載の抵抗溶接装置において、筒状電極と棒状電極の少なくとも一方の電極が設けられた電極盤と、該電極の移動手段によって動かされる可動盤との間にばねが設けられた構成では、溶接の間中、電極がばねによって一定の圧力で押し続けるため、特にプロジェクション溶接が良好になる。
【００３５】
請求項３記載の抵抗溶接装置において、ばねが挟み込まれた電極盤と可動盤のいずれか一方に絶縁ガイド部材が設けられ、上記電極盤と可動盤の他方にガイドピンが上記絶縁ガイド部材に案内されて設けられた構成とすると、絶縁ガイド部材によって周囲部材の電食が防止されるようになり、耐久性が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る抵抗溶接装置の実施の形態を示す断面図である。
【図２】 図１の抵抗溶接装置の主要部を横から見た図である。
【図３】 筒状電極で１個の被溶接材を押さえた状態を示す断面図である。
【図４】 筒状電極で１個の被溶接材を押さえるとともに、棒状電極で２個の被溶接材を加圧した状態を示す断面図である。
【図５】 可動盤に対する電極盤の取付状態を示す断面図である。
【図６】 図５の電極盤の下面図である。
【図７】 筒状電極と棒状電極の関係を示す図である。
【図８】 シリーズ方式の電極と被溶接材の関係を示す外観図である。
【図９】 インダイレクト方式の電極と被溶接材の関係を示す外観図である。
【符号の説明】
１ 筒状電極 ２ 棒状電極
６ 案内ロッド ６ａ 軸部
９ 支持部材 ９ｂ，９ｄ 案内孔
１２ 移動盤 １２ａ 貫通孔
１４ クッション部材 １６，３０ エアシリンダ（移動手段）
１６ａ，３０ａ ピストンロッド １８ 電極盤
２１ 可動盤 ２２ ガイドピン
２３ ベアリング（ブッシュ） ２５ 絶縁体
２７ フランジ板 ２７ａ 摺動孔
２８ 絶縁板 ３２ コイルばね
Ｏ 中心軸線 Ｗａ，Ｗｂ 被溶接材

Claims (4)

1. ２本の電極が互いに並設された抵抗溶接装置において、
   １本の筒状電極内に他の１本の棒状電極が装設され、
   上記筒状電極の中心軸線上に、該筒状電極を上記棒状電極に対して移動させる筒状電極用移動手段が設けられるとともに、
   上記棒状電極の中心軸線上に、該棒状電極を上記筒状電極に対して移動させる棒状電極用移動手段が設けられたことを特徴とする抵抗溶接装置。
2. 筒状電極と棒状電極の少なくとも一方の電極が、支持部材の案内孔に挿通された複数の案内ロッドの一端に取り付けられた電極盤に設けられ、
   上記案内ロッドの他端に、上記電極盤に設けられた電極の移動手段によって動かされる移動盤がクッション部材を介して遊動自在に取り付けられたことを特徴とする請求項１記載の抵抗溶接装置。
3. 筒状電極と棒状電極の少なくとも一方の電極が設けられた電極盤と、
   該電極の移動手段によって動かされる可動盤との間にばねが設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載の抵抗溶接装置。
4. ばねが挟み込まれた電極盤と可動盤のいずれか一方に絶縁ガイド部材が設けられ、上記電極盤と可動盤の他方にガイドピンが上記絶縁ガイド部材に案内されて設けられたことを特徴とする請求項３記載の抵抗溶接装置。

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