JP3841161B2 - 抵抗溶接機および抵抗溶接方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の自動変速機に用いられているクラッチのハブに回転軸を接合する等の金属部材（以下、ワークともいう）と他の金属部材（以下、ワークともいう）とを接合するための抵抗溶接機および抵抗溶接方法の技術分野に属し、特に、ワークの高い芯出し精度を有しつつ、コンパクトにかつ安価に形成される抵抗溶接機および簡単に高品質の溶接ができる抵抗溶接方法の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車に用いられている自動変速機は、複数の回転要素を有するプラネタリギヤユニット、これらの複数の回転要素をそれぞれ係合または係止させるクラッチやブレーキからなる複数の摩擦係合要素を有する自動変速機構、および摩擦係合要素を作動制御するための油圧制御装置を備えている。また、自動変速機の摩擦係合要素を作動させるために、一般に油圧サーボが用いられている。
【０００３】
これらの回転要素および油圧サーボ等には、例えばギヤにその回転軸が溶接されたギヤ部品やクラッチのハブにその回転軸が溶接されたクラッチ用部品等の金属部材と他の金属部材とが溶接された溶接部品が多く用いられている。
従来、このような自動変速機における溶接部品の溶接には、一般に抵抗溶接が採用されている。
【０００４】
図３は、このような抵抗溶接を行うために一般に採用されている抵抗溶接機を模式的に示す図である。
図３に示すように、この抵抗溶接機１は、シリンダ２（本発明の駆動手段に相当）によって上下動される上部電極３（本発明の第１電極に相当）と、基台４に固定された下部電極５（本発明の第２電極に相当）と、溶接時に、例えば自動変速機の溶接部品のギヤの回転軸である第１ワーク６およびその筒状のギヤ部材である第２ワーク７をそれぞれ芯出した状態でクランプする第１および第２クランプ手段８,９と、上、下部電極３,５間に電圧を印加する電圧印加装置１０とを備えている。
【０００５】
第１クランプ手段８は、第１クランプ用シリンダ１１と、この第１クランプ用シリンダ１１によって作動されて第１ワーク６の芯出しを行う第１芯出し治具１２と、第２クランプ用シリンダ１３と、この第２クランプ用シリンダ１３によって作動されて第２ワーク７の芯出しを行う第２芯出し治具１４とを備えている。
【０００６】
第１芯出し治具１２は、第１ワーク６の外周を抱持しかつこの抱持部の外周にテーパー面１５ａを有する第１治具部材１５と、第１クランプ用シリンダ１１により作動され、内周に形成されたテーパー面１６ａがテーパー面１５ａと協働して発生する楔効果により第１ワーク６を芯出し位置にクランプする第２治具部材１６とを備えている。同様に、第２芯出し治具１４は、第２ワーク７の外周を抱持しかつこの抱持部の外周にテーパー面１７ａを有する第３治具部材１７と、第２クランプ用シリンダ１３により作動され、内周に形成されたテーパー面１８ａがテーパー面１６ａと協働して発生する楔効果により第２ワーク７を芯出し位置にクランプする第４治具部材１８とを備えている。
【０００７】
このように構成されたこの従来の抵抗溶接機１の溶接作動を説明すると、まず、第１ワーク６の被溶接部を下部電極５の上端面に載置するとともに、この第１ワーク６の上に第２ワーク７を載置する。次いで、第１および第２クランプ手段８,９を作動してそれぞれ第１および第２ワーク６,７を芯出し位置にクランプする。次に、シリンダ２を作動して上部電極３を下降させて上部電極３の下端面を第２ワーク７を当接させ、第１および第２ワーク６,７の被溶接部を上、下部電極３,５の間に挟圧する。この状態で、電圧印加装置１０により所定の電圧を上、下部電極３,５の間に印加することにより、第１および第２ワーク６,７の被溶接部を溶接する。こうして、第１および第２ワーク６,７が抵抗溶接により接合される。
この抵抗溶接機１によれば、第１および第２ワーク６,７の芯出しが高精度に行われるので、高品質の溶接部品を製造することができる。
【０００８】
しかしながら、この従来の抵抗溶接機１では、第１クランプ用シリンダ１１および第１芯出し治具１２を有する第１クランプ手段８と、第２クランプ用シリンダ１３および第２芯出し治具１４を有する第２クランプ用シリンダ１３とが必要となるため、芯出し構造が複雑であるばかりでなく、部品点数が多いという問題がある。しかも、第１および第２芯出し治具１２,１４がそれぞれ第１および第２ワーク６,７の外周に配置されることから、芯出し構造が大型になり、抵抗溶接機１を設置するための多くのスペースが必要となってしまうという問題がある。
また、３本のシリンダ２,１１,１３が必要となるので、これらの制御が面倒になるばかりでなく、コストが高いという問題もある。
【０００９】
そして、これらの問題により、図３に示す従来の抵抗溶接機１では、多機種の溶接部品の抵抗溶接に柔軟に効率よく対応することが難しく、芯出し治具の段取り換えや日常の管理が面倒になるという問題もある。
【００１０】
このようなことから、インロー型芯出し治具を用いた抵抗溶接機が提案されている。
図４は、従来のインロー／インロー型芯出し治具を用いた抵抗溶接機の一例を模式的にかつ部分的に示す図である。図４において、右半分は上部電極が下降する前の状態を示し、また左半分は上部電極が下降して第１、第２ワークの被溶接部が上、下部電極の間に挟圧された状態を示している。なお、以下の説明においては、その説明より前に述べられた例と同じ構成要素には同じ符号を付すことで、その詳細な説明は省略する。
【００１１】
図４に示すように、この従来例の抵抗溶接機１は、前述の例の第１クランプ用シリンダ１１および第１芯出し治具１２を有する第１クランプ手段８と、第２クランプ用シリンダ１３および第２芯出し治具１４を有する第２クランプ用シリンダ１３とを備えておらず、代わりに、上端部外周に芯出し面１９ａを有する筒状の第１インロー型芯出し治具１９と、上端部外周に芯出し面２０ａを有する第２インロー型芯出し治具２０とを備えている。
この従来例の抵抗溶接機１の他の構成は、図３に示す例と同じである。
【００１２】
この従来例の抵抗溶接機１においては、まず、第１インロー型芯出し治具１９を下部電極５の上端の凹部内に、芯出し面１９ａの少なくとも一部が下部電極５の上端より上方に突出するようにして嵌合する。次いで、第２インロー型芯出し治具２０を第１インロー型芯出し治具１９の内周孔内に、芯出し面２０ａの少なくとも一部が第１インロー型芯出し治具１９の上端より上方に突出するようにして嵌合する。
【００１３】
そして、前述の例と同様に、例えば自動変速機の溶接部品のクラッチのハブである第１ワーク６の被溶接部を下部電極５の上端面に載置するとともに、この第１ワーク６の上にその回転軸である第２ワーク７を載置する。このとき、突出している第１インロー型芯出し治具１９の芯出し面１９ａで第１ワーク６の芯出しが行われ、また、突出している第２インロー型芯出し治具２０の芯出し面２０ａで第２ワーク７の芯出しが行われる。
【００１４】
この状態で、前述の例と同様にして第１および第２ワーク６,７の被溶接部を上、下部電極３,５の間に挟圧した後、電圧印加装置１０により所定の電圧を上、下部電極３,５の間に印加することにより、第１および第２ワーク６,７の被溶接部を溶接する。こうして、第１および第２ワーク６,７が抵抗溶接により接合される。
【００１５】
このようなインロー型芯出し治具を用いた抵抗溶接機１によれば、第１および第２クランプ手段８,９を用いなく、しかも、シンプルな構造の第１および第２インロー型芯出し治具１９,２０がそれぞれ下部電極５および上部電極３の内周側に配置されるので、抵抗溶接機１が大型にならず、前述の図３に示す従来例のような諸問題を解決することができる。
【００１６】
図５は、従来のテーパー／インロー型芯出し治具を用いた抵抗溶接機の他の例を模式的にかつ部分的に示す、図４と同様の図である。
前述の図４に示す例では、２つの第１および第２インロー型芯出し治具１９,２０を用いているが、この従来例の抵抗溶接機１では、図５に示すように第１インロー型芯出し治具１９を用いなく、代わりに、上端部外周に傾斜した芯出し面２１ａを有するテーパー型芯出し治具２１を用いている。また、このテーパー型芯出し治具２１は下部電極５に対して上下動可能に設けられているとともに、下部電極５との間に縮設されたスプリング２２で常時上方に付勢されている。
この従来例の抵抗溶接機１の他の構成は、図４に示す例と同じである。
【００１７】
この従来例の抵抗溶接機１においては、図５の右半分に示すように上部電極３が下降する前は、第１ワーク６が下部電極５の上端面に直接載置されなく、テーパー型芯出し治具２１の傾斜した芯出し面２１ａに載置される。この状態で、第２ワーク７が前述と同様に第１ワーク６上に載置される。そして、図５の左半分に示すようにシリンダ２を作動して上部電極３を介して第２ワーク７を押圧すると、第２および第１ワーク７,６とテーパー型芯出し治具２１とがともにスプリング２２の付勢力に抗して下降し、第１ワーク６の被溶接部が前述の各例と同様に下部電極５の上端面に載置される。
このとき、テーパー型芯出し治具２１の傾斜した芯出し面２１ａで第１ワーク６の芯出しが行われる。
この従来例の抵抗溶接機１の他の作動は、図４に示す例と同じである。
【００１８】
このようなインロー型芯出し治具を用いた抵抗溶接機１によれば、前述の図４に示す例と同様に前述の図３に示す従来例のような諸問題を解決することができる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の図４に示す例のインロー型芯出し治具を用いた抵抗溶接機１では、第１および第２インロー型芯出し治具１９,２０がシンプルな構造ではあるが、それらの各芯出し面と第１および第２ワーク６,７の内周面との間にクリアランスが存在するので、そのクリアランス分、芯出し精度が悪くなるという問題がある。
【００２０】
一方、前述の図５に示す例のインロー型芯出し治具を用いた抵抗溶接機１では、傾斜した芯出し面２１ａを有するテーパー型芯出し治具２１を用いているので、図４に示す例の抵抗溶接機１よりは芯出し精度が高いが、芯出し面２１ａのテーパー面と第１ワーク６の内周エッジとが線接触することから、これらの接触が不安定になりやすいため、図３に示す例の抵抗溶接機１よりは芯出し精度が低いという問題がある。特に、上部電極３が下降する前は、第１ワーク６が下部電極５の上端面に載置されないので、第１ワーク６の姿勢が不安定になりやすく、芯出し精度がより一層低くなってしまう。
したがって、図４および図５に示す例の各抵抗溶接機１では、芯出し精度を更に高める余地がある。
【００２１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、構造を簡単にしてコンパクトに形成するとともに制御を簡単にしつつ、芯出し精度をより一層高精度に確保することのできる安価な抵抗溶接機を提供することである。
【００２２】
本発明の他の目的は、多機種の溶接部品の抵抗溶接に柔軟にかつ効率よく対応することができるとともに、芯出し治具の段取り換えや日常の管理を簡単にすることのできる抵抗溶接機を提供することである。
【００２３】
本発明の他の目的は、ワークの高い芯出し精度を確保しつつ、簡単に高品質の溶接を行うことのできる抵抗溶接方法を提供することである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明の抵抗溶接機は、駆動手段により第１電極を第２電極の方へ移動して第１電極と第２電極との間に第１ワークの被溶接部と第２ワークの被溶接部とを挟圧した状態で、これらの第１電極と第２電極との間に電圧を印加することで抵抗溶接を行う抵抗溶接機において、前記第１および第２ワークの少なくとも１つの芯出しを行う芯出し面を外周に形成されたコレット型芯出し部材を前記第２電極の内周に配設するとともに、前記コレット型芯出し部材にこのコレット型芯出し部材の芯出し面形成部を拡開する拡開部材を設け、更に前記第１電極に前記拡開部材を押圧する押圧部材を設け、前記駆動手段による前記第１電極の前記第２電極への移動時に前記押圧部材で拡開部材が押圧されて、前記コレット型芯出し部材の芯出し面形成部が拡開することにより、前記第１および第２ワークの少なくとも１つの芯出しを行うことを特徴としている。
【００２５】
また、請求項２の発明の抵抗溶接機は、前記拡開部材にテーパー面を形成するとともに、前記コレット型芯出し部材にテーパー面を形成し、前記拡開部材が押圧されたとき、前記拡開部材のテーパー面と前記コレット型芯出し部材のテーパー面とが協働して発生する楔効果により前記コレット型芯出し部材の芯出し面形成部が拡開することを特徴としている。
【００２６】
更に、請求項３の発明の抵抗溶接機は、前記第１および第２ワークは自動変速機に用いられる溶接部品であることを特徴としている。
【００２７】
更に、請求項４の発明の抵抗溶接方法は、第１電極を第２電極の方へ移動して第１電極と第２電極との間に第１ワークの被溶接部と第２ワークの被溶接部とを挟圧した状態で、これらの第１電極と第２電極との間に電圧を印加することで抵抗溶接を行う抵抗溶接方法において、前記第２電極の内周に、前記第１および第２ワークの少なくとも１つの芯出しを行う芯出し面を外周に形成されたコレット型芯出し部材を配設するとともに、このコレット型芯出し部材に、前記コレット型芯出し部材の芯出し面形成部を拡開する拡開部材を配設し、前記第１電極を前記第２電極へ移動して前記押圧部材で前記拡開部材を押圧して前記コレット型芯出し部材の芯出し面形成部を拡開することにより、前記第１および第２ワークの少なくとも１つの芯出しを行うことを特徴としている。
【００２８】
【作用および発明の効果】
このように構成された請求項１ないし３の発明の抵抗溶接機によれば、この例の抵抗溶接機１によれば、第２電極の内周に配置されるコレット型芯出し部材の芯出し面で第１および第２ワークの少なくとも一方の芯出しを行っているので、従来の抵抗溶接機よりも、ワークの芯出し精度を大幅に高くすることができる。これにより、非常に高品質の溶接部品を簡単にかつ安価に製造することができるようになる。特に、コレット型芯出し部材の芯出し面で第１および第２ワークの両方の芯出しを行うようにすれば、ワークの芯出し精度を最大に向上することができる。
【００２９】
また、シンプルな構造のコレット型芯出し部材を第２電極の内周側に配置しているので、従来の芯出し部材を電極の外周に外付けする場合に比べて、芯出し構造を簡単にでき、抵抗溶接機をコンパクトに形成することができる。これにより、抵抗溶接機の省スペース化を図ることができる
しかも、第１電極を駆動する駆動手段が必要となるだけであるので、溶接作業の制御が容易になり、コストを低減することができる。
【００３０】
したがって、多機種の溶接部品の抵抗溶接に柔軟に効率よく対応することができるので、芯出し治具の交換性を向上できるとともに、抵抗溶接機の日常管理が容易となる。その場合、駆動手段が設けられる第１電極側に位置するワークを各部品に共通にすれば、駆動手段が設けられない第２電極側のワーク、コレット型芯出し部材および拡開部材を交換するだけで済むようになるので、芯出し部材の交換性をより一層効果的に向上できる。
【００３１】
特に、請求項２の発明の抵抗溶接機によれば、拡開部材のテーパー面とコレット型芯出し部材のテーパー面とを協働させて発生する楔効果によりコレット型芯出し部材の芯出し面形成部を拡開することで、芯出し構造をより一層簡単にできる。
【００３２】
また、請求項３の発明の抵抗溶接機によれば、自動変速機の溶接部品を本発明の抵抗溶接機で溶接することで、簡単にかつ高精度に、しかも安価に製造することができる。したがって、自動変速機の変速制御を安定にかつ確実に行うようにすることができ、自動変速機の信頼性を向上することができる。
【００３３】
一方、請求項４の発明の抵抗溶接方法によれば、ワークの高い芯出し精度を確保しながら、簡単に高品質の溶接を行うことができるようになる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の抵抗溶接機および抵抗溶接方法の実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に示す、図４および図５と同様の図である。
【００３５】
前述の図４に示す従来例では、２つの第１および第２インロー型芯出し治具１９,２０を用いているが、この例の抵抗溶接機１では、図１に示すように第１インロー型芯出し治具１９を用いなく、代わりに、上端部外周に芯出し面２３ａを有する筒状のコレット型芯出し治具２３を用いている。このコレット型芯出し治具２３は第１インロー型芯出し治具１９と同様に下部電極５の内周に配置される。このとき、芯出し面２３ａの少なくとも一部が下部電極５の上端より上方に突出するようにされている。
【００３６】
コレット型芯出し治具２３（本発明のコレット型芯出し部材に相当）は薄肉部２３ｂが設けられており、この薄肉部２３ｂは、図において上下方向と直交する方向に弾性変形可能となっている。また、薄肉部２３ｂの上部にコレット型芯出し部２３ｃが設けられており、このコレット型芯出し部２３ｃの外周に芯出し面２３ａが設けられているとともに、コレット型芯出し部２３ｃの内周にテーパー面２３ｄが形成されている。
【００３７】
また、この例の第２インロー型芯出し治具２０は、上部インロー部材２０ｂと下部インロー部材２０ｃ（本発明の拡開部材に相当）とから２部材に分割されて構成されている。下部インロー部材２０ｃはコレット型芯出し治具２３を上下方向に摺動可能に貫通して設けられているとともに、コレット型芯出し治具２３との間に縮設されたスプリング２４により図において常時上方に付勢されている。その場合、上部電極３が上昇位置にあるときは、下部インロー部材２０ｃはその下端に設けられたストッパ２０ｅにより０図１右半分に示す上限位置に設定されるようになっている。
【００３８】
これらの上部および下部インロー部材２０ｂ,２０ｃは、上部インロー部材２０ｂの下面に突設された突部が下部インロー部材２０ｃの上面に形成された凹部に嵌合されることにより一体的にされている。
【００３９】
上部インロー部材２０ｂの外周には芯出し面２０ａが形成されている。また、下部インロー部材２０ｃの上端部外周には、テーパー面２３と協働して楔効果を発生して上下方向と直交する方向の力を発生するテーパー面２０ｄが形成されている。
なお、第２インロー型芯出し治具２０は分割することなく、単一部材で構成することもできる。
【００４０】
更に、上部電極３の中心には、突出軸２６が下方に延びるようにして設けられている。突出軸２６に下部には下端に開口する軸方向孔２７が穿設されており、この軸方向孔２７には、上部インロー部材２０ｂを下方に押圧可能な押圧部材２８が摺動可能に設けられている。この押圧部材２８は上部電極が上昇位置にあるときは、図示しない適宜のストッパ手段で突出軸２６に対する図１の右半分に示す下限位置に設定されるようになっている。突出軸２６と押圧部材２８との間にはスプリング２９が配設されている。
【００４１】
このように、この例の抵抗溶接機１は、第１ワーク６の芯出しがコレット型芯出しからなり、また、第２ワーク７の芯出しがインロー型芯出しからなる、コレット／インローの抵抗溶接機１として構成されている。
この例の抵抗溶接機１の他の構成は、図４に示す従来例と同じである。
【００４２】
次に、この例の抵抗溶接機１の溶接作動、すなわち、この例の抵抗溶接方法について説明する。
図１の右半分に示すように、まず、前述の図４に示す従来例と同様に、例えば自動変速機の溶接部品のクラッチのハブである第１ワーク６の被溶接部を下部電極５の上端面に載置するとともに、この第１ワーク６の上にその回転軸である第２ワーク７を載置する。このとき、突出しているコレット型芯出し治具２３の芯出し面２３ａで第１ワーク６が比較的粗く芯出しされ、また、第２インロー型芯出し治具２０の突出している上部インロー部材２０ｂの芯出し面２０ａで第２ワーク７の芯出しが図４に示す従来例と同様に行われる。
【００４３】
この状態で、図３に示す従来例と同様にシリンダ２を作動して上部電極３を下降すると、突出軸２６および押圧部材２８もともに下降する。そして、押圧部材２８が上部インロー部材２０ｂに当接した後、押圧部材２８は更に下降しようとしてこの上部インロー部材２０ｂを下方に押圧するので、スプリング２４が縮小して上部および下部インロー部材２０ｂ,２０ｃがともに下降する。
【００４４】
この下部インロー部材２０ｃの下降で、図１の左半分に示すようにテーパー面２０ｄとテーパー面２３ｄとの協働により発生する楔効果で、コレット型芯出し治具２３の上部のコレット型芯出し部２３ｃが上下方向と直交する方向に力が加えられて拡開する。これにより、コレット型芯出し治具２３の芯出し面２３ａが第１ワーク６の内周面の密に面接触するので、第１ワーク６が高精度に芯出しされる。このとき、上部インロー部材２０ｂは下降しても第２ワーク７から脱出することはなく、上部インロー部材２０ｂの芯出し面２０ａによる第２ワーク７の芯出しは保持されている。
【００４５】
上部電極３が更に下降すると、上部および下部インロー部材２０ｂ,２０ｃはそれ以上下降しないので押圧部材２８も下降しなく、スプリング２９が縮小して押圧部材２８が突出軸２６に対して上方へ逃げ、上部電極３および突出軸２６がともに下降する。
【００４６】
そして、図１の左半分に示すように上部電極３の下端が第２ワーク７の被溶接部に当接した後、前述の各例と同様に第１および第２ワーク６,７の被溶接部が上、下部電極３,５の間に挟圧される。この状態で、電圧印加装置１０により所定の電圧を上、下部電極３,５の間に印加することにより、第１および第２ワーク６,７の被溶接部が溶接される。こうして、第１および第２ワーク６,７が抵抗溶接により接合される。
【００４７】
溶接が終了すると、シリンダ２により上部電極３を上昇させる。すると、まず、縮小したスプリング２９が伸びるので、押圧部材２８と上部および下部インロー部材２０ｂ,２０ｃは上昇しなく、上部電極３および突出軸２６が上昇する。押圧部材２８が突出軸２６に対して初期の下限位置になると、スプリング２９がそれ以上伸びないので、上部電極３および突出軸２６の上昇とともに、押圧部材２８が上昇するようになる。すると、縮小したスプリング２４の付勢力で上部および下部インロー部材２０ｂ,２０ｃも上昇するので、テーパー面２０ｄとテーパー面２３ｄとの協働が解消されて楔効果が消滅してコレット型芯出し部２３ｃを拡開する力が解除され、コレット型芯出し部２３ｃが薄肉部２３ｂの弾性により初期状態に縮小する。
【００４８】
最後に、上部電極３が上限値になると、シリンダ２の作動が停止し、上部電極３、突出軸２６、押圧部材３８、上部および下部インロー部材２０ｂ,２０ｃは、いずれも図１右半分に示す初期の非作動状態になる。
この例の抵抗溶接機１の他の作動は、図４に示す従来例と同じである。
【００４９】
この例の抵抗溶接機１によれば、下部電極５の内周に配置されるコレット型芯出し治具２３の芯出し面２３ａで第１ワーク６の芯出しを行っているので、前述の図５に示す従来例の抵抗溶接機１よりも、第１ワーク６の芯出し精度を大幅に高くすることができる。これにより、非常に高品質の溶接部品を簡単にかつ安価に製造することができるようになる。
【００５０】
また、図４に示す前述の従来例と同様に、図３に示す従来例の第１および第２クランプ手段８,９を用いなく、しかも、シンプルな構造のコレット型芯出し治具２３および第２インロー型芯出し治具２０をともに下部電極５の内周側に配置しているので、芯出し構造を簡単にでき、抵抗溶接機１をコンパクトに形成することができる。これにより、抵抗溶接機１の省スペース化を図ることができる
しかも、１本のシリンダ２が必要となるだけであるので、溶接作業の制御が容易になり、コストを低減することができる。
【００５１】
したがって、多機種の溶接部品の抵抗溶接に柔軟に効率よく対応することができるので、芯出し治具の交換性を向上できるとともに、抵抗溶接機１の日常管理が容易となる。その場合、第２ワーク７を各部品に共通にすれば、シリンダのない側の第１ワーク６、コレット型芯出し治具２３および第２インロー型芯出し治具２０を交換するだけで済むので、芯出し治具の交換性をより一層効果的に向上できる。
【００５２】
しかも、自動変速機の、クラッチやブレーキあるいはギヤ部品等の溶接部品をこの例の抵抗溶接機１で溶接することで、簡単にかつ高精度に、しかも安価に製造することができる。したがって、自動変速機の変速制御を安定にかつ確実に行うようにすることができ、自動変速機の信頼性を向上することができる。
【００５３】
一方、この例の抵抗溶接方法によれば、ワークの高い芯出し精度を確保しながら、簡単に高品質の溶接を行うことができるようになる。
この例の抵抗溶接機１および抵抗溶接方法の他の作用効果は、図４に示す従来例と同じである。
【００５４】
図２は、本発明の抵抗溶接機および抵抗溶接方法の実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に示す、図１、図４および図５と同様の図である。
図１に示す例のコレット型芯出し治具２３が薄肉部２３ｂと、芯出し面２３ａを有するコレット型芯出し部２３ｃとを有しているが、図２に示すようにこの例の抵抗溶接機１では、コレット型芯出し治具２３には、薄肉部２３ｂおよび芯出し面２３ａを有するコレット型芯出し部２３ｃは設けられていない。また、図１に示す例のコレット型芯出し治具２３では、上端部内周にテーパー面２３ｄが形成されているが、この例の抵抗溶接機１では、テーパー面２３ｄはコレット型芯出し治具２３の上端部外周に形成されている。
【００５５】
また、この例の抵抗溶接機１は、図１に示す例の第２インロー型芯出し治具２０を有していなく、代わりに、第２コレット型芯出し治具２５（本発明の拡開部材に相当）を有している。以下のこの例の抵抗溶接機１の説明においては、説明の便宜上、前述のコレット型芯出し治具２３を第１コレット型芯出し治具２３という。
【００５６】
第２コレット型芯出し治具２５は、図１に示す例の下部インロー部材２０ｃの類似しており、第２コレット型芯出し治具２５の上端部には、この下部インロー部材２０ｃのテーパー面２０ｄと同様のテーパー面２５ａが形成されている。また、第２コレット型芯出し治具２５は第１コレット型芯出し治具２３を摺動可能に貫通しているとともに、スプリング３０により常時上方に付勢されている。更に、第２コレット型芯出し治具２５の下端には、図１に示す例の下部インロー部材２０ｃのストッパ２０ｅと同様のストッパ３１が設けられており、このストッパ３１により、上部電極３が上昇位置にあるときは、第２コレット型芯出し治具２５は図２右半分に示す上限位置に設定されている。
【００５７】
図２左半分に示すように、上部電極３の下降時に、押圧部材２８は第２コレット型芯出し治具２５の上面に直接当接してこの第２コレット型芯出し治具２５を下方に押圧するようになっている。
【００５８】
更に、この例の抵抗溶接機１は、第１および第２コレット型芯出し治具２３,２５の各テーパー面２３ａ,２５ａの間に、筒状のダブル（Ｗ）コレット型芯出し部材３２が配設されている。このＷコレット型芯出し部材３２の上下端部の外周には、それぞれ上部および下部芯出し面３２ａ,３２ｂが形成されている。また、これらの芯出し面３２ａ,３２ｂに対応する内周には、それぞれテーパー面２５ａと協働して楔効果を発生するテーパー面３２ｃと、テーパー面２３ａと協働して楔効果を発生するテーパー面３２ｄとが形成されている。そして、これらの楔効果で、Ｗコレット型芯出し部材３２の上下端部が弾性変形して拡開されるようになっている。
【００５９】
このように、この例の抵抗溶接機１は、第１および第２ワーク６,７の各芯出しがともにコレット型芯出しからなるコレット／コレットの抵抗溶接機１として構成されている。
この例の抵抗溶接機１の他の構成は、図１に示す例と同じである。
【００６０】
次に、この例の抵抗溶接機１の溶接作動、すなわち、この例の抵抗溶接方法について説明する。
図１の右半分に示すように、まず、前述の図１に示す例と同様に、例えば自動変速機における溶接部材のブレーキのハブである第１ワーク６の被溶接部を下部電極５の上端面に載置するとともに、この第１ワーク６の上に自動変速機における溶接部材のワンウェイクラッチのインナーレースである第２ワーク７を載置する。このとき、上部芯出し面３２ａにより第２ワーク７が比較的粗く芯出しされ、また、下部芯出し面３２ｂにより第１ワーク６が比較的粗く芯出しされる。
【００６１】
そして、図１に示す例と同様に上部電極３が下降すると、押圧部材２８が第２コレット型芯出し治具２５を押圧して、第２コレット型芯出し治具２５が下降するとともに、この第２コレット型芯出し治具２５の下降でコレット型芯出し部材３２も一緒に下降する。更に、このコレット型芯出し部材３２の下降で、図２の左半分に示すようにテーパー面２５ａとテーパー面３２ｃとが協働して楔効果を発生するとともにテーパー面２３ｄとテーパー面３２ｄとが協働して楔効果を発生し、コレット型芯出し部材３２の上端部および下端部がそれぞれ上下方向と直交する方向に力が加えられて弾性変形し拡開する。
【００６２】
これにより、コレット型芯出し治具３２の上部芯出し面３２ａが第２ワーク７の内周面の密に面接触するとともにコレット型芯出し治具３２の下部芯出し面３２ｂが第１ワーク６の内周面の密に面接触するので、第１ワーク６が高精度に芯出しされる。
【００６３】
溶接が終了して、上部電極３を上昇すると前述の両楔効果が消滅するので、拡開したコレット型芯出し部材３２の上端部および下端部がそれぞれ弾性により縮小する。これにより、コレット型芯出し部材３２がテーパー面２３ｄとテーパー面３２ｄとの協働で上昇し、図２右半分に示す初期の非作動位置に戻る。
この例の抵抗溶接機１の他の作動は、図１に示す例と同じである。
【００６４】
この例の抵抗溶接機１および抵抗溶接方法によれば、下部電極５の内周に配置されるコレット型芯出し部材３２の上部および下部芯出し面３２ａ,３２ｂでそれぞれ第２ワーク７および第１ワーク６の芯出しを行っているので、第１および第２ワーク６,７のの各芯出し精度をともに高くすることができる、したがって、図１に示す例の抵抗溶接機１よりも、非常に高品質の溶接部品を簡単にかつ安価に製造することができるようになる。
この例の抵抗溶接機１および抵抗溶接方法の他の作用効果は、図１に示す例と同じである。
【００６５】
なお、前述の各例では、第１ワークのみコレット型で芯出しをするか、あるいは第１および第２ワークの両方をコレット型で芯出しをするかしているが、第２ワークのみコレット型で芯出しをすることもできる。
また、前述の各例では、２つの電極を上下方向に配置しているが、これらの２つの電極は、例えば水平方向等の任意の方向に配置することもできる。
【００６６】
また、本発明の抵抗溶接機および抵抗溶接方法を自動変速機の溶接部品に適用して説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、自動変速機の部品に限らず、どのような部品（ワーク）の抵抗溶接作業にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる抵抗溶接機および抵抗溶接方法の実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に示す図である。
【図２】 本発明にかかる抵抗溶接機および抵抗溶接方法の実施の形態の他の一例を模式的にかつ部分的に示す、図１と同様の図である。
【図３】 自動変速機の溶接部品の溶接に従来一般的に採用されている抵抗溶接機を模式的に示す図である。
【図４】 従来のインロー／インロー型の抵抗溶接機の一例を模式的に示す、図１と同様の図である。
【図５】 従来のテーパー／インロー型の抵抗溶接機の一例を模式的に示す、図１と同様の図である。
【符号の説明】
１…抵抗溶接機、２…シリンダ、３…上部電極、４…基台、５…下部電極、６…第１ワーク、７…第２ワーク、１０…電圧印加装置、２０…第２インロー型芯出し治具、２０ａ…芯出し面、２０ｂ…上部インロー部材、２０ｃ…下部インロー部材、２０ｄ…テーパー面、２３…コレット型芯出し治具、２３ａ…芯出し面、２３ｂ…薄肉部、２３ｃ…（第１）コレット型芯出し部、２３ｄ…テーパー面、２５…第２コレット型芯出し治具、２５ａ…テーパー面、２６…突出軸、２８…押圧部材、３２…ダブル（Ｗ）コレット型芯出し部材、３２ａ…上部芯出し面、３２ｂ…下部芯出し面、３２ｃ,３２ｄ…テーパー面
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の自動変速機に用いられているクラッチのハブに回転軸を接合する等の金属部材（以下、ワークともいう）と他の金属部材（以下、ワークともいう）とを接合するための抵抗溶接機および抵抗溶接方法の技術分野に属し、特に、ワークの高い芯出し精度を有しつつ、コンパクトにかつ安価に形成される抵抗溶接機および簡単に高品質の溶接ができる抵抗溶接方法の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車に用いられている自動変速機は、複数の回転要素を有するプラネタリギヤユニット、これらの複数の回転要素をそれぞれ係合または係止させるクラッチやブレーキからなる複数の摩擦係合要素を有する自動変速機構、および摩擦係合要素を作動制御するための油圧制御装置を備えている。また、自動変速機の摩擦係合要素を作動させるために、一般に油圧サーボが用いられている。
【０００３】
これらの回転要素および油圧サーボ等には、例えばギヤにその回転軸が溶接されたギヤ部品やクラッチのハブにその回転軸が溶接されたクラッチ用部品等の金属部材と他の金属部材とが溶接された溶接部品が多く用いられている。
従来、このような自動変速機における溶接部品の溶接には、一般に抵抗溶接が採用されている。
【０００４】
図３は、このような抵抗溶接を行うために一般に採用されている抵抗溶接機を模式的に示す図である。
図３に示すように、この抵抗溶接機１は、シリンダ２（本発明の駆動手段に相当）によって上下動される上部電極３（本発明の第１電極に相当）と、基台４に固定された下部電極５（本発明の第２電極に相当）と、溶接時に、例えば自動変速機の溶接部品のギヤの回転軸である第１ワーク６およびその筒状のギヤ部材である第２ワーク７をそれぞれ芯出した状態でクランプする第１および第２クランプ手段８,９と、上、下部電極３,５間に電圧を印加する電圧印加装置１０とを備えている。
【０００５】
第１クランプ手段８は、第１クランプ用シリンダ１１と、この第１クランプ用シリンダ１１によって作動されて第１ワーク６の芯出しを行う第１芯出し治具１２と、第２クランプ用シリンダ１３と、この第２クランプ用シリンダ１３によって作動されて第２ワーク７の芯出しを行う第２芯出し治具１４とを備えている。
【０００６】
第１芯出し治具１２は、第１ワーク６の外周を抱持しかつこの抱持部の外周にテーパー面１５ａを有する第１治具部材１５と、第１クランプ用シリンダ１１により作動され、内周に形成されたテーパー面１６ａがテーパー面１５ａと協働して発生する楔効果により第１ワーク６を芯出し位置にクランプする第２治具部材１６とを備えている。同様に、第２芯出し治具１４は、第２ワーク７の外周を抱持しかつこの抱持部の外周にテーパー面１７ａを有する第３治具部材１７と、第２クランプ用シリンダ１３により作動され、内周に形成されたテーパー面１８ａがテーパー面１６ａと協働して発生する楔効果により第２ワーク７を芯出し位置にクランプする第４治具部材１８とを備えている。
【０００７】
このように構成されたこの従来の抵抗溶接機１の溶接作動を説明すると、まず、第１ワーク６の被溶接部を下部電極５の上端面に載置するとともに、この第１ワーク６の上に第２ワーク７を載置する。次いで、第１および第２クランプ手段８,９を作動してそれぞれ第１および第２ワーク６,７を芯出し位置にクランプする。次に、シリンダ２を作動して上部電極３を下降させて上部電極３の下端面を第２ワーク７を当接させ、第１および第２ワーク６,７の被溶接部を上、下部電極３,５の間に挟圧する。この状態で、電圧印加装置１０により所定の電圧を上、下部電極３,５の間に印加することにより、第１および第２ワーク６,７の被溶接部を溶接する。こうして、第１および第２ワーク６,７が抵抗溶接により接合される。
この抵抗溶接機１によれば、第１および第２ワーク６,７の芯出しが高精度に行われるので、高品質の溶接部品を製造することができる。
【０００８】
しかしながら、この従来の抵抗溶接機１では、第１クランプ用シリンダ１１および第１芯出し治具１２を有する第１クランプ手段８と、第２クランプ用シリンダ１３および第２芯出し治具１４を有する第２クランプ用シリンダ１３とが必要となるため、芯出し構造が複雑であるばかりでなく、部品点数が多いという問題がある。しかも、第１および第２芯出し治具１２,１４がそれぞれ第１および第２ワーク６,７の外周に配置されることから、芯出し構造が大型になり、抵抗溶接機１を設置するための多くのスペースが必要となってしまうという問題がある。
また、３本のシリンダ２,１１,１３が必要となるので、これらの制御が面倒になるばかりでなく、コストが高いという問題もある。
【０００９】
そして、これらの問題により、図３に示す従来の抵抗溶接機１では、多機種の溶接部品の抵抗溶接に柔軟に効率よく対応することが難しく、芯出し治具の段取り換えや日常の管理が面倒になるという問題もある。
【００１０】
このようなことから、インロー型芯出し治具を用いた抵抗溶接機が提案されている。
図４は、従来のインロー／インロー型芯出し治具を用いた抵抗溶接機の一例を模式的にかつ部分的に示す図である。図４において、右半分は上部電極が下降する前の状態を示し、また左半分は上部電極が下降して第１、第２ワークの被溶接部が上、下部電極の間に挟圧された状態を示している。なお、以下の説明においては、その説明より前に述べられた例と同じ構成要素には同じ符号を付すことで、その詳細な説明は省略する。
【００１１】
図４に示すように、この従来例の抵抗溶接機１は、前述の例の第１クランプ用シリンダ１１および第１芯出し治具１２を有する第１クランプ手段８と、第２クランプ用シリンダ１３および第２芯出し治具１４を有する第２クランプ用シリンダ１３とを備えておらず、代わりに、上端部外周に芯出し面１９ａを有する筒状の第１インロー型芯出し治具１９と、上端部外周に芯出し面２０ａを有する第２インロー型芯出し治具２０とを備えている。
この従来例の抵抗溶接機１の他の構成は、図３に示す例と同じである。
【００１２】
この従来例の抵抗溶接機１においては、まず、第１インロー型芯出し治具１９を下部電極５の上端の凹部内に、芯出し面１９ａの少なくとも一部が下部電極５の上端より上方に突出するようにして嵌合する。次いで、第２インロー型芯出し治具２０を第１インロー型芯出し治具１９の内周孔内に、芯出し面２０ａの少なくとも一部が第１インロー型芯出し治具１９の上端より上方に突出するようにして嵌合する。
【００１３】
そして、前述の例と同様に、例えば自動変速機の溶接部品のクラッチのハブである第１ワーク６の被溶接部を下部電極５の上端面に載置するとともに、この第１ワーク６の上にその回転軸である第２ワーク７を載置する。このとき、突出している第１インロー型芯出し治具１９の芯出し面１９ａで第１ワーク６の芯出しが行われ、また、突出している第２インロー型芯出し治具２０の芯出し面２０ａで第２ワーク７の芯出しが行われる。
【００１４】
この状態で、前述の例と同様にして第１および第２ワーク６,７の被溶接部を上、下部電極３,５の間に挟圧した後、電圧印加装置１０により所定の電圧を上、下部電極３,５の間に印加することにより、第１および第２ワーク６,７の被溶接部を溶接する。こうして、第１および第２ワーク６,７が抵抗溶接により接合される。
【００１５】
このようなインロー型芯出し治具を用いた抵抗溶接機１によれば、第１および第２クランプ手段８,９を用いなく、しかも、シンプルな構造の第１および第２インロー型芯出し治具１９,２０がそれぞれ下部電極５および上部電極３の内周側に配置されるので、抵抗溶接機１が大型にならず、前述の図３に示す従来例のような諸問題を解決することができる。
【００１６】
図５は、従来のテーパー／インロー型芯出し治具を用いた抵抗溶接機の他の例を模式的にかつ部分的に示す、図４と同様の図である。
前述の図４に示す例では、２つの第１および第２インロー型芯出し治具１９,２０を用いているが、この従来例の抵抗溶接機１では、図５に示すように第１インロー型芯出し治具１９を用いなく、代わりに、上端部外周に傾斜した芯出し面２１ａを有するテーパー型芯出し治具２１を用いている。また、このテーパー型芯出し治具２１は下部電極５に対して上下動可能に設けられているとともに、下部電極５との間に縮設されたスプリング２２で常時上方に付勢されている。
この従来例の抵抗溶接機１の他の構成は、図４に示す例と同じである。
【００１７】
この従来例の抵抗溶接機１においては、図５の右半分に示すように上部電極３が下降する前は、第１ワーク６が下部電極５の上端面に直接載置されなく、テーパー型芯出し治具２１の傾斜した芯出し面２１ａに載置される。この状態で、第２ワーク７が前述と同様に第１ワーク６上に載置される。そして、図５の左半分に示すようにシリンダ２を作動して上部電極３を介して第２ワーク７を押圧すると、第２および第１ワーク７,６とテーパー型芯出し治具２１とがともにスプリング２２の付勢力に抗して下降し、第１ワーク６の被溶接部が前述の各例と同様に下部電極５の上端面に載置される。
このとき、テーパー型芯出し治具２１の傾斜した芯出し面２１ａで第１ワーク６の芯出しが行われる。
この従来例の抵抗溶接機１の他の作動は、図４に示す例と同じである。
【００１８】
このようなインロー型芯出し治具を用いた抵抗溶接機１によれば、前述の図４に示す例と同様に前述の図３に示す従来例のような諸問題を解決することができる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の図４に示す例のインロー型芯出し治具を用いた抵抗溶接機１では、第１および第２インロー型芯出し治具１９,２０がシンプルな構造ではあるが、それらの各芯出し面と第１および第２ワーク６,７の内周面との間にクリアランスが存在するので、そのクリアランス分、芯出し精度が悪くなるという問題がある。
【００２０】
一方、前述の図５に示す例のインロー型芯出し治具を用いた抵抗溶接機１では、傾斜した芯出し面２１ａを有するテーパー型芯出し治具２１を用いているので、図４に示す例の抵抗溶接機１よりは芯出し精度が高いが、芯出し面２１ａのテーパー面と第１ワーク６の内周エッジとが線接触することから、これらの接触が不安定になりやすいため、図３に示す例の抵抗溶接機１よりは芯出し精度が低いという問題がある。特に、上部電極３が下降する前は、第１ワーク６が下部電極５の上端面に載置されないので、第１ワーク６の姿勢が不安定になりやすく、芯出し精度がより一層低くなってしまう。
したがって、図４および図５に示す例の各抵抗溶接機１では、芯出し精度を更に高める余地がある。
【００２１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、構造を簡単にしてコンパクトに形成するとともに制御を簡単にしつつ、芯出し精度をより一層高精度に確保することのできる安価な抵抗溶接機を提供することである。
【００２２】
本発明の他の目的は、多機種の溶接部品の抵抗溶接に柔軟にかつ効率よく対応することができるとともに、芯出し治具の段取り換えや日常の管理を簡単にすることのできる抵抗溶接機を提供することである。
【００２３】
本発明の他の目的は、ワークの高い芯出し精度を確保しつつ、簡単に高品質の溶接を行うことのできる抵抗溶接方法を提供することである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明の抵抗溶接機は、駆動手段により第１電極を第２電極の方へ移動して第１電極と第２電極との間に第１ワークの被溶接部と第２ワークの被溶接部とを挟圧した状態で、これらの第１電極と第２電極との間に電圧を印加することで抵抗溶接を行う抵抗溶接機において、前記第１および第２ワークの少なくとも１つの芯出しを行う芯出し面を外周に形成されたコレット型芯出し部材を前記第２電極の内周に配設するとともに、前記コレット型芯出し部材にこのコレット型芯出し部材の芯出し面形成部を拡開する拡開部材を設け、更に前記第１電極に前記拡開部材を押圧する押圧部材を設け、前記駆動手段による前記第１電極の前記第２電極への移動時に前記押圧部材で拡開部材が押圧されて、前記コレット型芯出し部材の芯出し面形成部が拡開することにより、前記第１および第２ワークの少なくとも１つの芯出しを行うことを特徴としている。
【００２５】
また、請求項２の発明の抵抗溶接機は、前記拡開部材にテーパー面を形成するとともに、前記コレット型芯出し部材にテーパー面を形成し、前記拡開部材が押圧されたとき、前記拡開部材のテーパー面と前記コレット型芯出し部材のテーパー面とが協働して発生する楔効果により前記コレット型芯出し部材の芯出し面形成部が拡開することを特徴としている。
【００２６】
更に、請求項３の発明の抵抗溶接機は、前記第１および第２ワークは自動変速機に用いられる溶接部品であることを特徴としている。
【００２７】
更に、請求項４の発明の抵抗溶接方法は、第１電極を第２電極の方へ移動して第１電極と第２電極との間に第１ワークの被溶接部と第２ワークの被溶接部とを挟圧した状態で、これらの第１電極と第２電極との間に電圧を印加することで抵抗溶接を行う抵抗溶接方法において、前記第２電極の内周に、前記第１および第２ワークの少なくとも１つの芯出しを行う芯出し面を外周に形成されたコレット型芯出し部材を配設するとともに、このコレット型芯出し部材に、前記コレット型芯出し部材の芯出し面形成部を拡開する拡開部材を配設し、前記第１電極を前記第２電極へ移動して前記押圧部材で前記拡開部材を押圧して前記コレット型芯出し部材の芯出し面形成部を拡開することにより、前記第１および第２ワークの少なくとも１つの芯出しを行うことを特徴としている。
【００２８】
【作用および発明の効果】
このように構成された請求項１ないし３の発明の抵抗溶接機によれば、この例の抵抗溶接機１によれば、第２電極の内周に配置されるコレット型芯出し部材の芯出し面で第１および第２ワークの少なくとも一方の芯出しを行っているので、従来の抵抗溶接機よりも、ワークの芯出し精度を大幅に高くすることができる。これにより、非常に高品質の溶接部品を簡単にかつ安価に製造することができるようになる。特に、コレット型芯出し部材の芯出し面で第１および第２ワークの両方の芯出しを行うようにすれば、ワークの芯出し精度を最大に向上することができる。
【００２９】
また、シンプルな構造のコレット型芯出し部材を第２電極の内周側に配置しているので、従来の芯出し部材を電極の外周に外付けする場合に比べて、芯出し構造を簡単にでき、抵抗溶接機をコンパクトに形成することができる。これにより、抵抗溶接機の省スペース化を図ることができる
しかも、第１電極を駆動する駆動手段が必要となるだけであるので、溶接作業の制御が容易になり、コストを低減することができる。
【００３０】
したがって、多機種の溶接部品の抵抗溶接に柔軟に効率よく対応することができるので、芯出し治具の交換性を向上できるとともに、抵抗溶接機の日常管理が容易となる。その場合、駆動手段が設けられる第１電極側に位置するワークを各部品に共通にすれば、駆動手段が設けられない第２電極側のワーク、コレット型芯出し部材および拡開部材を交換するだけで済むようになるので、芯出し部材の交換性をより一層効果的に向上できる。
【００３１】
特に、請求項２の発明の抵抗溶接機によれば、拡開部材のテーパー面とコレット型芯出し部材のテーパー面とを協働させて発生する楔効果によりコレット型芯出し部材の芯出し面形成部を拡開することで、芯出し構造をより一層簡単にできる。
【００３２】
また、請求項３の発明の抵抗溶接機によれば、自動変速機の溶接部品を本発明の抵抗溶接機で溶接することで、簡単にかつ高精度に、しかも安価に製造することができる。したがって、自動変速機の変速制御を安定にかつ確実に行うようにすることができ、自動変速機の信頼性を向上することができる。
【００３３】
一方、請求項４の発明の抵抗溶接方法によれば、ワークの高い芯出し精度を確保しながら、簡単に高品質の溶接を行うことができるようになる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の抵抗溶接機および抵抗溶接方法の実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に示す、図４および図５と同様の図である。
【００３５】
前述の図４に示す従来例では、２つの第１および第２インロー型芯出し治具１９,２０を用いているが、この例の抵抗溶接機１では、図１に示すように第１インロー型芯出し治具１９を用いなく、代わりに、上端部外周に芯出し面２３ａを有する筒状のコレット型芯出し治具２３を用いている。このコレット型芯出し治具２３は第１インロー型芯出し治具１９と同様に下部電極５の内周に配置される。このとき、芯出し面２３ａの少なくとも一部が下部電極５の上端より上方に突出するようにされている。
【００３６】
コレット型芯出し治具２３（本発明のコレット型芯出し部材に相当）は薄肉部２３ｂが設けられており、この薄肉部２３ｂは、図において上下方向と直交する方向に弾性変形可能となっている。また、薄肉部２３ｂの上部にコレット型芯出し部２３ｃが設けられており、このコレット型芯出し部２３ｃの外周に芯出し面２３ａが設けられているとともに、コレット型芯出し部２３ｃの内周にテーパー面２３ｄが形成されている。
【００３７】
また、この例の第２インロー型芯出し治具２０は、上部インロー部材２０ｂと下部インロー部材２０ｃ（本発明の拡開部材に相当）とから２部材に分割されて構成されている。下部インロー部材２０ｃはコレット型芯出し治具２３を上下方向に摺動可能に貫通して設けられているとともに、コレット型芯出し治具２３との間に縮設されたスプリング２４により図において常時上方に付勢されている。その場合、上部電極３が上昇位置にあるときは、下部インロー部材２０ｃはその下端に設けられたストッパ２０ｅにより０図１右半分に示す上限位置に設定されるようになっている。
【００３８】
これらの上部および下部インロー部材２０ｂ,２０ｃは、上部インロー部材２０ｂの下面に突設された突部が下部インロー部材２０ｃの上面に形成された凹部に嵌合されることにより一体的にされている。
【００３９】
上部インロー部材２０ｂの外周には芯出し面２０ａが形成されている。また、下部インロー部材２０ｃの上端部外周には、テーパー面２３と協働して楔効果を発生して上下方向と直交する方向の力を発生するテーパー面２０ｄが形成されている。
なお、第２インロー型芯出し治具２０は分割することなく、単一部材で構成することもできる。
【００４０】
更に、上部電極３の中心には、突出軸２６が下方に延びるようにして設けられている。突出軸２６に下部には下端に開口する軸方向孔２７が穿設されており、この軸方向孔２７には、上部インロー部材２０ｂを下方に押圧可能な押圧部材２８が摺動可能に設けられている。この押圧部材２８は上部電極が上昇位置にあるときは、図示しない適宜のストッパ手段で突出軸２６に対する図１の右半分に示す下限位置に設定されるようになっている。突出軸２６と押圧部材２８との間にはスプリング２９が配設されている。
【００４１】
このように、この例の抵抗溶接機１は、第１ワーク６の芯出しがコレット型芯出しからなり、また、第２ワーク７の芯出しがインロー型芯出しからなる、コレット／インローの抵抗溶接機１として構成されている。
この例の抵抗溶接機１の他の構成は、図４に示す従来例と同じである。
【００４２】
次に、この例の抵抗溶接機１の溶接作動、すなわち、この例の抵抗溶接方法について説明する。
図１の右半分に示すように、まず、前述の図４に示す従来例と同様に、例えば自動変速機の溶接部品のクラッチのハブである第１ワーク６の被溶接部を下部電極５の上端面に載置するとともに、この第１ワーク６の上にその回転軸である第２ワーク７を載置する。このとき、突出しているコレット型芯出し治具２３の芯出し面２３ａで第１ワーク６が比較的粗く芯出しされ、また、第２インロー型芯出し治具２０の突出している上部インロー部材２０ｂの芯出し面２０ａで第２ワーク７の芯出しが図４に示す従来例と同様に行われる。
【００４３】
この状態で、図３に示す従来例と同様にシリンダ２を作動して上部電極３を下降すると、突出軸２６および押圧部材２８もともに下降する。そして、押圧部材２８が上部インロー部材２０ｂに当接した後、押圧部材２８は更に下降しようとしてこの上部インロー部材２０ｂを下方に押圧するので、スプリング２４が縮小して上部および下部インロー部材２０ｂ,２０ｃがともに下降する。
【００４４】
この下部インロー部材２０ｃの下降で、図１の左半分に示すようにテーパー面２０ｄとテーパー面２３ｄとの協働により発生する楔効果で、コレット型芯出し治具２３の上部のコレット型芯出し部２３ｃが上下方向と直交する方向に力が加えられて拡開する。これにより、コレット型芯出し治具２３の芯出し面２３ａが第１ワーク６の内周面の密に面接触するので、第１ワーク６が高精度に芯出しされる。このとき、上部インロー部材２０ｂは下降しても第２ワーク７から脱出することはなく、上部インロー部材２０ｂの芯出し面２０ａによる第２ワーク７の芯出しは保持されている。
【００４５】
上部電極３が更に下降すると、上部および下部インロー部材２０ｂ,２０ｃはそれ以上下降しないので押圧部材２８も下降しなく、スプリング２９が縮小して押圧部材２８が突出軸２６に対して上方へ逃げ、上部電極３および突出軸２６がともに下降する。
【００４６】
そして、図１の左半分に示すように上部電極３の下端が第２ワーク７の被溶接部に当接した後、前述の各例と同様に第１および第２ワーク６,７の被溶接部が上、下部電極３,５の間に挟圧される。この状態で、電圧印加装置１０により所定の電圧を上、下部電極３,５の間に印加することにより、第１および第２ワーク６,７の被溶接部が溶接される。こうして、第１および第２ワーク６,７が抵抗溶接により接合される。
【００４７】
溶接が終了すると、シリンダ２により上部電極３を上昇させる。すると、まず、縮小したスプリング２９が伸びるので、押圧部材２８と上部および下部インロー部材２０ｂ,２０ｃは上昇しなく、上部電極３および突出軸２６が上昇する。押圧部材２８が突出軸２６に対して初期の下限位置になると、スプリング２９がそれ以上伸びないので、上部電極３および突出軸２６の上昇とともに、押圧部材２８が上昇するようになる。すると、縮小したスプリング２４の付勢力で上部および下部インロー部材２０ｂ,２０ｃも上昇するので、テーパー面２０ｄとテーパー面２３ｄとの協働が解消されて楔効果が消滅してコレット型芯出し部２３ｃを拡開する力が解除され、コレット型芯出し部２３ｃが薄肉部２３ｂの弾性により初期状態に縮小する。
【００４８】
最後に、上部電極３が上限値になると、シリンダ２の作動が停止し、上部電極３、突出軸２６、押圧部材３８、上部および下部インロー部材２０ｂ,２０ｃは、いずれも図１右半分に示す初期の非作動状態になる。
この例の抵抗溶接機１の他の作動は、図４に示す従来例と同じである。
【００４９】
この例の抵抗溶接機１によれば、下部電極５の内周に配置されるコレット型芯出し治具２３の芯出し面２３ａで第１ワーク６の芯出しを行っているので、前述の図５に示す従来例の抵抗溶接機１よりも、第１ワーク６の芯出し精度を大幅に高くすることができる。これにより、非常に高品質の溶接部品を簡単にかつ安価に製造することができるようになる。
【００５０】
また、図４に示す前述の従来例と同様に、図３に示す従来例の第１および第２クランプ手段８,９を用いなく、しかも、シンプルな構造のコレット型芯出し治具２３および第２インロー型芯出し治具２０をともに下部電極５の内周側に配置しているので、芯出し構造を簡単にでき、抵抗溶接機１をコンパクトに形成することができる。これにより、抵抗溶接機１の省スペース化を図ることができる
しかも、１本のシリンダ２が必要となるだけであるので、溶接作業の制御が容易になり、コストを低減することができる。
【００５１】
したがって、多機種の溶接部品の抵抗溶接に柔軟に効率よく対応することができるので、芯出し治具の交換性を向上できるとともに、抵抗溶接機１の日常管理が容易となる。その場合、第２ワーク７を各部品に共通にすれば、シリンダのない側の第１ワーク６、コレット型芯出し治具２３および第２インロー型芯出し治具２０を交換するだけで済むので、芯出し治具の交換性をより一層効果的に向上できる。
【００５２】
しかも、自動変速機の、クラッチやブレーキあるいはギヤ部品等の溶接部品をこの例の抵抗溶接機１で溶接することで、簡単にかつ高精度に、しかも安価に製造することができる。したがって、自動変速機の変速制御を安定にかつ確実に行うようにすることができ、自動変速機の信頼性を向上することができる。
【００５３】
一方、この例の抵抗溶接方法によれば、ワークの高い芯出し精度を確保しながら、簡単に高品質の溶接を行うことができるようになる。
この例の抵抗溶接機１および抵抗溶接方法の他の作用効果は、図４に示す従来例と同じである。
【００５４】
図２は、本発明の抵抗溶接機および抵抗溶接方法の実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に示す、図１、図４および図５と同様の図である。
図１に示す例のコレット型芯出し治具２３が薄肉部２３ｂと、芯出し面２３ａを有するコレット型芯出し部２３ｃとを有しているが、図２に示すようにこの例の抵抗溶接機１では、コレット型芯出し治具２３には、薄肉部２３ｂおよび芯出し面２３ａを有するコレット型芯出し部２３ｃは設けられていない。また、図１に示す例のコレット型芯出し治具２３では、上端部内周にテーパー面２３ｄが形成されているが、この例の抵抗溶接機１では、テーパー面２３ｄはコレット型芯出し治具２３の上端部外周に形成されている。
【００５５】
また、この例の抵抗溶接機１は、図１に示す例の第２インロー型芯出し治具２０を有していなく、代わりに、第２コレット型芯出し治具２５（本発明の拡開部材に相当）を有している。以下のこの例の抵抗溶接機１の説明においては、説明の便宜上、前述のコレット型芯出し治具２３を第１コレット型芯出し治具２３という。
【００５６】
第２コレット型芯出し治具２５は、図１に示す例の下部インロー部材２０ｃの類似しており、第２コレット型芯出し治具２５の上端部には、この下部インロー部材２０ｃのテーパー面２０ｄと同様のテーパー面２５ａが形成されている。また、第２コレット型芯出し治具２５は第１コレット型芯出し治具２３を摺動可能に貫通しているとともに、スプリング３０により常時上方に付勢されている。更に、第２コレット型芯出し治具２５の下端には、図１に示す例の下部インロー部材２０ｃのストッパ２０ｅと同様のストッパ３１が設けられており、このストッパ３１により、上部電極３が上昇位置にあるときは、第２コレット型芯出し治具２５は図２右半分に示す上限位置に設定されている。
【００５７】
図２左半分に示すように、上部電極３の下降時に、押圧部材２８は第２コレット型芯出し治具２５の上面に直接当接してこの第２コレット型芯出し治具２５を下方に押圧するようになっている。
【００５８】
更に、この例の抵抗溶接機１は、第１および第２コレット型芯出し治具２３,２５の各テーパー面２３ａ,２５ａの間に、筒状のダブル（Ｗ）コレット型芯出し部材３２が配設されている。このＷコレット型芯出し部材３２の上下端部の外周には、それぞれ上部および下部芯出し面３２ａ,３２ｂが形成されている。また、これらの芯出し面３２ａ,３２ｂに対応する内周には、それぞれテーパー面２５ａと協働して楔効果を発生するテーパー面３２ｃと、テーパー面２３ａと協働して楔効果を発生するテーパー面３２ｄとが形成されている。そして、これらの楔効果で、Ｗコレット型芯出し部材３２の上下端部が弾性変形して拡開されるようになっている。
【００５９】
このように、この例の抵抗溶接機１は、第１および第２ワーク６,７の各芯出しがともにコレット型芯出しからなるコレット／コレットの抵抗溶接機１として構成されている。
この例の抵抗溶接機１の他の構成は、図１に示す例と同じである。
【００６０】
次に、この例の抵抗溶接機１の溶接作動、すなわち、この例の抵抗溶接方法について説明する。
図１の右半分に示すように、まず、前述の図１に示す例と同様に、例えば自動変速機における溶接部材のブレーキのハブである第１ワーク６の被溶接部を下部電極５の上端面に載置するとともに、この第１ワーク６の上に自動変速機における溶接部材のワンウェイクラッチのインナーレースである第２ワーク７を載置する。このとき、上部芯出し面３２ａにより第２ワーク７が比較的粗く芯出しされ、また、下部芯出し面３２ｂにより第１ワーク６が比較的粗く芯出しされる。
【００６１】
そして、図１に示す例と同様に上部電極３が下降すると、押圧部材２８が第２コレット型芯出し治具２５を押圧して、第２コレット型芯出し治具２５が下降するとともに、この第２コレット型芯出し治具２５の下降でコレット型芯出し部材３２も一緒に下降する。更に、このコレット型芯出し部材３２の下降で、図２の左半分に示すようにテーパー面２５ａとテーパー面３２ｃとが協働して楔効果を発生するとともにテーパー面２３ｄとテーパー面３２ｄとが協働して楔効果を発生し、コレット型芯出し部材３２の上端部および下端部がそれぞれ上下方向と直交する方向に力が加えられて弾性変形し拡開する。
【００６２】
これにより、コレット型芯出し治具３２の上部芯出し面３２ａが第２ワーク７の内周面の密に面接触するとともにコレット型芯出し治具３２の下部芯出し面３２ｂが第１ワーク６の内周面の密に面接触するので、第１ワーク６が高精度に芯出しされる。
【００６３】
溶接が終了して、上部電極３を上昇すると前述の両楔効果が消滅するので、拡開したコレット型芯出し部材３２の上端部および下端部がそれぞれ弾性により縮小する。これにより、コレット型芯出し部材３２がテーパー面２３ｄとテーパー面３２ｄとの協働で上昇し、図２右半分に示す初期の非作動位置に戻る。
この例の抵抗溶接機１の他の作動は、図１に示す例と同じである。
【００６４】
この例の抵抗溶接機１および抵抗溶接方法によれば、下部電極５の内周に配置されるコレット型芯出し部材３２の上部および下部芯出し面３２ａ,３２ｂでそれぞれ第２ワーク７および第１ワーク６の芯出しを行っているので、第１および第２ワーク６,７のの各芯出し精度をともに高くすることができる、したがって、図１に示す例の抵抗溶接機１よりも、非常に高品質の溶接部品を簡単にかつ安価に製造することができるようになる。
この例の抵抗溶接機１および抵抗溶接方法の他の作用効果は、図１に示す例と同じである。
【００６５】
なお、前述の各例では、第１ワークのみコレット型で芯出しをするか、あるいは第１および第２ワークの両方をコレット型で芯出しをするかしているが、第２ワークのみコレット型で芯出しをすることもできる。
また、前述の各例では、２つの電極を上下方向に配置しているが、これらの２つの電極は、例えば水平方向等の任意の方向に配置することもできる。
【００６６】
また、本発明の抵抗溶接機および抵抗溶接方法を自動変速機の溶接部品に適用して説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、自動変速機の部品に限らず、どのような部品（ワーク）の抵抗溶接作業にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる抵抗溶接機および抵抗溶接方法の実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に示す図である。
【図２】 本発明にかかる抵抗溶接機および抵抗溶接方法の実施の形態の他の一例を模式的にかつ部分的に示す、図１と同様の図である。
【図３】 自動変速機の溶接部品の溶接に従来一般的に採用されている抵抗溶接機を模式的に示す図である。
【図４】 従来のインロー／インロー型の抵抗溶接機の一例を模式的に示す、図１と同様の図である。
【図５】 従来のテーパー／インロー型の抵抗溶接機の一例を模式的に示す、図１と同様の図である。
【符号の説明】
１…抵抗溶接機、２…シリンダ、３…上部電極、４…基台、５…下部電極、６…第１ワーク、７…第２ワーク、１０…電圧印加装置、２０…第２インロー型芯出し治具、２０ａ…芯出し面、２０ｂ…上部インロー部材、２０ｃ…下部インロー部材、２０ｄ…テーパー面、２３…コレット型芯出し治具、２３ａ…芯出し面、２３ｂ…薄肉部、２３ｃ…（第１）コレット型芯出し部、２３ｄ…テーパー面、２５…第２コレット型芯出し治具、２５ａ…テーパー面、２６…突出軸、２８…押圧部材、３２…ダブル（Ｗ）コレット型芯出し部材、３２ａ…上部芯出し面、３２ｂ…下部芯出し面、３２ｃ,３２ｄ…テーパー面
Claims (4)
- 駆動手段により第１電極を第２電極の方へ移動して第１電極と第２電極との間に第１ワークの被溶接部と第２ワークの被溶接部とを挟圧した状態で、これらの第１電極と第２電極との間に電圧を印加することで抵抗溶接を行う抵抗溶接機において、
前記第１および第２ワークの少なくとも１つの芯出しを行う芯出し面を外周に形成されたコレット型芯出し部材を前記第２電極の内周に配設するとともに、前記コレット型芯出し部材にこのコレット型芯出し部材の芯出し面形成部を拡開する拡開部材を設け、更に前記第１電極に前記拡開部材を押圧する押圧部材を設け、
前記駆動手段による前記第１電極の前記第２電極への移動時に前記押圧部材で拡開部材が押圧されて、前記コレット型芯出し部材の芯出し面形成部が拡開することにより、前記第１および第２ワークの少なくとも１つの芯出しを行うことを特徴とする抵抗溶接機。 - 前記拡開部材にテーパー面を形成するとともに、前記コレット型芯出し部材にテーパー面を形成し、前記拡開部材が押圧されたとき、前記拡開部材のテーパー面と前記コレット型芯出し部材のテーパー面とが協働して発生する楔効果により前記コレット型芯出し部材の芯出し面形成部が拡開することを特徴とする請求項１記載の抵抗溶接機。
- 前記第１および第２ワークは自動変速機に用いられる溶接部品であることを特徴とする請求項１または２記載の抵抗溶接機。
- 第１電極を第２電極の方へ移動して第１電極と第２電極との間に第１ワークの被溶接部と第２ワークの被溶接部とを挟圧した状態で、これらの第１電極と第２電極との間に電圧を印加することで抵抗溶接を行う抵抗溶接方法において、
前記第２電極の内周に、前記第１および第２ワークの少なくとも１つの芯出しを行う芯出し面を外周に形成されたコレット型芯出し部材を配設するとともに、このコレット型芯出し部材に、前記コレット型芯出し部材の芯出し面形成部を拡開する拡開部材を配設し、前記第１電極を前記第２電極へ移動して前記押圧部材で前記拡開部材を押圧して前記コレット型芯出し部材の芯出し面形成部を拡開することにより、前記第１および第２ワークの少なくとも１つの芯出しを行うことを特徴とする抵抗溶接方法。
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