JP5263372B2

JP5263372B2 - 抵抗溶接装置

Info

Publication number: JP5263372B2
Application number: JP2011241413A
Authority: JP
Inventors: 友彦竹中; 秀彰白井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-12-13
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2031-11-02
Also published as: CN102554435B; JP2012139727A; CN102554435A; US9333587B2; US20120145677A1

Description

本発明は抵抗溶接装置に関するものである。

従来、多点の溶接箇所を順次抵抗溶接する抵抗溶接装置として、例えば特許文献１に記載された装置が知られている。この特許文献１に示される抵抗溶接装置は、電流を流す溶接用電極を機械的に切り替えるディストリビュータを備えており、このディストリビュータによって、複数設けられた上下対の溶接用電極に対して電流を順番に切り替えて流すことにより、多点の溶接箇所に対して順次抵抗溶接している。
なお、特許文献１には図示されないが、上下溶接電極の上方もしくは下方には加圧装置が設けられており、この加圧装置によって、上下溶接電極の間に挿入されるワークに対して上下溶接電極を加圧しながら電流を流すことにより抵抗溶接されることになる。

特開昭６２−２８０８６号公報

しかし、上述した特許文献１に記載のものでは、対となる上下溶接電極が複数設けられているので、加圧装置も複数必要となり、抵抗溶接装置全体の体格が大きくなってしまうという問題がある。

そこで本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、複数の溶接用電極からなる多点の抵抗溶接であっても、極力装置の体格を小型化することが可能な抵抗溶接装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に記載の発明は、複数の第１電極（１１）と、複数の第１電極（１１）に対向して設けられて溶接電源（１５）に電気的に接続された第２電極（１２）とを具備し、複数の第１電極（１１）と第２電極（１２）との間に挟んだ複数の被溶接部材（Ｗ）を抵抗溶接により溶接する抵抗溶接装置（１）であって、溶接電源（１５）に電気的に接続されていて、複数の第１電極（１１）に順次給電するために、転動しながら複数の第１電極（１１）に順次接触するようにされた給電ローラ（１４）と、転動の方向で給電ローラ（１４）と共に移動するようにされて、複数の被溶接部材に順次溶接圧力を加えるために給電ローラ（１４）を押圧する加圧装置（１３）と、を更に具備する抵抗溶接装置（１）を提供する。

これによれば、移動する給電ローラ（１４）とそれを押圧する加圧装置（１３）の働きにより、複数の第１電極（１１）を装置が有するにもかかわらず、単一の加圧装置（１３）での溶接加圧が可能となり、その結果多点の抵抗溶接装置の体格の小型化が可能になる。また、溶接電源（１５）に電気的に接続されるものは給電ローラ（１４）と第２電極（１２）だけであるので、第１電極（１１）が多数あったとしても、溶接電源（１５）との間の配線の単純化が可能となる。

請求項２に記載の発明では、抵抗溶接装置は、複数の第１電極（１１）を配列してまとめて保持する電極ホルダ（１６）を更に具備している。
これによれば、複数の第１電極（１１）は、電極ホルダ（１６）により共にまとめられるので、それらを被溶接部材（Ｗ）に対して位置決めするとき又は溶接後に被溶接部材（Ｗ）から遠ざけるとき等の取り扱いが容易にされる。

請求項３に記載の発明は、４以上のｎ個の配列された被溶接部材（Ｗ）を抵抗溶接するための抵抗溶接装置（２）であって、ｎ個の被溶接部材（Ｗ）を２個ずつ載置するｎ／２個の下側の固定中継導体（１０４）と、配列の両端の被溶接部材（Ｗ）をそれぞれ加圧する上側の第１可動電極（１０１）及び第２可動電極（１０２）であって、溶接電源（１０５）にそれぞれ電気的に接続された第１可動電極（１０１）及び第２可動電極（１０２）と、配列の両端の被溶接部材（Ｗ）を除いた複数の被溶接部材（Ｗ）を２個ずつ加圧する（ｎ−２）／２個の上側の可動中継導体（１０３）と、第１可動電極（１０１）、第２可動電極（１０２）、及び可動中継導体（１０３）を加圧する１つの加圧装置（１０６）と、を具備し、４以上のｎ個の被溶接部材（Ｗ）が直列に接続される抵抗溶接装置（２）を提供する。

これによれば、複数の可動電極（１０１，１０２）及び可動中継導体（１０３）を装置が有するにもかかわらず、単一の加圧装置（１０６）での溶接加圧が可能となり、その結果多点の抵抗溶接装置の体格の小型化が可能になる。また、溶接電源（１０５）へケーブル等により接続されるべき電極は、被溶接部材（Ｗ）が多数あっても、第１可動電極（１０１）と第２可動電極（１０２）の二つに限定され、また被溶接部材（Ｗ）の各々に電極を設ける必要はなくなり、電極の構成の単純化が実現される。

請求項４に記載の発明は、複数の第１電極（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）と、前記複数の第１電極に対向して設けられて溶接電源（１５）に電気的に接続された第２電極（１２）とを具備し、複数の第１電極（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）と第２電極（１２）との間に挟んだ複数の被溶接部材（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）を抵抗溶接により溶接する抵抗溶接装置（１）であって、複数の第１電極（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）のそれぞれに電気的に接続された複数の中継導体（１８）と、溶接電源（１５）に電気的に接続されていて、複数の中継導体（１８）に順次給電するために、転動しながら複数の中継導体（１８）に順次接触するようにされた給電ローラ（１４）と、前記転動の方向で給電ローラ（１４）と共に移動するようにされて、複数の中継導体（１８）に順次圧力を加えるために給電ローラ（１４）を押圧するローラ加圧装置（１３）と、複数の被溶接部材（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）に溶接圧力を加えるために複数の第１電極（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）を押圧する電極加圧装置（１９）と、を更に具備し、前記複数が３以上であり、第１電極（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）の押圧方向に直交する平面上における前記複数すなわち３以上の第１電極（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）の位置が一直線上にない抵抗溶接装置（３）を提供する。

これによれば、抵抗溶接装置が３以上の第１電極（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）を有し、且つその３以上の第１電極がその押圧方向に直交する平面上において一直線上に整列されない場合でも、単一の電極加圧装置（１９）での溶接加圧が可能となり、その結果多点の抵抗溶接装置の体格の小型化が可能になる。

請求項５に記載の発明では、第１電極（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）の押圧方向における前記複数の被溶接部材（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）の位置が互いに異なっていて、この位置の差を補償するために複数の第１電極の長さが互いに異なっている。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

本発明の第１の実施形態による抵抗溶接装置の模式的な正面図である。第１の実施形態の抵抗溶接装置の模式的な側面図である。第１の実施形態の抵抗溶接装置の下側の第２電極と被溶接部材を模式的に示す図である。第１の実施形態の抵抗溶接装置の上下の電極と被溶接部材を模式的に示す図である。第１の実施形態の抵抗溶接装置の模式的な側面図である。第１の実施形態の抵抗溶接装置の模式的な側面図である。本発明の第２の実施形態による抵抗溶接装置の模式的な正面図である。図７で示される抵抗溶接装置よりも多くの被溶接部材を溶接する、本発明の第２の実施形態による抵抗溶接装置の模式的な正面図である。本発明の第３の実施形態による抵抗溶接装置の模式的な正面図である。図９におけるＩ〜Ｉ断面図である。

本発明による第１の実施形態の抵抗溶接装置１を、その模式的な正面図である図１、模式的な側面図である図２、図５、図６、模式的な部分側面図である図３、及び図４を参照して説明する。

最初に、抵抗溶接装置１が溶接の対象とする被溶接部材Ｗについて図３を参照して説明する。この抵抗溶接装置１において被溶接部材Ｗは電子回路部品の端子であり、より詳しくは、上側に配置される被溶接部材Ｗｕは電子部品３のリードであり、図１からわかるように、片側で４本のリードが電子部品本体から延びている。また下側の被溶接部材Ｗｄは、基板部材の導体部である。前記導体部は右側部分と左側部分に分離されており、その本数は互いに接合されるべき電子部品３のリードの本数に等しく、従って左側と右側で各４本である。導体部は半円状の上方への突起を有しており、この突起において上側のリードと接合される。

抵抗溶接装置１は、８本の段付き円柱状の第１電極１１と、前記第１電極１１に対向して設けられた下側の第２電極１２とを具備しており、これら第１電極１１と第２電極１２との間に被溶接部材Ｗが挟まれて加圧される。第２電極１２は一体に形成されており、従って溶接電源１５に対しては１本のケーブル１５ａによって電気的に接続されている。これに対して、上側の８本の第１電極１１はどれも溶接電源１５にケーブル等により接続されていない。
なお、下側の第２電極を例えば４個設け、その各第２電極の間を絶縁するとともに、各第２電極からケーブル等で溶接電源１５に電気的に接続することも可能である。

本実施形態の抵抗溶接装置１は、電気絶縁材料からなる厚板ブロック状の一つの電極ホルダ１６を具備しており、前記電極ホルダ１６は、複数の８本の第１電極１１を配列して保持するための８個の保持孔を有している。第１電極１１は、その上端が電極ホルダ１６の上面よりわずかに突出して、下端が電極ホルダの下面より突出するように電極ホルダ１６の保持孔に挿入されて保持されていている。また、電極ホルダ１６は抵抗溶接装置１の図示しないフレームによって位置決めがなされる。

抵抗溶接装置１はさらに、第１電極１１の上端面上を図１の矢印Ａの方向で転動する給電ローラ１４と、それを下方に押圧するための加圧装置１３とを具備しており、前記給電ローラ１４は、その中心軸１４ａが給電ローラ支持部材１７に固定されている。加圧装置１３は、図１の矢印Ａの方向及びその逆方向で、抵抗溶接装置１の図示しないフレームに対して移動可能であるように前記フレームに支持され且つ図示しない駆動装置により駆動されることが可能である。また給電ローラ支持部材１７は加圧装置１３に対して上下方向に移動可能に加圧装置１３の図示しないフレームによって懸垂支持されている。このように構成されているので、給電ローラ１４は、加圧装置１３からの下方への押圧力を、給電ローラ支持部材１７を介して受けた状態で加圧装置１３と共に図１の矢印Ａの方向に転動して移動可能である。給電ローラ１４がこのように下方に押圧された状態で転動するとき、給電ローラ１４は、各第１電極１１の上端面に順次接触し且つそれらを順次押圧する。また、給電ローラ支持部材１７は導電性の材料で形成され、溶接電源１５にケーブル１５ｂで接続される一方で給電ローラ１４との間も電気的に接続されている。

次に、第１の実施形態の抵抗溶接装置１がどのように作動するかについて以下に説明する。
被溶接部材Ｗを第２電極１２の上に載置するために、最初に給電ローラ１４を、それがどの第１電極１１にも接触しない初期位置に退避させておく。

次に、図３に示されるように、下側の被溶接部材Ｗｄである導体部を下側の第２電極１２上に載置してから、上側の被溶接部材Ｗｕであるリードが前記導体部と整列されるように電子部品３を配置する。

次に、図４に示されるように、第１電極１１の下端部が所定の溶接位置に位置決めされるように電極ホルダ１６を被溶接部材Ｗの上に配置する。

次に、溶接電源１５のスイッチを投入してから、加圧装置１３を図１の矢印Ａの方向に移動させる。そうすると、図１及び図５に示されるように、給電ローラ支持部材１７に支持された給電ローラ１４は、加圧装置１３によって押圧された状態で、１番目の第１電極１１から２番目、３番目、及び４番目の第１電極１１へと順次接触し、従ってそれら４個の第１電極１１に順次電流を流し、その結果４個の被溶接部材Ｗは順次抵抗溶接される。このとき、電流の経路Ｂは図６の太線で示されるように形成される。

次に、溶接電源１５のスイッチを断にして、給電ローラ１４を初期位置に戻した後、電極ホルダ１６及び溶接された被溶接部材Ｗを取り出す。以上で１サイクルの溶接工程が完了し、次に、電極ホルダ１６を反転させて反対側にあった４つの被溶接部材Ｗを同様に溶接する。

次に、本発明の第２の実施形態による抵抗溶接装置２についてその模式的な正面図である図７を参照して説明する。また、図７における被溶接部材Ｗは、比較的幅広の下側端子と比較的巾の狭い上側端子とが組み合わされたものである。

第２の実施形態の抵抗溶接装置２は、４以上のｎ個の配列された被溶接部材Ｗを同時に抵抗溶接するものであるが、図７では被溶接部材Ｗが４個の場合を示している。第２の実施形態の抵抗溶接装置２は、左端の被溶接部材Ｗ₁を加圧する上側の第１可動電極１０１と、右端の被溶接部材Ｗ₄を加圧する上側の第２可動電極１０２と、中間の被溶接部材Ｗ₂、Ｗ₃を加圧する上側の可動中継導体１０３と、被溶接部材Ｗ₁、Ｗ₂を載置する下側の固定中継導体１０４と、被溶接部材Ｗ₃、Ｗ₄を載置する下側の固定中継導体１０４と、第１可動電極１０１及び第２可動電極１０２及び可動中継導体１０３を加圧する１つの加圧装置１０６とを具備しており、第１可動電極１０１と第２可動電極１０２のそれぞれが溶接電源１０５にケーブル１０５ａ、１０５ｂにより接続されている。この配置の結果、通電経路が図の矢印Ｃで示され、従って４つの被溶接部材Ｗ₁〜Ｗ₄は直列に接続される。

以上の構成により、２つの可動電極１０１，１０２だけを電源に接続することにより４つの被溶接部材Ｗの抵抗溶接を同時に実施することが可能になる。

図８は、第２の実施形態の抵抗溶接装置２が８個の被溶接部材Ｗを同時に抵抗溶接する場合の中継導体の配置を示している。この場合、下側の固定中継導体１０４は４個、及び上側の可動中継導体１０３は３個となるが、加圧装置１０６は１つのままである。なお、被溶接部材Ｗの個数をｎ個とすると、下側の固定中継導体１０４はｎ／２個、及び上側の可動中継導体１０３は（ｎ−２）／２個となる。

また、第２の実施形態の抵抗溶接装置２は被溶接部材Ｗの数が偶数の場合が好適であるが、それが奇数の場合には、図示しないが、ダミーの被溶接部材を追加することによって、又は可動中継導体１０３と固定中継導体１０４とが被溶接部材Ｗを介さずに直接接触する箇所を１箇所設けることによって、被溶接部材Ｗが偶数であるのと同等にすることができる。

次に、本発明の第３の実施形態による抵抗溶接装置３についてその模式的な正面図である図９及び図９中の断面Ｉ〜Ｉを表す図１０を参照して説明する。なお、第３の実施形態の抵抗溶接装置３の構成要素の参照符号は、同様の働きをする第１の実施形態のものに基本的に合わせている。

最初に、第３の実施形態の抵抗溶接装置３が溶接する複数（本実施形態では３つ）の被溶接部材Ｗ１〜Ｗ３について説明する。図９における被溶接部材Ｗ１〜Ｗ３は、前述した実施形態の場合と同様に、比較的幅広の下側端子と比較的巾の狭い上側端子とが組み合わされたものである。しかしながら、それら３つの被溶接部材Ｗ１〜Ｗ３の溶接点は、図１０から分かるように一直線上に整列されていないという点、及びそれらの高さが互いに異なっているという点で第１の実施形態の場合と異なっている。このような複数の被溶接部材Ｗ１〜Ｗ３を溶接するために、第３の実施形態の抵抗溶接装置３は、第１の実施形態の抵抗溶接装置１から更に以下の構成要素、即ち複数（本実施形態では３つ）の中継導体１８、及び電極加圧装置１９、及び前記各中継導体１８と３本の第１電極１１ａ〜ｃをそれぞれ接続するケーブル２０を具備している。

第３の実施形態の抵抗溶接装置３は、複数、本実施形態では３本、の段付き円柱状の第１電極１１ａ〜ｃと、前記第１電極１１ａ〜ｃに対向して設けられた下側の第２電極１２とを具備しており、これら第１電極１１ａ〜ｃと第２電極１２との間に被溶接部材Ｗ１〜Ｗ３が挟まれて加圧される。本実施形態の場合、前述したとおり第２電極１２上における被溶接部材Ｗ１〜Ｗ３の設置高さが互いに異なっているので、３本の第１電極１１ａ〜ｃは前記高さの差を補償するために軸方向の互いに異なる長さを有している。

第２電極１２は、被溶接部材載置面の高さが一様ではないが、第１の実施形態の場合と同様に一体に形成されており、従って溶接電源１５に対しては１本のケーブル１５ａによって電気的に接続されている。一方、上側の３本の第１電極１１ａ〜ｃは３個の中継導体１８に対して３本のケーブル２０によってそれぞれ接続されている。なお、３個の中継導体１８は、図９及び図１０には示されない中継導体ホルダによって、給電ローラ１４の移動方向Ａに整列されて保持されている。

また、３個の被溶接部材Ｗ１〜Ｗ３の溶接すべき点が平面的に見て整列されていないので、３本の第１電極１１ａ〜ｃは、図１０に示されるように、第１電極１１の押圧方向に直交する平面上において一直線上に整列されていない。

また、本実施形態の抵抗溶接装置３は、図示されないが、第１の実施形態の場合と同様に電気絶縁材料からなる厚板ブロック状の一つの電極ホルダを具備しており、第１電極１１ａ〜ｃは、その上端が電極ホルダの上面よりわずかに突出して、下端が電極ホルダの下面より突出するように電極ホルダによって保持されていている。また、電極ホルダは抵抗溶接装置３の図示しないフレームによって位置決めがなされる。

抵抗溶接装置３は、中継導体１８の上端面上を図１の矢印Ａの方向で転動する給電ローラ１４と、それを下方に押圧するためのローラ加圧装置１３とを具備しており、前記給電ローラ１４は、その中心軸１４ａが給電ローラ支持部材１７に固定されている。ローラ加圧装置１３は、図１の矢印Ａの方向及びその逆方向で、抵抗溶接装置１の図示しないフレームに対して移動可能であるように前記フレームに支持され且つ図示しない駆動装置により駆動されることが可能である。また給電ローラ支持部材１７はローラ加圧装置１３に対して上下方向に移動可能に加圧装置１３の図示しないフレームによって懸垂支持されている。このように構成されているので、給電ローラ１４は、加圧装置１３からの下方への押圧力を、給電ローラ支持部材１７を介して受けた状態でローラ加圧装置１３と共に図９の矢印Ａの方向に転動可能である。給電ローラ１４がこのように下方に押圧された状態で転動するとき、給電ローラ１４は、各中継導体１８の上端面に順次確実に接触してゆく。また、給電ローラ支持部材１７は導電性の材料で形成され、溶接電源１５にケーブル１５ｂで接続される一方で給電ローラ１４との間も電気的に接続されている。

第３の実施形態の抵抗溶接装置３は、さらに電極加圧装置１９を具備しており、前記電極加圧装置１９は、被溶接部材Ｗ１〜Ｗ３に圧力を加えるために前記３本の第１電極１１ａ〜ｃを同時に押圧することができ、本実施形態のものは油圧により作動するものである。また、電極加圧装置１９は、抵抗溶接装置３の図示しないフレームに固定されている。

このように構成された第３の実施形態の抵抗溶接装置３は、第２電極１２上の所定の位置に載置された３個の被溶接部材Ｗ１〜Ｗ３を、電極加圧装置１９を作動させることにより、第１電極１１ａ〜ｃと第２電極１２とで加圧挟持した後、給電ローラ１４を図の矢印Ａの方向に移動させ、１番目の中継導体１８から２番目、及び３番目の中継導体１８へと順次接触させ、従ってそれら３個の中継導体１８に順次電流を流し、その結果３個の被溶接部材Ｗ１〜Ｗ３は順次抵抗溶接される。

（その他の実施形態）
第３の実施形態では、第２電極１２上における複数の被溶接部材Ｗ１〜Ｗ３の高さが異なっていたが、複数の被溶接部材の第２電極１２上の高さが一定であって、複数の第１電極の長さが等しい第３の実施形態の変形例も可能である。

第３の実施形態では、第２電極１２上における複数（３つ）の被溶接部材Ｗ１〜Ｗ３の溶接点、及び従って第１電極１１ａ〜ｃの平面的に見たときの位置が一直線上に整列されていなかったが、それら位置が整列された第３の実施形態の変形例も可能である。

１１第１電極
１２第２電極
１３加圧装置
１４給電ローラ
１５溶接電源
１６電極ホルダ
１７給電ローラ支持部材
１０１第１可動電極
１０２第２可動電極
１０３可動中継導体
１０４固定中継導体
１０５溶接電源
１０６加圧装置
Ｗ被溶接部材

Claims

複数の第１電極（１１）と、前記複数の第１電極（１１）に対向して設けられて溶接電源（１５）に電気的に接続された第２電極（１２）とを具備し、前記複数の第１電極（１１）と前記第２電極（１２）との間に挟んだ複数の被溶接部材（Ｗ）を抵抗溶接により溶接する抵抗溶接装置（１）であって、
前記溶接電源（１５）に電気的に接続されていて、前記複数の第１電極（１１）に順次給電するために、転動しながら前記複数の第１電極（１１）に順次接触するようにされた給電ローラ（１４）と、
前記転動の方向で前記給電ローラ（１４）と共に移動するようにされて、複数の被溶接部材（Ｗ）に順次溶接圧力を加えるために前記給電ローラ（１４）を押圧する加圧装置（１３）と、を更に具備することを特徴とする抵抗溶接装置（１）。
複数の前記第１電極（１１）を配列してまとめて保持する電極ホルダ（１６）を更に具備することを特徴とする、請求項１に記載の抵抗溶接装置（１）。