JP5610303B2 - スポット溶接機およびスポット溶接方法 - Google Patents

Description

本発明はスポット溶接機およびスポット溶接方法に係り、詳しくは、主として枠型の大きな被溶接物の縦面を溶接ガンで挟み、作業者が手動で連続的に溶接するスポット溶接機およびスポット溶接方法に関する。

従来から、各種金属の板の結合には２枚の被溶接物を重ねて、上下電極で挟み、加圧、通電して溶接するスポット溶接が用いられ、鉄道車両などのように巨大な被溶接物のスポット溶接には作業者がポータブルガンといわれる溶接ガンを操作して手動で溶接する方法が広く使用されて来た。

しかし、この機器ポータブルガンは被溶接物を加圧するエアシリンダと溶接トランスとで一体で構成されている場合が多く、ポータブルガン全体が大きくなり、かなりの重量となる。そこで設備の天井からバランサなどを利用してポータブルガンを吊り下げる方式を用い、重いポータブルガンの重量を軽減して作業者が操作している。また、通電に必要な電線は、吊ったポータブルガンの操作をさらに困難にし、数個所もの溶接打点を溶接する際の、ポータブルガンの移動と溶接は大変な重作業および、手間のかかる作業となっている。

特許文献１、２は、ポータブルガンと称する溶接ガンを吊り下げて作業者が手動により巨大な被溶接物を溶接してきた従来の事例である。

このポータブルガンは大別して溶接トランスを分離したタイプ（特許文献３）と一体タイプ（特許文献４）とがあるが、それぞれ、次のような問題がある。

分離したタイプの場合は溶接トランスを他の場所へ設置している。そのため、ポータブルガンはコンパクトになる一方、溶接トランスから導電ケーブルを介してポータブルガンに通電する必要がある。溶接トランスの二次側のこの導電ケーブルは水冷ケーブルともいわれ、細い銅線の撚り線で構成され、ケーブルの中を冷却水が循環するので、４０ｍｍ程の径となり、重く、剛性の高いケーブルとなっている。そのため吊り下げたポータブルガンの操作が困難な作業となっている。また、経時的な繰り返しの使用により、ケーブルの銅線の断線が発生することもあり、導電ケーブルは消耗品となっている。

一体タイプの場合は溶接トランスと一体で構成されているため、ポータブルガンそのものが大きくなり、かなりの重量となる。その上、溶接トランスへの一次側の電線も必要で、やはり、吊ったポータブルガンの操作が困難な作業となっている。

特開２０１０―５８１５３号公報 特開平０９−２９４４８号公報 特開平０６−１４２９４０号公報 特開平０６−１９０５６３号公報 特許３４４５６３６号公報 特公平０７−１１０４２３号公報 実開昭６２−１５１０７９号公報

以上のような問題を解決して、大きな被溶接物の側面に多数の溶接個所があっても、操作性が良く、効率の良い作業のできる溶接方法のスポット溶接機を提供することを課題とする。

本発明は次の構成により上記課題を解決する。
＜構成１＞
被溶接物を載置するテ−ブルと、前記テーブルの端部に直角に立設した側面導電板と絶縁板を挟んで対向にもう一方の側面後導電板を添装し、前記テ−ブル上への前記被溶接物の載置は、前記被溶接物の溶接個所のある側面を前記側面導後電板に突き当て、当接させ、上部から吊り下げた加圧通電アームが下降して前記被溶接物を側面導電板と側面後導電板と共に前記加圧通電アームで挟着し、加圧通電してスポット溶接するように構成したことを特徴とするスポット溶接方法。

＜構成２＞
構成１に記載のスポット溶接方法において、
前記加圧通電アームを導電材料からなる二つのアームで構成し、この二つのアームは可撓性導電体で結合通電し、前記加圧通電アームにはエアシリンダを搭載して、回転軸を支点とした前記アームに装着された溶接チップで、前記被溶接物を加圧通電することを特徴とするスポット溶接方法とこれを備えたスポット溶接機。

＜構成３＞
構成１及び構成２に記載のスポット溶接方法において、
前記加圧通電アームの代わりに導電材料からなる一体のアームで構成し、この一体アームにはエアシリンダを搭載して、前記エアシリンダのピストンロッドの先端に装着した一方の溶接チップで前記被溶接物を前記側面導電板と前記側面後導電板と共に前記一体アームで狭着し、前記一体アームには可撓性導電体で電流を伝達し、前記一体アームに装着した他方の溶接チップで前記被溶接物を加圧通電してスポット溶接するように構成したことを特徴とするスポット溶接方法とこれを備えたスポット溶接機。

本発明は板状のテーブルとその上で溶接ガンとなる加圧通電アームを作業者が操作し、この加圧通電アームで被溶接物を挟み、加圧通電して溶接するスポット溶接方法でのスポット溶接機であって、被溶接物の多数の側面のスポット溶接個所は、被溶接物を載置したまま、操作性の良い加圧通電アームを移動し連続的に溶接できる作業効率の良い溶接が可能である。また、ポータブルガンに必要な、消耗品である導電ケーブルや溶接ガンの電気配線を無くすことができる。

本発明に係るスポット溶接方法でのスポット溶接機の実施例１を示す正面図である。 図１の実施例１を横から見た説明図である。 図２の部分拡大図で被溶接物を加圧通電し溶接するときの状態を示す。 図２のＡ−Ａ断面図で、可撓性導電体を装着した実施例１の説明図である 実施例２として加圧通電アームが一体の例である。 実施例３は被溶接物として電車の車両等を溶接する場合の正面図である。 図６を横から見た説明図である。

図１〜図７は本発明に係るスポット溶接機の実施例であり、側面をスポット溶接する側面導電板と上部から吊るされた加圧通電アームを具備したスポット溶接機である。

添付する図を用いて実施例を説明すると、次のとおりである。

本発明のスポット溶接方法を備えたスポット溶接機の実施例１を図１に正面図、図２に図１を横方向から見た右側面図を示す。
図１、図２に示すように、本発明のスポット溶接機（１）は、側面に溶接個所が多数ある大きな被溶接物（Ｗ）を長いテーブル（３０）に載置する。この溶接機はテーブル（３０）の上部、例えば設備の天井（２）などから吊り具（１０）で吊るされた加圧通電アーム（４）を具備しており、加圧通電アーム（４）は被溶接物（Ｗ）の側面である縦面の多数のスポット溶接個所を連続的に溶接するものである。

具体的に本発明の溶接機の構成に従い、スポット溶接方法と作業の手順を説明すると、最初に側面に溶接個所が多数ある被溶接物（Ｗ）をテーブル（３０）上に載置する。このとき溶接個所のある側面をテーブル（３０）の端部に直角に立設した銅を材料とする側面後導電板（７）に突き当て当接する。

次に、作業者は加圧通電アーム（４）を被溶接物（Ｗ）の側面の決められた溶接個所に移動する。この加圧通電アーム（４）には溶接トランスは不要で、導電ケーブルや電気配線もなく、そのため、従来のポータブルガンに比べると操作は容易である。加圧通電アーム（４）の昇降は吊り具（１０）としてエアシリンダとかスプリングバランサなどで構成し上下させる。また図１では紙面の前後方向の移動に直動ガイド（１５）を利用し、簡便に操作できるようにした実施例である。

側面のスポット溶接は、作業者が加圧通電アーム（４）の位置を決め、溶接スイッチをＯＮに操作すると、加圧通電アーム（４）のエアシリンダ（１２）が作動する。加圧通電アーム（４）の二つのアーム（８Ａ、８Ｂ）は導電材料からなり、回転軸（２０）を支点として回転するのでエアシリンダ（１２）の作動により、被溶接物（Ｗ）に対し、開閉する。すなわち、被溶接物（Ｗ）の側面を側面後導電板（７）、絶縁板（１４）、側面導電板（５）と共に二つのアーム（８Ａ、８Ｂ）で挟み込み、溶接チップ（１１）で加圧する。図３が加圧通電し溶接するときの状態を示している。テーブル（３０）の下に配置した溶接トランス（１６）の一方の電極は接続銅板（１７）を介し側面導電板（５）に接続し、他方の電極は接続銅板（１８）を介し側面後導電板（７）に接続している。
実施例１では二つのアーム（８Ａ、８Ｂ）の開閉をエアシリンダ（１２）としたが、この代替として、油圧シリンダやモータ駆動機構での方法も可能である。（図示せず）

被溶接物（Ｗ）を加圧後、前もって登録された溶接条件の電流が溶接トランス（１６）の一方の電極と接続銅板（１７）を介し接続した側面導電板（５）から図４に示すような可撓性導電体（１９）を経由しアーム（８Ｂ）先端の溶接チップ（１１）から被溶接物（Ｗ）へと流れスポット溶接が１打点完了する。
この動作を繰り返し、側面のスポット溶接を連続して実施し完了する。図４に可撓性導電体（１９）の装着した実施例を示すが、可撓性導電体（１９）は呼称オンス銅板といわれ、０．２ｍｍ程の薄い銅板を重ね合わせ結合したもので弾力性があり、用途により種々の形状が使用される。
平面部のスポット溶接の事例は従来、数多く、種々ある（特許文献５、６，７参照）。本発明ではスポット溶接が難しい縦面の溶接方法を課題としてその改善策を提案している。そのため被溶接物（Ｗ）を載置するテーブル（３０）は絶縁性の材質とするのが良く、平面部の溶接を実施する特許文献５、６、７のように銅板を用いずとも良い。

次に、加圧通電アーム（４）が一体のときの実施例２を図５に示す。この実施例では一体アーム（２２）にエアシリンダ（２３）が搭載されこのエアシリンダ（２３）のピストンロッドの先端に装着された溶接チップにより被溶接物（Ｗ）が挟持され、もう一方の溶接チップ（１１）により、加圧力が被溶接物（Ｗ）へ付加される。側面導電板（５）からの電流を加圧側の溶接チップ（１１）に伝達するため、ここでも、新たな可撓性導電体（２４）が用いられる。

図６、７は被溶接物（Ｗ）が巨大な鉄道用の車両などの場合の実施例３を示し、図１から図５に示す実施例１、２とは吊り具（１０）が異なり、吊り具としてスプリングバランサを活用している。
Ａ面（３１）とは別に、Ｂ面（３２）のスポット溶接を実施するときは、側面導電板（５）、絶縁板（１４）、側面後導電板（７）と加圧通電アーム（４）などを更にもう一式配備するか、もしくは加圧通電アーム（４）を移動する方式にすれば、大きな被溶接物（Ｗ）を移動せずに、他の面の溶接も可能となる。

主に枠型の大きな被溶接物の側面個所のスポット溶接が連続的にでき、被溶接物を載置したままで、ケーブルのない溶接ガンで容易に作業のできる溶接機および溶接方法として活用できる。また、ポータブルガンに付随する消耗品である導電ケーブルや電気配線が不要である。

１ スポット溶接機
４ 加圧通電アーム
５ 側面導電板
７ 側面後導電板
８Ａ アーム
８Ｂ アーム
１０ 吊り具
１１ 溶接チップ
１２ エアシリンダ
１４ 絶縁板
１５ 直動ガイド
１６ 溶接トランス
１７ 接続銅板
１８ 接続銅板
１９ 可撓性導電体
２０ 回転軸
２１ バネ
２２ 一体アーム
２３ エアシリンダ
２４ 可撓性導電体
３０ テーブル
３１ Ａ面
３２ Ｂ面
Ｗ 被溶接物

Claims (3)

1. 被溶接物を載置するテ−ブルと、前記テーブルの端部に直角に立設した側面導電板と絶縁板を挟んで対向にもう一方の側面後導電板を添装し、
   前記テ−ブル上への前記被溶接物の載置は、前記被溶接物の溶接個所のある側面を前記側面導後電板に突き当て、当接させ、
   上部から吊り下げた加圧通電アームが下降して前記被溶接物を前記側面導電板と前記側面後導電板と共に前記加圧通電アームで挟着する構造とし、
   前記加圧通電アームは導電材料からなる二つのアームで構成し、この二つのアームは可撓性導電体で結合通電し、前記加圧通電アームにはエアシリンダを搭載して、回転軸を支点とした前記アームに装着された溶接チップで前記被溶接物を、加圧通電してスポット溶接するように構成したことを特徴とするスポット溶接方法。
2. 請求項１に記載のスポット溶接方法において、
   前記加圧通電アームの代わりに導電材料からなる一体のアームで構成し、この一体アームにはエアシリンダを搭載して、前記エアシリンダのピストンロッドの先端に装着した溶接チップで前記被溶接物を前記側面導電板と前記側面後導電板と共に前記一体アームで挟着し、前記一体アームには可撓性導電体で電流を伝達し、前記一体アームに装着した他方の溶接チップで前記被溶接物を加圧通電してスポット溶接するように構成したことを特徴とするスポット溶接方法。
3. 請求項１あるいは請求項２に記載の溶接方法を備えた溶接機。