JPH02247082A - 抵抗溶接方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気抵抗溶接に関わる抵抗溶接方法およびその
装置に関する。

〔従来の技術〕

スボッ１〜溶接などの電気抵抗溶接では、対向する上下
一対の電極で被溶接物を押圧し所定の時間、電流を通じ
て溶接を行うもので広く利用されている。この場合、第
２図に示すように電極チップ１゜２は直接電極ホルダー
５．６に固着されるか、シャンク（スリーブともいう）
３．４を介して電極ホルダーに固着される場合とがあり
、電極ホルダー５．６はアーム（またはボーン）７．８
に固着されて使用される。この場合、一般に電極加圧軸
９は電極の中心軸と同じであることが多い。ここで電極
チップ、シャンクおよび電極ホルダーで構成される部分
を電極部と称し、該電極部とアームとで構成される部分
を電極周辺部と称することとする。

第２図のような電極周辺部の構成で溶接する場合、被溶
接材料が一般の冷延鋼板であれば充分な連続打点性（電
極寿命）を示すが、亜鉛めっき鋼板を始めとする各種表
面処理鋼板の溶接では、打点数の増加に伴い、銅系材料
からなる電極チップと鋼板のめっき金属とが合金化して
、電極先端部（ｗＡ板との接触部）が損耗・拡大する。

このため電流密度が低下し所定のナゲツトが形成されな
くなり、電極チップのドレッシングあるいは交換までの
時間（打点数）を短縮せざるを得なくなることから、生
産性の低下が余儀なくされていた。

これら難点を解消する手段として、例えば特開昭６１−
”　２９３６７９号公報、実開昭６１−６７９７８号公
報などが知られているが、この装置の場合電極加圧軸と
直角方向に電極回転軸を設け、この回転軸の周囲に複数
本の電極チップを埋設あるいはリング状電極を取り付け
、これを間欠的に回転させて溶接するものであるが、こ
れらは設備的に大がかりなものとなり、さらにその構造
上、被溶接物の形状にかなりの制約が生じるなどの難点
があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、かかる従来の溶接方法および装置の問
題点を解消しようとするもので、めっき鋼板の溶接にお
いて連続打点性の高い抵抗溶接方法およびその装置を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の要旨を次に列挙する。

（１）抵抗スポット熔接方法において、対向する一対の
電極ホルダーの両方または一方の中心軸を、加圧軸に対
し全方位に間欠的に傾動させ、しかるのち少なくとも１
回以上溶接打点することを特徴とする抵抗溶接方法。

（２）対向する電極部の両方または一方に電極チップと
電極ボルダ−を含む抵抗スポッＨ８接装置において、電
極部の両方または一方の中心軸を、加圧軸に対し全方位
に所定角度傾動させ、かつ固定させる機能を電極部周辺
装置に備えたことを特徴とする抵抗溶接装置。

本発明に関し図面を参照しながら以下に説明する。

〔作　用〕

第１図（ａ）および（ｂ）に本発明の一実施態様を示す
。第１図（ａ）では、上下の傾動アーム１０　、１１に
固着された上下の電極チップ１．２および電極ホルダー
５．６の中心軸１２”、１３を被溶接物Ｓに対する電極
加圧軸９に対し、矢印Ａ、Ｂ方向のように間欠的に所定
角度θずつ傾動（傾斜）させる。この場合、一方が＋（
プラス）側であれば他方も」−（プラス）側にして常に
電極チップを対向させる。その方法として、例えば上下
アームの中心軸１４　、１５上の点Ｑｌ、Ｑ、２を支点
として傾動アーム１０．１１の中心軸１６　、１７を上
下の電極部が対向するように所定角度θずつ傾動させる
。第１図（ｂ）では、上下の傾動アーム１０　、１１に
固着された上下の電極チップ１，２および電極ホルダー
５゜６の中心軸１２　、１３を加圧軸９に対し、矢印Ｃ
１Ｄ方向のように間欠的に所定角度ψずつ傾動させる。

この場合、一方が＋（プラス）側であれば他方も＋（プ
ラス）側とし常に電極チップを対向させる。

なお、傾動の支点はアームの中心軸上あるいは電極ホル
ダーの中心軸上およびその交点に必ずしも限定されるも
のではなく、その他の位置でも良い。

第３図（ａ）および（ｂ）に本発明の、傾動機能を有す
る電極周辺部の具体的な態様を上部電極周辺部について
示す。

第３図（ａ）は上部電極周辺部の側面図を示すが、電極
チンブ１は電極ボルダ−５に固着され、電極ホルダーは
傾動アーム１０に固着されている。

傾動アーム１０は球面軸受け１８を介して固定アーム７
に、摺動可能で充分な通電性を確保できる状態で連結す
る。傾動アーム１０に固着された電極ホルダーの中心軸
１２を加圧軸９に対して、所定の角度θずつ間欠的に傾
動させるために、電極ホルダー５に配設したリンクボー
ル１９および球面軸受け２０を矢印Ｅ方向に１、カム機
構などで所定量だけ運動させ、その位置で停止、固定す
る。

これにより固定アーム７の中心軸１４上の支点Ｑを傾動
の支点として傾動アーム１０の中心軸１６は角度θだけ
傾動し、電極中心軸１２も角度θだけ傾動して停止する
。

第３図（ｂ）は上部電極周辺部の正・面図を示すが、電
極中心軸１２を加圧軸９に対して所定の角度ψずつ間欠
的に傾動（傾斜）させるために、電極ホルダー５に配設
したリンクボール１９および球面軸受け２０を矢印Ｆ方
向に、カム機構などで所定量だけ運動させ、その位置で
停止、固定する。

これにより支点Ｑを傾動の支点として電極中心軸１２は
角度ψずつ間欠的に傾動して停止する。

電極中心軸を傾動させる機構は第３図（ａ）および（ｂ
）に示した態様以外でも全く構わず、例えば第４図のよ
うに電極チンプ１および電極ボルダ−５をアーム７に配
設したリンクボール２１に固着させ、リンクボールばア
ーム７に配設した球面軸受け２２と摺動可能で充分な通
電性を確保できる状態で連結する。加圧軸９に対して電
極中心軸１２を角度θ（または角度ψ）ずつ傾動させる
機構は第３図で詳述した通りであるが、この装置の特徴
は電極の中心軸１２を傾動させる支点Ｑを、アーム中心
軸７と電極中心軸１２の交点としたことにある。

この場合、図示していないがリンクボール１９に連結す
る球面軸受け２０を矢印Ｅ（およびＦ）のように運動さ
せるための駆動源はモーター、エアーシリンダーなどの
他、電極の上下運動を利用するなど周知のもので良く、
駆動力の伝達手段はカム機構、リンク機構などの他ラッ
ク・ピニオンなどのギアー類、チェーン、ベルトなど周
知の方法で良い。傾動機構については例示した方法以外
の手段でも構わず、例えば傾動角θ方向についてはラッ
ク・ピニオン、カム機構、リンク機構などでもよく、傾
動角ψ方向についてはウオーム・ギアー、ヘベル・ギア
ーなどを用いてもよい。

なお、電極ホルダーの傾動は少なくとも電極が被溶接物
を挟んでいるときには行わず、電極が互いに離れた状態
で行う。また、傾動の支点について、第３図（ａ）およ
び（ｂ）ではアームの中心軸上に、第４図ではアームの
中心軸と電極の中心軸との交点とした場合について例示
したが、必ずしもこれらに限定されるものではなく、そ
の他の箇所でもよい。

以上のような電極周辺部の構成および方法で、上下電極
チップ間に被溶接物を挟み、押圧して所定の時間、通電
して溶接をおこなう。

第５図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）には本発明の第１図で詳
述した方法を第３図（ａ）および（ｂ）または第４図で
詳述した装置で溶接を実施した際の、電極チップ先端部
の平面図を示す。第３図（ａ）のように、電極部を角度
θずつ傾動させた場合は、第５図（ａ）のように電極チ
ップ先端部２３に形成される被溶接物との接触面は、電
極チップ表面の中心点Ｐ。を中心にＸ軸上に形成される
。一方、第３図（ｂ）のように、電極部を角度ψずつ傾
動させた場合は、第５図（ｂ）のように電極チップ先端
部２３に形成される被溶接物との接触面は、電極チップ
表面の中心点Ｐ。を中心にＹ軸上に形成される。これら
の動作を組合せた場合には、第５図（Ｃ）のように電極
チップ先端部２３に形成される被溶接物との接触面は、
電極チップ表面の中心点Ｐ。を中心にＸＹの組合せとし
て分布する。

この動作を繰り返すことで電極チップ先端面を満遍なく
使用して溶接する。

なお、電極ボルダ−の傾動角の程度は採用する機構にも
よるが、傾動角θは±０度〜４５度、傾動角ψば±０度
〜６０度の範囲で自由に設定できる。この中でも適正な
傾動角θは±０度〜３０度の範囲であり、傾動角ψも±
０度〜３０度の範囲である。ここで傾動角０度とは、電
極部を全方位に傾動させる途中段階で電極中心軸が垂直
になっても差し支えないことを意味する。電極を傾動さ
せる頻度は１回／１点〜１回／数千点までの範囲で自由
に設定できるが、この中でも適正な傾動の頻度は１回／
１点〜１回１５００点の範囲である。

また、第１図では対向する一対の電極を備えたスポット
溶接機での例を説明したが、適用できる溶接機はこれに
限定されるものではない。例えば第６図のような片側の
電極２４が平坦な形状の場合には、一方の電極のみを傾
動すればよく、溶接機としてはシリーズスボッＨ８接機
、マルチスポット溶接機、ポータプルスポット溶接機な
ど広範囲に適用できる。

従来の溶接法では、一定箇所の電極接触面で溶接するた
め、打点数の増加と共に接触面積が拡大して電流密度が
低下、し、ついには所定のナゲツトを形成しなくなるが
、本発明法およびその装置によれば、通常の電極チップ
を使用して従来の溶接作業と何ら変わることなく溶接で
き、しかも被溶接物との接触面は鋼板のめっき金属と合
金化して面積が多少拡大しても、あらかじめ設定した打
点数毎に次々と接触部が移動し、さらには新しい接触面
がそれ以前の接触面を変形（整形）するため、電極先端
部は合金化しても接触面積はほとんど拡大しないことか
ら電流密度の低下が少なく、連続打点数（電極寿命）は
格段に向上する。

以上説明したように、間欠的に電極ホルダーを傾動させ
る方法およびその装置は連続打点性の向上に極めて重要
な役割を果たすものである。

〔実施例〕

以下、本発明に係わるスポット溶接方法およびその装置
の連続打点性に関する実施例につき説明する。

被溶接材は板厚（ｔ）０．８ｍｍの溶融亜鉛めっき鋼板
１５０／１５０（ｇ　／　ｒｔＴ　）を２枚重ねで用い
た。溶接条件をまとめて次に示す。

・溶接機　　：定置式スポット溶接機　６０ｋｖＡ・電
極形状　ニラジアス型（ＯＲ）／キャップチップ ・加圧力　　：　　２００ｋｇ ・通電時間　：１０サイクル ・溶接電流　二敗り発生限界電流値（１０３００±５０
０　Ａ　）・打点ピッチ：１５ｍｍ ・打点速度　＝１点／２秒 連続打点性の評価は１００点溶接毎にナゲッ１−径測定
用試験片を採取し、４．／Ｔナゲツト径（３，６ｍｍφ
）を確保出来なく成るまでの最大溶接点数とした。第１
表に従来法と比較して、本発明の詳細な溶接条件と連続
打点性評価結果を示す。

〔発明の効果〕　　・ 以上、第１表の結果からも明かなように、本発明の抵抗
溶接方法およびその装置は、めっき鋼板を始めとする各
種表面処理鋼板の抵抗溶接に適用して、被溶接物への電
極溶着などがなく、電極部周辺に若干の付帯設備が必要
なものの従来の溶接作業と何ら変わることなく溶接でき
、しかも打点数の増加に伴う電極の損耗は接触部が移動
しつつ整形されるため、確実な大きさのナゲツトを形成
し、従来の溶接法に比べて連続打点数の増加が著しいこ
とから、生産効率の向上が図れるなど産業利用上多大な
効果をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明法の態様を示す電極周辺部の側面
図、第１図（ｂ）は同じくその正面図、第２図は従来の
電極部周辺装置の態様を示す側面図、第３図（ａ）は本
発明装置の上部電極周辺部の傾動機構部を示す側面図、
第３図（ｂ）はその正面図、第４図は本発明装置の上部
電極周辺部の傾動機構部を示す側面図、第５図（ａ）、
　（ｂ）。 （ｃ）は本発明の実施の態様を示す電極先端部の平面図
、第６図は本発明の一方が平坦電極の場合の態様を示す
側面図である。 １．２・・・電極チップ、３．４・・・シャンク、５，
６・・・電極ホルダー、７．訃・・アーム、９・・・加
圧軸、１０　、１１・・・傾動アーム、１２　、１３・
・・電極中心軸、１４゜１５・・・（固定）アーム中心
軸、１６　、１７・・・傾動アーム中心軸、１８・・・
球面軸受け、１９・・・リンクボール、２０・・・球面
軸受け、２１・・・リンクボール、２２・・・球面軸受
け、２３・・・電極チップ先端面、２４・・・平坦電極
、Ａ、Ｂ・・・電極部の傾動方向、Ｃ，Ｄ・・・電極部
の傾動方向、Ｅ・・・球面軸受けの移動方向、Ｆ・・・
球面軸受けの移動方向。 第 図 ６．４・・・シャンク ７．８・・・アーム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）抵抗スポット溶接方法において、対向する一対の
   電極ホルダーの両方または一方の中心軸を、加圧軸に対
   し全方位に間欠的に傾動させ、しかるのち少なくとも１
   回以上溶接打点することを特徴とする抵抗溶接方法。
2. （２）対向する電極部の両方または一方に電極チップと
   電極ホルダーを含む抵抗スポット溶接装置において、電
   極部の両方または一方の中心軸を、加圧軸に対し全方位
   に所定角度傾動させ、かつ固定させる機能を電極部周辺
   装置に備えたことを特徴とする抵抗溶接装置。