JPH0241398B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、バランス機構付溶接ヘツドに関
し、一層詳細には、インダイレクト溶接あるいは
一面に絶縁被膜が施された金属板を溶接するよう
な場合、二本の電極の金属板に対する加圧力と前
記電極に大電流を通電するタイミングを好適に調
整するよう構成したバランス機構付溶接ヘツドに
関する。

抵抗溶接は、二種の溶接されるべき金属面を接
触させて後、機械的に加圧しながら大電流を通電
することによりジユール熱を発生させ、その熱に
より前記金属部分の溶融状態が得られ、加圧力と
相俟つて溶着することを基本原理としている。特
に、プロジエクシヨン溶接の場合には、第１図に
示すように、予め、溶接すべき二種の金属板２，
４のいずれか一方に突起を設けておき、電極８，
１０でこれらの金属板２，４を加圧挟持して大電
流を流す。すなわち、通電された電流は、この場
合、前記突起６に集中して流れることになり、こ
の個所が溶着されることになる。

ところで、第２図に例示するように、一方の金
属板１２を絶縁被膜１４が施され、これに他方の
金属板１６を重畳して溶接しようとする時、前記
プロジエクシヨン溶接の如く一対の電極によつて
前記二枚の金属板１２，１６を挟持して通電する
ことは困難である。そこで、この場合には、先端
部を鋭化させた一対の電極１８，２０を用意し、
これを所定距離々間させて前記金属板１６に加圧
接触させて溶接を行つている。すなわち、電極１
８，２０の先端部２２，２４が鋭化しているた
め、発熱が先端部２２，２４間に集中的に惹起
し、接触部が溶解すると共に、前記電極１８，２
０から一定の圧力が供与されるために溶着するに
至る。従つて、前記先端部２２と２４との加圧力
にバランスがとれていなければ、溶着の不均衡が
生じ、爾後溶接剥離等の不都合が生じてくる。

このため、従来技術においては、前記電極先端
部２２，２４の加圧力のバランスをとるため、コ
イルスプリングを利用したバランス機構を組み込
み、可及的に電極が印加される圧力の均衡をはか
るよう構成してきた。然しながら、コイルスプリ
ング２６，２８は、夫々、別体で構成されるた
め、必ずしも前記金属板１６に対し等しい圧力が
印加されるとは限らない。すなわち、電極取り付
け時若しくは電極交換時二本の電極の長さにばら
つきがあると、それは、電極先端部の加圧力の差
になつて現れる。また、この従来例に限らずイン
ダイレクト溶接の場合には、電極先端部の高度差
が加圧力の差になつて現れる。

そこで、本発明者は、これらの問題点を克服す
べく鋭意研究並びに工夫を重ねた結果、溶接ヘツ
ドに天秤作用を応用したイコライザを組込み電極
先端部の加圧力の均衡を図るとともに更にこの圧
力均衡手段に弾発力を利用した圧力調整手段を付
加し、溶接ヘツド自体に印加される圧力と前記圧
力調整手段によつて供与される圧力とのタイミン
グをとらえて溶接電流を流す通電回路を閉路すれ
ば、好適な圧力下に大電流が流れ、均衡のとれた
溶接が確保されることを突き止めた。

従つて、本発明の目的は、電極先端部の圧力の
均衡が容易に確保されると共に瞬時に流れる大電
流に充分に追従して所定の溶接圧力を印加するこ
とが可能なバランス機構付溶接ヘツドを提供する
にある。

次に、本発明に係るバランス機構付溶接ヘツド
について、好適な実施例を挙げ、添付図面を参照
しながら以下詳細に説明する。

第３図乃至第５図において、参照符号３０は、
バランス機構付溶接ヘツドを示し、このバランス
機構付溶接ヘツド３０は、基本的には、ボデイ部
３２、圧力伝達部３４、電極部３６、加圧調整部
３８および加圧保持部４０から基本的に構成され
る。ボデイ部３２には、第４図および第５図から
諒解されるように縦長な筐状の上部両側部に一対
の半長円状の孔部４２，４４を穿設すると共に前
記孔部４２，４４の底部から、夫々、ボデイ部３
２の下底部に至る長孔４６，４８を穿設する。な
お、前記長孔４６，４８の下部は、若干拡開し、
これを室５０，５２としておく（第５図参照）。
次に、ボデイ部３２に対し、圧力伝達部３４を配
設する。すなわち、ボデイ部３２の前面にあつ
て、孔部４２，４４を閉塞することのないよう
に、この夫々の孔部４２，４４の両側に一対の直
方体状の柱体５４ａ，５４ｂおよび５６ａ，５６
ｂを固定する。第３図に示すように、これらの柱
体は一対で棒体５８，６０を保持するためのもの
であつて、このため、柱体５４ａ，５４ｂの上部
には、軸６２が、また、柱体５６ａ，５６ｂの上
部には、軸６４が渡架される。棒体５８，６０
は、夫々、前記軸６２，６４を支点として揺動し
圧力を確実に伝達する。すなわち、棒体５８は、
一方の端部側６６の下部が、直線状から中央部に
指向するにつれて弯曲面を形成し、他方の端部６
８には、垂直方向に貫通する螺子孔７０を穿設す
る。螺子孔７０には、半球状のクボミ先のある螺
子７２が螺合し、前記クボミ先は、長孔４６に挿
通されたロツド７４と係合する。すなわち、ロツ
ド７４は、第４図から明白なように、その上端部
および下端部に、夫々、半球状の突起７６および
７８を保有し、前者の突起７６は、螺子７２のク
ボミ先と係合し、一方、後者の突起７８は、後述
するように、室５０に配設されたイコライザを構
成する棒体の、半球状のクボミ先を有する螺子８
２と係合する。

なお、棒体６０は、前記棒体５８と同じ構造で
あり、従つて、その他端部の孔部には、半球状の
クボミ先を有する螺子が螺入し、この螺子とロツ
ド８４の半球状の突起８６が係合すると共に、ロ
ツド８４の下端部の突起８８は、イコライザを構
成する棒体に螺入する半球状のクボミ先を有する
螺子９２と係合する。なお変形した棒状体のイコ
ライザ９６は加圧調整部３８を構成する支点部９
４を支点として揺動自在に構成される。

次に、棒体５８の一端部６６にベアリングを内
含するロータ９８が接する。ロータ９８は、矩形
体１００によつて垂直方向に移動可能に保持され
たスライドシヤフト１０２の上端部に回転自在に
枢着され、一方、前記スライドシヤフト１０２の
下端部は、電極部３６と連結している。また、棒
体６０も、同様にロータ１０４と接するものであ
つて、ロータ１０４は、スライドシヤフト１０６
の上端部に回転自在に枢支され、一方、スライド
シヤフト１０６の下端部は、電極部３６と連結す
る。

電極部３６は、大きく、電極ホルダ１０８，１
１０と、夫々の電極ホルダ１０８，１１０に保持
される電極１１２，１１４とから基本的に構成さ
れる。すなわち、スライドシヤフト１０２および
１０６は、電気的絶縁を確保するために、夫々、
絶縁カラー１１６および１１８を介して電極ホル
ダ１０８，１１０に穿設された垂直方向に延在す
る孔部に嵌合している。一方、電極１１２，１１
４は、それらの先端部を鋭化させた電気的良導体
からなり、導体からなる電極ホルダ１０８，１１
０に孔部を介して垂直に保持される。この場合、
電極ホルダ１０８，１１０に、前記孔部に至るす
り割りを設け、このすり割りをボルトで締結乃至
弛緩することによつてスライドシヤフト１０２，
１０６および電極１１２，１１４の取着、交換を
可能にしておくと夫々の部品の損傷、摩耗の際に
好適である。

次に、加圧調整部３８について説明する。加圧
調整部３８は、ボデイ部３２の中央部に垂直方向
に設けられる。すなわち、ボデイ部３２の中央部
に、当該ボデイ部３２の下底部に至る孔部１１７
を形成する。この場合、前記孔部１１７は、該中
程においてその直径が小さくなる構成としてお
く。そこで、孔部１１７の頂部には、フランジ付
環体１１８を嵌合させる。その際、予め、直径が
狭少となることによつて形成される台部１２０に
コイル状の加圧スプリング１２２の一端部を載置
することにより前記孔部１１７の内部にこれを装
填し、この加圧スプリング１２２の他端部は、ス
プリング受１２４のフランジ部分１２６に当接さ
せておく。なお、スプリング受１２４を貫通し
て、外周に螺子溝１２８が刻設されたロツド１３
０は、その一端部がロツド１３６を螺合し、さら
に、ロツド１３０の他端部は、ナツト１３２を介
してロツド１３４と連結する。従つて、ロツド１
３４は、狭少な直径部分を有する孔部１１７を貫
通してボデイ部３２の底部に至ることが諒解され
よう。

一方、ロツド１３０の上端部には、内螺子を刻
設したロツド１３６を螺合する。なお、このロツ
ド１３６の大径な先端部には、ローレツト１３８
を切刻しておく。

ところで、ロツド１３４の下端部は、前記支点
部９４と連結する。そこで、支点部９４から水平
方向前方にピン部材１４０を延在させて、そのピ
ン部材１４０の先端部を常閉接点であるマイクロ
スイツチ１４２のリーフスプリング１４４の下方
に位置させておく。このマイクロスイツチ１４２
は、図示しない溶接電流通電回路をオンする機能
を果たす。

なお、図中、参照符号１４６は、このバランス
機構を上下動する本体に接続するアームであり、
また、参照符号１４８，１５０は、スライドシヤ
フトの回り止め用バーであり、さらに参照符号１
５２，１５４は、図示しない電源から溶接電流を
電極に供給するためのターミナルであり、更にま
た参照符号１５５は、ストツパを示す。

次に、以上のように構成されるバランス機構付
溶接ヘツドの作用並びに効果について説明する。

本発明装置を好適に使用するために、加圧調整
部３８が調整される。なお、溶着される金属板の
材質等によつて、以下に述べる調整度合が異なつ
てくることは容易に諒解されよう。

先ず、最初に、ロツド１３６がローレツト１３
８を介して回転される。この結果、スプリング受
１２４は、下方に指向することになり、そのフラ
ンジ部分１２６と係合するコイルスプリング１２
２のバネ圧力が強化され、その圧力はロツド１３
０および１３４を介して角柱状のロツド９６に伝
達されることになる。

以上のような状態において、電極１１２，１１
４の鋭化した先端部が第２図に示すように溶接し
ようとする金属板表面に接する。従つて、電極１
１２の場合、その接触圧力は、電極ホルダ１０
８、スライドシヤフト１０２を介してロータ９８
に至り、前記ロータ９８は、棒体５８の一端６６
側を押し上げる。この時、ロータ９８は、棒体５
８の一端６６と接する際、ころがり摩擦をもつて
接触するので、電極先端部の接触圧力は、殆ど誤
差なく伝達される。そこで、この棒体５８は、軸
６２を中心に回動するため他端部７０を下降させ
る。この時、クボミ付螺子７２と突起７６とは、
摩擦抵抗を極力少なくして接触しているため、電
極１１２先端部の加圧力は、ロツド７４を介して
忠実にイコライザ９６の一端部に伝達される。同
様にして、電極１１４の先端部の加圧力もイコラ
イザ９６の他端部に伝達されることになる。この
結果、電極１１２および１１４の接触圧力は、イ
コライザ９６を押し上げると共にその両者の圧力
間に差があれば、その差分だけ前記ロツドは支点
部９４を支点として揺動し、両者のバランスがと
られることになる。

一方、アーム１４６が下降し、この加圧力は、
加圧保持部４０、ボデイ部３２を経て、柱体５４
ａ，５４ｂおよび柱体５６ａ，５６ｂに伝達され
る。すなわち、前記柱体が下降する圧力は、棒体
５８，６０からロータ９８，１０４、スライドシ
ヤフト１０２，１０６を介して電極１１２，１１
４に夫々伝わることになる。これによつて初め
て、溶着に必要な加圧力が得られることになる。
この時、前記電極間の加圧力に差があれば、その
差は、先に説明したような経路でイコライザ９６
に伝わり、支点部９４によつて調整がはかられる
ことになる。

ところで、既に説明したように、支点部９４に
は、上昇するバネ圧がロツド１３４を介して印加
されており、一方、電極１１２，１１４に印加さ
れる加圧力は、下降する圧力として顕在化する。
そこで、夫々の圧力は、支点部９４において相殺
され、アーム１４６からの圧力が優る時、ロツド
９６を介して支点部９４が下降する。そこで、ピ
ン部材１４０は、リーフスプリング１４４を下降
させ、マイクロスイツチ１４２をオンさせ、電源
からの溶接電流をターミナル１５２，１５４を介
して電極１１２，１１４に供給することになる。

本発明によれば、以上のように、既に、当該溶
接動作に必要な加圧力が電極先端部に印加される
際、溶接電流が流れるよう構成してあるので、従
来の装置に比し、加圧追従動作が確実にしかも安
定して行われる。従つて、電極の不必要な損耗お
よび溶接後の溶接金属の剥離等の問題も起こるこ
とはない。

以上、本発明につき、好適な実施例を挙げて説
明したが、本発明は、この実施例に限定されるも
のではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲にお
いて種々の改良がなされることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、プロジエクシヨン溶接の説明図、第
２図は、シリーズ溶接の原理説明図、第３図は、
本発明装置の正面説明図、第４図は、第３図にお
ける、−線断面図、第５図は、本発明装置
の、第４図における−線断面図、第６図は、
本発明装置の機構説明斜視図、第７図は、本発明
装置の圧力伝達経路を示す説明図である。 ２，４……金属板、６……突起、８，１０……
電極、１２……金属板、１４……絶縁被膜、１６
……金属板、１８，２０……電極、２２，２４…
…電極先端部、３０……バランス機構、３２……
ボデイ部、３４……圧力伝達部、３６……電極
部、３８……加圧調整部、４０……加圧保持部、
４２，４４……孔部、４６，４８……長孔、５
０，５２……室、５４ａ，５４ｂ……柱体、５６
ａ，５６ｂ……柱体、５８，６０……棒体、６
２，６４……軸、６６，６８……端部、７０……
螺子孔、７２……螺子、７４……ロツド、７６，
７８……突起、８２……螺子、８４……ロツド、
８６，８８……突起、９２……螺子、９４……支
点部、９６……イコライザ、９８……ロータ、１
００……矩形体、１０２……スライドシヤフト、
１０４……ロータ、１０６……スライドシヤフ
ト、１０８，１１０……電極ホルダ、１１２，１
１４……電極、１１６，１１８……絶縁カラー、
１１７……孔部、１１８……フランジ付環体、１
２０……台部、１２２……加圧スプリング、１２
４……スプリング受、１２６……フランジ、１２
８……螺子溝、１３０……ロツド、１３２……ナ
ツト、１３４，１３６……ロツド、１３８……ロ
ーレツト、１４０……ピン部材、１４２……マイ
クロスイツチ、１４４……リーフスプリング、１
４６……アーム、１４８，１５０……バー、１５
２，１５４……ターミナル、１５５……ストツ
パ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶接時に溶接ヘツドを変位させる変位手段に
   係着された溶接ヘツドに、当該溶接ヘツド本体に
   設けられ溶接電極を被溶接部材に接触させるため
   の加圧力を加える加圧調整部と、前記加圧調整部
   の弾性部材に係合したイコライザと、前記イコラ
   イザに係合する一対のロツドと棒体と、前記棒体
   に係合する一対のスライドシヤフトと、前記スラ
   イドシヤフトの夫々に設けた電極ホルダと、前記
   イコライザと係合して溶接電流を通電遮断するス
   イツチとを設け、前記弾性部材の弾発力を調整す
   ることにより溶接ヘツド本体と共に変位するイコ
   ライザの加圧力を所望の値に設定し、溶接時、一
   対の前記電極ホルダに取り付けられた電極のワー
   クに接する圧力が前記設定されたイコライザの加
   圧力に打ち勝つた時スイツチ手段により溶接電流
   を通電するよう構成することを特徴とするバラン
   ス機構付溶接ヘツド。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の溶接ヘツドにお
   いて、溶接ヘツド本体と共に変位するイコライザ
   からピン部材を延在させてこのピン部材によりス
   イツチ手段を付勢するよう構成してなるバランス
   機構付溶接ヘツド。