JPH0399784A - スポット溶接装置 - 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〕 この発明は、絶縁被覆された電線を端子に直接溶接する
ことが可能なスポット溶接装置に関する。

〔従来の技術及び解決すべき課題〕

ポリウレタン樹脂、ビニール樹脂、エステルイミド樹脂
或いはアシドイミド樹脂等の耐熱性を有する絶縁被覆部
材により被覆された電導線を端子等に接続する場合、サ
ンドペーパ等により磨く機械的方法又はツルコート等の
強アルカリの溶剤により溶解させる化学的方法によって
予め絶縁被覆を剥離した後、半田付は或いは抵抗溶接等
により接続している。しかしながら、これらの方法は、
何れも絶縁被覆を剥離する工程に時間が掛かり、非能率
的であり接合工程の自動化の妨げの要因となる。

一方、ヒータ電極で接続箇所を加熱し、絶縁被覆を溶融
または蒸散させた後、ヒータ電極とコールド電極間に溶
接電流を流して電導線と端子とを抵抗溶接する方法も提
案されている。

この方法は、ヒータ電極により絶縁被覆を剥離する際に
、電極を高温に加熱するが、この時、電極の電気抵抗が
高くなり、絶縁被覆の剥離後に溶接電流を流すには、電
極がある程度冷却されるまで待つ必要があり、タクト時
間を短くするには限界がある。然も、ヒータ電極の加熱
温度を正確に制御する必要があるために、ヒータ電極に
埋め込んだ熱電対で電極温度を検出し、加熱電流を制御
する必要かある。ところが、電極温度を応答性良く検出
するためには、熱電対の素線径を細くせざるを得す、熱
電対の耐久性に問題がある。この結果、加熱温度を余り
高く設定することができず、接合する電線や端子の相貫
や大きさ等に限界があった。

本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので
、絶縁被覆された電線を端子に直接溶接することが可能
なスポット溶接装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために本発明によれば、対向する二
つの電極間にワークを挾持して溶接するスポット溶接装
置において、略Ｕ字状をなし中央部をワークとの当接部
、両端を接続端子とされた二つの電極と、前記二つの電
極の何れか一方を進退可能に且つ所定の押圧力で前記ワ
ークを加圧可能に支持する加圧手段と、前記各電極の接
続端子に夫々各別に接続され溶接初期にこれらの電極を
加熱して前記ワークの絶縁被覆を溶融剥離する第１及び
第２の電源制御装置と、前記各電極の各回れか一方の接
続端子に夫々接続され前記ワークの絶縁被覆剥離後溶接
電流を供給する第３の電源制御装置とを備えた構成とだ
ものである。

〔作用〕

二つの電極間に、例えば被覆線の端部を端子に巻回した
ワークを挟み、加圧手段により所定の加圧力で当該ワー
クを挾持する。次いで、各電極に夫々各別に電源制御装
置から電流を通電して過熱し、被覆線の被覆を溶融剥離
する。この被覆の剥離後、第３の電源制御装置により一
方の電極からワークを介して他方の電極に電流を通電し
て当該ワークを溶接する。これにより、被覆線を直接端
子等に溶接することができる。また、ワークに応じて電
極を加圧することにより、当該ワークに過度の押圧力が
加わることが防止される。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。

第１図及び第２図において、スポット溶接装置１の基台
２の上面には、左右両側に板状のフレーム３．３が立設
固定されており、これらのフレーム３．３の上端にはフ
レーム４が架橋されて正面視略門型の形状をなしている
。フレーム４の中央にはエアシリンダ５が垂直に固定さ
れている。このシリンダ５は両ロッド型のシリンダで、
ロッド６の上端にはマイクロメータ等により構成された
調整ネジ機構７が取り付けられている。この調整ねじ機
構７の本体７ａの下端はシリンダ５の上端に螺着固定さ
れており、リング７ｂを回転することにより当該ロット
６の下限位置（下点）即ち、後述する上側電極１３の下
降位置を調整可能とされている。

ロット６の下端には絶縁部材により形成された支持部材
８を介して電極ホルダ１１が取り付けられており、基台
２の上面略には絶縁部材により形成された支持部材９を
介して電極ホルダ１１と対向して電極ホルダ１２が取り
付けられている。電極ホルダ１１の前面下端には上側電
極１３が、電極ホルダ１２の前面上端には下側電極１４
が夫々垂直に、且つその先端が離隔対向して着脱可能に
螺着固定されている。

電極ホルダ１１．１２は、夫々内部に冷却水を循環させ
るための通路（図示せず）が形成されており、これらの
各通路は夫々ホース１５．１５′１６．１６″を介して
図示しない冷却装置に接続されて冷却水が循環供給され
るようになっている。

これにより上、下各電極１３．１４は適度な温度に冷却
可能とされている。

エアシリンダ５は、エアホースを介してエア供給源（共
に図示せず）に接続されており、例えば、０．２〜１０
　ｋｇ／ｃｍ２の範囲で加圧力を調整することが可能と
されている。これにより上側電極１３は下側電極１４に
被溶接部材（以下「ワーク」という）を前記加圧力０．
２〜１．０　ｋｇ／ｃｍ２の範囲て一定圧で加圧するこ
とかできる。尚、エアシリンダ５の加圧力即ち、電極１
３のワークへの押圧力は、当該ワークの材質、絶縁被覆
の種類（材質）等により最適な値に設定する。

」二側電極１３は、第３図に示すように細い板状をなし
、その略中央に下端近傍から上端に向かって延びる間隙
を挟んで左右の側部１．３　ａ、１３１つと、ワークに
当接してこれを押圧するワーク当接部１３ｃとにより構
成され、略Ｕ字状をなしている。そして、両側部１３ａ
、１３ｂは接続端子とされている。この電極】３は、例
えば、所定の電気抵抗を有する細長い棒状の電極部材を
、その略中央でＵ字状に折曲することにより形成するこ
とができる。

一方、電極ホルダ１１は、左、右２枚の電極板１１ａ、
］、１ｂと、これらの電極板１　］、　ａ、１．１ｂ間
に介在された絶縁板例えば、ベーク板１１ｃとにより構
成されている。そして、上側電極１３の側部１３ａの上
端は一方の電極板１１ａに、側部１３ｂの」二端は他方
の電極板１１ｂに夫々電気的に接続され、且つ前述した
ように着脱可能（交換可能）に螺着固定されている。下
側電極１４、電極ホルダ１２も上側電極１３、電極ホル
ダ１１と同様に形成されている。

そして、第４図に示すように上側の電極ホルダ１１の各
電極板１］、ａ、ｌｌｂはケーブル２０．２１を介して
第１の電源制御装置３０に接続され、下側の電極ホルダ
１２の各電極板１２ａ、１２ｂはケーブル２２．２３を
介して第２の電源制御装置３１に接続されている。更に
、上側の一方の例えば、電極板１１ｂ及び当該電極板１
１ｂに対向する下側の電極板１２ｂは夫々ケーブル２４
及び２５を介して第３の電源制御装置３２に接続されて
いる。

第１、第２の電源制御装置３０．３１は交流電源である
ことが望ましく、印加電圧、電流、印加時間等は任意に
調整可能とされている。例えば、２００Ｖ、５０サイク
ルの商用交流電源を使用して、印加電圧を２．５〜５Ｖ
、印加電流を１０００〜２００ＯＡ、印加時間を１０〜
３０ザイクル（０，２〜０．６　ｓｅｃ　）の範囲で任
意に調節可能とされている。また、第３の電源制御装置
３２も２００■、５０サイクルの商用交流電源が使用さ
れ、印加電圧２．５〜５Ｖ、印加電流５００〜１００Ｏ
Ａ、印加時間５〜３０サイクルの範囲で任意に調節可能
とされている。尚、電源制御装置３２は直流電源であっ
てもよく、印加電圧、印加電流値、印加時間等も調節可
能とされ。

次に、上述のように構成されているスポラ）・溶接装置
の作用を説明する。

ワークとして丸ピン型の直径１φの端子に被覆線の端部
を接合する場合を例にとり、第５図乃至第８図を参照し
て説明する。先ず、第５図に示すようにワーク即ち、丸
ピン端子５０に被覆線５１を数回巻回した後、第６図に
示すように溶接装置１の上側電極１３の当接部１３ｃと
下側電極１４の当接部１４ｃとの間に挾持する。このと
きエアシリンダ５の加圧力をワークの材質に応して最適
な圧力（例えば、５　ｋｇ／ｃｉ）に調節する。これに
より、当該ワークの圧着不足による溶接不良、或いは過
度の圧着によりワークが潰れたり変形することを防止す
る。また、上下の電極ホルダ１１．１２に冷却水を循環
させて過熱を防止する。被覆線５１は例えば、単線の素
線（外径０．２７ｍｍ　）　５２にエステルイミド５３
を被覆したものである。

次に、第６図に示すように第１、第２の電源制御装置３
０．３１により上、下の電極１３．１４に各別に、且つ
同時に電流Ｉ　ａ、、Ｉ　ｂ　（１２０ＯＡ）（第８図
）を所定時間Ｔ１（例えば、２０サイクル）の間通型し
てこれらの電極１３．１４を加熱する。電極１３．１４
が加熱されると被覆線５１の被覆５３か溶融して剥離す
る。

そして、被覆線５０の被覆５３が剥離された時点におい
て、各電源制御装置３０．３１の通電を停止し、所定時
間Δｔ（例えば、■サイクル、尚、この時間Δｔは、少
なくとも１〜ｌＯサイクル必要である）の経過後電源制
御装置３２により上部電極１３から下部電極１４に所定
時間Ｔ２　（１０サイクル）の間溶接電流丁ｃ　（７５
０Ａ）　　（第８図）を通電する。

この溶接電流Ｉｃは、第７図に示すように上部電極１３
の側部１３１〕→被覆線５１の素線５２→接続端子５０
→被覆線５１の素線→下部電極１４の側部１４ｂの経路
で流れ、丸ピン端子５０に被覆線５１の素線５２を溶接
する。これにより、丸ピン端子５０に被覆線５１を直接
、且つ安定に溶接することができる。

尚、電源制御装置３０〜３２によるワークへの通電の順
序としては、上述したように電流ＴａとＩｂとを同時に
印加して被覆５３を溶融剥離した後、電流Ｉｃを通電さ
せても良く、或いは最初に電流Ｉａ又はＩｂを通電し、
続いて電流Ｉ　Ｉ）又はＩａを通電して被覆５３を順次
溶融剥離した後、電流Ｉｃを通電するようにし７てもよ
い。

また、溶接すべきワークとしては、上記丸ピン型の端子
に被覆線の端部を巻回したものに限るものではなく、板
状の端子に被覆線の端部を重ねてもよく、或いは被覆線
の端部同士を撚り合わせたものでもよい。

第９図は電極１３の他の実施例を示し、被覆線の被覆剥
離時の電流１ａと溶接電流ＩＣとが流れる例えは、側部
１３ｂを側部１３ａよりも幅広とし、断面積を大きくし
て抵抗を小さくし、当該側部１３ｂの発熱を抑え、電極
１３の温度の均一化を図るようにしたものである。下側
電極１４についても上側電極１３と同様である。

これは、電極１３．１４は、被覆の剥離時に電源制御装
置３０．３１から電極１３の側部１３ａ→側部１３ｂ、
電極１４の側部１４ａ−＋１４ｂの経路で電流Ｉａ、Ｉ
ｂが流れ、溶接時に電源制御装置３２から電極１３の側
部１３ｂから電極１４の側部１４ｂの経路で電流Ｉｃが
流れる。このため、各電極１３．１４の側部１３ｂ、１
４ｂは側部１３ａ、１４ａよりも電流１ｃが流れる分だ
け余計に加熱されることとなり、電極１３．１４の温度
分布が不均一となる。そこで、上述したように各電極１
３．１４の溶接電流Ｉｃが流れる側部２ １３ｂ、１４ｂの抵抗を小さくして発熱を抑え、電極全
体の温度分布を略均−にするようにしたものである。

更に、電極１３のワーク当接部１３ｃの形状としては、
被覆線の形状に合わせて、第１Ｏ図に示すように円弧状
の凹溝１３（］を設けてもよく、或いは第１１図に示す
ように適当な開口角を有するＶ溝１３ｅを設けてもよい
。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明のスポット溶接装置によれば
、対向する二つの電極間にワークを挾持して溶接するス
ポット溶接装置において、略Ｕ字状をなし中央部をワー
クとの当接部、両端を接続端子とされた二つの電極と、
前記二つの電極の何れか一方を進退可能に且つ所定の押
圧力で前記ワークを加圧可能に支持する加圧手段と、前
記各電極の接続端子に夫々各別に接続され溶接初期にこ
れらの電極を加熱して前記ワークの絶縁被覆を溶融剥離
する第１及び第２の電源制御装置と、前記各電極の各回
れか一方の接続端子に夫々接続され４゜ 前記ワークの絶縁被覆剥離後溶接電流を供給する第３の
電源制御装置とを備えたことにより、絶縁被覆された電
線を端子等に直接、且つ安定に溶接することが可能とな
り、溶接作業能率を高めることができる。また、押圧手
段によりワークに応じて電極に押圧力を付与することに
より、当該ワークの圧着不足による溶接不良或いは過度
の圧着によりワークが潰れたり変形することが防止され
、当該ワークを良好に溶接することが可能となる等の優
れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るスポット溶接装置の一実施例を示
す正面図、第２図は第１図のスポット溶接装置の一部切
欠側面図、第３図は第１図の電極の拡大図、第４図は第
１図のスポット溶接装置の電気回路の一実施例を示すブ
ロック図、第５図は丸ピン型の端子に被覆線の端部を巻
回した状態を示す一部拡大図、第６図及び第７図は溶接
状態を示す図、第８図は第６図及び第７図の溶接時にお
ける通電電流の一実施例を示すグラフ、第９図乃上第１
１図は第３図に示す電極の他の実施例を示す図である。 ■・・スポット溶接装置、２・・基台、３．４・・・フ
レーム、５・・・エアシリンダ、６・・・ロット、７・
・調整ネジ機構、８．９　・支持部側、］、Ｌ１２　　
・電極ホルダ、１３．１４・・・電極、３０〜３１　電
源制御装置、５０・・・丸ピン端子、５１・・・被覆線
、５２・・・素線、５３・・・被覆。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）対向する二つの電極間にワークを挾持して溶接す
   るスポット溶接装置において、略Ｕ字状をなし中央部を
   ワークとの当接部、両端を接続端子とされた二つの電極
   と、前記二つの電極の何れか一方を進退可能に且つ所定
   の押圧力で前記ワークを加圧可能に支持する加圧手段と
   、前記各電極の接続端子に夫々各別に接続され溶接初期
   にこれらの電極を加熱して前記ワークの絶縁被覆を溶融
   剥離する第１及び第２の電源制御装置と、前記各電極の
   各何れか一方の接続端子に夫々接続され前記ワークの絶
   縁被覆剥離後溶接電流を供給する第３の電源制御装置と
   を備えたことを特徴とするスポット溶接装置。
2. （２）前記電極は、略Ｕ字状をなし、中央部がワークと
   の当接部とされ、両端が前記電源制御装置との接続端子
   とされていることを特徴とする請求項１記載のスポット
   溶接装置。