JPH07116857A - 高性能トランスを基体とした多用途のスポット溶接機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型軽量で高性能なスポット溶接機を提供す
る。 【構成】 前方に延出し、各先端部に電極５０ａ，５０
ｂを支持する上下一対のアーム２０ａ，２０ｂを、トラ
ンス１０で支持する。トランス１０を当該スポット溶接
機の構造部材・強度部材として利用することにより、フ
レームを不要にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トランスを基体として
利用した小型軽量で機動性に富んだ多用途のスポット溶
接機に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属板を簡単に接合できるスポット溶接
機は、各種金属製品の製造に多用され、様々な形式のも
のが市販されているが、産業機械として使用される大容
量のスポット溶接機（瞬間出力１５０ｋＶ程度）につい
て言えば、殆どが据え付け型である。据え付け型の大容
量スポット溶接機の構造を図１により説明する。

【０００３】据え付け型の大容量スポット溶接機は、鋳
物または鉄でできた角筒状のフレーム１を有する。フレ
ーム１は、工場のフロアに設置され、内部にトランス２
を収容している。フレーム１からは上下一対のアーム３
ａ，３ｂが前方に延出している。アーム３ａ，３ｂは、
先端部に電極４ａ，４ｂをそれぞれ支持している。上側
の電極４ａは可動電極であって、アーム３ａに取付けた
シリンダー５またはアーム３ａを揺動させるシリンダー
７により軸方向に駆動されると共に、２次ケーブル６ａ
によりトランス２の一方の２次端子２ａと接続されてい
る。下側の電極４ｂは固定電極であり、２次ケーブル６
ｂによりトランス２の他方の２次端子２ｂと接続されて
いる。

【０００４】上下一対の電極４ａ，４ｂ間に被溶接材を
挿入し、上側の電極４ａをシリンダー５により降下させ
て被溶接材を加圧した状態で、トランス２から電極４
ａ，４ｂ間に溶接電流を通じることにより、被溶接材が
スポット溶接される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような据え付け型
の大容量スポット溶接機は、優れた溶接能力を有する
が、非常に重いために、ロボットに取付けたり天井吊下
げに使用したり作業台の上に卓上型として取付けて使う
ことはできない。そのようなポータブルな使い方をする
場合は、ロボット溶接機に見られるように電極の部分だ
けを切り離し、その部分をロボット等に取り付けること
になる。しかし、その場合は、電極部分を太く長い２次
ケーブルでトランスに接続することが必要になる。

【０００６】２次ケーブルの延長は、周知の通り大きな
ロスを伴い、溶接能力の大幅な低下を招く。そのため、
ロボットで操作されるスポット溶接機は、自動車のボデ
ィ等に使用される薄板の溶接に限定されている。その
上、太く長い２次ケーブルは、電極部分の運動性を阻害
し、ロボットの負担を増大させる問題もある。

【０００７】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、電極部分のみならずトランスと共にロボット
等、種々対象部に取り付けて様々な使い方ができるポタ
ブルで高性能なスポット溶接機を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるスポット
溶接機は、前方へ延出し、先端部に電極を支持する上下
一対のアームが、前記電極間に溶接電流を通じる高性能
トランスに支持されていることを特徴とする。高性能ト
ランスは、高力率で立ち上がり特性の良い低インピーダ
ンスのＬと進相静電容量を本質的に内蔵した大容量で且
つ小型軽量のトランスのことで、本出願人が開発した銅
板積層型のコイルをもつトランスが好適であり、他のト
ランスでは希望する性能を得るのが困難と考えられる。

【０００９】本発明にかかる他のスポット溶接機は、前
記高性能トランスをフレームとして、該トランスの２次
端子が突出する端面から前方へ上下一対のアームが延出
し、上下一対のアームの各先端部に電極がそれぞれ取り
付けられると共に、各電極が前記２次端子に接続され、
更に電極間で被溶接材を加圧するべく少なくとも一方の
電極が軸方向に駆動されることを特徴とする。

【００１０】電極を駆動する駆動手段としては、シリン
ダーの他に、電極を軸方向に連続的に往復駆動する回転
カム機構、更には、これらによる加圧と電磁加圧とを組
み合わせたものをを使用することができる。

【００１１】

【作用】本発明にかかるスポット溶接機においては、高
性能トランスを溶接機の構造部材・強度部材として用い
ているので、嵩が大きく重量も嵩むフレームを省略でき
る。電極部分をトランスから分離していないので、太く
長い２次ケーブルを必要とせず、溶接能力の低下および
運動性の低下を回避できる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図２は本発明にかかるスポット溶接機の１例を示
す側面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面矢視図である。

【００１３】本スポット溶接機は、トランス１０と、ト
ランス１０に支持された上下一対のアーム２０ａ，２０
ｂとを具備し、フレームは備えていない。

【００１４】トランス１０は、電磁鋼板を積層した複数
脚構造の鉄心１１の中央脚部にコイル１２を装着した外
鉄型トランスであり、その鉄心１１を額縁状の厚板から
なる前後一対の補強鉄板１３，１３間に挟んで、複数本
のボルト１４により積層方向に締め付けた構造になって
いる。また、トランス１０の周囲４面を補強鉄板１９で
覆った構造になっている。

【００１５】上側の補強鉄板１９には、天井吊下げのた
めのフック１５が設けられている。両側の補強鉄板１９
には、ロボット取付け用のフック１６および取付け穴１
８が設けられている。下側の補強鉄板１９には、作業台
または定置式台に取付けるための取付け穴１７が設けら
れている。フック１５，１６は着脱自在であり、上段の
取付け穴１８は、揺動式のアームの取付けにも使用され
る。

【００１６】コイル１２は、前述した本出願人開発の角
枠状銅板の積層構造とされる。コイル１２の２次端子１
２ａ，１２ｂは、上下２段に設けられ、前方の補強鉄板
１３の前方に突出している。

【００１７】上下一対のアーム２０ａ，２０ｂは、高強
度のＩ型材からなり、前方の補強鉄板１３から前方へ水
平に延出している。各アームの基端は、補強鉄板１３の
前面に溶接され、必要に応じて前記補強鉄板１９に連結
されることができる。上側のアーム２０ａの先端部に
は、シリンダー３０が下向きに取り付けられ、シリンダ
ー３０のピストンロッド先端には、銅の厚板からなるヘ
ッド４０ａが取り付けられている。ヘッド４０ａは、フ
レキシブルと呼ばれる２次ケーブル６０ａによって上側
の２次端子１２ａと接続され、前部に電極５０ａを下向
きに支持している。

【００１８】下側のアーム２０ｂの先端部には、ヘッ４
０ｂが前記ヘッド４０ａに対向して取り付けられてい
る。下側のヘッド４０ｂは、フレキシブルと呼ばれる２
次ケーブル６０ｂによって下側の２次端子１５ｂと接続
され、前記電極５０ａに対向する上向きの電極５０ｂを
前部に支持している。

【００１９】溶接を行うときは、電極５０ａ，５０ｂ間
に被溶接材を挿入し、シリンダー３０により上側のヘッ
ド４０ａを降下させる。電極５０ａ，５０ｂ間で被溶接
材が加圧されると、トランス１０を駆動して、電極５０
ａ，５０ｂ間に溶接電流を通じる。

【００２０】電極５０ａ，５０ｂ間で被溶接材を加圧す
ると、その反力がアーム２０ａ，２０ｂを介してトラン
ス１０に伝わる。トランス１０は充分な機械的強度を持
つので、この反力に打ち勝ち、当該スポット溶接機の構
造部材・強度部材として機能する。

【００２１】電極５０ａ，５０ｂは、高性能トランス１
０と一体化され、短い２次ケーブル６０ａ，６０ｂによ
ってトランス１０と接続されているので、ロスが少な
い。従って、通常ではロボット積載が困難なアルミニウ
ム板やステンレス板の１．６ミリ３枚重ねスポット溶接
が、ロボット積載方式で行えるという大変便利な大容量
のスポット溶接機が提供される。従来の在来型トランス
では、基本的に同じ溶接能力を出すために、ここで使用
する高性能トランス１０に比べ３倍余の重量となり、ロ
ボット積載や天井吊下げ方式は困難であるので、現時点
では本発明の実施は不可能と考えられる。

【００２２】このように、本スポット溶接機は、作業台
または定置式台等の架台上に固定して据え付け型として
使用できるのは勿論のこと、天井等から吊り下げたり、
ロボットに取り付けたりすることにより、移動型として
使用でき、多用途で汎用性が極めて高い。移動型として
使用する場合、電極５０ａ，５０ｂにトランス１０が一
体化されているので、太く長い２次ケーブルによって運
動性が阻害されるおそれがない。従って、手動で移動さ
せる場合は、その操作性に優れ、機械的に移動させる場
合は、その機械の負担が軽減される。

【００２３】加圧については、シリンダー３０による加
圧に電磁石による電磁加圧を重畳させるのが良い。電磁
加圧は、加圧力の微妙な調節が可能であり、応答性も良
いので、これを重畳させることにより、加圧力のコンピ
ュータ制御が可能となり、接合性が大幅に改善される。

【００２４】図４は本発明にかかるスポット溶接機の他
の例を示す側面図である。

【００２５】図４（Ａ）のスポット溶接機は、上側の電
極５０ａを回転カム機構７０により上下に連続駆動する
点が、前記スポット溶接機と異なっている。電極５０ａ
を支持するヘッド４０ａは、鉛直な支持軸８０の下端に
取り付けられている。支持軸８０は、アーム２０ａの先
端に取り付けた案内筒９０により軸方向に可動に支持さ
れ、図示されないスプリングにより上方に付勢されてい
る。

【００２６】回転カム機構７０は、支持軸８０の上端面
に当接する回転カム７１と、これを回転させる駆動部７
２とからなる。駆動部７２は、アーム２０ａ上に設置さ
れ、内蔵された速度可変モータおよび減速機により、回
転カム７１を任意の速度で回転させることにより、支持
軸８０を軸方向に連続的に往復駆動する。これにより電
極５０ａは昇降を繰り返し、これに同期して電極５０
ａ，５０ｂ間の被溶接材を間歇的に移動させることによ
り、連続したナゲットを形成できる。

【００２７】すなわち、本スポット溶接機は簡易なシー
ム溶接機として使用することもできる。これ以外の機能
は前記スポット溶接機と同じである。

【００２８】図４（Ｂ）のスポット溶接機は、上側のア
ーム２０ａを揺動式とした点が、前記スポット溶接機と
異なっている。揺動式のアーム２０ａは、トランス１０
の後方に設けたシリンダー３０により駆動されて、上側
の電極４０ａを軸方向に昇降させる。アーム２０ａの揺
動支点は、溶接点と同じ高さとされている。シリンダー
３０に代えて回転カム機構７０を使用すれば、本スポッ
ト溶接機も簡易なシーム溶接機として使用することがで
きる。また、これらのスポット溶接機においても、シリ
ンダー３０や回転カム機構７０による加圧に、電磁加圧
を重畳させるのがよい。

【００２９】

【発明の効果】以上に説明した通り、本発明にかかるス
ポット溶接機は、高性能トランスを溶接機の構造部材・
強度部材に活用したことにより、嵩が大きく重量も嵩む
フレームを必要としないので、すこぶる小型で軽量であ
り、トランスと共にロボット等に取り付けできる優れた
機動性、汎用性を有する。しかも、太く長い２次ケーブ
ルを必要としないので、その２次ケーブルによる溶接能
力の低下および運動性の低下が回避され、溶接能力およ
び運動性も非常に高い。したがって、これまで不可能と
されていた厚板のロボット溶接等が可能になり、製造産
業に与える効果は多大である。

【００３０】電極を駆動する駆動手段として、電極を軸
方向に連続的に往復駆動する回転カム機構を採用した場
合は、その往復運動に同期して電極間の被溶接材を間歇
的に移動させることにより、連続したナゲットを形成で
きる。従って、簡易なシーム溶接機としての使用が可能
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のスポット溶接の構成を示す側面図であ
る。

【図２】本発明にかかるスポット溶接機の１例を示す側
面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面矢視図である。

【図４】本発明にかかるスポット溶接機の他の例を示す
側面図である。

【符号の説明】

１０ トランス １１ 鉄心 １２ コイル １２ａ，１２ｂ ２次端子 １３，１９ 補強鉄板 ２０ａ，２０ｂ アーム ３０ シリンダー ４０ａ，４０ｂ ヘッド ５０ａ，５０ｂ 電極 ６０ａ，６０ｂ ２次ケーブル ７０ 回転カム機構

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前方へ延出し、先端部に電極を支持する
   上下一対のアームが、前記電極間に溶接電流を通じるト
   ランスに支持されていることを特徴とする高性能トラン
   スを基体とした多用途のスポット溶接機。
2. 【請求項２】 高性能トランスをフレームとして、該ト
   ランスの２次端子が突出する端面から前方へ上下一対の
   アームが延出し、上下一対のアームの各先端部に電極が
   それぞれ取り付けられると共に、各電極が前記２次端子
   に接続され、更に電極間で被溶接材を加圧するべく少な
   くとも一方の電極が軸方向に駆動されることを特徴とす
   る高性能トランスを基体とした多用途のスポット溶接
   機。
3. 【請求項３】 前記高性能トランスをロボットに取付け
   し且つ天井吊下げに利用できる取付け部を該トランスの
   上面および側面に設け、下面に該トランスを作業台また
   は定置式台に取付けする取付け部を設けたことを特徴と
   する請求項１または２に記載のスポット溶接機。
4. 【請求項４】 前記電極を駆動する駆動手段がアームに
   取付けた速応性シリンダーまたはアームを揺動させる速
   応性シリンダーである請求項２に記載のスポット溶接
   機。
5. 【請求項５】 前記電極を駆動する駆動手段が、アーム
   に取付けられて電極を軸方向に連続的に往復駆動し、そ
   の動作に溶接電流の制御を同期させた回転カム機構であ
   る請求項２に記載のスポット溶接機。
6. 【請求項６】 前記シリンダーまたは回転カムによる加
   圧に電磁加圧を重畳させたことを特徴とする請求項４に
   記載のスポット溶接機。