JPH081342A - マルチスポット溶接機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高密度のマルチスポット打点パターンを形成
可能なマルチスポット溶接機を提供することである。 【構成】 複数のスタッドガン(1A)(1B)を横並びに配設
する。スタッドガンに共通のヘッダーホース(26)(27)を
接続する。ホース（２６）または（２７）に圧縮エアを
選択的に供給して可動電極(9A)(9B)を一斉に上動または
下動させる。可動電極(9A)(9B)は、可撓性ケーブルで電
気接続する。固定ベース（１３）上に、可動電極と対向
した固定電極(11A)(11B)を配設する。固定電極の上にワ
ーク（１２）を位置決めする。ワークの上に、ワークと
絶縁状態で横移動可能なブースバー（２２）を配設す
る。固定ベース（１３）と電源（Ｅ）、電源（Ｅ）とブ
ースバー（２２）をそれぞれ給電ケーブル(23)(24)で接
続する。絶縁継手(8A)(8B)は冷却水ホース(28A)(28B)(2
8C)で通水し冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車車体の組立工程等
で使用されるマルチスポット溶接機に係り、特に複数の
スタッドガンの配設密度を高密度に設定可能なマルチス
ポット溶接機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のマルチスポット溶接機は図２に示
すように、複数本のスタッドガン（１）（１）…を並列
配置し、各スタッドガン（１）毎に給電ケーブル
（２）、電極下動用および上動用空気供給ホース（３）
（４）、冷却水ホース（５）（６）を接続した構造とな
っている。

【０００３】スタッドガン（１）は、可動電極（９）に
下動ストロークと上動ストロークを与える駆動源とし
て、エアシリンダ装置（７）を設け、そのピストンロッ
ド（８）の先端に可動電極（９）の固定支持手段とし
て、絶縁継手（１０）を装着している。

【０００４】固定電極（１１）は、各スタッドガン
（１）の可動電極（９）から下方に所定の離間間隔を置
いて対向状態で設けられており、固定電極（１１）の上
面にはワーク（１２）の被溶接箇所を載せるための座着
部位が形成されている。

【０００５】固定電極（１１）と可動電極（９）は、交
流（または直流）の溶接用電源Ｅを介して電気的に接続
されている。すなわち、可動電極（９）と電源Ｅとが、
大電流を流すために大径とされ、それ故自由には撓みに
くい給電ケーブル（２）を介して接続される一方、固定
電極（１１）を上面に整列させた固定ベース（１３）と
電源Ｅとが、同様な給電ケーブル（１４）で接続されて
いる。

【０００６】このようなマルチスポット溶接機による溶
接では、ワーク（１２）を固定電極（１１）上に位置決
め固定した後、給電ケーブル（２）（１４）を介して可
動電極（９）と固定電極（１１）に電源Ｅからの電圧を
供給する。この際、２本のスタッドガン（１）の可動電
極（９）を同時にワーク（１２）に対して加圧すると、
２つの溶接箇所での溶接電流のアンバランス、ひいては
溶接品質のバラツキが生じるため、可動電極（９）を１
本ずつ時間をずらせて順番にワーク（１２）に圧着させ
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図２に示す従来型のマ
ルチスポット溶接機（１５）においては、各スタッドガ
ン（１）毎に、比較的大径かつ撓みにくい高剛性の給電
ケーブル（２）、空気供給ホース（３）（４）及び冷却
水ホース（５）（６）が接続されている。特に給電ケー
ブル（２）（１４）は太くて高剛性のため曲がりにく
く、スタッドガン（１）の隣接間隔が密であるとスタッ
ドガン（１）への引き回しが困難になる。加えて給電ケ
ーブル（２）、空気供給ホース（３）（４）、及び冷却
水ホース（５）（６）の引き回しのためのスペースも確
保する必要がある。このためスタッドガン（１）（１）
…の間にはかなりの間隔を設ける必要があり、マルチス
ポット打点パターンの高密度設計が不可能であった。

【０００８】従って、互いに接近した複数のスポット溶
接箇所を加圧溶接するには、スタッドガン（１）または
ワーク（１２）を２回または３回以上シフト移動して溶
接位置をずらす必要があり、溶接作業の能率が悪かっ
た。

【０００９】本発明の目的は、高密度のマルチスポット
打点パターンをスタッドガンおよびワークをシフト移動
することなく形成可能なマルチスポット溶接機を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明のマルチスポット溶接機は、特許請求の範囲に記
載のように、上下動可能な可動電極を有する複数のスタ
ッドガンが横並びに配設され、これらスタッドガンの下
方に可動電極とそれぞれ上下方向に対向して複数の固定
電極が配設され、各可動電極が順番に駆動されて固定電
極上に位置決めされたワークの溶接すべき箇所が１箇所
ずつ溶接されるマルチスポット溶接機において、複数の
スタッドガンの可動電極間を可撓性ケーブルで導通する
と共に各可動電極の駆動系を一元化して全ての可動電極
を一斉に上下動可能とし、ワークの上に、固定電極と溶
接電源を介して電気接続された導電性の複数のブースバ
ーを横移動可能かつワークと絶縁状態で配設し、溶接順
番が到来した箇所のブースバーを対応する可動電極の下
動に邪魔にならない位置に横移動させると共に、その他
の箇所ではブースバーに対応する可動電極を当接させて
可動電極の下動を阻止すると共に可動電極とブースバー
とを電気的に接続して溶接回路を閉じるようにした。

【００１１】また前記マルチスポット溶接機は、可動電
極の駆動系が複動型エアシリンダで構成され、この複動
型エアシリンダに接続された、可動電極の下動用空気供
給ホースと、上動用空気供給ホースが、それぞれ共通の
ヘッダーホースで連通され、かつ複動型エアシリンダの
ピストンロッドと可動電極とが絶縁継手で接続され、各
絶縁継手が互いに冷却水ホースで直列的に接続された構
成にすることができる。

【００１２】

【作用】溶接順番が到来したワーク上の溶接すべき箇所
のブースバーを、対応する可動電極の下動に邪魔になら
ない位置まで退避させる一方、その他の箇所ではブース
バーを対応する可動電極の下動を阻止する位置に置き、
この状態で下動用空気供給ホースに圧縮空気を供給して
各可動電極を一斉に下動させる。溶接順番が到来した箇
所以外では、可動電極がワークに到達する前にブースバ
ーに当接して可動電極と電源とが導通される。一方、溶
接順番が到来した箇所ではブースバーが対応する可動電
極の下動に邪魔にならない位置に退避しているので、可
動電極がワークに圧接する。これにより電源−ブースバ
ー−可動電極（溶接順番到来以外の箇所）−可撓性ケー
ブル−可動電極（溶接順番到来箇所）−ワーク−固定電
極−電源の閉じた溶接回路が形成され、ワーク上の可動
電極圧接箇所でスポット溶接がなされる。

【００１３】可動電極は従来の高剛性の給電ケーブルに
て個々に電源と接続されているのではなく、可動電極相
互が可撓性ケーブルにて接続された構成なので、可動電
極を高密度に配設しやすい。また、上および下動用空気
供給ホースを共通のヘッダーホースで連通することによ
り、および可動電極を支持する絶縁継手を直列の冷却水
ホースで接続することにより、スタッドガン相互間でホ
ース類がかさばらなくなるので、可動電極を一層高密度
に配設することが可能になる。

【００１４】

【実施例】以下、図１を参照しながら本発明の実施例を
説明する。なお、以下の記述において従来技術を示す図
２と同一の構成部材は、原則として同一の参照番号を使
用し、重複する事項に関しては説明を省略する。

【００１５】本発明に係るマルチスポット溶接機（２
０）は、複数、例えば２つを１組にして並列配置された
スタッドガン（１Ａ）（１Ｂ）を使用する。スタッドガ
ン（１Ａ）（１Ｂ）のそれぞれの可動電極（９Ａ）（９
Ｂ）の間は、薄い導電性金属フィルム、例えば銅フィル
ムを多層に積層してなる可撓性ケーブル（２１）で接続
している。この可撓性ケーブルはいわゆるシャントとも
呼ばれる。シャント（２１）は可動電極（９Ａ）（９
Ｂ）が相対的に上下にずれても、そのＵ字状の屈曲位置
が多少変わるだけで、シャント（２１）自体は何ら無理
な力を受けない。

【００１６】固定電極（１１Ａ）（１１Ｂ）上に載置さ
れたワーク（１２）上面と若干の隙間をあけて、すなわ
ちワーク（１２）と絶縁状態で、可動電極（９Ａ）（９
Ｂ）と固定電極（１１Ａ）（１１Ｂ）の対向配置組数
（この具体例では２組）よりも１だけ少ない配設個数
（この実施例では１個）で、銅などの良導性材料からな
るブースバー（２２）が配設されている。このブースバ
ー（２２）は、対向配置された可動電極（９Ａ）（９
Ｂ）と固定電極（１１Ａ）（１１Ｂ）の間で溶接位置の
変化に応じて横移動し得るように支持されている。

【００１７】固定電極（１１Ａ）（１１Ｂ）は、銅など
の良導性材料からなる固定ベース（１３）の上に固定的
に配設されている。この固定ベース（１３）は、給電ケ
ーブル（２３）を介して電源Ｅの一方の端子に接続さ
れ、電源Ｅの他方の端子は給電ケーブル（２４）を介し
てブースバー（２２）に接続されている。

【００１８】ワーク（１２）とブースバー（２２）は電
気的に絶縁されていればよく、ブースバー（２２）をワ
ーク（１２）から浮かせる他、ブースバー（２２）下面
に絶縁被膜（２５）を形成しておけば、ブースバー（２
２）をワーク（１２）に当接させてもよい。

【００１９】軸線を平行にした２個１組のスタッドガン
（１Ａ）（１Ｂ）は、可動電極（９Ａ）（９Ｂ）を上下
駆動するためのエアシリンダ装置（７Ａ）（７Ｂ）をそ
れぞれ有する。これらエアシリンダ装置（７Ａ）（７
Ｂ）は複動型のエアシリンダで構成され、エアシリンダ
に接続された、可動電極（９Ａ）（９Ｂ）を下動させる
ための下動用空気供給ホースが１本のヘッダーホース
（２７）に集約され、同様に、上動用空気供給ホースが
１本のヘッダーホース（２６）に集約されている。エア
シリンダ装置（７Ａ）（７Ｂ）のピストンロッド（８
Ａ）（８Ｂ）は、絶縁継手（１０Ａ）（１０Ｂ）を介し
て可動電極（９Ａ）（９Ｂ）と連結されている。これら
絶縁継手（１０Ａ）（１０Ｂ）は互いに冷却水ホース
（２８Ｂ）で連結され、かつ一方の絶縁継手（１０Ａ）
には給水用ホース（２８Ａ）が接続され、他方の絶縁継
手（１０Ｂ）には排水用ホース（２８Ｃ）が接続されて
いる。

【００２０】 冷却水ホース（２８Ａ）（２８Ｂ）（２８Ｃ） 以上のように構成されたマルチスポット溶接機（２０）
による溶接手順を以下順を追って説明する。なお、本実
施例では最初に第２の可動電極（９Ｂ）と第２の固定電
極（１１Ｂ）の間でワーク（１２）をスポット溶接し、
次に第１の可動電極（９Ａ）と第１の固定電極（１１
Ａ）の間でワーク（１２）をスポット溶接する工程を説
明する。

【００２１】最初の溶接位置にある第２のスタッドガン
（１Ｂ）の下方、即ち、第２の固定電極（１１Ｂ）の上
に位置するワーク（１２）の上面にはブースバー（２
２）を置かず、次回の溶接箇所にある第１のスタッドガ
ン（１Ａ）の下方、即ち、第１の固定電極（１１Ａ）の
上に位置するワーク（１２）の上にブースバー（２２）
を移動させておく。また冷却水ホース（２８Ａ）（２８
Ｂ）（２８Ｃ）を介して絶縁継手（１０Ａ）（１０Ｂ）
内及び第１、第２の可動電極（９Ａ）（９Ｂ）内に冷却
水を常時通水しておく。

【００２２】この状態でエアシリンダ装置（７Ａ）と
（７Ｂ）に共通のヘッダーホース（２７）から圧縮エア
を導入し、第１のスタッドガン（１Ａ）と第２のスタッ
ドガン（１Ｂ）を同時に下動させると、溶接順番が到来
していない箇所のブースバー（２２）の上面に第１の可
動電極（９Ａ）の下端が当接する。第１の可動電極（９
Ａ）の下動が停止した後も第２の可動電極（９Ｂ）は下
降し続け、その下端をワーク（１２）の上面に当接させ
る。この結果、第２の固定電極（１１Ｂ）−固定ベース
（１３）−給電ケーブル（２３）−直流電源Ｅ−給電ケ
ーブル（２４）−ブースバー（２２）−第１の可動電極
（９Ａ）−シャント（２１）−第２の可動電極（９Ｂ）
−ワーク（１２）−第２の固定電極（１１Ｂ）の閉回路
が形成される。この閉回路に電源Ｅからの電流が流れる
ことによって、第２の可動電極（９Ｂ）とその真下に位
置する第２の固定電極（１１Ｂ）の間で加圧状態に保持
されているワーク（１２）がスポット溶接される。

【００２３】第１回目のスポット溶接が終了した後、エ
アシリンダ装置（７Ａ）（７Ｂ）へのエアの流入経路を
ホース（２７）からホース（２６）に切替え、スタッド
ガン（１Ａ）（１Ｂ）を一旦上昇させる。次にブースバ
ー（２２）を第１の可動電極（９Ａ）の真下から第２の
可動電極（９Ｂ）の真下に横移動させ、第１の可動電極
（９Ａ）と第１の固定電極（１１Ａ）の間で同様の溶接
動作を繰返す。

【００２４】この実施例では、２つのスタッドガン（１
Ａ）（１Ｂ）を１組にしたマルチスポット溶接機（２
０）を使用したが、スタッドガンは３つ以上を１組にし
て使用することも可能である。３個１組のスタッドガン
を使用する場合、シフト動作するブースバー（２２）は
２個で、ブースバー（２２）がない位置の残りの１組の
可動電極と固定電極の間に閉回路を形成することによっ
てワーク（１２）をスポット溶接する。実際的にはスタ
ッドガンの２つ１組を１単位として、これを複数ユニッ
ト、たとえば縦横にマトリックス状に隣接配置し、狭い
間隔でワーク（１２）を多点溶接する。

【００２５】なお、本発明は請求項１以外に次のような
構成態様も可能である。

【００２６】可動電極の駆動系が複動型エアシリンダで
構成され、前記複動型エアシリンダに接続された、前記
可動電極の下動用空気供給ホースと、上動用空気供給ホ
ースが、それぞれ共通のヘッダーホースで連通され、か
つ前記複動型エアシリンダのピストンロッドと前記可動
電極とが絶縁継手で接続され、前記絶縁継手が互いに可
撓性の冷却水ホースで直列的に接続されてなる請求項１
記載のマルチスポット溶接機。

【００２７】

【発明の効果】本発明は前述の如く、隣接するスタッド
ガンの可動電極相互を可撓性ケーブルで電気接続し、一
方の可動電極を電源に接続されたブースバーに当接させ
て他方の可動電極に可撓性ケーブルを介して電流を供給
するようにしているので、従来のように個々の可動電極
に大径かつ高剛性で曲がりにくい給電ケーブルを接続す
る必要がなく、このためスタッドガン相互間に給電ケー
ブル引き回しのためのスペース的な余裕を確保する必要
がなく、従ってスタッドガン相互間の間隔を密に詰める
ことが可能になり、高密度マルチスポット溶接が可能に
なる。また可動電極の駆動系を例えばヘッダーホースな
どで一元化することや、冷却水ホースを直列接続するこ
とにより、可動電極の一層の高密度配設が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明に係るマルチスポット溶接機の
斜視図、（Ｂ）は同溶接機の部分正面図。

【図２】従来のマルチスポット溶接機の斜視図。

【符号の説明】

１Ａ 第１のスタッドガン １Ｂ 第２のスタッドガン ７Ａ 第１のエアシリンダ装置 ７Ｂ 第２のエアシリンダ装置 ９Ａ 第１の可動電極 ９Ｂ 第２の可動電極 １０Ａ 第１の絶縁継手 １０Ｂ 第２の絶縁継手 １１Ａ 第１の固定電極 １１Ｂ 第２の固定電極 １２ ワーク １３ 固定ベース ２０ マルチスポット溶接機 ２１ シャント（可撓性ケーブル） ２２ ブースバー ２３ 給電ケーブル ２４ 給電ケーブル ２６ ヘッダーホース ２７ ヘッダーホース ２８Ａ 冷却水ホース ２８Ｂ 冷却水ホース ２８Ｃ 冷却水ホース Ｅ 溶接用電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下動可能な可動電極を有する複数のス
   タッドガンが横並びに配設され、これらスタッドガンの
   下方に前記可動電極とそれぞれ上下方向に対向した複数
   の固定電極が配設され、各可動電極が順番に駆動されて
   固定電極上に位置決めされたワークの溶接すべき箇所が
   １箇所ずつ溶接されるマルチスポット溶接機において、 前記複数のスタッドガンの可動電極間を可撓性ケーブル
   で導通すると共に各可動電極の駆動系を一元化して全て
   の可動電極を一斉に上下動可能とし、 前記ワークの上に、前記固定電極と溶接電源を介して電
   気接続された導電性の複数のブースバーを横移動可能か
   つ前記ワークと絶縁状態で配設し、 溶接順番が到来した箇所のブースバーを対応する可動電
   極の下動に邪魔にならない位置に横移動させると共に、
   その他の箇所では前記ブースバーに可動電極を当接させ
   て対応する可動電極の下動を阻止すると共に前記可動電
   極とブースバーとを電気的に接続して溶接回路を閉じる
   ようにしたマルチスポット溶接機。