JPH08257758A - 給電機構および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】耐久性が向上して給電不良の発生を防止すると
ともに、簡単な構造によって廉価に製造することが可能
な給電機構および方法を提供すること。 【構成】給電機構３８は、導電性材料で形成され、トル
クモータの駆動軸に連結されて電極を所定方向に回動さ
せる回転軸６２と、前記回転軸６２に保持され、該回転
軸６２とともに一体的に回動変位する第２給電端子ブロ
ック５６と、電源と電気的に接続された第１給電端子ブ
ロック５０と、一端部が前記第１給電端子ブロック５０
に、他端部が前記第２給電端子ブロックに連結され、第
１および第２給電端子ブロック５０、５６を電気的に接
続するオンス銅板５４とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、抵抗スポット溶接装置
に用いられ、軸心回りに回動する電極に対して大電流を
供給する給電機構および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、抵抗発熱を利用して金属板
（被溶接物）の接合を行う抵抗スポット溶接装置が知ら
れている（例えば、特開平２−２７４３８６号公報、特
開平５−１０４２５２号公報参照）。この抵抗スポット
溶接装置は、相互に対向して配設された上部側および下
部側の一組の電極チップで被溶接物を圧接し、前記被溶
接物が加圧された状態で前記電極チップに通電しながら
該電極チップを軸心回りに回動させてスポット溶接を行
うものである。前記電極チップはケーシング内に回転自
在に軸支された回転軸（導電体）に連結され、モータの
回転駆動作用下に前記回転軸の軸心を回転中心として所
定角度回動する。このように、被溶接物に対する加圧通
電時に一組の電極チップの一方または両方を軸心回りに
所定角度回動させることにより、被溶接物の表面に形成
された酸化被膜等を除去する効果が得られる。

【０００３】前記電極チップに対して大電流を供給する
従来技術に係る給電機構としては、シーム溶接と同様に
以下のように考えられる。

【０００４】例えば、図５に示されるように、ケーシン
グ１に係着された複数のコイルスプリング２ａ〜２ｆに
よって第１〜第３ブラシ部材３ａ〜３ｃを支持し、前記
第１〜第３ブラシ部材３ａ〜３ｃを回転軸（導電体）４
の外周面に沿って配設する。前記第１〜第３ブラシ部材
３ａ〜３ｃは導電性材料によって形成され、電源に電気
的に接続されている。この場合、第１〜第３ブラシ部材
３ａ〜３ｃの内周面は、コイルスプリング２ａ〜２ｆの
弾発力によって回転軸４の外周面に面接触し且つ圧接す
るように構成されている。従って、図示しないモータの
回転駆動作用下に、前記第１〜第３ブラシ部材３ａ〜３
ｃに対して回転摺動する回転軸４を通じて前記回転軸４
に連結された電極チップに大きな電流を供給することが
できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本出願
人が案出した前記従来技術に係る給電機構では、回転軸
４に面接触する第１〜第３ブラシ部材３ａ〜３ｃの摺動
面が長時間の使用によって磨耗して耐久性が劣化すると
ともに、良好な面接触状態を得られないことから給電不
良を発生させるという不都合が懸念されている。

【０００６】また、構成が複雑なために部品点数が多く
なり、容易に製造することができないという不都合があ
る。

【０００７】さらに、回転軸４は、コイルスプリング２
ａ〜２ｆの弾発作用下に第１〜第３ブラシ部材３ａ〜３
ｃによって押圧されているため、前記回転軸４を回転さ
せるモータに大きな負荷がかかる。この結果、回転トル
クの大きなモータが必要とされ、製造コストが高騰する
という不都合がある。

【０００８】さらにまた、前記第１〜第３ブラシ部材３
ａ〜３ｃと回転軸４との間で電池が形成され、電気化学
的腐食（電食）が発生するという不都合がある。

【０００９】本発明は、前記の各種不都合を悉く克服す
るためになされたものであり、耐久性が向上して給電不
良の発生を防止するとともに、簡単な構造によって廉価
に製造することが可能な給電機構および方法を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、電極を軸心回りに回動させて抵抗スポ
ット溶接を行う際、前記電極に給電するための機構であ
って、前記電極とともに一体的に回動変位する回転側給
電手段と、抵抗スポット溶接装置の本体に固定される固
定側給電手段と、前記回転側給電手段の回動作用下に撓
んだ状態で前記回転側給電手段と前記固定側給電手段と
を導通させる可撓性導通手段と、を備えることを特徴と
する。

【００１１】また、本発明は、回転駆動源の駆動作用下
に電極を軸心回りに所定角度回動させてスポット溶接を
行う抵抗スポット溶接装置に組み込まれる給電機構であ
って、導電性材料で形成され、前記回転駆動源の駆動軸
に連結されて電極を所定方向に回動させる回転軸と、前
記回転軸に固着され、該回転軸とともに一体的に回動変
位する回転側給電端子と、前記抵抗スポット溶接装置の
本体に固定され、電源と電気的に接続された固定側給電
端子と、一端部が前記回転側給電端子に他端部が前記固
定側給電端子に連結され、回転側給電端子と固定側給電
端子とを電気的に接続するとともに、前記回転駆動源の
駆動作用下に前記回転軸が回動することにより回転側給
電端子が回動して前記固定側給電端子と回転側給電端子
との間で撓みを生ずる可撓性導体と、を備えることを特
徴とする。

【００１２】さらに、本発明は、回転駆動源の駆動作用
下に、導電性材料の回転軸に連結された電極を軸心回り
に所定角度回動させてスポット溶接を行う抵抗スポット
溶接装置の前記電極に電流を供給する給電方法であっ
て、前記抵抗スポット溶接装置の本体に固定される固定
側給電端子と、前記回転軸に連結されて該回転軸ととも
に一体的に回動する回転側給電端子と、前記固定側給電
端子と前記回転側給電端子とを電気的に接続する可撓性
導体とを設け、前記回転駆動源の駆動作用下に前記回転
軸が回動することにより回転側給電端子が回動して前記
可撓性導体が撓んだ状態で回転軸に対して通電されるこ
とを特徴とする。

【００１３】

【作用】上記の本発明に係る給電機構および方法では、
被溶接物に対する加圧作用下に電極に大電流を供給し、
回転駆動源の駆動作用下に回転軸を介して前記電極を所
定角度回動変位させる。この結果、抵抗発熱によって被
溶接物が溶融してナゲットが形成され、被溶接物が強固
に接合される。

【００１４】電極が所定方向に回動する際、回転軸に保
持された回転側給電端子も一体的に回動する。前記回転
側給電端子に一端部が連結され、固定側給電端子に他端
部が連結された可撓性導体は、回転軸に接触することな
く撓んだ状態で固定側給電端子と回転側給電端子とを電
気的に接続する。

【００１５】従って、回転軸に対して摺接する部材を設
けていないことから磨耗することがなく、耐久性を向上
させることができる。また、電極に連結される回転軸に
対して確実に電流を供給することができ、給電不良を防
止することができる。

【００１６】

【実施例】次に、本発明に係る給電方法について、これ
を実施するための給電機構との関連において好適な実施
例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。

【００１７】図１は、本発明の実施例に係る給電機構が
組み込まれた抵抗スポット溶接装置の概略構成図、図２
は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。

【００１８】この抵抗スポット溶接装置１０は、図示し
ない基台部に立設される支柱１２と、前記支柱１２の上
部に固設され、後述する上部側電極３４を加圧するシリ
ンダ１４と、前記シリンダ１４の駆動作用下に上下方向
に変位するスポット溶接部１６とを含む。

【００１９】前記スポット溶接部１６は、シリンダ１４
から延在するピストンロッド１８の先端部に連結され、
該ピストンロッド１８の変位作用下に上下方向に変位す
る略Ｌ字状のブラケット２０と、固定部材２２を介して
前記ブラケット２０に固定されるトルクモータ２４と、
前記ブラケット２０に連結され、支柱１２の下部側に固
定された複数のガイドロッド２６ａ、２６ｂを挿通させ
るガイド孔２８ａ、２８ｂが画成されたガイドブロック
３０とを含む。

【００２０】さらに、前記スポット溶接部１６は、前記
トルクモータ２４のモータ軸３２に連結され、該トルク
モータ２４の回転駆動力を上部側電極３４に伝達する駆
動力伝達機構３６と、図示しない電源から供給される大
電流を前記上部側電極３４に供給する給電機構３８とを
有する。なお、被溶接物４０を間にして前記上部側電極
３４と反対側には下部側電極４２が対向して設けられ、
前記下部側電極４２は図示しない回動手段によって軸心
回りに所定角度回動自在に保持されるとともに、図示し
ない変位手段によって上下方向に変位自在に設けられ
る。また、前記下部側電極４２は、図示しない基台部の
所定位置に固定されるように設けてもよい。

【００２１】前記駆動力伝達機構３６は絶縁性材料で形
成されたケーシング４４を有し、前記ケーシング４４は
導電性材料で形成された支持部材４６によって支持され
ている。前記支持部材４６はガイドブロック３０の底面
部に連結され、ピストンロッド１８の変位作用下に、ブ
ラケット２０と一体的に矢印方向に変位する。前記支持
部材４６と支柱１２との間には、図示しない電源に接続
され、且つ可撓性を有する導電体４８が設けられ、前記
導電体４８と支持部材４６とは電気的に接続される。

【００２２】給電機構３８は、前記支持部材４６の略中
央の上部に固定され、導電性材料で形成された第１給電
端子ブロック（固定側給電端子）５０と、前記第１給電
端子ブロック５０の上部にボルト５２を介して一端部が
連結され、可撓性および導電性を有するオンス銅板（可
撓性導体）５４と、前記オンス銅板５４の他端部に連結
される第２給電端子ブロック（回転側給電端子）５６
（図２参照）とを有する。この場合、第２給電端子ブロ
ック５６は、ボルト５８を介して連結される円筒部材６
０とともに一体的に所定方向に回動可能に設けられてい
る。従って、支持部材４６に固定された第１給電端子ブ
ロック５０、オンス銅板５４および第２給電端子ブロッ
ク５６を通じて前記支持部材４６と円筒部材６０とが電
気的に接続されている。

【００２３】さらに、駆動力伝達機構３６は、トルクモ
ータ２４のモータ軸３２と同軸に連結されて前記モータ
軸３２と一体的に回転するとともに、導電性材料で形成
された回転軸６２を有する。前記ケーシング４４の上部
には絶縁性材料からなるケースヘッド６４が装着され、
さらに該ケーシング４４と回転軸６２との間には絶縁性
材料からなるサポート部材（図示せず）が設けられる。

【００２４】前記回転軸６２の下方側端部は徐々に拡径
して形成され、該回転軸６２の底面部に画成されたテー
パ状の孔部に上部側電極３４が嵌合圧入される。従っ
て、上部側電極３４は、トルクモータ２４の駆動作用下
にモータ軸３２に連結された回転軸６２と一体的に所定
方向に回動するとともに、シリンダ１４の駆動作用下
に、支持部材４６とともに一体的に上下方向に変位す
る。

【００２５】本発明の実施例に係る給電機構３８が組み
込まれた抵抗スポット溶接装置１０は、基本的には以上
のように構成されるものであり、次に、その動作並びに
作用効果について説明する。

【００２６】まず、抵抗スポット溶接装置１０における
設定条件について説明する。

【００２７】板厚が１．０ｍｍからなるアルミニウム合
金板を２枚重ねしたものを被溶接物４０として用い、上
部側および下部側電極３４、４２はクロムおよび銅の合
金材で形成され、その直径が１６ｍｍ、先端部の丸みが
８０Ｒに形成されたものをそれぞれ用いた。

【００２８】また、前記被溶接物４０に対する加圧力を
３５０ｋｇｆ、図示しない電源から供給される電流を１
６ｋＡ、トルクモータ２４によって軸心回りに回動され
る上部側電極３４の回転角度（θ₁ 、θ₂ ）を１５度〜
２０度に設定した。

【００２９】さらに、周波数５０Ｈｚの商用電源を用
い、スクイズ時間を（４０／５０）＝０．８秒、通電時
間を（５／５０）＝０．１秒、鍛圧時間を（２０／５
０）＝０．４秒にそれぞれ設定した。なお、スクイズ時
間とは、上部側および下部側電極３４、４２が被溶接物
４０に接触して加圧されている時間をいい、鍛圧時間と
は、通電した後、抵抗発熱によって溶融する被溶接物４
０を保持している時間をいう。

【００３０】このような設定条件において、シリンダ１
４の駆動作用下に、ピストンロッド１８に連結されたブ
ラケット２０を介して支持部材４６を下方側に変位さ
せ、上部側電極３４が被溶接物に当接するように下方側
に変位させる。同様にして、図示しない変位手段を付勢
して下部側電極４２を被溶接物４０に当接させ、前記上
部側および下部側電極３４、４２によって被溶接物４０
を予め設定された所定の加圧力で加圧する。

【００３１】被溶接物４０に対する加圧作用下に、図示
しない電源を付勢して上部側電極３４に通電するととも
に、トルクモータ２４を駆動して回転軸６２に連結され
た上部側電極３４を所定方向に所定角度回動変位させ
る。この結果、抵抗発熱によって被溶接物４０が溶融し
て好適なナゲットが形成され、被溶接物４０が強固に接
合される。

【００３２】ここで、電源から上部側電極３４までの給
電経路について説明する。図示しない電源から支柱１２
に支持された導電体４８に電流が供給され、前記電流
は、支持部材４６、第１給電端子ブロック５０、オンス
銅板５４、第２給電端子ブロック５６、円筒部材６０お
よび回転軸６２を介して上部側電極３４に供給される。

【００３３】トルクモータ２４の駆動作用下に回転軸６
２が所定方向に回動する際、前記回転軸６２に嵌合する
円筒部材６０および第２給電端子ブロック５６が一体的
に回転角度θ₁ または角度θ₂ だけ回動変位する（図３
並びに図４参照）。この場合、第１給電端子ブロック５
０と第２給電端子ブロック５６との間に連結されたオン
ス銅板５４は可撓性を有しているため、回転方向に対応
して図３または図４に示すように撓み、円筒部材６０お
よび回転軸６２と接触することがない。

【００３４】従って、本実施例に係る給電機構３８で
は、図６に示される従来技術の摺動タイプと比較して摺
動面がないため、磨耗することがなく耐久性を向上させ
ることができるとともに、確実に給電されることから給
電不良が発生することもない。

【００３５】また、オンス銅板５４の両端部をそれぞれ
第１および第２給電端子ブロック５０、５６によって連
結するという簡単な機構によって構成されることから、
部品点数が削減され、廉価に製造することができる。

【００３６】さらに、回転軸６２に連結されるトルクモ
ータ２４に対して大きな負荷がかからないことから、回
転トルクの大なるモータが不要となり、この点において
も製造コストの低減化を図ることができる。

【００３７】さらにまた、摺動面がないため、電気化学
的腐食が発生することもない。

【００３８】なお、本実施例では、固定側の第１給電端
子ブロック５０と回転側の第２給電端子ブロック５６と
をオンス銅板５４によって連結しているが、これに限定
されるものではなく、可撓性を有する導体であればよ
い。

【００３９】また、上部側電極３４の回転角度θ₁ 、θ
₂ は、前記設定値に限定されるものではなく、被溶接物
４０の材質並びに板厚、加圧力、通電電流等の諸要素に
よって決定されるものであり、０度〜３６０度の範囲で
設定することが可能である。

【００４０】さらに、本実施例に係る給電機構３８は、
例えば、スタッド溶接のように、一方の電極で加圧して
溶接する装置にも適用することが可能である。

【００４１】

【発明の効果】本発明に係る給電機構および方法によれ
ば、以下の効果が得られる。

【００４２】すなわち、従来技術に係るブラシ部材のよ
うな摺動タイプと比較して、本発明に係る給電機構およ
び方法では、回転軸に対する摺動面がないために磨耗す
ることがなく耐久性を向上させることができるととも
に、確実に給電されることから給電不良の発生を防止す
ることができる。

【００４３】また、可撓性導体の両端部をそれぞれ回転
側給電端子および固定側給電端子によって連結するとい
う簡単な機構によって構成されることから、部品点数を
削減して廉価に製造することができる。

【００４４】さらに、回転軸に連結される回転駆動源に
対して大きな負荷がかからないことから、回転トルクの
大なる回転駆動源が不要となり、この点においても製造
コストの低減化を図ることができる。

【００４５】さらにまた、前述したように摺動面がない
ため、電気化学的腐食が発生することもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る給電機構が組み込まれた
抵抗スポット溶接装置の概略構成図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。

【図３】図２に示す状態から所定方向に角度θだけ変位
した状態を示す説明図である。

【図４】図２に示す状態から所定方向に角度θだけ変位
した状態を示す説明図である。

【図５】本出願人が案出した従来技術に係る給電機構を
示す説明図である。

【符号の説明】

１０…抵抗スポット溶接装置 １２…支柱 １４…シリンダ １６…スポッ
ト溶接部 １８…ピストンロッド ２０…ブラケ
ット ２４…トルクモータ ３０…ガイド
ブロック ３４…上部側電極 ３６…駆動力
伝達機構 ３８…給電機構 ４０…被溶接
物 ４２…下部側電極 ４４…ケーシ
ング ４６…支持部材 ４８…導電体 ５０、５６…給電端子ブロック ５４…オンス
銅板 ６０…円筒部材 ６２…回転軸

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電極を軸心回りに回動させて抵抗スポット
   溶接を行う際、前記電極に給電するための機構であっ
   て、 前記電極とともに一体的に回動変位する回転側給電手段
   と、 抵抗スポット溶接装置の本体に固定される固定側給電手
   段と、 前記回転側給電手段の回動作用下に撓んだ状態で前記回
   転側給電手段と前記固定側給電手段とを導通させる可撓
   性導通手段と、 を備えることを特徴とする給電機構。
2. 【請求項２】回転駆動源の駆動作用下に電極を軸心回り
   に所定角度回動させてスポット溶接を行う抵抗スポット
   溶接装置に組み込まれる給電機構であって、 導電性材料で形成され、前記回転駆動源の駆動軸に連結
   されて電極を所定方向に回動させる回転軸と、 前記回転軸に固着され、該回転軸とともに一体的に回動
   変位する回転側給電端子と、 前記抵抗スポット溶接装置の本体に固定され、電源と電
   気的に接続された固定側給電端子と、 一端部が前記回転側給電端子に他端部が前記固定側給電
   端子に連結され、回転側給電端子と固定側給電端子とを
   電気的に接続するとともに、前記回転駆動源の駆動作用
   下に前記回転軸が回動することにより回転側給電端子が
   回動して前記固定側給電端子と回転側給電端子との間で
   撓みを生ずる可撓性導体と、 を備えることを特徴とする給電機構。
3. 【請求項３】請求項２記載の機構において、可撓性導体
   はオンス銅板であることを特徴とする給電機構。
4. 【請求項４】請求項２または３記載の機構において、回
   転側給電端子は回転駆動源の駆動軸に連結された回転軸
   に嵌合する円筒体を一部に含み、可撓性導体は前記回転
   側給電端子の側壁部に可撓自在に一端部が固着されてい
   ることを特徴とする給電機構。
5. 【請求項５】回転駆動源の駆動作用下に、導電性材料の
   回転軸に連結された電極を軸心回りに所定角度回動させ
   てスポット溶接を行う抵抗スポット溶接装置の前記電極
   に電流を供給する給電方法であって、 前記抵抗スポット溶接装置の本体に固定される固定側給
   電端子と、前記回転軸に連結されて該回転軸とともに一
   体的に回動する回転側給電端子と、前記固定側給電端子
   と前記回転側給電端子とを電気的に接続する可撓性導体
   とを設け、前記回転駆動源の駆動作用下に前記回転軸が
   回動することにより回転側給電端子が回動して前記可撓
   性導体が撓んだ状態で回転軸に対して通電されることを
   特徴とする給電方法。