JPS59156583A - バランス機構付溶接ヘツド - 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】 この発明は、バランス機構付溶接ヘッドに関し、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
接ヘッドに関する。

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
ジュール熱を発生させ、その熱により前記金属部分の熔
融状態が得られ、加圧力と相俟って溶着することを基本
原理としている。特に、プロジェクション溶接の場合に
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
に絶縁被膜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、前記プロジェクション溶接
の如く一対の電極によっ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っている。すなわち、電極１８．２
０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１８．２０から一定の圧力が供与される
ために溶着するに至る。従って、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、可及的に電極に印
加される圧力の均衡をはかるよう構成してきた。然しな
から、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、電極取り付は
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って現れる
。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って現れる
。

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、溶接ヘッドに天秤作用を
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、溶接ヘッド自体に印加される
圧力と前記圧力調整手段によっ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、好適な圧々−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。

従って、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
構付溶接ヘッ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ッドについて
、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
機構付溶接ヘッドを示し、このバランス機構付溶接ヘッ
ド３０は、基本的には、ボディ部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。ボディ部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筒状の上部両側部
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、ボディ部３２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、若干拡間し、これを室５０．５２
としておく　（第５図参照）。　次に、ボディ部３２に
対し、圧力伝達部３４を配設する。すなわち、ボディ部
３２の前面にあって、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、５６ｂ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って、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５８．６ｏ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６８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が甥合し、前記
クボミ先は、長孔４６に挿通されたロフト７４と係合す
る。すなわち、ロッド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
ポミ先と係合し、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８２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
って、その他端部の孔部には、半球状のクポミ先を有す
る螺子が螺入し、この螺子とロッド８４の半球状の突起
８６が係合すると共に、ロッド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にヘ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によっ
て垂直方向に移動可能に保持されたスライドシャフト１
０２の上端部に回転自在に枢着され、一方、前記スライ
ドシャフト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
のであって、ロータ１０４は、スライドシャフト１０６
の上端部に回転自在に枢支され、一方、スライドシャフ
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１０８．１１０と、
夫々の電極ホルダ１０８．１１０に保持される電極１１
２．１１４とから基本的に構成される。すなわち、スラ
イドシャフト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１０８．１１０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ってスライドシ
ャフト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３
８は、ボディ部３２の中央部に垂直方向に設けられる。

すなわち、ボディ部３２の中央部に、当該ボディ部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、略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
小となることによって形成される台部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１２
４を貫通して、外周に螺子溝１２８が刻設されたロッド
１３０は、その一端部がロッド１３６と蝮合し、さらに
、ロッド１３０の他端部は、ナツト１３２を介してロッ
ド１３４と連結する。従って、ロッド１３４は、狭少な
直径部分を有する孔部１１７を貫通してボディ部３２の
底部に至ることが諒解されよう。

一方、ロッド１３０の上端部には、内蜆子を刻設したロ
ッド１３６を螺合する。なお、このロッド１３Ｇの大径
な先端部には、ローレット１３８を切刻しておく。

ところで、ロッド１３４の下端部は、前記支点部９４と
連結する。そこで、支点部９４が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ッチ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
イッチ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、スライドシャフトの回り止め用バー
であり、さらに参照符号１５２．１５４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、ストッパを示す。

次に、以上のように構成されるバランス機構付溶接ヘッ
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って
、以下に述べる調整度合が異なってくることは容易に諒
解されよう。

先ず、最初に、ロッド１３６がローレット１３８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１２２のハネ圧力が強化され、そ
の圧力はロッド１３０およびロッド１３４を介して角柱
状のロッド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１１２．１１４の鋭化
した先端部が第２図に示すように溶接と７ようとする金
属板表面に接する。従って、電極１１２の場合、その接
触圧力は、電極ホルダ１０８、スライドシャフト１０２
を介してロータ９８に至り、前記ロータ９８は、棒体５
８の一端６６側を押し上げる。この時、ロータ９８は、
棒体５８の一端６６と接する際、ころがり摩擦をもって
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６〕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、ロッ
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９
６を押し下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ッドは支点部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、ボディ部３２を経て、柱体５４ａ、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、スライドシャフト１０２．１０６を介して電極
１１２１．１１４に夫々伝わることになる。これによっ
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によっ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
するバネ圧がロッド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、ロッド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を上昇
させ、マイクロスイッチ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１１
２．１１４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
流れるよう構成しであるので、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。従って、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、プロジェクション溶接の説明図、第２図は、
シリーズ溶接の原理説明図、第３図は、本発明装置の第
３図における、ＩＶ−ＩＶ線断面図、第５図は、本発明
装置の、第４図におけるＶ−Ｖ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
ディ部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５０．５２・・室　　　５４ａ
、５４ｂ・・柱体５６ａ、５６ｂ・・柱体 ５８．６０・・棒体 ６２．６４・・軸　　　６６．６８・・端部７０・・蜆
子孔　　　　７２・・甥子 ７４・・ロッド　　　　７６．７８・・突起８２・・蝮
子　　　　　８４・・ロッド８６．８８・・突起　　９
０・・支承部９２・・端子　　　　　９４・・支点部９
６・・イコライザ　　９８・・ロータ１００・・矩形体
　　　１０２・・スライドシャフト・１０４・・ロータ
　　　１０６・・スライドシャフト１０８．１１０・・
電極ホルダ １１２．１１４・・電極 １１６．１１８・・絶縁カラー １１７・・孔部　　　　１１８・・フランジ付環体１２
０・・台部　　　　１２２・加圧スプリング１２４・・
スプリング受 １２６・・フランジ　　１２８・・蝦子溝１３０　・・
ロッド　　１３２・・ナンド１３４．１３６・・ロッド １３８・・ローレット　１４０・・ピン部材１４２・−
マイクロスインチ １４４・リーフスプリング １４６・・アーム　　　１４８．１５０・・バー１５２
．１５４・・ターミナル １５５・・ストソパ 図面の１争書（内容に変更なし） Ｆｉｇ、１ Ｆｉｇ　、３ 手続補正書（方力 １１１ｍ口５８年　４月　７日 特許庁長官　着膨　１口　夫屏褪 １、事件の表示 暖１１５８年　特許願　第０３０３６５号２、発明の名
称 バランス機構付溶接へノド ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所　　　　　東京都杉並区荻窪−丁目４６番１７号名
称　　　骸会社セイワ製作所 ４、代理人 ５、補正の対象 （１）　　　図　　面 ６、　　？ｉｌｉ正の内容 手続補正書（帥） 昭和５８年　５月２５日 特断長官着膨和夫殿 １、事件の表示 昭和５８年　特許願　第　０３０３６５号２、発明の名
称 バランス機構イ巾宕接ヘッド ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所　　　　東京浦彰並匹窪−下目４６番１７号名称　
　　株式会社セイヮ製作所 ４、代理人 （２）　　　　図　　面 ６、補正の内容 特願昭５８−０３０３６５号 補正書 １、明細書第１５頁第６行の「上昇させｊを「下降させ
ｊと補正します。 ２、明細書第１７頁第８行のｒ９０・・支承部Ｊを削除
します。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）第１の電極と第２の電極とに夫々接続する圧力伝
   達手段を有すると共に前記二つの電極に印加される圧力
   のバランスをとる圧力均衡手段を有し、前記電極に対す
   る加圧力が所定の値に達したとき溶接電流を前記電極に
   通電するスイッチ手段を配設することを特徴とするバラ
   ンス機構付溶接ヘッド。 （２ン　　特許請求の範囲第１項記載の溶接へノドにお
   いて、圧力伝達手段は、電極に接続するスライドシャフ
   トと、ロッドと前記スライドシャフトに一端部が接触し
   且つ他端部が前記ロッドに接続して揺動する棒体とから
   なるバランス機構付溶接ヘッド。 （３）特許請求の範囲第２項記載の溶接ヘッドにおいて
   、棒体の一端部に接触するスライドシャフトの先端にロ
   ーラを配設してなるバランス機構付溶接ヘッド。 （４）特許請求の範囲第２項記載の溶接へ、７ド番とお
   いて、棒体の他端部に半球状のクボミ付きねじを炉合し
   、前記クポミにロッドの半球状に突起する先端部を係合
   させてなるバランス機構付溶接ヘッド。 （５）特許請求の範囲第１項記載の溶接ヘッドにおいて
   、圧力均衡手段は、支点を中心に揺動するイコライザか
   らなり、前記イコライザの両端部は、夫々第１の電極と
   第２の電極に接続する圧力伝達手段に連結させてなるバ
   ランス機構付溶接ヘッド。 （６）特許請求の範囲第５項記載の溶接ヘッドにおいて
   、揺動するイコライザからピン部材を延在させてこのビ
   ン部材によりスイッ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ッド。