JPS63192574A

JPS63192574A - 高周波抵抗点溶接方法及び構造物

Info

Publication number: JPS63192574A
Application number: JP62308801A
Authority: JP
Inventors: ジアン・フオスタ、フアロウ
Original assignee: MEDA Inc
Current assignee: MEDA Inc
Priority date: 1986-12-08
Filing date: 1987-12-08
Publication date: 1988-08-09
Also published as: CA1300696C; DE3741602A1; DE3741602C2; US4831229A

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】本発明は、抵抗点の溶接、ことに小形軽量の溶接構造物
により抵抗点溶接を行なう構造物及び方法に関する。

本発明による溶接構造物は、ブツシュ／プル溶接を行々
うように相互に強める同期高周波電気抵抗点溶接信号を
利用する一体の電極部分を持つ互いに密接な間隔を置い
て閉じた各単一体二次回路を持つ二重の鏡像関係の変圧
器を備え、これ等の各変圧器を、溶接しようとする加工
品の互いに反対の側に生じさせようとする溶接部にすぐ
隣接して位置させそして溶接中に各加工品に対し近づき
又遠さがる向きに動かして、前記の各溶接変圧器及び各
溶接電極の間の太くて長いリード線を除くことによシ溶
接の効率を高めるようにしである。

従来は抵抗点溶接は通常、正規の６０ヘルツの電力線周
波数で行われている。このような周波数では従来利用さ
れている変圧器は極めて大形で重い。このような溶接変
圧器はそれぞれ１００ポンド又はそれ以上の重量である
ことが多い。

このような設備の寸法及び重量は、これにより溶接区域
に近接しにくくなるので有用性が著しく低下する。変圧
器を溶接、′、、区域から実質的な距離に位置させた場
合に、従来溶接変圧器及び溶接電極の間に極めて長い導
線が必要に橙っている。

さらに従来の点溶接装置は一般に、加工品に電流を加え
るように位置させた２個の溶接電極に電流を供給するの
に使われる単一の変圧器を備え、前記の電極を介して鍛
造力（ｆｏｒｇｉｎｇ　ｆｏｒｃｅ　）を加え溶接しよ
うとする加工品を所望の温度で溶接するように互いに押
付ける。

このような構造では各変圧器出力端子及び各溶接電極の
間に溶接電流が流れるのに、若干の種類の２本の導線を
必要とする。抵抗溶接には高い電流（５，［１００ない
し５　［１，００［１アンペア又はそれ以上）を必要と
するから、溶接電流が流れる導線は、横断面が犬きくて
銅のような良好な導体から作らなければならない。この
要求によシ抵抗溶接装置は、重くて移動が困難であシ又
高価になる。

これ等の導線は水冷する必要のあることが多くてさらに
費用が高くなシ又複雑になる。　　・これ等の導線は又
、溶接電極を相互に整合した状態に保持しながらこれ等
の電極に力を加えることができるように剛性の骨組で支
える必要がある。

これは抵抗溶接で考慮しなければならない重要な点であ
る。

溶接電極は所望の鍛造力を加えるように相対的に可動で
なければならないから、導線の一方は、若干の種類のた
わみ継手又は滑勺継手を介してこのような運動ができる
ようにたわみ性にする必要がある。加工品の縁部から成
る距離を隔てた区域で溶接が望ましい場合には、各導線
は溶接区域を横切って到達するのに十分なだけ長くする
必要がある。溶接しようとする加工品が自動車組立てラ
インの場合のように移動する場合には、変圧器及び溶接
チップの間の導線は太いたわみ性ケーブルである。

従来の抵抗点溶接方式で溶接変圧器を各電極に接続する
導線は、とくにこれ等を加工品が大きいので長くする必
要があシ、又たわみ性ケーブルを使う場合に低能率の著
しい根源になった。溶接変圧器から来る全エネルギーの
シ。以上を抵抗及び伝導の作用によシ導線内で熱として
消費するのはまれなことではない。若干の用途では溶接
変圧器から来る電圧は、これが溶接部に達する前に９５
％もが減少する。

又溶接しようとする区域が若干の障害物に囲まれている
場合には、従来特殊な形状の導線、又は電極、或はこれ
等の両方を必要とすることがある。

これ等の特殊な形状の部材は導電性を持ち強いことが必
要であシ、従って従来は通常金属であシ、この場合その
費用及び重量が増大した。

さらに従来の抵抗点溶接方法における溶接変圧器及び電
極間の導線は保守の問題の著しい根源であった。導線の
最も故障しやすい区域は、これ等の導線が溶接電極の動
きを許容するようにたわむ位置である。このような位置
で大電流を流す可動継手によシ、可動部分が磨耗し疲労
するので溶接機が破損する。

前記したような従来の溶接を行なう溶接構造物は添付図
面の第１図に示しである。溶接構造物１１は大体におい
てＣ字形の重厚な金属フレーム１３とフレーム１３の固
定位置に固定した変圧器１５とを備えている。変圧器１
５は、−次巻線１７、二次巻線１９及び鉄心２１を備え
ている。

各溶接電極２３．２５は、上部シラチン（ｐｌａｔｉｎ
）２７、たわみ導線２９及び導線３１から成る導体と下
部シラチン３３及びフレーム部分３５とを経て変圧器１
５の二次巻線１９に接続しである。図示のようにフレー
ム部分３５は、ニー支持部片３９の調整に従ってフレー
ム１３のスライダ３７内で上下方向に可動である。シラ
チン２７は、空気圧又は流体圧駆動シリンダ４３によシ
ラム４１に溶接中に上下移動するように支えである。

すなわち従来の溶接機すなわち溶接構造物１１の動作で
は第１図に示すように６０ヘルツの電気溶接信号を変圧
器１５の一次巻線１７に加え、加工品（図示してない）
を両電極２３．２５間に位置させ、シラチン２７をシリ
ンダ４３の作動時に導線２９をたわませながらラム４１
によシ第１図の下向きに動かす。両電極２３．２５間の
加工品を経て回路を閉じると、高電流低電圧の信号が導
体３１．２９，２７、電極２３、加工品（図示してない
）及び溶接電極２５とシラチン３３、フレーム部分３５
及びスライダ３７から成る導体とを峰で変圧器二次巻線
１９にもどる。このような構造及び動作は前記したよう
な従来の溶接方式に対しては非能率的である。

本発明によれば二重変圧器による高周波抵抗点溶接構造
物及び方法が得られる。本発明方法及び構造物によれば
、溶接変圧器及び電極間の導線を省き溶接周波数を高め
る。溶接周波数の増大に伴い、変圧器は著しく小形にか
つ軽量化して溶接区域に丁ぐ隣接して位置させることが
できるようになる。

本発明構造すは、相互に点溶接しようとする加工品の互
いに対向する側に位置するように鏡像の空間関係に位置
させた各別の溶接装置を備えている。これ等の各蔓接装
置は、好適とする実施例では、一体の各電極部分を持つ
単一体のＵ字形変圧器二次回路と、このＵ字形変圧器二
次回路のまわシの中央部を通るエンドレス形変圧器鉄心
と、この鉄心のまわシに巻付けた変圧器−次コイルとを
持つ溶接変圧器を備えている。本発明構造物においては
、各−次巻線を軽て、溶接中に相互に補助し合う位相関
係にした高周波抵抗溶接電気信号を通すようにしである
。又本発明構造物によシＵ字形変圧器二欠回路の各端部
間に鍛造圧力を加えて間の距離を調整できる２つの抵抗
溶接部を同時に形成するようにしである。

本発明構造物の別の実施例では単一の溶接変圧器を使う
。又二次変圧器の代りに相互に電気的に接続した２個の
溶接電極を使う。この方法は２個の変圧器を備えた実施
例の場合はど有効ではないが、主要な用途で溶接装置の
重量をなおも減らし寸法を一層小さくすることができる
。

本発明方法によれば、好適とする実施例で一体の電極部
分を持つ単一体Ｕ字形変圧器二次回路部材を備えた抵抗
点溶接構造物には、変圧器の二次回路部片の各電極部分
間でブツシュ／プル溶接が行なわれ、各変圧器二次回路
部材間で鍛造圧力が加えられるように同相の高周波電気
抵抗点溶接信号が供給される。

普通の抵抗溶接とは異なって好適とする実施例では、変
圧器は溶接電極と共に移動しその間に溶接しようとする
加工品を挿入することができる。

通常溶接電極に固定され、これ等の電極と共に移動する
溶接変圧器を設けることはできない。その理由は抵抗溶
接処理の性質として、溶接される金属が膨張し次いで部
分的に溶融して溶接部を形成するので、先ず互いに遠ざ
かシ次いで互いに近づく溶接？電極の早い運動を必要と
するからである。

溶接ナゲツト（ｗｅｌｄ　ｎｕｇｇｅｔ　）を形成する
際には、溶接区域に一定の一様な鍛造圧力を保持するよ
うに金属が寸法を変えるので、各溶接電極は自由に早く
移動する必要がある。

しかし本発明変圧器の高周波変圧器の重量が軽いので、
この急速フ動は、変圧器及び各溶接電極の間のたわみ性
の電流が流れる部材によらないで勇−Ｉ］０である。

本発明では溶接変圧器及び各溶接電極は一体の単位にで
きる。この場合一体質圧器溶接がンの性質は者しく変る
。普通の一体変圧器抵抗溶接ガンとは異なって、がンの
構造は電気を導か力い。従って浴累ガンの機械的構造は
プラスチック材又は若干のその他の軽量であるが強い材
料から作ることができる。導電率は材料選択の要因では
ないから、材料の選択にははるかに大きい自由度が得ら
れる。

小形の変圧器と極めて小さく好い溶接がンが得られるこ
ととによって持運びできること又は極めて限られた空間
内で作用できること或はこれ等の両方ができることが必
要な溶接用途が可能である。

以下本発明高周波抵抗点溶接構造物の実施例を添付図面
について詳細に説明する。

第２図及び第３図に示すように本発明による二重変圧器
式高周波抵抗点溶接構造物は、点、溶接しようとする加
工品１４．１６の互いに対向する市。

に単一の各溶接構造物１０．１２を備えている。

溶接構造物１０は、変圧器１８と、後述のように一体の
各溶接電極部分を持つ変圧器二次回路部材２２に鍛造圧
力を加える手段２０と、変圧器一次回路２６に接続した
高周波溶接電気エネルギー源２４とを備えている。

同様に溶接構造物１２は、変圧器２８と、同様に一体の
溶接電極部分を持つ溶接変圧器二次回路部材３２に鍛造
圧力を加える手段３ｏと、変圧器一次回路部材３６に接
続した高周波溶接電気エネルギー源３４とを備えている
。

同期化構造物３８は電気溶接エネルギー源２４及び電気
溶接エネルギー源３４の間に設けられ同期化構造物３８
を通る電気信号を同期させて、変圧器二次回路部材２２
．３２を通る溶接工ネルヤーを強めて次に述べるように
ブツシュ／プル（ｐｕｓｈ　／　ｐｕｌｌ　）　ｉ＠接
を行うようにする。

とぐに変圧器二次回路部材２２．３２は、互いに同根で
あり、溶接電極として使うのに適当な銅のような導電性
材料から成る中実体から構成しである。すなわち変圧器
二次回路部材２２．３２は単一体の変圧器二次回路部材
で、ある。

変圧器二次回路部材２２．３２はたとえば第２図に示す
ようにＵ字形であシ、これ等のＵ字形部材１丁、その開
いた端部の横方向寸法が２　ｉｎであり高さが’ｌ　ｉ
ｎ又厚さが２ｉｎである。各変圧器二次回路部材２２．
３２は、図示のように加工品１４．１６の互いに対向す
る側に相互に鏡像の関係になるように互いに整合してい
る。

溶接構造物１０．１２はさらに第１図に明らかなように
鉄心４０．４２を備えている。各鉄心４０．４２は、全
輪郭が大体長方形で、ｌ）協働するＵ字形変圧器一次回
路部材の中央部分すなわち連結部分を囲むエンドレス部
片である。

変圧器鉄心４０．４１は実際上携帯形ブツシュ／プル抵
抗点溶接構造物の一部である。すなわち鉄心４０．４２
は、溶接構造物１０．１２を溶接部の区域で加工品１４
．１６に隣接して支えるのに利用することができる。

操作に当たっては図示のように各溶接構造物１０．１２
を加工品１４．１６の互いに対向する側に位置させ、一
体の変圧器二次回路部材の端部及び各電極を互いに整合
させる。同期化構造物３８によ）同期させた信号源２４
．３４から同期した高周波電気抵抗点溶接信号を生じ、
変圧器二次回路部材２２．３２を通過する溶接電流が相
互に強まシ、変圧器二次回路部材２２．３２の端部間で
２つの溶接部を同時に形成する。

このような構造物においてはたとえば５０口ないし５０
００ヘルツの高い周波数の電気溶接エネルギーの源の動
作時に変圧器鉄心４０．４２と、従って変圧器二次回路
部材２２．３２及び一次回路部材２６．３６とは所望に
応じて一層小さくして、これ等を各加工品１４．１６の
溶接しようとする区域に隣接して当てかった携帯溶接単
位内に位置させることができる。このような構造物及び
方法では溶接装置全体の重量が約５０ポンド以下になシ
、各溶接変圧器の重量は約１５ポンドである。

さらに本発明構造物は前記したように又第１図、第２図
、第６図、第４図、第５図、第６図及び第７図に示すよ
うに長くて重い導線が全く省かれ、又従来の抵抗点溶接
構造物の溶接電極及び変圧器の間のこのような導線のエ
ネルギー損失及び保守の問題がなくなる。

第４図、第５図及び第６図に示した実施例による溶接構
造物４８では変圧器５０．５２は抵抗点溶接しようとす
る加工品５４．５６の互いに対向する側に位置させであ
る。変圧器５０．５２は第４図、第５図及び第６図に示
すように、互いに同じであり、又変圧器鉄心（図示して
ない）によシ互いに分離した一次回路及び二次回路を備
えている。

各変圧器５０．５２は水冷却することができる。

このために変圧器５０．５２にそれぞれ、水流人通路５
８及び水流出通路６０と水流人通路６２及び水流出通路
６４とを設けである。

互いに対向して整合した溶接電極６８．７ＣＩ。

７２．７４は、第４図に明らかなように変圧器二次回路
に接続され、加工品５４．５６の互いに対向する側に対
向する関係に位置させである。

各電極６８，７０，７２．７４は、これ等が協働する変
圧器二次回路から取シはすしできるようにしである。す
なわち変圧器二次回路は、各電極を固定する出力端子を
持つ若干の変圧器二次回路のうちの任意のものでよい。

さらに当業者には明らかなように各電極はこれ等により
形成される各溶接部間の間隔を変えるように互いに食い
違わせである。或は各別の変圧器二次回路に、これに取
付けた各電極間に一定の異なる空間を設けて異なる溶接
間隔を生じさせるようにしてもよい。

図示のように本発明構造物の各変圧器５０゜５２は、そ
れぞれ約’／＞６　ｆｔ”を占めると共に加工品で３０
，０００アンペアまでの電流を供給する。

さらに前記したように変圧器は、実際上プラスチック材
のような非導電性材料に設けた軽量のフレーム構造から
支える。その理由は、変圧器５０゜５２が一部である溶
接装置の各フレーム部片を経て電流を通す必要がないか
らである。

各変圧器に鍛造力を互いに反対の方向から直接加える。

或は所望によシ変圧器の一方を固定し他方の変圧器に鍛
造力を加えてもよい。

各変圧器は電極と共に移動し点溶接を行なう。

これ等の変圧器は従来の溶接変圧器に比べて軽いから、
これ等の変圧器は本発明によシ構成した点溶接構造物の
生産速度の妨げにならない。

第７図に示した別の実施例では変圧器５２の代りに、各
電極７２．７４を固着した簡単な導体８０を使っである
。前記したようにこの構造物は２１゛−の変圧器を使っ
た実施例はどには有効でない。

しかし重量及び寸法についての考慮を必要とする用途に
使うのになお一層軽い重量及び一層小さい寸法を持つ溶
接構造物が得られる。

本発明ではなおたとえば前記したように変圧器構造物の
一方又は両方がどの実施例でも動がすことができる。又
溶接のための圧力は、所望により単一の変圧器二次回路
部材を協働させた単一の構造によって加える。又所望に
よシ変圧器二次回路部材は、Ｕ字形以外のものでよく、
実際上前記したように極めて短い導線によシ各別の電極
部材を接続した普通の変圧器巻線でよい。

以上本発明をその実施例について詳細に説明したが本発
明はなおその精神を逸脱しないで植種の変化変型を行う
ことができるのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の点溶接構造物の側面図、第２図は本発明
方法を実施する本発明による二重変圧器式高周波抵抗点
若接構造物の１実施例の線図的側面図、第６図は第２図
の正面図、第４図は本発明高周波抵抗点溶接構造物の別
の実施例の部分正面図、第５図は第４図の平面図、第６
図は第４図の側面図、第７図は本発明高周波抵抗点溶接
構造物のなお別の実施例の第４図と同様々正面図である
。１０．１２・・・溶接構造物、１４．１６・・・加工品
、１８．２８・・・溶接変圧器、２０．３０・・・圧力
を加える手段、２２，３２・・・二次回路、２４．３４
・・・溶接電気エネルギー源、２６．３６・・・一次回
路、４０．４２・・・鉄心図面の浄書（内容に変更なし）手続補正書く方式）事件の表示　　　　昭和６２年特許願第３（１８８（１
１）、発明の名称　　　高周波抵抗点溶接方法及び構造
物補正をする者　　　事件との関係　　特許出願人メダ
、インコーパレイテイド（昭和６３年２月２３日発送）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（イ）互いに間隔を置いて閉じた関係の変圧器二
次回路を備えた１対の抵抗溶接変圧器の変圧器一次回路
に、高周波電気抵抗点溶接信号を加えることと、（ロ）
前記抵抗溶接変圧器を相互に近づく向きに相対的に移動
させることとから成る高周波抵抗点溶接方法。
（２）前記変圧器二次回路の間に鍛造圧力を加えること
をさらに包含する特許請求の範囲第（１）項記載の高周
波抵抗点溶接方法。
（３）前記高周波電気抵抗点溶接信号を５００ないし５
０００ヘルツの周波数で加える特許請求の範囲第（１）
項記載の高周波抵抗点溶接方法。
（４）前記１対の抵抗溶接変圧器に加える前記高周波電
気抵抗点溶接信号を同期させて２個の前記抵抗溶接変圧
器の前記高周波電気抵抗点溶接信号を相互に強めるよう
にすることをさらに包含する特許請求の範囲第（１）項
記載の高周波抵抗点溶接方法。
（５）（イ）（ｉ）変圧器二次回路と、（ｉｉ）この変
圧器二次回路に作動的に協働させた少なくとも１個の溶
接電極と、（ｉｉｉ）前記変圧器二次回路にすぐ隣接し
て位置させた変圧器一次回路と、（ｉｖ）前記変圧器二
次回路と前記変圧器一次回路との間の変圧器鉄心とを備
えた溶接変圧器と、（ロ）前記変圧器一次回路に、高周
波電気抵抗溶接信号を加える手段と、（ハ）点溶接を行
なう際に、前記溶接変圧器を加工品に向かい又この加工
品から遠ざかる向きに動かす手段とを包含する、高周波
抵抗点溶接構造物。
（６）前記変圧器二次回路が、単一の導電性部材である
特許請求の範囲第（５）項記載の高周波抵抗点溶接構造
物。
（７）前記溶接電極を、前記変圧器二次回路と一体にし
た特許請求の範囲第（６）項記載の高周波抵抗点溶接構
造物。
（８）前記変圧器二次回路に、溶接圧力を直接加える手
段をさらに備えた特許請求の範囲第（７）項記載の高周
波抵抗点溶接構造物。
（９）前記変圧器二次回路が、Ｕ字形部材である特許請
求の範囲第（５）項記載の高周波抵抗点溶接構造物。
（１０）前記変圧器二次回路が、単一の導電性部材であ
る特許請求の範囲第（９）項記載の高周波抵抗点溶接構
造物。
（１１）前記Ｕ字形の変圧器二次回路の各端部に作動的
に協働させた溶接電極を備えた特許請求の範囲第（１０
）項記載の高周波抵抗点溶接構造物。
（１２）前記溶接電極を、前記変圧器二次回路と一体に
した特許請求の範囲第（１１）項記載の高周波抵抗点溶
接構造物。
（１３）前記変圧器二次回路に、溶接圧力を直接加える
手段をさらに備えた特許請求の範囲第（１１）項記載の
高周波抵抗点溶接構造物。
（１４）（ｉ）変圧器二次回路と、（ｉｉ）この変圧器
二次回路に作動的に協働させた少なくとも１個の溶接電
極と、（ｉｉｉ）変圧器一次回路と、（ｉｖ）この変圧
器一次回路に高周波電気抵抗溶接信号を加える手段とを
包含し、最初の前記高周波抵抗点溶接構造物の鏡像にな
るように構成し配置した他の高周波抵抗点溶接構造物を
さらに備えた特許請求の範囲第（５）項記載の高周波抵
抗点溶接構造物。
（１５）点溶接を行なう際に前記他の高周波抵抗点溶接
構造物の溶接変圧器を加工品に向かい又この加工品から
遠ざかる向きに動かす手段を備えた特許請求の範囲第（
１４）項記載の高周波抵抗点溶接構造物。
（１６）前記両高周波抵抗点溶接構造物の前記変圧器二
次回路に溶接圧力を加える手段をさらに備えた特許請求
の範囲第（１４）項記載の高周波抵抗点溶接構造物。
（１７）高周波溶接信号を、前記各変圧器一次回路を通
過させる手段を互いに同期させ、前記各変圧器二次回路
において同相の抵抗溶接信号を生じさせるようにした特
許請求の範囲第（１４）項記載の高周波抵抗点溶接構造
物。
（１８）高周波溶接信号を前記各変圧器一次回路を通過
させる前記手段が単一の手段である特許請求の範囲第（
１４）項記載の高周波抵抗点溶接構造物。
（１９）高周波溶接信号を前記各変圧器一次回路を通過
させる前記手段の周波数を５００ないし５０００ヘルツ
にした特許請求の範囲第（１８）項記載の高周波抵抗点
溶接構造物。
（２０）前記Ｕ字形の変圧器二次回路の各端部に作動的
に協働させた各電極に対し互いに間隔を置いた鏡像の関
係に位置させた１対の溶接電極と、これ等の１対の電極
の間に固定した導体とをさらに備えた特許請求の範囲第
（１１）項記載の高周波抵抗点溶接構造物。