JPS639915B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱可塑性材料（例えば、塩化ビニー
ル、エナメル等）を外皮とした被覆電線の導線部
を他の金属部材へ溶接する場合に、予め、外皮た
る熱可塑性被覆材を剥がすことなく点溶接するこ
とのできる点溶接機に関し、特に点溶接電極部の
改良に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

従来、被覆電線を配線基板等の被溶接部材へ点
溶接するには、該被覆電線の被覆を予め剥がして
から点溶接する方法が行われていた。しかし、被
覆電線の被覆を手作業又は段剥ぎ機で予め剥がす
従来方法には、非常に多くの工数を必要とする欠
点があつた。

〔問題解決手段とその作用〕

本発明は、上記欠点を解決するために、被覆を
剥がすことなく点溶接を行なうことができる点溶
接機の提供を目的とするものであつて、その問題
解決手段は、可動電極及び固定電極を有し該両電
極のうち少なくともその一方に発熱機構を設けた
溶接電極と、該溶接電極に溶接用電流を供給する
溶接制御装置と、前記溶接電極の発熱機構に加熱
用エネルギーを供給する発熱制御装置とを備えた
点溶接機において、前記発熱機構は前記溶接用電
流の供給を受ける有底筒状先端部を有し、該有底
筒状先端部の内部には、前記加熱エネルギーの供
給を受ける間接加熱手段が電気的絶縁状態を保つ
て内蔵されているところにある。

上記の如き解決手段によれば、溶接に先だつて
熱可塑性被覆材を融解除去するための発熱機構
は、溶接用電流の供給を受ける有底筒状先端部の
内部に、加熱用エネルギーの供給を受ける間接加
熱手段が電気的絶縁状態を保つて内蔵されている
から、溶接制御装置と発熱制御装置とが干渉する
ことによつて惹起されるトラブルは生じない。従
つて、溶接制御装置と発熱制御装置との相互間に
おける操作タイミングについて腐心する必要もな
く、また、発熱機構の温度制御においても、溶接
制御上の影響を受けずに、熱可塑性被覆材を融解
除去するための最適温度を得られるよう制御する
ことができる。

〔実施例〕

以下、本発明に係る点溶接機（以下、本発明溶
接機という）を図面に示す実施例を参照して説明
する。

本発明溶接機の全体を略示すれば第１図の如く
である。同図において、１は溶接電極である。該
溶接電極１の概略は、下部の固定電極２と上部の
可動電極３とからなり、該可動電極３には、先端
チツプ４を加熱する発熱機構Ａが設けられてい
る。本発明の要部は、溶接電極１の発熱機構Ａに
あるので、後に改めて再説することとする。第１
図中Ｂは、発熱機構Ａに発熱電流を供給するため
の発熱制御装置である。発熱制御装置Ｂは、交流
トランス１３と該交流トランス１３の一次側に設
けられたスイツチ１４と、該スイツチ１４をON
―OFF操作する操作器１５とからなり、操作器
１５のON操作により、該交流トランス１３の２
次側の出力電力線１２，１２へ発熱用電気を出力
するように構成してある。第１図中Ｃは、固定電
極２及び可動電極３へ溶接用電流を供給する溶接
制御装置である。該溶接制御装置Ｃは、漏洩型充
電用トランス１６と、該漏洩型充電用トランス１
６の２次側に設けられた高圧整流器１７と、高圧
用コンデンサー１８と、充放電切換スイツチ１９
と、該充放電切換スイツチ１９を操作する操作器
２０と、溶接用トランス２１とから構成されてい
る。そして、充放電切換スイツチ１９の可動接点
１９ａと固定接点１９ｂとが通電状態のときには
高圧用コンデンサー１８が充電状態となり、ま
た、可動接点１９ａと固定接点１９ｃとが通電状
態のときには高圧用コンデンサー１８が放電状態
となる。放電状態となつたときは、溶接用トラン
ス２１の２次側の出力ケーブル２２，２２へ高圧
の溶接電流が出力される。出力ケーブル２２，２
２は、前記固定電極２及び可動電極３へそれぞれ
接続される。なお、前記溶接制御装置Ｃは充放電
方式に限定するものではなく、整流器の出力を溶
接制御装置Ｃの出力とする整流式とすることも、
また交流トランスの出力を溶接制御装置Ｃの出力
とする交流式とすることも勿論可能である。この
整流式又は交流式の場合、出力をON―OFFする
スイツチは溶接電気回路の適所へ設けられる。

既に述べた如く、本発明の要部は、溶接電極の
発熱機構にあるが、該発熱機構の完成までには第
１段階及び第２段階の試作を経た。

第１段階の試作で得た発熱機構は第２図に示す
如くであつた。即ち、発熱機構Ａは、絶縁板７を
介して、二本の伝導棒８ｂ，８ｂの長手側面同志
を対向当接させてなる二つ割り保持棒８の下端面
中央部に嵌入凹部８ａを凹設すると共に、該嵌入
凹部８ａにタングステンやモリブデン等の如く、
熱可塑性被覆を溶融除去するに必要な熱が得られ
る電気抵抗材料よりなる先端チツプ４を嵌入し、
二つ割り保持棒８と先端チツプ４とを外部からの
ろう付け９により接合して構成してある。このよ
うな発熱機構Ａを付設した可動電極３は、昇降ア
ーム１０に設けた電極ホルダー１１へ取付けられ
ると共に、前記発熱制御装置Ｂの出力電力線１
２，１２が電極ホルダー１１を介して、伝導棒８
ｂ，８ｂへそれぞれ接続され、出力電力線１２，
１２で供給される電流により先端チツプ４が直接
的に発熱する。

第２段階の試作で得た発熱機構は第３図に示す
如くであつた。第２段階試作の発熱機構A′が第
２図で示した第１段階試作の発熱機構Ａと異なる
ところは、タングステン等からなる先端チツプ
４′を、電気的絶縁物３３を介して対向配置した
ホルダー本体２３と押圧板２４とで挾持した点で
ある。該ホルダー本体２３には、前記発熱制御装
置Ｂ（第１図参照）の一方の出力ケーブル１２と
溶接制御装置Ｃの出力ケーブル２２が接続され、
また、押圧板２４には、前記発熱制御装置Ｂの他
方の出力ケーブル１２が接続される。なお、昇降
アーム１０、電極ホルダー１１その他について
は、第２図のものと同様である。

上述した第１、第２段階の試作になる発熱機構
Ａ，A′はいずれも先端チツプ４，４′を直接的に
加熱するものである。これらを用いて点溶接を行
なう場合について説明する。まず第２図に示す如
く、予め固定電極２の上に被溶接物を介して被覆
電線３２を載置する。次に、昇降アーム１０を降
下させて先端チツプ４，４′で被覆電線３２を加
圧した後、発熱制御装置Ｂ（第１図参照）のスイ
ツチ１４をONにして先端チツプ４，４′を発熱
させて、被覆層３２ａを融解させる。続けて、ス
イツチ１４をOFFにし、更に要すれば、先端チ
ツプ４，４′の加圧力を増大した後、溶接制御装
置Ｃの操作器２０の操作により充放電切換スイツ
チ１９を充電状態から放電状態へ切替えて、予め
高圧用コンデンサー１８に充電してある電気を放
電させ、可動電極３と固定電極２とに溶接電気を
印加して、前記導線３２ｂと被溶接物３１とを点
溶接する。更に続けて、昇降アーム１０を上昇さ
せると共に、溶接制御装置Ｃの充放電切換スイツ
チ１９を充電状態に切替えて次の溶接まで待機さ
せる。

第２図及び第３図の直接加熱方式の発熱機構を
用いた場合に問題となるのは、前記発熱制御装置
Ｂの操作器１５と溶接制御装置Ｃの操作器２０と
の操作タイミングを適正に行なわなければならな
い点である。そうでないと、発熱制御装置Ｂと溶
接制御装置Ｃとの間で電気的な干渉を起こすこと
になるからである。操作器１５及び２０の操作タ
イミングを適正に行なうには、プログラムタイマ
ー装置等を設けて自動的に行なわせることができ
るが、それには余分の設備費が嵩む。反対に手動
的に行なおうとすると至極面倒である。それに、
先端チツプを直接加熱するものは、その材料とし
てタングステンやモリブデンを用いなければなら
ないから高価である。更に直接加熱方式では、溶
接用に供給される電力の一部が先端チツプ内で無
益に消費されることになる。

本発明の要部たる溶接電極部の発熱機構は、前
記第１、第２段階試作で得たものを基礎にし、そ
れらが有する上記問題点を解決するものであり、
これを第４図及び第５図を参照して説明する。

第４図は、先端チツプ４″を間接的に加熱する
ための発熱機構A″を示す。該発熱機構A″は、電
極ホルダー２５の下端に有底筒状ケーシング２６
を接続すると共に、該有底筒状ケーシング２６の
内部に発熱コイル状の電気ヒーター２７を内蔵す
ると共に、該有底筒状ケーシング２６の下面に先
端チツプ４″をろう付け９′等により下垂して構成
してある。言うまでもなく、有底筒状ケーシング
２６は、電気的にも熱的にも伝導性の良い銅又は
銅合金で作られる。該有底筒状ケーシング２６の
内部には、必要に応じて、有底筒状ケーシング２
６の底部の温度を検出する温度センサー２８が内
蔵される。該電気ヒーター２７のリード線２７
ａ，２７ａには、前記発熱制御装置Ｂ（第１図参
照）の出力ケーブル１２，１２が夫々接続され、
また、電極ホルダー２５には前記溶接制御装置Ｃ
の出力ケーブル２２が接続される。

第５図は、先端チツプ４を間接的に加熱する
別態様の実施例である発熱機構Ａを示す。該発
熱機構Ａは、電極ホルダー２９の下端に接続さ
れた有底筒状の先端チツプ４の内部にアーク放
電用電極３０，３０を内蔵し、両アーク放電用電
極３０，３０の先端間で放電して発生した熱を先
端チツプ４へ伝熱するように構成してある。有
底筒状の先端チツプ４は第４図の場合と同様
に、電気的及び熱的に伝導性の良好な銅又は銅合
金で作られる。アーク放電用電極３０，３０には
前記発熱制御装置Ｂ（第１図参照）の出力ケーブ
ル１２，１２が接続され、また電極ホルダー２９
には前記溶接制御装置Ｃの出力ケーブル２２が接
続される。

前記先端チツプ４″，４を間接的に加熱する
ための発熱機構A″，Ａは、前記実施例に限定
するものではなく、図示省略したが、レーザー光
線により先端チツプを加熱する構造にすること
も、又は、高周波により先端チツプを加熱する構
造とすることも勿論可能である。この場合、前記
発熱制御装置Ｂはレーザー光線又は高周波を所定
タイミングに出力するものが採用される。なお、
発熱機構A″，Ａを可動電極に設けることなく、
点溶接の態様に応じて、固定電極に設けることも
勿論可能である。

第４図及び第５図に示す如く、先端チツプ４″，
４を間接的に加熱する発熱機構A″，Ａを用
いる場合には、発熱制御装置Ｂ（第１図参照）の
ON―OFF制御又は位相制御等により先端チツプ
４″，４を被覆層３２ａの軟化温度以上の適正
な所定温度に加熱維持させておく。次に、前記同
様に昇降アーム１０（第２図参照）を降下させて
固定電極２上に被溶接物３１を介して載置した被
覆電線３２を先端チツプ４″，４で所定時間加
圧して被覆層３２ａを融解させる。続けて、前記
同様に溶接制御装置Ｃ（第１図参照）の充放電切
換スイツチ１９を充電状態から放電状態に切換え
て点溶接を行なう。なお、第５図に示す発熱機構
Ａの場合において、先端チツプを短時間に所定
温度まで加熱することができる能力があるときに
は、発熱機構Ａを予め軟化温度以上に加熱維持
させることなく、先端チツプが被覆層３２ａを加
圧するときに発熱させる制御とすることは勿論可
能である。

〔発明の効果〕

以上詳述の如く、本発明溶接機は、熱可塑性材
料を外皮とした被覆電線等を他の金属部材へ点溶
接する場合に、予め被覆材を剥離する工程を省略
して溶接することができるが、特に溶接電極の先
端部を有底筒状とし、その内部に発熱コイル状の
電気ヒータ、アーク放電用電極、レーザー光線等
高エネルギー線その他による間接加熱手段を内蔵
する構造としたから、次に列挙する如き特有の効
果を奏するものである。

溶接電極部へは、発熱用エネルギーと溶接用
電流とが、互に電気的絶縁状態を保つて供給さ
れるから、発熱制御装置と溶接制御装置とが電
気的に干渉することによつて惹起されるトラブ
ルは生じない。

発熱制御装置と溶接制御装置とは、互に干渉
したり影響し合うことがないため、それらの操
作タイミングの決定は、プログラムタイマ装置
等の複雑高価な装置を用いずに行なうことがで
きるから、溶接機全体のコスト低減に寄与す
る。

発熱制御は、溶接制御装置の操作に影響され
ることなく単独な制御が可能であるから、溶接
作業を反復継続実施中に、熱可塑性被覆材を融
解除去するのに最適な温度を常時維持すること
ができる。

溶接電極部には、タングステンやモリブデン
等の如き高価な材料を必要としない。

溶接電極部のどこにも、タングステンやモリ
ブデン等の如き高電気抵抗材料を用いないか
ら、その部分において溶接用供給電力を無駄に
消費することがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る点溶接機の電気回路を主
として示した全体概略図、第２図は第１段階試作
になる溶接電極部の発熱機構を示す断面図、第３
図は第２段階試作になる溶接電極部の発熱機構を
示す断面図、第４図は本発明になる溶接電極部の
発熱機構を示す断面図、第５図は本発明になる溶
接電極部の発熱機構の別態様を示す断面図、第６
図乃至第１１図は本発明に係る点溶接機の具体的
な用途及び使用方法を示す要部の略図である。 ２…固定電極、３…可動電極、４，４′，４″，
４…先端チツプ、Ａ，A′，A″，Ａ…発熱機
構、Ｂ…発熱制御装置、Ｃ…溶接制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 可動電極及び固定電極を有し、該両電極のう
   ち少なくとも一方に発熱機構を設けた溶接電極
   と、該溶接電極に溶接用電流を供給する溶接制御
   装置と、前記溶接電極の発熱機構に加熱用エネル
   ギーを供給する発熱制御装置とを備えた点溶接機
   において、前記発熱機構は前記溶接用電流の供給
   を受ける有底筒状先端部を有し、該有底筒状先端
   部の内部には、前記加熱用エネルギーの供給を受
   ける間接加熱手段が電気的絶縁状態を保つて内蔵
   されていることを特徴とする点溶接機。