KR101839147B1

KR101839147B1 - 저항 용접 장치

Info

Publication number: KR101839147B1
Application number: KR1020110055201A
Authority: KR
Inventors: 다카시 간노
Original assignee: 오바라 그룹 가부시키가이샤
Priority date: 2010-06-08
Filing date: 2011-06-08
Publication date: 2018-03-15
Also published as: JP2011255396A; KR20110134328A; JP5717274B2; CN102275036B; CN102275036A

Abstract

(과제) 저항 용접 장치에서의 급전 구조를 개선하여, 장기간 안정적으로 사용하는 것이 가능하고, 경량이며 컴팩트한 저항 용접 장치를 제공한다.
(해결수단) 용접기 본체(11)가, 급전용 트랜스를 포함하는 고정 부분에 고정되는 급전 하우징[32(42)]과, 급전 하우징[32(42)] 내에 삽입 관통되어 급전 하우징[32(42)]에 상대적으로 이동하는 가압축[31(41)]과, 가압축[31(41)]의 선단에 부착된 전극[30(40)]을 구비하고, 급전 하우징[32(42)] 내에는 가압축[31(41)]의 일부를 둘러싸는 링형의 홈[35(45)]이 형성되고, 홈[35(45)] 내에는 사선형 코일 스프링[36(46)]이 수납되어 있다. 급전 하우징[32(42)]으로부터 사선형 코일 스프링[36(46)]을 통해 가압축(31(41))에 급전된다.

Description

저항 용접 장치{RESISTANCE WELDING APPARATUS}

본 발명은, 스폿 용접 등의 저항 용접을 행하는 저항 용접 장치에 관한 것으로, 더 상세하게 설명하면, 트랜스를 포함하는 고정 부분으로부터 전극을 포함하는 가압축에 전류를 공급하는 급전부의 구조에 관한 것이다.

저항 용접은, 2개의 워크 부재의 접촉부에 압력을 가한 상태로 전류를 흘려, 발생하는 저항열에 의해 이들을 용접하는 방법이다. 이 용접 중에서, 비교적 얇은 판재를 겹쳐서 용접하는 방법은 겹치기 저항 용접이라고 부르고 있다. 이러한 겹치기 저항 용접에서, 겹친 판재를 스폿적으로 용접하는 스폿 용접은, 자동차 산업에서 매우 많이 이용되고 있다.

스폿 용접은, 워크 부재에 대한 전극의 위치에 따라, 다이렉트 방식과 인다이렉트 방식의 2개로 분류된다. 다이렉트 방식은, 워크 부재의 양측에 각각 전극이 배치되는 방법으로서, 오래전부터 행해져 온 방법이다. 인다이렉트 방식은, 워크 부재의 한쪽에 2개의 전극이 배치되는 방법으로서, 비교적 새로운 방식이다.

또, 시리즈 방식이라고 불리는 방법은, 인다이렉트 방식과 마찬가지로, 워크 부재의 한쪽에 2개의 전극이 배치되지만, 2개의 전극 근방에서 각각 스폿 용접이 행해지는 점에서 인다이렉트 방식과는 다르다. 또 최근에는, 워크 부재의 한쪽에, 2개의 전극을 동축으로 배치하는 용접 방법이 행해지고 있다.

본 명세서에서는 편의상, 워크 부재의 양측에 전극을 배치하는 저항 용접을 「양측 저항 용접」이라고 칭하고, 워크 부재의 한쪽에 전극을 배치하는 저항 용접을 「한쪽 저항 용접」이라고 칭하기로 한다.

2개의 전극을 동축으로 배치하는 종래의 한쪽 저항 용접 장치가 특허문헌 1에 개시되어 있다.

이 종래의 저항 용접 장치(110)를 도 4에, 그 용접기 본체(111)를 도 5에 나타낸다. 저항 용접 장치(110)는, 고정 부분인 베이스(170)를 포함하고, 이 베이스(170)에, 워크 부재를 배치하기 위한 테이블(171)과, 전력을 공급하는 트랜스(120)가 고정되어 있다. 또, 저항 용접 장치(110)는, 외측 전극판(132)에 고정되고 선단이 통형상을 이루는 외측 전극(130)과, 내측 전극판(142)에 고정되고 통형상의 외측 전극(130)의 내측에 위치하는 막대형상의 내측 전극(140)을 포함하고, 외측 전극(130) 및 내측 전극(140)은 동축으로 배치되어 있다.

외측 전극판(132)은, 에어 실린더(150)에 의해 구동되는 외측 가압축(131)에 의해 상하로 이동 가능하고, 내측 전극판(142)은, 에어 실린더(160)에 의해 구동되는 내측 가압축(141)에 의해 상하로 이동 가능하게 되어 있다. 즉, 외측 전극판(132) 및 내측 전극판(142)은, 베이스(170)에 대하여 상대적으로 이동 가능하고, 테이블(171) 상에 배치되는 워크 부재에 대하여, 외측 전극(130) 및 내측 전극(140)을 정해진 힘으로 압박하는 것이 가능하다.

그 결과, 베이스(170)에 고정되어 있는 트랜스(120)로부터, 베이스(170)에 대하여 이동하는 외측 전극판(132) 및 내측 전극판(142)에 전력을 공급하기 위해, 플렉시블한 급전 부재를 사용할 필요가 있다. 이 저항 용접 장치(110)에서는, 플렉시블 케이블(123, 124)을 급전 부재로서 사용하고 있다. 그 밖에, 얇은 판을 겹쳐서 플렉시블하게 형성한 「션트」라고 불리는 급전 부재도 사용되고 있다.

그러나, 이러한 급전 구조는, 장기간의 사용에 의해 손상되기 쉬워, 외측 가압축(131) 및 내측 가압축(141)에 안정된 급전을 할 수 없다는 문제가 있다. 또, 저항 용접 장치(110) 전체의 형상이 커져, 컴팩트한 구조로 형성하는 것이 어렵다는 문제가 있다.

일본 특허 공개 제2002-239748호 공보

따라서, 본 발명의 목적은, 스폿 용접 등을 행하는 저항 용접 장치에 있어서, 트랜스로부터 가압축에 전력을 공급하기 위한 급전 구조를 개선함으로써, 장기간의 사용에도 손상되지 않고, 가압축에 안정적으로 급전할 수 있는 저항 용접 장치를 제공하는 것에 있다. 또, 저항 용접 장치의 전체 형상을 컴팩트하게 형성하고, 경량화나 제작비의 저감을 도모하는 것이 가능한 저항 용접 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 저항 용접 장치는, 급전용 트랜스를 포함하는 고정 부분과, 상기 고정 부분에 고정되는 급전 하우징과, 상기 급전 하우징 내에 삽입 관통되어, 상기 고정 부분에 대하여 상대적으로 이동하는 가압축과, 상기 가압축의 선단에 부착된 전극을 구비하는 저항 용접 장치로서, 상기 급전 하우징 내에는 상기 가압축의 일부를 둘러싸는 링형의 홈이 형성되고, 상기 홈 내에는 사선형 코일 스프링이 수납되고, 상기 급전 하우징으로부터 상기 사선형 코일 스프링을 통해 상기 가압축에 급전되는 수단을 포함하고 있다.

또, 본 발명의 다른 실시예에 따른 저항 용접 장치는, 상기 저항 용접 장치에 있어서, 상기 급전 하우징, 상기 가압축, 상기 전극 및 상기 사선형 코일 스프링으로 이루어진 급전 구조를 2 세트 포함하고 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 저항 용접 장치는, 상기 저항 용접 장치에 있어서, 상기 2개의 가압축이 동축으로 배치되어 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 저항 용접 장치는, 상기 저항 용접 장치에 있어서, 상기 2개의 가압축 중 어느 하나가 스프링에 의해 압박된다.

본 발명의 저항 용접 장치는, 상기와 같은 급전 구조에 의해, 장기간의 사용에도 손상되지 않고, 가압축에 안정적으로 급전하는 것이 가능하다. 또, 저항 용접 장치의 전체 형상이 간략화되어, 경량화나 컴팩트하게 형성하는 것이 가능하다. 또, 제작함에 있어서도, 정밀한 가공이 불필요하여, 제작 비용의 저감을 도모하는 것이 가능하다. 그리고, 양측 저항 용접에서도, 한쪽 저항 용접에서도 폭넓게 응용하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 저항 용접 장치의 일례를 나타내는 개략 전체 측면도이다.
도 2는 도 1의 저항 용접 장치의 용접기 본체를 나타내는 개략 단면도이다.
도 3은 사선형 코일 스프링의 설명도이며, (a)는 본 발명에서의 사선형 코일 스프링의 사용예를 나타내고, (b)는 통상의 코일 스프링을 나타낸다.
도 4는 종래의 저항 용접 장치의 일례를 나타내는 개략 전체 측면도이다.
도 5는 도 4의 저항 용접 장치의 용접기 본체를 나타내는 개략 단면도이다.

본 발명의 저항 용접 장치의 일례를 도 1에, 그 용접기 본체를 도 2에 나타낸다. 이 저항 용접 장치(10)는, 급전용 트랜스(20)를 포함하는 브래킷(70)을 고정 부분으로 하고 있다. 브래킷(70)에는, 외측 급전 하우징(32) 및 내측 급전 하우징(42)이 고정되어 부착되고, 각각에 트랜스(20)로부터 전력이 공급된다.

트랜스(20)는, 2차측의 단자(21, 22)를 포함하고 있다. 그리고, 외측 급전 하우징(32)은, 외측 급전 바(23)를 통해 단자(21)에 접속되어 있다. 내측 급전 하우징(42)은, 내측 급전 바(24)를 통해 단자(22)에 접속되어 있다. 여기서, 외측 급전 바(23) 및 내측 급전 바(24)는, 플렉시블한 급전 부재를 사용할 필요는 없고, 구리 막대 등의 강체로 형성할 수 있다.

외측 급전 하우징(32)에는, 외측 가압축(31)이 삽입 관통되고, 외측 가압축(31)의 선단에는 외측 전극(30)이 부착되어 있다. 외측 가압축(31)은, 외측 급전 하우징(32)에 대하여 축방향으로 이동 가능하게 형성되고, 스프링(50)에 의해 외측 전극(30) 측으로 압박되고 있다. 본 발명은, 외측 급전 하우징(32)으로부터 외측 가압축(31)을 경유하여 외측 전극(30)에 전력을 공급하기 위한 급전 구조를 개선하는 것이다.

외측 급전 하우징(32)은, 그 내부에, 삽입되는 외측 가압축(31)의 일부를 둘러싸도록 링형의 홈(35)이 형성되고, 이 홈(35) 내에 사선형 코일 스프링(36)이 수납되어 있다. 홈(35)의 폭 W와 깊이 D의 관계는, W가 D보다 커지도록 형성되는데, 예를 들어, W가 D의 2배 정도가 되도록 형성되어 있다. 또, 사선형 코일 스프링(36)의 외경은, 홈(35)의 폭 W보다 조금 크게 형성되어 있다. 이와 같이 함으로써, 사선형 코일 스프링(36)은, 홈(35) 내에서 외측 급전 하우징(32)과 다수의 점에서 접촉하게 된다.

사선형 코일 스프링(36)의 구체예를 도 3에 나타낸다. 도 3의 (b)는, 통상의 코일 스프링(37)을 도넛형으로 형성한 것이다. 이 통상의 코일 스프링(37)의 내측 둘레와 외측 둘레에, 화살표로 나타낸 바와 같은 반대방향의 힘을 가한다. 그렇게 하면, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같은 사선형 코일 스프링(36)을 형성할 수 있다.

외측 가압축(31)은, 외측 급전 하우징(32) 내에 삽입 관통되고, 사선형 코일 스프링(36)과 다수의 점에서 접촉하도록 형성되어 있다. 이것에 의해, 사선형 코일 스프링(36)은, 그 외측 둘레부가 외측 급전 하우징(32)과 다수의 점에서 접촉하고, 그 내측 둘레부가 외측 가압축(31)과 다수의 점에서 접촉하게 된다.

그리고, 외측 급전 하우징(32) 및 외측 가압축(31)은, 사선형 코일 스프링(36)에 의해, 각 접촉점에서 스프링에 의한 압박력을 받게 된다. 따라서, 외측 급전 하우징(32)과 외측 가압축(31)이, 사선형 코일 스프링(36)을 통해 전기적으로 접속되게 된다.

이와 같이, 본 발명의 저항 용접 장치(10)에서는, 트랜스(20)를 포함하는 고정 부분으로부터, 이것에 대하여 상대적으로 이동하는 외측 가압축(31)에, 간단한 구조에 의해 전력 공급을 행하는 것이 가능해진다. 이 급전 구조는, 내구성이 우수하여 장기간 안정적으로 사용될 수 있다. 또, 외측 급전 하우징(32) 및 외측 가압축(31)을 포함하는 장치의 형상을 컴팩트하게 형성할 수 있다.

한편, 내측 급전 하우징(42)에는 내측 가압축(41)이 삽입 관통되고, 내측 가압축(41)의 선단에는 내측 전극(40)이 부착되어 있다. 내측 가압축(41)은, 내측 급전 하우징(42)에 대하여 축방향으로 이동 가능하게 형성되고, 에어 실린더(60)에 의해 내측 전극(40) 측으로 압박되고 있다. 그리고, 본 발명은, 내측 급전 하우징(42)으로부터 내측 가압축(41)에 전력을 공급하기 위한 급전 구조를 개선할 수 있다.

내측 급전 하우징(42)은, 실린더 헤드(43)와 커버(44)로 구성되어 있다. 그리고, 내측 급전 하우징(42)의 내부에는, 삽입되는 내측 가압축(41)의 일부를 둘러싸도록 링형의 홈(45)이 형성되고, 이 홈(45) 내에 사선형 코일 스프링(46)이 수납되어 있다. 사선형 코일 스프링(46)으로는, 도 3의 (a)에 나타내는 것과 동일한 것을 사용할 수 있다.

홈(45)의 폭 W와 깊이 D의 관계는, W가 D보다 커지도록 형성되고, 예를 들어, W가 D의 2배 정도가 되도록 형성되어 있다. 또, 사선형 코일 스프링(46)의 외경은, 홈(45)의 폭 W보다 조금 크게 형성된다. 이와 같이 함으로써, 사선형 코일 스프링(46)은, 홈(45) 내에서 내측 급전 하우징(42)과 다수의 점에서 접촉하게 된다.

내측 가압축(41)은, 내측 급전 하우징(42) 내에 삽입 관통되고, 사선형 코일 스프링(46)과 다수의 점에서 접촉하도록 형성되어 있다. 이에 따라, 사선형 코일 스프링(46)은, 그 외측 둘레부가 내측 급전 하우징(42)과 다수의 점에서 접촉하고, 그 내측 둘레부가 내측 가압축(41)과 다수의 점에서 접촉하게 된다.

내측 급전 하우징(42) 및 내측 가압축(41)은, 사선형 코일 스프링(46)에 의해, 각 접촉점에서 스프링에 의한 압박력을 받게 된다. 따라서, 내측 급전 하우징(42)과 내측 가압축(41)이, 사선형 코일 스프링(46)을 통해 전기적으로 접속되게 된다.

이와 같이, 본 발명의 저항 용접 장치(10)에서는, 트랜스(20)를 포함하는 고정 부분으로부터, 이것에 대하여 상대적으로 이동하는 내측 가압축(41)에, 간단한 구조에 의해 전력 공급을 행하는 것이 가능해진다. 이 급전 구조는 내구성이 우수하여 장기간 안정적으로 사용될 수 있다. 또, 내측 급전 하우징(42) 및 내측 가압축(41)을 포함하는 장치의 형상을 컴팩트하게 형성할 수 있다.

다음으로, 외측 가압축(31) 및 내측 가압축(41)의 압박에 관해 설명한다.

외측 가압축(31)은, 스프링(50)에 의해 외측 전극(30) 측으로 압박되고 있다. 즉, 고정 부분인 내측 급전 하우징(42)과 외측 가압축(31) 사이에, 스페이서(51)를 개재하여 스프링(50)이 삽입되어, 내측 급전 하우징(42)과 외측 전극(30)이 서로 이격되도록 압박하고 있다. 이 때문에, 브래킷(70)을 워크 부재에 근접하게 함으로써, 외측 전극(30)과 워크 부재 사이에 적절한 압박력을 가할 수 있다.

내측 가압축(41)은, 에어 실린더(60)에 의해 내측 전극(40)측으로 압박될 수 있다. 에어 실린더(60)는, 통형상의 실린더(61)의 일단을 내측 급전 하우징(42)에 고정하여 폐색하고, 타단을 엔드 커버(62)로 폐색하여, 내부에 실린더실(63)을 형성하고 있다. 동시에, 내측 급전 하우징(42) 및 엔드 커버(62)를 삽입 관통하여, 내측 가압축(41)이 설치되어 있다.

내측 가압축(41)에는 피스톤(64)이 부착되어 있다. 또, 실린더실(63)에는, 에어 공급구(65)와 에어 배출구(66)가 마련되어 있다. 따라서, 에어 공급구(65)로부터 고압의 공기를 공급함으로써, 내측 가압축(41)을 내측 전극(40)측으로 압박할 수 있다. 내측 가압축(41)은, 그 내부를 물로 냉각시키는 구조로 되어 있고, 물공급구(81) 및 물배출구(82)를 포함하고 있다.

용접기 본체(11)에서, 외측 전극(30) 및 내측 전극(40)은 전기적으로 절연되어 있는 것이 필요하다. 도 2에서, 절연 커버(91), 절연 부시(92, 93) 등에 의해 양 전극은 절연되어 있다.

이상, 본 발명의 실시예로서, 2개의 전극이 동축으로 배치되어 한쪽 저항 용접을 행하는 저항 용접 장치(10) 및 그 저항 용접 장치의 급전 구조를 설명했다. 따라서, 본 발명은, 양측 저항 용접(다이렉트 방식)을 행하는 저항 용접 장치나 그 밖의 한쪽 저항 용접(인다이렉트 방식, 시리즈 방식)을 행하는 저항 용접 장치에서도 폭넓게 응용 가능하다.

어느 경우라도, 장기간에 걸쳐 안정적으로 사용하는 것이 가능하고, 저항 용접 장치를 컴팩트하게 하여 경량화할 수 있다. 따라서, 로봇용 저항 용접 장치로서 최적이며, 자동차 산업 등에서 폭넓게 사용할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 상기 실시예에 여러가지 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 것을 이해해주기 바란다.

Claims

급전용 트랜스를 포함하는 고정 부분과,
상기 고정 부분에 고정되는 급전 하우징과,
상기 급전 하우징 내에 삽입 관통되어, 상기 급전 하우징에 대해서 축방향으로 이동 가능하게 형성되고, 상기 고정 부분에 대하여 상대적으로 이동하는 가압축과,
상기 가압축의 선단에 부착된 전극과,
상기 급전 하우징 내에, 상기 가압축의 일부를 둘러싸도록 형성된 링형의 홈과,
상기 홈 내에 변형되어 수납된 사선형 코일 스프링
을 포함하고,
상기 홈의 깊이는 상기 사선형 코일 스프링의 외경보다 작게 형성되며,
상기 사선형 코일 스프링의 외측 둘레부가 상기 급전 하우징과 다수의 점에서 접촉하고, 상기 사선형 코일 스프링의 내측 둘레부가 상기 가압축과 다수의 점에서 접촉하며,
상기 급전 하우징과 상기 가압축은 상기 사선형 코일 스프링을 통해 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 저항 용접 장치.
제1항에 있어서, 상기 급전 하우징, 상기 가압축, 상기 전극 및 상기 사선형 코일 스프링으로 이루어진 급전 구조를 2 세트 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 저항 용접 장치.
제2항에 있어서, 상기 2개의 가압축이 동축으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 저항 용접 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 2개의 가압축 중 어느 하나가 스프링에 의해 압박되는 것을 특징으로 하는 저항 용접 장치.