JP2008302425A - 中空鋼板部品の溶接装置と溶接方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 溶接箇所の鋼板に板厚方向の溶接電流を通電するとともに、電極の加圧によって中空鋼板部品の異常な変形を防止して、溶接強度の高い溶着状態がえられる中空鋼板部品の溶接装置と溶接方法を提供する。
【解決手段】 電気抵抗溶接により内部空間２０を有する鋼板部品８の外側面に部品９，６０を溶接するものであって、電極加圧による鋼板部品８の変形を防止し溶接電流を鋼板の板厚方向に通電させるとともに前記内部空間２０に挿入される補強導通部材３３が設けられ、この補強導通部材３３に対向する鋼板部品８の外側面に、部品９，６０を加圧して溶接電流を通電させる可動電極６が設けられている。
【選択図】図１

Description

この発明は、電気抵抗溶接により内部空間が設けられた鋼板部品の外側面に部品を溶接する中空鋼板部品の溶接装置と溶接方法に関している。

可動電極と固定電極の間に鋼板部品を挿入し、そこへ部品を溶接したり鋼板同士を溶着させたりすることが行われている。ところで、鋼板部品の形状は種々様々であり、形状如何によっては、電極が所定の箇所に挿入できないことがある。このような場合に備えて特開２００５−２３８３１７号公報に示されているように、補助電極を所定の箇所に挿入しこれに電極を加圧するようにしている。
特開２００５−２３８３１７号公報

上述のような補助電極は、溶接局部を加圧し溶接電流を通電させることを補助するものであり、内部空間を有する中空鋼板部品特有の課題を解決できるものではない。このような中空鋼板部品の外側面にプロジェクションボルト、プロジェクションナットあるいはクランプ金具のような部品を電気抵抗溶接で溶接する場合には、溶接局部における発熱が効率的に行われ、しかも鋼板部品の中空形状に異常な変形が電極加圧によって発生しないようにしなければならない。同時に、溶接工程が円滑に進行して生産性が向上するものでなければならない。

本発明は、上記の課題を解決するために提供されたもので、溶接箇所の鋼板に板厚方向の溶接電流を通電するとともに、電極の加圧によって中空鋼板部品の異常な変形を防止して、溶接強度の高い溶着状態がえられる中空鋼板部品の溶接装置と溶接方法の提供を目的とする。

問題を解決するための手段

請求項１記載の発明は、溶接装置の発明であり、電気抵抗溶接により内部空間を有する鋼板部品の外側面に部品を溶接するものであって、電極加圧による鋼板部品の変形を防止し溶接電流を鋼板部品の板厚方向に通電させるとともに前記内部空間に挿入される補強導通部材が設けられ、この補強導通部材に対向する鋼板部品の外側面に部品を加圧して溶接電流を通電させる可動電極が設けられていることを特徴とする中空鋼板部品の溶接装置である。

発明の効果

前記可動電極の動作によって、鋼板部品の外側面に部品を加圧して溶接電流を通電させると、鋼板部品の鋼板が部品と補強導通部材との間に挟み付けられた状態になり、そのために溶接電流は鋼板部品の板厚を貫通する方向に流れる。したがって、溶接電流の電流密度が高く維持できジュール熱発生が効率的に行われる。もし、このように板厚方向に通電されずに鋼板の面方向の通電状態になると、部品が加圧されている鋼板部分における電流密度が低下するので、十分な発熱がえられないこととなる。したがって、電流値を高くしたり通電時間を長くしたりすることが必要となり、生産性が向上せず不経済である。

前記補強導通部材が内部空間に挿入されているので、電極加圧による鋼板部品の変形が防止でき、十分な加圧力がえられる。このため、部品と鋼板との溶融部分は所定の溶融面積と溶融深さとなり、溶接強度を高めるのに効果的である。

さらに、溶接時の熱は鋼板の内面から補強導通部材に伝熱するので、溶融部分の過熱が抑制される。すなわち、部品の形状等により溶接電流の通電時間を長くしたり溶接電流の電流値を高くしたりすると、鋼板が過度に溶融するために板厚全体が溶融することとなり、部品の溶接強度が確保できないこととなる。しかし、本発明によれば、鋼板内面に密着している補強導通部材が過度な熱を奪う機能すなわち冷やし金のような機能を果たすので、板厚全体が溶融するようなことを防止することができる。とくに、このような冷却機能は、鋼板の厚さが薄い場合において重要であり、薄い鋼板に熱マスの大きな部品を溶接するような場合に有用である。

請求項２記載の発明は、前記補強導通部材に前記内部空間の内面に密着する受圧部材が設けられ、この受圧部材を内部空間の内面に密着させるための拡張手段が設けられている請求項１記載の中空鋼板部品の溶接装置である。

このように拡張手段の拡張動作によって受圧部材が内部空間の内面に密着するので、溶接箇所の鋼板は部品と受圧部材によって確実に挟み付けられ、鋼板の板厚方向に溶接電流が確実に通電される。そして、受圧部材の密着によって鋼板部品の変形が防止されて十分な加圧力がえられて、部品と鋼板との溶融部分は所定の溶融面積と溶融深さとなり、溶接強度を高めるのに効果的である。

さらに、前記拡張手段を縮小させた状態で内部空間に挿入し、所定の箇所で拡張させることができる。このような動作を行わせることによって、入り口箇所における補強導通部材の通過寸法が小さくて奥の方が大きい内部空間の場合であっても、補強導通部材を円滑に挿入することが可能となり、前述のような板厚方向の通電や所定の溶融状態が確保できる。

請求項３記載の発明は、前記補強導通部材に前記内部空間の内面に密着する受圧部材が設けられ、この受圧部材と内部空間の内面との間に電極の加圧による鋼板の弾性変形で消滅する空隙が設けられている請求項１記載の中空鋼板部品の溶接装置である。

電極の加圧により鋼板が弾性変形をして前記空隙が消滅すると、部品と受圧部材との間に鋼板が挟み付けられるので、部品と鋼板との溶融部分は所定の溶融面積と溶融深さとなり、溶接強度を高めるのに効果的である。そして、電極の加圧が解除されると、鋼板は弾性的に所定の形状に復帰し、所定の部品形状が確保できる。また、内部空間よりも寸法が小さな補強導通部材であるから、内部空間に挿入したり抜き出したりすることが滑らかに行える。

請求項４記載の発明は、前記部品は、雄ねじが形成された軸部と、この軸部と一体に設けられたフランジ部と、軸部とは反対側のフランジ面に形成された溶着用突起を有するプロジェクションボルトである請求項１〜請求項３のいずれかに記載の中空鋼板部品の溶接装置である。

前述のように、鋼板は溶着用突起と補強導通部材との間に確実に挟み付けられるので、溶着用突起の部分と鋼板が適正に溶融し正常な溶着状態がえられる。そして、このような溶着状態により、フランジ部が鋼板に密着するか、あるいはフランジ部と鋼板表面との間にわずかな空隙が存在する程度となる。したがって、プロジェクションボルトの溶接強度が十分にえられるものとなる。

請求項５記載の発明は、前記鋼板部品は、断面円形のパイプ部材である請求項１〜請求項４のいずれかに記載の中空鋼板部品の溶接装置である。

前記補強導通部材の介在によって円形の断面形状を変形することなく、正常な溶着がえられる。

請求項６記載の発明は、前記鋼板部品は、複数の鋼板部材を一体化したものである請求項１〜請求項４のいずれかに記載の中空鋼板部品の溶接装置である。

複数の鋼板部材をスポット溶接等で一体化した鋼板部品の場合には、鋼板部品自体が複雑な形状であるとともに、内部空間も種々な形状となる。しかし、本発明によればこのような内部空間であっても、上述のようにして良好な通電と部品加圧が可能となる。

請求項７記載の発明は、溶接方法の発明であり、電気抵抗溶接により内部空間を有する鋼板部品の外側面に部品を溶接するものであって、電極加圧による鋼板部品の変形を防止し溶接電流を鋼板部品の板厚方向に通電させる補強導通部材を前記内部空間に挿入し、この補強導通部材に対向する鋼板部品の外側面に可動電極によって部品を加圧し溶接電流を通電させて部品を鋼板部品の外側面に溶接することを特徴とする中空鋼板部品の溶接方法である。

この溶接方法の発明による作用効果は、前記溶接装置の発明による作用効果と同じである。そして、請求項８〜請求項１２までに記載した方法発明の作用効果も、請求項２〜請求項６までに記載した装置発明の作用効果と同じである。

つぎに、本発明の中空鋼板部品の溶接装置と溶接方法を実施するための最良の形態を説明する。

溶接装置の基本的な構造について説明する。

溶接装置の形式としては、床から起立させた支柱に可動電極と固定電極が配置されたものや、Ｃ型部材に可動電極と固定電極が配置され、ロボット装置で動作されるもの等種々なものがある。本実施例のものは、前者の定置式溶接装置である。溶接装置全体は、符号１００で示されている。

それを図８にしたがって説明する。床１に起立させた支柱２に横方向に延びるアーム部材３，４が設けられ、アーム部材３に固定されたエアシリンダ５によって可動電極６がほぼ鉛直方向に進退するようになっている。また、他方のアーム部材４には固定電極７が設けられ、ここに鋼板部品８が保持されるようになっている。

鋼板部品８に溶接される部品としては、プロジェクションボルト、プロジェクションナットあるいは細長いクランプ金具等種々なものがある。ここでは符号９で示されているプロジェクションボルトである。以下の説明において、プロジェクションボルトを単にボルトと表現する場合もある。

このボルト９は、可動電極６に設けたほぼ鉛直方向の受入孔１０に挿入されて保持されるようになっている。この受入孔１０は、可動電極６の下端面の中心部に下向きの開口している。

ボルト９を受入孔１０に挿入するために、部品供給ユニット２００が設けられている。斜め方向に進退する供給ロッド１２の先端にボルト９を保持する保持ヘッド１３が取付けられている。供給ロッド１２は進出してボルト９が受入孔１０と同軸になった位置で停止する。その後、供給ロッド１２全体が上昇してボルト９が受入孔１０に挿入される。

上述のような動作を行わせるために、斜め方向に配置したエアシリンダ１４によって供給ロッド１２の進退動作が行われる。そして、静止部材１５に昇降エアシリンダ１６が固定され、そのピストンロッド１７がほぼ鉛直方向に進退するようになっている。エアシリンダ１４にブラケット１８が固定され、ここにピストンロッド１７が結合されている。

つぎに、鋼板部品の形状について説明する。

鋼板部品８としては、図７に示すように、種々なものがある。同図（Ａ）に示すものは、内部空間２０を有する断面円形のパイプ材２１である。同図（Ｂ）に示すものは、複数の鋼板部材２２，２３をスポット溶接等で一体化したものであり、鋼板部材２２は平板状であり、鋼板部材２３は両側にフランジを有するハット型断面である。このような組合せによって、内部空間２０が形成されている。さらに、同図（Ｃ）に示すものは、鋼板部材２４が庇型となったものであり、庇部分と鋼板部材２２との間に内部空間２０が形成されている。

つぎに、プロジェクションボルトについて説明する。

ボルト９は鉄製であり、図７（Ｄ）に示すように、雄ねじが形成された軸部２５と、この軸部２５と一体に設けられた円形のフランジ部２６と、軸部２５とは反対側のフランジ面に形成された円形で軸部２５と同心状の溶着用突起２７を有している。そして、溶着用突起２７の端面はテーパ面２８とされ、その中心部に頂部２９が形成されている。また、テーパ面２８の外周に環状の傾斜面３０が設けられている。この頂部２９は尖った形状であるが、小さな直径の円形平面部となっていてもよい。各部の寸法は、軸部２５の直径Ｄ１が６ｍｍ、軸部２５の長さＬが２３ｍｍ、フランジ部２６の直径Ｄ２が１１ｍｍ、テーパ面２８の直径Ｄ３が５．５ｍｍ、溶着用突起２７の付け根部分の直径Ｄ４が７．５ｍｍ、フランジ部２６の厚さＴが１ｍｍ、溶着用突起２７の高さＨが１．５ｍｍである。

つぎに、補強導通部材について説明する。

補強導通部材は、可動電極６の加圧による鋼板部品すなわちパイプ部材２１の変形を防止し溶接電流を鋼板の板厚方向に通電させるとともに前記内部空間２０に挿入されるものである。その構造としては種々なものがあり、拡張手段によって補強導通部材の有効寸法が変更されるもの、あらかじめ内部空間の寸法よりも小さく作られたものなどがある。図１，図２に示したものは、拡張手段を有している場合である。

図１に示すように、ここでの鋼板部品８は、図７（Ａ）に示した断面円形のパイプ材２１である。このパイプ部材２１の外径は５０ｍｍ、鋼板の厚さは２ｍｍである。固定電極７には、パイプ部材２１が転動して位置ずれをしないようにするために、Ｖ字型の受け面３１が形成されている。また、可動電極６の受入孔１０の奥に永久磁石３２が固定されており、その吸引力によって受入孔１０からボルト９が落下しないようになっている。

補強導通部材全体は、符号３３で示されている。パイプ部材２１に挿入される円筒型の本体３４が設けられている。この本体３４は、その円筒の軸線がパイプ部材２１の直径方向に向けて配置される。本体３４の内部に摺動自在な状態でピストン３５が挿入されている。このピストン３５に結合されているピストンロッド３６に受圧部材３７が取付けられている。この受圧部材３７は、本体３４の端板３８にあけた通孔３９に摺動自在な状態で挿入されており、その上面はパイプ部材２１の内側円筒面に密着できる円弧面とされている。この摺動部分は導通性がある。

前記ピストン３５の下面に偏心カム４０が接触させてあり、その支持軸４１は本体３４に架設されている。この偏心カム４０が支持軸４１を中心にして回転すると、偏心カム４０のリフトによりピストン３５や受圧部材３７が進退する。補強導通部材３３全体を内部空間２０に挿入したり抜き出したりするために、操作ロッド４２が本体３４に固定してある。偏心カム４０に動作アーム４３が取付けられ、これを揺動することによって偏心カム４０が回動する。操作ロッド４２に、電磁ソレノイドやエアシリンダ等で構成されるアクチュエータ４４が結合され、その出力が伝動ロッド４５を介して動作アーム４３に伝達されるようになっている。ここではアクチュエータ４４はエアシリンダで構成されている。

本体３４の下部に肉厚構造とされた着座部４７が形成されている。この着座部４７の下面は、パイプ部材２１の内側円筒面に密着できるように円弧面とされている。着座部４７の一部に切欠部４８が形成され、前記伝動ロッド４５がここを通過して進退動作をするようになっている。補強導通部材３３に導通性を付与するために、少なくとも受圧部材３７と本体３４は導電性の良好な銅合金で作られている。

前記端板３８の内面とピストン３５の上面との間に圧縮コイルスプリング４９が挿入され、その張力によってピストン３５が常時偏心カム４０に圧接している。

なお、符号５０は変圧器であり、導線５１，５２によって溶接電流が供給されるようになっている。

補強導通部材３３の動作を説明する。

偏心カム４０の回動位置がリフトの小さな位置であると、圧縮コイルスプリング４９の張力によって受圧部材３７が図１（Ａ）に２点鎖線で示すように、後退した状態になっている。つまり、補強導通部材３３が縮んだ状態になっている。パイプ部材２１の外側でこのように縮んだ状態にしておき、操作ロッド４２を移動させて補強導通部材３３を内部空間２０に挿入し、可動電極６に対向する箇所でこの挿入を停止する。このように補強導通部材３３が縮んだ状態になっているので、補強導通部材３３を内部空間２０へ簡単に挿入することが可能となる。

前述のような補強導通部材３３の挿入停止が行われた後、アクチュエータ４４の動作で偏心カム４０が回動されると、ピストン３５は圧縮コイルスプリング４９を圧縮しながら本体３４から押し出されて、受圧部材３７がパイプの内側円筒面に圧接する。これと同時に着座部４７の下面もパイプの内側円筒面に圧接する。このようにして補強導通部材３３と可動電極６とが対向した位置関係となり、補強導通部材３３に対向するパイプ鋼板の外側面にボルト９の溶着用突起２７を加圧して溶接電流を通電する状態となる。

上述のように、パイプ部材２１の鋼板は、ボルト９の溶着用突起２７と受圧部材３７との間で確実に挟み付けられている。この状態のところに溶接電流が通電されると、電流は鋼板をその板厚を貫通する方向に流れる。したがって、この鋼板部分における電流密度が高まり、効果的な溶接熱がえられる。

溶接完了後は、偏心カム４０を回して再び補強導通部材３３を縮小させて、内部空間２０から抜き出す。

上述のような構造や動作から明らかなように、本体３４、ピストン３５、ピストンロッド３６、受圧部材３７、偏心カム４０、アクチュエータ４４、伝動ロッド４５等によって、前記拡張手段が形成されている。

別の補強導通部材について説明する。

図１に示した補強導通部材３３は偏心カム４０で動作するものであるが、図２に示した補強導通部材３３は流体圧力で動作するものである。ここでは油圧で動作するようになっている。すなわち、本体３４に油圧シリンダ５４が設けられ、ここに油圧ピストン５５が挿入され、このピストン５５の上端に受圧部材３７が取付けられている。また、油圧シリンダ５４の下側に着座部４７が形成してある。

油圧シリンダ５４に通じる油路５６が着座部４７に設けられ、それに油圧ホース５７が接続してある。そして、操作ロッド４２が油圧シリンダ５４に結合してある。

油圧を低下させると油圧ピストン５５が下降して補強導通部材３３が縮んだ状態となる。また、油圧を高めると油圧ピストン５５が上昇して補強導通部材３３が拡張した状態となる。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて図１に示した実施例と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。そして、作用効果も図１に示した実施例と同じである。

上述のような構造や動作から明らかなように、本体３４、油圧シリンダ５４、油圧ピストン５５、受圧部材３７等によって、前記拡張手段が形成されている。

さらに、別の補強導通部材について説明する。

先に説明した補強導通部材と異なっている点を説明する。図３に示した補強導通部材３３は、拡張手段を備えていない形式のものである。補強導通部材３３の高さは、パイプ部材２１の内径よりもわずかに小さな値とされている。したがって、補強導通部材３３を内部空間２０に挿入すると、パイプ部材２１の内側円筒面との間にわずかな隙間Ｓが形成される。ここでは隙間Ｓは０．５ｍｍである。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて図１、図２に示した各実施例と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。

このように隙間Ｓが付与されているので、補強導通部材３３を内部空間２０へスムーズに挿入することができる。可動電極６が加圧されると、パイプ部材２１は弾性変形をして隙間Ｓが消滅し、その後、溶接電流が通電されてボルト９が溶接される。可動電極６の加圧が解除されると、パイプ部材２１はその弾性で元の形状に復帰する。それ以外の作用効果は、図１、図２に示した各実施例と同じである。

つぎに、溶着状態について説明する。

図６は、溶着状態を示す断面図である。前述のように、パイプ部材２１の鋼板が溶着用突起２７と受圧部材３７の間で確実に加圧されるので、溶け込み部分５８は十分な深さとなる。この深さは、フランジ部２６側が符号Ｔ１で示され、鋼板側が符号Ｔ２で示されている。溶融現象を経時的に観察すると、溶着用突起２７が溶融しつつある時には、溶融熱がフランジ部２６近辺では逃げる箇所が少ないのでより多くの金属量が溶融する。他方、鋼板側は面方向に溶融熱が拡散するので、鋼板側の溶融金属量はフランジ部２６側のそれに比べて小量となる。このような現象の状態で加圧が確実に進行すると、今度は、フランジ部２６側の溶融金属が鋼板側に押し込まれた状態で流動し、図６（Ｂ）に示すように、最終的にはＴ１＜Ｔ２となる。このように鋼板側への溶け込み深さが大きくなることによって、溶接強度を高めることができる。さらに、フランジ部２６側の溶融金属がより多く鋼板側へ流動することにより、フランジ部２６の外周部分とパイプ部材２１の表面との間にできる空隙をなくすか、あるいは可及的に小さくすることが可能となる。

図５に示した実施例は、図７（Ｂ）に示した鋼板部品８の内部空間２０にブロック状の補強導通部材３３を挿入した場合である。ここでは図示していないが、前述の隙間Ｓに相当する空隙が設けてある。この実施例における作用効果は、図３におけるものと同じである。

なお、固定電極７側に受入孔を設けてここに軸部２５を挿入し、その上に鋼板部品８を配置して溶接することも可能である。軸部２５に換えて後述のナット６０を配置してもよい。

以上に説明した実施例１の作用効果は、つぎのとおりである。

前記可動電極６の動作によって、鋼板の外側面にボルト９の溶着用突起２７を加圧して溶接電流を通電させると、パイプ部材２１の鋼板が溶着用突起２７と補強導通部材３３の受圧部材３７との間に挟み付けられた状態になり、そのために溶接電流は鋼板の板厚を貫通する方向に流れる。したがって、溶接電流の電流密度が高く維持できジュール熱発生が効率的に行われる。もし、このように板厚方向に通電されずに鋼板の面方向の通電状態になると、溶着用突起２７が加圧されている鋼板部分における電流密度が低下するので、十分な発熱がえられないこととなる。したがって、電流値を高くしたり通電時間を長くしたりすることが必要となり、生産性が向上せず不経済である。

前記補強導通部材３３が内部空間２０に挿入されているので、電極加圧による鋼板部品の変形が防止できて十分な補強機能を果たし、適確な加圧力がえられる。このため、溶着用突起２７と鋼板との溶け込み部分５８は所定の溶融面積と溶融深さＴ１とＴ２となり、溶接強度を高めるのに効果的である。

さらに、溶接時の熱は鋼板の内面から補強導通部材に伝熱するので、溶融部分の過熱が抑制される。すなわち、部品の形状等により溶接電流の通電時間を長くしたり溶接電流の電流値を高くしたりすると、鋼板が過度に溶融するために板厚全体が溶融することとなり、部品の溶接強度が確保できないこととなる。しかし、本実施例によれば、鋼板内面に密着している受圧部材３７が過度な熱を奪う機能すなわち冷やし金のような機能を果たすので、板厚全体が溶融するようなことを防止することができる。とくに、このような冷却機能は、鋼板の厚さが薄い場合において重要であり、薄い鋼板に熱マスの大きな部品を溶接するような場合に有用である。

前記補強導通部材３３に前記内部空間２０の内面に密着する受圧部材３７が設けられ、この受圧部材３７を内部空間２０の内面に密着させるための拡張手段が設けられている。

このように拡張手段の拡張動作によって受圧部材３７が内部空間２０の内面に密着するので、溶接箇所の鋼板は溶着用突起２７と受圧部材３７によって確実に挟み付けられ、鋼板の板厚方向に溶接電流が確実に通電される。そして、受圧部材３７の密着によって鋼板部品８の変形が防止されて十分な加圧力がえられて、部品と鋼板との溶け込み部分５８は所定の溶融面積と溶融深さＴ１とＴ２となり、溶接強度を高めるのに効果的である。

さらに、前記拡張手段を縮小させた状態で内部空間２０に挿入し、所定の箇所で拡張させることができる。このような動作を行わせることによって、入り口箇所における補強導通部材３３の通過寸法が小さくて奥の方が大きい内部空間２０の場合であっても、補強導通部材３３を円滑に挿入することが可能となり、前述のような板厚方向の通電や所定の溶融状態が確保できる。

前記補強導通部材３３に前記内部空間２０の内面に密着する受圧部材３７が設けられ、この受圧部材３７と内部空間２０の内面との間に可動電極６の加圧による鋼板の弾性変形で消滅する空隙Ｓが設けられている。

可動電極６の加圧により鋼板が弾性変形をして前記空隙Ｓが消滅すると、溶着用突起２７と受圧部材３７との間に鋼板が挟み付けられるので、フランジ部２６と鋼板との溶け込み部分５８は所定の溶融面積と溶融深さＴ１とＴ２となり、溶接強度を高めるのに効果的である。そして、可動電極６の加圧が解除されると、鋼板は弾性的に所定の形状に復帰し、所定の部品形状が確保できる。また、内部空間２０よりも寸法が小さな補強導通部材３３であるから、内部空間２０に挿入したり抜き出したりすることが滑らかに行える。

前記部品は、雄ねじが形成された軸部２５と、この軸部２５と一体に設けられたフランジ部２６と、軸部２５とは反対側のフランジ面に形成された溶着用突起２７を有するプロジェクションボルト９である。

前述のように、鋼板は溶着用突起２７と受圧部材３７との間に確実に挟み付けられるので、溶着用突起２７の部分と鋼板が適正に溶融し正常な溶着状態がえられる。そして、このような溶着状態により、フランジ部２６がパイプ部材２１の表面に密着するか、あるいはフランジ部２６とパイプ部材２１の表面との間にわずかな空隙が存在する程度となる。したがって、プロジェクションボルト９の溶接強度が十分にえられるものとなる。

前記鋼板部品８は、断面円形のパイプ部材２１である。

前記補強導通部材３３の介在によって円形の断面形状を変形することなく、正常な溶着がえられる。

前記鋼板部品８は、複数の鋼板部材２２，２３，２４を一体化したものである。

複数の鋼板部材２２，２３，２４をスポット溶接等で一体化した鋼板部品８の場合には、鋼板部品８自体が複雑な形状であるとともに、内部空間２０も種々な形状となる。しかし、本実施例によればこのような内部空間２０であっても、上述のようにして良好な通電と部品加圧が可能となる。

溶接方法の発明は、電気抵抗溶接により内部空間を有する鋼板部品の外側面に部品を溶接するものであって、電極加圧による鋼板部品の変形を防止し溶接電流を鋼板部品の板厚方向に通電させる補強導通部材を前記内部空間に挿入し、この補強導通部材に対向する鋼板部品の外側面に可動電極によって部品を加圧し溶接電流を通電させて部品を鋼板部品の外側面に溶接することを特徴とするものである。

この溶接方法の実施例による作用効果は、前記溶接装置の実施例による作用効果と同じである。

図４は、実施例２を示す。

この実施例２は、前述の実施例における部品をプロジェクションナット６０に変更したものである。以下の説明において、プロジェクションナットを単にナットと表現する場合もある。図４（Ａ）に示した補強導通部材３３の構造は、ガイドピン６１以外は図１に示した補強導通部材３３と同じである。そして、鋼板部品８は、図７（Ｃ）に示した庇型のものである。鋼板部材２４に下孔６２があけられ、ここに受圧部材３７に設けたガイドピン６１が貫通している。ナット６０は供給ロッド６３で串刺しにされて滑降し、突出しているガイドピン６１にはめ合わされる。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の実施例１と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。また、それ以外の作用効果も、先の実施例１と同じである。

図４（Ｂ）に示したものは、可動電極６にナット６０を保持する場合である。可動電極６０の内部に永久磁石６４が配置され、電極端面に設けた保持凹部６５にナット６０を吸引保持する。ナット６０の芯だしをするために、位置決めピン６５が保持凹部６６に設けてある。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて図４（Ａ）に示した実施例と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。また、それ以外の作用効果も、図４（Ａ）に示した実施例と同じである。

上述のように、本発明によれば、溶接箇所の鋼板に板厚方向の溶接電流を通電するとともに、電極の加圧によって中空鋼板部品の異常な変形を防止して、溶接強度の高い溶着状態がえられるので、自動車の車体溶接工程や、家庭電化製品の板金溶接工程などの広い産業分野で利用できる。

偏心カム式の補強導通部材を示す断面図である。 油圧シリンダ式の補強導通部材を示す断面図である。 隙間付与式の補強導通部材を示す断面図である。 プロジェクションナット溶接の場合を示す断面図である。 他の補強導通部材を示す断面図である。 溶着状態を示す断面図である。 鋼板部品の種類を示す斜視図である。 溶接機全体を示す側面図である。

符号の説明

６ 可動電極
７ 固定電極
８ 鋼板部品
９ プロジェクションボルト
１０ 受入孔
２０ 内部空間
２１ パイプ部材
２２ 鋼板部材
２３ 鋼板部材
２４ 鋼板部材
２５ 軸部
２６ フランジ部
２７ 溶着用突起
３３ 補強導通部材
３４ 本体
３７ 受圧部材
４７ 着座部
６０ プロジェクションナット
Ｓ 隙間
１００ 溶接装置
２００ 部品供給ユニット

Claims (12)

1. 電気抵抗溶接により内部空間を有する鋼板部品の外側面に部品を溶接するものであって、電極加圧による鋼板部品の変形を防止し溶接電流を鋼板部品の板厚方向に通電させるとともに前記内部空間に挿入される補強導通部材が設けられ、この補強導通部材に対向する鋼板部品の外側面に部品を加圧して溶接電流を通電させる可動電極が設けられていることを特徴とする中空鋼板部品の溶接装置。
2. 前記補強導通部材に前記内部空間の内面に密着する受圧部材が設けられ、この受圧部材を内部空間の内面に密着させるための拡張手段が設けられている請求項１記載の中空鋼板部品の溶接装置。
3. 前記補強導通部材に前記内部空間の内面に密着する受圧部材が設けられ、この受圧部材と内部空間の内面との間に電極の加圧による鋼板の弾性変形で消滅する空隙が設けられている請求項１記載の中空鋼板部品の溶接装置。
4. 前記部品は、雄ねじが形成された軸部と、この軸部と一体に設けられたフランジ部と、軸部とは反対側のフランジ面に形成された溶着用突起を有するプロジェクションボルトである請求項１〜請求項３のいずれかに記載の中空鋼板部品の溶接装置。
5. 前記鋼板部品は、断面円形のパイプ部材である請求項１〜請求項４のいずれかに記載の中空鋼板部品の溶接装置。
6. 前記鋼板部品は、複数の鋼板部材を一体化したものである請求項１〜請求項４のいずれかに記載の中空鋼板部品の溶接装置。
7. 電気抵抗溶接により内部空間を有する鋼板部品の外側面に部品を溶接するものであって、電極加圧による鋼板部品の変形を防止し溶接電流を鋼板部品の板厚方向に通電させる補強導通部材を前記内部空間に挿入し、この補強導通部材に対向する鋼板部品の外側面に可動電極によって部品を加圧し溶接電流を通電させて部品を鋼板部品の外側面に溶接することを特徴とする中空鋼板部品の溶接方法。
8. 前記補強導通部材に前記内部空間の内面に密着する受圧部材が設けられ、この受圧部材を内部空間の内面に密着させるための拡張手段が設けられている請求項７記載の中空鋼板部品の溶接方法。
9. 前記補強導通部材に前記内部空間の内面に密着する受圧部材が設けられ、この受圧部材と内部空間の内面との間に可動電極の加圧による鋼板の弾性変形で消滅する空隙が設けられている請求項７記載の中空鋼板部品の溶接方法。
10. 前記部品は、雄ねじが形成された軸部と、この軸部と一体に設けられたフランジ部と、軸部とは反対側のフランジ面に形成された溶着用突起を有するプロジェクションボルトである請求項７〜請求項９のいずれかに記載の中空鋼板部品の溶接方法。
11. 前記鋼板部品は、断面円形のパイプ部材である請求項７〜請求項１０のいずれかに記載の中空鋼板部品の溶接方法。
12. 前記鋼板部品は、複数の鋼板部材を一体化したものである請求項７〜請求項１０のいずれかに記載の中空鋼板部品の溶接方法。

Images