JPH01224170A - 抵抗溶接装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、抵抗溶接装置の加圧機構に関し、とくに被溶
接物の安定した接合強度を１ｑられるようにした抵抗溶
接装置の加圧機構に関する。

［従来の技術］ 本発明に関連する先行技術として、特開昭６２−２１２
０７６号公報、実開昭５６−８７２８７号公報、実開昭
５６−１２２５８２号公報、実開昭５８−９６８７３号
公報、実開昭５９−１１４２８２号公報が知られている
。

上記の特開昭６２−２１２０７６＠公報は、溶接電極加
珪時に、電極位置が被溶接体位置に自動調心的に追従し
、被溶接体の変形を生じないようにした自動調心溶接電
極について開示している。

実開昭５６−８７２８７号公報は、電極間の開放復帰を
急速にして著しく作業性を高めることのできるＣ形スポ
ット溶接ガンについて開示している。また、実開昭５６
−１２２５８２号公報は、リンク機構を用いて固定電極
に円弧状の作動を付与させたものであり、実開昭５８−
９６８７３号公報は、ワークに生じ易い反力による変形
を減少させるようにしたものである。

さらに実開昭５９−１１４２８２号公報は、加圧シリン
ダを二段ストローク制御にしたＣ形スポット溶接ガンに
ついて開示している。

ところで、従来から溶接電源の種類（交流、直流）や、
その制御方法により、精密接合を行なう装置の商品化、
技術検討がされているが、溶接の３条件の一つである加
圧力を精密に制御する機構を有する装置は見受けられな
い。つまり、従来では、加圧力の制御は、足踏み力とス
プリング力の組合せ、若しくはエア圧力との簡単な組合
せしか見受けられなかった。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、抵抗溶接においては、通電時に適正な加
圧力がｖＬ持されないと接合面の発熱、冷却が不十分と
なり、接合強度を満足することができなくなるという問
題が生じる。これは、溶接時に被溶接物に過渡的な塑性
変形が生じ、この変形に電極が迅速に追従できないこと
に起因している。

つまり、電極を動かす加圧シリンダの追従性が悪いため
、加圧力が一時的に低くなり、被溶接物と電極の微視的
接触面積が減少し、被溶接物の一部（特に電極先端部の
周囲部〉で過度の通電、発熱現象が生じ、敗りが発生す
ることによる。

また、従来の抵抗溶接装置では、被溶接物の固定位置に
ずれが生じると、被溶接物の剛性が大きくない場合は、
被溶接物が電極との当接によって曲げられ、変形すると
いう問題が生じる。

本発明は、上記の問題に着［１し、溶接時に被溶接物が
過渡的な塑性変形を起した場合でも加圧力をほぼ一定に
維持することができ、かつ被溶接物の固定位置にバラツ
キが生じても被溶接物の変形を防止することのできる抵
抗溶接装置を提供すること目的とする。

［課題を解決するための手段］ この目的に沿う本発明は、相対する電極に、該電極をそ
れぞれ独立して進退駆動させる加圧シリンダを連結し、
該加圧シリンダと電極との間に、通電時に被溶接物の溶
接部の過渡的な変形に追従し電極を被溶接物に押圧する
スプリングを有する加圧力補償手段を介装したものから
成る。

［作　　用］ このように構成された抵抗溶接装置においては、加圧シ
リンダの加圧力によって被溶接物が加圧され、抵抗溶接
が行なわれる。通電中には加圧力と発熱によって被溶接
物に変形が生じるが、この変形は過渡的なものであるの
で、従来装置では加圧シリンダの動きがその変形に迅速
に追従できないが、本発明では加圧シリンダと電極との
間に、スプリングを有する加圧補償手段が介装されてい
るので、このスプリングの付勢力によって電極が被溶接
物に押圧され、加圧力の著しい低下が防止される。した
がって、電極と被溶接物との接触面積の減少がなくなり
、溶接部の安定した接合強度が１ｑられる。

また、加圧シリンダと電極との間にスプリングを介装さ
せることにより、被溶接物の固定位置のバラツキによっ
て被溶接物と電極とが干渉した場合でも、スプリングの
圧縮作用により電極の移動量が吸収され、被溶接物の変
形が防止される。

［実施例］ 以下に、本発明に係る抵抗溶接装置の望ましい実施例を
、図面を参照して説明する。

第１図ないし第４図は、本発明の一実施例を示している
。第１図において、図中、１は抵抗溶接装置の電極を示
している。電極１は、上下方向に延びる板状に形成され
、下端が先細りとなっている。電極１と対向する位置に
は、電極１−が配設されており、電極１と電極１−とは
、軸線Ａに対して左右対称に形成されている。すなわち
、第１図において装置の中央を通る軸線Ａに対して左右
に配置される部品の多くは同一機能を有しているので、
本実施例では図の左側の部品のみの説明をし、右側の部
品のうち左側の部品に準じるものについては左側の部品
の符号にダッシュを付して図示することにより、その説
明を省略する。

電極１は、被溶接物の種類に応じて各種材質（たとえば
、クロム−銅、ベリリウム−銅、タングステン、モリブ
デンなど）から適宜選択されている。電極１は、ベーク
ライトもしくは高絶縁性材料からなるインシュレータ２
を介して略り字形の電極保持プレート３に保持されてい
る。電極保持プレート３の頂部には、断面形状が凹状の
摺動プレート４が取付けられており、摺動プレート４は
水平方向に伸びる摺動ラム５に摺動可能に保持されてい
る。摺動ラム５は両側面にＶ字状の＠５ａを有しており
、この溝５ａと１雷動プレート４の内面に形成された孔
４ａの間には回転自在なボール６が介装されている。す
なわら、活動プレート４は、摺動ラム５に対して水平方
向に僅かな力で動くようになっている。

摺動ラム５は、ラム保持プレート７を介してサブプレー
ト８に固定されている。電極保持プレート３には、後述
する加圧補償手段９を介して加圧シリンダとしてのエア
シリンダ１０が連結されている。エアシリンダ１０は、
応答性の高いベロフラムタイプのエアシリンダから構成
されている。

加圧力補償手段９は、第３図に示づように、圧縮コイル
スプリング１１、ハウジング１２、調整ねじ１３から構
成されている。調整ねじ１３は、電極保持プレート３に
螺合されており、エアシリンダ１０のロッド１０ａと同
一軸心上に位置している。調整ねじ１３の頭部１３ａは
電極側に位置しており、調整ねじ１３の回転によって調
整ねじ１３のねじ先端部１３ｂとエアシリンダ１０のロ
ッド１０ａの先端部１０ｂとの間の距離が可変されるよ
うになっている。エアシリンダ１０のロッド１０ａの先
端部１０ｂの軸径は、ロッド１０ａの軸径よりも小に形
成されており、この先端部１０ｂに圧縮コイルスプリン
グ１１の一方が挿通されている。調整ねじ１３のねじ先
端部１３ｂには、圧縮コイルスプリング１１の他方が固
定されている。

つまり、調整ねじ１３の送りによって圧縮コイルスプリ
ング１１の付勢力を可変することができるようになって
いる。

圧縮コイルスプリング１１の外周には、筒状のハウジン
グ１２が配設されている。ハウジング１２の一端には半
径方向外方に膨出するフランジ部１２ａが形成されてお
り、他端には半径方向内方に突出覆る係合部１２ｂが形
成されている。ハウジング１２は、フランジ部１２ａに
挿通されたボルト１４によって電極保持プレート３に固
定されている。また、ハウジング１２の他端には、エア
シリンダ１０のロッド１０ａが摺動可能に挿通されてお
り、ロッド１０ａに形成された半径方向外方に膨出する
係合部１０ｃとハウジング１２の係合部１２ｂとが軸心
方向で係合可能となっている。

第４図に示すように、非加圧時にはロッド１０ａの係合
部１０Ｇと電極保持プレート３までの距離はり、となっ
ており、加圧時にはその距離はＬ２となる。そして、そ
の距離差（Ｌ、　Ｌ＊）は、０゜１〜０．２ｓ程度に設
定されている。

エアシリンダ１０は、保持部材１５を介してサブプレー
ト８に固定されている。サブプレート８のエアシリンダ
１０が取付けられている面と反対側の面には、１習動プ
レート１６が上下に各１個ずつ固定されている。各ｌ回
動プレート１６には上下方向にｎ通する穴１６ａが左右
にそれぞれ１個ずつ形成されており、各穴１６ａには上
下方向に延びる垂直ラム１７が挿通されている。垂直ラ
ム１７の上下端は、メインプレート２８に固定された垂
直リブプレート１８によって支持されている。垂直サブ
プレート１８には、昇降用エアシリンダ１９の本体側が
固定されており、上方の摺動プレート１６には昇降用エ
アシリンダ１９のロッド１９ａが連結されている。つま
り、昇降用エアシリンダ１９の作動により、活動プレー
ト１６が垂直ラム１７上を摺動し、電極１の上下方向の
位置が可変できるようになっている。

電極１には、導電プレート２０の一方が接続されており
、この導電プレート２０の他方は図示されない溶接トラ
ンスに接続されている。導電プレート２０は、薄い銅板
を積層して形成した板状の導電部材であり、柔軟性を有
している。また、各エアシリンダ１．１−および昇降用
エアシリンダ１９は、配管２１．２２を介して各電磁弁
（図示略）に接続されており、各電磁弁は図示されない
制御装置に接続されている。

つぎに、上記の抵抗溶接装置における作用について説明
する。

被溶接物３０の溶接時には、昇降用エアシリンダ１９が
作動し、被溶接物３０を両側から挾み込みできるように
電極１．１′の位置が調整される。電極１．１−の高さ
が所定の位置に設定されると、加圧シリンダとしてのエ
アシリンダ１０．１０＝に圧縮空気が圧送され、被溶接
物３０が電極１．１′によって加圧される。

この場合、第４図の（イ）に示すように、まずエアシリ
ンダ１０ａの移動により、加圧力補償手段９の圧縮コイ
ルスプリジグ１１が圧縮される。その後、第４図のＯに
示すようにロッド１０ａの先端部１０ｂが調整ねじ１３
に当接し、電極保持プレート３．３′に取付けられた電
極１．１′によって被溶接物３０が加圧される。

被溶接物３０が所定の力で加圧されると、両電極間に電
圧が印加され、通電により溶接が行なわれる。通電時に
は、被溶接物３０の溶接部が加圧力と発熱により塑性変
形をし、それに伴なって電極保持プレート３が短時間に
微少な変位を生じる。従来構造では、この場合、加圧シ
リンダの動きが被溶接物の過渡的な変形に迅速に追従で
きないので、第５図のＰ！に示すように、通電中に一時
的に加圧力が低下し、接合強度が低下するおそれがあっ
たが、本発明では、圧縮スプリング１１の付勢力により
電極１．１−を被溶接物３０に押圧することができるの
で、加圧力が第５図のＰ、に示すようにほぼ一定に維持
される。つまり、圧縮スプリング１１は、常時電極保持
プレート３を付勢しているので、被溶接物３０の過渡的
な塑性変形に対して電極１を瞬時に追従させることが可
能となり、溶接部の接合強度を安定したものとすること
ができる。

また、圧縮コイルスプリング１１を有する加圧力補償手
段９を介装させることにより、外力による被溶接物３０
の変形を防止することができる。これを、第６図ないし
第８図により説明する。

第７図は、電極１．１−に加圧シリンダが直接連結され
た場合の例を示している。本比較例では、第７図の（イ
）に示すように、被溶接物３０と一方の電極１との間の
距離ａ、と、被溶接物３０と他方の電極］−との間の距
離す、とは同一（ａ＝ｂ）に設定されている。つまり、
本比較例は、両電極間の中央に被溶接物３０が固定され
た状態を示している。

この場合は、加圧シリンダのロッドの移動速度を同一に
しておけば、加圧時には第７図の（２）に示すように、
被溶接物３０に画電極１．１−が同時に当接し、被溶接
物３０が電４ｆ！１．１−との当接によって曲げ変形は
生じない。

第８図は、第７図と同一の装置を使用し、電極と被溶接
物との間の距離を変えた場合の例を示している。本比較
例では、第８図の（イ）に示すように、被溶接物３０と
一方の電極１との間の距離ａ２と、被溶接物３０と他方
の電極１−との間の距離す雪とが異なった値（ａｔ＜ｂ
＊）に設定されている。

つまり、被溶接物３０が一方の電極１側に片寄った状態
で固定されている場合を示している。この場合は、加圧
時には一方の電極１が先に被溶接物３０に当接すること
になるので、被溶接物３Ｇは、第８図の（２）に示すよ
うに一方の電極１の加圧力によって曲げ変形を起こし、
接合不良が生じる。

第６図は、加圧力補償手段を介装した本発明の場合を示
している。本発明では、各加圧シリンダと各電極との間
に圧縮コイルスプリング１１を有する加圧力補償手段９
を介装しているので、被溶接物３０の固定位置にバラツ
キが生じ、いずれか一方の電極が先に被溶接物３０に当
接した場合でも、先に当接した電極１の移動用が圧縮コ
イルスプリング１１の圧縮作用により吸収され、被溶接
物３０の変形が防止される。すなわち、一方の電極１が
静止した状態で他方の電極１−のみが電極側に移動する
ので、被溶接物３０は結果的には画電極によって加圧さ
れ、第８図のＩに示すように、被溶接物３０の変形が防
止される。

なお、電極１．１′の移動性を向上させるためには、加
圧初期の加圧力を正規の加圧力の５〜２０％に設定する
ことが望ましい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の抵抗溶接装置によるとき
は、加圧シリンダと電極との間に、通電時に被溶接物の
溶接部の過渡的な変形に追従し電極を被溶接物に押圧す
るスプリングを有する加圧補償手段を介装するようにし
たので、電極の追従性が著しく改善される。その結果、
通電中における加圧力をほぼ一定に維持することができ
、安定した接合強度を確保することができる。

さらに被溶接物の固定位置にバラツキが生じても、電極
と被溶接物との干渉時の電極の移動子を圧縮スプリング
によって吸収することが可能となり、被溶接物の変形を
防止することができる。したがって、被溶接物の変形に
よる歩留が解消され、かつ高信頼性の製品を生産するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る抵抗溶接装置の正面図
、 第２図は第１図の装置の側面図、 第３図は第１図の装置の部分拡大断面図、第４図（イ）
およびＯは第１図の装置における加圧シリンダの動きを
示す部分正面図、 第５図は電極時の加圧の変化を示す特性図、第６図（イ
）および（２）は第１図の装置における電極の動きを示
す正面図、 第７図（イ）および０は加圧補償手段を備えていない抵
抗溶接装置における電極の動きを示した正面図、 第８図ピ）および■は第７図の装置において被溶接物の
固定位置にバラツキが生じた場合の電極の動ぎを示した
正面図、 である。 １．１−・・・電極 ３．３−・・・電極保持プレート ９．９−・・・加圧力補償手段 １０、１０”・・・加圧シリンダ（エアシリンダ）１１
・・・・・・・・・・・・スプリング（圧縮コイルスプ
リング） １９・・・・・・・・・・・・昇降用エアシリンダ特　
許　出　願　人　　トヨタ自動車株式会社第５図 時間−→

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、相対する電極に、該電極をそれぞれ独立して進退駆
   動させる加圧シリンダを連結し、該加圧シリンダと電極
   との間に、通電時に被溶接物の溶接部の過渡的な変形に
   追従し電極を被溶接物に押圧するスプリングを有する加
   圧力補償手段を介装したことを特徴とする抵抗溶接装置
   。