JPH0324312B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、選択した被溶接エレメントをクラン
プし、これらエレメント同士を抵抗溶接作用によ
り溶接する電極フインガーを有するハンドヘルド
溶接装置、特に、溶接のために、電極フインガー
に充分なクランプ力を加える手段に関する。

〔従来の技術及び問題点〕

本発明は、製造における繊細な溶接工程で用い
るハンドヘルド溶接装置用に特に開発したもので
ある。かかる装置の例としては、線導体の如きエ
レメントを陰極線管の内壁に設けられたピン導体
に溶接する溶接装置がある。この装置は、（操作
者用のハンドグリツプとなる）１対の部材を具え
ており、これら部材は、隣接した一端で枢軸的に
（回転可能に）継がれており、他端（以下、自由
端という）はこれら部材が離れるようにバイアス
されている。この装置の自由端は、１対の電極フ
インガー（指状突起部）を制御する。操作者は、
電極フインガーが合わさるように圧力を加えて、
一体に溶接すべき線及びピンをこれら電極フイン
ガー間に（ピンセツトの如き工具を用いて）配置
する。これらエレメントを互いにかつ適当にクラ
ンプすると、これらエレメントの溶接準備が整
い、操作者は、電極を介して溶接電流を流し、所
望の溶接を行なう。

溶接を確実に行なうには、約５ポンド以上の圧
力が必要なことが判つた。よつて、スイツチを閉
じて電極に溶接電流を流す前に必要な圧力を加え
なければならず、また溶接する短期間の間この圧
力を維持しなければならない。上述のハンドヘル
ド溶接装置は所望の溶接が可能であるが、製品組
立ラインにおけるこの装置の操作者には、１日に
数百ケ所以上の溶接を完全に行なうことが要求さ
れる。よつて、操作者は疲れ、加える圧力が必要
な５ポンドよりも減り、溶接が不良となる。

不良溶接の製品は、操作者の疲労の影響である
ことがこれまでに認識され、これを解決するため
に圧搾空気を用いることが提案されている。この
提案では、空気シリンダーをハンドヘルド溶接装
置に接続し、適切な圧力を発生するのを援助す
る。従来の空気援助装置の代表的なものは、空気
ホースを有する空気シリンダーを具えており、こ
の空気ホースは、圧搾空気給源に取付けた遠隔ソ
レノイド操作空気バルブから援助装置まで伸び
る。空気スイツチを援助装置のハンドルに設け、
空気ソレノイド・バルブをトリガする。他の空気
スイツチは、足により操作し、溶接電流を流す。

かかる空気援助溶接装置の代表的な操作は、こ
の装置のハンドルに手動で圧力を加えて、２つの
被溶接部品を電極間に捕え、次に、例えばハンド
ルに強い圧力を加えてハンドルのスイツチを閉
じ、空気ソレノイド・バルブを付勢に、最後に、
足スイツチを踏んで電流を流す。空気ソレノイ
ド・バルブが付勢されるので、空気がホースを介
してシリンダーに流れ、電極に適当なクランプ力
が加わる。足スイツチのみの操作で電流を流し始
める。空気ホースは、充分に長く、（適当な柔軟
性を持たせるため）その直径は非常に小さいの
で、ハンドルのスイツチを閉じてから適当なクラ
ンプ力が発生するまでに、かなり時間がかかる。
よつて、操作者は、必要な時間が経過する前に、
即ち空気ホースが完全に高圧状態になる前に、何
度も足スイツチを踏まなければならない。この結
果、適切なクランプ力が加わる前に電流が流れ、
溶接が不完全になる。

従来の空気援助溶接装置の他のものは、２つの
空気操作電極を具えており、これら電極が空気圧
により開いたり、閉じたりする。しかし、この従
来例では、ハンドルに手動で圧力を加えて、２つ
の部品を電極間に捕えることができない。空気ホ
ースを介して空気が伝わると直ちに、電気スイツ
チを閉じ、電極が充分なクランプ力を加える。空
気ホースを介して空気が流れるので、電気タイマ
が動作して、所定時間が経過すると溶接電流が流
れる。典型的には、この時間は、溶接が完了する
前に操作者が時折りソレノイド空気バルブを偶然
に解放してしまう程、充分に長い。電気エネルギ
ーが部品を加熱するので、クランプ力の減少によ
り、不完全な溶接となる。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

本発明によれば、手動操作に対して触覚的な帰
還が得られ、また、被溶接エレメントに対する電
極の空気援助クランプによると共に、適当なシリ
ンダー圧力を加えたときのみ溶接用電流を流すよ
うにトリガすることにより、確実な溶接を行な
う。操作者の完全な制御によりこれら３つの動作
を順次実行し、操作者は一方の手（足ではない）
の操作に集中できる。

要約すれば、本発明による好適な溶接装置は、
従来装置に類似した第１及び第２部材に接続され
たちようつがいを具えており、一端を広げること
によりこれら部材の他端に取付けた電極が閉じる
ように、枢軸を一端よりもわずかに内側にしてい
る。これら先端間に膨張チヤンバー（空間）を設
けるが、このチヤンバーはシリンダー及びこのシ
リンダー内で移動可能なピストンにより決まる。
これらシリンダー及びピストンが膨張手段とな
る。空気ラインは（第１及び第２部材の一方の空
気通路を介して）空気チヤンバーに接続し、第１
制御手段である空気バルブは、操作者の指で操作
できるように、即ち拡張チヤンバーに極めて隣接
して配置する。第２制御手段である溶接開始スイ
ツチを空気チヤンバー内に配置して、このチヤン
バーの膨張により自動的に作動させる。

操作において、電極間にエレメントを捕えるよ
うに、操作者は部材に手動で圧力を加える。次
に、指を空気バルブの方に曲げて、チヤンバーに
圧搾空気を送り込む。チヤンバーの膨張（そし
て、電極フインガーの空気援助クランプ力の利
用）により、溶接開始スイツチを操作して、エレ
メントを一体に溶接する。その結果、高圧力が不
要になると共に、複数のステツプの操作も不要に
なるので、溶接装置を容易に操作できる。これに
より、一般的な製品組立てラインにおいて、確実
な溶接を繰り返し行なえる。

〔実施例〕

以下、添付図を参照して本発明の好適な実施例
を説明する。

第１図は、本発明を用いたハンドヘルド溶接装
置の斜視図であり、第２図は、第１図の線２−２
に沿つて見た上面図である。ハンドヘルド溶接装
置１０は、操作者の手１４（第１図のみに点線で
示す）で握られるように設計されたハンド・グリ
ツプ１２を有する。このハンド・グリツプ１２
は、外側（レバー）部材１６を具えており、この
外側部材１６は、内側（レバー）部材１８の周り
の部分的な外被となる。これら外側及び内側部材
は、それらの一端近傍で枢軸ピン２０により枢軸
的に（回転可能に）共通接続されている。

第１電極フインガー２２は、ネジ２４により外
側部材１６に取付け、第２電極フインガー２６
は、ネジ２８により内側部材１８に取付ける。枢
軸ピン２０と反対の内側及び外側部材の自由端は
互いに近付いたり離れたりするように旋回し、同
様に電極フインガー２２及び２６を互いに近付い
たり離れたりするように旋回する。コイルばね３
２がこれら部材が離れるように圧力をかけるが、
操作者を手を閉じて、即ち、内側部材１８に対し
親指が圧力を加え、他の指が外側部材１６をつか
んで（第１図で、矢印３４は操作者の親指が加え
る力を示す）、内側及び外側部材にある程度力を
加える。

電極フインガー２２及び２６は、導線３０に接
続する。溶接装置の通常操作では、（第２図に点
線で示すように）ピン３６及び導体３８を電極フ
インガー間に手動で位置決めし、溶接を確実にす
るため充分な力で電極をクランプし、これら電極
を介して電流を流して、加熱し、ピン及び導体を
部分的に溶かす。よつて、導体３８及びピン３６
が一緒に溶接される。

上述の如く、クランプ力３４には５ポンド以上
が必要である。この力は、多くの溶接操作に対し
て操作者が発生できるが、ついには操作者は疲
れ、手動圧力が減少する。ピン及び導体をしつか
りと保持しないと、信頼できる溶接が保証され
ず、溶接を矢敗する割合が高くなる。よつて、上
述の如く、クランプ力を空気で援助する。

第３図は、第２図の線３−３に沿つた側面図で
あり、第４図は、第３図の線４−４に沿つた断面
図である。ねじ山の結合入口４２を有する内側空
気通路４０と共に内側部材１８を設け、この入口
４２は、空気ライン４６の結合具４４を受ける。
結合入口４２を枢軸的結合部付近に配置し、部材
１６に対向する側を開放する（空気ライン４６
は、部材１６の開口４７を介して貫通する）。空
気通路４０は、部材１８内の同じ側に設けてあ
り、結合入口４２からこの部材の自由先端に延び
る。第１空気通路４０から部材１６の反対側にオ
フセツトした第２空気通路４８は、部材１８の自
由端から反対の先端に延びる。チヤンバー５０を
空気通路に接続するが、このチヤンバーは（枢軸
ピン２０の接続の後ろで）内側及外側部材の先端
間に設ける。空気通路４８は２つの部分から成つ
ており、第１部分は空気通路４０は非常に近接し
ており、第２部分はチヤンバー５０に適応するよ
うに反対側に更にオフセツトしている。相互接続
チヤンネル５２を空気通路４８の２つの部分に相
互接続する。通路４０，４８及びチヤンネル５２
（必要に応じ空気通路に穴あけして作る）の各露
出端にプラグ５４を挿入して、不要の空気漏れを
防ぐ。

第７及び第８図は第３図の線７−７に沿つた第
４図の部分的拡大図である。バルブ・チヤンネル
５６が通路４０及び４８を相互接続する。バル
ブ・チヤンネル５６内に配置した移動可能なシヤ
トル（連続往復器）バルブ５８が、通路４０から
通路４８への空気通路（第８図の矢印参照）、及
び通路４８から大気への空気通路（第７図の矢印
参照）を制御する。図から理解できる如く、チヤ
ンネル５６は、チヤンネル狭路６０と呼ぶ狭い領
域により相互接続された上部及び下部拡大領域か
ら形成されている。シヤトル・バルブ５８は、突
き出たバルブ軸６２と、第８図に示す如く軸６２
が押し下げられた際に狭路を密封する第１「０」
リング６４と、第７図に示す如く軸６２が伸びた
際に狭路を密封する第２「０」リング６６とを具
えている。バルブ軸６２の底に設けたばね６７
は、第７図の伸びた位置方向にバルブ軸に圧力を
加える。これら部品６０〜６７が圧搾空気の供給
を制御する第１制御手段となる。

第４、第７及び第８図において、「休止位置」
の際、バルブ５８の封鎖により、即ちバルブ軸６
２が伸び、「０」リング６６が狭路６０内に位置
することにより、空気ライン４６からの空気圧を
空気通路４０内に密封する。この位置において、
「０」リング６４が通路５６の拡大端部領域に配
置されるので、第７図の矢印で示す如く、通路４
８は大気とつながる。

溶接を開始する際、まず電極フインガーが被溶
接ピン及び導体に密着するが、これは、第７図で
点線に示すように、操作者の親指の腹により柔軟
性のあるカバー６８に圧力を加えて行なう。被溶
接エレメントを手動でつかむと、第８図の点線で
示す如く、親指を前方に曲げる。これは第８図に
示すように、チヤンネル内でバルブ軸６２をその
押された位置に移動させる。

バルブ軸６２を押す過程で、まず、「０」リン
グ６４が大気に通じた狭路６０を密封し（瞬間的
には、「０」リング６４及び６６が共に狭路にお
いて密封結合する）、次に、「０」リング６６がチ
ヤンネル５６の拡大下部領域内に押されて、狭路
６０を通路４０内の空気圧にさらす。通路４０か
らの空気は、通路４８を介してチヤンバー５０に
進む。操作者が、親指を解放して（ばね６７の圧
力により）バルブ軸をその伸びた位置に戻すと、
まず狭路６０が完全に密封され、次に通路４８が
大気に通じるので、チヤンバー５０からの空気圧
が減少する。空気チヤンバー及び空気圧変化に対
する反作用を次に説明する。

第５図は、第３図の線５−５に沿つた第４図の
部分拡大断面図であり、第６図は、第５図の線６
−６に沿つた断面図であり、これら第５及び第６
図は、部材１６及び１８の先端に形成したチヤン
バー５０を示している。チヤンバー５０は、シリ
ンダー７０内に設けてあり、このシリンダー内を
移動可能なピストン７２の一端により決まる。こ
れらシリンダー及びピストンはチヤンバーを膨張
させる膨張手段となる。部材１８にねじで留めら
れたスタツド部７４により、シリンダー７０を部
材１８に取付ける。接続チヤンネル７６をスタツ
ド部７４内に設け、チヤンバー５０と空気通路４
８とつなぐ。ピストン７２は、ステム７８を具え
ており、このステムを枢軸ピン８０により外側部
材１６に枢軸的に接続する。「０」リング８２が
ピストン７２の周囲のチヤンバー５０を密封する
ので、チヤンバー５０内の空気圧が増加すると、
ピストン及びシリンダーが相対的に外側方向に、
即ち第５図の位置から第６図の位置に広がるよう
にチヤンバーに圧力が加わる。これにより、部材
１６及び１８の先端が離れるように圧力が加わ
り、枢軸２０（第４図参照）に対する反対側の自
由端が閉じて、電極フインガー２２及び２６も閉
じる。

ピストン７２は、更に第２制御手段である溶接
回路スイツチも具えている。第５及び第６図にお
いて、導体８６により１対の接触ピン８４を溶接
回路（図示せず）に接続する。これら２つのピン
８４が相互接続すると、溶接回路が働き、溶接を
開始する。

ピン８４は、（絶縁プラグ８８を介して）ピス
トン内に取付け、これらピストンの接触ヘツド９
０は通常、弾性パツド９２（第５図）内の凹部に
配置する。ピン９４は、パツド９２内に調整可能
に取付けられている。即ち、これらピンは、絶縁
プラグ８８の範囲内で、ねじにより上下できる。
弾性パツド９２は、ピストンの正面内に設けられ
た第２チヤンバー９４内に密封する。薄い金属板
９６は、弾性パツド上に配置しているので、通常
は、接触ヘツド９０の上に持ち上げられている。
金属板９６上に設けた封止リング９８及びカバー
１００は、内側チヤンバー９４内で上下にスライ
ドし、「０」リング１０２は、この封止リングの
周囲を密封し、リングの端部の周囲及び弾性パツ
ドの下から空気圧が漏れるのを防止する。

第５及び第６図を比較すれば明らかなように、
チヤンバー５０内の圧搾空気が排気された場合、
チヤンバー９４内の圧力も同様に減少し、パツド
９２が伸るので、金属板９６は、接触ヘツド９０
と接触しなくなる。チヤンバー５０内の空気圧が
増加すると、パツド９２は第６図に示す如く圧縮
され、金属板９６は接触ヘツド９０と接触するの
で、これらヘツドが相互接続し、溶接を開始す
る。パツド９２の範囲内でピン８４を調整するこ
とにより、金属板９６がヘツド９０と接触する空
気圧点を調整できることが理解できよう。よつ
て、部品８４，９０及び９６が第２制御手段とな
る。

次に、図を参照して、ハンドヘルド溶接装置の
操作を要約する。休止状態において、チヤンバー
５０内の空気圧は大気圧であり、電極フインガー
２２及び２６は第１図に示す如く離れており、金
属板９６は持ち上げられている。即ち、ピン８４
の接触ヘツド９０は非接触である。操作者はま
ず、電極フインガー間に、被溶接エレメント、例
えば第２図に点線で示すピン及び導体を配置し、
親指の腹によりカバー６８を押して（第７図）、
電極フインガーを閉じる。操作者は、電極間にエ
レメントを大体捕えたと感じると、第８図に示す
如く更に親指を曲げるので、バルブ軸６２を押
す。このバルブ軸６２を押すことにより、軸６２
が第７図の位置から第８図の位置に移動する。よ
つて、通路４０からの空気が通路４８に通じ、チ
ヤンバー５０内の空気圧を上昇させる。ピストン
７２はシリンダー７０から外側に押される。ピス
トン及びシリンダーは夫々部材１６及び１８と連
結しており、かつ枢軸２０の後方に位置している
ので、（枢軸２０の前方に位置する）電極フイン
ガーは、導体及びピンを一緒にクランプする。チ
ヤンバー５０内の圧力が充分に上昇するので、
（シリンダー７０内のピストン７２が伸び、）弾性
パツド９２が充分に圧縮されて、金属板９６がヘ
ツド９０と接触して溶接回路を動作させる。よつ
て、導体及びピンの溶接が開始する。親指を放す
と、ばね６８によりバルブ軸６２が戻り、（「０」
リング６６により）通路４０からの空気圧が打切
られ、通路４８はチヤンネル５６を介して大気圧
に通じる。これにより、チヤンバー５０内の空気
圧が減少し、溶接回路が非接続となり、（ばね３
２の力により）電極フインガーが開く。

上述において本発明の好適な実施例について説
明したが、本発明の要旨を逸脱することなく種々
の変形及び変更が可能である。例えば、チヤンバ
ー５０内の可動ピストンを、隔壁仕切り板に置換
してもよい。他のバルブ構造も可能であるが、簡
単な操作で、膨張チヤンバー近傍で閉じることが
重要である。同様に、溶接回路の動作を開始させ
るスイツチを、配置しなおしてもよい。例えば、
圧力検知スイツチを排気システム内のバルブ近傍
又は他の位置に設け、膨張チヤンバーの圧力が高
くなつた際にスイツチを閉じてもよい。また、バ
ルブを膨張チヤンバーの空気圧入口に相互接続し
た後に、バルブが直接接触するようにスイツチを
配置してもよい。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明によれば、第１及び第２レバ
ー部材に親指及び他の指で圧力を加えて、第１及
び第２電極間に被溶接物を把持して位置決めし、
次に、指でバルブ部材を押し下げると、第１及び
第２電極間が十分な圧力で被溶接物をクランプ
し、圧力が所定量になると、これらの電極に電流
が流れて、溶接が行われる。この際、クランプ及
び溶接操作は、片手のみで、且つ握る位置を変え
ることなく制御できる。さらに、第１空気通路に
は、常に空気圧が発生しているので、手動で位置
決めをした後、バルブを押し下げると、即座にク
ランプ動作が始まり、位置決め位置で正しくクラ
ンプできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適な一実施例の斜視図、第
２図は第１図の線２−２に沿つた上面図、第３図
は第２図の線３−３に沿つた側面図、第４図は第
３図の線４−４に沿つた断面図、第５図は第３図
の線５−５に沿つた部分拡大断面図、第６図は第
５図の線６−６に沿つた断面図、第７図及び第８
図は第３図の線７−７に沿つた部分拡大断面図で
ある。 図中において、１６及び１８は夫々第１及び第
２レバー部材、２２及び２６は夫々第１及び第２
電極、４０及び４８は夫々第１及び第２空気通
路、４６は空気供給手段、５６はチヤンネル開
口、５８はバルブ手段、６７はばね手段、７０及
び７２は膨張手段、９０，９２及び９６は電流制
御手段である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１レバー部材と、 該第１レバー部材に回動可能に接続され、内部
   に各々長手方向に延びた第１及び第２空気通路、
   並びに先端側で該第１及び第２空気通路の一端を
   連結すると共に、大気に露出するチヤンネル開口
   を有する第２レバー部材と、 上記第１及び第２レバー部材の先端に夫々取り
   付けられ、上記第１及び第２レバーの回動動作に
   より開閉する先端を有する第１及び第２電極と、 上記チヤンネル開口内に摺動可能に配置され、
   第１位置で上記第１空気通路を封止すると共に第
   ２空気通路を大気と連絡し、第２位置で上記第１
   及び第２通路を連絡すると共に、上記第２空気通
   路及び大気との連絡を遮断するバルブ手段と、 該バルブ手段を上記第１位置に付勢するばね手
   段と、 上記第１空気通路の他端に空気を供給する空気
   供給手段と、 上記第１及び第２レバー部材の後端間に配置さ
   れ、上記第２空気通路の他端に連結され、上記バ
   ルブ手段が上記第１位置にあるときに収縮し、上
   記第２位置にあるときに、上記第２空気通路を介
   して加わる空気圧により膨張して、上記第１及び
   第２レバー部材を回動させ、上記第１及び第２電
   極の先端を閉じる膨張手段と、 上記膨張手段に加わる空気圧が所定量になる
   と、上記第１及び第２電極間に電流を流す電流制
   御手段と を具えることを特徴とする溶接装置。