JPH069774U - スポット溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外表面が有機系被膜で覆われた板材をスポッ
ト溶接するに際して、上記有機系被膜の介在による電極
間の通電抵抗の増大を抑制することができるスポット溶
接装置を提供する。 【構成】 有機コート鋼板３をインダイレクトスポット
溶接する溶接装置において、上記鋼板３の有機コート層
に接するコンタクト電極１０に、導電性線材で構成され
たブラシ部１０bを設け、このブラシ部１０bが上記有機
コート被膜に当接することにより該被膜を破ることを特
徴とし、また、上記ブラシ部１０bは、その外側部分が
内側部分に比べて、上記導電性線材の線径が大きく設定
されていることを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、スポット溶接装置、特に、外表面が有機系被膜で覆われた板材を スポット溶接する溶接装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、例えば自動車のボンネットやトランクリッドあるいはサイドドアなど、 外板(アウタパネル)と内板(インナパネル)とで中空部を有して構成された、所謂 、リッド類を組み立てる場合、両パネルを重ね合わせた上で、その周縁部につい て、いずれか一方のパネル(通常はアウタパネル)を折り返して所謂ヘミング加工 し、この部分をスポット溶接によって接合するのが一般的である。

【０００３】 このスポット溶接の一方法として、上記ヘミング加工部のアウタパネル折り返 し部の内面側と、インナパネルの例えば中空部に対応する部分の内面側適所とに 電極を配置するとともに、アウタパネルの上記折り返し部に対応する部分の外面 側を電気絶縁体でなる受け具で受けるようにし、上記両電極間を通電することに より、アウタパネルの折り返し部とインナパネルの周縁部内面側とをスポット溶 接するようにした、所謂、インダイレクトスポット溶接が知られている(例えば 、実公昭５４−１６４１０号公報あるいは特公昭５７−３９８７５号公報参照) 。 かかる溶接法を採用することにより、スポット溶接の痕跡(例えば圧痕等)がア ウタパネルの外面側に残ることがなくなり、上記リッド類の外観性が損なわれる ことを防止できる。

【０００４】 ところで、近年では、鋼板材料の発錆防止を目的として、鋼板表面を防錆用の 有機系被膜(有機系の防錆塗料)で覆った、所謂、有機コート鋼板が実用に供され るに至っており、自動車の車体用鋼板としても広く採用されつつある。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、この有機コート鋼板を被溶接材に適用した場合、鋼板表面を覆 う有機系被膜は、本来、電気絶縁性であり通電抵抗が大きいので、スポット溶接 時、スパークや電触等によって、パネル材の溶接部分あるいは電極表面またはそ の両方に、表面荒れや表面焼けあるいはスパーク状の損傷などが発生することが あるという問題があった。 従って、上記リッド類においてもそのパネル材に上記有機コート鋼板を適用し た場合には、上記インダイレクトスポット溶接法を用いても、溶接箇所の内外面 側に上記のような損傷が発生し、外観上の問題が生じる場合がある。

【０００６】 もっとも、被溶接材と電極との相互間の加圧力を高めることにより、実質的に 通電抵抗を低減せしめ、上記不具合の発生防止を図ることも可能であるが、被溶 接物の構造によっては、上記両者間に十分な加圧力を作用させることが難しい場 合がある。 すなわち、例えば、上記リッド類のスポット溶接をインダイレクトスポット溶 接法で行う場合、ヘミング部の折り返し部に接する電極(所謂、加圧電極)につい ては、対応する部分の外面側が受け具で受けられているので、ある程度以上の加 圧力を作用させることが可能であるが、他方の電極(所謂、コンタクト電極)につ いては、通常、インナパネルの中空部に対応する部分に配置せざるを得ないので 、十分な加圧力を付与することができず、通電時における上記不具合の発生防止 を図る上で特に不利である。

【０００７】 この考案は、上記問題点に鑑みてなされたもので、外表面が有機系被膜で覆わ れた板材をスポット溶接するに際して、上記有機系被膜の介在による電極間の通 電抵抗の増大を抑制することができるスポット溶接装置を提供することを目的と する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

このため、本願の第１の考案は、外表面が有機系被膜で覆われた板材をスポッ ト溶接する溶接装置において、上記有機系被膜に接する電極に、導電性線材で構 成され、上記有機系被膜に当接して該被膜を破るブラシ部を設けたものである。

【０００９】 また、本願の第２の考案は、上記第１の考案において、上記スポット溶接がイ ンダイレクトスポット溶接であることを特徴としたものである。

【００１０】 更に、本願の第３の考案は、上記第１または第２の考案において、上記ブラシ 部は、その外側部分が内側部分に比べて、上記導電性線材の線径が大きく設定さ れていることを特徴としたものである。

【００１１】

【考案の効果】

本願の第１の考案によれば、上記有機系被膜に接する電極に上記ブラシ部を設 けたので、スポット溶接時、該ブラシ部が上記有機系被膜に当接した際には、該 被膜を破って電極と板材との間に直接的な導通を確保することができる。この結 果、外表面が有機系被膜で覆われた板材をスポット溶接するに際して、上記有機 系被膜の介在による電極間の通電抵抗の増大を抑制することができる。 すなわち、スポット溶接時、スパークや電触等によって、パネル材の溶接部分 あるいは電極表面またはその両方に、表面荒れや表面焼けあるいはスパーク状の 損傷などが発生することを防止でき、外観性の良好なスポット溶接を支障なく行 うことができる。 また、上記ブラシ部は導電性線材で構成されているのである程度柔軟性があり 、溶接すべき板材の表面形状に追従して当接することができ、板材との間により 大きい接触面積を確保することができる。

【００１２】 また、本願の第２の考案によれば、基本的に上記第１の考案と同様の効果を奏 することができ、特に、外観上の不具合防止を重要な目的とするインダイレクト スポット溶接において、より効果的にスポット溶接部の外観性の向上を図ること ができる。 とりわけ、板材との間に十分な加圧力を作用させることが難しい、所謂、コン タクト電極に適用した場合には、より一層顕著な効果を奏することができる。

【００１３】 更に、本願の第３の考案によれば、基本的に上記第１または第２の考案と同様 の効果を奏することができる。その上、上記導電性線材の線径について、ブラシ 部の外側部分が内側部分に比べて線径が大きくなるように設定したので、電流密 度が内側部分に比べて高くなる外側部分の導通路を大きく確保でき、ブラシ部の 内側部分と外側部分とでより均一に電流が流れるようになり、通電特性を向上さ せることができる。

【００１４】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を、リッド類(例えば自動車用ボンネット)のインダ イレクトスポット溶接に適用した場合について、添付図面を参照しながら説明す る。 図１は、本実施例に係るスポット溶接装置を用いて行う自動車用ボンネット１ のインダイレクトスポット溶接を説明する溶接部の断面説明図であるが、この図 に示すように、上記ボンネット１は、略平板状のアウタパネル２と、内側に向か って凸状にプレス成形されたインナパネル３とで構成され、両パネル２,３の周 縁部どうしを重ね合わせて所謂ヘミング成形によって組み立てられている。 つまり、アウタパネル２の周縁部２aを内側に折り返してインナパネル３の周 縁部３aを挟み込み、この状態でアウタパネル２の折り返し部２aとインナパネル 周縁部３aとこれに対応するアウタパネル２の外周部分２bとを密着させてヘミン グ部１aが形成されている。そして、このヘミング部１aがスポット溶接によって 接合される。

【００１５】 本実施例では、このスポット溶接を所謂インダイレクトスポット溶接法によっ て行うようにしている。 すなわち、上記ヘミング部１aのアウタパネル折り返し部２aの内面側と、イン ナパネル３のボンネット中空部４に対応する部分の内面側適所とに電極９,１０ をそれぞれ配置するとともに、アウタパネル２の上記折り返し部２aに対応する 外周部分２bの外面側を電気絶縁体でなる受け具８で受けるようにしている。 上記両電極９,１０はともに、スポット溶接装置の一部を構成する溶接トラン ス７に電気的に接続されている。 ここに、上記電極９は、所謂、加圧電極で、対応するアウタパネル部分２bの 外面側が受け具で受けられているので、ある程度以上の加圧力を作用させること が可能である。一方、他方の電極１０は、所謂、コンタクト電極で、インナパネ ル３のボンネット中空部４に対応する部分に配置される関係上、十分な加圧力を 付与することは困難である。

【００１６】 そして、上記両電極９,１０間を通電することにより、アウタパネル２の折り 返し部２aとインナパネル３の周縁部３aの内面側とがスポット溶接される。 かかる溶接法を採用することにより、アウタパネル２の折り返し部２aの内面 側とこれに対応するアウタパネル外周部２bの外面側とに電極を当接させて行う 通常のスポット溶接(ダイレクトスポット溶接)で溶接を行う場合のように、スポ ット溶接の痕跡(例えば圧痕等)がアウタパネル２の外面側に残ることがなくなり 、ボンネット１の外観性が損なわれることを防止できる。

【００１７】 ところで、本実施例では、上記ボンネット１のパネル材として、発錆防止を目 的として鋼板表面を防錆用の有機系被膜(有機系の防錆塗料)で覆った、所謂、有 機コート鋼板が用いられている。 すなわち、例えば図２に示すように、上記パネル材Ｗ(アウタパネル２,インナ パネル３)は、鋼板素材Ｓの表面が例えばＺn−Ｎi合金のメッキ層Ｐ１で覆われ 、更に、このメッキ層Ｐ１の表面が、所定膜厚(例えば略１μｍ程度)の有機系防 錆塗料の皮膜Ｐ２(有機コート層)で覆われている。 そして、この有機コート層Ｐ２の介在による電極９,１０間の通電抵抗の増大 を低減せしめるために、本実施例では、これら電極９,１０のうち、少なくとも コンタクト電極１０について、導電性線材で構成したブラシ部１０bを設けるよ うにしている。

【００１８】 以下、このコンタクト電極１０について説明する。 図３〜図５に示すように、上記コンタクト電極１０は、例えば平面視で矩形状 に形成された本体部１０aと、該本体部１０aの表面から所定長さＬ(例えば８mm 程度)だけ突き出たブラシ部１０bとで構成されている。 このブラシ部１０bは、図６〜図８に詳しく示すように、所定線径の導電性線 材を多数まとめて形成された所定外径Ｄ(例えば３.５mm程度)の束１１を多数並 べて構成されている。 尚、本実施例では、上記コンタクト電極１０の本体部１０aを銅(Ｃu)で形成し 、導電性線材としては銀(Ａg)製のものを用いた。

【００１９】 また、上記電極本体部１０aは、一面が開口した箱型に形成され、この箱の内 部に上記線材の束１１,…,１１が多数植え込まれており、これら線材の束１１, …,１１の間には、各束相互の間隔を一定に保つために、所定外径d(例えば１.２ mm程度)の棒材１２が配設されている。この棒材１２,…,１２の長さは、本体部 １０a内に植え込んだ際に、本体部１０aの側壁１０cと略面一となるように設定 されている。 尚、本実施例において、上記ブラシ部１０bが本体部１０aの斜面に沿ってテー パ状に設けられているのは、インナパネル３のコンタクト電極１０に対する取付 部の表面形状に対応するためである。

【００２０】 上記ブラシ部１０bは、上記したように導電性線材の束１１を多数並べたもの であり、本体部１０aから所定長さＬだけ突き出ているので、スポット溶接時、 コンタクト電極１０を上記インナパネル３の内側表面にセットした際には、上記 ブラシ部１０bがインナパネル３の有機コート層Ｐ２に当接し、導電性線材でこ の被膜(有機コート層Ｐ２)を破って電極１０とインナパネル３の鋼板素材Ｓとの 間に直接的な導通を確保することができる。この結果、有機コート鋼板３をスポ ット溶接するに際して、上記有機コート層Ｐ２の介在による電極９,１０間の通 電抵抗の増大を抑制することができる。 すなわち、スポット溶接時、スパークや電触等によって、パネル材２,３の溶 接部分あるいは電極９．１０の表面またはその両方に、表面荒れや表面焼けある いはスパーク状の損傷などが発生することを防止でき、外観性の良好なスポット 溶接を支障なく行うことができるのである。 また、上記ブラシ部１０bは導電性線材で構成されているのである程度柔軟性 があり、溶接すべき板材３の表面形状に追従して当接することができ、板材３と の間により大きい接触面積を確保して、通電特性を高めることができる。

【００２１】 本実施例では、特に、外観上の不具合防止を重要な目的とするインダイレクト スポット溶接の電極に上記ブラシ部１０bを備えた電極１０を用いたので、より 効果的にスポット溶接部の外観性の向上を図ることができる。 とりわけ、被溶接材(インナパネル３)との間に十分な加圧力を作用させること が難しい、所謂、コンタクト電極１０に適用したので、より一層顕著な効果を奏 することができる。

【００２２】 尚、上記コンタクト電極１０は平面視で略矩形状に形成されているが、本実施 例では、図９に示すように、平面視で円形の電極本体に導電性線材の束１１,
…， １１を多数植え込んで円形の電極素材１３をまず形成し、これをプレス成形して 図３〜図５に示されるような平面視で矩形状の電極１０を製作した。このとき、 上記各導電性線材の束１１間には所定外径のｄの棒材１２が配設されているので 、各束１１の間隔を適切に保つことができる。

【００２３】 また、本実施例では、上記ブラシ部１０bの導電性線材の線径について、ブラ シ部１０bの外側部分が内側部分に比べて上記導電性線材の線径が大きく設定さ れている。 すなわち、図１０に示すように、上記円形の電極素材１３において、中心側か ら順番に、例えば、第１層１３a,第２層１３b,第３層１３cおよび第４層１３dの ４つの範囲をそれぞれ設定し、上記第１層１３aは例えば０.１８mm、第２層１３ bは例えば０.２６mm、第３層１３cは例えば０.３２mm、第４層１３dは例えば０. ４５mmの導電性線材でそれぞれ線材の束１１,…,１１が構成されている。 このように、ブラシ部１０bの外側部分ほど線材の束１１,…,１１を構成する 導電性線材の線径が太くなるように設定されている。

【００２４】 上記電極１０と被溶接材(インナパネル３)との間に溶接電流が流れる際には、 通常、ブラシ部１０bの外側部分ほど電流密度が高くなるが、上記のように、ブ ラシ部１０bの外側部分になるほど線材の束１１,…,１１を構成する導電性線材 の線径が太くなるように設定することにより、ブラシ部の内側部分と外側部分と でより均一に電流が流れるようになり、通電特性を向上させることができるので ある。

【００２５】 尚、上記実施例は、インダイレクトスポット溶接のコンタクト電極１０のみに 適用した場合についてのものであったが、加圧電極９についても上記と同様のブ ラシ部を設けるようにしても良い。 また、本考案は、インダイレクトスポット溶接に限らず、外表面が有機被膜で 覆われた被溶接材を溶接する他の一般的なスポット溶接についても適用すること ができるのは勿論のことであり、特に、電極と被溶接材との間で十分に加圧力を 作用させることができない場合などには効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の実施例に係るスポット溶接装置を用
いて行うインダイレクトスポット溶接を説明する溶接部
の断面説明図である。

【図２】 上記実施例に係る有機コート鋼板の縦断面説
明図である。

【図３】 上記実施例に係るコンタクト電極の正面図で
ある。

【図４】 上記コンタクト電極の側面図である。

【図５】 上記コンタクト電極の平面図である。

【図６】 上記コンタクト電極のブラシ部の導電性線材
の束を説明する斜視図である。

【図７】 上記導電性線材の束の平面説明図である。

【図８】 上記導電性線材の束の電極本体への植え込み
状態を示す縦断面説明図である。

【図９】 上記コンタクト電極の円形電極素材の平面説
明図である。

【図１０】 上記円形電極素材における導電性線材の線
径を異ならせる範囲の一例を示す平面説明図である。

【符号の説明】

３…インナパネル １０…コンタクト電極 １１…線材の束 Ｐ２…有機コート層 Ｓ…鋼板素材 Ｗ…有機コート鋼板

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 外表面が有機系被膜で覆われた板材をス
   ポット溶接する溶接装置であって、上記有機系被膜に接
   する電極に、導電性線材で構成され、上記有機系被膜に
   当接して該被膜を破るブラシ部を設けたことを特徴とす
   るスポット溶接装置。
2. 【請求項２】 上記スポット溶接がインダイレクトスポ
   ット溶接であることを特徴とする請求項１記載のスポッ
   ト溶接装置。
3. 【請求項３】 上記ブラシ部は、その外側部分が内側部
   分に比べて、上記導電性線材の線径が大きく設定されて
   いることを特徴とする請求項１または請求項２記載のス
   ポット溶接装置。