JPH0710851Y2 - 突合せ溶接機の油圧供給回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はフラッシュ溶接機またはバット溶接機等の突合
せ溶接機の油圧回路に関し、さらに詳しくは、溶接すべ
き部材を固定側クランプと可動側クランプにより突合せ
保持し、その突合せ保持した端部に溶接電流を通電し、
そのジュール熱により両端部が溶接温度まで達したとき
にアプセット力を与えて圧接する突合せ溶接機におい
て、前記クランプ系と可動クランプのサーボ系と前記ア
プセット系との三つの油圧供給回路にそれぞれ連結され
た油圧ポンプを一台の電動機で連動し、クランプ圧、サ
ーボ圧、アプセット圧を各回路ごとに別々に設定できる
ように構成した油圧回路である。

（従来の技術） フラッシュ溶接は、溶接すべき部材同志の接触、離反を
繰り返しながらフラッシュを発生させて接触短絡による
ジュール熱で徐々に接合端面を昇温させるフラッシュ工
程と、突合せ端部が溶接温度に達したときにこれに鍛圧
を加えるアプセット工程とに別れる。フラッシュ工程で
は被溶接物の端面を均一に効率よく昇温させることが重
要となるが、アプセット工程では最終工程であるため、
アプセット電流、アプセットスピード、アプセット代な
どが重要な因子となる。

フラッシュ溶接機には小さな断面積のものを溶接する時
にはエアー駆動のものを使用するが、大きな断面となる
と溶接機が大きくなるため高い圧力が必要となり油圧駆
動となる。

一般に鉄鋼板のフラッシュ溶接の場合はアプセットスピ
ードは20〜100mm/sec程度が必要とされている。アプセ
ット電流に対してアプセットスピードが遅いと飛爆して
しまう。あまり速すぎると電流密度が下がってしまい溶
接不良の原因となる。したがって、アプセットスピード
は適当な速さを選ぶ必要があるが、このスピードは油の
流量と油圧力によって変化してくる。いくら油圧ポンプ
からの排出量が充分あっても圧力がなければ被溶接物の
昇温度合によってはアプセットスピードは速くならな
い。したがって、アプセットスピードをコントロールす
るためにアプセット圧を調整することは溶接機には重要
な因子となってくる。

そこで従来から一般に使用されてきた油圧供給回路には
次のようなものがある。

第１図の油圧回路は、固定側クランプと移動側クランプ
の各クランプシリンダ１、２のクランプ圧供給回路に
は、逆止弁３、４及び方向切り換え弁５、６を連結し、
前記方向切り換え弁５、６の一次側には減圧弁７を介し
て元圧の油圧ポンプ８と連結されている。一方、前記可
動側クランプを溶接時に前進させる駆動シリンダ９のサ
ーボ圧供給回路には、溶接時のサーボ圧を発生するサー
ボ弁10とその一次側に減圧弁11が連結されていて、アプ
セット時のアプセット圧を発するアプセット圧供給回路
には、方向切り換え弁12と減圧弁13が連結され、前記減
圧弁７、11、13の一次側はそれぞれ共通した油圧回路に
リリーフ弁14を介して一個の電動機15により駆動される
元圧の油圧ポンプ８と連結されたものである。

次に第２図の油圧回路は、一般に市場に出ているアプセ
ット用油圧供給回路であって、この場合は、減圧弁13の
フイードバックを方向切り換え弁12の二次側から取るよ
うに構成したものである。

次の第３図に示す油圧回路は、アプセット圧供給回路中
の方向切り換え弁12と減圧弁13との間にアキュームレタ
ー17を連結したものである。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、第１図に示す従来の油圧回路では、アプ
セットすると、減圧弁13の特性からアプセットスピード
が遅くなり、所定のスピードがコントロールできない。
すなわち、減圧弁の二次圧は方向切り換え弁12が閉じて
いるため設定値となっており、その内部は圧力セット完
了となり閉じた恰好となる。この状態で方向切り換え弁
12を切り換えても減圧弁の内部が開くには時間がかかっ
てしまう。したがって所定のアプセットスピードが得ら
れず、溶接品質は安定しない。

次に、第２図の場合は、フラッシュの圧力はアプセット
設定圧より低くセットするため減圧弁13は普段は全開し
ている恰好となる。したがって減圧弁と方向切り換え弁
の間はほとんど元圧がかかっていると考えられる。ここ
で方向切り換え弁を切り換えると一瞬シリンダには元圧
が入り、アプセットのスピードは最大となる。

このように、アプセット減圧弁のフイードバックを減圧
弁二次側から引っ張らず、方向切り換え弁の二次側から
とるためアプセットの圧力は減圧弁で設定された圧力が
かからず、元圧がかかってしまうという具合に減圧弁の
目的は充分果たされていない。アプセット工程は0.1秒
程の短時間で終了してしまうため、この圧力が設定でき
ないということは溶接条件が非常に出しにくいことにな
る。

次に第３図の場合は、アキュームレターの中のガス設定
圧でアプセット圧が決まってしまい、減圧弁13で設定圧
をかえてもアプセット圧は変化できなくなくなり、減圧
弁の本来の意味がなくなってしまう。したがって、これ
また所定のアプセットスピードが得られず、安定した溶
接品質を得るためにはまだ解決すべき問題が残されてい
た。

そこで、以上のようにアプセットスピードをコントロー
ルすることはアプセット電流を増減することもできるた
め、溶接品質向上はもちろん省エネルギー効果を得るこ
ともできることになり、アプセット圧を何の問題もなく
設定できるようにすることは、今日において非常に意義
深いものがある。

（課題を解決するための手段） 本考案は、叙述した動向に鑑みなされたもので、溶接す
べき部材を固定側クランプと可動側クランプにより突合
せ保持し、その突合せ保持した端部に溶接電流を通電
し、そのジュール熱により両端部が溶接温度まで達した
ときにアプセット力を与えて圧接する突合せ溶接機にお
いて、前記固定側クランプと可動側クランプとのクラン
プシリンダの一次側に逆止弁と方向切り換え弁を介して
油圧ポンプとそれぞれ連結されたクランプ圧供給回路
と、前記可動側クランプを溶接時に前進させる駆動シリ
ンダの一次側に、サーボ弁を介して油圧ポンプと連結さ
れたサーボ圧供給回路と、前記駆動シリンダとサーボ弁
との間に切り換え弁を介して油圧ポンプと連結されたア
プセット圧供給回路とを備え、これら別々の回路に設け
た油圧ポンプが一台の電動機で連動され、しかもサーボ
圧供給回路とアプセット圧供給回路との二回路の圧力を
油圧ポンプの二次側に設けたリリーフ弁によりそれぞれ
が別々に制御できるようにした。

（作用） そして、本考案では、前記クランプ圧供給回路とサーボ
圧供給回路とアプセット圧供給回路とに、それぞれ連結
した油圧ポンプを一台の電動機で連動し、サーボ圧及び
アプセット圧をリリーフ弁を介してそれぞれ独立させて
元圧から設定できるから、従来のように困難であったア
プセット力設定が、被溶接物の形状、断面積等の大きさ
に関係なく、溶接条件に見合ったアプセットスピードが
得られ、溶接品質向上を図ることができる。

（実施例） 以上、本考案の実施例を第４図に基づいて説明する。

なお、図中、従来の油圧回路の構成部品と同一のものに
は同一符号を記載する。

固定側のクランプシリンダ１と移動側のクランプシリン
ダ２は二つの被溶接物を互いに突合せた状態でクランプ
保持するものである。各クランプシリンダ１、２の油圧
供給回路には逆止弁３、４と方向切り換え弁５、６か接
続され、溶接制御装置からの指令信号で各方向切り換え
弁５、６の開閉動作により、この油圧回路に接続された
油圧ポンプ８から供給される圧油が各シリンダ１、２の
ピストン作動室Ａ又はピストン戻し室Ｂへ供給され、被
溶接物のクランプとクランプ開放を行う。

なお、同図の場合は、クランプ圧供給回路に必ずしもリ
リーフ弁18を設ける必要はないが、クランプシリンダへ
の圧油が設定値に達したときに、油圧ポンプ８の二次側
に設けたリリーフ弁18が働き、一定の圧力が保持され
る。したがって、方向切り換え弁の一次側に負荷が作用
すると、余分に流れる油は油タンク19にもどされる。

溶接時に移動側クランプを移動する駆動シリンダ９は、
そのピストン作動室Ｃとピストン戻り室Ｄとに連結した
油圧回路に、方向切り換え弁13とサーボ弁10が接続さ
れ、サーボ弁10の一次側にはリリーフ弁20が接続された
サーボ圧供給回路と、方向切り換え弁の一次側にリリー
フ弁21が接続されたアプセット圧供給回路とに、それぞ
れ油圧ポンプ22、23が接続され、これら三台の油圧ポン
プ８、22、23は一台のモータ24に連動される構造になっ
ている。

以上の構成において、本考案の動作を説明すると、溶接
すべき二つの部材をクランプシリンダを開放した位置に
セットした後、溶接プログラム制御装置からクランプ用
の方向切り換え弁５、６に指令信号が送られ、この方向
切り換え弁５、６をその電気信号で切り換え動作し、各
クランプシリンダ１、２のピストン作動室Ａに圧油を供
給し、シリンダロッドの押圧で被溶接物を固定側及び移
動側にしっかり保持する。

ついで、溶接プログラム制御装置からサーボ弁に溶接起
動信号が送られ、その入力信号でサーボ弁10を開き、駆
動シリンダ９のピストン作動室Ｃに圧油が充填され、移
動側クランプを前進させ、フラッシュ溶接工程に入る。

移動側クランプ２がサーボ機構の運動により被溶接物に
フラッシュを発生させながら徐々に固定側クランプへ移
動しつつ突合せ端部が溶接温度まで昇温したことを移動
側クランプの移動量から検出する。またはタイマ等の信
号によりアプセット圧供給回路の方向切り換え弁13が開
き駆動シリンダ９のピストン作動室Ｃへ圧油が供給さ
れ、瞬時にアプセット工程にはいり、リリーフ弁21に設
定したアプセット力を以て突合せ端部を収縮させ溶接を
完了する。

以下、クランプシリンダ１、２及び駆動シリンダ９を次
の動作に備えるため、各油圧系の動作を戻すことにな
る。

（考案の効果） 以上で説明したように、本考案によれば、突合せ溶接機
のクランプ圧供給回路とサーボ圧供給回路とアプセット
圧供給回路とに、それぞれ独立した油圧ポンプを一台の
電動機で連動し、少なくともサーボ系及びアプセット系
の油圧回路にリリーフ弁を介してそれぞれの圧力を独立
させて元圧から設定できるようにしたから、従来のよう
に独立して設定できなかったアプセット力が、被溶接物
の形状、断面積等の大きさに関係なく、溶接条件に見合
った精度で設定することができ、しかもこれにならって
アプセット電流を制御することができ、溶接品質を大幅
に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はフラッシュ溶接機の従来の油圧供給回路を示す
回路図。第２図は従来の他の油圧供給回路。第３図は同
じく従来の油圧供給回路図。第４図は本考案にかかる油
圧供給回路の実施例を示す回路図。 〔符号の説明〕 １……固定側クランプシリンダ、２……移動側クランプ
シリンダ、５、６……クランプ圧の方向切り換え弁、
８、22、23……油圧ポンプ、９……駆動シリンダ、10…
…サーボ弁、13……方向切り換え弁、18、20、21……リ
リーフ弁、24……一台の電動機（モータ）

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】溶接すべき部材を固定側クランプと可動側
   クランプにより突合せ保持し、その突合せ保持した端部
   に溶接電流を通電し、そのジュール熱又はフラッシュ加
   熱により両端部が溶接温度まで達したときにアプセット
   力を与えて圧接する突合せ溶接機において、前記固定側
   クランプと可動側クランプとのクランプシリンダの一次
   側に方向切り換え弁を介して油圧ポンプとそれぞれ連結
   されたクランプ圧供給回路と、前記可動側クランプを溶
   接時に前進させる駆動シリンダの一次側に、サーボ弁を
   介して油圧ポンプと連結されたサーボ圧供給回路と、前
   記駆動シリンダとサーボ弁との間に切り換え弁を介して
   油圧ポンプと連結されたアプセット圧供給回路とを備
   え、これら別々の回路に設けた油圧ポンプが一台の電動
   機で連動され、しかもサーボ圧供給回路とアプセット圧
   供給回路との二回路の圧力を油圧ポンプの二次側に設け
   たリリーフ弁によりそれぞれが別々に設定できるように
   したことを特徴とする突合せ溶接機の油圧供給回路。
2. 【請求項２】前記クランプ圧供給回路の圧力を油圧ポン
   プの二次側に設けたリリーフ弁で制御するようにしたこ
   とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項に記載さ
   れた突合せ溶接機の油圧供給回路。