JPH0780049B2 - 抵抗溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、それぞれ電流が貫流する電極支持器によって
保持され、対向配置されて力作用により互いに接近する
ように移動可能である２つの電極を備えた抵抗溶接装置
に関する。

［従来の技術］ 公知の抵抗溶接装置は対向配置された２つの電極を有し
ており、これらの電極は、互いに接近するように移動す
ることができる如く、電極支持器に支持されている。電
極支持器は、同時に溶接工程中は電極に電流を供給する
電流回路の一部分として使用される。溶接工程を実施す
るためには、溶接されるべき部品は電極間に配置され、
そして電極は該部品に接触させられる。電圧を印加後、
すなわち溶接電流を流した後、溶接されるべき部品には
電流が貫流し、そして、比較的大きな抵抗に基づいて熱
が発生し、この熱が溶接されるべき部品の表面を融解し
て相互に溶接する。その際に、電極の軸方向における部
品寸法が減少するが、電極と部品との接触を保持するた
めには、かかる部品寸法の減少は少なくとも一方の電極
の追従によって補償されなければならない。そのため
に、両電極は弾性部材によって反対方向へ締付けられて
いる。電極を閉じる方向へ押圧する力（以下、電極力Ｆ
という）は溶接前においては溶接されるべき部品の充分
に安全な支持を保証し、溶接工程中においては電極の追
従および電極と部品との常時接触を保証する。

［発明が解決しようとする問題点］ 高導電性材料から成る部品たとえば純銀製接触板片を溶
接する場合、抵抗溶接を行うためには溶接個所の接触抵
抗は溶接の開始時にはできる限り大きくなければならな
い。このような理由から、純銀製接触板片は尖軸に形成
され、その結果、純銀製接触板片はこの銀製接触板片が
溶接されるべき部品たとえば接触支持器とは、面接触に
て接触するのではなく、点接触または線接触にて接触す
る。その場合、電極力は尖軸が傷つかないかまたは接触
支持器内に食い込まないように僅少に選定されなければ
ならない。しかしながら、電極力がこのように僅少であ
る場合には、電極が適切に追従することが保証されな
い。

電極支持器は通常は本質的に真直で互いに平行な２つの
電流供給レールによって構成される。この電流供給レー
ルはそれぞれ一端部で電極を支持し、他端部に電流供給
ケーブルが結合されている。電流供給レールは、この電
流供給レールに保持された電極が互いに接近することが
できるように、相対的に互いに移動可能に支持されてい
る。電圧を印加すると、電流供給レールには電流が互い
に反対方向に貫流する。このように電流が逆平行に貫流
する導体において発生する磁界は、電流供給レールを互
いに離隔するように移動させる電磁力を生じる。電磁力
は電極力に反対方向に作用し、それゆえ、溶接されるべ
き部品に対する電極の締付けが弱くなる。高導電性材料
から成る部品を溶接する際、点接触にて相互に接触する
部品を溶接するためには、大電流が必要である。純銀製
接触板片を溶接する際には数千Ａの大きさとなる程電流
が大きいので、電流供給レール間に作用する電磁力は著
しく大きくなり、それゆえ、弾性部材によって生ぜしめ
られる電極力はかなり相殺される。しかも、電磁力が溶
接されるべき部品から電極を浮き上がらせ、その結果こ
の部品の溶接が不可能になるようなことも起こり得る。
尖軸が傷つくかまたは接触支持器内に食い込んでしまう
ので、電極の締付けを高めることはできない。たとえば
純銀製接触板片と接触支持器との間の点接触はそのため
にもはや生じなくなる。高導電性材料から成る溶接され
るべき部品間にはその後は面接触が形成されるようにな
るので、良好な溶接接合は可能ではなくなる。

そこで、本発明は、圧力により傷つき易い部品の溶接も
可能にし、かつ電極の充分な追従ならびに溶接されるべ
き部品への電極の常時接触を保証する抵抗溶接装置を構
成することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明は、溶接電流
を供給する際に電極支持器間に発生する電磁力が電極力
を高めるために利用されることを特徴とする。

［作用］ 電極力を高めるために、溶接電流を供給する際に電極支
持器間に発生する電磁力を利用することによって、弾性
部材による電極力は僅少に設定することができ、その結
果、圧力によって傷つき易い溶接されるべき部品が溶接
前に傷つけられることがなくなる。溶接工程中は付加的
に電磁力が作用し、その結果電極の追従ならびに電極と
溶接されるべき部品との安全な接触を保証する自動制御
装置が得られる。

［発明の実施態様］ 特許請求の範囲第２項の記載による電極支持器の移動の
変換は、比較的簡単な力学装置を使用することによっ
て、電極力を高めるために電磁力を利用することを可能
にする。特に簡単で容易に実現できる構成は特許請求の
範囲第３項に記載された装置を有する。電極支持器をこ
のように交差配置することによって、たとえば歯車伝動
装置を中間介挿することなく、電極支持器の移動の変換
が可能になる。

特許請求の範囲第４項の記載により一方の電極支持器の
一部分の部材を門形の形状に形成することによって、他
方の電極支持器を直線状に形成することができ、しかも
電極支持器の交差配置が得られる。その場合に、両電極
支持器は反対方向に移動する際に妨げ合うことはない。
特許請求の範囲第５項の記載によれば、かかる部材をＣ
字形に形成することにより、特許請求の範囲第４項に記
載された門形部材に比較して必要な構成スペースが著し
く減少する。

特許請求の範囲第６項に記載された調整装置を設けるこ
とによって、装置を取り外すことなく、電磁力は電流の
強さに依存せずに変えることができる。このような調整
装置は、たとえば、送り装置により特許請求の範囲第４
項に記載された門形の高さまたは特許請求の範囲第５項
に記載されたＣ字形部材の高さを変化させることができ
るような装置によって構成することができる。

特許請求の範囲第７項により電極支持器間に継手を中間
介挿することによって、電極支持器はてことして作用す
る。これによって、電極支持器の移動を変換するための
非常に有効で構造的に簡単な構成が得られる。特許請求
の範囲第８項により電極支持器における継手の位置を調
整することによって、てこ腕の長さが変化するので、電
流の強さを変えることなく電磁力を調整することができ
る。その場合、電極支持器の中央部に継手を配設する
と、電磁力が電極力に影響しない零点状態が得られる。

電極が互いに接近するように移動する際に傾斜するのを
回避するためには、特許請求の範囲第９項のように構成
することは非常に有効である。反対方向への真直ぐな移
動を電極に行わせるガイド装置を設け、かつ電極支持器
に電極を屈曲可能に固定することによって、電極支持器
が円弧状に揺動運動をするにも拘らず、電極が互いに接
近する直線移動を行うことが保証される。

本発明の他の目的、用途および利点は添付図面の簡単な
説明を参照して特に優れた実施例に関する以下の記述か
ら完全に明らかになろう。

［実施例］ 次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第1a図は本発明の第１実施例における電流供給レールの
構成を示す側面図、第1b図は第1a図における電流供給レ
ールの正面図である。

第2a図は本発明の第２実施例における電流供給レールの
構成を示す側面図、第2b図は第2a図における電流供給レ
ールの正面図である。

第３図は本発明の第３実施例における電流供給レールの
構成を示す側面図である。

抵抗溶接装置は２つの上下に配置された電流供給レール
13,14を有しており、この電流供給レール13,14はその一
端部がそれぞれ電流供給ケーブル15,16に結合されてい
る。下側の電流供給レール13は本質的には直線状に形成
され、その他端部で上側電極10を支持している。上側の
電流供給レール14は下端部がフランジ状突出部14bを形
成している垂直部材14aを有している。フランジ状突出
部14bには、上側電極10に対向配置された下側電極11が
保持されている。上側の電流供給レール14の垂直部材14
aは、第1b図に示されるように門形形状に形成され、そ
の門形の両片で下側の電流供給レール13を包囲してい
る。このようにして、電流供給レール13,14が相互に妨
害し合うことなく、上側電極10は下側の電流供給レール
13に保持され、そして下側電極11は上側の電流供給レー
ル14に保持される。

電流供給レール13,14は図示されていない保持手段によ
って相対的に互いに移動可能に支持されており、それゆ
え上側電極10および下側電極11は互いに接近するよう
に、すなわち、閉鎖方向へ、もしくは互いに離隔するよ
うに、すなわち開口方向へ移動することができる。電極
10,11は図示されていない弾性部材例えばばねによっ
て、電極10,11を閉鎖方向へ押圧する電極力つまり締付
力Ｆを与えられている。

溶接を行うためには、図示されていない溶接されるべき
部品が上側電極10と下側電極11との間に配置される。電
極力Ｆによって該部品は電極10,11に接触させられ、所
望の方法にて位置決めされる。電極力Ｆはかかる部品が
傷つき易い場合には非常に僅少に選定することができ
る。というのは、電極力Ｆは主として部品の位置決めを
行うため、および実際の溶接工程の前において電極10,1
1と部品との接触を保持するためだけに使用されるから
である。

溶接されるべき部品が正確に位置決めされると、予め設
定された時間の間、上側電極10と下側電極11との間に電
圧が印加されて、適宜の強さの電流が流れる。電流は例
えば電流供給ケーブル15から下側の電流供給レール13,
上側電極10,図示されていない溶接されるべき部品，下
側電極11,上側の電流供給レール14を通って電流供給ケ
ーブル16へ流れる。電流供給ケーブル15,16の接続に応
じて、電流は同様にそれとは逆の方向にも流すことがで
きる。両ケースにおいては、上側の電流供給レールと下
側の電流供給レールとは電流が逆方向に流れる。上述し
た流れ方向の場合には、電流は第1a図においては下側の
電流供給レール13を右から左へ流れ、上側の電流供給レ
ール14を左から右へ流れる。従って、電流供給レール1
3,14は電流が逆平行に貫流して電磁界を発生する導体を
意味している。電磁界力線は例えば第1a図に示されてい
る。電流供給レール13,14は作用方向が第1a図に示され
ている電磁力F_elによって反対方向へ突き離される。電
磁力F_elは電極力Ｆと同方向へ向いており、上側電極10
および下側電極11を閉鎖方向へ移動させる。それによっ
て、溶接工程中、電極の追従すなわち電極と溶接される
べき部品との常時接触が保証される。このようにして、
溶接工程の直前には、すなわち電流が流れる前には、実
質的に電極力Ｆだけしか電極すなわち溶接されるべき部
品に作用していない。溶接工程中は、すなわち電流が流
れている間は、電極力Ｆに加えて、この電極力Ｆと同方
向に向いている電磁力F_el′が作用する。

高導電性材料から成る部品、例えば純銀製接触板片を溶
接する際には、部品を傷つけることなく、比較的僅かな
電磁力Ｆによって、溶接工程の前に例えば相互の点接触
にて、溶接されるべき部品が安全に位置決めされる。溶
接工程中は、付加的に作用する電磁力F_elによって、電
極と溶接されるべき部品との接触が保証される。

第2a図および第2b図には本発明の第２実施例が示されて
いる。この実施例の基本構成および機能は第1a図および
第1b図に示された第１実施例の構成および機能と同じで
あり、それゆえ、ここではその点については論じない。
両実施例において使用されている同一部品には同一符号
が付されている。第2a図および第2b図から明らかなよう
に、上側の電流供給レール24は垂直部材24aとフランジ
状突出部24bとを有している。上側の電流供給レール24
の垂直部材24aは下側の電流供給レール13の片側を包囲
するＣ字状把手の形状に形成されている。それによっ
て、垂直部材24aのために必要な構成スペースは第１実
施例の垂直部材14aに比較して著しく減少する。上側の
電流供給レール14を下側電極11に結合し、かつ下側の電
流供給レール13を上側電極10に結合するためには、他の
多くの変形例が考えられる。もちろん、上側の電流供給
レール14を直線状に形成し、そして下側の電流供給レー
ル13を上側の電流供給レール14を迂回させて上側電極10
に結合することも同様に可能である。

本発明の第３実施例として第３図に示されているような
抵抗溶接装置は、一端部に電流供給ケーブル36を備えか
つ他端部に上側電極30を備えた上側の電流供給レール34
と、一端部に電流供給ケーブル35を備えかつ他端部に下
側電極31を備えた下側の電流供給レール33とを有してお
り、それゆえ上側電極30と下側電極31とは対向配置され
ている。上側の電流供給レール34と下側の電流供給レー
ル33とは上下に配置されて、本質的に互いに平行に延在
している。電流供給レール33,34の中央部から電極30,31
の方向へ寄った位置において、上側の電流供給レール34
と下側の電流供給レール33とは絶縁性継手32によって、
相対的に互いに揺動可能になるように相互に結合されて
いる。各電流供給レール33,34は、絶縁性継手32の回転
中心点と電極30,31の中心点との間に延在する長さｌの
第１てこ腕と絶縁性継手32の回転中心点と電流供給ケー
ブル35,36の接続点との間に延在する長さＬの第２てこ
腕とを有している。その場合に、第２てこ腕の長さＬは
第３図によれば第１てこ腕の長さｌよりも長い。電極3
0,31は図示されていない弾性部材例えばばねによって、
電極30,31を閉鎖方向へ押圧する電極力つまり締付力Ｆ
を与えられている。

溶接を行う際に予め設定された時間の間上側電極30と下
側電極31との間に電圧が印加されると、適宜の強さの電
流が流れる。それによって、電流供給レール33,34は電
流が逆平行に貫流して電磁界を発生する導体となる。電
磁界力線は例えば第３図に示されている。電流供給レー
ル33,34は回転中心点に関して反対方向へ作用する回転
モーメントを発生する電磁力F_{e 1},F_el2によって反対方
向へ突き離される。第２てこ腕が第１てこ腕よりも長い
ので、電磁力F_el2は電磁力F_{e 1}よりも大きい。それに
よって、上側電極および下側電極を閉鎖方向へ押圧する
合成回転モーメントが形成される。それゆえ、溶接のた
めに必要な電流によって、電極力Ｆは高められる。溶接
前には、すなわち電流が流れる前には、電極すなわち溶
接されるべき部品には実質的に電極力Ｆが作用するだけ
であり、それゆえ電極力Ｆを僅少に選定することによ
り、傷つき易い部品を傷つけることなく安全に位置決め
することができる。溶接工程中は、合成回転モーメント
によって付加的に電極に作用する力が、電極と溶接され
るべき部品との常時接触および電極の確実な追従を保証
する。

上側の電流供給レール34と下側の電流供給レール33との
反対方向への揺動によって電極30,31が反対方向へ傾く
のを阻止するために、電極30,31は電流供給レール33,34
に揺動可能に支持され、そして、第３図において垂直移
動するように図示されていないガイド装置によって案内
され、その結果、上側電極30と下側電極31とはいつも全
面で溶接されるべき部品に接触させられる。

電磁力の大きさは多くのパラメータ、例えば、電流供給
レール間の間隔，電流供給レールの材料，電流供給レー
ルの電流の強さおよび長さに依存する。大規模な構造的
変更を施すことなく、電磁力を調整することができるよ
うにするために、第１および第２実施例においては、例
えば、電極間の間隔を変えることなく電流供給レール間
の間隔を変化させることができるような装置を設けるこ
とができる。第３図による第３実施例においては、回転
中心点すなわち絶縁性継手を電流供給レールに沿って移
動可能にすることにより、てこ腕の長さを変えることが
できる。それによって、電磁力は、合成モーメントが零
になるように、または、個々のケースにおいて必要であ
る場合には合成モーメントが電極力Ｆに反対方向に作用
するように、調整することもできる。

上述した実施例とは異なり、電流供給レールの互いに離
隔する移動は他の方法によっても電極の互いに接近する
移動に変換することができる。例えば、必要に応じて所
定の増速比または減速比を得るために、歯車伝動装置を
中間介挿することができる。互いに平行に移動する代わ
りに、電流供給レールは、電流供給ケーブルが接続され
た端部を固定の容器部分に屈曲自在に結合することによ
って、反対方向に揺動可能に配置することができる。そ
の場合、電極が反対方向に傾くのをガイド装置によって
上述のようにして回避することは有利である。さらに、
電流供給レールは同様に容器部分に固定設置され、その
結果電流供給レールの反対方向への移動は電磁力に起因
する弾性変形によって生ぜしめられるようにすることも
できる。電磁力の大きさは電流供給レールの間隔に依存
するので、電磁力が所定の一定値に合わされるまで、電
流供給レールの形状によって起動中には電磁力の所望の
時間的推移を得ることができる。

［発明の効果］ それぞれ電流が貫流する電極支持器によって保持され、
対向配置されて力作用により互いに接近するように移動
可能である２つの電極を備えた抵抗溶接装置において
は、電極支持器間には溶接電流によって電磁力が作用す
る。本発明によれば、電磁力に基づいて電極支持器の互
いに離隔する移動が電極の互いに接近する移動に変換さ
れるようにすることによって、電磁力は電極力を高める
ために利用される。電磁力は溶接電流が流れる場合だけ
しか作用しないので、圧力により傷つき易い溶接される
べき部品を溶接工程の前に傷つけてしまうような過大の
電極力が発生するのを回避することができ、そして、溶
接工程中は電極の追従および電極と溶接されるべき部品
との安全な接触が保証される。

【図面の簡単な説明】

第1a図は本発明の第１実施例における電流供給レールの
構成を示す側面図、 第1b図は第1a図における電流供給レールの正面図、 第2a図は本発明の第２実施例における電流供給レールの
構成を示す側面図、 第2b図は第2a図における電流供給レールの正面図、 第３図は本発明の第３実施例における電流供給レールの
構成を示す側面図である。 10,30……上側電極、11,31……下側電極、13,33……下
側の電流供給レール、14,24,34……上側の電流供給レー
ル、15,16,35,36……電流供給ケーブル。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】離間させるとともに対向させてあり相対的
   に接近可能な電極と、 相対的に可動な一対の第１および第２電極支持器であっ
   て、該第１および第２電極支持器に溶接電流を流したと
   き、該第１および第２電極支持器の間に電磁力が発生
   し、発生された電磁力により互いに離間される一対の第
   １および第２電極支持器と を備え、 前記第１および第２電極支持器が互いに離間する動き
   が、前記電極が互いに接近する動きに機械的に変換され
   る ことを特徴とする抵抗溶接装置。
2. 【請求項２】前記第２電極支持器は直線状に延在し、前
   記第１電極支持器は門形の部材により前記第２電極支持
   器と干渉しないように設けたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の抵抗溶接装置。
3. 【請求項３】前記第２電極支持器は直線状に延在し、前
   記第１電極支持器はＣ字形の部材により前記第２電極支
   持器と干渉しないように設けたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の抵抗溶接装置。
4. 【請求項４】前記第１および第２電極支持器は絶縁性の
   継手により結合され、前記第１および第２電極支持器は
   自由端部で前記電極を支持する長さｌの第１てこ腕と、
   長さＬの第２てこ腕とを有し、長さＬは長さｌよりも長
   いかあるいは等しいことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の抵抗溶接装置。
5. 【請求項５】前記継手はその位置を前記第１および第２
   電極支持器に対して調整可能であることを特徴とする特
   許請求の範囲第４項に記載の抵抗溶接装置。
6. 【請求項６】前記電極は前記第１および第２電極支持器
   に屈曲自在に固定され、ガイド装置により互いに接近す
   るように案内されることを特徴とする特許請求の範囲第
   ４項または第５項に記載の抵抗溶接装置。