JPH0796371A - 抵抗溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、特に、シーム溶接をなす条件で、溶
接強度を低下させることなく、溶接時間の短縮を可能と
し、信頼性および生産性の向上を図れる抵抗溶接装置を
提供する。 【構成】少なくとも２枚重ねられた薄板状のワークａ，
ｂを、シーム溶接部３における互いに転接回転自在な一
対の電極板７，８間に介在させ、連続してシーム溶接を
なし、これら電極板を、電極駆動部６Ａによって回転駆
動し、この電極駆動部によるシーム電極の回転速度を制
御回路９で制御して、ワークの両端部側におけるナゲッ
トピッチを、中間部におけるナゲットピッチよりも密に
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも２枚重ねら
れた薄板状のワークをシーム溶接する抵抗溶接装置に係
り、特に、ワーク全体としての溶接強度を落とさずに溶
接時間の短縮を得るための手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７に示すように、薄板で矩形状の第１
のワークａに対し、薄板でリボン状の第２のワークｂを
固着する場合がある。図８は、第１，第２のワークａ，
ｂを固着して、所定のワークＷを完成させた状態を示
す。ここでは、第１のワークａの長手方向の一側縁に沿
って第２のワークｂが固着される。

【０００３】必ずしも、このような形状構成のワークＷ
に限らず、完成した状態では、長期に亘って信頼性が高
く、確実な固着を得なければならず、そのためには、溶
接手段が最適である。

【０００４】そして、生産性を確保するために、種々の
溶接手段のうちから、抵抗溶接を採用するとよい。上記
抵抗溶接とは、抵抗発熱によってワークを局部的に温度
を上げ、加圧力の作用させるとともに溶接部の溶融さ
せ、あるいは溶融させることなく接合する手段をいう。

【０００５】なお説明すれば、抵抗ＲΩの材料に、ＩＡ
の電流を流すと、ｔ秒間に発生する熱量ＱcaL は、
Ｑ ＝ ０．２４Ｉ² Ｒｔ で表される。この抵
抗発熱の式において、抵抗Ｒは固溶抵抗、接触抵抗とも
に小さく、通電時間ｔも大きく選ぶことはできないか
ら、大電流を必要とするが、これに要する電圧は低くて
すむ。

【０００６】抵抗溶接機の構成は、一般に、電極および
加圧装置、溶接変圧器、制御装置の３部からなる。アー
ク溶接と比較して、溶接部の温度が低く、加熱範囲も狭
いので、溶接部の性質が優れており、溶接変形が少な
い。そして、作業速度が大で、溶接技量を必要とせず、
多量生産性を備えている特徴がある反面、大きな瞬間的
電力を必要として、装置自体が高価である。

【０００７】抵抗溶接の種類は、重ね溶接と、突き合わ
せ溶接に大別される。上記重ね溶接は、先に説明したよ
うな第１のワークａと第２のワークｂとを重ねて溶接す
る場合に用いられる。この重ね溶接はまた、点溶接と、
プロジェクション溶接およびシーム溶接とに分けられ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ここではシーム溶接を
適用して説明する。すなわち、シーム溶接は、円板状に
形成される一対のシーム電極である電極板相互を互いに
回転駆動するとともに転接させ、これら電極板転接部に
ワークを重ね合わせた状態で介在させる。各電極板に対
して電流を断続的に供給することにより、ワークに対し
て連続的な点溶接が繰り返しなされる。

【０００９】ところで、従来のシーム溶接では、ワーク
もしくは電極板の回転速度を一定にして溶接を行うとと
もに、溶接電流を流すサイクルタイムも決まっている。
その結果、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、溶接のナ
ゲットピッチＰａは等間隔になる。

【００１０】種々の理由から、生産性をより高める要望
が強く、生産タクトを上げるためには、溶接時間を短縮
する必要がある。このとき、単純にワークもしくは電極
板の移動速度を早くしてしまうと、同図（Ｃ）に示すよ
うに、特に両側部において隙間が生じ易く、その結果、
剥がれることが多くなり、信頼性が低くなる不具合があ
る。

【００１１】また、従来のシーム溶接は、互いのワーク
を重ねた状態で、たとえば水平に支持固定し、各電極の
転接状態を保ちながらワークに対して転動走行させ、溶
接するようになっている。

【００１２】しかしながら、上記ワークａ，ｂのような
形状的に小さいもので、しかも大量生産の要求がある場
合には、本来、電極板を転動走行駆動することは非常に
不利である。

【００１３】すなわち、各ワークａ，ｂ毎の固定が必要
で、溶接前のローディング作業と、溶接後のアンローデ
ィング作業に時間がかかり、生産的なロスにつながる。
同時に、電極板を往復動運動して溶接することになり、
ワークＷの両側端を通過した位置で、必ず電極板を停止
させなければならず、連続溶接が不可能である。

【００１４】さらにまた、往路溶接時と、復路溶接時と
で、微妙に溶接条件が変わることが多く、完成したワー
クＷの全てが同一の固着状態を得られているかどうか、
品質面で不安が残る。

【００１５】そこで、今度は逆に、電極板側を固定し、
ワーク側を動かすことにより、上述のごとき不具合の解
消を図ることを考えた場合、ワークと電極板との間にす
べりが生じては正確な溶接ができない。したがって、電
極板の回転とワークの移動速度との同期をとることが必
要になってくる。

【００１６】そしてまた、強度の高いワークである場合
には、電極板を自由状態にしてワークの移動に追従させ
ればよいが、上述のワークａ，ｂのごとき、比較的柔ら
かい材質の場合では、電極板も駆動をなす必要が出て、
その結果、双方の駆動の同期をとる必要が生じる。

【００１７】本発明は、上述した事情に鑑みなされたも
のであり、その第１の目的とするところは、特に、シー
ム溶接をなす条件で、ワーク全体としての溶接強度を低
下させることなく、溶接時間の短縮を可能とし、信頼性
および生産性の向上を図れる抵抗溶接装置を提供するこ
とにある。

【００１８】第２の目的とするところは、ワークを位置
決め搬送しながら電極を回転駆動し、かつこれらワーク
と電極との速度の同期をとって円滑な連続溶接をなす抵
抗溶接装置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、少なくと
も２枚重ねられた薄板状のワークを、シーム溶接部にお
ける互いに転接回転自在な一対のシーム電極間に介在さ
せて抵抗溶接をなし、これらシーム電極は、電極駆動部
によって回転駆動し、この電極駆動部によるシーム電極
の回転速度を制御回路で制御して、ワークの両端部側に
おけるナゲットピッチを、中間部におけるナゲットピッ
チよりも密にすることを特徴とする抵抗溶接装置であ
る。

【００２０】第２の発明は、上記第１の発明における電
極駆動部を限定しており、単数の駆動源を備え、この駆
動源から、従動部とワーク搬送機構とに同時に駆動力を
付与し、従動部から駆動機構へ回転駆動力を伝達して、
上記シーム電極の回転駆動に変換し、ワーク搬送機構に
おいては、ワークをシーム電極へ搬送案内し、上記駆動
機構と従動部との間に微調整体を介設して、ワーク搬送
機構のワーク搬送速度に対してシーム電極の回転速度の
同期をとるよう微調整することを特徴とする請求項１記
載の抵抗溶接装置である。

【００２１】第３の発明においては、少なくとも２枚重
ねられた薄板状のワークを、シーム溶接部における互い
に転接回転自在な一対のシーム電極間に介在させて抵抗
溶接をなし、このシーム溶接部における一対のシーム電
極を、電極駆動部が一定の回転速度になるよう回転駆動
し、上記シーム溶接部に対する供給電流の周波数をイン
バータ回路が制御し、ワークの両端部側における溶接強
度を、中間部における溶接強度よりも強くすることを特
徴とする抵抗溶接装置である。

【００２２】

【作用】第１の発明において、特に、剥がれ易い両端部
側では溶接速度を遅くし、溶接のナゲットピッチを密に
して溶接強度を高め、剥がれを考慮しなくてよい中間部
においては、溶接速度を速くし、ナゲットピッチを疎に
して時間短縮をなす。

【００２３】第２の発明において、単数の駆動源から、
従動部と、ワークをシーム電極へ搬送案内するワーク搬
送機構へ駆動力を伝達する。上記従動部から駆動機構が
受け、さらにシーム電極の回転駆動に変換する。

【００２４】従動部と駆動機構との間に介設される微調
整体は、ワーク搬送機構の搬送速度に対してシーム電極
の回転速度の同期をとるよう微調整する。第３の発明に
おいて、シーム電極の回転速度を一定に保持し、インバ
ータ回路がシーム溶接部に対して供給電流を流す周波数
を調整して、ワークの両側端におけるナゲットピッチを
密にし、中間部におけるナゲットピッチを疎にする。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面にもとづい
て説明する。図１に示すように、１は第１のシーム溶接
機、２は第２のシーム溶接機であり、これらでシーム溶
接部３が構成される。

【００２６】各シーム溶接機１，２には、同一の側面か
ら回転軸が突設され、それぞれの回転軸にはギヤ４，５
が嵌着される。これらギヤ４，５は互いに歯合してい
て、逆方向に回転する。

【００２７】いずれか一方のシーム溶接機１もしくは２
内には、駆動源である駆動モータ６が収容されており、
いずれかのギヤ４，５に機械的に直結される。これらで
電極駆動部６Ａが構成される。

【００２８】さらに、それぞれの回転軸には、ギヤ４，
５とほとんど重ねられた状態で、シーム電極であるシー
ム電極板７，８が嵌着され、それぞれが各シーム溶接機
１，２に電気的に接続される。ただし、ギヤ４，５と電
極板７，８とは電気的に絶縁されている。

【００２９】各シーム電極板７，８は円板状をなし、そ
の周面一部は互いに転接する直径に設定される。また、
第１，第２のシーム溶接機１，２は、共通の制御回路９
に電気的に接続される。この制御回路９は、各シーム溶
接機１，２に対して電流供給をなすとともに、上記電極
駆動部６Ａの駆動モータ６に対する電流供給をなす。

【００３０】特に、駆動モータ６に対する電流供給は、
後述するように調整し、結果として、ギヤ４，５の回転
速度の調整を得る。このようにして構成される抵抗溶接
装置であり、ここでは、先に図７にて説明したような矩
形薄板状の第１のワークａと、テープ薄板状の第２のワ
ークｂが重ねられた状態で搬送される。

【００３１】第１のワークａの長手方向の一側端に、第
２のワークｂが重ねられ、この部分が各シーム電極板
７，８との転接部に挿入案内されるようになっている。
これら一対のシーム電極板７，８には、上記制御回路９
を介して大電流が供給されており、２枚重ねのワーク
ａ，ｂが転接部間に挿入され、かつ挟圧力を受けて、連
続してシーム溶接がなされる。

【００３２】上記制御回路９は、互いに重ねられた状態
で搬送される第１，第２のワークａ，ｂが各電極板７，
８の転接部に介挿され始めた部分のとき、および各電極
板７，８から離反する直前の部分において、上記電極駆
動部６Ａの駆動モータ６に対して電極板７，８の回転速
度が遅くなるように指示する。

【００３３】これに対して、各シーム溶接機１，２に対
する供給電流の周波数は常に同一であり、その結果、得
られるワークＷにおける両側部において、必然的にナゲ
ットピッチが短くなる。

【００３４】一方、これら両側部相互間の部分、すなわ
ち中間部においては、駆動モータ６に対して電極板７，
８の回転速度が早くなるように指示する。各シーム溶接
機１，２に対する供給電流量と周波数は変わりがなく、
結果として、溶接すべき部分の中央部においてナゲット
ピッチが長くなる。

【００３５】上記制御回路９は、次々に搬送されてくる
ワークａ，ｂに対しても、駆動モータ６に対して同様の
制御をなす。図５に示すように、このような制御によっ
て得られるワークＷは、その両端部側において、電極駆
動部６Ａの送り速度を遅くしたので、ナゲットピッチが
密になり、溶接強度が大になる。

【００３６】これら両側部以外の部分である中間部にお
いては、送り速度を早くしたので、ナゲットピッチが疎
になり、溶接強度が小となる。したがって、従来、特に
剥離し易い両端部側の溶接強度が増大して、充分にして
確実な溶接固着がなされ、剥離の虞れが全くない。ま
た、中間部においては、送り速度を早めたので、溶接強
度は小であるが、両端部側の溶接強度が大であるので、
剥離から防御され、しかも、両側部の送り速度低下をカ
バーして、生産タクトの保持をなす。

【００３７】なお、上記実施例の電極駆動部６Ａは、第
１，第２のシーム溶接機１，２のそれぞれの回転軸に嵌
着されるギヤ７，８と、少なくとも一方のシーム溶接機
１，２に内蔵される駆動モータ６とから構成したが、い
わば模式的なものである。

【００３８】実際の装置では、もう少し複雑にならざる
を得ない。その一例を、図２および図３にもとづいて説
明する。ここに示される電極駆動部１０は、単数の駆動
源である駆動モータ１１を備えており、この駆動モータ
１１の回転軸に嵌着される駆動プーリ１２は、ベルト１
３を介して従動プーリ１４に連結される。

【００３９】この従動プーリ１４が嵌着される支軸１５
には、その一側端に中間プーリ１６が、かつ他側端にス
プロケット１７が嵌着され、互いに同一回転をなす。上
記中間プーリ１６には、後述する調整体Ｐとの間にベル
ト１８が掛け渡される。上記駆動モータ１１と調整体Ｐ
とを機械的連結する部分を従動部１９と称する。

【００４０】上記調整体Ｐは、たとえばバリダイヤプー
リと呼ばれていて、上記駆動モータ１１の回転速度を必
要に応じて微調整し、ここに支軸２０を介して連結され
るギヤ２１の回転速度を適性に保つ作用をなす。

【００４１】上記ギヤ２１と同軸にプーリ２２が嵌着さ
れ、さらにベルト２３を介して第２の電極板８と同軸に
嵌着されるプーリ２４（図３にのみ示す）と連結され
る。上記ギヤ２１には、別のギヤ２５が歯合していて、
ここと同軸にプーリ２６が嵌着される。このプーリ２６
は、ベルト２７を介して第１の電極板７と同軸に嵌着さ
れるプーリ２８と連結される。

【００４２】すなわち、上記駆動モータ１１から従動部
１９が受けた駆動力をバリダイヤプーリＰが調整し、さ
らに調整した駆動力を各電極板７，８へ伝達する駆動機
構２９が構成される。

【００４３】一方、上記スプロケット１７にはチェン３
０が張設される。このチェン３０は、上記電極板７，８
の転接部近傍に配置される従動スプロケット３１に掛け
渡される。さらに、チェン３０には、図示しない支持具
が設けられていて、ここに第１，第２のワークａ，ｂが
重ねられて支持され、すなわち位置決めした状態で、チ
ェン３０の走行にともなって搬送させられようになって
いる。

【００４４】すなわち、各スプロケット１７，３１とチ
ェン３０とで、各ワークａ，ｂを上記シーム電極板７，
８によるシーム溶接部３へ搬送案内するワーク搬送機構
３２を構成する。

【００４５】上記駆動モータ１１には、先に説明した制
御回路９が電気的に接続されていて、重ねられたワーク
ａ，ｂの両端部側が電極板７，８の転接部を通過すると
き、回転速度を下げ、中間部は速めるよう制御すること
は、ここでも変わりがない。

【００４６】また、駆動モータ１１の回転駆動力を、上
記従動部１９を介して駆動機構２９が受けるとともにワ
ーク搬送機構３２が受ける。換言すれば、上記シーム電
極の回転駆動力とワークの搬送駆動力とが同一の駆動源
である駆動モータ１１から分配される。

【００４７】さらにまた、従動部１９と駆動機構２９と
の間には微調整体であるバリダリヤプーリＰが介設さ
れ、従動部１９から受けた回転駆動力を調整して搬送機
構２９へ伝達する。

【００４８】なお説明すれば、駆動モータ１１が主プー
リ１２を回転駆動し、この駆動力はベルト１３と従動プ
ーリ１４を介して支軸１５の回転に変わり、ここで中間
プーリ１６とスプロケット１７との同時駆動力に分配さ
れる。

【００４９】上記中間プーリ１６は、ベルト１８を介し
てバリダリヤプーリＰを駆動し、さらに各ギヤ２１，２
５とプーリ２２，２６の回転を介して、各電極板７，８
の回転駆動とそれにともなうシーム溶接作用につなが
る。

【００５０】上記バリダリヤプーリＰは、ワーク搬送機
構３２を構成するスプロケット１７，３１の回転、すな
わちチェン３０の走行と電極板７，８の回転に同期をと
る。すなわち、各電極板７，８は、互いに転接し、かつ
これらの転接部でワークａ，ｂを挟圧し、シーム溶接を
なすため、長期に亘る使用にともなって摩耗することが
避けられない。

【００５１】各電極板７，８の摩耗は、これらの必要な
半径の減少につながり、転接部における周速の変化とな
る。上記バリダイヤプーリＰは、従動部１９と駆動機構
２９との間に介在する位置にあり、駆動モータ１１から
従動部１９に導かれる常に一定した回転速度を調整し
て、駆動機構２９に伝達し、電極板７，８の回転速度を
微調整する。したがって、常時、ワーク搬送機構３２の
ワーク搬送速度に対してシーム電極である電極板７，８
の回転速度の同期がとられる。

【００５２】なお上記実施例において、調整体Ｐとして
ワークａ，ｂの搬送速度とシーム電極板７，８の回転の
駆動を完全に同期させるためのバリダイヤプーリを適用
して説明したが、これに限定されるものではない。

【００５３】機械的に完全に同期をとることだけに限ら
ず、相手方からの摩擦力を利用できる場合には、パウダ
クラッチを備えてもよい。すなわち、両者に速度差があ
る場合には、パウダクラッチによる吸収が可能である。

【００５４】また、ワークが軽量で搬送に要する力が小
さくてすむ場合には、搬送側に走行駆動力を持たせるこ
となく、電極板の転接挟持で、この回転力を利用しての
送りも可能である。

【００５５】逆に、ワークの強度がある程度保証される
ものであれば、ワークの搬送駆動機構のみ備え、それに
電極板の回転を追従させることも考えられる。また、上
記実施例においては、電極板７，８の回転速度を調整し
て溶接の強度を変化させるようにしたが、これに限定さ
れるものではない。

【００５６】たとえば、図４に示すように、第１と第２
のシーム溶接機１，２に駆動電流を供給するとともにこ
の調整をなすインバータ回路３３を備える。一方、ここ
でもギヤ４，５などからなる電極駆動部を備えることは
勿論であるが、その駆動源である駆動モータの回転速度
を制御する必要はなく、どのような条件でも、常に一定
でよい。

【００５７】すなわち、各電極板７，８の回転速度を一
定に保持する反面、ワークＷの両側端部を溶接する際に
は、インバータ回路３３はそれぞれ電極板７，８への供
給電流の周波数を高くして溶接強度を高める。これらの
間の中央部においては、周波数を低くして溶接強度を弱
める。結果として、上記実施例と同様の作用効果が得ら
れる。このほか、本発明の要旨を超えない範囲内で種々
の変形実施が可能であることは、言う迄もない。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明は、回転
するシーム電極間にワークを介在させて抵抗溶接をな
し、ワークの両端部側におけるナゲットピッチを、中間
部におけるナゲットピッチよりも密になるよう、シーム
電極の回転速度を制御したから、シーム電極の速度調整
だけで、ワークに対する部分的な溶接強度の調整が可能
となり、ワーク全体としての溶接強度を低下させること
なく、溶接時間の短縮を可能とし、信頼性および生産性
の向上を図れる効果を奏する。

【００５９】第２の発明は、電極駆動部として、単数の
駆動源から、従動部とワーク搬送機構とに同時に駆動力
を付与し、従動部から駆動機構を介してシーム電極を回
転駆動し、ワーク搬送機構はワークをシーム電極間へ搬
送案内し、駆動機構と従動部との間に、ワーク搬送速度
に対してシーム電極の回転速度の同期をとるよう微調整
する微調整体を介設したから、１つの駆動源で、ワーク
を位置決め搬送しながら電極を回転駆動でき、駆動効率
の向上を図れるとともに、これらワークと電極との速度
の同期をとって円滑な連続溶接をなす効果を奏する。

【００６０】第３の発明は、回転するシーム電極間にワ
ークを介在させて抵抗溶接をなし、電極駆動部はシーム
電極を一定の回転速度に駆動し、インバータ回路はシー
ム溶接部に対する供給電流の周波数を制御して、ワーク
の両端部側における溶接強度を、中間部における溶接強
度よりも強くしたから、ワークに対する部分的な溶接強
度を調整して、溶接時間の短縮化を図り、信頼性および
生産性の向上を図れる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す、抵抗溶接装置の構成
図。

【図２】他の実施例の、電極駆動部の構成図。

【図３】同実施例の、電極駆動部を模式的に現す図。

【図４】他の実施例の、抵抗溶接装置の構成図。

【図５】本発明の装置をもって得られるワークの特性を
現す図。

【図６】（Ａ）は、従来装置をもって得られるワークの
特性を現す図。 （Ｂ）は、ワークの側面図。 （Ｃ）は、ワークを部分的に拡大した図。

【図７】ワークの構成を現す図。

【図８】完成したワークの図。

【符号の説明】

ａ，ｂ…ワーク、７，８…シーム電極（第１，第２の電
極板）、３…シーム溶接部、６Ａ…電極駆動部、９…制
御回路、１０…電極駆動部、１１…駆動源（駆動モー
タ）、１９…従動部、３２…ワーク搬送機構、２９…駆
動機構、Ｐ…微調整体（バリダイヤプーリ）、３３…イ
ンバータ回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 勉 東京都品川区南品川３丁目４番10号 東芝 電池株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも２枚重ねられた薄板状のワーク
   を、互いに転接回転自在な一対のシーム電極間に介在さ
   せ抵抗溶接をなすシーム溶接部と、 このシーム溶接部の各シーム電極を回転駆動する電極駆
   動部と、 この電極駆動部を制御して、シーム電極の回転速度を調
   整し、ワークの両端部側におけるナゲットピッチを、中
   間部におけるナゲットピッチよりも密にする制御回路と
   を具備したことを特徴とする抵抗溶接装置。
2. 【請求項２】上記電極駆動部は、 単数の駆動源と、 この駆動源から駆動力を受ける従動部およびこの従動部
   とともに駆動され、上記ワークを上記シーム電極へ搬送
   案内するワーク搬送機構と、 上記従動部から受ける回転駆動力を上記シーム電極の回
   転駆動に変換する駆動機構と、 この駆動機構と従動部との間に介設され、上記ワーク搬
   送機構のワーク搬送速度に対してシーム電極の回転速度
   の同期をとるよう微調整する微調整体とを具備したこと
   を特徴とする請求項１記載の抵抗溶接装置。
3. 【請求項３】少なくとも２枚重ねられた薄板状のワーク
   を、互いに転接回転自在な一対のシーム電極間に介在さ
   せ抵抗溶接をなすシーム溶接部と、 このシーム溶接部における一対のシーム電極を一定の回
   転速度で回転駆動する電極駆動部と、 上記シーム溶接部に対する供給電流の周波数を制御し
   て、ワークの両端部側における溶接強度を、中間部にお
   ける溶接強度よりも強くするインバータ回路とを具備し
   たことを特徴とする抵抗溶接装置。