JPH11291059A - 被溶接物の位置合せ機能を有する溶接治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光利用デバイスを構成する部材間を溶接する
ときに、光軸位置合せを行いながら同時に溶接すること
を可能にする。 【解決手段】 溶接機基台５に２個の軸受部５ａを介し
てＺ軸方向に可動な２本のガイドシャフト１２を取り付
ける。このガイドシャフト１２の上方中程に下部電極ホ
ルダ１３を取り付ける。この下部電極ホルダ１３の空洞
部１３ｈに、水平面上のＸ軸とＹ軸に任意の位置に動か
すことができる下部電極２を取り付ける。そして、下部
電極２に下方被溶接物６ａを保持する。また、ガイドシ
ャフト１２の上端付近に軸受部９ａと絶縁部９ｆとを介
して上部電極ホルダ９を取り付け、これに上部電極１を
固定する。上部電極１には上方被溶接物６ｂを固定す
る。光軸位置合せ完了時に、下部プラテン４と上部プラ
テン３間に圧力を印加して抵抗溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本発明は、被溶接物どうしの位
置合せ機能を備えた溶接治具に関するものであり、特に
光利用デバイスを構成する部材間を溶接するときに、光
軸位置合せを行いながら同時に溶接可能とする溶接治具
に関する。

【０００２】

【従来技術】 近来、光産業の発展に伴い発光ダイオー
ド、レーザダイオード又はこれらと光フアイバのような
ライトガイドとを組合せたデバイスなどのような各種光
利用デバイスの製造工程に溶接機が用いられるケースが
増えて来ている。このような光利用デバイスを構成する
部材間を溶接する治具としては、例えば、本件出願人と
同一人により出願されて特公昭６１−５０７１２号公報
に示されるような溶接治具が用いられている。すなわ
ち、第１、第２の電極にそれぞれ係着された被溶接物の
位置合せを行うため、外部からの力によりＸ方向に動き
得る第１の可動部材を設ける。また、この第１の可動部
材に対してさらに可動部を介して係合させて、直角
（Ｙ）方向に動き得る第２の可動部材を設ける。このＸ
方向とＹ方向の両方に動き得る溶接治具に被溶接物の一
方を係着しているので、相互の位置合せが可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 ところが、発光デバ
イスを構成する部材間をより精密に位置合せをしようと
するときには、受光量の大きさとその変化を観察して行
うので、１次元の情報でいわば手さぐりで光軸位置合せ
を行うので、作業効率が極めて低く、かなりの時間を要
し、この方法では必ずしも完全とはいえない。本発明
は、光デバイスなどを構成する部材間の溶接において、
その光デバイスなどを動作状態で、効率よく光軸位置合
せ抵抗溶接を行い得る機能を備えた溶接治具を得ること
を課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】 この課題を解決するた
め、本発明は以下の手段を提案するものである。すなわ
ち、下部電極に係着された下方被溶接物と上部電極に係
着された上方被溶接物との位置合せを行う機能を有する
溶接治具であって、垂直上下方向に可動な下部電極ホル
ダと、この下部電極ホルダに支持されるとともに水平面
上の一軸方向に動き得る第１の可動部材及びこの第１の
可動部材に可動部を介して係合され、かつこの第１の可
動部材の移動方向に対し水平面上直角方向に動き得る第
２の可動部材とを備え、これら第１、第２の可動部材の
移動によりこの第２の可動部材に支持された前記下部電
極を前記上部電極に対し任意の位置に動かして前記下方
被溶接物と前記上方被溶接物との位置合せを行い、溶接
することを特徴とする被溶接物の位置合せ機能を有する
溶接治具を提案するものである。

【０００５】 また、第２の手段として、前記下部電極
ホルダを弾性体で支持することを提案するものである。

【０００６】 また、第３の手段として、前記上部電極
内の空洞部に光検出手段又は光源を備えたことを提案す
るものである。

【０００７】 また、第４の手段として、前記上部電極
内の空洞部内に光学的反射手段を備えたことを提案する
ものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】 図１により、本発明に係る被溶
接物の位置合せ機能を有する溶接治具の実施の形態を説
明する。図において、紙面の左右方向をＸ軸と定義し、
紙面に対して直角に貫通する方向をＹ軸と定義し、紙面
上の上下方向をＺ軸と定義する。すなわち、Ｘ軸は水平
面上の一軸方向であり、Ｙ軸はＸ軸と直交する水平面上
の軸であり、Ｚ軸は垂直軸である。

【０００９】 先ず、取り付けの基礎となる溶接機基台
５に２個のストロークボールベアリングのような軸受部
５ａを介してＺ軸方向に可動な２本のガイドシャフト１
２を取り付ける。このガイドシャフト１２は、精密に仕
上げた金属棒である。このガイドシャフト１２の上方中
程に下部電極２を支持する下部電極ホルダ１３を取り付
ける。また、ガイドシャフト１２の上端付近に上部電極
１を支持する上部電極ホルダ９が取り付けられる。

【００１０】 上部電極ホルダ９は、水平を保った中央
に穴をもつ金属厚板状の物体であり、ガイドシャフト１
２に２箇所のストロークボールベアリングのような軸受
部９ａと電気絶縁部９ｆに垂直上下可動に取り付けられ
ている。また、図示していないが、バランススプリング
により、この上部電極ホルダ９にかかる重量を打ち消す
手段を具備している。

【００１１】 上部電極１については、上部電極ホルダ
９のほぼ中央の穴の下方に円筒状の上部電極１が配設さ
れる。この上部電極１は銅を主成分とする金属材料で構
成されており、中央には空洞部１ｈがあり、上端には導
電性蓋１ｃにより、上部電極ホルダ９に固定される。上
部電極１の先端は、やや細くなった円錐形で、先端付近
の円錐には、図示されていないが、３箇所のスリットが
設けられており、その先端の円錐部に対応した固定治具
１ａを被せて摺動することにより、３箇所のスリットが
徐々にすぼまり、上方被溶接物６ｂが上部電極１に機械
的、電気的に固定される。

【００１２】 また、上部電極１の空洞部１ｈには、反
射鏡１７が配設されて、光をほぼ直角に反射させる。こ
の直角反射光の方向には、上部電極１の円筒形の側面に
窓部１ｗが設けられて、ビジコンカメラ１８が光を受け
る。このビジコンカメラ１８を介してディスプレイ装置
（図示せず）により２次元の光量と座標情報を得ること
ができ、光軸位置合せが効率よく作業できる。

【００１３】 下部電極ホルダ１３は、水平を保った中
央に穴をもつ金属厚板状の物体であり、ガイドシャフト
１２の垂直上下動に伴って、垂直上下方向に運動可能で
ある。また、下部電極ホルダ１３の裏面は２個のコイル
状のばね１９により、溶接機基台５との間を浮かすよう
に支持されている。

【００１４】 下部電極２については、下部電極ホルダ
１３のほぼ中央の空洞部１３ｈに配設される。下部電極
２も上部電極１と同様に銅を主成分とする金属材料で構
成されており、中央には空洞部２ｈがあり、この空洞部
２ｈにはコネクタ１４が設けられている。図では、省略
してあるが、下部電極２においても、上部電極１の先端
部と同様に、下方被溶接物６ａを機械的、電気的に固定
するための固定治具を備えている。円筒状で下方被溶接
物６ａを包囲して保持する。ほぼ中央の空洞部２ｈには
コネクタ１４が配設されて、下方被溶接物６ａのリード
線が接続される。

【００１５】 下部電極ホルダ１３と下部電極２との間
の取り付け構造については、下部電極ホルダ１３に摺動
するＹ軸可動部７を介してＹ軸可動部材１０を取り付
け、このＹ軸可動部材１０に摺動するＸ軸可動部８を介
して下部電極２を取り付ける。この下部電極２の側方に
は、Ｘ軸微動装置２２が取り付けられおり、精密微細な
ねじ機構により、Ｘ軸の座標を調整設定できる。図示し
ていないが、同様にＹ軸微動装置も設けられている。

【００１６】 次に、この溶接装置により光利用デバイ
ス、レーザダイオードのベース部とケースとを抵抗溶接
する場合についての動作説明を行う。図１に示すよう
に、先ず上部電極ホルダ９を上限位置に停止させた状態
でもって、下方被溶接物であるレーザダイオードのベー
ス部６ａを下部電極２上にセットし、２本のリード線は
コネクタ１４に接続する。また、上方被溶接物であるレ
ーザダイオードのレンズキャップ部６ｂを上部電極１上
にセットする。

【００１７】 しかる後、上部プラテン３を下降させ、
下方被溶接物６ａと上方被溶接物６ｂとが軽く当接した
程度の加圧力が加わった位置で上部電極ホルダ９を停止
させる。この加圧力はベース部６ａとレンズキャップ部
６ｂとが後で行われる光軸位置合せのときにストレスを
生ずることなく相対的に当接しながら移動し得る程度の
大きさであり、すでに説明したように上部電極などの重
量の大部分を打ち消す力のバランススプリング（図示せ
ず）により適正な圧力に調整設定される。この状態で
は、下部電極２の下端部は下部プラテン４に極めて僅か
の間隙を残して接近している。ばね１９は、この接近状
態を保つように作用している。したがって、下部電極２
を光軸位置合せのため、Ｘ軸とＹ軸を移動していても、
支障がない。

【００１８】 光軸位置合せをするには、コネクタ１４
に接続される一対の電線に、直流電流を流して、下方被
溶接物であるレーザダイオードのベース部６ａを発光さ
せる。この光線は上方被溶接物であるレンズキャップ部
６ｂを通って、反射鏡１７で反射してビジコンカメラ１
８に到達する。ビジコンカメラ１８を介してディスプレ
イ装置（図示せず）の画像により、中心部などの所望の
位置が最高の光量となるように光軸位置合せをすること
ができる。

【００１９】 この光軸位置合せ完了時に、下部プラテ
ン４と上部プラテン３間に所定の圧力を印加するととも
に大電流を流して抵抗溶接する。このときの下方被溶接
物６ａと上方被溶接物６ｂのそれぞれの位置は、上記の
光軸位置合せの作業中の位置との変位はないので、正確
に光軸位置合せの状態が継承されて、溶接後も正確な光
軸位置合せをもったレーザダイオードを得ることができ
る。

【００２０】 なお、上記の光軸位置合せは、手動で行
っているが、ビジコンカメラからの信号を基準信号と比
較するなどして、その誤差信号でモータを駆動し、Ｘ軸
微動装置２２などを動かすようにフィードバックループ
を形成すれば、自動で光軸位置合せをすることもでき
る。

【００２１】 以上の発明の実施の形態では被溶接物の
光利用デバイスが発光素子の場合について述べたが、光
利用デバイスが受光素子の場合にはビジコンカメラ１８
に代えて光源とするか、又は反射鏡１７の位置に光源を
配設して、コネクタ１４から、受光素子の信号を取り出
して、光軸位置合せをすればよい。

【００２２】

【発明の効果】 以上述べたように本発明によれば、上
下部電極に光利用デバイスの溶接されるべき部材をセッ
トした状態で、Ｘ方向及びＹ方向にそれぞれ移動し得る
第１、第２の可動部材でもって、下部電極そのものを任
意のＸ、Ｙ方向に動かして被溶接部材の位置合せの調整
を自動的又は手動的に行い、そのままの状態でもって
上、下部電極間に通電して抵抗溶接を行うことができ
る。したがって、下方被溶接物であるベース部にマウン
トされた発光素子又は受光素子のマウント位置にバラツ
キがあっても、また上方被溶接物であるレンズキャップ
部の光透過部の位置にバラツキがあっても、これらバラ
ツキに影響されない。したがって、高精度な光軸位置合
せがなされた光利用デバイスを得ることができ、光利用
デバイスの製品価値及び歩留りを大幅に向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る被溶接物の位置合せ機能を有す
る溶接治具の実施の態様であって、光利用デバイスの溶
接方法に適用した図である。

【符号の説明】

１…上部電極 １ａ…締め付け部 １ｈ…空洞部
１ｃ…導電性蓋 １ｗ…窓部 ２…下部電極 ２ｈ…空洞
部 ３…上部プラテン ４…下部プラテン ５…溶接機基台 ５ａ…軸受部 ６ａ…下方被溶接物 ６ｂ…上方被溶接物 ７…Ｙ軸可動部 ８…Ｘ軸可動部 ９…上部電極ホルダ ９ａ…軸受部 ９ｆ…
絶縁部 １０…Ｙ軸可動部材 １２…ガイドシャフト １３…下部電極ホルダ １３ｈ…空洞部 １４…コ
ネクタ １７…反射鏡 １８…ビジコンカメラ １９…ばね ２
２…Ｘ軸微動装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部電極に係着された下方被溶接物と上
   部電極に係着された上方被溶接物との位置合せを行う機
   能を有する溶接治具であって、垂直上下方向に可動な下
   部電極ホルダと、この下部電極ホルダに支持されるとと
   もに水平面上の一軸方向に動き得る第１の可動部材及び
   この第１の可動部材に可動部を介して係合され、かつこ
   の第１の可動部材の移動方向に対し水平面上直角方向に
   動き得る第２の可動部材とを備え、これら第１、第２の
   可動部材の移動によりこの第２の可動部材に支持された
   前記下部電極を前記上部電極に対し任意の位置に動かし
   て前記下方被溶接物と前記上方被溶接物との位置合せを
   行い、溶接することを特徴とする被溶接物の位置合せ機
   能を有する溶接治具。
2. 【請求項２】 前記下部電極ホルダを弾性体で支持する
   ことを特徴とする請求項１に記載の被溶接物の位置合せ
   機能を有する溶接治具。
3. 【請求項３】 前記上部電極内の空洞部に光検出手段又
   は光源を備えたことを特徴する請求項１又は請求項２に
   記載の被溶接物の位置合せ機能を有する溶接治具。
4. 【請求項４】 前記上部電極内の空洞部内に光学的反射
   手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に
   記載の被溶接物の位置合せ機能を有する溶接治具。