JPS6230875B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、溶接圧力を発生するために被溶接
物に向つて降下または被溶接物から離れる方向に
上昇可能なように機械台における垂直方向にモー
タ駆動で案内される圧接ビームを使用し、且つ二
点溶接法を適用して、溶接領域内で扁平鉄帯の送
り路を横切る方向に２つの電極列を設け、扁平鉄
帯の送り方向に前後に位置する２つの電極列の２
つの電極を同一の溶接変圧器の反対極性の二次側
端子に接続して二点溶接区間を形成した、水平の
溶接領域内で向幅面を垂直にして位置する平行な
扁平鉄帯の狭巾側に複数の横棒を溶接することに
より溶接格子を製造するための多点電気抵抗溶接
機械に関する。

格子の溶接のための多点電気抵抗溶接機械は、
一般に縦棒および横棒から成るコンクリート鉄筋
等のための溶接格子を製造する公知の格子溶接機
械に類似した構造を有している。この様な格子棒
溶接においては、慣用の格子溶接機械において既
に公知である二点溶接法（例えばオーストリア国
特許明細書第267293号を参照）を次のような仕方
で適用するのが好ましい。即ち、縦棒の送り方向
に直列に位置する２つの電極に直列に溶接電流を
流し、該電極と該電極に対抗して配置された受動
電流ブリツジとの共働作用によつて２本の横棒も
しくはワイヤを同時に１つの縦棒に溶接するよう
にするのが有利である。

格子溶接を単点溶接方法に縦つて行うかまたは
２点溶接方法に従つて行うかに関係なく所要の溶
接圧力をいわゆる圧接ビームによつて発生しなけ
ればならない。単点溶接用の公知の格子溶接機械
においては、電極ビーム部材は２つの共働作用す
る電極列のうちの１つの列を担持しており（例え
ばオーストリア国特許明細書第214747号参照）、
これに対して、公知の二点溶接用の格子溶接機械
においては、可動の電極ビーム材に受動電流ブリ
ツジが取付けられている（例えばオーストリア国
特許第267293号明細書及び第298204号明細書を参
照）。

そこで、棒格子溶接機械において、上記のよう
な公知の格子溶接機械から類推して圧接ビームを
用い且つ二点溶接方法を適用したとすると次のよ
うな特殊な問題が生ずる。

即ち、問題と言うのは、棒格子の製造にあたつ
ては扁平鉄帯の狭巾側に横棒をその全厚に渡つて
溶接しなければならないのに対し、公知の格子溶
接機械においてはこの溶接深さは常に極く僅かで
あつて薄肉の棒の直径の数分の一に過ぎない。従
つて、圧接ビームの行程ならびに溶接圧力および
溶接に要する電力は、格子製造溶接機械の場合、
公知の格子溶接機械よりもかなり大きくしなけれ
ばならないと言う問題である。

上記のように、圧接ビームの行程を大きくすれ
ば、それに対応して通常、運動を生ぜしめるのに
用いられるクランクまたは偏心部材のクランク半
径が相応に大きくなり、その結果、高い圧接圧力
と関連して出力が非常に大きく且つ大きなトルク
を発生する電動機が必要となる。

大きな溶接電力が要求されると、それにより次
のような別の問題が生ずる。即ち、溶接変圧器の
二次巻線と溶接電極との間に寸法の大きな導体を
使用しなければならず、しかもこの導体は溶接変
圧器に対して相対的に運動する電極で作業を行う
場合にできるだけ短かく且つたわみ性を有するよ
うにしなければならないことに関連する問題であ
る。固定の電極及び可動の受動電流ブリツジを有
する二点溶接の場合には、たわみ性があつて比較
的長い、電極への給電導体は必要ない。これは、
第１に可動の受動電流ブリツジを使用することに
よるものである。即ち、この可動の受動電流ブリ
ツジは公知の方法で圧接ビームの圧力を２つの溶
接点に均等に分布するように容易に支承すること
ができるからである（例えばオーストリア国特許
明細書第298204号を参照）。

本発明の課題は、公知のように圧接ビームを使
用し、かつ二点溶接法を適用する冒頭にあげた形
式の格子溶接機械において、設備機械の全電力を
できる限り小さくすることにある。その際、本発
明は、機械の電力が２つの成分、即ち溶接圧力を
発生するための電動機の駆動電力と本来の溶接用
電力とからなるとするのであるから、溶〓変圧器
を圧接ビームに取付けることによつてこの２つの
電力成分を低減することができるという認識に基
いている。

上の課題を解決するために、本発明によれば、
冒頭に述べた構成の多点電気抵抗溶接機械におい
て、電極を共通に１つの圧接ビームに設け、それ
ぞれ１つの二点溶接区間を形成する２つの電極は
互いに独立に圧接ビームの運動方向に摺動可能な
ように上記圧接ビーム内で案内され且つ圧接ビー
ムに弾性的に支持されており、圧接ビーム、溶接
変圧器および変圧器の二次巻線から給電される母
線レールを一緒に下降および上昇運動を可能にす
る共通の一体構造による構成ユニツトに組立て構
成し、たわみ性のある短い導体を設け、この導体
によつて圧接ビームに対し可動な電極を変圧器お
よび母線レールと導電接続することが提案され
る。

圧接ビーム、溶接変圧器および母線レールを共
通の一体構造による構成ユニツトに組立て構成す
ることによつて、圧接ビームの重量は、その本来
の重量の何倍にも大きくなり、それによつて溶接
機械の駆動モータで発生しなければならないトル
クは減少せしめられる。言い換るならば、駆動モ
ータはビームの重量分だけ減少された圧接圧力に
対応するトルクを最大限発生できれば充分であ
る。また、ビーム重量が大きくなれば被溶接物か
らビームを持ち上げるのに必要とされるトルクが
大きくなるが、しかしながらこのことは、圧接に
必要とされるトルクがビーム材の上昇に必要とさ
れるトルクよりも大きい限り問題にならない。こ
れに関連して、最適なビーム重量は、ビームを圧
接するのに必要なクランクトルクが、被溶接物か
らビームを持ち上げるのに必要とされるクランク
トルクに等しくなるように選んだ場合に達成され
る。

圧接ビームに溶接変圧器を取付けることによ
り、変圧器によつて給電される２つの電極列も圧
接ビームに配設されることになり、溶接電流の給
電導体も非常に短いもので充分である。二点溶接
区間に属する電極を圧接ビームにおいて互いに独
立に摺動案内し、且つ弾性支持することによつ
て、溶接開始点で二点溶接区間の２つの溶接点に
及ぼされる溶接圧力は確保され、その場合、圧接
ビームの加圧行程における爾後の溶接圧力はばね
の初応力によつて発生され、そして溶接中、横棒
は扁平鉄帯に圧入しやすいように直立の位置に維
持される。この場合、電極は圧接ビームに対し極
く小さな相対運動しか行わず、従つて、電極に溶
接電流を給電するための導体における短いたわみ
性のある部分でこの相対運動を充分に吸収するこ
とができる。

本発明の溶接機械の特に好ましい実施例におい
ては、電極の横列の両側において少くともほぼ等
しい大きさの数の溶接変圧器が圧接ビームに取付
けられる。

１つの二点溶接区間を形成する電極（これ等電
極は横棒に直径公差が有る場合にも溶接過程の開
始に当つて関連の横棒に両電極が当接してそれに
より溶接電流を導入できねばならない）を別々に
弾性支持するにも拘らず大きな溶接深度が要求さ
れる場合にも横棒を充分にすべての扁平鉄帯の狭
巾側に溶接して１つの共通の平面内に位置せしめ
るために、圧接ビームに、機械巾全体に渡つて延
在し且つ圧接ビームに対しその運動方向に変位可
能に支承された電極圧接レールが設けられ、この
電極圧接レールは圧接ビームに対しばねによつて
電極の圧接運動方向に荷重され、そしてその１つ
の限界位置においてはストツパ面によりばね力に
抗して支持される。更に、電極圧接レールに沿つ
て２つの互いに絶縁され且つ電極圧接レールに対
して絶縁された電極担体が扁平鉄帯の送り方向に
直列に配設され、これ等電極担体は電極圧接レー
ルに対し電極の圧接運動の方向に限定された範囲
内で変位可能に案内され且つばねによつて荷重さ
れる。

次に、図面を参照して本発明を実施例につき詳
細に説明する。

第１図から明らかなように、溶接機械の側部カ
バー４内に設けられて１で全体が示されている圧
接ビームは、２つの単腕レバー２および３によつ
て支承されている。これ等２つのレバー２および
３は、溶接機械の側部カバー４内にもまた圧接ビ
ーム１にも回動可能に支承されている。双方のレ
バーにおいて枢支点の間隔は同じ大きさであり、
しかも、両レバーは互いに平行関係にあつてそれ
により圧接ビーム１に対して正確に上昇ないし下
降運動させるための平行案内リンク装置を形成し
ている。

単腕レバー３は、圧接ビーム１におけるその枢
支点を越えて外方に延在しておつて、その端部は
案内リンク部材５に連結されている。案内リンク
部材５の他方の端部は、連結桿９の拡大端部８に
回転自在に支承されており且つウオーム歯車６に
対して回転しないようにこのウオーム歯車６に固
定連結されている。連結桿９の拡大端部８には、
変位不可能でしかも回転自在にウオーム７が設け
られており、このウオーム７はウオーム歯車６と
噛み合つている。

溶接機械が静止状態にある場合には、電動機ま
たは手動で行うことができるウオーム７の回転に
よつて、案内リンク部材５は連結桿９の拡大端部
８における支承点を中心に回動することができ
る。このようにして例えば電極を交換するかある
いはまた修理を行うために、圧接ビーム１および
それに連結されたすべての部材の共通の一体構造
による構成ユニツトを溶接機械の駆動状態におい
て到達することができる高さ位置を越えて持ち上
げることが可能である。

連結桿９の他端には、モータ駆動される軸１４
にそれと一緒に回転するように設けられた偏心円
板１０が貫通して設けられている。この構成によ
つて、軸１４の回転は、圧接ビームならびにそれ
に連結された部材の共通の一体構造による構成ユ
ニツトの調和のとれた上昇ならびに下降運動に変
換される。

圧接ビームの両側には、それに固定連結して変
圧器１５，１６を取付けるのが好ましい。この変
圧器１５および１６は母線レール１７，１８，１
９および２０に給電し、一方これ等母線レールは
短くてたわみのある導体２２，２３，２４および
２５を介して剛質の導電性のブラケツト２６，２
７，２８および２９に接続されている。そして、
これ等ブラケツトは電極担体３０および３１に導
電接続されている。なお、図示を明瞭にするため
に、第２図には要素２４，２５，２８および２９
だけを図示するにとどめた。電極４０および４１
は、対形態で二点溶接区間を形成している。関連
の受動電流ブリツジは、広幅面を垂直にして（即
ち狭幅辺を下にして丈幅辺を直立にして）位置す
る扁平鉄帯のための金属受け台によつて形成する
こともできるしあるいはまた扁平鉄帯自体によつ
て形成してもよい。

中空に形成された圧接ビーム１の内部には、電
極圧接レール３５が摺動案内可能に設けられてい
る。この電極圧接レールは、コイルばね３６によ
つて圧接ビームに対し弾性的に支持されている。
なお、コイルばね３６の初応力は調節ネジ３７に
よつて調節可能である。さらに、電極圧接レール
３５は圧接ビーム１の側部部材の下端に肩部もし
くは段部として形成されたストツパ面３８，３９
によりばね力に抗して支持されている。コイルば
ねの代りに他の適当なばね要素を設けてもよい。

溶接機械の巾全体にわたつて延在し、且つすべ
てのコイルばね３６によつてばね荷重されている
電極圧接レールは、これ等コイルばねの圧力を電
極担体３０および３１に伝達し、それにより間接
的に電極４０および４１に伝達する。この剛質の
レールは、被溶接物が溶接電流の作用下で局部的
に流動性になり、そして、横棒がばね３６の作用
下で扁平鉄帯内に圧入する場合にも、全ての電極
を１線上に留めるように作用する。言い換えるな
らば、或る１つの電極が他の電極より先に進んだ
りあるいは遅れたりすることがなく、従つてまた
この電極によつて荷重を受ける横棒部分が他の電
極によつて荷重される横棒部分よりもその下側に
位置する扁平鉄帯内により深くまたより浅く進入
することはない。

圧接ビーム１の２つの側部部分の肩部もしくは
段部として形成された下側の領域には内張りもし
くはライニング４５および４６が設けられてい
る。これ等内張り４５，４６は下端部で両方の側
部材を越えて突出しており、そして軸棒４７が挿
通されている孔を有している。

内張り４５および４６間で、電極担体３０およ
び３１が変位可能に案内されている。電極担体は
互いに、且つ内張り、電極圧接レールおよび軸棒
４７に対して絶縁されている。このような絶縁は
第２図においてだけ太い実線で表わされている。

理論的には、各電極に関し１つの固有の電極担
体を設けることができよう。しかしながら、実際
上は電極列なる形態にある多数の電極に対し１つ
の共通の電極担体を設けるのが望ましい。本発明
の好まい１実施例によれば、２つの互いに平行な
溶接線の各々は３相交流回路の各相線に接続可能
な３つのほぼ同じ巾の部分に分割され、その場
合、これ等部分の１つに属するすべての電極は１
つの共通の電極担体に配設される。第３図は３つ
のこのようにして構成された電極担体を示してい
る。なお、第３図においては、図示を簡略にする
ためには、固有の電極を省略してある。

電極担体３０および３１は、その上側の部分に
おいて電極圧接レール３５に支持されているコイ
ルばね４８および４９を受ける。休止位置におい
ては、電極担体３０および３１の上面と電極圧接
レール３５の下面との間における介在空間は小さ
くなり、そして同様に電極担体をコイルばね４８
および４９の圧力に抗して支持するために軸棒４
７が通される電極担体に形成された開口は、電極
圧接レール３５の方向に電極即体をばね作用下で
僅かに押圧することを可能にするために細長い孔
として形成されている。

ここで重要なことは、ばね４８および４９の強
さを次のように選ぶことである。即ち同時に溶接
される２つの横棒が不可避的な直径公差が原因で
正確に同一の直径を有しない場合に、薄肉の棒に
対してアークを発生しないように、充分な力で電
極を横棒に圧接するような強さに選ぶことであ
る。しかしながら、如何なる場合にも、ばね４８
および４９はばね３６よりも弱く、その結果ばね
４８および４９はばね３６の僅かな初応力下にお
いても下向きに移動する圧接ビーム１の側で横棒
の抵抗により電極担体３０および３１の上面が電
極圧接レール３５の下面に当接するように圧縮さ
れるように選ばれている。また、軸棒４７が貫通
する孔もこのような当接を可能にするために長手
方向に長く形成されている。

第４図は、クランク回転角KWと圧接ビームの
行程Ｈとの間の関係を示す。上死点位置から出発
してクランクはほぼ90゜の角度を回転し、それに
より電極は点において横棒に当接する。圧接ビ
ーム１が更に下方に移動する間、電極は、それ以
上運動することを横棒によつて阻止される。この
場合に、ばね３６は緊張されてばね４８および４
９（または横棒の厚さが同じでない場合に少くて
も厚肉の横棒に当接する電極のばね）が圧縮され
て関連の電極担体３０および３１は電極圧接レー
ル３５に当接することになる。

クランクが点に対応する角度位置に達すると
直ちに周知の仕方で溶接電流が導入されて、電極
は扁平鉄帯の局部的に流動化された材料内に横棒
を圧入し始め、それによりばね３６は電極よりも
迅速に下向きに移動する圧接ビームによつて更に
緊張せしめられる。

例えば、点ｍに対応する約176゜のクランク角
度において、ばね３６は最大の初応力に達し、そ
してこれ等のばねは速度の増大と共に弛緩しはじ
める。と言うのは、電極は横棒を常に徐々に可塑
化される材料内に横棒を深く圧入するが、圧接ビ
ームは垂直方向において静止状態になりそして
180゜のクランク角度においてその運動方向を反
転するからである。

点において溶接電流は公知の仕方で遮断され
る。横棒はこの時点で扁平鉄帯内に完全な深さＴ
まで溶入され、そして電極はその状態に留まる。

約270゜のクランク角度に対応する点におい
ては、電極圧接レール３５は再びストツパ面３８
および３９上に位置し、この位置から電極圧接レ
ール３５は点ないしで持ち上げられて、それ
により更に上向きに運動する圧接ビームは電極を
被溶接物品から上方に持上げる。

要するに、圧接ビームの重量を大きくすること
によつて、扁平鉄帯の狭巾側に溶接すべき複数の
横棒を圧接するのに必要な力のうち一部分しか、
溶接機械の駆動モータで発生しなくてすむ。つま
り、この圧接するのに必要な力から、変圧器と圧
接ビームの重量とこれらの部材が同時に一体的に
運動する際の慣性に基く力とを減じた力を、溶接
機械の駆動モータで発生すればよい。

圧接ビームを被溶接物に圧接するのに必要なク
ランク回転モーメントが、被溶接物から圧接ビー
ムを持ち上げるのに必要とされるクランクトルク
に等しくなるように圧接ビームの重量を選ぶと、
最適な圧接ビームの重量が達成される。

その際、圧接ビームは、交互に被溶接物に向か
つて降下ないし被溶接物から離れる方向に上昇可
能なように平行案内リンク装置によつて案内され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、側部カバーを除去して圧接ビームを
１部断面で示す本発明による溶接機械の実施例の
側面図、第２図は、圧接ビームの下側領域におけ
る拡大断面図、第３図は、電極圧接ビームおよび
電極担体の側面図、そして第４図は、圧接用クラ
ンクの回転角度の関数として圧接ビームの行程を
示すグラフ図である。 ２，３……単腕レバー、４……側部カバー、１
……圧接ビーム、５……案内部材、６……ウオー
ム歯車、７……ウオーム、８……拡大端部、９…
…連結桿、１０……円板、１５，１６……変圧
器、１７，１８，１９，２０……母線レール、２
２，２３，２４，２５……たわみ性のある導体、
２６，２７，２８，２９……導電性のブラケツ
ト、３０，３１……電極担体、４０，４１……電
極、３５……電極圧接レール、３７……調節ネ
ジ、３８，３９……ストツパ面、４５，４６……
ライニング、４７……軸、３６，４８，４９……
コイルばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶接圧力を発生するために被溶接物に向つて
   降下または被溶接物から離れる方向に上昇可能な
   ように機械台における垂直方向にモータ駆動で案
   内される圧接ビームを使用し、且つ二点溶接法を
   適用して、溶接領域内で扁平鉄帯の送り路を横切
   る方向に２つの電極列を設け、扁平鉄帯の送り方
   向に前後に位置する前記２つの電極列の２つの電
   極を同一の溶接変圧器の反対極性の二次側端子に
   接続して二点溶接区間を形成した、水平の溶接領
   域内で広幅面を垂直にして位置する平行な扁平鉄
   帯の狭幅側に複数の横棒を溶接することにより溶
   接格子を製造するための多点電気抵抗溶接機械に
   おいて、前記電極を共通に１つの圧接ビームに設
   け、それぞれ１つの二点溶接区間を形成する２つ
   の前記電極は互いに独立に前記圧接ビームの運動
   方向に摺動可能に前記圧接ビーム内で案内され且
   つ該圧接ビームに弾性的に支持されており、前記
   圧接ビーム、溶接変圧器および前記変圧器の二次
   巻線から給電される母線レールを一緒の下降およ
   び上昇運動を可能にする共通の一体構造による構
   成ユニツトに組立て構成し、たわみ性のある短い
   導体を設け、該導体によつて前記圧接ビームに対
   し可動な前記電極を前記変圧器および母線レール
   と導電接続したことを特徴とする多点電気抵抗溶
   接機械。 ２ 電極の横列の両側で少くともほぼ同じ大きさ
   の数の溶接変圧器を前記圧接ビームに取付けた特
   許請求の範囲第１項に記載の多点電気抵抗溶接機
   械。 ３ 圧接ビームに、機械幅全体に渡つて延在し、
   前記圧接ビームに対しその運動方向に変位可能に
   支承された電極圧接レールを設け、該圧接レール
   は一方のばねによつて前記圧接ビームに対し電極
   の圧接運動方向に荷重され、そしてストツパによ
   りばね力に抗して１つの限界位置に支持されてお
   り、前記電極圧接レールに沿つて被溶接物の送り
   方向に前後に配置された電極担体の、互いに絶縁
   され且つ前記電極圧接レールに対して絶縁された
   ２つの列を設け、前記電極担体は前記電極圧接レ
   ールに対して電極の圧接運動方向に制限下で変位
   可能に案内され、そして他方のばねにより荷重さ
   れている特許請求の範囲第１項に記載の多点電気
   抵抗溶接機械。 ４ 電極の各横列に対し並置した複数の電極担体
   を、電極圧接レールに対して一緒に変位可能で且
   つ弾性支持された構成ユニツトに組合せた特許請
   求の範囲第３項に記載の多点電気抵抗溶接機械。 ５ 三相交流回路に接続するために、電極の各横
   列の電極担体を、電極圧接レールに対し一緒に変
   位可能で前記圧接レールに対し弾性的に支持され
   ている互いに絶縁された３つの構成ユニツトに組
   合せた特許請求の範囲第４項に記載の多点電気抵
   抗溶接機械。