JPS628275B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば、炭酸ガスレーザーのような
レーザー装置（レーザー発生装置）のレーザー光
線によつて重合した被接合物（ワーク）を２方向
から交番的に溶接するレーザースポツト溶接機に
関する。

一般に、電気的なスポツト溶接手段は、重ね合
せた２枚の被溶接物に一対の電極チツプで加圧し
ながら、これに瞬時に大電流を供給して上記被溶
接物に電気的な抵抗発熱させて、接合部を溶融さ
せてスポツト溶接するようになつている。

しかしながら、従来の電気的なスポツト溶接手
段は、電源容量の制限から、相互に溶接できる被
溶接物の板厚に対しての制限や１つの溶接点のご
く近くに、さらに、もう１つのスポツト溶接を行
うとすると、スポツト溶接の電流が既に溶接され
たスポツト溶接部分に分流し、有効なスポツト溶
接が得られず、スポツト溶接の信頼性を損うおそ
れがある。

又一方、上述したスポツト溶接による溶接手段
は、大電流を瞬時に流さなければならないので、
可撓性の大きい導体を利用しなければならず、安
全性や電極チツプの寿命に難点があるばかりでな
く、接合する２つの被接合物を充分に密着させる
のに大きな加圧力を必要とすると共に、被溶接物
が薄板のとき、溶接時に溶けた金属ミストが四方
へ飛散することが多くなつて、接合部の溶接点が
実質的に減少するおそれがある。

又、上述したスポツト溶接手段に使用される両
電極チツプは、導電性、冷却性及び耐押圧力を保
持するために、常に、清掃された状態に保持する
ことを余儀なくされている。

さらに又、レーザースポツト溶接手段も既に幾
つか提案されているけれども、これらは、被溶接
物が薄板のとき、レーザー光束を斜方向から被接
合物に照射して溶接して溶接長さを実質的に長く
するようにしている。

しかしながら、上述したレーザースポツト溶接
手段は、レーザー光線による溶接で過度の急激な
加熱及び急速な冷却によつて被溶接部と溶接部と
の間の金属組織の中に過度の硬度差異を生じて、
あたかも、金属の焼入作用や金属組織の局部的な
材料歪及び亀裂を生じるおそれもある。

本発明は、上述した点に鑑み、水平腕杆を有す
る機枠の上部にレーザー装置を備えた揺動槓杆を
枢着し、上記機枠と上記揺動槓杆とをシリンダー
装置で連結し、上記水平腕杆の端部に受金具を設
け、この受金具の直上に位置する上記揺動槓杆に
被接合物を押圧するようにして押え金具を垂設
し、この押え金具の近傍の上記揺動槓杆に固定反
射体を上記レーザー装置のレーザー光を斜め下方
へ反射するようにして斜設し、この固定反射体の
下位の上記揺動槓杆に第１集光レンズを附設し、
他方、上記固定反射体の近傍の上記揺動槓杆に上
記レーザー光を斜め下方へ反射する可動反射体を
レーザー光路から挿脱自在に設け、この可動反射
体の下位の上記揺動槓杆に第２集光レンズを上記
第１集光レンズと同じ位置に焦点を結ぶようにし
て附設し、これにより、レーザーによる溶接時の
過度の急激な加熱と急冷却を生じないようにし
て、被溶接物の溶接部にレーザースポツト溶接を
二方向より照射して、被溶接物の金属組織に悪影
響を与えないようにしてスポツト溶接し、溶接作
業の信頼性の向上を図る目的とするレーザースポ
ツト溶接を提供するものである。

以下、本発明を図示の一実施例について説明す
る。

第１図及び第２図において、符号１は、基板２
上に設置された機枠であつて、この機枠１には水
平腕杆３が実質的に一体に設けられており、上記
機枠１の上部１ａにはレーザー装置４を備えた揺
動槓杆５が支軸６によつて揺動自在に枢着されて
いる。又、上記機枠１の一側部１ｂと上記揺動槓
杆５との間には、例えば、油圧シリンダー装置の
ようなシリンダー装置７が連結して設けられてお
り、このシリンダー装置７は上記揺動槓杆５を支
軸６の周りに揺動し得るように枢着されている。
さらに、上記水平腕杆３の端部３ａには受金具
（冷却水受金具）８が重合した被接合物９を載置
し得るようにして突設されており、この受金具８
には冷却水による噴射ノズル１０及び排出口１１
が附設されており、この噴射ノズル１０の圧力流
体は、上記受金具８の受台部８ａを内がわから冷
却するようになつており、さらに、この受台部８
ａを冷却した流体は、上記排水口１１から排出さ
れるようになつている。

一方、上記受金具８の直上に位置する上記揺動
槓杆５には切欠部１２を有する二叉状をなす押え
金具１３が上記被接合物９を押圧し得るようにし
て垂設されており、この押え金具１３の基部１３
ａには不活性ガスの給気口１４が穿設されてい
る。又、この給気口１４には不活性ガスの各吹出
口１５及び１６ａ，１６ｂが途中から分岐して設
けられており、この吹出口１５から放出される不
活性ガスは上記被接合物９の溶接部９ａの酸化を
防止するようになつている。又、上記他の吹出口
１６ａ，１６ｂから放出される不活性ガスは、溶
接時に生じる金属ミストが後述する第１及び第２
集光レンズ１８，３０に附着するのを防止するよ
うになつている。

他方、上記押え金具１３の基部１３ａ近傍の上
記揺動槓杆５の端部には、例えば、反射鏡のよう
な固定反射体１７が前記レーザー装置４からのレ
ーザー光束を斜め下方の上記被接合物９へ反射し
得るようにして斜設されており、この固定反射体
１７の下位に位置する上記揺動槓杆５には、第１
集光レンズ１８が上記被接合物９に焦点を結ぶよ
うにして附設されている。つまり、この第１集光
レンズ１８は、上記押え金具１３が上記被接合物
９を受金具８の上で押圧したとき、焦点を結びス
ポツト溶接し得るようになつている。

さらに又、上記固定反射体１７の近傍の上記揺
動槓杆５の上部には開口窓孔１９が穿設されてお
り、この開口窓孔１９の傍らの揺動槓杆５には支
杆２０が傾斜して植設されている。又、上記支杆
２０に近接した上記揺動槓杆５にはシリンダー装
置２１の基部２１ａが支軸２２によつて枢着され
ており、このシリンダー装置２１の出力軸２１ｂ
には作動槓杆２３がピン２４ａで連結されてい
る。さらに、この作動槓杆２３の中程は上記支杆
２０にピン軸２４ｂによつて枢着されており、し
かも、この作動槓杆２３の自由端には可動反射体
２５がピン２６で上記レーザー光を斜め下方へ反
射するようにしてレーザー光路から挿脱自在に設
けられている。又、この可動反射体２５の上端部
２５ａは連杆２７を介して上記支杆２０に各ピン
２８，２９によつて枢着されている。

従つて、上記可動反射体２５は、上記シリンダ
ー装置２１を駆動することにより、第２図に鎖線
で示されるように、上記シリンダー装置２１の出
力軸２１ｂが作動槓杆２３を押動するので、この
作動槓杆２３は支軸２４ｂの周りに回動するか
ら、この作動槓杆２３の自由端に設けられた可動
反射体２５は連杆２７に幇助されてレーザー光路
上に移動し、これによつて、レーザー装置４から
のレーザー光を上記被接合物９の接合部９ａのあ
る斜め下方へ反射するようになつている。又、上
記シリンダー装置２１を復動させると、可動反射
体２５を第２図の鎖線で示す位置から実線で示す
位置に戻り、これによつて、レーザー光は固定反
射体１７を照射し得るようになつている。

又一方、上記可動反射体２５の下位の上記揺動
槓杆５には第２集光レンズ３０が上記第１集光レ
ンズ１８と同じ位置に焦点を結ぶようにして附設
されている。

従つて、今、重合した被接合物９を溶接する場
合、上記受金具８の受台部８ａ上に被接合物９を
載置すると共に、上記噴射ノズル１０から冷却水
を上記受台部８ａに噴射してこれを冷却し、他
方、上記給気口１４から放出される不活性ガスを
各吹出口１５及び１６ａ，１６ｂから放出して、
溶接時に生じる金属ミスト（スパツター）が各集
光レンズ１８，３０に附着するのを防止すると同
時に溶接部９ａの酸化を予防する。

次に、上記シリンダー装置７を駆動することに
より、上記揺動槓杆５を支軸６の周りに左旋し、
これにより、この揺動槓杆５と一体をなす押え金
具１３が上記受台部８ａ上の被接合物９を押圧し
て固定する。

しかして、上記レーザー装置４のレーザー光が
固定反射体１７及び集光レンズ１８を通して斜め
上方向から上記被接合物９に焦点を形成して斜め
方向にスポツト溶接する。

次に、このスポツト溶接が終了すると、前述し
たように、一定の時間経過後、シリンダー装置２
１が駆動して、作動槓杆２３の自由端に設けられ
た可動反射体２５を連杆２７に幇助されてレーザ
ー光路上に移動し、これによつて、上記レーザー
装置４からのレーザー光を上記被接合物９の接合
部９ａのある斜め下方へ反射するから、この反射
したレーザー光は、第２集光レンズ３０を通して
斜め上方向から上記被接合物９に焦点を上記第１
集光レンズ１８の反対側から形成して斜め方向に
スポツト溶接する。

これによつて、被接合物９の接合部９ａは、レ
ーザー光を２方向から交互に照射されるので、急
激な冷却を避けるから、金属組織に悪影響を与え
ることなく、スポツト溶接をすることができる。

因に、本発明の可動反射体２５は、シリンダー
装置２１によつてレーザー光路上に上方から開口
窓孔１９を通して挿脱し得るようになつているけ
れども、本発明の要旨を変更しない範囲内で、例
えば、電磁プランジヤーのような、アクチユエー
タで揺動槓杆５の側方から挿脱し得るように設計
変更することは自由である。

以上述べたように本発明によれば、水平腕杆３
を有する機枠１の上部にレーザー装置４を備えた
揺動槓杆５を枢着し、上記機枠１と上記揺動槓杆
５とをシリンダー装置７で連結し、上記水平腕杆
３の端部３ａに受金具８を設け、この受金具８の
直上に位置する上記揺動槓杆５に被接合部９を押
圧するようにした押え金具１３を垂設し、この押
え金具１３の近傍の上記揺動槓杆５に固定反射体
１７を上記レーザー装置４のレーザー光を斜め下
方へ反射するようにして斜設し、この固定反射体
１７の下位の上記揺動槓杆５に第１集光レンズ１
８を附設し、他方、上記固定反射体１７の近傍の
上記揺動槓杆５に上記レーザー光を斜め下方へ反
射する可動反射体２５をレーザー光路から挿脱自
在に設け、この可動反射体２５の下位の上記揺動
槓杆５に第２集光レンズ３０を上記第１集光レン
ズ１８と同じ位置に焦点を結ぶようにして附設し
てあるので、被接合物９の接合部９ａの金属組織
に悪影響を与えることなくスポツト溶接をするこ
とができるばかりでなく、取扱い操作も簡単であ
り、しかも、構成も簡素であるから、組立も容易
であり、量産による省力化を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるレーザースポツト溶接機
の正面図、第２図は本発明の要部を拡大して示す
断面図である。 １……機枠、３……水平腕杆、４……レーザー
装置、５……揺動槓杆、８……受金具、９……被
接合物、１３……押え金具、１４……給気口、１
５，１６ａ，１６ｂ……吹出口、１７……固定反
射体、１８……第１集光レンズ、２１……シリン
ダー装置、２５……可動反射体、３０……第２集
光レンズ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水平腕杆を有する機枠の上部にレーザー装置
   を備えた揺動槓杆を枢着し、上記水平腕杆の端部
   に受金具を設け、この受金具の直上に位置する上
   記揺動槓杆に被接合物を押圧するようにした押え
   金具を垂設し、この押え金具の近傍の上記揺動槓
   杆に固定反射体を上記レーザー装置のレーザー光
   を斜め下方へ反射するようにして斜設し、この固
   定反射体の下位の上記揺動槓杆に第１集光レンズ
   を附設し、他方、上記固定反射体の近傍の上記揺
   動槓杆に上記レーザー光を斜め下方へ反射する可
   動反射体をレーザー光路から挿脱自在に設け、こ
   の可動反射体の下位の上記揺動槓杆に第２集光レ
   ンズを上記第１集光レンズと同じ位置に焦点を結
   ぶようにして附設したことを特徴とするレーザー
   スポツト溶接機。 ２ 受金具に冷却用の給排出口を設け、押え金具
   に不活性ガスの給・排気口を附設したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のレーザースポ
   ツト溶接機。 ３ 可動反射体をシリンダー装置でレーザー光路
   上に挿脱自在に設けたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載のレーザースポツト
   溶接機。