(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
突起を形成した被溶接物の溶接面を基板部材に重ね、被溶接物と基板部材を二つの電極で挟圧し、両電極間に通電するプロジェクション溶接方法において、一方の電極を一対の分割電極で構成して両分割電極を対向方向に進退可能に配設するとともに、他方の電極を上記両分割電極の対向間隙に向けて上記両分割電極の上方に配設し、上記被溶接物を上記両分割電極の下方から上方へ移送して上記対向間隙に溶接面を上方として挿通し、上記両分割電極を対向方向に進出させて上記被溶接物を保持し、上記基板部材を上記被溶接物の溶接面上に搬入してこれに重ね合せ、上記他の電極を下方へ進出せしめて該電極と上記両分割電極とで上記基板部材と被溶接物を挟圧せしめることを特徴とするプロジェクション溶接方法。
【請求項２】
上記基板部材は鋼板であり、上記被溶接物は頭部の上面を溶接面とするボルトおよび頭付きピン、ならびに一方の端面を溶接面とするナットである請求項１記載のプロジェクション溶接方法。
【請求項３】
上記被溶接物を上記分割電極の下方位置へ送給する被溶接物供給工程と、
供給された被溶接物を上方へ移送して上記両分割電極の対向間隙に挿通せしめる被溶接物移送工程と、
上記両分割電極を対向方向に進出させて上記被溶接物を保持固定する被溶接物保持工程と、
上記基板部材を上記被溶接物の溶接面上の位置に搬入して位置決めする基板部材搬入工程と、
上記他方の電極を下方へ進出させて上記両分割電極とで上記基板部材と上記被溶接物を挟圧する溶接工程と、
上記両分割電極および上記他方の電極を後退せしめる電極開放工程と、
上記被溶接物が溶接された上記基板部材を搬出する基板部材搬出工程、
を有する請求項１記載のプロジェクション溶接方法。
【請求項４】
上記基板部材搬入工程を、上記被溶接物移送工程および上記被溶接物保持工程と同時またはそれ以前に行う請求項３記載のプロジェクション溶接方法。
【請求項５】
上記電極開放工程と、上記基板部材搬出工程とを同時に行う請求項３記載のプロジェクション溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプロジェクション溶接方法、特にボルト等を基板部材にプロジェクション溶接する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ボルトやピンを基板部材たる鋼板に立設し、あるいは鋼板にウエルドナットを設ける場合、溶接方法としてプロジェクション溶接が一般に採用されている。プロジェクション溶接では、図３に示すようにボルト１や頭付きピン１Ａの頭部１１の上面に複数の突起１３を形成し、ナット１Ｂでは一方の端面に同様の突起１３を形成し、これら突起１３の上に鋼板を重ねて二つの電極で上記被溶接物と鋼板を両側から挟圧し電極間に通電する方法が一般にとられている。
【０００３】
ボルトを例にとると、図５に示すように、下部電極２の上面に形成した穴２１に図略のボルトフィーダで送給されたボルト１のボルト軸１２を差し込んでボルト１をその頭部１１の下面で電極面に支持せしめ、鋼板７をボルト頭部１１の上方に搬入し、鋼板７の上方から上部電極３を下降させて両電極２，３で鋼板７とボルト頭部１１を挟圧して溶接を行ない、両電極２，３を開放し、ボルト１を溶接した鋼板７を搬出している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の方法では、ボルト１の供給および鋼板７の搬入、搬出の工程がすべての下部電極２の上側で行われるから、鋼板７の搬入はボルト１が下部電極２の穴２１に挿入されるのを待って行なわなければならない。また鋼板７の搬出は、上部電極３が上昇するのを待って鋼板７をいったん持ち上げボルト１を下部電極２の穴２１から抜き出してからでないと行なうことができない。
【０００５】
そこで本発明は、各工程の待ち時間を極力少なくするとともに基板部材の搬出を直線移動で行なうようにして溶接作業のスピードアップを図ることを課題としてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、溶接用電極の一方の電極を分割して一対の分割電極で構成し、両分割電極を対向方向に進退可能に配設し、他方の電極を上記両分割電極の対向間隙に向けて両分割電極の上方へ配設する。被溶接物はこれを上記他方の電極とは上記両分割電極を介して反対の下側から上記対向間隙へ突起を設けた溶接面を上方として移送して上記対向間隙に挿通せしめる。そして上記両分割電極を対向方向に下方へ進出させて被溶接物を保持させ、基板部材を被溶接物の溶接面に重なるように搬入して位置決めし、上記他方の電極を進出させて上記両分割電極とで基板部材と被溶接物を挟圧するとともに、上記一方および他方の電極間に通電する（請求項１）。
【０００７】
一方の電極を分割構造として、被溶接物を上記他方の電極とは反対の下側からから上記一方の電極へ送給するようにしたから、上記他方の電極側に搬入される基板部材と被溶接物とは干渉せず、基板部材は被溶接物の一方の電極への移送と並行して、あるいはそれ以前に搬入できる。また、溶接終了後に両分割電極を開放すれば被溶接物を溶接した基板部材を横方向に直線移動で搬出することができる。
【０００８】
本発明は、鋼板にボルトや頭付きピンを溶接し、鋼板にウエルドナットを設けるのに好適に適用される（請求項２）。
【０００９】
本発明は、上記被溶接物を上記分割電極の下方位置へ送給する被溶接物供給工程と、
供給された被溶接物を上方へ移送して上記両分割電極の対向間隙に挿通せしめる被溶接物移送工程と、
上記両分割電極を対向方向に進出させて上記被溶接物を保持する被溶接物保持工程と、
上記基板部材を上記被溶接物の溶接面上の位置に搬入して位置決めする基板部材搬入工程と、
上記他方の電極を下方へ進出させて上記両分割電極とで上記基板部材と上記被溶接物を挟圧する溶接工程と、
上記両分割電極および上記他方の電極を後退せしめる電極開放工程と、
上記被溶接物が溶接された上記基板部材を搬出する基板部材搬出工程、を有する（請求項３）。
【００１０】
上記工程において、上記被溶接物移送工程および上記被溶接物保持工程と、基板部材搬入工程とは上記分割電極を介して反対側で行なわれ互いに干渉しないから、被溶接物の移送、保持と並行して、あるいはそれ以前に基板部材を搬入する（請求項４）。また被溶接物が溶接された基板部材は、上記分割電極が開放されると上記他方の電極と干渉することなく横方向へ移動できるから、電極の開放と並行して基板部材を搬出する（請求項５）。これにより各工程間の待ち時間をなくし、溶接作業を大幅にスピードアップすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をボルトの溶接に適用した実施形態を図１および図２により説明する。
一方の電極２は分割構造で一対の分割電極２Ａ，２Ｂで構成され、両分割電極２Ａ，２Ｂはそれぞれ図略のガイド装置により支持され、エア圧装置に連結されて水平方向かつ対向方向に進出、後退するように設置してある。分割電極２Ａ，２Ｂの対向面にはそれぞれ断面ほぼ半円形状の縦溝２２が形成してある。また分割電極２Ａ，２Ｂの上面前端のエッジ２３は面取りされて傾斜面としてある。他方の電極３は、上記両分割電極２Ａ，２Ｂの対向中心位置の上方に配設され、垂直上下方向に移動可能としてある。
【００１２】
両分割電極２Ａ，２Ｂの下方には、供給された被溶接部材たるボルト１をスライドさせて所定位置に位置決めするボルトスライド装置５が設置してある。ボルトスライド装置５は、図略のボルト整列機からボルト１を供給するボルト供給チューブ４に接続してある。
【００１３】
ボルト１は図３に示すように、頭部１１、軸部１２を備え、頭部１１の上面に複数の突起１３が形成してある。ボルト１は１個づつ、軸部１２を進行方向前方としてエア圧により上記チューブ４を経てボルトスライド装置５に送給される。
【００１４】
ボルトスライド装置５は、断面ほぼ凹形で、ほぼ水平に配設され、中央に幅がボルト１の軸径よりも若干大きく、深さがボルト軸１１の長さよりも若干深い縦溝５１を形成してある。図１はボルトスライド装置５の幅方向の半部を示す。上記チューブ４から供給されたボルト１はその軸部１２が縦溝５１に落ち、頭部１１の下面が縦溝５１の開口の両側のガイド面５２で支持される。ボルトスライド装置５には、エア圧により進退可能なロッド５３を備えたアクチュエータ５０が付設してある。ロッド５３の先端はボルト１が落下する個所に位置し、ボルト１が上記縦溝５１に挿入されるとアクチュエータ５０が作動してロッド５３がボルト１の軸部１２を押し、ボルト１は頭部１１の下面が上記ガイド面５２を摺動してスライドし、縦溝５１の終端に至る。縦溝５１の終端は上記両分割電極２Ａ，２Ｂの対向中心の垂直下方位置としてある。
【００１５】
上記ボルトスライド装置５の縦溝５１の終端には、貫通孔５４が垂直方向に形成してある。ボルトスライド装置５の下方には、エア圧により垂直方向に往復動するロッド６１を備えたボルト移送装置６が、そのロッド６１の先端を上記貫通孔５４に臨ましめて設置してある。ロッド６１の径はボルト１の軸部１２の径よりも大きく、ボルト１の頭部１１の径よりも小さく形成してあり、ロッド６１先端はボルト１の軸部１２よりも若干大径の縦穴６２を設けて筒状に形成してある。
【００１６】
ボルト１が上記縦溝５１の終端に至ると上記ボルト移送装置６が作動し、ロッド６１の筒状の先端が上記貫通孔５４に進入し上記縦溝５１の終端で位置決めされたボルト１を支持して更に上昇する。
【００１７】
このとき、上記両分割電極２Ａ，２Ｂは対向面が離間して開放位置としてあり、ボルト１を支持した上記ロッド６１の先端は両分割電極２Ａ，２Ｂの対向間隙を上昇し、ボルト１の頭部１１の上面が分割電極２Ａ，２Ｂの上面よりも高く、頭部１１の下面が分割電極２Ａ，２Ｂの上面よりも低い高さ位置で停止する。
【００１８】
このとき、両分割電極２Ａ，２Ｂは対向方向に前進し、エッジ２３の傾斜面でボルト１の頭部１１を持ち上げ、水平な上面がボルト１の頭部１１の外周とラップしてボルト１を支える位置で停止する。このとき分割電極２Ａ，２Ｂの対向面は、ボルト１を支持する上記ロッド６１とは接触しない。
【００１９】
上記ボルト移送装置６の上昇作動と同期して基板部材たる鋼板７が、ロボット等の手段により分割電極２Ａ，２Ｂの直上に搬入され、ボルト溶接個所が分割電極２Ａ，２Ｂに支持されたボルト１と対向する所定の位置で停止する。なお、鋼板７は上記移送装置６の作動開始前に搬入されていてもよい。
【００２０】
鋼板７が所定位置に搬入されると、上記他方の電極３が下降し、鋼板７を加圧し、上記分割電極２Ａ，２Ｂとで鋼板７とボルト１の頭部１１を挟圧し、電極２，３間に通電することでボルト１の溶接がなされる。
【００２１】
溶接が完了すると、上記ロッド６１は下降を開始して原位置に復帰し、両分割電極２Ａ，２Ｂおよび電極３は後退して電極が開放される。電極開放開始とほぼ同時に鋼板７が搬出が開始される。この場合、鋼板７に溶接されたボルト１は開かれた分割電極２Ａ，２Ｂの間から水平横方向に脱出できるから、鋼板７は電極３と干渉することなく横方向へ直線移動で搬出させる。
【００２２】
このとき、続いて溶接されるボルト１は上記ボルトスライド装置５の縦溝５１の終端に位置決めされ、溶接の次のサイクルに移る。装置や部材の作動およびそのタイミングはコンピュータを中心に構成された制御装置により制御される。
【００２３】
上記本発明の実施における溶接工程のタイムチャートを図４に示す。ボルト１を分割電極２Ａ，２Ｂ間へ移送し、分割電極２Ａ，２Ｂを進出させてボルト１を保持位置決めする工程と、鋼板７を搬入位置決めする工程とを同期して行ない、かつ電極を開放開始とほぼ同時にボルト１が溶接された鋼板７の搬出を開始することで、工程の待ち時間がなくなる。また溶接後の鋼板７はいったん上に持ち上げることなく、直ちに水平方向に搬出され得る。
【００２４】
これに対し図６は、ボルトの下部電極への差込み、および鋼板の搬入搬出を下部電極の上方で行なう従来の溶接工程のタイムチャートを示すもので、鋼板の搬入は、ボルトが下部電極の上にボルトフィーダで移送されて下部電極の穴に差込まれ、かつボルトフィーダが退出するのを待たなければならず、待ち時間Ｔ1 がある。更に溶接完了後の鋼板の搬出は、上部電極が上昇して開放されるのを待たなければならず待ち時間Ｔ2 がある。かつ鋼板の搬出は鋼板をいったん持上げなければならず、持上げ時間Ｔ3 を必要とする。
【００２５】
これに対し本発明の工程では、待ち時間Ｔ1 ，Ｔ2 および鋼板持上げ時間Ｔ3 を不要とし、ボルトの供給から鋼板の搬出完了までの所要時間を従来法の１／２ないし１／３に短縮することができる。
【００２６】
以上は、ボルトを鋼板に溶接する工程を説明したが、図３に示す頭付きピン１Ａを鋼板に溶接する場合も実質的に同様の工程で行なうことができる。
【００２７】
また図３に示すナット１Ｂを鋼板に溶接する場合は、上記のボルトスライド装置５の縦溝５１をナット移送用の形状に変更したナットスライド装置を用い、ボルトを上昇せしめるボルト移送装置６のロッド６１をナット１Ｂの中心穴よりも若干大径で先端に上記中心穴よりも小径のピンを突出成形した構造に変更したロッドを備えたナット移送装置を用い、分割電極２Ａ，２Ｂ間に移送されたナットを分割電極２Ａ，２Ｂを前進させて支持し、ボルト孔を設けた鋼板をボルト孔がナット１Ｂの中心穴に合致するように搬入すること以外は、ボルトを溶接する場合と実質的に同一の工程で実施される。
【００２８】
また図１の実施形態では、分割電極２Ａ，２Ｂをほぼ水平方向に対向させて配設し、電極３と、ボルト１を上方へ移送するボルト移送装置６を水平方向と直交する垂直上下方向に配設したが、装置を設置するスペースの都合等によっては、分割電極２Ａ，２Ｂを傾斜方向に対向せしめて配設し、これに伴なって電極３とボルト移送装置６を傾斜方向に対向して配設してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、基板部材にボルト等の被溶接物をプロジェクション溶接する工程において、一方の電極を分割して両分割電極で被溶接物を挟むようにして保持せしめるようになし、上記分割された一方の電極へのボルトの送給経路と、基板部材の搬入経路とを上記一方の電極を介してその反対側に設けたから、ボルトの一方の電極への送給と基板部材の搬入を並行して行なうことができる。かつ溶接完了後、両分割電極を開放開始と同時に被溶接物を溶接した基板部材を搬出することができる。これにより溶接作業を大幅にスピードアップすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する工程を示す図である。
【図２】分割電極の要部斜視図である。
【図３】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はいずれも被溶接物の側面図である。
【図４】本発明を実施する工程のタイムチャートを示す図である。
【図５】従来の溶接方法の態様を示す図である。
【図６】従来の溶接の工程のタイムチャートを示す図である。
【符号の説明】
１  ボルト（溶接物）
１Ａ  頭付きピン（被溶接物）
１Ｂ  ナット（被溶接物）
１３    突起
２  一方の電極
２Ａ，２Ｂ  分割電極
３  他方の電極
４  ボルト供給チューブ
５  ボルトスライド装置
６  ボルト移送装置
７  鋼板（基板部材）
【図１】
0003668424.tif 000002
【図２】
0003668424.tif 000003
【図３】
0003668424.tif 000004
【図４】
0003668424.tif 000005
【図５】
0003668424.tif 000006
【図６】
0003668424.tif 000007