(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板、該薄板より板厚が大きく剛性が高い第１厚板及び第２厚板を順に重ね合わせた被溶接部材をスポット溶接するスポット溶接装置において、
前記第２厚板に対向して加圧位置と退避位置とに移動する第１溶接電極と、
前記薄板と対向して加圧位置における前記第１溶接電極と対向配置されて第１溶接電極と協働して被溶接部材を挟持して加圧する加圧位置と退避位置とに移動する第２溶接電極と、
前記第２溶接電極に隣接して前記薄板に当接して被溶接部材に副加圧力を付与する副加圧部と、
前記第１溶接電極の退避位置から加圧位置及び加圧位置から退避位置への移動に連動して前記第２溶接電極を退避位置から加圧位置及び加圧位置から退避位置へ移動せしめる可動伝達手段とを備え、
前記被溶接部材に当接する加圧位置における第１溶接電極と、副加圧部及び加圧位置における前記第２溶接電極とによって前記被溶接部材を挟持加圧し、該挟持加圧状態で前記第１溶接電極と第２溶接電極との間で通電してスポット溶接することを特徴とするスポット溶接装置。
【請求項２】
前記可動伝達手段は、ラックアンドピニオン機構であることを特徴とする請求項１に記載のスポット溶接装置。
【請求項３】
前記可動伝達手段は、リンク機構であることを特徴とする請求項１に記載のスポット溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板材を重ね合わせた板組みの被溶接部材をスポット溶接するスポット溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、重ね合わされた鋼板等の板材の接合には、一対の溶接電極間で挟み加圧力を与えながら両電極間に一定時間通電するスポット溶接が広く行われる。
【０００３】
ここで、例えば、図９（ａ）に示すように、剛性の低い薄板１０１、この薄板１０１より剛性が高い第１厚板１０２、第２厚板１０３の３枚の板材を重ね合わせた板組の被溶接部材１００をスポット溶接する場合には、可動側電極１１１と固定側電極１１２によって被溶接部材１００を挟んで加圧したときに、剛性の低い薄板１０１と第１厚板１０２が上方に撓んで、薄板１０１と第１厚板１０２の間及び第１厚板１０２と第２厚板１０３との間に隙間が生じる。この場合、可動側電極１１１と薄板１０１間の接触面積は薄板１０１の撓みにより大きくなるのに対して、薄板１０１と第１厚板１０２間及び第１厚板１０２と第２厚板１０３間の接合部の接触面積は隙間により小さくなる。このため、可動側電極１１１と固定側電極１１２間の電流密度が薄板１０１側に対して第２厚板１０３側が高くなり、薄板１０１と第１厚板１０２間よりも第１厚板１０２と第２厚板１０３間の方が局部的な発熱量が多くなる。
【０００４】
その結果、図９（ａ）に示すように、先ず第１厚板１０２と第２厚板１０３との接合部にナゲット１０５が形成され、次第にナゲット１０５が大きくなりやがて図９（ｂ）に示すように薄板１０１と第１厚板１０２間が溶着される。しかし、この薄板１０１と第１厚板１０２との間の溶け込み量が小さく溶接強度が不安定で、かつ溶接品質にバラツキがある。この不具合は、特に第１厚板１０２及び第２厚板１０３が厚いほど第１厚板１０２と薄板１０１との間にナゲット１０５が到達しにくく顕著である。
【０００５】
この対策として、例えば特許文献１に開示のスポット溶接方法は、図１０に示すように、薄板１０１、第１厚板１０２、第２厚板１０３の３枚重ねの被溶接部材１００をスポット溶接するときに、薄板１０１側の可動側電極１２５の加圧力ＦＵを、第２厚板１０３側の固定側電極１２４の加圧力ＦＬより小さくすることで、薄板１０１と第１厚板１０２との接合部の接触抵抗が大きくなる一方、第１厚板１０２と第２厚板１０３との接合部の接触抵抗が小さくなり、可動側電極１２５と固定側電極１２４間に通電したときに、薄板１０１と第１厚板１０２との接合部の発熱量が増加して薄板１０１と第１厚板１０２の溶接強度が高められる。
【０００６】
この方法の実施に用いられるスポット溶接装置は、図１１に示すように、溶接ロボット１１５の手首部１１６にスポット溶接装置１２０を搭載する。溶接ロボット１１５は、クランパ１１８によって保持された被溶接部材１００の各打点位置にスポット溶接装置１２０を移動し、被溶接部材１００のスポット溶接を行う。
【０００７】
スポット溶接装置１２０は、手首部１１６に取り付けた支持ブラケット１１７に固定されたリニアガイド１２１によって上下動自在に支持されたベース部１２２を備え、このベース部１２２には下方に延びる固定アーム１２３を設け、固定アーム１２３の先端に固定側電極１２４を設ける。
【０００８】
また、ベース部１２２の上端には、加圧アクチュエータ１２６が搭載され、加圧アクチュエータ１２６により上下動するロッド１２７の下端に固定側電極１２４と対して可動側電極１２５を取り付ける。支持ブラケット１１７の上端にサーボモータ１２８を搭載し、サーボモータ１２８の作動によりボールねじ機構を介してベース部１２２が上下動する。
【０００９】
ここで、図示しないコントローラに予め記憶されているティーチングデータに従って、薄板１０１側に位置する可動側電極１２５による加圧力ＦＵを固定側電極１２４による加圧力ＦＬよりも小さくする（ＦＵ＜ＦＬ）。
【００１０】
このように可動側電極１２５による加圧力ＦＵを固定側電極１２４による加圧力ＦＬより小さくするために、コントローラは、先ず、サーボモータ１２８によりベース部１２２を上昇させて固定側電極１２４を被溶接部材１００の下面に当接させると共に、加圧アクチュエータ１２６により可動側電極１２５を下降させて被溶接部材１００の上面に当接させる。
【００１１】
次に、サーボモータ１２８によりベース部１２２を押し上げる。このベース部１２２の押し上げにより、固定側電極１２４の加圧力ＦＬがベース部１２２の押し上げ分だけ増加し、可動側電極１２５による加圧力ＦＵが固定側電極１２４による加圧力ＦＬより小さくなる（ＦＵ＜ＦＬ）。
【００１２】
その結果、可動側電極１２５と固定側電極１２４との間に通電したときに、薄板１０１と第１厚板１０２の接合部における電流密度が高くなり発熱量が第１厚板１０２と第２厚板１０３の接合部における発熱量に対して相対的に増加する。これにより、薄板１０１から第２厚板１０３に亘って偏りのない良好なナゲットが形成されて溶接強度が確保できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−２５１４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記特許文献１によると、クランパ１１８によって保持された被溶接部材１００の第２厚板１０３に固定側電極１２４を当接させると共に可動側電極１２５を薄板１０１に当接させ、更にベース部１２２を押し上げて固定側電極１２４側の加圧力ＦＬより可動側電極１２５側の加圧力ＦＵを小さくすることで、相対的に薄板１０１と第１厚板１０２間の電流密度が高くなり、薄板１０１と第１厚板１０２との接合部における発熱量が確保でき、溶け込み量が増大して溶接強度が増加する。
【００１５】
しかし、クランパ１１８により保持された被溶接部材１００を固定側電極１２４と可動側電極１２５によって挟持加圧した状態でベース部１２２を移動して固定側電極１２４の加圧力ＦＬより可動側電極１２５による加圧力ＦＵを小さくするには、被溶接部材１００を保持するクランパ１１８に大きな負荷が要求される。一方、クランパ１１８による被溶接部材１００の保持位置と溶接位置が大きく離間した状態では、被溶接部材１００が撓み変形して固定側電極１２４による加圧力ＦＬと可動側電極１２５による加圧力ＦＵにバラツキが生じて安定した薄板１０１と第１厚板１０２との間の接触抵抗及び第１厚板１０２と第２厚板１０３との間の接触抵抗の確保が困難であり、接合部における電流密度にバラツキが生じてスポット溶接の品質低下が懸念される。
【００１６】
従って、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、板材を重ね合わせた板組みの被溶接部材をスポット溶接するにあたり、優れた溶接品質が得られるスポット溶接装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
請求項１に記載の発明は、薄板、該薄板より板厚が大きく剛性が高い第１厚板及び第２厚板を順に重ね合わせた被溶接部材をスポット溶接するスポット溶接装置において、前記第２厚板に対向して加圧位置と退避位置とに移動する第１溶接電極と、前記薄板と対向して加圧位置における前記第１溶接電極と対向配置されて第１溶接電極と協働して被溶接部材を挟持して加圧する加圧位置と退避位置とに移動する第２溶接電極と、前記第２溶接電極に隣接して前記薄板に当接して被溶接部材に副加圧力を付与する副加圧部と、前記第１溶接電極の退避位置から加圧位置及び加圧位置から退避位置への移動に連動して前記第２溶接電極を退避位置から加圧位置及び加圧位置から退避位置へ移動せしめる可動伝達手段とを備え、前記被溶接部材に当接する加圧位置における第１溶接電極と、副加圧部及び加圧位置における前記第２溶接電極とによって前記被溶接部材を挟持加圧し、該挟持加圧状態で前記第１溶接電極と第２溶接電極との間で通電してスポット溶接することを特徴とする。
【００２１】
これによれば、第２溶接電極による加圧力及び副加圧部からの副加圧力が被溶接部材に付与され、第２溶接電極に対向して第１溶接電極による加圧力が付与されて第２溶接電極による加圧力が第１溶接電極による加圧力より小さくなる。これにより、剛性が低い薄板と剛性が高い第１厚板及び第２厚板を重ねた被溶接部材を挟持加圧して第１溶接電極と第２溶接電極との間の通電により被溶接部材に対する優れた溶接品質が得られる。
【００２２】
一方、第１溶接電極の退避位置から加圧位置及び加圧位置から退避位置への移動に連動して第２溶接電極を退避位置から加圧位置及び加圧位置から退避位置へ移動せしめる可動伝達手段を備えることで、第１溶接電極及び第２溶接電極の確実な連動が確保できると共に、第２溶接電極を作動せしめるアクチュエータの省略が得られ、スポット溶接装置の小型軽量化が得られる。
【００２３】
請求項２に記載の発明は、請求項１のスポット溶接装置において、前記可動伝達手段は、ラックアンドピニオン機構であることを特徴とする。これによると、可動伝達手段を簡単な構成で確実な作動が得られるラックアンドピニオン機構によって構成できる。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、請求項１のスポット溶接装置において、前記可動伝達手段は、リンク機構であることを特徴とする。これによると、可動伝達手段を簡単な構成で確実な作動が得られるリンク機構によって構成できる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、第２溶接電極による加圧力及び副加圧部からの副加圧力が被溶接部材に付与され、第２溶接電極に対向して第１溶接電極による加圧力が付与されて第２溶接電極による加圧力が第１溶接電極による加圧力より小さくなる。これにより、剛性の異なる板材を重ねた被溶接部材を挟持加圧して第１溶接電極と第２溶接電極との間に通電したとき、被溶接部材に対する優れた溶接品質が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】参考例１におけるスポット溶接装置の構成図である。
【図２】模式的に示すスポット溶接装置の作動概要説明図である。
【図３】参考例２におけるスポット溶接装置の構成図である。
【図４】模式的に示すスポット溶接装置の作動概要説明図である。
【図５】第１実施の形態におけるスポット溶接装置の構成図である。
【図６】模式的に示すスポット溶接装置の作動概要説明図である。
【図７】第２実施の形態におけるスポット溶接装置の構成図である。
【図８】模式的に示すスポット溶接装置の作動概要説明図である。
【図９】従来のスポット溶接の概要を示す説明図である。
【図１０】従来のスポット溶接の概要を示す説明図である。
【図１１】従来のスポット溶接の概要を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係るスポット溶接装置の実施の形態を図を参照して説明する。
【００２８】
（参考例１）
本発明の参考例１について、図１及び図２を参照して説明する。図１はスポット溶接装置の構成図、図２は模式的に示す作動概要説明図である。なお、このスポット溶接装置の説明にあたり、便宜上図１における上方及び下方をスポット溶接装置における上方及び下方とする。
【００２９】
スポット溶接装置１の説明に先立って、被溶接部材１００について説明する。被溶接部材１００は、図２に示すように剛性の低い薄板１０１、薄板１０１より板厚が大きく剛性が高い第１厚板１０２及び第２厚板１０３が順に重ね合わされた３枚重ねの板組によって構成される。
【００３０】
図１を参照してスポット溶接装置１の構成を説明する。スポット溶接装置１は、仮想線で示すように溶接ロボット８０の手首部８１にイコライザユニット２を介して取り付けた支持ブラケット３を有し、支持ブラケット３に固定アーム１０、加圧アクチュエータ２０、副加圧付与手段３０及び溶接トランス８を設ける。
【００３１】
支持ブラケット３にガイドレール４ａ及びスライダ４ｂ等によって構成された上下方向に延在するリニアガイド４が配置される。このリニアガイド４のスライダ４ｂに固定アーム１０の基端部１０ａが結合する。固定アーム１０はスライダ４ｂに結合支持された基端部１０ａから下方に延在する固定アーム本体１１及び固定アーム本体１１の先端からＬ字状に折曲する電極保持部１２を有し、電極保持部１２の先端に固定側電極１９を、その頂端１９ａを上方に向けて装着する。
【００３２】
一方、支持ブラケット３に副加圧アクチュエータ１３を設ける。副加圧アクチュエータ１３は、サーボモータ１４及びボールねじ機構等によって構成された直動部１５を有し、サーボモータ１４の作動によって直動部１５のロッド１６が昇降往復動する。このロッド１６の先端が固定アーム１０の基端部１０ａに連結する。
【００３３】
この副加圧アクチュエータ１３のサーボモータ１４の作動によってリニアガイド４に基端部１０ａが固定支持された固定アーム１０が下降移動端の退避位置と上昇移動端の加圧位置との間で移動する。この固定アーム１０の移動に伴って固定アーム１０に取り付けられた固定側電極１９が退避位置と加圧位置にとの間で中心軸線Ｌに沿って移動する。
【００３４】
加圧アクチュエータ２０は、サーボモータ２１及びボールねじ機構等によって構成された直動部２２を有し、サーボモータ２１の作動によって直動部２２のロッド２３が昇降往復動する。この直動部２２のロッド２３の下端に可動アーム２４を設け、可動アーム２４の先端に固定アーム１０に設けた固定側電極１９と同軸上、即ち中心軸線Ｌ上に固定電極ｌ９と対向して可動側電極２９を設ける。
【００３５】
このサーボモータ２１の作動によって可動側電極２９は固定側電極１９から上方に離反する退避位置と、加圧位置における固定側電極１９と協働して被溶接部材１００を挟持すると共に加圧力を付与する加圧位置との間で中心軸線Ｌに沿って昇降移動する。
【００３６】
副加圧付与手段３０は、固定アーム１０の固定アーム本体１１と可動アーム２４との間において支持ブラケット３に配置されたガイドレール５ａ及びスライダ５ｂ等によって構成されたリニアガイド５によって昇降自在に支持された副加圧アーム３１を有する。副加圧アーム３１は、リニアガイド５のスライダ５ｂに基端部３１ａが支持され、基端部３１ａから下方に延在する副加圧アーム本体３２及び副加圧アーム本体３２の先端から中心軸線Ｌ方向に折曲して延在する副加圧部支持部３３を有し、この副加圧部支持部３３の先端に副加圧部支持部３３と一体或いは別途形成された副加圧部３９を備える。副加圧部３９は先端が断面円弧状で上面３９ａ及び下面３９ｂを有するブロック状で、先端中央に固定側電極１９及び可動側電極２９の貫通を許容するＵ字溝状の電極貫通凹部を形成する。
【００３７】
可動アーム２４と副加圧アーム３１との間に可動アーム２４の移動に連動して副加圧アーム３１を作動させる可動伝達手段３４を設ける。可動伝達手段３４は、可動アーム２４に設けられた駆動側ラック３５と、この駆動側ラック３５と対向して副加圧アーム本体３２に設けられた従動側ラック３６とを有し、支持ブラケット３に回転軸３７を介して回転自在に支持されると共に駆動側ラック３５及び従動側ラック３６に歯合するピニオン３８を有する確実な作動が確保できるラックアンドピニオン機構によって構成する。
【００３８】
これにより、加圧アクチュエータ２０のサーボモータ２１の作動による可動側電極２９の退避位置から加圧位置への下降移動に連動して、駆動側ラック３５、ピニオン３８、従動側ラック３６等によって構成されたラックアンドピニオン機構の可動伝達手段３４を介して副加圧アーム３１及び副加圧部３９が退避位置から副加圧位置に上昇移動する。同様に可動側電極２９の加圧位置から退避位置への上昇移動に連動して副加圧アーム３１及び副加圧部３９が副加圧位置から退避位置に移動する。
【００３９】
電源となる溶接トランス８の出力端子がバスバ及び固定アーム１０等を介して固定側電極１９に通電可能に接続し、他方の出力端子がバスバ及び可動アーム２４等を介して可動側電極２９に通電可能に接続する。
【００４０】
また、図示しない溶接ロボットコントローラには、溶接ロボット８０のティーチングデータが格納され、ティーチングデータには被溶接部材１００の各溶接打点位置を順次スポット溶接するための作動プログラム及び各溶接打点、即ち溶接位置におけるスポット溶接装置１の位置及び姿勢が含まれる。図示しない溶接コントローラには溶接装置１の作動プログラム及び加圧アクチュエータ２０、副加圧付与手段３０、溶接トランス８の作動制御が含まれる。
【００４１】
このように構成されたスポット溶接装置１は、図１に示すように固定電極１９、可動側電極２９及び副加圧部３９を共に退避位置に保持した状態で、溶接ロボット８０を作動して被溶接部材１００の溶接位置となる打点位置に、例えば副加圧部３９の上面３９ａを下方から当接して位置決めする。この位置決めされた状態では、副加圧部３９の上面３９ａは被溶接部材１００の薄板１０１に下方から当接する一方、固定側電極１９の頂端１９ａが薄板１０１と隙間を有して対向し、かつ可動側電極２９の頂端２９ａが第２厚板１０３と隙間を有して対向する。
【００４２】
この位置決めされた状態で加圧アクチュエータ２０のサーボモータ２１の作動により可動アーム２４等を介して可動側電極２９、及び可動伝達手段３４、副加圧アーム３１等を介して副加圧部３９をそれぞれ退避位置から加圧位置及び副加圧位置に移動して可動側電極２９と副加圧部３９とで挟持して加圧する。一方、副加圧アクチュエータ１３のサーボモータ１４の作動により固定アーム１０に設けた固定側電極１９を加圧位置に移動して被溶接部材１００に当接すると共に加圧位置の可動側電極２９とで被溶接部材１００の溶接位置を挟持して加圧する。
【００４３】
この固定側電極１９と可動側電極２９によって被溶接部材１００を挟持加圧し、可動側電極２９と副加圧部３９で被溶接部材１００を挟持加圧した状態では、図２に模式的に示すように可動側電極２９による加圧力ＦＵが第２厚板１０３に上方から付与され、固定側電極１９による加圧力ＦＬと副加圧部３９による副加圧力Ｆαが下方から薄板１０１に付与される。
【００４４】
この場合、加圧アクチュエータ２０による加圧力が可動アーム２４を介して可動側電極２９及び可動伝達手段３４、副加圧アーム３１等を介して副加圧部３９に作用し、かつ副加圧アクチュエータ１３及び固定アーム１０を介して固定側電極１９に作用すると共に、副加圧アクチュエータ１３による加圧力が固定側電極１９に作用し、第２厚板１０３に上方から作用する可動電極２９による加圧力ＦＵと薄板１０１に下方から作用する固定側電極１９による加圧力ＦＬ及び副加圧部３９による副加圧力Ｆαの総和が等しくなる（ＦＵ＝ＦＬ＋Ｆα）。
【００４５】
これにより固定側電極１９から薄板１０１に作用する加圧力ＦＬは、可動側電極２９による加圧力ＦＵから副加圧部３９による副加圧力Ｆαを減じた加圧力が付与される（ＦＬ＝ＦＵ−Ｆα）。このように薄板１０１側に作用する固定側電極１９の加圧力ＦＬを第２厚板１０３側に作用する可動側電極２９の加圧力ＦＵより小さく（ＦＬ＜ＦＵ）することで、薄板１０１と第１厚板１０２の接合部における接触圧力が、第１厚板１０２と第２厚板１０３間の接触圧力より小さくなる。
【００４６】
この可動側電極２９と固定側電極１９及び副加圧部３９とで被溶接部材１００を挟持加圧して薄板１０１側に位置する固定側電極１９の加圧力ＦＬを第２厚板１０３側に位置する可動側電極２９の加圧力ＦＵより小さくした状態で、溶接トランス８から可動側電極２９と固定側電極１９との間に所定時間通電して溶接する。この可動側電極２９と固定側電極１９との間に通電した時に、相対的に薄板１０１と第１厚板１０２間の接合部における接触抵抗が大きく電流密度が高くなり、薄板１０１と第１厚板１０２の接合部における発熱量が第１厚板１０２と第２厚板１０３の接合部における発熱量に対して相対的に増加して、薄板１０１から第２厚板１０３に亘って電流密度の偏りのない良好な溶接が行われ、溶接強度及び溶接品質が確保できる。
【００４７】
このように構成された本参考例によると、固定側電極１９と可動側電極２９によって加圧付与した被溶接部材１００に副加圧部３９から副加圧力Ｆαが付与され、固定側電極１９と可動側電極２９による加圧力ＦＬ、ＦＵが制御されて剛性の異なる板材を重ねた被溶接部材１００に対する溶接品質が向上する。
【００４８】
また、可動側電極２９の退避位置から加圧位置及び加圧位置から退避位置への移動に連動して副加圧部材３９を退避位置から副加圧位置及び副加圧位置から退避位置へ移動せしめるラックアンドピニオン機構の可動伝達手段３４を備えることで、可動側電極２９及び副加圧部材３９の確実な連動が確保できると共に、副加圧部材３９を作動せしめるアクチュエータの省略が得られ、スポット溶接装置１の小型軽量化が得られる。更にスポット溶接装置１の軽量小型化に伴ってスポット溶接装置１の姿勢制御が容易になり、溶接ロボット８０の作動制御が簡素化され、溶接ロボット８０の負荷が軽減できる。
【００４９】
（参考例２）
本発明の参考例２について、図３及び図４を参照して説明する。図３はスポット溶接装置の構成図、図４は模式的に示す作動概要説明図である。なお、図３及び図４において図１及び図２に対応する部位には同一符号を付することで該部の詳細な説明は省略する。
【００５０】
スポット溶接装置１は、溶接ロボット８０の手首部８１にイコライザユニット２を介して取り付けた支持ブラケット３を有し、支持ブラケット３に固定アーム１０、加圧アクチュエータ２０及び、副加圧付与手段４０及び溶接トランス８を設ける。これら加圧アクチュエータ２０及び固定アーム１０は参考例１と同様に構成される。
【００５１】
副加圧付与手段４０は、固定アーム１０の固定アーム本体１１と可動アーム２４との間において支持ブラケット３に配置されたガイドレール６ａ及びスライダ６ｂ等によって構成されたリニアガイド６によって昇降自在に支持された副加圧アーム４１を有する。副加圧アーム４１は、リニアガイド６のスライダ６ｂに基端部４１ａが支持され、基端部４１ａから下方に延在する副加圧アーム本体４２及び副加圧アーム本体４２の先端から中心軸線Ｌ方向に折曲して先端に副加圧部材３９を有する副加圧部支持部４３を有する。
【００５２】
固定アーム１０と副加圧アーム４１との間に固定アーム１０の移動に連動して副加圧アーム４１を作動させる可動伝達手段４４を設ける。可動伝達手段４４は、固定アーム１０の固定アーム本体１１に設けられた駆動側ラック４５と、この駆動側ラック４５と対向して副加圧アーム本体４２に設けられた従動側ラック４６とを有し、支持ブラケット３に回転軸４７を介して回転自在に支持されると共に駆動側ラック４５及び従動側ラック４６に歯合するピニオン４８を有するラックアンドピニオン機構によって構成される。
【００５３】
これにより、副加圧アクチュエータ１３のサーボモータ１４の作動による固定側電極１９の退避位置から加圧位置への上昇移動に連動して、駆動側ラック４５、ピニオン４８、従動側ラック４５等によって構成された確実な作動が得られるラックアンドピニオン機構の可動伝達手段４４を介して副加圧アーム４１及び副加圧部３９が退避位置から副加圧位置に下降移動する。同様に固定側電極１９の加圧位置から退避位置への下降移動に連動して副加圧アーム４１及び副加圧部３９が副加圧位置から退避位置に上昇移動する。
【００５４】
このようスポット溶接装置１では、図３に示すように固定側電極１９、副加圧部３９及び可動側電極２９が退避位置に保持した状態で、被溶接部材１００の溶接位置となる打点位置に、例えば副加圧部３９の下面３９ｂを上方から当接して位置決めする。
【００５５】
この位置決めされた状態で、副加圧アクチュエータ１３のサーボモータ１４の作動により固定側電極１９及び副加圧部３９をそれぞれ退避位置から加圧位置及び副加圧位置に移動して固定側電極１９と副加圧部３９とで挟持すると共に加圧する。一方、加圧アクチュエータ２０のサーボモータ２１の作動により可動アーム２４に設けた可動側電極２９を加圧位置に移動して被溶接部材１００に当接すると共に加圧位置の固定側電極１９とで被溶接部材１００の溶接位置を挟持すると共に加圧する。
【００５６】
この場合、図４に示すように、第２厚板１０３に下方から作用する固定側電極１９による加圧力ＦＬと薄板１０１に上方から作用する可動側電極２９による加圧力ＦＵ及び副加圧部３９による副加圧力Ｆαの総和が等しくなる（ＦＬ＝ＦＵ＋Ｆα）。
【００５７】
これにより可動側電極２９から薄板１０１に作用する加圧力ＦＵは、固定側電極１９による加圧力ＦＬから副加圧部３９による副加圧力Ｆαを減じた加圧力が付与される（ＦＵ＝ＦＬ−Ｆα）。このように薄板１０１側に作用する可動側電極２９の加圧力ＦＵを第２厚板１０３側に作用する固定側電極１９の加圧力ＦＬより小さくなる（ＦＵ＜ＦＬ）。
【００５８】
このように、固定側電極１９と可動側電極２９及び副加圧部３９とで被溶接部材１００を挟持加圧して薄板１０１側に位置する可動側電極２９の加圧力ＦＵを第２厚板１０３側に位置する固定側電極１９の加圧力ＦＬより小さくした状態で、溶接トランス８から可動側電極２９と固定側電極１９との間に所定時間通電して溶接する。この可動側電極２９と固定側電極１９との間に通電したときに、相対的に薄板１０１と第１厚板１０２間の接合部における電流密度が高くなり、薄板１０１から第２厚板１０３に亘って電流密度の偏りのない良好な溶接が行われ、溶接強度及び溶接品質が確保できる。
【００５９】
このように構成された本参考例によると、固定側電極１９と可動側電極２９によって加圧付与した被溶接部材１００に副加圧部３９から副加圧力Ｆαが付与され、固定側電極１９と可動側電極２９による加圧力ＦＬ、ＦＵが制御されて剛性の異なる板材を重ねた被溶接部材１００に対する溶接品質が向上する。
【００６０】
また、固定側電極１９の退避位置から加圧位置及び加圧位置から退避位置への移動に連動して副加圧部材３９を退避位置から副加圧位置及び副加圧位置から退避位置へ移動せしめるラックアンドピニオン機構の可動伝達手段４４を備えることで、固定側電極１９及び副加圧部材３９の確実な連動が確保できると共に、副加圧部材３９を作動せしめるアクチュエータの省略が得られ、スポット溶接装置１の小型軽量化が得られる。更にスポット溶接装置１の軽量小型化に伴ってスポット溶接装置１の姿勢制御が容易になり、溶接ロボット８０の作動制御が簡素化され、溶接ロボット８０の負荷が軽減できる。
【００６１】
（第１実施の形態）
本発明の第１実施の形態について、図５及び図６を参照して説明する。図５はスポット溶接装置の構成図、図６は模式的に示す作動概要説明図である。なお、図５及び図６において図１及び図２に対応する部位には同一符号を付することで該部の詳細な説明は省略する。
【００６２】
スポット溶接装置１は、仮想線で示すように溶接ロボット８０の手首部８１にイコライザユニット２を介して取り付けた支持ブラケット３を有し、支持ブラケット３に固定アーム１０、加圧アクチュエータ２０、副加圧付与手段５０及び溶接トランス８を設ける。
【００６３】
支持ブラケット３にリニアガイド７を設け、リニアガイド７によって固定アーム１０の基端部１０ａを上下移動自在に支持する。固定アーム１０は基端部１０ａから下方に延在する固定アーム本体１１及び固定アーム本体１１の先端からＬ字状に折曲する電極保持部１２を有し、電極保持部１２の先端に固定側電極１９を装着する。
【００６４】
可動アーム２４と固定アーム１０との間に副加圧付与手段５０を設ける。副加圧付与手段５０は、固定アーム１０の固定アーム本体１１と可動アーム２４との間において支持ブラケット３に基端部５１ａが支持される副加圧アーム５１を有する。副加圧アーム５１は、基端部５１ａから下方に延在する副加圧アーム本体５２及び副加圧アーム本体５２の先端から中心軸線Ｌ方向に折曲する副加圧部支持部５３を有し、副加圧部支持部５３の先端に副加圧部３９を備える。
【００６５】
加圧アクチュエータ２０に設けられる可動アーム２４と固定アーム１０の基端部１０ａとの間に可動アーム２４の移動に連動して固定アーム１０を作動させる可動伝達手段５４を設ける。可動伝達手段５４は、可動アーム２４に設けられた駆動側ラック５５と、この駆動側ラック５５と対向して固定アーム１０の基端部１０ａに設けられた従動側ラック５６とを有し、支持ブラケット３に回転軸５７を介して回転自在に支持されると共に駆動側ラック５５及び従動側ラック５６に歯合するピニオン５８を有するラックアンドピニオン機構を構成する。
【００６６】
これにより、加圧アクチュエータ２０のサーボモータ２１の作動による可動側電極２９の退避位置から加圧位置への下降移動に連動して、駆動側ラック５５、ピニオン５８、従動側ラック５６等によって構成されたラックアンドピニオン機構の可動伝達手段５４を介して固定アーム１０及び固定側電極１９が退避位置から加圧位置に上昇移動する。同様に可動側電極２９の加圧位置から退避位置への上昇移動に連動して固定アーム１０及び固定側電極１９が加圧位置から退避位置に移動する。
【００６７】
このようスポット溶接装置１では、図５に示すように固定側電極１９、副加圧部３９及び可動側電極２９が退避位置に保持した状態で、被溶接部材１００の溶接位置となる打点位置に、例えば副加圧部３９の上面３９ａを下方から当接して位置決めする。この位置決めされた状態で加圧アクチュエータ２０のサーボモータ２１の作動により可動アーム２４を介して可動側電極２９及び可動伝達手段５４や固定アーム１０固定側電極１９をそれぞれ退避位置から加圧位置に移動して可動側電極２９と固定側電極１９とで挟持すると共に加圧する。
【００６８】
この固定側電極１５と可動側電極２９によって被溶接部材１００を挟持加圧に伴って、可動側電極２９からの反力が加圧アクチュエータ２０を支持する支持ブラケット３を介して副加圧付与アーム５１に伝達され、副加圧部３３が被加圧部材１００に圧接して副加圧力Ｆαを付与する。
【００６９】
この場合、図６に示すように加圧アクチュエータ２０のよる加圧力が固定側電極１９及び副加圧部３３から薄板１０１に作用し、固定側電極１９に対向して可動側電極２９から第２厚板１０３に作用し、第２厚板１０３に上方から作用する可動電極２５による加圧力ＦＵと薄板１０１に下方から作用する固定側電極１９による加圧力ＦＬ及び副加圧部３９による副加圧力Ｆαの総和が等しくなる（ＦＵ＝ＦＬ＋Ｆα）。これにより薄板１０１側に作用する固定側電極１９の加圧力ＦLが第２厚板１０３側に作用する可動側電極２９の加圧力ＦＵより小さくなる（ＦＬ＜ＦＵ）。
【００７０】
この固定側電極１９と可動側電極２９及び副加圧部３９とで被溶接部材１００を挟持加圧して薄板１０１側に位置する固定側電極１９の加圧力ＦＬを第２厚板１０３側に位置する可動側電極２９の加圧力ＦＵより小さくした状態で、溶接トランス８から可動側電極２９と固定側電極１９との間に所定時間通電して溶接する。この可動側電極２９と固定側電極１９との間に通電したときに、相対的に薄板１０１と第１厚板１０２間の接合部における電流密度が高くなり、薄板１０１から第２厚板１０３に亘って電流密度の偏りのない良好な溶接が行われ、溶接強度及び溶接品質が確保できる。
【００７１】
このように構成された本実施の形態によると、固定側電極１９と可動側電極２９によって加圧付与した被溶接部材１００に副加圧部３９から副加圧力Ｆαが付与され、固定側電極１９と可動側電極２９による加圧力ＦＬ、ＦＵが制御されて剛性の異なる板材を重ねた被溶接部材１００に対する溶接品質が向上する。
【００７２】
また、可動側電極２９の移動に連動して固定側電極１９を移動せしめるラックアンドピニオン機構の可動伝達手段５４を備えることで、可動側電極２９と固定側電極１９の確実な連動が確保できると共に、固定側電極１９を作動せしめるアクチュエータの省略が得られ、スポット溶接装置１の小型軽量化が得られる。スポット装置１の小型軽量化に伴って、スポット溶接装置１の姿勢制御が容易になり、溶接ロボット８０の作動制御が簡素化され、溶接ロボット８０の負荷が軽減できる。
【００７３】
（第２実施の形態）
本発明の第２実施の形態について、図７及び図８を参照して説明する。図７はスポット溶接装置の構成図、図８は模式的に示す作動概要説明図である。なお、図７及び図８において図１及び図２に対応する部位には同一符号を付することで該部の詳細な説明は省略する。
【００７４】
スポット溶接装置１は、溶接ロボット８０の手首部８１にイコライザユニット２を介して取り付けた支持ブラケット３を有し、支持ブラケット３に固定アーム１０、加圧アクチュエータ２０、副加圧付与手段６０及び溶接トランス８を設ける。
【００７５】
支持ブラケット３にリニアガイド７を介して固定アーム１０の基端部１０ａを上下移動自在に支持する。固定アーム１０は基端部１０ａから下方に延在する固定アーム本体１１及び固定アーム本体１１の先端からＬ字状に折曲する電極保持部１２を有し、電極保持部１２の先端に固定側電極１９を装着する。
【００７６】
可動アーム２３と固定アーム１０との間に副加圧付与手段６０が設けられる。副加圧付与手段６０は、固定アーム１０の固定アーム本体１１と可動アーム２４との間において支持ブラケット３に基端部６１ａが支持される副加圧アーム６１を有する。副加圧アーム６１は、基端部６１ａから下方に延在する副加圧アーム本体６２及び副加圧アーム本体６２の先端から中心軸線Ｌ方向に折曲する副加圧部支持部６３を有し、この副加圧部支持部６３の先端に副加圧部３９を備える。
【００７７】
加圧アクチュエータ２０に設けられる可動アーム２４と固定アーム１０の基端部１０ａとの間に可動アーム２４の移動に連動して固定アーム１０作動させる可動伝達手段６４を設ける。可動伝達手段６４は、支持ブラケット３に回転軸６５を介して中央部が回転自在に支持されて可動アーム２３側及び固定アーム本体１１側に延在する駆動側アーム６７及び従動側アーム６８を有する連動アーム６６を備え、駆動側アーム６７及び従動側アーム６８にはそれぞれ長孔の係合孔６７ａ及び係合孔６８ａを形成する。一方、可動アーム２４に係合孔６７ａに頂部が移動可能に係止する駆動軸７１を配置し、固定アーム本体１１に係合孔６８ａに頂部が移動可能に係止する従動軸７２を有する。
【００７８】
これにより、加圧アクチュエータ２０のサーボモータ２１の作動による可動側電極２９の退避位置から加圧位置への下降移動に連動して、駆動軸７１、連動アーム６６、従動軸７２等によって作動が確実なリンク機構の可動伝達手段６４を介して固定アーム１０及び固定側電極１９が退避位置から加圧位置に上昇移動する。同様に可動側電極２９の加圧位置から退避位置への上昇移動に連動して固定アーム１０及び固定側電極１９が加圧位置から退避位置に下降移動する。
【００７９】
このようスポット溶接装置１では、図７に示すように固定側電極１９、副加圧部３９及び可動側電極２９が退避位置に保持した状態で、被溶接部材１００の溶接位置となる打点位置に、例えば副加圧部３９の上面３９ａを下方から当接して位置決めする。
【００８０】
この位置決めされた状態で、加圧アクチュエータ２０のサーボモータ２１の作動により可動アーム２４を介して可動側電極２９を退避位置から加圧位置に移動すると共に、可動伝達手段６４及び固定アーム１０を介して固定側電極１９を退避位置から加圧位置に移動して可動側電極２９と固定側電極１９とで被溶接部材１００を挟持すると共に加圧する。
【００８１】
この固定側電極１５と可動側電極２９によって被溶接部材１００を挟持加圧に伴って、可動側電極２９への被溶接部材１００側からの反力が加圧アクチュエータ２０及び加圧アクチュエータ２０を支持する支持ブラケット３を介して副加圧付与アーム６１に伝達され、副加圧部３３が被加圧部材１００に圧接して副加圧力Ｆαを付与する。
【００８２】
この場合、図８に示すように加圧アクチュエータ２０のよる加圧力が固定側電極１９及び副加圧部３３から薄板１０１に作用し、固定側電極１９に対向して可動側電極２９から第２厚板１０３に作用し、第２厚板１０３に上方から作用する可動電極２５による加圧力ＦＵと薄板１０１に下方から作用する固定側電極１９による加圧力ＦＬ及び副加圧部３９による副加圧力Ｆαの総和が等しくなる（ＦＵ＝ＦＬ＋Ｆα）。
【００８３】
これにより薄板１０１側に作用する固定側電極１９の加圧力ＦLを第２厚板１０３側に作用する可動側電極２９の加圧力ＦＵより小さくなる（ＦＬ＜ＦＵ）。この固定側電極１９と可動側電極２９及び副加圧部３９とで被溶接部材１００を挟持加圧して薄板１０１側に位置する固定側電極１９の加圧力ＦＬを第２厚板１０３側に位置する可動側電極２９の加圧力ＦＵより小さくした状態で、溶接トランス８から可動側電極２９と固定側電極１９との間に所定時間通電して溶接する。この可動側電極２９と固定側電極１９との間に通電した時に、相対的に薄板１０１と第１厚板１０２間の接合部における電流密度が高くなり、薄板１０１から第２厚板１０３に亘って電流密度の偏りのない良好な溶接が行われ、溶接強度及び溶接品質が確保できる。
【００８４】
このように構成された本実施の形態によると、固定側電極１９と可動側電極２９によって加圧付与した被溶接部材１００に副加圧部３９から副加圧力Ｆαが付与され、固定側電極１９と可動側電極２９による加圧力ＦＬ、ＦＵが制御されて剛性の異なる板材を重ねた被溶接部材１００に対する溶接品質が向上する。
【００８５】
また、可動側電極２９の移動に連動して固定側電極１９を移動せしめるリンク機構の可動伝達手段６４を備えることで、可動側電極２９と固定側電極１９の確実な連動が確保できると共に、固定側電極１９を作動せしめるアクチュエータの省略が得られ、スポット溶接装置１の小型軽量化が得られる。スポット装置１の小型軽量化に伴って、スポット溶接装置１の姿勢制御が容易になり、溶接ロボット８０の作動制御が簡素化され、溶接ロボット８０の負荷が軽減できる。
【００８６】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、参考例１及び参考例２では可動伝達手段３４、４４をラックアンドピニオン機構によって構成したが、第２実施の形態の可動伝達手段６４のようにリンク機構によって構成することもできる。
【符号の説明】
【００８７】
１        スポット溶接装置
１０      固定アーム
１３      副加圧アクチュエータ
１９      固定側電極（第１溶接電極、第２溶接電極）
２０      加圧アクチュエータ
２４      可動アーム
２９      可動側電極（第１溶接電極、第２溶接電極）
３０      副加圧付与手段
３１      副加圧アーム
３９      副加圧部
３４      可動伝達手段
４０      副加圧付与手段
４１      副加圧アーム
４４      可動伝達手段
５０      副加圧付与手段
５１      副加圧アーム
５２      副加圧アーム本体
５３      副加圧部支持部
５４      可動伝達手段
６０      副加圧付与手段
６１      副加圧アーム
６４      可動伝達手段
８０      溶接ロボット
１００    被溶接部材
【図１】
0005969747.tif 000002
【図２】
0005969747.tif 000003
【図３】
0005969747.tif 000004
【図４】
0005969747.tif 000005
【図５】
0005969747.tif 000006
【図６】
0005969747.tif 000007
【図７】
0005969747.tif 000008
【図８】
0005969747.tif 000009
【図９】
0005969747.tif 000010
【図１０】
0005969747.tif 000011
【図１１】
0005969747.tif 000012