(57)【要約】【課題】  溶接時のワークの窪み面に対する電極の追従性を向上させ、高精度の溶接を行うことのできる精密抵抗溶接装置を提供することを目的とする。【解決手段】  固定電極４と、ワークＷに接近・離間する方向に往復動可能に設けられかつワークＷを固定電極４と挟持状に圧接して溶接する可動電極１と、を備えた精密抵抗溶接装置に於て、可動電極１をワークＷ側へ弾発付勢する弾発手段２を具備する。かつ、弾発手段２が相互に反発する２個のマグネット３，３を有するものである。【選択図】  図１
2006305592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定電極（４）と、ワーク（Ｗ）に接近・離間する方向に往復動可能に設けられかつ該ワーク（Ｗ）を上記固定電極（４）と挟持状に圧接して溶接する可動電極（１）と、を備えた精密抵抗溶接装置に於て、
上記可動電極（１）を上記ワーク（Ｗ）側へ弾発付勢する弾発手段（２）を具備し、該弾発手段（２）が相互に反発する２個のマグネット（３)(３）を有することを特徴とする精密抵抗溶接装置。
【請求項２】
ワーク（Ｗ）に接近・離間する方向に往復動可能に設けられかつ該ワーク（Ｗ）を互いに挟んで溶接する一対の可動電極（１)(１）を備えた精密抵抗溶接装置に於て、
上記一対の可動電極（１)(１）のうち少なくとも一方を上記ワーク（Ｗ）側へ弾発付勢する弾発手段（２）を具備し、該弾発手段（２）が相互に反発する２個のマグネット（３)(３）を有することを特徴とする精密抵抗溶接装置。
【請求項３】
上記弾発手段（２）が、圧縮バネ部材（５）と、相互に反発する２個のマグネット（３)(３）とを、直列的に有する請求項１又は２記載の精密抵抗溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、精密部品を溶接する精密抵抗溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品、それ以外の精密部品を溶接する精密抵抗溶接装置は、一般的に、一対の電極にてワークを挟んで押圧し、瞬間的に大電流を流してワークを溶接するものがある。即ち、大電流が通過して溶かされたワークを電極が押し込むことによって、ワークが互いに融合し、その後凝固して接合される。従来の精密抵抗溶接装置は、ワークが溶けた瞬間に押し込むために、コイルスプリング等のバネ部材にて電極を弾発付勢していた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１９５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のように、微細なワークの抵抗溶接に於て、ワークに通電される時間は非常に短い時間（約 0.1msec〜１msec）であり、そのため、電極はワークが溶けた瞬間に素早く押し込むことが必要とされている。
しかし、電極をバネ部材にて弾発する従来の精密抵抗溶接装置は、ワークが溶けた瞬間に電極がワークを押し込む速度が遅い（追従性が悪い）ものであった。従って、図４に示すように、上電極31と下電極32とでワークＷを押圧して溶接する際、上電極31の追従性が悪いため瞬時に押し込みができず、溶けたワークＷの上面（窪み面24）と上電極31との間に隙間33ができ、爆飛（スパーク）が生じる。この爆飛による溶接不良は、特に高精度の溶接を必要とする精密部品にとって、品質の安定性を欠く要因となっていた。
そこで、本発明は、溶接時のワークの窪み面に対する電極の追従性を向上させ、高精度の溶接を行うことのできる精密抵抗溶接装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明に係る精密抵抗溶接装置は、固定電極と、ワークに接近・離間する方向に往復動可能に設けられかつ該ワークを上記固定電極と挟持状に圧接して溶接する可動電極と、を備えた精密抵抗溶接装置に於て、上記可動電極を上記ワーク側へ弾発付勢する弾発手段を具備し、該弾発手段が相互に反発する２個のマグネットを有するものである。
【０００５】
また、ワークに接近・離間する方向に往復動可能に設けられかつ該ワークを互いに挟んで溶接する一対の可動電極を備えた精密抵抗溶接装置に於て、上記一対の可動電極のうち少なくとも一方を上記ワーク側へ弾発付勢する弾発手段を具備し、該弾発手段が相互に反発する２個のマグネットを有するものである。
【０００６】
また、上記弾発手段が、圧縮バネ部材と相互に反発する２個のマグネットとを直列的に有するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、次のような著大な効果を奏する。
本発明に係る精密抵抗溶接装置によれば、溶接時に生じるワークの窪み面（押圧面）に対する可動電極の追従性を向上させ、高精度の溶接を行うことができる。
即ち、弾発手段の弾発速度（追従速度）が速いので、ワークが溶けて生じた窪み面と可動電極との間に隙間を生じることなく可動電極が追従してワークを押圧できる。従って、従来、溶接の際に、ワークと電極との間に隙間が生じることで発生していた爆飛（スパーク）を防止することができ、溶接不良をなくして製品の品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、実施の形態を示す図面に基づき本発明を詳説する。
図１に示す本発明の第１の実施の形態に於て、本発明の精密抵抗溶接装置は、下方の固定電極４と、上方の可動電極１とを備え、固定電極４の先端（上端）には２枚の被溶接材22，23を重ねたワークＷが配置されている。可動電極１は、ワークＷに対し接近・離間する方向に往復動可能に設けられ、ワークＷを固定電極４と挟持状に圧接して溶接するように構成されている。
また、本発明の精密抵抗溶接装置は、可動電極１をワークＷ側へ弾発付勢する弾発手段２を備え、弾発手段２は相互に反発する２個のマグネット３，３を有している。
【０００９】
さらに詳しく説明すると、可動電極１は、鉛直に配設された棒状の電極であり、可動電極１の基端は、可動電極１へ給電する電極ホルダ11に保持されている。電極ホルダ11の上部にはスライドロッド６が付設され、スライドロッド６は筒状のロッドケース７に上下スライド自在に挿入されている。
ロッドケース７は、その上面（基端面）に形成される大径孔部８と、その大径孔部８の底面10からロッドケース７の下面（先端面）に貫設される小径孔部９と、を有している。そして、小径孔部９内にはスライドロッド６がその下端部を突出状に挿入され、ロッドケース７の小径孔部９を形成する内周壁には、スライドロッド６をガイドする複数個の軸受部材12が一部埋設して設けられている。
【００１０】
大径孔部８には、筒部材13の下端部が内嵌され、筒部材13の上端部にはキャップ部材15が外嵌されている。筒部材13内には、２個のマグネット３，３が軸心方向に直列的に相互に反発するように配置されている。スライドロッド６の上端には、筒部材13内をスライド可能な摺動台座16が付設され、一方のマグネット３ａは、その摺動台座16の上面に取り付けられている。また、キャップ部材15の上端に有する天板部18の内面（下面）には、固定台座17が付設され、固定台座17の下部は筒部材13内に挿入されている。そして、筒部材13内に挿入されている固定台座17の下面には、他方のマグネット３ｂが取り付けられている。また、２個のマグネット３ａ，３ｂは、例えば、ネオジウムマグネット等の永久磁石である。
なお、可動電極１がワークＷを押圧しない状態では、２個のマグネット３ａ，３ｂ間の反発力にて摺動台座16は大径孔部８の底面10と当接しており、スライドロッド６がロッドケース７から抜け出ないようになっている。
【００１１】
また、可動電極１をワークＷに接近・離間する方向に往復動させるための図示省略の駆動機構を具備している。その駆動機構はワークＷに向かって往復動する駆動アーム19を有し、その駆動アーム19の先端はロッドケース７の外周面を保持している。
また、固定電極４は鉛直に配設された棒状の電極であり、固定電極４の基端は、電極ホルダ14に保持されている。
【００１２】
次に、図３に示す第２の実施の形態の精密抵抗溶接装置は、ワークＷが載置された下方の固定電極４と、ワークＷに対し接近・離間する方向に往復動可能な上方の可動電極１とを備えている。さらに、可動電極１をワークＷ側へ弾発付勢する弾発手段２を備え、弾発手段２は、コイルスプリング等の圧縮バネ部材５と、相互に反発する２個のマグネット３，３とを、直列的に有している。
【００１３】
ロッドケース７の上部に形成された大径孔部８には、筒部材13の下端部が内嵌され、筒部材13の上端部にはキャップ部材15が外嵌されている。筒部材13内には、２個のマグネット３，３が軸心方向に直列的に相互に反発するように配置されている。スライドロッド６の上端には、筒部材13内をスライド可能な第１摺動台座16が付設され、一方のマグネット３ａは、その第１摺動台座16の上面に取り付けられている。
【００１４】
また、この第１摺動台座16の上方（キャップ部材15側）には、第２摺動台座20が筒部材13内にスライド可能に挿入されている。そして、第２摺動台座20の下面には、他方のマグネット３ｂが取り付けられている。さらに、第２摺動台座20の上面とキャップ部材15の上端に有する天板部18との間には、圧縮バネ部材５が配設されている。バネ部材５の上端はキャップ部材15の天板部18の内面（下面）に取り付けられ、バネ部材５の下端は第２摺動台座20の上面に形成された凹窪状のバネ受け部21内に配設されている。つまり、２個のマグネット３ａ，３ｂとバネ部材５は、力学的に（各弾発力の作用する方向が）直列的になるように配置されている。
また、２個のマグネット３ａ，３ｂの位置とバネ部材５の位置は入れ換えても自由である。つまり、スライドロッド６側にバネ部材５を配設し、キャップ部材15の天板部18側にマグネット３ａ，３ｂを配設するようにしてもよい。
なお、図３に於て、図１と同一の符号は図１と同様の構成であるので、説明を省略する。
【００１５】
また、本発明の精密抵抗溶接装置は、各電極１，４の向きは適宜設計変更自由である。  また、ワークＷを挟んで溶接する一対の電極は、両方がワークＷに接近・離間する方向に往復動可能な可動電極１であってもよく、その一対の可動電極１，１のうち一方に、電極１をワークＷ側へ弾発付勢する弾発手段２を設けるようにしてもよい。
また、弾発手段２が有するマグネット３を電磁石としても自由である。
【００１６】
上述した本発明である精密抵抗溶接装置の使用方法（作用）について説明する。
まず、図１に於て、駆動アーム19を降下させて、可動電極１を固定電極４上にセットされたワークＷに接近させ圧接させる。この時、可動電極１の先端がワークＷの上面に当接し、さらに押圧するので、スライドロッド６はロッドケース７に対し相対的に上方へスライドする。つまり、弾発手段２が有する２個のマグネット３，３の間隔が、マグネット３，３が接触しない程度に接近する。
【００１７】
図２に於て、図２（ａ）は、２枚の被溶接材22，23を重ねたワークＷに可動電極１が圧接されている状態を示す要部拡大図であり、この状態で、ワークＷに大電流を流す。この電流がワークＷを通過することで発生するジュール熱によって、ワークＷ（被溶接材22，23）は溶かされる。図２（ｂ）に示すように、上側の被溶接材22は、ジュール熱によって溶かされた瞬間に、（可動電極１の下方に位置する）被溶接材22の上面が窪むが、可動電極１の先端面はこの窪む速度に追従して押圧する。即ち、窪み面24（押圧面）と電極１の先端面との間に隙間を生じることなく、電極１が被溶接材22の上面を押圧する。そして、２枚の被溶接材22，23の溶けた部分が電極１, ４にて押圧され、融合し、その後、凝固して溶接部25が形成される。
【００１８】
また、本発明の精密抵抗溶接装置は弾発手段２を有しているため、電極１がワークＷの窪み面24に追従した後、電極１は軸心方向に微小に振動し、その振動はしだいに減衰していく。
ここで、弾発手段２として、（ア）バネ部材５を用いた場合と、（イ）２個の反発するマグネット３，３を用いた場合と、（ウ）バネ部材５と２個の反発するマグネット３，３を用いた場合に於て、それぞれの電極１に同様の条件で軸心方向の振動を与え、振動開始から振動が減衰して安定する（圧力の飽和点に達する）までの時間を計測する実験を行った。
そして、この実験結果から、振動開始から振動が減衰して安定するまでの時間は、（ア）の場合は50msec、（イ）の場合は20msec、（ウ）の場合は15msecとなった。つまり、振動が減衰して安定するまでの時間は、（ア）＞（イ）＞（ウ）と順に短くなっていくことがわかった。言い換えれば、（ウ）の場合の電極１の（ワークＷへの）押圧力が最も速く安定し、（ア）の場合の電極１の押圧力が最も遅く安定するようになる。
【００１９】
以上のように、本発明の精密抵抗溶接装置は、固定電極４と、ワークＷに接近・離間する方向に往復動可能に設けられかつワークＷを固定電極４と挟持状に圧接して溶接する可動電極１と、を備えた精密抵抗溶接装置に於て、可動電極１をワークＷ側へ弾発付勢する弾発手段２を具備し、弾発手段２が相互に反発する２個のマグネット３，３を有するので、溶接時に生じるワークＷの窪み面24（押圧面）に対する可動電極１の追従性を向上させ、高精度の溶接を行うことができる。
即ち、弾発手段２の弾発速度（追従速度）が速いので、ワークＷが溶けて生じた窪み面24と可動電極１との間に隙間を生じることなく可動電極１が追従してワークＷを押圧できる。従って、従来、溶接の際に、ワークＷと電極１との間に隙間が生じることで発生していた爆飛（スパーク）を防止することができ、溶接不良をなくして製品の品質を向上させることができる。
また、ワークＷに追従後の可動電極１が安定してワークＷを押圧するので、溶接の精度を向上させることができる。
【００２０】
また、ワークＷに接近・離間する方向に往復動可能に設けられかつワークＷを互いに挟んで溶接する一対の可動電極１，１を備えた精密抵抗溶接装置に於て、一対の可動電極１，１のうち少なくとも一方をワークＷ側へ弾発付勢する弾発手段２を具備し、弾発手段２が相互に反発する２個のマグネット３，３を有するので、溶接時に生じるワークＷの窪み面24（押圧面）に対する可動電極１の追従性を向上させ、高精度の溶接を行うことができる。
即ち、弾発手段２の弾発速度（追従速度）が速いので、ワークＷが溶けて生じた窪み面24と可動電極１との間に隙間を生じることなく可動電極１が追従してワークＷを押圧できる。従って、従来、溶接の際に、ワークＷと電極１との間に隙間が生じることで発生していた爆飛（スパーク）を防止することができ、溶接不良をなくして製品の品質を向上させることができる。
また、ワークＷに追従後の可動電極１が安定してワークＷを押圧するので、溶接の精度を向上させることができる。
【００２１】
また、弾発手段２が、圧縮バネ部材５と、相互に反発する２個のマグネット３，３とを、直列的に有するので、可動電極１が、ワークＷの窪み面24（押圧面）との間に隙間を生じることなく追従できると共に、追従後に安定してワークＷを押圧することができる。このことにより、溶接の精度を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す断面側面図である。
【図２】要部拡大図である。
【図３】第２の実施の形態を示す断面側面図である。
【図４】従来例を示す要部拡大図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  可動電極
２  弾発手段
３  マグネット
４  固定電極
５  バネ部材
Ｗ  ワーク
【図１】
2006305592.tif 000003
【図２】
2006305592.tif 000004
【図３】
2006305592.tif 000005
【図４】
2006305592.tif 000006