(57)【要約】【課題】中間電極を用いて、軸状部品を正確に鋼板部品の溶接箇所へ移動させて溶接すること。【解決手段】軸状部品１を鋼板部品６に、軸部３が鋼板部品６を貫通することなく、電気抵抗溶接で溶接するものにおいて、中間電極９に形成した貫通孔１５の片側に、軸状部品１を挿入する受入孔１６を設け、貫通孔１５の他側に、軸部３を引き込む吸引手段１７を取り付け、鋼板部品６の溶接箇所に、中間電極９を移動させる移動手段１０が設けられ、中間電極９と相手方の電極１２の間で、フランジ４と溶着用突起５と鋼板部品６が挟み付けられるように構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部と、軸部と同心状に形成したフランジと、軸部とは反対側のフランジ面に形成された溶着用突起からなる軸状部品を、軸部が鋼板部品を貫通することなく、鋼板部品の表面に電気抵抗溶接で溶接する形式のものにおいて、
中間電極に貫通孔を形成し、この貫通孔の片側に前記軸状部品を挿入する受入孔を形成し、貫通孔の他側に軸部を引き込む吸引手段を取り付け、
鋼板部品の所定の溶接箇所に溶着用突起が合致するように、中間電極を移動させる移動手段が設けられ、
中間電極と相手方の電極の間で、前記フランジと溶着用突起と鋼板部品が挟み付けられるように構成したことを特徴とする電気抵抗溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、軸部と、軸部と同心状に形成したフランジと、軸部とは反対側のフランジ面に形成された溶着用突起からなる軸状部品を、軸部が鋼板部品を貫通することなく、鋼板部品の表面に電気抵抗溶接で溶接する、溶接装置に関している。
【背景技術】
【０００２】  特許第３５９８４１３号公報には、支持基板に多数の中間電極を配置し、この中間電極に溶着用突起付きのプロジェクションボルトを差し込み、その上に鋼板部品を載せ、その後、移動式の電極を順次中間電極の箇所に移動しながら、プロジェクションボルトを鋼板部品に電気抵抗溶接で溶接することが記載されている。【０００３】  また、特許第５４７７６０５号公報には、プロジェクションボルトにおける溶着用突起の溶融深さを適正化する溶接方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５９８４１３号公報
【特許文献２】特許第５４７７６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  上記特許文献に記載されている技術は、本願発明の発明者である私達が発明したものであるが、その後の研究によって、つぎのような問題点を解決する必要があることが判明した。【０００６】  すなわち、特許文献１においては、複数の中間電極が静止状態で待機しているので、通電電極を中間電極の箇所へ移動させる必要があり、この移動機構が構造的に複雑になったり、制御システムが複雑になったりする、という問題がある。【０００７】  また、特許文献１および特許文献２においては、軸部の挿入箇所と、軸部を吸引する手段の配置位置関係が構造的なまとまりとして適切でない、という問題がある。【０００８】  本発明にかかる電気抵抗溶接装置は、上記の問題点を解決するために提供されたもので、中間電極に設けた貫通孔に、軸部の吸引手段と軸部の受入孔をまとまりよく配置し、軸状部品を正確に鋼板部品の溶接箇所へ移動させて、鋼板部品に正確に溶接すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  請求項１記載の発明は、
軸部と、軸部と同心状に形成したフランジと、軸部とは反対側のフランジ面に形成された溶着用突起からなる軸状部品を、軸部が鋼板部品を貫通することなく、鋼板部品の表面に電気抵抗溶接で溶接する形式のものにおいて、
中間電極に貫通孔を形成し、この貫通孔の片側に前記軸状部品を挿入する受入孔を形成し、貫通孔の他側に軸部を引き込む吸引手段を取り付け、
鋼板部品の所定の溶接箇所に溶着用突起が合致するように、中間電極を移動させる移動手段が設けられ、
中間電極と相手方の電極の間で、前記フランジと溶着用突起と鋼板部品が挟み付けられるように構成したことを特徴とする電気抵抗溶接装置である。
【発明の効果】
【００１０】  本願発明は、中間電極に貫通孔を形成し、この貫通孔の片側に軸状部品の軸部を挿入する受入孔を形成し、貫通孔の他側に軸部を引き込む吸引手段を取り付ける構成を有している。このため、軸部は貫通孔の片側から挿入するので、受入孔の形成が軸部挿入にとって最適な状態で行える。そして、受入孔に挿入された軸部を引き込みやすい状態で吸引手段を配置することができる。例えば、吸引手段を永久磁石で構成した場合には、永久磁石を受入孔とは反対側から貫通孔に挿入すればよく、軸部挿入と永久磁石配置が最適の位置関係で設定できる。【００１１】  本願発明は、鋼板部品の所定の溶接箇所に、軸状部品の溶着用突起が合致するように、中間電極を移動させる移動手段が設けられ、中間電極と相手方の電極の間で、フランジと溶着用突起と鋼板部品が挟み付けられる構成を有している。よって、軸状部品が挿入された中間電極が、移動手段により所定の溶接箇所へ位置決めされ、その位置で上記の挟み付けがなされる。したがって、溶着用突起の位置が正確に設定されるとともに、溶着用突起と鋼板部品の溶融が確実に達成される。さらに、中間電極が移動するものであるから、例えば、単一の中間電極を自由に移動させて、鋼板部品の複数の所定箇所に軸状部品を溶接することが実現する。【００１２】  中間電極には、貫通孔、受入孔、吸引手段などを装備した構成とするものであるから、中間電極の形状を直方体形状や屈曲部材形状など、種々な形状に設定することができ、周辺の構造物との兼ね合いで最適な中間電極形状がえられ、制約された空間での溶接が良好になされる。【００１３】  本願発明は、上述のような装置発明であるが、以下に記載する実施例から明らかなように、溶接動作過程等を特定した方法発明として存在させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】装置全体を示す断面図である。
【図２】中間電極の平面図と加圧状態を示す側面図である。
【図３】軸状部品の側面図と平面図である。
【図４】中間電極の変型例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】  つぎに、本発明の電気抵抗溶接装置を実施するための形態を説明する。
【実施例】
【００１６】  図１〜図４は、本発明の実施例を示す。【００１７】  最初に、軸状部品について説明する。【００１８】  本願発明において溶接される軸状部品は、軸部と、軸部と同心状に形成したフランジと、軸部とは反対側のフランジ面に形成された溶着用突起を備えた鉄製ものであり、フランジ付きのシャフト部材、プロジェクションボルトなど種々なものが溶接の対象とされる。【００１９】  図３に示した軸状部品１は、プロジェクションボルト２であり、雄ねじが形成された軸部３と、軸部３と同心状に形成した円形のフランジ４と、軸部３とは反対側のフランジ面に形成された溶着用突起５を備えている。そして、同図（Ａ）と（Ｂ）に示したものは、円形の溶着用突起５がフランジ４と同心状に１つだけ形成されたタイプである。また、同図（Ｃ）と（Ｄ）に示したものは、小さな突起状（イボ状）の溶着用突起５が１２０度間隔で３個設けられたタイプである。以下に説明する実施例では、前者の溶着用突起５が１つのものを例示している。【００２０】  符号６は、鋼板部品である。軸部３が鋼板部品６を貫通することなく、鋼板部品６の表面にプロジェクションボルト２が電気抵抗溶接で溶接されている。以下の説明において、プロジェクションボルト２を単にボルト２と表現する場合もある。【００２１】  つぎに、電気抵抗溶接装置の全体構造を説明する。【００２２】  鋼板部品６の所定箇所にボルト２が溶接されるものであり、鋼板部品６は、クランプ機構７によって機枠などの静止部材８に固定されている。中間電極９に、ボルト２や後述の吸引手段を保持し、中間電極９を鋼板部品６の所定箇所に合致させる移動手段１０が結合されている。符号Ｏ−Ｏは電極軸線を示すもので、この軸線上に可動電極１１と固定電極１２が配置してある。【００２３】  つぎに、中間電極について説明する。【００２４】  中間電極９には、銅合金のような導電性の良好な材料でできた本体１４に、貫通孔１５が設けてある。貫通孔１５は、真っ直ぐな孔であり、その中心軸線が電極軸線Ｏ−Ｏである。本体１４は、鋼板部品６の形状や中間電極９が挿入される空間の形状などによって種々な形になる。通常は、直方体の形をしたブロック状部材が用いられる。それ以外の形状としては、厚板を鋼板部品の形状に適合させて屈曲したものも採用できる。【００２５】  貫通孔１５の片側である下側に、軸部３が挿入される受入孔１６が設けてあり、貫通孔１５の他側である上側に、軸部３を引き込む永久磁石１７が配置してある。溶接時の加圧で、軸部３側のフランジ面が本体１４に強く押し付けられて圧痕ができる恐れがあるので、ここでは交換可能な端蓋１８が取り付けてある。端蓋１８は円形であり、そのねじ部１９が本体１４にねじ込まれ、中心部に受入孔１６が電極軸線Ｏ−Ｏと同軸状態で形成されている。【００２６】  他方、永久磁石１７は、分厚い円形の部材形状であり、合成樹脂製のカップ状容器２０内に挿入され、合成樹脂製の蓋板２１を容器２０に圧入してある。このような形態になった永久磁石１７が貫通孔１５の他側に圧入してある。永久磁石１７も電極軸線Ｏ−Ｏ上に配置され、可動電極１１、永久磁石１７、軸部３、受入孔１６が電極軸線Ｏ−Ｏ上に整列している。【００２７】  可動電極１１は後述のように、中間電極９の適当な箇所に加圧されればよいのであるが、分厚い銅合金製の板材でできた保護部材２３が採用されている。保護部材２３には、蓋板２１を覆うために円形の窪み２４が形成されており、保護部材２３は、ボルトまたは溶接などで本体１４に結合してある。【００２８】  つぎに、移動手段について説明する。【００２９】  中間電極９が鋼板部品６から離隔した箇所で、ボルト２が受入孔１６に挿入され、その後、中間電極９を移動させて鋼板部品６の所定箇所に停止させる必要がある。このような移動動作を中間電極９に付与するために、移動手段１０が設けてある。【００３０】  移動手段１０は、ロボット装置で移動させたり、エアシリンダで動作する機構で移動させたりする。ここでは、後者のエアシリンダ機構の方式が採用されている。本体１４の横側面に、ブラケット２５がボルト付けなどで固定され、鉛直方向に進退するエアシリンダ２６のピストンロッド２７に、ブラケット２７が結合してある。水平方向に進退するエアシリンダ２８が静止部材８に固定され、そのピストンロッド２９がエアシリンダ２６に結合してある。【００３１】  このようなエアシリンダ２６やエアシリンダ２８の組み合わせにより、中間電極９は水平方向と鉛直方向に移動することができ、ボルト２の挿入後に、鋼板部品６の所定箇所へ移動する。【００３２】  つぎに、電極の動作配置について説明する。【００３３】  図２（Ｂ）に示すように、Ｃガン３０に可動電極１１と固定電極１２が装着してある。Ｃ型のアーム部材３２の一端にエアシリンダ３１が固定され、このエアシリンダ３１で可動電極１１が進退する。アーム部材３２の他端に固定電極１２が取り付けられている。アーム部材３２は、ロボット装置３３の動作で所定の箇所へ移動し、これによって両電極１１、１２が中間電極９に合致できる箇所へ移動する。【００３４】  つぎに、装置の動作について説明する。【００３５】  ボルト２を受入孔１６に挿入するときには、エアシリンダ２６とエアシリンダ２８の動作で、中間電極９は鋼板部品６から離隔した箇所、すなわち可動電極１１や固定電極１２から離隔した箇所に位置し、待機状態になっている。この離隔した位置で受入孔１６に、軸部３が挿入される。この挿入は、作業者の手作業または自動供給装置の動作によって行われる。ボルト２の挿入と同時またはその前後の時期に、鋼板部品６がクランプ機構７で位置決めされる。【００３６】  その後、エアシリンダ２８の動作で、中間電極９に保持された軸部３が鋼板部品６の所定箇所に合致する箇所へ移動する。このときには、図１に示すように、溶着用突起５と鋼板部品６の間にわずかな空隙が形成されている。さらに、エアシリンダ２６の動作で溶着用突起５が鋼板部品６の表面に接触し、停止する。【００３７】  上記停止状態のところへロボット装置３３の動作でアーム部材３２が移動し、可動電極１１と固定電極１２が電極軸線Ｏ−Ｏに合致した位置で、ロボット動作が停止する。それからロボット装置３３の動作で、固定電極１２が鋼板部品６の下面に接触し、ついで可動電極１１が進出して、中間電極９（端蓋１８）と固定電極１２の間で、フランジ４と溶着用突起５と鋼板部品６が挟み付けられる。���００３８】  それから両電極１１、１２間に溶接電流が通電されて、溶着用突起５が鋼板部品６に溶着する。【００３９】  この溶着後に、両電極１１、１２の後退や、エアシリンダ２６とエアシリンダ２８の動作で、中間電極９がボルト２を残した状態で後退し、ボルト２が溶接された鋼板部品６がクランプ機構７から外される。【００４０】  つぎに、他の変型例を説明する。【００４１】  図１に２点鎖線で示した部材３５は、撓み変形が可能な溶接電流の導線である。このように導線３５を設ける場合には、可動電極１１を止めることができる。【００４２】  図１の場合には、可動電極１１と固定電極１２が電極軸線Ｏ−Ｏ上に配置してあるので、永久磁石１７の保護部材２３が取り付けてある。それに対して図４に示した場合には、可動電極１１を電極軸線Ｏ−Ｏから距離Ｌのオフセットをおこない、保護部材２３を止めている。そのために、永久磁石の蓋板２１が中間電極９から露出しており、可動電極１１は中間電極９（本体１４）の上面を加圧するようになっている。【００４３】  図示していないが、吸引手段である永久磁石１７に換えて、空気吸引力を利用する形式にしてもよい。そのために、空気吸引管を受入孔１６に開口させ、空気吸引力でフランジ４を端蓋１８の表面に密着させて、ボルト２の挿入位置を設定する。【００４４】  なお、上記各種のエアシリンダに換えて、進退出力をする電動モータを採用することもできる。また、上記永久磁石を電磁石に置き換えることも可能である。【００４５】  上述の移動手段１０の動作や、ロボット装置３３の動作などの動作は、一般的に採用されている制御手法で容易に行うことが可能である。制御装置またはシーケンス回路からの信号で動作する空気切換弁や、エアシリンダの所定位置で信号を発して前記制御装置に送信するセンサー等を組み合わせることによって、所定の動作を確保することができる。【００４６】  以上に説明した実施例の作用効果は、つぎのとおりである。【００４７】  本実施例は、中間電極９に貫通孔１５を形成し、この貫通孔１５の片側にボルト２の軸部３を挿入する受入孔１６を形成し、貫通孔１５の他側に軸部３を引き込む吸引手段である永久磁石１７を取り付ける構成を有している。このため、軸部３は貫通孔１５の片側から挿入するので、受入孔１６の形成が軸部挿入にとって最適な状態で行える。そして、受入孔１６に挿入された軸部３を引き込みやすい状態で永久磁石１７を配置することができる。この場合には、永久磁石１７を受入孔１６とは反対側から貫通孔１５に挿入すればよく、軸部挿入と永久磁石配置が最適の位置関係で設定できる。【００４８】  本実施例は、鋼板部品６の所定の溶接箇所に、ボルト２の溶着用突起５が合致するように、中間電極９を移動させる移動手段１０が設けられ、中間電極９と相手方の固定電極１２の間で、フランジ４と溶着用突起５と鋼板部品６が挟み付けられる構成を有している。よって、ボルト２が挿入された中間電極９が、移動手段１０により所定の溶接箇所へ位置決めされ、その位置で上記の挟み付けがなされる。したがって、溶着用突起５の位置が正確に設定されるとともに、溶着用突起５と鋼板部品６の溶融が確実に達成される。さらに、中間電極９が移動するものであるから、例えば、単一の中間電極９を自由に移動させて、鋼板部品６の複数の所定箇所にボルト２を溶接することが実現する。【００４９】  中間電極９には、貫通孔１５、受入孔１６、吸引手段１７などを装備した構成とするものであるから、中間電極９の形状を直方体形状や屈曲部材形状など、種々な形状に設定することができ、周辺の構造物との兼ね合いで最適な中間電極形状がえられ、制約された空間での溶接が良好になされる。【００５０】  受入孔１６と永久磁石１７が同軸上に配置できるので、受入孔１６と永久磁石１７などの吸引手段をまとまりよく配置することができる。【００５１】  永久磁石１７を覆う状態で保護部材２３が中間電極９に固定してあり、この保護部材２３に通電を行うので、軸部３と永久磁石１７の中心軸線上において通電電極１１、１２で押さえることができ、これにより安定した電極の押し付けが可能となり、ボルト２の良好な溶接が実現する。
【産業上の利用可能性】
【００５２】  上述のように、本発明の装置によれば、中間電極に設けた貫通孔に、軸部の吸引手段と軸部の受入孔をまとまりよく配置し、軸状部品を正確に鋼板部品の溶接箇所へ移動させて、鋼板部品に正確に溶接する。したがって、自動車の車体溶接工程や、家庭電化製品の板金溶接工程などの広い産業分野で利用できる。
【符号の説明】
【００５３】  １    軸状部品
２    プロジェクションボルト
３    軸部
４    フランジ
５    溶着用突起
６    鋼板部品
９    中間電極
１０    移動手段
１１    可動電極
１２    固定電極
１４    本体
１５    貫通孔
１６    受入孔
１７    永久磁石
２３    保護部材
２６    エアシリンダ
２８    エアシリンダ
３０    Ｃガン
３３    ロボット装置
Ｏ−Ｏ  電極軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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