(57)【要約】【課題】曲率が大きい部位をシーム溶接する場合に、ローラー電極と金属板の溶接部位との干渉を効果的に抑制することができるシーム溶接装置を提供する。【解決手段】第１ローラー電極４１は、第１支軸部材４３を中心として周方向に回転可能で、第１回動軸３３を中心として平面視で回動可能に構成され、第２ローラー電極８５は、第２支軸部材８３を中心として周方向に回転可能で、第２回動軸７５を中心として平面視で回動可能に構成されている。第１ローラー電極４１の径方向中心部Ｃ１、第１回動軸３３の軸心、第２ローラー電極８５の径方向中心部Ｃ２、および第２回動軸７５の軸心を同軸上に配置している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対に配置された円盤状の第１ローラー電極および第２ローラー電極と、
前記第１ローラー電極の径方向中心部に支持され、第１ローラー電極を周方向に回転させる第１支軸部材と、
前記第２ローラー電極の径方向中心部に支持され、第２ローラー電極を周方向に回転させる第２支軸部材と、
前記第１ローラー電極の径方向中心部および前記第２ローラー電極の径方向中心部を通る中心部通過方向に延びると共に前記第１ローラー電極の回動中心となる第１回動軸と、
前記中心部通過方向に延びると共に前記第２ローラー電極の回動中心となる第２回動軸と、
を備え、
前記第１ローラー電極は、第１支軸部材を中心として周方向に回転可能で、第１回動軸を中心として平面視で回動可能に構成され、
前記第２ローラー電極は、第２支軸部材を中心として周方向に回転可能で、第２回動軸を中心として平面視で回動可能に構成されたシーム溶接装置であって、
前記第１ローラー電極の径方向中心部、前記第１回動軸の軸心、前記第２ローラー電極の径方向中心部、および前記第２回動軸の軸心を同軸上に配置したことを特徴とするシーム溶接装置。
【請求項２】
請求項１に記載のシーム溶接装置であって、
前記第１ローラー電極の第１回動軸を中心とする回動と前記第２ローラー電極の第２回動軸を中心とする回動とを、それぞれ独立して個別に行うように設定したことを特徴とするシーム溶接装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のシーム溶接装置であって、
前記第１ローラー電極、前記第１回動軸、前記第２ローラー電極、および前記第２回動軸を、Ｃ型フレームに設けたことを特徴とするシーム溶接装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載のシーム溶接装置であって、
前記第１ローラー電極、前記第１回動軸、前記第２ローラー電極、および前記第２回動軸を、Ｘ型フレームに設けたことを特徴とするシーム溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シーム溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、上下一対のローラー電極を有するシーム溶接装置が公知である。具体的には、複数の金属板を重ね合わせ、前記上下一対のローラー電極の間に挟み込んで通電をしつつローラー電極を回転させることにより、前記金属板同士をシーム溶接する。
【０００３】
ここで、金属板における溶接部位が湾曲形状の場合、ローラー電極が溶接部位に干渉するおそれがある。従って、長尺状の支軸部材の先端にローラー電極を設け、支軸部材を横方向（水平方向）に揺動させることによって、ローラー電極と金属板の溶接部位との干渉を抑制しながらシーム溶接をする技術が開発されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２４０３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年、曲率が更に大きい（即ち、曲率半径が更に小さい）部位をシーム溶接する要請が高まっており、前述した特許文献１記載のシーム溶接装置では、ローラー電極と溶接部位との干渉が生じるおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、曲率が大きい部位をシーム溶接する場合に、ローラー電極と金属板の溶接部位との干渉を効果的に抑制することができるシーム溶接装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るシーム溶接装置は、一対に配置された円盤状の第１ローラー電極および第２ローラー電極と、第１ローラー電極の径方向中心部に支持され、第１ローラー電極を周方向に回転させる第１支軸部材と、第２ローラー電極の径方向中心部に支持され、第２ローラー電極を周方向に回転させる第２支軸部材と、第１ローラー電極の径方向中心部および第２ローラー電極の径方向中心部を通る中心部通過方向に延びると共に第１ローラー電極の回動中心となる第１回動軸と、中心部通過方向に延びると共に第２ローラー電極の回動中心となる第２回動軸とを備えている。
【０００８】
第１ローラー電極は、第１支軸部材を中心として周方向に回転可能で、第１回動軸を中心として平面視で回動可能に構成され、第２ローラー電極は、第２支軸部材を中心として周方向に回転可能で、第２回動軸を中心として平面視で回動可能に構成されている。第１ローラー電極の径方向中心部、第１回動軸の軸心、第２ローラー電極の径方向中心部、および第２回動軸の軸心を、同軸上に配置している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るシーム溶接装置によれば、第１ローラー電極の径方向中心部、第１回動軸の軸心、第２ローラー電極の径方向中心部、および第２回動軸の軸心を同軸上に配置している。このため、曲率が大きい部位をシーム溶接する場合に、ローラー電極と金属板の溶接部位との干渉を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るシーム溶接装置およびシーム溶接装置を把持するロボットを示す側面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係るシーム溶接装置を示す斜視図である。
【図３】図３は、図２のシーム溶接装置を後側から見た背面図である。
【図４】図４は、図２のシーム溶接装置を後側から見た背面図であり、上側の第２ローラー電極を下端位置まで下降させた状態を示している。
【図５】図５は、図２のシーム溶接装置を右側から見た側面図である。
【図６】図６は、センターピラーの湾曲部を溶接している状態を示すシーム溶接装置の斜視図である。
【図７】図７は、センターピラーの湾曲部におけるコーナーＲ部分の手前の直線部分を溶接しているシーム溶接装置の平面図である。
【図８】図８は、センターピラーの湾曲部におけるコーナーＲ部分を溶接しているシーム溶接装置の平面図である。
【図９】図９は、センターピラーの湾曲部におけるコーナーＲ部分の後の直線部分を溶接しているシーム溶接装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、図面において、便宜的に、一対の第１および第２ローラー電極の間に挟まれた金属板の移動方向を進行方向前側ＦＲ、進行方向前側の反対側を進行方向後側ＲＲ、進行方向前側ＦＲに向かって右側を右側ＲＨ、進行方向前側ＦＲに向かって左側を左側ＬＨ、上側を上側ＵＰＲ、下側を下側ＬＷＲと示す。
【００１２】
図１に示すように、本発明の実施形態に係るシーム溶接装置１は、ロボット３のアーム５の先端に設けられた把持部７に取り付けられている。
【００１３】
ロボット３は、下側に配置された基台９と、基台９に関節１１を介して可動可能に組み付けられた２本のアーム５と、アーム５の先端に設けられた把持部７と、から構成されている。アーム５および把持部７を可動させることによって、シーム溶接装置１を任意の場所に配置することができる。
【００１４】
図２〜図５に示すように、本実施形態に係るシーム溶接装置１は、Ｃ型フレーム１３と、Ｃ型フレーム１３に取り付けられる溶接ユニット１５と、から構成される。
【００１５】
Ｃ型フレーム１３は、後側ＲＲから見てＣ字状に形成されており、導電性部材からなる。具体的には、Ｃ型フレーム１３は、左右方向に延びる下端部１７と、下端部１７の左端で屈曲して上方に延びる本体部１９と、本体部１９の上端で屈曲して右側ＲＨに延びる上端部２１と、から一体形成されている。
【００１６】
溶接ユニット１５は、下側溶接ユニット２３および上側溶接ユニット２５から構成される。
【００１７】
下側溶接ユニット２３は、Ｃ型フレーム１３の下端部１７の下側に配置されたサーボモーターＳ１と、サーボモーターＳ１のシャフトに連結された下側溶接部材とから構成される。即ち、サーボモーターＳ１のシャフトは、Ｃ型フレーム１３の下端部１７を挿通し下側溶接部材に回動可能に支持される。下側溶接部材は、平板状のベースプレート３１と、ベースプレート３１の右端部から上方に延びる円柱状の第１回動軸３３と、第１回動軸３３の上側に設けられた保持体３５と、ベースプレート３１の左端部の上に搭載されたサーボモーターＳ２と、サーボモーターＳ２の上に舌片３７を介して固定されたローラー支持部材３９と、ローラー支持部材３９の第１支軸部材４３に回転可能に支持された円盤状の第１ローラー電極４１と、を備える。ここで、ローラー支持部材３９における左端部の第１支軸部材４３とサーボモーターＳ２における左端部のシャフト４５とは、ベルト４７を介して同期回転されるように構成されている。
【００１８】
上側溶接ユニット２５は、上側溶接部材および駆動機構から構成される。
【００１９】
駆動機構は、サーボモーターＳ３と、サーボモーターＳ３の回転駆動力を伝達する伝達部５１と、伝達部５１の下方に配置された収容ボックス５３と、を備える。
【００２０】
収容ボックス５３の内部の上端部には、ボールネジ５５が配置されている。ボールネジ５５は、サーボモーターＳ３のシャフト５０に対してベルト５２を介して連結された円盤状のプーリー５７と、プーリー５７に固定されたねじ軸５９と、ねじ軸５９のネジ部に螺合されたナット６１と、ナット６１の下端部に固定されたナット側平歯車６３と、から構成される。プーリー５７が回転すると、ねじ軸５９も同期回転し、ナット６１が上下移動する。なお、ナット６１は周方向に回転することなく、上下方向にのみ移動する。また、ボールネジ５５の左側には、ナット６１を周方向に回動させる回動機構６５が配置されている。
【００２１】
回動機構６５は、左右方向に延在するサーボモーターＳ４と、サーボモーターＳ４の回転力をナット側平歯車６３に伝達する連結部と、から構成される。サーボモーターＳ４のシャフトには、かさ歯車６７が取り付けられている。連結部は、サーボモーターＳ４のかさ歯車６７に歯合するかさ歯車６９と、かさ歯車６９と連結された平歯車７１とから構成される。サーボモーターＳ４を作動させてかさ歯車６７を回転させると、連結部のかさ歯車６９および平歯車７１も同期回転し、ナット側平歯車６３およびナット６１が同期回動する。
【００２２】
上側溶接部材は、平板状のベースプレート７３と、ベースプレート７３の右端部を貫通して上下方向に延びる円柱状の第２回動軸７５と、第２回動軸７５の下側に設けられた保持体７７と、ベースプレート７３の左端部の下に搭載されたサーボモーターＳ５と、サーボモーターＳ５の下に舌片７９を介して固定されたローラー支持部材８１と、ローラー支持部材８１の第２支軸部材８３に回転可能に支持された円盤状の第２ローラー電極８５と、を備える。ここで、ローラー支持部材８１における左端部の第２支軸部材８３とサーボモーターＳ５における左端部のシャフト８７とは、ベルト８９を介して同期回転されるように構成されている。第２回動軸７５は、前述したナット６１に連結されている。なお、ツールチェンジャー９１は、ロボット３の把持部７に着脱可能に構成されており、トランス９３が収納ボックス５３の左側に配置されている。
【００２３】
そして、本実施形態では、第１支軸部材４３は、第１ローラー電極４１の径方向中心部Ｃ１に支持されており、第１ローラー電極４１を周方向に回転させる。第２支軸部材８３は、第２ローラー電極８５の径方向中心部Ｃ２に支持されており、第２ローラー電極８５を周方向に回転させる。また、第１回動軸３３は、第１ローラー電極４１の径方向中心部Ｃ１および第２ローラー電極８５の径方向中心部Ｃ２を通る中心部通過方向に延びると共に第１ローラー電極４１の回動中心となる。第２回動軸７５は、中心部通過方向に延びると共に第２ローラー電極８５の回動中心となる。
【００２４】
つまり、第１ローラー電極４１は、第１支軸部材４３によって周方向に回転可能で、第１回動軸３３を中心として平面視で回動可能に構成される。第２ローラー電極８５は、第２支軸部材８３によって周方向に回転可能で、第２回動軸７５を中心として平面視で回動可能に構成される。第１ローラー電極４１の径方向中心部Ｃ１、第１回動軸３３の軸心、第２ローラー電極８５の径方向中心部Ｃ２、および第２回動軸７５の軸心を、同軸上に配置している。具体的には、図３の一点鎖線で示す中心軸線ＣＬは、第１ローラー電極４１の径方向中心部Ｃ１、第１回動軸３３の軸心、第２ローラー電極８５の径方向中心部Ｃ２、および第２回動軸７５の軸心を通っている。
【００２５】
次に、シーム溶接装置１の稼動について説明する。
【００２６】
まず、第２ローラー電極８５の上下動について説明する。図２，３，５に示すサーボモーターＳ３を作動させてシャフト５０を回転させると、ベルト５２を介してねじ軸５９が回転する。ねじ軸５９はナット６１に螺合しているため、ナット６１は上下方向に移動する。そして、ナット６１は第２回動軸７５およびベースプレート７３を介して第２ローラー電極８５に連結しているため、第２ローラー電極８５もナット６１と共に上下動する。ここで、ナット側平歯車６３は平歯車７１に歯合しているため、第２回動軸７５が回動しないまま第２ローラー電極８５が上下動する。なお、第２ローラー電極８５を下降させた下端位置では、図４に示す状態になっている。
【００２７】
また、第１ローラー電極４１および第２ローラー電極８５を、第１回動軸３３および第２回動軸７５を中心として回動させる操作について説明する。
【００２８】
サーボモーターＳ１を作動させて第１回動軸３３を回動させ、所定位置にて止めることにより、第１ローラー電極４１を平面視で所定の回転位置に保持することができる。
【００２９】
サーボモーターＳ４を作動させてかさ歯車６７を回動させ、回動機構を介して平歯車６３および第２回動軸７５を回動させて所定位置にて止めることにより、第２ローラー電極８５を平面視で所定の回転位置に保持することができる。
【００３０】
次に、シーム溶接装置１を用いてセンターピラー１０１のフランジ１０３の湾曲部１０５をシーム溶接する際における第１ローラー電極４１の動きを図６〜図９を用いて説明する。
【００３１】
センターピラー１０１のフランジ１０３の湾曲部１０５をシーム溶接する際、図６，７に示すように、湾曲部１０５におけるコーナーＲ部分の手前の直線部分では、平面視において第１ローラー電極４１および第２ローラー電極８５はＣ型フレーム１３の下端部１７に対して平面視で約４５°傾いた状態となる。
【００３２】
湾曲部１０５におけるコーナーＲ部分においては、図８に示すように、平面視において第１ローラー電極４１および第２ローラー電極８５はＣ型フレーム１３の下端部１７と重なる状態（つまり、第１ローラー電極４１および第２ローラー電極８５とＣ型フレーム１３の下端部１７とが平行となる状態）となる。
【００３３】
湾曲部１０５におけるコーナーＲ部分の後の直線部分においては、図９に示すように、平面視において第１ローラー電極４１および第２ローラー電極８５はＣ型フレーム１３の下端部１７に対して平面視で約４５°傾いた状態となる。
【００３４】
以下に、本実施形態による作用効果を説明する。
【００３５】
（１）シーム溶接装置１は、一対に配置された円盤状の第１ローラー電極４１および第２ローラー電極８５と、第１ローラー電極４１の径方向中心部Ｃ１に支持され、第１ローラー電極４１を周方向に回転させる第１支軸部材４３と、第２ローラー電極８５の径方向中心部Ｃ２に支持され、第２ローラー電極８５を周方向に回転させる第２支軸部材８３と、第１ローラー電極４１の径方向中心部Ｃ１および第２ローラー電極８５の径方向中心部Ｃ２を通る中心部通過方向に延びると共に第１ローラー電極４１の回動中心となる第１回動軸３３と、中心部通過方向に延びると共に第２ローラー電極８５の回動中心となる第２回動軸７５とを備えている。
【００３６】
第１ローラー電極４１は、第１支軸部材４３を中心として周方向に回転可能で、第１回動軸３３を中心として平面視で回動可能に構成され、第２ローラー電極８５は、第２支軸部材８３を中心として周方向に回転可能で、第２回動軸７５を中心として平面視で回動可能に構成されている。第１ローラー電極４１の径方向中心部Ｃ１、第１回動軸３３の軸心、第２ローラー電極８５の径方向中心部Ｃ２、および第２回動軸７５の軸心を、同軸上に配置している。
【００３７】
このように、第１ローラー電極４１の径方向中心部Ｃ１、第１回動軸３３の軸心、第２ローラー電極８５の径方向中心部Ｃ２、および第２回動軸７５の軸心を同軸上に配置している。このため、曲率が大きい部位をシーム溶接する場合に、第１ローラー電極４１および第２ローラー電極８５が自由に回転するので、第１ローラー電極４１および第２ローラー電極８５と金属板の溶接部位との干渉を効果的に抑制することができる。
【００３８】
（２）第１ローラー電極４１の第１回動軸３３を中心とする回動と第２ローラー電極８５の第２回動軸７５を中心とする回動とを、それぞれ独立して個別に行うように設定した。
【００３９】
従って、溶接対象物の形状に応じて適宜第１ローラー電極４１および第２ローラー電極８５を回転させてシーム溶接をすることができる。
【００４０】
また、第１ローラー電極４１および第２ローラー電極８５の双方を同期して回動せずに、片方のみを回動させることができる。よって、溶接線の延在方向に沿って一方のローラー電極を配置し、他方のローラー電極を溶接線に対して平面視で交差する方向に配置することができる。これにより、第１ローラー電極４１および第２ローラー電極８５の双方を溶接線の延在方向に沿って配置する場合よりも、溶接部分（ナゲット）の幅寸法を大きく形成することができる。従って、溶接による金属板の接合部分の面積が大きくなるため、金属板同士の接合強度が高くなる効果を有する。
【００４１】
（３）第１ローラー電極４１、第１回動軸３３、第２ローラー電極８５、および第２回動軸７５をＣ型フレーム１３に設けている。従って、通常用いているＣ型フレーム１３にシーム溶接装置１を設けて使用することができる。
【００４２】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されることなく、種々の変更および変形が可能である。
【００４３】
例えば、第１ローラー電極４１、第１回動軸３３、第２ローラー電極８５、および第２回動軸７５をＸ型フレームに設けてもよい。従って、通常用いているＸ型フレームにシーム溶接装置１を設けて使用することができる。
【００４４】
また、前記実施形態では、ロボット３のアーム５の把持部７にシーム溶接装置１を取り付ける形態を説明したが、床面上に直接にシーム溶接装置１を配置してもよい。
【００４５】
さらに、前述した実施形態では、溶接対象物としてセンターピラーを適用したが、オイルタンク等に本実施形態に係るシーム溶接を適用してもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１  シーム溶接装置
１３  Ｃ型フレーム
３３  第１回動軸
４１  第１ローラー電極
４３  第１支軸部材
７５  第２回動軸
８３  第２支軸部材
８５  第２ローラー電極
【図１】
2018158366.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018158366.tif 000009
【図８】
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【図９】
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