(57)【要約】【課題】多様な通電方式に対応可能な抵抗スポット溶接装置を提供する。【解決手段】抵抗スポット溶接装置１では、配置領域Ｒを挟んで電極２が対向配置又は配置領域Ｒの一方側に電極２が並列配置されるように電極２が着脱可能に取り付けられる電極取付部１４が電極配置部４に配置されている。したがって、電極２の着脱によってダイレクト方式とシリーズ方式とを容易に切り替えることができる。また、抵抗スポット溶接装置１では、電極取付部１４に取り付けられた電極２に接続される第１の導体１５及び第２の導体１６が電極配置部４に配置されている。これにより、ダイレクト方式又はシリーズ方式を選択した上で、電極２に通電させる電流の交直切り替えを簡単に行うことができるので、多様な通電方式に対応可能となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに当接させた電極間に通電させて溶接を行う抵抗スポット溶接装置であって、
前記電極に給電する直流電源部及び交流電源部と、
前記ワークの配置領域を有し、前記配置領域に対して前記電極が配置される電極配置部と、を備え、
前記電極配置部は、
前記配置領域を挟んで前記電極が対向配置又は前記配置領域の一方側に前記電極が並列配置されるように前記電極が着脱可能に取り付けられる電極取付部と、
前記直流電源部に接続され、前記電極が接続された場合に当該電極を直流モードで動作させる第１の導体と、
前記交流電源部に接続され、前記電極が接続された場合に当該電極を交流モードで動作させる第２の導体と、を有していることを特徴とする抵抗スポット溶接装置。
【請求項２】
前記直流電源部と前記交流電源部との間で動作の選択を行う選択スイッチを更に備え、
前記直流電源部は、前記選択スイッチが前記直流電源部を選択し、かつ前記電極が前記第１の導体に接続されている場合にのみ前記電極に給電を行い、
前記交流電源部は、前記選択スイッチが前記交流電源部を選択し、かつ前記電極が前記第２の導体に接続されている場合にのみ前記電極に給電を行うことを特徴とする請求項１記載の抵抗スポット溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗スポット溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属材といったワークを溶接する手段の一つとして抵抗スポット溶接が知られている。抵抗スポット溶接では、ワークに当接させた電極間に通電し、金属の抵抗発熱を用いて溶接部を形成する。このような溶接に関連する技術としては、例えば特許文献１に記載のスポット溶接方法がある。このスポット溶接方法では、幅と高さとが同寸法である電極ブロックをワークの溶接部に載置し、電極ブロックを介してワークの加圧及び通電を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２９５３３５４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した抵抗スポット装置では、溶接態様に応じて異なる通電方式が採用される場合がある。このような通電方式としては、例えばワークを挟んで一対の電極を対向配置するダイレクト方式と、ワークの一方側に一対の電極を並列配置するシリーズ方式とが挙げられる。また、電極に通電させる電流についても、溶接部に求められる強度や仕上がりの条件などによって直流電流を用いる場合と交流電流を用いる場合とが考えられる。
【０００５】
本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、多様な通電方式に対応可能な抵抗スポット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】
【０００６】
上記課題の解決のため、本発明に係る抵抗スポット溶接装置は、ワークに当接させた電極間に通電させて溶接を行う抵抗スポット溶接装置であって、電極に給電する直流電源部及び交流電源部とワークの配置領域を有し、配置領域に対して電極が配置される電極配置部と、を備え、電極配置部は、配置領域を挟んで電極が対向配置又は配置領域の一方側に電極が並列配置されるように電極が着脱可能に取り付けられる電極取付部と、直流電源部に接続され、電極が接続された場合に当該電極を直流モードで動作させる第１の導体と、交流電源部に接続され、電極が接続された場合に当該電極を交流モードで動作させる第２の導体と、を有していることを特徴としている。
【０００７】
この抵抗スポット溶接装置では、配置領域を挟んで電極が対向配置又は配置領域の一方側に電極が並列配置されるように電極が着脱可能に取り付けられる電極取付部が電極配置部に配置されている。したがって、電極の着脱によってダイレクト方式とシリーズ方式とを容易に切り替えることができる。また、この抵抗スポット溶接装置では、電極取付部に取り付けられた電極に接続される第１の導体及び第２の導体が電極配置部に配置されている。これにより、ダイレクト方式又はシリーズ方式を選択した上で、電極に通電させる電流の交直切り替えを簡単に行うことができるので、多様な通電方式に対応可能となる。
【０００８】
また、直流電源部と交流電源部との間で動作の選択を行う選択スイッチを更に備え、直流電源部は、選択スイッチが直流電源部を選択し、かつ電極が第１の導体に接続されている場合にのみ電極に給電を行い、交流電源部は、選択スイッチが交流電源部を選択し、かつ電極が第２の導体に接続されている場合にのみ電極に給電を行うことが好ましい。この場合、選択スイッチで選択されている電源部の交直モードと、電極に接続されている導体の交直モードとが一致している場合にのみ電極への給電が行われるので、作業の安全性を確保できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る抵抗スポット溶接装置によれば、多様な通電方式に対応可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る抵抗スポット溶接装置の一実施形態を示す図である。
【図２】図１に示した抵抗スポット溶接装置の電極配置部の構成を示す図である。
【図３】直流モードでのダイレクト通電方式で抵抗スポット溶接を行う場合の電極配置を示す図である。
【図４】交流モードでのダイレクト通電方式で抵抗スポット溶接を行う場合の電極配置を示す図である。
【図５】直流モードでのシリーズ通電方式で抵抗スポット溶接を行う場合の電極配置を示す図である。
【図６】交流モードでのシリーズ通電方式で抵抗スポット溶接を行う場合の電極配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る抵抗スポット溶接装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る抵抗スポット溶接装置の一実施形態を示す図である。同図に示す抵抗スポット溶接装置１は、金属材等のワークに当接させた電極間に通電し、金属の抵抗発熱を用いて溶接部を形成する装置である。本実施形態では、床面に固定して設置される定置式の抵抗スポット溶接装置を例示する。抵抗スポット溶接装置１は、図１に示すように、電極２に給電を行う電源部３と、ワークの配置領域Ｒを有し、配置領域Ｒに対して電極２が配置される電極配置部４と、電極２の動作を制御する電極制御部５と、を備えて構成されている。
【００１３】
電源部３は、直流インバータ（直流電源部）１１と、交流インバータ（交流電源部）１２と、選択スイッチ１３とを有している。直流インバータ１１及び交流インバータ１２は、いずれもＡＣ４４０Ｖの主電源に接続され、電源部を構成している。直流インバータ１１は、内蔵するインバータ装置により、溶接変圧器（不図示）に供給される電源の周波数を例えば６００Ｈｚ〜１０ｋＨｚ程度に変調する。これにより、溶接変圧器のコア寸法を小さくすることができ、変圧器の小型化が図られる。直流インバータ１１では、整流後の二次側回路に直流電流が流れるので、単相整流式や三相整流式の場合と同様に、長さの大きな電極２を用いた場合でも溶接電流の低下が抑えられる。
【００１４】
一方、交流インバータ１２は、内蔵するインバータ装置を単相交流用変圧器（不図示）に接続して動作させる。交流インバータ１２では、溶接変圧器の二次側には整流器が配置されず、インバータの動作制御によって溶接変圧器の二次側に流れる溶接電流の波形を自由に設定できる。また、出力周波数を商用周波数に設定して矩形波電流を出力することにより、直流電源を用いた場合と同様に温度脈動を押さえた溶接を行うことが可能となる。
【００１５】
選択スイッチ１３は、直流インバータ１１と交流インバータ１２との間で動作の選択を行う部分である。選択スイッチ１３は、外部からの所定の操作を受け付け、直流インバータ１１及び交流インバータ１２のうち、選択されたインバータを動作させて電極２への給電を実行させる。
【００１６】
電極配置部４は、図２に示すように、電極２が着脱可能に取り付けられる複数の電極取付部１４を有している。この電極取付部１４では、配置領域Ｒを挟んで電極２が対向配置又は配置領域Ｒの一方側に電極が並列配置されるように電極２が取り付けられるようになっている。より具体的には、電極配置部４では、上部電極２Ａが取り付けられる電極取付部１４Ａと、上部電極２Ｂが取り付けられる電極取付部１４Ｂとが互いに離間してワークの配置領域Ｒの上方側に設けられ、上部電極２Ａ，２Ｂの位置に対応して下部電極２Ｃがいずれか一方に取り付けられる電極取付部１４Ｃ，１４Ｃが互いに離間してワークの配置領域Ｒの下方側に設けられている。電極配置部４には、銅板電極３０（図５及び図６参照）を配置することもできる。
【００１７】
また、電極配置部４には、直流インバータ１１に接続され、電極２が接続された場合に当該電極２を直流モードで動作させる第１の導体１５と、交流インバータ１２に接続され、電極２が接続された場合に当該電極２を交流モードで動作させる第２の導体１６とが配置されている。第１の導体１５は、例えば電極取付部１４Ａ，１４Ｂ及び一方の電極取付部１４Ｃに電極２が取り付けられたときに電極２に接触するように電極配置部４に設けられ、電極配置部４と直流インバータ１１とを接続するように延びている。また、第２の導体１６は、例えば電極取付部１４Ａ，１４Ｂ及び他方の電極取付部１４Ｃに電極２が取り付けられたときに電極２に接触するように電極配置部４に設けられている。第２の導体１６の途中部分は、第１の導体１５と共通の導体となっており、電極配置部４から電源部３に向かう途中で分岐して交流インバータ１２に接続されている（図１参照）。
【００１８】
抵抗スポット溶接装置１では、選択スイッチ１３が直流インバータ１１を選択し、かつ電極２が第１の導体１５に接続されている場合にのみ、直流インバータ１１による電極２への給電が実行される。また、選択スイッチ１３が交流インバータ１２を選択し、かつ電極２が第２の導体１６に接続されている場合にのみ、交流インバータ１２による電極２への給電が実行される。なお、第１の導体１５及び第２の導体１６には、図１に示すように、電流計１７が接続されている。電流計１７により、抵抗スポット溶接の実行中に第１の導体１５又は第２の導体１６を介して電極２に流れる電流値のモニタリングが可能となっている。
【００１９】
電極制御部５は、図１に示すように、例えばシリンダ２１と、レギュレータ２２と、電空比例弁２３と、ロードセル２４とによって構成されている。シリンダ２１は、上部電極２Ａ及び上部電極２Ｂに対してそれぞれ設けられ、レギュレータ２２を介して供給されるエアーの圧力に応じて、抵抗スポット溶接の実行中に電極２によるワークへの加圧力を生成する。電空比例弁２３は、制御信号に応じてエアーの流路の開度を無段階に調整できる電磁弁である。電空比例弁２３により、抵抗スポット溶接の実行中のワークへの加圧力を任意に変化させることができる。
【００２０】
また、ロードセル２４は、シリンダ２１に供給されるエアーの圧力を検出する部分である。ロードセル２４での検出結果が、加圧力計２５に出力されることで、抵抗スポット溶接の実行中のワークへの加圧力のモニタリングが可能となっている。このほか、抵抗スポット溶接装置１は、例えば循環式水冷装置２６を備えている。循環式水冷装置２６は、抵抗スポット溶接の実行中に電極２及び銅板電極３０に対して冷却水を常時循環させる。
【００２１】
続いて、上述した抵抗スポット溶接装置１の動作について説明する。この抵抗スポット溶接装置１は、電極取付部１４に対する電極２の取り付け態様と、電源部３での交直切り替えとの組み合わせより、直流モードでのダイレクト通電方式、交流モードでのダイレクト通電方式、直流モードでのシリーズ通電方式、及び交流モードでのシリーズ通電方式の４種の通電方式によって抵抗スポット溶接を実行できる。
【００２２】
直流モードでのダイレクト通電方式で抵抗スポット溶接を実行する場合、図３に示すように、例えば電極取付部１４Ａに取り付けられた上部電極２Ａと、一方の電極取付部１４Ｃに取り付けられた下部電極２ＣとをワークＷを挟んで対向させる。このとき、上部電極２Ａと下部電極２Ｃとが第１の導体１５及び第２の導体１６に接触するが、選択スイッチ１３によって直流インバータ１１が選択されることで上部電極２Ａと下部電極２Ｃとが直流モードで動作する。そして、直流インバータ１１による電極制御部５の制御に基づいて上部電極２ＡがワークＷに当接及び加圧し、第１の導体１５を介して直流インバータ１１から上部電極２Ａと下部電極２Ｃとに給電が行われる。これにより、ワークＷにおいて、上部電極２Ａと下部電極２Ｃとで加圧された領域に抵抗発熱による溶接部が形成される。
【００２３】
交流モードでのダイレクト通電方式で抵抗スポット溶接を実行する場合、図４に示すように、例えば電極取付部１４Ｂに取り付けられた上部電極２Ｂと、他方の電極取付部１４Ｃに取り付けられた下部電極２ＣとをワークＷを挟んで対向させる。このとき、上部電極２Ａと下部電極２Ｃとが第１の導体１５及び第２の導体１６に接触するが、選択スイッチ１３によって交流インバータ１２が選択されることで上部電極２Ｂと下部電極２Ｃとが交流モードで動作する。そして、交流インバータ１２による電極制御部５の制御に基づいて上部電極２ＢがワークＷに当接及び加圧し、第２の導体１６を介して交流インバータ１２から上部電極２Ｂと下部電極２Ｃとに給電が行われる。これにより、ワークＷにおいて、上部電極２Ｂと下部電極２Ｃとで加圧された領域に抵抗発熱による溶接部が形成される。
【００２４】
直流モードでのシリーズ通電方式で抵抗スポット溶接を実行する場合、図５に示すように、配置領域Ｒに銅板電極３０を配置し、銅板電極３０上にワークＷを載置する。また、例えば電極取付部１４Ａに取り付けられた上部電極２Ａと、電極取付部１４Ｂに取り付けられた上部電極２ＢとをワークＷの上方側で並列配置する。このとき、上部電極２Ａと上部電極２Ｂとが第１の導体１５及び第２の導体１６に接触するが、選択スイッチ１３によって直流インバータ１１が選択されることで上部電極２Ａと上部電極２Ｂとが直流モードで動作する。そして、直流インバータ１１による電極制御部５の制御に基づいて上部電極２Ａ，２ＢがワークＷに当接及び加圧し、第１の導体１５を介して直流インバータ１１から上部電極２Ａと上部電極２Ｂとに給電が行われる。これにより、ワークＷにおいて、上部電極２Ａと上部電極２Ｂとを結ぶ領域に抵抗発熱による溶接部が形成される。
【００２５】
交流モードでのシリーズ通電方式で抵抗スポット溶接を実行する場合、図６に示すように、配置領域Ｒに銅板電極３０を配置し、銅板電極３０上にワークＷを載置する。また、例えば電極取付部１４Ａに取り付けられた上部電極２Ａと、電極取付部１４Ｂに取り付けられた上部電極２ＢとをワークＷの上方側で並列配置する。このとき、上部電極２Ａと上部電極２Ｂとが第１の導体１５及び第２の導体１６に接触するが、選択スイッチ１３によって交流インバータ１２が選択されることで上部電極２Ａと上部電極２Ｂとが交流モードで動作する。そして、交流インバータ１２による電極制御部５の制御に基づいて上部電極２Ａ，２ＢがワークＷに当接及び加圧し、第２の導体１６を介して交流インバータ１２から上部電極２Ａと上部電極２Ｂとに給電が行われる。これにより、ワークＷにおいて、上部電極２Ａと上部電極２Ｂとを結ぶ領域に抵抗発熱による溶接部が形成される。
【００２６】
以上説明したように、抵抗スポット溶接装置１では、配置領域Ｒを挟んで電極２が対向配置又は配置領域Ｒの一方側に電極２が並列配置されるように電極２が着脱可能に取り付けられる電極取付部１４が電極配置部４に配置されている。したがって、電極２の着脱によってダイレクト方式とシリーズ方式とを容易に切り替えることができる。また、この抵抗スポット溶接装置１では、電極取付部１４に取り付けられた電極２に接続される第１の導体１５及び第２の導体１６が電極配置部４に配置されている。これにより、ダイレクト方式又はシリーズ方式を選択した上で、電極２に通電させる電流の交直切り替えを簡単に行うことができるので、多様な通電方式に対応可能となる。
【００２７】
また、抵抗スポット溶接装置１では、直流インバータ１１と交流インバータ１２との間で動作の選択を行う選択スイッチ１３を更に備え、直流インバータ１１は、選択スイッチ１３が直流インバータ１１を選択し、かつ電極２が第１の導体１５に接続されている場合にのみ電極２に給電を行い、交流インバータ１２は、選択スイッチ１３が交流インバータ１２を選択し、かつ電極２が第２の導体１６に接続されている場合にのみ電極２に給電を行うようになっている。これにより、選択スイッチ１３で選択されている電源部の交直モードと、電極２に接続されている導体の交直モードとが一致している場合にのみ電極２への給電が行われるので、作業の安全性を確保できる。
【００２８】
本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上記実施形態では、床面に固定して設置される定置式の抵抗スポット溶接装置を例示したが、本発明は、ハンディ式の抵抗スポット溶接装置について適用することも可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１…抵抗スポット溶接装置、２…電極、４…電極配置部、１１…直流インバータ（直流電源部）、１２…交流インバータ（交流電源部）、１３…選択スイッチ、１４…電極取付部、１５…第１の導体、１６…第２の導体、Ｒ…配置領域、Ｗ…ワーク。
【図１】
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【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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