(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の溶接電極と、
前記一対の溶接電極のうち、一方の溶接電極を縦方向にスライド移動させる第１縦動スライド機構と、
前記一対の溶接電極のうち、他方の溶接電極を縦方向にスライド移動させる第２縦動スライド機構、および、前記他方の溶接電極を横方向にスライド移動させる横動スライド機構とを備え、
前記一方の溶接電極は、前記縦方向に対して、上に向いた電極面と、下に向いた電極面とを有し、
前記他方の溶接電極は、前記縦方向に対して、少なくとも下に向いた電極面を有し、
前記第１縦動スライド機構、前記第２縦動スライド機構、および、前記横動スライド機構により、前記一対の電極を相対的に移動させて、
前記一方の溶接電極の上に向いた電極面と、該電極面と前記縦方向に対向する前記他方の溶接電極の下に向いた電極面とでワークを両側から挟んで加圧しながら溶接を行う態様と、
前記一方の溶接電極の下に向いた電極面と、該電極面と前記横方向に並ぶ前記他方の溶接電極の下に向いた電極面とでワークを片側から加圧しながら溶接を行う態様と、を択一的に選択して溶接を行うことを特徴とする抵抗溶接機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は特にスポット溶接を行う抵抗溶接機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の車体は、多種の板厚、材質のワークから構成され、その溶接工法として、その溶接工法として、スポット溶接工法を多用している。
【０００３】
スポット溶接には、例えば、ダイレクトスポット溶接、シリーズスポット溶接、インダイレクトスポット溶接がある。
【０００４】
ダイレクトスポット溶接は、図１１に示すように、上下の溶接電極１０１、１０２で、金属板を重ねたワーク１０３を挟んで加圧し、溶接電極１０１、１０２の加圧力が、あらかじめ設定しておいた加圧力に到達すると通電する。このとき、ワーク１０３の電気抵抗により金属が発熱してナゲット１０４が形成され、このナゲットにより、ワーク１０３が溶接される。図１１中、１１１は加圧機構であり、１１２は溶接電極１０１、１０２に通電する溶接電流を制御する溶接電流供給装置である。
【０００５】
シリーズスポット溶接は、図１２に示すように、ワーク２０３の片側から一対の溶接電極２０１、２０２を加圧接触させ、溶接電極２０１、２０２の加圧力が、あらかじめ設定しておいた所定の加圧力に到達すると通電する。そして、ワーク２０３間の電気抵抗により金属を発熱させ、一対の溶接電極２０１、２０２で加圧した部位にそれぞれナゲット２０４、２０５を形成するものである。一般的にシリーズスポット溶接では、左右の溶接電極２０１、２０２の相互間で、通電させるエネルギのバランスを良くして、一対の溶接電極２０１、２０２で加圧した部位にそれぞれ均等なナゲット２０４、２０５を形成するため、溶接電流として交流電流を使用するとよい。図１２中、２１１、２１２は加圧機構であり、２１３は溶接電極２０１、２０２に通電する溶接電流を制御する溶接電流供給装置である。
【０００６】
また、インダイレクトスポット溶接は、図示は省略するが、溶接電極をワークが重なった部位に加圧接触させ、他方、アースを設置し、ワークを加圧した溶接電極の加圧力が、あらかじめ設定しておいた所定の加圧力に到達すると、溶接電極とアースとの間で通電する。そして、ワークの電気抵抗により金属を発熱させ、溶接電極で加圧した部位においてナゲットを形成するものである。インダイレクトスポット溶接では、溶接用の電極が１つであるので、溶接負荷を低減し、溶接トランスの容量を小さくするため、直流電流で通電するとよい。
【０００７】
図１１に示すように、単純に、薄板を２枚重ねた場合や３枚重ねた部位には、一対の溶接電極でワークを挟んで通電するダイレクトスポット溶接が一般的な方法であるが、図１３に示すように、裏面に袋状のワーク２１５が重ねられている場合や、図示は省略するが片側が大きなワークである場合などでは、ワークの溶接したい部位を一対の溶接電極で挟む構造をとるのが難しく、ダイレクトスポット溶接を採用できない場合がある。このような場合には、図１３に示すように、ワーク２１４の片側から溶接電極２０１、２０２を押し当ててスポット溶接を行えるシリーズスポット溶接や、インダイレクトスポット溶接などが有利な場合がある。
【０００８】
なお、ダイレクトスポット溶接とシリーズスポット溶接が併用できる抵抗溶接機については、例えば、特開平６−１５５０３７号公報（特許文献１）と特開平６−３２８２６４号公報（特許文献２）に開示されている。また、インダイレクトスポット溶接を行う抵抗溶接機については、例えば、２００２−２６３８４８号公報（特許文献３）に開示している。
【０００９】
このうち、特開平６−１５５０３７号公報に開示されたものは、ダイレクトスポット溶接とシリーズスポット溶接とに併用できるものであるが、一対の電極が略対向した状態で位置が少し調整されるもので、ワークの構造上、ダイレクトスポット溶接として用いられる場合と、シリーズスポット溶接として用いられる場合があるというものである。
【００１０】
また、特開平６−３２８２６４号公報に開示されたものは、一対の電極が略対向した状態で電気回路の切り替えを行い、ダイレクトスポット溶接とシリーズスポット溶接を切り替えるようにしたものである。特開２００２−２６３８４８号公報に開示したものは、インダイレクトスポット溶接装置において一対の溶接電極の間隔を可変にできるものである。
【特許文献１】特開平６−１５５０３７号公報
【特許文献２】特開平６−３２８２６４号公報
【特許文献３】特開２００２−２６３８４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したように、ワークを溶接電極で挟んで通電するダイレクトスポット溶接と、ワークの片側から電極を当てて通電するシリーズスポット溶接やインダイレクトスポット溶接などの片側溶接とを併用できる抵抗溶接機は提案されていない。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る抵抗溶接機は、一対の溶接電極と、一対の溶接電極のうち、一方の溶接電極を縦方向にスライド移動させる第１縦動スライド機構と、一対の溶接電極のうち、他方の溶接電極を縦方向にスライド移動させる第２縦動スライド機構、および、他方の溶接電極を横方向にスライド移動させる横動スライド機構とを備え、一方の溶接電極は、縦方向に対して、上に向いた電極面と、下に向いた電極面とを有し、他方の溶接電極は、縦方向に対して、少なくとも下に向いた電極面を有し、第１縦動スライド機構、第２縦動スライド機構、および、横動スライド機構により、一対の電極を相対的に移動させて、一方の溶接電極の上に向いた電極面と、該電極面と縦方向に対向する他方の溶接電極の下に向いた電極面とでワークを両側から挟んで加圧しながら溶接を行う態様と、一方の溶接電極の下に向いた電極面と、該電極面と横方向に並ぶ他方の溶接電極の下に向いた電極面とでワークを片側から加圧しながら溶接を行う態様と、を択一的に選択して溶接を行うものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の抵抗溶接機は、該抵抗溶接機に装備された第１縦動スライド機構、第２縦動スライド機構、および、横動スライド機構により、一対の電極を相対的に移動させて、一方の溶接電極の上に向いた電極面と、該電極面と縦方向に対向する他方の溶接電極の下に向いた電極面とでワークを両側から挟んで加圧しながら溶接を行う態様と、一方の溶接電極の下に向いた電極面と、該電極面と横方向に並ぶ他方の溶接電極の下に向いた電極面とでワークを片側から加圧しながら溶接を行う態様と、を択一的に選択して溶接を行うことができるので、ワークの種類や構造等に応じて、１台の抵抗溶接機でダイレクトスポット溶接と、シリーズスポット溶接又はインダイレクトスポット溶接とを選択して、適切な態様でワークの抵抗溶接を行うことができる。また、溶接態様の設定及び変更は、１台の抵抗溶接機に集約された縦・横動スライド機構の作動により行うので、抵抗溶接機の構造及び制御系を簡素に構築することができる。
【００１５】
また、一対の溶接電極のうち、一方の溶接電極は上に向いた電極面と、下に向いた電極面を備え、他方の溶接電極は少なくとも下に向いた電極面を備えたものとし、移動機構は、一方の溶接電極の上に向いた電極面と、他方の溶接電極の下に向いた電極面とが対向する位置と、両方の溶接電極の下に向いた電極面が横に並ぶ位置とに、一対の溶接電極を相対的に移動させるように構成したものは、移動機構を、例えば、一方の溶接電極を固定し、他方の溶接電極を縦方向、横方向の２方向に移動させる機構とすることができ、移動機構を簡素化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態に係る抵抗溶接機を図面に基づいて説明する。なお、同一の作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明する。
【００１７】
この抵抗溶接機１０は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、一対の溶接電極１１、１２と、一対の溶接電極１１、１２が対向する位置と横に並ぶ位置に、一対の溶接電極１１、１２を移動させる移動機構とを備えている。図１（ｂ）中の１４は、溶接電極１１、１２に溶接電流を供給する溶接電流供給装置である。  
【００１８】
この実施形態では、一対の溶接電極１１、１２は、それぞれ中間部が支持され、上に向いた電極面１１ａ、１２ａと下に向いた電極面１１ｂ、１２ｂを備えている。
【００１９】
移動機構は、図２に示すように、左右の溶接電極１１、１２の下に向いた電極面１１ｂ、１２ｂが横に並ぶ位置と、図３に示すように、左側に位置していた溶接電極１１の上に向いた電極面１１ａと、右側に位置していた溶接電極１２の下に向いた電極面１２ｂとが上下方向に対向する位置とに、一対の溶接電極１１、１２を相対的に移動させる機構である。この移動機構は、左側の溶接電極１１を縦方向にスライド移動させる第１縦動スライド機構２１と、右側の溶接電極１２を縦方向にスライド移動させる第２縦動スライド機構２２と、右側の溶接電極１２を横方向にスライド移動させる横動スライド機構２３で構成している。  
【００２０】
縦動スライド機構２１、２２は、それぞれ溶接電極１１、１２をスライド移動させる駆動源となるエアシリンダ３１、３２と、溶接電極１１、１２のスライド移動をガイドするガイド機構３３、３４で構成している。斯かる第１、第２縦動スライド機構２１、２２は、図４に示すように、一方の縦動スライド機構２１を下側に伸張させ、他方の縦動スライド機構２２を縮めた状態において、溶接電極１２の下に向いた電極面１２ｂと、溶接電極１１の上に向いた電極面１１ａとの間に、ワーク４０を挿入するのに十分な間隔が確保できるように、溶接電極１１、１２の縦方向の移動距離を設定している。
【００２１】
また、横動スライド機構２３は、横向きに配設したスライドベース３５に沿って右側の溶接電極１２をスライド移動させる機構を備えている。この実施形態では、図４に示すように、左側の溶接電極１１を下側に位置させ右側の溶接電極１２を上側に位置させた状態から、図５に示すように、右側の溶接電極１２を左側の溶接電極１１の上に位置するように移動させるものである。
【００２２】
この抵抗溶接機１０は、図１（ａ）に示す待機位置では、左右の溶接電極１１、１２は、縦動スライド機構２１、２２のエアシリンダ３１、３２をそれぞれ縮め、上側に位置した状態で横に並んでいる。
【００２３】
シリーズスポット溶接を行う場合は、待機位置にある溶接電極１１、１２の下にワーク４０をセットし、図２に示すように、待機位置から縦動スライド機構２１、２２のエアシリンダ３１、３２をそれぞれ伸張させ、左右一対の溶接電極１１、１２を横に並べた状態でワーク４０に押し付ける。そして、所定の加圧力になったときに溶接電極１１、１２に通電することにより、シリーズスポット溶接を行う。
【００２４】
次に、ダイレクトスポット溶接を行う場合は、図１（ａ）に示す待機位置から、図４に示すように、左側の溶接電極１１の縦動スライド機構２１を伸張させ、左側の溶接電極１１を下に伸ばす。次に、図５に示すように、右側の溶接電極１２の縦動スライド機構２２を縮めた状態のまま右側の溶接電極１２を左側に移動させる。これにより、左側の溶接電極１１を下に位置させ、右側の溶接電極１２を左側の溶接電極１１の上に位置させて溶接電極１１、１２を縦列に位置させる。これにより、左側の溶接電極１１の上に向いた電極面１１ａと右側の溶接電極１２の下に向いた電極面１２ｂを上下に対向させることができる。そして、図３に示すように、上下に対抗した電極面１１ａ、１２ｂの間にワーク４０を挿入セットし、右側の縦動スライド機構２２を下向きに伸張させて上下に配設された溶接電極１１、１２でワーク４０を挟み、加圧接触させて通電する。
【００２５】
このように、この抵抗溶接機１０は、溶接電極１１、１２がそれぞれ上に向いた電極面１１ａ、１２ａと、下に向いた電極面１１ｂ、１２ｂを備え、図２に示すように、一対の溶接電極１１、１２の下に向いた電極面１１ｂ、１２ｂが横に並ぶ位置と、図３に示すように、一方の溶接電極１１の上に向いた電極面１１ａと、他方の溶接電極１２の下に向いた電極面１２ｂとが上下方向に対向する位置とに、一対の溶接電極１１、１２を相対的に移動させる移動機構を備えている。これにより、シリーズスポット溶接やインダイレクトスポット溶接のような片側溶接と、ダイレクトスポット溶接の何れにも用いることができる。
【００２６】
なお、シリーズスポット溶接、ダイレクトスポット溶接、インダイレクトスポット溶接のそれぞれを適切に行うため、溶接電極１１、１２に溶接電流を供給する溶接電流供給装置１４（図１（ｂ）参照）は、タイマコンタクタやトランスなどを適切に組み合わせて、交流電流と直流電流を適宜に切り替えることができ、所望の電圧の溶接電流を供給できるように構成するとよい。
【００２７】
また、上述した実施形態では、一対の溶接電極１１、１２が、いずれも上に向いた電極面１１ａ、１２ａと、下に向いた電極面１１ｂ、１２ｂを備えたものを例示したが、上述した実施形態の抵抗溶接機では、図２、図３に示す例によれば、溶接電極１２の上に向いた電極面１２ａは使用されなくても、ダイレクトスポット溶接とシリーズスポット溶接の両方に併用できる抵抗溶接機としての必要な構成を備えているので、一対の溶接電極１１、１２のうち、一方の溶接電極１１が上下に電極面１１ａ、１１ｂを備えたものとし、他方の溶接電極１２が下に向いた電極面１２ｂのみを備えたものとしてもよい。
【００２８】
次に、本発明の他の実施形態に係る抵抗溶接機を説明する。
【００２９】
この抵抗溶接機５０は、図６に示すように、一対の溶接電極５１、５２と、一対の溶接電極５１、５２が対向する位置と横に並ぶ位置に、一対の溶接電極５１、５２を相対的に移動させる移動機構５３とを備えている。
【００３０】
具体的に、この実施形態では、一対の溶接電極５１、５２は、それぞれ図６に示すように基部６１と、一端に溶接電極５１、５２を備えた可動部６２と、溶接電極５１、５２を操作する電極操作部６３とで構成している。
【００３１】
可動部６２の先端部は屈曲しており、その先端に溶接電極５１、５２を取り付けている。可動部６２の中間部位６４は基部６１の先端に回動可能に軸支しており、可動部６２の基端部６５と基部６１との間に、可動部６２を操作するアクチュエータ６６を装着している。アクチュエータ６６を伸縮させると、可動部６２の基端部６５と基部６１との間隔が変動し、可動部６２が基部６１に対して揺動する。この構造では、アクチュエータ６６は、例えば、エアシリンダなどのシリンダ機構を用いるとよい。なお、可動部６２を揺動させる構造は上記の構造に限定されず、斯かる機能を奏する構造であれば、公知の構造を適用することができる。
【００３２】
移動機構５３は、この実施形態では、左右一対の溶接電極５１、５２の基部６１の基端を、それぞれ回動自在に取り付けた回転機構７１と、回転機構７１を操作する操作部７２を備えている。
【００３３】
回転機構７１は、例えば、図６、図７に示すように、左右一対の歯車８１、８２が噛合した歯車機構からなり、左右それぞれの歯車の歯車軸に溶接電極５１、５２の基部６１を取り付けている。操作部７２は回転機構７１の片側の歯車８１、８２に噛合した駆動歯車８３と、駆動歯車８３を駆動させる駆動部８４とで構成している。
【００３４】
この抵抗溶接機５０は、図６および図８に示すように、一対の溶接電極５１、５２の電極面５１ａ、５２ａが対向する位置と、図９および図１０に示すように、一対の溶接電極５１、５２の電極面５１ａ、５２ａが横に並ぶ位置とに、操作部７２で回転機構７１を操作することにより一対の溶接電極５１、５２を相対的に移動させることができる。
【００３５】
これにより、図６および図８に示すように、一対の溶接電極５１、５２の電極面５１ａ、５２ａが対向する位置に、一対の溶接電極５１、５２を相対移動させると、一対の溶接電極５１、５２でワーク９０を挟み、ダイレクトスポット溶接を行うことができる。また、図９および図１０に示すように、一対の溶接電極５１、５２が横に並ぶ位置に一対の溶接電極５１、５２を相対移動させると、ワーク９０を片側から加圧接触させることができ、シリーズスポット溶接又はインダイレクトスポット溶接の片側溶接を行うことができる。
【００３６】
以上、本発明の一実施形態に係る抵抗溶接機を説明したが、本発明の一実施形態に係る抵抗溶接機は上述した実施形態に限定されるものではない。
【００３７】
例えば、この明細書および特許請求の範囲において、「上」「下」、「左」「右」との記載は、説明の便宜上、方向を定めたものであって、抵抗溶接機を横に向けて置いたり、縦に向けて置いたりすることにより、適宜変更されるものである。
【００３８】
また、第１の実施形態として挙げた図１に示す抵抗溶接機１０では、移動機構の構造や構成、電極の構造などは自由に変更できる。また、移動機構は溶接電極の両方を動かすことが出来る構造を例示したが、一方を固定し、他方が相対的に移動する構造としてもよい。
【００３９】
また、他の実施形態として挙げた図６に示す抵抗溶接機５０においても、移動機構の構造や構成、電極の構造などは自由に変更でき、移動機構において、両方の溶接電極が動く機構となっているが、片方を固定し、他方が相対的に移動する構造としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係る抵抗溶接機を示す正面図、（ｂ）はその側面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る抵抗溶接機の使用状態を示す正面図。
【図３】本発明の一実施形態に係る抵抗溶接機の使用状態を示す正面図。
【図４】本発明の一実施形態に係る抵抗溶接機の使用状態を示す正面図。
【図５】本発明の一実施形態に係る抵抗溶接機の使用状態を示す正面図。
【図６】本発明の他の実施形態に係る抵抗溶接機を示す平面図。
【図７】本発明の他の実施形態に係る抵抗溶接機の移動機構に内装した歯車機構を示す側面図。
【図８】本発明の他の実施形態に係る抵抗溶接機の溶接電極の使用状態を示す図。
【図９】本発明の他の実施形態に係る抵抗溶接機の使用状態を示す図。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る抵抗溶接機の溶接電極の使用状態を示す図。
【図１１】ダイレクトスポット溶接を行う抵抗溶接機を示す側面図。
【図１２】シリーズスポット溶接を行う抵抗溶接機を示す正面図。
【図１３】シリーズスポット溶接を示す図。
【符号の説明】
【００４１】
１０   抵抗溶接機
１１   溶接電極
１１ａ 電極面
１１ｂ 電極面
１２   溶接電極
１２ｂ 電極面
１４   溶接電流供給装置
２１、２２    縦動スライド機構
２３   横動スライド機構
３１、３２    エアシリンダ
３３   ガイド機構
３５   スライドベース
４０   ワーク
５０   抵抗溶接機
５１、５２    溶接電極
５１ａ、５２ａ       電極面
５３   移動機構
６１   基部
６２   可動部
６３   電極操作部
６４   中間部位
６５   基端部
６６   アクチュエータ
７１   回転機構
７２   操作部
８１   歯車
８３   駆動歯車
８４   駆動部
【図１】
0004836171.tif 000002
【図２】
0004836171.tif 000003
【図３】
0004836171.tif 000004
【図４】
0004836171.tif 000005
【図５】
0004836171.tif 000006
【図６】
0004836171.tif 000007
【図７】
0004836171.tif 000008
【図８】
0004836171.tif 000009
【図９】
0004836171.tif 000010
【図１０】
0004836171.tif 000011
【図１１】
0004836171.tif 000012
【図１２】
0004836171.tif 000013
【図１３】
0004836171.tif 000014