(57)【要約】【課題】一直線上に異なる打点間隔で複数個のスポット溶接を連続的に行う際に、打点の位置精度を高めることが可能なスポット溶接装置を提供する。【解決手段】溶接ヘッド５０を右側面側から見たとき、サーボモータ６０を右回り方向に回転させると、その回動量に応じて各ガイド部材５３，５４の間隔が縮まる。また、サーボモータ６０を左回り方向に回転させると、その回動量に応じて各ガイド部材５３，５４の間隔が広がる。従って、制御回路４６によってサーボモータ６０の回転方向および回動量を制御することにより、各ガイド部材５３，５４の間隔を任意に設定できる。そのため、各電極チップ２６，２７の先端部を一直線上の任意の位置に配置し、その先端部の間隔を任意に設定可能であるため、一直線上に異なる打点間隔で複数個のスポット溶接を連続的に行うことができる。【選択図】  図４
2005319485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重ね合わせた２枚の金属板の一方の表面に、離間する一対の電極を加圧接触させて両電極間に溶接電流を流し、これらの２枚の金属板を溶接するシリーズスポット溶接装置であって、
前記一対の電極は前記金属板を同一方向に加圧し、
前記一対の電極の少なくともいずれか一方を、他方に対して、前記金属板の加圧方向と直交する方向に平行移動させることにより、前記一対の電極の間隔を可変させる平行移動手段を備えたことを特徴とするシリーズスポット溶接装置。
【請求項２】
重ね合わせた２枚の金属板の一方の表面に、離間する一対の電極を加圧接触させて両電極間に溶接電流を流し、これらの２枚の金属板を溶接するシリーズスポット溶接装置であって、
前記一対の電極の少なくともいずれか一方を他方に対して任意の角度で傾動させることにより、前記金属板の表面における溶接箇所の法線方向と、前記一対の電極が前記金属板を加圧する方向とを一致させる傾動手段を備えたことを特徴とするシリーズスポット溶接装置。
【請求項３】
重ね合わせた２枚の金属板の一方の表面に、離間する一対の電極を加圧接触させて両電極間に溶接電流を流し、これらの２枚の金属板を溶接するシリーズスポット溶接装置であって、
前記一対の電極の少なくともいずれか一方を、他方に対して、前記金属板の加圧方向と直交する方向に平行移動させることにより、前記一対の電極の間隔を可変させる平行移動手段と、
前記一対の電極の少なくともいずれか一方を他方に対して任意の角度で傾動させることにより、前記金属板の表面における溶接箇所の法線方向と、前記一対の電極が前記金属板を加圧する方向とを一致させる傾動手段を備えたことを特徴とするシリーズスポット溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスポット溶接装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、金属板同士の溶接方法として、シリーズスポット溶接法やインダイレクトスポット溶接法などが知られている。
【０００３】
シリーズスポット溶接法では、重ね合わせた２枚の金属板を離間する一対の電極により一方向から加圧しながら両電極間に溶接電流を流すことにより、一対の電極が加圧している両金属板の接触箇所に金属板の溶融した部分（一般に「溶接ナゲット」と呼ばれる）を生成し、その溶接ナゲットによって両金属板を点状に溶接する。そのため、シリーズスポット溶接法では、一対の電極に対応した２つの溶接ナゲットが形成される。尚、金属板上で電極が加圧している箇所は「打点」と呼ばれる。
【０００４】
インダイレクトスポット溶接法において、シリーズスポット溶接法と異なるのは、重ね合わせた２枚の金属板の一方が小さく、一対の電極の片方で小さい方の金属板を加圧すると共に、他方の電極で大きい方の金属板を加圧しながら両電極間に溶接電流を流すことにより、前記片方の電極が加圧している両金属板の接触箇所に溶接ナゲットを生成する点である。そのため、インダイレクトスポット溶接法では、前記片方の電極に対応した１つの溶接ナゲットのみが形成される。
【０００５】
ところで、シリーズスポット溶接法には、バック電極を用いるタイプと用いないタイプとがある。
バック電極を用いるタイプでは、電極の加圧側とは反対側に位置する金属板の裏側にバック電極を配置し、一方の電極→重ね合わせた金属板→バック電極→重ね合わせた金属板→他方の電極という電流経路を形成し、その電流経路に溶接電流を流すことにより、重ね合わせた両金属板に点状に溶接を行う。
【０００６】
それに対して、バック電極を用いないタイプでは、一方の電極→重ね合わせた金属板→他方の電極という電流経路を形成し、その電流経路に溶接電流を流すことにより、重ね合わせた両金属板に点状に溶接を行う。そのため、溶接の前工程で組み付けられた別部材等が金属板の裏側を覆って閉断面部位を形成し、金属板の裏側にバック電極を配置できない場合に用いられる。
【０００７】
しかし、バック電極を用いないシリーズスポット溶接法には、十分なナゲットを形成することが困難であることに加え、ブローホールが形成されることから、十分な溶接強度が得られないという欠点があった。
そこで、本出願人は、重ね合わせた２枚の金属板の一方の表面に、離間する一対の電極を加圧接触させて両電極間に溶接電流を流し、これらの２枚の金属板を溶接するシリーズスポット溶接方法であって、前記一方の金属板の前記電極を加圧接触させる部位に、部分的に一般部より一段高い座面を形成するとともに、前記電極は先端を球面に形成し、前記電極を前記座面に、前記座面を押しつぶすように加圧接触させて溶接することを特徴とするシリーズスポット溶接方法を開発した（特許文献１参照）。
【０００８】
ところで、近年、スポット溶接法において、一対の電極の間隔を可変することにより、２つの打点の間隔（ピッチ）を任意に変更することが要求されている。
そこで、アーム先端の溶接ヘッド部に配設した略平行な一対の棒状電極の先端部で被溶接材をインダイレクト溶接するスポット溶接装置において、前記溶接ヘッド部に、一対の電極の間隔を可変にする電極間隔可変機構を配設し、その電極間隔可変機構を、一対の電極の一方を他方の電極とは別の位置を中心として所定半径で旋回させる電極旋回機構で構成したスポット溶接装置が提案されている（特許文献２参照）。
尚、特許文献２にはシリーズスポット溶接法について何の記載もされていないが、特許文献２の技術はインダイレクト溶接法に限らずシリーズスポット溶接法にも適用できる。
【特許文献１】特開２００２−２３９７４２号公報（第２〜６頁、図１〜図４）
【特許文献２】特開２００２−２６３８４８号公報（第２〜６頁、図１〜図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、一直線上に異なる打点間隔で複数個のスポット溶接を連続的に行うことが要求されている。
この場合、特許文献２の技術では、まず、電極旋回機構を用いて前記一方の電極を旋回させて一対の電極の間隔を変更し、その後に、アームを移動させて一対の電極を一直線上に沿って配置し直す必要がある。
そのため、一対の電極を一直線上に沿って配置し直す操作を行う際に、打点の位置精度が低下するおそれがある。
【００１０】
また、近年、曲面形状の金属板にスポット溶接を行うことが要求されている。曲面形状の金属板に確実なスポット溶接を行うには、曲面形状の金属板における溶接箇所（打点）の法線方向と電極の加圧方向とを一致させなければならない。
しかし、特許文献１および特許文献２の技術は、平面形状の金属板に対して垂直方向に一対の電極を加圧する機能しか備えていないため、曲面形状の金属板における溶接箇所の法線方向と電極の加圧方向とを一致させることができず、曲面形状の金属板に確実なスポット溶接を行うことができない。
【００１１】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、一直線上に異なる打点間隔で複数個のスポット溶接を連続的に行う際に、打点の位置精度を高めることが可能なスポット溶接装置を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、曲面形状の金属板に確実なスポット溶接を行うことが可能なスポット溶接装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、重ね合わせた２枚の金属板の一方の表面に、離間する一対の電極を加圧接触させて両電極間に溶接電流を流し、これらの２枚の金属板を溶接するシリーズスポット溶接装置であって、前記一対の電極は前記金属板を同一方向に加圧し、前記一対の電極の少なくともいずれか一方を、他方に対して、前記金属板の加圧方向と直交する方向に平行移動させることにより、前記一対の電極の間隔を可変させる平行移動手段を備えたことを技術的特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、重ね合わせた２枚の金属板の一方の表面に、離間する一対の電極を加圧接触させて両電極間に溶接電流を流し、これらの２枚の金属板を溶接するシリーズスポット溶接装置であって、前記一対の電極の少なくともいずれか一方を他方に対して任意の角度で傾動させることにより、前記金属板の表面における溶接箇所の法線方向と、前記一対の電極が前記金属板を加圧する方向とを一致させる傾動手段を備えたことを技術的特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、重ね合わせた２枚の金属板の一方の表面に、離間する一対の電極を加圧接触させて両電極間に溶接電流を流し、これらの２枚の金属板を溶接するシリーズスポット溶接装置であって、前記一対の電極の少なくともいずれか一方を、他方に対して、前記金属板の加圧方向と直交する方向に平行移動させることにより、前記一対の電極の間隔を可変させる平行移動手段と、前記一対の電極の少なくともいずれか一方を他方に対して任意の角度で傾動させることにより、前記金属板の表面における溶接箇所の法線方向と、前記一対の電極が前記金属板を加圧する方向とを一致させる傾動手段を備えたことを技術的特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
（請求項１）
請求項１の発明によれば、平行移動手段によって前記一対の電極の間隔を適宜設定することにより、各電極の先端部を一直線上の任意の位置に配置し、各電極の先端部の間隔を任意に設定可能であるため、一直線上に異なる打点間隔で複数個のスポット溶接を連続的に行うことができる。そして、請求項１の発明では前記一対の電極を平行移動させるだけで各電極の間隔を変更するため、特許文献２のように打点の位置精度が低下するのを防止できる。
【００１６】
（請求項２）
請求項２の発明によれば、傾動手段によって前記一対の電極の少なくともいずれか一方を他方に対して任意の角度で傾動させることにより、各電極の加圧方向を任意に設定可能であるため、前記金属板の表面における溶接箇所の法線方向と、各電極の加圧方向とを一致させることができる。そのため、請求項２の発明では、曲面形状の金属板に確実なスポット溶接を行うことができる。
【００１７】
（請求項３）
請求項３の発明によれば、請求項１および請求項２の各発明の作用・効果を兼ね備えたスポット溶接装置を提供できる。
【００１８】
（用語の説明）
尚、上述した［課題を解決するための手段］に記載した構成要素と、後述する［発明を実施するための最良の形態］に記載した構成部材との対応関係は以下のようになっている。
【００１９】
「平行移動手段」は、エアシリンダ２４，２５、レール５１，５２、ガイド部材５３，５４、雄ねじ５５，５６、ボールねじ５７，５８、取付部材５９、サーボモータ６０、モータ軸６１、歯付プーリ６２〜６４、歯付ベルト６５、取付部材６６，６７、ピストン６８，６９から構成される。
【００２０】
「傾動手段」は、エアシリンダ２５、ピストン６９、取付部材８０〜８２、サーボモータ８３、減速機８４から構成されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１実施形態）
［第１実施形態の構成］
図１は、本発明を具体化した第１実施形態に係るスポット溶接装置２０の概略構成を示す斜視図である。
スポット溶接装置２０は、６軸ロボットアーム２２、エアシリンダ２４，２５、電極チップ２６，２７、制御装置４０、溶接ヘッド５０などから構成されている。
【００２２】
電極チップ２６はエアシリンダ２４から突出したピストン６８の先端に取り付けられ、電極チップ２７はエアシリンダ２５から突出したピストン６９の先端に取り付けられている。６軸ロボットアーム２２の手首部分２２ａには溶接ヘッド５０のヘッド本体２３が取り付けられ、平行に配置された各エアシリンダ２４，２５はヘッド本体２３の正面側に取り付けられている。そして、各エアシリンダ２４，２５には、エアポンプ（図示略）から圧搾空気が供給されるようになっている。
【００２３】
６軸ロボットアーム２２は、各エアシリンダ２４，２５に支持された各電極チップ２６，２７を、重ね合わせた２枚の金属板（例えば、鋼板やアルミニウム合金板など）Ｗａ，Ｗｂの所定位置に移動させる。各エアシリンダ２４，２５はそれぞれ、エアポンプから供給される圧搾空気のエア圧によりピストンを伸縮させることにより、当該ピストンの先端に取り付けられている各電極チップ２６，２７を進退移動させ、各電極チップ２６，２７の先端部２６ａ，２７ａを金属板Ｗａに対して加圧接触させる。
【００２４】
金属板Ｗａにおいて、各電極チップ２６，２７の先端部２６ａ，２７ａが加圧接触される部位（溶接箇所、打点）には、部分的に一般部３５より１段高い座面３０ａを有する凸部３０が形成されている。
【００２５】
図２は、スポット溶接装置２０の各電極チップ２６，２７へ供給する溶接電流を制御する制御装置４０の電気的構成を示す回路図である。
【００２６】
制御装置４０は、溶接トランス４２、電圧検出器４４、制御回路４６、交流電源４８、サイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２などから構成されている。尚、電圧検出器４４、制御回路４６、サイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２からなる装置は「タイマコンタクタ」と呼ばれる。
溶接トランス４２の二次側巻線には各電極チップ２６，２７が電気的に接続されている。また、溶接トランス４２の一次側巻線には、各サイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２を介して交流電源４８が電気的に接続されている。
【００２７】
電圧検出器４４は、各電極チップ２６，２７間の電圧（溶接トランス４２の二次側電圧）を検出し、その電圧値（電圧データ）を制御回路４６へ出力する。
互いに逆方向に並列接続された各サイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２のゲート端子は制御回路４６に接続されている。
制御回路４６は、電圧検出器４４が検出した各電極チップ２６，２７間の電圧に基づいて、各サイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２のゲート端子にトリガ信号を出力して制御することにより、交流電源４８から溶接トランス４２の一次側に供給される溶接電流の通電・遮断の切り替えと位相制御とを行う。
尚、制御回路４６は、６軸ロボットアーム２２、各エアシリンダ２４，２５によるピストンの伸縮、後述するサーボモータ６０，８３などの駆動制御も行う。
【００２８】
図３は、スポット溶接装置２０の電極チップ２６，２７による金属板Ｗａ，Ｗｂのスポット溶接工程を説明するための一部断面図である。
【００２９】
まず、図３（Ａ）に示すように、重ね合わせた２枚の金属板Ｗａ，Ｗｂに対して、各電極チップ２６，２７の先端部２６ａ，２７ａが鋼板Ｗａにおける凸部３０の上方に位置するように、６軸ロボットアーム２２によって各電極チップ２６，２７が移動されて位置決めされる。
【００３０】
次に、図３（Ｂ）に示すように、各エアシリンダ２４，２５のピストンを伸長させることにより、当該ピストンの先端に取り付けられている各電極チップ２６，２７を移動させ、各電極チップ２６，２７の先端部２６ａ，２７ａを金属板Ｗａに対して加圧接触させる。
【００３１】
このとき、各電極チップ２６，２７の先端部２６ａ，２７ａが座面３０ａに当接した後も、各エアシリンダ２４，２５のピストンを伸長させて各電極チップ２６，２７による加圧が続けられ、座面３０ａは鋼板Ｗｂ方向に向かって押しつぶされる。つまり、凸部３０が存在することにより、各金属板Ｗａ，Ｗｂの間に形成された空間Ｋを狭くするように、各電極チップ２６，２７が座面３０ａを押しつぶす。その結果、座面３０ａには球面状の窪みを有する凹部が形成され、座面３０ａの裏側には金属板Ｗｂに向かって球面状に突出する接触面３０ｃが形成される。
【００３２】
続いて、図３（Ｃ）に示すように、各電極チップ２６，２７による加圧が更に続けられ、座面３０ａの裏側に形成された球面状の接触面３０ｃの頂部を金属板Ｗｂに接触させる。つまり、接触面３０ｃのうちの最も突出した部分を他の部分よりもいち早く金属板Ｗｂに点接触させる。その結果、接触面３０ｃは点接触部３０ｄを介して金属板Ｗｂに点接触される。つまり、各電極チップ２６，２７が加圧している箇所である点接触部３０ｄが打点となる。
【００３３】
この状態で、制御回路４６が各サイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２を制御して交流電源４８から溶接トランス４２の一次側に溶接電流を通電させることにより、溶接トランス４２の二次側から各電極チップ２６，２７間へ溶接電流を通電させる。
すると、点接触部３０ｄにより点状に絞られた接触抵抗の大きな通電経路（図示の矢印付き実線）が形成され、その通電経路を流れる溶接電流は、面接触による通電経路よりも電流密度が高められる。その溶接電流によって抵抗発熱量が増大し、点接触部３０ｄにおける各金属板Ｗａ，Ｗｂが溶融して溶接ナゲットＮａが生成され、その溶接ナゲットＮａによって両金属板Ｗａ，Ｗｂが点状に溶接される。
【００３４】
その後、各電極チップ２６，２７による加圧および通電が継続されることにより、金属板Ｗａの点接触部３０ｄが金属板Ｗｂにめり込むように沈み込み、球面状の接触面３０ｃに沿った表面方向に向かうように溶接ナゲットＮａが順次形成され、スポット溶接が完了される。
尚、各電極チップ２６，２７の先端部２６ａ，２７ａが金属板Ｗａを加圧する際の加圧力は、比較的低い圧力（例えば、５０ｋｇｆ程度）に設定されている。
【００３５】
図４（Ａ）および図５（Ａ）は、第１実施形態の溶接ヘッド５０の平面図である。
図４（Ｂ）および図５（Ｂ）は、第１実施形態の溶接ヘッド５０の正面図である。
尚、図４は各電極チップ２６，２７の間隔を最も狭めた状態を示し、図５は各電極チップ２６，２７の間隔を最も広げた状態を示す。
図６および図７は、第１実施形態の溶接ヘッド５０の右側面図である。
尚、図６は各エアシリンダ２４，２５の各ピストン６８，６９を最も退縮させた状態を示し、図７は各エアシリンダ２４，２５の各ピストン６８，６９を最も伸長させた状態を示す。
【００３６】
第１実施形態の溶接ヘッド５０は、ヘッド本体２３、エアシリンダ２４，２５、レール５１，５２、ガイド部材５３，５４、雄ねじ５５，５６、ボールねじ５７，５８、取付部材５９、サーボモータ（サーボ電動機）６０、モータ軸６１、歯付プーリ６２〜６４、歯付ベルト６５、取付部材６６，６７、ピストン６８，６９、シャント７０〜７３、取付部材７４，７５などから構成されている。
【００３７】
各レール５１，５２は、溶接ヘッド５０の縦方向に平行な位置に配置され、ヘッド本体２３の正面側に取付固定されている。
各ガイド部材５３，５４は、各レール５１，５２に対して摺動可能かつ脱落不能に嵌合されている。
【００３８】
各ガイド部材５３，５４には横方向に貫通孔（図示略）が形成され、その貫通孔内には雌ねじ（図示略）が形成され、そのねじ溝にはボール（図示略）が組み込まれ、各ガイド部材５３，５４の貫通孔には各雄ねじ５５，５６が挿通され、各ガイド部材５３，５４内の雌ねじと各雄ねじ５５，５６とが螺合している。
そのため、各雄ねじ５５，５６は各レール５１，５２と平行に配置されている。
そして、ボールナットとして機能するガイド部材５３と雄ねじ５５とにより、右ねじのボールねじ５７が構成されている。また、ボールナットとして機能するガイド部材５４と雄ねじ５６とにより、左ねじのボールねじ５８が構成されている。
【００３９】
板状の取付部材５９は、ヘッド本体２３の右側面側に取付固定されている。
ヘッド本体２３にはサーボモータ６０が内蔵され、サーボモータ６０のモータ軸６１は取付部材５９に形成された貫通孔（図示略）に挿通され、その取付部材５９から突出したモータ軸６１には歯付プーリ６２が取付固定されている。
各雄ねじ５５，５６の右端部は取付部材５９に形成された貫通孔（図示略）に挿通され、その取付部材５９から突出した各雄ねじ５５，５６の右端部には歯付プーリ６３，６４が取付固定されている。
各歯付プーリ６２〜６４には歯付ベルト６５が掛けられている。
【００４０】
各エアシリンダ２４，２５は各雄ねじ５５，５６と直交する位置に配置され、各エアシリンダ２４，２５の上端部は、Ｌ字形の各取付部材６６，６７を介して各ガイド部材５３，５４の正面側に取付固定されている。
各エアシリンダ２４，２５の下端部から下方向に突出した各ピストン６８，６９の先端部には各電極チップ２６，２７が取付固定されている。
【００４１】
各エアシリンダ２４，２５、各ピストン６８，６９、各電極チップ２６，２７はそれぞれ、溶接ヘッド５０を側面側から見たとき重なる位置に配置されている。
溶接ヘッド５０を正面側から見たとき、ピストン６８の先端部は左方向に曲げて形成され、ピストン６９の先端部は右方向に曲げて形成され、図４に示すように各エアシリンダ２４，２５を近づけた状態で、各電極チップ２６，２７間の距離が小さくなるように設定されている。
【００４２】
ヘッド本体２３には溶接トランス４２が内蔵されている。
各シャント７０〜７３は、銅の薄板を複数枚積層したものをＵ字形に撓めて形成されており、その電気抵抗は小さく設定されいる。
各シャント７０，７１は溶接ヘッド５０の縦方向に撓んで全長が変化可能なように配置され、各シャント７２，７３は溶接ヘッド５０の横方向に撓んで全長が変化可能なように配置されている。
【００４３】
各シャント７０，７１の一端部は各ピストン６８，６９の背面側に取付固定され、各シャント７０，７１の他端部はＬ字形の各取付部材７４，７５を介して各シャント７２，７３の一端部に取付固定され、各シャント７２，７３の他端部は溶接トランス４２の二次側巻線に接続されている。
そして、電極チップ２６は、シャント７０と取付部材７４とシャント７２とを介して溶接トランス４２の二次側巻線に対して電気的に接続されている。また、電極チップ２７は、シャント７１と取付部材７５とシャント７３とを介して溶接トランス４２の二次側巻線に対して電気的に接続されている。
【００４４】
このように、各電極チップ２６，２７と溶接トランス４２の二次側巻線との接続に各シャント７０〜７３を用いるのは、溶接トランス４２の二次側から各電極チップ２６，２７間へ通電される溶接電流の電流値が大きいことから、通常の配線材では電気抵抗が高すぎて電流損失が増大するためである。
【００４５】
［第１実施形態の作用・効果］
サーボモータ６０の回転は、歯付プーリ６２から歯付ベルト６５を介して、各歯付プーリ６３，６４に伝達される。そして、各歯付プーリ６３，６４の回転に伴って各雄ねじ５５，５６が回転する。つまり、サーボモータ６０によって各雄ねじ５５，５６が回転駆動される。
ここで、サーボモータ６０（歯付プーリ６２）の回転方向と各歯付プーリ６３，６４（各雄ねじ５５，５６）の回転方向は同じである。
【００４６】
そのため、溶接ヘッド５０を右側面側から見てサーボモータ６０が右回り方向（図６に示す矢印α方向）に回転すると、各雄ねじ５５，５６も右回り方向に回転する。
ここで、雄ねじ５５とガイド部材５３によって構成されるボールねじ５７は右ねじであるため、雄ねじ５５の右回り方向の回転に伴い、ガイド部材５３は歯付プーリ６３から離れる方向（図４に示す矢印γ方向）に移動する。
また、雄ねじ５６とガイド部材５４によって構成されるボールねじ５８は左ねじであるため、雄ねじ５６の右回り方向の回転に伴い、ガイド部材５４は歯付プーリ６４に近づく方向（図４に示す矢印δ方向）に移動する。
【００４７】
そして、溶接ヘッド５０を右側面側から見てサーボモータ６０が左回り方向（図６に示す矢印β方向）に回転すると、各雄ねじ５５，５６も左回り方向に回転する。
ここで、雄ねじ５５とガイド部材５３によって構成されるボールねじ５７は右ねじであるため、雄ねじ５５の左回り方向の回転に伴い、ガイド部材５３は歯付プーリ６３に近づく方向（図５に示す矢印δ方向）に移動する。
また、雄ねじ５６とガイド部材５４によって構成されるボールねじ５８は左ねじであるため、雄ねじ５６の左回り方向の回転に伴い、ガイド部材５４は歯付プーリ６４から離れる方向（図５に示す矢印γ方向）に移動する。
【００４８】
このように、溶接ヘッド５０を右側面側から見たとき、サーボモータ６０を右回り方向（図６に示す矢印α方向）に回転させると、その回動量に応じて各ガイド部材５３，５４の間隔が縮まる。また、サーボモータ６０を左回り方向（図７に示す矢印β方向）に回転させると、その回動量に応じて各ガイド部材５３，５４の間隔が広がる。
従って、制御回路４６によってサーボモータ６０の回転方向および回動量を制御することにより、各ガイド部材５３，５４の間隔を任意に設定できる。
【００４９】
ここで、各ガイド部材５３，５４は各レール５１，５２に対して摺動可能かつ脱落不能に嵌合され、各レール５１，５２は溶接ヘッド５０の縦方向に平行な位置に配置されているため、各ガイド部材５３，５４は溶接ヘッド５０の横方向にのみ移動可能である。
また、各エアシリンダ２４，２５は各取付部材６６，６７を介して各ガイド部材５３，５４に取付固定され、各エアシリンダ２４，２５は各雄ねじ５５，５６（各レール５１，５２）と直交する位置に配置されている。
尚、図４に示すように、各ガイド部材５３，５４の間隔が最も縮まった状態において、各電極チップ２６，２７が接触しないように、各ボールねじ５７，５８の寸法が設定されている。
【００５０】
以上のように、第１実施形態において、各エアシリンダ２４，２５から下方向に突出した各ピストン６８，６９の先端部に取付固定された各電極チップ２６，２７は、各金属板Ｗａ，Ｗｂを同一方向に加圧する。
そして、各電極チップ２６，２７（エアシリンダ２４，２５）の少なくともいずれか一方を、他方に対して、金属板Ｗａ，Ｗｂの加圧方向と直交する方向（溶接ヘッド５０の横方向）に平行移動させることにより、各電極チップ２６，２７の間隔を可変できる。
また、各エアシリンダ２４，２５、各ピストン６８，６９、各電極チップ２６，２７はそれぞれ、溶接ヘッド５０を側面側から見たとき重なる位置に配置されている。
【００５１】
従って、第１実施形態によれば、サーボモータ６０の回転方向および回動量を制御するだけで、各電極チップ２６，２７の先端部２６ａ，２７ａを一直線上の任意の位置に配置し、先端部２６ａ，２７ａの間隔を任意に設定可能であるため、一直線上に異なる打点間隔（点接触部３０ｄの間隔）で複数個のスポット溶接を連続的に行うことができる。
【００５２】
そして、各電極チップ２６，２７の先端部２６ａ，２７ａの位置精度は、サーボモータ６０の回動量および各ボールねじ５７，５８の精度によって規定されるため、その位置精度を高めるのは容易である。
また、第１実施形態では、各ガイド部材５３，５４を平行移動させるだけで各電極チップ２６，２７の間隔を変更するため、特許文献２のように打点の位置精度が低下するのを防止できる。
【００５３】
（第２実施形態）
［第２実施形態の構成］
図８（Ａ），図９（Ａ），図１０（Ａ）は、第２実施形態の溶接ヘッド５０の平面図である。
図８（Ｂ），図９（Ｂ），図１０（Ｂ），図１１，図１２は、第２実施形態の溶接ヘッド５０の正面図である。
図１３は、第２実施形態の溶接ヘッド５０の右側面図であり、各エアシリンダ２４，２５のピストンを最も退縮させた状態を示す。
【００５４】
尚、図８は、エアシリンダ２５をレール５２に対して垂直方向に配置すると共に、各エアシリンダ２４，２５の間隔を狭めた状態を示す。図９は、エアシリンダ２５をレール５２に対して垂直方向に配置すると共に、各エアシリンダ２４，２５の間隔を広げた状態を示す。図１０は、エアシリンダ２５をエアシリンダ２４側へ傾動させると共に、各エアシリンダ２４，２５の間隔を狭めた状態を示す。図１１は、エアシリンダ２５をエアシリンダ２４側へ傾動させると共に、各エアシリンダ２４，２５の間隔を広げた状態を示す。図１２は、エアシリンダ２５をエアシリンダ２４の反対側へ傾動させると共に、各エアシリンダ２４，２５の間隔を広げた状態を示す。
【００５５】
第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成部材については符号を等しくして説明を省略してある。
第２実施形態において、第１実施形態と異なるのは以下の点だけである。
【００５６】
［ア］第２実施形態の溶接ヘッド５０は、第１実施形態から取付部材６７を省き、ヘッド本体２３、エアシリンダ２４，２５、レール５１，５２、ガイド部材５３，５４、雄ねじ５５，５６、ボールねじ５７，５８、取付部材５９、サーボモータ（サーボ電動機）６０、モータ軸６１、歯付プーリ６２〜６４、歯付ベルト６５、取付部材６６，６７、ピストン６８，６９、シャント７０〜７３、取付部材７４，７５に加えて、取付部材８０〜８２、サーボモータ（サーボ電動機）８３、減速機８４などから構成されている。
【００５７】
［イ］エアシリンダ２５の上端部は略Ｌ字形の取付部材８０に取付固定され、取付部材８０の下端部は板状の取付部材８１に取付固定されている。ガイド部材５４の正面側には、板状の取付部材８２が取付固定されている。取付部材８２におけるガイド部材５４から下方に延出された部分８２ａの正面側には、取付部材８１が回動可能に取り付けられている。つまり、エアシリンダ２５は、各取付部材８０〜８２を介し、ガイド部材５４に対して回動可能に取り付けられている。
【００５８】
［ウ］サーボモータ８３は、ヘッド本体２３の底部に取付固定されており、取付部材８２におけるガイド部材５４から下方に延出された部分８２ａの背面側に配置されている。サーボモータ８３のモータ軸（図示略）は減速機８４の入力軸（図示略）に取付固定され、減速機８４の出力軸８５は取付部材８２の部分８２ａに形成された貫通孔（図示略）に挿通され、その部分８２ａから突出した減速機８４の出力軸８５の先端部は取付部材８１に取付固定されている。
【００５９】
［エ］各電極チップ２６，２７は、溶接ヘッド５０を側面側から見たとき重なる位置に配置されている。エアシリンダ２５およびピストン６９は、エアシリンダ２４およびピストン６８よりも溶接ヘッド５０の正面側前方に配置されている。溶接ヘッド５０を正面側から見たとき、ピストン６８の先端部は左方向に曲げて形成され、ピストン６９の先端部は後方に曲げて配置されている。
【００６０】
［第２実施形態の作用・効果］
第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、サーボモータ６０の回転方向および回動量を制御することにより、各ガイド部材５３，５４の間隔を任意に設定できる。
従って、第２実施形態において、エアシリンダ２５をレール５２に対して垂直方向に配置した状態では、第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。
【００６１】
減速機８４の出力軸８５は取付部材８１に取付固定されているため、サーボモータ８３により減速機８４を介して取付部材８１が回転駆動される。そして、一体物である各取付部材８０，８１にはエアシリンダ２５が取付固定されている。
そのため、溶接ヘッド５０を正面側から見たとき、減速機８４の出力軸８５を右回り方向に回転させると、その回動量に応じてエアシリンダ２５がエアシリンダ２４側へ傾動する（図１０、図１１）。また、減速機８４の出力軸８５を左回り方向に回転させると、その回動量に応じてエアシリンダ２５がエアシリンダ２４の反対側へ傾動する（図１２）。
【００６２】
従って、制御回路４６によってサーボモータ８３の回転方向および回動量を制御して減速機８４の出力軸８５の回転方向および回動量を制御することにより、エアシリンダ２５の傾動方向および傾動角度を任意に設定できる。
尚、減速機８４は、サーボモータ８３から入力軸に入力される高速・低トルクの回転エネルギーを低速・高トルクに変換して出力軸から出力するものであり、サーボモータ８３の回転数を必要な回転数に落としてトルクを増大させるために設けられている。そのため、トルクの小さなサーボモータ８３を用いて、大きな重量のエアシリンダ２５を傾動させることができる。
【００６３】
ここで、エアシリンダ２５およびピストン６９は、エアシリンダ２４およびピストン６８よりも溶接ヘッド５０の正面側前方に配置されている。
そのため、図１０に示すように、エアシリンダ２５をエアシリンダ２４側へ傾動させたとき、エアシリンダ２５がエアシリンダ２４に当接して干渉するのを防止可能であり、溶接ヘッド５０を正面側から見たときに各エアシリンダ２４，２５を交差させることができる。
【００６４】
図１４は、曲面形状の各金属板Ｗａ，Ｗｂに第２実施形態のスポット溶接装置２０を用いてスポット溶接を行う際の各エアシリンダ２４，２５、各ピストン６８，６９、各電極チップ２６，２７の状態を示す説明図である。
【００６５】
第２実施形態ではエアシリンダ２５を傾動させることが可能であるため、曲面形状の各金属板Ｗａ，Ｗｂにおける溶接箇所（打点）の座面３０ａ（点接触部３０ｄ）の法線Ｎａ，Ｎｂの方向と、各電極チップ２６，２７の加圧方向（各ピストン６８，６９の伸縮方向）とを一致させることができる。
【００６６】
つまり、図１４（Ａ）に示すように、各金属板Ｗａ，Ｗｂが凹面状の場合には、エアシリンダ２５をエアシリンダ２４側へ傾動させることにより、各法線Ｎａ，Ｎｂの方向と各電極チップ２６，２７の加圧方向とを一致させることができる。
また、図１４（Ｂ）に示すように、各金属板Ｗａ，Ｗｂが凸面状の場合には、エアシリンダ２５をエアシリンダ２４の反対側へ傾動させることにより、各法線Ｎａ，Ｎｂの方向と各電極チップ２６，２７の加圧方向とを一致させることができる。
【００６７】
従って、第２実施形態によれば、サーボモータ８３の回転方向および回動量を制御するだけで、電極チップ２７を電極チップ２６に対して適宜な角度で傾動させることにより、曲面形状の金属板における溶接箇所（打点）の法線Ｎａ，Ｎｂの方向と各電極チップ２６，２７の加圧方向とを一致させることが可能になり、曲面形状の金属板に確実なスポット溶接を行うことができる。
【００６８】
図１５は、曲面形状の各金属板Ｗａ，Ｗｂに第１実施形態のスポット溶接装置２０を用いてスポット溶接を行う際の各エアシリンダ２４，２５、各ピストン６８，６９、各電極チップ２６，２７の状態を示す説明図である。
【００６９】
第１実施形態ではエアシリンダ２５を傾動させることができないため、曲面形状の各金属板Ｗａ，Ｗｂにおける溶接箇所（打点）の座面３０ａ（点接触部３０ｄ）の法線Ｎａ，Ｎｂの方向と、各電極チップ２６，２７の加圧方向（各ピストン６８，６９の伸縮方向）とを一致させることができない。
つまり、第１実施形態は、特許文献１および特許文献２の技術と同様に、図１および図２に示すような平面形状の各金属板Ｗａ，Ｗｂに対して垂直方向に各電極チップ２６，２７を加圧する機能しか備えていないため、図１５に示すような曲面形状の各金属板Ｗａ，Ｗｂに確実なスポット溶接を行うことができない。
【００７０】
［別の実施形態］
ところで、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記各実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
【００７１】
（１）各実施形態において、電極チップ２６，２７を進退移動可能であれば、各エアシリンダ２４，２５をどのような進退移動機構（例えば、油圧シリンダを用いた機構、ボールねじを用いた機構、ラック・ピニオンを用いた機構など）に置き換えてもよい。
例えば、ボールねじを用いた進退移動機構の場合には、各電極チップ２６，２７をボールナットに取り付け、そのボールナットに螺合する雄ねじをモータで駆動すればよい。
また、ラック・ピニオンを用いた進退移動機構の場合には、各電極チップ２６，２７をラックに取り付け、そのラックに螺合するピニオンをモータで駆動すればよい。
【００７２】
（２）第２実施形態において、エアシリンダ２４についてもエアシリンダ２５と同様に傾動可能にしてもよい。このようにすれば、各電極チップ２６，２７の成す角度をより高精度に設定可能になるため、第２実施形態の作用・効果を更に高めることができる。
【００７３】
（３）上記各実施形態において、各ボールねじ５７，５８のいずれか一方を省き、各エアシリンダ２４，２５のいずれか一方のみを移動可能にしてもよい。
【００７４】
（４）上記各実施形態において、各ボールねじ５７，５８の各ガイド部材５３，５４内からボールを取り去って雌ねじのみからなる送りねじ機構にしてもよい。
【００７５】
（５）上記各実施形態では、１個のサーボモータ６０により各ボールねじ５７，５８を同時に駆動している。しかし、各ボールねじ５７，５８毎に個別のサーボモータを設け、各ボールねじ５７，５８を別々に駆動してもよい。このようにすれば、各エアシリンダ２４，２５のいずれか一方のみを平行移動させることができる。
【００７６】
（６）上記各実施形態において、各ガイド部材５３，５４を平行移動可能であれば、各ボールねじ５７，５８をどのような平行移動機構（例えば、ラック・ピニオンを用いた機構、エアシリンダまたは油圧シリンダを用いた機構など）に置き換えてもよい。
【００７７】
尚、特許文献２には、加圧手段としてエアシリンダを用いることが記載されているが、この加圧手段（エアシリンダ）は、一対の電極を被溶接材に向けて個別に加圧するものであって、一対の電極の間隔を可変するものではない。そして、この加圧手段を用いて電極の間隔を可変することについて、特許文献１には一切開示されておらず示唆すらもされていない。
そのため、本願発明の上記各実施形態の各ボールねじ５７，５８をエアシリンダを用いた機構に置き換えることは、特許文献２から当業者が容易に想到できるものではない。
【００７８】
（７）上記各実施形態はシリーズスポット溶接法を行う溶接装置に適用したものであるが、本発明はインダイレクト溶接法を行う溶接装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明を具体化した第１実施形態および第２実施形態におけるスポット溶接装置２０の概略構成を示す斜視図。
【図２】スポット溶接装置２０の各電極チップ２６，２７へ供給する溶接電流を制御する制御装置４０の電気的構成を示す回路図。
【図３】スポット溶接装置２０の電極チップ２６，２７による金属板Ｗａ，Ｗｂのスポット溶接工程を説明するための一部断面図。
【図４】図４（Ａ）は第１実施形態の溶接ヘッド５０の平面図。図４（Ｂ）は第１実施形態の溶接ヘッド５０の正面図。
【図５】図５（Ａ）は第１実施形態の溶接ヘッド５０の平面図。図５（Ｂ）は第１実施形態の溶接ヘッド５０の正面図。
【図６】第１実施形態の溶接ヘッド５０の右側面図。
【図７】第１実施形態の溶接ヘッド５０の右側面図。
【図８】図８（Ａ）は第２実施形態の溶接ヘッド５０の平面図。図８（Ｂ）は第２実施形態の溶接ヘッド５０の正面図。
【図９】図９（Ａ）は第２実施形態の溶接ヘッド５０の平面図。図９（Ｂ）は第２実施形態の溶接ヘッド５０の正面図。
【図１０】図１０（Ａ）は第２実施形態の溶接ヘッド５０の平面図。図１０（Ｂ）は第２実施形態の溶接ヘッド５０の正面図。
【図１１】第２実施形態の溶接ヘッド５０の正面図。
【図１２】第２実施形態の溶接ヘッド５０の正面図。
【図１３】第２実施形態の溶接ヘッド５０の右側面図。
【図１４】第２実施形態のスポット溶接装置２０を用い、曲面形状の各金属板Ｗａ，Ｗｂにスポット溶接を行う際の各エアシリンダ２４，２５、各ピストン６８，６９、各電極チップ２６，２７の状態を示す説明図。
【図１５】第１実施形態のスポット溶接装置２０を用い、曲面形状の各金属板Ｗａ，Ｗｂにスポット溶接を行う際の各エアシリンダ２４，２５、各ピストン６８，６９、各電極チップ２６，２７の状態を示す説明図。
【符号の説明】
【００８０】
２０…スポット溶接装置
２３…ヘッド本体
２４，２５…エアシリンダ
２６，２７…電極チップ
２６ａ，２７ａ…電極チップの先端部
３０…凸部
３０ａ…座面
３５…一般部
４０…制御装置
４２…溶接トランス
４４…電圧検出器
４６…制御回路
４８…交流電源
５０…溶接ヘッド
５１，５２…レール
５３，５４…ガイド部材
５５，５６…雄ねじ
５７，５８…ボールねじ
５９，６６，６７，７４，７５，８０〜８２…取付部材
６０，８３…サーボモータ
６１…モータ軸
６２〜６４…歯付プーリ
６５…歯付ベルト
６８，６９…ピストン
８４…減速機
ＳＣＲ１，ＳＣＲ２…サイリスタ
Ｗａ，Ｗｂ…金属板
【図１】
2005319485.tif 000003
【図２】
2005319485.tif 000004
【図３】
2005319485.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2005319485.tif 000013
【図１２】
2005319485.tif 000014
【図１３】
2005319485.tif 000015
【図１４】
2005319485.tif 000016
【図１５】
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