(57)【要約】【課題】製造する車種の変更に伴う段取り替えを容易に行うことができ、保管場所の省スペース化も図ることができるスポット溶接用治具を提供する。【解決手段】ベース部上に設けられた通電板２と、該通電板２の上面に敷設される定盤４と、該定盤４に設けられた開口部４ａに挿入される複数のバック電極５とを備え、前記定盤４を複数の分割ピース６に分割するとともに、各分割ピース６の側部に隣接する分割ピース同士を連結するための凸部６ａ及び凹部６ｂからなる凹凸係合部を設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部上に設けられた通電板と、該通電板の上面に敷設される定盤と、該定盤に設けられた開口部に挿入される複数のバック電極とを備え、前記定盤を複数の分割ピースに分割するとともに、各分割ピースの側部に隣接する分割ピース同士を連結するための凹凸係合部を設けたことを特徴とするスポット溶接用治具。
【請求項２】
前記定盤は、上面にワーク位置決め用の罫書又は案内部材が設けられていることを特徴とする請求項１記載のスポット溶接用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの重ね合わせ部を通電させて溶接するスポット溶接に用いられる治具に係り、特に、鉄道車両の骨組みのスポット溶接に好適で、前記骨組みの片側からスポット溶接を行うスポット溶接用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークの片側からスポット溶接を行うようにしたスポット溶接用治具は、ベース部上にバック電極とワーク位置決め用の案内部材とを取り付け、ワークを前記案内部によって位置決めしてスポット溶接するようにしているため、形状の異なるワークのスポット溶接にスポット溶接用治具を共用できなかった。このため、形状の異なるワークをベース部上に載置できるように、下治具に複数の案内部材を着脱可能に設けた固定盤を、上治具に前記案内部材に対応したカセットをそれぞれ備え、異なる形状のワークを下治具と上治具とで挟持してスポット溶接するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−３８５６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述のスポット溶接用治具は、比較的小さなシート用のワークには適用できるものの、鉄道車両の構体や骨組のように、高さ寸法が３ｍ程度、幅寸法が数ｍ以上というような大型のワークのスポット溶接には適用できず、このような大型のワークのスポット溶接には、溶接するワークの種類に応じて専用のスポット溶接用治具を用いなければならなかった。また、ワークの種類が増えるのに伴い、治具の種類も増加し、その保管場所に広いスペースが必要となっていた。
【０００４】
特に、鉄道車両においては、極一部の車種を除いては多品種少量生産であることから、製造する車種の骨組等の配置状況に応じた専用の治具をそれぞれ用意し、製造する車種が変わったときに、治具をその都度交換しなければならなかった。また、鉄道車両は数年間にわたって同一車種を数両ずつ製造することが多いため、保管しなければならない治具の種類が多く、また、長期間の保管が必要なことから、治具の保管場所の確保が大きな問題となっている。
【０００５】
さらに、大型のワークに対応した大きさの定盤は、クレーン等で吊り下げて搬送する際の強度を確保するため、厚板で形成しなければならず、重量も嵩み、搬送や保管の際の障害となっている。
【０００６】
そこで本発明は、製造する車種の変更に伴う段取り替えを容易に行うことができ、保管場所の省スペース化も図ることができるスポット溶接用治具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため本発明は、ベース部上に設けられた通電板と、該通電板の上面に敷設される定盤と、該定盤に設けられた開口部に挿入される複数のバック電極とを備え、前記定盤を複数の分割ピースに分割するとともに、各分割ピースの側部に隣接する分割ピース同士を連結するための凹凸係合部を設けたことを特徴とし、特に、前記定盤の上面に、ワーク位置決め用の罫書又は案内部材が設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は以上のように、通電板の上面に敷設する定盤を複数の分割ピースに分割したので、定盤を保管するときには、各分割ピースに分解して重ねた状態で保管することができるので、定盤の保管場所の省スペース化を図ることができる。さらに、各分割ピースは、大きな定盤に比べて薄板で形成することができるので、軽量化を図ることができ、搬送や保管も容易に行うことができる。また、各分割ピース同士を連結するための凹凸係合部を設けることにより、各分割ピース同士を確実に連結できるとともに分割ピースの位置ズレも防止できる。さらに、定盤の上面に罫書や案内部材を設けておくことにより、各ワークを所定位置に正確にセットすることができ、ワークの溶接を精度よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一形態例を図面に基づいて詳しく説明する。図１は本発明の第１形態例を示す骨組みをセットした状態のスポット溶接用治具の要部平面図、図２は図１の要部分解断面図、図３は骨組みをセットした状態のスポット溶接用治具の正面図、図４はベース部を示す平面図、図５は各分割ピースを並べた状態の平面図、図６は各バック電極の装着位置を示す平面図、図７は他の骨組み用の各分割ピースを並べた状態の平面図、図８は他の骨組み用の各分割ピースを組み立てる状態を示す説明図、図９は他の骨組み用の各バック電極の装着位置を示す平面図、図１０は他の骨組みをセットした状態のスポット溶接用治具の平面図である。
【００１０】
本形態例のスポット溶接用治具１は、多数の縦骨Ａ１と横骨Ａ２とを組み合わせて形成される鉄道車両の骨組みをスポット溶接する際に用いられるもので、図３に示されるように、通電板２を敷いたベース部３の上面に着脱可能に敷設される定盤４と、該定盤４に形成した開口部４ａに挿入されるバック電極５と、バック電極５上にセットされた縦骨Ａ１と横骨Ａ２との重ね合わせ部を通電させるスポットガン７と、前記ベース部３の一端に取り付けられるコンタクトガン８と、ベース部３を適当な高さに支持する支持台９とを備えている。
【００１１】
ベース部３は、支持台９の上面に通電板２としての銅板を全面に敷いて形成される。バック電極５は、通電板２と同様に銅で形成され、直方体状のものや立方体状のものや、図２に示されるような立方体部分５ａの一端に薄肉の板状部分５ｂを形成したものなど、溶接する縦骨Ａ１，横骨Ａ２の溶接部の状態に応じた形状に形成されている。
【００１２】
定盤４は、側部に凸部６ａや凹部６ｂからなる凹凸係合部を備えるとともに、所定位置に開口部４ａを形成した複数の分割ピース６に分割され、使用時には隣り合う分割ピース６の凸部６ａと凹部６ｂとを互いに嵌め合わせて、ベース部３の上面に敷設される。各分割ピース６は、定盤４の組み立て時や分解時に扱いやすい大きさ及び重量で形成すればよく、任意に決定することができるが、一人の作業者で持ち運びが可能な大きさ、例えば、骨組の高さ方向を３分割した長さを基準とし、各辺が０．８〜１．２ｍ程度の正方形状あるいは長方形状とすることが好ましい。また、この程度の大きさならば、数ｍｍ程度、例えば２ｍｍ程度のアルミ板で形成することによって持ち運びが容易な重量で、かつ、十分な強度が得られるので、定盤４の組み立てや分解作業を容易に行え、作業性も向上する。さらに、各分割ピース６の大きさを略同一に形成することにより、保管箱、コンテナ等に分割ピース６を重ねた状態で容易に収納することができ、収納効率、保管効率、運搬効率等の向上が図れる。このような分割ピース６は、所定の大きさの定盤形成用板材に、ＮＣ加工によるレーザ切断等を行うことにより、開口部４ａを含めて容易に製造することができる。
【００１３】
そして、各分割ピース６の凸部６ａと凹部６ｂとをそれぞれ係合させて定盤４を形成することにより、各分割ピース６を確実に位置決めすることができる。さらに、凸部６ａは基部が幅狭で突出端が幅広となる形状とし、凹部６ｂは開口部が幅狭で奥部が幅広となる形状としておくことにより、凸部６ａと凹部６ｂとをジグソーパズルのように嵌め合わせて係合させたときの抜け方向の移動も規制できるので、各分割ピース６の位置決めをより正確に行うことができ、各分割ピース６をベース部３にボルト等で固定しなくても分割ピース６の位置ズレを確実に防止できる。
【００１４】
また、各凹凸係合部を各分割ピース６の連結部で異なる位置や形状としておくことにより、分割ピース６の配置を間違えることがなくなる。さらに、一定の条件、例えば、幅方向中央に設置される分割ピース６には、幅方向両側、即ちベース部３の端部側に向けて凸部６ａを設け、これ以外の分割ピース６には、中央部側に凹部６ｂを、端部側に凸部６ａをそれぞれ設けたり、ベース部３の一側縁、例えばコンタクトガン８側を上方としたときに下方側に凹部６ｂを、上方側に凸部６ａをそれぞれ設けたりしておくことにより、各分割ピース６の設置方向を容易に確認することができる。
【００１５】
スポットガン７は、ベース部３の上方に移動可能に配設される門型ガーター１０に移動可能・昇降可能に取り付けられ、バック電極５上に載置した縦骨Ａ１と横骨Ａ２との重ね合わせ部に向けて移動・降下してスポット溶接を行う。
【００１６】
次に、上述のスポット溶接用治具１を用いて前記縦骨Ａ１，横骨Ａ２の所定位置をスポット溶接し、鉄道車両用側構体中央部の骨組みを形成する手順について説明する。まず、側構体中央部の骨組みを溶接する際に使用する定盤４の分割ピース６を選択し、図５に示されるような組み合わせで、隣り合う分割ピース６の側部に形成された凸部６ａと凹部６ｂとを嵌め合わせながら、通電板２の上面の所定位置に各分割ピース６を配置して定盤４を形成する。続いて、定盤４に形成された各開口部４ａに所定のバック電極５をそれぞれ挿入し、電極下面を通電板２に密着させる。そして、前記縦骨Ａ１，横骨Ａ２を定盤４の所定位置にそれぞれ配置し、縦骨Ａ１及び横骨Ａ２の溶接部分をバック電極５の上部に位置させる。
【００１７】
スポットガン７を操作してバック電極５の上部に重ね合わされた縦骨Ａ１及び横骨Ａ２の重ね合わせ部、例えば図２に示すポイントＰ１，Ｐ２にスポットガン７の先端を押し当てて通電させる。これにより、スポットガン７から溶接部、バック電極５、通電板２を通ってコンタクトガン８へ電流が流れ、ポイントＰ１，Ｐ２が溶接される。この作業を繰り返すことにより、縦骨Ａ１及び横骨Ａ２の所定箇所がスポット溶接され、側構体中央部の骨組みが形成される。
【００１８】
次いで、このスポット溶接用治具１を用いて、鉄道車両用側構体端部の骨組みをスポット溶接する手順について説明する。まず、上述のベース部３から、縦骨Ａ１，横骨Ａ２の溶接に使用した定盤４とバック電極５とを取り外し、図７に示されるような縦骨Ｂ１，横骨Ｂ２溶接用の定盤１２を形成するための分割ピース１３を選択し、図８に示されるように、各分割ピース１３の凸部１３ａと凹部１３ｂとを嵌め合わせて通電板２の上面に定盤１２を形成した後、図９に示されるような所定のバック電極１４を定盤１２の開口部１２ａにそれぞれ挿入する。
【００１９】
そして、定盤１２の上面に設けられた罫書１１に基づいて各縦骨Ｂ１及び横骨Ｂ２を配置し、前記したようにバック電極１４の上部に重ね合わされた縦骨Ｂ１及び横骨Ｂ２の重ね合わせ部をスポットガン７で溶接する。
【００２０】
このように、上述のスポット溶接用治具１では、通電板２の上面に、定盤４，１２及びバック電極５，１４を所定位置に配置することにより、形状の異なる縦骨Ａ１，横骨Ａ２及び縦骨Ｂ１，横骨Ｂ２を、共通のベース部３、通電板２、スポットガン７，コンタクトガン８を用いて溶接することができる。また、定盤４，１２を構成する分割ピース６，１３は、扱いやすい大きさの薄板で形成されることから、組み立てが容易で、また、分解して重ねた状態で保管すれば嵩が小さくなることから、作業性の向上や保管場所の省スペース化を図ることができる。
【００２１】
また、分割ピース６，１３は、側部に形成した凸部６ａ，１３ａや凹部６ｂ，１３ｂによって隣り合う分割ピース同士をジグソーパズルのように嵌め合わされることによって、分割ピース６，１３の組み立てを誤る虞がない。また、定盤１２のように、その上面に罫書１１を設けておくことにより、縦骨Ｂ１及び横骨Ｂ２を定盤１２上に正確に載置して溶接することができる。また、定盤の上面にワーク位置決め用の案内部材を前記罫書１１と共に設けておくこともできる。
【００２２】
なお、本発明のスポット溶接用治具は、上述の形態例のように鉄道車両用構体の骨組みのスポット溶接に適用するものに限らず、鉄道車両の外板と骨組みのスポット溶接にも適用でき、各種物品のスポット溶接にも適用することができ、自動、手動のいずれであってもよい。また、通電板や定盤は、ベース部の全面にわたって設けるものに限らず、ワークを配置する部分のみに配設するものでもよい。さらに、上述の形態例では通電板やバック電極を銅で形成したが、導電性の高い各種材料を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１形態例を示す骨組みをセットした状態のスポット溶接用治具の要部平面図である。
【図２】同じく図１の要部分解斜視図である。
【図３】同じく骨組みをセットした状態のスポット溶接用治具の正面図である。
【図４】同じくベース部を示す平面図である。
【図５】同じく各分割ピースを並べた状態の平面図である。
【図６】同じく各バック電極の装着位置を示す平面図
【図７】同じく他の骨組み用の各分割ピースを並べた状態の平面図である。
【図８】同じく他の骨組み用の各分割ピースを組み立てる状態を示す説明図である。
【図９】同じく他の骨組み用の各バック電極の装着位置を示す平面図である。
【図１０】同じく他の骨組みをセットした状態のスポット溶接用治具の平面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１…スポット溶接用治具、２…通電板、３…ベース部、４…定盤、４ａ…開口部、５…バック電極、６…分割ピース、６ａ…凸部、６ｂ…凹部、７…スポットガン、８…コンタクトガン、９…支持台、１０…門型ガーター、１１…罫書、Ａ１，Ｂ１…縦骨、Ａ２，Ｂ２…横骨
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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