(57)【要約】【課題】小型で軽量のスポット溶接装置を提供する。【解決手段】スポット溶接装置１は、固定電極１２ａ、固定電極１２ａに対向する可動電極２４ａ、及び可動電極２４ａを固定電極１２ａに向けて一軸方向に駆動する油圧シリンダ３０を備える。スライダ２４を油圧シリンダ３０によって駆動することにより被溶接材を可動電極２４ａと固定電極１２ａとの間に強い力で圧着することができ、それにより、スポット溶接装置１の小型軽量化が可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を用いて圧着し、通電することで被溶接材を溶接するスポット溶接装置であって、
固定電極と、
前記固定電極に対向する可動電極と、
前記可動電極を前記固定電極に向けて一軸方向に駆動する油圧シリンダと、
を備えることを特徴とするスポット溶接装置。
【請求項２】
前記可動電極が先端に設けられたスライダと、
前記スライダを前記一軸方向に滑動可能に支持する支持部材と、
をさらに備え、前記油圧シリンダは前記スライダを前記一軸方向に駆動することを特徴とする、請求項１に記載のスポット溶接装置。
【請求項３】
前記支持部材は、前記油圧シリンダのストローク方向を前記スライダの滑動方向と平行に配設して前記油圧シリンダを支持することを特徴とする、請求項２に記載のスポット溶接装置。
【請求項４】
前記支持部材は、前記スライダを前記油圧シリンダの出力端に固定する又は前記スライダを解放するスライドセレクタを有する、請求項３に記載のスポット溶接装置。
【請求項５】
前記固定電極に対して傾動可能に前記支持部材を保持するアームをさらに備える、請求項２〜４のいずれか一項に記載のスポット溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極を用いて圧着し、通電することで被溶接材を溶接するスポット溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の金属パネルを重ね合せ、電極を用いて圧着してスポットと呼ばれる小さい円形状の領域に電流を通すことで、その抵抗熱と加圧力により金属パネルを溶接するスポット溶接装置が利用されている。
【０００３】
近年、高張力鋼板或いは超高張力鋼板が使われるようになり、これらをスポット溶接するために、例えば５００ｄａＮもの大きな圧着力を必要とする。ここで、スポット溶接装置では、主に、空圧シリンダ等のエアー式の圧力源が採用されている。エアー式の圧力源により大きな圧着力を発生するには、大きな断面積のシリンダを要し、装置の大型化、重量化が避けられない。そのため、溶接現場では装置を吊り下げるためのリフトを要し、そのリフトを含めて装置を収容する広い空間を要するなどにより、作業効率の著しい低下をもたらすこととなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１７４２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、小型軽量で作業性の良いのスポット溶接装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のスポット溶接装置は、電極を用いて圧着し、通電することで被溶接材を溶接するスポット溶接装置であって、固定電極と、固定電極に対向する可動電極と、可動電極を固定電極に向けて一軸方向に駆動する油圧シリンダと、を備えることを特徴とする。
【０００７】
これによれば、可動電極を固定電極に向けて一軸方向に駆動する油圧シリンダにより被溶接材を可動電極と固定電極との間に強い力で圧着することができ、それにより、スポット溶接装置の小型軽量化が可能になる。
【０００８】
本発明のスポット溶接装置は、可動電極が先端に設けられたスライダと、スライダを一軸方向に滑動可能に支持する支持部材と、さらに備え、油圧シリンダはスライダを一軸方向に駆動することを特徴とする。
【０００９】
これによれば、支持部材により滑動可能に支持されるスライダを用いることで、可動電極を一軸方向に駆動することができる。
【００１０】
本発明のスポット溶接装置は、支持部材は、油圧シリンダのストローク方向をスライダの滑動方向と平行に配設して油圧シリンダを支持することを特徴とする。
【００１１】
これによれば、スライダと油圧シリンダを一軸方向に交差する方向に並設でき、それにより、スライダと油圧シリンダとこれらを支持する支持部材とをコンパクトに構成でき、高温になる移動電極の熱が油圧シリンダの油圧室に直接に伝わることを防ぐことができる。
【００１２】
本発明のスポット溶接装置は、支持部材は、スライダを油圧シリンダの出力端に固定する又はスライダを解放するスライドセレクタを有する。
【００１３】
これによれば、スライドセレクタにより、スライダを油圧シリンダの出力端に固定することで油圧シリンダの駆動力をスライダに伝えることができるとともに、スライダを解放することができる。また、移動電極の移動開始位置を任意に設定することができる。
【００１４】
本発明のスポット溶接装置は、固定電極に対して傾動可能に支持部材を保持するアームをさらに備える。
【００１５】
これによれば、支持部材が固定電極に対して傾動することで、被溶接材を固定電極と可動電極との間に容易に入れることが可能になる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のスポット溶接装置によれば、その小型軽量化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、スポット溶接装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、スライドセレクタの構成及び機能を示す図である。
【図３】図３は、スポット溶接装置の使用方法を説明するための図である。
【図４】図４は、スポット溶接装置の使用方法を説明するための図である。
【図５】図５は、スポット溶接装置の使用方法を説明するための図である。
【図６】図６は、可動電極部の取付位置の移動を示す図である。
【図７】図７は、変形例に係るスポット溶接装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について説明する。
【００１９】
図１に、本実施形態に係るスポット溶接装置１の構成を示す。スポット溶接装置１は、電極を用いて圧着し、通電することで被溶接材を溶接する装置であり、大略して、固定電極部１０、可動電極部２０、油圧シリンダ３０、及び制御部４０から構成される。
【００２０】
固定電極部１０は、Ｌ字状に成形されたアーム１２を有する。アーム１２は、後述するように可動電極部２０の構成各部を支持するアーム２０ａを保持する。そこで、アーム１２は、例えば金属等を用いて強固に構成するとよい。なお、アーム１２は、先端を上方（図面上側）、基端を右方（図面右側）に向けて配置されるものとする。アーム１２は、固定電極１２ａ及び固定具１２ｂを有する。
【００２１】
固定電極１２ａは、被溶接材に通電するための電極である。固定電極１２ａは、金属等の導体を用いてＬ字状に屈曲成形され、その先端を右方に向けて基端がアーム１２の先端に、ただしアーム１２と絶縁して固定されている。なお、固定電極１２ａの基端に、アーム１２の内部を介して後述する制御部４０に繋がる配線が接続されている。
【００２２】
固定具１２ｂは、アーム１２を、例えば床面に固定された支持具（不図示）に固定するための固定具である。固定具１２ｂは、一例として、アーム１２の基端に形成された雄ネジであり、それを支持具に形成された雌ねじに螺合することで、アーム１２が支持具に固定される。
【００２３】
可動電極部２０は、アーム２０ａ、支持部材２２、スライダ２４、スプリング２６、及びスライドセレクタ２８を有する。
【００２４】
アーム２０ａは、上下方向を長手とする略角柱状の部材であり、その基端がアーム１２の基端近傍に固定され、その上端側に支持部材２２を支持する。アーム１２は、例えば金属等を用いて強固に構成することができる。アーム２０ａの上部は左方に突出する突出部を有し、その突出部に後述する支持部材２２を回転可能に固定する回転軸２０ｂが設けられている。
【００２５】
支持部材２２は、可動電極部２０の残りの構成各部及び油圧シリンダ３０を支持する立方体状の部材である。支持部材２２は、その上部の左側に軸受（不図示）を有し、その軸受にアーム２０ａの回転軸２０ｂを固定することで、アーム２０ａに回転可能に固定される。
【００２６】
支持部材２２には、その左右側面を繋ぐ空洞部が上下に２つ並んで形成されている。上側の空洞部は、スライダ２４の断面より若干大きい同形状の断面を有し、その内部にスライダ２４の胴部を通し、スライダ２４を左右方向に滑動可能に支持する。下側の空洞部は、後述する油圧シリンダ３０の断面と同じ又は若干小さい同形状の断面を有し、その内部に油圧シリンダ３０を、そのストローク方向を左右方向に向けて嵌合して固定支持する。
【００２７】
上述の構成の支持部材２２では、スライダ２４と油圧シリンダ３０とは、それぞれの滑動方向とストローク方向とを平行に支持される。それにより、スライダ２４と油圧シリンダ３０を上下方向に並設して、スライダ２４と油圧シリンダ３０とこれらを支持する支持部材２２とをコンパクトに構成することが可能になる。
【００２８】
支持部材２２の左側面に、左方に突出する支持部が成形されている。支持部の先端には、スライドセレクタ２８を回転可能に支持する回転軸２２ａが設けられている。
【００２９】
スライダ２４は、可動電極２４ａを固定電極１２ａに対向して左右方向に移動する部材である。スライダ２４は、可動電極２４ａ及び本体を有する。
【００３０】
可動電極２４ａは、固定電極１２ａとともに被溶接材に通電するための電極である。可動電極２４ａは、金属等の導体を用いて成形され、その先端を左方に向けて基端が本体の頭部、すなわちスライダ２４の先端に固定されている。なお、可動電極２４ａの基端には、雌ネジが形成されている。
【００３１】
本体は、先端に雄ネジが形成された頭部、円筒形状に成形された胴部、及び胴部より大きい断面を有するフランジ状の底部を有する。頭部の雄ネジを可動電極２４ａの雌ネジに螺合することで、可動電極２４ａが本体に、ただし本体と絶縁して固定される。なお、可動電極２４ａの基端に、本体の内部を介して後述する制御部４０に繋がる配線が接続されている。胴部を、先述のとおり、支持部材２２の上側の空洞部に通すことで、スライダ２４が支持部材２２に滑動可能に支持される。底部は、支持部材２２の右側面との間にスプリング２６を固定する。
【００３２】
スプリング２６は、スプリング状の付勢部材であり、支持部材２２の右側面と支持部材２２に支持されたスライダ２４の底部との間に固定されている。スプリング２６は、スライダ２４を支持部材２２に対して右方に付勢する。
【００３３】
スライドセレクタ２８は、スライダ２４を油圧シリンダ３０の出力端にロックする又は解放するセレクト機構を有する部材である。スライドセレクタ２８は、角柱状を有し、スライダ２４の胴部を通す空洞部２８ａが上側に、油圧シリンダ３０の出力端を受ける円形断面の底面を有する凹部２８ｂが右側面下側に形成されている。さらに、スライドセレクタ２８は、その右側面の中央近傍に軸受（不図示）を有し、その軸受に支持部材２２の回転軸２２ａを固定することで、支持部材２２に傾動可能に固定されている。スライドセレクタ２８の構成及びセレクト機構の詳細は後述する。
【００３４】
油圧シリンダ３０は、可動電極２４ａを有するスライダ２４を左方に駆動する動力を発生する動力源である。油圧シリンダ３０は、後述する制御部４０により制御されて、油圧ポンプ（不図示）から油圧ホース（不図示）を介して作動油が送り込まれることで作動する。それにより、被溶接材を可動電極２４ａと固定電極１２ａとの間に強い力で圧着することができる。
【００３５】
油圧シリンダ３０は、支持部材２２に固定支持され、円柱形状のシリンダ３２の先端（すなわち、出力端）を左方に向け、スライドセレクタ２８の凹部２８ｂ内に突出する。シリンダ３２は、油圧シリンダ３０の動力により左方に繰出されて、その動力をスライドセレクタ２８を介してスライダ２４に伝える。
【００３６】
制御部４０は、例えばコンピュータにより構成され、油圧シリンダ３０（油圧ポンプ（不図示））の動作、固定電極１２ａ及び可動電極２４ａによる通電を制御する。
【００３７】
図２に、スライドセレクタ２８の構成及びセレクト機構の詳細を示す。スライドセレクタ２８に形成された空洞部２８ａは、スライダ２４の断面より若干大きい同形状の断面を有する。ただし、スライドセレクタ２８の角柱状の長手を上下方向に向けた際に、左右方向から若干、例えば５度傾いている。従って、図２（Ａ）に示すように、スライドセレクタ２８を黒塗り矢印の方向に傾けることにより空洞部２８ａが左右方向に平行になり、それにより、空洞部２８ａの内面とスライダ２４との間に間隙が生じてスライダ２４が解放され、その内部にスライダ２４を左右方向に通すことができる。
【００３８】
また、図２（Ｂ）に示すように、スライドセレクタ２８を黒塗り矢印の方向に起こして角柱状の長手を上下方向に向けることにより空洞部２８ａが傾斜し、それにより、空洞部２８ａの上面２８ｃがスライダ２４の胴部上面に当接し、内面２８ｄがスライダ２４の胴部下面に当接する。この状態において、スプリング２６の付勢によりスライダ２４が右方に引かれることで、スライダ２４がスライドセレクタ２８にロックされる。さらに、この状態において、油圧シリンダ３０を作動してシリンダ３２を左方に繰り出すと、その先端（すなわち、出力端）がスライドセレクタ２８の凹部２８ｂの底面に当接し、スライドセレクタ２８を回転軸２２ａを中心に回転することで、スライダ２４がスライドセレクタ２８により強く固定される。すなわち、スライダ２４が油圧シリンダ３０の出力端にロックされる。さらに、油圧シリンダ３０を作動してシリンダ３２を左方に繰り出すことで、スライドセレクタ２８を介して、スライダ２４をロックしつつ左方に駆動することができる。ここで、ねじれスプリング２２ｂによってスライダ２４がロックされる。特に油圧シリンダ３０によってスライダ２４が図の左方に押された場合には強くロックされる。（なお、図２（Ａ）に示すように、スライドセレクタ２８を傾けるとロックが解除される。）
【００３９】
上述のスライドセレクタ２８のセレクト機構により、スライダ２４を油圧シリンダ３０の出力端に固定して油圧シリンダ３０の動力をスライダ２４に伝えることができるとともに、スライダ２４を解放することができる。
【００４０】
スポット溶接装置１の使用方法の一例を説明する。
【００４１】
まず、図３に示すように、ユーザによる手動で、スライドセレクタ２８を起こしてスライダ２４をロックする。この状態で、支持部材２２を回転軸２０ｂを中心に回転する。すなわち、支持部材２２を傾けて、固定電極１２ａに対して可動電極２４ａを上げる。それにより、固定電極１２ａと可動電極２４ａとの間に空間が生じる。そこで、その空間を介して、固定電極１２ａと可動電極２４ａとの間に被溶接材Ｗを入れる。被溶接材Ｗを入れた後、支持部材２２を逆方向に改定して、可動電極２４ａを下げる。
【００４２】
次に、図４に示すように、スライドセレクタ２８を黒塗り矢印の方向に倒してスライダ２４を解放し、ユーザによる手動で、スライダ２４をスプリング２６の付勢力に抗して白抜き矢印の方向（図面左方）に駆動する。
【００４３】
次に、図５に示すように、ユーザによる手動で、被溶接材Ｗの溶接部の一側を固定電極１２ａに当接し、他側を可動電極２４ａに当接し、スライドセレクタ２８を黒塗り矢印の方向に起こしてスライダ２４をロックする。この状態で、ユーザが溶接開始を制御部４０に指示する。制御部４０は、油圧シリンダ３０を作動する。それにより、油圧シリンダ３０の動力がスライドセレクタ２８を介してスライダ２４に伝わり、スライダ２４が左方に駆動されて、被溶接材Ｗが強く圧着される。この状態において、制御部４０は、固定電極１２ａ及び可動電極２４ａを用いて被溶接材Ｗに通電する。それにより、被溶接材Ｗがスポット溶接される。
【００４４】
最後に、制御部４０は、通電を止め、油圧シリンダ３０を止める。ユーザは、手動でスライドセレクタ２８を倒してスライダ２４を解放する。それにより、スライダ２４は、スプリング２６の付勢により右方に戻る。ユーザは、手動で、スライドセレクタ２８を起こしてスライダ２４をロックし、支持部材２２を傾けて可動電極２４ａを上げ、溶接済みの被溶接材Ｗを取り出す。
【００４５】
以上詳細に説明したように、本実施形態のスポット溶接装置１は、固定電極１２ａ、固定電極１２ａに対向する可動電極２４ａ、及び可動電極２４ａを固定電極１２ａに向けて一軸方向に駆動する油圧シリンダ３０を備える。油圧シリンダ３０により被溶接材を可動電極２４ａと固定電極１２ａとの間に強い力で圧着することができ、それにより、スポット溶接装置１の小型軽量化が可能になる。油圧シリンダは、エアー式のシリンダに対して、２０分の１のシリンダ面積で同じ大きさの動力を発生することができるため、スポット溶接装置１の小型軽量化に特に好適である。
【００４６】
また、本実施形態のスポット溶接装置１は、可動電極２４ａが先端に設けられたスライダ２４、及びスライダ２４を一軸方向に滑動可能に支持する支持部材２２をさらに備え、油圧シリンダ３０によりスライダ２４を一軸方向に駆動する。支持部材２２により滑動可能に支持されるスライダ２４を用いることで、可動電極２４ａを一軸方向に駆動することができる。
【００４７】
また、本実施形態のスポット溶接装置１では、支持部材２２は、油圧シリンダ３０のストローク方向をスライダ２４の滑動方向と平行に配設して、スライダ２４及び油圧シリンダを並設支持することとした。それにより、スライダ２４と油圧シリンダ３０とこれらを支持する支持部材２２とをコンパクトに構成することができる。
【００４８】
なお、本実施形態のスポット溶接装置１では、支持部材２２の軸受にアーム２０ａの回転軸２０ｂを固定することで、支持部材２２をアーム２０ａに回転可能に固定することした。ここで、アーム２０ａの回転軸２０ｂを任意に定めてもよい。或いは、複数の回転軸を設けて、それらから１つの回転軸を選択して支持部材２２の軸受に固定することで、支持部材２２の取付位置を変更することとしてもよい。図６に示す例では、アーム２０ａの上部右方に設けられた回転軸２０ｂを支持部材２２の軸受に固定することで、支持部材２２を可動電極２４ａから離間してアーム２０ａに固定している。これにより、スライダ２４の駆動ストロークを調整することができる。
【００４９】
また、本実施形態のスポット溶接装置１では、支持部材２２によりスライダ２４を上側に、油圧シリンダ３０を下側に支持することとしたが、これに代えて図７に示すように、支持部材２２によりスライダ２４を下側に、油圧シリンダ３０を上側に支持することとしてもよい。換言すると、支持部材２２は、被溶接材Ｗを固定電極１２ａと可動電極２４ａとの間に出し入れする方向に関して、油圧シリンダ３０を被溶接材Ｗを出す側に、スライダ２４を入れる側に支持することとしてもよい。それにより、固定電極部１０と可動電極部２０との間の空間が広くなり、被溶接材Ｗが固定電極１２ａと可動電極２４ａとの間に容易に入れることが可能になる。また、より複雑な形状の被溶接材Ｗを入れることも可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明のスポット溶接装置は、その小型軽量化に好適である。
【符号の説明】
【００５１】
１    スポット溶接装置
１０    固定電極部
１２    アーム
１２ａ  固定電極
１２ｂ  固定具
２０    可動電極部
２０ａ  アーム
２０ｂ  回転軸
２２    支持部材
２２ａ  回転軸
２４    スライダ
２４ａ  可動電極
２６    スプリング
２８    スライドセレクタ
２８ａ  空洞部
２８ｂ  凹部
２８ｃ  上面
２８ｄ  下面
３０    油圧シリンダ
３２    シリンダ
４０    制御部
【図１】
2016198812.tif 000003
【図２】
2016198812.tif 000004
【図３】
2016198812.tif 000005
【図４】
2016198812.tif 000006
【図５】
2016198812.tif 000007
【図６】
2016198812.tif 000008
【図７】
2016198812.tif 000009