(57)【要約】【課題】電極の摩耗にともなうメインテナンスを容易且つ安価に行うことができ、且つ、溶接品質が良好な抵抗溶接装置を提供する。【解決手段】  上電極１００に保持された第１被溶接物９１０と下電極６００に保持された第２被溶接物９２０とを抵抗溶接する抵抗溶接装置である。上電極は、第１被溶接物に当接するように配された第１消耗電極１２０と、第１消耗電極に対して第１被溶接物とは反対側に、第１消耗電極に当接して配された第１主電極１１０とを備える。下電極は、第２被溶接物に当接するように配された第２消耗電極６２０と、第２消耗電極に対して第２被溶接物とは反対側に、第２消耗電極に当接して配された第２主電極６１０とを備える。第１及び第２消耗電極は中央に貫通穴が設けられた円形薄板形状を有する。第１及び第２消耗電極は、それぞれ上電極及び下電極に対して着脱可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上電極及び下電極を備え、前記上電極に保持された第１被溶接物と前記下電極に保持された第２被溶接物とを抵抗溶接する抵抗溶接装置であって、
前記上電極は、前記第１被溶接物に当接するように配された第１消耗電極と、前記第１消耗電極に対して前記第１被溶接物とは反対側に、前記第１消耗電極に当接して配された第１主電極とを備え、
前記下電極は、前記第２被溶接物に当接するように配された第２消耗電極と、前記第２消耗電極に対して前記第２被溶接物とは反対側に、前記第２消耗電極に当接して配された第２主電極とを備え、
前記第１消耗電極及び前記第２消耗電極は、いずれも中央に貫通穴が設けられた円形薄板形状を有し、
前記第１消耗電極及び前記第２消耗電極は、それぞれ前記上電極及び前記下電極に対して着脱可能であることを特徴とする抵抗溶接装置。
【請求項２】
前記第１被溶接物を水平方向に位置決めする位置決め装置が、前記第１主電極に設けられている請求項１に記載の抵抗溶接装置。
【請求項３】
前記第１消耗電極及び前記第２消耗電極の少なくとも一方の有無を検知する消耗電極検知装置を更に備える請求項１又は２に記載の抵抗溶接装置。
【請求項４】
前記上電極に装着された前記第１消耗電極及び前記下電極に装着された前記第２消耗電極のうちの少なくとも一方の消耗電極を交換するための消耗電極交換装置を備え、
前記消耗電極交換装置は、前記上電極及び前記下電極のうちの少なくとも一方の電極から消耗電極を取り外して回収する工程と、前記消耗電極が取り外された前記少なくとも一方の電極に、取り外された前記消耗電極とは別の消耗電極を装着する工程とを、自動的に行うように構成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の抵抗溶接装置。
【請求項５】
交換用の消耗電極を前記消耗電極交換装置に供給する消耗電極供給装置を更に備え、
前記消耗電極供給装置は、交換用の複数の消耗電極を収納することができる収納庫を有する請求項４に記載の抵抗溶接装置。
【請求項６】
前記消耗電極供給装置は、前記収納庫に収納された交換用の消耗電極を一つずつ前記消耗電極供給装置へ搬送することができる搬送機構を更に有する請求項５に記載の抵抗溶接装置。
【請求項７】
抵抗溶接時の、前記上電極と前記下電極との間の距離、前記第１及び第２被溶接物に加えられる加圧力、及び、前記第１及び第２被溶接物に流される電流のうちの少なくとも一つに基づいて、前記上電極に装着された前記第１消耗電極及び前記下電極に装着された前記第２消耗電極が摩耗したか否かを判断する摩耗検出装置を更に備える請求項１〜６のいずれか一項に記載の抵抗溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗溶接装置に関する。特に、キャップとステムとを固着するのに好ましく使用することができる抵抗溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
キャップとステムとが固着された電子部品が広く知られている。例えば、レーザダイオードは、レーザチップが搭載されたステムと、レンズを保持するキャップとを抵抗溶接法により固着して製造される。このとき使用される抵抗溶接装置は、ステムを保持する下電極と、キャップを保持する上電極とを備える（例えば、特許文献１参照）。下電極と上電極との間でステムとキャップとの間に加圧力を加えながらパルス状の電流を流す。
【０００３】
レーザダイオードでは、レンズの光軸上にレーザチップを正確に位置決めする必要がある。これを実現するためには、上電極がキャップを偏心することなく保持しなければならない。この観点から、周方向に３分割された３つの爪でキャップを保持する三つ爪チャック構造の上電極が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３０３８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように抵抗溶接ではステムとキャップとを加圧する必要がある。このため、これらを保持する電極の部分が摩耗する。摩耗が所定量に達した場合には、電極を研磨する必要がある。
【０００６】
しかしながら、三つ爪チャック構造の上電極は、構造が複雑であるので、その研磨には多大な手間と費用がかかる。また、三つ爪チャック構造の上電極は非常に高価であるので、上電極を新しいものに頻繁に交換することも現実的ではない。
【０００７】
また、三つ爪チャックでは、周方向に隣り合う爪の間に隙間が存在する。この隙間の部分と爪の部分とでは、抵抗溶接時に上電極に印加される加圧力が異なる。このため、ステムとキャップとを周方向に均一に溶接することができず、溶接不良が生じることがある。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決し、電極の摩耗にともなうメインテナンスを容易且つ安価に行うことができ、且つ、溶接品質が良好な抵抗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】
【０００９】
本発明の抵抗溶接装置は、上電極及び下電極を備え、前記上電極に保持された第１被溶接物と前記下電極に保持された第２被溶接物とを抵抗溶接する。前記上電極は、前記第１被溶接物に当接するように配された第１消耗電極と、前記第１消耗電極に対して前記第１被溶接物とは反対側に、前記第１消耗電極に当接して配された第１主電極とを備える。前記下電極は、前記第２被溶接物に当接するように配された第２消耗電極と、前記第２消耗電極に対して前記第２被溶接物とは反対側に、前記第２消耗電極に当接して配された第２主電極とを備える。前記第１消耗電極及び前記第２消耗電極は、いずれも中央に貫通穴が設けられた円形薄板形状を有する。前記第１消耗電極及び前記第２消耗電極は、それぞれ前記上電極及び前記下電極に対して着脱可能である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、上電極及び下電極は、第１及び第２被溶接物に当接する第１及び第２消耗電極を備える。このため、電極の摩耗は、第１及び第２消耗電極に発生する。第１及び第２消耗電極は、上電極及び下電極に対して着脱可能である。このため、摩耗が生じた場合には、第１及び第２消耗電極のみを研磨すればよい。第１及び第２消耗電極は、いずれも中央に貫通穴が設けられた円形薄板形状を有している。このため、第１及び第２消耗電極の研磨は容易である。従って、上電極及び下電極の摩耗にともなうメインテナンスを簡単且つ安価に行うことができる。
【００１１】
第１及び第２消耗電極は、周方向に連続した環状形状を有する。このため、抵抗溶接時の圧縮力及び電流を、第１及び第２被溶接物に、全周にわたって均一に印加することができる。従って、良好な溶接品質が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１Ａは、本発明に係る抵抗溶接装置を用いて得られるレーザダイオードの一例の分解斜視図である。図１Ｂは、本発明に係る抵抗溶接装置を用いて得られたレーザダイオードの斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態１にかかる抵抗溶接装置において、上電極及び下電極の主要部を示した断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態１にかかる抵抗溶接装置において、上電極の分解斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態２にかかる抵抗溶接装置において、上電極の分解斜視図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態２にかかる抵抗溶接装置において、第１消耗電極側から見た上電極の下面図である。
【図６】図６Ａは、図５の６Ａ−６Ａ線を含む上下方向面に沿った、本発明の実施形態２にかかる上電極の断面図である。図６Ｂは、図５の６Ｂ−６Ｂ線を含む上下方向面に沿った、本発明の実施形態２にかかる上電極の断面図である。図６Ｃは、図５の６Ｃ−６Ｃ線を含む上下方向面に沿った、本発明の実施形態２にかかる上電極の断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態３にかかる抵抗溶接装置において、上電極及び下電極の主要部を示した断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態４にかかる抵抗溶接装置において、消耗電極交換装置が消耗電極を回収する動作を説明する断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態４にかかる抵抗溶接装置において、消耗電極交換装置が消耗電極を装着する動作を説明する断面図である。
【図１０】図１０Ａは、本発明の実施形態５において、複数の消耗電極が投入される直前の収納庫を示した断面図である。図１０Ｂは、本発明の実施形態５において、複数の消耗電極を収納した収納庫の断面図である。
【図１１】図１１Ａは、本発明の実施形態５において、収納庫の下方に保持アームが移動された状態を示した断面図である。図１１Ｂは、本発明の実施形態５において、収納庫から保持アームへ消耗電極が供給された状態を示した断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態６にかかる抵抗溶接装置に備えられる消耗電極供給装置を示した断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の抵抗溶接装置において、抵抗溶接の際の、上下の電極間距離、加圧力、及び、電流の経時変化の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
上記の本発明の抵抗溶接装置において、前記第１被溶接物を水平方向に位置決めする位置決め装置が、前記第１主電極に設けられていることが好ましい。かかる好ましい構成によれば、上電極に対して第１消耗電極を着脱する際に、位置決め装置を分解したり取り外したりする必要がない。これは、上電極の摩耗にともなうメインテナンスを簡単且つ安価に行うのに有利である。
【００１４】
前記位置決め装置の構成は、制限はされないが、例えば、（１）第１被溶接物を水平方向に把持するように等角度間隔に配された複数の爪、（２）第１被溶接物を水平方向に吸着するように設けられた溝又は吸着穴、（３）第１被溶接物を対向する壁面に向かって水平方向に押し付けるように設けられたロッド、等で構成することができる。位置決め装置は、第１被溶接物を上電極に保持させる機能を併せ持つことが好ましい。
【００１５】
本発明の抵抗溶接装置は、前記第１消耗電極及び前記第２消耗電極の少なくとも一方の有無を検知する消耗電極検知装置を更に備えることが好ましい。かかる好ましい構成によれば、第１消耗電極及び／又は第２消耗電極が脱落したことに気づかずに抵抗溶接を行う事態を回避することができる。
【００１６】
消耗電極検知装置は、第１及び第２消耗電極を上電極及び下電極にそれぞれ保持させる保持装置を構成する部材の一部を利用して構成することが好ましい。かかる好ましい構成によれば、消耗電極検知装置のための追加の部品数を少なく抑えることができ、構成が簡単で低コストな消耗電極検知装置を実現することができる。
【００１７】
本発明の抵抗溶接装置は、前記上電極に装着された前記第１消耗電極及び前記下電極に装着された前記第２消耗電極のうちの少なくとも一方の消耗電極（旧消耗電極）を交換するための消耗電極交換装置を備えていてもよい。この場合、前記消耗電極交換装置は、前記上電極及び前記下電極のうちの少なくとも一方の電極から消耗電極（旧消耗電極）を取り外して回収する工程と、前記消耗電極（旧消耗電極）が取り外された前記少なくとも一方の電極に、取り外された前記消耗電極（旧消耗電極）とは別の消耗電極（新消耗電極）を装着する工程とを、自動的に行うように構成されていることが好ましい。かかる好ましい構成よれば、所定雰囲気が形成された密閉されたチャンバ内で抵抗溶接を行う抵抗溶接装置において、チャンバを開放することなく、摩耗した消耗電極の交換を行うことができる。これは、生産効率の向上に有利である。
【００１８】
本発明の抵抗溶接装置は、交換用の消耗電極（新消耗電極）を前記消耗電極交換装置に供給する消耗電極供給装置を更に備えていてもよい。前記消耗電極供給装置は、交換用の複数の消耗電極（新消耗電極）を収納することができる収納庫を有していてもよい。かかる構成によれば、第１消耗電極及び／又は第２消耗電極の交換を自動的に順次行うことができる。従って、長時間の連続自動運転が可能になり、生産効率が更に向上する。
【００１９】
前記消耗電極供給装置は、前記収納庫に収納された交換用の消耗電極（新消耗電極）を一つずつ前記消耗電極供給装置へ搬送することができる搬送機構を更に有していてもよい。かかる構成によれば、消耗電極供給装置に対する消耗電極の供給動作の信頼性が向上する。また、抵抗溶接装置の設計において、収納庫の配置の自由度が向上する。
【００２０】
本発明の抵抗溶接装置は、抵抗溶接時の、前記上電極と前記下電極との間の距離、前記第１及び第２被溶接物に加えられる加圧力、及び、前記第１及び第２被溶接物に流される電流のうちの少なくとも一つに基づいて、前記上電極に装着された前記第１消耗電極及び前記下電極に装着された前記第２消耗電極が摩耗したか否かを判断する摩耗検出装置を更に備えていてもよい。かかる構成によれば、抵抗溶接装置の運転を停止することなく第１及び第２消耗電極の摩耗の程度を確認することが可能になるので、抵抗溶接装置の稼働時間が長くなり、生産効率が向上する。また、摩耗した第１及び第２消耗電極を使用することによって溶接品質が低下した不良製品を生産してしまうという事態が発生するのを防止できるので、歩留まりを向上させることができる。
【００２１】
以下に、本発明を好適な実施形態を示しながら詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。以下の説明において参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施形態を構成する主要部材を簡略化して示したものである。従って、本発明は以下の各図に示されていない任意の部材を備え得る。また、本発明の範囲内において、以下の各図に示された各部材を変更または省略し得る。図面では、実際の部材の寸法が正確に反映されていない。
【００２２】
（被溶接物）
本発明の抵抗溶接装置を用いて溶接される被溶接物について説明する。図１Ａは、被溶接物の一例としてのレーザダイオード９００の分解斜視図である。レーザダイオード９００は、キャップ９１０とステム９２０とからなる。
【００２３】
キャップ９１０は、中空の略円筒形状を有する外筒９１１を備える。外筒９１１の上端の開口を塞ぐ天板の中央にレンズ９１５が設けられている。周方向に連続した環状のフランジ９１３が、外筒９１１の下端から半径方向に沿って外向きに突出している。
【００２４】
ステム９２０は、略円板形状を有するベース９２１を備える。ベース９２１の上面から突出したベース突起９２２の側面に、上方に向かってレーザ光を発射するレーザチップ９２５が設けられている。ステム９２０の下面から、複数本（本例では３本）のリード９２７が下方に向かって延びている。
【００２５】
ベース突起９２２がキャップ９１０内に収納されるように、キャップ９１０はベース９２１上に載置される。レンズ９１５の光軸上にレーザチップ９２５が位置するように、ステム９２０に対してキャップ９１０を水平方向に位置合わせした状態で、キャップ９１０のフランジ９１３とベース９２１とが抵抗溶接により固着される。図１Ｂは、このようにして得られたレーザダイオード９００の斜視図である。
【００２６】
本発明の抵抗溶接装置は、キャップ９１０とステム９２０とを抵抗溶接により固着するのに使用することができる。以下に、本発明の抵抗溶接装置の好ましい実施形態を説明する。
【００２７】
（実施形態１）
図２は、本発明の実施形態１にかかる抵抗溶接装置において、上電極１００及び下電極６００の主要部を示した断面図である。上電極１００は、第１被溶接物としてのキャップ９１０（図１Ａ参照）を保持し、下電極６００は、第２被溶接物としてのステム９２０（図１Ａ参照）を保持している。図２において、一点鎖線１ａは、上電極１００及び下電極６００に共通する中心軸である。以下の説明において、中心軸１ａに沿った方向を「上下方向」といい、中心軸１ａに垂直な平面に平行な方向を「水平方向」という。「上」及び「下」は、図２の向きに基づいて定義される。中心軸１ａに直交する方向を「半径方向」という。
【００２８】
最初に、上電極１００について説明する。
【００２９】
図３は、上電極１００の分解斜視図である。上電極１００は、第１主電極１１０、先端カバー１３０、スライダ１４０、及び、第１消耗電極１２０を備える。
【００３０】
第１主電極１１０は、基部１１２と、基部１１２の下電極６００に対向する側（即ち、下側）に設けられた電極凸部１１３とを有する。基部１１２と電極凸部１１３とは、いずれも略円柱形状を有し、両者は同軸に配置されている。電極凸部１１３の外径は、基部１１２の外径より小さい。電極凸部１１３の先端面１１３ａは、水平方向と平行な円形の平面である。中心軸１ａに沿った中央穴１１１（図２参照）が、第１主電極１１０を上下方向に貫通している。吸着穴１１８が、電極凸部１１３の先端面１１３ａの、中央穴１１１から半径方向にわずかに離れた位置に開口している。吸着穴１１８は、第１主電極１１０を上下方向に貫通している。第１主電極１１０の外周面から中心軸１ａ（図２参照）に向かって、所定深さの３つのスリット（溝）１１４が設けられている。３つのスリット１１４は中心軸１ａに対して１２０度間隔で配置され、各スリット１１４は、中心軸１ａを含む面に沿っている。電極凸部１１３においては、スリット１１４は、中央穴１１１から電極凸部１１３の円筒状の外周面にまで半径方向に沿って延びている。各スリット１１４内に、揺動板１１５が挿入されている。
【００３１】
図２に示されているように、揺動板１１５は略「Ｌ」字形状を有する薄板である。揺動板１１５は、その下端に、中心軸１ａに向かって突出した爪１１６を備える。棒状のピン１１７が、揺動板１１５の上下方向の略中央の位置を貫通して、第１主電極１１０に固定されている。これにより、揺動板１１５は、ピン１１７の周りに揺動（または回動）可能な状態で第１主電極１１０に保持されている。揺動板１１５の中心軸１ａとは反対側の辺（以下、「外側辺」という）は、略「＜」状にわずかに凹状に屈曲している。揺動板１１５の外側辺のうち、ピン１１７に対して上側の部分を外側辺上部１１５ａといい、ピン１１７に対して下側の部分を外側辺下部１１５ｂという。揺動板１１５は、外側辺上部１１５ａ及び外側辺下部１１５ｂのうちのいずれか一方が選択的に、基部１１２及び先端カバー１３０によって形成される共通する円筒状の外周面から半径方向に沿って外向きに突出するように、ピン１１７の周りを揺動することができる。
【００３２】
図３に戻り、先端カバー１３０は、中央に先端カバー１３０を上下方向に貫通する開口１３１が形成された円形のリング形状を有している。開口１３１の内周面は、第１主電極１１０の電極凸部１１３と嵌合するように、電極凸部１１３の外周面と略同一径の円筒面である。先端カバー１３０の外周面は、第１主電極１１０の基部１１２の外周面と略同一径の円筒面である。先端カバー１３０の上面（第１主電極１１０に対向する側の面）には、中心軸１ａに対して１２０度間隔で放射状に延びる３つのスリット１３４が形成されている。
【００３３】
スライダ１４０は、スライダ１４０を上下方向に貫通する円形の開口１４１が中央に形成された円形のリング形状を有している。スライダ１４１の内径は、第１主電極１１０の基部１１２の外径及び先端カバー１３０の外径と略同一である。
【００３４】
第１消耗電極１２０は、円形の薄板形状を有する。その中央には、第１消耗電極１２０を上下方向に貫通する円形の貫通穴１２１が設けられている。第１消耗電極１２０の外径は、先端カバー１３０の開口１３１と嵌合するように開口１３１の内径と略同一であり、また、第１主電極１１０の電極凸部１１３の先端面１１３ａの外径と略同一である。第１消耗電極１２０の貫通穴１２１の内径は、第１主電極１１０に設けられた中央穴１１１の内径と略同一であり、また、第１被溶接物としてのキャップ９１０（図１Ａ参照）の外筒９１１の外径以上、且つ、フランジ９１３の外径未満である。
【００３５】
図２に示すように、先端カバー１３０は、その開口１３１内に電極凸部１１３を嵌入させて、第１主電極１１０に装着される。先端カバー１３０のスリット１３４に揺動板１１５が嵌入する。先端カバー１３０は、例えば先端カバー１３０側から挿入されたボルト（図示せず）を第１主電極１１０に螺合させることにより、第１主電極１１０に固定される。先端カバー１３０を第１主電極１１０に装着したとき、電極凸部１１３の先端面１１３ａは、先端カバー１３０の開口１３１を取り囲む端縁よりもわずかに上方に位置し、従って、開口１３１内に、先端面１１３ａを底面とする円形の凹部が形成される。
【００３６】
スライダ１４０の開口１４１内に、先端カバー１３０及び第１主電極１１０の基部１１２が嵌入される。スライダ１４０は、図示しない駆動装置によって、先端カバー１３０及び第１主電極１１０に対して上下方向に移動可能である。スライダ１４０が、図２に示す位置にあるとき、スライダ１４０の開口１４１の内周面が揺動板１１５の外側辺下部１１５ｂに当接する。このため、爪１１６が中央穴１１１の内周面よりも中心軸１ａ側に向かって突出する。図示を省略するが、スライダ１４０の開口１４１の内周面が揺動板１１５の外側辺上部１１５ａに当接するようにスライダ１４０を上昇させると、揺動板１１５が図２において反時計回り方向に回動して、爪１１６がスリット１１４内に収納される。このように、スライダ１４０を上下に変位させることにより、３つの揺動板１１５に設けられた３つの爪１１６を半径方向に沿って同時に変位させることができる。
【００３７】
第１消耗電極１２０は、先端カバー１３０の開口１３１内に嵌入される。第１消耗電極１２０は、先端カバー１３０の開口１３１の内周面によって水平方向に位置決めされる。吸着穴１１８の上端は、図示しない吸引ポンプに接続されている。吸着穴１１８内を負圧に吸引することにより、第１消耗電極１２０は、先端カバー１３０の開口１３１内に嵌入した状態で保持される。第１消耗電極１２０の上面は、電極凸部１１３の先端面１１３ａに面接触する。第１消耗電極１２０の下面を含む一部は、先端カバー１３０の下面よりもわずかに下方に向かって突出する。吸着穴１１８を常圧に戻せば、第１消耗電極１２０を開口１３１から取り外すことができる。吸着穴１１８を加圧して、第１消耗電極１２０を開口１３１から押し出してもよい。
【００３８】
第１被溶接物としてのキャップ９１０（図１Ａ参照）の、上電極１００への装着は以下のようにして行う。
【００３９】
スライダ１４０を上昇させ、爪１１６を後退させた状態で、キャップ９１０を第１消耗電極１２０の貫通穴１２１内に嵌入させる。キャップ９１０のフランジ９１３（図１Ａ参照）は、第１消耗電極１２０の貫通穴１２１の下側の開口を取り囲む端縁に上下方向に当接する。キャップ９１０の外筒９１１（図１Ａ参照）の一部は、第１消耗電極１２０よりも上方に突出する。その後、スライダ１４０を下降させて、３つの爪１１６をキャップ９１０に向かって移動させる。図２に示されているように、３つの爪１１６がキャップ９１０の外筒９１１に当接した状態で、キャップ９１０は上電極１００に保持される。キャップ９１０は、中心軸１ａと同軸となるように水平方向に位置決めされる。
【００４０】
次に、下電極６００について説明する。
【００４１】
図２に示されているように、下電極６００は、第２主電極６１０、及び、第２消耗電極６２０を備える。
【００４２】
第２主電極６１０は、上電極１００に向かって突出した電極凸部６１３を有する。電極凸部６１３の上面（上電極１００に対向する面）６１３ａには、外周端部よりも相対的に窪んだ凹部６１４が設けられている。凹部６１４は、中心軸１ａと同軸の円形の領域である。凹部６１４の底面は、水平方向と平行な平面である。中心軸１ａに沿った中央穴６１１が、第２主電極６１０を上下方向に貫通している。吸着穴６１８が、第２主電極６１０を上下方向に貫通している。吸着穴６１８の上端は、電極凸部６１３の凹部６１４内の、中央穴６１１から半径方向にわずかに離れた位置に開口している。
【００４３】
第２消耗電極６２０は、円形の薄板形状を有する。その中央には、第２消耗電極６２０を上手方向に貫通する円形の貫通穴６２１が設けられている。第２消耗電極６２０の外径は、第２主電極６１０の先端に設けられた円形の凹部６１４と嵌合するように、凹部６１４の内径と略同一である。第２消耗電極６２０の貫通穴６２１の内径は、第２主電極６１０に設けられた中央穴６１１の内径と略同一であり、また、第２被溶接物としてのステム９２０のベース９２１（図１Ａ参照）の外径より小さい。第２消耗電極６２０は、第１消耗電極１２０と互換性を有していてもよい。
【００４４】
第２消耗電極６２０は、第２主電極６１０の凹部６１４内に嵌入される。第２消耗電極６２０は、凹部６１４の内周面によって水平方向に位置決めされる。吸着穴６１８の下端は、図示しない吸引ポンプに接続されている。吸着穴６１８内を負圧に吸引することにより、第２消耗電極６２０は、凹部６１４内に嵌入した状態で第２主電極６１０に吸着され保持される。第２消耗電極６２０の下面は、凹部６１４の底面に面接触する。第２消耗電極６２０の上面を含む一部は、電極凸部６１３の上面６１３ａよりもわずかに上方に向かって突出する。吸着穴６１８を常圧に戻せば、第２消耗電極６２０を凹部６１４から取り外すことができる。吸着穴６１８を加圧して、第２消耗電極６２０を凹部６１４から押し出してもよい。
【００４５】
第２被溶接物としてのステム９２０（図１Ａ参照）の、下電極６００への装着は以下のようにして行う。
【００４６】
ステム９２０を第２消耗電極６２０の貫通穴６２１内に挿入する。ステム９２０のベース９２１の下面が、第２消耗電極６２０の貫通穴６２１の上側の開口を取り囲む端縁に上下方向に当接する。リード９２７は中央穴６１１に挿入される。詳細な説明を省略するが、ステム９２０は下電極６００に対して水平方向に位置決めされて保持される。位置決めして保持するための装置は、制限はなく、例えば従来の抵抗溶接装置に用いられていたものと同じ構成を有していてもよい。
【００４７】
以上のようにして、上電極１００にキャップ９１０が保持され、下電極６００にステム９２０が保持される。そして、上電極１００を下降させ、キャップ９１０のフランジ９１３をステム９２０のベース９２１に当接させる。上電極１００及び下電極６００を介して、キャップ９１０及びステム９２０に所定の圧縮力を印加しながらキャップ９１０とステム９２０との間に所定のパルス状の電流を流し、キャップ９１０とステム９２０とを抵抗溶接する。電流は、第１及び第２主電極１１０，６１０から第１及び第２消耗電極１２０，６２０を介してキャップ９１０及びステム９２０に印加される。その後、上電極１００を上昇させ、溶接して得られたレーザダイオード９００（図１Ｂ参照）を取り出す。
【００４８】
第１及び第２主電極１１０，６１０、及び、第１及び第２消耗電極１２０，６２０の材料は、制限はなく、導電性が良好な材料を用いることができ、例えば抵抗溶接装置の電極として従来から用いられている公知の材料を用いることができる。一例を挙げれば、第１及び第２主電極１１０，６１０の材料としてクロム銅合金を用いることができ、第１及び第２消耗電極１２０，６２０の材料として、導電性に加えて耐摩耗性をも有するベリリウム銅合金を用いることができる。
【００４９】
以上のように、本実施形態１の抵抗溶接装置は、キャップ９１０に直接当接して溶接に必要な圧縮力及び電流をキャップ９１０に印加するために第１消耗電極１２０が上電極１００に設けられ、また、ステム９２０に直接当接して溶接に必要な圧縮力及び電流をステム９２０に印加するために第２消耗電極６２０が下電極６００に設けられている。第１及び第２消耗電極１２０，６２０は、いずれも、キャップ９１０及びステム９２０を挿入可能な貫通穴１２１，６２１が中央に設けられた円形薄板形状を有している。第１及び第２消耗電極１２０，６２０は、上電極１００及び下電極６００に対して、それぞれ着脱可能である。
【００５０】
上述したように、従来の抵抗溶接装置では、キャップを正確に位置決めして保持するために、三つ爪チャック構造の上電極が用いられていた。三つ爪チャックは、構造が複雑であるので、それ自体が高価であり、また、その研磨には多大な手間と費用を要するという課題があった。また、周方向に隣り合う爪と爪との間に隙間が存在するため、ステムとキャップとを周方向に均一に溶接することができないという課題があった。
【００５１】
これに対して、本実施形態１の抵抗溶接装置が備える第１及び第２消耗電極１２０，６２０は、形状が簡単であるので、容易に製造でき、安価である。抵抗溶接を繰り返し行うと、第１及び第２消耗電極１２０，６２０の、キャップ９１０及びステム９２０が当接する部分が摩耗する。このような場合には、上電極１００及び下電極６００から第１及び第２消耗電極１２０，６２０のみを取り外して、摩耗が生じた面を平面になるように研磨することができる。研磨作業は、従来の三つ爪チャック構造の上電極を研磨する場合に比べて格段に簡単であり、短時間で終了する。研磨を繰り返すことによって第１及び第２消耗電極１２０，６２０が薄くなってしまい、新しいものに交換する必要が生じても、第１及び第２消耗電極１２０，６２０自体は安価であるので、低コストで交換可能である。第１及び第２消耗電極１２０，６２０は、吸着穴１１８，６１８を介して負圧によって第１及び第２主電極１１０，６１０に吸着されているだけであるから、第１及び第２消耗電極１２０，６２０の上電極１００及び下電極６００に対する取り外し及び装着は簡単である。これらの結果、本実施形態１の抵抗溶接装置は、上電極１００及び下電極６００の摩耗にともなうメインテナンスを簡単且つ安価に行うことができる。
【００５２】
また、第１及び第２消耗電極１２０，６２０は、中央に円形の貫通穴１２１，６２１が設けられた環状形状を有する。このため、第１消耗電極１２０は、キャップ９１０のフランジ９１３に、その全周にわたって均一に当接し、また、第２消耗電極６２０は、ステム９２０のベース９２１に、その全周にわたって均一に当接する。従って、抵抗溶接時の圧縮力及び電流を、フランジ９１３及びベース９２１に、全周にわたって均一に印加することができる。この結果、キャップ９１０とステム９２０とを周方向に均一に溶接することができ、良好な溶接品質が得られる。
【００５３】
キャップ９１０を水平方向に位置決めするための位置決め装置として、上電極１００の第１主電極１１０に３枚の揺動板１１５が設けられている。３枚の揺動板１１５の爪１１６は、三つ爪チャックと実質的に同じ原理で、キャップ９１０を中心軸１ａと同軸に把持する。これにより、ステム９２０に対するキャップ９１０の水平方向の位置ズレやそのバラツキが低減するので、高品質のレーザダイオード９００を安定的に製造することができる。
【００５４】
位置決め装置としての揺動板１１５が第１主電極１１０に設けられているので、第１消耗電極１２０を研磨や交換するときに位置決め装置を分解したり取り外したりする必要がない。この点からも、第１消耗電極１２０の上電極１００に対する脱着は容易である。これは、上電極１００の摩耗にともなうメインテナンスを簡単且つ安価に行うのに有利である。
【００５５】
第１消耗電極１２０の中央には貫通穴１２１が設けられているので、貫通穴１２１に挿入されたキャップ９１０の外筒９１１は、第１消耗電極１２０を貫通して、上側に突出する。このため、第１主電極１１０に設けた位置決め装置を用いて、キャップ９１０を水平方向に位置決めすることが可能になる。
【００５６】
上記の実施形態では、位置決め装置が３枚の揺動板１１５を備えていたが、位置決め装置を構成する揺動板１１５の数は３枚に限定されず、これより多くても少なくてもよい。例えば、ただ１枚の揺動板１１５のみで位置決め装置を構成することができる。この場合、キャップ９１０は、揺動板１１５のただ１つの爪１１６と、中央穴１１１の内周面（または第１消耗電極１２０の貫通穴１２１の内周面）との間に挟まれるようにして水平方向に位置決めされて保持される。位置決めされたキャップ９１０は、中心軸１ａから偏心している可能性はあるが、偏心する向きや偏心量を常に一定に維持することができるので、３つの爪１１６で位置決めする場合と同様に、ステム９２０に対するキャップ９１０の水平方向の位置ズレやそのバラツキを低減することが可能である。
【００５７】
第１及び第２消耗電極１２０，６２０は、第１及び第２主電極１１０，６１０に負圧を利用して吸着される。これは、簡単な構成で、第１及び第２消耗電極１２０，６２０を第１及び第２主電極１１０，６１０に繰り返し着脱可能に保持させることを可能にするのに有利である。
【００５８】
第１及び第２消耗電極１２０，６２０が第１及び第２主電極１１０，６１０から意図せずに分離し脱落してしまうと、抵抗溶接を行うことができない。従って、第１消耗電極１２０及び／又は第２消耗電極６２０の有無を検知する消耗電極検知装置を備えることが好ましい。消耗電極検知装置の構成は任意であるが、例えば、負圧が形成される吸着穴１１８，６１８又はこれと連通したパイプの圧力を測定する圧力検出装置で構成することができる。吸着穴１１８に対応する圧力検出装置が所望の負圧を検知しない場合には第１消耗電極１２０が脱落したと判断し、吸着穴６１８に対応する圧力検出装置が所望の負圧を検知しない場合には第２消耗電極６２０が脱落したと判断する。この消耗電極検知装置は、第１及び第２消耗電極１２０，６２０を保持する保持装置の一部（即ち、吸着穴１１８，６１８またはこれと連通したパイプ）を利用して構成することができるので、消耗電極検知装置のための追加の部品数を少なく抑えることができ、構成が簡単で低コストな消耗電極検知装置を実現することができる。消耗電極検知装置は、上電極１００及び下電極６００の両方に対してそれぞれ設けられることが好ましいが、いずれか一方のみに対して設けられてもよい。
【００５９】
（実施形態２）
本実施形態２は、上電極の構成に関して実施形態１と異なる。以下に、実施形態１との相違点を中心に本実施形態２を説明する。本実施形態２で参照する図面に示された部材のうち、実施形態１で参照した図面に示された部材と同一又は対応する部材には、実施形態１と同一の符号が付してあり、それらについての重複する説明を省略する。これらの部材については、適宜、実施形態１の説明を参酌する必要がある。
【００６０】
図４は、本発明の実施形態２にかかる抵抗溶接装置において、上電極２００の分解斜視図である。上電極２００は、第１主電極２１０、スライディングバー２４０、及び、第１消耗電極１２０を備える。
【００６１】
第１主電極２１０は、下電極６００に向かって突出した電極凸部２１３を有する。電極凸部２１３の下面（下電極６００に対向する面）２１３ａには、外周端部よりも相対的に窪んだ凹部２１４が設けられている。凹部２１４は、中心軸１ａと同軸の円形の領域である。凹部２１４の底面は、水平方向と平行な平面である。凹部２１４の内径は、第２消耗電極１２０と嵌合するように、第２消耗電極１２０の外径と略同一である。中心軸１ａに沿った中央穴２１１が、第１主電極２１０を上下方向に貫通している。中央穴２１１から半径方向に沿って延びた溝２１５が、凹部２１４内に形成されている。吸着穴（第１吸着穴）２１８が、凹部６１４内の、中央穴２１１から半径方向にわずかに離れた位置で開口している。
【００６２】
スライディングバー２４０は、電極凸部２１３の下面２１３ａに対向し、半径方向に沿って延びている。スライディングバー２４０は半径方向に移動可能である。より詳細には、スライディングバー２４０は、その先端２４１が、図４に示したように凹部２１４の領域内に突出するように前進させた位置と、凹部２１４の領域から外に後退させた位置とに、往復移動することができる。
【００６３】
第１消耗電極１２０は、実施形態１の第１消耗電極１２０と同じである。
【００６４】
図５は、第１被溶接物としてのキャップ９１０（図１Ａ参照）を保持した上電極２００の、第１消耗電極１２０側から見た下面図である。図６Ａは、スライディングバー２４０に沿った、図５の６Ａ−６Ａ線を含む上下方向面での上電極２００の断面図である。図６Ｂは、第１吸着穴２１８を通る、図５の６Ｂ−６Ｂ線を含む上下方向面に沿った上電極２００の断面図である。図６Ｃは、溝２１５に沿った、図５の６Ｃ−６Ｃ線を含む上下方向面に沿った上電極２００の断面図である。
【００６５】
図６Ａに示すように、スライディングバー２４０の後端（中心軸１ａから遠い側の端部）には、スライディングバー２４０を半径方向に沿って往復移動させるアクチュエーター２４５が設けられている。本例では、アクチュエーター２４５としてエアシリンダが用いられているが、本発明はこれに限定されず、スライディングバー２４０を往復移動させることができる任意のアクチュエーター（例えばソレノイド）を用いることができる。
【００６６】
第１消耗電極１２０を第１主電極２１０の凹部２１４内に嵌入するのに先立って、スライディングバー２４０を後退させる。次いで、第１消耗電極１２０を凹部２１４内に嵌入する。凹部２１４の深さは、第１消耗電極１２０の厚さよりわずかに浅い。従って、第１消耗電極１２０の下面を含む一部が、電極凸部２１３の下面２１３ａよりもわずかに下方に向かって突出する。次いで、スライディングバー２４０を前進させる。スライディングバー２４０の先端２４１が第１消耗電極１２０に衝突し、第１消耗電極１２０を、凹部２１４の内周面のうち、スライディングバー２４０とは反対側の部分に押し付ける。第１消耗電極１２０は、スライディングバー２４０と凹部２１４の内周面との間に挟まれることによって、第１主電極２１０に対して水平方向に位置決めされる。
【００６７】
図６Ｂに示すように、第１吸着穴２１８の一端は凹部２１４内で開口し、他端は第１主電極２１０の外周面で開口している。第１吸着穴２１８の当該他端は、図示しない第１吸引ポンプに接続されている。第１吸着穴２１８内を負圧に吸引することにより、第１消耗電極１２０は、凹部２１４内に嵌入した状態で第１主電極２１０に吸着され保持される。第１消耗電極１２０の上面は、凹部２１４の底面に面接触する。本実施形態２では、第１消耗電極１２０は、スライディングバー２４０による水平方向の押力（図６Ａ参照）と、第１吸着穴２１８を通じた吸着力とによって、第１主電極２１０に保持される。スライディングバー２４０を後退させ、且つ、第１吸着穴２１８を常圧に戻せば、第１消耗電極１２０を凹部２１４から取り外すことができる。第１吸着穴２１８を加圧して、第１消耗電極１２０を凹部２１４から押し出してもよい。
【００６８】
第１被溶接物としてのキャップ９１０（図１Ａ参照）の、上電極２００への装着は以下のようにして行う。
【００６９】
図６Ｃに示されているように、キャップ９１０を、第１消耗電極１２０の貫通穴１２１内に嵌入させる。キャップ９１０のフランジ９１３（図１Ａ参照）は、第１消耗電極１２０の貫通穴１２１の下側の開口を取り囲む端縁に上下方向に当接する。キャップ９１０の外筒９１１の一部は、第１消耗電極１２０よりも上方に突出する。
【００７０】
第１主電極２１０内に、第２吸着穴２１６が設けられている。第２吸着穴２１６の一端は、凹部２１４内に設けられた溝２１５の半径方向の外側端に連続され、第２吸着穴２１６の他端は第１主電極２１０の外周面で開口している。第２吸着穴２１６の当該他端は、図示しない第２吸引ポンプに接続されている。溝２１５の半径方向の内側端は、中央穴２１１に達している。凹部２１４に第１消耗電極１２０が嵌入した状態で第２吸着穴２１６内を負圧に吸引すると、溝２１５内にも同様に負圧が形成され、キャップ９１０の外筒９１１が溝２１５に向かって吸引される。キャップ９１０は、中央穴２１１の内周面（または第１消耗電極１２０の貫通穴１２１の内周面）の溝２１５の近傍の部分に当接した状態で水平方向に位置決めされ且つ上電極２００に保持される。
【００７１】
本実施形態２の抵抗溶接装置は、上記を除いて実施形態１の抵抗溶接装置と同じである。上電極２００に保持されたキャップ９１０と下電極６００（図２参照）に保持されたステム９２０とを、実施形態１と同様に抵抗溶接することができる。上電極２００は、実施形態１の上電極１００と同様に、貫通穴１２１が設けられた円形薄板形状を有する第１消耗電極１２０を備える。従って、本実施形態２の抵抗溶接装置は、実施形態１と同様に、電極の摩耗にともなうメインテナンスを容易且つ安価に行うことができ、且つ、溶接品質が良好である。
【００７２】
本実施形態２では、キャップ９１０を水平方向に位置決めするための位置決め装置として、第１主電極２１０に溝２１５及び第２吸着穴２１６が設けられている。本実施形態２の位置決め装置は、移動する部材を備えておらず、構成が簡単であるので、容易且つ低コストに製造することができる。本実施形態２では、実施形態１と異なり、キャップ９１０は、中心軸１ａから偏心して位置決めされる可能性がある。しかしながら、偏心する向きや偏心量は常に一定に維持することができるので、実施形態１と同様に、下電極６００に保持されたステム９２０に対するキャップ９１０の水平方向の位置ズレやそのバラツキを低減することが可能である。本実施形態２の位置決め装置は、キャップ９１０を位置決めし保持している間、第１消耗電極１２０を吸着して第１主電極２１０に保持させようにも作用する。
【００７３】
上記の実施形態では、位置決め装置として、凹部２１４の底面に溝２１５を形成したが、キャップ９１０を水平方向に吸着することができれば、位置決め装置の構成は溝２１５に限定されない。例えば、溝２１５に代えて、第２吸着穴２１６を、電極凸部２１３内に半径方向に沿って中央穴２１１に達するように形成してもよい。
【００７４】
実施形態１と同様に、第１消耗電極１２０の有無を検知する消耗電極検知装置として、第１吸着穴２１８又はこれと連通したパイプの圧力を測定する圧力検出装置を設けることができる。
【００７５】
本実施形態２において、第１消耗電極１２０を水平方向に位置決めするスライディングバー２４０を省略することができる。この場合、第１消耗電極１２０は、凹部２１４の内周面によって水平方向に位置決めすることができる。
【００７６】
本実施形態２は、上記を除いて実施形態１と同様である。実施形態１の説明が、本実施形態２にも適宜適用される。
【００７７】
（実施形態３）
本実施形態３は、上電極の構成に関して実施形態１，２と異なる。以下に、実施形態１，２との相違点を中心に本実施形態３を説明する。本実施形態３で参照する図面に示された部材のうち、実施形態１，２で参照した図面に示された部材と同一又は対応する部材には、実施形態１，２と同一の符号が付してあり、それらについての重複する説明を省略する。これらの部材については、適宜、実施形態１，２の説明を参酌する必要がある。
【００７８】
図７は、本発明の実施形態３にかかる抵抗溶接装置において、上電極３００及び下電極６００の断面図である。上電極３００は、第１主電極３１０、プッシュロッド３４０、及び、第１消耗電極１２０を備える。
【００７９】
第１消耗電極１２０は、実施形態２と同様に、電極凸部２１３の下面２１３ａに設けられた凹部２１４内に嵌入される。吸着穴２１８内を負圧に吸引することにより、凹部２１４内に嵌入した第１消耗電極１２０は第１主電極３１０に吸着される。第１消耗電極１２０の上面は、凹部２１４の底面に面接触する。第１消耗電極１２０の下面を含む一部が、電極凸部２１３の下面２１３ａよりもわずかに下方に向かって突出する。吸着穴２１８を常圧に戻せば、第１消耗電極１２０を凹部２１４から取り外すことができる。吸着穴２１８を加圧して、第１消耗電極１２０を凹部２１４から押し出してもよい。
【００８０】
本実施形態３では、実施形態２に設けられていた、第１消耗電極１２０を第１主電極２１０に対して水平方向に位置決めするためのスライディングバー２４０が設けられていない。第１消耗電極１２０は、凹部２１４の内周面によって水平方向に位置決めされる。
【００８１】
第１被溶接物としてのキャップ９１０（図１Ａ参照）の位置決め装置として、実施形態２の第１主電極２１０に設けられていた溝２１５及び第２吸着穴２１６に代えて、本実施形態３では、プッシュロッド３４０が第１主電極３１０に設けられている。プッシュロッド３４０は、第１消耗電極１２０の上面の近傍において、電極凸部２１３の外周面から中央穴２１１へ電極凸部２１３を半径方向に沿って貫通している。プッシュロッド３４０は、圧縮コイルバネ３４２によって、中央穴２１１に向かって付勢されている。プッシュロッド３４０の後端（中心軸１ａから遠い側の端部）には、支点３４３の周りを回動可能な連結棒３４４の一端が係合している。連結棒３４４の他端には、連結棒３４４の他端を第１主電極３１０に向かって移動させるアクチュエーター３４５が設けられている。本例では、アクチュエーター３４５としてエアシリンダが用いられているが、本発明はこれに限定されず、任意のアクチュエーター（例えばソレノイド）を用いることができる。アクチュエーター３４５が動作していないとき、バネ３４２の弾性力によってプッシュロッド３４０は中心軸１ａに向かって移動（前進）し、プッシュロッド３４０の先端３４１は中央穴２１１内に突出する。アクチュエーター３４５を動作させると、連結棒３４４が回動し、プッシュロッド３４０は、バネ３４２の弾性力に抗して中心軸１ａから離れる向きに移動（後退）し、プッシュロッド３４０の先端３４１は中央穴２１１から後退する。
【００８２】
キャップ９１０（図１Ａ参照）の、上電極３００への装着は以下のようにして行う。
【００８３】
プッシュロッド３４０を後退させた状態で、キャップ９１０を、第１消耗電極１２０の貫通穴１２１内に嵌入させる。キャップ９１０のフランジ９１３（図１Ａ参照）は、第１消耗電極１２０の貫通穴１２１の下側の開口を取り囲む端縁に上下方向に当接する。キャップ９１０の外筒９１１の一部は、第１消耗電極１２０よりも上方に突出する。次いで、プッシュロッド３４０を前進させる。プッシュロッド３４０の先端３４１が外筒９１１に衝突し、キャップ９１０をプッシュロッド３４０とは反対側に向かって押し付ける。キャップ９１０は、プッシュロッド３４０の先端３４１と中央穴２１１の内周面（または第１消耗電極１２０の貫通穴１２１の内周面）との間に挟まれることによって、第１主電極２１０に対して水平方向に位置決めされて保持される。
【００８４】
本実施形態３の抵抗溶接装置は、上記を除いて実施形態１，２の抵抗溶接装置と同じである。上電極３００に保持されたキャップ９１０と下電極６００に保持されたステム９２０とを、実施形態１と同様に抵抗溶接することができる。上電極３００は、実施形態１の上電極１００と同様に、貫通穴１２１が設けられた円形薄板形状を有する第１消耗電極１２０を備える。従って、本実施形態３の抵抗溶接装置は、実施形態１と同様に、電極の摩耗にともなうメインテナンスを容易且つ安価に行うことができ、且つ、溶接品質が良好である。
【００８５】
本実施形態３では、キャップ９１０を水平方向に位置決めするための位置決め装置として、キャップ９１０を中央穴２１１の内周面（または第１消耗電極１２０の貫通穴１２１の内周面）に押し付けるプッシュロッド３４０が設けられている。実施形態２と同様に、本実施形態３においても、キャップ９１０は、中心軸１ａから偏心して位置決めされる可能性がある。しかしながら、偏心する向きや偏心量は常に一定に維持することができるので、実施形態１と同様に、下電極６００に保持されたステム９２０に対するキャップ９１０の水平方向の位置ズレやそのバラツキを低減することが可能である。
【００８６】
実施形態１，２と同様に、第１消耗電極１２０の有無を検知する消耗電極検知装置として、吸着穴２１８又はこれと連通したパイプの圧力を測定する圧力検出装置を設けることができる。
【００８７】
実施形態２で説明した、第１消耗電極１２０を水平方向に位置決めするスライディングバー２４０を、本実施形態３の上電極３００に設けてもよい。
【００８８】
本実施形態３は、上記を除いて実施形態１，２と同様である。実施形態１，２の説明が、本実施形態３にも適宜適用される。
【００８９】
（実施形態４）
キャップとステムとで気密に封止された密閉空間内に配されたチップ（例えばレーザチップ９２５、図１Ａ参照）が劣化するのを防止するために、窒素などの不活性ガス雰囲気に形成された密閉されたチャンバ内で、キャップとステムとを抵抗溶接して多数の電子部品を連続的に自動生産する抵抗溶接装置が知られている。このような抵抗溶接装置では、一旦チャンバを外界に開放すると、その後、チャンバ内に所定雰囲気を形成するのに長時間を要する。生産性向上の観点からは、チャンバの開放はなるべく回避することが望まれる。このような抵抗溶接装置では、摩耗した電極の交換も、チャンバを開放することなく行えることが望まれる。
【００９０】
本実施形態４にかかる抵抗溶接装置は、消耗電極１２０，６２０を自動で交換することを可能にする消耗電極交換装置を備えている。図８及び図９を用いて消耗電極交換装置の動作を説明する。図８及び図９では、実施形態２で説明した上電極２００及び下電極６００を備えた抵抗溶接装置に消耗電極交換装置を適用した例が示されている。但し、本発明はこれに限定されず、実施形態１，３の抵抗溶接装置に消耗電極交換装置を適用することもできる。
【００９１】
消耗電極交換装置は、第１及び第２消耗電極１２０，６２０を保持し搬送することができる保持アーム７００を備える。保持アーム７００は、図示しない駆動機構によって、離間された上電極２００及び下電極６００の間の空間内で上下方向に移動することができ、且つ、当該空間に対して水平方向に移動することができる。
【００９２】
保持アーム７００は、その上面に、第１消耗電極１２０を保持することができる第１保持部７１０を備え、また、その下面に、第２消耗電極６２０を保持することができる第２保持部７２０を備える。第１及び第２保持部７１０，７２０は、第１及び第２消耗電極１２０，６２０を収納することができる円形の凹部からなる。第１及び第２保持部７１０，７２０の各凹部の底面には、第１及び第２吸引路７１１，７２２が開口している。第１及び第２吸引路７１１，７２２の他端は、図示しない吸引ポンプに接続されている。第１及び第２吸引路７１１，７２２内を負圧に吸引することにより、第１及び第２保持部７１０，７２０の各凹部に収納された第１及び第２消耗電極１２０，６２０を吸着して保持することができる。第１及び第２保持部７１０，７２０の凹部の深さは、第１及び第２消耗電極１２０，６２０の厚さより浅い。このため、第１及び第２保持部７１０，７２０に保持された第１及び第２消耗電極１２０，６２０は、第１及び第２保持部７１０，７２０からわずかに突出する。
【００９３】
上電極２００、下電極６００、及び、保持アーム７００は、抵抗溶接装置の密閉されたチャンバ（図示せず）内に収納されている。チャンバ内の空間には、窒素などの不活性ガスリッチの雰囲気が形成されている。
【００９４】
第１消耗電極１２０を交換する工程を説明する。
【００９５】
図８Ａに示すように、上電極２００の先端には第１消耗電極１２０が装着されており、下電極６００の先端には第２消耗電極６２０が装着されている。上電極２００の第１吸着穴２１８及び下電極６００の吸着穴６１８はいずれも負圧に吸引されている（矢印Ａ２１，Ａ６１）。第１消耗電極（旧消耗電極）１２０は、摩耗しており、交換する必要がある。第１及び第２保持部７１０，７２０が空の保持アーム７００を、上下方向に離間した上電２００と下電極６０との間の空間内に挿入する（矢印Ｍ１）。保持アーム７００の第１保持部７１０は、第１消耗電極１２０に上下方向に対向している。
【００９６】
次いで、図８Ｂに示すように、保持アーム７００を上昇させる（矢印Ｍ２）。第１消耗電極１２０は、第１保持部７１０に接近し、好ましくは第１消耗電極１２０の下面を含む一部が第１保持部７１０内に収納される。上電極２００のスライディングバー２４０（図６Ａ参照）を後退させ、且つ、第１吸着穴２１８の負圧を常圧に戻す。必要な場合には、第１吸着穴２１８内にガスを引き込んで加圧してもよい（矢印Ａ２２）。これとほぼ同時に、保持アーム７００の第１吸引路７１１内を負圧に吸引する（矢印Ａ７１）。第１消耗電極１２０は、上電極２００から取り外され、保持アーム７００の第１保持部７１０へ移動し、第１保持部７１０に吸着され保持される。
【００９７】
次いで、図８Ｃに示すように、保持アーム７００を下降させ（矢印Ｍ３）、第１消耗電極１２０を上電極２００から離間させる。
【００９８】
次いで、図８Ｄに示すように、保持アーム７００を水平方向に移動し（矢印Ｍ４）、上電極２００と下電極６００との間の空間から退避させる。第１保持部７１０に保持された、摩耗した第１消耗電極１２０は、例えばチャンバ内のストッカ（図示せず）に一時的に保管される。
【００９９】
第１消耗電極１２０の代わりに、図９Ａに示すように、チャンバ内に予め保管されていた、研磨済み又は新品の第１消耗電極（新消耗電極）１２０’が第１保持部７１０に吸着され保持される。保持アーム７００の第１吸引路７１１内は負圧に吸引されている（矢印Ａ７２）。
【０１００】
次いで、図９Ｂに示すように、第１消耗電極１２０’を保持した保持アーム７００を、上下方向に離間した上電極２００と下電極６００との間の空間内に挿入する（矢印Ｍ５）。第１消耗電極１２０’は、上電極２００の先端に設けられた凹部２１４に上下方向に対向している。
【０１０１】
次いで、図９Ｃに示すように、保持アーム７００を上昇させる（矢印Ｍ６）。第１消耗電極１２０’は、上電極２００の凹部２１４に接近し、好ましくはその上面を含む一部が凹部２１４内に収納される。保持アーム７００の第１吸引路７１１内の負圧を常圧に戻す。必要な場合には、第１吸引路７１１内にガスを引き込んで加圧してもよい（矢印Ａ７３）。これとほぼ同時に、上電極２００の第１吸着穴２１８内を負圧に吸引し（矢印Ａ２３）、且つ、スライディングバー２４０を前進させる。第１消耗電極１２０’は、スライディングバー２４０で水平方向に位置決めされて、凹部２１４内に吸着され保持される。
【０１０２】
最後に、図９Ｄに示すように、第１保持部７１０が空になった保持アーム７００を下降させ、更に、上電極２００と下電極６０との間の空間から水平方向に退避させる（矢印Ｍ７）。
【０１０３】
その後、交換された第１消耗電極１２０’を用いて、抵抗溶接が開始される。回収した、摩耗した第１消耗電極１２０は、チャンバ外に搬送され、研磨して、再利用される。
【０１０４】
詳細な説明を省略するが、下電極６００の第２消耗電極６２０の交換も、上記と同様にして、保持アーム７００の第２保持部７２０を用いて行うことができる。
【０１０５】
本実施形態４の消耗電極交換装置を用いることにより、上電極及び下電極を内蔵する密閉されたチャンバを開放することなく、第１及び第２消耗電極１２０，６２０の交換を行うことができる。
【０１０６】
従来の三つ爪チャック構造の上電極は、大型であり且つ重い。更に、これを着脱するには手間と時間がかかる。従って、チャンバを開放することなく、三つ爪チャック構造の上電極を自動で交換することを可能にする電極交換装置は、構成が複雑になり、実用化するのは困難である。
【０１０７】
これに対して、本発明の抵抗溶接装置の上電極及び下電極は、上述したように、被溶接物（キャップ９１０及びステム９２０）に当接するように配された消耗電極１２０，６２０を備える。電極が摩耗し研磨する必要が生じた場合には、消耗電極１２０，６２０のみを、上電極及び下電極から取り外せばよい。消耗電極１２０，６２０は、小型且つ軽量の部品であり、更に、上電極及び下電極に対する消耗電極１２０，６２０の着脱は容易である。従って、消耗電極１２０，６２０の交換を自動的に行う消耗電極交換装置を、簡単な構成で実現することができる。本実施形態４の消耗電極交換装置を用いることにより、消耗電極１２０，６２０の交換のためにチャンバを開放する必要がない。このため、消耗電極１２０，６２０の交換にともなう生産の中断時間を短くすることができるので、生産効率が格段に向上する。
【０１０８】
第１消耗電極１２０と第２消耗電極６２０とでは、摩耗の程度が異なることがある。従って、消耗電極１２０，６２０の研磨又は交換の頻度は、第１消耗電極１２０と第２消耗電極６２０とで異なっていてもよい。本実施形態４の消耗電極交換装置は、第１消耗電極１２０及び第２消耗電極６２０のいずれか一方のみを交換することができる。
【０１０９】
上記の例では、保持アーム７００が、第１消耗電極１２０を保持する第１保持部７１０と、第２消耗電極６２０を保持する第２保持部７２０とを備えていたが、本発明の消耗電極交換装置はこれに限定されない。例えば、消耗電極交換装置が、第１消耗電極１２０を保持する第１保持部７１０が設けられた第１保持アームと、第２消耗電極６２０を保持する第２保持部７２０が設けられた第２保持アームとを備え、消耗電極１２０，６２０のうち交換しようとする消耗電極に対応した保持アームのみが駆動されるように構成されていてもよい。あるいは、保持アームの片面に、第１消耗電極１２０及び第２消耗電極６２０に共通する消耗電極保持部を設け、消耗電極１２０，６２０のうち交換しようとする消耗電極に応じて保持アームを上下反転させて、消耗電極の交換を行うように構成されていてもよい。
【０１１０】
（実施形態５）
上記の実施形態４の消耗電極交換装置では、交換用の第１及び第２消耗電極（新消耗電極）１２０，６２０が保持アーム７００に供給される。第１及び第２消耗電極１２０，６２０の保持アーム７００への供給が、抵抗溶接装置の密閉されたチャンバを開放することなく自動的に順次行われることが望まれる。
【０１１１】
本実施形態５にかかる抵抗溶接装置は、そのチャンバ内に、保持アーム７００に交換用の第１及び第２消耗電極１２０，６２０を供給することができる消耗電極供給装置を更に備えている。
【０１１２】
図１０Ａは、実施形態５にかかる消耗電極供給装置の断面図である。消耗電極供給装置は、交換用の複数の第１消耗電極１２０を収納することができる収納庫８００を備える。収納庫８００は、上下方向に貫通する内腔８０１が設けられた筒状体である。内腔８０１の内面は、第１消耗電極１２０の外径と同じかこれよりわずかに大きな内径を有する円筒面である。収納庫８００に２つのストッパ８０３，８０４が設けられている。本例では、ストッパ８０３，８０４は、収納庫８００を半径方向に貫通する棒状部材である。ストッパ８０３，８０４は、半径方向に沿って往復移動することができるように、図示しないアクチュエータ（例えば、エアシリンダ、ソレノイド）によって駆動される。第１ストッパ８０３は、第２ストッパ８０４よりわずかに低い位置に設けられている。
【０１１３】
本実施形態５の消耗電極供給装置の動作を説明する。
【０１１４】
図１０Ａに示すように、第１ストッパ８０３が内腔８０１内に突出し、第２ストッパ８０４が内腔８０１から後退した状態で、収納庫８００の上側の開口から内腔８０１内に、複数（例えば１０個）の第１消耗電極１２０が投入される。これらの複数の第１消耗電極１２０は、摩耗した第１消耗電極１２０に置き換えて使用される、研磨済み又は新品の第１消耗電極（図９Ａの第１消耗電極１２０’に相当する新消耗電極）である。
【０１１５】
図１０Ｂに示すように、最下の第１消耗電極１２０の下面に第１ストッパ８０３が当接する。複数の第１消耗電極１２０は、第１ストッパ８０３によって収納庫８００内に保持される。第２ストッパ８０４の先端は、下から２個目の第１消耗電極１２０の外周面に水平方向に対向している。
【０１１６】
図１１Ａに示すように、収納庫８００の下方に保持アーム７００が移動される。収納庫８００の内腔８０１の下側の開口と、保持アーム７００の空の第１保持部７１０とが、上下方向に対向する。第２ストッパ８０４を内腔８０１に向かって押し出す（矢印Ｓ２）。第２ストッパ８０４の先端が、下から２個目の第１消耗電極１２０の外周面に当接する。この第１消耗電極１２０は、第２ストッパ８０４と内腔８０１の内周面とで水平方向に挟持される。
【０１１７】
次いで、図１１Ｂに示すように、第１ストッパ８０３を内腔８０１から後退させる（矢印Ｓ１）。最下の第１消耗電極１２０のみが落下し、保持アーム７００の第１保持部７１０内に収納される。保持アーム７００の第１吸引路７１１内を負圧に吸引する（矢印Ａ７２）。第１消耗電極１２０は、第１保持部７１０に吸着され保持される。保持アーム７００に供給された第１消耗電極１２０は、図９Ａの第１消耗電極（新消耗電極）１２０’として上電極２００に供給される。
【０１１８】
その後、第１ストッパ８０３が内腔８０１内に突出される。次いで、第２ストッパ８０４が内腔８０１から後退される。複数（例えば９個）の第１消耗電極１２０は、重力により落下し、最下の第１消耗電極１２０の下面に第１ストッパ８０３が当接した状態で収納庫８００内に保持される。
【０１１９】
以下、同様にして、収納庫８００内の第１消耗電極１２０が１個ずつ保持アーム７００に供給される。
【０１２０】
詳細な説明を省略するが、本実施形態５の消耗電極供給装置は、抵抗溶接装置のチャンバ内に、交換用の複数の第２消耗電極（新消耗電極）６２０を収納することができる、上記収納庫（第１収納庫）８００と同様の収納庫（第２収納庫）を更に備える。交換用の複数の第２消耗電極（新消耗電極）６２０は、研磨済み又は新品の第２消耗電極である。下電極６００に装着された第２消耗電極（旧消耗電極）６２０が摩耗すると、交換用の第２消耗電極（新消耗電極）６２０が第２収納庫から保持アーム７００の第２保持部７２０（図８Ａ参照）に１個ずつ供給される。このとき、保持アーム７００は、第２保持部７２０が上方を向くように、上下が反転される。
【０１２１】
抵抗溶接装置の運転の開始前に、所定雰囲気が形成されたチャンバ内に、図１０Ｂに示すように複数の第１消耗電極（新消耗電極）１２０を収納した第１収納庫８００を設置する。同様に、当該チャンバ内に、複数の第２消耗電極（新消耗電極）６２０を収納した第２収納庫を設置する。その後、抵抗溶接を開始する。第１及び第２収納庫内の第１及び第２消耗電極１２０，６２０がなくなるまで抵抗溶接装置を連続運転することができる。
【０１２２】
以上のように、本実施形態５の抵抗溶接装置は、上電極及び下電極を内蔵する密閉されたチャンバ内に、消耗電極交換装置（保持アーム７００）に交換用の第１及び第２消耗電極１２０，６２０を供給する消耗電極供給装置を備える。消耗電極供給装置は、複数の第１消耗電極１２０を収納することができる第１収納庫８００及び複数の第２消耗電極６２０を収納することができる第２収納庫８００を有する。このため、所定雰囲気が形成されたチャンバを開放することなく、第１及び第２消耗電極１２０，６２０の交換を自動的に順次行うことができる。従って、長時間の連続自動運転が可能になり、生産効率が更に向上する。
【０１２３】
消耗電極供給装置は、複数の第１収納庫８００を備えていてもよく、且つ／又は、複数の第２収納庫を備えていてもよい。例えば、最初の第１（または第２）収納庫内の消耗電極がなくなると、当該第１（または第２）収納庫が移動し、代わりに次の第１（または第２）収納庫がその位置に移動する。このように複数の収納庫を順次置き換えることにより、更に長時間の連続運転が可能が可能になる。
【０１２４】
収納庫の構成は、図１０Ａ〜図１１Ｂに示したものに限定されない。例えば、収納庫は、保持アーム７００に消耗電極を１個ずつ供給するために、ストッパ８０３，８０４以外の任意の構成を有していてもよい。例えば、複数の第２消耗電極６２０を収納する第２収納庫が、後述する実施形態６の収納庫８２０（図１２参照）と同様の構成を有していてもよい。この場合、保持アーム７００を反転させることなく、第２消耗電極６２０を、第２収納庫から保持アーム７００の第２保持部７２０へ供給することができる。
【０１２５】
（実施形態６）
上記の実施形態５の消耗電極供給装置では、交換用の消耗電極が収納庫から保持アーム７００へ直接供給された。本実施形態６の消耗電極供給装置は、抵抗溶接装置のチャンバ内に、収納庫に収納された交換用の消耗電極を一個ずつ保持アーム７００へ搬送する搬送機構を更に備える。
【０１２６】
図１２は、本実施形態６にかかる消耗電極供給装置の断面図である。消耗電極供給装置は、交換用の複数の第１消耗電極（新消耗電極）１２０を収納することができる収納庫８２０と、交換用の第１消耗電極１２０を収納庫８２０から保持アーム７００へ搬送する搬送機構８３０とを備える。
【０１２７】
収納庫８２０は、実施形態１の収納庫８００と同様に、上下方向に貫通する内腔８２１が設けられた筒状体である。内腔８２１の内面は、第１消耗電極１２０の外径と同じかこれよりわずかに大きな内径を有する円筒面である。内腔８２１に、その下側の開口からステージ８２３が挿入されている。ステージ８２３は、図示しない駆動機構によって上下方向に昇降される。特に、ステージ８２３は、第１消耗電極１２０の厚さと同じ距離ずつ間欠的に上昇することができるように構成されている。ステージ８２３を下降させた状態で、収納庫８２０の上側の開口から内腔８２１内に、複数（例えば１０個）の第１消耗電極１２０が投入される。これらの複数の第１消耗電極１２０は、摩耗した第１消耗電極１２０に置き換えて使用される、研磨済み又は新品の第１消耗電極（図９Ａの第１消耗電極１２０’に相当する新消耗電極）である。最上の第１消耗電極１２０の上面を含む一部が、収納庫８２０の上端から上方に向かって突出するように、ステージ８２３の上下方向位置が調整される。
【０１２８】
搬送機構８３０は、水平方向に沿って延びた旋回アーム８３１を備える。旋回アーム８３１は、その長手方向の中央で駆動機構８３２に保持されている。駆動機構８３２は、旋回アーム８３１を水平面内で回転させることができる（矢印Ｒ）。旋回アーム８３１の両端近傍の下面に保持部８３５，８３７が設けられている。保持部８３５，８３７は、保持アーム７００の第１保持部７１０と同様に、第１消耗電極１２０を収納することができる円形の凹部からなる。保持部８３５，８３７の凹部の底面には、吸引路８３６，８３８が開口している。吸引路８３６，８３８の他端は、図示しない吸引ポンプに接続されている。保持部８３５，８３７の各凹部に第１消耗電極１２０が嵌入した状態で吸引路８３６，８３８内を負圧に吸引すると、第１消耗電極１２０を保持部８３５，８３７内に吸着して保持することができる。保持部８３５，８３７の凹部の深さは、第１消耗電極１２０の厚さより浅い。このため、保持部８３５，８３７に保持された第１消耗電極１２０は、保持部８３５，８３７から下方にわずかに突出する。旋回アーム８３１及び駆動機構８３２を含む搬送機構８３０は、図示しない昇降機構によって上下方向に一体的に昇降することができる（矢印Ｍ３０，Ｍ３１）。
【０１２９】
本実施形態６の消耗電極供給装置の動作を説明する。
【０１３０】
図１２では、旋回アーム８３１の一方の保持部８３７の下方に、収納庫８２０が位置している。保持部８３７には第１消耗電極１２０は保持されていない。収納庫８２０に収納された最上の第１消耗電極１２０と、旋回アーム８３１の空の保持部８３７とが、上下方向に対向している。旋回アーム８３１の他方の保持部８３５は、第１消耗電極（新消耗電極）１２０を保持している。吸引路８３６は負圧に維持されている（矢印Ａ３５）。保持部８３５の下方に、保持アーム７００が移動される。保持部８３５に保持された第１消耗電極１２０と、保持アーム７００の空の第１保持部７１０とが、上下方向に対向する。保持アーム７００の上面と、収納庫８２０の上端とは、略同一高さにある。
【０１３１】
この状態で、搬送機構８３０が下降される（矢印Ｍ３０）。
【０１３２】
旋回アーム８３１の保持部８３５に保持された第１消耗電極１２０の下面を含む一部が、保持アーム７００の第１保持部７１０内に収納される。旋回アーム８３１の吸引路８３６内を常圧に戻し、これとほぼ同時に、保持アーム７００の第１吸引路７１１内を負圧に吸引する（矢印Ａ７２）。第１消耗電極１２０は、旋回アーム８３１から取り外され、保持アーム７００の第１保持部７１０へ移動し、第１保持部７１０に吸着され保持される。
【０１３３】
上記と並行して、収納庫８２０の最上の第１消耗電極１２０の上面を含む一部は、旋回アーム８３１の保持部８３７内に収納される。旋回アーム８３１の吸引路８３８内を負圧に吸引する（矢印Ａ３７）。最上の第１消耗電極１２０のみが、旋回アーム８３１の保持部８３７に吸着され保持される。
【０１３４】
次いで、搬送機構８３０が上昇される（矢印Ｍ３１）。保持アーム７００に供給された第１消耗電極１２０は、図９Ａの第１消耗電極（新消耗電極）１２０’として上電極２００に供給される。ステージ８２３は、第１消耗電極１２０の厚さと同じだけ上昇される。
【０１３５】
次いで、旋回アーム８３１は、水平面内で１８０度回転される（矢印Ｒ）。
【０１３６】
以下、同様にして、収納庫８２０内の第１消耗電極１２０が１個ずつ、搬送機構８３０を介して保持アーム７００に供給される。
【０１３７】
詳細な説明を省略するが、本実施形態６の消耗電極供給装置は、抵抗溶接装置のチャンバ内に、交換用の第２消耗電極（新消耗電極）６２０を保持アーム７００に供給することができる、上記の収納庫（第１収納庫）８２０及び搬送機構（第１搬送機構）８３０と同様の収納庫（第２収納庫）及び搬送機構（第２搬送機構）を更に備える。交換用の第２消耗電極（新消耗電極）６２０は、研磨済み又は新品の第２消耗電極である。下電極６００に装着された第２消耗電極（旧消耗電極）６２０が摩耗すると、交換用の第２消耗電極（新消耗電極）６２０が第２収納庫から第２搬送機構を介して保持アーム７００の第２保持部７２０（図８Ａ参照）に供給される。このとき、保持アーム７００は、第２保持部７２０が上方を向くように、上下が反転される。
【０１３８】
実施形態５と同様に、抵抗溶接装置の運転の開始前に、所定雰囲気が形成されたチャンバ内に、図１２に示すように複数の第１消耗電極（新消耗電極）１２０を収納した第１収納庫８２０を設置する。同様に、当該チャンバ内に、複数の第２消耗電極（新消耗電極）６２０を収納した第２収納庫を設置する。その後、抵抗溶接を開始する。第１及び第２収納庫内の第１及び第２消耗電極１２０，６２０がなくなるまで抵抗溶接装置を連続運転することができる。
【０１３９】
本実施形態６の抵抗溶接装置によれば、実施形態５の抵抗溶接装置と同様に、所定雰囲気が形成されたチャンバを開放することなく、第１及び第２消耗電極１２０，６２０の交換を自動的に順次行うことができる。従って、長時間の連続自動運転が可能になり、生産効率が更に向上する。
【０１４０】
搬送機構を介して交換用の消耗電極１２０，６２０が一つずつ消耗電極交換装置（保持アーム７００）に供給されるので、消耗電極１２０，６２０の供給動作の信頼性が高い。また、抵抗溶接装置の設計において、第１及び第２収納庫のチャンバ内での配置の自由度が向上する。
【０１４１】
実施形態５と同様に、本実施形態６の消耗電極供給装置は、複数の第１収納庫８００を備えていてもよく、且つ／又は、複数の第２収納庫を備えていてもよい。
【０１４２】
消耗電極供給装置の構成は、図１２のものに限定されない。例えば、第２消耗電極６２０を保持アーム７００の第２保持部７２０に供給するための消耗電極供給装置が、実施形態５に示した収納庫８００と、上下が反転された図１２に示した搬送機構８３０とで構成されてもよい。この場合、保持アーム７００を反転させることなく、第２消耗電極６２０を、第２収納庫から保持アーム７００の第２保持部７２０へ供給することができる。
【０１４３】
搬送機構は、２つの保持部８３５，８３７を備えている必要はない。例えば、搬送機構は、消耗電極を保持する単一の保持部のみを備えていてもよい。この場合、当該単一の保持部は、収納庫８２０と保持アーム７００との間で移動（例えば、図１２と同様の回転移動、または、直線的に移動）される。
【０１４４】
上記の実施形態５，６では、抵抗溶接装置に、第１消耗電極１２０のための消耗電極供給装置と第２消耗電極６２０のための消耗電極供給装置との両方が設けられていた。しかしながら、本発明の抵抗溶接装置は、これに限定されず、いずれか一方の消耗電極供給装置（例えば第１消耗電極１２０のための消耗電極供給装置）のみが設けられていてもよい。
【０１４５】
（実施形態７）
実施形態１〜６に示した抵抗溶接装置では、第１及び第２消耗電極１２０，６２０が摩耗すると、研磨済み又は新品の第１及び第２消耗電極（新消耗電極）と交換される。抵抗溶接装置は、キャップ９１０とステム９２０との抵抗溶接が順次行われるように連続運転されるので、この連続運転を停止することなく、且つ、第１及び第２消耗電極１２０，６２０が上電極及び下電極に装着された状態で、第１及び第２消耗電極１２０，６２０の摩耗の程度を検出することが望まれる。
【０１４６】
本発明の抵抗溶接装置の抵抗溶接では、一般的な抵抗溶接と同様に、（１）上電極と下電極とを接近させる「接近」行程、（２）被溶接物であるキャップ９１０とステム９２０とを上下方向に加圧する「加圧」行程、（３）被溶接物を加圧しながら被溶接物に電流を流す「通電」行程、（４）電流を停止した後、被溶接物に対する加圧を継続し、溶接部を凝固させる「保持」行程、及び、（５）上電極と下電極とを離間させる「開放」行程、が順次行われる。図１３は、本発明の抵抗溶接装置において、抵抗溶接のこれらの行程での、上電極と下電極との間の距離Ｌ、被溶接物に加えられる加圧力Ｐ、及び、被溶接物に流される電流Ａの変化の一例を示した図である。
【０１４７】
例えば、第１及び第２消耗電極１２０，６２０が摩耗すると、被溶接物に所定の加圧力Ｐを印加するために必要な、下電極に対する上電極の移動距離が増大する。あるいは、第１及び第２消耗電極１２０，６２０が摩耗すると、下電極に対する上電極の移動距離が同じであれば、加圧力Ｐ及び電流Ａが小さくなる。このように、第１及び第２消耗電極１２０，６２０が摩耗した場合、距離Ｌ、加圧力Ｐ、及び電流Ａの少なくとも一つが変化する。
【０１４８】
そこで、本実施形態７の抵抗溶接装置は、第１及び第２消耗電極１２０，６２０の摩耗の程度を検出する摩耗検出装置を備える。摩耗検出装置は、上下の電極間距離Ｌ、加圧力Ｐ、及び電流Ａのうちの少なくとも一つ（好ましくはこれらのうちの二つ、最も好ましくはこれらの全て）を監視するセンサを有する。摩耗検出装置は、当該センサからの出力値が所定の範囲を外れた場合に、第１及び第２消耗電極１２０，６２０が摩耗したと判断する。これにより、抵抗溶接装置の連続運転を停止させることなく、且つ、第１及び第２消耗電極１２０，６２０が上電極及び下電極に装着された状態で、第１及び第２消耗電極１２０，６２０の摩耗の程度を監視することができる。
【０１４９】
距離Ｌ、加圧力Ｐ、及び電流Ａを監視するための各センサの構成は、制限はなく、任意のセンサを用いることができる。
【０１５０】
本実施形態の摩耗検出装置を上記の実施形態１〜３の抵抗溶接装置に組み合わせることができる。この場合、摩耗検出装置は、第１及び第２消耗電極１２０，６２０が摩耗したと判断するとアラーム（例えば、音、光など）を発するように構成されてもよい。作業者は、当該アラームが発せられると、抵抗溶接装置の運転を停止して、第１及び第２消耗電極１２０，６２０を交換する。抵抗溶接装置の運転を定期的に停止させて、第１及び第２消耗電極１２０，６２０の摩耗の有無を確認する作業は不要である。
【０１５１】
本実施形態の摩耗検出装置を上記の実施形態４〜６の抵抗溶接装置に組み合わせることもできる。この場合、摩耗検出装置が第１及び第２消耗電極１２０，６２０が摩耗したと判断すると、抵抗溶接装置は、自ら運転を停止して、第１及び第２消耗電極１２０，６２０を自動的に交換するように構成されてもよい。これにより、上電極及び下電極を内蔵する密閉されたチャンバを開放することなく、適切なタイミングで、第１及び第２消耗電極１２０，６２０の交換を自動的に行うことができる。特に、本実施形態の摩耗検出装置を上記の実施形態５，６の抵抗溶接装置に組み合わせた場合には、抵抗溶接装置を長時間にわたって連続自動運転することができる。
【０１５２】
本実施形態７によれば、第１及び第２消耗電極１２０，６２０の摩耗の有無を確認するために抵抗溶接装置の運転を停止させる必要がなくなるので、抵抗溶接装置の稼働時間が長くなり、生産効率が向上する。また、第１及び第２消耗電極１２０，６２０が摩耗したままで抵抗溶接を継続することによって溶接品質が低下した不良製品を生産してしまうという事態が発生するのを防止できるので、歩留まりが向上する。
【０１５３】
上記の実施形態１〜７では、被溶接物が、レーザダイオード９００を構成するキャップ９１０及びステム９２０であったが、本発明の抵抗溶接装置が対象とする被溶接物はこれに限定されない。即ち、ステム９２０に搭載されたチップは、レーザチップ９２５に限定されず、半導体素子や水晶発振子などの任意のチップであってもよい。本発明の抵抗溶接装置は、任意のチップが封止された電子部品の製造に使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５４】
本発明は、ステムとキャップとを抵抗溶接して電子部品を製造する際に使用される抵抗溶接装置として広範囲に利用することができる。
【符号の説明】
【０１５５】
１００，２００，３００  上電極
１１０，２１０，３１０  第１主電極
１２０  第１消耗電極
１１５  揺動板（第１被溶接物の位置決め装置）
２１５  溝（第１被溶接物の位置決め装置）
２１６  吸着穴（第１被溶接物の位置決め装置）
３４０  プッシュロッド（第１被溶接物の位置決め装置）
６００  下電極
６１０  第２主電極
６２０  第２消耗電極
７００  保持アーム（消耗電極交換装置）
８００，８２０  収納庫
８３０  搬送機構
９１０  キャップ（第１被溶接物）
９２０  ステム（第２被溶接物）
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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