(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ内部に封入ガスを給気する為の封入ガス給気工程と、チャンバ内部のワークを封止する為の抵抗溶接工程と、チャンバから封入ガスを排気する為の封入ガス排気工程と、チャンバを上記の封入ガス給気工程、抵抗溶接工程、封入ガス排気工程の順に搬送する為の搬送手段を有する工程分割を用いた抵抗溶接装置であって、ワークを構成する上ワーク及び下ワークを挟み込み保持する為の上治具及び下治具と、上ワークと下ワークの間に隙間を設ける為の絶縁された伸縮手段をチャンバ内部に配置し、チャンバを固定させる為の手段として、抵抗溶接工程以外の工程においては保持手段を設け、抵抗溶接工程においてはチャンバを浮揚させる為の伸縮手段を用いることを特徴とする工程分割を用いた抵抗溶接装置。
【請求項２】
抵抗溶接工程においてチャンバ内部の空気を圧縮する為の第一昇降機構および第二昇降機構と、チャンバ外部より上記の第一昇降機構および第二昇降機構を押し込む為の外部圧縮機構と、チャンバ内部の圧力を読み取る為の圧力読み取り手段と、圧力読み取り手段が所定の圧力を読み取った場合に第一昇降機構の押し込みを固定し、その後は第二昇降機構のみを押し込むとともに該第二昇降機構により上電極を押し込んで該上電極、上治具、上ワーク、下ワーク、下治具、下電極の順に通電させてワークを抵抗溶接するよう制御する動作制御装置を有することを特徴とする請求項１記載の工程分割を用いた抵抗溶接装置。
【請求項３】
搬送手段として、チャンバを等角度、等間隔に固定した回転自在な円板を配し、封入ガス給気手段と封入ガス排気手段として、円板の中心部から放射状に配管を配置することを特徴とする請求項１又は２記載の工程分割を用いた抵抗溶接装置。
【請求項４】
各工程の作業を行なう為の作業領域を搬送手段の隣りに複数設けると共に、搬送手段から作業領域にチャンバを送る為の送り手段と、作業領域にてチャンバを固定する為の固定手段と、作業領域から搬送手段にチャンバを戻す為の戻し手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載の工程分割を用いた抵抗溶接装置。
【請求項５】
チャンバの搬送手段をドーナツ状に形成し、作業領域を該搬送手段の内側か、若しくは外側に配置することを特徴とする請求項４記載の工程分割を用いた抵抗溶接装置。
【請求項６】
封入ガス給気手段と封入ガス排気手段として、搬送手段の中心部から放射状に伸縮自在の配管を配置することを特徴とする請求項５記載の工程分割を用いた抵抗溶接装置。
【請求項７】
封入ガスのリーク検査を行なう為のリーク検査手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載の工程分割を用いた抵抗溶接装置。
【請求項８】
封入ガスが還元雰囲気ガスであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか記載の工程分割を用いた抵抗溶接装置。
【請求項９】
封入ガスが還元雰囲気ガスとリーク検査用ガスの混合体であることを特徴とする請求項７記載の工程分割を用いた抵抗溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抵抗溶接装置におけるワークの品質保証、生産性向上を達成する為の技術に関する発明である。
【０００２】
【従来の技術】
ワーク等をその内部空間が真空の状態、若しくは所定のガスを封入した状態で気密封止する為に、特開平７−１３６７７０号公報や特開２０００−２４７８２公報に開示されているような種々の抵抗溶接装置が提供されてきた。上記の抵抗溶接装置はチャンバにより形成した密閉空間に封止前のワークを配し、該空間内を真空状態、若しくは真空状態にした後に所定のガスを封入した状態にして、該空間内で抵抗溶接を行なうものであった。この様な抵抗溶接装置を使用することで、ワークの内部空間を真空とした状態、若しくは所定のガスを充填した状態で気密封止されたワークを得ることができる。
【０００３】
しかし従来の抵抗溶接装置はチャンバを装置本体に付属した状態で全ての作業を行なう構成であったので、チャンバ内部を真空化する為の機構や抵抗溶接の際にワークに圧力を加える為の加圧機構といった幾つかの機構がチャンバと一体化していた。従って、巨大な装置を使用してワークを一つずつの気密封止してゆく必要があり、量産設備として使用するには不向きな抵抗溶接装置であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、種々の機構とチャンバの一体化した巨大な抵抗溶接装置とするのではなく、内部にケースを有したチャンバを独立した部材とし、且つ、チャンバ内部空間の真空化およびワークの抵抗溶接といった作業を、コンベア等を使用した一連の流れ作業の中で工程別に行なうことのできる、量産設備としての使用に好適な抵抗溶接装置を提供することを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１記載の本発明を、チャンバ内部に封入ガスを給気する為の封入ガス給気工程と、チャンバ内部のワークを封止する為の抵抗溶接工程と、チャンバから封入ガスを排気する為の封入ガス排気工程と、チャンバを上記の封入ガス給気工程、抵抗溶接工程、封入ガス排気工程の順に搬送する為の搬送手段を有する工程分割を用いた抵抗溶接装置であって、ワークを構成する上ワーク及び下ワークを挟み込み保持する為の上治具及び下治具と、上ワークと下ワークの間に隙間を設ける為の絶縁された伸縮手段をチャンバ内部に配置し、チャンバを固定させる為の手段として、抵抗溶接工程以外の工程においては保持手段を設け、抵抗溶接工程においてはチャンバを浮揚させる為の伸縮手段を用いることを特徴としたものとする。このようにすることで、流れ作業の中で封入ガスを封入して抵抗溶接する作業を行なうことができるとともに、封止前の上ワークと下ワークの間に隙間が生じ、抵抗溶接と同時に封入ガスを封入することができるので、作業工程を減らしてコストダウンを図ることができる。また、保持手段を設けることによって、抵抗溶接工程以外の工程においてチャンバの位置を定めることができる。
【０００６】
請求項２記載の本発明を、抵抗溶接工程においてチャンバ内部の空気を圧縮する為の第一昇降機構および第二昇降機構と、チャンバ外部より上記の第一昇降機構および第二昇降機構を押し込む為の外部圧縮機構と、チャンバ内部の圧力を読み取る為の圧力読み取り手段と、圧力読み取り手段が所定の圧力を読み取った場合に第一昇降機構の押し込みを固定し、その後は第二昇降機構のみを押し込むとともに該第二昇降機構により上電極を押し込んで該上電極、上治具、上ワーク、下ワーク、下治具、下電極の順に通電させてワークを抵抗溶接するよう制御する動作制御装置を有することを特徴とする請求項１記載の工程分割を用いた抵抗溶接装置とすれば、封入ガスの圧力を制御することができる。
【０００７】
請求項３記載の本発明を、搬送手段として、チャンバを等角度、等間隔に固定した回転自在な円板を配し、封入ガス給気手段と封入ガス排気手段として、円板の中心部から放射状に配管を配置することを特徴とする請求項１又は２記載の工程分割を用いた抵抗溶接装置とすることによって、配管系や装置全体をコンパクトにまとめることができる。
【０００８】
請求項４記載の本発明を、各工程の作業を行なう為の作業領域を搬送手段の隣りに複数設けると共に、搬送手段から作業領域にチャンバを送る為の送り手段と、作業領域にてチャンバを固定する為の固定手段と、作業領域から搬送手段にチャンバを戻す為の戻し手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載の工程分割を用いた抵抗溶接装置とすることによって、チャンバ一つ当たりの処理に多くの時間を要する工程では上記作業領域にて同時処理できるチャンバの数を増やすことで該工程で要する時間を短縮することができる。
【０００９】
請求項５記載の本発明を、チャンバの搬送手段をドーナツ状に形成し、作業領域を該搬送手段の内側か、若しくは外側に配置することを特徴とする請求項４記載の工程分割を用いた抵抗溶接装置とすることによって、装置全体をコンパクトに納めることができる。
【００１０】
請求項６記載の本発明を、封入ガス給気手段と封入ガス排気手段として、搬送手段の中心部から放射状に伸縮自在の配管を配置することを特徴とする請求項５記載の工程分割を用いた抵抗溶接装置とすることによって、チャンバ搬送中に封入ガスの給気や排気が可能となる。
【００１１】
請求項７記載の本発明を、封入ガスのリーク検査を行なう為のリーク検査手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載の工程分割を用いた抵抗溶接装置とすることによって、全数リーク検査が可能となる。
【００１２】
請求項８記載の本発明を、封入ガスが還元雰囲気ガスであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか記載の工程分割を用いた抵抗溶接装置とすることによって、抵抗部溶接部の酸化が防止され、更に還元雰囲気ガスとして水素を用いた場合には水素の冷却作用により、電極部における火花の発生を軽減することができる。
【００１３】
請求項９記載の本発明を、封入ガスが還元雰囲気ガスとリーク検査用ガスの混合体であることを特徴とする請求項７記載の工程分割を用いた抵抗溶接装置とすることによって、封入ガス自体がリーク検査のしにくいガスであっても混合ガスを使用することでリーク検査が可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。図２は本発明の実施の形態における一例である抵抗溶接装置の概略図を示している。図に示す様にチャンバ１は取付取出工程３０にてロータリーテーブル２上に取り付けられ、順次新しいチャンバ１がロータリーテーブル２上に等角度、等間隔に配されてゆく。該ロータリーテーブル２を時計回りに間欠的に等角度で回転させることで、真空水素給気工程３１、抵抗溶接工程３２、水素排気工程３３、リーク検査工程３４、窒素給気工程３５の順に各工程を経た後に一周して再び辿り着いた取付取出工程３０にてロータリーテーブル２から取り出される。
【００１５】
真空水素給気工程３１においては、真空引きを行なった後に水素を給気する。このように水素給気前にチャンバ１内部の酸素を減少させておけば、水素の酸素との結合による爆発を防止することができる。チャンバ１内部にはワーク（図示せず）が未封止の状態で配されており、次工程である抵抗溶接工程３２にてチャンバ１内部が水素に満ちた状態で上記ワークを抵抗溶接すれば、内部に水素を封入して気密封止された状態のワークを得る。
【００１６】
水素排気工程３３における水素排気は、リーク検査工程３４におけるリーク検査と窒素給気工程３５におけるチャンバ１内部雰囲気の窒素への置き換えの為に必要な工程である。リーク検査工程３４では前工程３３にてチャンバ１内部は真空状態にしているので、ワークから水素がリークしていないか水素検知器（図示せず）を接続すれば検査することができる。また水素に予めリーク検査用ガスを混合させ、リーク検査用ガスの検査器を接続してもリーク検査は可能である。窒素給気工程３５においては、前々工程３３にてチャンバ１内部が真空状態にされているので、窒素を給気すればチャンバ１内雰囲気を窒素に置き換えることができる。一周して再び到達した取付取出工程３０においては、チャンバ１の取り出しが行なわれる。
【００１７】
図３は一例における中心軸周辺の概略図であり、チャンバ１からロータリーテーブル２
の上方側と下方側に夫々バルブ４を介して配管３が設けてあり、該配管３は上方側と下方側の双方がＯリング５を介して中心軸６と連通している。他のチャンバ１からも同様に中心軸６と連通した配管３を設けてあるので、図２に示す様にロータリーテーブル２上の配管３は放射状を成しており、上記配管３及びチャンバ１はＯリング５を設けたことで回転自在な状態にある。ここで配管３は伸縮自在の管でも直管でもよい。上方側の中心軸６は途中二手に分岐しており、一方の管はバルブ４を介して真空ポンプ１１と連通し、他方の管は水素供給源４０と連通している。下方側の中心軸６も同様に分岐し、分岐した一方の管はバルブ４を介して真空ポンプ１１と連通し、他方の管はバルブ４を介して窒素供給源４１と連通している。
【００１８】
配管３としては水素給気用、窒素給気用、真空化用、リーク検査用に使用できるものを用意しておけば十分なのだが、本例において適当な生産タイムチャートを設定すれば配管３の兼用が可能となり、設置する配管３の数を削減することができる。
【００１９】
図４はチャンバ１の概略図を示している。抵抗溶接工程３２以外の工程ではチャンバ１はシリンダである保持手段１４によって固定されているが、抵抗溶接工程３２では上記シリンダが引っ込み、伸縮手段１０ａによってチャンバ１は支持されている。チャンバ１内部では、ワークとしてキャップ７とフランジ８がそれぞれ上治具６ａ、下治具６ｂによって挟持されており、更に上治具６ａと下治具６ｂの間には伸縮手段１０ｂを設けることで、キャップ７とフランジ８を僅かに隙間を有して対向させている。下治具６ｂはその下面にて下電極９と接している。
【００２０】
上方よりチャンバ１内部に上電極５を押し込んでゆけば、上電極５と上治具６ａが接触した後に伸縮手段１０ｂの縮みによりキャップ７とフランジ８が接触する。従って上電極５、上治具６ａ、キャップ７、フランジ８、下治具６ｂ、下電極９の順に接触した状態で通電する。キャップ７とフランジ８には圧力のかかった状態で通電するので、ここで両者は抵抗溶接されるのだが、この際にチャンバ１内部の封入ガス１２、つまり水素がキャップ７とフランジ８より成るワーク内部に封入される。
【００２１】
チャンバ１胴体部等に絶縁材１３を設けると共に伸縮手段１０ｂを絶縁体としてあるので、電流は確実にキャップ７とフランジ８の溶接部にのみ通電する。加えてチャンバ１には破壊板（図示せず）を取り付けてあり、仮に水素が爆発した時にもチャンバ１本体が破損する前に上記破壊板が砕けることで、圧力を外部に拡散することができる。
【００２２】
図５は図４にて示したチャンバ１を、更に封入ガス１２の圧力を一定に保つことができる様にしたチャンバ１の概略図である。以下、図５に基づいて説明してゆくが、図４の実施例と同様の構成については省略する。上治具６ａの上方に第一上電極１６を二箇所設け、更に該第一上電極１６で挟み込む様に第二上電極１７を設ける。押し込み方向の長さは第二上電極１７が第一上電極１６と比較して大きく、両者は互いに接合していないが、第二上電極１７はその底部にて第三上電極１８と接合している。チャンバ１には、チャンバ１内部の圧力を測定する圧力計１９とシーケンサ２０と電磁バルブ２１を付属させ、更に第一上電極１６を固定する為のブレーキ２２とその近傍にシリンダ２４ａを配しておく。チャンバ１の上方に配置した昇降電極１５には、伸縮手段１０ｃを介して板状リング２３を第一上電極１６近傍に二箇所設けてある。
【００２３】
昇降電極１５の降下によって伸縮手段１０ｃが縮み、板状リング２３に加圧された第一上電極１６によって、第三上電極１８はチャンバ１の内部圧力を上回る圧力でチャンバ１内部へと押し込まれる。圧力計１９の測定値が所定の値に達したら、シーケンサ２０によって電磁バルブ２１からシリンダ２４ａへ信号を出力させる。信号を受けたシリンダ２４ａは、てこの原理によってブレーキ２２を作動させて第一上電極１６を固定する。その後は昇降電極１５自身に加圧された第二上電極１７のみが第三上電極１８を押し込み、第三上電極１８、上治具６ａ、キャップ７、フランジ８、下治具６ｂ、下電極９の順に接触した状態で通電するので、キャップ７とフランジ８を内部に一定圧力のガスを封入した状態で抵抗溶接することができる。抵抗溶接終了後はシリンダ２４ａを作動させてブレーキ２２を解除する。
【００２４】
図１は本発明の実施の形態における他の例を示したものであり、窒素を封入ガス１２と
してワーク（図示せず）を封止する為の抵抗溶接装置を示している。一例とは異なり、チャンバ１の搬送手段としてドーナツ状のコンベア２５を設け、該コンベア２５に設置したストッパ２９によってその断続的な搬送を制御する。コンベア２５の外側には隣接して作業領域２６を設け、コンベア２５の内側に配したシリンダ２４ｂによってチャンバ１をコンベア２５から作業領域２６へ送り込み、固定手段（図示せず）にて固定した状態で各工程の作業を行なう。チャンバ１を作業領域２６からコンベア２５へ戻す作業は作業領域２６の外側に配したシリンダ２４ｃを用いて行なう。
【００２５】
取付取出工程３０にてコンベア２５に送り込まれたチャンバ１が、窒素給気工程３６、抵抗溶接工程３２、窒素排気工程３７と経て一周し、取付取出工程３０にてコンベア２５から取り出され、順次新しいチャンバ１を送り込んでゆく。窒素の給気手段２７及び排気手段２８としては自動着脱機能を備えたジョイントを使用すると共に、チャンバ１にはチャンバ１内部を封止しておく為のバルブ（図示せず）を備えておく。
【００２６】
また搬送手段としては本例にあるような連続したコンベアに限定せず、例えば図６の更に他の例に示すように幾つかのコンベアを結合させたものであっても構わない。
【００２７】
上記の様な構成の抵抗溶接装置であれば、例えば他の例において、図１に示す窒素給気工程３６の様に比較的時間を要する工程では作業領域２６を広く取り、複数の送り込み用及び戻し用のシリンダ２４ａ、２４ｂや複数の窒素給気手段２７を備えておくことによって、幾つものチャンバ１に同時に給気作業を行なうことができる。これにより生産タクトの短縮が可能であり、量産設備としては好適な抵抗溶接装置となる。
【００２８】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１記載の発明にあっては、流れ作業の中で封入ガス封入及びワークの抵抗溶接作業ができるので、作業タクトの短縮が可能である。加えて、封止前の上ワークと下ワークの間に隙間が生じ、抵抗溶接と同時に封入ガスを封入することができるので、作業工程を減らし、コストダウンを図ることができる。また保持手段によりチャンバの位置を定めることができるので、ガスの給気、排気手段の構造を単純化することができる。
【００２９】
本発明の請求項２記載の発明にあっては、封入ガスの圧力を制御することができるので、封入ガス圧についての品質管理が可能となる。
【００３０】
本発明の請求項３記載の発明にあっては、配管系や装置全体をコンパクトにまとめることができるので、メンテナンス性の向上が図れる。
【００３１】
本発明の請求項４記載の発明にあっては、チャンバ一つの処理に時間を多く要する工程では作業領域にて複数のチャンバを同時処理することができるので、更に生産タクトを短縮することができる。
【００３２】
本発明の請求項５記載の発明にあっては、装置全体をコンパクトに納めることができるので、コストダウンを図ることができる。
【００３３】
本発明の請求項６記載の発明にあっては、チャンバ搬送中に封入ガスの給気や排気が可能となるので、生産タクトを一層短縮することができる。
【００３４】
本発明の請求項７記載の発明にあっては、全数リーク検査が可能となるので、品質保証の信頼性が向上する。
【００３５】
本発明の請求項８記載の発明にあっては、抵抗部溶接部の酸化が防止されるので品質保証の信頼性が向上する。更に還元雰囲気ガスとして水素を用いた場合には、電極部での火花が軽減されるので安全性が向上する。
【００３６】
本発明の請求項９記載の発明にあっては、封入ガス自体がリーク検査のしにくいガスであっても混合ガスを使用することでリーク検査を行なうことができるので、品質保証の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態における他の例である抵抗溶接装置の概略図を示している。
【図２】  本発明の実施の形態における一例である抵抗溶接装置の概略図を示している。
【図３】  同上の中心軸周辺の概略図を示している。
【図４】  同上のチャンバの概略図を示している。
【図５】  圧力一定にて封入ガスを供給する為のチャンバの概略図を示している。
【図６】  本発明の実施の形態における更に他の例である抵抗溶接装置の概略図を示している。
【符号の説明】
１  チャンバ
２  ロータリーテーブル
３  配管
６ａ  上治具
６ｂ  下治具
７  キャップ
８  フランジ
１０ｂ  伸縮手段
１２  封入ガス
１４  保持手段
１６  第一上電極
１７  第二上電極
１９  圧力計
２２  ブレーキ
２４ｂ  送り込み用シリンダ
２４ｃ  戻し用シリンダ
２５  コンベア
２６  作業領域
２７  封入ガス給気手段
２８  封入ガス排気手段
【図１】
0003794253.tif 000002
【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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