CN115768582A - 电阻焊接机的电极加压机构、电阻焊接机及焊接方法以及电磁开闭器的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种与电阻焊接机主体的加压力无关，能够对工件的加压力进行控制的电阻焊接机的电极加压机构，其通过电阻焊接机主体的加压机构使上部电极(2)上下移动，对在上部电极(2)和下部电极(5)之间配置的一对工件(30、31)进行加压而焊接，该电阻焊接机的电极加压机构的特征在于，具有：载荷承受件(6)，其设置于下部电极(5)，与上部电极(2)相接而承受由电阻焊接机主体产生的加压力；以及可动电极(4)，其经由弹性部件(3)而设置于上部电极(2)，在加压时与工件(30)相接，通过弹性部件(3)的加压力对工件(30、31)的加压力进行控制。

Description

电阻焊接机的电极加压机构、电阻焊接机及焊接方法以及电 磁开闭器的制造方法

技术领域

本申请涉及电阻焊接机的电极加压机构、电阻焊接机及焊接方法以及电磁开闭器的制造方法。

背景技术

在现有的电阻焊接机的电极加压机构中，为了确保焊接时的加压电极的追随性，将针对收缩量的加压力不同的多个种类的弹簧部件串联地配置，通过弱加压及强加压而确保针对向被焊接物的按压压力的下压量(例如专利文献1)。

另外，在其他电阻焊接机的电极加压机构中，为了确保焊接时的加压电极的追随性，在能够此后外置的保持架引导部设置多个碟形弹簧，通过该碟形弹簧的弹簧力对被焊接物(工件)进行加压。(例如专利文献2)

专利文献1：日本特开2007―260747号公报

专利文献2：日本特开平10－249540号公报

发明内容

但是，关于上述的专利文献1中的电阻焊接机的电极加压机构，向被焊接物的加压力的范围由串联地配置的弹簧部件的结构决定，因此存在加压力的对应范围受到限制的问题。此外，为了将加压力的对应范围扩展，如果追加弹簧数量或者弹簧种类而配置，则能够扩大对应范围，但还存在加压机构大型化的问题。并且，向被焊接物的加压力由串联地配置的弹簧部件的挠曲量决定，因此存在需要进行电阻焊接机主体的加压机构(例如，空气压力气缸)的压力调整的问题。

另外，关于专利文献2中的电阻焊接机的电极加压机构，所要配置的弹簧机构能够此后进行安装，因此向被焊接物的加压力的范围能够容易地调整，但存在与专利文献1的电阻焊接机相同的问题。另外，还存在电阻焊接机主体的加压机构的向强加压区域的对应困难的问题。

本申请公开了用于解决上述课题的技术，其目的在于得到与电阻焊接机主体的加压力无关，能够通过弹簧的挠曲量对被焊接物的加压力进行控制的电阻焊接机的电极加压机构。

本申请中公开的电阻焊接机的电极加压机构，其通过电阻焊接机主体的加压机构使上部电极上下移动，对在上部电极和下部电极之间配置的一对工件进行加压而焊接，该电阻焊接机的电极加压机构具有：载荷承受件，其设置于所述下部电极，与所述上部电极相接而承受由所述电阻焊接机主体产生的加压力；以及可动电极，其经由弹性部件而设置于所述上部电极，在加压时与所述工件相接，通过所述弹性部件的加压力对所述工件的加压力进行控制。

发明的效果

根据本申请中公开的电阻焊接机的电极加压机构，能够得到由载荷承受件承受电阻焊接机主体的加压力，通过在上部电极设置的仅弹性部件对一对工件进行加压，因此与电阻焊接机主体的加压力无关，能够通过弹性部件的挠曲量对向工件的加压力进行控制的电阻焊接机。

附图说明

图1是表示实施方式1所涉及的电阻焊接机的电极加压机构的要部剖视图及要部俯视图。

图2是对实施方式1所涉及的电阻焊接机中的焊接方法进行说明的流程图。

图3是表示实施方式1所涉及的电阻焊接机的动作状态的剖视图。

图4是表示实施方式2所涉及的电阻焊接机的电极加压机构的要部剖视图。

图5是表示实施方式3所涉及的电阻焊接机的电极加压机构的要部剖视图及要部俯视图。

图6是表示实施方式3所涉及的其他实施方式的要部俯视图。

图7是表示实施方式4所涉及的电阻焊接机的电极加压机构的要部俯视图。

图8是表示实施方式5所涉及的电阻焊接机的要部结构的俯视图及剖视图。

图9是表示使用电阻焊接机制造出的实施方式6所涉及的电磁开闭器的概要图。

具体实施方式

实施方式1.

下面，使用附图对本申请所涉及的电阻焊接机的电极加压机构的实施方式进行说明。此外，在各图中，对相同或相当的部分标注有同一标号。

图1是表示实施方式1所涉及的电阻焊接机的电极加压机构的要部剖视图，图1的(A)是侧剖视图，图1的(B)是沿图1的(A)中的B－B线的剖视图。

＜电阻焊接机的结构＞

在图中，电阻焊接机设置有可动部10及固定部20，该可动部10由承受通过电阻焊接机主体的电极加压单元即空气压力气缸(未图示)产生的加压力的压板1、固定于压板1的正下方的上部电极2和经由弹性部件即弹簧3而安装于上部电极2的下部的可动电极4构成，该固定部20由隔开空间与可动电极4相对而配置的下部电极5、和固定于下部电极5的上表面两侧而对上部电极2的下降位置进行限制的绝缘材料所构成的载荷承受件6构成。

另外，在与电阻焊接机的可动电极4相对的下部电极5的上表面，将所要焊接的上工件30和下工件31叠加设置。

在这里，上部电极2中的与载荷承受件6相接的面和可动电极4中的与工件30相接的面之间的距离X，比载荷承受件6中的与上部电极2相接的面和工件30中的与可动电极4相接的面之间的距离Y设定得大。

此外，可动电极4构成为与上部电极2电连接，并且通过固定于上部电极2的螺钉(未图示)将弹簧3紧固，对弹簧3赋予增压。

＜电阻焊接机的动作＞

使用图2对通过如上所述的电阻焊接机将焊接物即上工件30与被焊接物即下工件31焊接的方法进行说明。

首先，在步骤ST1中，在下部电极5之上将下工件31及上工件30叠加而配置。接下来，使电阻焊接机主体的电极加压单元即空气压力气缸工作而使上部电极2下降，使可动电极4与上工件30抵接(步骤ST2)。

并且，使上部电极2下降而使上部电极2与载荷承受件6抵接(步骤ST3)。

此时，如图3所示，弹簧3挠曲，由此通过适当的加压力对被可动电极4和下部电极5夹着的工件30、31进行按压。即，上述的距离X大于距离Y，因此通过电阻焊接机主体的电极加压单元即空气压力气缸产生的加压力由载荷承受件6承受，由此对工件30、31仅施加弹簧3的挠曲量的压力。

因此，通过适当地设定弹簧3的挠曲力，从而能够对工件30、31施加适当的压力。

接下来，在步骤ST4中，如果在上部电极2及下部电极5间流动电流，则上工件30和下工件31的接触部通过接触电阻而发热，由此接触部熔融而能够将两者焊接(步骤ST4)。

最后，使上部电极2及可动电极(4)上升，将工件30、31取出(步骤ST5)。

此外，上工件30和下工件31的接触部熔融而发生微小变形，但通过弹簧3的弹簧力使可动电极4追随工件30，能够维持向工件30的加压力，因此能够进行稳定的焊接。

＜效果的背景＞

通常来说，焊接时的加压力由于工件30、31的材质、尺寸及焊接时与工件30、31相接的电极尺寸的差异而加压力的适当值是不同的，因此需要进行调整，在该情况下，通过改变电阻焊接机主体的空气压力气缸的压力，从而能够进行加压力的调整，但由于空气压力气缸的内部构造的摩擦阻力，特别是在气缸压力低的区域，气缸的开始移动的时滞增大，因此直至赋予加压力为止花费时间，焊接循环时间增大。另外，无法应对通电时的焊接部的微小变形，电极的追随性恶化，因此由于向工件30、31的加压力的降低而从焊接部发生溅射，焊接品质有可能降低。并且，为了将电阻焊接机的加压力的适当范围的对应扩大，通过设备的加压机构的改造或者新电阻焊接机的导入而能够实现，但存在需要设备投资的课题。

＜效果的说明＞

与此相对，在上述实施方式1中，将电阻焊接机主体的电极加压单元即空气压力气缸的加压力由载荷承受件6承受，因此向工件30、31的加压力能够与电阻焊接机主体的电极加压单元无关，而仅通过弹簧3进行控制。因此，工件30、31的材质、厚度、与工件30、31相接的可动电极4及下部电极5的面积不同，即使在需要装置的加压适当范围外的加压力的情况下，也能够进行弹簧3的变更或者通过螺钉对弹簧3的挠曲量进行调整，能够抑制设备投资。

另外，工件30、31通过弹簧3对可动电极4进行加压而被按压，因此通电时的焊接部的微小变形的对应只要通过弹簧3仅使可动电极4追随即可，无需使压板1及上部电极2追随，因此惯性力小，能够使加压力的追随性良好。

并且，通过载荷承受件6承受电阻焊接机主体的加压力，因此弹簧3不会承受过量的载荷，能够防止弹簧3的损坏。

因此，能够得到低价且性能良好的电阻焊接机的电极加压机构。

此外，上部电极2和下部电极5的平行度能够通过载荷承受件6的高度进行调整，因此调整容易。另外，载荷承受件6的配置并不限定于左右2处，即使在下部电极5的外周侧平衡良好地配置多个，也能够得到相同的效果。

实施方式2.

图4是表示实施方式2所涉及的电阻焊接机的电极加压机构的要部剖视图。

在图中，可动电极4由具有凹部的可动电极主体4a和通过螺钉(未图示)安装于该可动电极主体4a的凹部，被工件30按压而能够拆下的更换电极4b构成。在这里，可动电极主体4a设定为在焊接时不与工件30的大小。

通过如上所述构成，从而在电极表面发生损伤或者污染时，能够仅将更换电极4b拆下而进行更换，因此能够抑制维护费用。另外，在由于电极的磨损而需要更换焊接电极的情况下，只要仅将与工件30直接接触的更换电极4b进行更换即可，因此能够具有经济性。

实施方式3.

图5是表示实施方式3所涉及的电阻焊接机的电极加压机构的要部剖视图。

在图中，通过在可动电极4的4角设置的弹簧3而通过上部电极2进行连结。

如上所述将弹簧3配置于4角，由此通过4条弹簧赋予加压力，因此抑制弹簧的高度，能够增大可动电极4和下部电极5之间的距离，在具有高度的工件30、31也能够焊接。另外，在对工件30、31进行加压时，可动电极4追随于工件30的抵接面，能够抑制工件30的倾斜度或者上下的电极间的平行度的影响，通过减少加压力的不足及不均一化，从而能够进行稳定的焊接。

此外，弹簧3也可以不分别设置于可动电极4的4角的位置，只要以在对多根弹簧进行加压时各弹簧的加压力变得均一的方式平衡性良好地配置即可。例如，只要如图6的(A)所示，在可动电极4为圆形状的情况下将弹簧配置于等间隔的3点，另外，如图6的(B)，所示在长方形电极的情况下配置于左右2点即可。

实施方式4.

图7是表示实施方式4所涉及的电阻焊接机的电极加压机构的要部结构的俯视图。

在上述实施方式1中，将载荷承受件6配置于下部电极5的左右2处，但也可以如图7所示配置于下部电极5的上表面的外周侧3处，能够得到上部电极2和下部电极5的平行度的调整变得容易的相同的效果。

此外，在上述实施方式中，构成为使用弹簧3对工件30、31施加接触压力，但使用橡胶或者能够弹性变形的树脂成型品等弹性部件也能够同样地构成。

实施方式5.

图8是表示实施方式5所涉及的电阻焊接机的电极加压机构的要部结构的俯视图及剖视图，如图8的(B)所示，将载荷承受件6由上部电极2侧的绝缘性树脂所构成的载荷承受部6a和对载荷承受部6a进行支撑的金属材料所构成的载荷承受部6b构成，使得不会从上部电极2经由载荷承受件6向下部电极5流动电流。

另外，在载荷承受部6a和载荷承受部6b之间夹着垫片，由此能够对弹簧3所产生的加压力进行调整。并且，能够在载荷承受部6b使用纵弹性系数高的金属，能够将变形量抑制得小，能够使加压力管理进一步提高。

实施方式6.

图9是表示使用上述的电阻焊接机制造出的实施方式6所涉及的电磁开闭器的概要图。

在图中，在电磁开闭器100使用了通过上述焊接方法制造出的一对工件即磁性衬垫101和可动铁心102。在这里，可动铁心102由铁类的磁性金属，例如一般构造用轧制材料即SS400构成，磁性衬垫101由铁类磁性金属和焊接容易的非磁性金属即不锈钢材，特别是SUS304等奥氏体类不锈钢材的薄板构成。

另外，电磁开闭器100具有下述部件而构成：树脂成型品103，其是对可动铁心102进行支撑的绝缘物；可动触点104，其固定于树脂成型品103；电磁铁105，其对可动铁心102进行吸引；弹簧106，其对可动铁心102施力以使得从电磁铁105的固定铁心105a远离；以及壳体108，其对各部件进行收纳，并且与可动触点104相对地对固定触点107进行固定。

基于如上所述的结构，如果对电磁铁105通电，则通过一对驱动线圈而形成磁通，该磁通形成从电磁铁105的一个固定铁心105a经过磁性衬垫101及可动铁心102而返回至另一个固定铁心105a的磁路，由此通过该磁通对抗弹簧106的压力而使可动铁心102被固定铁心105a吸引，该结果，可动触点104与固定触点107接触而将电气回路闭合。

接下来，如果驱动线圈的电流断开，则通过驱动线圈产生的磁通消失，但在可动铁心102和固定铁心105a之间没有气隙的情况下，通过可动铁心102及固定铁心105a的材料具有的矫顽磁力，在两者间产生残留磁性，弹簧106无法克服吸引力，有可能无法进行电气回路的断开动作。

但是，通过设置由非磁性材料构成的磁性衬垫101，从而磁性衬垫101存在的部分在磁气回路上视作等同于气隙，因此超过可动铁心102及固定铁心105a的材料的矫顽磁力而对两铁心施加反向磁场，得到将残留磁通大致设为零的效果。其结果，能够通过弹簧106将可动铁心102推起，可动铁心102从固定铁心105a分离而电气回路断开。

如以上所述，使用本申请中公开的电阻焊接机，将电磁开闭器的磁性衬垫101及可动铁心102焊接而形成，由此其结果能够得到低价且高性能的电磁开闭器。

此外，本申请并不限定于上述的实施方式1，并且在实施方式1中记载的各种特征、方式及功能并不限于特定的实施方式的应用，也可以单独地或通过各种组合而应用于实施方式。因此，没有例示的无数变形例在本申请说明书中公开的技术范围内被设想。例如包含将至少1个结构要素变形的情况、追加的情况或者省略的情况、以及提取至少1个结构要素而与其他实施方式的结构要素组合的情况。

标号的说明

1：压板，2：上部电极，3：弹性部件(弹簧)，4：可动电极，4a：可动电极主体，4b：更换电极，5：下部电极，6：载荷承受件，6a、6b：载荷承受部，10：可动部，20：固定部，30、31：工件(焊接物)，100：电磁开闭器，101：衬垫，102：可动铁心

Claims (11)

1.一种电阻焊接机的电极加压机构，其通过电阻焊接机主体的加压机构使上部电极上下移动，对在上部电极和下部电极之间配置的一对工件进行加压而焊接，

该电阻焊接机的电极加压机构具有：

载荷承受件，其设置于所述下部电极，与所述上部电极相接而承受由所述电阻焊接机主体产生的加压力；以及可动电极，其经由弹性部件而设置于所述上部电极，在加压时与所述工件相接，

通过所述弹性部件的加压力对所述工件的加压力进行控制。

2.根据权利要求1所述的电阻焊接机的电极加压机构，其特征在于，

所述上部电极中的与所述载荷承受件相接的面、和所述可动电极中的与所述工件相接的面之间的距离，比所述载荷承受件中的与所述上部电极相接的面、和所述工件中的与所述可动电极相接的面之间的距离大。

3.根据权利要求1所述的电阻焊接机的电极加压机构，其特征在于，

在使所述上部电极移动而与所述载荷承受件接触之前，所述可动电极与所述工件相接而对所述工件进行加压。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电阻焊接机的电极加压机构，其特征在于，

将所述可动电极由可动电极主体和更换电极构成，该更换电极固接于所述可动电极主体、被所述工件按压而能够拆下。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电阻焊接机的电极加压机构，其特征在于，

配置有多个在所述上部电极和所述可动电极之间设置的所述弹性部件。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电阻焊接机的电极加压机构，其特征在于，

在所述下部电极的外周侧配置有多个承受由所述电阻焊接机主体所产生的加压力的所述载荷承受件。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电阻焊接机的电极加压机构，其特征在于，

所述载荷承受件由所述上部电极侧的绝缘性树脂所构成的载荷承受部、和对所述载荷承受部进行支撑的金属材料所构成的载荷承受部构成。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电阻焊接机的电极加压机构，其特征在于，

将所述弹性部件由弹簧构成。

9.一种电阻焊接机，其特征在于，

具有权利要求1至8中任一项所述的电阻焊接机的电极加压机构。

10.一种焊接方法，其使用权利要求9所述的电阻焊接机，

该焊接方法的特征在于，具有：

第1步骤，在所述上部电极和所述下部电极之间设置一对工件；第2步骤，使所述上部电极移动，使所述可动电极与所述工件接触；第3步骤，使所述上部电极进一步移动而使所述上部电极与载荷承受件接触，对所述一对工件进行加压；以及第4步骤，使所述上部电极及所述下部电极间通电，将所述一对工件进行焊接。

11.一种电磁开闭器的制造方法，其特征在于，

使用权利要求10所述的焊接方法，将电磁开闭器的可动铁心和由非磁性金属构成的衬垫进行焊接。

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