JP2000094153A

JP2000094153A - 抵抗溶接装置及びその電極ユニット

Info

Publication number: JP2000094153A
Application number: JP10263071A
Authority: JP
Inventors: Tadaharu Asai; 忠治浅井
Original assignee: ASAI KOGYO KK
Current assignee: ASAI KOGYO KK
Priority date: 1998-09-17
Filing date: 1998-09-17
Publication date: 2000-04-04
Anticipated expiration: 2018-09-17
Also published as: JP3055678B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ワーク形状をはじめ溶接形態が変わっても、
各溶接形態に応じてカセットのように交換できるダイセ
ット（電極ユニット）を提供し、ロット替えの際の手間
と時間を減少させる。【解決手段】ワークの形状や溶接位置に合わせた溶接
ヘッド４０、６０（第１及び第２の電極）、治具台７０
等を備えたダイセット１０を溶接装置１にセットする。
ダイセット１０の上ダイ３０は溶接装置１の上ダイ支持
プレートに、下ダイ３２はベッド上の下ダイ支持プレー
トに固定することにより、それぞれ溶接ヘッド４０、６
０に溶接電流を流す電流通路が形成される。また、上ダ
イ３０は左右のガイドブッシュ３８及びガイドポスト５
２にガイドされて、下ダイ３２に接近・離間し、治具台
７０上に置いたワークを溶接ヘッド４０、６０間で挟み
込んで溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばスポット溶
接やプロジェクション溶接等の抵抗溶接装置及びその電
極ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばプレス加工品のスポット溶
接やプロジェクション溶接において、その被溶接物（以
下、ワークという）をベッド上に置き、シリンダにより
作動する溶接アームを下降させて、その先端に取り付け
られた種々形状及び所定数の溶接点を有する溶接ヘッド
で、ワークを押圧しながら溶接する溶接装置が使用され
ている。また、このような溶接装置を量産ラインに組み
入れる場合、精度よくかつ容易にワークの所定位置を溶
接するため、また溶接ヘッドによる押圧に抗してワーク
の位置ずれを防止する等のために、ワークをベース台に
配置した治具台上に位置決めして溶接する場合がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、ワークの形状
や大きさは多種多様であり、複数種類のワークの溶接を
行おうとすれば、ワークの種類に応じた複数の専用溶接
装置が必要である。しかし、その場合は多くの専用スペ
ースを必要とし、かつ設備コストも高くなる。

【０００４】本発明は、ワークの種類の相違に拘らず、
汎用的に溶接が可能で、占有面積及び設備コストを低下
させ得ることを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】本発明
は、被溶接物を対向する電極によって加圧し通電による
抵抗発熱により溶接するために、溶接装置本体に交換式
の電極ユニットを着脱可能に組み込み、その電極ユニッ
トは各電極が互いに接近・離間するように移動可能に結
合された構造をなし、溶接装置本体に設けられた駆動手
段によりそれらの電極を接近させて被溶接物に対し抵抗
溶接を行い、被溶接物の溶接形態が変わる場合はそれに
対応する別の電極ユニットに交換して抵抗溶接を行うこ
とを特徴とする。

【０００６】このようにすれば、溶接すべきワークの形
状・サイズ等のワーク形態、あるいは溶接位置や溶接数
等の溶接形態に変更が生じても、各種のワーク形態や溶
接形態に対応した複数種類の電極型ユニットを予め用意
しておき、溶接を行おうとする対象のワーク形態又は溶
接形態に合った電極型ユニットを、現状の電極型ユニッ
トと置き換える形で交換すれば、ごく短時間で段取り替
えが完了して、次の溶接を開始することができる。よっ
て溶接の生産性が向上する。しかも、いったん電極型ユ
ニットを装置本体に装着すれば、あとは共通の装置本体
の駆動手段により、その電極型ユニットを駆動すること
ができるから、装置本体の駆動手段が複数台の電極ユニ
ットに兼用されることとなり、装置コストが低減でき
る。また、種類の異なるワークごとに専用の溶接機を設
置しなくて済むから、溶接設備の専用スペースを節約す
ることができる。

【０００７】本発明はより具体的には、次のような溶接
装置本体と交換式の電極ユニットとを備えたものとする
ことができる。溶接装置本体：第１の通電部を有する第１の取付部、第
２の通電部を有する第２の取付部、それら第１及び第２
の取付部を接近・離間させる駆動装置を有する。交換式の電極ユニット：第１の電極及びその第１の電極
を前記溶接装置本体の第１の通電部に電気的に接続する
通電接続部を備えた第１の電極ベース材、第２の電極及
びその第２の電極を前記溶接装置本体の第２の通電部に
電気的に接続する通電接続部を備えた第２の電極ベース
材、それら第１及び第２の電極ベース材を、第１及び第
２の電極が前記溶接装置本体の第１及び第２の取付部の
接近・離間に伴って接近・離間するように互いに移動可
能に結合し、その移動を案内する連結部材を有する。

【０００８】このような溶接装置本体と交換式の電極ユ
ニットとの組み合わせにより、上記交換式の電極ユニッ
トが前記溶接装置本体の前記第１及び第２の取付部間に
交換可能に組み込まれるとともに、その電極ユニットの
第１及び第２の電極ベース材が溶接装置本体の第１及び
第２の取付部にそれぞれ着脱可能に取り付けられる。そ
して、その溶接装置本体の第１及び第２の取付部が接近
方向に駆動されることで交換式の電極ユニットの第１及
び第２の電極が接近し、かつ溶接装置本体の第１及び第
２の取付部の各通電部から交換式の電極ユニットの第１
及び第２の電極間に通電されて、両電極間に位置する被
溶接物に抵抗溶接が行われる。なお、電極ベース材が導
電材料で形成されて接続手段を形成するようにすれば、
そのベース部材を溶接機本体に取り付けることにより、
電力供給手段に電気的に接続されるものとすることがで
きる。こうすれば、電極ベース材を本体へ取り付けるこ
とで、電気的接続もなされることとなり、電極ユニット
の交換の手間がより省かれ、さらに生産効率を高めるこ
とができる。

【０００９】また、本発明のさらに具体的な構成では、
前記第１及び第２の電極ベース材には、被溶接物たるワ
ークを位置決めするワーク位置決め部が、凹部、凸部、
ピン部及び孔部のいずれか又はそれらの２以上の組み合
わせで形成される。さらに、前記第１及び第２の電極ベ
ース材の一方には、前記ワーク位置決め部に互いに溶接
されるべきワークがセットされ、前記第１及び第２の電
極ベース材の他方には、そのセットされたワークをクラ
ンプするクランプ部材が設けられ、そのクランプ部材
は、前記第１及び第２の電極ベース材の接近移動を利用
して前記ワークに接近し、それを側方からクランプする
ものとすることができる。例えば、そのクランプ部材は
直線的に（例えば下方に）移動し、その移動の終端近傍
でクランプ部材の端部（例えば下端部）に形成された斜
面（又はカム面）が、互いに接合されるべきワークの一
方に接して（すべり接触あるいはローラ等の転動部材を
備える場合は転がり接触して）、これを他方に押し付
け、さらにその斜面に続く押圧面（例えばクランプ部材
の移動方向に平行な面等）がそのワークを押圧状態に保
つ。クランプ部材は固定で、ワーク側がクランプ部材に
接近してもよく、クランプ部材の移動は相対的なもので
ある。

【００１０】あるいは、前記第１及び第２の電極ベース
材のいずれかに、自身のワーク位置決め部にセットされ
たワークをクランプするクランプ部材と、そのクランプ
部材をクランプ位置と退避位置との間で移動させるクラ
ンプアクチュエータとが設置されている構成も取り得
る。例えば、クランプ部材を所定の回転軸を中心として
旋回可能とし、そのクランプ部材を押圧位置と退避位置
とで旋回させるシリンダ等のアクチュエータを設けるこ
とができる。さらには、伸縮されるピストンロッドに連
結され、ワークを側方からクランプして位置決めする直
進タイプのクランプ部材を取り付けることもできる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に示す実施例を参照して説明する。図１は、本発明の交
換式の電極ユニット（これは、溶接ダイセット又はダイ
セットともいえる）を備えたスポット溶接装置（以下、
単に溶接装置ともいう）の一例を示す正面図、図２はそ
の側面図である。スポット溶接装置１は、底部が床面に
固定されたフレーム本体部２と、この正面上方にブラケ
ット４を介して支持されたエアシリンダ６と、そのピス
トンロッド６ａに接続された昇降ユニット８と、プレス
加工品を溶接するダイセット１０（交換式電極ユニッ
ト）とを含む。

【００１２】エアシリンダ６は、図示しないエア供給源
から空圧を受けて、昇降ユニット８を所定のストローク
で昇降させる。昇降ユニット８の下部は導電性の金属で
形成され、その後方に延びる延長部１４の後方面には、
逆Ｕ字形状の電流通路部材１６の一端が接続されてい
る。電流通路部材１６の他端１６ａはフレーム本体部２
の正面側に固定されるとともに、制御装置１８を介して
溶接電流を供給する電源に接続され、溶接電流の電流通
路（通電路）の一部を構成する。電流通路部材１６の逆
Ｕ字形状は、複数の薄い金属板を積層し、これを中間で
弾性変形状態で折り曲げて形成されている。そして、昇
降ユニット８が図７（ａ）に示すような上昇位置にあっ
ても、同図（ｂ）に示すような下降位置にあっても、自
己の折曲げ位置を上下に移動させることにより昇降ユニ
ット８に追従し、電源からの溶接電流を昇降ユニット８
に供給する。なお、図１及び図２に示すように、昇降ユ
ニット８の底面には、ダイセット１０の上ダイ３０を接
続するための銅製の上ダイ支持プレート２０が接続され
ている。

【００１３】フレーム本体部２の正面側下方には、ベッ
ド２２が水平方向に突出して設けられている。ベッド２
２上には銅製の下ダイ支持プレート２４が置かれ、その
一端２４ａは金属製の電流通路部材２６に接続される。
電流通路部材２６の他端２６ａは直角に起き上がりフレ
ーム本体部２の正面側に例えばボルト・ナットで固定さ
れ、かつ電源に接続されて溶接電流の電流通路を構成す
る。この下ダイ支持プレート２４の上に、ダイセット１
０の下ダイ３２が密着して接続される。なお、上方の電
流通路部材１６と下方の電流通路部材２６は短絡しない
よう絶縁されている。

【００１４】ダイセット１０は、上ダイ３０と下ダイ３
２とで構成され、スポット溶接装置１で溶接する種々の
形状・大きさのワークに対しその個々のワーク別に製作
され、溶接するワークを切り換える度に交換されるユニ
ットである。異なるダイセット間では、溶接ヘッド形
状、治具の種類、形状、配置等が相違し、ワーク切換え
時にダイセットごと交換することで、時間のかかる溶接
ヘッドの交換や治具のセッティング等の手間が省かれ
る。ここでワークは、以下に例示するいくつかの実施例
において、形状は相違するが打抜加工や絞り加工等を受
けた比較的小形のプレス加工品を２つ重ねて点溶接する
ものである点で共通する。

【００１５】以下、第１実施例の上下方向に移動される
治具を備えたダイセット１０を、スポット溶接装置１に
セットして溶接する場合について説明する。まず、ダイ
セット１０の上ダイ３０は、図３〜図５に示すように、
銅製等の導電性のある上ベースプレート３４と、その上
ベースプレート３４の中央に位置する導電手段としての
例えば銅製の溶接台座３６と、上ベースプレート３４の
下面の両脇にボルト・ナットで締結されて下側に開口す
る一対のガイド手段としてのガイドブッシュ３８とを有
する。そして、溶接台座３６の下面前方には、交換可能
な溶接ヘッド４０がねじ止めされている。溶接ヘッド４
０は、四角形状であって四隅に凸状の溶接点を備え、ワ
ークＷａ（図９）に直接接触して溶接電流を流す一方の
（第１の）電極である。

【００１６】また、その溶接ヘッド４０の前方には、溶
接台座３６の前端部に位置して、下方に垂下する前面固
定治具４２が固定されている。前面固定治具４２は、溶
接の際にワークＷａの前面を押さえて固定するクランプ
部材である。さらに、溶接ヘッド４０の両側に位置し
て、２本の位置決めピン４６が下方に垂下して設けら
れ、これらの位置決めピン４６は、図９（ａ）に示すよ
うに、ワークＷａが有する孔４４、４４に入り込んでワ
ークＷａの水平方向の位置決めをする。このような構成
の上ダイ３０は、図５に示すように、上ベースプレート
３４の角部に形成されたボルト孔４８、４８を、上ダイ
支持プレート２０（図１）に形成されている図示しない
ボルト孔に合わせ、ボルト・ナットで締結して、上ダイ
支持プレート２０に固定される。そして、エアシリンダ
６によって昇降される。

【００１７】次に、下ダイ３２は図３、図４、図６に示
すように、上ベースプレート３４と同じくベース部材と
して銅製等の下ベースプレート５０を有する。下ベース
プレート５０の上面の両脇には、自身の底部と下ベース
プレート５０との間に絶縁材５１を挟んで、溶接電流の
短絡防止処理がなされたガイド手段としてのガイドポス
ト５２が立設されている。ガイドポスト５２の外周に
は、昇降用のリニアガイド（ボールベアリングのアウタ
スリーブ）を保持するばね５４（弾性部材）が装着され
ている。そして、上ダイ３０は、ガイドブッシュ３８と
ガイドポスト５２との嵌合により案内されて上下にスラ
イドすることによって、下ダイ３２に対し接近・離間す
る。また、下ベースプレート５０の中央には、導電手段
としての例えば銅製の溶接台座５６が下ベースプレート
５０に密着して固定されている。その溶接台座５６の前
面中央部には、前方に片持ち状に延長され、垂直断面形
状がほぼ矩形のヘッド支持部５８が形成され、そのヘッ
ド支持部５８の上面には、上ダイ３０の溶接ヘッド４０
に対応する位置に、溶接ヘッド６０（第２の電極）が交
換可能にねじ止めされている。

【００１８】ここで、ヘッド支持部５８を含む溶接台座
５６の内部には、冷却液通路が溶接ヘッド６０（第２の
電極）の下を通るように形成されており、連続する溶接
により温度上昇する溶接ヘッド６０を、循環する冷却液
（例えば、１０〜２０℃程度の水又は所定の水溶液等）
で熱交換して冷却する。また、図６に示すように、下ダ
イ３２の溶接台座５６の両側面には、内部の冷却液通路
につながる供給口６２及び排出口６３が形成され、これ
らがそれぞれホースでホース継手６６、６６’に接続さ
れている。これらのホース継手６６、６６’は、下ベー
ス３２の後方の一端部に、下ベースプレート５０に固定
したブラケット６４に外向きに取り付けられ、ここに流
入側（供給側）と流出側（排出側）のホースを着脱でき
るようになっている。さらに、前述の上ダイ３０の溶接
台座３６の内部にも同様に冷却液通路が形成されてお
り、これらと冷却水供給装置とをホースで連結すること
により、冷却水の循環経路が形成される。

【００１９】図８は、その循環経路の例を示したもの
で、循環ポンプを含む冷却液供給装置６７により供給さ
れた冷却液は、上ダイ３０の溶接台座３６（第１の電
極）を通り、次いで下ダイ３２の溶接台座５６（第２の
電極）に入り、冷却液循環装置６７に戻る経路を形成し
ている。この例において、ダイセット１０をスポット溶
接装置１にセットする際は、冷却液供給装置６７の供給
口に接続されているホースを、上ダイ３０の溶接台座３
６のホース継手６２に、冷却液供給装置６７のリターン
側に接続されているホースを下ダイ３２のホース継手６
６（図６）に接続すればよい。この場合、上ダイ３０の
ホース継手（通路接続部）６２’と下ダイ３２のホース
継手６６’とは、予めダイセット（電極ユニット）の状
態で可撓性を有するホース等の管路でつないでおくこと
ができる。

【００２０】図３及び図６に示すように、溶接ヘッド６
０（第２の電極）の両脇には、溶接ヘッド６０とともに
ワークＷａを支持する治具台７０、７０が、下端部を下
ベースプレート５０に固定されて配置されている。ま
た、その上には、ワークＷａを側面の円弧状凹曲面７２
に突き当てて位置固定する突当て治具７４が固定されて
おり、さらに突当て治具７４の円弧状凹曲面７２の近傍
には、ピン受け穴７５が形成されている。そして、これ
らによりワークＷａが位置決めされ、位置ずれが防止さ
れる。

【００２１】ここで、本ダイセット１０で溶接するワー
クＷａは、図９（ａ）に示すように両端に孔４４を有す
る平板の打抜き加工品Ｗａ1と、一方向のみが開口する
直方体形状の絞り加工品Ｗａ2の組合せである。溶接に
よって絞り加工品Ｗａ2の一面に打抜き加工品Ｗａ1の長
手方向中央部を当てて、４点の溶接点（図中×印で示す
点）で溶接し、図９（ｃ）に示すような組立品を得るこ
とを目的とする。このワークＷａは、図９（ｂ）に示す
ように、その一方の絞り加工品Ｗａ2をその開口部が溶
接ヘッド４０を覆うようにしてヘッド支持部５８に嵌め
込み、もう一方の打抜き加工品Ｗａ1をその端部を治具
の円弧状凹曲面７２に突き合せて治具台７０の上に置く
ことによって位置決めされる。さらに、溶接ヘッド４０
（第１の電極）とともに、上ダイ３０に取り付けられた
２本の位置決めピン４６（図３）が下降して、その先端
部が打抜き加工品Ｗａ1の孔４４に嵌まり込みながら孔
の内周縁を押さえて、ワークＷａ1の位置ずれがさらに
防止される。

【００２２】次に、図６に示すように、下ベースプレー
ト５０中央の後方寄りには、溶接したワークＷａの後方
端を押して前方に排出するキッカー７８が配置されてい
る。キッカー７８は、溶接台座３６（図５等）の後方に
固定されたエアシリンダ７９と、そのピストンロッド８
０の先端に取り付けられて、溶接台座５６の上面上で前
後にスライド可能な突出し部材８２とを備える。そし
て、エアシリンダ７９のエア継手部７９ａに図示しない
エア供給源からエアが供給されると、図１１（ａ）及び
（ｂ）に示すように、ピストンロッド８０を介して突出
し部材８２が前方に押し出され、溶接されたワークＷａ
を下ダイ３２から、図示しないシュータへ落下させる。
また、ワークＷａを排出した後、エアシリンダ７９のエ
ア継手部７９ｂからエアが供給されることにより、押圧
部材８２が後退して図１１（ａ）に示す原位置に戻る。

【００２３】ここで、図６に示す下ベースプレート５０
の後方側の端部には、支持体８３に固定された２つのホ
ース継手８４、８４が設けられ、エア供給源からキッカ
ー７８へのエアの供給あるいは排出は、このホース継手
８４、８４にホースを接続して行われる。またホース継
手８４、８４は、例えば図１０に示すように、外側継手
部８４ａを所定のオス形、これに接続するエア供給源側
のホースの端部にこれに合うメス形の口金８６が取り付
けられ、溶接装置１にダイセット１０を取り付ける際
に、いわゆるワンタッチで接続できるようになってい
る。

【００２４】上記のような構成の下ダイ３２は、図１２
に示すような垂直断面がほぼ逆Ｌ字形のクランプ金具８
８の中間のボルト孔に通されたボルト８９が、溶接装置
１の下ダイ支持プレート２４に形成された雌ねじ孔９０
に締め込まれることによって、クランプ金具８８の端部
にクランプされて下ダイ支持プレート２４に固定され
る。

【００２５】以上のような溶接ダイセット（電極ユニッ
ト）１０は、溶接装置１（装置本体）の上ダイプレート
２０と下ダイプレート２４とがシリンダ６により開かれ
た状態で、それらのプレート間にあたかもカセットのよ
うに挿入され、前述のように装置本体に簡単に装着で
き、その装着と同時に溶接電流の通電路（溶接回路）が
形成される。また電極部の冷却液の循環通路は、ホース
継手６２、６２’（上側）及び６６、６６’（下側）
に、それぞれワンタッチ装着式のホース端部を接続する
だけでよく、さらにキッカー７８のシリンダ７９のエア
回路（流体圧回路）も、ホース継手８４、８４にエア管
路をワンタッチで接続すれば足りる。

【００２６】次に、ダイセット１０をスポット溶接装置
１にセットして溶接する際の溶接１サイクルの作動を、
図１４のフローチャートに基づいて説明する。まず、オ
ペレータがワークＷａ1及びＷｂ1を治具台７０及びヘッ
ド支持部５８にセットする。このとき、ワークＷａ1の
両端部を治具の円弧状凹曲面７２（図９）に突き当てる
ようにする。次に、始動ボタンを押す（Ｓ1）と、上ダ
イ３０が下降して、上ダイ３０の２つの位置決めピン４
６がワークＷａ1の孔４４に嵌まり込み、また上ダイ３
０の前面固定治具４２がワークＷａ1及びワークＷａ2の
前方に当接してこれらを固定する（Ｓ2、Ｓ3）。より詳
しくは、図１３に示すように、前面固定具（クランプ部
材）４２は、その下端部（移動方向先端部）に斜面４２
ｂをカム面として有し、その斜面４２ｂは移動方向先端
（下端）から後方側（上端側）に向かってワーク（Ｗｂ
2）に漸次接近するように形成されている。そして、前
面固定具４２の下降の過程で、上記斜面４２ａがワーク
（Ｗｂ2）にすべり接触することにより、これをヘッド
支持部５８側に（側方に）わずかに移動させ、さらにそ
の斜面４２ａに続く押圧面（この場合は垂直面）４２ｂ
で押圧状態に保つ。ここで、斜面４２ａ及び押圧面４２
ｂの少なくとも押圧面４２ｂにすべり抵抗を減少させる
表層（例えばフェルト層）を形成することも可能であ
る。上下の溶接ヘッド４０、６０（第１及び第２の電
極）によりワークＷａ1及びＷｂ1が挟圧された状態で、
所定の溶接電流が流れワークＷａが溶接される（Ｓ
4）。

【００２７】この通電時の電流経路を図７（ｂ）に示
す。制御装置１８を介して電流通路部材１６に入った電
源電流は、昇降ユニット８、上ダイ支持プレート２０、
上ベースプレート３４、溶接台座３６、溶接ヘッド４
０、ワークＷａ、溶接ヘッド６０、ヘッド支持部５８、
溶接台座５６、下ベースプレート５０、下ダイ支持プレ
ート２４、電流通路部材２６の順に通過して、帰還する
（アース側に流れる）経路を採る。なお、ガイドポスト
５２（図３）は、下ベースプレート５０に絶縁した状態
で取り付けられているので、ガイドポスト５２での短絡
は生じない。溶接が終了し上ダイ３０が上昇を開始する
と、これと一体の前面固定治具４２及び位置決めピン４
６も上昇し（Ｓ5、Ｓ6）、キッカー７８の突出し部材８
２がワークＷａを前方に押して排出する（Ｓ7）。そし
て、突出し部材８２が後方に引っ込み、上ダイ３０が上
方の原位置で停止して、溶接１サイクルが終了する。な
お、各作動順序、作動タイミング、作動時間等は、制御
装置１８に予め設定した条件に従って制御される。

【００２８】次に、図１５〜図２０に基づいて第２実施
例のダイセット１００について説明する。ただし、第１
実施例と共通する部分の説明は省き、相違する部分につ
いての説明にとどめる。以下、第３及び第４実施例の説
明において同様である。さて、図１５及び図１６に示す
第２実施例のダイセット１００は、上ダイ３０に位置決
めピン４６などのワークを固定する治具はなく、溶接台
座３６は溶接ヘッド４０のみを備える。一方、下ダイ３
２の下ベースプレート５０上には、溶接ヘッド６０の一
方の側に可動治具である位置決めピン昇降機構１０２
が、また他方の側に直進クランプ機構１０４が設けられ
ている。ワークの形状や溶接位置等によっては、このよ
うな可動治具を設けて、ワークの位置決めをしたり固定
する必要が生じる場合がある。

【００２９】図１７（ａ）に示すように、このダイセッ
ト１００で溶接されるワークＷｂは、前述の通り、実施
例１のワークＷａと同じ平板の打抜き加工品と絞り加工
品との組合せである。平板の打抜き加工品Ｗｂ1は、溶
接ヘッド４０の幅寸法と同等の幅寸法を有し、これと直
交する長手方向の端部近傍にはそれぞれ穴１０５を有す
る。また、絞り加工品Ｗｂ2は、実施例１とほぼ同一形
状を有する。そして、同図（ｂ）に示すように、打抜き
加工品Ｗｂ1が縦長の向き、絞り加工品Ｗｂ2が打抜き加
工品Ｗｂ1の中央にくるように位置決めされて、溶接さ
れる。

【００３０】図１５、１６に戻って、位置決めピン昇降
機構１０２は、下ベースプレート５０のベース面から所
定の高さに支持されたエアシリンダ１０６の、図示しな
い下向きのピストンロッド１０８の先端部にピン支持部
材１１０が固定され、そのピン支持部材１１０の溶接ヘ
ッド６０側の側縁に２つの位置決めピン１１２が立設さ
れて構成される。溶接ヘッド６０にはスポット溶接点を
構成する例えば４個の凸部６０ａが形成されている。そ
して、エアシリンダ１０６のピストンロッド１０８が伸
縮することにより、ピン支持部材１１０を介して位置決
めピン１１２が昇降する。

【００３１】位置決めピン１１２は、ワークＷｂのセッ
ト時においては図１８（ａ）に示す上昇位置にある。こ
のとき位置決めピン１１２の先端は溶接ヘッド６０の上
面より高く突出しており、図１７（ｂ）に示すように、
ワークＷｂ1はその重心部を溶接ヘッド６０の上に置き
ながら、その穴１０５を位置決めピン１１２に通して位
置決めされる。また、図１８（ｂ）に示すように、溶接
後には、下ダイ３２の溶接台座５６の後方のキッカー７
８の作動と干渉しないよう、位置決めピン１１２昇降機
構は、ピストンロッド１０８を下方に向けて伸張させ、
位置決めピン１１２の先端がワークＷｂ1より外れるよ
うピン支持部材１１０を下降させる。

【００３２】直進クランプ機構１０４は、エアシリンダ
１２２と、そのピストンロッド１２４（図１７（ｂ））
の先端部に固定された直進押圧治具としてのＬ形押圧治
具１２６とを備え、ピストンロッド１２４が伸縮するこ
とにより、そのＬ形押圧治具１２６がワークＷｂに接近
離間するようになっている。Ｌ形押圧治具１２６は、ヘ
ッド支持部５８にはめ込まれたワークＷｂ2の前面に静
止し、ワークＷｂ2のヘッド支持部５８からの抜け落ち
を防止しつつ、ワークＷｂ2の側面を斜面１２６ａを経
て押圧して位置ずれを防止する。ワークＷｂのセット時
においては、ピストンロッド１２４は縮小しており、Ｌ
形押圧治具１２６は図１５及び図１６に示す位置で待機
している。そして、溶接装置１の始動ボタンが押される
と、制御装置１８にタイミングを制御されながら図１７
（ｂ）に示すワークＷｂに向かって移動する。ワークＷ
ｂはこのようにして位置決め、固定された状態で溶接さ
れ、図１７（ｃ）に示すように組み合わされる。

【００３３】第２実施例のダイセット１００では、第１
実施例のダイセット１０に比べ、エアで作動する装置が
多いが、そのエア供給方法は第１実施例の場合と基本的
に同じである。すなわち、図１６に示すように、下ベー
スプレート５０の右端後方部に設置された支持体１２８
に上下２段横３列の６つのホース継手８４を設け、位置
決めピン昇降機構１０２用、直進クランプ機構１０４
用、キッカー７８用として各１列づつ割当て、各ホース
継手８４が各エアシリンダの２つの接続口にそれぞれホ
ースで予め接続されている。そして、エア供給源からの
ホースを各ホース継手８４に前述のワンタッチ方式で接
続して、エア経路を形成する。

【００３４】次に、図１９、図２０に示す第３実施例の
ダイセット１３０は、第２実施例のダイセット１００と
同じく、治具を横方向に直線的に移動する直進クランプ
治具を有する。ただし、第２実施例の直進クランプ治具
１０４とは治具が床面をスライドする点で相違する。す
なわち、下ベースプレート５０及び延長プレート１３２
上に支持されたエアシリンダ１３４は、エア供給源より
エアを供給されて、そのピストンロッド１３６を伸縮す
る。

【００３５】ピストンロッド１３６の先端部には、押さ
え治具１３８が取り付けられている。この押さえ治具１
３８は、下ベースプレート５０上でスライド可能なスラ
イダ１４０の上に固定されており、そのスライダ１４０
とともにピストンロッド１３６の伸縮に伴って、下ベー
スプレート５０の前端部に備えられたガイド壁１４２に
沿って前進又は後進するようになっている。この押さえ
治具１３８は、ワークがヘッド支持部５８から抜け落ち
あるいは位置ずれを生じないように、ワークの前方側で
ワークを押さえることを目的とする。なお、上ダイ３０
の溶接台座３６に位置決めピン４６が取り付けられてい
るが、その目的・作動は第１実施例の位置決めピン４６
と同様である。また、直進クランプ治具のエア供給経路
についても第２実施例と同様である。

【００３６】次に、図２１及び図２２に示す第４実施例
のダイセット１５０について説明する。ダイセット１５
０は、前述の各実施例と同様のキッカー７８、形状が若
干相違するが機構的には第３実施例のと同等の位置決め
ピン昇降機構１０２の他、回転クランプ機構１５２を備
える。このダイセット１５０では、図２３（ａ）に示す
ように、一端部に穴１５４を有し中間で直角に折れ曲が
った立上り部１５７（図では紙面に垂直に立ち上がって
いる）を有する打抜き曲げ加工品Ｗｄ1に、その折曲げ
端から少しずらした位置に第１実施例と同形状の絞り加
工品Ｗｄ2の端を合わせて溶接することを目的とする。

【００３７】図２２に示すように突当て治具７４は、溶
接台座３６と一部上下に重なるように配置され、打抜き
曲げ加工品Ｗｄ1の輪郭形状に合わせて円弧状にえぐっ
て形成された壁面の突当て部１５５を有する。ワークＷ
ｄのセットの際に、打抜き曲げ加工品Ｗｄ1の先端部近
くのアール部は、この突当て部１５５に突き当てられて
おおよその位置決めがされる。また、位置決めピン昇降
機構１０２のピン支持部材１１０はワークＷｄセット時
には上昇位置にあり、溶接ヘッド６０の上面より高く突
出した位置決めピン１１２の先端に、打抜き曲げ加工品
Ｗｄ1の穴１５４（図２３（ａ））を嵌めて、打抜き曲
げ加工品Ｗｄ1の位置が固定される。なお、絞り加工品
Ｗｄ2は他の実施例と同様にヘッド支持部５８に嵌め込
まれて支持される。

【００３８】回転クランプ機構１５２は、下ベースプレ
ート５０上に形成された第１回転軸１５６に回転可能に
支持されてピストンロッド１５８が伸縮するエアシリン
ダ１６０と、第２回転軸１６２に回転可能に支持されな
がらピストンロッド１５８に回転可能に連結された回転
クランプ１６４とを備える。回転クランプ１６４の先端
部には、真上に立ち上がる柱部１６６が有り、その柱部
１６６の側面に上部クランプ部１６８と下部クランプ部
１７０が水平方向に凸設されている。

【００３９】そして、エアシリンダ１６０にエアが供給
されると、ピストンロッド１５８が伸長する結果、回転
クランプ１６４は第２回転軸１６２を回転中心として時
計方向に回転して、図２３（ｂ）に示すようにワークＷ
ｄをクランプする。すなわち、下部クランプ部１７０が
ヘッド支持部５８に嵌め込まれた絞り加工品Ｗｄ2の前
面をクランプし、また、上部クランプ部１６８が打抜き
曲げ加工品Ｗｄ2の立上り部１５７の下側部をクランプ
する。ワークＷｄは、このようにして位置決め及び固定
された状態で溶接される。また、溶接後にピストンロッ
ド１５８が収縮して、回転クランプ１６４は図２２に示
す原位置に復帰する。その後、図２３（ｃ）に示すよう
に、組合わされたワークＷｄが、キッカー７８により前
方側に排出される。このように作動する回転クランプ機
構１５２によれば、キッカー７８のワーク排出を妨げず
に溶接時にワークＷｄの前面を固定することができる。

【００４０】以上に示した第１実施例〜第４実施例のダ
イセット１０、１００、１３０、１５０は、溶接装置に
着脱可能にセットする本発明の溶接ダイセット（電極ユ
ニット）を例示したものであって、本発明はこれらのダ
イセットに限定されるものではない。溶接ヘッド、治具
台、可動治具などの形状・配置位置等は溶接するワーク
の形状・溶接位置等によって異なるが、ワークに合わせ
てこれらを着脱可能なダイセット上に配置するのは発明
として同質であり、このような場合はすべて本発明に含
まれるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるダイセット（電極ユニ
ット）を取り付けた溶接装置の正面図。

【図２】その右側面図。

【図３】第１実施例のダイセットの全体正面図。

【図４】その右側面図。

【図５】その上ダイの平面図。

【図６】その下ダイの平面図。

【図７】電流通路部材の作用説明図。

【図８】冷却液の循環経路を説明する模式図。

【図９】第１実施例のダイセットで溶接されるワークの
形状及び支持状態を示す図。

【図１０】エアのホース継手のオス形とこれに接続され
るメス形の例を示す図。

【図１１】キッカーの作用を説明する作用説明図。

【図１２】下ベースプレートを下ダイ支持プレートに固
定するクランプ金具を示す図。

【図１３】ワークのクランプ部材の一例を作用とともに
示す図。

【図１４】第１実施例のダイセットをセットして溶接す
る場合のフローチャート。

【図１５】第２実施例のダイセットの全体正面図。

【図１６】その下ダイの平面図。

【図１７】第２実施例のダイセットで溶接されるワーク
の形状及び支持状態を示す図。

【図１８】位置決めピン昇降機構の作用を説明する作用
説明図。

【図１９】第３実施例のダイセットの全体正面図。

【図２０】その下ダイの平面図。

【図２１】第４実施例のダイセットの全体正面図。

【図２２】その下ダイの平面図。

【図２３】第４実施例のダイセットで溶接されるワーク
の形状及び支持状態を示す図。

【符号の説明】

１スポット溶接装置１０、１００、１３０、１５０ダイセット（交換式の
電極ユニット）３０上ダイ３２下ダイ３４上ベースプレート（ベース部材）３６、５６溶接台座（導電手段）３８ガイドブッシュ（ガイド手段）４０、６０溶接ヘッド（第１及び第２の電極）４６、１０２位置決めピン５０下ベースプレート（ベース部材）５２ガイドポスト（ガイド手段）７８キッカー１０４直進クランプ治具１５２回転クランプ機構

【手続補正書】

【提出日】平成１１年９月１３日（１９９９．９．１
３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被溶接物を対向する電極によって加圧し通
電による抵抗発熱により溶接するために、溶接装置本体
に交換式の電極ユニットを着脱可能に組み込み、その電
極ユニットは各電極が互いに接近・離間するように移動
可能に結合された構造をなし、溶接装置本体に設けられ
た駆動手段によりそれらの電極を接近させて被溶接物に
対し抵抗溶接を行い、被溶接物の溶接形態が変わる場合
はそれに対応する別の電極ユニットに交換して抵抗溶接
を行うことを特徴とする抵抗溶接装置。
【請求項２】被溶接物を対向する電極によって加圧し通
電による抵抗発熱により溶接するために、溶接装置本体
に着脱可能に組み込まれる交換式の電極ユニットであっ
て、その電極ユニットは各電極が互いに接近・離間する
ように移動可能に結合された構造をなし、溶接装置本体
に設けられた駆動装置によりそれらの電極を接近させて
被溶接物に対し抵抗溶接を行い、被溶接物の溶接形態が
変わる場合はそれに対応する別の電極ユニットに交換し
て抵抗溶接を行うことを特徴とする抵抗溶接装置の電極
ユニット。
【請求項３】第１の通電部を有する第１の取付部、第２
の通電部を有する第２の取付部、それら第１及び第２の
取付部を接近・離間させる駆動装置を有する溶接装置本
体と、第１の電極及びその第１の電極を前記溶接装置本体の第
１の通電部に電気的に接続する通電接続部を備えた第１
の電極ベース材、第２の電極及びその第２の電極を前記
溶接装置本体の第２の通電部に電気的に接続する通電接
続部を備えた第２の電極ベース材、それら第１及び第２
の電極ベース材を、第１及び第２の電極が前記溶接装置
本体の第１及び第２の取付部の接近・離間に伴って接近
・離間するように互いに移動可能に結合し、その移動を
案内する連結部材を有する交換式の電極ユニットとを備
え、その交換式の電極ユニットが前記溶接装置本体の前記第
１及び第２の取付部間に交換可能に組み込まれるととも
に、その電極ユニットの第１及び第２の電極ベース材が
溶接装置本体の第１及び第２の取付部にそれぞれ着脱可
能に取り付けられ、その溶接装置本体の第１及び第２の
取付部が接近方向に駆動されることで交換式の電極ユニ
ットの第１及び第２の電極が接近し、かつ溶接装置本体
の第１及び第２の取付部の各通電部から交換式の電極ユ
ニットの第１及び第２の電極間に通電されて、両電極間
に位置する被溶接物に抵抗溶接が行われることを特徴と
する抵抗溶接装置。
【請求項４】第１の通電部を有する第１の取付部、第２
の通電部を有する第２の取付部、それら第１及び第２の
取付部を接近・離間させる駆動装置を有する溶接装置本
体に対し、その第１及び第２の取付部の間に交換可能に
組み込むための交換式の電極ユニットであって、第１の電極及びその第１の電極を前記溶接装置本体の第
１の通電部に電気的に接続する通電接続部を備えた第１
の電極ベース材と、第２の電極及びその第２の電極を前記溶接装置本体の第
２の通電部に電気的に接続する通電接続部を備えた第２
の電極ベース材と、それら第１及び第２の電極ベース材を第１及び第２の電
極が接近・離間するように互いに移動可能に結合して、
その移動を案内する連結部材とを含み、前記溶接装置本体に交換可能に組み込む際は、その電極
ユニットの第１及び第２の電極ベース材が溶接装置本体
の第１及び第２の取付部にそれぞれ着脱可能に取り付け
られ、その溶接装置本体の第１及び第２の取付部が接近
方向に駆動されることで交換式の電極ユニットの第１及
び第２の電極が接近し、かつ溶接装置本体の第１及び第
２の取付部の各通電部から交換式の電極ユニットの第１
及び第２の電極間に通電されて、両電極間に位置する被
溶接物に抵抗溶接が行われることを特徴とする抵抗溶接
装置の交換式の電極ユニット。
【請求項５】前記第１及び第２の電極ベース材は、導電
材料で形成されていて、前記溶接装置本体の第１及び第
２の取付部に固定されることにより、それの各通電部に
電気的に接触し、各通電部から第１及び第２の電極にそ
れぞれ通じる通電路を形成する請求項４記載の電極ユニ
ット。
【請求項６】前記第１及び第２の電極ベース材には、被
溶接物たるワークを位置決めするワーク位置決め部が、
凹部、凸部、ピン部及び孔部のいずれか又はそれらの２
以上の組み合わせで形成されている請求項４又は５記載
の電極ユニット。
【請求項７】前記第１及び第２の電極ベース材の一方に
は、前記ワーク位置決め部に互いに溶接されるべきワー
クがセットされ、前記第１及び第２の電極ベース材の他
方には、そのセットされたワークをクランプするクラン
プ部材が設けられ、そのクランプ部材は、前記第１及び
第２の電極ベース材の接近移動を利用して前記ワークに
接近し、それを側方からクランプする請求項４ないし６
のいずれかに記載の電極ユニット。
【請求項８】前記第１及び第２の電極ベース材のいずれ
かに、自身のワーク位置決め部にセットされたワークを
クランプするクランプ部材と、そのクランプ部材をクラ
ンプ位置と退避位置との間で移動させるクランプアクチ
ュエータとが設置されている請求項４ないし６のいずれ
かに記載の電極ユニット。
【請求項９】前記第１及び第２の電極ベース材の少なく
ともいずれかに、前記第１及び第２の電極の少なくとも
一方を冷却する冷却液を流通させる冷却液通路が形成さ
れ、その冷却液通路が、溶接装置本体の冷却液供給部と
着脱可能に接続されて、前記第１及び第２の電極ベース
材の少なくともいずれかに冷却液が流通するようになっ
ている請求項４ないし８のいずれかに記載の電極ユニッ
ト。