JP2004276087A - Resistance welding apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒状の外側溶接電極内に筒状の内側溶接電極が同芯状に装設されてなる抵抗溶接装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
2本の溶接電極を並設して、例えばピン状又はナット状の被溶接物を平板状の被溶接物にインダイレクト方式で溶接するような場合、ピン状又はナット状の被溶接物の周辺部の各溶接点と溶接電極との条件が異なってしまう関係で、平板状の被溶接物に流れる電流量がピン状又はナット状の被溶接物の周囲の各部分においてアンバランスとなるため、ピン状又はナット状の被溶接物の全周囲を平板状の被溶接物に均等に溶接することが難しいという問題点があった。
【0003】
この問題を解決する従来の抵抗溶接装置として、図4に示すように、2本の溶接電極1、2を同芯状に配置し、筒状の外側溶接電極1内に筒状の内側溶接電極2を装設した抵抗溶接装置が提案されている(例えば、特許文献1)。これによれば、内側溶接電極2は外側溶接電極1内を上下に移動できるようになっており、外側溶接電極1も上下に移動できるようになっている。加圧受部材3の上に平板状の被溶接物Waを載せる一方、内側溶接電極2の中心に形成された装着孔2aにピン状又はボルト状の被溶接物Wbを装着して準備する。
【0004】
次いで、不図示の駆動装置を動作させて外側溶接電極1を降下させ、被溶接材Waに当てて加圧受部材3の上に被溶接部材Waを図4のように押さえる。また、不図示の別の駆動装置を動作させて内側溶接電極2を下降させ、被溶接部材Wbを被溶接部材Waに接触させてそれらを所定の圧力で加圧する。この状態で、外側溶接電極1と内側溶接電極2に被溶接部材Wa、Wbを通して電流を流し、被溶接部材Wa、Wb同士を溶接する。このような抵抗溶接にあっては、溶接電流は外側溶接電極1と内側溶接電極2の間を筒状の外側溶接電極1の全周囲にわたって均等に流れるため、溶接性が向上し、良好な溶接を行うことができる。
【0005】
【特許文献1】特開2002−239748公報( 頁、図 )
【0006】
【本発明が解決しようとする課題】
しかしながら、被溶接部材Waが比較的薄いアルミニウム板などからなり、かつ被溶接部材Waに溶接痕が形成されるのを低減ないしは防止するには、筒状の外側溶接電極1と被溶接部材Wbとの間隔をできるだけ短くせねばならない。
【0007】
そのためには、筒状の外側溶接電極1と内側溶接電極2との間の距離を小さくし、かつ内側溶接電極2の外径を被溶接部材Wbの外径に近づけなければならない。しかし、被溶接部材Wbの外径が小さいとき、外側溶接電極1と内側溶接電極2の外径を小さくして全体的に細く、特に内側溶接電極2を細くすると、機械的剛性が低くなり、加圧力をかけたときに内側溶接電極2が撓むことがある。これによって被溶接部材Wbの位置決めが不安定になったり、外側溶接電極1と内側溶接電極2間の間隔が狭い場合にはそれらが接触し、短絡するという致命的な問題が発生する場合もあった。
【0008】
また、従来の場合には図4のように被溶接部材Wbの一部分wyを内側溶接電極2の中心に形成された装着孔2aに装着しているが、装着孔2aと被溶接部材Wbの一部分wyとの間の隙間の裕度が大きい方が装着は容易であるが、その裕度が大きいと被溶接部材Wbの位置が不安定になる。これによって、本来の溶接位置から僅かにずれて被溶接部材Wbが被溶接部材Waに溶接されてしまい、溶接位置精度が要求される場合には問題になる。
【0009】
本発明の主たる課題は、外側溶接電極と内側溶接電極との間隔を小さくしても電気的に短絡することが無く、被溶接物に溶接痕が形成され難い抵抗溶接装置を提供することを目的とする。
【0010】
また、本発明の他の目的は、溶接位置決めを正確に行い得る抵抗溶接装置を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段及び作用】
上記問題点を解決するため、本願請求項1記載の発明は、外側溶接電極内に内側溶接電極が同芯状に装設された抵抗溶接装置において、前記外側溶接電極と内側溶接電極との間に電気絶縁体を設けたことを特徴とする抵抗溶接装置を提供するものである。
【0012】
このように構成した抵抗溶接装置においては、外側溶接電極と内側溶接電極との間隔を小さくしてもその間には電気絶縁部材が介在し、また内側溶接電極に支承された被溶接物と外側溶接電極との間にも電気絶縁部材を介在させることができるので、電気的短絡が発生することはなく、前記被溶接物と外側溶接電極との距離を小さくできるので、溶接電流路を十分に短くでき、被溶接物に溶接痕が形成され難い。
【0013】
また本願請求項2は、請求項1において、前記電気絶縁体は前記内側溶接電極の外径とほぼ等しい内径、又は前記外側溶接電極の内径にほぼ等しい外径を持つ筒状体であることを特徴とする抵抗溶接装置を提供するものである。
【0014】
このように構成した抵抗溶接装置においては、溶接電極と電気絶縁部材との間の空隙が十分に小さいので、内側溶接電極が細いもので堅牢性に欠けるものであっても、内側溶接電極が外側溶接電極に接触して短絡事故を起こすことなく正しい溶接位置に溶接することが可能である。
【0015】
本願請求項3は、請求項1又は請求項2において、前記外側溶接電極と内側溶接電極は前記電気絶縁体に対して前記外側溶接電極の内壁又は前記内側溶接電極の外壁が接触しながら滑動することを特徴とする抵抗溶接装置を提供するものである。
【0016】
このように構成した抵抗溶接装置においても、筒状の一方の溶接電極が他方の溶接電極にガイドされた形で電気絶縁部材面を滑動するので、内側溶接電極が細いもので堅牢性に欠けるものであっても、内側溶接電極が外側溶接電極に接触して短絡事故を起こすことはなく、また正しい溶接位置に溶接することが可能である。
【0017】
本願請求項4は、外側溶接電極内に内側溶接電極が同芯状に装設された抵抗溶接装置において、前記内側電極の先端部分には中央側の凹んだ円錐状のテーパー面が形成されており、該テーパー面に、一方の被溶接物の中央側が凸状のテーパー面を支承し、前記内側溶接電極を下降させて前記一方の被溶接物を他方の被溶接物に加圧するときに、前記テーパー面同士の働きで前記一方の被溶接物の位置合わせも行えるようにした抵抗溶接装置を提供するものである。
【0018】
このように構成した抵抗溶接装置においては、溶接電極構造によって、一方の被溶接物を他方の被溶接物の溶接個所に正確に位置決めすることができる。
【0019】
【本発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について説明する。この発明は溶接電極部分に特徴があるので、その部分の構造だけを図示し、他の機械的構造部分や電気回路については、前述の特許文献1で開示した技術などをそのまま利用できるので、ここでは図示せず、説明も省略する。また、図4で示した記号と同一の記号は相当する部材を示すものとする。
【0020】
図1は、本発明の抵抗溶接装置の溶接前における溶接電極部分の状態を示し、図2は本発明の抵抗溶接装置の溶接時における溶接電極部分の状態を示す図である。図1、図2において、外側溶接電極1は黄銅のような金属材料からなる円筒状のものであり、その内側に円筒状の内側溶接電極2が配置されている。外側溶接電極1と内側溶接電極2は互いに同芯状に配置されており、その間には電気絶縁部材4が備えられている。
【0021】
電気絶縁部材4は、ベーク材料のような電気絶縁性の合成樹脂材料又はセラミクス材料などからなる円筒状のものであり、その外径は外側溶接電極1の内径とほぼ同じであり、その内径は内側溶接電極2の外径よりも幾分大きくなっている。円筒状の電気絶縁部材4は、接着剤による接着、又は嵌め合いによる嵌合などによって外側溶接電極1の内壁に固定されている。円筒状の電気絶縁部材4の内壁面と内側溶接電極2の外壁面との間には微小な空間があり、内側溶接電極2が図面で上下に動くときには、円筒状の電気絶縁部材4の内壁面と内側溶接電極2の外壁面とはほぼ全面で軽く接触しているのが好ましい。
【0022】
このように全面で軽く接触していることにより、内側溶接電極2は円筒状の電気絶縁部材4にガイドされて鉛直方向に動くことになり、円筒状の電気絶縁部材4の内壁面と内側溶接電極2の外壁面との間には実質的にガタがなくなる。したがって、電気絶縁部材4は内側溶接電極2が撓んだりしても、内側溶接電極2が外側溶接電極1に接触して電気的短絡を起こすことを防ぐばかりでなく、内側溶接電極2をガイドする働きも行うので、被溶接物Wbがいずれかの方向にずれることがなく、溶接位置を高精度に保つ。
【0023】
内側溶接電極2は、従来のものと同様に被溶接物Wbの一部分wyを受け入れる装着孔2aを有すると共に、図3に拡大して示すように、先端面に中央側が低くなる傾斜、つまり凹んだ傾斜で形成された円錐状のテーパー面2bを備えるところに特徴がある。テーパー面2aは内側溶接電極2の先端面全周にわたって形成されている。
【0024】
被溶接物Wbは、内側溶接電極2のテーパー面2bに適合するテーパー面Tpを有する。テーパー面Tpは被溶接物Wbの両側面の全周にわたって形成され、中央側が高く、外側に下がる傾斜を有し、その傾斜角度は補角であるが、テーパー面2bの角度と同じ角度である。つまり、テーパー面2bは中央側が凸状になっている。したがって、被溶接物Wbが内側溶接電極2に吸着保持されたとき、被溶接物Wbのテーパー面Tpはテーパー面2bに当接し、それらテーパー面に加圧力が働くとき、被溶接物Wbと内側溶接電極2の中心軸線が一致する。
【0025】
次に動作について説明する。先ず、不図示の被溶接部搬送ロボットにより被溶接物Wbが内側溶接電極2のテーパー面2bに供給され、被溶接物Wbの一部分wyが装着孔2aに容易に受け入れられる。このとき、内側溶接電極2は外側溶接電極1よりも下側に突出しており、不図示の真空吸引機構の働きにより装着孔2aを通して吸引され、被溶接物Wbは内側溶接電極2のテーパー面2bに吸着保持される。
【0026】
その状態で、図示しない加圧駆動機構により外側溶接電極1と電気絶縁部材4とが下降し、被溶接物Wbが外側溶接電極1内にある程度入った状態で内側溶接電極2も一緒に更に下降する。この下降で、先ず外側溶接電極1がノートパソコンなどのボトムケースのような被溶接物Waに当接し、被溶接物Waを押し下げ、加圧受部材3に押し付ける。そのとき、内側溶接電極2も図示しない加圧駆動機構により電気絶縁部材4に接触しながら下降し、被溶接物Wbを被溶接物Waに所定の加圧力で押し付ける(図3)。この加圧時、内側溶接電極2のテーパー面2bは、その傾斜によって被溶接物Wbを中央へ寄せる働きを行い、内側溶接電極2と被溶接物Wbとの中心軸線を一致させるので、非常に精度の高い溶接位置を確保できることになる。
【0027】
そして、外側溶接電極1が被溶接物Waを所定の加圧力で加圧し、また内側溶接電極2が被溶接物Wbを被溶接物Waに所定の加圧力で押し付けている状態で、不図示の電気回路から数千ないし数万アンペアのピーク電流が数十ミリ秒以内の短時間に、被溶接物Waと被溶接物Waとを通して外側溶接電極1と内側溶接電極2間を流れる。
【0028】
このとき、外側溶接電極1から被溶接物Waを流れる溶接電流はその厚みによる断面積を流れるので、例えばその電流路、つまり外側溶接電極1から被溶接物Wbまでの距離が長く、かつ被溶接物Waの板厚が薄いと、その溶接電流の流れた部分は溶接電流によって非常に高温となって溶接痕ができてしまう。
【0029】
しかしこの発明では、外側溶接電極1と内側溶接電極2との間に電気絶縁部材4を介在させたので、被溶接物Wbが円筒状の電気絶縁部材4の内壁に接する程度まで、外側溶接電極1から被溶接物Wbまでの距離を小さくできる、つまり極限では被溶接物Waの溶接電流路を電気絶縁部材4の厚み程度にできるので、溶接電流によるその電流路での発熱は小さく、溶接痕はできない。
【0030】
1回の溶接が終了すると、外側溶接電極1と内側溶接電極2は不図示の駆動機構により上昇し、所定位置で停止する。外側溶接電極1と内側溶接電極2の加圧力から開放されて、スプリングで支えられている被溶接物Waは加圧受部材3から離れ、図示しない水平方向駆動機構により移動され、次の溶接個所が加圧受部材3上に位置することになり、前述のような動作がまた繰り返される。
【0031】
次に図示しないが、別の実施例を説明する。前記実施例では、円筒状の電気絶縁部材4を外側溶接電極1の内壁に固定したが、この実施例では電気絶縁部材4を内側溶接電極2の外壁に固定する。
【0032】
図1を利用して説明すると、電気絶縁部材4は、前記実施例と同様にベーク材料のような電気絶縁性の合成樹脂材料又はセラミクス材料などからなる円筒状のものであり、その内径は内側溶接電極2の外径とほぼ同じであり、その外径は外側溶接電極1の内径よりも幾分小さくなっている。円筒状の電気絶縁部材4は、接着剤による接着、又は嵌め合いによる嵌合などによって外側溶接電極2の外壁に固定されている。円筒状の電気絶縁部材4の外壁面と外側溶接電極1の内壁面との間には微小な空間があり、内側溶接電極2が図面で上下に動くときには、円筒状の電気絶縁部材4の内壁面と内側溶接電極2の外壁面とはほぼ全面で軽く接触しながら滑動するのが好ましい。
【0033】
この実施例では、円筒状の電気絶縁部材4を内側溶接電極2の外壁に固定しているので、電気絶縁部材4は連続する1本のものでなくともよく、複数に分割された短い筒状のものでも同様な効果を得ることができ、作り易さもほとんど変わらない。
【0034】
なお、筒状の電気絶縁部材と外側溶接電極1との間の滑動をより容易にするために、電気絶縁部材4を接触抵抗の少ないリング状にし、このリング状の電気絶縁部材を内側溶接電極2の外壁に一定間隔で取りつけてもよい。したがって、この発明では、筒状の電気絶縁部材4はリング状の電気絶縁部材をも含むものとする。また、短い筒状の電気絶縁部材とリング状の電気絶縁部材とを組み合わせてももちろんよい。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項1によれば、外側溶接電極と内側溶接電極との間隔を小さくしても電気的に短絡することが無く、被溶接物に溶接痕が形成され難い抵抗溶接装置を提供することができる。
【0036】
また、本発明の請求項4によれば、溶接電極構造によって、一方の被溶接物を他方の被溶接物の溶接個所に正確に位置決めし得る抵抗溶接装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る抵抗溶接装置の溶接電極構造を説明するための図である。
【図2】本発明に係る抵抗溶接装置の内側溶接電極構造と被溶接物との関係を説明するための図である。
【図3】溶接時における本発明に係る抵抗溶接装置の溶接電極構造と被溶接物との関係を説明するための図である。
直動部材の一例を説明するための図である。
【図4】従来の抵抗溶接装置の電極構造を説明するための図である。
【符号の説明】
1…外側溶接電極
2…内側溶接電極
2b…内側溶接電極のテーパー面
3…加圧受部材
4…電気絶縁部材
Wa、Wb…被溶接物
Tp…被溶接物Wbのテーパー面[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a resistance welding apparatus in which a cylindrical inner welding electrode is provided concentrically inside a cylindrical outer welding electrode.
[0002]
[Prior art]
When two welding electrodes are juxtaposed and, for example, a pin-shaped or nut-shaped workpiece is welded to a flat workpiece by an indirect method, the periphery of the pin-shaped or nut-shaped workpiece is welded. Because the conditions of each welding point of the part and the welding electrode are different, the amount of current flowing through the flat plate-shaped workpiece becomes unbalanced at each part around the pin-shaped or nut-shaped workpiece, There is a problem that it is difficult to uniformly weld the entire periphery of the pin-shaped or nut-shaped workpiece to the flat workpiece.
[0003]
As a conventional resistance welding apparatus for solving this problem, as shown in FIG. 4, two
[0004]
Next, the drive device (not shown) is operated to lower the
[0005]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-239748 (pages, figures)
[0006]
[Problems to be solved by the present invention]
However, in order to reduce or prevent the welded member Wa from a relatively thin aluminum plate or the like, and to prevent or prevent the formation of welding marks on the welded member Wa, the cylindrical
[0007]
For this purpose, the distance between the cylindrical
[0008]
In the conventional case, a part wy of the member to be welded Wb is mounted in a
[0009]
A main object of the present invention is to provide a resistance welding apparatus in which even if the distance between an outer welding electrode and an inner welding electrode is reduced, an electrical short circuit does not occur and welding marks are not easily formed on a workpiece. And
[0010]
Another object of the present invention is to provide a resistance welding apparatus capable of accurately performing welding positioning.
[0011]
Means and Action for Solving the Problems
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to
[0012]
In the resistance welding apparatus configured as described above, even if the distance between the outer welding electrode and the inner welding electrode is reduced, an electric insulating member is interposed between the outer welding electrode and the inner welding electrode. Since an electrical insulating member can be interposed between the electrode and the electrode, an electrical short circuit does not occur, and the distance between the workpiece and the outer welding electrode can be reduced. It is difficult to form welding marks on the workpiece.
[0013]
[0014]
In the resistance welding apparatus configured as described above, the gap between the welding electrode and the electrical insulating member is sufficiently small, so that even if the inner welding electrode is thin and lacks robustness, the inner welding electrode is It is possible to perform welding at a correct welding position without causing a short circuit accident due to contact with the welding electrode.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the outer welding electrode and the inner welding electrode slide while the inner wall of the outer welding electrode or the outer wall of the inner welding electrode is in contact with the electric insulator. It is intended to provide a resistance welding apparatus characterized by the above.
[0016]
Even in the resistance welding apparatus configured as described above, one of the cylindrical welding electrodes slides on the surface of the electric insulating member in a form guided by the other welding electrode, so that the inner welding electrode is thin and lacks robustness. Even in this case, the inner welding electrode does not contact the outer welding electrode to cause a short circuit accident, and welding can be performed at a correct welding position.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, in the resistance welding apparatus in which the inner welding electrode is provided concentrically within the outer welding electrode, a concave conical tapered surface on the center side is formed at a tip portion of the inner electrode. When the tapered surface, the center side of one of the workpieces supports a convex tapered surface, and when the inner welding electrode is lowered to press the one workpiece against the other workpiece, It is an object of the present invention to provide a resistance welding apparatus which can perform the positioning of the one workpiece by the action of the tapered surfaces.
[0018]
In the resistance welding apparatus configured as described above, one of the workpieces can be accurately positioned at a welding position of the other workpiece by the welding electrode structure.
[0019]
[Embodiment of the present invention]
Next, an embodiment of the present invention will be described. Since the present invention has a feature in the welding electrode portion, only the structure of the portion is illustrated, and the other mechanical structural portions and electric circuits can use the technology disclosed in the above-mentioned
[0020]
FIG. 1 is a view showing a state of a welding electrode portion before welding of the resistance welding apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a view showing a state of the welding electrode section at the time of welding of the resistance welding apparatus of the present invention. 1 and 2, the
[0021]
The electrical insulating
[0022]
Due to the light contact on the entire surface, the
[0023]
The
[0024]
The workpiece Wb has a tapered surface Tp that matches the tapered surface 2b of the
[0025]
Next, the operation will be described. First, the workpiece Wb to be welded is supplied to the tapered surface 2b of the
[0026]
In this state, the
[0027]
The
[0028]
At this time, since the welding current flowing from the
[0029]
However, in the present invention, since the electric insulating
[0030]
When one welding is completed, the
[0031]
Next, although not shown, another embodiment will be described. In the above embodiment, the cylindrical electric insulating
[0032]
Explaining with reference to FIG. 1, the electric insulating
[0033]
In this embodiment, since the cylindrical electric insulating
[0034]
In order to make the sliding between the cylindrical electric insulating member and the
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, even if the distance between the outer welding electrode and the inner welding electrode is reduced, there is no electrical short circuit, and welding marks are hardly formed on the workpiece. A resistance welding device can be provided.
[0036]
Further, according to the fourth aspect of the present invention, it is possible to provide a resistance welding apparatus capable of accurately positioning one workpiece to be welded to the other workpiece by the welding electrode structure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view for explaining a welding electrode structure of a resistance welding apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a relationship between an inner welding electrode structure of a resistance welding apparatus according to the present invention and an object to be welded.
FIG. 3 is a diagram for explaining a relationship between a welding electrode structure of the resistance welding apparatus according to the present invention and a workpiece during welding.
It is a figure for explaining an example of a direct-acting member.
FIG. 4 is a view for explaining an electrode structure of a conventional resistance welding apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記外側溶接電極と内側溶接電極との間に電気絶縁体を設けたことを特徴とする抵抗溶接装置。In a resistance welding apparatus in which an inner welding electrode is provided concentrically inside an outer welding electrode,
A resistance welding apparatus, wherein an electric insulator is provided between the outer welding electrode and the inner welding electrode.
前記電気絶縁体は前記内側溶接電極の外径とほぼ等しい内径、又は前記外側溶接電極の内径にほぼ等しい外径を持つ筒状体であることを特徴とする抵抗溶接装置。In claim 1,
The resistance welding apparatus according to claim 1, wherein the electric insulator is a cylindrical body having an inner diameter substantially equal to the outer diameter of the inner welding electrode or an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the outer welding electrode.
前記電気絶縁体に対して前記外側溶接電極の内壁又は前記内側溶接電極の外壁が接触しながら滑動することを特徴とする抵抗溶接装置。In claim 1 or claim 2,
A resistance welding apparatus, wherein the inner wall of the outer welding electrode or the outer wall of the inner welding electrode slides while contacting the electrical insulator.
前記内側電極の先端部分には中央側の凹んだ円錐状のテーパー面が形成されており、該テーパー面に、一方の被溶接物の中央側が凸状のテーパー面を支承し、前記内側溶接電極を下降させて前記一方の被溶接物を他方の被溶接物に加圧するときに、前記テーパー面同士の働きで前記一方の被溶接物の位置合わせも行えるようにしたことを特徴とする抵抗溶接装置。In a resistance welding apparatus in which an inner welding electrode is provided concentrically inside an outer welding electrode,
A concave conical tapered surface on the center side is formed at a tip portion of the inner electrode, and the central side of one of the workpieces supports a convex tapered surface on the tapered surface. When the one workpiece is pressed against the other workpiece by lowering the tapered surface, the tapered surfaces act together to perform the alignment of the one workpiece. apparatus.
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