JP2000126869A - 抵抗溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】溶接電極の長さの管理等を不要とし、被溶接物
に所望の加圧力を付与して溶接を行うことができ、これ
によって一定の溶接品質を得ることができ、しかも、価
格を低廉化することが可能な抵抗溶接装置を提供する。 【解決手段】抵抗溶接装置１０の支柱２８に設けられた
モータ３０が回転し、クラッチブレーキ機構３２のクラ
ッチ部３５が接続されると、円筒溝カム５４が回転し、
この回転運動が従動節６０により直線運動に変換され
る。このため、加圧機構１３が上部溶接電極１２ととも
に下降し、被溶接物１４６、１４８が下部溶接電極１４
と上部溶接電極１２とにより挟持される。加圧機構１３
がさらに変位すると、上部溶接電極１２が加圧機構１３
のホデイ７６に対して変位する。この加圧力Ｐはストレ
ンゲージにより検出され、加圧力Ｐが加圧力設定値Ｐ₁
と一致すると、溶接電源２０から溶接電流が流れて被溶
接物１４６、１４８が溶接される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２種の被溶接物を
接触させて通電することにより溶接を行う抵抗溶接装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】抵抗溶接は、２種の被溶接物を接触させ
て機械的に加圧しながら電流を通電することにより、被
溶接物相互間の加圧された部位の接触抵抗が他の金属部
分の接触抵抗より低くなり、溶接電流が集中してジュー
ル熱が発生し、この結果、金属部分の溶融状態が得ら
れ、加圧力と相俟って溶着するに至ることを基本原理と
している。この場合、溶接品質は、溶接電流、溶接時間
および加圧力の３つの要素に大きく依存している。

【０００３】このような抵抗溶接を行う装置として、例
えば、エアシリンダ等の変位機構により可動電極を固定
電極に接近させ、被溶接物を可動電極および固定電極に
より挟持加圧して溶接を行う構成のものが知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術に係る抵抗溶接装置では、例えば、変位機構と
してエアシリンダを用いた場合、所定の加圧力で溶接を
行うことができるように、可動電極の停止位置を決定す
るストッパの位置を高精度に調整する必要があり、その
作業が繁雑なものとなってしまう。

【０００５】一方、変位機構にパルスモータを使用し、
パルスモータの回転運動をボールねじにより直線運動に
変換するように構成すると、可動電極の停止位置精度を
向上させることができるが、パルスモータおよびボール
ねじが高価であるため、抵抗溶接装置のコストが高騰し
てしまうという問題がある。

【０００６】しかも、これらのいずれの方法において
も、可動電極の変位量を加圧力に換算しているために、
例えば、可動電極を被溶接物に押圧させるスプリング等
の弾性係数の経時的変動や、溶接電極の摩耗等がある
と、正確な加圧力を得ることができなくなってしまう。
従って、これらの要素については、常に管理しておく必
要がある。

【０００７】しかしながら、現状では、例えば、作業の
開始時等において加圧力を測定し、その加圧力が所定の
値となるように変位量を調整した後、一定の加圧力が得
られているという前提で作業を行っているため、作業中
に加圧力の変動が生じることを想定すると、全ての被溶
接物が必ずしも所望の溶接品質で溶接されていることが
保証されるものではなかった。

【０００８】そこで、可動電極および固定電極による被
溶接物に対する加圧力を検出する加圧力検出手段を変位
機構に連接しておき、前記加圧力が所定の値となった時
点でエアシリンダまたはパルスモータを停止させて溶接
を行うことにより、溶接電極の長さの管理等を不要とす
る方法がある。

【０００９】しかしながら、エアシリンダを使用した場
合では、可動電極の停止位置の精度が低く、結局、可動
電極および固定電極による被溶接物に対する所望の加圧
力を得ることが困難である。一方、パルスモータを使用
した場合、前述と同様に、パルスモータおよびボールね
じが高価であり、抵抗溶接装置のコストが高騰してしま
う。

【００１０】また、トルクモータを使用し、その回転運
動を直線運動に変換して可動電極を変位させ、一定のト
ルクで可動電極を被溶接物に押圧するようにすること
で、溶接電極の長さの管理等を不要とすることも可能で
あるが、この場合、正確なトルクを発生させることが困
難で、被溶接物に対する可動電極および固定電極の加圧
力にバラツキが発生し、溶接品質を一定に保持すること
ができないという問題がある。

【００１１】本発明は前記の課題を解決すべくなされた
ものであって、溶接電極の長さの管理等を不要とし、被
溶接物に所望の加圧力を付与して溶接を行うことがで
き、これによって一定の溶接品質を得ることができ、し
かも、価格を低廉化することが可能な抵抗溶接装置を提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、溶接電極間に被溶接物を挟持して通電
することで抵抗溶接を行う抵抗溶接装置において、一方
の溶接電極を他方の溶接電極に対して変位させる変位機
構と、前記被溶接物に対する前記溶接電極の加圧力を検
出する加圧力検出手段と、前記一方の溶接電極の変位を
停止させる停止機構と、を備え、前記変位機構は、前記
加圧力検出手段により検出された加圧力に従って制御さ
れるモータと、前記モータによって駆動されるカム部材
と、前記溶接電極側に設けられ、前記カム部材に係合
し、前記カム部材の駆動に従って前記溶接電極を変位さ
せる従動節と、からなることを特徴とする。

【００１３】本発明によれば、モータが回転するとカム
部材が回転し、従動節によりこの回転運動が直線運動に
変換され、一方の溶接電極が被溶接物に向かって変位す
る。溶接電極が被溶接物を押圧し、このときの加圧力が
加圧力検出手段により検出され、この加圧力が所定の値
となったときに溶接電極の変位を停止機構により停止
し、溶接電流を通電して溶接を行う。

【００１４】この場合、前記停止機構が、前記カム部材
の駆動を停止させるブレーキと、前記カム部材と前記モ
ータとを断続するクラッチとからなると、カム部材を瞬
時に停止させることができ、溶接電極の変位が瞬時に停
止し、好ましい。

【００１５】また、前記カム部材は、円柱部材の外周に
その軸方向に対して傾斜する溝部が周回して形成された
円筒溝カム、円盤部材に該円盤部材の回転中心からの距
離が変化する溝部が周回して形成された溝カム、回転中
心からの距離が周回するにつれて変化する外周面を有す
る板カム、円柱部材の一端側の面がその軸方向に対して
傾斜する端面カムのいずれをも使用することができる。

【００１６】さらに、本発明は、溶接電極間に被溶接物
を挟持して通電することで抵抗溶接を行う抵抗溶接装置
において、前記被溶接物に対する前記溶接電極の加圧力
を設定する設定手段と、設定された前記加圧力を表示す
る表示手段と、一方の溶接電極を他方の溶接電極に対し
て変位させる変位機構と、前記被溶接物に対する前記溶
接電極の加圧力を検出する加圧力検出手段と、を備える
ことを特徴とする。

【００１７】この場合、作業者は、表示手段の表示に基
づいて所望の加圧力を設定することができ、また、変位
機構は、この設定された加圧力が得られるように溶接電
極を変位させることができる。

【００１８】しかも、前記表示手段において、設定され
た前記加圧力および検出された前記加圧力を表示させる
ことにより、実際の加圧力を作業者が確認しながら作業
を遂行することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明に係る抵抗溶接装置につい
て、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しなが
ら以下詳細に説明する。

【００２０】図１において、参照符号１０は、本発明の
実施の形態に係る抵抗溶接装置を示す。この抵抗溶接装
置１０は、上部溶接電極１２が設けられた加圧機構１３
を下部溶接電極１４に接近または離間する方向に変位さ
せる変位機構１６と、該変位機構１６を制御するコント
ローラ１８と、コントローラ１８の制御下に前記上部溶
接電極１２および下部溶接電極１４に溶接電流を通電す
る溶接電源２０とを備える。なお、コントローラ１８に
は、抵抗溶接装置１０を起動するためのフットスイッチ
１９が接続される。

【００２１】コントローラ１８には抵抗溶接装置１０の
運転状況等を示すＬＣＤディスプレイ１８ａと、抵抗溶
接装置１０の設定や運転等を行うための複数の設定スイ
ッチ１８ｂが設けられる。なお、設定スイッチ１８ｂ
は、加圧機構１３による被溶接物に対する加圧力を設定
する設定手段として機能する。また、ＬＣＤディスプレ
イ１８ａは、設定された加圧力を表示するとともに、抵
抗溶接装置１０の稼動中において検出された加圧力を表
示する表示手段として機能する。

【００２２】変位機構１６は、図２に示すように、基台
２２を備える。基台２２には下部電極ホルダ２４が固着
され、下部電極ホルダ２４には下部溶接電極１４が固着
される。下部電極ホルダ２４には溶接電源２０から下部
溶接電極１４に溶接電流を供給する電線２６が接続され
る。

【００２３】基台２２には支柱２８が立設され、支柱２
８の上部にはモータ３０が設けられる。モータ３０には
クラッチブレーキ機構３２が接続される。クラッチブレ
ーキ機構３２は、図３Ａ、図３Ｂに示すように、筐体３
４を有し、筐体３４の内部にはクラッチ部３５およびブ
レーキ部３７が配設される。クラッチ部３５はモータ３
０の回転軸に固着されたクラッチ板３６を有し、クラッ
チ板３６には出力軸３８に接続された円盤部材４０が対
向する。円盤部材４０にはばね部材４２ａ、４２ｂが設
けられ、ばね部材４２ａ、４２ｂには磁性材料によりリ
ング状に形成された接触子４４ａ、４４ｂが設けられ
る。前記筐体３４の内部には接触子４４ａ、４４ｂが接
近、離間可能なクラッチ励磁用コイル４６、および、ブ
レーキ部３７を構成するブレーキ励磁用コイル４８が配
設され、ブレーキ励磁用コイル４８にはブレーキ板５０
が固着される。

【００２４】前記出力軸３８には円筒溝カム５４を構成
する円柱部材５６が固着され、円柱部材５６の外周に
は、図４に示すように、その軸線に対して傾斜する溝部
５８が周回して形成される。溝部５８には従動節６０を
構成するころ６２が転動自在に挿入され、ころ６２は支
持部材６３を介して変位板６４に回転自在に設けられる
（図２参照）。変位板６４にはガイドブロック６６が固
着され、ガイドブロック６６には鉛直方向に延在する孔
部６８が形成される。孔部６８を形成する壁部にはブシ
ュ７０ａ、７０ｂが設けられる。ブシュ７０ａ、７０ｂ
には前記支柱２８に支持部材７１ａ、７１ｂを介して鉛
直方向に延在して設けられたガイドロッド７２が挿通
し、このため、変位板６４はガイドロッド７２に沿って
鉛直方向に変位可能に構成される。

【００２５】変位板６４には加圧機構１３が固着され
る。加圧機構１３は、図５に示すように、ボデイ７６を
含む。ボデイ７６は下部ボデイ７８と上部ボデイ８０と
を有し、下部ボデイ７８から上部ボデイ８０にかけて貫
通穴８２、８４が形成される。貫通穴８２、８４にはリ
ニアボールベアリング８６、８８が設けられ、リニアボ
ールベアリング８６、８８には加圧力伝達シャフト９０
が摺動自在に挿通する。加圧力伝達シャフト９０の下部
には上部電極ホルダ９２を介して前記上部溶接電極１２
が装着される。上部電極ホルダ９２には溶接電源２０か
ら上部溶接電極１２に溶接電流を供給する電線９４が接
続される（図２参照）。

【００２６】加圧力伝達シャフト９０の上部には第１の
スプリング受け９６がボルトを介して固着され、第１の
スプリング受け９６にはコイルスプリング１００の一端
部が着座する。コイルスプリング１００は上部ボデイ８
０に形成された凹部１０２に収装され、凹部１０２には
円筒部材１０４の先端部が嵌合する。円筒部材１０４は
その外周に刻設された螺子にナット１０６が螺合するこ
とによって上部ボデイ８０に固定される。

【００２７】円筒部材１０４の内部には第２のスプリン
グ受け１０８が摺動自在に挿入され、第２のスプリング
受け１０８にはコイルスプリング１００の他端部が着座
する。第２のスプリング受け１０８の上部中央には凹部
１１０が形成され、この凹部１１０には第１のボール部
材１１２が着座する。円筒部材１０４の内部には第２の
スプリング受け１０８に対して所定間隔離間してスペー
サ１１４が摺動自在に設けられる。スペーサ１１４には
前記凹部１１０と対向するように凹部１１６が形成さ
れ、凹部１１６には第１のボール部材１１２の上部が着
座する。スペーサ１１４の上部中央には凹部１１８が形
成され、凹部１１８には加圧力検出手段であるストレン
ゲージ（ロードセル）１２０の検出子１２２が着座す
る。ストレンゲージ１２０からはコントローラ１８に接
続される導線１２４が導出され（図１参照）、この導線
１２４を介して上部溶接電極１２に加えられる圧力を電
気信号として取り出す。なお、ストレンゲージ１２０と
しては、金属や半導体の抵抗変化を利用したものを用い
ることができる。

【００２８】ストレンゲージ１２０の上部には当板１２
８が設けられる。当板１２８の上部には湾曲した凹部１
３０が形成され、加圧力調整用摘み１３２の先端部に形
成された湾曲する凹部１３４との間で第２のボール部材
１３６を挟持する。加圧力調整用摘み１３２はナット１
３８によって円筒部材１０４に螺合されたケース１４０
を強固に保持する。

【００２９】本実施の形態に係る抵抗溶接装置１０は、
基本的には以上のように構成されるものであり、次にそ
の動作並びに作用効果について説明する。

【００３０】先ず、溶接作業に先立ち、コントローラ１
８の設定スイッチ１８ｂを用いて、溶接開始の基準とす
る所望の加圧力設定値Ｐ₁ およびＰ₂ を設定する。この
場合、作業者によって入力された加圧力設定値Ｐ₁ およ
びＰ₂ は、ＬＣＤディスプレイ１８ａに表示されるた
め、所望の設定値の入力されたことが確認できる。

【００３１】そこで、図２に示すように、下部溶接電極
１４と上部溶接電極１２との間に被溶接物１４６、１４
８を重ねて配置する（図７中、ステップＳ１）。また、
図３Ｂに示すように、ブレーキ励磁用コイル４８に電流
を流して接触子４４ｂを引き寄せ、該接触子４４ｂをブ
レーキ板５０に当接させるとともに接触子４４ａをクラ
ッチ板３６から離間させる。このため、出力軸３８には
ブレーキがかかり、円筒溝カム５４が回転してしまうこ
とがない。

【００３２】以上のような準備段階を経て、作業者がフ
ットスイッチ１９を操作し、コントローラ１８の制御作
用下にモータ３０が駆動されると、クラッチ板３６が回
転するが、この時点では接触子４４ａがクラッチ板３６
から離間し、接触子４４ｂがブレーキ板５０に当接して
いるため、円筒溝カム５４は停止している。ブレーキ励
磁用コイル４８に通電されている電流が停止されるとと
もにクラッチ励磁用コイル４６に電流が通電されると、
図３Ａに示すように、接触子４４ｂがブレーキ板５０か
ら離間するとともに接触子４４ａがクラッチ板３６に当
接し、モータ３０の回転力が円筒溝カム５４に伝達され
る。そして、円筒溝カム５４の溝部５８に係合するころ
６２によって回転運動が直線運動に変換され、加圧機構
１３が下降する （ステップＳ２）。このため、上部溶
接電極１２は被溶接物１４８の上面に当接し、被溶接物
１４６、１４８は上部溶接電極１２と下部溶接電極１４
とにより挟持される（図６Ａ参照）。

【００３３】加圧機構１３のさらなる下降作用下に上部
溶接電極１２が被溶接物１４８を押圧し、加圧力伝達シ
ャフト９０がコイルスプリング１００の弾発力に抗して
相対的に上昇する（図５参照）。このため、コイルスプ
リング１００が縮退し、被溶接物１４８に対する上部溶
接電極１２の加圧力Ｐが徐々に大きくなる。この加圧力
Ｐの大きさはストレンゲージ１２０によって測定され
る。

【００３４】このとき、第１のボール部材１１２、第２
のボール部材１３６は、加圧機構１３が被溶接物１４
６、１４８に対してその角度を変更した場合であって
も、その加圧力Ｐの変動をストレンゲージ１２０に忠実
に伝達する役割を果たす。従って、被溶接物１４６、１
４８が傾斜した場合であっても加圧力Ｐが確実にストレ
ンゲージ１２０に伝達される。

【００３５】コントローラ１８はこの加圧力Ｐと所定の
加圧力設定値Ｐ₁ とを比較し（ステップＳ３）、加圧力
Ｐが加圧力設定値Ｐ₁ より小さい場合はステップＳ２に
戻り、加圧機構１３をさらに下降させる。そして、加圧
力Ｐが加圧力設定値Ｐ₁ と一致した時点でクラッチ励磁
用コイル４６に通電されている電流が停止されるととも
にブレーキ励磁用コイル４８に電流が通電され、接触子
４４ａがクラッチ板３６から離間するとともに接触子４
４ｂがブレーキ板５０に当接してブレーキがかかり、円
筒溝カム５４の回転が停止する。このため、加圧機構１
３の下降が停止し（ステップＳ４）、被溶接物１４８は
上部溶接電極１２に加圧力設定値Ｐ₁ で押圧された状態
に維持される。このように、被溶接物１４６、１４８は
上部溶接電極１２と下部溶接電極１４とにより加圧力設
定値Ｐ₁ で挟持されるため、上部溶接電極１２と被溶接
物１４８との間、被溶接物１４６と被溶接物１４８との
間および被溶接物１４６と下部溶接電極１４との間の接
触抵抗が所定の値に保たれる。また、クラッチブレーキ
機構３２のクラッチ部３５を切り、ブレーキ部３７を作
動させることにより円筒溝カム５４の回転を停止するた
め、モータ３０の慣性が加圧機構１３に伝達されてしま
うことがなく、加圧機構１３を瞬時に停止することがで
き、加圧力Ｐの誤差を小さくすることができる。

【００３６】なお、被溶接物１４６、１４８には上部溶
接電極１２と下部溶接電極１４とに挟持されたときの衝
撃により振動等が発生する懸念がある。そこで、所定の
スクイズ時間だけ加圧機構１３が停止した状態を維持す
ると、被溶接物１４６、１４８に発生した振動等が収束
され、好適である。

【００３７】次いで、コントローラ１８は被溶接物１４
６、１４８に溶接を施す。この溶接方法について、図８
のフローチャートに基づいて詳細に説明すると、先ず、
コントローラ１８は溶接電源２０に仮溶接指令信号を出
力する。このため、溶接電源２０は前記仮溶接指令信号
に従い、上部溶接電極１２と下部溶接電極１４との間に
仮溶接電流を通電し、被溶接物１４６、１４８に対する
仮溶接が施される（ステップＳ１０）。この状態では溶
接が不十分であるため、その強度は不足しているが、被
溶接物１４６と被溶接物１４８との接触抵抗は充分に小
さいものとなる。また、上部溶接電極１２と下部溶接電
極１４とにより被溶接物１４６、１４８を挟持した状態
では接触抵抗にバラツキがある場合でも、仮溶接により
この接触抵抗が略一定となる。

【００３８】このとき、被溶接物１４６、１４８の厚さ
は仮溶接により若干薄くなり、上部溶接電極１２が変位
してストレンゲージ１２０により検出される加圧力Ｐが
加圧力設定値Ｐ₁ より小さくなる。そこで、コントロー
ラ１８はストレンゲージ１２０により加圧力Ｐを測定し
ながらクラッチブレーキ機構３２を制御してクラッチ部
３５を接続するとともにブレーキ部３７を解除すること
によりモータ３０の回転力を円筒溝カム５４に伝達し、
加圧機構１３を下降させる（ステップＳ１１）。コント
ローラ１８は加圧力Ｐと所定の加圧力設定値Ｐ₂ とを比
較し（ステップＳ１２）、加圧力Ｐが加圧力設定値Ｐ₂
と一致した時点でクラッチブレーキ機構３２を制御して
クラッチ部３５の接続を解除するとともにブレーキ部３
７を作動させることにより円筒溝カム５４の回転を停止
させ、加圧機構１３の下降を停止させる（ステップＳ１
３）。

【００３９】次に、コントローラ１８は溶接電源２０に
本溶接指令信号を出力し、溶接電源２０は上部溶接電極
１２と下部溶接電極１４との間に本溶接電流を通電し、
被溶接物１４６、１４８に対する本溶接が施される（ス
テップＳ１４）。このとき、被溶接物１４６と被溶接物
１４８との間の接触抵抗が仮溶接により充分小さくバラ
ツキもないため、本溶接電流により、図６Ｂに示すよう
に、所定の大きさのナゲット１５０が形成され、良好な
溶接が施される。

【００４０】このとき、被溶接物１４６、１４８に形成
されたナゲット１５０は溶融状態にある。そこで、所定
のホールド時間が経過した後、ナゲット１５０が固化す
るに至る。

【００４１】そして、コントローラ１８はモータ３０を
逆方向に回転させ、また、クラッチブレーキ機構３２を
制御して円筒溝カム５４を回転させると、加圧機構１３
が上昇し、溶接が完了した被溶接物１４６、１４８が取
り出される（ステップＳ１５）。

【００４２】本実施の形態によれば、ストレンゲージ１
２０によって上部溶接電極１２の加圧力Ｐを測定し、こ
の加圧力Ｐを加圧力設定値Ｐ₁ となった時点で溶接する
ため、上部溶接電極１２、下部溶接電極１４の長さを管
理する必要がなく、溶接作業が容易となり、メンテナン
スの工程も少なくなる。

【００４３】また、従来技術と異なり、ボールねじや圧
縮空気供給源が不要であり、抵抗溶接装置１０のコスト
を低廉化することができる。

【００４４】さらに、加圧機構１３の変位を停止する
際、モータ３０の回転力の伝達をクラッチブレーキ機構
３２のクラッチ部３５によって切断し、ブレーキ部３７
によって円筒溝カム５４の回転にブレーキをかけている
ため、モータ３０の慣性により加圧機構１３が必要以上
に変位してしまうことが防止され、被溶接物１４８に対
する上部溶接電極１２の加圧力Ｐを正確に制御すること
ができる。

【００４５】本実施の形態では、溶接を仮溶接と本溶接
の２回に分けて行っているが、溶接を１回だけ行うよう
にしてもよい。この場合、作業時間を短縮することが可
能となる。

【００４６】さらに、ステップＳ１３で加圧機構１３の
下降を停止せずに溶接を行ってもよい。この抵抗溶接方
法について、図９〜図１１を参照して説明する。

【００４７】先ず、溶接作業に先立ち、コントローラ１
８の設定スイッチ１８ｂを用いて、溶接開始の基準とす
る所望の加圧力設定値Ｐ₁ を設定する。この場合、作業
者によって入力された加圧力設定値Ｐ₁ は、ＬＣＤディ
スプレイ１８ａに表示されるため、所望の設定値の入力
されたことが確認できる（図１０では、この加圧力設定
値Ｐ₁ を２．００ｋｇ／ｆとして例示している。）。ま
た、本実施の形態では、加圧力Ｐが加圧力設定値Ｐ₁ に
到達してから所定時間ｔ経過後の加圧力Ｐが加圧力設定
値Ｐ₂ を基準とする所定範囲内となっているか否かを検
証するため、ＬＣＤディスプレイ１８ａおよび設定スイ
ッチ１８ｂを用いて、前記所定時間ｔおよび加圧力設定
値Ｐ₂ を設定する。

【００４８】そこで、前述の方法と同様に、下部溶接電
極１４と上部溶接電極１２との間に被溶接物１４６、１
４８を重ねて配置し（ステップＳ２１）、フットスイッ
チ１９を作業者が操作すると、フットスイッチ１９から
出力されたＳＴＡＲＴ信号がコントローラ１８に供給さ
れる。コントローラ１８は、このＳＴＡＲＴ信号によっ
てモータ３０を駆動する。モータ３０が駆動されると、
加圧機構１３が下降し、上部溶接電極１２と下部溶接電
極１４とにより被溶接物１４６、１４８が挟持される
（ステップＳ２２、図６Ａ参照）。そして、ストレンゲ
ージ１２０によって検出される加圧力Ｐに係るＰＳＧ信
号がコントローラ１８に供給され、記憶されている加圧
力設定値Ｐ₁ とこの加圧力Ｐとが比較される（ステップ
Ｓ２３）。加圧力Ｐが加圧力設定値Ｐ₁ に一致すると
（図１１中、点α１参照）、コントローラ１８は、溶接
電源２０に対してＷＥＬＤ信号を出力する。溶接電源２
０は、ＷＥＬＤ信号を受信すると、溶接電流Ｉを上部溶
接電極１２と下部溶接電極１４との間に供給し、加圧機
構１３を下降させながら溶接を行う（ステップＳ２
４）。

【００４９】ここで、ＷＥＬＤ信号は、作業者によって
設定された所定時間ｔの間出力され、この所定時間ｔ経
過後の時点（図１１中、点α２参照）において、コント
ローラ１８は、ストレンゲージ１２０からのＰＳＧ信号
に基づいて加圧力Ｐを検出し、この加圧力Ｐが作業者に
よって設定した加圧力設定値Ｐ₂ を基準とする許容範囲
内にあるか否かを判定し、範囲内にある場合には、ＯＫ
信号を出力し、範囲内にない場合には、ＮＧ信号を出力
する。また、コントローラ１８のＬＣＤディスプレイ１
８ａには、このときの加圧力Ｐが表示される。従って、
このＯＫ／ＮＧ信号あるいは表示された加圧力Ｐを用い
て、例えば、溶接状態の良否に係る警告等の処理を行わ
せたり、抵抗溶接装置１０が正常に動作していることを
任意時点において確認することができる。

【００５０】溶接が完了すると、クラッチブレーキ機構
３２を制御して円筒溝カム５４の回転を停止させ、加圧
機構１３の下降を停止させる（ステップＳ２５）。所定
のホールド時間が経過してナゲット１５０が固化した
後、コントローラ１８はモータ３０を逆方向に回転さ
せ、また、クラッチブレーキ機構３２を制御して円筒溝
カム５４を回転させると、加圧機構１３が上昇し、溶接
が完了した被溶接物１４６、１４８が取り出される（ス
テップＳ２６）。

【００５１】このように、加圧力Ｐを加えながら溶接を
行うため、溶接中に加圧力Ｐが不足することがなく、良
好な溶接品質を得ることができる。

【００５２】次に、加圧機構１３を変位させるカム部材
として上記した円筒溝カム５４に代えて、溝カムを使用
した本発明の他の実施の形態にかかる抵抗溶接装置２０
０について、図１２、図１３を参照して説明する。な
お、前記実施の形態と同一の構成要素には同一の参照符
号を付してその詳細な説明を省略する。

【００５３】この抵抗溶接装置２００の支柱２８の上部
にはモータ２０２およびクラッチブレーキ機構２０４が
設けられ、クラッチブレーキ機構２０４の出力軸２０６
は水平方向に延在して配設される。出力軸２０６には溝
カム２１０を構成する円盤部材２１２が設けられ、円盤
部材２１２にはその回転中心からの距離が変化するよう
に周回する溝部２１４が形成される。溝部２１４には、
変位板６４に設けられ従動節６０を構成するころ６２が
係合する。

【００５４】モータ２０２が回転し、クラッチブレーキ
機構２０４が制御されてモータ２０２の回転力が出力軸
２０６に伝達されると円盤部材２１２が回転する。この
ため、ころ６２によってこの回転運動が直線運動に変換
され、変位板６４が上下方向に変位する。従って、変位
板６４に固着された加圧機構１３が変位して被溶接物１
４８に上部溶接電極１２が押圧される。

【００５５】また他の実施の形態に係る抵抗溶接装置３
００では、カム部材として板カムを使用している。図１
４、図１５に示すように、この抵抗溶接装置３００の支
柱２８の上部にはモータ３０２およびクラッチブレーキ
機構３０４が設けられ、クラッチブレーキ機構３０４の
出力軸３０６は水平方向に延在して配設される。出力軸
３０６には板カム３１２が設けられ、板カム３１２はそ
の回転中心からの外周面３１４までの距離が周回するに
つれて変化するように形成される。外周面３１４には、
変位板６４に設けられ従動節６０を構成するころ６２が
当接する。

【００５６】モータ３０２、クラッチブレーキ機構３０
４の上部にはクランク状に屈曲形成された支持部材３１
６が固着される。支持部材３１６の端部にはコイルスプ
リング３１８の一端部が設けられ、コイルスプリング３
１８の他端部は変位板６４ところ６２とを接続する支持
部材６３に設けられる。従って、変位板６４は常時上方
に付勢される。

【００５７】モータ３０２が回転し、クラッチブレーキ
機構３０４が制御されてモータ３０２の回転力が出力軸
３０６に伝達されると板カム３１２が回転する。ころ６
２がコイルスプリング３１８に付勢されて板カム３１２
の外周面３１４に当接し、板カム３１２の回転運動を直
線運動に変換する。このため、変位板６４が上下方向に
変位する。従って、変位板６４に固着された加圧機構１
３が変位して上部溶接電極１２が被溶接物１４８を押圧
する。

【００５８】さらに他の実施の形態に係る抵抗溶接装置
４００では、カム部材として端面カムを使用している。
図１６、図１７に示すように、この抵抗溶接装置４００
の支柱２８の上部には板状部材４０２が立設され、板状
部材４０２にはモータ４０４およびクラッチブレーキ機
構４０６が設けられ、クラッチブレーキ機構４０６の出
力軸４０８は下方に向かって突出するように配設され
る。出力軸４０８には略円筒状に形成された端面カム４
１２が設けられ、端面カム４１２の下端面４１４は端面
カム４１２の軸線に対して傾斜している。下端面４１４
には、変位板６４に設けられ従動節６０を構成するころ
６２が当接する。

【００５９】板状部材４０２の上部にはクランク状に屈
曲形成された支持部材４１６が固着される。支持部材４
１６の端部にはコイルスプリング４１８の一端部が設け
られ、コイルスプリング４１８の他端部は変位板６４と
ころ６２とを接続する支持部材６３に設けられる。従っ
て、変位板６４は常時上方に付勢されている。

【００６０】モータ４０４が回転し、クラッチブレーキ
機構４０６が制御されてモータ４０４の回転力が出力軸
４０８に伝達されると端面カム４１２が回転する。ころ
６２がコイルスプリング４１８に付勢されて端面カム４
１２の下端面４１４に当接し、端面カム４１２の回転運
動を直線運動に変換する。このため、変位板６４が上下
方向に変位する。従って、変位板６４に固着された加圧
機構１３が変位して被溶接物１４８に上部溶接電極１２
が押圧される。

【００６１】上述した実施の形態では、加圧機構１３に
１つの上部溶接電極１２を設けているが、図１８〜図２
０を参照して以下に説明するように、複数の電極を設け
てもよい。

【００６２】加圧機構５００は２つの上部溶接電極５０
４ａ、５０４ｂを備える。加圧機構５００の筐体５０６
はシールド５０８によって覆われている。筐体５０６の
下部には孔部５１０ａ、５１０ｂが画成され、孔部５１
０ａ、５１０ｂにはブシュ５１２ａ〜５１２ｄが設けら
れる。ブシュ５１２ａ〜５１２ｄには加圧力伝達シャフ
ト５１４ａ、５１４ｂが挿通し、加圧力伝達シャフト５
１４ａ、５１４ｂの下端部には板状の上部電極ホルダ５
１６ａ、５１６ｂが固着される。上部電極ホルダ５１６
ａ、５１６ｂの１つの隅角部近傍には、図１９に示すよ
うに、棒状の上部溶接電極５０４ａ、５０４ｂが鉛直方
向に立設され、上部溶接電極５０４ａと５０４ｂとの間
隔は加圧力伝達シャフト５１４ａと５１４ｂとの間隔よ
り小さく配置される。

【００６３】加圧力伝達シャフト５１４ａ、５１４ｂの
上部には板状部材５１８が橋架され、板状部材５１８の
上部にはローラ５２６ａ、５２６ｂが回転自在に軸支さ
れる。

【００６４】筐体５０６には孔部５２８が画成され、孔
部５２８にはブシュ５３０ａ、５３０ｂが設けられる。
ブシュ５３０ａ、５３０ｂにはシャフト５３２が摺動自
在に挿通し、シャフト５３２の下端部には揺動部材５３
４が揺動自在に設けられる。揺動部材５３４にはローラ
５２６ａ、５２６ｂが当接自在であり、このため、上部
溶接電極５０４ａ、５０４ｂが傾斜して被溶接物１４
６、１４８に当接した場合でも、シャフト５３２の上部
に設けられたコイルスプリング１００の押圧力が揺動部
材５３４およびローラ５２６ａ、５２６ｂによって略同
一の力に分割されて上部溶接電極５０４ａ、５０４ｂに
伝達される。従って、上部溶接電極５０４ａと上部溶接
電極５０４ｂとは略同一の力で被溶接物１４６、１４８
に押圧され、略同一の溶接条件となる（図２０参照）。

【００６５】加圧機構５００には、図２０に示すよう
に、一方の上部溶接電極５０４ａには溶接電源２０の一
方の溶接電流端子２０ａが接続され、他方の上部溶接電
極５０４ｂには他方の溶接電流端子２０ｂが接続され
る。変位機構１６の平板状に形成された下部溶接電極５
３６には上部溶接電極５０４ａ、５０４ｂに対応した突
部５３８ａ、５３８ｂが形成される。

【００６６】溶接電源２０の一方の溶接電流端子２０ａ
から他方の溶接電流端子２０ｂに溶接電流を流すと、図
２０中、矢印で示すように、被溶接物１４６、１４８に
溶接電流が流れ、溶接が行われる。

【００６７】このように構成すると、２つの上部溶接電
極５０４ａ、５０４ｂにより１回の溶接作業で２個所の
溶接を同時に行うことができ、作業効率が向上する。

【００６８】この場合、一方の溶接電流端子２０ａに一
方の上部溶接電極５０４ａを接続し、他方の溶接電流端
子２０ｂに他方の上部溶接電極５０４ｂを接続したが、
一方の溶接電流端子２０ａを両方の上部溶接電極５０４
ａ、５０４ｂに接続し、他方の溶接電流端子２０ｂを下
部溶接電極５３６に接続してもよい。

【００６９】

【発明の効果】本発明に係る抵抗溶接装置によれば、以
下のような効果ならびに利点が得られる。

【００７０】圧力検出手段によって溶接電極の被溶接物
に対する加圧力を測定しながら溶接電極を押圧させ、加
圧力が所定の値となった時点で溶接電極の変位を停止し
て溶接を行うため、溶接電極の長さの管理を簡素化する
ことができ、溶接作業が容易となり、メンテナンスの工
程数も少なくなる。従って、作業効率が向上する。

【００７１】また、モータの回転力をカム部材と従動節
とによって直線運動に変換して変位機構を変位させてい
るため、高価なモータやボールねじが不要となり、抵抗
溶接装置のコストを低廉化することができる。

【００７２】さらに、溶接電極の変位を停止させる際、
モータの回転力の伝達をクラッチによって切断するとと
もに、ブレーキによりカム部材の駆動を停止させている
ため、モータの慣性により変位機構が必要以上に変位し
てしまうことが防止され、溶接電極の変位を瞬時に停止
することができ、被溶接物に対する溶接電極の加圧力を
正確に制御することができる。

【００７３】さらにまた、作業者は、表示手段の表示に
基づいて所望の加圧力を設定することができ、また、変
位機構は、この設定された加圧力が得られるように溶接
電極を変位させることができる。しかも、前記表示手段
において、設定された前記加圧力および検出された前記
加圧力を表示させることにより、実際の加圧力を作業者
が確認しながら作業を遂行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る抵抗溶接装置を示す
ブロック図である。

【図２】図１の抵抗溶接装置の変位機構を示す側面図で
ある。

【図３】図２の変位機構に使用されるクラッチブレーキ
機構を示す縦断面図であって、図３Ａは、クラッチが接
続されるとともにブレーキが解除された状態を示す図で
あり、図３Ｂは、クラッチが切断されるとともにブレー
キがかかった状態を示す図である。

【図４】図２の変位機構に使用される円筒溝カムを示す
斜視図である。

【図５】図２の変位機構を示す縦断面図である。

【図６】図１の抵抗溶接装置によって溶接される被溶接
物を示す一部拡大縦断面図であって、図６Ａは、被溶接
物を上部溶接電極と下部溶接電極とで挟持した状態を示
す図であり、図６Ｂは、被溶接物が溶接された状態を示
す図である。

【図７】図１の抵抗溶接装置の使用方法を説明するフロ
ーチャートである。

【図８】図１の抵抗溶接装置の使用方法を説明するフロ
ーチャートである。

【図９】図１の抵抗溶接装置の他の使用方法を説明する
フローチャートである。

【図１０】図９に示すフローチャートによる処理に対す
る説明図である。

【図１１】図９に示すフローチャートによる処理に対す
るタイミングチャートである。

【図１２】本発明の他の実施の形態に係る抵抗溶接装置
に使用される溝カムを示す一部拡大側面図である。

【図１３】図１２の溝カムを示す斜視図である。

【図１４】本発明の他の実施の形態に係る抵抗溶接装置
に使用される板カムを示す一部拡大側面図である。

【図１５】図１４の板カムを示す斜視図である。

【図１６】本発明のさらに他の実施の形態に係る抵抗溶
接装置に使用される端面カムを示す一部拡大側面図であ
る。

【図１７】図１６の端面カムを示す斜視図である。

【図１８】本発明のさらにまた他の実施の形態に係る抵
抗溶接装置に使用される加圧機構を示す縦断面図であ
る。

【図１９】図１８に示す加圧機構に使用される上部溶接
電極を示す一部拡大斜視図である。

【図２０】図１８の加圧機構により被溶接物に溶接を施
した状態を示す部分拡大縦断面図である。

【符号の説明】

１０、２００、３００、４００…抵抗溶接装置 １２、５０４ａ、５０４ｂ…上部溶接電極 １３、５００…加圧機構 １４、５３６…下部溶
接電極 １６…変位機構 ３０、２０２、３０
２、４０４…モータ ３２、２０４、３０４、４０６…クラッチブレーキ機構 ５４…円筒溝カム ６０…従動節 ６２…ころ ９０、５１４ａ、５１４ｂ…加圧力伝達シャフト １２０…ストレンゲージ １４６、１４８…被溶
接物 １５０…ナゲット ２１０…溝カム ３１２…板カム ４１２…端面カム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萩原 清邦 東京都三鷹市下連雀８丁目７番３号 株式 会社セイワ製作所内 (72)発明者 吉田 滋 東京都三鷹市下連雀８丁目７番３号 株式 会社セイワ製作所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶接電極間に被溶接物を挟持して通電する
   ことで抵抗溶接を行う抵抗溶接装置において、 一方の溶接電極を他方の溶接電極に対して変位させる変
   位機構と、 前記被溶接物に対する前記溶接電極の加圧力を検出する
   加圧力検出手段と、 前記一方の溶接電極の変位を停止させる停止機構と、 を備え、 前記変位機構は、 前記加圧力検出手段により検出された加圧力に従って制
   御されるモータと、 前記モータによって駆動されるカム部材と、 前記溶接電極側に設けられ、前記カム部材に係合し、前
   記カム部材の駆動に従って前記溶接電極を変位させる従
   動節と、 からなることを特徴とする抵抗溶接装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の抵抗溶接装置において、 前記停止機構は、前記カム部材の駆動を停止させるブレ
   ーキと、前記カム部材と前記モータとを断続するクラッ
   チとからなることを特徴とする抵抗溶接装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の抵抗溶接装置にお
   いて、 前記カム部材は、円柱部材の外周にその軸方向に対して
   傾斜する溝部が周回して形成された円筒溝カムであるこ
   とを特徴とする抵抗溶接装置。
4. 【請求項４】請求項１または２記載の抵抗溶接装置にお
   いて、 前記カム部材は、円盤部材に該円盤部材の回転中心から
   の距離が変化する溝部が周回して形成された溝カムであ
   ることを特徴とする抵抗溶接装置。
5. 【請求項５】請求項１または２記載の抵抗溶接装置にお
   いて、 前記カム部材は、回転中心からの距離が周回するにつれ
   て変化する外周面を有する板カムであることを特徴とす
   る抵抗溶接装置。
6. 【請求項６】請求項１または２記載の抵抗溶接装置にお
   いて、 前記カム部材は、円柱部材の一端側の面がその軸方向に
   対して傾斜する端面カムであることを特徴とする抵抗溶
   接装置。
7. 【請求項７】溶接電極間に被溶接物を挟持して通電する
   ことで抵抗溶接を行う抵抗溶接装置において、 前記被溶接物に対する前記溶接電極の加圧力を設定する
   設定手段と、 設定された前記加圧力を表示する表示手段と、 一方の溶接電極を他方の溶接電極に対して変位させる変
   位機構と、 前記被溶接物に対する前記溶接電極の加圧力を検出する
   加圧力検出手段と、 を備えることを特徴とする抵抗溶接装置。
8. 【請求項８】請求項１記載の装置において、 前記表示手段は、設定された前記加圧力および検出され
   た前記加圧力を表示することを特徴とする抵抗溶接装
   置。