JP4951211B2 - 溶接用バックバー支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、溶接用バックバー支持構造の改良に関するものである。

スポット溶接時にワークに直接に電極を当てると、ワークの表面に打痕、圧痕等が付くため、ワークの外観となる面には、上記の打痕等の発生を防止するための当て板としてのバックバーを介して電極を当てて通電する。

このような溶接用バックバーを支持する構造としては、ブラケットに弾性部材を介してバックバーを取付けたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
実開平３−１１６２７７号公報

特許文献１の第１図を以下の図５で説明する。なお、符号は振り直した。
図５は従来の溶接用バックバーを備えたスポット溶接ガン装置の側面図であり、スポット溶接ガン装置は、ガンアーム１０１及びガンシリンダ１０２を備え、ガンアーム１０１の先端に固定スポット電極１０３を設け、ガンシリンダ１０２の端部に進退自在に設けたロッド１０４の先端に可動スポット電極１０６を設け、ガンアーム１０１にブラケット１０７を取付け、このブラケット１０７にスプリング１０８を介してバックバーとしての溶接保護金属板１１１を取付けるとともに、この溶接保護金属板１１１を固定スポット電極１０３と可動スポット電極１０６との間に配置したものである。

上記のスプリング１０８によって、溶接保護金属板１１１の姿勢をワークに沿うように一次的に変更することは可能であるが、ワークを溶接保護金属板１１１に沿わせるためにスプリング１０８の弾性力に抗して押し付ける必要があり、ワークに溶接保護金属板１１１を複数当てる場合には、弾性力が大きくなり、ワークを溶接保護金属板１１１に押し付ける押付け力も大きくなる。そこで、複数の溶接保護金属板１１１がワークの各位置毎の形状に沿うように専用に形成すれば、ワークの形状が変更になったときに溶接保護金属板１１１が使用できなくなる。

本発明の目的は、溶接用バックバー支持構造を改良することで、複数のバックバーを使用する場合でも、ワークをバックバーに大きな力で押し付けて沿わせる必要がなく、また、バックバーの姿勢をワークの形状に沿うように容易に変更できるようにすることにある。

請求項１に係る発明は、スポット溶接時にワークと当接する補助電極板として用いる溶接用バックバーを支持する構造であって、溶接用バックバーは、複数枚の積層された板ばねを介して基台に設けたブラケットに複数のボルトにより取付支持され、板ばねの基端部は、ブラケット上に重ねられ、この基端部に設けられ、板ばねの長さ方向に離間して設けた複数の第１ボルトよりも大径のボルト挿通穴を介して第１ボルトで前記ブラケットに取付支持され、溶接用バックバーは、複数枚の積層された板ばねの先端部に重ねられ、この先端部に設けられ、板ばねの長さ方向に離間して設けた複数の第２ボルトよりも大径の挿通穴を介して第２ボルトで板ばねの先端部上に取付支持され、第１ボルト及び第２ボルトの挿通穴は、板ばねの長手方向に沿う長径及び板ばねの長手方向に直交する短径を有する長穴であり、第１ボルト及び第２ボルトは、長穴状のボルト挿通穴のなかで移動可能としたことを特徴とする。

第１ボルト又は第２ボルトを弛めた状態で、複数枚の板ばねを変形させてバックバーをワークの表面形状に沿う姿勢に近い状態に保持し、この状態で弛めておいた第１ボルト又は第２ボルトを締め込めば、バックバーはワークの表面形状に沿う姿勢を維持することが可能になる。

また本発明は、上記した通り第１ボルト及び第２ボルトを通すために板ばねに開けたボルト挿通穴を、第１ボルト及び第２ボルトの外径よりも大きく形成し、第１ボルトと第２ボルトの一方又は両方を弛めた状態で、バックバーを姿勢変更し、第１ボルトと前記第２ボルトの一方又は両方を締め付けることでバックバーの姿勢を保持するようにしたのでバックバーの姿勢変更の自由度を増すことが可能になる。

請求項２に係る発明は、板ばねの枚数を３枚としたことを特徴とする。
３枚の板ばねのうちの中間の板ばねは支柱になり、両側の板ばねはその支柱の板ばねに対して相対的にスライドし、あるいは、捩れる、即ち、中間の板ばねが芯となって両側の板ばねがそれぞれ別々にスライド、あるいは、捩れるから、３枚の板ばねの全体を目標とする形状に形成し易く、また、中間の板ばねと両側の板ばねとのそれぞれの摩擦により、一旦形成された３枚の板ばねの全体の形状は変化し難い。

請求項１に係る発明では、ブラケットに複数枚の積層された板ばねを介してバックバーを固定するので、第１ボルト又は第２ボルトを弛めた状態でバックバーをワークの形状に沿う姿勢に近い状態に保持し、この状態で弛めておいた第１ボルト又は第２ボルトを締め込むことで、バックバーをワークの形状に沿う形状に容易に姿勢変更することができる。

従って、複数のバックバーをワークに当てる場合でも、板ばねの弾性力に抗してワークをバックバーに押圧するための大きな押圧力が必要なく、バックバーを簡単にワークに沿わせることができる。また、ワーク形状に合わせてバックバーの姿勢を容易に変更できるため、バックバーの汎用性を向上させることができる。

また本発明では、ボルト挿通穴を、第１ボルト及び第２ボルトの外径よりも大きく形成したので、ブラケットに対する板ばねの揺動及び板ばねに対するバックバーの揺動が可能になり、ワークに沿わせるためのバックバーの姿勢変更の自由度をより一層増すことができる。

請求項２に係る発明では、板ばねの枚数を３枚としたので、３枚の板ばねのうちの中間の板ばねが支柱となり、この板ばねに対して他の板ばねが相対的にスライドし、あるいは、捩れるため、第１ボルト又は第２ボルトを弛めることによりバックバーの姿勢をを目標とする姿勢に変更し易くすることができるとともに、第１ボルト又は第２ボルトを締め込むことによりバックバーの姿勢を確実に維持することができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る溶接用バックバー支持構造を示す側面図であり、第１パネル１１に第２パネル１２を重ね、第１パネル１１の表の面１１ａにバックバー１３の一側面１３ａを当て、バックバー１３の他側面１３ｂに第１電極１４を押し当て、第２パネル１２の裏の面１２ｂに第２電極１６を押し当て、これらの第１電極１４と第２電極１６との間に通電して第１パネル１１と第２パネル１２とをスポット溶接する状態を示す。なお、１１ｂは第１パネル１１の裏の面、１２ａは第２パネルの表の面である。

バックバー１３は、一側面１３ａを備えるワーク当接部１３ｃと、複数、ここでは３枚の板ばね２１，２２，２３からなる積層ばね２４の一端部に取付けた取付部１３ｄとを一体成形した部材である。

板ばね２１，２２，２３は、同一形状のものであるが、ここでは、識別のために符号を変えた。積層ばね２４は、他端部を第１ボルト２６，２６でブラケット２７に取付けたものである。ブラケット２７は、ボルト３１，３１で基台３２に取付けたものである。
図中の３５，３５は積層ばね２４にバックバー１３を取付ける第２ボルト、３６は第２ボルト３５，３５とねじ結合するために積層ばね２４の下部に配置したナット部材である。

図２は本発明に係るバックバー支持構造の分解側面図であり、基台３２にめねじ３２ａ，３２ａを形成し、ブラケット２７にボルト挿通穴２７ａ，２７ａを開け、ボルト３１，３１をボルト挿通穴２７ａ，２７ａにそれぞれ通すとともに基台３２のめねじ３２ａ，３２ａにねじ込むことで、基台３２にブラケット２７を取付ける。

また、ブラケット２７にめねじ２７ｂ，２７ｂを形成し、板ばね２１，２２，２３にそれぞれボルト挿通穴２１ａ，２２ａ，２３ａ，２１ａ，２２ａ，２３ａを開け、第１ボルト２６，２６をボルト挿通穴２１ａ，２２ａ，２３ａ，２１ａ，２２ａ，２３ａに通すとともにブラケット２７のめねじ２７ｂ，２７ｂにねじ込むことで、ブラケット２７に積層ばね２４を取付ける。

更に、ナット部材３６にめねじ３６ａ，３６ａを形成し、板ばね２１，２２，２３にそれぞれボルト挿通穴２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２１ｂ，２２ｂ，２３ｂを開け、バックバー１３にボルト挿通穴１３ｅ，１３ｅを開けるとともにこれらのボルト挿通穴１３ｅ，１３ｅの端部に座ぐり部１３ｆ，１３ｆを形成し、第２ボルト３５，３５をボルト挿通穴１３ｅ，１３ｅ及びボルト挿通穴２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２１ｂ，２２ｂ，２３ｂに通すとともにナット部材３６のめねじ３６ａ，３６ａにねじ込むことで、積層ばね２４にバックバー１３を取付ける。

図３は本発明に係る板ばねのボルト挿通穴を説明する平面図であり、バックバー１３及びブラケット２７と共に板ばね２１を示す。
板ばね２１に設けたボルト挿通穴２１ａ，２１ｂは同一形状であり、第１ボルト２６及び第２ボルト３５の外径よりも大きな内径（詳しくは、板ばね２１の長手方向に沿う長径及び板ばね２１の長手方向に直交する短径）を有する長穴である。従って、第１ボルト２６及び第２ボルト３５は、長穴状のボルト挿通穴２１ａ，２１ｂのなかで移動可能である。

以上に述べたバックバー支持構造の作用を次に説明する。
図４（ａ）〜（ｃ）は本発明に係るバックバー支持構造の作用を示す作用図である。
（ａ）は、バックバー支持構造の側面図であり、ブラケット２７に第１ボルト２６，２６で３枚の板ばね２１，２２，２３を固定した状態で、図１の状態から、第２ボルト３５，３５を弛め、バックバー１３のワーク当接部１３ｃ側を持ち上げるとともに取付部１３ｄ側を下げ、その状態を保ちつつ第２ボルト３５，３５を締め付けて、バックバー１３を水平線４０から角度θ１だけ傾けた姿勢を保持することを示す。即ち、バックバー１３の姿勢を鉛直方向に二次元的に変更したことを示す。中間の板ばね２２に対して両側の板ばね２１，２３は長手方向に相対的にスライドしている。

（ｂ）は、バックバー支持構造の側面図であり、ブラケット２７に第１ボルト２６，２６で３枚の板ばね２１，２２，２３を固定した状態で、第２ボルト３５，３５を弛め、バックバー１３を矢印Ａの方向に捩り、その状態を保ちつつ第２ボルト３５，３５を締め付けて、バックバー１３をブラケット２７に対して捩った姿勢を保持することを示す。即ち、バックバー１３の姿勢を三次元的に変更したことを示す。中間の板ばね２２に対して両側の板ばね２１，２３は相対的に捩られるとともに長手方向にスライドしている。

以上の（ａ），（ｂ）では、第１ボルト２６を締め付けた状態で、第２ボルト３５を弛め、バックバー１３の姿勢変更後に第２ボルト３５を締め付けたが、これに限らず、第２ボルト３５を締め付けた状態で、第１ボルト２６を弛め、バックバー１３の姿勢変更後に第１ボルト２６を締め付けてもよい。

（ｃ）は、バックバー支持構造の平面図であり、板ばね２１，２２，２３にそれぞれ設けたボルト挿通穴２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ（図３参照）と第１ボルト２６及び第２ボルト３５との隙間によって、ブラケット２７の中心線４２に対して積層ばね２４を傾けて取付け、積層ばね２４に対してバックバー１３を傾けて取付け、中心線４２に対してバックバー１３を角度θ２だけ傾けた姿勢を保持することを示す。即ち、バックバー１３の姿勢を水平方向に二次元的に変更したことを示す。
更に、このようなバックバー１３姿勢と、（ａ）で説明したバックバー１３の姿勢とを組み合わせることも可能である。

以上の（ａ）〜（ｃ）に示したようなバックバー１３の二次元的、三次元的な姿勢変更を本発明のバックバー支持構造では簡単に行うことができ、ワークの形状にバックバー１３の面を沿わせ易いから、バックバー１３の摩耗が大きくなったときにのみバックバー１３の形状修正を行えばよく、バックバー１３の形状修正の回数を減らすことができる。更に、バックバー１３を多数用いてスポット溶接する場合でも、ワークの各部の形状に各バックバー１３の姿勢を容易に合わせることができるから、段取り時間を短縮することができる。

また、バックバー１３を姿勢変更した状態でその姿勢を保持できるため、例えば、バックバーを一枚の板ばねで支持した場合にワークをバックバーに大きな力で押し付けて無理にワークに沿わせるということが、本発明のバックバー支持構造では必要ない。

以上の図１及び図４で説明したように、本発明は第１に、スポット溶接時に補助電極板として用いる溶接用バックバー１３であって、基台３２に設けたブラケット２７に複数枚の積層された板ばね２１，２２，２３の一端部を第１ボルト２６で取付け、これらの板ばね２１，２２，２３の他端部に第２ボルト３５でバックバー１３を固定したことを特徴とする。

ブラケット２７に複数枚の積層された板ばね２１，２２，２３を介してバックバー１３を固定するので、第１ボルト２６又は第２ボルト３５を弛めた状態でバックバー１３をワークとしての第１パネル１１の形状に沿う姿勢に近い状態に保持し、この状態で弛めておいた第１ボルト２６又は第２ボルト３５を締め込むことで、バックバー１３を第１パネル１１の形状に沿う形状に容易に姿勢変更することができる。

従って、複数のバックバー１３を第１パネル１１に当てる場合でも、板ばね２１，２２，２３の弾性力に抗して第１パネル１１を複数のバックバー１３に押圧するための大きな押圧力が必要なく、複数のバックバー１３を簡単に第１パネル１１に沿わせることができる。また、第１パネル１１の形状に合わせてバックバー１３の姿勢を容易に変更できるため、バックバー１３の汎用性を向上させることができる。

本発明は第２に、図３に示したように、第１ボルト２６及び第２ボルト３５を通すために板ばね２１，２２，２３に開けたボルト挿通穴２１ａ，２２ａ，２３ａ，２１ｂ，２２ｂ，２３ｂを、第１ボルト２６及び第２ボルト３５の外径よりも大きく形成し、ブラケット２７に対して板ばね２１，２２，２３及びバックバー１３を揺動した位置で固定可能としたことを特徴とする。

ボルト挿通穴２１ａ，２２ａ，２３ａ，２１ｂ，２２ｂ，２３ｂを、第１ボルト２６及び第２ボルト３５の外径よりも大きく形成したので、ブラケット２７に対する板ばね２１，２２，２３の揺動及び板ばね２１，２２，２３に対するバックバー１３の揺動が可能になり、第１パネル１１（図１参照）に沿わせるためのバックバー１３の姿勢変更の自由度をより一層増すことができる。

本発明は第３に、図１及び図４に示したように、板ばね２１，２２，２３の枚数を３枚としたことを特徴とする。
板ばね２１，２２，２３の枚数を、好ましくは３枚としたので、３枚の板ばね２１，２２，２３のうちの中間の板ばね２２が支柱となり、この板ばね２２に対して他の板ばね２１，２３が相対的にスライドし、あるいは、捩れる、即ち、板ばね２２が芯となって両側の板ばね２１，２３がそれぞれ別々にスライド、あるいは、捩れるから、板ばね２１，２２，２３の全体を目標とする形状に形成し易く、また、板ばね２２と板ばね２１との摩擦及び板ばね２２と板ばね２３との摩擦により、一旦形成された板ばね２１，２２，２３の全体の形状は変化し難い。

従って、第１ボルト２６又は第２ボルト３５を弛めることによりバックバー１３の姿勢を目標とする姿勢に変更し易くすることができるとともに、第１ボルト２６又は第２ボルト３５を締め込むことによりバックバー１３の姿勢を確実に維持することができる。

尚、本実施形態では、図３に示したように、ボルト挿通穴２１ａ，２２ａ，２３ａ，２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ（符号２２ａ，２３ａ，２２ｂ，２３ｂは図２参照）を長穴状としたが、これに限らず、第１ボルト２６及び第２ボルト３５の外径よりも大きな丸穴としてもよい。

本発明の溶接用バックバー支持構造は、バックバーを複数用いるスポット溶接に好適である。

本発明に係る溶接用バックバー支持構造を示す側面図である。 本発明に係るバックバー支持構造の分解側面図である。 本発明に係る板ばねのボルト挿通穴を説明する平面図である。 本発明に係るバックバー支持構造の作用を示す作用図である。 従来の溶接用バックバーを備えたスポット溶接ガン装置の側面図である。

符号の説明

１３…バックバー、２１，２２，２３…板ばね、２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ…ボルト挿通穴、２６…第１ボルト、２７…ブラケット、３２…基台、３５…第２ボルト。

Claims (2)

1. スポット溶接時にワークと当接する補助電極板として用いる溶接用バックバーを支持する構造であって、
   前記溶接用バックバーは、複数枚の積層された板ばねを介して基台に設けたブラケットに複数のボルトにより取付支持され、
   前記板ばねの基端部は、前記ブラケット上に重ねられ、この基端部に設けられ、前記板ばねの長さ方向に離間して設けた複数の第１ボルトよりも大径のボルト挿通穴を介して前記第１ボルトで前記ブラケットに取付支持され、
   前記溶接用バックバーは、前記複数枚の積層された板ばねの先端部に重ねられ、この先端部に設けられ、前記板ばねの長さ方向に離間して設けた複数の第２ボルトよりも大径の挿通穴を介して前記第２ボルトで前記板ばねの先端部上に取付支持され、
   前記第１ボルト及び第２ボルトの挿通穴は、前記板ばねの長手方向に沿う長径及び板ばねの長手方向に直交する短径を有する長穴であり、
   前記第１ボルト及び第２ボルトは、長穴状の前記ボルト挿通穴のなかで移動可能とした、
   ことを特徴とする溶接用バックバー支持構造。
2. 前記板ばねの枚数は３枚であることを特徴とする請求項１記載の溶接用バックバー支持構造。

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