JPH05253677A - スポット溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被溶接物の溶接面が電極加圧方向に対して直
角にならない場合でも、通電発熱部と電極加圧位置とを
一致させる。 【構成】 電極３５、３６が取付けられる溶接ガン３０
のフレーム３１を、電極３５、３６の加圧挟持点Ｐ₀ を
通る軸線Ａまわりに回動自在な回動保持手段４１に保持
させ、回動保持手段４１に、溶接ガン３０のフレーム３
１を軸線Ａまわりに弾性支持する弾性支持手段５１を設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スポット溶接に用いら
れる溶接ガンの保持構造に関し、とくに被溶接物が電極
に対して傾いている場合でも最適な溶接を行うことが可
能なスポット溶接装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポータブルスポット溶接機は、被溶接物
を大きく動かすことが困難な場合に採用される。ポータ
ブルスポット溶接機は、溶接ガン、二次導体、溶接トラ
ンスおよび制御装置から構成され、通常は溶接ガンだけ
を移動させて溶接作業が行なわれる。溶接ガンを被溶接
物に沿って移動させる技術は、たとえば実開昭５８−４
７３８４号公報に開示されている。

【０００３】図５は、溶接ガンを用いたスポット溶接作
業の一例を示している。図５において、２は溶接ガン１
のＣ形フレームを示しており、Ｃ形フレーム２の一方に
は加圧シリンダ３が取付けられている。加圧シリンダ３
のロッドには、電極ホルダを介して上部電極４が取付け
られている。Ｃ形フレーム１の他方には、電極ホルダを
介して下部電極５が取付けられている。Ｃ形フレーム２
は、たとえば溶接ロボット７によって、各溶接個所に移
動されるようになっている。

【０００４】図５の装置では、加圧シリンダ３による上
部電極４の押下げによって、被溶接物８が上部電極４と
下部電極５によって加圧される。この状態では、上部電
極４と下部電極５との間に溶接電流が流され、被溶接物
８のスポット溶接が行なわれる。図５の装置では、精度
のバラツキ等により被溶接物８が所定の位置に位置決め
されない場合を想定し、Ｃ形フレーム２と溶接ロボット
７との間には、溶接ガン１の加圧力によってＣ形フレー
ム２の加圧方向の位置を補正する補正機構（イコライ
ザ）９が設けられている。

【０００５】図６は、溶接ガンをマルチスポット溶接機
に適用したスポット溶接作業の一例を示している。図６
において、１１は溶接ガン１０のＸ形フレームを示して
いる。Ｘ形フレーム１１は、フレーム１１ａとフレーム
１１ｂとから構成されており、各フレーム１１ａ、１１
ｂは鋏と同様に支点部１２を中心として揺動可能となっ
ている。各フレーム１１ａ、１１ｂの一方には、電極１
３、１４が取付けられている。各フレーム１１ａ、１１
ｂの他方には、加圧シリンダ１５が取付けられている。
加圧シリンダ１５のロッド１５ｂは、一方のフレーム１
１ａに連結されており、加圧シリンダ本体１１ａは他方
のフレーム１１ｂに固定されている。

【０００６】Ｘ形フレーム１１の支点部１２は、支持部
材１６によって揺動可能に保持されている。支持部材１
６の下部には、ベース１７が取付けられている。ベース
１７は、図示されないマルチスポット溶接機の下台に固
定されるようになっている。図６の装置では、被溶接物
８が所定の位置に位置決めされない状態で、各電極１
３、１４によって被溶接物８を加圧した場合には、加圧
力によってＸ形フレーム１１は支点部１２を中心として
回動し、溶接ガン１０の姿勢の補正が行なわれる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶接ガ
ンによるスポット溶接では、被溶接物の精度のバラツ
キ、あるいは溶接設備の不具合等により、電極加圧方向
に対して被溶接物の溶接面が直角にならない場合があ
り、この状態ではつぎのような問題が生じる。

【０００８】図８は、電極加圧方向に対して被溶接物８
の溶接面が直角になっていない状態を示している。図８
に示すような被溶接物８の傾きθに対しては、図５およ
び図６の装置でも溶接ガンの姿勢を補正することはでき
ない。したがって、電極加圧方向に対して被溶接物８の
溶接面が直角にならない場合は、図９に示すよう、所定
の通電発熱部Ｓと電極加圧位置Ｐ₁ 、Ｐ₂ が一致しなく
なり、溶接不良となる。

【０００９】本発明は、上記の問題に着目し、被溶接物
の溶接面が電極加圧方向に対して直角にならない場合で
も、通電発熱部と電極加圧位置とを一致させることが可
能なスポット溶接装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明に
係るスポット溶接装置は、電極が取付けられる溶接ガン
のフレームを、前記電極の加圧挟持点を通る軸線まわり
に回動自在な回動保持手段に保持させ、該回動保持手段
に、前記溶接ガンのフレームを前記軸線まわりに弾性支
持する弾性支持手段を設けたものから成る。

【００１１】

【作用】このように構成されたスポット溶接装置におい
ては、溶接ガンのフレームは、電極の加圧挟持点を通る
軸線まわりに回動自在な保持手段に保持される。これに
より、被溶接物の溶接面が電極加圧方向に対して直角と
ならない場合でも、電極によって被溶接物を加圧した際
には、その加圧力によって溶接ガンのフレームが軸線ま
わりに回動し、溶接ガンの姿勢が補正される。したがっ
て、被溶接物の通電発熱部と電極加圧位置とを一致させ
ることができ、良好な溶接部が得られる。

【００１２】また、溶接ガンのフレームは、保持手段に
設けられた弾性支持手段によって前記軸線まわりに弾性
支持されるので、加圧以外でも電極が取付けられるフレ
ームがふらつくことはなくなる。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明に係るスポット溶接装置の望
ましい実施例を、図面を参照して説明する。

【００１４】第１実施例 図１ないし図３は、本発明の第１実施例を示しており、
とくに溶接ガンをマルチスポット溶接機に組込んだ場合
を示している。図１において、３０はＸ形フレーム３１
を有する溶接ガンを示している。Ｘ形フレーム３１は、
フレーム３２とフレーム３３とから構成されており、各
フレーム３２とフレーム３３は支点部３４を中心として
揺動可能となっている。各フレーム３２、３３の一方に
は、電極３５、３６が取付けられている。

【００１５】各フレーム３２、３３の他方には、加圧シ
リンダ３７が取付けられている。加圧シリンダ３７のロ
ッド３７ｂは一方のフレーム３２に連結されており、加
圧シリンダ本体３７ａは他方のフレーム３３に固定され
ている。加圧シリンダ３７には、電磁弁（図示略）を介
して圧縮エアが供給されるようになっている。溶接ガン
３０は、加圧シリンダ３７内に圧縮エアが導入された際
には、各電極３５、３６によって被溶接物８を加圧する
ようになっている。

【００１６】各フレーム３２、３３の内側には、溶接ガ
ン３０の開き角度を調整するストッパねじ３８が取付け
られている。溶接ガン３０の支点部３４は、保持ロッド
４０によって保持されている。保持ロッド４０は、溶接
ガン３０を支点部３４を中心として電極加圧方向Ｂに揺
動させる機能を有している。保持ロッド４０の下端部
は、回動保持手段４１によって保持されている。

【００１７】回動保持手段４１は、筒状軸部４２、軸部
４３、軸受４４、ベース４５を有している。筒状軸部４
２は、保持ロッド４０の下部に取付けられており、下部
が中空状となっている。ベース４５は、マルチスポット
溶接機（図示略）の下台５０に固定されている。ベース
４５には、ボルト４６を介して軸部４３が取付けられて
いる。軸部４３と筒状軸部４２との間には、軸受４４が
介装されている。

【００１８】軸受４４は、筒部４４ａと鍔部４４ｂとか
ら構成されており、ラジアル荷重を筒部４４ａで受け、
スラスト荷重を鍔部４４ｂで受けるようになっている。
すなわち、軸受４４には溶接ガン３０の全荷重が作用す
るようになっている。軸受４４は、本実施例では潤滑性
のある軸受メタルから構成されているが、ボールベアリ
ングとスラストベアリング等の組合せから構成してもよ
い。

【００１９】筒状軸部４２、軸部４３、軸受４４は、電
極３５、３６の加圧挟持点Ｐ₀ を通る軸線Ａ上に配置さ
れている。これにより、溶接ガン３０は軸線Ａまわりに
回動自在に保持されている。回動保持手段４１には、溶
接ガン３０のＸ形フレーム３１を軸線Ａまわりに弾性支
持する弾性支持手段５１が設けられている。

【００２０】弾性支持手段５１は、レバー５２、圧縮コ
イルスプリング５３、調整ねじ５４、ナット５５、ねじ
受け部５６から構成されている。レバー５２は、回動保
持手段４１の筒状軸部４２に取付けられており、溶接ガ
ン３０とともに軸線Ａまわりに回動するようになってい
る。ベース４５には、一対のねじ受け部５６が取付けら
れている。一対のねじ受け部５６は、レバー５２の両側
に配置されている。

【００２１】ねじ受け部５６には、調整ネジ５４が螺合
されている。調整ねじ５４には、回り止め用のナット５
５が螺合されている。調整ねじ５４の先端部には、圧縮
コイルスプリング５３が装着されている。レバー５２
は、左右両方から圧縮コイルスプリング５３によって押
圧されている。圧縮コイルスプリング５３のばね力は、
溶接ガン３０を軸線Ａまわりに回動させる力よりも小に
設定されている。これにより、レバー５２は圧縮コイル
スプリング５３の付勢力に抗して左右方向に揺動可能と
なっている。このように、溶接ガン３０のＸ形フレーム
３１は弾性支持手段５１によって軸線Ａまわりに弾性支
持されている。

【００２２】つぎに、第１実施例における作用について
説明する。所定の位置に被溶接物８が位置決めされる
と、溶接ガン３０の加圧シリンダ３７に圧縮エアが圧送
される。これにより、フレーム３２とフレーム３３が支
点部３２を中心として電極加圧方向に揺動し、被溶接物
８は電極３５、３６によって加圧される。

【００２３】ここで、被溶接物８の溶接面が電極加圧方
向に対して直角となる場合は、図８に示すように、通電
発熱部Ｓと加圧方向Ｐ₁ 、Ｐ₂ が一致し、被溶接物８の
良好なスポット溶接が行なわれる。被溶接物８の精度の
バラツキ等により、被溶接物８の溶接面が電極３５、３
６の加圧方向に対して直角でない場合は、図９と同様
に、通電発熱部Ｓと加圧位置Ｐ₁ 、Ｐ₂ とが一致しなく
なる。

【００２４】通電発熱部と加圧位置とが一致しない場合
には、図９に示すように、電極３５、３６に反力Ｎが作
用し、通電発熱部Ｓと加圧位置Ｐ₁ 、Ｐ₂ とが一致する
まで、溶接ガン３０が軸線Ａまわりに回動する。すなわ
ち、溶接ガン３０は、自己の加圧力によって自己の溶接
姿勢を補正する。図７に示すように、通電発熱部Ｓと加
圧位置Ｐ₁ 、Ｐ₂ とが一致した後は、電極３５と電極３
６との間に溶接電流が流され、被溶接物８のスポット溶
接が行なわれる。

【００２５】被溶接物８への通電が終了すると、加圧シ
リンダ３７内に圧送された圧縮エアが大気に放出され、
電極３５と電極３６とによる被溶接物８の加圧が解放さ
れる。この状態では、一方の圧縮コイルスプリング５３
側に押付けられていたレバー５２が圧縮コイルスプリン
グ５３の付勢力によって押し戻され、溶接ガン３０のＸ
形フレーム３１は当初の位置まで回動される。このよう
に、溶接ガン３０は軸線Ａまわりに回動可能であるの
で、常に被溶接物８を直角方向から加圧することが可能
となり、従来に比べてスポット溶接部の接合強度を高め
ることができる。

【００２６】なお、溶接ガン３０を複数台用いてマルチ
スポット溶接として使用する場合は、被溶接物８の形状
が多少異なる場合でも溶接可能となるので、従来のよう
な被溶接物の種類（車種）が異なる毎の溶接ガン３０の
姿勢を変更する首振装置（図示略）が不要となる。した
がって、首振装置が駆動する時間だけ溶接作業のサイク
ルタイムを短縮できる。

【００２７】第２実施例 図４は、本発明の第２実施例を示している。第２実施例
が第１実施例と異なるところは、溶接ガンの種類のみで
あり、その他の部分は第１実施例に準じるので、準じる
部分に第１実施例と同一の符号を付すことにより準じる
部分の説明を省略し、異なる部分についてのみ説明す
る。

【００２８】第１実施例では、Ｘ形フレームを有する溶
接ガンに適用した場合を示したが、本実施例ではＣ形フ
レームを有する溶接ガンに適用した場合を示している。
図４において、６０はＣ形フレーム６１を有する溶接ガ
ンを示している。溶接ガン６０のＣ形フレーム６１に
は、回動保持手段４１が取付けられている。回動保持手
段４１は、Ｃ形フレーム６１を電極の加圧挟持点Ｐ₀ を
通る軸線まわりに回動自在に保持させる機能を有してい
る。回動保持手段４１には、Ｃ形フレーム６１を軸線Ａ
まわりに弾性支持する弾性支持手段５１が設けられてい
る。

【００２９】このように構成された第２実施例において
は、第１実施例と同様に、被溶接物８の溶接面が電極３
５、３６の加圧方向に対して直角でない場合は、通電発
熱部と加圧位置とが一致するまで、Ｃ形フレーム６１は
自己の加圧力によって軸線Ａまわりに回動し、溶接姿勢
の補正が行なわれる。

【００３０】なお、上記各実施例では弾性支持手段５１
を外部に露出するように配置したが、回動保持手段４１
内に内蔵させる構成としても、同様な効果が得られる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、つぎのような効果が得
られる。 （１）電極が取付けられる溶接ガンのフレームを、電極
の加圧挟持点を通る軸線まわりに回動自在な回動保持手
段に保持させ、回動保持手段に、溶接ガンのフレームを
前記軸線まわりに弾性支持する弾性支持手段を設けるよ
うにしたので、被溶接物の溶接面が電極加圧方向に対し
て直角とならない場合でも、溶接ガンの加圧力を利用し
て溶接ガンのフレームの姿勢を補正することができる。

【００３２】（２）したがって、被溶接物における通電
発熱部と加圧位置とを一致させることができ、スポット
溶接部における接合強度を高めることができ、かつスポ
ット溶接部の変形を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るスポット溶接装置に
おける溶接ガンの正面図である。

【図２】図１の装置のＺ−Ｚ線に沿う断面図である。

【図３】図２の側面図である。

【図４】本発明の第２実施例に係るスポット溶接装置に
おける溶接ガンの正面図である。

【図５】Ｃ形フレームを有する従来の溶接ガンの正面図
である。

【図６】Ｘ形フレームを有する従来の溶接ガンの正面図
である。

【図７】被溶接物の通電加熱部と加圧位置とが一致した
場合の拡大平面図である。

【図８】被溶接物が電極加圧方向に対して直角にならな
い状態を示す斜視図である。

【図９】被溶接物の通電加熱部と加圧位置とが一致しな
い状態の拡大平面図である。

【符号の説明】

８ 被溶接物 ３０ 溶接ガン ３１ Ｘ形フレーム ３５、３６ 電極 ４１ 回動保持手段 ５１ 弾性支持手段 ６０ 溶接ガン ６１ Ｃ形フレーム Ｐ₀ 電極の加圧挟持点 Ａ 軸線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極が取付けられる溶接ガンのフレーム
   を、前記電極の加圧挟持点を通る軸線まわりに回動自在
   な回動保持手段に保持させ、該回動保持手段に、前記溶
   接ガンのフレームを前記軸線まわりに弾性支持する弾性
   支持手段を設けたことを特徴とするスポット溶接装置。