スポット溶接用の溶接ヘッドとそれを用いたシリーズスポット溶接方法および装置
【課題】自動溶接装置のみで２つの方向に並ぶ溶接箇所をシリーズスポット溶接できるようにする。
【解決手段】進退手段１により進退されるようにした可動電極２、３、４を交差する２つの方向Ｘ、Ｙに２つが並ぶように装備し、１つの方向Ｘに並ぶ可動電極２、３の間隔ＸＬ、今１つの方向Ｙに並ぶ可動電極２、４の間隔ＹＬを個別に調整する間隔調整手段を備えたものとして、上記の目的を達成する。
【解決手段】進退手段１により進退されるようにした可動電極２、３、４を交差する２つの方向Ｘ、Ｙに２つが並ぶように装備し、１つの方向Ｘに並ぶ可動電極２、３の間隔ＸＬ、今１つの方向Ｙに並ぶ可動電極２、４の間隔ＹＬを個別に調整する間隔調整手段を備えたものとして、上記の目的を達成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、スポット溶接箇所が縦横に配列された長尺な構体材を溶接接合して鉄道車両の台枠、側枠構体、屋根構体などを形成するのに好適な溶接ヘッドとそれを用いたシリーズスポット溶接方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の各種構体を製造するのに溶接方式が摩擦攪拌溶接（ＦＳＷ）やレーザー溶接に取り変わっていく中、縦横に走る骨組構造材と外板よりなる構体などではスポット溶接も行なわれている。このようなスポット溶接を自動的に能率よく行うのに、前記構体材などの溶接対象物を支持する治具の両側にあるレールに案内されて自走できるヘッド移動基台に、それの走行方向に直角な向きに移動できるように溶接ヘッドを支持し、溶接ヘッドのヘッド移動基台の自走とヘッド移動基台上での移動とによって、溶接対象物の長手方向およびそれに直角な横方向に並ぶ溶接箇所を順次にスポット溶接していく自動溶接機が用いられている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００３】
特許文献１はそのようなスポット溶接においてインダイレクトやシリーズスポット溶接する場合に適用するとしている。しかし、シリーズスポット溶接のための具体的な溶接ヘッドの構造や動作については開示されていない。しかし、シリーズスポット溶接は一対の可動電極を２枚合わせなどした溶接対象物に片側から同時に押し当て、一方の可動電極から供給した電流が他方の可動電極に戻ってくるのに、溶接対象物の境界面の一方の可動電極に対応する合わせ境界部を電極側から通り抜けた後、他方の可動電極に対応する合わせ境界部を電極側に通り抜ける原理を利用するものである（例えば、特許文献３参照。）。なお、特許文献３に記載のシリーズスポット溶接はバックアップ電極、いわゆる固定電極を省略した溶接方式を提供しているが、バックアップ電極を用いるのが通常である。
【０００４】
特許文献１、２に記載の技術は、インダイレクトやシリーズスポット溶接のための固定電極を持った治具を安価に短期間に製作できる技術を開示している。しかし、シリーズスポット溶接の手法については開示されていない。本出願人は特許文献１、２で知られるような自動溶接装置を用いて鉄道車両の構体類を製造するのに特許文献３に記載のようなシリーズスポット溶接を採用している。具体的には、自動溶接装置の溶接ヘッドに２つの可動電極を構体類の横方向に並べて装備し、移動基台の自走によって溶接ヘッドを構体類の長手方向に配列された垂木の位置に移動させる都度、溶接ヘッドを移動基台上で構体類の横方向に移動させて、その位置にある垂木と外板との２つの溶接箇所ずつを順次にシリーズスポット溶接するようにしている。構体類の長手方向に向く長桁と外板とのスポット溶接は、別の移動基台に吊持した図８に示すようなＣ型のポータブル溶接機ａを人が操作して、構体類の横方向に並ぶ各長桁の位置に溶接機を移動させ、かつ、モータｅを働かせて角度を合わせる都度、それに装備した一対の固定電極ｂと可動電極ｃとの間に長桁と外板との構体類の長手方向に並ぶ溶接箇所をモータｄやエアシリンダなどを働かせて挟み込みスポット溶接している。
【特許文献１】特開平８−７１７６５号公報
【特許文献２】特開平９−３２３１７１号公報
【特許文献３】特開平１１−３３３５５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のようなＣ型のポータブル溶接機は構体類の横方向に配列された長桁の全てにつき外板とスポット溶接するには、構体類を一方側からと、他方側からとの両側から挟み込むしかなく、２通りの向きでの溶接作業が必要になって設備が複雑化しコストが高くつく上、スポット溶接には１つの固定電極ｂおよび可動電極ｃ間でモータまたはエアシリンダにより１０００ｋｇ程度の加圧が必要であるため、ポータブル溶接機ａの固定電極ｂおよび可動電極ｃを装備している腕ｆ、ｇおよびそれを支持している基部ｈのそれぞれは大型で取り扱い難いものとなっているので、吊持されているとはいえこれを移動させながら固定電極ｂおよび可動電極ｃを所定の溶接箇所に順次位置および角度を合わせて溶接していく作業は手間で、生産性が低く製造コスト低減のネックになっている。
【０００６】
本発明の目的は、自動溶接装置のみで２つの方向に並ぶ溶接箇所をシリーズスポット溶接できるスポット溶接用の溶接ヘッドとそれを用いたシリーズスポット溶接方法と装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記のような目的を達成するために、本発明の溶接ヘッドは、進退手段により進退されるようにした可動電極を交差する２つの方向に２つが並ぶように装備し、各方向に並ぶ可動電極の間隔を個別に調整する間隔調整手段を備えたことを特徴としている。
【０００８】
このような構成では、溶接ヘッドが１つの方向に移動されるときはこの１つの方向に並ぶ２つの可動電極を１つの方向に並ぶ２つの重ね合わせ溶接箇所ずつに片側から同時に押し当て一方の可動電極から他方の可動電極へ通電することにより調整した間隔にてシリーズスポット溶接することができるし、溶接ヘッドが今１つの方向に移動されるときはこの今１つの方向に並ぶ２つの可動電極を今１つの方向に並ぶ２つの重ね合わせ溶接箇所ずつに片側から同時に押し当て一方の可動電極から他方の可動電極へ通電することにより調節した間隔にてシリーズスポット溶接することができる。
【０００９】
可動電極として、１つの方向に基準位置を境に２つが間隔調整手段により離接されるように並ぶ離接可動電極対と、これら離接可動電極対の特定間隔位置にてその一方の可動電極に対し今１つの方向に並ぶ可動電極が間隔調整手段により離接されるようにした単独可動電極とを有している、さらなる構成では、
３つの可動電極だけで可動電極を交差する２つの方向に２つが並ぶ条件を満足して、しかも、離接可動電極対は基準位置を境にした間隔調整手段による１つの方向での離接によって、１つの方向でのシリーズスポット溶接間隔を調節し、その調節位置は前記不変な基準位置からの均等な位置変化である制御系での単純な位置認識にてその後の各溶接位置に対する１つの方向での位置決めができ、単独可動電極は、特定の間隔位置とした離接可動電極対の一方に対して間隔調整手段により間隔調整し、その調節位置は特定の間隔位置とした離接可動電極対の位置を基準とした位置変化である制御系での単純な位置認識にてその後の各溶接位置に対する今１つの方向での位置決めができる。
【００１０】
したがって、これらの溶接ヘッドを用いた溶接方法としては、１つの方向に並ぶ２つの可動電極を進出させて溶接対象物に同時に押し当てシリーズスポット溶接することを１つの方向に移動して複数回行い、１つの方向に交差する今１つの方向に並ぶ可動電極を進出させて溶接対象物に同時に押し当てシリーズスッポット溶接することを今１つの方向に移動して複数回行うことを特徴として、交差する２つの方向に並ぶどちらの溶接箇所についても、１つの溶接ヘッドの移動によってシリーズスポット溶接することができる。
【００１１】
このような溶接方法としては、鉄道車両の構体類をなすように組まれた長尺で縦横に並ぶ溶接箇所が多い構成材を溶接対象として好適であり、２つの方向は構成材の縦横に向く直交した方向となる。
【００１２】
このような溶接方法を達成するシリーズスポット溶接装置としては、上記のような溶接ヘッドを１つの方向に自走できるヘッド移動基台により今１つの方向に移動できるように支持して、鉄道車両の構体類をなすように組まれるなどした治具上の溶接対象物上を前記２つの方向に移動させられるようにし、１つの方向に並ぶ２つの可動電極を進出させて溶接対象物に同時に押し当てシリーズスポット溶接することを１つの方向に移動して複数回行い、今１つの方向に並ぶ可動電極を進出させて溶接対象物に同時に押し当てシリーズスッポット溶接することを今１つの方向に移動して複数回行うように制御する制御手段を備えたことを特徴とし、制御手段による制御の基に、溶接装置での１つの溶接ヘッドを持った移動基台の１つの方向への自走による各溶接位置への位置決めと、移動基台上での前記１つの溶接ヘッドの今１つの方向への移動による各溶接位置への位置決めとを伴い、２つの方向に並ぶ各溶接箇所につき自動的にシリーズスポット溶接することができる。
【００１３】
溶接対象物の１つの方向に並んだ溶接個所に対応するバックアップ電極を有して１つの方向に向き溶接対象物を支持する今１つの方向に並んだ複数の横治具部材と、溶接対象物の今１つの方向に並んだ溶接個所に対応するバックアップ電極を有して今１つの方向に向き治具板部材に貫通し支持されて１つの方向に並んだ複数の縦治具部材とを備えたことを特徴とする、さらなる構成では、
横治具部材および縦治具部材のそれぞれは鉄道車両の屋根構体における垂木と長桁といった鉄道車両の長尺で幅広な構体類の縦横に走る骨材や縦方向に走る外板どうしの重ね合わせ接合部に無駄なく対応させて、溶接箇所に対応したバックアップ電極を有して支持することができ、それら外板と骨材との溶接、外板どうしのシリーズスポット溶接をバックアップ電極を利用し効率よく遂行することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のスポット溶接用の溶接ヘッドによれば、それ１つが、２つの可動電極が並ぶ互いに交差する１つの方向と今１つの方向とに移動されるだけで、２つの方向に並ぶ２つの重ね合わせ溶接箇所ずつ調節した間隔にてシリーズスポット溶接することができ、作業性がよく生産性の向上と生産コストの低減が図れる。
【００１５】
３つの可動電極でそれらが２つの方向に２つが並ぶ条件を満足して、溶接ヘッドをより簡単かつ安価なものとすることができ、１つの方向に並ぶ可動電極の基準位置を境とした間隔調整による均等な位置変化と、特定の間隔位置とした離接可動電極対の一方に対する単独の可動電極の間隔調整による位置変化との単純な位置認識にて可動電極の２つの方向での位置決めが簡単かつ正確にできる。
【００１６】
したがって、これらの溶接ヘッドを１つの方向と、これに交差する今１つの方向とに移動させるだけで、それら２つの方向に並ぶどちらの溶接箇所についてもシリーズスポット溶接することができ、鉄道車両の構体類をなすように組まれた長尺で縦横に並ぶ溶接箇所が多い構成材を溶接対象として好適である。
【００１７】
このようなシリーズスポット溶接は、制御手段による制御の基に、溶接装置での１つの溶接ヘッドを持った移動基台の１つの方向への自走による各溶接位置への位置決めと、移動基台上での前記１つの溶接ヘッドの今１つの方向への移動による各溶接位置への位置決めとを伴い、２つの方向に並ぶ各溶接箇所につき自動的に達成することができる。
【００１８】
横治具部材および縦治具部材が鉄道車両の屋根構体における垂木と長桁といった鉄道車両の長尺で幅広な構体類の縦横に走る骨材や縦方向に走る外板どうしの重ね合わせ接合部に無駄なく対応して、溶接箇所に対応したバックアップ電極を有して支持し、それらのシリーズスポット溶接を効率よく遂行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の溶接ヘッドとそれを用いたシリーズスポット溶接方法および装置に係る実施の形態につき、図１〜図７を参照しながら具体的に説明し、本発明の理解に供する。しかし、以下の説明は本発明の具体例であって、特許請求の範囲の記載の内容を限定するものではない。
【００２０】
図１〜図４に示すように本実施の形態の溶接ヘッド１１は、エアシリンダ１などの進退手段により進退されるようにした図示する３つの可動電極２、３、４または４つの可動電極を交差する２つの方向、図示例では直交するＸＹ２方向に２つが並ぶように装備し、各方向に並ぶ可動電極２、３、および可動電極２、４の間隔を個別に調整する間隔調整手段５、６を備えている。これによって、溶接ヘッド１１が１つの方向Ｘに移動されるときはこの１つの方向Ｘに並ぶ２つの可動電極２、３を図３（ａ）、図６に示すような溶接対象物１３における１つの方向Ｘに並ぶ２つの重ね合わせ溶接箇所ｘ、ｘ・・ずつに片側から同時に押し当て一方の可動電極２から他方の可動電極３へ通電することにより間隔調整手段５による調整された間隔ＸＬにてシリーズスポット溶接することができるし、溶接ヘッド１１が今１つの方向Ｙに移動されるときはこの今１つの方向Ｙに並ぶ２つの可動電極２、４を今１つの方向Ｙに並ぶ図３（ｂ）、図６に示すような溶接対象物１３における２つの重ね合わせ溶接箇所ｙ、ｙ・・ずつに片側から同時に押し当て一方の可動電極から他方の可動電極へ通電することにより間隔調整手段６により調整された間隔ＹＬにてシリーズスポット溶接することができる。
【００２１】
この結果、１つの溶接ヘッド１１が２つの可動電極、具体的には可動電極２、３と可動電極２、４とが並ぶ互いに交差する１つの方向Ｘと今１つの方向Ｙとに移動されるだけで、２つの方向Ｘ、Ｙに並ぶ２つの重ね合わせ溶接箇所ｘ、ｘずつと、重ね合わせ溶接箇所ｙ、ｙずつとにつき、それらに対応して調節した間隔ＸＬ、ＹＬにてシリーズスポット溶接することができ、作業性がよく生産性の向上と生産コストの低減が図れる。
【００２２】
特に、図１〜図４に示す３つの可動電極２、３、４は、１つの方向Ｘにおいて基準位置Ｏを境に２つが間隔調整手段５により離接されるように並ぶ離接可動電極対２、３と、これら離接可動電極対２、３の特定間隔位置、図示例では図１、図２、図３に示す最近接位置、具体的にはそれらの進退手段であるエアシリンダ１が接触し合う位置にてその一方の可動電極に対し今１つの方向Ｙに並ぶ可動電極２、４が間隔調整手段６により離接されるようにした単独可動電極４との組み合わせとしてあり、３つの可動電極２、３、４だけでそれらが交差する２つの方向Ｘ、Ｙに２つが並ぶ条件を満足している。また、離接可動電極対２、３は基準位置Ｏを境にした間隔調整手段５による１つの方向Ｘでの離接によって、１つの方向Ｘでのシリーズスポット溶接間隔ＸＬを調節し、その調節位置は前記不変な基準位置からの均等な位置変化である制御系１２（図５）での単純な位置認識にてその後の各溶接位置に対する１つの方向Ｘでの位置決めができ、単独可動電極４は、特定の間隔位置とした離接可動電極対２、３の一方の可動電極２に対して間隔調整手段６により溶接間隔ＹＬを調整し、その調節位置は特定の間隔位置とした離接可動電極対２、３の一方の可動電極２の位置を基準とした位置変化である制御系１２での単純な位置認識にてその後の各溶接位置に対する今１つの方向Ｙでの位置決めができる。
【００２３】
この結果、３つの可動電極２、３、４でそれらが２つの方向Ｘ、Ｙに２つが並ぶ条件を満足して、溶接ヘッド１１をより簡単かつ安価なものとすることができ、１つの方向Ｘに並ぶ可動電極２、３の基準位置Ｏを境とした間隔ＸＬの調整による均等な位置変化と、特定の間隔位置とした離接可動電極対２、３の一方の可動電極２に対する単独の可動電極４の間隔ＹＬの調整による位置変化との単純な位置認識にて可動電極２、３、４の２つの方向Ｘ、Ｙでの位置決めが簡単かつ正確にできる。
【００２４】
以上のような溶接ヘッド１１を用いた溶接方法としては、１つの方向Ｘに並ぶ２つの可動電極２、３を図３（ａ）に破線で示すように進出させて溶接対象物１３に同時に押し当てシリーズスポット溶接することを１つの方向Ｘに移動して複数回行い、１つの方向Ｘに交差する今１つの方向Ｙに並ぶ可動電極２、４を図３（ｂ）に破線で示すように進出させて溶接対象物１３に同時に押し当てシリーズスッポット溶接することを今１つの方向Ｙに移動して複数回行うようにして、交差する２つの方向Ｘ、Ｙに並ぶどちらの溶接箇所ｘ、ｘ・・、ｙ、ｙ・・についても、１つの溶接ヘッド１１の移動によってシリーズスポット溶接することができる。このような溶接方法は、図５、図６に示すような屋根構体１４などの鉄道車両の構体類をなすように組まれた長尺で縦横に並ぶ溶接箇所が多い構成材を溶接対象として好適であり、この場合、２つの方向Ｘ、Ｙは構成材の縦横に向く直交した方向となる。
【００２５】
このような溶接方法を達成するシリーズスポット溶接装置は、図５に示すように上記のような溶接ヘッド１１を１つの方向Ｘに自走できるヘッド移動基台２１により今１つの方向Ｙに移動できるように支持して、屋根構体１４などの鉄道車両の構体類をなすように組まれるなどした治具２２上の溶接対象物１３上を前記２つの方向Ｘ、Ｙ双方に移動させられるようにし、１つの方向Ｘに並ぶ２つの可動電極２、３を図３（ａ）に破線で示すように進出させて溶接対象物１３に同時に押し当てシリーズスポット溶接することを１つの方向Ｘに移動して複数回行い、今１つの方向Ｙに並ぶ可動電極２、４を図３（ｂ）に破線で示すように進出させて溶接対象物１３に同時に押し当てシリーズスポット溶接することを今１つの方向Ｙに移動して複数回行うように制御する制御系１２を備えたものとして実現することができ、制御系１２による制御の基に、溶接装置での１つの溶接ヘッド１１を持った移動基台２１の１つの方向Ｘへの自走による各溶接位置ｘ、ｘ・・への位置決めと、移動基台２１上での前記１つの溶接ヘッド１１の今１つの方向Ｙへの移動による各溶接位置ｙ、ｙ・・への位置決めとを伴い、２つの方向Ｘ、Ｙに並ぶ各溶接箇所ｘ、ｘ・・、ｙ、ｙ・・につき自動的にシリーズスポット溶接することができる。
【００２６】
この結果、制御系１２による制御の基に、溶接装置での１つの溶接ヘッド１１を持った移動基台２１の１つの方向Ｘへの自走による各溶接位置ｘ、ｘ・・への位置決めと、移動基台２１上での前記１つの溶接ヘッド１１の今１つの方向Ｙへの移動による各溶接位置ｙ、ｙ・・への位置決めとを伴い、２つの方向Ｘ、Ｙに並ぶ各溶接箇所ｘ、ｘ・・、ｙ、ｙ・・につき自動的に達成することができる。
【００２７】
ここで、治具２２は図５、図７に示すように、溶接対象物１３の１つの方向Ｘに並んだ溶接個所ｘ、ｘ・・に対応するバックアップ電極３１を有して１つの方向に向き溶接対象物１３を支持する複数の横治具部材３２と、溶接対象物１３の今１つの方向に並んだ溶接個所ｙ、ｙ・・に対応するバックアップ電極３３を有して今１つの方向に向き横治具部材３２に貫通し支持された複数の縦治具部材３４とを備えている。これにより、横治具部材３２および縦治具部材３４のそれぞれは鉄道車両の図６に示す屋根構体１４における垂木３５と長桁３６といった鉄道車両の長尺で幅広な構体類の縦横に走る骨材や縦方向に走る外板３７どうしの重ね合わせ接合部に無駄なく対応させて、しかも溶接箇所ｘ、ｘ・・、ｙ、ｙ・・に対応したバックアップ電極３１、３３を有して支持することができ、それら外板３７と垂木３５や長桁３６などの骨材との溶接、外板３７どうしのシリーズスポット溶接をバックアップ電極３１、３３を利用し効率よく遂行することができる。
【００２８】
この結果、横治具部材３２および縦治具部材３４が鉄道車両の屋根構体１４における垂木３５と長桁３６といった鉄道車両の長尺で幅広な構体類の溶接対象物１３の縦横に走る骨材や縦方向に走る外板３７どうしの重ね合わせ接合部に無駄なく対応して、しかも溶接箇所ｘ、ｘ・・、ｙ、ｙ・・に対応したバックアップ電極３１、３３を有して支持し、それらのシリーズスポット溶接を効率よく遂行することができる。
【００２９】
さらに具体的に説明すると、溶接ヘッド１１に装備される可動電極２、３、４は図１〜図４に示すように、それらのエアシリンダ１の上端に箱型の取付け基部４１を固定し、それら取付け基部４１によって可動電極２、３はＸ方向のＬＭガイド４２を介しＸ方向に移動できるように支持し、可動電極４はＹ方向のＬＭガイド４３を介しＹ方向に移動できるように支持している。可動電極２、３はそれらの各取付け基部４１、４１を溶接ヘッド１１に回転できるように支持した間隔調整手段５としてのねじ軸４４の逆ねじ部４４ａ、４４ｂにねじ合わせ、ねじ軸４４の一端に設けたハンドル４５による回転操作で、可動電極２、３をそれらの間の基準位置Ｏを境に離接させて間隔調整できるようにしている。可動電極４はその取付け基部４１を溶接ヘッド１１に回転できるように支持した間隔調整手段６としてのねじ軸４６のねじ部４６ａにねじ合わせ、ねじ軸４６の一端に設けたハンドル４７の回転操作によって可動電極３との特定の間隔位置、つまり最近接位置にある図１に示す可動電極２との間隔を単独に調整できるようにしている。
可動電極２、３の最近接位置での間隔を可及的に小さくするため、それらのエアシリンダ１が接触し合う位置を最近接位置に設定した上で、可動電極２、３を取り付けているエアシリンダ１のピストンロッド１ａ、１ａに対し、可動電極２、３をそれらがさらに近づき合う側に偏心させている。併せ、可動電極４もそのエアシリンダ１が互いに接触し合った可動電極２、３のエアシリンダに接触した位置を可動電極２との最近接位置とした上で、可動電極４を取付けているエアシリンダ１のピストンロッド１ａに対し、可動電極４を可動電極２に近づく側に偏心させている。これによって、Ｘ方向およびＹ方向の比較的小さなピッチの溶接位置に対してのシリーズスポット溶接に対応できるようになる。
【００３０】
また、ヘッド移動基台２１は図５に示すように治具２２の上に跨る門型の形態をなし、治具２２の両側に敷設したレール５１上を両脚部２１ａに設けた走行輪５２により走行するもので、制御系１２による制御の基に溶接ヘッド１１を伴いＹ方向に自走させ、また位置決めする。また、溶接ヘッド１１はヘッド移動基台２１の両脚部２１ａ間の梁５４上のレール５５に沿ってＸ方向に移動できる移動体５９上の上下スライダ５９ａに支持し、制御系１２による制御の基にＸ方向に移動させ、また位置決めする。溶接ヘッド１１はまた制御系１２による制御の基に上下スライダ５９ａの上下動によって溶接対象物１３の溶接箇所の高さ変化に対応させ、さらに上下スライダ５９ａ上での軸６１まわりの回動にて溶接対象物１３の溶接箇所の面の向きが変化するのに対応して直角に対向する姿勢を採るようにする。溶接対象物１３に対するシリーズスポット溶接は、可動電極２、３、４の内のエアシリンダ１により進出させて溶接対象物１３に当接させたものどうしの間で通電して行うが、通電と同時に所定の荷重となるようにエアシリンダ１により加圧する。
【００３１】
治具２２の横治具部材３２は板状で、図６、図７に示すように上面にバックアップ電極３１を張りつけてあり、所定の高さに設置された左右一対の溝レール７１、７１に案内される所定位置に金具７２により着脱および位置調節できるように固定して取付け、屋根構体１４の垂木３５と外板３７とのＸ方向に並ぶ溶接箇書ｘ、ｘ・・を裏側から受け止められるようにしている。また、縦治具部材３４はレール形状をなし上面にバックアップ電極３３を張りつけてあり、図７に示すように横治具部材３２の各所に形成した支持穴３２ａの適所に貫通させて保持された角パイプ材７３の上にスペーサ７４を介して、あるいは介さず直に固定し、屋根構体１４の長桁３６と外板３７、あるいは外板３７どうしの、Ｙ方向に並ぶ溶接箇所ｙ、ｙ・・を裏側から受止められるようにしている。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は鉄道車両の構体類を製造する際の溶接に実用でき、生産性の向上、製造コストの低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施の形態の溶接ヘッドの要部を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は下面図である。
【図２】図１の溶接ヘッドの下から見た斜視図である。
【図３】図１の溶接ヘッドの全体を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】図３の溶接ヘッドの平面図である。
【図５】図１の溶接ヘッドを備えた自動溶接装置の正面図である。
【図６】溶接対象物の具体例である鉄道車両の屋根構体の一部と治具との関係を外板を取り除いて示す平面図である。
【図７】図１の自動溶接装置の治具を示す斜視図である。
【図８】従来の自動溶接装置に併用していたポータブル溶接機を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
ｘ、ｙ 溶接箇所
ＸＬ、ＹＬ 間隔
Ｏ 基準位置
１ エアシリンダ
２、３、４ 可動電極
５、６ 間隔調整手段
１１ 溶接ヘッド
１２ 制御系
１３ 溶接対象物
１４ 屋根構体
２１ ヘッド移動基台
２２ 治具
３１、３３ バックアップ電極
３２ 横治具部材
３４ 縦治具部材
３５ 垂木
３６ 長桁
３７ 外板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、スポット溶接箇所が縦横に配列された長尺な構体材を溶接接合して鉄道車両の台枠、側枠構体、屋根構体などを形成するのに好適な溶接ヘッドとそれを用いたシリーズスポット溶接方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の各種構体を製造するのに溶接方式が摩擦攪拌溶接（ＦＳＷ）やレーザー溶接に取り変わっていく中、縦横に走る骨組構造材と外板よりなる構体などではスポット溶接も行なわれている。このようなスポット溶接を自動的に能率よく行うのに、前記構体材などの溶接対象物を支持する治具の両側にあるレールに案内されて自走できるヘッド移動基台に、それの走行方向に直角な向きに移動できるように溶接ヘッドを支持し、溶接ヘッドのヘッド移動基台の自走とヘッド移動基台上での移動とによって、溶接対象物の長手方向およびそれに直角な横方向に並ぶ溶接箇所を順次にスポット溶接していく自動溶接機が用いられている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００３】
特許文献１はそのようなスポット溶接においてインダイレクトやシリーズスポット溶接する場合に適用するとしている。しかし、シリーズスポット溶接のための具体的な溶接ヘッドの構造や動作については開示されていない。しかし、シリーズスポット溶接は一対の可動電極を２枚合わせなどした溶接対象物に片側から同時に押し当て、一方の可動電極から供給した電流が他方の可動電極に戻ってくるのに、溶接対象物の境界面の一方の可動電極に対応する合わせ境界部を電極側から通り抜けた後、他方の可動電極に対応する合わせ境界部を電極側に通り抜ける原理を利用するものである（例えば、特許文献３参照。）。なお、特許文献３に記載のシリーズスポット溶接はバックアップ電極、いわゆる固定電極を省略した溶接方式を提供しているが、バックアップ電極を用いるのが通常である。
【０００４】
特許文献１、２に記載の技術は、インダイレクトやシリーズスポット溶接のための固定電極を持った治具を安価に短期間に製作できる技術を開示している。しかし、シリーズスポット溶接の手法については開示されていない。本出願人は特許文献１、２で知られるような自動溶接装置を用いて鉄道車両の構体類を製造するのに特許文献３に記載のようなシリーズスポット溶接を採用している。具体的には、自動溶接装置の溶接ヘッドに２つの可動電極を構体類の横方向に並べて装備し、移動基台の自走によって溶接ヘッドを構体類の長手方向に配列された垂木の位置に移動させる都度、溶接ヘッドを移動基台上で構体類の横方向に移動させて、その位置にある垂木と外板との２つの溶接箇所ずつを順次にシリーズスポット溶接するようにしている。構体類の長手方向に向く長桁と外板とのスポット溶接は、別の移動基台に吊持した図８に示すようなＣ型のポータブル溶接機ａを人が操作して、構体類の横方向に並ぶ各長桁の位置に溶接機を移動させ、かつ、モータｅを働かせて角度を合わせる都度、それに装備した一対の固定電極ｂと可動電極ｃとの間に長桁と外板との構体類の長手方向に並ぶ溶接箇所をモータｄやエアシリンダなどを働かせて挟み込みスポット溶接している。
【特許文献１】特開平８−７１７６５号公報
【特許文献２】特開平９−３２３１７１号公報
【特許文献３】特開平１１−３３３５５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のようなＣ型のポータブル溶接機は構体類の横方向に配列された長桁の全てにつき外板とスポット溶接するには、構体類を一方側からと、他方側からとの両側から挟み込むしかなく、２通りの向きでの溶接作業が必要になって設備が複雑化しコストが高くつく上、スポット溶接には１つの固定電極ｂおよび可動電極ｃ間でモータまたはエアシリンダにより１０００ｋｇ程度の加圧が必要であるため、ポータブル溶接機ａの固定電極ｂおよび可動電極ｃを装備している腕ｆ、ｇおよびそれを支持している基部ｈのそれぞれは大型で取り扱い難いものとなっているので、吊持されているとはいえこれを移動させながら固定電極ｂおよび可動電極ｃを所定の溶接箇所に順次位置および角度を合わせて溶接していく作業は手間で、生産性が低く製造コスト低減のネックになっている。
【０００６】
本発明の目的は、自動溶接装置のみで２つの方向に並ぶ溶接箇所をシリーズスポット溶接できるスポット溶接用の溶接ヘッドとそれを用いたシリーズスポット溶接方法と装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記のような目的を達成するために、本発明の溶接ヘッドは、進退手段により進退されるようにした可動電極を交差する２つの方向に２つが並ぶように装備し、各方向に並ぶ可動電極の間隔を個別に調整する間隔調整手段を備えたことを特徴としている。
【０００８】
このような構成では、溶接ヘッドが１つの方向に移動されるときはこの１つの方向に並ぶ２つの可動電極を１つの方向に並ぶ２つの重ね合わせ溶接箇所ずつに片側から同時に押し当て一方の可動電極から他方の可動電極へ通電することにより調整した間隔にてシリーズスポット溶接することができるし、溶接ヘッドが今１つの方向に移動されるときはこの今１つの方向に並ぶ２つの可動電極を今１つの方向に並ぶ２つの重ね合わせ溶接箇所ずつに片側から同時に押し当て一方の可動電極から他方の可動電極へ通電することにより調節した間隔にてシリーズスポット溶接することができる。
【０００９】
可動電極として、１つの方向に基準位置を境に２つが間隔調整手段により離接されるように並ぶ離接可動電極対と、これら離接可動電極対の特定間隔位置にてその一方の可動電極に対し今１つの方向に並ぶ可動電極が間隔調整手段により離接されるようにした単独可動電極とを有している、さらなる構成では、
３つの可動電極だけで可動電極を交差する２つの方向に２つが並ぶ条件を満足して、しかも、離接可動電極対は基準位置を境にした間隔調整手段による１つの方向での離接によって、１つの方向でのシリーズスポット溶接間隔を調節し、その調節位置は前記不変な基準位置からの均等な位置変化である制御系での単純な位置認識にてその後の各溶接位置に対する１つの方向での位置決めができ、単独可動電極は、特定の間隔位置とした離接可動電極対の一方に対して間隔調整手段により間隔調整し、その調節位置は特定の間隔位置とした離接可動電極対の位置を基準とした位置変化である制御系での単純な位置認識にてその後の各溶接位置に対する今１つの方向での位置決めができる。
【００１０】
したがって、これらの溶接ヘッドを用いた溶接方法としては、１つの方向に並ぶ２つの可動電極を進出させて溶接対象物に同時に押し当てシリーズスポット溶接することを１つの方向に移動して複数回行い、１つの方向に交差する今１つの方向に並ぶ可動電極を進出させて溶接対象物に同時に押し当てシリーズスッポット溶接することを今１つの方向に移動して複数回行うことを特徴として、交差する２つの方向に並ぶどちらの溶接箇所についても、１つの溶接ヘッドの移動によってシリーズスポット溶接することができる。
【００１１】
このような溶接方法としては、鉄道車両の構体類をなすように組まれた長尺で縦横に並ぶ溶接箇所が多い構成材を溶接対象として好適であり、２つの方向は構成材の縦横に向く直交した方向となる。
【００１２】
このような溶接方法を達成するシリーズスポット溶接装置としては、上記のような溶接ヘッドを１つの方向に自走できるヘッド移動基台により今１つの方向に移動できるように支持して、鉄道車両の構体類をなすように組まれるなどした治具上の溶接対象物上を前記２つの方向に移動させられるようにし、１つの方向に並ぶ２つの可動電極を進出させて溶接対象物に同時に押し当てシリーズスポット溶接することを１つの方向に移動して複数回行い、今１つの方向に並ぶ可動電極を進出させて溶接対象物に同時に押し当てシリーズスッポット溶接することを今１つの方向に移動して複数回行うように制御する制御手段を備えたことを特徴とし、制御手段による制御の基に、溶接装置での１つの溶接ヘッドを持った移動基台の１つの方向への自走による各溶接位置への位置決めと、移動基台上での前記１つの溶接ヘッドの今１つの方向への移動による各溶接位置への位置決めとを伴い、２つの方向に並ぶ各溶接箇所につき自動的にシリーズスポット溶接することができる。
【００１３】
溶接対象物の１つの方向に並んだ溶接個所に対応するバックアップ電極を有して１つの方向に向き溶接対象物を支持する今１つの方向に並んだ複数の横治具部材と、溶接対象物の今１つの方向に並んだ溶接個所に対応するバックアップ電極を有して今１つの方向に向き治具板部材に貫通し支持されて１つの方向に並んだ複数の縦治具部材とを備えたことを特徴とする、さらなる構成では、
横治具部材および縦治具部材のそれぞれは鉄道車両の屋根構体における垂木と長桁といった鉄道車両の長尺で幅広な構体類の縦横に走る骨材や縦方向に走る外板どうしの重ね合わせ接合部に無駄なく対応させて、溶接箇所に対応したバックアップ電極を有して支持することができ、それら外板と骨材との溶接、外板どうしのシリーズスポット溶接をバックアップ電極を利用し効率よく遂行することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のスポット溶接用の溶接ヘッドによれば、それ１つが、２つの可動電極が並ぶ互いに交差する１つの方向と今１つの方向とに移動されるだけで、２つの方向に並ぶ２つの重ね合わせ溶接箇所ずつ調節した間隔にてシリーズスポット溶接することができ、作業性がよく生産性の向上と生産コストの低減が図れる。
【００１５】
３つの可動電極でそれらが２つの方向に２つが並ぶ条件を満足して、溶接ヘッドをより簡単かつ安価なものとすることができ、１つの方向に並ぶ可動電極の基準位置を境とした間隔調整による均等な位置変化と、特定の間隔位置とした離接可動電極対の一方に対する単独の可動電極の間隔調整による位置変化との単純な位置認識にて可動電極の２つの方向での位置決めが簡単かつ正確にできる。
【００１６】
したがって、これらの溶接ヘッドを１つの方向と、これに交差する今１つの方向とに移動させるだけで、それら２つの方向に並ぶどちらの溶接箇所についてもシリーズスポット溶接することができ、鉄道車両の構体類をなすように組まれた長尺で縦横に並ぶ溶接箇所が多い構成材を溶接対象として好適である。
【００１７】
このようなシリーズスポット溶接は、制御手段による制御の基に、溶接装置での１つの溶接ヘッドを持った移動基台の１つの方向への自走による各溶接位置への位置決めと、移動基台上での前記１つの溶接ヘッドの今１つの方向への移動による各溶接位置への位置決めとを伴い、２つの方向に並ぶ各溶接箇所につき自動的に達成することができる。
【００１８】
横治具部材および縦治具部材が鉄道車両の屋根構体における垂木と長桁といった鉄道車両の長尺で幅広な構体類の縦横に走る骨材や縦方向に走る外板どうしの重ね合わせ接合部に無駄なく対応して、溶接箇所に対応したバックアップ電極を有して支持し、それらのシリーズスポット溶接を効率よく遂行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の溶接ヘッドとそれを用いたシリーズスポット溶接方法および装置に係る実施の形態につき、図１〜図７を参照しながら具体的に説明し、本発明の理解に供する。しかし、以下の説明は本発明の具体例であって、特許請求の範囲の記載の内容を限定するものではない。
【００２０】
図１〜図４に示すように本実施の形態の溶接ヘッド１１は、エアシリンダ１などの進退手段により進退されるようにした図示する３つの可動電極２、３、４または４つの可動電極を交差する２つの方向、図示例では直交するＸＹ２方向に２つが並ぶように装備し、各方向に並ぶ可動電極２、３、および可動電極２、４の間隔を個別に調整する間隔調整手段５、６を備えている。これによって、溶接ヘッド１１が１つの方向Ｘに移動されるときはこの１つの方向Ｘに並ぶ２つの可動電極２、３を図３（ａ）、図６に示すような溶接対象物１３における１つの方向Ｘに並ぶ２つの重ね合わせ溶接箇所ｘ、ｘ・・ずつに片側から同時に押し当て一方の可動電極２から他方の可動電極３へ通電することにより間隔調整手段５による調整された間隔ＸＬにてシリーズスポット溶接することができるし、溶接ヘッド１１が今１つの方向Ｙに移動されるときはこの今１つの方向Ｙに並ぶ２つの可動電極２、４を今１つの方向Ｙに並ぶ図３（ｂ）、図６に示すような溶接対象物１３における２つの重ね合わせ溶接箇所ｙ、ｙ・・ずつに片側から同時に押し当て一方の可動電極から他方の可動電極へ通電することにより間隔調整手段６により調整された間隔ＹＬにてシリーズスポット溶接することができる。
【００２１】
この結果、１つの溶接ヘッド１１が２つの可動電極、具体的には可動電極２、３と可動電極２、４とが並ぶ互いに交差する１つの方向Ｘと今１つの方向Ｙとに移動されるだけで、２つの方向Ｘ、Ｙに並ぶ２つの重ね合わせ溶接箇所ｘ、ｘずつと、重ね合わせ溶接箇所ｙ、ｙずつとにつき、それらに対応して調節した間隔ＸＬ、ＹＬにてシリーズスポット溶接することができ、作業性がよく生産性の向上と生産コストの低減が図れる。
【００２２】
特に、図１〜図４に示す３つの可動電極２、３、４は、１つの方向Ｘにおいて基準位置Ｏを境に２つが間隔調整手段５により離接されるように並ぶ離接可動電極対２、３と、これら離接可動電極対２、３の特定間隔位置、図示例では図１、図２、図３に示す最近接位置、具体的にはそれらの進退手段であるエアシリンダ１が接触し合う位置にてその一方の可動電極に対し今１つの方向Ｙに並ぶ可動電極２、４が間隔調整手段６により離接されるようにした単独可動電極４との組み合わせとしてあり、３つの可動電極２、３、４だけでそれらが交差する２つの方向Ｘ、Ｙに２つが並ぶ条件を満足している。また、離接可動電極対２、３は基準位置Ｏを境にした間隔調整手段５による１つの方向Ｘでの離接によって、１つの方向Ｘでのシリーズスポット溶接間隔ＸＬを調節し、その調節位置は前記不変な基準位置からの均等な位置変化である制御系１２（図５）での単純な位置認識にてその後の各溶接位置に対する１つの方向Ｘでの位置決めができ、単独可動電極４は、特定の間隔位置とした離接可動電極対２、３の一方の可動電極２に対して間隔調整手段６により溶接間隔ＹＬを調整し、その調節位置は特定の間隔位置とした離接可動電極対２、３の一方の可動電極２の位置を基準とした位置変化である制御系１２での単純な位置認識にてその後の各溶接位置に対する今１つの方向Ｙでの位置決めができる。
【００２３】
この結果、３つの可動電極２、３、４でそれらが２つの方向Ｘ、Ｙに２つが並ぶ条件を満足して、溶接ヘッド１１をより簡単かつ安価なものとすることができ、１つの方向Ｘに並ぶ可動電極２、３の基準位置Ｏを境とした間隔ＸＬの調整による均等な位置変化と、特定の間隔位置とした離接可動電極対２、３の一方の可動電極２に対する単独の可動電極４の間隔ＹＬの調整による位置変化との単純な位置認識にて可動電極２、３、４の２つの方向Ｘ、Ｙでの位置決めが簡単かつ正確にできる。
【００２４】
以上のような溶接ヘッド１１を用いた溶接方法としては、１つの方向Ｘに並ぶ２つの可動電極２、３を図３（ａ）に破線で示すように進出させて溶接対象物１３に同時に押し当てシリーズスポット溶接することを１つの方向Ｘに移動して複数回行い、１つの方向Ｘに交差する今１つの方向Ｙに並ぶ可動電極２、４を図３（ｂ）に破線で示すように進出させて溶接対象物１３に同時に押し当てシリーズスッポット溶接することを今１つの方向Ｙに移動して複数回行うようにして、交差する２つの方向Ｘ、Ｙに並ぶどちらの溶接箇所ｘ、ｘ・・、ｙ、ｙ・・についても、１つの溶接ヘッド１１の移動によってシリーズスポット溶接することができる。このような溶接方法は、図５、図６に示すような屋根構体１４などの鉄道車両の構体類をなすように組まれた長尺で縦横に並ぶ溶接箇所が多い構成材を溶接対象として好適であり、この場合、２つの方向Ｘ、Ｙは構成材の縦横に向く直交した方向となる。
【００２５】
このような溶接方法を達成するシリーズスポット溶接装置は、図５に示すように上記のような溶接ヘッド１１を１つの方向Ｘに自走できるヘッド移動基台２１により今１つの方向Ｙに移動できるように支持して、屋根構体１４などの鉄道車両の構体類をなすように組まれるなどした治具２２上の溶接対象物１３上を前記２つの方向Ｘ、Ｙ双方に移動させられるようにし、１つの方向Ｘに並ぶ２つの可動電極２、３を図３（ａ）に破線で示すように進出させて溶接対象物１３に同時に押し当てシリーズスポット溶接することを１つの方向Ｘに移動して複数回行い、今１つの方向Ｙに並ぶ可動電極２、４を図３（ｂ）に破線で示すように進出させて溶接対象物１３に同時に押し当てシリーズスポット溶接することを今１つの方向Ｙに移動して複数回行うように制御する制御系１２を備えたものとして実現することができ、制御系１２による制御の基に、溶接装置での１つの溶接ヘッド１１を持った移動基台２１の１つの方向Ｘへの自走による各溶接位置ｘ、ｘ・・への位置決めと、移動基台２１上での前記１つの溶接ヘッド１１の今１つの方向Ｙへの移動による各溶接位置ｙ、ｙ・・への位置決めとを伴い、２つの方向Ｘ、Ｙに並ぶ各溶接箇所ｘ、ｘ・・、ｙ、ｙ・・につき自動的にシリーズスポット溶接することができる。
【００２６】
この結果、制御系１２による制御の基に、溶接装置での１つの溶接ヘッド１１を持った移動基台２１の１つの方向Ｘへの自走による各溶接位置ｘ、ｘ・・への位置決めと、移動基台２１上での前記１つの溶接ヘッド１１の今１つの方向Ｙへの移動による各溶接位置ｙ、ｙ・・への位置決めとを伴い、２つの方向Ｘ、Ｙに並ぶ各溶接箇所ｘ、ｘ・・、ｙ、ｙ・・につき自動的に達成することができる。
【００２７】
ここで、治具２２は図５、図７に示すように、溶接対象物１３の１つの方向Ｘに並んだ溶接個所ｘ、ｘ・・に対応するバックアップ電極３１を有して１つの方向に向き溶接対象物１３を支持する複数の横治具部材３２と、溶接対象物１３の今１つの方向に並んだ溶接個所ｙ、ｙ・・に対応するバックアップ電極３３を有して今１つの方向に向き横治具部材３２に貫通し支持された複数の縦治具部材３４とを備えている。これにより、横治具部材３２および縦治具部材３４のそれぞれは鉄道車両の図６に示す屋根構体１４における垂木３５と長桁３６といった鉄道車両の長尺で幅広な構体類の縦横に走る骨材や縦方向に走る外板３７どうしの重ね合わせ接合部に無駄なく対応させて、しかも溶接箇所ｘ、ｘ・・、ｙ、ｙ・・に対応したバックアップ電極３１、３３を有して支持することができ、それら外板３７と垂木３５や長桁３６などの骨材との溶接、外板３７どうしのシリーズスポット溶接をバックアップ電極３１、３３を利用し効率よく遂行することができる。
【００２８】
この結果、横治具部材３２および縦治具部材３４が鉄道車両の屋根構体１４における垂木３５と長桁３６といった鉄道車両の長尺で幅広な構体類の溶接対象物１３の縦横に走る骨材や縦方向に走る外板３７どうしの重ね合わせ接合部に無駄なく対応して、しかも溶接箇所ｘ、ｘ・・、ｙ、ｙ・・に対応したバックアップ電極３１、３３を有して支持し、それらのシリーズスポット溶接を効率よく遂行することができる。
【００２９】
さらに具体的に説明すると、溶接ヘッド１１に装備される可動電極２、３、４は図１〜図４に示すように、それらのエアシリンダ１の上端に箱型の取付け基部４１を固定し、それら取付け基部４１によって可動電極２、３はＸ方向のＬＭガイド４２を介しＸ方向に移動できるように支持し、可動電極４はＹ方向のＬＭガイド４３を介しＹ方向に移動できるように支持している。可動電極２、３はそれらの各取付け基部４１、４１を溶接ヘッド１１に回転できるように支持した間隔調整手段５としてのねじ軸４４の逆ねじ部４４ａ、４４ｂにねじ合わせ、ねじ軸４４の一端に設けたハンドル４５による回転操作で、可動電極２、３をそれらの間の基準位置Ｏを境に離接させて間隔調整できるようにしている。可動電極４はその取付け基部４１を溶接ヘッド１１に回転できるように支持した間隔調整手段６としてのねじ軸４６のねじ部４６ａにねじ合わせ、ねじ軸４６の一端に設けたハンドル４７の回転操作によって可動電極３との特定の間隔位置、つまり最近接位置にある図１に示す可動電極２との間隔を単独に調整できるようにしている。
可動電極２、３の最近接位置での間隔を可及的に小さくするため、それらのエアシリンダ１が接触し合う位置を最近接位置に設定した上で、可動電極２、３を取り付けているエアシリンダ１のピストンロッド１ａ、１ａに対し、可動電極２、３をそれらがさらに近づき合う側に偏心させている。併せ、可動電極４もそのエアシリンダ１が互いに接触し合った可動電極２、３のエアシリンダに接触した位置を可動電極２との最近接位置とした上で、可動電極４を取付けているエアシリンダ１のピストンロッド１ａに対し、可動電極４を可動電極２に近づく側に偏心させている。これによって、Ｘ方向およびＹ方向の比較的小さなピッチの溶接位置に対してのシリーズスポット溶接に対応できるようになる。
【００３０】
また、ヘッド移動基台２１は図５に示すように治具２２の上に跨る門型の形態をなし、治具２２の両側に敷設したレール５１上を両脚部２１ａに設けた走行輪５２により走行するもので、制御系１２による制御の基に溶接ヘッド１１を伴いＹ方向に自走させ、また位置決めする。また、溶接ヘッド１１はヘッド移動基台２１の両脚部２１ａ間の梁５４上のレール５５に沿ってＸ方向に移動できる移動体５９上の上下スライダ５９ａに支持し、制御系１２による制御の基にＸ方向に移動させ、また位置決めする。溶接ヘッド１１はまた制御系１２による制御の基に上下スライダ５９ａの上下動によって溶接対象物１３の溶接箇所の高さ変化に対応させ、さらに上下スライダ５９ａ上での軸６１まわりの回動にて溶接対象物１３の溶接箇所の面の向きが変化するのに対応して直角に対向する姿勢を採るようにする。溶接対象物１３に対するシリーズスポット溶接は、可動電極２、３、４の内のエアシリンダ１により進出させて溶接対象物１３に当接させたものどうしの間で通電して行うが、通電と同時に所定の荷重となるようにエアシリンダ１により加圧する。
【００３１】
治具２２の横治具部材３２は板状で、図６、図７に示すように上面にバックアップ電極３１を張りつけてあり、所定の高さに設置された左右一対の溝レール７１、７１に案内される所定位置に金具７２により着脱および位置調節できるように固定して取付け、屋根構体１４の垂木３５と外板３７とのＸ方向に並ぶ溶接箇書ｘ、ｘ・・を裏側から受け止められるようにしている。また、縦治具部材３４はレール形状をなし上面にバックアップ電極３３を張りつけてあり、図７に示すように横治具部材３２の各所に形成した支持穴３２ａの適所に貫通させて保持された角パイプ材７３の上にスペーサ７４を介して、あるいは介さず直に固定し、屋根構体１４の長桁３６と外板３７、あるいは外板３７どうしの、Ｙ方向に並ぶ溶接箇所ｙ、ｙ・・を裏側から受止められるようにしている。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は鉄道車両の構体類を製造する際の溶接に実用でき、生産性の向上、製造コストの低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施の形態の溶接ヘッドの要部を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は下面図である。
【図２】図１の溶接ヘッドの下から見た斜視図である。
【図３】図１の溶接ヘッドの全体を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】図３の溶接ヘッドの平面図である。
【図５】図１の溶接ヘッドを備えた自動溶接装置の正面図である。
【図６】溶接対象物の具体例である鉄道車両の屋根構体の一部と治具との関係を外板を取り除いて示す平面図である。
【図７】図１の自動溶接装置の治具を示す斜視図である。
【図８】従来の自動溶接装置に併用していたポータブル溶接機を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
ｘ、ｙ 溶接箇所
ＸＬ、ＹＬ 間隔
Ｏ 基準位置
１ エアシリンダ
２、３、４ 可動電極
５、６ 間隔調整手段
１１ 溶接ヘッド
１２ 制御系
１３ 溶接対象物
１４ 屋根構体
２１ ヘッド移動基台
２２ 治具
３１、３３ バックアップ電極
３２ 横治具部材
３４ 縦治具部材
３５ 垂木
３６ 長桁
３７ 外板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
進退手段により進退されるようにした可動電極を交差する２つの方向に２つが並ぶように装備し、各方向に並ぶ可動電極の間隔を個別に調整する間隔調整手段を備えたことを特徴とするスポット溶接用の溶接ヘッド。
【請求項２】
可動電極は、１つの方向に基準位置を境に２つが間隔調整手段により離接されるように並ぶ離接可動電極対と、これら離接可動電極対の特定間隔位置にてその一方の可動電極に対し今１つの方向に並ぶ可動電極が間隔調整手段により離接されるようにした単独可動電極とを有している請求項１に記載のスポット溶接用の溶接ヘッド。
【請求項３】
請求項１、２のいずれか１項に記載の溶接ヘッドを用い、１つの方向に並ぶ２つの可動電極を進出させて溶接対象物に同時に押し当てシリーズスポット溶接することを１つの方向に移動して複数回行い、１つの方向に交差する今１つの方向に並ぶ可動電極を進出させて溶接対象物に同時に押し当てシリーズスポット溶接することを今１つの方向に移動して複数回行うことを特徴とするシリーズスポット溶接方法。
【請求項４】
溶接対象物は鉄道車両の構体類をなすように組まれた構成材である請求項３に記載のシリーズスポット溶接方法。
【請求項５】
請求項１、２のいずれか１項に記載の溶接ヘッドを１つの方向に自走できるヘッド移動基台により今１つの方向に移動できるように支持して、鉄道車両の構体類をなすように組まれるなどした治具上の溶接対象物上を前記２つの方向に移動させられるようにし、１つの方向に並ぶ２つの可動電極を進出させて溶接対象物に同時に押し当てシリーズスポット溶接することを１つの方向に移動して複数回行い、今１つの方向に並ぶ可動電極を進出させて溶接対象物に同時に押し当てシリーズスッポット溶接することを今１つの方向に移動して複数回行うように制御する制御手段を備えたことを特徴とするシリーズスポット溶接装置。
【請求項６】
溶接対象物の１つの方向に並んだ溶接個所に対応するバックアップ電極を有して１つの方向に向き溶接対象物を支持する今１つの方向に並んだ複数の横治具部材と、溶接対象物の今１つの方向に並んだ溶接個所に対応するバックアップ電極を有して今１つの方向に向き横治具部材に貫通し支持されて１つの方向に並んだ複数の縦治具部材とを備えたことを特徴とする請求項５に記載のシリーズスポット溶接装置に用いられる治具。
【請求項１】
進退手段により進退されるようにした可動電極を交差する２つの方向に２つが並ぶように装備し、各方向に並ぶ可動電極の間隔を個別に調整する間隔調整手段を備えたことを特徴とするスポット溶接用の溶接ヘッド。
【請求項２】
可動電極は、１つの方向に基準位置を境に２つが間隔調整手段により離接されるように並ぶ離接可動電極対と、これら離接可動電極対の特定間隔位置にてその一方の可動電極に対し今１つの方向に並ぶ可動電極が間隔調整手段により離接されるようにした単独可動電極とを有している請求項１に記載のスポット溶接用の溶接ヘッド。
【請求項３】
請求項１、２のいずれか１項に記載の溶接ヘッドを用い、１つの方向に並ぶ２つの可動電極を進出させて溶接対象物に同時に押し当てシリーズスポット溶接することを１つの方向に移動して複数回行い、１つの方向に交差する今１つの方向に並ぶ可動電極を進出させて溶接対象物に同時に押し当てシリーズスポット溶接することを今１つの方向に移動して複数回行うことを特徴とするシリーズスポット溶接方法。
【請求項４】
溶接対象物は鉄道車両の構体類をなすように組まれた構成材である請求項３に記載のシリーズスポット溶接方法。
【請求項５】
請求項１、２のいずれか１項に記載の溶接ヘッドを１つの方向に自走できるヘッド移動基台により今１つの方向に移動できるように支持して、鉄道車両の構体類をなすように組まれるなどした治具上の溶接対象物上を前記２つの方向に移動させられるようにし、１つの方向に並ぶ２つの可動電極を進出させて溶接対象物に同時に押し当てシリーズスポット溶接することを１つの方向に移動して複数回行い、今１つの方向に並ぶ可動電極を進出させて溶接対象物に同時に押し当てシリーズスッポット溶接することを今１つの方向に移動して複数回行うように制御する制御手段を備えたことを特徴とするシリーズスポット溶接装置。
【請求項６】
溶接対象物の１つの方向に並んだ溶接個所に対応するバックアップ電極を有して１つの方向に向き溶接対象物を支持する今１つの方向に並んだ複数の横治具部材と、溶接対象物の今１つの方向に並んだ溶接個所に対応するバックアップ電極を有して今１つの方向に向き横治具部材に貫通し支持されて１つの方向に並んだ複数の縦治具部材とを備えたことを特徴とする請求項５に記載のシリーズスポット溶接装置に用いられる治具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１８５６９９（Ｐ２００７−１８５６９９Ａ）
【公開日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−６８５８（Ｐ２００６−６８５８）
【出願日】平成１８年１月１６日（２００６．１．１６）
【出願人】（０００１６３３７２）近畿車輌株式会社 (108)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月１６日（２００６．１．１６）
【出願人】（０００１６３３７２）近畿車輌株式会社 (108)
【Ｆターム（参考）】
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