專利名稱：縫焊機的制作方法
技術領域：
本發明是關于一種縫焊機，該機適合于焊接有著象汽車的油箱那樣的氣密性要求的容器。
一般，縫焊機的構成是，如圖4所示，在一對圓盤狀的電極D、D之間，夾持著被焊接物W；在使電極D、D轉動的同時，移動被焊接物W，于是焊接就沿著兩電極D、D之間的接點的移動軌跡而進行。這樣，就可以進行高氣密性的連續接縫的焊接。所以，在以往，對于焊接如圖5所示的汽車油箱的本體T(指圖中所示的油箱本體T周邊E部位的焊接)，就常使用這種縫焊機。但是，在該油箱本體T上焊接如在油箱中有同樣的氣密性要求的注油口P時，對于位于作為注油口P的管材的端部上的凸緣部PF，就要求沿著直徑為幾十毫米程度的比較小的圓周進行焊接。然而，沿著這樣小的圓周進行焊接時，上述那樣的以往的縫焊機，由于其構造上的極端的困難性，實際上并沒有被用于這種場合的焊接。因此，用作沿著這樣小直徑的圓周進行焊接的圓形縫焊機，作為以往的例子，在專利公報“特開昭61-180680”上曾有公開。
這種以往的縫焊機的構成是，如圖6所示，使作為上部電極的圓柱狀的旋轉電極R，相對于被安置在下部電極L上的被焊接物W，保持為傾斜狀態；在使該圓柱狀旋轉電極R的下邊緣部上的一點與被焊接物W相接觸的同時，使該圓柱狀旋轉電極R的上部，在位于該圓柱狀旋轉電極R的中心軸線C1和被焊接物W二者的交點處的固定法線C2的周圍，做旋轉運動；由此，使圓柱狀旋轉電極R的邊緣部RE，在被焊接物W上轉動以進行焊接。這樣，就能夠沿著小直徑的圓周進行縫焊。
但是，在這種以往的縫焊機上，由于在其構造上，下部電極L相對于被焊接物W為面接觸，所以焊接電流被面狀平展的下部電極L所擴散，從而使電流密度下降，容易發生焊接不良這樣的問題。本發明，是鑒于這個問題而進行的，以提供能夠可靠地進行圓形縫焊的縫焊機為目的。
本發明的縫焊機的特征是，它具有上下一對的、以相同的速度向相同的方向旋轉、并被安置在同一軸上的上主軸(30)和下主軸(40)，被固定在上主軸(30)的下端上的上支持部件(31)，被固定在下主軸(40)的上端上的下支持部件(41)，被安裝在上支持部件(31)上、其下端面具有圓形輪郭的上電極(10)，以及被安裝在下支持部件(41)上、其上端面具有圓形輪郭的下電極(20)；上述上電極(10)的圓形輪郭的中心軸(C10)和下電極(20)的圓形輪郭的中心軸(C20)，相對于上下一對的主軸(30、40)的主軸線(C)，只以相同的角度Q，向同一方向傾斜。
根據這種縫焊機，上下的兩個電極(10、20)，相對于主軸線(C)，都被設置為傾斜狀態。所以，兩電極(10、20)各自在相對面上的周邊中的一點上與被焊接物相接觸。而不會出現象以往的下部電極那樣的面接觸。這樣，就能夠從上下雙方的電極上提供高電流密度的焊接電流。
本發明的縫焊機，與以往的相比，因為能提供較高電流密度的焊接電流，所以可以防止焊接不良，能可靠地進行圓形縫焊。
圖1，表示本實施例中的縫焊機的主要部分附圖。上下電極附近的一部分為剖面側視圖。
圖2，本例中的縫焊機的正面視。
圖3，本例中的縫焊機的側面視。
圖4，現有的一般的縫焊機的概略圖。
圖5，油箱的縱向剖面圖。
圖6，現有的圓形縫焊機的概略圖。引自專利公報“特開昭61-180680”中的圖1。
下面，依據圖1至圖3，說明本發明的實施例。圖2和圖3為本例中的縫焊機S的整體圖。圖中符號1為該焊接機S的機架，在離該機架1的中央稍許往下的位置上，設置有工作臺2，該工作臺2使被焊接物W以大致水平狀態被固定住。在相對于該被焊接物W的上下的位置上，配置有一對電極10和20。
該上下電極10和20，如圖1和圖3中清楚所示，整體上為杯子形狀。在兩電極相對著的一側，即上電極10的下側和下電極20的上側，為相同直徑的圓筒狀結構。在該圓筒內，收容著被焊接物W的凸起部WP。如果被焊接物W上沒有凸起部的話，電極10和20就也可以是圓盤狀的。電極10和20，在相對著的端面上，需要是圓形的輪郭。兩電極10和20的安置方式是，它們各自的中心軸C10和C20，相對于與被焊接物W垂直相交的主軸線C，只以相同的一個角度θ向同方向傾斜。這里所謂的向同一方向傾斜，是指中心軸C10和C20兩者，都在包含主軸C的一個平面內。
上下電極10和20，由大致相同的機構被上下對稱地安置著。首先，對上電極10的支持結構進行說明。如圖1所示，在與被焊接物W垂直相交的方向上被安置著的上主軸30的下端部上，安裝著上支持部件31。在該上支持部件31上，以相對于上主軸30的軸線(主軸線C)只傾斜θ角，可轉動地安裝有傾斜軸32。在該傾斜軸32的下端，通過絕緣片33和保持部件34，固定有上電極10。上電極10的中心軸C10和傾斜軸32的軸心是同一的。因此，上電極10，只以相對于主軸線C傾斜角度θ，與被焊接物W相接觸。所以該上電極10，是以其下面(與下電極20相對著的面)的周邊中的一點10a，與被焊接物W相接觸。上主軸30的主軸線C和上電極10的中心軸C10，如圖1所示，在被焊接物W的表面上相交。
下電極20，如上所述，是由與上電極10成上下對稱的構造所支持。也就是說，與上述上主軸30為同一軸，即下主軸40被配置在主軸線C上，在該下主軸40的上端，固定著下支持部件41，在該下支持部件41上只傾斜角度θ，且可回轉地被支持的傾斜軸42的上端，通過絕緣片43和保持部件44，固定著下電極20。由后述的同步機構，使下主軸40與上主軸30以相同的速度向同一方向同步地進行轉動。另外，下側的傾斜軸42，與上側的傾斜軸32一樣，以相同的角度θ向同一方向傾斜。即，下側傾斜軸42和上側傾斜軸32兩者，都位于包含了主軸線C的同1個平面內，從圖1至圖3的上方往下看時，兩傾斜軸32和42相互重合。因此，下電極20也是以其上面(與上電極10相對著的面)的周邊中的一點20a，與被焊接物W相接觸。這樣，被焊接物W就被夾持在上部電極10的周邊中的一點10a和下部電極20的周邊中的一點20a的之間。因此，兩電極10和20各自相對于被焊接物W為點接觸，而不是面接觸。下主軸40的主軸線C和下電極20的中心軸C20，如圖2所示，在被焊接物W的下側的表面上相交。
下面，對主軸轉動機構、上主軸30的上下滑動機構以及同步機構進行說明。如圖2所示，在機架1的上部，配置有驅動馬達50。該驅動馬達50的轉動輸出通過驅動側皮帶輪58和傳遞皮帶51，被傳遞給與上主軸30同軸安裝的從動側皮帶輪52。該從動側皮帶輪52由螺母53所固定。該螺母53，通過固定夾54，可以轉動地被機架1所支持。上主軸30為滾珠花鍵軸，相對于螺母53，該軸不能做相對轉動。另一方面，上主軸30相對于螺母53可以相對地上下移動。在機架1的上部，面向下方安裝著汽缸55。在該汽缸55的活塞桿55a上，通過接頭56和57，連接著上主軸30的上端部。下側的接頭57，可以相對于上主軸30上的活塞桿55a進行轉動。根據以上的構成，上主軸30，由以馬達50為主體的轉動機構的作用，在主軸線C的周圍進行轉動。另外，以上述轉動相獨立地，通過以汽缸55為主體的上下滑動機構，上主軸30可以沿主軸線C的方向在一定的行程內做上下移動。
在該上主軸30上，除上述的上支持部件31以外，還安置著一齒輪組，該齒輪組的作用是，賦予上述傾斜軸32以獨立于主軸30的轉速。該齒輪組由四個平齒輪70、71、72、73和兩個錐齒輪74、75所組成。平齒輪70被固定在上主軸30上，兩者成一整體進行轉動。平齒輪71和72，被組合安裝在滑塊60上。通過軸承60a、60a，滑塊60可以在上主軸30上轉動。并且，通過直線滑動機構61，可以做上下移動地被支持于機架1上。因此，該滑塊60與上至軸30成一整體，做上下方向的滑動。但由于機架1的制約，使滑塊60不能產生轉動，所以只允許上主軸30單獨做轉動。平齒輪71，在與平齒輪70相嚙合的同時，被固定在軸62的上端部，可做轉動的軸62被滑塊60所支持。在該軸62的下端部，固定著平齒輪72。該平齒輪72，同上述平齒輪71成一整體做轉動。
平齒輪72被平齒輪73所嚙合。該平齒輪73，通過圖中未畫出的軸承裝置，被安裝在上主軸30上，并且可以獨立于上主軸30而做轉動。在該平齒輪73的下側，配置著錐齒輪74，與上述平齒輪73成一整體做轉動。被該錐齒輪74所嚙合的錐齒輪75，被固定在上述傾斜軸32的上端部。由這樣構成的齒輪組，經上主軸30→平齒輪70→71→72→73→錐齒輪74→75的傳遞次序，使傾斜軸32以被給予的轉速進行轉動。
在這里，齒輪組70至75應該是這樣一種齒數關系，即，使自轉來抵消公轉，從而使上電極10不產生轉動。即，如果假定傾斜軸32是被上支持部件31所固定著的，那么在上主軸30按順時針方向轉動一周時，上電極10在上主軸30的周圍公轉一周。可是，當上主軸30按順時針方向轉動一周時，齒輪組70至75使上電極10按逆時針方向自轉一周。因此，由于上主軸30的轉動而在上電極10上產生的在主軸線C的周圍的公轉，被由于齒輪組70至75的作用而在上電極10上所產生的自轉所抵消，其結果是，上電極10不做轉動。即使上主軸30做轉動，上電極10也不轉動，只是其中心軸C10的方向在上主軸30的周圍做轉動。因此，上電極10相對于被焊物W就不會產生滑動，上電極10與被焊接物之間的接點，在上電極10的下端面的圓形輪郭上，做360°的轉動。
下面，對使上電極10和下電極20產生同步動作的同步機構進行說明。在上述馬達50的輸出軸上，面向下方同軸地連接著長尺寸的同步軸80。該同步軸80的下端部，通過萬向接頭81，可以轉動地被機架1所支持。在該同步軸80的下端附近，固定著皮帶輪82。該皮帶輪82的轉動，經過傳遞皮帶83，被傳遞給固定在下至軸40上的皮帶輪84。由此，下主軸40，以馬達50為共同的驅動源，與上述上主軸30以相同的速度沿相同的方向做同步的轉動。下主軸40至下電極20之間的構成，如上所述，與上側的構成成上下對稱，基本構成相同，但是，沒有設置相當于上側的上下滑動機構的結構，所以，下電極20不能做上下移動。因此，下主軸40不是花鍵軸，而只是被支持著可以做轉動。另外，因為下主軸40不能上下移動，所以下側的滑塊42也不能上下移動地被機架1所固定著。另外，使傾斜軸42產生自轉的齒輪組，是與上側的齒輪組完全相同的構造。
如圖3所示，在上下的保持部件34和44上，連接著為電極10和20提供焊接電流的電線3和4。由電源5，經過該電線3和4，焊接電流被供給到兩電極10和20上。圖2中的6為該焊接機S的操作盤。通過該操作盤6，進行焊接電流的供給和切斷，或者馬達50的起動和停止等各種操作。
根據如上構成的本例中的縫焊機S，將被焊接物W固定在工作臺2-2上之后，汽缸55沿其頂出的方向動作，使上電極10被被焊接物W所壓緊。因此，被焊接物W被夾持在上下電極10和20之間。在這種狀態下，兩電極10和20的中心軸C10和C20，由于相對于與被焊接物W垂直相交的主軸線C，各自都只以θ角傾斜，所以相對于被焊接物W，兩電極10和20不是面接觸，而是在其具有圓形輪郭的端面上的周邊中的一點10a和20a上相接觸。而且，該接點10a和20a，在平視圖中相互重合，所以其結果是，被焊接物W被夾持在兩接點10a和20a之間。
接著，當起動馬達50后，上下的兩主軸30和40就以相同的速度沿相同的方向做同步轉動。于是，兩支持部件31和41，也以相同的速度沿相同的方向在主軸線C的周圍產生同步轉轉動。所以，兩電極10和20，在以其各自的中心軸C10和C20相對于主軸線C只傾斜角度θ的狀態下，在主軸線C的周圍產生公轉。因此，兩電極10和20的接點10a和20a，一邊夾持著被焊接物W，一邊沿著以主軸線C為中心的圓周(如果設電極10和20的半徑為r，則接點軌跡的半徑為
)而移動。這樣，縫焊接就沿著兩接點10a和20a的移動軌跡而進行。而且，兩電極10和20，由于齒輪組70至75的作用，在主軸線C周圍的公轉被其自轉所抵消，所以相對于機架1的方位不會變化。因此，相對于被焊接物W，就不會有圓周方向的滑動。這樣，與被焊接物W之間不會出現阻力，兩接點10a和20a能順利地移動。
這樣，兩電極10和20，由于各自在相對面的周邊中的一點10a和20a上與被焊接物W相接觸，所以就不會出現，象以往那樣，由于下部電極L相對于被焊接物W為面接觸，而使被供給的焊接電流分散，電流密度下降這樣的情況。因此，就可以進行無焊接不良有高質量的圓形縫焊。
另外，也電極10和20一樣，由于保持部件34和44也在其沿主軸線C的周圍公轉時，相對于機架1的方位也保持不變，所以連接到該保持部件34和44上的電線3和4，就不會卷繞在保持部件34和44的周圍。由此，就沒有必要采用，在以往的一般的縫焊機(參見圖4)上所使用的、經轉動軸的滑動部而提供電流的滑動部供電方式。這樣，以往成問題的電流損耗，由電腐蝕而導致的摩耗或者發熱這樣的問題就可以消除，焊接效率和設備維護性的提高可以實現。特別是，由于大幅度地抑制了滑動部的發熱，所以以往那樣的冷卻裝置就可以不要，或者用簡單的裝置就足夠了。
權利要求
1.一種縫焊機，其特征在于，它包括上下一對的、以同一速度向同一方向轉動的、并被安裝在同一軸上的上主軸(30)和下主軸(40)；被固定在上主軸(30)的下端的上支持部件(31)；被固定在下主軸(40)的上端的下支持部件(41)；被安裝在上支持部件(31)上、并且其下端面具有圓形輪郭的上電極(10)；被安裝在下支持部件(41)上、并且其上端面具有圓形輪郭的下電極(20)；上述上電極(10)的圓形輪郭的中心軸(C10)和上述下電極(20)的圓形輪郭的中心軸(C20)，相對于上下一對的主軸(30和40)的主軸線(C)，向同一方向只傾斜一個角度θ。
2.如同權利要求1中所述的縫焊機，其特征為相對于上支持部件(31)，上電極(10)在上述中心軸(C10)的周圍可以做自轉；相對于下支持部件(41)，下電極(20)在上述中心軸(C20)的周圍可以做自轉。
3.如同權利要求1中所述的縫焊機，其特征為上電極(10)通過這樣的齒輪組連接于上主軸(30)，該齒輪組使，由于上主軸(30)的轉動而在上電極(10)上產生的、在上述主軸線(C)周圍的公轉，由在上述中心軸(C10)周圍產生的自轉來抵消；下電極(20)由這樣的齒輪組連接于下主軸(40)，該齒輪組使，由于下主軸(40)的轉動而在下電極(20)上產生的、在上述主軸線(C)周圍的公轉，由在上述中心軸(C20)周圍產生的自轉來抵消。
4.如同權利要求1中所述的縫焊機，其特征為上主軸(30)和下主軸(40)，由同一個馬達(50)所驅動。
5.如同權利要求1中所述的縫焊機，其特征為相對于下主軸(40)，上主軸(30)可以做軸方向的相對移動。
6.如同權利要求1中所述的縫焊機，其特征為上電極(10)和下電極(20)，均為圓筒狀。
全文摘要
一種縫焊機，可防止以往的圓形縫焊機上的電流密度的低下，并能夠進行沒有焊接不良的圓形縫焊。其構成為具有圓形的相對面的上下一對的電極10和20；該兩電極10和20，相對于與被焊接物W垂直相交的主軸線C傾斜設置；兩電極10和20各自在上述相對面的周邊中的一點10a和20a上，與被焊接物W相接觸；在該接點10a和20a之間，夾持著被焊接物W，在上述主軸線C的周圍移動，沿著該接點10a和20a的移動軌跡進行焊接。
文檔編號B23K11/06GK1161264SQ9610051
公開日1997年10月8日 申請日期1996年4月3日 優先權日1996年4月3日
發明者胡桃澤竹重, 岸友三, 神田敏 申請人:豐田自動車株式會社, 大豐精機株式會社