JPH0342154B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特にレーザダイオード、発光ダイオ
ード、フオトトランジスタ、又はこれらと光フア
イバとを組合せたデバイスのような被溶接部材の
位置合せ機能を備えた溶接装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、レーザダイオードの様な光デバイスの
製造工程においてはそのキヤツプ側とステム側と
を抵抗溶接しているが、その光軸合せは光デバイ
スの機能に重大な影響を与えるので、極めて精度
の高い光軸位置合せが要求されている。

斯かる装置として従来は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向
に極めて高い精度をもつて動き得る微動位置合せ
装置を用い、その装置に抵抗溶接機の上部電極チ
ツプを支持させ、この上部電極チツプに光デバイ
スのキヤツプを装着して、下部電極チツプに装着
されたステムに対しＸ，Ｙ軸方向に微動調整して
位置合せを行つていた。

この様な従来の微動位置合せ装置はＸ軸方向、
Ｙ軸方向の可動部にボールベアリング、又はクロ
スローラベアリングを使用しており、このことが
下記のような欠点を生ずることになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

先ず、微動位置合せ装置のＸ，Ｙ軸方向の可動
範囲が例えば、１mm以下と非常に小さいために可
動部に用いた直線駆動ボールベアリング、又はク
ロスローラベアリングのボール又はローラの特定
の一部分のみがころがり溝の特定の一部分だけを
ころがり、且つベアリング自体にも精度向上のた
め予圧力が印加されるので、ボール又はローラ及
びころがり溝のその部分が変形してしまう。この
変形によりベアリングのころがり運動が不均一に
なり、被溶接部材同士の精度の高い位置合せが極
めて困難になる。

更に第２の欠点としては、通常、硬度が高く精
度の良いベアリングは鉄、或いはこれを主成分と
した磁性体からなるので、抵抗溶接時に大きな溶
接電流が通流するのに伴いその磁力によりベアリ
ング部に吸引力、反発力が働き、極めて精度の高
い位置合せを行つても微動位置合せ装置が僅かに
動いてしまうことにより位置合せの精度が悪くな
るという事実がある。

これらの問題点を解決すべく、摺動部を面接触
の摺動面とした場合、精度を高くするため摺動面
間を十分に密に接触させると摩擦抵抗が大きくな
つてしまつて精度の高い位置合せが極めて困難に
なり、また、摩擦抵抗を小さくするために摺動面
間を比較的粗に接触させると遊びが生じ、精度の
高い位置合せは不可能になる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、固定端と自由端を有して該自
由端側が前記第１の微動調整装置により偏移され
得る第１の板状弾性体、及びこの第１の板状弾性
体に固定された固定端と自由端を有して該自由端
側が前記第２の微動調整装置により偏倚される第
２の板状弾性体を備えると共に、一対の電極の内
の一方を前記第２の板状弾性体に支持させたこと
を特徴としている。

〔作用〕

第１、第２の微動調整装置により印加される互
いに直角の押圧力でもつて、第１の板状弾性体の
自由端を或る方向、例えばＸ軸方向に偏倚させて
この第１の板状弾性体に固定された第２の板状弾
性体をＸ軸方向に移動させると同時に、第２の板
状弾性体の自由端を前記或る方向に対して直角の
方向、例えばＹ軸方向に偏倚させることにより、
第２の板状弾性体に支持された一方の溶接電極に
係着された被溶接部材の位置を調整して極めて精
度の高い位置合せを行う。

〔実施例〕

第１図Ａ，Ｂ，Ｃにより本発明に係る溶接装置
の一実施例を説明する。

この実施例は被溶接部材としてレーザダイオー
ドのような光デバイスのキヤツプ部ａとステム部
ｂとを非常に高い精度でもつて位置合せした後に
抵抗溶接する溶接機である。

上部溶接電極１及び上部補助電極１′を支える
位置合せ装置２は、Ｚ軸方向に移動可能なホルダ
３の一部分にフランジ４を介して固定された固定
側端板２ａ、この端板に一端が固定され、互いに
平行になるよう配置された全く同等な一対の弾性
板２ｂ，２ｃ、これら弾性板を平行に維持するよ
うそれらの自由端間に固定された自由側端板２
ｄ、この自由側端板２ｄの取付部２d′に弾性板２
ｅを介して固定された固定側端板２ｆ、弾性板２
ｅと平行に配置され、それと同等な弾性板２ｇ、
弾性板２ｅと２ｇとの自由端間に固定され、かつ
上部溶接電極１と上部補助電極１′とを支持する
よう構成された断面逆Ｌ字状の自由側端板２ｈ、
及び第１、第２の微動調整装置２ｉと２ｊからな
る。

上部溶接電極１の下端部に着脱可能に取付けら
れた電極チツプ１ａは光デバイスのキヤツプ部ａ
を係着し得る空洞を有し、その空洞は上部溶接電
極１の空洞に通じている。その空洞に係着された
キヤツプ部ａは上部溶接電極１内に設けられた変
換素子５に対向する位置にある。この変換素子５
は被溶接物が発光素子の場合光−電気変換素子で
あり、受光素子の場合には電気−光変換素子であ
る。そして変換素子５のリード端子は導線６，７
により外部に導出され、自動制御回路８に接続さ
れる。

一方、ステム部ｂは固定部材９により下部溶接
電極１０に固定されており、その下部溶接電極は
ベース１１に支持されている。ステム部ｂのリー
ド端子ｂ１，ｂ２はコネクタ１２の端子これに接
続されたリード線１３，１４及びスイツチ１５を
介して直流電源１６に選択的に接続される。

この様に構成された溶接装置の位置合せ装置２
において、固定側端板２ａと一対の弾性板２ｂ，
２ｃと自由側端板２ｄとが被溶接部材ａをＸ軸方
向に移動させる板状弾性体を構成し、また他の固
定側端板２ｆと他の一対の弾性板２ｅ，２ｇと他
の自由側端板２ｈとが被溶接部材ａをＹ軸方向に
移動させる他の板状弾性体を構成する。斯かる構
成の板状弾性体は捩れに非常に強く、Ｘ軸方向或
いはＹ軸方向だけに偏倚するのでこれもまた精度
の高い位置合せを可能にする一因である。

今、Ｘ軸方向の微動調整装置２ｉのつまみ２i₁
を回すと、その軸棒２i₂は図面右方向に進み、弾
性体２ｃの自由端側に対しＸ軸偏倚方向の押圧力
を与えて弾性板２ｃ及び２ｂの自由端をＸ軸偏倚
方向に微小距離Δxだけ偏倚させる。これに伴い
自由側端板２ｄもＸ軸偏倚方向にΔxだけ動くの
で、自由側端板２ｄの取付部２d′に固定された、
部材２ｅ〜２ｈからなるＹ軸方向偏倚用の板状弾
性体も一緒にΔxだけＸ軸偏倚方向に動く。次に
Ｙ軸方向の微動調整装置２ｊのつまみ２j₁を回す
と、その軸棒２j₂はＹ軸偏倚方向に進み、弾性板
２ｅと２ｇの自由端側に対しＹ軸偏倚方向に押圧
力を与えて弾性板２ｅと２ｇの自由端をＹ軸偏倚
方向に微小距離Δyだけ偏倚させる。これに伴い
固定側端板２ｈもＹ軸偏倚方向にΔyだけ動くの
で、結局、自由側端板２ｈに取付けられた上部溶
接電極１及び上部補助電極１′はＸ，Ｙ軸偏倚方
向にΔx，Δyだけ夫々動く。従つて、上部溶接電
極１の電極チツプ１′に係着されたキヤツプ部ａ
もΔx，Δyだけ動く。厳密には夫々の板状弾性体
の自由端がΔx，Δyだけ偏倚するとき、夫々極め
て微小な距離だけＹ軸、Ｘ軸偏倚方向にも偏倚す
るが、実際の位置合せにあつては双方の微動調整
装置２ｉ，２ｊを同時に操作してその極めて微小
なずれを補償しながら位置合せを行つているの
で、全く問題にならない。

次に斯かる溶接装置でもつてレーザダイオード
のステム部とキヤツプ部とを実際に抵抗溶接する
場合についての動作説明を行う。先ずホルダ３を
上限位置に停止させた状態でもつて、レーザダイ
オードのステム部ｂを下部溶接電極１０上にセツ
トし、固定部材９で所定位置に固定する。この状
態ではステム部ｂの下方に植設されているリード
端子はコネクタの端子と係合している。またレー
ザダイオードのキヤツプ部ａを電極チツプ１ａの
係着孔に係着させ、これが動くことのない様に固
定する。

しかる後、図示していない昇降駆動装置を作動
させてホルダ３を下降させ、ステム部ｂとキヤツ
プ部ａとが軽く当接した程度の加圧力が加わつた
位置でホルダ３を停止させる。この加圧力はステ
ム部ｂとキヤツプ部ａとが後で行われる光軸位置
合せのときにストレスを生ずることなく相対的に
当接しながら移動し得る程度の大きさである。

しかる後に、スイツチ１５を閉じる。スイツチ
１５の閉成によりステム部ｂにマウントされた光
半導体素子は直流電源１６からの直流電力で付勢
されて発光する。この光はキヤツプ部ａの光透過
部を通して変換素子５に入力され、変換素子５は
入力された光エネルギに比例する電気エネルギを
出力する。自動制御回路８はこの電気エネルギが
最大になるように双方の微動調整装置２ｉ，２ｊ
を駆動し、電気エネルギが最大近傍になつた時点
で駆動を停止する。しかる後に所定の加圧力を加
え、その状態を保持しながら上、下部溶接電極
１，10間に溶接電流を流して溶接を完了する。

次に第２図Ａ，Ｂ，Ｃにより本発明における位
置合せ装置部分の他の一実施例を説明する。同図
において、ＢはＡ図のラインＡ−A′での断面を
示す図、ＣはＡ図のラインＢ−B′での断面を示
す図である。

この実施例では、固定側端板２ａが水平方向に
延び、その両側から弾性板２ｂ，２ｃが垂直に下
方向に延びている。弾性端板２ｄ，２ｃの自由端
には自由端板２ｄが固定されている。この自由端
板２ｄはＹ軸偏倚用の板状弾性体における固定側
端板としても兼用され、同図Ｃに示すように、端
板２ｄの両側に弾性板２ｅと２ｇが固定され、そ
れらの自由端には自由側端板２ｈが固定されてい
る。ここで弾性板２ｄと２ｃ、２ｅと２ｇは前記
実施例と同様に、互いに等しい特性をもち、かつ
平行である。また、固定側端板２ａは上部補助電
極１′の最大移動範囲の径より大きい径の穴を有
し、また端板２ｄも上部溶接電極１の最大移動範
囲の径よりも大きい穴を有する。この実施例では
微動調整装置２ｉ，２ｊが夫々の取付部材Ｉ，Ｊ
によつて弾性板２ｃ，２ｅに取付けられており、
つまみを回すことにより弾性板２ｃ，２ｅに与え
る押圧力を夫々調整できるようになつている。こ
の実施例は、第１図に示した実施例が横型だとす
れば、縦型になり、Ｘ軸方向偏倚用の板状弾性体
の自由端板２ｄをＹ軸方向偏倚用の板状弾性体の
固定側端板として兼用できるメリツトがある。

次に第３図に示す他の一実施例は、部材２ａ〜
２ｄからなるＸ軸方向偏倚用の板状弾性体と直角
に、直方体の接続板２ｋを介して部材２ｅ〜２ｈ
からなるＹ軸方向偏倚用の板状弾性体を結合した
ものである。この実施例によれば構造は比較的簡
単であるが、上部溶接電極１などを支え得る強度
を考慮することが要求される。また、上記各実施
例において、各板状弾性体は適切に選ばれた１枚
の板バネであつても良い。この場合には、夫々の
板状弾性体に印加される押圧力が夫々Ｘ軸方向、
Ｙ軸方向の成分だけであることが特に好ましい。

尚、以上の実施例ではいずれも上部溶接電極を
微動させたが、同様にして下部溶接電極を微動さ
せてもよい。また、一方の溶接電極をＺ軸方向に
偏倚させる板状弾性体を組合せてもよい。

〔発明の効果〕

以上述べた様に本発明によれば、摺動特性もこ
ろがり特性も利用せずに板状弾性体の偏倚を利用
してこれに支えられた電極を極めて高い精度をも
つて微動調整できるので、電極に係着された被溶
接部材同士の位置合せを極めて高い精度で行うこ
とが出来る。また、極めて高い精度で行われた位
置合せが溶接電流によつて悪影響を受けることも
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂ，Ｃは本発明に係る一実施例を説
明するための図であり、Ａは位置合せ機構の斜視
図、ＢはＡにおけるＡ−A′ラインでの断面を示
す断面図、Ｃは溶接装置の一部断面図である。第
２図Ａ，Ｂ，Ｃは本発明の他の一実施例を説明す
るための図であり、Ａは位置合せ機械の斜視図、
Ｂ及びＣは夫々ＡにおけるＡ−A′ライン、Ｂ−
B′ラインでの断面を示す図である。第３図は本
発明の更に他の一実施例を説明するための図であ
る。 １……上部溶接電極、２……位置合せ機構、２
ａ，２ｆ……固定側端板、２ｄ，２ｈ……自由側
端板、２ｂ，２ｃ，２ｅ，２ｇ……弾性板、３…
…ホルダ、５……変換素子、８……自動制御装
置、９……固定板、１０……下部溶接電極、１１
……ベース、１２……コネクタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定端と自由端とを有して該自由端側が第１
   の微動調整装置により第１の軸方向に変位され得
   る第１の板状弾性体と、 該第１の板状弾性体に固定された固定端と自由
   端とを有して該自由端が第２の微動調整装置によ
   り前記第１の軸方向に対し垂直である第２の軸方
   向に変位され得る第２の板状弾性体と、 該第２の板状弾性体に機械的に結合されて前記
   第１、第２の板状弾性体の自由端の変位により前
   記第１、第２の軸方向に移動可能な第１の溶接電
   極と、 該第１の溶接電極に対向し得るよう配置される
   第２の溶接電極とを備え、 前記第１、第２の微動調整装置で調整すること
   により前記第１、第２の溶接電極に係着された第
   １、第２の被溶接部材の位置合せを行つて溶接す
   ることを特徴とする被溶接部材の位置合せ機能を
   備えた溶接装置。