(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に対向配置される上部電極と下部電極との間に挟まれたナットとワークを電極間の通電により溶接する抵抗溶接機に適用される抵抗溶接用電極構造において、
前記上部電極の内部に形成した空洞内に、第１磁石が固定された上部ピンを、当該上部ピンの先端部が当該上部電極の下方側に突出可能に上下動自在に内蔵し、
前記上部ピンの先端部の反対側の後端部に第２磁石を固定すると共に、当該第２磁石と対向する前記空洞内の上面に、当該第２磁石と離間して同磁極同士が対向するように第３磁石を固定し、
前記下部電極の内部に形成した空洞内に、下部ピンを、前記上部ピンと対向状態に配置すると共に、当該下部ピンの先端部が当該下部電極の上方側に突出可能に上下動自在に内蔵し、
前記第２磁石と前記第３磁石との反発力により前記上部ピンの先端部が前記上部電極から下方側へ突出した状態では、当該突出した上部ピンの先端部に挿通された前記ナットが前記第１磁石の磁力で吸引保持されるようにし、前記下部ピンが前記反発力に抗して前記上部ピンを押し上げ、この押し上げの際に前記第１磁石が前記ナットから所定距離離間した状態では、前記第１磁石による前記ナットの吸引力の減衰により当該ナットが前記上部ピンから外れて移動し、この移動したナットが、前記下部ピンに挿通された前記下部電極への前記ワークのセット位置よりも上方の当該下部ピンの位置に嵌合されるようにした
ことを特徴とする抵抗溶接用電極構造。
【請求項２】
前記上部ピンは、縦長の棒部分の上方側に断面横長の板部分を有する断面Ｔ字形状を成し、
前記第１磁石は、環状を成して前記上部ピンの棒部分に挿通固定され、
前記第２磁石は、前記板部分の上に載置固定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の抵抗溶接用電極構造。
【請求項３】
前記上部ピンの先端部が前記上部電極から下方側へ突出した状態では、前記第１磁石が当該上部電極の空洞内の底面に当接し、前記上部ピンの先端部が前記突出しないように当該上部ピンが押し上げられた状態では、前記第１磁石が前記空洞内の底面から離間する状態とされている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の抵抗溶接用電極構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上部電極と下部電極との間に挟まれたナットとワークを、電極間の通電により溶接する抵抗溶接機に適用される抵抗溶接用電極構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の抵抗溶接機に用いられる抵抗溶接用電極構造として、例えば、特許文献１に記載のナット用抵抗溶接装置の可動電極構造がある。この電極構造は、上下に対向状態に配置された非磁性体の可動電極（上部電極）及び固定電極（下部電極）の間に配置されたナットの貫通孔に、可動電極のガイドピンが差し込まれてナットが保持されるようになっている。
【０００３】
この保持後、可動電極をナットと共に下降させ、ナットを固定電極上のワークの所定溶接位置に配置する。この際、下降中にナットがガイドピンから脱落しないようにするため、次の構成となっている。即ち、ガイドピンの内部にエア通路が形成され、このエア通路に連通するエア吹出孔が、ガイドピンの先端部（下端部）周面に複数開口されている。エア通路に加圧エアを供給して下端側のエア吹出孔からエアを吹出させ、ナット下面に下方から当てることによりナットの脱落を防止するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−４３８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の電極構造においては、可動電極をナットと共に下降中に、加圧エアが止まった場合、ナットがガイドピンから脱落してしまうという問題がある。
【０００６】
また、可動電極をナットと共に下降させ、ナットを固定電極上のワークの所定溶接位置にセットするが、可動電極へのナットの保持状態や、固定電極上へのワークのセット状態によっては、ナットが必ずしもワークの所定の溶接個所にセットされるとは限らない。言い換えれば、ナットがワークの所定溶接位置からずれてセットされ、適正に溶接ができなくなるという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、抵抗溶接機の上部電極に着脱自在に保持したナットを、下部電極への移動途中で脱落させることなく、下部電極にセットされたワークの所定溶接位置に適正に合わせてセットすることができるナット供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための手段として、請求項１に係る発明は、上下に対向配置される上部電極と下部電極との間に挟まれたナットとワークを電極間の通電により溶接する抵抗溶接機に適用される抵抗溶接用電極構造において、前記上部電極の内部に形成した空洞内に、第１磁石が固定された上部ピンを、当該上部ピンの先端部が当該上部電極の下方側に突出可能に上下動自在に内蔵し、前記上部ピンの先端部の反対側の後端部に第２磁石を固定すると共に、当該第２磁石と対向する前記空洞内の上面に、当該第２磁石と離間して同磁極同士が対向するように第３磁石を固定し、前記下部電極の内部に形成した空洞内に、下部ピンを、前記上部ピンと対向状態に配置すると共に、当該下部ピンの先端部が当該下部電極の上方側に突出可能に上下動自在に内蔵し、前記第２磁石と前記第３磁石との反発力により前記上部ピンの先端部が前記上部電極から下方側へ突出した状態では、当該突出した上部ピンの先端部に挿通された前記ナットが前記第１磁石の磁力で吸引保持されるようにし、前記下部ピンが前記反発力に抗して前記上部ピンを押し上げ、この押し上げの際に前記第１磁石が前記ナットから所定距離離間した状態では、前記第１磁石による前記ナットの吸引力の減衰により当該ナットが前記上部ピンから外れて移動し、この移動したナットが、前記下部ピンに挿通された前記下部電極への前記ワークのセット位置よりも上方の当該下部ピンの位置に嵌合されるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、次の様な作用効果を得ることができる。下部ピンが第２磁石と第３磁石との反発力に抗して上部ピンを押し上げることにより、下部ピンの先端部がナットの貫通孔に挿入されながら、当該下部ピンで上部ピンが押し上げられる。この押し上げに伴い第１磁石が上方に離れてナットの吸引力が弱まり、ナットが上部ピンから外れ、下部ピンの先端部に嵌合される。この嵌合されたナットは、下部ピンに挿通されたワークの上方に離間した位置となる。この場合、ナットとワークとの各貫通孔が１本の下部ピンに上下に離間して嵌まった状態となるため、ナットとワークの各貫通孔の中心軸が上下に一致した状態となる。
【００１０】
ここで、ナットとワークの双方の中心軸が一致して当接した状態が、双方の予め定められた溶接位置であるとする。前述したナットとワークの各貫通孔の中心軸が上下に一致した状態から、上部電極を下降させてナットをワークに当接させると、双方は１本の下部ピンで各中心軸が上下に一致しているので、ナットを、ワークの上面の予め定められた溶接位置に適正にセットすることができる。また、上部電極を下降させて下部ピンを押し下げる際に、ナットは下部ピンの上端部に嵌合され、且つナット上面が上部電極下面で押し付けられているので、下降途中で落下することはない。
【００１１】
このため、抵抗溶接機の上部電極に着脱自在に保持したナットを、下部電極への移動途中で脱落させることなく、下部電極にセットされたワークの所定溶接位置に適正に合わせてセットすることができる。また、上部ピンが下部ピンで押し上げられると、第２磁石と第３磁石との反発力によって上部ピンが押し下げられるので、上部ピン及び下部ピンの当接端は当接状態を保持し、離れることはない。従って、上部ピン及び下部ピンの当接端が離れることによって、ナットが外れて落下したり、ナットの位置がずれて下部ピンの先端部に嵌まらなくなるといった不具合を無くすことができる。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記上部ピンは、縦長の棒部分の上方側に断面横長の板部分を有する断面Ｔ字形状を成し、前記第１磁石は、環状を成して前記上部ピンの棒部分に挿通され、前記第２磁石は、前記板部分の上に載置固定されていることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、上部ピンの先端部が上部電極から下方側へ突出した状態では、その突出した上部ピンの先端部に挿通されたナットが、磁石の磁力で吸引保持されるが、この際、磁石は環状を成すので次のような作用効果を奏する。環状の磁石が上部ピンに挿通されているので、この下方側で上部ピンの先端部に挿通されたナットに対して、環状の磁石の磁力がナット対向面全面に当たる状態となる。このため、ナットをより強力に吸引して上部電極に保持することができる。
【００１６】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、前記上部ピンの先端部が前記上部電極から下方側へ突出した状態では、前記第１磁石が当該上部電極の空洞内の底面に当接し、前記上部ピンの先端部が前記突出しないように当該上部ピンが押し上げられた状態では、前記第１磁石が前記空洞内の底面から離間する状態とされていることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、磁石が上部電極の空洞内の底面に当接している場合、上部電極が磁化されるので上部電極から突出した上部ピンに挿通されるナットをより強い磁力で吸引して確実に保持することができる。また、上部ピンの上昇と共に磁石が上部電極の底面から離間すると、上部電極の磁化が無くなり磁石も離れるので、ナットを吸引する力が弱まり、ナットを保持できなくなる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、抵抗溶接機の上部電極に着脱自在に保持したナットを、下部電極への移動途中で脱落させることなく、下部電極にセットされたワークの所定溶接位置に適正に合わせてセットすることができるナット供給装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る抵抗溶接用電極構造の上部電極及び下部電極と、ナット供給装置とによるナット供給溶接構成を示し、（ａ）はナット供給溶接構成の一部を断面で示した側面図、（ｂ）は（ａ）に示す上部電極及び下部電極と、ナット供給装置のナットチャック先端部分を拡大し、一部を断面で示した側面図、（ｃ）は（ｂ）に示すナットチャック上に固定されたナットガイドの平面図である。
【図２】（ａ）溶接ナットの外形を示す斜視図、（ｂ）溶接ナットの平面図、（ｃ）溶接ナットの側面図である。
【図３】（ａ）はナット供給装置の先端ロッドを縮めた様態を側面から見た一部断面図、（ｂ）は先端ロッドの先端部に固定されたナットチャック及びナット送給チューブの先端部を拡大した一部断面図である。
【図４】（ａ）はナット供給装置の先端ロッドを伸ばした様態を側面から見た一部断面図、（ｂ）は先端ロッドの先端部に固定されたナットチャック上の溶接ナットを上部電極のガイドピンに挿通した際の一部断面図である。
【図５】（ａ）はナット供給装置の先端ロッドを伸ばした様態を側面から見た一部断面図、（ｂ）は先端ロッドの先端部に固定されたナットチャックを上部電極の下方に離間させた際の一部断面図である。
【図６】本実施形態の抵抗溶接機の上部電極の上部ガイドピンに溶接ナットが挿通保持された状態の上部電極及び下部電極の一部断面図である。
【図７】本実施形態の抵抗溶接機の上部電極の上部ガイドピンに溶接ナットが挿通保持され、上部ガイドピンと下部ガイドピンとの軸が一致している状態を示し、（ａ）上部ガイドピンに下部ガイドピンが当接した状態の一部断面図、（ｂ）下部ガイドピンが上部ガイドピンを押し上げた状態の一部断面図、（ｃ）溶接ナットがワーク上に当接した状態の一部断面図である。
【図８】本実施形態の抵抗溶接機の上部電極の上部ガイドピンに溶接ナットが挿通保持され、上部ガイドピンと下部ガイドピンとの軸がずれている状態を示し、（ａ）上部ガイドピンに下部ガイドピンが当接した状態の一部断面図、（ｂ）下部ガイドピンが上部ガイドピンを押し上げた状態の一部断面図、（ｃ）溶接ナットがワーク上に当接した状態の一部断面図である。
【図９】段差のある円錐形状の先端部を有する下部ガイドピンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
＜実施形態の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る抵抗溶接用電極構造の上部電極及び下部電極と、ナット供給装置とによるナット供給溶接構成を示し、（ａ）はナット供給溶接構成の一部を断面で示した側面図、（ｂ）は（ａ）に示す上部電極及び下部電極と、ナット供給装置のナットチャック先端部分を拡大し、一部を断面で示した側面図、（ｃ）は（ｂ）に示すナットチャック上に固定されたナットガイドの平面図である。
【００２１】
図１（ａ）に示すように、抵抗溶接機１は、上下に対向する上部電極２と下部電極３とを備える。上部電極２は、図１（ｂ）に示すように、その下面に、溶接ナットＮが挿入される上部ガイドピン（上部ピン又はピンともいう）２ａを備える。下部電極３は、上面に金属板等のワークＷがセットされる下部ガイドピン（下部ピン又はピンともいう）３ａを備える。ワークＷには貫通孔が開いており、この貫通孔が下部ピン３ａに挿入されてワークＷが下部電極３にセットされる。このセットは、人又はロボットによって行なわれる。なお、ピン２aは非磁性体且つ絶縁体、ピン３aは絶縁体である。
【００２２】
上部電極２及び下部電極３の双方は、図１（ａ）に示すように、初期状態において、所定距離離間して上下に対向状態に配置されており、双方の間に、ナット供給装置１０のナットチャック２４が横方向から差し込まれて所定位置に配置される。
【００２３】
ナット供給装置１０は、図１（ａ）に示すように、抵抗溶接機１の上部電極２に、溶接ナットＮを供給するものである。このナット供給装置１０は、傾斜状に配置された長手形状のナット供給進退部（進退部ともいう）１２と、進退部１２の上側に傾斜状に組み付けられたナット送給チューブ（チューブともいう）１４と、昇降駆動部１６とを備える。
【００２４】
但し、溶接ナットＮは、図２（ａ）の斜視図に示すように外形が概略直方体形状であり、図２（ｂ）の平面図及び（ｃ）の側面図にも示すように、その直方体形状の下方４隅に突起部Ｎ１が突き出ている。各突起部Ｎ１が図１（ｂ）に示す下部電極３にセットされたワークＷに溶接される。また、図２（ａ）に示すように、直方体形状の中央部分に上下に貫通するネジ穴（貫通孔）Ｎ２が形成されている。
【００２５】
図１（ａ）に示すナット供給進退部１２は、各々筒状のエアシリンダ２１及びガイドシリンダ２２と、棒状の先端ロッド２３と、ナットチャック２４とを備えて構成されている。エアシリンダ２１及びガイドシリンダ２２は互いに連結されて長手形状となっており、ガイドシリンダ２２の内部に先端ロッド２３が長手方向に移動自在（進退自在）に挿入されている。図１（ａ）に示す先端ロッド２３の状態は、先端ロッド２３が前進して最も伸びた状態である。これと逆に、図３（ａ）に示す状態は、先端ロッド２３が後退して最も縮んだ状態である。
【００２６】
図３（ａ）に示すエアシリンダ２１の内部には、ピストン（図示せず）に固定されたピストンロッド２１ａが組み込まれ、このピストンロッド２１ａは、ガイドシリンダ２２の内部にも移動自在に挿通されている。また、ピストンロッド２１ａの他端は先端ロッド２３に連結されている。エアシリンダ２１の空気の圧縮又は引き抜きに応じてピストンが前後に移動してピストンロッド２１ａも前後に移動する。この移動に応じて先端ロッド２３が前進又は後退して伸び縮みするようになっている。
【００２７】
図１（ａ）に戻って、先端ロッド２３の先端部に固定されたナットチャック２４は、その固定部分から所定位置で折れ曲がり、この折れ曲がった部分が水平な水平面部２４ａとなっている。水平面部２４ａは、先端ロッド２３が前進して最も伸びた状態において、抵抗溶接機１の上部電極２と下部電極３との間に配置された状態となる。この際、抵抗溶接機１も床面に設置されているので、上下に対向する上部電極２及び下部電極３が、水平面部２４ａに対して垂直状に配置される関係となっている。
【００２８】
更に、水平面部２４ａには、図１（ｂ）に示すように、その上面に、溶接ナットＮが入るコ字形状｛図１（ｃ）｝のナットガイド２６が固定され、その下面のナットガイド２６の反対位置に永久磁石（磁石）２７が固定されている。ナットガイド２６は、溶接ナットＮを受け止めるものであり、受け止められた溶接ナットＮは、磁石２７の磁力で吸引保持される。
【００２９】
次に、図１（ａ）に示すナット送給チューブ１４は、図示せぬコンプレッサからの空気圧により溶接ナットＮを一定間隔でナットチャック２４のナットガイド２６へ送給する。このチューブ１４は、ガイドシリンダ２２の先端部分の外周に固定されたクランプ２９ａに固定金具２０及びチューブホルダ２５で固定されている。更に、チューブ１４は、両端が開口した空洞１４ａを有する断面四角形状のチューブである。このチューブ１４内を、図３（ｂ）に矢印Ｙ１で示すように、溶接ナットＮが下方側に滑走（移動）してナットガイド２６で受け止められる。この際、チューブ１４の先端開口部分の上面側に固定部材３１により固定されたＬ字板３２で、溶接ナットＮが上方に飛び出ないようになっている。
【００３０】
次に、昇降駆動部１６は、ナット供給進退部１２の全体を次のように昇降させるものである。例えば、図１（ａ）に示すように、ナット供給進退部１２のナットチャック２４が、上部電極２及び下部電極３の間に配置されているとする。この際、図１（ｂ）に示すように、上部電極２の下面から突出する上部ピン２ａの真下に溶接ナットＮのネジ穴Ｎ２が位置する。
【００３１】
この状態において、昇降駆動部１６がナット供給進退部１２を上昇させると、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、ナットガイド２６に保持された溶接ナットＮのネジ穴Ｎ２が、上部ピン２ａに挿入された状態となる。この挿入された溶接ナットＮは、上部電極２に内蔵された永久磁石４０（図６参照）の磁力によって吸引保持される。この時点では、溶接ナットＮは、ナットチャック２４の下面側の磁石２７でも吸引保持されている。
【００３２】
この状態から、昇降駆動部１６がナット供給進退部１２を下降させると、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、溶接ナットＮがナットチャック２４から離れ、上部電極２の上部ピン２ａに挿入されて保持された状態となる。これは、上部電極２に内蔵された磁石４０（図６参照）の磁力が、ナットチャック２４の下面の磁石２７の磁力よりも所定以上強いことによる。つまり、ナットチャック２４を上部電極２から下げた場合に、上方の磁石４０が下方の磁石２７の磁力よりも強いので、溶接ナットＮが下方の磁石２７から離れ、上方の磁石４０に吸引保持されたままとなる。また、磁石４０に保持しやすくするため、磁石４０と磁石２７は反発するように組み付ける。
【００３３】
このように溶接ナットＮが上部電極２の上部ピン２ａに挿入されて保持された状態の上部電極２及び下部電極３の断面図を、図６に示す。また、図７に上部ピン２ａと下部ピン３ａとの双方の軸Ｐ１，Ｐ２が一致して当接した際の一部断面図を示す。
【００３４】
図６に示すように、上部電極２は上方に凸状に突出する上端部２ｂが、抵抗溶接機１の凹状の上部電極保持部１ａに嵌合固定されている。上部電極２において上端部２ｂの下方側内部は円柱形状の空洞２ｃとなっており下端側が開口している。この開口側にキャップ状の電極部２ｄが、矢印Ｙ４で指し示す嵌合構造により嵌合されている。電極部２ｄには、上部ピン２ａの下端部分（先端部分）を移動自在に挿通する貫通孔が形成されている。また、電極部２ｄは、抵抗溶接機１の溶接動作により損耗するので、矢印Ｙ４で示す嵌合構造により交換可能となっている。
【００３５】
上部ピン２ａは断面Ｔ字形状を成し、この上方側の断面横長部分（円板部分）が空洞２ｃ内に上下動自在に組み付けられ、断面Ｔ字形状の縦長の下端部分が電極部２ｄの貫通孔に上下動自在に挿通されて組み付けられている。また、上部ピン２ａの空洞２ｃ内の断面Ｔ字形状部分には、永久磁石４０が組み付けられている。
【００３６】
磁石４０は、環状を成し、上部ピン２ａの縦長の棒部分に挿通固定されている。ここで、磁石４０を環状磁石４０ともいう。この環状磁石４０は、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように下部ピン３ａで押し上げられる上部ピン２ａと一体に上下動する。
【００３７】
上部ピン２ａの上側の円板部分の上面には、永久磁石４１（下磁石４１ともいう）が載置固定されている。更に、図６に示す空洞２ｃ内の上部側には、永久磁石４２（上磁石４２ともいう）が、下磁石４１と離間して固定されている。上磁石４２の下端面４２ａと、下磁石４１の上端面４１ａとは、同極（例えばＳ極）となっている。下磁石４１が上部ピン２ａと共に上昇して上磁石４２へ近付くほどに、双方の磁石４１，４２間で反発力が高まる。なお、下磁石４１及び上磁石４２により、請求項記載の反発力発生手段が構成されている。
【００３８】
その反発力によって上部ピン２ａが下方側へ押圧され、上部ピン２ａの先端が下部ピン３ａの先端に当接した状態が保持される。また、上部ピン２ａを下方側へ押圧する反発力に対して、後述のように矢印Ｙ２で示す空気の圧力で下部ピン３ａを上に押し上げる力の方が、圧倒的に強くなっている。この力のアンバランスにより、図７（ｂ）に示すように下部ピン３ａで上部ピン２ａが押し上げられる。
【００３９】
このように上部ピン２ａと下部ピン３ａが当接した状態で上部電極２が下げられると、上部電極２の下端面が溶接ナットＮに当接し、この当接した状態で溶接ナットＮが押し下げられ、図７（ｃ）に示すように、溶接ナットＮがワークＷの上面に当接した状態となる。なお、上部電極２を下方へ下げるのではなく、逆に下部電極３を上方へ上げ、上記同様に溶接ナットＮがワークＷの上面に当接した状態となるようにしてもよい。
【００４０】
図６に示すように、下部電極３の下方側に凸状に突出する下端部３ｂの上方側内部は、下部ピン３ａが上下動自在な空洞３ｃが形成されている。空洞３ｃは、下部電極３の側面に開口する横穴が連通され、空洞３ｃの上側に下部ピン３ａが外部へ突き出る貫通孔が開口されている。空洞３ｃの横穴に、矢印Ｙ２で示すように、図示せぬコンプレッサで空気が吹き込まれると、この空気圧により下部ピン３ａが昇降し、下部ピン３ａの先端部が空洞３ｃの貫通孔から突き出た状態で保持される。
【００４１】
下部ピン３ａは、当該ピン３ａの上端部（先端部）が円錐形状で、この下方側の胴体部が円柱形状を成し、胴体部の下方側の下端部（基端部）が拡幅形状を成す。この下部ピン３ａは、下部電極３の空洞３ｃ内に上下動自在に挿通されており、拡幅部分で上方への移動が規制されている。このように下部ピン３ａが組み込まれた下部電極３は、下方側に凸状に突出する下端部３ｂが、抵抗溶接機１の凹状の下部電極保持部１ｂに嵌合固定されている。
【００４２】
一方、上部電極２の環状磁石４０は、空洞２ｃ内の最下端に位置する場合、環状磁石４０の磁力で上部ピン２ａに挿通された溶接ナットＮを吸引して保持する。しかし、図７（ｂ）に示すように、上部ピン２ａの上昇と共に環状磁石４０が所定距離離間すると、環状磁石４０は溶接ナットＮから離れるので、溶接ナットＮを吸引する力が弱まり、溶接ナットＮを保持できなくなる。このため、溶接ナットＮは上部ピン２ａから外れて落下（移動）し、下方側の下部ピン３ａの円錐形状の先端部に嵌合される。この嵌合位置は、ワークＷよりも上方位置である。なお、下部ピン３ａが上昇し、この下部ピン３ａの先端部が溶接ナットＮに嵌り込んで嵌合する場合もある。この場合、相対的には溶接ナットＮが下部ピン３ａの先端部に移動することになる。
【００４３】
＜実施形態の動作＞
次に、本実施形態の抵抗溶接用電極構造の上部電極２及び下部電極３により、溶接ナットＮをワークＷの所定溶接位置に当接する動作を説明する。
但し、溶接ナットＮは、図４に示すナット供給装置１０により上部電極２の上部ピン２ａに挿入され、図６に示すように保持されているとする。また、下部電極３の空洞３ｃの横穴に、図示せぬコンプレッサで矢印Ｙ２で示すように空気が吹き込まれ、この空気圧により下部ピン３ａが昇降し、その上端部が空洞３ｃから突き出た状態で保持されているとする。
【００４４】
図６に示す状態の上部電極２を、図７（ａ）に示すように下降させて上部ピン２ａの先端を、下部ピン３ａの先端に当接させる。この状態において、上部ピン２ａの軸Ｐ１と、下部ピン３ａの軸Ｐ２とが一致しているとする。この状態から、上部電極２を更に下降させると、図７（ｂ）に示すように、下部ピン３ａの先端部が上部ピン２ａを上方に押し上げて、溶接ナットＮのネジ穴Ｎ２に入り込む。この際、環状磁石４０も上部ピン２ａと一体に上方に移動する。
【００４５】
この状態では、環状磁石４０が溶接ナットＮから所定距離離間し、キャップ部２ｄからも離れるので、溶接ナットＮの吸引力が弱くなり、溶接ナットＮが上部ピン２ａから外れて落下し、下部ピン３ａの円錐形状の先端部に嵌まる。なお、上部ピン２ａが上昇する過程で、下磁石４１が上磁石４２に近づくので双方の反発力が強くなる。このため、上部ピン２ａの先端と下部ピン３ａの先端とは当接状態を保持し、離れることはない。
【００４６】
ここで、仮に反発力が無いことを想定すると、下部ピン３ａで押し上げた際に上部ピン２ａが上に跳ね上がって溶接ナットＮが外れて落下したり、溶接ナットＮの位置がずれて下部ピン３ａの先端部に嵌まらなくなるといった不具合が生じる。しかし、本実施形態では、上記のように反発力で上部ピン２ａの先端と下部ピン３ａの先端との当接状態を保持しているので、そのような不具合は生じない。
【００４７】
また、溶接ナットＮが下部ピン３ａの先端部に適正に嵌合された場合は、溶接ナットＮの中心軸が、下部ピン３ａの軸Ｐ２に一致することになる。この際、予め下部ピン３ａに挿通されたワークＷの貫通口の中心軸は、下部ピン３ａの軸Ｐ２に一致している。このため、溶接ナットＮのネジ穴Ｎ２とワークＷの貫通孔との各中心軸が１つの下部ピン３ａの軸Ｐ２に一致した状態となる。
【００４８】
ここで、溶接ナットＮとワークＷとは、各中心軸が一致するように、ワークＷの上面に溶接ナットＮが載置された場合に、溶接ナットＮの４隅下方の各突起部Ｎ１がワークＷの上面の予め定められた溶接位置にセットされるようになっているとする。
【００４９】
従って、図７（ｂ）に示す状態から図７（ｃ）に示すように、上部電極２を更に下降させて上部ピン２ａを下部ピン３ａで押し上げると、下部ピン３ａの１つの軸Ｐ２で、溶接ナットＮとワークＷの各中心軸が一致しているので、溶接ナットＮの４隅下方の各突起部Ｎ１がワークＷの上面の予め定められた溶接位置にセットされる。このセット状態で抵抗溶接機１により溶接を行えば、溶接ナットＮがワークＷの所定位置に適正に溶接される。また、溶接後に上部電極２と下部電極３とを上下に離間させると、上部電極２内の磁石４０と４２の反発力により上部ピン２ａが上部電極２の下方側へ突出する。
【００５０】
次に、図６に示す状態の上部電極２を、図８（ａ）に示すように下降させて、上部ピン２ａの先端を下部ピン３ａの先端に当接させた場合に、上部ピン２ａの軸Ｐ１と、下部ピン３ａの軸Ｐ２とがずれたとする。
【００５１】
この軸Ｐ１と軸Ｐ２がずれた状態において、上部電極２を下降させると、図８（ｂ）に示すように、下部ピン３ａの先端部が上部ピン２ａを上方に押し上げて、溶接ナットＮのネジ穴Ｎ２に入り込む。この際も前述で説明したと同様に、環状磁石４０が上部ピン２ａと共に押し上げられて磁力が弱まり、溶接ナットＮが上部ピン２ａから落下して下部ピン３ａの先端部に嵌まる。
【００５２】
つまり、溶接ナットＮは、上部ピン２ａの軸Ｐ１と下部ピン３ａの軸Ｐ２とがずれた状態でも、上部ピン２ａから外れ、下部ピン３ａに嵌まることになる。これによって、溶接ナットＮの中心軸は、下部ピン３ａの軸Ｐ２に一致することになる。このため、溶接ナットＮのネジ穴Ｎ２とワークＷの貫通孔とが１つの下部ピン３ａに上下に離間して嵌まった状態となるので、溶接ナットＮとワークＷの各中心軸が１つの下部ピン３ａの軸Ｐ２に一致した状態となる。
【００５３】
この状態で、図８（ｃ）に示すように、上部電極２を更に下降させて下部ピン３ａを押し下げると、下部ピン３ａの１つの軸Ｐ２に溶接ナットＮとワークＷの各中心軸が一致しているので、溶接ナットＮの４隅下方の各突起部Ｎ１がワークＷの上面の予め定められた溶接位置に当接する。この当接状態で抵抗溶接機１により溶接を行えば、溶接ナットＮがワークＷの所定位置に適正に溶接される。
【００５４】
＜実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態の抵抗溶接用電極構造は、上下に対向配置される上部電極２と下部電極３との間に挟まれた溶接ナットＮとワークＷを、各電極２，３間の通電により溶接する抵抗溶接機１に適用されるものである。
【００５５】
本実施形態の特徴は、上部電極２の内部に形成した空洞２ｃ内に、磁石（永久磁石）４１が固定された上部ピン２ａを、当該上部ピン２ａの先端部が上部電極２の下方側に突出可能に上下動自在に内蔵する。また、下部電極３の内部に形成した空洞３ｃ内に、下部ピン３ａを、上部ピン２ａと対向状態に配置すると共に、下部ピン３ａの先端部が下部電極３の上方側に突出可能に上下動自在に内蔵する。
【００５６】
そして、上部ピン２ａの先端部が上部電極２から下方側へ突出した状態では、当該突出した上部ピン２ａの先端部に挿通された溶接ナットＮが磁石４０の磁力で吸引保持されるようにする。また、磁石４０が溶接ナットＮから所定距離離間するように上部ピン２ａが下部ピン３ａで押し上げられた状態では、磁石４０による溶接ナットＮの吸引力の減衰により当該溶接ナットＮが上部ピン２ａから外れて落下し、この落下した溶接ナットＮが、下部ピン３ａに挿通された下部電極３へのワークＷのセット位置よりも上方の下部ピン３ａの位置に嵌合されるように構成した。
【００５７】
この構成によれば、次のような効果を得ることができる。下部ピン３ａにワークＷの貫通孔が挿通されて下部電極３にセットされ、また、上部ピン２ａの先端部に溶接ナットＮが挿通され、磁石４０の磁力で上部電極２に吸引保持されているとする。この際に、下部ピン３ａの先端部が溶接ナットＮの貫通孔に挿入されながら、下部ピン３ａで上部ピン２ａが押し上げられると、これに伴い磁石４０が上方に離れて溶接ナットＮの吸引力が弱まり、溶接ナットＮが上部ピン２ａから外れ、下部ピン３ａの先端部に嵌合される。この溶接ナットＮは、下部ピン３ａに挿通されたワークＷの上方に離間して嵌合される。この際、溶接ナットＮとワークＷとの各貫通孔が１本の下部ピン３ａに上下に離間して嵌まった状態となるため、溶接ナットＮとワークＷの各貫通孔の中心軸が上下に一致した状態となる。
【００５８】
ここで、溶接ナットＮとワークＷの双方の中心軸が一致して当接した状態が、双方の予め定められた溶接位置であるとする。前述した溶接ナットＮとワークＷの各貫通孔の中心軸が上下に一致した状態から、上部電極２を下降させて溶接ナットＮをワークＷに当接させると、双方は１本の下部ピン３ａで各貫通孔の中心軸が上下に一致しているので、溶接ナットＮを、ワークＷの上面の予め定められた溶接位置に適正にセットすることができる。なお、下部ピン３ａを押し下げる際に、溶接ナットＮは下部ピン３ａの上端部に嵌合され、溶接ナットＮ上面が上部電極２ａの下面で押し付けられているので、下降途中で落下することはない。
そのセット状態で上部電極２及び下部電極３を通電して溶接を行えば、溶接ナットＮをワークＷの所定位置に適正に溶接することができる。
【００５９】
また、上部電極２の空洞内の上部ピン２ａの上に、上部ピン２ａが上昇する程に上部ピン２ａを下方へ押し付ける反発力を発生する反発力発生手段としての下磁石４１及び上磁石４２を更に備える。下磁石４１と上磁石４２の対向面は同極（例えばＳ極）となっており、上部ピン２ａが下部ピン３ａで押し上げられると、上部ピン２ａを、この押し上げ方向と反対方向へ押し下げる反発力を発生するようになっている。
【００６０】
この構成によれば、上部ピン２ａが下部ピン３ａで押し上げられると、その上部ピン２ａと一体に下磁石４１が上磁石４２に近づき、上磁石４２と下磁石４１との間に反発力が発生する。つまり、上部ピン２ａが押し下げられる反発力が発生するので、上部ピン２ａ及び下部ピン３ａの当接端は当接状態を保持し、離れることはない。従って、上部ピン２ａ及び下部ピン３ａの当接端が離れることによって、溶接ナットＮが外れて落下したり、溶接ナットＮの位置がずれて下部ピン３ａの先端部に嵌まらなくなるといった不具合が生じることが無くなる。
【００６１】
この他、反発力発生手段としては、下磁石４１及び上磁石４２に代え、コイルバネ等のバネを用いてもよい。バネは、空洞２ｃの上面と上部ピン２ａの上面との間に介在させる。このバネは、上部ピン２ａが上昇する程に縮んで反発力が高まるので、上部ピン２ａを下方側へ押し付ける。これにより、上部ピン２ａの先端が下部ピン３ａの先端に当接した状態を保持することができる。
【００６２】
更に、反発力発生手段を次の様な構成としてもよい。即ち、図６に示す上部電極２の空洞２ｃに、下部電極３の空洞３ｃと同様に横穴を連通して設け、その横穴から図示せぬコンプレッサにより空気を送り込んで空洞２ｃ内を正圧とする構成でもよい。この構成の場合、上部ピン２ａが上昇する程に、空洞２ｃ内の正圧により、上部ピン２ａを押し下げる反発力が生じるので、上部ピン２ａの先端が下部ピン３ａの先端に当接した状態を保持することができる。
【００６３】
また、上部ピン２ａに固定された磁石４０は、環状を成して上部ピン２ａに挿通されている構成とした。
【００６４】
この構成によれば、上部ピン２ａの先端部が上部電極２から下方側へ突出した状態では、その突出した上部ピン２ａの先端部に挿通された溶接ナットＮが、磁石４０の磁力で吸引保持されるが、この際、磁石４０は環状を成すので次のような効果を奏する。環状磁石４０が上部ピン２ａに挿通されているので、この下方側で上部ピン２ａの先端部に挿通された溶接ナットＮに対して、環状磁石４０の磁力が溶接ナットＮ対向面全面に当たる状態となる。このため、溶接ナットＮをより強力に吸引して上部電極２に保持することができる。
【００６５】
また、上部ピン２ａの先端部が上部電極２から下方側へ突出した状態では、磁石４０が上部電極２の空洞内の底面に当接し、また、上部ピン２ａの先端部が突出しないように上部ピン２ａが押し上げられた状態では、磁石４０が空洞内の底面から離間する状態とされている。
【００６６】
この構成によれば、磁石４０が上部電極２の空洞内の底面に当接している場合、上部電極２から突出した上部ピン２ａに挿通される溶接ナットＮを磁石４０の磁力で吸引して確実に保持することができる。また、上部ピン２ａの上昇と共に磁石４０が上部電極２の底面から離間すると、磁石４０は溶接ナットＮから離れるので、溶接ナットＮを吸引する力が弱まり、溶接ナットＮを保持できなくなる。
【００６７】
ところで、本実施形態の抵抗溶接用電極構造のように、溶接ナットＮを保持するための磁石４０に永久磁石を用いた場合、ロボットシステム工程において次のような効果を得ることが可能となる。例えば、ロボットシステム工程において、上部電極２の上部ピン２ａに溶接ナットＮを保持中に停電となったとする。この場合、ロボットシステム工程では、復旧時に停電時点の状態から始めなければならない。
【００６８】
しかし、特許文献１のようにコンプレッサの空気圧で溶接ナットＮを保持する構造では、停電で溶接ナットＮが落ちてしまうので、復旧時には停電で動作が停止した状態とは異なった状態となっている。この場合、人が溶接ナットＮを拾って上部電極に溶接ナットＮを空気圧で保持させ、停電停止時の状態に戻す作業が必要となる。このため、復旧時に即時、停電時点の状態から始めることができない。
【００６９】
本実施形態では、永久磁石４０で上部電極２に溶接ナットＮが保持されているので、停電時でも溶接ナットＮが落ちることはない。このため、復旧時に即時、停電時点の状態から開始することができる。
【００７０】
更に、この他、下部ピン３ａは、上部ピン２ａから外れた溶接ナットＮが、下部ピン３ａに挿通され、下部電極３にセットされたワークＷよりも上方側で引っ掛かって嵌合される形状であればよい。
【００７１】
例えば、図９に示すように、段差がある円錐形状の上端部（先端部）を有する下部ガイドピン３ｅでもよい。この下部ピン３ｅでは、上端部の円錐形状の下側の段差部分に、外れた溶接ナットＮが引っ掛かって保持されることになる。この形状でも、下部ピン３ａの軸Ｐ２に、溶接ナットＮとワークＷの各貫通穴の中心軸が一致するので、ワークＷの所定の溶接位置に溶接ナットＮを適正にセットすることができる。
【００７２】
その他、具体的な構成について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。溶接ナットＮは、一般的な各種のナットでもよく、この他、ナット以外の磁性材料による環状金属部材でもよい。なお、環状磁石４０は、電磁石であってもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１  抵抗溶接機
２  上部電極
２ｃ  空洞
２ｄ  電極部
２ａ  上部ガイドピン（上部ピン）
３  下部電極
３ａ  下部ガイドピン（下部ピン）
３ｃ  空洞
１０  ナット供給装置
１２  ナット供給進退部
１６  昇降駆動部
４０  永久磁石（第１磁石）
４１  永久磁石（第２磁石）
４２  永久磁石（第３磁石）
Ｎ  溶接ナット
Ｎ２  ネジ穴
Ｗ  ワーク
【要約】
【課題】抵抗溶接機の上部電極に着脱自在に保持したナットを、下部電極への移動途中で脱落させることなく、下部電極にセットされたワークの所定溶接位置に適正に合わせてセットすること。
【解決手段】上部電極２の空洞２ｃ内に、磁石４０が固定された上部ピン２ａを、この先端部が上部電極２の下方側に突出可能に上下動自在に内蔵し、下部電極３の空洞３ｃ内に、下部ピン３ａを、上部ピン２ａと対向状態に配置すると共に、下部ピン３ａの先端部が下部電極３の上方側に突出可能に上下動自在に内蔵する。上部ピン２ａの先端部が下方側へ突出した状態では、その先端部に挿通された溶接ナットＮが磁石４０で吸引保持される。磁石４０が溶接ナットＮから所定距離離間するように上部ピン２ａが下部ピン３ａで押し上げられた状態では、磁石４０の吸引力の減衰により溶接ナットＮが上部ピン２ａから外れて落下し、下部ピン３ａのワークＷよりも上方位置に嵌合される。
【選択図】  図７【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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