(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接の対象となる軸状部品が、雄ねじが形成された軸部と、該軸部と一体に形成された円形のフランジ部と、前記軸部とは反対側のフランジ部の端面に形成された溶着用突起を有し、この溶着用突起は円形であるとともに、フランジ部の中心部に形成されているものであり、
前記軸状部品が進退作動式の供給ロッドに取り付けられている保持部材に保持され、前記供給ロッドを進出させて前記軸状部品を所定の位置に待機させ、受入孔を有する電極を進出させて前記軸状部品を相対的に前記受入孔に挿入し、この挿入された状態で前記軸状部品を鋼板部品に対して電気抵抗溶接を行うものにおいて、
前記保持部材が、前記供給ロッドに対して電極の進出方向側へ揺動できるように取り付けられ、
前記保持部材に、前記フランジ部が着座する保持面と、この保持面に前記溶着用突起の収容溝が形成された保持凹部が設けられ、さらに、前記保持凹部には、保持部材が押し開かれたときに、フランジ部を保持凹部から抜け出させるための開放部が形成され、
前記電極の進出動作によって、前記軸状部品のフランジ部の外周角部が、前記保持部材の保持面と収容溝の角部を擦りながら前記保持部材を揺動させて、前記軸状部品が前記鋼板部品に到達するように構成したことを特徴とする軸状部品の溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、軸状部品を所定の位置に待機させ、受入孔を有する電極を進出させて前記軸状部品を相対的に前記受入孔に挿入し、この挿入された状態で前記軸状部品を鋼板部品に対して電気抵抗溶接を行う軸状部品の溶接装置に関している。
【背景技術】
【０００２】  特開平１０−０４３８７０号公報には、供給ロッドの先端部に揺動可能な状態で保持部材が設けられ、この保持部材に取付けられた短い位置決めピンにプロジェクションナットのねじ孔を合致させ、その後、可動電極を進出させて可動電極のガイドピンを前記ねじ孔に挿入し、さらに可動電極を進出させて保持部材を揺動させながらプロジェクションナットを鋼板部品に溶接することが記載されている。【０００３】  特許第２７６１８４４号公報や特許第３２６３７５４号公報には、傾斜したカム面を有する開閉式のチャックでプロジェクションボルトを挟み付けて所定の位置に保持し、そこへ可動電極を進出させて可動電極を前記カム面に押し付けて前記一対のチャックを押し広げながらボルト押し出して鋼板部品に溶接することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−０４３８７０号公報
【特許文献２】特許第２７６１８４４号公報
【特許文献３】特許第３２６３７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  上記特許文献１に記載されている技術は、ナットのねじ孔に進入する電極ガイドピンの長さが短いので、電極進出時に保持部材が揺動するときにナットの片側に保持部材が接触して、ナットが電極端部から弾き飛ばされる虞がある。したがって、動作信頼性に問題がある。また、特許文献１の技術は、孔あき部品の特質を考慮して発案されたものであり、軸状部品の供給と溶接には適用できない。【０００６】  特許文献２および特許文献３に記載されている技術は、電極の変位がチャックのカム面に伝えられるものなので、カム面の形状や傾斜角度、とくにカム面が左右対称であることが、正確なチャック開閉にとって不可欠である。しかし、このような高精度のチャック機構を製作することは、製作工数が増大したり、構造的に複雑になったりするので、原価面などにおいて得策ではない。【０００７】  本発明は、上記の問題点を解決するために提供されたもので、軸状部品と可動電極の一体化を確実に図り、軸状部品を保持している保持部材を単純な動作で正確に揺動させることができる軸状部品の溶接装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  請求項１記載の発明は、
溶接の対象となる軸状部品が、雄ねじが形成された軸部と、該軸部と一体に形成された円形のフランジ部と、前記軸部とは反対側のフランジ部の端面に形成された溶着用突起を有し、この溶着用突起は円形であるとともに、フランジ部の中心部に形成されているものであり、
前記軸状部品が進退作動式の供給ロッドに取り付けられている保持部材に保持され、前記供給ロッドを進出させて前記軸状部品を所定の位置に待機させ、受入孔を有する電極を進出させて前記軸状部品を相対的に前記受入孔に挿入し、この挿入された状態で前記軸状部品を鋼板部品に対して電気抵抗溶接を行うものにおいて、
前記保持部材が、前記供給ロッドに対して電極の進出方向側へ揺動できるように取り付けられ、
前記保持部材に、前記フランジ部が着座する保持面と、この保持面に前記溶着用突起の収容溝が形成された保持凹部が設けられ、さらに、前記保持凹部には、保持部材が押し開かれたときに、フランジ部を保持凹部から抜け出させるための開放部が形成され、
前記電極の進出動作によって、前記軸状部品のフランジ部の外周角部が、前記保持部材の保持面と収容溝の角部を擦りながら前記保持部材を揺動させて、前記軸状部品が前記鋼板部品に到達するように構成したことを特徴とする軸状部品の溶接装置である。
【発明の効果】
【０００９】  前記保持部材に保持されて所定の位置に待機している軸状部品に対して、受入孔が形成された電極が進出してきて軸状部品が相対的に受入孔に進入する。この進入によって軸状部品と電極との一体化が確実に図られる。すなわち、受入孔の内径と軸状部品の外径の差を最小化するとともに、受入孔に対する軸状部品の挿入長さをできるだけ長くすることが可能であるから、電極に対する軸状部品の傾きが最小化されて、電極と軸状部品の一体化がなされる。このため、軸状部品の先端部分が保持部材の保持面の所定箇所に正確に接触し、電極の進出初期における前記接触箇所が常に一定の箇所となり、正確な保持部材の揺動開始がえられる。【００１０】  さらに、電極の進出にともなう軸状部品と前記保持面との擦れ合う箇所も一定の擦れ軌跡となり、保持部材の揺動が確実にえられる。このような一連の動作によって、電極の進出による保持部材の揺動退避が正確に達成されて、軸状部品の溶接が確実に行われる。【００１１】  また、軸状部品の先端部分が保持部材の保持面に擦りつけられるので、クロム銅などで作られた電極の先端角部を摩耗させることがなく、電極の耐久性向上にとって効果的である。つまり、電極は通電性や放熱性を考慮してクロム銅のような材料で作られているが、耐摩耗性が低いという問題がある。しかし、上記のように軸状部品の先端部分が擦りつけられるので、このような問題が解消される。【００１２】  軸状部品は、雄ねじが形成された軸部と該軸部と一体に形成されたフランジ部と前記軸部とは反対側のフランジ部の端面に形成された溶着用突起によって形成されたプロジェクションボルトであり、前記軸部が相対的に前記受入孔に挿入され、前記フランジ部の外周角部または溶着用突起が前記保持面を擦りながら前記保持部材を揺動させるように構成した。【００１３】  軸状部品が、雄ねじが形成された軸部と該軸部と一体に形成されたフランジ部と前記軸部とは反対側のフランジ部の端面に形成された溶着用突起によって形成されたプロジェクションボルトとされている。したがって、電極が進出すると、フランジ部の外周角部分が前記保持面に擦りつけられたり、溶着用突起が保持面に擦りつけられたりして、前記保持部材を的確に揺動させてプロジェクションボルトの溶接が確実になされる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】装置全体の側面図や部分的な断面図である。
【図２】動作過程を示す側面図および部分的な平面図である。
【図３】具体的な電極の構造を示す断面図である。
【図４】他の事例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】  つぎに、本発明に係る軸状部品の溶接装置を実施するための形態を説明する。
【実施例１】
【００１６】  図１〜図３は、本発明の実施例１を示す。【００１７】  最初に、軸状部品について説明する。【００１８】  軸状部品としては、回転部材を支持する軸、プロジェクションボルトなど種々なものがあるが、ここでは後者のプロジェクションボルトである。以下の説明において、プロジェクションボルトを単にボルトと表現する場合もある。【００１９】  プロジェクションボルト１は、雄ねじが形成された軸部２と、該軸部２と一体に形成された円形のフランジ部３と、前記軸部２とは反対側のフランジ部３の端面に形成された溶着用突起４を有している。この溶着用突起４は円形であり、フランジ部３の中心部に形成されている。各部の寸法は、軸部２の直径と長さがそれぞれ６ｍｍと２２ｍｍ、フランジ部３の直径と厚さがそれぞれ１３ｍｍと１．２ｍｍ、溶着用突起４の直径と高さがそれぞれ６．５ｍｍと１ｍｍである。【００２０】  つぎに、電極の配置について説明する。【００２１】  進退動作をする可動電極５と静止状態の固定電極６が電極軸線Ｏ−Ｏ上に配置してある。可動電極５にはその中心部に受入孔７が形成され、可動電極５の端面３８に開口している。固定電極６上に載置された鋼板部品８にボルト１が溶接されるようになっている。【００２２】  つぎに、供給装置について説明する。【００２３】  軸部２を移動させて電極軸線Ｏ−Ｏ上に停止させるために供給装置が設けてある。供給装置の形式としては、供給ロッドが水平方向に進退する形式のものや、供給ロッドが斜め方向に進退する形式のものなど種々なものがある。ここでは、後者の形式である。【００２４】  傾斜姿勢で配置したエアシリンダ９のピストンロッドによって供給ロッド１０が形成されている。進退駆動手段である前記エアシリンダ９にブラケット１１が結合され、その下側が機枠などの静止部材１２に固定してある。【００２５】  供給ロッド１０の先端部に、保持部材である保持ヘッド１４が結合してある。この保持ヘッド１４は、供給ロッド１０の先端に固定した支持ブロック１５と、この支持ブロック１５に揺動可能な状態で結合した揺動ブロック１６の２部材によって構成されている。両ブロック１５、１６は、ステンレス鋼製のほぼ直方体とされた部材に機械加工を施したもので、支持ブロック１５に供給ロッド１０がねじ込みあるいは溶接で結合され、揺動機構１７を介して揺動ブロック１６が支持ブロック１５に結合してある。【００２６】  前記揺動機構１７の機能は、所定の位置で静止している保持ヘッド１４に対して可動電極５が進出したときに、揺動ブロック１６を可動電極５の進出側へ揺動させ、可動電極５が復帰したときに揺動ブロック１６を元の位置に復帰させるものである。このような揺動機能を果たすための構造としては、種々なものが採用できる。【００２７】  ここでは、図１（Ｃ）に示すように、支持ブロック１５の両側面１８を揺動ブロック１６に設けた２つの突片１９で挟み付け、結合軸２０を両突片１９と支持ブロック１５に貫通させた構造である。支持ブロック１５の中央部を切り欠いて凹部２２を形成し、ここにリターンスプリング２３が格納してある。このリターンスプリング２３は、コイルスプリングの中心部を結合軸２０が貫通し、コイルスプリングの一端が支持ブロック１５に固定され、他端が揺動ブロック１６に押し当てられている。こうすることにより、図１（Ａ）において揺動ブロック１６に対して、反時計方向の回転力が付与される。可動電極５の進出で揺動ブロック１６を揺動させるために、結合軸２０は電極軸線Ｏ−Ｏに対して直角に食い違っている。【００２８】  揺動ブロック１６には、保持凹部２４が形成してあり、その底面によって構成された保持面２５に、図１（Ｂ）や図２（Ｄ）に示すように、前記フランジ部３が密着した状態で着座するようになっている。この保持面２５は平坦な面であり、保持ヘッド１４が所定の位置に停止したときに、前記軸部２が電極軸線Ｏ−Ｏと同軸となるようにしてある。そのために、電極軸線Ｏ−Ｏが鉛直方向であれば、保持面２５の面姿勢は水平方向に設定してある。このような方向性を確保するために、揺動ブロック１６の端面を傾斜面としたストッパ面２６とし、この傾斜角度を選定するとともに、結合軸２０を水平方向に配置してある。なお、結合軸２０から離隔した側の保持凹部２４に開放部２７が形成してある。【００２９】  フランジ部３には溶着用突起４が形成してあるので、この突出部分を収容するために、保持面２５に収容溝２８が形成してある。【００３０】  静止部材１２にパーツフィーダ（図示していない）から延びてきている部品供給管２９が固定され、供給ロッド１０が最も後退した位置で保持凹部２４にボルト１が移載されるようになっている。【００３１】  前記保持凹部２４の保持面２５に着座しているボルト１の位置がずれたりしないようにするために、吸引手段である磁石が採用されている。これが第１磁石３１であり、この第１磁石３１は揺動ブロック１６の中心部に挿入孔が開けられ、そこに埋め込んである。第１磁石３１は、永久磁石で構成してある。【００３２】  つぎに、可動電極の具体的な構造を説明する。【００３３】  可動電極５の具体的な構造は、図３に示されている。可動電極５の受入孔７に挿入されたボルト１を保持するために、第２磁石３２が受入孔７の奥部に取り付けてある。第２磁石３２の中心線は、電極軸線Ｏ−Ｏと合致している。そして、第２磁石３２は、永久磁石で構成してある。【００３４】  第２磁石３２は、受入孔７の内径よりも大きな外径のカップ状の容器３３内に収容され、円柱形の断熱片３４が第２磁石３２に密着した状態で容器３３に溶接してある。断熱片３４は受入孔７内に突き出ている。受入孔７の内径よりも大きな内径とされた大径孔３５内に、容器３３が摺動可能な状態で挿入されている。容器３３と大径孔３５の内端面３６の間に、圧縮コイルばね３７が挿入されている。溶着用突起４が鋼板部品８に押し付けられると、圧縮コイルばね３７が圧縮されてフランジ部３が可動電極５の端面３８に密着するようになっている。【００３５】  上記断熱片３４は、第２磁石３２に伝達される溶接熱の熱量を少なくするために配置してあり、同時に第２磁石３２の一部を構成している。したがって、断熱片３４には磁性材料である鉄が使用されている。一方、容器３３は非磁性材料であるステンレス鋼で作られている。なお、可動電極５の本体や揺動ブロック１６は非磁性材料で作られており、可動電極本体はクロム銅、揺動ブロ��ク１６はステンレス鋼で作られている。このようにして、第１磁石３１や第２磁石３２の磁力を効果的にボルト１へ作用させている。【００３６】  図３に示すように、受入孔７に挿入されたボルト１は、第２磁石３２の磁力で軸部２が断熱片３４に密着しおり、この状態ではフランジ部３と可動電極５の端面３８との間に隙間Ｌが付与されている。【００３７】  つぎに、装置の動作について説明する。【００３８】  エアシリンダ９の動作で供給ロッド１０が最も後退しているときに、部品供給管２９と揺動ブロック１６の保持凹部２４が合致している。この状態で部品供給管２９からボルト１が保持凹部２４に供給されると、図１（Ｂ）や図２（Ｄ）に示すように、ボルト１のフランジ部３が前記保持面２５に着座し、第１磁石３１で吸引されて位置決めがなされる。ついで、供給ロッドが１０進出し、軸部２が電極軸線Ｏ−Ｏに合致した箇所、すなわち図１（Ａ）の実線図示の箇所で供給ロッド１０の進出が停止する。この状態が軸部２の待機状態である。【００３９】  その後、可動電極５が進出すると、待機している軸部２が相対的に受入孔７内に進入し、図２（Ａ）に示すように、断熱片３４が軸部２の端部に突き当たる。引き続いて可動電極５が進出すると、圧縮コイルばね３７は縮められることなくフランジ部３の外周端、すなわちフランジ部３の先端部分が保持面２５を加圧し、前記リターンスプリング２３の回転復元力に抗して、前記結合軸２０を中心にして揺動ブロック１６が時計方向に回動を開始する。【００４０】  この回動開始時には、図２（Ｄ）に示すように、フランジ部３の外周角部がＰ１で示された箇所に点接触をしながら擦れ移動を行い、揺動が開始される。このＰ１点は保持面２５を擦りながら前記開放部２７の方へ移動する。この実施例では溶着用突起４を収容する収容溝２８が形成してあるので、Ｐ１点が収容溝２８の領域に達すると、今度は収容溝２８の角部３９、３９をフランジ部３の外周角部が擦りつけながら、揺動ブロック１６を押し開いて行く。このような擦り動作は、保持凹部２４の中心線Ｘ−Ｘ上をＰ１点が移動することによって行われる。【００４１】  さらに可動電極５が進出すると、フランジ部３は前記開放部２７から抜け出て、図２（Ｃ）に示すように、可動電極５の外周面が揺動ブロック１６を押し開いた状態となり、溶着用突起４が鋼板部品８に押し付けられる。この押し付けによって、圧縮コイルばね３７が圧縮されながら前記端面３８がフランジ部３の端面に密着し、隙間Ｌが消滅する。この状態で溶接電流が通電されて、溶着用突起４が鋼板部品８に溶着する。【００４２】  上述の動作から明らかなように、圧縮コイルばね３７のばね力は、リターンスプリング２３の復元ばね力よりも強く設定してある。また、揺動ブロック１６が揺動を開始するときには、第１磁石３１の吸引力に勝る力でフランジ部３が進出する。【００４３】  なお、上記各種のエアシリンダに換えて、進退出力をする電動モータを採用することもできる。また、上記各種の永久磁石を電磁石に置き換えることも可能である。【００４４】  上述の動作は、一般的に採用されている制御手法で容易に行わせることが可能である。制御装置またはシーケンス回路からの信号で動作す��空気切換弁や、エアシリンダの所定位置で信号を発して前記制御装置に送信するセンサー等を組み合わせることによって、所定の動作を確保することができる。【００４５】  以上に説明した実施例１の作用効果は、つぎのとおりである。【００４６】  前記保持部材である揺動ブロック１６に保持されて所定の位置に待機しているボルト１に対して、受入孔７が形成された可動電極５が進出してきてボルト１が相対的に受入孔７に進入する。この進入によってボルト１と可動電極５との一体化が確実に図られる。すなわち、受入孔７の内径と軸部２の外径の差を最小化するとともに、受入孔７に対する軸部２の挿入長さをできるだけ長くすることが可能であるから、可動電極５に対するボルト１の傾きが最小化されて、可動電極５とボルト１の一体化がなされる。このため、ボルト１の先端部分が揺動ブロック１６の保持面２５の所定箇所Ｐ１点に正確に接触し、可動電極５の進出初期における前記接触箇所Ｐ１点が常に一定の箇所となり、正確な揺動ブロック１６の揺動開始がえられる。【００４７】  さらに、可動電極５の進出にともなうボルト１と保持面２５との擦れ合う箇所も一定の擦れ軌跡となり、揺動ブロック１６の揺動が確実にえられる。このような一連の動作によって、可動電極５の進出による揺動ブロック１６の揺動退避が正確に達成されて、ボルト１の溶接が確実に行われる。【００４８】  また、ボルト１のフランジ部３の先端角部が揺動ブロック１６の保持面２５に擦りつけられるので、クロム銅などで作られた可動電極５の先端角部を摩耗させることがなく、電極の耐久性向上にとって効果的である。つまり、電極は通電性や放熱性を考慮してクロム銅のような材料で作られているが、耐摩耗性が低いという問題がある。しかし、上記のようにボルト１の先端部分が擦りつけられるので、このような問題が解消される。【００４９】  上述のようにボルト１の先端角部が保持面２５に擦りつけられるのは、ボルト１が受入孔７に挿入されたときに、軸部２が断熱片３４に突き当たり可動電極５の端面３８とフランジ部３の間に隙間Ｌが存在させてあるからである。実際には、大径孔３５や受入孔７の内側に絶縁材で作られた絶縁筒が配置され、これによって受入孔７に挿入されたボルト１と可動電極５とは絶縁状態とされている。そして、溶着用突起４が鋼板部品８に加圧されたときに圧縮コイルばね３７が圧縮されてフランジ部３が端面３８に密着して導通可能な状態となる。この導通によってボルト１が正常に受入孔７に挿入されていることを電気的に検知している。【００５０】  軸状部品は、雄ねじが形成された軸部２と該軸部２と一体に形成されたフランジ部３と前記軸部２とは反対側のフランジ部３の端面に形成された溶着用突起４によって形成されたプロジェクションボルト１であり、前記軸部２が相対的に前記受入孔７に挿入され、前記フランジ部３の外周角部が前記保持面２５を擦りながら揺動ブロック１６を揺動させるように構成されている。【００５１】  軸状部品が、雄ねじが形成された軸部２と該軸部２と一体に形成されたフランジ部３と前記軸部２とは反対側のフランジ部３の端面に形成された溶着用突起４によって形成されたプロジェクションボルト１とされている。したがって、可動電極５が進出すると、フランジ部３の外周角部分が前記保持面２５に擦りつけられ、前記揺動ブロック１６を的確に揺動させてプロジェクションボルトの溶接が確実になされる。
【実施例２】
【００５２】  図４は、本発明の実施例２を示す。【００５３】  この実施例２は、プロジェクションボルト１の溶着用突起４が小さな突起状の形、すなわち「いぼ状突起」であり、フランジ部３の外周寄りの円周上に１２０度間隔で３個配置してある。そして、軸部２は全長にわたって受入孔７に挿入され、第２磁石３２に吸引されてフランジ部３が端面３８に密着している。また、フランジ部３の直径は可動電極５の直径とほぼ同じである。また、保持凹部２４の保持面２５には、実施例１のような収容溝２８は形成されておらず、保持凹部２４の底面全体が平坦な保持面２５とされている。【００５４】  ３個の溶着用突起４が図２（Ｅ）に鎖線で示す位置に配置されている場合には、保持凹部２４の中心線Ｘ−Ｘ上に１つの溶着用突起４が存在している。そのため、ボルト１の先端部分が揺動ブロック１６の保持面２５に接触している所定箇所は、１つの溶着用突起４と保持面２５との接触箇所Ｐ２点となる。【００５５】  ３個の溶着用突起４が図２（Ｅ）に示す位置から６０度回った位置に移動している場合には、前記Ｐ２は２個の溶着用突起４の接触箇所において形成される。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の実施例１と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。【００５６】  可動電極５が進出すると、接触箇所Ｐ２から擦れ動作が開始されて、実施例１と同様な動作経過を経て溶接が完了する。つまり、ボルト１が、雄ねじが形成された軸部２と該軸部２と一体に形成されたフランジ部３と前記軸部２とは反対側のフランジ部３の端面に形成された３個の溶着用突起４によって形成されたプロジェクションボルト１とされている。したがって、可動電極５が進出すると、１つまたは２つの溶着用突起４がＰ２点において保持面２５に擦りつけられて、前記揺動ブロック１６を的確に揺動させてプロジェクションボルトの溶接が確実になされる。それ以外の作用効果は、先の実施例１と同じである。【００５７】  上述の各実施例から明らかなように、ボルト１の先端部分は、実施例１においてはフランジ部３の外周角部であり、実施例２においてはフランジ部３の外周近傍に配置された溶着用突起４である。
【産業上の利用可能性】
【００５８】  上述のように、本発明の装置によれば、軸状部品と可動電極の一体化を確実に図り、軸状部品を保持している保持部材を単純な動作で正確に揺動させることができる。したがって、自動車の車体溶接工程や、家庭電化製品の板金溶接工程などの広い産業分野で利用できる。
【符号の説明】
【００５９】  １    プロジェクションボルト、軸状部品
２    軸部
３    フランジ部
４    溶着用突起
５    可動電極
６    固定電極
７    受入孔
８    鋼板部品
１０    供給ロッド
１４    保持ヘッド、保持部材
１６    揺動ブロック
１７    揺動機構
２０    結合軸
２４    保持凹部
２５    保持面
Ｐ１    接触箇所
Ｐ２    接触箇所
【図１】
0005796806.tif 000002
【図２】
0005796806.tif 000003
【図３】
0005796806.tif 000004
【図４】
0005796806.tif 000005