(57)【要約】【課題】ワークにボルトを溶接するボルト溶接方法及びその溶接装置において、簡単な構成でボルトを確実に保持するとともに、該ボルトを付着させる磁石の劣化を防止する。【解決手段】上部電極１１の貫通穴１１ａに上下動可能にガイドピン１５を挿通させて、該ガイドピン１５の下端部１５ｃに設けられた空洞部１５ｄ内に磁石１６を配設する。上下の電極１１，４１間にボルトＸが供給された場合、前記ガイドピン１５が上部電極１１の下方に突出して、該ガイドピン１５の磁石１６に前記ボルトＸを付着させる。その状態で、前記ガイドピン１５を上方に移動させて、前記ボルトＸの軸部Ｘａを前記上部電極１１の貫通穴１１ａに挿入させる。該ボルトＸ及びワークＷを前記上下の電極１１，４１間で挟持した後、ボルト溶接する前に、前記ガイドピン１５を上方に移動させて、その下端部の磁石１６を前記ボルトＸの軸部Ｘａから離間させる。【選択図】      図１２
2005193276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に対向する一対の電極間にワークとこれに溶接するボルトとを供給し、前記ワークを下側の電極上に載置する一方、上側の電極の下方に開口する穴部にボルトの軸部を挿入して該ボルトを前記上側電極に保持した後、前記ボルト及びワークを前記上下の電極間に挟持して通電し、溶接するボルト溶接方法であって、
前記上側電極の下方に開口する穴部は、上下方向に貫通する貫通穴であり、この貫通穴には上下動可能にガイドピンが挿通されるとともに、前記ガイドピンの下端部には磁石が配設されており、
前記上下の電極間に供給された前記ボルトを、前記上側電極よりも下方に突出させたガイドピン下端部の磁石に付着させた後に、
前記ガイドピンを上方に移動させて、前記ボルトの軸部を前記上側の電極の貫通穴に挿入させることにより該上側の電極にボルトを保持し、
前記上側電極がボルトを保持した状態で、前記上下の電極を互いに接近させて、その間に前記ボルト及びワークを挟持するとともに、前記ガイドピンを前記上側電極に対して相対的に上方に移動させて、前記磁石が前記ボルトから離間した状態で溶接を行うことを特徴とするボルト溶接方法。
【請求項２】
請求項１において、
上側電極にボルトを保持する際、前記ボルトのフランジ部が前記上側電極の下端に当接しないように、所定の位置までガイドピンを上方に移動させることを特徴とするボルト溶接方法。
【請求項３】
上下に対向する一対の電極間にワークとこれに溶接するボルトとを供給し、前記ワークを下側の電極上に載置する一方、上側の電極の下方に開口する穴部にボルトの軸部を挿入して該ボルトを前記上側電極に保持した後、前記ボルト及びワークを前記上下の電極間に挟持して通電し、溶接するようにしたボルト溶接装置であって、
前記上側の電極の下方に開口する穴部は、上下方向に貫通する貫通穴であり、この貫通穴を上下動可能に配設されたガイドピンと、
前記ガイドピンの下端部に配設され、前記ボルトを付着させるための磁石と、
前記ガイドピンを上下方向に移動させるガイドピン移動手段と、
前記ガイドピン移動手段による前記ガイドピンの移動を制御する移動制御手段とを備えることを特徴とするボルト溶接装置。
【請求項４】
請求項３において、
移動制御手段は、
上側電極よりも下方に突出させたガイドピン下端部の磁石にボルトを付着させた後、該ボルトの軸部が前記上側電極の貫通穴に挿入されるように前記ガイドピンを上方に移動させて、前記上側電極にボルトを保持する第１移動制御部と、
前記上側電極がボルトを保持した状態で、前記上下の電極が互いに接近して、該上下の電極間に前記ボルト及びワークが挟持された後、該ボルトの溶接前に前記ガイドピンを前記上側電極に対して相対的に上方に移動させて、前記磁石を前記ボルトから離間させる第２移動制御部とを備えることを特徴とするボルト溶接装置。
【請求項５】
請求項３または４のいずれか一つにおいて、
ガイドピンの下端部には空洞部が形成されていて、磁石は前記空洞部内に埋設されていることを特徴とするボルト溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボルトとワークとを上下の電極間に挟み、通電することにより両者を溶接するボルト溶接方法及びその溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鉄板などのワークにボルトを溶接する場合、上下に対向する溶接用電極のうち、下側の電極上にワークを載置するとともに、その上方にボルト供給ユニット等によってボルトを供給して、上下の電極の間にボルト及びワークを挟んだ状態で通電することにより、該ボルトをワークに溶接する溶接方法が一般的に知られている。
【０００３】
このように、ボルト供給ユニットによってボルト溶接装置の上下の電極間にボルトを供給して溶接する場合、例えば、特許文献１に開示されるように、フランジ部が下方になるようにボルトを保持したボルト供給ユニットを横方向に移動させて、ボルト溶接装置の上下の電極間にボルトを供給した後、該ボルト供給ユニット全体を上方向に移動させることにより、ボルト溶接装置の上側電極の下方に開口する穴部内に前記ボルトの軸部を挿入して、該穴部内に配設された磁石によって前記ボルトを上側電極に保持することで、該ボルトをワークに対し位置決めして溶接するようにしている。
【特許文献１】特開２００１−３２１９５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１のように、ボルト供給ユニット全体を横方向及び上方向に移動させる方法では、そのための機構が複雑になり、装置コストの増大を招く。また、上述のように、ボルト供給ユニット全体の移動によりボルトの軸部を上側電極の穴部に挿入させる場合、ボルト供給ユニットにより供給されるボルトの位置が前記上側電極の穴部の位置に正確に対応するように、該ボルト供給ユニットの位置を微調整する必要がある。
【０００５】
さらに、ボルト溶接時には上側電極だけでなく、該上側電極に保持されるボルトも高温になるため、該ボルトを磁石に付着させた状態で溶接を行うと、その熱により磁石が劣化しやすいという問題もある。
【０００６】
本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ワークにボルトを溶接するボルト溶接方法及びその溶接装置において、上側電極によるボルトの保持構造に工夫を凝らし、簡単な構造でボルトを確実に保持できるようにするとともに、該ボルトを付着させる磁石の劣化を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の解決手段では、上側電極に設けた貫通穴に上下動可能にガイドピンを挿通し、その下端部に磁石を配設する。そして、前記ガイドピンを上側電極よりも下方に降下させて、磁石にボルトを付着させた状態で吊り上げることにより、簡単な構成でボルトを上側電極に保持するとともに、溶接時には、ボルト及びワークを電極間に挟持した状態で、前記ガイドピン下端部の磁石をボルトから離間させて、該磁石への熱の伝達を軽減するようにした。
【０００８】
具体的には、請求項１の発明は、上下に対向する一対の電極間にワークとこれに溶接するボルトとを供給し、前記ワークを下側の電極上に載置する一方、上側の電極の下方に開口する穴部にボルトの軸部を挿入して該ボルトを前記上側電極に保持した後、前記ボルト及びワークを前記上下の電極間に挟持して通電し、溶接するボルト溶接方法を前提とする。そして、前記上側電極の下方に開口する穴部を上下方向の貫通穴とし、この貫通穴に上下動可能にガイドピンを挿通するとともに、そのガイドピンの下端部には磁石を配設する。そのうえで、まず、前記上下の電極間に供給された前記ボルトを、前記上側電極よりも下方に突出させたガイドピン下端部の磁石に付着させ、その後、前記ガイドピンを上方に移動させて、前記ボルトの軸部を前記上側の電極の貫通穴に挿入させることにより該上側の電極にボルトを保持する。そして、そのように上側電極がボルトを保持した状態で、前記上下の電極を互いに接近させて、その間に前記ボルト及びワークを挟持するとともに、前記ガイドピンを前記上側電極に対して相対的に上方に移動させ、前記磁石が前記ボルトから離間した状態で溶接を行う。
【０００９】
この方法により、上側電極の貫通穴に上下動可能に挿通されるガイドピンの下端部には、磁石が配設されていて、上下の電極間にボルトが供給されれば、前記上側電極よりも下方に突出させた前記ガイドピン下端部の磁石にボルトを付着させて、該ボルトの軸部が前記貫通穴に挿入されるように前記ガイドピンを上方に移動させることで、前記ボルトの軸部が磁石に付着した状態で前記上側電極の貫通穴内に収容される。したがって、前記上下の電極間にボルトを供給するボルト供給ユニット全体を上方向に移動させることなく、簡単な構成でボルトを上側電極に確実に位置決めして保持することができる。
【００１０】
また、ボルトの軸部が上側電極の貫通穴内に挿入されることで、該ボルトが上側電極の下方に大きく突出しなくなるため、例えばワークやボルト供給ユニット等の移動時にボルトと衝突して、該ボルトが落下するのを防止することができる。
【００１１】
さらに、前記ボルトとワークとを上下の電極間で挟み、該電極間に通電して溶接するときには、前記ガイドピンの下端部の磁石をボルトから離間させるようにしたため、ボルト溶接時の熱がボルトを介して前記磁石に伝達しなくなり、これにより、ボルト溶接時の熱による磁石の劣化を抑えることができる。
【００１２】
以上より、簡単な構成で上下の電極間にボルトを正確且つ確実に配置することができるとともに、ボルト溶接時の熱による磁石の劣化を抑えることができる。
【００１３】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、上側電極でボルトを保持する際、前記ボルトのフランジ部が前記上側電極の下端に当接しないように、所定の位置まで前記ガイドピンを上方に移動させる。
【００１４】
これにより、ガイドピンは、ボルトのフランジ部が上側電極の下端に当接しない所定位置で停止するため、該ガイドピン上昇時にボルトのフランジ部が前記上側電極の下端に衝突することがなくなり、その衝撃によるボルトの落下を防止することができる。
【００１５】
請求項３の発明では、上下に対向する一対の電極間にワークとこれに溶接するボルトとを供給し、前記ワークを下側の電極上に載置する一方、上側の電極の下方に開口する穴部にボルトの軸部を挿入して該ボルトを前記上側電極に保持した後、前記ボルト及びワークを前記上下の電極間に挟持して通電し、溶接するようにしたボルト溶接装置を前提とする。そして、前記上側の電極の下方に開口する穴部は、上下方向に貫通する貫通穴であり、この貫通穴を上下動可能に配設されたガイドピンと、前記ガイドピンの下端部に配設され、前記ボルトを付着させるための磁石と、前記ガイドピンを上下方向に移動させるガイドピン移動手段と、前記ガイドピン移動手段による前記ガイドピンの移動を制御する移動制御手段とを備えるものとする。
【００１６】
この請求項３に係るボルト溶接装置を用いれば、移動制御手段により、ガイドピンを上側電極よりも下方に移動させて、該ガイドピン下端部の磁石にボルトを付着させるとともに、その状態で前記ガイドピンを上方に移動させて、前記ボルトの軸部を前記上側電極の貫通穴に挿入させることができる。そして、上下の電極間にボルト及びワークを挟持して溶接する際には、前記移動制御手段により前記ガイドピンを上昇させて、その下端部の磁石をボルトから離間させることができる。したがって、この請求項３に係るボルト溶接装置により前記請求項１の発明の方法を自動で実行することができ、当該発明の作用を極めて容易に得ることができる。
【００１７】
より具体的には、前記移動制御手段は、上側電極よりも下方に突出させたガイドピン下端部の磁石にボルトを付着させた後、該ボルトの軸部が前記上側電極の貫通穴に挿入されるように前記ガイドピンを上方に移動させて、前記上側電極にボルトを保持する第１移動制御部と、前記上側電極がボルトを保持した状態で、前記上下の電極が互いに接近して、該上下の電極間に前記ボルト及びワークが挟持された後、該ボルトの溶接前に前記ガイドピンを前記上側電極に対して相対的に上方に移動させて、前記磁石を前記ボルトから離間させる第２移動制御部とを備えるものとすればよい（請求項４の発明）。
【００１８】
請求項５の発明では、請求項３または４のいずれか一つの発明において、ガイドピンの下端部には空洞部が形成されていて、磁石は前記空洞部内に埋設されているものとする。このことにより、ボルトを付着させるための磁石がガイドピンに覆われるため、該磁石に対する溶接時の熱の影響をより低減することができ、熱による前記磁石の劣化を確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明によれば、上側電極の貫通穴に上下移動可能に挿通されるガイドピン下端部の磁石にボルトを付着させた後、該ガイドピンを上昇させてボルトの軸部を前記上側電極の貫通穴内に挿入させることにより、簡単な構造で正確且つ確実にボルトを保持することができる。しかも、ボルト溶接前に、前記磁石をボルトから離間させるようにしたため、溶接時の熱による磁石の劣化を防止することができる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、ボルトのフランジ部が上側電極の下端に当接しないような所定の位置までガイドピンを上昇させることで、該ボルトの落下を防止することができ、前記上側電極にボルトをより正確且つ確実に保持させることができる。
【００２１】
請求項３、４記載の発明に係るボルト溶接装置によると、前記請求項１の発明の方法を実行して、その効果を極めて容易に得ることができる。
【００２２】
請求項５の発明によれば、ボルトを保持するための磁石をガイドピンの下端部に設けられた空洞部内に配設したため、磁石の劣化をより確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
−全体構成−
図１は、本発明の実施形態に係るボルト溶接装置Ａの概略構成を示しており、このボルト溶接装置Ａは、上下の電極間にボルトＸ及びワークＷを挟んだ状態で該両電極に通電することにより、該ボルトＸをワークＷに溶接するものであり、前記上下の電極を備えるボルト溶接機１と、ボルト整列機４から供給されるボルトＸを前記ボルト溶接機１の上下の電極間に供給するボルト供給ユニット２と、該ボルト溶接機１及びボルト供給ユニット２を制御するコントローラ３とを備えている。
【００２５】
前記ボルト溶接機１は、互いに上下方向に対向するように本体部１ａ上に配設された上部電極ユニット１０と下部電極ユニット４０とを備え、上下に移動可能な該上部電極ユニット１０及び定置の下部電極ユニット４０にそれぞれ配設された上部電極１１（上側電極）と下部電極４１（下側電極）との間に、前記ボルトＸ及びワークＷを挟持するように構成されている。
【００２６】
前記上部電極ユニット１０は、前記ボルト溶接機１の上部に配設された上部電極シリンダー１４によってユニット全体が上下動するように構成されていて、該上部電極シリンダー１４によって上下動する可動部１ｂに上部取付部材１ｃを介して固定された略円筒状の上部ホルダー１２と、その下端に配設されて、溶接時に通電される略円柱状の上部電極１１と、前記上部ホルダー１２の上端部に連結されて、後述するガイドピン１５の突出長さを調整するガイドピン調整用ブラケット１３と、該ガイドピン調整用ブラケット１３にその下端部が連結固定されて、前記ガイドピン１５を上下に相対移動させる２段式の上部ガイドピンシリンダー３０（ガイドピン移動手段）とからなる。
【００２７】
そして、ボルトＸをワークＷに溶接する際には、前記上部電極シリンダー１４によって上部電極ユニット１０を下方向に移動させて、上下の電極１１，４１間に前記ボルトＸ及びワークＷを挟持する一方、前記ボルトＸやワークＷをボルト溶接機１に供給する際には、前記上部電極シリンダー１４によって上部電極ユニット１０を上方に移動させて、前記上下の電極１１，４１間に、前記ボルトＸ及びワークＷが供給及び排出される作業スペースを設けるようになっている。
【００２８】
前記上部電極１１及び上部ホルダー１２には、図２（ａ）に示すように、それぞれ、その上下方向に貫通する貫通穴１１ａ，１２ａが互いに連通するように設けられている。そして、これらの貫通穴１１ａ，１２ａ内には、後述する上部ガイドピンシリンダー３０のピストン３４に連結され、該貫通穴１１ａ，１２ａ内を上下に移動可能なガイドピン１５が配設されている。なお、前記貫通穴１１ａの内周には、前記ガイドピン１５等を上部電極１１から絶縁するための絶縁体１１ｂが配設されている。
【００２９】
このガイドピン１５は、図２（ｂ）にその一部を拡大して示すように、比較的、大径の樹脂製ロッド部１５ａと、該ロッド部１５ａの一端に配設される小径のステンレス製ピン部１５ｂとからなり、該ピン部１５ｂの下端部１５ｃには空洞部１５ｄが形成されている。該空洞部１５ｄ内には磁石１６が配設されており、詳しくは後述するように、ボルトＸが上下の電極１１，４１間に供給された場合、前記ガイドピン１５の下端部１５ｃが前記上部電極１１よりも下方に突出して、該下端部１５ｃの磁石１６にボルトＸの軸部Ｘａを付着させるようになっている。
【００３０】
なお、前記ピン部１５ｂは、後述するように、ボルト溶接時に発生する熱から内部の磁石１６を保護する必要があるため、断熱性や耐久性等を考慮してステンレス製が好ましいが、これに限らず、どのような材料を用いてもよい。
【００３１】
前記ガイドピン調整用ブラケット１３は、図１〜図３に示すように、その上部と下部とで外径の異なる概略円筒形状を有しており、その内周の下側には、比較的、大径のホルダー挿入孔１３ａが形成されている一方、上側には、小径のシリンダー挿入孔１３ｂが形成されている。ここで、前記ホルダー挿入孔１３ａの下側の部分を囲むガイドピン調整用ブラケット１３の下部は、円筒を半割りにした２つの半割部材に分割されていて、その一方とブラケット１３の上部とが一体に形成されて本体部１３ｄとされ、これにもう一方の半割部材１３ｅが組み付けられてなる。したがって、前記上部ホルダー１２の上端部を前記２つの部材１３ｄ，１３ｅで挟み、それらの部材１３ｄ，１３ｅをボルト１３ｈにより締結することで、該上部ホルダー１２を前記ガイドピン調整用ブラケット１３に連結固定することができる。この構成により、前記上部ホルダー１２は、前記ホルダー挿入孔１３ａに対してその挿入長さが変更可能に連結されて、該上部ホルダー１２の上下方向の位置調整が可能になるため、後述するように、前記ガイドピン１５が前記上部ホルダー１２の下端に配設される前記上部電極１１よりも下方に突出したときのその突出長さを調整することができる。
【００３２】
一方、前記シリンダー挿入孔１３ｂでは、前記上部ガイドピンシリンダー３０の下端部の外周に形成されたねじ部が、該シリンダー挿入孔１３ｂの内面に形成されたねじ部に螺合されることで、前記上部ガイドピンシリンダー３０とガイドピン調整用ブラケット１３とが連結固定されるようになっている。これにより、前記上部ホルダー１２、ガイドピン調整用ブラケット１３及び上部ガイドピンシリンダー３０が順に軸方向に連結されて、一体になっている。
【００３３】
また、前記ガイドピン調整用ブラケット１３には、前記ホルダー挿入孔１３ａを介して前記貫通穴１１ａ，１２ａに連通する空気穴１３ｃが設けられており、この空気穴１３ｃには、図示しないチューブ等を介して圧縮空気が供給されるようになっている。そして、ボルト溶接後の所定時間（例えば略０．２秒間）、前記空気穴１３ｃに圧縮空気を供給することにより、溶接時に前記貫通穴１１ａ，１２ａ内に溜まったスパッタを下方へ吹き飛ばすようになっている。
【００３４】
前記上部ガイドピンシリンダー３０は、図４に模式図として示すように、略円筒状の２つのシリンダーを上下に接続した構成になっており、そのシリンダー室３１，３２には、それぞれ、２つの独立したシリンダーピストン３３，３４が配設されていて、該シリンダー室３１，３２は、前記シリンダーピストン３３，３４の上部に形成されたピストンヘッド３３ａ，３４ａによって、それぞれ、上下２つの圧力室３１ａ，３１ｂ及び３２ａ，３２ｂに仕切られている。
【００３５】
また、前記上側のシリンダーピストン３３の下方に延びるロッド部３３ｂは、その下部が前記シリンダー室３１，３２を仕切る仕切壁３５を貫通し、前記下側のシリンダー室３２内に突出するように配設されている。これにより、前記上側のシリンダーピストン３３が下方に移動するか、または下側のシリンダーピストン３４が上方に移動して、それらのシリンダーピストン３３，３４同士が当接した場合には、１つのシリンダーピストンとして動作することになる。すなわち、前記シリンダーピストン３３，３４同士が当接していない状態では、前記圧力室３２ａ，３２ｂ内の圧力に応じて前記下側のシリンダーピストン３４が上下動する一方、前記シリンダーピストン３３，３４同士が当接した状態では、前記上側のシリンダーピストン３３と一体になって前記下側のシリンダーピストン３４が前記圧力室３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ内の圧力に応じて上下動するようになっている。
【００３６】
さらに、前記上部ガイドピンシリンダー３０の上端側、略中央及び下端側には、それぞれ、前記シリンダー内の圧力室３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂに圧縮空気を注入するための注入口３０ａ，３０ｂ，３０ｃが設けられており、該注入口３０ａは、上側のシリンダー室３１の上側圧力室３１ａに、前記注入口３０ｂは、前記上側のシリンダー室３１の下側圧力室３１ｂ及び下側のシリンダー室３２の上側圧力室３２ａに、前記注入口３０ｃは、前記下側のシリンダー室３２の下側圧力室３２ｂに、それぞれ連通している。これにより、前記注入口３０ａ，３０ｂ，３０ｃにそれぞれ供給する空気圧を制御することで、前記圧力室３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ内の空気圧をそれぞれ変化させて、前記２つのシリンダーピストン３３，３４をそれぞれ上下方向に移動させることができるようになっている。
【００３７】
具体的には、前記注入口３０ｂ，３０ｃには、図示しない圧縮空気供給装置によって等しい圧力の圧縮空気が供給される一方、前記注入口３０ａには、それよりも高い圧力の圧縮空気が供給されるようになっている。例えば、前記注入口３０ｃへの圧縮空気の供給を停止して、大気開放すると、前記下側シリンダー室３２の下側圧力室３２ｂが大気開放されて上側圧力室３２ａよりも圧力が低くなるため、前記下側シリンダーピストン３４は下方に移動する（図４に矢印で示す）一方、前記上側のシリンダー室３１の上側圧力室３１ａ及び下側圧力室３１ｂ内の圧力は変化しないため、前記上側シリンダーピストン３３の位置は変化しないことになる。
【００３８】
そして、前記下側シリンダーピストン３４の下端には、図２及び図４に示すように、上述のガイドピン１５の上端が連結固定されていて、これにより、該下側シリンダーピストン３４の上下動によって、前記ガイドピン１５を上下動させることができる。
【００３９】
また、前記上部ガイドピンシリンダー３０には、図１、図２及び図４に示すように、その内部に配設されるシリンダーピストン３３，３４の上下方向の位置を検出するためのスイッチ３６〜３９が設けられている。これらのスイッチ３６〜３９は、前記シリンダーピストン３３，３４のピストンヘッド３３ａ，３４ａが所定以上、近接すると信号を出力するように構成されていて、コントローラが該スイッチ３６〜３９からの信号によりピストンヘッド３３ａ，３４ａの位置を検出し、その位置情報に基づいて後述するボルト溶接装置Ａの制御を行うようになっている。
【００４０】
前記下部電極ユニット４０は、図１に示すように、下部取付部材１ｄを介して前記ボルト溶接機１の本体部１ａに固定される略円柱状の下部ホルダー４２と、該下部ホルダー４２の上端に前記上部電極１１に対向して配設される略円柱状の下部電極４１とにより構成されていて、上述の上部電極ユニット１０とは異なり、ボルト溶接機１の本体部１ａに固定されているものである。
【００４１】
前記ボルト供給ユニット２は、前記ボルト溶接機１に設けられたＬ型バー１７に固定されていて、図５に示すように、ボルト整列機４からチューブ２０を介して供給されるボルトＸを受け取るためのボルトホルダー２１と、該ボルトホルダー２１を前記ボルト溶接機１の上下の電極１１，４１間まで移動させるシリンダー部２２とからなる。
【００４２】
前記ボルトホルダー２１には、図５（ｂ）に拡大して示すように、上方に開口する断面略円形状のボルト保持穴２１ａが設けられていて、該ボルト保持穴２１ａの上部は、上方に向かって広がるすり鉢状に形成されている。そして、前記ボルト整列機４から前記チューブ２０を介して運ばれたボルトＸは、そのフランジ部Ｘｂが下方になるようにして前記ボルト保持穴２１ａ内に供給される。なお、前記ボルト保持穴２１ａの底面には、空気抜き用の空気穴２１ｂが設けられており、これにより、前記ボルトＸはボルト保持穴２１ａ内の空気によって阻害されることなく、該ボルト保持穴２１ａの底面上にスムーズに落下することができるようになっている。
【００４３】
前記シリンダー部２２は、固定ブラケット２３を介して前記Ｌ型バー１７に固定されており、シリンダー内に配設されたピストン（図示省略）及びその先端に一体に連結されたシリンダーロッド２４が空気圧によってその軸方向に移動するように構成されている。すなわち、前記シリンダーロッド２４は、該ロッド２４と一体のピストンがシリンダーの奥まで挿入されている状態が初期位置であり、その状態から前記ボルトホルダー２１がボルト溶接機１の上下の電極１１，４１間に位置するまで伸びることができるようになっている。ここで、前記シリンダーロッド２４の初期位置は、前記シリンダー部２２の後端部に設けられたスイッチ２５からの信号によって検出される一方，前記ボルトホルダー２１が上下の電極１１，４１間に位置している場合は、そのときの前記シリンダーロッド２４の位置が前記シリンダー部２２の略中央に設けられたスイッチ２６からの信号によって検出され、それらの信号に基づいてコントローラ３がボルト溶接装置Ａを制御するようになっている。
【００４４】
前記コントローラ３は、ボルト溶接時にボルト溶接装置Ａを制御するためのものであり、前記スイッチ２５，２６，３６〜３９からの信号によって該ボルト溶接装置Ａの各動作を検出し、後述するような前記ボルト溶接機１及びボルト供給ユニット２の動作制御や前記上部ガイドピンシリンダー３０の各注入口３０ａ，３０ｂ，３０ｃに供給される圧縮空気のＯＮ／ＯＦＦの制御等を行うように構成されている。
【００４５】
ここで、前記上部ガイドピンシリンダー３０の各注入口３０ａ，３０ｂ，３０ｃへの圧縮空気の供給を制御することにより、該上部ガイドピンシリンダー３０内のシリンダーピストン３３，３４及びガイドピン１５を上下動させる前記コントローラ３が移動制御手段である。
【００４６】
−ボルト溶接時のボルト溶接装置Ａの動作−
次に、ボルトＸをワークＷに溶接する場合のボルト溶接装置Ａの動作を図６〜図１２に基づいて説明する。
【００４７】
まず、図６に示すように、ボルト整列機４からチューブ２０を介してボルト供給ユニット２のボルトホルダー２１にボルトＸが供給される。その際、該ボルトＸは、前記ボルトホルダー２１のボルト保持穴２１ａにフランジ部Ｘｂが下方向になるように供給される。このとき、圧縮空気は、上部ガイドピンシリンダー３０の各注入口３０ａ，３０ｂ，３０ｃに供給されている状態であり、該上部ガイドピンシリンダー３０の下側シリンダーピストン３４のピストンヘッド３４ａが、スイッチ３８からの信号によって検出されている状態である。
【００４８】
そして、前記ボルトＸが、ボルトホルダー２１のボルト保持穴２１ａに供給された後、図７に示すように、ボルト供給ユニット２のシリンダー部２２では、シリンダーロッド２４を空気圧によって軸方向に伸ばして、前記ボルトホルダー２１をボルト溶接機１の上下の電極１１，４１間まで移動させる。そして、該ボルトホルダー２１内のボルトＸが、前記上下の電極１１，４１を結ぶ軸線Ｚ上に到達したとき、そのことが前記シリンダー部２２のスイッチ２６からの信号によって検出され、前記シリンダロッド２４の動作を停止させる。
【００４９】
その後、図８に示すように、上部ガイドピンシリンダー３０の下端側の注入口３０ｃへの圧縮空気の供給を停止して、大気開放することにより、該シリンダー３０内の下側のシリンダー室３２の下側圧力室３２ｂ内の圧力を低下させる。これにより、該下側圧力室３２ｂよりも上側圧力室３２ａ内の圧力が大きくなり、該上部ガイドピンシリンダー３０内の下側シリンダーピストン３４は下方向に移動する。これに伴い、該下側シリンダーピストン３４と一体のガイドピン１５も下方に移動するため、該ガイドピン１５の下端が前記ボルトＸの軸部Ｘａに近づき、前記ガイドピン１５のピン部１５ａの先端に配設された磁石１６に前記ボルトＸの軸部Ｘａを付着させる。このとき、前記上部ガイドピンシリンダー３０のスイッチ３９からの信号により下側シリンダーピストン３４のピストンヘッド３４ａが検出される。
【００５０】
次に、図９に示すように、前記スイッチ３９からの信号によって前記下側シリンダーピストン３４のピストンヘッド３４ａが検出されてから略１秒後に、前記上部ガイドピンシリンダー３０の注入口３０ｂへの圧縮空気の供給を停止して大気開放する一方、注入口３０ｃには圧縮空気を供給して、前記シリンダー３０内の下側のシリンダー室３２の上側圧力室３２ａ内よりも下側圧力室３２ｂ内の圧力を大きくすることにより、前記下側シリンダーピストン３４を上方に移動させる。これにより、前記ガイドピン１５及び該ガイドピン１５の下端に付着した前記ボルトＸも上方に移動し、該ボルトＸの軸部Ｘａが上部電極１１の貫通穴１１ａ内に挿入されて、前記ボルトＸは上部電極１１に保持されることになる。
【００５１】
このように、前記ガイドピン１５の下端部１５ｃの磁石１６にボルトＸの軸部Ｘａを付着させた状態で、該ガイドピン１５を上方に移動させるだけで、前記ボルトＸの軸部Ｘａを前記上部電極１１の貫通穴１１ａに容易に挿入させることができる。
【００５２】
また、前記ボルトＸの軸部Ｘａを前記上部電極１１の貫通穴１１ａに挿入させることにより、該上部電極１１に対するボルトＸの位置決めが行われるとともに、該上部電極１１にボルトＸを保持した状態でも該ボルトＸが下方に大きく突出しなくなるため、ワークＷ等との干渉も防止することができる。したがって、前記ボルトＸを上部電極１１に正確且つ確実に保持することができる。
【００５３】
ここで、上述のように、前記注入口３０ｂへの圧縮空気の供給を停止した場合の前記下側シリンダーピストン３４の停止位置は、前記ガイドピン１５の下端に付着したボルトＸのフランジ部Ｘｂが上部電極１１の下端に当接しておらず、所定間隔ｄを空けた状態になるような位置（所定の位置）である。この位置で前記ガイドピン１５を停止させることにより、前記ボルトＸを上昇させる際に該ボルトＸが前記上部電極１１の下端に衝突しなくなり、衝突の際の衝撃によってボルトＸが落下するのを防止することができる。
【００５４】
なお、前記ガイドピン１５の下端に付着した前記ボルトＸのフランジ部Ｘｂが、前記上部電極１１の下端から前記所定間隔ｄの位置に到達したとき、前記上部ガイドピンシリンダー３０のスイッチ３８の位置に下側シリンダーピストン３４のピストンヘッド３４ａが到達し、前記スイッチ３８が信号を出力するようになっている。
【００５５】
前記の如く上部ガイドピンシリンダー３０の注入口３０ｃへの圧縮空気の供給を停止することにより、前記ガイドピン１５の下端部１５ｃを上部電極１１よりも下方に突出させて、該下端部１５ｃの磁石１６にボルトＸの軸部Ｘａを付着させるとともに、その状態で、前記上部ガイドピンシリンダー３０の注入口３０ｃに圧縮空気を供給する一方、注入口３０ｂへの圧縮空気の供給を停止することにより、前記ガイドピン１５を上方に移動させて、該ボルトＸの軸部Ｘａを前記上部電極１１の貫通穴１１ａ内に挿入させるという手順が、移動制御手段の第１移動制御部に対応している。
【００５６】
そして、前記上部ガイドピンシリンダー３０のスイッチ３８からの信号により前記下側シリンダーピストン３４のピストンヘッド３４ａを検出した後、図１０に示すように、ボルト供給ユニット２のボルトホルダー２１がその初期位置まで戻るようにシリンダーロッド２４を縮める。そして、シリンダー部２２のスイッチ２５（図５参照）からの信号によって、前記シリンダーロッド２４がその初期位置まで戻ってきたことを検出した後、図１１に示すように、ワークＷを下部電極４１上に供給し、上部電極シリンダー１４によって上部電極ユニット１０を下方向に移動させる。これにより、上部電極１１に保持されたボルトＸは、ワークＷとともに上下の電極１１，４１間に挟持され、加圧されることになる。
【００５７】
このように、前記上下の電極１１，４１間にボルトＸが挟持された状態になると、図１１に示すように、前記ガイドピン１５及びシリンダーピストン３３，３４は、前記ボルトＸのフランジ部Ｘｂと上部電極１１との前記所定間隔ｄの分だけ押されて上方に相対移動するため、上側シリンダーピストン３３のピストンヘッド３３ａは前記上部ガイドピンシリンダー３０のスイッチ３７の位置に達し、該スイッチ３７から信号が出力される。そして、その略１秒後に、図１２に示すように、前記上部ガイドピンシリンダー３０の注入口３０ａへの圧縮空気の供給を停止して、該注入口３０ａに連通する上側シリンダー室３１の上側圧力室３１ａ内の圧力を低下させることにより、前記上側シリンダーピストン３３及び下側シリンダーピストン３４を一体で上方に移動させる。
【００５８】
上述のように、前記ボルトＸが上下の電極１１，４１間で挟持された後、前記ガイドピン１５を上昇させることにより、ボルト溶接前に、前記ガイドピン１５の下端部１５ｃをボルトＸの軸部Ｘａから離間させることができる。これにより、ボルト溶接時に上部電極１１に発生する熱が、ボルトＸ等を介して前記ガイドピン１５の下端部１５ｃに配設された磁石１６に伝達されないため、熱による該磁石１６の劣化を抑えることができる。なお、前記ガイドピン１５の下端部１５ｃは、図１２に示すように、前記上部電極１１からも離間するため、該上部電極１１自身の熱も伝達されないようになっている。
【００５９】
また、前記磁石１６は、上述のとおり、ステンレス製のガイドピン１５内に配設されているため、ボルト溶接時に発生する熱の影響をより低減することができ、より効果的に劣化を抑えることができる。
【００６０】
なお、上述のように前記シリンダーピストン３３，３４を上方へ移動させる際には、前記上部ガイドシリンダー３０のスイッチ３６からの信号に基づいて上側シリンダーピストン３３のシリンダヘッド３３ａが検出される位置まで上方に移動させる。また、このとき、新たなボルトＸ’が、ボルト整列機４からチューブ２０を介してボルト供給ユニット２のボルトホルダー２１に供給される。
【００６１】
ここで、上下の電極１１，４１間にボルトＸ及びワークＷを挟持した状態で、ボルト溶接前に、前記上部ガイドピンシリンダー３０の注入口３０ａへの圧縮空気の供給を停止することにより、前記ガイドピン１５を上方に移動させて、該ガイドピン１５の下端部１５ｃの磁石１６をボルトＸから離間させるという手順が、移動制御手段の第２移動制御部に対応している。
【００６２】
そして、前記スイッチ３６からの信号によって前記上側シリンダーピストン３３のシリンダーヘッド３４が検出された後、すなわち、前記ボルトＸを上下の電極１１，４１間に挟持して、前記ガイドピン１５の下端を該ボルトＸの軸部Ｘａから離間させた状態で、前記上下の電極１１，４１に通電して、前記ボルトＸをワークＷに溶接する。
【００６３】
ボルト溶接後は、前記上部電極シリンダー１４によって前記上部電極ユニット１０が上方に移動する一方、前記上部ガイドピンシリンダー３０の注入口３０ａ，３０ｂにもそれぞれ圧縮空気が供給されて、該上部ガイドピンシリンダー３０のシリンダーピストン３３，３４はそれぞれ図６のような初期状態に戻り、ボルト溶接作業は終了する。
【００６４】
したがって、上述の実施形態によれば、上部電極１１の貫通穴１１ａ内に上下動可能にガイドピン１５を挿通させて、該ガイドピン１５の下端部１５ｃに磁石１６を配設するとともに、上下の電極１１，４１間にボルトＸが供給された場合、前記ガイドピン１５の下端部１５ｃを上部電極１１よりも下方に突出させて、該ガイドピン１５の磁石１６に前記ボルトＸを付着させた後、その状態でガイドピン１５を上方に移動させて、前記ボルトＸの軸部Ｘａを前記上部電極１１の貫通穴１１ａに挿入させることにより、簡単な構成で該ボルトＸを上部電極１１の所定位置に正確且つ確実に保持することができる。
【００６５】
しかも、上下の電極１１，４１間にボルトＸを挟持してボルト溶接を行う前には、前記ガイドピン１５の下端の磁石１６をボルトＸの軸部Ｘａから離間させるように、該ガイドピン１５を上方に移動させることにより、溶接時に発生する熱がボルトＸから前記ガイドピン１５の磁石１６に伝達されないため、該磁石１６の劣化を防止することができる。
【００６６】
（その他の実施形態）
本発明の構成は、前記実施形態に限定されるものではなく、それ以外の種々の構成を包含するものである。すなわち、前記実施形態では、ガイドピン１５を空気圧制御の上部ガイドピンシリンダー３０によって上下動させるようにしているが、これに限らず、モータ等による駆動機構のように、前記ガイドピン１５を上下に移動させることのできるものであればどのような駆動機構を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上説明したように、本発明のボルト溶接方法及びその溶接装置は、簡単な構成で上下の電極間にボルトを正確且つ確実に位置決めすることができるとともに、該ボルトを上部電極に保持するための磁石の劣化を防止することができるので、例えばボルトをワークにスポット溶接する場合に特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施形態に係るボルト溶接装置の概略構成を示す正面図である。
【図２】上部電極ユニットの（ａ）全体の概略構成を示す正面図（ｂ）ガイドピンのピン部を拡大してその断面を示す拡大断面図である。
【図３】ガイドピン調整用ブラケットの（ａ）正面図（ｂ）底面図である。
【図４】上部ガイドピンシリンダーの概略構成を模式的に示した模式図である。
【図５】ボルト供給ユニットの（ａ）全体の概略構成を示す正面図（ｂ）ボルトホルダーを拡大して示す部分拡大図である。
【図６】ボルト供給ユニットにボルトが供給された状態を示す図である。
【図７】ボルト供給ユニットによってボルトが上下の電極間に供給された状態を示す図である。
【図８】ガイドピンが下降して、その下端にボルトを付着させる状態を示す図である。
【図９】ガイドピンが上昇して、ボルトを上部電極に保持させた状態を示す図である。
【図１０】ボルト供給ユニットのボルトホルダが初期位置に戻った状態を示す図である。
【図１１】ボルトを上下の電極間に挟持した状態を示す図である。
【図１２】ガイドピンの下端をボルトから離間させて、ボルト溶接を行っている様子を示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
Ａ      ボルト溶接装置
１      ボルト溶接機
２      ボルト供給ユニット
３      コントローラ（移動制御手段、第１移動制御部、第２移動制御部）
４      ボルト整列機
１０    上部電極ユニット
１１    上部電極（上側の電極）
１１ａ  貫通穴
１５    ガイドピン
１５ｃ  下端部
１５ｄ  空洞部
１６    磁石
３０    上部ガイドピンシリンダー（ガイドピン移動手段）
４０    下部電極ユニット
４１    下部電極（下側の電極）
Ｘ      ボルト
Ｘａ    軸部
Ｘｂ    フランジ部
Ｗ      ワーク
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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