JP2001071180A

JP2001071180A - 溶接治具機構

Info

Publication number: JP2001071180A
Application number: JP25002999A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Takegawa; 宏幸竹川
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1999-09-03
Filing date: 1999-09-03
Publication date: 2001-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】部品交換なしで長時間使用できる溶接治具機
構を提供する。【解決手段】ガイドシャフト２０の先端に銅合金のノ
ズル部材４０が取り付けられる。ノズル部材の先端がガ
イドシャフト２０の端部より突出し、その内部に工具鋼
の中空位置決めピン３０が通る。中空位置決めピン３０
のピン３６は、ノズル部材４０の下端面４４より突出し
ている。中空位置決めピン３０内部の中空穴３５が、連
通穴２５、２６によって配管５０と接続される。中空穴
３５の下端は通路４６を経て、ノズル部材４０の下端面
４４の開口に連通される。配管５０から負圧が供給され
ると、ピン３６に挿入したナット７０が吸い付けられて
保持される。これによって、ナット７０を相手部材１０
０に溶接する際、ノズル部材にスパッタが付着すること
が生じない。ピン３６は工具鋼で作られるから、ナット
７０によって早期摩耗することもない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶接部品を保持す
るために用いられる溶接治具機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばナットの溶接では、両開き
エアーチャックを用いて部品を保持することが行われて
いる。この保持では、図４に示すように両開きエアーチ
ャック１の爪保持部１ａ、１ｂに固定されている爪２
ａ、２ｂの先端部４ａ、４ｂをナット７０の穴に挿入
し、エアーによって爪２ａ、２ｂが互いに離れる方向に
移動して、ナット７０との間に形成される摩擦力でナッ
トを保持するようになっている。

【０００３】この両開きエアーチャックが図示しないガ
イドシャフトの先端に固定され、ガイドシャフトが降下
すると、先端部４ａ、４ｂの肩部がナット７０を押圧
し、相手部材１００に押し付けるようになっている。こ
うして溶接中はナット７０を位置保持してその移動を防
止する。溶接が終わると、爪２ａ、２ｂが互いに接近方
向に移動して保持を解除する。爪２ａ、２ｂはナット７
０との接触で摩耗するから、取り替えることができるよ
うにネジ３によって爪保持部１ａ、１ｂに固定されてい
る。また使用寿命を延ばすため、硬度の高い工具鋼が使
用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶接部
品のナットを上記の両開きエアーチャックにより保持す
る方法では、ナット７０を保持した状態で爪保持部１ａ
と１ｂの間、爪２ａと２ｂの間に隙間が形成されるか
ら、溶接トーチ１１０によりナット７０を相手部材１０
０に溶接する間、飛び散るスパッタが爪２ａ、２ｂの間
に付着し、さらにはエアーチャック１の駆動部に入り、
エアーチャックが破損するという問題があった。

【０００５】またナット７０を保持する爪２ａ、２ｂは
工具鋼が使用されるため、とくにスパッタが付きやす
く、頻繁に交換しなければならないという問題があっ
た。これを解決すべく、例えば銅合金を用いた場合は、
先端部４ａ、４ｂの磨耗が激しくなり、結局寿命を延ば
すことにはならない。本発明は、上記従来の問題点に鑑
み、部品の使用寿命を長くし、スパッタなどで破損され
にくい構成の溶接治具機構を提供することを目的として
いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため請求項１記載の
発明は、溶接部品を保持し溶接位置に移送する溶接治具
機構であって、溶接部品を位置決めする位置決め手段
と、位置決めされた前記溶接部品を負圧で吸着保持する
吸着保持手段と、吸着保持された前記溶接部品を吸着位
置から所定の溶接位置に移送する移送手段とを有するも
のとした。吸着保持手段はノズルとノズルに負圧を供給
する空気圧供給手段とを備えて構成することができる。
また位置決め手段はピンを備え、ピンはノズルの中央か
ら突出して形成することもできる。溶接部品の吸着保持
を解除するときに、空気圧供給手段が正圧の空気をノズ
ルに供給して行うことができる。

【０００７】請求項５記載の発明は、前記移送手段は上
下に移動するガイドシャフトであって、該ガイドシャフ
トの先端に取付穴が形成され、前記吸着保持手段は、円
筒状のノズル部材を備え、該ノズル部材は前記取付穴に
先端が突出して固定され、前記位置決め手段は、前記取
付穴と整合する外径を有する上端部と上端部から延び前
記ノズル部材と整合する外径を有する軸部と該軸部の下
端面から突出する小径のピンを備えるとともに、上端部
の上端面から軸部の下端面の近傍まで延びる中空穴を備
える中空位置決めピンを有し、前記ガイドシャフトに前
記空気圧供給手段の配管が接続され、該配管と前記取付
穴の底部とが連通穴で連通され、前記中空位置決めピン
は、前記上端部を前記取付穴の底部に当接させて前記取
付穴に挿入して取り付けられ、前記軸部の下端面が前記
ノズル部材の下端面より上方に位置し、前記ピンが前記
ノズル部材の下端面から下方へ突出し、前記中空穴が前
記取付穴の底部の連通穴に開口し、前記軸部の下端面を
含めて外周面に、前記中空穴に連通する切り欠き溝が形
成されて、前記ノズル部材の下端開口が前記中空穴に連
通するものとした。ノズル部材は銅で、中空位置決めピ
ンは工具鋼で構成することができる。

【０００８】

【作用】請求項１記載の発明では、位置決めした溶接部
品を空気の負圧で吸着保持するから、溶接部品と接触す
る吸着保持手段の保持部には可動部を有しない。

【０００９】また位置決め手段としてピンがノズルの中
央から突出して形成される構成では、ピンがノズル内部
に隠れて、スパッタがピンに当たらないため、ピンにス
パッタがつくことがない。溶接部品の吸着保持を解除す
るときに、空気圧供給手段がノズルに正圧の空気を供給
することによって、保持解除が早くなり、ノズルを掃除
するメンテナンス効果が得られる。

【００１０】請求項５記載の発明では、ガイドシャフト
に配管が接続され、配管と取付穴の底部とを連通するよ
うになっている。中空位置決めピンはその上端部が取付
穴の底部と当接して当該取付穴に固定されるから、中空
位置決めピン内の中空穴と配管が連通される。中空位置
決めピンの軸部がノズル部材と整合する外径をもってノ
ズル部材に通され、下端面を含めてノズルと対向する外
周面から中空穴と連通する切り欠きが形成されるから、
切り欠きが中空穴が連通する通路となり、ノズル部材と
ピンの間の空間が配管に連通するノズルとなる。これに
より、ノズル部材の端面から延び出ているピンに溶接部
品を挿入し、配管から負圧を供給すると、溶接部品がノ
ズル部材の端面に吸い付けられ保持される。

【００１１】ノズル部材はガイドシャフトとは別部品
で、かつガイドシャフトより先端部を突出させるから、
例えばノズル部材を銅合金などスパッタが付着しにくい
材料を用いることにより、溶接のとき飛び散るスパッタ
がノズルに付着せず、ノズルが破損することが生じな
い。またノズル部材は溶接部品を押圧するだけであるた
め、繰り返し使用しても摩耗することがない。一方中空
位置決めピンはノズル部材および溶接部品の穴内にあ
り、スパッタが当たらないから、硬度の高い工具鋼を使
用することができる。これにより長期間使用しても、摩
耗が生じず、部品の交換周期が延びる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、実施例により発明の実施の
形態を説明する。図１は実施例の構成の全体を示す図で
ある。台座１０に空気アクチュエータ１７とガイド１８
が固定され、空気アクチュエータ１７から突出するピス
トン１３にナット１４、１５によって連結部材１６が固
定され、連結部材１６の一端がガイドシャフト２０と固
定されている。ガイドシャフト２０がガイド１８にガイ
ドされ、配管１１または１２を通して空気アクチュエー
タ１７に圧縮空気を供給することによって、ガイドシャ
フト２０を上下に移動することができる。

【００１３】ガイドシャフト２０の下端部にその端面か
らノズル部材４０が突出して固定され、ノズル部材４０
の中央に中空位置決めピン３０が通され、中空位置決め
ピンの先端からピン３６がノズル部材４０の下端面４４
より下方へ突出している。ガイドシャフト２０に配管５
０が接続され、中空位置決めピン３０の中心に中空穴３
５が形成され、中空穴３５と配管５０とが、連通穴２
５、２６によって連通されている。中空穴３５の下端は
通路４６と連通し、通路４６によって下方に向けて開放
している。これによってノズル部材４０とピン３６の間
に配管５０に連通するノズルが形成される。配管５０は
図示しないエアーポンプと接続するようになっている。
エアーポンプが作動すると、配管５０に負圧または正圧
が供給される。このエアーポンプ、配管５０は空気圧供
給手段を構成する。

【００１４】ガイドシャフト２０が上昇した上限位置に
おいて、図示しないナット供給装置がガイドシャフト２
０の先端のピン３６にナット７０を挿入すると、配管５
０から供給される負圧でナット７０がノズル部材４０の
下端面４４に吸い付けられて保持される。その後ガイド
シャフト２０が下降し、ナット７０を相手部材１００に
押圧して位置保持する。ナット７０が位置保持されるこ
とによって溶接が可能になり、溶接トーチ１１０がナッ
ト７０を周回しながらナット７０を相手部材１００に溶
接固定する。溶接が完了すると、配管５０に正圧として
圧縮空気が供給され、ナット７０に対する保持を解除し
た後ガイドシャフト２０が上昇する。

【００１５】次に、ガイドシャフト２０と中空位置決め
ピン３０およびノズル部材４０の構成および組み立てに
ついて説明する。図２は、ガイドシャフト２０、中空位
置決めピン３０およびノズル部材４０の構成を示す分解
図である。ガイドシャフト２０の下端に取付穴２７が形
成され、取付穴２７の底部中央にさらに連通穴２５が形
成され、この連通穴２５に連通するようにガイドシャフ
ト２０の外周から連通穴２６が形成される。連通穴２６
に配管５０が接続され、連通穴２５、２６によって配管
５０からの負圧あるいは圧縮空気を取付穴２７の底部に
導く。取付穴２７の底部近傍に、ガイドシャフト２０の
外周から、取付穴２７に貫通する２つのネジ穴２９が形
成される。取付穴２７の下端にはネジ部２８が形成され
ている。

【００１６】中空位置決めピン３０は、取付穴２７と整
合する外径を有する上端部３３と上端部より小径の軸部
３４と、さらに軸部３４の下端面４５から突出するピン
３６とからなり、工具鋼で一体に形成される。ピン３６
はナット７０と径を合わせてある。上端部３３はその上
端面３１の中央にＯリング５０の内径よりわずか小さく
した円形の突出部３２が形成される。上端面３１から一
定の間隔をおいてピン３６方向へいくほど径が小さい円
錐部３９が形成される。ピン３６より大きい中空孔３５
は突出部３２から軸部３４の下端面４５の近傍まで伸
び、切り欠き溝３７によって外方へ開口される。図３は
切り欠き溝３７の構成を示す斜視図である。下端面４５
が面取り加工されている。切り欠き溝３７は、下端面４
５を含み中空穴３５と一部が重なって、軸部３４の外周
面に、一定の幅をもって中空穴３５に達する深さで形成
される。

【００１７】ノズル部材４０は中間部に突出部４３を有
する円筒状の外観をもって、穴４１が中空位置決めピン
３０の軸部３４と整合する径をもち、取付穴２７のネジ
部２８に対応するネジ４２が形成される。その全体の長
さはＯリング５０を考慮して中空位置決めピン３０の突
出部３２が取付穴２７の底部に接近した状態で、中空位
置決めピン３０の下端面４５がノズル部材４０の下端面
４４より、若干上方に位置するように設定される。ノズ
ル部材４０は銅合金で作られる。

【００１８】組み立てに際しては、中空位置決めピン３
０の上端面３１に０リング５０を載せた状態で、中空位
置決めピン３０を取付穴２７に挿入し、ノズル部材４０
のネジ４２を取付穴２７のネジ部２８に、突出部４３が
ガイドシャフト２０に当たるまでねじ込む。ガイドシャ
フト２０のネジ穴２９にネジ６０をねじ込む。ネジ６０
が円錐部３９に対応して位置設定されるため、それをね
じ込むことによって、中空位置決めピン３０が上昇し、
Ｏリング５０を取付穴２７の底部に圧着して連通穴２５
と中空穴３５の接続が行われる。一方、中空穴３５の開
口になっている切り欠き溝３７は、ノズル部材４０の穴
４１の内周面によって、図１に示す下方へ開口する通路
４６になる。配管５０から負圧が供給されると、ピン３
６に挿入されるナット７０がノズル部材４０の下端面４
４に吸着保持される。

【００１９】本実施例は以上のように構成され、ナット
７０の保持は、ガイドシャフト２０の先端から突出した
ピン３６にナットを挿入し、空気の負圧で保持するか
ら、ガイドシャフト２０に可動部品がなく、摩耗による
部品の交換が生じず、溶接品質を維持することができる
とともに、長期間に亘って使用することが可能になり、
生産性が向上する。

【００２０】また位置決めのピン３６とナット７０を吸
着保持するためのノズル４６が一直線上に並んだ状態と
なるため、ノズル部材４０の周囲に突出するものがな
く、溶接トーチ１１０が邪魔されずにナット７０を溶接
することができる。ノズル部材４０が銅合金で、中空位
置決めピン３０は工具鋼で形成されるから、ピン３６の
摩耗を抑えることができるとともに、ノズル部材にスパ
ッタが付着しにくい効果が得られ、部品交換なしで、長
期間使用することができる。

【００２１】中空位置決めピンの中空穴３５と取付穴２
７の底部の連通穴２５との接続にＯリングが使用される
から、エアー漏れによる吸着力の不足が生じず、保持が
確実に行われる効果が得られる。

【００２２】またＯリング５０を取り付けるために中空
位置決めピンの端面３１に突起部３２が形成されている
から、Ｏリング５０を潰した状態で装着されることが生
じず、負圧あるいは圧縮空気が通る通路を確実に接続す
ることができる。さらに、ナット７０の吸着保持を解除
する際には、配管５０に圧縮空気を供給するから、保持
解除が早くなるとともに、配管やノズルが清掃され、メ
ンテナンス効果も得られる。

【００２３】

【効果】以上説明した通り、請求項１記載の発明によれ
ば、溶接部品を空気の負圧で吸着保持するから、吸着保
持手段は可動部品を持たずに保持を行うことできる。こ
れによって、繰り返して使用しても保持部の摩耗が生じ
ず、溶接品質を維持しながら部品交換なしで長期間使用
することができ、生産性が向上する。

【００２４】溶接部品の吸着保持を解除するときに、配
管から圧縮空気を供給することによって、保持解除が早
くなり、ノズルを掃除するメンテナンス効果が得られ
る。

【００２５】請求項５記載の発明では、ノズル部材がガ
イドシャフトの下端外方にあるので、溶接部品を溶接す
る際に、飛び散るスパッタがノズル部材だけに当たる。
ノズル部材とガイドシャフトまたは中空位置決めピンと
は別部材のため、例えばスパッタの付着しにくい銅合金
で作ることができる。ノズル部材は吸着保持される溶接
部品と当接はするが、他の部材と相対運動をしないか
ら、銅合金を用いても、摩耗による早期破損が生じな
い。

【００２６】中空位置ピンは、ノズル部材の内部にあ
り、溶接部品を保持する状態では、突出するピンが溶接
部材に入るため、スパッタが当たらない。これによって
摩耗に強い工具鋼で作ることができる。これにより、早
期摩耗やスパッタの付着などにより部品を交換すること
なく、溶接品質の維持と生産性の向上が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の構成を示す全体部図である。

【図２】各部品の構成を示す分解図である。

【図３】中空位置決めピンの構成を示す斜視図である。

【図４】従来例を示す図である。

【符号の説明】

１両開きエアーチャック１ａ、１ｂ爪保持部２ａ、２ｂ爪３ネジ４ａ、４ｂ先端部１０台座１１、１２、５０配管１３ピストン１４、１５ナット１６連結部材１７空気アクチュエータ１８ガイド２０ガイドシャフト２５、２６穴２７取付穴２８ネジ部２９ネジ穴３０中空位置決めピン３１上端面３２突出部３３上端部３４軸部３５中空穴３６ピン３７切り欠き溝４０ノズル部材４１穴４２ネジ４３突出部４４、４５下端面４６ノズル５０配管３９円錐部７０ナット１００相手部材１１０溶接トーチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶接部品を保持し溶接位置に移送する溶
接治具機構であって、溶接部品を位置決めする位置決め
手段と、位置決めされた前記溶接部品を負圧で吸着保持
する吸着保持手段と、吸着保持された前記溶接部品を吸
着位置から所定の溶接位置に移送する移送手段とを有す
ることを特徴とする溶接治具機構。
【請求項２】前記吸着保持手段は、ノズルと該ノズル
に負圧を供給する空気圧供給手段とを有することを特徴
とする請求項１記載の溶接治具機構。
【請求項３】前記位置決め手段はピンを有し、該ピン
は前記ノズルの中央から突出して形成されることを特徴
とする請求項２記載の溶接治具機構。
【請求項４】前記溶接部品の吸着保持を解除するとき
に、前記空気圧供給手段は正圧の空気を供給することを
特徴とする請求項２記載の溶接治具機構。
【請求項５】前記移送手段は上下に移動するガイドシ
ャフトであって、該ガイドシャフトの先端に取付穴が形
成され、前記吸着保持手段は、円筒状のノズル部材を備
え、該ノズル部材は前記取付穴に先端が突出して固定さ
れ、前記位置決め手段は、前記取付穴と整合する外径を
有する上端部と上端部から延び前記ノズル部材と整合す
る外径を有する軸部と該軸部の下端面から突出する小径
のピンを備えるとともに、上端部の上端面から軸部の下
端面の近傍まで延びる中空穴を備える中空位置決めピン
を有し、前記ガイドシャフトに前記空気圧供給手段の配
管が接続され、該配管と前記取付穴の底部とが連通穴で
連通され、前記中空位置決めピンは、前記上端部を前記
取付穴の底部に当接させて前記取付穴に挿入して取り付
けられ、前記軸部の下端面が前記ノズル部材の下端面よ
り上方に位置し、前記ピンが前記ノズル部材の下端面か
ら下方へ突出し、前記中空穴が前記取付穴の底部の連通
穴に開口し、前記軸部の下端面を含めて外周面に、前記
中空穴に連通する切り欠き溝が形成されて、前記ノズル
部材の下端開口が前記中空穴に連通することを特徴とす
る請求項２、３または４記載の溶接治具機構。
【請求項６】前記ノズル部材は銅で構成されているこ
とを特徴とする請求項５記載の溶接治具機構。
【請求項７】前記中空位置決めピンは工具鋼で構成さ
れていることを特徴とする請求項５記載の溶接治具機
構。