JP3148957U - 止水・電源遮断機構付電気抵抗スポット溶接機 - Google Patents

Abstract

【課題】不良品の生成を防止するとともに、作業者の負傷を防止することが可能な、電気抵抗スポット溶接機を提供する。【解決手段】電極４をその先端に取り付け、電極４を冷却する冷却水が流通する供給路及び前記電極を冷却した排水が流通する排水路を内部に有し、離接動可能に対向して配設された一対のシャンクと、前記シャンクの基端に取り付けられ、前記供給路に冷却水を供給する第１の水路と、前記排水路から排出される排水を外部に排出する第２の水路が形成された給排水器本体１と、前記第１の水路及び第２の水路を遮断する遮断機構と、前記遮断機構の遮断状態を検知する検知手段１９と、前記一対のシャンクの離接動及び、変圧器６８によるシャンクへの電流の供給をシーケンス制御する制御部６６とを有し、検知手段１９が遮断状態を検知している状態では、制御部のシーケンス制御が開始しないように構成する。【選択図】図１

Description

本考案は、スポット溶接機の電極チップを交換する際に、簡単な操作で電極チップの冷却水の流通を止水することを可能とし、且つ、電極が冷却されないことによる溶接不良及び、作業者が電極の交換作業中に相対向するシャンクに挟まれることを防止することができる止水・電源遮断機構付電気抵抗スポット溶接機に関するものである。

電気抵抗スポット溶接機は、上部電極と下部電極間にワークを挟んで加圧、通電して、ワークに流れる電気抵抗熱でワークを溶かして溶接するものであり、自動車のボディ等を溶接する場合に広く使用されている。

この電気抵抗スポット溶接は、電極間に流れる電流により電気抵抗熱でワークを溶接することから、電極は常に熱に曝される。この熱により電極が、ワークに溶着することを防止するために、図７に示されるように、シャンク１５０内に電極１５２の内部に臨む内管１５１を設け、この内管１５１から供給される冷却水で、キャップチップ式の電極１５２を冷却している。シャンク１５０の基端には、給排水器１５３が取り付けられていて、この給排水器１５３の吸水口１５３ａから内管１５１に冷却水が供給され、電極１５２が冷却されるようになっている。電極１５２を冷却した排水は、シャンク１５０と内管１５１の間の排水路１５５を流通して、給排水器１５３の排水口１５３ｂから外部に排水されるようになっている。

ところで、電気抵抗スポット溶接機に使用される電極１５２は、使用に伴って、その先端部の形状が加圧力や摩耗により変形する。電極１５２が変形すると、ワークに傷がついたり、溶着不良やスパッタが発生したりする原因となる。このため、所定の溶接回数毎（例えば１５００回〜５０００回）に、チップドレッサー等で電極１５２を切削して表面形状をなめらかにする必要がある。ところが、切削するごとに電極１５２が減少することから、切削する回数にも限度があり、所定回数切削した場合には、電極１５２全体を交換する必要がある。

内管１５１には水圧がかかっている状態で、電極１５２をシャンク１５０から取り外すと、冷却水が内管１５１から噴出してしまうため、電極１５２を交換する際には、作業者は止水弁を閉じて、内管１５１への冷却水の供給を止めてから、電極１５２の交換作業を行っていた。

なお、上述した内容は、公知・公用の技術であり、出願人は特に先行技術調査を行っていないため、先行技術の開示については行わない。

しかしながら、作業者が止水弁が閉じている状態であることを忘れてしまい、内管１５１への冷却水の供給が停止されている状態で溶接を行ってしまうということが頻発していた。内管１５１への冷却水の供給が停止されている状態で溶接を行うと、電極１５２が過熱され、電極１５２が軟化し、電極１５２の先端形状が潰れてしまうと、電極１５２とワークとの接触面積が増えることから、ワークに流れる電流が集中しなくなり、ワークの溶融が不十分となり、溶接強度が弱い不良品を生成してしまうという問題があった。

また、作業者が電極１５２の交換作業中に、誤って電気抵抗スポット溶接機を作動させてしまい、作業者の手が相対向するシャンク１５１に挟まれ、負傷してしまうという問題があった。

一方で、前記した止水弁は一般的に、交換する電極５２から離れた場所に設置してあることが多く、作業性が悪いという問題があった。また、冷却水の供給を止めても、シャンク５０や内管５１等の冷却水の経路には冷却水が残存していることから、電極５２を取り外した際に、残存している冷却水がシャンクから流出し、流出した冷却水が工場の床面にこぼれてしまう。このため、電極５２を交換する際には、作業者が予めバケツ等をシャンク５０の下に置いて前記冷却水を受ける必要があり、手間がかかるという問題があった。

本考案は、上記問題を解決し、不良品の生成を防止するとともに、作業者の負傷を防止することが可能な、電気抵抗スポット溶接機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の考案は、被溶接部材と当接する電極と、
前記電極をその先端に取り付け、前記電極を冷却する冷却水が流通する供給路及び前記電極を冷却した排水が流通する排水路を内部に有し、離接動可能に対向して配設された一対のシャンクと、
前記シャンクの基端に取り付けられ、前記供給路に冷却水を供給する第１の水路と、前記排水路から排出される排水を外部に排出する第２の水路が形成された給排水器本体と、
前記第１の水路及び第２の水路を遮断する遮断機構と、
前記遮断機構の遮断状態を検知する検知手段と、
前記シャンクに電流を供給する変圧器と、
前記一対のシャンクの離接動及び、前記変圧器によるシャンクへの電流の供給をシーケンス制御する制御部とを有し、
前記検知手段が、前記遮断機構の遮断状態を検知している状態では、前記制御部のシーケンス制御が開始しないように構成したことを特徴とする。

請求項２に記載の考案は、請求項１に記載の考案において、
検知手段は、２本のリード線を有し、遮断機構の遮断状態を検知していない状態で、前記２本のリード線が電気的に接続し、遮断機構の遮断状態を検知している状態では、前記２本のリード線が電気的に接続しないように構成され、
制御部は、２つの投入部を有し、当該２つの投入部が電気的に接続すると、シーケンス制御が開始するように構成され、
前記２本のリード線を、それぞれ、前記２つの投入部に電気的に接続し、
前記リード線と前記投入部を電気的に接続する電路の途中に、当該電路を遮断・接続するスイッチを設けたことを特徴とする。

請求項３に記載の考案は、請求項１に記載の考案において、
検知手段は、遮断機構の遮断状態を検知している状態で、検知信号を制御部に出力し、
制御部に前記検知信号が入力されている状態では、制御部はシーケンス制御を開始させないことを特徴とする。

請求項４に記載の考案は、請求項１〜請求項３に記載の考案において、
給排水器本体に、第１の水路及び第２の水路を横断する、断面形状が円形状の横断穴を形成し、
前記横断穴内に、前記横断穴の内面に対応する形状の回転部材を回動自在に取り付け、
前記回転部材には、前記回転部材の側面を貫通する流通穴が２つ形成され、
前記回転部材が前記給排水器本体に対して所定位置にある場合には、前記２つの流通穴が、それぞれ前記第１の水路及び第２の水路と合致するが、前記所定位置から所定角度回転部材を回転させると、前記２つの流通路が、それぞれ前記第１の水路及び第２の水路と合致することなく、前記回転部材が、前記第１の水路及び前記第２の水路の流路を遮断するように構成して、遮断機構を構成したことを特徴とする。

請求項５に記載の考案は、請求項４に記載の考案において、
検知手段は、近接状態を検知する検知部を有する近接センサーであり、
回転部材を回動させるにハンドルを、前記回動部材に取り付け、
前記回転部材が第１の水路及び第２の水路の流路を遮断している状態のハンドル位置に対向する位置に、前記検知部を位置させて、
検知手段が、第１の水路及び第２の水路の流路の遮断を検知するように構成したことを特徴とする。

請求項６に記載の考案は、請求項４又は請求項５に記載の考案において、
横断穴の内面及び回転部材の外面を円錐形状としたことを特徴とする。

請求項７に記載の考案は、請求項６に記載の考案において、
回転部材の外面を、横断穴の内面に押し付ける方向に、回転部材に軸力を作用させるように構成したことを特徴とする。

請求項８に記載の考案は、請求項７に記載の考案において、
回転部材を給排水器本体に取り付けるための、回転部材の先端に形成されたネジ部と、このネジ部を締め付けるナットとの間に配設された皿ワッシャーの弾性変形により回転部材に軸力を作用させたことを特徴とする。

請求項９に記載の考案は、請求項４〜請求項８に記載の考案において、
回転部材の外表面に潤滑剤を塗布したことを特徴とする。

請求項１０に記載の考案は、請求項４〜請求項９に記載の考案において、
回転部材の軸線方向に対して、流通穴の外側の回転部材にパッキンを取り付け、本体と回転部材との境界面を気密構造にしたことを特徴とする。

請求項１１に記載の考案は、請求項４〜請求項１０に記載の考案において、
回転部材が給排水器本体に対して所定位置にある状態において、冷却水が供給される供給口側の横断穴に臨む第１の水路及び第２の水路の開口部を接続するパイパス路を回転部材に形成したことを特徴とする。

請求項１２に記載の考案は、請求項１１に記載の考案において、
バイパス路は、回転部材の側面を凹陥して形成したことを特徴とする。

請求項１に記載の考案は、シャンクの基端に取り付けられ、前記供給路に冷却水を供給する第１の水路と、前記排水路から排出される排水を外部に排出する第２の水路が形成された給排水器本体と、前記第１の水路及び第２の水路を遮断する遮断機構と、前記遮断機構の遮断状態を検知する検知手段と、前記シャンクに電流を供給する変圧器と、前記一対のシャンクの離接動及び、前記変圧器によるシャンクへの電流の供給をシーケンス制御する制御部とを有し、前記検知手段が、前記遮断機構の遮断状態を検知している状態では、前記制御部のシーケンス制御が開始しないように構成したことを特徴とする。
このため、検知手段が、前記遮断機構の遮断状態を検知している状態では、前記制御部のシーケンス制御が開始しないので、電極が過熱されることがなく、溶接強度が弱い不良品の生成を防止することが可能となる。
また、作業者が電極の交換作業中に、スポット溶接のシーケンス制御が開始しないので、作業者が相対向するシャンクに挟まれることがない。

請求項２に記載の考案は、請求項１に記載の考案において、検知手段は、２本のリード線を有し、遮断機構の遮断状態を検知していない状態で、前記２本のリード線が電気的に接続し、遮断機構の遮断状態を検知している状態では、前記２本のリード線が電気的に接続しないように構成され、制御部は、２つの投入部を有し、当該２つの投入部が電気的に接続すると、シーケンス制御が開始するように構成され、前記２本のリード線を、それぞれ、前記２つの投入部に電気的に接続し、前記リード線と前記投入部を電気的に接続する電路の途中に、当該電路を遮断・接続するスイッチを設けたことを特徴とする。
このため、前記検知手段が、前記遮断機構の遮断状態を検知している状態では、確実に、前記制御部のシーケンス制御が開始しない機構を提供することが可能となる。

請求項３に記載の考案は、請求項１に記載の考案において、検知手段は、遮断機構の遮断状態を検知している状態で、検知信号を制御部に出力し、制御部に前記検知信号が入力されている状態では、制御部はシーケンス制御を開始させないことを特徴とする。
このため、前記検知手段が、前記遮断機構の遮断状態を検知している状態では、確実に、前記制御部のシーケンス制御が開始しない機構を提供することが可能となる。

請求項４に記載の考案は、請求項１〜請求項３に記載の考案において、給排水器本体に、第１の水路及び第２の水路を横断する、断面形状が円形状の横断穴を形成し、前記横断穴内に、前記横断穴の内面に対応する形状の回転部材を回動自在に取り付け、前記回転部材には、前記回転部材の側面を貫通する流通穴が２つ形成され、前記回転部材が前記給排水器本体に対して所定位置にある場合には、前記２つの流通穴が、それぞれ前記第１の水路及び第２の水路と合致するが、前記所定位置から所定角度回転部材を回転させると、前記２つの流通路が、それぞれ前記第１の水路及び第２の水路と合致することなく、前記回転部材が、前記第１の水路及び前記第２の水路の流路を遮断するように構成して、遮断機構を構成したことを特徴とする。
このため、シャンクからの冷却水や排水の流出を、防止することが可能となり、電極を交換する際に、作業者が予めバケツ等をシャンクの下に置いて冷却水を受ける必要がなくなり、電極の交換作業の作業性を向上させることが可能となる。

請求項５に記載の考案は、請求項４に記載の考案において、検知手段は、近接状態を検知する検知部を有する近接センサーであり、回転部材を回動させるにハンドルを、前記回動部材に取り付け、前記回転部材が第１の水路及び第２の水路の流路を遮断している状態のハンドル位置に対向する位置に、前記検知部を位置させて、検知手段が、第１の水路及び第２の水路の流路の遮断を検知するように構成したことを特徴とする。
このため、第１の水路及び第２の水路の流路の遮断を確実に検知することが可能となる。

請求項６に記載の考案は、請求項４又は請求項５に記載の考案において、横断穴の内面及び回転部材の外面を円錐形状としたことを特徴とする。
このため、回転部材の外表面と横断穴の内表面とを密着させることにより、給排水ジャケット本体と回転部材との間から、大気が侵入することを防止し、シャンクの先端側からのみ大気圧を作用させることが可能となり、シャンクからの冷却水や排水の流出を防止することが可能となる。

請求項７に記載の考案は、請求項６に記載の考案において、
回転部材の外面を、横断穴の内面に押し付ける方向に、回転部材に軸力を作用させるように構成したことを特徴とする。
このため、回転部材の外表面と給排水ジャケット本体の内表面とを確実に密着させることにより、給排水ジャケット本体と回転部材との間から、大気が侵入することがなく、シャンクの先端側からのみ大気圧を作用させることが可能となり、シャンクからの冷却水や排水の流出を防止することが可能となる。

請求項８に記載の考案は、請求項７に記載の考案において、回転部材を給排水器本体に取り付けるための、回転部材の先端に形成されたネジ部と、このネジ部を締め付けるナットとの間に配設された皿ワッシャーの弾性変形により回転部材に軸力を作用させたことを特徴とする。
このため、確実に回転部材に軸力を作用させることが可能となる。

請求項９に記載の考案は、請求項４〜請求項８に記載の考案において、回転部材の外表面に潤滑剤を塗布したことを特徴とする。
このため、前記潤滑剤が、横断穴と回転部材との接触面に充填されることにより、前記接触面の隙間が無くなる。このため、給排水ジャケット本体と回転部材との間から、大気が侵入することがなく、シャンクの先端側からのみ大気圧を作用させることが可能となり、シャンクからの冷却水や排水の流出を防止することが可能となる。

請求項１０に記載の考案は、請求項４〜請求項９に記載の考案において、回転部材の軸線方向に対して、流通穴の外側の回転部材にパッキンを取り付け、本体と回転部材との境界面を気密構造にしたことを特徴とする。
このため、前記パッキンが、弾性変形して、横断穴と回転部材との間を閉塞し、給排水ジャケット本体と回転部材との間から、大気が侵入することがなく、シャンクの先端側からのみ、大気圧を作用させることが可能となり、シャンクからの冷却水や排水の流出を防止することが可能となる。

請求項１１に記載の考案は、請求項４〜請求項１０に記載の考案において、
回転部材が給排水器本体に対して所定位置にある状態において、冷却水が供給される供給口側の横断穴に臨む第１の水路及び第２の水路の開口部を接続するパイパス路を回転部材に形成したことを特徴とする。
このため、電極への冷却水の供給を遮断しても、前記パイパス路を通じて、冷却水が排水路から排出されるので、冷却水の循環が停止することがなく、他のスポット溶接機を停止させる必要がなく、生産効率が向上する。

請求項１２に記載の考案は、請求項１１に記載の考案において、バイパス路は、回転部材の側面を凹陥して形成したことを特徴とする。
このため、簡単な加工によりバイパス路を形成することが可能となる。

（電気抵抗スポット溶接用電極の全体構造）
図１は本考案の実施の形態を示す止水・電源遮断機構付電気抵抗スポット溶接機１００（以下単にスポット溶接機１００とする）の側面図である。５１はスポット溶接機１００の装置本体である。装置本体５１には、制御部６６、溶接電流制御部６７、変圧器６８が取り付けられている。装置本体５１には、下部腕部５２及び上部腕部５３が、装置本体５１の前方側に突出して設けられている。下部腕部５２及び上部腕部５３は上下に相対向している。

下部腕部５２には、下部給電部５７が取り付けられている。下部給電部５７は、導体６１により、変圧器６８の二次側と接続している。下部給電部５７の前端には、下部電極ユニット５４が取り付けられている。

上部腕部５３の先端には、加圧機構５５が設けられている。加圧機構５５は、上下方向に摺動するシリンダー５５ａを有している。シリンダー５５ａの下端には、上部給電部５８が取り付けられている。加圧機構５５には、電動式及びエア式の両方が含まれる。加圧機構５５は、制御部６６に接続している。制御部６６の指令により、加圧機構５５が駆動し、シリンダー５５ａが上下方向に摺動するようになっている。

上部給電部５８は、可撓導体６２により、変圧器６８の二次側と接続している。上部給電部５８の前端には、上部電極ユニット５６が取り付けられている。上部電極ユニット５６は、加圧機構５５によって上下動するようになっていて、対向する下部電極ユニット５４の先端に取り付けられた電極４と、上部電極ユニット５６の先端に取り付けられた電極４とが離接するようになっている。

変圧器６８の一次側には、溶接電流制御部６７と交流電源６９が直列に接続している。交流電源６９は、周波数５０Ｈｚ、６０Ｈｚ、電圧１００Ｖ、２００Ｖ等の所謂商用電源である。溶接電流制御部６７は、制御部６６と接続している。溶接電流制御部６７は、サイリスタを有している。制御部６６の指令により、溶接電流制御部６７は、変圧器６９に流れる電流を制御する。

下部電極ユニット５４の検知手段１９、スイッチ６５、上部電極ユニット５６の検知手段１９が直列に接続し、制御部６６の投入部６６ａ、６６ｂに接続している。なお、下部電極ユニット５４の検知手段１９、スイッチ６５、上部電極ユニット５６の検知手段１９の接続順は、任意であっても差し支えない。なお、検知手段１９からは、２本のリード線１９ｂ、１９ｃが延出し、スイッチ６５及び制御部の投入部６６ａ、６６ｂは、これらリード線１９ｂ、１９ｃに電気的に接続している。スイッチ６５は、図に示された実施形態では、フットペダル式のスイッチ６５であるが、押しボタン式のスイッチ６５であっても差し支えない。

制御部６６は、所謂プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ：ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）である。制御部６６は、加圧機構５５及び溶接電流制御部６７をシーケンス制御する。制御部６６の投入部６６ａ、６６ｂが電気的に接続すると、スポット溶接のシーケンス制御が開始し、制御部６６は、加圧機構５５及び溶接電流制御部６７に指令を出力する。具体的には、制御部６６は、加圧機構５５にシリンダー５５ａを下降させる命令を出力して、下部電極ユニット５６を下降させる。すると、被溶接部材は、上部電極ユニット５６及び下部電極ユニット５４に取り付けられた電極４で挟まれて加圧され、この状態で、制御部５６は、溶接電流制御部６７に、変圧器６８に電流を流す命令を出力し、交流電源６９から供給された交流電流が、変圧器６８で降圧されて大電流となり、当該大電流が対向する電極４間の被溶接部材を通電し、被溶接部材の電気抵抗熱により、被溶接部材が溶融して被溶接部材が溶接される。溶接が終了すると、制御部６６は、溶接電流制御部６７に、変圧器６８への電流の供給を停止させる指令を出力するとともに、加圧機構５５にシリンダー５５ａを上昇させる命令を出力する。

（上部電極ユニット及び下部電極ユニットの構造）
図２に上部電極ユニット５６及び下部電極ユニット５４の側面図を示し、図３に給排水器の説明図を示して、以下、説明する。上部電極ユニット５６、下部電極ユニット５４は、は、給排水器２０と、基シャンク２、先端側シャンク３、電極４、内管５とから構成されている。給排水器２０は、給排水器本体１、回転部材６、Ｏリング７、８、ワッシャー９、皿ワッシャー１０、ナット１１、検知手段１９とから構成されている。給排水器２０は、シャンク（基シャンク２及び先端側シャンク３）の基端に取り付けられ、シャンクに冷却水を供給し、電極４を冷却後の排水を外部に排出するものである。

図に示される実施形態では、基シャンク２と先端側シャンク３とから、シャンクが構成されているが、一体となったシャンクであっても差し支えない。基シャンク２と先端側シャンク３の形状は、略円筒形状である。先端側シャンク３は、基シャンク２の先端に嵌合して取り付けられている。基シャンク２及び先端側シャンク３の内部は、冷却水が流通する流路２ａ、３ａとなっている。基シャンク２及び先端側シャンク３の材質は、電気抵抗が低く導電性に優れた銅やクロム銅等の銅合金等で構成されている。

先端側シャンク３の先端には、先端側に向かって徐々に内径が小さくなる円錐面が形成され、電極取付部３ｂとなっている。電極４は、銅やクロム銅等の銅合金で構成されている。電極４の基端には、前記電極取付部３ａと対応する形状の取付部４ａが凹陥形成されている。電極４の取付部４ａが下部電極３の電極取付部３ｂと嵌合して、電極４が下部電極３に取り付けられている。電極４は被溶接部材と当接する。

図１や図２に示されるように、給排水器本体１は、ブロック形状をしている。給排水器本体１は、耐腐食性に優れたステンレス鋼や真鍮等の金属で構成されている。給排水器本体１には、略円筒をした取付部１ａが突出形成されている。取付部１ａ内には、流通路１ｂが形成され、当該流通路１ｂが給排水器本体１の内部にまで形成されている。取付部１ａの外周面には、ネジ山が形成されている。基シャンク２の基端内面には、ネジ溝が形成され取付部２ｂとなっている。基シャンク２の取付部２ｂが、給排水器本体１の取付部１ａのネジ山に螺合して、基シャンク２が給排水器本体１に取り付けられている。

給排水器本体１には、第１の水路１ｄ及び第２の水路１ｅが、それぞれ平行して形成されている。第１の水路１ｄ及び第２の水路１ｅと直交するように、流通路１ｂに接続している。第１の水路１ｄは、給排水器本体１の外表面に開口し、当該開口部内面にネジ溝が螺刻され供給口１ｆとなっている。この供給口１ｆには、冷却水を供給する供給管１６が接続されている。第２の水路１ｅもまた、給排水器本体１の外面に開口し、当該開口部内面にネジ溝が形成され排水口１ｇとなっている。この排水口１ｇには、排水を外部に排水する排水管１７が接続されている。

内管５は、流通路１ｂの基部（第１の水路１ｄと第２の水路１ｅの間）に圧入されて取り付けられている。内管５は、耐腐食性に優れたステンレス鋼や銅合金等で構成されている。内管５の先端は、電極４の取付部４ａに開放している。このような構造により、供給口１ｆから供給された冷却水、第１の水路１ｆ、流通路１ｂ、内管５を流通し、電極４の取付部４ａに供給され、電極４が冷却されるようになっている。

内管５の外径は、流通路１ｂの先端側及び流通路２ａ、流通路３ａの内径よりも小さくなっている。流通路１ｂの先端側及び流通路２ａ、流通路３ａの内側で内管５の外側には、排水路１５が形成されている。電極４を冷却した排水は、排水路１５、第２の水路１ｇを流通し、排水口１ｇから排出されるようになっている。

給排水器本体１には、第１の水路１ｄ及び第２の水路１ｅを横断するように横断穴１ｈが貫通形成されている。言い換えると、第１の水路１ｄ及び第２の水路１ｅと直交するように、横断穴１ｈが貫通形成されている。この横断穴１ｈの断面形状は円形状をしている。本実施形態では、横断穴１ｈの内面は、円錐形状となっている。

給排水器本体１の横断穴１ｈ内に収納されるようにして、回転部材６が回転自在に取り付けられている。回転部材６は、略円錐形状の回転部材本体６ａと、この回転部材本体６ａの基部に取り付けられたハンドル６ｂとから構成されている。回転部材本体６ａの外表面は、給排水器本体１の横断穴１ｈの内表面に対応した形状となっている。つまり、横断穴１ｈの円錐面のテーパー角と、回転部材本体６ａの円錐面のテーパー角は同一角度となっている。このように、回転部材本体６ａの外表面は、横断穴１ｈの内表面に対応した形状をしているので、回転部材本体６ａの外表面と横断穴１ｈの内表面とが合致するようになっている。回転部材本体６ａの先端は、ネジ部６ｃとなっている。

図４に示されるように、回転部材本体６ａには、回転部材本体６ａの側面を貫通する流通穴６ｆ、流通穴６ｇが貫通形成されている。流通穴６ｆ、流通穴６ｇは、回転部材本体６ａの軸線方向に対して、垂直に形成されている。流通穴６ｆと流通穴６ｇは、第１の水路１ｄと第２の水路１ｅと同じ間隔で、それぞれが平行となるように、回転部材本体６ａに貫通形成されている。

図４に示されるように、回転部材６の軸線に対して、流通穴６ｆ、６ｇから所定角度（望ましい角度は４５°〜９０°、本実施形態では９０°）回転した、回転部材本体６ａの表面には、回転部材本体６ａの軸線方向に沿って、バイパス路６ｈが凹陥形成されている。バイパス路６ｈの両端の間隔は、給排水器本体１の第１の水路１ｄと第２の水路１ｅと同じ間隔になっている。

回転部材本体６ａは、給排水器本体１ａの横断穴１ｈ内に配設され、ネジ部６ｃにワッシャー９、皿ワッシャー１０を入れて、ネジ部６ｃにナット１１を締め付けて、回転部材６を給排水器本体１に回転自在に取り付けている。ネジ部６ｃにナット１１を締め付けると、ナット１１の締結力によりネジ部６ｃが弾性変形し、回転部材本体６ａに軸力が作用する。また、ワッシャー９とナット１１の間に配設された皿ワッシャー１０が弾性変形して、回転部材本体６ａに軸力が更に作用する。なお、皿ワッシャー１０の代わりに、弾性部材であるＯリングを使用して、Ｏリングの弾性により、回転部材本体６ａに軸力を作用させることとしても差し支えない。このように、横断穴１ｈの内面及び回転部材６の外面を、円錐形状とし、回転部材６の外面を、横断穴１ｈの内面に押し付ける方向に、回転部材６に軸力を作用させることにより、横断穴１ｈの内面と回転部材６の外面とを大きな接触面積で、確実に接触させることにより、横断穴１ｈと回転部材６との境界面を気密な構造にしている。

回転部材本体６ａの表面には、潤滑剤が塗布されている。このため、この潤滑剤が、回転部材本体６ａの内面や横断穴１ｈの外面の切削痕を埋めて、回転部材本体６ａと横断穴１ｈとの隙間を密閉して、確実に横断穴１ｈと回転部材６との境界面を気密な構造にしている。なお、前記潤滑剤は、耐水性のあるシリコングリス等の潤滑剤であることが好ましい。

図３に示されるように、回転部材本体６ａの流通穴６ｆの上部には、回転部材本体６ａの外表面を一周するＯリング溝６ｅが凹陥形成されている。また、回転部材本体６ａの流通穴６ｇの下部には、回転部材本体６ａの外表面を一周するＯリング溝６ｄが凹陥形成されている。言い換えると、回転部材本体６ａの軸線方向に対して、流通穴６ｆ及び流通穴６ｇの外側の回転部材本体６ａの外表面には、それぞれ、回転部材本体６ａの外表面を一周するＯリング溝６ｅ、Ｏリング溝６ｄが凹陥形成されている。これら、Ｏリング溝６ｅ、６ｄには、それぞれ、Ｏリング７、８が取り付けられている。横断穴１ｈと回転部材本体６ａとの間に配設されたＯリング７、８により、横断穴１ｈと回転部材６との境界面を気密な構造にしている。横断穴１ｈの内面及び回転部材６の外面を、円錐形状とし、回転部材６の外面を、横断穴１ｈの内面に押し付ける方向に、回転部材６に軸力を作用させているので、Ｏリング７、８を横断穴１ｈの内面に強く押し付けて、横断穴１ｈと回転部材６との境界面の気密性を確実にしている。

本考案では、前述した構造により、横断穴１ｈと回転部材６との境界面を、水密構造よりもシール性が上回る気密構造とした。このため、横断穴１ｈと回転部材６との境界面から、水分子が漏洩しないのは勿論であり、水分子より小さい分子構造の空気分子も前記境界面に侵入することがないようになっている。

回転部材６が図１の位置、つまりハンドル６ｂが図３の（１）の位置にある場合には、第１の水路１ｄと流通穴６ｆとが合致し、第２の水路１ｅと流通穴６ｇとが合致するようになっている。ハンドル６ｂを図３の（２）の位置に９０°回転させると、供給口１ｆ側の、横断穴１ｈに臨む第１の水路１ｄと第２の水路１ｅの開口部１ｊ、１ｋが、回転部材本体６ａのバイパス路６ｈに臨むようになる。バイパス路６ｈは、回転部材本体６aの外表面を凹陥形成したものであるので、バイパス路６ｈと横断穴１ｈとの間には流路が形成され、横断穴１ｈに臨む第１の水路１ｄ及び第２の水路１ｅの開口部１ｊ、１ｋが、前記流路で接続されるようになっている。

図３に示されるように、給排水器本体１には、検知手段１９が取り付けられている。検知手段１９は、第１の水路１ｄと流通穴６ｆとが合致し、第２の水路１ｅと流通穴６ｇとが合致し、冷却水が電極４に供給されている状態を検知するセンサーである。本実施形態では、ハンドル６ｂが図３の（１）の位置にある状態（第１の水路１ｄと流通穴６ｆとが合致し、第２の水路１ｅと流通穴６ｇとが合致している状態）において、検知手段１９の検知手段１９ａが、ハンドル６ａと対面するように、検知手段１９が給排水器本体１に取り付けられている。

検知手段１９には、電磁誘導を利用した高周波発信型、磁石を用いた磁気型、静電容量の変化を利用した静電気容量型、赤外線の反射光をセンシングする赤外線検知型、超音波の反射波を検知する超音波検知型等の近接センサーが含まれる。また、検知手段１９として、機械的なスイッチを用いても差し支えない。

検知手段１９が、ハンドル６ｂが図３の（１）の状態にあることを検知した場合には（第１の水路１ｄと流通穴６ｆとが合致し、第２の水路１ｅと流通穴６ｇとが合致し、冷却水が電極４に供給されている状態を検知した場合には）、検知手段１９から延出している２本のリード線１９ｂ、１９ｃが、電気的に接続している状態となる。つまり、上部電極ユニット５６及び下部電極ユニット５７の両方の検知手段１９のリード線１９ｂ、１９ｃが直結状態である状態で、作業者がスイッチ６５を押下すると、投入部６６ａ及び投入部６６ｂが電気的に接続している状態となるので、スポット溶接のシーケンス制御が開始し、前述したように、制御部６６は加圧機構５５及び溶接電流制御部６７に指令を出力する。言い換えると、上部電極ユニット５６及び下部電極ユニット５７の少なくとも一方の検知手段１９のリード線１９ｂ、１９ｃが電気的に接続していない状態で、作業者がスイッチ６５を押下したとしても、スポット溶接のシーケンス制御が開始しないようになっている。

（本考案の第１の作用）
以下に本考案の第１の作用について説明をする。ハンドル６ｂが図３の（１）の位置にある状態では、前述したように、第１の水路１ｄと流通穴６ｆとが合致するようになっているので、供給口１ｆから供給される冷却水が、回転部材本体６ａの流通穴６ｆ内を流通し、内管５内に流通するようになっている。内管５内を流通する冷却水は、内管５の先端から放出され、電極４を冷却する。

電極４を冷却した排水は、内管５の外側である排水路１５を流通して、流通路１ｂ内を流通する。回転部材６が、ハンドル６ｂが図３の（１）の位置にある状態では、前述したように、第２の水路１ｅと流通穴６ｇとが合致するようになっているので、流通路１ｂ内を流通する排水は、流通穴６ｇを通じて、排水口１ｇから外部に排水されるようになっている。

一方で、ハンドル６ｂを図３の（２）の位置に９０°回転させると、前述したように横断穴１ｈに臨む第１の水路１ｄと第２の水路１ｅの開口部１ｊ、１ｋが、回転部材本体６ａのバイパス路６ｈに臨むようになるので、供給口１ｆから供給された冷却水は、第１の水路１ｄからバイパス路６ｈを流通して、第２の水路１ｅに導かれ、排水口１ｇから排水されるようになっている。この状態では、回転部材本体６ａが、第１の水路１ｄ及び第２の水路１ｅの流路を遮断するので、冷却水が、電極４側に流通することなく、また、排水が電極４側に逆流することはない。

スポット溶接をする場合には、電極４を冷却するために、ハンドル６ｂを図３の（１）の位置にする。一方で、電極４を交換する場合には、ハンドル６ｂを図３の（２）の位置に回転させて、第１の水路１ｄ及び第２の水路１ｅの流路を回転部材本体６ａで遮断して、冷却水の供給を遮断するとともに、排水が逆流することを防止するようにしている。

ハンドル６ｂが図３の（２）の位置の状態では、電極４への冷却水の供給を遮断しても、パイパス路６ｈを通じて、冷却水が排水口１ｇから排水されるので、冷却水の循環が停止することがなく、並列して設置された他のスポット溶接機を停止させる必要がない。

なお、本考案では、回転部材６の軸線に対して、流通穴６ｆ、６ｇから４５°〜９０°回転した位置に、バイパス路６ｈを形成したので、ハンドル６ｂを図３の（１）の状態から、（２）の状態、もしくは、（２）の状態から（１）の状態に回転する場合に、常に、流通穴６ｆ、６ｇ及びバイパス路６ｈの少なくとも一方が、横断穴１ｈに臨む第１の水路１ｊや第２の水路１ｅの開口部１ｊ、１ｋと接続されるようになり、冷却水の循環が停止することがない。このため、急速に冷却水の流通が停止することにより発生する水撃作用（ウォーターハンマー）が発生することがなく、この水撃作用により、本考案のスポット溶接機の止水機構が破壊されることを防止している。

回転部材本体６ａに作用する軸力により、回転部材本体６ａの外表面は、横断穴１ｈの内表面に押し付けられている。このため、横断穴１ｈの内表面と回転部材本体６ａの外表面とは密着していて隙間がない状態であるので、ハンドル６ｂが図３の（２）の位置にある状態において、冷却水や排水が横断穴１ｈと回転部材本体６ａとの間から漏洩することはない。また、回転部材本体６ａの表面には、前述したようにシリコングリス等の潤滑剤が塗布されているので、この潤滑剤が、横断穴１ｈと回転部材本体６ａとの接触面に充填されることにより、前記接触面の隙間を完全に無くして、冷却水や排水が横断穴１ｈと回転部材本体６ａ表面との間から漏洩することを防いでいる。更に、回転部材本体６ａに取り付けられたＯリング７、８が弾性変形して、横断穴１ｈと回転部材本体６ａとの間を閉塞するにより、横断穴１ｈと回転部材本体６ａの表面との間からの冷却水や排水の漏洩を完全に防止している。また、ハンドル６ｂが図３の（２）の位置にある状態では、第１の水路１ｄと排水路１とが、バイパス路１ｈで接続されるようになっているので、供給口１ｆから供給される冷却水が、バイパス路１ｈを通じて、第２の水路１ｅから排水口１ｇに排水されるので、第１の水路１ｄの水圧が高くなることはない。このため、供給口１ｆから供給される冷却水が、横断穴１ｈと回転部材本体６ａとの接触面からの漏洩することはない。

ハンドル６ｂが図３の（２）の位置にある状態において、電極４を先端側シャンク３から取り外しても、殆ど冷却水や排水が先端側シャンク３から流出することはない。この理由として以下のことが考えられる。

第１の理由として、前述したように、横断穴１ｈと回転部材６との境界面を気密な構造にしている。このため、前記境界面から空気が侵入することがなく、図５に示されるように、先端側シャンク３の先端側からのみ、先端側シャンク３内に満たされた冷却水や排水に大気圧Ｐが作用する。標準的な大気圧Ｐは約１０^５Ｐａであり、これは約１０．１３ｍの水柱が与える圧力に等しい。図２に示されるように第１の水路１ｄから先端側シャンク３の先端までの位置ヘッドＨは、大きくても１ｍであるので、水の密度をρ、重力加速度をｇとすると。以下の関係式が成り立つ。
Ｐ＞Ｈρｇ
大気圧Ｐの方が、位置ヘッドＨが与える圧力より大きく、先端側シャンク３、基シャンク２、給排水器本体１内の冷却水や排水が、先端側シャンク３の先端から、流出することがないと考えられる。

第２の理由として、先端側シャンク３内の冷却水や排水と大気との境界面Ｍには、前記冷却水や排水の分子間力による界面張力が発生し、前記境界面Ｍからの大気の侵入を防止していることが考えられる。このため、先端側シャンク３、基シャンク２、給排水器本体１内の冷却水や排水が、先端側シャンク３の先端から、流出することがないと考えられる。また、先端側シャンク３の内径は小さく、大きくても１０ｍｍ程度であり、先端側シャンク３先端の開口面積に対する、先端側シャンク３先端の開口部の内縁長さの比が大きくなっている。このため、先端側シャンク３先端の開口部が前記境界面Ｍに作用する界面張力が大きくなり、前記境界面Ｍからの大気の侵入を防止していることが考えられる。

以上説明したように、ハンドル６ｂが図３の（２）の位置にある状態において、電極４を先端側シャンク３から取り外しても、殆ど冷却水や排水が先端側シャンク３から流出することはないので、電極４を交換する際に、作業者がバケツ等を先端側シャンク３の下に置いて冷却水や排水を受ける必要がなくなり、電極４の交換作業の作業性を向上させることが可能となった。また、本考案のスポット溶接機の止水機構を用いた給排水器本体１は、基シャンク２の基端に取り付けられていることから、電極４を取り外す作業者が、移動することなく、回転部材６を回転させるだけで冷却水を止水することができ、電極４の交換作業の作業性を向上させることが可能となった。

（本考案の第２の作用）
次に本考案の第２の作用について説明する。作業者が電極４を交換した場合において、ハンドルを図３の（２）の状態にあり、検知手段１９がハンドル１９ａの近接を検知しない場合には、検知手段１９から延出する２本のリード線１９ｂ、１９ｃが電気的に接続していないので、作業者がスイッチ６５を押下したとしても、スポット溶接のシーケンス制御が開始しない。つまり、上部電極ユニット５６及び下部電極ユニット５４の少なくとも一方のハンドルが図３の（２）の状態にあり、上部電極ユニット５６及び下部電極ユニット５４の少なくとも一方に、冷却水が供給されない状態では、作業者がスイッチ６５を押下したとしても、スポット溶接のシーケンス制御が開始しないようになっている。このため、電極４が過熱されることを防止し、溶接強度が弱い不良品の生成を防止することが可能となった。

また、作業者が電極４の交換作業中に、誤ってスイッチ６５を押下したとしても、ハンドルが図３の（２）の位置にある状態では、スポット溶接のシーケンス制御が開始しないので、電気抵抗スポット溶接機１００が作動し、作業者が相対向するシャンク２、３に挟まれることがない。

（第２の実施形態）
図６に第２の実施形態の止水・電源遮断機構付電気抵抗スポット溶接機２００の説明図を示して、以下、説明する。第２の実施形態において、上部電極ユニット５６及び下部電極ユニット５４の検知手段１９から延出する信号線１９ｄは、制御部６６の信号入力部６６ｅ、６６ｆに接続している。ハンドル６ｂが、図３の（１）の状態にある場合には、検知手段１９は、ハンドル６ｂの近接を検知して、信号線１９ｄを介して、「検知信号」を制御部６６の信号入力部６６ｅ、６６ｆに出力する。つまり、検知手段１９が、第１の水路１ｄと流通穴６ｆとが合致し、第２の水路１ｅと流通穴６ｇとが合致し、冷却水が電極４に供給されている状態を検知した場合には、検知手段１９は、信号線１９ｃを介して、「検知信号」を制御部６６の信号入力部６６ｅ、６６ｆに出力する。

スイッチ６５は、制御部６６の投入部６６ｃ、６６ｄに接続している。上部電極ユニット５６及び下部電極ユニット５４の両方の検知手段１９から出力された「検知信号」が、制御部６６の信号入力部６６ｅ、６６ｆに入力されている状態で、作業者がスイッチ６５を押圧して、投入部６６ｃと投入部６６ｄが電気的に直結すると、スポット溶接のシーケンス制御が開始し、前述したように、制御部６６は加圧機構５５及び溶接電流制御部６７に指令を出力する。言い換えると、上部電極ユニット５６及び下部電極ユニット５４の少なくとも一方の検知手段１９が、「検知信号」を出力していな状態で、作業者がスイッチ６５を押下したとしても、スポット溶接のシーケンス制御が開始しないようになっている。つまり、上部電極ユニット５６及び下部電極ユニット５４の少なくとも一方のハンドルが図３の（２）の状態にあり、上部電極ユニット５６及び下部電極ユニット５４の少なくとも一方に、冷却水が供給されない状態では、作業者がスイッチ６５を押下したとしても、スポット溶接のシーケンス制御が開始しない。第２の実施形態の効果も、第１の実施形態の効果と同様である。

以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本考案を説明したが、本考案は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる考案の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う止水・電源遮断機構付電気抵抗スポット溶接機もまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

本考案の止水・電源遮断機構付電気抵抗スポット溶接機の説明図である。 電極ユニットの断面図である。 給排水器の説明図である。 回転部材の説明図である。 冷却水や排水が流出しない理由の説明図である。 第２の実施形態の止水・電源遮断機構付電気抵抗スポット溶接機の説明図である。 従来のスポット溶接機の断面図である

符号の説明

１ 給排水器本体
１ａ 取付部
１ｂ 流通路
１ｃ ネジ山
１ｄ 第１の水路
１ｅ 第２の水路
１ｆ 供給口
１ｇ 排水口
１ｈ 横断穴
２ 基シャンク
２ａ 流通路
２ｂ 取付部
２ｃ ネジ山
３ 先端側シャンク
３ａ 流通路
３ｂ 電極取付部
４ 電極
４ａ 取付部
５ 内管
５ａ 供給路
６ 回転部材
６ａ 回転部材本体
６ｂ ハンドル
６ｃ ネジ部
６ｄ Ｏリング溝
６ｅ Ｏリング溝
６ｆ 流通穴
６ｇ 流通穴
６ｈ バイパス路
７ Ｏリング
８ Ｏリング
９ ワッシャー
１０ 皿ワッシャー
１１ ナット
１５ 排水路
１６ 供給管
１７ 排水管
１９ 検知手段
１９ａ 検知部
１９ｂ リード線
１９ｃ リード線
１９ｄ 信号線
２０ 給排水器
５０ シャンク
５１ 装置本体
５２ 下部腕部
５３ 上部腕部
５４ 下部電極ユニット
５５ 加圧機構
５５ａ シリンダー
５６ 上部電極ユニット
５７ 上部給電部
６１ 導体
６２ 可撓導体
６５ スイッチ
６６ 制御部
６６ａ 投入部
６６ｂ 投入部
６６ｃ 投入部
６６ｄ 投入部
６６ｅ 信号入力部
６６ｆ 信号入力部
６７ 溶接電流制御部
６８ 変圧器
６９ 交流電源
１００ 止水・電源遮断機構付電気抵抗スポット溶接機（第１の実施形態）
２００ 止水・電源遮断機構付電気抵抗スポット溶接機（第２の実施形態）
１５１ 内管
１５２ 電極
１５３ 給排水器
１５３ａ 給水口
１５３ｂ 排水口
１５５ 流路

Claims (13)

1. 被溶接部材と当接する電極と、
   前記電極をその先端に取り付け、前記電極を冷却する冷却水が流通する供給路及び前記電極を冷却した排水が流通する排水路を内部に有し、離接動可能に対向して配設された一対のシャンクと、
   前記シャンクの基端に取り付けられ、前記供給路に冷却水を供給する第１の水路と、前記排水路から排出される排水を外部に排出する第２の水路が形成された給排水器本体と、
   前記第１の水路及び第２の水路を遮断する遮断機構と、
   前記遮断機構の遮断状態を検知する検知手段と、
   前記シャンクに電流を供給する変圧器と、
   前記一対のシャンクの離接動及び、前記変圧器によるシャンクへの電流の供給をシーケンス制御する制御部とを有し、
   前記検知手段が、前記遮断機構の遮断状態を検知している状態では、前記制御部のシーケンス制御が開始しないように構成したことを特徴とする止水・電源遮断機構付電気抵抗スポット溶接機。
2. 検知手段は、２本のリード線を有し、遮断機構の遮断状態を検知していない状態で、前記２本のリード線が電気的に接続し、遮断機構の遮断状態を検知している状態では、前記２本のリード線が電気的に接続しないように構成され、
   制御部は、２つの投入部を有し、当該２つの投入部が電気的に接続すると、シーケンス制御が開始するように構成され、
   前記２本のリード線を、それぞれ、前記２つの投入部に電気的に接続し、
   前記リード線と前記投入部を電気的に接続する電路の途中に、当該電路を遮断・接続するスイッチを設けたことを特徴とする請求項１に記載の止水・電源遮断機構付電気抵抗スポット溶接機。
3. 検知手段は、遮断機構の遮断状態を検知している状態で、検知信号を制御部に出力し、
   制御部に、前記検知信号が入力されている状態では、制御部は、シーケンス制御を開始させないことを特徴とする請求項１に記載の止水・電源遮断機構付電気抵抗スポット溶接機。
4. 給排水器本体に、第１の水路及び第２の水路を横断する、断面形状が円形状の横断穴を形成し、
   前記横断穴内に、前記横断穴の内面に対応する形状の回転部材を回動自在に取り付け、
   前記回転部材には、前記回転部材の側面を貫通する流通穴が２つ形成され、
   前記回転部材が前記給排水器本体に対して所定位置にある場合には、前記２つの流通穴が、それぞれ前記第１の水路及び第２の水路と合致するが、前記所定位置から所定角度回転部材を回転させると、前記２つの流通路が、それぞれ前記第１の水路及び第２の水路と合致することなく、前記回転部材が、前記第１の水路及び前記第２の水路の流路を遮断するように構成して、遮断機構を構成したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の止水・電源遮断機構付電気抵抗スポット溶接機。
5. 検知手段は、近接状態を検知する検知部を有する近接センサーであり、
   回転部材を回動させるにハンドルを、前記回動部材に取り付け、
   前記回転部材が第１の水路及び第２の水路の流路を遮断している状態のハンドル位置に対向する位置に、前記検知部を位置させて、
   検知手段が、第１の水路及び第２の水路の流路の遮断を検知するように構成したことを特徴とする請求項４に記載の止水・電源遮断機構付電気抵抗スポット溶接機。
6. 横断穴の内面及び回転部材の外面を円錐形状としたことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の止水・電源遮断機構付電気抵抗スポット溶接機。
7. 回転部材の外面を、横断穴の内面に押し付ける方向に、回転部材に軸力を作用させるように構成したことを特徴とする請求項６に記載の止水・電源遮断機構付電気抵抗スポット溶接機。
8. 回転部材を給排水器本体に取り付けるための、回転部材の先端に形成されたネジ部と、このネジ部を締め付けるナットとの間に配設された皿ワッシャーの弾性変形により回転部材に軸力を作用させたことを特徴とする請求項７に記載の止水・電源遮断機構付電気抵抗スポット溶接機。
9. 回転部材の外表面に潤滑剤を塗布したことを特徴とする請求項４〜請求項８のいずれかに記載の止水・電源遮断機構付電気抵抗スポット溶接機。
10. 回転部材の軸線方向に対して、流通穴の外側の回転部材にパッキンを取り付け、本体と回転部材との境界面を気密構造にしたことを特徴とする請求項４〜請求項９のいずれかに記載の止水・電源遮断機構付電気抵抗スポット溶接機。
11. 回転部材が給排水器本体に対して所定位置にある状態において、冷却水が供給される供給口側の横断穴に臨む第１の水路及び第２の水路の開口部を接続するパイパス路を回転部材に形成したことを特徴とする請求項４〜請求項１０のいずれかに記載のスポット溶接機の電極冷却用給排水ジャケット。
12. バイパス路は、回転部材の側面を凹陥して形成したことを特徴とする請求項１１に記載の止水・電源遮断機構付電気抵抗スポット溶接機。
13. 回転部材の軸線に対して、流通穴から４５°〜９０°回転した位置にバイパス路を形成したことを特徴とする請求項１２に記載のスポット溶接機の止水機構。

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