JP3169248U - 部品溶接装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造の簡素化を図ると同時に、ロッドの昇降を円滑に行わせることにより溶接動作を安定させ、しかも、安価に製作できる部品溶接装置を提供する。【解決手段】下部電極３を保持する電極ホルダ管２内にロッド４が昇降自在に配設され、このロッド４の上部に位置決めピン５が設けられるとともに、該ロッド４は圧縮スプリング７によって上方に付勢され、また、ロッド４の下方に、位置決めピン５の昇降ストロークを測定するための磁気センサユニットが設けられる。電極ホルダ管２の中間部の内壁の一部を内側に膨出させてロッド４の昇降をガイドするガイド部２ｇとする。【選択図】図１

Description

本考案は、鉄板等に対してナットやボルトなどを溶接する際に使用される部品溶接装置に関する。

従来、鉄板等に対してナットやボルトなどを溶接する部品溶接装置として、本出願人の提案に係る溶接用下部電極装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この技術は、簡素でシンプルな構造であることを特徴としており、電極を保持する筒状の電極ホルダ管内に昇降自在なロッドを設け、このロッドをスプリングで上方に付勢するとともに、ロッドの下方にロッドの昇降ストロークを検知するセンサを設け、このセンサの検出値によって、ナット等が正規のナット等であるかどうかや、ナット等が正常な姿勢であるかどうかなどを検知するようにしている。
また、溶接時に電極から発生する熱を冷却するため、冷却機構を設けることが一般的であり、上記技術では、電極ホルダ管の下方部に給排水ユニットを設けるとともに、電極ホルダ管を隙間を持たせた二重管構造とし、電極ホルダ管の下方の給排水ユニットから送り込んだ冷却水を二重管構造の電極ホルダ管のすべての隙間部分に循環させることで、上部側の電極を冷却するようにしている。

特許第４４２４７５５号公報

ところで、上記のような構造の溶接装置において、電極ホルダ管内を昇降するロッドの外周部と電極ホルダ管の内周部との間の隙間が大きい場合に、ロッドの周囲を拘束しないでフリーの状態にしておくと、ロッドが昇降する際にぐらついて不安定になるという問題がある。
この際、ロッドがぐらつかないように電極ホルダ管内に筒状のガイドメタルを配設してロッドの昇降をガイドする場合は、部品点数が増えるばかりでなく構造が複雑化するという問題があった。
また、電極ホルダ管を二重管構造にする場合も、構造が複雑化して製作費の低廉化が図れないという問題もあった。

そこで本考案は、昇降ロッドを備えた溶接装置の構造の簡素化を図ると同時に、ロッドの昇降を円滑に行わせることにより溶接動作を安定させ、しかも、安価に製作できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため本考案は、電極を保持する電極ホルダ管内にロッドが昇降自在に配設され、このロッドの下方には、該ロッドの昇降ストロークを測定するためのセンサ部が設けられる部品溶接装置において、前記電極ホルダ管内に、前記ロッドの外周部に摺接して該ロッドの昇降をガイドするガイド部材を設けるようにした。
このようなガイド部材によって、ロッドが昇降する際にぐらつくことなく安定した状態で昇降するようになる。

また本考案では、前記ロッドをスプリングによって上方に付勢し、また前記ガイド部材は、前記電極ホルダ管の内壁の一部を内側に膨出させることで電極ホルダ管と一体に成形するようにした。

このように、ロッドをスプリングによって上方に付勢し、また、電極ホルダ管とガイド部材とを一体に成形することで、構造を簡素化することができ、制作費をより安価にすることができる。

この際、前記電極ホルダ管の素材を非鉄金属にすることが好ましい。
このように、電極ホルダ管の素材を、非鉄金属にし、特に鉛を含む真鍮などにすれば、例えば、ロッドの素材をステンレス材にした場合でも、鉛の効果によってステンレス製ロッドの昇降に伴って、ガイド部材との間にかじり等を生じるような不具合がなく、円滑にガイドできるようになる。
これに対して、例えば、電極ホルダ管の素材を、鉄素材にした場合、ステンレス製のロッドが昇降すると、ロッドとガイド部材の摺動面との間にかじりが生じるようになり、円滑にガイドすることができなくなる。
なお、このような真鍮製の電極ホルダ管の外周面などに、ニッケルメッキを施すようにすれば、導電率が向上するとともに、外面の強度が高まって好適である。

また本考案では、前記電極ホルダ管の外周部のうち前記電極の近傍に、該電極を冷却するための冷却部材を取着するようにした。
そして、この冷却部材内に冷却水を循環させることで電極周辺を冷却するようにすれば、電極ホルダ管を二重管構造にして冷却するような必要性がなくなり、構造の簡素化が図られ、安価に製作できるようになる。

電極ホルダ管内でロッドが昇降する部品溶接装置において、ロッドの昇降をガイドするガイド部材を電極ホルダ管内に設けることにより、ロッドの昇降にぐらつきがなくなり、安定した状態で昇降するようになる。この際、ロッドをスプリングによって上方に付勢し、ガイド部材として、電極ホルダ管の内壁の一部を膨出させることにより装置の簡素化が図られ、また、電極ホルダ管を非鉄金属、特に真鍮素材にすることでロッドが円滑に昇降するようになる。また、電極近傍の電極ホルダ管外周に冷却部材を設ければ、より簡素な構成にすることができる。

本部品溶接装置の縦断面図である。 冷却部材の平面図である。 本部品溶接装置によってボルトを鉄板等のワークに溶接する際の動作を説明するための説明図である。 冷却部材を水平に切断した断面図である。

本考案に係る部品溶接装置の一実施例について添付した図面に基づき説明する。
本考案に係る部品溶接装置は、昇降ロッドを備えた溶接装置の構造の簡素化を図ると同時に、ロッドの昇降を円滑に行わせることにより溶接動作を安定させ、しかも安価に製作できるようにされている。

すなわち、本考案に係る部品溶接装置１は、例えば鉄板等の板状ワークに対してプロジェクションナットを溶接するための装置として構成され、不図示の上部側電極装置と組み合わせて使用する下部側電極装置として構成されるとともに、図１に示すように、筒状の電極ホルダ管２の上部にネジ止めによって取付けられる下部電極３を備え、また、電極ホルダ管２の内部には昇降自在なステンレス製のロッド４が配設されており、このロッド４の上部には、位置決めピン５が設けられている。

そして、電極ホルダ管２の下方には、電極ホルダ管２の下端部を支持する絶縁部材６が配設されており、この絶縁部材６の中心部を前記ロッド４が上下動自在に貫通するとともに、電極ホルダ管２の筒内に臨む絶縁部材６上には、ロッド４の周囲を取り囲むような状態で圧縮スプリング７が載置されており、この圧縮スプリング７の上端が、ロッド４の中間部から半径方向に張り出すフランジ部ｆの下面に当接して、ロッド４を上方に付勢している。

また、絶縁部材６の下方には、ロッド４の昇降ストロークを検出するための磁気センサユニット８が設けられ、この磁気センサユニット８の検出子１０がロッド４の下端部に連結されている。
そして、ロッド４が上下に昇降すると、検出子１０がこれに伴って上下にスライドし、そのスライド位置の変化を磁気値の変化として捉え、ロッド４の昇降ストローク値を検出するようにしている。

また、前記ロッド４は、前記フランジ部ｆの位置で下方のロッド４ａと上方のロッド４ｂに二分割されており、上方のロッド４ｂは、下方のロッド４ａと一体のフランジ部ｆの上に載置しただけの構成としている。

そして、下方のロッド４ａのうち、前記検出子１０が結合される箇所より若干上部には、ロッド４ａの上昇位置を規制するためのストッパ部材１１を設けている。このストッパ部材１１を設けている理由は、例えば、下部電極３や位置決めピン５などを交換する際、下部電極３のネジを緩めた際に、圧縮スプリング７が制限を受けずに一杯まで伸張して下部電極３や位置決めピン５などが飛散するのを防止するためである。

また、ストッパ部材１１の上面には、ロッド４を伝って上方から落下してくる油やスパッタなどの異物を受け止めることのできる溝１１ｍを設けている。
すなわち、磁気センサユニット８は、油やスパッタ等の異物に敏感であり、異物が混入すると検知性能が悪化するため、これらの侵入を阻止するためである。

前記上方のロッド４の上部に設けられた位置決めピン５は、下部電極３の中央の貫通孔３ｈを通して上方に向けて出没自在にされている。
そして、この位置決めピン５は、上方のロッド４ｂの上部にネジ等によって結合するようにしてもいいが、単に、上方のロッド４ｂ上に載置しておくだけにしてもよい。

また、下部電極３より僅かに下方の位置の電極ホルダ管２の外周部には、冷却部材１２が装着されている。

この冷却部材１２は、図２に示すように、電極ホルダ管２の外径とほぼ同じ寸法の内径をの嵌合孔１２ｈと、この嵌合孔１２ｈを外部空間に連絡させるスリ割り溝ｓと、このスリ割り溝ｓの溝幅を調整するための不図示のネジやネジ孔ｎを備えており、電極ホルダ管２を嵌合孔１２ｈに挿通させた後、ネジ孔ｎに不図示のネジをねじ込むことで、冷却部材１２を電極ホルダ管２に締付け固定できるようにされている。

また、この冷却部材１２には、図４に示すように、一方側の冷却水供給管１３ａから送られた冷却水を流通させることのできる直線状の冷却水通路ｒが設けられており、この冷却水通路ｒの他端側は、冷却水排出管１３ｂに連通している。
そして、このような冷却部材１２の直線状の冷却水通路ｒは、嵌合孔１２ｈの近傍を通過しているため、冷却部材１２を下部電極３近傍の電極ホルダ管２に配置することにより、下部電極３に対する冷却効果を十分発揮させることができる。

ところで、電極ホルダ管２の管内の中間部は、内側に向けて膨出させ、上方のロッド４ｂを挿通させてガイドすることができるガイド部２ｇとしている。

すなわち、下方のロッド４ａのフランジ部ｆ上に載置しているだけの上方のロッド４ｂは、後述する圧縮スプリング７に対する圧縮力の変化による昇降動作に伴って、周囲に拘束するものが存在しないとがたつきを生じたり、傾いたりするようになり、昇降ストロークを正確に測定できないため、通常の装置では、別途、専用のガイドメタル等のガイド部材を電極ホルダ管２の内部に配設しているものを、本考案では、専用のガイドメタル等のガイド部材を使用することなく、電極ホルダ管２の内径の一部を内側に膨出させ、ガイド部材の代わりにガイド部２ｇとして構成したものである。

またこの際、本考案では、電極ホルダ管２の材質を真鍮にしている。これは、ステンレス製のロッド４ｂと摺動しても、真鍮であればかじることなく、円滑に摺動するからであり、例えば電極ホルダ管２の材質がクロム銅等であれば、ステンレス製のロッド４ｂが摺動すると、かじりを生じやすくなる。
なお、この電極ホルダ管２の外面には、全面にニッケルメッキを施すことにより導電率を高めると同時に、表面強度の向上を図っている。

以上のような部品溶接装置１によるナット溶接要領について、図３に基づき説明する。
圧縮スプリング７の作用によって、位置決めピン５は通常、下部電極３の貫通孔３ｈから上方に突出している。
このような状態の部品溶接装置１において、図３（ａ）に示すように、板状ワークＷの穴部を位置決めピン５に挿通させてセットした後、ナットＮを位置決めピン５に被せるようにセットする。この際、ナットＮのプロジェクション部ｐを下方にしてセットするが、プロジェクション部ｐと板状ワークＷとの間には隙間が形成されている。

ついで、図３（ｂ）に示すように、上方から上部電極１４が降下してきて、ナットＮの上面を下方に押圧しながらナットＮを板状ワークＷに押し付ける。このとき、圧縮スプリング５による上方への付勢力は、上部電極１４がナットＮを下方に押圧する押圧力より弱くしているため、図３（ｂ）に示すように、ナットＮは押されて位置決めピン５やロッド４とともに下方に降下し、ナットＮのプロジェクション部ｐが板状ワークＷに当接する。

そして、このときの位置決めピン５の位置を、下方の磁気センサーユニット８で測定し、基準点として設定するとともに、上部電極１４と下部電極３との間に通電し、図３（ｃ）に示すように、プロジェクション部ｐを溶解させてナットＮと板状ワークＷとを溶着する。

そして、溶着が完了すると、上部電極１４による加圧が終了し、上部電極１４を上昇させると、圧縮スプリング７が伸張し、位置決めピン５が上昇する。すなわち、溶接の１サイクルが完了し、その間にロッド４と位置決めピン５は一ストローク上下動する。
また、このような溶接サイクルにおいて、上部電極１４で押圧して図３（ｂ）に示す状態にしたときの位置決めピン５やロッド４の昇降ストローク位置を前記基準点と比較し、ナットＮが正規なものであるか、ナットＮの姿勢が正規であるかどうか確認しながら連続して溶接するが、このように連続して溶接する場合でも、下部電極３近傍の冷却部材１２によって、下部電極３まわりの熱を効果的に冷却することができる。

以上のような溶接方法において、上方のロッド４ｂの上下動は電極ホルダ管２のガイド部２ｇによってガイドされるため、がたついたり、姿勢が傾いたりするような不具合がなく、磁気センサユニット８によるストローク検知も正確である。
しかも、部品点数が少ないため、構造が簡素化され、制作費も安価に済む。

なお、本考案は以上のような実施形態に限定されるものではない。本考案の実用新案登録請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本考案の技術的範囲に属する。
例えば、本実施例では、ナットを溶接する装置を示しているが、ボルト溶接用の溶接装置でもよく、また、下部電極側の装置ではなく、上部側の装置に適用することも可能である。

プロジェクションナット等を板状ワークに溶接する装置において、簡素な構成で且つ安価に製作でき、しかも安定した溶接作業が行えるため、今後の溶接分野での広い範囲の普及が期待される。

１…部品溶接装置、２…電極ホルダ管、２ｇ…ガイド部、３…下部電極、４…ロッド、７…圧縮スプリング、８…磁気センサユニット、１２…冷却部材、１３ａ…冷却水供給管、１３ｂ…冷却水排出管、Ｗ…板状ワーク、Ｎ…ナット。

Claims (4)

1. 電極を保持する電極ホルダ管内にロッドが昇降自在に配設され、このロッドの下方には、該ロッドの昇降ストロークを測定するためのセンサ部が設けられる部品溶接装置であって、前記電極ホルダ管内には、前記ロッドの外周部に摺接して該ロッドの昇降をガイドするガイド部材が設けられることを特徴とする部品溶接装置。
2. 前記ロッドはスプリングによって上方に付勢され、また前記ガイド部材は、前記電極ホルダ管の内壁の一部を内側に膨出させることで電極ホルダ管と一体に成形されることを特徴とする請求項１に記載の部品溶接装置。
3. 前記電極ホルダ管の素材は非鉄金属であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の部品溶接装置。
4. 前記電極ホルダ管の外周部のうち前記電極の近傍には、該電極を冷却するための冷却部材が取着されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか1項に記載の部品溶接装置。

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