JP4048187B2 - スポット溶接機の電極位置決め治具及び同位置決め方法 - Google Patents

Description

本発明は、スポット溶接機の電極の位置決め技術に関する。

従来、治具を用いてスポット溶接機の電極の位置決めを行うことが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−８２１６８公報（図１）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１２は従来の技術の基本原理を説明する図であり、スポット溶接機の電極位置決め治具１００は、ワーク１０１の面１０２に吸着させる吸着部１０３と、この吸着部１０３からワーク１０１の面１０２に対して直交するように延ばした棒状の位置決め部１０４とからなる。

そして、この位置決め部１０４の下部と電極１０５との間隔Ｙ１と、位置決め部１０４の上部と電極１０５との間隔Ｙ２とを比較し、Ｙ１とＹ２とが等しければ電極１０５の傾きは正常である。Ｙ１とＹ２とが異なれば、等しくなるように電極１０５の傾きを調整する。

図１３は従来の治具の欠点を示す図であり、ワーク１０１が湾曲面であると、電極１０５と棒状の位置決め部１０４とは、平行にならない。この結果、Ｙ１とＹ２とに基づいて、電極姿勢の評価を行うことができない。

本発明は、ワークが非平坦、例えば湾曲面であっても、使用することができる電極位置決め治具及びその位置決め方法を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、ワークに吸着させる吸着部と、この吸着部から前記ワークの面に対して直交するように延びる棒状の位置決め部とを有し、この位置決め部にスポット溶接機の電極を沿わせることで、ワークの面に対する電極の傾きを検査する電極位置決め治具において、電極位置決め治具は、吸着部からワークの面にほぼ平行に延ばし吸着部と位置決め部との間を連結する連結部を備え、吸着部と連結部を別体に構成し、この連結部を吸着部に旋回可能に取付け、吸着部は、電極の軸心に略合致させ、位置決め部は、電極の軸心から偏心させた位置に配置し、このような位置決め部の外径は、吸着部の外径より小さい径にすると共に、吸着部を軸としてワークに旋回可能に取付けたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、ワークに吸着させる吸着部と、この吸着部からワークの面に対して直交するように延びる棒状の位置決め部とを有し、この位置決め部にスポット溶接機の電極を沿わせることで、ワークの面に対する電極の傾きを検査する電極位置決め方法において、吸着部からワークの面にほぼ平行に延ばし吸着部と位置決め部を連結する連結部を備え、吸着部と連結部を別体に構成し、この連結部を吸着部に旋回可能に取付け、位置決め部の外径は、吸着部の外径より小さい径にすると共に、電極の軸心から偏心させた位置に配置し、吸着部は、電極の軸心に略合致させ、このような位置決め部を連結部を介して吸着部に旋回可能に取付けた電極位置決め治具を準備し、電極を当てる予定のワークの面に、吸着部を吸着させ、電極を連結部に接近させ、電極の傾きを位置決め部により測定し、この測定値に基づいて電極の傾きを修正して電極をワークの面に直交させ、この後に前記電極位置決め治具を外し、電極を前進させてワークの面に当て、スポット溶接に備えることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、吸着部を、電極と同軸上の電極狙い面に設置することができる。ワークが平坦でない湾曲面であっても吸着部と電極との位置ずれが発生しない。この結果、ワークの形状に左右されることなく、電極の位置の確認を容易に且つ正確に実施することができる。

また、位置決め部は連結部を介して吸着部に旋回可能に取付けたことを特徴とする。
電極は、左右の傾きと前後の傾きに代表される、２方向の傾きを確認する必要がある。位置決め部が旋回可能であれば、一方向の確認を実施し、９０°旋回させて、別の方向の確認を行うことができ、検査を能率良く行うことができる。

請求項２に係る発明では、吸着部を、電極と同軸上の電極狙い面に設置することができる。ワークが平坦でない湾曲面であっても吸着部と電極との位置ずれが発生しない。この結果、ワークの形状に左右されることなく、電極の位置の確認を容易に且つ正確に実施することができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係るスポット溶接機の電極位置決め治具の第１実施例図であり、スポット溶接機の電極位置決め治具（以下、位置決め治具と略記する。）１０は、永久磁石１１を内蔵し、ワーク１２の面１３に吸着させる吸着部１４と、この吸着部１４からワーク１２の面１３にほぼ平行に延ばした連結部１５と、この連結部１５に立てることで、ワーク１２の面１３に対して直交するように延ばした棒状の位置決め部１６とからなる。

そして、吸着部１４の中心は、想像線で示す電極１７の軸心１８に略合致させ、位置決め部１６は、電極１７の軸心１８から偏心させた位置に配置し、このような位置決め部１６は連結部１５を介して吸着部１４に一体的に固定したことを特徴とする。
なお、被溶接部であるワーク１２の構造は、実際には、２枚重ね、３枚重ね、４枚重ねなど複数枚重ねの構造であるが、以下の各図において、１枚構造にて略記する。

位置決め治具１０の作用を説明する。先ず、電極１７をワーク１２から離した状態で、ワーク１２の面１３に、吸着部１４を吸着させる。これで、位置決め治具１０がワーク１２の面１３にセットできたことになる。
次に電極１７を連結部１５に接近させる。
そして、位置決め部１６の下部と電極１７との間隔Ｗ１を測定し、位置決め部１６の上部と電極１７との間隔Ｗ２を測定し、電極１７の傾きを調べる。

図２は図１の作用説明図である。
（ａ）において、位置決め部１６の下部と電極１７との間隔Ｗ１を測定し、位置決め部１６の上部と電極１７との間隔Ｗ２を測定し、間隔Ｗ１と間隔Ｗ２とが等しくなるようにＸ−Ｘ軸に沿って電極１７の傾きを調整する。
次に、吸着部１４をワーク１２から一旦外して、位置決め治具１０を矢印のごとく９０°旋回させる。

（ｂ）において、吸着部１４をワーク１２に再度吸着させ、位置決め部１６の下部と電極１７との間隔Ｖ１を測定し、位置決め部１６の上部と電極１７との間隔Ｖ２を測定し、間隔Ｖ１と間隔Ｖ２とが等しくなるようにＹ−Ｙ軸に沿って電極１７の傾きを調整する。
これで、測定値に基づいて電極１７の傾きを修正して電極１７をワーク１２の面１３に直交させることができた。

図１に戻って、位置決め治具１０をワーク１２から外し、電極１７を前進（図では下降）させてワーク１２の面１３に当て、スポット溶接に備える。
この発明では、吸着部１４を、電極１７と同軸上の電極狙い面に設置することができる。ワーク１２が平坦でない湾曲面であっても吸着部１４と電極１７との位置ずれが発生しない。この結果、ワーク１２の形状に左右されることなく、電極１７の位置の確認を容易に且つ正確に実施することができる。

図３は本発明に係るスポット溶接機の電極位置決め治具の第２実施例図であり、位置決め治具１０Ｂは、永久磁石１１を内蔵し、ワーク１２の面１３に吸着させる吸着部１４と、この吸着部１４からワーク１２の面１３にほぼ平行に延ばした連結部１５と、この連結部１５に立てることで、ワーク１２の面１３に対して直交するように延ばした棒状の位置決め部１６とからなる。

そして、吸着部１４の中心は、電極の軸心１８に略合致させ、位置決め部１６は、電極の軸心１８から偏心させた位置に配置する。さらに、吸着部１４にビス２１を用いて連結部１５を旋回可能に取付ける。２２は潤滑性に富むメタルであり、このメタル２２の存在により、連結部１５を滑らかに旋回させることができる。ただし、メタル２２は省略可能である。
又、３１はばね座金、３２は平座金である。

先の図２（ａ）、（ｂ）で説明したとおりに、図１の位置決め治具１０では、
ワーク１２が湾曲面であっても、吸着部１４が測定部と一致するため、位置決め部１６の測定を確実に行うことができる。
図３では連結部１５、すなわち位置決め部１６が旋回可能である。一方向の測定を実施し、９０°旋回させて、別の方向での測定を行うことができ、検査を能率良く行うことができる。

図４は本発明に係るスポット溶接機の電極位置決め治具の第３実施例図であり、位置決め治具１０Ｃは、永久磁石１１を内蔵し、ワーク１２の面１３に吸着させる吸着部１４と、この吸着部１４からワーク１２の面１３にほぼ平行に延ばした連結部１５と、この連結部１５に立てることで、ワーク１２の面１３に対して直交するように延ばした棒状の位置決め部１６とからなる。

そして、吸着部１４は、電極１７の軸心１８に略合致させた。
また、位置決め部１６は、電極１７の軸心１８から偏心させた位置に配置した回転軸２４と、中心から偏心した箇所に回転軸２４を取付ける楕円柱２５とからなり、このような位置決め部１６は、連結部１５を介して吸着部１４に取付けたことを特徴とする。２６は回転軸２４を回す主ダイヤル、２７は回転軸２４を回す副ダイヤル、２８、２８は楕円柱２５を回転軸２４に固定するビスである。

実施例では、主ダイヤル２６と副ダイヤル２７の両方を回転軸２４に備えた。測定の際に都合の良い方を使えばよい。しかし、ダイヤル２６、２７は少なくとも１個備えればよい。

１個の場合は、主ダイヤル２６を残すことが望ましい。連結部１５の下にあるため誤操作の虞が少ない。加えて、回転軸２４を支持する連結部１５の近傍に主ダイヤル２６があるため、回転操作の際に回転軸２４に曲げ力を与えることがなく、回転軸２４の変形を抑えることができる。

図５は図４の５−５線断面図であり、楕円柱２５の偏心位置に回転軸２４が通っているため、主ダイヤル２６を図時計方向へ回すと、回転軸２４を介して楕円柱２５が時計方向へ回ることを示す。

図６は図５の作用説明図であり、楕円柱２５を旋回させた後に、電極１７に当てたことを示す。図１では間隔Ｗ１、Ｗ２は、隙間ゲージで測定する。測定に時間が掛かる。この点、図６であれば、電極１７に楕円柱２５を接触させたために、電極１７の傾きは目視で確認でき、測定を短時間で済ませることができる。

図７は図６の別実施例図であり、回転軸２４に偏心した円柱２９を嵌めてもよい。電極１７に円柱２９を接触させたために、電極１７の傾きは目視で確認でき、測定を短時間で済ませることができる。
円柱２９は、楕円柱２５より遙かに安価であり、装置コストを圧縮することができる。

図８は本発明に係るスポット溶接機の電極位置決め治具の第４実施例図であり、位置決め治具１０Ｄは、図４に比較して、吸着部１４と連結部１５を分離し、ビス２１で結合することで、連結部１５を吸着部１４に旋回可能に取付けた点が異なる。その他は図４の符号を流用する。
連結部１５が旋回可能である。一方向（図２（ａ）相当）の測定を実施し、９０°旋回させて、別の方向（図２（ｂ）相当）の測定を行うことができ、検査を能率良く行うことができる。

図９は本発明に係るスポット溶接機の電極位置決め治具の第５実施例図であり、スポット溶接機の電極位置決め治具１０Ｅにおいて、吸着部１４は、電極の軸心１８に略合致させ、位置決め部１６は、電極の軸心１８から偏心させた位置に配置し、このような位置決め部１６は、連結部１５を介して吸着部１４に一体的に固定する。３１はばね座金、３２は平座金である。

連結部１５は、位置決め部１６のスライドをガイドするスリット溝４１ａを備えたスリット４１と、このスリット溝４１ａに係合し位置決め部１６と一体でスライドするスライドねじ４２と、このスライドねじ４２の鍔部４２ａを収納しスリット４１を保持する連結本体４３とからなる部材である。位置決め部１６を、連結部１５に対し位置決め部１６を軸心１８と直交する方向にスライド自在に連結した。
すなわち、位置決め部１６を連結部１５を介して電極１７の軸心１８から偏心させた位置に配置すると共に、この連結部１５に対し位置決め部１６を軸心１８と直交する方向にスライド自在に連結し、軸心上又は偏心した位置に選択可能にした。

連結部１５に対し、位置決め部１６はスライド自在に連結したので、位置決め部１６を軸心１８上にある位置と偏心した位置とに測定形態を変化させることができる。
これに伴い、全方位（全周）で電極１７の傾き検査を行うことができると共に、電極１７に接触又は接近させることができ、容易に電極１７の向きを検査することができる。この結果、検査を一層能率良く行うことができる。

なお、位置決め部１６の下部１６ａとスリット４１の間には潤滑性に富むメタル２２が介在され、このメタル２２の存在により、連結部１５を滑らかに旋回させることができる。また、本図では、不図示であるが、図５に示すように、位置決め部１６を楕円柱２５にすることも可能である。

図１０は図９の１０−１０線断面図であり、位置決め部１６は、連結部の連結本体４３に対してスライド自在で且つ回転自在な構造にすることを説明する。
ワーク１２の面１３に吸着部１４を当て、この吸着部１４に連結部１５を取付け、この連結部１５に備えて連結本体４３の内部にスライドねじ４２をスライドだけでなく回転自在に収納し、このスライドねじ４２に位置決め部１６を取付ける。
尚、回転させずにスライドのみとすることも可能で、スライドねじ４２の鍔部４２ａを角形とし、その連結本体４３の収納空間に当接することで回り止めとしても良い。

連結部１５に対する位置決め部１６の動きをガイドする構造は、以下による。
上下方向のガイドは、スライドねじ４２を連結部１５に締付け、位置決め部１６とスライドねじの鍔部４２ａとでスリット４１を挟持することにより行う。一方、水平方向のガイドは、スライドねじ４２のねじ部４２ｂをスリット溝４１ａに嵌合することにより行う。

なお、本実施例において、連結本体４３へのスリット４１の固定、及び吸着部１４に対する連結部１５の固定は溶接により行ったがこの方法に限定されない。
例えば、ねじ止めや接着剤により固定しても良い。

図１１は図９の作用図である。
（ａ）は、電極１７を当てる予定のワーク１２の面１３に、吸着部１４を吸着させ、電極１７を連結部１５に接近させ、吸着部１４の軸上に電極１７の軸心１８を合わせて、この電極１７の傾きを位置決め部１６により測定することを示す。

（ｂ）は、連結部１５に対し、位置決め部１６は、位置決め部１６と軸心１８と直交する方向にスライド自在に連結したので、位置決め部１６をスライドさせてワークに接触している電極１７に近づけて測定する形態を示す。
（ａ）と（ｂ）の形態により、全方位（全周）で電極１７の傾き検査を行うことができると共に、平面のみならず曲面に至るまでワークの面に対応した検査が行える。
この結果、電極の傾きを位置決め部により測定という検査を一層能率良く行うことができる。
検査を行った後、測定値に基づいて電極の傾きを修正して電極をワークの面に直交させる。

（ｂ）において、電極位置決め治具１０Ｅをワーク１２のフラット面に適用する場合も説明することができる。
ワーク１２がフラット面の場合、吸着部１４は、電極１７の軸心１８に合わせることなく、軸心１８からずらした状態で検査を行うことができる。

連結部１５に対し、位置決め部１６は、回転自在に連結したので、位置決め部１６の周囲全域にわたり検査を行うことができる
加えて、連結部１５を回転させることで、電極１７の加圧確認をそのまま行えるという利点がある。

本発明は、スポット溶接機の電極位置決め治具に好適である。

本発明に係るスポット溶接機の電極位置決め治具の第１実施例図である。 図１の作用説明図である。 本発明に係るスポット溶接機の電極位置決め治具の第２実施例図である。 本発明に係るスポット溶接機の電極位置決め治具の第３実施例図である。 図４の５−５線断面図である。 図５の作用説明図である。 図６の別実施例図である。 本発明に係るスポット溶接機の電極位置決め治具の第４実施例図である。 本発明に係るスポット溶接機の電極位置決め治具の第５実施例図である。 図９の１０−１０線断面図である。 図９の作用図である。 従来の技術の基本原理を説明する図である。 従来の治具の欠点を示す図である。

符号の説明

１０、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ…スポット溶接機の電極位置決め治具、１１…永久磁石、１２…ワーク、１３…ワークの面、１４…吸着部、１５…連結部、１６…位置決め部、１７…電極、１８…電極の軸心、２４…回転軸、２５…楕円柱、２６…主ダイヤル、２９…円柱。

Claims (2)

1. ワーク（１２）に吸着させる吸着部（１４）と、この吸着部（１４）から前記ワーク（１２）の面に対して直交するように延びる棒状の位置決め部（１６）とを有し、この位置決め部（１６）にスポット溶接機の電極（１７）を沿わせることで、ワーク（１２）の面に対する電極（１７）の傾きを検査する電極位置決め治具において、
   前記電極位置決め治具は、前記吸着部（１４）から前記ワーク（１２）の面にほぼ平行に延ばし前記吸着部（１４）と前記位置決め部（１６）との間を連結する連結部（１５）を備え、
   前記吸着部（１４）と前記連結部（１５）を別体に構成し、この連結部（１５）を前記吸着部（１４）に旋回可能に取付け、
   前記吸着部（１４）は、前記電極（１７）の軸心（１８）に略合致させ、
   前記位置決め部（１６）は、前記電極（１７）の軸心（１８）から偏心させた位置に配置し、
   このような位置決め部（１６）の外径は、前記吸着部（１４）の外径より小さい径にすると共に、前記吸着部（１４）を軸として前記ワーク（１２）に旋回可能に取付けたことを特徴とするスポット溶接機の電極位置決め治具。
2. ワーク（１２）に吸着させる吸着部（１４）と、この吸着部（１４）から前記ワーク（１２）の面に対して直交するように延びる棒状の位置決め部（１６）とを有し、この位置決め部（１６）にスポット溶接機の電極（１７）を沿わせることで、前記ワーク（１２）の面に対する前記電極（１７）の傾きを検査する電極位置決め方法において、
   前記吸着部（１４）から前記ワーク（１２）の面にほぼ平行に延ばし前記吸着部（１４）と前記位置決め部（１６）を連結する連結部（１５）を備え、前記吸着部（１４）と前記連結部（１５）を別体に構成し、この連結部（１５）を前記吸着部（１４）に旋回可能に取付け、前記位置決め部（１６）の外径は、前記吸着部（１４）の外径より小さい径にすると共に、前記電極（１７）の軸心（１８）から偏心させた位置に配置し、前記吸着部（１４）は、前記電極（１７）の軸心（１８）に略合致させ、このような位置決め部（１６）を前記連結部（１５）を介して前記吸着部（１４）に旋回可能に取付けた電極位置決め治具（１０）を準備し、
   前記電極（１７）を当てる予定の前記ワーク（１２）の面に、前記吸着部（１４）を吸着させ、
   前記電極（１７）を前記連結部（１５）に接近させ、
   前記電極（１７）の傾きを前記位置決め部（１６）により測定し、
   この測定値に基づいて前記電極（１７）の傾きを修正して前記電極（１７）を前記ワーク（１２）の面に直交させ、
   この後に前記電極位置決め治具（１０）を外し、
   前記電極（１７）を前進させて前記ワーク（１２）の面に当て、スポット溶接に備えることを特徴とするスポット溶接機の電極位置決め方法。

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