JP6829702B2

JP6829702B2 - 冷却装置

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Publication number: JP6829702B2
Application number: JP2018080458A
Authority: JP
Inventors: 晴康阪本; 一美大貫
Original assignee: Taiyo Ltd
Current assignee: Taiyo Ltd
Priority date: 2018-04-19
Filing date: 2018-04-19
Publication date: 2021-02-10
Anticipated expiration: 2038-04-19
Also published as: JP2019188404A

Description

本発明は、冷却後の冷却液の流量が低下したときに冷却液の供給を絶つ冷却装置に関する。

従来の冷却装置としては、例えば特許文献１に記載されているものがある。特許文献１に開示された冷却装置は、スポット溶接ロボットの溶接ガンを冷却するためのもので、溶接ガンを通る冷却水通路に冷却水を供給するポンプを有している。冷却水通路におけるポンプと溶接ガンとの間となる冷却水供給通路には弁が設けられている。また、冷却水通路における溶接ガンより下流側となる冷却水戻り通路には、冷却水の流量を検出する流量センサが設けられている。ポンプは、流量センサによって検出された流量が少なくなると停止する。

従来の一般的なスポット溶接ロボットの溶接ガンは、電極となる溶接チップを有しており、この溶接チップにも冷却水が通るように構成されている。溶接チップは、溶接時にワークに溶着することがある。このように溶接チップがワークに溶着された状態で溶接ガンがワークから離れると、溶接チップが溶接ガンから抜けて脱落する。溶接チップが溶接ガンから抜けると、冷却水が漏洩することになる。
特許文献１に示す冷却装置においては、冷却水の漏洩を流量センサが検出することにより、ポンプが停止する。

特開平１０−２６３８４３号公報

しかしながら、特許文献１に示す冷却装置では、溶接ガンから冷却水が漏洩したときにポンプが停止し、ポンプと溶接ガンとの間に位置する弁が閉じたとしても、溶接ガンが低い位置にあると冷却水が大量に漏洩する。この冷却水は、弁と溶接ガンとの間の冷却水供給通路に残っていた冷却水と、溶接ガンの下流側の冷却水戻り通路に残っていた冷却水である。

溶接ガンから大量の冷却水が漏洩すると、スポット溶接ロボットの周囲が冷却水によって濡れるために、ロボットが故障したり、ロボットの周囲が汚染されたり、作業者がロボットの近くを歩いたときに滑り易くなるという問題が生じる。
冷却水の漏洩量は、冷却水供給通路を開閉する開閉弁を溶接ガンの近傍に配置し、冷却水戻り通路における溶接ガンの近傍に冷却水の逆流を阻止する逆止弁を配置することによって、可及的少なく抑えることができる。

このため、このような開閉弁や逆止弁を有する冷却装置を溶接ガンの近傍に搭載できるように小型化することが要請されている。なお、冷却装置の小型化を図るにあたっては、コストアップとなるような構造は避けなければならない。
冷却水が漏洩するという問題は、スポット溶接ロボットの冷却装置に限らず、ロボットアームの先端部に冷却液を供給する構成の冷却装置であれば、どのような冷却装置でも同様に生じる。

本発明の目的は、供給通路の開閉弁と戻り通路の流量センサおよび逆止弁とを有する小型の冷却装置を低いコストで実現することである。

この目的を達成するために、本発明に係る冷却装置は、被冷却部に冷却液を供給する供給通路の一部となる供給側通路孔および前記被冷却部で熱交換した後の冷却液が通る戻り通路の一部となる戻り側通路孔を有する第１の通路部材と、前記戻り側通路孔に連通する貫通孔を有し、前記第１の通路部材に結合された第２の通路部材と、前記第１の通路部材に設けられ、前記第１の通路部材が前記第２の通路部材に結合されることにより前記第１の通路部材と前記第２の通路部材とに挟持される逆止弁組立体と、前記第２の通路部材に設けられ、前記貫通孔内を流れる冷却液の流量を検出する流量センサと、前記第１の通路部材と第２の通路部材とからなる通路部材組立体に支持され、前記流量センサの検出結果に基づいて前記供給通路を開閉する開閉弁とを備え、前記逆止弁組立体は、前記戻り側通路孔内を流れる冷却液の逆流を阻止する逆止弁と、前記逆止弁と前記第２の通路部材との間に挟まれ、前記戻り側通路孔と前記貫通孔とにそれぞれ嵌合するとともに前記第２の通路部材との間に前記戻り側通路孔と協働して環状空間を形成する環状の戻り側ジョイントと、前記環状空間に設けられて前記戻り側ジョイントによって第１および第２の通路部材に押し付けられた環状のシール部材とを備えているものである。

本発明は、前記冷却装置において、前記戻り側ジョイントの内周部には、前記逆止弁に接続される一端から他端に向かうにしたがって次第に内径が小さくなる断面円弧状の曲面が形成されていてもよい。

本発明は、前記冷却装置において、前記第１の通路部材における前記供給側通路孔が形成されている部位には、前記供給側通路孔に連通する連通孔を有する第３の通路部材が結合され、前記供給側通路孔には、前記第３の通路部材が前記第１の通路部材に結合されることにより前記第１の通路部材と前記第３の通路部材とに挟持される逆止弁組立体が設けられ、前記逆止弁組立体は、前記供給側通路孔内を流れる冷却液の逆流を阻止する逆止弁と、前記逆止弁と前記第３の通路部材との間に挟まれ、前記供給側通路孔と前記連通孔とにそれぞれ嵌合するとともに前記第３の通路部材との間に前記供給側通路孔と協働して環状空間を形成する環状の供給側ジョイントと、前記環状空間に設けられて前記供給側ジョイントによって第１の通路部材および第３の通路部材に押し付けられた環状のシール部材とを備え、前記開閉弁は、前記第３の通路部材に接続されていてもよい。

本発明は、前記冷却装置において、前記第１の通路部材は、冷却液の流れる方向から見てＬ字状に形成され、前記第１の通路部材における前記Ｌ字の一方の辺となる部位に複数の前記戻り側通路孔が前記供給側通路孔と平行になるように形成され、前記第１の通路部材における前記Ｌ字の他方の辺となる部位に複数の前記供給側通路孔が前記複数の戻り側通路孔の並ぶ方向とは直交する方向に並ぶように形成され、前記第２の通路部材は、前記複数の戻り側通路孔と対応する複数の前記貫通孔を備え、前記第３の通路部材は、前記第１の通路部材における前記供給通路の上流側の端部に接続され、前記連通孔は、前記第３の通路部材の上流端に開口して前記開閉弁に接続される一つの入口と、前記第３の通路部材の下流端に開口して前記複数の供給側通路孔に接続される複数の出口とを連通する形状に形成されていてもよい。

本発明は、前記冷却装置において、前記複数の供給側通路孔は、スポット溶接ロボットの溶接チップ用冷却液供給通路とトランス用冷却液供給通路とに個別に接続され、前記複数の戻り側通路孔は、前記スポット溶接ロボットの溶接チップ用冷却液戻り通路と前記トランス用冷却液戻り通路とに個別に接続されていてもよい。

本発明においては、第１の通路部材と第２の通路部材とからなる通路部材組立体に開閉弁が支持されているから、戻り通路の逆止弁および流量センサと、供給通路の開閉弁とが一つの組立体になる。この逆止弁と流量センサとを互いに接続するにあたっては、配管や継手などの介在物は不要である。このため、逆止弁と、流量センサと、開閉弁とを有する一つのコンパクトな組立体が実現され、この組立体を例えばロボットの先端側のアームなどに搭載することにより、冷却液が漏洩したときの漏洩量を可及的少なく抑えることができる。

第１の通路部材と第２の通路部材との結合部に設けられた戻り側ジョイントは、逆止弁を第１の通路部材に固定する機能と、第１の通路部材に対する第２の通路部材の位置を決める機能と、シール部材を押圧してシールを実現する機能とを有している。このため、第１および第２の通路部材に逆止弁を固定するための構造や、第１の通路部材と第２の通路部材との位置決めのための構造や、第１の通路部材と第２の通路部材との結合部でシール部材を保持するための構造などが不要である。このことは、第１および第２の通路部材の構造が簡素化されて製造コストを低く抑えることができることを意味する。
したがって、本発明によれば、戻り通路の流量センサおよび逆止弁と、供給通路の開閉弁とを有する小型の冷却装置を低いコストで実現することができる。

冷却水放出防止ユニットの平面図である。冷却水放出防止ユニットの側面図である。図１におけるIII−III線断面図である。戻り側通路孔内の逆止弁組立体を拡大して示す断面図である。図１におけるV−V線断面図である。供給側通路孔内の逆止弁組立体を拡大して示す断面図である。第２の通路部材と第４の通路部材との結合部を拡大して示す断面図である。本発明に係る冷却装置を備えたスポット溶接ロボットの側面図である。冷却水通路の構成を示す系統図である。

以下、本発明に係る冷却装置の一実施の形態を図１〜図９を参照して詳細に説明する。この実施の形態においては、本発明をスポット溶接ロボットに適用する場合の一例を示す。
図１に示す冷却装置１は、図１において右側の端部に描かれている溶接ガン２に冷却液としての冷却水を送り、溶接ガン２に設けられている溶接チップ３とトランス４とを冷却するものである。この実施の形態においては、これらの溶接チップ３とトランス４とが本発明でいう「被冷却部」に相当する。

溶接チップ３とトランス４は、図８に示すように、スポット溶接ロボット１１の先端アーム１２に設けられている。図８に示すスポット溶接ロボット１１は、基台１３に支持された第１のアーム１４と、第１のアーム１４に揺動自在に支持された第２のアーム１５と、第２のアーム１５に揺動自在に支持された先端アーム１２などを備えている。先端アーム１２には後述する冷却水放出防止ユニット１６が取付けられている。

冷却水は、図１において左側の端部に描かれている供給源２１から供給通路２２に供給され、冷却水放出防止ユニット１６を通って溶接チップ３とトランス４とに供給される。
溶接チップ３とトランス４とを通って熱交換が行われた冷却水は、戻り通路２３に流入され、冷却水放出防止ユニット１６を通って排水部２４に排出される。供給通路２２と戻り通路２３は、詳細には図示してはいないが、図８に示すスポット溶接ロボット１１の基台１３、第１および第２のアーム１４，１５、先端アーム１２などに沿うように設けられている。

冷却水放出防止ユニット１６は、図１に示すように、溶接チップ３やトランス４に供給通路２２および戻り通路２３を介して接続された第１の通路部材２５を有している。第１の通路部材２５は、図２に示すように、冷却水の流れる方向から見てＬ字状に形成されている。この実施の形態による第１の通路部材２５は、耐食性を有する金属材料によって形成されている。耐食性を有する金属材料としては、例えばステンレス鋼がある。
第１の通路部材２５における、図２において左右方向に延びる部位であって、上述したＬ字の一方の辺となる第１の通路形成部２５ａには、二つの戻り側通路孔２６が形成されている。これらの戻り側通路孔２６の開口形状は円形である。

これらの戻り側通路孔２６のうち、一方の戻り側通路孔２６は、溶接チップ３の冷却水戻り通路２３ａに接続され、他方の戻り側通路孔２６は、トランス４の冷却水戻り通路２３ｂに接続されている。すなわち、複数の戻り側通路孔２６，２６は、溶接チップ用冷却水戻り通路２３ａとトランス用冷却水戻り通路２３ｂとに個別に接続されている。
戻り側通路孔２６の上流側端部は、図４に示すように、配管（図示せず）を接続するためにねじ孔２６ａとして形成されている。

第１の通路部材２５における、図２において上下方向に延びる部位であって、上述したＬ字の他方の辺となる第２の通路形成部２５ｂには、二つの供給側通路孔３１が形成されている。これらの供給側通路孔３１の開口形状も円形である。これらの二つずつの戻り側通路孔２６と供給側通路孔３１は、互いに平行になるとともに、それぞれ第１の通路部材２５を冷却水の流れる方向に貫通するように形成されている。

二つの供給側通路孔３１は、二つの戻り側通路孔２６が並ぶ方向（図２においては左右方向）とは直交する方向であって、かつ冷却水が流れる方向とも直交する方向（図２においては上下方向）に並ぶように形成されている。二つの供給側通路孔３１のうち、一方の供給側通路孔３１は、第２の通路形成部２５ｂの一端部であって、二つの戻り側通路孔２６と隣接する位置に形成されている。この一方の供給側通路孔３１は、溶接チップ３の冷却水供給通路２２ａに接続されている。

他方の供給側通路孔３１は、第２の通路形成部２５ｂの他端部に形成されており、トランス４の冷却水供給通路２２ｂに接続されている。すなわち、複数の供給側通路孔３１は、溶接チップ用冷却水供給通路２２ａとトランス用冷却水供給通路２２ｂとに個別に接続されている。これらの供給側通路孔３１の下流側端部は、図６に示すように、配管（図示せず）を接続するためにねじ孔３１ａとして形成されている。

これらの戻り側通路孔２６と供給側通路孔３１とには、図３および図５に示すように、それぞれ逆止弁組立体３２が設けられている。この逆止弁組立体３２の説明は後述する。第１の通路部材２５における、第２の通路形成部２５ｂが第１の通路形成部２５ａに対して突出する方向とは反対方向に位置する底面２５ｃには、上述した先端アーム１２に取付けられる取付けプレート３３が設けられている。

二つの戻り側通路孔２６は、図３に示すように、第１の通路部材２５の第１の通路形成部２５ａに結合された第２の通路部材３４の貫通孔３５（図３参照）に連通されている。二つの供給側通路孔３１は、図５に示すように、第１の通路部材２５の第２の通路形成部２５ｂに結合された第３の通路部材３６の連通孔３７に連通されている。

第２の通路部材３４は、耐食性を有する金属材料によって角柱状に形成されており、図３に示すように、第１の通路部材２５の第１の通路形成部２５ａに密着した状態で複数の結合用ボルト３８によって結合されている。結合用ボルト３８は、第１の通路部材２５を冷却水の流れる方向（図３においては左右方向）と平行に延びる状態で貫通して第２の通路部材３４のねじ孔３９に螺着されている。
この第２の通路部材３４は、二つの戻り側通路孔２６に連通する二つの貫通孔３５を有しているとともに、二つのカルマン渦式の流量センサ４１を備えている。貫通孔３５は、流量センサ４１の検出部４１ａが臨む直線部３５ａと、この直線部３５ａの上流端に接続された縮径部３５ｂと、直線部３５ａの下流端に接続された拡径部３５ｃとを有している。

縮径部３５ｂの上流端と拡径部３５ｃの下流端とにはそれぞれ孔径が一定の円形孔３５ｄが形成されている。この円形孔３５ｄは、第２の通路部材３４の両端部に開口している。縮径部３５ｂは、円形孔３５ｄから下流側に向かうにしたがって孔径が漸次小さくなる形状に形成されている。拡径部３５ｃは、円形孔３５ｄから上流側に向かうにしたがって孔径が漸次小さくなる形状に形成されている。この実施の形態による貫通孔３５は、一端の開口部分から内部に工具を挿入して機械加工によって形成されている。

流量センサ４１は、貫通孔３５の中を流れる冷却水の流量を検出し、検出結果を制御装置４２（図１参照）に検出データとして送る。この実施の形態による流量センサ４１は、第２の通路部材３４から第１の通路部材２５の第２の通路形成部２５ｂと同方向に突出している。この方向は、冷却水が流れる方向と直交する方向であって、かつ二つの貫通孔３５が並ぶ方向とも直交する方向である。

第２の通路部材３４の下流側端部（図３においては左側の端部）には、第４の通路部材４３が複数の結合用ボルト４４によって結合されている。結合用ボルト４４は、第２の通路部材３４のねじ孔４４ａに螺着されている。第４の通路部材４３は、戻り通路２３の一部となる配管（図示せず）を接続するためのもので、第２の通路部材３４の二つの貫通孔３５に連通するねじ孔４５を有している。第４の通路部材４３は、耐食性を有する金属材料によって形成されている。

ねじ孔４５の上流側端部は、図７に示すように、相対的に孔径が大きい円形孔４５ａとして形成されている。第２の通路部材３４と第４の通路部材４３との結合部には、リング状のジョイント５１とＯリング５２とが組付けられている。第２の通路部材３４と第４の通路部材４３との結合部に設けられているジョイント５１は、第２の通路部材３４に対する第４の通路部材４３の位置決めを行うとともに、第２の通路部材３４と第４の通路部材４３との間にＯリング５２を収容する環状空間５３を形成するためのものである。このジョイント５１の詳細な説明は後述する。

第３の通路部材３６は、図５に示すように、第１の通路部材２５の第２の通路形成部２５ｂに沿う下流部３６ａと、この下流部３６ａの一端部から上流側（図５においては左側）に延びる上流部３６ｂとを有するＬ字状に形成されている。第３の通路部材３６の下流部３６ａは、第１の通路部材２５の第２の通路形成部２５ｂにおける上流側の端部（図５においては左側の端部）に、密着した状態で複数の結合用ボルト５４によって結合されている。

これらの結合用ボルト５４は、第１の通路部材２５を冷却水の流れる方向（図５においては左右方向）と平行に延びる状態で貫通して第３の通路部材３６のねじ孔５５に螺着されている。また、第３の通路部材３６は、図１に示すように、上述した第２の通路部材３４と隣接する位置に配置されており、この第２の通路部材３４に結合用ボルト５６によって結合されている。この結合用ボルト５６は、第３の通路部材３６を上述した複数の戻り側通路孔２６が並ぶ方向に貫通し、第２の通路部材３４のねじ孔５７に螺着されている。

この実施の形態による第３の通路部材３６と第２の通路部材３４とは、結合用ボルト５６の他に、第３の通路部材３６の底面３６ｃ（図５参照）と、第２の通路部材３４の底面３４ａ（図３参照）とに取付けられた取付けプレート５８によっても互いに結合されている。取付けプレート５８は、上述した取付けプレート３３とともに先端アーム１２に取付けられるものである。この取付けプレート５８は、第２、第３の通路部材３４，３６を跨がるように延びて底面３４ａ，３６ｃに図示していないボルトによってそれぞれ固定されている。

第３の通路部材３６に設けられた連通孔３７は、図５に示すように、第３の通路部材３６の上流端に開口する一つの冷却水入口３７ａと、第３の通路部材３６の下流端に開口する二つの冷却水出口３７ｂ，３７ｃとを連通する形状に形成されている。冷却水入口３７ａと一方の冷却水出口３７ｂは、第１の通路部材２５の一方の供給側通路孔３１を上流側に延長した位置に開口している。ここでいう一方の供給側通路孔３１とは、戻り側通路孔２６と隣接する供給側通路孔３１である。他方の冷却水出口３７ｃは、他方の供給側通路孔３１と対向する位置に開口している。

冷却水入口３７ａには、ニップル５９を介して開閉弁６１が接続されている。この実施の形態による開閉弁６１は、第１の通路部材２５と第２の通路部材３４とからなる通路部材組立体６２（図１参照）に第３の通路部材３６を介して支持されることになる。
開閉弁６１は、駆動源としてソレノイド６３を備え、図示していない弁体によって供給通路２２を開閉する。この開閉弁６１の動作は、制御装置４２によって制御される。制御装置４２は、流量センサ４１によって検出された流量が予め定めた流量を下回ったときに開閉弁６１を閉じ、それ以外の場合には開閉弁６１を開く。すなわち、開閉弁６１は、流量センサ４１の検出結果に基づいて供給通路２２を開閉する。開閉弁６１が閉じることにより、溶接チップ３およびトランス４に冷却水が供給されることがなくなる。

次に第１の通路部材２５の戻り側通路孔２６と供給側通路孔３１とに設けられた逆止弁組立体３２の構成について説明する。
戻り側通路孔２６に設けられた逆止弁組立体３２と、供給側通路孔３１に設けられた逆止弁組立体３２は、冷却水の流れる方向が逆方向になるだけで、使用している部品は同一である。このため、ここでは、戻り側通路孔２６に設けられている逆止弁組立体３２について、図４を参照して詳細に説明する。供給側通路孔３１に設けられている逆止弁組立体３２については、戻り側通路孔２６の逆止弁組立体３２と同一の符号を付し、戻り側通路孔２６の逆止弁組立体３２とは異なる構成のみを説明する。

図４に示す逆止弁組立体３２は、戻り側通路孔２６の中央部に位置する逆止弁７１と、この逆止弁７１と第２の通路部材３４との間に位置するジョイント５１およびＯリング７２とによって構成されている。この実施の形態による戻り側通路孔２６は、第１の通路部材２５の上流側端部に開口するねじ孔２６ａと、第１の通路部材２５の下流側端部に開口する大径孔２６ｂと、これらのねじ孔２６ａと大径孔２６ｂとに挟まされた小径孔２６ｃとから構成されている。逆止弁７１は、大径孔２６ｂに収容されている。

逆止弁７１は、両端部に位置する上流側プレート７３および下流側プレート７４と、これらのプレート７３，７４によって挟まれたシート部材７５および筒体７６と、上流側プレート７３および下流側プレート７４にそれぞれ円筒状のガイド部材７７を介して移動自在に支持されたポペット７８と、このポペット７８を冷却水が流れる方向の上流側（図４においては右側）に向けて付勢する圧縮コイルばね７９などを備えている。
上流側プレート７３と下流側プレート７４は、それぞれ円板状に形成され、大径孔２６ｂに嵌合している。これらのプレート７３，７４の径方向の中間部には、冷却水を流すために複数の連通孔７３ａ，７４ａが設けられている。上流側プレート７３の外周部は、戻り側通路孔２６の大径孔２６ｂと小径孔２６ｃとの境界になる端面２６ｄに下流側から当接している。下流側プレート７４の外周部は、後述するジョイント５１に上流側から当接している。これらのプレート７３，７４の軸心部にはそれぞれ円筒状のガイド部材７７が嵌合状態で装着されている。

シート部材７５は、円環状に形成されており、筒体７６より上流側で大径孔２６ｂに嵌合し、上流側プレート７３に当接している。このシート部材７５は、外周部のシール部７５ａと、下流側端部のバルブシート部７５ｂとを有している。これらのシール部７５ａとバルブシート部７５ｂは、ゴム材料によって一体に形成されている。シール部７５ａは、シート部材７５の外周面の全域を覆っており、大径孔２６ｂの孔壁面との間を液密にシールする。バルブシート部７５ｂは、円板状に形成されている。このバルブシート部７５ｂには、後述するポペット７８の弁体部７８ａが着座する。

筒体７６は、プラスチック材料によって円筒状に形成され、シート部材７５と下流側プレート７４とに挟まれている。
ポペット７８は、円板状の弁体部７８ａと、この弁体部７８ａから上流側に突出した上流側軸部７８ｂおよび下流側に突出した下流側軸部７８ｃとによって構成されている。弁体部７８ａと、上流側軸部７８ｂと、下流側軸部７８ｃとは、プラスチック材料によって一体に形成されており、同一軸線上に位置付けられている。

弁体部７８ａの外周部には、シート部材７５のバルブシート部７５ｂに着座する環状の突条７８ｄが設けられている。上流側軸部７８ｂと下流側軸部７８ｃは、ガイド部材７７にそれぞれ移動自在に嵌合しており、このガイド部材７７によってシート部材７５と同一軸線上に位置決めされている。
圧縮コイルばね７９は、ポペット７８の弁体部７８ａと下流側プレート７４との間に圧縮された状態で装着されている。また、この圧縮コイルばね７９は、上流側に向かうにしたがって径が漸次大きくなる形状に形成されている。すなわち、圧縮コイルばね７９の上流側端部は、相対的に大径な弁体部７８ａに接触し、下流側端部は、下流側プレート７４の相対的に小径な軸心部に接触している。

この逆止弁７１は、下流側プレート７４がジョイント５１に当接し、ジョイント５１が逆止弁７１と第２の通路部材３４とによって挟まれるように構成されている。逆止弁７１がこのように戻り側通路孔２６に組付けられた状態においては、冷却水の圧力が上流側から加えられることによって、ポペット７８の弁体部７８ａが圧縮コイルばね７９のばね力に抗して下流側に移動し、弁体部７８ａの突条７８ｄがバルブシート部７５ｂから離れる。この結果、逆止弁７１が開き、冷却水が逆止弁７１を通って第２の通路部材３４側に流れる。

一方、逆止弁７１に上流側から流入する冷却水の圧力が低下したり、下流側から冷却水が流入した場合は、弁体部７８ａが圧縮コイルばね７９のばね力によってバルブシート部７５ｂに押し付けられて逆止弁７１が閉じる。すなわち、逆止弁７１は、戻り側通路孔２６内を流れる冷却水の逆流を阻止する。
戻り側通路孔２６に設けられた二つの逆止弁７１と、供給側通路孔３１に設けられた二つの逆止弁７１とは、図９に示すように、それぞれ上流側から下流側へのみ冷却水が流れるように、第１の通路部材２５に設置方向を違えて組付けられている。このため、供給側通路孔３１内の二つの逆止弁７１は、図５に示すように、上流側プレート７３がジョイント５１に当接している。このジョイント５１は、逆止弁７１と第３の通路部材３６とによって挟まれている。

ジョイント５１は、複数の機能部を有するリング状に形成されている。この実施の形態においては、戻り側通路孔２６内に組み込まれたジョイント５１が本発明でいう「戻り側ジョイント」に相当する。このジョイント５１を形成する材料は、耐食性を有する金属材料である。ジョイント５１の複数の機能部は六つある。
第１の機能部は、図４に示すように、戻り側通路孔２６の大径孔２６ｂに嵌合した外周面５１ａである。
第２の機能部は、軸線方向の一端（図４においては右端）において径方向に延びる第１の端面５１ｂである。

第３の機能部は、ジョイント５１の内周部に設けられて第１の端面５１ｂから軸線方向の他端に向かうにしたがって次第に内径が小さくなる断面円弧状の曲面５１ｃである。
第４の機能部は、ジョイント５１の内周部に設けられて軸線方向の他方に向けて突設された円筒５１ｄである。
第５の機能部は、円筒５１ｄから径方向の外側に延びる第２の端面５１ｅである。
第６の機能部は、第２の端面５１ｅの外周縁から軸線方向の一方および径方向の外側に向けて延びて第２の端面５１ｅと外周面５１ａとを接続するテーパー面５１ｆである。

第１の端面５１ｂは、逆止弁７１の下流側プレート７４に接触している。
第２の端面５１ｅは、第２の通路部材３４の上流側端面８１に接触している。
円筒５１ｄは、第２の通路部材３４の上流側端部に位置する円形孔３５ｄに嵌合している。
テーパー面５１ｆは、第２の通路部材３４との間に戻り側通路孔２６と協働して環状空間８２を形成している。

この環状空間８２にＯリング７２が設けられている。このＯリング７２は、本発明でいう「シール部材」に相当するもので、ジョイント５１のテーパー面５１ｆによって押されて、第１および第２の通路部材２５，３４に押し付けられている。詳述すると、Ｏリング７２は、テーパー面５１ｆと、大径孔２６ｂの孔壁面と、第２の通路部材３４の上流側端面８１とに押し付けられている。このようにＯリング７２が環状空間８２に設けられることにより、第１の通路部材２５と第２の通路部材３４との間が液密にシールされる。

このように戻り側通路孔２６内に組み込まれたジョイント５１は、後述する四つの機能を有するようになる。
第１の機能は、逆止弁７１を第１の通路部材２５に固定する機能である。
第２の機能は、第１の通路部材２５に対する第２の通路部材３４の位置を決める機能である。
第３の機能は、Ｏリング７２を押圧して第１の通路部材２５と第２の通路部材３４との間のシールを実現する機能である。
第４の機能は、内周部の曲面５１ｃによって実現され、冷却水を逆止弁７１から第２の通路部材３４の貫通孔３５に円滑に導く機能である。この第４の機能を有することにより、流量センサ４１の流量測定に悪影響を及ぼす縮流の発生を防ぐことができる。

供給側通路孔３１に設けられた逆止弁組立体３２は、図６に示すように、供給側通路孔３１の中央部に位置する逆止弁７１と、この逆止弁７１と第３の通路部材３６との間に位置するジョイント５１およびＯリング７２とによって構成されている。この実施の形態による供給側通路孔３１は、第１の通路部材２５の上流側端部に開口するねじ孔３１ａと、第１の通路部材２５の下流側端部に開口する大径孔３１ｂと、これらのねじ孔３１ａと大径孔３１ｂとに挟まされた小径孔３１ｃとから構成されている。大径孔３１ｂと小径孔３１ｃとの境界には端面３１ｄが形成されている。逆止弁７１は、大径孔３１ｂに収容されている。

供給側通路孔３１内の逆止弁７１は、下流側プレート７３が端面３１ｄに当接し、上流側プレート７４がジョイント５１に当接しており、戻り側通路孔２６内の逆止弁７１とは冷却水の流れる方向が反対方向になるように供給側通路孔３１に組み込まれている。
供給側通路孔３１に組み込まれたジョイント５１は、外周面５１ａが供給側通路孔３１の大径孔３１ｂに嵌合するとともに、第１の端面５１ｂが逆止弁７１の上流側プレート７３に接触している。

円筒５１ｄは、第３の通路部材３６の連通孔３７に嵌合し、第２の端面５１ｅは、第３の通路部材３６の下流側端面８３に接触し、テーパー面５１ｆは、第３の通路部材３６との間に供給側通路孔３１と協働して環状空間８４を形成している。Ｏリング７２がこの環状空間８４に設けられ、ジョイント５１によって押されて第３の通路部材３６と第１の通路部材２５とに押し付けられている。供給側通路孔３１に組み込まれたジョイント５１が請求項３記載の発明でいう「供給側ジョイント」に相当する。

第４の通路部材４３のねじ孔４５に組み込まれたジョイント５１は、図７に示すように、外周面５１ａがねじ孔４５の円形孔４５ａに嵌合するとともに、第１の端面５１ｂが円形孔４５ａの端面４５ｂに接触している。円筒５１ｄは、第２の通路部材３４の下流側端部に位置する円形孔３５ｄに嵌合している。第２の端面５１ｅは、第２の通路部材３４の下流側端面８５に接触し、テーパー面５１ｆは、第２の通路部材３４との間に円形孔４５ａと協働して環状空間５３を形成している。Ｏリング５２がこの環状空間５３に設けられ、ジョイント５１によって押されて第２の通路部材３４と第４の通路部材４３とに押し付けられている。

このように構成された冷却水放出防止ユニット１６を有する冷却装置１においては、冷却水が開閉弁６１と第３の通路部材３６の連通孔３７および第１の通路部材２５の供給側通路孔３１とを通ってスポット溶接ロボット１１の溶接チップ３とトランス４とに供給される。溶接チップ３とトランス４とを冷却した冷却水は、第１の通路部材２５の戻り側通路孔２６と、第２の通路部材３４の貫通孔３５および第４の通路部材４３のねじ孔とを通って冷却水放出防止ユニット１６から排出される。

スポット溶接ロボット１１の溶接チップ３は、ワーク（図示せず）に溶着されて溶接ガン２から外れてしまうことがある。このような場合は、溶接チップ３に接続された冷却水通路（冷却水供給通路２２ａおよび冷却水戻り通路２３ａ）から冷却水が漏洩する。このように冷却水が漏洩すると、冷却水戻り通路２３ａに接続された一方の貫通孔３５を流れる冷却水の流量低下を一方の流量センサ４１が検出し、開閉弁６１が制御装置４２によって制御されて閉じる。開閉弁６１が閉じることにより冷却水の供給が停止する。このため、漏洩する冷却水の最大量は、溶接チップ３と供給側通路孔３１内の逆止弁７１との間の冷却水供給通路２２ａ内に残存した冷却水の残量と、溶接チップ３と戻り側通路孔２６内の逆止弁７１との間の冷却水戻り通路２３ａ内に残存した冷却水の残量との総和に相当する量になる。

冷却水放出防止ユニット１６は、第１の通路部材２５と第２の通路部材３４とからなる通路部材組立体６２に開閉弁６１が支持されているから、戻り通路２３（戻り側通路孔２６）の逆止弁７１および流量センサ４１と、供給通路２２の開閉弁６１とを一つの組立体として備えたものとなる。この逆止弁７１と流量センサ４１とを互いに接続するにあたっては、配管や継手などの介在物は不要である。このため、逆止弁７１と、流量センサ４１と、開閉弁６１とを有する一つのコンパクトな冷却水放出防止ユニット１６が得られる。この実施の形態においては、この小型の冷却水放出防止ユニット１６がスポット溶接ロボット１１の先端アーム１２に搭載されている。

冷却水放出防止ユニット１６を先端アーム１２に搭載できたことにより、開閉弁６１と溶接チップ３との間の冷却水供給通路２２ａの長さと、溶接チップ３と逆止弁７１との間の冷却水戻り通路２３ａの長さがそれぞれ短縮された。この結果、上述したように冷却水が漏洩したときの冷却水の漏洩量を可及的少なく抑えることが可能になった。

第１の通路部材２５と第２の通路部材３４との結合部に設けられたジョイント５１は、逆止弁７１を第１の通路部材２５に固定する機能と、第１の通路部材２５に対する第２の通路部材３４の位置を決める機能と、Ｏリング７２を押圧してシールを実現する機能とを有している。このため、第１および第２の通路部材２５，３４に逆止弁７１を固定するための構造や、第１の通路部材２５と第２の通路部材３４との位置決めのための構造や、第１の通路部材２５と第２の通路部材３４との結合部でＯリング７２を保持するための構造などが不要である。このことは、第１および第２の通路部材２５，３４の構造が簡素化されて製造コストを低く抑えることができることを意味する。
したがって、この実施の形態によれば、戻り通路２３の流量センサ４１および逆止弁７１と、供給通路２２の開閉弁６１とを有する小型の冷却装置１を低いコストで実現することができる。

この実施の形態による戻り側通路孔２６に組み込まれたジョイント５１の内周部には、逆止弁７１に接続される一端から他端に向かうにしたがって次第に内径が小さくなる断面円弧状の曲面５１ｃが形成されている。
このため、この曲面５１ｃに沿って冷却水が流れることにより、冷却水が逆止弁７１から第２の通路部材３４の貫通孔３５に円滑に導かれるようになる。このため、流量センサ４１の流量測定に悪影響を及ぼす縮流の発生を防ぐことができるから、流量検出の精度が高くなり、冷却水が漏洩したときに漏洩が速やかに検出されて開閉弁６１を早く閉じることが可能になる。

この実施の形態において、第１の通路部材２５の供給側通路孔３１が形成されている第２の通路形成部２５ｂには、供給側通路孔３１に連通する連通孔３７を有する第３の通路部材３６が結合されている。供給側通路孔３１には、第３の通路部材３６が第１の通路部材２５に結合されることにより第１の通路部材２５と第３の通路部材３６とに挟持される逆止弁組立体３２が設けられている。逆止弁組立体３２は、供給側通路孔３１内を流れる冷却水の逆流を阻止する逆止弁７１と、ジョイント５１と、Ｏリング７２とを備えている。

このジョイント５１は、逆止弁７１と第３の通路部材３６との間に挟まれ、供給側通路孔３１と連通孔３７とにそれぞれ嵌合するとともに第３の通路部材３６との間に供給側通路孔３１と協働して環状空間８４を形成している。Ｏリング７２は、この環状空間８４に設けられてジョイント５１によって第１の通路部材２５および第３の通路部材３６に押し付けられている。開閉弁６１は、第３の通路部材３６に接続されている。
このため、この実施の形態によれば、第１の通路部材２５と第３の通路部材３６との結合部にジョイント５１が設けられているから、第１および第３の通路部材２５，３６に逆止弁７１を固定するための構造や、第１の通路部材２５と第３の通路部材３６との位置決めのための構造や、第１の通路部材２５と第３の通路部材３６との結合部でＯリング７２を保持するための構造などが不要である。この結果、供給通路２２に逆止弁７１が設けられているにもかかわらず、第１および第３の通路部材２５，３６の構造が簡素化されるから、コストアップを可及的少なく抑えることができる。

この実施の形態による第１の通路部材２５は、冷却水の流れる方向から見てＬ字状に形成されている。第１の通路部材２５におけるＬ字の一方の辺となる第１の通路形成部２５ａに複数の戻り側通路孔２６が供給側通路孔３１と平行になるように形成されている。第１の通路部材２５におけるＬ字の他方の辺となる第２の通路形成部２５ｂに複数の供給側通路孔３１が複数の戻り側通路孔２６の並ぶ方向とは直交する方向に並ぶように形成されている。第２の通路部材３４は、複数の戻り側通路孔２６と対応する複数の貫通孔３５を備え、第３の通路部材３６は、第１の通路部材２５における供給通路２２の上流側の端部に接続されている。

第３の通路部材３６の連通孔３７は、第３の通路部材３６の上流端に開口して開閉弁６１に接続される一つの冷却水入口３７ａと、第３の通路部材３６の下流端に開口して複数の供給側通路孔３１に接続される複数の冷却水出口３７ｂ，３７ｃとを連通する形状に形成されている。
このため、複数の系統の供給通路２２と複数の系統の戻り通路２３とをコンパクトにまとめて一つの組立体を構成することができるから、より一層小型化された冷却水放出防止ユニット１６が実現される。

この実施の形態による複数の供給側通路孔３１は、スポット溶接ロボット１１の溶接チップ用冷却水供給通路２２ａとトランス用冷却水供給通路２２ｂとに個別に接続されている。複数の戻り側通路孔２６は、スポット溶接ロボット１１の溶接チップ用冷却水戻り通路２３ａとトランス用冷却水戻り通路２３ｂとに個別に接続されている。
このため、溶接チップ３の冷却水通路がトランス４の冷却水通路とは分けて形成されるから、溶接チップ３が脱落したときに溶接チップ３の冷却水通路内の冷却水のみが漏洩し、トランス４の冷却水通路の冷却水は漏洩することがない。したがって、冷却水の漏洩量を更に低減可能な冷却装置を提供することができる。

この実施の形態による冷却水放出防止ユニット１６においては、冷却水戻り用の配管（図示せず）を接続するための第４の通路部材４３が第２の通路部材２５に結合されている。これらの第４の通路部材４３と第２の通路部材２５との結合部にもジョイント５１を有する結合構造が採用されている。このため、冷却水戻り用の配管を接続する部分の構造が簡素化されるから、コストアップを更に少なく抑えることができる。

１…冷却装置、３…溶接チップ（被冷却部）、４…トランス（被冷却部）、１１…スポット溶接ロボット、１６…冷却水放出防止ユニット、２２…供給通路、２２ａ…溶接チップ用冷却水供給通路、２２ｂ…トランス用冷却水供給通路、２３…戻り通路、２３ａ…溶接チップ用冷却水戻り通路、２３ｂ…トランス用冷却水戻り通路、２５…第１の通路部材、２５ａ…第１の通路形成部、２５ｂ…第２の通路形成部、２６…戻り側通路孔、３１…供給側通路孔、３２…逆止弁組立体、３５…貫通孔、３４…第２の通路部材、３６…第３の通路部材、３７…連通孔、３７ａ…冷却水入口、３７ｂ，３７ｃ…冷却水出口、４１…流量センサ、５１…ジョイント、５１ｃ…曲面、６１…開閉弁、６２…通路部材組立体、７１…逆止弁、５２，７２…Ｏリング（シール部材）、８２，８４…環状空間。

Claims

被冷却部に冷却液を供給する供給通路の一部となる供給側通路孔および前記被冷却部で熱交換した後の冷却液が通る戻り通路の一部となる戻り側通路孔を有する第１の通路部材と、
前記戻り側通路孔に連通する貫通孔を有し、前記第１の通路部材に結合された第２の通路部材と、
前記第１の通路部材に設けられ、前記第１の通路部材が前記第２の通路部材に結合されることにより前記第１の通路部材と前記第２の通路部材とに挟持される逆止弁組立体と、
前記第２の通路部材に設けられ、前記貫通孔内を流れる冷却液の流量を検出する流量センサと、
前記第１の通路部材と第２の通路部材とからなる通路部材組立体に支持され、前記流量センサの検出結果に基づいて前記供給通路を開閉する開閉弁とを備え、
前記逆止弁組立体は、
前記戻り側通路孔内を流れる冷却液の逆流を阻止する逆止弁と、
前記逆止弁と前記第２の通路部材との間に挟まれ、前記戻り側通路孔と前記貫通孔とにそれぞれ嵌合するとともに前記第２の通路部材との間に前記戻り側通路孔と協働して環状空間を形成する環状の戻り側ジョイントと、
前記環状空間に設けられて前記戻り側ジョイントによって第１および第２の通路部材に押し付けられた環状のシール部材とを備えていることを特徴とする冷却装置。
請求項１記載の冷却装置において、
前記戻り側ジョイントの内周部には、前記逆止弁に接続される一端から他端に向かうにしたがって次第に内径が小さくなる断面円弧状の曲面が形成されていることを特徴とする冷却装置。
請求項１または請求項２記載の冷却装置において、前記第１の通路部材における前記供給側通路孔が形成されている部位には、前記供給側通路孔に連通する連通孔を有する第３の通路部材が結合され、
前記供給側通路孔には、前記第３の通路部材が前記第１の通路部材に結合されることにより前記第１の通路部材と前記第３の通路部材とに挟持される逆止弁組立体が設けられ、
前記逆止弁組立体は、
前記供給側通路孔内を流れる冷却液の逆流を阻止する逆止弁と、
前記逆止弁と前記第３の通路部材との間に挟まれ、前記供給側通路孔と前記連通孔とにそれぞれ嵌合するとともに前記第３の通路部材との間に前記供給側通路孔と協働して環状空間を形成する環状の供給側ジョイントと、
前記環状空間に設けられて前記供給側ジョイントによって第１の通路部材および第３の通路部材に押し付けられた環状のシール部材とを備え、
前記開閉弁は、前記第３の通路部材に接続されていることを特徴とする冷却装置。
請求項３記載の冷却装置において、
前記第１の通路部材は、冷却液の流れる方向から見てＬ字状に形成され、
前記第１の通路部材における前記Ｌ字の一方の辺となる部位に複数の前記戻り側通路孔が前記供給側通路孔と平行になるように形成され、
前記第１の通路部材における前記Ｌ字の他方の辺となる部位に複数の前記供給側通路孔が前記複数の戻り側通路孔の並ぶ方向とは直交する方向に並ぶように形成され、
前記第２の通路部材は、前記複数の戻り側通路孔と対応する複数の前記貫通孔を備え、
前記第３の通路部材は、前記第１の通路部材における前記供給通路の上流側の端部に接続され、
前記連通孔は、前記第３の通路部材の上流端に開口して前記開閉弁に接続される一つの入口と、前記第３の通路部材の下流端に開口して前記複数の供給側通路孔に接続される複数の出口とを連通する形状に形成されていることを特徴とする冷却装置。
請求項４記載の冷却装置において、
前記複数の供給側通路孔は、スポット溶接ロボットの溶接チップ用冷却液供給通路とトランス用冷却液供給通路とに個別に接続され、
前記複数の戻り側通路孔は、前記スポット溶接ロボットの溶接チップ用冷却液戻り通路と前記トランス用冷却液戻り通路とに個別に接続されていることを特徴とする冷却装置。