JP7285541B2

JP7285541B2 - スパッタ付着防止装置

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Publication number: JP7285541B2
Application number: JP2019028380A
Authority: JP
Inventors: 直紀柿谷
Original assignee: Y Tec Corp
Current assignee: Y Tec Corp
Priority date: 2019-02-20
Filing date: 2019-02-20
Publication date: 2023-06-02
Anticipated expiration: 2039-02-20
Also published as: JP2020131240A

Description

本発明は、溶接作業中に周囲に飛散するスパッタが溶接箇所以外の部分であるナットの内面に付着するのを防止するスパッタ付着防止装置の技術分野に属し、特に、ナットの有無も検出可能な構造の技術分野に属する。

従来より、鋼板部品上に部品が存在しているか否かを検知する部品検知機能を持った電気抵抗溶接用電極が知られている（例えば特許文献１、２参照）。この電極の内部には、進退動作可能なスイッチング部材が進出方向に常時付勢された状態で配設されている。また、鋼板部品上に供給されている部品に突き当たる検知部材が電極から突出した状態でスイッチング部材と一体に形成されている。部品が存在しているときには、電極が進出して検知部材が部品に突き当たるとスイッチング部材が後退して通電部位が開く一方、部品が存在していないときには、電極が進出して検知部材が他方の電極の受入孔に進入するとスイッチング部材の進出によって通電部位が閉じるように構成されている。これによって得られた信号により部品の検知が行われ、これをトリガー信号にして溶接電流の制御が行われる。

また、一般に、鋼材等からなる部材を溶接する際には、スパッタが溶接箇所の周囲に飛散して溶接箇所以外の部分に付着する。例えば、ネジ孔を有する部材（ナット等）を溶接する際には、スパッタがネジ孔の内面に付着することがある。こうなるとネジの螺合不良が起こってしまうので、溶接工程の後、ネジ孔の内面に付着したスパッタを除去するためにネジさらいを行う必要がある。

また、例えば特許文献３に開示されているように、スパッタが被溶接部材に付着するのを防止するためのスパッタ付着防止シートが知られている。このスパッタ付着防止シートは、弾性を有する樹脂からなるものであり、被溶接部材の表面に貼り付けて使用する。

また、特許文献４では、ナットを上から押さえることによってスパッタがナットに付着し難くしている。

さらに、溶接現場においては、例えば金属板からなるカバーや耐スパッタ用布等を、被溶接部材の表面を覆うように配置してスパッタの付着を防止することも行われている。

特開２０１０－２５３５４７号公報特開２０１０－２４７２２１号公報特開２０１４－２４１１４号公報特開平５－８０３９号公報

ところで、特許文献１、２の電気抵抗溶接用電極によれば、例えばナットを鋼板部品に溶接する際には、ナットの存在、不存在を検知することができるので、ナットが溶接されないまま、鋼板部品が後工程に流れてしまうのを防止することが可能になると考えられる。

しかしながら、ナットの溶接工程後、例えば組立工程がある場合、組立工程が行われる場所まで鋼板部品を搬送しているときにナットが欠落してしまうことが起こり得る。ナットが欠落した鋼板部品は例えば車体等に組み付けることができなくなるので、ナットの溶接工程後においても、当該ナットの有無の検査が必須となる場合がある。

そこで、溶接工程後におけるナットの有無を検査するための検査員を配置したり、ナットの検査設備を準備することが考えられるが、検査工程が新たに必要となったり、製造ラインに検査設備を新たに取り付ける追加工事が必要となったりして、コストの増大を招く。

一方、特許文献３、４のように、ナットが溶接された鋼板部品を溶接することがあり、この場合には、ナットの内周面にスパッタが付着するのを防止するための器具が必要になる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ナットの内周面にスパッタが付着するのを防止するための部材を利用することで、工程や検査設備を増やすことなく、ナットの有無を検知できるようにすることにある。

前記目的を達成するために、第１の発明は、ナットが取り付けられた鋼板部材の溶接時に飛散するスパッタが前記ナットの内周面に付着するのを防止するスパッタ付着防止装置において、前記ナットのネジ孔に前記鋼板部材側から挿入されて該ネジ孔の内周面を覆うように形成された挿入部を先端側に有するとともに、該挿入部よりも基端側に、前記ナットの前記ネジ孔の周縁部に対して前記挿入部の挿入方向から係合する係合部を有するピン状部材と、前記ピン状部材が取り付けられる本体部と、前記ピン状部材に連結され、該ピン状部材を前記ネジ孔への挿入方向へ進出させる駆動装置と、前記駆動装置による前記ピン状部材の前記ネジ孔への進出方向のストローク量を検出するストローク量検出部と、前記ストローク量検出部により検出されたストローク量が、前記係合部が前記ネジ孔の周縁部に係合したときの所定ストローク量であるときには前記ナットが存在していると判定する一方、前記所定ストローク量を超えるストローク量であるときには前記ナットが存在していないと判定する判定部とを備え、前記本体部は、前記ピン状部材の軸方向に延びる筒状部を有し、前記ピン状部材の基端側は、前記筒状部に挿入され、前記ピン状部材は、前記筒状部に対して軸方向に変位可能に支持され、前記筒状部の径方向内側には、前記鋼板部材における前記ナットが取り付けられた面と反対側の面を覆う被覆部材が前記ピン状部材に対して軸方向基端側に移動可能に設けられ、前記筒状部の内部には、前記被覆部材を前記ピン状部材の先端側へ向けて付勢する弾性部材が収容され、前記駆動装置は、流体が給排されるシリンダと、該シリンダに対して軸方向に移動可能に設けられ、前記流体の給排によって軸方向に移動するロッドとを備えた流体圧シリンダ装置であり、前記ロッドの先端部には、前記筒状部を介して前記ピン状部材が連結され、前記ストローク量検出部は、前記ロッドのストローク量を検出することを特徴とする。

この構成によれば、駆動装置によりピン状部材を進出させると、ピン状部材の挿入部が鋼板部材に取り付けられているナットのネジ孔に挿入されて該ネジ孔の内周面が挿入部によって覆われる。これにより、溶接時のスパッタがネジ孔の内周面に付着し難くなる。

鋼板部材にナットが取り付けられているときに駆動装置によってピン状部材を進出させると、挿入部がナットのネジ孔に挿入され、挿入部よりも基端側に設けられている係合部がネジ孔の周縁部に係合するので、駆動装置によるピン状部材のストローク量がナットにより規制されて所定ストローク量になる。このストローク量がストローク量検出部により検出されると、判定部はナットが存在していると判定する。

一方、鋼板部材からナットが欠落しているときに駆動装置によってピン状部材を進出させると、係合部がネジ孔の周縁部に係合することはないので、駆動装置によるピン状部材のストローク量がナットにより規制されることはなく、所定ストローク量を超えるストローク量になる。これにより、判定部はナットが存在していないと判定する。

したがって、例えばナットを鋼板部材に溶接した後、組立工程で鋼板部材を溶接する際には、スパッタ付着防止装置によってネジ孔の内周面にスパッタが付着するのが抑制されるとともに、ナットが欠落していた場合にはナットの欠落をスパッタ付着防止装置によって検知することが可能になるので、ナットの有無を検査する検査員の配置や検査設備の導入が不要になる。

また、鋼板部材の形状や構造に応じてピン状部材と本体部の相対位置を変更することが可能になる。

また、使用時にピン状部材を軸方向に変位させた後、外力を除くと元の位置にピン状部材を自動的に戻すことが可能になる。

また、前記ピン状部材の突出方向と交差する方向に延びる面を有し、前記鋼板部材に接触させて該鋼板部材を覆う被覆部材を備えていることを特徴とする。

この構成によれば、被覆部材を例えば鋼板部材の締結面に接触させることで締結面を覆うことが可能になる。これにより、溶接時のスパッタが締結面に付着し難くなる。

また、シリンダに給排される流体によってロッドを進出させると、ピン状部材が進出することになるので、ロッドのストローク量と、ピン状部材のネジ孔への進出方向のストローク量とは相関する。従って、ストローク量検出部がロッドのストローク量を検出すると、間接的にロッドのストローク量を検出することが可能になる。

第２の発明は、前記ストローク量検出部は、前記ロッドの基端部の位置を検出する近接センサであることを特徴とする。

この構成によれば、近接センサによってロッドのストローク量を確実に検出することが可能になる。

第１の発明によれば、ナットの内周面にスパッタが付着するのを防止するための挿入部を有するピン状部材と、このピン状部材を進出させる駆動装置とを利用し、ピン状部材のストローク量を検出してナットの有無を判定することができるので、検査工程や検査設備を増やすことなく、スパッタ付着防止装置によってナットの有無を検知できる。

また、ピン状部材を軸方向に変位可能に支持したので、鋼板部材の形状や構造に応じてピン状部材と本体部との相対位置を変更することができ、スパッタ付着防止装置の汎用性を高めることができる。

また、弾性部材によってピン状部材を付勢するようにしたので、使用時にピン状部材を軸方向に変位させた後、元の位置にピン状部材を自動的に戻すことができる。

また、鋼板部材を覆う被覆部材を備えているので、例えば締結面にスパッタが付着するのを防止することができる。

また、流体圧シリンダ装置を駆動装置として使用する場合に、ロッドのストローク量を検出することでピン状部材のストローク量を容易に取得することができる。

第２の発明によれば、ロッドの基端部の位置を検出する近接センサによってピン状部材のストローク量を容易にかつ確実に取得することができる。

本発明の実施形態に係るスパッタ付着防止装置の斜視図である。スパッタ付着防止装置の断面図である。スパッタ付着防止具の分解斜視図である。スパッタ付着防止具の断面図である。ピン状部材が一方向に傾動した場合を示す図４相当図である。ピン状部材が他方向に傾動した場合を示す図４相当図である。ナットを有する自動車部品の斜視図である。ナットが存在しているときのスパッタ付着防止装置の断面図である。ナットが存在していないときのスパッタ付着防止装置の断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係るスパッタ付着防止装置１の斜視図である。スパッタ付着防止装置１は、図７に示す自動車部品１００に設けられているネジ孔１０２を有する部材としてのナット１０１における当該ネジ孔１０２の内面（部材の所定箇所）に、溶接時に飛散するスパッタが付着するのを防止するとともに、第１板材１０３の締結面（部材の所定箇所）にスパッタが付着するのを防止するために使用することができるものである。締結面とは、各種部材を締結する際に、当該部材が接触する面である。尚、スパッタ付着防止装置１は、ネジ孔１０１の内面にスパッタが付着しないように使用する使用方法と、締結面にスパッタが付着しないように使用する使用方法とのうち、一方の使用方法でのみ使用してもよいし、両方の使用方法で使用してもよい。

図７に示す自動車部品１００は、自動車のサスペンション装置の一部を構成する部品である。この部品１００は、ナット１０１、第１板材１０３、第２板材１０４及び第３板材１０５を組み合わせて構成されている。第１板材１０３、第２板材１０４及び第３板材１０５は、それぞれ所定形状となるようにプレス成形された鋼板部材で構成されている。第１板材１０３と第２板材１０４とは厚み方向に重ね合わされて溶接される。第２板材１０４と、第３板材１０５とによって袋構造が構成されている。第２板材１０４と、第３板材１０５との間には隙間Ｓが形成されている。また、第３板材１０５には、貫通孔１０５ａが形成されている。溶接時のスパッタは、隙間Ｓや貫通孔１０５ａから袋構造の内部に入ることがある。

また、第２板材１０４には、ナット１０１が予め溶接されている。図８に一部の断面を示すように、第２板材１０４におけるナット１０１のネジ孔１０２に対応する部分には開口部１０４ａが形成されている。また、第１板材１０３におけるナット１０１のネジ孔１０２に対応する部分には開口部１０３ａが形成されている。第１板材１０３における第２板材１０４と反対側の面の開口部１０３ａの周囲は、締結面１０３ｂとされている。詳細は後述するが、スパッタ付着防止装置１は、ナット１０１が第２板材１０４に取り付けられているか否か、即ち、ナット１０１が存在しているか否かを判定することができるように構成されている。

（スパッタ付着防止装置１の構成）
図１に示すように、スパッタ付着防止装置１は、スパッタ付着防止具２と、流体圧シリンダ装置３と、判定部４とを備えている。図３及び図４に示すように、スパッタ付着防止具２は、ピン状部材１０と、被覆部材２０と、本体部３０と、コイルバネからなる第１弾性部材４０及び第２弾性部材５０とを備えており、スパッタ付着防止具２を構成する各部材は、例えば金属材料等の耐熱性の高い材料で構成することができる。

図８に示すように、ピン状部材１０は、ナット１０１のネジ孔１０２に挿入される部材である。ピン状部材１０の先端側は、ナット１０１のネジ孔１０２に挿入されて該ネジ孔１０２の内周面を覆うように形成された挿入部１１を有している。挿入部１１は、当該挿入部１１の基端から先端まで同一外径となっている。図４に示すように、挿入部１１における軸方向先端部には、先端へ近づくほど外径が小さくなるように形成された先鋭形状部１５が設けられている。ピン状部材１０の先鋭形状部１５は、挿入部１１をナット１０１のネジ孔１０２に挿入する際の案内部となる。図８に示すように、挿入部１１がナット１０１のネジ孔１０２に挿入された状態では、先鋭形状部１５がネジ孔１０２から突出するように位置する。

ピン状部材１０の挿入部１１よりも基端側は、ナット１０１のネジ孔１０２の周縁部に対して挿入部１１の挿入方向から係合する係合部１２を有している。係合部１２は、挿入部１１の外径よりも大径に形成されており、係合部１２の外径は、ナット１０１のネジ孔１０２の内径よりも大きく設定されている。ピン状部材１０における係合部１２よりも基端側の外径は挿入部１１の外径よりも大きく設定されている。つまり、ピン状部材１０における小径部と大径部の境界部分が係合部１２となっている。この場合、係合部１２は段部で構成することができる。係合部１２は、例えばピン状部材１０の径方向に突出する凸部や突条部、リブ等で構成されていてもよい。

図４に示すように、ピン状部材１０の基端部には、径方向に延出する基端板部１３が設けられている。基端板部１３は、ピン状部材１０の周方向に連続して設けられており、ピン状部材１０の軸線方向から見たとき、略円板状をなしている。ピン状部材１０の基端面には、第２弾性部材５０の軸方向（伸縮方向）の一端部が収容される凹部１４が形成されている。凹部１４の内径は、第２弾性部材５０の一端部の外径よりも僅かに大きく設定されており、第２弾性部材５０の一端部を凹部１４に収容した状態で、第２弾性部材５０の一端部がピン状部材１０に対して径方向に相対変位しないようになっている。つまり、第２弾性部材５０をピン状部材１０に係合させることができる。

被覆部材２０は、ピン状部材１０の突出方向、即ち当該ピン状部材１０の軸方向に対して交差する方向に延びる先端面２１を有しており、この先端面２１を第１板材１０３の締結面１０３ｂに接触させて該締結面１０３ｂを覆うための部材である。被覆部材２０の先端面２１は、平面で構成されている。被覆部材２０は円筒状の部材からなるものなので、先端面２１の中心部にはピン状部材１０を挿入可能な開口部が形成されることになる。

被覆部材２０の内径は、ピン状部材１０の基端側の外径よりも大きく、かつ、基端板部１３の外径よりも小さく設定されている。被覆部材２０の内周面と、ピン状部材１０の基端側の外周面との間には全周に亘って隙間Ａが形成されており、これにより、ピン状部材１０が被覆部材２０に対して傾動すること、被覆部材２０がピン状部材１０に対して傾動すること、及び、ピン状部材１０が被覆部材２０に対して径方向に変位することが許容される。

被覆部材２０の基端面には、窪み部２２が形成されている。窪み部２２には、第１弾性部材４０の軸方向（伸縮方向）一端部が収容されるようになっている。窪み部２２の内径は、第１弾性部材４０の一端部の外径よりも僅かに大きく設定されており、第１弾性部材４０の一端部を窪み部２２に収容した状態で、第１弾性部材４０の一端部が被覆部材２０に対して径方向に相対変位しないようになっている。つまり、第１弾性部材４０が被覆部材２０に係合するようになっている。また、窪み部２２の内面の中心部には、ピン状部材１０の挿入可能な開口部が形成されることになる。

被覆部材２０の基端部には、径方向へ突出する鍔部２３が形成されている。鍔部２３は、被覆部材２０の周方向に連続して延びる突条部で構成することができるが、これに限らず、周方向に断続的に形成してもよい。

本体部３０は、ピン状部材１０及び被覆部材２０が取り付けられる部材であり、ピン状部材１０の軸方向に延びる筒状部３１と、取付部３２と、固定ピン３３とを有している。筒状部３１の内周面と、ピン状部材１０の基端側の外周面との間には隙間が形成されている。筒状部３１の先端部には、径方向内方へ突出する係合突部３４が形成されている。係合突部３４は、筒状部３１の周方向に連続して延びる突条部で構成することができる。係合突部３４の内側に、ピン状部材１０の基端側及び被覆部材２０の基端側を挿入することができるようになっている。ピン状部材１０及び被覆部材２０を筒状部３１に挿入する際には、当該筒状部３１の基端側から挿入する。これにより、被覆部材２０の鍔部２３が筒状部３１の係合突部３４に対して基端側から係合して被覆部材２０の筒状部３１からの離脱が抑制される。尚、被覆部材２０は、図４に示す状態から筒状部３１の基端側へ相対変位することが可能になっている。

筒状部３１の内周面には、係合突部３４から基端側に離れた部分に段部３１ａが形成されている。筒状部３１の内部には、円盤部材３５が設けられており、この円盤部材３５は、筒状部３１の段部３１ａに対して基端側から係合して先端側へ移動しないようになっている。円盤部材３５の中央部には、ピン状部材１０の基端側が挿通可能な挿通孔３５ａが形成されている。挿通孔３５ａの内径は、ピン状部材１０の基端側の外径よりも大きく、かつ、基端板部１３の外径よりも小さく設定されている。基端板部１３は、円盤部材３５の基端側の面に接触するように配置されている。挿通孔３５ａの外周面と、ピン状部材１０の基端側の外周面との間には隙間Ｂが形成されている。これにより、ピン状部材１０が本体部３０に対してその径方向に変位することが許容される。

取付部３２は、スパッタ付着防止具２を流体圧シリンダ装置３に取り付けるための部材であり、筒状部３１を構成する部材とは別部材からなるものである。取付部３２の先端側は、筒状部３１の基端側にねじ込まれるようになっている。取付部３２の先端側を筒状部３１の基端側にねじ込んだ状態で、固定ピン３３を、取付部３２の先端側及び筒状部３１の基端側を貫通するように取り付けることで、取付部３２が筒状部３１に対して緩み方向に回転してしまうのを阻止することができる。尚、ねじ加工されていない取付部３２の先端側と筒状部３１の基端側とを嵌め合わせて、固定ピン３３や割りピンで固定することもできる。

取付部３２の先端面の外周部には、円盤部材３５に向けて突出して周方向に延びる周壁部３２ａが形成されている。周壁部３２ａの突出方向先端部が円盤部材３５の基端側の面に当接することで、円盤部材３５を基端側から支持し、当該円盤部材３５の軸方向の変位を規制することができる。周壁部３２ａの内周面と、ピン状部材１０の基端板部１３の外周面との間には、隙間Ｃが形成されている。これにより、ピン状部材１０が本体部３０に対してその径方向に変位することが許容される。また、取付部３２の先端面と、ピン状部材１０の基端板部１３の基端側の面との間には隙間Ｄが形成されている。これにより、ピン状部材１０が本体部３０に対してその軸方向に変位することが許容される。

第１弾性部材４０は、被覆部材２０と円盤部材３５との間に設けられており、軸方向に伸縮可能となっている。第１弾性部材４０の内部をピン状部材１０の基端側が挿通している。第１弾性部材４０の一端部は、被覆部材２０の窪み部２２に収容される一方、第１弾性部材４０の他端部は、円盤部材３５に形成された凹部３５ｂに収容されている。凹部３５ｂの内径は、第１弾性部材４０の他端部の外径よりも僅かに大きく設定されており、第１弾性部材４０の他端部を凹部３５ｂに収容した状態で、第１弾性部材４０の他端部が円盤部材３５に対して径方向に相対変位しないようになっている。

被覆部材２０は、第１弾性部材４０によって先端側へ向けて常時付勢されている。被覆部材２０に対して基端側へ向けて力が作用した際、その力が第１弾性部材４０の付勢力よりも大きくなると、被覆部材２０は、第１弾性部材４０の付勢力に抗して基端側へ変位する。

第２弾性部材５０は、ピン状部材１０の基端側と、取付部３２との間に設けられており、軸方向に伸縮可能となっている。これにより、ピン状部材１０が本体部３０に対して軸方向に変位可能に支持されることになる。第２弾性部材５０の一端部は、ピン状部材１０の凹部１４に収容される一方、第２弾性部材５０の他端部は、取付部３２に形成された凹部３２ｂに収容されている。凹部３２ｂの内径は、第２弾性部材５０の他端部の外径よりも僅かに大きく設定されており、第２弾性部材５０の他端部を凹部３２ｂに収容した状態で、第２弾性部材５０の他端部が取付部３２に対して径方向に相対変位しないようになっている。

第１弾性部材４０及び第２弾性部材５０を設けているので、図５及び図６に示すように、ピン状部材１０を本体部３０に対して傾動させることができるとともに、被覆部材２０も本体部３０に対して傾動させることができる。これにより、ナット１０１の偏心や偏角にも対応することができる。また、ピン状部材１０と被覆部材２０とは別々に変位させることができる。

ピン状部材１０は、第２弾性部材５０によって先端側へ向けて常時付勢されている。ピン状部材１０に対して基端側へ向けて力が作用した際、その力が第２弾性部材５０の付勢力よりも大きくなると、ピン状部材１０は、第２弾性部材５０の付勢力に抗して基端側へ変位する。

流体圧シリンダ装置３は、ピン状部材１０をナット１０１のネジ孔１０２への挿入方向へ進出させるための装置であり、例えば空気圧シリンダ装置や油圧シリンダ装置等で構成することができる。すなわち、流体圧シリンダ装置３は、流体（作動流体）が給排されるシリンダ３ａと、該シリンダ３ａに対して軸方向に移動可能に設けられ、流体の給排によって軸方向に移動するロッド３ｂとを備えている。図１に示すように、シリンダ３ａには、流体を給排するための配管３ｃが接続されている。配管３ｃには、図示しない給排装置が接続されており、この給排装置から所定のタイミングで流体の供給、排出がなされるようになっている。

ロッド３ｂの先端部には、取付部３２が固定されており、これにより、ロッド３ｂの先端部にピン状部材１０が、取付部３２や筒状部３１を介して連結されることになる。一方、ロッド３ｂの基端部にはピストン部３ｄが設けられている。このピストン部３ｄが主に流体の圧力を受ける部分である。したがって、流体の給排によってロッド３ｂが進出すると、ピン状部材１０を進出させることができ、一方、流体の給排によってロッド３ｂが後退すると、ピン状部材１０を後退させることができる。

流体圧シリンダ装置３は、例えば産業用ロボット（図示せず）に把持させることができる。流体圧シリンダ装置３を産業用ロボットに把持させることで、スパッタ付着防止具２を任意の所に移動させることができる。例えば、図７に示すように、スパッタ付着防止具２を自動車部品１００の近傍においてピン状部材１０の先端部がナット１０１のネジ孔１０２に対応するように配置することができる。このように配置した後、流体圧シリンダ装置３によってスパッタ付着防止具２の全体を矢印Ｆ方向に進出させることで、ピン状部材１０をナット１０１のネジ孔１０２に挿入することができる。また、これとは別に、流体圧シリンダ装置３を固定しておき、産業用ロボットで自動車部品１００を移動させるようにしてもよい。

この実施形態では、流体圧シリンダ装置３によるピン状部材１０のネジ孔１０２への進出方向のストローク量を検出するストローク量検出部としての第１近接センサ７１及び第２近接センサ７２が設けられている。第１近接センサ７１及び第２近接センサ７２は、シリンダ３ａに設けられている。第１近接センサ７１は、第２近接センサ７２よりもシリンダ３ａの先端側（ロッド３ｂの進出側）に位置している。第１近接センサ７１及び第２近接センサ７２は、ロッド３ｂのピストン部３ｄの位置を間接的に検出することができるものであり、例えば、ピストン部３ｄが磁性体からなる場合に、ピストン部３ｄの進退方向への移動によって変化する磁力を第１近接センサ７１及び第２近接センサ７２によって検出可能に構成することができる。これにより、ピストン部３ｄが第１近接センサ７１近傍に位置しているか否か、及びピストン部３ｄが第２近接センサ７２近傍に位置しているか否かを検出することができる。ピストン部３ｄの位置は、ロッド３ｂのストローク量であり、第１近接センサ７１及び第２近接センサ７２によってロッド３ｂのストローク量を検出することができる。また、ロッド３ｂのストローク量は、ピン状部材１０のネジ孔１０２への進出方向のストローク量と相関しているので、ピン状部材１０のネジ孔１０２への進出方向のストローク量を第１近接センサ７１及び第２近接センサ７２によって検出することができる。

図８に示すように、第１近接センサ７１は、ピン状部材１０の係合部１２がネジ孔１０２の周縁部に係合したときのピン状部材１０のストローク量を検出可能に配置されている。ナット１０１が存在していれば、ピン状部材１０の係合部１２がネジ孔１０２の周縁部に対して挿入方向から当接して係合し、ピン状部材１０がそれ以上挿入方向には移動しなくなる。このときのピン状部材１０のストローク量が所定ストローク量であり、ピン状部材１０のストローク量が所定ストローク量であるときのピストン部３ｄの位置を検出可能に、第１近接センサ７１の位置が設定されている。

一方、ナット１０１が存在していない場合には、ピン状部材１０の係合部１２が係合しなくなるので、ピン状部材１０は所定ストローク量を超えてストロークすることになる。ピン状部材１０が所定ストローク量を超えると、ピストン部３ｄが第１近接センサ７１の検出範囲を超えることになる。

第２近接センサ７２は、ピン状部材１０が後退位置にあるときのピストン部３ｄの位置を検出可能に配置されている。

尚、例えば、ロッド３ｂの位置や、ロッド３ｂの進退によって移動する部材の位置を検出する位置検出センサを設けておき、この位置検出センサにより、ピン状部材１０のネジ孔１０２への進出方向のストローク量を検出するようにしてもよい。この場合、例えば、リミットスイッチ等を用いることができる。また、エンコーダ等によってストローク量検出部を構成することもできる。

判定部４は、ストローク量検出部により検出されたストローク量が、係合部１２がネジ孔１０２の周縁部に係合したときの所定ストローク量であるときにはナット１０１が存在していると判定する一方、前記所定ストローク量を超えるストローク量であるときにはナット１０１が存在していないと判定するように構成されている。すなわち、判定部４は、例えばマイクロコンピュータ等からなるものであり、判定部４には、第１近接センサ７１及び第２近接センサ７２の信号線が接続され、第１近接センサ７１及び第２近接センサ７２の検出結果が入力されるようになっている。

流体圧シリンダ装置３がピン状部材１０を進出させた後、第１近接センサ７１が所定時間以上、連続してピストン部３ｄを検出した信号を出力した場合には、判定部４は、ピン状部材１０のストローク量が所定ストローク量であると推定し、この推定結果に基づいてナット１０１が存在していると判定する。流体圧シリンダ装置３がピン状部材１０を進出させたタイミングは、例えば、流体圧シリンダ装置３の制御装置（図示せず）から取得することができる他、第２近接センサ７２がピストン部３ｄを検出した状態から検出しない状態に切り替わったタイミングに基づいて取得することもできる。所定時間とは、ピン状部材１０が停止したことを検出可能な時間とすることができる。

判定部４には、報知機器２００を接続することができる。報知機器２００は、ナット１０１が存在しないことを周囲の者に報知するための機器であり、例えば各種ランプ、ブザー、シーケンサ、コンピュータ等を挙げることができる。判定部４は、ナット１０１が存在しないと判定した場合には、報知機器２００に対してナット１０１が存在しないことを示す信号を出力する。報知機器２００は、この信号を受信すると、ナット１０１が存在しないことを周囲の者に報知する。報知機器２００は省略してもよい。

（実施形態の作用効果）
以上説明したように、この実施形態に係るスパッタ付着防止装置１によれば、流体圧シリンダ装置３によりピン状部材１０を進出させると、ピン状部材１０の挿入部１１が自動車部品１００の第２板材１０４に予め溶接によって取り付けられているナット１０１のネジ孔１０２に挿入されて該ネジ孔１０２の内周面が挿入部１１によって覆われる。これにより、溶接時のスパッタがネジ孔１０２の内周面に付着し難くなる。また、流体圧シリンダ装置３により被覆部材２０を進出させることができ、被覆部材２０の先端面２１を第１板材１０３の締結面１０３ｂに接触させて該締結面１０３ｂを覆うことができる。これにより、溶接時のスパッタが締結面１０３ｂに付着し難くなる。

また、第２板材１０４にナット１０１が取り付けられているときにスパッタ付着防止装置１によってピン状部材１０を進出させると、挿入部１１がナット１０１のネジ孔１０２に挿入され、挿入部１１よりも基端側に設けられている係合部１２がネジ孔１０２の周縁部に係合することになる（図８参照）。これにより、流体圧シリンダ装置３によるピン状部材１０のストローク量がナット１０１により規制されて所定ストローク量になる。このストローク量が第１近接センサ７１により検出されると、判定部４はナット１０１が存在していると判定する。

一方、第２板材１０４からナット１０１が欠落している場合が考えられる。例えば、ナット１０１を第２板材１０４に溶接した後、組立工程を別の場所で行う場合には、自動車部品１００を、組立工程を行う場所まで搬送する必要があるが、この搬送の途中等でナット１０１が欠落するおそれがある。こうなると自動車部品１００を車体等に組み付けることができなくなる。従って、ナット１０１の溶接工程後において、ナット１０１の有無の検査が必須となることがあり、スパッタ付着防止装置１はこの検査時に利用することができる。

第２板材１０４からナット１０１が欠落している場合、流体圧シリンダ装置３によってピン状部材１０を進出させると、係合部１２がネジ孔１０２の周縁部に係合することはないので、流体圧シリンダ装置３によるピン状部材１０のストローク量がナット１０１により規制されることはなく、所定ストローク量を超えるストローク量になる。これは、第１近接センサ７１の出力信号に基づいて推定することができ、これにより、判定部４はナット１０１が存在していないと判定することができる。

したがって、スパッタ付着防止装置１を用いることで、ネジ孔１０２の内周面にスパッタが付着するのを抑制することができるとともに、ナット１０１が欠落していた場合にはナット１０１の欠落を検知することができるので、ナット１０１の有無を検査する検査員の配置や検査設備の導入が不要になり、低コスト化を図ることができる。

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明に係るスパッタ付着防止装置は、例えばナット付き自動車部品を車体に溶接するときに利用することができる。

１スパッタ付着防止装置
３流体圧シリンダ装置（駆動装置）
３ａシリンダ
３ｂロッド
４判定部
１０ピン状部材
１１挿入部
１２係合部
３０本体部
３１筒状部
４０第１弾性部材
５０第２弾性部材
７１第１近接センサ（ストローク量検出部）
１０１ナット
１０２ネジ孔
１０３第１板材
１０３ｂ締結面

Claims

ナットが取り付けられた鋼板部材の溶接時に飛散するスパッタが前記ナットの内周面に付着するのを防止するスパッタ付着防止装置において、
前記ナットのネジ孔に前記鋼板部材側から挿入されて該ネジ孔の内周面を覆うように形成された挿入部を先端側に有するとともに、該挿入部よりも基端側に、前記ナットの前記ネジ孔の周縁部に対して前記挿入部の挿入方向から係合する係合部を有するピン状部材と、
前記ピン状部材が取り付けられる本体部と、
前記ピン状部材に連結され、該ピン状部材を前記ネジ孔への挿入方向へ進出させる駆動装置と、
前記駆動装置による前記ピン状部材の前記ネジ孔への進出方向のストローク量を検出するストローク量検出部と、
前記ストローク量検出部により検出されたストローク量が、前記係合部が前記ネジ孔の周縁部に係合したときの所定ストローク量であるときには前記ナットが存在していると判定する一方、前記所定ストローク量を超えるストローク量であるときには前記ナットが存在していないと判定する判定部とを備え、
前記本体部は、前記ピン状部材の軸方向に延びる筒状部を有し、前記ピン状部材の基端側は、前記筒状部に挿入され、
前記ピン状部材は、前記筒状部に対して軸方向に変位可能に支持され、
前記筒状部の径方向内側には、前記鋼板部材における前記ナットが取り付けられた面と反対側の面を覆う被覆部材が前記ピン状部材に対して軸方向基端側に移動可能に設けられ、
前記筒状部の内部には、前記被覆部材を前記ピン状部材の先端側へ向けて付勢する弾性部材が収容され、
前記駆動装置は、流体が給排されるシリンダと、該シリンダに対して軸方向に移動可能に設けられ、前記流体の給排によって軸方向に移動するロッドとを備えた流体圧シリンダ装置であり、
前記ロッドの先端部には、前記筒状部を介して前記ピン状部材が連結され、
前記ストローク量検出部は、前記ロッドのストローク量を検出することを特徴とするスパッタ付着防止装置。
請求項１に記載のスパッタ付着防止装置において、
前記ストローク量検出部は、前記ロッドの基端部の位置を検出する近接センサであることを特徴とするスパッタ付着防止装置。