JPH0593674U - 抵抗溶接機用の加圧力測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］作業員の手加減を不要とし、実際の被溶接部に
対する加圧力の測定を可能とし、可搬形の抵抗溶接機で
も安全・容易・高精度な加圧力測定を行えるようにす
る。 ［構成］本体は、全体が金属たとえばステンレスからな
り、上記球面状チップ頭部１６と、四角柱状のチップ中
間部２６と、円筒状のチップ基端部２８とを有する。チ
ップ中間部２６の各側面には抵抗線歪みゲージ３０Ａ〜
３０Ｄが貼付される。チップ頭部１６に加えられた加圧
力によってチップ中間部２６の各側面（測定面）が歪む
と、その加圧力に応じた電気信号がゲージ３０Ａ〜３０
Ｄより得られる。チップ中間部２６とケース２２との間
には、シリコンゴム２４が充填される。チップ基端部２
８の内周面２８ａはテーパ状に形成され、このテーパ孔
がチップホルダ１２のテーパ形先端部１２ａに嵌合する
ことで、キャップチップ形の本加圧力測定装置１０がチ
ップホルダ１２に着脱可能に取付される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、抵抗溶接機における加圧力を測定するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

抵抗溶接において、加圧力は溶接電流、通電時間とともに溶接品質を左右する ３大溶接条件の１つとされている。従来から、抵抗溶接機の加圧力を測定する装 置として、ロードセル等からなる加圧力センサを被溶接物の代わりに一対の溶接 電極間に挿入し、それらの溶接電極を介して該加圧力センサに加えられる加圧力 をメータ表示する加圧力計が使われている。

【０００３】 図６に示すように、この種の加圧力計１００は、ロードセルを内蔵した円盤状 の加圧力センサ１０２を柄１０４の先端に取り付けてなる。センサ１０２の両面 の中心突起部１０２ａが内蔵のロードセルに直結している感圧部である。柄１０ ４の基端部より出ているケーブル１０６は、ロードセルの出力信号を本体（図示 せず）側の測定値演算表示部に送るものである。

【０００４】 図７に示すように、この加圧力計１００によって抵抗溶接機の加圧力を測定す るときは、測定者または作業員（図示せず）が柄１０４を手で把持してセンサ１ ０２を一対の溶接電極１０８，１１０間に挿入し、溶接回路を止めて溶接電流は 流さずに、加圧機構１１２を溶接時と同じ条件で作動させ、溶接電極１０８，１ １０間でセンサ１０２を挟み込み加圧する。そうすると、センサ１０２に加えら れる加圧力に応じた電気信号がセンサ１０２内のロードセルから出力され、本体 １１４の表示部に加圧力測定値が表示される。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上記のような加圧力計１００においては、溶接電極１０８，１１０の先端部が センサ１０２の感圧部１０２ａからずれて当接したり、あるいは斜め方向に当接 すると、加圧力を正しく測定することができなくなる。したがって、作業員は、 センサ１０２の感圧部１０２ａが正しい角度で溶接電極１０８，１１０間に挟み 込まれるように、上手に加圧力計１００を扱わなければならない。この点、図７ に示す抵抗溶接機は、加圧時に上部溶接電極１０８が上下運動するだけで、他の 部分は常に静止している定置形であるから、作業員にとって、柄１０４を把持操 作してセンサ１０２を溶接電極１０８，１１０間に正しい位置・角度で入れるの はさほど難しいことではない。

【０００６】 しかし、図８に示すようなＣ形溶接ガン１２０、あるいは図９に示すようなＸ 形溶接ガン１３０等のように、ロボット１２２，１３２に搭載される可搬形の抵 抗溶接機においては、溶接電極（１２４，１２６）、（１３４，１３６）の位置 ・向きが不定であるため、センサ１０２を溶接電極（１２４，１２６）、（１３ ４，１３６）間に正しい位置・角度で挿入して担持することは、作業員にとって は極めて困難な作業である。特に、Ｘ形溶接ガン１３０の場合は、両溶接電極１ ３４，１３６が動くため、センサ１０２の位置合わせが極めて難しいばかりか、 誤って作業員の手が電極１３４，１３６に挟み込まれる危険性もあった。このた め、可搬形の抵抗溶接機における加圧力の測定には、上記従来の加圧力計１００ を使用することができなかった。

【０００７】 また、上記従来の加圧力計１００では、実際に溶接されるワーク（被溶接物） に代えてセンサ１０２を溶接電極間に挿入して挟み込むが、センサ１０２は変形 しないように剛体からなり、その厚みが約２０ｍｍもあり、板厚が約１ｍｍ程度 の一般のワークとは異なる被加圧物である。このため、センサ１０２に対する溶 接電極の当たり具合はワークに対するそれとは異なり、したがって加圧具合も相 違し、その違いが測定値の誤差となって現れる不具合があった。

【０００８】 本考案は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、作業員の特別な労を必要と することがなく、可搬形の抵抗溶接機でも安全・容易・高精度に加圧力の測定が 行うことが可能で、実際の被溶接部に対して加圧力を測定することができる簡易 で汎用形の加圧力測定装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、本考案の第１の加圧力測定装置は、抵抗溶接機 における加圧力を測定するための加圧力測定装置であって、溶接電極の先端部に 着脱可能に取付されるキャップチップに加圧力センサを設けてなる構成とした。

【００１０】 また、本考案の第２の加圧力測定装置は、抵抗溶接機における加圧力を測定す るための加圧力測定装置であって、被加圧物と接触するためのチップ頭部と、前 記加圧力をストレン・ゲージに与えるためのチップ中間部と、チップホルダに着 脱可能に取付されるためのチップ基端部とを具備する構成とした。

【００１１】

【作用】

本考案においては、キャップチップに加圧力センサが設けられるため、実際の 被溶接物をキャップチップを介して溶接時と同じ条件で加圧し、その加圧力をキ ャップチップ内の加圧力センサによって測定することができる。したがって、加 圧力測定に際して、作業員の手加減を要することなく、常に正確な角度で加圧力 センサに被測定加圧力を与えることができる。また、加圧力測定を行うときに本 考案のキャップチップを溶接用キャップチップ（電極チップ）に代えてチップホ ルダに取付するだけでよいので、ロボットに搭載される可搬形の抵抗溶接機のよ うに不定の位置・向き・姿勢をとる溶接機においても、安全・容易・高精度に加 圧力を測定することができる。

【００１２】

【実施例】

以下、図１〜図７を参照して本考案の実施例を説明する。図１〜図４は本考案 による加圧力測定装置の一実施例を説明するための図であって、図１はこの加圧 力測定装置の外観構成を示す斜視図、図２はこの加圧力測定装置の内部の構成を 示す分解斜視図、図３はこの加圧力測定装置の内部の構成をより詳細に示す縦断 面図、図４はこの加圧力測定装置の使用態様例を示す側面図である。

【００１３】 図１に示すように、本実施例による加圧力測定装置１０は、抵抗溶接機のチッ プホルダ１２に着脱可能に取付されるキャップチップ形の装置であり、普通のキ ャップチップ形溶接電極と同様に、円柱形の胴部１４と球面状のチップ頭部１６ とを有する。ただし、センサ出力信号を送出するためのケーブル１８が胴部１４ の側面から出ている。

【００１４】 図２に示すように、胴部１４は、本体２０と円筒状のカバー２２とから構成さ れる。ケーブル引出部２４はカバー２２側に付いている。本体２０は、全体が金 属たとえばステンレスからなり、上記球面状チップ頭部１６と、四角柱状のチッ プ中間部２６と、円筒状のチップ基端部２８とを有する。チップ中間部２６の各 側面にはストレン・ゲージとして、たとえば抵抗線歪みゲージ３０Ａ，３０Ｂ， ３０Ｃ，３０Ｄが貼付されている。各抵抗線歪みゲージ３０Ａ〜３０Ｄは、紙や プラスチック等の薄い基材上にニッケル合金等の抵抗線（ゲージ線）を所定のパ ターンで延在させてホイーストン・プリッジ回路を構成してなり、加圧力によっ てチップ中間部２６の各側面（測定面）が歪むと、その歪みに応じて抵抗線の長 さ、直径、比抵抗が変化することによって、加圧力に応じた電気信号が取り出せ るようになっている。この実施例では、軸方向に平行な加圧力だけでなく軸方向 に垂直な加圧力をも同時に測定できるように、たとえばゲージ３０Ａ，３０Ｂを 垂直方向の加圧力を検出する向きに貼付し、ゲージ３０Ｃ，３０Ｄを水平方向の 加圧力を検出する向きに貼付している。

【００１５】 図３に示すように、各ゲージ３０Ａ〜３０Ｄの出力線３２Ａ〜３２Ｄはケーブ ル１８に接続されている。チップ中間部２６とケース２２との間には、絶縁性の 充填材たとえばシリコンゴム２４が充填され、この充填材によってケース２２が 本体２０に取付されるとともに、内部のゲージ３０Ａ〜３０Ｄが物理的および電 気的に保護されている。チップ基端部２８の内周面２８ａは内奥に向かうほど孔 径が小さくなるようなテーパ状に加工されており、このテーパ孔がチップホルダ １２のテーパ形先端部１２ａに嵌合することで、キャップチップ形の本加圧力測 定装置１０がチップホルダ１２に着脱可能に取付されるようになっている。チッ プ基端部２８のテーパ形内周面２８ａには絶縁材３４が貼付されており、この絶 縁材３４によって本加圧力測定装置１０はチップホルダ１２に対して電気的に絶 縁されている。

【００１６】 チップホルダ１２は導電度の高い金属たとえば銅からなる中空管で、その先端 部には本来のキャップチップつまり電極チップを水冷するための冷却水供給管３ ６が同軸状に入っている。溶接通電時、冷却水供給管３６から噴出した冷却水は 電極チップの底面に当たってからチップホルダ１２の管内を通って冷却水回収部 （図示せず）に回収されるようになっている。

【００１７】 図４に示すように、本実施例による加圧力測定装置１０は、抵抗溶接機におい て一対のチップホルダ１２Ａ，１２Ｂの一方、たとえば下部チップホルダ１２Ｂ に着脱可能に取付される。他方の（上部）チップホルダ１２Ａには通常のキャッ プチップとして電極チップ４０が着脱可能に取付される。加圧力を測定するとき は、図４に示すように、被溶接物４２，４４を被加圧物として両キャップチップ １０，４０間に挿入し、溶接電流は流さずに、加圧機構（図示せず）を溶接時と 同一条件で作動させればよい。そうすると、加圧機構の可動部に一体に結合され ている上部アーム４６が下降し、上部キャップチップ４０が被溶接物４２，４４ を下部キャップチップ１０に対して押圧する。下部キャップチップ１０は、固定 下部アーム４８によって固定支持されているため、被溶接物４２，４４を受け止 める。こうして，被溶接物４２，４４には両キャップチップ４０，１０を介して 溶接時と同じ加圧力が加えられる。

【００１８】 このようにして被溶接物４２，４４に加圧力が加えられると、下部キャップチ ップとしての本加圧力測定装置１０においては、被溶接物４２，４４に対するの と同じ加圧力がチップ頭部１６に加えられ、チップ中間部２６の４側面に貼付さ れた抵抗線歪みゲージ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄより軸方向の加圧力また は水平方向の加圧力を表す電気信号が得られる。これらの加圧力検出信号はケー ブル１８を介して測定装置本体（図示せず）の演算部に送られ、測定値本体の表 示部に加圧力測定値が表示される。

【００１９】 このように、本実施例においては、電極チップに代えて電極チップに似た形状 のキャップチップ形加圧力測定装置１０を一方の（たとえば下部）チップホルダ １２Ｂに装着し、実際の被溶接物４２，４４を両キャップチップ４０，１０を介 して溶接時と同じ条件で加圧し、その加圧力をキャップチップ形加圧力測定装置 １０によって測定する。したがって、加圧力測定に際して、作業員が加圧力セン サを把持する等のマニュアル操作を行う必要がなく、常に正確な角度でストレン ・ゲージに被測定加圧力を与えることができる。

【００２０】 また、本実施例の加圧力測定装置１０では、球面状のチップ頭部１６が被溶接 物４２，４４と接触するので、被溶接物４２，４４に加えられる加圧力が斜め方 向であってもそのままベクトル的な加圧力として感圧することができ、かつ４個 の直交形抵抗線歪みゲージ３０Ａ〜３０Ｄによってそのままベクトル的な加圧力 として測定することができる。したがって、より高い精度の加圧力測定値を得る ことができる。

【００２１】 また、加圧力測定時に、間違って溶接回路が作動して両チップホルダ１２Ａ， １２Ｂ間に電圧が印加されても、チップ基端部２８の内周面２８ａに設けた絶縁 材３４によって本加圧力測定装置１０と下部チップホルダ１２Ａとが絶縁されて いるため、通電せず、溶接電流が流れることはない。したがって、本加圧力測定 装置１０および被溶接材４２，４４等が保護される。

【００２２】 なお、図４において、加圧力測定を行わないときは、下部チップホルダ１２か ら加圧力測定装置１０が外され、上部電極チップ４０と同じ電極チップが下部チ ップホルダ１２に装着される。

【００２３】 図４では、本実施例によるキャップチップ形加圧力測定装置１０を定置形の抵 抗溶接機で用いる場合を例示したが、Ｃ形溶接ガンやＸ形溶接ガン等の可搬形抵 抗溶接機においても定置形と同様にチップホルダに装着するだけでよく、上記と 同様の作用効果が得られる。

【００２４】 以上、好適な一実施例について説明したが、本考案の技術的思想の範囲内で種 々の変形・変更が可能である。たとえば、加圧測定時の通電を防止するための手 段として、上記実施例ではチップホルダと嵌合するチップ基端部２８の内周面２ ８ａに絶縁材３４を設けたが、図５の(A) に示すように本体２０とケース２２と の接合部に絶縁材４６を設けたり、あるいは図５の(B) に示すように被加圧物と 接触するチップ頭部１６の先端部に絶縁材４８を設けてもよい。また、チップ中 間部２６の形状も四角柱に限るものではなく、三角柱、五角柱等の他の多角柱で もよく、あるいは円柱形でも可能であり、ストレン・ゲージの取付個数、位置、 方向性も任意に選択することができる。また、ストレン・ゲージとして、抵抗線 歪みゲージに代えて半導体歪みゲージ等の他の型のゲージを用いることも可能で ある。また、ストレン・ゲージ以外の加圧力センサをキャップチップに設けるこ とも可能である。また、チップ基端部２８をチップホルダにネジ止めによって取 付する構造とすることもできる。

【００２５】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の抵抗溶接機用加圧力測定装置によれば、キャッ プチップに加圧力センサを設け、実際の被溶接物にキャップチップを介して加圧 力を加え、その加圧力をキャップチップ内の加圧力センサによって測定するよう にしたので、定置形の抵抗溶接機はもちろんのこと可搬形の抵抗溶接機において も、作業員の労を煩わすことなく、安全・容易・高精度に加圧力を測定すること ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例による加圧力測定装置の外観
構成を示す斜視図である。

【図２】実施例における加圧力測定装置の内部の構成を
示す分解斜視図である。

【図３】実施例における加圧力測定装置の内部構成をよ
り詳細に示す縦断面図である。

【図４】実施例における加圧力測定装置の使用態様例を
示す側面図である。

【図５】実施例における加圧力測定装置の絶縁機能の変
形例を示す斜視図である。

【図６】従来の加圧力測定装置としての加圧力計の外観
構成を示す斜視図である。

【図７】定置形の抵抗溶接機における従来の加圧力計の
使用態様を示す斜視図である。

【図８】ロボットに搭載されるＣ形溶接ガンにおける従
来の加圧力計の使用態様を示す斜視図である。

【図９】ロボットに搭載されるＸ形溶接ガンにおける従
来の加圧力計の使用態様を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ キャップチップ形加圧力測定装置 １２ チップホルダ １６ チップ頭部 １８ ケーブル ２０ 本体 ２２ ケース ２６ チップ中間部 ２８ チップ基端部 ３０Ａ〜３０Ｄ 抵抗線歪みゲージ ３４ 絶縁材

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 抵抗溶接機における加圧力を測定するた
   めの加圧力測定装置であって、 溶接電極の先端部に着脱可能に取付されるキャップチッ
   プに加圧力センサを設けてなることを特徴とする抵抗溶
   接機用の加圧力測定装置。
2. 【請求項２】 抵抗溶接機における加圧力を測定するた
   めの加圧力測定装置であって、 被加圧物と接触するためのチップ頭部と、前記加圧力を
   ストレン・ゲージに与えるためのチップ中間部と、チッ
   プホルダに着脱可能に取付されるためのチップ基端部と
   を具備することを特徴とする抵抗溶接機用の加圧力測定
   装置。