WO2002047862A1

WO2002047862A1 - Dispositif de soudage d'un ecrou ou analogue

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Publication number: WO2002047862A1
Application number: PCT/JP2001/010790
Authority: WO
Inventors: Masato Hidaka
Original assignee: Kabushiki Kaisha Smk
Priority date: 2000-12-13
Filing date: 2001-12-10
Publication date: 2002-06-20
Also published as: US20030213779A1; CA2430732A1; JP3838565B2; CN1262385C; CN1479663A; EP1350589A1; AU2002222597A1; KR20030090610A; JPWO2002047862A1; US6875946B2

Description

明細書ナツト等溶接装置技術分野

本発明は、ナツトゃボルトのプロジェクシヨン溶接における溶接不良等防止のための技術に関する。背景技術

従来、ボルト軸揷通用の下穴が形成される鋼板等にナットやボルトをプロジヱクシヨン溶接する際、鋼板等を下部電極上にセットし、下部電極の貫通孔を通して位置決めピンを上昇させて鋼板等の下穴から上方に突出させ、鋼板等の上部にセッ卜されるナツト等を位置決めした後、.上部電極を下降させてナツト等を鋼板等に押し付け、この状態で上部電極と下部電極間に通電してナット等を鋼板等に溶接するような技術が知られており、この際、ナットが逆向きであったり、正規でないナツトが取り付けられたりする等の不具合を防止するため、例えば特開平 7 - 9 1 6 5号ゃ特開平 7 1 0 0 6 6 0号のような技術が知られている。

' そして前者の特開平 7— 9 1 6 5号では、ガイドビン（位置決めピン）を昇降動させる作動杆の下端側に、所定間隔を持って対向する接点ピンを配設し、作動杆と接点ビンとの間に異常検出回路を形成することで、ナットのセット不良等を検出するようにしている。

また、後者の特開平 7— 1 0 0 6 6 0号では、連.結棒の先端に連結され且っシリンダによって昇降動する検出ピン（位置決めビン）の先端位置を位置検出器により検出し、ナットのセヅト不良等を検出するようにしている。

ところが、上記技術のように、下部電極から出没自在な位置決めピンの突出位置を検出してナツトのセット不良等を検出する際、検出器の取付けによつて装置自体が大型化しゃすくなるとともに、位置決めピンに連結される作動杆または連結棒が、昇降作動時に傾いたりすると位置精度に誤差が生じやすくなって精密な検出が困難となり、例えば六角型ナツトゃ丸型ナツトゃ袋型ナツトゃ異型ウエルドナツト等のプロジヱクシヨンの突起量が少ないナツトでは溶接不良を検出することが出来ず、また、比較的検出しやすい四角型ナットの場合でも、不良を完全に検出することは不可能であった。また、位置決めビンが下部電極の貫通孔等とこじれやすくなつて損耗しやすくなるという問題も.あった。

一方、連結棒等が上下動する際にその傾きを防止するため、例えば連結棒と筒穴径の隙間を小さくすれば、例えばスパッ夕侵入防止のため筒穴内にェァを送り込むような場合、エアの流通が円滑に行われず、筒穴等を通して下方のシリンダ内に微細なスパッ夕が侵入しやすくなって、シリンダ等が損耗しゃすくなったり、シリンダロヅドのストローク検出に狂いがでたりするという不具合がある。

そこで本発明は、位置決めピンの突出位置を精密に検出する.ことで、ナヅト等の溶接不良を完全に検出出来るようにし、同時に、溶接時に発生するスパッ夕がホルダの筒内を通して下方のシリンダ内に入り込むのを防止し、また装置のコンパクト化を図ることを目的とする。発明の開示

上記目的を達成するため、本発明に係るナット等溶接装置は、内筒と外筒が嵌合し且つ両者の嵌合隙間に冷却水路が形成される二重简構造の電極ホルダと、この電極ホルダの上端部に結合され且つ中央部に貫通孔を備えた下部電極と、電極ホルダの下端部に連結されるエアシリンダと、電極ホルダの筒内に内装され且つエアシリンダの作動によって上下動自在な連結棒と、この連結棒の上部に設けられ且つ連結棒の上下動によってその先端部が下部電極の貫通孔から出没自在な位置決めピンと、電極ホルダの下部側から内筒内部にエアを送り込むためのエアプロ一機構を備えたナツト等溶接装置において、前記エアシリンダには、位置決めピンの突出位置を検出する検出器を取り' 付け、また、電極ホルダの内筒内部の上部側には、連結棒の上下動をガイドするガイドリングを設けるとともに、連結棒には、エアブロー機構から送られたエアを流通させるための空気流通手段を形成するようにしたことを特徴とするものである。

このように内筒内部にガイドリングを設けて連結棒の上下動をガイドすることにより、連結棒が上下動する際に ίίくような不具合が是正されて位置決めピンの位置精度を精密に検出することが可能となり、また連結棒に空気流通手段を形成することにより、スパッ夕侵入防止用のエアの流通が円滑に行われるようになって電極ホルダ内にスパッ夕が侵入するのを有効に防止出来る。

ここで、空気流通手段としては、例えば連結棒の外面に面取り部を設けたり、或いは外面に溝を設けたり、または連結棒の内部に中空部を設けたりして構成することが出来、連結棒の外面に面取り部を設ける場合は、軸方向に沿って少なくとも一面形成するようにし、面取り部以外の箇所は、ガイドリングに密接させるようにすれば、連結棒の傾きが抑制されて好ましい。

そして、検出器にて溶接前、溶接後の位置決めピンの突出位置を検出するとで、ナットのセット不良や溶接不良等を検出し、例えばこの信号を制御器により制御することによって溶接不良の発生を防止するようにする。

ここで、検出器としては、例えばシリンダロッドや連結棒等のストローク量を検出する機械センサや光センサや磁気センサ等が適用可能である。

また、内筒と外筒の二重筒構造で両者の嵌合隙間に冷却水路が形成される電極ホルダとしては、本出願人の提案に係る特閧平 1 1— 1 9 7 8 4 9号に示されるような技術を適用することが出来、このような冷却回路を採用することにより、装置全体のコンパクト化が図られる。

また、本発明に係る他のナット等溶接装置は、筒状の電極ホルダと、この, 電極ホルダの上端部に結合され且つ中央部に貫通孔を備えた下部.電極と、前記電極ホルダの下端部に連結プロックを介して連結されるエアシリンダと、前記電極ホルダの筒内に内装され且つ前記エアシリンダの作動によって上下動自在な連結棒と、この連結棒の上部に設けられ且つ連結棒の上下動によつてその先端部が前記下部電極の貫通孔から出没自在な位置決めピンと、前記電極ホルダの下部側から筒内上部にエアを送り込むためのエアプロ一機構を備えたナツト等溶接装置において、前記連結ブロックを磁性材料から構成するとともに、電極ホルダとエアシリンダとの間に絶縁処理を施すようにし、また前記エアシリンダのシリンダロッドには、磁性目盛りを形成し、また、前記エアシリンダには、磁気検出素子部と、この磁気検出素子部からの信号を増幅する増幅部を設けることを特徴とするものである。

' そして、シリンダロッドのストロークを検出することでナット溶接の臭常を検出するようにし、この際、シリンダロッドに形成.した磁性目盛りをエア；, シリンダ側に設けた磁気検出素子部で検出し、この信号を増幅部で増幅して処理するような磁気抵抗センサを適用すれば、精度の高いストローク検出が可能となり、ナット等の異常をほぼ完全に検出することが出来るが、この際 . 、溶接時の電流により生じる磁界等の外部の磁気の作用により、誤作動が生じるおそれがある。

そこで、電極ホルダとエアシリンダを磁性材料の連結プロックで連結することにより、エアシリンダに対する外部の磁界の悪影響を遮断するようにする。また連結ブロックで直接連結すれば、全体の装置をコンパクト化することが可能となる。また電極ホルダとエアシリンダとの間を電気的に絶縁することで、エアシリンダゃシリンダロッド等が電食作用によって腐食するよう . な事態を防止出来る。

ここで、磁気検出素子部としては、磁力により変化する抵抗値を測定する磁気抵抗素子等が好適であり、また、シリンダロッドに形成される磁性目盛りとしては、例えば非磁性材料のシリンダロッドに所定ピッチ間隔で磁性目 • 盛りを形成したり、磁性材料のシリンダ口ッドに非磁性体の役目を有する溝を等間隔に形成する等によつて構成することが出来る。そしてこの磁性目盛りを細かくすることにより、 .例えば 0 . 0 1 mm程度の細かい分解能でストローク検出することが可能となる。

また、磁性材料の連結ブロックの素材としては、空気との比透磁率の高いパーマロイや、方向性ケィ素鋼や、その他の強磁性体材料が好ましい。また本発明に係る他のナット等溶接装置は、筒状の電極ホルダと、この電極ホルダの上端部に結合され且つ中央部に貫通孔を備えた下部電極と、前記電極ホルダの下端部に連結シャフトを介して連結されるエアシリンダと、前記電極ホルダの筒内に内'装され.且つ前記ェァシリンダの作動によって上下動自在な連結棒と、この連結棒の上部に設けられ且つ連結棒の上下動によってその先端部が前記下部電極の貫通孔から出没自在な位置決めピンと、前記電極ホルダの下部側から筒内上部にエアを送り込むため-のエアブロー機構を備えたナツト等溶接装置において、前記電極ホルダとエアシリンダとの間に絶縁処理を施すようにし、また前記エアシリンダのシリンダロッドには、磁性目盛りを形成するとともに、前記エアシリンダには、磁性目盛りを検出する磁気検出素子部と、この磁気検出素子部からの信号を増幅する増幅部を設けることを特徴'とするものである。

そして、このように連結シャフトで連結することで、電極ホルダとエアシリンダの間の距離を長く確保すれば、外部磁界の悪影響がエアシリンダ側の磁気目盛りや磁気検出素子部や増幅部に及びにくくなる。

この際、連結ブロックを使用することに較べて、装置は若干大型化するが、連結シャフトの長さを調整することにより簡単に外部磁界の悪影響を避けることが.出来て簡便である。

また本発明に係る他のナツト等溶接装置は、前記磁性目盛りが形成される · シリンダ ΰッド、及び磁気検出素子部、及び増幅部の周囲を、磁性材料で覆つて磁気シールドすることを特徴とするものである。 +

このように、磁性目盛りや、 '磁気検出素子部や、増幅部の周囲を磁性材料で覆って磁気シールドすることにより、 '磁気検出素子部や増幅部等が外部の磁界によって誤動作するような不具合を防止出来る。

因みに、この際の磁性材料としては、空気との比透磁率の高いパーマロイや方向性ケィ素鋼やその他の強磁性体材料が好ましい。

また本発明に係る他のナット等溶接装置は、前記磁性材料と連結ブロック、または連結シャフトを、シリンダロッドの磁性目盛り、及び磁気検出素子部、及び増幅部近傍の磁束密度が 5 0 0ガウス以下になる,ように配置することを特徴とするものである。

そして、連結ブロックを用いる場合は、主として連結ブロックと磁性材料の素材や厚み等 ίこより、また連結シャフトを用いる場合は、主として連結シャフトの長さによって、磁性目盛りや磁気検出素子部や増幅部近辺の磁束密度を 5 0 0ガウス以下に抑えるようにすれば、シリンダロッドのストローク検出がより正確となり、ナツト等の異常を精密に検出出来る。

また本発明に係る他のナツト等溶接装置は、前記連結棒を、前記エアシリンダのシリンダ口ッド先端部に絶縁材を介して結合することを特徴とするものである。

このように^ァシリンダとシリンダロヅドとの間を電気的に絶縁することにより、例えばシリンダロッド等が電食作用によって腐食するのを防止することが出来、耐久性の向上が図られる。

また、本発明に係る他のナット等溶接装置は、前記磁性目盛りが形成されるシリンダロッド、及び磁気検出素子部、及び増幅部の周囲には、外部から異物や液体等の侵入を阻止する異物等侵入防止手段を施すことを特徴とするものである。

このように異物等侵入防止手段を設けて、磁気目盛りが形成されるシリンダロッドゃ磁気検出素子部や増幅部の周囲に異物や液体が侵入するのを防止することにより、磁気センサによるストロ一ク検出精度が狂うことがなく、またこれらの侵入によつて耐久性が低下するのを防止することが出来る。

ここで、異物等侵入防止手段としては、磁性目盛りや磁気検出素子部ゃ增幅部の周囲からの侵入については、磁気シールド用の磁性材料に兼用させ、 . シリンダロヅドとの隙間からの侵入については、 0リング等のシ一ル部材を設けるようにすれば好適である。

また、本発明に係る他のナット等溶接装置は、前記連結ブロックに、連結ブロック内に侵入した異物や液体等をェアブローにより除去するブロック内 · エアブロー機構を設けることを特徴とするものである。 ·

すなわち、連結プロック内に異物や液体等が侵入すると、シリンダロッドの摺動部が摩耗しやすくなつたり、磁気検出素子が誤作動しやすくなつたりするため、プロヅク内エアブロー機構のエアプロ一により除去する。

また、本発明に係る他のナット等溶接装置は、前記連結棒の上端部に、結合方式の異なる異種の位置決めピンに対応して、結合構造が変更自在なピン結合部を形成することを特徴とするものである。

このように連結棒め上端部に、結合構造が可変のピン結合部を設けることにより、例えば耐久性は良好であるがネジ加工等が困難なセラミックス製の位置決めピンや、ネジ加工等が容易で且つ安価な金属製の位置決めピン等を自由に結合出来るようになり、位置決めピンの選択の自由度等が増す。図面の簡単な説明

図 1は本発明に係るナット等溶接装置の第 1実施例の縦断面である。図 2は図 1の A— A線断面図である。

図 3は連結棒の別構成例図である。

図 4は連結棒先端のピン結合部に別形態の位置決めピンを結合する例を示す説明図である。

図 5は連結棒先端に位置決めピンが載置される別構成例を示す説明図であ .る。

図 6はエア供給回路の説明図である。

図 7はナツト等溶接装置の第 2実施例を示す構成例図である。

図 8はナツト等溶接装置の第 3実施例の要部図である。

図 9は溶接時の位置決めピンの位置検出の一例を説明する説明図である。図 1 0はボルト溶接の一例の説明図である。発明を実施するための最良の形態

以下に、図面を参照しつつ、本発明を詳細に説明する。

本発明に係るナット等溶接装置 1は、 '位置決めピンの突出位置を精密に検出出来るようにされるとともに、溶接時に発生するスパッ夕等がホルダの筒内に入り込むのを防止して耐久性の向上が図れるようにされ、図 1に示すように、二重筒構造の電極ホルダ 2と、この電極ホルダ 2の上部に結合される下部電極 3と、前記電極ホルダ 2の下部に絶縁材 4を介して連結されるエアシリンダ 5を備えており、前記エアシリンダ 5のシリンダロッド 5 aには、 . 絶縁材 6を介して違結棒 7が連結されるとともに、この連結棒 7の上部には、ピン結合部 1 0が設けられており、この実施例では、ナット座 8を介してセラミックス製の位置決めピン 9が装着可能にされている。

そして、下部電極 3の中央部 fcは貫通孔 3 1ιが形成されるとともに、この貫通孔 3 hの下端側は、位置決めピン 9のテーパ拡铎部 9 tに対応してテーパ状開口部とされており、位置決めピン 9.のテーパ拡径部 9 tの大径部を下向きにしてナツト座 8に載置した後、 .下部電極 3の雄ネジを電極ホルダ 2の - 雌ネジ部に螺合させることにより、位置決めピン 9を抜脱不能に装着するようにしている。 . . .

そして、ェ,ァシンダ 5が作動してシリンダロッド 5 aが上昇すると、連結棒 7を介して位置決めピン 9力 S押し上げられて、その先端部が下部電極 3 の貫通孔 3 h ら上方に突出し、シリンダロッド 5 aが下降すると、重により位置決めピン 9が下降して貫通孔 3 h内に没入するようにしている。：前記電極ホルダ 2は、図 2に示すように、外面に凹溝が形成される內筒 1 1に対して外筒 1 2を水密状に嵌合させる. とにより、两者の嵌合隙間（内筒 1 1の凹溝）に冷却水路 rが形成されるようにしており、図 1に示すように、この冷却水路に'、外筒 1 2の下端部に嵌合する導水リング 1 8の水導入口 1 8 Xと水導出口 1 8 yを連通させている。

そして、電極ホルダ 2内の冷却水路 r'に冷却水を循環させることにより下部電極 3を冷却するようにしている。 ' .

また、電極ホルダ 2の内筒 1 i内部には、テフロン（デュポン社の登録商標）.製のガイドリング 1 3が取り付けられており、連結棒 7の上下動をガイドして、連結棒 7を傾くことなく垂直に上下動させるようにしている。

前記連結棒 7は.、前記シリンダロッド 5 aに対して.絶縁材 6を介して電気的に絶縁された状態で連結されており、また、図 2にも示すように、基本的 . に断面円形の丸棒の両側面部に、空気流通手段としての平坦状の面取り部 m. ' が軸方向に沿って形成されている'。

そしてこの面取り部 mにより、後述するエアブロー機構よって筒内にェァを送り込んだ際、エア通路が形^されるようにしている。 °

訂正された用紙 (規則また、面取り部 mが形成されていない箇所の連結棒 7の径は、前記ガイドリング 1 3の内径より僅かに小さく、例えば両者間のクリアランスを 1 / 1 0 0〜5 / 1 O mm程度の微少なクリアランスにすることで、連結棒 7の傾きを極限しつつ、摺動が円滑に行われるようにしている。

尚、図 2に示す実施例では、連結棒 7の両側に一対の面取り部 m'を形成しているが、図 3に示すように、少なくとも一面に形成されていれば良く、このように一面だけに形成することにより、連結棒' 7の傾きを抑制することが出来る。

また、空気流通手段としては、本実施例のように連結棒 7の外面に面取り部 mを設ける代わりに、外面に溝を形成するようにしても良く、或いは連結棒を中空にして中空内部をエア通路にするようにしても良い。

ところで、連棒 7の上端部のピン結合部 1 0は、位置決めピン 9に対する結合構造が可変とされ、図 2に示す実施例では、このピン結合部 1 0を、連結棒 7上端の雄ネジ部 7 aと、前記ナツト座 8によって構成している。すなわち、この実施例では、位置決めピン 9が雌ネジ部を形成出来ないセラミックス製であるため、前述のように連結棒 7の雄ネジ部 7 aにナツト座 8を螺合させて、その上に位置決めピン 9を載置し、その上から下部電極 3 を被せて位置決めビン 9,を抜脱不能に装着するようにしているが、例えば金属製の位置決めピン 9等のように雌ネジ部を形成出来る時は、図 4に示すように、ナット座 8を外して、直接位置決めピン 9の雌ネジ部 9 aを連結棒 7 の雄ネジ部 7 aに螺合させるようにすることが出来し、また、図 5に示すように、連結棒 7の雄ネジ部 7 aを無くして、連結棒 7の上部に直攀位置決めピン 9を載置するようにしても良い。

そして、図 4に示すような位置決めピン 9を直接連結する場合は、位置決めピン 9の上昇のみならず、下降動作もシリンダロヅド 5 aの昇降動によつて直接行わせることが出来るが、金属製の位置決めピン 9の場合、その表面を絶縁塗料等で電気的に絶縁しておくことが好ましい。

前記ェァシリンダ 5の上部の絶縁材 4は、例えばエアシリンダ 5側にネジ止め等により固定されて、電極ホルダ 2とエアシリンダ 5の電気的絶縁を図ることが出来るようにされており、また絶縁材 4の中央上部には、シリンダロッド 5 aを揷通せしめることの出るネジ部材 1 4が固着され、このネジ部材 1 4に電極ホルダ 2.下端部の雌ネジ部が螺合している。

そして、このように絶縁材 4を介して電極ホルダ 2とエアシリンダ 5を直接結合することにより、装置のコンパクト化を図っている。

また、この絶縁材 4には、エアブロー機構としてのプロ一エア供給部 i 5 が設けられており、このプロ.一エア供給部 1 5を通して電極ホルダ 2の下端側から筒内にエアを送り込むことが出来るようにしている。

そしてこのエアを電極ホルダ 2の筒内の下方から上方に向けて吹き流すことにより、溶接時に発生するスパヅ夕が電極ホルダ 2を通してエアシリンダ 5内に侵入するのを防止するようにしており、この際、 .前記連結棒 7の面取り部 mを通してエアを円滑に上方に流通させるようにしている。

尚、このエア回路は、図 6に示すように、四方弁 1 7からエアシリンダ 5 の伸張側エア供給部 Xとプロ一エア供給部 1 5、及び後退側エア供給部 yに回路を接続し、セラミツクス製の位置決めピン 9の場合は、シリンダロッド 5 a伸張時にエアブローを行い、シリンダロッド 5 a後退時には、ブローェァ供給部 1 5からのエアプロ一を停止するようにしている。

これに対して、ブローエア供給部 1 5からのエアブローを常時行うようにすることも可能であるが、この場合はシリンダロッド 5 aが後退しても位置決めピン 9は下がらない。

尚、図 4のネジ孔付き位置決めピン 9の場合は、シリンダロッド 5 aが後退すると位置決めピン 9も下がるため、常時エアブローを行っても影響はない。 ' 前記エアシリンダ 5の側面には、シリンダロヅド 5 aの位置（位置決めピン 9の位置）を検出するための検出器 ί 6を取り付けており、この検出器 1 6を不図示のカウン夕一器に接続するとともに、このカウンター器にセヅトしたプリセット値によりナットのセット不良や溶接不良等を検出し、溶接を制御するようにしている。

ここで、検出器としては、シリンダロッドの伸長ストロークを検出できれば、その種類等は任意であり、例えば磁気センサによるものでも、光センサによるものでも、その他のセンサ等によるものでも良い。

以上のような下部電極装置 1を使用したプロジェクシヨン溶接について図 9に基づき説明する。

'まず、下部竃極 3の上部に、ボルト揷通用の下六が形成される鋼板等の板状ワーク Wをセット'し、下穴の位置に合わせて板状ワーク Wの上部にナツト Nを載置した後、エアシリンダ 5を伸張作動させて図 9 ( a ) に示すように、位置決めピン 9を最大ストローク上昇させる。

この時の位置決めピン 9の先端位置を検出器 1 6で検出するが、これ以降の位置決めピン 9の位置の説明を容易にするため、この時のナット Nの上面と板状ワーク Wの上面までの距離を L とする。

次いで、図 9 ( b ) に示すように、上部電極 1 9を下降させてナヅト Nを - .板状ワーク Wに押し付け、この時の位置決めピン 9の先端位置を検出器 1 6 で検出する。このとき、位置決めピン 9はナット Nに押されて降下するため、ナット Nの降下量と位置決めピン 9の降下量は一致する。従って、この時のナツト Nの上面と板状ワーク Wの上面までの距離が L ₂であったとすれば、 L丄一 L ₂は位置決めピン 9の降下量と同一であり、この値が予めカウン夕一器にセットしたプリセット値の範囲内である時、ナツト Nは正常なものであり、また正常な姿勢であると判断して溶接を続行し、プリセット値の範囲を逸脱すると、不正常であると判断して溶接を中断する。

溶接前の状態が正常と判断した場合、上部電極 1 9で押圧しながら通電し、溶接を行うと、図 9 ( c ) に示すように、ナット Nの突起部が溶融してナット N及び位置決めピン 9が下降し、この時の位置¾めピン 9の先端位置を検出器 1 6で検出する。

この時のナツト Nの上面と板状ワーク Wの上面までの距離が L ₃であったとすれば、 L 一 L ₃が予めカウンター器にセットしたプリセット値の範囲内である時、溶接は正常に行われたものと判断し、 .プリセット値の範囲を逸脱すると、不正常であると判断して製品の流出を停止する。

以上のような要領により、溶接前、及び溶接後の不良等が検出出来るが、力'ゥン夕一器にセヅトするプリセヅト値を精密に設定し、また検出器 1 6で精密に検出することにより、不良発生を高精度に把握し予防出来る。

また、最初に位置決めピン 9が上昇する際、ブローエア供給部 1 5からェァを送り込み、 .連結棒 7の面取り部 mを通してガイドリング 1 3の上方にェァを吹き流す。そして、図 ·9 ( b ) に示すように、上部電極 1 9を下降させてナツト Nを板状ワーク Wに押し付ける際、位置決めピン 9はナツト Nに押し下げられて、位置決めピン 9のテ一パ拡径部 9 tと下部電極 3の貫通孔 3 hとの間に隙間が生じるようになり、この隙間からエアが吹き上げられる。このため、溶接時に発生するスパヅ夕が電極ホルダ 2の筒内を通してエアシリンダ 5内に入り込むことがなく、例えばェァシリンダ 5の損傷等を有効に防止出来る。 .

また、連結棒 7とシリンダロッド 5 aの間、及び電極ホルダ 2とエアシリンダ 5との間がそれそれ絶縁材 6、 4により電気的に絶縁されているため、例えばシリンダロッド 5 aが電食作用により損耗するような不具合も抑制され、耐久性が向上する。

更に、連結棒 7の上端部には、結合方式の異なる位置決めピン 9を装着出来るピン結合部 1 0が設けられているため、位置決めピン 9の選択の自由度が高まって便利である。

ところで、以上のような検出器として、例えば磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗セン.サを使用すると、より精密にストローク検出することが可能であるが、この場合は、溶接電流に起因して発生する磁界の影響が検出素子部等に及ぶと誤作動の恐れがあるため、通電部等から距離が離れた位置にエアシリンダ 5を配置するか、または検出素子部等の周囲を磁気シールド部材で覆うような処置を施すことにより、誤作動を防止するようにすれば好適であるそこで、図 7は、検出器として磁気抵抗センサを使用し、エアシリンダ 5 の位置を、電極ホルダ 2から離れた位置に配置するようにした構成例であり、この構成例では、導水リング 1 8が取り付けられる第 1支持板 2 3と、ェァシリンダ 5が取り付けられる絶縁性の第 2支持板 2 4との間を複数の連結シャフト 2 5で結合し、この連結シャフト 2 5によってある距離を確保することにより、電極ホルダ 2に接続される不図示の通電部の磁界の影響が検出器に及ばないようにしている。 .

尚、第 2支持板 2 4を絶縁材にする代わりに、連結シャフト 2 5自体を絶縁材から構成しても良く、また、第 2支持板 2 4とエアシリンダ 5との間に · 絶縁材を積層するようにしても良い。

因みに、この場合の検出器は、シリンダロッド 5 aに形成される磁性目盛りと、磁気抵抗素子を主体とする磁気検出素子部と、磁気検出素子部が検出した信号を増幅する増幅部 2 6から'構成されており、増幅部 2 6がエアシリ - · ンダ 5の外部に取り付けられるとともに、磁性目盛りは、例えば S U S 3 0 4や非鉄等の非磁性体のシリンダロッドに所定間隔置きに磁性層を形成することで構成され、また磁気検出素子部はシリンダロッド近傍のエアシリンダ 5内に内蔵されている。そして、シリンダロッドの移動を磁気検出素子部で s i n、 c o sの 2.相信号として得た後、これを増幅し、数分割した結果をパルス信号として出力するようにし、実施例の場合、例えば磁気目盛りゃ磁気検出素子部や増幅部近傍の磁束密度を 5 0 0ガウス以下に抑えることにより、細かい分解能でシリンダロッドのストロ一ク量を検出出来るようにしている。

そして、図 7に示す実施例の場合、連結シャフト 2 5の長さは、磁性目盛りが形成されるシリンダロッド 5 aや、磁気換出素子部や、増幅部 2 6近辺の磁束密度が 5 0 0ガウス以下になるようにしており、磁気センサが外部の磁界の悪影響で誤作動するのを防止するようにしている。このときのストロ —ク検出の分解能は、 0 '. 0 1 ± 0'. 0 2 mm程度である。尚、前記磁束密度を 1 4 5ガウス以下にすると、誤作動を完全に防止出来ることが確認されている。 ' この際、電極ホルダ 2の構造としては、図 1に示すような二重筒構造を採用しても良く、または単体の筒構造にしても良い。

また、シリンダロッド 5 aを非磁性体にする代わりに磁性体にし、これに非磁性体の役目を果たす溝を等間隔で切り込んで目盛りにするようにしても良い。 '

ところで、図 8は、前記例と同様な磁気抵抗センサを採用し、また導水リング 1 8とエアシリンダ 5の間に、磁性材料で且つ絶縁性を有する連結プロック 2 8を介装することにより、磁性目盛りが形成されるシリンダロッド 5 aが伸長作動した際でも、その周囲が磁気シールド材料で覆われるようにした構成例である。そして、磁性目盛りが形成されるシリンダロヅド 5 aや、磁気検出素子部や、増幅部 2 6の周囲を、強磁性体の磁性材料 2 7で覆うようにし、外部の磁界を遮断するとともに、この磁性材料 2 7には、シリンダロッド 5 aや、磁気検出素子部や、増幅部 2 6に異物や液体等が侵入するのを防止する異物等侵入防止手段の一部を兼用させるようにしている。

尚、この実施例でも、磁気検出素子部はエアシリンダ 5内のうち、シリンダロッド 5 a近傍に配置され、 ·増幅部 2 6はエブシリンダ 5の外部に設けられている。 - ここで、連結ブロック 2 8.としては、本実施例の場合、強磁性体の磁性材料の表面に絶縁処理を施したものを使用しており、また、連結ブロック 2 8 と磁性材料 2 7の磁気遮蔽効果により、磁性目盛りが形成されるシリンダ口ッド 5 aや、磁気検出素子部や、増幅部 2 6の周囲の磁束密度が 5 0 0ガウス以下になるようにしている。また、この場合も、前記磁束密度を 1 4 5ガウス以下にすれば、誤作動を完全に防止することが出来る。

尚、連結プロック 2 8の構成としては、強磁性体の磁性材料のプロックと絶縁材を積層することで構成するようにしても良い。

また、電極ホルダ 2としては、図 1に示すような二重筒構造であっても良く、あるいは単体の筒構造であっても良い。

また、この構成例では、導水リング 1 8にプロ一エア一供給部 1 5を設けており、このプロ一エアー供給部 1 5から送り込んだエアを上方に向けて流動させることが出来るようにしている。 '

そして、連結プロック 2 8の内孔 2 8 h内の上部側には、シリンダロヅド 5 aとの隙間を封止することの出来るシール部材 3 0が異物等侵入防止手段の他の一部として配設され、シリンダロッド 5 a周辺や磁気検出素子部等に異物や液体等が侵入するのを防止するとともに、前記ブローエアー供給部 1 5から送り込まれたエアが全て上方に流動するようにされている。

また、連結プロック 2 8の内孔 2 8 h内の下部側には、シリンダ口ヅド 5 aとの隙間を封止することの出来るシール部材 3 1が配設されており、エアシリンダ 5内に異物や液体等が侵入するのを防止出来るようにされている。また、連結ブロック 2 8には、内孔 2 8 h内に侵入した異物や液体等を排除することの出来るプロヅク内エアプロ一機構 3 2が設けられている。このブロック内エアブロー機構 3 2は、前記電極ホルダ 2の筒内の異物等を除去するためのエアブロー機構（プロ一エア供給部 1 5 ) とは別個に独立して設けられ、内孔 2 8 h内にエアを送り込むためのエアプロ一供給部 3 3 と、送り込まれたエアを排出するエア排出部 3 4を備えている。そして、内孔 2 8 h内に侵入したスパッ夕等の異物や、冷却水、オイル等の液体をエア排出部 3 4から排出するようにし、シリンダロヅド 5 aの磁気目盛りや検出素子部等に悪影響が及ばないようにするとと ·もに、エアシリンダ 5の損耗防止等が図られるようにしている。

ところで、以上の実施例では、ナット Nを溶接する場合を例にとって説明したが、例えば図 1 0に示すように、ボルト Bの溶接においても適用することが出来、この時もナツト Nの溶接の場合と同様である。産業上の利用可能性

上記の通り、本発明に係るナット等溶接装置は、内部に冷却水路が形成される二重筒構造の電極ホルダ内で上下動自在な連結棒をガイドリングでガイドするようにし、また、連結棒の上部に配置される位置決めピンの位置を検出器で検出して制御するようにしたため、連結棒が上下動する際に傾くような不具合が是正されて位置決めピンの位置精度を精密に検出することが可能となり、冷却効果による下部電極の摩耗防止と、検出器による位置決め精度の向上の相乗効果を得ることが出来る。

また連結棒にエアを流通させるための空気流通手段を形成することにより、スパヅ夕侵入防止用のェァの流通が円滑に行われるようになって電極ホルダ内にスパッ夕が侵入するのを有効に防止出来る。

また、電極ホルダとエアシリンダを、磁性材料の連結プロックで連結し、また電極ホルダとエアシリンダとの間に絶縁処理を施すとともに、エアシリンダ側に磁気抵抗センサを設けるようにすれば、外部磁界の悪影響を避けつつ、精度の良いストローク検出が可能となってナット等の異常をほぼ完全に検出することが出来るとともに、装置のコンパクト化が図られる。しかも、エアシリンダゃシリンダロッド等が電食作用によって腐食するような事態も防止出来る。

また、電極ホルダとエアシリンダを、連結シャフトで連結し、エアシリンダ側に磁気抵抗センサを設けるようにすれば、連結シャフトの長さを調整するだけで外部磁界の悪影響を確実に避けることが出来る。

そしてこの場合、磁性目盛りが形成されるシリンダロッドや、磁気検出素子部や、増幅部の周囲を、磁性材料で覆って磁気シールドすれば、外部の磁界の.悪影響を一層抑制することができる。

そして、前記磁性材料と連結ブロック、または連結シャフトを、シリンダロッドの磁性目盛りや、磁気検出素子部や、増幅部近傍の磁束密度が 5 0 0 ガウス以下になるように配置すれば、シリンダロッドのストローク検出がより正確となり、ナット等の異常を精密に検出出来る。

また、連結棒として、エアシリンダのシリンダロッド先端部に絶縁材を介して結合すれば、シリンダロッド等が電食作用によって腐食するのを防止することが出来、耐久性の向上が図られる。 '

また、磁性目盛りが形成されるシリンダロッドや、磁気検出素子部や、増幅部の周囲に、外部から異物や液体等の侵入を阻止する異物等侵入防止手段を設ければ、磁気検出素子部によるストローク検出精度が異物等の影響で狂うことがなく、またこれらの耐久性向上を図ることが出来る。

更に、連結ブロック内に侵入した異物や液体等をエアプロ一機構により除去するようにすれば、摺動部の損耗防止や、磁気検出素子部の誤作動防止等が図られる。

そして、連結棒の上端部に、結合構造が可変のピン結合部を設けることにより、位置決めピンの選択の自由度が増す _c

Claims

請求の範囲 '

1 . 内筒と外筒が嵌合し且つ両者の嵌合隙間に冷却水路が形成される二重筒構造の電極ホルダと、この電極ホルダの上端部に結合され且つ中央部に貫通孔を備えた下部電極と、 ¾記電ホルダの下端部に連結されるエアシリンダと、前記竃極ホルダの筒.'.内に内装され且つ前記エアシリンダの作動によって上下動自在な連結棒と、この連結棒の上部に設けられ且つ連結擰の上下動によってその先端部前記下部電極の貫通孔から出没自在な位置決めビンと、前記電極ホルダの下部側から内筒内部にエアを送り込むためのエアブロー機 ' 構を備えたナツト等溶接荐置であって、前記エアシリンダには、前記位置決めピンの突出位置を検出する検出器が取り付けられ、また、前記電極ホルダの内筒上部側には、前記連結棒の上下動をガイドするガイドリングが設けられるとともに、 .剪記連結棒には、前記エアブロー機構から送られたエアを上方に向て流 ¾させるための空気流通手段が形成される.ことを特徴とするナヅト等溶接'装電。

2 . 筒状の «極ホルダと、この電極ホルダの端部に結合され且つ中央部に貫通孔.を備'えた下部電極と、前記電極ホルダの下端部に連結プロックを介して連結されるエアシリンダと、前記電極ホルダの筒内に内.装され且つ前記ェァシリンダの作動によって上下動自在な連結棒と、この連結棒の上部に設けられ且つ連結棒の上下動によってその先端部が前記下部電極の貫通孔から出没自在な位置泱めピンと、前記 m極ホルダの下部側から筒内上部にエアを送り込むためのエアブロー機構を備えたナツト等溶接装置 τあって、前記連結プロヅクは磁性材料から構成されるとともに、電極ホルダとエアシリンダとの間には絶縁処理が施されており、また前記エアシリンダのシリンダ口ッドには、磁性目盛りが形成され、また、前記エアシリンダには、前記磁性目盛. りを検出する磁気検出素子部と、この磁気検出素子部からの信号を増幅する増幅部が設けられることを特徴とするナット等溶接装置。

3 . 筒状の電極ホルダと、この電極ホルダの上端部に結合され且つ中央部に貫通孔を備えた下部電極と、前記電極ホルダの下端部に連結シャフトを介して連結されるエアシリンダと、前記電極ホルダの筒内に内装され且つ前記ェァシリンダの作動によって上下動自在な連結棒と、この連結棒の上部に設けられ且つ連結棒の上下動によってその先端部が前記下部電極の貫通孔から出没自在な位置決めピンと、前記電極ホルダの下部側から筒内上部にエアを送 .り込むためのエアブロー機構を備えたナツト等溶接装置であって、前記電極ホルダとエアシリンダとの間には絶縁処理が施され、また前記ェァシリンダのシリンダロッドには、磁性目盛りが形成されるとともに、前記エアシリンダには、前記磁性目'盛りを検出する磁気検出素子部と、この磁気検出素子部からの信号を増幅する増幅部が設けられることを特徴とするナット等溶接装置。

4 . 請求項 2又は請求項 3に記載のナット等溶接装置において、前記磁性目盛りが形成されるシリンダロッド、及び磁気検出素子部、及び増幅部の周囲は、磁性材料で覆われて磁気シ一ルドされていることを特徴とするナット等

5 . 請求項 2乃至請求項 4のいずれか 1項に記載のナツト等溶接装置において、前記磁性材料と連結ブロック、または連結シャフトは、 .シリンダロッドの磁性目盛り、及び磁気換出素子部、及び増幅部近傍の磁束密度が 5 0 0ガウス以下になるように配置されることを特徴とするナット等溶接装置。

6 . 請求項 1乃至請求項 5のいずれか 1項に記載のナツト等溶接装置において、前記連結棒は、前記エアシリンダのシリンダロッド先端部に絶縁材を介して結合されることを特徴とするナツト等溶接装置。

7 . 請求項 2乃至請求項 6のいずれか 1項に記載のナット等溶接装置において、前記磁性写盛りが形成されるシリンダロッド、及び磁気検出素子部、及び増幅部の周囲には、外部から異物や液体等の侵入を阻止する異物等侵入防止手段が施されることを特徴とするナツト等溶接装置。

8 . 請求項 2乃至請求項 7のいずれか 1項に記載のナツト等溶接装置において、前記連結ブロックには、連結プロック内に侵入した異物や液体等をエアプロ一に.より除去するブロック内エアブロー機構が設けられることを特徴とするナツト等溶接装置。

9. 請求項 1乃至請求項 8のいずれか 1項に記載のナツト等溶接装置において、前記連結棒の上端部には、結合方式の異なる異種の位置決めビンに対応して、結合構造が変更自在なピン結合部が形成されることを特徴とするナツ

1.0.. 請求項 1乃至請求項 9のいずれか 1項に記 i¾のナツト等溶接装置において、.前記シリンダロッドのストローク検出精度を、 0. 5〜'0. 01±0 . 02mmにすることを特徴とするナット等溶接装置。