WO2015189872A1

WO2015189872A1 - 切粉回収装置

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Publication number: WO2015189872A1
Application number: PCT/JP2014/003110
Authority: WO
Inventors: 寛和草野
Original assignee: 株式会社キョクトー
Priority date: 2014-06-11
Filing date: 2014-06-11
Publication date: 2015-12-17
Also published as: JPWO2015189872A1; KR20160019842A; US20150360315A1; EP2985110A1; CN105636660A; EP2985110A4

Abstract

　切粉の回収能力が高い低コストな切粉回収装置を提供する。具体的には、収容部２ａにチップドレッサー９を収容するカバーケース２には、収容部２ａのエアを排出する排出孔２３ａが設けられる。エア吸引手段７は、圧縮エアを吐出する吐出口５３を排出孔２３ａの内周面に有し、吐出口５３から排出孔２３ａの反収容部２ａ側に向かって圧縮エアを吐出して排出孔２３ａの収容部２ａ側を負圧にすることにより、収容部２ａのエアを吸引して排出孔２３ａから排出させる。排出孔２３ａ内周面における吐出口５３の収容部２ａ側には、第１環状突条部５１が反収容部２ａ側に向かって突設されて吐出口５３を覆っている。

Description

切粉回収装置

　本発明は、スポット溶接用電極チップの先端をチップドレッサーで切削する際、切削作業により発生した切粉を回収する切粉回収装置に関する。

　従来より、自動車生産ラインでは、車体ボディの組み立てにスポット溶接が多用されている。該スポット溶接では、溶接作業を繰り返すと電極チップの先端に酸化皮膜が付着し、その状態のままで溶接を行うと溶接部の品質が低下するので、チップドレッサーにより定期的に電極チップの先端を切削して酸化皮膜を取り除く必要がある。

　ところで、上記チップドレッサーで電極チップを切削する際に発生する切粉は、装置の駆動部に付着すると当該駆動部の負荷を高めてしまい、最悪の場合、装置が故障するおそれもあるので、発生した直後に回収するのが望ましい。

　例えば、特許文献１に開示されている切粉回収装置は、チップドレッサーを収容する収容部を有するカバーケースを備え、該カバーケースには吸引パイプの一端が接続されている。該吸引パイプの他端には、切粉回収ボックスが接続されていて、上記吸引パイプの中途部に接続されたエジェクタポンプで上記収容部のエアを吸引することによりエアと共に切粉を移動させて上記切粉回収ボックスに回収するようになっている。

特開２００４－２３０４２８号公報

　ところで、上記電極チップは、一般的に、金属の中でも比較的柔らかい銅材で形成されていて、チップドレッサーで切削した際に発生する切粉の一つ一つが途切れずに連なり易い。したがって、切粉がチップドレッサーの切刃部等に絡まって切粉回収ボックスに回収できないと、チップドレッサーの切削能力を低下させてしまうことになる。

　これを回避するために、吸引力の高いエジェクタポンプに交換して切粉を吸引する力を大きくすることも考えられるが、設備費用が嵩んでしまうという問題がある。

　本発明は、斯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、切粉の回収能力が高い低コストな切粉回収装置を提供することにある。

　上記の目的を達成するために、本発明は、カバーケース内における吸引部分の形状に工夫を凝らしたことを特徴とする。

　具体的には、スポット溶接用電極チップの先端をチップドレッサーの切刃部で切削する際に発生した切粉を回収する切粉回収装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。

　すなわち、第１の発明では、上記チップドレッサーを収容する収容部及び該収容部に連通し当該収容部のエアを排出する排出孔を有するカバーケースと、圧縮エアを吐出する吐出口が上記排出孔内周面に形成され、上記吐出口から上記排出孔の反収容部側に向かって圧縮エアを吐出して上記排出孔の収容部側を負圧にすることにより、上記収容部のエアを吸引して上記排出孔から排出させるエア吸引手段と、上記排出孔に接続され、上記エア吸引手段で吸引するエアと共に移動する切粉を回収する切粉回収手段とを備え、上記排出孔内周面における上記吐出口の収容部側には、環状突条部が反収容部側に向かって突設されて上記吐出口を覆っていることを特徴とする。

　第２の発明では、第１の発明において、上記環状突条部は、先端に行くにつれて次第に厚みが薄くなる尖鋭な形状をなしていることを特徴とする。

　第３の発明では、第１又は第２の発明において、上記カバーケースには、上記電極チップが通過可能な貫通孔を上記切刃部に対応する位置に有する貫通孔形成部が設けられ、該貫通孔形成部は、難燃性の可撓性樹脂シート材で形成されていることを特徴とする。

　第４の発明では、第３の発明において、上記貫通孔形成部の反収容部側には、基部及び該基部に植毛された毛束を有するカバーブラシが設けられ、上記毛束は、上記貫通孔の貫通方向と交差する方向に延びる姿勢で上記貫通孔を覆っていることを特徴とする。

　第５の発明では、第４の発明において、上記カバーブラシは、上記毛束の反基部側が互いに対向するように一対設けられ、各毛束の対向する部分が上記貫通孔に対応していることを特徴とする。

　第１の発明では、環状突条部が吐出口を覆っているので、エア吸引手段の吸引作用により排出孔の内周面に沿って切粉回収手段に向かって流れるエアが、吐出口から吐出した直後の圧縮エアに直接接触しなくなる。したがって、吐出口周りにおいてエアの流れが乱れなくなってエネルギー損失が少なくなり、排出孔を流れるエアの体積流量が増えて切粉の回収能力が高まる。また、エア吸引手段において圧縮エアの吐出能力の高いものに変更するといったことしなくても体積流量を増やすことができ、費用が嵩まない。

　第２の発明では、収容部から切粉回収手段に向かって流れるエアと吐出口から吐出する圧縮エアとが環状突条部の内周面と外周面とでスムーズに合流するようになるので、吐出口周りにおけるエネルギー損失をさらに低下させることができる。

　第３の発明では、溶接後において電極チップを貫通孔に通過させる際、電極チップが貫通孔形成部に不意に接触したとしても、当該貫通孔形成部は電極チップの熱によって変形することなく撓むので、装置の故障を防ぎつつ切粉が収容部からカバーケース外側に飛び出てしまうのを防ぐことができる。

　第４の発明では、毛束は電極チップに接触すると容易に撓むので、電極チップを貫通孔に通過させる際、電極チップの通過経路から容易に移動して電極チップが通過するのに邪魔にならない。また、チップドレッサーにより電極チップ先端を切削する際、貫通孔周縁と電極チップとの間の隙間が毛束で覆われるようになるので、カバーケース内部に発生した切粉が貫通孔周縁と電極チップとの間の隙間からカバーケース外側に飛び出てしまうのを防ぐことができる。さらに、カバーブラシのほとんどの領域が貫通孔形成部によって収容部に面していないので、収容部の切粉が不規則に動いても毛束に絡まってしまうことがない。

　第５の発明では、電極チップを貫通孔に通過させる際、電極チップが毛束の反基部側の端部側に接触するようになるので、毛束がさらに撓みやすくなる。したがって、毛束が電極チップの側面部に隙間なく沿い易くなり、貫通孔周縁と電極チップとの間の隙間を毛束で確実に塞いで上記隙間から切粉がカバーケース外側に飛び出ないようにできる。

本発明の実施形態に係る切粉回収装置の斜視図である。（ａ）は、図１のＡ－Ａ線における断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ部拡大図である。（ａ）は、本発明の実施形態に係る切粉回収装置の平面図であり、（ｂ）は、電極チップを貫通孔に通過させている途中の状態を示す（ａ）相当図である。

　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ない。

　図１は、本発明の実施形態に係る切粉回収装置１を示す。この切粉回収装置１は、スポット溶接用電極チップ１０（図２（ａ）参照）の先端をチップドレッサー９で切削した際に発生する切粉を回収するためのものであり、上記チップドレッサー９の一部領域を収容する収容部２ａを有するカバーケース２を備えている。

　上記チップドレッサー９は、図２にも示すように、水平方向に延びる厚みのある扁平なケーシング９１を備え、該ケーシング９１の長手方向一方側における上面及び下面には、上記ケーシング９１の内部に連通する連通孔９１ａが対向して形成されている。

　上記ケーシング９１内方の上記両連通孔９１ａに対応する位置には、回転軸心が上下方向に向くリング状の出力歯車９２が設けられ、該出力歯車９２は、図示しないサーボモータ及び入力歯車により回転するようになっている。

　上記出力歯車９２の外周縁には、外側方に突出する断面略Ｔ字状の環状延出部９３が形成されている。

　該環状延出部９３は、外側方に突出するとともに回転軸心周りに延びる厚みの薄い環状部９３ａと、該環状部９３ａの外周部分から上下に張り出す張出部９３ｂとを備え、該張出部９３ｂの外周縁には、複数の図示しない歯部が回転軸心周りに並設されている。

　上記出力歯車９２の内方には、上方と下方とにそれぞれ開口する一対の湾曲面部９４ａを備えた切削カッター９４が装着され、上記各湾曲面部９４ａには、上記電極チップ１０先端の径方向に対応するように延びる切刃部９４ｂが設けられている。

　そして、図示しないサーボモータの回転駆動により上記出力歯車９２が回転すると、当該出力歯車９２とともに上記切削カッター９４が回転するようになっていて、回転状態における切削カッター９４の各湾曲面部９４ａに電極チップ１０の先端を宛がうと、上記切刃部９４ｂが上記電極チップ１０の先端面を切削するようになっている。

　上記カバーケース２は、平面視で略矩形状をなし、上記収容部２ａを内部に有する本体部２１を備え、該本体部２１の背面側には、上記チップドレッサー９の連通孔９１ａ側（長手方向の一方側）を上記収容部２ａに挿入するための開口部２１ａが設けられている。

　上記本体部２１の下面には、上記収容部２ａに連通し当該収容部２ａにエアを導入させるための導入孔２２ａを有する導入管部２２と、上記収容部２ａに連通し当該収容部２ａからエアを排出させるための排出孔２３ａを有する排出管部２３とが上記チップドレッサー９の本体部２１への挿入方向と交差する水平方向に離間した位置で、且つ、下方に行くにつれて次第に離間するように設けられている。

　上記本体部２１には、該本体部２１の上面、前面及び下面に連続して延びる幅広の切欠部２１ｂが形成され、該切欠部２１ｂは、難燃性で、且つ、透明色の可撓性樹脂シート材３（貫通孔形成部）で覆われている。

　該シート材３は、軟質の塩化ビニールフィルムからなり、該シート材３における上記チップドレッサー９の２つの切刃部９４ｂに対応する位置には、それぞれ略楕円形状の貫通孔３ａが貫通形成され、該貫通孔３ａには、上記電極チップ１０が通過可能となっている。

　また、上記シート材３には、上記貫通孔３ａを挟んだ位置において上記シート材３の幅方向に延びて上記貫通孔３ａに開口する一対の第１スリット３ｃが貫通孔３ａ毎に形成されている。

　さらに、上記シート材３には、当該シート材３の幅方向中央部分を上側の貫通孔３ａから本体部２１の前面側を通って下側の貫通孔３ａまで延びる第２スリット３ｄが形成されている。

　上記シート材３の反収容部２ａ側には、当該シート材３の全域を覆う一対のカバーブラシ４が設けられている。

　該カバーブラシ４は、上記切欠部２１ｂの側縁部に沿って延びるベースプレート４１（基部）と、該ベースプレート４１に植毛された樹脂性の毛束４２とを備え、該毛束４２は、上記貫通孔３ａの貫通方向と交差する方向に延びる姿勢で上記貫通孔３ａを覆っている。

　上記両カバーブラシ４は、上記毛束４２の反ベースプレート４１側が互いに対向するように設けられ、各毛束４２の対向する部分が上記貫通孔３ａに対応している。

　そして、上記電極チップ１０の先端をチップドレッサー９により切削する際、貫通孔３ａに電極チップ１０を通過させると、図３に示すように、各毛束４２が撓むとともに貫通孔３ａ周縁と電極チップ１０との間の隙間Ｓ１を覆うようになっている。

　上記導入管部２２の端部には、図２に示すように、エアを吸入する際にゴミが収容部２ａに入り込まないようにするフィルタ部材２２ｂが取り付けられている。

　一方、上記排出管部２３における排出孔２３ａ内周面には、図２（ａ）に示すように、内側に張り出してエアの通過面積を狭くした段差面部２３ｂが形成されている。

　該段差面部２３ｂの中途部には、図２（ｂ）に示すように、筒中心周りに延びる第１環状凹条溝２３ｃが形成され、上記段差面部２３ｂにおける上記第１環状凹条溝２３ｃの反収容部２ａ側は、反収容部２ａ側に行くにつれて次第に拡径するテーパ状をなしている。

　また、上記第１環状凹条溝２３ｃの底部中央には、筒中心周りに延びる幅が狭い第２環状凹条溝２３ｄが形成されている。

　上記排出管部２３の外周面には、図１に示すように、内部通路が上記第２環状凹条溝２３ｄに繋がるＬ字管６ａが取り付けられ、該Ｌ字管６ａには、エアコンプレッサー６が接続されている。

　上記第１環状凹条溝２３ｃには、図２（ａ），（ｂ）に示すように、略リング状をなす吸引ユニット５が嵌め込まれている。

　該吸引ユニット５は、上記収容部２ａ側に位置する第１リング部材５ａと、該第１リング部材５ａの反収容部２ａ側に位置する第２リング部材５ｂとからなり、該第２リング部材５ｂが上記第１リング部材５ａに外嵌合している。

　上記第１リング部材５ａの反収容部２ａ側は、第１環状突条部５１が反収容部２ａ側に向かって突設されている。

　該第１環状突条部５１は、反収容部２ａ側に行くにつれて次第に縮径し、且つ、先端に行くにつれて次第に厚みが薄くなる尖鋭な形状をなしている。

　一方、上記第２リング部材５ｂの反収容部２ａ側には、第２環状突条部５２が内側方に向かって突設され、該第２環状突条部５２における収容部２ａ側の内周面は中途部が収容部２ａ側に位置するよう緩やかに湾曲する形状をなしている。

　また、上記第２リング部材５ｂの収容部２ａ側には、上記第２リング部材５ｂの中心線と交差する方向に貫通するエア通過孔５２ａが周方向に複数形成されている。

　そして、上記第１リング部材５ａに上記第２リング部材５ｂを嵌合させて吸引ユニット５にすると、第１環状突条部５１の外周面と上記第２環状突条部５２の内周面との間に反収容部２ａ側に行くにつれて幅が次第に狭くなるエア通路空間Ｒ１が形成され、該エア通路空間Ｒ１の反エア通過孔５２ａ側が圧縮エアを吐出する吐出口５３を構成するようになっている。

　また、上記各エア通過孔５２ａは、上記吸引ユニット５を上記第１環状突条部５１に嵌合した状態で、上記第２環状凹条溝２３ｄに対応し、且つ、上記吐出口５３は、上記排出孔２３ａ内周面（段差面部２３ｂ内周面）における上記吐出口５３の収容部２ａ側に位置する第１環状突条部５１に覆われるようになっている。

　そして、上記エアコンプレッサー６、Ｌ字管６ａ、第２環状凹条溝２３ｄ及び吸引ユニット５で本発明のエア吸引手段７を構成していて、上記エアコンプレッサー６からＬ字管６ａを介して第２環状凹条溝２３ｄに導入された圧縮エアをエア通過孔５２ａ及びエア通路空間Ｒ１に通過させて吐出口５３から反収容部２ａ側に向かって吐出して上記排出孔２３ａの収容部２ａ側を負圧にすることにより、上記収容部２ａのエアを吸引して上記排出孔２３ａから排出させるようになっている。

　上記排出管部２３の端部には、上記エア吸引手段７で吸引するエアと共に移動する切粉を回収する切粉回収器８（切粉回収手段）が設けられている。

　該切粉回収器８は、内部に切粉を貯留する略円筒状の貯留ボックス８ａと、該貯留ボックス８ａと上記排出管部２３とを接続して上記貯留ボックス８ａの内部と上記排出管部２３の排出孔２３ａとを連通させる接続管８ｂとを備え、該接続管８ｂの側壁には、内部のエアを外部に排気するための排気孔８ｃが多数形成されている。

　次に、電極チップ１０の先端をチップドレッサー９により切削する作業について説明する。

　まず、上記チップドレッサー９の図示しないサーボモータを回転駆動させて出力歯車９２を回転させることにより切削カッター９４を回転させる。

　次いで、上記切削カッター９４の上方に電極チップ１０を移動させるとともに、電極チップ１０の中心軸を出力歯車９２の回転軸心に合致させる。

　しかる後、電極チップ１０を貫通孔３ａに挿入する。すると、図３（ａ），（ｂ）に示すように、電極チップ１０が毛束４２の反ベースプレート４１側の端部側に接触し、毛束４２が撓んで電極チップ１０の通過経路から退くとともに電極チップ１０と貫通孔３ａとの間の隙間Ｓ１に位置する。

　さらに、電極チップ１０を貫通孔３ａに挿入して切削カッター９４に接近させると、回転する切削カッター９４の切刃部９４ｂが電極チップ１０の先端に接触し、上記切削カッター９４が電極チップ１０の中心軸周りに回転することで上記電極チップ１０の先端が切削される。

　次に、切粉回収装置１による切粉回収作業について説明する。

　上記チップドレッサー９による電極チップ１０先端の切削が始まると、エアコンプレッサー６を作動させて圧縮エアをＬ字管６ａを介して第２環状凹条溝２３ｄに流入させる。

　すると、圧縮エアは、各エア通過孔５２ａを通過するとともにエア通路空間Ｒ１を通過して吐出口５３から排出孔２３ａに反収容部２ａ側に向かって吐出される。そうすると、上記排出孔２３ａの収容部２ａ側が負圧になって当該収容部２ａのエアが吸引され、導入孔２２ａからエアが収容部２ａに導入されるとともに収容部２ａのエアが排出孔２３ａを通って切粉回収器８まで流れるエア流れＸ１が発生する。

　上記エア流れＸ１が発生すると、チップドレッサー９による切削作業で発生した切粉がエアと共に切粉回収器８に向かって移動し、接続管８ｂまでエアが到達すると、エアは排気孔８ｃから排気される一方、各切粉は、勢い余って貯留ボックス８ａ内に移動して回収される。

　以上より、本発明の実施形態によると、第１環状突条部５１が吐出口５３を覆っているので、エア吸引手段７の吸引作用により排出孔２３ａの内周面に沿って切粉回収器８に向かって流れるエアが、吐出口５３から吐出した直後の圧縮エアに直接接触しなくなる。したがって、吐出口５３周りにおいてエア流れＸ１が乱れなくなってエネルギー損失が少なくなり、排出孔２３ａを流れるエアの体積流量が増えて切粉の回収能力が高まる。また、エア吸引手段７において圧縮エアの吐出能力の高いものに変更するといったことしなくても体積流量を増やすことができ、費用が嵩まない。

　また、収容部２ａから切粉回収器８に向かって流れるエアと吐出口５３から吐出する圧縮エアとが第１環状突条部５１の内周面と外周面とでスムーズに合流するようになるので、吐出口５３周りにおけるエネルギー損失をさらに低下させることができる。

　さらに、溶接後において電極チップ１０を貫通孔３ａに通過させる際、電極チップ１０がシート材３に不意に接触したとしても、当該シート材３は電極チップ１０の熱によって変形することなく撓むので、切粉回収装置１の故障を防ぎつつ切粉が収容部２ａからカバーケース２の外側に飛び出てしまうのを防ぐことができる。

　それに加えて、毛束４２は電極チップ１０に接触すると容易に撓むので、電極チップ１０を貫通孔３ａに通過させる際、電極チップ１０の通過経路から容易に移動して電極チップ１０が通過するのに邪魔にならない形状になる。また、チップドレッサー９により電極チップ１０先端を切削する際、貫通孔３ａ周縁と電極チップ１０との間の隙間Ｓ１が毛束４２で覆われるようになるので、カバーケース２内部に発生した切粉が貫通孔３ａ周縁と電極チップ１０との間の隙間Ｓ１からカバーケース２の外側に飛び出てしまうのを防ぐことができる。さらに、カバーブラシ４のほとんどの領域がシート材３によって収容部２ａに面していないので、収容部２ａの切粉が不規則に動いても毛束４２に絡まってしまうことがない。

　そして、電極チップ１０を貫通孔３ａに通過させる際、電極チップ１０が毛束４２の反ベースプレート４１側の端部側に接触するようになるので、毛束４２がさらに撓みやすくなる。したがって、毛束４２が電極チップ１０の側面部に隙間なく沿い易くなり、貫通孔３ａ周縁と電極チップ１０との間の隙間Ｓ１を毛束４２で確実に塞いで上記隙間Ｓ１から切粉がカバーケース２の外側に飛び出ないようにできる。

　尚、本発明の実施形態では、毛束４２を樹脂からなるものにしたが、これに限らず、金属からなるものにしてもよい。

　また、本発明の実施形態では、シート材３を塩化ビニールフィルムからなるものにしたが、これに限らず、その他の材質からなるものにしてもよい。

　さらに、本発明の実施形態では、シート材３が透明色であるが、これに限らず、その他の色からなるものにしてもよい。

　本発明は、スポット溶接用電極チップの先端をチップドレッサーで切削する際、切削作業により発生した切粉を回収する切粉回収装置に適している。

　１　　　　切粉回収装置
　２　　　　カバーケース
　２ａ　　　　収容部
　３　　　　シート材（貫通孔形成部）
　３ａ　　　　貫通孔
　４　　　　カバーブラシ
　７　　　　エア吸引手段
　８　　　　切粉回収器（切粉回収手段）
　９　　　　チップドレッサー
　１０　　　　電極チップ
　２３ａ　　　　排出孔
　４１　　　　ベースプレート（基部）
　４２　　　　毛束
　５１　　　　第１環状突条部
　５３　　　　吐出口
　９４ｂ　　　　切刃部
　

Claims

　スポット溶接用電極チップの先端をチップドレッサーの切刃部で切削する際に発生した切粉を回収する切粉回収装置であって、
　上記チップドレッサーを収容する収容部及び該収容部に連通し当該収容部のエアを排出する排出孔を有するカバーケースと、
　圧縮エアを吐出する吐出口が上記排出孔内周面に形成され、上記吐出口から上記排出孔の反収容部側に向かって圧縮エアを吐出して上記排出孔の収容部側を負圧にすることにより、上記収容部のエアを吸引して上記排出孔から排出させるエア吸引手段と、
　上記排出孔に接続され、上記エア吸引手段で吸引するエアと共に移動する切粉を回収する切粉回収手段とを備え、
　上記排出孔内周面における上記吐出口の収容部側には、環状突条部が反収容部側に向かって突設されて上記吐出口を覆っていることを特徴とする切粉回収装置。
　請求項１に記載の切粉回収装置において、
　上記環状突条部は、先端に行くにつれて次第に厚みが薄くなる尖鋭な形状をなしていることを特徴とする切粉回収装置。
　請求項１又は２に記載の切粉回収装置において、
　上記カバーケースには、上記電極チップが通過可能な貫通孔を上記切刃部に対応する位置に有する貫通孔形成部が設けられ、
　該貫通孔形成部は、難燃性の可撓性樹脂シート材で形成されていることを特徴とする切粉回収装置。
　請求項３に記載の切粉回収装置において、
　上記貫通孔形成部の反収容部側には、基部及び該基部に植毛された毛束を有するカバーブラシが設けられ、
　上記毛束は、上記貫通孔の貫通方向と交差する方向に延びる姿勢で上記貫通孔を覆っていることを特徴とする切粉回収装置。
　請求項４に記載の切粉回収装置において、
　上記カバーブラシは、上記毛束の反基部側が互いに対向するように一対設けられ、各毛束の対向する部分が上記貫通孔に対応していることを特徴とする切粉回収装置。