JP5975663B2

JP5975663B2 - スポット溶接用電極検査装置

Info

Publication number: JP5975663B2
Application number: JP2012026036A
Authority: JP
Inventors: 研治十河; 稔正山根; 義昭山根; 弘太郎中嶋
Original assignee: Keylex Corp; Kyokutoh Co Ltd
Current assignee: Keylex Corp; Kyokutoh Co Ltd
Priority date: 2012-02-09
Filing date: 2012-02-09
Publication date: 2016-08-23
Anticipated expiration: 2032-02-09
Also published as: JP2013163188A

Description

本発明は、例えば、自動車の生産ラインにおいて使用するスポット溶接用電極検査装置に関する。

従来より、自動車の生産ラインでは、スポット溶接用ガンの先端に装着保持した電極を適切に管理するために、スポット溶接用電極検査装置が使用される。例えば、特許文献１に開示されている電極検査装置は、上記電極先端を挿入固定する電極固定孔を有する測定基準板とカメラモジュールとを備えている。該カメラモジュールは、電極の先端面を映し出すミラーと、該ミラーの両側に配置される第１及び第２フレームと、該第１及び第２フレーム間で上記ミラーの側方に配置されるカメラと、該カメラを収容する収容凹部を有するカメラホルダとを備えていて、上記ミラーが収容された収容凹部開口を外側に向けたカメラホルダの両側に上記第１及び第２フレームを配置して組み立てられるようになっている。そして、上記カメラモジュールに測定基準板を電極固定孔がミラーに対応するように組み付けた状態で、上記電極固定孔に電極の先端を挿入固定し、電極の先端面をミラーを介してカメラで撮影して、当該電極の先端面が使用に適するか否かを判定するように構成されている。

国際公開第２０１１／０５２３０８号（段落００７０〜００７９欄、図１５〜図１８）

ところで、上記カメラモジュールにおいて、第１及び第２フレームに対してカメラの位置がずれると、当該カメラで撮影される画像の位置がばらついてしまい、それに伴って電極検査装置の判定が誤判定となるおそれがある。したがって、カメラモジュールを組み立てる際に第１及び第２フレームにカメラを強固に固定しておく必要があるが、特許文献１では、カメラモジュールにおける各部品同士の固定手段について何ら開示されていない。

ここで、カメラモジュールの各部品同士を固定する一般的な手段として、接着剤による接合と螺子による締結とが考えられる。しかし、各部品同士を互いに接着剤で接合する場合、接着剤のはみ出しに注意しながら作業を行う必要があり、作業が煩雑である。一方、各部品同士を互いに螺子で締結する場合、各部品に締結箇所を複数設ける必要があるので、当該締結箇所によってカメラモジュールが大型化するおそれがあるとともに、複数ある締結箇所の締結作業によって組み立てにかかる時間が長くなってしまい、これにおいても作業が煩雑である。

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、小型なカメラモジュールを短時間で簡単に組み立てることができ、しかも、カメラモジュールを組み立てた状態で第１及び第２フレームに対してカメラの位置がずれないスポット溶接用電極検査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、複数の部品を一対のクリップで挟み込んで固定するようにしたことを特徴とする。

すなわち、第１の発明では、スポット溶接用電極の先端を挿入固定する電極固定孔を有する測定基準板と、カメラモジュールとを備え、該カメラモジュールは、上記電極の先端面を映し出すミラーと、該ミラーの両側に配置される第１及び第２フレームと、該第１及び第２フレーム間で上記ミラーの側方に配置され該ミラーに映し出された電極先端面を撮影するカメラと、該カメラを収容する収容凹部を有し、且つ、当該収容凹部を外側に向けた状態で上記第１及び第２フレームに挟み込まれるカメラホルダと、中途部が上記カメラに当接し、且つ、各端部側が上記第１及び第２フレーム側に撓んだ状態で各端部が上記第１及び第２フレームの端縁にそれぞれ係合する一対の帯状可撓性クリップとを備え、上記カメラモジュールに上記測定基準板を電極固定孔が上記ミラーに対応するように組み付けた状態で、上記電極固定孔に電極の先端を挿入固定し、該電極の先端面を上記ミラーを介して上記カメラで撮影して、当該電極の先端面が使用に適するか否かを判定するように構成され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、上記クリップ中途部のカメラホルダ側には、突起が設けられ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、上記カメラモジュールは、上記ミラーの両側端縁をそれぞれ支持するとともに、上記第１及び第２フレームに挟まれて固定される一対の支持フレームを備えていることを特徴とする。

第１の発明では、クリップが第１及び第２フレームを挟み込んで第１フレーム、カメラホルダ及び第２フレームを一体にするとともに、第１フレーム、カメラホルダ及び第２フレームが一体となった状態でクリップ中途部がカメラをカメラホルダに押し付ける。したがって、カメラモジュールの部品同士の固定手段にクリップを用いることにより、第１及び第２フレームへのカメラホルダの固定と、カメラホルダへのカメラの固定とを一度に行うことができ、接着剤や螺子を用いた場合のように、カメラモジュールの組み立てに時間がかからない。また、第１フレーム、カメラホルダ及び第２フレームを互いに固定するための締結箇所を各部品に設ける必要がないので、カメラモジュールを小型化できる。さらに、カメラモジュールを組み立てた状態でクリップの弾発力によりカメラが常にカメラホルダに押し付けられた状態となるので、電極検査装置の使用中に第１及び第２フレームに対してカメラの位置がずれず、電極検査装置の誤判定が引き起こされない。

第２の発明では、カメラモジュールを組み立てた状態で、クリップの突起先端がカメラに当接するので、撓んだクリップの弾発力が上記突起によって確実にカメラに伝わり、カメラホルダにカメラをさらに強固に固定することができる。

第３の発明では、クリップで第１及び第２フレームを挟み込むと、カメラホルダだけでなく、ミラーを支持する両支持フレームも第１及び第２フレームに挟まれた状態で一体に固定される。したがって、カメラモジュールの組み立てにクリップを用いることにより、第１フレーム、カメラホルダ及び第２フレームを固定する際に、第１及び第２フレームへのミラーの組み付けも同時に行うことができ、カメラモジュールをさらに簡単に組み立てことができる。

本発明の実施形態に係るスポット溶接用電極検査装置の斜視図である。図１のＡ−Ａ線における断面図である。図１のＢ−Ｂ線における断面図である。カメラモジュールの分解斜視図である。図２のカメラモジュール部分を抜き出した図であり、カメラモジュールを組み立てる直前の状態を示す。図２のカメラモジュール部分を抜き出した図であり、カメラモジュールを組み立てた直後の状態を示す。

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スポット溶接用電極検査装置１を示す。この電極検査装置１は、鋼板をスポット溶接にて溶接する際に使用する溶接ガンＧにおいて、上下に対向するガン先端部分にそれぞれ装着保持した一対の電極１０の各先端面が使用に適するか否かを同時に検査するためのものであり、扁平な直方体形状の金属製ケース２を備え、該ケース２の表面は、該ケース２長手方向と水平に交差する方向の中程が上方に位置するように緩やかに湾曲している。

該ケース２の長手方向一方側は、略半円形状をなし、その上面及び下面には、図２及び図３に示すように、それぞれ略円形状の凹部２ａが凹陥形成され、該各凹部２ａの中央には、円形状のケース開口部２ｂが貫通形成されている。

上記各凹部２ａには、略円板状の金属製測定基準板３がそれぞれ着脱可能に取り付けられ、該測定基準板３の中央には、上記電極１０の先端側を挿入固定する電極固定孔３ａが貫通形成されている。

該電極固定孔３ａは、上記電極１０の挿入方向前側に行くにしたがって緩やかに湾曲しながら縮径し、上記測定基準板３を上記凹部２ａに取り付けた状態で上記ケース開口部２ｂに対向するようになっている。

また、上記測定基準板３の電極固定孔３ａ周縁には、上記ケース開口部２ｂに嵌挿可能な環状突条部３１が上記ケース２側に向かって突設されて厚肉部を構成し、上記環状突条部３１の先端面には、径方向に延びる溝３１ａが周方向に複数形成されている。

上記ケース２の長手方向一方側内方には、ケース２の長手方向と水平に交差する方向に延びる略直方体形状のカメラモジュール４が収容され、該カメラモジュール４は、当該カメラモジュール４の骨格をなす樹脂製モジュール本体４０を備えている。

該モジュール本体４０は、上下略中央の位置で、上側に位置する第１フレーム４０ａと下側に位置する第２フレーム４０ｂとに分割されている。

上記第１フレーム４０ａは、水平方向に延びる板状フレーム４１を備え、該板状フレーム４１上面の中央部分には、略円形状の凹陥部４１ａが凹陥形成され、上記板状フレーム４１の長手方向両端部分上面には、ケース２長手方向に延びる係合凹部４１ｃがそれぞれ凹陥形成されている。

また、上記凹陥部４１ａの中央には、円形状のモジュール開口部４１ｂが貫通形成され、該モジュール開口部４１ｂは、上記測定基準板３の電極固定孔３ａに対向するように上記ケース開口部２ｂと連通している。

上記板状フレーム４１の上記モジュール開口部４１ｂを挟んだ位置には、一対の突出板４３が下方に向かって並設され、該各突出板４３の下端縁には、上方に窪む半割状凹部４３ａがそれぞれ形成されている。

上記板状フレーム４１下面には、遮蔽板４１ｄが上記板状フレーム４１の長手方向一方側のモジュール開口部４１ｂ周縁に沿って突設され、上記遮蔽板４１ｄの下端縁は、図３に示すように、ケース２長手方向中央が上方に位置するように緩やかに湾曲している。

上記第２フレーム４０ｂは、図２乃至図４に示すように、上記第１フレーム４０ａと同一の構造をしているので、上記第１フレーム４０ａと同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

そして、モジュール本体４０は、上記遮蔽板４１ｄが側面視で点対称の位置となるように上記第１及び第２フレーム４０ａ、４０ｂの互いの突出板４３先端を一致させて組み立てるようになっていて、上記モジュール本体４０を組み立てると、上下の突出板４３で各板状フレーム４１を橋絡する橋絡フレーム４２が形成されるとともに、上下の半割状凹部４３ａで円形状の貫通孔４４が形成されるようになっている。

上記モジュール本体４０の中央で、且つ、上記各橋絡フレーム４２間には、鏡面を両側に有するミラー６が傾斜配置され、該ミラー６の各鏡面は、上記各電極固定孔３ａに挿入固定された各電極１０の先端面をそれぞれ映し出すようになっている。

上記ミラー６のケース２長手方向両側には、上記ミラー６の両側端縁を支持する一対の樹脂製支持フレーム６０が配置されている。

該支持フレーム６０は、図４に示すように、略矩形板状をなすプレート部６１と、該プレート部６１の外周縁から外側方に突出する環状の枠部６２とを備えている。

上記プレート部６１の上半部分には、Ｖ字状に延びるスリットＳ１、Ｓ２が形成され、下半部分には、該スリットＳ１、Ｓ２の延長線上に逆Ｖ字状のスリットＳ３、Ｓ４が形成され、上記スリットＳ１〜Ｓ４でＸ形状をなしている。

また、上記プレート部６１の下半部分中央には、略三角形状の切抜部６１ａが形成され、該切抜部６１ａと上記スリットＳ３、Ｓ４との間には、可撓性を有する一対の棒状突起６１ｂが上記切抜部６１ａ下端縁から互いの先端が接近するように傾斜しながら上方に向かって延設され、その先端部分は略円形状をなしている。

上記スリットＳ１、Ｓ４には、上記ミラー６の側端縁が嵌入されるようになっていて、該ミラー６の側端縁が上記スリットＳ１、Ｓ４に嵌入している状態で、上記棒状突起６１ｂは、上記スリットＳ４の幅を広げるように撓み、弾発力により上記ミラー６を上記スリットＳ４を形成する縁部に押し付けるようになっている。

尚、本発明の実施形態では、スリットＳ１、Ｓ４にミラー６を嵌入しているが、スリットＳ２、Ｓ３にミラー６を嵌入するようにしてもよい。

上記第１及び第２フレーム４０ａ、４０ｂ間で、且つ、上記ミラー６の両側方には、カメラホルダ７０がそれぞれ配置されている。

該カメラホルダ７０は、略箱形状をなすホルダ本体部７０ａと、該ホルダ本体部７０ａから上記ミラー６側に突設された円筒部７０ｂとからなり、上記カメラホルダ７０の内部には、上記ホルダ本体部７０ａの反円筒部７０ｂ側に開口する収容凹部７０ｃが形成されている。

上記カメラホルダ７０は、上記収容凹部７０ｃを外側に向けた状態で上記第１及び第２フレーム４０ａ、４０ｂに挟み込まれるようになっている。

上記収容凹部７０ｃには、ＣＭＯＳタイプのカメラ７が収容されるようになっていて、該カメラ７は、上記ミラー６に映し出された電極１０先端面を撮影するようになっている。

上記ホルダ本体部７０ａのミラー６側には、該ミラー６に映し出される電極１０の先端面を照明する白色ＬＥＤ７３ａが複数取り付けられた照明板７３と、上記白色ＬＥＤ７３ａから発せられる光を拡散させる乳白色の樹脂製拡散板７４とが順に並設されている。

上記照明板７３及び拡散板７４には、上記円筒部７０ｂに対応する貫通孔７３ｂ、７４ｂがそれぞれ形成されていて、上記照明板７３及び拡散板７４は、上記円筒部７０ｂに外嵌合するようになっている。

上記モジュール本体４０の長手方向両端部には、可撓性を有する帯状の樹脂製クリップ９がそれぞれ取り付けられるようになっている。

該クリップ９の上下端には、上記カメラホルダ７０側に略Ｊ字状に折り返された係合部９ａがそれぞれ形成され、上記クリップ９中途部のカメラホルダ７０側には、突起９ｂが突設されている。

そして、上記カメラモジュール４は、図５及び図６に示すように、上記一対の支持フレーム６０が上記ミラー６を支持した状態で、且つ、上記照明板７３及び拡散板７４を円筒部に外嵌合するとともに上記収容凹部７０ｃにカメラ７を収容した状態で、上記収容凹部７０ｃ開口を外側に向けた一対のカメラホルダ７０及び該両カメラホルダ７０の間に配置した一対の支持フレーム６０の上下両側に上記第１及び第２フレーム４０ａ、４０ｂを配置し、上記両クリップ９を撓ませて各係合部９ａを上記第１及び第２フレーム４０ａ、４０ｂ端縁の各係合凹部４１ｃにそれぞれ係合させて第１フレーム４０ａ、カメラホルダ７０、支持フレーム６０、照明板７３、拡散板７４及び第２フレーム４０ｂを固定するとともに、上記クリップ９の弾発力により突起９ｂで上記カメラ７を押圧して組み立てられるようになっている。

すなわち、上記クリップ９は、中途部が上記カメラ７に当接し、且つ、各端部側が上記第１及び第２フレーム４０ａ、４０ｂ側に撓んだ状態で各端部が上記第１及び第２フレーム４０ａ、４０ｂの端縁にそれぞれ係合するようになっている。

上記モジュール本体４０の上面側及び下面側には、上記凹陥部４１ａの外周部分に沿って延びる環状の光源固定板５がそれぞれ配設され、該光源固定板５の上記各溝３１ａに対応する位置には、青色ＬＥＤ５ａがそれぞれ取り付けられている。

該青色ＬＥＤ５ａから発せられる光は、上記各溝３１ａを通過し、上記電極固定孔３ａに固定された電極１０の先端周縁を径方向から照らすようになっている。

また、上記モジュール本体４０の上面側及び下面側には、透明樹脂からなるパネル状の保護カバー８がそれぞれ設けられている。

該保護カバー８は、上記ケース開口部２ｂ及び上記凹陥部４１ａに嵌合する凹形状のカバー本体部８１と、該カバー本体部８１の開放端周縁から外側方に張り出す張出部８２とを備え、該張出部８２は、上記測定基準板３と上記ケース２とで挟持されるようになっている。

そして、上記各カメラ７には、図示しない制御装置が接続され、該制御装置は、上記ミラー６を介して上記各カメラ７で撮影した各電極１０の先端面の画像を処理し、その処理結果と予め設定された設置値とを比較して上記各電極１０の先端面が使用に適するか否かを判定するようになっている。

次に、上記カメラモジュール４の組み立てについて説明する。

まず、図５に示すように、ミラー６の両側端縁を各支持フレーム６０のスリットＳ１、Ｓ４にそれぞれ嵌入する。

次いで、カメラホルダ７０の円筒部７０ｂに照明板７３及び拡散板７４を順に外嵌合するとともに、収容凹部７０ｃにカメラ７を収容する。

そして、上記収容凹部７０ｃ開口を外側に向けた上記一対のカメラホルダ７０の間に上記一対の支持フレーム６０を配置するとともに、上記両カメラホルダ７０及び両支持フレーム６０の上下両側に第１及び第２フレーム４０ａ、４０ｂを配置する。

しかる後、両クリップ９を撓ませて各係合部９ａを第１及び第２フレーム４０ａ、４０ｂの各係合凹部４１ｃにそれぞれ係合させて第１フレーム４０ａ、カメラホルダ７０、支持フレーム６０、照明板７３、拡散板７４及び第２フレーム４０ｂを固定する。すると、図６に示すように、クリップ９の弾発力により突起９ｂがカメラ７を押圧してカメラモジュール４が完成する。

以上より、本発明の実施形態によると、クリップ９が第１及び第２フレーム４０ａ、４０ｂを挟み込んで第１フレーム４０ａ、カメラホルダ７０及び第２フレーム４０ｂを一体にするとともに、第１フレーム４０ａ、カメラホルダ７０及び第２フレーム４０ｂが一体となった状態でクリップ９の突起９ｂがカメラ７をカメラホルダ７０に押し付ける。したがって、カメラモジュール４の部品同士の固定手段にクリップ９を用いることにより、第１及び第２フレーム４０ａ、４０ｂへのカメラホルダ７０の固定と、カメラホルダ７０へのカメラ７の固定とを一度に行うことができ、接着剤や螺子を用いた場合のように、カメラモジュール４の組み立てに時間がかからない。また、第１フレーム４０ａ、カメラホルダ７０及び第２フレーム４０ｂを互いに固定するための締結箇所を各部品に設ける必要がないので、カメラモジュール４を小型化できる。さらに、カメラモジュール４を組み立てた状態でクリップ９の弾発力によりカメラ７が常にカメラホルダ７０に押し付けられた状態となるので、電極検査装置１の使用中に第１及び第２フレーム４０ａ、４０ｂに対してカメラ７の位置がずれず、電極検査装置１の誤判定が引き起こされない。

また、カメラモジュール４を組み立てた状態で、クリップ９の突起９ｂ先端がカメラ７に当接するので、撓んだクリップ９の弾発力が上記突起９ｂによって確実にカメラ７に伝わり、カメラホルダ７０にカメラ７をさらに強固に固定することができる。

さらに、クリップ９で第１及び第２フレーム４０ａ、４０ｂを挟み込むと、カメラホルダ７０だけでなく、ミラー６を支持する両支持フレーム６０も第１及び第２フレーム４０ａ、４０ｂに挟まれた状態で一体に固定される。したがって、カメラモジュール４の組み立てにクリップ９を用いることにより、第１フレーム４０ａ、カメラホルダ７０及び第２フレーム４０ｂを固定する際に、第１及び第２フレーム４０ａ、４０ｂへのミラー６の組み付けも同時に行うことができ、カメラモジュール４をさらに簡単に組み立てることができる。

尚、本発明の実施形態では、クリップ９の中途部に突起９ｂを設けているが、クリップ９の中途部に突起９ｂを設けずに、カメラモジュール４を組み立てた際に、突起９ｂの無いクリップ９の中途部がカメラ７に当接する構造としてもよい。

また、本発明の実施形態では、ミラー６の両側端縁を一対の支持フレーム６０で支持した後、当該両支持フレーム６０を第１及び第２フレーム４０ａ、４０ｂで挟み込むことにより、第１及び第２フレーム４０ａ、４０ｂにミラー６を組み付けるようになっているが、ミラー６を支持していない両支持フレーム６０を第１及び第２フレーム４０ａ、４０ｂで挟み込んだ後で、上記両支持フレーム６０のスリットＳ１、Ｓ４に側方からミラー６を嵌入して第１及び第２フレーム４０ａ、４０ｂにミラー６を組み付けるようにしてもよい。

本発明は、例えば、自動車生産ラインにおいて使用するスポット溶接用電極検査装置に適している。

１スポット溶接用電極検査装置
３測定基準板
３ａ電極固定孔
４カメラモジュール
６ミラー
７カメラ
９クリップ
９ｂ突起
１０電極
３１環状突条部
４０ａ第１フレーム
４０ｂ第２フレーム
６０支持フレーム
７０カメラホルダ
７０ｃ収容凹部
Ｇ溶接ガン

Claims

スポット溶接用電極の先端を挿入固定する電極固定孔を有する測定基準板と、カメラモジュールとを備え、
該カメラモジュールは、上記電極の先端面を映し出すミラーと、該ミラーの両側に配置される第１及び第２フレームと、該第１及び第２フレーム間で上記ミラーの側方に配置され該ミラーに映し出された電極先端面を撮影するカメラと、該カメラを収容する収容凹部を有し、且つ、当該収容凹部を外側に向けた状態で上記第１及び第２フレームに挟み込まれるカメラホルダと、中途部が上記カメラに当接し、且つ、各端部側が上記第１及び第２フレーム側に撓んだ状態で各端部が上記第１及び第２フレームの端縁にそれぞれ係合する一対の帯状可撓性クリップとを備え、
上記カメラモジュールに上記測定基準板を電極固定孔が上記ミラーに対応するように組み付けた状態で、上記電極固定孔に電極の先端を挿入固定し、該電極の先端面を上記ミラーを介して上記カメラで撮影して、当該電極の先端面が使用に適するか否かを判定するように構成されていることを特徴とするスポット溶接用電極検査装置。
請求項１に記載のスポット溶接用電極検査装置において、
上記クリップ中途部のカメラホルダ側には、突起が設けられていることを特徴とするスポット溶接用検査装置。
請求項１又は２に記載のスポット溶接用電極検査装置において、
上記カメラモジュールは、上記ミラーの両側端縁をそれぞれ支持するとともに、上記第１及び第２フレームに挟まれて固定される一対の支持フレームを備えていることを特徴とするスポット溶接用電極検査装置。