JPH06238460A - プロジェクション溶接機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】プロジェクションナットの表裏確認を行なえる
ようにし、ナットが表裏逆向きで基材に溶着されること
を防止。 【構成】プロジェクションナット１００に当接する側の
上部電極９の端面を、プロジェクションナットの非溶接
面１００ａに密着するように形成し、この電極端面に穿
設されてプロジェクションナットとの当接によって閉塞
される空気通路２１と、この空気通路に空気を供給する
エアー源１９と、基材１０２とプロジェクションナット
とが加圧された際に空気通路に供給される空気の定常状
態の変化を検知するエアーセンサ２２と、エアーセンサ
からの入力によって作動する報知手段２３とを有して構
成された表裏確認装置１４を備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基材にプロジェクショ
ンナットを溶接するプロジェクション溶接機に関し、詳
しくは、上記プロジェクションナットの表裏確認が可能
なプロジェクション溶接機に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属板等の基材上にナットを溶接する場
合、上記ナットには図５（Ａ）に示すようなプロジェク
ションナット１００が一般的に用いられる。上記プロジ
ェクションナット１００には数個の突起部（プロジェク
ション）１０１が、裏面側に突出する形で一体成型され
ており、このプロジェクションナット１００が基材１０
２上に設置され、両者１００，１０２がプロジェクショ
ン溶接機を用いて溶接される。なお、基材１０２にはプ
ロジェクションナット１００のネジ穴に重なる孔１０３
が穿設されている。

【０００３】上記プロジェクション溶接機は、一般的な
スポット溶接機と同様な２個一対の電極、即ち図５
（Ｂ）に示す上部電極１０４と下部電極１０５を備えて
おり、これら上部電極１０４と下部電極１０５は、プロ
ジェクションナット１００と基材１０２とを挟持して両
者１００，１０２を加圧可能となっている。

【０００４】一般に、下部電極１０５には位置決め用の
ロケットピン１０６が設けられている。このロケットピ
ン１０６は、その先端部が下部電極１０５の上部端面か
ら突出しており、ロケットピン１０６の先端部にプロジ
ェクションナット１００のナット穴と基材１０２の孔１
０３が通され、位置決めがなされる。なお、上部電極１
０４側にはロケットピン１０６の先端部を避ける逃げ穴
１０７が穿設されている。

【０００５】溶接時には、プロジェクションナット１０
０と基材１０２とを挟持した上部電極１０４と下部電極
１０５間に大電流が通電される。この大電流は、プロジ
ェクションナット１００と基材１０２との間を流れる際
に、断面積の小さな突起部１０１を通るので、突起部１
０１において大きな電気抵抗が発生し、その抵抗熱のた
めに突起部１０１が加熱されて溶解し、図５（Ｃ）に示
すようにプロジェクションナット１００が基材１０２上
に溶着される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ナット溶接を大量に行う場合には、ナットの自動供給機
（ナットフィーダ）を用いてプロジェクションナット１
００を基材１０２上に供給し、順次溶接を行なうのが一
般的である。

【０００７】しかしながら、自動供給機を用いてプロジ
ェクションナット１００を基材１０２上に供給すると、
しばしばプロジェクションナット１００が表裏逆向きで
基材１０２上に配置され、そのまま溶接されてしまうこ
とがある。

【０００８】この場合、プロジェクションナット１００
と基材１０２間の接触面積が大きいために溶接時の電気
抵抗が小さくなり、抵抗熱が低くなってプロジェクショ
ンナット１００の接触面が十分に溶解できない。したが
って、プロジェクションナット１００の固着強度が著し
く低下してしまう。

【０００９】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、プロジェクションナットの表裏確認を行
えるようにすることにより、プロジェクションナットが
表裏逆向きで基材に溶接されることを防止可能なプロジ
ェクション溶接機を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るプロジェクション溶接機は、基材とプ
ロジェクションナットとを挟持して両者を加圧する２個
一対の電極を備え、上記電極間に大電流を通電すること
により、上記プロジェクションナットに設けられた突起
部を溶解させて上記基材にプロジェクションナットを溶
着させるプロジェクション溶接機において、プロジェク
ションナットに当接する側の電極の端面を、プロジェク
ションナットの非溶接面に密着するように形成し、この
電極端面に穿設されてプロジェクションナットとの当接
によって閉塞される空気通路と、この空気通路に空気を
供給するエアー源と、基材とプロジェクションナットと
が加圧された際に空気通路に供給される空気の定常状態
の変化を検知するエアーセンサと、上記エアーセンサか
らの入力によって作動する報知手段とを有して構成され
た表裏確認装置を備えたことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】上記構成とした場合、上記表裏確認装置によっ
てプロジェクション溶接機がプロジェクションナットの
表裏確認機能を備え、プロジェクションナットが表裏逆
向きで基材に溶接されることが防止される。

【００１２】即ち、万一プロジェクションナットが表裏
逆向きで基材上に配置された場合には、プロジェクショ
ンナットの突起部に電極が当接するので、電極とプロジ
ェクションナットとの間に空隙が形成され、電極に設け
られた前記空気通路が外部に導通する。

【００１３】このため、空気通路に供給される空気が外
部に漏洩して空気通路内の空気圧力あるいは空気流量等
の定常状態が変化する。この定常状態の変化は、前記エ
アーセンサにより検知され、エアーセンサが前記報知手
段を作動させてスポット溶接の実行を中止可能とする。

【００１４】したがって、プロジェクションナットが表
裏逆向きで基材に溶接されることが防止される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００１６】図１は、本発明が適用されたプロジェクシ
ョン溶接機の外観図である。このプロジェクション溶接
機１は、一般的なスポット溶接機とほぼ同様なレイアウ
トを持つもので、床面から直立する柱状のフレーム本体
２を有しており、このフレーム本体２の前面に、上部ア
ーム３および下部アーム４が、それぞれ前方に突出する
形で設けられている。

【００１７】上部アーム３には、下部アーム４側に向け
て伸縮可能な主軸５が設けられるとともに、この主軸５
を進退させるエアシリンダ６が備えられている。

【００１８】上記主軸５と下部アーム４には、それぞれ
上部電極クランプ７と下部電極クランプ８が設置され、
これらの上、下電極クランプ７，８には２個一対の電
極、即ち上部電極９と下部電極１０がそれぞれ固定され
ている。上記上部電極９は、主軸５とともに上下動し、
下部電極１０に離接可能とされている。なお、フレーム
本体２には、溶接条件を設定するための制御装置１１
と、溶接時の入力スイッチとなるフットスイッチ１２
と、上記エアシリンダ６を作動させる電磁弁１３が設け
られている。

【００１９】図２は、本発明の一実施例を示すもので、
上部電極９と下部電極１０の縦断面および本発明の要部
となる表裏確認装置１４の構成を示している。

【００２０】このプロジェクション溶接機１の使用目的
は、図５（Ａ）にも示した板金状の基材１０２上にプロ
ジェクションナット１００を溶接することにあるため、
上部電極９および下部電極１０は、上記基材１０２とプ
ロジェクションナット１００とを挟持して両者を加圧可
能とされており、下部電極１０には位置決め用のロケッ
トピン１５が設けられている。

【００２１】上記ロケットピン１５は、下部電極１０の
中心軸沿いに穿設されたピン穴１６に下方から挿入され
ており、ロケットピン１５の下端部に設けられたフラン
ジ１７が上記ピン穴１６内の段部１８に当接することに
より、ロケットピン１５の上部が所定の長さで下部電極
１０の上面から突出するようになっている。このロケッ
トピン１５は絶縁材料により形成されるか、若しくは絶
縁コーティングされている。

【００２２】ピン穴１６内には、エアーコンプレッサ等
のエアー源１９から圧縮空気が供給されるため、ロケッ
トピン１３は常に上方へ付勢される。なお、２０は上記
圧縮空気の圧力を調整するエアー減圧弁である。

【００２３】ロケットピン１５の中間部分の径は、基材
１０２の孔１０３にスムーズに挿入できる大きさとされ
る。また、ロケットピン１５の先端部はテーパ部（肩
部）となっており、このテーパ部にプロジェクションナ
ット１００のネジ穴の下縁部が接するため、プロジェク
ションナット１００を、ロケットピン１５および基材１
０２の孔１０３に対して同芯位置に位置決め可能となっ
ている。この時、プロジェクションナット１００のナッ
ト穴はロケットピン１５のテーパ部で閉塞される。

【００２４】一方、プロジェクションナット１００に当
接する側の電極である上部電極９は、その端面がプロジ
ェクションナット１００の表面である非溶接面１００ａ
に密着するように平坦に形成されており、この電極端面
には空気通路２１が設けられている。この空気通路２１
は、上部電極９の中心軸沿いに穿設されており、前記ロ
ケットピン１５の逃げ穴を兼ねていて、上部電極９がプ
ロジェクションナット１００の非溶接面１００ａに当接
した際に閉塞される。

【００２５】前記表裏確認装置１４は、上記空気通路２
１と、この空気通路２１に空気を供給する前記エアー源
１９と、エアーセンサ２２と、報知手段２３とを有して
構成される。

【００２６】空気通路２１には、例えばエルボ管２４が
取着され、このエルボ管２４にはエアーホース２５が接
続されている。そして、このエアーホース２５の他端に
前記エアー源１９が接続され、エアーホース２５の中間
部には、エアー源１９側から順に、前記電磁弁１３，エ
アー減圧弁２６，スピードコントローラ２７，そして前
記エアーセンサ２２が接続されている。

【００２７】上記エアー減圧弁２６は、エアー源１９か
ら供給される圧縮空気の圧力を適度に調整するものであ
る。また、スピードコントローラ２７は、圧縮空気の流
量を調整する働きをする。さらに、上記エアーセンサ２
２は、基材１０２とプロジェクションナット１００とが
上部電極９と下部電極１０により加圧された際に、空気
通路２１に供給される空気の定常状態の変化を検知する
ものである。ここで、空気通路２１に供給される空気の
定常状態の変化とは、圧力の変化、若しくは流量の変化
を指している。このため上記エアーセンサ２２には、圧
力センサ、または流量センサ等のものが用いられる。

【００２８】前記報知手段２３は、エアーセンサ２２に
電気的に接続されている。この報知手段２３は、空気通
路２１に供給される空気の定常状態の変化を検知したエ
アーセンサ２２からの入力（検出信号）によって作動す
るもので、例えば警報ブザーや警報ランプ等が用いられ
る。

【００２９】以上のように構成されたプロジェクション
溶接機１を用いて溶接を行う時には、先ず、下部電極１
０から突出しているロケットピン１５に基材１０２の孔
１０３とプロジェクションナット１００のネジ穴とを順
次差し込み、プロジェクションナット１００を孔１０３
上に位置決めすると同時に、プロジェクションナット１
００およびを孔１０３を上部電極９と下部電極１０中心
軸に一致させる。

【００３０】次に、前記フットスイッチ１２を踏むと、
前記エアシリンダ６が作動して主軸５が伸長し、上部電
極９が下部電極１０側に下降してプロジェクションナッ
ト１００と基材１０２が挟持され、加圧される。この加
圧状態は初期加圧と呼ばれるもので、プロジェクション
ナット１００が基材１０２に定着する（なじむ）まで、
加圧状態が暫く保持される。

【００３１】そして、プロジェクションナット１００が
基材１０２に定着したことを見計らって上部電極９と下
部電極１０との間に大電流が通電される。この電流は、
プロジェクションナット１００と基材１０２との間を流
れる際に、断面積の小さな突起部１０１を通るので、突
起部１０１において大きな電気抵抗が発生し、その抵抗
熱のために突起部１０１が加熱されて溶解し、図３に示
すようにプロジェクションナット１００が基材１０２上
に溶着される。

【００３２】溶接後は、高温化したプロジェクションナ
ット１００と基材１０２の熱が冷めるまで加圧状態が保
持され、熱が冷めた時点で上部電極９が上昇し、溶接が
終了する。上記初期加圧の時間や、溶接後の加圧保持時
間は、前記制御装置１１によって自在に設定可能とされ
ている。

【００３３】さて、上記初期加圧時には、上部電極９の
空気通路２１内に前記エアー源１９から空気が供給され
る。この時には、上部電極９の端面がプロジェクション
ナット１００の非溶接面１００ａに密着していて空気通
路２１が閉塞されているため、空気通路２１内に供給さ
れた空気は外部へ流れ出すことができない。また、プロ
ジェクションナット１００のネジ穴の下縁部とロケット
ピン１５のテーパ部との間が密着しているため、この部
分から空気が漏洩することもない。

【００３４】そして、この時の空気通路２１内の空気の
状態が、定常状態として前記エアーセンサ２２に記憶さ
れている。即ち、初期加圧時における空気通路２１内の
空気の定常状態は、空気流量がほぼゼロであり、空気圧
力は前記エアー減圧弁２６により定められた圧力であ
る。

【００３５】ここで、図４に示すように、万一プロジェ
クションナット１００が表裏逆向きで基材１０２上に配
置された場合には、プロジェクションナット１００の突
起部１０１に上部電極９が当接するので、上部電極９と
プロジェクションナット１００との間に空隙が形成さ
れ、上部電極９の空気通路２１が外部に導通する。

【００３６】このため、空気通路２１に供給される空気
が外部に漏洩し、空気通路２１内の空気圧力が定常圧力
よりも下がるとともに、本来ゼロであるはずの空気流量
がゼロ以上になる。したがって、空気通路２１内におけ
る空気の定常状態が変化したことをエアーセンサ２２が
検知し、エアーセンサ２２は報知手段２３を作動させ
る。これにより、プロジェクション溶接機１の取扱い者
が異常を察知し、プロジェクション溶接を中止可能とな
る。

【００３７】このように、表裏確認装置１４をプロジェ
クション溶接機１に装備すれば、プロジェクション溶接
機１がプロジェクションナット１００の表裏確認機能を
備えるため、例えば自動供給機を用いてプロジェクショ
ンナット１００を基材１０２上に供給して大量に溶接す
るような場合でも、プロジェクションナット１００が表
裏逆向きで基材１０２に溶接されることが確実に防止さ
れる。

【００３８】なお、プロジェクション溶接機１が自動溶
接機である場合には、例えば報知手段２３をプロジェク
ション溶接機１の制御装置１１に接続し、プロジェクシ
ョンナット１００が表裏逆向きで基材１０２上に配置さ
れた場合には溶接電流の通電を中止する等の制御を行え
ば、自動溶接機においてもプロジェクションナット１０
０の誤溶接を効果的に防止することができる。

【００３９】ところで、プロジェクションナット１００
は、図３に示すように突起部１０１が溶解すると同時に
高さが若干下がるが、これに合わせてロケットピン１５
も、ピン穴１６内の空気圧による付勢力に抗して下降す
る。ここで、初期加圧終了と同時にピン穴１６内の空気
圧を下げ、ロケットピン１５を下方に抜き落とすように
すれば、溶接後にプロジェクションナット１００と基材
１０２を取り出し易くなり、作業効率が向上する。

【００４０】なお、下部電極１０の構成は、本実施例の
もののみに限定されず、他の構成としても良い。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るプロ
ジェクショント溶接機は、基材とプロジェクションナッ
トとを挟持して両者を加圧する２個一対の電極を備え、
上記電極間に大電流を通電することにより、上記プロジ
ェクションナットに設けられた突起部を溶解させて上記
基材にプロジェクションナットを溶着させるプロジェク
ション溶接機において、プロジェクションナットに当接
する側の電極の端面を、プロジェクションナットの非溶
接面に密着するように形成し、この電極端面に穿設され
てプロジェクションナットとの当接によって閉塞される
空気通路と、この空気通路に空気を供給するエアー源
と、基材とプロジェクションナットとが加圧された際に
空気通路に供給される空気の定常状態の変化を検知する
エアーセンサと、上記エアーセンサからの入力によって
作動する報知手段とを有して構成された表裏確認装置を
備えたことを特徴とするものである。

【００４２】このような表裏確認装置を備えたプロジェ
クション溶接機によれば、万一プロジェクションナット
が表裏逆向きで基材上に配置された場合には、プロジェ
クションナットの突起部に電極が当接するので、電極と
プロジェクションナットとの間に空隙が形成され、電極
に設けられた前記空気通路が外部に導通し、このために
空気通路に供給される空気が外部に漏洩して空気通路内
の空気圧力あるいは空気流量等の定常状態が変化する。
この定常状態の変化は、前記エアーセンサにより検知さ
れ、エアーセンサが前記報知手段を作動させてプロジェ
クション溶接の実行を中止可能とする。

【００４３】したがって、プロジェクションナットが表
裏逆向きで基材に溶接されることを確実に防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたプロジェクション溶接機の
外観図。

【図２】本発明の一実施例を示すもので、上部電極と下
部電極の縦断面および表裏確認装置の構成を示す図。

【図３】プロジェクションナットが基材に溶着された状
態を示す縦断面図。

【図４】プロジェクションナットが表裏逆向きで基材上
に配置された場合を示す縦断面図。

【図５】従来の技術を示す図で、（Ａ）はプロジェクシ
ョンナットと基材の斜視図、（Ｂ）はプロジェクション
ナットが基材上に配置されて電極間に挟持され、加圧さ
れた状態を示す縦断面図、（Ｃ）はプロジェクションナ
ットが基材に溶着された状態を示す縦断面図。

【符号の説明】

１ プロジェクション溶接機 ９ 上部電極 １０ 下部電極 １４ 表裏確認装置 １５ ロケットピン １９ エアー源 ２１ 空気通路 ２２ エアーセンサ ２３ 報知手段 ２５ エアーホース １００ プロジェクションナット １００ａ プロジェクションナットの非溶接面 １０１ プロジェクションナットの突起部 １０２ 基材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基材とプロジェクションナットとを挟持
   して両者を加圧する２個一対の電極を備え、上記電極間
   に大電流を通電することにより、上記プロジェクション
   ナットに設けられた突起部を溶解させて上記基材にプロ
   ジェクションナットを溶着させるプロジェクション溶接
   機において、プロジェクションナットに当接する側の電
   極の端面を、プロジェクションナットの非溶接面に密着
   するように形成し、この電極端面に穿設されてプロジェ
   クションナットとの当接によって閉塞される空気通路
   と、この空気通路に空気を供給するエアー源と、基材と
   プロジェクションナットとが加圧された際に空気通路に
   供給される空気の定常状態の変化を検知するエアーセン
   サと、上記エアーセンサからの入力によって作動する報
   知手段とを有して構成された表裏確認装置を備えたこと
   を特徴とするプロジェクション溶接機。