特開 2022-111624 冷却水落下防止システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022111624

(43)【公開日】2022-08-01

(54)【発明の名称】冷却水落下防止システム

(51)【国際特許分類】

   B23K 11/36 20060101AFI20220725BHJP

【ＦＩ】

B23K11/36 310

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021007179

(22)【出願日】2021-01-20

(71)【出願人】

【識別番号】591260948

【氏名又は名称】株式会社キョクトー

(74)【代理人】

【識別番号】100121728

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 勝守

(74)【代理人】

【識別番号】100170900

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 渉

(72)【発明者】

【氏名】草野 寛和

(57)【要約】      （修正有）

【課題】設備の規模や種類に影響を受けずに電極の交換作業時における溶接ガン先端からの冷却水の落下を確実に防ぐことができるスポット溶接機用の冷却水落下防止システムを提供する。
【解決手段】冷却水落下防止システム１は、冷却水供給配管１５に第１ストップバルブ２が設けられ、冷却水排出配管１６に第２ストップバルブ３が設けられる。冷却水供給配管１５の第１ストップバルブ２よりも溶接ガン１１側には、第１配管４の一端が接続される。冷却水排出配管１６の第２ストップバルブ３よりも溶接ガン１１側には、第２配管５の一端が接続される。冷却水排出配管１６の第２ストップバルブ３よりも溶接ガン１１から遠い側には、ドレン配管６の一端が接続される。第１配管４、第２配管５及びドレン配管６の各他端はポンプユニット７に接続され、ポンプユニット７は、第１配管４及び第２配管５から吸い上げる冷却水をドレン配管６へと排出する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

スポット溶接機の溶接ガン先端に装着された電極の内部に冷却水供給通路及び冷却水排出通路を介して循環させる冷却水が前記溶接ガンの先端から前記電極を取り外した際に落下するのを防止する冷却水落下防止システムであって、
前記冷却水供給通路の中途部に設けられ、前記電極内部への冷却水の供給を停止可能な第１ストップバルブと、
前記冷却水排出通路の中途部に設けられ、前記電極内部からの冷却水の排出を停止可能な第２ストップバルブと、
一端が前記冷却水供給通路の前記第１ストップバルブよりも前記溶接ガン側に接続された第１配管と、
一端が前記冷却水排出通路の前記第２ストップバルブよりも前記溶接ガン側に接続された第２配管と、
一端が前記冷却水排出通路の前記第２ストップバルブよりも前記溶接ガンから遠い側に接続されたドレン配管と、
前記第１配管、第２配管及びドレン配管の各他端が接続され、前記第１及び第２配管から吸い上げる冷却水を前記ドレン配管へと排出可能なポンプユニットとを備えていることを特徴とする冷却水落下防止システム。

【請求項2】

請求項１に記載の冷却水落下防止システムにおいて、
前記ポンプユニットは、前記第１配管及びドレン配管の他端同士を繋ぐ第１接続管と、前記第２配管及びドレン配管の他端同士を繋ぐ第２接続管と、前記第１接続管の中途部に連続して設けられ、当該第１接続管において前記第１配管側から前記ドレン配管側にのみ冷却水を通過させる一対の第１逆止弁と、前記第２接続管の中途部に連続して設けられ、当該第２接続管において前記第２配管側から前記ドレン配管側にのみ冷却水を通過させる一対の第２逆止弁と、一端にガイド孔を有する筒体と、該筒体の内部を筒中心線方向一側の第１空間と他側の第２空間とに仕切る仕切板と、前記ガイド孔にスライド可能に嵌挿され、一端が前記仕切板に接続されたガイド棒と、該ガイド棒の他端に接続され、且つ、当該ガイド棒をスライドさせる流体圧シリンダと、一端が前記第１空間に接続される一方、他端が前記第１接続管の両第１逆止弁の間に接続された第１吸込吐出用管と、一端が前記第２空間に接続される一方、他端が前記第２接続管の両第２逆止弁の間に接続された第２吸込吐出用管とを備えていることを特徴とする冷却水落下防止システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スポット溶接機の溶接ガン先端に装着された電極の交換作業時において電極を溶接ガンの先端から取り外した際、電極冷却用の冷却水が溶接ガンの先端から落下しないようにする冷却水落下防止システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、スポット溶接機における溶接ガンの先端に装着された電極は、所定の時期に交換作業が行われる。この電極の交換作業は、冷却水通路に設けられたストップバルブを閉めて冷却水の循環を止めた後、溶接ガンの先端に取り付けられた使用済みの電極を取り外すとともに、新たな電極を溶接ガンの先端に取り付けることにより終了するが、使用済みの電極を溶接ガンの先端から取り外した際に、冷却水通路の一部に溜まる冷却水が溶接ガン先端の開口部分から落下して作業員の身体や他の設備などを濡らしてしまうという問題があった。

【0003】

これに対応するために、例えば、特許文献１に開示されている冷却水落下防止装置は、一端開口が冷却水通路に接続される一方、他端中央にガイド孔を有する筒体と、筒体における筒中心線と直交する方向に並設された一対の流体圧シリンダとを備えている。筒体の内部には、筒体の内部を冷却水通路側空間とガイド孔側空間とに仕切る仕切板と、ガイド孔にスライド可能に嵌挿され、一端が仕切板に接続されたガイド棒とが配設され、ガイド棒の他端と流体圧シリンダのピストンロッドとが連結ブラケットで繋がっている。そして、電極を溶接ガンの先端から取り外した際、冷却水通路に設けられたストップバルブにて冷却ユニットによる冷却水の循環を止めるとともに、流体圧シリンダにおけるピストンロッドを伸長させて筒体の内部における冷却水通路側の空間を負圧にすることにより、冷却水通路側の空間に冷却水通路の冷却水を吸い込んで溶接ガン先端の開口部分から冷却水を落下させないようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０２０／０８７９５９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１の如き冷却水落下防止装置は、筒体内部の空間に予め決められた量以上に冷却水を吸い込むことができず、例えば、溶接ガンの種類が変更になって大型化するような場合、冷却水通路におけるストップバルブよりも溶接ガン側に位置する全ての冷却水を筒体内部に吸い込むことができずに冷却水を溶接ガンの先端から落下させてしまうおそれがあった。

【0006】

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、設備の規模や種類に影響を受けずに電極の交換作業時における溶接ガン先端からの冷却水の落下を確実に防ぐことができるスポット溶接機用の冷却水落下防止システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するために、本発明は、電極を交換する際、ポンプユニットを用いて冷却水通路から繰り返し冷却水を吸い上げるようにしたことを特徴とする。

【0008】

具体的には、スポット溶接機の溶接ガン先端に装着された電極の内部に冷却水供給通路及び冷却水排出通路を介して循環させる冷却水が前記溶接ガンの先端から前記電極を取り外した際に落下するのを防止する冷却水落下防止システムにおいて、次のような解決手段を講じた。

【0009】

すなわち、第１の発明では、前記冷却水供給通路の中途部に設けられ、前記電極内部への冷却水の供給を停止可能な第１ストップバルブと、前記冷却水排出通路の中途部に設けられ、前記電極内部からの冷却水の排出を停止可能な第２ストップバルブと、一端が前記冷却水供給通路の前記第１ストップバルブよりも前記溶接ガン側に接続された第１配管と、一端が前記冷却水排出通路の前記第２ストップバルブよりも前記溶接ガン側に接続された第２配管と、一端が前記冷却水排出通路の前記第２ストップバルブよりも前記溶接ガンから遠い側に接続されたドレン配管と、前記第１配管、第２配管及びドレン配管の各他端が接続され、前記第１及び第２配管から吸い上げる冷却水を前記ドレン配管へと排出可能なポンプユニットとを備えていることを特徴とする。

【0010】

第２の発明では、第１の発明において、前記ポンプユニットは、前記第１配管及びドレン配管の他端同士を繋ぐ第１接続管と、前記第２配管及びドレン配管の他端同士を繋ぐ第２接続管と、前記第１接続管の中途部に連続して設けられ、当該第１接続管において前記第１配管側から前記ドレン配管側にのみ冷却水を通過させる一対の第１逆止弁と、前記第２接続管の中途部に連続して設けられ、当該第２接続管において前記第２配管側から前記ドレン配管側にのみ冷却水を通過させる一対の第２逆止弁と、一端にガイド孔を有する筒体と、該筒体の内部を筒中心線方向一側の第１空間と他側の第２空間とに仕切る仕切板と、前記ガイド孔にスライド可能に嵌挿され、一端が前記仕切板に接続されたガイド棒と、該ガイド棒の他端に接続され、且つ、当該ガイド棒をスライドさせる流体圧シリンダと、一端が前記第１空間に接続される一方、他端が前記第１接続管の両第１逆止弁の間に接続された第１吸込吐出用管と、一端が前記第２空間に接続される一方、他端が前記第２接続管の両第２逆止弁の間に接続された第２吸込吐出用管とを備えていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

第１の発明では、電極の交換作業を行う際、第１及び第２ストップバルブにより電極内部の冷却水の循環を停止させた後、ポンプユニットを起動させると、冷却水供給通路における第１ストップバルブよりも溶接ガン側に溜まる冷却水が第１配管を介してポンプユニットに吸い上げられるとともに、冷却水排出通路における第２ストップバルブよりも溶接ガン側に溜まる冷却水が第２配管を介してポンプユニットに吸い上げられるようになる。そして、ポンプユニットにて吸い上げられる冷却水は、ドレン配管を介して順次冷却水排出通路における第２ストップバルブよりも溶接ガンから遠い側に戻されるので、冷却水排出通路に戻された冷却水は、第２ストップバルブによって溶接ガンに向かっては移動せずにそのまま排出されるようになる。このように、電極を溶接ガンの先端から取り外す際に、溶接ガンの種類や大きさに関係無く、冷却水供給通路における第１ストップバルブよりも溶接ガン側の全領域に溜まる冷却水の全てと、冷却水排出通路における第２ストップバルブよりも溶接ガン側の全領域に溜まる冷却水の全てとを取り除くことができるので、設備の規模や種類に影響を受けずに電極の交換作業時における溶接ガン先端からの冷却水の落下を確実に防ぐことができる。

【0012】

第２の発明では、第２空間に冷却水が溜まる状態において流体圧シリンダを作動させてガイド棒を一方側にスライドさせることにより第１空間が広くなるように仕切板を移動させると、２つの第１逆止弁によって冷却水供給通路における第１ストップバルブよりも溶接ガン側の冷却水が第１空間に第１配管、第１接続管及び第１吸込吐出用管を介して吸い込まれる一方、２つの第２逆止弁によって第２空間に溜まる冷却水が第２吸込吐出用管、第２接続管及びドレン配管を介して冷却水排出通路における第２ストップバルブよりも溶接ガンから遠い側に排出されるようになる。一方、第１空間に冷却水が溜まる状態において流体圧シリンダを作動させてガイド棒を他方側にスライドさせることにより第２空間が広くなるように仕切板を移動させると、２つの第２逆止弁によって冷却水排出通路における第２ストップバルブよりも溶接ガン側の冷却水が第２空間に第２配管、第２接続管及び第２吸込吐出用管を介して吸い込まれる一方、２つの第１逆止弁によって第１空間に溜まる冷却水が第１吸込吐出用管、第１接続管及びドレン配管を介して冷却水排出通路における第２ストップバルブよりも溶接ガンから遠い側に排出されるようになる。このように、１つの筒体の内部の仕切板の位置を往復させることにより、冷却水供給通路及び冷却水排出通路の冷却水を交互に吸い上げるとともに、吸い上げた冷却水を冷却水排出通路に戻すことができるようになるので、効率の良い安価なシステムにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係る冷却水落下防止システムの概略構成図である。

【図2】本発明の実施形態に係るポンプユニットの概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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。

【0015】

図１は、本発明の実施形態に係る冷却水落下防止システム１が接続されたスポット溶接機１０を示す。該スポット溶接機１０は、例えば、自動車の生産ラインで複数のプレス部品（図示せず）をスポット溶接で組み立てるのに用いられるものであり、正面視で略Ｃ字状をなす溶接ガン１１を備えている。

【0016】

該溶接ガン１１の先端には、細棒状をなす一対のシャンク１１ａが互いに対向するように設けられ、一方のシャンク１１ａ側部分が他方のシャンク１１ａに対して接近離間可能になっている。

【0017】

各シャンク１１ａの先端には、正面視で略釣鐘状をなす電極１２が着脱可能に取り付けられ、両電極１２間に溶接対象物（図示せず）を配置した状態において、溶接ガン１１における一方のシャンク１１ａ側部分を他方のシャンク１１ａに対して接近させて両電極１２で溶接対象物を挟み込んで加圧した後、両電極１２間に電流を流すことにより溶接対象物にスポット溶接を施すようになっている。

【0018】

溶接ガン１１には、前記両電極１２を冷却する冷却ユニット１３が接続されている。

【0019】

該冷却ユニット１３は、冷却水を循環させるポンプ１４ａ及び冷却水を貯留するタンク１４ｂを有するユニット本体１４と、該ユニット本体１４から各電極１２にまで延びる冷却水供給配管１５（冷却水供給通路）と、各電極１２からユニット本体１４にまで延びる冷却水排出配管１６（冷却水排出通路）とを備え、ポンプ１４ａを作動させることによりタンク１４ｂの冷却水を冷却水供給配管１５及び冷却水排出配管１６を介して各電極１２の内部に循環させて当該各電極１２を冷却するようになっている。

【0020】

冷却水落下防止システム１は、冷却水供給配管１５の中途部に設けられた第１ストップバルブ２と、冷却水排出配管１６の中途部に設けられた第２ストップバルブ３とを備え、第１ストップバルブ２は、電極１２内部への冷却水の供給を停止可能である一方、第２ストップバルブ３は、電極１２からの冷却水の排出を停止可能になっている。

【0021】

冷却水供給配管１５における第１ストップバルブ２よりも溶接ガン１１側には、第１配管４の一端が接続されている。

【0022】

一方、冷却水排出配管１６における第２ストップバルブ３よりも溶接ガン１１側には、第２配管５の一端が接続され、冷却水排出配管１６における第２ストップバルブ３よりも溶接ガン１１から遠い側には、ドレン配管６の一端が接続されている。

【0023】

第１配管４、第２配管５及びドレン配管６の他端には、ポンプユニット７が接続されている。

【0024】

該ポンプユニット７は、ボックス形状をなす本体ケース７０を備え、該本体ケース７０の内部には、図２に示すように、第１配管４の他端とドレン配管６の他端とを繋ぐ第１接続管７１と、第２配管５の他端とドレン配管６の他端とを繋ぐ第２接続管７２とが配策されている。

【0025】

第１接続管７１の中途部には、当該第１接続管７１において第１配管４側からドレン配管６側にのみ冷却水を通過させる一対の第１逆止弁７３が冷却水の通過方向に連続して設けられている。

【0026】

第２接続管７２の中途部には、当該第２接続管７２において第２配管５側からドレン配管６側にのみ冷却水を通過させる一対の第２逆止弁７４が冷却水の通過方向に連続して設けられている。

【0027】

また、本体ケース７０の内部には、一端にガイド孔７５ａを有する筒体７５と、該筒体７５の内部を筒中心線方向一側の第１空間Ｓ１と他側の第２空間Ｓ２とに仕切る仕切板７６と、ガイド孔７５ａにスライド可能に嵌挿されたガイド棒７７とを備え、該ガイド棒７７の一端は、仕切板７６に接続されている。

【0028】

筒体７５における筒中心線方向他側には、複動式のエアシリンダ７８が配設され、該エアシリンダ７８は、ソレノイドバルブ７９を介してエア供給源に接続されている。

【0029】

エアシリンダ７８のピストンロッド７８ａは、筒体７５の筒中心線上に位置するとともにガイド棒７７の他端に接続されており、伸縮動作によって仕切板７６とガイド棒７７とを筒体７５の筒中心線に沿ってスライドさせるようになっている。

【0030】

第１接続管７１と筒体７５との間には、一端が第１空間Ｓ１に接続される一方、他端が第１接続管７１における両第１逆止弁７３の間に接続された第１吸込吐出用管７ａが配策され、第２接続管７２と筒体７５との間には、一端が第２空間Ｓ２に接続される一方、他端が第２接続管７２における両第２逆止弁７４の間に接続された第２吸込吐出用管７ｂが配策されている。

【0031】

次に、本発明の実施形態にかかる冷却水落下防止システム１の動作について詳述する。

【0032】

上述の溶接ガン１１において電極１２の交換作業を行う際、冷却水落下防止システム１を起動させると、図示しない制御部が第１ストップバルブ２及び第２ストップバルブ３を起動させて電極１２内部の冷却水の循環を停止させた後、ポンプユニット７を起動させてエアシリンダ７８を作動させる。エアシリンダ７８のピストンロッド７８ａが伸長すると、一方側にスライドするガイド棒７７と共に仕切板７６が移動して第１空間Ｓ１を広げる一方、第２空間Ｓ２を狭くする。すると、２つの第１逆止弁７３によって冷却水供給配管１５における第１ストップバルブ２よりも溶接ガン１１側の冷却水が第１空間Ｓ１に第１配管４、第１接続管７１及び第１吸込吐出用管７ａを介して吸い込まれる。

【0033】

次に、第１空間Ｓ１に冷却水が溜まる状態において、エアシリンダ７８のピストンロッド７８ａが収縮すると、他方側にスライドするガイド棒７７と共に仕切板７６が移動して第２空間Ｓ２を広げる一方、第１空間Ｓ１を狭くする。すると、２つの第２逆止弁７４によって冷却水排出配管１６における第２ストップバルブ３よりも溶接ガン１１側の冷却水が第２空間Ｓ２に第２配管５、第２接続管７２及び第２吸込吐出用管７ｂを介して吸い込まれる一方、２つの第１逆止弁７３によって第１空間Ｓ１に溜まる冷却水が第１吸込吐出用管７ａ、第１接続管７１及びドレン配管６を介して冷却水排出配管１６における第２ストップバルブ３よりも溶接ガン１１から遠い側に排出される。

【0034】

さらに、第２空間Ｓ２に冷却水が溜まる状態において、エアシリンダ７８のピストンロッド７８ａが伸長すると、一方側にスライドするガイド棒７７と共に仕切板７６が移動して第１空間Ｓ１を広げる一方、第２空間Ｓ２を狭くする。すると、２つの第１逆止弁７３によって冷却水供給配管１５における第１ストップバルブ２よりも溶接ガン１１側の冷却水が第１空間Ｓ１に第１配管４、第１接続管７１及び第１吸込吐出用管７ａを介して吸い込まれる一方、２つの第２逆止弁７４によって第２空間Ｓ２に溜まる冷却水が第２吸込吐出用管７ｂ、第２接続管７２及びドレン配管６を介して冷却水排出配管１６における第２ストップバルブ３よりも溶接ガン１１から遠い側に排出される。

【0035】

このように、ポンプユニット７は、第１配管４及び第２配管５から吸い上げる冷却水をドレン配管６へと排出可能になっている。

【0036】

以上より、本発明の実施形態における冷却水落下防止システム１は、冷却水供給配管１５における第１ストップバルブ２よりも溶接ガン１１側に溜まる冷却水が第１配管４を介してポンプユニット７に吸い上げられるとともに、冷却水排出配管１６における第２ストップバルブ３よりも溶接ガン１１側に溜まる冷却水が第２配管５を介してポンプユニット７に吸い上げられるようになる。そして、ポンプユニット７にて吸い上げられる冷却水は、ドレン配管６を介して順次冷却水排出配管１６における第２ストップバルブ３よりも溶接ガン１１から遠い側に戻されるので、冷却水排出配管１６に戻された冷却水は、第２ストップバルブ３によって溶接ガン１１に向かっては移動せずにそのまま排出されるようになる。したがって、電極１２を溶接ガン１１の先端から取り外す際に、溶接ガン１１の種類や大きさに関係無く、冷却水供給配管１５における第１ストップバルブ２よりも溶接ガン１１側の全領域に溜まる冷却水の全てと、冷却水排出配管１６における第２ストップバルブ３よりも溶接ガン１１側の全領域に溜まる冷却水の全てとを取り除くことができるので、設備の規模や種類に影響を受けずに電極１２の交換作業時における溶接ガン１１先端からの冷却水の落下を確実に防ぐことができる。また、１つの筒体７５の内部の仕切板７６の位置を往復させることにより、冷却水供給配管１５及び冷却水排出配管１６の冷却水を交互に吸い上げるとともに、吸い上げた冷却水を冷却水排出配管１６に戻すことができるようになるので、効率の良い安価なシステムにすることができる。

【0037】

尚、本発明の実施形態では、筒体７５内部の仕切板７６を往復移動させながら冷却水を吸い上げるポンプユニット７を用いて冷却水供給配管１５及び冷却水排出配管１６の冷却水を吸い上げているが、第１配管４及び第２配管５から冷却水を吸い上げてドレン配管６に冷却水を排出できるのであれば、その他の種類のポンプユニットを用いてもよい。

【0038】

また、本発明の実施形態では、ポンプユニット７を起動させる流体圧シリンダとしてエアシリンダ７８を用いているが、その他の種類の流体圧シリンダであってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0039】

本発明は、スポット溶接機に接続され、電極の交換作業時において電極を溶接ガンの先端から取り外した際、電極冷却用の冷却水が溶接ガンの先端から落下しないようにする冷却水落下防止システムに適している。

【符号の説明】

【0040】

１ 冷却水落下防止システム
２ 第１ストップバルブ
３ 第２ストップバルブ
４ 第１配管
５ 第２配管
６ ドレン配管
７ ポンプユニット
７ａ 第１吸込吐出用管
７ｂ 第２吸込吐出用管
１０ スポット溶接機
１１ 溶接ガン
１１ａ シャンク
１２ 電極
１５ 冷却水供給配管（冷却水供給通路）
１６ 冷却水排出配管（冷却水排出通路）
７１ 第１接続管
７２ 第２接続管
７３ 第１逆止弁
７４ 第２逆止弁
７５ 筒体
７５ａ ガイド孔
７６ 仕切板
７７ ガイド棒
７８ エアシリンダ（流体圧シリンダ）
Ｓ１ 第１空間
Ｓ２ 第２空間

【図1】

【図2】