特許 7185891 プロジェクション溶接装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-30

(45)【発行日】2022-12-08

(54)【発明の名称】プロジェクション溶接装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 11/14 20060101AFI20221201BHJP

【ＦＩ】

B23K11/14 310

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2017234686

(22)【出願日】2017-12-06

(65)【公開番号】P2019098385

(43)【公開日】2019-06-24

【審査請求日】2020-10-09

(73)【特許権者】

【識別番号】590000721

【氏名又は名称】株式会社キーレックス

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】古田 猛志

(72)【発明者】

【氏名】宮本 芳昭

【審査官】黒石 孝志

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５４－０３８１３２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１２－１８７６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６０－０３４３８７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５２－０８４５１７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００８－２６００５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２５９８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－３１４１５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－２９５１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平８－１９７２６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ １１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶接装置本体に設けられた上部電極と下部電極との間に、ワークとプロジェクションナットとを挟んだ状態で、通電によるプロジェクション溶接によって、上記ワークと上記プロジェクションナットとを接合するプロジェクション溶接装置であって、
上記下部電極を保持する、筒状をなす下部電極ホルダと、
上記下部電極ホルダの筒内に設けられ、上記ワークと上記プロジェクションナットとの位置決めをする昇降可能なガイドピンとを備え、
上記ガイドピンは、上記下部電極ホルダの筒軸方向に延びかつ該下部電極ホルダの筒内に配置されるロッド部と、該ロッド部における該ロッド部の軸方向の上側の端部に設けられかつ上記プロジェクションナットを受けるナット受け部とを有し、少なくとも上記ナット受け部が上記ワークに形成された孔部を貫通した状態で上記プロジェクションナットを受けるものであり、
上記ナット受け部は、内径の異なる複数種類のプロジェクションナットを受け取り可能なように、上記軸方向の上側から下側に向かって段形状をなしており、
上記ロッド部の最大径は、上記下部電極ホルダの内径よりも小さく、
上記ロッド部は、該ロッド部の径方向内側に向かって窪んだ窪み部を有し、
上記ガイドピンは、上記下部電極ホルダの径方向に付勢されかつ上記下部電極ホルダの筒内に配置された爪部が上記窪み部と係合することで上記下部電極ホルダに保持されているとともに、上記下部電極ホルダに対して上側に引っ張られたときには、上記爪部と上記窪み部との係合が解除されて該下部電極ホルダから抜き出されることを特徴とするプロジェクション溶接装置。

【請求項2】

請求項１に記載のプロジェクション溶接装置において、
上記ナット受け部は、上記ロッド部の最大径よりも径が小さくかつそれぞれ径の異なる複数の円柱体が、上記軸方向の上側ほど径の小さい円柱体が位置するように配設されており、各円柱体で、各円柱体の径に対応した内径の上記プロジェクションナットを受け取り可能に構成されていることを特徴とするプロジェクション溶接装置。

【請求項3】

請求項２に記載のプロジェクション溶接装置において、
上記ナット受け部を構成する上記各円柱体の上側の稜部は、アール形状に加工されていることを特徴とするプロジェクション溶接装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１つに記載のプロジェクション溶接装置において、
上記溶接装置は、上記ワークに対して、上記プロジェクションナットに加えてプロジェクションボルトを上記ワークに対して接合可能に構成されており、
上記ガイドピンは、上記ナット受け部に加えて、上記プロジェクションボルトを受けるボルト受け部を更に有し、上記ワークと上記プロジェクションボルトとを位置決め可能に構成されており、
上記ボルト受け部は、上記ナット受け部の最も上端部分から上記軸方向の上側に突出した突起により構成されていることを特徴とするプロジェクション溶接装置。

【請求項5】

請求項４に記載のプロジェクション溶接装置において、
上記下部電極は、上記下部電極ホルダの上記筒軸方向における上側の端部に設けられかつプロジェクション溶接時に上記ワークと当接する電極チップを有し、
上記ガイドピンの上記ナット受け部及び上記ボルト受け部の全体は、該ガイドピンに下向きの力が加えられていない無負荷状態では、上記電極チップを貫通して、該電極チップよりも上側に位置しており、
上記ガイドピンの上記ロッド部の最大径よりも小さい上記孔部を有する上記ワークに対して、当該孔部の周囲に上記プロジェクションナット又は上記プロジェクションボルトを接合させるときには、上記ワーク及び上記プロジェクションナット若しくは上記プロジェクションボルトごと、上記ガイドピンが上記筒軸方向の下側に押し下げられることで、上記電極チップと上記ワークとが当接することを特徴とするプロジェクション溶接装置。

【請求項6】

請求項５に記載のプロジェクション溶接装置において、
上記溶接装置本体は、上記上部電極を昇降させる上部電極昇降手段をさらに備え、
上記上部電極昇降手段は、プロジェクション溶接時には、上記上部電極と上記プロジェクションナット又は上記プロジェクションボルトとを当接させた状態で、該プロジェクションナット又は該プロジェクションボルトを上記ワークに当接させるべく、上記上部電極を上記下部電極に向かって移動させるように構成されており、
上記ガイドピンの上記ロッド部の最大径よりも小さい上記孔部を有する上記ワークに対して、当該孔部の周囲に上記プロジェクションナット又は上記プロジェクションボルトを接合させるときには、上記上部電極昇降手段によって上記上部電極が上記下部電極に向かって移動されることによって、上記ガイドピンが上記筒軸方向の下側に押し下げられて、上記電極チップと上記ワークとが当接することを特徴とするプロジェクション溶接装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１つに記載のプロジェクション溶接装置において、
上記溶接装置本体は、変位可能なアームを有するロボットの該アームに保持されていることを特徴とするプロジェクション溶接装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プロジェクション溶接装置に関する技術分野に属する。

【背景技術】

【0002】

従来より、自動車の車体構成部材にウェルドナットを設けるときには、プロジェクション接合によって、ワークとしての車体構成部材にプロジェクションナットを接合させることで、ウェルドナットを形成している。

【0003】

例えば、特許文献１には、上部電極と下部電極とを備え、この上下電極間で鋼板とプロジェクションナットを溶接する抵抗溶接機（プロジェクション溶接装置）であって、抵抗溶接機に固定配置される筒状の電極ホルダを有し、この電極ホルダには前記鋼板およびプロジェクションナットを位置決めする昇降自在なガイドピンと、このガイドピンにロッドを介して連結され、ガイドピンを常時上向きに付勢する押し上げ部材とが内蔵されている抵抗溶接機が開示されている。

【0004】

また、特許文献１に記載の抵抗溶接機は、ガイドピンは、ロッド部とプロジェクションナットを受けるナット受け部を有している。ナット受け部は、断面半楕円形の突起で構成されており、ガイドピンでプロジェクションナットを溶接位置に案内するときには、ガイドピンのロッド部までワークの孔部を貫通した状態で、ナット受け部がプロジェクションナットを受けるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許６０６９６４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、通常、ウェルドナットには、目的毎に内径の異なるプロジェクションナットが用いられる。このため、１つの車体構成部材に対して、内径がそれぞれ異なる複数種類のプロジェクションナットを接合しなければならないことがある。この場合、プロジェクションナットが接合されるワークの孔部の径も、プロジェクションナットの内径に対応して変更されている。

【0007】

特許文献１に記載のプロジェクション溶接装置では、ガイドピンでプロジェクションナットを溶接位置に案内するときには、ガイドピンのロッド部までワークの孔部を貫通した状態で、ナット受け部がプロジェクションナットを受けるようになっているため、ワークの孔部の径がガイドピンのロッド部の径よりも小さい場合には適用できない。つまり、１つのガイドピンでは、特定の内径のプロジェクションナットしか案内できないようになっている。このため、異なる内径のプロジェクションナットを接合させる際には、ガイドピンを交換するか、又はプロジェクションナットの内径毎に複数のプロジェクション溶接装置を用意する必要があり、生産性の悪化を招くおそれがある。

【0008】

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、種々の内径のプロジェクションナットを１台のプロジェクション溶接装置で接合可能にして、生産性を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、第１の発明では、溶接装置本体に設けられた上部電極と下部電極との間に、ワークとプロジェクションナットとを挟んだ状態で、通電によるプロジェクション溶接によって、上記ワークと上記プロジェクションナットとを接合するプロジェクション溶接装置を対象として、上記下部電極に設けられ、筒状をなす電極ホルダと、上記下部電極ホルダの筒内に設けられ、上記ワークと上記プロジェクションナットとの位置決めをする昇降可能なガイドピンとを備え、上記ガイドピンは、上記下部電極ホルダの筒軸方向に延びかつ該下部電極ホルダの筒内に配置されるロッド部と、該ロッド部における該ロッド部の軸方向の上側の端部に設けられかつ上記プロジェクションナットを受けるナット受け部とを有し、少なくとも上記ナット受け部が上記ワークに形成された孔部を貫通した状態で上記プロジェクションナットを受けるものであり、上記ナット受け部は、内径の異なる複数種類のプロジェクションナットを受け取り可能なように、上記軸方向の上側から下側に向かって段形状をなしており、上記ロッド部の最大径は、上記下部電極ホルダの最大径よりも小さく、上記ロッド部は、該ロッド部の径方向内側に向かって窪んだ窪み部を有し、上記ガイドピンは、上記下部電極ホルダの径方向に付勢されかつ上記下部電極ホルダの筒内に配置された爪部が上記窪み部と係合することで上記下部電極ホルダに保持されているとともに、上記下部電極ホルダに対して上側に引っ張られたときには、上記爪部と上記窪み部との係合が解除されて該下部電極ホルダから抜き出されることを特徴とする。

【0010】

第２の発明では、上記ナット受け部は、上記ロッド部の最大径よりも径が小さくかつそれぞれ径の異なる複数の円柱体が、上記軸方向の上側ほど径の小さい円柱体が位置するように配設されており、各円柱体で、各円柱体の径に対応した内径の上記プロジェクションナットを受け取り可能に構成されていることを特徴とする。

【0011】

第３の発明では、第２の発明において、上記ナット受け部を構成する上記各円柱体の上側の稜部は、アール形状に加工されていることを特徴とする。

【0012】

第４の発明では、第１～第３の発明のいずれか１つに記載の発明において、上記溶接装置は、上記ワークに対して、上記プロジェクションナットに加えてプロジェクションボルトを上記ワークに対して接合可能に構成されており、上記ガイドピンは、上記ナット受け部に加えて、上記プロジェクションボルトを受けるボルト受け部を更に有し、上記ワークと上記プロジェクションボルトとを位置決め可能に構成されており、上記ボルト受け部は、上記ナット受け部の最も上端部分から上記軸方向の上側に突出した突起により構成されていることを特徴とする。

【0013】

第５の発明では、第４の発明において、上記下部電極は、上記下部電極ホルダの上記筒軸方向における上側の端部に設けられかつプロジェクション溶接時に上記ワークと当接する電極チップを有し、上記ガイドピンの上記ナット受け部及び上記ボルト受け部の全体は、該ガイドピンに下向きの力が加えられていない無負荷状態では、上記電極チップを貫通して、該電極チップよりも上側に位置しており、上記ガイドピンの上記ロッド部の最大径よりも小さい孔部を有する上記ワークに対して、当該孔部の周囲に上記プロジェクションナット又は上記プロジェクションボルトを接合させるときには、上記ワーク及び上記プロジェクションナット若しくは上記プロジェクションボルトごと、上記ガイドピンが上記筒軸方向の下側に押し下げられることで、上記電極チップと上記ワークとが当接することを特徴とする。

【0014】

第６の発明では、第５の発明において、上記溶接装置本体は、上記上部電極を昇降させる上部電極昇降手段をさらに備え、上記上部電極昇降手段は、プロジェクション溶接時には、上記上部電極と上記プロジェクションナット又は上記プロジェクションボルトとを当接させた状態で、該プロジェクションナット又は該プロジェクションボルトを上記ワークに当接させるべく、上記上部電極を上記下部電極に向かって移動させるように構成されており、上記ガイドピンの上記ロッド部の最大径よりも小さい孔部を有する上記ワークに対して、当該孔部の周囲に上記プロジェクションナット又は上記プロジェクションボルトを接合させるときには、上記上部電極昇降手段によって上記上部電極が上記下部電極に向かって移動されることによって、上記ガイドピンが上記筒軸方向の下側に押し下げられて、上記電極チップと上記ワークとが当接することを特徴とする。

【0015】

第７の発明では、第１～第６の発明のいずれか１つに記載の発明において、上記溶接装置本体は、変位可能なアームを有するロボットの該アームに保持されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

第１の発明によると、ナット受け部が、内径の異なる複数種類のプロジェクションナットを受け取り可能なように、ロッド部の軸方向の上側から下側に向かって段形状をなしているため、該段形状の各段で内径が異なる各種プロジェクションナットをそれぞれ受け取ることができる。これにより、ガイドピンを交換することなく、内径が異なる各種プロジェクションナットを適切に案内することができる。したがって、種々の内径のプロジェクションナットを１台のプロジェクション溶接装置で接合可能にして、生産性を向上させることができる。

【0017】

また、ナット受け部が段形状になっていることにより、ナット受け部がプロジェクションナットを受けた際に、該プロジェクションナットが斜めになることを出来る限り抑制することができる。これにより、プロジェクションナットの軸心とワークの孔部の中心とがずれることを出来る限り抑制することもできる。

【0018】

第２の発明によると、ワークの孔部の径がロッド部の径よりも小さい場合には、ナット受け部のみがワークの上記孔部を貫通することになる。ナット受け部は円柱体によって構成されているため、ナット受け部のみがワークの上記孔部を貫通したとしても、ワークに対するナット受け部の突出量をある程度大きくすることができる。これにより、ワークの上記孔部の径がロッド部の最大径よりも小さい場合であっても、プロジェクションナットを適切に案内することができる。また、ナット受け部は、それぞれ径の異なる複数の円柱体が、上側ほど径の小さい円柱体が位置するように配設されおり、各円柱体で、各円柱体の径に対応した内径のプロジェクションナットを受け取り可能に構成されているため、ガイドピンを交換することなく、内径が異なる各種プロジェクションナットを適切に案内することができる。したがって、種々の内径のプロジェクションナットを１台のプロジェクション溶接装置で接合可能にして、生産性をより向上させることができる。

【0019】

第４の発明によると、１台のプロジェクション溶接装置で、プロジェクションナットに加えて、プロジェクションボルトもワークに接合させることができるため、生産性をより向上させることができる。

【0020】

第５の発明によると、ガイドピンのナット受け部及びボルト受け部の全体が、該ガイドピンに下向きの力が加えられていない無負荷状態において、電極チップを貫通して、該電極チップよりも上側に位置しているため、ワークの孔部にガイドピンを貫通させることが容易になり、ワークの位置合わせが簡単になる。

【0021】

一方で、ワークの孔部の径がガイドピンのロッド部の最大径よりも小さい場合には、ナット受け部を構成する複数の円柱体のうち相対的に上側に位置する円柱体のみが上記孔部を貫通する。このため、ガイドピンのナット受け部及びボルト受け部の全体が、電極チップを貫通して、該電極チップよりも上側に位置している場合には、ナット受け部又はボルト受け部がワークの上記孔部を貫通した段階では、電極チップとワークとの間に隙間が形成される。そこで、ワーク及びプロジェクションナット若しくはプロジェクションボルトごと、ガイドピンを上記筒軸方向の下側に押し下げることで、ワークと電極チップとを当接させることができる。ガイドピンのナット受け部及びボルト受け部の全体が、電極チップを貫通して、該電極チップよりも上側に位置していたとしても、プロジェクション溶接を適切に行うことができる。

【0022】

第６の発明によると、上部電極昇降手段による上部電極の下側への移動を利用して、ワーク及びプロジェクションナット若しくはプロジェクションボルトごと、ガイドピンを上記筒軸方向の下側に押し下げることができるため、ワーク等を押し下げる機構が別途必要なくなり、装置本体の構成を簡単にすることができる。また、下部電極の電極チップとワークとが当接したときには、上部電極、プロジェクションナット又はプロジェクションボルト、ワーク、及び下部電極に通電可能な状態となるため、溶接のサイクルタイムを短くすることができ、生産性を一層向上させることができる。

【0023】

第７の発明によると、装置本体を移動させて、ワークとプロジェクションナット、又はワークとプロジェクションボルトとの位置決めを行うことができるため、プロジェクションナット及びプロジェクションボルトの接合箇所が複数ある場合に、各接合箇所での上記位置決めが容易になる。これにより、生産性をより一層向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の実施形態に係るプロジェクション溶接装置の構成を示す斜視図である。

【図2】プロジェクション溶接装置の上部電極及び下部電極の側面図である。

【図3】図２のIII-III線相当の断面図である。

【図4】ガイドピンの拡大図である。

【図5】ボルト供給装置のチャックの構成を示す断面図である。

【図6】プロジェクション溶接装置の制御系を示す概略図である。

【図7】プロジェクションナットをワークに接合させる場合であって、ワークが搬送された状態を示す図である。

【図8】図７の状態から、ガイドピンがワークの孔部に挿通した状態を示す図である。

【図9】図８の状態から、プロジェクションナットが供給された状態を示す図である。

【図10】図９の状態から、上部電極及び下部電極で、プロジェクションナットとワークとを挟んで、通電を開始した状態を示す図である。

【図11】別のプロジェクションナットをナット受け部で受けたときの図８相当図である。

【図12】プロジェクションボルトをワークに接合させる場合であって、ガイドピンがボルトを受けた状態を示す図である。

【図13】図１２の状態から上部電極がプロジェクションボルトを下側に押し込む状態を示す図である。

【図14】図１３の状態からプロジェクションボルトがワークに当接した状態を示す図である。

【図15】図１４の状態からボルト配送装置が退避して、通電を開始した状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

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。

【0026】

〈全体構成〉
図１は、本発明の実施形態に係るプロジェクション溶接装置１を概略的に示す。このプロジェクション溶接装置１は、ワークＷ（図７等参照）に対してプロジェクションナットＮ（図７～図１１参照）及びプロジェクションボルトＢ（図５及び図１２～図１５参照）を、プロジェクション溶接により接合するためのプロジェクション溶接装置である。

【0027】

図１に示すように、プロジェクション溶接装置１は、変位可能なアーム１１を有するロボット１０と、溶接装置本体２０と、プロジェクションナットＮを供給するためのナット供給装置３０と、プロジェクションボルトＢを供給するためのボルト供給装置４０と、ロボット１０、溶接装置本体２０、ナット供給装置３０、及びボルト供給装置４０を作動制御する制御装置１００（図６参照）と、を有している。

【0028】

ロボット１０は、互いに回動可能に連結された３つのアーム１１と、基台１２とを有する多関節の産業用ロボットである。３つのアーム１１は、基端が基台１２に接続された基台側アーム１１ａと、先端に溶接装置本体２０が保持された本体側アーム１１ｂと、基台側アーム１１ａの先端部と本体側アーム１１ｂの基端側とを連結する中間アーム１１ｃとで構成されている。基台１２は、工場の床面等に設置されており、これによりプロジェクション溶接装置１が工場の床面等に対して固定される。

【0029】

基台側アーム１１ａは、鉛直方向に延びる軸周りに回動可能に上記基台１２と接続されている。基台側アーム１１ａが上記軸周りに回動したときには、溶接装置本体２０ごと各アーム１１が水平方向に回動するようになっている。

【0030】

基台側アーム１１ａの先端部と中間アーム１１ｃの長手方向の一端部、及び、本体側アーム１１ｂの基端部と中間アーム１１ｃの上記長手方向の他端部とは、水平方向に延びる軸１３周りに回動可能にそれぞれ連結されている。溶接装置本体２０は、本体側アーム１１ｂ及び中間アーム１１ｃを上記軸１３周りに回動させることにより、鉛直方向の軸及び軸１３の両方に直交する方向に進退させることができる。

【0031】

尚、以下の説明では、軸１３の延びる方向を左右方向、鉛直方向の軸及び軸１３の両方に直交する方向を前後方向という。また、前後方向については、溶接装置本体２０が基台１２から離れる側を前側、溶接装置本体２０が基台１２に近づく側を後側という。

【0032】

溶接装置本体２０は、上部電極５０と、該上部電極５０を昇降させる上側シリンダ５１（上部電極昇降手段）と、下部電極６０とを有している。

【0033】

〈上部電極〉
上部電極５０は、図１に示すように、上側シリンダ５１ごと支持機構を介して、本体側アーム１１ｂの先端に保持されている。上記支持機構は、上側シリンダ５１を支持する上側支持部２２と、該上側支持部２２から下側に延びた後で前側に向かって延びる、側面視略Ｌ字状の下側支持部２３とを有している。下側支持部２３の先端部には、上記下部電極６０（厳密には後述する下部電極ホルダ６１）を挟持して保持する下側保持部２３ａが設けられている。

【0034】

上部電極５０は、図１及び図２に示すように、上部電極ホルダ５２の下側端部に保持されている。上部電極ホルダ５２の上端側の部分は、上側シリンダ５１内に臨んでいる。上部電極５０は、この上部電極ホルダ５２が上側シリンダ５１によって昇降されることによって、昇降されるようになっている。

【0035】

上側シリンダ５１は、流体圧シリンダであって、油圧や空気圧を利用して上部電極５０を昇降させる。図示は省略するが、上側シリンダ５１内には、上部電極５０を上側に向かって付勢するための付勢部材が配設されている。上側シリンダ５１内に流体が供給されていない状態では、上部電極５０は上記付勢部材の付勢力により上側に向かって移動（つまり上昇）された状態となる一方、上側シリンダ５１内に流体が供給されて、該流体による流体圧が上記付勢部材の付勢力に打ち勝つ力を発生させる流体圧になったときに、上部電極５０が下側に向かって移動（つまり下降）されるようになっている。

【0036】

〈下部電極〉
下部電極６０は、図３に示すように、下部電極ホルダ６１を有している。下部電極ホルダ６１は円筒状をなしており、筒軸方向が上下方向になるように延びている。下部電極ホルダ６１の筒内には後述するガイドピン８０が昇降可能に挿通されている。

【0037】

下部電極６０は、下部電極ホルダ６１の上側端部に載置された電極ソケット６２と、該電極ソケット６２に上側から覆い被さるように嵌着された電極チップ６３とを有している。電極ソケット６２及び電極チップ６３は共に、上記ガイドピン８０が挿通される貫通孔を有している。該貫通孔の中心は下部電極ホルダ６１の筒軸上に位置している。貫通孔の径は、下部電極ホルダ６１の内径と同等の径に設定されている。

【0038】

下部電極ホルダ６１は、図３に示すように、その下側端部がホルダベース６４に保持されている。このホルダベース６４の下側の部分には、上記ガイドピン８０を昇降させるための下側シリンダ６５が設けられている。この下側シリンダ６５はエアシリンダで構成されている。下側シリンダ６５には、該下側シリンダ６５内に空気を供給するためのエア供給通路６５ａが設けられている。

【0039】

また、図２及び図３に示すように、下部電極ホルダ６１の下側寄りでかつホルダベース６４よりも上側の部分には、プロジェクション溶接時に下部電極６０を冷却する冷却水を供給するための冷却水供給部６６と、下部電極６０を冷却した後の冷却水を排出するための冷却水排出部６７とが設けられている。冷却水供給部６６及び排出部６７は、ぞれぞれ、下部電極ホルダ６１の径方向の外側に向かって真っ直ぐ延びた後、該径方向の外側に向かって下側に傾斜して延びている。図示は省略しているが、冷却水供給部６６及び排出部６７には、ウォータポンプ等で構成された冷却水供給装置と接続されるホースが接続される。該冷却水供給装置から冷却水供給部６６を介して供給された冷却水は、下部電極ホルダ６１内を流れて、プロジェクション溶接中の下部電極６０を冷却した後、冷却水排出部６７を通って冷却水供給装置に流入するようになっている。

【0040】

下部電極ホルダ６１の筒内には、図３に示すように、ワークＷとプロジェクションナットＮ、及び、ワークＷとプロジェクションボルトＢとの位置決めをするための昇降可能なガイドピン８０と、該ガイドピン８０をつなぎネジ６８を介して保持するための爪部材６９と、上側端部につなぎネジ６８が締結されかつ下側端部が下側シリンダ６５のシリンダロッド６５ｂと接続された樹脂ロッド７０とが挿通されている。

【0041】

〈ガイドピン〉
ガイドピン８０は、図４に示すように、下部電極ホルダ６１の筒軸方向に延びるロッド部８１と、該ロッド部８１における該ロッド部８１の軸方向の上側の端部に設けられかつプロジェクションナットＮを受けるナット受け部８２と、該ナット受け部８２の上側に設けられかつプロジェクションボルトＢを受けるボルト受け部８３とを有している。

【0042】

ガイドピン８０のロッド部８１は、図３及び図４に示すように、下部電極ホルダ６１の内径よりも僅かに小さい径で上下に延びる大径部８１ａと、大径部８１ａから径方向の内側に窪んだ窪み部８１ｂ（特に図４参照）が形成された中間部８１ｃと、中間部８１ｃにおける最小径よりも大径でかつ大径部８１ａよりも小径でかつ上下方向に延びる小径部８１ｄと、小径部８１ｄの下端から下側に向かって縮径するように延びた縮径部８１ｅとを有している。図３及び図４に示すように、中間部８１ｃは大径部８１ａの下側に形成され、小径部８１ｄは中間部８１ｃの下側に形成されている。縮径部８１ｅの下端部は、つなぎネジ６８に載置されている。ロッド部８１の大径部８１ａ、中間部８１ｃ、小径部８１ｄ、及び縮径部８１ｅは同軸に形成されている。

【0043】

ガイドピン８０のナット受け部８２は、内径の異なる複数種類のプロジェクションナットＮを受け取り可能なように、ロッド部８１の軸方向の上側から下側に向かって段形状をなしている。具体的には、ナット受け部８２は、図３及び図４に示すように、ロッド部８１の最大径よりも径が小さくかつそれぞれ径の異なる複数の円柱体が、ロッド部８１の軸方向の上側ほど径の小さい円柱体が位置するように配設されて構成されている。より具体的には、図３及び図４に示すように、ナット受け部８２は、ロッド部８１の大径部８１ａよりも径が小さい円柱体で構成された第１ナット受け部８２ａと、該第１ナット受け部８２ａよりも径が小さい円柱体で構成された第２ナット受け部８２ｂとを有し、第２ナット受け部８２ｂが第１ナット受け部８２ａの上側に位置するように配設されて構成されている。さらに詳しくは、ロッド部８１の大径部８１ａの上端から、上記第１ナット受け部８２ａがロッド部８１の軸方向の上側に向かって延びており、該第１ナット受け部８２ａの上端から、上記第２ナット受け部８２ｂが上記軸方向の上側に向かって延びている。

【0044】

第１ナット受け部８２ａ及び第２ナット受け部８２ｂは、どちらもロッド部８１と同軸に形成されている。つまり、ロッド部８１、第１ナット受け部８２ａ、及び第２ナット受け部８２ｂは同軸になっている。

【0045】

第１ナット受け部８２ａの径及び第２ナット受け部８２ｂの径は、ワークＷに接合されるプロジェクションナットＮの内径に応じて設定される。例えば、ワークＷに接合させるプロジェクションナットＮとして、内径が７ｍｍ程度のナットと５ｍｍ程度のナットとがある場合には、第１ナット受け部８２ａの径は７ｍｍよりも小さい径（例えば６．８ｍｍ）に設定される一方、第２ナット受け部８２ｂの径は５ｍｍよりも小さい径（例えば４．８ｍｍ）に設定される。

【0046】

第１ナット受け部８２ａの高さ及び第２ナット受け部８２ｂの高さは、ワークＷに接合されるプロジェクションナットＮの高さに応じて設定されている。

【0047】

上記ボルト受け部８３は、図３及び図４に示すように、ナット受け部８２を構成する複数の円柱体のうち最も上側に位置する円柱体から、ロッド部８１の軸方向の上側に突出した突起により構成されている。より具体的には、ボルト受け部８３は、第２ナット受け部８２ｂの径方向の中心から上記軸方向の上側に向かって突出した円錐状又は円錐台状の突起で構成されている。

【0048】

ボルト受け部８３を構成する円錐又は円錐台の最大径（第２ナット受け部８２ｂとの結合部分の径）は、図３及び図４に示すように、第２ナット受け部８２ｂの径よりも小さい。

【0049】

ボルト受け部８３は、ナット受け部８２と同軸に構成されている。このため、ロッド部８１、ナット受け部８２（第１ナット受け部８２ａ及び第２ナット受け部８２ｂ）、及びボルト受け部８３は同軸になっている。

【0050】

ガイドピン８０は、図３に示すように、爪部材６９によって軸方向及び径方向に保持された状態で、つなぎネジ６８の上に設置されている。爪部材６９は、本実施形態では四つ爪で構成されている。爪部材６９は、つなぎネジ６８と係合したネジ側係合部６９ａと、ガイドピン８０の窪み部８１ｂとそれぞれ係合する４つの爪部６９ｂと、ネジ側係合部６９ａと各爪部６９ｂとを連結する連結部６９ｃとを有している。ネジ側係合部６９ａは、つなぎネジ６８の軸方向の一部を周方向に覆うような円筒状をなしている。４つの連結部６９ｃは、ネジ側係合部６９ａの周方向に等間隔に並んでおり、これにより、４つの爪部６９ｂも該周方向に等間隔に並んでいる。

【0051】

爪部材６９の連結部６９ｃはそれぞれ弾性部材によって構成されており、爪部６９ｂがガイドピン８０の窪み部８１ｂと係合した状態では、各連結部６９ｃは、その弾性力によって、各爪部６９ｂをガイドピン８０の径方向の内側に向かって、窪み部８１ｂに押し付けるようになっている。これにより、ガイドピン８０が軸方向及び径方向に保持される。つまり、ガイドピン８０は、爪部材６９の連結部６９ｃの弾性力によって軸方向及び径方向に保持される。

【0052】

上述のように、各爪部６９ｂをガイドピン８０の径方向の内側に向かって、窪み部８１ｂに押し付けることで、爪部材６９がガイドピン８０を保持するようになっているため、爪部材６９のガイドピン８０に対する保持力は、軸方向の保持力が径方向の保持力よりも弱くなる。このため、ガイドピン８０を下部電極ホルダ６１に対して上側に引っ張ったときには、ガイドピン８０は下部電極ホルダ６１から抜き出されるようになっている。これにより、ガイドピン８０を交換する必要が生じた場合には、ガイドピン８０を下部電極ホルダ６１から取り外すことができる。また、ガイドピン８０のロッド部８１の下側端部には、縮径部８１ｅが形成されているため、ガイドピン８０を容易に下部電極ホルダ６１に取り付けることもできる。よって、ガイドピン８０の交換を容易に行うことができる。

【0053】

図３に示すように、爪部材６９は、下部電極ホルダ６１の径方向において、該下部電極ホルダ６１の筒内に収まるようになっている。下側シリンダ６５によってガイドピン８０が昇降したときには、爪部材６９も、下部電極ホルダ６１の筒内や電極ソケット６２の貫通孔を通って昇降する。

【0054】

上記樹脂ロッド７０は、上述したように、上側端部につなぎネジ６８が締結されている。これにより、樹脂ロッド７０は、つなぎネジ６８及び爪部材６９を介して、ガイドピン８０を保持した状態となっている。

【0055】

また、上述したように、樹脂ロッド７０の下側端部はシリンダロッド６５ｂと接続されている。下側シリンダ６５に空気が供給されてシリンダロッド６５ｂが上昇したときには、樹脂ロッド７０も該シリンダロッド６５ｂと共に上昇する。そして、樹脂ロッド７０が上昇することで、樹脂ロッド７０に保持されたガイドピン８０が上昇する。一方で、下側シリンダ６５から空気が排出されてシリンダロッド６５ｂが下降したときには、樹脂ロッド７０も下降して、樹脂ロッド７０と共にガイドピン８０が下降する。

【0056】

樹脂ロッド７０の下側端は、図３に示すように、ガイドピン８０に下向きの力が加えられていない無負荷状態では、ホルダベース６４の底部から浮いた状態になっている。詳しくは、本実施形態では、下側シリンダ６５内には、常に一定量の空気が供給されるようになっており、この一定量の空気に基づく力によって、シリンダロッド６５ｂ及び樹脂ロッド７０が上側に上昇して、該樹脂ロッド７０がホルダベース６４の底部から浮いた状態となる。これにより、ガイドピン８０に下向きの力が加えられていない無負荷状態では、図３に示すように、ガイドピン８０のナット受け部８２及びボルト受け部８３の全体及びロッド部８１の一部は、電極チップ６３を貫通して、該電極チップ６３よりも上側に位置した状態となる。

【0057】

下側シリンダ６５には、樹脂ロッド７０の位置を検出するための位置センサ１０１（図６参照）が設けられている。

【0058】

〈ナット供給装置〉
ナット供給装置３０は、図１に示すように、ナットシューター３１とナットガイド装置３２とを備えている。ナットシューター３１は、ナット供給部３３とナット待機部３４とを有している。ナット供給部３３は、図示を省略するナット供給源とチューブなどの接続具によって接続されている。ナットガイド装置３２は、ガイド筒３５と、該ガイド筒３５内に挿入されたナット供給ロッド（図示省略）と、該ナット供給ロッドを進退可能に駆動するエアシリンダ（図示省略）とを有している。

【0059】

上記ナット供給源からナット供給部３３を介して送られたプロジェクションナットＮは、ナット待機部３４内で待機する。ナット待機部３４内にプロジェクションナットＮが待機した状態で、上記エアシリンダが駆動すると、上記ナット供給ロッドがナット待機部３４内に待機しているプロジェクションナットＮを保持して、上記ガイドピン８０に向かって進んでいく。その後、上記プロジェクションナットＮは、ガイドピン８０のナット受け部８２で受け止められる。このようにして、プロジェクションナットＮがナット供給装置３０からガイドピン８０の位置に供給される。

【0060】

プロジェクションナットＮには、図９及び図１１に示すように、ワークＷに対して溶接される溶接部Ｎ１が予め形成されており、プロジェクションナットＮは、該溶接部Ｎ１がワークＷ側に位置するように、ガイドピン８０の位置に供給される。

【0061】

本実施形態では、図１に示すように、ナット供給装置３０が２台設けられている。この２台のナット供給装置３０は、それぞれ異なる内径のプロジェクションナットＮを供給する。ナット供給装置３０自体の構成は、２台とも同じ構成である。上記ナット供給源で、プロジェクションナットを選別して、内径の異なる複数のプロジェクションナットから所望の内径のプロジェクションナットを供給することができるようになっているのであれば、ナット供給装置３０を１台にしてもよい。

【0062】

〈ボルト供給装置〉
ボルト供給装置４０は、図１に示すように、ボルトシューター４１とボルトガイド装置４２とを備えている。ボルトシューター４１は、図示を省略するボルト供給源とチューブなどの接続具によって接続されている。ボルトガイド装置４２は、プロジェクションボルトＢを保持するためのチャック４３と、チャック４３をガイドピン８０の位置まで案内するロッド４４ａが挿入されたガイド筒４４と、該ロッド４４ａを進退可能に駆動するエアシリンダ（図示省略）とを有している。

【0063】

上記チャック４３は、一対のチャックレバー４３ａが、それぞれ水平方向に接離可能に構成されている。詳細な図示は省略するが、各チャックレバー４３ａは、スプリングにより互いに近づく方向に付勢されており、各チャックレバー４３ａに負荷がかけられていない無負荷状態では、水平方向に当接した状態になっている。一方で、チャックレバー４３ａに、該チャックレバー４３ａ同士が離れる方向に、上記スプリングの付勢力に打ち勝つような力が加えられたときには、チャックレバー４３ａは互いに離れる方向に移動する。

【0064】

上記チャック４３の先端側（反ロッド４４ａ側）の部分には、図５に示すように、カップ状のボルト保持部４５が形成されている。ボルト保持部４５は、一対のチャックレバー４３ａが協働して構成されかつ上下方向に貫通する貫通孔４６を有している。ボルト保持部４５における貫通孔４６を構成する部分は、図５に示すように、下側に向かって縮径するように傾斜したテーパー部４５ａと、該テーパー部４５ａの下側端から上下方向に均一な径で延びるストレート部４５ｂと、ストレート部４５ｂの下端に設けられかつ該ストレート部４５ｂから内側に突出した内側突出部４５ｃとを有している。内側突出部４５ｃの貫通孔４６を形成する面は、下側に向かって傾斜したテーパー面４６ａになっている。

【0065】

本実施形態では、図５に示すように、プロジェクションボルトＢの先端部を内側突出部４５ｃで受けるようにしているため、プロジェクションボルトＢの軸長が異なる場合であっても、ボルト保持部４５でプロジェクションボルトＢを保持した状態では、該ボルト保持部４５内において、該プロジェクションボルトＢの先端部は、内側突出部４５ｃの位置に位置するようになる。

【0066】

ボルト供給装置４０では、ボルトシューター４１から供給されたプロジェクションボルトＢをチャック４３のボルト保持部４５で保持した後、上記エアシリンダが駆動されて、上記ロッドが上記ガイドピン８０に向かって進んでいく。その後、上記プロジェクションボルトＢは、チャック４３に保持されたまま、ガイドピン８０のボルト受け部８３で受け止められる。上述したように、本実施形態では、プロジェクションボルトＢの先端部は、内側突出部４５ｃの高さ位置に位置するようになっているため、プロジェクションボルトＢの軸長が異なる場合であっても、上記ロッドの進む角度等を変更させる必要がない。このため、プロジェクションボルトＢをガイドピン８０の位置に供給するための、ボルト供給装置４０の構成や制御を簡単にすることができる。

【0067】

プロジェクションボルトＢには、その先端部に頭部側に向かって凹んだ係合凹部Ｂ１が形成されており、図１２～図１５に示すように、ガイドピン８０のボルト受け部８３は、プロジェクションボルトＢの係合凹部Ｂ１と係合することで、該プロジェクションボルトＢを受け止める。また、プロジェクションボルトＢには、図１２～図１５に示すように、ワークＷに対して溶接される溶接部Ｂ２が予め形成されており、プロジェクションボルトＢが、ボルト保持部４５に保持された状態では、該溶接部Ｂ２がワークＷ側に位置するようになる。詳しくは後述するが、プロジェクションボルトＢは、ボルト受け部８３に受け止められた後、上部電極５０によって下側に押圧されることで、下側に向かって移動されて、ワークＷの孔部Ｈに挿通する。これにより、ワークＷとプロジェクションボルトＢの溶接部Ｂ２とが当接するようになっている。

【0068】

〈制御系〉
制御装置１００は、図６に示すように、ロボット１０に作動信号を出力して、溶接装置本体２０をワークＷの溶接箇所に移動させる。

【0069】

制御装置１００は、ナット供給装置３０に作動信号を出力して、ナットガイド装置３２のエアシリンダを駆動させて、プロジェクションナットＮをガイドピン８０の位置に供給する。

【0070】

制御装置１００は、ボルト供給装置４０に作動信号を出力して、上記ボルト供給源からプロジェクションボルトＢをボルトシューター４１に供給して、ボルトシューター４１からチャック４３のボルト保持部４５にプロジェクションボルトＢを供給する。制御装置１００は、ボルト供給装置４０に作動信号を出力して、ボルト保持部４５にプロジェクションボルトＢが保持された状態で、ボルトガイド装置４２のエアシリンダを駆動させて、プロジェクションボルトＢをガイドピン８０の位置に供給する。

【0071】

制御装置１００は、上側シリンダ５１に作動信号を出力して、上部電極５０を昇降させる。また、制御装置１００は、上部電極５０及び下部電極６０に作動信号を出力して、上部電極５０と下部電極６０との間で通電させる。

【0072】

制御装置１００は、位置センサ１０１の検出結果から樹脂ロッド７０の昇降量を算出する。制御装置１００は、位置センサ１０１から算出した樹脂ロッド７０の昇降量に基づいて、現在供給されているプロジェクションナットＮ又はプロジェクションボルトＢが、所望の規格のものであるか否かを判定する。

【0073】

〈プロジェクションナットの接合〉
次に、プロジェクション溶接装置１によって、ワークＷにプロジェクションナットＮを接合する際の動作について説明する。

【0074】

先ず、ワークＷにプロジェクションナットＮを接合する場合について説明する。以下の説明では、ワークＷに形成されている孔部Ｈの径が、ガイドピン８０のロッド部８１の最大径（ロッド部８１の大径部８１ａの径）よりも小さくかつ第１ナット受け部８２ａの径よりも大きく、プロジェクションナットＮの内径が、第１ナット受け部８２ａの径よりも小さくかつ第２ナット受け部８２ｂの径よりも大きい場合について説明する。ワークＷは、例えば鋼板で構成されており、図示を省略するワーク搬送装置によって搬送される。

【0075】

先ず、ワークＷが搬送されて、図７に示すように、ワークＷがガイドピン８０の上側に配置される。このとき、ワークＷの孔部Ｈとガイドピン８０との大まかな位置合わせが行われる。この位置合わせは、ロボット１０によって行うことができる。

【0076】

次に、ワークＷを下部電極６０に向かって移動させて、孔部Ｈにガイドピン８０を挿通させる。このとき、ワークＷに形成されている孔部Ｈの径が、ガイドピン８０のロッド部８１の最大径よりも小さくかつ第１ナット受け部８２ａの径よりも大きいため、図８に示すように、ガイドピン８０のロッド部８１は、上記孔部Ｈを貫通せずに、ガイドピン８０のナット受け部８２（第１及び第２ナット受け部８２ａ，８２ｂ）及びボルト受け部８３のみが上記孔部Ｈを貫通した状態となる。ナット受け部８２は、複数の円柱体によって構成されているため、ナット受け部８２及びボルト受け部８３のみが上記孔部Ｈを貫通した状態であっても、ワークＷに対するナット受け部８２の突出量をある程度大きくすることができる。このとき、ワークＷにおける孔部Ｈの周囲の部分は、図８に示すように、ロッド部８１の上側端に載置する。ワークＷにおける孔部Ｈの周囲の部分が、ロッド部８１の上側端に載置した状態となるため、図８に示すように、ガイドピン８０のナット受け部８２がワークＷの孔部Ｈを貫通した段階では、下部電極６０の電極チップ６３とワークＷの下側の面との間には隙間が形成される。

【0077】

次いで、ナット供給装置３０が作動されて、ガイドピン８０の位置にプロジェクションナットＮが供給される。このとき、プロジェクションナットＮは溶接部Ｎ１がワークＷ側を向くように供給される。この例では、図９に示すように、供給されるプロジェクションナットＮは、その内径が、第１ナット受け部８２ａの径よりも小さくかつ第２ナット受け部８２ｂの径よりも大きいため、第２ナット受け部８２ｂで受け止められる。このように、ガイドピン８０は、少なくともナット受け部８２がワークＷに形成された孔部Ｈを貫通した状態でプロジェクションナットＮを受けるようになっている。

【0078】

第１ナット受け部８２ａまでワークＷの孔部Ｈを貫通した状態で、第２ナット受け部８２ｂでプロジェクションナットＮを受け止めているため、図９に示すように、プロジェクションナットＮが供給された段階では、ワークＷの上側の面とプロジェクションナットＮ（特に、プロジェクションナットＮの溶接部Ｎ１）との間には隙間が形成される。

【0079】

ガイドピン８０の位置にプロジェクションナットＮが供給された後、上側シリンダ５１が駆動されて、上部電極５０が下側に移動される（下降される）。上部電極５０は、供給されたプロジェクションナットＮの上面と当接した後も更に下側に移動される。これにより、ワークＷ及びプロジェクションナットＮごと、ガイドピン８０が下部電極ホルダ６１の筒軸方向の下側に押し下げられる。

【0080】

上側シリンダ５１により、上部電極５０が下部電極６０に向かって移動されて、ワークＷ及びプロジェクションナットＮごと、ガイドピン８０が下部電極ホルダ６１の筒軸方向の下側に押し下げられることによって、図１０に示すように、下部電極６０の電極チップ６３とワークＷの下側の面とが当接する。

【0081】

上側シリンダ５１は、ワークＷの下側の面が下部電極６０の電極チップ６３と当接した後も、上部電極５０を下側に移動させる。下部電極６０の電極チップ６３は、下部電極ホルダ６１上に載置され、該下部電極ホルダ６１は、溶接装置本体２０の支持部２１に支持されているため、ワークＷは、下側に移動しないように下部電極６０により支持される。このため、ワークＷの下側の面と下部電極６０の電極チップ６３とが当接した後には、上部電極５０の下側への移動により、ガイドピン８０とプロジェクションナットＮとが下側に移動する。これにより、プロジェクションナットＮ（特に、プロジェクションナットＮの溶接部Ｎ１）が、ワークＷの上側の面と当接する。このことから、上側シリンダ５１は、プロジェクション溶接時には、上部電極５０とプロジェクションナットＮとを当接させた状態で、該プロジェクションナットＮをワークＷに当接させるべく、上部電極５０を下部電極６０に向かって移動させるように構成されている。

【0082】

上側シリンダ５１は、プロジェクションナットＮが、ワークＷの上側の面と当接した後も、更に上部電極５０を下側に移動させようとする。この上部電極５０の下側への進出動作により、プロジェクションナットＮがワークＷ側に加圧される。下部電極６０の電極チップ６３は、下部電極ホルダ６１上に載置され、該下部電極ホルダ６１は、溶接装置本体２０の支持部２１に支持されているため、ワークＷを下側に移動しないように支持して、上部電極５０からの加圧力を受ける。下部電極６０は、上部電極５０からの加圧力に対する反力でもってワークＷをプロジェクションナットＮ側に加圧する。これにより、ワークＷ及びプロジェクションナットＮが、上部電極５０と下部電極６０との間に加圧挟持される。

【0083】

そして、上部電極５０と下部電極６０との間に、ワークＷとプロジェクションナットＮとを挟んだ状態（加圧挟持した状態）で、上部電極５０と下部電極６０との間で通電が実行されて、上部電極５０と下部電極６０との間に、プロジェクション溶接のための接合電流が流される。接合電流が流れている間も、上部電極５０によるプロジェクションナットＮの加圧は継続される。この接合電流及び上記加圧によって、ワークＷの上側の面とプロジェクションナットＮの溶接部Ｎ１との接触部分が軟化して、該溶接部Ｎ１が加圧方向（つまり、下側）に潰れていく。このとき、ワークＷの上側の面とプロジェクションナットＮの溶接部Ｎ１とに塑性流動が発生して、急速な拡散接合がなされる。これにより、プロジェクションナットＮがワークＷに接合される。

【0084】

以上のようにして、ワークＷとプロジェクションナットＮとがプロジェクション溶接によって接合される。

【0085】

図１１には、上述したプロジェクションナットＮとは、内径の異なるプロジェクションナットＮをガイドピン８０で受けた状態を示している。具体的には、ワークＷに形成されている孔部Ｈの径が、ガイドピン８０のロッド部８１の最大径（ロッド部８１の大径部８１ａの径）よりも大きく、プロジェクションナットＮの内径が、ガイドピン８０のロッド部８１の最大径よりも小さくかつ第１ナット受け部８２ａの径よりも大きい場合について示している。

【0086】

図１１に示すように、ワークＷに形成されている孔部Ｈの径は、ガイドピン８０のロッド部８１の最大径よりも大きいため、ガイドピン８０のロッド部８１も、上記孔部Ｈを貫通した状態となる。これにより、ワークＷは、ガイドピン８０を下降させることなく下部電極６０の電極チップ６３と当接した状態となる。ここでは、プロジェクションナットＮは、その内径が、ロッド部８１の最大径よりも小さくかつ第１ナット受け部８２ａの径よりも大きいため、第１ナット受け部８２ａで受け止められる。このように、第１及び第２ナット受け部８２ａ，８２ｂは、それぞれを構成する各円柱体の径に対応した内径のプロジェクションナットＮを受け取り可能に構成されている。尚、プロジェクションナットＮの内径が、ガイドピン８０のロッド部８１の最大径より大きい場合には、ロッド部８１におけるワークＷの孔部Ｈから突出した部分（大径部８１ａの先端部分）で、該プロジェクションナットＮを受けることになる。

【0087】

図１１の状態から、プロジェクションナットＮをワークＷに溶接させる際の上部電極５０及び下部電極６０の動作は、ワークＷが、ガイドピン８０を下降させることなく下部電極６０の電極チップ６３と当接していること以外は、上述と同様であるため省略する。

【0088】

〈プロジェクションボルトの接合〉
次に、ワークＷにプロジェクションボルトＢを接合する場合について説明する。以下の説明では、プロジェクションボルトＢの軸部の径が、ガイドピン８０の第１ナット受け部８２ａよりも小さくかつ第２ナット受け部８２ｂの径よりも大きい場合、つまり、ワークＷの孔部Ｈの径が、ガイドピン８０の第１ナット受け部８２ａよりも小さくかつ第２ナット受け部８２ｂの径よりも大きい場合について説明する。ワークＷは、例えば鋼板で構成されており、上記ワーク搬送装置によって搬送される。尚、ガイドピン８０をワークＷの孔部Ｈに挿通させる工程は、プロジェクションナットＮをワークＷに接合させるときと同様なので、詳細な説明を省略する。

【0089】

先ず、ワークＷが搬送されて、ワークＷをガイドピン８０の上側に配置して、ワークＷの孔部Ｈとガイドピン８０との大まかな位置合わせを行う。次に、ワークＷを下部電極６０に向かって移動させて、孔部Ｈにガイドピン８０を挿通させる。このとき、ワークＷに形成されている孔部Ｈの径が、ガイドピン８０の第１ナット受け部８２ａの径よりも小さくかつ第２ナット受け部８２ｂの径よりも大きいため、図１２に示すように、ガイドピン８０の第１ナット受け部８２ａは、上記孔部Ｈを貫通せずに、ガイドピン８０の第２ナット受け部８２ｂ及びボルト受け部８３のみが上記孔部Ｈを貫通した状態となる。ワークＷにおける孔部Ｈの周囲の部分は、第１ナット受け部８２ａの上側端に載置する。ワークＷにおける孔部Ｈの周囲の部分が、第１ナット受け部８２ａの上側端に載置した状態となるため、図１２に示すように、ガイドピン８０のボルト受け部８３がワークＷの孔部Ｈを貫通した段階では、下部電極６０の電極チップ６３とワークＷの下側の面との間には隙間が形成される。

【0090】

次いで、ボルト供給装置４０が作動されて、ガイドピン８０の位置にプロジェクションボルトＢが供給される。プロジェクションボルトＢは、図１２に示すように、チャック４３のボルト保持部４５に保持された状態で供給される。ガイドピン８０のボルト受け部８３は、プロジェクションボルトＢの係合凹部と係合して、当該プロジェクションボルトＢを受け止める。

【0091】

ガイドピン８０の位置にプロジェクションボルトＢが供給された後、上側シリンダ５１が駆動されて、上部電極５０が下側に移動される（下降される）。上部電極５０は、図１３に示すように、供給されたプロジェクションボルトＢの頭部と当接した後も更に下側に移動される。これにより、ワークＷ及びプロジェクションボルトＢごと、ガイドピン８０が下部電極ホルダ６１の筒軸方向の下側に押し下げられる。

【0092】

詳しくは、上側シリンダ５１により、上部電極５０が下部電極６０に向かって移動されると、プロジェクションボルトＢの先端部が内側突出部４５ｃのテーパー面４６ａを押圧する。テーパー面４６ａを押圧する押圧力は、該テーパー面４６ａによって水平方向の力に変換され、この変換された水平方向の力によって、チャック４３の一対のチャックレバー４３ａが僅かに離れる。これにより、プロジェクションボルトＢが、下側に向かって移動される。ワークＷは、ガイドピン８０が下部電極ホルダ６１の筒軸方向の下側に押し下げられることによって、ガイドピン８０と共に下側に移動する。

【0093】

その後、プロジェクションボルトＢの頭部が、ボルト保持部４５のテーパー部４５ａと当接すると、該頭部がテーパー部４５ａを押圧する。テーパー部４５ａを押圧する押圧力は、該テーパー部４５ａによって水平方向の力に変換され、この変換された水平方向の力によって、チャック４３の一対のチャックレバー４３ａが互いに離れるように変位する。これにより、図１４に示すように、上部電極５０が更に下側に移動できるようになる。そして、ワークＷの孔部ＨにプロジェクションボルトＢの軸部が挿通されて、プロジェクションボルトＢ（特に、プロジェクションボルトＢの溶接部Ｂ２）が、ワークＷの上側の面と当接する。これらのことから、上側シリンダ５１は、プロジェクション溶接時には、上部電極５０とプロジェクションボルトＢとを当接させた状態で、該プロジェクションボルトＢをワークＷに当接させるべく、上部電極５０を下部電極６０に向かって移動させるように構成されている。

【0094】

プロジェクションボルトＢとワークＷの上側の面とが当接した後は、図１５に示すように、チャック４３が退避する。

【0095】

上側シリンダ５１は、プロジェクションボルトＢが、ワークＷの上側の面と当接して、チャック４３が退避した後も、更に上部電極５０を下側に移動させようとする。この上部電極５０の下側への進出動作により、プロジェクションボルトＢがワークＷ側に加圧される。下部電極６０の電極チップ６３は、下部電極ホルダ６１上に載置され、該下部電極ホルダ６１は、溶接装置本体２０の支持部２１に支持されているため、ワークＷを下側に移動しないように支持して、上部電極５０からの加圧力を受ける。下部電極６０は、上部電極５０からの加圧力に対する反力でもってワークＷをプロジェクションボルトＢ側に加圧する。これにより、ワークＷ及びプロジェクションボルトＢが、上部電極５０と下部電極６０との間に加圧挟持される。

【0096】

そして、上部電極５０と下部電極６０との間に、ワークＷとプロジェクションボルトＢとを挟んだ状態（加圧挟持した状態）で、上部電極５０と下部電極６０との間で通電が実行されて、上部電極５０と下部電極６０との間に、プロジェクション溶接のための接合電流が流される。接合電流が流れている間も、上部電極５０によるプロジェクションボルトＢの加圧は継続される。この接合電流及び上記加圧によって、ワークＷの上側の面とプロジェクションボルトＢの溶接部Ｂ２との接触部分が軟化して、該溶接部Ｂ２が加圧方向（つまり、下側）に潰れていく。このとき、ワークＷの上側の面とプロジェクションボルトＢの溶接部Ｂ２とに塑性流動が発生して、急速な拡散接合がなされる。これにより、プロジェクションボルトＢがワークＷに接合される。

【0097】

以上のようにして、ワークＷとプロジェクションボルトＢとがプロジェクション溶接によって接合される。

【0098】

以上のように、本実施形態によると、ガイドピン８０のナット受け部８２は、内径の異なる複数種類のプロジェクションナットＮを受け取り可能なように、上記軸方向の上側から下側に向かって段形状をなしているため、該段形状の各段で内径が異なる各種プロジェクションナットをそれぞれ受け取ることができる。これにより、ガイドピン８０を交換することなく、内径が異なるプロジェクションナットＮを適切に案内することができる。したがって、種々の内径のプロジェクションナットＮを１台のプロジェクション溶接装置１で接合可能にして、生産性を向上させることができる。

【0099】

特に、本実施形態では、ガイドピン８０のナット受け部８２は円柱体によって構成されているため、ナット受け部８２のみがワークＷの孔部Ｈを貫通したとしても、ワークＷに対するナット受け部８２の突出量をある程度大きくすることができる。これにより、ワークＷの孔部Ｈの径がガイドピン８０のロッド部８１の径よりも小さい場合であっても、プロジェクションナットＮを適切に案内することができる。また、ナット受け部８２は、それぞれ径の異なる複数の円柱体が、上側ほど径の小さい円柱体が位置するように配設されており、各円柱体で、該各円柱体の径に対応した内径のプロジェクションナットＮを受け取り可能に構成されているため、ガイドピン８０を交換することなく、内径が異なるプロジェクションナットＮを適切に案内することができる。したがって、種々の内径のプロジェクションナットＮを１台のプロジェクション溶接装置１で接合可能にして、生産性をより向上させることができる。

【0100】

また、本実施形態のようなガイドピン８０によれば、ナット受け部８２でプロジェクションナットＮを受けた際に、該プロジェクションナットＮが斜めになることを出来る限り抑制することができる。これにより、プロジェクションナットＮの軸心とワークＷの孔部Ｈの中心とがずれることを出来る限り抑制することもできる。

【0101】

また、本実施形態によると、１台のプロジェクション溶接装置１で、プロジェクションナットＮに加えて、プロジェクションボルトＢもワークＷに接合させることができるため、生産性をより向上させることができる。また、ガイドピン８０のボルト受け部８３は、ナット受け部８２を構成する複数の円柱体のうち最も上側に位置する円柱体（本実施形態では、第２ナット受け部８２ｂ）から、ロッド部８１の軸方向の上側に突出した突起により構成されているため、ワークＷの孔部Ｈの径が、ナット受け部８２の一部が貫通できる径であれば、ボルト受け部８３は必ずワークＷの孔部Ｈを貫通することになる。これにより、プロジェクションボルトＢをボルト受け部８３で適切に受けて、該プロジェクションボルトＢを接合位置まで適切に案内することができる。

【0102】

さらに、本実施形態では、ガイドピン８０のナット受け部８２及びボルト受け部８３の全体が、該ガイドピン８０に下向きの力が加えられていない無負荷状態において、電極チップ６３を貫通して、該電極チップ６３よりも上側に位置しているため、ワークＷの孔部Ｈにガイドピン８０を貫通させることが容易になり、ワークＷの位置合わせが簡単になる。

【0103】

ここで、ワークＷの孔部Ｈの径がガイドピン８０のロッド部８１の径よりも小さい場合には、上述したように、ナット受け部８２を構成する複数の円柱体のうち相対的に上側に位置する円柱体のみが上記孔部Ｈを貫通する。このため、ガイドピン８０のナット受け部８２及びボルト受け部８３の全体が、下部電極６０の電極チップ６３を貫通して、該電極チップ６３よりも上側に位置している場合には、ナット受け部８２又はボルト受け部８３がワークＷの孔部Ｈを貫通した段階では、電極チップ６３とワークＷとの間に隙間が形成される。

【0104】

これに対して、本実施形態では、ガイドピン８０のロッド部８１の最大径よりも小さい孔部Ｈを有するワークＷに対して、当該孔部Ｈの周囲にプロジェクションナットＮ又はプロジェクションボルトＢを接合させるときには、ワークＷ及びプロジェクションナットＮ若しくはプロジェクションボルトＢごと、ガイドピン８０を下部電極ホルダ６１の筒軸方向の下側に押し下げることで、ワークＷと電極チップ６３とを当接させる。これにより、ガイドピン８０のナット受け部８２及びボルト受け部８３の全体が、電極チップ６３を貫通して、該電極チップ６３よりも上側に位置していたとしても、プロジェクション溶接を適切に行うことができる。

【0105】

特に、本実施形態では、上側シリンダ５１による上部電極５０の下側への移動を利用して、ワークＷ及びプロジェクションナットＮ若しくはプロジェクションボルトＢごと、ガイドピン８０を下部電極ホルダ６１の筒軸方向の下側に押し下げるため、ワークＷ等を押し下げる機構が別途必要なくなり、溶接装置本体２０の構成を簡単にすることができる。また、下部電極６０の電極チップ６３とワークＷとが当接したときには、上部電極５０、プロジェクションナットＮ又はプロジェクションボルトＢ、ワークＷ、及び下部電極６０に通電可能な状態となるため、溶接のサイクルタイムを短くすることができ、生産性を一層向上させることができる。

【0106】

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

【0107】

例えば、上述の実施形態では、上側シリンダ５１が、上部電極５０を昇降させる上部電極昇降手段を構成するとともに、上部電極５０によってプロジェクションナットＮ及びボルトＢをワークＷに向かって加圧させる加圧手段を構成していたが、これに限らず、上部電極昇降手段と加圧手段とを別の構成にしてもよい。ただし、この場合であっても、上部電極昇降手段は、プロジェクション溶接時には、上部電極５０とプロジェクションナットＮ又はプロジェクションボルトＢとを当接させた状態で、該プロジェクションナットＮ又は該プロジェクションボルトＢをワークＷに当接させるべく、上部電極５０を下部電極６０に向かって移動させるように構成されている必要がある。

【0108】

さらに、上述の実施形態では、１台のプロジェクション溶接装置１で、ワークＷに形成された孔部Ｈの１つに、プロジェクションナットＮ又はプロジェクションボルトＢを接合していたが、プロジェクション溶接装置１は複数台あってもよい。このとき、ワークＷに孔部Ｈが複数形成されている場合には、複数台のプロジェクション溶接装置１によって、複数荷所の孔部Ｈに同時にプロジェクション溶接を行うようにすることができる。

【0109】

また、上述の実施形態では、溶接装置本体２０は、ロボット１０に保持されていたが、ロボット１０に保持されず、工場の床面等に固定されていてもよい。つまり、プロジェクション溶接装置１は定置型の溶接装置でもよい。

【0110】

上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

【産業上の利用可能性】

【0111】

本発明は、例えば、自動車製造ラインにおいて、自動車の車体構成部材にウェルドナットを設けるためのプロジェクション溶接装置に適している。

【符号の説明】

【0112】

１ プロジェクション溶接装置
１０ ロボット
１１ アーム
２０ 溶接装置本体
５０ 上部電極
５１ 上側シリンダ（上部電極昇降手段）
６０ 下部電極
６１ 下部電極ホルダ
６３ 電極チップ
８０ ガイドピン
８１ ロッド部
８２ ナット受け部
８２ａ 第１ナット受け部（ナット受け部を構成する円柱体）
８２ｂ 第２ナット受け部（ナット受け部を構成する複数の円柱体のうち最も上側に位置する円柱体）
８３ ボルト受け部
Ｂ プロジェクションボルト
Ｈ 孔部（ワークの孔部）
Ｎ プロジェクションナット
Ｗ ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】