保持機構、およびそれを用いたスポット溶接検査装置
【課題】構造の複雑化を招くことなく、また、溶接部位との位置関係などに関わらず、検出器を溶接部位に対して垂直に保持する保持機構、およびその保持機構を用いたスポット溶接検査装置を提供する、
【解決手段】固定板１１と、固定板１１に対向し貫通孔３３が形成された可動板１２と、固定板１１側の端部が当該固定板１１に固定され可動板１２側の端部に当該可動板１２が軸方向に往復自在に装着される連結部材１３と、連結部材１３により連結された固定板１１と可動板１２とを互いに離間する方向に付勢するコイルばね１４とを設け、可動板１２の貫通孔３３を、固定板１１に対向する側から反対側に向かうにしたがってその内径が徐々に大きくなるテーパ状に形成し、可動板１２側の端部が当該可動板１２の貫通孔３３に嵌合するテーパ状に形成された連結部材１３を、貫通孔３３に前記固定板１１と反対側から挿入する。
【解決手段】固定板１１と、固定板１１に対向し貫通孔３３が形成された可動板１２と、固定板１１側の端部が当該固定板１１に固定され可動板１２側の端部に当該可動板１２が軸方向に往復自在に装着される連結部材１３と、連結部材１３により連結された固定板１１と可動板１２とを互いに離間する方向に付勢するコイルばね１４とを設け、可動板１２の貫通孔３３を、固定板１１に対向する側から反対側に向かうにしたがってその内径が徐々に大きくなるテーパ状に形成し、可動板１２側の端部が当該可動板１２の貫通孔３３に嵌合するテーパ状に形成された連結部材１３を、貫通孔３３に前記固定板１１と反対側から挿入する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スポット溶接された溶接部位を接触式の検出器を用いて検査するスポット溶接検査装置の前記検出器を保持するための保持機構、およびその保持機構を用いたスポット溶接検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車の製造ラインなどでは、スポット溶接が広く行われている。スポット溶接された溶接部位は、例えば検査用にサンプルを抽出し、そのサンプルの溶接部位の強度を検査する剥離検査や、あるいはタガネやドライバーなどの治具を用いて溶接部位に問題がないかを検査する所謂タガネ検査などが行われている。この場合、剥離検査では抽出したサンプルを検査後に製品として利用することができなくなる。また、タガネ検査では溶接部位の強度が基準を満たしているかを同一基準で判定することが困難であったり、作業員により良否の判断が異なったりするおそれがある。そのため、近年では、例えば特許文献１に記載のように、溶接部位を非破壊で検査することが検討されている。
【０００３】
ところで、スポット溶接される溶接部位は、平面だけでなく例えば曲面になっていることがある。そのため、特許文献１のような検出器を用いて検査を行う場合、正確な測定のためには検出器を溶接部位に対して垂直方向から接触させる必要がある。
【０００４】
しかしながら、例えば検出器をロボットアームに取り付けて使用する場合、溶接部位に垂直方向から接触させるためには、接触部位の表面形状をカメラなどで撮影して形状を特定し、その特定した形状に対応するようにロボットアームを制御する必要がある。このため、構造の複雑化や制御処理の負荷の増加などを招くおそれがある。また、作業者が検出器を所持して手動で溶接部位を検査する場合、作業者ごとに垂直と判断する感覚が異なる可能性があること、また、溶接部位の位置関係によっては同一の作業者であっても垂直と判断する感覚が異なる可能性があることなどから、溶接部位の良否の判断すなわち製品の品質にばらつきが生じるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３０９８１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、構造の複雑化を招くことなく、また、溶接部位との位置関係などに関わらず、検出器を溶接部位に対して垂直に保持する保持機構、およびその保持機構を用いたスポット溶接検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載した発明は、スポット溶接された溶接部位を接触式の検出器を用いて検査するスポット溶接検査装置の前記検出器を保持するための保持機構であって、外部の支持手段に固定される固定板と、前記固定板に対向して設けられ、板厚方向に貫通する貫通孔が形成された可動板と、前記固定板と前記可動板とを連結する柱状に形成され、前記固定板側の端部が当該固定板に固定され、前記可動板側の端部に当該可動板が軸方向に往復自在に装着される連結部材と、前記連結部材により連結された前記固定板と前記可動板とを互いに離間する方向に付勢する付勢部材と、を備え、前記検出器は、前記溶接部位に接触する側の端部が前記固定板と反対側に突出した状態で前記可動板に取り付けられ、前記可動板の前記貫通孔は、前記固定板に対向する側から反対側に向かうにしたがってその内径が徐々に大きくなるテーパ状に形成され、前記連結部材は、前記可動板側の端部が当該可動板の前記貫通孔に嵌合するテーパ状に形成されており、前記貫通孔に前記固定板と反対側から挿入されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載した発明は、スポット溶接された溶接部位を接触式の検出器を用いて検査するスポット溶接検査装置の前記検出器を保持するための保持機構であって、外部の支持手段に固定され、板厚方向に貫通する貫通孔が形成された固定板と、前記固定板に対向して設けられた可動板と、前記固定板と前記可動板とを連結する柱状に形成され、前記固定板側の端部に当該固定板が軸方向に往復自在に装着され、前記可動板側の端部が当該可動板に固定される連結部材と、前記連結部材により連結された前記固定板と前記可動板とを互いに離間する方向に付勢する付勢部材と、を備え、前記検出器は、前記溶接部位に接触する側の端部が前記固定板と反対側に突出した状態で前記可動板に取り付けられ、前記固定板の前記貫通孔は、前記可動板に対向する側から反対側に向かうにしたがってその内径が徐々に大きくなるテーパ状に形成され、前記連結部材は、前記固定板側の端部が当該固定板の前記貫通孔に嵌合するテーパ状に形成されており、前記貫通孔に前記可動板と反対側から挿入されて前記可動板側の端部が当該可動板に固定されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載した発明は、前記貫通孔は、３つ設けられており、板厚方向から視た平面視で仮想的な三角形の頂点に配置され、前記連結部材は、３つの前記貫通孔にそれぞれ設けられていることを特徴とする。
請求項４に記載した発明は、前記検出器は、前記溶接部位に接触する側の端部にセンサ素子が設けられており、前記センサ素子は、３つの前記貫通孔で形成される仮想的な三角形の内側に位置していることを特徴とする。
請求項５に記載した発明は、前記検出器は、複数の前記センサ素子が一列に並んで設けられているラインセンサであり、３つの前記貫通孔は、そのうち２つが前記検出器の前記センサ素子が並ぶ方向と平行に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項６に記載した発明は、前記付勢部材は、３つの前記連結部材に対応してそれぞれ設けられており、前記検出器の前記センサ素子が並ぶ方向と平行に配置された前記連結部材に対応して設けられている２つの弾性力を、残りの１つの弾性力よりも小さくすることを特徴とする。
請求項７に記載した発明は、前記付勢部材は、前記連結部材と同軸に形成されたコイルばねであり、前記連結部材は、前記付勢部材としてのコイルばねの内周側に設けられていることを特徴とする。
請求項８に記載した発明は、前記連結部材は、テーパ状に形成された端部の側に前記貫通孔の開口の径よりも径細のネック部が設けられていることを特徴とする。
請求項９に記載した発明は、前記可動板が前記固定板側に向かって移動する移動量を規制する規制手段をさらに備え、前記規制手段は、前記可動板の移動量を、当該可動板から突出している前記検出器の突出量以下に規制することを特徴とする。
【００１１】
請求項１０に記載した発明は、前記外部の支持部材は、ロボットアームであることを特徴とする。
請求項１１に記載した発明は、前記検出器は、前記溶接部位に磁場を印加して当該溶接部位の内部を非破壊検査することを特徴とする。
請求項１２に記載した発明は、前記検出器は、前記溶接部位に超音波を照射して当該溶接部位の内部を非破壊検査することを特徴とする。
請求項１３に記載したスポット溶接検査装置の発明は、請求項１から１２のいずれか一項記載の保持機構を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載した発明によれば、連結部材により固定板に連結される可動板は、付勢部材によって互いに離間する方向に付勢されつつ、連結部材に対して往復自在に設けられている。このとき、テーパ状に形成された端部を有する連結部材は、同じくテーパ状に形成され固定板と反対側が径大な貫通孔を有する可動板に、固定板と反対から挿入される。これにより、可動板は、固定板と反対側への移動が連結部材の長さにより規制される。また、連結部材と可動板の貫通孔とが嵌合することにより、可動板と連結部材との間の相対的な移動が規制される。つまり、可動板は、固定板に対して最大限離間し検出器が溶接部位に接触していない状態では、固定板に対する傾動が抑制される。
【００１３】
一方、検出器が溶接部位に接触すると、可動板は、付勢部材の弾性力に逆らって固定板側に移動する。このとき、連結部材のテーパ状の部位と可動板の貫通孔との嵌合が解除されることにより、可動板は、連結部材および連結部材が固定されている固定板に対して傾動可能となる。そして、可動板は、その傾きが付勢部材により調整されつつ、溶接部位に接触した検出器の角度に応じて傾動する。その結果、検出器は、溶接部位に密に接触した状態すなわち溶接部位に対して概ね垂直方向に配置される。換言すると、検出器は、溶接部位の位置関係によらず、また、作業者によらず、溶接部位に対する傾き方向が一定且つ傾き量が一定範囲内に収まった状態で保持される。したがって、構造の複雑化を招くことなく、また、溶接部位との位置関係などに関わらず、検出器を溶接部位に対して垂直に保持することができる。なお、ここでいう「垂直」とは概ね垂直と見なせる範囲を含んでいる。
【００１４】
また、可動板は固定板に対して最大限離間した状態では固定板に対する傾動が抑制されるので、検出器を移動させるときなど溶接部位に接触していない状態では、検出器がぶれたりすることを抑制することができる。また、可動板の固定板側への移動は付勢部材により許容されるので、検出器が溶接部位に接触したときの衝撃が吸収され、過度の力が加わるおそれを低減でき、検出器を保護することができる。
【００１５】
請求項２に記載した発明によれば、貫通孔を固定板に設け、連結部材は、貫通孔に挿入された状態で可動板に固定されている。このような構成によっても、検出器が溶接部位に接触したとき、連結部材と貫通孔との嵌合が解除され、可動板は、連結部材とともに固定板に対して傾動可能となる。したがって、構造の複雑化を招くことなく、また、溶接部位との位置関係などに関わらず、検出器を溶接部位に対して垂直に保持することができるなど、請求項１に記載した発明と同様の効果を得ることができる。
【００１６】
請求項３に記載した発明によれば、３つの連結部材を仮想的な三角形の頂点に配置しているので、可動板は、３次元的に傾動可能となる。これにより、さまざまな溶接部位の形状に対応することができる。
請求項４に記載した発明によれば、検出器のセンサ素子を仮想的な三角形の内側に配置しているので、検出器が溶接部位に接触した状態における可動板の傾き量を、センサ素子を仮想的な三角形の外側に配置した場合に比べて小さくすることができる。したがって、可動板が傾動しすぎて溶接部位やその周辺に接触することを抑制することができる。
請求項５に記載した発明によれば、検出器のラインセンサを２つの連結部材を結ぶ仮想的な直線に平行に配置しているので、ラインセンサを連結部材に近接させて配置することができ、小型化を図ることができる。
【００１７】
請求項６に記載した発明によれば、３つの付勢部材のうち、ラインセンサと平行に配置された２つの連結部材に対応して設けられている付勢部材の弾性力を、残りの１つよりも小さくしている。この場合、弾性力が小さい付勢部材側から溶接部位に接近させたとき、可動板は、接近方向と反対側に配置された弾性力の大きい付勢部材によりその傾動が抑制されるとともに、相対的に弾性力が小さい付勢部材を押し上げる。これにより、検出器を溶接部位に対して概ね垂直方向に配置することができる。
【００１８】
請求項７に記載した発明によれば、付勢部材をコイルばねで構成し、連結部材をコイルばねの内周側に配置しているので、構造の小型化を図ることができる。
請求項８に記載した発明によれば、連結部材にネック部を設けているので、連結部材と貫通孔との嵌合が解除されたとき、連結部材に対する可動板の傾動可能な範囲、あるいは、固定板に対する連結部材の傾動可能な範囲を大きくすることができ、さまざまな形状の溶接部位に対応することができる。
【００１９】
請求項９に記載した発明によれば、可動板の固定板側への移動量を規制するので、請求項１などに記載した発明の場合には連結部材が溶接部位側に突出して溶接部位に接触するおそれを低減することができるとともに、請求項２などに記載した発明の場合には検出器が支持手段に衝突するおそれを低減することができる。
請求項１０に記載した発明によれば、支持手段としてロボットアームを採用しているので、検査を自動化することができるとともに、例えば自動車の製造ラインなど作業者が作業を行うことが困難な状況であっても検査を行うことができる。
【００２０】
請求項１１に記載した発明および請求項１２に記載した発明によれば、検出器は、溶接部位を非破壊で検査するので、検査用のサンプルを作成する必要がない。このため、検査に要するコストを低減できるとともに、例えば製造ラインへの組み込みや溶接部位の全数検査などを行うことができ、製品の品質の向上を図ることができる。
請求項１３に記載したスポット溶接検査装置の発明によれば、請求項１から１２のいずれか一項の保持機構を備えているので、検出器を溶接部位に対して概ね垂直に配置することができ、溶接部位を適切に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態による保持部およびスポット溶接検査装置を示す概略図
【図２】第１実施形態による固定板を模式的に示す図
【図３】第１実施形態による可動板を模式的に示す図
【図４】第１実施形態による連結部材を模式的に示す図
【図５】第１実施形態による図４のＶ領域を示す図で、連結部材の下端部の拡大図
【図６】第１実施形態による保持部の概略を示す分解斜視図
【図７】第１実施形態による溶接部位の断面構造を模式的に示す図
【図８】第１実施形態による連結部材と貫通孔との嵌合状態を模式的に示す図
【図９】第１実施形態による検査時の可動板の傾動状態を模式的に示す図
【図１０】第１実施形態の変形例による検査時の可動板の傾動状態を模式的に示す図９相当図
【図１１】第２実施形態による保持部の概略を示す分解斜視図で、図６相当図
【図１２】第２実施形態による検査時の可動板の傾動状態を模式的に示す図で、図９相当図
【図１３】その他の実施形態による連結部材を模式的に示す図
【図１４】その他の実施形態による検査時の可動板の傾動状態を模式的に示す図で、図９相当図
【図１５】その他の実施形態による保持機構を模式的に示す図その１
【図１６】その他の実施形態による保持機構を模式的に示す図その２
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明による保持機構およびスポット溶接検査装置の複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。また、以下に説明する複数の実施形態では、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２３】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態による保持機構およびスポット溶接検査装置を図１から図９を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態による保持機構に相当する保持部１０は、固定板１１、可動板１２、連結部材１３およびコイルばね１４を備えている。この保持部１０は、スポット溶接された溶接部位を検査するためのスポット溶接検査装置１００の検出器１５を保持している。この検出器１５は、センサバンド１６により保持部１０に固定されている。また、保持部１０は、支持手段に相当する支持部１７に支持されている。以下、図１（Ａ）に矢印にて示す方向を上下方向および前後方向とし、図１（Ｂ）に矢印にて示す方向を左右方向として説明する。
【００２４】
固定板１１は、図１（Ａ）に示すように、略台形状のベース部２０と、ベース部２０の左右側の両端から前方へ突出する２つの腕部２１とを有する平面視で概ねＣ字状の平板形状に形成されている。ベース部２０および各腕部２１には、連結孔２２および取付孔２３がそれぞれ形成されている。連結孔２２は、図２（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、固定板１１を板厚方向に貫通し、固定板１１の上面側と下面側とに開口している。また、連結孔２２は、上面側の開口の径が下面側の開口の径よりも小さく形成されている。このため、連結孔２２には、固定板１１の板厚方向の中間に位置して段差部２４が形成されている。これらの連結孔２２は、図２（Ａ）に示すように、固定板１１の平面視において仮想的な三角形２５の頂点に設けられている。本実施形態の場合、仮想的な三角形２５は、二等辺三角形に形成されている。この連結孔２２には、固定板１１の下面側から連結部材１３が挿入される。また、ベース部２０と腕部２１とにより形成される凹部２６内には、後述するように検出器１５が配置される。
【００２５】
取付孔２３は、図２（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、固定板１１を板厚方向に貫通し、固定板１１の上面側と下面側とに開口している。また、取付孔２３は、固定板１１の上面側の開口の径が下面側の開口の径よりも大きく形成されている。このため、取付孔２３には、固定板１１の板厚方向の中間に位置して段差部２７が形成されている。この取付孔２３には、図１に示す支持部１７が取り付けられる。
【００２６】
可動板１２は、図３（Ａ）に示すように、略台形状のベース部３０と、ベース部３０の左右側の両端から前方へ突出する２つの腕部３１と、ベース部３０から上方に立ち上がったセンサ取付部３２とを有し、平面視で概ねＣ字状に形成されている。この可動板１２は、図１に示すように、固定板１１に対向して配置される。ベース部３０および各腕部３１には、貫通孔３３がそれぞれ形成されている。つまり、可動板１２には、３つの貫通孔３３が形成されている。これらの貫通孔３３は、可動板１２の平面視において、上記した固定板１１に形成される仮想的な三角形２５（図２参照）の頂点に対応した位置に設けられている。つまり、可動板１２の貫通孔３３は、固定板１１の連結孔２２と同軸に形成されている。
【００２７】
可動板１２に形成されている貫通孔３３は、図３（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、可動板１２を板厚方向に貫通し、可動板１２の上面側と下面側とに開口している。この貫通孔３３は、上面側の開口の径Ｒ１が下面側の開口の径Ｒ２よりも大きく形成されている。また、貫通孔３３は、上面側すなわち固定板１１に対向する側から下面側すなわち固定板１１と反対側に向かうにしたがって、その径が徐々に大きくなるテーパ状に形成されている。この貫通孔３３には、下面側から連結部材１３が挿入される。また、ベース部３０と腕部３１とにより形成される凹部３４内には、後述するように検出器１５が配置される。
【００２８】
センサ取付部３２は、ベース部３０と腕部３１との境界に位置して、ベース部３０から上方に立ち上がる板状に形成されている。センサバンド１６を取り付けるためのねじ穴３５が形成されている。センサ取付部３２は、その高さすなわちベース部３０の上面からセンサ取付部３２の上端までの長さＬ１が、固定板１１との間に隙間を存する状態に設けられている。具体的には、図１に示すように、固定板１１と可動板１２との間の距離が最大に離間した状態において、可動板１２に設けられているセンサ取付部３２の上端と固定板１１の下面との間には、隙間Ｗ１が存在している。換言すると、可動板１２が固定板１１側へ移動する移動量は、後述するようにこの隙間Ｗ１以下に規制される。つまり、センサ取付部３２は、規制手段として機能する。
【００２９】
連結部材１３は、その長手方向すなわち軸方向における断面が円形の概ね円柱状に形成されている。連結部材１３は、剛性を有する、つまり、弾性変形することがない金属材料などにより形成されている。この連結部材１３は、図４に示すように、固定板１１側に位置する上端部４０の軸方向の端面にタップ孔４１が設けられている。また、連結部材１３は、可動板１２側の下端部４２が、上記した可動板１２に形成されている貫通孔３３に対応して、先端に向かうにしたがって径大になるテーパ状に形成されている。この連結部材１３は、図５に示すように、下端部４２に形成されているテーパ状の部位の長さＬ３が、２点鎖線で仮想的に示す可動板１２の板厚Ｌ４よりも長くなるよう形成されている。換言すると、テーパ状の部位の上側における連結部材１３の直径Ｒ３は、可動板１２に形成されている貫通孔３３の上面側の開口の径Ｒ１よりも小さくなっている。連結部材１３は、貫通孔３３の数に応じて３つ設けられており、軸方向から視た状態で仮想的な三角形２５の頂点に配置されている。
【００３０】
付勢部材に相当するコイルばね１４は、図１に示すように、３つの連結部材１３にそれぞれ対応して３つ設けられている。これらのコイルばね１４は、金属材料により形成されている。コイルばね１４は、連結部材１３をその内周側に収容した状態で、固定板１１と可動板１２との間に設けられている。このコイルばね１４は、固定板１１と可動板１２とを互いに離間する方向に付勢する。なお、付勢部材としては、コイルばね１４以外に例えば板ばねやエラストマのような弾性を有する樹脂材料などで形成してもよい。すなわち、付勢部材は、固定板１１と可動板１２とを互いに離間する方向に付勢しつつ、後述するように可動板１２の固定板１１側への移動を許容する弾性を有するものであればよい。
【００３１】
このような構成の保持部１０は、図６に示す手順にて組み立てられる。具体的には、保持部１０は、固定板１１と可動板１２とを対向させ、固定板１１と可動板１２との間にコイルばね１４を配置した後、連結部材１３を可動板１２の貫通孔３３に下面側から挿入し、固定板１１の上面からねじ部材４３により連結部材１３を固定板１１に固定する。これにより、保持部１０は、図１に示すように、固定板１１および可動板１２が連結部材１３によって互いに連結された状態、且つ、コイルばね１４によって互いに離間する方向に付勢された状態となる。この状態では、連結部材１３のテーパ状の部位が可動板１２の貫通孔３３に嵌合することにより、可動板１２は、連結部材１３の長さを超えて下方へ移動することが抑制される。つまり、固定板１１と可動板１２とが最大に離間する距離は、連結部材１３の長さ以下に規制される。
【００３２】
組み立てられた保持部１０には、検出器１５が取り付けられる。この検出器１５は、センサバンド１６によって可動板１２に固定される。この検出器１５は、ケーブル１５ｂによってスポット溶接検査装置１００に接続されている。本実施形態の場合、検出器１５は、溶接部位に接触して磁場を印加するとともに、印加した磁場による磁束密度を検出する。つまり、本実施形態のスポット溶接検査装置１００は、溶接部位の良否を磁場により判定している。なお、検出器１５による溶接部位の検査方法などについては、後述する。
【００３３】
この検出器１５は、その下端が可動板１２から下方に突出した状態で取り付けられている。つまり、検出器１５の下端は、図１に示すように、可動板１２の上面から距離Ｗ１１の位置に設けられている。この距離Ｗ１１を短く形成すると、溶接部位の表面形状に対する適応性すなわち検出器１５の可動性が向上する。距離Ｗ１１は、可動板１２および検出器１５の外形に応じた所定の値に設定してもよいし、検査対象となる溶接部位の形状が限定されるのであれば、傾動時に可動板１２や連結部材１３が溶接部位に接触しない値に設定してもよい。
また、本実施形態の検出器１５は、図１（Ｃ）に示すように、複数のセンサ素子１５ａが一列に並んで設けられたラインセンサである。このセンサ素子１５ａは、貫通孔３３によって形成される仮想的な三角形２５の内側に配置されているとともに、可動板１２の前方側に配置される２つの連結部材１３を結ぶ仮想的な直線と平行に配置されている。
【００３４】
また、保持部１０は、図１に示すように、支持部１７に支持されている。この場合、保持部１０は、固定板１１に形成されている取付孔２３に柱状に形成された支持部材５０が取り付けられる。この支持部材５０は、例えばねじ止めにより取付孔２３に取り付けられる。なお、支持部材５０の端部にねじ加工を施し、取付孔２３にタップを設け、支持部材５０を螺合させるような構成であってもよい。この支持部材５０は、固定板１１と反対側の端部において第一アーム取付部材５１に固定されている。つまり、支持部材５０は、保持部１０の固定板１１と第一アーム取付部材５１とを固定的に接続している。
【００３５】
第一アーム取付部材５１は、略長方形状に形成された第二アーム取付部材５２に固定されている。第二アーム取付部材５２は、複数のロボットアーム取付穴５２ａと、検出器１５のケーブル１５ｂを案内するためのケーブル穴５２ｂとが形成されている。ロボットアーム取付穴５２ａは、図示は省略するが、第二アーム取付部材５２が取り付けられるロボットアーム５３の回転軸と同心の円周上に配置されている。このロボットアーム５３の回転軸は、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、検出器１５の中心、すなわち、センサ素子１５ａの中心と一致する。このため、検出器１５は、ロボットアーム５３が回転するとき、ロボットアーム５３と同軸に回転する。このとき、検出器１５は、そのケーブル１５ｂがケーブル穴５２ｂに通されているので、ロボットアーム５３の回転時や移動時における巻き込みなどが防止されている。
【００３６】
本実施形態で採用しているロボットアーム５３は、図示しない３次元移動可能な多関節型いわゆる６軸型のロボットに設けられており、ロボット制御装置１０１の指示に基づいて、検出器１５を溶接部位まで移動させる、このロボット制御装置１０１は、通信回線１０２によってスポット溶接検査装置１００との間で例えば溶接部位の位置情報などのデータを通信可能に接続されている。なお、ロボット制御装置１０１を、スポット溶接検査装置１００と一体に構成したり、図示しないスポット溶接機の制御装置と兼用したりしてもよい。つまり、保持部１０を、図示しないスポット溶接機の溶接ガンを支持するロボットのアーム部に一体に設けるような構成としてもよい。
【００３７】
スポット溶接検査装置１００は、図示しない制御部、検査位置設定部、判定部および通信部などを備えている。制御部は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えたコンピュータにより構成されており、例えばＲＯＭや記憶部に記憶されているコンピュータプログラムに従ってスポット溶接検査装置１００の全体を制御する。検査位置設定部は、通信部を介して図示しないスポット溶接機などから取得した溶接部位のうち、何れの溶接部位を検査対象とするかを設定する。この場合、製造ライン全体を制御する図示しない中央制御装置と通信可能にし、溶接部位の位置データや搬送装置で搬送されている部品の位置データなどを中央制御装置から取得するようにしてもよい。このようなスポット溶接検査装置１００は、例えば、自動車の製造ラインに採用される。ロボット制御装置１０１は、スポット溶接検査装置１００により設定された検査対象の溶接部位に検出器１５を保持する保持部１０を移動させる。
【００３８】
次に、上記した保持部１０の作用について説明する。
まず、検出器１５で検査する溶接部位について説明する。スポット溶接では、一般的に、対象物を加圧しつつ電流を流すことにより溶接が行われる。例えば、図７に示すように鋼板６０を対象物とした場合、溶接部位Ｐ１は、スポット溶接機の溶接ガンによって加圧されることによりその表面がほぼ円形に窪んだインデンテーション部６１が形成される。そして、このインデンテーション部６１の内側に、鋼板６０が互いに溶着した領域であるナゲット部６２が平面視でほぼ円形に形成される。このとき、スポット溶接における溶接部位Ｐ１の品質、特には、溶接部位Ｐ１における溶着の強度は、ナゲット部６２の大きさＬ５によって判断される。そのため、本実施形態のスポット溶接検査装置１００は、ナゲット部６２の大きさＬ５が基準値よりも大きい場合、溶接部位Ｐ１はその品質が良であると判定される。
【００３９】
この場合、インデンテーション部６１では加圧により鋼板６０の厚みが薄くなっているため、インデンテーション部６１の径に相当する大きさＬ６も、溶接部位Ｐ１における構造的な強度に影響する。また、ナゲット部６２の周辺において、鋼板６０同士が圧接された領域である接合部６３の径に相当する大きさＬ７も、溶接部位Ｐ１における接合強度に影響する。そのため、溶接部位Ｐ１の構造的な特性値であるナゲット部６２の大きさＬ５、インデンテーション部６１の大きさＬ６および接合部６３の大きさＬ７に基づいて、溶接の良否を判定するようにしてもよい。より具体的には、溶接部位Ｐ１の構造的な特性値から求められる強度が予め定められている判定基準値を上回っていれば良であると判定し、下回っていれば否であると判定すればよい。なお、検出器１５の構成やナゲット部６２の大きさの算出方法などは特許文献１の記載と共通するのでここでは詳細な説明は省略するが、検出器１５により検出する溶接部位Ｐ１における磁束密度の分布により求めることができる。
【００４０】
さて、上記した構成の保持部１０は、連結部材１３が可動板１２の下面側から貫通孔３３に挿入されている。このとき、図８（Ａ）に示すように、連結部材１３の下端部４２のテーパ状の部位と、可動板１２に同じくテーパ状に形成された貫通孔３３とは、互いに嵌合している。なお、図８では、コイルばね１４などの図示を省略している。この場合、可動板１２は、コイルばね１４によって固定板１１から離間する方向に付勢されているものの、連結部材１３のテーパ状の部位との嵌合により図示下方への移動、および、図示左右方向への移動が規制されている。つまり、固定板１１と可動板１２とが最大に離間している状態、換言すると、検出器１５が接続部位に接触していない状態においては、可動板１２と連結部材１３との相対的な移動が規制されている。この状態では、可動板１２および検出器１５は、弾性変形することがない連結部材１３により互いに固定された状態、すなわち、固定板１１に対して傾動せず、固定板に仮固定されたような状態となっている。
【００４１】
一方、可動板１２は、コイルばね１４により固定板１１側への移動が許容されている。このため、図８（Ｂ）に示すように、可動板１２が矢印にて示すように図示上方すなわち固定板１１側に移動したとき、連結部材１３のテーパ状の部位と貫通孔３３との間には隙間が形成される。具体的には、テーパ状の部位においては、隙間Ｗ２が形成される。また、上記したように連結部材１３のテーパ部の上側の部位の直径Ｒ３を貫通孔３３の開口の径Ｒ１よりも小さく形成しているので、径方向にも隙間Ｗ３が形成される。その結果、図８（Ｃ）に示すように、可動板１２は、連結部材１３に対して傾動可能、すなわち、連結部材１３が固定されている固定板１１に対して傾動可能となる。
【００４２】
そして、このように傾動可能な可動板１２を有する保持部１０により保持された検出器１５を用いることで、スポット溶接検査装置１００は、ロボット制御装置１０１へ溶接部位Ｐ１の一データなどを含む移動指令を出力することにより、溶接部位Ｐ１の検査を行う。具体的には、溶接部位Ｐ１の検査は、図９に示すように行われる。
ロボット制御装置１０１は、移動指令を受信すると、まず、図９（Ａ）に示すように検査対象となる溶接部位Ｐ１に検出器１５を保持部１０ごと接近させる。続いて、図９（Ｂ）に示すように、検出器１５を溶接部位Ｐ１に接触させる。このとき、上記したように、可動板１２と連結部材１３との嵌合が解除される。換言すると、検出器１５および可動板１２が、固定板１１に対して傾動可能となる。この状態でさらに保持部１０を溶接部位Ｐ１に近づけると、図９（Ｃ）に示すように、検出器１５が溶接部位Ｐ１の表面形状に応じて傾動し、検出器１５の仮想的な中心線ＣＬが溶接部位Ｐ１の表面に対して垂直になる。つまり、検出器１５は、溶接部位Ｐ１に法線方向から密に接触する。これにより、スポット溶接検査装置１００は、溶接部位Ｐ１をその垂直方向から検査できるようになる。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態の保持部１０およびスポット溶接検査装置１００によれば以下のような効果を得ることができる。
保持部１０は、連結部材１３により固定板１１と可動板１２とを連結し、コイルばね１４によって互いに離間する方向に付勢している。このとき、可動板１２は、固定板１１に固定された連結部材１３に対して往復自在に設けられている。そして、テーパ状に形成された端部を有する連結部材１３は、同じくテーパ状に形成された貫通孔３３を有する可動板１２に、固定板１１と対向する面の反対から挿入されている。これにより、可動板１２は、固定板１１と反対側への移動が連結部材１３の長さにより規制される。また、連結部材１３と可動板１２の貫通孔３３とが嵌合することにより、可動板１２と連結部材１３との間の相対的な移動が規制される。つまり、可動板１２は、検出器１５が溶接部位Ｐ１に接触していない状態、すなわち、固定板１１に対して最大限離間した状態では、固定板１１に対する傾動が抑制されている。
【００４４】
一方、可動板１２は、検出器１５が溶接部位Ｐ１に接触すると、コイルばね１４の弾性力に逆らって固定板１１側に移動する。このとき、連結部材１３と可動板１２の貫通孔３３との嵌合が解除されることにより、可動板１２は、連結部材１３および連結部材１３が固定されている固定板１１に対して傾動可能となる。そして、可動板１２は、その傾きがコイルばね１４により調整されつつ、溶接部位Ｐ１に接触した検出器１５の角度に応じて傾動する。つまり、検出器１５は、溶接部位Ｐ１に密に接触した状態、すなわち、溶接部位Ｐ１に対して概ね垂直方向に配置される。
このため、接触部位Ｐ１の表面形状をカメラなどで撮影したりする必要が無く、構造の複雑化や制御処理の負荷の増加などを招くことがない。したがって、構造の複雑化を招くことなく、また、溶接部位Ｐ１との位置関係などに関わらず、検出器１５を溶接部位Ｐ１に対して垂直に保持することができる。
【００４５】
また、可動板１２は固定板１１に対して最大限離間した状態では固定板１１に対する傾動が抑制されているので、検出器１５を移動させるときなど溶接部位Ｐ１に接触していない状態では、検出器１５がぶれたりすることを抑制することができる。
また、コイルばね１４は可動板１２の固定板１１側への移動を許容するので、検出器１５が溶接部位Ｐ１に接触したときの衝撃が吸収され、過度の力が加わるおそれを低減でき、検出器１５を保護することができる。
また、３つの連結部材１３を仮想的な三角形２５の頂点に配置しているので、可動板１２は、３次元的に傾動可能となるとともに、ロボットアーム５３の回転軸を中心とした周方向において、概ね均等なバランスで保持される。また、可動板１２は、その傾きが、３つのコイルばね１４により個別に調整される。これにより、さまざまな溶接部位Ｐ１の形状に対応することができる。
【００４６】
また、検出器１５のセンサ素子１５ａを仮想的な三角形２５の内側に配置しているので、検出器１５が溶接部位Ｐ１に接触した状態における可動板１２の傾き量を、センサ素子１５ａを仮想的な三角形２５の外側に配置した場合に比べて小さくすることができる。したがって、可動板１２が傾動しすぎて溶接部位Ｐ１やその周辺に接触することを抑制することができる。
また、固定板１１および可動板１２を略Ｃ字形状に形成し、検出器１５をＣ字の開口近傍に配置しているので、図１に示すように、検出器１５を領域Ａに近接させることができる。この領域Ａは、例えば対象物に付属している他の部品や障害物などを模式的に示している。したがって、溶接部位の近傍に他の部品や障害物がある場合であっても適切に検査を行うことができる。
【００４７】
また、検出器１５は、センサ素子１５ａが一列に並んだラインセンサを有しており、そのセンサ素子１５ａを２つの連結部材１３を結ぶ仮想的な直線に平行に配置しているので、検出器１５のセンサ素子１５ａを連結部材１３に近接させて配置することができ、小型化を図ることができる。具体的には、図１に示すように、保持部１０の前方に空間Ａが形成され、溶接部位Ｐ１あるいは対象物に保持部１０を接近させることができる。
また、コイルばね１４をコイルばね１４で構成し、連結部材１３をコイルばね１４の内周側に配置しているので、構造の小型化を図ることができる。
また、センサ取付部３２は、可動板１２の固定板１１側への移動量を隙間Ｗ１（図１参照）以下に規制するので、連結部材１３が溶接部位Ｐ１側に突出して溶接部位Ｐ１に接触するおそれを低減することができる。この場合、センサ取付部３２は、可動板１２の固定板１１側への移動だけでなく、固定板１１に対する傾きも規制する。つまり、センサ取付部は、可動板１２の傾動量を規制する傾動量規制手段としても機能する。
【００４８】
また、支持手段としてロボットアーム５３を採用しているので、溶接部位の検査を自動化することができるとともに、例えば自動車の製造ラインにインラインで設置できるなど作業者が作業を行うことが困難な状況であっても検査を行うことができる。
また、検出器１５は、溶接部位Ｐ１を非破壊で検査するので、検査用のサンプルを作成する必要がない。このため、検査に要するコストを低減できるとともに、例えば製造ラインへの組み込みや溶接部位Ｐ１の全数検査などを行うことができ、製品の品質の向上を図ることができる。
また、スポット溶接検査装置１００は、上記した保持部１０を備えているので、検出器１５を溶接部位Ｐ１に対して概ね垂直に配置することができ、溶接部位Ｐ１を適切に検査することができる。
【００４９】
（第１実施形態の変形例）
以下、第１実施形態の変形例による保持機構およびスポット溶接検査装置を図１０を参照して説明する。第１実施形態の変形例では、コイルばねの弾性力を配置に応じて大小に設定している点において第１実施形態と異なっている。なお、コイルばね以外の構成は第１実施形態と共通するので、詳細な説明は省略する。
【００５０】
図１０（Ａ）に示すように、第１実施形態の変形例による保持部１０は、仮想的な三角形２５に配置されているコイルばね１４のうち、前方側すなわち検出器１５のセンサ素子１５ａが並ぶ方向と平行に配置された連結部材１３に対応して設けられている符号ａ、ｂを付して示す２つのコイルばね１４ａ、１４ｂの弾性力を、後方側に配置された残りの１つの連結部材１３に対応して設けられている符号ｃを付して示すコイルばね１４ｃの弾性力よりも小さく（弱く）している。なお、２本並んで設けられているコイルばね１４ａ、１４ｂのうちコイルばね１４ｂについては、符号のみを破線にてして示している。
【００５１】
そして、このような構成の保持部１０を備えたスポット溶接検査装置１００では、保持部１０を、溶接部位Ｐ１に対してコイルばね１４ａ、１４ｂ側から接近させる。このとき、検出器１５は、溶接部位Ｐ１に接触すると、図１０（Ｂ）に仮想的に示すように接触時に一時的に接近方向と反対側に傾こうとする。しかし、矢印にて示すコイルばね１４ｃの弾性力が相対的に強いことから、検出器１５は、図１０（Ｃ）に示すように、コイルばね１４ｃによってその傾きが抑制されるとともに、相対的に弾性力が弱いコイルばね１４ａ、１４ｂを押し上げる。その結果、検出器１５は、溶接部位Ｐ１に対して概ね垂直方向に傾動する。
【００５２】
このように、第１実施形態の変形例による保持部１０は、３つのコイルばね１４ａ〜１４ｃのうち検出器１５のセンサ素子１５ａが並ぶ方向と平行に配置された２つの連結部材１３に対応して設けられているコイルばね１４ａ、１４ｂの弾性力を、残りの１つのコイルばね１４ｃの弾性力よりも小さくし、保持部１０を弾性力が小さいコイルばね１４ａ、１４ｂ側から溶接部位Ｐ１に接近させることにより、接近方向と反対側に配置されたコイルばね１４ｃによって検出器１５を溶接部位Ｐ１に垂直に正対させることができる。したがって、溶接部位Ｐ１を適切に検査できる。なお、検出器１５を接近させる場合、ある程度の速度、例えば秒速数ｃｍ程度の速度で接触させるとよい。これにより、対象物の移動や検出器１５が対象物の表面で滑ることなどを抑制することができる。
また、保持部１０をロボットアーム５３に取り付けるのではなく、作業者による手作業で検査を行うときも同様の効果を得ることができる。
【００５３】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態による保持機構を図１１および図１２を参照して説明する。第２実施形態では、固定板に貫通孔を形成し、連結部材の固定板側の端部をテーパ状に形成している点において第１実施形態と異なっている。なお、その他の構成は第１実施形態と共通するので、詳細な説明は省略する。
図１１に示すように、第２実施形態の保持部７０は、固定板７１に貫通孔７２が形成されている。固定板７１に形成されている貫通孔７２は、可動板７３側から反対側に向かうにしたがってその径が徐々に大きくなるテーパ状に形成されている。つまり、固定板７１には、第１実施形態の図３に示す可動板１２の貫通孔３３を上下逆さまにした形状の貫通孔７２が形成されている。貫通孔７２は、第１実施形態と同様に、３つ設けられており、第１実施形態と同様に仮想的な三角形２５（図２参照）の頂点に配置されている。
【００５４】
可動板７３は、概ね第１実施形態と共通した形状に形成されているものの、貫通孔７２の代わりに連結孔７４が形成されている。この連結孔７４は、第１実施形態と同様に、連結部材７５を固定するために設けられている。
このような構成において、連結部材７５は、コイルばね１４の内周側に配置された状態で固定板７１の上面側から貫通孔７２に挿入される。連結部材７５は、第１実施形態の連結部材７５を上下反転させたものと実質的に共通する構成となっている。この連結部材７５は、可動板７３側の端部が連結孔７４に挿入され、ねじ部材４３により可動板７３に固定される。本実施形態の場合、ねじ部材４３は、皿ねじが用いられており、可動板７３の下面側よりねじ部材４３が突出しないようになっている。換言すると、第２実施形態の場合、可動板７３の下面側には検出器１５の下端だけが突出した状態となっている。
【００５５】
この保持部７０は、例えばロボットアーム５３などの支持手段に支持される。そして、図１２（Ａ）に示すように、検出器１５が溶接部位Ｐ１に接触すると、可動板７３はコイルばね１４を押し上げる。そして、さらに保持部７０を押し下げると、図１２（Ｂ）に示すように、可動板７３および検出器１５は、検出器１５が溶接部位Ｐ１に対して概ね垂直方向になるように傾動する。
このように、固定板７１側に貫通孔７２を設けた構成であっても、検出器１５を溶接部位Ｐ１に対して垂直に正対させることができるなど第１実施形態と同様の効果を得ることができる。したがって、溶接部位Ｐ１を適切に検査することができる。
【００５６】
また、第２実施形態の場合、可動板７３が傾動すると、連結部材７５は固定板７１の反対側に突出する。換言すると、連結部材７５は、可動板７３の下面側に突出することがない。したがって、連結部材７５が対象物に接触するおそれを低減でき、対象物が傷つくことを防止できる。
この場合、第１実施形態の変形例のように、コイルばね１４の弾性力に大小（強弱）関係を設け、弾性力が小さいコイルばね１４側から溶接部位Ｐ１に接触させてもよい。
【００５７】
（その他の実施形態）
本発明は、上記した各実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲において次のように変形または拡張することができる。
各実施形態では保持部１０、７０をロボットアームに取り付けたが、作業者が検出器を所持して手動で溶接部位を検査する場合であっても検出器１５を垂直に配置できるなどの効果を得ることができる。したって、作業者ごとに垂直と判断する感覚が異なる可能性があったり、溶接部位の位置によっては同一の作業者であっても垂直と判断する感覚が異なる可能性があったりする場合であっても、溶接部位の良否の判断すなわち製品の品質にばらつきが生じるおそれを低減することができる。
【００５８】
曲面状の鋼板６０に溶接部位Ｐ１が形成された例を示したが、勿論平面状の鋼板であってもよい。
可動板１２の傾動可能な範囲は連結部材１３の径Ｒ３と貫通孔３３の径Ｒ１との差により制限されるため、検出器１５が凹部２６内に収まるように（腕部２１に接触しないように）連結部材１３の径Ｒ３と貫通孔３３の径Ｒ１との差を適宜規定するようにしてもよい。連結部材７５と貫通孔７２との関係も同様である。
規制手段としてセンサ取付部３２を兼用したが、規制手段を専用で設けてもよい。その場合、例えばコイルばね１４が最も縮んだ状態で移動を規制したり、連結部材１３の昼間部に規制部を設けるなど、その構成はどのようなものであってもよい。
【００５９】
図１３に示すように、連結部材８０のテーパ状に形成された端部の側、より具体的には、柱状の胴部８１とテーパ状の端部との間に、径細のネック部８２を設けるとよい。このとき、ネック部８２を貫通孔３３、７２の内部から延びて形成するとよい。この連結部材８０を例えば第２実施形態に適用する場合、連結部材８０は、固定板７１側の端部において貫通孔７２との間に隙間ができ、その隙間によって移動可能な領域が規制される。このため、図１４に示すように、検出器１５と溶接部位Ｐ１が接触した場合、接触位置から離れた固定板７１側においては、わずかな傾動であっても連結部材８０の移動量が大きくなる。そこで、連結部材８０にネック部８２を設けることにより、ネック部８２と貫通孔７２との隙間、すなわち、連結部材８０が移動可能な領域を大きくすることができる。これにより、可動板７３および検出器１５が傾動可能な範囲が大きくなり、検出器１５をより確実に溶接位置に対して垂直に正対させることができる。このようなネック部８２を第１実施形態に適用してもよいが、特に第２実施形態のように固定板７１側において可動板７３の傾動を許容する構成の場合、検出器１５を溶接部位Ｐ１に対して垂直に配置することがより容易となる。
【００６０】
固定板１１、７１および可動板１２、７３を概ね平板状に形成した例を示したが、これに限定されない。すなわち、必ずしも平板状に形成する必要はなく、各実施形態で説明したように、検出器が取り付けられた可動板が固定板に対して傾動可能な構成であれば、例えばブロック状や円柱状に形成した固定板および可動板であって均等の範囲に含まれる。具体的には、図１５に示すように、保持部９０を、円環状に形成した固定板９１および可動板９２を連結部材１３により連結し、コイルばね１４を設けた構成としてもよい。この場合、固定板９１の中心は、上記したロボットアーム５３の回転軸に一致する。また、検出器１５は、円環の内周側に配置されている。なお、図１５では検出器１５などの図示を省略している。このとき、各連結部材１３は、回転軸に対して周方向に等間隔（１２０°ごと）に配置されている。すなわち、保持部９０においては、各連結部材１３により形成される仮想的な三角形２５は、正三角形に形成されている。これにより、回転軸を中心として均等に検出器１５を保持することができる。
【００６１】
また、図１５（Ｂ）に示すように、連結部材１３のテーパ部を貫通孔３３の全長よりも短く形成し、連結部材１３の下端側が可動板９２の内部に位置する（隙間Ｗ１０が形成される）ようにしてもよい。検出器１５は、溶接部位に接触するため、上記したように検出器１５の下端と可動板１２の上面との距離Ｗ１１が短い方が、溶接部位の形状に対する適応性（可動性）が向上する。一方、距離Ｗ１１を短くすると、可動板９２の下面側から突出した連結部材が溶接部位に接触するおそれがある。そのため、図１５（Ｂ）に示すように、連結部材１３を、その下端が可動板１２の内側になるように形成することで、距離Ｗ１１を短くしつつ、連結部材１３が溶接部位やその近傍に接触するおそれを低減することができる。
【００６２】
また、図１６に示すように、１つのコイルばね９３を固定板９１および可動板９２の間に配置してもよい。この場合、コイルばね９３の内周側に検出器１５が配置されることになる。このような構成によっても、可動板９２に取り付けられている検出器１５を、ロボットアーム５３の回転軸を中心として周方向に均等なバランスで保持することができる。
【符号の説明】
【００６３】
図面中、１０は保持部（保持機構）、１１は固定板、１２は可動板、１３は連結部材、１５は検出器、１５ａはセンサ素子、１７は支持部（支持手段）、２５は仮想的な三角形、３２はセンサ取付部（規制手段）、３３は貫通孔、７０は保持部（保持手段）、７１は固定板、７２は貫通孔、７３は可動板、７５は連結部材、８０は連結部材、８２はネック部、９０は保持部（保持手段）、９１は固定板、９２は可動板、９３はコイルばね（付勢部材）、１００はスポット溶接検査装置、Ｐ１は溶接部位を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スポット溶接された溶接部位を接触式の検出器を用いて検査するスポット溶接検査装置の前記検出器を保持するための保持機構、およびその保持機構を用いたスポット溶接検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車の製造ラインなどでは、スポット溶接が広く行われている。スポット溶接された溶接部位は、例えば検査用にサンプルを抽出し、そのサンプルの溶接部位の強度を検査する剥離検査や、あるいはタガネやドライバーなどの治具を用いて溶接部位に問題がないかを検査する所謂タガネ検査などが行われている。この場合、剥離検査では抽出したサンプルを検査後に製品として利用することができなくなる。また、タガネ検査では溶接部位の強度が基準を満たしているかを同一基準で判定することが困難であったり、作業員により良否の判断が異なったりするおそれがある。そのため、近年では、例えば特許文献１に記載のように、溶接部位を非破壊で検査することが検討されている。
【０００３】
ところで、スポット溶接される溶接部位は、平面だけでなく例えば曲面になっていることがある。そのため、特許文献１のような検出器を用いて検査を行う場合、正確な測定のためには検出器を溶接部位に対して垂直方向から接触させる必要がある。
【０００４】
しかしながら、例えば検出器をロボットアームに取り付けて使用する場合、溶接部位に垂直方向から接触させるためには、接触部位の表面形状をカメラなどで撮影して形状を特定し、その特定した形状に対応するようにロボットアームを制御する必要がある。このため、構造の複雑化や制御処理の負荷の増加などを招くおそれがある。また、作業者が検出器を所持して手動で溶接部位を検査する場合、作業者ごとに垂直と判断する感覚が異なる可能性があること、また、溶接部位の位置関係によっては同一の作業者であっても垂直と判断する感覚が異なる可能性があることなどから、溶接部位の良否の判断すなわち製品の品質にばらつきが生じるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３０９８１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、構造の複雑化を招くことなく、また、溶接部位との位置関係などに関わらず、検出器を溶接部位に対して垂直に保持する保持機構、およびその保持機構を用いたスポット溶接検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載した発明は、スポット溶接された溶接部位を接触式の検出器を用いて検査するスポット溶接検査装置の前記検出器を保持するための保持機構であって、外部の支持手段に固定される固定板と、前記固定板に対向して設けられ、板厚方向に貫通する貫通孔が形成された可動板と、前記固定板と前記可動板とを連結する柱状に形成され、前記固定板側の端部が当該固定板に固定され、前記可動板側の端部に当該可動板が軸方向に往復自在に装着される連結部材と、前記連結部材により連結された前記固定板と前記可動板とを互いに離間する方向に付勢する付勢部材と、を備え、前記検出器は、前記溶接部位に接触する側の端部が前記固定板と反対側に突出した状態で前記可動板に取り付けられ、前記可動板の前記貫通孔は、前記固定板に対向する側から反対側に向かうにしたがってその内径が徐々に大きくなるテーパ状に形成され、前記連結部材は、前記可動板側の端部が当該可動板の前記貫通孔に嵌合するテーパ状に形成されており、前記貫通孔に前記固定板と反対側から挿入されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載した発明は、スポット溶接された溶接部位を接触式の検出器を用いて検査するスポット溶接検査装置の前記検出器を保持するための保持機構であって、外部の支持手段に固定され、板厚方向に貫通する貫通孔が形成された固定板と、前記固定板に対向して設けられた可動板と、前記固定板と前記可動板とを連結する柱状に形成され、前記固定板側の端部に当該固定板が軸方向に往復自在に装着され、前記可動板側の端部が当該可動板に固定される連結部材と、前記連結部材により連結された前記固定板と前記可動板とを互いに離間する方向に付勢する付勢部材と、を備え、前記検出器は、前記溶接部位に接触する側の端部が前記固定板と反対側に突出した状態で前記可動板に取り付けられ、前記固定板の前記貫通孔は、前記可動板に対向する側から反対側に向かうにしたがってその内径が徐々に大きくなるテーパ状に形成され、前記連結部材は、前記固定板側の端部が当該固定板の前記貫通孔に嵌合するテーパ状に形成されており、前記貫通孔に前記可動板と反対側から挿入されて前記可動板側の端部が当該可動板に固定されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載した発明は、前記貫通孔は、３つ設けられており、板厚方向から視た平面視で仮想的な三角形の頂点に配置され、前記連結部材は、３つの前記貫通孔にそれぞれ設けられていることを特徴とする。
請求項４に記載した発明は、前記検出器は、前記溶接部位に接触する側の端部にセンサ素子が設けられており、前記センサ素子は、３つの前記貫通孔で形成される仮想的な三角形の内側に位置していることを特徴とする。
請求項５に記載した発明は、前記検出器は、複数の前記センサ素子が一列に並んで設けられているラインセンサであり、３つの前記貫通孔は、そのうち２つが前記検出器の前記センサ素子が並ぶ方向と平行に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項６に記載した発明は、前記付勢部材は、３つの前記連結部材に対応してそれぞれ設けられており、前記検出器の前記センサ素子が並ぶ方向と平行に配置された前記連結部材に対応して設けられている２つの弾性力を、残りの１つの弾性力よりも小さくすることを特徴とする。
請求項７に記載した発明は、前記付勢部材は、前記連結部材と同軸に形成されたコイルばねであり、前記連結部材は、前記付勢部材としてのコイルばねの内周側に設けられていることを特徴とする。
請求項８に記載した発明は、前記連結部材は、テーパ状に形成された端部の側に前記貫通孔の開口の径よりも径細のネック部が設けられていることを特徴とする。
請求項９に記載した発明は、前記可動板が前記固定板側に向かって移動する移動量を規制する規制手段をさらに備え、前記規制手段は、前記可動板の移動量を、当該可動板から突出している前記検出器の突出量以下に規制することを特徴とする。
【００１１】
請求項１０に記載した発明は、前記外部の支持部材は、ロボットアームであることを特徴とする。
請求項１１に記載した発明は、前記検出器は、前記溶接部位に磁場を印加して当該溶接部位の内部を非破壊検査することを特徴とする。
請求項１２に記載した発明は、前記検出器は、前記溶接部位に超音波を照射して当該溶接部位の内部を非破壊検査することを特徴とする。
請求項１３に記載したスポット溶接検査装置の発明は、請求項１から１２のいずれか一項記載の保持機構を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載した発明によれば、連結部材により固定板に連結される可動板は、付勢部材によって互いに離間する方向に付勢されつつ、連結部材に対して往復自在に設けられている。このとき、テーパ状に形成された端部を有する連結部材は、同じくテーパ状に形成され固定板と反対側が径大な貫通孔を有する可動板に、固定板と反対から挿入される。これにより、可動板は、固定板と反対側への移動が連結部材の長さにより規制される。また、連結部材と可動板の貫通孔とが嵌合することにより、可動板と連結部材との間の相対的な移動が規制される。つまり、可動板は、固定板に対して最大限離間し検出器が溶接部位に接触していない状態では、固定板に対する傾動が抑制される。
【００１３】
一方、検出器が溶接部位に接触すると、可動板は、付勢部材の弾性力に逆らって固定板側に移動する。このとき、連結部材のテーパ状の部位と可動板の貫通孔との嵌合が解除されることにより、可動板は、連結部材および連結部材が固定されている固定板に対して傾動可能となる。そして、可動板は、その傾きが付勢部材により調整されつつ、溶接部位に接触した検出器の角度に応じて傾動する。その結果、検出器は、溶接部位に密に接触した状態すなわち溶接部位に対して概ね垂直方向に配置される。換言すると、検出器は、溶接部位の位置関係によらず、また、作業者によらず、溶接部位に対する傾き方向が一定且つ傾き量が一定範囲内に収まった状態で保持される。したがって、構造の複雑化を招くことなく、また、溶接部位との位置関係などに関わらず、検出器を溶接部位に対して垂直に保持することができる。なお、ここでいう「垂直」とは概ね垂直と見なせる範囲を含んでいる。
【００１４】
また、可動板は固定板に対して最大限離間した状態では固定板に対する傾動が抑制されるので、検出器を移動させるときなど溶接部位に接触していない状態では、検出器がぶれたりすることを抑制することができる。また、可動板の固定板側への移動は付勢部材により許容されるので、検出器が溶接部位に接触したときの衝撃が吸収され、過度の力が加わるおそれを低減でき、検出器を保護することができる。
【００１５】
請求項２に記載した発明によれば、貫通孔を固定板に設け、連結部材は、貫通孔に挿入された状態で可動板に固定されている。このような構成によっても、検出器が溶接部位に接触したとき、連結部材と貫通孔との嵌合が解除され、可動板は、連結部材とともに固定板に対して傾動可能となる。したがって、構造の複雑化を招くことなく、また、溶接部位との位置関係などに関わらず、検出器を溶接部位に対して垂直に保持することができるなど、請求項１に記載した発明と同様の効果を得ることができる。
【００１６】
請求項３に記載した発明によれば、３つの連結部材を仮想的な三角形の頂点に配置しているので、可動板は、３次元的に傾動可能となる。これにより、さまざまな溶接部位の形状に対応することができる。
請求項４に記載した発明によれば、検出器のセンサ素子を仮想的な三角形の内側に配置しているので、検出器が溶接部位に接触した状態における可動板の傾き量を、センサ素子を仮想的な三角形の外側に配置した場合に比べて小さくすることができる。したがって、可動板が傾動しすぎて溶接部位やその周辺に接触することを抑制することができる。
請求項５に記載した発明によれば、検出器のラインセンサを２つの連結部材を結ぶ仮想的な直線に平行に配置しているので、ラインセンサを連結部材に近接させて配置することができ、小型化を図ることができる。
【００１７】
請求項６に記載した発明によれば、３つの付勢部材のうち、ラインセンサと平行に配置された２つの連結部材に対応して設けられている付勢部材の弾性力を、残りの１つよりも小さくしている。この場合、弾性力が小さい付勢部材側から溶接部位に接近させたとき、可動板は、接近方向と反対側に配置された弾性力の大きい付勢部材によりその傾動が抑制されるとともに、相対的に弾性力が小さい付勢部材を押し上げる。これにより、検出器を溶接部位に対して概ね垂直方向に配置することができる。
【００１８】
請求項７に記載した発明によれば、付勢部材をコイルばねで構成し、連結部材をコイルばねの内周側に配置しているので、構造の小型化を図ることができる。
請求項８に記載した発明によれば、連結部材にネック部を設けているので、連結部材と貫通孔との嵌合が解除されたとき、連結部材に対する可動板の傾動可能な範囲、あるいは、固定板に対する連結部材の傾動可能な範囲を大きくすることができ、さまざまな形状の溶接部位に対応することができる。
【００１９】
請求項９に記載した発明によれば、可動板の固定板側への移動量を規制するので、請求項１などに記載した発明の場合には連結部材が溶接部位側に突出して溶接部位に接触するおそれを低減することができるとともに、請求項２などに記載した発明の場合には検出器が支持手段に衝突するおそれを低減することができる。
請求項１０に記載した発明によれば、支持手段としてロボットアームを採用しているので、検査を自動化することができるとともに、例えば自動車の製造ラインなど作業者が作業を行うことが困難な状況であっても検査を行うことができる。
【００２０】
請求項１１に記載した発明および請求項１２に記載した発明によれば、検出器は、溶接部位を非破壊で検査するので、検査用のサンプルを作成する必要がない。このため、検査に要するコストを低減できるとともに、例えば製造ラインへの組み込みや溶接部位の全数検査などを行うことができ、製品の品質の向上を図ることができる。
請求項１３に記載したスポット溶接検査装置の発明によれば、請求項１から１２のいずれか一項の保持機構を備えているので、検出器を溶接部位に対して概ね垂直に配置することができ、溶接部位を適切に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態による保持部およびスポット溶接検査装置を示す概略図
【図２】第１実施形態による固定板を模式的に示す図
【図３】第１実施形態による可動板を模式的に示す図
【図４】第１実施形態による連結部材を模式的に示す図
【図５】第１実施形態による図４のＶ領域を示す図で、連結部材の下端部の拡大図
【図６】第１実施形態による保持部の概略を示す分解斜視図
【図７】第１実施形態による溶接部位の断面構造を模式的に示す図
【図８】第１実施形態による連結部材と貫通孔との嵌合状態を模式的に示す図
【図９】第１実施形態による検査時の可動板の傾動状態を模式的に示す図
【図１０】第１実施形態の変形例による検査時の可動板の傾動状態を模式的に示す図９相当図
【図１１】第２実施形態による保持部の概略を示す分解斜視図で、図６相当図
【図１２】第２実施形態による検査時の可動板の傾動状態を模式的に示す図で、図９相当図
【図１３】その他の実施形態による連結部材を模式的に示す図
【図１４】その他の実施形態による検査時の可動板の傾動状態を模式的に示す図で、図９相当図
【図１５】その他の実施形態による保持機構を模式的に示す図その１
【図１６】その他の実施形態による保持機構を模式的に示す図その２
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明による保持機構およびスポット溶接検査装置の複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。また、以下に説明する複数の実施形態では、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２３】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態による保持機構およびスポット溶接検査装置を図１から図９を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態による保持機構に相当する保持部１０は、固定板１１、可動板１２、連結部材１３およびコイルばね１４を備えている。この保持部１０は、スポット溶接された溶接部位を検査するためのスポット溶接検査装置１００の検出器１５を保持している。この検出器１５は、センサバンド１６により保持部１０に固定されている。また、保持部１０は、支持手段に相当する支持部１７に支持されている。以下、図１（Ａ）に矢印にて示す方向を上下方向および前後方向とし、図１（Ｂ）に矢印にて示す方向を左右方向として説明する。
【００２４】
固定板１１は、図１（Ａ）に示すように、略台形状のベース部２０と、ベース部２０の左右側の両端から前方へ突出する２つの腕部２１とを有する平面視で概ねＣ字状の平板形状に形成されている。ベース部２０および各腕部２１には、連結孔２２および取付孔２３がそれぞれ形成されている。連結孔２２は、図２（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、固定板１１を板厚方向に貫通し、固定板１１の上面側と下面側とに開口している。また、連結孔２２は、上面側の開口の径が下面側の開口の径よりも小さく形成されている。このため、連結孔２２には、固定板１１の板厚方向の中間に位置して段差部２４が形成されている。これらの連結孔２２は、図２（Ａ）に示すように、固定板１１の平面視において仮想的な三角形２５の頂点に設けられている。本実施形態の場合、仮想的な三角形２５は、二等辺三角形に形成されている。この連結孔２２には、固定板１１の下面側から連結部材１３が挿入される。また、ベース部２０と腕部２１とにより形成される凹部２６内には、後述するように検出器１５が配置される。
【００２５】
取付孔２３は、図２（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、固定板１１を板厚方向に貫通し、固定板１１の上面側と下面側とに開口している。また、取付孔２３は、固定板１１の上面側の開口の径が下面側の開口の径よりも大きく形成されている。このため、取付孔２３には、固定板１１の板厚方向の中間に位置して段差部２７が形成されている。この取付孔２３には、図１に示す支持部１７が取り付けられる。
【００２６】
可動板１２は、図３（Ａ）に示すように、略台形状のベース部３０と、ベース部３０の左右側の両端から前方へ突出する２つの腕部３１と、ベース部３０から上方に立ち上がったセンサ取付部３２とを有し、平面視で概ねＣ字状に形成されている。この可動板１２は、図１に示すように、固定板１１に対向して配置される。ベース部３０および各腕部３１には、貫通孔３３がそれぞれ形成されている。つまり、可動板１２には、３つの貫通孔３３が形成されている。これらの貫通孔３３は、可動板１２の平面視において、上記した固定板１１に形成される仮想的な三角形２５（図２参照）の頂点に対応した位置に設けられている。つまり、可動板１２の貫通孔３３は、固定板１１の連結孔２２と同軸に形成されている。
【００２７】
可動板１２に形成されている貫通孔３３は、図３（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、可動板１２を板厚方向に貫通し、可動板１２の上面側と下面側とに開口している。この貫通孔３３は、上面側の開口の径Ｒ１が下面側の開口の径Ｒ２よりも大きく形成されている。また、貫通孔３３は、上面側すなわち固定板１１に対向する側から下面側すなわち固定板１１と反対側に向かうにしたがって、その径が徐々に大きくなるテーパ状に形成されている。この貫通孔３３には、下面側から連結部材１３が挿入される。また、ベース部３０と腕部３１とにより形成される凹部３４内には、後述するように検出器１５が配置される。
【００２８】
センサ取付部３２は、ベース部３０と腕部３１との境界に位置して、ベース部３０から上方に立ち上がる板状に形成されている。センサバンド１６を取り付けるためのねじ穴３５が形成されている。センサ取付部３２は、その高さすなわちベース部３０の上面からセンサ取付部３２の上端までの長さＬ１が、固定板１１との間に隙間を存する状態に設けられている。具体的には、図１に示すように、固定板１１と可動板１２との間の距離が最大に離間した状態において、可動板１２に設けられているセンサ取付部３２の上端と固定板１１の下面との間には、隙間Ｗ１が存在している。換言すると、可動板１２が固定板１１側へ移動する移動量は、後述するようにこの隙間Ｗ１以下に規制される。つまり、センサ取付部３２は、規制手段として機能する。
【００２９】
連結部材１３は、その長手方向すなわち軸方向における断面が円形の概ね円柱状に形成されている。連結部材１３は、剛性を有する、つまり、弾性変形することがない金属材料などにより形成されている。この連結部材１３は、図４に示すように、固定板１１側に位置する上端部４０の軸方向の端面にタップ孔４１が設けられている。また、連結部材１３は、可動板１２側の下端部４２が、上記した可動板１２に形成されている貫通孔３３に対応して、先端に向かうにしたがって径大になるテーパ状に形成されている。この連結部材１３は、図５に示すように、下端部４２に形成されているテーパ状の部位の長さＬ３が、２点鎖線で仮想的に示す可動板１２の板厚Ｌ４よりも長くなるよう形成されている。換言すると、テーパ状の部位の上側における連結部材１３の直径Ｒ３は、可動板１２に形成されている貫通孔３３の上面側の開口の径Ｒ１よりも小さくなっている。連結部材１３は、貫通孔３３の数に応じて３つ設けられており、軸方向から視た状態で仮想的な三角形２５の頂点に配置されている。
【００３０】
付勢部材に相当するコイルばね１４は、図１に示すように、３つの連結部材１３にそれぞれ対応して３つ設けられている。これらのコイルばね１４は、金属材料により形成されている。コイルばね１４は、連結部材１３をその内周側に収容した状態で、固定板１１と可動板１２との間に設けられている。このコイルばね１４は、固定板１１と可動板１２とを互いに離間する方向に付勢する。なお、付勢部材としては、コイルばね１４以外に例えば板ばねやエラストマのような弾性を有する樹脂材料などで形成してもよい。すなわち、付勢部材は、固定板１１と可動板１２とを互いに離間する方向に付勢しつつ、後述するように可動板１２の固定板１１側への移動を許容する弾性を有するものであればよい。
【００３１】
このような構成の保持部１０は、図６に示す手順にて組み立てられる。具体的には、保持部１０は、固定板１１と可動板１２とを対向させ、固定板１１と可動板１２との間にコイルばね１４を配置した後、連結部材１３を可動板１２の貫通孔３３に下面側から挿入し、固定板１１の上面からねじ部材４３により連結部材１３を固定板１１に固定する。これにより、保持部１０は、図１に示すように、固定板１１および可動板１２が連結部材１３によって互いに連結された状態、且つ、コイルばね１４によって互いに離間する方向に付勢された状態となる。この状態では、連結部材１３のテーパ状の部位が可動板１２の貫通孔３３に嵌合することにより、可動板１２は、連結部材１３の長さを超えて下方へ移動することが抑制される。つまり、固定板１１と可動板１２とが最大に離間する距離は、連結部材１３の長さ以下に規制される。
【００３２】
組み立てられた保持部１０には、検出器１５が取り付けられる。この検出器１５は、センサバンド１６によって可動板１２に固定される。この検出器１５は、ケーブル１５ｂによってスポット溶接検査装置１００に接続されている。本実施形態の場合、検出器１５は、溶接部位に接触して磁場を印加するとともに、印加した磁場による磁束密度を検出する。つまり、本実施形態のスポット溶接検査装置１００は、溶接部位の良否を磁場により判定している。なお、検出器１５による溶接部位の検査方法などについては、後述する。
【００３３】
この検出器１５は、その下端が可動板１２から下方に突出した状態で取り付けられている。つまり、検出器１５の下端は、図１に示すように、可動板１２の上面から距離Ｗ１１の位置に設けられている。この距離Ｗ１１を短く形成すると、溶接部位の表面形状に対する適応性すなわち検出器１５の可動性が向上する。距離Ｗ１１は、可動板１２および検出器１５の外形に応じた所定の値に設定してもよいし、検査対象となる溶接部位の形状が限定されるのであれば、傾動時に可動板１２や連結部材１３が溶接部位に接触しない値に設定してもよい。
また、本実施形態の検出器１５は、図１（Ｃ）に示すように、複数のセンサ素子１５ａが一列に並んで設けられたラインセンサである。このセンサ素子１５ａは、貫通孔３３によって形成される仮想的な三角形２５の内側に配置されているとともに、可動板１２の前方側に配置される２つの連結部材１３を結ぶ仮想的な直線と平行に配置されている。
【００３４】
また、保持部１０は、図１に示すように、支持部１７に支持されている。この場合、保持部１０は、固定板１１に形成されている取付孔２３に柱状に形成された支持部材５０が取り付けられる。この支持部材５０は、例えばねじ止めにより取付孔２３に取り付けられる。なお、支持部材５０の端部にねじ加工を施し、取付孔２３にタップを設け、支持部材５０を螺合させるような構成であってもよい。この支持部材５０は、固定板１１と反対側の端部において第一アーム取付部材５１に固定されている。つまり、支持部材５０は、保持部１０の固定板１１と第一アーム取付部材５１とを固定的に接続している。
【００３５】
第一アーム取付部材５１は、略長方形状に形成された第二アーム取付部材５２に固定されている。第二アーム取付部材５２は、複数のロボットアーム取付穴５２ａと、検出器１５のケーブル１５ｂを案内するためのケーブル穴５２ｂとが形成されている。ロボットアーム取付穴５２ａは、図示は省略するが、第二アーム取付部材５２が取り付けられるロボットアーム５３の回転軸と同心の円周上に配置されている。このロボットアーム５３の回転軸は、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、検出器１５の中心、すなわち、センサ素子１５ａの中心と一致する。このため、検出器１５は、ロボットアーム５３が回転するとき、ロボットアーム５３と同軸に回転する。このとき、検出器１５は、そのケーブル１５ｂがケーブル穴５２ｂに通されているので、ロボットアーム５３の回転時や移動時における巻き込みなどが防止されている。
【００３６】
本実施形態で採用しているロボットアーム５３は、図示しない３次元移動可能な多関節型いわゆる６軸型のロボットに設けられており、ロボット制御装置１０１の指示に基づいて、検出器１５を溶接部位まで移動させる、このロボット制御装置１０１は、通信回線１０２によってスポット溶接検査装置１００との間で例えば溶接部位の位置情報などのデータを通信可能に接続されている。なお、ロボット制御装置１０１を、スポット溶接検査装置１００と一体に構成したり、図示しないスポット溶接機の制御装置と兼用したりしてもよい。つまり、保持部１０を、図示しないスポット溶接機の溶接ガンを支持するロボットのアーム部に一体に設けるような構成としてもよい。
【００３７】
スポット溶接検査装置１００は、図示しない制御部、検査位置設定部、判定部および通信部などを備えている。制御部は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えたコンピュータにより構成されており、例えばＲＯＭや記憶部に記憶されているコンピュータプログラムに従ってスポット溶接検査装置１００の全体を制御する。検査位置設定部は、通信部を介して図示しないスポット溶接機などから取得した溶接部位のうち、何れの溶接部位を検査対象とするかを設定する。この場合、製造ライン全体を制御する図示しない中央制御装置と通信可能にし、溶接部位の位置データや搬送装置で搬送されている部品の位置データなどを中央制御装置から取得するようにしてもよい。このようなスポット溶接検査装置１００は、例えば、自動車の製造ラインに採用される。ロボット制御装置１０１は、スポット溶接検査装置１００により設定された検査対象の溶接部位に検出器１５を保持する保持部１０を移動させる。
【００３８】
次に、上記した保持部１０の作用について説明する。
まず、検出器１５で検査する溶接部位について説明する。スポット溶接では、一般的に、対象物を加圧しつつ電流を流すことにより溶接が行われる。例えば、図７に示すように鋼板６０を対象物とした場合、溶接部位Ｐ１は、スポット溶接機の溶接ガンによって加圧されることによりその表面がほぼ円形に窪んだインデンテーション部６１が形成される。そして、このインデンテーション部６１の内側に、鋼板６０が互いに溶着した領域であるナゲット部６２が平面視でほぼ円形に形成される。このとき、スポット溶接における溶接部位Ｐ１の品質、特には、溶接部位Ｐ１における溶着の強度は、ナゲット部６２の大きさＬ５によって判断される。そのため、本実施形態のスポット溶接検査装置１００は、ナゲット部６２の大きさＬ５が基準値よりも大きい場合、溶接部位Ｐ１はその品質が良であると判定される。
【００３９】
この場合、インデンテーション部６１では加圧により鋼板６０の厚みが薄くなっているため、インデンテーション部６１の径に相当する大きさＬ６も、溶接部位Ｐ１における構造的な強度に影響する。また、ナゲット部６２の周辺において、鋼板６０同士が圧接された領域である接合部６３の径に相当する大きさＬ７も、溶接部位Ｐ１における接合強度に影響する。そのため、溶接部位Ｐ１の構造的な特性値であるナゲット部６２の大きさＬ５、インデンテーション部６１の大きさＬ６および接合部６３の大きさＬ７に基づいて、溶接の良否を判定するようにしてもよい。より具体的には、溶接部位Ｐ１の構造的な特性値から求められる強度が予め定められている判定基準値を上回っていれば良であると判定し、下回っていれば否であると判定すればよい。なお、検出器１５の構成やナゲット部６２の大きさの算出方法などは特許文献１の記載と共通するのでここでは詳細な説明は省略するが、検出器１５により検出する溶接部位Ｐ１における磁束密度の分布により求めることができる。
【００４０】
さて、上記した構成の保持部１０は、連結部材１３が可動板１２の下面側から貫通孔３３に挿入されている。このとき、図８（Ａ）に示すように、連結部材１３の下端部４２のテーパ状の部位と、可動板１２に同じくテーパ状に形成された貫通孔３３とは、互いに嵌合している。なお、図８では、コイルばね１４などの図示を省略している。この場合、可動板１２は、コイルばね１４によって固定板１１から離間する方向に付勢されているものの、連結部材１３のテーパ状の部位との嵌合により図示下方への移動、および、図示左右方向への移動が規制されている。つまり、固定板１１と可動板１２とが最大に離間している状態、換言すると、検出器１５が接続部位に接触していない状態においては、可動板１２と連結部材１３との相対的な移動が規制されている。この状態では、可動板１２および検出器１５は、弾性変形することがない連結部材１３により互いに固定された状態、すなわち、固定板１１に対して傾動せず、固定板に仮固定されたような状態となっている。
【００４１】
一方、可動板１２は、コイルばね１４により固定板１１側への移動が許容されている。このため、図８（Ｂ）に示すように、可動板１２が矢印にて示すように図示上方すなわち固定板１１側に移動したとき、連結部材１３のテーパ状の部位と貫通孔３３との間には隙間が形成される。具体的には、テーパ状の部位においては、隙間Ｗ２が形成される。また、上記したように連結部材１３のテーパ部の上側の部位の直径Ｒ３を貫通孔３３の開口の径Ｒ１よりも小さく形成しているので、径方向にも隙間Ｗ３が形成される。その結果、図８（Ｃ）に示すように、可動板１２は、連結部材１３に対して傾動可能、すなわち、連結部材１３が固定されている固定板１１に対して傾動可能となる。
【００４２】
そして、このように傾動可能な可動板１２を有する保持部１０により保持された検出器１５を用いることで、スポット溶接検査装置１００は、ロボット制御装置１０１へ溶接部位Ｐ１の一データなどを含む移動指令を出力することにより、溶接部位Ｐ１の検査を行う。具体的には、溶接部位Ｐ１の検査は、図９に示すように行われる。
ロボット制御装置１０１は、移動指令を受信すると、まず、図９（Ａ）に示すように検査対象となる溶接部位Ｐ１に検出器１５を保持部１０ごと接近させる。続いて、図９（Ｂ）に示すように、検出器１５を溶接部位Ｐ１に接触させる。このとき、上記したように、可動板１２と連結部材１３との嵌合が解除される。換言すると、検出器１５および可動板１２が、固定板１１に対して傾動可能となる。この状態でさらに保持部１０を溶接部位Ｐ１に近づけると、図９（Ｃ）に示すように、検出器１５が溶接部位Ｐ１の表面形状に応じて傾動し、検出器１５の仮想的な中心線ＣＬが溶接部位Ｐ１の表面に対して垂直になる。つまり、検出器１５は、溶接部位Ｐ１に法線方向から密に接触する。これにより、スポット溶接検査装置１００は、溶接部位Ｐ１をその垂直方向から検査できるようになる。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態の保持部１０およびスポット溶接検査装置１００によれば以下のような効果を得ることができる。
保持部１０は、連結部材１３により固定板１１と可動板１２とを連結し、コイルばね１４によって互いに離間する方向に付勢している。このとき、可動板１２は、固定板１１に固定された連結部材１３に対して往復自在に設けられている。そして、テーパ状に形成された端部を有する連結部材１３は、同じくテーパ状に形成された貫通孔３３を有する可動板１２に、固定板１１と対向する面の反対から挿入されている。これにより、可動板１２は、固定板１１と反対側への移動が連結部材１３の長さにより規制される。また、連結部材１３と可動板１２の貫通孔３３とが嵌合することにより、可動板１２と連結部材１３との間の相対的な移動が規制される。つまり、可動板１２は、検出器１５が溶接部位Ｐ１に接触していない状態、すなわち、固定板１１に対して最大限離間した状態では、固定板１１に対する傾動が抑制されている。
【００４４】
一方、可動板１２は、検出器１５が溶接部位Ｐ１に接触すると、コイルばね１４の弾性力に逆らって固定板１１側に移動する。このとき、連結部材１３と可動板１２の貫通孔３３との嵌合が解除されることにより、可動板１２は、連結部材１３および連結部材１３が固定されている固定板１１に対して傾動可能となる。そして、可動板１２は、その傾きがコイルばね１４により調整されつつ、溶接部位Ｐ１に接触した検出器１５の角度に応じて傾動する。つまり、検出器１５は、溶接部位Ｐ１に密に接触した状態、すなわち、溶接部位Ｐ１に対して概ね垂直方向に配置される。
このため、接触部位Ｐ１の表面形状をカメラなどで撮影したりする必要が無く、構造の複雑化や制御処理の負荷の増加などを招くことがない。したがって、構造の複雑化を招くことなく、また、溶接部位Ｐ１との位置関係などに関わらず、検出器１５を溶接部位Ｐ１に対して垂直に保持することができる。
【００４５】
また、可動板１２は固定板１１に対して最大限離間した状態では固定板１１に対する傾動が抑制されているので、検出器１５を移動させるときなど溶接部位Ｐ１に接触していない状態では、検出器１５がぶれたりすることを抑制することができる。
また、コイルばね１４は可動板１２の固定板１１側への移動を許容するので、検出器１５が溶接部位Ｐ１に接触したときの衝撃が吸収され、過度の力が加わるおそれを低減でき、検出器１５を保護することができる。
また、３つの連結部材１３を仮想的な三角形２５の頂点に配置しているので、可動板１２は、３次元的に傾動可能となるとともに、ロボットアーム５３の回転軸を中心とした周方向において、概ね均等なバランスで保持される。また、可動板１２は、その傾きが、３つのコイルばね１４により個別に調整される。これにより、さまざまな溶接部位Ｐ１の形状に対応することができる。
【００４６】
また、検出器１５のセンサ素子１５ａを仮想的な三角形２５の内側に配置しているので、検出器１５が溶接部位Ｐ１に接触した状態における可動板１２の傾き量を、センサ素子１５ａを仮想的な三角形２５の外側に配置した場合に比べて小さくすることができる。したがって、可動板１２が傾動しすぎて溶接部位Ｐ１やその周辺に接触することを抑制することができる。
また、固定板１１および可動板１２を略Ｃ字形状に形成し、検出器１５をＣ字の開口近傍に配置しているので、図１に示すように、検出器１５を領域Ａに近接させることができる。この領域Ａは、例えば対象物に付属している他の部品や障害物などを模式的に示している。したがって、溶接部位の近傍に他の部品や障害物がある場合であっても適切に検査を行うことができる。
【００４７】
また、検出器１５は、センサ素子１５ａが一列に並んだラインセンサを有しており、そのセンサ素子１５ａを２つの連結部材１３を結ぶ仮想的な直線に平行に配置しているので、検出器１５のセンサ素子１５ａを連結部材１３に近接させて配置することができ、小型化を図ることができる。具体的には、図１に示すように、保持部１０の前方に空間Ａが形成され、溶接部位Ｐ１あるいは対象物に保持部１０を接近させることができる。
また、コイルばね１４をコイルばね１４で構成し、連結部材１３をコイルばね１４の内周側に配置しているので、構造の小型化を図ることができる。
また、センサ取付部３２は、可動板１２の固定板１１側への移動量を隙間Ｗ１（図１参照）以下に規制するので、連結部材１３が溶接部位Ｐ１側に突出して溶接部位Ｐ１に接触するおそれを低減することができる。この場合、センサ取付部３２は、可動板１２の固定板１１側への移動だけでなく、固定板１１に対する傾きも規制する。つまり、センサ取付部は、可動板１２の傾動量を規制する傾動量規制手段としても機能する。
【００４８】
また、支持手段としてロボットアーム５３を採用しているので、溶接部位の検査を自動化することができるとともに、例えば自動車の製造ラインにインラインで設置できるなど作業者が作業を行うことが困難な状況であっても検査を行うことができる。
また、検出器１５は、溶接部位Ｐ１を非破壊で検査するので、検査用のサンプルを作成する必要がない。このため、検査に要するコストを低減できるとともに、例えば製造ラインへの組み込みや溶接部位Ｐ１の全数検査などを行うことができ、製品の品質の向上を図ることができる。
また、スポット溶接検査装置１００は、上記した保持部１０を備えているので、検出器１５を溶接部位Ｐ１に対して概ね垂直に配置することができ、溶接部位Ｐ１を適切に検査することができる。
【００４９】
（第１実施形態の変形例）
以下、第１実施形態の変形例による保持機構およびスポット溶接検査装置を図１０を参照して説明する。第１実施形態の変形例では、コイルばねの弾性力を配置に応じて大小に設定している点において第１実施形態と異なっている。なお、コイルばね以外の構成は第１実施形態と共通するので、詳細な説明は省略する。
【００５０】
図１０（Ａ）に示すように、第１実施形態の変形例による保持部１０は、仮想的な三角形２５に配置されているコイルばね１４のうち、前方側すなわち検出器１５のセンサ素子１５ａが並ぶ方向と平行に配置された連結部材１３に対応して設けられている符号ａ、ｂを付して示す２つのコイルばね１４ａ、１４ｂの弾性力を、後方側に配置された残りの１つの連結部材１３に対応して設けられている符号ｃを付して示すコイルばね１４ｃの弾性力よりも小さく（弱く）している。なお、２本並んで設けられているコイルばね１４ａ、１４ｂのうちコイルばね１４ｂについては、符号のみを破線にてして示している。
【００５１】
そして、このような構成の保持部１０を備えたスポット溶接検査装置１００では、保持部１０を、溶接部位Ｐ１に対してコイルばね１４ａ、１４ｂ側から接近させる。このとき、検出器１５は、溶接部位Ｐ１に接触すると、図１０（Ｂ）に仮想的に示すように接触時に一時的に接近方向と反対側に傾こうとする。しかし、矢印にて示すコイルばね１４ｃの弾性力が相対的に強いことから、検出器１５は、図１０（Ｃ）に示すように、コイルばね１４ｃによってその傾きが抑制されるとともに、相対的に弾性力が弱いコイルばね１４ａ、１４ｂを押し上げる。その結果、検出器１５は、溶接部位Ｐ１に対して概ね垂直方向に傾動する。
【００５２】
このように、第１実施形態の変形例による保持部１０は、３つのコイルばね１４ａ〜１４ｃのうち検出器１５のセンサ素子１５ａが並ぶ方向と平行に配置された２つの連結部材１３に対応して設けられているコイルばね１４ａ、１４ｂの弾性力を、残りの１つのコイルばね１４ｃの弾性力よりも小さくし、保持部１０を弾性力が小さいコイルばね１４ａ、１４ｂ側から溶接部位Ｐ１に接近させることにより、接近方向と反対側に配置されたコイルばね１４ｃによって検出器１５を溶接部位Ｐ１に垂直に正対させることができる。したがって、溶接部位Ｐ１を適切に検査できる。なお、検出器１５を接近させる場合、ある程度の速度、例えば秒速数ｃｍ程度の速度で接触させるとよい。これにより、対象物の移動や検出器１５が対象物の表面で滑ることなどを抑制することができる。
また、保持部１０をロボットアーム５３に取り付けるのではなく、作業者による手作業で検査を行うときも同様の効果を得ることができる。
【００５３】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態による保持機構を図１１および図１２を参照して説明する。第２実施形態では、固定板に貫通孔を形成し、連結部材の固定板側の端部をテーパ状に形成している点において第１実施形態と異なっている。なお、その他の構成は第１実施形態と共通するので、詳細な説明は省略する。
図１１に示すように、第２実施形態の保持部７０は、固定板７１に貫通孔７２が形成されている。固定板７１に形成されている貫通孔７２は、可動板７３側から反対側に向かうにしたがってその径が徐々に大きくなるテーパ状に形成されている。つまり、固定板７１には、第１実施形態の図３に示す可動板１２の貫通孔３３を上下逆さまにした形状の貫通孔７２が形成されている。貫通孔７２は、第１実施形態と同様に、３つ設けられており、第１実施形態と同様に仮想的な三角形２５（図２参照）の頂点に配置されている。
【００５４】
可動板７３は、概ね第１実施形態と共通した形状に形成されているものの、貫通孔７２の代わりに連結孔７４が形成されている。この連結孔７４は、第１実施形態と同様に、連結部材７５を固定するために設けられている。
このような構成において、連結部材７５は、コイルばね１４の内周側に配置された状態で固定板７１の上面側から貫通孔７２に挿入される。連結部材７５は、第１実施形態の連結部材７５を上下反転させたものと実質的に共通する構成となっている。この連結部材７５は、可動板７３側の端部が連結孔７４に挿入され、ねじ部材４３により可動板７３に固定される。本実施形態の場合、ねじ部材４３は、皿ねじが用いられており、可動板７３の下面側よりねじ部材４３が突出しないようになっている。換言すると、第２実施形態の場合、可動板７３の下面側には検出器１５の下端だけが突出した状態となっている。
【００５５】
この保持部７０は、例えばロボットアーム５３などの支持手段に支持される。そして、図１２（Ａ）に示すように、検出器１５が溶接部位Ｐ１に接触すると、可動板７３はコイルばね１４を押し上げる。そして、さらに保持部７０を押し下げると、図１２（Ｂ）に示すように、可動板７３および検出器１５は、検出器１５が溶接部位Ｐ１に対して概ね垂直方向になるように傾動する。
このように、固定板７１側に貫通孔７２を設けた構成であっても、検出器１５を溶接部位Ｐ１に対して垂直に正対させることができるなど第１実施形態と同様の効果を得ることができる。したがって、溶接部位Ｐ１を適切に検査することができる。
【００５６】
また、第２実施形態の場合、可動板７３が傾動すると、連結部材７５は固定板７１の反対側に突出する。換言すると、連結部材７５は、可動板７３の下面側に突出することがない。したがって、連結部材７５が対象物に接触するおそれを低減でき、対象物が傷つくことを防止できる。
この場合、第１実施形態の変形例のように、コイルばね１４の弾性力に大小（強弱）関係を設け、弾性力が小さいコイルばね１４側から溶接部位Ｐ１に接触させてもよい。
【００５７】
（その他の実施形態）
本発明は、上記した各実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲において次のように変形または拡張することができる。
各実施形態では保持部１０、７０をロボットアームに取り付けたが、作業者が検出器を所持して手動で溶接部位を検査する場合であっても検出器１５を垂直に配置できるなどの効果を得ることができる。したって、作業者ごとに垂直と判断する感覚が異なる可能性があったり、溶接部位の位置によっては同一の作業者であっても垂直と判断する感覚が異なる可能性があったりする場合であっても、溶接部位の良否の判断すなわち製品の品質にばらつきが生じるおそれを低減することができる。
【００５８】
曲面状の鋼板６０に溶接部位Ｐ１が形成された例を示したが、勿論平面状の鋼板であってもよい。
可動板１２の傾動可能な範囲は連結部材１３の径Ｒ３と貫通孔３３の径Ｒ１との差により制限されるため、検出器１５が凹部２６内に収まるように（腕部２１に接触しないように）連結部材１３の径Ｒ３と貫通孔３３の径Ｒ１との差を適宜規定するようにしてもよい。連結部材７５と貫通孔７２との関係も同様である。
規制手段としてセンサ取付部３２を兼用したが、規制手段を専用で設けてもよい。その場合、例えばコイルばね１４が最も縮んだ状態で移動を規制したり、連結部材１３の昼間部に規制部を設けるなど、その構成はどのようなものであってもよい。
【００５９】
図１３に示すように、連結部材８０のテーパ状に形成された端部の側、より具体的には、柱状の胴部８１とテーパ状の端部との間に、径細のネック部８２を設けるとよい。このとき、ネック部８２を貫通孔３３、７２の内部から延びて形成するとよい。この連結部材８０を例えば第２実施形態に適用する場合、連結部材８０は、固定板７１側の端部において貫通孔７２との間に隙間ができ、その隙間によって移動可能な領域が規制される。このため、図１４に示すように、検出器１５と溶接部位Ｐ１が接触した場合、接触位置から離れた固定板７１側においては、わずかな傾動であっても連結部材８０の移動量が大きくなる。そこで、連結部材８０にネック部８２を設けることにより、ネック部８２と貫通孔７２との隙間、すなわち、連結部材８０が移動可能な領域を大きくすることができる。これにより、可動板７３および検出器１５が傾動可能な範囲が大きくなり、検出器１５をより確実に溶接位置に対して垂直に正対させることができる。このようなネック部８２を第１実施形態に適用してもよいが、特に第２実施形態のように固定板７１側において可動板７３の傾動を許容する構成の場合、検出器１５を溶接部位Ｐ１に対して垂直に配置することがより容易となる。
【００６０】
固定板１１、７１および可動板１２、７３を概ね平板状に形成した例を示したが、これに限定されない。すなわち、必ずしも平板状に形成する必要はなく、各実施形態で説明したように、検出器が取り付けられた可動板が固定板に対して傾動可能な構成であれば、例えばブロック状や円柱状に形成した固定板および可動板であって均等の範囲に含まれる。具体的には、図１５に示すように、保持部９０を、円環状に形成した固定板９１および可動板９２を連結部材１３により連結し、コイルばね１４を設けた構成としてもよい。この場合、固定板９１の中心は、上記したロボットアーム５３の回転軸に一致する。また、検出器１５は、円環の内周側に配置されている。なお、図１５では検出器１５などの図示を省略している。このとき、各連結部材１３は、回転軸に対して周方向に等間隔（１２０°ごと）に配置されている。すなわち、保持部９０においては、各連結部材１３により形成される仮想的な三角形２５は、正三角形に形成されている。これにより、回転軸を中心として均等に検出器１５を保持することができる。
【００６１】
また、図１５（Ｂ）に示すように、連結部材１３のテーパ部を貫通孔３３の全長よりも短く形成し、連結部材１３の下端側が可動板９２の内部に位置する（隙間Ｗ１０が形成される）ようにしてもよい。検出器１５は、溶接部位に接触するため、上記したように検出器１５の下端と可動板１２の上面との距離Ｗ１１が短い方が、溶接部位の形状に対する適応性（可動性）が向上する。一方、距離Ｗ１１を短くすると、可動板９２の下面側から突出した連結部材が溶接部位に接触するおそれがある。そのため、図１５（Ｂ）に示すように、連結部材１３を、その下端が可動板１２の内側になるように形成することで、距離Ｗ１１を短くしつつ、連結部材１３が溶接部位やその近傍に接触するおそれを低減することができる。
【００６２】
また、図１６に示すように、１つのコイルばね９３を固定板９１および可動板９２の間に配置してもよい。この場合、コイルばね９３の内周側に検出器１５が配置されることになる。このような構成によっても、可動板９２に取り付けられている検出器１５を、ロボットアーム５３の回転軸を中心として周方向に均等なバランスで保持することができる。
【符号の説明】
【００６３】
図面中、１０は保持部（保持機構）、１１は固定板、１２は可動板、１３は連結部材、１５は検出器、１５ａはセンサ素子、１７は支持部（支持手段）、２５は仮想的な三角形、３２はセンサ取付部（規制手段）、３３は貫通孔、７０は保持部（保持手段）、７１は固定板、７２は貫通孔、７３は可動板、７５は連結部材、８０は連結部材、８２はネック部、９０は保持部（保持手段）、９１は固定板、９２は可動板、９３はコイルばね（付勢部材）、１００はスポット溶接検査装置、Ｐ１は溶接部位を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スポット溶接された溶接部位を接触式の検出器を用いて検査するスポット溶接検査装置の前記検出器を保持するための保持機構であって、
外部の支持手段に固定される固定板と、
前記固定板に対向して設けられ、板厚方向に貫通する貫通孔が形成された可動板と、
前記固定板と前記可動板とを連結する柱状に形成され、前記固定板側の端部が当該固定板に固定され、前記可動板側の端部に当該可動板が軸方向に往復自在に装着される連結部材と、
前記連結部材により連結された前記固定板と前記可動板とを互いに離間する方向に付勢する付勢部材と、を備え、
前記検出器は、前記溶接部位に接触する側の端部が前記固定板と反対側に突出した状態で前記可動板に取り付けられ、
前記可動板の前記貫通孔は、前記固定板に対向する側から反対側に向かうにしたがってその内径が徐々に大きくなるテーパ状に形成され、
前記連結部材は、前記可動板側の端部が当該可動板の前記貫通孔に嵌合するテーパ状に形成されており、前記貫通孔に前記固定板と反対側から挿入されていることを特徴とする保持機構。
【請求項２】
スポット溶接された溶接部位を接触式の検出器を用いて検査するスポット溶接検査装置の前記検出器を保持するための保持機構であって、
外部の支持手段に固定され、板厚方向に貫通する貫通孔が形成された固定板と、
前記固定板に対向して設けられた可動板と、
前記固定板と前記可動板とを連結する柱状に形成され、前記固定板側の端部に当該固定板が軸方向に往復自在に装着され、前記可動板側の端部が当該可動板に固定される連結部材と、
前記連結部材により連結された前記固定板と前記可動板とを互いに離間する方向に付勢する付勢部材と、を備え、
前記検出器は、前記溶接部位に接触する側の端部が前記固定板と反対側に突出した状態で前記可動板に取り付けられ、
前記固定板の前記貫通孔は、前記可動板に対向する側から反対側に向かうにしたがってその内径が徐々に大きくなるテーパ状に形成され、
前記連結部材は、前記固定板側の端部が当該固定板の前記貫通孔に嵌合するテーパ状に形成されており、前記貫通孔に前記可動板と反対側から挿入されて前記可動板側の端部が当該可動板に固定されていることを特徴とする保持機構。
【請求項３】
前記貫通孔は、３つ設けられており、板厚方向から視た平面視で仮想的な三角形の頂点に配置され、
前記連結部材は、３つの前記貫通孔にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の保持機構。
【請求項４】
前記検出器は、前記溶接部位に接触する側の端部にセンサ素子が設けられており、
前記センサ素子は、３つの前記貫通孔で形成される仮想的な三角形の内側に位置していることを特徴とする請求項３記載の保持機構。
【請求項５】
前記検出器は、複数の前記センサ素子が一列に並んで設けられているラインセンサであり、
３つの前記貫通孔は、そのうち２つが前記検出器の前記センサ素子が並ぶ方向と平行に配置されていることを特徴とする請求項３または４記載の保持機構。
【請求項６】
前記付勢部材は、３つの前記連結部材に対応してそれぞれ設けられており、前記検出器の前記センサ素子が並ぶ方向と平行に配置された前記連結部材に対応して設けられている２つの弾性力を、残りの１つの弾性力よりも小さくすることを特徴とする請求項５記載の保持機構。
【請求項７】
前記付勢部材は、前記連結部材と同軸に形成されたコイルばねであり、
前記連結部材は、前記付勢部材としてのコイルばねの内周側に設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の保持機構。
【請求項８】
前記連結部材は、テーパ状に形成された端部の側に前記貫通孔の開口の径よりも径細のネック部が設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の保持機構。
【請求項９】
前記可動板が前記固定板側に向かって移動する移動量を規制する規制手段をさらに備え、
前記規制手段は、前記可動板の移動量を、当該可動板から突出している前記検出器の突出量以下に規制することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の保持機構
【請求項１０】
前記外部の支持部材は、ロボットアームであることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項記載の保持機構。
【請求項１１】
前記検出器は、前記溶接部位に磁場を印加して当該溶接部位の内部を非破壊検査することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項記載の保持機構。
【請求項１２】
前記検出器は、前記溶接部位に超音波を照射して当該溶接部位の内部を非破壊検査することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項記載の保持機構。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項記載の保持機構を用いることを特徴とするスポット溶接検査装置。
【請求項１】
スポット溶接された溶接部位を接触式の検出器を用いて検査するスポット溶接検査装置の前記検出器を保持するための保持機構であって、
外部の支持手段に固定される固定板と、
前記固定板に対向して設けられ、板厚方向に貫通する貫通孔が形成された可動板と、
前記固定板と前記可動板とを連結する柱状に形成され、前記固定板側の端部が当該固定板に固定され、前記可動板側の端部に当該可動板が軸方向に往復自在に装着される連結部材と、
前記連結部材により連結された前記固定板と前記可動板とを互いに離間する方向に付勢する付勢部材と、を備え、
前記検出器は、前記溶接部位に接触する側の端部が前記固定板と反対側に突出した状態で前記可動板に取り付けられ、
前記可動板の前記貫通孔は、前記固定板に対向する側から反対側に向かうにしたがってその内径が徐々に大きくなるテーパ状に形成され、
前記連結部材は、前記可動板側の端部が当該可動板の前記貫通孔に嵌合するテーパ状に形成されており、前記貫通孔に前記固定板と反対側から挿入されていることを特徴とする保持機構。
【請求項２】
スポット溶接された溶接部位を接触式の検出器を用いて検査するスポット溶接検査装置の前記検出器を保持するための保持機構であって、
外部の支持手段に固定され、板厚方向に貫通する貫通孔が形成された固定板と、
前記固定板に対向して設けられた可動板と、
前記固定板と前記可動板とを連結する柱状に形成され、前記固定板側の端部に当該固定板が軸方向に往復自在に装着され、前記可動板側の端部が当該可動板に固定される連結部材と、
前記連結部材により連結された前記固定板と前記可動板とを互いに離間する方向に付勢する付勢部材と、を備え、
前記検出器は、前記溶接部位に接触する側の端部が前記固定板と反対側に突出した状態で前記可動板に取り付けられ、
前記固定板の前記貫通孔は、前記可動板に対向する側から反対側に向かうにしたがってその内径が徐々に大きくなるテーパ状に形成され、
前記連結部材は、前記固定板側の端部が当該固定板の前記貫通孔に嵌合するテーパ状に形成されており、前記貫通孔に前記可動板と反対側から挿入されて前記可動板側の端部が当該可動板に固定されていることを特徴とする保持機構。
【請求項３】
前記貫通孔は、３つ設けられており、板厚方向から視た平面視で仮想的な三角形の頂点に配置され、
前記連結部材は、３つの前記貫通孔にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の保持機構。
【請求項４】
前記検出器は、前記溶接部位に接触する側の端部にセンサ素子が設けられており、
前記センサ素子は、３つの前記貫通孔で形成される仮想的な三角形の内側に位置していることを特徴とする請求項３記載の保持機構。
【請求項５】
前記検出器は、複数の前記センサ素子が一列に並んで設けられているラインセンサであり、
３つの前記貫通孔は、そのうち２つが前記検出器の前記センサ素子が並ぶ方向と平行に配置されていることを特徴とする請求項３または４記載の保持機構。
【請求項６】
前記付勢部材は、３つの前記連結部材に対応してそれぞれ設けられており、前記検出器の前記センサ素子が並ぶ方向と平行に配置された前記連結部材に対応して設けられている２つの弾性力を、残りの１つの弾性力よりも小さくすることを特徴とする請求項５記載の保持機構。
【請求項７】
前記付勢部材は、前記連結部材と同軸に形成されたコイルばねであり、
前記連結部材は、前記付勢部材としてのコイルばねの内周側に設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の保持機構。
【請求項８】
前記連結部材は、テーパ状に形成された端部の側に前記貫通孔の開口の径よりも径細のネック部が設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の保持機構。
【請求項９】
前記可動板が前記固定板側に向かって移動する移動量を規制する規制手段をさらに備え、
前記規制手段は、前記可動板の移動量を、当該可動板から突出している前記検出器の突出量以下に規制することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の保持機構
【請求項１０】
前記外部の支持部材は、ロボットアームであることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項記載の保持機構。
【請求項１１】
前記検出器は、前記溶接部位に磁場を印加して当該溶接部位の内部を非破壊検査することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項記載の保持機構。
【請求項１２】
前記検出器は、前記溶接部位に超音波を照射して当該溶接部位の内部を非破壊検査することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項記載の保持機構。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項記載の保持機構を用いることを特徴とするスポット溶接検査装置。
【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】
【図１６】
【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】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−２２６０５（Ｐ２０１３−２２６０５Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５７８８３（Ｐ２０１１−１５７８８３）
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【出願人】（５９４１９１４３４）東朋テクノロジー株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【出願人】（５９４１９１４３４）東朋テクノロジー株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]