CN103659129A - 转动换位器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种转动换位器，该转动换位器不向与集电单元连接的焊接用线缆施加不合适的力，并且能够抑制集电刷被焊接用线缆拉动而导致集电刷的动作的阻碍以及集电刷与集电环的接触面积变小。转动换位器在设置于支承基座的收纳室(12)收纳外部电源连接用的焊接用线缆(50)，将被收纳的焊接用线缆(50)的集电装置(30)侧形成为无限制的游离状态，将集电装置(30)侧端部从收纳室(12)向外部导出，并且与设置于母线(40)的连接片连接。

Description

转动换位器

技术领域

本发明涉及用于使用工业用机器人来进行焊接或切断的转动换位器。

背景技术

以往，在工业用的焊接机器人中使用的转动换位器，众所周知有例如专利文献1的“现有技术”一栏所记载的转动换位器。该转动换位器具备固定焊接物并使焊接物旋转的旋转台，设置于圆板状的下表面突出部且构成集电装置的集电刷与旋转台的下表面的侧方接触的方式配置。然后，集电刷配置有用于与旋转台接触固定的弹簧构件。

在上述的转动换位器中，集电刷与外部焊接用电源的负电极连接，经圆板状的下表面突出部而与旋转台电连接。然后，在保持于旋转台的被焊接物与固定于焊接机器人的臂前端的外部焊接用电源的焊炬之间产生电弧而进行焊接。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-47796公报，现有技术、段落0003、图3

发明要解决的问题

在将所述集电装置与外部焊接用电源的负电极之间电连接的情况下，经由焊接用线缆而进行。在该情况下，以往是所述焊接用线缆收纳于将旋转台支承成旋转自如的支承基座的内部空间，并且为了防止支承基座的内部空间的壁内表面与所述焊接用线缆摩擦而对所述焊接用线缆进行固定。因此，存在对焊接用线缆施加不合适的力的问题。

另外，当对焊接用线缆进行固定时，随着作为消耗品的集电刷逐渐磨耗，担心集电刷的动作被固定的焊接用线缆拉动而变得不顺畅，或者在与集电刷接触的所述旋转台设置的集电环与集电刷之间的接触面积变小而导致集电性变差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转动换位器，该转动换位器不向与集电单元连接的焊接用线缆施加不合适的力，并且能够抑制集电刷被焊接用线缆拉动而导致集电刷的动作的阻碍以及集电刷与集电环的接触面积变小。

为了解决上述问题点，技术方案1的发明的主旨是一种转动换位器，该转动换位器具备：旋转台，该旋转台在轴心的周围具备集电环，并且具有导电性；支承基座，该支承基座将所述旋转台支承成旋转自如；以及集电单元，该集电单元安装于所述支承基座，所述集电单元具有：与所述集电环接触的集电刷；与所述集电刷一体连接的导电构件；以及将所述集电刷及导电构件朝旋转台侧施力的施力单元，其特征在于，在设置于所述支承基座的收纳室收纳外部电源连接用的焊接用线缆，将所述被收纳的焊接用线缆的集电单元侧形成为无限制的游离状态，将该集电单元侧端部从所述收纳室向外部导出，并且与所述导电构件连接。

技术方案2的发明在技术方案1的基础上，其特征在于，所述焊接用线缆的与集电单元侧相反一侧的端部与设置于所述收纳室的连接端子连接。

技术方案3的发明在技术方案1或2的基础上，其特征在于，在所述支承基座的收纳室中的朝向所述集电单元一侧的侧壁设置有将所述焊接用线缆的集电单元侧端部向外部直线地导出的导出部。

技术方案4的发明在技术方案3的基础上，其特征在于，在所述导电构件中，连接所述焊接用线缆的集电单元侧端部的连接部以与所述导出部朝上方分离的方式配置，并且与所述被直线地导出的焊接用线缆的集电单元侧端部连接。

技术方案5的发明在技术方案4的基础上，其特征在于，所述收纳室以沿着与所述旋转台的旋转中心正交的方向延伸的方式形成，并且在至少一方具有能够被盖体闭塞的开口部，所述导出部形成于所述开口部，并且以相对于与所述集电刷一体连结的所述导电构件位于所述收纳室的中间部一侧的方式偏移配置，所述导电构件的连接部以朝所述导出部的偏移方向延伸的方式配置而与所述焊接用线缆连接。

发明的效果

根据技术方案1的发明，当集电刷消耗时，由于允许将焊接用线缆的集电单元侧端部向旋转台侧移动，因此不向与集电单元连接的焊接用线缆施加不合适的力，并且能够抑制集电刷被焊接用线缆拉动而导致集电刷的动作的阻碍以及集电刷与集电环的接触面积变小。

根据技术方案2的发明，由于是将焊接用线缆的与集电单元侧相反一侧的端部与设置于支承基座的连接端子连接的结构，且将被收纳的焊接用线缆的至少集电单元侧形成为无限制的游离状态，因此不向与集电刷连接的焊接用线缆施加不合适的力，并且能够抑制集电刷被焊接用线缆拉动而导致集电刷的动作的阻碍以及集电刷与集电环的接触面积变小。

根据技术方案3发明，由于在收纳室中的朝向集电单元一侧的侧部设置有将焊接用线缆的集电单元侧端部向外部直线地导出的导出部，因此在集电单元的集电刷在消耗时进行移动的情况下，焊接用线缆也能够容易地移动，其结果是，不向连接的焊接用线缆施加不合适的力，并且能够抑制集电刷被焊接用线缆拉动而导致集电刷的动作的阻碍以及集电刷与集电环的接触面积变小。

根据技术方案4的发明，导电构件的连接部以与导出部朝上方分离的方式配置，并且与被直线地导出的焊接用线缆的集电单元侧端部连接，由此能够容易地实现技术方案1至3中任一项的效果。

根据技术方案5的发明，导出部以相对于与集电刷一体连结的主体部而位于收纳室的中间部一侧的方式偏移配置，并且导电构件的连接部以朝导出部的偏移方向延伸的方式配置而与焊接用线缆连接，由此与不使焊接用线缆偏移的情况相比，无需延长焊接用线缆的长度，而能够减少焊接用线缆的成本。

附图说明

图1中，(a)是一个实施方式的转动换位器的右视图，(b)是后视图，(c)是左视图。

图2中，(a)是将焊接用线缆收纳于支承基座的状态的左视图，(b)是将焊接用线缆收纳于支承基座的状态的主视图。

图3是旋转台与支承基座的主要部分的剖视图。

图4中，(a)是集电装置的剖视图，(b)是集电装置的俯视图。

图5(a)、(b)是支承基座的立体图。

附图标记说明如下

10…支承基座，10A…基座部，11…旋转台，12…收纳室，12a…开口部，12b…凹部(导出部)，13a…盖板(盖板部)，13b…连接板(盖体)，22…集电环，30…集电装置，31…支承体，34…集电刷，35…弹簧构件(施力单元)，40…母线(导电构件)，40a…安装部，40b…弯折部，42…连接片(导电构件、连接部)，50…焊接用线缆，A…安装部位。

具体实施方式

以下，参照图1～图5对将本发明的转动换位器具体化了的一个实施方式进行说明。

如图1(a)～(c)所示，旋转台11被旋转自如地支承于转动换位器的支承基座10。支承基座10具有：基座部10A，该基座部10A具备如图5(a)、图5(b)所示沿横向延伸且在左右两端具有开口的开口部12a的四边筒状的收纳室12；支承壁部14，该支承壁部14立起设置于基座部10A上的一侧部侧；以及一对肋部15，上述一对肋部15设置成将基座部10A的上表面与支承壁部14之间连结，并对所述支承壁部14进行加强。此外，在本实施方式中，旋转台11以其旋转中心线O包含于水平面的方式配置，将其旋转中心线O的旋转台11侧的工件保持面侧设为前，将相反的一侧设为后，朝向旋转台11，将右侧设为右，将左侧设为左。

如图5(a)、图5(b)所示，在支承壁部14设置有具有贯通孔16的轴承部18。如图3所示，旋转台11经由金属制的圆盘17、以及设置于圆盘17的背面侧(后侧)的未图示的减速机构而被旋转自如地支承于轴承部18。此外，图3为了方便说明而省略马达21。

另外，所述旋转台11经在贯通孔16的上方安装于支承壁部14的马达21以及所述减速机构(未图示)而被旋转驱动。如图3所示，在圆盘17的背面(后面)利用螺栓23而固定有形成为圆形的金属制的集电环22。集电环22以与旋转台11的旋转中心线O同轴的方式配置。

如图2(b)、以及图5(b)所示，在支承壁部14的左右的各侧端以将通过旋转中心线O的铅垂面作为界线形成为左右对称的方式形成安装面19、20，并且如图1(b)所示，安装面19、20的上下方向的中间部处于夹着旋转中心线O的等距离的位置，并且在本实施方式中，安装面19、20的上下方向的中间部在包含旋转中心线O的水平面S(参照图1(b))所包含的位置。

而且，在任一方的面或两安装面安装有后述的集电装置30。在本实施方式中，在支承壁部14的左侧端的安装面19安装有集电装置30。集电装置30相当于集电单元。

如图4(a)、(b)所示，集电装置30具备：由绝缘材料(例如绝缘性合成树脂)构成的支承体31；一对轴33，上述一对轴33分别移动自如地穿过设置于支承体31的一对弹簧收纳孔32；固定于上述一对轴33的前端的集电刷34；以及作为施力单元的弹簧构件35，该弹簧构件35将收纳于弹簧收纳孔32的轴33朝集电刷34侧按压施力。

支承体31形成为长方体状的块。如图3所示，在支承体31中，利用从面31a的相反一侧的面31b穿过螺栓孔31c的螺栓25，安装板24能够拆卸地紧固固定于朝向安装面19侧的面31a。而且，在安装板24中，将螺栓26(参照图3、图4(b))穿过在从支承体31朝后方延伸的延伸部24a的上下两部形成的螺栓孔24b，由此支承体31装卸自如地安装于安装面19。如图2(a)所示，在安装于安装面19的状态下，支承体31配置成比支承壁部14朝前方突出。

如图4(a)所示，支承体31的一对弹簧收纳孔32被相互平行地设置。在弹簧收纳孔32的底部形成有贯通孔32a，该贯通孔32a形成为与弹簧收纳孔32同轴，并且直径比弹簧收纳孔32的内径小。作为按压构件的轴33沿集电刷34侧方向以及与集电刷相反的方向往复移动自如地穿过各弹簧收纳孔32内。轴33具有：滑动接触自如地穿过所述贯通孔32a的小径部33a；以及在弹簧收纳孔32的内周面滑动自如地形成的大径部33b。如图4(a)所示，各轴33的基端部从贯通孔32a朝外部突出。

在轴33的大径部33b前端面，从弹簧收纳孔32朝支承体31的外部突出的螺钉部36经作为导电构件的母线40而装卸自如地与集电刷34螺合。在本实施方式中，虽然轴33通过螺钉部36装卸自如地螺旋紧固于集电刷34，但这仅是一例，将集电刷34形成为相对于轴33装卸自如的结构并不局限于所述结构。例如，也可以利用带有六边孔的螺栓代替所述螺钉部36，从集电刷34的前端面侧装卸自如地与轴33的前端面螺合，由此利用该带有六边孔的螺栓将集电刷34紧固固定于母线40。集电刷34的前端面、即集电面以与集电环22滑动接触的方式平坦地形成。

另外，在轴33的大径部33b与弹簧收纳孔32的底部之间，在小径部33a卷装由螺旋弹簧构成的弹簧构件35，并且弹簧构件35的两端部通过卡止于大径部33b与弹簧收纳孔32的底部而被蓄积压力。然后，利用弹簧构件35所蓄积的弹簧力，轴33被向集电环22侧施力。

如图4(a)所示，母线40具有：平板状的安装部40a，该安装部40a夹装于集电刷34与轴33的大径部33b之间，并且朝下方延伸；以及弯折部40b，该弯折部40b相对于安装部40a以规定角度朝支承基座10的下部一侧弯折。安装部40a相当于主体部。此外，弯折部40b相对于安装部40a的弯折角度并无限定，以弯折部40b朝向后述的导出部一侧的方式设定角度。

利用螺栓43以及螺母44，在弯折部40b安装有连接片42。连接片42相当于导电构件且相当于连接部。对于连接片42来说，通过使螺栓43以及螺母44相互松弛，能够改变连接片42的前端的朝向。在本实施方式中，如图2(b)所示，连接片42以朝向右侧而与朝斜下方的弯折部40b正交的方式安装。如图2(b)所示，连接片42的前端形成为后述的焊接用线缆50的安装部位A。安装部位A以朝向后述的偏移方向延伸的方式配置。

此外，在本实施方式中，虽然连接片42能够与弯折部40b分离，但也可以将连接片42与弯折部40b不能分离地连结成一体。

接着，对本实施方式的特征之一收纳室12进行说明。

如图1(a)、(b)所示，收纳室12形成为沿与旋转台11的旋转中心线O正交的方向延伸。并且，收纳室12的左端的开口部12a被盖板13a闭塞，并且右端的开口部12a被连接板13b闭塞。即，利用多个螺栓13c，盖板13a、以及连接板13b装卸自如地紧固于开口部12a的周缘部的端面12c。盖板13a、以及连接板13b相当于盖体。

此外，在本实施方式中，盖板13a以及连接板13b的外形形状形成为相互相同形状的四边板，利用螺栓13c都能够安装于左右的开口部12a的周缘部的端面12c。如图1(b)、图2(b)、图5(b)所示，在收纳室12的两端的开口部12a的周缘部中，在旋转台11侧的侧壁上部形成有凹部12b，该凹部12b具有远远大于焊接用线缆50的截面形状，且允许焊接用线缆50在内外的移动的大小。如图2(b)所示，凹部12b相对于集电装置30的母线40以位于收纳室12的中心侧的方式配置，在本实施方式中，以位于右侧(收纳室12的中间部一侧)而具有偏移量L的方式配置。因此，所述连接片42的前端的安装部位A将偏移方向作为右方向而延伸有所述偏移量L的量。

如图1(a)、(b)所示，经未图示的线缆而与外部焊接用电源连接的外部连接用的端子13d突出于连接板13b外表面。并且，如图1(b)所示，与所述端子13d电连接的内部连接用的端子13e朝向收纳室12的内侧而突出于连接板13b的内表面。端子13e相当于连接端子。此外，在本实施方式中，在盖板13a上不设置端子13d、13e。如图1(b)、图2(a)、图2(b)所示，在收纳室12内收纳有焊接用线缆50。焊接用线缆50的第一端与所述内部连接用的端子13e连接。第一端相当于与集电单元侧相反一侧的端部。

焊接用线缆50的第二端、即集电装置30侧端部经收纳室12的左端侧的凹部12b而直线地向外部导出，利用螺栓45、46而能够拆卸地紧固固定于以比凹部12b朝上方分离的方式配置的连接片42的安装部位A。在本实施方式中，收纳室12的左端侧的凹部12b相当于导出部。

如图2(a)所示，焊接用线缆50的第二端在与安装部位A连结的状态下，以从左侧的凹部12b直线状延伸的方式配置。并且，焊接用线缆50具有不限制集电装置30的集电刷34消耗而朝集电环22侧的移动的长度，并收纳于收纳室12内。即，虽然焊接用线缆50的第一端侧与连接板13b的端子13e连结而被限制，但具有在集电装置30的集电刷34消耗的情况下，不限制朝集电环22侧的移动的长度，将集电装置30侧设为无限制的游离状态，第二端侧不受到其限制的影响。

此外，与相对于安装面19的安装方法相同地，相对于安装面20也能够安装集电装置30。在该情况下，与安装于安装面20的集电装置30的母线40和右端的凹部12b相关的偏移方向，与在安装面19安装了集电装置30的情况是相反方向，其偏移量相同。

(实施方式的作用)

接着，对如上述构成的转动换位器的作用进行说明。

如图4(a)所示，当集电刷34的集电环22侧的面消耗时，集电刷34被由弹簧构件35所施力的轴33按压而朝集电环22侧移动。

此时，如图2(a)所示，由于母线40也朝相同方向移动，因此与母线40连结成一体的连接片42也同样地移动，并且焊接用线缆50的第二端也移动。此时，焊接用线缆50被从收纳室12的左端的凹部12b抽出。在进行该抽出时，由于没有限制焊接用线缆50的抽出的构件，因此焊接用线缆50顺畅地从所述凹部12b向外部抽出。因此，能够抑制集电装置30的集电刷34被焊接用线缆50拉动而所导致集电刷34的动作的阻碍以及集电刷34与集电环22的接触面积变小。

本实施方式具有下述的特征。

(1)本实施方式的转动换位器在设置于支承基座10的收纳室12收纳外部电源连接用的焊接用线缆50，将被收纳的焊接用线缆50的集电装置30侧形成为无限制的游离状态，将第二端(集电装置30侧端部)从收纳室12向外部导出，并且与母线40(导电构件)以及连接片42(导电构件)连接。

其结果是，根据本实施方式，当集电刷34消耗时，由于允许焊接用线缆50的第二端向旋转台11侧移动，因此不向经由母线40而与集电刷34连接的焊接用线缆50施加不合适的力，并且能够抑制集电刷34被焊接用线缆50拉动而导致集电刷34的动作的阻碍以及集电刷34与集电环22的接触面积变小。

(2)在本实施方式的转动换位器中，焊接用线缆50的第一端(与集电单元侧相反一侧的端部)与设置于支承基座10的端子13e(连接端子)连接。其结果是，根据本实施方式，由于是焊接用线缆50的第一端与设置于支承基座的端子13e(连接端子)连接的结构，且将被收纳的焊接用线缆50的集电装置30侧形成为无限制的游离状态，因此不向与集电刷34连接的焊接用线缆50施加不合适的力，并且能够抑制集电刷34被焊接用线缆50拉动而导致集电刷34的动作的阻碍以及集电刷34与集电环22的接触面积变小。

(3)在本实施方式的转动换位器中，在支承基座10的收纳室12中的朝向集电装置30一侧的侧壁设置有凹部12b(导出部)，该凹部12b将焊接用线缆50的第二端(集电单元侧端部)向外部直线地导出。因此，在集电刷34在消耗时进行移动的情况下，焊接用线缆50也能够容易地移动，其结果是，不向连接的焊接用线缆50施加不合适的力，并且能够抑制集电刷34被焊接用线缆50拉动而导致集电刷34的动作的阻碍以及集电刷34与集电环22的接触面积变小。

(4)在本实施方式的转动换位器中，连接片42(连接部)以与收纳室12的左端侧的凹部12b(导出部)朝上方分离的方式配置，并且与被直线地导出的焊接用线缆50的第二端(集电单元侧端部)连接。

因此，能够容易地实现上述(1)至(3)的效果。

(5)本实施方式的转动换位器的收纳室12以沿着与旋转台11的旋转中心线O正交的方向延伸的方式形成，并且具有能够被盖板13a、连接板13b(盖体)闭塞的开口部12a。而且，设置于收纳室12的左端的凹部12b(导出部)形成于开口部12a，并且以相对于与集电刷34一体连结的母线40的安装部40a(主体部)而位于收纳室12的中间部一侧的方式偏移配置。并且，连接片42(导电构件、连接部)以朝设置于收纳室12的左端的凹部12b(导出部)的偏移方向延伸的方式配置而与焊接用线缆50连接。因此，与不使焊接用线缆50偏移的情况相比，无需延长焊接用线缆50的长度，而能够减少焊接用线缆50的成本。

此外，本发明的实施方式并不局限于所述实施方式，也可以进行如下变更。

虽然所述实施方式的转动换位器构成为以将旋转台11的旋转中心线O包含于水平面的方式配置，但作为转动换位器的构成并不局限于所述实施方式，也可以是以将旋转台11的旋转中心线O包含于铅垂面的方式配置的结构。

另外，虽然所述实施方式由一轴的转动换位器构成，但也可以具体化为两轴的转动换位器。

虽然收纳室12在所述实施方式中形成为四边筒状，但并不局限于此，也可以是圆筒状等其他截面形状。并且，收纳室12也可以形成为省略一方的开口部而闭塞的构件。在该情况下，在具有开口部12a的一侧，在形成收纳室12的侧壁形成凹部12b。

此外，在所述实施方式中，虽然形成为凹部，但并不局限于凹部，也可以在形成收纳室12的侧壁形成贯通孔，并将该贯通孔作为导出部。

在所述实施方式中，将焊接用线缆50从收纳室12的左端侧的凹部12b向外部导出，并与安装于安装面19的集电装置30连结。代替上述结构，也可以在安装面20安装集电装置30，将焊接用线缆50的第二端从收纳室12的右端侧的凹部12b向外部导出而在安装面20与集电装置30连接。在该情况下，收纳室12的右端侧的凹部12b相当于导出部。

另外，在该情况下，盖板13a、连接板13b相对于开口部12a的周缘部的安装可以与所述实施方式相同，或者也可以向相反的开口部12a的周缘部安装。此外，在盖板13a、连接板13b相对于开口部12a的周缘部的安装与所述实施方式相同的情况下，焊接用线缆50的长度只要是具有不限制集电装置30的集电刷34的消耗时焊接用线缆50的第二端的移动的长度即可。

在所述实施方式中，连接端子为设置于连接板13b的端子13e，但也可以形成闭塞收纳室12的一端的侧壁，并在其侧壁内表面设置作为连接端子的端子13e，并且在其侧壁外表面设置端子13d而将焊接用线缆50与端子13e连接。

Claims (5)

1.一种转动换位器，该转动换位器具备：旋转台，该旋转台在轴心的周围具备集电环，并且具有导电性；支承基座，该支承基座将所述旋转台支承成旋转自如；以及集电单元，该集电单元安装于所述支承基座，所述集电单元具有：与所述集电环接触的集电刷；与所述集电刷一体连接的导电构件；以及将所述集电刷及导电构件朝旋转台侧施力的施力单元，所述转动换位器的特征在于，

在设置于所述支承基座的收纳室中收纳外部电源连接用的焊接用线缆，

将所述被收纳的焊接用线缆的集电单元侧形成为无限制的游离状态，将该集电单元侧端部从所述收纳室向外部导出，并且与所述导电构件连接。

2.根据权利要求1所述的转动换位器，其特征在于，

所述焊接用线缆的与集电单元侧相反一侧的端部与设置于所述收纳室的连接端子连接。

3.根据权利要求1或2所述的转动换位器，其特征在于，

在所述支承基座的收纳室中的朝向所述集电单元一侧的侧壁设置有将所述焊接用线缆的集电单元侧端部向外部直线地导出的导出部。

4.根据权利要求3所述的转动换位器，其特征在于，

在所述导电构件中，连接所述焊接用线缆的集电单元侧端部的连接部以相对于所述导出部朝上方分离的方式配置，并且与所述被直线地导出的焊接用线缆的集电单元侧端部连接。

5.根据权利要求4所述的转动换位器，其特征在于，

所述收纳室沿着与所述旋转台的旋转中心正交的方向延伸而形成，并且在至少一侧具有能够被盖体闭塞的开口部，

所述导出部形成于所述开口部，并且以相对于与所述集电刷一体连结的所述导电构件位于所述收纳室的中间部侧的方式偏移配置，

所述导电构件的连接部朝所述导出部的偏移方向延伸配置且与所述焊接用线缆连接。

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