JP2001150148A - スポット溶接ガン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的幅の狭い作業空間でも溶接し得るスポ
ット溶接ガンを提供する。 【解決手段】 スポット溶接ガン２０によれば、ガンブ
ラケット２１を下方に開口する断面略コ字状に形成し、
その両下端に前後方向に延在する延在部２１０を設け、
これら延在部２１０の前端間をガンアーム２２、２３の
支持部２１ｃとし、また延在部２１０の後端間を溶接ト
ランス３３の取付部２１ｂとして、ガンアーム２２、２
３とシャント３５、３６および溶接トランス３３を直線
的に配列する。これにより、スポット溶接ガン２０の幅
を狭くすることができる。またガンアーム２２、２３側
と溶接トランス３３側とを接続するシャント３５、３６
は溶接トランス３３の短手方向の幅ＷT 内に納めること
ができ、従来のようにガンアーム２２、２３の側方には
み出ることがない。したがって、比較的幅の狭い作業空
間でもスポット溶接することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガンブラケットに
共通の支軸により回動可能に支持された二つのガンアー
ムを有し、これらガンアームの先端に取付けられた相対
向する一対の電極により被溶接部を挟み、加圧して溶接
するスポット溶接ガンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の溶接するスポット溶接ガンは、
通常、Ｘガンと呼ばれており、図５および図６に示すよ
うなトランス付のものが主流になってきている。このス
ポット溶接ガン１００は、主に、ガンブラケット１０１
に共通の支軸１０５により回動自在に支持された二つの
ガンアーム１０２、１０３、両ガンアーム１０２、１０
３の先端に取付けられた相対向する一対の電極１２２、
１２３、両電極１２２、１２３に溶接電力を供給する溶
接トランス１０４、この溶接トランス１０４の出力端子
１０４ａ、１０４ｂに接続された正負一対のブスバー１
１４ａ、１１４ｂとガンアーム１０２、１０３側に接続
された正負一対にブスバー１１２、１１３とを接続する
シャント１０６、１０７、および、ガンアーム１０２、
１０３の後方に連結されて両電極１２２、１２３間の加
圧動作を行わせる加圧装置１０９等から構成されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
スポット溶接ガン１００によると、図５に示すように、
ガンブラケットアーム１０１の後方側に長方形状の溶接
トランス１０４がガンアーム１０２、１０３と直交して
取付けられている。このため、図６に示すように、溶接
トランス１０４の出力端子１０４ａ、１０４ｂに接続さ
れたブスバー１１４ａ、１１４ｂに接続されるシャント
１０６、１０７は、ガンアーム１０２、１０３の側方に
大きくはみ出て引き回す構成を採らざるを得ないとこ
ろ、このようなシャント１０６、１０７やガンアーム１
０２、１０３と直交して配設される溶接トランス１０４
を含めたスポット溶接ガン１００の幅Ｗ100 は幅広にな
る。すると、被溶接物とその周囲に位置して被溶接物を
固定する治具等の設備との間隔が、スポット溶接ガン１
００の幅Ｗ100 よりも狭い場合には、スポット溶接ガン
１００をその隙間に入れることができないため、被溶接
物を溶接できないという問題が生ずる。

【０００４】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、比較的
幅の狭い作業空間でも溶接し得るスポット溶接ガンを提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１のスポット溶接ガンでは、ガンブラケット
に共通の支軸により回動可能に支持された二つのガンア
ームを有し、これらガンアームの先端に相対向する一対
の電極を取付け、かつガンアームの後方に加圧装置を連
結して両電極間の加圧動作を行うＸガンと、該Ｘガンに
取付けた溶接トランスと、溶接トランス側と前記ガンア
ーム側を電気的に接続する一対のシャントとを備えるス
ポット溶接ガンにおいて、前記ガンブラケットを下方に
開口する断面略コ字形に形成するとともに、その両下端
に前後方向へ延在する延在部を設け、これら延在部の前
端間を前記ガンアームの支持部とし、また延在部の後端
間を前記溶接トランスの取付部として、前記ガンアーム
と前記シャントおよび前記溶接トランスを直線的に配列
したことを技術的特徴とする。

【０００６】また、請求項２のスポット溶接ガンでは、
請求項１において、前記ガンアームのうち一方のガンア
ームには、その中間部に縦長の開口を形成し、該開口内
に他方のガンアームの基部および他方のガンアーム側と
前記溶接トランス側とを接続するシャントを配置したこ
とを技術的特徴とする。

【０００７】さらに、請求項３のスポット溶接ガンで
は、請求項２において、前記一方のガンアームの、他方
のガンアームの基部および他方のガンアーム側と前記溶
接トランス側とを接続するシャントが位置する部分をス
テンレス製としたことを技術的特徴とする。

【０００８】請求項１の発明では、ガンブラケットを下
方に開口する断面略コ字状に形成し、その両下端に前後
方向に延在する延在部を設け、これら延在部の前端間を
ガンアームの支持部とし、また延在部の後端間を溶接ト
ランスの取付部として、ガンアームとシャントおよび溶
接トランスを直線的に配列したので、従来のようにシャ
ントがガンアームの側方に大きくはみ出ることがなく、
スポット溶接ガンの幅を可及的に小さくでき、狭い作業
空間でのスポット溶接が可能になる。また、スポット溶
接ガンを左右対称形状にできるため、汎用性が高まる。

【０００９】請求項２の発明では、二つのガンアームの
うち一方のガンアームの中間部に縦長の開口を形成し、
該開口内に他方のガンアームの基部および他方のガンア
ーム側と溶接トランス側とを接続するシャントを配置し
たので、全体をコンパクト化することができる。

【００１０】請求項３の発明では、一方のガンアーム
の、他方のガンアームの基部および他方のガンアーム側
と溶接トランス側とを接続するシャントが位置する部分
をステンレス製としたので、一方のガンアームと、他方
のガンアーム側に接続されるシャントが接近していて
も、一方のガンアームに電磁誘導による渦電流が発生し
難い。これにより、渦電流によるガンアームの発熱を防
止することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明のスポット溶接ガン
の実施形態について図１〜図４を参照して説明する。ま
ず、スポット溶接ガン２０の構成を図１〜図４に基づい
て説明する。ここで図１はスポット溶接ガン２０の構成
を示す正面図、図２は図１に示すII方向矢視による平面
図、図３は図１に示すIII 方向矢視による側面図をそれ
ぞれ表す。また図４は、図１に示すスポット溶接ガン２
０のガンアーム２２、２３を全開にした状態を表すもの
である。

【００１２】図１に示すように、スポット溶接ガン２０
は、主に、ガンブラケット２１、二つのガンアーム２
２、２３、電極２６、２７、加圧装置としてのアクチュ
エータ２８、溶接トランス３３、シャント３５、３６等
から構成され、ガンアーム２２、２３の先端に取付けら
れた相対向する一対の電極２６、２７によって被溶接物
を加圧し、溶接トランス３３からシャント３５、３６を
介して供給される溶接電力によりスポット溶接するもの
である。

【００１３】図１〜図３に示すように、ガンブラケット
２１は、下方に開口する断面略コ字状に形成され、その
両下端には前後方向に延在する延在部２１０が設けられ
ている。ガンブラケット２１の上端には所定範囲２１ｘ
内に図示しないロボットアームを取付可能な取付面２１
ａを有し、下端の両延在部２１０の前端間はガンアーム
２２、２３の支持部２１ｃ、また両延在部２１０の後端
間は溶接トランス３３の取付部２１ｂとなっている。こ
のガンブラケット２１は、アクチュエータ２８を収容可
能な幅に形成され、さらに延在部２１０の中間部にはス
トッパ部２１ｄが形成されている。そして、この支持部
２１ｃにガンアーム２２、２３が共通の支軸３１により
回動可能に支持され、またストッパ部２１ｄによりガン
アーム２２、２３の回動範囲が規定される。

【００１４】このようにガンブラケット２１の上端にロ
ボットアームの取付面２１ａを設け、下端の両延在部２
１０の前端間をガンアーム２２、２３の支持部２１ｃと
し、また後端間を溶接トランス３３の取付部２１ｂとす
ることによって、ロボットアームの取付面２１ａから溶
接基準位置Ａまでの距離Ｄを、従来のようにガンブラケ
ット２１の後方側にロボットアームの取付面を設けた場
合に較べて短く設定することができる。これにより、ス
ポット溶接ガン２０を取付けたロボットアームの姿勢制
御を容易にすることができる。

【００１５】一方のガンアーム２３には、中間部に縦長
の開口２３ｓが形成されている。また、ガンアーム２３
の一端側にはアクチュエータ取付部２３ａが形成され、
また他端側２３ｂには電極支持部２５が固定されてい
る。さらに、中間部の開口２３ｓ内には他方のガンアー
ム２２の基部が挿通され、この部分でガンアーム２３が
他方のガンアーム２２とともにガンブラケット２１の支
持部２１ｃを貫通する支軸３１によって支持されてい
る。これにより、一方のガンアーム２３と他方のガンア
ーム２２とは、ガンブラケット２１に対して共通の支軸
３１を中心に回動自在に取付けられる。

【００１６】他方のガンアーム２２は、へ字形状に形成
されており、上述のようにその基部がガンブラケット２
１の支持部２１ｃを貫通する支軸３１によって軸支され
る。一方、ガンアーム２２の自由端には電極支持部２４
が固定され、また電極支持部２４の先端には電極２６が
固定されている。この電極２６には、ガンアーム２２の
基部に接続されるシャント３５を介して溶接トランス３
３からの溶接電力が供給され得るように構成されてい
る。

【００１７】また、ガンアーム２２は、アクチュエータ
２８により制御されるピストンロッド２９の突出量によ
って回動位置を制御し得るように、その屈曲部がジョイ
ント３０を介してピストンロッド２９にピン３０ａ、３
０ｂによりピン接続されている。さらにガンアーム２２
にはアジャスタ２２ａが設けられており、このアジャス
タ２２ａの先端部がガンブラケット２１のストッパ部２
１ｄに当接することによってガンアーム２２の時計回り
方向の回動が規制される。つまり、このアジャスタ２２
ａの突出量により、ガンアーム２２の開方向側の回動範
囲が設定される。

【００１８】図１および図２に示すように、一方のガン
アーム２３のアクチュエータ取付部２３ａは、アクチュ
エータ２８をピストンロッド２９側で取付可能なアーチ
形状に形成されており、これによりアクチュエータ２８
をねじ固定可能にしている。一方、ガンアーム２３の他
端側２３ｂに固定される電極支持部２５には、前述した
他方のガンアーム２３の電極支持部２４に固定された電
極２６と対向する位置に電極２７が固定されており、こ
の電極２７には、一方のガンアーム２３の他端側２３ｂ
に接続されるシャント３６を介して溶接トランス３３か
らの溶接電力が供給され得るように構成されている。ま
たガンアーム２３の他端側２３ｂにはフック部３９が取
付けられており、このフック部３９により一端側が係止
される引張りコイルスプリング４０によって、ガンアー
ム２３は反時計回り方向に付勢される。但し、ガンアー
ム２３にはアジャスタ２３ｃが設けられるため、このア
ジャスタ２３ｃの先端部がガンブラケット２１のストッ
パ部２１ｄに当接することによってガンアーム２３の反
時計回り方向の回動が規制される。つまり、このアジャ
スタ２３ｃの突出量により、ガンアーム２３の開方向側
の回動範囲が設定される。

【００１９】電極２６、２７は、ガンアーム２２、２３
が閉方向の所定位置まで回動たときに互いに対向するよ
うに、電極支持部２４、２５にそれぞれ固定されるもの
である。そして、この電極２６、２７には、後述する溶
接トランス３３からシャント３５、３６を介して１．８
ｋＡ程度の溶接電流が供給される。これにより、双方の
電極２６、２７によって所定圧力で加圧される被溶接物
１０ａ、１０ｂ（図４参照）には溶接電流が流れ、被溶
接物１０ａ、１０ｂ間に発生する抵抗熱によって抵抗溶
接が可能となる。

【００２０】アクチュエータ２８は、その内部に図示し
ないシリンダを備えており、このシリンダ内に供給され
るエアによってピストンロッド２９の突出量を制御し得
るように構成されている。このアクチュエータ２８は、
前述した一方のガンアーム２３のアクチュエータ取付部
２３ａにねじ固定されており、ピストンロッド２９には
ピン接続されたジョイント３０を介して他方のガンアー
ム２２が接続されている。これにより、ピストンロッド
２９が伸びるとその伸張量に従ってガンアーム２２が反
時計回り方向に所定量回動し、またピストンロッド２９
が縮むとその縮小量に従ってガンアーム２２が時計回り
方向に所定量回動する。つまり、ピストンロッド２９の
伸縮によってガンアーム２２の回動方向およびその回動
量を制御可能にしている。

【００２１】図１および図２に示すように、溶接トラン
ス３３は、図示しない入力端子から入力された交流電力
を一次コイルと二次コイルとによる電磁誘導作用によっ
て変成し溶接電力として出力端子に出力するもので、直
方体形状を有している。この溶接トランス３３は、ガン
アーム２２、２３とほぼ平行になるように、ガンブラケ
ット２１のトランス取付部２１ｂにねじ固定されている
（図１参照）。また溶接トランス３３の下部には引張り
コイルスプリング４０の他端側を係止するフック部３８
が固定されている。

【００２２】シャント３５、３６は、リボン状の銅板を
複数枚積層することにより可撓性を備えるように構成し
たもので、ガンアーム２２、２３側と溶接トランス３３
側とを電気的に接続して前述した溶接トランス３３から
供給される溶接電力を電極２６、２７に給電するもので
ある。シャント３５、３６は、ガンアーム２２、２３と
溶接トランス３３間で溶接トランス３３の短手方向の幅
ＷT 内に位置し、さらに他方のガンアーム２２側と溶接
トランス３３側とを接続するシャント３５は、一方のガ
ンアーム２３の開口２３ｓ内に配置されている。これに
より、溶接トランス３３の短手方向の幅ＷT 内にシャン
ト３５、３６が収まることから、ガンアーム２２、２３
の側方にシャント３５、３６がはみ出ることがない。

【００２３】シャント３５、３６による電気的な接続
は、シャント３５の一端側が溶接トランス３３の出力端
子に接続されたブスバー３３ａに接続され、他端側がガ
ンアーム２２側に接続されたブスバー２２ｂに接続され
て電極支持部２４に固定された電極２６に電気的に接続
される。またシャント３６の一端側が溶接トランス３３
の出力端子に接続されたブスバー３３ｂに接続され、他
端側がガンアーム２３側に接続されたブスバー２３ｄに
接続されて電極支持部２５に固定された電極２７に電気
的に接続される。これにより、溶接トランス３３から供
給される溶接電力が電極２６、２７に給電可能となる。

【００２４】次に、上述した構成によるスポット溶接ガ
ン２０の作動を図１および図４に基づいて説明する。図
４に示すように、ガンアーム２２、２３が全開になった
状態では、ガンアーム２２に設けられたアジャスタ２２
ａの先端部はガンブラケット２１のストッパ部２１ｄに
当接しているため、アクチュエータ２８のピストンロッ
ド２９は最も引っ込んだ状態を維持している。またガン
アーム２３に設けられたアジャスタ２３ｃの先端部もガ
ンブラケット２１のストッパ部２１ｄに当接しているた
め、ガンアーム２３を開方向に付勢する引張りコイルス
プリング４０は最も縮んだ状態を維持している。

【００２５】このような状態において、被溶接物として
例えば重ねられた鋼板１０ａ、１０ｂを治具等により溶
接基準位置Ａに固定し（図１参照）、ガンアーム２２が
閉方向（図４に示す矢印方向）に可動するようにアクチ
ュエータ２８を制御すると、アクチュエータ２８のピス
トンロッド２９が伸びてジョイント３０を介して支軸３
１を中心にガンアーム２２を反時計回りに回動させる。
これにより、ガンアーム２２の電極２６がやがて被溶接
物の鋼板１０ａに当接するため、被溶接物１０ａ、１０
ｂをガンアーム２３の電極２７側に押し下げ、さらに所
定圧でそのまま被溶接物１０ａ、１０ｂをガンアーム２
３の電極２７側に押しつける。このときガンアーム２３
は、反時計回り方向の回動がストッパ部２１ｄにより規
制されているため、開方向に回動することはなく、電極
２７によって被溶接物１０ｂを受け止めてガンアーム２
２側の電極２６とともに所定圧で被溶接物１０ａ、１０
ｂを加圧した状態を維持する。

【００２６】このような被溶接物１０ａ、１０ｂを加圧
した状態で、溶接トランス３３からシャント３５、３６
を介して電極２６、２７に溶接電流を一定時間供給する
ことにより、双方の電極２６、２７には被溶接物１０
ａ、１０ｂを経由して溶接電流が流れるため、被溶接物
１０ａ、１０ｂ間に抵抗熱が発生する。これにより、被
溶接物１０ａ、１０ｂ間に局所的な抵抗溶接が施される
ため、被溶接物１０ａ、１０ｂのスポット溶接が完了す
る。

【００２７】以上説明したような被溶接物１０ａ、１０
ｂに対する溶接作業は、図５および図６に示すようなス
ポット溶接ガン１００では、ガンブラケット１０１にガ
ンアーム１０２、１０３と直交して取付けられた溶接ト
ランス１０４や、ガンアーム１０２、１０３の側方に大
きくはみ出て引き回す構成を採るシャント１０６、１０
７がスポット溶接ガン１００自体の幅Ｗ100 を拡げる原
因になっていたところ、例えば被溶接物１０ａ、１０ｂ
を固定する治具等と被溶接物１０ａ、１０ｂとの間隔が
その幅Ｗ100 よりも狭い場合には、スポット溶接ガン１
００自体をその隙間に入れることができないため、被溶
接物１０ａ、１０ｂを溶接できない事態が生じていた。

【００２８】ところが、本実施形態に係るスポット溶接
ガン２０によれば、ガンブラケット２１を下方に開口す
る断面略コ字状に形成し、その両下端に前後方向に延在
する延在部２１０を設け、これら延在部２１０の前端間
をガンアーム２２、２３の支持部２１ｃとし、また延在
部２１０の後端間を溶接トランス３３の取付部２１ｂと
して、ガンアーム２２、２３とシャント３５、３６およ
び溶接トランス３３を直線的に配列する構成を採る。こ
れにより、スポット溶接ガン２０の幅Ｗ（図３参照）を
狭くすることができる。またガンアーム２２、２３側と
溶接トランス３３側とを接続するシャント３５、３６は
溶接トランス３３の短手方向の幅ＷT 内に納めることが
でき、従来のようにガンアーム２２、２３の側方にはみ
出ることがない。したがって、比較的幅の狭い作業空間
でもスポット溶接し得る効果がある。

【００２９】また、本実施形態に係るスポット溶接ガン
２０によると、一方のガンアーム２３の中間部に縦長の
開口２３ｓを形成し、該開口２３ｓ内に他方のガンアー
ム２２の基部および他方のガンアーム２２側と溶接トラ
ンス３３側とを接続するシャント３５を配設するように
したから、全体をコンパクトにでき、スポット溶接ガン
２０の取扱性向上やコスト低減を達成し得る。また、一
方のガンアーム２３のシャント３５が位置する部分をス
テンレス（例えばＳＵＳ３０４）製としたから、シャン
ト３５がこのガンアーム２３に近接していても、ガンア
ーム２３に電磁誘導による渦電流が発生し難い。これに
より、電磁誘導によるガンアーム２３の発熱を防止する
ことができる。

【００３０】

【発明の効果】請求項１の発明では、ガンブラケットを
下方に開口する断面略コ字状に形成し、その両下端に前
後方向に延在する延在部を設け、これら延在部の前端間
をガンアームの支持部とし、また延在部の後端間を溶接
トランスの取付部として、ガンアームとシャントおよび
溶接トランスを直線的に配列したので、従来のようにシ
ャントがガンアームの側方に大きくはみ出ることがな
く、スポット溶接ガンの幅を可及的に小さくでき、狭い
作業空間でのスポット溶接が可能になる。また、スポッ
ト溶接ガンを左右対称形状にできるため、汎用性が高ま
る。

【００３１】請求項２の発明では、二つのガンアームの
うち一方のガンアームの中間部に縦長の開口を形成し、
該開口内に他方のガンアームの基部および他方のガンア
ーム側と溶接トランス側とを接続するシャントを配置し
たので、全体をコンパクト化することができる。

【００３２】請求項３の発明では、一方のガンアーム
の、他方のガンアームの基部および他方のガンアーム側
と溶接トランス側とを接続するシャントが位置する部分
をステンレス製としたので、一方のガンアームと、他方
のガンアーム側に接続されるシャントが接近していて
も、一方のガンアームに電磁誘導による渦電流が発生し
難い。これにより、渦電流によるガンアームの発熱を防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るスポット溶接ガンの
構成を示す正面図である。

【図２】図１に示すII方向矢視による平面図である。

【図３】図１に示すIII 方向矢視による側面図である。

【図４】図１に示すスポット溶接ガンのガンアームを全
開にした状態を示す説明図である。

【図５】従来例によるスポット溶接ガンの構成を示す説
明図である。

【図６】図５に示すVI方向矢視による側面図である。

【符号の説明】

１０ａ、１０ｂ 被溶接物 ２０ スポット溶接ガン ２１ ガンブラケット ２２ 他方のガンアーム ２３ 一方のガンアーム ２３ｓ 開口 ２４ 電極支持部 ２５ 電極支持部 ２６ 電極 ２７ 電極 ２８ アクチュエータ（加圧装置） ３１ 支軸 ３３ 溶接トランス ３３Ｘ トランスの中心線 ３５ シャント ３６ シャント ＷT トランスの短手方向の幅

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガンブラケットに共通の支軸により回動
   可能に支持された二つのガンアームを有し、これらガン
   アームの先端に相対向する一対の電極を取付け、かつガ
   ンアームの後方に加圧装置を連結して両電極間の加圧動
   作を行うＸガンと、該Ｘガンに取付けた溶接トランス
   と、溶接トランス側と前記ガンアーム側を電気的に接続
   する一対のシャントとを備えるスポット溶接ガンにおい
   て、 前記ガンブラケットを下方に開口する断面略コ字形に形
   成するとともに、その両下端に前後方向へ延在する延在
   部を設け、これら延在部の前端間を前記ガンアームの支
   持部とし、また延在部の後端間を前記溶接トランスの取
   付部として、前記ガンアームと前記シャントおよび前記
   溶接トランスを直線的に配列したことを特徴とするスポ
   ット溶接ガン。
2. 【請求項２】 前記ガンアームのうち一方のガンアーム
   には、その中間部に縦長の開口を形成し、該開口内に他
   方のガンアームの基部および他方のガンアーム側と前記
   溶接トランス側とを接続するシャントを配置したことを
   特徴とする請求項１に記載のスポット溶接ガン。
3. 【請求項３】 前記一方のガンアームの、他方のガンア
   ームの基部および他方のガンアーム側と前記溶接トラン
   ス側とを接続するシャントが位置する部分をステンレス
   製としたことを特徴とする請求項２に記載のスポット溶
   接ガン。