JP2022184620A - コンタクトチップ交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】溶接トーチのトーチ本体に対してコンタクトチップを着脱可能であるとともに、装置全体をコンパクトな形状にできるコンタクトチップ交換装置を提供する。【解決手段】チップケース３は、複数のコンタクトチップ１０を中心軸が上下方向に延び、且つ、先端が下方に向く姿勢で水平方向に直線状に収容する。往復駆動機構５は、チップケース３をコンタクトチップ１０の並設方向に往復移動させてチップ供給空間Ｓ２に進入又は退避させる。チップ取出機構６は、チップ供給空間Ｓ２に進入した状態のチップケース３からコンタクトチップ１０を上方に取り出す。把持回転機構４は、チップ取出機構６により取り出されたコンタクトチップ１０を把持して回転させることにより、トーチ本体１１にコンタクトチップ１０を螺合連結するか、トーチ本体１１からコンタクトチップ１０を取り外す。【選択図】図６

Description

本発明は、アーク溶接に用いる溶接トーチのトーチ本体の先端部に螺合連結されたコンタクトチップを自動で交換するコンタクトチップ交換装置に関する。

従来より、例えば、特許文献１には、アーク溶接用トーチのトーチ本体に螺合連結されたコンタクトチップを自動で交換するコンタクトチップ交換装置が開示されている。該コンタクトチップ交換装置は、平面視で略鍵穴形状をなす装置本体を備え、該装置本体の一側領域には、コンタクトチップをトーチ本体に取り付けるコンタクトチップ取付機構が設けられる一方、装置本体の他側領域には、コンタクトチップをトーチ本体から取り外すコンタクトチップ取外機構が設けられている。

国際公開第２０１７／１７９２３７号

しかし、特許文献１のコンタクトチップ交換装置は、コンタクトチップ取付機構とコンタクトチップ取外機構とが別の機構であり、コンタクトチップの取付位置と取外位置とが装置の水平方向において異なる位置に設けられているので、装置が大型化してしまうという問題がある。

本発明は、溶接トーチのトーチ本体に対してコンタクトチップを着脱可能であるとともに、装置全体をコンパクトな形状にできるコンタクトチップ交換装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、コンタクトチップの着脱作業を一つの領域で可能となるよう工夫を凝らしたことを特徴とする。

具体的には、トーチ本体に螺合連結されたコンタクトチップを交換するコンタクトチップ交換装置において、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明では、中心軸が上下方向に延び、且つ、先端が下方に向く前記コンタクトチップを水平方向に直線状に複数並設させた状態で収容可能な収容ケースと、該収容ケースを前記コンタクトチップの並設方向に往復移動させてチップ供給空間に進入又は退避させる往復駆動機構と、前記チップ供給空間に進入した状態の前記収容ケースから前記コンタクトチップを上方に取り出すチップ取出機構と、前記チップ供給空間の上方に配設され、前記チップ取出機構により取り出された前記コンタクトチップを側方から把持解放可能に構成されるとともに、把持した状態で前記中心軸を中心に前記コンタクトチップを回転させて前記トーチ本体に螺合連結するか、或いは、前記トーチ本体から取り外すよう構成された把持回転機構とを備えていることを特徴とする。

第２の発明では、第１の発明において、前記往復駆動機構は、水平方向に往復移動するスライド部材を備え、前記収容ケースは、前記スライド部材に着脱可能に構成されていることを特徴とする。

第３の発明では、第２の発明において、前記往復駆動機構は、前記スライド部材のスライド方向に延びるピストンロッドが前記スライド部材に接続されたシリンダを備え、前記ピストンロッドのスライド動作により、前記収容ケースを往復移動させていることを特徴とする。

第４の発明では、第３の発明において、前記シリンダは、前記把持回転機構の側方で、且つ、前記スライド部材の上方に位置していることを特徴とする。

第５の発明では、第１から第４のいずれか１つの発明において、前記チップ取出機構は、棒中心線が上下に延び、且つ、上方に向かって伸縮する棒部材を備え、前記収容ケース上端には、前記コンタクトチップを取出可能な上側開口部が形成される一方、前記収容ケース下端の前記上側開口部に対応する位置には、前記収容ケース内部に連通するとともに、前記収容ケースが前記チップ供給空間に進入した状態で伸長させた前記棒部材が挿通可能な下側開口部が形成されていることを特徴とする。

第６の発明では、第１から第５のいずれか１つの発明において、前記チップ取出機構は、前記往復駆動機構に接続され、当該往復駆動機構の往復動作に連動して同方向に往復移動するよう構成されていることを特徴とする。

第７の発明では、第１から第６のいずれか１つの発明において、上記把持回転機構は、上下方向に延びる回転軸心が中央に設定された把持作業空間を有し、前記回転軸心周りに複数の嵌合部を等間隔に有する第１回転体と、当該第１回転体に対して前記回転軸心を中心に互いに相対回転可能に構成された第２回転体と、前記各嵌合部にそれぞれ対応する位置に配設され、且つ、前記回転軸心と同方向に延びる回動軸周りに回動可能に前記第２回転体に軸支され、先端に爪部が前記回転軸心を中心とした周方向に離間して一対形成される一方、基部が対応する前記嵌合部に遊嵌する把持体とを備え、前記第１及び第２回転体が基準位置から一方側に相対的に回転すると、前記嵌合部の前記基部への一方側への押圧動作で前記把持体が一方側に回動して前記一方の爪部が前記把持作業空間に前進して前記コンタクトチップを把持する一方、前記第１及び第２回転体が基準位置から他方側に相対的に回転すると、前記嵌合部の前記基部への他方側への押圧動作で前記把持体が他方側に回動して前記他方の爪部が前記把持作業空間に前進して前記コンタクトチップを把持するよう構成されていることを特徴とする。

第８の発明では、第１から第７のいずれか１つの発明において、前記収容ケースの内部には、並設状態の複数の前記コンタクトチップを収容するチップ収容部と、該チップ収容部に収容された並設状態の複数の前記コンタクトチップを前記収容ケースの一端側に押圧する押圧機構とが設けられ、該押圧機構は、前記チップ収容部の内面に形成された水平方向に延びるガイド溝と、該ガイド溝に案内される押圧部材と、該押圧部材を付勢する付勢部材とを備えていることを特徴とする。

第１の発明では、トーチ本体に螺合連結されたコンタクトチップを把持回転機構に接近させて当該把持回転機構により把持し、且つ、コンタクトチップの中心線を中心として一方側に回転させると、トーチ本体からコンタクトチップを取り外すことができる。トーチ本体から取り外したコンタクトチップは、収容ケースがチップ供給空間から退避した状態で把持回転機構における把持状態を解放すると、チップ供給空間を介して下方に落下して廃棄される。一方、往復駆動機構によりチップ供給空間に進入した収容ケースに収容されているコンタクトチップは、チップ取出機構により収容ケースから上方に取り出されるので、把持回転機構により側方から把持し、且つ、当該把持回転機構にトーチ本体を接近させた状態でコンタクトチップの中心線を中心として他方側に回転させると、トーチ本体にコンタクトチップを取り付けることができる。このように、コンタクトチップの取付位置と取外位置とが装置の同じ位置でできるようになるので、装置全体をコンパクトな形状にすることができる。

第２の発明では、コンタクトチップの交換作業を繰り返して収容ケースに収容した全てのコンタクトチップが無くなる際、予め用意した予備の収容ケースに簡単に取り換えることができるようになるので、装置に対してコンタクトチップを充填する作業が簡単になり、装置が停止する時間を少なくして効率良く装置を稼働させることができる。

第３の発明では、簡単な構造で収容ケースを往復移動させることができるようになり、装置の製造コストを低く抑えることができる。

第４の発明では、往復移動させる駆動源であるシリンダをデッドスペースに配置するようになるので、装置全体をさらにコンパクトにすることができる。

第５の発明では、往復駆動機構により収容ケースをチップ供給空間に進入させた状態でチップ取出機構の棒部材を伸長させると、当該棒部材が収容ケースの下側開口部を通過してコンタクトチップを上方に押圧するので、棒部材により押圧されたコンタクトチップが収容ケースの上側開口部から飛び出して把持回転機構に到達するようになる。このように、収容ケースに収容された各コンタクトチップを簡単な機構で順次取り出していくことができる。

第６の発明では、把持回転機構からコンタクトチップを落下させて廃棄する際にチップ取出機構を邪魔にならない位置まで移動させることができる。また、収容ケースを往復移動させる往復駆動機構を利用してチップ取出機構を移動させることができるようになり、チップ取出機構を移動させるための専用の駆動源を追加で設ける必要がなくなるので、低コストな装置にすることができる。

第７の発明では、第１及び第２回転体が基準位置の状態においてコンタクトチップを把持作業空間に配置した後、第１及び第２回転体を一方側に相対回転させると、各把持体の一方の爪部が把持作業空間に前進してコンタクトチップを把持するとともにその中心線周りの一方側に第１及び第２回転体が回転一体になる一方、第１及び第２回転体が基準位置においてコンタクトチップを把持作業空間に配置した後、第１及び第２回転体を他方側に相対回転させると、各把持体の他方の爪部が把持作業空間に前進してコンタクトチップを把持するとともにその中心線周りの他方側に第１及び第２回転体が回転一体になる。このように、第１及び第２回転体をどちらの方向に相対回転させても、コンタクトチップを把持可能であるとともに、コンタクトチップを把持した状態でその中心線周りに回転させることができるので、把持回転機構の一箇所だけでトーチ本体に対するコンタクトチップの取付作業と取外作業とを行うことができる。

第８の発明では、収容ケースからコンタクトチップを１つ取り出した際、押圧部材が付勢部材の付勢力によりガイド溝に案内されながら移動して収容ケース内の各コンタクトチップをその並設方向に押圧するようになる。したがって、収容ケースからコンタクトチップを１つ取り出した後、収容ケース内の各コンタクトチップがすぐに隣同士で隙間無く並ぶようになるので、次のコンタクトチップを供給可能な準備状態に効率良くすることができる。

本発明の実施形態に係るコンタクトチップ交換装置の斜視図である。 チップケースを装置本体から取り外した状態を示すコンタクトチップ交換装置の一部断面図である。 チップケースの断面図である。 図１のIV－IV線における断面図である。 図４のV－V線における断面図である。 コンタクトチップをトーチ本体から取り外す直前の状態を示す図４相当図である。 図６のVII－VII線における断面図である。 図７の後、コンタクトチップをトーチ本体から取り外した直後の状態を示す図である。 図８の後、コンタクトチップをトーチ本体に取り付ける直前の状態を示す図である。 図９の後、コンタクトチップをトーチ本体に取り付けている途中の状態を示す図である。 図１０のXI－XI線における断面図である。 図１０の後、コンタクトチップをトーチ本体に取り付けた直後の状態を示す図である。

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。

図１は、本発明の実施形態に係るコンタクトチップ交換装置１を示す。該コンタクトチップ交換装置１は、アーク溶接用の溶接トーチ（図示せず）に取り付けられた使用後のコンタクトチップ１０を新しいものに自動で交換するものであり、外観がボックス形状なすハウジング２０で囲われた装置本体２と、該装置本体２に着脱可能なチップケース３（収容ケース）とを備えている。

該チップケース３は、図２及び図３に示すように、厚みを有する板状をなしており、長手方向が水平方向に延び、且つ、板面が上下方向に延びる姿勢で使用されるようになっている。

チップケース３の内部には、その長手方向一端から中途部に亘って延びるチップ収容部Ｓ１が形成され、該チップ収容部Ｓ１には、複数のコンタクトチップ１０を中心軸が上下方向に延び、且つ、先端が下方に向く姿勢で水平方向に直線状に並設させた状態で収容可能になっている。

チップケース３上端面の長手方向一端には、コンタクトチップ１０を雄螺子部１０ａから取出可能な上側開口部３ａが形成される一方、チップケース３下端面の上側開口部３ａに対応する位置には、チップ収容部Ｓ１に連通する下側開口部３ｂが形成されている。

また、チップケース３のチップ収容部Ｓ１に対応する内側面の上側領域には、水平方向に直線状に延びる断面凹状をなすガイド溝３ｃが形成され、該ガイド溝３ｃは、中心線が水平方向に向く略円柱形状の押圧部材３ｄを案内可能になっている。

チップケース３の長手方向他端側の上側領域には、水平方向に延び、且つ、押圧部材３ｄが嵌挿可能なバネ収容部３ｅが形成され、該バネ収容部３ｅは、チップ収容部Ｓ１におけるガイド溝３ｃに対応する位置に開口している。

バネ収容部３ｅには、コイルバネ３ｆ（付勢部材）が収容され、該コイルバネ３ｆは押圧部材３ｄをチップケース３の長手方向一端側に付勢している。

そして、ガイド溝３ｃ、押圧部材３ｄ及びコイルバネ３ｆで本発明の押圧機構１２を構成しており、該押圧機構１２は、チップ収容部Ｓ１に収容された状態の１つ又は複数のコンタクトチップ１０をチップケース３の一端側に押圧するようになっている。

チップケース３の長手方向他端側の下側領域には、水平方向に延び、且つ、チップケース３の長手方向他端において水平方向に開口する嵌合凹部３ｇが形成され、該嵌合凹部３ｇの奥部底面には、チップケース３の外側に連通する開口部３ｈが形成されている。

嵌合凹部３ｇには、棒中心線が水平方向に向く細棒状をなすロック部材３ｊが嵌挿されている。

ロック部材３ｊの先端側には、外側方に突出する突起部３ｋが設けられる一方、ロック部材３ｊの基端側部分は、ロック部材３ｊを操作可能に嵌合凹部３ｇから飛び出している。

そして、ロック部材３ｊを一方側に回転させると、突起部３ｋが開口部３ｈを介してチップケース３の下面から下方に飛び出すようになる一方、ロック部材３ｊを他方側に回転させると、突起部３ｋが開口部３ｈを介してチップケース３の内部に入り込むようになっている。

ハウジング２０上面の幅方向一側領域には、ハウジング２０の内部に連通する円形状をなす第１貫通孔２０ａが当該ハウジング２０の長手方向一側に形成される一方、ハウジング２０上面の幅方向他側領域には、ハウジング２０の内部に連通する円形状をなす第２貫通孔２０ｂ及び第３貫通孔２０ｃが当該ハウジング２０の長手方向に所定の間隔をあけてそれぞれ形成されている。

また、ハウジング２０の長手方向他側の側面上部には、ハウジング２０の内部に連通するスリット形状なすケース取付取出部２０ｄが形成され、該ケース取付取出部２０ｄは、チップケース３の長手方向と直交する断面形状に対応するスリット形状をなしている。

ハウジング２０の内部には、コンタクトチップ１０の取付動作及び取外動作を行うコンタクトチップ交換ユニット２Ａと、溶接トーチのトーチ本体１１にノズル（図示せず）を着脱するノズル着脱ユニット２Ｂと、溶接トーチの清掃を行うトーチ清掃ユニット２Ｃとが設けられ、コンタクトチップ交換ユニット２Ａは第１貫通孔２０ａ及びケース取付取出部２０ｄに、ノズル着脱ユニット２Ｂは第２貫通孔２０ｂに、そして、トーチ清掃ユニット２Ｃは第３貫通孔２０ｃに対応する位置になっている。

コンタクトチップ交換ユニット２Ａは、図４及び図５に示すように、コンタクトチップ１０を把持して回転させる把持回転機構４と、チップケース３を往復移動させる往復駆動機構５と、チップケース３からコンタクトチップ１０を取り出すチップ取出機構６とを備えている。

往復駆動機構５は、ハウジング２０内部のケース取付取出部２０ｄに対応する位置からハウジング２０の長手方向に延びる断面略Ｃ字状をなすスライド部材５１を備え、ケース取付取出部２０ｄを介してチップケース３をハウジング２０内部に挿入すると、チップケース３がスライド部材５１の内側に入り込むようになっている。

スライド部材５１におけるケース取付取出部２０ｄ側の底面には、スライド部材５１の内側と外側とを連通させる連通部５１ａが形成され、チップケース３をスライド部材５１に挿入し、且つ、ロック部材３ｊを一方側に回転させると突起部３ｋがチップケース３の下面から飛び出して連通部５１ａに入り込むことにより、チップケース３がスライド部材５１に固定されるようになっている。

すなわち、チップケース３をスライド部材５１に挿入してロック部材３ｊを回転操作することにより、チップケース３をスライド部材５１に着脱できるようになっている。

ハウジング２０内部のスライド部材５１上方には、両ロッド型のシリンダ５２が配設され、該シリンダ５２は、ピストンロッド５２ａがハウジング２０の長手方向に延びている。

ピストンロッド５２ａの一端及び他端には、側面視でＬ字状をなす支持ブラケット５３がそれぞれ取り付けられている。各支持ブラケット５３は、スライド部材５１を吊下げ支持しており、シリンダ５２は、各支持ブラケット５３を介してスライド部材５１に接続されている。

そして、スライド部材５１に固定されたチップケース３は、図６及び図９に示すように、ピストンロッド５２ａの移動動作により、ハウジング２０の長手方向にスライド移動するようになっている。

すなわち、往復駆動機構５は、チップケース３をコンタクトチップ１０の並設方向に往復移動させることにより、ハウジング２０内部の長手方向一側領域に設定されたチップ供給空間Ｓ２に進入又は退避させるようになっている。

チップ取出機構６は、スライド部材５１におけるチップ供給空間Ｓ２側の下方に配設され、且つ、往復駆動機構５に接続されていて、当該往復駆動機構５の往復動作に連動して同方向に往復移動するよう構成されている。

チップ取出機構６は、棒中心線が上下に延び、且つ、上方に向かって伸縮する棒部材６ａを備え、スライド部材５１が移動してチップケース３がチップ供給空間Ｓ２に進入した状態で棒部材６ａを伸長させると、図１０に示すように、棒部材６ａがチップケース３の下側開口部３ｂに挿入されてチップケース３の長手方向一端に位置するコンタクトチップ１０を押し上げることにより、当該コンタクトチップ１０が上側開口部３ａを介してチップケース３の上方に取り出されるようになっている。

第１貫通孔２０ａの下方で、且つ、チップ供給空間Ｓ２の上方には、チップ取出機構６により取り出されたコンタクトチップ１０を先端が下方を向く姿勢で側方から把持解放可能な把持回転機構４が配設されている。

該把持回転機構４は、シリンダ５２の側方に位置しており、把持回転機構４の把持作業空間Ｖ１は、第１貫通孔２０ａの真下に設定されている。

把持回転機構４は、上下方向に延びる回転軸心Ｃ１が把持作業空間Ｖ１の中央に設定された従動ギア４１（第１回転体）及び回転ディスク４２（第２回転体）を備え、従動ギア４１は、装置本体２のフレーム部分にベアリングＢ１を介して軸支されている。

従動ギア４１及び回転ディスク４２は、ベアリングＢ２を介して回転軸心Ｃ１を中心として互いに相対回転可能に構成されている。

従動ギア４１は、図示しない駆動モータが正転すると、図７に示すように、駆動ギアを介して一方側（Ｘ１方向）に回転する一方、駆動モータが逆転すると、図１１に示すように、駆動ギアを介して他方側（Ｘ２方向）に回転するようになっている。

従動ギア４１は、図５に示すように、略リング形状をなしていて、その内周面には、当該従動ギア４１の内側面に開口する凹状をなす４つの嵌合部４１ａが回転軸心Ｃ１を中心とした周方向に等間隔に設けられている。

回転ディスク４２は、従動ギア４１の上側と内側とにそれぞれ位置する円盤状をなす上側ディスク４２ａ及び下側ディスク４２ｂを備えている。

上側ディスク４２ａは、略円板形状をなし、その中央には、把持作業空間Ｖ１に対応する円形状の上側チップ通過孔４２ｃが形成されている。

一方、下側ディスク４２ｂの中央には、把持作業空間Ｖ１に対応する円形状の下側チップ連通孔４２ｄが形成されている。

上側ディスク４２ａと従動ギア４１との間には、当該上側ディスク４２ａと従動ギア４１との間の抵抗値を高める板バネ（図示せず）が配置されている。

従動ギア４１の内方で、且つ、上側ディスク４２ａ及び下側ディスク４２ｂの間には、図５に示すように、平面視で略矢印形状をなす４つの把持体４３が配設され、各把持体４３は、各嵌合部４１ａにそれぞれ対応する位置に設けられている。

各把持体４３の略中央には、挿通孔４３ａが形成され、当該挿通孔４３ａには、回転軸心Ｃ１と同方向に延びる回動軸４３ｂが挿通されている。

回動軸４３ｂの各端部は、上側ディスク４２ａと下側ディスク４２ｂとにそれぞれ固定され、把持体４３は、回動軸４３ｂ周りに回動可能に回転ディスク４２に軸支されている。

把持体４３の先端には、一対の爪部４３ｃが把持作業空間Ｖ１側に向けて突設され、該各爪部４３ｃは、回転軸心Ｃ１を中心とした周方向に離間している。

一方、把持体４３の基端側中央には、把持作業空間Ｖ１の反対側に突出する突起形状の基部４３ｄが設けられ、該基部４３ｄは、対応する嵌合部４１ａに遊嵌している。

そして、図６に示すように、把持作業空間Ｖ１にコンタクトチップ１０が配置された状態で駆動モータ（図示せず）を正転させると、図７に示すように、従動ギア４１が回転ディスク４２に対して一方側（Ｘ１方向）に相対的に回転し、それに連動する嵌合部４１ａの基部４３ｄへの一方側への押圧動作で把持体４３が一方側（Ｚ１方向）に回動して一方の爪部４３ｃが把持作業空間Ｖ１に前進してコンタクトチップ１０を把持するようになっている。

また、各把持体４３の一方の爪部４３ｃでコンタクトチップ１０を把持する状態において駆動モータ（図示せず）をさらに正転させながらトーチ本体１１を接近させると、コンタクトチップ１０の雄螺子部１０ａをトーチ本体１１の雌螺子部（図示せず）から螺退させてコンタクトチップ１０をトーチ本体１１から取り外すようになっている。

さらに、コンタクトチップ１０をトーチ本体１１に取り付けた後、駆動モータ（図示せず）を逆転させると、従動ギア４１が回転ディスク４２に対して他方側（Ｘ２方向）に相対的に回転し、それに連動する嵌合部４１ａの基部４３ｄへの他方側への押圧動作で把持体４３が他方側（Ｚ２方向）に回動して一方の爪部４３ｃが把持作業空間Ｖ１から後退してコンタクトチップ１０を把持作業空間Ｖ１から落下させて破棄するようになっている。

一方、図１０に示すように、チップ取出機構６によりチップケース３からコンタクトチップ１０が上方に押し上げられて把持作業空間Ｖ１に配置された状態において駆動モータ（図示せず）を逆転させると、図１１に示すように、従動ギア４１が回転ディスク４２に対して他方側（Ｘ２方向）に相対的に回転し、それに連動する嵌合部４１ａの基部４３ｄへの他方側への押圧動作で把持体４３が他方側に回動して他方の爪部４３ｃが把持作業空間Ｖ１に前進してコンタクトチップ１０を把持するようになっている。

また、各把持体４３の他方の爪部４３ｃでコンタクトチップ１０を把持する状態においてトーチ本体１１を把持作業空間Ｖ１に接近させてコンタクトチップ１０の雄螺子部１０ａにあてがうとともに駆動モータ（図示せず）をさらに逆転させると、コンタクトチップ１０の雄螺子部１０ａがトーチ本体１１の雌螺子部（図示せず）に螺進してコンタクトチップ１０がトーチ本体１１に螺合連結するようになっている。

さらに、コンタクトチップ１０をトーチ本体１１に取り付けた後、各把持体４３の他方の爪部４３ｃでコンタクトチップ１０を把持する状態で駆動モータ（図示せず）を正転させると、従動ギア４１が回転ディスク４２に対して一方側（Ｘ１方向）に相対的に回転し、それに連動する嵌合部４１ａの基部４３ｄへの一方側への押圧動作で把持体４３が一方側に回動して他方の爪部４３ｃが把持作業空間Ｖ１から後退してコンタクトチップ１０の把持状態を解除するようになっている。

尚、この実施形態におけるノズル着脱ユニット２Ｂの構造は、図示しないノズルキャップをトーチ本体１１に対して回転動作により着脱する以外は把持回転機構４と同様の構造であるので詳細な記載を省略する。また、トーチ清掃ユニット２Ｃは、この技術分野において従来周知の構造であるので、詳細な説明を割愛する。

次に、コンタクトチップ交換装置１を用いたコンタクトチップ１０の交換作業について詳述する。

まず、図６に示すように、トーチ本体１１に取り付けられた状態の使用済みコンタクトチップ１０を移動させて把持回転機構４の把持作業空間Ｖ１に上方から配置する。

把持作業空間Ｖ１に使用済みコンタクトチップ１０が配置されると、図示しない駆動モータが正転して従動ギア４１が回転ディスク４２に対して一方側（Ｘ１方向）に相対的に回転する。すると、図７に示すように、従動ギア４１の回転ディスク４２に対する一方側への相対的な回転に連動して嵌合部４１ａが基部４３ｄを一方側に押圧し、その押圧動作で把持体４３が一方側（Ｚ１方向）に回動して一方の爪部４３ｃが把持作業空間Ｖ１に前進してコンタクトチップ１０を把持する。

各把持体４３がコンタクトチップ１０を把持すると、さらに、駆動モータが正転する。すると、コンタクトチップ１０が一方側に回転してトーチ本体１１から取り外される。

しかる後、駆動モータを逆転させることにより、従動ギア４１を回転ディスク４２に対して他方側に相対的に回転させる。すると、図８に示すように、従動ギア４１の回転ディスク４２に対する他方側への相対的な回転に連動して嵌合部４１ａが基部４３ｄを他方側に押圧し、その押圧動作で把持体４３が他方側に回動して一方の爪部４３ｃが把持作業空間Ｖ１から後退し、それにより、各把持体４３によるコンタクトチップ１０の把持状態が解除されてコンタクトチップ１０が把持作業空間Ｖ１から落下して破棄される。

次に、シリンダ５２を作動させてピストンロッド５２ａを一方側にスライドさせる。すると、図９に示すように、スライド部材５１が一方側に移動してチップケース３がチップ供給空間Ｓ２に進入する。

次いで、チップ取出機構６を作動させて棒部材６ａを伸長させる。すると、図１０に示すように、棒部材６ａがチップケース３の下側開口部３ｂからチップケース３の内部に入り込んでチップケース３の長手方向一端に位置する使用前のコンタクトチップ１０を押し上げる。すると、コンタクトチップ１０が上側開口部３ａを介して上方に取り出されて把持作業空間Ｖ１に配置される。

しかる後、図示しない駆動モータが逆転して従動ギア４１が回転ディスク４２に対して他方側（Ｘ２方向）に相対的に回転する。すると、図１１に示すように、従動ギア４１の回転ディスク４２に対する他方側への相対的な回転に連動して嵌合部４１ａが基部４３ｄを他方側に押圧し、その押圧動作で把持体４３が他方側（Ｚ２方向）に回動して他方の爪部４３ｃが把持作業空間Ｖ１に前進してコンタクトチップ１０を把持する。

各把持体４３によりコンタクトチップ１０を把持すると、トーチ本体１１を把持作業空間Ｖ１に上方から接近させて各把持体４３に把持された状態のコンタクトチップ１０の雄螺子部１０ａにあてがった後、さらに、駆動モータを逆転させる。すると、コンタクトチップ１０が他方側に回転してトーチ本体１１に螺合連結される。

しかる後、駆動モータを正転させることにより、従動ギア４１を回転ディスク４２に対して一方側に相対的に回転させる。すると、図１２に示すように、従動ギア４１の回転ディスク４２に対する一方側への相対的な回転に連動して嵌合部４１ａが基部４３ｄを一方側に押圧し、その押圧動作で把持体４３が一方側に回動して他方の爪部４３ｃが把持作業空間Ｖ１から後退してコンタクトチップ１０が各把持体４３から解放される。その後、トーチ本体１１が上方に移動して当該トーチ本体１１に螺合連結されたコンタクトチップ１０が把持作業空間Ｖ１から退避することにより、コンタクトチップ１０の交換作業が終了する。

以上より、本発明の実施形態によると、トーチ本体１１に螺合連結されたコンタクトチップ１０を把持回転機構４に接近させて当該把持回転機構４により把持し、且つ、コンタクトチップ１０の中心線を中心として一方側に回転させると、トーチ本体１１からコンタクトチップを取り外すことができる。トーチ本体１１から取り外したコンタクトチップ１０は、チップケース３がチップ供給空間Ｓ２から退避した状態で把持回転機構４における把持状態が解放されると、チップ供給空間Ｓ２を介して下方に落下して廃棄される。一方、往復駆動機構５によりチップ供給空間Ｓ２に進入したチップケース３に収容されているコンタクトチップ１０は、チップ取出機構６によりチップケース３から上方に取り出されるので、把持回転機構４により側方から把持し、且つ、当該把持回転機構４にトーチ本体１１を接近させた状態でコンタクトチップ１０の中心線を中心として他方側に回転させると、トーチ本体１１にコンタクトチップ１０を取り付けることができる。このように、コンタクトチップ１０の取付位置と取外位置とが装置の同じ位置でできるようになるので、コンタクトチップ交換装置１の全体をコンパクトな形状にすることができる。

また、チップケース３は、往復駆動機構５のスライド部材５１に着脱可能な構成になっているので、コンタクトチップ１０の交換作業を繰り返してチップケースに収容した全てのコンタクトチップ１０が無くなる際、予め用意した予備のチップケース３に簡単に取り換えることができるようになる。したがって、コンタクトチップ交換装置１に対してコンタクトチップ１０を充填する作業が簡単になり、コンタクトチップ交換装置１が停止する時間を少なくして効率良くコンタクトチップ交換装置１を稼働させることができる。

また、スライド部材５１の往復動作をシリンダ５２により行っているので、簡単な構造でチップケース３を往復移動させることができるようになり、コンタクトチップ交換装置１の製造コストを低く抑えることができる。

また、チップケース３を往復移動させる駆動源であるシリンダ５２は、把持回転機構４の側方で、且つ、スライド部材５１の上方のデッドスペースに配置されているので、コンタクトチップ交換装置１の全体をさらにコンパクトにすることができる。

また、往復駆動機構５によりチップケース３をチップ供給空間Ｓ２に進入させた状態でチップ取出機構６の棒部材６ａを伸長させると、当該棒部材６ａがチップケース３の下側開口部３ｂを通過してコンタクトチップ１０を上方に押圧するので、棒部材６ａにより押圧されたコンタクトチップ１０がチップケース３の上側開口部３ａから飛び出して把持回転機構４に到達するようになる。このように、チップケース３に収容された各コンタクトチップ１０を簡単な機構で順次取り出していくことができる。

また、チップ取出機構６が、往復駆動機構５の往復動作に連動して同方向に往復移動するので、把持回転機構４からコンタクトチップ１０を落下させて廃棄する際にチップ取出機構６を邪魔にならない位置まで移動させることができる。また、チップケース３を往復移動させる往復駆動機構５を利用してチップ取出機構６を移動させることができるようになり、チップ取出機構６を移動させるための専用の駆動源を追加で設ける必要がなくなるので、低コストなコンタクトチップ交換装置１にすることができる。

また、従動ギア４１及び回転ディスク４２が基準位置の状態においてコンタクトチップ１０を把持作業空間Ｖ１に配置した後、従動ギア４１及び回転ディスク４２を一方側に相対回転させると、各把持体４３の一方の爪部４３ｃが把持作業空間Ｖ１に前進してコンタクトチップ１０を把持するとともにその中心線周りの一方側に従動ギア４１及び回転ディスク４２が回転一体になる一方、従動ギア４１及び回転ディスク４２が基準位置においてコンタクトチップ１０を把持作業空間Ｖ１に配置した後、従動ギア４１及び回転ディスク４２を他方側に相対回転させると、各把持体４３の他方の爪部４３ｃが把持作業空間Ｖ１に前進してコンタクトチップ１０を把持するとともにその中心線周りの他方側に従動ギア４１及び回転ディスク４２が回転一体になる。このように、従動ギア４１及び回転ディスク４２をどちらの方向に相対回転させても、コンタクトチップ１０を把持可能であるとともに、コンタクトチップ１０を把持した状態でその中心線周りに回転させることができるので、把持回転機構４の一箇所だけでトーチ本体１１に対するコンタクトチップ１０の取付作業と取外作業とを行うことができる。

また、チップケース３からコンタクトチップ１０を１つ取り出した際、押圧部材３ｄがコイルバネ３ｆの付勢力によりガイド溝３ｃに案内されながら移動してチップケース３内の各コンタクトチップ１０をその並設方向に押圧するようになる。したがって、チップケース３からコンタクトチップ１０を１つ取り出した後、チップケース３内の各コンタクトチップ１０がすぐに隣同士で隙間無く並ぶようになるので、次のコンタクトチップ１０を供給可能な準備状態に効率良くすることができる。

尚、本発明の実施形態では、往復駆動機構５によるチップケース３の往復移動をシリンダ５２により行っているが、その他の機構で往復移動させてもよく、例えば、ラックアンドピニオン機構等により往復移動させるようにしてもよい。

また、本発明の実施形態では、チップ取出機構６の棒部材６ａを伸長させてチップケース３内のコンタクトチップ１０を押し出すことによりコンタクトチップ１０をチップケース３から取り出しているが、その他の方法で取り出す構造であってもよく、例えば、チップケース３内のコンタクトチップ１０を掴んで引っ張りだすことにより取り出すような構造のものであってもよい。

また、チップ取出機構６は、往復駆動機構５の往復動作に連動して動作するようになっているが、往復駆動機構５の駆動源とは別の駆動源を用意してその駆動源により往復駆動機構５とは同期せずに動作するようにしてもよい。

また、本発明の実施形態では、チップケース３内においてコンタクトチップ１０を押圧する付勢力を発生させる付勢部材としてコイルバネ３ｆを用いたが、その他の付勢部材であってもよく、例えば、ゴム部材やシリンダ等であってもよい。

本発明は、アーク溶接に用いる溶接トーチのトーチ本体の先端部に螺合連結されたコンタクトチップを自動で交換するコンタクトチップ交換装置に適している。

１ コンタクトチップ交換装置
３ チップケース（収容ケース）
３ａ 上側開口部
３ｂ 下側開口部
３ｃ ガイド溝
３ｄ 押圧部材
３ｆ コイルバネ（付勢部材）
４ 把持回転機構
５ 往復駆動機構
６ チップ取出機構
６ａ 棒部材
１０ コンタクトチップ
１０ａ 雄螺子部
１１ トーチ本体
１２ 押圧機構
４１ 従動ギア（第１回転体）
４１ａ 嵌合部
４２ 回転ディスク（第２回転体）
４３ 把持体
４３ｃ 爪部
４３ｄ 基部
５１ スライド部材
５２ シリンダ
５２ａ ピストンロッド
Ｃ１ 回転軸心
Ｓ１ チップ収容部
Ｓ２ チップ供給空間

Claims (8)

1. トーチ本体に螺合連結されたコンタクトチップを交換するコンタクトチップ交換装置であって、
   中心軸が上下方向に延び、且つ、先端が下方に向く前記コンタクトチップを水平方向に直線状に複数並設させた状態で収容可能な収容ケースと、
   該収容ケースを前記コンタクトチップの並設方向に往復移動させてチップ供給空間に進入又は退避させる往復駆動機構と、
   前記チップ供給空間に進入した状態の前記収容ケースから前記コンタクトチップを上方に取り出すチップ取出機構と、
   前記チップ供給空間の上方に配設され、前記チップ取出機構により取り出された前記コンタクトチップを側方から把持解放可能に構成されるとともに、把持した状態で前記中心軸を中心に前記コンタクトチップを回転させて前記トーチ本体に螺合連結するか、或いは、前記トーチ本体から取り外すよう構成された把持回転機構とを備えていることを特徴とするコンタクトチップ交換装置。
2. 請求項１に記載のコンタクトチップ交換装置において、
   前記往復駆動機構は、水平方向に往復移動するスライド部材を備え、
   前記収容ケースは、前記スライド部材に着脱可能に構成されていることを特徴とするコンタクトチップ交換装置。
3. 請求項２に記載のコンタクトチップ交換装置において、
   前記往復駆動機構は、前記スライド部材のスライド方向に延びるピストンロッドが前記スライド部材に接続されたシリンダを備え、前記ピストンロッドのスライド動作により、前記収容ケースを往復移動させていることを特徴とするコンタクトチップ交換装置。
4. 請求項３に記載のコンタクトチップ交換装置において、
   前記シリンダは、前記把持回転機構の側方で、且つ、前記スライド部材の上方に位置していることを特徴とするコンタクトチップ交換装置。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載のコンタクトチップ交換装置において、
   前記チップ取出機構は、棒中心線が上下に延び、且つ、上方に向かって伸縮する棒部材を備え、
   前記収容ケース上端には、前記コンタクトチップを取出可能な上側開口部が形成される一方、前記収容ケース下端の前記上側開口部に対応する位置には、前記収容ケース内部に連通するとともに、前記収容ケースが前記チップ供給空間に進入した状態で伸長させた前記棒部材が挿通可能な下側開口部が形成されていることを特徴とするコンタクトチップ交換装置。
6. 請求項１から５のいずれか１つに記載のコンタクトチップ交換装置において、
   前記チップ取出機構は、前記往復駆動機構に接続され、当該往復駆動機構の往復動作に連動して同方向に往復移動するよう構成されていることを特徴とするコンタクトチップ交換装置。
7. 請求項１から６のいずれか１つに記載のコンタクトチップ交換装置において、
   上記把持回転機構は、上下方向に延びる回転軸心が中央に設定された把持作業空間を有し、前記回転軸心周りに複数の嵌合部を等間隔に有する第１回転体と、
   当該第１回転体に対して前記回転軸心を中心に互いに相対回転可能に構成された第２回転体と、
   前記各嵌合部にそれぞれ対応する位置に配設され、且つ、前記回転軸心と同方向に延びる回動軸周りに回動可能に前記第２回転体に軸支され、先端に爪部が前記回転軸心を中心とした周方向に離間して一対形成される一方、基部が対応する前記嵌合部に遊嵌する把持体とを備え、
   前記第１及び第２回転体が基準位置から一方側に相対的に回転すると、前記嵌合部の前記基部への一方側への押圧動作で前記把持体が一方側に回動して前記一方の爪部が前記把持作業空間に前進して前記コンタクトチップを把持する一方、前記第１及び第２回転体が基準位置から他方側に相対的に回転すると、前記嵌合部の前記基部への他方側への押圧動作で前記把持体が他方側に回動して前記他方の爪部が前記把持作業空間に前進して前記コンタクトチップを把持するよう構成されていることを特徴とするコンタクトチップ交換装置。
8. 請求項１から７のいずれか１つに記載のコンタクトチップ交換装置において、
   前記収容ケースの内部には、並設状態の複数の前記コンタクトチップを収容するチップ収容部と、該チップ収容部に収容された並設状態の複数の前記コンタクトチップを前記収容ケースの一端側に押圧する押圧機構とが設けられ、
   該押圧機構は、前記チップ収容部の内面に形成された水平方向に延びるガイド溝と、該ガイド溝に案内される押圧部材と、該押圧部材を付勢する付勢部材とを備えていることを特徴とするコンタクトチップ交換装置。

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