JP3154911U - 溶接用電極ユニット保持アーム - Google Patents

Abstract

【課題】 複数種類の溶接態様に簡易に対応することができ、また、繰り返して長期間使用しても損耗しにくく、ワークの種類によって使用中以外の電極に干渉するようなことがあっても、簡単にその干渉を避けることができるようにする。【解決手段】 種類の異なる溶接用電極ユニットを複数保持できるような電極ユニット保持アーム１を設け、この電極ユニット保持アーム１として、溶接機側に取り付けられるアーム基台３と、このアーム基台３に対して回動軸５周りに回動自在に枢支される回動アーム４を設け、この回動アーム４に複数の保持機構６を設けて電極ユニットを保持できるようにし、また、回動アーム４の回動位置を固定するクランプ機構７を設ける。【選択図】 図１

Description

本考案は、例えばナットを溶接する際に使用するナット溶接用電極ユニットや、一般のスポット溶接に使用されるスポット溶接用電極ユニットなどの複数種類の電極ユニットを単一の溶接機でユニットごと迅速に交換しながら使用できるようにするための電極ユニット保持アームに関する。

従来、ボルト溶接とナット溶接を単一の溶接機で溶接するような技術として、Ｃ型ガンの一方側の電極に、ボルトの軸部が挿入される受入孔を設け、他方側の電極として、第１電極と第２電極を交換機構により交互に交換可能にした技術が知られており（例えば、特許文献１参照。）、この技術では、交換機構として、細長い部材で形成される支持部材の両端部に第１電極と第２電極を取り付け、この支持部材の中央部の箇所に回転軸を取り付けることにより、回転軸によって支持部材を回転させお互いの位置を交換するようにしている。

特開２００８−２６００５８号公報

ところが、上記特許文献１のような技術は、溶接態様を変更するときは、電極自体の位置を変更させるようにしているため、例えば電極を冷却するための機構とか、ナット溶接の場合は位置決めピンを上下動させる機構等が備わっておらず、一連の溶接サイクルを何回も繰り返すような作業を効率良く行おうとしても行うことができず、また、その電極を冷却するのに最適な構造をとれない等の問題があり、耐久性にも悪影響を与えるとともに、電極を交換することにより、溶接可能な溶接態様は、ナット溶接とボルト溶接の溶接態様だけで、例えば、一般的なスポット溶接等を組み合わせようとすると、ワークの種類によって使用中以外の電極がワークに干渉することがあり、汎用性に欠けるという問題があった。

そこで本考案は、複数種類の溶接態様に簡易に対応することができ、また、繰り返して長期間使用しても損耗しにくく、ワークの種類によって使用中以外の電極に干渉するようなことがあっても、簡単にその干渉を避けることができるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため本考案は、種類の異なる溶接用電極ユニットを複数保持できるような電極ユニット保持アームを設け、この電極ユニット保持アームとして、溶接機側に取り付けられるアーム基台と、このアーム基台に対して回動軸周りに回動自在に枢支される回動アームと、この回動アームに形成される複数の保持機構と、前記回動アームの回動位置を固定するクランプ機構から構成し、前記保持機構として、電極ユニットの円柱状部分を挟持して上下方向の高さを変えて保持できるようにした。

このように、電極ユニットの円柱状部分を上下方向に位置調整可能に挟持するようにすれば、ワークと電極が干渉するようなときでも、電極ユニットの挟持箇所を変えるだけで干渉を避けることができるようになり、取り扱うワークの多様性に対応できるようになる。
ここで、電極ユニットとしては、例えば、電極と、この電極を保持する電極ホルダ筒などを備えたものとし、必要に応じて、ナット溶接などの場合は、位置決めピンの昇降機構等を備えたものにするとともに、電極ホルダ内に冷却機構等を設けるようにすれば、電極の冷却が効果的に図られて耐久性が向上する。また、位置決めピンの昇降機構を備えたナット溶接用電極ユニットなどの場合は、連続した一連の溶接サイクルを効率的に行うことができる。
なおこの際、保持機構の挟持箇所として、電極ホルダなどの円柱状部分とすれば好適である。
なお、保持機構としては、回動アームに対して締付部材を締結自在にするとともに、回動アームと締付部材の締結面にそれぞれ略半円形の凹部を刻設する等によって構成することができる。

また本考案では、前記保持機構として、スリーブを介して径の異なる電極ユニットを保持できるようにした。
このようなスリーブとしては、例えばスリット付きスリーブ等であり、大径の電極ユニットを保持するときは、スリーブを使用しないでそのままの状態で挟持し、小径の電極ユニットを保持するときは、スリーブを介して挟持するようにする。

また本考案では、前記保持機構に、電極ユニットの挟持位置を変えて保持したとき、原位置に復帰させるための復元用ストッパを設けるようにした。
このような復元用ストッパを設けることにより、他の電極ユニット使用時に干渉しない位置に退避させていた電極ユニットを、簡単に元の位置に復元させて使用できるようになり、便利である。

また本考案では、前記クランプ機構として、前記アーム基台側に埋設される雌ネジ駒に対して、回動アーム側から挿入されるクランプネジを螺合させることで回動アームを固定できるようにした。
このように、アーム基台側に雌ネジ駒を埋設し、この雌ネジ駒にクランプネジを螺合させるようにすれば、クランプを繰り返してもアーム基台自体の損耗が抑制され、耐久性を向上させることができる。また、雌ネジ駒が損耗等した場合は、雌ネジ駒を交換すればよいため、この雌ネジ駒は容易に交換できるような構成にすることが好ましい。

また本考案では、前記回動アームには、前記クランプネジを挿通せしめるためのクランプネジ挿通孔を複数形成し、前記クランプ機構に、使用していないクランプネジ挿通孔に異物が侵入するのを防止するための閉塞部材を設けるようにした。
回動アームにクランプネジ挿通孔を複数形成することで、回動アームをクランプするための構造を簡素化することができるが、使用されていないクランプネジ挿通孔が開放されたままの状態であると、溶接時に発生するスパッタリング等の異物が侵入しやすくなり、クランプ時に悪影響を与えるようになる。そこで、閉塞部材で塞ぐようにする。

電極ユニットをユニット単位で交換することにより、その溶接態様に最適な環境を迅速に整えることができ、より効率的に作業できるとともに、電極の冷却効果を高めて耐久性向上に資することができる。また電極ユニットの円柱状部分を上下方向に位置調整可能に挟持するようにすることで、ワークと電極が干渉するようなときでも、電極ユニットの挟持箇所を変えるだけで干渉を避けることができるようになる。
この際、保持機構として、スリーブを介して径の異なる電極ユニットを保持できるようにすれば、一層取り扱い機種を増やすことができ、また、電極ユニットの位置を元の位置に復元させる復元用ストッパを設ければ、一層便利である。また、クランプ機構として、回動アーム側の雌ネジ駒を埋設すれば、耐久性の向上を図ることができ、また、回動アームにクランプネジを挿通せしめるためのクランプネジ挿通孔を複数設ければクランプ構造が簡素化される。

本考案に係る溶接用電極ユニットを溶接機に取り付けた状態の説明図である。 溶接用電極ユニットの分解斜視図である。 溶接用電極ユニットの平面図である。 図３のＡ−Ａ線断面図である。 保持機構のスリーブの構成例図である。

本考案の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
本考案に係る電極ユニット保持アームは、複数種類の溶接態様に簡易に対応することができ、また、繰り返して長期間使用しても損耗しにくく、ワークの種類によって使用中以外の電極に干渉するようなことがあっても、簡単にその干渉を避けることができるようにされ、定置式スポット溶接機に対応可能に構成されている。

この電極ユニット保持アーム１は、上部電極と下部電極を備えた定置式スポット溶接機の下部電極側に取付け可能とされ、図１、図２に示すように、溶接機の下部電極側のホーン２側に取り付けられるアーム基台３と、このアーム基台３上に配設され、回動軸５周りに回動自在にされる回動アーム４を備えており、上部電極２０と組み合わせて使用できるようにされるとともに、前記回動アーム４は略くの字型に形成され、くの字の両端部には、下部電極ユニット２１を保持することのできる保持機構６が一対設けられている。
また、回動アーム４の回動位置を固定するためのクランプ機構７が、回動アーム４に対して着脱自在に設けられている。

そして、このような電極ユニット保持アーム１の材質は、ホーン２の材質と同様に、例えばＢＳＢＭ、Ｃｕ合金、ベリリウム、アルミニウム、その他導電性のある材質から構成されている。

前記保持機構６で保持される下部電極ユニット２１は、例えば、一般的に鋼板等を二枚重ねて局部的に加圧しながら大電流を流すことにより鋼板等の接触面に接触抵抗による熱を生じさせて溶接するスポット溶接や、鋼板等にナットやボルトを押し付けながら加圧して接触抵抗による熱を生じさせて溶接するナット溶接や、ボルト溶接などに使用するためにユニットとして構成されたものであり、例えば、場所によって機種を異ならせることにより、溶接態様を変更するときに迅速に対応できるようにされている。

そして、このような下部電極ユニット２１は、例えば筒状の電極ホルダ２２に保持される下部電極２３を一体に備えたものであり、電極ホルダ２２内には、下部電極２３を冷却するための冷却機構が設けられることが多く、また、ナット溶接などにおいては、下部電極２３から出没自在な位置決めピン２４を昇降させる昇降機構２５等が一体に設けられることがある。

前記アーム基台３は、変則六角形のブロックに円柱状のブロックが一体化された形状のものであり、円柱部がホーン２に取り付け可能にされるとともに、回動アーム４は中間部が１１０度で折れ曲がったくの字型のブロックとされており、前述のように、くの字の両端部に、それぞれ保持機構６が設けられている。

前記保持機構６は、回動アーム本体４ａに対して締付部材４ｂを締結自在にすることで構成され、アーム本体４ａの締結面と締付部材４ｂの締結面には、それぞれ略半円弧状の凹部が形成され、この凹部によって下部電極ユニット２１の電極ホルダ２２等の円柱状部を挟持できるようにされている。

そして、この電極ユニット２１の挟持部は、上下に自由に位置を変えることができるようにされており、例えば特定の電極ユニット２１を使用して溶接している際、被溶接材などが、使用中以外の電極ユニット２１の下部電極２３などに干渉するような場合、干渉する電極ユニット２１の位置を下げる等によって干渉を避けることができるようにされている。

この際、保持機構６の構成部品の一部として、例えば、図１に示すように、電極ユニット２１の特定の箇所に取り付けられる復元用のストッパｓを設けておき、他の電極ユニット２１を使用して溶接するときは、この電極ユニット２１を干渉しない位置に下げておき、この電極ユニット２１を溶接に使用するときは、復元用ストッパｓが保持機構６部に当接するまで上昇させて復元させるようにしてもよい。

また、保持機構６の回動アーム本体４ａの締結面と締付部材４ｂの締結面に形成される略半円弧状の凹部は、電極ユニット２１の電極ホルダ２２の外径に合せているが、この電極ホルダ２２の外径は、大別して標準サイズのものとそれより径が小さいサイズの２種類のものがある。

そこで、本考案では、凹部の内径を標準サイズに合せて形成し、径の小さい電極ユニット２１を保持するときは、図５に示すようなスリーブとしてのツバ付きスリット付きスリーブ８を使用し、このツバ付きスリット付きスリーブ８のスリーブ内に電極ユニット２１の電極ホルダ２２等を挿通させ、ツバ付きスリット付きスリーブ８を回動アーム本体４ａと締付部材４ｂとで挟み込んで締付け固定するようにしている。
なお、スリット付きスリーブ８にツバ部８ｔを設けることにより、取付け作業等の取り扱いがより楽になる。

次にクランプ機構７について説明する。
クランプ機構７は、図２に示すように、クランププレート１０の一端側に回転自在で且つ一体的に結合されるクランプネジ１１と、他端側の裏側に一体に結合される閉塞部材としてのラフガイドピン１２を備え、また、前記回動アーム３には二箇所のクランプネジ挿通孔４ｈが形成されるとともに、前記アーム基台３には、一箇所のクランプ孔３ｈが形成されている。
そして、回動アーム３を回動軸５周りに回動させることにより、所望の電極ユニット２１の下部電極２３を上部電極２０の下方に位置させると、このとき、一方側のクランプネジ挿通孔４ｈがクランプ孔３ｈに一致するようにされている。
すなわち、両方のクランプネジ挿通孔４は、回転軸５の中心から等距離に配置されている。

そして、前記クランプ孔３ｈの内部には、図４に示すように、雌ネジ駒１３がスプリングワッシャー１７を介して埋め込まれており、この雌ネジ駒１３は、アーム基台３の裏面側から捩じ込まれる駒固定用ボルト１４によって固定され、また、側面から捩じ込まれるネジ部材１５により回転不能に保持されている。

そしてこの雌ネジ駒１３には、クランプネジ１１を螺合せしめることのできる雌ネジ部が形成されており、クランプネジ１１は、この雌ネジ駒１３の雌ネジ部に螺合するようにされている。
そして、このような雌ネジ駒１３を埋め込むことで、クランプネジ１１の締付けを繰り返しても、アーム基台３には直接損耗が生じないようにされている。

ところで、クランプネジ１１とは反対側のクランププレート１０に取り付けられるラフガイドピン１２は、使用していないクランプネジ挿通孔４ｈを塞いでおくためのものであり、溶接中にスパッタリング等の異物が侵入するのを防止するとともに、クランププレート１０がクランプネジ１１周りに回転するのを防止するために設けられている。そして、このラフガイドピン１２の径は、クランプネジ挿通孔４ｈの径より小さめにしてあり、クランプネジ挿通孔４ｈの内部に無理なく嵌めこむことができるようにされている。
なお、前述のように、クランププレート１０と、クランプネジ１１とラフガイドピン１２は一体に結合されており、後述するように、クランプネジ１１を緩めて取り外した場合でも、三者がばらばらにならないようにされている。

以上のような電極ユニット保持アーム１の作用等について説明する。
回動アーム４の両方の保持機構６にそれぞれの電極ユニット２１を装着し、一方側の電極ユニット２１の下部電極２３を上部電極２１の下方に位置させてクランプ機構７により回動アーム４を固定する。すなわち、クランプネジ１１をクランプネジ挿通孔４ｈを通してアーム基台３のクランプ孔３ｈに埋め込まれる雌ネジ駒１３に螺合させて締付ける。

この際、使用しない側の電極ユニット２１の下部電極２３等がワークに干渉するようなとき、干渉する電極ユニット２１側の締付部材４ｂを一旦緩めて電極ユニット２１の位置を下方に下げ、再度締付部材４ｂを締め直す。

そして、溶接を行うが、この際、クランプネジ１１が挿入されていない側のクランプネジ挿通孔４ｈはラフガイドピン１２で塞がれているため、内部にスパッタリング等の異物が入り込む恐れはない。

次に、電極ユニット２１の種類を変更する場合、クランプネジ１１を緩めて、クランプネジ１１とクランププレート１０とラフガイドピン１２の一体化物を上方に引き抜き、回動アーム４を回動させ、所望の電極ユニット２１の下部電極２３を上部電極２０の下方に位置させる。この際、必要に応じて上部電極２０も対応する形態のものに取り換える。
そうすることにより、新しいクランプネジ挿通孔４ｈがアーム基台３のクランプ孔３ｈに位置合わせされるため、このクランプネジ挿通孔４ｈにクランプネジ１１を挿通させるとともに、他方側のクランプネジ挿通孔４ｈにラフガイドピン１２を挿し込んで、クランプネジ１１を締付ける。
以上のような要領により、溶接の態様を変更するようなときでも極めて簡単な操作により迅速に変更することができる。

なお、本考案は以上のような実施形態に限定されるものではない。本考案の実用新案登録請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本考案の技術的範囲に属する。
例えば電極ユニットの種類等は例示であり、また、回動アームに装着される電極ユニットは二つに限られるものではない。

スポット溶接やナット溶接やボルト溶接のような溶接を行う際、溶接態様を変更するような作業を伴うとき、迅速にかつ簡単に変更できるので今後の普及が期待される。

１…電極ユニット保持アーム、３…アーム基台、４…回動アーム、４ｈ…クランプネジ挿通孔、５…回動軸、６…保持機構、７…クランプ機構、８…ツバ付きスリーブ、１１…クランプネジ、１２…ラフガイドピン、１３…雌ネジ駒。

Claims (5)

1. 種類の異なる溶接用電極ユニットを複数保持できるようにした電極ユニット保持アームであって、溶接機側に取り付けられるアーム基台と、このアーム基台に対して回動軸周りに回動自在に枢支される回動アームと、この回動アームに形成される複数の保持機構と、前記回動アームの回動位置を固定するクランプ機構を備え、前記保持機構は、電極ユニットの円柱状部分を挟持して上下方向の高さを変えて保持できるようにされることを特徴とする溶接用電極ユニット保持アーム。
2. 前記保持機構は、スリーブを介して径の異なる電極ユニットを保持できるようにされることを特徴とする請求項１に記載の溶接用電極ユニット保持アーム。
3. 前記保持機構は、電極ユニットの挟持位置を変えて保持したとき、原位置に復帰させるための復元用ストッパを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の溶接用電極ユニット保持アーム。
4. 前記クランプ機構は、前記アーム基台側に埋設される雌ネジ駒に対して、回動アーム側から挿入されるクランプネジを螺合させることで回動アームを固定できるようにされることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか1項に記載の溶接用電極ユニット保持アーム。
5. 前記回動アームには、前記クランプネジを挿通せしめるためのクランプネジ挿通孔が複数形成され、前記クランプ機構は、使用していないクランプネジ挿通孔に異物が侵入するのを防止するための閉塞部材を備えたことを特徴とする請求項４に記載の溶接用電極ユニット保持アーム。

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