JP3965353B2 - 溶接スポットガン装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車を構成するドアーパネル、ボンネットおよびトランク等の薄板状部材同士の重畳部を好適にスポット溶接することが可能な溶接スポットガン装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、上部側電極と下部側電極との間に約1万アンペア程度の電流を通電し、自動車のボデイを構成する薄板鋼板同士をスポット溶接する溶接スポットガンが用いられている。
【0003】
この種の従来技術に係る溶接スポットガンを図15に示す(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
この従来技術に係る溶接スポットガン1では、可動アーム2と固定アーム3とが予め組み付けられて設けられたアームユニット4と、前記可動アーム2を駆動させるアクチュエータ5が設けられたガン本体6とを備えている。
【0005】
この場合、前記従来技術に係る溶接スポットガン1では、前記アクチュエータ5の加圧ロッド7とアームユニット4の可動アーム2側との間で着脱可能なフック8およびピン9を設け、前記フック8およびピン9を介してガン本体6に対してアームユニット4を前方に引き出すことにより、前記アームユニット4を簡単にガン本体6から分離することができる構成が採用されている。
【0006】
この結果、前記従来技術に係る溶接スポットガン1では、X型またはC型のいずれかのタイプのガンアームを備えたアームユニット4を、芯合わせの必要がなく前記ガン本体6に取り付けることができるとしている。
【0007】
【特許文献1】
特開2000−117452号公報(図1)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術に係る溶接スポットガンでは、可動アームと固定アームとが予め組み付けられてユニットとして構成されているために重量物となり、このような重量物であるアームユニットを、異なるタイプ(X型またはC型)のガンアームを備えたアームユニットと交換する交換作業が煩雑となる。
【0009】
本発明は、前記の点を考慮してなされたものであり、交換自在に設けられたアタッチメント部を軽量化して交換作業を簡便化することが可能な溶接スポットガン装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、支持部材の側部に略平行に固定された一対のプレートと、前記一対のプレートに連結されるアクチュエータと、前記アクチュエータの駆動作用下に変位し一端部に電極チップが設けられた可動アームと、電極部とを含むガン本体部と、
前記ガン本体部に固定されたトランス部と前記電極部とを電気的に接続するケーブルと、
前記ガン本体部に連結手段を介して着脱自在に装着されるアタッチメント部と、
を備え、
前記連結手段は、前記アタッチメント部側の固定アームの端部から突出して設けられた断面矩形状の一方の舌片と、前記ガン本体部の支持部材から突出する断面矩形状の他方の舌片と、前記一方の舌片および他方の舌片にそれぞれ形成された孔部に挿通されることにより、前記一方の舌片と前記他方の舌片とを着脱自在に連結する複数のボルトおよびナットとを有し、
前記アタッチメント部は、一端部に電極チップが設けられた固定アームを有するC型のガンアームと、
屈曲部に他の電極チップが設けられた固定アームと、前記固定アームに対して絶縁手段を介して揺動自在に軸着されるとともに、前記アクチュエータの駆動作用下に変位する前記可動アームによって押圧され前記可動アームの電極チップが係合する凹部が形成された可動連結アームと、前記可動連結アームの一端部に連結された他の電極チップを前記固定アームの他の電極チップから離間する方向に付勢するばね部材とを有するX型のガンアームとを構成し、
前記アクチュエータの駆動作用下に変位し一端部に電極チップが設けられた前記可動アームを前記ガン本体部にそのまま保持した状態で、前記アタッチメント部を変更することにより、前記C型のガンアームと前記X型のガンアームとの間で相互に交換自在に設けられることを特徴とする。
【0012】
本発明によれば、C型のガンアームを構成するアタッチメント部とX型のガンアームを構成するアタッチメント部とをガン本体部に対して交換自在に設け、軽量化された前記アタッチメント部を連結手段によって簡便に交換することができる。
【0013】
また本発明によれば、アクチュエータの駆動作用下に変位し一端部に電極チップが設けられた可動アームをガン本体部にそのまま保持した状態で、C型のガンアームとX型のガンアームとの間で相互に交換可能に構成されており、アタッチメント部の汎用性を劣化させることなく、軽量化することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明に係る溶接スポットガン装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【0015】
図1において、参照数字10は本発明の実施の形態に係る溶接スポットガン装置を示す。
【0016】
この溶接スポットガン装置10は、可動アーム12および前記可動アーム12を駆動するアクチュエータ14を有するガン本体部16と、前記ガン本体部16に固定されたトランス部18と、連結手段20を介して前記ガン本体部16に対して着脱自在に装着されるアタッチメント部22とから構成される。
【0017】
ガン本体部16は、支持部材24の側部に略平行に固定された一対のプレート26と、前記一対のプレート26に連結されるアクチュエータ(例えば、エアシリンダ)14と、カップリング部材28を介して前記アクチュエータ14の駆動ロッド(ピストンロッド)30と同軸状に連結され、該アクチュエータ14の駆動作用下に前記駆動ロッド30と一体的に進退自在に動作する可動アーム12とを備える。
【0018】
前記可動アーム12の先端部には、電極部32を通じて給電される電極チップ34が設けられ、前記電極部32はフレキシブルなケーブル36を介してトランス部18に電気的に接続される。なお、前記一対のプレート26には略水平方向に沿って延在する一対のガイドレール37が固着され、前記可動アーム12は前記一対のガイドレール37に沿って直線状に変位自在に設けられる。
【0019】
また、ガン本体部16には、トランス部18を固定する固定部材38が設けられ、前記トランス部18は、支持部材24の電極部40に対しケーブル42を介して電気的に接続される。
【0020】
アタッチメント部22は、C型のガンアームおよびX型のガンアームを含む種々の形状を有する複数のガンアームを含み、例えば、ワークの溶接部位等によって選択された所望のガンアームが連結手段20を介して交換自在に設けられる。
【0021】
図1では、アタッチメント部22としてC型のガンアームが装着された状態が示され、このアタッチメント部22は、略L字状に屈曲する固定アーム44と、前記固定アーム44の先端部に設けられた電極チップ46と、前記固定アーム44とガン本体部16とを着脱自在に装着する連結手段20とを有する。なお、可動アーム12の電極チップ34と固定アーム44の電極チップ46の間に図示しないワークが挟持され、前記一組の電極チップ34、46を通じてワークに通電される。
【0022】
前記連結手段20は、図2に示されるように、固定アーム44の端部から突出して設けられた断面矩形状の一方の舌片48aと、ガン本体部16の支持部材24から突出する断面矩形状の他方の舌片48bと、前記一方および他方の舌片48a、48bにそれぞれ形成された孔部50に挿通させ、一方の舌片48aと他方の舌片48bとを着脱自在に連結する複数のボルト52およびナット54とを備える。
【0023】
なお、前記固定アーム44には、冷却水導入ポートおよび冷却水導出ポートにそれぞれ接続されたチューブ部材56が設けられ、前記固定アーム44に設けられた冷却水流通通路58a、58bを介して該固定アーム44が好適に冷却される。
【0024】
次に、他の連結手段20aを図3に示す。なお、図2に示す連結手段20と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【0025】
この連結手段20aでは、ガン本体部16側の舌片48bおよび固定アーム44側の舌片48aの結合面に一組の冷却水流通ポート60a、60bをそれぞれ設け、前記固定アーム44側の舌片48aとガン本体部16側の舌片48bとを連結する際、固定アーム44側の冷却水流通ポート60a、60bとガン本体部16側の冷却水流通ポート60a、60bとを連通させている点に特徴がある。
【0026】
前記一組の冷却水流通ポート60a、60bは、一方が冷却水導入用であり、他方が冷却水導出用である。なお、前記冷却水流通ポート60a、60bの開口部近傍には、例えば、Oリングからなるシール部材62が環状溝を介して装着される。
【0027】
さらに他の連結手段20bを図4に示す。この連結手段20bでは、ガン本体部16の端部に断面矩形状の開口部64を有する角筒体65を形成し、前記ガン本体部16の端部に略平行に延在する一組のスリット66a、66bを設ける。前記開口部64に対して固定アーム44の端部を挿入した後、ボルト52をねじ込んで前記スリット66a、66bの幅だけ緊締することにより、ガン本体部16に対して固定アーム44が着脱自在に連結される。なお、前記スリット66a、66bの幅は開口部64側に向かって徐々に幅広となるように形成されるとよい。
【0028】
さらにまた他の連結手段20cを図5に示す。この連結手段20cでは、ガン本体部16の端部に断面円形状の開口部68を有する円筒部69を設けるとともに、前記ガン本体部16の端部に半径外方向に向かって突出する一組の突起部70a、70bを軸線方向に沿って所定長だけ延在するように設ける。前記一組の突起部70a、70bは、開口部68に連通するスリット72を介して所定間隔離間し、前記突起部70a、70bの孔部74に挿入されるボルト52およびナット54を介して、前記開口部68内に挿入された略円柱状の固定アーム76の端部が緊締される。
【0029】
またさらに他の連結手段20dを図6および図7に示す。この連結手段20dでは、固定部材78を介してガン本体部16に固定された複数のシリンダ80と、前記シリンダ80のピストンロッド82に連結され、ピン部材83を支点として所定角度回動自在に設けられたフック部材84と、固定アーム86に設けられ、前記フック部材84が係合する環状突起部88とを備える。
【0030】
この連結手段20dは、シリンダ80等の機械的操作によって自動的に連結されるため、例えば、図示しないロボットのアームに固定されたガン本体部16に対してアタッチメント部22を装着する場合等に好適に使用される。ガン本体部16に形成された凹部90内に固定アーム86の端部が装着された際、前記シリンダ80の駆動作用下にフック部材84が変位して環状突起部88が係止されることにより、ガン本体部16に対して固定アーム86が着脱自在に連結される。
【0031】
なお、前記固定アーム86の端面には、Oリング等のシール部材92を介して一組の冷却水流通ポートが設けられ、ガン本体部16側に設けられた冷却水流通路94と連通する。
【0032】
次に、アタッチメント部22のバリエーションについて説明する。以下に示される種々のアタッチメント部22は、前述したような複数の連結手段20、20a〜20dの中から選択された一つの連結手段20(20a〜20d)によってガン本体部16に対して着脱可能に連結される。
【0033】
また、以下に示される種々のアタッチメント部の中から、例えば、ワークの溶接部位に対応して適切なアタッチメント部を選択して、従前に装着されていたアタッチメント部と簡便に交換することができる。
【0034】
図8に示される他のアタッチメント部22aは、ガン本体部16の連結部位から一旦上方に向かって屈曲した後、さらに屈曲して可動アーム12と略平行となるように形成された固定アーム96を有するC型のガンアームである。この場合、電極チップ34、46がそれぞれ設けられた可動アーム12と固定アーム96の一部96aとがそれぞれ軸線方向に沿って接近するように設けられているため、例えば、狭小な空間部を有するワークあるいは穴のスポット溶接等に好適に使用される。
【0035】
図9に示されるさらに他のアタッチメント部22bは、ガン本体部16の連結部位から可動アーム12と離間する方向(下方側)に向かって所定長だけ延在した後、前記可動アーム12と略平行となるように一旦屈曲して所定長だけ延在し、さらに可動アーム12側に接近する方向に約90度だけ屈曲して形成される固定アーム98を有するC型のガンアームである。この場合、電極チップ34、46近傍の固定アーム98の一部98aが屈曲してワークWと略平行となるように形成されているため、ワークWの奥まった部分のスポット溶接にも好適に使用される。
【0036】
次に、前述したC型のガンアームとは異なるX型のアタッチメント部について以下説明する。
【0037】
図10および図11に示されるアタッチメント部22cは、ガン本体部16に連結される固定アーム100と、アクチュエータ14の駆動ロッド30に連結された可動アーム12によって作動する可動連結アーム102とを備えるX型のガンアームである。前記固定アーム100の屈曲部には、電極チップ46が設けられる。可動連結アーム102は、電極チップ34を有し固定アーム100と略平行な水平部104と、二股状に分岐して前記固定アーム100に交差する傾斜部106とから構成される。
【0038】
前記可動連結アーム102の傾斜部106は、ボルト108および図示しないナットを介して固定アーム100に揺動自在に軸着され、前記傾斜部106の軸着部位は、ベークライト(登録商標)からなる大径円板部材110aおよび小径円筒部材110bによって固定アームに対する絶縁処理が施され、固定アームと可動連結アームとがそれぞれ導通しないように設けられている。
【0039】
また、前記固定アーム100と可動連結アーム102とが交差する部位には、可動連結アーム102の電極チップ34が固定アーム100の電極チップ46から離間する方向に付勢するばね部材112が設けられる。前記ばね部材112は、ベークライトによって形成された一組の係着部材114の間に挟持され、固定アーム100と可動連結アーム102とがそれぞれ絶縁される。さらに、可動連結アーム102の水平部104と傾斜部106との間には、可動アーム12の電極チップ34が係合する湾曲した凹部116が形成される。
【0040】
図12に示されるX型の他のアタッチメント部22dは、ボルト118および図示しないナットを介して固定アーム120の突起部122に可動連結アーム124をリンクさせ、前記ボルト118を支点として可動連結アーム124が揺動するように設けられている。前記可動連結アーム124の端部には断面円弧状の球面部126を有する円弧状部材128が設けられ、前記球面部126に対して可動アーム12の電極チップ34を当接させる。また、可動連結アーム124の端部と固定アーム120との間にばね部材130を設け、前記ばね部材130のばね力によって初期状態に復帰するようにしている。
【0041】
なお、突起部122に対する可動連結アーム124の軸着部位およびばね部材130の係着部位は、前述したようにベークライトからなる部材によって好適に絶縁される。
【0042】
図13に示されるX型のさらに他のアタッチメント部22eは、ガン本体部16に連結される固定アーム132の一部に設けられた第1交差部134と、略X字状に前記第1交差部134と交差するように可動連結アーム136に設けられた第2交差部138と、前記第1交差部134と前記第2交差部138とを軸着するボルト118とを備える。前記可動連結アーム136の第2交差部138の端部には、可動アーム12の電極チップ34が当接するように設けられる。
【0043】
前記アタッチメント部22eでは、支点となるボルト118から可動連結アーム136の電極チップ34までの鉛直方向の離間距離と、前記ボルト118から可動アーム12の電極チップ34が当接する第2交差部138の端部までの鉛直方向の離間距離との比によって大きな加圧力が発生するため、例えば、大きな電流を必要とするアルミニウム等の材質からなるワークを好適に溶接することができる。
【0044】
図14に示されるX型のさらにまた他のアタッチメント部22fでは、ボルト118および図示しないナットを介して固定アーム120の突起部122に長尺状の可動連結アーム140をリンクさせ、前記ボルト118を支点として可動連結アーム140が揺動するように設けられている。前記可動連結アーム140の端部には、ピン部材142を介して可動アーム12の端部がリンクされている。
【0045】
本発明の実施の形態に係る溶接スポットガン装置10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【0046】
図示しないワークとして、例えば、アルミニウムからなる一組の薄板材を用い、その重畳部分をスポット溶接する場合について図1に基づいて説明する。
【0047】
図示しない圧力流体供給源を付勢して圧力流体(例えば、エアー)をアクチュエータ14の室内に導入する。前記室内に導入されたエアーの押圧作用下に図示しないピストンが変位し、前記ピストンに連結された駆動ロッド30がガイドレール37の案内作用下に略水平方向に沿って直線状に前進する。従って、図示しないカップリング部材を介して前記駆動ロッド30と同軸状に連結された可動アーム12が変位し、前記可動アーム12の先端部に設けられた電極チップ34と、固定アーム44の先端部に設けられた電極チップ46との間で図示しないワークが挟持される。
【0048】
このように前記ワークが可動アーム12の電極チップ34と固定アーム44の電極チップ46との間で挟持された状態において、図示しない電源を付勢する。前記電源から供給された電力は、トランス部18、電極部32、40、可動アーム12、固定アーム44および一組の電極チップ34、46を介してワークに給電される。この結果、薄板状のワークの間に図示しないナゲットが形成されてワークの重畳部位が強固に溶接される。
【0049】
本実施の形態では、連結手段20、20a〜20dを介してガン本体部16と固定アーム44を有するアタッチメント部22、22a〜22fとを交換自在(着脱自在)に設けている。従って、本実施の形態では、ワークの材質、大きさ、形状、溶接部位等によって、C型あるいはX型等のガンアームからなる種々のアタッチメント部22、22a〜22fの中から所望のアタッチメント部を選択し、前記連結手段20、20a〜20dを介して簡便に交換することができる。
【0050】
この場合、本実施の形態では、従来技術のように固定アーム3と可動アーム2とが予め組み込まれたアームユニット4を構成しておらず、固定アーム44を有する軽量物からなるアタッチメント部22のみを交換すればよいため、前記アタッチメント部22の交換作業を簡便且つ迅速に遂行することができる。
【0051】
この結果、本実施の形態に係る溶接スポットガン装置10を用いることにより、多品種少量生産に好適に対応することができるとともに、効率的な溶接作業を遂行することができる。
【0052】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【0053】
すなわち、交換自在に設けられたアタッチメント部を軽量化して交換作業を簡便且つ迅速に遂行することができる。従って、多品種少量生産に好適に対応することができるとともに、効率的な溶接作業を遂行することができる
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る溶接スポットガン装置の概略構成側面図である。
【図2】ガン本体部とアタッチメント部とを着脱自在に装着する連結手段の一例を示す一部省略拡大斜視図である。
【図3】前記連結手段の一例を示す一部省略拡大斜視図である。
【図4】前記連結手段の一例を示す一部省略拡大斜視図である。
【図5】前記連結手段の一例を示す一部省略拡大斜視図である。
【図6】前記連結手段の一例を示す一部省略拡大側面図である。
【図7】図6に示すガン本体部に対して固定アームが装着された状態を示す説明図である。
【図8】図1に示すガン本体部に対して他のアタッチメント部を交換した状態を示す側面図である。
【図9】前記アタッチメント部の一例を示す側面図である。
【図10】前記アタッチメント部の一例を示す一部断面側面図である。
【図11】図10に示すアタッチメント部の斜視図である。
【図12】前記アタッチメント部の一例を示す側面図である。
【図13】前記アタッチメント部の一例を示す側面図である。
【図14】前記アタッチメント部の一例を示す側面図である。
【図15】従来技術に係る溶接スポットガンの構造説明図である。
【符号の説明】
10…溶接スポットガン装置 12…可動アーム
14…アクチュエータ 16…ガン本体部
18…トランス部 20、20a〜20d…連結手段
22、22a〜22f…アタッチメント部
24…支持部材 26…プレート
30…駆動ロッド 32、40…電極部
34、46…電極チップ
44、76、86、96、98、100、120、132…固定アーム
48a、48b…舌片 52、108、118…ボルト
102、124、136、140…可動連結アーム
Claims (1)
- 支持部材の側部に略平行に固定された一対のプレートと、前記一対のプレートに連結されるアクチュエータと、前記アクチュエータの駆動作用下に変位し一端部に電極チップが設けられた可動アームと、電極部とを含むガン本体部と、
前記ガン本体部に固定されたトランス部と前記電極部とを電気的に接続するケーブルと、
前記ガン本体部に連結手段を介して着脱自在に装着されるアタッチメント部と、
を備え、
前記連結手段は、前記アタッチメント部側の固定アームの端部から突出して設けられた断面矩形状の一方の舌片と、前記ガン本体部の支持部材から突出する断面矩形状の他方の舌片と、前記一方の舌片および他方の舌片にそれぞれ形成された孔部に挿通されることにより、前記一方の舌片と前記他方の舌片とを着脱自在に連結する複数のボルトおよびナットとを有し、
前記アタッチメント部は、一端部に電極チップが設けられた固定アームを有するC型のガンアームと、
屈曲部に他の電極チップが設けられた固定アームと、前記固定アームに対して絶縁手段を介して揺動自在に軸着されるとともに、前記アクチュエータの駆動作用下に変位する前記可動アームによって押圧され前記可動アームの電極チップが係合する凹部が形成された可動連結アームと、前記可動連結アームの一端部に連結された他の電極チップを前記固定アームの他の電極チップから離間する方向に付勢するばね部材とを有するX型のガンアームとを構成し、
前記アクチュエータの駆動作用下に変位し一端部に電極チップが設けられた前記可動アームを前記ガン本体部にそのまま保持した状態で、前記アタッチメント部を変更することにより、前記C型のガンアームと前記X型のガンアームとの間で相互に交換自在に設けられることを特徴とする溶接スポットガン装置。
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