JP5207470B2 - 電極チップ供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の電極チップが順次供給されるように、複数の電極チップを収納する電極チップ供給装置に関するものである。

従来から、自動車のホワイトボデーのワークを溶接する手段の１つとして、溶接ガンに取り付けられた電極チップで、ワークを圧着しつつ電流を流し、その抵抗熱で金属を溶かして接合するスポット溶接が広く利用されている。長時間スポット溶接を行うと、電極チップの先端形状が変形・摩耗して溶接品質の確保が難しくなる。そこで、一定の処理時間あるいは一定の溶接打点数を超えると、溶接ガンから電極チップを取り外して新品の電極チップに交換して、電極チップの先端形状を確保していた。

最近では被溶接材に化学処理剤による防錆処理等が施されているものが多いために電極チップの摩耗が早く、交換頻度が増える傾向にある。しかし、その都度溶接ラインを止めて、作業者が電極チップを交換することは生産効率を低下させる。そこで、電極チップ取り外し装置を溶接ライン上に設置し、当該電極チップ取り外し装置で溶接ガンの電極チップを取り外していた。そして、電極チップを取り外した溶接ガンを、特許文献１に示されるような電極チップ供給装置に移動させて、溶接ガンをクランプすることにより、溶接ガンに取り付けていた。

特許文献１に示されるような電極チップ供給装置は、直線状に凹陥形成されたチップ収納部に電極チップを整列させて収納し、チップ押出部材で前記電極チップを前記チップ収納部の一側端である供給口側に押し出して、順次電極チップを前記供給口に供給する構造のものである。

ところが、図６に示されるような、偏心型の電極チップを前記チップ収納部に収納し、前記押出部材で前記供給口側に押し出すと、偏心型の電極チップが回転してしまい、溶接ガンに取り付ける際の方向が変わってしまう。そこで、このような偏心型の電極チップを収納する場合には、特許文献２に示されるように、複数の電極チップ収納部が形成された回転マガジンを回転自在に支持するチップ交換装置を使用していた。このチップ交換装置は、溶接ガンに電極チップを取り付ける際に、前記回転マガジンを１ピッチ分だけ回転させて、溶接ガンに電極チップを順次供給する構造のものである。前記電極チップ収納部を、収納する偏心型の電極チップの形状に合わせれば、溶接ガンに偏心型の電極チップを供給する際に、偏心型の電極チップの向きが変わってしまうことがない。

特開２００６−６８７８７号公報 特開２００５−１１１５３７号公報

前記電極チップ収納部は、回転マガジンの水平方向同じ位置に上下に開口して形成されている。回転マガジンの下側に形成された電極チップ収納部に電極チップを収納する場合には、電極チップの自重で、電極チップが脱落しないようにする必要がある。そこで、従来では、図７に示されるように、回転マガジン５０の外周面に、全周に渡って、電極チップ収納部５０ａに連通するＯリング溝５０ｂを形成し、Ｏリング溝５０ｂにＯリング５１を配設し、当該Ｏリング５１で電極チップ収納部５１に収納された複数の電極チップ６０を外側から緊縛して、電極チップ６０が電極チップ収納部５０ａから脱落することを防止していた。

ところが、電極チップ収納部５０ａに収納されている電極チップ６０が、順次、溶接ガンに取り付けられて、電極チップ収納部５０ａから取り出されると、電極チップ５０ａを外側から緊縛しているＯリング５１が弛緩し、電極チップ６０が電極チップ収納部５０ａから脱落してしまうという問題があった。本発明は、上記問題を解決し、電極チップが電極チップ収納部から脱落しない電極チップ供給装置を提供することを目的としてなされたものである。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、その上面及び下面の、回転中心を中心とする円弧上に、一定間隔をおいて、電極チップ収納部が凹陥形成された回転マガジンと、
前記回転マガジンを回転可能に支持する回転支持部とから構成され、
前記回転支持部は、シャンクの移動力により、前記回転マガジンを前記電極チップ収納部の配列１ピッチ分だけ回転させる送り機構を有し、
順次、前記電極収納部内に収納された電極チップを供給する電極チップ供給装置において、
前記回転マガジンの、回転中心を中心とする円上に、前記各電極チップ収納部の回転中心側内面に連通するＯリング溝を凹陥形成するとともに、
前記Ｏリング溝に、Ｏリングを取り付けて、Ｏリングを前記各電極チップ収納部内に突出させたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、回転マガジンの上面及び下面に、ボールプランジャーを埋設し、
回転マガジンの上面及び下面を、回転支持部で挟持し、
回転マガジンを、回転支持部材に対して傾動自在に構成したことを特徴とする。

請求項１に記載の発明は、前記回転マガジンの、回転中心を中心とする円上に、前記各電極チップ収納部の回転中心側内面に連通するＯリング溝を凹陥形成するとともに、
前記Ｏリング溝に、Ｏリングを取り付けて、Ｏリングを前記電極チップ収納部内に突出させたことを特徴とする。
このため、電極チップを電極チップ収納部に挿入して収納すると、Ｏリングが圧縮され、当該Ｏリングが電極チップを押圧し、Ｏリング及び電極チップ収納部の内周面と電極チップの外周面との間で生じる摩擦力により、電極チップの電極チップ収納部からの脱落を防止することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、回転マガジンの上面及び下面に、ボールプランジャーを埋設し、回転マガジンの上面及び下面を、回転支持部で挟持し、回転マガジンを、回転支持部材に対して傾動自在に構成したので、対向するシャンクの先端に電極チップを取り付ける際に、回転マガジンが僅かに傾動することにより、電極チップ収納部内に収納された電極チップがシャンクに追従し、シャンクの先端に電極チップが確実に取り付けられる。このため、シャンクの先端に電極チップが取り付けられないというトラブルを防止することが可能となる。

本発明の実施の形態を示す電極チップ供給装置の全体図である。 電極チップ供給装置から回転マガジンを取り外した状態の全体図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 回転マガジンの全体図である。 クランプの３面図である。 偏心型チップの説明図である。 従来の回転マガジンの説明図である。

（電極チップ供給装置の概要）
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。図１は本発明の実施の形態を示す電極チップ供給装置４９の全体図である。本発明の電極チップ供給装置４９は、複数の電極チップ６０を収納する回転マガジン２０と、回転マガジン２０を回転可能に支持し、溶接ガンに電極チップ６０を取り付ける際に、回転マガジン２０を１ピッチ分だけ回転させて、順次、電極チップ６０を供給する回転支持部３０とから構成されている。図２に電極チップ供給装置４９から回転マガジン２０を取り外した状態の全体図を示し、図３に図２のＡ−Ａ断面図を示し、図４に回転マガジン２０の全体図を示す。

（回転マガジンの構造）
図４に示されるように、回転マガジン２０は、マガジン本体２１、Ｏリング２２、ボールプランジャー２３とから構成されている。マガジン本体２１は、扁平な円柱形状をしている。マガジン本体２１の上面及び下面には、それぞれ、軸線方向に膨出する膨出部２１ｄ、２１ｅが形成されている。膨出部２１ｄ、２１ｅの表面は平面となっている。

膨出部２１ｄ、２１ｅには、複数のボールプランジャー２３が埋設されている。ボールプランジャー２３は、円筒形状のケース２３ａと、このケース２３ａの内部に収納されたコイルスプリング２３ｂと、このコイルスプリング２３ｂで付勢され、ケース２３ａの開口部から突出するボール２３ｃとから構成されている。ボールプランジャー２３のボール２３ｃは、膨出部２１ｄ、２１ｅの表面から突出している。

マガジン本体２１の上面及び下面には、膨出部２１ｄ、２１ｅの外縁に沿って、一定間隔をおいて、複数の電極チップ収納部２１ａが凹陥形成されている。言い換えると、マガジン本体２１の上面及び下面に、マガジン本体２１の回転中心２１ｇを中心とする円弧上に一定間隔をおいて、複数の電極チップ収納部２１ａが凹陥形成されている。なお、本明細書において、「円弧」には、円弧及び円の両方が含まれる。

電極チップ収納部２１ａの形状は、収納される電極チップ６０の外形に対応した形状となっている。電極チップ収納部２１ａに収納される電極チップが偏心型である場合には、電極チップ収納部２１ａの形状は、当該偏心型の電極チップの外形に対応した形状となっている。このため、偏心型の電極チップが、電極チップ収納部２１ａ内で回転することがなく、溶接ガンに取り付ける際の方向が変わらないようになっている。

なお、マガジン本体２１の上面及び下面に形成された電極チップ収納部２１ａは、水平方向に関し同じ位置となっている。言い換えると、電極チップ収納部２１ａは、マガジン本体２１の水平方向同じ位置に上下に開口して形成されている。マガジン本体２１の上面及び下面に形成された電極チップ収納部２１ａの底部は、互いに排出穴２１ｃで連通している。このために、マガジン本体２１の上面に形成された電極チップ収納部２１ａに、水や油、埃等の異物が侵入した場合であっても、当該異物が排出穴２１ｃを通って、外部に排出されるようになっている。

両膨出部２１ｄ、２１ｅの外縁から外側には、リング状に凹陥した、工具侵入凹部２１ｈが形成されている。工具侵入凹部２１ｈの回転中心２１ｇ側の内壁面には、Ｏリング溝２１ｂが凹陥形成されている。言い換えると、Ｏリング溝２１ｂは、マガジン本体２１の回転中心２１ｇを中心とする円上に、凹陥形成されている。工具侵入凹部２１ｈに、切削工具を侵入させて切削することにより、Ｏリング溝２１ｈを形成するようにしている。図４の（Ｂ）に示されるように、Ｏリング溝２１ｂは、電極チップ収納部２１ａの回転中心２１ｇ側内面に連通している。

Ｏリング溝２１ｂには、Ｏリング２２が取り付けられている。Ｏリング２２は、ゴム等の弾性力を有する材料で構成されている。Ｏリング２２は、電極チップ収納部２１ａの内部に突出している。このため、電極チップ６０を電極チップ収納部２１ａに挿入して収納すると、Ｏリング２２が圧縮され、Ｏリング２２が電極チップ６０を押圧し、Ｏリング２２及び電極チップ収納部２１ａの内周面と電極チップ６０の外周面との間で生じる摩擦力により、電極チップ６０が、電極チップ収納部２１ａから脱落しないようになっている。

なお、本出願の発明者は、電極チップ６０を電極チップ収納部２１ａから脱落させない構造を考えるにあたり、各電極チップ収納部２１ａの内周面に、全周にわたって、Ｏリング溝を形成し、各Ｏリング溝にＯリングを取り付けた構造の回転マガジンを試作してみた。しかし、電極チップ収納部２１ａの内周面の全周に、Ｏリングが取り付けられているので、当該Ｏリングと電極チップ６０との間で生じる摩擦力が大きく、電極チップ６０を電極チップ収納部２１ａに挿入することが困難であった。また、電極チップ６０を電極チップ収納部２１ａに挿入することができたとしても、電極チップ６０が電極チップ収納部２１ａから取り出される際に、Ｏリングが、電極チップ６０の外周面の全周と接触しているため、Ｏリングと電極チップ６０との間で生じる摩擦力が大きく、Ｏリングが電極チップ６０に取り付いた状態で、電極チップが電極チップ収納部２１ａから取り出され、ＯリングがＯリング溝から脱落してしまうという問題が生じた。本発明では、Ｏリング２２は、電極チップ６０の一側面としか接触しないので、Ｏリング２２と電極チップ６０との間で生じる摩擦力が過大とならず、電極チップ６０を電極チップ収納部２１ａに挿入し易くなっている。また、電極チップ６０が電極チップ収納部２１ａから取り出される際に、Ｏリング２２は、取り出される電極チップ６０の一側面とだけ接触し、Ｏリング２２が取り付けられているＯリング溝２１ｂの周長は、前記接触部分に比べて、遙かに長いので、Ｏリング２２が、マガジン本体２２から脱落しないようになっている。

マガジン本体２１の膨出部２１ｅには、複数の位置決め穴２１ｆが凹陥形成されている。

（回転支持部の構造）
次に、図２及び図３を用いて、回転支持部３０の説明をする。回転支持部３０は、主に、基板３１、上板３２、連結板３３、回転台３４、押さえ板３５、ガイドシャフト３６、クランプ３７、スライド板３８、ステップレバー３９、押圧スプリング４０、復帰スプリング４１、イコライジングユニット４２、ボールプランジャー４３とから構成されている。

回転支持部３０は、シャンク７０の移動力により、回転マガジン２０を電極チップ収納部２１ａの配列１ピッチ分だけ回転させる送り機構を有している。前記送り機構は、回転台３４、スライド板３８、ステップレバー３９、押圧スプリング４０、復帰スプリング４１、ボールプランジャー４３とから構成されている。この送り機構により、電極収納部２１ａ内に収納された電極チップが順次供給されるようになっている。

上板３２は、基板３１上に対向して配設され、基板３１及び上板３２の一側端は、連結板３３で連結されている。イコライジングユニット４２は、固定部４２ｂと、この固定部４２ｂに対して上下方向摺動可能に構成された摺動部４２ａを有している。連結板３３は、イコライジングユニット４２の摺動部４２ａに取り付けられている。イコライジングユニット４２の固定部４２ｂは、架台４８に取り付けられている。

固定部４２ｂは、相対向する板部材４２ｃ、４２ｄと、これら板部材４２ｃ、４２ｄを連結する連結板４２ｅと、板部材４２ｃ、４２ｄ間に配設されて支持された複数（本実施形態では２本）のシャフト４２ｆと、シャフト４２の外側に取り付けられたコイルスプリング４２ｇ、４２ｈとから構成されている。摺動部４２ａは、シャフト４２ｆに串刺されるように摺動自在に取り付けられている。摺動部４２ａの上端及び下端は、それぞれコイルスプリング４２ｇ、４２ｈで押圧されている。このため、摺動部４２ａが上下に摺動したとしても、コイルスプリング４２ｇ、４２ｈの付勢力により、摺動部４２ａがシャフト４２ｆの略中央部に復帰するようになっている。

基板３１上には、略扁平円柱形状の回転台３４が回転自在に取り付けられている。回転台３４の周面には、複数のノッチ３４ａが形成されている。回転台３４の周面には、係合凹部３４ｂが一定間隔をおいて凹陥形成されている。隣接するノッチ３４ａや位置決め突起３４ｃの回転方向のピッチ（回転角度）は、隣接する電極チップ収納部２１ａの回転方向のピッチ（回転角度）と同一になっている。回転台３４に上面には、複数の位置決め突起３４ｃが形成されている。位置決め突起３４ｃは、後述するように、マガジン本体２１に形成された位置決め穴２１ｆと係合するようになっている。

回転台３４に隣接して、スライド板３８が、スライド自在に基板３１に取り付けられている。スライド板３８は、復帰スプリング４１に押圧されて、図３の（Ａ）において、手前側に付勢されている。スライド板３８には、図３の（Ａ）において手前側を揺動中心とするステップレバー３９が揺動自在に取り付けられている。スライド板３８の、手前側先端には、当接部３８ａが凹陥形成されている。

図３に示されるように、ノッチ３４ａには、回転台３４の回転中心を通る線と平行な立て壁３４ｄと、立て壁３４ｄに対して傾斜した斜面３４ｅが形成されている。図３に示されるように、スライド板３８に最も近接するノッチ３４ａの立て壁３４ｄは、スライド板３８のスライド方向と直交している。ステップレバー３９の先端には、回転台３４の回転中心を通る線と平行な立て壁３９ａが形成されている。また、ステップレバー３９の回転台３４側には、ステップレバー３９に最も近づくノッチ３４ａの斜面３４ｅと略平行で、立て壁３９ａと交差する斜面３９ｂが形成されている。

連結板３３には、押圧スプリング４０が取り付けられていて、ステップレバー３９を、回転台３４方向に付勢している。

基板３１には、取付部材４４を介してボールプランジャー４３が取り付けられている。ボールプランジャー４３のボール４３ａは、回転台３４に形成された係合凹部３４ｂと係合するようになっている。

図３に示されるように、ノッチ３４ａの立て壁３４ｄとステップレバー３９の立て壁３９ａは噛合している。このため、溶接ガンのシャンク７０で当接部３８ａを押圧すると、スライド板３９が、図３において奥側に、スライドして、回転台３４が回転し、隣の係合凹部３４ｂとボール４３ａが係合すると回転台３４が停止するようになっている。溶接ガンのシャンク７０を、図３の（Ａ）において手前側に移動させると、復帰スプリング４１の付勢力により、スライド板３８が、図３の（Ａ）において手前側にスライドし、元の位置に復帰する。この際に、ノッチ３４の斜面３４ｅと、ステップレバー３９の斜面３９ａとが略平行であり、斜面３４ｅと斜面３９ａが滑動し、更に、係合凹部３４ｂとボール４３ａが係合しているので、回転台３４は回転しない。このように、溶接ガンのシャンク７０を当接部３８ａに当接させて、スライド板３８を奥側にスライドさせ、溶接ガンのシャンク７０を手前側に移動させると、電極チップ収納部２１ａの配列１ピッチ分だけ、回転台３４が回転するようになっている。

図２に示されるように、上板３２には、図５に示されるような周知のクランプ３７が取り付けられている。図に示される取付部３７ｃが上板に取り付いている。クランプ３７のハンドル３７ａを、可動範囲の一端から他端又は他端から一端に回動させると、可動軸３７ｂが取付部３７ｃに対して、進出又は退避するようになっている。ハンドル３７ａが、可動範囲の一端又は他端にある場合には、可動軸３７ｂの取付部３７ｃに対する位置が固定されるようになっている。

図２の（Ｂ）に示されるように、可動軸３７ｂは、上板３２を貫通して、上板３２から垂下している。可動軸３７ｂの先端には、取付部材４５を介して、略円盤形状の押さえ板３５が、吊設されている。図２の（Ａ）に示されるように、押さえ板の３５の外縁には、略Ｕ状に凹陥し前記外縁に開口した供給口３５ａが形成されている。押さえ板３５の上面には、複数のガイドシャフト３６が取り付けられている。ガイドシャフト３６は、上板３２を貫通し、上板３２に対して摺動自在となっている。このため、押さえ板３５が傾かずに、水平状態が保たれるようになっている。

回転マガジン２０を回転支持部３０に取り付けるには、ハンドル３７ａを回動させて、押さえ板３５を上方に引き上げる。位置決め穴２１ｆと位置決め突起３４ｃとを係合させた状態で、回転マガジン２０を回転台３４上に載置する。次に、ハンドル３７ａを回動させて、押さえ板３５を下降させて、押さえ板３５で回転マガジン２０を押さえると、回転マガジン２０が回転台４０と押さえ板３５で挟持され、回転マガジン２０の回転支持部３０への取付作業が完了する（図１の状態）。

図１に示されるように、回転マガジン２０を回転支持部材３０に取り付けた状態では、回転マガジン２０の上面に形成された１の電極チップ収納部２１ａは、供給口３５ａから露出している。一方で、他の電極チップ収納部２１ａは、押さえ板３５で被覆されていて、異物が侵入しないようになっている。

（電極チップ供給装置の使用方法）
対向するシャンク７０に電極チップを取り付けるには、先ず、シャンク７０で、スライド板３８の当接部３８ａを押圧し、前記シャンク７０を引っ込める。前述したように、１ピッチ分だけ回転台３４が回転して、電極チップが収納された電極チップ収納部２１ａが供給口３５ａから露出するようになる。このように、電極チップの交換作業の直前に、回転台３４を１ピッチ分だけ回転させて、電極チップが収納された電極チップ収納部２１ａを供給口３５ａから露出させることにしたので、電極チップの取付部に異物が侵入しないようになっている。

次に、対向するシャンク７０のうち一方を、供給口３５ａから露出する電極チップ収納部２１ａ又は、この下部に形成された電極チップ収納部２１ａに差し込み、これと同時に対向するシャンク７０を閉じる。すると、対向するシャンク７０の先端に、電極チップ７０が取り付けられる。

図に示される実施形態では、回転マガジン２０の上面及び下面にボールプランジャー
２３を取り付け、回転マガジン２０を、回転台３４と押さえ板３５で挟持して、回転支持部３０に取り付けることにしたので、回転マガジン２０が回転支持部３０に対して、僅かに傾動可能となっている。このため、対向するシャンク７０の先端に電極チップを取り付ける際に、回転マガジン２０が僅かに傾動することにより、電極チップ収納部２１ａ内に収納された電極チップがシャンク７０に追従し、シャンク７０の先端に電極チップが確実に取り付けられる。

対向するシャンク７０に電極チップを取り付ける別の方法としては、相対向するシャンク７０の一方を、電極チップ収納部２１ａに差し込み、更に押し込む。すると、イコライジングユニット４２の摺動部４２ａに取り付けられた回転支持部３０及び回転マガジン２０が、上方又は下方に摺動するが、コイルスプリング４２ｇ又はコイルスプリング４２ｈが、摺動部４２ａを押圧するので、電極チップ収納部２１ａ内に収納された電極チップが、シャンク７０の先端に押し付けられて取り付けられる。同様に、他方のシャンク７０を、水平方向に関し同じ位置の他方の電極チップ収納部２１ａに差し込み、更に押し込むと、他方のシャンク７０の先端に、電極チップが取り付けられる。

以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電極チップ供給装置もまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

２０ 回転マガジン
２１ マガジン本体
２１ａ 電極チップ収納部
２１ｂ Ｏリング溝
２１ｃ 排出穴
２１ｄ 膨出部
２１ｅ 膨出部
２１ｆ 位置決め穴
２１ｇ 回転中心
２１ｈ 工具侵入凹部
２２ Ｏリング
２３ ボールプランジャー
２３ａ ケース
２３ｂ コイルスプリング
２３ｃ ボール
３０ 回転支持部
３１ 基板
３２ 上板
３３ 連結板
３４ 回転台
３４ａ ノッチ
３４ｂ 係合凹部
３４ｃ 位置決め突起
３５ 押さえ板
３５ａ 供給口
３６ ガイドシャフト
３７ クランプ
３７ａ ハンドル
３７ｂ 軸
３７ｃ 取付部
３８ スライド板
３８ａ 当接部
３９ ステップレバー
３９ａ 立て壁
３９ｂ 斜面
４０ 押圧スプリング
４１ 復帰スプリング
４２ イコライジングユニット
４２ａ 摺動部
４２ｂ 固定部
４２ｃ 板部材
４２ｄ 板部材
４２ｅ 連結板
４２ｆ シャフト
４２ｇ コイルスプリング
４２ｈ コイルスプリング
４３ ボールプランジャー
４４ 取付部材
４５ 取付部材
４８ 架台
４９ 電極チップ供給装置
５０ 回転マガジン
５０ａ 電極チップ収納部
５０ｂ Ｏリング溝
５１ Ｏリング
６０ 電極チップ
７０ 溶接ガンのシャンク

Claims (2)

1. その上面及び下面の、回転中心を中心とする円弧上に、一定間隔をおいて、電極チップ収納部が凹陥形成された回転マガジンと、
   前記回転マガジンを回転可能に支持する回転支持部とから構成され、
   前記回転支持部は、シャンクの移動力により、前記回転マガジンを前記電極チップ収納部の配列１ピッチ分だけ回転させる送り機構を有し、
   順次、前記電極収納部内に収納された電極チップを供給する電極チップ供給装置において、
   前記回転マガジンの、回転中心を中心とする円上に、前記各電極チップ収納部の回転中心側内面に連通するＯリング溝を凹陥形成するとともに、
   前記Ｏリング溝に、Ｏリングを取り付けて、Ｏリングを前記各電極チップ収納部内に突出させたことを特徴とする電極チップ供給装置。
2. 回転マガジンの上面及び下面に、ボールプランジャーを埋設し、
   回転マガジンの上面及び下面を、回転支持部で挟持し、
   回転マガジンを、回転支持部材に対して傾動自在に構成したことを特徴とする請求項１に記載の電極チップ供給装置。

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