JP5588505B2

JP5588505B2 - 溶接ガン

Info

Publication number: JP5588505B2
Application number: JP2012512758A
Authority: JP
Inventors: 耕一松本; 栄顕小林; 浩美和
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2011-04-11
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2031-04-11
Also published as: WO2011136013A1; US9156106B2; JPWO2011136013A1; CN102905835A; US20130037529A1

Description

本発明は、溶接ガン、特に、可動電極チップを固定電極チップに対して進退動作させる電動式スポット溶接ガンに関する。

従来、可動電極チップを固定電極チップに対して進退動作させる電動式スポット溶接ガンが知られている。例えば、特許文献１には、中空モータに連結された送りねじ機構の回転動作により、先端に可動電極チップを備えモータの中空ロータに挿入されたロッドをガン本体に対して進退動作させる溶接ガンが開示されている。

ところで、溶接ガンのコントローラが故障したとき、作業者がコントローラに設定値を誤って入力したときなどに、溶接ガンの故障を防止するため、ロッドの規定範囲外の進退動作を規制するストッパ機構が必要となる。

例えば、ロッドが規定範囲外に延進してガン本体から抜け落ちると、溶接ガンは修復不能となる。そこで、ロッドの延進を規制するために、ロッドの上端にフランジ部を形成し、モータの中空ハウジング内にストッパリングを設けている。これにより、ロッドが規定範囲外に延進した際に、フランジ部がストッパリングに当接して、ロッドの飛び出しが防止される。

また、ロッドが規定範囲外に退縮してモータの中空ロータの底面に衝突すると、送りねじ機構が故障する。そこで、ロッドの退縮を規制するために、ガン本体の上端と、ロッドに固定された可動電極チップの固定部の上端とにそれぞれストッパを設けている。これにより、ロッドが規定範囲外に退縮した際に、これらストッパが当接して、ロッドの更なる退縮動作が防止される。

特開平１１−１９７８４３号公報

しかしながら、ロッドの延進を規制するためにロッドの上端にフランジ部を形成すると、中空ロータの内径が増加するので、モータ、ひいては溶接ガンが大型化するという問題がある。

また、ロッドの退縮を規制するためにガン本体の上端にストッパを設けると、ガン本体、ひいては溶接ガンが大型化するという問題がある。

本発明は、以上の点に鑑み、ロッドの規定範囲外の進退動作を規制するストッパ機構を備え、小型化が可能な溶接ガンを提供することを目的とする。

本発明は、可動電極チップを固定電極チップに対して進退動作させる電動式スポット溶接ガンであって、ガン本体に装着されたハウジング、該ハウジング内に固定されたステータ、及び前記ハウジングに回転自在に支持された中空ロータを有する中空サーボモータと、一端に前記可動電極チップを有し、他端側が中空に形成され、前記中空ロータに挿入されたロッドと、前記中空ロータに固定され、軸方向に延在するねじ溝を備え、前記ロッドの中空部に挿入されたボールねじ軸と、前記ボールねじ軸のねじ溝と螺合し、前記他端側に前記ロッドに固定されたナットとを備え、前記ボールねじ軸の前記可動電極チップ側に当該ボールねじ軸の径方向に突出するフランジ部が形成され、前記ロッドの中空部に、前記フランジ部と当接して前記ボールねじ軸の当該ロッドからの飛び出しを防止する飛出ストッパが形成されることを特徴とする（第１発明）。

第１発明によれば、ボールねじ軸の可動電極側にフランジ部が形成されるが、これに伴い、中空ロータの内径を大径化させる必要はない。また、ロッドの中空部に飛出ストッパが形成されるが、これに伴い、中空ロータの内径を大径化させる必要はない。従って、上記従来と比べて、中空モータ、ひいては溶接ガンの小型化が可能となる。

また、本発明は、可動電極チップを固定電極チップに対して進退動作させる電動式スポット溶接ガンであって、ガン本体に装着されたハウジング、該ハウジング内に固定されたステータ、及び前記ハウジングに回転自在に支持された中空ロータを有する中空サーボモータと、一端に前記可動電極チップを有し、他端側が中空に形成され、前記中空ロータに挿入されたロッドと、前記中空ロータに固定され、軸方向に延在するねじ溝を備え、前記ロッドの中空部に挿入されたボールねじ軸と、前記ボールねじ軸のねじ溝と螺合し、前記他端側に前記ロッドに固定されたナットとを備え、前記ロッドの中空部の前記可動電極側に、前記ボールねじ軸の前記可動電極側の端部と当接して当該ロッドの退縮を制限する退縮ストッパが形成されることを特徴とする（第２発明）。

第２発明によれば、ロッドの中空部の可動電極側にボールねじ軸の可動電極側の端部と当接して退縮ストッパが形成されるが、これに伴い、ガン本体や中空モータなどを大型化させる必要はない。従って、上記従来と比べて、溶接ガンの小型化が可能となる。

本発明の実施形態に係る溶接ガンを搭載したロボットの側面図。図１のＩＩ−ＩＩ線拡大断面図であり、溶接ガンのロッドが退縮した状態を示す。図２の溶接ガンのロッドが延進した状態を示す断面図。

本発明の実施形態に係る溶接ガンＧについて図面を参照して説明する。

図１に示すように、溶接ガンＧは、ワークＷのスポット溶接を行うロボットＲの動作端である手首Ｒａに取り付けられた電動式スポット溶接ガンである。

手首Ｒａに固定されるガン支持ブラケット１に対し、ガイドバー１ａを介して溶接ガンＧのガン本体２が上下方向にイコライズ動作自在に支持されている。ガン本体２には、下方に延びるＣ形ヨーク３が取り付けられており、このＣ形ヨーク３の下部先端に固定電極チップである下チップ４が取り付けられている。

ガン本体２の上面には、サーボ式の中空モータ５が搭載され、この中空モータ５により後述する送りねじ機構６（図２参照）を介して上下動されるロッド７は、ガン本体２の下方に突出している。ロッド７の一端である下端には、下チップ４に対向させて可動電極チップである上チップ８が取り付けられ、Ｃ形のスポット溶接ガンＧを構成している。溶接ガンＧは、ロボットコントローラ９からガンコントローラ１０を介して駆動制御される。

図２に示すように、中空モータ５は、ガン本体２に装着されたハウジング５ａと、ハウジング５ａ内に固定されたステータ５ｂと、ハウジング５ａに回転自在に支持された中空ロータ５ｃとから構成されている。ロッド７は、ガン本体２内のガイドスリーブ２ａを通して中空ロータ５ｃ内に挿入されている。

ロッド７の他端側部である上部は中空に形成されており、このロッド７の中空部には、中空ロータ５ｃの上端部に固定されたボールねじ軸６ａが挿入されている。ボールねじ軸６ａの外周面には、ねじ溝が軸方向に延在する。そして、ロッド７の上端部には、ボールねじ軸６ａのねじ溝に複数のボール６ｂを介して螺合するねじ溝が内周面に形成されたナット部７ａが一体に形成されている。これらボールねじ軸６ａとナット部７ａとにより、中空ロータ５ｃの回転をロッド７の上下動に変換する送りねじ機構６が構成されている。この送りねじ機構６の回転動作により、上チップ８を下チップ４（図１参照）に対して上下に進退動作させる。なお、ここでは、全長を抑制するために、ボールねじ軸６ａの軸と平行にエンコーダ１１を配置しているが、ボールねじ軸６の軸ａの延長線上にエンコーダ１１を配置してもよい。

ところで、ガンコントローラ１０が故障して暴走したとき、作業者がガンコントローラ１０に下チップ４の進退距離等の設定値を誤って入力したときなどに、ロッド７が規定の進退範囲を超えて進退動作すると、溶接ガンＧが故障する。

例えば、ロッドが延進してガン本体２から抜け落ちると、溶接ガンは修復不能となる。そこで、溶接ガン２には、ロッドの規定範囲外の延進動作を規制する第１のストッパ機構１２が設けられている。

図３に示すように、第１のストッパ機構１２は、ロッド７の中空部に形成された飛出ストッパ１２ａと、ボールねじ軸６ａの下端部に、ボールねじ軸６ａの径方向に突出して形成されたフランジ部１２ｂとからなる。ここでは、飛出ストッパ１２ａはナット部７ａの下端面として構成されており、ロッド７の規定範囲外の延進時にフランジ部１２ｂが飛出ストッパ１２ａと当接することにより、ボールねじ軸６ａのロッド７からの飛び出しが防止される。

そして、ボールねじ軸６ａの下端部にフランジ部１２ｂを形成することに伴い、中空ロータ５ｃの内径を大径化させる必要はなく、部品点数も増加しない。また、飛出ストッパ１２ａはナット部７ａの下端面として構成されており、これに伴い、中空ロータ５ｃの内径を大径化させる必要はなく、部品点数も増加しない。従って、上記従来と比べて、中空モータ５、ひいては溶接ガンＧの小型化、及び部品点数の削減が可能となる。

また、ロッド７が退縮して中空ロータ５ｃの底面に衝突すると、ナット部７ａ端面のボール循環部やシールが破損する、ボールねじ溝６ａとナット部７ａが噛み込むなどにより、送りねじ機構６が故障する。そこで、溶接ガン２には、ロッドの規定範囲外の退縮動作を規制する第２のストッパ機構１３が設けられている。

図２に示すように、第２のストッパ機構１３は、ロッド７の中空部の下側に形成された退縮ストッパ１３ａと、ボールねじ軸６ａの下端部１３ｂとからなる。ここでは、下端部１３ｂはフランジ部１２ｂの下端面として構成されており、ロッド７の規定範囲外の退縮時に退縮ストッパ１３ａがフランジ部１２ｂの下端面と当接することにより、ロッド７の退縮動作が規制される。なお、ロッド７の上端部、すなわちナット部７ａの上端面が中空ロータ５ｃの底面と接触する前に、退縮ストッパ１３ａがフランジ部１２ｂの下端面と当接するように、退縮ストッパ１３ａの位置が設定されている。

そして、ロッド７の中空部の下側に退縮ストッパ１３ａを形成することに伴い、ガン本体２や中空モータ５などを大型化させる必要はなく、部品点数は１点しか増加しない。また、下端部１３ｂはフランジ部１２ｂの下端面として構成されるので、これに伴い、ガン本体２や中空モータ５などを大型化させる必要はなく、部品点数も増加されない。従って、上記従来と比べて、中空モータ５、ひいては溶接ガンＧの小型化、及び部品点数の削減が可能となる。

なお、以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、実施形態では、ロッド７の上端部にナット部７ａを一体に形成した場合について説明したが、ロッド７とは別個にナット部７ａを設け、このナット部７ａをロッド７の上端部に固定してもよい。

Claims

可動電極チップを固定電極チップに対して進退動作させる電動式スポット溶接ガンであって、
ガン本体に装着されたハウジング、該ハウジング内に固定されたステータ、及び前記ハウジングに回転自在に支持された中空ロータを有する中空サーボモータと、
一端に前記可動電極チップを有し、他端側が中空に形成され、前記中空ロータに挿入されたロッドと、
前記中空ロータに固定され、軸方向に延在するねじ溝を備え、前記ロッドの中空部に挿入されたボールねじ軸と、
前記ボールねじ軸のねじ溝と螺合し、前記他端側に前記ロッドに固定されたナットとを備え、
前記ボールねじ軸の前記可動電極チップ側に当該ボールねじ軸の径方向に突出するフランジ部が形成され、前記ロッドの中空部に、前記フランジ部と当接して前記ボールねじ軸の当該ロッドからの飛び出しを防止する飛出ストッパが形成されることを特徴とする溶接ガン。
可動電極チップを固定電極チップに対して進退動作させる電動式スポット溶接ガンであって、
ガン本体に装着されたハウジング、該ハウジング内に固定されたステータ、及び前記ハウジングに回転自在に支持された中空ロータを有する中空サーボモータと、
一端に前記可動電極チップを有し、他端側が中空に形成され、前記中空ロータに挿入されたロッドと、
前記中空ロータに固定され、軸方向に延在するねじ溝を備え、前記ロッドの中空部に挿入されたボールねじ軸と、
前記ボールねじ軸のねじ溝と螺合し、前記他端側に前記ロッドに固定されたナットとを備え、
前記ロッドの中空部の前記可動電極側に、前記ボールねじ軸の前記可動電極側の端部と当接して当該ロッドの退縮を制限する退縮ストッパが形成されることを特徴とする溶接ガン。