JP7320032B2 - 電極チップの交換保持装置 - Google Patents

Description

本発明は、電極チップの交換保持装置に関する。

抵抗溶接に用いられる溶接ガンは、溶接ガンのガンアームに固定されたシャンクの先端に、交換式の電極チップをテーパで嵌合させている。電極チップは使用により摩耗するため、ある程度摩耗が進んだときは、電極チップを交換する。

ここで、電極チップを交換するときは、シャンクから電極チップを取り外す電極チップの取り外し装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。この電極チップの取り外し装置は、溶接ガンの動きを利用することで、電極チップをシャンクから取り外すため、電極チップの取り外し装置自体が動力を備える必要が無い。

特許第５１２３０６６号公報

特許文献１に記載の電極チップの取り外し装置は、シャンクの大径部と電極チップの端面との間に挿し入れた２枚のピック板（チップ抜き取り板）の間隔を広げることで、シャンクから電極チップを軸方向に引き抜いて電極チップを取り外すが、取り外された電極チップは重力によってそのまま下方に落下させていた。このように、取り外された電極チップを落下させるのは、その電極チップは摩耗が進んでいるため廃棄することを前提としていて、再度使用することを想定していないからである。

ここで、溶接箇所ごとに異なる形状の電極チップを用いて溶接を行うことがある。この場合、電極チップの形状に対応した溶接ガンを、電極チップの形状ごとに用意していた。したがって、使用する電極チップの形状の数と同数の溶接ガンを用意する必要があった。

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、溶接ガンを用いた電極チップの取り外し、取り外した電極チップの保持及び保持した電極チップの取り付けに供することができる電極チップの交換保持装置を提供することを目的とする。

本発明は、溶接ガンのガンアームに固定されたシャンクに嵌合した電極チップの端面と前記シャンクの大径部の端面との間に挿し入れられる、重ね合わされた２枚のピック板を有する電極チップ抜き部と、前記２枚のピック板の、重ね合わされた方向への移動を案内するガイド棒と、前記ガイド棒に沿って案内された前記２枚のピック板の前記ガイド棒に沿った位置に応じて、前記２枚のピック板の間隔を広げるピック板間隔拡大機構と、前記２枚のピック板のいずれか一方に設けられた、前記シャンクから引き抜かれた前記電極チップを保持する電極チップ保持部と、前記電極チップ保持部に保持された前記電極チップに前記シャンクを挿入する前記溶接ガンの動きにより、前記電極チップが突き当てられる、前記シャンクの挿入方向の前方に設けられた電極チップ突き当て部と、を備えた電極チップの交換保持装置である。

本発明に係る電極チップの交換保持装置によれば、ガンを用いた電極チップの取り外し、取り外した電極チップの保持及び保持した電極チップの取り付けに供することができる。したがって、複数種類の形状の電極チップを交換することで、電極チップの形状ごとに、溶接ガンを用意する必要がない。

溶接ガンのガンアームに固定されたシャンクの先端に電極チップが取り付けられた状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態である電極チップの交換保持装置の概略作用を説明する交換保持装置の側面図であり、溶接ガンのガンアームに固定されたシャンクから電極チップを取り外す前の状態を示す側面図である。 溶接ガンのガンアームが交換保持装置にセットされた状態を示す側面図である。 溶接ガンの上方（図３の矢印方向）に移動する動作により、電極チップを引き抜いて取り外す動きを示す側面図である。 溶接ガンのガンアームに固定されたシャンクから取り外された電極チップを交換保持装置に保持している状態を示す側面図である。 交換保持装置に保持されている電極チップを溶接ガンのガンアームに固定されたシャンクに取り付ける動きを示す側面図である。 交換保持装置の構成を示す斜視図である。 図７の交換保持装置において、上側旋回アーム部の右アーム部材及び左アーム部材を支柱から仮想的に分離した状態で示した模式図である。 下ピック板及び電極チップ保持部を示す分解斜視図である。 上側電極チップ保持部を示す底面図である。 図２，３に対応した、上側旋回アーム部が水平姿勢のときの、ピンと上ピック板及び下ピック板の位置関係を示す、側面方向の要部断面図である。 図３に対応した、上ピック板及び下ピック板と、シャンクの小径部との位置関係を示す、前方から見た正面図である。 図４に対応した、電極チップの端面が、下ピック板の鍔を上方に押している状態を示す、前方から見た正面図である。 図１３に対応した、上側旋回アーム部の、ピンを挟んで軸Ｃ１とは反対側の旋回側の端部（以下、先端部という。）が軸Ｃ１よりも高くなるように傾いた姿勢のときの、ピンと上ピック板及び下ピック板の位置関係を示す、側面方向の要部断面図である。 図５に対応した、上ピック板及び下ピック板と、シャンク及び電極チップとの位置関係を示す、前方から見た正面図である。 シャンクの小径部が、上側電極チップ保持部に保持された電極チップに挿入され始めた状態を示す、前方から見た正面図である。 右アーム部材及び左アーム部材の前端側が軸Ｃ１よりも低くなるように傾いた状態での、ピンと上ピック板及び下ピック板との位置関係を示す、側面方向の要部断面図である。 上側電極チップ保持部に保持された電極チップの下端が、電極チップ突き当て部の上面に突き当たった状態を示す、前方から見た正面図である。

以下、本発明に係る電極チップの交換保持装置の実施形態について、図面を参照して説明する。

＜構成＞
図１は、溶接ガン２００のガンアームに固定されたシャンク２１０の先端に電極チップ２２０が取り付けられた状態を示す断面図である。溶接ガン２００のガンアームには、図１に示すようにシャンク２１０が固定されている。シャンク２１０は、溶接ガン２００のガンアームに固定された根元側が太い大径部２１３に形成され、先端側が大径部２１３よりも細い小径部２１１に形成されている。

大径部２１３は外径ｄ６で形成され、小径部２１１は外径ｄ５（＜ｄ６）で形成されて、大径部２１３と小径部２１１との境界には段差が形成されて、その段差は大径部２１３の端面２１２を構成している。小径部２１１は、先端に向かうにしたがって直径が細くなるテーパ状に形成されている。小径部２１１の外径ｄ５は、小径部２１１のうち最も太い部分での外径であり、端面２１２に最も近い部分における外径である。

シャンク２１０の小径部２１１が、電極チップ２２０に軸方向に挿入され、小径部２１１のテーパ状の外周面と電極チップ２２０の内周面との摩擦により、電極チップ２２０はシャンク２１０に嵌合している。電極チップ２２０の外周部２２１の外径ｄ４は、小径部２１１の外径ｄ５よりも太い。そして、シャンク２１０に嵌合して取り付けられている電極チップ２２０は、電極チップ２２０の端面２２２と大径部２１３の端面２１２とを軸方向に遠ざける操作により、シャンク２１０から引き抜かれて取り外される。

図２～６は、本発明の一実施形態である電極チップの交換保持装置１００の概略作用を説明する交換保持装置１００の側面図である。

具体的には、図２は溶接ガン２００のガンアームに固定されたシャンク２１０から電極チップ２２０を取り外す前の状態を示す側面図、図３は溶接ガン２００のガンアームが交換保持装置１００にセットされた状態を示す側面図、図４は溶接ガン２００の上方に移動する動作により、電極チップ２２０を引き抜いて取り外す動きを示す側面図、図５は溶接ガン２００のガンアームに固定されたシャンクから取り外された電極チップ２２０を交換保持装置１００に保持している状態を示す側面図、図６は交換保持装置１００に保持されている電極チップ２２０を溶接ガン２００のガンアームに固定されたシャンク２１０に取り付ける動きを示す側面図、である。

図２～６に示した電極チップ２２０の交換保持装置１００は、本発明に係る電極チップの交換保持装置の一実施形態である。

交換保持装置１００は、図２～４に示すように、抵抗溶接に用いられる溶接ガン２００から、溶接ガン２００のガンアームに固定されたシャンク２１０の先端に摩擦力で嵌合している電極チップ２２０を取り外す。また、交換保持装置１００は、図４～５に示すように、その取り外した電極チップ２２０を保持する。また、交換保持装置１００は、図５～６に示すように、その保持した電極チップ２２０を溶接ガン２００のガンアームに固定されたシャンク２１０に取り付けるために用いられる。

図７は交換保持装置１００の構成を示す斜視図である。電極チップ２２０の交換保持装置１００は、図７に示すように、ベース部１０と、上側電極チップ抜き部２０と、上側電極チップ保持部３０と、上側旋回アーム部４０と、電極チップ突き当て部５０と、下側電極チップ抜き部６０と、下側電極チップ保持部７０と、下側旋回アーム部８０と、を備えている。

（ベース部）
ベース部１０は、支柱１３と、上板１１と、下板１２と、ガイド棒１４と、を備える。支柱１３は、図示の鉛直方向に延びて形成されている。上板１１は、支柱１３の上端面に固定され、支柱１３の上端面から水平方向の前方に突出して配置されている。下板１２は、支柱１３の下端面に固定され、支柱１３の下端面から水平方向の前方に突出して配置されている。

ガイド棒１４は、上板１１の、支柱１３から突出した前方部分と、下板１２の、支柱１３から突出した前方部分との間に架け渡すように、支柱１３と平行に図示鉛直方向に延びて配置されている。ガイド棒１４は円柱状に形成されている。ガイド棒１４は、後述するように、重ね合わされた上ピック板２１及び下ピック板２２と、重ね合わされた上ピック板６２及び下ピック板６１との、それぞれ重ね合わされた方への移動を案内する。

ガイド棒１４の周囲には、上から順に、上コイルばね１５、中間コイルばね１７、下コイルばね１６が設けられている。上コイルばね１５と下コイルばね１６とは同じものである。中間コイルばね１７は、弾性係数が、例えば、上コイルばね１５及び下コイルばね１６の弾性係数の２倍に設定されている。中間コイルばね１７の弾性係数は、上コイルばね１５及び下コイルばね１６の弾性係数の２倍に限定されるものではない。

上コイルばね１５は、上板１１と後述する上側電極チップ抜き部２０の上ピック板２１との間に配置され、上端が上板１１の下面に接し、下端が上ピック板２１の上面に接して配置されている。

下コイルばね１６は、下板１２と後述する下側電極チップ抜き部６０の下ピック板６１との間に配置され、下端が下板１２の上面に接し、上端が下ピック板６１の下面に接して配置されている。

中間コイルばね１７は、後述する電極チップ突き当て部５０を貫通して、上側電極チップ抜き部２０の下ピック板２２と下側電極チップ抜き部６０の上ピック板６２との間に配置され、上端が下ピック板２２の下面に接し、下端が上ピック板６２の上面に接して配置されている。

なお、上コイルばね１５の弾性力と中間コイルばね１７の弾性力との釣り合いにより、上側電極チップ抜き部２０を所定の高さ位置に保持するように、上コイルばね１５及び中間コイルばね１７を、自然長から所定の長さだけ圧縮した状態で配置してもよい。上側電極チップ抜き部２０を保持すべき所定の高さ位置は、上側旋回アーム部４０が水平姿勢となる位置である。

同様に、下コイルばね１６の弾性力と中間コイルばね１７の弾性力との釣り合いにより、下側電極チップ抜き部６０を所定の高さ位置に保持するように、下コイルばね１６及び中間コイルばね１７を、自然長から所定の長さだけ圧縮した状態で配置してもよい。下側電極チップ抜き部６０を保持すべき所定の高さ位置は、下側旋回アーム部８０が水平姿勢となる位置である。

（電極チップ突き当て部）
電極チップ突き当て部５０は、図示鉛直方向における上板１１と下板１２との中間位置で、かつ上板１１の前方部分と下板１２の前方部分との間に配置されている。電極チップ突き当て部５０は、支柱１３に後端が固定されて、前方に向かって水平に延びて形成されている。電極チップ突き当て部５０は、ベース部１０に対して動かず、上板１１及び下板１２と平行な配置となっている。

電極チップ突き当て部５０の上面５１には、溶接ガン２００のガンアームの先端に固定されたシャンク２１０に、後述する上側電極チップ保持部３０に保持された電極チップ２２０を取り付ける際に、図６に示すように、溶接ガン２００の下方への移動により下方に押された電極チップ２２０の下端が突き当てられる。つまり、電極チップ突き当て部５０は、シャンク２１０の挿入方向の前方に設けられている。

電極チップ突き当て部５０の下面５２には、図示しない下側の溶接ガンのガンアームの先端に固定されたシャンク２１０に、後述する下側電極チップ保持部７０に保持された電極チップを取り付ける際に、溶接ガンの上方への移動により上方に押された電極チップの上端が突き当てられる。

電極チップ突き当て部５０には、ガイド棒１４及び中間コイルばね１７を、ガイド棒１４の軸方向に貫通させる孔５５が形成されていて、ガイド棒１４及び中間コイルばね１７は、この孔５５を貫通して配置されている。

（上側電極チップ抜き部）
上側電極チップ抜き部２０は、上ピック板２１と、下ピック板２２と、を備えている。図８は図７の交換保持装置１００において、上側旋回アーム部４０の後述する右アーム部材４１及び左アーム部材４２を支柱１３から仮想的に分離した状態で示した模式図、図９は下ピック板２２及び上側電極チップ保持部３０を示す分解斜視図である。

上ピック板２１は、前方（支柱１３から遠い側）の先端部に、略半円状の切り欠き２１ａが形成され、後方（支柱１３に近い側）に偏った部分には、厚さ方向にガイド棒１４が貫通する孔２１ｆが形成されている。孔２１ｆは、ガイド棒１４の外径よりもわずかに大きい程度の内径で形成されていて、孔２１ｆとガイド棒１４との間にはほとんど隙間が無い。

したがって、上ピック板２１は水平姿勢を維持した状態で傾かずに、ガイド棒１４に沿って上下に移動可能となっている。また、孔２１ｆは上コイルばね１５の外径よりも小さいため、上コイルばね１５の下端は、上ピック板２１の上面に突き当たった状態となる。

上ピック板２１の切り欠き２１ａのうち、厚さ方向の下側部分には、切り欠き２１ａの内側に突出した鍔２１ｂが形成されている。そして、鍔２１ｂによって約半周囲まれた半円形状の空間部分２１ｅは、図１に示したシャンク２１０の小径部２１１（外径ｄ５）が挿入可能で、かつシャンク２１０の大径部２１３（外径ｄ６）が挿入不可能な幅（先端面における幅）で形成されている。なお、切り欠き２１ａは、大径部２１３が挿入可能な幅（先端面における幅）で形成されている。

また、上ピック板２１の両側面の下側部分には、先端と軸Ｃ１とを結ぶ前後方向に一直線状に延びた切り欠き２１ｃ，２１ｄが形成されている。右側面の切り欠き２１ｃは、下ピック板２２の右側面に形成された切り欠き２２ｃと一体となって、後述する右アーム部材４１のピン４３，４４が挿入される溝２４を形成する。また、左側面の切り欠き２１ｄは、下ピック板２２の左側面に形成された切り欠き２２ｄと一体となって、左アーム部材４２のピン４５，４６が挿入される溝２５を形成する。

なお、前後方向に延びた切り欠き２１ｃ，２１ｄの、前後方向における特定の位置に対応して、切り欠き２１ｃ，２１ｄを上方に拡張した空間である逃げ部２１ｇ，２１ｈが形成されている。

具体的には、逃げ部２１ｇは、右アーム部材４１の後側のピン４４が配置される位置の上方に形成され、逃げ部２１ｈは、左アーム部材４２の後側のピン４６が配置される位置の上方に形成されている。本実施形態における逃げ部２１ｇ，２１ｈは、切り欠き２１ｃ，２１ｄから上ピック板２１の上面まで貫通して形成されている。

後述の上側電極チップ保持部３０に保持された電極チップ２２０にシャンク２１０を挿入する溶接ガン２００の動きにより、２つのピン４３（４５），４４（４６）に高さ位置の差が生じる。逃げ部２１ｇ，２１ｈは、後ろ側のピン４４，４６を退避させて、上ピック板２１が後側のピン４４，４６の接触により相対的に上方に押圧されないようにして、上コイルばね１５と中間コイルばね１７とによって重ね合わされた状態で接触している上ピック板２１と下ピック板２２とが上下に離れないようにするための構造である。なお、逃げ部２１ｇ，２１ｈによって、上ピック板２１と下ピック板２２とが離れないようにする作用の詳細については後述する。

図９に示すように、下ピック板２２も上ピック板２１と同様に、前方の端部に、略半円状の切り欠き２２ａが形成され、後方に偏った部分には、厚さ方向にガイド棒１４を貫通する孔２２ｆが形成されている。孔２２ｆも、ガイド棒１４の外径よりもわずかに大きい程度の内径で形成されていて、孔２２ｆとガイド棒１４との間にはほとんど隙間が無い。

したがって、下ピック板２２は水平姿勢を維持した状態で傾かずに、ガイド棒１４に沿って上下に移動可能となっている。また、孔２２ｆは中間コイルばね１７の外径よりも小さいため、中間コイルばね１７の上端は、下ピック板２２の下面に突き当たった状態となる。

そして、上側電極チップ抜き部２０と下側電極チップ抜き部６０とは、電極チップ突き当て部５０を挟んで、上下対称の位置に静止している。

なお、外力（重力を除く）が加わらない静止状態では、上ピック板２１と下ピック板２２とは接した状態で重ね合わされて静止している。

下ピック板２２の切り欠き２２ａのうち、厚さ方向の上側部分には、切り欠き２２ａの内側に突出した鍔２２ｂが形成されている。そして、鍔２２ｂによって約半周囲まれた半円形状の空間部分２２ｅは、シャンク２１０の小径部２１１が挿入可能で、かつ電極チップ２２０の外周部２２１（外径ｄ４）が挿入不可能な幅（先端面における幅）で形成されている。

なお、切り欠き２２ａは、電極チップ２２０の外周部２２１よりも大きく、かつ後述する上側電極チップ保持部３０の幅よりも広い幅（先端面における幅）で形成されている。また、下ピック板２２の両側面の上側部分には、前後方向に一直線状に延びた切り欠き２２ｃ，２２ｄが形成されている。

上ピック板２１と下ピック板２２とが、図８に示すように上下に互いに重ね合わせて互いに接した状態では、空間部分２１ｅと空間部分２２ｅとが上下方向に重なる。そして、鍔２１ｂと鍔２２ｂとが上下に接して、鍔２１ｂと鍔２２ｂとの合計の厚さは、電極チップ２２０が取り付けられた状態における、シャンク２１０の小径部２１１の、大径部２１３の端面２１２と電極チップ２２０の端面２２２との軸方向の寸法よりもわずかに小さい長さに設定されている。

また、上ピック板２１と下ピック板２２とが、図８に示すように上下に互いに重ね合わせて互いに接した状態では、右アーム部材４１に対向した右側面の切り欠き２１ｃと切り欠き２２ｃとは一体に、前後方向に水平に延びた一定の幅の溝２４を形成し、左アーム部材４２に対向した左側面の切り欠き２１ｄと切り欠き２２ｄとは一体に、前後方向に水平に延びた所定の幅の溝２５を形成している。溝２４と溝２５とは、同じ高さ位置で、かつ同じ幅で形成されている。

（上側電極チップ保持部）
図１０は上側電極チップ保持部３０を示す底面図である。上側電極チップ保持部３０は、図９に示すように、上側電極チップ抜き部２０の下ピック板２２に形成された切り欠き２２ａに配置されている。そして、上側電極チップ保持部３０に形成された固定孔３５を貫通したボルト２９が、下ピック板２２に形成されたボルト孔２２ｇに係止されることで、上側電極チップ保持部３０は下ピック板２２に固定されて設けられている。

上側電極チップ保持部３０は、先端部に半円形状の切り欠き３３が形成されている。この切り欠き３３は、下ピック板２２に固定された状態で、下ピック板２２の空間部分２２ｅの下方において、空間部分２２ｅよりも広い幅で形成されている。

具体的には、図１０に示すように、切り欠き３３の幅ｄ３は、電極チップ２２０の外周部２２１の外径ｄ４よりも小さい寸法である。

上側電極チップ保持部３０には、切り欠き３３の半径方向の外側に、切り欠き３３の外側の周縁部３４と同心円状の溝３１が、上側電極チップ保持部３０の前端から１／４周（４分の１周）程度の長さで形成されている。したがって、この溝３１と切り欠き３３との間には、円の１／４程度の角度範囲の円弧片３２（弾性変形部）が形成される。

上側電極チップ保持部３０は金属で形成されているため、円弧片３２は、図１０の二点鎖線で示すように、上側電極チップ保持部３０の前端側を自由端として弾性変形し得る。そして、電極チップ２２０が切り欠き３３に挿入されることにより、円弧片３２が電極チップ２２０の外周部２２１に押されて切り欠きの半径方向の外方に向けて撓み、切り欠き３３の幅が、電極チップ２２０の外周部２２１の外径ｄ４と同じ寸法まで押し広げられる。

これにより、上側電極チップ保持部３０には、弾性変形を復元しようとする弾性力が生じ、この弾性力は、電極チップ２２０の外周部２２１に、半径方向の中心に向かう垂直抗力を作用させて、周縁部３４と電極チップ２２０の外周部２２１との間で摩擦力を発生させる。そして、この摩擦力によって、上側電極チップ保持部３０は電極チップ２２０を抱え込んだ状態で保持する。

なお、上側電極チップ保持部３０は、弾性変形する金属で形成されたものに限らない。つまり、上側電極チップ保持部３０は、硬質ゴム等弾性変形可能な材料で形成されたものでもよい。

（上側旋回アーム部）
上側旋回アーム部４０（ピック板間隔拡大機構）は、図７，８に示すように、支柱１３の右側面に配置された右アーム部材４１と、支柱１３の左側面に配置された左アーム部材４２と、を備えている。右アーム部材４１及び左アーム部材４２は、それぞれ、水平に延びた軸Ｃ１回りに旋回自在に、それぞれの一端部が支柱１３に支持されている。

また、右アーム部材４１及び左アーム部材４２は、上下方向の所定の位置で静止している上側電極チップ抜き部２０と同じ高さ位置において、支柱１３に支持されている。

右アーム部材４１の、軸Ｃ１に支持された一端部とは反対の先端側には、右アーム部材４１の長さ方向に並んだ２つのピン４３，４４が固定されている。これらのピン４３，４４は、左アーム部材４２に向かって突出して配置されている。また、ピン４３，４４は同じ外径の円柱状に形成されている。ピン４３，４４の外径は、上側電極チップ抜き部２０の上ピック板２１と下ピック板２２とが接した状態における溝２４の幅よりもわずかに小さい寸法に形成されている。なお、ピン４３は、右アーム部材４１の先端に近い前側に配置され、ピン４４はピン４３よりも後ろ側、すなわち軸Ｃ１に近い側に配置されている。

そして、２つのピン４３，４４は、溝２４に挿入された状態となっている。ピン４３と、ピン４４と、右アーム部材４１を支柱１３に支持している軸Ｃ１とは、常に一直線上に並ぶ配置であり、上側電極チップ抜き部２０が、図２に示すように上下方向の所定の位置で静止しているとき、右アーム部材４１は水平方向に延びた姿勢となり、ピン４３、ピン４４及び軸Ｃ１も水平方向に沿った配置となっている。

左アーム部材４２の前側にも、左アーム部材４２の長さ方向に並んだ２つのピン４５，４６が固定されている。これらのピン４５，４６は、右アーム部材４１に向かって突出して配置されている。ピン４５，４６は同じ外径の円柱状に形成されていて、その外径は、上側電極チップ抜き部２０の上ピック板２１と下ピック板２２とが接した状態における溝２５の幅よりもわずかに小さい寸法に形成されている。ピン４５は、左アーム部材４２の先端に近い前側に配置され、ピン４６はピン４５よりも後ろ側に配置されている。

そして、２つのピン４５，４６は、溝２５に挿入された状態となっている。ピン４５と、ピン４６と、左アーム部材４２を支柱１３に支持している軸Ｃ１とは、常に一直線上に並ぶ配置であり、上側電極チップ抜き部２０が、図２に示すように上下方向の所定の位置で静止しているとき、左アーム部材４２は水平方向に延びた姿勢となり、ピン４５、ピン４６及び軸Ｃ１も水平方向に沿った配置となっている。

したがって、右アーム部材４１及び左アーム部材４２が、それぞれ、水平軸Ｃ１回りに旋回して水平姿勢から先端が上方に向くように傾くと、ピン４３とピン４４との高さ位置に差が生じ、及びピン４５とピン４６との高さ位置に差が生じる。具体的には、前側のピン４３が後ろ側のピン４４よりも高い位置に移動し、前側のピン４５が後ろ側のピン４４よりも高い位置に移動する。

一方、上ピック板２１及び下ピック板２２は、ガイド棒１４に沿って案内されることで常に水平姿勢を維持する。このため、溝２４，２５の高さ方向に沿った幅は一定であるが、後ろ側のピン４４，４６よりも高い位置に移動した前側のピン４３，４５は、上ピック板２１を相対的に上方に押圧する。これにより、重ね合わされて接していた上ピック板２１と下ピック板２２とが遠ざかるように、両者の間隔が、ガイド棒１４に沿った位置に応じて広げられる。

（下側電極チップ抜き部）
下側電極チップ抜き部６０は、下ピック板６１と、上ピック板６２と、カバー６３と、を備えている。下側電極チップ抜き部６０は、電極チップ突き当て部５０を挟んで、上側電極チップ抜き部２０と上下対称の構成であり、上側電極チップ抜き部２０と上下対称に動作するため、詳細な説明を省略する。

（下側電極チップ保持部）
下側電極チップ保持部７０は、下側電極チップ抜き部６０の上ピック板６２に固定されて設けられている。下側電極チップ保持部７０は、上側電極チップ保持部３０と上下対称の構成であり、上側電極チップ保持部３０と上下対称に動作をするため、詳細な説明を省略する。

（下側旋回アーム部）
下側旋回アーム部８０（ピック板間隔拡大機構）は、図７，８に示すように、支柱１３の右側面に配置された右アーム部材８１と、支柱１３の左側面に配置された左アーム部材８２と、を備えている。下側旋回アーム部８０は、上側旋回アーム部４０と上下対称の構成であり、上側旋回アーム部４０と上下対称に動作するため、詳細な説明を省略する。

＜作用＞
次に、本実施形態の電極チップの交換保持装置１００の作用について説明する。

図１１は図２，３に対応した、上側旋回アーム部４０が水平姿勢のときの、ピン４３（４５），４４（４６）と上ピック板２１及び下ピック板２２との位置関係を示す側面方向の要部断面図、図１２は図３に対応した、上ピック板２１及び下ピック板２２と、シャンク２１０の小径部２１１との位置関係を示す、上ピック板２１及び下ピック板２２の先端側から見た正面図である。

図１３は図４に対応した、電極チップ２２０の端面２２２が、下ピック板２２の鍔２２ｂを上方に押している状態を示す、上ピック板２１及び下ピック板２２の先端側から見た正面図、図１４は図１３に対応した、上側旋回アーム部４０の、ピン４３を挟んで軸Ｃ１とは反対側である旋回側の端部（以下、先端部という。）が軸Ｃ１よりも高くなるように傾いた姿勢のときの、ピン４３（４５），４４（４６）と上ピック板２１及び下ピック板２２の位置関係を示す側面方向の要部断面図である。

図１５は図５に対応した、上ピック板２１及び下ピック板２２と、シャンク２１０及び電極チップ２２０との位置関係を示す、前方から見た正面図である。

まず、図２に示すように、溶接ガン２００のシャンク２１０に取り付けられている電極チップ２２０を取り外す作用について説明する。溶接ガン２００の動きにより、図３に示すように、溶接ガン２００が、上側電極チップ抜き部２０に向かって移動する。

このとき、図１１に示すように、上側電極チップ抜き部２０の上ピック板２１と下ピック板２２とは、上コイルばね１５、中間コイルばね１７及び下コイルばね１６に支持されて、重ね合わされて互いに接した状態で静止している。

また、上側旋回アーム部４０の右アーム部材４１及び左アーム部材４２はいずれも水平姿勢で、ピン４３，４４は同じ高さ位置に配置されて、それぞれ溝２４に挿入された状態で、ピン４５，４６は同じ高さ位置に配置されて、それぞれ溝２５に挿入された状態となっている。

そして、図１２に示すように、シャンク２１０の小径部２１１が、上ピック板２１の空間部分２１ｅと下ピック板２２の空間部分２２ｅに、前方から進入する。つまり、重ね合わされた２枚の上ピック板２１及び下ピック板２２が、電極チップ２２０の端面２２２とシャンク２１０の大径部２１３の端面２１２との間に挿し入れられた状態となる。

このとき、電極チップ２２０の外周部２２１は、上側電極チップ保持部３０の切り欠き３３に進入し、円弧片３２の弾性力による周縁部３４との摩擦力によって、上側電極チップ保持部３０に保持される。

この状態から、図４に示すように、溶接ガン２００が鉛直方向の上方に移動する。これにより、図１３に示すように、電極チップ２２０の端面２２２が、下ピック板２２の鍔２２ｂを上方に押す。上方に押された下ピック板２２は、水平姿勢を維持したままで、上コイルばね１５の弾性力に抗してガイド棒１４に沿って鉛直方向の上方に移動する。

下ピック板２２が上方に移動すると、溝２４に挿入されている右アーム部材４１のピン４３，４４が、下ピック板２２により上方に移動するとともに、溝２５に挿入されている左アーム部材４２のピン４５，４６も、下ピック板２２により上方に移動する。

これにより、右アーム部材４１及び左アーム部材４２は、図１４に示すように、軸Ｃ１回りに旋回して、先端側が軸Ｃ１よりも高くなるように傾く。右アーム部材４１の先端側が軸Ｃ１よりも高く傾くと、先端側のピン４３が後ろ側のピン４４よりも高い位置に移動する。左アーム部材４２の先端側が軸Ｃ１よりも高く傾くと、先端側のピン４５が後ろ側のピン４６よりも高い位置に移動する。

この結果、水平姿勢で上昇する下ピック板２２により右アーム部材４１及び左アーム部材４２の傾きがさらに進む。先端側の相対的に高い位置のピン４３，４５は後ろ側のピン４４，４６よりもさらに高い位置に移動して上ピック板２１を鉛直方向の上方に押圧する。このとき、下ピック板２２は、後ろ側のピン４４，４６により下方に押さえられている。

右アーム部材４１及び左アーム部材４２の、水平姿勢から傾きが大きくなるにしたがって、先端側のピン４３，４５と後ろ側のピン４４，４６との高さの差が増大し、先端側のピン４３，４５により上方に押圧される上ピック板２１と、後ろ側のピン４４，４６により下方に押さえられる下ピック板２２とは、上下方向に離れて遠ざかっていく。

上ピック板２１と下ピック板２２とが遠ざかることにより、図１３に示すように、上ピック板２１の鍔２１ｂが、シャンク２１０の大径部２１３の端面２１２に接し、端面２１２を上方に押す。一方、下ピック板２２の鍔２２ｂは電極チップ２２０の端面２２２に接している。

これにより、上ピック板２１と下ピック板２２との隙間が増大するにしたがって、シャンク２１０の端面２１２と電極チップ２２０の端面２２２との距離が大きくなり、電極チップ２２０はシャンク２１０から引き抜かれる。

最終的に、図５に示すように、シャンク２１０から電極チップ２２０が引き抜かれると、上側旋回アーム部４０を上方に引き上げる荷重がなくなる。そして、上方に移動していた上ピック板２１によって弾性変形していた上コイルばね１５の弾性力により、上ピック板２１が鉛直方向の下方に押され、上コイルばね１５、中間コイルばね１７、下コイルばね１６の長さ関係で元の静止状態（図２，３）、すなわち、右アーム部材４１及び左アーム部材４２が水平姿勢の状態に戻る。

ここで、シャンク２１０から引き抜かれて溶接ガン２００から取り外された電極チップ２２０は、図５，１５に示すように、落下せずに、上側電極チップ保持部３０に保持されている。

一方、電極チップ２２０が取り外された溶接ガン２００のガンアームに固定されたシャンク２１０には、交換保持装置１００とは別の電極チップの交換保持装置により、電極チップ２２０とは異なる形状や異なる材質等、別の種類の電極チップが取り付けられて使用される。

次に、溶接ガン２００から異なる種類の電極チップが取り外されて、溶接ガン２００のガンアームに固定されたシャンク２１０に、交換保持装置１００に保持された電極チップ２２０を取り付ける動作について説明する。

図１６はシャンク２１０の小径部２１１が、上側電極チップ保持部３０に保持された電極チップ２２０に挿入され始めた状態を示す、前方から見た正面図、図１７は右アーム部材４１及び左アーム部材４２の前端側が軸Ｃ１よりも低くなるように傾いた状態での、ピン４３（４５），４４（４６）と上ピック板２１及び下ピック板２２との位置関係を示す、側面方向の要部断面図である。

図１８は上側電極チップ保持部３０に保持された電極チップ２２０の下端が、電極チップ突き当て部５０の上面５１に突き当たった状態を示す、前方から見た正面図である。

溶接ガン２００の動きにより、図５に示すように、溶接ガン２００は上側電極チップ抜き部２０の空間部分２１ｅ，２２ｅの真上に移動し、ここから鉛直方向の下方に移動する。鉛直方向の下方に移動した溶接ガン２００は、図１６に示すように、シャンク２１０の小径部２１１が、上側電極チップ保持部３０に保持された電極チップ２２０に挿入され始める。この状態では、電極チップ２２０に対して挿入されたシャンク２１０の小径部２１１と電極チップ２２０との嵌め合わせの結合力は十分ではなく、緩い挿入状態となっている。

溶接ガン２００がさらに下降すると、挿入された小径部２１１と電極チップ２２０の内周面との摩擦により、電極チップ２２０が下方に押されて、上側電極チップ保持部３０に対して、電極チップ２２０はわずかに下方に移動する。ただし、この状態においても、電極チップ２２０は上側電極チップ保持部３０に保持された状態を維持している。

そして、大径部２１３の端面２１２が上ピック板２１の鍔２１ｂに突き当たると、端面２１２が鍔２１ｂを鉛直方向の下方に押す。

鍔２１ｂが下方に押された上ピック板２１は、水平姿勢を維持したままで、下ピック板２２とともに、中間コイルばね１７の弾性力に抗してガイド棒１４に沿って鉛直方向の下方に移動する。

上ピック板２１が下方に移動すると、溝２４に挿入されている右アーム部材４１のピン４３，４４が、上ピック板２１に押されて下方に移動するとともに、溝２５に挿入されている左アーム部材４２のピン４５，４６も、上ピック板２１に押されて下方に移動する。

これにより、図１７に示すように、右アーム部材４１及び左アーム部材４２は、軸Ｃ１回りに旋回して、先端側が軸Ｃ１よりも低くなるように傾く。右アーム部材４１の先端側が軸Ｃ１よりも低く傾くと、先端側のピン４３がピン４４よりも低い位置に移動する。左アーム部材４２の先端側が軸Ｃ１よりも低く傾くと、先端側のピン４５がピン４６よりも低い位置に移動する。

ここで、上ピック板２１の、溝２４，２５を形成する切り欠き２１ｃ，２１ｄには、前後方向における後ろ側のピン４４，４６の位置の上方に対応した部分に、ピン４４，４６が進入する空間が拡張した逃げ部２１ｇ，２１ｈが形成されている。

したがって、図１７に示すように、右アーム部材４１及び左アーム部材４２の先端部が軸Ｃ１よりも低く傾いて、先端側のピン４３，４５が後ろ側のピン４４，４６よりも低い位置に移動しても、相対的に高い位置の後ろ側のピン４４，４６は、逃げ部２１ｇ，２１ｈに退避し、後ろ側のピン４４，４６は、上ピック板２１を上方に押さない。

この結果、先端側のピン４３，４５は下ピック板２２を下方に押すが、後ろ側のピン４４，４６は上ピック板２１が下方に下がるのを阻止しないため、上ピック板２１は下ピック板２２に重ね合わされて接した状態のまま、上ピック板２１と下ピック板２２とが一体的に、水平姿勢で、鉛直方向の下方に移動する。

上ピック板２１と下ピック板２２とが、重ね合わされた状態のままで、下方への移動が進むと、図１８に示すように、上側電極チップ保持部３０に保持された電極チップ２２０の下端が、電極チップ突き当て部５０の上面５１に突き当たる。

そして、電極チップ２２０が上面５１に突き当てられた状態で、溶接ガン２００のガンアームの下降がさらに進むことにより、シャンク２１０の小径部２１１との摩擦で上側電極チップ保持部３０に対して電極チップ２２０が下方に移動した長さ分だけ、電極チップ２２０に対するシャンク２１０の小径部２１１の挿入代が長くなる。

小径部２１１はテーパ状に形成されているため、挿入代が長くなるにしたがって、シャンク２１０の小径部２１１と電極チップ２２０との嵌め合わせの結合力が増大し、電極チップ２２０はシャンク２１０に十分な結合力で取り付けられた状態となる。

電極チップ２２０が取り付けられた溶接ガン２００は、電極チップ２２０の先端が上面５１から離れる位置まで、上方に移動し、交換保持装置１００の前方に移動して、交換保持装置１００から離れる。

溶接ガン２００が離れた交換保持装置１００は、弾性変形していた中間コイルばね１７の弾性力により、下ピック板２２が鉛直方向の上方に押され、上コイルばね１５、中間コイルばね１７、下コイルばね１６の釣り合いによる元の静止状態（図２，３）、すなわち、右アーム部材４１及び左アーム部材４２が水平姿勢の状態に戻る。

以上、詳細に説明したように、本実施形態の電極チップ２２０の交換保持装置１００は、溶接ガン２００の移動を利用して、溶接ガン２００から電極チップ２２０を取り外し、また、一旦取り外して保持した電極チップ２２０を溶接ガン２００に取り付けることができる。したがって、交換保持装置１００は、動作のための動力を備える必要が無い。

また、本実施形態の電極チップ２２０の交換保持装置１００は、溶接ガン２００から取り外した電極チップ２２０を保持することができる。したがって、一旦取り外した電極チップ２２０を溶接ガン２００に再度取り付けて使用することができる。

また、本実施形態の電極チップ２２０の交換保持装置１００は、逃げ部２１ｇ，２１ｈが形成されていることにより、長さに差のある電極チップ２２０であっても、溶接ガン２００に取り付けることができる。

なお、本発明に係る電極チップの交換保持装置は、上述した逃げ部を備えなくてもよい。つまり、例えば新品の電極チップ２２０のように、長さの差がない（一定の長さの）電極チップ２２０だけを取り付ける交換保持装置の場合は、上ピック板２１に逃げ部２１ｇ，２１ｈを形成しなくてもよい。

上ピック板２１に逃げ部２１ｇ，２１ｈを形成していない場合、保持した電極チップ２２０を溶接ガン２００に取り付ける際に、上側旋回アーム部４０の先端部が軸Ｃ１よりも低くなるように傾くと、上側旋回アーム部４０の先端部が軸Ｃ１よりも高くなるように傾いた場合と同様に、上ピック板２１と下ピック板２２との間に隙間が発生して、電極チップ２２０にシャンク２１０の小径部２１１の挿入代を十分に確保できない。

しかし、一定の長さの電極チップ２２０だけを取り付ける交換保持装置の場合は、上ピック板２１と下ピック板２２とが離れない状態、つまり上側旋回アーム部４０が水平姿勢の状態で、シャンク２１０の小径部２１１の挿入代が十分となるように、下ピック板２２の下面と電極チップ突き当て部５０の上面５１との間の長さを電極チップ２２０の長さに合わせて設定しておけばよい。

これにより、電極チップ２２０の先端が電極チップ突き当て部５０の上面５１に突き当たった状態で、上ピック板２１と下ピック板２２とが接しているため、ガンアームをさらに下降させて、シャンク２１０の小径部２１１の挿入代を十分に確保することができ、シャンク２１０と電極チップ２２０との結合力を十分なものとすることができる。

一方、本実施形態の交換保持装置１００は、上ピック板２１に逃げ部２１ｇ，２１ｈを形成しているため、保持した電極チップ２２０を溶接ガン２００に取り付ける際に上側旋回アーム部４０の先端部が軸Ｃ１よりも低くなるようにある程度傾いた状態においても、上ピック板２１と下ピック板２２とが接した状態を維持する。この結果、上側旋回アーム部４０の先端部が軸Ｃ１よりも低くなるようにある程度傾いた状態においても、電極チップ２２０にシャンク２１０の小径部２１１の挿入代を十分に確保することができる。

しかも、切り欠き２１ｃ，２１ｄに対する逃げ部２１ｇ，２１ｈの高さを調整することで、上ピック板２１と下ピック板２２とが接した状態を維持する上側旋回アーム部４０の傾きの程度を調整することができる。

溶接ガン２００のガンアームに固定されたシャンク２１０から取り外した電極チップ２２０は、それまでの使用状態に応じて摩耗の程度に個体差があり、長さにばらつきがある。このため、上側電極チップ保持部３０が保持している電極チップ２２０の先端が、電極チップ突き当て部５０の上面５１に突き当たるときの、上側旋回アーム部４０の傾きの程度にもばらつきが生じるが、再度使用する電極チップ２２０の長さの限度に応じて、逃げ部２１ｇ，２１ｈの高さを調整することにより、電極チップ２２０の長さのばらつきに拘わらず、電極チップ２２０を保持して、溶接ガン２００のガンアームに固定されたシャンク２１０に適切に取り付けることができる。

なお、本実施形態の電極チップ２２０の交換保持装置１００は、逃げ部２１ｇ，２１ｈを上ピック板２１に形成したが、下ピック板２２の、先端側のピン４３，４５の下方に対応する部分に、先端側のピン４３，４５が下ピック板２２に接触しないように、逃げ部２１ｇ，２１ｈと同様の、下方に拡張した空間である逃げ部を形成してもよい。

このように構成された交換保持装置１００は、上側旋回アーム部４０の先端側が軸Ｃ１よりも低く傾いたときに、先端側のピン４３，４５が、下ピック板２２に形成された逃げ部に退避し、先端側のピン４３，４５が下ピック板を下方に押圧しないため、上ピック板２１と下ピック板２２とが重ね合わされて接触した状態を維持することができる。したがって、このように構成された交換保持装置１００によっても、電極チップ２２０にシャンク２１０の小径部２１１の挿入代を十分に確保することができる。

なお、本実施形態では、上側電極チップ抜き部２０、上側電極チップ保持部３０、上側旋回アーム部４０、電極チップ突き当て部５０の上面５１、上コイルばね１５及び中間コイルばね１７について、構成の詳細な説明をするとともに、これらの構成により奏される、溶接ガン２００の下端に結合した電極チップ２２０を取り外し、保持し、再度取り付ける作用について説明した。

ここで、本実施形態の交換保持装置１００は、詳細に説明した上述の構成（ベース部１０、上側電極チップ抜き部２０、上側電極チップ保持部３０、上側旋回アーム部４０、電極チップ突き当て部５０、上コイルばね１５及び中間コイルばね１７）の他に、下側電極チップ抜き部６０、下側電極チップ保持部７０、下側旋回アーム部８０、電極チップ突き当て部５０の下面５２及び下コイルばね１６も、一体に備えているが、これらの構成及び作用についての詳細な説明は省略した。

これらの説明を省略した構成は、詳細に説明した上述の構成と、電極チップ突き当て部５０を挟んで上下対称に設けられ、上下対称の作用により、上端に電極チップが結合した下側の溶接ガン（図示せず）のガンアームに固定されたシャンクから電極チップを取り外し、保持し、再度取り付ける。

抵抗溶接用の溶接ガンは、上側のシャンク２１０と下側のシャンクとで一対を構成しているため、本実施形態の交換保持装置１００は、一対をなす上下のシャンクに対して、同時並行的に又は溶接ガンのガンアームの姿勢を変えることなく順次、電極チップの取り外し、保持及び取り付けを行うことができる。

なお、本実施形態の交換保持装置１００は、詳細に説明した、上側の溶接ガン２００のガンアームに対応した構成だけ備えたものであってもよい。すなわち、本発明に係る電極チップの交換保持装置は、交換保持装置１００において、下側電極チップ抜き部６０、下側電極チップ保持部７０、下側旋回アーム部８０及び下コイルばね１６を備えない構成であってもよい。

この場合、下板１２が電極チップ突き当て部５０を兼ねた構成とすることができる。

また、この場合、中間コイルばね１７は、下側電極チップ保持部７０を支えないため、上コイルばね１５と同じ弾性係数のものであってもよい。なお、下板１２が電極チップ突き当て部５０を兼ねた構成においては、中間コイルばね１７の下端は、下板１２の上面に接するように配置される。

本実施形態の交換保持装置１００は、電極チップ２２０の取り外し及び取り付けの作用の際に一直線状に移動するタイプの溶接ガン２００（いわゆるＣ型（Ｃタイプ）の溶接ガン）を対象とすることが好ましいが、必ずしも、そのようなタイプのものを対象とするものに限定されない。

なお、本実施形態の交換保持装置１００は、溶接ガン２００から取り外された電極チップ２２０は、上側電極チップ保持部３０や下側電極チップ保持部７０に保持された状態となるが、保持された電極チップ２２０を廃棄する場合は、溶接ガン２００の動作により、シャンク２１０の小径部２１１を、保持された電極チップ２２０に浅く挿入して引っ掛けた状態とし、その状態で、溶接ガン２００を前方に移動することで、電極チップ２２０を上側電極チップ保持部３０や下側電極チップ保持部７０から離脱させ、電極チップの取り外し装置と同様に電極チップ２２０を落下させればよい。

上述した実施形態の交換保持装置１００は、１つの中間コイルばね１７により、上側電極チップ抜き部２０を下方から支持するとともに、下側電極チップ抜き部６０を上方から支持した例であるが、中間コイルばね１７は１本に限定されるものではなく、２本以上に分割されていてもよい。

１４ ガイド棒
２０ 上側電極チップ抜き部
２１ 上ピック板
２２ 下ピック板
３０ 電極チップ保持部
４０ 上側旋回アーム部
５０ 電極チップ突き当て部
１００ 交換保持装置
２００ 溶接ガン
２１０ シャンク
２１２ 大径部の端面
２１３ 大径部
２２０ 電極チップ
２２２ 電極チップの端面

Claims (5)

1. 溶接ガンのガンアームに固定されたシャンクに嵌合した電極チップの端面と前記シャンクの大径部の端面との間に挿し入れられる、重ね合わされた２枚のピック板を有する電極チップ抜き部と、
   前記２枚のピック板の、重ね合わされた方向への移動を案内するガイド棒と、
   前記ガイド棒に沿って案内された前記２枚のピック板の前記ガイド棒に沿った位置に応じて、前記２枚のピック板の間隔を広げるピック板間隔拡大機構と、
   前記２枚のピック板のいずれか一方に設けられた、前記シャンクから引き抜かれた前記電極チップを保持する電極チップ保持部と、
   前記電極チップ保持部に保持された前記電極チップに前記シャンクを挿入する前記溶接ガンの動きにより、前記電極チップが突き当てられる、前記シャンクの挿入方向の前方に設けられた電極チップ突き当て部と、を備えた電極チップの交換保持装置。
2. 前記電極チップ保持部は、前記電極チップの外周部の外径よりも小さい寸法の切り欠きと、前記電極チップが前記切り欠きに挿入されることにより前記切り欠きの寸法を前記外周部の外径まで広げるように、前記切り欠きの外側を弾性変形させる弾性変形部と、を備えた請求項１に記載の電極チップの交換保持装置。
3. 前記ピック板間隔拡大機構は、
   前記２枚のピック板に亘って配置され、前記２枚のピック板とともに変位する２つのピンと、前記２枚のピック板の前記ガイド棒に沿った位置に応じて、前記２つのピンの間で高さ位置に差を生じさせるアーム部材と、を備え、
   前記２つのピンの高さ位置の差により、前記２枚のピック板の間隔を変化させる、請求項１又は２に記載の電極チップの交換保持装置。
4. 前記２枚のピック板の一方は、
   前記電極チップ保持部に保持された前記電極チップに前記シャンクを挿入する前記溶接ガンの動きにより、前記高さ位置の差が生じた前記２つのピンのうち一方のピンにより押圧されないように、前記一方のピンを退避させる逃げ部、を有する請求項３に記載の電極チップの交換保持装置。
5. 前記電極チップ突き当て部を挟んで前記ガイド棒の軸方向に沿った対称の配置で、前記電極チップ抜き部、前記ピック板間隔拡大機構及び前記電極チップ保持部を、それぞれ２つずつ備えた、請求項１から４のうちいずれか１項に記載の電極チップの交換保持装置。