JP7474611B2

JP7474611B2 - スポット溶接装置

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Publication number: JP7474611B2
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Inventors: 貴哉前川
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Publication date: 2024-04-25
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Description

本発明は、スポット溶接装置、特に、複数の厚板の外側に該厚板よりも薄い薄板が重ねられた接合部をスポット溶接するスポット溶接装置に関する。

複数の厚板の外側に薄板が重ねられた接合部（以下、高板厚比接合部ともいう）をスポット溶接装置の対向する２つの電極で加圧すると、剛性の小さい薄板の撓みによって板材相互間に隙間が生じ、これにより薄板と電極の接触面積に比して板材相互間の接触面積が小さくなる。その結果、厚板相互間の電流密度よりも薄板と厚板との間の電流密度が小さくなることから、薄板－厚板間の発熱量が小さくなり、両者の間に十分なサイズのナゲットが形成されず、溶接強度が小さくなる。

こうした問題を解決するために、本出願人は、下記特許文献１に記載されるスポット溶接装置を提案した。このスポット溶接装置は、薄板に当接される電極の隣接し且つ上記電極を挟んだ対向部位に加圧ピースを配置し、この加圧ピースをコ字状の揺動アームの一方の端部に取付け、その揺動アームを介して、加圧アクチュエータで加圧して加圧ピースを薄板に押し付ける。これにより、薄板の撓みが小さくなって板材相互間の接触面積が均一化され、全ての板材間の電流密度が均一化されて発熱量も均一化され、全ての板材間の溶接強度も一定となる。

特開２０１２－１９６７０３号公報

ところで、車両用パネルのスポット溶接に用いられるスポット溶接装置は、上記特許文献１にも記載されるように産業用ロボットに取付けられて用いられることが多い。この種の産業用ロボットは、マニプレータとも呼ばれ、人間の上肢に類した構造、即ち複数の関節とそれらの関節間を連結するリンクからなる可動部を有する。実際に、上記スポット溶接装置が取付けられた産業用ロボットは、複数の関節（軸ともいう）を回転させて車両用パネルの種々の高板厚比接合部をスポット溶接している。

こうした多様な箇所の高板厚比接合部を上記加圧ピースで加圧しながらスポット溶接するために、上記特許文献１に記載されるスポット溶接装置は、上記対向する２個一対の加圧ピースを電極の中心軸周りに回転させる回転装置を備えて構成される。この回転装置は、上記加圧ピースが一方の端部に取付けられたコ字状の揺動アームを端部を中心としてモータで回転して２個一対の加圧ピースを電極の中心軸周りに回転させる。しかしながら、この構造では、揺動アームそのものが端部を中心として回転されることから、その揺動アームが回転する領域を必要とし、この回転される揺動アームとワークである車両用パネルの板材（被溶接部材）とが干渉するおそれがある。被溶接部材と揺動アームが干渉してしまう場合には、高板厚比接合部を加圧ピースで加圧しながら、その高板厚比接合部をスポット溶接することが困難なことがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、被溶接部材との干渉を回避して種々の箇所の高板厚比接合部をスポット溶接することが可能なスポット溶接装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のスポット溶接装置は、
複数の厚板の外側に該厚板よりも薄い薄板が重ねられた接合部をスポット溶接するスポット溶接装置であって、中心軸が同軸で互いに対向する２つの電極、及び該２つの電極の少なくとも一方を他方に対して離接方向に駆動する駆動アクチュエータが備えられた溶接ガン本体と、該溶接ガン本体に設けられ、前記薄板に当接される電極に隣接し且つ前記電極の中心軸を挟んだ互いに対向する部位で該薄板と接触される加圧ピースを端部に有するアーム部材と、前記溶接ガン本体に設けられ、前記アーム部材を介して前記加圧ピースを前記薄板に押し付ける加圧アクチュエータと、を備えたスポット溶接装置において、
前記アーム部材は前記溶接ガン本体に固定され、前記加圧ピースは、前記アーム部材の延在方向先端部で前記電極の中心軸周りに回転可能に支持されると共に、前記加圧ピースを前記電極の中心軸周りに回転自在に保持する回転・保持機構が備えられ、前記回転・保持機構は、前記加圧ピースが取付けられ、前記電極の中心軸を中心とする円弧状の外周面を有し、該外周面の規定部位にノッチが設けられ、前記アーム部材の内部に該電極の中心軸周りに回転可能に配設された回転部材と、前記アーム部材の内部に配設され、規定の付勢力で前記回転部材のノッチに嵌入したり該ノッチから外れたりすることが可能なプランジャと、を備えて構成されることを特徴とする。

この構成によれば、アーム部材の延在方向先端部に回転自在に支持された加圧ピースを回転・保持機構によって電極の中心軸周りに回転自在に保持することができる一方、そのアーム部材は回転することなく、溶接ガン本体に固定されているので、アーム部材と被溶接部材との干渉が回避され、種々の箇所の高板厚比接合部を確実にスポット溶接することが可能となる。

更に、加圧ピースが端部に設けられるアーム部材の内部に回転部材とプランジャが配設され、このプランジャが回転部材の外周面に設けられたノッチに嵌入したりノッチから外れたりする。したがって、例えば、上記溶接ガン本体を産業用ロボットに取付けた場合に、この産業用ロボットが、上記加圧ピースを予め設定された当接部に当接させて回転部材を回転すると共に規定の回転角度でプランジャがノッチに嵌入するように制御すれば、加圧ピースを電極の中心軸周りに回転させた状態で保持することができる。その際、回転部材やプランジャはアーム部材の内部に配設されているので、それらがアーム部材から大きくはみ出すことがなく、被溶接部材と干渉することがない。

本発明の更なる構成では、前記溶接ガン本体が産業用ロボットに取付けられ、該産業用ロボットを制御する制御装置は、前記加圧ピースを予め設定された当接部に当接することで前記回転部材を回転させ、前記プランジャをノッチに嵌入させることで規定の回転角度で加圧ピースを保持するように産業用ロボットを制御することを特徴とする。

この構成によれば、産業用ロボットの動作により加圧ピースを電極の中心軸周りに回転させて且つ規定の回転角度で保持することができ、その際、加圧ピースを当接させる当接部があればよいので、構成を簡素化することができる。また、上記当接部を被溶接部材の一部とすれば、更に構成を簡素化することができる。

以上説明したように、本発明によれば、アーム部材の延在方向先端部に回転自在に支持された加圧ピースを回転・保持機構によって電極の中心軸周りに回転自在に保持することができる一方、そのアーム部材は溶接ガン本体に固定されているので、アーム部材と被溶接部材との干渉が回避され、種々の箇所の高板厚比接合部を確実にスポット溶接することが可能となる。

本発明のスポット溶接装置の一実施の形態を示す概略構成図である。図１のスポット溶接装置の主要部を示す斜視図である。図２のスポット溶接装置の回転・保持機構の詳細を示す断面図である。図３の回転・保持機構の作用の説明図である。図２のスポット溶接装置の使用方法の一例を示す説明図である。図２のスポット溶接装置の使用方法の他の例を示す説明図である。本発明のスポット溶接装置の他の実施の形態を示す回転・保持機構の三面図である。

以下に、本発明のスポット溶接装置の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、この実施の形態（第１の実施の形態）のスポット溶接装置の概略構成図であり、図１（Ａ）は左側面図、図１（Ｂ）は正面図である。また、図２は、図１のスポット溶接装置の主要部を示す斜視図である。この実施の形態のスポット溶接装置は、複数、例えば２枚の厚板の外側に薄板が重ねられた高板厚比接合部をスポット溶接するものである。このスポット溶接装置も、一般的なスポット溶接装置と同様に、中心軸が同軸で、互いに対向する２つの電極１、２で高板厚比接合部を押圧挟持し、その状態で電極１、２間に電流を通電する。押圧挟持される板材には、両者の接触部において接触抵抗が存在し、電極１、２間の通電によって接触抵抗部位にジュール熱が生じ、このジュール熱によって板材自体が溶融・凝固して溶接が行われる。この溶融・凝固部分は、一般にナゲットと呼ばれている。なお、高板厚比接合部の詳細については、上記特許文献１を参照されたい。

この実施の形態では、図１において上下に対向する２つの電極１、２のうち、図示下側の電極を固定側電極１とし、この固定側電極１に対し、図示上側の電極を離接方向に可動する可動側電極２とした。この可動側電極２は、駆動アクチュエータを構成する電極用モータ３によって固定側電極１に対して離接方向に駆動される。これら固定側電極１及び可動側電極２は、電極１、２間に挟持される板材に対して電流を通電するだけでなく、前述のように、それら板材を予め設定された加圧力で加圧する機能を併せ持つ。この電極１、２による板材の加圧力は、一般的に、通電溶接中、一定に維持される。この実施の形態では、例えば、可動側電極２を駆動する電極用モータ３のトルクを一定にすることで、板材への加圧力が一定になるように電極用モータ３の駆動力制御を行う、いわゆるサーボ制御が行われる。なお、この実施の形態では、上記高板厚比接合部のうち、薄板に可動側電極２が当接されるように構成されている。また、上記固定側電極１及び可動側電極２には、図示しない通電装置が接続されている。

これら固定側電極１及び可動側電極２、及び上記駆動アクチュエータを構成する電極用モータ３を備えたユニットが溶接ガン本体４であり、この実施の形態では、この溶接ガン本体４は、産業用ロボット５に取付けられている。スポット溶接装置の溶接ガン本体４を産業用ロボット５に取付けて用いることは、とりわけ車両用パネルの接合工程では広く一般的であり、多軸産業ロボット５の関節（軸）を多様に駆使して、種々の接合部のスポット溶接が行われる。産業用ロボット５の動作は、周知のように、ティーチングと呼ばれる教示又は教示作業によってプログラミングされる。このティーチングによるプログラミングは制御装置６内に記憶され、以降、産業用ロボット５はプログラミングされた通りの動作を繰り返して行う。

この溶接ガン本体４には、アーム部材７が取付けられ、その先端部に２個一対の加圧ピース１０が設けられている。アーム部材７は、図１で上下方向に伸長するロッド部材８と、そのロッド部材８の下端部に取付けられて図１（Ｂ）の左方に延伸する伸長部材９とを備えて構成され、ロッド部材８の上端部には、アーム部材７を介して加圧ピース１０を図１の下方、すなわち可動側電極２が当接される薄板に加圧する加圧アクチュエータとして加圧用モータ１１（図１（Ａ）参照）が連結されている。伸長部材９の突出先端部には、例えば図２に示すように、上記可動側電極２が挿通するための貫通穴１２（内周面の一部が開放）が形成されており、この貫通穴１２の周囲の対向する２カ所、すなわち直径方向に加圧ピース１０が１つずつ配設されている。この加圧ピース１０は、図の下方向きに突出するように設けられており、後述する回転・保持機構１３によって電極１、２、特に可動側電極２の中心軸周りに回転自在に支持され、規定の回転角度で停止・保持されるのであるが、加圧ピース１０自体の機能は、上記特許文献１にも記載されるように、高板厚比接合部の薄板を補助的に加圧して、固定側電極１及び可動側電極２による押圧挟持時の薄板の撓みを低減し、もって全ての板材間の電流密度を均一化して溶接強度を均一にするものである。なお、この実施の形態のアーム部材７は溶接ガン本体４に固定されている。

図３は、図２のスポット溶接装置の回転・保持機構１３の詳細を示す断面図、図４は、図３の回転・保持機構１３の作用の説明図である。このうち、図３（Ａ）は、この実施の形態の回転・保持機構１３の一部断面正面図、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＸ－Ｘ断面図である。また、図４は、図４（Ａ）、図４（Ｂ）共に、後述する蓋部材１４を外した状態の平面図である。個々の加圧ピース１０は、例えば肉厚の円筒体を円周方向に分割するようにして長手方向に切断した形状であるが、その上端部は、外径が小さく（小径部１０ａ）なっていて、外周面が段付きに形成されている。伸長部材９の突出先端部は、可動側電極２の中心軸の周りに凡そ円形にザグリ加工（図４の左方側の一部が開放）されている。このザグリ加工は、伸長部材９の突出方向先端部では、径が小さく且つ深さが大きく（小径ザグリ部１５）、先端部から遠ざかる部分では、径が大きく且つ深さが小さい（大径ザグリ部１６）、段付きに加工されている。この大径ザグリ部１６の部分が、大径ザグリ部１６の深さと同じ厚さの蓋部材１４で覆われている。なお、以下では、大径ザグリ部１６の底面から小径ザグリ部１５の底面までの深さを小径ザグリ部１５の深さとする。また、小径ザグリ部１５の中心部では、上記段付き形状の加圧ピース１０の小径部１０ａが通せる大きさまで、上記可動側電極２を挿通する貫通穴１２が拡径されている。

上記小径ザグリ部１５の内部には、この小径ザグリ部１５とほぼ同じ形状の回転部材１８が収納されている。すなわち、この回転部材１８は、外周面が凡そ円形（一部が切除されている）の板部材であり、その厚さは小径ザグリ部１５の深さと同等である。また、この回転部材１８の中央部には、上記可動側電極２が挿通される挿通穴１８ａが形成されている。この回転部材１８の外周面には、矩形のノッチ（窪み）１９が等間隔に形成されており、この実施の形態では、ノッチ１９が周方向に連続するように形成されている。一方、小径ザグリ部１５の伸長部材突出先端部から最も遠い部分には、この小径ザグリ部１５に連続する溝部１７が大径ザグリ部１６の底面に形成されている。そして、この溝部１７のうち、小径ザグリ部１５に近い部分にはプランジャ２０が収納され、溝部１７奥方にはスプリング２１が内装されている。プランジャ２０は、溝部１７から小径ザグリ部１５側に少し突出するように配置され、その突出先端部は半球形状に形成されている。したがって、プランジャ２０はスプリング２１の付勢力によって回転部材１８のノッチ１９に嵌入される。一方、例えば、加圧ピース１０を介して回転部材１８に周方向への回転力が作用すると、プランジャ２０はスプリング２１の付勢力に抗してノッチ１９から外れる。したがって、この回転・保持機構１３は、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すように、加圧ピース１０を介して回転部材１８に回転力が作用すると、回転部材１８のノッチ１９からプランジャ２０が外れて回転部材１８及び加圧ピース１０が回転可能となるが、加圧ピース１０を介した回転部材１８への回転力が作用しない、又はその回転力が停止した状態では、回転部材１８のノッチ１９にプランジャ２０が嵌入して所定の回転角度で回転部材１８及び加圧ピース１０が停止する。なお、この実施の形態では、加圧ピース１０を介して上記回転部材１８を回転させると、図４（Ｂ）に示すように、その一部がアーム部材７の伸長部材９の伸長方向先端部から少しだけ突き出す。

図５は、図２のスポット溶接装置の使用方法の一例を示す説明図である。この例は、例えば、車両のセンターピラーにおけるパネルの高板厚比接合部をスポット溶接するものであり、例えば、図中の符号Ｊが該当する高板厚比接合部である。この例では、この高板厚比接合部Ｊのスポット溶接時、溶接ガン本体４が被溶接部材である車両用パネルと干渉することから、高板厚比接合部Ｊの板材縁部Ｅに対して上記アーム部材７の伸長部材９の伸長方向を斜めにした状態で接近させる必要がある。図５（Ａ）は、図４（Ａ）と同様に、加圧ピース１０の端面が伸長部材９の突出側先端面と同じ向きで、いわゆる面一状態になっているが、このままでは２個一対の加圧ピース１０を高板厚比接合部Ｊに同程度に当接することができず、結果として薄板を２個一対の加圧ピース１０で同等に加圧することが困難である。

そこで、当該高板厚比接合部Ｊのスポット溶接の前に、例えば、事前に産業用ロボット５をティーチングして、図５（Ｂ）のように、当該高板厚比接合部Ｊの板材縁部Ｅに２個一対の加圧ピース１０の端面を電極中心軸直交方向から押し付け、これにより２個一対の加圧ピース１０を回転部材１８ごと回転させる（図４（Ｂ）参照）。車両用パネルのスポット溶接箇所は、多くの場合、板材の縁部にあり、２個一対の加圧ピース１０を高板厚比接合部Ｊの板材縁部Ｅに当接させて押し付けると、２個一対の加圧ピース１０は高板厚比接合部Ｊの延伸方向と平行な方向に並ぶ。したがって、産業用ロボット５による２個一対の加圧ピース１０の板材縁部Ｅへの押し付けを解除すると、それら２個一対の加圧ピース１０は高板厚比接合部Ｊの延伸方向に並んだ状態で上記プランジャ２０が回転部材１８の外周面のノッチ１９に嵌入し、加圧ピース１０は、その回転角度の状態に保持される。

このステップを経て、産業ロボット５は、再び固定側電極１及び可動側電極２を当該高板厚比接合部Ｊに接近し、例えば、図５（Ｃ）に示すように、事前に加圧ピース１０を薄板に押し付けて加圧し、その後に、固定側電極１と可動側電極２で高板厚比接合部を押圧挟持し、然る後に、固定側電極１及び可動側電極２間に通電してスポット溶接を行う。その際、高板厚比接合部Ｊの延伸方向に並ぶ２個一対の加圧ピース１０により、薄板は、可動側電極２の当接位置を挟んだ対向位置で同等に加圧され、薄板に生じる撓みが適正に低減されることから、各板材間の溶接強度を均一化して高板厚比接合部Ｊを適正にスポット溶接することができる。

図６は、図２のスポット溶接装置の使用方法の他の例を示す説明図である。上記図５の使用例では、加圧ピース１０を回転させるために高板厚比接合部の板材縁部Ｅに押し付けたので、その押し付け対象となる当接部は高板厚比接合部の板材縁部Ｅで構成されたが、図６の使用例は、これとは個別の当接部を設定したものである。この当接部は、上記２個一対の加圧ピース１０の間隔に合わせた２個一対の平行な棒状の突き当て部２２を有する二股部材２３からなり、この二股部材２３の基部が棒状体２４の上端部に上記突き当て部２２が略水平に伸長するように取付けられている。例えば、図５（Ｃ）から推察されるように、高板厚比接合部における２個一対の加圧ピース１０の適正な並びの方向、すなわち上記高板厚比接合部の延伸方向は予め分かっており、同時に、この高板厚比接合部に接近する際の伸長部材９の向きも分かっているので、伸長部材９の向きに対する２個一対の加圧ピース１０の相対的な並び方向を予め求めることができる。

図６（Ａ）は、図５（Ａ）、図４（Ａ）と同様に、加圧ピース１０の端面が伸長部材９の突出側先端面と同じ向きで、いわゆる面一になっており、この状態では、伸長部材９の向き（伸長方向）に対する２個一対の加圧ピース１０の並び方向は直角である。例えば、この状態で図６（Ａ）のように、２個一対の加圧ピース１０を２個一対の突き当て部２２に電極中心軸直交方向から同時に当接し、その状態で産業用ロボット５を動作させて伸長部材９の向きを変え、図６（Ｂ）に示すように、上記伸長部材９の向き（伸長方向）に対し、上記高板厚比接合部の延伸方向に応じた２個一対の加圧ピース１０の相対的な並び方向を達成させるティーチングを行う。この動作を、該当する高板厚比接合部のスポット溶接の前に行うようにプログラミングすることで、高板厚比接合部の延伸方向に合わせた２個一対の加圧ピース１０の並び方向が達成される。したがって、その状態で高板厚比接合部をスポット溶接すれば、高板厚比接合部の延伸方向に並ぶ２個一対の加圧ピース１０により、薄板は、可動側電極２の当接位置を挟んだ対向位置で同等に加圧され、薄板に生じる撓みが適正に低減されることから、各板材間の溶接強度を均一化して高板厚比接合部を適正にスポット溶接することができる。

以上より理解されるように、この実施の形態のスポット溶接装置では、回転・保持機構１３を構成する回転部材１８やプランジャ２０が加圧ピース１０を支持するアーム部材７（伸長部材９）の内部に配設されており、上記のように、回転・保持機構１３を動作させても、それらがアーム部材７から大きくはみ出さない。したがって、回転・保持機構１３が被溶接部材である車両用パネルの板材と干渉することがなく、車両用パネルのあらゆる箇所の高板厚比接合部を確実にスポット溶接することができる。もちろん、従来の揺動アームと異なり、この実施の形態のアーム部材７は溶接ガン本体４に固定されているので、このアーム部材７が被溶接部材の板材と干渉することもない。

このように、この実施の形態のスポット溶接装置では、アーム部材７の延在方向先端部に回転自在に支持された加圧ピース１０を回転・保持機構１３によって電極１、２の中心軸周りに回転自在に保持することができる一方、そのアーム部材７は回転されることなく溶接ガン本体４に固定されているので、アーム部材７と被溶接部材との干渉が回避され、種々の箇所の高板厚比接合部を確実にスポット溶接することが可能となる。

また、加圧ピース１０が端部に設けられるアーム部材７の内部に回転部材１８とプランジャ２０が配設され、このプランジャ２０が回転部材１８の外周面に設けられたノッチ１９に嵌入したりノッチ１９から外れたりする。したがって、溶接ガン本体４を産業用ロボット５に取付け、この産業用ロボット５が、上記加圧ピース１０を予め設定された板材縁部Ｅや突き当て部２２のような当接部に当接させて回転部材１８を回転すると共に規定の回転角度でプランジャ２０が回転部材１８のノッチ１９に嵌入するように制御すれば、加圧ピース１０を電極１、２の中心軸周りに回転させて且つ規定の回転角度で保持することができる。その際、回転部材１８やプランジャ２０はアーム部材７の内部に配設されているので、それらがアーム部材７から大きくはみ出すことがなく、被溶接部材と干渉することがない。

また、産業用ロボット５の動作により、加圧ピース１０を電極１、２の中心軸周りに回転させて且つ規定の回転角度で保持することができ、その際、加圧ピース１０を当接させる板材縁部Ｅや突き当て部２２のような当接部があればよいので、構成を簡素化することができる。また、上記当接部を車両用パネルの板材の一部とすれば、更に構成を簡素化することができる。

次に、本発明のスポット溶接装置の第２の実施の形態について、図７を用いて説明する。この実施の形態のスポット溶接装置の概略構成は、上記第１の実施の形態の図１、図２に示す構成と同じであるので、その詳細な説明を省略する。この実施の形態では、上記加圧ピース１０を回転可能とし且つ規定の回転角度で停止する回転・保持機構１３が異なる。図７（Ａ）は、後述する蓋部材１４を外した状態の平面図、図７（Ｂ）は、この実施の形態の回転・保持機構１３を示す一部断面正面図である。この実施の形態でも、上記第１の実施の形態と同様に、アーム部材７を構成する伸長部材９の突出先端部の内部には、中央部に可動側電極２が挿通される挿通穴１８ａが形成された凡そ円板型の回転部材１８が内装されており、この回転部材１８の図示下方側に加圧ピース１０が連設されている。この実施の形態の回転部材１８には、その外周部において、図７（Ｂ）の上面に傘歯車の歯（不図示）が設けられている。

一方、上記伸長部材９の伸長方向基端部に上向きに延設されている上記ロッド部材８（アーム部材７）の内部には、回転軸２５ａが下向きになるように回転・停止用モータ２５が内装されている。この回転・停止用モータ２５の回転軸２５ａには、駆動歯車軸２６が連結されており、この駆動用歯車軸２６の伸長部材９内における下端部に駆動傘歯車２７が取付けられている。更に、伸長部材９の内部には、図７（Ｂ）の右端部に従動傘歯車２８が取付けられ、且つ左端部に作動傘歯車２９が取付けられた作動歯車軸３０が回転自在に収納されており、従動傘歯車２８は駆動傘歯車２７と、作動傘歯車２９は上記回転部材１８の傘歯車の歯と、それぞれ噛合している。これら傘歯車による歯車機構（動力伝達機構）３１を内装した状態で、支持部材の上面は蓋部材１４で覆われている。なお、上記傘歯車の歯は、すぐばでも、まがりばでもよい。

したがって、回転・停止用モータ２５を回転すると、その回転駆動力が傘歯車群からなる歯車機構３１を介して回転部材１８に伝導され、上記第１の実施の形態と同様に、回転部材１８が可動側電極２の中心軸周りに回転される。この回転部材１８の下方には加圧ピース１０が連結されているので、回転・停止用モータ２５の回転駆動力によって回転部材１８を回転すると加圧ピース１０が可動側電極２の中心軸周りに回転される。また、回転・停止用モータ２５を停止すると、加圧ピース１０は規定の回転角度で停止される。したがって、例えば、上記回転・停止用モータ２５をサーボモータとすることで、例えば、上記伸長部材９の向き（伸長方向）に対する２個一対の加圧ピース１０の並び方向を回転させて調整することができる。その結果、上記第１の実施の形態と同様に、２個一対の加圧ピース１０の並び方向を高板厚比接合部の延伸方向に合わせることができ、これにより高板厚比接合部をスポット溶接することができる。その際、回転・保持機構１３を構成する回転部材１８や歯車機構３１、回転・停止用モータ２５がアーム部材７（伸長部材９及びロッド部材８）の内部に配設されており、上記のように、回転・保持機構１３を動作させても、それらがアーム部材７から大きくはみ出さない。したがって、回転・保持機構１３が被溶接部材である車両用パネルの板材と干渉することがなく、車両用パネルのあらゆる箇所の高板厚比接合部を確実にスポット溶接することができる。なお、上記回転・停止用モータ２５のサーボ制御は、上記産業用ロボット５の制御装置６で実行することができる。もちろん、この実施の形態でも、アーム部材７は溶接ガン本体４に固定されているので、そのアーム部材７が被溶接部材である板材に緩衝することがない。

このように、この実施の形態のスポット溶接装置では、上記第１の実施の形態に加えて、加圧ピース１０が端部に設けられるアーム部材７の内部に回転部材１８が配設され、この回転部材１８が回転・停止用モータ２５の回転駆動力により歯車機構３１を介して回転された状態で加圧ピース１０が規定の回転角度で保持される。その際、回転部材１８はアーム部材７の内部に配設され、回転・停止用モータ２５や歯車機構３１はアーム部材７に設けられているので、回転部材１８や回転・停止用モータ２５、歯車機構３１がアーム部材７から大きくはみ出すことがなく、被溶接部材との干渉が回避される。

以上、実施の形態に係るスポット溶接装置について説明したが、本件発明は、上記実施の形態で述べた構成に限定されるものではなく、本件発明の要旨の範囲内で種々変更が可能である。例えば、上記第２の実施の形態では、加圧ピース１０が取付けられた板状の回転部材１８の外周部に傘歯車の歯を形成し、アーム部材７を構成するロッド部材８に回転・停止用モータ２５を内装し、このロッド部材８に連設されて加圧ピース１０を保持する伸長部材９内に傘歯車機構３１を内装する構成としたが、回転・停止用モータ２５の回転駆動力で加圧ピース１０が取付けられた回転部材１８を回転する歯車機構３１は、これに限定されない。例えば、図７（Ｂ）において回転軸２５ａが下向きになるようにして伸長部材９の上面に回転・停止用モータ２５を取付け、回転部材１８の外周面に平歯車又ははすば歯車の歯を形成し、上記回転・停止用モータ２５の回転軸２５ａに取付けたピニオンの歯と上記回転部材１８の外周面の歯を噛合して歯車機構３１としてもよい。

また、上記実施の形態では、動力伝達機構３１として歯車機構を用いたが、回転・停止用モータ２５の回転駆動力を回転部材１６に伝達する動力伝達機構としては、例えばベルト・プーリなどの周知の動力伝達機構を適用することができる。

１固定側電極
２可動側電極
３電極用モータ（駆動アクチュエータ）
４溶接ガン本体
５産業用ロボット
６制御装置
７アーム部材
８ロッド部材（アーム部材）
９伸長部材（アーム部材）
１０加圧ピース
１１加圧用モータ（加圧アクチュエータ）
１３回転・保持機構
１６回転部材
１９ノッチ
２０プランジャ
２２突き当て部（当接部）
２５回転・停止用モータ（モータ）
３１歯車機構（動力伝達機構）
Ｅ板材縁部（当接部）

Claims

複数の厚板の外側に該厚板よりも薄い薄板が重ねられた接合部をスポット溶接するスポット溶接装置であって、
中心軸が同軸で互いに対向する２つの電極、及び該２つの電極の少なくとも一方を他方に対して離接方向に駆動する駆動アクチュエータが備えられた溶接ガン本体と、
該溶接ガン本体に設けられ、前記薄板に当接される電極に隣接し且つ前記電極の中心軸を挟んだ互いに対向する部位で該薄板と接触される加圧ピースを端部に有するアーム部材と、
前記溶接ガン本体に設けられ、前記アーム部材を介して前記加圧ピースを前記薄板に押し付ける加圧アクチュエータと、を備えたスポット溶接装置において、
前記アーム部材は前記溶接ガン本体に固定され、前記加圧ピースは、前記アーム部材の延在方向先端部で前記電極の中心軸周りに回転可能に支持されると共に、
前記加圧ピースを前記電極の中心軸周りに回転自在に保持する回転・保持機構が備えられ、
前記回転・保持機構は、
前記加圧ピースが取付けられ、前記電極の中心軸を中心とする円弧状の外周面を有し、該外周面の規定部位にノッチが設けられ、前記アーム部材の内部に該電極の中心軸周りに回転可能に配設された回転部材と、
前記アーム部材の内部に配設され、規定の付勢力で前記回転部材のノッチに嵌入したり該ノッチから外れたりすることが可能なプランジャと、を備えて構成されることを特徴とするスポット溶接装置。
前記溶接ガン本体が産業用ロボットに取付けられ、該産業用ロボットを制御する制御装置は、前記加圧ピースを予め設定された当接部に当接することで前記回転部材を回転させ、前記プランジャをノッチに嵌入させることで規定の回転角度で加圧ピースを保持するように産業用ロボットを制御することを特徴とする請求項1に記載のスポット溶接装置。