JPH0775783B2 - スポット溶接用トング - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、一対のスポット溶接用
トングに関するものである。 【０００２】 【従来の技術】スポット溶接用トングは、既に公知であ
り、手動で用いられたり、または機械に組み込まれて使
用されるほか、今日ではしばしば溶接ロボットと呼ばれ
るロボットに組み込まれて使用されている。こうしたト
ングは、自動車産業においてよく用いられており、溶接
ガンとも呼ばれている。 【０００３】これらの溶接用トングは、関節を持つ少な
くとも一つの関節アームを有している。一般的には、ス
ポット溶接用トングは、関節を介して相互に屈曲可能な
二つの関節アームで構成され、各関節アームには電極が
設けられる。これらの溶接用トングは一般的に、互いに
関節運動する二つのアームを具備し、各アームは電極を
担持する。この場合、一方の関節アームは、通常揺動溶
接アームと呼ばれる。 【０００４】二つのアームを持つスポット溶接用トング
は、その作動機構により手動ガン、機械式ガン、ロボッ
トガンと呼ばれる。電極は電流源に接続される。制御機
構は、二つのアームを相対的に回動させてそれぞれの電
極を近接して対向させ、溶接を行う部分の両側に接触さ
せる。これらのアームに変圧器が設けられているか否か
に応じて、これらのアームは変圧器付きまたは変圧器無
しのアームと呼ばれる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】これらの一対のトング
が所望の動作を行うために、電極は、離間した状態にお
いて相互に絶縁されていなければならない。この点に関
して、従来技術においては、アーム相互間を、アーム間
を回動可能に枢支する枢支ピンの部分で絶縁するように
構成されている。この構成においては、相対的に運動す
る二つの部分間にワッシャと絶縁筒を介装して絶縁を行
うため、この絶縁部に機械的な摩耗が生じる。電気的に
良好な絶縁性能を有する今日の材料は、一般に機械強度
が小さく、このため比較的短時間に摩耗する。 【０００６】スポット溶接用トングの場合、こうした摩
耗は保守作業を必要とし、これによって溶接作業の作業
条件を制限するので、保守及び操業コストが上昇する問
題がある。そこで、本発明の目的は、例えば絶縁要素の
変更等により、保守の必要を生じることなく長期間使用
することのできる一対のスポット溶接用トングを提供す
ることにある。 【０００７】さらに、従来においては、種々の使用条件
に適合させるために多数のモデルの溶接用トングを準備
する必要があった。これらの使用条件は、手動式、空気
圧式、油圧式、電気式（手動ガン、機械式ガン、ロボッ
トガン或いは変圧器付き、変圧器無し）等のトングの駆
動方法や、アームの長さ、溶接時に負荷されるトルクの
大きさ等に応じて変化する。これらの後半のパラメータ
は溶接すべき部品のタイプに依存する。そこで、本発明
の第二の目的は、選択された駆動モード及び溶接を行う
部品のタイプに応じて構造を変化させることが出来る一
対のスポット溶接用トングを提供することにある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明によれば、二つの支持部材で構成される関節
機構と、支持部材によって夫々担持される二つの交換可
能なアームとを具備し、各アームは前方部分と後方部分
とを有し、更に、各アームの前方部分に夫々固定された
二つの電極を具備する一対のスポット溶接用トングが提
供される。 【０００９】本発明によれば、一方の支持部材はそれぞ
れに通孔が形成された二つの側壁を有する雌型支持部材
であり、他方の支持部材は通孔が形成された中央壁を有
する雄型支持部材であり、雌型支持部材の通孔と雄型支
持部材の通孔とに挿通するピンにより、雄型支持部材が
雌型支持部材に対して関節運動可能とされており、この
ピンは、雄型支持部材の両側に配置され且つ雄型支持部
材を雌型支持部材から分離する二つのプレートを担持
し、支持部材がアルミニウムからなると共に硬質陽極酸
化処理を施され、プレートは両支持部材が相対摺動しや
すくさせるようにした一対のスポット溶接用トングが提
供される。 【００１０】本発明の好ましい実施例によれば、各支持
部材は、二つの側壁と底部とを有するフォーク状部を備
え、両側壁には開口が形成されており、各アームはその
後方部分に開口が形成されるとともに、この後方部分は
対応する支持部材のフォーク状部の底部上に担持される
形状に形成され、フォーク状部の側壁の開口とアームの
後方部分の開口とに挿通するピンによりアームの後方部
分が、対応する支持部材のフォーク状部の底部上に相対
運動しないように一体的に固定される。 【００１１】さらに本発明の好ましい実施例によれば、
支持部材の枢支ピンにより支持されたプレートは、乾式
摺動(dry sliding）を可能とする摺動材（ｌｉｎｉｎ
ｇ）からなり、この摺動材は、フルオロカーボン繊維
(fluorocarbonated fiber) を基材とするコーティング
層によって被覆された金属製支持板から構成されること
が好ましい。 【００１２】 【実施例】以下添付図面を参照しながら本発明をより詳
細に説明する。一対の溶接用トングは、雄型支持部材１
と雌型支持部材２とを具備し、この雄型支持部材１と雌
型支持部材２とは相互に関節式に連結されている。支持
部材１は上側アーム３を担持する。この上側アーム３
は、その後方部分３ａで支持部材１に連結されるととも
に、その前方部分３ｂに電極ホルダ４が取り付けられ
る。 【００１３】同様に、下側アーム５は、その後方部分５
ａで支持部材２に連結されるとともに、その前方部分５
ｂに電極ホルダ６が取り付けられる。雄型支持部材１は
中央壁７を有し、この中央壁７には通孔８が形成されて
いる。雌型支持部材２は二つの側壁９、１０を有し、こ
れらの側壁９、１０には通孔１１、１２が夫々形成され
ている。 【００１４】雄型支持部材１の中央壁７は、雌型支持部
材２の両側壁９、１０間に嵌合される。ピン１３は、通
孔８、１１、１２を通って、雌型支持部材２と雄型支持
部材１とに挿通して、雄型支持部材１を雌型支持部材２
に対して関節運動可能としている。このピン１３は、以
下において枢支ピンと呼ぶ。 【００１５】各支持部材１、２は、それぞれの枢支ピン
１３による枢支部の反対側にフォーク状部１４、１５を
有し、これらのフォーク状部１４、１５に上側及び下側
アーム３、５の後方部分３ａ、５ａが受容される。後方
部分３ａ及び５ａ、特に枢支ピン１３側を向く端面１
６、１７は、それぞれが連結されるフォーク状部１４、
１５の底部１８、１９上に担持される形状に形成されて
いる。 【００１６】フォーク状部１４、１５の側壁２０ー２３
には、通孔２４ー２７が形成されており、一方上側及び
下側アーム３、５の後方部分３ａ、５ａにはフォーク状
部１４、１５の側壁に形成された通孔２４ー２７と相互
に係合する通孔２８、２９が形成されている。アーム３
の後方部分３ａはフォーク状部１４内に係合する。ピン
３０が、このフォーク状部１４とアーム３とに通孔２
４、２５、２８を通って挿通されて、アーム３を支持部
材１に固定する。このとき、フォーク状部１４の底部１
８上に担持される後方部分３ａの端面１６により、アー
ム３は支持部材１に対して移動できないよう剛固に固定
される。 【００１７】同様にアーム５は支持部材２に固定され
る。アーム５の後方部分５ａはフォーク状部１５内に係
合する。ピン３１は、通孔２６、２７、２９を通って支
持部材２及びアーム５を横断して挿通される。このと
き、端面１７はフォーク状部１５の底部１９上に担持さ
れる。アーム３、５は支持部材１、２より電気的に絶縁
される。このために、フォーク状部１４、１５の内側に
はアーム３、５の後方部分３ａ、５ａの両側に絶縁板３
２ー３５が介装されている。さらに、ピン３０、３１は
絶縁スリーブ３６、３７によってアーム３、５及び支持
部材１、２より絶縁されている。 【００１８】ここで、上述したようにアーム３、５はそ
れぞれ対応する支持部材１、２に固定されているので、
絶縁要素３２ー３７には摩擦力が作用することがなく、
従って早期に摩耗するといった問題は生じないことにな
る。本発明の重要な特徴によれば、支持部材１、２はア
ルミニウムで形成され、硬質陽極酸化処理が施される。
この処理自体は公知である。この処理は、硫酸処理また
は硫黄しゅう酸処理によって行われる。この処理は、４
０乃至１５０ミクロンの厚さの層に施される。この種の
処理は、例えば登録商標”ＳＡＮＦＯＲ”及び”ＤＵＲ
ＫＡＬＵ”として知られている。この方法で処理するこ
とにより、支持部材１、２は、高い耐摩耗性が与えられ
るとともに、相互に絶縁される。 【００１９】カラー３８は雄型支持部材１の通孔８内に
圧入固定される。枢支ピン１３はこのカラー３８に挿通
する。支持部材２の側壁９、１０間に形成された収容部
に配置される支持部材１の中央壁７の両側には、支持部
材１、２の相互摺動を円滑とするためにプレート３９、
４０が配置される。より正確には、これらのプレート３
９、４０は、中央壁７の側壁９、１０に対する円滑な摺
動を可能とする。 【００２０】これらのプレート３９、４０は、好ましく
は乾式摺動(dry sliding) を可能とする摺動材（ｌｉｎ
ｉｎｇ）で構成される。これらの摺動材は、フルオロカ
ーボン繊維 (fluorocarbonated fiber) を基材とするコ
ーティング層によって被覆された金属支持板から構成さ
れる。こうしたプレートは周知であり、”ＰＹＤＡＮ
Ｅ”の名称で市販されている。カラー３８及びピン１３
は好ましくは処理された鋼で形成される。 【００２１】この構成は、本発明の非常に重要な特徴を
達成する。即ち、ピン１３を中心として支持部材１を支
持部材２に対して回動可能とする関節が構成され、摩擦
応力が負荷される摩擦係合部には、絶縁材料で形成され
た摩耗性の要素が使用されていない。これによって、本
発明における関節構造は、保守作業の必要なく長期間に
亘って困難な条件下で使用することが可能となる。アー
ム３、５を支持部材１、２で構成する関節構造によって
連結することにより、アームの変更及び調整が可能とな
る。従って、同一の支持部材１、２で構成する関節構造
に対して使用する用途に応じて種々のタイプのアーム
３、５を取り付けることが可能となる。これらのアーム
３、５は、アルミニウムまたは銅で形成される。 【００２２】一対の溶接用トングは、その全体を参照符
号４１によって表わされる制御機構によって制御され
る。この制御機構４１は、二つの脚４２、４３とヘッド
４４とを具備する。ヘッド４４は、雄型支持部材１の後
部に設けられたフォーク状部４５により雄型支持部材１
に連結されている。このフォーク状部４５の側部には通
孔４６、４７が形成され、一方ヘッド４４には通孔４８
が形成される。ヘッド４４は雄型支持部材１のフォーク
状部４５内に係合する。フォーク状部４５内に係合した
ヘッド４４はピン４９によって支持部材１上に回転可能
に連結される。 【００２３】支持部材２の後方部分には横方向スロット
５０、５１が形成されている。これらのスロット５０、
５１内に制御機構４１の脚４２、４３が係合される。こ
れにより、支持部材２は制御機構４１に対して回転不能
に固定される。手動操作、空気圧操作、電気的操作、ま
たは油圧操作によって、ヘッド４４を脚４２、４３に対
して変位させることができ、これにより支持部材１が支
持部材２に対して回転せしめられる。その結果、アーム
３、５が相対的に移動する。 【００２４】一対の溶接用トングの動作は、溶接する部
材をクランプする間、一対の溶接用トングを自由に位置
させることにより、最適にすることが出来る。このセル
フセンタリングは、一対のトングを懸架すると同時にこ
の一対のトングを枢支ピン１３に対して回転可能に保持
する装置を使用することにより達成される。この機能を
可能とするために、ピン１３は中空に形成され、中実の
鋼製ピン５３がこの枢支ピン１３内に受容される。この
ピン５３は、雌型支持部材２の両側にそれぞれ配設され
るとともにスペーサ５６によって連結された二つのプレ
ート５４、５５に連結されている。プレート５５は、一
対のトングの固定された取付点を形成する懸架部材５７
上に剛固に固定されている。この構成により、枢支ピン
１３はピン５３に対して回転可能となり、この枢支ピン
１３により、一対のトング全体がピン５３回りに回転す
ることが可能ならしめられる。このように、懸架部材５
７とプレート５４、５５と中実ピン５３とは固定されて
おり、中空の枢支ピン１３はカラー３８内で回転可能と
なっている。 一方のアーム３または５がクランプされる
べき一方の部品上に位置決めされ且つ制御機構４１が作
動されたとき、この一方のアーム３または５が所定の位
置に保たれつつ他方のアーム５または３が、クランプさ
れるべき他方の部品に到達するように移動されるよう
に、雄型支持部材１と雌型支持部材２間の関節運動がな
されることが中空の枢支ピン１３によって確保される。
斯くして一対の溶接用トングのセルフセンタリング作用
が達成される。 【００２５】電極５８、５９は、それぞれ電極チップ６
０、６１及び延長部材６２、６３で構成されている。こ
の延長部材６２、６３の形状は、一対のトングを使用し
て行う溶接の形式に応じて変化される。図１に示す実施
例において、下側の延長部材６２は、折り曲げられた形
状に形成され、上側の延長部材６３は直線状に形成され
ている。これらの延長部材６２、６３はクランプ６４、
６５により電極ホルダ４、６に固定される。この一対の
トングへの電力供給は、端子板６６、６７をネジ止めさ
れたアーム３、５を介して行われる。 【００２６】アーム３、５は、好ましくは液体を循環さ
せる装置に接続された通路を有し、確実に一対のトング
が冷却出来るようにする。一対のスポット溶接用トング
には、一般的に５乃至８ボルトで８，０００乃至１５，
０００アンペアの電力が供給される。アーム間に加わる
トルクは一般的に８００乃至３，０００Ｎ・ｍ（ニュー
トン・メートル）である。 【００２７】上述した、本発明による一対のスポット溶
接用トングは、非常に丈夫であり、非常に保守の必要の
少ないものとなる。さらに、この一対のスポット溶接用
トングはモジュール構造をなし、同一の関節機構に対し
て種々の寸法および特性を有するアームの取付が可能と
なる。従って、同一の関節機構を使用して、手動、機械
式、ロボット等の種々のタイプの溶接ガンとして使用す
ることが可能となる。また、本発明のトングは、変圧器
を有するもの、有しないものの双方に使用することが可
能となる。勿論、全ての要求に答えるためには、いくつ
かの寸法の関節機構は必要となるが、本発明によれば三
つの関節機構によってすべての要求に答えることが可能
となる。なお、同一の関節機構を手動式、空気圧式、油
圧式、電気式等の駆動機構により作動させることができ
る。本発明によれば、スポット溶接用トングにおいて、
一対のアームの開閉動作をもたらすために互いに相対運
動する摺動部と、一対のアーム間の電気的絶縁を達成す
るための電気絶縁部とを互いに分離して設けるようにし
ている。即ち、互いに相対運動する雄型支持部材と雌型
支持部材との間の摺動部に、優れた摺動特性と優れた耐
摩耗特性とを有する二つのプレートを配置し、これらの
プレートにより、雄型支持部材と雌型支持部材間の円滑
でかつ耐久性のある相対運動（摺動運動）を得ることが
できるようにしている。一方、電気絶縁部は、互いに相
対運動せずに一体的に動く箇所、即ち各アームの後方部
分と対応する支持部材のフォーク状部との間に、優れた
電気絶縁性を有する電気絶縁部材を挟むことによって形
成される。このように互いに相対運動せずに一体的に動
く箇所に電気絶縁部を設けているので、電気絶縁部材が
アームの開閉動作中に摩擦作用による摩耗を受けること
が防止され、従って一対のアーム間の良好な電気的絶縁
特性を半永久的に維持することができる。斯くして本発
明によれば、スポット溶接用トングにおける円滑でかつ
耐摩耗性に優れた摺動特性と、耐久性に優れた良好な電
気的絶縁特性とを得ることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明による一対の溶接用トングの実施例の分
解斜視図である。 【図２】本発明による一対の溶接用トングの実施例の側
面図である。 【図３】本発明による一対の溶接用トングの実施例の背
面図である。 【図４】本発明による一対の溶接用トングの関節機構お
よび制御装置の斜視図である。 【符号の説明】 １…雄型支持部材 ２…雌型支持部材 ３…アーム ３ａ…後方部分 ３ｂ…前方部分 ４…電極ホルダ ５…アーム ５ａ…後方部分 ５ｂ…前方部分 ６…電極ホルダ ７…中央壁 ８…通孔 ９、１０…側壁 １１、１２…通孔 １３…ピン（枢支ピン） １４、１５…フォーク状部 ３０、３１…ピン ３８…カラー ３９、４０…プレート ４１…制御機構 ５３…中実のピン ５８、５９…電極

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 スポット溶接用トングであって、二つの
   支持部材から構成される関節機構と、該支持部材によっ
   て夫々担持された二つの交換可能なアームとを具備し、
   該各アームは前方部分と後方部分とを有し、更に、前記
   各アームの前方部分に夫々固定された二つの電極を具備
   し、一方の支持部材は夫々に通孔が形成された二つの側
   壁を有する雌型支持部材であり、他方の支持部材は通孔
   が形成された中央壁を有する雄型支持部材であり、前記
   雌型支持部材の通孔と前記雄型支持部材の通孔とに挿通
   するピンにより、前記雄型支持部材が前記雌型支持部材
   に対して関節運動可能とされており、前記ピンは、前記
   雄型支持部材の両側に配置され且つ雄型支持部材を雌型
   支持部材から分離する二つのプレートを担持し、前記支
   持部材がアルミニウムからなると共に硬質陽極酸化処理
   を施され、前記プレートは両支持部材が相対摺動しやす
   くさせ、各支持部材は、二つの側壁と底部とを有するフ
   ォーク状部を備え、両側壁には開口が形成され、前記各
   アームはその後方部分に開口が形成されるとともに、該
   後方部分は対応する支持部材のフォーク状部の底部上に
   担持される形状に形成され、フォーク状部の側壁の開口
   とアームの後方部分の開口とに挿通するピンにより前記
   アームの後方部分が前記対応する支持部材のフォーク状
   部の底部上に相対運動しないように一体的に固定され、
   各アームの後方部分と対応する支持部材のフォーク状部
   との間に電気絶縁部材を挟んで該アームと該対応する支
   持部材とを電気的に絶縁するようにした、スポット溶接
   用トング。 【請求項２】 前記各アームの前方部分と対応する電極
   との間に配置された電極ホルダを更に具備する請求項１
   に記載のスポット溶接用トング。 【請求項３】 前記支持部材と連関作用する制御機構を
   更に具備し、該制御機構は、休止時には前記両電極を離
   間した位置に保持すると共に作動時には両電極を接近さ
   せる請求項１に記載のスポット溶接用トング。 【請求項４】 前記制御機構が空気圧により作動される
   請求項３に記載のスポット溶接用トング。 【請求項５】 前記制御機構が電気的に作動される請求
   項３に記載のスポット溶接用トング。 【請求項６】 前記制御機構が油圧により作動される請
   求項３に記載のスポット溶接用トング。 【請求項７】 前記アームがアルミニウムからなる請求
   項１に記載のスポット溶接用トング。 【請求項８】 前記アームが銅からなる請求項１に記載
   のスポット溶接用トング。 【請求項９】 前記プレートは乾式摺動を可能とする摺
   動材からなる請求項１に記載のスポット溶接用トング。 【請求項１０】 前記プレートは、フルオロカーボン繊
   維を基剤とするコーティング層によって被覆された金属
   製支持板から構成される請求項９に記載のスポット溶接
   用トング。 【請求項１１】 前記支持部材の枢支ピンは、カラーと
   中空ピンと中実ピンとを備え、これら三つの部材は処理
   された鋼からなり、且つこれら三つの部材は、前記ピン
   回りの回転による一対のトングのセルフセンタリングを
   可能とする請求項１に記載のスポット溶接用トング。 【請求項１２】 カラーは前記雄型支持部材の通孔内に
   圧入固定される請求項１１に記載のスポット溶接用トン
   グ。 【請求項１３】 スポット溶接用トングであって、二つ
   の支持部材から構成される関節機構と、該支持部材によ
   って夫々担持された二つの交換可能なアームとを具備
   し、該各アームは前方部分と後方部分とを有し、更に、
   前記各アームの前方部分に夫々固定された二つの電極を
   具備し、一方の支持部材は夫々に通孔が形成された二つ
   の側壁を有する雌型支持部材であり、他方の支持部材は
   通孔が形成された中央壁を有する雄型支持部材であり、
   前記雌型支持部材の通孔と前記雄型支持部材の通孔とに
   挿通するピンにより、前記雄型支持部材が前記雌型支持
   部材に対して関節運動可能とされており、前記ピンは、
   前記雄型支持部材の両側に配置され且つ雄型支持部材を
   雌型支持部材から分離する二つのプレートを担持し、前
   記支持部材がアルミニウムからなると共に硬質陽極酸化
   処理を施され、前記プレートは両支持部材が相対摺動し
   やすくさせ、更に、前記各アームの前方部分と対応する
   電極との間に配置された電極ホルダを具備し、前記各支
   持部材は、二つの側壁と底部とを有するフォーク状部を
   備え、両側壁には開口が形成され、前記各アームはその
   後方部分に開口が形成されるとともに、該後方部分は対
   応する支持部材のフォーク状部の底部上に担持される形
   状に形成され、フォーク状部の側壁の開口とアームの後
   方部分の開口とに挿通するピンにより前記アームの後方
   部分が前記対応する支持部材のフォーク状部の底部上に
   相対運動しないように一体的に固定され、更に、前記支
   持部材と連関作用する制御機構を具備し、該制御機構
   は、休止時には前記両電極を離間した位置に保持すると
   共に作動時には両電極を接近させ、前記プレートは乾式
   摺動を可能とする摺動材からなり、該摺動材は、フルオ
   ロカーボン繊維を基剤とするコーティング層によって被
   覆された金属製支持板から構成され、前記支持部材の枢
   支ピンは、カラーと中空ピンと中実ピンとを備え、これ
   ら三つの部材は処理された鋼からなり、且つこれら三つ
   の部材は、前記ピン回りの回転による一対のトングのセ
   ルフセンタリングを可能にし、前記カラーは前記雄型支
   持部材の通孔内に圧入固定される、スポット溶接用トン
   グ。