WO2016199369A1

WO2016199369A1 - 溶接トーチ用回転交換装置

Info

Publication number: WO2016199369A1
Application number: PCT/JP2016/002614
Authority: WO
Inventors: マナゲアヌラシルバーマラッカラ
Original assignee: 株式会社チップマン
Priority date: 2015-06-09
Filing date: 2016-05-30
Publication date: 2016-12-15
Also published as: BR112017025899B1; CA2948636C; BR112017025899A2; CA2948636A1

Abstract

上下方向に延びる回転軸心（Ｃ３）周りに回転する回転体（３）を備える。連係部材（６）は、回転体（３）と回転一体に設けられ、且つ、回転軸心（Ｃ３）と交差する方向に移動可能に設けられる。連係部材（６）の連係溝(６０)は、回転体（３）の中空部（３０）に挿入されたノズル（１１）の外周面に連係する。回転体（３）は、連係部材（６）がノズル（１１）に連係した状態で回転することにより、ノズル（１１）を交換する。

Description

溶接トーチ用回転交換装置

　本発明は、アーク溶接に用いる溶接トーチのトーチ本体先端部に螺合連結される筒状のノズルや棒状のコンタクトチップといったトーチ構成部品を自動で交換する溶接トーチ用回転交換装置に関する。

　従来より、例えば、特許文献１には、アーク溶接用溶接トーチのトーチ本体先端部に螺合連結される筒状のノズルや棒状のコンタクトチップといったトーチ構成部品を効率良く交換するために、上記トーチ構成部品を自動で交換する交換装置が開示されている。

　該交換装置は、上端に開口する凹部を有する複数のチェンジャーを備え、該各チェンジャーは、駆動モータ及び歯車噛合機構によって上下方向に向く回転軸心周りに回転するようになっている。そして、上記トーチ構成部品をトーチ本体から取り外す場合には、上記チェンジャーを回転させながら上記凹部に上記溶接トーチを挿入させることにより上記凹部を上記トーチ構成部品に連係させるとともに当該トーチ構成部品を上記チェンジャーとともに回転させてトーチ本体から取り外すよう構成される一方、上記トーチ構成部品をトーチ本体に取り付ける場合には、上記チェンジャーに上記トーチ構成部品を先端側が下方に向く姿勢でセットするとともに上記チェンジャーを回転させながら上記トーチ本体を次第に下降させることにより、上記トーチ構成部品を上記トーチ本体先端部に螺合させて取り付けるよう構成されている。

特開２００２－１９２３４５号公報

　しかし、特許文献１の交換装置では、チェンジャーの凹部をトーチ構成部品にどのように連係させてトーチ本体に対して取付・取外作業を行うのか具体的な記載が無く、例えば、チェンジャーの回転軸心に対して凹部に挿入するトーチ構成部品の中心軸がずれていたりすると、トーチ構成部品がチェンジャーの凹部におけるトーチ構成部品との連係部分に接触してしまい、チェンジャーの凹部に変形や破損が生じてしまうおそれがある。

　本発明は、懸かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、トーチ構成部品の取付・取外作業を繰り返し行う際、トーチ構成部品との連係部分の変形や破損を回避できる溶接トーチ用回転交換装置を提供することにある。

　上記の目的を達成するために、本発明は、回転動作によりトーチ構成部品の取付・取外作業を行う回転体の内部にトーチ構成部品を挿入する際、トーチ構成部品に連係する回転体の連係部分がトーチ構成部品に接触しない位置になるか、又は、回転体の連係部分がトーチ構成部品に接触すると当該トーチ構成部品から離れる方向に移動可能な構成にしたことを特徴とする。

　具体的には、溶接トーチのトーチ本体先端部に螺合連結された筒状又は棒状のトーチ構成部品を交換する溶接トーチ用回転交換装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。

　すなわち、第１の発明では、回転軸心周りに回転可能に設けられ、且つ、回転軸心の一方側に開口して当該開口部分から上記トーチ構成部品をその中心軸が上記回転軸心に沿う姿勢で挿入可能な中空部を内部に有する回転体と、該回転体と回転一体に、且つ、上記回転軸心と交差する方向に移動可能に設けられ、上記トーチ構成部品に連係可能な連係部を上記回転軸心側に有する連係部材とを備え、上記回転体は、上記連係部を上記トーチ構成部品に連係させた状態で回転することにより、上記トーチ構成部品をその中心軸周りに回転させて上記トーチ本体先端部から取り外すか、又は、上記トーチ本体先端部に取り付けることを特徴とする。

　第２の発明では、第１の発明において、上記回転体は、その回転軸心に沿ってスライド可能で、且つ、上記中空部に挿入される上記トーチ構成部品に押圧された際、上記回転軸心の他方側にスライドするスライド部及び該スライド部における上記回転軸心の他方側へのスライド動作に連動して上記連係部材を上記回転軸心側に移動させるカム部を有するカム手段を備えていることを特徴とする。

　第３の発明では、第２の発明において、上記回転体は、上記スライド部をスライド可能に収容する回転ケースを備え、上記連係部材における上記回転軸心の反対側は、当該回転軸心の他方側に行くにつれて回転軸心側に位置する第１傾斜面が形成され、上記スライド部は、内部に上記中空部を有する筒状をなし、その周壁には、上記連係部材を上記回転軸心と交差する方向に案内するガイド孔が設けられ、上記カム部は、上記回転ケースに設けられ、上記スライド部が回転軸心方向他方側にスライドする際、上記第１傾斜面が摺接することにより上記連係部材を回転軸心側に移動させる第２傾斜面を有していることを特徴とする。

　第４の発明では、第１の発明において、上記連係部材と上記回転体との間には、上記連係部材を上記回転軸心に向けて付勢する第１付勢手段が設けられ、該第１付勢手段は、上記回転軸心周りに等間隔に複数設けられていることを特徴とする。

　第５の発明では、第４の発明において、上記トーチ構成部品は、その外周面に周方向に沿って延びるローレット加工による係合部が形成された円筒状のノズルであり、上記連係部には、上記係合部が係合可能な被係合部が形成され、上記連係部材は、上記溶接トーチをその中心軸が上記回転軸心に沿う姿勢で当該回転軸心に沿って移動させると、上記係合部が上記被係合部に係合することによって上記ノズルの外周面に連係することを特徴とする。

　第６の発明では、第５の発明において、上記回転体は、中心軸が上記回転軸心に沿って延びる第１筒部材と、中心軸が上記回転軸心に沿って延び、且つ、上記第１筒部材の内方に設けられ、上記回転軸心に沿ってスライド可能な第２筒部材と、該第２筒部材を上記回転軸心の一方側に付勢する第２付勢手段とを備え、上記中空部は、上記第２筒部材の内方に設けられていることを特徴とする。

　第７の発明では、第４から第６のいずれか１つの発明において、上記第１付勢手段は、ボールプランジャーであることを特徴とする。

　第８の発明では、第１の発明において、上記回転体を支持する支持プレートと、該支持プレートにおける上記回転体の反対側において上記支持プレートに並設されたベースプレートと、上記支持プレートと上記ベースプレートとの間に設けられ、当該ベースプレートに対して上記支持プレートが傾くのを支持する傾動支持手段と、上記支持プレートと上記ベースプレートとの間で、且つ、上記傾動支持手段の周りに複数配置され、一端が上記支持プレートに固定される一方、他端が上記ベースプレートに固定された上記回転軸心方向に伸縮する伸縮手段とを備えていることを特徴とする。

　第９の発明では、第８の発明において、上記傾動支持手段は、上記支持プレート及び上記ベースプレートの一方に固定され、その固定された部分に近づくにつれて次第に縮径するように窪む湾曲凹面を有する第１支持部材と、上記支持プレート及び上記ベースプレートの他方に固定され、上記湾曲凹面に摺接可能に嵌合する湾曲凸面を有する第２支持部材とを備えていることを特徴とする。

　第１０の発明では、第８又は第９の発明において、上記伸縮手段は、伸縮可能なゴム部と、該ゴム部を上記支持プレート及び上記ベースプレートにそれぞれ取り付ける取付部とからなっていることを特徴とする。

　第１の発明では、回転軸心と交差する方向において、トーチ構成部品及び連係部材の相対位置を変えることができるので、トーチ構成部品を回転体の中空部に挿入する際に、連係部材を予め回転軸心から離間させる方向に移動させてトーチ構成部品との接触を回避できる位置にしておいたり、或は、トーチ構成部品の外周部分が連係部材の連係部に接触したとしても、連係部材の連係部に対するトーチ構成部品の外周部分の摺接動作によって連係部材の連係部の位置とトーチ構成部品の外周面の位置とが一致するように連係部材を移動させることができ、連係部材周りの変形や破損を回避することができる。

　第２の発明では、トーチ構成部品を回転体の中空部に挿入する挿入動作によって連係部材が回転軸心側に移動してトーチ構成部品の外周面に連係するので、上記連係部材を移動させる駆動源を別途用意する必要がなく、低コストな装置にできる。また、連係部材の連係部がトーチ構成部材の外周面に押し付けられるようになるので、トーチ構成部材と連係部材のとの間の密着度が増してトーチ構成部材と連係部材との間の連係状態を強固なものにできる。

　第３の発明では、連係部材は回転軸心側に移動しながらスライド部及びトーチ構成部品と一体に回転軸心の他方側に移動するので、連係部がトーチ構成部材の外周面に接触するときに、連係部とトーチ構成部材の外周面との間において摩擦抵抗が発生せず、連係部及びトーチ構成部材の摩耗を防ぐことができる。

　第４の発明では、トーチ構成部品と連係部材とが連係部によって連係する際、回転体の回転軸心に対してトーチ本体先端部及びトーチ構成部品の中心軸がずれていると、連係部材は各第１付勢手段の伸縮動作に伴ってそのずれた方向に移動するとともにずれた状態でトーチ構成部品と連係する。そして、回転体が回転すると、連係部材がトーチ構成部品の中心軸周りに回転するように各第１付勢手段が連係部材の位置をずらしたまま維持するので、トーチ本体先端部及びトーチ構成部品の中心軸が回転体の回転軸心に対してずれた状態のままトーチ本体先端部及びトーチ構成部品の中心軸周りにトーチ構成部品が回転するようになる。したがって、トーチ構成部品の取外作業の際にトーチ本体先端部に不要な負荷がかかり難くなって溶接トーチの故障を防ぐことができる。

　また、トーチ構成部品をトーチ本体先端部に取り付ける際、トーチ構成部品を連係部材に連係させた状態で、且つ、回転体の回転軸心に対してトーチ本体先端部の中心軸がずれた状態で回転体を回転させながらトーチ構成部品にトーチ本体先端部を接近させると、トーチ構成部品は、その中心軸が各第１付勢手段の伸縮動作に伴ってトーチ本体先端部の中心軸に一致するように移動した状態でトーチ本体先端部に螺合連結し始める。したがって、トーチ本体先端部の中心軸とトーチ構成部品の中心軸とが一致した状態でトーチ本体先端部の中心軸周りにトーチ構成部品が回転しながらトーチ本体先端部に取り付けられるので、トーチ構成部品の取付作業の際にトーチ本体先端部に不要な負荷がかかり難くなって溶接トーチの故障を防ぐことができる。

　第５の発明では、係合部は、ローレット加工が施されているので、中空部に溶接トーチを挿入しながら回転体を回転させると、まず初めに、ノズルの係合部が連係部材の被係合部に接触し、その後、所定のタイミングで係合部の各歯部と各歯溝部とがそれぞれ被係合部の各歯溝部と各歯部とに対応することにより、係合部の各歯部と各歯溝部とがそれぞれ被係合部の各歯溝部と各歯部とに嵌ってノズルが回転軸心の他方側に移動しつつ係合部が被係合部に係合する。したがって、溶接トーチの中空部への挿入操作だけでノズルと連係部材とを互いに連係させることができる。

　第６の発明では、中空部に溶接トーチを挿入しながら回転体を回転させると、係合部が被係合部に接触してから係合部の各歯部と各歯溝部とがそれぞれ被係合部の各歯溝部と各歯部とに対応するまでの間、第２筒部材が第２付勢手段の付勢力に抗して回転軸心の他方側にスライドして第２筒部材に加わる力を第２付勢手段が吸収するようになる。そして、係合部の各歯部と各歯溝部とがそれぞれ被係合部の各歯溝部と各歯部とに対応すると、ノズルが回転軸心の他方側に移動するとともに第２筒部材が第２付勢手段の付勢力で回転軸心の一方側にスライドして係合部が被係合部に係合する。このように、係合部を被係合部に係合する際に回転体に加わる負荷を減らして装置を壊れにくくするとともに、係合部を被係合部に簡単に係合させることができる。

　第７の発明では、ボールプランジャーのボール部分によって、連係部材が中空部を移動する際のボールプランジャーと連係部材との間の摩擦抵抗が減る。したがって、連係部材をトーチ構成部品に対応する位置まで滑らかに移動させることができる。

　第８の発明では、回転体の中空部に対して溶接トーチを傾斜した状態で挿入すると、溶接トーチの傾斜に対応して支持プレートが傾動支持手段を中心に傾くとともに、各伸縮手段が支持プレートの傾きに応じた量だけ伸縮する。したがって、回転体の中空部に対して溶接トーチを傾斜した状態で挿入してもトーチ本体に負荷をかけることなくトーチ構成部品の交換を行うことができる。

　第９の発明では、支持プレートは傾動支持手段における湾曲凸面と湾曲凹面との摺接動作によってあらゆる方向に滑らかに傾くので、トーチ本体先端部に対してトーチ構成部品の交換を行う際、溶接トーチの傾き方が毎回ばらついたとしても、その各々の傾き方に応じて柔軟に支持プレートを傾かせることができる。

　第１０の発明では、伸縮手段を簡単な構造で伸縮させるようになるので、伸縮手段の製造単価が安くなって低コストな装置にできる。

本発明の実施形態１に係る溶接トーチ用回転交換装置の斜視図である。回転交換装置の回転体部分の分解斜視図である。図１のIII－III線における断面図である。図１のIV－IV線における断面図である。ギアボックス内部における各歯車の噛み合いを示す平面図である。傾動ユニットの斜視図である。図６の分解斜視図である。図６のVIII－VIII線における断面図である。図４の断面相当図であり、ノズルをトーチ本体先端部から取り外す直前の状態か、或は、ノズルをトーチ本体先端部に取り付けた直後の状態を示す。図４の断面相当図であり、ノズルをトーチ本体先端部から取り外している途中の状態か、或は、ノズルをトーチ本体先端部に取り付けている途中の状態を示す。図４の断面相当図であり、ノズルをトーチ本体先端部から取り外した直後の状態か、或は、ノズルをトーチ本体先端部に取り付ける直前の状態を示す。本発明の実施形態２に係る図３相当図である。本発明の実施形態３に係る図４相当図である。図１３のXIV－XIV線における断面図である。本発明の実施形態３に係る図９相当図である。本発明の実施形態３に係る図１０相当図である。本発明の実施形態３に係る図１１相当図である。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。
《発明の実施形態１》
　図１は、本発明の実施形態１に係る溶接トーチ用回転交換装置１を示す。この回転交換装置１は、鋼板等をアーク溶接にて溶接する際に使用する溶接トーチ１０のトーチ構成部品である金属製ノズル１１を自動で交換するためのものである。

　上記溶接トーチ１０は、図９乃至図１１に示すように、円柱状のトーチ本体１０ａを備え、該トーチ本体１０ａの先端部には、円筒状の上記ノズル１１が螺合連結されている。

　上記ノズル１１の先端側は、先端開口に行くにつれて次第に縮径するテーパ状をなす一方、上記ノズル１１の基端側外周面には、周方向に沿って延びるローレット加工による係合部１１ａが形成されている。

　すなわち、上記係合部１１ａは、上記ノズル１１の中心軸に沿って延びる多数の歯部及び歯溝部が中心軸周りに交互に設けられている。

　上記トーチ本体１０ａ先端には、細棒状の銅製コンタクトチップ１２（トーチ構成部品）が螺合連結され、該コンタクトチップ１２の先端部分は、上記ノズル１１の先端開口から飛び出している。

　上記コンタクトチップ１２外周面の中途部から先端部に亘る部分は、図１１に示すように、上記コンタクトチップ１２の先端に行くにしたがって緩やかに縮径するテーパ状をなし、上記コンタクトチップ１２外周面の基端寄りには、２つの平坦面１２ｂが中心軸を挟んで平行に形成されている。

　上記回転交換装置１は、図１に示すように、厚みのある板状の三角板状部２ａ及び該三角板状部２ａに連続する矩形板状部２ｂからなる平面視で矢印形状のギアボックス２と、該ギアボックス２の上面に設けられた３つの円筒状回転体３と、上記ギアボックス２の三角板状部２ａ下方において当該ギアボックス２に並設され、平面視で略三角形状をなす傾動ユニット４とを備え、上記ギアボックス２の三角板状部２ａの三隅と上記傾動ユニット４の三隅との間は、それぞれ上下方向に延びる連結シャフトＳｈ１で連結されている。

　上記ギアボックス２の矩形板状部２ｂ下面には、圧縮エアを供給することにより回転するモータ５が取り付けられ、該モータ５の出力軸５ａは、図５に示すように、上下方向に延びるとともに上記ギアボックス２の矩形板状部２ｂ内部に臨んでいる。尚、本発明の実施形態１のモータ５は、エア制御によるものであるが、サーボ制御のモータを用いても構わない。

　上記ギアボックス２の矩形板状部２ｂの内方には、略円盤状の入力歯車２１が上下方向に向く回転軸心Ｃ１周りに回転可能に設けられ、その中心部分には、上記出力軸５ａが接続されている。

　上記ギアボックス２における三角板状部２ａ内方の矩形板状部２ｂ寄りには、上記入力歯車２１に噛み合う中間歯車２２が上下方向に向く回転軸心Ｃ２周りに回転可能に設けられている。

　上記ギアボックス２における三角板状部２ａ内部の三隅寄りの上面には、図４に示すように、円形状をなす上側貫通孔２ｃがそれぞれ形成される一方、上記三角板状部２ａ下面の上記各上側貫通孔２ｃに対応する箇所には、下側貫通孔２ｄがそれぞれ形成されている。

　上記互いに対応する上側貫通孔２ｃと下側貫通孔２ｄとの間には、それぞれ略円盤状の出力歯車２３が配設されている。

　該出力歯車２３は、その中央部分に上下に張り出す幅広な回転軸２３ａを備え、該回転軸２３ａには、上方に開口する歯車凹部２３ｂが形成されている。

　該歯車凹部２３ｂには、筒状のガイド部材２４が上記歯車凹部２３ｂの開口から飛び出すように嵌め込まれている。

　上記回転軸２３ａの上端部分は、上記上側貫通孔２ｃに嵌挿される一方、上記回転軸２３ａの下端部分は、上記下側貫通孔２ｄに嵌挿されている。

　そして、上記出力歯車２３は、上記中間歯車２２に噛み合うとともに、上記回転軸２３ａの上端寄りの位置がベアリングＢ１を介して三角板状部２ａに回転可能に支持され、且つ、上記回転軸２３ａの下端寄りの位置がベアリングＢ２を介して三角板状部２ａに回転可能に支持されていて、上下方向に向く回転軸心Ｃ３周りに回転可能となっている。

　上記回転体３は、中心軸が上記回転軸心Ｃ３と一致するように上下方向に延びる姿勢で上記出力歯車２３に固定された第１筒部材３１を備え、該第１筒部材３１の上半部分には、図１及び図２に示すように、上下に延びるスリット３１ａが筒中心軸周りに等間隔に４つ設けられている。

　上記第１筒部材３１の内方には、中心軸が上下方向に延びる第２筒部材３２が上方から嵌挿され、該第２筒部材３２の中心軸と上記第１筒部材３１の中心軸は一致している。

　上記第２筒部材３２外周面の上下方向中央下寄りには、図４に示すように、上記各スリット３１ａに嵌合する４つのピン３２ａが取り付けられ、該各ピン３２ａが上記各スリット３１ａに案内されることによって上記第２筒部材３２が上記第１筒部材３１の内方を上下方向（回転軸心方向）にスライドするようになっている。

　上記第２筒部材３２の下端側内方には、当該第２筒部材３２の下端開口を塞ぐ蓋部材３３が嵌合され、該蓋部材３３と上記第２筒部材３２とで上端（回転軸心の一方側）に開口する中空部３０が形成されるようになっている。

　上記蓋部材３３の上面中央には、収容凹部３３ａが形成される一方、上記蓋部材３３下面中央には、上記収容凹部３３ａに対応する凸部３３ｂが下方に向かって突設されている。

　上記第２筒部材３２の上端側には、外側方に突出するとともに中心軸周りに沿って延びる環状突条部３２ｂが形成され、該環状突条部３２ｂの内方には、当該環状突条部３２ｂに沿って延びる凹条溝３２ｃが形成されている。

　上記第２筒部材の上部内方には、図３に示すように、平面視で略環状をなす連係部材６が設けられ、該連係部材６の外周部分は、上記凹条溝３２ｃに遊嵌されている。

　上記連係部材６は、水平方向の中央の位置で、一方側に位置する略Ｃ字状の第１部材６Ａと、他方側に位置する略Ｃ字状の第２部材６Ｂとに分割されている。

　上記第１部材６Ａにおける上記第２部材６Ｂの反対側の中央部分には、外側方に張り出す平面視で略矩形状の第１張出部６ａが形成され、該第１張出部６ａの中央には、上下方向に貫通する挿通孔６ｂが形成されている。

　また、上記第１部材６Ａの両端部分には、外側方に張り出す一対の第２張出部６ｃが形成され、該各第２張出部６ｃの上記第２部材６Ｂ側には、上下方向に延びて上下両端に開放するガイド溝６ｄが形成されている。

　上記第１部材６Ａの上記第２部材６Ｂ側で、且つ、上記両ガイド溝６ｄの間には、上記第２部材６Ｂ側に開放するとともに上下両端にも開放する連係溝６０が形成され、該連係溝６０は、上記ノズル１１の外周面の半周部分に対応する凹状をなしている。

　上記連係溝６０の内周面における上記第１張出部６ａと上記各第２張出部６ｃとの間に対応する位置には、それぞれ上記ノズル１１の係合部１１ａが係合可能な被係合部６０ａが形成されている。

　すなわち、上記被係合部６０ａは、上記係合部１１ａの各歯部と各歯溝部とにそれぞれ対応する各歯溝部と各歯部とが上記連係溝６０の内周面における円弧状に延びる方向に沿って交互に設けられている。

　尚、上記第２部材６Ｂは、上記第１部材６Ａと同一の構造をしており、平面視で水平方向に対称となるように配置されているだけであるので、上記第１部材６Ａと同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

　そして、上記連係部材６は、上記第１部材６Ａの連係溝６０と上記第２部材６Ｂの連係溝６０とが互いに対向するように、且つ、上記第１部材６Ａの一方のガイド溝６ｄと上記第２部材６Ｂの一方のガイド溝６ｄとが互いに対向するとともに、上記第１部材６Ａの他方のガイド溝６ｄと上記第２部材６Ｂの他方のガイド溝６ｄとが互いに対向する状態において、ネジＳｃ１を各挿通孔６ｂ及び互いに対向するガイド溝６ｄの間に挿通させることにより、上記第２筒部材３２に取り付けられるようになっている。

　また、上記連係部材６は、上記第２筒部材３２に取り付けられた状態で、ネジＳｃ１外周面と挿通孔６ｂ内周面との間に隙間Ｓ１が形成されるとともに、ネジＳｃ１外周面とガイド溝６ｄ内周面との間に隙間Ｓ２が形成され、上記隙間Ｓ１，Ｓ２の分だけ、上記第２筒部材３２に対して回転軸心Ｃ３周りに回動したり、或いは、水平方向に移動したりできるようになっている。

　尚、連係部材６は、回転軸心Ｃ３周りに０～５°程度回動できるよう設計されている。

　上記連係部材６と上記凹条溝３２ｃとの間で、且つ、上記回転軸心Ｃ３周りには、ボールプランジャー７（第１付勢手段）が等間隔に４つ設けられ、該各ボールプランジャー７は、そのボール部分が上記第１張出部６ａと上記各第２張出部６ｃとの間の表面に接触して上記連係部材６を上記回転軸心Ｃ３に向けて付勢するようになっている。

　上記第１筒部材３１の内方には、コイルバネ８（第２付勢手段）が配設されている。該コイルバネ８の上部は、上記蓋部材３３の凸部３３ｂに外装される一方、コイルバネ８の下部は、上記ガイド部材２４の内部に収容されていて、上記第２筒部材３２を上方（回転軸心方向一方側）に付勢するようになっている。

　そして、図１０に示すように、上記溶接トーチ１０をその中心軸が上記回転軸心Ｃ３に沿う姿勢で上記中空部３０に上方から挿入し、且つ、上記回転軸心Ｃ３に沿って移動させるとともに、上記モータ５の出力軸５ａの一方側への回転動作によって入力歯車２１、中間歯車２２及び３つの出力歯車２３を介して上記各回転体３を上記回転軸心Ｃ３周りに正回転（Ｘ１方向の回転）させると、上記係合部１１ａが上記被係合部６０ａに係合することによって上記連係部材６が上記ノズル１１の外周面に連係するようになっている。

　具体的には、上記中空部３０に溶接トーチ１０を挿入しながら上記回転体３が正回転すると、係合部１１ａが被係合部６０ａに接触してから係合部１１ａの各歯部と各歯溝部とがそれぞれ被係合部６０ａの各歯溝部と各歯部とに対応するまでの間、第２筒部材３２がコイルバネ８の付勢力に抗して第１筒部材３１側にスライドするようになっている。その後、係合部１１ａの各歯部と各歯溝部とがそれぞれ被係合部６０ａの各歯溝部と各歯部とに対応すると、ノズル１１が下方に移動するとともに第２筒部材３２がコイルバネ８の付勢力で上方にスライドするようになっている。そして、係合部１１ａが被係合部６０ａに係合して連係部材６がノズル１１の外周面に連係するとともに、上記コンタクトチップ１２の先端部分が上記収容凹部３３ａに収容され、且つ、上記ノズル１１の先端開口周縁が上記収容凹部３３ａの開口周縁に接触するようになっている。

　さらに、上記回転体３は、図１１に示すように、上記連係部材６が上記ノズル１１に連係した状態で正回転することによって、上記ノズル１１を上記トーチ本体１０ａの先端部から取り外すようになっている。

　一方、上記連係部材６が上記ノズル１１に連係するように上記中空部３０に上記ノズル１１をセットし、且つ、上記回転体３に上記トーチ本体１０ａを上方から接近させながら上記回転体３を逆回転（Ｘ２方向の回転）させることにより、上記トーチ本体１０ａの先端部にノズル１１が螺合連結によって取り付けられるようになっている。

　このように、上記回転交換装置１は、上記トーチ本体１０ａの先端部に螺合連結されるノズル１１を上記回転体３の正逆回転動作によって交換できるようになっている。

　上記傾動ユニット４は、図６乃至図８に示すように、平面視で略三角形状の支持プレート４１と、該支持プレート４１の上記回転体３の反対側において上記支持プレート４１に並設された平面視で略三角形状のベースプレート４２とを備え、上記支持プレート４１は、上記ギアボックス２及び上記各連結シャフトＳｈ１を介して上記各回転体３を支持している。

　上記ベースプレート４２の略中央には、第１嵌合孔４２ａが形成され、上記ベースプレート４２の三隅には、それぞれ第１取付孔４２ｂが形成されている。

　一方、上記支持プレート４１の略中央には、第２嵌合孔４１ａが形成され、上記支持プレート４１の上記各第１取付孔４２ｂに対応する位置には、それぞれ第２取付孔４１ｂが形成されている。

　上記支持プレート４１と上記ベースプレート４２の間で、且つ、上記支持プレート４１及び上記ベースプレート４２の略中央には、上記ベースプレート４２に対して上記支持プレート４１が傾くのを支持する傾動支持機構４３（傾動支持手段）が設けられている。

　該傾動支持機構４３は、上記第１嵌合孔４２ａに嵌合可能な第１嵌合部４４ａを下側に有する略円盤状の第１支持部材４４を備え、上記第１嵌合部４４ａが上記第１嵌合孔４２ａに嵌合することにより上記第１支持部材４４が上記ベースプレート４２に固定されるようになっている。

　上記第１支持部材４４の上面には、当該第１支持部材４４の上記ベースプレート４２との固定部分に近づくにつれて次第に縮径するように窪む湾曲凹面４４ｂが形成されている。

　一方、上記傾動支持機構４３は、上記第２嵌合孔４１ａに嵌合可能な第２嵌合部４５ａを上側に有する略円盤状の第２支持部材４５を備え、上記第２嵌合部４５ａが上記第２嵌合孔４１ａに嵌合することにより上記第２支持部材４５が上記支持プレート４１に固定されるようになっている。

　上記第２支持部材４５の下面には、上記湾曲凹面４４ｂに摺接可能に嵌合する湾曲凸面４５ｂが形成されている。

　また、上記支持プレート４１の三隅と上記ベースプレート４２の三隅との間には、それぞれ上下方向（回転軸心方向）に伸縮する伸縮体９（伸縮手段）が設けられている。

　該伸縮体９は、シリコンゴムからなるゴム部９１を備え、該ゴム部９１は、上下両端から中央部分に行くにつれて次第に縮径する側面視で略鼓形状をなしている。

　上記ゴム部９１の下端には、第１突起９２ａが下面側中央に突設された略円盤状の第１取付部９２が設けられ、上記第１突起９２ａを上記ベースプレート４２の第１取付孔４２ｂに嵌合させることにより上記伸縮体９の下端（他端）が上記ベースプレート４２に固定されるようになっている。

　一方、上記ゴム部９１の上端には、第２突起９３ａが上面側中央に突設された略円盤状の第２取付部９３が設けられ、上記第２突起９３ａを上記支持プレート４１の第２取付孔４１ｂに嵌合させることにより上記伸縮体９の上端（一端）が上記支持プレート４１に固定されるようになっている。

　次に、上記回転交換装置１の交換作業のうちのノズル１１の取外作業について説明する。

　まず始めに、溶接トーチ１０による鋼板等へのアーク溶接作業が終了した後、図９に示すように、産業用ロボット（図示せず）で上記溶接トーチ１０を３つの回転体３のうちの１つの上方に移動させて待機させる。

　次に、図１０に示すように、溶接トーチ１０をその中心軸が上記回転軸心Ｃ３に沿う姿勢で上記回転体３の中空部３０に上方から挿入する。すると、係合部１１ａが被係合部６０ａに接触して第２筒部材３２がコイルバネ８の付勢力に抗して下方にスライドし始める。

　次いで、モータ５を駆動させ、出力軸５ａを一方側へ回転させることにより、入力歯車２１、中間歯車２２、及び、出力歯車２３を介して各回転体３を回転軸心Ｃ３周りに正回転させる（Ｘ１方向の回転）。

　すると、係合部１１ａの各歯部と各歯溝部とがそれぞれ被係合部６０ａの各歯溝部と各歯部とに対応し、ノズル１１が下方に移動するとともに第２筒部材３２がコイルバネ８の付勢力で上方にスライドする。そして、係合部１１ａが被係合部６０ａに係合して連係部材６がノズル１１の外周面に連係するとともに、上記コンタクトチップ１２の先端部分が上記収容凹部３３ａに収容され、且つ、上記ノズル１１の先端開口周縁が上記収容凹部３３ａの開口周縁に接触する。

　その後、図１１に示すように、連係部材６がノズル１１に連係した状態で回転体３が正回転することによって、ノズル１１がトーチ本体１０ａの先端部から取り外される。

　このとき、回転体３の回転軸心Ｃ３に対してトーチ本体１０ａの先端部及びノズル１１の中心軸がずれていると、連係部材６は各ボールプランジャー７の伸縮動作に伴ってそのずれた方向に移動するとともにずれた状態でノズル１１の外周面と連係する。そして、回転体３が回転すると、連係部材６がノズル１１の中心軸周りに回転するように各ボールプランジャー７が連係部材６の位置をずらしたまま維持するようになるので、トーチ本体１０ａの先端部及びノズル１１の中心軸が回転体３の回転軸心Ｃ３に対してずれた状態のままトーチ本体１０ａの先端部及びノズル１１の中心軸周りにノズル１１が回転するようになる。したがって、ノズル１１の取外作業の際にトーチ本体１０ａの先端部に不要な負荷がかかり難くなって溶接トーチ１０の故障を防ぐことができる。

　次に、上記回転交換装置１の交換作業のうちのノズル１１の取付作業について説明する。

　まず始めに、図１１に示すように、３つの回転体３のうちの１つの中空部３０にノズル１１をセットしておく。具体的には、回転体３の中空部３０にノズル１１を挿入するとともに、ノズル１１の係合部１１ａを連係部材６の被係合部６０ａに係合させておく。

　次に、産業用ロボット（図示せず）で上記トーチ本体１０ａをノズル１１がセットされた回転体３の上方に移動させて待機させる。

　次いで、図１０に示すように、トーチ本体１０ａを下方に移動させてトーチ本体１０ａの先端部をノズル１１の基端側開口周縁に接触させる。すると、第２筒部材３２がコイルバネ８の付勢力に抗して下方にスライドし始める。

　しかる後、第２筒部材３２が下方にスライドした状態で回転体３を逆回転（Ｘ２方向の回転）させると、トーチ本体１０ａの先端部にノズル１１が螺合し始める。このとき、回転体３の回転軸心Ｃ３に対してトーチ本体１０ａの先端部の中心軸がずれた状態でノズル１１にトーチ本体１０ａの先端部を接近させると、ノズル１１は、その中心軸が各ボールプランジャー７の伸縮動作に伴ってトーチ本体１０ａの先端部の中心軸に一致するように移動した状態でトーチ本体１０ａの先端部に螺合連結し始める。したがって、トーチ本体１０ａの先端部の中心軸とノズル１１の中心軸とが一致した状態でトーチ本体１０ａの先端部の中心軸周りにノズル１１が回転しながらトーチ本体１０ａの先端部に取り付けられるので、ノズル１１の取付作業の際にトーチ本体１０ａの先端部に不要な負荷がかかり難くなって溶接トーチ１０の故障を防ぐことができる。

　このように、本発明の実施形態１に係る回転交換装置１は、回転軸心Ｃ３方向と交差する方向において、ノズル１１及び連係部材６の相対位置を変えることができるので、ノズル１１を回転体３の中空部３０に挿入する際に、ノズル１１の外周部分が連係部材６の被係合部６０ａに接触したとしても、連係部材６の被係合部６０ａに対するノズル１１の外周部分の摺接動作によって連係部材６の被係合部６０ａの位置とノズル１１の外周面の位置とが一致するように連係部材６を移動させることができ、連係部材６周りの変形や破損を回避することができる。

　また、係合部１１ａは、ローレット加工が施されているので、中空部３０に溶接トーチ１０を挿入しながら回転体３を回転させると、まず初めに、ノズル１１の係合部１１ａが連係部材６の被係合部６０ａに接触し、その後、所定のタイミングで係合部１１ａの各歯部と各歯溝部とがそれぞれ被係合部６０ａの各歯溝部と各歯部とに対応することにより、係合部１１ａの各歯部と各歯溝部とがそれぞれ被係合部６０ａの各歯溝部と歯部とに嵌ってノズル１１が下方に移動しつつ係合部１１ａが被係合部６０ａに係合する。したがって、溶接トーチ１０の中空部３０への挿入操作だけでノズル１１と連係部材６とを互いに連係させることができる。

　また、中空部３０に溶接トーチ１０を挿入しながら回転体３を回転させると、係合部１１ａが被係合部６０ａに接触してから係合部１１ａの各歯部と各歯溝部とがそれぞれ被係合部６０ａの各歯溝部と各歯部とに対応するまでの間、第２筒部材３２がコイルバネ８の付勢力に抗して下方にスライドして第２筒部材３２に加わる力をコイルバネ８が吸収するようになる。そして、係合部１１ａの各歯部と各歯溝部とがそれぞれ被係合部６０ａの各歯溝部と各歯部とに対応すると、ノズル１１が下方に移動するとともに第２筒部材３２がコイルバネ８の付勢力で上方にスライドして係合部１１ａが被係合部６０ａに係合する。このように、係合部１１ａを被係合部６０ａに係合する際に回転体３に加わる負荷を減らして回転交換装置１を壊れにくくするとともに、係合部１１ａを被係合部６０ａに簡単に係合させることができる。

　また、ボールプランジャー７のボール部分によって、連係部材６が中空部３０を移動する際のボールプランジャー７と連係部材６との間の摩擦抵抗が減るので、連係部材６をノズル１１に対応する位置まで滑らかに移動させることができる。

　また、回転体３の中空部３０に対して溶接トーチ１０を傾斜した状態で挿入すると、溶接トーチ１０の傾斜に対応して支持プレート４１が傾動支持機構４３を中心に傾くとともに、各伸縮体９が支持プレート４１の傾きに応じた量だけ伸縮する。したがって、回転体３の中空部３０に対して溶接トーチ１０を傾斜した状態で挿入してもトーチ本体１０ａに負荷をかけることなくノズル１１の交換を行うことができる。

　また、支持プレート４１は傾動支持機構４３における湾曲凸面４５ｂと湾曲凹面４４ｂとの摺接動作によってあらゆる方向に滑らかに傾くので、トーチ本体１０ａの先端部に対してノズル１１の交換を行う際、溶接トーチ１０の傾き方が毎回ばらついたとしても、その各々の傾き方に応じて柔軟に支持プレート４１を傾かせることができる。

　また、伸縮体９を簡単な構造で伸縮させるようになるので、伸縮体９の製造単価が安くなって低コストな回転交換装置１にできる。
《発明の実施形態２》
　図１２は、本発明の実施形態２に係る回転交換装置１の回転体３内部を示す。この実施形態２では、連係部材６の構造が実施形態１と異なっているだけで、その他は実施形態１と同じであるため、以下、実施形態１と異なる部分のみを詳細に説明する。

　実施形態２の連係部材６は、環状をなしており、上下方向（回転軸心Ｃ３に沿う方向）に貫通し、且つ、上記溶接トーチ１０のノズル１１が通過可能な貫通孔６０ｂ（連係部）が形成されている。

　実施形態２の被係合部６０ａは、上記貫通孔６０ｂの内周面に周方向に沿って等間隔に４つ形成されている。

　実施形態２の第１張出部６ａは、上記連係部材６の外周縁における上記各被係合部６０ａに対応する位置に４つ形成され、実施形態２では、実施形態１の如き第２張出部６ｃは形成されていない。そして、上記連係部材６の外周縁における上記各第１張出部６ａの間には、内側方に窪む平面視で略矩形状の段差部６ｅが形成されている。

　上記連係部材６は、上記第２筒部材３２に取り付けられた状態で、ネジＳｃ１外周面と挿通孔６ｂ内周面との間に形成される隙間Ｓ１の分だけ、上記第２筒部材３２に対して中心軸周りに回転したり、或いは、水平方向に移動したりできるようになっている。

　そして、上記連係部材６は、上記各段差部６ｅに上記各ボールプランジャー７が対応するように上記中空部３０に配設され、且つ、上記各ボールプランジャー７のボール部分が上記各段差部６ｅの表面に接触することによって上記回転軸心Ｃ３に向けて付勢されるようになっている。

　以上より、本発明の実施形態２によると、実施形態１と同様の効果が得られるとともに、連係部材６が環状に一体に作られているので、連係部材６の剛性が高くなって繰り返し交換作業を行っても故障し難い回転交換装置１にできる。
《発明の実施形態３》
　図１３乃至図１７は、本発明の実施形態３に係る回転交換装置１を示す。この実施形態３では、回転体３、溶接トーチ１０及び出力歯車２３の各構造が実施形態１と異なっているだけで、その他は実施形態１と同じであるため、以下、実施形態１と異なる部分のみを詳細に説明する。

　実施形態３の出力歯車２３の中央には、図１３に示すように、上下に連通する連通孔２３ｃが形成されている。

　実施形態３の溶接トーチ１０におけるノズル１１の外周面中途部には、図１５乃至図１７に示すように、上記係合部１１ａが形成され、上記ノズル１１の係合部１１ａより先端側外周面は、先端に行くにつれて緩やかに縮径するテーパ状をなしている。

　実施形態３には、ガイド部材２４が無く、また、実施形態３の第１筒部材３１の下端開口は、上端開口よりも小さく形成されていて、第１筒部材３１の下端開口周縁がギアボックス２の上側貫通孔２ｃに嵌合している。

　また、実施形態３の第１筒部材３１には、実施形態１の第１筒部材３１の如きスリット３１ａが形成されていない。

　さらに、実施形態３の第２筒部材３２には、実施形態１の第２筒部材３２の如きピン３２ａが取り付けられていない。

　上記第２筒部材３２における環状突条部３２ｂの内方には、図１４に示すように、外側方に窪む凹部３２ｄ（カム部）が回転軸心Ｃ３周りに等間隔に４つ形成され、各凹部３２ｄの底面３２ｅ（第２傾斜面）は、図１３に示すように、下方（回転軸心Ｃ１の他方側）に行くにつれて次第に回転軸心Ｃ１側に位置するよう傾斜している。

　上記第２筒部材３２の内方には、中心軸が回転軸心Ｃ１に一致する略筒状のスライド部材３４（スライド部）が上下にスライド可能に嵌挿されている。

　上記スライド部材３４は、上方に開口する上記中空部３０を有し、上記スライド部材３４の下端中央には、嵌合孔３４ａが形成されている。

　すなわち、実施形態３の第１筒部材３１及び第２筒部材３２は、本発明の回転ケース３７を構成していて、該回転ケース３７は、上記スライド部材３４をスライド可能に収容している。

　上記スライド部材３４の下端側内方には、断面凸状の被押圧部材３５が嵌合されている。

　該被押圧部材３５の下面中央には、下方に向かって突出する嵌合部３５ａが形成され、該嵌合部３５ａは、上記嵌合孔３４ａに嵌合するとともに当該嵌合孔３４ａを介して上記第１筒部材３１の内方に飛び出している。

　上記被押圧部材３５の中央には、上下に貫通するチップ回避孔３５ｂが形成され、該チップ回避孔３５ｂの上端開口には、下方に行くにつれて次第に回転軸心Ｃ１側に位置するよう縮径する縮径面３５ｃが形成されている。

　上記スライド部材３４上端の上記各凹部３２ｄに対応する位置には、４つの突起３４ｂが外側方に向かって突設され、該各突起３４ｂは、上記スライド部材３４が上方にスライドした際、上記各凹部３２ｄの上側の開口周縁に引っ掛かってスライド部材３４のそれ以上の上方へのスライドを規制するようになっている。

　上記スライド部材３４における各突起３４ｂ下方の周壁には、それぞれガイド孔３４ｃが形成されている。

　該各ガイド孔３４ｃには、移動ブロック３６（連係部材）が嵌挿され、上記各ガイド孔３４ｃは、上記各移動ブロック３６の回転軸心Ｃ３と交差する方向への移動を案内するようになっている。

　上記各移動ブロック３６の回転軸心Ｃ３側には、上記被係合部６０ａ（連係部）が形成されている。

　一方、上記各移動ブロック３６における回転軸心Ｃ３の反対側は、移動ブロック３６の他の部分よりも上下に幅広な幅広部３６ｂが形成されている。

　該幅広部３６ｂには、下方に行くにつれて回転軸心Ｃ３側に位置するよう傾斜するスライド面３６ｃ（第１傾斜面）が形成され、該スライド面３６ｃは、対応する上記凹部３２ｄの底面３２ｅに摺接可能に接している。

　上記第１筒部材３１の内方には、小コイルバネ８ａ及び大コイルバネ８ｂが配設され、上記小コイルバネ８ａは、バネ中心を一致させた状態で上記大コイルバネ８ｂの内方に位置している。

　上記小コイルバネ８ａの上部は、上記嵌合部３５ａに外装される一方、上記小コイルバネ８ａの下部は、上記第１筒部材３１の下端開口に内装されるとともに上記出力歯車２３における連通孔２３ｃの上端開口周縁に当接していて、上記スライド部材３４を上方に付勢するようになっている。

　また、上記大コイルバネ８ｂの上部は、上記第２筒部材３２の下端に当接する一方、上記大コイルバネ８ｂの下部は、上記第１筒部材３１の下端開口周縁に上方から当接していて、上記第２筒部材３２を上方に付勢するようになっている。

　そして、図１６に示すように、上記溶接トーチ１０をその中心軸が上記回転軸心Ｃ３に沿う姿勢で上記中空部３０に上方から挿入し、且つ、上記回転軸心Ｃ３に沿って下方に移動させると、上記コンタクトチップ１２の先端部分が上記被押圧部材３５のチップ回避孔３５ｂ内方に挿入されるとともに、上記ノズル１１の先端部分が縮径面３５ｃに接触して上記被押圧部材３５が上記溶接トーチ１０に下方に押圧されるようになっている。

　上記溶接トーチ１０によって上記被押圧部材３５が下方に押圧されると、上記スライド部材３４が上記小コイルバネ８ａの付勢力に抗して上記第２筒部材３２に対して下方にスライドするようになっている。

　上記各凹部３２ｄ及び上記スライド部材３４は、本発明のカム手段３８を構成していて、上記第２筒部材３２における各凹部３２ｄの底面３２ｅは、上記スライド部材３４が上記第２筒部材３２に対して下方にスライドする際、スライド部材３４と共に下方に移動する各移動ブロック３６のスライド面３６ｃが摺接することにより上記移動ブロック３６を回転軸心Ｃ３側に押圧するようになっており、押圧された各移動ブロック３６は、各ガイド孔３４ｃに案内されて回転軸心Ｃ３側に移動するようになっている。

　すなわち、上記各凹部３２ｄは、上記スライド部材３４の下方へのスライド動作に連動して上記各移動ブロック３６を回転軸心Ｃ３側に移動させるようになっている。

　上記各移動ブロック３６の回転軸心Ｃ３側への移動によって上記係合部１１ａと上記各被係合部６０ａとが係合して上記各移動ブロック３６が上記ノズル１１の外周面に連係するようになっている。

　上記係合部１１ａと上記各被係合部６０ａとが係合した状態で上記溶接トーチ１０によって上記被押圧部材３５がさらに下方に押圧されると、上記スライド部材３４が上記第２筒部材３２と一体になって上記小コイルバネ８ａ及び上記大コイルバネ８ｂの付勢力に抗して上記第１筒部材３１に対して下方にスライドするようになっている。

　そして、上記回転体３は、図１７に示すように、上記各移動ブロック３６がノズル１１に連係した状態で正回転（Ｘ１方向の回転）することによって、上記ノズル１１をその中心軸周りに回転させて上記トーチ本体１０ａの先端部から取り外すようになっている。

　一方、上記中空部３０に上記ノズル１１をセットした状態において、上記トーチ本体１０ａで上記ノズル１１を上方から押圧することによって上記スライド部材３４を上記第２筒部材３２に対して下方にスライドさせ、且つ、各移動ブロック３６を回転軸心Ｃ３側に移動させて上記ノズル１１の係合部１１ａと各移動ブロック３６の被係合部６０ａとを係合させた状態で上記回転体３を逆回転（Ｘ２方向の回転）させることにより、ノズル１１をその中心軸周りに回転させて上記トーチ本体１０ａの先端部にノズル１１が螺合連結によって取り付けられるようになっている。

　次に、実施形態３の回転交換装置１の交換作業のうちのノズル１１の取付作業について説明する。

　まず始めに、溶接トーチ１０による鋼板等へのアーク溶接作業が終了した後、図１３に示すように、産業用ロボット（図示せず）で上記溶接トーチ１０を３つの回転体３のうちの１つの上方に移動させて待機させる。

　次に、図１５に示すように、溶接トーチ１０をその中心軸が上記回転軸心Ｃ３に沿う姿勢で上記回転体３の中空部３０に上方から挿入する。すると、コンタクトチップ１２の先端部分が被押圧部材３５のチップ回避孔３５ｂ内方に位置するとともに、ノズル１１の先端部分が縮径面３５ｃに接触して溶接トーチ１０が被押圧部材３５を下方に押圧する。

　溶接トーチ１０によって下方に押圧された被押圧部材３５は、スライド部材３４と共に小コイルバネ８ａの付勢力に抗して第２筒部材３２に対して下方にスライドし始める。

　すると、スライド部材３４と共に各移動ブロック３６が下方に移動することによって、第２筒部材３２における各凹部３２ｄの底面３２ｅに各移動ブロック３６のスライド面３６ｃが摺接する。そうすると、図１６に示すように、各移動ブロック３６に対して回転軸心Ｃ３側への力が加わり、各移動ブロック３６が回転軸心Ｃ３側に移動して被係合部６０ａがノズル１１の係合部１１ａに係合する。このとき、各移動ブロック３６はノズル１１によって回転軸心Ｃ３側への移動が出来なくなるので、各凹部３２ｄの底面３２ｅと各移動ブロック３６のスライド面３６ｃとの間における摺接動作が無くなる。

　係合部１１ａと各被係合部６０ａとが係合した状態で溶接トーチ１０をさらに下方に移動させると、スライド部材３４と第２筒部材３２とが一体になって小コイルバネ８ａ及び大コイルバネ８ｂの付勢力に抗して第１筒部材３１に対して下方にスライドし始める。

　しかる後、図１７に示すように、モータ５を駆動させて、入力歯車２１、中間歯車２２、及び、出力歯車２３を介して各回転体３を回転軸心Ｃ３周りに正回転（Ｘ１方向の回転）させることにより、ノズル１１をその中心軸周りに回転させてトーチ本体１０ａの先端部から取り外す。

　まず始めに、図１７に示すように、３つの回転体３のうちの１つの中空部３０にノズル１１をセットしておく。

　次に、作業用ロボット（図示せず）で上記トーチ本体１０ａをノズル１１がセットされた回転体３の上方に移動させて待機させる。

　次いで、トーチ本体１０ａを下方に移動させてトーチ本体１０ａの先端部をノズル１１の基端側開口周縁に接触させる。すると、被押圧部材３５の縮径面３５ｃに接触するノズル１１によってスライド部材３４が小コイルバネ８ａの付勢力に抗して第２筒部材３２に対して下方にスライドし始める。

　すると、スライド部材３４と共に各移動ブロック３６が下方に移動することによって、第２筒部材３２における各凹部３２ｄの底面３２ｅに各移動ブロック３６のスライド面３６ｃが摺接する。そうすると、図１６に示すように、各移動ブロック３６に対して回転軸心Ｃ３側への力が加わり、各移動ブロック３６が回転軸心Ｃ３側に移動して各移動ブロック３６の被係合部６０ａがノズル１１の係合部１１ａに係合する。このとき、各移動ブロック３６はノズル１１によって回転軸心Ｃ３側への移動が出来なくなるので、各凹部３２ｄの底面３２ｅと各移動ブロック３６のスライド面３６ｃとの間における摺接動作が無くなる。

　係合部１１ａと各被係合部６０ａとが係合した状態でトーチ本体１０ａをさらに下方に移動させると、スライド部材３４と第２筒部材３２とが一体になって小コイルバネ８ａ及び大コイルバネ８ｂの付勢力に抗して第１筒部材３１に対して下方にスライドし始める。

　しかる後、図１５に示すように、モータ５を駆動させて、入力歯車２１、中間歯車２２、及び、出力歯車２３を介して各回転体３を回転軸心Ｃ３周りに逆回転（Ｘ２方向の回転）させることにより、ノズル１１を中心軸周りに回転させてトーチ本体１０ａの先端部に取り付ける。

　以上より、本発明の実施形態３によると、移動ブロック３６が回転体３の回転軸心Ｃ３から離間する方向に移動できるので、ノズル１１を回転体３の中空部３０に挿入する際に、に移動ブロック３６を予め回転軸心Ｃ３から離間させる方向に移動させてノズル１１との接触を回避できる位置しておくことができ、移動ブロック３６周りの変形や破損を回避することができる。

　また、ノズル１１を回転体３の中空部３０に挿入する挿入動作によって移動ブロック３６が回転軸心Ｃ３側に移動してノズル１１の外周面に連係するので、移動ブロック３６を移動させる駆動源を別途用意する必要がなく、低コストな回転交換装置１にできる。また、移動ブロック３６の被係合部６０ａがノズル１１の外周面に押し付けられるようになるので、ノズル１１と移動ブロック３６のとの間の密着度が増してノズル１１と移動ブロック３６のとの間の連係状態を強固なものにできる。

　さらに、移動ブロック３６は回転軸心Ｃ３側に移動しながらスライド部材３４と一緒に下方に移動するので、被係合部６０ａがノズル１１の外周面に接触するときに、被係合部６０ａとノズル１１の外周面との間において摩擦抵抗が発生せず、被係合部６０ａ及びノズル１１の外周面の摩耗を防ぐことができる。

　尚、本発明の実施形態１～３における回転交換装置１は、トーチ本体１０ａの先端部に対してノズル１１の交換をするためのものであるが、これに限らず、例えば、コンタクトチップ１２の平坦面１２ｂが連係部材６（又は移動ブロック３６）の被係合部６０ａと連係するようにするとともに、コンタクトチップ１２をその中心軸周りの回転動作によって交換するような装置にしてもよい。

　また、本発明の実施形態１，２では、ボールプランジャー７を用いて連係部材６を回転軸心Ｃ３に向かうように付勢しているが、これに限らず、その他の付勢手段を用いて連係部材６を回転軸心Ｃ３に向かうように付勢してもよい。

　また、本発明の実施形態１～３では、係合部１１ａがローレット加工により形成されているが、これに限らず、回転体３の中空部３０にノズル１１を挿入した際にノズル１１と連係部材６（又は移動ブロック３６）とが連係するならば、その他の加工で係合部１１ａを形成してもよい。

　また、本発明の実施形態１～３の回転交換装置１は、傾動ユニット４を設けているが、傾動ユニット４を設けることは必須ではない。

　また、本発明の実施形態１～３では、伸縮体９がゴム部９１の弾性力によって伸縮するようになっているが、これに限らず、例えば、バネを使って伸縮するようにしてもよい。

　また、本発明の実施形態１～３では、コイルバネ８、小コイルバネ８ａ、及び、大コイルバネ８ｂを使って、第２筒部材３２やスライド部材３４を上方に付勢しているが、これに限らず、他の種類のバネを使って第２筒部材３２やスライド部材３４を上方に付勢してもよい。

　また、本発明の実施形態１～３では、ゴム部９１をシリコンゴムで形成しているが、これに限らず、ブタンジエンゴムやクロロブレンゴム等で形成してもよい。

　また、本発明の実施形態１～３では、ベースプレート４２に第１支持部材４４が、支持プレート４１に第２支持部材４５がそれぞれ固定されているが、ベースプレート４２に第２支持部材４５が、支持プレート４１に第１支持部材４４が固定されるようにしてもよい。

　また、本発明の実施形態３における縮径面３５ｃを、ノズル１１外周面のテーパ状部分に対応する形状にしてもよい。そうすると、ノズル１１を中空部３０に上方から挿入した際、縮径面３５ｃにノズル１１の外周面が接触することによってノズル１１の筒中心が上記回転軸心Ｃ３に沿う姿勢でノズル１１の姿勢が安定するので、例えば、トーチ本体１０ａにノズル１１を取り付ける際にトーチ本体１０ａの先端部の中心軸にノズル１１の筒中心を一致させ易くなり、トーチ本体１０ａへのノズル１１の取り付けを確実に行うことができる。

　本発明は、アーク溶接に用いる溶接トーチのトーチ本体先端部に螺合連結される筒状のノズルや棒状のコンタクトチップといったトーチ構成部品を自動で交換する溶接トーチ用回転交換装置に適している。

　１　　　　溶接トーチ用回転交換装置
　３　　　　回転体
　６　　　　連係部材
　７　　　　ボールプランジャー（第１付勢手段）
　８　　　　コイルバネ（第２付勢手段）
　９　　　　伸縮体（伸縮手段）
　１０　　　　溶接トーチ
　１０ａ　　　　トーチ本体
　１１　　　　ノズル（トーチ構成部品）
　１１ａ　　　　係合部
　１２　　　　コンタクトチップ（トーチ構成部品）
　１２ａ　　　　平坦部（係合部）
　３０　　　　中空部
　３１　　　　第１筒部材
　３２　　　　第２筒部材
　３２ｄ　　　　凹部（カム部）
　３２ｅ　　　　底面（第２傾斜面）
　３４　　　　スライド部材（スライド部）
　３４ｃ　　　　ガイド孔
　３６　　　　移動ブロック（連係部材）
　３６ｃ　　　　スライド面（第１傾斜面）
　３７　　　　回転ケース
　３８　　　　カム手段
　４１　　　　支持プレート
　４２　　　　ベースプレート
　４３　　　　傾動支持機構（傾動支持手段）
　４４　　　　第１支持部材
　４４ｂ　　　　湾曲凹面
　４５　　　　第２支持部材
　４５ｂ　　　　湾曲凸面
　６０　　　　連係溝（連係部）
　６０ａ　　　　被係合部
　６０ｂ　　　　貫通孔（連係部）
　９１　　　　ゴム部
　９２　　　　第１取付部
　９３　　　　第２取付部
　Ｃ３　　　　回転軸心

Claims

　溶接トーチのトーチ本体先端部に螺合連結された筒状又は棒状のトーチ構成部品を交換する溶接トーチ用回転交換装置であって、
　回転軸心周りに回転可能に設けられ、且つ、回転軸心の一方側に開口して当該開口部分から上記トーチ構成部品をその中心軸が上記回転軸心に沿う姿勢で挿入可能な中空部を内部に有する回転体と、
　該回転体と回転一体に、且つ、上記回転軸心と交差する方向に移動可能に設けられ、上記トーチ構成部品に連係可能な連係部を上記回転軸心側に有する連係部材とを備え、
　上記回転体は、上記連係部を上記トーチ構成部品に連係させた状態で回転することにより、上記トーチ構成部品をその中心軸周りに回転させて上記トーチ本体先端部から取り外すか、又は、上記トーチ本体先端部に取り付けることを特徴とする溶接トーチ用回転交換装置。
　請求項１に記載の溶接トーチ用回転交換装置において、
　上記回転体は、その回転軸心に沿ってスライド可能で、且つ、上記中空部に挿入される上記トーチ構成部品に押圧された際、上記回転軸心の他方側にスライドするスライド部及び該スライド部における上記回転軸心の他方側へのスライド動作に連動して上記連係部材を上記回転軸心側に移動させるカム部を有するカム手段を備えていることを特徴とする溶接トーチ用回転交換装置。
　請求項２に記載の溶接トーチ用回転交換装置において、
　上記回転体は、上記スライド部をスライド可能に収容する回転ケースを備え、
　上記連係部材における上記回転軸心の反対側は、当該回転軸心の他方側に行くにつれて回転軸心側に位置する第１傾斜面が形成され、
　上記スライド部は、内部に上記中空部を有する筒状をなし、その周壁には、上記連係部材を上記回転軸心と交差する方向に案内するガイド孔が設けられ、
　上記カム部は、上記回転ケースに設けられ、上記スライド部が回転軸心方向他方側にスライドする際、上記第１傾斜面が摺接することにより上記連係部材を回転軸心側に移動させる第２傾斜面を有していることを特徴とする溶接トーチ用回転交換装置。
　請求項１に記載の溶接トーチ用回転交換装置において、
　上記連係部材と上記回転体との間には、上記連係部材を上記回転軸心に向けて付勢する第１付勢手段が設けられ、
　該第１付勢手段は、上記回転軸心周りに等間隔に複数設けられていることを特徴とする溶接トーチ用回転交換装置。
　請求項４に記載の溶接トーチ用回転交換装置において、
　上記トーチ構成部品は、その外周面に周方向に沿って延びるローレット加工による係合部が形成された円筒状のノズルであり、
　上記連係部には、上記係合部が係合可能な被係合部が形成され、
　上記連係部材は、上記溶接トーチをその中心軸が上記回転軸心に沿う姿勢で当該回転軸心に沿って移動させると、上記係合部が上記被係合部に係合することによって上記ノズルの外周面に連係することを特徴とする溶接トーチ用回転交換装置。
　請求項５に記載の溶接トーチ用回転交換装置において、
　上記回転体は、中心軸が上記回転軸心に沿って延びる第１筒部材と、
　中心軸が上記回転軸心に沿って延び、且つ、上記第１筒部材の内方に設けられ、上記回転軸心に沿ってスライド可能な第２筒部材と、
　該第２筒部材を上記回転軸心の一方側に付勢する第２付勢手段とを備え、
　上記中空部は、上記第２筒部材の内方に設けられていることを特徴とする溶接トーチ用回転交換装置。
　請求項４から６のいずれか１つに記載の溶接トーチ用交換装置において、
　上記第１付勢手段は、ボールプランジャーであることを特徴とする溶接トーチ用回転交換装置。
　請求項１に記載の溶接トーチ用回転交換装置において、
　上記回転体を支持する支持プレートと、
　該支持プレートにおける上記回転体の反対側において上記支持プレートに並設されたベースプレートと、
　上記支持プレートと上記ベースプレートとの間に設けられ、当該ベースプレートに対して上記支持プレートが傾くのを支持する傾動支持手段と、
　上記支持プレートと上記ベースプレートとの間で、且つ、上記傾動支持手段の周りに複数配置され、一端が上記支持プレートに固定される一方、他端が上記ベースプレートに固定された上記回転軸心方向に伸縮する伸縮手段とを備えていることを特徴とする溶接トーチ用回転交換装置。
　請求項８に記載の溶接トーチ用回転交換装置において、
　上記傾動支持手段は、上記支持プレート及び上記ベースプレートの一方に固定され、その固定された部分に近づくにつれて次第に縮径するように窪む湾曲凹面を有する第１支持部材と、
　上記支持プレート及び上記ベースプレートの他方に固定され、上記湾曲凹面に摺接可能に嵌合する湾曲凸面を有する第２支持部材とを備えていることを特徴とする溶接トーチ用回転交換装置。
　請求項８又は９に記載の溶接トーチ用回転交換装置において、
　上記伸縮手段は、伸縮可能なゴム部と、該ゴム部を上記支持プレート及び上記ベースプレートにそれぞれ取り付ける取付部とからなっていることを特徴とする溶接トーチ用回転交換装置。