(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の電極チップがケーシングのヘッド側の側壁を貫通した加圧ロッドにより支持されていて，前記電極チップと対応する他方の電極チップを有するガンアームはアクチュエータのケーシング側に支持され，前記アクチュエータは電動モータで回転駆動されるボールねじと前記ボールねじに組み込まれたボールナットとを有し前記電動モータの回転運動を前記ボールねじと前記ボールナットを介して前記加圧ロッドの直線運動に変換して前記電極チップ間にスポット溶接に必要とする加圧力のためのトルクを発生させる抵抗スポット溶接機の電極駆動装置であって，前記ボールねじはその両端が前記ケーシングのヘッド側及びキャップ側の側壁にそれぞれ支持されていて前記加圧ロッドと前記ボールねじとは互いの軸中心線が偏心しかつ前記ケーシング内に平行に配置されていて，しかも前記加圧ロッドは前記ボールナットに連結具を介して一体化されていて，それによって前記加圧ロッドが前記ボールねじにそって平行に動作するに際し，前記ボールナットの連結部と前記側壁の貫通部とで前記加圧ロッドの廻り止めがなされて前記一方の電極チップを駆動する抵抗スポット溶接機の電極駆動装置。
【請求項２】
前記加圧ロッドの後部をその加圧ロッドの長手方向に延長して前記ケーシングのキャップ側の側壁から外部に貫通突出させその貫通突出させた前記加圧ロッドの後部に給電部が連結されていることを含む請求項１の電極駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する利用分野】
本発明は抵抗溶接機に属する技術分野で，電極チップの加圧駆動源にサーボモータ駆動を利用した抵抗スポット溶接機の電極駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポータブル・スポット溶接ガンは鉄道車輛や自動車車体等の大型ワークの手作業部分を溶接する場合に使用される。一般には，溶接ガンと溶接トランスが一体構造になった大型ポータブル・スポットエアガンが使用される。この大型ガンは重量が重いため，溶接ガンと溶接トランスとを切り離してガン本体のみを吊り金具で吊るしてガン重量バランスを取ってポータブル・スポットガンの方向性を思うままに変えられるようにしているが，この種のガンには溶接トランスからの重いローリアクタンス・ケーブル（いわゆるキックレスケーブル）が接続されるために，ガンと共に上記ケーブルも人手により引き回すことになり操作性が悪く作業効率を充足できなかった。
【０００３】
ポータブル・スポット溶接機にはＣタイプのエアガンとＸタイプのエアガンが知られているが，サーボモータ駆動を利用したポータブル・サーボスポットＣガンおよび同Ｘガンはたとえば特開平７−２９０２５１号，特開２０００−９４１４３，特開２０００−１２６８６７の公開特許公報に開示されているスポット溶接ガン及び加圧ユニットが知られている。
【０００４】
この種のサーボスポット溶接ガン及び加圧ユニットは，電動モータの軸芯部にモータの回転子が配置され，前記回転子に固定されたボールナットにモータ軸のねじ部が組み合わさって挿入されており，前記ボールナットに噛合うモータ軸の先端部に一方の電極チップが取付けられ，前記モータ側に固定されたガンアームの他端に前記電極チップと対向する他方の電極チップが固定されていて，前記ボールねじの往復動作で電極チップの加圧動作を行な得る構造になっている（特開平７−２９０２５１号，特開２０００−９４１４３参照）。
【０００５】
またもう一つの加圧ユニットはモータの前方に延長したモータ軸にねじ部が形成され，前記モータ軸のねじ部と同心上に加圧軸の内径に形成されたねじ部を噛合わせて前記モータ軸を回転駆動させて加圧軸を直線駆動し，これによって可動電極チップとガンアーム側の固定電極チップとの間に溶接に必要な加圧力を供給するものである（特開２０００−１２６８６７参照）。
【０００６】
この種の従来装置によれば，電動式スポットＣガン及びスポットＸガンの全体の長さが短縮され軽量コンパクトになり，操作性がよくなるという効果を奏するもの，と解する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，従来のこの種のサーボスポットガン及び加圧ユニットはいずれも加圧軸に相当するモータ軸が電動モータの軸心を貫通して配置されており，電動モータの後側を外気から密封するため，電動モータの前方に延長した加圧軸側（つまりポイントホルダ）からしか給電することができない。
【０００８】
したがって，加圧軸の先端に取付けられるポイントホルダにシャントが取付けられる関係上，電極周辺のスペースつまり電極アームのふところ高さが制約されガン挿入時のワーク干渉問題が避けられない。
【０００９】
またモータ軸の回転駆動でナットスリーブ形の加圧軸を駆動する方式では，前記加圧軸がモータ軸のねじ部と同心上に重なるため加圧軸の径が大きくなり電動モータのフレームケースの新規設計を余儀なくされる。
【００１０】
また従来によると加圧軸の廻り止め機構は加圧軸とフレームケースの内側に設けるか，または直動軸受けのガイドレールを廻り止めに利用する場合もあるが，いずれも部品点数が多くなるほか，従来のエアガンの標準部品を共用することができない。
【００１１】
【目的】
そこで，本発明はできるだけ従来のエアー式ポータブル・スポット溶接ガンの標準タイプを変えないで，サーボモータ駆動へ容易に移行でき，これによって安価に製作できるようにした抵抗スポット溶接機の電極駆動装置を提供する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために開発したもので，その要旨とするところは，一方の電極チップがケーシングのヘッド側の側壁を貫通した加圧ロッドにより支持されていて，前記電極チップと対応する他方の電極チップを有するガンアームはアクチュエータのケーシング側に支持され，前記アクチュエータは電動モータで回転駆動されるボールねじと前記ボールねじに組み込まれたボールナットとを有し前記電動モータの回転運動を前記ボールねじと前記ボールナットを介して前記加圧ロッドの直線運動に変換して前記電極チップ間にスポット溶接に必要とする加圧力のためのトルクを発生させる抵抗スポット溶接機の電極駆動装置であって，前記ボールねじはその両端が前記ケーシングのヘッド側及びキャップ側の側壁にそれぞれ支持されていて前記加圧ロッドと前記ボールねじとは互いの軸中心線が偏心しかつ前記ケーシング内に平行に配置されていて，しかも前記加圧ロッドは前記ボールナットに連結具を介して一体化されていて，それによって前記加圧ロッドが前記ボールねじにそって平行に動作するに際し，前記ボールナットの連結部と前記側壁の貫通部とで前記加圧ロッドの廻り止めがなされて前記一方の電極チップを駆動する抵抗スポット溶接機の電極駆動装置を提供する。
【００１３】
もう一つの発明は，前記加圧ロッドの後部をその加圧ロッドの長手方向に延長して前記ケーシングのキャップ側の側壁から貫通突出させその貫通突出させた前記加圧ロッドの後部に給電部が連結されていることを含む電極駆動装置を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
図１は本発明の駆動方法をポータブル・スポッド溶接ガンに実施した場合の構想図である。
【００１５】
この実施例はＣタイプのポータブル・スポット溶接ガン１を代表して示したものである。加圧ロッドはケーシング２のヘッド側とキャップ側の軸受け３，４を貫通し前進後退する。前記加圧ロッド５の先端には一方の電極チップ６が支持されている。また前記ケーシング側にはアーム支持ブラケット７が一体的または着脱可能に支持されている。
【００１６】
なお，前記ケーシングは円筒体（シリンダ型）や断面凹型の本体開口部をカバーで塞ぐことでボールベアリング，ボールねじ，ボールナット等の摺動部品をスパッタやゴミなどの外部から侵入する異物から保護するように外気と密封された構造を呈する。
【００１７】
Ｃ形のガンアーム８はその一端が前記ブラケットの上に絶縁板を挟んでボルト９により着脱可能に取付けられている。前記ガンアーム８の先端には前記電極チップ６と対応する他方の電極チップ１０がチップホルダを介して支持されている。
【００１８】
なお，前記ブラケット７は前記ケーシング２と一体構造でもよく，またガンアーム８と一体構造にしてもよい。また前記ブラケット７は省略してもよく，前記ケーシング２とガンアーム８を一体構造または着脱可能な組み付け構造にしてもよい。
【００１９】
アクチュエータ１１は，前記加圧ロッド５を駆動するためのサーボモータＭを含む一つの駆動ユニットを構成するものであって，前記駆動ユニットには，前記サーボモータＭの出力軸ＱにカップリングＳを介して直接にボールねじ１２が接続されている。前記ボールねじ１２にはボールナット１３が噛合って組み込まれている。
【００２０】
なお，サーボモータＭの出力軸Ｑとボールねじ１２にプーリを取り付け，前記プーリ間をギヤー，タイミングベルト，チエーン等の動力伝達機構（図省略）を介して連結することもできる。
【００２１】
この場合，図１のサーボモータＭはボールねじと直結型ではなく折り返した形態でキャップ側の側壁１５に配置することになる。
【００２２】
前記ボールねじ１２と前記加圧ロッド５とは互いの軸中心線が偏心した位置関係で前記ケーシング２内に平行に配置され，かつヘッド側の側壁１４及びキャップ側の側壁１５に設けられた軸受け３，４及び軸受け１６，１７にそれぞれ支持されている。前記加圧ロッド５と前記ボールナット１３との間は連結具１８によって一体的に連結されている。前記加圧ロッドは軸受け３，４を貫通してサーボモータＭの出力でボールねじ１２を回転することによって前記ボールねじ１２にそって平行に動作するに際し，前記ボールナット１３の連結部と前記側壁の貫通部とで前記加圧ロッドに掛かる回転を阻止するための廻り止めがなされてボールナット１３と一体に直線運動することになる。
【００２３】
前記アクチュエータ１１のボールねじ１２は前記加圧ロッド５の軸中心線を中心に周方向へ取り付け角度を変更できる構成とすることも可能である。
【００２４】
ガン本体は吊り金具（図省略）によって吊るされ，ガン本体の重量バランスをとりながらガン全体を円滑に動かすことができる。
【００２５】
前記ガンアーム８の後部には二次ケーブルを接続するための接続端子１９が取付けられている。この接続端子を介して前記二次ケーブルの一方のケーブル端子がガンアーム側に接続される。またもう一方のケーブル端子はガンアーム側に絶縁板を介して前記加圧ロッド５の後部と接続された可撓性を有する導電部材２０または平編導線側に接続される。
【００２６】
なお，前記二次ケーブルの接続部にたとえばスイーベル式の自在継ぎ手部（図省略）を介して二次ケーブルを接続すれば，ガン本体の動きにさらに自由度を倍加することも可能になる。
【００２７】
本実施例の場合，前記二次ケーブルには一般に水冷二次ケーブルとして知られているローリアクタンス・ケーブルが使用される。冷却水は前記ケーブル内を流れる冷却通水経路を通り，接続端子１９から分岐して一方はガンアーム８の内部を通り，もう一方は加圧ロッド５の後部から加圧ロッド内部を通して各電極チップ６，１０の先端でおり返して循環するように冷却通水経路２２が構成されている。
【００２８】
つまり，冷却水はアクチュエータ内の加圧ロッド５とガンアーム８と各電極チップ６，１０内に形成された往復通水経路を経由し循環する。
【００２９】
かかる構成からなる本発明のポータブル・サーボスポット溶接ガンの動作を述べる。
ガン本体はフリーの状態で人間が操作しワークの打点位置に移動して電極チップ６，１０の打点角度を合わせる。溶接ガンの姿勢位置が決まったところで，溶接ガンをロックして固定する。
【００３０】
溶接ガンをロックした後，ガン起動スイッチ２１を押すと，サーボモータＭが作動し，ボールねじ１２が回転し，ボールナット１３を前進させ，これによって加圧ロッド５を直線駆動し電極チップに加圧力のためのトルクがかかり電極チップ１０に挿入されたワークを挟みつけて十分な加圧力が掛かった時，通電開始信号が発せられ，通電が行われる。
【００３１】
溶接電流は溶接トランスから水冷二次ケーブルを通して端子，可撓性導線２０（平編導電線），加圧ロッド５，電極チップ６に流れ，ワークを通してガンアーム側の電極チップ１０へ流れる。
【００３２】
その電流はガンアーム８を通り端子から二次ケーブルを経て溶接トランスへ戻る。このサイクルで，ワークの打点位置は電極チップ６と電極チップ１０で挟みつけた溶接部が電流の抵抗発熱により温度を上昇し金属を溶融してナゲットを形成して接合される。
【００３３】
所定位置の溶接が完了し，次の溶接位置へ溶接ガンを移す場合は，前述したように溶接前のフリーの状態になるようにアクチュエータ１１を動作することで，溶接ガンの方向姿勢を手元で軽快に動かすことができる。
【００３４】
なお，本実施例ではＣタイプのポータブル・スポット溶接ガンについて記述したが，本発明の基本思想はこれらの機種に限定される理由はなく，Ｘタイプのポータブルガンはもちろん，ロボットに搭載されるＣタイプ及びＸタイプのロボットガンにも用途範囲を容易に拡大させることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上で説明したように，本発明の請求項１または２にかかる発明によれば，鉄道車輛や自動車車体等の大型ワークの手作業部分を溶接する場合に，従来方式の電動式ポータブル・スポットガンと対比し，ケーシングの後方（キャップ側）に延長した加圧ロッドから給電することができるから，シリンダケーシングのヘッド側にシャントを取付ける従来のサーボモータ駆動装置に比べて，電極周辺のスペースつまり電極アームのふところ寸法が制約されることがなくなり，これによって溶接ガンとワーク又は治具との干渉問題がなくなり，操作性が飛躍的に改善され，作業性及び安全性が図れる。
【００３６】
また請求項１にかかる発明のスポット溶接ガンによれば，モータ軸のねじ部と同心上に重なるため加圧軸の径が大きくなるという，前述した従来のものに対比し，できるだけ従来のエアー駆動式ポータブル・スポット溶接ガンの標準形態を変えないでエアー駆動式からサーボモータ駆動への移行が容易となり，ガンアーム，軸受けなどは従来の標準品が使用でき，簡易で組み付け精度及び部品点数が少なくてすむ。
【００３７】
また請求項１にかかる発明は前記ボールねじはその両端が前記ケーシングのヘッド側及びキャップ側の側壁に支持されていて前記加圧ロッドが前記ボールねじに対し偏心しかつ前記ボールねじに対し平行に駆動され，前記ケーシングのヘッド側の側壁を貫通した貫通部とボールナットの連結具による連結部が加圧ロッドに掛かる回転を阻止する廻り止め機構を兼ねるため，従来のようにモータ貫通形の加圧軸とフレームケースとの間に廻り止め機構を設けたり，または高価な直動ガイドレールの利用等を省略することが可能となり，製作コストも安価となる。
【００３８】
また請求項２にかかる発明は水冷二次ケーブル内を流れる冷却水をガンアーム及び電極チップはもちろん，従来のエアガンのように加圧ロッド５の内部に通水経路を循環させることが可能となり，冷却効果を高め，高温による電極先端の変形を抑えることができる。
【００３９】
また請求項２にかかる発明は，前述した従来のようにモータ軸の回転駆動で加圧軸を駆動するモータ軸駆動式サーボスポット溶接ガンと対比し，十分に給電軸の冷却効果が得られるほか，とくに水冷ホースなどの配管経路を従来と対比し，ケーシングのヘッド側（つまりポイントホルダ側）とは反対側のキャップ側に延長した加圧ロッドの後部からつなぐことができ，配管構造が簡単で，メンテナンスも容易である。
【００４０】
また請求項１または２にかかる発明では，前記アクチュエータをロボットのアーム側または他の吊り金具装置にも支持することが可能となり，本発明の電動駆動装置はＸガンや他の抵抗溶接機にも利用範囲を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例でポータブル式の電動加圧用抵抗スポット溶接機の断面を含む全体構想を示す構想図である。
【符号の説明】
１  ポータブル式サーボスポット溶接ガン
２  ケーシング
３  軸受け
４  軸受け
５  加圧ロッド
６  電極チップ
７  アーム支持ブラケット
８  ガンアーム
９  ボルト
１０  電極チップ
１１  アクチュエータ
１２  ボールねじ
１３  ボールナット
１４  ヘッド側の側壁
１５  キャップ側の側壁
１６  軸受け
１７  軸受け
１８  連結具
１９  接続端子
２０  可撓性導電部材
２１  起動スイッチ
２２  冷却通水経路
【図１】
0003722416.tif 000002