(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対の電極チップの一方の電極チップをサーボモータにより送りねじ機構を介して他方の電極チップに対して開閉動作させる電動式スポット溶接ガンであって、サーボモータのロータの回転角度を検出するエンコーダを備えるものにおいて、
エンコーダの入力軸を、ロータを介して作用する軸方向衝撃を吸収するクッション部材を介してロータに連結するとともに、
該クッション部材は、エンコーダの入力軸を連結するハブ部から放射状に外方にのびる複数のスポーク部を有する板材で構成され、各スポーク部に、前記ロータの軸線に直交する面に対し波状に屈曲した屈曲部を形成し、ロータの軸端の筒状の連結部に各スポーク部の外端部を連結する
ことを特徴とする電動式スポット溶接ガン。
【請求項２】
前記各スポーク部の外周部に円弧状のリム部を設け、リム部の中央部を前記連結部から浮かせた状態でリム部の両端部を連結部に連結することを特徴とする請求項１に記載の電動式スポット溶接ガン。
【請求項３】
前記リム部の両端部に前記連結部側に屈曲した足部を形成し、各足部を連結部に連結することを特徴とする請求項２に記載の電動式スポット溶接ガン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１対の電極チップの一方の電極チップをサーボモータにより送りねじ機構を介して他方の電極チップに対して開閉動作させる電動式スポット溶接ガンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電動式スポット溶接ガンでは、サーボモータのロータの回転角度を検出するエンコーダを設け、エンコーダからの信号をガンコントローラに入力して、ロータの回転角度と送りねじ機構のピッチとから一方の電極チップの位置を割出し、ワークのスポット溶接後に一方の電極チップを所要の開放位置に開き、また、電極チップのドレッシング後等に一方の電極チップを他方の電極チップに接触するまで閉じ、このときの一方の電極チップの位置からチップ長さの変化を検出し得るようにしている。
【０００３】
そして、従来は、エンコーダの入力軸をサーボモータのロータの軸端に直結し、ロータの回転角度をエンコーダで正確に検出できるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方の電極チップを閉じてワークを加圧する際、一方の電極チップが高速でワークに当接し、送りねじ機構を介してサーボモータのロータに軸方向の衝撃が作用することがある。この場合、上記の如くエンコーダの入力軸がロータの軸端に直結されていると、ロータを介して作用する軸方向衝撃でエンコーダの内部部品、例えば、入力軸に連結されるスリット付回転板に亀裂が入り、誤動作を起すことがある。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、エンコーダを軸方向衝撃から保護して、耐衝撃性を向上し得るようにした電動式スポット溶接ガンを提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、１対の電極チップの一方の電極チップをサーボモータにより送りねじ機構を介して他方の電極チップに対して開閉動作させる電動式スポット溶接ガンであって、サーボモータのロータの回転角度を検出するエンコーダを備えるものにおいて、エンコーダの入力軸を、ロータを介して作用する軸方向衝撃を吸収するクッション部材を介してロータに連結するとともに、該クッション部材は、エンコーダの入力軸を連結するハブ部から放射状に外方にのびる複数のスポーク部を有する板材で構成され、各スポーク部に、前記ロータの軸線に直交する面に対し波状に屈曲した屈曲部を形成し、ロータの軸端の筒状の連結部に各スポーク部の外端部を連結している。
【０００７】
本発明によれば、電極チップから送りねじ機構を介してサーボモータのロータに軸方向衝撃が作用しても、この衝撃はクッション部材で吸収されてエンコーダには伝達されない。かくて、エンコーダは軸方向衝撃から保護され、電動式スポット溶接ガンの耐衝撃性が向上する。
【０００８】
ここで、クッション部材としてゴム等の弾性体を用いることも可能であるが、これでは弾性体の捩れによりロータに対するエンコーダの入力軸の回転追従性が悪くなる不具合がある。これに対し、クッション部材をエンコーダの入力軸を連結するハブ部から放射状に外方にのびる複数のスポーク部を有する板材で構成し、各スポーク部に、前記ロータの軸線に直交する面に対し波状に屈曲した屈曲部を形成し、ロータの軸端の筒状の連結部に各スポーク部の外端部を連結すれば、ロータに対するエンコーダの入力軸の回転追従性を損うことなく、各スポーク部の屈曲部の撓みで軸方向衝撃に対する吸収容量を大きくすることができ、有利である。
【０００９】
尚、スポーク部に形成する屈曲部の数を増す程軸方向衝撃に対する吸収容量が増加するが、反面、スポーク部がロータの回転方向に撓み易くなり、ロータに対するエンコーダの入力軸の回転追従性に悪影響が及ぶ。これに対し、各スポーク部の外周部に円弧状のリム部を設け、リム部の中央部を前記連結部から浮かせた状態でリム部の両端部を連結部に連結すれば、軸方向衝撃によりリム部の中央部が捩れ、この捩れによっても軸方向衝撃を吸収できるようになる。従って、スポーク部に形成する屈曲部の数を増加せずに衝撃吸収容量を大きくすることができ、耐衝撃性と検出精度とを共に向上できる。この場合、リム部の両端部を夫々ワッシャを介して連結部に連結して、リム部の中央部を連結部から浮かせても良いが、リム部の両端部に連結部側に屈曲した足部を形成し、各足部を連結部に連結すれば、ワッシャを用いずにリム部の中央部を連結部から浮かせることができ、部品点数を削減してコストダウンを図れる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、ＲはワークＷの溶接を行うロボットであり、ロボットＲの動作端の手首Ｒａにスポット溶接ガンＧが取付けられている。
【００１１】
スポット溶接ガンＧは、手首Ｒａに固定されるガン支持ブラケット１にガイドバー１ａを介して上下方向にイコライズ動作自在に支持されるガン本体２を備えている。ガン本体２には、下方にのびるＣ形ヨーク３が取付けられており、Ｃ形ヨーク３の下部先端に固定電極チップたる下チップ４が取付けられている。また、ガン本体２も上面にサーボモータ５を搭載し、該モータ５により後記詳述する送りねじ機構６を介して上下動されるロッド７をガン本体２の下方に突出させ、ロッド７の下端に、下チップ４に対向させて可動電極チップたる上チップ８を取付け、Ｃ形のスポット溶接ガンを構成している。
【００１２】
スポット溶接ガンＧはロボットＲの動作でワークＷの各打点位置に移動され、各打点位置に到着したときロボットコントローラ９からガンコントローラ１０に加圧指令が送信され、ガンコントローラ１０によるサーボモータ５の制御で上チップ８が所定の開放位置から下動される。上チップ８の下動でこれがワークＷに当接すると、以後当接反力でガン本体２がガン支持ブラケット１に対し上動して下チップ４がワークＷに当接し、ワークＷが上下の両チップ４，８間に挟まれて加圧される。この状態で両チップ４，８間に通電してワークＷの各打点部をスポット溶接する。
【００１３】
サーボモータ５は、図２に示す如く、ガン本体２に立設したモータハウジング５ａと、モータハウジング５ａ内に固定したステータ５ｂと、モータハウジング５ａ内に軸支した中空のロータ５ｃとで構成されており、前記ロッド７をガン本体２内のガイドスリーブ２ａを通してロータ５ｃ内に挿入している。ロッド７の上部は中空に形成されており、ロッド７の中空部にロータ５ｃの上端部に固定した螺杆６ａを挿入すると共に、ロッド７の上端部に螺杆６ａに螺合するナット６ｂを固定し、これら螺杆６ａとナット６ｂとでロータ５ｃの回転をロッド７の上下動に変換する送りねじ機構６を構成している。尚、ロータ５ｃの上部には、上下１対のアンギュラベアリング５ｄ，５ｅが外挿されており、ロータ５ｃに下側のアンギュラベアリング５ｅのインナレースの下端面に当接する肩部５ｆを形成すると共に、モータハウジング５ａに上側のアンギュラベアリング５ｄのアウタレースの上端面に当接する肩部５ｇを形成し、ロータ５ｃの上端部に螺挿した締付ナット５ｈによりアンギュラベアリング５ｄ，５ｅを与圧して、ロータ５ｃの軸方向のガタを除去している。
【００１４】
モータハウジング５ａの上端部には、ロータ５ｃに連結される入力軸１１ａを有するエンコーダ１１がステー１１ｂを介して取付けられており、エンコーダ１１によりロータ５ｃの回転角度を検出し得るようにしている。そして、エンコーダ１１の信号をガンコントローラ１０に入力し、ロータ５ｃの回転角度と送りねじ機構６のピッチとから上チップ８の位置を割出し、スポット溶接後に上チップ８をその位置が所定の開放位置に合致するまでサーボモータ５によって上動させるようにしている
ところで、ワークＷを加圧する際に上チップ８がワークＷに高速で当接して、ロータ５ｃに送りねじ機構６を介して上方への軸方向衝撃力が作用することがある。この際、アンギュラベアリング５ｄ，５ｅや肩部５ｇの弾性変形でロータ５ｃが突き上げられる。そして、エンコーダ１１の入力軸１１ａがロータ５ｃに直結されていると、ロータ５ｃからの軸方向衝撃が入力軸１１に伝達され、入力軸１１ａに連結したスリット付回転板等のエンコーダ１１の内部部品が破損することがある。
【００１５】
そこで、本実施形態では、エンコーダ１１の入力軸１１ａを、ロータ５ｃを介して作用する軸方向衝撃を吸収するクッション部材１２を介してロータ５ｃに連結している。クッション部材１２は、図３に示す如く、エンコーダ１１の入力軸１１ａを連結するハブ部１２ａから放射状に外方にのびる複数、例えば、３個のスポーク部１２ｂを有する金属板等の板材で構成されている。各スポーク部１２ｂには、軸方向の曲げ剛性が低くなるように、ロータ５ｃの軸線に直交する面に対し波状に屈曲した複数の屈曲部１２ｃが形成されている。また、各スポーク部１２ｂの外端部には円弧状のリム部１２ｄが設けられており、ロータ５ｃの上端の筒状の連結部５ｉに各リム部１２ｄをビス止めしている。特に、本実施形態では、各リム部１２ｄの両端部に、連結部５ｉ側、即ち、下方に屈曲した足部１２ｅ，１２ｅを形成し、両足部１２ｅ，１２ｅを連結部５ｉにビス止めして、リム部１２ｄの中央部を連結部５ｉから浮かせている。
【００１６】
これによれば、ロータ５ｃからの軸方向衝撃が作用したとき、各スポーク部１２ｂの屈曲部１２ｃが撓むと共に、リム部１２ｄの中央部が捩れ、軸方向衝撃が弾性的に吸収されて、エンコーダ１１の入力軸１１ａへの軸方向衝撃の伝達が阻止され、耐衝撃性が向上する。また、各スポーク部１２ｂのロータ５ｃの回転方向に対する剛性は軸方向剛性に比し遥かに高く、ロータ５ｃに対する入力軸１１ａの回転追従性が損われることはない。更に、屈曲部１２ｃのロータ径方向の伸縮によりロータ５ｃとエンコーダ１１との芯ずれも吸収できる。但し、屈曲部１２ｃの数を増すと、回転方向に対するスポーク部１２ｂの剛性が低下して、ロータ５ｃに対する入力軸１１ａの回転追従性が若干悪くなる。これに対し、本実施形態のように、リム部１２ｄの中央部を連結部５ｉから浮かせ、リム部１２ｄの中央部の捩りによっても軸方向衝撃が吸収されるようにすれば、屈曲部１２ｃの数を左程増加せずに所要の衝撃吸収容量を確保でき、耐衝撃性とロータ５ｃの回転角度の検出精度とを共に向上できる。
【００１７】
尚、上記クッション部材１２は、図４に示す形状の板材を、図中の点線ａの部分で折曲げて足部１２ｅを曲成すると共に、図中の点線ｂの部分で折曲げて屈曲部１２ｃを曲成することにより簡単に製造できる。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなるように、本発明によれば、電極チップから送りねじ機構とロータとを介して作用する軸方向衝撃に対しエンコーダを保護でき、耐衝撃性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明溶接ガンを搭載したロボットの側面図
【図２】  図１のII−II線拡大截断面図
【図３】  クッション部材の斜視図
【図４】  クッション部材の展開状態の平面図
【符号の説明】
Ｇ    スポット溶接ガン              ４    下チップ（他方の電極チップ）
５    サーボモータ                  ５ｃ  ロータ
５ｉ  連結部                        ６    送りねじ機構
８    上チップ（一方の電極チップ）１１    エンコーダ
１１ａ  入力軸                      １２    クッション部材
１２ａ  ハブ部                      １２ｂ  スポーク部
１２ｃ  屈曲部                      １２ｄ  リム部
１２ｅ  足部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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