(57)【要約】  第１回転体（４１）の貫通孔（４１ａ）を形成する内周面には、貫通孔（４１ａ）に収容したコンタクトチップ（１２）の外周面に接触してコンタクトチップ（１２）の中心軸を回転中心（Ｒ２）に一致させるか、或いは、接近させる位置決め手段（１３）が設けられる。
2017046990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接トーチにおける筒状又は棒状のトーチ構成部品をその中心軸が回転中心に沿うように収容可能な中空部を内部に有する回転体を備え、該回転体の回転動作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ながらトーチ本体に取り付けるか、或いは、上記トーチ本体から取り外すよう構成された回転交換装置であって、
上記回転体の上記中空部を形成する内周面には、当該中空部に収容した上記トーチ構成部品の外周面に接触して当該トーチ構成部品の中心軸を上記回転中心に一致させるか、或いは、接近させる位置決め手段が設けられていることを特徴とする回転交換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転交換装置において、
上記位置決め手段は、上記回転中心と交差する方向に進退可能に設けられ、上記中空部に上記トーチ構成部品を収容した状態で前進すると当該トーチ構成部品の外周面に接触して連係する一方、後退すると上記トーチ構成部品の外周面から離間して連係が解除されるよう構成された連係部材であり、
上記回転体は、上記連係部材が上記トーチ構成部品に連係し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から取り外すか、或いは、上記トーチ本体に取り付けるよう構成されていることを特徴とする回転交換装置。
【請求項３】
請求項２に記載の回転交換装置において、
上記回転体に装着され、且つ、中心線が上記回転体の回転中心と一致した状態で当該回転体に対して回転可能な環状体、及び、上記回転体の内方で、且つ、上記回転中心周りに等間隔に設けられ、上記回転中心と同方向に延びる支軸により回転中心側に回動可能に上記環状体に軸支された複数の上記連係部材を有する挟持具を備え、
上記回転体の内周面には、上記回転中心側に開口する凹陥部が上記各連係部材に対応するように回転中心周りに等間隔に複数形成され、
上記各連係部材には、対応する上記凹陥部に遊嵌する突起が形成され、
上記トーチ構成部品を上記中空部に収容した状態で上記回転体を回転中心周りに正転させ、当該回転体の上記挟持具に対する相対的な正転動作で上記各凹陥部内面が上記各突起を正転方向に押すことにより、上記各連係部材が回動動作により回転中心側に前進して上記トーチ構成部品の外周面を押圧して上記トーチ構成部品を挟み込み、さらなる上記回転体の正転動作により上記トーチ構成部品を上記挟持具とともに回転させながら上記トーチ本体に取り付けるか、或いは、上記トーチ本体から取り外すことを特徴とする回転交換装置。
【請求項４】
請求項２に記載の回転交換装置において、
上記トーチ構成部品は、外周面に中心軸と平行に延びる平坦面及び該平坦面より外側方に張り出す張出部を先端側から順に有するコンタクトチップであり、
上記回転体の中空部は、上記回転中心を上下に延びるとともに上端及び下端に開口しており、
上記回転体の周壁には、水平方向に延びて上記中空部に連通する連通孔が形成され、
上記連係部材は、上記連通孔にその連通方向に進退可能に設けられ、前進した際、上記中空部に飛び出して上記コンタクトチップの平坦面に接触して連係する一方、後退した際、上記コンタクトチップの平坦面から離間して上記連通孔に没入するよう構成されていることを特徴とする回転交換装置。
【請求項５】
請求項４に記載の回転交換装置において、
上記コンタクトチップの平坦面は、上記コンタクトチップの中心軸を挟んで対称に一対設けられ、
上記連通孔は、上記回転体の回転中心を挟んで対称に一対設けられ、
上記連係部材は、上記各連通孔に設けられていることを特徴とする回転交換装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の回転交換装置において、
上記回転体を昇降可能に収容する内部空間を有し、上記回転中心側に突出するとともにその突出端面が上記回転体の外周面に摺接可能に接する環状突条部が内面に形成された収容ケースを備え、
上記連係部材の後端側は、当該連係部材が前進した際、上記連通孔に没入する一方、上記連係部材が後退した際、上記収容ケースと上記回転体との間に飛び出すよう構成され、
上記環状突条部は、上記回転体の昇降動作によって上記連通孔を閉塞する状態と上記連通孔を開放する状態とに切替可能になっていることを特徴とする回転交換装置。
【請求項７】
請求項６に記載の回転交換装置において、
上記連係部材の前端側が上記中空部に飛び出すよう上記連係部材を上記中空部側に付勢する第１付勢手段と、
上記連係部材の後端側が没入した上記連通孔に上記環状突条部が対応するように上記回転体を上方に付勢する第２付勢手段とを備えていることを特徴とする回転交換装置。
【請求項８】
請求項７に記載の回転交換装置において、
上記第１付勢手段は、上記回転体の回転中心周りに環状に延び、且つ、上記連係部材の後端に接触するゴム製のＯリングであることを特徴とする回転交換装置。
【請求項９】
請求項８に記載の回転交換装置において、
上記連係部材の後端には、上記回転体の回転中心周りに沿って延び、且つ、上記Ｏリングが嵌合する凹条溝が形成されていることを特徴とする回転交換装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の回転交換装置において、
上記連係部材の前端上部には、上記回転体の回転中心に向かうにつれて次第に下方に位置する第１傾斜面が形成されていることを特徴とする回転交換装置。
【請求項１１】
請求項６に記載の回転交換装置において、
上記環状突条部には、上記回転体の昇降動作に連動して上記連係部材を前進させるカム手段が設けられていることを特徴とする回転交換装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の回転交換装置において、
上記カム手段は、上記環状突条部の突出端面側の上部又は下部に形成された第２傾斜面であることを特徴とする回転交換装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の回転交換装置において、
上記連通孔が上記カム手段より上方に位置するように上記回転体を上方に付勢する第３付勢手段を備え、
上記回転体には、上記中空部に上記コンタクトチップを上方から挿入した際、上記トーチ本体に接触する接触部が設けられ、
上記第２傾斜面は、上記環状突条部の突出端面側の上部に形成されていることを特徴とする回転交換装置。
【請求項１４】
請求項３に記載の回転交換装置において、
上記回転体は、上記回転中心の一方側に開口してこの開口部分から上記トーチ構成部品を上記中空部に収容するようになっており、
上記回転体を上記回転中心の一方側に付勢する第４付勢手段を備えていることを特徴とする回転交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アーク溶接に用いる溶接トーチのトーチ本体の先端部に取り付けられたノズルやコンタクトチップを交換する回転交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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先端部に取り付けられた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回転交換装置が開示されている。【０００３】
該回転交換装置は、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中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トーチ構成部品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の先端部分に取り付けるよう構成されている。【０００４】
ところで、トーチ本体に対してトーチ構成部品の取付・取外作業を行う際、トーチ構成部品の中心軸に対してチェンジャーの回転軸心がずれた状態で取付・取外作業を行うと、トーチ本体及びトーチ構成部品が変形したり、或いは、破損したりしてしまうおそれがある。【０００５】
これを回避するために、特許文献１の回転交換装置では、チェンジャーの上方の位置に案内板を設置している。該案内板には、下方に向かって縮径する挿通孔が上記チェンジャーの上部開口に対応するように形成されていて、上記トーチ構成部品を上記挿通孔に上方から挿通させると、上記トーチ構成部品の中心軸を上記チェンジャーの回転軸心に一致させるか、或いは、接近させた状態にできるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１９２３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１のように、チェンジャーの上方に案内板を設置すると、装置がチェンジャーにおける回転軸心の延長方向に大型化してしまう。【０００８】
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・取外動作を行う回転体の回転軸心の延長方向にコンパクトな回転交換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明は、トーチ構成部品の中心軸を回転体の回転軸心に一致させるか、或いは、接近させる手段を回転体の内方に設けるようにしたことを特徴とする。【００１０】
具体的には、溶接トーチにおける筒状又は棒状のトーチ構成部品をその中心軸が回転中心に沿うように収容可能な中空部を内部に有する回転体を備え、該回転体の回転動作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ながらトーチ本体に取り付けるか、或いは、上記トーチ本体から取り外すよう構成された回転交換装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。【００１１】
すなわち、第１の発明では、上記回転体の上記中空部を形成する内周面には、当該中空部に収容した上記トーチ構成部品の外周面に接触して当該トーチ構成部品の中心軸を上記回転中心に一致させるか、或いは、接近させる位置決め手段が設けられていることを特徴とする。【００１２】
第２の発明では、第１の発明において、上記位置決め手段は、上記回転中心と交差する方向に進退可能に設けられ、上記中空部に上記トーチ構成部品を収容した状態で前進すると当該トーチ構成部品の外周面に接触して連係する一方、後退すると上記トーチ構成部品の外周面から離間して連係が解除されるよう構成された連係部材であり、上記回転体は、上記連係部材が上記トーチ構成部品に連係し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から取り外すか、或いは、上記トーチ本体に取り付けるよう構成されていることを特徴とする。【００１３】
第３の発明では、第２の発明において、上記回転体に装着され、且つ、中心線が上記回転体の回転中心と一致した状態で当該回転体に対して回転可能な環状体、及び、上記回転体の内方で、且つ、上記回転中心周りに等間隔に設けられ、上記回転中心と同方向に延びる支軸により回転中心側に回動可能に上記環状体に軸支された複数の上記連係部材を有する挟持具を備え、上記回転体の内周面には、上記回転中心側に開口する凹陥部が上記各連係部材に対応するように回転中心周りに等間隔に複数形成され、上記各連係部材には、対応する上記凹陥部に遊嵌する突起が形成され、上記トーチ構成部品を上記中空部に収容した状態で上記回転体を回転中心周りに正転させ、当該回転体の上記挟持具に対する相対的な正転動作で上記各凹陥部内面が上記各突起を正転方向に押すことにより、上記各連係部材が回動動作により回転中心側に前進して上記トーチ構成部品の外周面を押圧して上記トーチ構成部品を挟み込み、さらなる上記回転体の正転動作により上記トーチ構成部品を上記挟持具とともに回転させながら上記トーチ本体に取り付けるか、或いは、上記トーチ本体から取り外すことを特徴とする。【００１４】
第４の発明では、第２の発明において、上記トーチ構成部品は、外周面に中心軸と平行に延びる平坦面及び該平坦面より外側方に張り出す張出部を先端側から順に有するコンタクトチップであり、上記回転体の中空部は、上記回転中心を上下に延びるとともに上端及び下端に開口しており、上記回転体の周壁には、水平方向に延びて上記中空部に連通する連通孔が形成され、上記連係部材は、上記連通孔にその連通方向に進退可能に設けられ、前進した際、上記中空部に飛び出して上記コンタクトチップの平坦面に接触して連係する一方、後退した際、上記コンタクトチップの平坦面から離間して上記連通孔に没入するよう構成されていることを特徴とする。【００１５】
第５の発明では、第４の発明において、上記第１付勢手段は、上記回転体の回転中心周りに環状に延び、且つ、上記スライド部材の他端に接触するゴム製Ｏリングであることを特徴とする上記コンタクトチップの平坦面は、上記コンタクトチップの中心軸を挟んで対称に一対設けられ、上記連通孔は、上記回転体の回転中心を挟んで対称に一対設けられ、上記連係部材は、上記各連通孔に設けられていることを特徴とする。【００１６】
第６の発明では、第４又は第５の発明において、上記回転体を昇降可能に収容する内部空間を有し、上記回転中心側に突出するとともにその突出端面が上記回転体の外周面に摺接可能に接する環状突条部が内面に形成された収容ケースを備え、上記連係部材の後端側は、当該連係部材が前進した際、上記連通孔に没入する一方、上記連係部材が後退した際、上記収容ケースと上記回転体との間に飛び出すよう構成され、上記環状突条部は、上記回転体の昇降動作によって上記連通孔を閉塞する状態と上記連通孔を開放する状態とに切替可能になっていることを特徴とする。【００１７】
第７の発明では、第６の発明において、上記連係部材の前端側が上記中空部に飛び出すよう上記連係部材を上記中空部側に付勢する第１付勢手段と、上記連係部材の後端側が没入した上記連通孔に上記環状突条部が対応するように上記回転体を上方に付勢する第２付勢手段とを備えていることを特徴とする。【００１８】
第８の発明では、第７の発明において、上記第１付勢手段は、上記回転体の回転中心周りに環状に延び、且つ、上記連係部材の後端に接触するゴム製Ｏリングであることを特徴とする。【００１９】
第９の発明では、第８の発明において、上記連係部材の後端には、上記回転体の回転中心周りに沿って延び、且つ、上記Ｏリングが嵌合する凹条溝が形成されていることを特徴とする。【００２０】
第１０の発明では、第７の発明において、上記連係部材の前端上部には、上記回転体の回転中心に向かうにつれて次第に下方に位置する第１傾斜面が形成されていることを特徴とする。【００２１】
第１１の発明では、第６の発明において、上記環状突条部には、上記回転体の昇降動作に連動して上記連係部材を前進させるカム手段が設けられていることを特徴とする。【００２２】
第１２の発明では、第１１の発明において、上記カム手段は、上記環状突条部の突出端面側の上部又は下部に形成された第２傾斜面であることを特徴とする。【００２３】
第１３の発明では、第１２の発明において、上記連通孔が上記カム手段より上方に位置するように上記回転体を上方に付勢する第３付勢手段を備え、上記回転体には、上記中空部に上記コンタクトチップを上方から挿入した際、上記トーチ本体に接触する接触部が設けられ、上記第２傾斜面は、上記環状突条部の突出端面側の上部に形成されていることを特徴とする。【００２４】
第１４の発明では、第３の発明において、上記回転体は、上記回転中心の一方側に開口してこの開口部分から上記トーチ構成部品を上記中空部に収容するようになっており、上記回転体を上記回転中心の一方側に付勢する第４付勢手段を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
第１の発明では、回転体の中空部にトーチ構成部品を収容すると、位置決め手段によってトーチ構成部品の中心軸が回転体の回転中心に一致するか、或いは、接近するようになる。したがって、特許文献１の如き案内板を回転体の外側に設ける必要がないので、装置を回転体における回転中心の延長方向にコンパクトにすることができる。【００２６】
第２の発明では、回転中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、連係部材をトーチ構成部品との接触を回避させる位置に予め後退させておいて連係部材周りの変形や破損を回避させることができる。また、連係部材を前進させると、連係部材は、その前端部分がトーチ構成部品の外周面に接触して回転体に対するトーチ構成部品の位置を決めることができるだけでなく、トーチ構成部品の外周面と連係して当該トーチ構成部品の取付・取外動作をも行うことができる。【００２７】
第３の発明では、トーチ構成部品をトーチ本体に対して取り付けるか、或いは、取り外すために回転体を回転させると、各連係部材によるトーチ構成部品への押付力が大きくなって挟持具がトーチ構成部品を強固に把持するようになる。したがって、取付・取外作業時において挟持具とトーチ構成部品との間で滑りが発生しなくなり、トーチ本体に対するトーチ構成部品の取付・取外作業を確実に行うことができる。また、トーチ構成部品の取付・取外作業における回転体の回転動作を利用してトーチ構成部品を挟持できるので、回転体を回転させるための駆動源以外の駆動源を別途用意してトーチ構成部品を挟持するといった必要がなく、設備がシンプルであるとともに、低コストで、且つ、コンパクトな装置にできる。【００２８】
第４の発明では、連係部材を前進させ、且つ、トーチ本体に螺合連結されたコンタクトチップを中空部に先端側から挿入しつつ回転体を回転させると、貫通孔に飛び出す連係部材の前端がコンタクトチップの平坦面に接触する。そして、回転体をさらに回転させると、連係部材の前端がコンタクトチップの平坦面に引っ掛かるので、コンタクトチップをその中心軸周りに回転させて上記トーチ本体から取り外すことができる。また、連係部材を後退させると、連係部材の前端側が上記連通孔に没入してコンタクトチップの張出部に接触しなくなるので、コンタクトチップを下方に落下させて廃棄させることができる。【００２９】
第５の発明では、コンタクトチップの中心軸を挟んで対称に位置する２つの部分に回転体の２箇所が引っ掛かってコンタクトチップをその中心軸周りに回転させるようになるので、コンタクトチップの取外作業時においてコンタクトチップをその中心軸が回転体の回転中心に一致する状態で回転させ易くなり、コンタクトチップの中心軸が回転体の回転中心に一致しない状態で取外作業を行ってトーチ本体におけるコンタクトチップとの取付部分を故障させてしまうといったことを防ぐことができる。【００３０】
第６の発明では、環状突条部が連通孔を閉塞すると、連係部材を後退させることができなくなるので、コンタクトチップをその中心軸周りに回転させる際、連係部材の前端部分をコンタクトチップの平坦面にしっかりと引っ掛けることができる。一方、環状突条部が連通孔を開放すると、連係部材を後退させることができるので、連係部材の前端部分を上記連通孔に没入させることで連係部材の前端部分がコンタクトチップの張出部に接触しなくなり、コンタクトチップの落下による廃棄を実施することができる。【００３１】
第７の発明では、トーチ本体から取り外されて張出部が連係部材の前端部分に接触する状態のコンタクトチップを下方に押圧すると、コンタクトチップの張出部が連係部材の前端部分を下方に押圧することで回転体が第２付勢手段の付勢力に抗して下降し、環状突条部が連通孔を開放する位置となって、連係部材が後退可能になる。そして、コンタクトチップをさらに下方へ押圧すると、張出部が連係部材の前端部分に摺接しながらコンタクトチップが下降することで連係部材の前端部分が上記連通孔に没入するので、コンタクトチップを下方に落下させて廃棄することができる。コンタクトチップが下方に落下すると、第１付勢手段の付勢力によって連係部材が前進してその後端部分が連通孔に没入するので、第２付勢手段の付勢力によって環状突条部に回転体の外周面を摺接させながら当該回転体が上昇して次のコンタクトチップ取外作業が行える状態になる。このように、取り外した使用済みのコンタクトチップを上方から押圧するだけで当該コンタクトチップの廃棄処理が行えるので、例えば、次に取外作業を行うコンタクトチップを中空部に挿入する動作で使用済みコンタクトチップの廃棄処理を行うことができ、効率良くコンタクトチップの取外作業を繰り返すことができる。【００３２】
第８の発明では、連係部材の前進動作を簡単な構造で行えるようになるので、製造コストを低く抑えることができる。【００３３】
第９の発明では、Ｏリングが連係部材からずれなくなるので、Ｏリングの付勢力が連係部材に確実に伝わるようになる。したがって、コンタクトチップの取外作業時において、連係部材の前端部分をコンタクトチップの平坦面に確実に引っ掛けることができる。【００３４】
第１０の発明では、使用済みのコンタクトチップが張出部によって回転体に保持された状態においてコンタクトチップを下方に押圧すると、張出部が連係部材の前端部分の傾斜面に摺接しながらコンタクトチップが下方に移動するので、コンタクトチップがその中心軸方向において連係部材から受ける反力が小さくなる。したがって、コンタクトチップを下方に押圧する際の負荷が減ってコンタクトチップをスムーズに下方に移動させることができる。【００３５】
第１１の発明では、上記回転体が昇降する動作によって連係部材が前進して前端部分がコンタクトチップの平坦面に引っ掛かるので、上記連係部材をスライド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、連係部材の前端部分がコンタクトチップの平坦面に押し付けられるようになるので、コンタクトチップと連係部材との間の密着度が増してコンタクトチップと連係部材との間の引掛状態を強固なものにできる。【００３６】
第１２の発明では、連係部材の後端部分が連通孔から飛び出している状態で上記回転体を昇降させると、連係部材の後端部分が第２傾斜面に摺接することで連係部材が前進するようになる。したがって、回転体の昇降動作に連動して動く連係部材の構造が簡単なものになり、低コストな装置にできる。【００３７】
第１３の発明では、連係部材の後端部分が連通孔から飛び出している状態でトーチ本体に取り付けられたコンタクトチップを回転体の中空部に上方から挿入すると、トーチ本体が接触部に接触するので回転体に対して下方への力が加わる。すると、連係部材の後端部分が第２傾斜面に摺接することで連係部材が前進し、環状突条部が連通孔に対応した状態で連係部材の前端部分がコンタクトチップの平坦面に引っ掛かるので、回転体の回転動作によってコンタクトチップをトーチ本体から取り外すことができる。コンタクトチップの取外作業が終了した後、トーチ本体を上方に移動させると、第３付勢手段の付勢力で回転体が上昇することによって環状突条部が連通孔を開放するので、連係部材が後退可能になる。したがって、連係部材の前端部分を連通孔に没入させることができ、コンタクトチップの落下による廃棄を実施することができる。【００３８】
第１４の発明では、トーチ構成部品がトーチ本体に螺合連結により取り付けられている場合、回転体の正転動作によってトーチ本体に対してトーチ構成部品がトーチ本体から離れるように螺進すると、回転体が第４付勢手段の付勢力に抗して次第にトーチ本体から離れるようになる。したがって、取外作業時におけるトーチ構成部品の螺進動作によって回転体又はトーチ本体に負荷が掛かって当該回転体又はトーチ本体が変形したり、或いは、破損したりしてしまうのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態１に係る回転交換装置の斜視図である。
【図２】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。
【図３】図１のIII−III線における断面図である。
【図４】図３のIV−IV線における断面図である。
【図５】図１のV−V線における断面図である。
【図６】図１３のVI−VI線における断面図である。
【図７】図１のVII−VII線における断面図である。
【図８】図３の断面相当図であり、ノズルをトーチ本体の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の先端部に取り付けた直後の状態を示す。
【図９】図３の断面相当図であり、ノズルをトーチ本体の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の先端部に取り付けている途中の状態を示す。
【図１０】図３の断面相当図であり、ノズルをトーチ本体の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の先端部に取り付ける直前の状態を示す。
【図１１】図５の断面相当図であり、コンタクトチップをトーチ本体の先端から取り外す準備段階の状態を示す。
【図１２】図１のXII−XII線における断面図であり、図１１の状態の後、取外ユニット内部の回転体を回転中心周りに４５度回転させた状態を示す。
【図１３】図１２の断面相当図であり、コンタクトチップを取外ユニット内部の回転体内部に挿入した直後の状態を示す。
【図１４】図１２の断面相当図であり、コンタクトチップをトーチ本体の先端部から取り外した直後の状態を示す。
【図１５】図７の断面相当図であり、コンタクトチップをトーチ本体の先端に取り付ける直前の状態を示す。
【図１６】図７の断面相当図であり、コンタクトチップをトーチ本体の先端に取り付けている途中の状態を示す。
【図１７】図７の断面相当図であり、コンタクトチップをトーチ本体の先端に取り付けた直後の状態を示す。
【図１８】図１２の断面相当図であり、使用済みのコンタクトチップを廃棄する直前の状態を示す。
【図１９】図１２の断面相当図であり、使用済みのコンタクトチップを廃棄している途中の状態を示す。
【図２０】図１９のXX−XX線における断面図である。
【図２１】図１２の断面相当図であり、使用済みのコンタクトチップを廃棄した直後の途中の状態を示す。
【図２２】本発明の実施形態２における図５相当図である。
【図２３】図２２の断面相当図であり、コンタクトチップを取外ユニットの回転体内部に挿入した直後の状態を示す。
【図２４】図２３のXXIV−XXIV線における断面図である。
【図２５】図２２の断面相当図であり、コンタクトチップをトーチ本体の先端から取り外す直前の状態を示す。
【図２６】図２５のXXVI−XXVI線における断面図である。
【図２７】図２２の断面相当図であり、コンタクトチップをトーチ本体の先端から取り外した直後の状態を示す。
【図２８】図２２の断面相当図であり、取り外したコンタクトチップを廃棄している途中の状態を示す。
【図２９】図２２の断面相当図であり、取り外したコンタクトチップを廃棄した直後の状態を示す。
【図３０】本発明の実施形態３における図２２相当図である。
【図３１】図３０のXXX-XXX線における断面図である。
【図３２】図３０の断面相当図であり、コンタクトチップを交換ユニットの回転体内部に挿入した後、コンタクトチップをトーチ本体の先端から取り外し始めた直後の状態を示す。
【図３３】図３２のXXXIII-XXXIII線における断面図である。
【図３４】図３０の断面相当図であり、コンタクトチップをトーチ本体の先端から取り外した直後の状態を示す。
【図３５】図３４のXXXV-XXXV線における断面図である。
【図３６】図３０の断面相当図であり、取り外したコンタクトチップを廃棄している途中の状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
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の回転交換装置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やコンタクトチップ１２を自動で交換するためのものである（図８乃至図２１参照）。
【００４１】
上記溶接トーチ１０は、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が取付・取外可能に螺合連結されている。
【００４２】
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被係合部１１ａが形成されている。
【００４３】
すなわち、上記被係合部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。
【００４４】
上記トーチ本体１０ａ先端には、細棒状をなす銅製の上記コンタクトチップ１２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。
【００４５】
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１０乃至図１９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が中心軸を挟んで対称に、且つ、平行に形成されている。
【００４６】
上記各平坦面１２ｂは、上記コンタクトチップ１２の外周面を削って形成されるので、上記各平坦面１２ｂのコンタクトチップ１２基端側は外側方に張り出す張出部１２ｃとなっている。すなわち、上記コンタクトチップ１２の外周面は、上記平坦面１２ｂと上記張出部１２ｃとを先端側から順に有している。
【００４７】
上記回転交換装置１は、図１に示すように、厚みのある略三角形状をなす三角板状部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を備えている。
【００４８】
該ギアボックス２の矩形板状部２ｂ下面には、サーボ制御により回転するサーボモータ６が取り付けられ、該サーボモータ６の出力軸６ａは、図６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。
【００４９】
上記矩形板状部２ｂの上面、上記三角板状部２ａの上記矩形板状部２ｂに連続する部分の上面、及び、上記三角板状部２ａの三隅寄りの上面には、図８乃至図１９に示すように、円形をなす上側貫通孔２ｃがそれぞれ形成される一方、上記三角板状部２ａ及び矩形板状部２ｂ下面の上記上側貫通孔２ｃに対応する箇所には、円形をなす下側貫通孔２ｄがそれぞれ形成されている。
【００５０】
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、略円盤状で、且つ、同形状の歯車２１がそれぞれ配設されている。
【００５１】
各歯車２１は、その中央部分に上下に張り出す幅広な回転軸２１ａを備え、該回転軸２１ａ中央には、上下方向に貫通する貫通孔２１ｂが形成されている。
【００５２】
また、上記各歯車２１は、上記回転軸２１ａの上端寄りの位置がベアリングＢ１を介してギアボックス２に回転可能に支持され、且つ、上記回転軸２１ａの下端寄りの位置がベアリングＢ２を介してギアボックス２に回転可能に支持されている。
【００５３】
上記矩形板状部２ｂ内に位置する歯車２１（以下、歯車２１Ａと呼ぶ）の貫通孔２１ｂには、上記サーボモータ６の出力軸６ａが嵌合している。
【００５４】
そして、上記ギアボックス２における上記三角板状部２ａの上記矩形板状部２ｂに連続する部分に位置する歯車２１（以下、歯車２１Ｂと呼ぶ）は、図２に示すように、上記矩形板状部２ｂ内の歯車２１Ａに噛み合うとともに、上記三角板状部２ａの三隅寄りに位置する３つの歯車２１（以下、歯車２１Ｃと呼ぶ）にも噛み合っていて、上記サーボモータ６の出力軸６ａの回転によって矩形板状部２ｂ内の歯車２１Ａが上下方向に向く回転中心Ｒ１周りに回転するとともに、歯車２１Ｂが上下方向に向く回転中心Ｒ２周りに回転し、且つ、各歯車２１Ｃが上下方向に向く回転中心Ｒ３周りに回転するようになっている。
【００５５】
上記歯車２１Ａ上面には、上下に延びるノズル交換ユニット３が上側貫通孔２ｃを介して回転一体に固定されている。
【００５６】
上記ノズル交換ユニット３は、中心軸が上記回転中心Ｒ１と一致するように上下方向に延びる姿勢で上記歯車２１に固定された第１筒部材３１を備え、該第１筒部材３１の下端開口は、上端開口より小さく形成されている。
【００５７】
上記第１筒部材３１の内方には、中心軸が上記第１筒部材３１の中心軸に一致する第２筒部材３２が上下方向にスライド可能に嵌挿され、該第２筒部材３２の上端側には、外側方に張り出すとともに中心軸周りに沿って延びる環状張出部３２ｂが形成されている。
【００５８】
該環状張出部３２ｂの内方には、図４に示すように、外側方に窪む凹部３２ｄが回転中心Ｒ１周りに等間隔に４つ形成され、各凹部３２ｄの底面３２ｅは、図３に示すように、下方（回転中心Ｒ１の他方側）に行くにつれて次第に回転中心Ｒ１側に位置するよう傾斜している。
【００５９】
上記第２筒部材３２の内方には、中心軸が回転中心Ｒ１に一致する略筒状の第３筒部材３４が上下にスライド可能に嵌挿されている。
【００６０】
該第３筒部材３４は、上方に開口する中空部３０を有し、上記第３筒部材３４の下端中央には、嵌合孔３４ａが形成されている。
【００６１】
上記第３筒部材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。
【００６２】
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に上方から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。
【００６３】
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中心Ｒ１側に位置するよう縮径するテーパ状の縮径面３５ｃが形成されている。
【００６４】
上記第３筒部材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、上記第３筒部材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第３筒部材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。
【００６５】
上記第３筒部材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が回転中心Ｒ１に向かうように形成されている。
【００６６】
上記各ガイド孔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の回転中心Ｒ１と交差する方向への移動を案内するようになっている。
【００６７】
すなわち、上記移動ブロック３６は、上記回転中心Ｒ１と交差する方向に進退可能となっている。
【００６８】
上記各移動ブロック３６の回転中心Ｒ１側には、上記ノズル１１の被係合部１１ａに係合可能な係合部３６ａが形成され、該係合部３６ａは、上記被係合部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円弧状に交互に並設されている。
【００６９】
一方、上記各移動ブロック３６における回転中心Ｒ１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。
【００７０】
該幅広部３６ｂには、下方に行くにつれて回転中心Ｒ１側に位置するよう傾斜するスライド面３６ｃ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。
【００７１】
上記第１筒部材３１の内方には、バネ中心が上下方向に向く第１コイルバネ７ａ及び第２コイルバネ７ｂが配設され、上記第１コイルバネ７ａは、バネ中心を第２コイルバネ７ｂのバネ中心に一致させた状態で上記第２コイルバネ７ｂの内方に位置している。
【００７２】
上記第１コイルバネ７ａの上部は、上記嵌合部３５ａに外装される一方、上記第１コイルバネ７ａ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歯車２１Ａにおける貫通孔２１ｂの上端開口周縁に当接していて、上記第３筒部材３４を上方に付勢するようになっている。
【００７３】
また、上記第２コイルバネ７ｂの上部は、上記第２筒部材３２の下端に当接する一方、上記第２コイルバネ７ｂ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。
【００７４】
そして、図８及び図９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中心Ｒ１に沿う姿勢で上記中空部３０に上方から挿入し、且つ、上記回転中心Ｒ１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が下方に押圧されるようになっている。
【００７５】
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、上記第３筒部材３４が上記第２筒部材３２に対して上記第１コイルバネ７ａの付勢力に抗して下方にスライドするようになっている。
【００７６】
上記第２筒部材３２における各凹部３２ｄの底面３２ｅは、上記第３筒部材３４が上記第２筒部材３２に対して下方にスライドする際、第３筒部材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を回転中心Ｒ１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に案内されて回転中心Ｒ１側に前進するようになっている。
【００７７】
すなわち、上記各凹部３２ｄは、上記第３筒部材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を回転中心Ｒ１側に前進させるようになっている。
【００７８】
そして、上記各移動ブロック３６は、本発明の位置決め手段１３を構成しており、上記各移動ブロック３６の回転中心Ｒ１側への前進動作によって上記各係合部３６ａと上記被係合部１１ａ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とともに、ノズル１１の中心軸を上記回転中心Ｒ１に一致させるか、或いは、接近させるようになっている。
【００７９】
上記被係合部１１ａと上記各係合部３６ａ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、上記第３筒部材３４が上記第２筒部材３２と一体になって上記第１筒部材３１に対して上記第１コイルバネ７ａ及び上記第２コイルバネ７ｂの付勢力に抗して下方にスライドするようになっている。
【００８０】
そして、上記ノズル交換ユニット３は、図１０に示すように、上記各移動ブロック３６がノズル１１に連係した状態で回転中心Ｒ１周りのＸ１方向に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。
【００８１】
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第３筒部材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を回転中心Ｒ１側に移動させて上記ノズル１１の被係合部１１ａと移動ブロック３６の各係合部３６ａとを係合させた状態で上記ノズル交換ユニット３を回転中心Ｒ１周りのＸ２方向に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。
【００８２】
上記歯車２１Ｂ上面には、図１に示すように、上下に延びる取外ユニット４が上側貫通孔２ｃを介して回転一体に固定されている。
【００８３】
上記歯車２１Ｂの貫通孔２１ｂには、図５に示すように、回転中心Ｒ２が上下方向に延びる筒状の第１回転体４１が上下方向（回転中心Ｒ２方向）にスライド可能に嵌挿されている。
【００８４】
上記第１回転体４１は、図示しないキー溝によって上記回転中心Ｒ２周りに上記歯車２１Ｂと回転一体となっていて、上記サーボモータ６の出力軸６ａが一方側に回転すると、歯車２１Ａ及び歯車２１Ｂを介して上記回転中心Ｒ１周りのＸ３方向に回転する一方、上記サーボモータ６の出力軸６ａが他方側に回転すると、歯車２１Ａ及び歯車２１Ｂを介して上記回転中心Ｒ１周りのＸ４方向に回転するようになっている。
【００８５】
上記第１回転体４１は、上下に貫通し、且つ、上記コンタクトチップ１２がその先端を下方に向けた姿勢で通過可能な貫通孔４１ａ（中空部）を回転中心Ｒ２に有し、上記第１回転体４１の上端側周壁には、外周面が他の部分より外側方に張り出して肉厚が他の部分よりも厚い肉厚部４１ｂが形成されている。
【００８６】
該肉厚部４１ｂには、回転中心Ｒ２に向かうように水平方向に延びて上記貫通孔４１ａに連通する連通孔４１ｃが上記回転中心Ｒ２を挟んで対称に一対設けられ、上記連通孔４１ｃの貫通孔４１ａ側開口は、上記貫通孔４１ａの反対側開口より小さく形成されている。
【００８７】
上記肉厚部４１ｂ外周面には、図６に示すように、回転中心Ｒ２周りに延びて上記両連通孔４１ｃに繋がる第１凹条溝４１ｅが回転中心Ｒ２を挟んで対称に一対形成されている。
【００８８】
上記第１回転体４１の下端寄り外周面には、図５に示すように、リング状のストッパ部材４１ｄが嵌め込まれ、上記第１回転体４１が上方にスライドすると、上記貫通孔２１ｂの下側開口周縁に接触してそれ以上の第１回転体４１の上方へのスライドを規制するようになっている。
【００８９】
また、上記歯車２１Ｂの上方には、上下に開口し、且つ、上記第１回転体４１を昇降可能に収容する内部空間４２ａを有する円筒状の収容ケース４２が配置され、該収容ケース４２外周面の上下中途部は、他の外周面より内側方に窪む形状をなしている。
【００９０】
上記収容ケース４２の上部内方には、短筒状のすべり軸受４３が嵌合され、該すべり軸受４３の内周面は、上記第１回転体４１の肉厚部４１ｂ外周面に摺接するようになっている。
【００９１】
すなわち、上記内部空間４２ａの上部内面には、上記すべり軸受４３によって、回転中心Ｒ２側に突出する上下に幅広な環状突条部４２ｂが形成され、該環状突条部４２ｂの突出端面は、上記第１回転体４１が回転又は昇降する際、上記肉厚部４１ｂの外周面に摺接するようになっている。
【００９２】
上記第１回転体４１の各連通孔４１ｃには、その連通方向に進退可能な連係部材４４が設けられている。
【００９３】
該連係部材４４は、ブロック形状をなし、その貫通孔４１ａ側（前端側）中央には、上記貫通孔４１ａ側に僅かに飛び出す突出部４４ａが形成され、該突出部４４ａの突出端には、上下に延びる平坦な引掛面４４ｂが形成されている。
【００９４】
該引掛面４４ｂの上部には、上記第１回転体４１の回転中心Ｒ２に向かうにつれて次第に下方に位置する第１傾斜面４４ｃが形成されている。
【００９５】
一方、上記連係部材４４における貫通孔４１ａの反対側（後端側）には、図６に示すように、上記第１回転体４１の回転中心Ｒ２周りに沿って延びる第２凹条溝４４ｄが形成されている。
【００９６】
上記各連係部材４４の第２凹条溝４４ｄは、上記第１回転体４１の各第１凹条溝４１ｅに対応する位置となっていて、両第１凹条溝４１ｅ及び両第２凹条溝４４ｄは、平面視で環状となるように位置している。
【００９７】
上記連係部材４４は、上記貫通孔４１ａ側に前進した際、上記連係部材４４における突出部４４ａの基端側に連続する部分が上記連通孔４１ｃにおける貫通孔４１ａ側の開口周縁に当接してそれ以上の貫通孔４１ａ側へのスライドが規制されるとともに、上記突出部４４ａが貫通孔４１ａに飛び出すようになっている。
【００９８】
また、上記突出部４４ａが貫通孔４１ａに飛び出すと、上記引掛面４４ｂが上記貫通孔４１ａに挿入したコンタクトチップ１２の平坦面１２ｂに接触して連係し、且つ、引掛可能な状態になるとともに、連係部材４４の後端部分が上記連通孔４１ｃに没入するようになっている。
【００９９】
すなわち、上記連係部材４４は、本発明の位置決め手段１３を構成しており、コンタクトチップ１２の中心軸を回転中心Ｒ２に一致させるか、或いは、接近させるようになっている。
【０１００】
一方、上記連係部材４４は、後退すると、突出部４４ａが連通孔４１ｃに没入してコンタクトチップ１２が貫通孔４１ａを通過可能な状態になるとともに、連係部材４４の後端側が上記収容ケース４２と上記第１回転体４１との間に飛び出すようになっている。
【０１０１】
上記両第１凹条溝４１ｅ及び両第２凹条溝４４ｄには、上記第１回転体４１の回転中心Ｒ２周りに環状に延びるゴム製のＯリング４５（第１付勢手段）が嵌合している。
【０１０２】
該Ｏリング４５は、上記各連係部材４４の他端に接触して突出部４４ａが貫通孔４１ａに飛び出すように上記連係部材４４を貫通孔４１ａ側に付勢している。
【０１０３】
上記第１回転体４１の中途部から下端に亘る部分には、第３コイルバネ７ｃ（第２付勢手段）が外装されている。
【０１０４】
該第３コイルバネ７ｃの上端は、上記肉厚部４１ｂに当接する一方、上記第３コイルバネ７ｃの下端は、上記歯車２１Ｂにおける貫通孔２１ｂの上端側開口周縁に当接していて、上記連係部材４４の後端側が没入した上記連通孔４１ｃに上記すべり軸受４３が対応するように上記第１回転体４１を上方に付勢している。
【０１０５】
そして、図１１乃至図１３に示すように、上記コンタクトチップ１２をその先端が下方を向く姿勢で上記貫通孔４１ａに上方から収容するとともに上記第１回転体４１を回転させると、上記各連係部材４４の引掛面４４ｂが上記コンタクトチップ１２の各平坦面１２ｂに接触するようになっている。
【０１０６】
また、第１回転体４１をさらに回転させると、図１４に示すように、上記貫通孔４１ａに挿入されたコンタクトチップ１２の各平坦面１２ｂに上記各連係部材４４の引掛面４４ｂを引っ掛けながら上記コンタクトチップ１２をその中心軸周りに回転させることにより、コンタクトチップ１２を上記トーチ本体１０ａから取り外すようになっている。
【０１０７】
また、トーチ本体１０ａから取り外され、各張出部１２ｃが各連係部材４４の突出部４４ａに上方から接触することによって取外ユニット４に保持された使用済みコンタクトチップ１２を上方から押圧すると、図１８に示すように、第３コイルバネ７ｃの付勢力に抗して第１回転体４１が下降し、連通孔４１ｃがすべり軸受４３に対応しない位置になるようになっている。
【０１０８】
すなわち、環状突条部４２ｂ（すべり軸受４３）は、第１回転体４１の下降動作によって各連通孔４１ｃを閉塞する状態から開放する状態に切り替えるようになっている。
【０１０９】
さらに、使用済みコンタクトチップ１２を上方から押圧すると、図１９及び図２０に示すように、コンタクトチップ１２の各張出部１２ｃが上記各連係部材４４の突出部４４ａに摺接しながら各連係部材４４をＯリング４５の付勢力に抗して貫通孔４１ａの反対側に押圧するようになっている。
【０１１０】
そして、各連係部材４４における後退動作によって、図２１に示すように、各連係部材４４の突出部４４ａが連通孔４１ｃに没入して使用済みコンタクトチップ１２が貫通孔４１ａを落下して廃棄されるとともに、各連係部材４４がＯリング４５の付勢力によって貫通孔４１ａ側に前進するようになっている。
【０１１１】
また、連係部材４４が貫通孔４１ａ側に前進すると、連係部材４４の後端側が連通孔４１ｃに没入して第１回転体４１が上方にスライドしても各連係部材４４がすべり軸受４３に接触しない状態になるので、第３コイルバネ７ｃの付勢力によって第１回転体４１が元位置まで上昇し、連通孔４１ｃがすべり軸受４３に対応する位置になるようになっている。
【０１１２】
すなわち、環状突条部４２ｂ（すべり軸受４３）は、第１回転体４１の上昇動作によって各連通孔４１ｃを開放する状態から閉塞する状態に切り替えるようになっている。
【０１１３】
上記各歯車２１Ｃ上面には、図１に示すように、上下に延びる取付ユニット５が回転一体に固定されている。
【０１１４】
上記各歯車２１Ｃの貫通孔２１ｂには、図７に示すように、回転中心Ｒ３が上下方向に延びる略棒状の第２回転体５１が上下方向（回転中心Ｒ３方向）にスライド可能に挿通されている。
【０１１５】
上記第２回転体５１は、図示しないキー溝によって上記回転中心Ｒ３周りに上記歯車２１Ｃと回転一体となっていて、上記サーボモータ６の出力軸６ａが一方側に回転すると、歯車２１Ａ、歯車２１Ｂ及び歯車２１Ｃを介して上記回転中心Ｒ３周りのＸ５方向に回転する一方、上記サーボモータ６の出力軸６ａが他方側に回転すると、歯車２１Ａ、歯車２１Ｂ及び歯車２１Ｃを介して上記回転中心Ｒ３周りにＸ６方向に回転するようになっている。
【０１１６】
上記第２回転体５１には、図７に示すように、上端に開口する凹状の係合穴５２が形成され、該係合穴５２の上部内周面には、回転中心Ｒ３に向かって突出する係合爪５３が回転中心Ｒ３を挟んで対称に一対設けられている。
【０１１７】
上記各係合爪５３の突出端は、上下に延びる平坦な形状をなし、上記係合穴５２にコンタクトチップ１２を挿入すると、当該コンタクトチップ１２の各平坦面１２ｂに対面するようになっている。
【０１１８】
上記第２回転体５１の中途部には、外側方に突出するとともに回転中心Ｒ３周りに延びるリング部５４が設けられ、該リング部５４の上面は、上方に行くにつれて次第に縮径するテーパ面５４ａとなっている。
【０１１９】
上記第２回転体５１の下端寄りの外周面には、リング状の第２ストッパ部材５５が嵌め込まれ、上記第２回転体５１が上方にスライドすると、上記貫通孔２１ｂの下側開口周縁に接触してそれ以上の第２回転体５１の上方へのスライドを規制するようになっている。
【０１２０】
上記第２回転体５１の中途部には、第４コイルバネ７ｄが外装されており、該第４コイルバネ７ｄは、その上端が上記リング部５４の下面に当接する一方、下端が上記貫通孔２１ｂの上側開口周縁に当接していて、上記第２回転体５１を上方に付勢している。
【０１２１】
上記第２回転体５１の下半部分は、略筒状のゴム製カバー部材５７で囲われていて、該カバー部材５７の上端は上記リング部５４の下面に当接する一方、上記カバー部材５７の下端は上記ギアボックス２の上面に当接している。
【０１２２】
そして、コンタクトチップ１２が取り外されたトーチ本体１０ａに対して新しいコンタクトチップ１２を取り付ける際、図１５示すように、新しいコンタクトチップ１２がセットされた第２回転体５１に対して上記トーチ本体１０ａを上方から接近させると、コンタクトチップ１２の基端部分にトーチ本体１０ａの先端が接触して第２回転体５１が上記第４コイルバネ７ｄの付勢力に抗して下方にスライドするようになっている。
【０１２３】
また、トーチ本体１０ａがコンタクトチップ１２に上方から接触することによって第２回転体５１が下方にスライドしている状態で、上記第２回転体５１をＸ６方向に回転させると、図１６に示すように、上記第４コイルバネ７ｄの付勢力によって第２回転体５１が上方にスライドしながら上記コンタクトチップ１２がその中心軸周りに回転するので、コンタクトチップ１２の基端部分がトーチ本体１０ａの先端に螺合してトーチ本体１０ａにコンタクトチップ１２が取り付けられるようになっている。
【０１２４】
次に、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。
【０１２５】
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、産業用ロボット（図示せず）で上記溶接トーチ１０をノズル交換ユニット３の上方に移動させて待機させる。
【０１２６】
次に、図８に示すように、溶接トーチ１０をその中心軸が上記回転中心Ｒ１に沿う姿勢で上記第３筒部材３４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内方に挿入されるとともに、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。
【０１２７】
次に、第３筒部材３４は、溶接トーチ１０によって下方に押圧された被押圧部材３５と共に第２筒部材３２に対して第１コイルバネ７ａの付勢力に抗して下方にスライドし始める。
【０１２８】
すると、第３筒部材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９に示すように、各移動ブロック３６に対して回転中心Ｒ１側への力が加わり、各移動ブロック３６が回転中心Ｒ１側に前進して係合部３６ａがノズル１１の被係合部１１ａに係合する。係合部３６ａ及び被係合部１１ａが係合状態になると、各移動ブロック３６は回転中心Ｒ１側に移動出来なくなるので、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。
【０１２９】
各係合部３６ａと被係合部１１ａ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、一体になった第３筒部材３４と第２筒部材３２とが第１筒部材３１に対して第１コイルバネ７ａ及び第２コイルバネ７ｂの付勢力に抗して下方にスライドし始める。
【０１３０】
しかる後、サーボモータ６を駆動させて、歯車２１Ａを介してノズル交換ユニット３をＸ１方向に回転させることにより、図１０に示すように、ノズル１１がその中心軸周りに回転してトーチ本体１０ａの先端部から取り外される。
【０１３１】
次に、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。
【０１３２】
まず始めに、図１０に示すように、ノズル交換ユニット３の中空部３０にノズル１１をセットしておく。
【０１３３】
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がセットされたノズル交換ユニット３の上方に移動させて待機させる。
【０１３４】
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によって第３筒部材３４が第２筒部材３２に対して第１コイルバネ７ａの付勢力に抗して下方にスライドし始める。
【０１３５】
そして、第３筒部材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９に示すように、各移動ブロック３６に対して回転中心Ｒ１側への力が加わり、各移動ブロック３６が回転中心Ｒ１側に前進して各移動ブロック３６の係合部３６ａがノズル１１の被係合部１１ａに係合する。係合部３６ａと被係合部１１ａとが係合状態になると、各移動ブロック３６は回転中心Ｒ１側に移動出来なくなるので、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。
【０１３６】
被係合部１１ａと各係合部３６ａ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、一体になった第３筒部材３４と第２筒部材３２とが第１筒部材３１に対して第１コイルバネ７ａ及び第２コイルバネ７ｂの付勢力に抗して下方にスライドし始める。
【０１３７】
しかる後、サーボモータ６を駆動させて、歯車２１Ａを介してノズル交換ユニット３をＸ２方向に回転させることにより、図９に示すように、ノズル１１がその中心軸周りに回転してトーチ本体１０ａの先端部に取り付く。
【０１３８】
次に、上記回転交換装置１の交換作業のうちのコンタクトチップ１２の取外作業について説明する。
【０１３９】
上記ノズル交換ユニット３によってノズル１１が取り外された後、図１１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を取外ユニット４の上方に移動させて待機させる。
【０１４０】
次に、サーボモータ６を駆動させて、歯車２１Ａ及び歯車２１Ｂを介して第１回転体４１をＸ４方向に回転させるとともに、溶接トーチ１０を下方に移動させてコンタクトチップ１２を第１回転体４１の貫通孔４１ａに上方から挿入する。すると、コンタクトチップ１２の貫通孔４１ａへの挿入時において、図１１に示すように、コンタクトチップ１２の両平坦面１２ｂの並設方向と両連係部材４４の並設方向とが異なっていても、図１２及び図１３に示すように、コンタクトチップ１２の両平坦面１２ｂの並設方向と両連係部材４４の並設方向とが一致するようになり、各連係部材４４の引掛面４４ｂがコンタクトチップ１２の各平坦面１２ｂに接触する。
【０１４１】
しかる後、第１回転体４１をＸ４方向にさらに回転させると、図１４に示すように、第１回転体４１は、コンタクトチップ１２の各平坦面１２ｂに各連係部材４４の引掛面４４ｂを引っ掛けながら上記コンタクトチップ１２をその中心軸周りに回転させてトーチ本体１０ａから取り外す。このとき、各連係部材４４における後端側が各連通孔４１ｃに没入するとともに収容ケース４２のすべり軸受４３が各連通孔４１ｃに対応しており、各連係部材４４はすべり軸受４３によって後退できないので、各連係部材４４の引掛面４４ｂをコンタクトチップ１２の各平坦面１２ｂにしっかりと引っ掛けることができる。
【０１４２】
そして、トーチ本体１０ａから取り外された使用済みコンタクトチップ１２は、当該コンタクトチップ１２の各張出部１２ｃが各連係部材４４に上方から接触した状態になるので、取外ユニット４に保持されたままとなる。
【０１４３】
次に、取外ユニット４に保持された使用済みコンタクトチップ１２の廃棄作業について説明する。
【０１４４】
図１８に示すように、次にコンタクトチップ１２を取り外す溶接トーチ１０を産業用ロボット（図示せず）で取外ユニット４の上方に移動させるとともに下方に移動させてトーチ本体１０ａに取り付けられたコンタクトチップ１２の先端部で使用済みコンタクトチップ１２の基端を下方に押圧する。すると、使用済みコンタクトチップ１２の両張出部１２ｃが両連係部材４４を下方に押圧することで第１回転体４１が第３コイルバネ７ｃの付勢力に抗して下降し始める。
【０１４５】
第１回転体４１が下方に所定量下降すると、図１９及び図２０に示すように、すべり軸受４３が第１回転体４１の各連通孔４１ｃを開放する位置となり、各連係部材４４が後退可能な状態になる。
【０１４６】
しかる後、溶接トーチ１０をさらに下方に移動させると、使用済みコンタクトチップ１２の各張出部１２ｃが各連係部材４４の引掛面４４ｂ（第１傾斜面４４ｃ）に摺接し始めて使用済みコンタクトチップ１２が貫通孔４１ａを下方に移動し始める。すると、各連係部材４４がＯリング４５の付勢力に抗して後退するので、図２１に示すように、各連係部材４４の突出部４４ａが連通孔４１ｃに没入し、使用済みコンタクトチップ１２が下方に落下して廃棄される。このように、本願発明では、取外ユニット４に保持された使用済みコンタクトチップ１２を簡単に廃棄することができる。
【０１４７】
その後、使用済みコンタクトチップ１２が下方に落下すると、各連係部材４４がＯリング４５の付勢力によって貫通孔４１ａ側に前進するので、各連係部材４４の後端側が連通孔４１ｃに没入して第１回転体４１が上方にスライドしても、各連係部材４４がすべり軸受４３に接触しない状態になる。
【０１４８】
そして、第３コイルバネ７ｃの付勢力によって第１回転体４１が上方にスライドしてすべり軸受４３に各連通孔４１ｃが対応する位置となるとともに、次に溶接トーチ１０から取り外されるコンタクトチップ１２が取外ユニット４にセットされ、次のコンタクトチップ１２の取外作業が行える状態になる。したがって、取り外した使用済みコンタクトチップ１２を上方から押圧するだけで使用済みコンタクトチップ１２の廃棄処理を行うことができ、上述の如き次に取外作業を行うコンタクトチップ１２の貫通孔４１ａへの挿入動作を利用して使用済みコンタクトチップ１２を下方に押圧することによって効率良くコンタクトチップ１２の取外作業を繰り返すことができる。
【０１４９】
次に、上記回転交換装置１の交換作業のうちのコンタクトチップ１２の取付作業について説明する。
【０１５０】
取外ユニット４によって溶接トーチ１０からコンタクトチップ１２が取り外されると、図１５に示すように、上記トーチ本体１０ａを産業用ロボット（図示せず）で新しいコンタクトチップ１２がセットされた第２回転体５１の上方に移動させて待機させる。
【０１５１】
次に、トーチ本体１０ａを下方に移動させる。すると、トーチ本体１０ａの先端が第２回転体５１にセットされたコンタクトチップ１２の基端部分に接触するとともに、第２回転体５１が溶接トーチ１０に押されて第４コイルバネ７ｄの付勢力に抗して下方にスライドする。
【０１５２】
しかる後、サーボモータ６を駆動させ、歯車２１Ａ、歯車２１Ｂ及び歯車２１Ｃを介して第２回転体５１をＸ６方向に回転させる。すると、図１６に示すように、第２回転体５１は、当該第２回転体５１にセットされたコンタクトチップ１２を第４コイルバネ７ｄの付勢力によって上方に移動させるとともに、コンタクトチップ１２の各平坦面１２ｂに各係合爪５３を引っ掛けながらコンタクトチップ１２をその中心軸周りに回転させることにより、コンタクトチップ１２の基端部分をトーチ本体１０ａの先端に螺合させてコンタクトチップ１２がトーチ本体１０ａに取り付く。
【０１５３】
そして、図１７に示すように、新しいコンタクトチップ１２が取り付いた溶接トーチ１０を上方に移動させてコンタクトチップ１２の取付作業が終了する。
【０１５４】
以上より、本発明の実施形態１によると、第３筒部材３４の中空部３０にノズル１１を収容すると、移動ブロック３６によってノズル１１の中心軸が第３筒部材３４の回転中心Ｒ１に一致するか、或いは、接近するようになる。また、第１回転体４１の貫通孔４１ａにコンタクトチップ１２を収容すると、連係部材４４によってコンタクトチップ１２の中心軸が第１回転体４１の回転中心Ｒ２に一致するか、或いは、接近するようになる。このように、特許文献１の如き案内板を第３筒部材３４の外側や第１回転体４１の外側に設ける必要がないので、回転交換装置１を第３筒部材３４や第１回転体４１における回転中心Ｒ１や回転中心Ｒ２の延長方向にコンパクトにすることができる。
【０１５５】
また、回転中心Ｒ１と交差する方向において、ノズル１１及び移動ブロック３６の相対位置を変えることができるので、ノズル１１を第３筒部材３４の中空部３０に挿入する際に、移動ブロック３６をノズル１１との接触を回避させる位置に予め後退させておいて移動ブロック３６周りの変形や破損を回避させることができる。また、移動ブロック３６を前進させると、移動ブロック３６は、その前端部分がノズル１１の外周面に接触して第３筒部材３４に対する位置を決めることができるだけでなく、ノズル１１の外周面と連係して当該ノズル１１の取付・取外動作をも行うことができる。
【０１５６】
また、連係部材４４は、前進した状態において、その前端部分がコンタクトチップ１２の外周面に接触して第１回転体４１に対するコンタクトチップ１２の位置を決めることができるだけでなく、コンタクトチップ１２の外周面と連係して当該コンタクトチップ１２の取外作業をも行うことができる。
【０１５７】
また、第１回転体４１の２箇所（引掛面４４ｂ）がコンタクトチップ１２の中心軸を挟んで対称に位置する２箇所（平坦面１２ｂ）に引っ掛かってコンタクトチップ１２をその中心軸周りに回転させるようになるので、コンタクトチップ１２の取外作業時においてコンタクトチップ１２をその中心軸が第１回転体４１の回転中心Ｒ２に一致する状態で回転させ易くなり、コンタクトチップ１２の中心軸が第１回転体４１の回転中心Ｒ２に一致しない状態で取外作業を行ってトーチ本体１０ａにおけるコンタクトチップ１２との螺合部分を故障させてしまうといったことを防ぐことができる。
【０１５８】
また、連係部材４４をＯリング４５で貫通孔４１ａ側に付勢するので、連係部材４４の前進動作を簡単な構造で行えるようになり、製造コストを低く抑えることができる。
【０１５９】
また、連係部材４４に形成された第２凹条溝４４ｄによってＯリング４５が連係部材４４からずれなくなる。したがって、Ｏリング４５の付勢力が連係部材４４に確実に伝わるようになり、コンタクトチップ１２の取外作業時において、連係部材４４の引掛面４４ｂをコンタクトチップ１２の平坦面１２ｂに確実に引っ掛けることができる。
【０１６０】
さらに、張出部１２ｃによって使用済みコンタクトチップ１２が第１回転体４１に保持された状態において使用済みコンタクトチップ１２を下方に押圧すると、張出部１２ｃが引掛面４４ｂの第１傾斜面４４ｃに摺接しながら使用済みコンタクトチップ１２が下方に移動するので、使用済みコンタクトチップ１２がその中心軸方向において連係部材４４から受ける反力が小さくなる。したがって、使用済みコンタクトチップ１２を下方に押圧する際の負荷が減って使用済みコンタクトチップ１２をスムーズに下方に移動させることができる。
【０１６１】
尚、本発明の実施形態では、回転交換装置１を用いて張出部１２ｃを有するコンタクトチップ１２をトーチ本体１０ａから取り外す場合について述べたが、張出部１２ｃが無く、しかも、平坦面１２ｂが中心軸方向に亘って外周面に形成されたコンタクトチップ１２をトーチ本体１０ａから取り外す場合にも本願発明の回転交換装置１を用いることができる。この場合、コンタクトチップ１２は、張出部１２ｃが無いので、トーチ本体１０ａから取り外された後、取外ユニット４に保持されずにそのまま落下して廃棄される。
【０１６２】
また、本発明の実施形態では、第１〜第４コイルバネ７ａ〜７ｄを使って、第２筒部材３２、第３筒部材３４、第１回転体４１及び第２回転体５１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等を上方に付勢してもよい。
【０１６３】
さらに、本発明の実施形態では、Ｏリング４５を使って各連係部材４４を付勢しているが、これに限らず、他の付勢手段を使って各連係部材４４を付勢するようにしてもよい。
《発明の実施形態２》
図２２乃至図２９は、本発明の実施形態２に係る回転交換装置１の取外ユニット４を示す。この実施形態２では、取外ユニット４の一部構造と、トーチ本体１０ａから取り外した使用済みのコンタクトチップ１２の廃棄の仕方とが実施形態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。
【０１６４】
実施形態２の第１回転体４１における肉厚部４１ｂには、実施形態１の如き第１凹条溝４１ｅが形成されていない。
【０１６５】
また、第１回転体４１の下端寄り外周面には、実施形態１の如きストッパ部材４１ｄが嵌め込まれていない。
【０１６６】
さらに、第１回転体４１の貫通孔４１ａにおける上側開口周縁には、すり鉢状をなす接触部４１ｆが形成され、該接触部４１ｆは、上記貫通孔４１ａに上記コンタクトチップ１２を上方から挿入した際、上記トーチ本体１０ａに接触するようになっている。
【０１６７】
実施形態２の収容ケース４２の外周面における上下中途部には、実施形態１の如き窪みが形成されていない。
【０１６８】
上記収容ケース４２は、上下の幅が略同じである上壁部４２ｃ、中壁部４２ｄ、及び、下壁部４２ｅの３つの部分で成り立っている。
【０１６９】
上記上壁部４２ｃの内周面は、上記第１回転体４１の外周面との間に隙間Ｓ１が形成される位置となっている。
【０１７０】
また、上記中壁部４２ｄの内周面は、上記上壁部４２ｃの内周面より外側に段差状に窪んだ位置となっている。
【０１７１】
上記中壁部４２ｄの内周面には、実施形態２のすべり軸受４３が上下にスライド可能に嵌合され、上方にスライドすると上端が上記上壁部４２ｃに接触してそれ以上上方にスライド出来ないようになっている。
【０１７２】
さらに、上記下壁部４２ｅの内周面は、上記中壁部４２ｄの内周面より外側に段差状に窪んだ位置となっている。
【０１７３】
上記すべり軸受４３上端の内側縁部には、回転中心Ｒ２側に行くにしたがって次第に下方に位置する第２傾斜面４３ａが形成されている。
【０１７４】
すなわち、上記第２傾斜面４３ａは、環状突条部４２ｂの突出端面側の上部に形成されている。
【０１７５】
上記すべり軸受４３の下端寄りには、外側方に突出するフランジ部４３ｂが形成され、該フランジ部４３ｂは、上記下壁部４２ｅに対応する位置となっている。
【０１７６】
実施形態２の各連係部材４４には、実施形態１の如き第２凹条溝４４ｄが形成されておらず、Ｏリング４５も設けられていない。
【０１７７】
実施形態２の歯車２１Ｂにおける上半部分には、断面Ｌ字状をなす環状段差部２１ｃが貫通孔２１ｂに沿って形成され、上記環状段差部２１ｃの下側には、第３コイルバネ７ｃの下端側が嵌合する断面Ｌ字状の嵌合段差部２１ｄが上記貫通孔２１ｂに沿って形成されている。
【０１７８】
実施形態２の第３コイルバネ７ｃは、本発明の第３付勢手段であり、上記連通孔４１ｃが上記第２傾斜面４３ａより上方に位置するように上記第１回転体４１を上方に付勢している。
【０１７９】
上記第３コイルバネ７ｃの外周には、第５コイルバネ７ｅが設けられている。
【０１８０】
該第５コイルバネ７ｅの上端は、上記すべり軸受４３のフランジ部４３ｂに当接する一方、上記第５コイルバネ７ｅの下端は、上記環状段差部２１ｃに当接していて、上記すべり軸受４３を上方に付勢している。
【０１８１】
そして、図２２及び図２３に示すように、上記コンタクトチップ１２をその先端が下方を向く姿勢で上記貫通孔４１ａに上方から挿入すると上記第１回転体４１の接触部４１ｆにトーチ本体１０ａが接触するようになっている。
【０１８２】
さらに溶接トーチ１０を下降させるとともに上記第１回転体４１を正転させると、図２５に示すように、すべり軸受４３の第２傾斜面４３ａは、第１回転体４１と共に下方に移動する各連係部材４４の後端側が摺接することにより上記各連係部材４４を回転中心Ｒ２側に押圧するようになっており、押圧された各連係部材４４は、各連通孔４１ｃに案内されて回転中心Ｒ２側に前進するとともに各突出部４４ａが各連通孔４１ｃから飛び出して各引掛面４４ｂが上記コンタクトチップ１２の各平坦面１２ｂに接触するようになっている。
【０１８３】
すなわち、上記第２傾斜面４３ａは、上記第１回転体４１の下降動作に連動して上記各連係部材４４を前進させるカム手段となっている。
【０１８４】
上記各連係部材４４が回転中心Ｒ２側に前進すると、各連係部材４４の後端側が各連通孔４１ｃに没入するとともに第１回転体４１が第３コイルバネ７ｃの付勢力に抗して下降し、すべり軸受４３に各連通孔４１ｃが対応するようになっている。
【０１８５】
すなわち、環状突条部４２ｂ（すべり軸受４３）は、第１回転体４１の下降動作によって各連通孔４１ｃを開放する状態から閉塞する状態に切り替えるようになっている。
【０１８６】
そして、第１回転体４１をさらに正転させると、図２７に示すように、上記貫通孔４１ａに挿入されたコンタクトチップ１２の各平坦面１２ｂに上記各連係部材４４の引掛面４４ｂが引っ掛かることによって各連係部材４４に回転中心Ｒ２から離れる方向の力が加わってすべり軸受４３と各連係部材４４との間の摩擦抵抗が高くなり、第１回転体４１がすべり軸受４３と一体に正転しながら上記コンタクトチップ１２をその中心軸周りに回転させることにより、コンタクトチップ１２を下方に螺進させて上記トーチ本体１０ａから取り外すようになっている。
【０１８７】
上記コンタクトチップ１２が上記トーチ本体１０ａから取り外される際、上記コンタクトチップ１２の下方への螺進動作によって、当該コンタクトチップ１２の各張出部１２ｃが各連係部材４４の突出部４４ａを下方に押圧することにより、上記第１回転体４１及びすべり軸受４３が第３コイルバネ７ｃ及び第５コイルバネ７ｅの付勢力に抗して一体に下降するようになっている。
【０１８８】
使用済みコンタクトチップ１２が取り外されたトーチ本体１０ａをゆっくりと上昇させると、第５コイルバネ７ｅの付勢力によってすべり軸受４３が上昇するとともに、第３コイルバネ７ｃの付勢力によって第１回転体４１が上昇して各連通孔４１ｃがすべり軸受４３に対応しない位置になるようになっている。
【０１８９】
すなわち、環状突条部４２ｂ（すべり軸受４３）は、第１回転体４１の上昇動作によって各連通孔４１ｃを閉塞する状態から開放する状態に切り替えるようになっている。
【０１９０】
上記各連通孔４１ｃがすべり軸受４３に対応しない位置になる際、図２８に示すように、第３コイルバネ７ｃの付勢力によって使用済みコンタクトチップ１２がトーチ本体１０ａに下方から接触しているので、使用済みコンタクトチップ１２の上昇動作に伴って上記第３コイルバネ７ｃの付勢力に対する反発力がトーチ本体１０ａから使用済みコンタクトチップ１２に対して加わり、コンタクトチップ１２の各張出部１２ｃが各連係部材４４の突出部４４ａに摺接しながら各連係部材４４を貫通孔４１ａの反対側に押圧するようになっている。
【０１９１】
そして、各連係部材４４の後退動作によって、図２９に示すように、各連係部材４４の突出部４４ａが連通孔４１ｃに没入するとともに、コンタクトチップ１２が貫通孔４１ａを落下して廃棄されるようになっている。
【０１９２】
次に、実施形態２の取外ユニット４によるコンタクトチップ１２の取外作業及び廃棄作業について説明する。
【０１９３】
上記ノズル交換ユニット３によってノズル１１が取り外された後、図２２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を取外ユニット４の上方に移動させて待機させる。
【０１９４】
次に、溶接トーチ１０を下方に移動させてコンタクトチップ１２を第１回転体４１の貫通孔４１ａに上方から挿入する。すると、図２３に示すように、第１回転体４１の接触部４１ｆにトーチ本体１０ａが接触するので第１回転体４１に対して下方に向かう力が加わる。
【０１９５】
次いで、溶接トーチ１０をさらに下降させるとともに、サーボモータ６を駆動させて歯車２１Ａ及び歯車２１Ｂを介して第１回転体４１をＸ４方向に回転させる。すると、第１回転体４１と共に各連係部材４４が下方に移動することによって、すべり軸受４３の第２傾斜面４３ａに各連係部材４４の後端側が摺接する。そうすると、図２５に示すように、各連係部材４４に対して回転中心Ｒ２側への力が加わり、各連係部材４４が回転中心Ｒ２側に前進するとともに各突出部４４ａが各連通孔４１ｃから飛び出して各引掛面４４ｂがコンタクトチップ１２の各平坦面１２ｂに接触する。
【０１９６】
また、各連係部材４４が回転中心Ｒ２側に前進することによって各連係部材４４の後端側が各連通孔４１ｃに没入する。そして、第１回転体４１が第３コイルバネ７ｃの付勢力に抗して下降し、すべり軸受４３に各連通孔４１ｃが対応する。
【０１９７】
しかる後、第１回転体４１をさらにＸ４方向に回転させると、図２７に示すように、上記コンタクトチップ１２の各平坦面１２ｂに上記各連係部材４４の引掛面４４ｂが引っ掛かり、各連係部材４４に回転中心Ｒ２から離れる方向の力が加わる。すると、すべり軸受４３と各連係部材４４との間の摩擦抵抗が高くなって第１回転体４１がすべり軸受４３と一体に回転する。
【０１９８】
そして、第１回転体４１とすべり軸受４３とが一体に回転することにより、コンタクトチップ１２がその中心軸周りに回転するとともに下方に螺進し始めてコンタクトチップ１２の各張出部１２ｃが各連係部材４４の突出部４４ａに接触する。
【０１９９】
コンタクトチップ１２がさらに下方に螺進すると、コンタクトチップ１２の各張出部１２ｃが各連係部材４４の突出部４４ａを下方に押圧することにより、第１回転体４１とすべり軸受４３とが一体に回転しながら第３コイルバネ７ｃ及び第５コイルバネ７ｅの付勢力に抗して次第に下降する。そして、第１回転体４１とすべり軸受４３とが所定の位置まで下降すると、コンタクトチップ１２がトーチ本体１０ａから外れる。
【０２００】
トーチ本体１０ａから取り外された使用済みコンタクトチップ１２は、当該使用済みコンタクトチップ１２の各張出部１２ｃが第３コイルバネ７ｃ及び第５コイルバネ７ｅの付勢力によって各連係部材４４に下方から押圧され、トーチ本体１０ａに接触した状態になる。
【０２０１】
その後、トーチ本体１０ａを上方にゆっくり移動させると、第５コイルバネ７ｅの付勢力によってすべり軸受４３が上昇するとともに、第３コイルバネ７ｃの付勢力によって第１回転体４１が上昇することによってコンタクトチップ１２もトーチ本体１０ａに接触したまま上昇する。そして、各連通孔４１ｃがすべり軸受４３に対応しない位置まで第１回転体４１が上昇すると、コンタクトチップ１２の上昇動作に伴って第３コイルバネ７ｃの付勢力に対する反発力がトーチ本体１０ａから使用済みコンタクトチップ１２に対して加わる。すると、使用済みコンタクトチップ１２の各張出部１２ｃが各連係部材４４の突出部４４ａに摺接しながら各連係部材４４を貫通孔４１ａの反対側に押圧する。
【０２０２】
その後、図２８及び図２９に示すように、各連係部材４４が後退することによって各連係部材４４の突出部４４ａが連通孔４１ｃに没入し、使用済みコンタクトチップ１２が貫通孔４１ａを下方に落下して廃棄される。このように、使用済みコンタクトチップ１２の取外作業が終了した後、トーチ本体１０ａを上方に移動させると、第３コイルバネ７ｃの付勢力で第１回転体４１が上昇することによって環状突条部４２ｂ（すべり軸受４３）が連通孔４１ｃを開放するので、連係部材４４が後退可能になる。したがって、連係部材４４の突出部４４ａを連通孔４１ｃに没入させることができ、使用済みコンタクトチップ１２の落下による廃棄を実施することができる。
【０２０３】
以上より、本発明の実施形態２によると、上記第１回転体４１が下降する動作によって連係部材４４が貫通孔４１ａ側に前進して引掛面４４ｂがコンタクトチップ１２の平坦面１２ｂに引っ掛かるので、上記連係部材４４を前進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、引掛面４４ｂがコンタクトチップ１２の平坦面１２ｂに押し付けられるようになるので、コンタクトチップ１２と連係部材４４との間の密着度が増してコンタクトチップ１２と連係部材４４との間の引掛状態を強固なものにできる。
【０２０４】
また、連係部材４４の後端側が連通孔４１ｃから飛び出している状態で上記第１回転体４１を下降させると、連係部材４４の後端側が第２傾斜面４３ａに摺接することで連係部材４４が貫通孔４１ａ側に前進するようになる。したがって、第１回転体４１の下降動作に連動して動く連係部材４４の構造が簡単なものになり、この点においても低コストな装置にできる。
【０２０５】
尚、本発明の実施形態２の第２傾斜面４３ａは、環状突条部４２ｂの突出端面側の上部に形成されているが、環状突条部４２ｂの突出端面の下部に形成してもよく、第１回転体４１の上昇動作に連動して連係部材４４の他端側を第２傾斜面４３ａに摺接させることによって連係部材４４を貫通孔４１ａ側にスライドさせるようにしてもよい。
《発明の実施形態３》
図３０乃至図３６は、本発明の実施形態３に係る回転交換装置１の取外ユニット４を示す。この実施形態３では、取外ユニット４の一部構造と、トーチ本体１０ａから取り外した使用済みのコンタクトチップ１２の廃棄の仕方とが実施形態２と異なっているだけで、その他は実施形態２と同じであるため、以下、実施形態２と異なる部分のみを詳細に説明する。
【０２０６】
実施形態３の第１回転体４１における肉厚部４１ｂの上端外周縁部には、図３０及び図３１に示すように、外側方に張り出すとともに上方に延びる環状壁部４１ｇが設けられ、該環状壁部４１ｇの上半部分の内周面には、径方向外側に窪むとともに上下に延びる凹陥部４１ｈが回転中心Ｒ２周りに４つ等間隔に設けられている。
【０２０７】
上記環状壁部４１ｇの上方には、中心線が上記回転中心Ｒ２に一致した状態で回転中心Ｒ２周りに回転可能な環状体４６が装着されている。
【０２０８】
該環状体４６は、上記環状壁部４１ｇの上部開口部分を覆う略円盤状のカバープレート４７と、上記環状壁部４１ｇの下半部分の内方に配設されたリング部材４８とを備え、該リング部材４８の中央には、孔部４８ａが形成されている。
【０２０９】
また、上記カバープレート４７の外周縁部には、下方に突出するとともにカバープレート４７の外周縁部に沿って環状に延びる環状延出部４７ａが形成され、上記カバープレート４７の中央には、上記孔部４８ａの上部開口に対応するチップ挿入孔４７ｂが形成されている。
【０２１０】
上記環状壁部４１ｇの上半部分の内方には、平面視で略矢印形状をなす押圧爪４９（連係部材）が回転中心Ｒ２周りに等間隔に４つ設けられ、各押圧爪４９は、上記各凹陥部４１ｈにそれぞれ対応する位置となっている。
【０２１１】
上記押圧爪４９は、平面視で上記回転中心Ｒ２側に行くにつれて次第に狭くなる略扇状の爪本体部４９ａを備え、該爪本体部４９ａの回転中心Ｒ２側端面は、径方向外側に窪む緩やかな湾曲面４９ｂとなっている。
【０２１２】
一方、上記押圧爪４９の回転中心Ｒ２から遠い側の端面には、両側部分よりも中央部分の方が僅かに窪む段差面部４９ｃが形成され、該段差面部４９ｃの中央には、対応する凹陥部４１ｈに遊嵌する突起４９ｄが外側方に向かって突設されている。
【０２１３】
そして、上記各押圧爪４９及び上記環状体４６は、本発明の挟持具９を構成し、上下に延びるネジ４９ｅ（支軸）により上記カバープレート４７及び上記リング部材４８に軸支され、上記回転中心Ｒ２側に回動可能となっている。
【０２１４】
実施形態３の収容ケース４２は、上側に位置する筒状の上側ケース部４２Ａと、下側に位置する筒状の下側ケース部４２Ｂとを備え、上記上側ケース部４２Ａは、その筒中心線を上記下側ケース部４２Ｂの筒中心線と一致させた状態で当該下側ケース部４２Ｂに上下方向にスライド可能に嵌合している。
【０２１５】
上記下側ケース部４２Ｂの上半部分には、上下に延びるスリット４２ｆが筒中心線周りに複数設けられている。
【０２１６】
一方、上記上側ケース部４２Ａ外周面の中途部には、上記各スリット４２ｆに嵌合する複数のピン４２ｇが取り付けられ、上記上側ケース部４２Ａが上下にスライドする際、上記各スリット４２ｆが上記各ピン４２ｇを案内するようになっている。
【０２１７】
また、実施形態３の環状突条部４２ｂは、上記上側ケース部４２Ａの内周面における中途部に形成されている。
【０２１８】
上記環状突条部４２ｂの突出部分は、上記第１回転体４１における環状壁部４１ｇの下端部分に下方から当接しており、上記環状突条部４２ｂの突出面は、上記第１回転体４１における肉厚部４１ｂの外周面に摺接可能に接している。
【０２１９】
さらに、上記上側ケース部４２Ａの上部外周面には、環状の嵌合凹部４２ｈが形成され、該嵌合凹部４２ｈには、Ｏリング４２ｉが嵌め込まれている。
【０２２０】
そして、上記上側ケース部４２Ａの上部は、上記カバープレート４７の環状延出部４７ａの内方に位置しており、当該環状延出部４７ａの内周面に上記Ｏリング４２ｉの外周縁部が接するようになっている。
【０２２１】
上記下側ケース部４２Ｂの内方には、第６コイルバネ４０（第４付勢手段）が配設され、該第６コイルバネ４０は、上記第１回転体４１に外装されている。
【０２２２】
上記第６コイルバネ４０の下端は、上記下側ケース部４２Ｂの下端部分に当接する一方、上記第６コイルバネ４０の上端は、上記環状突条部４２ｂの下端部分に当接していて、上記第６コイルバネ４０は、上記上側ケース部４２Ａを介して上記第１回転体４１を上方に付勢している。
【０２２３】
そして、図３２及び図３３に示すように、上記チップ挿入孔４７ｂを介して上記コンタクトチップ１２を貫通孔４１ａに収容した状態で上記第１回転体４１を回転中心Ｒ２周りに正転させ、当該第１回転体４１の上記挟持具９に対する相対的な正転動作で上記各凹陥部４１ｈ内面が上記各突起４９ｄを正転方向に押すことにより、上記各押圧爪４９が回動動作により回転中心Ｒ２側に前進して上記コンタクトチップ１２の外周面を押圧し、上記コンタクトチップ１２を挟み込むようになっている。
【０２２４】
すなわち、上記各押圧爪４９は、本発明の位置決め手段１３であり、回動動作により上記回転中心Ｒ２と交差する方向に進退するようになっていて、上記貫通孔４１ａに上記コンタクトチップ１２を収容した状態で前進すると当該コンタクトチップ１２の外周面に接触して連係するとともにコンタクトチップ１２の中心軸を回転中心Ｒ２に一致させるか、或いは、接近させるようになっている。
【０２２５】
そして、各押圧爪４９が上記コンタクトチップ１２に連係した状態において、さらなる第１回転体４１の正転動作により上記コンタクトチップ１２を上記挟持具９とともに回転させながら上記トーチ本体１０ａから取り外すようになっている。
【０２２６】
このとき、コンタクトチップ１２はトーチ本体１０ａに螺合連結により取り付けられているので、第１回転体４１の正転動作によってトーチ本体１０ａに対してコンタクトチップ１２がトーチ本体１０ａから離れるように下方に螺進すると、図３４に示すように、第１回転体４１が第６コイルバネ４０の付勢力に抗して次第にトーチ本体１０ａから離れるようになる。したがって、コンタクトチップ１２の取外作業時におけるコンタクトチップ１２の螺進動作によって第１回転体４１及びトーチ本体１０ａに負荷が掛かって当該第１回転体４１及びトーチ本体１０ａが変形したり、或いは、破損したりしてしまうのを防ぐことができる。
【０２２７】
一方、上記第１回転体４１を逆転させると、当該第１回転体４１の上記挟持具９に対する相対的な逆転動作で上記各凹陥部４１ｈ内面が上記各突起４９ｄを逆転方向に押すことにより、上記各押圧爪４９が回動動作により回転中心Ｒ２から離れる方向に後退して上記コンタクトチップ１２の外周面から離間し、上記各押圧爪４９の上記コンタクトチップ１２との連係が解除され、コンタクトチップ１２が貫通孔４１ａを落下して廃棄されるようになっている。
【０２２８】
次に、実施形態３の取外ユニット４によるコンタクトチップ１２の取外作業及び廃棄作業について説明する。
【０２２９】
上記ノズル交換ユニット３によってノズル１１が取り外された後、産業用ロボット（図示せず）で上記溶接トーチ１０を取外ユニット４の上方に移動させて待機させる。
【０２３０】
次に、溶接トーチ１０を下降させてコンタクトチップ１２を第１回転体４１の貫通孔４１ａにチップ挿入孔４７ｂを介して上方から挿入し、コンタクトチップ１２の中途部が上記各押圧爪４９に対応する位置となったときに溶接トーチ１０の下降動作を停止させる。
【０２３１】
次いで、サーボモータ６を駆動させて歯車２１Ａ及び歯車２１Ｂを介して第１回転体４１をＸ５方向に正転させる。すると、第１回転体４１が挟持具９に対して相対的に正転して各凹陥部４１ｈ内面が各突起４９ｄを正転方向に押す。そして、図３２及び図３３に示すように、各押圧爪４９が回動動作により回転中心Ｒ２側に前進して上記コンタクトチップ１２の外周面を押圧し、上記コンタクトチップ１２を挟み込む。
【０２３２】
しかる後、第１回転体４１をさらにＸ５方向に正転させる。すると、上記コンタクトチップ１２が上記挟持具９とともに回転して記トーチ本体１０ａから取り外される。このとき、図３４に示すように、トーチ本体１０ａに対してコンタクトチップ１２が徐々に下方に向かって螺進するので、上側ケース部４２Ａが第６コイルバネ４０の付勢力に抗して下方にスライドする。尚、コンタクトチップ１２が下方に向かって螺進するとき、トーチ本体１０ａを次第に上方に移動させるようにしてもよい。
【０２３３】
その後、トーチ本体１０ａを上方に移動させる。すると、第６コイルバネ４０の付勢力によって上側ケース部４２Ａが上方にスライドする。
【０２３４】
そして、サーボモータ６を駆動させて歯車２１Ａ及び歯車２１Ｂを介して第１回転体４１をＸ６方向に逆転させる。すると、第１回転体４１が挟持具９に対して相対的に逆転して各凹陥部４１ｈ内面が各突起４９ｄを逆転方向に押す。そして、図３５及び図３６に示すように、各押圧爪４９が回動動作により回転中心Ｒ２から離れる方向に後退して上記コンタクトチップ１２の外周面から離間し、コンタクトチップ１２が貫通孔４１ａを落下して廃棄される。
【０２３５】
以上より、本発明の実施形態３によると、コンタクトチップ１２をトーチ本体１０ａに対して取り付けるために第１回転体４１を回転させると、各押圧爪４９によるコンタクトチップ１２への押付力が大きくなって挟持具９がコンタクトチップ１２を強固に把持するようになる。したがって、取外作業時において挟持具９とコンタクトチップ１２との間で滑りが発生しなくなり、トーチ本体１０ａに対するコンタクトチップ１２の取外作業を確実に行うことができる。
【０２３６】
また、コンタクトチップ１２の取外作業における第１回転体４１の回転動作を利用してコンタクトチップ１２を挟持できるので、第１回転体４１を回転させるためのサーボモータ以外の駆動源を別途用意してコンタクトチップ１２を挟持するといった必要がなく、設備がシンプルであるとともに、低コストで、且つ、コンパクトな回転交換装置１にできる。
【０２３７】
尚、本発明の実施形態３では、取外ユニット４によってトーチ本体１０ａに螺合連結されるコンタクトチップ１２を上記トーチ本体１０ａから取り外しているが、本発明の実施形態３にかかる取外ユニット４は、取付ユニットとしても機能させることができ、トーチ本体１０ａに嵌合により連結される構造のコンタクトチップ１２を上記トーチ本体１０ａに取り付けたり、或いは、取り外したりするのにも使用できる。すなわち、コンタクトチップ１２を取外ユニット４で回転させながら、コンタクトチップ１２にトーチ本体１０ａを近づけたり、或いは、離間させたりすることでコンタクトチップ１２を上記トーチ本体１０ａに取り付けたり、或いは、取り外したりすることができる。
【０２３８】
また、実施形態３の取外ユニット４は、コンタクトチップ１２だけでなく、トーチ本体１０ａに螺合連結されるノズル１１の取り外しや、トーチ本体１０ａに嵌合により連結されるノズル１１の取付・取外作業にも使用できる。
【産業上の利用可能性】
【０２３９】
本発明は、アーク溶接に用いる溶接トーチのトーチ本体の先端部に取り付けられたノズルやコンタクトチップを交換する回転交換装置に適している。
【符号の説明】
【０２４０】
１        回転交換装置
７ｃ        第３コイルバネ（第２付勢手段、第３付勢手段）
９        挟持具
１０        溶接トーチ
１０ａ        トーチ本体
１２        コンタクトチップ
１２ｂ        平坦面
１２ｃ        張出部
１３        位置決め手段
３４        第３筒部材（回転体）
３６        移動ブロック（連係部材）
４０        第６コイルバネ
４１        第１回転体
４１ａ        貫通孔（中空部）
４１ｃ        連通孔
４１ｆ        接触部
４１ｈ        凹陥部
４２        収容ケース
４２ａ        内部空間
４２ｂ        環状突条部
４３ａ        第２傾斜面（カム手段）
４４        連係部材
４４ｂ        引掛面
４４ｃ        第１傾斜面
４４ｄ        第２凹条溝
４５        Ｏリング（第１付勢手段）
４６        環状体
４９        押圧爪（連係部材）
４９ｄ        突起
４９ｅ        ネジ（支軸）
Ｒ１        回転中心
Ｒ２        回転中心
【図１】
2017046990.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2017046990.tif 000008
【図７】
2017046990.tif 000009
【図８】
2017046990.tif 000010
【図９】
2017046990.tif 000011
【図１０】
2017046990.tif 000012
【図１１】
2017046990.tif 000013
【図１２】
2017046990.tif 000014
【図１３】
2017046990.tif 000015
【図１４】
2017046990.tif 000016
【図１５】
2017046990.tif 000017
【図１６】
2017046990.tif 000018
【図１７】
2017046990.tif 000019
【図１８】
2017046990.tif 000020
【図１９】
2017046990.tif 000021
【図２０】
2017046990.tif 000022
【図２１】
2017046990.tif 000023
【図２２】
2017046990.tif 000024
【図２３】
2017046990.tif 000025
【図２４】
2017046990.tif 000026
【図２５】
2017046990.tif 000027
【図２６】
2017046990.tif 000028
【図２７】
2017046990.tif 000029
【図２８】
2017046990.tif 000030
【図２９】
2017046990.tif 000031
【図３０】
2017046990.tif 000032
【図３１】
2017046990.tif 000033
【図３２】
2017046990.tif 000034
【図３３】
2017046990.tif 000035
【図３４】
2017046990.tif 000036
【図３５】
2017046990.tif 000037
【図３６】
2017046990.tif 000038
【国際調査報告】
2017046990.tif 000039
2017046990.tif 000040
2017046990.tif 000041
2017046990.tif 000042