(57)【要約】【課題】複数の電極を自動的に切り替えて使用することができる電気抵抗スポット溶接機を提供する。【解決手段】第１及び第２の電極ホルダーはいずれもその外周に複数の電極１０が一定角度をおいて取り付けられたものとして、両電極ホルダーのいずれかの電極が溶接位置で対向して停止されるように回転手段４７によって所定角度ずつ間欠的に回転可能なものとされており、回転手段４７により前記第１の電極ホルダー及び前記第２の電極ホルダーの少なくとも一方を回転させることにより、前記第１及び第２の電極ホルダーに取り付けられた任意の電極を選択して対向させて、これらの電極に被溶接物を挟んで、被溶接物を溶接するように構成する。回転手段４７は第１の電極ホルダーを回転させ、電極ホルダーの回転力の伝達する第１のピニオンギア４９と、第２の電極ホルダーを回転させる第２のピニオンギア６９と、これら第１のピニオンギア４９及び第２のピニオンギア６９と係合し、離接自在に配設されたラックギア８０を配設する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
離接自在に対向させた第１及び第２の電極ホルダーにそれぞれ電極を取り付けて、対向する電極間で被溶接物を溶接する電気抵抗スポット溶接機において、前記した第１及び第２の電極ホルダーはいずれもその外周に複数の電極が一定角度をおいて取り付けられたものとして、両電極ホルダーのいずれかの電極が溶接位置で対向して停止されるように回転手段によって所定角度ずつ間欠的に回転可能なものとされており、前記回転手段により前記第１の電極ホルダー及び前記第２の電極ホルダーの少なくとも一方を回転させることにより、前記第１及び第２の電極ホルダーに取り付けられた任意の電極を選択して対向させて、これらの電極に被溶接物を挟んで、被溶接物を溶接するように構成したことを特徴とする電気抵抗スポット溶接機。
【請求項２】
回転手段の回転力を伝達する駆動手段により、単一の回転手段で第１の電極ホルダーと第２の電極ホルダーを回転させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の電気抵抗スポット溶接機。
【請求項３】
回転手段は第１の電極ホルダーを回転させ、駆動手段は第１の電極ホルダーの回転力の伝達する第１のピニオンギアと、第２の電極ホルダーを回転させる第２のピニオンギアと、これら第１及び第２のピニオンギアと係合し、第１及び第２のピニオンギアの少なくとも一方と離接自在に配設されたラックギアから構成されたことを特徴とする請求項２に記載の電気抵抗スポット溶接機。
【請求項４】
回転手段が第１の電極ホルダーを回転させる際に、ラックギアを第１及び第２のピニオンギアの少なくとも一方から離して、係合を解除することにより、第１の回転ホルダーのみを回転可能にしたことを特徴とする請求項３に記載の電気抵抗スポット溶接機。
【請求項５】
第１のピニオンギアは、第１の電極ホルダーと同軸に配設され、第２のピニオンギアは、第２の電極ホルダーと同軸に配設されたことを特徴とする請求項３〜請求項４のいずれかに記載の電気抵抗スポット溶接機。
【請求項６】
回転手段は、エアシリンダーもしくは油圧シリンダーのいずれかであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の電気抵抗スポット溶接機。
【請求項７】
回転手段の回転力を伝達・遮断するクラッチ機構を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の電気抵抗スポット溶接機。
【請求項８】
クラッチ機構は、
第１の電極ホルダーに回転力を伝達する回転軸部が貫通し、回転手段の回転力を伝達する板部と、
前記回転軸部の軸方向に向かってスライド可能に前記板部の内部に収納され、回転軸部の外周面に一定角度をおいて凹陥形成された係合穴に振り出されて係合するクラッチピン
を有することを特徴とする請求項７に記載の電気抵抗スポット溶接機。
【請求項９】
電極ホルダーに回転手段の回転力を伝達する回転軸部の外周面に、溶接用電流が流れるコンタクトの先端が受容される接続凹部を一定角度をおいて形成するとともに、前記コンタクトの先端が前記接続凹部と離接自在となるようにコンタクトを構成したことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の電気抵抗スポット溶接機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気抵抗スポット溶接機の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、非特許文献１に示されるように電気抵抗スポット溶接機は、上部電極と下部電極間にワークを挟んで加圧、通電して、ワークに流れる電機抵抗熱でワークを溶かして溶接するものであり、自動車のホワイトボデー等を溶接する場合に広く使用されている。電気抵抗スポット溶接機に使用される電極は被溶接物の形状、溶接条件に合わせて使い分けをする必要があり、被溶接物の形状、溶接条件が変わる場合には電極をそれに合わせた電気抵抗スポット溶接機を用意する必用がある。
【０００３】
また、多品種少量生産の被溶接物を電気抵抗スポット溶接機で溶接する場合において、被溶接物の形状、溶接条件が変わる場合には電極を交換する必要がある。従来こうした場合には、電極を電気抵抗スポット溶接機から取り外し、溶接条件に合った別の電極を取り付けて対応しており、特に頻繁にワークが変わる場合には電極の交換に多大な手間と時間を要し、生産性が上がらないという問題があった。
【非特許文献１】株式会社中央製作所  電気抵抗スポット溶接機カタログ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数の電極を自動的に切り替えて使用することができる電気抵抗スポット溶接機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するためになされた本発明は、離接自在に対向させた第１及び第２の電極ホルダーにそれぞれ電極を取り付けて、対向する電極間で被溶接物を溶接する電気抵抗スポット溶接機において、前記した第１及び第２の電極ホルダーはいずれもその外周に複数の電極が一定角度をおいて取り付けられたものとして、両電極ホルダーのいずれかの電極が溶接位置で対向して停止されるように回転手段によって所定角度ずつ間欠的に回転可能なものとされており、前記回転手段により前記第１の電極ホルダー及び前記第２の電極ホルダーの少なくとも一方を回転させることにより、前記第１及び第２の電極ホルダーに取り付けられた任意の電極を選択して対向させて、これらの電極に被溶接物を挟んで、被溶接物を溶接するように構成したことを特徴とするものである。
【０００６】
なお、回転手段の回転力を伝達する駆動手段により、単一の回転手段で第１の電極ホルダーと第２の電極ホルダーを回転させるように構成することが好ましい。
【０００７】
また、回転手段は第１の電極ホルダーを回転させ、駆動手段を第１の電極ホルダーの回転力の伝達する第１のピニオンギアと、第２の電極ホルダーを回転させる第２のピニオンギアと、これら第１のピニオンギア及び第２のピニオンギアと係合し、第１のピニオンギア及び第２のピニオンギアの少なくとも一方と離接自在に配設されたラックギアから構成することが好ましい。
【０００８】
また、回転手段が第１の電極ホルダーを回転させる際に、ラックギアを第１のピニオンギア及び第２のピニオンギアの少なくとも一方から離して、係合を解除することにより、第１の回転ホルダーのみを回転可能にすることが好ましい。
【０００９】
また、第１のピニオンギアを、第１の電極ホルダーと同軸に配設し、第２のピニオンギアを、第２の電極ホルダーと同軸に配設することが好ましい。
【００１０】
また、回転手段は、エアシリンダーもしくは油圧シリンダーのいずれかであることが好ましい。
【００１１】
また、回転手段の回転力を伝達・遮断するクラッチ機構を設けることが好ましい。
【００１２】
また、クラッチ機構は、第１の電極ホルダーに回転力を伝達する回転軸部が貫通し、回転手段の回転力を伝達する板部と、前記回転軸部の軸方向に向かってスライド可能に前記板部の内部に収納され、回転軸部の外周面に一定角度をおいて凹陥形成された係合穴に振り出されて係合するクラッチピンを有することが好ましい。
【００１３】
また、電極ホルダーに回転手段の回転力を伝達する回転軸部の外周面に、溶接用電流が流れるコンタクトの先端が受容される接続凹部を一定角度をおいて形成するとともに、前記コンタクトの先端が前記接続凹部と離接自在となるようにコンタクトを構成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
第１及び第２の電極ホルダーはいずれもその外周に複数の電極が一定角度をおいて取り付けられたものとして、両電極ホルダーのいずれかの電極が溶接位置で対向して停止されるように回転手段によって所定角度ずつ間欠的に回転可能なものとされており、前記回転手段により前記第１の電極ホルダー及び前記第２の電極ホルダーの少なくとも一方を回転させることにより、前記第１及び第２の電極ホルダーに取り付けられた任意の電極を選択して対向させて、これらの電極に被溶接物を挟んで、被溶接物を溶接するように構成したので、被溶接物に適合した複数の電極を自動的に切り替えて使用することができる電気抵抗スポット溶接機を提供することが可能となる。
【００１５】
生産ラインにおいて本発明の電気抵抗スポット溶接機を使用した場合には、被溶接物に適合した複数の電極を自動的に切り替えて使用することができるので、被溶接物ごとの溶接機を設置する必用がなく、また、溶接機で溶接した、ワークを次の溶接機に搬送するためのハンドリング装置の設置場所や、次の溶接機に搬送するために一時的に置いてバッファさせるための置台の設置場所も不要となり、生産ラインが長大にならずに、簡素化することが可能となる。
【００１６】
あるいは、多品種少量生産の被溶接物を溶接する場合において本発明の電気抵抗スポット溶接機を使用した場合には、被溶接物に適合した複数の電極を自動的に切り替えて使用することができるので、電極の交換に手間も時間も要さず、生産性を向上させることが可能となる。
【００１７】
また、回転手段の回転力を伝達する駆動手段により、単一の回転手段で第１の電極ホルダーと第２の電極ホルダーを回転させるように構成すると、電極ホルダーごとに回転手段を設ける必用がなく、コストを削減することが可能となる。
【００１８】
回転手段は第１の電極ホルダーを回転させ、駆動手段を第１の電極ホルダーの回転力の伝達する第１のピニオンギアと、第２の電極ホルダーを回転させる第２のピニオンギアと、これら第１のピニオンギア及び第２のピニオンギアと係合し、第１のピニオンギア及び第２のピニオンギアの少なくとも一方と離接自在に配設されたラックギアから構成すると、単一の回転手段で、第２の電極ホルダーを回転させることが可能となる。また、このように構成することにより、第１の電極ホルダーと第２の電極ホルダーを同期して回転させることが可能となる。
【００１９】
また、回転手段が第１の電極ホルダーを回転させる際に、ラックギアを第１のピニオンギア及び第２のピニオンギアの少なくとも一方から離して、係合を解除することにより、第１の回転ホルダーのみを回転可能にすると、第１の電極ホルダーのみ回転させる動作と、また、第１の電極ホルダー及び第２の電極ホルダーの両方を回転させる動作の、２パターンの動作をさせることができ、第１の電極ホルダーと第２の電極ホルダーに取り付けられている任意の電極を組み合わせて溶接することが可能となる。
【００２０】
また、第１のピニオンギアを、第１の電極ホルダーと同軸に配設し、第２のピニオンギアを、第２の電極ホルダーと同軸に配設すると、簡単な構造で駆動手段を構成することが可能となる。
【００２１】
また、回転手段に、エアシリンダーや油圧シリンダーを使用すると、これらのシリンダーをフルストロークさせることにより、電極ホルダーに一定の角度をおいて取り付けられた電極を、確実に前記一定の角度回転させることが可能となる。
【００２２】
回転手段の回転力を伝達・遮断するクラッチ機構を設けると、このクラッチ機構により回転手段の回転力を伝達・遮断する動作を繰り返すことにより、所定の角度ずつ間欠的に電極ホルダーを回転させることが可能となる。また、このクラッチ機構により、回転手段の回転力を伝達する状態にしたままで、回転手段を動作させると、第１の電極ホルダーに取り付けられた、２つの電極を素早く順次、第２の電極ホルダーに取り付けられた電極に対向させることが可能となり生産性を向上させることが可能となる。
【００２３】
また、クラッチ機構を、第１の電極ホルダーに回転力を伝達する回転軸部が貫通し、回転手段の回転力を伝達する板部と、前記回転軸部の軸方向に向かってスライド可能に前記板部の内部に収納され、回転軸部の外周面に一定角度をおいて凹陥形成された係合穴に振り出されて係合するクラッチピンから構成すると、確実に回転手段の回転力を電極ホルダーに伝達させることが可能となる。
【００２４】
また、電極ホルダーに回転手段の回転力を伝達する回転軸部の外周面に、溶接用電流が流れるコンタクトの先端が受容される接続凹部を一定角度をおいて形成するとともに、前記コンタクトの先端が前記接続凹部と離接自在となるようにコンタクトを構成すると、コンタクトの先端を接続凹部から離すことにより、回転手段で電極ホルダーを回転させることが可能となり、また、回転手段で電極ホルダーを回転させた後に、コンタクトの先端を接続凹部に受容させて接続すると、確実に電極ホルダーに電気抵抗溶接するための電流を供給することが可能となる。また、コンタクトの先端が前記接続凹部に受容されることにより、回転軸部の位置決めをすることができ、回転軸部が回転することを抑止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図１は本発明の実施の形態を示す電気抵抗スポット溶接機の側面図であり、図２はその正面図である。１は電気抵抗スポット溶接機の装置本体であり、その内部に電極に電流を供給するためのトランス等が設けられている。この装置本体１には、それぞれ上下に対向して配設された下部腕部２及び上部腕部３が装置の前方側に突設している。
【００２６】
下部腕部２の先端には、下部電極ユニット４が取り付けられている。上部腕部３の先端には、加圧機構５が設けられ、この加圧機構５の下端５ａに上部電極ユニット６が取り付けられている。上部電極ユニット６は、加圧機構５によって上下動するようになっていて、対向する下部電極ユニット４と上部電極ユニット６が離接自在となっている。
【００２７】
図３に要部側面図を示し、図４に要部裏面図を示す。以下に下部電極ユニット４の説明をする。下部電極ユニット４は、主に下部電極ユニット４０本体と、回転軸部４１と、第１の電極ホルダー４２から構成されている。下部電極ユニット４０は箱形形状をしていて、下部腕部２の先端に取り付けられている。回転軸部４１は略円柱形状をしていて、下部電極ユニット本体４１に回転可能に軸支されている。
【００２８】
第１の電極ホルダー４２は、扁平な略円柱形状をしていて、回転軸部４１の回転軸と同軸になるように、装置の前方側の回転軸部４１の先端に取り付けられている。なお、第１の電極ホルダー４２は回転軸部４１と電気的に接続している。第１の電極ホルダー４２の外周には、複数の電極１０が一定角度をおいて取り付けられている。本実施形態では、４個の電極１０が、９０度の間隔をおいて第１の電極ホルダー４２に取り付けられている。なお、電極ホルダー４２に取り付けられる電極は４個に限定されず、２個や３個であっても、４個以上であっても差し支えない。なお、回転軸部４１及び第１の電極ホルダー４２の内部を冷却水が導通し、電極１０を冷却するようになっている。
【００２９】
第１の電極ホルダー４２に取り付けられる電極１０の先端形状は、平面形、球面形、ドーム形、円錐台形、円錐台球面形１０ｂ、偏心形、偏心球面形、ポイント形等のいずれの形状であってもよく、種類の違う電極１０を第１の電極ホルダー４２に取り付けることが可能である。
【００３０】
また、第１の電極ホルダー４２に取り付けられる電極１０は、図３に示されるような、ナット打ち用下部電極１０ｃであってもよい。このナット打ち用下部電極１０ｃは、略円筒形状の基電極１０ｄと、この基電極１０ｄの内部に伸縮自在に収納されているセンターピン１０ｅから構成されている。センターピン１０ｅは、基電極１０ｄの軸方向の外側に付勢され、先端が基電極１０ｄから突出している。なお、センターピン１０ｅの外径は、被溶接部材に取り付けられるナットの、ねじ穴の内径よりもわずかに大きくなっていて、ナットのねじ穴の内径に応じた大きさになっている。
【００３１】
第１の電極ホルダー４２にナット打ち用下部電極１０ｃが取り付けられている場合には、第１の電極ホルダー４２の前方部には、ナット打ち用下部電極１０ｃの基電極１０ｄに圧縮空気を供給するエアジャケット５１が設けられている。５２はエアジャケット５１に圧縮空気を供給するエア配管５２である。
【００３２】
ナットを被溶接物に溶接する場合には、センターピン１０ｅにナットをセットして、後述する第２の電極ホルダー６に取り付けられたナット打ち用上部電極１０ｆで加圧しながら通電して溶接する。この際に、基電極１０ｄに圧縮空気を吹き込んで、基電極１０ｄとセンターピン１０ｅの間に空気を流通させることにより、基電極１０ｄ内部にスパッタが侵入することを防止するとともに、基電極１０ｄ及びセンターピン１０ｅを冷却することとしている。なお、センターピン１０ｅは、圧縮空気で基電極１０ｄの軸方向の外側に付勢してもよく、この場合には、ナット打ち用上部電極で加圧する際に、センターピン１０ｅが押圧されると同時に圧縮空気が、基電極１０ｄとセンターピン１０ｅの間を流通することとなる。
【００３３】
回転軸部４１の外周面には、略円錐形状に凹陥した、接続凹部４１ａが所定の間隔をおいて、凹陥形成されている。この接続凹部４１ａは、第１の電極ホルダー４２に取り付けられている電極１０の個数と同じ数、回転軸部４１の外周面に凹陥形成されている。
【００３４】
４３はコンタクトであり、その先端４３ａが略円錐形状をしていて、その基部４３ｂは略円柱形状をしている。このコンタクト４３は、回転軸部４１の下側に配設されていて、エアシリンダー４４により上下動して、コンタクト４３の先端４３ａが接続凹部４１ａと離接自在になっている。このコンタクト４３の先端４３ａは、回転軸部４１の接続凹部４１ａに受容されて、電気的に接続するようになっている。また、このコンタクト４３は、接続凹部４１ａに受容されることにより回転軸部４１の位置決めをして、回転軸部４１が回転することを抑止している。
【００３５】
４５は電源接続部であり、装置本体１から電流が供給されるようになっている。前述したように、コンタクト４３は、エアシリンダー４４によって上下動するので、回転軸部４１を回転させて、第１の電極ホルダー４２を回転させる場合には、エアシリンダー４４によりコンタクト４３を下方に動かして、コンタクト４３と接続凹部４１ａの接続を外して、回転軸部４１を回転させた後に、エアシリンダー４４によりコンタクト４３の先端４３ａを接続凹部４１ａに受容させて、コンタクト４３と回転軸部４１を電気的に接続する。このような構造により、第１の電極ホルダー４２に取り付けられた電極１０に、電流を供給するようになっている。
【００３６】
以下に上部電極ユニット６の説明をする。上部電極ユニット６は、主に上部電極ユニット６０と、回転軸部６１と、第２の電極ホルダー６２から構成されている。上部電極ユニット６０は箱形形状をしていて、加圧機構５の下端５ａに吊り下げられるように取り付けられている。回転軸部６１は略円柱形状をしていて、上部電極ユニット本体６１に回転可能に軸支されている。
【００３７】
第２の電極ホルダー６２は、扁平な略円柱形状をしていて、回転軸部６１の回転軸と同軸になるように、装置の前方側の回転軸部６１の先端に取り付けられている。なお、第２の電極ホルダー６２は、回転軸部６１と電気的に接続している。第２の電極ホルダー６２の外周には、複数の電極１０が一定角度をおいて取り付けられている。本実施形態では、４個の電極１０が、９０度の間隔をおいて第２の電極ホルダー６２に取り付けられている。なお、電極ホルダー６２に取り付けられる電極は４個に限定されず、２個や３個であっても、４個以上であっても差し支えない。なお、回転軸部６１及び第２の電極ホルダー６２の内部を冷却水が導通し、電極１０を冷却するようになっている。
【００３８】
第２の電極ホルダー６２に取り付けられる電極１０の先端形状は、平面形、球面形、ドーム形、円錐台形、円錐台球面形１０ｂ、偏心形、偏心球面形、ポイント形等のいずれの形状であってもよく、種類の違う電極１０を第２の電極ホルダー６２に取り付けることが可能である。
【００３９】
このような構成により、第１の電極ホルダー４２に取り付けられた電極１０と、第２の電極ホルダー６２に取り付けられた電極１０が離接自在に配設されている。
【００４０】
なお、第１の電極ホルダー４２にナット打ち用下部電極１０ｃが取り付けられる場合には、第２の電極ホルダー６２には、ナット打ち用上部電極１０ｆが取り付けられている。このナット打ち用上部電極１０ｆは略円柱形状していて、先端の中心部分に、ナット打ち用下部電極１０ｃのセンターピン１０ｅの外径より大きい内径の逃げ穴１０ｇが凹陥形成されている。なお、ナット打ち用上部電極１０ｆは、溶接するナットのサイズが大きく違わない場合には、一つのナット打ち用上部電極１０ｆで、大きさが違うナットを溶接することができる。例えば、Ｍ５、Ｍ６のナットを溶接する場合には、ナット打ち用下部電極１０ｃは、Ｍ５、Ｍ６のナットに対応した大きさのナット打ち用下部電極１０ｃを使用しなければならないが、ナット打ち用上部電極１０ｆは、Ｍ５、Ｍ６に共通のナット打ち用上部電極１０ｆを使用することができる。
【００４１】
回転軸部６１の外周面には、略円錐形状に凹陥した、接続凹部６１ａが所定の間隔をおいて、凹陥形成されている。この接続凹部６１ａは、第２の電極ホルダー６２に取り付けられている電極１０の個数と同じ数、回転軸部６１の外周面に凹陥形成されている。
【００４２】
図４に示される、６３はコンタクトであり、その先端６３ａが略円錐形状をしていて、その基部６３ｂは略円柱形状をしている。このコンタクト６３は、回転軸部６１の下側に配設されていて、エアシリンダー６４により左右動して、コンタクト６３の先端６３ａが接続凹部６１ａと離接自在になっている。このコンタクト６３の先端６３ａは、回転軸部６１の接続凹部６１ａに受容されて、電気的に接続するようになっている。また、このコンタクト６３は、接続凹部６１ａに受容されることにより回転軸部６１の位置決めをして、回転軸部６１が回転することを抑止している。
【００４３】
６５は電源接続部であり、装置本体１から電流が供給されるようになっている。前述したように、コンタクト６３は、エアシリンダー６４によって左右動するので、回転軸部６１を回転させて、第２の電極ホルダー６２を回転させる場合には、エアシリンダー６４によりコンタクト６３を側方に動かして、コンタクト６３と接続凹部６１ａの接続を外して、回転軸部６１を回転させた後に、エアシリンダー６４によりコンタクト６３の先端６３ａを接続凹部６１ａに受容させて、コンタクト６３と回転軸部６１を電気的に接続する。このような構造により、第２の電極ホルダー６２に取り付けられた電極１０に、電流を供給するようになっている。
【００４４】
次に、第１の電極ホルダー４２を回転させる回転手段について説明をする。図３や図４に示されるように、回転軸部４１、６１の後端には、略円柱形状の駆動軸部４６、６６が、回転軸部４１、６１と同軸になるようにして取り付けられている。駆動軸部４６の外周面には、一定角度をおいて係合穴４６ａが凹陥形成されている。この係合穴４６ａの個数は、第１の電極ホルダー４２に取り付けられている電極１０の数と同数である。
【００４５】
４７はエアシリンダーであり、図４に示されるようにエアシリンダー４７のシリンダー部４７ａは、ブラケット５５を介して、下部電極ユニット本体４０の前後方法及び左右方向の端部４０ａに回動可能に取り付けられている。なお、本実施形態では空気圧で作動するエアシリンダーを使用しているが、油圧で作動する油圧シリンダーであっても差し支えない。エアシリンダー４７のＹ金具４７ｃは、クラッチ機構４８の板部４８ａに回動可能に取り付けられている。
【００４６】
クラッチ機構４８は、主に板部４８ａと、クラッチピン４８ｂと、エアシリンダー４８ｃとから構成されている。板部４８ａには、駆動軸部４６の外径よりもわずかに大きい外径の貫通穴が形成されていて、この貫通穴を駆動軸部４６が貫通するようにして、板部４８ａは駆動軸部４６に回動可能に取り付けられている。また板部４８ａの前記貫通穴の上方には取付部４８ｃが設けられ、この取付部４８ｃにエアシリンダー４７のＹ金具４７ｃが回動可能に取り付けられている。このような構造により、エアシリンダー４７による直線運動を、板部４８ａで回転運動にして伝達するようにしている。板部４８ａの内部には、その先端が窄まった円柱状のクラッチピン４８ｂが、駆動軸部４６の軸方向に振り出されるようにスライド可能に収納されている。このクラッチピン４８ｂは、エアシリンダー４８ｃにより、駆動軸部４６の係合穴４６ａに振り出され、板部４８ａの内部に引っ込められるようになっている。
【００４７】
駆動軸部４６を回転して、第１の電極ホルダー４２を回転させる場合には、エアシリンダー４８ｃを作動させて、クラッチピン４８ｂを駆動軸部４６の係合穴４６ａに振り出して、クラッチピン４８ｃと係合穴４６ａを係合させた後に、回転手段としてのエアシリンダー４７を作動させて、エアシリンダー４７のピストンロッド４７ｂを伸縮させると、板部４８ｂが回転し、駆動軸部４６も回転する。このように、クラッチ機構４８は、回転手段であるシリンダー４７の回転力を、第１の電極ホルダー４２に伝達・遮断する。なお、エアシリンダー４７のピストンロッド４７ｂが、フルストロークした際に、板部４８ｂは本実施形態では９０度回転し、駆動軸部４６もまた９０度回転することとなる。前述した動作を繰り返すことにより、第１の電極ホルダー４２を９０度ずつ間欠的に回転させることができ、第１の電極ホルダー４２に取り付けられている任意の電極１０を選択して、第２の電極ホルダー６２に取り付けられた電極１０と対向させて配置することが可能となる。
【００４８】
以下に、回転手段であるエアシリンダー４７の回転力を伝達して、第２の電極ホルダー６２を回転させる駆動手段について説明をする。駆動手段は主に、駆動軸部４６の後端に同軸に取り付けられた第１のピニオンギア４９と、駆動軸部６６の後端に同軸に取り付けられた第２のピニオンギア６９と、これらの第１のピニオンギア４９及び第２のピニオンギア６９と係合し離接自在に配設されたラックギア８０から構成されている。なお、第２のピニオンギア６９は、第１のピニオンギア４９と前後方向の位置が同じ位置であり、第２のピニオンギア６９のピッチ円の直径及び歯数は、第１のピニオンギア４９と同じである。
【００４９】
ラックギア８０は、ラックホルダー８１にスライド可能に収納されている。８２はプレートであり、ラックホルダー８１と対向して配設されている。プレート８２は、ブラケット８５により、下部電極ユニット本体４０の上端に取り付けられている。プレート８２の両端には、ガイド８３が取り付けられ、ラックホルダー８１を装置の左右方向に移動可能に保持している。プレート８２の中央部には、エアシリンダー８４が取り付けられ、ラックホルダー８１を、装置の左右方向に動かして、ラックギア８０と第１のピニオンギア４９及び第２のピニオンギアを離接自在にしている。
【００５０】
なお、５０は第１のピニオンギア４９の後部に取り付けられたウォータジャケットであり、回転軸部４１に冷却水を供給するためのものであり、７０もまた第２のピニオンギア６９の後部に取り付けられたウォータジャケットであり、回転軸部６１に冷却水を供給するためのものである。これらのウォータジャケット５０、７０から、回転軸部４１、６１に供給された冷却水は、前述したように第１及び第２の電極ホルダー４２、６２を流通して、それぞれの電極ホルダー４２、６２に取り付けられた電極１０を冷却する。
【００５１】
図３に示されるように、駆動軸部６６の外表面には、一定の角度をおいて突起８６が設けられている。前記一定の角度は、第２の電極ホルダー６２に一定の角度で取り付けられている電極１０の一定角度と同じであり、本実施形態では９０度である。図３の状態において、駆動軸部６６の上部の前側に１個の突起８６ａが、駆動軸部６６の手前側の前後に２個の突起８６ｂ、８６ｃが、駆動軸部６６の下部の後側に１個の突起８６ｄ設けられている。なお、図３において、駆動軸部６６の裏側には、突起８６は設けられていない。図３において、駆動軸部６６の上側及び手前側には、ブラケット８７、８８を介して、それぞれ前後に並列してリミットスイッチ８９、９０、９１、９２が２個ずつ設けられている。突起８６は、その位置のリミットスイッチを押圧して、リミットスイッチが突起８６の有無を検知するようになっている。このように構成することにより、第２の電極ホルダー６２に取り付けられている電極１０の位置を検知するようにしている。例えば、図３において、突起８６ａ、８６ｂ、８６ｃが、それぞれ、リミットスイッチ８９、９１、９２を押圧して、その位置に突起８６ａ、８６ｂ、８６ｃが有ることを検知し、電極１０位置が、図３の状態であることを検出する。なお、図示されていないが、下部電極ユニット２もまた同様の機構により、第１の電極ユニット４２に取り付けられている電極１０の位置を検出するようになっている。
【００５２】
図１に示されるように、上部電極ユニット本体６０の上部の後端部には、ブラケット９５を介して、リミットスイッチ９６が取り付けられている。このリミットスイッチ９６は、上側に、スイッチ部９６ａを有し、上部腕部３のリミットスイッチ９６に対向する位置には、前記スイッチ部９６ａを押圧する突起９７がブラケット９８を介して取り付けられている。前記リミットスイッチ９６は、加圧機構５によって、上下動する上部電極ユニット６が、可動範囲の最上部に位置していることを検出するものであり、前記リミットスイッチ９６が、上部電極ユニット６が可動範囲の最上部に位置していることを検出しないと、エアシリンダー８４が作動せず、ラックギア８０を第１のピニオンギア４９及び第２のピニオンギア６９に係合させないようにしている。このようにすることにより、上部電極ユニット６が可動範囲の最上部でない位置で、ラックギア８０が第２のピニオンギア６９と係合することを防止して、第２の電極ホルダー６２が第１の電極ホルダー４２に対して、角度がずれることを防止し、本実施形態において、確実に第２の電極ホルダー６２を９０度ずつ回転させることが可能となる。
【００５３】
以上詳細に説明した構造により、エアシリンダー４７を作動させて、シリンダピストンロッド４７ｂをフルストロークさせた場合には、第１の電極ホルダー４２に取り付けられた電極１０と、第２の電極ホルダー６２に取り付けられた電極１０は、それぞれ対向する位置で停止するようなる。
【００５４】
次に本発明の作用について説明する。以下に、第１の電極ホルダー４２のみを回転させる場合を説明する。この場合には、エアシリンダー４４を作動させて、コンタクト４３を下げて、コンタクト４３と回転軸部４１の接続凹部４１ａとの接続を解除する。エアシリンダー８４を作動させて、ラックギア８０が第１のピニオンギア４９及び第２のピニオンギア６９から離れ、係合が解除された状態にする。クラッチピン４８ｂが、駆動軸部４６の係合穴４６ａに振り込まれて係合した状態で、エアシリンダー４７を作動させて、エアシリンダー４７のピストンロッド４７ｂを伸縮させると、第１の電極ホルダー４２のみが９０度回転する。
【００５５】
以下に、第１の電極ホルダー４２及び第２の電極ホルダー６２の両方回転させる場合を説明する。この場合には、エアシリンダー８４を作動させて、ラックギア８０が、第１のピニオンギア４９及び第２のピニオンギア６９と係合した状態にする。エアシリンダー４４、６４を作動させて、コンタクト４３、６３を回転軸部４１、６１から離して、コンタクト４３、６３と回転軸部４１、６１の接続凹部４１ａ、６１ａとの接続を解除する。ラックギア８０を第１のピニオンギア４９及び第２のピニオンギア６９と係合させた後に、コンタクト４３，６３と回転軸部４１、６１の接続凹部４１ａ、６１ａとの接続を解除するのは、ラックギア８０と第１のピニオンギア４９及び第２のピニオンギア６９がずれて係合することを防止するためである。この状態でかつ、クラッチピン４８ｂが、駆動軸部４６の係合穴４６ａに振り込まれて係合した状態で、エアシリンダー４７を作動させて、エアシリンダー４７のピストンロッド４７ｂを伸縮させると、第１の電極ホルダー４２及び第２の電極ホルダー６２の両方が９０度回転する。
【００５６】
このように、第１の電極ホルダー４２のみを９０度ずつ回転させたり、第１の電極ホルダー４２及び第２の電極ホルダー６２の両方を同時に９０度ずつ回転させたりすることにより、第１の電極ホルダー４２及び第２の電極ホルダー６２に取り付けられた任意の電極１０を選択して、溶接位置で対向させて停止させることが可能となる。以上の制御はシーケンサーによって、自動的に行われる。また、ラックギア８０や第１のピニオンギア４９、第２のピニオンギア６９等から構成される駆動手段で、回転手段であるエアシリンダー４７の回転力を伝達することとしたので、単一の回転手段で第１の電極ホルダー４２と第２の電極ホルダー６２を回転させることが可能となる。
【００５７】
以下に被溶接物を溶接する工程について説明をする。前述したように、回転手段であるエアシリンダー４７を作動させて、第１の電極ホルダー４２及び第２の電極ホルダー６２の両方、もしくは、第１の電極ホルダー４２のみを回転させて、被加工物を溶接するのに使用する電極１０を、それぞれ対向する位置に配置させる。エアシリンダー４４、６４を作動させて、コンタクト４３、６３を、回転軸部４１、６１の接続凹部４１ａ、６１ａに受容させて、電気的に接続するとともに、回転軸部４１、６１の位置決めをして、これら回転軸部４１、６１の回転を抑止する。エアシリンダー８４を作動させて、ラックギア８０を第１のピニオンギア４９および第２のピニオンギア６９から離す。クラッチ機構４８のエアシリンダー４８ｃを作動させて、クラッチピン４８ｂを駆動軸部４６の係合穴４６ａから抜いて係合を外して、被溶接物を電気抵抗スポット溶接できる状態になる。
【００５８】
その後、被溶接物を、第１の電極ホルダー４２に取り付けられた電極１０上に配置して、加圧機構５を作動させて、第２の電極ホルダー６２に取り付けられた電極１０を下側に降ろして、被溶接物を電極１０で挟んで加圧しながら通電させると、被溶接物を通電する際に発生する電気抵抗熱で、被溶接物が溶接される。
【００５９】
例えば、大きさの違うＭ５、Ｍ６のナットを順次被加工物に溶接する場合には、Ｍ５、Ｍ６に共通のナット打ち用上部電極１０ｆを使用することができるので、第２の電極ホルダー６２を回転させる必用がない。この場合には、前述したように、ラックギア８０を第１のピニオンギア４９及び第２のピニオンギア６９から離して、回転手段で第１の電極ホルダー４２のみを回転させて、順次Ｍ５、Ｍ６用のナット打ち用下部電極１０ｃをナット打ち用上部電極１０ｆに対向させて、順次Ｍ５、Ｍ６のナットを被溶接物に溶接する。
【００６０】
なお、本実施形態では、ラックギア８０を第１のピニオンギア４９及び第２のピニオンギア６９の両方からから離れるように構成しているが、第１のピニオンギア４９及び第２のピニオンギア６９のどちらか一方から離れるように構成しても差し支えない。また、本実施形態では、第１の電極ホルダー４２と第２の電極ホルダー６２が上下に対向して配設されているが、第１の電極ホルダー４２と第２の電極ホルダー６２を左右に対向して配設した電気抵抗スポット溶接機にも本発明を適用することができることは言うまでもない。また、本発明では、第１の電極ホルダー４２と第２の電極ホルダー６２を回転させる回転手段にエアシリンダー４７を用いているが、回転手段はエアシリンダー４７に限定されず、例えば電気的に駆動するステッピングモータ等であっても差し支えない。また本実施形態では、単一の回転手段で第１の電極ホルダー４２と第２の電極ホルダー６２を回転させる実施形態について説明したが、第１の電極ホルダー４２と第２の電極ホルダー６２のそれぞれを独自に回転させる回転手段であっても差し支えない。
【００６１】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気抵抗スポット溶接機もまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。  
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態を示す電気抵抗スポット溶接機の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態を示す電気抵抗スポット溶接機の正面図である。
【図３】要部の側面図である。
【図４】要部の裏面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１      装置本体
２      下部腕部
３      上部腕部
４      下部電極ユニット
５      加圧機構
５ａ    加圧機構の下端
６      上部電極ユニット
１０    電極
１０ｂ  円錐台球面形電極
１０ｃ  ナット打ち用下部電極
１０ｄ  基電極
１０ｅ  センターピン
１０ｆ  ナット打ち用上部電極
１０ｇ  逃げ穴
４０    下部電極ユニット本体
４０ａ  下部電源ユニット本体の端部
４１    回転軸部
４１ａ  接続凹部
４２    第１の電極ホルダー
４３    コンタクト
４３ａ  コンタクトの先端
４３ｂ  コンタクトの基部
４４    エアシリンダー
４５    電源接続部
４６    駆動軸部
４６ａ  係合穴
４７    エアシリンダー
４７ａ  シリンダー部
４７ｂ  ピストンロッド
４７ｃ  Ｙ金具
４８    クラッチ機構
４８ａ  板部
４８ｂ  クラッチピン
４８ｃ  エアシリンダー
４８ｄ  取付部
４９    第１のピニオンギア
５０    ウォータジャケット
５１    エアジャケット
５２    エア配管
５５    ブラケット
６０    上部電極ユニット本体
６１    回転軸部
６１ａ  接続凹部
６２    第２の電極ホルダー
６３    コンタクト
６３ａ  コンタクトの先端
６３ｂ  コンタクトの基部
６４    エアシリンダー
６５    電源接続部
６６    駆動軸部
６９    第２のピニオンギア
７０    ウォータジャケット
８０    ラックギア
８１    ラックホルダー
８２    プレート
８３    ガイド
８４    エアシリンダー
８５    ブラケット
８６    突起
８７    ブラケット
８８    ブラケット
８９    リミットスイッチ
９０    リミットスイッチ
９１    リミットスイッチ
９２    リミットスイッチ
９５    ブラケット
９６    リミットスイッチ
９６ａ  スイッチ部
９７    突起
９８    ブラケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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