(57)【要約】【課題】交換自在に設けられたアタッチメント部を軽量化して交換作業を簡便化することにある。【解決手段】可動アーム１２および前記可動アーム１２を駆動するアクチュエータ１４を有するガン本体部１６と、前記ガン本体部１６に固定されたトランス部１８と、固定アーム４４を有し、連結手段２０を介して前記ガン本体部１６に対して着脱自在に装着されるアタッチメント部２２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの重ね合わせ部を通電してスポット溶接する溶接スポットガン装置において、
アクチュエータの駆動作用下に変位自在に設けられた可動アームを有するガン本体部と、
固定アームを含み前記ガン本体部と交換自在に設けられたアタッチメント部と、
前記アタッチメント部を前記ガン本体部に対して着脱自在に連結する連結手段と、
を備えることを特徴とする溶接スポットガン装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記アタッチメント部は、Ｃ型のガンアームまたはＸ型のガンアームを構成することを特徴とする溶接スポットガン装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、
前記アタッチメント部を交換することにより、Ｃ型のガンアームとＸ型のガンアームとの間で相互に変換可能に設けられることを特徴とする溶接スポットガン装置。
【請求項４】
請求項２または３記載の装置において、
前記Ｘ型のアタッチメント部は、固定アームと、前記固定アームに揺動自在に軸支されるとともに、可動アームによって作動される可動連結アームとを含むことを特徴とする溶接スポットガン装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車を構成するドアーパネル、ボンネットおよびトランク等の薄板状部材同士の重畳部を好適にスポット溶接することが可能な溶接スポットガン装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、上部側電極と下部側電極との間に約１万アンペア程度の電流を通電し、自動車のボデイを構成する薄板鋼板同士をスポット溶接する溶接スポットガンが用いられている。
【０００３】
この種の従来技術に係る溶接スポットガンを図１５に示す（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この従来技術に係る溶接スポットガン１では、可動アーム２と固定アーム３とが予め組み付けられて設けられたアームユニット４と、前記可動アーム２を駆動させるアクチュエータ５が設けられたガン本体６とを備えている。
【０００５】
この場合、前記従来技術に係る溶接スポットガン１では、前記アクチュエータ５の加圧ロッド７とアームユニット４の可動アーム２側との間で着脱可能なフック８およびピン９を設け、前記フック８およびピン９を介してガン本体６に対してアームユニット４を前方に引き出すことにより、前記アームユニット４を簡単にガン本体６から分離することができる構成が採用されている。
【０００６】
この結果、前記従来技術に係る溶接スポットガン１では、Ｘ型またはＣ型のいずれかのタイプのガンアームを備えたアームユニット４を、芯合わせの必要がなく前記ガン本体６に取り付けることができるとしている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１１７４５２号公報（図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術に係る溶接スポットガンでは、可動アームと固定アームとが予め組み付けられてユニットとして構成されているために重量物となり、このような重量物であるアームユニットを、異なるタイプ（Ｘ型またはＣ型）のガンアームを備えたアームユニットと交換する交換作業が煩雑となる。
【０００９】
本発明は、前記の点を考慮してなされたものであり、交換自在に設けられたアタッチメント部を軽量化して交換作業を簡便化することが可能な溶接スポットガン装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、ワークの重ね合わせ部を通電してスポット溶接する溶接スポットガン装置において、
アクチュエータの駆動作用下に変位自在に設けられた可動アームを有するガン本体部と、
固定アームを含み前記ガン本体部と交換自在に設けられたアタッチメント部と、
前記アタッチメント部を前記ガン本体部に対して着脱自在に連結する連結手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
この場合、前記アタッチメント部は、Ｃ型のガンアームまたはＸ型のガンアームを構成し、前記アタッチメント部を交換することにより、Ｃ型のガンアームとＸ型のガンアームとの間で相互に変換可能に設けられる。なお、前記Ｘ型のアタッチメント部では、固定アームと、前記固定アームに揺動自在に軸支されるとともに、可動アームによって作動される可動連結アームとが含まれるように構成するとよい。
【００１２】
本発明によれば、固定アームを含むアタッチメント部をガン本体部に対して交換自在に設け、軽量化されたアタッチメント部を連結手段によって簡便に交換することができる。
【００１３】
また本発明によれば、ガン本体部に可動アームが設けられていても、Ｃ型のガンアームとＸ型のガンアームとの間で相互に交換可能に構成されており、アタッチメント部の汎用性を劣化させることなく、軽量化することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る溶接スポットガン装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１５】
図１において、参照数字１０は本発明の実施の形態に係る溶接スポットガン装置を示す。
【００１６】
この溶接スポットガン装置１０は、可動アーム１２および前記可動アーム１２を駆動するアクチュエータ１４を有するガン本体部１６と、前記ガン本体部１６に固定されたトランス部１８と、連結手段２０を介して前記ガン本体部１６に対して着脱自在に装着されるアタッチメント部２２とから構成される。
【００１７】
ガン本体部１６は、支持部材２４の側部に略平行に固定された一対のプレート２６と、前記一対のプレート２６に連結されるアクチュエータ（例えば、エアシリンダ）１４と、カップリング部材２８を介して前記アクチュエータ１４の駆動ロッド（ピストンロッド）３０と同軸状に連結され、該アクチュエータ１４の駆動作用下に前記駆動ロッド３０と一体的に進退自在に動作する可動アーム１２とを備える。
【００１８】
前記可動アーム１２の先端部には、電極部３２を通じて給電される電極チップ３４が設けられ、前記電極部３２はフレキシブルなケーブル３６を介してトランス部１８に電気的に接続される。なお、前記一対のプレート２６には略水平方向に沿って延在する一対のガイドレール３７が固着され、前記可動アーム１２は前記一対のガイドレール３７に沿って直線状に変位自在に設けられる。
【００１９】
また、ガン本体部１６には、トランス部１８を固定する固定部材３８が設けられ、前記トランス部１８は、支持部材２４の電極部４０に対しケーブル４２を介して電気的に接続される。
【００２０】
アタッチメント部２２は、Ｃ型のガンアームおよびＸ型のガンアームを含む種々の形状を有する複数のガンアームを含み、例えば、ワークの溶接部位等によって選択された所望のガンアームが連結手段２０を介して交換自在に設けられる。
【００２１】
図１では、アタッチメント部２２としてＣ型のガンアームが装着された状態が示され、このアタッチメント部２２は、略Ｌ字状に屈曲する固定アーム４４と、前記固定アーム４４の先端部に設けられた電極チップ４６と、前記固定アーム４４とガン本体部１６とを着脱自在に装着する連結手段２０とを有する。なお、可動アーム１２の電極チップ３４と固定アーム４４の電極チップ４６の間に図示しないワークが挟持され、前記一組の電極チップ３４、４６を通じてワークに通電される。
【００２２】
前記連結手段２０は、図２に示されるように、固定アーム４４の端部から突出して設けられた断面矩形状の一方の舌片４８ａと、ガン本体部１６の支持部材２４から突出する断面矩形状の他方の舌片４８ｂと、前記一方および他方の舌片４８ａ、４８ｂにそれぞれ形成された孔部５０に挿通させ、一方の舌片４８ａと他方の舌片４８ｂとを着脱自在に連結する複数のボルト５２およびナット５４とを備える。
【００２３】
なお、前記固定アーム４４には、冷却水導入ポートおよび冷却水導出ポートにそれぞれ接続されたチューブ部材５６が設けられ、前記固定アーム４４に設けられた冷却水流通通路５８ａ、５８ｂを介して該固定アーム４４が好適に冷却される。
【００２４】
次に、他の連結手段２０ａを図３に示す。なお、図２に示す連結手段２０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００２５】
この連結手段２０ａでは、ガン本体部１６側の舌片４８ｂおよび固定アーム４４側の舌片４８ａの結合面に一組の冷却水流通ポート６０ａ、６０ｂをそれぞれ設け、前記固定アーム４４側の舌片４８ａとガン本体部１６側の舌片４８ｂとを連結する際、固定アーム４４側の冷却水流通ポート６０ａ、６０ｂとガン本体部１６側の冷却水流通ポート６０ａ、６０ｂとを連通させている点に特徴がある。
【００２６】
前記一組の冷却水流通ポート６０ａ、６０ｂは、一方が冷却水導入用であり、他方が冷却水導出用である。なお、前記冷却水流通ポート６０ａ、６０ｂの開口部近傍には、例えば、Ｏリングからなるシール部材６２が環状溝を介して装着される。
【００２７】
さらに他の連結手段２０ｂを図４に示す。この連結手段２０ｂでは、ガン本体部１６の端部に断面矩形状の開口部６４を有する角筒体６５を形成し、前記ガン本体部１６の端部に略平行に延在する一組のスリット６６ａ、６６ｂを設ける。前記開口部６４に対して固定アーム４４の端部を挿入した後、ボルト５２をねじ込んで前記スリット６６ａ、６６ｂの幅だけ緊締することにより、ガン本体部１６に対して固定アーム４４が着脱自在に連結される。なお、前記スリット６６ａ、６６ｂの幅は開口部６４側に向かって徐々に幅広となるように形成されるとよい。
【００２８】
さらにまた他の連結手段２０ｃを図５に示す。この連結手段２０ｃでは、ガン本体部１６の端部に断面円形状の開口部６８を有する円筒部６９を設けるとともに、前記ガン本体部１６の端部に半径外方向に向かって突出する一組の突起部７０ａ、７０ｂを軸線方向に沿って所定長だけ延在するように設ける。前記一組の突起部７０ａ、７０ｂは、開口部６８に連通するスリット７２を介して所定間隔離間し、前記突起部７０ａ、７０ｂの孔部７４に挿入されるボルト５２およびナット５４を介して、前記開口部６８内に挿入された略円柱状の固定アーム７６の端部が緊締される。
【００２９】
またさらに他の連結手段２０ｄを図６および図７に示す。この連結手段２０ｄでは、固定部材７８を介してガン本体部１６に固定された複数のシリンダ８０と、前記シリンダ８０のピストンロッド８２に連結され、ピン部材８３を支点として所定角度回動自在に設けられたフック部材８４と、固定アーム８６に設けられ、前記フック部材８４が係合する環状突起部８８とを備える。
【００３０】
この連結手段２０ｄは、シリンダ８０等の機械的操作によって自動的に連結されるため、例えば、図示しないロボットのアームに固定されたガン本体部１６に対してアタッチメント部２２を装着する場合等に好適に使用される。ガン本体部１６に形成された凹部９０内に固定アーム８６の端部が装着された際、前記シリンダ８０の駆動作用下にフック部材８４が変位して環状突起部８８が係止されることにより、ガン本体部１６に対して固定アーム８６が着脱自在に連結される。
【００３１】
なお、前記固定アーム８６の端面には、Ｏリング等のシール部材９２を介して一組の冷却水流通ポートが設けられ、ガン本体部１６側に設けられた冷却水流通路９４と連通する。
【００３２】
次に、アタッチメント部２２のバリエーションについて説明する。以下に示される種々のアタッチメント部２２は、前述したような複数の連結手段２０、２０ａ〜２０ｄの中から選択された一つの連結手段２０（２０ａ〜２０ｄ）によってガン本体部１６に対して着脱可能に連結される。
【００３３】
また、以下に示される種々のアタッチメント部の中から、例えば、ワークの溶接部位に対応して適切なアタッチメント部を選択して、従前に装着されていたアタッチメント部と簡便に交換することができる。
【００３４】
図８に示される他のアタッチメント部２２ａは、ガン本体部１６の連結部位から一旦上方に向かって屈曲した後、さらに屈曲して可動アーム１２と略平行となるように形成された固定アーム９６を有するＣ型のガンアームである。この場合、電極チップ３４、４６がそれぞれ設けられた可動アーム１２と固定アーム９６の一部９６ａとがそれぞれ軸線方向に沿って接近するように設けられているため、例えば、狭小な空間部を有するワークあるいは穴のスポット溶接等に好適に使用される。
【００３５】
図９に示されるさらに他のアタッチメント部２２ｂは、ガン本体部１６の連結部位から可動アーム１２と離間する方向（下方側）に向かって所定長だけ延在した後、前記可動アーム１２と略平行となるように一旦屈曲して所定長だけ延在し、さらに可動アーム１２側に接近する方向に約９０度だけ屈曲して形成される固定アーム９８を有するＣ型のガンアームである。この場合、電極チップ３４、４６近傍の固定アーム９８の一部９８ａが屈曲してワークＷと略平行となるように形成されているため、ワークＷの奥まった部分のスポット溶接にも好適に使用される。
【００３６】
次に、前述したＣ型のガンアームとは異なるＸ型のアタッチメント部について以下説明する。
【００３７】
図１０および図１１に示されるアタッチメント部２２ｃは、ガン本体部１６に連結される固定アーム１００と、アクチュエータ１４の駆動ロッド３０に連結された可動アーム１２によって作動する可動連結アーム１０２とを備えるＸ型のガンアームである。前記固定アーム１００の屈曲部には、電極チップ４６が設けられる。可動連結アーム１０２は、電極チップ３４を有し固定アーム１００と略平行な水平部１０４と、二股状に分岐して前記固定アーム１００に交差する傾斜部１０６とから構成される。
【００３８】
前記可動連結アーム１０２の傾斜部１０６は、ボルト１０８および図示しないナットを介して固定アーム１００に揺動自在に軸着され、前記傾斜部１０６の軸着部位は、ベークライト（登録商標）からなる大径円板部材１１０ａおよび小径円筒部材１１０ｂによって固定アームに対する絶縁処理が施され、固定アームと可動連結アームとがそれぞれ導通しないように設けられている。
【００３９】
また、前記固定アーム１００と可動連結アーム１０２とが交差する部位には、可動連結アーム１０２の電極チップ３４が固定アーム１００の電極チップ４６から離間する方向に付勢するばね部材１１２が設けられる。前記ばね部材１１２は、ベークライトによって形成された一組の係着部材１１４の間に挟持され、固定アーム１００と可動連結アーム１０２とがそれぞれ絶縁される。さらに、可動連結アーム１０２の水平部１０４と傾斜部１０６との間には、可動アーム１２の電極チップ３４が係合する湾曲した凹部１１６が形成される。
【００４０】
図１２に示されるＸ型の他のアタッチメント部２２ｄは、ボルト１１８および図示しないナットを介して固定アーム１２０の突起部１２２に可動連結アーム１２４をリンクさせ、前記ボルト１１８を支点として可動連結アーム１２４が揺動するように設けられている。前記可動連結アーム１２４の端部には断面円弧状の球面部１２６を有する円弧状部材１２８が設けられ、前記球面部１２６に対して可動アーム１２の電極チップ３４を当接させる。また、可動連結アーム１２４の端部と固定アーム１２０との間にばね部材１３０を設け、前記ばね部材１３０のばね力によって初期状態に復帰するようにしている。
【００４１】
なお、突起部１２２に対する可動連結アーム１２４の軸着部位およびばね部材１３０の係着部位は、前述したようにベークライトからなる部材によって好適に絶縁される。
【００４２】
図１３に示されるＸ型のさらに他のアタッチメント部２２ｅは、ガン本体部１６に連結される固定アーム１３２の一部に設けられた第１交差部１３４と、略Ｘ字状に前記第１交差部１３４と交差するように可動連結アーム１３６に設けられた第２交差部１３８と、前記第１交差部１３４と前記第２交差部１３８とを軸着するボルト１１８とを備える。前記可動連結アーム１３６の第２交差部１３８の端部には、可動アーム１２の電極チップ３４が当接するように設けられる。
【００４３】
前記アタッチメント部２２ｅでは、支点となるボルト１１８から可動連結アーム１３６の電極チップ３４までの鉛直方向の離間距離と、前記ボルト１１８から可動アーム１２の電極チップ３４が当接する第２交差部１３８の端部までの鉛直方向の離間距離との比によって大きな加圧力が発生するため、例えば、大きな電流を必要とするアルミニウム等の材質からなるワークを好適に溶接することができる。
【００４４】
図１４に示されるＸ型のさらにまた他のアタッチメント部２２ｆでは、ボルト１１８および図示しないナットを介して固定アーム１２０の突起部１２２に長尺状の可動連結アーム１４０をリンクさせ、前記ボルト１１８を支点として可動連結アーム１４０が揺動するように設けられている。前記可動連結アーム１４０の端部には、ピン部材１４２を介して可動アーム１２の端部がリンクされている。
【００４５】
本発明の実施の形態に係る溶接スポットガン装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００４６】
図示しないワークとして、例えば、アルミニウムからなる一組の薄板材を用い、その重畳部分をスポット溶接する場合について図１に基づいて説明する。
【００４７】
図示しない圧力流体供給源を付勢して圧力流体（例えば、エアー）をアクチュエータ１４の室内に導入する。前記室内に導入されたエアーの押圧作用下に図示しないピストンが変位し、前記ピストンに連結された駆動ロッド３０がガイドレール３７の案内作用下に略水平方向に沿って直線状に前進する。従って、図示しないカップリング部材を介して前記駆動ロッド３０と同軸状に連結された可動アーム１２が変位し、前記可動アーム１２の先端部に設けられた電極チップ３４と、固定アーム４４の先端部に設けられた電極チップ４６との間で図示しないワークが挟持される。
【００４８】
このように前記ワークが可動アーム１２の電極チップ３４と固定アーム４４の電極チップ４６との間で挟持された状態において、図示しない電源を付勢する。前記電源から供給された電力は、トランス部１８、電極部３２、４０、可動アーム１２、固定アーム４４および一組の電極チップ３４、４６を介してワークに給電される。この結果、薄板状のワークの間に図示しないナゲットが形成されてワークの重畳部位が強固に溶接される。
【００４９】
本実施の形態では、連結手段２０、２０ａ〜２０ｄを介してガン本体部１６と固定アーム４４を有するアタッチメント部２２、２２ａ〜２２ｆとを交換自在（着脱自在）に設けている。従って、本実施の形態では、ワークの材質、大きさ、形状、溶接部位等によって、Ｃ型あるいはＸ型等のガンアームからなる種々のアタッチメント部２２、２２ａ〜２２ｆの中から所望のアタッチメント部を選択し、前記連結手段２０、２０ａ〜２０ｄを介して簡便に交換することができる。
【００５０】
この場合、本実施の形態では、従来技術のように固定アーム３と可動アーム２とが予め組み込まれたアームユニット４を構成しておらず、固定アーム４４を有する軽量物からなるアタッチメント部２２のみを交換すればよいため、前記アタッチメント部２２の交換作業を簡便且つ迅速に遂行することができる。
【００５１】
この結果、本実施の形態に係る溶接スポットガン装置１０を用いることにより、多品種少量生産に好適に対応することができるとともに、効率的な溶接作業を遂行することができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００５３】
すなわち、交換自在に設けられたアタッチメント部を軽量化して交換作業を簡便且つ迅速に遂行することができる。従って、多品種少量生産に好適に対応することができるとともに、効率的な溶接作業を遂行することができる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る溶接スポットガン装置の概略構成側面図である。
【図２】ガン本体部とアタッチメント部とを着脱自在に装着する連結手段の一例を示す一部省略拡大斜視図である。
【図３】前記連結手段の一例を示す一部省略拡大斜視図である。
【図４】前記連結手段の一例を示す一部省略拡大斜視図である。
【図５】前記連結手段の一例を示す一部省略拡大斜視図である。
【図６】前記連結手段の一例を示す一部省略拡大側面図である。
【図７】図６に示すガン本体部に対して固定アームが装着された状態を示す説明図である。
【図８】図１に示すガン本体部に対して他のアタッチメント部を交換した状態を示す側面図である。
【図９】前記アタッチメント部の一例を示す側面図である。
【図１０】前記アタッチメント部の一例を示す一部断面側面図である。
【図１１】図１０に示すアタッチメント部の斜視図である。
【図１２】前記アタッチメント部の一例を示す側面図である。
【図１３】前記アタッチメント部の一例を示す側面図である。
【図１４】前記アタッチメント部の一例を示す側面図である。
【図１５】従来技術に係る溶接スポットガンの構造説明図である。
【符号の説明】
１０…溶接スポットガン装置      １２…可動アーム
１４…アクチュエータ            １６…ガン本体部
１８…トランス部                ２０、２０ａ〜２０ｄ…連結手段
２２、２２ａ〜２２ｆ…アタッチメント部
２４…支持部材                  ２６…プレート
３０…駆動ロッド                ３２、４０…電極部
３４、４６…電極チップ
４４、７６、８６、９６、９８、１００、１２０、１３２…固定アーム
４８ａ、４８ｂ…舌片            ５２、１０８、１１８…ボルト
１０２、１２４、１３６、１４０…可動連結アーム
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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