(57)【要約】【課題】ボールねじを用いてロッドを滑らかに進退させるとともに、動力の伝達作用を奏する第１のボール群の循環路と、構成要素の回転止めの作用を奏する第２のボール群の循環路の各経路を適切に設定する。【解決手段】中空部を備えるロッドと、該ロッドの端部に固定された円筒状の回転防止部３０ａと、スプライン溝３１ａ、３１ｂ、３１ｃを備えるボールスプライン軸３２と、内壁にボールねじ溝が形成された中空のロータとを有する電動式スポット溶接ガンにおいて、回転防止部３０ａは第１のボール群が挿入され循環移動する３つの第１循環路５９ａ、５９ｂ、５９ｃと、第２のボール群が挿入され循環移動する３つの第２循環路６０ａ、６０ｂ、６０ｃとを備える。第２循環路６０ａ、６０ｂ、６０ｃは回転防止部３０ａの軸を中心に断面放射状に配置されている。【選択図】図４
2005059048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定電極チップと可動電極チップでワークを挟持して溶接を行う電動式スポット溶接ガンにおいて、
一端に前記可動電極チップを備え、他端に中空部を備えるロッドと、
前記ロッドの他端に固定された円筒状の回転防止部と、
ハウジングに固定され、軸方向に延在する複数のスプライン溝を備え、前記回転防止部及び前記ロッドの中空部に挿入されたボールスプライン軸と、
前記ハウジングに設けられたステータから電磁力を受けて回転し、内壁にボールねじ溝が形成された中空のロータと、
を有し、
前記回転防止部は、外壁に形成された複数の螺旋凹部、及び前記螺旋凹部の両端部を連通する複数の第１内部通路からなり第１のボール群が挿入された第１循環路と、
内壁に形成された軸方向に延在する内面凹部、及び前記内面凹部の両端を連通する第２内部通路からなり第２のボール群が挿入された複数の第２循環路と、
を備え、
前記第１のボール群のうち前記螺旋凹部に挿入されているものは前記回転防止部の外壁から突出して前記ボールねじ溝に係合しており、前記第２のボール群のうち前記内面凹部に挿入されているものは前記回転防止部の内壁から突出して前記スプライン溝に係合しており、
前記第１のボール群及び前記第２のボール群はそれぞれ前記ロッドの進退に伴って前記第１循環路及び第２循環路を循環移動し、
複数の前記第２循環路は前記回転防止部の軸を中心に断面放射状に配置されていることを特徴とする電動式スポット溶接ガン。
【請求項２】
請求項１記載の電動式スポット溶接ガンにおいて、
前記回転防止部の軸に垂直な投影面上で、前記第２内部通路の隣接するもの同士を辺とする扇形状の円弧部に対して、前記第１内部通路の少なくとも一部が交差することを特徴とする電動式スポット溶接ガン。
【請求項３】
請求項２記載の電動式スポット溶接ガンにおいて、
前記回転防止部の軸に垂直な投影面上で、前記第１内部通路は、周方向における正方向に進み、一度逆方向に戻った後に再度正方向に進む経路に設定されていることを特徴とする電動式スポット溶接ガン。
【請求項４】
請求項１記載の電動式スポット溶接ガンにおいて、
前記回転防止部の軸に垂直な投影面上で、前記軸に対する前記第１内部通路の最小距離は、前記軸に対する前記第２内部通路の最大距離より大きく、前記軸に対して前記第１内部通路の占める角度は、前記第２内部通路の隣接するもの同士を辺とする扇形状の占める角度より大きいことを特徴とする電動式スポット溶接ガン。
【請求項５】
請求項１記載の電動式スポット溶接ガンにおいて、
前記第２循環路は、前記スプライン溝の延在する方向に沿って複数に分割されて設けられており、
前記第１内部通路は、分割された前記第２循環路の間を通過するように設けられていることを特徴とする電動式スポット溶接ガン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを電極チップで挟持した状態で通電してワークを溶接する電動式スポット溶接ガンに関し、特に、電極チップをモータで開閉することのできる電動式スポット溶接ガンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワークの溶接にはスポット溶接が用いられているが、近時、電極チップの制御の観点からサーボモータを用いた電動式スポット溶接ガンが普及しつつある。電動式スポット溶接ガンによれば、異なる板厚のワークに柔軟に対応することができる。
【０００３】
一方、電動式スポット溶接ガンは、多関節ロボットのエンドエフェクタとして用いられることがあり、多関節ロボットの動作性能等の観点から電動式スポット溶接ガンは小型、軽量なものが望まれている。
【０００４】
このような背景から、電極チップを備えたロッドにボールねじ溝とボールスプライン溝がクロスするように形成されて進退機能及び回り止め機能を奏する電動式スポット溶接ガンが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような電動式スポット溶接ガンは、全長を短くすることができる。
【０００５】
また、ロータを中空構造としたスポット溶接ガンが提案されている（例えば、特許文献２参照）。このように、ロータを中空構造とすると電動式スポット溶接ガン全体をコンパクトにすることができて好適である。
【０００６】
さらに、ロッドを滑らかに進退させるための機構として、例えば、ボールねじスプラインユニットを適用することが検討される（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３１４９７２号公報
【特許文献２】特開２００２−２８７８８号公報
【特許文献３】実公平６−８４７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前記特許文献１の技術では、ロッドにボールねじ溝やボールスプライン溝が形成されており、前記特許文献２の技術では、ロッドに回り止めのスプライン溝が形成されている。従って、ロッドをハウジングから伸出させる際には、ボールねじ溝やボールスプライン溝も外部に露呈する。ボールねじ溝及びボールスプライン溝をスパッタ、水分、粉塵等の異物から保護するためには蛇腹等の伸縮可能な保護材でカバーする必要があるが、溶接時に飛散するスパッタは高温であることからこれらのカバーを損傷してしまい、十分な保護がなされない。
【０００９】
ロッドにボールスプライン溝を設けない場合には、例えば、ロッドの回り止めとしてのガイド部材を配設する必要があるが、このようなガイド部材を設けるとスポット溶接ガン全体が大型化し、小型、軽量化の要望に反する。
【００１０】
また、特許文献３の技術では、螺旋状のボール溝に挿入されたボールは、ボールねじ溝よりも外径側の案内通路を経由して循環移動する。従って、ロータを回転させることにより該ロータの内径側のロッドを進退させようとする場合には、ロッドよりも外径側のロータにボールの案内通路を設ける必要があり、ロータの構造が複雑で慣性モーメントが大きくなる。これによりロータ及びロッドの制御応答性が低下する。
【００１１】
さらに、螺旋状のボール溝に挿入されたボールは、動力の伝達作用を奏し、一方、これらのボールとは別に、構成要素の回転止めの作用を奏するボールが用いられることがあるが、このような２種類のボール群のそれぞれの循環路が干渉することなく、しかもコンパクトに設定可能な技術が提案されていない。
【００１２】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、ボールねじを用いてロッドを滑らかに進退させるとともに、動力の伝達作用を奏する第１のボール群の循環路と、構成要素の回転止めの作用を奏する第２のボール群の循環路の各経路を適切に設定可能な電動式スポット溶接ガンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る電動式スポット溶接ガンは、固定電極チップと可動電極チップでワークを挟持して溶接を行う電動式スポット溶接ガンにおいて、一端に前記可動電極チップを備え、他端に中空部を備えるロッドと、前記ロッドの他端に固定された円筒状の回転防止部と、ハウジングに固定され、軸方向に延在する複数のスプライン溝を備え、前記回転防止部及び前記ロッドの中空部に挿入されたボールスプライン軸と、前記ハウジングに設けられたステータから電磁力を受けて回転し、内壁にボールねじ溝が形成された中空のロータと、を有し、前記回転防止部は、外壁に形成された複数の螺旋凹部、及び前記螺旋凹部の両端部を連通する複数の第１内部通路からなり第１のボール群が挿入された第１循環路と、内壁に形成された軸方向に延在する内面凹部、及び前記内面凹部の両端を連通する第２内部通路からなり第２のボール群が挿入された複数の第２循環路と、を備え、前記第１のボール群のうち前記螺旋凹部に挿入されているものは前記回転防止部の外壁から突出して前記ボールねじ溝に係合しており、前記第２のボール群のうち前記内面凹部に挿入されているものは前記回転防止部の内壁から突出して前記スプライン溝に係合しており、前記第１のボール群及び前記第２のボール群はそれぞれ前記ロッドの進退に伴って前記第１循環路及び第２循環路を循環移動し、複数の前記第２循環路は前記回転防止部の軸を中心に断面放射状に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
これにより、第１のボール群が循環移動する第１循環路と、第２のボール群が循環移動する第２循環路の各経路を適切に設定することができる。また、第２循環路は回転防止部の軸を中心に断面放射状に配置されていることから、ボールスプライン軸に対してバランスよく係合することができる。
【００１５】
この場合、前記回転防止部の軸に垂直な投影面上で、前記第２内部通路の隣接するもの同士を辺とする扇形状の円弧部に対して、前記第１内部通路の少なくとも一部が交差すると、各第２循環路の間の扇形状のスペースに第１内部通路を配置することができ、回転防止部の内部の空間を有効に利用することができる。従って、回転防止部の外径を小さくして慣性モーメントを低減し、ロータ及びロッドの制御応答性をより一層向上させることができる。
【００１６】
前記回転防止部の軸に垂直な投影面上で、前記第１内部通路は、周方向における正方向に進み、一度逆方向に戻った後に再度正方向に進む経路に設定するとよい。これにより、隣接する２つの第２内部通路の間のスペースを有効に利用して滑らかな略Ｓ字形の通路を形成することができ、第１のボール群を滑らかに通過させることができる。
【００１７】
また、前記回転防止部の軸に垂直な投影面上で、前記軸に対する前記第１内部通路の最小距離を、前記軸に対する前記第２内部通路の最大距離より大きく、前記軸に対して前記第１内部通路の占める角度を、前記第２内部通路の隣接するもの同士を辺とする扇形状の占める角度より大きく設定すると、第１内部通路は屈曲度合いの小さい緩やかな経路となり第１のボール群を滑らかに通過させることができる。
【００１８】
さらに、前記第２循環路は、前記スプライン溝の延在する方向に沿って複数に分割されて設けられており、前記第１内部通路は、分割された前記第２循環路の間を通過するように設けられていると、第１内部通路は屈曲度合いの小さい緩やかな経路となり第１のボール群を滑らかに通過させることができる。また、回転防止部の外径を小さくして慣性モーメントを低減し、ロータ及びロッドの制御応答性をより向上させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る電動式スポット溶接ガンによれば、第１のボール群が循環移動する第１循環路と、第２のボール群が循環移動する第２循環路の各経路を適切に設定することができる。また、第２循環路は回転防止部の軸を中心に断面放射状に配置されていることから、ボールスプライン軸に対してバランスよく係合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る電動式スポット溶接ガンの実施の形態例を図１〜図１０を参照しながら説明する。
【００２１】
図１に示すように、本実施の形態に係る電動式スポット溶接ガン１０は、いわゆるＣ形溶接ガンであり、多関節ロボット１２の先端部にエンドエフェクタとして設けられている。電動式スポット溶接ガン１０は、制御部１４の制御下にワークＷを溶接する機能を有するとともに、多関節ロボット１２の動作によって、種々の位置に移動可能であり種々の姿勢を採り得る。また、電動式スポット溶接ガン１０は、ロッド進退機構９０を備え、該ロッド進退機構９０の作用によってロッド２４が進退する。
【００２２】
電動式スポット溶接ガン１０は、多関節ロボット１２に対して取り付けられるＣ形のヨーク１８と、該ヨーク１８の一端に取り付けられた固定電極チップ２０と、他端に設けられた電動駆動ユニット１６とを有する。ヨーク１８は、多関節ロボット１２に対して矢印Ａ方向に移動可能なイコライズ機能を備えていてもよい。
【００２３】
電動駆動ユニット１６の下方（矢印Ａ１方向を指す。また反対方向の矢印Ａ２方向を上方という。）には、内蔵するサーボモータ４０（図２参照）の作用下に進退するロッド２４が突出している。ロッド２４の下端には、固定電極チップ２０に対向させて可動電極チップ２６が取り付けられている。
【００２４】
次に、電動駆動ユニット１６の構成について図２及び図３を参照しながら説明する。
【００２５】
電動駆動ユニット１６は本体であるハウジング２８をベースに構成されており、前記ロッド２４と、該ロッド２４の上端に固定された円筒状の回転防止部３０ａと、上部がハウジング２８に固定されたボールスプライン軸３２と、中空で、螺旋状に形成されたボールねじ溝３５ａ、３５ｂ、３５ｃを内壁に備えるロータ３６とを有する。回転防止部３０ａは、後述するように、ロッド２４のボールスプライン軸３２に対する回転を防止するとともに、サーボモータ４０からロッド２４に対して進退させる推力を伝達する作用を営む。
【００２６】
ボールスプライン軸３２の上部はナット２５によりハウジング２８に固定されており、その固定部にはＤカット面３３（図３参照）が形成され、ハウジング２８に対する回り止め機能を奏する。ボールスプライン軸３２とハウジング２８との接続部には適当なシール処理が施されている。
【００２７】
ハウジング２８は、部材２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ及び２８ｅに分割可能である。これらの部材２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ及び２８ｅの各接続部にはシール３７ａ、３７ｂ、３７ｃ及び３７ｄが設けられている。
【００２８】
ステータ３４とロータ３６は、サーボモータ４０を構成しており、ロータ３６は、外壁に複数のマグネット３６ｂを備え、前記ハウジング２８に設けられたステータ３４から電磁力を受けて回転する。ステータ３４は、制御部１４（図１参照）から通電されて電磁力を発生し、通電方向によってロータ３６を正転及び逆転させることができる。ロータ３６は、上方及び下方をそれぞれベアリング４２及び４４で軸支されており、滑らかに回転可能である。また、ロータ３６の上端部には、レゾルバ等の回転検出部４６が設けられており、ロータ３６の回転角度に関する信号を制御部１４に伝達することができる。
【００２９】
回転検出部４６及びサーボモータ４０の信号線及び動力線は、シール機能を有する電線用のコネクタ４９を介して制御部１４と接続されている。このコネクタ４９、前記ボールスプライン軸３２と前記ハウジング２８とのシール処理（後述する環状シール５１）、及び、前記シール３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄにより、ハウジング２８全体が防水及び防塵構造となり水分や粉塵等の異物が進入することを防止し、内部のサーボモータ４０、回転検出部４６、ベアリング４２及び４４等を保護することができる。
【００３０】
ロッド２４は、下方に絶縁体４８を介して前記可動電極チップ２６を備え、上方には中空部２４ａを備える。可動電極チップ２６には、端子２６ａに電源ケーブルを接続することにより給電可能である。
【００３１】
ロッド２４のうち、延出したときに露呈され、縮退したときに前記ハウジングに収納される部分の外壁２４ｃは円柱形状である。従って、スパッタ、水滴及び粉塵等の異物の付着や噛み込み等を低減することができるとともに、ロッド２４の製作が容易である。
【００３２】
ロッド２４は、ハウジング２８を構成する部材２８ｅに対して、円筒状のメタルブッシュ（すべり軸受）５０を介して摺動自在に軸支されている。メタルブッシュ５０により外壁２４ｃを支持してロッド２４を確実に保持することができる。
【００３３】
ロッド２４の先端部には、通路２４ｂを介して中空部２４ａへグリスを供給するためのグリスニップル５２が設けられている。メタルブッシュ５０の近傍における部材２８ｅの外壁には、メタルブッシュ５０へグリスを供給するためのグリスニップル５４が設けられている。ハウジング２８を構成する部材２８ｅの下端には、ロッド２４の外壁２４ｃに接触する環状シール５１が設けられている。
【００３４】
ボールスプライン軸３２の外壁には、軸方向に延在して３つのスプライン溝３１ａ、３１ｂ、３１ｃが等間隔で設けられている。ボールスプライン軸３２は前記回転防止部３０ａに挿入されている。また、ロッド２４が縮退しているときには、ボールスプライン軸３２は、ロッド２４の中空部２４ａに挿入されている。
【００３５】
図３及び図４に示すように、回転防止部３０ａは、外壁に設けられた３つの螺旋凹部５５ａ、５５ｂ、５５ｃに、それぞれ複数のボール（第１のボール群）５６が回転自在に挿入され、一部が外壁から突出している。ボール５６の外壁から突出した部分は、ボールねじ溝３５ａ、３５ｂ、３５ｃに挿入されており、ロータ３６の回転力を回転防止部３０ａに伝達する。螺旋凹部５５ａ、５５ｂ、５５ｃは、回転防止部３０ａの外壁に螺旋状に形成されており、螺旋凹部５５ａの端部７０ａ、７０ｂ、螺旋凹部５５ｂの端部７２ａ、７２ｂ、及び螺旋凹部５５ｃの端部７４ａ、７４ｂは、回転防止部３０ａの内部に設けられた３つの第１内部通路５７ａ、５７ｂ、５７ｃ（図５参照）によってそれぞれ連通している。
【００３６】
第１内部通路５７ａは、端部７０ａを始点とした滑らかな弧を描くように回転防止部３０ａの内部に入り、周方向における正方向に進み、一度逆方向にやや反転しながら略軸方向に延在し、さらに反転して正方向に進みながら端部７０ｂに達している。このように第１内部通路５７ａは、隣接する２つの第２循環路６０ａ及び６０ｃとの間のスペースを有効に利用して滑らかな略Ｓ字形の通路を形成し、ボール５６を滑らかに通過させることができる。同様に、第１内部通路５７ｂは端部７２ａ及び７２ｂの間で、第１内部通路５７ｃは端部７４ａ及び７４ｂの間で、それぞれ滑らかな略Ｓ字形の通路を形成している。
【００３７】
このように、螺旋凹部５５ａ、５５ｂ、５５ｃと第１内部通路５７ａ、５７ｂ、５７ｃによって３つの第１循環路５９ａ、５９ｂ、５９ｃが形成されており、ボール５６は、この第１循環路５９ａ、５９ｂ、５９ｃに密に挿入されている。
【００３８】
これにより、ロータ３６の回転力が、回転防止部３０ａを進退させる力に変換されることとなり、該回転防止部３０ａ及びロッド２４が進退する。ボール５６は、ロッド２４の進退に伴って、第１循環路５９ａ、５９ｂ、５９ｃに沿ってそれぞれ転がりながら循環移動することとなり、回転防止部３０ａとロータ３６との摺動抵抗が低減する。従って、ロッド２４が滑らかに進退可能であり、また、極めて滑らかに回転力を伝達することができる。
【００３９】
回転防止部３０ａは、軸方向に延在する内面凹部６２ａ、６２ｂ、６２ｃと、該内面凹部６２ａ、６２ｂ、６２ｃの両端をそれぞれ連通する第２内部通路６１ａ、６１ｂ、６１ｃとからなる３つの第２循環路６０ａ、６０ｂ、６０ｃを備え、該第２循環路６０ａ、６０ｂ、６０ｃにはそれぞれ複数のボール（第２のボール群）５８が密に配置されている。各ボール５８は、第２循環路６０ａ、６０ｂ、６０ｃ内で転がりながら循環移動が可能である。ボール５８のうち回転防止部３０ａの内壁側の内面凹部６２ａ、６２ｂ、６２ｃにあるものは、一部が内壁から突出し、それぞれスプライン溝３１ａ、３１ｂ、３１ｃに挿入される。回転防止部３０ａの内壁から突出したボール５８は、ロッド２４が進退する際の回り止めとして作用する。つまり、回転防止部３０ａは、外側のボール５６を介してロータ３６から回転方向の力を受けるが、内側のボール５８の一部がスプライン溝３１ａ、３１ｂ、３１ｃに挿入されていることから回転防止部３０ａの回転は阻止され、結果として外側のボール５６がボールねじ溝３５ａ、３５ｂ、３５ｃに沿って上下動することとなり、回転防止部３０ａ及びロッド２４はハウジング２８に対して進退することとなる。
【００４０】
また、ボール５８はそれぞれ第２循環路６０ａ、６０ｂ、６０ｃとスプライン溝３１ａ、３１ｂ、３１ｃとに接触しながら転がり可能であることから摺動摩擦の発生を防止し、ロッド２４は極めて滑らかに進退可能である。
【００４１】
図５に示すように、回転防止部３０ａを軸Ｃに垂直な投影面上でみた場合、２つの隣接する第２循環路６０ａ及び６０ｃを辺とする扇形状９８の円弧部９８ａと第１内部通路５７ａが交わっており、該第１内部通路５７ａは扇形状９８の内部に入り込むような経路として設定されている。同様に、第１内部通路５７ｂは第２循環路６０ａ及び６０ｂを辺とする扇形状の内部に入り込んでおり、第１内部通路５７ｃは第２循環路６０ｂ及び６０ｃを辺とする扇形状の内部に入り込んでいる。つまり、軸Ｃに対する第１内部通路５７ａ、５７ｂ、５７ｃの最小距離Ｒ２は、軸Ｃに対する第２内部通路６１ａ、６１ｂ、６１ｃの最長距離Ｒ１より小さく設定されている。
【００４２】
このように、第２循環路６０ａ、６０ｂ、６０ｃのうち隣接するもの同士を辺とする扇形状の円弧部に対して、第１内部通路５７ａ、５７ｂ、５７ｃの少なくとも一部が交差するように設定することにより、各第２循環路６０ａ、６０ｂ、６０ｃの間のスペースに第１内部通路５７ａ、５７ｂ、５７ｃを配置することができ、回転防止部３０ａの内部の空間を有効に利用することができる。従って、回転防止部３０ａの外径を小さくして慣性モーメントを低減することができる。
【００４３】
また、図５から明らかなように、３つの第２循環路６０ａ、６０ｂ及び６０ｃは軸Ｃを中心として放射状に設定されており、ボールスプライン軸３２に対してバランスよく係合することができる。
【００４４】
以上、電動式スポット溶接ガン１０とロッド進退機構９０の構成についてまとめて説明したが、上記の通りロッド進退機構９０は電動式スポット溶接ガン１０に組み込まれているものであって、電動式スポット溶接ガン１０のうち、ロッド２４、回転防止部３０ａ、ボールスプライン軸３２、ロータ３６及びボール５６、５８からなる構成がロッド進退機構９０に相当する。
【００４５】
次に、このように構成される電動式スポット溶接ガン１０及びロッド進退機構９０の作用について説明する。
【００４６】
先ず、多関節ロボット１２（図１参照）を動作させ、電動式スポット溶接ガン１０をワークＷの近傍まで移動させる。電動式スポット溶接ガン１０は、ヨーク１８の固定電極チップ２０がワークＷの一方の面に接触する位置に配置される。
【００４７】
次に、制御部１４は、サーボモータ４０を所定の正方向に回転させてロッド２４を延出させる。このように、ロッド２４の先端の可動電極チップ２６を移動させて固定電極チップ２０とともにワークＷを把持させた後、通電を行いワークＷを溶接する。
【００４８】
このとき、前記の通り、サーボモータ４０を構成するロータ３６が回転することにより、回転力がボール５６を介して回転防止部３０ａに伝達される。回転防止部３０ａの内壁にはボール５８の一部が突出して、ハウジング２８に固定されたボールスプライン軸３２のスプライン溝３１ａ、３１ｂ、３１ｃに挿入されていることから、回転防止部３０ａの回転が防止され、回転防止部３０ａ及びロッド２４が延出する（図６参照）。
【００４９】
また、ボール５６及び５８の作用によって摺動抵抗が低減され、回転防止部３０ａ及びロッド２４は滑らかに延出可能である。
【００５０】
延出したロッド２４は、外壁２４ｃが露呈されることとなるが、この外壁２４ｃは滑らかな円柱形状であり、スパッタや粉塵が付着しにくい。
【００５１】
制御部１４は、回転検出部４６の信号に基づいてロッド２４の延出する量を検出可能であることから、ワークＷの厚さに応じて進退制御を適切に行うことができる。また、制御部１４は、ロッド２４の位置を制御する位置制御と、ワークＷを把持する挟持力を制御する力制御とを切り替えながら制御することができる。
【００５２】
溶接が終了した後、制御部１４はサーボモータ４０を逆方向に回転させて、ロッド２４を縮退させる。このとき、ロッド２４にスパッタ、水滴、粉塵等が付着している場合でも、環状シール５１及びメタルブッシュ５０により、これらのスパッタや粉塵が電動駆動ユニット１６内に進入することを防止できる。
【００５３】
次に、電動式スポット溶接ガン１０に用いられる回転防止部３０ａの第１及び第２の変形例である回転防止部３０ｂ、３０ｃについて図７〜図１０を参照しながら説明する。なお、回転防止部３０ｂ、３０ｃにおいて前記回転防止部３０ａと同じ箇所については同符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５４】
図７に示すように、第１の変形例である回転防止部３０ｂでは、前記第１内部通路５７ａ、５７ｃに相当する第１内部通路９２ａ、９２ｃが、第２内部通路６１ａ、６１ｃよりも外径側を通るように設定されている。また、図７には図示しないが、前記第１内部通路５７ｂに相当する第１内部通路９２ｂが、第２内部通路６１ｂよりも外径側を通るように設定されている。つまり、図８に示すように、回転防止部３０ｂの軸Ｃに垂直な投影面上で、該軸Ｃに対する第２内部通路６１ａ、６１ｂ、６１ｃの最大距離Ｒ１は、該軸Ｃに対する第１内部通路９２ａ、９２ｂ、９２ｃの最小距離Ｒ２より大きく設定されている。また、軸Ｃに対して第１内部通路９２ａ、９２ｂ、９２ｃの占める角度は１８０°であり、２つの隣接する第２循環路６０ａ及び６０ｃを辺とする扇形状９８の占める角度である１２０°より大きく設定されている。従って、第１内部通路９２ａ、９２ｂ及び９２ｃは屈曲度合いの小さい緩やかな経路となりボール５６を滑らかに通過させることができる。
【００５５】
さらに、最長距離Ｒ１は最小距離Ｒ２より小さいことから、Ｒ１＜Ｒ３＜Ｒ２である径Ｒ３を境界として、回転防止部３０ｂを第１内部通路９２ａ、９２ｂ、９２ｃを有する外側の筒状部と、第２内部通路６１ａ、６１ｂ、６１ｃを有する内側の筒状部とに分けることも可能である。この場合、２つの筒状部をそれぞれ個別に製作することができる。なお、図８においては、３つの第１内部通路９２ａ、９２ｂ、９２ｃの一部がそれぞれ重なることから、理解を容易にするために第１内部通路９２ａのみを実線で表し、残りの第１内部通路９２ｂ、９２ｃを破線で表している。
【００５６】
次に、第２の変形例である回転防止部３０ｃについて図９及び図１０を参照しながら説明する。
【００５７】
図９に示すように、回転防止部３０ｃでは、前記第２循環路６０ａ、６０ｃ（図５参照）に相当する循環路がそれぞれ軸方向に２つに分割されて設けられており、第２循環路７８ａ及び８０ａが前記第２循環路６０ａに相当し、第２循環路７８ｃ及び８０ｃが前記第２循環路６０ｃに相当する。また、図９には図示しないが、前記第２循環路６０ｂ（図５参照）に相当する循環路がそれぞれ軸方向に２つに分割されて設けられており、第２循環路７８ｂ及び８０ｂが前記第２循環路６０ｂに相当する。
【００５８】
第２循環路７８ａ及び８０ａは、スプライン溝３１ａの延在する方向に沿って並んで設けられており、同様に、第２循環路７８ｂ及び８０ｂがスプライン溝３１ｂの延在する方向に沿って設けられ、第２循環路７８ｃ及び８０ｃがスプライン溝３１ｃの延在する方向に沿って設けられている。
【００５９】
図９及び図１０に示すように、前記第１内部通路５７ａ（図５参照）に相当する第１内部通路９４ａは、第２循環路７８ａ及び８０ａの間のスペース８２ａを通過するように設けられている。同様に、前記第１内部通路５７ｂに相当する第１内部通路９４ｂは第２循環路７８ｂ及び８０ｂの間のスペース８２ｂを通過しており、前記第１内部通路５７ｃに相当する第１内部通路９４ｃは第２循環路７８ｃ及び８０ｃの間のスペース８２ｃ（図示せず）を通過している。このように、第１内部通路９４ａ、９４ｂ、９４ｃがスペース８２ａ、８２ｂ、８２ｃを通過するように設定することにより回転防止部３０ｃの内部の空間を有効に利用することができ、回転防止部３０ｃの外径を小さくして慣性モーメントを低減することができる。
【００６０】
また、軸Ｃに対して第１内部通路９４ａ、９４ｂ、９４ｃの占める角度（例えば１８０°）を第２循環路７８ａ（及び８０ａ）、７８ｂ（及び８０ｂ）、７８ｃ（及び８０ｃ）のうち隣接する２つの間隔角度である１２０°よりも大きく設定することができる。従って、第１内部通路９４ａ、９４ｂ及び９４ｃは屈曲度合いの小さい緩やかな経路となりボール５６を滑らかに通過させることができる。
【００６１】
なお、図１０においては、３つの第１内部通路９４ａ、９４ｂ、９４ｃの一部がそれぞれ重なることから、理解を容易にするために第１内部通路９４ａのみを実線で表し、残りの第１内部通路９４ｂ、９４ｃを破線で表している。
【００６２】
このように、本実施の形態に係る電動式スポット溶接ガン１０によれば、可動電極チップ２６が設けられたロッド２４には、進退駆動用の溝や回り止め用の溝が不要であり、外壁２４ｃを滑らかな円柱形状に形成することができる。従って、ロッド２４を保護するための蛇腹機構等が不要である。
【００６３】
また、ロータ３６の内径側にロッド２４が挿入するように配置され、さらにロッド２４の内径側にボールスプライン軸３２が挿入されるように配置されている。一方、ステータ３４は、ロータ３６の外周に設けられている。すなわち、ステータ３４、ロータ３６、ロッド２４及びボールスプライン軸３２がそれぞれ同軸状に配置されており、電動駆動ユニット１６を軸方向に短いコンパクトな構造にすることができる。
【００６４】
さらに、ロッド２４の外壁２４ｃは円柱形状であることから、円筒状のメタルブッシュ５０や、環状シール５１を適用することができる。これにより、ロッド２４を確実に保持するとともにガタを防止することができる。また、スパッタ、水滴、粉塵等の異物の進入を阻止することができる。
【００６５】
また、本実施の形態に係る電動式スポット溶接ガン１０によれば、ロータ３６は中空構造であることから軽量であり、しかも回転モーメントが小さいことから制御応答性がよい。
【００６６】
さらに、ボールスプライン軸３２にかかる荷重は、回転防止部３０ａ及びロッド２４の回転を阻止するための弱い反力だけであることから、ボールスプライン軸３２は細径に設定することができる。ロッド２４は、ロータ３６の内径側に配置され、しかも中空部２４ａに挿入されるボールスプライン軸３２は細径に設定可能であることから、ロッド２４も比較的細径に設定することができる。
【００６７】
ボールスプライン軸３２及びロッド２４が細径に設定可能であることから、電動駆動ユニット１６、電動式スポット溶接ガン１０及びロッド進退機構９０をより軽量にすることができる。
【００６８】
また、ロッド２４は、回転防止部３０ａのボール５６及び５８の作用により滑らかに進退可能であることから、サーボモータ４０が小容量で足り、重量を軽減することができる。
【００６９】
さらに、螺旋凹部５５ａ、５５ｂ、５５ｃに挿入されたボール５６は螺旋凹部５５ａ、５５ｂ、５５ｃよりも内径側の第１内部通路５７ａ、５７ｂ、５７ｃを経由して循環移動する。つまり、ボール５６は回転防止部３０ａにおける第１循環路５９ａ、５９ｂ、５９ｃだけを循環し、その外側のロータ３６には供給されない。従って、ロータ３６にはボール５６の案内通路を設ける必要がないことからロータ３６を薄肉構造とすることができ、慣性モーメントを小さく設定可能であって、これによりロータ３６及びロッド２４の制御応答性がより向上する。
【００７０】
本実施の形態に係る電動式スポット溶接ガン１０によれば、第１のボール群が循環移動する第１循環路と、第２のボール群が循環移動する第２循環路の各経路を回転防止部３０ａ内にコンパクトに設定することができる。また、第１循環路５９ａ、５９ｂ、５９ｃと第２循環路６０ａ、６０ｂ、６０ｃは、軸方向において重畳するように設定可能であることから、電動式スポット溶接ガン１０の軸方向の寸法を短くすることができる。
【００７１】
さらに、第２循環路６０ａ、６０ｂ、６０ｃは回転防止部３０ａ、３０ｂ、３０ｃの軸Ｃを中心に断面放射状に配置されていることから、ボールスプライン軸３２に対してバランスよく係合することができる。
【００７２】
上記の実施の形態においては、回転防止部３０ａ、３０ｂ及び３０ｃの外壁に３つの螺旋凹部５５ａ、５５ｂ、５５ｃが設けられている例を示したが、これらの螺旋凹部の数は、ロッド２４の動作に必要とされる速度と推力に基づいて適当な数に設定可能である。例えば、ロッド２４の速度を遅く設定するためには、螺旋凹部の数を１とし、これに合わせてボールねじ溝３５ａ、３５ｂ、３５ｃに相当するボールねじ溝の数も１とすればよい。
【００７３】
また、回転防止部３０ａ、３０ｂ及び３０ｃに３つの螺旋凹部５５ａ、５５ｂ、５５ｃに応じた３つの第１循環路５９ａ、５９ｂ、５９ｃを有している例を示したが、３つの螺旋凹部５５ａ、５５ｂ、５５ｃは内部通路の経路により１つの循環路を形成するようにしてもよい。すなわち、端部７０ａと端部７２ｂ、端部７２ａと端部７４ｂ、及び端部７４ａと端部７０ｂとをそれぞれ内部通路で接続することにより、これらの内部通路と螺旋凹部５５ａ、５５ｂ、５５ｃとにより１つの循環路を形成することになる。
【００７４】
この発明に係る電動式スポット溶接ガンは、上述の実施の形態例に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本実施の形態に係る電動式スポット溶接ガンが多関節ロボットに接続された状態の斜視図である。
【図２】本実施の形態に係る電動式スポット溶接ガンの電動駆動ユニットにおいて、ロッドが縮退した状態の断面側面図である。
【図３】本実施の形態に係る電動式スポット溶接ガンの電動駆動ユニットの要部分解斜視図である。
【図４】回転防止部の一部断面斜視図である。
【図５】回転防止部の第１循環路及び第２循環路を軸に垂直な投影面上でみた模式図である。
【図６】本実施の形態に係る電動式スポット溶接ガンの電動駆動ユニットにおいて、ロッドが延出した状態の断面側面図である。
【図７】第１の変形例に係る回転防止部の一部断面斜視図である。
【図８】第１の変形例に係る回転防止部の第１循環路及び第２循環路を軸に垂直な投影面上に表した模式図である。
【図９】第２の変形例に係る回転防止部の一部断面斜視図である。
【図１０】第２の変形例に係る回転防止部の第１循環路及び第２循環路を軸に垂直な投影面上に表した模式図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０…電動式スポット溶接ガン          １２…多関節ロボット
１４…制御部                          １６…電動駆動ユニット
２４…ロッド                          ２４ａ…中空部
２４ｃ…外壁                          ２６…可動電極チップ
２６ａ…端子                          ３０ａ〜３０ｃ…回転防止部
３１ａ〜３１ｃ…スプライン溝          ３２…ボールスプライン軸
３４…ステータ                        ３５ａ〜３５ｃ…ボールネジ溝
３６…ロータ                          ３６ｂ…マグネット
４０…サーボモータ                    ５０…メタルブッシュ
５１…環状シール                      ５５ａ〜５５ｃ…螺旋凹部
５６、５８…ボール
５７ａ〜５７ｃ、９２ａ〜９２ｃ、９４ａ〜９４ｃ…第１内部通路
５９ａ〜５９ｃ…第１循環路
６０ａ〜６０ｃ、７８ａ〜７８ｃ、８０ａ〜８０ｃ…第２循環路
６１ａ〜６１ｃ…第２内部通路          ６２ａ〜６２ｃ…内面凹部
７０ａ、７０ｂ、７２ａ、７２ｂ、７４ａ、７４ｂ…端部
８２ａ〜８２ｃ…スペース              ９０…ロッド進退機構
９８…扇形状                          ９８ａ…円弧部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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