JPH03210973A

JPH03210973A - 電気コネクタ

Info

Publication number: JPH03210973A
Application number: JP2320603A
Authority: JP
Inventors: Jamie Mark Whitehead; ジャミー　マーク　ホワイトヘッド; Philip Jeffrey Limbrick; フィリップ　ジェフリィ　リムブリック
Original assignee: Jaguar Cars Ltd
Current assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Priority date: 1989-11-22
Filing date: 1990-11-22
Publication date: 1991-09-13
Also published as: GB8926353D0; EP0430483A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は電気コネクタに関し且つ特に抵抗溶接作業を実
施するために採用される産業用ロボットで使用する電気
コネクタに関する。

従来の技術例えば車体の製造用の自動化された溶接ラインでは、ロ
ボットによって制御された溶接ガンの点溶接電極の設計
によって制約される種々の作業に幾つかの対のロボット
溶接機械をそれぞれ専用とすることか知られている。ロ
ボット溶接機械の融通性を改善することか提案されてお
り、このため各ロボットに２つまたはそれ以上の相互交
換可能な溶接ガンを設けることによって必要な台数を減
らし、ロボットか１つの溶接ガンから別の溶接ガンへ切
換えることかできることか提案されている。

これらのロボット溶接機械で使用される溶接ガンは典型
的には４１５ｖの三相電源及び冷却用水の供給、及び加
工物を電極の間にクランプするために電極の移動を制御
するための圧縮空気の供給を必要とする。その結果１つ
のガンかロボットから取外され且つ別のガンに自動的に
交換されることができるようにこれらのサービス作業に
必要なコネクタか必要とされる。

ロボットの最大限の融通性のために、ガン交換系の構成
要素をできるだけコンパクトにするように設計し、それ
によりロボットか車体内の溶接位置・＼接近することを
吸収すると同時に車体の構成部品か「フレーム組立機械
」て所定の位置に保持されることは望ましい。制限され
た空間のために、水連結部は必然的に電気連結部に近接
している。不可避的に、溶接ガンの連結及び分離の際に
、水かコネクタから洩れて電気連結部へなかれ、その接
点間を短絡させることかある。電気連結部の短絡は設備
のヒユーズをとばす結果を生しることかあり、それによ
り組立ラインはヒユーズか交換されるまで停止されねば
ならない。更に、電弧か電気連結部の間に起こり、接点
の火花腐食を生し且つ接点間の絶縁を生じ、そのため電
気連結部の寿命を非常に低下させ且つ究極的に停止期間
の延長を必要とすると同時にガン交換系内の細部の部品
を交換することを生じることかある。

発明か解決しようとする課題本発明は電気接点が互いに有効にシールされ、それによ
り水の漏れによる短絡か回避されるロホ・、１１・溶接
機械用電気コネクタを提供する。

課題を解決するための手段本発明の１つの観点によれば、自動的に相互交換可能な
溶接ガンを有するロボット溶接機械用電気コネクタであ
って、一対の電気接点を含み、該接点の１つか管状ソケ
ットを画成し且つ別の接点かソケット内で締まり嵌めす
るビンを画成し、各接点かそれを導体へ連結し得る連結
装置を有する電気コネクタにおいて、連結装置及びそれ
へ連結された導体の部分を画成する接点のそれぞれの部
分か絶縁材料で作られたそれぞれのハウジング内でシー
ルされ、ビン及びソケットがそれらのそれぞれのハウジ
ングから突出し、ソケットのハウジングから突出するソ
ケットの部分は絶縁材料のスリーブによって外装され、
ビンのハウジングから延びるビンの部分は絶縁材料の管
状構成部分によって囲まれ管状構成部分の内径はスリー
ブの外径よりも大きく、且つビンかソケット中に係合す
る時にスリーブと管状構成部分との間にシールを形成す
るための装置か設けられていることを特徴とする。

好ましくは、コネクタは複数の対の相互係合可能な接点
を含み、各対の１つの接点か共通のノ＼ウソング中に離
間した関係て配置され且つ相補した接点か別の共通のハ
ウジング中に同じ離間した関係で配置されている。

本発明の実施例か添付図面を参照して例としてたけ次に
説明される。

実施例添付図面に例示されたコネクタ組立体は、ロボット腕上
に取付けられた第１図に例示されるようなロボット組立
体１０と、一対の溶接ガンを形成する第２図に例示され
るようなガン組立体２０とを含む。

ロボット組立体ＩＯは概ね円筒状のハウジング１１をよ
む。一連の円錐状ノズル【５かロボット腕から遠方にあ
るハウジング２の端面１２から延びている。ノズル１５
は口部１６へ連結され、該口部によってノズルは可撓性
ホースを介して外部サーヒス部へ連結されることかでき
る。ノズル１５ははね負荷弁装置を含み、該ばね負荷弁
装置はロボット組立体１０及びガン組立体２０か保合状
態にされた時に開かれ且つ組立体１０及び２０か分離さ
れた時に閉じられる。

概ね円筒状の形状を存するガン組立体２０は、ロボット
組立体ＩＯの面１１と対向した端面２１に、円錐状ノズ
ル１５と対応する一連の口部２２を有する。口部２２は
ノズル１５と係合可能なシールを有し、それらの間にシ
ールを形成し、且つまたノズル１５の弁装置と同様な弁
装置を有し、口部２２を開閉する。

ノズル１５及び相補した口部２２は、溶接電極の方向付
は及びクランプを制御するための圧縮空気のための連結
部と、溶接電極並びに溶接ガンの部分を構成する変圧器
へ冷却目的のために水を供給し且つそれらから水を排出
するための連結部とを備える。

ロボット組立体１１上の３つの角度方向に離間した円錐
状ビン１７はガン組立体２０上の対応する円錐状穴２３
中に保合吸収配置され、２つの組立体ＩＯ及び２０か一
緒にされる時に２つの組立体ＩＯ及び２０の整合を提供
する。また、ロボット組立体１０は３つの同様に離間し
た空気圧作動ドグ１８を設けており、該ドグは組立体１
０及び２０か係合された時に組立体ＩＯ及び２０を一緒
にクランプするためにガン組立体２０上の対応するラグ
２５中に係合するようになっている。

また、ロボット組立体１０及びガン組立体２０は相互係
合可能な低電圧電気コネクタ１９及び２６を設けており
、該コネクタによって制御信号か溶接ガンへ伝達される
ことができる。

典型的には４０ボルトで１２０００アンペアである溶接
電流は溶接ガンの部分を構成変圧器によって供給される
。この変圧器は４１５ボルト三相電源によって７０アン
ペアで電力を供給され、それは第３図により詳細に例示
された三ピン電気コネクタ３０によって溶接ガンへ連結
される。電気コネクタ３０は、ロボット組立体１０の中
心に取付けられたソケット組立体３１と、ガン組立体２
０の対応する位置に取付けられたプラグ組立体３２とを
含む。

ソケット組立体３１は３つの接点３５を含み、該接点は
絶縁材料、例えば「デルリン」　（登録商標）のような
アセタール樹脂で作られたハウジング３６中に離間した
関係で配置されている。接点３５は、ハウジング３６か
ら一部延在する管状ソケット部分３７と、プラグ及びソ
ケット組立体３２及び３１か係合され且つ分離される時
にソケット部分３７へ加えられる軸線方向負荷を広げる
基部分３８とを存する。ソケット部分３７に対して横断
方向の穴３９か基部分３８上に設けられ、その中に導体
３０が係合することができ、導体４０はねじ山付交差穴
４２中に係合する無頭ねじ４１によって穴３９中にクラ
ンプされる。導体４０は絶縁された外装を有し且つハウ
ジング３６からその側壁を通して出る。

接点３５のそれぞれのソケット部分３７はハウジング３
６と同様な絶縁材料の様態の管状スリーブによって外装
される。外装４５の一端におけるフランジ部分４６は基
部材３８に当接すると同時にスリーブ４５の他端はソケ
ット部分３７の端を越えて延び、それにより活接点３５
との偶然の接触を防止する。スリーブ４５がハウジング
３６中の穴４７を通して配置され、この穴４７の内方端
はフランジ部分４６に適合するように端ぐりされている
。隔壁４８かハウジング３６中に設けられ、接点３５及
び導体４０を互いに分離する。

カバー部材５０かハウジング３６を閉しるために一連の
ねじ５１によってハウジング３６へ締着される。シール
装置５２かカバー部材５０とハウジング３６との間に設
けられ、接点３５、導体４０及び隔壁４８の間に残され
たボイドは接点３５及び導体４０か互いに絶縁され且つ
流体かコネクタへ浸入することかてきないことを保証す
るために絶縁シール材で満たされる。適当な絶縁シール
材はシリコーン配合物：シリコーンゴム、ペースト又は
配合物、二液室温加硫配合物；アクリルシール材：ポリ
ウレタン配合物、又はエポキシ注封配合物を含む。

ソケット組立体３１はねし５５によってロボット組立体
１０の面１１の凹部５４へ固定される。

電気コネクタ３０のプラグ部分３２は３つの接点６０を
有し、該接点はハウジング３６と同様な絶縁材料で作ら
れたハウジング中に配置される。

接点６０は接点３５と同じ離間した関係でハウジング６
１中に配置される。各接点６０は、ピン部分６２と、拡
大された直径の中間部分６３と、より大きい直径の基部
分６４とを存する。ピン部分６２はハウジング６０の外
側に配置される。ハウジング６０中に配置された中間部
分６３は導体６５か接点６０へ連結され得るコネクタを
提供する。

横断方向穴６６か中間部分６３中に設けられ、それによ
り導体６５は穴６６中に係合することかでき、無頭ねじ
６７かねじ山付穴６８中に配置され、それによって導体
６５は穴６６中でクランプされることができる。

基部分６４はプラグ及びソケット組立体３２及び３１か
係合され且つ分離される時に接点６０のピン部分６２へ
加えられる軸線方向負荷を広げる作用をする。

各接点６０は絶縁材料で作られた管状構成部分７０によ
って囲まれている。構成部分７０はハウジング６１内で
接点６０の茎部分６４及び中間部分６３と係合し、且つ
部分７５はピン部分６２に沿って途中まてハウジング６
１の外側へ延びるか、ピン部分６２の半径方向へ離間さ
れている。管状いて端ぐり７４中に位置する。

導体６５はハウジング６１からその側壁を通して出る絶
縁外装を有する。ソケット組立体３１におけるように、
ハウジング６Ｉは接点６０及び導体６５を互いに分離す
るように仕切られている。

カバー部材７６はハウジング６１内でねじ嵌合し、且つ
シール装置７７がそれらの間に設けられる。

ハウジング６１内のボイドはシリコーンのようなシール
打て満たされ、ソケット組立体３１と同様に流体の浸入
を防止することかできる。

管状構成部分７０の部分７５はスリーブ４５の径よりも
大きい内径を存し、それによりプラグ及びソケット組立
体３２及び３１が一緒にされた時に接点６０のピン部分
６２は電気的連結を形成するように接点３５のソケット
部分３７と係合し、スリーブ４５は管状構成部分７０中
へ延びる。円周方向溝８０か管状構成部分７０のそれぞ
れの内径に設けられ且つエラストマーのＯ−リング８１
か溝８０中に配置され、それにより連結かなされる時に
スリーブ４５はＯ−リング８１と係合してスリーブ４５
及び管状構成部分７０のそれぞれの間に流体密封シール
を形成し、それにより流体か接点３５及び６０へ達する
のを防止する。

管状ばね要素８３か接点６０のピン部分６２との良好な
電気的接触を保証するために接点３５のソケット部分３
７のそれぞれに設けられる。代替的に、接点６０のピン
部分６２は軸線方向に割れており且つ離れる方へはね作
用されることかてきる。

プラグ組立体３２は肩付固定ねし８４によってガン組立
体２０の面２１の凹部中に配置され、該固定ねしはソケ
ット及びプラグ組立体３１及び３２の小さい不整合を吸
収するために小さい量の横断方向移動を可能とするよう
にハウソング６１中の過大寸法の細長い穴８５を貫通し
ている。

種々の修正か本発明から逸脱せずになされることかでき
る。例えば、上の実施例ではスリーブ４Ｓ及び管状構成
部分７０はそれぞれのハウジング３１及び６１から分離
して形成されているか、これらはハウジングの一体の部
分として成形されることかできる。代替的に、それぞれ
のハウジングは接点３５及び６０並びに関連した導体４
０及び６５の周りに直接に成形された一体式構造のもの
であることかできる。また、接点３５及び６０の総数及
び配置は所望により変更されることかできる。

電気接点３５及び６０は適当な導電性材料、例えは銀め
っきされた黄銅で作られることかできる上の実施例ては
、導体４０．６５はねじクランプ装置によって接点３５
及び６０へ連結されているか、他の取外し可能な又は永
久的な固定装置か使用されることかでき、例えばリヘッ
ト付け、頭付（′十、クリシブ付け、冷温はんな付け、
高温はんだ付は又はろう付けか採用されることかてきる
。

本発明はロボット制御抵抗溶接機械と関連して説明され
たか、コネクタは他の応用、特に導電性流体かコネクタ
と接触状態になり得る危険のあるところで、例えば急速
交換装置を有する多段又はプレス溶接機で使用されるこ
とができる。しかしなから、コネクタは導電性流体の漏
れか重要な問題てないところで、例えばロボット及びス
タッド溶接設備の間の電気的連結で使用されることがで
きる。本発明のコネクタは高電圧の適用で用いるために
特に有利であるか、コネクタは低電圧の適用のためにも
使用されることかでき、例えば接点の間の短絡か設備の
誤動作を生じることかある電気制御信号を伝達するため
に使用されることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶接ガンかロボット制御装置の腕へ連結され得
るコネクタ組立体の１つの部分を平面図で例示し、第２
図は第１図に例示したコネクタ組立体の他の部分の相補
した面を平面図で例示し、第３図は第１図及び第２図に
例示したコネクタ組立体の高電圧電気コネクタを断面図
で例示する。１０・・・ロボット組立体、１５・・・ノズル、２０・
・・ガン組立体、２２・・・口部、３０・・・電気コネ
クタ、３５・・・接点、３６・・・ハウジング、３７・
・・管状ソケット部分、３９・・・穴、４０・・・導体
、　　４１・・・無頭ねし、４５・・・管状スリーブ、
４８・・・隔壁、５’計切バ一部材、６０・・・ハウジ
ング、６１・・・ハウジング、６２・・・ピン部分、６
５・・・導体、６６・・・穴、６７・・・無頭ねし、７
５・・・管状構成部分の部分、７６・・・カバー部材、
８０・・・溝、８１・・・０−リング。

Claims

【特許請求の範囲】（１）自動的に相互交換可能な溶接ガンを有するロボッ
ト溶接機械用電気コネクタ（３０）であって、一対の電
気接点（３５、６０）を含み、該接点の１つ（３５）が
管状ソケット（３７）を画成し且つ別の接点（６０）が
ソケット（３７）内で締まり嵌めするピン（６２）を画
成し、各接点（３５、６０）がそれが導体（４０、６５
）へ連結され得る連結装置（３９、４１；６６、６７）
を有する電気コネクタ（３０）において、連結装置（３
９、４１；６６、６７）並びにそれへ連結された導体（
４０、６５）の部分を画成する接点（３５、６０）のそ
れぞれの部分は絶縁材料で作られたそれぞれのハウジン
グ（３６、６１）内にシールされ、ピン（６２）及びソ
ケット（３７）がそれらのそれぞれのハウジング（６１
、３６）から突出し、ソケットのハウジング（３６）か
ら突出するソケット（３７）の部分は絶縁材料の外装（
４５）によって外装され、ピンのハウジング（６１）か
ら延びるピン（６２）の部分は絶縁材料の管状構成部分
（７５）によって囲われ、管状構成部分（７５）の内径
はスリーブ（４５）の外径よりも大きく、且つピン（６
２）がソケット（３７）中に係合する時にスリーブ（４
５）と管状構成部分（７５）との間にシールを作るため
の装置（８１）が設けられていることを特徴とする電気
コネクタ。（２）複数個の接点（３５）が１つのハウジ
ング（３６）中で離間した関係で配置され、且つ対応し
た個数の相補した接点（６０）が別のハウジング（６１
）中に同じ離間した関係で配置されていることを特徴と
する請求項１に記載された電気コネクタ。（３）前記１つの接点（３５）のソケット部分（３７）
を外装する絶縁材料のスリーブ（４５）は前記ソケット
部分（３７）の端を越えて延在していることを特徴とす
る請求項１又は２に記載された電気コネクタ。（４）前記別の接点（６０）を囲む管状構成部分（７５
）はピン（６２）に沿って途中までだけ延びていること
を特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載
された電気コネクタ。（５）円周方向溝（８０）が前記管状構成部分（７５）
の内径に設けられ、エラストマーのリング（８１）が前
記溝（８０）中に配置され、それにより該リングはピン
（６２）がソケット（３７）と係合する時にスリーブ（
４５）によって係合され、スリーブ（４５）と管状構成
部分（７５）との間に流体密封シールを形成することを
特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載さ
れた電気コネクタ。（６）ハウジング（３６、６１）はカバー部材（５０、
７６）によって閉じられ、前記カバー部材（５０、７６
）はハウジング（３６、６１）と流体密封シールを形成
することを特徴とする請求項１から５までのいずれか一
項に記載された電気コネクタ。（７）１つの接点（３５、６０）の連結装置（３９、４
１；６６、６７）とそれへ連結された導体（４０、６５
）のハウジング（３６、６１）内に配置された部分とは
隔壁（４８）によって別の接点（３５、６０）のそれら
から分離されていることを特徴とする請求項１から６ま
でのいずれか一項に記載された電気コネクタ。（８）連結装置（３９、４１；６６、６７）とそれへ連
結された導体（４０、６５）の部分とはシール材料中に
埋設されていることを特徴とする請求項１から７までの
いずれか一項に記載された電気コネクタ。（９）シール材料がシリコーン配合物；シリコーンゴム
、ペースト又は配合物；二液室温加硫配合物；アクリル
シール材；ポリウレタン配合物；又はエポキシ注封配合
物であることを特徴とする請求項８に記載された電気コ
ネクタ。（１０）ロボット組立体（１０）と、ガン組立体（２０
）とを含み、ロボット及びガン組立体（１０、２０）は
圧縮空気及び水のための相互係合する連結部（１５、２
２）を有し、且つ電気コネクタ（３０）を含むロボット
制御溶接機械用コネクタ組立体において、電気コネクタ
（３０）が請求項１から９までのいずれか一項に記載さ
れているようになっており、管状ソケット（３７）を画
成する接点（３５）を含むハウジング（３６）がロボッ
ト組立体（１０）へ固定され、且つピン（６２）を画成
する接点（６０）を有するハウジング（６１）がガン組
立体（２０）へ相補した位置で固定されていることを特
徴とするコネクタ組立体。（１１）ガン組立体（２０）
へ固定されたハウジング（６１）はピン（６２）及びソ
ケット（３７）の僅かな不整合を吸収するように制限さ
れた横方向移動を可能にするように固定されていること
を特徴とする請求項１０に記載されたコネクタ組立体。