JPH0338031B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、スポツト溶接ガンの軸給電方法及び
装置に関するもので、さらに詳しく言えば、溶接
トランスの二次側と、ガンアームなどの二次側と
の間に、可撓導体を用いることなく、同心的に重
ねられた正負一対の回転導体をもつ軸給電ユニツ
トを介装することによつて、その給電ユニツトに
スポツト溶接ガンへの電気的接続部と機械的回転
部を兼ねさせることを特徴としたスポツト溶接ガ
ンの軸給電方法と、装置に関する。

（従来の技術） 最近に至り、急激な産業用ロボツト普及増加に
伴い、溶接分野では俗にトランスフオーマガンと
称せられる溶接トランス付スポツト溶接ガンの重
量軽減及び省エネルギーを重視した開発が急速に
進められ実用に供されるようになつてきた。

従来の溶接トランス付スポツト溶接ガンについ
て第１図及び第２図により説明すると、溶接トラ
ンス１の外枠に支持ブラケツト２が固着され、こ
の支持ブラケツト２に二つのガンアーム３，４が
共通した枢軸部５よつて回動的に軸支され、一方
のガンアーム４は加圧シリング６の本体と固着さ
れ、他方のガンアーム３はリンク８を介して加圧
シリグ６のピストンロツド７に軸着されている。
そして二つのガンアーム３，４の先端には、相対
向する電極チツプ９，１０が装着され、溶接トラ
ンス１の出力端子１ａ，１ｂには二次導体の給電
バー１１，１２がそれぞれボルト締めされ、さら
にこの給電バー１１，１２と各アーム３，４に接
続された導電板１５，１６との間にＵ字形可撓銅
板１３，１４を介して溶接ガンと溶接トランスと
をつないでいるのが普通である。

一般に、産業用ロボツトによつて操作される溶
接トランス付スポツト溶接ガンは、高速、複雑動
作にも十分対応できるように、軽量かつコンパク
トであることが望ましい。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この種の従来の溶接ガンは、溶
接ガンと溶接トランスとをつなぐ二次回路は、先
に述べたように給電バー及び可撓銅板等を外部接
続によつて構成される例が多く、ために産業用ロ
ボツトの動作が複雑・高速になると、二次回路の
疲労断線や発熱劣化さらには溶接時のスパツタな
どの影響も加わつて二次回路の損耗を激しくす
る。また二次回路の広い設置スペースを必要とす
るほか、インピーダンスの増加を招くような自体
を生じ、ひては溶接ガンの省電力化及び軽量化を
図れないといわれている。また従来は、産業用ロ
ボツトやマニピユレータ等により被溶接物上のガ
ン打点位置をスポツト溶接ガンに適切な姿勢、角
度をもつて教え込む場合に、しばしば不具合な姿
勢、角度でガン加圧することがあり、このガン加
圧時の二つのガンアームの共通した枢軸部にひね
りが加わると、軸受けを異常に摩耗させ、しかも
その摩耗量の増加に伴なつてガンアームの先端で
電極チツプ間の芯ズレ量が次第に大きくなり、溶
接結果に悪影響をおよぼすという欠点があつた。

（課題を解決するための手段） そこで、上記の問題解決を図るため、本発明で
は次のような技術的手段を溝じてある。

すなわち、本発明の方法はスポツト溶接ガン
の、溶接トランスの二次側出力端子につながる正
負一組の二次導体と、一対の電極チツプ間に溶接
に必要な加圧力を与えるために相対的な動くを得
る二つのガンアームとに、同心的かつ回動的に重
ねられた正負一組の回転導体からなる軸給電ユニ
ツトを介装し、しかもこの軸給電ユニツトの回転
導体に、溶接トランスの出力端子から電極チツプ
間に電流を供給するための往復回路を構成する、
上記二次導体とガンアームとの電気的接続部と、
電極加圧に動く必要のあるガンアームの機械的回
転部とを兼用させたことを特徴とするスポツト溶
接ガン用軸給電方法を提供する。

また上記発明の方法を実施するため、一対の電
極チツプ間に電極加圧力を与えるのに必要な機械
的な動きをする二つのガンアームと、これらのガ
ンアームと溶接トランスの二次コイルの出力端子
に接続された一対の二次導体との間に、上記二次
導体とガンアームへの電極的接続部とガン加圧に
必要なガンアームへの機械的回転部とを兼用する
軸給電ユニツトを介装したスポツト溶接ガンにお
い、上記給電ユニツトは、上記ガンアームと二次
導体とを共通の支持ブラケツトに軸支した給電枢
軸と、この枢軸の上に絶縁された状態で同心的か
つ回動的に嵌挿された給電ブツシユとを有し、上
記枢軸の外周には一方のガンアームを、また上記
ブツシユの外周面には他方のガンアームをそれぞ
れ固着し、上記枢軸とを給電ブツシユとの各端部
は、その枢軸中心線に対し直角に交わる位置に配
置された上記二次導体の各軸孔と対面し、その各
端部とはケーシングにより実質的に外部と密閉さ
れ、この密閉された内部には各端部と二次導体と
にそれぞれ押圧力を受けて加圧、密着する複数個
の分割されたコンタクタをリング状に配置してな
るスポツト溶接ガン用軸給電装置を提供する。

（作用） そして、本発明ではスポツト溶接ガンにおいて
二つのガンアームの共通した枢軸部から有効に溶
接電流を供給できるから、とくに溶接トランス付
スポツト溶接ガンの外部給電機構を廃止すること
によつて実質的に溶接ガンの二次回路を大幅に短
縮し、溶接ガンの軽量化、コンパクト化をインピ
ーダンスの低減による省電力化を実現することが
できる。

また、溶接ガンのガンアームの枢軸部の磨耗を
減少させ、電極チツプ間の芯ズレ量を小さくする
ことができる。さらに、コタクト給電を完全な密
閉室内で行うことで摺動給電面相互間への外部か
らの異物の侵入を効果的に防ぐことができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図中、従来の溶接トランス付スポツト溶接ガ
ンと同一構造及び機能を有するものについては同
一符号で示し詳細は省略する。

第３図及び第４図において、本実施例では溶接
トランス付スポツト溶接ガンに本発明の方法を実
施するための軸給電ユニツトを用いた一例を示
す。

ＧはＸ型スポツト溶接ガンを示し、加圧シリン
ダ６の本体側に固定されたガンアーム４と、加圧
シリンダ６のピストンロツド７にリンク８を介し
て軸着されたガンアーム３の先端に相対向する一
対の電極チツプ９，１０がそれぞれ装着され、こ
れら二つのガンアーム３，４は溶接トランス１の
前面に支持された支持ブラケツト２に共通した枢
軸部５によつて回動的に軸支されている。この枢
軸部５は後述するように、同心的ぬ重ねられた正
負一対の回転導体をもつ軸給電ユニツト１７によ
つて構成されている。

第５図及び第６図において、軸給電ユニツト１
７の具体的な構造は、二つのガンアーム３，４を
共通に貫通する一方の回転導体を構成する給電枢
軸１８を有し、この給電枢軸１８のお外周面は片
側から突起部１９に位置するまで絶縁材２０をい
嵌着し、この絶縁材の上に他方の回転導体を構成
する給電ブツシユ２１が嵌挿されている。そして
給電ブツシユの外周面には二股になつたガンアー
ム３の片端３ａがボルト４２によつて固着され、
またも一方の片端３ｂは給電枢軸１８の外周面に
絶縁材の軸受け２２を介して固着されている。そ
して他方のガンアーム４は上記の二股の間に入つ
てて直接給電枢軸１８の外周面にボルト４３によ
つて堅く固着されている。したがつて、これらの
二つのガンアーム３，４は同一枢軸部５を中心と
して相互に回動し、電極チツプ９，１０間に加圧
作用を与えられるようになつている。

なお、この場合、一方のガンアーム３と支持ブ
ラケツト２には給電枢軸１８を回転自在に嵌挿す
る絶縁材の軸受け２２，４０が取付けられてお
り、また他方のガンアーム４は給電枢軸１８と固
定一体化されているから、軸受け４０及び４１の
スパン（軸支持間距離）を長くとつてガンアーム
の加圧時に生じる軸受けのひねりなどにより生じ
る摩擦を少なくして電極チツプ間の芯ズレ量を小
さくし、枢軸部の寿命により向上させることがで
きる。

給電枢軸１８と給電ブツシユ２１とがい互いに
重なり合つた端部には溶接トランスの出力端子に
つながる正負一対の二次導体を構成する給電バー
２３，２４がその枢軸中心線に対しそれぞれ交差
する方向から配置されており、これら二枚の給電
バー２３，２４は三枚の絶縁材２５の間に互いに
重ね合わせた状態で絶縁、固定されている。第７
図及び第８図において、一方の給電バー２３には
給電ブツシユ２１の端部と対面する軸孔２６がま
た他方の給電バー２４には給電枢軸１８の端部と
対面する軸孔２７がそれぞれ穿設されている。そ
して一方の給電バー２３の軸孔２６の周辺には、
軸孔中心から放射状に複数のスプリング挿入孔２
８が穿設されている。３１はボルト孔である。

４６，４７は、各給電バー２３，２４を溶接ト
ランス１の出力端子１ａ，１ｂにボルト締めする
ためのボルト孔である。

給電枢軸１８の先端面には複数個に分割された
コンタクタ２９が給電バー２４の軸孔２７の内径
に沿つてリング状に配置され、後述する押圧手段
によつて押圧されており、また給電ブツシユの先
端面には他のコンタクタ３０が給電バー２３の軸
孔２６から上記と同様に押圧されていて、しかも
各コンタクタ２９，３０のい外周面は各給電バー
２３，２４の軸孔２６，２７の内面に押圧力を受
けた状態で電気的につながつている。そして各コ
ンタクタ２９，３０と給電枢軸１８、給電ブツシ
ユ２１の接触面は「Ｒ面」かあるいは「球面」に
よつて係合し、溶接ガンアーム３，４の加圧時の
動きや、横振れに対し十分な接触状態で対応する
ことができるような構造になつている。押圧手段
には弾発部材としてスプリング３２，３３が使用
されており、一方のスプリング３２は給電バー２
４の各スプリング挿入孔２８から挿入され給電バ
ー２３の軸孔に位置する加圧リング３４を右方に
作用するスプリング力によつてコンタクタ２９を
給電ブツシユ２１の先端面に押しつける。コンタ
クタ２９と加圧リング３４との相対向する面に
は、クサビ面を押圧するテーパ状の加圧面がそれ
ぞれ形成されている。加圧リイング３４の加圧面
がコンタクタ２９の加圧面を押圧することによつ
て、そのクサビ面に作用する押圧力の分力が二方
向に働いて給電ブツシユ２１と給電バー２３とに
コンタクタ２９を加圧、密着させる。

同様にまた、他方のスプリング３３は、給電バ
ー２４の軸孔２７に挿入され、加圧リング３５を
介してコイタクタ３０を給電バー２３の軸孔２６
に挿入された給電枢軸１８の先端面と給電バー２
４の軸孔２７の内とに押しつける。これらスプリ
ング３２，３３は一対の給電バー２３，２４に共
通のボルト３６，３６を挿入して支持ブラケツト
２等に締付け固定されるケーシング３７に収納さ
れている。

かくして、コンタクタ給電部は給電バー２３，
２４の内部に形成され、しかもケーシング３７に
より完全に密閉されるから、コンタクタ給電部へ
の外部からの異物の侵入を効果的に防ぐことがで
きる。

なお、本実締例では押圧手段としてスプリング
などの弾発部材を使用したが、本発明の本質はこ
れに限定されるものでなく、たとえば第９図に示
すうように、流体圧シリンダ３８を利用して、そ
のシリンダピストン３９の動作でスプリング３
２，３３の押圧力を制御できるようにすれば、た
とえば加圧シリンダ６の動作時に上記押圧手段の
流体圧を連動させることによつて加圧通電時に確
実な接触状態でコンタクト給電することができ
る。

以上の構成により本発明の作用動作を説明す
る。溶接トランス付スポツト溶接ガンは産業用ロ
ボツトによつて記憶された位置データにしたがつ
て再現して操作され、次々と決められた溶接作業
を行つていく。

かくして、溶接時において、加圧シリンダ６に
よつてガンアーム３，４が共通した枢軸部５を中
心として回動すると、ガンアーム３，４にそれぞ
れ固着された給電枢軸１８と給電ブツシユ２１が
各コンタクタ２９，３０とそれぞれ接触した状態
で同一軸線Ｘ−Ｘを中心として相対的に回動す
る。この場合、給電枢軸１８の両側は支持ブラケ
ツト２の軸受け４０，４１によつて回動自在に支
持され、一方のガンアーム３は二股の片端３ａの
給電ブツシユ２１と、もう一方の片端３ｂの軸受
け２２とに挿通された給電枢軸１８の外周を回動
して各アーム先端ので電極チツプ９，１０の間に
挟圧された被溶接物（図省略）へ溶接に必要な加
圧力が与えられる。次いで溶接電流が通電される
と、溶接電流は溶接トランス１の出力端子１ａか
ら給電バー２４に流れ、コンタクタ３０を経て給
電枢軸１８に通流する。給電枢軸に流れた電流
は、一方のガンアーム４を通り電極チツプ１０に
至り、被溶接物を通して他方の電極チツプ９に流
れ、ガンアーム３を経て給電ブツシユ２１に至
る。給電ブツシユ２１に流れた電流は、コンタク
タ２９を経て給電バー２３を通り、溶接トランス
の出力端子１ｂへ戻ることになる。

かくして、溶接ガンのガンアーム３，４の枢軸
部５においてガンアームの動きに応じてコンタク
ト給電が得られるようになる。

なお、軸給電ユニツト１７を交換する場合はボ
ルト３６，４２，４３を取り外すことによつて簡
単に行うことができる。

（発明の効果） 以上、本発明の方法は、スポツト溶接ガンのガ
ンアームと溶接トランスの二次側との間に、同心
的に重ねられた正負一組の軸給電ユニツトを介装
することによつて、その給電ユニツトにスポツト
溶接ガンへの電気的接続部と機械的回転部とを兼
ねさせることにより、従来のような部品点数の多
いしかも広い設置スペースを必要とする複雑、高
価な二次回路は、最早不要となり、二次回路のイ
ンピーダンスを大幅に低減し、省電力化を達成す
ることができる。また本発明の軸給電装置によれ
ば、構造のユニツト化によつて小型、軽量化を図
ることができるほか、軸給電ユニツトの交換が容
易になり、またこのユニツトのコタククト給電部
が完全に密閉された状態でカバーされているか
ら、外部衝撃はもとより細かいゴミやスパツタ等
の異物からも充分保護することができる。また溶
接ガンの軸受けのひねりなどにより生じる磨耗を
少なくするような枢軸部の構造設計を可能にする
ことによつて、電極チツプ相互間の芯ズレ量を小
さくし溶接ガンの枢軸部の寿命を高めることがで
きる。

また従来、溶接ガンの通電時に発生するような
「ブルン」という二次ケーブルのキツク現象等に
よる振動音が完全に消え、その通電時のサイレン
ト効果を得ることもできるなど、産業用ロボツト
などによる高速、複雑操作にも十分対応でき、操
作性や耐久性を向上するなど幾多の顕著な効果を
発揮できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の溶接トランス付スポツト溶接ガ
ンに設置された二次回路の構造を示す正面図、第
２図は第１図の底面図。第３図は本発明の方法を
実施するための軸給電ユニツトを溶接トランス付
スポツト溶接ガンに使用した場合の実施例正面
図。第４図は第３図の底面図。第５図は第４図Ａ
−Ａ線矢視図。第６図は本発明の軸給電ユニツト
の断面を含む拡大図。第７図及び第８図は正負一
対の給電バー（二次導体）をそれぞれ示す正面
図。第９図は押圧手段の他の実施例を示す要部断
面図。第１０図は第６図Ｂ−Ｂ矢視図。 〔符号の説明〕、１……溶接トランス、２……
支持ブラケツト、３，４……ガンアーム、１７…
…軸給電ユニツト、１８……給電枢軸（回転導
体）、２０……絶縁材、２１……給電ブツシユ
（回転導体）、２３，２４……給電バー（二次導
体）、２９，３０……コンタクタ、３２，３３…
…押圧手段、Ｇ……スポツト溶接ガン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スポツト溶接ガンの、溶接トランスの二次側
   出力端子につながる正負一組の二次導体と、一対
   の電極チツプ間に溶接に必要な加圧力を与えるた
   めに相対的な動きを得る二つのガンアームとに、
   同心的かつ回動的に重ねられた正負一組の回転導
   体からなる軸給電ユニツトを介装し、しかもこの
   軸給電ユニツトの回転導体に、溶接トランスの出
   力端子から電極チツプ間に電流を供給するための
   往復回路を構成する、上記二次導体とガンアーム
   との電気的接続部と、電極加圧に動く必要のある
   ガンアームの機械的回転部とを兼用させたことを
   特徴とするスポツト溶接ガン用軸給電方法。 ２ 一対の電極チツプ間に電極加圧力を与えるの
   に必要な機械的な動きをする二つのガンアーム
   と、これらのガンアームと溶接トランスの二次コ
   イルの出力端子に接続された一対の二次導体との
   間に、上記二次導体とガンアームへの電気的接続
   部と電極加圧に必要なガンアームへの機械的回転
   部とを兼用する軸給電ユニツトを介装したスポツ
   ト溶接ガンであつて、上記給電ユニツトは、上記
   ガンアームと二次導体とを共通の支持ブラケツト
   に軸支した給電枢軸と、この枢軸の上に絶縁され
   た状態で同心的かつ回動的に嵌挿された給電ブツ
   シユとを有し、上記枢軸の外周には一方のガンア
   ームを、また上記ブツシユの外周面には他方のガ
   ンアームをそれぞれ固着し、上記枢軸と給電ブツ
   シユとの各端面は、その枢軸中心線に対し直角に
   交わる位置に配置された上記二次導体の各軸孔と
   対面し、その各軸孔と各端面とはケーシングによ
   り実質的に外部と密閉され、この密閉された内部
   には各端面側と各二次導体側とにそれぞれ押圧力
   を受けて加圧、密着する複数個の分割されたコン
   タクタをリング状に配置してなるスポツト溶接ガ
   ン用軸給電装置。