JPH0910952A - スポット溶接ガン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電極を互いに近接・離間させると共に確実に
対向退避させる。 【構成】 イコライジングブロック 4には、ピストン43
が嵌挿されるシリンダ 3が形成され、ブラケット 5のイ
コライジングロッド 7に挿通されている。電極 1はピス
トンロッド42の軸線に対して偏位して設けられ、電極 2
は絶縁材 8を介してイコライジングブロック 4に設けら
れている。ピストン43は、切欠51を有する閉鎖部52が形
成され、ベーン44が設けられている。ポート孔13を介し
て供給される作動流体は、開口60からの噴出によってピ
ストン43を伸長駆動し、電極1,2 がワークから離間す
る。その後、作動流体が開口61からも噴出してベーン44
にあたると、ピストンロッド42が回動し、電極 1が電極
2と対向した状態からピストンロッドの軸線を中心とす
る回動軌跡に沿って移動し、ワークＷに干渉しないよう
に退避する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スポット溶接ガンに関
し、さらに詳しくは、ワークを挟持加圧するように電極
を互いに対向させた対向位置と、電極をワークに干渉し
ないように退避させた退避位置とに移動することが可能
なスポット溶接ガンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スポット溶接ガンは、相対向した一対の
電極によってワークを挟持し、加圧した状態で電極間の
接触抵抗に大電流を流し、発生したジュール熱により溶
融接合するものである。

【０００３】一般的なスポット溶接ガンの一例として
は、図９および図１０に示すように、ベース80に対して
移動可能にロッド81を挿通し、枢軸82を介してシリンダ
83およびヨーク84をロッド81に揺動可能に設け、ベース
80にリアクションフィンガ85を調節可能に設けると共に
このリアクションフィンガ85に係合するピン86をピスト
ンロッド83a に設けたスポット溶接ガンが知られてい
る。シリンダ83の後端には上部スタビライザブロック87
が設けられ、この上部スタビライザブロック87を受け止
める下部スタビライザブロック88がロッド81の後端に設
けられ、下部スタビライザブロック88に上部スタビライ
ザブロック87を着座させるように付勢するスタビライザ
スプリング89が設けられている。

【０００４】このスポット溶接ガンは、溶接する場合に
おいては、図９に示すように、ピストンロッド83a を伸
長させるようにシリンダ83に圧縮空気等の作動流体を供
給し、ピストンロッド83a に設けられた電極アダプタ90
の先端の電極91をヨーク84に設けられた電極92に対して
近接させ、ワークＷを両電極91,92 によって挟持加圧す
る。

【０００５】溶接を完了した後においては、シリンダ83
のピストンロッド83a を退縮させ、電極91,92 を互いに
離間させる。ピストンロッド83a に設けられたピン86が
リアクションフィンガ85に当接すると、図１０に示すよ
うに、スタビライザスプリング89に抗してシリンダ83お
よびヨーク84が枢軸82を中心に、ベース80に対して傾斜
するように揺動し、ワークＷに干渉しないように退避す
るものである。

【０００６】スポット溶接ガンを取付ける方向による調
整や、ワークＷに対する電極91,92の位置決めは、ベー
ス80に対するロッド81の相対的な位置を調整することに
よって行われ、ベース80とロッド81の先端部との間、お
よびベース80と下部スタビライザブロックとの間に介装
されたバランススプリング93とスプリング調整ナット95
を調整することによって行われる。また、ヨーク84に設
けた電極92をワークＷに干渉しないように退避させるた
めのリアクションフィンガ85の位置調整は、ベース80に
設けられた調整ナット97によって行われる。

【０００７】電極91,92 を互いに対向させた対向位置と
ワークＷに干渉しない退避位置とに移動させるための上
述したような機構を備えていない場合には、スポット溶
接ガン全体を移動させるためのシフト機構が設けられて
いた。

【０００８】また、他のスポット溶接ガンとしては、特
開昭５９−１２５２８１号公報や特開昭６０−９５８８
号公報に開示されているように、電極を互いに対向させ
た対向位置とワークに干渉しない退避位置とに俯仰する
ように傾斜させて移動させるシリンダ（以下、傾動シリ
ンダという）と、対向した状態の電極を近接させてワー
クを加圧しまたは離間させるためのシリンダ（以下、近
接離間シリンダという）とを備えたものも知られてい
る。

【０００９】このものは、溶接する場合においては、電
極をワークに干渉しない退避位置から傾動シリンダによ
って互いに対向させ、その後、加圧シリンダによって近
接させてワークを加圧する。また、溶接を完了した後に
おいては、電極を加圧シリンダによって離間させ、傾動
シリンダによって一方に電極を他方の電極に対して傾
け、ワークに干渉しないように退避させる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図９および図１０に示
したスポット溶接ガンにあっては、シリンダ83およびヨ
ーク84が枢軸82を中心にベース80に対して傾斜するよう
に揺動することができる角度は僅かであり、ワークＷに
干渉しないように確実に退避することが困難であるとい
う問題があった。また、退避位置の設定は、調整ボルト
97を工具等によって調整してリアクションフィンガ85の
位置を調整しなければならず、困難で手間がかかるとい
う問題があった。さらに、ワークに対する電極の位置決
め調整等も同様に、スプリング調整ナット95を工具等に
よって調整するため、手間がかかるという問題があっ
た。

【００１１】特開昭５９−１２５２８１号公報や特開昭
６０−９５８８号公報に開示されたスポット溶接ガンに
あっては、傾動シリンダによって電極を互いに対向させ
た対向位置とワークに干渉しない退避位置とに俯仰する
ように傾斜させる移動と、近接離間シリンダによって電
極を互いに近接離間させる移動との２段の工程を行うこ
ととなり、ワークに対して溶接を行うために要する時間
が増大するという問題があった。また、傾動シリンダと
近接離間シリンダとを個別に設けるため、シリンダやバ
ルブ等の駆動用部品が増えることに伴ってコストが増大
するという問題や、各シリンダの制御が複雑となり、設
備が大型化するといった問題があった。

【００１２】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、電極を互いに近接離間駆動するシリンダの軸線を中
心として回動軌跡に沿って電極を互いに近接させると共
に対向させ、また、離間と共に退避させることができ、
したがって、溶接時間を短縮することができるスポット
溶接ガンを提供することを目的とするものである。ま
た、本発明は、ワークに干渉しないように電極を確実に
退避させることができ、したがって、ワークのセットを
容易に行うことができるスポット溶接ガンを提供するこ
とを目的とするものである。本発明のさらなる目的は、
スポット溶接ガンの構造を簡単にして小型化し、しか
も、必要な設備が少なくて済み、その制御を容易にする
ことにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るスポット溶接ガンは、一対の電極と、
該電極を近接離間駆動するシリンダとを備え、両電極に
よってワークを挟持加圧するスポット溶接ガンにおい
て、一方の電極をシリンダのピストンロッドの軸線に対
して偏位して設け、電極を互いに近接する際に相対向さ
せ且つ離間した際に対向状態を解除するように前記ピス
トンロッドを回動させる回動機構を設けたことを特徴と
するものである。

【００１４】請求項２の発明は、上記目的を達成するた
め、請求項１記載のスポット溶接ガンにおいて、前記回
動機構を、シリンダとピストンロッドに設けられたカム
溝およびカムフォロワによって構成したことを特徴とす
るものである。

【００１５】請求項３の発明は、上記目的を達成するた
め、請求項１記載のスポット溶接ガンにおいて、前記回
動機構を、前記シリンダのピストンに取付けられ、供給
される作動流体によって前記ピストンと共に回動するベ
ーンによって構成したことを特徴とするものである。

【００１６】

【作用】本発明に係るスポット溶接ガンは、請求項１に
記載したように構成したことにより、ワークを溶接する
ためにシリンダによって電極を互いに近接するように駆
動すると、ピストンロッドが回動され、電極はピストン
ロッドの軸線を中心として移動し、相対向してワークを
挟持加圧する。溶接を完了し、シリンダによって電極を
互いに離間するように駆動すると、ピストンロッドが回
動され、電極はピストンロッドの軸線を中心として移動
し、対向状態を解除されてワークに干渉しないように退
避する。

【００１７】請求項２に記載したように構成した場合に
は、カムフォロワが係合したカム溝に従って、ピストン
ロッドの軸線を中心とする回動軌跡に沿って電極を互い
に近接させると共に対向させ、また、離間と共に退避さ
せる。

【００１８】請求項３に記載したように構成した場合に
は、シリンダのピストンを伸長退縮駆動するために供給
される作動流体によってベーンと共にピストンロッドが
回動される。

【００１９】

【実施例】以下に本発明に係るスポット溶接ガンの一実
施例を、図１および図２に基づいて説明する。なお、図
において同一符号は同一部分または相当部分とする。本
発明のスポット溶接ガンは、概略、ワークＷを挟持加圧
するための一対の電極1,2 と、電極1,2 を互いに近接離
間駆動するシリンダ 3とを備えている。シリンダ 3は、
イコライジングブロック 4の内部に形成されている。

【００２０】イコライジングブロック 4は、ブラケット
5にナット 6によって取付けられたイコライジングロッ
ド 7が挿通され、ブラケット 5に対する移動が可能とな
っている。イコライジングブロック 4には絶縁材 8を介
してガンヘッド 9が設けられ、ガンヘッド 9には先端に
電極 2を支持するための電極アダプタ10が取付けられて
いる。ブラケット 5には、電極アダプタ10を挿通するこ
とが可能な孔5aが形成されている。

【００２１】イコライジングブロック 4内に形成された
シリンダ 3は、ブッシュ11を介してピストンロッド12が
嵌挿されている。シリンダ 3には両端にポート孔13,14
が形成されており、ピストンロッド12は伸長方向（図に
おいて上方向）および退縮方向（図において下方向）駆
動される。ピストンロッド12の一方の先端にはガンヘッ
ド15が取付けられている。ガンヘッド15には、ピストン
ロッド12を退縮駆動した際に電極アダプタ10の先端に設
けられた電極 2と対向するように、電極 1がピストンロ
ッド12の軸線に対して偏位して設けられている。

【００２２】シリンダ 3およびピストンロッド12には、
電極1,2 を互いに近接する際に相対向させ且つ離間した
際にその対向状態を解除するようにピストンロッド12を
回動させる回動機構20が設けられている。回動機構20
は、カム溝21とカムフォロワ22とによって構成されてな
るもので、図１に示した実施例においては、ピストンロ
ッド12の周面にカム溝21が形成され、イコライジングブ
ロック 4のピストンロッド12が挿通されている内周面に
カムフォロワ22が設けられている。カム溝21は、ピスト
ンロッド12を退縮させてワークＷに電極 1が当接する前
に電極 2と相対向させるべくピストンロッド12を回動さ
せ、ピストンロッド12を伸長させて電極 1がワークＷか
ら離れた後に対向状態を解除させるべくピストンロッド
12を回動させるように形成されている。カム溝21の両端
部は、電極1,2 がワークを挟持加圧することができる位
置から電極 1がワークＷに干渉することがないように充
分離間することができる位置に亘る長さに形成されてお
り、そのピストンロッド12に対する周方向の間隔、すな
わち、電極 1の電極 2と相対向する位置と電極 2から退
避する位置とが９０°回動偏位するように形成されてい
る。

【００２３】回動機構20は、この実施例に限定されるこ
となく、図２に示すように、イコライジングブロック 4
のピストンロッド12が挿通されている内周面にカム溝21
を形成し、ピストンロッド12にカムフォロワ22を設ける
こともできる。

【００２４】図１に示したように構成されたスポット溶
接ガンによって、その作動を説明する。この実施例にお
ける本発明のスポット溶接ガンは、溶接ロボットのアー
ム等（図示を省略した）にブラケット 5が取付けられ、
ワークＷの所定の溶接点に移動される。溶接を開始する
前のスポット溶接ガンは、ポート孔13からシリンダ 3内
に圧縮空気等の作動流体が供給され、ピストンロッド12
が伸長駆動されている。このとき、ガンヘッド15を介し
てピストンロッド12の軸線に対して偏位して設けられた
電極 1は、カムフォロワ22に係合されたカム溝21によっ
て、ワークから離間し且つ電極 2との対向位置から90°
回動変移した状態で、ワークＷに干渉しないように退避
している。また、イコライジングロッド 7に挿通された
イコライジングブロック 4がワークＷから離れて位置し
ており、電極 2も同様にワークＷから離間して位置して
いる。

【００２５】ワークＷに溶接を行う際には、ポート孔14
からシリンダ 3に作動流体を供給し、ピストンロッド12
を退縮駆動する。このとき、ピストンロッド12は、形成
されたカム溝21がカムフォロワ22にガイドされることよ
って回動され、電極 1がピストンロッド12の軸線を中心
とする回動軌跡に沿って電極 2と対向するように移動
し、その後、ワークＷに当接する。さらにピストンロッ
ド12を伸長駆動すると、イコライジングブロック 4がイ
コライジングロッド 7にガイドされながらワークＷに近
づくように摺動して電極 2がワークＷに当接する。ワー
クＷは、両電極1,2 によって挟持加圧された状態で電流
が流され溶接される。

【００２６】次に、本発明に係るスポット溶接ガンの別
の実施例について、図３乃至図８に基づいて説明する。
なお、上述した先の実施例と同様の部分または相当する
部分については同一の符号を付与し、その説明を省略す
る。

【００２７】この実施例におけるスポット溶接ガンが上
述した先の実施例と異なる点は、電極1,2 を互いに近接
する際に相対向させ且つ離間した際にその対向状態を解
除するようにピストンロッド42を回動させる回動機構40
にある。この実施例における回動機構40は、ピストンロ
ッド42のピストン43にベーン44を取付け、ピストンロッ
ド42を伸長退縮駆動するための圧縮空気等の作動流体を
ベーン44に対して噴出することによって、ベーン44と共
にピストンシリンダ42を回動させるものである。この実
施例におけるスポット溶接ガンは、回動機構40と共にピ
ストンロッド42の回動を規制する規制手段45を備えてい
る。

【００２８】イコライジングブロック 4に形成されたシ
リンダ 3には、ピストンロッド42が嵌挿され、その内部
の図面における上端面にはクッション材50が設けられて
いる。図４の斜視図および図５の底面図で示すように、
ピストン43は、上方に切欠51を有する閉鎖部52が形成さ
れ、下方にベーン44が設けられている。また、ピストン
の外周面には、弾性体またはメタルからなるリング状の
シール部材54およびウエアリング55（図３参照）を取付
けるための溝53が形成されている。この実施例の場合も
先の実施例と同様に、電極 1の電極 2と相対向する位置
と電極 2から退避する位置との角度を９０°回動偏位さ
せるため、図５に破線で示したように、閉鎖部52はピス
トン43の外周の４分の３に亘って形成され、切欠51はピ
ストン43の外周の４分の１に亘って形成されている。な
お、図３中符号56はシール部材を示し、符号57はロッド
用ベアリングを示している。

【００２９】イコライジングブロック 4に形成されるポ
ート孔13は、シリンダ 3の図面における最下部に形成さ
れた開口60と、電極1,2 がワークＷを挟持加圧した際に
ピストン43の閉鎖部52が位置するシリンダ 3の内壁面に
形成された開口61とに連続している。また、ポート孔14
は、電極1,2 が離間してクッション材50にピストン43が
当接した際にピストン43の切欠51を有する閉鎖部52が位
置するシリンダ 3の内壁面に形成された開口62と、ピス
トン43のベーン44が位置するシリンダ 3の内壁面に形成
された開口63とに連続している。開口61および開口63
は、ベーン44に対して圧縮空気等の作動流体を噴出する
ためのもので、図６に示すように、作動流体がベーン44
に対して直角にあたるように形成され、あるいは、ベー
ン44の外周端にあたるように形成されている。

【００３０】ピストンロッド42の回動を規制するための
規制手段45としては、図３および図７に示すように、ピ
ストンロッド42に貫通して設けられたピン65と、イコラ
イジングブロック 4の上面に形成されたストッパ部66と
から構成されている。なお、イコライジングブロック 4
等の自重が大きい場合においては、イコライジングブロ
ック 4とブラケット 5との間に圧縮ばね67が介装され
る。

【００３１】以上のように構成されたこの実施例におけ
る本発明のスポット溶接ガンの作動について説明する。
図３に示したように、ポート孔14を介して開口62,63 か
ら作動流体をシリンダ 3内に供給すると、ピストンロッ
ド42が退縮駆動され、相対向した電極1,2 によってワー
クＷが挟持加圧されて溶接が行われる。溶接が完了する
と、作動流体の供給をポート孔14からポート孔13に切り
替える。このとき、開口61がピストン43の閉鎖部52によ
って閉鎖されているため、作動流体は、開口60を介して
シリンダ 3内に供給され、ピストンロッド43を回動させ
ることなく伸長させ、電極 1を電極 2と対向させた状態
でワークＷから離間させる。イコライジングブロック 4
は、挿通されたイコライジングロッド 7にガイドされな
がらワークＷから遠ざかるように移動し、電極 2もワー
クＷから離間する。

【００３２】ピストンロッド43が伸長駆動されて開口61
の位置にピストン43のベーン44が達すると、図８の
（ａ）に示すように、閉鎖されていた開口61からも作動
流体がベーン44に対して噴出し、ピストンロッド43が伸
長すると共に回動して電極 1がピストンロッド42の軸線
を中心とした回動軌跡に沿って移動し、ワークＷに干渉
しないように退避する。図７の鎖線および図８の（ｂ）
に示すように、ピストンロッド43に設けられたピン65が
ストッパ部66に当接することによって、ピストンロッド
43はその回動を規制される。このとき、ピストン43の閉
鎖部52は開口62を閉鎖している。

【００３３】溶接ロボットの駆動によって次の溶接点に
移動される等、溶接を開始する場合には、ポート孔14か
ら作動流体を供給するが、図８の（ｂ）に示すように、
開口62がピストン43の閉鎖部52によって閉鎖されている
ため、作動流体が開口63を介してベーン44に対して噴出
してピストンロッド42を回動させ、ピストンロッド43に
設けられたピン65がストッパ部材66に当接しピストンロ
ッド43の回動を規制し、電極 1がピストンロッド42の軸
線を中心とした回動軌跡に沿って移動し、電極2と対向
する。図８の（ｃ）に示すようにピストンロッド42が回
動すると、ピストン43の閉鎖部52に形成された切欠51が
開口62に位置することとなり、この開口62からも作動流
体が供給されてピストンロッド42が退縮駆動され、電極
1がワークＷの溶接点に当接し、さらなるピストンロッ
ド42の退縮によってイコライジングブロック 4がイコラ
イジングロッド 7にガイドされながらワークＷに近づく
ように摺動し、電極 2がワークＷに当接する。そして、
電極1,2 は、ワークＷを挟持加圧した状態で電流を流し
て溶接する。

【００３４】

【発明の効果】請求項１乃至３に記載した発明によれ
ば、一方の電極をシリンダのピストンロッドの軸線に対
して偏位して設け、電極を互いに近接する際に相対向さ
せ且つ離間した際に対向状態を解除するように前記ピス
トンロッドを回動させる回動機構を設けたことによっ
て、電極を互いに近接させると共に対向させ、また、離
間と共に退避させることができるため、溶接時間を短縮
することができる

【００３５】また、本発明によれば、ワークに干渉しな
いように、電極を離間と共にピストンロッドの軸線を中
心とする回動軌跡に沿って移動させ、確実に退避させる
ことができるため、ワークのセットを容易に行うことが
できる。

【００３６】さらに、本発明によれば、スポット溶接ガ
ンの構造を簡単にして小型化し、しかも、周辺付属機器
等が少なくて済み、その制御を容易にすることができる
等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスポット溶接ガン一実施例を示し
た一部断面図である。

【図２】図１のスポット溶接ガンの変形例を示す一部断
面図である。

【図３】本発明に係るスポット溶接ガンの別の実施例を
示した一部断面図である。

【図４】図３に示したピストンの斜視図である。

【図５】図４の底面図である。

【図６】ピストンに設けられたベーンと、このベーンに
作動流体を噴出させるための開口を示す概略断面図であ
る。

【図７】ピストンロッドの回動規制手段を示す概略平面
図である。

【図８】電極が相対向した状態からシリンダを伸長駆動
して離間させると共に退避させ、再び相対向させる過程
を一部断面図および電極を設けたガンヘッドの向きを示
す平面図によって説明した図である。

【図９】従来から用いられているのスポット溶接ガンの
一例を示す図である。

【図１０】図９のスポット溶接ガンをワークに干渉しな
いように退避させた状態を示す図である。

【符合の説明】

1 電極 2 電極 3 シリンダ 12 ピストン 20 回動機構 21 カム溝 22 カムフォロワ 40 回動機構 42 ピストンロッド 43 ピストン 44 ベーン 45 回動規制手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の電極と、該電極を近接離間駆動す
   るシリンダとを備え、両電極によってワークを挟持加圧
   するスポット溶接ガンにおいて、 一方の電極をシリンダのピストンロッドの軸線に対して
   偏位して設け、電極を互いに近接する際に相対向させ且
   つ離間した際に対向状態を解除するように前記ピストン
   ロッドを回動させる回動機構を設けたことを特徴とする
   スポット溶接ガン。
2. 【請求項２】 前記回動機構を、シリンダとピストンロ
   ッドに設けられたカム溝およびカムフォロワによって構
   成したことを特徴とする請求項１に記載のスポット溶接
   ガン。
3. 【請求項３】 前記回動機構を、前記シリンダのピスト
   ンに取付けられ、供給される作動流体によって前記ピス
   トンと共に回動するベーンによって構成したことを特徴
   とする請求項１に記載のスポット溶接ガン。