JP3259900B2 - 電動加圧式抵抗スポット溶接機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，抵抗スポット溶接
機に関する。さらに限定して言えば，ロボット溶接ガン
を含む電動加圧式抵抗スポット溶接機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，Ｃタイプのロボット用の電動式ス
ポット溶接ガンは，電極加圧駆動するのに，電動モータ
の出力軸に伝達手段を介して連動させたボールナット
に，ボールネジを組み込んだ加圧装置を，Ｃ型ガンアー
ムの一方の端に固着し，ボールネジの先端とガンアーム
の他方の端には，相対向する一対の電極チップを設け，
電動モータでボールナットを回転させることによって，
ボールネジを直進させて電極チップの加圧駆動を行うよ
うにしたものが知られている＝実公平７―３１８９９号
公報参照。

【０００３】また，従来のＣタイプの電動加圧式抵抗ス
ポット溶接ガンの加圧駆動方法には，電動モータにより
回転駆動されるピニオンを，電極部が取付けられたラッ
クと噛み合わせ，ラックをガンアーム側に固定された軸
受けに保持してピニオンを電動モータで回転駆動させて
ラックに直進運動を与えることで電極部の加圧駆動を行
う方法と，電動モータにより駆動されるカムと摺動接触
するシャフトを直進運動させてシャフトの先端に取り付
けた電極部の加圧駆動を行う方法とが提案されている＝
特開平７−１２４７５３号公報参照。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，従来の
この種の技術には次のようなことが問題としてあげられ
る。まず，ボールネジ，ボールナットを用いた前者の装
置では，ボールネジなどの回転駆動部は溶接スプラシ
ュ（細かい鉄粉）の侵入によって消耗し易い。ボールネ
ジは溶接時に飛び散るスパッタが侵入するとボールと共
に内部深く循環してカジリなどを起こし致命傷となるた
め，十分なスパッタ防止対策が必要である。

【０００５】電極部の停止状態から電極加圧／開放時
共0.05秒〜0.1 秒という短時間で，毎分０回転（ｒｐ
ｍ）から1000回転〜3000回転まで回転させねばならない
が，ボールネジ，ボールナットの慣性モーメント値（Ｇ
Ｄ² 値）が減速機と比べ１桁大きいため，モータ容量を
大きくせざるを得ない。

【０００６】また，ボールネジの高速回転によりグリ
ースが飛散してしまい，常に充分な潤滑を維持すること
は実際難しい。このような理由で設計寿命を全うするこ
とは難しい。ボールネジには回り止め機構が必要とな
り，部品点数が多くなり，構造設計が複雑となる。

【０００７】ボールネジの出し入れの寸法に伴いガン
本体が長くなり，ロボットリストに干渉する。これを避
けるためにはガンブラケットのロボット取付け面を後ろ
に延ばさなければならない。小型化が制約される。

【０００８】仕様最大ストロークに応じてボールネジ
長をいろいろと変えねばならない。しかも特殊精密部品
であるためコスト，納期が溶接ガンの生産性に支障を来
す。

【０００９】また，ラックとピニオンを用いた後者の装
置では， 歯部段差に溶接スプラシュが載りやすく，ラックとピ
ニオンの噛み合い部に溶接スプラシュが侵入した場合は
過大な負荷が歯面にかかり致命傷となる。

【００１０】上記の問題対策のための溶接スプラシュ
防止対策は困難である。ラックの歯部がピニオン軸中心
振り分けにそれぞれストローク分以上はみだすため，カ
バーでその全体を覆うことになる。そのためガン全体が
大型化する。またそのスプラシュ対策としてダストシー
ル，金属スクレーパで対応しようとしてもラック歯部の
段差形状では非常に技術的に至難である。

【００１１】ラックとピニオンの歯を早期摩耗させな
いためには，噛み合いは歯面に常に潤滑油を保持させな
ければならないが，ラック歯部はピニオン中心振り分け
にそれぞれストローク分以上移動する。カバーの外部へ
ラックの出し入れによる内部での呼吸作用のため完璧に
密閉できるカバーを設計製作することは困難である。

【００１２】ラック先端に取付けた電極チップの中心
が位置ズレしないようにラック自体の回転方向の廻り止
めが必要となる。その廻り止め機構もラック断面が角形
の場合は複雑になり，丸形の場合は別に廻り止めロッド
つまりガイドロッドを付属させねばならず，それ自体と
ワークとの干渉を心配しなくてはならない。

【００１３】カムとスプリング機構では開放ストロー
クが数ミリメートル（ｍｍ）程度までしかできないのが
致命的である。スポット溶接ガンは一般的に最大十数セ
ンチメートル（ｃｍ）必要であり，これに対応し得な
い。

【００１４】また，カムとスプリングは数ミリメートル
程度までのストロークしかできない。また開放ストロー
クはカムの場合は自在に変えることができない。スポッ
ト溶接ガンの加圧駆動軸のように数センチメートルから
十数センチメートルの開放ストロークを必要とする場合
には両方共適当とは言えない。

【００１５】全般的に従来のこの種の溶接ガンは，ガン
１台毎にロボットアームに取付けられる専用のガンブラ
ケットが必要であるため，その都度新規設計・制作に工
数がかかるほかに，各機能毎に部品のユニット化が難し
く，機能は全く同じでも僅かな違いに対して同じ部品が
使えない。

【００１６】

【問題点を解決するための手段】本発明はかかる問題点
を解決するためになされたもので，その具体的な技術的
手段は次の通りである。

【００１７】すなわち，請求項１の発明では，一方の電
極チップを有するガンアームがガンブラケットに支持さ
れていること；前記電極チップに対応する他方の電極チ
ップを駆動する駆動ロッドが前記ガンブラケットまたは
ガンアームに支持された直線ガイド装置に案内支持され
ていること；前記駆動ロッドを直線駆動する機構が，前
記電極チップ間に溶接に必要な加圧トルクを発生する電
動モータと，このモータのトルクを駆動ロッドの電極チ
ップに伝達するための減速機と，この減速機の出力軸に
支持され前記駆動ロッドと連結される揺動部材とを含む
こと；しかも前記駆動機構は前記ブラケットに対し前記
減速機の出力軸中心Ｘと同心上で着脱可能に取付けら
れ，それによって実質的に一つの駆動ユニットを構成す
るように技術的手段が講じられている。

【００１８】請求項１の発明によると，ガンの取付け角
度と無関係に，減速機の出力軸中心Ｘと同心上で３６０
度方向にガンブラケットの取付け位置を任意に変えてロ
ボットアームに取付けることができる。また，電極加圧
用の駆動ユニット，電極チップを含むガンアームと溶接
トランス及び二次導体等の溶接電流供給経路を含む溶接
ユニットに，それぞれ機能を分離し，ユニット化による
共通部品として機能に独立性をもたせたことで，従来の
ように様々な仕様に応じた新規設計・製作工数を必要と
していたガンブラケットの標準化が可能になり，共通し
た駆動ユニットの使用と，溶接ガン取付け姿勢に関係な
くガンブラケットを共通に使用できることで生産性，部
品組み替え，メンテナンス，経済性が圧倒的に有利にな
る。

【００１９】次に請求項２の発明は，その先端に一方の
電極チップを有し直線運動する駆動ロッドと，この駆動
ロッドを直線ガイドする軸受けと，前記電極チップに対
応する他方の電極チップを有するガンアームまたはガン
ブラケットに支持された減速機とを有し，この減速機に
電動モータの加圧トルクを伝達して前記駆動ロッドを加
圧方向へ直線駆動する装置において，前記ロッドの後部
は前記減速機の出力軸または減速機の本体側に固定され
た揺動アームとリンク機構を介して接続され，これによ
って前記電動モータの出力で前記揺動アームに円弧運動
を伝達し，これをリンク機構により前記駆動ロッドの直
線運動に変換して前記駆動ロッドを加圧駆動する。

【００２０】この請求項２の発明によると，減速機が密
閉されているのでスパッタの影響を受けない。従来から
一般に知られている電動モータの回転トルクを伝達する
減速機をＣタイプのスポット溶接ガンの電極加圧伝達手
段に利用することで，従来の電動式スポット溶接ガンに
使用されてきたボールネジとボールナットの欠点である
スパッタに弱く，ボールネジ，ボールナットの慣性モー
メント値（ＧＤ²値）が大きいこと及びストローク長に
応じた長さを用意しなければならないなどの問題を解消
することができる。

【００２１】また，Ｘタイプの電動式スポット溶接ガン
の駆動源に使用されてきた減速機の長所（耐スパッタ
性，小ＧＤ² 値，揺動角度に制限がないなど）をＣタイ
プの電動式スポット溶接ガンに生かすことで，従来のボ
ールネジおよびラックとピニオンとに起因する問題を減
速機，揺動アーム，リンク，直線ガイド等の駆動力伝達
機構を用いた画期的な加圧駆動方式により解消し，耐久
性及び生産性の向上を図ることができる。

【００２２】また，請求項３及び４の発明装置によれ
ば，組合せアンギュラベアリングで予圧をかけてリンク
と揺動アームおよび駆動ロッドを連結することができる
ので，駆動ロッドの回り止めを兼用でき，従来のように
別機構の回り止めを設ける必要がなく構造が簡素にな
る。

【００２３】さらに請求項５の発明装置は，前記ガンブ
ラケットに支持される溶接トランスを，前記駆動ロッド
の軸中心線Ｚに対し，前記トランスの本体長手方向の中
心線Ｑがほぼ直角（９０度）に交わるように配置した。
こうすることで，溶接ガンを小型にまとめ，ロボットア
ームの手首への負担トルクを小さくすることができる。

【００２４】また請求項６の発明装置では，前記駆動ロ
ッドの後方を可撓性銅板を介して前記トランスの二次端
子に接続した。こうすることで，電極チップのまわり周
辺を広くすることで，二次端子，冷却配管系統が溶接ガ
ンの後方に位置するので，ワークやワークを固定する治
具等との干渉を少なくすることができる。

【００２５】次の請求項７の発明では，その先端に一方
の電極チップを有し直線運動する駆動ロッドと，前記駆
動ロッドを直線ガイドする軸受けと，前記電極チップに
対応する他方の電極チップを有するガンアームまたはガ
ンブラケットに支持された減速機とを有し，前記減速機
に電動モータの加圧力のためのトルクを伝達して前記駆
動ロッドを加圧方向へ直線駆動する装置において，前記
減速機の出力軸または前記減速機の本体側には揺動レバ
を固定し，前記揺動レバと前記駆動ロッドとの間はカム
溝とカムフロアとからなるカム機構を介して連結し，そ
れによって前記電動モータの出力で前記揺動レバに円弧
運動を伝達し，これを前記カム機構により前記駆動ロッ
ドの直線運動に変換し，前記駆動ロッドを加圧駆動する
という，技術的手段が講じられている。

【００２６】この請求項７の発明によると，従来から一
般的に知られている電動モータの回転トルクを伝達する
減速機をＣタイプのスポット溶接ガンの電極加圧手段に
利用することで，従来の電動加圧式抵抗スポット溶接ガ
ンに使用されてきたボールネジとボールナットの欠点で
あるスパッタに弱く，ボールネジ，ボールナットの慣性
モーメント値（ＧＤ²値）が大きいこと及びストローク
長に応じた長さを用意しなければならないなどの問題を
解消することができる。

【００２７】また，Ｘタイプの電動式スポット溶接ガン
の駆動源に使用されてきた減速機の長所（耐スパッタ
性，小ＧＤ² 値，揺動角度に制限がないなど）をＣタイ
プの電動式スポット溶接ガンに生かすことで，従来のボ
ールネジに起因する問題を減速機，揺動レバ，カム機
構，直線ガイド等の駆動力伝達機構を用いた画期的な加
圧駆動方式により解消し，耐久性及び生産性の向上を図
ることができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下，本発明の第一の実施例を図
面に基づいて説明する。図１は本発明の方法を実施する
ためのＣタイプの電動式スポット溶接ガンの原理を示す
ガン全体の概略図である。図２はＡ−Ａ矢視図である。

【００２９】図の１はスポット溶接ガン全体を示す。２
はＣ形ガンアームで，このガンアーム２はガンブラケッ
ト５と絶縁材を挟んで絶縁されている。ガンブラケット
５の円周上に一定のピッチで明けられた複数のボルト孔
に複数のボルトＢ１を通して堅い力で閉めつけ固定され
ている。前記ガンアーム２の先端には一方の電極チップ
４が取り付けられている。３は駆動ロットである。この
駆動ロッドの先端に前記電極チップ４と相対向する他方
の電極チップ６がポイントホルダ７と共にボルトＢ４に
より取り付けられている。８は直線ガイド装置である。
このガイド装置に前記駆動ロッドが挿入されこれをガイ
ドするもので，一般には軸受け８が使用される。この軸
受け８はガンアーム２またはガンブラケット５に絶縁材
を介して複数のボルトＢ５によって堅く固定された支持
アーム９に支持されている。

【００３０】前記直線ガイド装置８の選択はボール循環
形のリニアモーションベアリングを内蔵した軸受けによ
りスパッタ侵入を防止するのに軸受けの両側に取り付け
る金属スクレーパまたはダストシールなどのカバーＣで
容易に対応できる。またこの直線ガイドは耐荷重，耐ス
パッタ性にも優れており，溶接機の電極チップに接近し
た軸受けとして最適である。また，この軸受けを使用す
る場合は，駆動ロッド３とのガタを防ぐために軸受け間
隔（スパン）が充分に考慮されることは言うまでもな
い。

【００３１】溶接トランスＴはガンアーム２に対し９０
度横向きの状態でガンブラケット５に支持され，このガ
ンブラケット５は後述するように溶接ガンの取付け角度
と無関係にロボットアーム（図省略）に支持されるもの
である。

【００３２】なお，ロボットのプログラム動作により被
溶接物（ワーク）を固定側電極チップ４ですくい上げる
ことが一般的だが，溶接トランスＴとガン本体との間に
フローテイングユニット（図省略）を配置してイコライ
ズ機能を追加することも可能である。

【００３３】このイコライズ機構は，言うまでもなくス
ポット溶接ガンにおいて，一対の電極チップでワークの
表面を両側から挟みつけて溶接に必要な加圧力と溶接電
流を供給して圧接する場合に，電極チップから外力によ
り生じる応力によってワークが変形するのを防ぐための
ものである。その一般的な構成は一方の可動側電極チッ
プ６を駆動する加圧アクチュエータが，他方の固定側電
極チップ４を保持するガン本体側に支持されている。そ
して前記ガン本体はロボットアームまたは機台等の固定
部材にガイド機構を介して揺動可能に支持されている。
そして可動側電極チップ６の加圧力の反力で固定側電極
チップ４がガン本体と共に可動側電極チップ６の方向に
引き寄せられる。それで両電極間にワークを中心に常に
均等な加圧力が付勢され，ワークに対する変形やひずみ
等の発生を防止するようになっている。

【００３４】１０は駆動ユニットＤに含まれる減速機で
ある。この場合，図２の詳細図からわかるように，ガン
ブラケット５に片側から組み込まれる減速機の出力軸１
４がその出力軸中心Ｘと同心円上に設けたユニット取付
け孔０に挿入される。そして減速機１０の本体ケース１
１が前記取付け孔０と同心上に一定ピッチで明けられた
複数のボルト孔に締めつけられるボルトＢ２により一枚
板のガンブラケット５の片側から一括して堅い力で締め
つけ固定される。この減速機１０の入力軸１２には電動
モータＭの出力軸１３が直結されている。

【００３５】一枚のガンブラケット５はガンアーム２及
び駆動ユニットＤを両側から任意の角度で取付けること
がで切るから，溶接ガンの取付け姿勢が地上に対し上向
き，下向き，横向き（図１の向き），或いはそれ以外の
取付け角度と無関係に，減速機の出力軸中心Ｘと同心上
で３６０度方向に溶接トランスと共にガンブラケット５
の取付け位置を任意に変えてロボットアームに取付ける
ことができる。

【００３６】なお，図では省略したがこの駆動ユニット
Ｄ以外に，たとえば加圧用のユニットとして減速機１０
をコモンベースに取付け，そのコモンベースの内部に駆
動力伝達機構（ベルト，ギヤー，チエーン等の伝達機構
を含む）を収納し，コモンベースに固定した電動モータ
の出力トルクを駆動力伝達機構を介して減速機１０に伝
達するようにしてもよい。

【００３７】１５は減速機１０の出力軸１４に複数のボ
ルトＢ３で固定された揺動アームであって，揺動アーム
１５と前記駆動ロッド３の後部とをリンク１６を介して
連結されている。前記揺動アーム１５は減速機１０によ
り所定の角度（図１の鎖線で示す位置）まで円弧運動
し，これをリンクにより前記駆動ロッド３の直線運動に
変換し，電極チップ間の溶接動作に必要な開放ストロー
クを得ることができる。なお，本発明の実施例では前記
揺動アーム１５を減速機１０の出力軸１４に固定した場
合の例を示したが，前記出力軸１４をガンブラケット５
に固定した場合は減速機１０の本体ケース１１に揺動ア
ーム１５を固定し本体ケース側が回転駆動して揺動アー
ム１５を動かす場合もある。つまり前記出力軸１４また
は本体ケース１１のどちらか一方を駆動することにな
る。

【００３８】１７はリンク内の組合せアンギュラベアリ
ングである。このアンギュラベアリング１７は駆動ロッ
ド３の回り止め機能を持たせるため予圧をかけてリンク
１６と揺動アーム１５および駆動ロッド３を接続してい
る。組合せアンギュラベアリング１７には金属シール
（図省略）が組み込まれており，金属シールは組合せア
ンギュラベアリング内のグリスが外に漏れないようにす
ることと，スパッタが内部に侵入しないようにするため
の二つの目的を兼ねている。

【００３９】なお，前記駆動ロッド３とリンク１６と揺
動アーム１５との連結部の構成例としては，たとえば駆
動ロッド３の後部及び揺動アームの端部に段付き二面巾
を設け，その各部材の二面巾にリンク１６を内部の組合
せアンギュラベアリング１７に支持された各ピンＰをナ
ットで固定することによって前記駆動ロッド自体の回り
止めを兼ねている。

【００４０】溶接トランスＴの正負出力端子ａにブスバ
ー１８およびブスバー１９が固定され，一方のブスバー
１８からは可撓性銅板２０及びブスバー２１を介して駆
動ロッド３の後方に，また他方のブスバー１９にはガン
アーム２が直接または可撓性銅板（図省略）を介して接
続される。溶接トランスＴはインバータを内蔵した小型
トランス，ＡＣトランスなどである。前記可撓性銅板に
はシャント，導電ケーブル，アルミニウム系導電板，銀
箔導電板などの導電部材が含まれる。各ブスバーの内部
には冷却水を循環するための通水路が形成されている。

【００４１】以上の構成からなる本発明の作用動作につ
いて説明する。この抵抗スポット溶接ガンは一般に知ら
れているように，たとえば６軸の運動機能を持つ産業用
ロボットの手首に搭載される。溶接作業に必要な動作及
び速度などの情報が予めテイーチングされ，そのテイー
チングされたプログラムデータに基づいて，所定の打点
位置に順次位置決めされ，連続した一連の溶接動作を自
動的に再現して行われるものである。

【００４２】このスポット溶接ガンはロボットの６軸動
作によるプログラムデータに従って目標位置に送られる
と，溶接ガンの開放した可動側電極チップ６と固定側電
極チップ４がワークに対して位置決めされる。この場
合，ロボットにより溶接ガンの固定側電極チップ４がワ
ークの下側からバックアップするように移動する。

【００４３】次いで，ロボット制御装置からのガン加圧
指令により７軸目の加圧用の電動モータＭを作動し，そ
のモータトルクを減速機１０の出力軸１４に伝達するこ
とで，揺動アーム１５が揺動し，その揺動運動でリンク
１６が図１の二点鎖線で示す開放位置から図１の実線で
示す加圧位置に移動することにより，駆動ロッド３が直
線ガイド装置８の中を直線移動する。これにより，電極
チップ４と電極チップ６との間に溶接に必要な加圧力が
与えられ，通電信号により溶接電流が供給されスポット
溶接が行われる。

【００４４】溶接が終わると，ロボット制御装置からの
ガン開放指令により電動モータＭが逆回転し，減速機１
０の揺動アーム１５を所定の角度まで開放方向に揺動
し，これにより可動側電極チップ６を開放位置まで移動
する。７軸目のガン開放動作中にロボットが各６軸の動
きで次の打点位置に溶接ガンを誘導し，上記と同様に溶
接動作をプログラム制御によって行う。かくして，一連
の溶接作業をロボットの動作と溶接ガンの動きと溶接ガ
ンの動きとを実質的に同期を取り高速に行うことにな
る。

【００４５】次に，本発明の他の実施例を説明する。図
３は本発明の装置を第二の実施例として産業用ロボット
に搭載されるＣタイプの電動加圧式抵抗スポット溶接ガ
ンの原理を示すガン全体の概略図である。図４はＥーＥ
矢視図である。なお，図３及び図４の第二の実施例にお
いて図１及び図２の第一の実施例に示す構成部品と同一
の構成部品には同一符号を使う。

【００４６】ここでは駆動ユニットＤに含まれる揺動用
の部材としてたとえば揺動レバ１５が使用される。この
揺動レバ１５は減速機１０の出力軸１４にボルトＢ３に
よって固定されたもので，この場合，揺動レバ１５と前
記駆動ロッド３の後部はカム機構を介して連結されてい
る。すなわち，前記駆動ロッド３と揺動レバ１５との連
結部は駆動ロッド３の後部に段付き二面巾ｅが形成さ
れ，その二面巾の両側にカムフロア２３が取付けられて
おり，前記駆動ロッドの二面巾ｅが揺動レバ１５の二股
に挿入され，その二股に形成された長孔のカム溝２２の
中にそのカムフロア２３が組み込まれる。

【００４７】この場合，カムフロア２３は揺動レバ１５
による円弧運動により，たとえば図３の実線で示すカム
フロアの中心から二点鎖線で示すカムフロア中心までの
距離，約１４０ｍｍの最大開放ストローク長に対応した
長孔の許容範囲内で移動軌跡を動くように連結されてい
る。もちろん可動側電極チップの開放位置から加圧位置
までの開閉動作，つまり可動側電極チップの開放ストロ
ークから加圧ストロークまでの開閉動作はサーボ制御に
より約１／１００ｍｍ単位で連続的にコントロールさ
れ，必要な中間位置でのストローク量の精密・自在に制
御することができる。

【００４８】前記駆動ロッド３は揺動レバ１５に対し二
面巾とカムフロア２３とカム溝２２からなるカム連結部
を構成することにより前記駆動ロッド自体の回り止めを
兼ねている。また揺動レバ，カムフロア等のカム機構を
ユニット式に交換部品として構成することにより，連結
部品を必要に応じてリンク機構に代えることもできる。

【００４９】溶接ユニットに分離される部分では，溶接
トランスＴの正負出力端子ａにブスバー１８及びブスバ
ー１９が固定され，一方のブスバー１８からは可撓性銅
板２０を介して水冷式のブスバー２１を駆動ロッド３の
後方に直接接続し，駆動ロッド３への給電を可能とす
る。また他方のブスバー１９にはガンアーム２が直接ま
たは可撓性銅板（図省略）を介して接続される。溶接ト
ランスＴはインバータを内蔵した小型トランス，ＡＣト
ランスなどである。

【００５０】以上の構成からなる第二の実施例の発明の
作用について以下に説明する。スポット溶接ガンは一般
に知られているように１軸から６軸方向の運動機能を持
つ産業用ロボットのロボットアームの手首に搭載され，
溶接作業に必要な動作及び速度などの情報が予めテイー
チングされ，そのテイーチングされたプログラムデータ
に基づいて所定の打点位置に順次位置決め操作される。

【００５１】このスポット溶接ガンはロボットの６軸動
作によるプログラムデータに従って目標位置に送られる
と，溶接ガンの開放した可動側電極６と固定側電極４が
ワークに対して位置決めされる。この場合，ロボットに
より溶接ガンの固定側電極４がワークの下側からバック
アップするように移動する。

【００５２】次いで，ロボット制御装置からのガン加圧
指令により７軸目の加圧用の電動モータＭを作動し，そ
のモータトルクを減速機１０の出力軸１４に伝達するこ
とで揺動レバ１５が揺動し，駆動ロッド３のカムフロア
２３をカム溝２２の長孔許容範囲内を移動軌跡に倣って
移動させ，図３の二点鎖線で示す開放ストロークから図
３の実線で示す加圧位置に揺動する。これにより，駆動
ロッド３が直線ガイド装置８の中を移動し電極間の打点
位置に溶接に必要な加圧力が与えられ，通電信号により
溶接電流が電極間に供給され溶接が行われる。

【００５３】溶接が終わると，ロボット制御装置からの
ガン開放指令により電動モータＭが逆回転し減速機１０
の揺動レバ１５を所定の角度まで開放方向に揺動し，こ
れにより可動側電極を開放位置まで移動する。７軸目の
ガン開放動作中にロボットが１軸から６軸の動きで次の
打点位置に溶接ガンを誘導し，上記と同様に溶接動作を
プログラム制御によって行う。かくして，一連の溶接作
業をロボットの動きとスポット溶接ガンの電極チップ間
の開閉時の動きとを実質的に同期をとり高速に行うこと
になる。

【００５４】次に図５及び図６に基づき第三の実施例を
説明する。前述した図１から図４までの実施例では駆動
ロッド自身に溶接電流を流す，いわゆる軸給電方式を例
に上げたが，図５の第三の実施例では軸給電方式以外に
駆動ロッドの先端に取り付けたポイントホルダから直接
通電する場合を例に示したものである。図６は図５のＦ
ーＦの矢視図である。

【００５５】この場合，直線ガイド装置８の支持部材９
がガンブラケット５に複数のボルトＢ５によって堅く固
定されている。ガンアーム２はこの支持部材９に絶縁材
を介してボルトＢ１によって堅く固定されている。そし
て，駆動ロッド３の端にあるポイントホルダ７と溶接ト
ランスＴの一方の二次端子ａとの間は，可撓性銅板（シ
ャント）２０と水冷式ブスバー１８により接続され，か
つガンアーム２と他方の二次端子ａとの間はシャント１
９およびブスバー２５により接続される。

【００５６】電極チップの周辺で干渉するようなことが
ない場合は，このようにすれば駆動ロッド３を軸給電と
して使用する必要がなく，電極チップ６への二次導体は
外部接続となる。

【００５７】なお，本発明の各実施例では，Ｃタイプの
スポット溶接ガンの応用例について説明したが，各種の
抵抗溶接機およびプレス加工機などにも本発明思想を基
礎に変化させることは容易である。

【００５８】

【発明の効果】以上，請求項１の発明によると，とくに
Ｃタイプの電動加圧式抵抗スポット溶接ガンにおいて，
ガンの取付け角度と無関係に，減速機の出力中心Ｘと同
心上で３６０度方向に溶接トランスを含むガンブラケッ
トの取付け位置を任意に変えてロボットアームに取付け
ることができる。電極加圧用の駆動ユニット，電極を含
むガンアームと溶接トランス及び二次導体等を含む溶接
ユニットに，それぞれ機能毎に分離しユニット可が可能
となる。従来のように様々な仕様に応じた新規設計・製
作を必要としていたガンブラケットの標準化が可能とな
る。また共通した駆動ユニットの使用と，溶接ガン取付
け姿勢に関係なくガンブラケットを共通に使用すること
ができ生産性，部品組み替え，メンテナンス，経済性が
圧倒的に有利になる。

【００５９】次の請求項２の発明によると，駆動ロッド
の後部と減速機の出力軸または減速機の本体ケースに固
定された揺動アームとの間にリンクを接続し，電動モー
タで揺動アームを揺動し前記駆動ロッドを直線駆動する
ことにより，従来の電動式スポット溶接機及び電動式ス
ポット溶接ガンに使用されてきたボールネジとボールナ
ットに起因するスパッタのガイド部への付着問題，ボー
ルネジ，ボールナットの慣性モーメント値（ＧＤ² 値）
の問題，ストローク制約の問題をことごとく解消するこ
とができる。

【００６０】また耐スパッタ性，小ＧＤ² 値，揺動角度
に制限がないなど減速機の長所と揺動アーム，リンクと
直線ガイド等の駆動力伝達機構を用いた加圧駆動方式に
より従来の高価なボールネジとボールナットを不要と
し，耐久性及び生産性の向上を図るとともに電動加圧式
Ｃタイプのスポット溶接ガンのコストを大幅に低減する
ことができる。

【００６１】また，請求項３および４の発明によると，
リンクと揺動アームおよび駆動ロッドを組合せアンギュ
ラベアリングで予圧をかけて連結することができるの
で，駆動ロッドの回り止めを兼用でき，従来のように別
機構の回り止めを設ける必要がなくなり，構造を簡素化
する。

【００６２】また請求項５の発明よれば，前記ガンブラ
ケットに支持される溶接トランスを，前記駆動ロッドの
軸中心線Ｚに対し，前記トランスの本体長手方向の中心
線Ｑがほぼ直角（９０度）に交わる方向に配置したこと
で，溶接ガンを小型にまとめ，ロボットアームの手首軸
への重量バランスが図れるから負担トルクを減らすこと
ができる。また，このように溶接トランスを横向きに取
付けられるので，電動モータを減速機の入力軸に直結で
きＧＤ² 値を最小にできる。

【００６３】また請求項６の発明によれば，前記駆動ロ
ッドの後方と前記トランスの二次端子との間を可撓性銅
板を介して接続する場合に，その可撓性銅板の湾曲をガ
ンの後方に回して接続したから，ガンのふところ内（懐
空間）には可撓性銅板が入り込まないから電極チップの
回り周辺でワークやワーク固定治具等との干渉を防ぐこ
とができる。

【００６４】次の請求項７の発明によれば，電動モータ
の回転トルクを伝達する減速機の出力をＣタイプのスポ
ット溶接ガンの電極加圧駆動に利用する場合に，揺動レ
バに設けたカム溝と駆動ロッドのカムフロアを組み付け
ることによって前記駆動ロッドと揺動レバを連結し，前
記電動モータの出力で前記揺動レバに円弧運動を伝達
し，この円弧運動でカムの移動軌跡を動かすことによっ
て，前記駆動ロッドの直線運動に変換するようにしたか
ら，従来の電動式スポット溶接機及び電動式スポット溶
接ガンに使用されてきたボールネジ，ボールナットの慣
性モーメント値（ＧＤ ² 値）の問題，ストローク制約の
問題，潤滑油給油の問題を実質上解消することができ
る。また揺動レバと駆動ロッドとをカム機構を介して連
結することで，連結部自体が駆動ロッドの廻り止めを兼
ねるため廻り止め機構が簡単になる。

【００６５】またこの請求項７の発明によると，耐スパ
ッタ性，小ＧＤ² 値，揺動角度に制限がないなど減速機
の長所と揺動レバ，カムフロア，カム溝を用いた加圧駆
動方式により従来の高価なボールネジとボールナットを
不要とし，電動加圧式Ｃタイプのスポット溶接ガンの耐
久性及び生産性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置をＣタイプのスポット溶接ガンに
使用した第一の実施例を示すガン全体の正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。

【図３】本発明の装置をＣタイプのスポット溶接ガンに
使用した第二の実施例を示すガン全体の正面図である。

【図４】図３のＥ−Ｅ矢視図である。

【図５】本発明の装置をＣタイプのスポット溶接ガンに
使用した第三の実施例を示すガン全体の正面図である。

【図６】図５のＦ−Ｆ矢視図である。

【符号の説明】

１・・・・スポット溶接ガン １６・・・・リンク ２・・・・ガンアーム １７・・・・アンギュ
ラベアリング ３・・・・駆動ロッド １８・・・・ブスバー ４・・・・電極チップ １９・・・・ブスバー ５・・・・ガンブラケット ２０・・・・可撓性銅
板 ６・・・・電極チップ ２１・・・・ブスバー ７・・・・ポイントホルダ Ｄ・・・・駆動ユニ
ット ８・・・・直線ガイド装置 Ｘ・・・・減速機の
出力軸中心 ９・・・・支持アーム １０・・・・減速機 １１・・・・減速機本体ケース １２・・・・減速機入力軸 １３・・・・電動モータ出力軸 １４・・・・減速機出力軸 １５・・・・揺動アーム

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の電極チップを有するガンアームが
   ガンブラケットに支持されていること；前記電極チップ
   に対応する他方の電極チップを駆動する駆動ロッドが前
   記ガンブラケットまたは前記ガンアームに支持された直
   線ガイド装置に案内支持されていること；前記駆動ロッ
   ドを直線駆動する機構が，前記電極チップ間に溶接に必
   要な加圧力のためのトルクを発生する電動モータと，前
   記モータのトルクを前記駆動ロッドの電極チップに伝達
   するための減速機と，前記減速機の出力軸に支持され前
   記駆動ロッドと連結される揺動部材とを含むこと；しか
   も前記駆動機構は前記ガンブラケットに対し前記減速機
   の出力軸中心Ｘと同心上で着脱可能に取付けられ，それ
   によって実質的に一つの駆動ユニットを構成する電動加
   圧式スポット溶接機。
2. 【請求項２】 その先端に一方の電極チップを有し直線
   運動する駆動ロッドと，前記駆動ロッドの直線運動をガ
   イドする軸受けを含む直線ガイド装置と，前記電極チッ
   プに対応する他方の電極チップを有するガンアームまた
   はガンブラケットに支持された減速機とを有し，前記減
   速機に電動モータの加圧トルクを伝達して前記駆動ロッ
   ドを加圧方向へ直線駆動する装置において，前記駆動ロ
   ッドの後部は前記減速機の出力軸または減速機の本体側
   に固定された揺動アームとリンクを介して接続され，そ
   れによって前記電動モータの出力で前記揺動アームに円
   弧運動を伝達し，これを前記リンク機構により前記駆動
   ロッドの直線運動に変換し，前記駆動ロッドを加圧駆動
   する電動加圧式抵抗スポット溶接機。
3. 【請求項３】 前記駆動ロッドと前記リンク機構との連
   結部に，前記駆動ロッドの廻り止め機能をもたせた請求
   項２の電動加圧式抵抗スポット溶接機。
4. 【請求項４】 前記連結部にアンギュラベアリングを組
   合わせ，前記ベアリングに予圧をかけて前記リンクと前
   記揺動アームおよび駆動ロッドを連結して前記駆動ロッ
   ドの廻り止めを兼用した請求項２又は３の電動加圧式抵
   抗スポット溶接機。
5. 【請求項５】 前記ガンブラケットに支持される溶接ト
   ランスを，前記駆動ロッドの軸中心線Ｚに対し，前記ト
   ランスの本体長手方向の中心線Ｑがほぼ直角に交わるよ
   うに配置した請求項２の電動加圧式抵抗スポット溶接
   機。
6. 【請求項６】 前記駆動ロッドの後方と前記トランスの
   二次端子とを可撓性銅板を介して接続した請求項５に記
   載の電動加圧式抵抗スポット溶接機。
7. 【請求項７】 その先端に一方の電極チップを有し直線
   運動する駆動ロッドと，前記駆動ロッドを直線ガイドす
   る軸受けと，前記電極チップに対応する他方の電極チッ
   プを有するガンアームまたはガンブラケットに支持され
   た減速機とを有し，前記減速機に電動モータの加圧力の
   ためのトルクを伝達して前記駆動ロッドを加圧方向へ直
   線駆動する装置において，前記減速機の出力軸または前
   記減速機の本体側には揺動レバを固定し，前記揺動レバ
   と前記駆動ロッドとの間はカム溝とカムフロアとからな
   るカム機構を介して連結し，それによって前記電動モー
   タの出力で前記揺動レバに円弧運動を伝達し，これを前
   記カム機構により前記駆動ロッドの直線運動に変換し，
   前記駆動ロッドを加圧駆動する電動加圧式抵抗スポット
   溶接機。