JP6086990B2 - 溶接ガン - Google Patents

Description

本発明は、溶接ガンに関する。詳しくは、一対の電極チップ間にワークを挟んだ状態で溶接する溶接ガン（クランプウェルダガン）に関する。

この種の溶接ガンとして、従来、ガン本体側に形成されたガイド溝に、アーム側の一部を摺動・案内させて可動ガンアームを移動（開閉）させる所謂、ガイド溝式のものが、例えば、特許文献１で既に公知となっている。これによれば、アーム側の一部にピン又はローラフォロアを付設し、このピン又はローラフォロアをガイド溝に嵌合することで、可動ガンアームの開閉動作における円滑化が図られる。

特開２０１２−３５２７４号公報

ところで、車体溶接の効率向上のために、また、省エネルギーのために、ロボットの小型化が求められる中、溶接ガン（本体部）のさらなる小型化と同時に、車体形状に適応した大重量の大型ガンアームが必要とされている。

そこで、特に、上述したような大重量で大型の可動ガンアームを備えた小型の溶接ガンにあっては、溶接時における溶接ガンの姿勢が、ガイド溝に嵌合する部分（特許文献１におけるガイドピン又はローラフォロア）が水平方向に向いていれば問題はない。
ところが、打点により溶接ガンの姿勢が大きく変わる場合、可動ガンアームに、スラスト方向の荷重がさらに加わり、それを十分に受けられなくなる。
これにより、構成部品が摩耗して、可動ガンアームにガタツキが生じ、チップオフセットなどの不具合が生じて溶接品質の低下を招来する。

本発明は、スラスト方向の荷重を効果的に受けて耐久性を向上させ、本体部が小型であっても大重量で大型の可動ガンアームを備えることができる溶接ガンを提供することを目的とする。

（１）の発明は、ガン本体に固定された固定ガンアームと、該固定ガンアームに対向する可動ガンアームと、前記ガン本体側に設けられた駆動装置とを備え、前記可動ガンアームが前記ガン本体側に形成されたガイド溝に沿って移動自在なアームホルダに連結され、前記駆動装置により前記アームホルダを介して前記可動ガンアームが開閉作動する溶接ガンにおいて、前記アームホルダに、前記ガイド溝を貫通した状態で一体化させて設けられた複数本のガイドピンと、該ガイドピンの両端部に、当該ガイドピンの軸線と直交する方向に前記ガイド溝を跨ぐ長さを有して固設されたブラケットと、該ブラケットの両端部に設けられて、前記ガイド溝に沿って移動可能に前記ガン本体側に当接するスラスト受部材と、を有するスラスト方向ガイド機構を備えることを特徴とする。

（１）の発明によれば、スラスト方向ガイド機構により、耐摩耗性が高く、摺動抵抗が低い、カムプロフィールに左右されないスラスト荷重受けが可能となる。これにより、溶接時の溶接ガンの姿勢を特定しなくても、溶接ガンへのスラスト方向の荷重による負荷を軽減でき、溶接ガンの耐久性を向上できる。

（２）（１）の発明において、前記スラスト受部材は、球体の一部を前記ガン本体側に当接するプレインベアであることが好ましい。

（２）の発明によれば、球体は耐久性、信頼性が高く、加圧時のフリクションも小さいので、より大きなスラスト方向の荷重を受けられる。

（３）（１）又は（２）の発明において、前記ブラケットは、少なくとも上方に位置するものは、当該ブラケットが前記ガイド溝の湾曲部に沿って移動する際に、二つのスラスト受部材が前記ガイド溝の両側に均一の長さで位置するように、前記ガン本体側の移動面に沿う方向に傾斜して設けられることが好ましい。

（３）の発明によれば、傾斜したブラケットがガイド溝の湾曲部を移動する際に、ガン本体側の移動面をバランス良く移動することができると共に、スラスト受部材を補強版上で移動させる場合、当該補強版をガイド溝に沿ってコンパクトに形成することができる。

本発明によれば、スラスト方向の荷重を効果的に受けて耐久性を向上させ、本体部が小型であっても大重量で大型の可動ガンアームを備えることができる溶接ガンを提供することができる。

本発明の一実施形態を示す溶接ガンの要部側面図である。 図１の要部縦断正面図である。

本発明に係る溶接ガンの一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態を示す溶接ガンの要部側面図、図２は図１の要部縦断正面図である。

図１及び図２に示すように、この溶接ガン１０は、ガイド溝式の溶接ガンであり、しかも、サーボモータを駆動源に用いる所謂サーボガンである。

溶接ガン１０は、ガン本体１１と、固定ガンアーム１２と、アームホルダ１３と、可動ガンアーム１４と、モータ駆動ユニット（駆動装置）１５と、トランス１６とを備える。

ガン本体１１の左右一対の側板１１ａには、上下方向に分離された、上端部が後方へ湾曲した第１ガイド溝１７ａと前方へ湾曲した第２ガイド溝１７ｂが、互いに対向して形成されている。

固定ガンアーム１２は、基端部がガン本体１１の下部に固定されて、ガン本体１１から前方（図１で右方）へ延びる。固定ガンアーム１２の先端部には、図示しない電極チップが上向きに取り付けられている。

アームホルダ１３は、ガン本体１１の側板１１ａ間に上下一対の脚部１３ａ，１３ｂを延出して設けられ、各脚部１３ａ，１３ｂの先端には、それぞれ中空軸からなるガイドピン１９ａ，１９ｂが水平に貫通されている。

上下一対の脚部１３ａ，１３ｂは左右一対の連結杆２０で一体化され、上方のガイドピン１９ａは第１ガイド溝１７ａに、また、下方のガイドピン１９ｂは第２ガイド溝１７ｂに、それぞれ分離されて貫通するようになっている。

各ガイドピン１９ａ，１９ｂの両端寄りにおけるピン周りには、第１ガイド溝１７ａと係合するローラフォロア２１ａと第２ガイド溝１７ｂと係合するローラフォロア２１ｂがそれぞれ取り付けられる。

したがって、上方のガイドピン１９ａのローラフォロア２１ａが第１ガイド溝１７ａに沿って移動し、下方のガイドピン１９ｂのローラフォロア２１ｂが第２ガイド溝１７ｂに沿って移動することにより、アームホルダ１３は、第１ガイド溝１７ａ及び第２ガイド溝１７ｂに沿って移動する。

可動ガンアーム１４は、基端部がアームホルダ１３に固定されて、アームホルダ１３から前方（図１で右方）へ延びる。可動ガンアーム１４の先端部には、図示しない電極チップが下向きに取り付けられている。

したがって、アームホルダ１３が第１ガイド溝１７ａ及び第２ガイド溝１７ｂに沿って移動するのにともない、可動ガンアーム１４もアームホルダ１３と一体となってガイド溝１７に沿って移動する。

そして、本実施形態では、ガン本体１１の左右一対の側板１１ａを貫通した各ガイドピン１９ａ，１９ｂの両端部にスラスト方向ガイド機構が設けられる。
スラスト方向ガイド機構は、各ガイドピン１９ａ，１９ｂの両端部に当該ガイドピン１９ａ，１９ｂの軸線と直交する方向に、第１，第２ガイド溝１７ａ，１７ｂを跨ぐ長さを有して固設されたブラケット２３ａ，２３ｂと、該ブラケット２３ａ，２３ｂの両端部に装着されて第１，第２ガイド溝１７ａ，１７ｂに沿って移動可能にガン本体１１の側板１１ａ上に球体の一部を当接するプレインベア（スラスト受部材）２４ａ，２４ｂと、を有する。

具体的には、ガイドピン１９ａ，１９ｂは両ねじボルトで構成され、当該ガイドピン１９ａ，１９ｂのねじ部にブラケット２３ａ，２３ｂが嵌合する。そして、ガイドピン１９ａ，１９ｂのねじ部に螺合するナット２６ａ，２６ｂにより、ブラケット２３ａ，２３ｂがガイドピン１９ａ，１９ｂの端部にねじ結合されている。

上方のブラケット２３ａは、当該ブラケット２３ａが第１ガイド溝１７ａの湾曲部に沿って移動する際に、両側のプレインベア２４ａが第１ガイド溝１７ａの両側に均一の長さで位置するように、移動面であるガン本体１１の側板１１ａに沿う方向に前上がりに傾斜して設けられている。

また、両ブラケット２３ａ，２３ｂは連結杆２７で一体化されているが、特に一体化される必要ない。また、各プレインベア２４ａ，２４ｂはガン本体１１の側板１１ａ上に貼り付けた、当該プレインベア２４ａ，２４ｂの球体より硬質な材料からなる補強版２８上を移動するようにしても良い。また、スラスト方向ガイド機構をすっぽり覆うようにしてカバー２９をガン本体１１の側板１１ａ上に固設しても良い。

モータ駆動ユニット１５は、図示しないユニットハウジングと、サーボモータと、送りねじ機構と、エンコーダ３２と、加圧ロッド３３と、を備える。
ユニットハウジングは、サーボモータ、送りねじ機構、エンコーダ３２及び加圧ロッド３３を収容する。ユニットハウジングは、ガン本体１１の両側板１１ａの下端部に一体的に固定される。

サーボモータと加圧ロッド３３とは、サーボモータの回転運動が、ボールねじとナットとで構成される送りねじ機構を介して加圧ロッド３３の軸線方向の進退運動（上下運動）に変換するように連結される。
加圧ロッド３３の先端部はナックル３４を介してアームホルダ１３の下方の脚部１３ｂを貫通するガイドピン１９ｂに取り付けられる。

エンコーダ３２は、固定ガンアーム１２の図示しない電極チップに対して、可動ガンアーム１４の図示しない電極チップがどの位置まで移動したとき両電極チップ間に電流を流すかそのタイミングを的確に決定するため、及び可動ガンアーム１４の動作を制御するために、サーボモータの回転角度を検出する。

トランス１６は、モータ駆動ユニット１５の外側に取り付けられる。トランス１６は、可動ガンアーム１４の電極チップと固定ガンアーム１２の電極チップとでワーク（板材）を挟持したとき、電極チップ間に溶接電流を流す。

このように構成された溶接ガン１０は、サーボモータを駆動させると加圧ロッド３３が上下動して、当該加圧ロッド３３のナックル３４が取り付けられた下方のガイドピン１９ｂを介してアームホルダ１３が上下動し、これにより可動ガンアーム１４が開閉する。可動ガンアーム１４が閉じたとき、その電極チップと固定ガンアーム１２の電極チップとの間にワーク（板材）を挟持してスポット溶接を行う。

そして、上述した可動ガンアーム１４の開閉作動時に、溶接ガン１０の姿勢によっては、可動ガンアーム１４にスラスト方向の荷重がさらに加わる。これは、小型のガン本体１１で大重量の大型の可動ガンアーム１４においては特に顕著である。これにより、アームホルダ１３の脚部１３ａ，１３ｂなどの構成部品が摩耗して、可動ガンアーム１４にガタツキが生じることから、チップオフセットなどの不具合が生じて溶接品質の低下を招来する。

しかし、本実施形態では、アームホルダ１３に設けられた２本のガイドピン１９ａ，１９ｂと、該ガイドピン１９ａ，１９ｂの両端部に、当該ガイドピン１９ａ，１９ｂの軸線と直交する方向に第１，第２ガイド溝１７ａ，１７ｂを跨ぐ長さを有して、固設されたブラケット２３ａ，２３ｂと、該ブラケット２３ａ，２３ｂの両端部に設けられて、第１，第２ガイド溝１７ａ，１７ｂに沿って移動可能に、ガン本体１１の側板１１ａに当接するプレインベア２４ａ、２４ｂと、を有するスラスト方向ガイド機構を備えている。

このスラスト方向ガイド機構により、耐久性、耐摩耗性が高く、摺動抵抗も低い、カムプロフィールに左右されないスラスト荷重受けが可能となり、溶接時の溶接ガン１０の姿勢を特定しなくても、溶接ガン１０へのスラスト方向の荷重による負荷を軽減でき、溶接ガン１０の耐久性を向上させられる。

また、スラスト受部材に、球体の一部がガン本体１１の側板１１ａに当接するプレインベア２４ａ，２４ｂを用いている。これにより、耐久性、信頼性が高く、加圧時のフリクションも小さい球体により、より大きなスラスト方向の荷重を受けられる。

また、上方のブラケット２３ａは、当該ブラケット２３ａが第１ガイド溝１７ａの湾曲部に沿って移動する際に、二つのプレインベア２４ａ，２４ｂが第１ガイド溝１７ａの両側に均一の長さで位置するように、ガン本体１１の移動面である側板１１ａに沿う方向に傾斜して設けられている。

これにより、上方のブラケット２３ａが第１ガイド溝１７ａの湾曲部を移動する際に、ガン本体１１の側板１１ａをバランス良く移動することができると共に、プレインベア２４ａを補強版２８上で移動させる場合、当該補強版２８を第１ガイド溝１７ａに沿ってコンパクトに形成することができる。

これらの結果、スラスト方向の荷重を効果的に受けて耐久性を向上させ、ガン本体１１が小型であっても大重量で大型の可動ガンアーム１４を備えることができる溶接ガン１０を提供することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、第１，第２ガイド溝は逆Ｊ字状の一連のもので形成しても良い。また、スラスト受部材はプレインベアに限らず、その他の転動体構造や摺動体構造でも良い。また、溶接ガンは、サーボモータを駆動源に用いるサーボガンに限らず、加圧シリンダを駆動源に用いるものでも良い。

１０ 溶接ガン
１１ ガン本体
１２ 固定ガンアーム
１３ アームホルダ
１４ 可動ガンアーム
１５ モータ駆動ユニット
１７ａ 第１ガイド溝
１７ｂ 第２ガイド溝
１９ａ，１９ｂ ガイドピン
２３ａ，２３ｂ ブラケット
２４ａ，２４ｂ プレインベア

Claims (3)

1. ガン本体に固定された固定ガンアームと、該固定ガンアームに対向する可動ガンアームと、前記ガン本体側に設けられた駆動装置とを備え、前記可動ガンアームが前記ガン本体側に形成されたガイド溝に沿って移動自在なアームホルダに連結され、前記駆動装置により前記アームホルダを介して前記可動ガンアームが開閉作動する溶接ガンにおいて、
   前記アームホルダに、前記ガイド溝を貫通した状態で一体化させて設けられた複数本のガイドピンと、
   前記ガイドピンの両端部に、当該ガイドピンの軸線と直交する方向に前記ガイド溝を跨ぐ長さを有して固設されたブラケットと、
   前記ブラケットの両端部に設けられて、前記ガイド溝に沿って移動可能に前記ガン本体側に当接するスラスト受部材と、
   を有するスラスト方向ガイド機構を備えることを特徴とする溶接ガン。
2. 前記スラスト受部材は、球体の一部を前記ガン本体側に当接するプレインベアであることを特徴とする請求項１に記載の溶接ガン。
3. 前記ブラケットは、少なくとも上方に位置するものは、当該ブラケットが前記ガイド溝の湾曲部に沿って移動する際に、二つのスラスト受部材が前記ガイド溝の両側に均一の長さで位置するように、前記ガン本体側の移動面に沿う方向に傾斜して設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶接ガン。

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