JPS6268684A - 溶接電流軸給電ユニツト - Google Patents

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） 抵抗溶接機、とりわけスポット溶接ガンの加圧シリンダ
用ピストンロフト、あるいはこのピストンロッドの廻り
止め用として設置されるガイドロッドを利用して、ピス
トンロッドの先端に取付けた電極チップ間に、溶接に必
要な電流を給電する軸給電ユニット構造に関する。

（従来の技術） 抵抗溶接機の軸給電機構に関しては、これまで数多くの
提案がなされてきた。とりわけ本発明における先行技術
を挙げるならば、たとえば特公昭５８−４８２７５号公
報及び実開昭５９−１０２２７５号公報等に記載された
発明及び考案がある。

すなわち、前者の発明は、スポット溶接ガンの加圧シリ
ンダの内面に、溶接電流を導通する給電プレートを有し
、この給電プレートの表面に密接して摺動するピストン
が、そのピストンロッドの軸方向へわずかに動き得るよ
うに、ピストンロッドの後部にスプリングを介して嵌入
されていて、上記ピストンとそのピストンロッドに嵌入
された可撓性の集電プレートとの間には、複数の分割さ
れた集電リングが、集電プレートの周縁に沿って配設さ
れており、上記集電リングがピストンの加圧動作により
給電プレートと集電プレートの間で押圧、接触して、上
記ロッドに電気的な通電経路を形成するものである。

一方また、後者の考案は、その明細書の記載によれば、
ケースにより案内されて往復移動するピストンロッドに
可動電極を備え、上記ケース内でピストンロッドを囲む
ように配設した締付接点が、加圧リングの押圧力で上記
ロンド外闇面と、一端が通電ケーブルに固着された接点
保持台とに、押圧、接触して、上記ロッドに電気的な通
電経路を形成するものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、これら従来のものは、いずれも密接摺動
部が給電接触面とシール接触面とを兼ね備えた構造であ
るため、高精度に仕上げられたシール接触面は、摺動給
電を繰返すうち、表面状態が粗くなり、○リングやパツ
キン等のシール材を損傷し、摺動部とシール材との間に
隙間を生じ、流体圧が漏れるような事態を招き、溶接ガ
ンの寿命に大きく影響をおよぼす危険があった。

すなわち、前者の発明にあっては、構造をコンパクト化
するうえで有利であるけれども、ピストンが往復運動す
るシリンダケースの内面、すなわちシール接触面を、給
電部として利用するため、摺動給電によって生じる表面
粗さと、シリンダ内に供給される流体中の塵埃、その他
の異物の混入等により、シール接融面の損傷を助長し、
もはや精密加工されたシリンダケースの内面が決定的破
壊を受け、加圧シリンダの機能は致命的となる恐れがあ
る。

一方、後者の考案においては、上記のようにシリンダケ
ースの内面では給電を行なっていないが、シリンダケー
スの外側に位置するピストンロッドの外周面が給電接触
面とシール接触面の両方を兼ねている関係上、給電接触
面が電極加圧時に外気側に出たり、又電極開放時にシリ
ンダケース内の流体中に引込む場合が多く、やはりシリ
ンダケースのエンド側の軸受はシール面と給電ハウジン
グのヘッド側及びエンド側の軸受はシール面とを、ピス
トンロッドの給電接触面が摺動するたびに傷をつけ、シ
ール材を早期に損傷せさる結果となり、外部からの異物
侵入を余儀なくされ、結局、シリンダの流体密封を低下
し、あるいは不能にするという弱点があげられる。

（問題を解決するための手段） そこで、本発明は、上記の問題を解決することを目的と
するもので、スポット溶接ガンの加圧シリンダ用ピスト
ンロッドあるいはまた上記ピストンロッドの廻り止め用
ガイドロッドが、溶接トランスからの二次回路に接続さ
れた給電チューブを貫通し、その貫通した給電チューブ
には、上記ロッドが移動し得る所定長さの密封室Ａを設
け、しかも上記密封室Ａには、給電チューブ内面と上記
ロッドとに、流体圧又は弾力等の付勢力で押圧、″接触
して溶接に必要な溶接電流通電路を形成する複数個の分
割されたコンタクタを挿入し、上記コンタクタの給電接
触面とシール接触面とを同一面上に配置しないようにし
たことを特徴とするものである。

さらにまた、本発明は、上記給電チューブが、電気的に
相互に絶縁された状態で同心的に重ねられた正負一組の
導電材から構成されていて、スポット溶接ガンのガンア
ームへつながる導電ケーシングに対し相対的に動き得る
ように貫通しており、上記導電ケーシングの内径には、
スポット溶接ガン自体がフローティングし得る範囲の所
定長さの密封室Ｂを設け、さらにこの密封室Ｂには、給
電チューブ外面と導電ケーシング内面とに、流体圧又は
弾力等の付勢力で押圧、接触して溶接に必要な溶接電流
通電経路を形成する、複数個の分割されたコンタクタを
挿入したことを特徴とするものである。

（作用） そして、本発明では、給電接触面とシール接触面とを同
一面上に配置せず、給電接触部をそのストローク分の長
さをもつ密封室の内面に設け、しかも給電接触面が外気
側及びシリンダ流体側には触れないようにしたから、給
電接触面に生じる表面粗さによって、シール接触面を摺
動時に損傷させるという、シリンダ密封の致命的弊害を
除去し、溶接ガンの耐久性の向上に資する。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。

まず、第１実施例において、第１図は、本発明の１経路
の軸給電ユニットを、ポータプルスポット溶接ガンの加
圧シリンダ用ピストンロッドに応用した場合の一例を示
しており、第２図は、同じく加圧シリンダ用ピストンロ
ッドに代って廻り止め用ガイドロッドに軸給電ユニット
を応用した場合の一例を示し、また第３図は、軸給電ユ
ニットの具体的な構成例を示す要部拡大断面図であり、
第４図〜第５図は、軸給電ユニットの他の具体的な構成
例を示す要部拡大断面図である。

図中、符号１は、スポット溶接ガンを示し、２は、ガン
アーム、３は、加圧シリンダで、ガンアームの一方の端
部に固着されている。４は、加圧シリンダ３のピストン
で、５は、このピストンと共に往復移動するピストンロ
ッド、６は、ピストンロッドに着脱可能に装着したチッ
プホルダ、７・８は、電極チップを示す。１５は、１経
路の軸給電ユニットを示す。この軸給電ユニット１５は
、第３図〜第５図にその詳細を示す。１７は、軸給電ユ
ニット１５の給電チューブで、導電材から構成され、第
１図の例では、ピストンロッド５が動き得るように貫通
した形で、シリンダ本体側にポルｌ−ｂで着脱可能に取
付けられており、また第２図の例に見る給電チューブ１
７は、チップホルダ６の連結片６に固着された廻り止め
用ガイドロッド１４が動き得るように貫通した形で、シ
リンダ本体側にポル１（ｂ）で着脱可能に取付けられて
いる。給電チューブ１７の外周には、二次ケーブルＣＢ
に接続されたブスハ３０が、ボルトｂ′を介して接続さ
れている。

上記ピストンロッド５又は廻り止め用ガイドロフト１４
が動き得るように貫通した給電チューブ１７の内径には
、第３図〜第５図に示すように、ピストンロフト５ある
いは廻り止め用ガイトロ・ノド１４が移動し得る所定長
さのストローク距離βと空間をもつ密封室Ａ２０が形成
されている。そして密封室Ａの両端には、外部からの密
封室Ａへの異物（スパッタ、ゴミ、油、水等）の侵入を
防止するため、金属製スクレーパ２３及びダストシール
２４等が装入されている。この密封室Ａ２０には、ピス
トンロッド５又は廻り止め用ガイドロッド１４に固着さ
れたスプリング受け２５と上記ロッドの円周方向に絶縁
性の加圧シリンダ２６とが配置され、さらにスプリング
受け２５と加圧リング２６の間に、上記ロッドを取巻く
ようにスプリングＳが挿入されていて、しかもこのスプ
リングＳの弾力を受けた加圧リング２６のテーバ面によ
って、給電チューブ１７の内面と上記ロッド５の鍔形給
電部ｆとに、電気的な通電路を形成すべく押圧、接触す
る、複数の分割されたコンタクタ２８がリング状に配置
されている。このコンタクタ２８は、焼結金属から構成
された摺動給電材で、その−駒ひと駒にクサビ状の給電
接触面が形成されていて、スプリング力を受けた加圧リ
ング２６のテーバ面の付勢力によって、鍔形給電部ｆの
一側と給電チューブ１７の内面とに、コンタクタ２８の
給電接触面が密着する。

コンタクタ２８に十分な給電面積を必要とする場合は、
たとえば第４図及び第５図に示すように、上記ロッド５
の鍔形給電部ｆを適間隔をもって前後に二つ形成し、こ
れら二つの鍔形給電部ｆ、ｆ’の間には、コンタクタ２
８．２９を相互に用意し、各コンタクタに対応する２つ
の加圧リング２６．２７の間に形成した作動室３３に、
加圧シリンダ３の加圧室に連通したエアー通路Ｏからエ
アーを供給し、加圧リング２６．２７を相互に外方向へ
押圧することにより、これら二つのコンタクタ２８．２
９により十分な給電面積が形成できる。

第５図は上記の流体圧による押圧手段にかわってスプリ
ングＳ等の弾力による押圧手段を利用した場合の一例で
、詳細は省略するが、第４図と同様の作用が得られる。

なお各図に示す３２は、冷却ホルダで、プスバ３０と接
近した位置で給電チューブ１７の外周に気密に取付けら
れ、ホルダ内面に形成された円周溝Ｕに冷却水が循環し
、給電チューブの抵抗発熱による温度上昇を防止するも
のである。

かくして、第１実施例において、電極の加圧通電時に流
れる電流は、二次ケーブルＣＢのブスバ３０から給電チ
ューブ１７を通り、その内面からコンタクタ２８に流れ
、上記ロッド５を経て電極チップ７．８間に通電され、
この間溶接が遂行される。

コンタクタ２８の給電接触面は、給電チューブ１７の内
面を摺動し、しかもつねに密封室に収納された状態で、
外気側及びシリンダ流体側には一切出入りしないから、
シール接触面とは無関係に給電のみ行うことができる。

次に、本発明の第２実施例について図面を参照してその
詳細を説明する。

なお、第６図は、２経路を含む軸給電ユニットを、ロボ
ット用スポット溶接ガンの廻り止め用ガイドロッドに応
用した場合の一例を示し、第７図は、第６図イーイ′矢
視図であり、第８図は、同じくローロ′矢視図であり、
第９図は、ハーノで矢視図であり、第１０図は、軸給電
ユニットの具体的な構成例を拡大して示す要部断面図で
あり、第１１図は、第１０図二−二′矢視図である。

図中、第１実施例に記載の符号と同じ構成品については
同一符号を記載する。１は、ロボット用スポット？容接
ガン、２は、ガンアーム、３はガンアームにスライド体
１０を介して一体に固着されている加圧シリンダ、４は
、加圧シリンダのピストンロッド、５は、ピストンと往
復移動するピストンロッド、６は、ピストンロッドに着
脱可能に装着したチップホルダ、７と８は電極チップで
ある。９は、溶接トランスで、ロボット取付は板１１の
上に、支持ブラケット１２を介して複数のボルトｂ′で
堅く取付けられている。１３．１３は、イコライズ機構
の案内バーで、この案内バー１３．１３は、ロボット取
付板１１の両端に２本手行に固定されていて、スライド
体１０の両側に設けた円筒部の内径３４．３４を貫通し
ており、電極加圧時にヘッド側の電極チップ７が被溶接
板に当接したときに生じる反力で溶接ガン自体を後方に
移動させて、アーム側の電極チップ８を、被溶接板に当
接している電極チップ７に引寄せるためのガイドである
。第１実施例と同じ廻り止め用ガイドロフト１４は、内
部に冷却水通路０を有し、ロッド先端にチップホルダ６
の連結片６がボルトｂ′で締付けられている。

電気的に相互に絶縁された２経路の軸給電ユニット１５
は、第１０図及び第１１図にその具体的な構成例を示す
。１６は、軸給電ユニットの構成品の一部である導電ケ
ーシングであって、廻り止め用ガイドロッド１４が同一
軸線上で貫通し、かつシリンダケース３及びスライド体
１０にボルトｂで着脱可能に取付けられている。スライ
ド体１０に形成されたガンアーム取付面ａにはガンアー
ム２が固着される。

１７．１７は給電チューブで、絶縁板１８を介して電気
的に相互に絶縁された状態で同心的に重ねられた正負一
組の導電部材からなる。この給電チューブエフの内径に
は、廻り止め用ガイドロッド１４が動き得るように貫通
している。そして重なり合った給電チューブ１７．１７
′の間には、給電部の抵抗発熱による温度上昇を防ぐた
め外部から給水された冷却水が循環して流れる環状冷却
通水路１９が形成されている。廻り止め用ガイドロッド
１４が貫通した給電チューブ１７の内径には、廻り止め
用ガイトロ。

ド１４が移動し得る所定長さのストローク距離ｌ及び空
間を有する密封室Ａ２０が形成されている。

そして、導電ケーシング１６の内径にも溶接ガン自体が
電掻加圧時の反力でフローティングすべく゛　　所定長
さのストローク距離β′と空間をもつ密封室Ｂ２１が形
成されている。これら密封室Ａ−Ｂの両端及び加圧シリ
ンダ３の軸受け２２には、各密封室への異物の侵入を防
止するための金属スクレーパ２３・・・及びダストシー
ル２４・・・が装着されている。密封室Ａ２０には廻り
止め用ガイドロッド１４に固着されたスプリング受け２
５とロッド円周方向に絶縁性の加圧リング２６とが配置
され、さらにスプリング受け２５と加圧リング２６の間
に、上記ロッドを取巻くようにスプリングＳが挿入され
ていて、しかもこのスプリングＳ等の弾力を受けた加圧
リング２６０テーバ面によって、給電チューブ１７の内
面と廻り止め用ガ不ドロソド１４の鍔形給電部ｆとに、
電気的な接続回路を形成すべく押圧、接触する、複数の
分割されたコンタクタ２８がリング状に配置されている
。

又密封室Ｂ２１にも同様に給電チューブ１７の外周に形
成されたスプリング受け２５と給電チューブ１７′の円
周方向に加圧リング２７が配置され、さらにスプリング
受け２５と加圧リング２７の間にロッドを取巻くように
スプリングＳが挿入されていて、しかもこのスプリング
Ｓ等の弾力を受けた加圧リング２７のテーバ面によって
、導電ケーシング１６の内面と給電チューブ１７′の鍔
形給電部ｆ′とに電気的な接続回路を形成すべく押圧　
、接触する複数の分割されたコンタクタ２９がリング状
に配置されている。

各コンタクタ２８及び２９は、焼結金属から構成された
摺動給電材で、その分割されたー駒ひと駒に、クサビ状
の給電接触面が形成されて、各駒をクサビ作用で拡張・
収縮可能なようにリング状に集めたものである。

したがってスプリング等の弾力によって加圧リング２Ｇ
、２７のテーバ面に作用する付勢力は、それぞれ鍔形給
電部ｆ、ｆ’の側面と、各密封室Ａ−Ｂの内面とに対し
、コンタクタ２８及び２９を均一に圧接する。

以上の構成から動作を説明する。

第１０図は加圧シリンダ３の開放時の状態を示す。

この場合、エアーが戻り作動室Ｑに送られ、ピストンロ
ッド５と共に廻り止め用ガイ′ドロッド１４も同時に後
退し、電極間を開放する。

次に、溶接加圧時の場合は、加圧シリンダ３の戻り作動
室Ｑのエアーを排出し、加圧作動室Ｐにエアーが送られ
ると、ピストンロッド５及び廻り止め用ガイドロッド１
４は電極子ツブ７が被溶接材に当接するまで所定距離ｌ
を前進する。そして、電極チップ７が被溶接材に当接し
た後もなお、加圧シリンダ３の加圧作動室に流体圧が印
加されると、その被溶接材に加わる加圧力の反力で溶接
ガン本体のスライド体１０が案内バー１３．１３を右方
へ所定距離！′だけフローティングしてガンナーム側の
電極チップ８が被溶接材Ｗに引寄せられ、被溶接材の両
側から電極加圧する。この時、軸給電ユニット１５のコ
ンタクタ２８及び２９も一点鎖線で示す位置で停止する
。

かくして、溶接通電が行なわれると、溶接トランス９か
ら流れた電流は、一方のブスバ３ｏから給電チューブ１
７に流れ、給電チューブ１７の内面からコンタク、り２
８に給電され、さらに鍔形給電部ｆを通り、廻り止め用
ガイドロッド１４からチップホルダ６を介してシリンダ
ロッド先端の電極チップ７．８に通電され、挟圧された
被溶接材Ｗに対し加圧溶接が遂行される。そして、一方
の電極チップ８に流れた電流は、ガンアーム２から導電
ケーシング１６−コンタクタ２９−給電チューブ１７−
ブスバ３１の通電経路を経て溶接トランス９に戻る。

かくして、各コンタクタ２８及び２９の２経路の給電接
触面は、シール接触面とは無関係の通電径路を形成する
ことができ、しかもスプリングによって導電ケーシング
１６及び給電チューブ１７．１７並びに廻り止め用ガイ
ドロッド１４に常時押圧されるので、各給電面相互間に
摩耗金属粉が生じても摩耗金属粉が各給電面に残らない
。また、溶接時に飛散したスパッタ等がピストンロッド
５又は廻り止め用ガイドロッド１４の表面に強固に付着
してもピストンロフト５の往復動作時に、各軸受けに挿
入した金属スクレーパ２３等によってこれを掻き取るこ
とができるので、コンタクタの収納室の中には、スパッ
タ等の異物が入り込まないし、また密封室Ａ−Ｂに導電
性グリスを封入すれば、外部からの水・油等の侵入を防
ぐと共に密封室内の湿気や上記ガイドロンドの内部冷却
によって発生するロッド表面の結露をも防ぐことができ
るので、給電部材を有効に保護することができる。導電
ケーシング１６と給電チューブ１７．１７の材料には、
たとえば摺動面が比較的傷つき苦いような固いベリリウ
ム銅を使用するのが望ましい。またピストンロッド及び
廻り止め用ガイドロンドには任意の導電材が使用できる
。などロボット用スポット溶接ガンの２径路の軸給電を
支障なく行うことができる。

なお、第２実施例では、２径路の給電チューブを含む軸
給電ユニットを廻り止め用ガイドロンドに応用した場合
について説明したが、本発明の基本理念は本実施例に止
まらず、たとえばその−例として、第１実施例と同様に
、加圧シリンダのピストンロッドのヘッド側に本軸給電
ユニットを取付けることでも本実施例と同様の作用が得
られることは言うまでもない。

（発明の効果） 以上、本発明によれば、抵抗溶接機、とりわけスポット
溶接ガンの軸給電ユニットとして・コンタクタの給電接
触面とシール接触面とを、従来のように同一面上に配置
せず、分離・独立させたこと、及びコンタクタの給電接
触面を、溶接に必要な電極ストローク分の長さを有する
密封室の内面に設けたこと、並びに給電接触面を外気側
及び加圧シリンダ内部の流体側に出し入れさせないこと
、などの諸条件を満足させることによって、給電接触面
に生じる表面粗さによってシール接触面に損傷を及ぼす
というシリンダ密封の致命的弊害を抜本的に除去し、溶
接ガンの耐久性の向上に資すること勿論、構造がシンプ
ルで、しかもユニット構造であるからメンテナンスが極
めて容易であるなど、その作用効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例において、１径路の溶接
電流軸給電ユニットを、ポータプルスポット溶接ガンの
加圧シリンダ用ピストンロッドに応用した場合の一例を
示す側面図。第２図は、同じく加圧シリンダ用ピストン
ロッドの廻り止め用ガイドロッドに応用した場合の一例
を示す矢視図。 第３図は、上記軸給電ユニットの具体的な構成例を示す
要部拡大断面図。第４図は、上記軸給電ユニットの他の
具体的な構成例を示す要部拡大断面図。第５図は、同じ
くさらに他の具体的な構成例を示す要部拡大断面図。第
６図は、本発明の第２実施例において、溶接電流２径路
溶接電流の軸給電ユニットを、ロボット用スポット溶接
ガンの廻り止め用ガイドロンドに応用した場合の一例を
示す側面図。第７図は、第６図イーイ′矢視図。第８図
は・第６図ローロ′矢視図。第９図は、第６図ハーノ＼
′矢視図。第１０図は、上記軸給電ユニットの具体的な
構成例を拡大して示す要部断面図。第１１図は、第１０
図二−ヨ矢視図。 〔符号の説明〕 １・・・スポット溶接ガン　２・・・ガンアーム３・・
・加圧シリンダ　　　５・・・ピストンロッド１５・・
・軸給電ユニット　　１６・・・導電ケーシング１７．
１７・・・給電チューブ　２０・・・密封室Ａ２１・・
・密封室Ｂ　　　　　　２８．２９・・・コンタクタ第
７図 第９閃

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スポット溶接ガンの加圧シリンダ用ピストンロッド
   あるいはまた上記ピストンロッドの廻り止め用ガイドロ
   ッドが、溶接トランスからの二次回路に接続された給電
   チューブを貫通し、その貫通した給電チューブには、上
   記ロッドが移動し得る所定長さの密封室Ａを設け、しか
   も上記密封室Ａには、給電チューブ内面と上記ロッドと
   に、流体圧又は弾力等の付勢力で押圧、接触して溶接に
   必要な溶接電流通電路を形成する複数個の分割されたコ
   ンタクタを挿入し、上記コンタクタの給電接触面とシー
   ル接触面とを同一面上に配置しないようにしたことを特
   徴とする溶接電流軸給電ユニット。 ２、スポット溶接ガンの加圧シリンダ用ピストンロッド
   あるいはまた上記ピストンロッドの廻り止め用ガイドロ
   ッドが、溶接トランスからの二次回路に接続された給電
   チューブを貫通し、その貫通した給電チューブには、上
   記ロッドが移動し得る所定長さの密封室Ａを設け、しか
   も上記密封室Ａには、給電チューブ内面と上記ロッドと
   に、流体圧又は弾力等の付勢力で押圧、接触して溶接に
   必要な溶接電流通電路を形成する複数個の分割されたコ
   ンタクタを挿入し、上記コンタクタの給電接触面とシー
   ル接触面とを同一面上に配置しないようにした溶接電流
   軸給電ユニットにおいて、上記給電チューブが、電気的
   に相互に絶縁された状態で同心的に重ねられた正負一組
   の導電材から構成されていて、スポット溶接ガンのガン
   アームへつながる導電ケーシングに対し相対的に動き得
   るように貫通しており、上記導電ケーシングの内径には
   、スポット溶接ガン自体がフローティングし得る範囲の
   所定長さの密封室Ｂを設け、さらにこの密封室Ｂには、
   給電チューブ外面と導電ケーシング内面とに、流体圧又
   は弾力等の付勢力で押圧、接触して溶接に必要な溶接電
   流通電経路を形成する、複数個の分割されたコンタクタ
   を挿入してなる溶接電流軸給電ユニット。