イコライズユニットを備えるスポット溶接装置
【課題】スポット溶接装置において、イコライズユニット２１を流体圧を用いない構成にするとともに、イコライズユニット２１に汎用性をもたせ、固定電極が被溶接物に対して付与する衝撃力を緩和して、被溶接物の変形を抑制し、溶接品質を向上させる。
【解決手段】イコライズユニット２１が、可動電極に連結された作動ロッド１７と平行に延びる支持ロッド２８に移動可能に支持され、溶接ガン本体３に連結された移動部材３１と、移動部材３１を支持ロッド２８の軸方向の他側へ付勢する第１の圧縮コイルバネ３２と、移動部材３１を支持ロッド２８の軸方向の一側へ付勢する第２の圧縮コイルバネ３３と、移動部材３１に設けられたイコライズ作動ピン３５と、イコライズ作動ピン３５により押圧され、可動電極の固定電極の側への移動に伴う作動ロッド１７の移動時に、作動ロッド１７の傾斜カム部１７ｆに当接しながら回動するリンクレバー部材３９とを備える。
【解決手段】イコライズユニット２１が、可動電極に連結された作動ロッド１７と平行に延びる支持ロッド２８に移動可能に支持され、溶接ガン本体３に連結された移動部材３１と、移動部材３１を支持ロッド２８の軸方向の他側へ付勢する第１の圧縮コイルバネ３２と、移動部材３１を支持ロッド２８の軸方向の一側へ付勢する第２の圧縮コイルバネ３３と、移動部材３１に設けられたイコライズ作動ピン３５と、イコライズ作動ピン３５により押圧され、可動電極の固定電極の側への移動に伴う作動ロッド１７の移動時に、作動ロッド１７の傾斜カム部１７ｆに当接しながら回動するリンクレバー部材３９とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イコライズユニットを備えるスポット溶接装置に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車生産ラインで用いられるスポット溶接装置は、多関節ロボットアームの先端部に支持される溶接ガン本体と、金属製板材等のワーク（被溶接物）の溶接箇所を挟持して溶接を行う固定電極及び可動電極とを備えている。このようなスポット溶接装置は、自動車車体の複数箇所を溶接するべく、ワークの溶接箇所に、固定電極及び可動電極をワークを挟むように位置させて、溶接ガン本体に設けられたサーボモータ等により可動電極に加圧力を付与することで、ワークを固定電極及び可動電極間に挟持して溶接を行う。このとき、ワークの傾斜状態や組枚数に応じて、溶接ガン本体の姿勢制御、可動電極の加圧力制御、ワーク支持力制御等を行うようになっている。
【０００３】
ここで、上記溶接ガン本体は、通常、イコライズ装置を介して多関節ロボットアームの先端部に支持される。このイコライズ装置は、可動電極の加圧時に、固定電極及び可動電極間に位置するワークに無理な加圧力がかからないように、溶接ガン本体の重量バランスをとるとともに、固定電極及び可動電極にかかる力のバランスをとることを目的として設けられる。このイコライズ装置によって、固定電極及び可動電極にかかる力を同等にして、ナゲットを安定して生成することができるとともに、ワークの変形を抑制することが可能になる。
【０００４】
ところで、従来のイコライズ装置の多くは、エアシリンダ等のように流体圧を用いて作動するようになされている。この場合、ロボットの制御装置から加圧及び開放信号が、溶接ガン本体に送られると同時にイコライズ用シリンダにも送られ、イコライズ用シリンダの作動により、溶接ガン本体がロボットアームに対してバネ力でイコライズされるようになっている。
【０００５】
一方、流体圧を用いないイコライズ装置も知られている（例えば、特許文献１参照）。このイコライズ装置は、溶接ガン本体に内蔵されたものであって、溶接ガン本体内における加圧駆動部により進退する加圧軸に凹部を形成し、該加圧軸の進出時に、レバーの先端部に設けられたローラ部材が、加圧軸の凹部内に落ち込むことでレバーが回動し、これにより、溶接ガン本体がロボットアームに対してバネ力でイコライズされるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１４２８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来の、流体圧を用いるイコライズ装置では、イコライズ用シリンダが必要になるとともに、流体回路に、切換えバルブ、スピコン（流量調整弁）、レギュレータ等を設ける必要があり、このため、装置が複雑になるとともに、コストがかかるという問題がある。また、バネ力は、溶接ガン本体の重量に打ち勝つ大きさにする必要があるが、溶接ガン本体の姿勢によっては、そのような大きさは必ずしも必要ではなく、このため、溶接ガン本体の姿勢によっては、イコライズ時に、固定電極がワークに対して大きな衝撃力でもって当接する場合がある。この結果、ワークを変形させないようにするためのバネ力の調整が困難であり、溶接品質を安定させることができないという問題がある。
【０００８】
しかも、上記流体圧を用いるイコライズ装置は、通常、各溶接ガン本体毎に専用の装置として設けられる構成となっており、このため、イコライズ装置を標準化することが困難であり、この結果、イコライズ装置の量産性が低下して、その製造コストがアップするという問題もある。
【０００９】
一方、上記特許文献１のように、流体圧を用いないイコライズ装置では、イコライズ用シリンダ等は不要になるので、流体圧を用いるイコライズ装置よりも簡素化及び小型化することが可能になる。
【００１０】
しかしながら、上記流体圧を用いないイコライズ装置では、加圧軸のストロークが異なる溶接ガン本体に設ける場合には、加圧軸に設けられる凹部の位置を変更しなければならず、このような加圧軸の変更は容易ではない。このため、加圧軸は、溶接ガン本体に専用のものとなり、汎用性に乏しいという問題がある。
【００１１】
また、上記流体圧を用いないイコライズ装置においても、上記流体圧を用いるイコライズ装置と同様に、ワークを変形させないようにするためのバネ力の調整が困難であり、しかも、レバーに設けられたローラ部材が凹部内に一気に落ち込み、これにより、大きなバネ力が衝撃力としてワークに瞬時に作用することになる。
【００１２】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、イコライズユニットを備えるスポット溶接装置において、イコライズユニットを流体圧を用いない構成にするとともに、イコライズユニットに汎用性をもたせ、しかも、固定電極が被溶接物に対して付与する衝撃力を緩和して、被溶接物の変形を抑制し、溶接品質を出来る限り向上させようとすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明では、支持体に支持される溶接ガン本体と、該溶接ガン本体に固定アームを介して固定された固定電極と、上記溶接ガン本体と上記固定電極との間で該固定電極に対向するように配設され、駆動手段により該対向方向に駆動される可動電極と、上記溶接ガン本体と上記支持体との間に設けられたイコライズユニットとを備えるスポット溶接装置を対象として、
上記イコライズユニットは、
上記可動電極に連結され、上記対向方向に延びる作動ロッドと、
上記作動ロッドと平行に延びる支持ロッドと、
上記支持体に固定され、上記支持ロッドを支持する支持構造部と、
上記支持ロッドに該支持ロッドの軸方向に移動可能に支持され、上記溶接ガン本体に連結された移動部材と、
上記支持ロッドの軸方向の一側端部に設けられ、上記移動部材を、上記支持ロッドに対して該支持ロッドの軸方向の他側へ付勢する第１の圧縮コイルバネと、
上記支持ロッドの軸方向の他側端部に設けられ、上記移動部材を、上記支持ロッドに対して該支持ロッドの軸方向の上記一側へ付勢する、上記第１の圧縮コイルバネよりも付勢力が弱く設定された第２の圧縮コイルバネと、
上記移動部材に設けられたイコライズ作動ピンと、
上記支持構造部に回動可能に支持されたイコライズ作動用リンクレバー部材と、
を備え、
上記イコライズ作動用リンクレバー部材は、上記移動部材が上記第１の圧縮コイルバネと上記第２の圧縮コイルバネとの付勢力の差により上記支持ロッドの軸方向の上記他側へ付勢されることで、該移動部材の上記イコライズ作動ピンにより押圧される押圧部と、該押圧部の押圧による該イコライズ作動用リンクレバー部材の回動力により、上記作動ロッドの周側面に当接する回転可能なローラ部材とを有し、
上記作動ロッドの周側面における上記ローラ部材の当接部分には、上記駆動手段による上記可動電極の上記固定電極の側への移動に伴う該作動ロッドの移動時に、上記イコライズ作動ピンによる上記押圧部の押圧により上記イコライズ作動用リンクレバー部材を回動させるためのカム部が形成されており、
上記カム部は、第１カム部と、上記作動ロッドの軸方向において該第１カム部に対して上記可動電極とは反対側に設けられ、作動ロッドの径方向において第１カム部よりも作動ロッドの軸心に近い側に位置する第２カム部と、第１カム部と第２カム部とを繋ぐ、可動電極とは反対側に向かって作動ロッドの軸心に近付くように傾斜する傾斜カム部とからなり、
上記駆動手段による上記可動電極の上記固定電極の側への移動に伴う上記作動ロッドの移動時に、上記ローラ部材が上記カム部の第１カム部から傾斜カム部に当接して該当接状態を維持しながら上記イコライズ作動用リンクレバー部材が回動することで、上記移動部材が上記支持ロッドの軸方向の上記他側へ移動することによって、該移動部材に連結された溶接ガン本体と共に上記固定電極が移動して、該固定電極が、該固定電極と上記可動電極との間に位置する被溶接物に当接するように構成されている、
という構成とした。
【００１４】
上記の構成により、イコライズユニットを流体圧を用いない構成にしたので、その構成を簡素にすることができるとともに、低コストにすることができる。また、イコライズユニットは、溶接ガン本体と溶接ガン本体支持体との間に設けられるため、溶接ガン本体に対して外付け構成となる。これにより、可動電極のストロークが異なる溶接ガン本体に対しては、作動ロッド（傾斜カム部の傾斜角度や傾斜カム部の作動ロッド軸方向の位置等）を変更すればよく、作動ロッドの交換は容易にできる。そして、溶接ガン本体の重量が変わる場合には、第１及び第２圧縮コイルバネを交換すればよい。この結果、イコライズユニットの主要部は、共通にすることができ、イコライズユニットの汎用性を高めることができる。
【００１５】
また、ローラ部材がカム部の第１カム部から傾斜カム部に当接して該当接状態を維持しながらイコライズ作動用リンクレバー部材が回動することで、移動部材が移動することによって、移動部材に連結された溶接ガン本体と共に固定電極が移動して、該固定電極が被溶接物に当接するので、固定電極が被溶接物に急激に当接するようなことはなく、傾斜カム部の角度を適切に設定することによって、緩やかに当接させるようにすることができる。この結果、固定電極が被溶接物に対して付与する衝撃力を緩和することができる。
【００１６】
さらに、第１及び第２の圧縮コイルバネにより、溶接ガン本体の姿勢に関係なく、固定電極が被溶接物に対して付与する衝撃力を緩和することができる。すなわち、第１の圧縮コイルバネが移動部材を例えば水平方向に移動させる際には、移動部材が勢い良く押圧されるが、第２の圧縮コイルバネによりそのエネルギーを吸収することができる。これにより、溶接ガン本体の姿勢が変化しても、ローラ部材が傾斜カム部に当接しながらイコライズ作動用リンクレバー部材が回動することと相俟って、上記衝撃力を小さい値のままで大きく変化しないようにすることができる。したがって、被溶接物の変形を抑制することができて、溶接品質を向上させることができる。
【００１７】
上記スポット溶接装置において、上記固定電極が上記被溶接物に当接することにより、上記押圧部が上記イコライズ作動ピンから離間可能に構成されている、ことが好ましい。
【００１８】
そして、上記押圧部の上記イコライズ作動ピンからの離間可能な距離が、上記固定電極の上記被溶接物への当接後のイコライズ量として設定されている。
【００１９】
すなわち、固定電極が被溶接物に当接すると、移動部材及びイコライズ作動ピンが支持ロッドの軸方向の他側へ移動できなくなる一方、イコライズ作動用リンクレバー部材は、第２カム部の位置によって更に回動できるようにしておけば、押圧部がイコライズ作動ピンから離間可能になる。この離間状態では、溶接ガン本体が支持体に対してフローティングされた状態にあり、第１及び第２の圧縮コイルバネの付勢力の大小関係で、固定電極は被溶接物の位置に倣う。このフローティング（つまりイコライズ）により、可動電極の加圧時に、被溶接物が変形しないように固定電極及び可動電極にかかる力を適切にすることができる。
【００２０】
上記スポット溶接装置において、上記イコライズ作動用リンクレバー部材は、その回動軸の周囲部から該周囲部の径方向外側に延びる第１及び第２腕部を有していて、上記回動軸方向から見て略Ｌ字状をなし、上記第１腕部の先端部に、上記押圧部が設けられ、上記第２腕部の先端部に、上記ローラ部材が設けられている、ことが好ましい。
【００２１】
このことにより、押圧部及びローラ部材が設けられたイコライズ作動用リンクレバー部材を容易に構成することができる。
【００２２】
上記スポット溶接装置において、上記作動ロッドのカム部は、該作動ロッドにおける上記可動電極とは反対側の端部に設けられている、ことが好ましい。
【００２３】
このことで、作動ロッドにおいてカム部を含む部分を他の部分とは異なる部材で構成することで、可動電極のストロークが異なる溶接ガン本体に対して、カム部を含む部分のみを変更すればよく、作動ロッド全体を交換する場合に比べて容易になる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明のスポット溶接装置によると、イコライズユニットを流体圧を用いない構成にしたので、その構成を簡素にすることができるとともに、低コストにすることができる。また、イコライズユニットが、溶接ガン本体に対して外付け構成となるので、イコライズユニットの汎用性を高めることができる。さらに、ローラ部材がカム部の傾斜カム部に当接しながらイコライズ作動用リンクレバー部材が回動するので、固定電極が被溶接物に対して付与する衝撃力を緩和することができる。また、第１の圧縮コイルバネに加えて第２の圧縮コイルバネを設けたことにより、溶接ガン本体の姿勢が変化しても、ローラ部材が傾斜カム部に当接しながらイコライズ作動用リンクレバー部材が回動することと相俟って、固定電極が被溶接物に対して付与する衝撃力を緩和することができる。よって、被溶接物に対して変形抑制及び可動電極と固定電極の加圧力を均等にする事が可能となり、溶接品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係るスポット溶接装置を示す側面図である。
【図２】イコライズユニットを、ユニット取付プレート及びベースプレートの記載を省略して示すとともに、一部の構成要素を破断して示す、図１と同じ方向から見た側面図である。
【図３】図２のIII方向矢示図である。
【図４】図２のIV方向矢示図である。
【図５】可動電極が固定電極の側へ移動している状態を示す図２相当図である。
【図６】スポット溶接装置による溶接時の固定電極及び可動電極の動きを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態に係るスポット溶接装置を示す。このスポット溶接装置１は、支持体としての多関節ロボットアーム２の先端部に支持される溶接ガン本体３を備えている。この溶接ガン本体３のケース４内には、後述の可動電極１３を駆動する駆動手段としてのサーボモータ５が収容されている。このサーボモータ５の駆動力により、ケース４内側から外側に突出する加圧軸６がその軸方向に移動するように駆動される。この加圧軸６の軸方向の移動は、サーボモータ５の回転が不図示の送りねじ機構により変換されたものである。尚、加圧軸６は、多関節ロボットアーム２の軸心回りの回動によってあらゆる方向に向くことが可能であるが、本実施形態では、加圧軸６が、上下方向（図１のＺ方向）に延びかつケース４の下側に位置する状態（図１の状態）にあるものとして説明する。
【００２８】
上記溶接ガン本体３と上記ロボットアーム２との間には、イコライズユニット２１が設けられている。尚、本実施形態では、イコライズユニット２１とロボットアーム２との間に、溶接用トランス９を支持するトランス支持部１０が介在している。このトランス支持部１０（溶接用トランス９）と溶接ガン本体３とは略同じ高さ位置に位置する。
【００２９】
溶接ガン本体３のケース４の側面には、先端に固定電極１２が設けられた固定アーム１５が固定されている。この固定アーム１５は、ケース４の側面からトランス支持部１０の下側位置へ向かって斜めに延びた後、トランス支持部１０の下側において鉛直方向下側へ延び、その下端から溶接ガン本体３の下側へ向かって水平に延びている。固定電極１２は、溶接ガン本体３の真下側に位置するようになされている。
【００３０】
また、溶接ガン本体３と固定電極１２との間で該固定電極１２に対向するように可動電極１３が配設されている。この可動電極１３は、溶接ガン本体３のケース４の下面から突出する加圧軸６の先端に設けられていて、上記サーボモータ５により、加圧軸６を介して、固定電極１２と可動電極１３との対向方向（上下方向）に駆動されて移動する。
【００３１】
そして、ロボットアーム２により、固定電極１２及び可動電極１３を、被溶接物（例えば自動車車体の金属板材等）を挟むように位置させて、可動電極１３に加圧力を付与することで、被溶接物を固定電極１２及び可動電極１３間に挟持して溶接を行う。このとき、後述の如く、イコライズユニット２１が作動して溶接ガン本体３がロボットアーム２に対してイコライズされる。
【００３２】
上記加圧軸６の軸方向（上下方向）中間部には、水平方向に延びる連結部材１６の一端部が、加圧軸６の周囲を囲んだ状態で固定されている。この連結部材１６の他端部には、上下方向に延びる作動ロッド１７の下端部が固定されている。この作動ロッド１７は、可動電極１３に連結されているとともに、上記対向方向に延びていることになる。作動ロッド１７は、イコライズユニット２１の一部を構成している。
【００３３】
溶接用トランス９と固定アーム１５とは、変形自在なシャント１８で接続され、溶接用トランス９と連結部材１６の他端部の近傍とは、変形自在なシャント１９で接続されて、溶接用電流用の回路を構成している。
【００３４】
上記イコライズユニット２１は、２つのユニット取付プレート２２を有していて、該ユニット取付プレート２２によりトランス支持部１０に固定されている。２つのユニット取付プレート２２は、トランス支持部１０（溶接用トランス９）と溶接ガン本体３とが対向する方向（図１〜図３に記載のＸ方向）とは垂直な水平方向（図１の紙面に垂直な方向であって図３及び図４に記載のＹ方向）に互いに対向配置されている（図３及び図４参照）。
【００３５】
イコライズユニット２１は、図２〜図４に詳細に示すように、２つのユニット取付プレートにおけるトランス支持部１０とは反対側の端部にそれぞれ固定された２つのベースプレート２３を有している。２つのベースプレート２３も、２つのユニット取付プレート２２と同様に、Ｙ方向に対向配置されている。尚、図２では、ユニット取付プレート２２及びベースプレート２３の記載を省略している。また、図２の左右方向及び上下方向は、図１の左右方向（Ｘ方向）及び上下方向（Ｚ方向）とそれぞれ一致しており、イコライズユニット２１に対して図２の左側にトランス支持部１０（図２では記載していない）が位置し、図２の右側に溶接ガン本体３が位置する。
【００３６】
２つのベースプレート２３の上端部同士及び下端部同士は、それぞれ上側支持部材２４及び下側支持部材２５によって連結されている。２つのベースプレート２３並びに上側支持部材２４及び下側支持部材２５により、後述の支持ロッド２８を支持する枠状の支持構造部が構成され、この支持構造部は、ユニット取付プレート２２及びトランス支持部１０を介してロボットアーム２に固定されることになる。
【００３７】
上側支持部材２４と下側支持部材２５との間におけるＹ方向の両端部には、作動ロッド１７と平行に上下方向（Ｚ方向）に延びる支持ロッド２８がそれぞれ設けられて該両支持部材２４，２５に支持されている。すなわち、各支持ロッド２８の上下両端部には、ネジ部２８ａがそれぞれ形成されており、これらネジ部２８ａが上側及び下側支持部材２４，２５をそれぞれ貫通して、ナット２９との螺合により上側及び下側支持部材２４，２５にそれぞれ固定されている。
【００３８】
上記支持ロッド２８には、移動部材３１が支持ロッド２８の軸方向（上下方向）に移動可能に支持されている。この移動部材３１は、Ｘ方向から見て矩形状をなす連結部３１ａを有している。この連結部３１ａは、該連結部３１ａの溶接ガン本体３側の面（図２の右側の面）にて、溶接ガン本体３のケース４の側面に連結固定されている。連結部３１ａにおけるトランス支持部１０側の面（図２の左側の面）の４つの角部近傍には、トランス支持部１０側に向かって水平に延びるスライド部３１ｂがそれぞれ設けられている。Ｙ方向一側の上下２つのスライド部３１ｂは、Ｙ方向一側の支持ロッド２８に上下方向に移動可能に支持され、Ｙ方向他側の上下２つのスライド部３１ｂは、Ｙ方向他側の支持ロッド２８に上下方向に移動可能に支持されている。こうして、溶接ガン本体３（及び固定電極１２）は、移動部材３１を介して、支持ロッド２８に沿って上下方向に移動可能になっている。尚、支持ロッド２８は１つであってもよく、この１つの支持ロッド２８に移動部材３１が該支持ロッド２８の軸方向に移動可能に支持されるようにすることも可能である。
【００３９】
上記各支持ロッド２８の軸方向の一側端部（下側端部）の周囲（下側のスライド部３１ｂと下側支持部材２５との間）には、下側のスライド部３１ｂを介して移動部材３１を、支持ロッド２８に対して該支持ロッド２８の軸方向の他側（上側）へ付勢する第１の圧縮コイルバネ３２が配設されている。一方、各支持ロッド２８の軸方向の他側端部（上側端部）の周囲（上側のスライド部３１ｂと上側支持部材２４との間）には、上側のスライド部３１ｂを介して移動部材３１を、支持ロッド２８に対して該支持ロッド２８の軸方向の上記一側（下側）へ付勢する、第１の圧縮コイルバネ３２よりも付勢力が弱く設定された第２の圧縮コイルバネ３３が配設されている。第１及び第２の圧縮コイルバネ３２，３３は、各支持ロッド２８毎に１つずつ配設されていてもよく、複数ずつ配設されていてもよい（この場合、複数の圧縮コイルバネを同心状に配設する）。
【００４０】
第２の圧縮コイルバネ３３の付勢力が第１の圧縮コイルバネ３３の付勢力よりも弱いので、移動部材３１は、第１の圧縮コイルバネ３２と第２の圧縮コイルバネ３３との付勢力の差により支持ロッド２８の軸方向の上記他側（上側）へ付勢されることになる。しかし、後述の如く、イコライズユニット２１の作動前（イコライズ前）の状態では、後述のイコライズ作動用リンクレバー部材３９により、図２の位置から上側へ移動できないようになっている。
【００４１】
第１の圧縮コイルバネ３２による移動部材３１のトータル付勢力は、溶接ガン本体３の重量（固定電極１２、可動電極１３、加圧軸、移動部材３１等の重量も含む）よりも所定量（移動部材３１の上昇に連れて小さくなる）だけ大きい。この所定量は、第２の圧縮コイルバネ３３の付勢力を考慮して、移動部材３１を押し上げることが可能な値に設定される。
【００４２】
上記移動部材３１の連結部３１ａにおけるトランス支持部１０側の面のＹ方向中央部の下側部分には、ピン支持部３１ｃがトランス支持部１０側に突出形成されている。このピン支持部３１ｃには、イコライズ作動ピン３５が上下方向に貫通している。このイコライズ作動ピン３５の外周面には、ピン支持部３１ｃの下面に固定されたナット３６と螺合するネジ部３５ａが形成され、この螺合により、イコライズ作動ピン３５が上下方向に移動可能にピン支持部３１ｃに支持されている。イコライズ作動ピン３５の下端部には、イコライズ作動ピン３５を回動させるための工具と係合する係合凹部３５ｂが形成されており、その工具によりイコライズ作動ピン３５を回動させることで、イコライズ作動ピン３５のピン支持部３１ｃに対する上下位置を調整可能になっている。
【００４３】
上記下側支持部材２５の上面におけるＹ方向中央部には、リンクレバー部材支持部２５ａが上側に突出形成されている。このリンクレバー部材支持部２５ａは、上記ピン支持部３１ｃに対してトランス支持部１０側に位置している。
【００４４】
上記リンクレバー部材支持部２５ａの上端部には、Ｙ方向に延びる支持ピン３８を介してイコライズ作動用リンクレバー部材３９（以下、リンクレバー部材３９という）が支持されている。このリンクレバー部材３９は、支持ピン３８の回りに回動可能になされていて、上記支持構造部に回動可能に支持されていることになる。支持ピン３８は、リンクレバー部材３９の回動軸に相当する。
【００４５】
上記リンクレバー部材３９は、支持ピン３８（回動軸）の周囲部から該周囲部の径方向外側に延びる第１及び第２腕部３９ａ，３９ｂを有していて、支持ピン３８の軸方向から見て略Ｌ字状をなしている。第１腕部３９ａは、上記周囲部から溶接ガン本体３側に延びて、その先端部はイコライズ作動ピン３５の上側に位置している。第２腕部３９ｂは、上記周囲部から上側に延びて、その先端部は上側支持部材２４の近傍に位置している。リンクレバー部材支持部２５ａ、リンクレバー部材３９及びイコライズ作動ピン３５は、Ｙ方向において同じ位置に位置している。
【００４６】
第１腕部３９ａの先端部の下部には、移動部材３１が第１の圧縮コイルバネ３２と第２の圧縮コイルバネ３３との付勢力の差により支持ロッド２８の上側へ付勢されることで、移動部材３１のイコライズ作動ピン３５により押圧される押圧部３９ｃが設けられている。また、第２腕部３９ｂの先端部には、上記押圧部３９ｃの押圧によるリンクレバー部材３９の回動力により、上記作動ロッド１７の周側面に当接するローラ部材４０が設けられている。このローラ部材４０は、Ｙ方向に延びる回転軸４１の回りに回転可能になされている。
【００４７】
上記作動ロッド１７は、リンクレバー部材支持部２５ａ及びリンクレバー部材３９に対してトランス支持部１０側の近傍でかつＹ方向においてリンクレバー部材３９及びイコライズ作動ピン３５と同じ位置を上下方向に延びている。また、作動ロッド１７は、上下２部材で構成されていて、作動ロッド１７の上端部を構成する第１部材１７ａと、それ以外の部分を構成する第２部材１７ｂとからなる（図４では、第１部材１７ａの一部のみ示す）。第１部材１７ａと第２部材１７ｂとは、上記支持ピン３８の近傍で互いに結合されている。第２部材１７ｂの下端部は、上記の如く、一端部が加圧軸６に固定された連結部材１６の他端部に固定されている。作動ロッド１７の上端部（第１部材１７ａ）は、上側支持部材２４のＹ方向中央部に設けられた作動ロッド支持部２４ａの挿通孔２４ｂ（上下に貫通する孔）に挿通されて、第１部材１７ａの上端は、作動ロッド支持部２４ａの上面よりも上側に位置している。
【００４８】
上記作動ロッド１７の周側面における上記ローラ部材４０の当接部分（第１部材１７ａの溶接ガン本体３側の部分）には、上記サーボモータ５による可動電極１３の固定電極１２の側への移動に伴う該作動ロッド１７の移動時に、上記イコライズ作動ピン３５による上記押圧部３９ｃの押圧により上記リンクレバー部材３９を回動させるためのカム部１７ｃが形成されている。このカム部１７ｃは、作動ロッド１７における可動電極１３とは反対側の端部に設けられていることになる。カム部１７ｃは、第１カム部１７ｄと、作動ロッド１７の軸方向において第１カム部１７ｄに対して可動電極１３とは反対側（上側）に設けられ、作動ロッド１７の径方向において第１カム部１７ｄよりも作動ロッド１７の軸心に近い側に位置する第２カム部１７ｅと、第１カム部１７ｄと第２カム部１７ｅとを繋ぐ傾斜カム部１７ｆとからなる。第１及び第２カム部１７ｄ，１７ｅは、作動ロッド１７の軸心に沿った方向（上下方向）に延びていて、平坦状に形成されている。傾斜カム部１７ｆは、可動電極１３とは反対側（上側）に向かって作動ロッド１７の軸心に近付くように傾斜していることになる。
【００４９】
イコライズ前の状態では、上記ローラ部材４０が第１カム部１７ｄに当接している。このとき、上記のように上側へ付勢される移動部材３１のイコライズ作動ピン３５によってリンクレバー部材３９の押圧部３９ｃが上側に押圧されることで、リンクレバー部材３９には、支持ピン３８の回りに図２で反時計回りに回動しようとする力が作用するが、ローラ部材４０が第１カム部１７ｄに当接しているため、リンクレバー部材３９は、図２の状態からそれ以上回動することはできない。また、移動部材３１（イコライズ作動ピン３５）は、図２の状態から上側に移動することはできない。このとき、イコライズ作動ピン３５のピン支持部３１ｃに対する上下位置を調整することで、イコライズ前の、ロボットアームに対する溶接ガン本体３の高さ位置、つまり固定電極１２の高さ位置を調整することができる。
【００５０】
尚、作動ロッド１７（第１部材１７ａ）は、ローラ部材４０によりトランス支持部１０側へ押圧されるが、作動ロッド支持部２４ａの挿通孔２４ｂに挿通されている部分が該挿通孔２４ｂの内周面に当接するため、作動ロッド１７の上端部が下端部に対してトランス支持部１０側に傾くことはない。
【００５１】
上記サーボモータ５により可動電極１３が固定電極１２の側（下側）へ移動すると、これに伴って作動ロッド１７も下側へ移動することになる。これにより、図５に示すように、作動ロッド１７のローラ部材４０に対応する部分が、カム部１７ｃの第１カム部１７ｄから傾斜カム部１７ｆとなる。リンクレバー部材３９は、その押圧部３９ｃがイコライズ作動ピン３５によって上側へ押圧されて、図２で反時計回りに回動しようとしているので、ローラ部材４０は、カム部１７ｃの第１カム部１７ｄから傾斜カム部１７ｆに当接することになる。傾斜カム部１７ｆの作動ロッド１７の軸心に対する傾斜角は、緩やかになっていて、リンクレバー部材３９は、ローラ部材４０が傾斜カム部１７ｆに当接しながら回動するようになっている。この当接状態を維持しながらリンクレバー部材３９が回動することで、移動部材３１（イコライズ作動ピン３５）が支持ロッド２８の軸方向の上記他側（上側）へ移動する。これによって、移動部材３１に連結固定された溶接ガン本体３と共に固定電極１２が上側へ移動して、固定電極１２が、固定電極１２と可動電極１３との間に位置する被溶接物に当接するようになっている。
【００５２】
固定電極１２が被溶接物に当接すると、移動部材３１（イコライズ作動ピン３５）はそれ以上上昇できなくなるので、押圧部３９ｃがイコライズ作動ピン３５から離間可能になる。すなわち、可動電極１３が被溶接物に当接した状態では、作動ロッド１７のローラ部材４０に対応する部分がカム部１７ｃの第２カム部１７ｅとなっており、リンクレバー部材３９は、ローラ部材４０が第２カム部１７ｅに当接するまで更に回動することができる。これにより、リンクレバー部材３９は、押圧部３９ｃがイコライズ作動ピン３５に当接する回動位置と、ローラ部材４０が第２カム部１７ｅに当接する回動位置との間でフリーに回動可能になる。ローラ部材４０が第２カム部１７ｅに当接する回動位置にリンクレバー部材３９が位置するときの、押圧部３９ｃのイコライズ作動ピン３５からの離間距離が、固定電極１２の被溶接物への当接後のイコライズ量として設定されている。本実施形態では、そのイコライズ量を５ｍｍとしている（尚、固定電極１２の被溶接物に当接するまでのイコライズ量も５ｍｍとしており、トータルイコライズ量は１０ｍｍである）。このとき、溶接ガン本体３がロボットアームに対してフローティングされた状態にあり、第１及び第２の圧縮コイルバネ３２，３３の付勢力の大小関係で、固定電極１２は被溶接物の位置に倣う。こうして、溶接ガン本体３がロボットアーム２に対してイコライズされる。
【００５３】
次に、上記スポット溶接装置１により被溶接物に溶接する際の動作を、図６により説明する。この説明では、被溶接物を、互いに上下に重ね合わされた、水平方向に延びる上側及び下側金属板材５１，５２とし、これら両金属板材５１，５２の所定箇所をスポット溶接するものとする。
【００５４】
最初に、図６（ａ）に示すように、ロボットアーム２を駆動して、両金属板材５１，５２が固定電極１２と可動電極１３との間に位置するようにするとともに、固定電極１２が、下側金属板材５２の溶接すべき箇所の下側に位置するようにする。このとき、固定電極１２の上端と下側金属板材５２の下面との間の距離は、所定値（本実施形態では、５ｍｍ）に設定されている。この所定値は、固定電極１２の被溶接物に当接するまでのイコライズ量である。加圧軸６は、上下方向に延びかつ溶接ガン本体３のケース４の下側に位置する状態（図１の状態）にある。
【００５５】
続いて、上記サーボモータ５により可動電極１３を下側へ移動させる。この可動電極１３の移動に伴って作動ロッド１７も下側へ移動するため、作動ロッド１７のカム部１７ｃの傾斜カム部１７ｆによってリンクレバー部材３９が図２で反時計回りに回動し、これにより、移動部材３１（イコライズ作動ピン３５）が上昇する。この上昇により、溶接ガン本体３と共に固定電極１２が上側へ移動して、固定電極１２が下側金属板材５２に当接する（図６（ｂ）参照）。このとき、リンクレバー部材３９は、ローラ部材４０が傾斜カム部１７ｆに当接した状態で回動するので、固定電極１２が下側金属板材５２に急激に当接するようなことはなく、緩やかに当接する。この結果、固定電極１２が被溶接物に対して付与する衝撃力を緩和することができる。尚、移動部材３１及び溶接ガン本体３が、例えば水平方向に移動する場合には、第１の圧縮コイルバネ３２により移動部材３１が勢い良く押圧されるが、第２の圧縮コイルバネ３３によりそのエネルギーを吸収することができる。したがって、溶接ガン本体３の姿勢が変化しても、上記衝撃力を小さい値のままで大きく変化しないようにすることができる。
【００５６】
可動電極１３は連続的に下側へ移動して、やがて上側金属板材５１に当接する（図６（ｃ）参照）。このとき既に、ローラ部材４０が第２カム部１７ｅに当接可能な状態になっている。これにより、リンクレバー部材３９は、押圧部３９ｃがイコライズ作動ピン３５に当接する回動位置と、ローラ部材４０が第２カム部１７ｅに当接する回動位置との間でフリーに回動することになり、固定電極１２の下側金属板材５２への当接後のイコライズ量が５ｍｍ確保される。このとき、溶接ガン本体３がフローティングされた状態（つまりイコライズされた状態）にあり、第１及び第２の圧縮コイルバネ３２，３３の付勢力の大小関係で、固定電極１２は下側金属板材５２の位置に倣う。このフローティングにより、可動電極１３の加圧時に、上側及び下側金属板材５１，５２が変形しないように固定電極１２及び可動電極１３にかかる力を適切にすることができる。
【００５７】
可動電極１３が上側金属板材５１に当接した後、固定電極１２及び可動電極１３間に上側及び下側金属板材５１，５２を挟持した状態で、上側及び下側金属板材５１，５２の上記所定箇所にスポット溶接を行う。こうして溶接品質の良好なスポット溶接を行うことができる。
【００５８】
溶接後は、可動電極１３を上昇させて元の位置に戻す。これにより、作動ロッド１７も上側へ移動し、このとき、ローラ部材４０が傾斜カム部１７ｆによって押圧されて、リンクレバー部材３９が図５で時計回りに回動する。これにより、イコライズ作動ピン３５が押圧部３９ｃにより下側へ押されて、移動部材３１がイコライズ前の位置へ戻る。この結果、溶接ガン本体３及び固定電極１２もイコライズ前の位置へ戻り、図６（ａ）の状態になる。次いで、ロボットアーム２を駆動して、固定電極１２を、次の溶接すべき箇所の下側へ移動させて、上記の動作を繰り返す。
【００５９】
したがって、本実施形態では、イコライズユニット２１の動作を電気駆動力や流体圧を用いない構成にしたので、その構成を簡素にすることができるとともに、低コストにすることができる。また、イコライズユニット２１が、溶接ガン本体３に対して外付け構成となるので、イコライズユニット２１の汎用性を高めることができる。すなわち、可動電極１３のストロークが異なる溶接ガン本体３に対して、カム部１７ｃにおける傾斜カム部１７ｆの傾斜角度や傾斜カム部１７ｆの作動ロッド１７の軸方向の位置等を変更すればよい。特に本実施形態では、作動ロッド１７が、カム部１７ｃを含む第１部材１７ａと、それ以外の第２部材１７ｂとからなるので、第１部材１７ａを交換するだけでよい。また、溶接ガン本体３の重量が変わる場合には、第１及び第２圧縮コイルバネ３２，３３を交換すればよい。さらに、ローラ部材４０がカム部１７ｃの傾斜カム部１７ｆに当接しながらリンクレバー部材３９が回動するので、固定電極１２が被溶接物に対して付与する衝撃力を緩和することができる。また、第１の圧縮コイルバネ３２に加えて第２の圧縮コイルバネ３３を設けたことにより、溶接ガン本体３の姿勢が変化しても、ローラ部材４０が傾斜カム部１７ｆに当接しながらリンクレバー部材３９が回動することと相俟って、固定電極１２が被溶接物に対して付与する衝撃力を緩和することができる。よって、被溶接物の変形を抑制することができて、溶接品質を向上させることができる。
【００６０】
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。
【００６１】
例えば、上記実施形態では、溶接ガン本体３を、支持体としてのロボットアーム２に支持するようにしたが、支持体はロボットアーム２には限られない。
【００６２】
上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、イコライズユニットを備えるスポット溶接装置に有用である。
【符号の説明】
【００６４】
１ スポット溶接装置
２ ロボットアーム（支持体）
３ 溶接ガン本体
４ サーボモータ（駆動手段）
１２ 固定電極
１３ 可動電極
１５ 固定アーム
１７ 作動ロッド
１７ｃ カム部
１７ｄ 第１カム部
１７ｅ 第２カム部
１７ｆ 傾斜カム部
２１ イコライズユニット
２３ ベースプレート（支持構造部）
２４ 上側支持部材（支持構造部）
２５ 下側支持部材（支持構造部）
２８ 支持ロッド
３１ 移動部材
３２ 第１の圧縮コイルバネ
３３ 第２の圧縮コイルバネ
３５ イコライズ作動ピン
３９ イコライズ作動用リンクレバー部材
３９ａ 第１腕部
３９ｂ 第２腕部
３９ｃ 押圧部
４０ ローラ部材
５１ 上側金属板材（被溶接物）
５２ 下側金属板材（被溶接物）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イコライズユニットを備えるスポット溶接装置に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車生産ラインで用いられるスポット溶接装置は、多関節ロボットアームの先端部に支持される溶接ガン本体と、金属製板材等のワーク（被溶接物）の溶接箇所を挟持して溶接を行う固定電極及び可動電極とを備えている。このようなスポット溶接装置は、自動車車体の複数箇所を溶接するべく、ワークの溶接箇所に、固定電極及び可動電極をワークを挟むように位置させて、溶接ガン本体に設けられたサーボモータ等により可動電極に加圧力を付与することで、ワークを固定電極及び可動電極間に挟持して溶接を行う。このとき、ワークの傾斜状態や組枚数に応じて、溶接ガン本体の姿勢制御、可動電極の加圧力制御、ワーク支持力制御等を行うようになっている。
【０００３】
ここで、上記溶接ガン本体は、通常、イコライズ装置を介して多関節ロボットアームの先端部に支持される。このイコライズ装置は、可動電極の加圧時に、固定電極及び可動電極間に位置するワークに無理な加圧力がかからないように、溶接ガン本体の重量バランスをとるとともに、固定電極及び可動電極にかかる力のバランスをとることを目的として設けられる。このイコライズ装置によって、固定電極及び可動電極にかかる力を同等にして、ナゲットを安定して生成することができるとともに、ワークの変形を抑制することが可能になる。
【０００４】
ところで、従来のイコライズ装置の多くは、エアシリンダ等のように流体圧を用いて作動するようになされている。この場合、ロボットの制御装置から加圧及び開放信号が、溶接ガン本体に送られると同時にイコライズ用シリンダにも送られ、イコライズ用シリンダの作動により、溶接ガン本体がロボットアームに対してバネ力でイコライズされるようになっている。
【０００５】
一方、流体圧を用いないイコライズ装置も知られている（例えば、特許文献１参照）。このイコライズ装置は、溶接ガン本体に内蔵されたものであって、溶接ガン本体内における加圧駆動部により進退する加圧軸に凹部を形成し、該加圧軸の進出時に、レバーの先端部に設けられたローラ部材が、加圧軸の凹部内に落ち込むことでレバーが回動し、これにより、溶接ガン本体がロボットアームに対してバネ力でイコライズされるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１４２８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来の、流体圧を用いるイコライズ装置では、イコライズ用シリンダが必要になるとともに、流体回路に、切換えバルブ、スピコン（流量調整弁）、レギュレータ等を設ける必要があり、このため、装置が複雑になるとともに、コストがかかるという問題がある。また、バネ力は、溶接ガン本体の重量に打ち勝つ大きさにする必要があるが、溶接ガン本体の姿勢によっては、そのような大きさは必ずしも必要ではなく、このため、溶接ガン本体の姿勢によっては、イコライズ時に、固定電極がワークに対して大きな衝撃力でもって当接する場合がある。この結果、ワークを変形させないようにするためのバネ力の調整が困難であり、溶接品質を安定させることができないという問題がある。
【０００８】
しかも、上記流体圧を用いるイコライズ装置は、通常、各溶接ガン本体毎に専用の装置として設けられる構成となっており、このため、イコライズ装置を標準化することが困難であり、この結果、イコライズ装置の量産性が低下して、その製造コストがアップするという問題もある。
【０００９】
一方、上記特許文献１のように、流体圧を用いないイコライズ装置では、イコライズ用シリンダ等は不要になるので、流体圧を用いるイコライズ装置よりも簡素化及び小型化することが可能になる。
【００１０】
しかしながら、上記流体圧を用いないイコライズ装置では、加圧軸のストロークが異なる溶接ガン本体に設ける場合には、加圧軸に設けられる凹部の位置を変更しなければならず、このような加圧軸の変更は容易ではない。このため、加圧軸は、溶接ガン本体に専用のものとなり、汎用性に乏しいという問題がある。
【００１１】
また、上記流体圧を用いないイコライズ装置においても、上記流体圧を用いるイコライズ装置と同様に、ワークを変形させないようにするためのバネ力の調整が困難であり、しかも、レバーに設けられたローラ部材が凹部内に一気に落ち込み、これにより、大きなバネ力が衝撃力としてワークに瞬時に作用することになる。
【００１２】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、イコライズユニットを備えるスポット溶接装置において、イコライズユニットを流体圧を用いない構成にするとともに、イコライズユニットに汎用性をもたせ、しかも、固定電極が被溶接物に対して付与する衝撃力を緩和して、被溶接物の変形を抑制し、溶接品質を出来る限り向上させようとすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明では、支持体に支持される溶接ガン本体と、該溶接ガン本体に固定アームを介して固定された固定電極と、上記溶接ガン本体と上記固定電極との間で該固定電極に対向するように配設され、駆動手段により該対向方向に駆動される可動電極と、上記溶接ガン本体と上記支持体との間に設けられたイコライズユニットとを備えるスポット溶接装置を対象として、
上記イコライズユニットは、
上記可動電極に連結され、上記対向方向に延びる作動ロッドと、
上記作動ロッドと平行に延びる支持ロッドと、
上記支持体に固定され、上記支持ロッドを支持する支持構造部と、
上記支持ロッドに該支持ロッドの軸方向に移動可能に支持され、上記溶接ガン本体に連結された移動部材と、
上記支持ロッドの軸方向の一側端部に設けられ、上記移動部材を、上記支持ロッドに対して該支持ロッドの軸方向の他側へ付勢する第１の圧縮コイルバネと、
上記支持ロッドの軸方向の他側端部に設けられ、上記移動部材を、上記支持ロッドに対して該支持ロッドの軸方向の上記一側へ付勢する、上記第１の圧縮コイルバネよりも付勢力が弱く設定された第２の圧縮コイルバネと、
上記移動部材に設けられたイコライズ作動ピンと、
上記支持構造部に回動可能に支持されたイコライズ作動用リンクレバー部材と、
を備え、
上記イコライズ作動用リンクレバー部材は、上記移動部材が上記第１の圧縮コイルバネと上記第２の圧縮コイルバネとの付勢力の差により上記支持ロッドの軸方向の上記他側へ付勢されることで、該移動部材の上記イコライズ作動ピンにより押圧される押圧部と、該押圧部の押圧による該イコライズ作動用リンクレバー部材の回動力により、上記作動ロッドの周側面に当接する回転可能なローラ部材とを有し、
上記作動ロッドの周側面における上記ローラ部材の当接部分には、上記駆動手段による上記可動電極の上記固定電極の側への移動に伴う該作動ロッドの移動時に、上記イコライズ作動ピンによる上記押圧部の押圧により上記イコライズ作動用リンクレバー部材を回動させるためのカム部が形成されており、
上記カム部は、第１カム部と、上記作動ロッドの軸方向において該第１カム部に対して上記可動電極とは反対側に設けられ、作動ロッドの径方向において第１カム部よりも作動ロッドの軸心に近い側に位置する第２カム部と、第１カム部と第２カム部とを繋ぐ、可動電極とは反対側に向かって作動ロッドの軸心に近付くように傾斜する傾斜カム部とからなり、
上記駆動手段による上記可動電極の上記固定電極の側への移動に伴う上記作動ロッドの移動時に、上記ローラ部材が上記カム部の第１カム部から傾斜カム部に当接して該当接状態を維持しながら上記イコライズ作動用リンクレバー部材が回動することで、上記移動部材が上記支持ロッドの軸方向の上記他側へ移動することによって、該移動部材に連結された溶接ガン本体と共に上記固定電極が移動して、該固定電極が、該固定電極と上記可動電極との間に位置する被溶接物に当接するように構成されている、
という構成とした。
【００１４】
上記の構成により、イコライズユニットを流体圧を用いない構成にしたので、その構成を簡素にすることができるとともに、低コストにすることができる。また、イコライズユニットは、溶接ガン本体と溶接ガン本体支持体との間に設けられるため、溶接ガン本体に対して外付け構成となる。これにより、可動電極のストロークが異なる溶接ガン本体に対しては、作動ロッド（傾斜カム部の傾斜角度や傾斜カム部の作動ロッド軸方向の位置等）を変更すればよく、作動ロッドの交換は容易にできる。そして、溶接ガン本体の重量が変わる場合には、第１及び第２圧縮コイルバネを交換すればよい。この結果、イコライズユニットの主要部は、共通にすることができ、イコライズユニットの汎用性を高めることができる。
【００１５】
また、ローラ部材がカム部の第１カム部から傾斜カム部に当接して該当接状態を維持しながらイコライズ作動用リンクレバー部材が回動することで、移動部材が移動することによって、移動部材に連結された溶接ガン本体と共に固定電極が移動して、該固定電極が被溶接物に当接するので、固定電極が被溶接物に急激に当接するようなことはなく、傾斜カム部の角度を適切に設定することによって、緩やかに当接させるようにすることができる。この結果、固定電極が被溶接物に対して付与する衝撃力を緩和することができる。
【００１６】
さらに、第１及び第２の圧縮コイルバネにより、溶接ガン本体の姿勢に関係なく、固定電極が被溶接物に対して付与する衝撃力を緩和することができる。すなわち、第１の圧縮コイルバネが移動部材を例えば水平方向に移動させる際には、移動部材が勢い良く押圧されるが、第２の圧縮コイルバネによりそのエネルギーを吸収することができる。これにより、溶接ガン本体の姿勢が変化しても、ローラ部材が傾斜カム部に当接しながらイコライズ作動用リンクレバー部材が回動することと相俟って、上記衝撃力を小さい値のままで大きく変化しないようにすることができる。したがって、被溶接物の変形を抑制することができて、溶接品質を向上させることができる。
【００１７】
上記スポット溶接装置において、上記固定電極が上記被溶接物に当接することにより、上記押圧部が上記イコライズ作動ピンから離間可能に構成されている、ことが好ましい。
【００１８】
そして、上記押圧部の上記イコライズ作動ピンからの離間可能な距離が、上記固定電極の上記被溶接物への当接後のイコライズ量として設定されている。
【００１９】
すなわち、固定電極が被溶接物に当接すると、移動部材及びイコライズ作動ピンが支持ロッドの軸方向の他側へ移動できなくなる一方、イコライズ作動用リンクレバー部材は、第２カム部の位置によって更に回動できるようにしておけば、押圧部がイコライズ作動ピンから離間可能になる。この離間状態では、溶接ガン本体が支持体に対してフローティングされた状態にあり、第１及び第２の圧縮コイルバネの付勢力の大小関係で、固定電極は被溶接物の位置に倣う。このフローティング（つまりイコライズ）により、可動電極の加圧時に、被溶接物が変形しないように固定電極及び可動電極にかかる力を適切にすることができる。
【００２０】
上記スポット溶接装置において、上記イコライズ作動用リンクレバー部材は、その回動軸の周囲部から該周囲部の径方向外側に延びる第１及び第２腕部を有していて、上記回動軸方向から見て略Ｌ字状をなし、上記第１腕部の先端部に、上記押圧部が設けられ、上記第２腕部の先端部に、上記ローラ部材が設けられている、ことが好ましい。
【００２１】
このことにより、押圧部及びローラ部材が設けられたイコライズ作動用リンクレバー部材を容易に構成することができる。
【００２２】
上記スポット溶接装置において、上記作動ロッドのカム部は、該作動ロッドにおける上記可動電極とは反対側の端部に設けられている、ことが好ましい。
【００２３】
このことで、作動ロッドにおいてカム部を含む部分を他の部分とは異なる部材で構成することで、可動電極のストロークが異なる溶接ガン本体に対して、カム部を含む部分のみを変更すればよく、作動ロッド全体を交換する場合に比べて容易になる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明のスポット溶接装置によると、イコライズユニットを流体圧を用いない構成にしたので、その構成を簡素にすることができるとともに、低コストにすることができる。また、イコライズユニットが、溶接ガン本体に対して外付け構成となるので、イコライズユニットの汎用性を高めることができる。さらに、ローラ部材がカム部の傾斜カム部に当接しながらイコライズ作動用リンクレバー部材が回動するので、固定電極が被溶接物に対して付与する衝撃力を緩和することができる。また、第１の圧縮コイルバネに加えて第２の圧縮コイルバネを設けたことにより、溶接ガン本体の姿勢が変化しても、ローラ部材が傾斜カム部に当接しながらイコライズ作動用リンクレバー部材が回動することと相俟って、固定電極が被溶接物に対して付与する衝撃力を緩和することができる。よって、被溶接物に対して変形抑制及び可動電極と固定電極の加圧力を均等にする事が可能となり、溶接品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係るスポット溶接装置を示す側面図である。
【図２】イコライズユニットを、ユニット取付プレート及びベースプレートの記載を省略して示すとともに、一部の構成要素を破断して示す、図１と同じ方向から見た側面図である。
【図３】図２のIII方向矢示図である。
【図４】図２のIV方向矢示図である。
【図５】可動電極が固定電極の側へ移動している状態を示す図２相当図である。
【図６】スポット溶接装置による溶接時の固定電極及び可動電極の動きを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態に係るスポット溶接装置を示す。このスポット溶接装置１は、支持体としての多関節ロボットアーム２の先端部に支持される溶接ガン本体３を備えている。この溶接ガン本体３のケース４内には、後述の可動電極１３を駆動する駆動手段としてのサーボモータ５が収容されている。このサーボモータ５の駆動力により、ケース４内側から外側に突出する加圧軸６がその軸方向に移動するように駆動される。この加圧軸６の軸方向の移動は、サーボモータ５の回転が不図示の送りねじ機構により変換されたものである。尚、加圧軸６は、多関節ロボットアーム２の軸心回りの回動によってあらゆる方向に向くことが可能であるが、本実施形態では、加圧軸６が、上下方向（図１のＺ方向）に延びかつケース４の下側に位置する状態（図１の状態）にあるものとして説明する。
【００２８】
上記溶接ガン本体３と上記ロボットアーム２との間には、イコライズユニット２１が設けられている。尚、本実施形態では、イコライズユニット２１とロボットアーム２との間に、溶接用トランス９を支持するトランス支持部１０が介在している。このトランス支持部１０（溶接用トランス９）と溶接ガン本体３とは略同じ高さ位置に位置する。
【００２９】
溶接ガン本体３のケース４の側面には、先端に固定電極１２が設けられた固定アーム１５が固定されている。この固定アーム１５は、ケース４の側面からトランス支持部１０の下側位置へ向かって斜めに延びた後、トランス支持部１０の下側において鉛直方向下側へ延び、その下端から溶接ガン本体３の下側へ向かって水平に延びている。固定電極１２は、溶接ガン本体３の真下側に位置するようになされている。
【００３０】
また、溶接ガン本体３と固定電極１２との間で該固定電極１２に対向するように可動電極１３が配設されている。この可動電極１３は、溶接ガン本体３のケース４の下面から突出する加圧軸６の先端に設けられていて、上記サーボモータ５により、加圧軸６を介して、固定電極１２と可動電極１３との対向方向（上下方向）に駆動されて移動する。
【００３１】
そして、ロボットアーム２により、固定電極１２及び可動電極１３を、被溶接物（例えば自動車車体の金属板材等）を挟むように位置させて、可動電極１３に加圧力を付与することで、被溶接物を固定電極１２及び可動電極１３間に挟持して溶接を行う。このとき、後述の如く、イコライズユニット２１が作動して溶接ガン本体３がロボットアーム２に対してイコライズされる。
【００３２】
上記加圧軸６の軸方向（上下方向）中間部には、水平方向に延びる連結部材１６の一端部が、加圧軸６の周囲を囲んだ状態で固定されている。この連結部材１６の他端部には、上下方向に延びる作動ロッド１７の下端部が固定されている。この作動ロッド１７は、可動電極１３に連結されているとともに、上記対向方向に延びていることになる。作動ロッド１７は、イコライズユニット２１の一部を構成している。
【００３３】
溶接用トランス９と固定アーム１５とは、変形自在なシャント１８で接続され、溶接用トランス９と連結部材１６の他端部の近傍とは、変形自在なシャント１９で接続されて、溶接用電流用の回路を構成している。
【００３４】
上記イコライズユニット２１は、２つのユニット取付プレート２２を有していて、該ユニット取付プレート２２によりトランス支持部１０に固定されている。２つのユニット取付プレート２２は、トランス支持部１０（溶接用トランス９）と溶接ガン本体３とが対向する方向（図１〜図３に記載のＸ方向）とは垂直な水平方向（図１の紙面に垂直な方向であって図３及び図４に記載のＹ方向）に互いに対向配置されている（図３及び図４参照）。
【００３５】
イコライズユニット２１は、図２〜図４に詳細に示すように、２つのユニット取付プレートにおけるトランス支持部１０とは反対側の端部にそれぞれ固定された２つのベースプレート２３を有している。２つのベースプレート２３も、２つのユニット取付プレート２２と同様に、Ｙ方向に対向配置されている。尚、図２では、ユニット取付プレート２２及びベースプレート２３の記載を省略している。また、図２の左右方向及び上下方向は、図１の左右方向（Ｘ方向）及び上下方向（Ｚ方向）とそれぞれ一致しており、イコライズユニット２１に対して図２の左側にトランス支持部１０（図２では記載していない）が位置し、図２の右側に溶接ガン本体３が位置する。
【００３６】
２つのベースプレート２３の上端部同士及び下端部同士は、それぞれ上側支持部材２４及び下側支持部材２５によって連結されている。２つのベースプレート２３並びに上側支持部材２４及び下側支持部材２５により、後述の支持ロッド２８を支持する枠状の支持構造部が構成され、この支持構造部は、ユニット取付プレート２２及びトランス支持部１０を介してロボットアーム２に固定されることになる。
【００３７】
上側支持部材２４と下側支持部材２５との間におけるＹ方向の両端部には、作動ロッド１７と平行に上下方向（Ｚ方向）に延びる支持ロッド２８がそれぞれ設けられて該両支持部材２４，２５に支持されている。すなわち、各支持ロッド２８の上下両端部には、ネジ部２８ａがそれぞれ形成されており、これらネジ部２８ａが上側及び下側支持部材２４，２５をそれぞれ貫通して、ナット２９との螺合により上側及び下側支持部材２４，２５にそれぞれ固定されている。
【００３８】
上記支持ロッド２８には、移動部材３１が支持ロッド２８の軸方向（上下方向）に移動可能に支持されている。この移動部材３１は、Ｘ方向から見て矩形状をなす連結部３１ａを有している。この連結部３１ａは、該連結部３１ａの溶接ガン本体３側の面（図２の右側の面）にて、溶接ガン本体３のケース４の側面に連結固定されている。連結部３１ａにおけるトランス支持部１０側の面（図２の左側の面）の４つの角部近傍には、トランス支持部１０側に向かって水平に延びるスライド部３１ｂがそれぞれ設けられている。Ｙ方向一側の上下２つのスライド部３１ｂは、Ｙ方向一側の支持ロッド２８に上下方向に移動可能に支持され、Ｙ方向他側の上下２つのスライド部３１ｂは、Ｙ方向他側の支持ロッド２８に上下方向に移動可能に支持されている。こうして、溶接ガン本体３（及び固定電極１２）は、移動部材３１を介して、支持ロッド２８に沿って上下方向に移動可能になっている。尚、支持ロッド２８は１つであってもよく、この１つの支持ロッド２８に移動部材３１が該支持ロッド２８の軸方向に移動可能に支持されるようにすることも可能である。
【００３９】
上記各支持ロッド２８の軸方向の一側端部（下側端部）の周囲（下側のスライド部３１ｂと下側支持部材２５との間）には、下側のスライド部３１ｂを介して移動部材３１を、支持ロッド２８に対して該支持ロッド２８の軸方向の他側（上側）へ付勢する第１の圧縮コイルバネ３２が配設されている。一方、各支持ロッド２８の軸方向の他側端部（上側端部）の周囲（上側のスライド部３１ｂと上側支持部材２４との間）には、上側のスライド部３１ｂを介して移動部材３１を、支持ロッド２８に対して該支持ロッド２８の軸方向の上記一側（下側）へ付勢する、第１の圧縮コイルバネ３２よりも付勢力が弱く設定された第２の圧縮コイルバネ３３が配設されている。第１及び第２の圧縮コイルバネ３２，３３は、各支持ロッド２８毎に１つずつ配設されていてもよく、複数ずつ配設されていてもよい（この場合、複数の圧縮コイルバネを同心状に配設する）。
【００４０】
第２の圧縮コイルバネ３３の付勢力が第１の圧縮コイルバネ３３の付勢力よりも弱いので、移動部材３１は、第１の圧縮コイルバネ３２と第２の圧縮コイルバネ３３との付勢力の差により支持ロッド２８の軸方向の上記他側（上側）へ付勢されることになる。しかし、後述の如く、イコライズユニット２１の作動前（イコライズ前）の状態では、後述のイコライズ作動用リンクレバー部材３９により、図２の位置から上側へ移動できないようになっている。
【００４１】
第１の圧縮コイルバネ３２による移動部材３１のトータル付勢力は、溶接ガン本体３の重量（固定電極１２、可動電極１３、加圧軸、移動部材３１等の重量も含む）よりも所定量（移動部材３１の上昇に連れて小さくなる）だけ大きい。この所定量は、第２の圧縮コイルバネ３３の付勢力を考慮して、移動部材３１を押し上げることが可能な値に設定される。
【００４２】
上記移動部材３１の連結部３１ａにおけるトランス支持部１０側の面のＹ方向中央部の下側部分には、ピン支持部３１ｃがトランス支持部１０側に突出形成されている。このピン支持部３１ｃには、イコライズ作動ピン３５が上下方向に貫通している。このイコライズ作動ピン３５の外周面には、ピン支持部３１ｃの下面に固定されたナット３６と螺合するネジ部３５ａが形成され、この螺合により、イコライズ作動ピン３５が上下方向に移動可能にピン支持部３１ｃに支持されている。イコライズ作動ピン３５の下端部には、イコライズ作動ピン３５を回動させるための工具と係合する係合凹部３５ｂが形成されており、その工具によりイコライズ作動ピン３５を回動させることで、イコライズ作動ピン３５のピン支持部３１ｃに対する上下位置を調整可能になっている。
【００４３】
上記下側支持部材２５の上面におけるＹ方向中央部には、リンクレバー部材支持部２５ａが上側に突出形成されている。このリンクレバー部材支持部２５ａは、上記ピン支持部３１ｃに対してトランス支持部１０側に位置している。
【００４４】
上記リンクレバー部材支持部２５ａの上端部には、Ｙ方向に延びる支持ピン３８を介してイコライズ作動用リンクレバー部材３９（以下、リンクレバー部材３９という）が支持されている。このリンクレバー部材３９は、支持ピン３８の回りに回動可能になされていて、上記支持構造部に回動可能に支持されていることになる。支持ピン３８は、リンクレバー部材３９の回動軸に相当する。
【００４５】
上記リンクレバー部材３９は、支持ピン３８（回動軸）の周囲部から該周囲部の径方向外側に延びる第１及び第２腕部３９ａ，３９ｂを有していて、支持ピン３８の軸方向から見て略Ｌ字状をなしている。第１腕部３９ａは、上記周囲部から溶接ガン本体３側に延びて、その先端部はイコライズ作動ピン３５の上側に位置している。第２腕部３９ｂは、上記周囲部から上側に延びて、その先端部は上側支持部材２４の近傍に位置している。リンクレバー部材支持部２５ａ、リンクレバー部材３９及びイコライズ作動ピン３５は、Ｙ方向において同じ位置に位置している。
【００４６】
第１腕部３９ａの先端部の下部には、移動部材３１が第１の圧縮コイルバネ３２と第２の圧縮コイルバネ３３との付勢力の差により支持ロッド２８の上側へ付勢されることで、移動部材３１のイコライズ作動ピン３５により押圧される押圧部３９ｃが設けられている。また、第２腕部３９ｂの先端部には、上記押圧部３９ｃの押圧によるリンクレバー部材３９の回動力により、上記作動ロッド１７の周側面に当接するローラ部材４０が設けられている。このローラ部材４０は、Ｙ方向に延びる回転軸４１の回りに回転可能になされている。
【００４７】
上記作動ロッド１７は、リンクレバー部材支持部２５ａ及びリンクレバー部材３９に対してトランス支持部１０側の近傍でかつＹ方向においてリンクレバー部材３９及びイコライズ作動ピン３５と同じ位置を上下方向に延びている。また、作動ロッド１７は、上下２部材で構成されていて、作動ロッド１７の上端部を構成する第１部材１７ａと、それ以外の部分を構成する第２部材１７ｂとからなる（図４では、第１部材１７ａの一部のみ示す）。第１部材１７ａと第２部材１７ｂとは、上記支持ピン３８の近傍で互いに結合されている。第２部材１７ｂの下端部は、上記の如く、一端部が加圧軸６に固定された連結部材１６の他端部に固定されている。作動ロッド１７の上端部（第１部材１７ａ）は、上側支持部材２４のＹ方向中央部に設けられた作動ロッド支持部２４ａの挿通孔２４ｂ（上下に貫通する孔）に挿通されて、第１部材１７ａの上端は、作動ロッド支持部２４ａの上面よりも上側に位置している。
【００４８】
上記作動ロッド１７の周側面における上記ローラ部材４０の当接部分（第１部材１７ａの溶接ガン本体３側の部分）には、上記サーボモータ５による可動電極１３の固定電極１２の側への移動に伴う該作動ロッド１７の移動時に、上記イコライズ作動ピン３５による上記押圧部３９ｃの押圧により上記リンクレバー部材３９を回動させるためのカム部１７ｃが形成されている。このカム部１７ｃは、作動ロッド１７における可動電極１３とは反対側の端部に設けられていることになる。カム部１７ｃは、第１カム部１７ｄと、作動ロッド１７の軸方向において第１カム部１７ｄに対して可動電極１３とは反対側（上側）に設けられ、作動ロッド１７の径方向において第１カム部１７ｄよりも作動ロッド１７の軸心に近い側に位置する第２カム部１７ｅと、第１カム部１７ｄと第２カム部１７ｅとを繋ぐ傾斜カム部１７ｆとからなる。第１及び第２カム部１７ｄ，１７ｅは、作動ロッド１７の軸心に沿った方向（上下方向）に延びていて、平坦状に形成されている。傾斜カム部１７ｆは、可動電極１３とは反対側（上側）に向かって作動ロッド１７の軸心に近付くように傾斜していることになる。
【００４９】
イコライズ前の状態では、上記ローラ部材４０が第１カム部１７ｄに当接している。このとき、上記のように上側へ付勢される移動部材３１のイコライズ作動ピン３５によってリンクレバー部材３９の押圧部３９ｃが上側に押圧されることで、リンクレバー部材３９には、支持ピン３８の回りに図２で反時計回りに回動しようとする力が作用するが、ローラ部材４０が第１カム部１７ｄに当接しているため、リンクレバー部材３９は、図２の状態からそれ以上回動することはできない。また、移動部材３１（イコライズ作動ピン３５）は、図２の状態から上側に移動することはできない。このとき、イコライズ作動ピン３５のピン支持部３１ｃに対する上下位置を調整することで、イコライズ前の、ロボットアームに対する溶接ガン本体３の高さ位置、つまり固定電極１２の高さ位置を調整することができる。
【００５０】
尚、作動ロッド１７（第１部材１７ａ）は、ローラ部材４０によりトランス支持部１０側へ押圧されるが、作動ロッド支持部２４ａの挿通孔２４ｂに挿通されている部分が該挿通孔２４ｂの内周面に当接するため、作動ロッド１７の上端部が下端部に対してトランス支持部１０側に傾くことはない。
【００５１】
上記サーボモータ５により可動電極１３が固定電極１２の側（下側）へ移動すると、これに伴って作動ロッド１７も下側へ移動することになる。これにより、図５に示すように、作動ロッド１７のローラ部材４０に対応する部分が、カム部１７ｃの第１カム部１７ｄから傾斜カム部１７ｆとなる。リンクレバー部材３９は、その押圧部３９ｃがイコライズ作動ピン３５によって上側へ押圧されて、図２で反時計回りに回動しようとしているので、ローラ部材４０は、カム部１７ｃの第１カム部１７ｄから傾斜カム部１７ｆに当接することになる。傾斜カム部１７ｆの作動ロッド１７の軸心に対する傾斜角は、緩やかになっていて、リンクレバー部材３９は、ローラ部材４０が傾斜カム部１７ｆに当接しながら回動するようになっている。この当接状態を維持しながらリンクレバー部材３９が回動することで、移動部材３１（イコライズ作動ピン３５）が支持ロッド２８の軸方向の上記他側（上側）へ移動する。これによって、移動部材３１に連結固定された溶接ガン本体３と共に固定電極１２が上側へ移動して、固定電極１２が、固定電極１２と可動電極１３との間に位置する被溶接物に当接するようになっている。
【００５２】
固定電極１２が被溶接物に当接すると、移動部材３１（イコライズ作動ピン３５）はそれ以上上昇できなくなるので、押圧部３９ｃがイコライズ作動ピン３５から離間可能になる。すなわち、可動電極１３が被溶接物に当接した状態では、作動ロッド１７のローラ部材４０に対応する部分がカム部１７ｃの第２カム部１７ｅとなっており、リンクレバー部材３９は、ローラ部材４０が第２カム部１７ｅに当接するまで更に回動することができる。これにより、リンクレバー部材３９は、押圧部３９ｃがイコライズ作動ピン３５に当接する回動位置と、ローラ部材４０が第２カム部１７ｅに当接する回動位置との間でフリーに回動可能になる。ローラ部材４０が第２カム部１７ｅに当接する回動位置にリンクレバー部材３９が位置するときの、押圧部３９ｃのイコライズ作動ピン３５からの離間距離が、固定電極１２の被溶接物への当接後のイコライズ量として設定されている。本実施形態では、そのイコライズ量を５ｍｍとしている（尚、固定電極１２の被溶接物に当接するまでのイコライズ量も５ｍｍとしており、トータルイコライズ量は１０ｍｍである）。このとき、溶接ガン本体３がロボットアームに対してフローティングされた状態にあり、第１及び第２の圧縮コイルバネ３２，３３の付勢力の大小関係で、固定電極１２は被溶接物の位置に倣う。こうして、溶接ガン本体３がロボットアーム２に対してイコライズされる。
【００５３】
次に、上記スポット溶接装置１により被溶接物に溶接する際の動作を、図６により説明する。この説明では、被溶接物を、互いに上下に重ね合わされた、水平方向に延びる上側及び下側金属板材５１，５２とし、これら両金属板材５１，５２の所定箇所をスポット溶接するものとする。
【００５４】
最初に、図６（ａ）に示すように、ロボットアーム２を駆動して、両金属板材５１，５２が固定電極１２と可動電極１３との間に位置するようにするとともに、固定電極１２が、下側金属板材５２の溶接すべき箇所の下側に位置するようにする。このとき、固定電極１２の上端と下側金属板材５２の下面との間の距離は、所定値（本実施形態では、５ｍｍ）に設定されている。この所定値は、固定電極１２の被溶接物に当接するまでのイコライズ量である。加圧軸６は、上下方向に延びかつ溶接ガン本体３のケース４の下側に位置する状態（図１の状態）にある。
【００５５】
続いて、上記サーボモータ５により可動電極１３を下側へ移動させる。この可動電極１３の移動に伴って作動ロッド１７も下側へ移動するため、作動ロッド１７のカム部１７ｃの傾斜カム部１７ｆによってリンクレバー部材３９が図２で反時計回りに回動し、これにより、移動部材３１（イコライズ作動ピン３５）が上昇する。この上昇により、溶接ガン本体３と共に固定電極１２が上側へ移動して、固定電極１２が下側金属板材５２に当接する（図６（ｂ）参照）。このとき、リンクレバー部材３９は、ローラ部材４０が傾斜カム部１７ｆに当接した状態で回動するので、固定電極１２が下側金属板材５２に急激に当接するようなことはなく、緩やかに当接する。この結果、固定電極１２が被溶接物に対して付与する衝撃力を緩和することができる。尚、移動部材３１及び溶接ガン本体３が、例えば水平方向に移動する場合には、第１の圧縮コイルバネ３２により移動部材３１が勢い良く押圧されるが、第２の圧縮コイルバネ３３によりそのエネルギーを吸収することができる。したがって、溶接ガン本体３の姿勢が変化しても、上記衝撃力を小さい値のままで大きく変化しないようにすることができる。
【００５６】
可動電極１３は連続的に下側へ移動して、やがて上側金属板材５１に当接する（図６（ｃ）参照）。このとき既に、ローラ部材４０が第２カム部１７ｅに当接可能な状態になっている。これにより、リンクレバー部材３９は、押圧部３９ｃがイコライズ作動ピン３５に当接する回動位置と、ローラ部材４０が第２カム部１７ｅに当接する回動位置との間でフリーに回動することになり、固定電極１２の下側金属板材５２への当接後のイコライズ量が５ｍｍ確保される。このとき、溶接ガン本体３がフローティングされた状態（つまりイコライズされた状態）にあり、第１及び第２の圧縮コイルバネ３２，３３の付勢力の大小関係で、固定電極１２は下側金属板材５２の位置に倣う。このフローティングにより、可動電極１３の加圧時に、上側及び下側金属板材５１，５２が変形しないように固定電極１２及び可動電極１３にかかる力を適切にすることができる。
【００５７】
可動電極１３が上側金属板材５１に当接した後、固定電極１２及び可動電極１３間に上側及び下側金属板材５１，５２を挟持した状態で、上側及び下側金属板材５１，５２の上記所定箇所にスポット溶接を行う。こうして溶接品質の良好なスポット溶接を行うことができる。
【００５８】
溶接後は、可動電極１３を上昇させて元の位置に戻す。これにより、作動ロッド１７も上側へ移動し、このとき、ローラ部材４０が傾斜カム部１７ｆによって押圧されて、リンクレバー部材３９が図５で時計回りに回動する。これにより、イコライズ作動ピン３５が押圧部３９ｃにより下側へ押されて、移動部材３１がイコライズ前の位置へ戻る。この結果、溶接ガン本体３及び固定電極１２もイコライズ前の位置へ戻り、図６（ａ）の状態になる。次いで、ロボットアーム２を駆動して、固定電極１２を、次の溶接すべき箇所の下側へ移動させて、上記の動作を繰り返す。
【００５９】
したがって、本実施形態では、イコライズユニット２１の動作を電気駆動力や流体圧を用いない構成にしたので、その構成を簡素にすることができるとともに、低コストにすることができる。また、イコライズユニット２１が、溶接ガン本体３に対して外付け構成となるので、イコライズユニット２１の汎用性を高めることができる。すなわち、可動電極１３のストロークが異なる溶接ガン本体３に対して、カム部１７ｃにおける傾斜カム部１７ｆの傾斜角度や傾斜カム部１７ｆの作動ロッド１７の軸方向の位置等を変更すればよい。特に本実施形態では、作動ロッド１７が、カム部１７ｃを含む第１部材１７ａと、それ以外の第２部材１７ｂとからなるので、第１部材１７ａを交換するだけでよい。また、溶接ガン本体３の重量が変わる場合には、第１及び第２圧縮コイルバネ３２，３３を交換すればよい。さらに、ローラ部材４０がカム部１７ｃの傾斜カム部１７ｆに当接しながらリンクレバー部材３９が回動するので、固定電極１２が被溶接物に対して付与する衝撃力を緩和することができる。また、第１の圧縮コイルバネ３２に加えて第２の圧縮コイルバネ３３を設けたことにより、溶接ガン本体３の姿勢が変化しても、ローラ部材４０が傾斜カム部１７ｆに当接しながらリンクレバー部材３９が回動することと相俟って、固定電極１２が被溶接物に対して付与する衝撃力を緩和することができる。よって、被溶接物の変形を抑制することができて、溶接品質を向上させることができる。
【００６０】
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。
【００６１】
例えば、上記実施形態では、溶接ガン本体３を、支持体としてのロボットアーム２に支持するようにしたが、支持体はロボットアーム２には限られない。
【００６２】
上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、イコライズユニットを備えるスポット溶接装置に有用である。
【符号の説明】
【００６４】
１ スポット溶接装置
２ ロボットアーム（支持体）
３ 溶接ガン本体
４ サーボモータ（駆動手段）
１２ 固定電極
１３ 可動電極
１５ 固定アーム
１７ 作動ロッド
１７ｃ カム部
１７ｄ 第１カム部
１７ｅ 第２カム部
１７ｆ 傾斜カム部
２１ イコライズユニット
２３ ベースプレート（支持構造部）
２４ 上側支持部材（支持構造部）
２５ 下側支持部材（支持構造部）
２８ 支持ロッド
３１ 移動部材
３２ 第１の圧縮コイルバネ
３３ 第２の圧縮コイルバネ
３５ イコライズ作動ピン
３９ イコライズ作動用リンクレバー部材
３９ａ 第１腕部
３９ｂ 第２腕部
３９ｃ 押圧部
４０ ローラ部材
５１ 上側金属板材（被溶接物）
５２ 下側金属板材（被溶接物）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体に支持される溶接ガン本体と、該溶接ガン本体に固定アームを介して固定された固定電極と、上記溶接ガン本体と上記固定電極との間で該固定電極に対向するように配設され、駆動手段により該対向方向に駆動される可動電極と、上記溶接ガン本体と上記支持体との間に設けられたイコライズユニットとを備えるスポット溶接装置であって、
上記イコライズユニットは、
上記可動電極に連結され、上記対向方向に延びる作動ロッドと、
上記作動ロッドと平行に延びる支持ロッドと、
上記支持体に固定され、上記支持ロッドを支持する支持構造部と、
上記支持ロッドに該支持ロッドの軸方向に移動可能に支持され、上記溶接ガン本体に連結された移動部材と、
上記支持ロッドの軸方向の一側端部に設けられ、上記移動部材を、上記支持ロッドに対して該支持ロッドの軸方向の他側へ付勢する第１の圧縮コイルバネと、
上記支持ロッドの軸方向の他側端部に設けられ、上記移動部材を、上記支持ロッドに対して該支持ロッドの軸方向の上記一側へ付勢する、上記第１の圧縮コイルバネよりも付勢力が弱く設定された第２の圧縮コイルバネと、
上記移動部材に設けられたイコライズ作動ピンと、
上記支持構造部に回動可能に支持されたイコライズ作動用リンクレバー部材と、
を備え、
上記イコライズ作動用リンクレバー部材は、上記移動部材が上記第１の圧縮コイルバネと上記第２の圧縮コイルバネとの付勢力の差により上記支持ロッドの軸方向の上記他側へ付勢されることで、該移動部材の上記イコライズ作動ピンにより押圧される押圧部と、該押圧部の押圧による該イコライズ作動用リンクレバー部材の回動力により、上記作動ロッドの周側面に当接する回転可能なローラ部材とを有し、
上記作動ロッドの周側面における上記ローラ部材の当接部分には、上記駆動手段による上記可動電極の上記固定電極の側への移動に伴う該作動ロッドの移動時に、上記イコライズ作動ピンによる上記押圧部の押圧により上記イコライズ作動用リンクレバー部材を回動させるためのカム部が形成されており、
上記カム部は、第１カム部と、上記作動ロッドの軸方向において該第１カム部に対して上記可動電極とは反対側に設けられ、作動ロッドの径方向において第１カム部よりも作動ロッドの軸心に近い側に位置する第２カム部と、第１カム部と第２カム部とを繋ぐ、可動電極とは反対側に向かって作動ロッドの軸心に近付くように傾斜する傾斜カム部とからなり、
上記駆動手段による上記可動電極の上記固定電極の側への移動に伴う上記作動ロッドの移動時に、上記ローラ部材が上記カム部の第１カム部から傾斜カム部に当接して該当接状態を維持しながら上記イコライズ作動用リンクレバー部材が回動することで、上記移動部材が上記支持ロッドの軸方向の上記他側へ移動することによって、該移動部材に連結された溶接ガン本体と共に上記固定電極が移動して、該固定電極が、該固定電極と上記可動電極との間に位置する被溶接物に当接するように構成されていることを特徴とするイコライズユニットを備えるスポット溶接装置。
【請求項２】
請求項１記載のスポット溶接装置において、
上記固定電極が上記被溶接物に当接することにより、上記押圧部が上記イコライズ作動ピンから離間可能に構成されていることを特徴とするスポット溶接装置。
【請求項３】
請求項２記載のスポット溶接装置において、
上記押圧部の上記イコライズ作動ピンからの離間可能な距離が、上記固定電極の上記被溶接物への当接後のイコライズ量として設定されていることを特徴とするスポット溶接装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のスポット溶接装置において、
上記イコライズ作動用リンクレバー部材は、その回動軸の周囲部から該周囲部の径方向外側に延びる第１及び第２腕部を有していて、上記回動軸方向から見て略Ｌ字状をなし、
上記第１腕部の先端部に、上記押圧部が設けられ、
上記第２腕部の先端部に、上記ローラ部材が設けられていることを特徴とするスポット溶接装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のスポット溶接装置において、
上記作動ロッドのカム部は、該作動ロッドにおける上記可動電極とは反対側の端部に設けられていることを特徴とするスポット溶接装置。
【請求項１】
支持体に支持される溶接ガン本体と、該溶接ガン本体に固定アームを介して固定された固定電極と、上記溶接ガン本体と上記固定電極との間で該固定電極に対向するように配設され、駆動手段により該対向方向に駆動される可動電極と、上記溶接ガン本体と上記支持体との間に設けられたイコライズユニットとを備えるスポット溶接装置であって、
上記イコライズユニットは、
上記可動電極に連結され、上記対向方向に延びる作動ロッドと、
上記作動ロッドと平行に延びる支持ロッドと、
上記支持体に固定され、上記支持ロッドを支持する支持構造部と、
上記支持ロッドに該支持ロッドの軸方向に移動可能に支持され、上記溶接ガン本体に連結された移動部材と、
上記支持ロッドの軸方向の一側端部に設けられ、上記移動部材を、上記支持ロッドに対して該支持ロッドの軸方向の他側へ付勢する第１の圧縮コイルバネと、
上記支持ロッドの軸方向の他側端部に設けられ、上記移動部材を、上記支持ロッドに対して該支持ロッドの軸方向の上記一側へ付勢する、上記第１の圧縮コイルバネよりも付勢力が弱く設定された第２の圧縮コイルバネと、
上記移動部材に設けられたイコライズ作動ピンと、
上記支持構造部に回動可能に支持されたイコライズ作動用リンクレバー部材と、
を備え、
上記イコライズ作動用リンクレバー部材は、上記移動部材が上記第１の圧縮コイルバネと上記第２の圧縮コイルバネとの付勢力の差により上記支持ロッドの軸方向の上記他側へ付勢されることで、該移動部材の上記イコライズ作動ピンにより押圧される押圧部と、該押圧部の押圧による該イコライズ作動用リンクレバー部材の回動力により、上記作動ロッドの周側面に当接する回転可能なローラ部材とを有し、
上記作動ロッドの周側面における上記ローラ部材の当接部分には、上記駆動手段による上記可動電極の上記固定電極の側への移動に伴う該作動ロッドの移動時に、上記イコライズ作動ピンによる上記押圧部の押圧により上記イコライズ作動用リンクレバー部材を回動させるためのカム部が形成されており、
上記カム部は、第１カム部と、上記作動ロッドの軸方向において該第１カム部に対して上記可動電極とは反対側に設けられ、作動ロッドの径方向において第１カム部よりも作動ロッドの軸心に近い側に位置する第２カム部と、第１カム部と第２カム部とを繋ぐ、可動電極とは反対側に向かって作動ロッドの軸心に近付くように傾斜する傾斜カム部とからなり、
上記駆動手段による上記可動電極の上記固定電極の側への移動に伴う上記作動ロッドの移動時に、上記ローラ部材が上記カム部の第１カム部から傾斜カム部に当接して該当接状態を維持しながら上記イコライズ作動用リンクレバー部材が回動することで、上記移動部材が上記支持ロッドの軸方向の上記他側へ移動することによって、該移動部材に連結された溶接ガン本体と共に上記固定電極が移動して、該固定電極が、該固定電極と上記可動電極との間に位置する被溶接物に当接するように構成されていることを特徴とするイコライズユニットを備えるスポット溶接装置。
【請求項２】
請求項１記載のスポット溶接装置において、
上記固定電極が上記被溶接物に当接することにより、上記押圧部が上記イコライズ作動ピンから離間可能に構成されていることを特徴とするスポット溶接装置。
【請求項３】
請求項２記載のスポット溶接装置において、
上記押圧部の上記イコライズ作動ピンからの離間可能な距離が、上記固定電極の上記被溶接物への当接後のイコライズ量として設定されていることを特徴とするスポット溶接装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のスポット溶接装置において、
上記イコライズ作動用リンクレバー部材は、その回動軸の周囲部から該周囲部の径方向外側に延びる第１及び第２腕部を有していて、上記回動軸方向から見て略Ｌ字状をなし、
上記第１腕部の先端部に、上記押圧部が設けられ、
上記第２腕部の先端部に、上記ローラ部材が設けられていることを特徴とするスポット溶接装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のスポット溶接装置において、
上記作動ロッドのカム部は、該作動ロッドにおける上記可動電極とは反対側の端部に設けられていることを特徴とするスポット溶接装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２５４４６３（Ｐ２０１２−２５４４６３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２８１１７（Ｐ２０１１−１２８１１７）
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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