特許 5943483 接続金具、及び接続方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5943483

(24)【登録日】2016年6月3日

(45)【発行日】2016年7月5日

(54)【発明の名称】接続金具、及び接続方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 9/12 20060101AFI20160621BHJP

   B23K 9/28 20060101ALI20160621BHJP

   B23K 1/00 20060101ALI20160621BHJP

   B23K 9/173 20060101ALI20160621BHJP

   B23K 9/29 20060101ALN20160621BHJP

【ＦＩ】

   B23K9/12 331H

   B23K9/12 331R

   B23K9/28 C

   B23K1/00 330G

   B23K9/173 E

   !B23K9/29 F

【請求項の数】5

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-29171(P2013-29171)

(22)【出願日】2013年2月18日

(65)【公開番号】特開2014-155956(P2014-155956A)

(43)【公開日】2014年8月28日

【審査請求日】2015年7月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(73)【特許権者】

【識別番号】593175349

【氏名又は名称】みずほ産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064414

【弁理士】

【氏名又は名称】磯野 道造

(74)【代理人】

【識別番号】100111545

【弁理士】

【氏名又は名称】多田 悦夫

(74)【代理人】

【識別番号】100123249

【弁理士】

【氏名又は名称】富田 哲雄

(72)【発明者】

【氏名】近藤 亮

(72)【発明者】

【氏名】湊 達治

(72)【発明者】

【氏名】森下 琢磨

(72)【発明者】

【氏名】大野 慎也

【審査官】 篠原 将之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−０３９１７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３５１５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−１１５６７７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０８−０９９１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０２−０２８３７８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１３−２０２６６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２２９５８０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０６６８３２７９（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０２３１３９９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 中国特許出願公開第１０３９９０８９６（ＣＮ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１４−０１０３８５１（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ９／１２

Ｂ２３Ｋ １／００

Ｂ２３Ｋ ９／１７３

Ｂ２３Ｋ ９／２８

Ｂ２３Ｋ ９／２９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二つの取付口を有するショックセンサユニットに二電極一体型溶接トーチを接続するために、前記二電極一体型溶接トーチの各々の接続部に筒状の締結部品を用いて固定される接続金具であって、
前記各接続金具には、一端に前記ショックセンサユニットに接続される筒状体接続部が形成され、他端に前記二電極一体型溶接トーチの接続部に接続される互いに曲率の異なる半球が一体的に形成された球面状軸体接続部が形成される円筒形状の金具本体と、
前記球面状軸体接続部の一側の球面に対応する第１滑動面が内面に形成され、前記金具本体の一端側から取り付けられるリング形状の一端側受け部と、
前記球面状軸体接続部の他側の球面に対応する第２滑動面が内面に形成され、前記金具本体の他端側から取り付けられると共に、前記二電極一体型溶接トーチの接続部の端面に当接するリング形状の他端側受け部と、を備え、
前記他端側受け部は、
直径が前記締結部品の収容内径よりも小さく形成されると共に、前記二電極一体型溶接トーチの接続部の端面に摺動可能に当接する摺動当接部を有する、
ことを特徴とする接続金具。

【請求項2】

前記球面状軸体接続部は、
一側が円筒部分の外径よりも大きい直径の第１半球体と、他側が円筒部分の外径よりも小さい直径の第２半球体とを備える、
ことを特徴とする請求項１に記載された接続金具。

【請求項3】

前記他端側受け部は、
前記第２滑動面が形成される板の厚みが前記第２半球体の高さよりも小さく形成された、
ことを特徴とする請求項２に記載された接続金具。

【請求項4】

前記金具本体、前記一端側受け部、及び前記他端側受け部は、通電性のあるろう材を用いて前記締結部品にろう付けされて固定される、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載された接続金具。

【請求項5】

請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の接続金具を用いて、ロボットアームの先端に設置される前記ショックセンサユニットに前記二電極一体型溶接トーチを接続する接続方法であって、
前記一端側受け部及び前記他端側受け部を取り付けた状態で前記球面状軸体接続部を前記締結部品の内部に仮締め状態で収容させ、前記接続金具の前記筒状体接続部を前記締結部品の外部に露出させた状態とする第１工程と、
前記筒状体接続部を前記ショックセンサユニットに接続させ、前記締結部品を締結させる第２工程と、
前記金具本体、前記一端側受け部、及び前記他端側受け部を、通電性のあるろう材を用いてろう付けさせる第３工程と、
を有することを特徴とする接続方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、二電極一体型として構成される一対の溶接トーチをショックセンサに接続するための接続金具、当該接続金具を用いた接続方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、２本の溶接ワイヤによるタンデムアーク溶接を実現する溶接トーチとして、二電極一体型溶接トーチが開発されている（例えば、特許文献１参照）。二電極一体型溶接トーチは、一対のトーチ本体同士のなす角度が３°〜１５°であり、この角度を保ったまま、トーチ本体の基端部には接続金具が取り付けられて、ワイヤ送給装置からのトーチケーブルが接続される。したがって、接続金具も３°〜１５°の角度が付いている。

【0003】

一方、１本の溶接ワイヤによるシングルアーク溶接を実現する溶接ロボットとして、溶接トーチと手首部（ロボットアーム）との間に、溶接トーチが被溶接物や治具等の異物と接触や衝突した際に傾動及び移動を検出して、溶接ロボットを停止させるためのショックセンサ（ショックセンサユニット）を取り付ける構成が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３−３９１７２号公報（段落００２５、００３７、図１等）

【特許文献2】特開２００４−３５１５１０号公報（段落０００６、図１、図２等）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、二電極一体型溶接トーチを備える溶接ロボットには、溶接トーチと手首部（ロボットアーム）との間に二電極一体型溶接トーチに対応したタンデム用のショックセンサユニットを取り付ける構成が提案されていない。その理由の一つとして、タンデム用のショックセンサユニットは、溶接トーチが接触や衝突により傾動や移動した後に原点位置へ自動復帰可能なように弾性的にそれぞれの溶接トーチを保持しなければならないので、原点位置における溶接トーチを保持する溶接トーチ保持部が平行した構造でなければならない。そのため、図１０に示すように、接続金具と溶接トーチ保持部との角度が異なり、タンデム用のショックセンサユニットに二電極一体型溶接トーチをそのままでは取り付けることができなかった。

【0006】

その対処方法として、二電極一体型溶接トーチのトーチ本体に対して接続金具が並列になるような曲げ加工を施すことが想定されるが、この曲げ加工には幾つかの弊害がある。
第１の弊害として、トーチ本体に対する曲げ加工は、トーチ本体内を挿通する溶接ワイヤの送給性を阻害しないよう、湾曲部分を可能な限り少なくする必要があり、簡易かつ緩やかな加工でなければならない点が挙げられる。

【0007】

第２の弊害として、トーチ本体は、図１１に示すように溶接ワイヤの形状に対応させたカーブド型が前提になっているので、さらに接続金具が並列になるような曲げ加工をトーチ本体に行うことは、曲げ加工について３次元方向での調整が必要になり角度決めや位置決めが難しい点が挙げられる。

【0008】

第３の弊害として、トーチ本体の材料として銅を使用する場合を想定すると、曲げ加工がしやすい代わりに曲げ寸法に加工できない点が挙げられる。なお、トーチ本体の加工は、ショックセンサユニットに接続されるため、高い精度（例えば、０.１ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲内の精度）が必要になる。

【0009】

その為、二電極一体型溶接トーチのトーチ本体に対して接続金具が並列になるような曲げ加工を施すことにより、タンデム用のショックセンサユニットに二電極一体型溶接トーチを接続させることは可能であるが、曲げ加工の高度な技術が必要となり、加工にも時間がかかるという問題があった。また、トーチ本体のカーブド型の形状や溶接トーチ同士のなす角度の影響で、組立時においても高度な技術が必要となり、組み立てにも時間がかかるという問題があった。

【0010】

本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、トーチの曲げ加工精度や組立精度の確保のために必要な加工時間や調整時間、さらには熟練者による高度な技術を必要とせずに、二電極一体型溶接トーチとタンデム用のショックセンサユニットとをごく短い時間で接続することができる接続金具、及び接続方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前記課題を解決するため、本発明に係る接続金具は、二つの取付口を有するショックセンサユニットに二電極一体型溶接トーチを接続するために、前記二電極一体型溶接トーチの各々の接続部に筒状の締結部品を用いて固定される接続金具であって、前記各接続金具には、一端に前記ショックセンサユニットに接続される筒状体接続部が形成され、他端に前記二電極一体型溶接トーチの接続部に接続される互いに曲率の異なる半球が一体的に形成された球面状軸体接続部が形成される円筒形状の金具本体と、前記球面状軸体接続部の一側の球面に対応する第１滑動面が内面に形成され、前記金具本体の一端側から取り付けられるリング形状の一端側受け部と、前記球面状軸体接続部の他側の球面に対応する第２滑動面が内面に形成され、前記金具本体の他端側から取り付けられると共に、前記二電極一体型溶接トーチの接続部の端面に当接するリング形状の他端側受け部と、を備え、前記他端側受け部が、直径が前記締結部品の収容内径よりも小さく形成されると共に、前記二電極一体型溶接トーチの接続部の端面に摺動可能に当接する摺動当接部を有する、ことを特徴とする。

【0012】

かかる構成によれば、接続金具は、第１滑動面や第２滑動面を球面状軸体接続部が滑動することができる。したがって、本発明に係る接続金具によれば、ショックセンサユニットに接続される金具本体の角度を自由に調整することができる（角度調整機能）。その為、二電極一体型溶接トーチを構成する各々の溶接トーチが並列でなくとも、各溶接トーチの接続部に取り付けられた接続金具が並列になるように各接続金具の角度を調整するだけで、ショックセンサユニットの平行した構造である二つの取付口に各溶接トーチを接続することができる。

【0013】

また、接続金具は、他端側受け部が締結部品内部を調整移動することができる。したがって、本発明に係る接続金具によれば、ショックセンサユニットに接続される金具本体の中心軸を自由に調整することができる（位置調整機能（オフセット調整機能））。その為、二電極一体型溶接トーチを構成する二つの溶接トーチの接続部の軸心間の距離とショックセンサユニットに構成される二つの取付口の軸心間の距離とに誤差が生じても、各溶接トーチの接続部に取り付けられた接続金具の幅が二つの取付口の幅になるように各接続金具の中心軸を調整するだけで、それぞれの軸心間の距離の誤差を吸収し、ショックセンサユニットの二つの取付口に各溶接トーチを接続することができる。

【0014】

さらに、接続金具は、金具本体が傾斜する角度に関わらず、球面状軸体接続部が第２滑動面に面接触するので、通電性や気密性に影響を与えることなく角度調整を行うことが可能である。

【0015】

また、本発明に係る接続金具は、前記球面状軸体接続部において、一側が円筒部分の外径よりも大きい直径の第１半球体と、他側が円筒部分の外径よりも小さい直径の第２半球体とを備えることを特徴とする。

【0016】

かかる構成によれば、接続金具は、第１半球体に比べて第２半球体の寸法を小さくすることができる。したがって、本発明に係る接続金具によれば、接続金具自体をコンパクトにすることや、溶接トーチの種々のサイズに対応することができる。

【0017】

また、本発明に係る接続金具は、前記他端側受け部において、前記第２滑動面が形成される板の厚みが前記第２半球体の高さよりも小さく形成されていることが好ましい。

【0018】

かかる構成によれば、接続金具は、他端側受け部と第１半球体との間に所定の間隔ができる。したがって、本発明に係る接続金具によれば、金具本体が傾斜する角度を所定範囲内に制限することができる。

【0019】

また、本発明に係る接続金具は、前記金具本体、前記一端側受け部、及び前記他端側受け部が、通電性のあるろう材を用いて前記締結部品にろう付けされて固定されることが好ましい。

【0020】

かかる構成によれば、接続金具は、金具本体、一端側受け部、及び他端側受け部がより強固な力で固定される。したがって、本発明に係る接続金具によれば、二電極一体型溶接トーチとショックセンサユニットとの接続状態を通電性に影響を与えることなく長期にわたって維持することができる。

【0021】

また、本発明に係る接続金具を用いた接続方法は、ロボットアームの先端に設置される前記ショックセンサユニットに前記二電極一体型溶接トーチを接続する接続方法であって、一端側受け部及び他端側受け部を取り付けた状態で球面状軸体接続部を締結部品の内部に仮締め状態で収容させ、接続金具の筒状体接続部を前記締結部品の外部に露出させた状態とする第１工程と、前記筒状体接続部を前記ショックセンサユニットに接続させ、前記締結部品を締結させる第２工程と、前記金具本体、前記一端側受け部、及び前記他端側受け部を、通電性のあるろう材を用いてろう付けさせる第３工程と、を行うことを特徴とする。

【0022】

かかる構成によれば、接続方法は、ショックセンサユニットに接続される金具本体の角度を自由に調整することができ（角度調整機能）、また、金具本体の中心軸を自由に調整することができる（位置調整機能（オフセット調整機能））。したがって、本発明に係る接続方法によれば、二電極一体型溶接トーチとショックセンサユニットとの接続に際し、トーチ本体のカーブド型の形状や溶接トーチ同士のなす角度の影響を受けることがない。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、トーチの曲げ加工精度や組立精度の確保のために必要な加工時間や調整時間、さらには熟練者による高度な技術を必要とせずに、二電極一体型溶接トーチとタンデム用のショックセンサユニットとをごく短い時間で接続することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】実施形態に係る溶接ロボットを示す要部断面図である

【図2】実施形態に係る溶接ロボットのロボットアームを示す一部断面を有する要部平面図である。

【図3】実施形態に係る溶接ロボットのロボットアームを示す一部断面を有する要部側面図である。

【図4】実施形態に係る溶接ロボットのロボットアームを示す分解斜視図である。

【図5】実施形態に係る接続金具を示す分解斜視図（一部断面）である。

【図6】実施形態に係る接続金具を示す分解縦断面図である。

【図7】実施形態に係る接続金具の角度調整機能を説明するための図である。

【図8】実施形態に係る接続金具の位置調整機能（オフセット調整機能）を説明するための図である。

【図9】実施形態に係る接続金具を用いた接続方法を説明するための図である。

【図10】従来の二電極一体型溶接トーチとタンデム用のショックセンサユニットとを接続する場合の問題点を説明するための図である。

【図11】従来のカーブド型の溶接トーチを説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

［実施形態］
以下、本発明の実施するための形態を、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、参照する図面において、本発明を構成する部材の寸法は、説明を明確にするために誇張して表現されている場合がある。なお、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。

【0026】

なお、実施形態において、タンデム溶接トーチ２は、溶接する際の溶接作業の状態によって上下左右の向きが変化する。このため、本発明の実施形態では、便宜上、図１に対して上側を「上」、下側を「下」、左側を「前」、右側を「後」として説明する。

【0027】

≪溶接ロボットの構成≫
図１に示すように、溶接ロボット１は、２本の溶接ワイヤＷ（第１電極Ｗ１、第２電極Ｗ２）で同時にアークを出してタンデム溶接するタンデム溶接トーチ２を備え、高能率で高速な溶接が可能な自動溶接装置である。この溶接ロボット１は、被溶接物を溶接する際に、不図示のワイヤ供給装置のスプールから巻き解かれてタンデム溶接トーチ２に自動的に送給される溶接ワイヤＷと、溶接電流とを供給しながらアーク溶接する溶接装置である。

【0028】

溶接ロボット１は、被溶接物に対して溶接を行うタンデム溶接トーチ２と、溶接ワイヤＷに電流を供給する電源（図示省略）と、スプール（図示省略）に巻き回わされた溶接ワイヤＷを供給するワイヤ供給装置（図示省略）と、タンデム溶接トーチ２を移動させるロボットアーム１１と、を主に備えている。ロボットアーム１１の先端には、タンデム用のショックセンサユニット３を介在してタンデム溶接トーチ２が取り付けられている。

【0029】

＜タンデム溶接トーチの構成＞
図２及び図３に示すように、タンデム溶接トーチ２は、２つの溶接トーチ２１，２２を有する二電極一体型トーチである。タンデム溶接トーチ２は、被溶接物を溶接するための一対の溶接ワイヤＷと、この溶接ワイヤＷに供給する溶接電流と、シールドガスが供給されて溶接を行なう器具である。

【0030】

（溶接トーチの構成）
図２及び図３に示すように、溶接トーチ２１，２２は、互いの軸心間のなす角度が所定角度（例えば、２°〜１５°）になるように並べられた、２つのトーチからなるダブルトーチであり、それぞれ溶接ワイヤＷ（図３参照）を挿通する中空状の円筒部材からなる。溶接トーチ２１，２２は、前端部がトーチ固定部２３に固定され、後端部が接続金具４０Ａ，４０Ｂを介してタンデム用のショックセンサユニット３に接続される。

【0031】

トーチ固定部２３は、２つの溶接トーチ２１，２２の先端側をまとめて固定する部材である。トーチ固定部２３の上側には、不図示の冷却水供給源からホースを介して各溶接トーチ２１，２２自体に冷却水を供給して冷却するための一対のホース接続部２３ａが設けられている。

【0032】

＜ショックセンサユニットの構成＞
図２及び図３に示すタンデム用のショックセンサユニット３は、溶接トーチ２１，２２が被溶接物や治具等の異物と接触、衝突等した際に、溶接トーチ２１，２２の傾動及び移動をそれぞれ検出して、溶接ロボット１を停止させるための保護装置である。

【0033】

ショックセンサユニット３は、一方の溶接トーチ２１の後側（基端側）を保持する第１基端トーチ保持部２５と、他方の溶接トーチ２２の基端部を保持する第２基端トーチ保持部２６と、第１基端トーチ保持部２５及び第２基端トーチ保持部２６を傾動及び軸方向（図中の前後方向）に移動可能に、かつ、自動復帰可能に弾性的に支持しているショックセンサ２７，２８と、を主に備えている。この構成により、ショックセンサユニット３は、溶接トーチ２１，２２の傾動及び軸方向の移動をそれぞれ検出することができる。なお、ショックセンサユニット３は、一部が円筒状のゴム部材等の絶縁材からなる絶縁カバー２４により覆われている。

【0034】

＜接続金具の構成＞
図２、図３に示す接続金具４０Ａ，４０Ｂは、タンデム溶接トーチ２とショックセンサユニット３とを接続する場合に、溶接トーチ２１，２２と第１基端トーチ保持部２５及び第２基端トーチ保持部２６との間に発生する位置ずれや角度ずれを調整して接続するための部材である。図４に示すように、この接続金具４０Ａ，４０Ｂは、溶接トーチ２１，２２の後端部に設置される収容部品５１Ａ，５１Ｂに前端部が収容された状態で、溶接トーチ２１，２２から離脱しないように締付部品５２Ａ，５２Ｂが締結され、後端部がショックセンサユニット３に接続される。接続金具４０Ａ，４０Ｂは、通電性を考慮して、溶接トーチ２１，２２と同じ材料を用いるのがよい。

【0035】

ここで、接続金具４０Ａ，４０Ｂは、ろう付けされる前において、締付部品５２Ａ，５２Ｂが収容部品５１Ａ，５１Ｂに接続されているが完全に締結されていない仮締め状態において、収容部品５１Ａ，５１Ｂ内部で中心軸（図４の前後方向）に対して直交方向（上下左右方向）に移動可能である。また、接続金具４０Ａ，４０Ｂは、仮締め状態において、後記する金具本体４２Ａ，４２Ｂ（図５参照）が、中心軸（図４の前後方向）に対して傾動可能である。

【0036】

一方、接続金具４０Ａ，４０Ｂは、締付部品５２Ａ，５２Ｂが収容部品５１Ａ，５１Ｂにスパナ等の工具を用いて完全に締結されている本締め状態において、直交方向への移動や傾動ができない拘束状態となり、移動した位置や傾動した状態で固定される。接続金具４０Ａ，４０Ｂは、溶接トーチ２１，２２とショックセンサユニット３の第１基端トーチ保持部２５及び第２基端トーチ保持部２６との間に発生している軸の位置ずれを調整する位置調整機能（オフセット調整機能）と軸心間の角度ずれを調整する角度調整機能とを備える。

【0037】

図５に示すように、接続金具４０Ａ，４０Ｂは、それぞれ後記するトーチ側受け部４１Ａ，４１Ｂと、金具本体４２Ａ，４２Ｂと、センサ側受け部４３Ａ，４３Ｂと、を備えて構成されている。ここで、接続金具４０Ａと接続金具４０Ｂとは、同様の構成である。なお、接続金具４０Ｂ及びトーチ側受け部４１Ｂは、内部形状を表わすために一部を断面図で記載している。以下では接続金具４０Ａと接続金具４０Ｂとをまとめて「接続金具４０」と呼び、トーチ側受け部４１Ａとトーチ側受け部４１Ｂとをまとめて「トーチ側受け部４１」と呼び、センサ側受け部４３Ａとセンサ側受け部４３Ｂとをまとめて「センサ側受け部４３」と呼ぶことにする。なお、トーチ側受け部４１を「他端側受け部」と、センサ側受け部４３を「一端側受け部」と呼ぶ場合がある。

【0038】

（金具本体の構成）
図５及び図６に示すように、金具本体４２は、接続金具４０の主要部材である。
金具本体４２は、溶接ワイヤＷ（図３参照）を挿通する中空が形成された円筒形状をなし、一端（図５及び図６では後端）にショックセンサユニット３が接続される筒状体接続部４２ａが形成され、他端（図５及び図６では前端）に溶接トーチ２１，２２に接続される球面状軸体接続部４２ｂが形成される。

【0039】

筒状体接続部４２ａは、ショックセンサユニット３の第１基端トーチ保持部２５及び第２基端トーチ保持部２６に接続される機構であり、接続された状態で固定されることができるものであれば構成は特に限定されない。本実施形態では、金具本体４２の中心付近の外径Ｒ１１よりも小さい外径の円筒形状をなし、後端部付近にシールドガスの漏れ防止のためのＯ（オー）リングが設置されている。

【0040】

球面状軸体接続部４２ｂは、溶接トーチ２１，２２に接続される機構である。
球面状軸体接続部４２ｂは、中心付近の円筒部分と第１段差構造を介して一体に形成され、円筒部分(金具本体４２の中央部分)の外径Ｒ１１よりも大きい直径Ｒ１２の半球形状をなす第１半球体４２ｈと、第１半球体４２ｈと第２段差構造を介して一体に形成され、円筒部分の外径Ｒ１１よりも小さい直径Ｒ１３の球体形状をなす第２半球体４２ｊと、を備えて構成される。

【0041】

球面状軸体接続部４２ｂは、半球形状の直径が異なる第１半球体４２ｈと第２半球体４２ｊとの端面を対面させた状態にすることで、第２段差構造には端面４２ｄが存在する。この構成により、球面状軸体接続部４２ｂには、トーチ側受け部４１やセンサ側受け部４３が着脱自在に設置される。ここで、第１半球体４２ｈの中心と第２半球体４２ｊの中心とは、軸心上の同一点である。また、第１半球体４２ｈ及び第２半球体４２ｊは、中心に溶接ワイヤＷ（図３参照）を挿通する中空が形成されている。

【0042】

（トーチ側受け部の構成）
図５及び図６に示すように、トーチ側受け部４１は、金具本体４２の球面状軸体接続部４２ｂに前方（他端側）から装着され、金具本体４２の取り付け角度、及び取り付け位置を調整する部材である。
トーチ側受け部４１は、第１半球体４２ｈの直径Ｒ１２と外径が同一、あるいは外径が直径Ｒ１３よりも大きく直径Ｒ１２より自身（トーチ側受け部４１）の強度を損なわない程度に小さいリング形状をなし、前後方向の厚みが第２半球体４２ｊの高さよりも小さく形成されている。

【0043】

トーチ側受け部４１は、リング状に形成され、その内面に第２半球体４２ｊの球面と曲率が同じ（公差）曲面４１ｃ（第２滑動面）と摺動当接部４１ｂの盗み部とから成る受け部４１ａが形成されている。受け部４１ａは、前後方向の奥行きが第２半球体４２ｊの前後方向の高さよりも小さい。これにより、第２半球体４２ｊは、側面４１ｄと端面４２ｄとが当接するまでの範囲において、受け部４１ａに嵌合した状態で滑動することができる。

【0044】

また、トーチ側受け部４１は、内径が溶接トーチ２１，２２の端部２１ａ，２２ａの外径より大きい凹形状の盗み部を備える摺動当接部４１ｂがトーチ側に形成されている。摺動当接部４１ｂは、収容部品５１の内部に突出する溶接トーチ２１，２２の端部２１ａ，２２ａが盗み部に挿入され、収容部品５１の底面５１ａに当接した状態で摺動可能である。トーチ側受け部４１の外径は、収容部品５１の有底円筒部５１ｂにおける内径Ｒ４１よりも通電性を損なわない程度に小さく形成されている。これにより、トーチ側受け部４１は、摺動可能な移動量が収容部品５１の内径Ｒ４１内に限定されている。

【0045】

（センサ側受け部の構成）
図５及び図６に示すように、センサ側受け部４３は、金具本体４２の球面状軸体接続部４２ｂに後方（一端側）から装着され、金具本体４２の取り付け角度を調整する部材である。
センサ側受け部４３は、金具本体４２の第１半球体４２ｈの直径Ｒ１２と外径がほぼ等しく、かつ、円筒部分の外径Ｒ１１よりも内径Ｒ３１が大きいリング形状をなす。また、センサ側受け部４３は、後端側の外面にフランジ４３ｂが形成される。フランジ４３ｂの外径は、収容部品５１の有底円筒部５１ｂにおける内径Ｒ４１よりも大きく、締付部品５２の内径Ｒ５１よりも小さくなるように形成されている。

【0046】

センサ側受け部４３は、前端側の内面に、第１半球体４２ｈの球面と曲率が同じ曲面４３ｄ（第１滑動面）で形成される受け部４３ａが形成されている。受け部４３ａは、前後方向の奥行きが第１半球体４２ｈの前後方向の高さと同等であり、前記した通り、円筒部分の外径Ｒ１１よりも内径Ｒ３１が大きい。これにより、第１半球体４２ｈは、受け部４３ａに嵌合した状態で、外径Ｒ１１と内径Ｒ３１との間において滑動することができる。

【0047】

＜収容部品及び締付部品の構成＞
収容部品５１及び締付部品５２は、トーチ側受け部４１やセンサ側受け部４３により取り付け角度、及び取り付け位置が調整された金具本体４２を溶接トーチ２１，２２の端部２１ａ，２２ａに取り付ける部材である。この収容部品５１及び締付部品５２は、ここでは螺子構造により金具本体４２を溶接トーチ２１，２２に取り付けるように構成されている。なお、収容部品５１及び締付部品５２を合わせて「締結部品」と呼ぶ場合がある。

【0048】

収容部品５１は、外面の一端に螺旋状の溝を設けた有底円筒部５１ｂを有し、締付部品５２に対して雄ねじに相当する。収容部品５１は、有底円筒部５１ｂの内径Ｒ４１が、第１半球体４２ｈの直径Ｒ１２やトーチ側受け部４１の外径よりも大きく形成されている。また、収容部品５１には、端部２１ａ，２２ａの中空開口部にテーパーが形成された溶接トーチ２１，２２が底面５１ａから突出している。

【0049】

締付部品５２は、内周面に螺旋状の溝を設けた円筒状体をなし、収容部品５１に対して雌ねじに相当する。締付部品５２は、内径Ｒ５１がフランジ４３ｂの外径よりも大きく形成されている。また、締付部品５２は、第１基端トーチ保持部２５及び第２基端トーチ保持部２６側に、内径Ｒ５２がフランジ４３ｂ部分の外径よりも小さい締付部５２ａが形成されている。締付部５２ａは、締付部品５２が収容部品５１に締め付けられることで、当接面５２ｃがセンサ側受け部４３のフランジ４３ｂの端面４３ｃに当接し、センサ側受け部４３を締め付け方向（図６の前方）に押圧する。締付部品５２の収容部品５１への締め付けは、スパナ等の工具を用いて行うのがよい。また、締付部品５２は、図示しない止めねじ用の貫通孔５２ｂが形成されている。図示しない止めねじは、締付部品５２の締め付け後に、緩み止めとして用いることができる。

【0050】

この構成により、収容部品５１及び締付部品５２は、仮締め状態において、接続金具４０を中心軸（図５及び図６の前後方向）に対して直交方向（上下左右方向）に移動可能、かつ、金具本体４２が中心軸（図５及び図６の前後方向）に対して傾動可能に保持し、本締め状態において、接続金具４０を前記の移動した位置や傾動した状態で固定する。
以上で、実施形態に係る接続金具４０、タンデム溶接トーチ２、及びショックセンサユニット３についての説明を終了する。

【0051】

≪接続金具の角度調整機能、及び位置調整機能（オフセット調整機能）の説明≫
＜接続金具の角度調整機能＞
図２に示すタンデム溶接トーチ２(二電極一体型溶接トーチ)を構成する各々の溶接トーチ２１，２２が並列でない場合、平行した構造である第１基端トーチ保持部２５及び第２基端トーチ保持部２６(二つの取付口)に各溶接トーチ２１，２２を接続することができない。

【0052】

そこで、本実施形態に係る接続金具４０は、図７（適宜、図６参照）に示すように、第１半球体４２ｈがセンサ側受け部４３に形成される受け部４３ａの曲面（第１滑動面）を滑動した状態、及び第２半球体４２ｊがトーチ側受け部４１に形成される受け部４１ａの曲面（第２滑動面）を滑動した状態で、締付部品５２が収容部品５１に締結される（本締め状態）。すなわち、接続金具４０は、可動端に筒状体接続部４２ａが形成される金具本体４２が中心軸に対して傾斜する（角度調整機能）。なお、接続金具４０の球面状軸体接続部４２ｂと収容部品５１の有底円筒部５１ｂとの間には、隙間が設けられる。この隙間は、後記する位置調整機能を実現するために金具本体４２が摺動移動可能な空間である。

【0053】

その為、タンデム溶接トーチ２(二電極一体型溶接トーチ)を構成する各々の溶接トーチ２１，２２が並列でなくとも、各溶接トーチ２１，２２に取り付けられた接続金具４０Ａ，４０Ｂが並列になるように各接続金具４０Ａ，４０Ｂの角度を調整することで、ショックセンサユニット３の平行した構造である第１基端トーチ保持部２５及び第２基端トーチ保持部２６(二つの取付口)に各溶接トーチ２１，２２を接続することができる。その為、接続金具４０Ａ，４０Ｂを用いれば、溶接トーチ２１，２２の曲げ加工精度や組立精度の確保のために必要な加工時間や調整時間、さらには熟練者による高度な技術を必要とせずに、ごく短い時間で接続することができる。

【0054】

また、接続金具４０は、金具本体４２が傾斜する角度に関わらず、第２半球体４２ｊがトーチ側受け部４１の曲面（第２滑動面）に面接触するので、通電性に影響を与えることなく、角度調整を行うことが可能である。

【0055】

ここで、金具本体４２が傾斜する角度を所定範囲内に制限したい場合は、トーチ側受け部４１の厚みや第２半球体４２ｊの前後方向の高さと受け部４１ａの前後方向の奥行きとの関係、円筒部分の外径Ｒ１１とセンサ側受け部４３の内径Ｒ３１との関係、円筒部分の外径Ｒ１１と締付部５２ａ部分の内径Ｒ５２との関係を球継手の要領で調整すればよい。

【0056】

＜位置調整機能（オフセット調整機能）＞
図２に示すタンデム溶接トーチ２(二電極一体型溶接トーチ)を構成する各々の溶接トーチ２１，２２が並列であったとしても、二つの溶接トーチ２１，２２の軸心間の距離とショックセンサユニット３に構成される第１基端トーチ保持部２５及び第２基端トーチ保持部２６(二つの取付口)の軸心間の距離幅とに誤差がある場合、第１基端トーチ保持部２５及び第２基端トーチ保持部２６(二つの取付口)に各溶接トーチ２１，２２を接続することができない。

【0057】

そこで、本実施形態に係る接続金具４０は、図８（適宜、図６参照）に示すように、トーチ側受け部４１の外径が収容部品５１の内径Ｒ４１よりも小さく形成されることで収容部品５１内部の接続金具４０との間に隙間が形成され、金具本体４２、トーチ側受け部４１、及びセンサ側受け部４３が一体的に組み立てられた状態となったまま収容部品５１内部の隙間を中心軸に対して直交方向（上下左右方向）に摺動移動する（位置調整機能（オフセット調整機能））。そして、摺動移動した状態で、締付部品５２が収容部品５１に締結される（本締め状態）。

【0058】

その為、タンデム溶接トーチ２(二電極一体型溶接トーチ)を構成する二つの溶接トーチ２１，２２の軸心間の距離とショックセンサユニット３に構成される第１基端トーチ保持部２５及び第２基端トーチ保持部２６(二つの取付口)の軸心間の距離とに誤差がある場合でも、各溶接トーチ２１，２２に取り付けられた接続金具４０Ａ，４０Ｂの幅が第１基端トーチ保持部２５及び第２基端トーチ保持部２６(二つの取付口)の幅になるように各接続金具４０Ａ，４０Ｂの中心軸を調整するだけで、それぞれの軸心間の距離の誤差を吸収し、ショックセンサユニット３に構成される第１基端トーチ保持部２５及び第２基端トーチ保持部２６(二つの取付口)に各溶接トーチ２１，２２を接続することができる。その為、接続金具４０Ａ，４０Ｂを用いれば、溶接トーチ２１，２２の曲げ加工精度や組立精度の確保のために必要な加工時間や調整時間、さらには熟練者による高度な技術を必要とせずに、ごく短い時間で接続することができる。

【0059】

ここで、接続金具４０が移動する距離を所定範囲内に制限したい場合は、摺動当接部４１ｂの内径とトーチ本体部２１ａ，２２ａの外径との関係、トーチ側受け部４１の外径や第１半球体４２ｈの直径Ｒ１２と収容部品５１の内径Ｒ４１との関係を調整すればよい。

【0060】

なお、図７及び図８では、接続金具４０の角度調整機能、及び位置調整機能（オフセット調整機能）を別々に説明したが、図２に示すタンデム溶接トーチ２(二電極一体型溶接トーチ)を構成する各々の溶接トーチ２１，２２が並列でなく、さらに、二つの溶接トーチ２１，２２の軸心間の距離とショックセンサユニット３に構成される第１基端トーチ保持部２５及び第２基端トーチ保持部２６(二つの取付口)の軸心間の距離とに誤差がある場合には、角度調整機能及び位置調整機能（オフセット調整機能）が同時に機能することになる。具体的には、各溶接トーチ２１，２２に取り付けられる接続金具４０Ａ，４０Ｂは、可動端に筒状体接続部４２ａが形成される金具本体４２が中心軸に対して傾斜し、さらに、中心軸に対して直交方向（上下左右方向）に移動した状態で締結することができる。

【0061】

ここで、角度調整機能により金具本体４２が傾斜する方向、及び位置調整機能（オフセット調整機能）により金具本体４２が摺動移動する方向は、共に３次元方向なので、これらの機能が同時に発揮される場合に、傾斜する方向と摺動移動する方向との組合せは様々なものが想定される。例えば、傾斜した方向にさらに移動することも可能であるし、傾斜した方向とは反対方向に移動することも可能であるし、傾斜した方向以外の他の方向（例えば、直交する方向）に移動することも可能である。
以上で、実施形態に係る接続金具４０の位置調整機能（オフセット調整機能）及び角度調整機能についての説明を終了する。

【0062】

≪接続金具を用いた接続方法≫
続いて、図９を参照して、接続金具４０を用いたタンデム溶接トーチ２とタンデム用のショックセンサユニット３との接続方法について説明する。
最初に、接続金具４０を用いてタンデム溶接トーチ２とタンデム用のショックセンサユニット３とを接続する者（以下では、「取付者」と呼ぶ。）は、金具本体４２にトーチ側受け部４１及びセンサ側受け部４３を取り付け、接続金具４０を組み合わせる（図９（ａ）参照）。

【0063】

続いて、溶接トーチ２１，２２に形成される収容部品５１に接続金具４０を収容し、締付部品５２Ａ，５２Ｂが収容部品５１Ａ，５１Ｂに接続されているが完全に締結されていない程度（仮締め状態）に締め付けを行う（図９（ｂ）参照）。この仮締め状態では、接続金具４０は、収容部品５１内部において、摺動当接部４１ｂを底面５１ａに当接した状態で中心軸に対して直交方向（上下左右方向）に摺動移動可能であると共に、中心軸に対して傾動可能である。

【0064】

続いて、取付者は、溶接トーチ２１，２２に取り付けた接続金具４０の筒状体接続部４２ａをショックセンサユニット３の第１基端トーチ保持部２５ならびに第２基端トーチ保持部２６に接続する。このとき、溶接トーチ２１，２２と第１基端トーチ保持部２５や第２基端トーチ保持部２６との間に仮に位置ずれや角度ずれが発生しても、接続金具４０が、収容部品５１内部に形成される隙間内で中心軸に対して直交方向（上下左右方向）に摺動移動したり、中心軸に対して傾動することで、これらのずれを吸収して接続できる。取付者は、その後、締付部品５２の締め付けを再度行い、締付部品５２が収容部品５１に完全に締結させる（本締め状態）。これにより、接続金具４０が固定され、タンデム溶接トーチ２とショックセンサユニット３との接続が完了する（図９（ｃ）参照）。

【0065】

さらに、取付者は、それぞれの部品の隙間からろう材Ｂを注入してもよい。ろう材Ｂは、通電性のある材料（はんだ、スズ、亜鉛等）を用いるのがよい。これにより、接続金具４０は、タンデム溶接トーチ２とショックセンサユニット３との接続状態を通電性に影響を与えることなく長期にわたって維持することができる（図９（ｄ）参照）。

【0066】

以上のように、実施形態に係る接続金具４０を用いれば、溶接ロボットを製造する場合において、タンデム溶接トーチ２（二電極一体型溶接トーチ）とタンデム用のショックセンサユニット３との接続に際し、トーチ本体のカーブド型の形状や溶接トーチ同士の軸心間のなす角度の影響を受けることがない。そのため、タンデム溶接トーチ２（二電極一体型溶接トーチ）の製造に高度な曲げ加工の技術が必要ではなく、組み立てに時間がかかることがない。
以上で、実施形態に係る接続金具４０を用いた接続方法についての説明を終了する。

【0067】

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を変えない範囲で実施することができる。実施形態の変形例を以下に示す。

【0068】

実施形態の接続金具４０は、球面状軸体接続部４２ｂが、円筒部分の外径Ｒ１１よりも大きい直径Ｒ１２の半球形状をなす第１半球体４２ｈと、円筒部分の外径Ｒ１１よりも小さい直径Ｒ１３の半球形状をなす第２半球体４２ｊとで構成されていた。すなわち、第２半球体４２ｊの直径Ｒ１３＜円筒部分の外径Ｒ１１＜第１半球体４２ｈの直径Ｒ１２という関係であった。しかしながら、第２半球体４２ｊの直径Ｒ１３を円筒部分の外径Ｒ１１から第１半球体４２ｈの直径Ｒ１２の範囲内で設定してもよい。

【0069】

実施形態の接続金具４０は、通電性を考慮して、溶接トーチ２１，２２と同じ材料を用いていたが、通電性が同様であれば異なる材料を用いることも可能である。また、センサ側受け部４３は他の部品に比べて、溶接電流に影響を与えないので、トーチ側受け部４１や金具本体４２と通電性が異なる材料を用いたり、ゴム等の絶縁性材料を用いることも可能である。

【0070】

実施形態の接続金具４０は、タンデム溶接トーチ２(図４参照)側に球面状軸体接続部４２ｂ(図５参照)を形成し、ショックセンサユニット３(図４参照)側に筒状体接続部４２ａを形成していたが、タンデム溶接トーチ２側に筒状体接続部４２ａを形成し、ショックセンサユニット３側に球面状軸体接続部４２ｂを形成してもよい。この場合、トーチ側受け部４１及びセンサ側受け部４３の構成も逆になる。

【符号の説明】

【0071】

１ 溶接ロボット
２ タンデム溶接トーチ（二電極一体型溶接トーチ）
３ ショックセンサユニット
１１ ロボットアーム
２１，２２ 溶接トーチ
２３ トーチ固定部
２４ 絶縁カバー
２５ 第１基端トーチ保持部
２６ 第２基端トーチ保持部
２７，２８ ショックセンサ
４０Ａ，４０Ｂ 接続金具
４１Ａ，４１Ｂ トーチ側受け部（他端側受け部）
４２Ａ，４２Ｂ 金具本体
４２ａ 筒状体接続部
４２ｂ 球面状軸体接続部
４３Ａ，４３Ｂ センサ側受け部（一端側受け部）
５１Ａ，５１Ｂ 収容部品（締結部品）
５２Ａ，５２Ｂ 締付部品（締結部品）
Ｂ ろう材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】