2025-163493 溶接電極の研磨装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025163493

(43)【公開日】2025-10-29

(54)【発明の名称】溶接電極の研磨装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 11/30 20060101AFI20251022BHJP

   B23K 11/11 20060101ALN20251022BHJP

【ＦＩ】

B23K11/30 350

B23K11/11

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024066797

(22)【出願日】2024-04-17

(71)【出願人】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100196346

【弁理士】

【氏名又は名称】吉川 貴士

(72)【発明者】

【氏名】今本 和伸

(72)【発明者】

【氏名】岸本 匡史

(72)【発明者】

【氏名】中井 啓史

【テーマコード（参考）】

4E165

【Ｆターム（参考）】

4E165BB32

(57)【要約】

【課題】研磨時の姿勢を安定させて溶接用の電極に研磨加工を実施し、これにより高品質の溶接を継続可能とする。
【解決手段】この研磨装置１０は、溶接電極１の先端を研磨可能な研磨刃１３と、研磨刃１３が保持され軸回転可能なホルダ１４とを備えると共に、ホルダ１４の回転軸Ｘと同軸に配置され、溶接電極１を挿入した状態で支持可能な案内部材１６をさらに備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶接電極の先端を研磨可能な研磨刃と、前記研磨刃が保持され軸回転可能なホルダとを備えた溶接電極の研磨装置において、
前記ホルダの回転軸と同軸に配置され、前記溶接電極を挿入した状態で支持可能な案内部材をさらに備えることを特徴とする、溶接電極の研磨装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶接電極の研磨装置に関する。

【背景技術】

【0002】

周知のように、スポット溶接に代表される抵抗溶接は、一又は複数の電極を溶接対象に押し当てた状態で大電流を通電することにより行われる。この種の溶接を繰り返し行うことで、電極の表面が変形し、又は溶接対象である鋼板のメッキ成分が付着していく。よって、電極の表面を元の状態に戻すために、定期的に電極の先端に研磨加工を施している。

【0003】

上述した研磨加工は、例えばカッター（研磨刃）が装着されたカッターホルダに、溶接ガンのアーム部先端に設けられた一対の電極を押し当てて挟み込んだ状態でカッターホルダを軸回転させることで行われる（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－１６７３０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、スポット溶接には、互いに向かい合う一対の電極で溶接対象（重ね合わせた鋼板など）を挟み込んだ状態で行う形態と、一個の電極のみを溶接対象に押し当てた状態で行う形態（インダイレクト溶接、あるいは片側溶接とも称される。）とがある。特許文献１に記載のように、一対の電極でカッターホルダを挟み込んだ状態で研磨加工を施す場合にはさほど問題にはならないが、片側溶接用の電極の場合、溶接ガンのアーム部先端に取付けられた一個の電極をカッターホルダのカッターに一方側からのみ押し当てた状態で研磨加工を施すことになる。そのため、電極の押し当て時、電極がカッターホルダから受ける反力によって溶接ガンのアーム部に無視できない大きさの変形（たわみ等）が生じるおそれがある。アーム部に変形が生じた状態で電極がカッターに押し当てられたのでは、電極の位置ないし姿勢が安定せず、電極に振れが生じた状態でカッターによる研磨が行われるおそれが生じる。あるいは、カッター（カッターホルダ）の回転軸に対して電極が傾いた状態でカッターに押し当てられることで、研磨に偏りが生じるおそれがある。何れにしても、電極先端の研磨が不十分となってその表面状態が安定しないため、その後の溶接品質に悪影響を及ぼすおそれがある。

【0006】

以上の事情に鑑み、本明細書では、研磨時の姿勢を安定させて溶接用の電極に研磨加工を実施し、これにより高品質の溶接を継続可能とすることを、解決すべき技術課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記課題の解決は、本発明に係る溶接電極の研磨装置によって達成される。すなわち、この研磨装置は、溶接電極の先端を研磨可能な研磨刃と、研磨刃が保持され軸回転可能なホルダとを備えたもので、ホルダの回転軸と同軸に配置され、溶接電極を挿入した状態で支持可能な案内部材をさらに備える点をもって特徴付けられる。

【0008】

本発明に係る研磨装置では、溶接電極を挿入した状態で支持可能な案内部材を、研磨刃のホルダの回転軸と同軸に配置した。このように案内部材を設けることで、研磨刃に向けて溶接電極を導入する際、溶接電極が案内部材によって支持された状態で研磨刃に押し当てられる。よって、溶接電極の研磨刃に対する押し当て時の姿勢を安定させることができ、これにより偏りやばらつきのない研磨加工を安定的に実施することができる。

【0009】

また、本発明に係る研磨装置において、案内部材は、内周に挿入された溶接電極の外周面を支持可能な複数の転動体と、前記複数の転動体を回転自在に保持する保持部材とで構成されてもよい。

【0010】

溶接電極の軸方向移動を安定した姿勢でかつ円滑に行い得る限りにおいて、案内部材は任意の形態をとることができる。一方、溶接電極を上述の如き研磨刃の回転加工で研磨した場合、研磨加工の過程で、溶接電極の周囲にカエリと呼ばれる突起が生じることがある。そのため、電極の形状及び移動方向に鑑みて、例えば案内部材を滑り軸受で構成した場合に、溶接電極を軸方向に移動させることで、上述した突起が滑り軸受に引っ掛かりを生じ、円滑な移動が妨げられるおそれがある。これに対して、案内部材を、溶接電極の外周面を支持可能な複数の転動体と、これら複数の転動体を回転自在に保持する保持部材とで構成することによって、溶接電極を点接触又はこれに近い状態で支持することができる。よって、溶接電極の周囲に生じた突起が転がり軸受（転動体）と干渉する可能性を下げることができる。また仮に転動体と突起とが干渉した場合であっても、溶接電極の移動に伴い転動体が転動することで、溶接電極を円滑に移動させることができる。

【0011】

また、本発明に係る研磨装置において、案内部材は、互いに軸方向に離れた複数の位置に配設され、各案内部材は、溶接電極の最先端に位置する電極チップと、電極チップを取付け可能なシャンク部の何れか一方を支持可能に構成されてもよい。

【0012】

このように案内部材を、互いに軸方向に離れた複数の位置に配設し、各案内部材が、電極チップとシャンク部の何れか一方を支持可能に構成することによって、溶接電極をなるべく軸方向に長いスパンで支持することができる。よって、溶接電極の傾き抑制に極めて効果的に作用し得る。また、例えば二つの案内部材のうち一方の案内部材で電極チップを支持し、他方の案内部材でシャンク部を支持可能な形態とすることで、溶接電極を最大限軸方向に長いスパンで支持することが可能となる。

【発明の効果】

【0013】

以上のように、本発明に係る溶接電極の研磨装置によれば、研磨時の姿勢を安定させて溶接用の電極に研磨加工を施すことができ、これにより高品質の溶接を継続することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係る溶接電極の研磨装置の全体構成を示す正面図である。

【図2】図１に示す研磨装置の要部正面図である。

【図3】図２に示すホルダを回転軸に沿った向きから見た図である。

【図4】図２に示す案内部材をホルダの回転軸に沿った向きから見た図である。

【図5】図１に示す研磨装置による研磨加工の対象となる溶接電極が取付けられた溶接ガンの要部正面図である。

【図6】図１に示す研磨装置の使用態様の一例を示す要部正面拡大図で、溶接電極が案内部材に挿入された状態を示す要部正面図である。

【図7】本発明の他の実施形態に係る溶接電極の研磨装置の要部正面図である。

【図8】本発明の他の実施形態に係る溶接電極の研磨装置の案内部材をホルダの回転軸に沿った向きから見た図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の一実施形態に係る溶接電極の研磨装置の内容を図面に基づいて説明する。

【0016】

図１は、本発明の一実施形態に係る溶接電極の研磨装置１０の正面図を示している。この研磨装置１０は、例えばスポット溶接に用いられる溶接電極１（図５を参照）の先端を研磨可能とするもので、接地固定される基体１１と、基体１１から側方に延びる支持体１２と、支持体１２に取付けられる研磨刃１３のホルダ１４と、ホルダ１４を回転駆動する駆動部１５と、案内部材１６とを備える。

【0017】

なお、図示は省略しているが、例えば基体１１と支持体１２との間にばね等の弾性部材を介在させて、支持体１２全体を基体１１に対して鉛直方向に支持してもよい。同様に、図示は省略しているが、ホルダ１４と駆動部１５との間に減速機を介在させて、ホルダ１４の回転数を調整してもよい。

【0018】

ホルダ１４には、図２に示すように、それぞれ上方向と下方向とに向けて開口する一対の凹部１７，１７が設けられる。そして、各凹部１７，１７には研磨刃１３，１３が装着される。この場合、各凹部１７，１７の開口方向は、ホルダ１４の回転軸（回転軸線）Ｘに沿った向きに一致している。各凹部１７，１７は、研磨対象となる溶接電極１の先端部分が挿入可能な形状及びサイズに形成されており、溶接電極１を回転軸Ｘに沿って挿入しその先端部分を凹部１７の表面に押し当てることで、回転軸Ｘまわりに回転させた研磨刃１３による研磨加工を可能としている。なお、本図示例では、内径寸法が一定の円筒部が各凹部１７の開口端に連続して設けられている（図２を参照）。

【0019】

各研磨刃１３は、例えば超硬合金で形成される。研磨刃１３の上下両側には、溶接電極１の先端形状に対応する円弧状の凹面１３ａが設けられ、凹面１３ａの縁に設けられた角部が、溶接電極１を切削する刃部１３ｂをなしている。本実施形態では、円周方向の二箇所に、二枚の研磨刃１３が位相を１８０°異ならせた状態で配設されている（図３を参照）。なお、図示は省略するが、一枚の研磨刃１３のみを各凹部１７に設けてもよく、あるいは三枚以上の研磨刃１３を各凹部１７の円周方向の三箇所以上に設けてもよいことはもちろんである。

【0020】

案内部材１６は、溶接電極１を内周に挿入可能な形態をなすと共に、ホルダ１４の回転軸Ｘと同軸に配置される（図１及び図２を参照）。本実施形態では、案内部材１６は、図４に示すように、円周方向に沿った複数の位置に配置された複数の転動体１８と、これら複数の転動体１８を回転可能に保持する保持部材１９とで構成されている。本図示例では、全ての転動体１８が真円球状をなし、かつ同一の外径寸法を有する。また、各転動体１８は全方位に転動可能に構成されている。この場合、全ての転動体１８が同一の内接円半径となるように、筒状をなす保持部材１９の径方向同一位置に配設されている。この際、案内部材１６の内周に挿入される溶接電極１の外径寸法に応じて、各転動体１８と内接する仮想円の半径（内接円半径）が適宜の大きさに設定される。すなわち、その中心軸線がホルダ１４の回転軸Ｘと一致する位置及び姿勢で溶接電極１を支持しながら、溶接電極１の回転軸Ｘに沿った向きの円滑な移動が可能となるように、各転動体１８の外径寸法及び保持部材１９に対する径方向位置を適宜設定するのがよい。

【0021】

また、本実施形態では、上記構成の案内部材１６が、互いに軸方向に離れた複数の位置に配設される。本図示例では、二つの案内部材１６が、互いに軸方向に離れた二つの位置に配設される。具体的には、相対的に下側（研磨刃１３に近い側）に位置する一方の案内部材１６が、溶接電極１の最先端に位置する電極チップ２を支持可能とし、かつ、相対的に上側に位置する他方の案内部材１６が、電極チップ２よりも溶接電極１の基端側に位置するシャンク部３を支持可能としている。これら二つの案内部材１６は、固定部材２０を介して支持体１２に固定されている（図２を参照）。よって、各案内部材１６の固定部材２０に対する取り付け位置を適宜設定することにより、各案内部材１６の支持面（ここでは各転動体１８の内側面）が所定の位置に設定される。

【0022】

以下、本実施形態に係る研磨装置１０の使用態様の一例を作用効果と共に説明する。

【0023】

まず、上記構成の研磨装置１０を、図示しない溶接ロボットの移動範囲内に設置する。そして、駆動部１５によりホルダ１４を回転軸Ｘまわりに回転させた状態で、図示しない溶接ロボットを駆動させて、当該溶接ロボットのアーム部先端に取付けた溶接ガン４（図５を参照）の溶接電極１を、対応するホルダ１４の凹部１７に向けて挿入する。すなわち、図４に示すように、溶接ガン４が、片側溶接用の溶接電極１，１をアーム部先端の上下双方の側に取付けてなる場合において、研磨対象が、下側を指向している溶接電極１である場合、当該下側の溶接電極１を上側のホルダ１４の上方まで移動させた後、下降させることで、上側のホルダ１４の凹部１７に溶接電極１の先端を挿入する。

【0024】

この際、上側のホルダ１４よりも上方には、ホルダ１４の回転軸Ｘと同軸に配置された案内部材１６が配設されている（図２を参照）。よって、上側のホルダ１４の凹部１７に向けて溶接電極１の先端を下降させた際、溶接電極１の先端が凹部１７の表面に当接する前に、溶接電極１の外周が案内部材１６により支持された状態となる（図６を参照）。従って、案内部材１６の内周に挿入された溶接電極１が、その中心軸線を回転軸Ｘと一致させた位置及び姿勢で凹部１７に挿入され、その表面に押し当てられる。この際、ホルダ１４は回転軸Ｘまわりに回転した状態にあるから、溶接電極１の最先端をなす電極チップ２の表面が研磨刃１３の刃部１３ｂで切削されて、所定の形状に研磨（整形）される。

【0025】

この際、溶接電極１は案内部材１６により上述した位置及び姿勢に支持された状態で凹部１７に案内されるので、凹部１７表面への押し当てにより溶接電極１に反力が作用したとしても、当該反力は案内部材１６で受けられる。よって、溶接ガン４のアーム部５がたわむ等の変形を生じる事態を可及的に抑止することができ、これにより、振れを抑えて安定した位置及び姿勢で溶接電極１の先端に対する研磨加工が実施可能となる。よって、高品質で偏りのない研磨加工が可能となる。

【0026】

特に本実施形態のように、複数の案内部材１６を互いに軸方向に離れた複数の位置に配置し、溶接電極１を複数の案内部材１６で支持可能とすることで、溶接電極１をなるべく軸方向に長いスパンで支持することができる。よって、溶接電極１の傾きをさらに効果的に抑制することが可能となる。

【0027】

また、上述した作用効果に付随する効果として、溶接電極１の研磨時の振れが抑制されることにより研磨時の振動も抑制されることから、研磨刃１３の寿命向上が期待できると共に、駆動部１５及びホルダ１４への回転駆動力伝達系（ギヤなど）の回転が安定することが見込まれるため、脈動（トルク変動）の抑制ができ、これにより省エネルギー化も可能となる。

【0028】

また、この種の溶接ロボットに取付けられた溶接電極１の研磨作業に当たっては、事前に溶接ロボットによる研磨作業のティーチングが行われるが、この際にも溶接電極１のホルダ１４の凹部１７への挿入動作が案内部材１６によって案内（支持）されるため、ティーチング工数の削減が期待できる。

【0029】

以上、本発明の一実施形態について述べたが、本発明に係る溶接電極の研磨装置は、その趣旨を逸脱しない範囲において、上記以外の構成を採ることも可能である。

【0030】

例えば上記実施形態では、案内部材１６として、複数の転動体１８を円周方向に沿って配置した形態をなす場合を例示したが、もちろんこれには限られない。図７はその一例（本発明の他の実施形態）に係る案内部材２６の正面図を示している。図７に示すように本実施形態に係る案内部材２６は、複数の転動体１８を有し、これら複数の転動体１８で溶接電極１を支持（案内）可能とする点においては、図１に示す実施形態と同じであるが、転動体１８の配置態様において相違する。すなわち、本実施形態に係る案内部材２６において、複数の転動体１８はその案内方向、すなわち案内部材２６の中心軸線（回転軸Ｘに一致）に沿った向きに配列されている。この場合、複数列の転動体１８が案内部材２６の円周方向複数位置に配置されていることが好ましい。この場合、軸方向及び円周方向に配列される全ての転動体１８が共通の一つの保持部材２７で保持される。

【0031】

上記構成の案内部材２６によれば、溶接電極１（電極チップ２及びシャンク部３）が軸方向の所定スパンにわたって支持されつつ凹部１７に向けて案内可能となるので、案内部材２６（保持部材２７）が一つで済むと共に、より効果的に溶接電極１の傾きを抑止することが可能となる。

【0032】

あるいは、上記二つの実施形態では、案内部材１６，２６として、球状をなす複数の転動体１８で溶接電極１を支持可能に配置した形態を例示したが、もちろんこれ以外の形態をなすことも可能である。図８はその一例（本発明の他の実施形態）に係る案内部材３６の平面図（回転軸Ｘに沿った向きから見た図）を示している。この案内部材３６は、転動体としての複数のローラ３７と、これらローラ３７を転動自在に保持する保持部材３８とを有する。

【0033】

このように、球状以外の形態をなす転動体（ローラ３７）であっても、ローラ３７の配置を適宜に設定することにより、溶接電極１（電極チップ２及びシャンク部３）が軸方向の所定スパンにわたって支持されつつ凹部１７に向けて案内可能となるので、効果的に溶接電極１の傾きを抑止することが可能となる。

【0034】

なお、以上の説明では、案内部材１６，２６，３６として、複数の転動体１８（ローラ３７）を有するものを例示したが、もちろんこれには限られない。例えば滑り軸受など、溶接電極１を挿入した状態で支持可能（支持した状態で凹部１７に向けて案内可能な）構造をなす限りにおいて、案内部材は任意の形態をとることが可能である。

【符号の説明】

【0035】

１ 溶接電極
２ 電極チップ
３ シャンク部
４ 溶接ガン
５ アーム部
１０ 研磨装置
１１ 基体
１２ 支持体
１３ 研磨刃
１３ａ 凹面
１３ｂ 刃部
１４ ホルダ
１５ 駆動部
１６，２６，３６ 案内部材
１７ 凹部
１８ 転動体
１９，２７，３８ 保持部材
２０ 固定部材
３７ ローラ
Ｘ 回転軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】