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(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】P2025024351
(43)【公開日】2025-02-20
(54)【発明の名称】スポット接合用電極及びスポット接合装置
(51)【国際特許分類】
B23K 11/30 20060101AFI20250213BHJP
B23K 35/04 20060101ALI20250213BHJP
【ＦＩ】
B23K11/30
B23K35/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023128393
(22)【出願日】2023-08-07
(71)【出願人】
【識別番号】000000262
【氏名又は名称】株式会社ダイヘン
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】武井 優子
(72)【発明者】
【氏名】浅田 雄也
(57)【要約】
【課題】接合品質の低下を抑制することが可能なスポット溶接用電極及び抵抗スポット接合装置を提供すること。
【解決手段】スポット接合用電極１００は、平坦な先端面１１１を有する電極体１１０と、前記電極体１１０の前記先端面１１１に接続された可撓性導体１２０と、を備える。前記可撓性導体１２０は、前記電極体１１０がワークＷ１，Ｗ２に押し付けられるときに前記先端面１１１と前記ワークＷ１，Ｗ２との隙間を埋めるように弾性変形可能である。
【選択図】図１１
【解決手段】スポット接合用電極１００は、平坦な先端面１１１を有する電極体１１０と、前記電極体１１０の前記先端面１１１に接続された可撓性導体１２０と、を備える。前記可撓性導体１２０は、前記電極体１１０がワークＷ１，Ｗ２に押し付けられるときに前記先端面１１１と前記ワークＷ１，Ｗ２との隙間を埋めるように弾性変形可能である。
【選択図】図１１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
スポット接合に用いられるスポット接合用電極であって、
平坦な先端面を有する電極体と、
前記電極体の前記先端面に接続された可撓性導体と、を備え、
前記可撓性導体は、前記電極体がワークに押し付けられるときに前記先端面と前記ワークとの隙間を埋めるように弾性変形可能である、スポット接合用電極。
平坦な先端面を有する電極体と、
前記電極体の前記先端面に接続された可撓性導体と、を備え、
前記可撓性導体は、前記電極体がワークに押し付けられるときに前記先端面と前記ワークとの隙間を埋めるように弾性変形可能である、スポット接合用電極。
【請求項2】
前記可撓性導体は、環状に形成されている、請求項１に記載のスポット接合用電極。
【請求項3】
前記可撓性導体は、
前記電極体が前記ワークに押し付けられるときに弾性変形する可撓部と、
前記可撓部から前記先端面に向けて凹んでおり、前記先端面に接合された接合部と、を有し、
前記先端面を前記ワークに押し付ける押付け方向における前記接合部の圧縮弾性率は、前記押付け方向における前記可撓部の圧縮弾性率よりも大きい、請求項１又は２に記載のスポット接合用電極。
前記電極体が前記ワークに押し付けられるときに弾性変形する可撓部と、
前記可撓部から前記先端面に向けて凹んでおり、前記先端面に接合された接合部と、を有し、
前記先端面を前記ワークに押し付ける押付け方向における前記接合部の圧縮弾性率は、前記押付け方向における前記可撓部の圧縮弾性率よりも大きい、請求項１又は２に記載のスポット接合用電極。
【請求項4】
請求項２に記載のスポット接合用電極と、
ワークを加圧することが可能な加圧軸と、を備え、
前記スポット接合用電極における前記電極体は、円筒状に形成されており、
前記加圧軸は、前記電極体の内側に設けられている、スポット接合装置。
ワークを加圧することが可能な加圧軸と、を備え、
前記スポット接合用電極における前記電極体は、円筒状に形成されており、
前記加圧軸は、前記電極体の内側に設けられている、スポット接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、スポット接合用電極及びスポット接合装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、特開２０１０－１３１６６６号公報には、スポット溶接用電極が開示されている。このスポット溶接用電極では、電極先端近傍の中央部に被溶接材に当接されない円筒状の中空部が設けられており、円筒状の中空部の周辺部のみが被溶接材に当接される構造を有している。スポット溶接用電極のうち被溶接材に当接する部位（円筒状の中空部の周辺部の先端部）は、平坦に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１０－１３１６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特開２０１０－１３１６６６号公報に記載されるような電極では、ワークに接触する部位が平坦に形成されているため、ワークの湾曲等に起因して電極とワークとの接触が不均一になると、接合品質が低下する。
【0005】
本開示の目的は、接合品質の低下を抑制することが可能なスポット溶接用電極及び抵抗スポット接合装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一局面に従ったスポット接合用電極は、スポット接合に用いられるスポット接合用電極であって、平坦な先端面を有する電極体と、前記電極体の前記先端面に接続された可撓性導体と、を備え、前記可撓性導体は、前記電極体がワークに押し付けられるときに前記先端面と前記ワークとの隙間を埋めるように弾性変形可能である。
【0007】
また、本開示の一局面に従ったスポット接合装置は、前記スポット接合用電極と、ワークを加圧することが可能な加圧軸と、を備え、前記スポット接合用電極における前記電極体は、円筒状に形成されており、前記加圧軸は、前記電極体の内側に設けられている。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、接合品質の低下を抑制することが可能なスポット溶接用電極及び抵抗スポット接合装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本開示の第１実施形態におけるスポット接合用電極の正面図である。
【図2】スポット接合用電極の底面図である。
【図3】スポット接合用電極の斜視図である。
【図5】電極体への接続前における可撓性導体の平面図である。
【図6】電極体への接続後における可撓性導体の平面図である。
【図7】電極体への接続前における可撓性導体の変形例の平面図である。
【図8】電極体への接続後における可撓性導体の変形例の平面図である。
【図9】電極体への接続前における可撓性導体の変形例の平面図である。
【図10】電極体への接続後における可撓性導体の変形例の平面図である。
【図11】スポット接合用電極の可撓性導体とワークとの接触例を概略的に示す図である。
【図12】本開示の第２実施形態におけるスポット接合装置の斜視図である。
【図13】スポット接合装置の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
【0011】
（第１実施形態）
図１は、本開示の第１実施形態におけるスポット接合用電極の正面図である。図２は、スポット接合用電極の底面図である。図３は、スポット接合用電極の斜視図である。図４は、図２におけるＩＶ－ＩＶ線での断面図である。
図１は、本開示の第１実施形態におけるスポット接合用電極の正面図である。図２は、スポット接合用電極の底面図である。図３は、スポット接合用電極の斜視図である。図４は、図２におけるＩＶ－ＩＶ線での断面図である。
【0012】
【0013】
電極体１１０は、例えば銅からなる。電極体１１０は、先端面１１１と、テーパ面１１２と、を有している。
【0014】
先端面１１１は、平坦に形成されている。本実施形態では、先端面１１１は、円形に形成されている。
【0015】
テーパ面１１２は、電極体１１０の径方向（図１における左右方向）に先端面１１１から離間するにしたがって電極体１１０の軸方向（図１における上下方向）に先端面１１１から離間するように傾斜するとともに、環状につながる形状を有している。
【0016】
可撓性導体１２０は、電極体１１０の先端面１１１に接続されている。可撓性導体１２０は、電極体１１０がワークＷ１，Ｗ２（図１１を参照）に押し付けられるときに先端面１１１とワークＷ１，Ｗ２との隙間を埋めるように弾性変形可能である。本実施形態では、可撓性導体１２０は、銅等のより線からなる。つまり、可撓性導体１２０は、空隙を含んでいる。図２及び図３に示されるように、可撓性導体１２０は、円環状に形成されている。ただし、可撓性導体１２０の形状は、円環状に限られない。
【0017】
【0018】
可撓部１２２は、電極体１１０がワークＷ１，Ｗ２に押し付けられるときに弾性変形する。
【0019】
接合部１２４は、可撓部１２２から先端面１１１に向けて凹んでおり、先端面１１１に接合されている。先端面１１１をワークＷ１，Ｗ２に押し付ける押付け方向（図１における下向き）における接合部１２４の圧縮弾性率は、押付け方向における可撓部１２２の圧縮弾性率よりも大きい。本実施形態では、接合部１２４は、超音波溶接によって先端面１１１に接続されている。
【0020】
図５は、電極体への接続前における可撓性導体の平面図である。図６は、電極体への接続後における可撓性導体の平面図である。図５及び図６に示されるように、可撓性導体１２０は、２束以上のより線がねじられるとともに円環状に形成された後、超音波溶接によって先端面１１１に接合されている。ただし、図７及び図８に示されるように、１束のより線がリリヤン編みにされるとともに円環状に形成された後、超音波溶接によって先端面１１１に接合されてもよい。あるいは、図９及び図１０に示されるように、３束のより線が三つ編みにされるとともに円環状に形成された後、超音波溶接によって先端面１１１に接合されてもよい。
【0021】
以上に説明したように、本実施形態におけるスポット接合用電極１００では、図１１に示されるように、ワークＷ１，Ｗ２の表面が平坦ではない場合においても、電極体１１０の先端面１１１がワークＷ１，Ｗ２に押し付けられるときに、可撓性導体１２０における可撓部１２２が先端面１１１とワークＷ１，Ｗ２の表面との隙間を埋めるように弾性変形するため、可撓性導体１２０とワークＷ１，Ｗ２との接触が不均一になることに起因する接合品質の低下が抑制される。
【0022】
また、押付け方向における接合部１２４の圧縮弾性率が押付け方向における可撓部１２２の圧縮弾性率よりも大きいため、可撓部１２２及び接合部１２４の圧縮弾性率の差を利用することによって接合部１２４がワークＷ１，Ｗ２に接触したこと、すなわち、可撓部１２２の消耗を検知することが可能となる。
【0023】
例えば、接合部１２４がワークＷ１，Ｗ２に接触したことは、電極体１１０を予め設定された距離だけ押付け方向に移動させるのに必要な荷重が基準値を超えたか否かによって検知することが可能である。
【0024】
（第２実施形態）
次に、図１２～図１４を参照しながら、本開示の第２実施形態におけるスポット接合装置１について説明する。図１２は、本開示の第２実施形態におけるスポット接合装置の斜視図である。図１３は、スポット接合装置の底面図である。図１４は、図１３におけるＸＩＶ－ＸＩＶ線での断面図である。なお、第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明を行い、第１実施形態と同じ構造、作用及び効果の説明は繰り返さない。
次に、図１２～図１４を参照しながら、本開示の第２実施形態におけるスポット接合装置１について説明する。図１２は、本開示の第２実施形態におけるスポット接合装置の斜視図である。図１３は、スポット接合装置の底面図である。図１４は、図１３におけるＸＩＶ－ＸＩＶ線での断面図である。なお、第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明を行い、第１実施形態と同じ構造、作用及び効果の説明は繰り返さない。
【0025】
スポット接合装置１は、互いに重ね合わされた複数のワークＷ１，Ｗ２に通電することによって複数のワークＷ１，Ｗ２に軟化領域を形成しつつ、当該軟化領域を塑性変形させることによって複数のワークＷ１，Ｗ２同士を固相状態のまま接合する装置である。スポット接合装置１は、一対のスポット接合用電極１００と、一対の加圧軸２００と、を備えている。
【0026】
本実施形態におけるスポット接合用電極１００の電極体１１０は、円筒状に形成されている。つまり、先端面１１１は、円環状に形成されている。
【0027】
一対の加圧軸２００は、スポット接合時にワークＷ１，Ｗ２をその厚み方向における両側から加圧する。一対の加圧軸２００は、図示略の駆動源（サーボプレス機等）によって駆動される。加圧軸２００は、電極体１１０の内側に設けられている。加圧軸２００は、円柱状に形成されている。加圧軸２００の外周面と電極体１１０との間には、隙間が形成されている。加圧軸２００は、ワークＷ１，Ｗ２が塑性変形するようにワークＷ１，Ｗ２を加圧可能である。加圧軸２００は、例えばダングステンカーバイドからなる。
【0028】
一対のスポット接合用電極１００は、ワークＷ１，Ｗ２のうち一対の加圧軸２００により加圧される部位の周囲の部位に接触した状態でワークＷ１，Ｗ２に通電することが可能である。
【0029】
上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
【0030】
［態様１］
スポット接合に用いられるスポット接合用電極であって、
平坦な先端面を有する電極体と、
前記電極体の前記先端面に接続された可撓性導体と、を備え、
前記可撓性導体は、前記電極体がワークに押し付けられるときに前記先端面と前記ワークとの隙間を埋めるように弾性変形可能である、スポット接合用電極。
スポット接合に用いられるスポット接合用電極であって、
平坦な先端面を有する電極体と、
前記電極体の前記先端面に接続された可撓性導体と、を備え、
前記可撓性導体は、前記電極体がワークに押し付けられるときに前記先端面と前記ワークとの隙間を埋めるように弾性変形可能である、スポット接合用電極。
【0031】
このスポット接合用電極では、ワークの表面が平坦ではない場合においても、電極体の先端面がワークに押し付けられるときに、可撓性導体が先端面とワークの表面との隙間を埋めるように弾性変形するため、可撓性導体とワークとの接触が不均一になることによって接合品質が低下することが抑制される。
【0032】
［態様２］
前記可撓性導体は、環状に形成されている、態様１に記載のスポット接合用電極。
前記可撓性導体は、環状に形成されている、態様１に記載のスポット接合用電極。
【0033】
この態様では、ナゲットの径が大きく確保されるため、接合強度が高まる。
【0034】
［態様３］
前記可撓性導体は、
前記電極体が前記ワークに押し付けられるときに弾性変形する可撓部と、
前記可撓部から前記先端面に向けて凹んでおり、前記先端面に接合された接合部と、を有し、
前記先端面を前記ワークに押し付ける押付け方向における前記接合部の圧縮弾性率は、前記押付け方向における前記可撓部の圧縮弾性率よりも大きい、態様１又は２に記載のスポット接合用電極。
前記可撓性導体は、
前記電極体が前記ワークに押し付けられるときに弾性変形する可撓部と、
前記可撓部から前記先端面に向けて凹んでおり、前記先端面に接合された接合部と、を有し、
前記先端面を前記ワークに押し付ける押付け方向における前記接合部の圧縮弾性率は、前記押付け方向における前記可撓部の圧縮弾性率よりも大きい、態様１又は２に記載のスポット接合用電極。
【0035】
この態様では、可撓部及び接合部の圧縮弾性率の差を利用することによって接合部がワークに接触したこと、すなわち、可撓部の消耗を検知することが可能となる。
【0036】
［態様４］
態様２に記載のスポット接合用電極と、
ワークを加圧することが可能な加圧軸と、を備え、
前記スポット接合用電極における前記電極体は、円筒状に形成されており、
前記加圧軸は、前記電極体の内側に設けられている、スポット接合装置。
態様２に記載のスポット接合用電極と、
ワークを加圧することが可能な加圧軸と、を備え、
前記スポット接合用電極における前記電極体は、円筒状に形成されており、
前記加圧軸は、前記電極体の内側に設けられている、スポット接合装置。
【0037】
なお、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。
【符号の説明】
【0038】
１ スポット接合装置、１００ スポット接合用電極、１１０ 電極体、１１１ 先端面、１２０ 可撓性導体、１２２ 可撓部、１２４ 接合部、２００ 加圧軸、Ｗ１ 第１ワーク、Ｗ２ 第２ワーク。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】