特許 7441434 電気抵抗溶接用電極

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-21

(45)【発行日】2024-03-01

(54)【発明の名称】電気抵抗溶接用電極

(51)【国際特許分類】

   B23K 11/30 20060101AFI20240222BHJP

【ＦＩ】

B23K11/30 311

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2023009719

(22)【出願日】2023-01-06

【審査請求日】2023-10-06

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】512035918

【氏名又は名称】青山 省司

(72)【発明者】

【氏名】青山 好高

(72)【発明者】

【氏名】青山 省司

【審査官】黒石 孝志

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－３３４４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１４７２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平３－１４０８３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１７－３００４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ １１／００ － １１／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋼板部品が載置される電極本体が、少なくとも主円筒部とそれに一体化されているキャップ部によって構成され、
前記キャップ部は、前記主円筒部に一体化される断面円形の筒状部と、前記電極本体の蓋部材としての機能を果たすとともに前記鋼板部品が載置される端部材によって構成され、
前記端部材から突き出ている断面円形のガイドピンが、前記主円筒部に形成したガイド孔に摺動可能な状態で挿入された摺動部材と一体化されて、進退部材が構成され、
前記鋼板部品の端部をロボット装置のチャック機構で強固に保持するように構成され、
前記鋼板部品が電極本体に載置されるときに、前記ガイドピンが相対的に貫通する下孔が前記鋼板部品に形成されており、
前記ガイドピンの先端部にガイドピンの先端に向かってその直径が徐々に小さくなる傾斜部が形成され、
前記キャップ部の奥部に配置されているとともに合成樹脂材料製とされた支持板に、前記ガイドピンが貫通する断面円形の通孔が設けられ、
前記ガイドピンは、その外周面が前記通孔の内周面を擦りながら進退できるように、前記ガイドピンの外径寸法と前記通孔の内径寸法が設定されていることによって、前記進退部材が、電極の中心軸線に対して実質的に傾斜変位をしないように構成し、
ロボット装置の動作で前記鋼板部品の下孔内周部が前記傾斜部に接触した後、前記鋼板部品の自重で前記下孔内周部が前記傾斜部を擦りながら鋼板部品が前記端部材上に載置されるとき、前記ガイドピンは実質的に傾斜変位をすることなく、前記ガイドピンと前記チャック機構間の鋼板部品に曲げ方向または伸び方向の弾性変形を発生させて、前記ガイドピンが相対的に前記下孔を貫通して前記鋼板部品が前記端部材上に載置されるように構成したことを特徴とする電気抵抗溶接用電極。

【請求項2】

前記ガイド孔に冷却空気を送り込む通気口が前記主円筒部に設けられ、前記摺動部材に空気通路が形成され、前記ガイドピンの外周面が前記通孔の内周面を擦りながら進退する状態における通気空隙が存置され、
前記支持板は円盤型の形状とされ、その外径寸法は、前記キャップ部の筒状部の内径寸法よりも小さく設定されていることによって、前記支持板の一部が前記キャップ部内の空間に突き出た状態で露出している請求項１記載の電気抵抗溶接用電極。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、電極本体から突き出ているガイドピンと、電極本体内を摺動する摺動部材によって進退部材が形成され、この進退部材の位置状態を改善して、鋼板部品に所要の弾性変形を起こさせる電気抵抗溶接用電極に関している。

【背景技術】

【0002】

特開平１０－１１８７７５号公報には、プロジェクションナットを鋼板部品に溶接する電気抵抗溶接用電極が記載され、ガイドピンと摺動部材が一体化された進退部材が、電気抵抗溶接用電極の電極本体内に収容され、しかも、ガイドピンの一部が電極本体から突き出ていることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１０－１１８７７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような電極においては通常、ロボット装置に保持された自動車のフロアパネルのような鋼板部品を電極本体の上面に載置するのであるが、鋼板部品に開けた下孔の中心軸線と電極ガイドピンの中心軸線が合致した状態で鋼板部品を電極本体側へ移動して、ガイドピンが相対的に下孔を貫通することが求められ、これが実現することによって、プロジェクションナットが下孔と同心状態またはそれと同等の状態で鋼板部品に溶接される。

【0005】

しかしながら、図５に示すように、フロアパネル５０に開けた例えば直径５ｍｍ程度の下孔５１をガイドピン５２と同軸状態にすることは、ロボット装置５３の動作制御の面から精度的に困難である。このように困難にしている要因は、フロアパネル５０のような大型の鋼板部品であると、自重により撓み変形が発生してガイドピン５２に対する下孔５１の位置にずれが発生するものと考えられる。下孔５１とガイドピン５２が偏心している状態で鋼板部品５０を電極端面側に移動させると、下孔５１の内周面がガイドピン５２に強く擦りつけられて、ガイドピン５２を傾斜させたまま鋼板部品５０が電極本体の載置面５４に置かれることとなる（図５（Ａ）参照）。特許文献１記載の構造においては、ガイドピン５２と摺動部材からなる進退部材は、摺動部材の部分だけが電極のガイド孔を摺動する構造であるため、ガイドピン５２に上述のような外力が作用したときに、ガイドピン５２が傾斜してしまう、という問題がある。

【0006】

プロジェクションナットを鋼板部品に溶接する場合であれば、上記のように下孔に対してガイドピンが傾斜して偏心していると、図５（Ｂ）に示すように、プロジェクションナットのねじ孔が下孔５１からずれた偏心位置に溶接されることとなる。以下、本明細書において、プロジェクションナットを単にナットと表現する場合がある。

【0007】

本発明は、上記の問題点を解決するために提供されたもので、ガイドピンと摺動部材からなる進退部材が収容された電気抵抗溶接用電極において、ガイドピンに鋼板部品の一部が接触しても、進退部材が容易に傾斜しないようにするとともに、ガイドピンとロボット装置のチャック機構の間の鋼板に弾性変形をおこさせることを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１記載の発明は、
鋼板部品が載置される電極本体が、少なくとも主円筒部とそれに一体化されているキャップ部によって構成され、
前記キャップ部は、前記主円筒部に一体化される断面円形の筒状部と、前記電極本体の蓋部材としての機能を果たすとともに前記鋼板部品が載置される端部材によって構成され、
前記端部材から突き出ている断面円形のガイドピンが、前記主円筒部に形成したガイド孔に摺動可能な状態で挿入された摺動部材と一体化されて、進退部材が構成され、
前記鋼板部品の端部をロボット装置のチャック機構で強固に保持するように構成され、
前記鋼板部品が電極本体に載置されるときに、前記ガイドピンが相対的に貫通する下孔が前記鋼板部品に形成されており、
前記ガイドピンの先端部にガイドピンの先端に向かってその直径が徐々に小さくなる傾斜部が形成され、
前記キャップ部の奥部に配置されているとともに合成樹脂材料製とされた支持板に、前記ガイドピンが貫通する断面円形の通孔が設けられ、
前記ガイドピンは、その外周面が前記通孔の内周面を擦りながら進退できるように、前記ガイドピンの外径寸法と前記通孔の内径寸法が設定されていることによって、前記進退部材が、電極の中心軸線に対して実質的に傾斜変位をしないように構成し、
ロボット装置の動作で前記鋼板部品の下孔内周部が前記傾斜部に接触した後、前記鋼板部品の自重で前記下孔内周部が前記傾斜部を擦りながら鋼板部品が前記端部材上に載置されるとき、前記ガイドピンは実質的に傾斜変位をすることなく、前記ガイドピンと前記チャック機構間の鋼板部品に曲げ方向または伸び方向の弾性変形を発生させて、前記ガイドピンが相対的に前記下孔を貫通して前記鋼板部品が前記端部材上に載置されるように構成したことを特徴とする電気抵抗溶接用電極である。

【0009】

請求項２記載の発明は、
前記ガイド孔に冷却空気を送り込む通気口が前記主円筒部に設けられ、前記摺動部材に空気通路が形成され、前記ガイドピンの外周面が前記通孔の内周面を擦りながら進退する状態における通気空隙が存置され、
前記支持板は円盤型の形状とされ、その外径寸法は、前記キャップ部の筒状部の内径寸法よりも小さく設定されていることによって、前記支持板の一部が前記キャップ部内の空間に突き出た状態で露出している請求項１記載の電気抵抗溶接用電極である。

【発明の効果】

【0010】

請求項１記載の発明においては、
進退部材が、キャップ部の端部材から突き出ている断面円形のガイドピンと、主円筒部に形成したガイド孔に摺動可能な状態で挿入された摺動部材が一体化されて構成され、ガイドピンは、その外周面がキャップ部内の支持板に開けられた通孔の内周面を擦りながら進退できるように、ガイドピンの外径寸法と通孔の内径寸法が設定されていることによって、進退部材が、電極の中心軸線に対して実質的に傾斜変位をしないように構成されている。ガイドピンの外径寸法と通孔の内径寸法の差は、ガイドピンを直径方向にがたつかせても、カタカタといった隙間感覚を感じないレベルまで詰められている。つまり、ガイドピンの外周面と通孔の内周面との間には、実質的に隙間がなくて摺動できる状態とされている。

【0011】

ガイドピンと摺動部材が一体化された進退部材は、摺動部材がガイド孔と摺動している箇所と、ガイドピンの外周面が通孔の内周面に擦りつけられている箇所の２箇所において支持されている。鋼板部品をガイドピンにはめ合わせるときに、ガイドピンの中心軸線と鋼板部品の下孔の中心軸線がずれた偏心状態になっていると、鋼板部品の下孔内周部がガイドピンの傾斜部に擦りつけられるような現象が発生して、ガイドピンを倒そうとする力が作用する。このような力が作用しても、上記２箇所支持によって進退部材の中心軸線は容易に傾くことがない。

【0012】

一方、鋼板部品はロボット装置のチャック機構によって強固に保持されているので、鋼板部品がチャック機構から抜け出るような位置ずれは発生しない。

【0013】

このようにガイドピンは容易に傾斜しない状態であり、鋼板部品はチャック機構から容易に抜け出ない状態になっているので、下孔内周部が傾斜部を滑動するときには、ガイドピンとチャック機構の間の鋼板に弾性変形が発生する。このような弾性変形の後、鋼板部品が端部材に載置されると、鋼板部品の下孔がガイドピンと実質的に同心状態になったり、実害のないレベルの偏心量になったりする。

【0014】

上記の鋼板部品側の弾性変形は、鋼板部品に発生する曲げ変形や、伸び変形などの弾性変形によってなされている。鋼板部品の端部がロボット装置のチャック機構で強固に保持されているので、鋼板部品の下孔がガイドピンからずれていると、チャック機構の箇所においては鋼板部品の滑りなどの位置ずれが発生しないとともに、ガイドピンが容易に傾斜しないので、鋼板部品の側に曲げ変形や伸び変形を起こさせている。

【0015】

通常、例えば、ナットを溶接する場合のガイドピンの先端部分は、先端に向かって徐々に直径が小さくなる傾斜部形状、例えばテーパ型形状とされているので、鋼板部品がその自重によって電極の端部材側へ移動すると、下孔内周部が電極の中心軸線方向に移動させられてテーパ形状部分に擦り付けられる。このときに、ガイドピンに対してガイドピンの直径方向の力、すなわちガイドピンを倒そうとする力が作用するが、上記２箇所支持によって、ガイドピンの傾斜移動が実質的に発生しない状態になっているとともに、チャック機構の箇所においては鋼板部品の滑りなどの位置ずれがないので、鋼板部品の側にガイドピンの直径方向の弾性的変位が生じて、ガイドピンの中心軸線と下孔の中心軸線との上記偏心状態が、実質的に問題とならないレベルに減少する。つまり、傾斜変位が実質的に問題とならない強固なガイドピンに対して、チャック機構で強固に保持された鋼板部品の下孔内周部が擦り付けられるので、鋼板部品側の方に弾性変形を起こさせることができるのである。

【0016】

上記のような鋼板部品側におけるガイドピン直径方向の弾性的変位は、鋼板部品に曲げ方向変形や伸び方向変形を発生させていることによって確保されている。本願発明においては、例えば、前記のフロアパネルやドアパネルのような板厚が薄くて、下孔サイズよりも遥かに大きな鋼板部品の弾性変形を意図的に活用している。換言すると、下孔の中心軸線とガイドピンの中心軸線の偏心量を、鋼板部品の弾性変形で吸収するものである。この弾性変形の態様としては、ガイドピンとチャック機構との間の距離が短くなろうとするときには、ガイドピンとチャック機構の間の鋼板に曲げ変形が生じる。また、ガイドピンとチャック機構との間の距離が長くなろうとするときには、ガイドピンとチャック機構の間の鋼板に伸び変形が生じる。

【0017】

前述のロボット装置で鋼板部品を保持するときには、ロボット装置のチャック機構で鋼板部品をくわえるようにしたり、あるいは鋼板部品の搬送治具に設けたチャック機構でくわえるようにしたりするのであるが、ガイドピンと下孔の位置ずれが鋼板部品の弾性変形で吸収されるので、ロボット装置や搬送治具などの採用が行いやすくなる。換言すると、ガイドピンは容易に傾斜しない状態であるとともに、チャック機構が強固に鋼板部品を保持しているので、鋼板部品側において弾性変形を起こさせることができるのである。

【0018】

請求項２記載の発明においては、
流入口から電極本体内に流入した冷却空気が摺動部材の空気通路やガイドピン部の通気空隙を通過することと、支持板の一部をキャップ部内の空間に突き出た状態で露出させてあることによって、合成樹脂材料製の支持板を効果的に冷却することができ、支持板の耐久性向上にとって有効である。とくに、支持板はキャップ部の奥部、すなわち溶接熱の発生個所に近い位置に配置されているので、上記のような冷却作用が重要である。

【0019】

さらに、支持板の一部をキャップ部内の空間に突き出た状態で露出さてあるので、溶接熱によって支持板が膨張すると。上記露出部分がキャップ部内の空間へ膨出する。このような空間へ向けた膨張変形によって、通孔の内周面とガイドピンの外周面との異常に強い接触が緩和され、このため通孔内面の摩耗進行をゼロにするか、または実質的に実害のない摩耗レベルにすることができ、支持板の耐久性向上にとって有効である。このような現象は、熱膨張によって生じる支持板内の内部応力が空間に向かう分散的膨張によって小さくなるものと、考えられる。

【0020】

本発明は、電気抵抗溶接用電極をガイドピンの傾斜変位の面で改善し、ロボット装置のチャック機構で強固に保持されたフロアパネルやドアパネルの溶接に活用できる。そして、前記パネルのように板厚が薄くて、下孔サイズよりも遥かに大きな鋼板部品の弾性変形を意図的に活用した溶接方法として存在させることができる。換言すると、下孔の中心軸線とガイドピンの中心軸線の偏心量を、鋼板部品の弾性変形で吸収するという考え方の溶接方法として存在させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】電極全体の断面図と部分箇所の断面図である。

【図2】ガイドピンの傾斜部を示す外観図である。

【図3】鋼板部品がガイドピンの右側にずれている場合の断面図である。

【図4】鋼板部品がガイドピンの左側にずれている場合の断面図である。

【図5】ガイドピンが異常に傾いた場合を誇張して示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の電気抵抗溶接用電極を実施するための形態を説明する。

【実施例】

【0023】

図１～図４は、本発明の実施例を示す。

【0024】

最初に、溶接される部品について説明する。

【0025】

溶接対象部品としては、鋼板製の部品に、ナットやワッシャなどの孔あき部品を溶接する場合が多いのであるが、ここでは、自動車のフロアパネルやドアパネルのような大型の鋼板部品２にプロジェクションナット３を溶接する場合である。

【0026】

ナット３は、四角いナット本体４の中央部に、ねじ孔５が開けられたもので、下側の四隅に溶着用突起６が設けてある。鋼板部品２には下孔７が開けられ、ここを後述するガイドピンが相対的に貫通するようになっている。

【0027】

つぎに、電極本体について説明する。

【0028】

円筒型の電極本体１は、少なくとも主円筒部８とそれに一体化されているキャップ部９によって構成されている。主円筒部８は、クロム銅のような銅合金製とされ、キャップ部９は、より優れた耐熱性、耐摩耗性を有するベリリュム銅のような銅合金製とするのが望ましい。

【0029】

キャップ部９は、主円筒部８にねじ部１０を介して一体化される断面円形の筒状部１１と、電極本体１の蓋部材としての機能を果たすとともに鋼板部品２が載置される端部材１３によって構成されている。主円筒部８は、円筒状の部材で構成され、断面円形のガイド孔１５が形成されている。

【0030】

本実施例における電極本体１などの電極は、固定電極であり、機枠などの静止部材４２に固定してある。固定電極に対応する進退式の可動電極４１が中心軸線Ｏ－Ｏ上に配置してある。

【0031】

つぎに、支持板について説明する。

【0032】

円盤型の形状とされた支持板１６の直径は、筒状部１１の内径よりも小さくしてあり、中央に通孔１７が設けてある。端部材１３にキャップ部９の内側から挿入孔１８が形成され、そこに支持板１６が圧入してある。この圧入は、支持板１６の厚さの途中までとされており、こうすることによって支持板１６の一部がキャップ部９内の空間３１に突き出た状態で露出している。図１（Ｃ）に示すように、筒状部１１の内径寸法から支持板１６の直径寸法を引いた寸法が符号Ｄ１で示され、キャップ部９内の天井面から支持板１６の角部分１９が突き出ている寸法がＬ１で示されている。支持板１６は、ポリアミド樹脂などの合成樹脂材料製とされ、ここでは耐熱性や耐摩耗性に優れたポリテトラフルオロエチレン（商品名＝テフロン・登録商標）が使用されている。

【0033】

つぎに、進退部材について説明する。

【0034】

セラミック材料やステンレス鋼で作られたガイドピン２０は、断面円形の棒状部材で構成され、その先端部に先端側に向かってその直径が徐々に小さくなる傾斜部２１が形成されている。傾斜部２１の反対側は、ねじ構造部とされている。ガイド孔１５内に摺動可能な状態で挿入された摺動部材２２は、ポリテトラフルオロエチレン（商品名＝テフロン・登録商標）のような合成樹脂材料製とされている。したがって、ガイドピン２０と、摺動部材２２が一体化されて進退部材２３が構成されている（図１（Ｃ）参照）。

【0035】

ガイドピン２０と摺動部材２２を一体化する構造としては、摺動部材２２のインジェクション成型時にガイドピン２０の端部を鋳ぐるむようにする方法などが考えられるが、ここではねじ構造が採用されている。

【0036】

ガイドピン２０の端部にボルト２５が形成され、このボルト２５が摺動部材２２の底部材２６を貫通し、ワッシャ２７をはめ込んでナット２８で締め付けてある。

【0037】

ガイドピン２０は、端部材１３から突き出ており、ナット３のねじ孔５の開口角部が傾斜部２１に合致して、ガイドピン２０にナット３が保持されている。また、鋼板部品２の下孔７はガイドピン２０と同心になっている。

【0038】

図２は、ガイドピン２０の変形例を示している。同図（Ａ）は、傾斜部２１の外形が曲線的になっている場合であり、図１に示した実施例はこのタイプである。他に、同図（Ｂ）は、傾斜部２１の外形が直線的になっている場合である。また、同図（Ｃ）は、傾斜部２１が中間部に配置されている場合である。図２においては、鋼板部品２が２点鎖線で図示され、各下孔７は右側にずれた状態を示し、下孔７の片側の内周部が傾斜部２１にひっかかっている。

【0039】

つぎに、通気構造について説明する。

【0040】

通気構造は、主円筒部８に設けた流入口２９と、ガイド孔１５と、摺動部材２２に設けた空気通路３０と、筒状部１１内の空間３１と、支持板１６の通孔１７とガイドピン２０の間のわずかな空隙３２（図１（Ｃ）参照）と、端部材１３の直径方向に開けた排気通路３３と、通気孔２４および鋼板部品２の下孔７によって構成されている。ガイドピン２０が通孔１７を貫通している箇所は、通気に必要な流路面積としては不足を来す場合がある。その対策としては、図１（Ｄ）に示すように、通孔１７の内周面に通気溝３５を設けることが望ましい。

【0041】

摺動部材２２とガイド孔１５の間に空気通路３０が設けてあるが、その構造は、摺動部材２２の外周面に、電極の中心軸線Ｏ－Ｏと同方向の凹溝を設けたり、摺動部材２２の外周面を削り取ったりする方法など、種々なものが採用できる。ここでは、後者の削り取りのタイプである。すなわち、摺動部材２２の外周面に中心軸線Ｏ－Ｏ方向の平面部３６が４か所に形成され、平面部３６とガイド孔１５の円弧内面によって空気通路３０が形成されている。

【0042】

流入口２９から送り込まれた冷却空気の断続は、支持板１６の静止内端面３７に、摺動部材２２の上面に設けた可動端面３８が密着すると、空気流は遮断され、静止内端面３７から可動端面３８がはなれると、空気流が開始される。静止内端面３７と可動端面３８は、中心軸線Ｏ－Ｏが垂直になっている仮想平面上に存在している。可動端面３８を静止内端面３７に押し付ける力は、ガイド孔１５内に配置した圧縮コイルスプリング３９の張力によってえられている。圧縮コイルスプリング３９の一端はワッシャ２７に押し付けられ、他端はガイド孔１５の内底面にはめ込んだ絶縁シート３４に押し付けられている。

【0043】

支持板１６を挿入孔１８に圧入してから、電極直径方向の排気通路３３が孔開け加工で形成されている。したがって、図１（Ｅ）に示すように、排気通路３３の一部をなす円弧型断面の凹溝４０ができている。

【0044】

つぎに、ロボット装置で鋼板部品を搬入することについて説明する。

【0045】

ロボット装置４４は、部分的な図示であるが通常の６軸タイプの装置である。鋼板部品２の端部を強固に保持するチャック機構４５としては、種々なタイプが採用されている。ここでは、簡略的な図示であるが、一対の開閉式の挟み付け片が耐摩耗性に優れた金属材料で構成され、挟み付け片はエアシリンダによって開閉するようになっている。したがって、挟み付け片が鋼板部品２をエアシリンダによって強く挟み付けると、鋼板部品２にチャック機構４５から抜け出そうとする力が作用しても、容易に抜けることがない。

【0046】

図３に示した場合は、ガイドピン２０の中心軸線Ｏ－Ｏに対して、下孔７が右側にずれた状態であり、下孔７の左側の内周部は傾斜部２１の途中にひっかかっている。この状態から鋼板部品２の自重により下孔７の左側の内周部が傾斜部２１を擦りながら、鋼板部品２が下降し端部材１３の上面に着座する。鋼板部品２がこのように下降するときには、ガイドピン２０はほとんど傾斜しないので、ガイドピン２０とチャック機構４５の間の鋼板に弾性的な伸びが発生して、下降が許容される。弾性的な伸びは矢線４６で示されている。

【0047】

したがって、図３（Ｃ）に示すように、ナット３のねじ孔５と鋼板部品２の下孔７とは、わずかな偏心量となり、可動電極４１の進出によって圧縮コイルスプリング３９を圧縮しながら溶着用突起６が鋼板部品２に加圧され、ついで溶接電流が通電されて溶接が完了する。可動電極４１の進出によってガイドピン２０、すなわち進退部材２３が下降すると、可動端面３８が静止内端面３７から離れていわゆる開弁作用がなされる。

【0048】

これによって主円筒部８に設けた流入口２９と、ガイド孔１５と、摺動部材２２に設けた空気通路３０と、筒状部１１内の空間３１と、支持板１６の通孔１７とガイドピン２０の間のわずかな空隙３２（図１（Ｃ）参照）と、蓋部材１３の直径方向に開けた排気通路３３と、通気孔２４および鋼板部品２の下孔７によって構成された前述の通気構造に、冷却空気の流通がなされる。また、溶融部から飛散するスパッタは、下孔７通気孔２４を経て排気通路３３から外部へ排出される。

【0049】

したがって、図３（Ｃ）に示すように、ナット３のねじ孔５と鋼板部品２の下孔７とはわずかな実害のない偏心量となり、可動電極４１の進出によって圧縮コイルスプリング３９を圧縮しながら溶着用突起６が鋼板部品２に加圧され、ついで溶接電流が通電されて溶接が完了する。可動電極４１の進出によってガイドピン２０、すなわち進退部材２３が下降すると、可動端面３８が静止内端面３７から離れていわゆる開弁作用がなされる。

【0050】

図４に示した場合は、ガイドピン２０の中心軸線Ｏ－Ｏに対して、下孔７が左側にずれた状態であり、下孔７の右側の内周部は傾斜部２１の途中にひっかかっている。この状態から鋼板部品２の自重により下孔７の右側の内周部が傾斜部２１を擦りながら、鋼板部品２が下降し端部材１３の上面に着座する。鋼板部品２がこのように下降するときには、ガイドピン２０はほとんど傾斜しないので、ガイドピン２０とチャック機構４５の間の鋼板に弾性的な膨らみ方向の曲げ変形が発生して、下降が許容される。膨らみ方向の曲げ変形は、図４の２点鎖線４７で示したイメージ変形のように、矢線４８の方向に弾性変形をする。

【0051】

図４（Ｃ）に示すように、ねじ孔５と鋼板部品２の下孔７の偏心量は、実害のないわずかな値となる。通気構造における冷却空気の流通作用やスパッタの排出は、図３の場合と同様にして行われる。

【0052】

図５は、従来技術の問題点を示す断面図であるが、上記実施例で用いた符号を図５に記載して理解しやすくしている。

【0053】

以上に説明した実施例の作用効果は、つぎのとおりである。

【0054】

進退部材２３が、キャップ部９の端部材１３から突き出ている断面円形のガイドピン２０と、主円筒部８に形成したガイド孔１５に摺動可能な状態で挿入された摺動部材２２が一体化されて構成され、ガイドピン２０は、その外周面がキャップ部９内の支持板１６に開けられた通孔１７の内周面を擦りながら進退できるように、ガイドピン２０の外径寸法と通孔１７の内径寸法が設定されていることによって、進退部材２３が、電極の中心軸線Ｏ－Ｏに対して実質的に傾斜変位をしないように構成されている。ガイドピン２０の外径寸法と通孔１７の内径寸法の差は、ガイドピン２０を直径方向にがたつかせても、カタカタといった隙間感覚を感じないレベルまで詰められている。つまり、ガイドピン２０の外周面と通孔１７の内周面との間には、実質的に隙間がなくて摺動できる状態とされている。

【0055】

ガイドピン２０と摺動部材２２が一体化された進退部材２３は、摺動部材２２がガイド孔１５と摺動している箇所と、ガイドピン２０の外周面が通孔１７の内周面に擦りつけられている箇所の２箇所において支持されている。鋼板部品２をガイドピン２０にはめ合わせるときに、ガイドピン２０の中心軸線Ｏ－Ｏと鋼板部品２の下孔７の中心軸線がずれた偏心状態になっていると、鋼板部品２の下孔内周部がガイドピン２０の傾斜部２１に擦りつけられるような現象が発生して、ガイドピン２０を倒そうとする力が作用する。このような力が作用しても、上記２箇所支持によって進退部材２３の中心軸線Ｏ－Ｏは容易に傾くことがない。

【0056】

一方、鋼板部品２はロボット装置４４のチャック機構４５によって強固に保持されているので、鋼板部品２がチャック機構４５から抜け出るような位置ずれは発生しない。

【0057】

このようにガイドピン２０は容易に傾斜しない状態であり、鋼板部品２はチャック機構４５から容易に抜け出ない状態になっているので、下孔７の内周部が傾斜部２１を滑動するときには、ガイドピン２０とチャック機構４５の間の鋼板に弾性変形が発生する。このような弾性変形の後、鋼板部品２が端部材１３に載置されると、鋼板部品２の下孔７がガイドピン２０と実質的に同心状態になったり、実害のないレベルの偏心量になったりする。図３の（Ａ）と（Ｂ）を比較すると、下孔７の空間隙間に大きな差が認められ、（Ｂ）が実害のないレベルの偏心量である。図４においても、同様である。

【0058】

上記の鋼板部品２側の弾性変形は、鋼板部品２に発生する曲げ変形や、伸び変形などの弾性変形によってなされている。鋼板部品２の端部がロボット装置４４のチャック機構４５で強固に保持されているので、鋼板部品２の下孔７がガイドピン２０からずれていると、チャック機構４５の箇所においては鋼板部品２０の滑りなどの位置ずれが発生しないとともに、ガイドピン２０が容易に傾斜しないので、鋼板部品２の側に曲げ変形や伸び変形を起こさせている。

【0059】

通常、例えば、ナット３を溶接する場合のガイドピン２０の先端部分は、先端に向かって徐々に直径が小さくなる傾斜部形状、例えばテーパ型形状とされているので、鋼板部品２がその自重によって電極の端部材１３側へ移動すると、下孔内周部が電極の中心軸線Ｏ－Ｏ方向に移動させられてテーパ形状部分に擦り付けられる。このときに、ガイドピン２０に対してガイドピン２０の直径方向の力、すなわちガイドピン２０を倒そうとする力が作用するが、上記２箇所支持によって、ガイドピン２０の傾斜移動が実質的に発生しない状態になっているとともに、チャック機構４５の箇所においては鋼板部品２の滑りなどの位置ずれがないので、鋼板部品２の側にガイドピン２０の直径方向の弾性的変位が生じて、ガイドピン２０の中心軸線Ｏ－Ｏと下孔７の中心軸線Ｏ１－Ｏ１との上記偏心状態が、実質的に問題とならないレベルに減少する。つまり、傾斜変位が実質的に問題とならない強固なガイドピン２０に対して、チャック機構４５で強固に保持された鋼板部品２の下孔７内周部が擦り付けられるので、鋼板部品２側の方に弾性変形を起こさせることができるのである。

【0060】

上記のような鋼板部品２側におけるガイドピン直径方向の弾性的変位は、鋼板部品２に曲げ方向変形や伸び方向変形を発生させていることによって確保されている。本実施例においては、例えば、前記のフロアパネルやドアパネルのような板厚が薄くて、下孔サイズよりも遥かに大きな鋼板部品２の弾性変形を意図的に活用している。換言すると、下孔７の中心軸線Ｏ１－Ｏ１とガイドピン２０の中心軸線Ｏ－Ｏの偏心量を、鋼板部品２の弾性変形で吸収するものである。この弾性変形の態様としては、ガイドピン２０とチャック機構４５との間の距離が短くなろうとするときには、ガイドピン２０とチャック機構４５の間の鋼板に曲げ変形が生じる。また、ガイドピン２０とチャック機構４５との間の距離が長くなろうとするときには、ガイドピン２０とチャック機構４５の間の鋼板に伸び変形が生じる。

【0061】

前述のロボット装置４４で鋼板部品２を保持するときには、ロボット装置４４のチャック機構４５で鋼板部品２をくわえるようにしたり、あるいは鋼板部品２の搬送治具に設けたチャック機構４５でくわえるようにしたりするのであるが、ガイドピン２０と下孔７の位置ずれが鋼板部品２の弾性変形で吸収されるので、ロボット装置４４や搬送治具などの採用が行いやすくなる。換言すると、ガイドピン２０は容易に傾斜しない状態であるとともに、チャック機構４５が強固に鋼板部品２を保持しているので、鋼板部品２側において弾性変形を起こさせることができるのである。

【0062】

流入口２９から電極本体１内に流入した冷却空気が摺動部材２２の空気通路３０やガイドピン部の通気空隙３２を通過することと、支持板１６の一部をキャップ部９内の空間３１に突き出た状態で露出させてあることによって、合成樹脂材料製の支持板１６を効果的に冷却することができ、支持板１６の耐久性向上にとって有効である。とくに、支持板１６はキャップ部９の奥部、すなわち溶接熱の発生個所に近い位置に配置されているので、上記のような冷却作用が重要である。

【0063】

さらに、支持板１６の一部をキャップ部９内の空間３１に突き出た状態で露出さてあるので、溶接熱によって支持板１６が膨張すると。上記露出部分がキャップ部９内の空間３１内へ２点鎖線図示のように膨出する。このような空間３１へ向けた膨張変形によって、通孔１７の内周面とガイドピン２０の外周面との異常に強い接触が緩和され、このため通孔内面の摩耗進行をゼロにするか、または実質的に実害のない摩耗レベルにすることができ、支持板１６の耐久性向上にとって有効である。このような現象は、熱膨張によって生じる支持板１６内の内部応力が空間に向かう分散的膨張によって小さくなるものと、考えられる。

【産業上の利用可能性】

【0064】

上述のように、本発明の電極によれば、ガイドピンと摺動部材からなる進退部材が収容された電気抵抗溶接用電極において、ガイドピンに鋼板部品の一部が接触しても、進退部材が容易に傾斜しないようにするとともに、ガイドピンとロボット装置のチャック機構の間の鋼板に弾性変形をおこさせるものである。したがって、自動車の車体溶接工程や、家庭電化製品の板金溶接工程などの広い産業分野で利用できる。

【符号の説明】

【0065】

１ 電極本体
２ 鋼板部品
３ プロジェクションナット
５ ねじ孔
７ 下孔
８ 主円筒部
９ キャップ部
１１ 筒状部
１３ 端部材
１５ ガイド孔
１６ 支持板
１７ 通孔
１９ 角部分
２０ ガイドピン
２１ 傾斜部
２２ 摺動部材
２３ 進退部材
２４ 通気孔
２９ 流入口
３０ 空気通路
３１ 空間
３２ 空隙
３３ 排気通路
３７ 静止内端面
３８ 可動端面
３９ 圧縮コイルスプリング
４４ ロボット装置
４５ チャック機構
Ｏ－Ｏ 電極の中心軸線
Ｏ１－Ｏ１下孔の中心軸線

【要約】

【課題】進退部材が容易に傾斜しないようにするとともに、ガイドピンとロボット装置のチャック機構の間の鋼板に弾性変形をおこさせること。
【解決手段】ガイドピン２０が、主円筒部８のガイド孔１５に挿入された摺動部材２２と一体化されて、進退部材２３が構成され、鋼板部品２の端部をロボット装置４４のチャック機構４５で強固に保持するように構成され、ガイドピン２０に傾斜部２１が形成され、キャップ部９に配置された合成樹脂材料製の支持板１６に、ガイドピン２０が貫通する通孔１７が設けられ、ガイドピン２０は、その外周面が通孔１７の内周面を擦りながら進退できるように、ガイドピン２０の外径寸法と通孔１７の内径寸法が設定されていることによって、進退部材２３が、電極の中心軸線Ｏ－Ｏに対して実質的に傾斜変位をしないように構成し、ガイドピン２０とチャック機構４５間の鋼板部品２に曲げ方向または伸び方向の弾性変形を発生させるように構成した。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図5】

【図3】

【図4】