JP2023071134A - 電気抵抗溶接用電極 - Google Patents

Abstract

【課題】大径摺動部と小径摺動部を有する断熱絶縁材料製の摺動部材に特有の形状を付与することによって、摺動部材に対する熱影響を改善すること。【解決手段】電極本体５が、大径孔１１が形成された第１円筒部７と、小径孔１２が形成された第２円筒部８によって構成され、大径孔１１内を摺動し、厚さが大きくされた大径摺動部１７と、小径孔１２内を摺動し、厚さが小さくされた小径摺動部１８を有する断熱絶縁材料製の摺動部材１６が形成され、摺動部材１６を貫通するとともに、電極本体５から突き出ている耐熱硬質材料製のガイドピン１５が形成され、大径摺動部１７と小径摺動部１８は、それぞれ大径孔１１と小径孔１２に対して、実質的に隙間がなくて摺動できる状態で挿入してあり、大径摺動部１７と小径摺動部１８に、電極の中心軸線Ｏ－Ｏ方向に伸びている空気通路２９、３１が形成されている。【選択図】図１

Description

この発明は、円筒型の電極本体が、大径孔が形成された第１円筒部と、小径孔が形成された第２円筒部を結合した状態で構成され、プロジェクションナットやプロジェクションボルトなどの部品を相手方の鋼板部品に溶接する、電気抵抗溶接用電極に関している。

特開２０１９－０３４３３５号公報には、円筒型の電極本体が、大径孔が形成された第１円筒部と、小径孔が形成された第２円筒部によって構成され、断熱絶縁材料製の摺動部材にガイドピンが貫通した状態で結合されていることが記載されている。

特開２０１９－０３４３３５号公報

上記特許文献１には、溶融部から断熱絶縁材料製の摺動部材に伝熱された溶接熱の冷却改善については、何も記載されていない。

本発明は、大径摺動部と小径摺動部を有する断熱絶縁材料製の摺動部材に特有の形状を付与することによって、摺動部材に対する熱影響を改善することを目的としている。

請求項１記載の発明は、
断面円形で筒型の電極本体が、大径孔が形成された第１円筒部と、小径孔が形成された第２円筒部を結合した状態で構成され、
前記大径孔内を摺動し、前記電極本体の直径方向の厚さが大きくされた大径摺動部と、前記小径孔内を摺動し、前記電極本体の直径方向の厚さが小さくされた小径摺動部を有する断熱絶縁材料製の摺動部材が形成され、
前記摺動部材を貫通するとともに、前記電極本体から突き出ている耐熱硬質材料製のガイドピンが形成され、
前記大径摺動部と前記小径摺動部は、それぞれ前記大径孔と前記小径孔に対して、実質的に隙間がなくて摺動できる状態で挿入してあり、
前記大径摺動部と前記小径摺動部に、電極の中心軸線方向に伸びている空気通路が形成されていることを特徴とする電気抵抗溶接用電極である。

電極本体の大径孔内を摺動し、電極本体の直径方向の厚さが大きくされた大径摺動部と、電極本体の小径孔内を摺動し、電極本体の直径方向の厚さが小さくされた小径摺動部を有する断熱絶縁材料製の摺動部材が形成され、摺動部材を貫通し、電極本体から突き出ている耐熱硬質材料製のガイドピンが形成され、大径摺動部と小径摺動部は、それぞれ大径孔と小径孔に対して、実質的に隙間がなくて摺動できる状態で挿入してあり、大径摺動部と小径摺動部に、電極の中心軸線方向に伸びている空気通路が形成されている。以下の説明において、大径摺動部の肉厚の厚い部分を厚肉部と表現し、小径摺動部の肉厚の薄い部分を薄肉部と表現することもある。

溶接熱は溶接回数毎に発生する。加圧通電時においては、ガイドピンや第２円筒部に伝熱された溶接熱は、小径摺動部に伝熱されるが、小径摺動部の肉厚が薄くて体積が小さいので、小径摺動部の熱量は少なくなっている。このため、小径摺動部は急速に加熱されるが、空気通路を通過する冷却空気によって、急速に冷却される。つまり、小径摺動部は薄肉であり、小径摺動部に設けた空気通路を冷却空気が通過するので、溶接熱はいち早く冷却空気に奪われ大気中へ放熱される。

このような大気中への放熱と同時に、小径摺動部の溶接熱は、熱容量の大きな大径摺動部へ伝熱される。したがって、小径摺動部自体の加熱状態は低くとどめられ、小径摺動部の過剰高温、すなわち過熱が回避できる。薄肉部とされている小径摺動部は熱容量が小さいので、熱的に影響を受けやすいのであるが、小径摺動部における溶接１回あたりの受熱と放熱が迅速に行われるので、熱的影響を最小限にすることができ、小径摺動部の熱的耐久性を向上することができる。

一方、電極が後退した状態の非加圧非通電時においては、小径摺動部への溶接熱の熱伝達はなく、小径摺動部が薄肉部とされていることによって、薄肉部からの自然放熱が十分に果たされ、効果的な冷却が遂行される。

小径摺動部およびガイドピンや第２円筒部から大径摺動部に伝わった溶接熱は、大径摺動部の肉厚が厚くて体積が大きいので、単位体積当たりの熱量が小さくなる。同時に、大径摺動部に形成した空気通路を冷却空気が通過することによって、大径摺動部に蓄熱されている溶接熱は、早期の内に電極外へ放熱される。

小径摺動部が熱源に近い位置に置かれているので、小径摺動部に伝わった溶接熱が大径摺動部よりも先行して冷却され、大径摺動部への熱流量を低減させるのに好都合である。

電極全体の断面図と部分箇所の断面図である。 プロジェクションナットの加圧状態を示す断面図である。 他の電極配置を示す断面図である。 大径摺動部、小径摺動部の外観図と断面図である。 プロジェクションボルトを溶接する事例の断面図である。

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。

図１～図４は、本発明の実施例１を示す。

最初に、溶接されるプロジェクションナットについて説明する。

プロジェクションナット１は、四角いナット本体２の中央にねじ孔３が形成され、ナット本体２の片側の四隅に溶着用突起４が形成されている。以下の説明において、プロジェクションナットを単にナットと表現する場合もある。

つぎに、電極本体について説明する。

断面円形とされた筒型の電極本体５は、クロム銅のような銅合金製導電性材料で作られている。エアシリンダや進退出力式電動モータなどで構成されている進退駆動手段（図示していない）の出力部材６に、円筒状の第１円筒部７が結合されている。この第１円筒部７には、円筒状の第２円筒部８が、ねじ部９のような結合構造部を介して一体化されている。ねじ部９付近の第２円筒部８の直径は、第１円筒部７と同じになっている。

電極本体５には、ガイド孔１０が設けてある。ガイド孔１０は、第１円筒部７に設けた大径孔１１と、第２円筒部８に設けた小径孔１２によって構成されている。

つぎに、ガイド部材について説明する。

ガイド部材１４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）やポリアミド樹脂のような断熱絶縁材料で構成されている断面円形の摺動部材１６と、この摺動部材１６の中心部を貫通する断面円形のガイドピン１５によって構成されている。摺動部材１６は、第１円筒部７の大径孔１１の内面を摺動する大径摺動部１７と、第２円筒部８の小径孔１２の内面を摺動する小径摺動部１８を備えている。ガイドピン１５は、小径摺動部１８の中心部を貫通している。

摺動部材１６を貫通しているガイドピン１５と、第１円筒部７の大径孔１１内と小径孔１２内を摺動する断面円形の摺動部材１６が一体化されて構成されている。ガイドピン１５は、ステンレス鋼やセラミック材料のような耐熱硬質材料で構成され、その先端部は電極本体５、すなわち第２円筒部８の先端部から突き出ている。また、この先端部には、収容孔１３が下方に開口した状態で設けてある。

したがって、ガイド部材１４は、ガイドピン１５が小径孔１２を貫通し、摺動部材１６が大径孔１１内を摺動する状態で電極本体５内に収容されている。

大径摺動部１７の肉厚の厚い部分を厚肉部と表現し、小径摺動部１８の肉厚の薄い部分を薄肉部と表現している。小径摺動部１８の薄肉部は、大径摺動部１７の厚肉部よりも薄くしてある。そして、ガイドピン１５の直径は、小径摺動部１８の直径よりも小さく設定してあり、このため、後述の通気隙間が形成されている。

したがって、大径孔１１内を摺動し、電極本体５の直径方向の厚さが大きくされた大径摺動部１７と、小径孔１２内を摺動し、電極本体５の直径方向の厚さが小さくされた小径摺動部１８を有する断熱絶縁材料製の摺動部材が形成されている。

ガイドピン１５と摺動部材１６の一体化は、摺動部材１６をインジェクション成型で製作するときにガイドピン１５を一体にモールドしたり、ガイドピン１５に結合構造部を設けたりする方法など、種々なものが採用できる。ここでは、後者の結合構造部のタイプが採用されている。

すなわち、ガイドピン１５の端部にこれと一体的にボルト１９が形成され、摺動部材１６の端部２０にボルト１９を貫通し、ワッシャ２１を組み付けてロックナット２２で締め付けてある。

圧縮コイルスプリング２４は、ワッシャ２１とガイド孔１０の内底面の間に嵌め込まれており、その張力が摺動部材１６に作用している。なお、符号２５は、ガイド孔１０の内底面に嵌め込んだ絶縁シートを示している。圧縮コイルスプリング２４の張力が、後述の静止内端面に対する可動端面の加圧密着を成立させている。圧縮コイルスプリング２４は、加圧手段であり、これに換えて圧縮空気の圧力を利用することも可能である。

つぎに、冷却空気の流路構造について説明する。

冷却空気をガイド孔１０に導く通気口２７が、第１円筒部７に形成してある。大径摺動部１７と大径孔１１の摺動箇所の空気通路を確保するために、大径摺動部１７の外周面に中心軸線Ｏ－Ｏ方向の凹溝を形成することもできるが、ここでは図１（Ｂ）や図４に示すように、大径摺動部１７の外周面に中心軸線Ｏ－Ｏ方向の平面部２８を形成して、平面部２８と大径孔１１の円弧型内面で構成された空気通路２９が形成されている。このような平面部２８を９０度間隔で形成して、４箇所に空気通路２９を設けている。この平面部２８以外の箇所は、細長い円筒面となっており、この部分の直径がＤ１である。

小径摺動部１８と小径孔１２の摺動箇所の空気通路を確保するために、小径摺動部１８の外周面に中心軸線Ｏ－Ｏ方向の凹溝を形成することもできるが、ここでは図１（Ｃ）や図４に示すように、小径摺動部１８の外周面に中心軸線Ｏ－Ｏ方向の平面部３０を形成して、平面部３０と小径孔１２の円弧型内面で構成された空気通路３１が形成されている。このような平面部３０を９０度間隔で形成して、４箇所に空気通路３１を設けている。この平面部３０以外の箇所は、細長い円筒面となっており、この部分の直径がＤ２である。

なお、図１（Ａ）は、同図（Ｂ）や（Ｃ）の断面線Ｂ１－Ｂ１およびＣ１－Ｃ１の断面を示しているので、同図（Ａ）には平面部２８や平面部３０を示す直線は表れていない。また、図１（Ｆ）はガイド部材１４の外観図である。

図１（Ｅ）に示すように、ガイド孔１０の大径孔１１と小径孔１２の境界部に環状の静止内端面３２が形成されている。また、摺動部材１６の大径摺動部１７と小径摺動部１８の境界部に環状の可動端面３３が形成されている。静止内端面３２と可動端面３３は電極本体１の中心軸線Ｏ－Ｏが垂直に交わる仮想平面上に配置してあり、圧縮コイルスプリング２４の張力によって可動端面３３が静止内端面３２に対して環状状態で密着し、この密着によって冷却空気の封止がなされている。後述のように、電極本体５が進出してガイド部材１４全体が相対的に電極本体５内へ押し込まれると、可動端面３３が静止内端面３２から離れるので、冷却空気が流通可能となる。

大径摺動部１７と小径摺動部１８のガイド孔１０に対する摺動は、平面部２８や３０以外の円筒部分が大径孔１１や小径孔１２の内面との間に実質的に隙間がなくて摺動できる状態になっている。上述の「・・実質的に隙間がなくて摺動できる状態・・」というのは、摺動部材１６に電極本体５の直径方向の力を作用させても、隙間感覚のあるカタカタといったがたつき感触がなく、しかも中心軸線Ｏ－Ｏ方向の摺動が可能な状態を意味している。

図１（Ｄ）に示すように、小径孔１２の内面とガイドピン１５の外周面との間に環状の通気隙間３４が形成され、この通気隙間３４は第２円筒部８に設けた通気孔３５を介して外部に開放されている。肉厚の薄い小径摺動部１８の厚さによって、通気隙間３４の直径方向の寸法が決定される。なお、通気孔３５は、後述の先端薄肉部に開けられており、ここでは９０度間隔で４個設けてある。

つぎに、先端薄肉部について説明する。

図１（Ｇ）に示すように、第２円筒部８の先端側の大部分が小径化されることによって、先端薄肉部３８が形成されている。先端薄肉部３８は、２点鎖線３９で示すように、第２円筒部８の外周側に切削加工をして、第１円筒部７の外径よりも小さな外径とされている。ここでは、先端薄肉部３８が削り出し加工で構成されているが、別に用意した薄肉の管部材を溶接する方法でもよい。第２円筒部８の外周側から２点鎖線３９の箇所まで切削加工をして、先端薄肉部３８が形成されている。符号３８ａは、外周側から２点鎖線３９の箇所まで切除した切除部を示している。

図１（Ａ）から明らかなように、ねじ部９に近い箇所の第２円筒部８は、第１円筒部７と同径であり、この部分８ａが先端薄肉部３８の基部材となっていて、先端薄肉部３８の取り付け強度を向上させている。上述の薄肉の管部材を用いる場合には、管部材は基部材８ａに溶接される。

つぎに、大径摺動部と小径摺動部の長さ等について説明する。

電極の中心軸線Ｏ－Ｏ方向で見て、小径摺動部１８の長さＬ２に対する大径摺動部１７の長さＬ１の比が、２．０～２．５、つまり、２．０以上２．５以下とされている。このため、電極本体５に対するガイドピン１５の傾斜角度は実質的に無視できる値となり、部品が中心軸線Ｏ－Ｏからずれるようなことがなく、溶接精度が向上する。

上記の比が２．０未満であると、摺動部材１６の摺動長さが不十分になるので、ガイドピン１５の傾きが大きくなり、上記の溶接精度が不十分なものとなる。また、上記の比が２．５を超える、摺動部材１６の摺動長さが過長になるので、ガイドピン１５の傾きは適正化されるが、押し込まれたガイドピン１５が戻るときの摺動抵抗が高すぎて、電極の作動サイクル時間が過長となり、生産性向上の面で好ましくない。

大径摺動部１７の円筒部の直径Ｄ１に対する大径摺動部１７の長さＬ１の比が、１．８～２．５，つまり、１．８以上２．５以下とされ、しかも、小径摺動部１８の長さＬ２に対する大径摺動部１８の長さＬ１の比が、上述のように２．０～２．５、つまり、２．０以上２．５以下とされている。そして、細長い摺動部材１６が長距離にわたって第１円筒部７の大径孔１１と第２円筒部８の小径孔１２に対して実質的に隙間のない摺動が形成され、電極本体５に対するガイドピン１５の傾斜角度は、実質的に無視できる値となり、部品が中心軸線からずれるようなことがなく、溶接精度が向上する。

上記の比１．８～２．５において、１．８未満であると、大径摺動部１７が大径のずんぐりした形状になって、円筒状の摺動面積が過大になり、押し込まれたガイドピン１５が戻るときの摺動抵抗が高すぎて、電極の作動サイクル時間が過長となり、生産性向上の面で好ましくない。上記の比１．８～２．５において、２．５を超えると、大径摺動部１７が細長くなりすぎて、大径摺動部１７の肉厚の厚い厚肉部が薄くなり、大径摺動部１７における熱容量に不足を来たし、小径摺動部１８からの熱吸収に不足が生じ、摺動部材１６全体の冷却にとって好ましくない。

小径摺動部１８の円筒部の直径Ｄ２に対する小径摺動部１８の長さＬ２の比が、１．０～１．５、つまり、１．０以上１．５以下とされている。小径摺動部１８においても小径孔１２に対する摺動長さを適正化することによって、摺動部材１６全体の摺動性が良好なものとなる。

上記の比１．０～１．５において、１．０未満であると、小径摺動部１８が大径のずんぐりした形状になって、円筒状の摺動面積が過大になり、押し込まれたガイドピン１５が戻るときの摺動抵抗が高すぎて、電極の作動サイクル時間が過長となり、生産性向上の面において好ましくない。上記の比１．０～１．５において、１．５を超えると、小径摺動部１８が細長くなりすぎて、小径摺動部１８の肉厚の薄い薄肉部がさらに薄くなり、厚さ不足を来して、薄肉部における適正な加熱冷却が達成されなくなる。また、小径摺動部１８の方が大径摺動部１７よりも早く摺動摩耗が進行するので、早期交換が必要になり、好ましくない。

つぎに、相手方の可動電極について説明する。

この可動電極２３は、ナット１を支持して、待機している鋼板部品３６に押し付けるもので、電極の内部構造としては、種々なものが採用できる。ここでは基本構造は、前述の電極本体５の内部構造と同じであり、ガイドピン１５の先端部にねじ孔３に進入するテーパ部１５ｂが設けられている点、先端薄肉部が形成されていない点が主な相違点である。前記電極本体５と同じ機能を果たす部材には同じ符号を記載して、詳細な説明は省略してある。

下孔４０が形成された鋼板部品３６は、固定治具やロボット装置などで所定位置に配置してある。ここでは、ロボット装置のチャック機構４１で鋼板部品３６の静止がなされている。この状態で両電極のガイドピン１５、鋼板部品３６の下孔４０、ねじ孔３などが、中心軸線Ｏ－Ｏ上に整列している。

つぎに、電極の動作順序について説明する。

図１（Ａ）は、上下の電極が最後退位置に停止し、鋼板部品３６が所定位置に置かれている、待機状態を示している。以下に説明する動作手順が完了した状態が、図２に示されている。

最初に、下側の電極が上昇し、ナット１の溶着用突起４が鋼板部品３６の下面に当たったところで停止する。ついで、上側の電極が下降してガイドピン１５の先端部が鋼板部品３６の下孔４０を貫通し、ねじ孔３のテーパ部３ａに進入する。この進入時には、ガイドピン１５のテーパ部１５ｂが収容孔１３に進入する。これと同時に、先端薄肉部３８が鋼板部品３６に加圧されるので、ガイドピン１５は相対的に電極本体５内へ押し戻される。この押し戻し動作によって、可動端面３３が静止内端面３２から離れて、冷却空気の流路が形成される。

図２（Ｂ）は、テーパ部１５ａの接触状態を理解しやすくするために記載した、部分的な拡大断面図である。プロジェクションナット１の位置決め方法としては、ナット１の外側を保持する方法もあるが、ここでは、ねじ孔３のテーパ部３ａに、ガイドピン１５のテーパ部１５ａが嵌入して、位置決めがなされている。

摺動部材１６は、上側の電極本体５がそれと対をなす下側の可動電極２３とともに動作して溶接電流が通電されたとき（図２の状態）に、電流が第２円筒部８から鋼板部品３６を経て溶着用突起４にのみ流れるように、絶縁機能を果たしている。

図３は、ナット１の位置決めの仕方が先の事例とは異なった事例を示している。ここでは、先端薄肉部３８が下側の電極に形成されており、ナット１のねじ孔３にガイドピン１５のテーパ部１５ａが嵌まり込んでいることによって、ナット１を中心軸線Ｏ－Ｏ上に位置決めしている。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の事例と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。

つぎに、冷却空気の流通状態を説明する。

電極の進出動作でガイドピン１５（ガイド部材１４）が電極本体５内へ押し込まれることにより、可動端面３３が静止内端面３２から離れて、空気通路が形成される。これにともなって通気口２７から送り込まれた冷却空気は、大径摺動部１７の空気通路２９から、離隔している可動端面３３と静止内端面３２の間と、空気通路３１を通過し、さらに通気隙間３４から通気孔３５を経て大気中に放出される。

図２から明らかなように、溶着用突起４の溶融部からの溶接熱は、鋼板部品３６から先端薄肉部３８の先端部に伝熱される。ガイド部材１４が押し戻されているので、冷却空気は通気隙間３４から通気孔３５を通過して、先端薄肉部３８を冷却する。第２円筒部８に熱容量の小さな先端薄肉部３８が形成してあるので、先端薄肉部３８に伝わった溶接熱は早期の内に放熱される。図１（Ｇ）に示す切除部３８ａが存在している場合であれば、この部分の金属体積が大きくなり、蓄熱量も多大なものとなり、放熱に長時間を要することとなる。この部分が薄肉化されているので、蓄熱量は少なくなり、放熱が短時間で行われる。とくに、生産量が多いときには、できるだけ早期冷却を促進することによって、蓄熱量を低減し、過熱防止が達成できる。

上記のように、先端薄肉部３８が果たす役割によって、金属製部材である先端薄肉部３８、ガイドピン１５などを、電極の進退動作サイクルに適応させて冷却するこが重要である。一方、ポリテトラフルオロエチレン（商品名＝テフロン・登録商標）のような合成樹脂で作られた摺動部材１６の耐熱性は、先端薄肉部３８、ガイドピン１５よりも大幅に低いので、適切な冷却が求められる。

すなわち、加圧通電時においては、ガイドピン１５や第２円筒部８に伝熱された溶接熱は、小径摺動部１８に伝熱されるが、小径摺動部１８の肉厚が薄くて体積が小さいので、小径摺動部１８の熱量は少なくなっている。このため、小径摺動部１８は急速に加熱されるが、空気通路３１を通過する冷却空気によって、急速に冷却される。

このような大気中への放熱と同時に、小径摺動部１８の溶接熱は、熱容量の大きな大径摺動部１７へ伝熱される。したがって、小径摺動部１８自体の加熱状態は低くとどめられ、小径摺動部１８の過剰高温、すなわち過熱が回避できる。薄肉部とされている小径摺動部１８は熱容量が小さいので、熱的に影響を受けやすいのであるが、小径摺動部１８における溶接１回あたりの受熱と放熱が迅速に行われるので、熱的影響を最小限にすることができ、小径摺動部１８の熱的耐久性を向上することができる。

スパッタが飛散するような場合、冷却空気が通気隙間３４や通気孔３５から噴出しているので、空気通路３１へのスパッタ進入が防止できる。

以上に説明した実施例１の作用効果は、つぎのとおりである。

電極本体５の大径孔１１内を摺動し、電極本体５の直径方向の厚さが大きくされた大径摺動部１７と、電極本体５の小径孔１２内を摺動し、電極本体５の直径方向の厚さが小さくされた小径摺動部１８を有する断熱絶縁材料製の摺動部材１６が形成され、摺動部材１６を貫通し、電極本体５から突き出ている耐熱硬質材料製のガイドピン１５が形成され、大径摺動部１７と小径摺動部１８は、それぞれ大径孔１１と小径孔１２に対して、実質的に隙間がなくて摺動できる状態で挿入してあり、大径摺動部１７と小径摺動部１８に、電極の中心軸線Ｏ－Ｏ方向に伸びている空気通路２９、３１が形成されている。

溶接熱は溶接回数毎に発生する。加圧通電時においては、ガイドピン１５や第２円筒部８に伝熱された溶接熱は、小径摺動部１８に伝熱されるが、小径摺動部１８の肉厚が薄くて体積が小さいので、小径摺動部１８の熱量は少なくなっている。このため、小径摺動部１８は急速に加熱されるが、空気通路３１を通過する冷却空気によって、急速に冷却される。つまり、小径摺動部１８は薄肉であり、小径摺動部１８に設けた空気通路３１を冷却空気が通過するので、溶接熱はいち早く冷却空気に奪われ大気中へ放熱される。

このような大気中への放熱と同時に、小径摺動部１８の溶接熱は、熱容量の大きな大径摺動部１７へ伝熱される。したがって、小径摺動部１８自体の加熱状態は低くとどめられ、小径摺動部１８の過剰高温、すなわち過熱が回避できる。薄肉部とされている小径摺動部１８は熱容量が小さいので、熱的に影響を受けやすいのであるが、小径摺動部１８における溶接１回あたりの受熱と放熱が迅速に行われるので、熱的影響を最小限にすることができ、小径摺動部１８の熱的耐久性を向上することができる。

一方、電極が後退した状態の非加圧非通電時においては、小径摺動部１８への溶接熱の熱伝達はなく、小径摺動部１８が薄肉部とされていることによって、薄肉部からの自然放熱が十分に果たされ、効果的な冷却が遂行される。

小径摺動部１８およびガイドピン１５や第２円筒部８から大径摺動部１７に伝わった溶接熱は、大径摺動部１７の肉厚が厚くて体積が大きいので、単位体積当たりの熱量が小さくなる。同時に、大径摺動部１７に形成した空気通路２９を冷却空気が通過することによって、大径摺動部１７に蓄熱されている溶接熱は、早期の内に電極外へ放熱される。

小径摺動部１８が熱源に近い位置に置かれているので、小径摺動部１８に伝わった溶接熱が大径摺動部１７よりも先行して冷却され、大径摺動部１７への熱流量を低減させるのに好都合である。

電極の中心軸線Ｏ－Ｏ方向で見て、小径摺動部１８の長さＬ２に対する大径摺動部１７の長さＬ１の比が、２．０～２．５、つまり、２．０以上２．５以下とされているので、電極本体５から突き出ているガイドピン１５に鋼板部品３６が突き当たって、直径方向の力が作用したりしても、摺動部材１６の摺動長さ、すなわち擦れている長さが十分に長いものとなり、しかも、小径摺動部１８や大径摺動部１７が大径孔１１と小径孔１２に対して、実質的に隙間がなくて摺動できる状態で挿入してあるので、電極本体５に対するガイドピン１５の傾斜角度は実質的に無視できる値となり、部品が中心軸線Ｏ－Ｏからずれるようなことがなく、溶接精度が向上する。

大径摺動部１７の円筒部の直径Ｄ１に対する大径摺動部１７の長さＬ１の比が、１．８～２．５，つまり、１．８以上２．５以下とされ、しかも、小径摺動部１８の長さＬ２に対する大径摺動部１７の長さＬ１の比が、２．０～２．５、つまり、２．０以上２．５以下とされているので、細長い摺動部材１６が長距離にわたって第１円筒部７の大径孔１１と第２円筒部８の小径孔１２に対して実質的に隙間のない摺動が形成され、電極本体５に対するガイドピン１５の傾斜角度は、実質的に無視できる値となり、部品が中心軸線Ｏ－Ｏからずれるようなことがなくなり、溶接精度が向上する。

図５は、本発明の実施例２を示す。

この実施例は，プロジェクションボルト４３を鋼板部品３６に溶接する電極である。以下の説明において、プロジェクションボルトを単にボルトと表現する場合もある。

ボルト４３は、雄ねじが形成された軸部４４に円板型のフランジ４５が一体的に設けてあり、フランジ４５の軸部４４側の面に溶着用突起４６が形成されている。溶着用突起４６は、丸い突起状の形でフランジ４５の外周近くに１２０度間隔で３個設けてある。

ガイドピン１５は、その先端近くに受入孔４７が設けられて円筒状の形としてあり、鋼板部品３６の下孔４０を貫通して突き出ている。軸部４４を受入孔４７に差し込み、可動電極４８が進出してガイド部材１４全体が押し下げられてから、溶接電流が通電されて溶着が完了する。軸部４４を受入孔４７に差し込むことによって、ボルト４３がガイドピン１５に対して位置決めがなされている。

それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の実施例１と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。また、空気通路２９、３１および先端薄肉部３８などの空冷作用も、先の実施例１と同じである。

上述のように、本発明は、大径摺動部と小径摺動部を有する断熱絶縁材料製の摺動部材に特有の形状を付与することによって、摺動部材に対する熱影響を改善する電極である。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。

１ プロジェクションナット
２ ナット本体
３ ねじ孔
４ 溶着用突起
５ 電極本体
７ 第１円筒部
８ 第２円筒部
１０ ガイド孔
１１ 大径孔
１２ 小径孔
１４ ガイド部材
１５ ガイドピン
１６ 摺動部材
１７ 大径摺動部
１８ 小径摺動部
２４ 圧縮コイルスプリング
２７ 通気口
２８ 平面部
２９ 空気通路
３０ 平面部
３１ 空気通路
３２ 静止内端面
３３ 可動端面
３４ 通気隙間
３５ 通気孔
３６ 鋼板部品
３８ 先端薄肉部
４３ プロジェクションボルト
４４ 軸部
４５ フランジ
４６ 溶着用突起
４７ 受入孔
Ｏ－Ｏ 中心軸線
Ｌ１ 大径摺動部の長さ
Ｌ２ 小径摺動部の長さ
Ｄ１ 大径摺動部の直径
Ｄ２ 小径摺動部の直径

Claims (1)

1. 断面円形で筒型の電極本体が、大径孔が形成された第１円筒部と、小径孔が形成された第２円筒部を結合した状態で構成され、
   前記大径孔内を摺動し、前記電極本体の直径方向の厚さが大きくされた大径摺動部と、前記小径孔内を摺動し、前記電極本体の直径方向の厚さが小さくされた小径摺動部を有する断熱絶縁材料製の摺動部材が形成され、
   前記摺動部材を貫通するとともに、前記電極本体から突き出ている耐熱硬質材料製のガイドピンが形成され、
   前記大径摺動部と前記小径摺動部は、それぞれ前記大径孔と前記小径孔に対して、実質的に隙間がなくて摺動できる状態で挿入してあり、
   前記大径摺動部と前記小径摺動部に、電極の中心軸線方向に伸びている空気通路が形成されていることを特徴とする電気抵抗溶接用電極。

Images