(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接部材の位置決めを行うガイドピンが突出するよう付勢されて設けられた下部電極と、上部電極とで、被溶接部材と前記溶接部材とを挟み、加圧し通電する溶接機に用いられる前記下部電極を、その外周に装着される筒状本体で冷却する溶接電極用冷却器であって、
前記筒状本体は、
前記下部電極の外周面との間に、冷却媒体を循環させる循環空間を形成する凹状内面壁と、
該凹状内面壁に設けられ、前記下部電極の外周面に向かって突出し、前記循環空間を軸方向に２分割するフランジと、
前記循環空間の軸方向の両端近傍に設けられ、前記凹状内面壁および前記下部電極の前記外周面の間を密封する密封手段と、
分割された前記循環空間のいずれか一方の外周壁を貫通して設けられ、前記循環空間内に前記冷却媒体を供給する供給口と、
他方の前記循環空間の前記外周壁を貫通して設けられ、前記供給口から供給された前記冷却媒体を、他方の前記循環空間から排出する排出口と、を備え、
前記フランジには、分割された一方の前記循環空間と他方の前記循環空間とを連通させる連通孔が設けられ、
前記供給口および前記排出口が、前記筒状本体の中心軸に対して、前記連通孔を設けた位置と対称となる位置に設けられたことを特徴とする溶接電極用冷却器。
【請求項２】
請求項１に記載の溶接電極用冷却器において、
前記供給口および前記排出口が、前記筒状本体の前記外周壁の同一軸線上に並んで設けられたことを特徴とする溶接電極用冷却器。
【請求項３】
請求項２に記載の溶接電極用冷却器において、
前記筒状本体の前記外周壁は、前記連通孔を設けた側が、前記供給口および前記排出口を設けた側と比較して、薄肉に形成されたことを特徴とする溶接電極用冷却器。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の溶接電極用冷却器において、
前記筒状本体は、前記下部電極に対して、着脱自在に装着されることを特徴とする溶接電極用冷却器。
【請求項５】
請求項４に記載の溶接電極用冷却器において、
前記筒状本体の外周には、該筒状本体を前記下部電極に対して着脱する着脱用治具を係合させる係合段部が設けられていることを特徴とする溶接電極用冷却器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接電極用冷却器に関し、特に、抵抗溶接機で被溶接部材に溶接部材を加圧と通電とにより溶接し、発熱により高温化する溶接電極を冷却するための溶接電極用冷却器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スポット溶接やプロジェクション溶接等の抵抗溶接技術を用いて、板金部材（ワーク部材）等の被溶接部材に、ウェルディングナット等の溶接部材を溶接する抵抗溶接機が知られている。この抵抗溶接機は、溶接電極として上部電極と下部電極とを備え、この上部電極と下部電極とで、被溶接部材と溶接部材とを挟み、加圧および通電を行うことで、被溶接部材への溶接部材の溶接を行う。この加圧および通電による溶接作業を繰り返し行うことで溶接電極が発熱し、該溶接電極の摩耗等を生じ、溶接品質を低下させるおそれがあり、溶接電極を頻繁に交換する必要を生じて、溶接の作業効率にも影響を与えてしまう。
【０００３】
この溶接電極の発熱を緩和するため、下部電極や上部電極を装着する電極ベース部（ホルダ）の内部に、冷却水の循環パイプを設け、この循環パイプ内に冷却水を循環させることで、熱伝導により溶接電極を冷却する手段が取られている（例えば、特許文献１参照）。しかし、このような冷却手段では、実際に発熱が生じて最も高温となる電極の先端部分と、冷却水が循環部する電極ベース部とが離れているため、十分な熱伝導が行えず、冷却効果は必ずしも満足するものではなかった。
【０００４】
そこで、冷却効果の向上のため、下部電極の外周に冷却水を循環させる冷却手段が開示されている（例えば、特許文献２、３参照）。これらの従来技術の冷却手段では、下部電極外筒と内筒との二重管構造とし、外筒の内面または内筒の外面に凹溝や凹凸を設けることで、外筒と内筒との間に冷却水が循環する間隙（循環路）を設けている。また、下部電極を装着する電極ベース部材には、冷却水の導入管と導出管とが設けられ、導入管から供給された冷却水が、外筒または内筒に開口した供給口を介して、循環路内に供給される。また、循環路を流動した冷却水は、外筒または内筒に開口した排出口を介して、導出管から外部に排出される。このような構成の冷却手段とすることで、下部電極と冷却水との熱伝導性を高め、冷却性能を向上させようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２３７８７９号公報
【特許文献２】特開平１１−１９７８４９号公報
【特許文献３】特開２０１２−５５９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２、３に記載の従来の冷却手段は、冷却水の循環路を確保するために、下部電極に内筒と外筒とを設けるだけでなく、これらに凹溝等を形成して、下部電極自体を加工する必要がある。そのため、下部電極自体の構造が複雑となり、部品点数も多くなるとともに、部品間で冷却水の出入口の位置合わせ等に厳密性を要求され、製造の手間やコストがかかる。また、既存の下部電極をそのまま用いることはできず、冷却手段を設けた下部電極を別個に購入する等の必要があり、導入コストも増大する。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、より簡易な構成で、既存の溶接電極に取り付けて使用することが可能であり、冷却効果に優れ、溶接品質を向上させるとともに、溶接の作業効率を向上させることが可能な溶接電極用冷却器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本願に係る溶接電極用冷却器は、溶接部材の位置決めを行うガイドピンが突出するよう付勢されて設けられた下部電極と、上部電極とで、被溶接部材と溶接部材とを挟み、加圧し通電する溶接機に用いられる下部電極を、その外周に装着される筒状本体で冷却する溶接電極用冷却器であって、筒状本体は、下部電極の外周面との間に、冷却媒体を循環させる循環空間を形成する凹状内面壁と、該凹状内面壁に設けられ、下部電極の外周面に向かって突出し、循環空間を軸方向に２分割するフランジと、循環空間の軸方向の両端近傍に設けられ、凹状内面壁および下部電極の外周面の間を密封する密封手段と、分割された循環空間のいずれか一方の外周壁を貫通して設けられ、循環空間内に冷却媒体を供給する供給口と、他方の循環空間の外周壁を貫通して設けられ、供給口から供給された冷却媒体を、他方の循環空間から排出する排出口と、を備え、フランジには、分割された一方の循環空間と他方の循環空間とを連通させる連通孔が設けられ、供給口および排出口が、筒状本体の中心軸に対して、連通孔を設けた位置と対称となる位置に設けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、より簡易な構成で、既存の溶接電極に取り付けて使用することが可能であり、冷却効果に優れ、溶接品質を向上させるとともに、溶接の作業効率を向上させることが可能な溶接電極用冷却器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本願の実施例１に係る溶接電極用冷却器を適用した抵抗溶接機の一例を示す概略図であって、抵抗溶接機の主要部分である上部電極および下部電極の拡大断面図である。
【図２】実施例１に係る冷却器を下部電極から脱着（離脱）した状態の斜視図である。
【図３】実施例１に係る冷却器の縦断面斜視図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】本願の実施例２に係る冷却器の概略図であって、（ａ）は上部側から見た平面図を示し、（ｂ）は断面図を示す。
【図７】実施例２の冷却器を装着した下部電極の断面図である。
【図８】実施例１および比較例における下部電極の温度測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施例１）
以下、本願に係る溶接電極用冷却器（以下、単に「冷却器」と呼ぶ）を適用した抵抗溶接機の一実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
［抵抗溶接機の構成］
まず、本願の実施例１に係る冷却器を適用する抵抗溶接機の構成の一例を説明する。図１、図２に示すように、実施例１で用いる抵抗溶接機１は、鋼板等からなる被溶接部材としてのワーク部材２に、溶接部材としてのウェルディングナット３を、例えば、プロジェクション溶接する際に使用される。この抵抗溶接機１は、主に、ワーク部材２およびウェルディングナット３を載置する筒状の下部電極４と、下部電極４の上方に対向して上下動可能に配置された上部電極５と、下部電極４に内装されワーク部材２上の所定位置へのウェルディングナット３の位置決めを行うガイド機構６と、下部電極４を保持する下部電極ホルダ７と、上部電極５を接続固定する上部電極ホルダ８と、等を有して構成される。なお、図１では、抵抗溶接機１の装置本体、下部電極４および上部電極５に電気を供給する通電手段等は図示を省略している。
【００１３】
下部電極４は、筒状の下部電極本体１０内に、ガイド機構６を収容する収容空間１１を有している。また、下部電極本体１０の下端外周に、下部電極ホルダ７に螺着するための螺溝１２を設けている。また、この螺溝１２の上方に、下部電極本体１０よりも外径（直径）を大径とする大径部１３を突設している。下部電極４を下部電極ホルダ７に螺着した際に、大径部１３が下部電極ホルダ７の先端部７ａに突き当たることで螺着が停止し、螺着の目安となるとともに、下部電極４を下部電極ホルダ７に安定して装着することができる。また、大径部１３は、後に詳細に説明するが、下部電極４に冷却器２０を装着する際の位置合わせの目安の役目をも担っている。また、下部電極本体１０の上端には、ガイド機構６のガイドピン６ａが出没する開口部１４を設けている。
【００１４】
なお、図１等に示す下部電極４の構成は、市販されている一般的な下部電極４の一例を示すもので、下部電極４がこの構成に限定されるものではない。例えば、大径部１３がなく、外径が全体的にほぼ同一なストレート形状の下部電極等であっても、本願の冷却器２０を装着することができる。また、下部電極４に内装するガイド機構６の構成や、下部電極４を装着する下部電極ホルダ７の構成および装着手段も、実施例１の構成に限定されることはない。
【００１５】
下部電極４の収容空間１１に内装されるガイド機構６は、図１に示すように、絶縁部材からなるガイドピン６ａと、付勢手段としてのばね部材６ｂと、から構成される。ガイドピン６ａは、上下動可能に収容空間１１に収容されており、通常は、ガイドピン６ａの下端と下部電極ホルダ７との間に配置されたばね部材６ｂによって、下部電極本体１０の開口部１４方向に押圧付勢され、その先端を開口部１４から突出している。このように開口部１４から突出したガイドピン６ａの先端部６ｃが、ワーク部材２のボルト穴２ａとウェルディングナット３の穴部３ａとに挿入されることで、ワーク部材２とウェルディングナット３との位置決めが行われる。なお、ガイドピン６ａの付勢手段として、ばね部材６ｂ等の付勢手段に限定されることはなく、例えば、エアシリンダ等、従来公知の適宜の手段を用いることができる。
【００１６】
下部電極４を取り付ける下部電極ホルダ７は、下部電極４の取り付け側が開口した円筒状であり、下部電極４の下端を挿入する挿入空間７ｂと、下底壁７ｃと、下部電極４の大径部１３に当接させる先端部７ａと、を有している。また、下部電極ホルダ７の内面壁には、下部電極４の螺溝１２を螺着する螺溝７ｄが設けられている。下部電極ホルダ７の下部には、先細りテーパーを有する円錐状の取付部７ｅを設け、この取付部７ｅを抵抗溶接機１の装置本体に取り付けている。また、この取付部７ｅは、装置本体側（下端）を開口し、従来の冷却手段９を収容する空間を形成している。この空間は、冷却手段９から供給される冷却水が流動する流動路７ｆともなっている。このような下部電極ホルダ７に下部電極４を装着し、この下部電極ホルダ７を抵抗溶接機１の装置本体（図示せず）に取り付けて固定する。
【００１７】
冷却手段９は、冷却媒体としての冷却水を供給する冷却パイプ９ａと、この冷却パイプ９ａの外周に配置され冷却水を回収する外パイプ９ｂとを有する二重管構造となっている。外パイプ９ｂは、一端が下部電極ホルダ７の取付部７ｅの流動路７ｆ内に液密に挿入され、他端が冷却水の回収手段（図示せず）に接続されている。外パイプ９ｂに内装される冷却パイプ９ａは、一端が外パイプ９ｂから突出して流動路７ｆ内に配置され、他端が冷却水の供給手段（図示せず）に接続されている。また、外パイプ９ｂの内径を、冷却パイプ９ａの外径よりも大径に形成し、外パイプ９ｂと冷却パイプ９ａとの間に、流動路７ｆを流動した冷却水が排出される排出路９ｃを設けている。
【００１８】
なお、冷却手段９を設ける下部電極ホルダ７は、挿入空間７ｂと流動路７ｆとが下底壁７ｃによって隔てられているため、流動路７ｆから挿入空間７ｂ内への冷却水の侵入を防止可能となっている。このような構成の冷却手段９では、冷却パイプ９ｂから供給された冷却水が、流動路７ｆ内を流動し、熱伝導によって下部電極ホルダ７を介して下部電極４を冷却する。この下部電極４の冷却に使用された冷却水は、外パイプ９ｂと冷却パイプ９ａとの間の排出路９ｃを通過して回収手段に排出される。
【００１９】
上部電極５は、上部電極ホルダ８に接続固定され、エアシリンダ（図示せず）等の駆動手段によって上部電極ホルダ８とともに上下動する。上部電極５は、ガイドピン６ａによって位置決めされたワーク部材２とウェルディングナット３とを下部電極４に対して押し付けた際に、ガイドピン６ａの先端部６ｃを一時的に収容する逃げ孔５ａを有している。この逃げ孔５ａにより、ガイドピン６ａに妨げられることなく、上部電極５でワーク部材２とウェルディングナット３とを下部電極４に押し付けることができる。また、上部電極５を接続固定する上部電極ホルダ８内にも、従来の冷却手段９が設けられている。この冷却手段９の構成および冷却方法等は、下部電極ホルダ７に設けた冷却手段９と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００２０】
上述のように構成された抵抗溶接機１を用いて溶接を行う際には、下部電極４上にワーク部材２とウェルディングナット３とを載置し、ガイドピン６ａによってワーク部材２とウェルディングナット３との溶接位置の位置決めを行う。この位置決めを行った状態で、上部電極５を下降させ、上部電極５でワーク部材２とウェルディングナット３とを下部電極４に押し付け、上部電極５、ワーク部材２、ウェルディングナット３および下部電極４を密着させる。この密着状態で、さらに加圧および通電を行うことにより、ウェルディングナット３の底部側方で下方に張り出した突起３ｂに電力が集中し、突起３ｂが発熱して溶融することで、ウェルディングナット３がワーク部材２に溶接される。この溶接による発熱で、上部電極５や下部電極４の温度が上昇し、電極硬度が低下することで、これらが摩耗し易くなり、溶接の作業効率に影響してしまう。これを抑制するため、上述のような冷却手段９に加え、下部電極４に本願の実施例１に係る冷却器２０を装着している。この冷却器２０によって、下部電極４をより効果的に冷却することで、溶接電極の摩耗を抑制して、溶接品質の低下を抑制するとともに、溶接の作業効率の向上を図っている。以下、この冷却器２０の詳細を説明する。
【００２１】
［冷却器の構成］
冷却器２０は、図１〜図５に示すように、下部電極４の外周に装着する筒状本体２１を有している。この筒状本体２１は、冷却効率を向上させる観点から、真鍮等の銅合金、その他の熱伝導性に優れる金属で製作するのが好ましい。筒状本体２１の外周壁２１ａは、外面と内面とを同心円状に形成し、外周壁２１ａの肉厚を、円周方向において均一としている。また、筒状本体２１は、外周壁２１ａの内面を凹設して、凹状内面壁２３を形成している。このような凹状内面壁２３を設けることで、下部電極４に筒状本体２１を装着したときに、この凹状内面壁２３と下部電極本体１０の外周面との間に、冷却媒体としての冷却水を循環させる環状の循環空間２２が形成される。
【００２２】
また、凹状内面壁２３には、下部電極４の外周面に向かって突出するフランジ２４を設け、その内面を下部電極本体１０の外周に当接させることで、循環空間２２を軸方向に２分割している。この２分割された循環空間２２の一方（実施例１では、図１の紙面上方に位置する循環空間）を第１循環空間２２ａと呼び、他方（実施１では、図１の紙面下方に位置する循環空間）を第２循環空間２２ｂと呼ぶ。フランジ２４には、分割された第１循環空間２２ａと第２循環空間２２ｂとを連通する連通孔２４ａを設けている。この連通孔２４ａを介して、第１循環空間２２ａと第２循環空間２２ｂとの間を、冷却水が出入りする。なお、実施例１では、図３〜図５に示すように、フランジ２４を円弧状に切り欠いて連通孔２４ａを形成している。しかし、連通孔２４ａが実施例１の構成に限定されることはなく、例えば、矩形状、Ｖ字状等に切り欠いて連通孔を形成してもよいし、フランジ２４に円形その他の孔を開口して連通孔としてもよい。このような連通孔でも、第１循環空間２２ａと第２循環空間２２ｂとの間で冷却水を出入りさせることができる。また、冷却媒体が、実施例１で用いる冷却水に限定されることはなく、冷却に通常用いられる冷却オイル、冷却ガス等を用いることもできる。
【００２３】
筒状本体２１の開口部２５ａ，２５ｂの近傍には、凹状の溝部２６ａ，２６ｂを設け、この溝部２６ａ，２６ｂ内に、密封手段としてのＯリング２７ａ，２７ｂを取り付けている。このＯリング２７ａ，２７ｂにより、冷却器２０を下部電極４に装着したときに、冷却器２０の凹状内面壁２３と下部電極本体１０の外面との間が液密に密封される。また、Ｏリング２７ａ，２７ｂが、下部電極４を弾性的に保持することで、下部電極４からの冷却器２０の容易な抜けやずれ等を抑制することができ、装着時の安定性も向上させることができる。このようにＯリング２７ａ，２７ｂで冷却器２０の液密性や下部電極４の保持力を担保できるので、筒状本体２１の開口部２５ａ，２５ｂ側の内面の液密性や保持力等を、厳密に調整する必要がなく、冷却器２０を簡易に製作することができる。
【００２４】
また、Ｏリング２７ａ，２７ｂの材料としては、耐熱性および冷却媒体への耐性に優れる材料が好ましく、例えば、天然ゴム、ニトリルゴム等の合成ゴム、その他の樹脂材料が好適に挙げられる。このような材料で形成されたＯリング２７ａ，２７ｂを用いることで、冷却器２０は、優れた液密性を得ることができるとともに、良好な弾力性が得られ、下部電極４への冷却器２０の装着と脱着とを、円滑に行うことが可能となる。
【００２５】
また、筒状本体２１には、循環空間２２内に冷却水を供給して循環させるための供給口２８ｂと排出口２８ａとが同一軸線上、すなわち、上下に並んで設けられている。実施例１では、第２循環空間２２ｂ側の外周壁２１ａを貫通して、冷却水の供給口２８ｂを設け、第１循環空間２２ａ側の外周壁２１ａを貫通して、冷却水の排出口２８ａを設けている。これにより、供給口２８ｂから供給された冷却水は、第２循環空間２２ｂを流動した後、連通孔２４ａを通過して第１循環空間２２ａ内に流入し、第１循環空間２２ａ内を流動して、排出口２８ａから排出される。つまり、冷却水は、循環空間２２内を、下から上に循環しながら下部電極４を冷却する構成となっている。
【００２６】
また、排出口２８ａおよび供給口２８ｂには、それぞれ管継手２９ａ，２９ｂが連結固定され、各管継手２９ａ，２９ｂには、チューブ部材３０ａ，３０ｂの一端がそれぞれ接続されている。また、供給口２８ｂ側のチューブ部材３０ｂの他端は、冷却水の供給手段（図示せず）と接続されている。供給手段から供給される冷却水は、チューブ部材３０ｂ内を流動して供給口２８ｂから第２循環空間２２ｂ内に供給される。一方、排出口２８ａ側のチューブ部材３０ａの他端は、冷却水の回収手段（図示せず）と接続されている。排出口２８ａから排出される冷却水は、このチューブ部材３０ａを流動して回収手段に排出される。
【００２７】
ここで、排出口２８ａおよび供給口２８ｂを、外周壁２１ａに同一軸線上に並んで設けたことの利点を説明する。まず、排出口２８ａと供給口２８ｂとを、筒状本体２１の円周方向の異なる位置、例えば、１８０°の間隔で対向して設けたとする。この場合、管継手２９ａ，２９ｂおよびチューブ部材３０ａ，３０ｂが、下部電極４の側方の二方向に対向して突出することとなる。そのため、下部電極４に対するワーク部材２の向きやウェルディングナット３の溶接位置が規制されたり、チューブ部材３０ａ，３０ｂを引き回しにくくなったりして、溶接作業を行いにくくなることがある。
【００２８】
これに対して、実施例１のように、排出口２８ａおよび供給口２８ｂを同一軸線上（上下）に並んで設けることで、排出口２８ａおよび供給口２８ｂに接続した管継手２９ａ，２９ｂおよびチューブ部材３０ａ，３０ｂも上下に並んで配置される。そのため、冷却器２０を下部電極４に装着した際に、冷却水の供給や排出に係る部材が占める領域を一方向にまとめて、下部電極４の周囲の作業空間を有効に活用することができる。その結果、複雑な形状のワーク部材２や小型のワーク部材２にウェルディングナット３を抵抗溶接する場合であっても、ワーク部材２の向きやウェルディングナット３の溶接位置の自由度が高まり、ワーク部材２の所望の位置にウェルディングナット３を溶接することができる。また、チューブ部材３０ａ，３０ｂの引き回しも容易となり、溶接作業をより円滑に行うことができる。
【００２９】
さらに、実施例１では、図１、図４、図５等に示すように、フランジ２４の連通孔２４ａと、排出口２８ａおよび供給口２８ｂとを、筒状本体２１の中心軸を介して対称位置（対向する位置）に、すなわち、筒状本体２１の円周方向に１８０°の間隔を介して設けている。この構成により、第１、第２循環空間２２ａ，２２ｂ内での冷却水の循環を良好に行い、下部電極４のより効率的な冷却を図っている。詳細に説明すると、例えば、連通孔２４ａを、排出口２８ａおよび供給口２８ｂに近接して設けた場合、供給口２８ｂから第２循環空間２２ｂ内に供給された冷却水は、下部電極４の外周に沿って循環するよりも、連通孔２４ａから直ぐに第１循環空間２２ａ内に流入し易くなる。さらに、この第１循環空間２２ａ内に流入した冷却水も、第１循環空間２２ａ内を循環するよりも、排出口２８ａから流出し易くなる。そのため、下部電極４は、連通孔２４ａ付近の壁面に比べて、連通孔２４ａから離れた壁面が冷却されにくくなり、冷却効果に偏りを生じることがある。
【００３０】
これに対して、実施例１のように、連通孔２４ａを、排出口２８ａおよび供給口２８ｂと対称位置に設けることで、供給口２８ｂから第２循環空間２２ｂ内に供給された冷却水は、下部電極本体１０の外周に沿って、左右二方向に分流しながら、供給口２８ｂとは反対側の連通孔２４ａに向かって流動（循環）する。そして、二方向に分流した冷却水は、連通孔２４ａ付近で合流し、連通孔２４ａを介して第１循環空間２２ａ内に流入する。この第１循環空間２２ａ内に流入した冷却水は、下部電極本体１０の外周に沿って、再び二方向に分流しながら、排出口２８ａに向かって流動（循環）し、排出口２８ａ付近で合流した後に、この排出口２８ａから排出される。以上のような経路で、冷却水が第２循環空間２２ｂ内および第１循環空間２２ａ内を循環することで、下部電極本体１０の外周面全体に万遍なく冷却水を接触させることができる。そのため、下部電極本体１０と冷却水との熱交換が偏りなく良好に行われ、熱交換効率を高めて、下部電極４をより効果的に冷却することが可能となる。
【００３１】
以上のように、連通孔２４ａを、排出口２８ａおよび供給口２８ｂと対称位置に設けることが、冷却効果を向上させる観点から最も好ましい。しかしながら、これらを厳密に対称位置に設ける必要はなく、多少のずれ等があっても同様の作用効果を得ることができる。また、循環空間２２内を良好に冷却水が循環可能であれば、連通孔２４ａを、排出口２８ａおよび供給口２８ｂと対称位置でない位置に設けても構わない。すなわち、抵抗溶接機１の構造や使用目的、製造の容易さ等に応じて、任意の位置にこれらを設けることができる。いずれの場合でも、連通孔２４ａと排出口２８ａおよび供給口２８ｂとの高精度な位置合わせ等を必要としないため、冷却器２０を容易に製作することができる。
【００３２】
また、実施例１の冷却器２０では、図２〜図５に示すように、円周方向において、排出口２８ａおよび供給口２８ｂとは９０°の位置で、筒状本体２１の外周壁２１ａの外側の一部を凹設して、一対の係合段部３１を設けている。この係合段部３１は、冷却器２０を下部電極４に対して着脱する際に、着脱用治具（図示せず）を係合するためのものである。そして、冷却器２０を下部電極４に装着する際には、係合段部３１に治具を係合し、この治具を介して筒状本体２１を下部電極ホルダ７方向に押し込む。一方、冷却器２０を下部電極４から脱着（離脱）する際には、係合段部３１に治具を係合し、この治具を介して筒状本体２１を下部電極４から引き抜く。これにより、筒状本体２１の回転や、治具のすべり等を防止するとともに、押し込み力や引き抜き力を効率的に作用させることができ、下部電極４に対して冷却器２０を容易に着脱することができる。また、冷却器２０から突出した管継手２９ａ，２９ｂおよびチューブ部材３０ａ，３０ｂによって着脱作業が妨げられることもない。なお、実施例１では、筒状本体２１の外周壁２１ａの外側を凹設して係合段部３１を設けているが、本願がこれに限定されることはなく、例えば、外周壁２１ａに突起を設け、この突起を係合段部とすることもできる。
【００３３】
以上のような構成で形成することにより、冷却器２０は、上下方向で対称な形状となる。そのため、下部電極４に対して、上下いずれの方向からも冷却器２０を装着することができる。また、この冷却器２０を下部電極４に装着すると、Ｏリング２７ａ，２７ｂが下部電極４の外周に弾性的に密着することで、下部電極４に対して冷却器２０の位置を固定することができるとともに、下部電極４との間で優れた液密性が得られる。実施例１では、さらに、筒状本体２１を下部電極４に装着した際に、筒状本体２１の下端が下部電極４の大径部１３に突き当たることで、装着時の位置合わせの目安となり、装着作業をより円滑に行うことができるとともに、筒状本体２１を、より安定して下部電極４に装着することができる。
【００３４】
次に、冷却器２０の好ましい寸法の一例を説明する。実施例１の冷却器２０は、凹状内面壁２３と下部電極本体１０の外面との間の間隙の寸法、すなわち、循環空間２２の直径方向の寸法を、１２／１００ｍｍ程度としている。このような寸法とすることで、冷却水が良好に循環可能な循環空間２２を確保しつつ、筒状本体２１の外径を、溶接作業に影響することのない大きさとすることができ、冷却効果に優れたコンパクトな冷却器２０を実現することができる。
【００３５】
また、冷却器２０の軸方向の長さ（高さ）は、特に限定されることはないが、実施例１では、下部電極４の先端から大径部１３までの長さ、すなわち、下部電極本体１０の長さよりも５ｍｍ程度短く形成している。このような寸法とすることで、冷却器２０を下部電極４に装着して、その下端を下部電極４の大径部１３に当接させたときに、下部電極４の先端が５ｍｍ程度、開口部２５ａから突出するが、この先端以外の下部電極本体１０のほぼ全体を、冷却器２０の筒状本体２１で被覆することができる。そのため、発熱によって温度上昇した下部電極本体１０の外周のほぼ全体に冷却水を循環させて、下部電極４を効率的に冷却することができる。また、抵抗溶接によって下部電極本体１０の先端に多少の摩耗を生じても、筒状本体２１から下部電極４の先端を突出させることができ、この下部電極４と上部電極５とでワーク部材２とウェルディングナット３とを挟持して、加圧と通電とを行うことができる。そのため、溶接品質を低下させることなく、溶接作業を続行することが可能となる。
【００３６】
以上、実施例１の冷却器２０では、下部電極４の外周面に対して冷却水を循環させることで、熱交換を効率的に行って、下部電極４を効果的に冷却することができる。そのため、高熱や摩耗による影響を抑制して、下部電極４の耐久性を向上させることができる。その結果、下部電極４を頻繁に交換する必要がなくなり、溶接品質の低下を抑制するとともに、溶接の作業効率を向上させることができる。
【００３７】
また、実施例１では、筒状本体２１内に、凹状内面壁２３を設けて循環空間２２を形成し、この循環空間２２を液密的に密閉するＯリング２７ａ，２７ｂ等からなる簡易な構成の冷却器２０を装着するだけで、下部電極４の効率的な冷却が可能となる。また、特許文献２、３のように、下部電極を加工する手間や、冷却手段を設けた下部電極等を新たに導入する必要がない。そのため、冷却器２０の製造を容易かつ廉価に実施できるだけでなく、実施例１のような冷却器２０のみを購入して、既存の下部電極４に装着して使用することができ、導入コストをも低減することができる。さらに、冷却器２０は、上下対称に形成されていることから、下部電極４への装着方向が限定されず、冷却器２０を上下いずれの方向からも装着することができ、装着作業も容易となるとともに、使い勝手も向上する。以上のことから、実施例１では、より簡易な構成で、既存の下部電極４に取り付けて使用することができ、冷却効果に優れ、溶接品質を向上させるとともに、溶接の作業効率を向上させることが可能な冷却器２０を実現することができる。
【００３８】
また、実施例１の冷却器２０は、下部電極４に対して着脱自在としている。そのため、下部電極４の摩耗等が激しく、交換する必要が生じた場合でも、下部電極４のみを交換して、冷却器２０は引き続き使用することができる。その場合、交換が必要となった下部電極４から冷却器２０を脱着し、この下部電極４を装置本体から取り外して、新たな下部電極４と交換する。この交換後の下部電極４に、先に使用した冷却器２０を装着する。このように、冷却器２０ごと下部電極４を交換する必要がなく、冷却器２０を繰り返し使用することができ、メンテナンスの手間や維持費等も抑えることができる。また、筒状本体２１に係合段部３１を設けていることから、冷却器２０の着脱作業も容易かつ効率的に行うことができる。
【００３９】
［温度測定実験］
実施例１の冷却器２０を装着した下部電極４の温度測定実験を行った。この実験では、下部電極４に冷却器２０装着した抵抗溶接機１を用いて、１００個のＭ６（ＪＩＳ規格）のスクエアウェルディングナット３を、ワーク部材２に対して２秒で１個ずつ溶接した。このような溶接打点数１００個の抵抗溶接において、１０個ごとに下部電極４の温度を測定した。温度測定器として、赤外線放射温度計（佐藤計量器製作所、ＳＫ−８９００）を用いた。また、比較例として、実施例１と同様の抵抗溶接機１を用い、下部電極４に冷却器２０を装着せずに、同様の手順でスクエアウェルディングナット３の抵抗溶接を１００個行った際の１０個ごとの温度を測定した。なお、実施例１、比較例ともに、冷却手段９による冷却を行っている。
【００４０】
実施例１の冷却器２０を用いた場合の下部電極４の温度測定結果（冷却器有り）、および、比較例の下部電極４の温度測定結果（冷却器無し）を、下記表１および図８に示す。
【００４１】
【表１】
0005881662.tif 000002
【００４２】
上記表１および図８に示すように、冷却器２０を用いていない比較例では、溶接打点数が増加するに従い、下部電極４の温度が上昇し、１００個目では５５°以上にも上昇した。これに対して、冷却器２０を用いた実施例１では、溶接打点数が増加しても、下部電極４の温度が３０°台に保たれ、高温化を抑制することができた。したがって、本願の実施例１に係る冷却器２０は、下部電極４の優れた冷却効果が得られることが判った。
【００４３】
（実施例２）
次に、本願に係る実施例２の冷却器について、図６、図７を用いて説明する。実施例２の冷却器１２０は、筒状本体１２１に、図６、図７に示す薄肉部１３２を設けたこと以外は、実施例１の冷却器２０と同一の基本構成を備えている。そのため、実施例１と同一の構成については詳細な説明は省略する。
【００４４】
図６、図７に示すように、実施例２の冷却器１２０の筒状本体１２１は、外周壁１２１ａと、開口部１２５ａ，１２５ｂと、外周壁１２１ａの内面に設けた凹状内面壁１２３と、この凹状内面壁１２３および下部電極４の外周面の間に形成される循環空間１２２と、この循環空間１２２を第１循環空間１２２ａおよび第２循環空間１２２ｂに分割し、連通孔１２４ａを設けたフランジ１２４と、開口部１２５ａ，１２５ｂの近傍に設けた溝部１２６ａ，１２６ｂと、この溝部１２６ａ，１２６ｂ内に取り付けたＯリング１２７ａ，１２７ｂと、第１循環空間１２２ａ側に設けた排出口１２８ａと、第２循環空間１２２ｂ側に設けた供給口１２８ｂと、を備えている。また、排出口１２８ａおよび供給口１２８ｂには、チューブ部材（図示せず）を接続するための管継手１２９ａ，１２９ｂを連結している。また、筒状本体１２１の外周壁１２１ａの外面にも、脱着用の治具を係合する係合段部（図示せず）を設けている。この構成により、実施例２においても、より簡易な構成で、既存の下部電極４に装着することができ、冷却効果に優れ、溶接品質を向上させるとともに、溶接の作業効率を向上させることが可能な冷却器１２０を実現することができる。
【００４５】
また、実施例２でも、実施例１と同様に、供給口１２８ｂおよび排出口１２８ａを、外周壁１２１ａの同一軸線上に並べて設け、下部電極４の外周の作業空間において冷却水の供給や排出に関わる部材が占める領域を少なくして、ワーク部材２やウェルディングナット３の位置決め等の自由度を高め、溶接作業の効率化を図っている。実施例２では、この溶接作業の効率をさらに向上させるため、筒状本体１２１において、中心軸を介して供給口１２８ｂおよび排出口１２８ａと対称位置の壁面（すなわち、連通孔１２４ａを設けた側の壁面）に、薄肉部１３２を設けている。より詳細に説明すると、実施例１の冷却器２０は、筒状本体２１の外周壁２１ａの外面および内面を、同心円状に形成することで、外周壁２１ａの肉厚を円周方向で均一に形成している。これに対して、実施例２の冷却器１２０は、外周壁１２１ａの内面（凹状内面壁１２３）の軸心（中心軸）Ｉ１に対して、外周壁１２１ａの外面の軸心（中心軸）Ｉ２を供給口１２８ｂおよび排出口１２８ａ寄りに偏心させている。これにより、外周壁１２１ａの連通孔１２４ａ側を、供給口１２８ｂおよび排出口１２８ａを設けた側と比較して薄肉に形成し、薄肉部１３２としている。
【００４６】
以上のように、実施例２では、冷却器１２０に薄肉部１３２を設けることで、下部電極４に装着した際に、薄肉部１３２部分では、下部電極４の外周の作業空間への突出量をより小さく（薄く）することができる。したがって、複雑な形状のワーク部材２であっても、配置方向が制限されにくく、下部電極４に対する位置決めを容易に行うことができる。さらに、ワーク部材２に対するウェルディングナット３の溶接位置の位置決めの際の自由度も高まり、溶接作業をより効率的に行うことができる。
【００４７】
なお、上記各実施例では、第２循環空間側に供給口を設け、第１循環空間側に排出口を設けているが、本願の冷却装置が各実施例の構成に限定されることはない。例えば、第１循環空間に供給口を設け、第２循環空間に排出口を設けて、上から下に冷却水を循環させてもよく、この場合でも効率的な冷却が可能となる。また、供給口と排出口とに連結する管継手についても、各実施例のような直線的な管継手に限定されることはない。抵抗溶接機の構造や使用目的、チューブ部材の取り付け方向等に応じて、例えば、Ｌ字型のもの等、従来公知の適宜のものを使用することができる。また、管継手やチューブ部材が溶接作業に影響しなければ、必ずしも排出口と供給口とを同一軸線上に並べて設ける必要もなく、抵抗溶接機の構造や使用目的、製造の容易さ等に応じて、任意の位置に設けることができる。
【００４８】
また、上記各実施例では、フランジの内面を下部電極本体の外周に当接させるとともに、フランジに連通孔を設けて第１循環空間と第２循環空間とを連通させているが、本願が実施例の構成に限定されることはない。例えば、フランジを、その内面が下部電極本体の外周に当接しない寸法で形成することで、フランジと下部電極本体との間に間隙を形成し、この間隙によって第１循環空間と第２循環空間とを連通させてもよい。この場合、間隙を介して第１循環空間と第２循環空間との間を冷却水が出入りすることで、循環空間内で冷却水を循環させることが可能となる。また、各実施例では、冷却器をプロジェクション溶接用の抵抗溶接機に適用しているが、本願がこれに限定されることはなく、例えば、スポット溶接用の抵抗溶接機等に冷却器を適用することも可能である。
【００４９】
以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、上記実施例は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記各実施例の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００５０】
１  抵抗溶接機（溶接機）    ２  ワーク部材（被溶接部材）
３  ウェルディングナット（溶接部材）    ４  下部電極    ５  上部電極
２０，１２０  冷却器    ２１，１２１  筒状本体
２２，１２２  循環空間    ２２ａ，１２２ａ  第１循環空間
２２ｂ，１２２ｂ  第２循環空間    ２３，１２３  凹状内面壁
２４，１２４  フランジ    ２４ａ，１２４ａ  連通孔
２７ａ，２７ｂ，１２７ａ，１２７ｂ  Ｏリング（密封手段）
２８ａ，１２８ａ  排出口    ２８ｂ，１２８ｂ  供給口
３１  係合段部    １３２  薄肉部
【図１】
0005881662.tif 000003
【図２】
0005881662.tif 000004
【図３】
0005881662.tif 000005
【図４】
0005881662.tif 000006
【図５】
0005881662.tif 000007
【図６】
0005881662.tif 000008
【図７】
0005881662.tif 000009
【図８】
0005881662.tif 000010