(57)【要約】【課題】  本発明は、電極面の研磨が容易に行えるとともに、電気抵抗接触にロスのない溶接装置を提供することにある。【解決手段】    対向する二つの電極１，２間に溶接材８と被溶接材１０を挟んで通電することにより、溶接材８と被溶接材１０との接触箇所に生じる電気抵抗を利用して溶接する溶接装置であって、いずれかの電極１，２は、電極面１ａ，２ａに被溶接材１０を接触状態で保持するガイド部材３を備えており、ガイド部材３は、電極１，２の外周を囲むように形成してあるとともに、内周側のガイド部材３と電極面１ａ，２ａで囲む箇所には絶縁部５が設けてあることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する二つの電極間に溶接材と被溶接材を挟んで通電することにより、溶接材と被溶接材との接触箇所に生じる電気抵抗を利用して溶接する溶接装置であって、いずれかの電極は、電極面に被溶接材を接触状態で保持するガイド部材を備えており、ガイド部材は、電極の外周を囲むように形成してあるとともに、内周側のガイド部材と電極面で囲む箇所には絶縁部が設けてあることを特徴とする溶接装置。
【請求項２】
ガイド部材は、電極の外周側部に対してネジ回しで螺合して着脱自在に取り付けてあるとともに、電極面を基準に出没の調整が自在であることを特徴とする請求項１記載の溶接装置。
【請求項３】
電極の外周側部にガイド部材を螺合するネジ部を再生するネジ切り部を有していることを特徴とする請求項２記載の溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気接触抵抗を利用して溶接材と被溶接材を溶接する溶接装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気接触抵抗を利用して溶接を行う溶接装置は、特開２０１３−１１１５８３号公報に示すように、二つの電極で溶接材と、その溶接材と接触させた被溶接材とを挟み、さらに、両電極を通電して溶接材と被溶接材の接触箇所の電気接触抵抗による発熱で溶接材と被溶接材を溶接するものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１１１５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような溶接装置では、電極にガイド部材を取り付けることで被溶接材を電極面に接触させた状態で保持するものであった。ところが、通電時に電極からの電流がガイド部材に分流し、そのガイド部材に接触して保持された被溶接材の外側周面と電極面と接触する被溶接材の底面の双方で電気抵抗が生じることで、通電時に溶接材と被溶接材の接触箇所の電流が不均一になって溶接の精度を落とすものであった。さらに、溶接後の電極面は、酸化被膜の形成や電極材料と溶接材料の合金相の形成、スパークによる凹凸や加圧による変形等、様々な要因で電気抵抗が増大することから、所定の使用回数ごとに研磨が必要であった。このことから、電極の研磨工程によって電極面とガイド部材の先端部との距離が変化することから、その状態でガイド部材を取り付けた電極に被溶接材を保持したときには、被溶接材のガイド部材の先端部からの付き出し量に誤差が生じる。したがって、電極面の研磨とともに、ガイド部材の先端部も同時に削って電極面とのピッチを調整する工程を必要とし、作業効率を落としてしまう問題点があった。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、電気接触抵抗のロスがなく、しかも、作業効率の向上が図れる溶接装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のうち請求項１記載の発明は、対向する二つの電極間に溶接材と被溶接材を挟んで通電することにより、溶接材と被溶接材との接触箇所に生じる電気抵抗を利用して溶接する溶接装置であって、いずれかの電極は、電極面に被溶接材を接触状態で保持するガイド部材を備えており、ガイド部材は、電極の外周を囲むように形成してあるとともに、内周側のガイド部材と電極面で囲む箇所には絶縁部が設けてあることを特徴とする。
【０００６】
本発明のうち請求項２記載の発明は、ガイド部材は、電極の外周側部に対してネジ回しで螺合して着脱自在に取り付けてあるとともに、電極面を基準に出没の調整が自在であることを特徴とする。
【０００７】
本発明のうち請求項３記載の発明によれば、電極の外周側部にガイド部材を螺合するネジ部を再生するネジ切り部を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のうち請求項１記載の発明によれば、ガイド部材の内周側に絶縁部を設け、被溶接材に対してガイド部材からの通電を絶縁し、電極の電極面からのみ通電することから、通電時の電流が均一に流れて被溶接材と溶接材を偏りがなく溶接が行える。
【０００９】
本発明のうち請求項２記載の発明は、ガイド部材を電極から取り外せることにより、電極面の全体を露出できる。これにより、ヤスリやチップドレッサー等の一般的な工具類で電極面全体を容易に研磨できる。したがって、研磨後の電極が平滑に形成されるので、両電極の電極面を溶接材や被溶接材に面直に電気抵抗が少ない状態で通電できることから、溶接精度が高くなる。さらに、ガイド部材が電極の外周側部にネジ式に取り付けてあることから、ガイド部材が電極から着脱自在であるとともに、ガイド部材の電極面からの出没の度合いをガイド部材側のネジのリードで微調整できる。これにより、電極面を研磨したときに、ガイド部材をネジ式に回して調整することで、電極面とガイド部材の先端部との距離を常に一定に保つことができる。したがって、ガイド部材からの被溶接材の露出の度合いも容易に調整できる。
【００１０】
本発明のうち請求項３記載の発明によれば、電極外周側部にネジ切り部を有することで、電極面の研磨に伴ってネジ部が削れてしまったときに、電極に取り付けてあるネジ切り部を回すことで電極の外周側部に当ってネジ部を再生する。これにより、ネジの再生は勿論、研磨によって生じた電極のバリ等も落ちるので、ガイド部材を電極に取り付ける作業を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の溶接装置の要部を示す縦断面図である。
【図２（ａ）（ｂ）】（ａ）は、一側の電極にボスを保持した状態を示す平面図であり、（ｂ）は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】電極の通電時における加圧電流の流れを示す縦断面図である。
【図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）】（ａ）〜（ｄ）は、一側の電極の研磨工程の手順を示す一部を拡大した縦断面図である。
【図５】溶接装置の全体を示す簡略化した回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面に基づいて本発明による溶接装置の実施形態について説明する。
本実施による溶接装置は、図１と図５のように、ほぼ水平に配置した溶接材となる金属板８に上下に貫通するボス取付孔９が設けてあり、そのボス取付孔９の内周部に被溶接材となるボス１０と呼ばれる金属部品を挿通し、さらに、電気接触抵抗による発熱を利用して溶接するものである。本実施による溶接装置は、具体的に、金属板８の上方に他側の電極２を配置し、金属板８の下方には一側の電極１を配置している。また、上下に配置した２つの電極１，２は、対向する位置にあり、２つの電極１，２間には金属板８のボス取付孔９を位置させるとともに、ボス取付孔９の下方側にボス１０の挿通部１１を挿通し、ボス１０の挿通部１１の被接触箇所１１ａを金属板８のボス取付孔９の内周部に接触する。また、ボス１０は、一側の電極１の電極面１ａに載置してあり、さらに、一側の電極１の外周側部にはガイド部材３が取り付けてあり、電極面１ａとガイド部材３の内周側部によりボス１０を保持する構造となっている。
【００１３】
本実施により使用されるボス１０は、ブロックを削り出して段状に成形した側面視してほぼ凸状をなしており、さらに、段状に形成する箇所には、金属板８のボス取付孔９に挿通可能な他部よりも径を小さく形成した凸状の挿通部１１を有している。また、挿通部１１は、ボス１０の他部との境界部にアールが設けてあり、そのアール部分が金属板８のボス取付孔９の内周側部との被接触箇所１１ａとなる。また、上記の被接触箇所１１ａと金属板８との接触箇所が溶接される。
【００１４】
２つの電極のうち、上記のボス１０を保持する一側の電極１は、図３のように、面直な電極面１ａを有するとともに、電極１の外周側部には、ガイド部材３をネジ式に取り付けるための雄ネジ（ネジ部）１２を有している。また、他側の電極２は、一側の電極１と同様に面直な電極面２ａを有しており、図３のように、一側の電極１と他側の電極２に加圧電流を流すことで、それぞれの電極１，２の電極面１ａ，２ａと金属板８とボス１０が通電し、金属板８とボス１０の接触箇所に電気接触抵抗が生じて発熱する。これにより、金属板８とボス１０の接触箇所が熱で溶けて溶接される。
【００１５】
ガイド部材３は、図２（ａ）（ｂ）のように、全体の形状が筒型をなしており、冷却部４と絶縁部５とからなっている。また、絶縁部５は、ガイド部材３の筒状の内周側部に配置してあり、セラミック等の耐熱及び耐摩耗性の高い素材で形成している。冷却部４は、銅等の熱伝導性の高い金属で絶縁部５の全周を囲むように形成してある。
【００１６】
ロックナット６は、一側の電極１に対してガイド部材３の下側に螺合してある。これにより、ガイド部材３と付き合わせてダブルナット状態とし、ガイド部材３を位置決めして固定できる。また、ロックナット６の内周側部には一側の電極１の雄ネジ（ネジ部）１２に螺合する雌ネジ（被ネジ部）１３が切られているとともに、内周側部の一部にはネジ切り部７を有している。
【００１７】
上記のようにガイド部材３とロックナット６を形成することにより、ガイド部材３が一側の電極１の外周側部に設けてある雄ネジ（ネジ部）１２と螺合することにより、一側の電極１からガイド部材３をネジ回しで着脱自在に取り付けることができる。さらに、ガイド部材３を取り外して研磨するときに、ロックナット６は、一側の電極１の外周側部に残しておき、研磨工程の終了時にロックナット６を回して電極１の電極面１ａの近傍まで移動させることにより、ネジ切り部７は、一側の電極１の外周側部に当たりながら回転する。これにより、後述で詳細を説明するが、電極１の研磨工程により削れた雄ネジ（ネジ部）１２を再生することができる。尚、ネジ部１２を雄ネジ、被ネジ部１３を雌ネジとしているが、どちらでもよい。
【００１８】
上記のように形成した溶接装置の作動手順について、図４（ａ）〜（ｄ）に基づいて以下に説明する。
第一の工程として、ガイド部材３を取り付けた一側の電極１の電極面１ａにボス１０を保持させる。ガイド部材３をネジ回して電極面１ａを基準に出没の度合いを調整し、ボス１０がガイド部材３の先端から僅かに突出する状態とし、ロックナット６を固定する。これはボス１０との隙間を最小且つ接触しないように調整するためである。
第二の工程として、ガイド部材３でボス１０を保持した一側の電極１を金属板８のボス取付孔９に近付け、ボス１０の挿通部１１をボス取付孔９に挿入するとともに、ボス１０のアール部分である被接触箇所１１ａの全周をボス取付孔９の内周部に接触させる。
第三の工程として、他側の電極２を上方から金属板８に接近させて電極面２ａを接触させ、一側の電極１と通電可能な状態とする。
第四の工程として、一側の電極１と他側の電極２に加圧電流を流して通電し、金属板８とのボス１０の被接触箇所１１ａに電気接触抵抗による発熱を発生させ、その発熱によりボス１０を金属板８に溶接する。
第五の工程として、溶接工程の完了後に、図４（ａ）のように、一側の電極１からロックナット６を残し、ガイド部材３をネジ式に回して外す。さらに、図４（ｂ）のように、露出した一側の電極１の電極面１ａをヤスリ１４で研磨する。
第六の工程として、図４（ｃ）のように、ロックナット６を回転させながら電極面１ａの近傍まで移動させる。このときにロックナット６に設けられたネジ切り部７で一側の電極１の外周側部の研磨により削れた箇所１５に雄ネジ１２が再生する。さらに、図４（ｄ）のように、ガイド部材３を一側の電極１にネジ回しで再度取り付ける。さらに、ボス１０をガイド部材３に保持し、そのガイド部材３からの突き出し長さをガイド部材３のネジ回しにより調整する。ボス１０が最適な突き出し長さとなる位置でロックナット６を回してガイド部材３突き合わせて固定する。
以上、第一〜第六の工程を経ることにより、本実施による溶接装置の溶接工程および研磨工程が完了する。
【００１９】
上記のように形成した溶接装置は、以下に示す作用、効果を奏する。
ガイド部材３が一側の電極１の外周側部にネジ式に螺合して取り付けてあることから、ネジ回しの要領で一側の電極１からガイド部材３を取り外すことができる。これにより、一側の電極１を完全に露出させることができるので、電極面１ａ全体を研磨してバリや凹凸を極力なくし、溶接時の電気接触抵抗を小さくすることができる（図４（ｂ）参照）。さらに、ガイド部材３をネジ回しにより一側の電極１からの出没の度合いを調整できるので、ガイド部材３が電極面１ａから突出する長さを一側の電極１の外周側部の雄ネジ（ネジ部）１２のリードにより、本実施のものでは０．１５〜０．２ｍｍの範囲で細かく微調整できる。これにより、本溶接装置で溶接工程を所定の回数行った後に一側の電極１を研磨したとき、ガイド部材３の先端部と電極面１ａとの間には研磨工程で削られたことによる誤差が生じるが、ガイド部材３をネジ回しして電極面１ａからの突出の度合いを調節することにより、研磨工程前の設定状態に戻すことができる。そして、ロックナット６のネジ回しに伴ってネジ切り部７が一側の電極１の外周側部に当たることにより、一側の電極１の外周側部の研磨により削れた箇所１５に生じたバリや不均一な凹凸が削れて雄ネジ１２が再生されるので、ガイド部材３を一側の電極１に対して円滑且つ容易に取り付けることができる（図４（ｃ）（ｄ）参照）。
【００２０】
また、ガイド部材３は、以下に示す作用、効果を奏する。
ガイド部材３を取り付けた一側の電極１にボス１０を保持したときに、電極面１ａはボス１０の底面に接触するとともに、ガイド部材３の内周側部に配置した絶縁部５がボス１０の外周側部に接触する。これにより、電極面１ａからボス１０の底部のみに通電されるので、ボス１０の底部以外の他部に迂回して通電されることがない（図２参照）。したがって、ボス１０の被接触箇所１１ａの円周に対して均等な分布で電流が流れ、金属板８のボス取付孔９の内周部に対して偏りがなく精度のよい溶接が行われる。
【００２１】
本発明の溶接装置は、上記の実施形態では、ガイド部材３が冷却部４として熱伝導性の高い銅を使用し、さらに、絶縁部５にセラミックを使用しているが、銅のかわりに熱伝導性の高い他の金属を使用し、セラミックのかわりに絶縁性の高い他の素材を使用してもよい。また、ガイド部材３と一側の電極１の取付構造をネジ式とした場合、上記実施形態ではガイド部材３の基端側に別部材であるロックナット６を設け、その内周側にネジ切り部７を設けているが、ロックナット６以外のものでもよく、電極１に取り付けが可能な市販の切削ダイスなどであってもよい。さらに、ネジ切り部７は、本実施のものでは一箇所にのみ設けてあるが、ロックナット６の内周部の円周に間隔をあけた複数の箇所に設けることで雄ネジ（ネジ部）１２の再生抵抗を分散してもよい。また、上記実施形態では、ボス１０の金属板８に対する被接触箇所１１ａがアール状をなすものを示したが、ボス取付孔９の無い金属板８に対してボス１０を溶接するものでもよく、金属板８やボス１０の形状や大きさは限定しない。
【符号の説明】
【００２２】
１  一側の電極
２  他側の電極
１ａ，２ａ  電極面
３  ガイド部材
４  冷却部
５  絶縁部
６  ロックナット
７  ネジ切り部
８  金属板（溶接材）
９  ボス取付孔
１０  ボス（被溶接材）
１１  挿通部
１１ａ  被接触箇所
１２  雄ネジ（ネジ部）
１３  雌ネジ（被ネジ部）
１４  ヤスリ
１５  削れた箇所
１６  電源
【図１】
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【図２（ａ）（ｂ）】
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【図３】
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【図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）】
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【図５】
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