(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホルダーの先端部にシャンクを介してキャップチップが装着されているとともに、ホルダー及びシャンク内部にはこのキャップチップを冷却する冷却水の循環流路が形成されていて、
前記シャンクとキャップチップの間に、キャップチップを取り外した場合に、先端開口部から冷却水が漏れ出るのを防止できる止水機能を有する止水弁装置を取り付けたスポット溶接用電極であって、
前記止水弁装置は、上端をシャンクとの嵌合部とし、下端をキャップチップとの装着部とした筒状の弁本体と、
この弁本体内を軸方向に移動自在で、内側を冷却水の往路とし、外側を冷却水の復路とする筒状のフロートバルブと、
前記シャンクの下端部とフロートバルブの上端部の間に介在されて、前記シャンク内の冷却水をフロートバルブ内に導入する筒状のシャワープラグと、
前記フロートバルブの下端内部に装着され、キャップチップを取り外した時はスプリングの弾発力により下方に押し下げられて弁本体の先端開口部を閉じた状態とし、溶接時はスプリングの弾発力に反し押し上げられて弁本体の先端開口部を開いた状態とするストップバルブから構成されていることを特徴とするスポット溶接用電極。
【請求項２】
スプリングは、シャワープラグとストップバルブの間に装着されており、ストップバルブを常に下方に向けて付勢している請求項１に記載のスポット溶接用電極。
【請求項３】
ストップバルブの先端には、キャップチップの内底面に当接するピンが突設されており、キャップチップの着脱に応じて前記ストップバルブがフロートバルブ内を昇降動するように構成されている請求項１または２に記載のスポット溶接用電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スポット溶接機のキャップチップの取替時において、ホルダー及びシャンク内に充満した冷却水が漏れ出すのを防止することができるスポット溶接用電極に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば自動車のボディ等を溶接する場合にスポット溶接機が広く使用されている。また、溶接用電極としては、図６に示されるように、ホルダー１の先端部にシャンク２を介してキャップチップ３を装着したものが用いられている。このスポット溶接機は、上下電極間にワークを挟み、加圧・通電して電気抵抗熱でワークを溶かして溶接するので、前記キャップチップ３が熱に曝されてワークと溶着するおそれがあった。
そこで、一般的にはホルダー１及びシャンク２内部に、このキャップチップ３を冷却する冷却水の循環流路４を形成したスポット溶接用電極を使用し、キャップチップ３の溶着防止を図っている。
【０００３】
一方、前記キャップチップ３は、長時間使用を継続していると、加圧力や磨耗により先端部の形状が変形して溶接不良の原因となるため、所定の打点数以上に使用したキャップチップ３は交換する必要があった。
ところが、シャンク２からキャップチップ３を取り外すと、水圧が作用している内部の冷却水が噴出して周辺が水浸しになるという問題があった。
【０００４】
そこで、キャップチップ３を取り外しても、ホルダー１やシャンク２内に充満している冷却水が噴出するのを防止できるように止水弁を取り付けたスポット溶接用電極が提案されている（例えば、特許文献１や特許文献２を参照）。
しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載されたものは、止水弁を電気制御によって作動させる構造であり、電気制御装置や配線等が必要となって電極装置が複雑化するとともに、製造コストも高くなるという問題があった。また、前記止水弁がホルダー１の冷却水導入部に設置されているため、弁を閉じてキャップチップ３を取り外したとしても、弁よりも先端側であるホルダー１及びシャンク２内の冷却水が漏れ出すのを防止することはできないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−５８０２９号公報
【特許文献２】国際公開番号ＷＯ２００９／０１９７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記のような問題点を解決して、スポット溶接機のキャップチップの取替時において、ホルダー及びシャンク内に充満した冷却水が漏れ出すのを防止することができ、また機械的に作動する簡単な構造の弁装置でありシャンクの先端部に容易に組み込むことができ、更には電気制御装置や配線等が不要で安価なものとすることができるスポット溶接用電極を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた本発明のスポット溶接用電極は、ホルダーの先端部にシャンクを介してキャップチップが装着されているとともに、ホルダー及びシャンク内部にはこのキャップチップを冷却する冷却水の循環流路が形成されていて、前記シャンクとキャップチップの間に、キャップチップを取り外した場合に、先端開口部から冷却水が漏れ出るのを防止できる止水機能を有する止水弁装置を取り付けたスポット溶接用電極であって、前記止水弁装置は、上端をシャンクとの嵌合部とし、下端をキャップチップとの装着部とした筒状の弁本体と、この弁本体内を軸方向に移動自在で、内側を冷却水の往路とし、外側を冷却水の復路とする筒状のフロートバルブと、前記シャンクの下端部とフロートバルブの上端部の間に介在されて、前記シャンク内の冷却水をフロートバルブ内に導入する筒状のシャワープラグと、前記フロートバルブの下端内部に装着され、キャップチップを取り外した時はスプリングの弾発力により下方に押し下げられて弁本体の先端開口部を閉じた状態とし、溶接時はスプリングの弾発力に反し押し上げられて弁本体の先端開口部を開いた状態とするストップバルブから構成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
【０００９】
前記スプリングは、シャワープラグとストップバルブの間に装着されており、ストップバルブを常に下方に向けて付勢していることが好ましく、これを請求項２に係る発明とする。
【００１０】
前記ストップバルブの先端には、キャップチップの内底面に当接可能なピンが突設されており、キャップチップの着脱に応じて前記ストップバルブがフロートバルブ内を昇降動するように構成されていることが好ましく、これを請求項３に係る発明とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明では、ホルダーの先端部にシャンクを介してキャップチップが装着されているとともに、ホルダー及びシャンク内部にはこのキャップチップを冷却する冷却水の循環流路が形成されているスポット溶接用電極であって、前記シャンクとキャップチップの間に、キャップチップを取り外した場合に、先端開口部から冷却水が漏れ出るのを防止できる止水機能を有する止水弁装置を取り付けたので、冷却水をシャンク先端部で止めることができ、キャップチップの取替時において、ホルダー及びシャンク内に充満した冷却水が漏れ出すのを確実に防止することが可能となる。
【００１２】
また、請求項１に係る発明では、止水弁装置は、上端をシャンクとの嵌合部とし、下端をキャップチップとの装着部とした筒状の弁本体と、この弁本体内を軸方向に移動自在で、内側を冷却水の往路とし、外側を冷却水の復路とする筒状のフロートバルブと、前記シャンクの下端部とフロートバルブの上端部の間に介在されて、前記シャンク内の冷却水をフロートバルブ内に導入する筒状のシャワープラグと、前記フロートバルブの下端内部に装着され、キャップチップを取り外した時はスプリングの弾発力により下方に押し下げられて弁本体の先端開口部を閉じた状態とし、溶接時はスプリングの弾発力に反し押し上げられて弁本体の先端開口部を開いた状態とするストップバルブから構成されているものとしたので、従来と異なり機械的に作動する簡単な構造の弁装置であるためシャンクの先端部に容易に組み込むことができ、また従来のような電気制御装置や配線等を不要とすることができる。
【００１３】
請求項２に係る発明では、スプリングは、シャワープラグとストップバルブの間に装着されており、ストップバルブを常に下方に向けて付勢しているものとしたので、スプリングの弾発力を得やすく、また簡単な構造とすることができる。
【００１４】
請求項３に係る発明では、ストップバルブの先端には、キャップチップの内底面に当接可能なピンが突設されており、キャップチップの着脱に応じて前記ストップバルブがフロートバルブ内を昇降動するように構成されているものとしたので、キャップチップの装着・非装着に応じてストップバルブを昇降動させることとなる。この結果、キャップチップの取替時に電極先端開口部を確実に閉じることができ、冷却水が漏れ出すのを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態を示す断面図である。
【図２】キャップチップが非装着の状態を示す要部の断面図である。
【図３】キャップチップを装着した状態を示す要部の断面図である。
【図４】溶接時を示す要部の断面図である。
【図５】図２のＡ−Ａ矢視図である。
【図６】従来技術のスポット溶接用電極を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図１は、本発明に係るスポット溶接用電極の一例を示すものであり、図において、１はストレートな筒状のホルダー、２はこのホルダー１の先端部に取り付けられているシャンク、３はキャップチップである。また、前記ホルダー１及びシャンク２内部にはこのキャップチップ３を冷却する冷却水の循環流路４が形成されている。
また、図において、４ａは冷却水の往路、４ｂは冷却水の復路、４ｃは冷却水の供給口、４ｄは冷却水の排出口、４ｅは冷却水の供給パイプである。
【００１７】
以上の構造は従来のスポット溶接用電極と基本的に同じであるが、本発明では前記シャンク２とキャップチップ３の間に、キャップチップ３を取り外した場合に、先端開口部６から冷却水が漏れ出るのを防止できる止水機能を有する止水弁装置６を取り付けた構造となっている。この止水弁装置５は、図２に示されるように、筒状の弁本体７と、筒状のフロートバルブ８と、筒状のシャワープラグ９と、ストップバルブ１０、及びスプリング１１から構成されている。
【００１８】
以下、前記の各部品について説明する。
前記筒状の弁本体７は、例えばベリリウム合金やクロムジルコニウム銅合金等からなるものである。上端部の内周面にはテーパ部７ａが形成されていて、シャンク２の下端部の嵌合部とされており、一方、下端部の外周面にはテーパ部７ｂが形成されていて、キャップチップ３の装着部とされている。また、弁本体７内部の中央部には、後述するシャワープラグ９を載置するための段部７ｃが形成されており、更に下端の内周面には、後述するフロートバルブ８の下方栓部と密接する膨出部７ｄが形成されている。
【００１９】
前記筒状のフロートバルブ８は、前記弁本体７の内部に装着され、弁本体７を軸方向に移動自在とされている。また、このフロートバルブ８は、内側を冷却水の往路とし、外側を冷却水の復路としている。更に、フロートバルブ８の下方部外周には外側テーパ部８ａが形成されており、前記弁本体７の膨出部７ｄに密接して冷却水の復路４ｂを閉じることができる構造となっている。なお、下方部内周には内側テーパ部８ｂが形成されているが、この点については後述する。
【００２０】
前記筒状のシャワープラグ９は、前記シャンク２の下端部とフロートバルブ８の上端部の間に介在されて、前記シャンク内の冷却水をフロートバルブ内に導入するものである。このシャワープラグ９は、大径のプラグ上部９ａと小径のプラグ下部９ｂからなり、プラグ上部９ａの下端面を前記弁本体７の段部７ｃに載置させて弁本体７内に取り付けられている。プラグ上部９ａの中心には冷却水の供給パイプ４ｅが連結されており、また図５に示すように、外周縁には放射状に６個の連通孔９ｃが形成されている。この連通孔９ｃは、供給された冷却水を復路４ｂへ導入するためのものである。
【００２１】
前記ストップバルブ１０は、前記フロートバルブ８の下端内部に装着され、弁本体７の先端開口部６を開閉制御するものである。このストップバルブ１０は、下方外周面にテーパ部１０ａが形成されており、前記フロートバルブ８の内側テーパ部８ｂと密接することで先端開口部６を閉じるように構成されている。
図示のものでは、シャワープラグ９とストップバルブ１０の間にスプリング１１が装着されており、ストップバルブ１０を常に下方に向けて付勢する構造となっている。そして、キャップチップ３を取り外した時はスプリング１１の弾発力によりストップバルブ１０が下方に押し下げられて弁本体１の先端開口部６を閉じた状態となり、一方、溶接時はストップバルブ１０がスプリング１１の弾発力に反し押し上げられて先端開口部６を開いた状態となるように構成されている。
【００２２】
なお、前記ストップバルブ１０の先端には、キャップチップ３の内底面に当接するピン１０ｂが突設されており、キャップチップ３の着脱に応じてこのピン１０ｂが昇降動することにより、前記ストップバルブ１０がフロートバルブ８内を昇降動するように構成されている。
前記フロートバルブ８、シャワープラグ９、ストップバルブ１０は、耐熱性、耐摩耗性、潤滑性に優れた、一般的にはジュラコンあるいはポリアセタールと称されるポリオキシメチレン樹脂（ＰＯＭ）で形成することが好ましい。
【００２３】
次に、このように構成した止水弁装置６の作動について、図２〜図４とともに説明する。
図２はキャップチップが非装着の状態を示す要部の断面図である。
この状態では、スプリング１１の弾発力によってストップバルブ１０が下方に押し下げられ、テーパ部１０ａとフロートバルブ８の内側テーパ部８ｂとが密接している。更に、フロートバルブ８も下方に押し下げられているので、下方部外周の外側テーパ部８ａと弁本体７の下端内周面の棒出部７ｄとが密接している。この結果、弁本体１の先端開口部６は完全に閉じた状態とされており、冷却水の漏れは発生しない。
【００２４】
図３は、キャップチップ３を装着した状態を示す要部の断面図である。
この場合は、キャップチップ３の装着により、その内底面でピン１０ｂが上方へ押されるため、ストップバルブ１０がスプリング１１の弾発力に反して上方へ押し上げられる。この結果、ストップバルブ１０のテーパ部１０ａとフロートバルブ８の内側テーパ部８ｂとの密接が解かれて、キャップチップ３の裏面側が冷却水の供給パイプ４ｅと連通することとなり、キャップチップ３は冷却水で冷却されることになる。
なお、この状態では冷却水の供給ポンプ（図示せず）は作動していないので、冷却水は循環されずに停滞した状態である。
【００２５】
図４は、溶接時を示す要部の断面図である。
この場合は、供給ポンプが作動して冷却水が供給パイプ４ｅよりシャワープラグ９、フロートバルブ８の順に流れ込む。一定以上の冷却水が流入すると、流れ込んだ冷却水の圧力により前記フロートバルブ８が上方へ移動させられ、弁本体７の膨出部７ｄとフロートバルブ８の外側テーパ部８ａとの密接が解かれることとなる。この結果、キャップチップ３の内底面を冷却処理した冷却水は、弁本体７の内壁面とフロートバルブ８の外壁面とで形成される冷却水の復路４ｂへ導かれた後、シャワープラグ９の連通孔９ｃを通過してホルダー１内へ導かれることとなる。
その後は、冷却水の排出口４ｄより外部へ排出され、冷却処理された後、再び冷却水の供給口４ｃより供給されて循環することは従来と同様である。このようにして冷却水の循環流路４が形成されることにより、溶接中は効率よくキャップチップ３の冷却処理が行われることとなる。
【００２６】
次に、キャップチップ３の取替を行う場合について説明する。
この場合は、冷却水の供給ポンプの作動を停止し、使用していたキャップチップ３を弁本体７から取り外す。これによりピン１０ｂを強制的に上方へ押し上げていた力がなくなり、ストップバルブ１０はスプリング１１の弾発力で押し下げられて、テーパ部１０ａとフロートバルブ８の内側テーパ部８ｂとが密接する。この状態でストップバルブ１０が更に押し下げられ、フロートバルブ８の下方部外周の外側テーパ部８ａと弁本体７の下端内周面の棒出部７ｄとが密接する（図２を参照）。
この結果、弁本体１の先端開口部６は完全に閉じた状態とされるので、冷却水の漏れは発生しないこととなる。従って、従来のようにキャップチップ３の取替時において、ホルダー１及びシャンク２内に充満した冷却水が漏れ出すことがなく、作業場を水浸しにすることがないため良好な作業環境を確保することができる。
【００２７】
なお、前記のようにして使用済みのキャップチップ３を取り外した後、新たなキャップチップ３を取り付けるまでの間（いわゆる待機中）に、タイマー制御等により冷却水の供給ポンプが作動して、冷却水の圧力が上昇する場合がある。しかし、本発明では前述したように、弁本体７、フロートバルブ８、ストップバルブ１０が、スプリング１１の弾発力で押圧されて先端開口部６を完全に閉じた状態としているため、冷却水が漏れ出すことはない。
また、新たなキャップチップ３に取替後は、図４に示されるように、冷却水の循環流路４が形成されるので、十分にキャップチップ３が冷却処理されて効率よく溶接処理が行われることとなる。
【００２８】
以上の説明からも明らかなように、本発明ではシャンクとキャップチップの間に、キャップチップを取り外した場合に、先端開口部から冷却水が漏れ出るのを防止できる止水機能を有する止水弁装置を取り付けた構造としたので、キャップチップの取替時において、ホルダー及びシャンク内に充満した冷却水が漏れ出すのを防止することができることとなる。しかも、機械的に作動する簡単な構造の弁装置を利用するため、シャンクの先端部に容易に組み込むことができ、従来のようにホルダー１の冷却水導入部に弁を設置したものに比べて冷却水の漏れを最小限に抑えることができることとなる。更には、電気制御装置や配線等が不要で安価なものとすることができるという利点もある。
【符号の説明】
【００２９】
１  ホルダー
２  シャンク
３  キャップチップ
４  循環流路
４ａ  往路
４ｂ  復路
４ｃ  冷却水の供給口
４ｄ  冷却水の排出口
４ｅ  冷却水の供給パイプ
５  止水弁装置
６  先端開口部
７  弁本体
７ａ  テーパ部
７ｂ  テーパ部
７ｃ  段部
７ｄ  膨出部
８  フロートバルブ
８ａ  外側テーパ部
８ｂ  内側テーパ部
９  シャワープラグ
９ａ  プラグ上部
９ｂ  プラグ下部
９ｃ  連通孔
１０  ストップバルブ
１０a テーパ部
１０b ピン
１１  スプリング
【要約】
スポット溶接機のキャップチップの取替時において、ホルダー及びシャンク内に充満した冷却水が漏れ出すのを防止することができるスポット溶接用電極を提供する。ホルダー１の先端部にシャンク２を介してキャップチップ３が装着されているとともに、ホルダー１及びシャンク２内部にはこのキャップチップ３を冷却する冷却水の循環流路４が形成されているスポット溶接用電極であって、前記シャンク２とキャップチップ３の間に、キャップチップ３を取り外した場合に、先端開口部６から冷却水が漏れ出るのを防止できる止水機能を有する止水弁装置５を取り付けた。この止水弁装置５は、筒状の弁本体７と、筒状のフロートバルブ８と、筒状のシャワープラグ９と、ストップバルブ１０から構成されている。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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