(57)【要約】【課題】  スリットの影響を受けることなくフランジ部分の全面を均一に抵抗溶接し、溶接物の品質を向上させること。【解決手段】  フランジ部分と、そのフランジ部分の径より小さい径の被把持部分とを有する被溶接物の前記被把持部分を把持し、複数のスリットによって分割されている把持部を備える溶接電極部材と、内面テーパー部を備えるテーパーリング部材と、そのテーパーリング部材の外側に位置する外套部材とからなり、前記溶接電極部材の前記把持部が縮径、又は拡径することにより前記被溶接物を把持あるいは開放する抵抗溶接電極において、前記被溶接物の前記被把持部分の直径よりも大きな径であって、前記フランジ部分の直径よりも小さな径の中央穴を有する環状電極部材を前記溶接電極部材の先端面に当接させるように、弾性部材が前記環状電極部材を弾性的に支持することを特徴とする抵抗溶接電極。【選択図】図１
2008290084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フランジ部分と、該フランジ部分の径より小さい径の被把持部分とを有する被溶接物の前記被把持部分を把持し、複数のスリットによって分割されている把持部を備える溶接電極部材と、内面テーパー部を備えるテーパーリング部材と、該テーパーリング部材の外側に位置する外套部材とからなり、前記内面テーパー部から前記溶接電極部材の前記把持部に力が加わるとき、前記スリットの幅が狭くなることにより前記把持部が縮径して前記被溶接物の前記被把持部分を把持し、前記内面テーパー部から前記溶接電極部材の前記把持部に加わる力が減少するときに前記溶接電極部材が拡径して前記被溶接物を開放する抵抗溶接電極において、
前記被溶接物の前記被把持部分の直径よりも大きな径であって、前記フランジ部分の直径よりも小さな径の中央穴を有する環状電極部材を前記溶接電極部材の先端面に当接させるように、弾性部材が前記環状電極部材を弾性的に支持することを特徴とする抵抗溶接電極。
【請求項２】
請求項１において、
前記環状電極部材は前記弾性部材の一端側に固定され、
該弾性部材の他端側は前記外套部材に固定されていることを特徴とする抵抗溶接電極。
【請求項３】
請求項１において、
前記弾性部材は、環状電極部材を前記外套部材に固定する固定部材の頭部と前記環状電極部材との間に備えられた第１の弾性部材と、前記環状電極部材と前記外套部材との間に備えられた第２の弾性部材とからなり、
前記第１の弾性部材と前記第２の弾性部材とが前記環状電極部材を弾性的に支持することを特徴とする抵抗溶接電極。
【請求項４】
請求項１において、
前記外套部材の外面に取り付けられ、前記溶接電極部材の先端面に対して前記環状電極部材をその中心軸線方向に調整する当接調整部材を備え、
前記弾性部材は、前記当接調整部材に一端側が固定されると共に、他端側が前記環状電極部材に固定されていることを特徴とする抵抗溶接電極。
【請求項５】
請求項１において
前記外套部材の外面に取り付けられ、前記溶接電極部材の先端面に対して前記環状電極部材をその中心軸線方向に調整する当接調整部材を備え、
前記弾性部材は、前記環状電極部材を前記当接調整部材に固定する固定部材の頭部と前記環状電極部材との間に備えられていることを特徴とする抵抗溶接電極。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、
前記環状電極部材は、その前記中心穴の中心点が前記溶接電極部材の中心軸線に合致するように設けられていることを特徴とする抵抗溶接電極。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかにおいて、
前記被溶接物の前記被把持部分は前記溶接電極部材の前記把持部に把持され、
前記被溶接物の前記フランジ部分は前記環状電極部材に当接し、
溶接電流の一部分は、前記溶接電極部材から前記環状電極部材と前記フランジ部分との円環状の当接面に流れることを特徴とする抵抗溶接電極。
【請求項８】
フランジ部分と該フランジ部分の径よりも径の小さな被把持部分とを有する被溶接物の前記被把持部分を把持する把持部であって、複数のスリットによって分割されている前記把持部を備える被溶接物把持部材と、内面テーパー部を備えるテーパーリング部材と、該テーパーリング部材の外側に位置する外套部材とからなり、前記内面テーパー部から前記被溶接物把持部材の前記把持部に力が加わるとき、前記スリットの幅が狭くなることにより前記把持部が縮径して前記被溶接物の前記被把持部分を把持し、前記内面テーパー部から前記被溶接物把持部材の前記把持部に加わる力が減少するとき前記被溶接物把持部材が拡径して前記被溶接物を開放する抵抗溶接電極であって、
前記被溶接物の前記被把持部分の直径よりも大きな径であって、前記フランジ部分よりも小さな径の中央穴を有する環状電極部材を備え、
該環状電極部材を導電性の弾性部材を介して前記外套部材に取り付け、
前記弾性部材が前記環状電極部材を前記被溶接物把持部材の先端面に当接させるように、前記環状電極部材を弾性的に支持し、
前記弾性部材及び前記環状電極部材が前記外套部材又は溶接電流を供給する給電部材と前記フランジ部分とを電気的に接続することを特徴とする抵抗溶接電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗溶接電極、特にコレットチャック式の溶接電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザダイオードにおいてはレーザ光を発光する半導体領域とレンズとの光軸合わせを数μｍ以下の高精度で行う必要があり、このようなレーザダイオードの抵抗溶接にはそのレンズが付いたキャップと半導体が搭載されているステムとを高精度で把持して溶接するのに、コレットチャック式の溶接電極機構が用いられることが多い（例えば、特許文献１を参照）。また、レーザダイオードに限らず、金属パイプ又は金属棒など、他の種々の被溶接物を抵抗溶接するのにもコレットチャック式の溶接電極機構を用いる場合がある。コレットチャック式の溶接電極機構は公知であるので詳しく説明しないが、被溶接物を把持する把持部は複数のスリットで分割されており、それらスリットの間隔が開いているとき（以下、拡径という。）に被溶接物を装着し、又は把持している被溶接物を開放し、そしてスリットの間隔が狭まるとき（以下、縮径という。）、装着されている被溶接物を把持する。
【特許文献１】特開２００２−１９２３５３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
コレットチャック式の溶接電極の把持部はスリットによって分割されているから、実際のコレットチャック式の溶接電極にあっては、スリットによって分割されているそれぞれの把持部に把持される被溶接物の把持面だけに溶接電流が流れ、スリットに相当する被溶接物の面域には溶接電流が供給されない。したがって、溶接電流が流れない部分の溶接強度が低くなるという問題を生じる他に、スリットを形成する把持部の端部に対応する被溶接物の部分に溶接痕ができ、極端な場合には溶接時の加圧力によってその部分が溶融によって盛り上がるために、被溶接物の外観を悪くし、溶接物の品質を低下させるという問題を生じる。更に、コレットチャック式の溶接電極の損耗を早め、寿命が短くなるという問題もある。
【０００４】
したがって、本発明はこのような問題点を解決するために、スリットによって分割されているそれぞれの把持部の先端面に環状電極部材を当接させ、被溶接物の被把持部分をそれら把持部で把持しながら被溶接物のフランジ部分を環状電極部材に当接させることにより、把持部の拡縮動作に悪影響を与えることなく、溶接電流を前記環状電極部材を通してフランジ部分に通電させるところに特徴がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明は、フランジ部分と、そのフランジ部分の径より小さい径の被把持部分とを有する被溶接物の前記被把持部分を把持し、複数のスリットによって分割されている把持部を備える溶接電極部材と、内面テーパー部を備えるテーパーリング部材と、そのテーパーリング部材の外側に位置する外套部材とからなり、前記内面テーパー部から前記溶接電極部材の前記把持部に力が加わるとき、前記スリットの幅が狭くなることにより前記把持部が縮径して前記被溶接物の前記被把持部分を把持し、前記内面テーパー部から前記溶接電極部材の前記把持部に加わる力が減少するときに前記溶接電極部材が拡径して前記被溶接物を開放する抵抗溶接電極において、前記被溶接物の前記被把持部分の直径よりも大きな径であって、前記フランジ部分の直径よりも小さな径の中央穴を有する環状電極部材を前記溶接電極部材の先端面に当接させるように、弾性部材が前記環状電極部材を弾性的に支持することを特徴とする抵抗溶接電極を提案するものである。
【０００６】
第２の発明は、前記第１の発明において、前記環状電極部材は前記弾性部材の一端側に固定され、その弾性部材の他端側は前記外套部材に固定されていることを特徴とする抵抗溶接電極を提案するものである。
【０００７】
第３の発明は、前記第１の発明において、前記弾性部材は、環状電極部材を前記外套部材に固定する固定部材の頭部と前記環状電極部材との間に備えられた第１の弾性部材と、前記環状電極部材と前記外套部材との間に備えられた第２の弾性部材とからなり、前記第１の弾性部材と前記第２の弾性部材とが前記環状電極部材を弾性的に支持することを特徴とする抵抗溶接電極を提案するものである。
【０００８】
第４の発明は、前記第１の発明において、前記外套部材の外面に取り付けられ、前記溶接電極部材の先端面に対して前記環状電極部材をその中心軸線方向に調整する当接調整部材を備え、前記弾性部材は、前記当接調整部材に一端側が固定されると共に、他端側が前記環状電極部材に固定されていることを特徴とする抵抗溶接電極を提案するものである。
【０００９】
第５の発明は、前記第１の発明において、前記外套部材の外面に取り付けられ、前記溶接電極部材の先端面に対して前記環状電極部材をその中心軸線方向に調整する当接調整部材を備え、前記弾性部材は、前記環状電極部材を前記当接調整部材に固定する固定部材の頭部と前記環状電極部材との間に備えられていることを特徴とする抵抗溶接電極を提案するものである。
【００１０】
第６の発明は、前記第１の発明ないし前記第５の発明のいずれかにおいて、前記環状電極部材は、その前記中心穴の中心点が前記溶接電極部材の中心軸線に合致するように設けられていることを特徴とする抵抗溶接電極を提案するものである。
【００１１】
第７の発明は、前記第１の発明ないし前記第６の発明のいずれかにおいて、前記被溶接物の前記被把持部分は前記溶接電極部材の前記把持部に把持され、前記被溶接物の前記フランジ部分は前記環状電極部材に当接し、溶接電流の一部分は、前記溶接電極部材から前記環状電極部材と前記フランジ部分との円環状の当接面に流れることを特徴とする抵抗溶接電極を提案するものである。
【００１２】
第８の発明は、フランジ部分とそのフランジ部分の径よりも径の小さな被把持部分とを有する被溶接物の前記被把持部分を把持する把持部であって、複数のスリットによって分割されている前記把持部を備える被溶接物把持部材と、内面テーパー部を備えるテーパーリング部材と、該テーパーリング部材の外側に位置する外套部材とからなり、前記内面テーパー部から前記被溶接物把持部材の前記把持部に力が加わるとき、前記スリットの幅が狭くなることにより前記把持部が縮径して前記被溶接物の前記被把持部分を把持し、前記内面テーパー部から前記被溶接物把持部材の前記把持部に加わる力が減少するとき前記被溶接物把持部材が拡径して前記被溶接物を開放する抵抗溶接電極であって、前記被溶接物の前記被把持部分の直径よりも大きな径であって、前記フランジ部分よりも小さな径の中央穴を有する環状電極部材を備え、その環状電極部材を導電性の弾性部材を介して前記外套部材に取り付け、前記弾性部材が前記環状電極部材を前記被溶接物把持部材の先端面に当接させるように、前記環状電極部材を弾性的に支持し、前記弾性部材及び前記環状電極部材が前記外套部材又は溶接電流を供給する給電部材と前記フランジ部分とを電気的に接続することを特徴とする抵抗溶接電極を提案するものである。
【発明の効果】
【００１３】
前記第１の発明によれば、弾性部材の弾性力が把持部の縮径・拡径動作に悪影響を与えることなく、抵抗溶接時は常に環状電極部材を把持部の先端面に密接させることができる。そして、溶接電極部材におけるスリットによって分割されている把持部の先端面に、被溶接物の被把持部分の直径よりも大きな径であって、そのフランジ部分の直径よりも小さな径の中央穴を有する環状電極部材を当接させることにより、環状電極部材とフランジ部分との当接面は連続する環状面になり、主にその連続する環状の当接面に溶接電流を通電させるので、スリットの影響を受けることなくフランジ部分の全面を均一に抵抗溶接することができる。したがって、被溶接物に溶接電極部材のスリットによる溶接痕が着くのを防ぐことができ、溶接電極部材のスリットに対応する部分の被溶接物の金属の溶融及び加圧力によりその部分が盛り上がるという現象も防ぐことができる。この結果、被溶接物の品質を向上させることができると共に、溶接電極の長寿命化を達成できる。また、被溶接物が溶接電極部材に溶着することが無くなるので、溶接物の取り外し作業が不要になり、溶接電極の汚れも低減できる。
【００１４】
前記第２の発明及び第３の発明によれば、前記第１の発明と同様に、把持部の縮径・拡径動作時に過渡的に把持部の先端面が幾分傾斜するが、弾性部材の弾性力が把持部の縮径・拡径動作に悪影響を与えることなく、抵抗溶接時は常に環状電極部材を把持部の先端面に密接させることができる。また、把持部の縮径・拡径動作時に過渡的に把持部の先端面が傾斜しても環状電極部材は傾斜せずに水平に保たれるので、環状電極部材の中央穴を通して被溶接物を把持部に装着し易い。特に、フランジ部分の直径が小さい被溶接物の場合には環状電極部材の中央穴も当然に小さくなるが、環状電極部材が傾斜しないために被溶接物を装着できるという効果は大きい。したがって、被溶接物の品質を向上させることができると共に、溶接電極の長寿命化を達成できる。また、第３の発明によれば環状電極部材を弾性部材に機械的に固定する作業が不要になり、個々の弾性部材の弾性力を調整して最適な弾性力を環状電極部材に与えることもできる。
【００１５】
前記第４の発明及び前記第５の発明によれば、前記第１の発明ないし第３の発明と同様に、弾性部材の弾性力が把持部の縮径・拡径動作に悪影響を与えることなく、抵抗溶接時は常に環状電極部材を把持部の先端面に密接させることができる。更に、当接調整部材の取り付け位置を調整することによって中心軸線方向における弾性部材の位置を調整できる。したがって、環状電極部材が損耗して薄くなっても、環状電極部材４の中心軸線Ｘ−Ｘ方向に当接調整部材の位置を調整することによって、常に溶接電極部材の先端面に対して環状電極部材を最適な位置に調整することができ、被溶接物の品質を向上させることができると共に、溶接電極の長寿命化を達成できる。また、第５の発明によれば環状電極部材を弾性部材に機械的に固定する作業が不要になる。
【００１６】
前記第６の発明によれば、前記第１の発明ないし第５の発明で得られる効果の他に、前記環状電極部材はその前記中心穴の中心点が前記溶接電極部材の中心軸線に合致するように設けられているので、被溶接物が小さなものであっても、被溶接物を確実に抵抗溶接電極の中心に装着することができ、良好な抵抗溶接が可能になる。
【００１７】
前記第７の発明によれば、前記第１の発明ないし第６の発明で得られる効果の他に、主に溶接電流を溶接電極部材から環状電極部材を通して溶接箇所であるフランジ部分に通電すると共に、外套部材と弾性部材から環状電極部材を通してフランジ部分に通電するので、溶接電極部材のスリットの悪影響を受けることなくフランジ部分が連続して環状に抵抗溶接されるので、溶接品質を向上させることができると共に、溶接電極部材の損耗を低減することができる。
【００１８】
前記第８の発明によれば、溶接電流を外套部材から弾性部材及び環状電極部材を通して溶接箇所であるフランジ部分に通電、又は溶接電流を給電部材から直接弾性部材及び環状電極部材を通してフランジ部分に通電するので、従来のようにスリットの悪影響を受けることなくフランジ部分が連続して環状に抵抗溶接されるので、溶接痕などの無い溶接品質を向上させることができる。また、安価で小型の環状電極部材が損耗しても容易に交換することができ、経済性に優れている。また、被溶接物把持部材には溶接電流が流れないので、溶接電流によって被溶接物把持部材が損傷することが無い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
［実施形態１］
先ず本発明の第１の実施形態を図１ないし図３によって説明する。図１（Ａ）はコレットチャック式の抵抗溶接電極の一部断面図を示し、図１（Ｂ）は図１（Ａ）を図面下側から見たときの右半分を示す図であり、図２は抵抗溶接電極の一部分の断面を拡大して示す図である。図３は図２の一部分を下方から見た図である。この抵抗溶接電極の主な構成部材は、中央に位置する溶接電極部材１、その外側に位置するテーパーリング部材２、その外側に位置する外套部材３、溶接電極部材１の先端面に密接するように配置されている環状電極部材４、及び環状電極部材４を弾性的に支持する弾性部材５からなる。
【００２０】
溶接電極部材１は、図示していない電極共通部から延びるスリットＳによって分割されている把持部１１を備える。図１（Ａ）ではスリットＳを一つ示しているだけであるが、把持部の分割個数に等しいスリットが備えられる。例えば、好ましい分割数は３分割であるが、この場合には等間隔で設けられた三つのスリットが存在する。この実施形態では、図３に示されているように、把持部１１が３分割されているものとして説明する。把持部１１の外面には先端側に行くにしたがって拡がる所定の傾斜の外面テーパー面１２が形成されている。把持部１１の先端側には、外面テーパー面１２の先端における把持部１１の直径よりも小さい径の筒状部１３が形成されている。なお、被溶接物Ｗは把持部１１により把持される被把持部分Ｗ１とそれよりも直径の大きなフランジ部分Ｗ２とからなる。
【００２１】
図２、図３を用いて主に筒状部１３について説明する。図３では、筒状部１３が電子部品のキャップのような被溶接物Ｗを把持した状態を、分かり易くするために後述する環状電極部材４の金属板４２を除いて示している。溶接電極部材１の先端部における筒状部１３は、等間隔で放射方向に延びる三つのスリットＳで分割されている三つの部分１３Ａ〜１３Ｃからなり、被溶接物Ｗの被把持部分Ｗ１を受け入れる凹所を有する。その凹所を形成する内周面ａ、ｂ、ｃで被溶接物Ｗを把持するようになっている。フランジ部分Ｗ２は例えば被溶接物Ｗがキャップの場合には鍔部分に相当する。内周面ａ、ｂ、ｃは被溶接物Ｗの被把持部分Ｗ１の円筒状の外形に適合する円弧状になっている。筒状部１３の外周面は円筒状が好ましいが、任意の形状でよい。
【００２２】
筒状部１３の先端面１４は、筒状部１３の三つの部分１３Ａ〜１３Ｃそれぞれの先端面１４ａ、１４ｂ、１４ｃからなる。把持部１１が被溶接物Ｗを把持した状態では、先端面１４ａ、１４ｂ、１４ｃは同一面上にあるので、筒状部１３の先端面１４は水平な平坦面である。この実施形態１では、筒状部１３の先端面１４が溶接電極部材１の先端面である。なお、把持部１１の外面テーパー面１２は、一般的なコレットチャック式の機構のものと同様に、スリットＳを除いて、円錐形状の一部分を示す面である。また、図２に示すように、把持部１１が被溶接物Ｗの被把持部分Ｗ１を把持した状態では、当然に被溶接物Ｗのフランジ部分Ｗ２は溶接電極部材１の先端面１４の外側、つまり図２で下側にある。
【００２３】
テーパーリング部材２は、図示していない共通部から延びる不図示のスリットによって分割されている複数のテーパー部２１を備えるものであり、溶接電極部材１の外側に位置する。テーパー部２１は、把持部１１の外面に形成されている外面テーパー面１２の傾斜と同一角度の傾斜であって適合する内面テーパー面２２を有する。テーパー部２１の外面２３は筒状の面、好ましくは円筒状の面となっている。テーパーリング部材２は不図示の直線駆動装置などによって、図１の上下方向に動くようになっており、図１ではテーパーリング部材２がその内面テーパー面２２を通して把持部１１の外面テーパー面１２に加圧力を与えて把持部１１を縮径させた状態を示しているものとする。
【００２４】
ただし、図１では分かり易くするために、外面テーパー面１２と内面テーパー面２２との間に間隙を設けているが、把持部１１の縮径状態では当然に外面テーパー面１２と内面テーパー面２２とは密接しており、内面テーパー面２２が外面テーパー面１２に内側方向の加圧力を与えている。なお、この実施形態１に係るコレットチャック式の抵抗溶接電極は、被溶接物Ｗを高精度で把持して溶接することができる電極例を示しているので、テーパーリング部材２が不図示のスリットによって分割されている複数のテーパー部２１を備えているが、然程、被溶接物Ｗを高精度で把持する必要がないものでは、テーパーリング部材２はスリットを備えていないものが多いので、必ずしもテーパーリング部材２がスリットを備える必要は無い。
【００２５】
外套部材３は、テーパーリング部材２の円筒状の外面２３と僅かの間隙又は軽く接触する筒状の内面３１を有する筒状部３２からなる。外套部材３は、特許文献１に示されているように、テーパーリング部材２の横ぶれを防止する機能を備えていても良い。なお、以上述べた溶接電極部材１、テーパーリング部材２、及び外套部材３はいずれも公知のコレットチャック式の抵抗溶接電極であって構わない。
【００２６】
環状電極部材４は、一方の面が溶接電極部材１の把持部１１の先端面１４に当接し、他方の面が被溶接物Ｗの溶接箇所であるフランジ部分Ｗ２に連続する環状の当接面で当接することによって、スリットの悪影響を受けることなくフランジ部分Ｗ２に溶接電流の大半を流すための本発明の大切な構成要素である。環状電極部材４は、被溶接物Ｗの被把持部分Ｗ１の直径よりも大きく、フランジ部分Ｗ２の直径よりも小さな径の中央穴４１を有する環状の金属板４２からなる。金属板４２は溶接電極部材１と同一の電極材料、例えば銅合金などからなるのが好ましい。環状電極部材４は、複数の把持部１１が拡縮動作を行うときの中心となる中心軸線Ｘ−Ｘに中央穴４１の中心が位置するように位置合わせを行って設置される。そして、環状電極部材４は弾性部材５を介して外套部材３に固定されている。なお当然であるが、被溶接物Ｗのフランジ部分Ｗ２が当接する環状電極部材４の部分の肉厚は被溶接物Ｗの被把持部分Ｗ１の長さ（中心軸線Ｘ−Ｘ方向の寸法）よりも薄く、被溶接物Ｗの被把持部分Ｗ１を把持できる厚みに選定される。
【００２７】
環状電極部材４を弾性的に支持する弾性部材５を備える理由について説明する。各把持部１１は、その拡径時にはスリットＳの幅が拡がることによって、各把持部１１の内面が形成する円の直径が大きくなって被溶接物Ｗを開放又は装着し、そして縮径時にはスリットＳの幅が狭まると共に、各把持部１１の内面が形成する円の直径が小さくなって被溶接物Ｗを把持することは知られている。把持部１１がこのような拡縮動作を行うとき、不図示の共通部から延びるそれぞれのスリットＳの幅は、当然に不図示の共通部側に比べて先端側が広がる。一般に、縮径時にはスリットＳの幅はどこにおいてもほぼ等しくなり、実施形態１においても、筒状部１３の三つの部分１３Ａ〜１３Ｃそれぞれの先端面１４ａ、１４ｂ、１４ｃは同一の平面状にあって、平坦な先端面１４を呈する。このような条件のとき、拡径時には各把持部１１の内面の先端側が広がると共に、それぞれのスリットＳの幅が不図示の共通部側に比べて先端側が広がるので、それぞれの先端面１４ａ、１４ｂ、１４ｃはその内周側ａ、ｂ、ｃから外周側に低くなる傾斜面となる。
【００２８】
拡径時にそれぞれの先端面１４ａ、１４ｂ、１４ｃが内周側ａ、ｂ、ｃから外周側に低くなる傾斜面になるとき、当然に先端面１４ａ、１４ｂ、１４ｃそれぞれに当接している環状電極部材４は、傾斜面になった分だけ先端面１４ａ、１４ｂ、１４ｃによって図１、図２で下側に押される。つまり、把持部１１の拡縮動作時には、先端面１４ａ、１４ｂ、１４ｃに当接している環状電極部材４には中心軸線Ｘ−Ｘ方向の力が加わることになる。
【００２９】
弾性部材５を介して環状電極部材４を外套部材３に取り付け、つまり、環状電極部材４を弾性部材５の一端に固定し、かつ弾性部材５の他端を外套部材３に固定することにより、環状電極部材４は弾性部材５の弾力性によって平坦性（水平性）を保ったまま容易に上下方向、つまり中心軸線Ｘ−Ｘの方向に幾分動くことができる。このことは、溶接電極部材１の把持部１１が拡径状態にあっても環状電極部材４が水平状態に保持されるから、仮に環状電極部材４の中央穴４１が被溶接物Ｗの被把持部分Ｗ１の直径よりも若干だけ大きな径であっても、被溶接物Ｗの装着時に環状電極部材４の中央穴４１を通して被溶接物Ｗの被把持部分Ｗ１を把持部１１に装着することを可能にし、特に、非常に小型の被溶接物を抵抗溶接する場合には大きな効果を奏する。また、環状電極部材４が弾性部材５によって容易に上下に動くことができるようにしたことは、把持部１１の拡縮動作に支障を与えず、把持部１１の筒状部１３の三つの部分１３Ａ〜１３Ｃの先端面１４ａ、１４ｂ、１４ｃ及び環状電極部材４が損傷を受け難い。
【００３０】
環状電極部材４は、その一端側である外周側において弾性部材５の内周側にねじなどのような取付け部材６によって取り付けられる。その取付けは３箇所以上でほぼ等間隔に行われる。弾性部材５は、溶接電極部材１の筒状部１３よりも大きな径の中央穴５１を有する弾性板５２からなる。この弾性板５２はガラス繊維などを含むプラスチック材料など弾力性があって、機械的な強度に優れた樹脂材料、又は鋼材料のように弾性に優れて機械的強度の大きな金属材料からなる。弾性板５２の内周側には所定の厚みの取り付け用肉厚部分５３が形成されている。環状電極部材４と弾性部材５との距離は、取り付け用肉厚部分５３によって一定に保持される。取り付け用肉厚部分５３は、取付け部材６がねじ止めできる雌ねじ孔（不図示）を一定間隔で複数備え、弾性部材５の弾性力が環状電極部材４を溶接電極部材１の先端面１４にほぼ均等に当接させるような力を与えることができる厚みを有するものである。弾性部材５の他端側は、ねじなどの固定部材７によってほぼ等間隔に複数個所で外套部材３の円筒状部３２の先端面に取り付けられる。なお、取り付け用肉厚部分５３に代えて肉厚部分が環状電極部材４に形成されていても勿論よい。
【００３１】
実施形態１では、環状電極部材４の環状金属板４２及び弾性部材５の弾性板５２が外周形状に制限されることはない。例えば、５角形又は６角形などの角形であっても好いし、星形、あるいは十文字形、あるいはこれらに類似した形など、取り付けに必要な個数の短冊状部分が放射外方向に延びている形状のものであってもよい。また、弾性板５２の内周側も必ずしも円形状でなくともよく、環状電極部材４の環状金属板４２を取り付けることができるだけの個数の短冊状部分が放射内方向に延びているものでもよい。取り付け用肉厚部分５３も必ずしも環状である必要は無く、取付け部材６が螺合する雌ねじ孔（不図示）が形成される部分が肉厚になっていればよい。更に、弾性板５２は環状電極部材４の環状金属板４２を外套部材３に取り付けることのできる個々の短冊状の弾性板であっても勿論よい。
【００３２】
また、弾性板５２が弾性力に優れた金属板からなる場合には、予め環状電極部材４の環状金属板４２を弾性板５２の取り付け用肉厚部分５３に溶接又はハンダ付けなどによって連続的又は断続的に固定しておいてもよい。この場合、弾性板５２は平坦な金属板である必要は無く、例えばハット形状のように起立部を備えているものでもよく、その起立部で環状電極部材４と外套部材３との間の適度な距離が確保されるようにしてもよい。また、環状弾性板５２が弾性力に優れた金属板からなる場合、溶接電流の一部分が外套部材３から弾性部材５を通して環状電極部材４に流れないようにするには、外套部材３の円筒状部３２の先端面と弾性板５２との間などに、電気絶縁材料からなるスペーサー（不図示）を介在させてもよい。なお、図示していない溶接トランスの２次巻線に接続されている給電線は、一般的には溶接電極部材１、テーパーリング部材２及び外套部材３に接続されている。
【００３３】
次に、溶接電極部材１への被溶接物Ｗの装着について説明する。先ず、溶接電極部材１の把持部１１を拡径状態にし、把持部１１における筒状部１３の三つの部分１３Ａ〜１３Ｃが拡径状態、つまり中心軸線Ｘ−Ｘを中心にして放射外方向に変位した状態にする。少なくともこの拡径状態では、前述したように、環状電極部材４の環状金属板４２の中央穴４１の中心が三つの部分１３Ａ〜１３Ｃの中心軸線Ｘ−Ｘに一致していると共に、環状電極部材４の環状金属板４２が水平に保たれているので、被溶接物Ｗの被把持部分Ｗ１の径と中央穴４１の直径との大きさが僅かであっても、図１及び図２の下方向から被溶接物Ｗの被把持部分Ｗ１を、フランジ部Ｗ２が環状電極部材４の環状金属板４２の下面に当接するまで環状金属板４２の中央穴４１を通して挿入することができる。フランジ部Ｗ２が環状金属板４２の下面に当接している状態で、溶接電極部材１の把持部１１が縮径動作を行うと、把持部１１における筒状部１３の三つの部分１３Ａ〜１３Ｃが縮径して、被溶接物Ｗの被把持部分Ｗ１を所定の加圧力で把持する。
【００３４】
溶接電極部材１への被溶接物Ｗの装着は、自動装着機で行うか、あるいは作業者が手作業で行ってもよい。実施形態１では図示しないが、他方の抵抗溶接電極に支持された他方の被溶接物を被溶接物Ｗのフランジ部Ｗ２に当接させ、所定の加圧力をかける。所定の加圧力をかけた状態では、環状電極部材４とフランジ部Ｗ２との当接面にその所定の加圧力がかかり、この加圧力は把持部１１が被溶接物Ｗの被把持部分Ｗ１を把持する力よりも一般的に大幅に大きい。したがって、抵抗溶接時には、溶接電極部材１の先端面１４ａ、１４ｂ、１４ｃと環状電極部材４とが密接すると共に、環状電極部材４とフランジ部Ｗ２も密接するので、溶接電極部材１を流れる溶接電流の大半は筒状部１３の三つの部分１３Ａ〜１３Ｃそれぞれの先端面１４ａ、１４ｂ、１４ｃから環状電極部材４の環状金属板４２を通してフランジ部Ｗ２に流れ、残りの一部分の溶接電流は筒状部１３の三つの部分１３Ａ〜１３Ｃそれぞれの内周面ａ、ｂ、ｃから被溶接物Ｗの被把持部分Ｗ１を通ってフランジ部Ｗ２に流れる。
【００３５】
環状電極部材４の環状金属板４２とフランジ部Ｗ２との当接面はスリットが存在しない連続する環状であるので、スリットの影響を受けることなく溶接電流はほぼ均一にフランジ部Ｗ２に流れる。したがって、スリットに対応する被溶接物Ｗの被把持部分Ｗ１及びフランジ部分Ｗ２に溶接痕ができることはなく、又はスリットＳに対応する被溶接物Ｗの金属が溶融して盛り上がることを皆無にできる。これによって、溶接物の溶接品質を向上させることができるばかりでなく、溶接電極部材１の把持部１１の筒状部１３の三つの部分１３Ａ〜１３Ｃの損耗、つまり溶接電極部材１の損耗を低減し、その寿命を大幅に向上させることができる。
【００３６】
なお、環状電極部材４が溶接電極部材１の先端面に当接していない状態、例えば隙間がある状態で溶接電極部材１が被溶接物Ｗの被把持部分Ｗ１を把持しているとすれば、抵抗溶接時に溶接電極間に加圧力が加わえられたときに、その加圧力によって被溶接物Ｗの被把持部分Ｗ１が把持部１１の三つの部分１３Ａ〜１３Ｃの内周面ａ、ｂ、ｃを滑り、擦り傷が被溶接物Ｗに着いてしまうなどの問題が生じるので、弾性部材５によって環状電極部材４を溶接電極部材１の先端面に密接させた状態で、被溶接物Ｗの被把持部分Ｗ１を把持部１１に装着するのが好ましい。
【００３７】
［実施形態２］
次に図４によって本発明の実施形態２について説明する。この溶接電極部材１は中心軸線Ｘ−Ｘを中心に左右対称であるので、図４では右側だけを図示する。図４において、図１〜図３で用いた記号と同一の記号は同じ名称の部材を示すものとする。実施形態２が実施形態１と異なる主な部分は、外套部材３の円筒状部３２の外周に当接調整部材８を取付け、その当接調整部材８に弾性部材５の弾性板５２が取り付けられるところにある。当接調整部材８は円環状又は円筒状の環状部８１と、ねじのような取付金具８２と、取付金具８２と螺合する取付け孔８３と、固定部材７が螺合する螺合孔８４とを備える。
【００３８】
弾性部材５の弾性板５２は、複数個所で固定部材７によって当接調整部材８の環状部８１の円環状の先端面に固定される。当接調整部材８の環状部８１は、取付金具８２を弛めた状態では外套部材３の円筒状部３２の円筒面を中心軸線Ｘ−Ｘ方向に動くことができるから、溶接電極部材１の先端面１４に対する環状電極部材４の環状金属板４２の密接の度合いを調整することができる。例えば、繰り返しの抵抗溶接作業によって、環状電極部材４の環状金属板４２が薄くなったときでも、当接調整部材８の環状部８１の位置を調整するだけで、溶接電極部材１の先端面１４に対する環状電極部材４の環状金属板４２の密接度を向上させることができる。したがって、溶接電極部材１の先端面１４と環状電極部材４の環状金属板４２との間に隙間が生じないので、溶接時の加圧力によって被溶接物Ｗの被把持部分Ｗ１が把持部１１の三つの部分１３Ａ〜１３Ｃの内周面ａ、ｂ、ｃを滑ることによる擦り傷が被溶接物Ｗに着くことがなく、常に品質の高い溶接結果を得ることができる。他については実施形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００３９】
［実施形態３］
次に図５によって本発明の実施形態３について説明する。この溶接電極部材１も中心軸線Ｘ−Ｘを中心に左右対称であるので、図５では右側だけを図示する。図５において、図１〜図４で用いた記号と同一の記号は同じ名称の部材を示すものとする。実施形態３が実施形態１、実施形態２と異なる主な部分について説明する。この実施形態３では、弾性部材５としてスプリング又は円環状の板ばねなどのような第１の弾性部材５Ａ、第２の弾性部材５Ｂを用い、固定部材７と第１、第２の弾性部材５Ａ、５Ｂによって環状電極部材４を弾性的に支持することに特徴がある。
【００４０】
環状電極部材４は、第１の平坦部４３と、中心軸線Ｘ−Ｘ方向に第１の平坦部４３とは位置の異なる、つまり段差のある第２の平坦部４４と、第１の平坦部４３と第２の平坦部４４とを接続する起立部４５とからなる。この起立部４５は傾斜していても勿論よい。環状電極部材４は、１枚の環状の金属板、又は複数枚の個々の金属板からなってもよい。第１の平坦部４３が溶接電極部材１の先端面１４に密接し、第１の平坦部４３に被溶接物Ｗのフランジ部分Ｗ２が当接する。第１の弾性部材５Ａは固定部材７の頭部７１と環状電極部材４の第２の平坦部４４との間に設けられ、第２の弾性部材５Ｂは環状電極部材４の第２の平坦部４４と外套部材３の円筒状部３２との間に設けられる。
【００４１】
図５に示した状態で、固定部材７を外套部材３の円筒状部３２に螺合させて行くに従って、固定部材７の頭部７１が前進し、第１の弾性部材５Ａ、第２の弾性部材５Ｂが圧縮され、第１の平坦部４３が溶接電極部材１の先端面１４に密接させる。そして、適度の加圧力が第１の平坦部４３と溶接電極部材１の先端面１４との間に加えられた状態で固定部材７の螺回を止め、第１の弾性部材５Ａ、第２の弾性部材５Ｂが適度に圧縮された状態に保持する。この状態で、前述したように、溶接電極部材１が拡縮動作を行うときにその先端面１４が中心軸線Ｘ−Ｘ方向に動いても、第１、第２の弾性部材５Ａ、５Ｂがその動きを吸収するので、第１の平坦部４３の水平性は保持される。
【００４２】
また、環状電極部材４の水平方向、つまり中心軸線Ｘ−Ｘとは垂直の方向の動きは固定部材７の胴部７２によって規制されるので、水平方向にずれることは無い。したがって、環状電極部材４の中央穴４１の中心が中心軸線Ｘ−Ｘからずれることも無く、仮に被溶接物Ｗが非常に小さい物品でも、確実に被溶接物Ｗを環状電極部材４の中央穴４１を通して溶接電極部材１に装着することができる。また、常に環状電極部材４の第１の平坦部４３を溶接電極部材１の先端面１４に当接させることができる。したがって、実施形態１、２と同様に、溶接電流の大半が環状電極部材４の第１の平坦部４３を通して被溶接物Ｗのフランジ部分Ｗ２に流れるので、溶接物に溶接痕が着くことがないので溶接品質の向上を図ることができ、また、溶接電極部材１の損傷を軽減できるので寿命を長くすることができる。なお、実施形態２と実施形態３とを組み合わせ、環状電極部材４を当接調整部材８に取り付けても勿論よい。この場合には、当接調整部材８の位置を調整することによって、環状電極部材４の第１の平坦部４３を溶接電極部材１の先端面１４に当接させることができるので、実施形態３における第２の弾性部材５Ｂを省略することができる。
【００４３】
［実施形態４］
次に実施形態４について説明する。実施形態４は構造的には実施形態１〜３とほぼ同一の構成であるので、図示するのは省略し、図１〜図３を用いて説明する。実施形態１〜３では、溶接電極部材１は銅合金などの電極材料からなる電極であったが、実施形態４では溶接電極部材１と同様にスリットで分割された把持部を有するほぼ同一構造のものであって、電気絶縁性又高抵抗性の材料からなる被溶接物把持部材を用いる。この被溶接物把持部材はすべて合成樹脂材料などの電気絶縁材料からなるか、又は電気絶縁材料によって電気絶縁された金属材料から構成される。
【００４４】
したがって、その被溶接物把持部材は被溶接物Ｗの把持だけを行い、被溶接物Ｗに溶接電流を流す働きは行わない。溶接電流は不図示の給電部材に接続された外套部材３から弾性部材５を通して環状電極部材４に流れ、環状電極部材４から被溶接物Ｗのフランジ部分Ｗ２に流れる。弾性部材５は弾力性を有する金属材料、特に高導電性の金属材料などからなるのが好ましい。特に、薄い銅板を複数重ねてなる弾性部材は導電性に優れ、かつ弾力性に優れているので好ましい。実施形態４のコレットチャック式の機構も実施形態１〜３のものと同様な拡縮動作を行うので、動作説明については省略するが、溶接電流はすべて外套部材３から弾性部材５及び環状電極部材４を通して被溶接物Ｗのフランジ部分Ｗ２に流れ、被溶接物把持部材から被溶接物Ｗに流れることはない。したがって、コレットチャック機構のスリットによる溶接痕が被溶接物Ｗに着くことは決してない。なお、外套部材３が給電部材に接続されていると説明したが、不図示の給電部材は弾性部材５に直接接続され、溶接電流がその給電部材から弾性部材５及び環状電極部材４を通して被溶接物Ｗのフランジ部分Ｗ２に流れてもよい。
【００４５】
なお、以上の実施形態では溶接電極部材１の先端側に筒状部１３は必ずしも必要でなく、溶接電極部材１の外面テーパー面の先端が溶接電極部材１の先端面１４となる構造でも勿論よい。この場合には、外套部材３が図面で上方向に位置するなど、抵抗溶接時に弾性部材５やその固定部材が邪魔にならない構造であれば構わない。また、本発明はフランジ部分を有する被溶接物、例えばフランジ部分を有する金属パイプ又は金属棒、あるいはフランジ部分に相当する部分を有する形状の被溶接物などに適用することができる。レーザダイオードのキャップ部分とステム部分とを溶接する場合には、前述したように外套部材が横ぶれ防止機能を行うことが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態１に係る抵抗溶接電極を示す図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る抵抗溶接電極の一部分を断面的に示す図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る抵抗溶接電極の一部分を平面的に示す図である。
【図４】本発明の実施形態２に係る抵抗溶接電極を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態３に係る抵抗溶接電極を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４７】
１・・溶接電極部材（又は被溶接物把持部材）
１１・・溶接電極部材１の把持部
１２・・溶接電極部材１の外面テーパー面
１３・・把持部１１の筒状部
１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ・・筒状部１３の三つの部分
１４・・溶接電極部材１の先端面
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ・・三つの部分１３Ａ〜１３Ｃそれぞれの先端面
２・・テーパーリング部材
２１・・テーパーリング部材２のテーパー部
２２・・テーパーリング部材２の内面テーパー面
２３・・テーパーリング部材２の外面
３・・外套部材
３１・・外套部材３の内面
３２・・外套部材３の筒状部
４・・環状電極部材
４１・・環状電極部材４の中央穴
４２・・環状電極部材４の金属板
４３・・環状電極部材４の第１の平坦部
４４・・環状電極部材４の第２の平坦部
４５・・環状電極部材４の起立部
５・・弾性部材
５Ａ・・第１の弾性部材
５Ｂ・・第２の弾性部材
５１・・弾性部材５の中央穴
５２・・弾性部材５の弾性板
５３・・弾性部材５の肉厚部分
６・・取付け部材
７・・固定部材
７１・・固定部材７の頭部
７２・・固定部材７の胴部
８・・当接調整部材
８１・・当接調整部材８の環状部
８２・・当接調整部材８の取付金具
８３・・当接調整部材８の取付け孔
８４・・当接調整部材８の螺合孔
Ｗ・・被溶接物
Ｗ１・・被溶接物Ｗの被把持部分
Ｗ２・・被溶接物Ｗのフランジ部分
Ｘ−Ｘ・・溶接電極部材1の中心軸線
Ｓ・・把持部１１のスリット
ａ、ｂ、ｃ・・把持部１１の三つの部分１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの内面
【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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