(57)【要約】【課題】この発明は一対の溶接電極として働く溶接ガンの先端に溶接チップを具えるシャンク部材を着脱自在に取付け保持するものであって、溶接チップの焼付きなどの事故が生じても保持装置そのものから溶接チップを離脱することにより、溶接チップなどを交換できる溶接チップの保持装置を提案する。【解決手段】被溶接材Ｗをはさんで溶接する電極の一つから成る溶接ガン２００の先端にホルダ部材１１０を着脱自在に設ける一方、このホルダ部材１１０の一部にテ−パ付き嵌合孔１２０を形成し、このテ−パ付き嵌合孔１２０に溶接チップ２１０を保持するシャンク部材２２０を嵌合装着させて成るものである。【選択図】図１
2007152359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被溶接材をはさんで抵抗溶接する電極の一つを先端に溶接キャップを具える棒状の溶接ガンから構成する一方、この溶接ガンの先端に着脱自在にテ−パ付き嵌合孔を具えるホルダ部材を取付け、このテ−パ付き嵌合孔に前記溶接チップ又は前記溶接チップを保持するシャンク材の先端に嵌合させて成ることを特徴とするスポット溶接機における溶接キャップの保持装置。
【請求項２】
請求項１に記載される溶接キャップの保持装置において、前記ホルダ部材を溶接ガンの先端にねじ止めして成ることを特徴とするスポット溶接機における溶接キャップの保持装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載される溶接キャップの保持装置において、前記溶接ガンを溶接ガン本体に中間部材とを連結させて構成することを特徴とするスポット溶接機における溶接キャップの保持装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載される溶接キャップの保持装置において、前記中間部材に前記ホルダ部材をねじ止めして成ることを特徴とするスポット溶接機における溶接キャップの保持装置。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４に記載される溶接キャップの保持装置において、前記ホルダ部材を板状材から構成し、この板状材にテ−パ付き嵌合孔を形成し、この嵌合孔に前記溶接チップを保持するシャンク部材を抜差自在に整合させて成ることを特徴とするスポット溶接機における溶接キャップの保持装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４又は５に記載される溶接キャップの保持装置において、前記ホルダ部材に前記嵌合孔の周囲に同心円状のリング溝を設けるとともに、このリング溝にリング体を着座させ、このリング体により前記シャンク部材を締め付けて成ることを特徴とするスポット溶接機における溶接キャップの保持装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５又は６に記載される溶接キャップの保持装置において、前記溶接チップを保持する前記シャンク部材の軸心に沿って前記溶接チップに達する絶縁性管状通路を設け、この管状通路を前記溶接ガン内の冷却水通路に接続して冷却水を前記溶接チップに送るよう構成して成ることを特徴とするスポット溶接機における溶接キャップの保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスポット溶接機における溶接キャップの保持装置に係り、詳しくは、金属材などの被溶接材を上下からはさんで加圧通電する溶接チップを溶接ガンの先端に着脱自在に保持できる溶接チップの保持装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来から、各種金属板、例えば圧延鋼板、アルミニウムおよびその合金材、およびＺｎめっき鋼板などの被溶接材を溶接する場合に少なくとも２枚またはそれ以上の被溶接材を重ねて、上下電極で挾み、加圧、通電して溶接し、ナゲットを形成して溶接するスポット溶接が用いられている。
【０００３】
このスポット溶接は、数秒で一つのスポット溶接ができ、一度溶接条件を設定すると全く素人の人やロボットでも容易に溶接ができ、安定した溶接ナゲットや継手強度が得られる利点があって、自動車等の量生産方式における接合手段に用いられている。
【０００４】
この自動車などの接合手段として使用されるスポット溶接における電極や先端の溶接チップには、導電性および機械的強度の上から通常クロム銅合金から構成され、その寿命は１００００打点以上といわれるように長い。これに反し、アルミニウム材やアルミニウム合金材、さらにＺｎめっき鋼板などの溶接ではクロム銅合金から成るものであっても、電極や電極チップの寿命が大巾に短かくなり、電極や電極チップを取外してドレッシングするしん度が高くなり、それに要する時間も長くなる。
【０００５】
更に詳しく説明すると、スポット溶接機において電極やその先端の溶接チップは、
（１）溶接部に大きな溶接電流を供給すること、
（２）溶接部に高い加圧力を与えること、
（３）溶接部の表面を冷却すること、
などの目的をもっている。
【０００６】
一方、電極や電極チップ表面の電流密度は１００〜５００Ａ／ｍｍ２というような高い値になり、圧力も５〜１２ｋｇｆ／ｍｍ２に及んでいる。電極チップは被溶接材の表面に直接接触し、その高温度下に高い加圧力が加えられ、溶接点数の進行にともなってだんだん圧潰し変形し、電極チップの接触面は合金化し汚れ（ピック・アップ）を生ずる。このため、スポットの溶接点数が溶接品質や作業能率に影響するところに達すると、平たくいうと、電極の寿命に達すると、新しい溶接チップや溶接電極にとり換えることが必要となる。
【０００７】
しかし、この溶接チップの交換、取替えなどの作業には多大の手間がかかる。すなわち、溶接チップや溶接電極は高温下での加圧という悪条件にさらされ、このため、取替えるべき溶接チップや溶接電極が変形して焼き付いており、その溶接チップを取外すことに多大の手間がかかる。
【０００８】
更に説明すると、溶接部表面の冷却には溶接チップが直接関与し、溶接チップの変形により冷却水がもれ、溶接ガン先端、なかでも溶接チップの取付構造にはこのようなところの改善が行なわれていることが望まれている。
【０００９】
一方、溶接チップの取付構造の改善と併せて、溶接チップの材質の改善がわかられている。すなわち、導電率が高く、機械的強度が大で、とくに高温における硬さが大で、熱伝導率が大きく、被溶接材と合金しにくいものが提案されているが、これら材質のものであっても、それにより溶接点数を高めることができても、規定打点数に達したときにはどうしても溶接チップの取替、新しいセットなどの作業が必要になり、溶接チップなどの取付構造が望まれている。
【００１０】
要するに、電極チップを含めて電極の交換に手間どるところから、電極のドレッシング毎に連続して所定の要求性能の溶接部が得られる溶接打点数を高めることが要求されているのであって、電極交換が容易に構成されていれば、常に規定の打点数をこえることなく溶接できることになり、打ったナゲットの径や引張せん断強さが規定以下の値になることもない。
【００１１】
すなわち、自動車の組み立てラインの圧延鋼板のスポット溶接の電極寿命に較べると、アルミニウム材またはアルミニウム合金材やＺｎめっき鋼板の電極寿命は相当短かいが、これらスポット溶接でも電極などの交換が容易でしかも冷却水がもれることなくシ−ルされた電極保持装置が提案されれば問題がない。
【００１２】
このような観点から従来例の技術をみると、このような電極保持装置は提案されていないが、アルミニウム材またはアルミニウム合金材やＺｎめっき鋼板のように電極寿命の短い材料には、特開昭６１−１５９２８８号公報に記載されるように、アルミニウム材またはアルミニウム合金材間に電極より高電導性のインサ−ト材を介装する溶接法が提案されている。
【００１３】
この溶接法は、２つの被溶接材間に介在するインサ−ト材は高電導性であるため、溶接熱は速やかに抜熱できることもあって、被溶接材との接触部の温度上昇は抑えられ、被溶接材の板厚方向の溶込みを浅くでき、溶接裏面の割れの発生が防止でき、電極寿命は延長することができる。
【００１４】
しかしながら、インサ−ト材の介装はスポットの溶接毎に実施することがむづかしく、介装そのものを自動化するのには大掛りな治具装置が必要になって、必ずしも合理的でない。
【特許文献１】特開昭６１−１５９２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は上記欠点の解決を目的とし、具体的には、鋼板その他の金属板をはさんで加圧通電する電極において、先端の溶接チップを含めて溶接電極を着脱自在で容易に交換できるように保持する溶接チップ保持装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
すなわち、本発明は被溶接材をはさんで抵抗溶接する電極の一つを先端に溶接キャップを具える棒状の溶接ガンから構成する一方、この溶接ガンの先端に着脱自在にテ−パ付き嵌合孔を具えるホルダ部材を取付け、このテ−パ付き嵌合孔に溶接チップ又は溶接チップを保持するシャンク材の先端に嵌合させて成ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
このように、本発明は従来例のように溶接ガンの先に溶接チップ又はそれを具えるシャンク部材を直接装着することなく、ホルダ部材を介して溶接チップのシャンク部材を取付ける一方、このホルダ部材を溶接ガンの先端に着脱自在に取付けて成るものである。このため、溶接チップの交換はホルダ部材を取外すのみで達成でき、支障なく溶接の交換が達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
そこで、本発明の好適な実施例に係る保持装置について図１、図２および図３を中心に説明する。
【００１９】
なお、図１は本発明の一つの実施例に係る溶接チップの保持装置を断面で示す正面図である。
【００２０】
図２は図１に示す保持装置の一例の組立図である。
【００２１】
図３は図２に示すホルダ部材のＡ−Ａ線上の一部の断面図である。
【００２２】
図４は図１に示す溶接キャップの保持装置を具える溶接ガンの一例の説明図である。
【００２３】
まず、図１、図２、図３および図４において、符号１００は、本発明に一つの実施例に係る保持装置を示し、符号２００は溶接ガンを示し、符号３００は下部電極の一例として働くテ−ブル状電極を示し、符号Ｗは被溶接材を示す。この保持装置１００において符号１１０はホルダ部材、１２０はリング体、１３０は止めねじをそれぞれ示す。
【００２４】
図１および図４において符号２００で示される溶接ガン２００は縦向き姿勢で使用され昇降自在に構成されている。また、溶接ガン２００はそれに対応するテ−ブル状電極３００との間で上下から被溶接材Ｗをはさみ、加圧通電して抵抗溶接する。
【００２５】
すなわち、溶接ガン２００は溶接電源（図示せず）の一方の極に接続されて上部電極として働く。これに対し、下部電極として溶接電源の他方の極に接続されるテ−ブル状電極３００はその上に被溶接材Ｗをのせられ、そのまま動かすことなく上部電極として働く溶接ガン２００によって連続的に順次に溶接点を打ってスポット溶接することができる。
【００２６】
なお、図４に示す実施例は下部電極としてテ−ブル状電極３００を用いているが、必ずしもテ−ブル状電極として構成することなく、従来例の定置型溶接機のように棒状の溶接電極として構成することができる。しかし、図４に示す如く、テ−ブル状電極３００であると、溶接のときに被溶接材又は被溶接物Ｗをその上に置いたままで順次に被溶接材Ｗのコ−ナ部を溶接できる。
【００２７】
すなわち、テ−ブル状電極３００の表面の何れのところも通電されており、溶接ガン２００で打ったところはスポット電極として働くことができるため、所定の打点を打ったのちでも被溶接材Ｗを移動させることなく溶接できる。
【００２８】
一方、このように上部電極を成す棒状の溶接ガン２００は先端に溶接チップ２１０を具えるものであれば何れにも構成できるが、この溶接チップ２１０を所望のシャンク部材２２０に嵌合させても構成できる。
【００２９】
すなわち、図１および図４に示す溶接ガン２００は溶接ガン本体２３０および中間部材２４０とから成って、これらは互いに接合され、所望に応じて溶接部の位置や被溶接材Ｗの形状に応じて中間部材２４０を交換して溶接できる。
【００３０】
中間部材２４０の先端にはシャンク部材２２０を介して溶接チップ２１０を取付けることもできるし、場合によっても溶接チップ２１０そのものを直接ホルダ部材１１０を介して取付けるように構成できる。しかし、溶接ガン２００の先端にはシャンク部材２２０を介在させると、例えば、図４に示すように、シャンク部材２２０を僅かにオフセットさせて構成でき、そのオフセット分だけ溶接チップ２１０の位置をづらすことができる。このように構成すると、づらした分だけ被溶接材Ｗの内部に侵入させたところに打点（溶接点）があっても溶接できる。
【００３１】
以上のとおり、好ましくは溶接ガン２００をガン本体２３０と中間部材２４０とが互いに連結されて一体をなすように構成し、その上でこの中間部材２４０を利用してホルダ部材１１０を取付け、この着脱自在に取付けられたホルダ部材１１０を介して溶接チップ２１０やそれを保持するシャンク部材２２０を取付け、これらを中間部材２４０やガン本体２３０に接続させる。
【００３２】
したがって、ガン本体２３０の先端には保持装置１００によって溶接チップ２１０やそれを保持するシャンク部材２２０が溶接ガン２００の先端に直接取付けられていないが、冷却水などがもれることなく保持されている。したがって、溶接チップ２１０やシャンク部材２２０には溶接打点の進行に応じて溶接時にうける加圧力や高熱による変形、焼付きが累積する。それにより、ほとんど嵌合するホルダ部材１１０の嵌合孔１２０から分離して取出すことができなくなる。このような状態に達したときが溶接チップなどの寿命であるが、このときでも、ホルダ部材１１０そのものを取り外すと、簡単に交換、取替えができる。
【００３３】
要するに、溶接中に打点進行を重ねても、容易に新しい溶接チップ２１０やシャンク部材２２０と交換でき、常に新しい条件で溶接できる。
【００３４】
すなわち、溶接キャップ２１０は保持するシャンク部材２２０に接続し、このシャンク部材２２０を着脱自在にホルダ部材１１０によって保持し、ホルダ部材１１０は板状に構成する。また、ホルダ部材１１０の一部に嵌合孔１２０を形成し、この嵌合孔１２０に溶接チップ２１０又はそれを保持するシャンク部材２２０をはめ合わせ、それ自体をホルダ部材１１０に対し抜差自在に構成し、さらに、ホルダ部材１１０を着脱自在に構成する。
【００３５】
このように溶接キャップ２１０やそれを保持するシャンク部材２２０を保持装置１００を介して溶接ガン２００の先端に取付け、保持装置１００の一部として少なくとも溶接ガン２００の中間部材２４０を組込んで構成すると、溶接キャップ２１０の取付けに関与するのは直接には保持装置１００である。とくに、すでに説明したとおり、保持装置１００では、なかでもシャンク部材２２０が保持されるホルダ部材１１０を取外すだけで溶接チップ２１０を交換でき、溶接チップなどが直接溶接ガン２００に取付けられている従来例に較べると、きわめて交換が容易となる。
【００３６】
しかしながら、このように交換機構として保持装置１００を構成すると、その中に冷却水などのもれの防止機構なども設けることができる。
【００３７】
すなわち、図１、図２および図３に示すように、板状材から成るホルダ部材１１０の一部に形成したテ−パ付き嵌合孔１２０の周囲にリング溝１２１を同心円状に設ける。ホルダ部材１１０は介在する中間部材２４０の外面、なかでも下面を取付面として取付けられている。このため、リング溝１２１にオ−リングなどのリング体１３０を着座させると、ホルダ部材と中間部材との間にリング体１３０の介在によってこの間からの冷却水のもれを防止できる。このリング体１３０は嵌合孔１２０に対し同心円状に設けられ、嵌合孔１２０を嵌合するシャンク部材２２０の周囲がリング体１３０によって包囲されるように構成されている。このため、シャンク部材２２０の取付けのときにリング体１３０を締め付けることによってシャンク部材２２０を強固に取付けることができる。
【００３８】
また、保持装置１００においてそのホルダ部材１１０を着脱自在に構成するのに併せて、溶接ガン２００の先端、なかでも中間部材２４０の一部に取付面２４１を構成することができる。取外面２４１は中間部材２４０の形状に応じてどのように構成することもできるが、ホルダ部材１１０を安定してねじ止めできればいずれの構造にも構成することができる。
【００３９】
また、溶接ガン２００をガン本体２３０と中間部材２４０とを組み合わせて構成し、中間部材２４０の下面の一部に取付面２４１を設ける一方、中間部材２４０の内部にも冷却水通路２４２を設け、冷却水通路２４２をガン本体２３０内の冷却水通路に連絡させることもできる。この冷却水通路をガン本体と中間部材と個々に構成すると、例えば中間部材２４０を栓部材（図示せず）により開放できるようにすることにより、この部分によって冷却水通路内のつまりを全体にわたって防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のとおり、本発明に係る保持装置は、スポット溶接に使用する溶接電極、なかでも溶接に直接関与する溶接キャップおよびそのシャンク部材を縦向き姿勢の溶接ガンの先端に保持する装置である。したがって、上記のところは下部電極としてテ−ブル式電極の例を中心に説明したが、この例のほかに先に溶接キャップを具える一対の棒状電極を用いる定置式スポット溶接機などにも広く用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一つの実施例に係る溶接チップの保持装置を断面で示す正面図である。
【図２】図１に示す保持装置の一例の組立図である。
【図３】図２に示すホルダ部材のＡ−Ａ線上の一部の断面図である。
【図４】図１に示す溶接キャップの保持装置を具える溶接ガンの一例の説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１００  保持装置
１１０  ホルダ部材
１３０  止めねじ
２００  溶接ガン
２１０  溶接チップ
２２０  シャンク部材
２４０  中間部材
３００  テ−ブル式電極
Ｗ  被溶接材
【図１】
2007152359.tif 000003
【図２】
2007152359.tif 000004
【図３】
2007152359.tif 000005
【図４】
2007152359.tif 000006