(57)【要約】 【課題】  従来の抵抗溶接用電極は先端脚部が三割りになっており先端の穴に対象物（キャップ等）を入れ脚部を内側へ折り曲げて対象物を力で把持し対象物（キャップ）をステムに押しつけて電流を流し抵抗溶接するようになっていた。脚部の間には隙間が残るので電流密度が不均一であり溶接むらができる。柔らかい対象物では変形するおそれがある。繰り返し使用によって電極も摩滅変形するので寿命が短い、隙間部分があり溶接部に圧痕が残ることもあった。 【解決手段】  電極の先端部に永久磁石を埋め込み、対象物は永久磁石の磁力で保持し、先端の脚部を閉止した状態でもなお脚部が囲む穴の内径の方が対象物外形よりも大きいようにし押圧力が掛からないようにした。 【選択図】  図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隙間によって複数片に分割され端面に対象物を挿入する穴を有する脚部を有し、脚部先端に永久磁石を持ち、脚部が内側に押されて隙間なく接触した状態で、対象物と穴の間に空隙が生ずるようにし対象物は永久磁石の磁力によって保持されるようにしたことを特徴とする抵抗溶接用電極。 
【請求項２】
脚部先端に軸方向の収容穴を持ち軸方向収容穴に永久磁石を有することを特徴とする請求項１に記載の抵抗溶接用電極。 
【請求項３】
脚部先端に半径方向の収容穴を持ち半径方向収容穴に永久磁石を有することを特徴とする請求項１に記載の抵抗溶接用電極。 
【請求項４】
３つの隙間によって３つに分割され端面に対象物を挿入する穴を有する脚部を有し、脚部先端に永久磁石を持ち、三割り脚部が内側に押され接触した閉止状態での脚部内周の和Ｍ＝３ｑが、対象物の外周長Ｋより大きく（Ｍ＞Ｋ）なっていることを特徴とする請求項１に記載の抵抗溶接用電極。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、キャップを把持し半導体素子を取り付けたステムにキャップを押しつけ電流を流して溶接する抵抗溶接用電極に関する。例えば半導体レーザを取り付けたステムに、レンズを取り付けた円筒状のキャップの底を接合するという場合、抵抗溶接やＹＡＧレーザ溶接などが用いられる。受光素子を取り付けたステムにレンズ付きキャップを固定する場合にも、抵抗溶接やＹＡＧ溶接が用いられる。あるいはレンズのない電気的な素子においてもステムにキャップを接合するときには溶接法が用いられる。ＹＡＧ溶接は、キャップ底のフランジ部分とステムの重合部分にレーザビームを当てて加熱溶融することによってキャップとステムを溶接する。抵抗溶接はキャップとステムを接触させておき、その間に電流を流し両者間の接触部の抵抗によって発熱させる。熱によって一部が溶融しそれが冷却固化するので両者が緊密に結合する。
【０００２】
抵抗溶接用電極というのは、キャップの外側に接触しこれを保持し、ステムへキャップを押し当て電流をキャップ・ステム間に流すための治具である。円筒形をしており下端部分の穴にキャップを挟み込みキャップを挟み込んだまま、ステージの上にあるステムの上まで搬送する。ステムにキャップ下端のフランジ部分を接触させ電流を瞬時に流し接触部分を溶融して両者を接合する。電極の内壁はキャップと密に接触しなければならない。それで電極の下方脚部は３つ割り、４つ割りなどの構造になり穴へキャップが簡単に入るようになっている。脚部がクランプされると内側へ曲がりキャップの外壁が強く脚部でクランプされる。キャップ外壁と、電極内壁の間に隙間がなくなるまで脚部を内側へ押し込む必要がある。そのためにクランプした状態でも脚部の間に隙間が残るようになっている。
【背景技術】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５４４６３「抵抗溶接装置」
【０００４】
特許文献１は、高精度の位置合わせをしてからキャップとステムを溶接する抵抗溶接装置において、上部電極ホルダ−を保持して上下に動く上部電極移動台のコイルバネが疲労して次第に下がってくるので、それを防ぐために上部電極移動台に移動規制部を設けたというものである。それは抵抗溶接用電極自体の発明ではない。本発明者の調査した限りでは抵抗溶接用電極の形状に関する文献を発見できなかった。
【０００５】
図１は従来例に係る抵抗溶接用電極の把持部の構造を説明するための断面図である。円板形状のステム２には光素子（ＬＤ，ＰＤ、ＬＥＤなど）がすでに取り付けてありリードピンと光素子はワイヤボンデイングで接続されている。レンズ付きキャップ３を、ディスク形状のステム２に溶接するのがこの装置の目的である。キャップを把持するのが抵抗溶接用電極４である。抵抗溶接用電極４の下端は中心角が約１２０度の３つの脚部７に割れている。自由状態での脚部７の内壁の直径Ｉは、キャップの外形Ｄよりも広い。３つの脚部７の間には隙間８がある。隙間８も二段階あってこの図に見えるのは狭い方の隙間８である。隙間の大きさをｓとする。３つ割りの脚部７の内側壁面の弧長をｑとする。自由状態での円周長はＬ＝３ｑ＋３ｓである。外周から脚部を押さえ込むと隙間が消失するので内径はＭ＝３ｑとなる。
【０００６】
キャップ３の上筒部の円周長をＫとする。キャップの上円筒部が容易に抵抗溶接用電極の３つ割り脚部の内面に入り込むため、Ｌ＞Ｋである。脚部７がキャップ３の外側に入りクランプ部材が脚部７の外側を抑える。脚部が内側に曲がり隙間が減り脚部の内周長がキャップの外周長Ｋに等しくなる。そのときの隙間８の大きさをｔとする。３ｑ＋３ｔ＝Ｋとなる（ｓ＞ｔ）。有限の隙間ｔ（ｔ＞０）が存在する。もしここで有限の隙間ｔがないとすると、キャップが脚部から抜け落ちてしまう。だからＬ＞Ｋ＞Ｍである。自由状態からクランプ状態に移る間の脚部の内周変化の範囲にキャップの外周Ｋが存在するということである。 
【０００７】
下方には、ステム２を保持するためのステージ５がある。ステージ５の凹部６にステム２を置く。キャップ３は抵抗溶接用電極４の先端の脚部で強く把持して搬送しキャップの下端のフランジ２０をステム２の上面に当てて調芯し位置決めしてから溶接するようになっている。 
【０００８】
図２はステム２の上にキャップ３を押しつけた状態を示す断面図である。キャップ３の円筒部の外壁と、抵抗溶接用電極４の脚部７の内壁は隙間なく接触している。有限の隙間ｔが残っている。キャップには中心に向かう応力が電極脚部７から掛かっている。その力があるためにキャップは電極の穴から抜けない。 
【０００９】
図３はキャップ３の円筒部を従来例に係る抵抗溶接用電極４の脚部７で挟んだ状態の先端部の斜視図である。
【００１０】
図４はクランプしたときの前端部の横断面図である。脚部７を閉じてもキャップの外形が大きいので隙間８が残る。図４に示すように、脚部７の外側を円筒のクランプ９で抑えるので脚部７が内側へ曲がる。キャップ３の外周と抵抗溶接用電極４の脚部７内面は密接に接触している。３つ割りの脚部７の間には隙間８がある。閉鎖状態で隙間８がなければ脚部７でキャップ３（対象物）を把持できない。閉鎖時の隙間８（幅はｔに減っている）は従来例の抵抗溶接用電極において不可欠である。 
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来例に係る抵抗溶接用電極４は、電極の脚部７自身を内側に折り曲げて力を掛けて摩擦力でキャップを把持するようになっている。だから、クランプした状態で隙間８が残る。電極４の脚部７とキャップ、ステムの間で接触部分と非接触部分（隙間の部分）ができる。図５は従来例の抵抗溶接用電極４の脚部７でキャップ３を挟んでステム２の上面に押し付けた状態の一部横断平面図である。キャップ３のフランジ２０の上を抵抗溶接用電極脚部７が抑える。その状態で電流を縦方向に流す。
【００１２】
斜破線を付けた部分は接触部分Ｑでありここには脚部７からフランジ２０、ステム２へと電流が流れる。電流によってその部分が加熱されて溶融し冷却固化して接合される。しかし斜破線のない非接触部分Ｓ（隙間の部分）には電流が流れない。キャップフランジ２０のその部分は十分に加熱されない。非接触部Ｓで温度が低くなる。そのために溶接の状態がキャップの全周面で均一にならない。接触部Ｑでは溶接され非接触部Ｓでは溶接不完全というような溶接ムラができてしまう。電極の方にも不規則な摩滅損耗が生ずる。同じ電極を繰り返し使用するのであるが、使用と共に溶接ムラが増加してくるので不都合である  全周に均一に電流を流し均一に加熱し均一に溶接するというのが望ましい。 
【００１３】
抵抗溶接用電極を強く押し下げてステージとの間でキャップ・ステムを抑えるが隙間があるので隙間の部分が盛り上がる圧痕がキャップの上に残る。これも望ましくない。
もう一つの欠点は、電極の脚部自身を内側におり曲げてキャップを把持する構造となっているので対象物（キャップなど）に歪みを与える可能性がある。図４、図５のように、対象物（キャップ）３の外壁は強く脚部７で押さえられている。薄い金属で作られた対象物の場合は変形するおそれもある。対象物が変形すると不良品になる。レンズがついているキャップの場合は押圧力が強いとレンズが割れることもある。あまりに柔らかい対象物ではクランプ把持は望ましくない。対象物に強い応力をかけることなく把持できるような構造が望ましい。 
【００１４】
また対象物に強い応力が掛かるということは電極自体にも同じだけの強い応力が掛かっているということである。そのような強い力が繰り返し加えられるので抵抗溶接用電極の脚部が次第に変形する。抵抗溶接用電極が変形摩耗しても再び研磨して使用することができる。そのように研磨して使用するとしても不均一電流や強い応力による変形摩耗の大きい従来例の抵抗溶接用電極の場合１０００ショット程度しか使用できない。 
【００１５】
本発明は溶接ムラが発生しない抵抗溶接用電極を与えることを第１の目的とする。対象物を変形損傷するおそれのない抵抗溶接用電極を与えることを第２の目的とする。何度も繰り返し使用できる寿命の長い抵抗溶接用電極を与えることが第３の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の抵抗溶接用電極は、クランプされた閉止時でも円筒部内径が、対象物の外径より大きくなるようにし、永久磁石を備え永久磁石の磁力によって対象物を保持するようにしたものである。 
【００１７】
押さえつけて保持するのではなく永久磁石の磁力でキャップを保持する。キャップが鉄を含む強磁性体であるということが条件になる。キャップとしてはコバールを使うことが多い。コバールは鉄、ニッケルなどを含み永久磁石によって磁化され永久磁石に吸着される。非磁性体の対象物には本発明を適用できない。
【００１８】
閉止時の内周は３ｑであり、それがキャップの内周Ｋよりも大きいというのは、３ｑ＞Ｋということである。クランプによって脚部が閉鎖されたとき隙間が消失するということ、これが重要である。隙間がないので、抵抗溶接用電極とキャップフランジとステムの接触が全面接触ということになる。そのために電流に偏りが生じない。電流がフランジ全縁で一様に流れる。電流が一様ならば発熱量も一様になる。加熱溶融の状態も全縁で均一になる。そのために溶接の状態が全縁で均一になる。溶接ムラが発生しない。 
【００１９】
そのようにするために割れ片である脚部の周方向寸法を従来例より少し広げる必要がある。自由状態での隙間をｓとし割れ辺である脚部の周長をｑとして、本発明は自由状態での内周長はＬ＝３ｑ＋３ｓで、クランプ状態での内周長はＭ＝３ｑである。キャップの外周Ｋはそれよりもさらに小さい。つまり、Ｌ＞Ｋ＞Ｍ（従来例）でなく、Ｌ＞Ｍ＞Ｋとなる。 
【００２０】
そのために（Ｍ−Ｋ）が正となり、クランプ時に（Ｍ−Ｋ）／πの隙間がキャップ・脚部の間に発生する。有限の隙間があるので対象物（キャップ）が押さえつけられない。キャップに応力が掛からない。だから対象物が変形することはない。どのような柔らかい対象物（キャップ）でも把持できる。対象物が変形しないということは抵抗溶接用電極自身も力が掛からず変形しないということである。そのために抵抗溶接用電極自身の寿命が長くなる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、永久磁石の磁力で対象物を保持し、脚部の閉止時においても対象物との間に隙間ができるような抵抗溶接用電極を提案する。強い力を掛けて対象物を脚部で押さえるというのではないから対象物が変形するおそれがない。どのような対象物であっても把持することができる。抵抗溶接用電極自体にも強い応力が掛からないので変形しない。 
閉止時に隙間がないので圧痕が生じない。
【００２２】
隙間がなく、電流は均一に流れ加熱状態がキャップの全縁で均一になる。だから溶接が全周で一様になる。溶接ムラが発生しない。一様な溶接で封止も完全である。
【００２３】
従来の電極はクランプすることで位置精度を確保している。しかしながら隙間部ができるため電極寿命が短くなる。本発明により、穴径を大きくすることで位置精度はばらつくが、磁石保持により電極穴内でのキャップ位置は一意に決まり、クランプと同等の位置精度が確保できる。
【００２４】
抵抗溶接用電極自体に力が掛からず変形しないので何度も繰り返して使用することができる。長寿命の抵抗溶接用電極とすることができる。従来例の抵抗溶接用電極は何度も研磨しても平均寿命が１０００ショット程度である。本発明は研磨して矯正することによって３０００ショット以上使用することができる。 
【００２５】
本発明の抵抗溶接用電極が使用によって疲労しても永久磁石は取り出して次の治具に取り付けることができる。強い永久磁石は高価であるが繰り返し使用できるからあまりコスト高にならない。 
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の抵抗溶接用電極は非磁性体である。導電性のよい銅や銅合金によって作られる。 
キャップは永久磁石の磁力で保持されるから鉄、コバルト、ニッケルなどで作られた磁性体である必要がある。鉄を含むものは永久磁石で保持でき本発明を適用することができる。ここではコバール（商標名）のキャップを用いる。成分はニッケル２９％、コバルト１７％、鉄５４％である。密度は８．３５ｇ／ｃｍ３である。融点は１４５０℃、２０℃での抵抗率は０．４９μΩ・ｍ、熱伝導率は１６．７Ｗ／ｍＫ、磁気変態点４３０℃である。硬度は１５５Ｈｖ、引っ張り強さは５４０Ｎ／ｍｍ２である。例示したものは光学素子に使うのでレンズが付いているが本発明は非光学素子の場合にも利用できる。その場合はレンズがない。
【実施例１】
【００２７】
図６は本発明の実施例に係る抵抗溶接用電極の正面図、図７は底面図である。図８は図６における８−８断面図、図９は図８に於ける９−９断面図、図１０は図８に於ける１０−１０断面図である。本発明の抵抗溶接用電極は、円筒形の治具であり、上から頭部２３、頚部２４、３つ割りの胴部２２と、それに続く脚部７とよりなる。脚部７の端面２６には対象物を挟み込むための脚部穴２５がある。脚部７は三割りになっており３つの隙間２８がその間に存在する。 
【００２８】
上隙間２８は端面の隙間８へと連続する。上隙間２８は端面隙間８よりも大きい。抵抗溶接用電極の下半部が三割りになっているのは脚部７を撓ませる必要があるからである。三割りに限らず四割りでも五割りでも構わない。上隙間２８は頚部２４の途中まで伸びている。脚部７の上半部は下側ヘ向かって直径の大きくなる円錐部２７となり、下半部は縮径した押片２９となっている。 
そのような構造は従来例に示したものと殆ど同じである。 
【００２９】
図８の縦断面図、図９の横断面図に示すように、端面２６近くの縮径した押片２９の中に半径方向に収容穴３０が設けてある。収容穴３０の後半部は雌螺穴になっている。収容穴３０には永久磁石３２が納められる。永久磁石３２が抜けないように螺子３３を雌螺穴にねじ込んである。サマリウムコバルトなど強い磁石を用いる。ここでは収容穴の内径は２．１ｍｍである。収容穴３０に１．９ｍｍ長さ、１．９ｍｍφの円柱状の永久磁石を差し込んである。対象物（キャップ）を差し込む穴２５と永久磁石３２の端面距離は１ミリ程度である。 
【００３０】
自由状態では隙間８が存在し、穴の内周Ｌは３つの隙間３ｓと３つの脚部７内周長３ｑの和Ｌ＝３ｓ＋３ｑである。クランプ部材で脚部７を内部方向に押しつけたとき隙間８が完全に消失する。隣接脚部７が緊密に接触する。穴２５の内周はＭ＝３ｑとなる。そのときに対象物であるキャップと、穴２５の間には空隙が残るようにしている。キャップの外周長をＫとすると、Ｍ＝３ｑ＞Ｋというようにする。従来例ではＬ＞Ｋ＞Ｍであったが、本発明では、Ｌ＞Ｍ＞Ｋというようになる。 
【００３１】
閉止時に隙間８が閉ざされて消失するのである。図１１はそのような状態の斜視図を示す。実際には、脚部７の円錐部２７を押さえるクランプ部材があるのであるがそれは図示を略した。端面２６の中央の穴にキャップ３が把持されている。脚部７の間の隙間がなくなったので端面２６は溝のようなものがなくて平坦面となっている。図３の従来例の斜視図と比較すれば隙間の消失が良く分かる。 
【００３２】
キャップ３を支持しているのは力学的な応力ではなくて永久磁石３２の磁力である。キャップ３は鉄、コバルト、ニッケルなどよりなり磁石に吸着される材料で作られている。 
【００３３】
図１２、図１３によって、抵抗溶接用電極４によるキャップ３の把持と、キャップ３のステム２への結合の状態を説明する。脚部７が開いた状態で、キャップに抵抗溶接用電極をかぶせる。脚部７をクランプ部材９で押さえて閉じる。図１２の上の図はその状態を示している。３つ割り部材が閉じている。隙間８が消滅している。その部分に分割線３８を示す。分割線３８は存在するが隙間はない。        
【００３４】
キャップ３を穴２５に遊嵌している。キャップ３と穴２５の間には空隙３９が存在する。キャップ３は穴２５に永久磁石３２の力によって保持される。空隙３９が残るのでキャップ３には内側向きの力が働かない。そのためキャップが変形するおそれはない。抵抗溶接用電極の脚部穴２５が変形摩滅する可能性もない。空隙３９は誇張して書いているが実際には僅かな空隙である。キャップの外周長Ｋと、閉鎖時の穴２５の内径Ｍ＝３ｑの差をπで割った値（Ｍ−Ｋ）／πが空隙３９の直径方向の大きさとなる。図１２の下方に示すようにステム２はステージ５の凹部６に差し込んである。 
【００３５】
抵抗溶接用電極・キャップを下げてステム２の上に重ねると図１３の状態になる。キャップ３の下部フランジ２０がステム２の上面に接触する。抵抗溶接用電極４の脚部７でフランジ２０を強く押す。図１４は抵抗溶接用電極の方から見下ろした接触部分を示す横断平面図である。脚部７の３つの部材は分割線３８で密に（隙間なく）接触している。だから抵抗溶接用電極４の下部は円周方向に一体となっている。一体になった脚部７がフランジ２０をステム２に対して押さえている。 
【００３６】
脚部７には空隙がないから抵抗溶接用電極に縦方向に電流を流すとき電流が全縁周で等しく流れる。電極端面・キャップフランジ・ステム・ステージが上下方向に重なる。このとき円周方向の隙間がどこにもない。抵抗溶接用電極とステージ間に大電流を流すと円周方向に一様な電流密度を維持しながら縦方向に流れる。抵抗溶接用電極の穴２５とキャップ３の間には空隙３９があるがそれは電流密度には影響しない。脚部７の押片２９の内面からキャップの外面へ電流が流れるのではない。脚部７の端面２６からフランジ２０、ステム２、凹部６と電流が流れる。だから空隙３９の存在は問題ない。それよりも端面に割れ目がなく一体となっていてフランジ２０を隙間なく押さえ付けているということが重要である。 
【００３７】
電流密度が円周方法に一様であるから加熱も円周方向に一様になる。溶接の状態も円周方向に均一となる。溶接ムラが発生する余地がない。図１２、図１３のようにキャップを把持する際に永久磁石の磁力によっているからキャップ外周に力が掛からない。キャップは応力を受けないので変形歪曲などのおそれがない。抵抗溶接用電極も力が掛からないから変形せず摩滅しない。電極の寿命が延長される。従来例のものは何度か研磨して繰り返し使っても１０００ショット程度の寿命しかない。本発明の実施例１は３０００ショット以上の寿命を持つ。
【実施例２】
【００３８】
実施例１は半径方向の穴に永久磁石を保持したものであった。実施例２は永久磁石を軸方向の穴に収納したものである。それ以外は実施例１と同じ構造を持っている。図１５は本発明の実施例に係る抵抗溶接用電極の縦断正面図、図１６は図１５における１６−１６断面図、図１７は図１５における１７−１７断面図である。正面図、底面図は図６、図７とほぼ同じになるので省略した。
【００３９】
実施例２の抵抗溶接用電極は、円筒形の治具であり、上から頭部２３、頚部２４、３つ割りの胴部２２と、それに続く脚部７とよりなる。脚部７の端面２６には対象物を挟み込むための脚部穴２５がある。脚部７は三割りになっており３つの上隙間２８がその間に存在する。
【００４０】
上隙間２８は端面の隙間８へと連続する。上隙間２８は端面隙間８よりも大きい。抵抗溶接用電極の下半部が三割りになっている。三割りに限らず四割りでも五割りでも構わない。上隙間２８は頚部２４の途中まで伸びている。脚部７の上半部は下側ヘ向かって直径の大きくなる円錐部２７となり、下半部は縮径した押片２９となっている。そのような構造は実施例１とほぼ同じである。 
【００４１】
抵抗溶接用電極４の押片２９の中に端面２６から軸方向に収容穴３５が設けてある。収容穴３５の半部は雌螺穴になっている。軸方向に平行な収容穴３５には永久磁石３２が納められる。永久磁石３２が抜けないように螺子３６を雌螺穴にねじ込んである。サマリウムコバルトなど強い磁石を用いる。ここでは軸方向収容穴３５の内径は２．１ｍｍである。収容穴３５に１．９ｍｍ長さ、１．９ｍｍφの円柱状の永久磁石３２を差し込んである。永久磁石３２とキャップの軸線が平行になる。永久磁石の磁化方向は軸方向であってもよいし、直径方向であってもよい。
【００４２】
図１８は自由状態での実施例２の抵抗溶接用電極とキャップの斜視図である。実施例２においても、自由状態では隙間８が存在する。穴２５の内周Ｌは３つの隙間３ｓと３つの脚部７内周長３ｑの和Ｌ＝３ｓ＋３ｑである。
【００４３】
キャップを保持し、クランプ部材で脚部７を内部方向に押しつけたとき隙間８が完全に消失する。図１９はキャップを保持した状態での横断面図である。隣接脚部７が緊密に接触する。穴２５の内周はＭ＝３ｑとなる。そのときに対象物であるキャップ３と、穴２５の間には空隙３９が残るようにしている。キャップの外周長をＫとすると、Ｍ＝３ｑ＞Ｋというようにする。従来例ではＬ＞Ｋ＞Ｍであったが、本発明では、Ｌ＞Ｍ＞Ｋというようになる。
【００４４】
図２０は、実施例２の抵抗溶接用電極によってキャップを把持した状態の斜視図である。分かりにくくなるのでクランプ部材は図示を省略してある。端面２６には隙間がない。一体化した平坦面となっている。図１１の実施例１と同じである。  抵抗溶接用電極４によるキャップ３の把持と、キャップ３のステム２への結合の状態は図１２、図１３に示す実施例１とほぼ同様である。
【００４５】
抵抗溶接用電極の脚部の閉止時に隙間８が閉ざされて消失する。脚部７の間の隙間がなくなったので端面２６は溝がなくて平坦面となっている。
【００４６】
クランプ部材９によって３つ割り脚部７が円周方向に一体化されている。キャップ３と脚部穴２５との間には空隙３９がある。キャップ３を支持しているのは力学的な応力ではなくて永久磁石３２の磁力である。キャップ３は鉄、コバルト、ニッケルなどよりなり磁石に吸着される材料で作られている。
【００４７】
抵抗溶接用電極・キャップを下げてステム２の上に重ねると実施例１と同じく図１３の状態になる。キャップ３の下部フランジ２０がステム２の上面に接触する。抵抗溶接用電極４の脚部７でフランジ２０を強く押す。脚部７の３つの部材は分割線３８で密に接触している。だから抵抗溶接用電極４の下部は円周方向に一体となっている。一体になった脚部７がフランジ２０をステム２に対して抑えている。
【００４８】
脚部７には空隙がないから抵抗溶接用電極に縦方向に電流を流すとき電流が全縁周で等しく流れる。円周方向の隙間がどこにもない。抵抗溶接用電極とステージ間に大電流を流すと円周方向に一様な電流密度を維持しながら縦方向に流れる。 
【００４９】
電流密度が円周方法に一様であるから加熱も円周方向に一様になる。溶接の状態も円周方向に均一となる。溶接ムラが発生する余地がない。従来の電極はクランプすることで位置精度を確保している。しかしながら隙間部ができるため電極寿命が短くなる。本発明により、穴径を大きくすることで位置精度はばらつくが、磁石保持により電極穴内でのキャップ位置は一意に決まり、クランプと同等の位置精度が確保できる。
【００５０】
キャップを把持する際に永久磁石の磁力によっているからキャップ外周に力が掛からない。キャップは応力を受けないので変形歪曲などのおそれがない。抵抗溶接用電極も力が掛からないから変形せず摩滅しない。電極の寿命が延長される。従来例のものは何度か研磨して繰り返し使っても１０００ショット程度の寿命しかない。本発明の実施例２は３０００ショット以上の寿命を持つ。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】従来例に係る抵抗溶接用電極、デバイスのキャップ、ステム、溶接装置ステージの一部を縦に示す分解断面図。
【００５２】
【図２】従来例に係る抵抗溶接用電極、デバイスのキャップ、ステム、溶接装置ステージを縦に組み合わせ抵抗溶接用電極でキャップフランジ、ステムをステージに押しつけた状態の断面図。
【００５３】
【図３】従来例に係る抵抗溶接用電極の先端穴にキャップを差し込んで脚部をキャップに押しつけることによってキャップを保持している状態を示す斜視図。
【００５４】
【図４】従来例に係る抵抗溶接用電極の先端穴にキャップを差し込んで脚部をキャップに押しつけることによってキャップを保持している状態の横断断面図。
【００５５】
【図５】従来例に係る抵抗溶接用電極の先端穴にキャップを差し込んで脚部をキャップに押しつけることによってキャップを保持している状態において脚部とキャップフランジの接触・非接触部分があることを示す横断面図。
【００５６】
【図６】本発明の実施例１に係る抵抗溶接用電極の正面図。
【００５７】
【図７】本発明の実施例１に係る抵抗溶接用電極の底面図。
【００５８】
【図８】図６における８−８断面図。
【００５９】
【図９】図８における９−９断面図。
【００６０】
【図１０】図８における１０−１０断面図。
【００６１】
【図１１】本発明の実施例１の抵抗溶接用電極によってキャップを保持した状態の斜視図。
【００６２】
【図１２】本発明の実施例１に係る抵抗溶接用電極でデバイスのキャップを把持し、ステムを溶接装置ステージの穴に挿入した状態を縦に示す分解断面図。
【００６３】
【図１３】本発明の実施例１に係る抵抗溶接用電極でデバイスのキャップを磁力によって把持し、ステージの穴に挿入したステムの上に押しつけ接触させた状態を縦に示す分解断面図。
【００６４】
【図１４】本発明の実施例１に係る抵抗溶接用電極でデバイスのキャップを磁力によって把持し、ステージの穴に挿入したステムの上に押しつけ接触させた状態での、脚部、フランジ、ステムの接触する部分を示すための一部横断平面図。
【００６５】
【図１５】本発明の実施例２に係る抵抗溶接用電極の縦断面図。
【００６６】
【図１６】図１５における１６−１６断面図。
【００６７】
【図１７】図１５における１７−１７断面図。
【００６８】
【図１８】自由状態にある本発明の実施例２の抵抗溶接用電極と、キャップの斜視図。
【００６９】
【図１９】実施例２に係る抵抗溶接用電極の先端穴にキャップを差し込んで、磁力でキャップを保持している状態の横断断面図。
【００７０】
【図２０】本発明の実施例２の抵抗溶接用電極によってキャップを保持した状態の斜視図。
【符号の説明】
【００７１】
２ステム
３キャップ
４抵抗溶接用電極
５ステージ
６凹部 
７脚部
８隙間
９クランプ部材
２０フランジ
２２割り胴部
２３頭部 
２４頚部
２５脚部穴
２６端面
２７円錐部
２８上隙間
２９押片 
３０収容穴
３２永久磁石
３３螺子
３５収容穴
３６螺子
３８分割線 
３９空隙
【図１】
2007083247.tif 000003
【図２】
2007083247.tif 000004
【図３】
2007083247.tif 000005
【図４】
2007083247.tif 000006
【図５】
2007083247.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007083247.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2007083247.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2007083247.tif 000017
【図１６】
2007083247.tif 000018
【図１７】
2007083247.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
2007083247.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月26日(2005.9.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
抵抗溶接用電極というのは、キャップの外側に接触しこれを保持し、ステムへキャップを押し当て電流をキャップ・ステム間に流すための治具である。円筒形をしており下端部分の穴にキャップを挟み込みキャップを挟み込んだまま、ステージの上にあるステムの上まで搬送する。ステムにキャップ下端のフランジ部分にあるプロジェクションを接触させ電流を瞬時に流し接触部分を溶融して両者を接合する。電極の内壁はキャップと密に接触しなければならない。それで電極の下方脚部は３つ割り、４つ割りなどの構造になり穴へキャップが簡単に入るようになっている。脚部がクランプされると内側へ曲がりキャップの外壁が強く脚部でクランプされる。キャップ外壁と、電極内壁の間に隙間がなくなるまで脚部を内側へ押し込む必要がある。そのためにクランプした状態でも脚部の間に隙間が残るようになっている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
下方には、ステム２を保持するためのステージ５がある。ステージ５の凹部６にステム２を置く。キャップ３は抵抗溶接用電極４の先端の脚部で強く把持して搬送しキャップの下端のフランジ２０のプロジェクション４２をステム２の上面に当てて調芯し位置決めしてから溶接するようになっている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
斜破線を付けた部分は接触部分Ｑでありここには脚部７からフランジ２０、プロジェクション４２、ステム２へと電流が流れる。電流によってその部分が加熱されて溶融し冷却固化して接合される。しかし斜破線のない非接触部分Ｓ（隙間の部分）には電流が流れない。キャップフランジ２０のその部分は十分に加熱されない。非接触部Ｓで温度が低くなる。そのために溶接の状態がキャップの全周面で均一にならない。接触部Ｑでは溶接され非接触部Ｓでは溶接不完全というような溶接ムラができてしまう。電極の方にも不規則な摩滅損耗が生ずる。同じ電極を繰り返し使用するのであるが、使用と共に溶接ムラが増加してくるので不都合である  全周に均一に電流を流し均一に加熱し均一に溶接するというのが望ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
閉止時の内周は３ｑであり、それがキャップの内周Ｋよりも大きいというのは、３ｑ＞Ｋということである。クランプによって脚部が閉鎖されたとき隙間が消失するということ、これが重要である。隙間がないので、抵抗溶接用電極とキャップフランジのプロジェクション４２とステムの接触が全面接触ということになる。そのために電流に偏りが生じない。電流がフランジおよびプロジェクション４２全縁で一様に流れる。電流が一様ならば発熱量も一様になる。加熱溶融の状態も全縁で均一になる。そのために溶接の状態が全縁で均一になる。溶接ムラが発生しない。 
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
抵抗溶接用電極・キャップを下げてステム２の上に重ねると図１３の状態になる。キャップ３の下部フランジ２０のプロジェクション４２がステム２の上面に接触する。抵抗溶接用電極４の脚部７でフランジ２０を強く押す。図１４は抵抗溶接用電極の方から見下ろした接触部分を示す横断平面図である。脚部７の３つの部材は分割線３８で密に（隙間なく）接触している。だから抵抗溶接用電極４の下部は円周方向に一体となっている。一体になった脚部７がフランジ２０のプロジェクション４２をステム２に対して押さえている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
脚部７には空隙がないから抵抗溶接用電極に縦方向に電流を流すとき電流が全縁周で等しく流れる。電極端面・キャップフランジ・ステム・ステージが上下方向に重なる。このとき円周方向の隙間がどこにもない。抵抗溶接用電極とステージ間に大電流を流すと円周方向に一様な電流密度を維持しながら縦方向に流れる。抵抗溶接用電極の穴２５とキャップ３の間には空隙３９があるがそれは電流密度には影響しない。脚部７の押片２９の内面からキャップの外面へ電流が流れるのではない。脚部７の端面２６からフランジ２０、プロジェクション４２、ステム２、凹部６と電流が流れる。だから空隙３９の存在は問題ない。それよりも端面に割れ目がなく一体となっていてフランジ２０を隙間なく押さえ付けているということが重要である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
抵抗溶接用電極・キャップを下げてステム２の上に重ねると実施例１と同じく図１３の状態になる。キャップ３の下部フランジ２０のプロジェクション４２がステム２の上面に接触する。抵抗溶接用電極４の脚部７でフランジ２０を強く押す。脚部７の３つの部材は分割線３８で密に接触している。だから抵抗溶接用電極４の下部は円周方向に一体となっている。一体になった脚部７がフランジ２０をステム２に対して抑えている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007083247.tif 000023
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2007083247.tif 000024
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2007083247.tif 000025
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
２ステム
３キャップ
４抵抗溶接用電極
５ステージ
６凹部 
７脚部
８隙間
９クランプ部材
２０フランジ
２２割り胴部
２３頭部 
２４頚部
２５脚部穴
２６端面
２７円錐部
２８上隙間
２９押片 
３０収容穴
３２永久磁石
３３螺子
３５収容穴
３６螺子
３８分割線 
３９空隙
４２プロジェクション