(57)【要約】【課題】既存の抵抗溶接機にそのまま適用でき、溶接部材の誤溶接を解消し、電極チップ部材における摩耗、損傷が多くなる電極部分のみを交換可能とする抵抗溶接機の電極チップ部材を提供する。【解決手段】上側電極部２０の先端部２１に装着されるチップ本体部３１と、チップ本体部に着脱自在に取り付けられる電極部材３３と、電極部材の外周に配設された絶縁性の筒状先端部材３５とを有し、筒状先端部材は溶接部材１５の溶接位置において許容される外周形状１８と同一の形状の内周部４１を有するとともに、電極部材の先端より下方に延設され、当該筒状先端部材の内周部下に位置・姿勢確認空間４５が形成されていて、当該空間に溶接部材が収容されたときに電極部材と接触して通電が生じ、溶接部材が位置・姿勢確認空間に収容されずに筒状先端部材に乗り上げているときには電極部材との通電が回避される。【選択図】図６
2012055936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被溶接物に溶接部材を溶接するための上側電極部と下側電極部とを備えた抵抗溶接機の電極チップ部材であって、
前記電極チップ部材は、前記上側電極部の先端部に装着されるチップ本体部と、前記チップ本体部に着脱自在に取り付けられる電極部材と、前記電極部材の外周に配設された絶縁性の筒状先端部材とを有し、
前記筒状先端部材は、前記溶接部材の溶接位置において許容される外周形状と同一の形状の内周部を有するとともに、前記電極部材の先端より下方に延設されて、当該筒状先端部材の内周部と前記電極部材の先端面との間に前記溶接部材のための位置・姿勢確認空間が形成されていて、
前記位置・姿勢確認空間に前記溶接部材が収容されたときに前記電極部材と接触して通電が生じ、前記溶接部材が前記位置・姿勢確認空間に収容されることなく前記筒状先端部材に乗り上げているときには絶縁されて前記電極部材との通電が回避される
ことを特徴とする抵抗溶接機の電極チップ部材。
【請求項２】
前記電極部材が螺着により前記チップ本体部と着脱自在に取り付けられている請求項１に記載の抵抗溶接機の電極チップ部材。
【請求項３】
前記電極部材の先端面に着脱治具のための係止切欠部が形成されている請求項２に記載の抵抗溶接機の電極チップ部材。
【請求項４】
前記筒状先端部材が前記チップ本体部と一体に嵌着されている請求項１ないし３のいずれかに記載の抵抗溶接機の電極チップ部材。
【請求項５】
前記筒状先端部材が円筒形状である請求項１ないし４のいずれかに記載の抵抗溶接機の電極チップ部材。
【請求項６】
前記筒状先端部材が絶縁性皮膜によって外周部を被覆されたステンレス鋼からなる請求項１ないし５のいずれか１項に記載の抵抗溶接機の電極チップ部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は抵抗溶接機の電極チップ部材に関し、特に摩耗、損傷が激しい電極部分のみを交換可能とした抵抗溶接機の電極チップ部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、板金部材等の被溶接対象となる被溶接物（母材）上にナット等の溶接部材を溶接する場合、簡便かつ迅速な溶接が可能な抵抗溶接機が多く用いられる（例えば、特許文献１，２参照）。溶接に当たり、被溶接物と溶接部材（溶接用のナット、ワーク）が合わせられ、双方の上下から抵抗溶接機の２本の電極部が近接して接触、挟持し、通電によりナットの溶接は完了する。
【０００３】
溶接部材のナットには溶着用の脚部（あるいは突起部や溶接突起とも称される。）を有する種類がある。このため、ナットの上下方向を確認して載置、溶接する必要がある。ナットの脚部を上向きにして溶接すると、溶接ナットは被溶接物ではなく抵抗溶接機の電極部先端の電極チップ部材に溶接され、装置に不具合が生じる。そこで、溶接ナットの上下を間違えた状態での溶接を回避する必要がある。
【０００４】
一つの解決策として、電極チップ部材に外周部材を備えることにより所定の段差を設けて、上下逆に載置されたナットが直接電極チップ部材の電極部位に接触しないようにする方法がある。図８（ａ）及び（ｂ）のとおり、電極チップ部材１３０の本体部１３１の電極部位１３２にベークライト等の絶縁性樹脂１３３を介して外周部材１３５が装着される。同図のように、ナット１１５の脚部１１６は外周部材１３５に接触するものの、電極チップ部材１３０の電極部位１３２と外周部材１３５とは絶縁性樹脂１３３により通電が生じない。そこで、上下逆向きのナットへの通電と誤った溶接は回避される。図中、符号１１１は被溶接物（母材）、１１２は穴部、１１８はナットの上面部、１４２は電極チップ部材の本体部に形成された開口部である。
【０００５】
図示の電極チップ部材１３０によると、溶接ナットの誤溶接に対し一定の効果を発揮する。しかしながら、電極チップ部材の使用による通電やナットとの接触に伴い、電極チップ部材、特にその接触部分となる電極部位１３２に消耗や劣化が生じる。そこで、所定の使用頻度を迎えるたびに、電極チップ部材は交換されている。図示開示の電極チップ部材の場合、ナットと接触する部位以外の劣化は少ないものの、結果的に電極チップ部材の全部をその都度交換していた。
【０００６】
そこで、これまでどおり溶接部材の誤溶接のおそれを解消するとともに、既存の抵抗溶接機にそのまま適用することができ、しかも、電極チップ部材における摩耗、損傷が多くなる部分のみを交換可能とすることができる電極チップ部材が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１９７２６３号公報
【特許文献２】特開２０１０−９４７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、既存の抵抗溶接機にそのまま適用することができ、溶接部材の誤溶接のおそれを解消するとともに、電極チップ部材における摩耗、損傷が多くなる電極部分のみを交換可能とすることができる抵抗溶接機の電極チップ部材を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、請求項１の発明は、被溶接物に溶接部材を溶接するための上側電極部と下側電極部とを備えた抵抗溶接機の電極チップ部材であって、前記電極チップ部材は、前記上側電極部の先端部に装着されるチップ本体部と、前記チップ本体部に着脱自在に取り付けられる電極部材と、前記電極部材の外周に配設された絶縁性の筒状先端部材とを有し、前記筒状先端部材は、前記溶接部材の溶接位置において許容される外周形状と同一の形状の内周部を有するとともに、前記電極部材の先端より下方に延設されて、当該筒状先端部材の内周部と前記電極部材の先端面との間に前記溶接部材のための位置・姿勢確認空間が形成されていて、前記位置・姿勢確認空間に前記溶接部材が収容されたときに前記電極部材と接触して通電が生じ、前記溶接部材が前記位置・姿勢確認空間に収容されることなく前記筒状先端部材に乗り上げているときには絶縁されて前記電極部材との通電が回避されることを特徴とする抵抗溶接機の電極チップ部材に係る。
【００１０】
請求項２の発明は、前記電極部材が螺着により前記チップ本体部と着脱自在に取り付けられている請求項１に記載の抵抗溶接機の電極チップ部材に係る。
【００１１】
請求項３の発明は、前記電極部材の先端面に着脱治具のための係止切欠部が形成されている請求項２に記載の抵抗溶接機の電極チップ部材に係る。
【００１２】
請求項４の発明は、前記筒状先端部材が前記チップ本体部と一体に嵌着されている請求項１ないし３のいずれかに記載の抵抗溶接機の電極チップ部材に係る。
【００１３】
請求項５の発明は、前記筒状先端部材が円筒形状である請求項１ないし４のいずれかに記載の抵抗溶接機の電極チップ部材に係る。
【００１４】
請求項６の発明は、前記筒状先端部材が絶縁性皮膜によって外周部を被覆されたステンレス鋼からなる請求項１ないし５のいずれか１項に記載の抵抗溶接機の電極チップ部材に係る。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明に係る抵抗溶接機の電極チップ部材によると、被溶接物に溶接部材を溶接するための上側電極部と下側電極部とを備えた抵抗溶接機の電極チップ部材であって、前記電極チップ部材は、前記上側電極部の先端部に装着されるチップ本体部と、前記チップ本体部に着脱自在に取り付けられる電極部材と、前記電極部材の外周に配設された絶縁性の筒状先端部材とを有し、前記筒状先端部材は、前記溶接部材の溶接位置において許容される外周形状と同一の形状の内周部を有するとともに、前記電極部材の先端より下方に延設されて、当該筒状先端部材の内周部と前記電極部材の先端面との間に前記溶接部材のための位置・姿勢確認空間が形成されていて、前記位置・姿勢確認空間に前記溶接部材が収容されたときに前記電極部材と接触して通電が生じ、前記溶接部材が前記位置・姿勢確認空間に収容されることなく前記筒状先端部材に乗り上げているときには絶縁されて前記電極部材との通電が回避されるため、溶接部材の誤溶接のおそれを解消するとともに、電極チップ部材における摩耗、損傷が多くなる電極部分のみを交換可能とすることができる。結果的に、電極チップ部材自体の耐久性、寿命と、電極部材の交換頻度との比較から、コスト的に有利になる。
【００１６】
請求項２の発明に係る抵抗溶接機の電極チップ部材によると、前記電極部材が螺着により前記チップ本体部と着脱自在に取り付けられているため、電極部材とチップ本体部との固定性は良く、電極部材の交換時にも極めて簡単かつ容易に着脱することができる。
【００１７】
請求項３の発明に係る抵抗溶接機の電極チップ部材によると、前記電極部材の先端面に着脱治具のための係止切欠部が形成されているため、チップ本体部からの電極部材の着脱が容易になるとともに、下側電極部のガイドピンの受け入れと兼用することによって、電極部材内の空間を有効に活用することができ、小型化及びコストダウンが可能となる。
【００１８】
請求項４の発明に係る抵抗溶接機の電極チップ部材によると、前記筒状先端部材が前記チップ本体部と一体に嵌着されているため、嵌着後には筒状先端部材がチップ本体部から脱落するおそれは少なく、強度も確保される。
【００１９】
請求項５の発明に係る抵抗溶接機の電極チップ部材によると、前記筒状先端部材が円筒形状であるため、圧力が均等に加わるとともに、ナットの向きにかかわらずナットを受け入れることができる。
【００２０】
請求項６の発明に係る抵抗溶接機の電極チップ部材によると、前記筒状先端部材が絶縁性皮膜によって外周部を被覆されたステンレス鋼からなるため、電極チップ部材を構成する部材の全てが金属材料となり、各部材の耐熱性は高まる。そこで、電極チップ部材の耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】抵抗溶接機の主要部斜視図である。
【図２】電極チップ部材の分解斜視図である。
【図３】電極部材を外したときの電極チップ部材の底面図である。
【図４】筒状先端部材の断面模式図である。
【図５】溶接前の電極チップ部材の構造断面図である。
【図６】溶接時の電極チップ部材の構造断面図である。
【図７】溶接部材を誤って配置したときの電極チップ部材の構造断面図である。
【図８】従来の電極チップ部材の構造断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１の主要部斜視図に示すように、抵抗溶接機１０には、互いに対向する配置で上側電極部２０と下側電極部５０が備えられる。上側電極部２０は上部アーム２２に固定され、下側電極部５０は下部アーム５２に固定される。上部アーム２２及び下部アーム５２は抵抗溶接機１０の制御部、駆動部、電源部等（いずれも図示せず）に接続される。被溶接物１１は適宜の金属板その他の金属製部材である。被溶接物１１上の所定位置に溶接部材（ワーク）が載置される。実施例においては、溶接部材をナット１５（あるいは溶接ナット：ｗｅｌｄｉｎｇ  ｎｕｔとも称する。）として図示し説明する。ナット１５は溶接時の発熱で溶ける脚部１６を備える。
【００２３】
被溶接物１１とナット１５（溶接部材）との溶接に際し、下側電極部５０が被溶接物１１に当接し、上側電極部２０が降下してナット１５は被溶接物１１側に押さえつけられる。図示の例では、被溶接物１１に貫通穴１２が設けられ、同貫通穴１２とナット１５のねじ穴１７を一致させる位置にナット１５は載置される。ナット１５の供給は公知のフィーダー（図示せず）により行われる。
【００２４】
上側電極部２０、ナット１５、被溶接物１１、下側電極部５０の順にそれぞれが密着しているときに通電が生じる。電気抵抗による発熱でナット１５の脚部１６が溶ける。そして、ナット１５は被溶接物１１上に溶接される。また、図示の例では、下側電極部５０の先端に図示しないばねにより上下動可能に保持されているガイドピン５１が備えられる。ガイドピン５１は貫通穴１２内に侵入しさらに被溶接物１１のナット１５が載置される面側に突き抜ける。そこで、ガイドピン５１はねじ穴１７内に侵入し、貫通穴１２とナット１５の位置合わせが行われる。
【００２５】
図示抵抗溶接機１０の上側電極部２０の先端部２１には、ナット１５（溶接部材）と接触して通電する電極チップ部材３０が備えられる。電極チップ部材３０は、図２の分解斜視図及び後出図５の断面図からわかるように、上側電極部２０の先端部２１に装着されるチップ本体部３１、このチップ本体部３１に着脱自在に取り付けられる電極部材３３、電極部材３３の外周に配設された絶縁性の筒状先端部材３５を有する構造である。図２中の符号４１は電極部材の先端部である。
【００２６】
電極チップ部材３０のチップ本体部３１に形成される装着口３１ｈ（図５等参照）は、既存の上側電極部２０の先端部２１に適合する寸法に仕上げられる。電極チップ部材は、特別の部材を用いることなく容易に上側電極部に装着される。そこで、既存の電極チップ部材との代替が可能である。
【００２７】
電極部材３３とチップ本体部３１との取り付け構造は、交換容易であれば自由に選択できる。しかし、電極部材３３の迅速かつ容易な着脱を勘案すると、図２に示し、請求項２の発明に規定するように、電極部材３３とチップ本体部３１とは螺着による取り付け態様が最も好ましい。チップ本体部３１側に本体ねじ山３２が形成され、当該ねじ山と対応する電極部材３３側に電極ねじ山３４が形成される。螺着構造としているため、双方の固定性は良く、電極部材３３の交換時に極めて簡単かつ容易に電極部材３３を着脱することができる。実施例の構造から把握されるように、電極チップ部材においては電極部材の交換のみに留まるため、電極チップ部材のチップ本体部等を全て取り替える必要はない。そこで、電極チップ部材自体の耐久性、寿命と、電極部材の交換頻度との比較から、コスト的に有利になる。
【００２８】
図３及び後出の図５に示し、請求項３の発明に規定するように、電極部材３３下部の先端部４１には電極部材３３の着脱を補助する着脱治具のための係止切欠部４２が形成される。特に図５に示すように、係止切欠部４２は、上側電極部２０においてナット１５内を挿通した下側電極部５０のガイドピン５１を受け入れる空間部分（いわゆるガイドピンの逃げ穴、クリアランス）である。そこで、当該空間をガイドピンの受け入れのみならず、適宜の着脱治具の受け入れも可能としている。実施例では、係止切欠部４２内に公知の六角レンチｗｒが挿入可能とされ（図３参照）、電極部材３３は回転の後、チップ本体部３１に着脱される。このように係止切欠部を兼用することによって、電極部材内の空間を有効に活用することができ、総じて小型化及びコストの軽減に寄与することができる。
【００２９】
図２、図３、図６等に示し、請求項４及び５の発明に規定するように、筒状先端部材３５は、電極部材３３の周囲を取り囲むため円筒形状に形成される。そして、筒状先端部材３５はチップ本体部３１と一体に嵌着される。図５等に示すように、チップ本体部３１の外周下端部３１ｏと筒状先端部材３５の内周上端３５ｉの直径は同径、あるいは外周下端部３１ｏ側がわずかに大きく形成される。そこで、筒状先端部材３５にチップ本体部３１は圧入されて一体に強固に嵌着される。このため、嵌着後には筒状先端部材３５がチップ本体部３１から脱落するおそれは少なく、強度も確保できる。また、筒状先端部材を円筒形状とすることにより、圧力が均等に加わるとともに、ナットの向きにかかわらずナットを受け入れることができる。
【００３０】
筒状先端部材３５は絶縁性であれば公知の樹脂材料等を用いることができる。ただし、電極チップ部材とナット（溶接部材）との当接に伴う衝撃、通電時の抵抗発熱の影響を勘案すると、極力耐久性ある材料から形成されることが重要である。そこで、図４に示し、請求項６の発明に規定するように、筒状先端部材３５は、絶縁性皮膜Ｃｉによって部材全体の外周部３５ｏを被覆したステンレス鋼Ｓｓからなる。筒状先端部材の構成材料としては、セラミック、ＫＣＦ（登録商標）等が例示される。実施例の筒状先端部材はＫＣＦ（登録商標）である。これはステンレス鋼を焼成することにより、その表面に絶縁性被膜が形成された鋼材である。
【００３１】
背景技術にて例示した図８の電極チップ部材１３０の場合、前述のとおり外周部材１３５に強度が要求されるため、ステンレス鋼等の金属材料がそのまま外周部材として用いられている。当然、電極チップ部材１３０の先端部である電極部位１３２と外周部材１３５とを直接接触させると通電してしまうため、ベークライト等の絶縁性樹脂１３３を介して外周部材１３５は絶縁される。図８の従来例と本願実施例とを比較した場合、電極チップ部材自体に樹脂製品を使用しておらず全て金属材料となるため、各部材の耐熱性は高まる。結果的に電極チップ部材の耐久性向上となる。また、従来の絶縁性樹脂を介さないため２層構造となる。絶縁性樹脂の肉厚がなくなることから電極チップ部材自体の必要強度を保ちながら小型化が可能である。そのため、電極チップ部材の汎用性も高まる。
【００３２】
図５ないし図７の構造断面図を用い、被溶接物１１と溶接部材１５（ナット）との溶接時の様子を説明する。筒状先端部材３５は、ナット１５（溶接部材）の溶接位置において許容されるナット１５（溶接部材）の外周形状１８と同一形状の内周部３６を有する。筒状先端部材３５の内周部３６は、ナット１５の脚部１６がない側の上面（外周形状１８）よりもわずかに大きく形成される。実施例において、筒状先端部材３５の内周部３６はナット１５の外周形状１８を含む外接円よりもわずかに大とされる円形である。溶接部材のナットには、Ｍ６〜Ｍ１０四角等の他、六角、八角等の適宜のナットが用いられる。そのため、各種ナットに応じ、その外周形状１８の多角形状を包含し得る寸法精度で内周部３６は形成される。
【００３３】
図５から理解されるように、筒状先端部材３５は電極部材３３の先端部４１よりも下方に延設される。筒状先端部材３５と電極部材３３との間で段差が生じることから、筒状先端部材３５の内周部３６と電極部材３３の先端部４１との間に、ナット１５（溶接部材）のための位置・姿勢確認空間４５が形成される。
【００３４】
続く図６のとおり、位置・姿勢確認空間４５にナット１５（溶接部材）が収容されたとき、ナット１５（その上面）は電極部材３３と接触する。そして、上側電極部２０の電極部材３３、ナット１５、被溶接物１１、及び下側電極部５０のそれぞれが接することにより通電が生じる。そこで、ナット１５の脚部１６が溶けて、ナットと被溶接物との溶接は完了する。
【００３５】
次に示す図７はナットが逆向きに載置された場合である。つまり、ナット１５の上面が被溶接物１１側を向き、その脚部１６が上側電極部２０側を向いた状態である。ナット１５（溶接部材）は位置・姿勢確認空間４５に収容されることはなく、ナット１５の脚部１６は筒状先端部材３５側に乗り上げた状態となる。筒状先端部材３５は絶縁性であるため、電極部材３３とナット１５とは絶縁状態となり通電は回避される。
【００３６】
一般に溶接部材のナット１５の脚部１６は、ナットの中心から放射状に外側に向けて張り出している。そのため、ナット１５の上面（外周形状１８）は筒状先端部材３５の内周部３６によって囲まれた位置・姿勢確認空間４５に収容されるものの、ナット１５の脚部１６は内周部３６からはみ出してしまう。このように、ナットの上下における大きさの違いを利用して収容可能か否かにより、ナットの正確な位置が区別される。そこで、溶接部材の誤溶接が回避され、電極部の損傷も解消される。
【符号の説明】
【００３７】
１０  抵抗溶接機
１１  被溶接物
１５  溶接部材
１６  脚部
２０  上側電極部
２１  先端部
２２  上部アーム
３０  電極チップ部材
３１  チップ本体部
３１ｏ  外周下端部
３２  本体ねじ山
３３  電極部材
３４  電極ねじ山
３５  筒状先端部材
３５ｉ  内周上端
３６  内周部
４１  先端部
４２  係止切欠部
４５  位置・姿勢確認空間
５０  下側電極部
５１  ガイドピン
５２  下部アーム
Ｓｓ  ステンレス鋼
Ｃｉ  絶縁性皮膜
ｗｒ  六角レンチ
【図１】
2012055936.tif 000003
【図２】
2012055936.tif 000004
【図３】
2012055936.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2012055936.tif 000008
【図７】
2012055936.tif 000009
【図８】
2012055936.tif 000010