(57)【要約】【課題】  溶接用電極として固有抵抗が低く、必要な電気伝導度を確保しながら、強度が大きく、硬さも硬く、ベリリウムを含有しない金属材料を構成素材とする、電極内部に中空部を有する溶接用電極を提供する【解決手段】  ニッケル・シリコン・クロム・銅合金を構成素材とし、内部に中空部を有する溶接用電極、および、ニッケル・シリコン・クロム・銅合金はニッケル１．８−３．０％、シリコン０．４−０．８％、クロム０．１−０．８％を含有する銅合金であることを特徴とする。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル・シリコン・クロム・銅合金を構成素材とし、内部に中空部を有する溶接用電極。
【請求項２】
ニッケル・シリコン・クロム・銅合金はニッケル１．８−３．０％、シリコン０．４−０．８％、クロム０．１−０．８％を含有する銅合金であることを特徴とする請求項１に記載の溶接用電極。
【請求項３】
抵抗溶接用電極であることを特徴とする、請求項１または２に記載の溶接用電極。
【請求項４】
スポット溶接用電極、ボルト溶接用電極またはナット溶接用電極のいずれかであることを特徴とする、請求項１または２に記載の溶接用電極。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は溶接用電極に関し、特に特殊な銅合金を用いた溶接用電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や機械装置などの組立時の金属部材の接合には、接合した部分を電極間にセットし、圧接しながら通電し発生する抵抗熱により接合部分を溶融して接合する抵抗溶接や放電アークを利用したアーク溶接が広く用いられている。この場合、被溶接部分は板状の金属板だけでなく、棒状のボルトやナットなどの各種形状の部材の溶接も行われている。そして、被溶接部材の形状や溶接方法に応じて各種の形状の電極が用いられている。
【０００３】
電極の各種の形状のうち、電極内部に中空部を有するものがある。例えば、スポット溶接用の電極では、被溶接部材に接する電極は伝熱により高温となるため、電極を冷却するため、冷却水通水用の中空部が内部に設けられている。また、ボルト溶接用電極では、被溶接部材であるボルトを挿入するための貫通孔が電極内部に設けられている。そして、ナット溶接用電極では、位置決め用のセラミックガイドピンを挿入するための貫通孔が設けられている。また、アーク溶接用電極は放電用の導体である溶接ワイヤーを通すための貫通孔が設けられている。
【０００４】
溶接用電極では、溶接に際し溶接部に接する電極の温度は数百度を超える温度となり、かつ繰り返しの圧力が加えられる。そのため、上記のように、内部に中空部を有する溶接用電極では、加工による強度の低下もあり、さらに溶接時の温度による歪みの影響が大きく、溶接作業を繰り返すことにより、電極の変形や破損を発生することが多かった。
【０００５】
そのため、このような電極を構成する金属材料としては、溶接用電極として固有抵抗が低く、必要な電気伝導度を確保しながら、強度が大きく、硬さも硬い金属材料であるベリリウム銅合金が用いられている。しかしながら、ベリリウムは人体に影響を及ぼす元素であるため、ベリリウムを含有しない金属材料が望まれている。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
本考案の課題は、溶接用電極として固有抵抗が低く、必要な電気伝導度を確保しながら、強度が大きく、硬さも硬く、ベリリウムを含有しない金属材料を構成素材とする、電極内部に中空部を有する溶接用電極を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案の電極は、ニッケル・シリコン・クロム・銅合金を構成素材とし、内部に中空部を有する溶接用電極である。
【０００８】
さらに、上記のニッケル・シリコン・クロム・銅合金はニッケル１．８−３．０％、シリコン０．４−０．８％、クロム０．１−０．８％を含有することを特徴とする。
【０００９】
そして、これらの電極は抵抗溶接用電極またはアーク溶接用電極であり、さらにスポット用電極、ボルト溶接用電極またはナット溶接用電極のいずれかであることも特徴とする。
【考案の効果】
【００１０】
本考案の電極に用いられる銅合金は、ベリリウムを含有せず、電極材料の規格であるＪＩＳ  Ｚ  ３２３４（抵抗溶接用銅合金電極材料）で規定される３種の機械的性質や導電率を満たす特性を有している。そのため、この銅合金を用いた内部に中空部を有する電極は、中空部が存在するにも係らず、長期の使用に対する十分な耐久性を有し、効率のよい溶接作業をもたらすことができ、またベリリウムを含有していないため、人体に対する影響も心配がなく、作業環境も良好に保たれる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】スポット溶接用電極の断面模式説明図。
【図２】貫通孔状の中空部を有する溶接用電極の断面模式説明図。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
図１はスポット溶接用電極１の断面模式説明図である。スポット溶接用電極１はキャップ形状をしている。本体４の内部に設けられた窪み状の中空部３は冷却水を供給するためのものであり、この中空部３に冷却水ノズルの先端を挿入して冷却水を供給、循環させ、電極１を冷却する。この冷却により、被溶接材と圧接する本体４の先端部分５の近傍はある程度の高温となるが、他の部分は常温に維持できるようになっている。
【００１３】
図２は、被溶接部材であるボルトや被溶接部材のナットの位置決め用のセラミックガイドピンを挿入するための貫通孔状の中空部６が設けられている溶接用電極２の断面模式説明図である。電極２では中空部６を取り囲む電極本体７はほぼ円筒状となっている。ボルト溶接では溶接用電極２は他の電極と組み合わされ、中空部６にボルトを挿入して、位置を決めながらボルトの根元部を溶接する。ナット溶接では、同様に他の電極と組み合わせて、位置決め用のセラミックガイドピンを中空部６に挿入し、電極の先端からはみ出したピンのガイド部でナットの位置決めを行いながら、ナットを溶接する。アーク溶接用電極でも、導体である溶接ワイヤーを通すための貫通孔が設けられている。
【００１４】
図１や図２で示す本体４、７の構成素材である金属材料は、ベリリウムを含有しない銅合金であるニッケル・シリコン・クロム・銅合金である。そして、この銅合金はニッケル１．８−３．０％、シリコン０．４−０．８％、クロム０．１−０．８％の含有量で含有し、残余は銅からなっている合金である。このような銅合金は、米国ＣＤＡ（Copper Development Association）のＵＮＳ番号Ｃ１８０００として認定されているものを用いることができる。
【００１５】
この銅合金を電極本体の構成素材とすることで、中空部を有する電極であっても、溶接時には、高温にあっても被溶接材に十分な圧力と電流を供給することができ、溶接作業もスムーズに実行できる。さらに、十分な強度有しているために、繰り返しの溶接作業にも耐える耐久性をもたせることができる長寿命電極である。そのため、本考案の電極は、前記したようにスポット溶接、ボルト溶接やナット溶接などの抵抗溶接に好ましく適用される。
【００１６】
そして、人体に影響のあるベリリウムを使用することがなく、さらには本考案に用いる銅合金はベリリウム銅に比べてコストも低減できる。
【００１７】
本考案に用いられる銅合金は、切削、鍛造、鋳造などの金属加工手段により、内部に中空部を有する溶接用電極に加工される。
【符号の説明】
【００１８】
１  スポット溶接用電極
２  貫通孔を有する溶接用電極
３  窪み状の中空部
４  電極本体
５  スポット溶接用電極の先端
６  貫通孔状の中空部
７  電極本体
【図１】
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【図２】
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