(57)【要約】【課題】電気抵抗溶接用電極において、合成樹脂製の部材同士で冷却空気の流通を確実に遮断し、空気漏れを防止すること。【解決手段】ガイドピン１５に一体化されガイド孔６に嵌め込まれている摺動部材１６と、ガイド孔６の内端面１０を形成する受け部材７が、絶縁性合成樹脂材料で構成され、冷却空気の開閉弁構造部２８を摺動部材１６と受け部材７の密着構造によって構成し、摺動部材６と受け部材７の密着箇所は、環状の密着面２９とされ、環状の密着面２９の直径方向の幅寸法Ｗ１は、摺動部材１６の直径方向の厚さ寸法Ｗ２よりも小さな寸法とされている。【選択図】図４
2017202520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極本体の端面から突出し鋼板部品の下孔に貫通する断面円形のガイドピンが、金属材料またはセラミック材料などの耐熱硬質材料で構成され、
ガイドピンに一体化され電極本体のガイド孔に摺動できる状態で嵌め込まれている断面円形の摺動部材が、絶縁性合成樹脂材料で構成され、
ガイド孔の内端面を形成する受け部材が、絶縁性合成樹脂材料で構成され、
不純物の排出や冷却を行うための冷却空気をガイド孔に導入する通気口が電極本体に設けられ、
開閉弁構造部を摺動部材と受け部材の密着構造によって構成し、
摺動部材が受け部材に密着したり離れたりすることによって冷却空気の流通を断続するように構成し、
摺動部材と受け部材の密着箇所は、環状の密着面形状とされ、
環状の密着面の直径方向の幅寸法は、摺動部材の直径方向の厚さ寸法よりも小さな寸法とされていることを特徴とする電気抵抗溶接用電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、冷却空気の流通を合成樹脂同士の部材の開閉で断続する電気抵抗溶接用電極に関している。
【背景技術】
【０００２】  特許第２９０３１４９号公報に記載されている構造は、電極本体内で固定状態とされている合成樹脂製の支持板に、ガイドピンと一体化されている合成樹脂製の大径部材が密着したり離れたりして、冷却空気の流通を断続するようになっている。上記大径部材は、ガイドピンが押し込まれると、支持板から離れるとともに、電極本体のガイド孔内を摺動して冷却空気の流通を開始し、ガイドピンが復帰すると、大径部材が支持板に密着して冷却空気の流通を遮断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２９０３１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  上記特許文献１記載の構造では、合成樹脂製の部材同士が密着したり離れたりするようになっているが、密着面積が大きいので、単位面積当たりの密着圧力、すなわち面圧が小さくなる。このため、鉄粉などの微小な不純物が両部材の間に介在すると、不純物が合成樹脂材料に押し込まれる、換言すると、めり込む現象が発生することなく、隙間が空いてしまうこととなる。これによって、冷却空気の流通を完全に封止することができず、ガイドピンが突き出てつぎの溶接を待機しているときに、空気漏れが発生し、不経済であり、空気漏れの騒音においても工場環境を悪化することになる。【０００５】  本発明は、上記の問題点を解決するために提供されたもので、電気抵抗溶接用電極において、合成樹脂製の部材同士で冷却空気の流通を確実に遮断し、空気漏れを防止することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  請求項１記載の発明は、
電極本体の端面から突出し鋼板部品の下孔に貫通する断面円形のガイドピンが、金属材料またはセラミック材料などの耐熱硬質材料で構成され、
ガイドピンに一体化され電極本体のガイド孔に摺動できる状態で嵌め込まれている断面円形の摺動部材が、絶縁性合成樹脂材料で構成され、
ガイド孔の内端面を形成する受け部材が、絶縁性合成樹脂材料で構成され、
不純物の排出や冷却を行うための冷却空気をガイド孔に導入する通気口が電極本体に設けられ、
開閉弁構造部を摺動部材と受け部材の密着構造によって構成し、
摺動部材が受け部材に密着したり離れたりすることによって冷却空気の流通を断続するように構成し、
摺動部材と受け部材の密着箇所は、環状の密着面形状とされ、
環状の密着面の直径方向の幅寸法は、摺動部材の直径方向の厚さ寸法よりも小さな寸法とされていることを
特徴とする電気抵抗溶接用電極である。
【発明の効果】
【０００７】  ガイドピンを備えた摺動部材と、ガイド孔の内端面を形成する受け部材が、いずれも絶縁性合成樹脂材料で形成され、両者の密着構造によって開閉弁構造部を形成している。そして、摺動部材が受け部材に密着する箇所が環状の密着面形状とされ、この密着面形状部の直径方向の幅寸法は、摺動部材の直径方向の厚さ寸法より小さな寸法とされている。密着面形状部の直径方向の幅寸法が狭く設定されているので、密着面積が小さくなり、単位面積当たりの密着圧力、すなわち面圧が大きくなる。【０００８】  したがって、鉄粉などの微小な不純物が密着箇所に挟み付けられた場合であっても、大きな面圧によって不純物が摺動部材や受け部材に埋没、すなわちめり込むこととなる。このようなめり込みによって、摺動部材と受け部材の密着箇所である開閉弁構造部に隙間ができたりすることがなく、冷却空気が確実に封止されて、空気漏れが防止できる。摺動部材や受け部材が、鉄粉のような不純物よりも軟らかい絶縁性合成樹脂材料で作られているとともに、面圧が高いので、このようなめり込みが得られる。【０００９】  密着面の幅寸法を小さく設定できるので、万一、摺動部材が電極軸線に対して傾いたりしても、大きな面圧によって傾き量が密着面の弾性変形によって吸収され、開閉弁構造部に隙間ができたりすることがない。【００１０】  ガイドピンは、電極の軸線からずれることなく進退することによって、プロジェクションナットなどの部品と、この部品が溶接される鋼板部品との相対位置が正確に設定される。このようなずれ精度を高く維持するために、電極のガイド孔の内径を大きくし、そこへ摺動部材を摺動間隙の少ない状態で差し込んである。このような事情から、摺動部材の直径方向の厚さ寸法が大きく設定されている。しかし、摺動部材の端面を受け部材に密着させる構造であるから、密着面積が必然的に大きくなり、上記面圧の面で不利になる。【００１１】  上記のような不利な問題を解消するために、摺動部材の端面だけを小さな面積にして、摺動部材の密着部分の直径方向の幅寸法を小さくするとともに、摺動部材自体を大径のままにしておくことができる。このように大径の摺動部材によってガイドピンのずれ精度を高く維持することと、密着面積の最少化が両立し、冷却空気の優れた流通制御が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】電極の各部の断面図である。
【図２】開閉弁構造部の変型例を示す断面図である。
【図３】他の変型例を示す各部の断面図である。
【図４】開閉弁構造部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】  つぎに、本発明にかかる電気抵抗溶接用電極を実施するための形態を説明する。
【実施例】
【００１４】  図１〜図４は、本発明の実施例を示す。【００１５】  最初に、電極本体について説明する。【００１６】  銅合金製の電極本体１は、円筒状の形状であり、静止部材１１に差し込まれる固定部２と、鋼板部品３が載置されるキャップ部４がねじ部５において結合されている。電極本体１には断面円形のガイド孔６が形成されている。キャップ部４の奥に圧入された合成樹脂製の受け部材７は、耐熱性に優れた絶縁性合成樹脂、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（商品名：テフロン）によって構成されている。この受け部材７は、分厚い板材を円形に加工したもので、その中央に通孔８が開けてある。キャップ部４の中央にも通孔９が開けられ、受け部材７の通孔８と連通している。【００１７】  受け部材７は、ガイド孔６の端部に配置してあり、その内面がガイド孔６の内端面１０を形成している。内端面１０は平面であり、この平面は電極の中心軸線Ｏ−Ｏが垂直に交差する仮想平面上に存在している。【００１８】  固定部２の下部にテーパ部１２が形成され、このテーパ部１２が静止部材１１に設けたテーパ孔に嵌入されるようになっている。固定部２の側部に、圧縮空気をガイド孔６に導入する通気口１３が設けてある。【００１９】  つぎに、摺動部材について説明する。【００２０】  ガイドピン１５は、ステンレス鋼のような金属材料またはセラミック材料等の耐熱硬質材料で構成されている。摺動部材１６は、耐熱性に優れた絶縁性合成樹脂、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（商品名：テフロン）によって構成されている。ガイドピン１５は、摺動部材１６に挿入された状態で一体化されている。ガイドピン１５と摺動部材１６は、いずれも断面円形であり、ガイドピン１５は、両通孔８、９および鋼板部品３の下孔１７を相対的に貫通して鋼板部品３の位置決め機能を果たし、その先端部に嵌め合わされた鉄製のプロジェクションナット１８を支持している。そのために、プロジェクションナット１８のねじ孔に合致する小径部１９が形成されている。【００２１】  ガイドピン１５が両通孔８、９を貫通している箇所において、両通孔８、９との間で空隙８ａ、９ａが形成され、冷却空気の空気通路となっている。【００２２】  ガイドピン１５は、摺動部材１６に挿入された状態で一体化され、通孔８、９および下孔１７を貫通して鋼板部品３の上側に突き出ている。【００２３】  摺動部材１６は、ガイド孔６内に実質的に隙間がなくて摺動できる状態で嵌め込んである。冷却空気を摺動部材１６に沿って流通させるために、空気通路２７が形成してある。空気通路２７は、摺動部材１６の外周面に平面部３１を形成して、中心軸線Ｏ−Ｏ方向に形成してある。平面部３１に換えて、中心軸線Ｏ−Ｏ方向の複数の凹溝で空気通路２７を構成することも可能である。なお、符号４３は、キャップ部４の内径が大きくしてあることによって形成された、大径の空間部である。【００２４】  摺動部材１６に挿入孔２２が開けられ、そこにガイドピン１５が圧入されている。ガイドピン１５の端部にこれと一体的にボルト２３が形成され、摺動部材１６の底部材２４にボルト２３を貫通し、ワッシャ２５を組み付けてロックナット２６で締め付けてある。なお、摺動部材１６は、可動電極２��が動作して溶接電流が通電されたときに、電流はナット１８の溶着用突起２０から鋼板部品３にのみ流れるように、絶縁機能を果たしている。【００２５】  摺動部材１６とガイド孔６の内底面の間に圧縮コイルスプリング３２が嵌め込まれており、その張力が摺動部材１６に作用している。なお、符号３３は、ガイド孔６の内底面に嵌め込んだ絶縁シートである。また、圧縮コイルスプリング３２の張力に換えて、通気口１３から導入した空気圧を利用することも可能である。【００２６】  なお、図１（Ａ）のＢ−Ｂ断面が同図の（Ｂ）図、Ｃ−Ｃ断面が同図の（Ｃ）図である。【００２７】  つぎに、開閉弁構造部について説明する。【００２８】  開閉弁構造部２８が摺動部材１６と受け部材７の密着構造によって構成され、摺動部材１６と受け部材７の密着箇所は、環状の密着面形状部とされている。密着面は、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、符号２９で示されている。受け部材７側の受け面は、符号１０で示された内端面である。【００２９】  環状の密着面２９の直径方向の幅寸法Ｗ１は、摺動部材１６の直径方向の厚さ寸法Ｗ２よりも小さな寸法とされている。このような幅寸法Ｗ１を求めるためには、種々な構造が採用できる。図１や図４（Ａ）に示したものは、摺動部材１６の上部を斜めに切り落としたテーパ型である。符号３０は、テーパ部を示している（図４（Ａ）参照）。こうすることにより、幅Ｗ１が狭くなり、密着面積が小さくなる。上記厚さ寸法Ｗ２は、図４（Ａ）から明らかなように、ガイドピン１５が挿入されている箇所の厚さ寸法である。【００３０】  摺動部材１６の上側端面が摺動部材１６側の密着面２９を構成しており、この密着面２９は中心軸線Ｏ−Ｏが垂直に交差する仮想平面上に存在している。【００３１】  開閉弁構造部２８は、圧縮コイルスプリング３２の張力で閉じた状態になっており、この状態のときにナット１８の溶着用突起２０と鋼板部品３との間に空隙Ｌが付与されている。【００３２】  可動電極２１の進出によって、圧縮コイルスプリング３２を押し縮めながらガイドピン１５が押し下げられると、開閉弁構造部２８が開いて、空気流通の空隙が形成される。これと同時に、溶着用突起２０が鋼板部品３に加圧され、溶接電流が通電される。上記のガイドピン１５の押し下げにより、通気口１３から送り込まれた冷却空気が、ガイド孔６、空気通路２７、開通した開閉弁構造部２８、空隙８ａ、９ａ、下孔１７を経て、ナット１８の溶着部の冷却や、スパッタの進入防止がなされる。【００３３】  つぎに、他の変型例を説明する。【００３４】  図２に示した変型例は、開閉弁構造部２８の形状を変えたものであり、（Ａ）は、摺動部材１６の上面に四角い断面形状の環状の突起を設けて、図４（Ｃ）に示したような幅Ｗ１の密着面２９を形成している。図２（Ｂ）は受け部材７の内端面１０に、四角い断面形状の環状の突起３５を設けて狭い幅Ｗ１の密着面２９が形成されている。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の実例と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。【００３５】  つぎに、もう１つの変型例を説明する。【００３６】  図３に示した他の事例は、ガイドピン１５がプロジェクションボルト３７に対��したものである。プロジェクションボルト３７は、雄ねじが切られた軸部３８と、それと一体に形成されている円形のフランジ３９と、フランジ３９の下面に形成された溶着用突起４０によって構成されている。ガイドピン１５は、軸部３８を挿入するために、受入孔４１が形成された中空ピンの形状とされている。以下の説明において、プロジェクションボルトを単にボルトと表現する場合もある。【００３７】  上記変型例では、環状の突起３４、３５は四角い断面形状であるが、ここでの開閉弁構造部２８は、環状の突起４２が尖った形状とされている。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の各事例と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。【００３８】  図３（Ｂ）では、摺動部材１６の硬度の方が受け部材７の硬度よりも高く設定したものであり、このため、突起４２が受け部材７に食い込んだ状態になっている。また、図３（Ｃ）は、硬度の関係が上記の場合とは逆になったものであり、そのため、突起４２が弾性的に押し潰された状態になっている。なお、突起４２の変形状態は、理解しやすくするあめに、誇張して図示してある。【００３９】  以上に説明した実施例の作用効果は、つぎのとおりである。【００４０】  ガイドピン１５を備えた摺動部材１６と、ガイド孔６の内端面１０を形成する受け部材７が、いずれも絶縁性合成樹脂材料で形成され、両者の密着構造によって開閉弁構造部２８を形成している。そして、摺動部材１６が受け部材７に密着する箇所が環状の密着面２９とされ、この密着面２９の直径方向の幅寸法Ｗ１は、摺動部材１６の直径方向の厚さ寸法Ｗ２より小さな寸法とされている。密着面形状部の直径方向の幅寸法Ｗ１が狭く設定されているので、密着面積が小さくなり、単位面積当たりの密着圧力、すなわち面圧が大きくなる。【００４１】  したがって、鉄粉などの微小な不純物が密着箇所に挟み付けられた場合であっても、大きな面圧によって不純物が摺動部材１６や受け部材７に埋没、すなわちめり込むこととなる。このようなめり込みによって、摺動部材１６と受け部材７の密着箇所である開閉弁構造部２８に隙間ができたりすることがなく、冷却空気が確実に封止されて、空気漏れが防止できる。摺動部材１６や受け部材７が、鉄粉のような不純物よりも軟らかい絶縁性合成樹脂材料で作られているとともに、面圧が高いので、このようなめり込みが得られる。【００４２】  密着面の幅寸法Ｗ１を小さく設定できるので、万一、摺動部材１６が電極の中心軸線Ｏ−Ｏに対して傾いたりしても、大きな面圧によって傾き量が密着面の弾性変形によって吸収され、開閉弁構造部２８に隙間ができたりすることがない。【００４３】  ガイドピン１５は、電極の軸線Ｏ−Ｏからずれることなく進退することによって、プロジェクションナット１８などの部品と、この部品が溶接される鋼板部品３との相対位置が正確に設定される。このようなずれ精度を高く維持するために、電極のガイド孔６の内径を大きくし、そこへ摺動部材１６を摺動間隙の少ない状態で差し込んである。このような事情から、摺動部材１６の直径方向の厚さ寸法Ｗ２が大きく設定されている。しかし、摺動部材１６の端面を受け部材７に密着させる構造であるから、密着面積が必然的に大きくなり、上記面圧の面で不利になる。【００４４】  上記のような不利な問題を解消するために、摺動部材１６の端面だけを小さな面積にして、摺動部材１６の密着部分の直径方向の幅寸法Ｗ１を小さくするとともに、摺動部材１６自体を大径のままにしておくことができる。このように大径の摺動部材１６によってガイドピン１５のずれ精度を高く維持することと、密着面積の最少化が両立し、冷却空気の優れた流通制御が実現する。【００４５】  摺動部材１６に環状の突起３４を設けたり、あるいは受け部材７に環状の突起３５を設けたりすることにより、密着面２９の幅Ｗ１を小さくすることができ、気密性の高い開閉弁構造部２８がえられる。さらに、摺動部材１６や受け部材７の材料の選定により、突起３４、３５を弾性的に変形させて相手方の受け面に密着させることができ、シール性の良好な開閉弁構造部２８がえられる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】  上述のように、本発明によれば、電気抵抗溶接用電極において、合成樹脂製の部材同士で冷却空気の流通を確実に遮断し、空気漏れを防止する。したがって、動作信頼性の良好な電気抵抗溶接用電極がえられて、自動車の車体溶接工程や、家庭電化製品の板金溶接工程などの広い産業分野で利用できる。
【符号の説明】
【００４７】  １    電極本体
６    ガイド孔
７    受け部材
８ａ  空隙
９ａ  空隙
１０    内端面
１５    ガイドピン
１６    摺動部材
１８    プロジェクションナット、部品
２７    空気通路
２８    開閉弁構造部
２９    密着面
３４    突起
３５    突起
３７    プロジェクションボルト、部品
４２    突起
Ｗ１    密着面の幅寸法
Ｗ２    摺動部材の厚さ寸法
Ｏ−Ｏ  中心軸線
【図１】
2017202520.tif 000003
【図２】
2017202520.tif 000004
【図３】
2017202520.tif 000005
【図４】
2017202520.tif 000006