CN107695501B - 电阻焊用电极 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电阻焊用电极。在电阻焊用电极中，通过导向销和滑动构件的进退动作而可靠地进行冷却空气的密封和流通。与导向销(14)进行一体化的滑动构件(15)向电极主体(1)的引导孔(6)插入，将弹性环(37)在由导向销(14)贯通的状态下与导向销(14)进行一体化，将弹性环(37)向引导孔(6)的内端面(40)按压的加压端面(39)形成于滑动构件(15)的一部分，在加压端面(39)将弹性环(37)按压于内端面(40)时，将冷却空气的流通隔断，在弹性环(37)从内端面(40)分离时，使冷却空气流通。

Description

电阻焊用电极

技术领域

本发明涉及电阻焊用电极，在由金属材料等制作的导向销上一体化有合成树脂制的滑动构件，通过该一体化结构部分的进退动作，可靠地进行导入到电极主体内的冷却空气的流通控制。

背景技术

日本专利第4023702号公报记载的在先技术通过将多个构件组合而在电极内形成空气通路，并使用O形环以避免冷却空气从该空气通路向外部泄漏。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本专利第4023702号公报

发明内容

【发明的概要】

【发明要解决的课题】

在从电极主体突出的导向销与嵌入到电极的引导孔内的滑动构件以一体化的状态进退并从滑动构件的背后供给冷却空气的形式的电极中，需要可靠地进行冷却空气的流通和密封。在专利文献1中，记载了避免冷却空气从形成于电极的空气通路向外部泄漏的情况，但是关于冷却空气的流通控制，即由导向销或滑动构件的进退动作产生的冷却空气的流通和密封的控制，未作任何考虑。

本发明为了解决上述的问题而提供，目的是在电阻焊用电极中，在由金属材料等制作的导向销上一体化有合成树脂制的滑动构件，通过该一体化结构部分的进退动作而可靠地进行冷却空气的密封和流通。

【用于解决课题的方案】

第一方案记载的发明提供一种电阻焊用电极，其特征在于，截面圆形的导向销由金属材料或陶瓷材料等耐热硬质材料构成，所述导向销从电极主体的端面突出且贯通钢板部件的下孔，截面圆形的滑动构件由绝缘性合成树脂材料构成，所述滑动构件以能够滑动的状态嵌入到与引导销进行一体化的电极主体的引导孔内，将用于进行杂质的排出、冷却的冷却空气向引导孔导入的通气口设于电极主体，将弹性材料制的弹性环在由导向销贯通的状态下与导向销进行一体化，将弹性环向引导孔的内端面按压的加压端面形成于滑动构件的一部分，在加压端面将弹性环按压于内端面时，将冷却空气的流通隔断，并且在弹性环从内端面分离时，使冷却空气流通。

【发明效果】

与导向销一体化的弹性材料制的弹性环由加压端面按压于引导孔的内端面，因此弹性环成为在内端面与加压端面之间被夹紧的状态。因此，在滑动构件与引导孔之间及导向销与引导孔之间形成的冷却空气的流通间隙被弹性环封闭，在导向销从电极主体的端面突出而未进行焊接动作时，冷却空气的流通完全被密封，能够可靠地防止冷却空气向流通间隙的下游侧的泄漏，避免压缩空气的浪费，提供经济的电极。

弹性环成为在内端面与加压端面之间被夹紧的状态，因此弹性环沿电极的中心轴线方向被压缩，以大面积紧贴于内端面或加压端面且被较强地按压于内端面或加压端面。因此，在滑动构件或导向销与引导孔之间形成的冷却空气的流通间隙以高的气密性被可靠地封闭，能完全防止空气泄漏。

如上所述，弹性环在内端面与加压端面之间被夹紧的状态时，换言之，内端面、弹性环、加压端面沿着电极的中心轴线方向排列在一直线上时，弹性环的外表面紧贴于内端面或加压端面，但是在内端面与加压端面在电极的直径方向上偏离的位置关系下夹紧的情况下，成为电极主体的引导孔的角部啮入弹性环外表面的状态，在该啮入状态下冷却空气的流通间隙被封闭。因此，即使在这样偏离的情况下，也能发挥可靠的空气泄漏防止。

另一方面，在导向销与滑动构件一起被压下而进行焊接动作时，弹性环从引导孔的内端面分离，因此冷却空气的流通间隙开通，通过由此产生的空气流而进行溅射物等的杂质的排出、电极各部的冷却，能够将电极的温度状态保持为正常。同时，由容易受到热影响的非金属材料的弹性材料制作的弹性环自身由冷却空气冷却，因此能够长期维持弹性环的耐久性。

附图说明

图1是电极各部的剖视图。

图2是表示弹性环的加压变形状态的放大剖视图。

图3是表示变形例的剖视图。

图4是表示冷却空气的流通路的形成状态的剖视图。

图5是表示另一变形例的剖视图。

图6是表示又一变形例的剖视图。

【标号说明】

1 电极主体

6 引导孔

14 导向销

15 滑动构件

17 突出螺母、部件

27 滑动部

28 延长部

30 空气通路、流通间隙

34 流通间隙

35 流通间隙

37 弹性环

38 槽

39 加压端面

40 内端面

47 突出螺栓、部件

O-O 中心轴线

L1 空隙

L2 空隙

具体实施方式

接下来，说明用于实施本发明的电阻焊用电极的方式。

【实施例】

图1～图6示出本发明的实施例。

首先，说明电极主体。

铜合金制的电极主体1为圆筒状的形状，插入于静止构件11的固定部2与载置钢板部件3的帽盖部4在螺纹部5结合。在电极主体1形成有截面圆形的引导孔6，该引导孔6由大径孔7、在帽盖部4的中央部形成的小径孔8、直径比小径孔8小且在电极主体1的上表面开口的通孔9构成。

在固定部2的下部形成有锥部10，该锥部10向设于静止构件11的锥孔嵌入。在固定部2的侧部设有将压缩空气向引导孔6导入的通气口12。需要说明的是，电极的中心轴线由标号O-O表示。

接下来，说明滑动构件。

导向销14由不锈钢那样的金属材料或陶瓷材料等耐热硬质材料构成。滑动构件15由耐热性优异的绝缘性合成树脂，例如，聚四氟乙烯(特氟纶(注册商标))构成。导向销14以插入于滑动构件15的状态进行一体化。导向销14和滑动构件15都为截面圆形，导向销14相对地贯通钢板部件3的下孔16而发挥钢板部件3的定位功能，对嵌合于其前端部的铁制的突出螺母17进行支承。因此，形成有向突出螺母17的螺纹孔中进入的小径部18和锥部19。在以下的说明中，有时将突出螺母也简称为螺母。

导向销14如上所述以插入于滑动构件15的状态进行一体化。作为一体化的方法，可以采用螺纹紧固或树脂注入式的嵌入成形等各种方式，但是在此是前者的螺纹紧固类型。滑动构件15以实质上没有间隙且能够滑动的状态嵌入到大径孔7内。在滑动构件15开设插入孔20，并向该插入孔20压入导向销14。在导向销14的端部与其一体地形成有螺栓21，在滑动构件15的底构件22中贯通螺栓21，组装垫片23而通过锁紧螺母24紧固。

螺母17是在方形的主体的中央部形成有螺纹孔的结构，在主体的四个角形成有焊接用突起25。电极主体1为固定电极，以与其同轴的状态配置有可动电极26。在可动电极26动作而通上焊接电流时，滑动构件15发挥绝缘功能，以使电流从螺母17的焊接用突起25仅流向钢板部件3。

需要说明的是，图1(A)的B-B剖面是该图的(B)图。

接下来，说明滑动构件和导向销的插入结构。

滑动构件15如前所述以实质上没有间隙且能够滑动的状态嵌入到大径孔7内，嵌入于该大径孔7的部分是大径的滑动部27，从该滑动部27以连续的状态延伸的部分是筒状的延长部28，进入到小径孔8内。

如图1(B)所示，冷却空气的空气通路30沿着电极主体1的中心轴线O-O方向形成于滑动部27的外周面。作为空气通路30可以采用各种结构。在此，如图1(A)或(B)所示，在滑动构件15(滑动部27)的外周面上以90度间隔形成4个平面部31而构成空气通路30。取代于此，虽然未图示，但是也可以在滑动构件15的外周面上沿中心轴线O-O的方向形成多个凹槽来构成空气通路30。

导向销14贯通通孔9而从电极主体1的端面突出，在可动电极26的进入前的阶段，即弹性环37将后述的冷却空气用的流通间隙封闭的阶段，在卡定于锥部19的螺母17与钢板部件3之间形成有空隙L1。

在滑动构件15与引导孔6的内底面之间嵌入压缩螺旋弹簧32，其张力作用于滑动构件15。需要说明的是，标号33是向引导孔6的内底面嵌入的绝缘片。而且，也可以取代压缩螺旋弹簧32的张力而利用从通气口12导入的空气压。

接下来，说明流通间隙。

从通气口12向引导孔6供给的冷却空气从设置在滑动部27与大径孔7之间的空气通路30，通过设置在延长部28与小径孔8之间的流通间隙34(参照图2(A))、后述的弹性环，并通过设置在导向销14与通孔9之间的流通间隙35(参照图2(A))，从下孔16到达焊接用突起25的熔融部。流通间隙由标号34和35表示，但是通过平面部31形成的空气通路30也作为构成流通间隙的空隙而存在。

需要说明的是，标号36所示的环状的空间部分是用于使滑动部27进退的空间。而且，该空间部分36的内径设定得比小径孔8的内径大。

接下来，说明弹性环。

为了在从通气口12进入的冷却空气通过流通间隙30、34及35而脱离下孔16的中途将空气流路封闭或开通，而设有弹性环37。

弹性环37的截面形状可以采用圆形、椭圆形、四边形等各种形状，但是在此如图所示为圆形截面。弹性环37由具有弹性的非金属材料制作。作为代表性的材料，合成橡胶比较适合，聚氨酯橡胶最优选。

在导向销14的外周面上遍及圆周方向地形成有截面圆弧状的槽38，在该槽38中嵌入弹性环37。为了增强由该嵌入产生的紧固，而槽38的最小径部的直径尺寸设定得大于弹性环37的最小径部的内径尺寸。由此，成为弹性环37将槽38紧固的状态，弹性环37与导向销14的一体性变得牢固。需要说明的是，如上所述，由于变更弹性环37的截面形状，而槽38的截面形状也对应于此进行变更。

嵌入于槽38时的弹性环37的最大外径尺寸比小径孔8的内径尺寸稍大。由此，如图2的标号52所示，形成压接部。压接部52是弹性环37的外周部被按压于小径孔8的内表面而产生了弹性变形的圆筒状的面。

如图2(A)所示，滑动构件15的延长部28的端面作为加压端面39，与嵌入于槽38的弹性环37的外周面进行接触。即，槽38与加压端面39的相对位置以加压端面39与嵌入于槽38的弹性环37的表面进行接触的方式设定。该加压端面39存在于成为与中心轴线O-O垂直的位置关系的假想平面上。加压端面39的加压力是压缩螺旋弹簧32的张力和从通气口12导入的冷却空气的空气压。

另一方面，如图2(A)或图4(A)所示，引导孔6的内端面40成为与加压端面39面对的位置关系。并且，弹性环37的中心部41位于面对的加压端面39与内端面40之间。即，内端面40、弹性环37、加压端面39沿着中心轴线O-O方向排列在一直线上。

需要说明的是，为了增强弹性环37的紧固力，也可以对前述的槽38进行限动。

如图4(A)所示，在由于可动电极26的进入而导向销14被按下时，弹性环37从小径孔8脱出，确保冷却空气的流路面积。因此，将空间部分36的内径设定得比小径孔8的内径大，并使小径孔8的长度L2比所述空隙L1短(L1>L2)。

从小径孔8脱出的弹性环37返回小径孔8时，如果滑动构件15的偏心量因某些原因而变得过大，则弹性环37与小径孔8的开口角部接触，可能会使弹性环37的表面损伤。考虑这样的状况而如图4(B)所示在小径孔8的开口角部设置被称为倒角的斜面加工部42，或者如图4(C)所示在小径孔8的开口部设置锥部43。

图2(B)所示的状态是在中心轴线O-O方向观察时，弹性环37的中心部41不位于加压端面39与内端面40之间的情况的例子。即，内端面40位于从加压端面39向电极的直径方向(外周方向)偏离的倾斜方向。即使在这样的情况下，流通间隙34、35也由弹性环37隔断或连通。如图2(B)那样，在加压端面39与内端面40在直径方向上偏离的情况下，在弹性环37形成有供延长部28的角部和通孔9的角部啮入的变形部44、45。该啮入的部位发挥气密保持功能。即使在形成这样的啮入状态的情况下，弹性环37虽然紧贴面积减少但是也紧贴于加压端面39和内端面40。

另外，在图2(A)的情况下，通过加压端面39将弹性环37按压于内端面40，因此弹性环37在加压端面39与内端面40之间被压缩。

因此，加压端面39将弹性环37按压于内端面40的形态如图2(A)和图2(B)所示成为2个种类。

接下来，说明变形例。

先前说明的电极是将突出螺母17焊接于钢板部件3的情况，但是也可以利用相同的电极结构焊接突出螺栓。其具体例如图3所示。在以下的说明中，有时将突出螺栓也简称为螺栓。螺栓47由轴部48、凸缘49、焊接用突起50构成。

在此的导向销14是形成有收容孔51的中空状的销，在该收容孔51内插入轴部48。轴部48的长度比收容孔51的深度长，因此在可动电极26进入前的状态下，在凸缘49与钢板部件3之间形成有空隙L1。在此与先前的实例同样，成为L1>L2。前述的环状的空间部分36相当于引导孔6，小径孔8的内径比引导孔6的内径小。除此以外的结构也包括未图示的部分在内与先前的螺母的实例相同，对于同样功能的构件标注同一标号。

需要说明的是，在图3所示的变形例中，在滑动构件15的中间部形成的端面紧贴于帽盖部4的端面上由标号29所示的落座部位。该紧贴通过压缩螺旋弹簧32的张力来维持，在此状态下，弹性环37被压缩而发挥气密功能。即，以使弹性环37的压缩量(弹性变形量)成为适当值的方式设定延长部28、小径孔8的长度。

进而，说明另一变形例。

先前说明的电极是在滑动构件15形成延长部28，弹性环37如图2(A)所示在加压端面39与内端面40之间被夹紧，或者如图2(B)所示形成有供延长部28的角部和通孔9的角部向弹性环37啮入的变形部44、45。

图5所示的变形例是不存在先前的例子中的延长部28的情况，而且，是引导孔6未被赋予前述的大径孔7或小径孔8那样的直径差的情况。因此，滑动构件15的上表面作为加压端面39，引导孔6的上侧端面作为内端面40。除此以外的结构也包括未图示的部分在内与先前的螺母或螺栓的实例相同，对于同样功能的构件标注同一标号。

此外，说明又一变形例。

如图6所示，在该变形例中，取代前述的压接部52而在弹性环37的外周部与小径孔8的内表面之间形成间隙53。由此，与前述的L1和L2的大小关系无关，当弹性环37从内端面40分离时，从流通间隙34向35的空气通路立即开通。除此以外的结构也包括未图示的部分在内与先前的各变形例相同，对于同样功能的构件标注同一标号。

接下来，说明冷却空气的流通控制。

图1是通过压缩螺旋弹簧32的张力而弹性环37成为图2的(A)或(B)所示的状态，从流通间隙34朝向35的流路被密封的状态。因此，从通气口12导入的冷却空气通过弹性环37的密封动作而将流通隔断，不会从流通间隙35向电极主体1的外侧泄漏。

接下来，当可动电极26进入时，导向销14被按下，弹性环37一边摩擦小径孔8的内表面，一边下降，在焊接用突起25被按压于钢板部件3时，如图4(A)所示，由于L1>L2的情况及空间部分36的内径大于小径孔8的内径的情况，而停止在从小径孔8脱出的位置。在此状态时，螺母17和钢板部件3在可动电极26与电极主体1之间被加压，被通上焊接电流而进行焊接。

在上述的停止状态下，通气口12、大径孔7、空气通路即流通间隙30、空间部分36、小径孔8、流通间隙35、下孔16形成一连串的空气通路。通过在该空气通路中流动的冷却空气，来冷却从焊接用突起25的熔融部产生的焊接热，并排出从流通间隙35侵入的溅射物等杂质。图4(A)的涂黑的部位是焊接部46。

然后，可动电极26后退而取出带螺母的钢板部件3时，通过压缩螺旋弹簧32的张力将滑动构件15、导向销14压回，弹性环37复位到图2(A)或(B)所示的位置，冷却空气的流通被密封。然后，载置下一钢板部件3，将螺母17安设于导向销14。

上述的流通控制的动作是图1及图2记载的实例的动作，但是在图3、图5及图6所示的变形例中，实质上也相同。

以上说明的实施例的作用效果如下所述。

与导向销14一体化的弹性材料制的弹性环37由加压端面39按压于小径孔8的内端面40或引导孔6的内端面40，因此弹性环37成为在内端面40与加压端面39之间被夹紧的状态。因此，在滑动构件15与引导孔6之间及导向销14与引导孔6之间形成的冷却空气的流通间隙30、34、35被弹性环37封闭，导向销14从电极主体1的端面突出而未进行焊接动作时，冷却空气的流通完全被密封，能够可靠地防止冷却空气向流通间隙35的下游侧的泄漏，避免压缩空气的浪费，提供经济的电极。

弹性环37成为在内端面40与加压端面39之间被夹紧的状态，因此弹性环37在电极的中心轴线O-O方向上被压缩，以大面积紧贴于内端面40或加压端面39，且被较强地按压。因此，在滑动构件15或导向销14与引导孔6之间形成的冷却空气的流通间隙34、35以高气密性被可靠地封闭，能完全防止空气泄漏。弹性环37在加压端面39与内端面40之间被夹紧时，弹性环37被压扁而向直径方向的外方鼓出，能得到弹性环37向小径孔8的内表面的压接(参照图2的压接部52)，密封性进一步提高。

通过上述压接部52压接于小径孔8的内表面的情况和滑动构件15以能够滑动的状态嵌入于引导孔6内的情况，从而导向销14与滑动构件15的一体化构件在两个部位被支承。因此，即使直径方向的外力作用于导向销14的前端附近的部位，导向销14的倾斜位移也显著减少，使电极主体1与钢板部件3的相对位置的失常最少化。

如上所述，弹性环37在内端面40与加压端面39之间被夹紧的状态时，换言之，内端面40、弹性环37、加压端面39沿着电极的中心轴线O-O方向排列在一直线上时，弹性环37的外表面以较大的面积紧贴于内端面40、加压端面39。另一方面，在内端面40与加压端面39沿电极的直径方向偏离的位置关系下的夹紧时，在电极主体1的引导孔6的角部啮入弹性环外表面的状态下，弹性环37的外表面以较窄的面积紧贴于内端面40或加压端面39，以该啮入或较窄的面积的紧贴状态将冷却空气的流通间隙34、35封闭。因此，即使这样沿直径方向偏离的情况下，也能发挥可靠的空气泄漏防止。

如上所述，弹性环37在内端面40与加压端面39之间被夹紧的状态时，弹性环37的外表面紧贴于内端面40或加压端面39，但是内端面40与加压端面39沿倾斜方向偏离的夹紧的情况下，成为电极主体1的引导孔6的角部啮入弹性环外表面的状态，在该啮入状态下，冷却空气的流通间隙34、35被封闭。因此，即使在这样偏离的情况下，啮入部位的强的气密维持功能也占主导，能发挥可靠的空气泄漏防止。

另一方面，导向销14与滑动构件15一起被压下而进行焊接动作时，弹性环37从引导孔6的内端面40分离，因此冷却空气的流通间隙34、35开通，通过由此产生的空气流来进行溅射物等的杂质的排出、电极各部的冷却，能够将电极的温度状态保持为正常。同时，由容易受到热影响的非金属制弹性材料制作的弹性环37自身被冷却空气冷却，因此能够长期维持弹性环37的耐久性。

弹性环37在引导孔6的内端面40与加压端面39之间被夹紧，因此如前所述，能够使弹性环37的外周侧鼓出而按压于小径孔8或引导孔6的内表面(参照图2的压接部52)。通过灵活利用这样的向外周侧的按压，能够进一步提高弹性环37发挥的气密维持功能，能提供没有空气泄漏的经济的电极。

如图2(A)或图4(A)所示，引导孔6的内端面40成为与加压端面39面对的位置关系。并且，弹性环37的中心部41位于面对的加压端面39与内端面40之间。这样弹性环37的截面的中心部41配置在引导孔6的内端面40与加压端面39之间，由此弹性环37在内端面40与加压端面39之间以稳定的状态被夹紧。因此，不会产生伴随着上述夹紧而弹性环37的位置要沿电极的直径方向偏离那样的力分量，能提供适合于气密维持的弹性环37的变形。

另一方面，如图2(B)所示，即使在内端面40从加压端面39偏离而弹性环37的中心部41未存在于内端面40与加压端面39之间的情况下，通过变形部44、45的啮入也能够确保可靠的气密状态。

引导孔6由供滑动构件15嵌入的大径孔7和供延长部28进入的小径孔8构成，而且在弹性环37进入小径孔8内而被按压于小径孔8的内端面40的情况下，在将导向销14压下时，能够使弹性环37从小径孔8脱出而确保冷却空气的流通路。在由于这样的弹性环37的脱出而形成冷却空气的流通路的情况下，能够增大流通路的流路面积，能够增大冷却空气的流量而提高冷却效果。

同时，从小径孔8脱出的弹性环37向小径孔8内返回时，通过在小径孔8的开口角部设置作为倒角倾斜的斜面加工部42或引导锥部43，能顺畅地进行弹性环37的返回动作，导向销14的进退动作顺畅化，而且能够防止损伤弹性环37的表面，对于提高弹性环37的耐久性来说有效。

在导向销14设置槽38而在该槽38嵌入弹性环37，以使加压端面39与该嵌入的状态的弹性环37接触的方式设定槽38与加压端面39的相对位置。通过赋予这样的槽38与加压端面39的位置关系，能够提高弹性环37相对于导向销14的一体性，并能够使来自加压端面39的按压力可靠地作用于弹性环37，能够可靠地进行弹性环37对于内端面40的加压。

【产业上的可利用性】

如上所述，根据本发明，在电阻焊用电极中，在由金属材料等制作的导向销上一体化有合成树脂制的滑动构件，通过该一体化结构部分的进退动作来可靠地进行冷却空气的密封和流通。因此，能提供动作可靠性良好的电阻焊用电极，能够利用于机动车的车身焊接工序或家电产品的金属板焊接工序等广泛的产业领域。

Claims (2)

1.一种电阻焊用电极，其特征在于，

截面圆形的导向销由耐热硬质材料构成，所述导向销从电极主体的端面突出且贯通钢板部件的下孔，

电极主体的引导孔由大径孔、直径比大径孔小的小径孔、及直径比小径孔小且在电极主体的上表面开口的通孔构成，

截面圆形的滑动构件与导向销进行一体化并由绝缘性合成树脂材料构成，所述滑动构件以能够滑动的状态嵌入到电极主体的引导孔的大径孔内，

将用于进行杂质的排出、冷却的冷却空气向引导孔导入的通气口设于电极主体，

将弹性材料制的弹性环在嵌入于在导向销设置的圆周方向的槽的状态下与导向销进行一体化，

将弹性环向引导孔的小径孔的内端面按压的加压端面由从滑动构件延伸并进入到引导孔的小径孔的筒状的延长部的端面构成，所述加压端面具有与引导孔的小径孔的内端面面对的位置关系，且弹性环的中心部位于面对的所述加压端面与引导孔的小径孔的内端面之间，

以将弹性环嵌入到所述槽时弹性环的表面与所述加压端面进行接触的方式设定所述加压端面与所述槽的相对位置，并且，所述加压端面的外径设定得比所述弹性环的最大外径小，

在相对于引导孔的小径孔的内端面按压弹性环时，在弹性环的外周部与引导孔的小径孔的内周之间形成间隙，

在所述加压端面将弹性环按压于引导孔的小径孔的内端面时，将从所述延长部与引导孔的小径孔之间的流通间隙朝向导向销与引导孔的通孔之间的流通间隙的冷却空气的流通隔断，并且在弹性环从引导孔的小径孔的内端面分离时，使冷却空气从所述延长部与引导孔的小径孔之间的流通间隙朝向导向销与引导孔的通孔之间的流通间隙流通。

2.根据权利要求1所述的电阻焊用电极，其特征在于，所述耐热硬质材料为金属材料或陶瓷材料。

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