JP2000334567A - 溶接用中空電極チップの曲げ装置、およびその曲げ加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】冷却液用穴を加工したストレートチップに曲げ
加工を施して偏芯チップとすることが可能な曲げ装置、
および、曲げ加工方法を提供する。 【解決手段】対向面間に形成するチップ保持穴１０でス
トレートチップＷ１を保持し、かつ、挟み付けによって
固定する両保持部２，３と、チップ保持穴１０の開口端
部１０ａから突出するストレートチップＷ１の先端部Ｗ
ａに当接しつつ、押圧して先端部Ｗａを曲げるパンチ部
５と、パンチ部５による先端部Ｗａの曲げの支点となる
開口端部１０ａに形成する断面凸円弧状面取り部１２
と、先端部Ｗａに当接するパンチ部５の断面凹円弧面１
３とを備えることを特徴とする溶接用中空電極チップの
曲げ装置１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スポット溶接に使
用される溶接用中空電極チップの曲げ装置、および、こ
の曲げ装置を使用して行う溶接用中空電極チップの曲げ
加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】スポット溶接とは、重ね合わせた金属部
材を、一組の電極チップの先端部で挟み付け、この挟み
付けが行われた比較的小さな部分に、電流を集中的に流
して局所的な加熱状態を作り出し、この加熱によって金
属部材を部分的に溶解し、固設する抵抗溶接である。ス
ポット溶接を実施すると、電極チップの先端部には過度
の熱が発生する。電極チップの先端部が、必要以上の熱
を持つのは好ましくないため、この熱を冷ます必要があ
る。そこで、通常、この電極チップの内部には、冷却液
が循環する冷却液用穴が形成されている。つまり、冷却
液用穴が形成された電極チップが、溶接用中空電極チッ
プ（以下、中空電極チップという）である。

【０００３】図４は、二種類の中空電極チップを示して
おり、（ａ）はストレート状の中空電極チップ（以下、
ストレートチップという）、（ｂ）は先端部が偏芯した
中空電極チップ（以下、偏芯チップという）の一部を破
断した側面図である。図４で示す如く、中空電極チップ
には、汎用性が高いストレートチップＷ１と、作業態様
に合わせて製作加工される偏芯チップＷ２とがある。ま
た、同図中の符号Ｗｃで示す穴が冷却液用穴である。図
５は、偏芯チップＷ２，Ｗ２を使用してフランジ付きワ
ークＦＷ，ＦＷを溶接接合している状態を示すべく一部
分を破断した側面図であり、併せて、ストレートチップ
Ｗ１を使用した場合の状態を、二点鎖線で示している。

【０００４】図５で示す場合などにストレートチップＷ
１を使用すると金属部材との干渉を生じ、問題である
（図５の二点鎖線参照）。そこで、このような場合に
は、図５の実線で示す如く、偏芯チップＷ２を使用し、
金属部材との干渉を避けた状態で、スポット溶接を行う
のが一般的である。ちなみに、この偏芯チップＷ２内に
は、前記した冷却液用穴Ｗｃが形成されている。この冷
却液用穴Ｗｃ内には、ノズルＷｅによって冷却液ＣＷが
送り込まれ、この冷却液ＣＷの循環によって偏芯チップ
Ｗ２の熱上昇が抑えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この偏芯チ
ップＷ２を製作する場合に、ストレート状の電極チップ
の内部に冷却液用穴Ｗｃを加工した後、先端を曲げて偏
芯チップＷ２にするという方法は、無理であると考えら
れていた。なぜなら、曲げ加工を施すことによって冷却
液用穴Ｗｃ周りの壁部Ｗｆ（図４（ｂ）参照）に亀裂や
伸びが生じ、品質不良の原因となるからである。

【０００６】そこで、偏芯チップＷ２を製作する際に
は、冷却液用穴Ｗｃを形成する前のストレート状のチッ
プに、まず、曲げ加工を施し、その後に冷却液用穴Ｗｃ
の加工を施して偏芯チップＷ２としていた。ただ、この
方法では、偏芯チップＷ２を製作するための加工工程が
複雑になり易く作業性の向上はのぞめない。また、この
方法では、冷却液用穴を加工するために、偏芯した電極
チップをチャッキングする必要があるため、チャッキン
グのための治具や加工機械等が複雑化し易く、コストア
ップにつながって経済性が悪かった。

【０００７】一方、ストレート状の電極チップに冷却液
用穴Ｗｃを加工するのは、比較的容易であり、大量生産
も可能である。そのため、冷却液用穴Ｗｃまで加工した
ストレートチップＷ１に曲げ加工を施して偏芯チップＷ
２とすることができれば、作業性が向上するとともに、
経済的である。本発明は、以上の問題を解決することを
課題としており、冷却液用穴を加工したストレートチッ
プに曲げ加工を施して偏芯チップとすることが可能な曲
げ装置、および、曲げ加工方法を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は、対向面間に形成するチップ保持穴でスト
レートチップを保持し、かつ、挟み付けによって前記ス
トレートチップを固定する一方の保持部および他方の保
持部と、前記ストレートチップの軸線に対して直交する
方向に移動し、前記チップ保持穴の開口端部から突出す
る前記ストレートチップの先端部に当接しつつ、押圧し
て前記先端部を曲げるパンチ部と、前記ストレートチッ
プの首元を挟持する前記チップ保持穴の開口端部のう
ち、すくなくとも前記パンチ部による前記先端部の曲げ
の支点となる開口端部に形成する断面凸円弧状面取り部
と、前記先端部に当接する前記パンチ部の断面凹円弧面
とを備えることを特徴とする溶接用中空電極チップの曲
げ装置とした。また、前記対向面間に、内径の異なる複
数のチップ保持穴を形成したことを特徴とする溶接用中
空電極チップの曲げ装置としたり、前記断面凹円弧面の
断面半径を、変更可能としたことを特徴とする溶接用中
空電極チップの曲げ装置とすることもできる。

【０００９】さらに、前記溶接用中空電極チップの曲げ
装置を使用する溶接用中空電極チップの曲げ加工方法で
あって、前記ストレートチップを前記チップ保持穴内に
備え付けて、前記先端部を、前記開口端部から所定の量
だけ突出させ、前記一方の保持部と他方の保持部の対向
方向に荷重をかけて前記ストレートチップを挟持にて固
定し、前記先端部に前記パンチ部の断面凹円弧面を当接
させ、かつ、押圧して曲げ加工を施すことを特徴とする
溶接用中空電極チップの曲げ加工方法とすることもでき
る。

【００１０】以上の本発明により、ストレート状の溶接
用中空電極チップの先端部に曲げ加工を施して、偏芯チ
ップとすることが可能となる。その結果、偏芯チップの
製作における加工工程の単純化、コストダウンにつなが
り、作業性、経済性の向上を図ることが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明を実施の形態に基づきなが
ら、適宜、図面を参照して具体的に説明する。図１は、
本実施の形態に係る溶接用中空電極チップの曲げ装置
（以下、曲げ装置という）の概略構成図である。まず、
図１を参照して曲げ装置１の構造、および作用の概略を
説明する。

【００１２】本実施の形態に係る曲げ装置１は、冷却液
用穴Ｗｃ（図４（ａ）参照）が形成されたストレートチ
ップＷ１の先端部に曲げ加工を施すものである。この曲
げ装置１において、下型２とパット３との対向面間に
は、チップ保持穴１０が形成され、このチップ保持穴１
０にストレートチップＷ１が保持される。また、下型２
とパット３の対向方向には、荷重Ｆがかけられ、挟み付
けによってストレートチップＷ１が固定される。ちなみ
に、符号８で示す部材は、下型２を取り付ける下部ダイ
セットである。

【００１３】ストレートチップＷ１の基端部Ｗｂは、ス
トッパである基準ピン４に当接し、先端部Ｗａは、チッ
プ保持穴１０の開口端部１０ａから突出している。つま
り、本実施の形態に係る曲げ装置１では、基準ピン４と
基端部Ｗｂとの当接位置調節により、開口端部１０ａか
ら突出する先端部Ｗａの量（長さ）を調節する。

【００１４】パンチ部５は、ストレートチップＷ１の軸
線ＣＬに対して直交する方向に移動する。本実施の形態
に係るパンチ部５は、上下方向に移動可能であり、下降
してストレートチップＷ１の先端部Ｗａに当接する。当
接後も、パンチ部５は、先端部Ｗａを下方に押圧し、こ
の先端部Ｗａに曲げ加工を施す。ちなみに、パンチ部５
は、上型６を介して上下動する上部ダイセット７に取り
付けられている。

【００１５】上型６とパット３との間には、弾性部材９
が配設され、さらに、パット３の上面には、衝撃吸収部
材であるウレタン１１が備え付けられている。この弾性
部材９とウレタン１１の作用により、上型６が必要以上
に下降してパット３と干渉してしまう不都合を防止す
る。なお、本実施の形態に係る曲げ装置１では、下型２
は「一方の保持部」に相当し、パッド３は「他方の保持
部」に相当する。また、上部ダイセット６が、可動手段
となる。

【００１６】図２は、下型２およびパット３の配置関係
を示す概略斜視図であり、図３は本実施の形態に係る曲
げ装置１を部分的に拡大した概略側面図である。この図
２、図３を参照して、曲げ装置１を詳述する。なお、本
実施の形態にて曲げ加工の対象となるストレートチップ
Ｗ１は、図３の如く、直径の寸法ｄ１が１２ｍｍであ
り、長さの寸法ｄ２が４２ｍｍである。また、このスト
レートチップＷ１には、既に冷却液用穴Ｗｃが形成され
ており、この冷却液用穴Ｗｃの内径の寸法ｄ３は、８ｍ
ｍであり、基端部Ｗｂから冷却液用穴Ｗｃの底面Ｗｇま
での寸法ｄ４は、２５ｍｍである。

【００１７】図２の如く、下型２の上面には、下部保持
溝２１，２１，２１が形成され、パット３の下面にも、
上部保持溝３１，３１，３１が形成されている。下部保
持溝２１，２１，２１と、上部保持溝３１，３１，３１
とは、上下でそれぞれ対応している。つまり、下型２と
パット３とが重なり合うことにより、この下型２とパッ
ト３との対向面間に、三つのチップ保持穴１０，１０，
１０が形成される。ストレートチップＷ１，Ｗ１，Ｗ１
は、このチップ保持穴１０，１０，１０内に保持され
る。

【００１８】なお、下型２とパット３とは、チップ保持
穴１０，１０，１０を形成した状態で完全に当接し合っ
ているわけではなく、僅かな隙間Ｄが空いている。つま
り、ストレートチップＷ１を保持させた（備え付けた）
後、パット２に荷重Ｆをかけることによって隙間Ｄが狭
くなる。その結果、ストレートチップＷ１の挟み付けが
行われ、ストレートチップＷ１が固定される。ちなみ
に、本実施の形態においてパット３にかけられる荷重Ｆ
は、４ｔである。

【００１９】本実施の形態に係る曲げ装置１では、複数
のチップ保持穴１０，・・（本実施の形態では三箇所に
形成する）が形成されている。このチップ保持穴１０，
・・は、内径の寸法が同じものであっても、また、寸法
の異なるものであってもよい。内径の寸法が同じもので
あると、複数の同一偏芯チップＷ２（図４参照）を、一
回の作業で製作できて好適である。一方、寸法の異なる
ものであれば、種類の異なる複数のストレートチップＷ
１（主に、直径が異なるストレートチップＷ１）に対応
させることができる。つまり、寸法等の異なる複数のス
トレートチップＷ１に曲げ加工を施す必要がある場合等
に、複数台の曲げ装置１を準備することなく、一台の曲
げ装置１にて加工が可能となり汎用性が増す。

【００２０】ストレートチップＷ１の先端部Ｗａは、図
３の如く、チップ保持穴１０の開口端部１０ａから所定
量だけ突き出た状態にある。そして、この開口端部１０
ａで挟み付けられたストレートチップＷ１の部位が首元
Ｗｎであり、チップ保持穴１０にて挟持された本体部Ｗ
ｄと、曲げ加工を施される先端部Ｗａとの境界部分を意
味する。この首元Ｗｎを挟持する開口端部１０ａのう
ち、すくなくともパンチ部５によるストレートチップＷ
１の曲げの支点となる開口端部１０ａに、断面凸円弧状
面取り部１２（以下、面取り部１２という）が形成され
る。この面取り部１２について詳述する。

【００２１】パンチ部５が下降し、ストレートチップＷ
１の先端部Ｗａを下方へ押圧すると、ストレートチップ
Ｗ１の先端部Ｗａは、下型２側の開口端部１０ａを支点
として折れ曲がり、偏芯チップＷ２となる（図３の二点
鎖線参照）。ここで、支点となる開口端部１０ａが、鋭
角に尖った稜線だと、ストレートチップＷ１の首元Ｗｎ
を傷付ける恐れがあり、適切な曲げ加工を行うことがで
きない。そこで、図３の破断部分の如く、この開口端部
１０ａの稜線を、断面半径Ｒ１の凸円弧状とし、面取り
部１２を形成する。ちなみに、本実施の形態における断
面半径Ｒ１は、４ｍｍであるが、この値は、ストレート
チップＷ１の直径等に対応して適宜、選択して決定すれ
ば足りる。

【００２２】パンチ部５の下部は、湾曲状に切り取ら
れ、断面半径Ｒ２の凹円弧状とした断面凹円弧面１３
（以下、円弧面１３という）が形成されている。この円
弧面１３が、パンチ部５の下降に伴ってストレートチッ
プＷ１の先端部Ｗａに当接し、かつ、先端部Ｗａの曲が
りを案内して適切な曲げ加工を促す。つまり、この円弧
面１３の作用により、パンチ部５に当接するストレート
チップＷ１の上面における亀裂や損傷、伸び等が防止さ
れる。ちなみに、本実施の形態に係る円弧面Ｒ２は、４
０ｍｍであるが、この値に限定されるものではない。し
たがって、ストレートチップＷ１の直径、あるいは、曲
げ角度に応じて適宜に調節することができる。

【００２３】また、パンチ部５は、図３の如く上型６に
ボルト止めされている。したがって、円弧面Ｒ２の断面
半径が異なるパンチ部５の中から、好適なパンチ部５を
選択して上型６に取り付けて使用することもできる。つ
まり、可動手段であるダイセット７に取り付けられた上
型６に、パンチ部５を着脱自在な構造とすることによ
り、一のパンチ部５から断面半径が異なる他のパンチ部
５への変更が可能となる。その結果、パンチ部５におけ
る円弧面１３の断面半径が変更可能となる。なお、本実
施の形態に係るパンチ部５の押圧力は、３００ｋｇ／
本、つまり、ストレートチップＷ１に１本当り３００ｋ
ｇの荷重がかけられている。なお、この押圧力は、下型
２とパット３との間にかけられる荷重より、低く設定す
る必要がある。

【００２４】図３の如く、チップ保持穴１０の奥には、
ストッパ部となる基準ピン４が備え付けられている。基
準ピン４は、位置調節可能であり、ストレートチップＷ
１を備え付けると、このストレートチップＷ１の基端部
Ｗｂが、位置調節された基準ピン４に当接する。したが
って、基準ピン４と基端部Ｗｂとの当接位置関係を調整
することにより、開口端部１０ａから突出する先端部Ｗ
ａの量（長さ）を調節する。

【００２５】以上が、本実施の形態に係る曲げ装置１の
主な構造である。続いて、曲げ装置１を使用した溶接用
中空電極チップの曲げ加工方法について、図３を参照し
ながら説明する。まず、ストレートチップＷ１をチップ
保持穴１０内に備え付けて、先端部Ｗａを、開口端部１
０ａから所定の量ｄ６だけ突出させる。

【００２６】具体的には、下型２に設けた下部保持溝２
１上にストレートチップＷ１をセットし、基準ピン４と
基端部Ｗｂとの当接位置合わせを行うとともに、先端部
Ｗａを、開口端部１０ａから所定の量ｄ６だけ突出させ
る。この所定の量ｄ６とは、ストレートチップＷ１の首
元Ｗｎが、冷却液用穴Ｗｃの底面Ｗｇより先端部Ｗａ側
に距離ｄ５だけ、ずれた位置となる量であり、図３の如
く、ｄ６＝ｄ２−（ｄ４＋ｄ５）の式で表わされる量で
ある。なお、本実施の形態に係る寸法ｄ５は５ｍｍであ
り、前記した如く寸法ｄ４は２５ｍｍ、寸法ｄ２は４２
ｍｍであるため、所定の量ｄ６は１２ｍｍとなる。

【００２７】先端部Ｗａを所定の量ｄ６だけ突出させる
ことにより、冷却液用穴Ｗｃの内壁面とストレートチッ
プＷ１との外周面との間に、亀裂や伸びが生じてしまう
ことを防止でき、強度を担保する。そのため、同一寸法
のストレートチップＷ１に対し、亀裂や伸び防止の観点
からは、距離ｄ５が大きい方が好適である。しかし、こ
の距離ｄ５が、大き過ぎると、冷却液用穴Ｗｃ本来の機
能、つまり、冷却機能を果たし難くなる。したがって、
この距離ｄ５は、ストレートチップＷ１の材質、寸法か
ら導かれるストレートチップＷ１の強度、および、必要
な冷却機能を確保することができるものとする必要があ
る。ちなみに、本実施の形態に係るストレートチップＷ
１では、寸法ｄ５の最適値は、５ｍｍである。

【００２８】先端部Ｗａを所定の量ｄ６だけ突出させ、
かつ、チップ保持穴１０内に備え付けた後に、パット３
に荷重Ｆ（図１参照）をかける。この荷重Ｆによって、
ストレートチップＷ１が挟持され、固定される。なお、
本実施の形態では、パット３に荷重Ｆをかけて下型２へ
の挟み付けを行っているが、必ずしも、パット３に荷重
Ｆをかける必要はなく、下型２とパット３の対向方向に
荷重をかけて挟み付けを行うことができればよい。

【００２９】ストレートチップＷ１の固定が完了した
後、上部ダイセット７を下降させ、パンチ部５の円弧面
１３をストレートチップＷ１の先端部Ｗａに当接させ、
さらに、下方へ押圧して先端部Ｗａに曲げ加工を施す。
パンチ部５の下動によって、先端部Ｗａの曲げが所望の
角度に達すると、今度は、パンチ部５を上昇させて先端
部Ｗａとの干渉を解く。パンチ部５による干渉が解かれ
ると、パット３にかけた荷重Ｆ（図１参照）を解放し、
チップ保持穴１０から偏芯チップＷ２（図３の二点鎖線
参照）を取り外す。以上の曲げ加工方法により、ストレ
ートチップＷ１の先端部Ｗａに曲げ加工を施すことが可
能となる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、ストレート状の溶接用
中空電極チップの先端部に曲げ加工を施すことが可能に
なり、先端部が偏芯した溶接用中空電極チップの製作が
容易になり、コストダウンを図ることが可能になる。請
求項２に係る発明によれば、例えば直径が異なる複数の
ストレート状の溶接用中空電極チップに対応可能とな
る。請求項３に係る発明によれば、任意角度に偏芯した
溶接用中空電極チップの製作が容易となり、汎用性が増
す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る溶接用中空電極チップの曲
げ装置の概略構成図である。

【図２】下型およびパットの配置関係を示す概略斜視図
である。

【図３】本実施の形態に係る曲げ装置を部分的に拡大し
た概略側面図である。

【図４】二種類の溶接用中空電極チップを示しており、
（ａ）はストレート状の溶接用中空電極チップ、（ｂ）
は先端部が偏芯した溶接用中空電極チップの一部を破断
した側面図である。

【図５】先端部が偏芯した溶接用中空電極チップを使用
してフランジ付きワークを溶接接合している状態を示す
側面図であり、併せて、ストレート状の溶接用中空電極
チップを使用した場合の状態を、二点鎖線で示してい
る。

【符号の説明】

１：溶接用中空電極チップの曲げ装置（曲げ装置） ２：下型（一方の保持部） ３：パット（他方の保持部） ５：パンチ部 １０：チップ保持穴 １０ａ：開口端部 １２：断面凸円弧状面取り部（面取り部） １３：断面凹円弧面 Ｒ１，Ｒ２：断面半径 Ｗ１：ストレート状の溶接用中空電極チップ（ストレー
トチップ） Ｗａ：先端部 Ｗｎ：首元 ＣＬ：軸線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対向面間に形成するチップ保持穴でストレ
   ートチップを保持し、かつ、挟み付けによって前記スト
   レートチップを固定する一方の保持部および他方の保持
   部と、 前記ストレートチップの軸線に対して直交する方向に移
   動し、前記チップ保持穴の開口端部から突出する前記ス
   トレートチップの先端部に当接しつつ、押圧して前記先
   端部を曲げるパンチ部と、 前記ストレートチップの首元を挟持する前記チップ保持
   穴の開口端部のうち、すくなくとも前記パンチ部による
   前記先端部の曲げの支点となる開口端部に形成する断面
   凸円弧状面取り部と、 前記先端部に当接する前記パンチ部の断面凹円弧面と、 を備えることを特徴とする溶接用中空電極チップの曲げ
   装置。
2. 【請求項２】前記対向面間に、内径の異なる複数のチッ
   プ保持穴を形成したことを特徴とする請求項１に記載の
   溶接用中空電極チップの曲げ装置。
3. 【請求項３】前記断面凹円弧面の断面半径を、変更可能
   としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の
   溶接用中空電極チップの曲げ装置。
4. 【請求項４】請求項１から請求項３のいずれか一つに記
   載の溶接用中空電極チップの曲げ装置を使用する溶接用
   中空電極チップの曲げ加工方法であって、 前記ストレートチップを前記チップ保持穴内に備え付け
   て、前記先端部を、前記開口端部から所定の量だけ突出
   させ、 前記一方の保持部と他方の保持部の対向方向に荷重をか
   けて前記ストレートチップを挟持にて固定し、 前記先端部に前記パンチ部の断面凹円弧面を当接させ、
   かつ、押圧して曲げ加工を施すことを特徴とする溶接用
   中空電極チップの曲げ加工方法。