JP2000351082A - 電極チップドレス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】相対する電極チップの消耗により凹んだ電極面
を，ストッパを基準に整形することで，溶接不良の防止
と電極寿命の延長を図ることを目的とする。 【構成】 金属板を相対する電極チップで挟みつけて，
これに加圧力をかけながら通電してスポット溶接する抵
抗溶接機の，前記電極チップの先端形状を整形するチッ
プドレス装置において，前記電極チップの先端形状に適
合する左右の切削ブレードと，前記電極チップの加圧中
心線A−Aに対し直角に交わる前記切削ブレードの回転中
心部位に，前記電極チップの先端電極面がピックアップ
されてできた凹み分より小さい面ストッパ又は線ストッ
パを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】本発明は，錫・亜鉛めっき鋼
板，鉛・錫めっき鋼板，硫酸亜鉛めっき鋼板，アルミ合
金めっき鋼板等（以下 単にめっき鋼板という）のスポ
ット溶接機において，とくに電極チップ先端形状の変形
を切削整形するのに有用な電極チップドレス装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】たとえばDR形電極チップ（電極先端がR
形状の電極チップ）を使用しためっき鋼板のスポット溶
接では，電極チップ先端がめっき層と合金化し，鋼板側
へピックアップされることにより電極先端のR面が消耗
して平らに変形する。

【０００３】DR形電極チップ先端面が叙述したように次
第に変化すると，めっき鋼板と電極チップ間の接触面積
（チップ先端径）が徐々に拡大し電流密度が低下して適
切な溶接強度の溶接ナゲットを得ることができなくな
る。

【０００４】このため，溶接品質を管理する上で溶接条
件に適合する溶接電流を電極チップの消耗度に応じて段
階的に又は連続的に増加させて溶接品質を保証してい
る。

【０００５】しかし，それでもピックアップが進行する
と電極チップ先端の中心部が次第に凹んできて，溶接ナ
ゲットの形がドーナツのように真中が溶融しない不完全
な溶接になり，所定の溶接強度が得られなくなる。

【０００６】したがって，このように電極チップが消耗
限界に達する前に，溶接品質を維持する上でチップ磨耗
変形をドレスし再生する必要が生ずる。

【０００７】上記のチップドレスが頻繁に行われると，
ライン停止時間が長くなり生産性を低下させることにな
る。ために電極チップのドレッシング回数が少なくて電
極寿命を延ばせるような特殊な形の電極チップがいろい
ろ提案されている。

【０００８】その一つにピンプル形電極チップがある。
この種の電極チップは，電極チップの先端中心部を凸形
に絞ったもので，連続した回数でスポット溶接しても電
極チップ先端の接触面積は凸形が存在している間は維持
でき，電極面の表面がマッシュルーミング現象によって
徐々にめくれることによって，めっきと銅との合金化が
避けられる。

【０００９】これによって溶接状態の悪化を少なくし，
電極寿命延長を限界値まで可能なようにしたものであ
る。

【００１０】前記ピンプル形電極チップの外形を修復す
る場合は，一般にたとえば特公平４−６５７５４号公
報，特公平４−３３５５２号公報，実公平７−５６１４
０号公報によりよく知悉されているカッタ機構からなる
チップドレス装置が使用される。

【００１１】この場合，前記カッタには両側から電極加
圧をかけながら電極チップ先端径及び外周をドレスして
芯だし再生している。

【００１２】前記ピンプル形電極の場合は溶接で外形が
横方向に広げられるために，マッシュルーミング状の電
極チップとなり，その実，ドレッシング回数を減らすこ
は難しく，電極寿命はさほど長くならない。

【００１３】このような問題から，繰り返し溶接加圧の
ダレ防止ヒレを外方向に突き出し，電極寿命を改良した
星形キャップ電極が開発され，今までのようなドレッシ
ングを行わない使い捨ての電極チップが出現した。

【００１４】しかし，めっき鋼板の溶接では電極チップ
先端がめっき層と合金化し，鋼板側へピックアップされ
てチップ先端中心部が凹んでしまい溶接条件が急激に変
化することは避けられず，これまた先端形状を再生する
ためのドレッシング作業が不可欠とされている。

【００１５】前記星形キャップ電極の先端形状の整形
は，一般的にたとえば特開平７−２５６４６７号公報に
開示された切刃で切削するか，実公平２−３９６６４号
公報に開示されたカッタで切削整形するが，後者のカッ
タブレードの場合は，各刃部の電極チップ先端の側面に
対応する側縁部のみに切刃を設け，電極チップ先端の電
極面に対応する低部には切刃を設けずに，前記底部に対
応する位置に摺擦端縁を設けたものが知られている。

【００１６】しかし，電極先端の電極面に合金層がピッ
クアップされてできた凹部は，前記摺擦端縁のみのカッ
タでは完全に取りきれず，電極先端形状の整形が不完全
のまま溶接を続けることは適切な溶接品質が得られな
い。

【００１７】

【問題を解決しようとする課題】めっき鋼板をそれぞれ
の電極チップで繰返しスポット溶接を行ったが，電極チ
ップ先端がめっき層と合金化し，鋼板側へピックアップ
されて中心部が局部的に凹んでしまうから，電極寿命を
延ばすことは難しく，星形キャップ電極チップもドレス
を行わずに使い捨てが一般的であった。

【００１８】図１１に示すように，スポット溶接機の上
下電極チップに星形キャップ電極を使用してめっき鋼板
を溶接するとき，電極先端は新規の形状（ａ）から数千
打点で（ｂ）に変化し，さらに散りを発生しながらピッ
クアップ(ｃ)でNGとなる。

【００１９】また，星形キャップ電極の場合，電極チッ
プ自体がまだ寿命限界値に達しってない使用可能な状態
にあっても，合金層のピックアップが始まると星形キャ
ップの先端電極面のドレス修復が難しく，ドーナツ形や
三ケ月形などの不完全な溶接状態が発生していた。

【００２０】また電極加圧面の凹みに積層した脆い合金
が急に凹みから脱落して，上記のような溶接不良を多発
することがある。

【００２１】本発明は，DR形電極チップ類は勿論のこ
と，ピンプル形電極チップ及び星形キャップ電極等の凸
形のチップ先端形状を切削修復するのに有用であって，
電極チップの寿命を各段に延長することに加え，電極チ
ップ先端の電極面形状の急激な変化をなくし，適切な溶
接ナゲットを生成し溶接品質向上に資することを目的と
する。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は，上記のような
問題を解決するために開発したものである。すなわち，
初期の電極先端形状の特徴を活かし，任意のサイクルで
積極的に整形することを組合せて，めっき鋼板のスポッ
ト溶接を可能とすることを目的とするものである。その
目的を実現するための請求項１の発明によると，金属板
を相対する電極チップで挟みつけて，これに加圧力をか
けながら通電してスポット溶接する抵抗溶接機の，前記
電極チップの先端形状を整形するチップドレス装置にお
いて，前記電極チップの先端形状に適合する左右の切削
ブレードと，前記電極チップの加圧中心線A−Aに対し直
角に交わる前記切削ブレードの回転中心部位に，前記電
極チップの先端電極面がピックアップされてできた凹み
分より小さい面ストッパ又は線ストッパを設けたことを
条件とする。

【００２３】めっき鋼板のスポット溶接において，新電
極の時以外は，常に電極チップとめっき層が接触した溶
接条件であり，電極先端へのめっき付着が問題ではな
く，むしろ，電極チップ先端がめっき層と合金化し鋼板
側へピックアップされて中心部が凹となり，溶接不良と
なることが問題である。

【００２４】そこで，電極先端形状を維持するために，
電極チップ先端がめっき層と合金化し鋼板側へピックア
ップされて中心部が凹とならない任意のサイクルでチッ
プドレスを行う装置を設ける。

【００２５】しかし，電極先端形状を維持するために電
極整形装置の切削量・回数を増やせば電極寿命が短くな
るので，最少の切削量となるように切削ブレードに最少
切削量で止まる形状を設ける。

【００２６】切削ブレードのストッパ形状は，電極チッ
プ先端がめっき層と合金化し鋼板側へピックアップされ
た中心部の凹形状より小さいものとし，ピックアップさ
れた場合に電極先端形状の整形が可能とする。

【００２７】

【作用】本発明によれば，スポット溶接を任意に繰返し
た後，電極チップに付着した表散りや合金層をカッタの
ストッパ位置まで除去することと，カッタ中心のストッ
パに適切な鍛圧力をかけ電極先端凸形状を整形・維持す
ることで良好な溶接結果が得られる。

【００２８】最少の切削量となるように切削ブレードに
最少切削量で止まる面ストッパ又は線ストッパを設けた
ことで，必要最小限の切削量となり，電極寿命の延長が
図れる。したがって省エネ・省資源，生産コストダウン
につながる。

【００２９】切削の自動化を行う際，切削ストッパで発
生する押し付け力に限度を設定することで整形判定を容
易にできる。

【００３０】そして，電極先端を検出して位置をフィー
ドバックし，予め設定した速度と位置データで電極先端
位置に対してドレス装置（又は，カッタ位置に対して電
極）を動作させ，しきい値と一致した判定を確認するた
め表示させることも出来る。

【００３１】

【発明の実施の形態】図1から図２は本発明の第一実施
例を示す。この実施例は，電極チップの先端を切削整形
するための二枚刃を構成する切削ブレードを示す。

【００３２】この場合，１枚の切削ブレードは左右方向
に切削刃が形成されているものである。電極チップは先
端に凸形電極面を有するピンプル電極である。前記切削
ブレードを電極チップで挟みつけて，これに加圧力をか
けながら前記切削ブレードを回転駆動してチップドレス
が行われる。

【００３３】前記ブレードは実質的に左右対称の二枚刃
の先端を互いに重ね合わせた形態で一体的に結合された
ものである。

【００３４】前記切削ブレードの上下刃の形態は，電極
チップの先端形状に適合する曲率半径のカッタ溝が形成
されており，しかも前記電極チップの加圧中心線A―Aに
対し直角に交わる前記ブレードの回転中心部位には，左
右切削ブレードが重なり合った先端面を上下から外側に
向けて傾斜させた逃げ面が設けられていて，それによっ
て，上下対称側に面ストッパが形成されている。

【００３５】前記ストッパ部には図１に示すように，外
側に向けて傾斜したスクイ角αが形成されている。この
スクイ角αは電極材質，切削速度，仕上がり状態等の条
件により１度〜１０度以内の任意の角度が設定される。

【００３６】前記ストッパによりDR形キャップ電極でも
電極先端形状が凹形に削り過ぎないようになっている。

【００３７】次に図３及び図４は，本発明の第二実施例
を示す。この場合,ピンプル形電極チップの先端を切削
整形するための四枚刃を構成する切削ブレードを示す。

【００３８】前記切削ブレードは刃物本体に四枚の突起
状が放射状に形成されている。前記切削ブレードの上下
切削刃の形態は，電極チップの先端形状に適合する曲率
半円状の傾斜面が形成されており，前記電極チップの凸
形電極面の形状と適合する。前記電極チップと同心上を
通る加圧中心線に対し直角に交わる前記切削ブレードの
回転中心部位には，面ストッパが形成されている。

【００３９】次に図５から図７は本発明の第三実施例を
示す。この場合，二枚刃の切削ブレードに面ストッパに
代えて線ストッパを設けた切削ブレードの一例を示す。

【００４０】電極チップは凸形電極面の周辺に，電極加
圧力により電極通電面の外側が冷却ヒレによりダレを抑
制するための数条の縦溝が形成された断面星形のキャッ
プ電極チップであって，金属板を相対向する前記電極チ
ップで挟みつけて，これに加圧力をかけながらスポット
溶接する抵抗溶接機の，電極チップの先端形状を整形す
る。

【００４１】この実施例による装置は，前記電極チップ
の凸形電極面の形状に適合する切削ブレードと，前記電
極チップの加圧中心線に対し直角に交わる前記切削ブレ
ードの回転中心部位の重ね合わせ部に，両側にスクイ角
α（又は両側に互いに異なるスクイ角）を設け，これに
よって，刃先延長方向に線ストッパを形成したものであ
る。この場合，切削刃の左右後方には上下対称側に前記
ブレードの側面を外側に向けて傾斜させた，いわゆるカ
ッタ回転により切粉を逃がすためのフィン切欠部が形成
されている。

【００４２】次に図８，図９，図１０は本発明の第四実
施例であって，キャップ電極チップの凸形電極面と凸形
周側面を同時に切削する四枚刃の切削ブレードに線スト
ッパを設けた場合の一例を示す。

【００４３】左右方向の突起状の第一切削ブレードが星
形電極チップ先端の凸形電極面の形状と適合して形成さ
れていて，第一切削刃が電極面をドレッシングする。前
記第一切削ブレードに対して電極チップの凸形電極の周
側面を整形するための突起状の第二切削ブレードが対称
的に形成されていて，第二切削刃が凸形電極の側面をド
レッシングする。

【００４４】前記電極チップの軸心線に対し直角に交わ
る前記切削ブレードの中心部位に，線ストッパが形成さ
れていて，これにより前記電極チップ先端の電極面と前
記周側面とが同時に最小の切削量で切削整形されるよう
に構成されている。

【００４５】そして前記第一切削ブレードと第二切削ブ
レードの間には上下面の対称に，カッタ回転により切粉
を逃がすためのフィン切欠き部が形成されている。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば，電極チップの先端形状
を整形するチップドレス装置において，前記電極チップ
の先端形状に適合する左右の切削ブレードと，前記電極
チップの加圧中心線A−Aに対し直角に交わる前記切削ブ
レードの回転中心部位に，面ストッパ又は線ストッパを
設けたことで，本実施例の各種の電極チップをはじめ，
それ以外の各種電極先端形状の電極（一体形，キャップ
形）でもチップ先端がめっき層と合金化し鋼板側へピッ
クアップされて中心部が凹んだ部分を，最少の切削量で
適正に電極形状を整形修復することができる。それによ
って，溶接条件が安定する上に，ドレス回数を減らすこ
とができ電極寿命のバラツキを減少する。

【００４７】また，本発明の装置はカッタ中心に整形可
能なストッパを設け，前記ストッパは電極先端から合金
層がピックアップされる面積より小さくすることで，電
極先端がピックアップされてできた凹み周辺の整形を最
少の切削量で整形することができる。

【００４８】前記ストッパで電極切削量を押さえて電極
寿命を延ばすことで，電極整形の低コスト化が図れる。
また，前記ストッパにより電極最少切削量を無設定でド
レスすることが可能となる。

【００４９】また電極整形による切粉を切削ブレードの
フィンにより一方向へ排出し，飛散防止となり，環境が
整備される。

【００５０】図１１に示す星形キャップ電極の磨耗推移
によれば，電極チップが鋼板に溶着する前段階の(ａ)か
ら(ｂ)の間において電極先端Rを早めにドレスすること
で，全体の電極寿命の延長が図れる。又後段階の（ｂ）
から（ｃ）の間においてドレスすることで電極チップ先
端形状の早期変形を抑止することができる。

【００５１】切刃のスクイ角が小さいことに注目し，電
極先端に対し180°に近い鈍角の線当りはカッタストッ
パの役目をはたすことから，面ストッパはスクイ面を延
長して線ストッパとすることも容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電極チップドレス装置の第一実施例を
示す切削ブレードの平面図を示す。

【図２】本発明の側面図である。

【図３】本発明の第二実施例を示す切削ブレードの平面
図である。

【図４】本発明の第二実施例を示す切削ブレードの断面
図である。

【図５】本発明の電極チップドレス装置の第三実施例を
示す切削ブレードの平面図である。

【図６】本発明の第三実施例を示す切削ブレードの側面
図である。

【図７】図５のB−B矢視図である。

【図８】本発明の電極チップドレス装置の第四実施例を
示す切削ブレードの平面図である。

【図９】図８のB−B矢視図で，第一切削ブレードの断面
を示す。

【図１０】図８のC−C矢視図で，第二切削ブレードの断
面を示す。

【図１１】星形キャップ電極の消耗による電極先端形状
の変化と断面を示す。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属板を相対する電極チップで挟みつけ
   て，これに加圧力をかけながら通電してスポット溶接す
   る抵抗溶接機の，前記電極チップの先端形状を整形する
   チップドレス装置において，前記電極チップの先端形状
   に適合する左右の切削ブレードと，前記電極チップの加
   圧中心線A−Aに対し直角に交わる前記切削ブレードの回
   転中心部位に，前記電極チップの先端電極面がピックア
   ップされてできた凹み分より小さい面ストッパ又は線ス
   トッパを設けたことを条件とする電極チップドレス装
   置。
2. 【請求項２】前記ストッパに外側に向けて傾斜したスク
   イ角が形成されていることを条件とする請求項１の電極
   チップドレス装置。
3. 【請求項３】電極チップは先端がR形状をしたキャップ
   電極であって，前記ストッパにより前記凹みが残らない
   ように電極先端面の切削量を規制したことを条件とする
   請求項１又は２の電極チップドレス装置。
4. 【請求項４】電極チップは先端に凸形電極面を有するピ
   ンプル電極であって，金属板を相対向する前記電極チッ
   プで挟みつけて，これに加圧力をかけながらスポット溶
   接する抵抗溶接機の，電極チップの先端形状を整形する
   電極チップドレス装置において，前記電極チップの凸形
   電極面の形状に適合する放射状に形成された突起状の切
   削ブレードと，前記電極チップの加圧中心線Ａ−Aに対
   し直角に交わる前記切削ブレードの回転中心部位に，前
   記電極チップの先端電極面がピックアップされてできた
   凹み分より小さい面ストッパ又は線ストッパを設けたこ
   とを条件とする電極チップドレス装置。
5. 【請求項５】電極チップは凸形電極面の周辺に，電極加
   圧力により電極通電面の外側が冷却ヒレによりダレを抑
   制するための数条の縦溝が形成された断面星形のキャッ
   プ電極チップであって，金属板を相対向する前記電極チ
   ップで挟みつけて，これに加圧力をかけながらスポット
   溶接する抵抗溶接機の，電極チップの先端形状を整形す
   るチップドレス装置において，前記電極チップの凸形電
   極面の形状に適合する放射状に形成された突起状の切削
   ブレードと，前記電極チップの加圧中心線Ａ−Aに対し
   直角に交わる前記切削ブレードの回転中心部位に，前記
   電極チップの先端電極面がピックアップされてできた凹
   み分より小さい面ストッパ又は線ストッパを設けたこと
   を条件とする電極チップドレス装置。
6. 【請求項６】前記電極チップ先端の凸形電極面の形状に
   適合する左右に形成された突起状の第一切削ブレード
   と，前記電極チップの軸心線に対し直角に交わる前記切
   削ブレードの回転中心部位に形成された面ストッパ又は
   線ストッパと，さらに前記切削ブレードに対して対称に
   配置された,電極チップの凸形電極の周側面を整形する
   ための突起状の第二切削ブレードとからなり，前記電極
   チップの加圧中心線Ａ−Aに対し直角に交わる前記切削
   ブレードの回転中心部位に，前記電極チップの先端電極
   面がピックアップされてできた凹み分より小さい面スト
   ッパ又は線ストッパを，それによって前記電極チップ先
   端の電極面と前記周側面を同時に切削整形することを条
   件とする請求項４又は５の電極チップドレス装置。
7. 【請求項７】前記切削ブレードの切削刃より後方の上下
   対称面に，切削回転により切粉を逃がすためのフィン切
   欠部を設けたことを条件とする請求項４，５又は６の電
   極チップドレス装置。