JP2005028419A - 溶接用シャンク部材 - Google Patents

Abstract

【課題】 プロジェクション溶接のため、電極ホルダにシャンク部材を介して電極チップが取り付けられるような構造において、電極チップの冷却効果を高めるとともに、電極ホルダへの着脱が容易に行われるようにする。
【解決手段】 内筒１１と外筒１２を密着状に嵌合させた二重筒構造の電極ホルダ４において、嵌合隙間に冷却水の給水路となる凹溝１１ｘと排水路となる凹溝１１ｙを形成する一方、内筒１５と外筒１６を密着状に嵌合させて接合端部ａ、ｂをロー付けし、嵌合隙間に冷却水の給水路となる凹溝１５ｘと排水路となる凹溝１５ｙを形成する。また、電極ホルダ４とシャンク部材６の位相合わせのため、電極ホルダ４のテーパ穴５にピン２３を突設し、シャンク部材６のテーパ部１８に溝部２４を設ける。
【選択図】 図６

Description

本発明は、例えば抵抗溶接用に用いられる溶接用シャンク部材の冷却効果を高めるための技術に関する。

従来、スポット溶接等の抵抗溶接において、電極ホルダに直接電極チップを装着する代わりに、シャンク部材を介して電極チップを装着することがあり、このようなシャンク部材としては、曲がった形状の曲がりシャンク部材や、直線状のストレートシャンク部材等が知られている。そして、このようなシャンク部材には、冷却用の水路が設けられるのが一般的であり、このような冷却水通路としては、単に、シャンク部材の内部に機械加工等でＩＮ用、ＯＵＴ用の二本の孔を明け、ＩＮ側から冷却水を供給するとともに、ＯＵＴ側から排水するような技術が知られている。（例えば、特許文献１、特許文献２参照）

実用新案登録第２５８９８２２号公報 実開平５−４４３８５号公報

ところが、上記技術のように、シャンク部材の内部に二本の孔を穿設加工するような方法は、例えばシャンク部材の径が細い場合や、シャンク部材の中央に冷却通路以外の貫通孔を設ける必要があって、筒状部材から形成されているような場合には、冷却通路の加工が困難になるという問題がある。

また、シャンク部材の装着がテーパ嵌合であるような場合には、着脱の容易化が図れる反面、溶接時に繰り返してかかる荷重によってテーパ嵌合部が密着し、シャンク部材を取り外したい場合に取外しが困難になるという問題もある。

そこで本発明は、径が細い場合でも、また、シャンク部材の中央部に冷却通路以外の目的で貫通孔が設けられている場合でも有効に冷却できるようにし、また、電極ホルダへの着脱が容易に行われるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、電極ホルダに装着される溶接用シャンク部材の取付構造において、前記電極ホルダとシャンク部材を、ともに内筒と外筒が密着状に嵌合し且つ両者の嵌合隙間に冷却水の給水路と排水路が形成される二重筒構造とし、前記シャンク部材には、電極ホルダのテーパ穴に嵌入するためのテーパ部と、電極ホルダと位相合わせするための溝部を形成するとともに、電極ホルダにシャンク部材を装着した状態で、両者の冷却水の給水路、排水路同士が連通するようにした。

このように内筒と外筒が嵌合する二重構造とし、内筒と外筒の嵌合隙間に冷却水の通路を形成すれば、径の細いシャンク部材でも冷却効果の高い構造にできるとともに、電極ホルダへの装着構造をテーパ嵌合方式にすることで、脱着作業の容易化が図られる。
また、シャンク部材を電極ホルダに装着した状態で、両者の冷却水の給水路と排水路を連通させるため、シャンク部材に位相合わせ用の溝部を形成し、電極ホルダ側には、例えば、溝部に係合する突部を設ける。

また本発明では、前記シャンク部材のテーパ部の近傍の外筒に、大径の鍔部を設けるとともに、電極ホルダのテーパ穴の外周端部には、前記鍔部に係合してシャンク部材を引抜くためのナットを螺合させるようにした。
そして、シャンク部材を引抜くときは、ナットを回転させて鍔部に当接させ、鍔部を介してシャンク部材に引抜き側に力が作用するようにすれば、倍力作用により簡単に引抜くことができる。

また、本発明では、一端側に電極ホルダ取付用のテーパ部を備えた溶接用シャンク部材において、密着状に嵌合し且つ且つ両者の嵌合隙間に冷却水の給水路と排水路が形成される内筒、外筒と、前記テーパ部近傍の外筒に設けられる大径の鍔部と、前記テーパ部に形成される位相合わせ用の溝部を設けるようにし、また、このシャンク部材の表面にはメッキ処理を施すようにした。
このように、シャンク部材の表面にメッキ処理を施せば、溶接時にスパッタ等の付着を抑制できる。

電極ホルダやシャンク部材として、内筒と外筒が嵌合する二重構造とし、内筒と外筒の嵌合隙間に冷却水の通路を形成すれば、径の細いシャンク部材でも冷却効果の高い構造にでき、また、電極ホルダへの装着構造をテーパ嵌合方式にすることで、脱着作業の容易化が図られ、この際、シャンク部材に位相合わせ用の溝部を形成すれば、簡単な操作で冷却水路を連通させることができる。

また、シャンク部材のテーパ部の近傍の外筒に、大径の鍔部を設け、電極ホルダのテーパ穴の外周端部にナットを螺合させれば、シャンク部材を引く抜く作業を簡単に行うことができ、またシャンク部材の表面にメッキ処理を施せば、溶接時にスパッタ等の付着を抑制できる。

本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで図１は本発明に係るシャンク部材が適用される溶接用上部電極装置の部分図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は電極ホルダの分解斜視図、図４は電極ホルダとシャンク部材の嵌合構造を示す断面図、図５は図４のＢ−Ｂ線断面図、図６は図５のＣ−Ｃ線断面図、図７はシャンク部材の外観図、図８は図７のＤ−Ｄ線断面図、図９はシャンク部材の分解斜視図である。

本発明に係る溶接用シャンク部材の取付構造は、シャンク部材の径が細い場合でも、電極を有効に冷却できるようにされ、また、電極ホルダへの着脱を容易に行うことができるようにされている。

すなわち、図１に示すように、溶接用上部電極装置１は、エアーシリンダ２上に筒状の給・排水ジョイント部３を介して連結される二重筒構造の電極ホルダ４と、この電極ホルダ４上端のテーパ穴５に嵌合する二重筒構造のシャンク部材６と、このシャンク部材６の下端テーパ部７に装着自在な筒状の電極チップ８を備えており、前記エアーシリンダ２から延出するシリンダロッド９は、前記電極ホルダ４や、シャンク部材６や、電極チップ８の筒内を摺動自在に貫いて、その先端部が電極チップ８の下端面から出没自在にされている。

そして、このような溶接用上部電極装置１の電極チップ８において、エアーシリンダ２が作動してシリンダロッド９先端が電極チップ８の下端面より下方に突出すると、このシリンダロッド８の先端にプロジェクション付きナットＮがはめ込まれた状態にされる。そして、ナットＮの下方に位置決め載置される溶着用の鋼板に向けて上部電極装置１が降下し、ナットＮ下面と鋼板を密着させる。そして、不図示の下部電極装置の電極チップを鋼板の下面に当接させた後、上下の電極チップで鋼板とナットＮを加圧しながら通電してプロジェクション溶接を行う。

以上のような溶接用上部電極装置１において、電極チップ８は、例えばスペース上の制約のため、あるいは周辺機器の関係等から電極ホルダ４に対してシャンク部材６を介して取り付けられている。このため、電極チップ８を冷却するための冷却構造は、電極ホルダ４のみならずシャンク部材６の先端まで設けて電極チップ８の冷却効果を高める必要がある。以下、その冷却構造について詳細に説明する。

前記電極ホルダ４は、図２、図３に示すように、内筒１１と外筒１２が密着状に嵌合する二重筒構造であり、内筒１１の外周対向面には、軸方向に沿って一対の凹溝１１ｘ、１１ｙが形成され、一方側の凹溝１１ｘが前記給・排水ジョイント部３から送り込まれる冷却水を下方に流動させるための給水路とされ、他方側の凹溝１１ｙが冷却済みの冷却水を上方に流動させて給・排水ジョイント部３から排水するための排水路とされている。

そして、給水路側の凹溝１１ｘの上端側は、外筒１２の給水孔ｅを通して給・排水ジョイント部３の給水部３ｘに連通するようにされており、凹溝１１ｘの下端側は、後述するシャンク部材６の給水ポート部２０に連通するため、内側に向けて貫通する貫通孔ｈが設けられている。
また、排水路側の凹溝１１ｙの上端側は、外筒１２の排水孔を通して給・排水ジョイント部３の排水部３ｙに連通するようにされており、凹溝１１ｙの下端側は、後述するシャンク部材６の排水ポート部２１に連通するため、内側に向けて貫通する貫通孔ｈが設けられている。

また、電極ホルダ４の下端側内面には、前記のようにシャンク部材６を装着するためのテーパ穴５が設けられており、また、内筒１１の下端外周部にはネジ部ｎが設けられ、このネジ部ｎにシャンク部材６引抜き用のナット１４（図１）が螺合している。

前記シャンク部材６は、電極ホルダ４とほぼ同様の二重筒構造であり、図７乃至図９に示すように、お互いに密着状に嵌合する内筒１５と外筒１６を備えるとともに、内筒１５の外周対向面には、軸方向に沿って一対の凹溝１５ｘ、１５ｙが形成され、一方側の凹溝１５ｘが冷却水を下方に向けて流動させるための給水路とされ、他方側の凹溝１５ｙが冷却済みの冷却水を上方に向けて流動させるための排水路とされている。

そして、内筒１５の下部寄りの外周部分には、円周方向に沿って円周方向溝１５ｚが形成され、凹溝１５ｘ、１５Ｙの下端部を連通させることが出来るようにされている。
また、内筒１５の下端部には、前記のように、電極チップ８装着用の下端テーパ部７が形成されている。

前記外筒１６は、上端側の中間部外周に鍔部１７を備えており、この鍔部１７は、前記ナット１４に係合可能にされるとともに、鍔部１７より上方側の外周部が、上方先細りのテーパ部１８とされ、このテーパ部１８が前記電極ホルダ４のテーパ穴５に嵌合可能にされている。
また、前記給水側の凹溝１５ｘの上端部に対応する位置の外筒１６には、厚み方向に貫通する給水ポート部２０が設けられ、これに対向する位置の外筒１６には、厚み方向に貫通する排水ポート部２１が設けられている。
そして、これら内筒１５と外筒１６は密着状に圧入嵌合されて、接合端部ａ、ｂ（図７）がロー付けで一体化されている。

次に、電極ホルダ４とシャンク部材６の嵌合構造の細部について、図４乃至図６に基づき説明する。
電極ホルダ４の内筒１１のネジ部ｎには、テーパ面から僅かに内方に突出するフッ素樹脂製（商品名テフロン）のピン２３（図３、図４）が埋設されるとともに、シャンク部材６には、このピン２３と位置合わせすることのできる溝部２４が設けられている。

そして、シャンク部材６を嵌合させる際、溝部２４とピン２３の位相がずれていると、シャンク部材６をはめ込むことができないようにされ、また、溝部２４とピン２３を位置合わせしてはめ込むと、図６に示すように、電極ホルダ４の内筒１１の給水側の凹溝１１ｘ端部の貫通孔ｈと、シャンク部材６の給水ポート部２０が位置合わせされると同時に、電極ホルダ４の内筒１１の排水側の凹溝１１ｙ端部の貫通孔ｈと、シャンク部材６の排水ポート部２１が位置合わせされるようになっている。
尚、電極ホルダ４のテーパ穴５の上方には、シリンダロッド９の摺動をガイドするためのガイド部材２５が圧入されている。

また、テーパ穴５にシャンク部材６のテーパ部１８をはめ込んだ際、鍔部１７がナット１４に近接した位置に臨むようにしており、ナット１４を弛めて下方に移動させると、ナット１４が鍔部１７に係合してシャンク部材６を下方に向けて移動させる（引抜く）ことができるようにされている。

以上のようなシャンク部材６の取付構造において、シャンク部材６を取り付けるときは、電極ホルダ４のピン２３と、シャンク部材６の溝部２４を位置合わせしてテーパ嵌合させれば、電極ホルダ４の内筒１１の給水側の凹溝１１ｘ端部の貫通孔ｈと、シャンク部材６の給水ポート部２０が位置合わせされ、また、電極ホルダ４の内筒１１の排水側の凹溝１１ｙ端部の貫通孔ｈと、シャンク部材６の排水ポート部２１が位置合わせされる。このため、給・排水ジョイント部３の給水部３ｘから送り込まれた冷却水は、電極ホルダ４の凹溝１１ｘを通して貫通孔ｈ、給水ポート部２０からシャンク部材６の凹溝１５ｘに送り込まれ、シャンク部材６の先端まで流動して全体を冷却した後、排水側の凹溝１５ｙ、排水ポート部２１、貫通孔ｈ、電極ホルダ４側の凹溝１１ｙを通して、給・排水ジョイント部３の排水部３ｙから排水される。

この際、シャンク部材６の冷却構造が二重筒構造であるため、シャンク部材６の径が細くても完全冷却が可能である。
尚、シャンク部材６の材質は、電極チップ８をセットする際のテーパ損耗を少なくするため、ベリリウム銅（例えば、ＢｅＣｕ２５）を使用し、また、その表面には、メッキ処理を施してスパッタの付着等を抑制している。

また、電極チップ８で加圧しながら溶接を繰り返すとシャンク部材６はテーパ穴５に食い込んで抜けにくくなるが、シャンク部材６を取り外すときは、工具等を使用してナット１４を鍔部１７に当接させて回転させれば、倍力作用により楽に引抜くことができる。
尚、以上の実施例では、シャンク部材６を溶接用上部電極装置１の電極ホルダ４に装着する例を示しているが、同様な構造の溶接用下部電極装置の電極ホルダに装着することも可能である。

電極ホルダに装着したシャンク部材に電極チップを取り付けてプロジェクション溶接するような際、冷却効果を高めることができるとともに、シャンク部材の着脱が容易となる。

本発明に係るシャンク部材が適用される溶接用上部電極装置の部分図 図１のＡ−Ａ線断面図 電極ホルダの分解斜視図 電極ホルダとシャンク部材の嵌合構造を示す断面図 図４のＢ−Ｂ線断面図 図５のＣ−Ｃ線断面図 シャンク部材の外観図 図７のＤ−Ｄ線断面図 シャンク部材の分解斜視図

符号の説明

４…電極ホルダ、５…テーパ穴、６…シャンク部材、１１…内筒、１１ｘ…給水側の凹溝、１１ｙ…排水側の凹溝、１２…外筒、１４…ナット、１５…内筒、１５ｘ…給水側の凹溝、１５ｙ…排水側の凹溝、１６…外筒、１７…鍔部、１８…テーパ部、２３…ピン、２４…溝部。

Claims (4)

1. 電極ホルダに装着される溶接用シャンク部材の取付構造であって、前記電極ホルダとシャンク部材は、ともに内筒と外筒が密着状に嵌合し且つ両者の嵌合隙間に冷却水の給水路と排水路が形成される二重筒構造であり、前記シャンク部材には、電極ホルダのテーパ穴に嵌入するためのテーパ部と、電極ホルダと位相合わせするための溝部が形成されるとともに、電極ホルダにシャンク部材を装着した状態で、両者の冷却水の給水路、排水路同士が連通するようにされることを特徴とする溶接用シャンク部材の取付構造。
2. 前記シャンク部材のテーパ部の近傍の外筒には、大径の鍔部が設けられるとともに、前記電極ホルダのテーパ穴の外周端部には、前記鍔部に係合してシャンク部材を引抜くためのナットが螺合することを特徴とする請求項１に記載の溶接用シャンク部材の取付構造。
3. 一端側に電極ホルダ取付用のテーパ部を備えた溶接用シャンク部材であって、密着状に嵌合し且つ両者の嵌合隙間に冷却水の給水路と排水路が形成される内筒及び外筒と、前記テーパ部近傍の外筒に設けられる大径の鍔部と、前記テーパ部に形成される位相合わせ用の溝部を備えたことを特徴とする溶接用シャンク部材。
4. 前記溶接用シャンク部材の表面には、メッキ処理が施されることを特徴とする請求項３に記載の溶接用シャンク部材。
   

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