JP2006088222A - チップ成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】溶接ガンから取り外すことなく、縁の角部を含めた先端面の精度を確保して、一対の電極チップを使用可能に成形できるチップ成形機を提供すること。
【解決手段】チップ成形機は、一対の成形ローラ３６が、一対の電極チップ６相互の接近方向に沿って並設され、それぞれ、接近方向と直交方向の支持軸４０により回動可能として、ホルダ３４に支持される。ホルダ３４は、接近した一対のチップ６の軸回り方向で回転駆動される。一対のローラ３６は、ホルダとともに回転駆動されつつ、一対の電極チップ６を押し付けられた際に、各チップ６を使用可能に成形できるように、支持軸４０と直交方向での投影形状を、チップの成形後の先端側の外形形状に対応する凹溝３６ｃを備えた形状とする。また、各ローラ３６は、軸方向に沿って二分割された分割体３８から構成される。分割体の分割面３７は、チップの軸直交方向での先端面６ａの中央位置に、配置される。
【選択図】図６

Description

本発明は、溶接ガンに保持されたスポット溶接用の一対の電極チップを、切削屑を生じさせることが不可避な研磨作業を極力行わずに、使用可能に成形するチップ成形機に関する。

従来、切削屑を生じさせるような研磨作業を極力行わずに、スポット溶接用の電極チップを、使用可能に成形するチップ成形機では、押し込んで加圧することにより、変形した先端を再生できるようなダイス、を備えて構成されていた（例えば、特許文献１・２参照）。

このようなチップ成形機は、切削研磨して電極チップを再生する場合に比べて、切削しない分、チップの材料が消費されないことから、電極チップの消費量を抑えて、長時間のスポット溶接を行う場合に、好適に使用されていた。
特開２００４−１６７５３５号公報 特開２００１−１３８０６５号公報

しかし、電極チップは、通常、溶接時のワークに接触させる先端部位が、先端側に、円形の先端面と、この先端面の縁から円柱状の元部側にかけて拡径する拡径部と、を備えて構成されており、成形時、円形の先端面の形状・面積を確保できるように、拡径部との境界部である先端面の縁の角部の形状確保が、重要となっていた。

そのため、従来のチップ成形機では、所定回数の溶接後の電極チップを、変形した先端を塑性変形させるように、ダイスに押し込んで、大きな力で加圧して、成形（再生）していた。

したがって、従来のチップ成形機では、溶接ガンから取り外す作業が必要となって、溶接作業中の溶接ガンに保持させたまま、電極チップを再生できるものではなかった。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、溶接ガンから取り外すことなく、縁の角部を含めた先端面の精度を確保して、一対の電極チップを使用可能に成形できるチップ成形機を提供することを目的とする。

本発明の第１番目に係るチップ成形機は、溶接ガンに保持されたスポット溶接用の一対の電極チップを、使用可能に成形するチップ成形機であって、
各電極チップが、それぞれ、先端側に、円形の先端面と、先端面の縁から円柱状の元部側にかけて拡径する拡径部と、を備えて構成されるとともに、先端相互を接近可能に、溶接ガンに保持され、
電極チップ相互の接近方向に沿って並設されるとともに、それぞれ、接近方向と直交方向の支持軸に回動可能に支持されて、一対の成形ローラが、配設され、
一対の成形ローラを支持する支持軸が、それぞれ、接近した一対の電極チップの軸回り方向で回転駆動するホルダに、保持され、
一対の成形ローラが、ホルダを回転駆動させつつ、一対の電極チップを相互に接近させるように押し付けた際に、一対の電極チップを使用可能に成形できるように、それぞれ、それぞれの支持軸と直交方向での投影形状を、電極チップの成形後の先端側の外形形状に対応する凹溝を備えた形状とするとともに、軸方向に沿って二分割された分割体から、構成され、
二分割された二つの分割体の分割面が、成形後における電極チップの軸直交方向での先端面の縁から先端面の中央位置までの領域に、配置されて、構成されていることを特徴とする。

本発明の第１番目に係るチップ成形機では、ホルダを回転駆動させつつ、溶接ガンに保持させた一対の電極チップを、ホルダ内に挿入させるように、相互に接近させて、一対の成形ローラに押し付ける。すると、一対の成形ローラは、ホルダとともに電極チップの軸回り方向に回転しつつ、それぞれ、支持軸の回りで回転して、凹溝の形状どおりに、電極チップを成形する。

その際、それぞれの成形ローラが、成形後における電極チップの軸直交方向での先端面の縁から先端面の中央位置までの領域に、分割面を配置させた二つの分割体から、形成されており、一つの成形ローラを形成する二つの分割体は、相互に逆方向に回転しつつ、電極チップの先端面と拡径部とを成形することとなる。そして、少なくとも一方の分割体が、電極チップの先端面から、その先端面の縁を経て、拡径部に到る角部付近を、連続して一体的に、成形できることから、電極チップの先端側、すなわち、先端面とその縁の角部と、を、精度良く、所定形状に成形できる。

さらに、成形ローラの電極チップへの当接が、成形ローラの外周面における軸方向に沿った状態での略線当たり、となって、溶接ガンによる電極チップを相互に接近させる小さな押圧力でも、部分的に、徐々に、電極チップを、塑性変形させて、所定形状に成形できることとなる。

なお、成形時の電極チップを変形させる部位が、部分的であっても、ホルダの回転数を増加させれば、迅速に、電極チップの先端側の全体を、成形させることが可能となる。

したがって、本発明の第１番目に係るチップ成形機では、溶接ガンから取り外すことなく、かつ、切削屑を生じさせることなく、縁の角部を含めた先端面の精度を確保して、迅速に、一対の電極チップを使用可能に成形（再生）することができる。

そして、一対の成形ローラの支持軸は、相互に直交方向で交差するように、配設させることが望ましい。すなわち、成形ローラは、支持軸の直交方向での投影形状が、電極チップの先端形状に対応する凹溝を備える形状であり、軸方向の両端側が拡径する略鼓形状としており、一対の成形ローラを、相互の支持軸を直交方向で交差するように、配設させる場合には、拡径側相互の干渉を抑えて、支持軸相互を接近させることができ、相互の支持軸を平行に配設させる場合に比べて、並設するスペースを小さくすることができ、ホルダの容積を小さくすることができる。そのため、チップ成形機を、溶接作業の場所に配置させる場合に、省スペースで配置させることができる。

また、ホルダの近傍には、一対の成形ローラに押し付ける際の一対の電極チップを案内して、成形時の電極チップの元部側の軸直交方向のぶれを規制可能な案内孔を備えた案内部材を、配設することが望ましい。

このような構成では、成形ローラの外径寸法が小さければ、電極チップを押し付けた際、電極チップが、成形ローラの外周面から、ずれて外れる虞れが生ずるが、その外れを、案内部材が防止することができる。すなわち、成形ローラの外径寸法を小さくして、チップ成形機を省スペースで設定するように構成しても、円滑に、電極チップを成形することが可能となる。

本発明の第２番目に係るチップ成形機は、溶接ガンに保持されたスポット溶接用の一対の電極チップを、使用可能に成形するチップ成形機であって、
各電極チップが、それぞれ、先端側に、円形の先端面と、先端面の縁から円柱状の元部側にかけて拡径する拡径部と、を備えて構成されるとともに、先端相互を接近可能に、溶接ガンに保持され、
電極チップ相互の接近方向に沿って並設されるとともに、それぞれ、接近方向と直交方向の支持軸に回動可能に支持されて、一対の成形ローラが、配設され、
一対の成形ローラを支持する支持軸が、それぞれ、接近した一対の電極チップの軸回り方向で回転駆動するホルダに、保持され、
一対の成形ローラが、ホルダを回転駆動させつつ、一対の電極チップを相互に接近させるように押し付けた際に、一対の電極チップを使用可能に成形できるように、それぞれ、支持軸の両端側に配置される略円錐台形状の一対の分割ローラと、一対の分割ローラの間に配置されるカッタと、を備え、
カッタが、ホルダの回転時に電極チップの成形後の先端面を形成可能に、支持軸の軸直交方向に沿って配置されて、電極チップの先端面を切削する切刃、を備え、
一対の分割ローラが、支持軸の軸直交方向での投影形状を、電極チップの成形後の拡径部の外形形状に対応する本体部分と、本体部分に連なってカッタ側に配置され、漸次、支持軸側に接近する延長部分と、を有する凹溝を備えた形状として、構成されていることを特徴とする。

本発明の第２番目に係るチップ成形機では、ホルダを回転駆動させつつ、溶接ガンに保持させた一対の電極チップを、ホルダ内に挿入させるように、相互に接近させて、一対の成形ローラに押し付ける。すると、一対の成形ローラは、ホルダとともに電極チップの軸回り方向に回転しつつ、それぞれ、一対の分割ローラが、支持軸の回りで回転して、凹溝の形状どおりに、電極チップの拡径部を成形し、また、カッタが、切刃によって、電極チップの先端面を切削して、形成する。

その際、それぞれの成形ローラの一対の分割ローラが、支持軸の軸直交方向での投影形状の凹溝を、電極チップの成形後の拡径部の外形形状に対応する本体部分だけでなく、本体部分に連なってカッタ側に配置され、漸次、支持軸側に接近する延長部分を、備えている。そのため、成形時に、一対の分割ローラが、電極チップの拡径部を塑性変形させつつ成形する際、塑性変形時に発生するチップ材料の余肉が、凹溝の本体部分から延長部分にかけて押し出され、そして、カッタの切刃で切削されることから、電極チップの先端側、すなわち、先端面とその縁の角部と、を、精度良く、所定形状に成形できる。

なお、成形時、電極チップの先端における先端面側を切削しているものの、拡径部は、切削していないことから、切削屑の発生を極力抑えることができ、すなわち、電極チップの消費量を抑えて、電極チップの成形を行うことができる。

したがって、本発明の第２番目に係るチップ成形機では、溶接ガンから取り外すことなく、かつ、切削屑の発生を極力抑えて、縁の角部を含めた先端面の精度を確保して、迅速に、一対の電極チップを使用可能に成形（再生）することができる。

そして、カッタが、切刃における支持軸の軸直交方向に沿った両側に、成形時の電極チップの軸直交方向のぶれを規制可能に、拡径部を規制する規制面を、配設させて、構成されていれば、成形ローラにおける分割ローラの外径寸法が小さくとも、電極チップを押し付けた際、電極チップが、カッタの規制面によって規制されて、成形ローラにおける分割ローラの外周面から、ずれて外れることが防止される。そのため、成形ローラの外径寸法を小さくして、チップ成形機を省スペースで設定するように構成しても、円滑に、電極チップを成形することが可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明すると、第１実施形態のチップ成形機Ｍ１は、図１・３に示すように、溶接ガン１のシャンク３・４に嵌め込まれた一対の電極チップ６（６Ａ・６Ｂ）を成形するものである。溶接ガン１は、図示しない多関節の溶接ロボットのア−ムの先端に保持されるサーボガンとしており、このサ−ボガン１は、汎用のものであり、一対の電極チップ６Ａ・６Ｂを、エンコーダを内蔵させたサ−ボモータ２により移動させるように保持するとともに、相互に接近させる位置制御機能を備えて構成されている。また、サ−ボガン１は、演算機能を備えて、サ−ボモ−タ２の回転数制御・トルク制御を行なって、電極チップ６Ａ・６Ｂの位置制御や加圧力制御等を行なえるものである。

電極チップ６Ａ・６Ｂは、溶接時のワークに接触させる先端部位が、先端側に、円形の先端面６ａと、この先端面６ａの縁（角部）６ｂから円柱状の元部６ｄ側にかけて拡径する拡径部６ｃと、を備えて構成されている。第１実施形態の場合、拡径部６ｃは、球面状として、先端面６ａの直径ｄを６ｍｍ、元部６ｄ側の直径Ｄを１６ｍｍとしている（図３参照）。

チップ成形機Ｍ１は、溶接ロボットの作動によるサーボガン１の稼動範囲内に配設されて、図１〜３に示すように、支持フレーム１０、ガイドブロック１４、ギヤケース１６、駆動モータ２２、及び、成形本体部２６、を備えて構成されている。

サーボガン１の稼動範囲内に配設された支持フレ−ム１０には、上下にブラケット１１・１２が配設されている。上下のブラケット１１・１２の間には、左右両側で、上下方向に沿って配置されたガイドロッド１３・１３が配設されている。各ガイドロッド１３の上下の略中間位置には、水平方向に配設されるガイドブロック１４が、元部側で、ガイドロッド１３の軸方向に沿う上下方向に摺動可能に配設されている。また、ガイドブロック１４の元部側における上下面には、各ガイドロッド１３の周囲に外装された計４個の圧縮コイルばね１５が当接している。これらのばね１５の伸縮によって、ガイドブロック１４が、成形時の電極チップ６Ａ・６Ｂの軸方向への移動に追従して、移動可能に、支持フレ−ム１０に保持されることとなる。

ガイドブロック１４の先端側には、上下のアッパプレート１８とロアプレート１９とからなるギヤケース１６が配設され、先端側のプレート１８・１９間には、ベアリング２０・２０を介在させて、成形本体部２６の回転基盤２７が、配設されている。アッパプレート１８の上面側や側面側は、カバー１７によって覆われている。

ギヤケース１６の元部側の下面には、回転基盤２７を回転駆動可能な駆動モータ２２が配設されている。駆動モータ２２には、駆動軸２２ａに、ギヤ２４に噛合するギヤ２３が配設され、ギヤ２４には、回転基盤２７の歯車部２９が噛合されている。

成形本体部２６は、一対の成形ローラ３６（３６Ａ・３６Ｂ）、各ローラ３６を回動可能に支持する二本の支持軸４０、各支持軸４０を回動可能に保持するホルダ３４、二つの案内部材３１・３１、及び、ホルダ３４を保持する回転基盤２７、を備えて構成されている。

回転基盤２７は、図２〜４に示すように、一対の電極チップ６Ａ・６Ｂの成形時に、相互に接近させる方向に沿って軸方向を配置させた筒部２８と、筒部２８の外周面に円板状に突設されてギヤ２４に噛合する歯車部２９と、を備えて構成されている。第１実施形態の場合、筒部２８は、その軸方向を上下方向に沿わせて、配置されている。そして、回転基盤２７は、歯車部２９の上下の筒部２８の外周面に、ベアリング２０・２０を配設させて、ギヤケース１６に回動可能に支持されている。回転基盤２７の回転方向は、成形時のチップ６Ａ・６Ｂの軸の周方向（軸回り方向）であり、第１実施形態の場合、成形時のチップ６Ａ・６Ｂを回転中心として、水平方向に沿って回転することとなる。

筒部２８は、内周側に正方形の開口を有した貫通孔２８ａを備えて構成され、上下の端面における貫通孔２８ａの周縁には、円板状の案内部材３１を嵌合可能な凹溝２８ｂが、形成されている。

案内部材３１は、図２〜４に示すように、中央に円形の開口の案内孔３１ａを備えた円環状として、四箇所に、ホルダ３４にねじ３２止め可能な取付孔３１ｄを備えて構成されている。案内孔３１ａの内径寸法Ｘ（図４参照）は、所定回数の溶接作業を行って変形したチップ６Ａ・６Ｂを挿通可能な寸法を確保し、かつ、成形時のチップ６Ａ・６Ｂの元部６ｄを内周面３１ｂによって支持可能に、元部６ｄの外径寸法Ｄに近似した寸法（Ｘ＝Ｄ＋０.５〜１.５ｍｍ）としている。第１実施形態の場合、内径寸法Ｘは、１６ｍｍ＋１ｍｍとして、１７ｍｍとしている。また、案内孔３１ａの周縁は、案内孔３１ａ側にチップ６Ａ・６Ｂを案内可能に案内孔３１ａ側に落ち込むように傾斜するテーパ面３１ｃ、としている。

ホルダ３４は、図２〜６に示すように、成形時のチップ６Ａ・６Ｂ相互を接近させる方向に沿う（第１実施形態では上下方向に沿う）軸方向の貫通孔３４ａを備える四角筒形状として、回転基盤２７の筒部２８の貫通孔２８ａに嵌合される。貫通孔３４ａは、正方形の開口として、その周囲のホルダ３４の上下の端面に、案内部材３１を固定するためのねじ３２を螺合させるねじ孔３４ｂが、設けられている。そして、ホルダ３４は、貫通孔２８ａに嵌合させ、案内部材３１・３１を上下端面にねじ３２止めさせて、貫通孔２８ａからの抜けを防止させれば、回転基盤２７の筒部２８に、取り付けられることとなる。このホルダ３４は、チップ成形機Ｍ１の作動時には、回転基盤２７とともに、成形時のチップ６Ａ・６Ｂを回転中心として、その軸回り方向、すなわち、水平方向に沿って回転することとなる。

また、ホルダ３４の周壁には、貫通孔３４ａの軸方向と直交するように、二つで一対となって、一対ずつが、成形時のチップ６Ａ・６Ｂ相互の接近方向に沿って並設されるように、すなわち、上下方向に沿って並設されるように、二対の支持孔３４ｃ・３４ｄが、貫通されている。さらに、一対ずつの支持孔３４ｃと支持孔３４ｄとは、軸方向を、相互に直交させて、配設されている。なお、支持孔３４ｃ・３４ｃは、貫通孔３４ａを間にして対向するように直列的に配設され、成形ローラ３６Ａの支持軸４０を回動可能に支持し、また、支持孔３４ｄ・３４ｄは、貫通孔３４ａを間にして対向するように直列的に配設されて、成形ローラ３６Ｂの支持軸４０を回動可能に支持することとなる。

二本の支持軸４０は、図３〜６に示すように、円柱状として、支持孔３４ｃ・３４ｄに嵌挿されている部位の間、すなわち、ホルダ３４の貫通孔３４ａの位置で、一対の成形ローラ３６（３６Ａ・３６Ｂ）を、それぞれ、回動可能に支持している。

一対の成形ローラ３６Ａ・３６Ｂは、図２〜６に示すように、それぞれ、略鼓形状として、支持軸４０を嵌挿させる嵌挿孔３６ａを、軸方向に貫通させている。各ローラ３６Ａ・３６Ｂの両端面には、嵌挿孔３６ａの周縁に、ホルダ３４の貫通孔３４ａの内周面側との接触を少なくするように、小径の円筒部３６ｂが、突設されている。

そして、これらの成形ローラ３６Ａ・３６Ｂの略鼓形状は、ローラ３６Ａ・３６Ｂを支持する支持軸４０の直交方向での投影形状で形成される凹溝３６ｃを、成形後のチップ６Ａ・６Ｂの先端側の外形形状に一致するように、対応させている。すなわち、凹溝３６ｃは、適正にスポット溶接が行える状態での使用開始時のチップ６Ａ・６Ｂの先端側の先端面６ａ、角部６ｂ、及び、角部６ｂ側の拡径部６ｃ、の外形形状と、一致する形状に、形成されている。そのため、支持軸４０を利用して各ローラ３６Ａ・３６Ｂを保持させたホルダ４０を回転駆動させつつ、一対の電極チップ６Ａ・６Ｂを相互に接近させるように、各ローラ３６Ａ・３６Ｂに押し付けた際には、一対の電極チップ６Ａ・６Ｂを使用可能に成形できることとなる。

さらに、各成形ローラ３６Ａ・３６Ｂは、それぞれ、軸方向に沿って二分割された分割体３８・３８から、構成されている。二分割された二つの分割体３８・３８の分割面３７は、第１実施形態の場合、ローラ３６Ａ・３６Ｂの軸直交方向から見た凹溝３６ｃの中央、すなわち、成形後における電極チップ６Ａ・６Ｂの軸直交方向での先端面６ａの中央位置、に配置させている。

なお、第１実施形態の場合、成形するチップ６Ａ・６Ｂが、同一形状としており、成形ローラ３６Ａ・３６Ｂも同形状として、分割体３８・３８の分割面３７を、略鼓形状としたローラ３６Ａ・３６Ｂの軸方向の中央位置に、配置させていることから、一種類の形状の分割体３８を、四個使用するだけで、一対の成形ローラ３６Ａ・３６Ｂを形成することができる。

第１実施形態のチップ成形機Ｍ１の使用状態について説明すると、所定回数のスポット溶接を行った後、溶接ロボットが、サーボガン１をチップ成形機Ｍ１の近傍に配置させるとともに、電極チップ６Ａ・６Ｂを、ホルダ３４の貫通孔３４ａの上下で、上下方向に沿って対向させるように配置させる。すると、それに対応させて、チップ成形機Ｍ１は、駆動モータ２２を回転駆動させる。

そして、サーボガン１が作動されて、チップ６Ａ・６Ｂを、ホルダ３４内に挿入させるように、相互に接近させて、一対の成形ローラ３６Ａ・３６Ｂに押し付ける。すると、一対の成形ローラ３６Ａ・３６Ｂは、ホルダ３４とともに電極チップ６Ａ・６Ｂの軸回り方向で回転しつつ、それぞれ、支持軸４０の回りで回転して、凹溝３６ｃの形状どおりに、電極チップ６Ａ・６Ｂを成形する。

その際、それぞれの成形ローラ３６Ａ・３６Ｂが、成形後における電極チップ６Ａ・６Ｂの軸直交方向での先端面６ａの中央位置に、分割面３７を配置させた二つの分割体３８・３８から、形成されており、一つの成形ローラ３６Ａ・３６Ｂを形成する二つの分割体３８・３８は、相互に逆方向に回転しつつ、電極チップ６Ａ・６Ｂの先端面６ａと拡径部６ｃとを成形することとなる。そして、分割体３８が、電極チップ６Ａ・６Ｂの先端面６ａから、その先端面６ａの縁６ｂを経て、拡径部６ｃに到る角部６ｂ付近を、連続して一体的に、成形できることから、電極チップ６Ａ・６Ｂの先端側、すなわち、先端面６ａとその縁の角部６ｂ、とを、精度良く、所定形状に成形できる。

なお、ホルダ３４が、図４・５に示すように、平面視の状態で、時計方向に沿って、電極チップ６Ａ・６Ｂの軸回り方向に回転駆動される際には、成形ローラ３６Ａの分割体３８・３８は、チップ６Ａとの摩擦抵抗により、支持軸４０回りで、相互に逆転しつつ、図５の矢印の方向に回転し、また、成形ローラ３６Ｂの分割体３８・３８も、チップ６Ｂとの摩擦抵抗により、支持軸４０回りで、相互に逆転しつつ、図５の矢印の方向に回転することとなる。勿論、これらの回転方向は、ホルダ３４の回転駆動方向が変わって、反時計方向に回転すれば、各分割体３８は、図５の矢印と逆方向に回転することとなる。

そしてさらに、第１実施形態では、成形ローラ３６Ａ・３６Ｂの電極チップ６Ａ・６Ｂへの当接が、成形ローラ３６Ａ・３６Ｂの外周面における軸方向に沿った状態での略線当たり、となって、サーボガン１による電極チップ６Ａ・６Ｂを相互に接近させる小さな押圧力でも、部分的に、徐々に、電極チップ６Ａ・６Ｂを、塑性変形させて、所定形状に成形できることとなる。勿論、成形時の電極チップ６Ａ・６Ｂを変形させる部位が、部分的であっても、ホルダ３４の回転数を増加させれば、迅速に、電極チップ６Ａ・６Ｂの先端側の全体を、成形させることが可能となる。

したがって、第１実施形態のチップ成形機Ｍ１では、サーボガン１から取り外すことなく、かつ、切削屑を生じさせることなく、縁の角部６ｂを含めた先端面６ａの精度を確保して、迅速に、一対の電極チップ６Ａ・６Ｂを使用可能に成形することができる。

なお、第１実施形態の場合、チップ６Ａ・６Ｂの成形ローラ３６Ａ・３６Ｂへの押圧力は、２９４２Ｎ（３００ kgf）とし、ホルダ３４の回転数を９００ rpmとしており、１〜３秒程度で、使用後のチップ６Ａ・６Ｂを使用可能に成形（再生）できた。ちなみに、ホルダ３４の回転数を５００ rpmとした場合には、約１０秒程度で、使用可能に成形できたものの、時間がかかることから、５００ rpm以上の回転数とすることが望ましい。また、第１実施形態の場合、チップ６Ａ・６Ｂは、クローム銅、ローラ３６Ａ・３６Ｂ・支持軸４０・ホルダ３４は、合金工具鋼から形成されている。

そしてまた、第１実施形態のチップ成形機Ｍ１では、一対の成形ローラ３６Ａ・３６Ｂの支持軸４０・４０が、相互に直交方向で交差するように、配設されていることから、つぎのような作用・効果を得ることができる。

すなわち、成形ローラ３６Ａ・３６Ｂは、支持軸４０の直交方向での投影形状が、電極チップ６Ａ・６Ｂの先端形状に対応する凹溝３６ｃを備えた略鼓形状であり、軸方向の両端側が拡径する形状としている。そのため、一対の成形ローラ３６Ａ・３６Ｂを、相互の支持軸４０・４０を直交方向で交差するように、配設させる場合には、拡径側相互の干渉を抑えて、支持軸４０・４０相互を接近させることができ、相互の支持軸４０・４０を平行に配設させる場合に比べて、並設するスペースを小さくすることができ、ホルダ３４の容積、特に、厚さ寸法を小さくすることができる。そのため、チップ成形機Ｍ１を、溶接作業の場所に配置させる場合に、省スペースで配置させることが可能となる。

また、第１実施形態の場合、ホルダ３４の近傍に、一対の成形ローラ３６Ａ・３６Ｂに押し付ける際の一対の電極チップ６Ａ・６Ｂを案内して、成形時の電極チップ６Ａ・６Ｂの元部６ｄ側の軸直交方向のぶれを、内周面３１ｂによって規制可能な案内孔３１ａを備えた案内部材３１・３１が、配設されている。

そのため、成形ローラ３６Ａ・３６Ｂの外径寸法が小さければ、電極チップ６Ａ・６Ｂを押し付けた際、電極チップ６Ａ・６Ｂが、成形ローラ３６Ａ・３６Ｂの外周面から、ずれて外れる虞れが生ずるが、その外れを、案内部材３１の案内孔３１ａの内周面３１ｂがチップ元部６ｄの外周面を位置規制して、防止することができる。すなわち、成形ローラ３６Ａ・３６Ｂの外径寸法を小さくして、チップ成形機Ｍ１を省スペースで設定するように構成しても、円滑に、電極チップ６Ａ・６Ｂを成形することが可能となる。

なお、第１実施形態では、各成形ローラ３６Ａ・３６Ｂを構成する分割体３８・３８の分割面３７を、成形後における電極チップ６Ａ・６Ｂの軸直交方向での先端面６ａの中央位置に、配置させた場合を示したが、チップ６Ａ・６Ｂの先端面６ａの縁の角部６ｂを、先端面６ａと拡径部６ｃとの近傍部位を含め、連続して一体的に成形して、精度良く、成形できればよいことから、分割体の分割面は、成形後における電極チップ６Ａ・６Ｂの軸直交方向での先端面６ａの縁から先端面６ａの中央位置までの領域Ｙ（図６参照）に、配置させればよい。そのため、図７に示す分割体３９Ａ・３９Ｂのように、分割面３７Ａを、成形後における電極チップ６Ａ・６Ｂの軸直交方向での先端面６ａの縁６ｂに、配置させるように構成しても良い。この場合でも、分割体３９Ａが、先端面６ａから角部６ｂを経た拡径部６ｃ側までの範囲を、連続的に成形できることから、成形するチップ６Ａ・６Ｂの先端面６ａから角部６ｂを経て拡径部６ｃに到る部位を、精度良く、成形することができる。そして勿論、分割体の分割面は、成形後における電極チップ６Ａ・６Ｂの軸直交方向での先端面６ａの縁から先端面６ａの中央位置までの領域Ｙ（図６参照）に、配置させればよいことから、図７の二点鎖線に示す分割面３７Ｂのように、先端面６ａの中央付近と縁６ｂとの間に、配置させても良い。

但し、第１実施形態のように、分割面３７を、先端面６ａの中央位置に配置させれば、同一形状の分割体３８を使用することが可能となり、チップ成形機Ｍ１の構成部品の種類を、低減させることができる。

第２実施形態のチップ成形機Ｍ２は、図８・１２・１３に示すように、成形本体部２６Ａの一対の成形ローラ４６（４６Ａ・４６Ｂ）が、それぞれ、カッタ５０を備えて構成されている。

なお、第２実施形態では、成形本体部２６Ａの成形ローラ４６以外の部材・部位、すなわち、各ローラ４６を支持する支持軸４０、各支持軸４０を回動可能に保持するホルダ３４、案内部材３１、及び、回転基盤２７は、第１実施形態と同様であり、同一の部位・部材には、第１実施形態と同一の符号を付して、説明を省略する。さらに、第２実施形態では、成形本体部２６Ａを駆動させる成形本体部２７以外の部位であるギヤケース１６、図示しない駆動モータ２２やガイドブロック１４等も、第１実施形態と同様であり、説明を省略する。

そして、第２実施形態の一対の成形ローラ４６は、ホルダ３４を回転駆動させつつ、一対の電極チップ６（６Ａ・６Ｂ）を相互に接近させるように押し付けた際に、一対の電極チップ６Ａ・６Ｂを使用可能に成形できるように、それぞれ、支持軸４０の両端側に配置される略円錐台形状の一対の分割ローラ４８・４８と、一対の分割ローラ４８・４８の間に配置されるカッタ５０と、を備えて構成されている。

カッタ５０は、図９〜１３に示すように、ホルダ３４の回転時に電極チップ６の成形後の先端面６ａを形成可能に切削する切刃５２を備えた略板状に形成され、切刃５２は、支持軸４０の軸直交方向に沿って配置されている。カッタ５０は、電極チップ６の先端側の外形形状より若干大きな凹部５１ａを備えた板状の本体部５１を備え、凹部５１ａの底面で落ち込むように形成されている平坦部５１ｂの縁に、直線状の切刃５２を設けて構成されている。本体部５１の切刃５２側の正面には、五角柱状の突出部５４が形成されている。突出部５４は、切刃５２側の頂部に、山形状の案内面５４ａ・５４ａを備え、切刃５２で切削された切粉を、頂部から両側に分けて排出させるように、構成されている。さらに、突出部５４を含んだエリアの本体部５１には、本体部５１の厚さ方向に沿って、支持軸４０を嵌挿させる嵌挿孔５５が、形成されている。

なお、カッタ５０は、嵌挿孔５５に支持軸４０を嵌挿させて、ホルダ３４内に配設された際、嵌挿孔５５から離れた両側面５１ｃ・５１ｃを、ホルダ３４の貫通孔３４ａの内周面に支持される形状としており、ホルダ３４が回転駆動すれば、凹部５１ａの中央の切刃５２を、電極チップ６の先端面６ａと平行として、電極チップ６の軸回り方向に沿って回転させることとなる。

そして、第２実施形態の場合、図１０・１４に示すように、切刃５２の長さ寸法Ｌは、電極チップ６の先端面６ａの直径ｄより、大きく設定されている（実施形態の場合、８ｍｍとしている）。また、カッタ５０の突出部５４を含めた厚さ寸法Ｔは、電極チップ６の先端面６ａの直径ｄより、小さく設定されている（実施形態の場合、５．５ｍｍとしている）。なお、切刃５２は、カッタ５０の厚さ方向の中央位置に、配置されている。

さらに、カッタ５０の凹部５１ａの内周面は、成形時の電極チップ６の軸直交方向のぶれを防止できるように、拡径部６ｃを規制する規制面５３としている。そして、規制面５３の厚さ方向の両縁は、拡径部６ｃとの接触時に、拡径部６ｃを傷付けないように、弧面５３ａとしている（図１１参照）。なお、規制面５３は、電極チップ６の適正な成形完了時、電極チップ６の拡径部６ｃとの間の電極チップ６の軸方向に沿う隙間ｈ（図１４参照）を、実施形態の場合、０．３ｍｍ程度確保できるように、設定されている。

一対の分割ローラ４８・４８は、それぞれ、支持軸４０を嵌挿させる嵌挿孔４８ａを中央に貫通させた略円錐台形状として、形成されている。そして、支持軸４０の両端側に配置される大径側の端面の嵌挿孔４８ａ周縁には、ホルダ３４の貫通孔３４ａの内周面との摩擦抵抗を低減できるように、小径とした円筒部４８ｂが、突設されている。

また、これらの分割ローラ４８は、支持軸４０の軸直交方向での投影形状を、電極チップ６の成形後の拡径部６ｃの外形形状と、拡径部６ｃの外形形状におけるチップ先端面６ｃ側への延長線上の外形形状と、に対応する凹溝４８ｃを備えた形状として、構成されている。すなわち、この凹溝４８ｃは、図８・１４に示すように、電極チップ６の成形後の拡径部６ｃの外形形状に対応する本体部分４８ｄと、本体部分４８ｄに連なってカッタ５０側に配置され、漸次、支持軸４０側に接近する延長部分４８ｅと、を備えて構成されている。

そして、第２実施形態の場合、カッタ５０を間にして、小径側を対向させるように、分割ローラ４８・４８を配置させて、ホルダ３４の貫通孔３４ａ内に配置させ、そして、支持軸４０を、支持孔３４ｃ・３４ｄを経て、嵌挿孔４８ａ・５５に嵌挿させれば、各分割ローラ４８とカッタ５０とを支持軸４０に沿って移動させることなく、各分割ローラ４８の円筒部４８ｂの端面を貫通孔３４ａの内周面に接触させ、かつ、各支持軸４０の周りで各分割ローラ４８を回転可能とした状態として、成形ローラ４６Ａ・４６Ｂを、形成して、ホルダ３４の貫通孔３４ａ内に、配設することができる。

なお、ホルダ３４の回転駆動時、カッタ５０の切刃５２に対する一対の分割ローラ４８の凹溝４８ｃの回転軌跡は、電極チップ６の軸直交方向から見れば、図１４に示す通りであり、分割ローラ４８の凹溝４８ｃに関し、本体部分４８ｄのエリアが、電極チップ６の成形後の拡径部６ｃの外形形状と一致し、延長部分４８ｅのエリアが、切刃５２を越えたカッタ本体部５１の領域に配置されることとなる。

そして、この第２実施形態のチップ成形機Ｍ２でも、使用時には、溶接ロボットが、所定回数のスポット溶接を行った後、サーボガン１をチップ成形機Ｍ２の近傍に配置させるとともに、電極チップ６Ａ・６Ｂを、ホルダ３４の貫通孔３４ａの上下で、上下方向に沿って対向させるように配置させる。すると、それに対応させて、チップ成形機Ｍ２は、駆動モータ２２を回転駆動させる。

そして、サーボガン１が作動されて、チップ６Ａ・６Ｂを、ホルダ３４内に挿入させるように、相互に接近させて、一対の成形ローラ４６Ａ・４６Ｂに押し付ける。すると、一対の成形ローラ４６Ａ・４６Ｂは、ホルダ３４とともに電極チップ６Ａ・６Ｂの軸回り方向で回転しつつ、それぞれ、一対の分割ローラ４８・４８が、支持軸４０の回りで回転して、凹溝４８ｃの形状どおりに、電極チップ６Ａ・６Ｂの拡径部６ｃを成形し、また、カッタ５０が、切刃５２によって、電極チップ６Ａ・６Ｂの先端面６ｃを切削して、形成する。

その際、それぞれの成形ローラ４６Ａ・４６Ｂの一対の分割ローラ４８・４８が、支持軸４０の軸直交方向での投影形状の凹溝４８ｃを、電極チップ６の成形後の拡径部６ｃの外形形状に対応する本体部分４８ｄだけでなく、本体部分４８ｄに連なってカッタ５０側に配置され、漸次、支持軸４０側に接近する延長部分４８ｅを、備えている。そのため、成形時に、一対の分割ローラ４８・４８が、電極チップ６（６Ａ・６Ｂ）の拡径部６ｃを塑性変形させつつ成形する際、塑性変形時に発生するチップ材料の余肉Ｓ（図１４参照）が、凹溝４８ｃの本体部分４８ｄから延長部分４８ｅにかけて押し出され、そして、カッタ５０の切刃５２で切削されることから、電極チップ６の先端側、すなわち、先端面６ａとその縁の角部６ｂと、を、精度良く、所定形状に成形できる。

なお、成形時、電極チップ６の先端における先端面６ａ側を切削しているものの、拡径部６ｃは、切削していないことから、切削屑の発生を極力抑えることができ、すなわち、電極チップ６の消費量を抑えて、電極チップ６の成形を行うことができる。

したがって、第２実施形態のチップ成形機Ｍ２では、溶接ガン１から取り外すことなく、かつ、切削屑の発生を極力抑えて、縁の角部６ｂを含めた先端面６ａの精度を確保して、迅速に、一対の電極チップ６を使用可能に成形（再生）することができる。

そして、第２実施形態では、カッタ５０が、切刃５２における支持軸４０の軸直交方向に沿った両側に、成形時の電極チップ６の軸直交方向のぶれを規制可能に、拡径部６ｃを規制する規制面５３・５３を、配設させて、構成されている。そのため、成形ローラ４６Ａ・４６Ｂにおける分割ローラ４８の外径寸法が小さくとも、電極チップ６を押し付けた際、電極チップ６が、カッタ５０の規制面５３によって規制されて、成形ローラ４６Ａ・４６Ｂにおける分割ローラ４８の外周面から、ずれて外れることが防止される。そのため、成形ローラ４６Ａ・４６Ｂの外径寸法を小さくして、チップ成形機Ｍ２を省スペースで設定するように構成しても、円滑に、電極チップ６を成形することが可能となる。

本発明に係る第１実施形態のチップ成形機の部分側面図である。 第１実施形態のチップ成形機の概略平面図である。 第１実施形態のチップ成形機の主要部の縦断面図である。 第１実施形態のチップ成形機における成形本体部の概略平面図である。 第１実施形態のチップ成形機における成形ローラ、支持軸、及び、ホルダの分解斜視図である。 第１実施形態のチップ成形機における成形時を示す部分断面図である。 第１実施形態の変形例の成形ローラを示す図である。 第２実施形態のチップ成形機における成形ローラ、支持軸、及び、ホルダの分解斜視図である。 第２実施形態に使用するカッタの正面図である。 第２実施形態に使用するカッタの縦断面図であり、図９のＸ−Ｘ部位に対応する。 第２実施形態に使用するカッタの部分端面図であり、図９のXI−XI部位に対応する。 第２実施形態のチップ成形機における成形時を示す部分断面図である。 第２実施形態のチップ成形機における成形時を示す部分断面図であり、図１２のXIII−XIII部位に対応する。 第２実施形態のチップ成形機におけるホルダ回転時においてのカッタの切刃に対する一対の分割ローラの凹溝の回転軌跡を、説明する図である。

符号の説明

１…（溶接ガン）サーボガン、
６（６Ａ・６Ｂ）…電極チップ、
６ａ…先端面、
６ｂ…縁・角部、
６ｃ…拡径部、
６ｄ…元部、
３１…案内部材、
３１ａ…案内孔、
３４…ホルダ、
３６（３６Ａ・３６Ｂ）・４６（４６Ａ・４６Ｂ）…成形ローラ、
３６ｃ・４８ｃ…凹溝、
３７・３７Ａ・３７Ｂ…分割面、
３８・３９Ａ・３９Ｂ…分割体、
４０…支持軸、
４８…分割ローラ、
４８ｄ…本体部分、
４８ｅ…延長部分、
５０…カッタ、
５２…切刃、
５３…規制面、
Ｍ１・Ｍ２…チップ成形機。

Claims (5)

1. 溶接ガンに保持されたスポット溶接用の一対の電極チップを、使用可能に成形するチップ成形機であって、
   前記各電極チップが、それぞれ、先端側に、円形の先端面と、該先端面の縁から円柱状の元部側にかけて拡径する拡径部と、を備えて構成されるとともに、先端相互を接近可能に、前記溶接ガンに保持され、
   前記電極チップ相互の接近方向に沿って並設されるとともに、それぞれ、前記接近方向と直交方向の支持軸に回動可能に支持されて、一対の成形ローラが、配設され、
   該一対の成形ローラを支持する支持軸が、それぞれ、接近した前記一対の電極チップの軸回り方向で回転駆動するホルダに、保持され、
   前記一対の成形ローラが、前記ホルダを回転駆動させつつ、前記一対の電極チップを相互に接近させるように押し付けた際に、前記一対の電極チップを使用可能に成形できるように、それぞれ、それぞれの支持軸と直交方向での投影形状を、前記電極チップの成形後の先端側の外形形状に対応する凹溝を備えた形状とするとともに、軸方向に沿って二分割された分割体から、構成され、
   二分割された二つの分割体の分割面が、成形後における前記電極チップの軸直交方向での前記先端面の縁から先端面の中央位置までの領域に、配置されて、構成されていることを特徴とするチップ成形機。
2. 前記一対の成形ローラの支持軸が、相互に直交方向で交差するように、配設されていることを特徴とする請求項１に記載のチップ成形機。
3. 前記ホルダの近傍に、前記一対の成形ローラに押し付ける際の前記一対の電極チップを案内して、成形時の前記電極チップの元部側の軸直交方向のぶれを規制可能な案内孔を備えた案内部材が、配設されていることを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載のチップ成形機。
4. 溶接ガンに保持されたスポット溶接用の一対の電極チップを、使用可能に成形するチップ成形機であって、
   前記各電極チップが、それぞれ、先端側に、円形の先端面と、該先端面の縁から円柱状の元部側にかけて拡径する拡径部と、を備えて構成されるとともに、先端相互を接近可能に、前記溶接ガンに保持され、
   前記電極チップ相互の接近方向に沿って並設されるとともに、それぞれ、前記接近方向と直交方向の支持軸に回動可能に支持されて、一対の成形ローラが、配設され、
   該一対の成形ローラを支持する支持軸が、それぞれ、接近した前記一対の電極チップの軸回り方向で回転駆動するホルダに、保持され、
   前記一対の成形ローラが、前記ホルダを回転駆動させつつ、前記一対の電極チップを相互に接近させるように押し付けた際に、前記一対の電極チップを使用可能に成形できるように、それぞれ、前記支持軸の両端側に配置される略円錐台形状の一対の分割ローラと、該一対の分割ローラの間に配置されるカッタと、を備え、
   前記カッタが、前記ホルダの回転時に前記電極チップの成形後の前記先端面を形成可能に、前記支持軸の軸直交方向に沿って配置されて、前記電極チップの先端面を切削する切刃、を備え、
   前記一対の分割ローラが、前記支持軸の軸直交方向での投影形状を、前記電極チップの成形後の前記拡径部の外形形状に対応する本体部分と、該本体部分に連なって前記カッタ側に配置され、漸次、前記支持軸側に接近する延長部分と、を有する凹溝を備えた形状として、構成されていることを特徴とするチップ成形機。
5. 前記カッタが、前記切刃における前記支持軸の軸直交方向に沿った両側に、成形時の前記電極チップの軸直交方向のぶれを規制可能に、前記拡径部を規制する規制面を、配設させて、構成されていることを特徴とする請求項４に記載のチップ成形機。

Images