JP2011000637A - Electrode with discrimination cap and welding method for electric resistance welding - Google Patents
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Description
この発明は、電気抵抗溶接の対象とされる部品が、貫通孔が形成された本体部とこの本体部の片側において前記貫通孔の直径方向と軸線方向に突出している突出部が形成されたものであり、このような部品の表裏を判別できる判別キャップ付き電極と溶接方法に関している。 In the present invention, a part to be subjected to electric resistance welding is formed with a main body part in which a through hole is formed and a protruding part that protrudes in a diameter direction and an axial direction of the through hole on one side of the main body part. The present invention relates to an electrode with a discrimination cap capable of discriminating the front and back of such parts and a welding method.
特許第2837817号公報には、可動電極の端面にプロジェクションナットを受け入れる浅い深さの凹部が形成され、固定電極にナットのねじ孔に進入するガイドピンが設けられていることが記載されている。ナットが正しい姿勢でガイドピンに支持されているときには、進出してきた可動電極の凹部内にナットの一部が正しく収容される。他方、ナットが裏向きでガイドピンから外れた状態で支持されているときには、凹部内にナットが収容されない状態となる。このように凹部にナットが正しい姿勢で入った場合と、異常な姿勢になっている場合の可動電極のストロークの差で、ナット姿勢の異常を検知することが記載されている。 Japanese Patent No. 2837817 describes that a recess having a shallow depth for receiving a projection nut is formed on the end face of the movable electrode, and a guide pin that enters the screw hole of the nut is provided on the fixed electrode. When the nut is supported by the guide pin in a correct posture, a part of the nut is correctly accommodated in the recessed portion of the movable electrode that has advanced. On the other hand, when the nut is supported facing away from the guide pin, the nut is not accommodated in the recess. Thus, it is described that an abnormality in the nut posture is detected based on a difference between the strokes of the movable electrodes when the nut enters the recess in a correct posture and when the nut is in an abnormal posture.
この特許第2837817号公報に記載されている技術をさらに詳しく観察すると、ガイドピンを備えた固定電極に鋼板部品が載置され、可動電極の端面に正常な姿勢のナットを受け入れる前記凹部が形成されている。ナットが正常な姿勢でガイドピンに支持されているところへ可動電極が進出してくると、ナットは凹部に正しくはまり込み、このときの可動電極のストローク進出位置が検知されて、溶接電流の通電がなされる。 When the technique described in this Japanese Patent No. 2837817 is observed in more detail, a steel plate part is placed on a fixed electrode provided with a guide pin, and the concave portion that receives a nut in a normal posture is formed on the end face of the movable electrode. ing. When the movable electrode advances to a position where the nut is supported by the guide pin in a normal posture, the nut correctly fits into the recess, and the stroke advance position of the movable electrode at this time is detected and the welding current is supplied. Is made.
ナットが裏向きになったような異常な姿勢で鋼板部品上に位置していると、可動電極のストローク長さが正常な場合に比べて変化するので、この変化量が検知されて溶接電流の通電が停止される。 If the nut is positioned on the steel plate part in an abnormal posture as if it is facing down, the stroke length of the movable electrode changes compared to the normal case. Energization is stopped.
課題説明の前に、部品の形状を説明する。 Before explaining the problem, the shape of the component will be described.
本願発明において対象とされる部品の形状が、図5(A)および(B)に示してある。図5(A)は、鉄製のプロジェクションナット1の斜視図であり、以下の説明においてプロジェクションナットを単にナットと表現する場合もある。四角い正方形とされた本体部2の中央部にねじ孔3があけられている。前記本体部2の片側の四隅に溶着用突起4が形成されている。この溶着用突起4は、ねじ孔3の直径方向と軸線方向、すなわち斜め方向に突出している。 The shapes of the parts targeted in the present invention are shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B). FIG. 5A is a perspective view of an iron projection nut 1, and the projection nut may be simply expressed as a nut in the following description. A
ナット1の各部の寸法は、本体部2の正方形の一辺の長さが12mm、ねじ孔3の内径が6mm、ねじ孔3の軸線方向の本体部2の高さが7mm、溶着用突起4がねじ孔3の直径方向に突出している突出長さが1.5mm、また、溶着用突起4がねじ孔3の軸線方向に突出している突出長さが1.5mmである。したがって、このナット1の形態は、貫通孔が形成された本体部とこの本体部の片側において前記貫通孔の直径方向と軸線方向に突出している突出部が形成されたものである。 The dimensions of each part of the nut 1 are as follows: the length of one side of the square of the
上記ナット1と同様な部品として、図5(B)に示す鉄製の円形部品5がある。この円形部品5にもナット1と同様な円筒状の本体部2、ねじ孔3、溶着用突起4に相当するフランジ部6が形成されている。そして、フランジ部6の下面に溶着用突起7が形成されている。 As a part similar to the nut 1, there is an iron circular part 5 shown in FIG. The circular part 5 is also formed with a
図5(C)に示すように、上記特許文献に記載されている固定電極8にガイドピン9が配置され、固定電極8上に鋼板部品10が載置してある。固定電極8に対応する可動電極11が進退可能な状態で配置してあり、その端面に深さの浅い凹部12が形成されている。図5(C)には、ナット1が正常な姿勢(表向き)でガイドピン9に支持されている場合が示されている。この状態では、ナットの本体部2が凹部12内に収容され、図示の可動電極11の進出位置が正常なものとして検知されて、溶接電流の通電がなされる。 As shown in FIG. 5C,
一方、ナット1が裏向きでガイドピン9から外れた状態で鋼板部品10上に供給された場合には、ナット1は凹部12内に入らないので、可動電極11のストローク長さが変化する。この変化量が検知されて溶接電流の通電が事前に中止される。つまり、溶着用突起4が下側になった正常姿勢の場合の電極ストローク長さと、溶着用突起4が上側になった異常姿勢の場合の電極ストローク長さの差を検出手段で検知して、正常時には溶接電流を通電し、異常時には溶接電流の通電を中止するようになっている。 On the other hand, when the nut 1 is supplied onto the
発明が解決しようとする課題を説明する。 The problem to be solved by the invention will be described.
このようなストローク長さの差で異常状態を検知するものにおいては、この差寸法が上述の溶着用突起4の突出寸法(1.5mm)から窺えるように、ごく微小なものであるため、正確に検知することが困難である。電気抵抗溶接が行われる工程の環境は、通常、高温でスパッタ等の不純物が散乱するので、リミットスイッチや光学的な手段のような検出手段で微小寸法を正確に検知することは困難なことである。つまり、異常姿勢の検知信頼性が確保できないのである。同時に、検出手段を設置するものであるから構造的に複雑になり、さらには検出手段を保護するための方策を講じなければならず、構造的に不利である。 In the case of detecting an abnormal state by such a difference in stroke length, the difference dimension is very small so as to be obtained from the protrusion dimension (1.5 mm) of the
あるいは、ナット1が裏向きであると、溶着用突起4が凹部12の端面に突き当たって可動電極11の表面12を損傷するおそれがある。 Alternatively, if the nut 1 is face down, the
本発明は、上記の問題点を解決するために提供されたもので、部品姿勢が異常な場合には電極局部において溶接電流の通電を不可能にするとともに、電極に傷等がついたりせず、また、正常な部品姿勢のときには電極局部において確実に溶接電流の通電を実行することのできる電気抵抗溶接の判別キャップ付き電極と溶接方法の提供を目的とする。 The present invention is provided in order to solve the above-described problems. When the component posture is abnormal, it is impossible to energize the welding current in the electrode local area, and the electrode is not damaged. It is another object of the present invention to provide an electrode with a discrimination cap for electric resistance welding and a welding method capable of reliably energizing a welding current in an electrode local area in a normal component posture.
請求項1記載の発明は、電極の発明であり、電気抵抗溶接の対象とされる部品が、貫通孔が形成された本体部とこの本体部の片側において前記貫通孔の直径方向と軸線方向に突出している突出部が形成されたものであり、電極本体の中心軸線と同軸上で進退し部品の貫通孔に進入するガイドピンが電極本体の端面から突出した状態で設けられ、前記電極本体の端面に密着する端板部と電極本体の外周面に密着する筒部から構成された判別キャップが電極本体に対して絶縁された状態で電極本体に組み付けられ、前記部品の本体部が進入するとともに前記ガイドピンと同軸状態とされている受入孔が前記端板部に形成され、前記受入孔の底部を形成する電極本体の端面が溶接電流の導通面とされ、前記受入孔は本体部を受け入れることができるが前記突出部側は受け入れることができない直径寸法とされていることを特徴とする電気抵抗溶接の判別キャップ付き電極である。 The invention according to claim 1 is an invention of an electrode, and a part to be subjected to electric resistance welding includes a main body part in which a through hole is formed and a diameter direction and an axial direction of the through hole on one side of the main body part. A projecting protrusion is formed, and a guide pin that advances and retreats coaxially with the central axis of the electrode body and enters the through hole of the component is provided in a state of projecting from the end surface of the electrode body. A discriminating cap composed of an end plate portion that is in close contact with the end surface and a cylindrical portion that is in close contact with the outer peripheral surface of the electrode main body is assembled to the electrode main body while being insulated from the electrode main body, and the main body portion of the component enters. A receiving hole that is coaxial with the guide pin is formed in the end plate portion, an end surface of the electrode body that forms the bottom of the receiving hole is a conduction current conducting surface, and the receiving hole receives the body portion. Can The protrusion side is determined capped electrodes of the electric resistance welding, characterized in that there is a diameter which can not be accepted.
部品の向きが正常であるときには、部品の貫通孔にガイドピンが進入したまま、本体部と受入孔の相対位置が正しく設定された状態で、他方の電極の進出または電極本体の進出により本体部の一部が受入孔に入り込む。換言すると、受入孔の中心部にガイドピンが起立しているので、受入孔と部品のセンタリングが正確に行われて、受入孔の内周面と本体部の外面との間隔を最小化することができる。そして、前記受入孔の底部を形成する電極本体の端面が溶接電流の導通面とされているので、正常姿勢の部品に対しては直ちに溶接電流が通電できる状態が形成される。つまり、正常姿勢の部品が電極本体の導通面の局部において、導通可能な状態が完成されるので、確実な溶接電流の通電が実行されて、信頼性の高い電気抵抗溶接が実現する。このように正常姿勢の部品と導通面との接触を成立させるものであるから、電極の動作ストロークに連動させて溶接電流を機械的に通電すればよく、通電制御回路等の制御構造においても簡素化ができて経済的である。さらに、前述のような検出手段を格別に設置する必要がなく、構造の簡素化と動作信頼性の向上にとって効果的である。 When the orientation of the part is normal, with the guide pin inserted into the through hole of the part and the relative position of the main body and the receiving hole set correctly, the main body A part of enters into the receiving hole. In other words, the guide pin stands upright at the center of the receiving hole, so that the centering of the receiving hole and the parts is accurately performed, and the distance between the inner peripheral surface of the receiving hole and the outer surface of the main body is minimized. Can do. And since the end surface of the electrode main body which forms the bottom part of the said receiving hole is made into the conduction current conduction surface, the state which can supply a welding current immediately to the components of a normal attitude | position is formed. That is, since a state in which the components in the normal posture can be conducted at the local portion of the conduction surface of the electrode body is completed, reliable energization of the welding current is executed, and highly reliable electric resistance welding is realized. Since the contact between the normal posture component and the conductive surface is thus established, the welding current may be mechanically energized in conjunction with the operation stroke of the electrode, and the control structure such as the energization control circuit is simple. Is economical. Furthermore, it is not necessary to install the detection means as described above, which is effective for simplifying the structure and improving operation reliability.
部品の向きが異常であるときには、部品の貫通孔にガイドピンが進入したまま、突出部側の部分と受入孔の相対位置が正しく設定された状態であるとともに、受入孔の直径寸法が前記突出部側は受け入れることができない値とされているため、突出部が判別キャップの端板部に確実に突き当たる。換言すると、受入孔の中心部にガイドピンが起立しているので、受入孔の周囲の端板部表面と部品の突出部とのセンタリングが正確に行われて、突出部が端板部に確実に突き当たり前記導通面に突出部が接触することがない。それと同時に、判別キャップは電極本体に対して絶縁された状態とされているので、部品が異常な向きのままで溶接電流が通電されても、部品には電流が流れない。このように部品姿勢が異常な場合には、電極の動作ストロークに連動させて溶接電流が機械的に通電されても、前記絶縁構成によって電極局部において通電が自動的に阻止される。したがって、部品姿勢の異常に対して自動的に通電阻止がなされて、前述のような検出手段を特別に設置する必要がなくなるのである。 When the orientation of the component is abnormal, the guide pin is inserted into the through-hole of the component and the relative position between the protruding portion and the receiving hole is set correctly, and the diameter dimension of the receiving hole is Since the portion side is set to an unacceptable value, the protruding portion reliably hits the end plate portion of the discrimination cap. In other words, since the guide pin is erected at the center of the receiving hole, the centering of the end plate surface around the receiving hole and the projecting part of the component is accurately performed, and the projecting part is securely attached to the end plate part. The projecting portion does not contact the conductive surface. At the same time, since the discrimination cap is insulated from the electrode body, no current flows through the component even if a welding current is applied while the component is in an abnormal orientation. In this way, when the component posture is abnormal, even if the welding current is mechanically energized in conjunction with the operation stroke of the electrode, the energization is automatically blocked at the electrode local area by the insulating configuration. Therefore, energization is automatically blocked for abnormal component postures, and it is not necessary to specially install the detection means as described above.
請求項2記載の発明は、前記受入孔の直径に対する前記電極本体の端面の直径の比が、1.1〜1.7である請求項1記載の電気抵抗溶接の判別キャップ付き電極である。 The invention according to
このような構成により、端板部と電極本体の端面が密着する部分の形状を環状とすることができて、端板部に作用する荷重を環状部分で均一に受け止めることができ、安定した荷重負担が実現する。さらに、上記の比が1.1〜1.7に設定してあるので、環状部分の面積を十分な大きさにすることができて、安定した荷重負担がなされる。 With such a configuration, the shape of the portion where the end plate portion and the end surface of the electrode body are in close contact with each other can be made annular, and the load acting on the end plate portion can be uniformly received by the annular portion, and the stable load The burden is realized. Furthermore, since the above ratio is set to 1.1 to 1.7, the area of the annular portion can be made sufficiently large, and a stable load burden is made.
請求項3記載の発明は、絶縁材料製の固定ボルトを前記筒部にねじ込んで、前記固定ボルトの先端部で電極本体の外周面を加圧するように構成した請求項1または請求項2記載の電気抵抗溶接の判別キャップ付き電極である。 According to a third aspect of the present invention, the fixing bolt made of an insulating material is screwed into the cylindrical portion, and the outer peripheral surface of the electrode main body is pressed by the tip of the fixing bolt. It is an electrode with a discrimination cap for electrical resistance welding.
前記固定ボルトが絶縁材料で構成されているので、判別キャップにねじ込んでも電気的に短絡することがない。つまり、部品が異常姿勢になっている場合には、判別キャップと電極本体との絶縁状態が維持されなければならないのであるから、このように絶縁性のある固定ボルトを用いることによって、確実な絶縁を確保することができ、しかも判別キャップと電極本体との一体化が形成される。 Since the fixing bolt is made of an insulating material, it is not electrically short-circuited even if it is screwed into the discrimination cap. In other words, when the component is in an abnormal posture, the insulation state between the discrimination cap and the electrode body must be maintained. Thus, reliable insulation can be achieved by using such an insulating fixing bolt. In addition, the discrimination cap and the electrode body are integrated.
請求項4記載の発明は、前記ガイドピン内に部品を吸引する磁石が取り付けられている請求項1〜請求項3のいずれかに記載の電気抵抗溶接の判別キャップ付き電極である。 A fourth aspect of the present invention is the electrode with a discrimination cap for electric resistance welding according to any one of the first to third aspects, wherein a magnet for attracting a component is attached in the guide pin.
磁石の吸引力によって部品がガイドピンに吸着されるので、ガイドピンにおける部品の支持が確実になされ、何等かの部材が部品に接触しても部品がガイドピンから外れたりしない。そして、ガイドピンが下向きに延びているような電極配置の場合であっても、部品はガイドピンから落下することがなく確実に保持される。 Since the component is attracted to the guide pin by the attractive force of the magnet, the component is reliably supported by the guide pin, and even if any member contacts the component, the component does not come off the guide pin. Even in the case of an electrode arrangement in which the guide pin extends downward, the component is securely held without falling from the guide pin.
請求項5記載の発明は、前記判別キャップの内面に絶縁材料製の絶縁部材が取り付けられている請求項1〜請求項4のいずれかに記載の電気抵抗溶接の判別キャップ付き電極である。 The invention according to claim 5 is the electrode with a discrimination cap for electric resistance welding according to any one of claims 1 to 4, wherein an insulating member made of an insulating material is attached to the inner surface of the discrimination cap.
このように判別キャップの内面に絶縁材料製の絶縁部材が取り付けられていることによって、判別キャップを2層構造とすることができ、判別キャップを電極本体に組み付けるだけで絶縁状態が形成され、組み付けや分解等の作業性が改善される。 Since the insulating member made of an insulating material is attached to the inner surface of the discrimination cap in this way, the discrimination cap can be made into a two-layer structure, and an insulating state is formed by simply attaching the discrimination cap to the electrode body. And workability such as disassembly is improved.
請求項6記載の発明は、溶接方法の発明であり、電気抵抗溶接の対象とされる部品が、貫通孔が形成された本体部とこの本体部の片側において前記貫通孔の直径方向と軸線方向に突出している突出部が形成されたものであり、電極本体の中心軸線と同軸上で進退し部品の貫通孔に進入するガイドピンが電極本体の端面から突出した状態で設けられ、前記電極本体の端面に密着する端板部と電極本体の外周面に密着する筒部から構成された判別キャップが電極本体に対して絶縁された状態で電極本体に組み付けられ、前記部品の本体部が進入するとともに前記ガイドピンと同軸状態とされている受入孔が前記端板部に形成され、前記受入孔の底部を形成する電極本体の端面が溶接電流の導通面とされ、前記受入孔は本体部を受け入れることができるが前記突出部側は受け入れることができない直径寸法とされ、部品が正常姿勢であるときには部品の本体部が導通面に接触した状態で溶接電流が通電され、部品が異常姿勢であるときには部品の突出部側が判別キャップの端板部にのみ接触することによって溶接電流の通電電路が予め遮断された状態を形成して部品に溶接電流が通電されないようにすることを特徴とする溶接方法である。 The invention according to
部品姿勢にともなう溶接電流の通電制御としては、部品が正常姿勢であるときには部品の本体部が導通面に接触した状態で溶接電流が通電され、部品が異常姿勢であるときには部品の突出部側が判別キャップの端板部にのみ接触することによって溶接電流の通電電路が予め遮断された状態を形成して部品に溶接電流が通電されないようにするものである。したがって、前述の電極の発明による効果を追求しつつ、部品姿勢にともなう溶接電流の通電制御が部品姿勢の状態に応じて自動的になされるのである。 As the energization control of the welding current according to the part orientation, when the part is in a normal posture, the welding current is energized while the main body of the component is in contact with the conductive surface, and when the component is in an abnormal posture, the protruding side of the component is discriminated. By contacting only the end plate portion of the cap, a state in which the energization path of the welding current is interrupted in advance is formed so that the welding current is not applied to the component. Therefore, while pursuing the effect of the above-described electrode invention, the energization control of the welding current according to the component posture is automatically performed according to the state of the component posture.
つぎに、本発明の電気抵抗溶接の判別キャップ付き電極および溶接方法を実施するための形態を説明する。 Next, an embodiment for carrying out an electrode with a discrimination cap for electric resistance welding and a welding method of the present invention will be described.
図1、図2および図3は、実施例1を示す。 1, 2 and 3 show Example 1. FIG.
この実施例で対象とされる部品は、図5(A)に示したプロジェクションナット1である。 The target component in this embodiment is the projection nut 1 shown in FIG.
実施例1は、固定電極14側に本願発明が適用されている場合である。この固定電極14は、静止部材15に差し込まれている。固定電極14は、円筒状の電極本体16内に後述のガイドピン構造が組み込まれている。前記電極本体16は、第1本体17に第2本体18がねじ込まれて形成されている。符号19は、このねじ込みがなされる雄ねじと雌ねじからなるねじ部である。なお、第1本体17と第2本体18は、導電性と耐熱性が良好な金属材料で作られている。ここでは、クロム銅が使用されている。 Example 1 is a case where the present invention is applied to the fixed
固定電極14と同軸位置に2点鎖線で示した可動電極13が進退可能な状態で配置してある。ナット1は溶着用突起4が上側に位置している状態が正常な姿勢であり、いわゆる裏向きでねじ孔3に後述のガイドピン20が貫通している。その上側に治具(図示していない)に支持された鋼板部品10が挿入されている。 A
電極本体16の中心軸線O−Oと同軸上で進退しナット1のねじ孔3に進入するガイドピン20が電極本体16の端面21から突出した状態で設けられている。このガイドピン20は、ナット1のねじ孔3に相対的に進入する軸状の部材で形成され、ねじ孔3の端部と係合するためにほぼテーパ状の傾斜部22が形成してある。第1本体17の端部材23に通孔24(図2、図3(B)参照)があけられ、ガイドピン20はここから突き出てねじ孔3に進入するようになっている。図3(B)から明らかなように、ガイドピン20の外周面と通孔24の内周面との間に空隙25が形成され、ここが後述の空気通路とされている。 A
ガイドピン20は、絶縁材料でできた断面円形の摺動部材27に支持され、この摺動部材27は第2本体18内に摺動可能な状態で挿入されている。摺動部材27は、ウレタン樹脂やポリプロピレン樹脂などの絶縁材料で作られている。ガイドピン20は、摺動部材27の中心部に設けた取付け孔28に差し込まれ、ガイドピン20と一体の結合ボルト29を摺動部材27に貫通させて、固定ナット30で締め付けられ、ガイドピン20と摺動部材27との一体化がなされている。 The
第2本体18の内端面部分にばね受け絶縁部材31が配置され、圧縮コイルスプリング32の一端が摺動部材27に着座し、他端がばね受け絶縁部材31に着座している。この付勢手段として圧縮コイルスプリング32が採用されているが、これに換えて空気圧で付勢することも可能である。 A spring
摺動部材27に形成した平坦な端面33が第1本体17の内端面34に密着できるようになっている。そして、この密着した状態でガイドピン20の突出長さが設定される。図1(C)の示すように、摺動部材27の外周面に軸方向の平面部が形成され、これによって空気通路35が形成されている。そして、第2本体18の下部に空気の入口孔36が設けてある。 A
ナット1をガイドピン20に供給する方法としては、一般的に知られた種々なものが採用できる。たとえば、傾斜した姿勢で進退する供給ロッドをナット1のねじ孔3に貫通させ、供給ロッドに案内ロッドのような機能を果たさせて、ナット1をガイドピン20に滑降状態で到達させる。あるいは、水平方向と上下方向にスクエアーモーションをする供給ロッドの先端部にマグネットを取付け、このマグネットで吸引されたナット1をガイドピン20に到達させる。 As a method of supplying the nut 1 to the
つぎに、判別キャップについて説明する。 Next, the discrimination cap will be described.
判別キャップ38は、前記電極本体16の端面21に密着する円形で平板状とされた端板部39と、電極本体16の外周面に密着する筒部40から構成され、これが導通部分とされている。この導通部分は、上記のようにカップ状の形状とされ、ナット1の溶着用突起4が加圧されても強度的に問題のない材料で構成されている。ここでは、導通部分がステンレス鋼で作られている。 The discriminating
前記導通部分の内面には、絶縁材料で作られた絶縁層41が付着してある。この絶縁層41は、端板部39と筒部40の内面にポリアミド樹脂を接着し、機械加工で層の厚さを所定値に仕上げたものである。端板部39の中央部に円形の受入孔42が形成され、それと同軸状態でガイドピン20が突き出ている。この受入孔42は、端板部39と絶縁層41の両方を貫通した状態で形成されている。図1(A)から明らかなように、筒部40の内側に電極本体16が隙間のない状態で挿入してある。 An insulating
この実施例では、端板部39と筒部40と絶縁層41が一体化された円筒型の部材を「判別キャップ38」と総称しているが、強度剛性の高い絶縁材料だけを用いて1層構造の判別キャップを形成してもよい。 In this embodiment, the cylindrical member in which the
同図(D)に示すように、絶縁材料製の固定ボルト43を前記筒部40と絶縁層41にねじ込んで、前記固定ボルト43の先端部で電極本体16の外周面を加圧してある。こうすることにより、判別キャップ38が電極本体16から抜け出ることが防止でき、絶縁性も確保される。固定ボルト43は、種々な合成樹脂で作られており、ここではポリアミド樹脂が採用されている。 As shown in FIG. 4D, a fixing
前記受入孔42の底部を形成する電極本体16の端面21が溶接電流の導通面21(導通面にも同じ符号21が付されている)とされている。受入孔42は、本体部2を受け入れることができるが、前記突出部側すなわち溶着用突起4側は受け入れることができない直径寸法とされている。 An
図1〜図3には図示していないが、ガイドピン20の内部に磁石を埋設して、ガイドピン20に対するナット1の保持安定性を向上させることができる。 Although not shown in FIGS. 1 to 3, a magnet can be embedded in the
図3(B)に示すように、受入孔42の直径D1は17.5mm、電極本体16の端面21の直径D2は20.0mm、端面21が端板部39に密着している箇所の直径方向の幅寸法W1は1.25mmである。すなわち、端面21が端板部39に密着している箇所は、幅寸法W1が1.25mmの環状の面積部分である。ここで、受入孔42の直径D1に対する前記電極本体16の端面21の直径D2の比は、1.14である。なお、ず3(B)のW1の長さは、理解しやすくするために拡大して図示してある。 As shown in FIG. 3B, the diameter D1 of the receiving
上記の比は、1.1〜1.7に設定するのが望ましい。この比が1.1未満であると、幅寸法W1が狭くなりすぎて受圧面積が不足し、異常姿勢の部品に作用する可動電極13の荷重を十分に受けることができなくなる。また、上記の比が1.7を超えると、受入孔42の直径が十分な大きさとならなかったり、電極本体16の直径が過大になって狭い場所での電極配置が困難になったりする。 The above ratio is desirably set to 1.1 to 1.7. If this ratio is less than 1.1, the width dimension W1 becomes too narrow, the pressure receiving area becomes insufficient, and the load of the
つぎに、本実施例の動作を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
図1(A)に示したナット1は、溶着用突起4が上側になった正常な姿勢である。このような状態で可動電極13が進出すると、鋼板部品10とガイドピン20が一緒になって押し下げられる。このときに摺動部材27が第2本体18内を摺動しながら圧縮コイルスプリング32を圧縮してゆく。さらに可動電極13が進出すると、図2(A)や図3(A)に示すように、ナット1はガイドピン20でセンタリングをされながら受入孔42内に正確に進入し、本体部2が導通面21に密着する。さらに可動電極13が進出すると、鋼板部品10が2点鎖線で示すように、ガイドピン20を押し下げて溶着用突起4を加圧する。このストローク状態で溶接電流の通電信号が制御装置(図示していない)から出力されると、溶接電流が可動電極13、鋼板部品10、溶着用突起4、導通面21を経て通電されて、鋼板部品10にナット1が溶接される。 The nut 1 shown in FIG. 1A is in a normal posture with the
上記のように可動電極13が最も進出して溶接が完了した位置から後退し始めると、本体部2が導通面21から離れる。この離れた状態によって冷却空気が入口孔36から空気通路35、空隙25を通過して、固定電極14の上部の冷却を行う。 As described above, when the
図2(B)に示したナット1は、溶着用突起4が下側になった異常な姿勢である。このような状態で可動電極13が進出すると、鋼板部品10とガイドピン20が一緒になって押し下げられる。このときに摺動部材27が第2本体18内を摺動しながら圧縮コイルスプリング32を圧縮してゆく。さらに可動電極13が進出すると、図2(B)に示すように、ナット1はガイドピン20でセンタリングをされながら溶着用突起4が受入孔42周辺の端板部39上に接触する。この接触は、前記センタリングによって受入孔42と同心円をなす円周上の位置においてなされる。このときには、溶着用突起4は導通面21に接触することがない。さらに可動電極13が進出すると、鋼板部品10が2点鎖線で示すように、ガイドピン20を押し下げて本体部2を加圧する。このストローク状態で溶接電流の通電信号が制御装置(図示していない)から出力されると、溶接電流が可動電極13、鋼板部品10、溶着用突起4、端板部39まで流れるが、それから先へは絶縁層41によって通電が阻止される。したがって、溶接電流が通電されても、ナット1が導通面21に接触することなく絶縁層41で自動的に遮断される。 The nut 1 shown in FIG. 2 (B) has an abnormal posture in which the
上述の説明においては、判別キャップ38が装着された電極が静止状態とされているが、これに換えて判別キャップ38が装着された電極を上方へ進出させて、静止状態で電極13に密着している鋼板部品10にナット溶接をすることも可能である。 In the above description, the electrode to which the
上述の実施例では、図5(A)に示した四角いプロジェクションナットを対象にしたものであるが、同図(B)に示したような円形部品5であってもナット1と同様の対象部品とすることができる。 In the above-described embodiment, the rectangular projection nut shown in FIG. 5 (A) is targeted. However, even in the case of the circular part 5 as shown in FIG. It can be.
上述の動作は、一般的に採用されている制御手法で容易に行わせることが可能である。制御装置またはシーケンス回路からの信号で動作する空気切換弁や、エアシリンダの所定位置で信号を発して前記制御装置に送信するセンサー等を組み合わせることによって、所定の動作を確保することができる。 The above-described operation can be easily performed by a generally employed control method. A predetermined operation can be ensured by combining an air switching valve that operates with a signal from the control device or the sequence circuit, a sensor that emits a signal at a predetermined position of the air cylinder, and transmits the signal to the control device.
以上に説明した実施例1の作用効果は、つぎのとおりである。 The operational effects of the first embodiment described above are as follows.
ナット1の溶着用突起4が上向きになっていて正常であるときには、部品の貫通孔であるねじ孔3にガイドピン20が進入したまま、本体部2と受入孔42の相対位置が正しく設定された状態で、可動電極13の進出または電極本体16の進出により本体部2の一部が受入孔42に入り込む。換言すると、受入孔42の中心部にガイドピン20が起立しているので、受入孔42とナット1のセンタリングが正確に行われて、受入孔42の内周面と本体部2の外面との間隔を最小化することができる。そして、前記受入孔42の底部を形成する電極本体16の端面21が溶接電流の導通面21とされているので、正常姿勢のナット1に対しては直ちに溶接電流が通電できる状態が形成される。つまり、正常姿勢のナット1が電極本体16の導通面21の局部において、導通可能な状態が完成されるので、確実な溶接電流の通電が実行されて、信頼性の高い電気抵抗溶接が実現する。このように正常姿勢のナット1と導通面21との接触を成立させるものであるから、電極の動作ストロークに連動させて溶接電流を機械的に通電すればよく、通電制御回路等の制御構造においても簡素化ができて経済的である。さらに、前述のような検出手段を格別に設置する必要がなく、構造の簡素化と動作信頼性の向上にとって効果的である。 When the
ナット1の溶着用突起4が下向きになっていて異常であるときには、部品の貫通孔であるねじ孔3にガイドピン20が進入したまま、突出部側である溶着用突起4側の部分と受入孔42の相対位置が正しく設定された状態であるとともに、受入孔42の直径寸法が前記溶着用突起4は受け入れることができない値とされているため、溶着用突起4が判別キャップ38の端板部39に確実に突き当たる。換言すると、受入孔42の中心部にガイドピン20が起立しているので、受入孔42の周囲の端板部39の表面と溶着用突起4とのセンタリングが正確に行われて、溶着用突起4が端板部39に確実に突き当たり前記導通面21に溶着用突起4が接触することがない。それと同時に、判別キャップ38は電極本体16に対して絶縁された状態とされているので、ナット1が異常な向きのままで溶接電流が通電されても、ナット1には電流が流れない。このようにナット姿勢が異常な場合には、電極の動作ストロークに連動させて溶接電流が機械的に通電されても、前記絶縁構成によって電極局部において通電が自動的に阻止される。したがって、ナットの表裏姿勢の異常に対して自動的に通電阻止がなされて、前述のような検出手段を特別に設置する必要がなくなるのである。 When the
前記受入孔42の直径D1に対する前記電極本体16の端面21の直径D2の比が、1.14である。 The ratio of the diameter D2 of the
このような構成により、端板部39と電極本体16の端面21が密着する部分の形状を環状とすることができて、前記接触幅寸法W1を適正な値である1.25mmとすることができる。よって、端板部39に作用する荷重を環状部分で均一に受け止めることができ、安定した荷重負担が実現する。さらに、上記の比が1.1〜1.7に設定してあるので、環状部分の面積を十分な大きさにすることができて、安定した荷重負担がなされる。上記の比は、1.1〜1.7に設定するのが望ましく、この比が1.1未満であると、幅寸法W1が狭くなりすぎて受圧面積が不足し、異常姿勢の部品に作用する可動電極13の荷重を十分に受けることができなくなる。また、上記の比が1.7を超えると、受入孔42の直径が十分な大きさとならなかったり、電極本体16の直径が過大になって狭い場所での電極配置が困難になったりする。 With such a configuration, the shape of the portion where the
絶縁材料製の固定ボルト43を前記筒部40にねじ込んで、前記固定ボルト43の先端部で電極本体16の外周面を加圧するように構成した。 A fixing
前記固定ボルト43が絶縁材料で構成されているので、判別キャップ38にねじ込んでも電気的に短絡することがない。つまり、ナット1が異常姿勢になっている場合には、判別キャップ38の導通部分と電極本体16との絶縁状態が維持されなければならないのであるから、このように絶縁性のある固定ボルト43を用いることによって、確実な絶縁を確保することができ、しかも判別キャップ38と電極本体16との一体化が形成される。 Since the fixing
前記ガイドピン20内に部品を吸引する磁石が取り付けられている。 A magnet for attracting parts is mounted in the
磁石の吸引力によってナット1がガイドピン20に吸着されるので、ガイドピン20におけるナット1の支持が確実になされ、何等かの部材がナット1に接触してもナット1がガイドピン20から外れたりしない。そして、ガイドピン20が下向きに延びているような電極配置の場合であっても、ナット1はガイドピン20から落下することがなく確実に保持される。 Since the nut 1 is attracted to the
端板部39および筒部40の内面に絶縁材料製の絶縁層41が配置してある。 An insulating
このように判別キャップ38の導通部分の内面に絶縁材料製の絶縁層41が取り付けられていることによって、判別キャップ38を2層構造とすることができ、判別キャップ38を電極本体16に組み付けるだけで絶縁状態が形成され、組み付けや分解等の作業性が改善される。 Since the insulating
溶接方法の発明としては、電気抵抗溶接の対象とされるプロジェクションナット1が、貫通孔であるねじ孔3が形成された本体部2とこの本体部2の片側において前記ねじ孔3の直径方向と軸線方向に突出している溶着用突起4が形成されたものであり、電極本体16の中心軸線O−Oと同軸上で進退しナット1のねじ孔3に進入するガイドピン20が電極本体16の端面21から突出した状態で設けられ、前記電極本体16の端面21に密着する端板部39と電極本体16の外周面に密着する筒部40から構成された判別キャップ38が電極本体16に対して絶縁された状態で電極本体16に組み付けられ、前記ナット1の本体部2が進入するとともに前記ガイドピン20と同軸状態とされている受入孔42が前記端板部39に形成され、前記受入孔42の底部を形成する電極本体16の端面21が溶接電流の導通面21とされ、前記受入孔42は本体部2を受け入れることができるが前記突出部側である溶着用突起4側の部分は受け入れることができない直径寸法とされ、ナット1が正常姿勢であるときにはナット1の本体部2が導通面21に接触した状態で溶接電流が通電され、ナット1が異常姿勢であるときにはナット1の溶着用突起4側が判別キャップ38の端板部39にのみ接触することによって溶接電流の通電電路が予め遮断された状態を形成してナット1に溶接電流が通電されないようにすることを特徴とするものである。 As an invention of the welding method, a projection nut 1 to be subjected to electric resistance welding includes a
ナット姿勢にともなう溶接電流の通電制御としては、ナット1が正常姿勢であるときにはナット1の本体部2が導通面21に接触した状態で溶接電流が通電され、ナット1が異常姿勢であるときにはナット1の溶着用突起4側が判別キャップ38の導通部分の端板部39にのみ接触することによって溶接電流の通電電路が予め遮断された状態を形成してナット1に溶接電流が通電されないようにするものである。したがって、前述の電極の実施例による効果を追求しつつ、ナット姿勢にともなう溶接電流の通電制御が部品姿勢の状態に応じて自動的になされるのである。 As the energization control of the welding current according to the nut posture, when the nut 1 is in the normal posture, the welding current is energized with the
図4は、実施例2を示す。 FIG. 4 shows a second embodiment.
前述の実施例1は、ガイドピン20が上向きに起立しており、ナット1がガイドピン20に載せられる形式のものであるが、実施例2はこれとは逆でガイドピン20が下向きに延びていて、近隣部材の上下関係が実施例1とは逆になっているものである。 In the first embodiment, the
ナット1が落下しないようにするために、ガイドピン20の内部に磁石(永久磁石)44が埋設されており、これによってナット1がガイドピン20に吸着されるようになっている。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の実施例1と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。そして、作用効果は、先の実施例と同じである。 In order to prevent the nut 1 from falling, a magnet (permanent magnet) 44 is embedded in the
上述のように、本発明によれば、部品姿勢が異常な場合には電極局部において溶接電流の通電を不可能にするとともに、電極に傷等がついたりせず、また、正常な部品姿勢のときには電極局部において確実に溶接電流の通電を実行することのできる電気抵抗溶接の判別キャップ付き電極と溶接方法である。したがって、自動車の車体溶接工程や、家庭電化製品の板金溶接工程などの広い産業分野で利用できる。 As described above, according to the present invention, when the component posture is abnormal, it is impossible to energize the welding current at the electrode local area, the electrode is not damaged, and the normal component posture is maintained. Sometimes, an electrode with a discrimination cap for electric resistance welding and a welding method capable of reliably energizing the welding current in the electrode local area. Therefore, it can be used in a wide range of industrial fields such as automobile body welding processes and home appliance sheet metal welding processes.
1 プロジェクションナット、部品
2 本体部
3 ねじ孔
4 溶着用突起
10 鋼板部品
13 可動電極
14 固定電極
16 電極本体
O−O 中心軸線
20 ガイドピン
21 端面、導通面
38 判別キャップ
39 端板部
40 筒部
41 絶縁層
42 受入孔
D1 受入孔の直径寸法
D2 電極本体端面の直径寸法
W1 接触幅の寸法DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Projection nut,
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JP2009164230A JP2011000637A (en) | 2009-06-20 | 2009-06-20 | Electrode with discrimination cap and welding method for electric resistance welding |
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JP2009164230A Pending JP2011000637A (en) | 2009-06-20 | 2009-06-20 | Electrode with discrimination cap and welding method for electric resistance welding |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013099772A (en) * | 2011-11-07 | 2013-05-23 | Yoshitaka Aoyama | Guide pin for electric resistance welding electrode |
CN108356396A (en) * | 2018-02-12 | 2018-08-03 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | Stud welding gun |
CN110666416A (en) * | 2019-10-10 | 2020-01-10 | 一汽-大众汽车有限公司 | Electrode cap replacing method for welding robot |
-
2009
- 2009-06-20 JP JP2009164230A patent/JP2011000637A/en active Pending
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