JP2012210637A - 抵抗溶接方法及び抵抗溶接治具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内筒43と主体金具42とを互いに接近する方向に加圧した状態で第1電極61と第2電極80との間に電圧を印加して端部42aとフランジ部43aとの接触面で抵抗溶接を行うにあたり、加圧によるせん断応力がガイドピン70に加わったときに、ガイドピン70がセラミックス製であるため、例えばフェノール樹脂製のガイドピンと比べて摩耗が起こりにくい。また、ガイドピン70の大径部72とガイドピン挿入孔65bとの間にクリアランスDが形成されていることでガイドピン70が径方向に揺動可能であるため、せん断応力の一部を揺動により吸収でき、揺動不可能なセラミックス製のガイドピンと比べてガイドピン70が折れにくい。したがって、抵抗溶接におけるガイドピン70の寿命を長くすることができる。
【選択図】図6
Description
筒状に形成された導電性の第1部材と第2部材との端部を突き合わせて同軸となるように溶接する抵抗溶接方法であって、
(a)挿入孔を有する第1電極と、円柱状であり該挿入孔に挿入可能なガイドピンとを用意する工程と、
(b)前記挿入孔内に前記ガイドピン及び前記第1部材を挿入して、該挿入孔,該第1部材,該ガイドピンが同軸になり、前記第1電極が該第1部材と接触し、該ガイドピンが該第1部材の筒内を貫通し、前記第1部材の溶接対象部分と前記ガイドピンの一部とが該挿入孔から飛び出すように該ガイドピンと該第1部材とを前記位置決めする工程と、
(c)前記第2部材の筒内に前記ガイドピンを挿入することで、前記第1部材の端部と該第2部材の端部とが接触し且つ該第1部材と該第2部材とが該同軸となり、該第2部材と前記第1電極とは接触しないように該第2部材を位置決めする工程と、
(d)第1電極とは接触せず且つ前記第2部材に接触するように第2電極を位置決めし、前記第1部材と前記第2部材とを互いに接近する方向に加圧した状態で、前記第1電極と該第2電極との間に電圧を印加することで前記第1部材と前記第2部材との接触面を通電して、該第1部材と該第2部材とを該接触面で溶接する工程と、
を含み、
前記ガイドピンは、セラミックス製であり、前記挿入孔に挿入された状態において、前記挿入孔の内周面と間にクリアランスが生じ、該クリアランスにより前記工程(d)の通電時において前記第1部材と前記第2部材との接触を保ったまま該ガイドピンの径方向に揺動可能である、
ものである。
挿入孔を有する第1電極と、
第2電極と、
円柱状であり該挿入孔に挿入可能なガイドピンと、
を備え、
前記ガイドピンは、セラミックス製であり、前記挿入孔に挿入された状態において、前記挿入孔の内周面との間にクリアランスが生じ、該クリアランスにより該ガイドピンの径方向に揺動可能である、
ものである。
ン70と、第2電極80とを備えている。
寸法の異なる実施例1〜5の抵抗溶接治具60及び比較例1の抵抗溶接治具を用意した。これらの抵抗溶接治具のうち、共通する寸法を図9に示し、異なる部分の寸法を表1に示す。なお、比較例1の抵抗溶接治具は、大径部72とガイドピン挿入孔65aとが同径である点以外は実施例1と同じ寸法である。また、実施例1〜5,比較例1のガイドピンはいずれも窒化珪素(Si3N4)からなるセラミックス製とした。
図2に示した主体金具42及び内筒43を用意し、これらを抵抗溶接治具に挿入した状態で、実施例1〜5,比較例1の抵抗溶接治具の揺動範囲(図6で説明した最大値Lmax)を測定したところ、表1のようであった。なお、比較例1は上述したように大径部72とガイドピン挿入孔65aとが同径であるため、揺動範囲は値0mmとなっている。主体金具42及び内筒43の寸法を図10に示す。続いて、実施例1〜5及び比較例1の抵抗溶接治具を用いて、図10の寸法の主体金具42と内筒43との抵抗溶接を繰り返し行い、ガイドピン70が折れるまでの繰り返し回数を測定した。実施例1〜5及び比較例1の揺動範囲と繰り返し回数との関係を図11に示す。
ガイドピンをフェノール樹脂製とした点以外は、実施例2と同じ抵抗溶接治具を用意し、比較例2とした。
実施例2及び比較例2の抵抗溶接治具について、図10に示す寸法の主体金具42と内筒43との抵抗溶接を繰り返し行い、ガイドピン70の小径部71bの径の摩耗による変化を測定した。その結果、比較例1では、4000回繰り返した時点で小径部71bの径が0.1mm以上小さくなり摩耗したのに対し、実施例2では、3万回繰り返しても摩耗はみられなかった。なお、ガイドピン70が摩耗すると、主体金具42と内筒43との溶接時の軸ずれが起きやすくなる。そのため、複合体142を製造する際の歩留まりが低下する。また軸がずれている複合体142を用いると、図2(c)における複合体142にセンサー素子20やメタルリング46,セラミックスサポーター44a〜44c,セラミックス粉体45a,45bを挿入する際や、図2(e)において加締める際にセンサー素子20が折れる場合がある。
筒状に形成された導電性の第1部材と第2部材との端部を突き合わせて同軸となるように溶接する抵抗溶接方法であって、
(a)挿入孔を有する第1電極と、円柱状であり該挿入孔に挿入可能なガイドピンとを用意する工程と、
(b)前記挿入孔内に前記ガイドピン及び前記第1部材を挿入して、該挿入孔,該第1部材,該ガイドピンが同軸になり、前記第1電極が該第1部材と接触し、該ガイドピンが該第1部材の筒内を貫通し、前記第1部材の溶接対象部分と前記ガイドピンの一部とが該挿入孔から飛び出すように該ガイドピンと該第1部材とを位置決めする工程と、
(c)前記第2部材の筒内に前記ガイドピンを挿入することで、前記第1部材の端部と該第2部材の端部とが接触し且つ該第1部材と該第2部材とが該同軸となり、該第2部材と前記第1電極とは接触しないように該第2部材を位置決めする工程と、
(d)第1電極とは接触せず且つ前記第2部材に接触するように第2電極を位置決めし、前記第1部材と前記第2部材とを互いに接近する方向に加圧した状態で、前記第1電極と該第2電極との間に電圧を印加することで前記第1部材と前記第2部材との接触面を通電して、該第1部材と該第2部材とを該接触面で溶接する工程と、
を含み、
前記ガイドピンは、セラミックス製であり、前記挿入孔に挿入された状態において、前記挿入孔の内周面との間にクリアランスが生じ、該クリアランスにより前記工程(d)の通電時において前記第1部材と前記第2部材との接触を保ったまま該ガイドピンの径方向に揺動可能である、
ものである。
寸法の異なる実施例1〜5の抵抗溶接治具60及び比較例1の抵抗溶接治具を用意した。これらの抵抗溶接治具のうち、共通する寸法を図9に示し、異なる部分の寸法を表1に示す。なお、比較例1の抵抗溶接治具は、大径部72とガイドピン挿入孔65bとが同径である点以外は実施例1と同じ寸法である。また、実施例1〜5,比較例1のガイドピンはいずれも窒化珪素(Si3N4)からなるセラミックス製とした。
図2に示した主体金具42及び内筒43を用意し、これらを抵抗溶接治具に挿入した状態で、実施例1〜5,比較例1の抵抗溶接治具の揺動範囲(図6で説明した最大値Lmax)を測定したところ、表1のようであった。なお、比較例1は上述したように大径部72とガイドピン挿入孔65bとが同径であるため、揺動範囲は値0mmとなっている。主体金具42及び内筒43の寸法を図10に示す。続いて、実施例1〜5及び比較例1の抵抗溶接治具を用いて、図10の寸法の主体金具42と内筒43との抵抗溶接を繰り返し行い、ガイドピン70が折れるまでの繰り返し回数を測定した。実施例1〜5及び比較例1の揺動範囲と繰り返し回数との関係を図11に示す。
実施例2及び比較例2の抵抗溶接治具について、図10に示す寸法の主体金具42と内筒43との抵抗溶接を繰り返し行い、ガイドピン70の小径部71bの径の摩耗による変化を測定した。その結果、比較例2では、4000回繰り返した時点で小径部71bの径が0.1mm以上小さくなり摩耗したのに対し、実施例2では、3万回繰り返しても摩耗はみられなかった。なお、ガイドピン70が摩耗すると、主体金具42と内筒43との溶接時の軸ずれが起きやすくなる。そのため、複合体142を製造する際の歩留まりが低下する。また軸がずれている複合体142を用いると、図2(c)における複合体142にセンサー素子20やメタルリング46,セラミックスサポーター44a〜44c,セラミックス粉体45a,45bを挿入する際や、図2(e)において加締める際にセンサー素子20が折れる場合がある。
Claims (7)
- 筒状に形成された導電性の第1部材と第2部材との端部を突き合わせて同軸となるように溶接する抵抗溶接方法であって、
(a)挿入孔を有する第1電極と、円柱状であり該挿入孔に挿入可能なガイドピンとを用意する工程と、
(b)前記挿入孔内に前記ガイドピン及び前記第1部材を挿入して、該挿入孔,該第1部材,該ガイドピンが同軸になり、前記第1電極が該第1部材と接触し、該ガイドピンが該第1部材の筒内を貫通し、前記第1部材の溶接対象部分と前記ガイドピンの一部とが該挿入孔から飛び出すように該ガイドピンと該第1部材とを前記位置決めする工程と、
(c)前記第2部材の筒内に前記ガイドピンを挿入することで、前記第1部材の端部と該第2部材の端部とが接触し且つ該第1部材と該第2部材とが該同軸となり、該第2部材と前記第1電極とは接触しないように該第2部材を位置決めする工程と、
(d)第1電極とは接触せず且つ前記第2部材に接触するように第2電極を位置決めし、前記第1部材と前記第2部材とを互いに接近する方向に加圧した状態で、前記第1電極と該第2電極との間に電圧を印加することで前記第1部材と前記第2部材との接触面を通電して、該第1部材と該第2部材とを該接触面で溶接する工程と、
を含み、
前記ガイドピンは、セラミックス製であり、前記挿入孔に挿入された状態において、前記挿入孔の内周面と間にクリアランスが生じ、該クリアランスにより前記工程(d)の通電時において前記第1部材と前記第2部材との接触を保ったまま該ガイドピンの径方向に揺動可能である、
抵抗溶接方法。 - 前記ガイドピンは、前記揺動可能な範囲として、前記工程(d)における前記第1部材の端部と前記第2部材の端部との接触面を含む該挿入孔の中心軸に垂直な仮想平面上で、前記クリアランスにより該中心軸と同軸の状態から径方向に0.1mm以上の揺動範囲を有する、
請求項1に記載の抵抗溶接方法。 - 前記ガイドピンは、前記第1部材及び前記第2部材内に挿入可能な径を有する柱状部と、該柱状部と同軸に連なり該柱状部よりも径の大きい大径部とを有し、
前記第1電極は、前記挿入孔として、前記大径部を挿入可能な大径孔と該大径部よりも径が小さく前記柱状部よりも径が大きい小径孔とが同軸に連なった孔を有し、
前記工程(b)では、前記ガイドピンの大径部が前記大径孔に挿入され、前記ガイドピンの柱状部が前記小径孔を貫通して、前記挿入孔と該ガイドピンとが同軸になるように該ガイドピンを位置決めして、その後前記第1部材を前記小径孔に挿入し前記柱状部が前記第1部材の筒内を貫通するように位置決めし、
前記工程(c)では、前記第2部材の筒内に前記ガイドピンの柱状部を挿入し、
前記クリアランスは、前記ガイドピンが前記挿入孔に挿入された状態における前記大径孔の内周面と前記大径部との間のクリアランスである、
請求項1又は2に記載の抵抗溶接方法。 - 前記ガイドピンは、前記柱状部から前記大径部への外周面の立ち上がり部分が曲面になっている、
請求項3に記載の抵抗溶接方法。 - 前記第1電極は、前記大径孔として有底の孔を有し、
前記工程(b)では、前記ガイドピンを前記挿入孔に挿入するにあたり、前記ガイドピンにおける前記大径部の前記柱状部側の段差面と前記挿入孔における前記小径孔の前記大径孔側の段差面との間に弾性体を挿入して、該弾性体の弾性力により前記ガイドピンの大径部が前記大径孔の底方向に押圧されるようにする、
請求項3又は4に記載の抵抗溶接方法。 - 前記第1電極は、前記大径孔として有底の孔を有し、
前記工程(b)では、前記ガイドピンを前記挿入孔に挿入するにあたり、前記ガイドピンにおける前記大径部の前記柱状部とは反対側の底面と前記大径孔の底面との間に弾性体を挿入して、該弾性体の弾性力により前記ガイドピンの大径部が前記挿入孔における前記小径孔の前記大径孔側の面としての段差面方向に押圧されるようにする、
請求項3又は4に記載の抵抗溶接方法。 - 挿入孔を有する第1電極と、
第2電極と、
円柱状であり該挿入孔に挿入可能なガイドピンと、
を備え、
前記ガイドピンは、セラミックス製であり、前記挿入孔に挿入された状態において、前記挿入孔の内周面との間にクリアランスが生じ、該クリアランスにより該ガイドピンの径方向に揺動可能である、
抵抗溶接治具。
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