JP2013099772A - 電気抵抗溶接電極のガイドピン - Google Patents

Abstract

【課題】磁石の保持性が良好で、強度剛性が高く、製作しやすい電気抵抗溶接電極のガイドピンを提供する。
【解決手段】断面円形の一方のピン部材２１に、磁石３０を収容する収容孔２２がピン部材２１の軸線Ｏ−Ｏと同軸の状態で形成され、断面円形の他方のピン部材２４に、収容孔２２に挿入されて磁石３０を封入する嵌入部が収容孔２２の軸線Ｏ−Ｏと同軸の状態で形成され、嵌入部が収容孔２２に挿入されて磁石３０を封入した状態で両ピン部材２１、２４の外周接合部が溶接されている。こうすることにより、高精度のガイドピン１５がえられ、磁石３０が安定した状態でガイドピン１５内に収容される。
【選択図】図１

Description

この発明は、磁石を内蔵した電気抵抗溶接電極のガイドピンに関している。

特許第２８３２５２８号公報の図１１には、電極本体から突出しているガイドピンに磁石を内蔵した構造が記載されている。また、特許第２９０３１４９号公報には、金属製ガイドピンと合成樹脂製摺動部材の複合構造が記載されている。

特許第２８３２５２８号公報 特許第２９０３１４９号公報

電気抵抗溶接電極のガイドピンに磁石を内蔵するためには、組立が容易であり、ガイドピンとしての精度が維持されたものでなければならない。
上記特許文献１および２には、これらの要請事項に関する記載は見られない。

本発明は、上記の事項に注目して提供されたもので、ガイドピンとしての精度を高め、磁石の保持性が良好で、強度剛性が高く、製作しやすい電気抵抗溶接電極のガイドピンの提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、電極本体の端面から突出しているものであって、断面円形の一方のピン部材に磁石を収容する収容孔が前記ピン部材の軸線と同軸の状態で形成され、断面円形の他方のピン部材に前記収容孔に挿入されて磁石を封入する嵌入部が前記収容孔の軸線と同軸の状態で形成され、前記嵌入部が前記収容孔に挿入されて磁石を封入した状態で両ピン部材の外周接合部が溶接されていることを特徴とする電気抵抗溶接電極のガイドピンである。

上記のように、前記収容孔がピン部材と同軸の状態で形成され、前記嵌入部が収容孔と同軸の状態で形成されている。したがって、嵌入部を収容孔に挿入して両ピン部材が一体化されると、両ピン部材は同軸状態となり、両ピン部材の各軸線が接合部において正規の軸線からずれたり、交差したりすることがなく、ガイドピンとして真っ直ぐな精度が確保でき、プロジェクションナットなどの溶接対象部品の保持が正確に達成される。

前記収容孔に嵌入部を挿入することにより、収容孔内に磁石が封入され、その後、外周接合部を溶接するものであるから、ガイドピンの組立が簡単になる。そして、収容孔に対する嵌入部の挿入構造と、外周接合部の溶接構造が複合して、両ピン部材の結合剛性を高く維持することができ、ガイドピンとしての耐久性向上にとって効果的である。

請求項２記載の発明は、前記電極本体に設けたシリンダ内を摺動状態で進退するピストン部材が前記外周接合部を覆った状態で前記ピン部材に一体化されている請求項１記載の電気抵抗溶接電極のガイドピンである。

前記外周接合部は溶接されているので、溶接部の金属隆起部は削り取られているのであるが、この部分にわずかな凹凸が残存することがある。ピストン部材がこのような凹凸部分を覆っているので、凹凸部分の露出などによって近隣部材に支障を及ぼすことがない。また。外周接合部がピストン部材で覆われていることにより、外周接合部の接合剛性が向上する。

請求項３記載の発明は、前記収容孔に封入された磁石が収容孔内で移動することを防止するための制振材が、収容孔内に封入されている請求項１または請求項２記載の電気抵抗溶接電極のガイドピンである。

磁石を収容孔に差し込むためには、磁石の直径や高さを収容孔の空間よりもわずかに小さく設定しておく必要がある。こうすることによって、収容孔への磁石挿入が円滑になされるのであるが、磁石と収容孔との間に隙間が残存するので、ガイドピンの進退動作や電極の進退動作あるいは搬送移動などによって磁石が収容孔内で振動し、磁石の角部分が欠けたり著しい場合には割れたりすることがある。一方、嵌入部を差し込んだときに、磁石に突き当たって磁石を加圧するようなことになると、磁石にひび割れが発生したりする。このような問題を回避するためにも、上記空間が必要となる。とくに、焼結磁石では、このようなひび割れなどの現象に注意しなければならない。

そこで、例えば、接着剤やシリコンゴムなどの制振材を前記隙間に封入しておくことにより、収容孔内での磁石振動が防止でき、しかも制振材が緩衝機能を果たすので、磁石への衝撃力を緩和することができる。

電気抵抗溶接電極の断面図である。 ガイドピン各部の外観および断面図である。 他の構造例を示す断面図である。

つぎに、本発明の電気抵抗溶接電極のガイドピンを実施するための形態を説明する。

図１〜図３は、本発明の実施例１を示す。

最初に、部品について説明する。

本発明のガイドピンに保持される部品としては、孔あき部品であるプロジェクションナット、ディスタンスピース、ワッシャなど種々なものがある。この実施例での部品は、図１（Ｃ）に示すプロジェクションナットである。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。

プロジェクションナット１は鉄製であり、所定の厚さを有する四角い本体部２と、その中心部に開けられたねじ孔３と、本体部２の片側の四隅に形成された溶着用突起４によって構成されている。各部の寸法は、本体部２の一辺が１２ｍｍ、本体部２の厚さが７ｍｍ、ねじ孔３の内径が６ｍｍである。

つぎに、電気抵抗溶接電極について説明する。

電気抵抗溶接電極５は、断面円形の第１部材６と第２部材７がねじ部８で一体化されたもので、第１部材６と第２部材７に電極軸線Ｏ−Ｏと同軸の状態でシリンダ９が形成され、該シリンダ９にピストン部材１０が摺動する状態で挿入されている。第１部材６の端面１１の中央部に電極軸線Ｏ−Ｏと同軸の小径通孔１２が開口し、それに連続した大径通孔１３がシリンダ９に開口し、両通孔１２、１３は電極軸線Ｏ−Ｏと同軸とされている。したがって、シリンダ９の内部空間は、両通孔１２、１３を経て外部に連通している。第１部材６，第２部材７は通電性が良好で耐熱性に優れたクロム銅のような銅合金で作られている。

ピストン部材１０に、電極軸線Ｏ−Ｏと同軸のガイドピン１５が一体化され、その先端部１６が端面１１から突出している。シリンダ９の上側の内端面１７とピストン部材１０との間に圧縮コイルばね１８が挿入され、その張力はガイドピン１５の押し出し方向に作用している。前記大径通孔１３はシリンダ９の下側の内端面１９に開口しており、この開口によって、環状の着座面１９が形成されている。この着座面にも内端面と同じ符号１９が付してある。ピストン部材９の下端面２０が圧縮コイルばね１８の張力で着座面１９に着座するようになっている。

つぎに、ガイドピンについて説明する。

ガイドピン１５に関しては、特許請求の範囲において、一方のピン部材と他方のピン部材と記載しているが、実施例では理解しやすくするために、第１ピン部材、第２ピン部材なる名称としている。断面円形の第１ピン部材２１は、その前記先端部１６が先端側に向かって徐々に小径となり、先端が丸い形状とされている。この第１ピン部材２１に、収容孔２２が第１ピン部材２１の軸線、すなわち電極軸線Ｏ−Ｏと同軸の状態で開けられ、この収容孔２２によって、環状端面２３が形成されている。

第２ピン部材２４は、符号２４が付されたピン本体部と、それよりも小径の嵌入部２５と、結合軸２６が同軸状態で、すなわち電極軸線Ｏ−Ｏに合致させて一体化されている。結合軸２６には雄ねじが切ってある。第２ピン部材２４の外径寸法、すなわちピン本体部２４と第１ピン部材２１の外径寸法は、同じにしてある。第２ピン部材（ピン本体部）２４よりも小径で、収容孔２２に挿入される嵌入部２５が収容孔２２の軸線、すなわち電極軸線Ｏ−Ｏと同軸の状態で形成されている。嵌入部２５の外径は、収容孔２２の内径よりもわずかに小さく設定され、嵌入部２５を収容孔２２に差し込むときには、ほとんど空隙のない状態で押し込むようにしてある。嵌入部２５が収容孔２２に挿入されると、第２ピン部材２４と嵌入部２５との境界部に形成されている環状段部２７が、環状端面２３にぴったりと合致する。この合致した部分が外周接合部２８である。

前記第１ピン部材２１と第２ピン部材２４は、後述の磁石の磁力を強くナット１に作用させるために、非磁性材料であるステンレス鋼で作られている。

磁石３０は永久磁石であり、円柱状の形をしている。収容孔２２の奥の方の内面または磁石３０の外面に接着剤を塗布してから、磁石３０を収容孔２２の奥まで押し込む。その後、嵌入部２５を収容孔２２に挿入すると、接着剤が磁石３０と収容孔２２との間の隙間の隅々までに充填される。それから前記外周接合部２８を溶接する。前記接着剤は図２（Ｃ）に符号３１で示してある。このように磁石３０が封入された状態で外周接合部２８が溶接され、金属隆起部３２を削り取って同図（Ｄ）に示す滑らかな仕上げとなる。

上記接着剤としては種々なものが採用できるが、ここでは、商品名スリーボンドのシリコン系液状ガスケットが使用されている。

他の構造例として接着剤３１に換えて、図２（Ｅ）に示すように、磁石３０の上下にシリコンゴムや厚紙のような弾性体３３を介在させることによって、磁石３０の軸線方向と直径方向の移動を拘束し、磁石３０の振動を防止することができる。なお、理解しやすくするために、接着剤３１の膜厚や弾性体３３の厚さは、誇張して大きく図示してある。

つぎに、ピストン部材について説明する。

ピストン部材１０の構成材料としては、アルミニウムのような金属材料やテフロン（商品名）のような合成樹脂が使用される。ここでは、後者の合成樹脂であり、ポリテトラフルオロエチレンである。

図２（Ｂ）に示すように、ピストン部材１０には、シリンダ９に摺動する本体部３４と、ガイドピン１５が挿入される受入孔３５と、前記結合軸２６が貫通する貫通孔３６と、前記圧縮コイルばね１８を受け入れる凹部３７が形成されている。受入孔３５が形成された部分に、保護筒３８が下方に延びた状態で形成されている。

ガイドピン１５を受入孔３５に挿入して、凹部３７に突き出た結合軸２６に固定ナット３９をねじ付けて、ガイドピン１５とピストン部材１０の一体化がなされている。このようにガイドピン１５の上部側が受入孔３５に差し込まれた状態では、図１（Ａ）に示すように、溶接接合部、すなわち外周接合部２８が保護筒３８で覆われている。なお、外周接合部２８は、図２（Ｄ）に拡大して図示してある。

つぎに、他のガイドピンについて説明する。

上記のガイドピン１５は、第１ピン部材２１に収容孔２２が形成され、第２ピン部材２４に嵌入部２５が形成されているが、この関係を逆にしたのが図３に示す例である。すなわち、第１ピン部材２１に嵌入部２５が形成され、第２ピン部材２４に収容孔２２が形成されている。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先のガイドピン１５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。

つぎに、電気抵抗溶接電極の使用態様を説明する。

電気抵抗溶接電極５は可動電極であり、エアシリンダなどの進退駆動手段に結合された支持部材４０に取り付けられている。この可動電極に対応する固定電極（図示していない）の上に鋼板部品が載置され、この鋼板部品にナット１が溶接される。ナット１は供給ロッドや作業者によってガイドピン１５の先端近くに供給され、その後は磁石３０の吸引力でガイドピン１５に保持される。この保持は、ねじ孔３内へガイドピンの先端部１６が相対的に進入し、ねじ孔３の開口縁部が先端部１６の外周面に接触してナット１がガイドピン１５と同軸状態で保持される。

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。

上記のように、収容孔２２が第１ピン部材２１と同軸の状態で形成され、嵌入部２５が収容孔２２と同軸の状態で形成されている。したがって、嵌入部２５を収容孔２２に挿入して第１ピン部材２１と第２ピン部材２４が一体化されると、両ピン部材は同軸状態となり、両ピン部材の各軸線が接合部において正規の軸線からずれたり、交差したりすることがなく、ガイドピン１５として真っ直ぐな精度が確保でき、プロジェクションナット１などの溶接対象部品の保持が正確に達成される。

収容孔２２に嵌入部２５を挿入することにより、収容孔２２内に磁石３０が封入され、その後、外周接合部２８を溶接するものであるから、ガイドピン１５の組立が簡単になる。そして、収容孔２２に対する嵌入部２５の挿入構造と、外周接合部２８の溶接構造が複合して、両ピン部材２１、２４の結合剛性を高く維持することができ、ガイドピン１５としての耐久性向上にとって効果的である。

また、第１ピン部材２１に嵌入部２５を設け、第２ピン部材２４に収容孔２２を設けた、前述のガイドピン１５とは逆の場合においても、同様な作用効果がえられる。

前記電極本体である電気抵抗溶接電極５に設けたシリンダ９内を摺動状態で進退するピストン部材１０の保護筒３８が外周接合部２８を覆った状態で前記ピン部材に一体化されている。

外周接合部２８は溶接されているので、溶接部の金属隆起部は削り取られているのであるが、この部分にわずかな凹凸が残存することがある。ピストン部材１０がこのような凹凸部分を覆っているので、凹凸部分の露出などによって近隣部材に支障を及ぼすことがない。また。外周接合部２８がピストン部材１０の保護筒３８で覆われていることにより、外周接合部２８の接合剛性が向上する。

収容孔２２に封入された磁石３０が収容孔２２内で移動することを防止するための制振材３１、３３が、収容孔内に封入されている。

磁石３０を収容孔２２に差し込むためには、磁石３０の直径や高さを収容孔２２の空間よりもわずかに小さく設定しておく必要がある。こうすることによって、収容孔２２への磁石挿入が円滑になされるのであるが、磁石３０と収容孔２２との間に隙間が残存するので、ガイドピン１５の進退動作や電極５の進退動作あるいは搬送移動などによって磁石３０が収容孔２２内で振動し、磁石３０の角部分が欠けたり著しい場合には割れたりすることがある。一方、嵌入部２５を差し込んだときに、磁石３０に突き当たって磁石３０を加圧するようなことになると、磁石３０にひび割れが発生したりする。このような問題を回避するためにも、上記空間が必要となる。とくに、焼結磁石では、このようなひび割れなどの現象に注意しなければならない。

そこで、例えば、接着剤３１やシリコンゴム３３などの制振材を前記隙間に封入しておくことにより、収容孔２２内での磁石振動が防止でき、しかも制振材が緩衝機能を果たすので、磁石３０への衝撃力を緩和することができる。

さらに、第１ピン部材２１と第２ピン部材２４を一体化したときには、環状端面２３と環状段部２７がぴったりと合致するものであるから、収容孔２２内への嵌入部２５の挿入長さが正確に設定でき、嵌入部２５の端面が磁石３０に突き当たるようなことが防止でき、磁石３０の破損が回避できる。

上述のように、本発明によれば、ガイドピンとしての精度を高め、磁石の保持性が良好で、強度剛性の高い電気抵抗溶接電極のガイドピンがえられる。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。

１ プロジェクションナット
２ 本体部
３ ねじ孔
４ 溶着用突起
５ 電気抵抗溶接電極
９ シリンダ
１０ ピストン部材
１１ 端面
１５ ガイドピン
１６ 先端部
２１ 第１ピン部材
２２ 収容孔
２４ 第２ピン部材
２５ 嵌入部
２８ 外周接合部
３０ 磁石
３１ 接着剤
３３ 弾性体
３４ 本体部
３８ 保護筒
Ｏ−Ｏ 電極軸線

Claims (3)

1. 電極本体の端面から突出しているものであって、断面円形の一方のピン部材に磁石を収容する収容孔が前記ピン部材の軸線と同軸の状態で形成され、断面円形の他方のピン部材に前記収容孔に挿入されて磁石を封入する嵌入部が前記収容孔の軸線と同軸の状態で形成され、前記嵌入部が前記収容孔に挿入されて磁石を封入した状態で両ピン部材の外周接合部が溶接されていることを特徴とする電気抵抗溶接電極のガイドピン。
2. 前記電極本体に設けたシリンダ内を摺動状態で進退するピストン部材が前記外周接合部を覆った状態で前記ピン部材に一体化されている請求項１記載の電気抵抗溶接電極のガイドピン。
3. 前記収容孔に封入された磁石が収容孔内で移動することを防止するための制振材が、収容孔内に封入されている請求項１または請求項２記載の電気抵抗溶接電極のガイドピン。

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