JP2015058461A

JP2015058461A - スポット溶接ガンの抵抗溶接用電極部の冷却構造及びこれを備えたスポット溶接ガン

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Publication number: JP2015058461A
Application number: JP2013194752A
Authority: JP
Inventors: 正信樋上; Masanobu Higami
Original assignee: Dengen Co Ltd
Current assignee: Dengen Co Ltd
Priority date: 2013-09-20
Filing date: 2013-09-20
Publication date: 2015-03-30
Anticipated expiration: 2033-09-20
Also published as: JP6192457B2

Abstract

【課題】スポット溶接ガンの抵抗溶接用電極が小型の場合でも冷却に十分な送水の量を確保でき且つ送水と帰還水との混流を低減し優れた冷却効率を得るスポット溶接ガンの抵抗溶接用電極部の冷却構造の提供。
【解決手段】抵抗溶接用電極部内に該電極の長手方向に連続する水冷用内部空間と該水冷用内部空間から外部に通じる給排水口が穿設され、給排水口の夫々の軸方向に挿通延設される給水管及び排水管を備え、前記給水管及び排水管は側面に開口を形成し且つエラストマーからなるＯリングを外周に備え、給排水口はＯリングが嵌合する直径を有する第一嵌合部と給水管及び排水管が夫々嵌合可能となる第二嵌合部とを有し、給排水口に対して取着された給水管及び排水管は相互に対向する側面の一方には前記開口を有しないスポット溶接ガンの抵抗溶接用電極部の冷却構造。
【選択図】図３

Description

本発明は、主として、スポット溶接ガンの冷却構造、特にはその抵抗溶接用電極に加えてその保持部を含む部分（以下、抵抗溶接用電極部という。）において構成される冷却構造、及び当該抵抗溶接用電極部の冷却構造を備えたスポット溶接ガンに関する。

従来、抵抗溶接に使用する溶接ガンの先端部を冷却するための構造として、例えば、ホルダーにシャンクを組み付けて、当該シャンクに電極の先端チップを取り付けて、当該先端チップに対して冷却する循環水路としての冷却水の供給及び排出をなす水路を構成するための循環パイプが前記ホルダーとシャンク内部を共に貫通して設けられた抵抗溶接用電極であって、ホルダーとシャンクの嵌合をストレートネジ嵌合とすると共に、当該ホルダーとシャンクを嵌合組み付けた状態にて所要面積の当接する面を設けたことを特徴とする抵抗溶接用電極が公知である（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８−２３５９３号公報

上記特許文献１に開示されるように、スポット溶接ガンの先端部の水冷装置は、特にスポット溶接ガンの電極（先端部）が大型であれば、冷却水の供給及び排出がされ、冷却機能が確保される。

しかしながら、スポット溶接ガンの電極が小型の場合には、供給路及び排出路として使用できる空間が小さくなる。このような場合には、例えば図１に示すように、シャンクに形成された空間内に冷却用の循環パイプを配置し、給排水路を区別して形成せず、給水用のニップル９０及び排水用のニップル９１（いずれも金属製の接続金具）を並設して、先端部内の空間に給水用のニップル９０から送水（冷却水９２）を導入して、排水用のニップル９１から帰還水（冷却に使用した使用済みの冷却水９２）を排出する構成とされることとなる。

このため、当該抵抗溶接用電極部が小型の場合には、送水と帰還水とが混流し、十分な冷却に必要となる水量を循環させることが困難となる。また、このような欠点を解消するために高加圧型のポンプを設置して送水圧力を高くすると、コストの上昇を招来するため問題である。

以上からすれば、上記従来の構成によっては、特に抵抗溶接用電極部が小型の場合には、高加圧型のポンプの使用なくして、冷却効率の低下を免れることができなかった。

また、給排水用の構造はニップルの使用によってスポット溶接ガンの製造コストが上昇するため、このような点においても解消できればより望ましい。

また、上記課題が解決できたうえで、その構造は、利便性が高く、若しくは外観体裁がより優れたものであれば、更に望ましい。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、スポット溶接ガンの抵抗溶接用電極が小型の場合であっても、高加圧型のポンプを使用する必要もなく、冷却に十分な送水の量を確保でき、且つ、送水と帰還水との混流を低減し、より優れた冷却効率を得ることができるスポット溶接ガンの抵抗溶接用電極部の冷却構造、及びこれを備えたスポット溶接ガンの提供を、発明が解決しようとする課題とする。

また本発明は、上記課題の解決を前提として、抵抗溶接用電極部におけるニップルの使用を不要とし、スポット溶接ガンの製造コストをより低廉化できるスポット溶接ガンの抵抗溶接用電極部の冷却構造、及びこれを備えたスポット溶接ガンの提供を、発明が解決しようとする課題とする。

更に本発明は、上記課題の解決を前提として、利便性が高く、若しくは、より外観体裁を良好とできるスポット溶接ガンの抵抗溶接用電極部の冷却構造、及びこれを備えたスポット溶接ガンの提供を、発明が解決しようとする課題とする。

抵抗溶接用電極部内に該電極の長手方向に連続する水冷用内部空間と該水冷用内部空間から外部に通じる給水口及び排水口が穿設されるスポット溶接ガンの冷却構造において、前記給水口及び排水口の夫々の軸方向に挿通延設される給水管及び排水管を備え、前記給水管及び排水管は、少なくとも側面に開口を形成し、且つ、エラストマーからなるＯリングを外周に備え、前記給水口及び排水口は、前記Ｏリングが嵌合する直径を有する第一嵌合部と、給水管及び排水管が夫々嵌合可能となる第二嵌合部とを有し、給水口及び排水口に対して取着された給水管及び排水管は相互に対向する側面の相互に前記開口を有しないものとしたことを特徴とするスポット溶接ガンの抵抗溶接用電極部の冷却構造を、発明が解決しようとする課題とする。ここで、本発明における抵抗溶接用電極部とは、抵抗溶接用電極自体のみならずこれに連続して設けられるスポット溶接ガン等の当該電極を保持若しくは位置決めする部分を含む。

また、本発明は、上記発明の構成を前提として、給水管と排水管の開口の配置が、電極の幅方向において異なる範囲にあることを特徴とするスポット溶接ガンの抵抗溶接用電極部の冷却構造を、課題を解決するための手段とする。

また、本発明は、上記いずれかの発明の構成を前提として、抵抗溶接用電極部に埋設用通路を形成し、該埋設用通路に前記給水管若しくは排水管を収容した構成としたことを特徴とする抵抗溶接用電極部の冷却構造を、課題を解決するための手段とする。

また、本発明は、上記いずれかの発明の構成を前提として、抵抗溶接用電極部の先端ビットが、当該抵抗溶接用電極部から着脱可能であることを特徴とする抵抗溶接用電極部の冷却構造を、課題を解決するための手段とする。

また、本発明は、上記いずれかの発明の構成を前提として、抵抗溶接用電極部を保持するアームが、抵抗溶接電極部の給水口及び排水口へ連続する埋込用凹部を備えたことを特徴とするスポット溶接ガンの抵抗溶接用電極部の冷却構造を、課題を解決するための手段とする。

また、本発明は、抵抗溶接用電極部が上記いずれかの抵抗溶接用電極部の冷却構造を備えていることを特徴とするスポット溶接ガンを、発明が解決しようとする。

請求項１に係る発明によれば、抵抗溶接用電極部内に該電極の長手方向に連続する水冷用内部空間と該水冷用内部空間から外部に通じる給水口及び排水口が穿設されるスポット溶接ガンの冷却構造において、前記給水口及び排水口の夫々の軸方向に挿通延設される給水管及び排水管を備え、前記給水管及び排水管は、少なくとも側面に開口を形成し、且つ、エラストマーからなるＯリングを外周に備え、給水口及び排水口は、前記Ｏリングが嵌合する直径を有する第一嵌合部と、給水管及び排水管が夫々嵌合可能となる第二嵌合部とを有し、給水口及び排水口に対して取着された給水管及び排水管は相互に対向する側面の相互に前記開口を有しないものとしたから、給水口及び排水口の水密性が保たれた上で、冷却用内部空間内で給排水口の有効面積を大きくとることができるため冷却水量が確保でき、水流が冷却用内部空間で十分な水量で循環することとなり、抵抗溶接用電極が小さいものであっても、低水圧下で十分な冷却効果を得ることができる。

また、当該構成によって第二嵌合部と給水管及び排水管が第二嵌合部と嵌合して当該給水管及び排水管が固定されるとともに一定の水密性を確保し、第一嵌合部とエラストマー製のＯリングとが嵌合して更により高度な水密性を保持し、ニップルを用いることなく給水口及び排水口に給水管及び排水管を強固に取付けることができることから、組立作業性にも優れ、冷却構造のコストダウンを図ることができる。

また請求項２に係る発明によれば、上記構成を前提とした上で、給水管と排水管の開口の配置が、電極の幅方向において異なる範囲にあるものとしたことから、送水と帰還水が水冷用内部空間の幅方向において異なる位置で移動されるため、より水流の循環効率を上げることができる。

また請求項３に係る発明によれば、上記いずれかの構成に加えて、抵抗溶接用電極部に埋設用通路を形成し、該埋設用通路には、前記給水管若しくは排水管を収容することとしたから、上記いずれかの発明の作用効果を奏する上に、他物との接触や引掛り等が生じることを回避することで給水管及び排水管の不用意な脱落を防止して安全性を確保するとともに、外観上の体裁を良好とすることができる。

また請求項４に係る発明によれば、上記いずれかの構成に加えて、抵抗溶接用電極部の先端ビットは、当該抵抗溶接用電極部から着脱可能としたことから、上記いずれかの発明の作用効果を奏する上に、先端ビットのみの交換を可能とし、抵抗溶接用電極部自体の交換を要しないものとすることができるため、利便性を向上させることができる。

また請求項５に係る発明によれば、上記いずれかの構成に加えて、抵抗溶接用電極部を保持するアームが、抵抗溶接電極部の給水口及び排水口へ連続する埋込用凹部を備えたことから、埋込用凹部に給水管及び排水管が案内されて、より外観体裁を良好とでき、また、当該給水管及び排水管が他物に引っ掛かる危険性を低減してより操作性が良好となり、利便性を向上させることができる。

また請求項６に係る発明によれば、請求項１に係る発明の構成を基本とする抵抗溶接用電極部の冷却構造を備えたことによって、冷却用内部空間内で給排水口の有効面積を大きくとることができるため、冷却用内部空間で冷却に十分な量の水流を循環させることができることから、スポット溶接ガンの抵抗溶接用電極が小型の場合であっても、高加圧型のポンプを使用する必要もなく、送水と帰還水との混流を低減し、より優れた冷却効率を得ることができるスポット溶接ガンとすることができる。

従来の抵抗溶接用電極部の一部断面説明図である。本発明の実施例に係る抵抗溶接電極部を備えた溶接ガンを示す斜視図である。本発明の実施例に係る中央側抵抗溶接用電極部の一部断面説明図である。本発明の実施例に係る構成中の給水管及び排水管の先端形状の変形例を示す（ａ）正面図、（ｂ）底面側を含む斜視図である。本発明の実施例に係る先端側抵抗溶接用電極部への給水管及び排水管の（ａ）取付前の状態を示す説明図、（ｂ）取付後の状態を示す説明図である。本発明の実施例に係る先端側抵抗溶接用電極部の図５（ｂ）におけるＡ−Ａ断面説明図である。本発明の他の実施例に係る先端側抵抗溶接用電極部を有するアームの（ａ）斜視図、（ｂ）平面図である。本発明の他の実施例に係る先端側抵抗溶接用電極部を有するアームの（ａ）一部縦断面図、（ｂ）給排水管を取付けた状態を示す斜視図である。

本発明は、抵抗溶接用電極部内に該電極の長手方向に連続する水冷用内部空間と該水冷用内部空間から外部に通じる給水口及び排水口が穿設されるスポット溶接ガンの冷却構造において、前記給水口及び排水口の夫々の軸方向に挿通延設される給水管及び排水管を備え、前記給水管及び排水管は、少なくとも側面に開口を形成し、且つ、エラストマーからなるＯリングを外周に備え、給水口及び排水口は、前記Ｏリングが嵌合する直径を有する第一嵌合部と、給水管及び排水管が夫々嵌合可能となる第二嵌合部とを有し、給水口及び排水口に対して取着された給水管及び排水管は相互に対向する側面の相互に前記開口を有しないものことで、給水口及び排水口の水密性が保たれた上で、冷却水量が確保でき、水流が冷却用内部空間で十分な水量で循環することとなり、抵抗溶接用電極が小さいものであっても、十分な冷却効果を得ることができ、第二嵌合部と給水管及び排水管が第二嵌合部と嵌合して当該給水管及び排水管が固定されるとともに一定の水密性を確保し、第一嵌合部とエラストマー製のＯリングとが嵌合して更により高度な水密性を保持し、ニップルを用いることなく給水口及び排水口に給水管及び排水管を強固に取付けることができることから、組立作業性にも優れ、冷却構造のコストダウンを図ることができ、また給水管と排水管の開口の配置が、電極の幅方向において異なる範囲にあるものとし送水と帰還水が水冷用内部空間の幅方向において異なる位置で移動されるため、より水流の循環効率を上げることができ、抵抗溶接用電極部に埋設用通路を形成し、該埋設用通路には、前記給水管若しくは排水管を収容することとしたから、他物との接触や引掛り等が生じることを回避することで給水管及び排水管の不用意な脱落を防止して安全性を確保するとともに、外観上の体裁を良好とすることができる、優れたスポット溶接ガンの抵抗溶接用電極部の冷却装置を実現した。

本発明の実施例に係るスポット溶接ガンの抵抗溶接用電極部の冷却構造は、図２に示すように、スポット溶接ガンＧの一対の抵抗溶接用電極（先端側抵抗溶接用電極１Ｂ、中央側抵抗溶接用電極１Ａ）と当該電極を保持する保持部の構成によって実現される。ここで、先端側抵抗溶接用電極１Ｂ側の保持部はアーム１４であり、中央側抵抗溶接用電極１Ａ側の保持部は中央保持部１３となる。

本実施例に係る中央側抵抗溶接用電極１Ａは、図２及び図３（ａ）に示すように、中央保持部１３の保持穴に相通されている。当該中央側抵抗溶接用電極１Ａの基端側側面には、給水口１０と排水口１１とを備えている。当該給水口１０と排水口１１に対して外部から給水管２（２ａ）及び排水管３（３ａ）を接続できるように、中央保持部１３には埋込用凹部１３０が形成されている。

前記給水口１０及び排水口１１はいずれも、外側に第一嵌合部１７、内側に第二嵌合部１８を有する。第一嵌合部１７から縮径して形成される段差１６を介して第二嵌合部１８を設けた構成としている。当該構成は、給水管２（２ａ）及び排水管３（３ａ）を固定するための構成として形成されている。

給水管２及び排水管３は、中空の合成樹脂製（ポリウレタン製）チューブであり、先端側の外周にＯリング４を嵌入させている。
前記第一嵌合部１７はＯリング４の外径よりも僅かに小さい内径ｄ１を有しており、また第二嵌合部１８はチューブの外径よりも僅かに小さい内径ｄ２を有している。

そして、前記中央保持部１３の埋込用凹部１３０を通して、給水管２（２ａ）及び排水管３（３ａ）を給水口１０及び排水口１１に対して挿入することによって、第二嵌合部１８とチューブとが当接し、Ｏリング４が第一嵌合部１７及び段差１６の双方に当接し、水密性が保持される。

本実施例においては、給水管２（２ａ）のＯリング係止位置を排水管の０リング係止位置よりも後方にずらした位置とすることによって、当該給水管２（２ａ）及び排水管３（３ａ）を給水口１０及び排水口１１に取り付けた際に、その先端位置及び開口位置が相互に揃わないように配置している。

また、図３に示すように、給水管２（２ａ）の開口位置は下方とし、排水管の開口位置は上方としている。これら開口５は管に対して斜めにカットした構成としているので、厳密にはそれぞれ斜め下方、斜め上方に向けて形成されている。

また、開口５の変形例として、図４に示すように、管に対して平行した切り口を形成し、当該管の側面に連続的な切欠部を形成することによって行うことができる。当該構成によれば、上記の管に対して斜めにカットした構成よりも水流の制御をより確実なものとすることができる点で優れる。

このように配置することによって、送水は給水管２（２ａ）から水冷用内部空間１５に導入され、水流が当該水冷用内部空間１５から下方に向けて移動しながら、徐々に冷却効果を発揮させる。水流によって、送水は下端で折り返して上方へ移動し、還流水となって当該上方に配置された排水管の開口５へ円滑に循環する構成としている。

次に、本実施例に係る先端側抵抗溶接用電極１Ｂは、図２、図５及び図６に示すように、スポット溶接ガンのアーム１４の先端に形成した保持穴１４０に相通固定されている。アーム１４の上面には給水管２（２ｂ）及び排水管３（３ｂ）をガイドするための埋込用凹部１４１を形成してある。

また、上記中央側の抵抗溶接用電極部１と同様に、給水管２及び排水管３は、中空の合成樹脂製（ポリウレタン製）チューブを用い、先端側の外周にＯリング４を嵌入させている。また、前記給水口１０及び排水口１１はいずれも、外側に第一嵌合部１７、内側に第二嵌合部１８を有し、第一嵌合部１７から縮径して形成される段差１６を介して第二嵌合部１８を設けた構成としている点については、同様である。

一方、当該先端側抵抗溶接用電極１Ｂの基端（上端）には給水口１０と排水口１１が左右に並設される。すなわち、前記した中央側抵抗溶接用電極１Ａとは給水口１０と排水口１１の相対的な配置において相違するものである。また、給水管２（２ｂ）及び排水管３（３ｂ）の先端はいずれも斜めにカットした構成としている。そして、これらは対向する側面にカットによって形成された開口が位置せず、夫々斜め下方に開口が位置する配置としている。これによって、送水と帰還水との混流を著しく減少させ、抵抗溶接用電極が小さいものであっても、十分な冷却効果を得ることができる。

当該構成によって給水管２及び排水管３は埋込用凹部１４１内を通して前記給水口１０及び排水口１１に接続される。このため、給水管２及び排水管３は外部へ大きく突出することがなく、他物への引掛り等を抑制でき、安全性及び利便性を高めることができるとともに、外観体裁を良好とすることができる。

また、図７及び図８に本発明の他の実施例として、先端側抵抗溶接用電極部１Ｂを有するアーム１４の構造を示す。本実施例における先端側抵抗溶接用電極部１の先端における先端ビット１９を当該先端側抵抗溶接用電極部から着脱可能となる構成としたものである。

先端ビット１９に近接してビット着脱用ナット１９Ａを備え、当該ビット着脱用ナット１９Ａの雌螺子と先端ビット１９の雄螺子とを、螺合若しくは離脱させることにより、着脱を可能とする構成である。水冷用内部空間は先端ビット１９内まで連続する。

本実施例においても図８（ｂ）に示すように、給水管２（２ｂ）及び排水管３（３ｂ）は、中空の合成樹脂製（ポリウレタン製）チューブを用い、先端側の外周にＯリング４を嵌入させる。

尚、本発明においては、上記実施例に限定されるものではなく、例えば、上記埋込用凹部１３０、１４１上に別途設けられるカバー部材を設けることによって、給水管２及び排水管３を外部から完全に遮蔽した状態とすることもできる。

１抵抗溶接用電極部
１Ａ中央側抵抗用溶接電極
１Ｂ先端側抵抗溶用接電極
１０給水口
１１排水口
１３中央保持部
１３０埋込用凹部
１４アーム
１４０保持穴
１４１埋込用凹部
１５内部空間
１６段差
１７第一嵌合部
１８第二嵌合部
１９ビット
１９Ａビット着脱用ナット
２給水管
３排水管
４Ｏリング
５開口
６切欠部
７冷却水
７ａ水流（送水側）
７ｂ水流（帰還水側）
９電極（従来）
９０ニップル（従来）
９１ニップル（従来）
９２冷却水（従来）
ｄ１内径
ｄ２内径
Ｇスポット溶接ガン

Claims

抵抗溶接用電極部内に該電極の長手方向に連続する水冷用内部空間と該水冷用内部空間から外部に通じる給水口及び排水口が穿設されるスポット溶接ガンの冷却構造において、
前記給水口及び排水口の夫々の軸方向に挿通延設される給水管及び排水管を備え、
前記給水管及び排水管は、少なくとも側面に開口を形成し、且つ、エラストマーからなるＯリングを外周に備え、
前記給水口及び排水口は、前記Ｏリングが嵌合する直径を有する第一嵌合部と、給水管及び排水管が夫々嵌合可能となる第二嵌合部とを有し、
給水口及び排水口に対して取着された給水管及び排水管は相互に対向する側面の相互に前記開口を有しないものとしたことを特徴とするスポット溶接ガンの抵抗溶接用電極部の冷却構造。
給水管と排水管の開口の配置が、電極の幅方向において異なる範囲にあることを特徴とする請求項１記載のスポット溶接ガンの抵抗溶接用電極部の冷却構造。
抵抗溶接用電極部に埋設用通路を形成し、該埋設用通路に前記給水管若しくは排水管を収容した構成としたことを特徴とする請求項１又は２記載の抵抗溶接用電極部の冷却構造。
抵抗溶接用電極部の先端ビットは、当該抵抗溶接用電極部から着脱可能であることを特徴とする請求項１、２又は３記載のスポット溶接ガンの抵抗溶接用電極部の冷却構造。
抵抗溶接用電極部を保持するアームは、抵抗溶接電極部の給水口及び排水口へ連続する埋込用凹部を備えたことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のスポット溶接ガンの抵抗溶接用電極部の冷却構造。
抵抗溶接用電極部に、請求項１、２、３、４又は５記載の抵抗溶接用電極部の冷却構造を備えたことを特徴とするスポット溶接ガン。