JP2015107518A - 磁石ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】電気抵抗溶接電極に組み込まれた磁石が、容器内で容器に対して相対変位をしないようにすること。【解決手段】電気抵抗溶接電極１００に挿入された磁性材料製部品１９を保持するものであって、容器２４内の磁石２５が容器開口部に固定された蓋部材２６で封入されており、磁石２５と容器内面の間および磁石２５と蓋部材２６の内面の間のいずれか一方または両方に緩衝部材３７が配置してあり、これによって磁石２５が容器２４に対して相対変位をしないようにしてある。【選択図】図１

Description

この発明は、電気抵抗溶接電極に挿入された磁性材料製部品を保持する磁石ユニットに関している。

特許第４２７３１８５号公報には、電気抵抗溶接電極内に磁石ユニットが組み込まれ、電極の受入孔に挿入されたプロジェクションボルトが磁石ユニットによって吸引保持されていることが記載されている。

特許第４２７３１８５号公報

上記特許文献に記載されている磁石は、カップ状の容器内に永久磁石が挿入され、蓋部材で封入されている。このような構造であると、容器内で磁石が容器に対して相対変位、すなわち上下左右にガタガタと移動する。このために、磁石の角部が損傷したり割れたりすることがある。さらに、容器の外径寸法を均一に維持することが困難である。とくに、焼結合金製の磁石の場合にこのような問題が発生する。

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、磁石が容器内で容器に対して相対変位をしないようにした磁石ユニットの提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、電気抵抗溶接電極に挿入された磁性材料製部品を保持する形式のものであって、容器内に収容された磁石が容器開口部に固定された蓋部材で封入されており、磁石と容器内面の間および磁石と蓋部材の内面の間のいずれか一方または両方に緩衝部材が配置してあり、磁石が容器に対して相対変位をしないように構成したことを特徴とする磁石ユニットである。

上述のように、容器内に磁石が封入された形式であり、磁石と容器内面の間および磁石と蓋部材の内面の間のいずれか一方または両方に緩衝部材が配置してあるので、蓋部材を容器に溶接などで固定したときに緩衝部材が圧縮され、その弾性反力で磁石が動けない状態になる。したがって、磁石が容器に対して相対変位をしないので、磁石の角部や端面が容器内面に衝突することがなく、磁石角部が欠けたり磁石中央部が割れたりすることを防止できる。

電気抵抗溶接電極に組み込まれている磁石ユニットは、電極が進出して１対の電極間で部品が挟み付けられるときに電極が急停止をするので、磁石ユニット内部の磁石にも大きな衝撃力が作用する。このような衝撃によって磁石が容器内で上下左右に相対移動をする。このような相対変位が上記の構成作用によって防止される。

請求項２記載の発明は、前記蓋部材に、容器の開口部内面に摺動させた状態で挿入され容器と蓋部材の軸線を合致させるガイド部と、容器の開口部端面に衝合され容器の高さ寸法と蓋部材の厚さ寸法との合算長さ寸法を設定する基準面が形成されている請求項１記載の磁石ユニットである。

前記蓋部材に設けたガイド部が容器の開口部内面に摺動させた状態で挿入されているので、挿入方向に対して直交する方向の位置決めが正確になされる。容器が有底の円筒構造のような場合には、組み付けられた蓋部材は容器と同軸状態になって、容器と蓋部材が一体化された直円筒になる必要がある。このような直円筒形状によって、電極内で円滑な進退動作が可能となる。

さらに、前記基準面が容器の開口部端面に衝合されることによって、容器の高さ寸法と蓋部材の厚さ寸法との合算長さ寸法が均一に設定され、磁石ユニットとしての寸法精度が向上する。

電極および磁石ユニット各部の断面図である。 他の実施例を示す各部の断面図である。 緩衝部材の変型例を示す断面図である。

つぎに、本発明の磁石ユニットを実施するための形態を説明する。

図１は、本発明の実施例１を示す。

最初に、電気抵抗溶接電極について説明する。

電気抵抗溶接電極に挿入された部品を磁石で保持する形式のものとしては、部品の有無を検知する機能が備えられたもの、溶接で加熱された電極本体などを強制的に冷却する機能が備えられたもの等種々なものがあるが、本実施例ではこれらの機能が備えられていない最も簡素な構造の場合である。

電極全体は、符号１００で示されている。ほぼ円筒状の電極本体１は、ねじ部２で結合された断面円形の固定側部材３と断面円形の溶接側部材４によって構成されている。溶接側部材４の端面に、ねじ部５を介して端蓋６が結合してある。

電極本体１内に断面円形の大径孔７とこれに連なる断面円形の小径孔８が形成されている。小径孔８は、溶接側部材４と端蓋６の中心部を貫通して大径孔７と外部とを連通している。この小径孔８は後述するが、プロジェクションボルトが挿入される受入孔であり、この受入孔にも符号８が付してある。端蓋６の小径孔８には円筒状の絶縁材９がはめ込んである。固定側部材３にはテーパ部１０が一体に形成され、これを進退部材１１に圧入して電極１００が進退するようになっている。進退部材１１は図示していないが、エアシリンダや進退出力式の電動モータに連結されている。

断面円形の磁石ユニット１３が摺動可能な状態で大径孔７に嵌め込まれ、大径孔７の内端面１４と磁石ユニット１３の上端面１５の間に圧縮コイルスプリング１６が挿入してある。この圧縮コイルスプリング１６の張力は、大径孔７と小径孔８の境界部に形成されている平端面１７によって受け止められている。なお、図示していないが、圧縮コイルスプリング１６に換えて圧縮コイルスプリング１６が収容されている空間に、空気圧を導入することも可能である。

電極１００は可動電極であり、それと同軸状態で固定電極２００が配置され、その上に鋼板部品１８が載置してある。

つぎに、部品について説明する。

部品としては、受入孔８に挿入されるようなものであり、ここでは図１（Ｉ）に示めされたプロジェクションボルト１９である。雄ねじが形成された軸部２０、これと同心の状態で軸部２０と一体に形成されたフランジ部２１、軸部２０とは反対側のフランジ面の中央に配置された円形の溶着用突起２２から構成されている。

大径孔７、小径孔８、磁石ユニット１３、プロジェクションボルト１９などは電極１００の軸線Ｏ−Ｏと同軸の状態で配置してある。

つぎに、磁石ユニットについて説明する。

磁石ユニット１３は、断面円形のカップ状の容器２４内に磁石、すなわち永久磁石２５を挿入し、蓋部材２６で封じたものである。容器２４は、円筒部２７と平たい端板２８によって構成されている。磁石２５は、図１（Ｆ）に示すように、円柱型の形状をしており、上端面２９と下端面３０が形成されている。この磁石２５が容器２４の円筒内面に摺動させて挿入されている。

容器２４はステンレス鋼のような非磁性材料で作られており、蓋部材２６は磁力を軸部２０に確実に作用させるために、磁性材料である鉄で作られている。

蓋部材２６は、高さの低い円筒状のガイド部３２と、軸線Ｏ−Ｏに対して直交している平坦な基準面３３と、溶接用の開先テーパ部３４を有しており、蓋部材２６の内面である平坦な内端面３５が軸線Ｏ−Ｏに直交した位置関係で設けてある。また、容器２４の開口端面３６が軸線Ｏ−Ｏに直交した位置関係で形成されている。

磁石と容器内面の間に緩衝部材が配置してある。すなわち、磁石２５の上端面２９と端板２８の内面との間に緩衝部材３７が挟み込まれている。緩衝部材３７としては、圧縮性のある厚紙、ゴムシート、ポリアミド樹脂、半流動性のある接着剤など種々なものが採用できる。ここでは厚紙（ボール紙）が採用されている。

緩衝部材３７を挿入してから、磁石２５を摺動させながら挿入し、次いで蓋部材２６のガイド部３２を開口部内面３１に摺動させた状態で挿入し、基準面３３を開口端面３６に衝合させ、符号３８で示された溶接部により蓋部材２６と容器２４の一体化がなされる。基準面３３が開口端面３６に衝合させられたときに、緩衝部材３７が上端面２９と端板２８の内面の間で弾性的に圧縮された状態になるように、磁石２５の高さ寸法、ガイド部３２の高さ寸法、緩衝部材３７の厚さ寸法などが選定されている。

溶接用の開先形状としては、Ｖ字型断面形状、レ字型断面形状などがある。ここでは、開先テーパ部３４がテーパ形状で形成されているので、後者のレ字型形状の環状溝である。図１（Ｅ）に示すように、黒く塗りつぶした部分が溶接で肉盛りされた箇所であり、この盛り上がった部分を機械加工で切削して（Ｃ）図に示すように、滑らかな円筒状に仕上げられる。ここでは、溶接の事例を説明したが、これに換えてガイド部３２をねじ込むようにすることも可能である。

また、磁石と蓋部材の内面の間に緩衝部材３７を配置する場合のものとして、図１（Ｃ）に２点鎖線で示すように、緩衝部材３７を磁石２５の下端面３０と蓋部材２６の内端面３５との間に配置してある。あるいは、磁石２５の上下両方に緩衝部材３７を配置してもよい。緩衝部材３７の配置箇所が以上のように３つの形態として選定できるので、特許請求の範囲において「磁石と容器内面の間および磁石と蓋部材の内面の間のいずれか一方または両方に緩衝部材が配置」なる表現がなされている。

図１（Ｃ）に示した符号Ｌは、容器２４の軸線Ｏ−Ｏ方向の高さ寸法と、蓋部材２６の厚さ寸法を合算した「合算長さ寸法」を示している。

受入孔８に軸部２０を挿入すると、その端部が磁石２５によって蓋部材２６の表面に吸着され、電極１００にプロジェクションボルト１９が保持された状態になる。このときにはフランジ部２１と端蓋６の端面１２との間に空隙Ｃが形成されている。この空隙Ｃが存在することによって、溶接電流の通電ができない状態になっており、電極１００が進出して溶着用突起２２が鋼板部品１９を加圧すると、相対的に磁石ユニット１３が押し込まれて圧縮コイルスプリング１６が縮小する。その後、フランジ部２１が端面１２に密着して溶接電流が通電されると、溶着用突起２２が鋼板部品１８に溶着する。

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。

上述のように、容器２４内に磁石２５が封入された形式であり、磁石の上端面２９と容器の端板２８の内面の間および磁石の下端面３０と蓋部材の内端面３５の間のいずれか一方または両方に緩衝部材３７が配置してあるので、蓋部材２６を容器２４に溶接などで固定したときに緩衝部材３７が圧縮され、その弾性反力で磁石２５が動けない状態になる。したがって、磁石２５が容器２４に対して相対変位をしないので、磁石２５の角部や端面が容器内面に衝突することがなく、磁石角部が欠けたり磁石中央部が割れたりすることを防止できる。

電気抵抗溶接電極１００に組み込まれている磁石ユニット１３は、電極１００が進出して１対の電極１００、２００間で溶着用突起２２や鋼板部品１８が挟み付けられるときに電極１００が急停止をするので、磁石ユニット内部の磁石２５にも大きな衝撃力が作用する。このような衝撃によって磁石２５が容器２４内で上下左右に相対移動をする。このような相対変位が上記の構成作用によって防止される。

前記蓋部材２６に、容器２４の開口部内面３１に摺動させた状態で挿入され容器２４と蓋部材２６の軸線Ｏ−Ｏを合致させるガイド部３２と、容器２４の開口部端面３６に衝合され容器２４の高さ寸法と蓋部材２６の厚さ寸法との合算長さ寸法Ｌを設定する基準面３３が形成されている。

前記蓋部材２６に設けたガイド部３２が容器２４の開口部内面３１に摺動させた状態で挿入されているので、挿入方向に対して直交する方向の位置決めが正確になされる。つまり、容器２４と蓋部材２６が軸線Ｏ−Ｏ上に正確に配置される。容器２４が有底の円筒構造のような場合には、組み付けられた蓋部材２６は容器２４と同軸状態になって、容器２４と蓋部材２６が一体化された直円筒になる必要がある。このような直円筒形状によって、電極１００内で円滑な進退動作が可能となる。

さらに、前記基準面３３が容器２４の開口部端面３６に衝合されることによって、容器２４の高さ寸法と蓋部材２６の厚さ寸法との合算長さ寸法Ｌが均一に設定され、磁石ユニット１３としての寸法精度が向上する。

蓋部材２６は、ガイド部３２と基準面３３と開先テーパ部３４を有しているので、ガイド部３２を容器２４の開口部内面３１に挿入したときに環状溝状の開先形状が形成されるので、溶接構造が蓋部材２６の組み付けと同時に構成され、製作面で好適である。

図２は、本発明の実施例２を示す。

この実施例２は、受入孔８に進入するガイドピン２３が設けられたものであり、図２（Ａ）と（Ｂ）に示したものは、ガイドピン２３が蓋部材２６と一体に形成されたものである。また、同図（Ｃ）に示されたものは、容器２４にガイドピン２３が一体的に設けられたものである。この場合には、磁石ユニット１３の上下方向を逆にする。そして、容器２４を磁性材料であるステンレス鋼で作ってある。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。

このようなガイドピン２３の長さを選定することにより、軸部２０の長さ寸法が変更されても、電極本体１の各部寸法を変えることなく、自由に対応することができる。それ以外の作用効果は、先の実施例１と同じである。

図３は、カップ状の形をした緩衝部材３７であり、実施例１および実施例２に適用することができる。

上述のように、本発明の磁石ユニットによれば、磁石が容器内で容器に対して相対変位をしないようにしたものである。したがって、鋼板部品の溶接工程などの広い産業分野で利用できる。

１ 電極本体
６ 端蓋
１３ 磁石ユニット
１９ プロジェクションボルト
２０ 軸部
２１ フランジ部
２２ 溶着用突起
２３ ガイドピン
２４ 容器
２５ 磁石、永久磁石
２６ 蓋部材
２７ 円筒部
２８ 端板
２９ 上端面
３０ 下端面
３１ 開口部内面
３２ ガイド部
３３ 基準面
３４ 開先テーパ部
３５ 内端面
３６ 開口端面、開口部端面
３７ 緩衝部材
３８ 溶接部
Ｌ 合算長さ寸法
Ｃ 空隙

Claims (2)

1. 電気抵抗溶接電極に挿入された磁性材料製部品を保持する形式のものであって、容器内に収容された磁石が容器開口部に固定された蓋部材で封入されており、磁石と容器内面の間および磁石と蓋部材の内面の間のいずれか一方または両方に緩衝部材が配置してあり、磁石が容器に対して相対変位をしないように構成したことを特徴とする磁石ユニット。
2. 前記蓋部材に、容器の開口部内面に摺動させた状態で挿入され容器と蓋部材の軸線を合致させるガイド部と、容器の開口部端面に衝合され容器の高さ寸法と蓋部材の厚さ寸法との合算長さ寸法を設定する基準面が形成されている請求項１記載の磁石ユニット。

Images