JP2016074027A - 電極チップの整形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電極チップの寿命低下を抑制しながら、先端が平坦な電極チップを整形する。
【解決手段】本発明の電極チップの整形方法は、電極チップ２０の中心軸Ｃを回転軸として、整形工具１０と先端が平坦な電極チップ２０とを相対回転させた状態で、整形工具１０に電極チップ２０を圧接する。整形工具１０の電極チップ２０を圧接する整形部１２には、電極チップ２０の直径よりも長い少なくとも１本の突条部１４を設け、突条部１４を回転軸と直交するように配置する。これにより、突条部１４が、電極チップ２０の先端面２２全体をカバーして回転接触し、先端面２２の最も低い位置に合わせて均すようにして塑性変形させ、先端面２２を平坦に整形することができる。更に、切削整形と比較して、電極チップ２０の寿命低下を抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電極チップの整形方法に関するものである。

抵抗スポット溶接に用いられる溶接ガンの電極チップは、繰り返し溶接作業に使用されると、圧接による変形や摩耗によって先端形状が変わってしまう。特に、先端が平坦形状のフラット型電極チップは、繰り返し使用されると、先端面の中央近傍が凹む傾向にある。このように先端が変形したフラット型電極チップを引き続き使用して、抵抗スポット溶接を行うと、先端が変形していない電極チップを使用するときよりも大きな電流が必要になるだけではなく、溶接品質が悪くなってしまう。このため、電極チップの先端が変形した場合には、電極チップの先端を正規形状に復元するか、新しい電極チップに交換する必要がある。従来、電極チップの復元方法として、電極チップの先端を切削する方法（例えば、特許文献１参照）や、電極チップの先端を塑性変形させる方法（例えば、特許文献２参照）が行われていた。

特許第２６４０２０６号公報 特開２０１２−２５０２８２号公報

しかしながら、上述した電極チップの先端を切削する方法は、切削する毎に電極チップの長さが短くなってしまうため、電極チップの寿命を縮めるものであった。又、電極チップの先端を塑性変形させる従来の方法は、電極チップの先端がドーム状等の場合には対応できるが、先端が平坦なフラット型電極チップを、元の平坦な形状に塑性変形させるのは困難であった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電極チップの寿命低下を抑制しながら、先端が平坦な電極チップを整形することにある。

（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではない。そのため、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。

（１）先端が平坦な抵抗溶接用の電極チップを、溶接作業に使用された状態から整形するための整形方法であって、前記電極チップの直径よりも長い少なくとも１本の突条部を設けた面を有する整形工具と、前記電極チップとを、前記電極チップの中心軸を回転軸として相対回転させた状態で、この際、前記突条部を前記回転軸と直交するように配置し、前記電極チップの先端面を前記整形工具の前記突条部を設けた面に圧接する電極チップの整形方法（請求項１）。

（２）上記（１）項において、前記整形工具に、前記電極チップの直径よりも長い突条部を含む複数の突条部を、平行かつ高さを等しく設ける電極チップの整形方法。
（３）上記（２）項において、前記整形工具に、前記複数の突条部として３本の突条部を設け、該３本の突条部のうちの両側の突条部を、前記電極チップの先端面の外周近傍に接触する位置で回転させる電極チップの整形方法。

（４）上記（１）〜（３）項において、前記整形工具に、溶接ガンに具備された状態で前記電極チップと対向する電極チップを整形するための整形面を設け、前記電極チップと前記対向する電極チップとを同時に整形する電極チップの整形方法。

（５）先端が平坦な抵抗溶接用の電極チップを、溶接作業に使用された状態から整形するための整形工具であって、前記電極チップの直径よりも長い少なくとも１本の突条部が設けられた、前記電極チップの先端面が圧接される整形部を含み、前記突条部が、前記電極チップの中心軸と直交するように配置された状態で、前記電極チップの中心軸を回転軸として回転駆動される電極チップの整形工具。
（６）上記（５）項において、前記整形部に、前記電極チップの直径よりも長い突条部を含む複数の突条部が、平行かつ高さが等しく設けられた電極チップの整形工具。

本発明はこのように構成したので、電極チップの寿命低下を抑制しながら、先端が平坦な電極チップを整形することが可能となる。

本発明の実施の形態に係る電極チップの整形方法で用いる整形工具を概略的に示しており、（ａ）は整形工具に電極チップを接触させた状態を示すイメージ図、（ｂ）は（ａ）の矢印Ａによる矢視図である。 図１の整形工具の突条部が設けられた整形部を示す斜視図である。 図１の整形工具が取り付けられる整形装置の概略図である。 図３の整形装置と、電極チップを具備する溶接ガンを備えた溶接ロボットとを示す概略図である。 本発明の実施の形態に係る電極チップの整形方法により整形する電極チップを示しており、（ａ）は整形前の電極チップ、（ｂ）は整形後の電極チップである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。ここで、図面の全体にわたって、同一部分は同一符号で示している。又、従来技術と同一部分、若しくは相当する部分については、詳しい説明を省略する。
図１は、本発明の実施の形態に係る電極チップの整形方法で用いる、電極チップの整形工具１０を示している。電極チップの整形工具１０は、大略には、溶接ガン６４（図４参照）に具備されている一対の電極チップ２０、３０を整形するためのものであり、図１（ａ）には、一対の電極チップ２０、３０により挟み込んだ状態の整形工具１０を示している。又、電極チップの整形工具１０は、詳しくは後述するが、整形装置４０（図３参照）に取り付けられた状態で、一対の電極チップ２０、３０の中心軸Ｃを回転軸として、図１中の矢印の如く整形装置４０により回転されて使用されるものである。なお、図１（ｂ）には、電極チップ２０が整形工具１０に接触する範囲を２点鎖線で示している。

図１に示すように、電極チップの整形工具１０は、先端が平坦な電極チップ２０を整形するための整形部１２と、先端がドーム状の電極チップ３０を整形するための整形面１６が設けられた本体部１１とを備えている。整形部１２は、整形工具１０の本体部１１と一体的に回転するように、本体部１１に固定されている。整形部１２には、図１及び図２で確認できるように、少なくとも１本の突条部１４が設けられており、図示の例では、突条部１４として、３本の突条部１４ａ〜１４ｃが設けられている。これら３本の突条部１４ａ〜１４ｃは、平行で高さが等しく設けられていると共に、図１（ｂ）で確認できるように、何れも図中上下方向の長さが、電極チップ２０の直径ｄよりも大きく設けられている。又、３本の突条部１４ａ〜１４ｃは、整形部１２に対して電極チップ２０が圧接されたときに、中央の突条部１４ａが、整形工具１０の回転軸、すなわち、電極チップ２０の中心軸Ｃと直交する位置に配置されている。一方、両側の突条部１４ｂ、１４ｃは、電極チップ２０の先端面２２の外周近傍に接触する位置に配置されている。

本体部１１に設けられた整形面１６は、上述したように、先端がドーム状の電極チップ３０を整形するためのものであり、電極チップ３０の先端部３２を、元のドーム状に整形するような形状を有している。すなわち、図１の例では、整形面１６は、ドーム状に凹んだ形状を有している。
なお、図１及び図２の例では、整形工具１０の整形部１２が、本体部１１と別の部材で構成されているが、整形部１２と本体部１１とは、１つの部材として一体的に構成されていてもよい。又、本体部１１及び整形部１２は、電極チップ２０、３０の材料等に応じて、電極チップ２０、３０を塑性変形させることが可能な適切な材料で形成されている。

次に、図３には、図１に示した電極チップの整形工具１０が取り付けられる整形装置４０を示している。図３に示すように、整形装置４０は、整形工具１０を回転可能に保持する整形ヘッド４２と、整形ヘッド４２を上下方向に移動可能に支持する支持手段４４とを備えている。整形ヘッド４２は、整形工具１０を保持すると共に、一対の電極チップ２０、３０を整形工具１０に圧接できるような２つの開口部５０、５２を備えた工具保持部４６と、工具保持部４６を回転させる回転駆動手段４８とを有している。すなわち、図３には図示されていないが、電極チップの整形工具１０は、図中上側に整形面１６が配置され、図中下側に整形部１２が配置される態様で、工具保持部４６により保持されている。そして、工具保持部４６には、電極チップ３０を図３中上側から整形工具１０の整形面１６に接触させるための開口部５０と、電極チップ２０を図３中下側から整形工具１０の整形部１２に接触させるための開口部５２とが設けられているものである。

続いて、図４は、溶接作業を行うための溶接ロボット６０を、図３に示した整形装置４０と共に示している。溶接ロボット６０は、アーム６２の先端に、溶接ガン６４が取り付けられた構成である。そして、溶接ガン６４には、図１に示した一対の電極チップ２０、３０が具備されている。又、溶接ロボット６０の近くであって、溶接ロボット６０の制御により、溶接ガン６４に具備されている一対の電極チップ２０、３０が整形し得る姿勢で届く範囲に、支柱Ｔが立設されており、この支柱Ｔに整形装置４０が支持されている。
なお、図４の例では、溶接ガン６４として、所謂Ｃ型溶接ガンを示しているが、本発明の実施の形態に係る電極チップの整形方法は、これに限定されることはなく、所謂Ｘ型溶接ガン等に具備された電極チップにも適応することができる。

次に、図１〜図４を参照して、本発明の実施の形態に係る電極チップの整形方法の手順を説明する。
溶接作業を繰り返すことによって、一対の電極チップ２０、３０を整形する必要が生じたときには、まず、整形装置４０において、回転駆動手段４８により、整形工具１０を保持した状態の工具保持部４６を回転させる。次に、溶接ロボット６０のアーム６２を駆動して、一対の電極チップ２０、３０の中心軸線Ｃが、回転されている整形工具１０の回転軸と重なるように、溶接ガン６４を移動させる。続いて、一対の電極チップ２０、３０を互いに近接移動させて、工具保持部４６の開口部５０、５２から整形ヘッド４２内に挿入する。そして、一対の電極チップ２０、３０により、工具保持部４６に保持されている整形工具１０を挟み込むようにして、回転駆動されている整形工具１０に一対の電極チップ２０、３０を押し当て、加圧する。すなわち、整形工具１０の整形部１２に対して、先端が平坦な電極チップ２０を圧接し、整形工具１０の整形面１６に対して、先端がドーム状の電極チップ３０を圧接する。

上述の如く、整形工具１０の整形部１２に電極チップ２０を圧接すると、電極チップ２０の先端面２２に対して、整形部１２に設けられている３本の突条部１４ａ〜１４ｃの先端が接触する。そして、図５（ａ）に示すように、溶接作業に使用されて先端面２２の中央近傍に凹み部２２ａが生じた電極チップ２０が、回転駆動されている整形工具１０の３本の突条部に作用されて、図５（ｂ）に示すように、先端面２２が平坦になるように塑性変形される。この際、凹み部２２ａの底部と略同じ高さになるまで、先端面２２が塑性変形されるため、先端面２２近傍の電極チップ２０の周囲には、僅かな余肉２４が生じる。
一方、電極チップ３０は、回転駆動されている整形工具１０の、ドーム状に凹んだ整形面１６に圧接されることによって、先端部３２がドーム状に塑性変形される。

なお、図１及び図２に示した整形工具１０は、３本の突条部１４ａ〜１４ｃの全てが、電極チップ２０の直径ｄよりも長く設けられているが、本発明の実施の形態に係る電極チップの整形方法で用いる整形工具１０は、これに限定されることはない。すなわち、少なくとも、整形工具１０の回転軸と直交する位置に配置される中央の突条部１４ａが、電極チップ２０の直径ｄよりも長く設けられていればよい。例えば、両側の突条部１４ｂ、１４ｃは、図１（ｂ）に２点鎖線で示している、電極チップ２０の先端面２２に接触する範囲をカバーするだけの長さであってもよい。

さて、上記構成をなす本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。すなわち、本発明の実施の形態に係る電極チップの整形方法は、図１に示すような整形工具１０を用いて、先端形状が平坦な電極チップ２０を、溶接作業に使用されて先端が変形及び摩耗した状態から整形するための方法である。具体的には、整形工具１０と、元の先端形状が平坦な電極チップ２０とを、電極チップ２０の中心軸Ｃを回転軸として相対回転させた状態で、電極チップ２０の先端面２２を整形工具１０に圧接することで、電極チップ２０の先端面２２を塑性変形させて整形する。図１〜図４の例では、整形装置４０の工具保持部４６により整形工具１０を保持して、工具保持部４６を回転駆動手段４８により回転させる。そして、溶接ロボット６０の溶接ガン６４により具備された状態の電極チップ２０を、溶接ロボット６０の操作によって、回転している整形工具１０に圧接する。電極チップ２０を圧接する整形工具１０には、図１及び図２に示すように、整形部１２の電極チップ２０を圧接する面に、少なくとも１本の突条部１４、本実施例では複数の突条部１４ａ〜１４ｃを、平行かつ高さを等しく設ける。これによって、電極チップ２０の先端面２２に対して、整形工具１０に設けた複数の突条部１４の先端のみが接触することとなり、電極チップ２０を整形工具１０に圧接する際の、圧力に対する反力を、複数の突条部１４の先端に集約することができる。このため、電極チップ２０の先端面２２を効率よく塑性変形させることができる。

又、本発明の実施の形態に係る電極チップの整形方法は、整形工具１０に設ける少なくとも１本の突条部１４を、電極チップ２０の直径ｄよりも長く設けるものである。図１の例では、複数の突条部１４ａ〜１４ｃの全てを、電極チップ２０の直径ｄよりも長く設けている。そして、上述の如く電極チップ２０を整形する際に、電極チップ２０の直径ｄよりも長く設けた１本の突条部１４ａを、回転軸と直交するように、すなわち、電極チップ２０の中心軸Ｃと直交するように配置する。これにより、整形工具１０と電極チップ２０とを相対回転させて、電極チップ２０を整形工具１０に圧接したときに、回転軸と直交するように配置した突条部１４ａが、電極チップ２０の中心軸Ｃ近傍を含み、電極チップ２０の先端面２２全体を接触領域としてカバーする態様となる。このため、電極チップ２０は、図５（ａ）に示すように先端面２２に高低差が生じるように変形及び摩耗した状態であっても、電極チップ２０の先端面２２全体をカバーして回転接触する突条部１４ａによって、図５（ｂ）に示すように塑性変形される。すなわち、先端面２２の最も低い位置に合わせて均すようにして塑性変形され、平坦に整形される。このように、電極チップ２０の先端面２２を、切削ではなく塑性変形させて整形していることから、切削整形よりも電極チップ２０の寿命低下を抑制することができ、更に、電極チップ２０の先端面２２を平坦に整形することが可能となる。

又、本発明の実施の形態に係る電極チップの整形方法は、整形工具１０の整形部１２に、少なくとも１本の突条部１４として３本の突条部１４ａ〜１４ｃを設ける。そして、これら３本の突条部１４ａ〜１４ｃのうちの両側の突条部１４ｂ、１４ｃを、電極チップ２０の先端面２２の外周近傍に接触する位置で回転させるものである。すなわち、図１（ｂ）で確認できるように、３本の突条部１４ａ〜１４ｃのうちの中央の突条部１４ａを、回転軸（電極チップ２０の中心軸Ｃ）と直交するように配置した状態で、整形工具１０と電極チップ２０とを相対回転させて、電極チップ２０を整形工具１０に圧接する。この際に、中央の突条部１４ａの両側に位置する突条部１４ｂ、１４ｃを、電極チップ２０の先端面２２の外周近傍に接触させるものである。

ここで、元の先端形状が平坦な電極チップ２０は、図５（ａ）に示すように、溶接作業に使用されるにつれて、先端面２２の中央近傍が凹むように変形及び摩耗する傾向にある。このように先端面２２の中央近傍が凹んだ電極チップ２０に対して、上記の如く３本の突条部１４ａ〜１４ｃを回転接触させる。すると、電極チップ２０の先端面２２の、中央近傍の凹み部２２ａと比較して突出している外周近傍には、整形工具１０の中央の突出部１４ａだけではなく、両側の突条部１４ｂ、１４ｃも接触することとなる。これにより、中央の突条部１４ａのみが接触する、電極チップ２０の先端面２２の中央近傍と比較して、電極チップ２０の先端面２２の外周近傍に対して、より大きな力を与えることができる。このため、先端面２２の中央近傍が凹んだ電極チップ２０を、効率よく平坦に整形することが可能となる。

更に、本発明の実施の形態に係る電極チップの整形方法は、先端が平坦な電極チップ２０と共に抵抗溶接を行う溶接ガン６４（図４参照）により用いられ、先端が平坦な電極チップ２０と対向する位置に具備される電極チップ３０を整形するための整形面１６を、整形工具１０に設けるものである。一般的に、先端が平坦な電極チップ２０はベースチップとして用いられるが、このベースチップと対向する電極チップ３０には、先端がドーム状の電極チップやピンプルチップ等が用いられる。このため、先端がドーム状の電極チップやピンプルチップ等を、元の先端形状に整形するように塑性変形させるような、ドーム状に凹んだ整形面１６を、整形工具１０の少なくとも１本の突条部１４を設けた面と反対側の面に設ける。そして、溶接ガン６４に具備した状態の先端が平坦な電極チップ２０及びそれに対向する電極チップ３０と、整形工具１０とを相対回転させ、対向する２つの電極チップ２０、３０により整形工具１０を挟み込むようにして、２つの電極チップ２０、３０を整形工具１０に圧接する。すなわち、先端が平坦な電極チップ２０を整形工具１０の少なくとも１本の突条部１４を設けた整形部１２に圧接し、先端がドーム状の電極チップ３０を上述した整形面１６に圧接して、これら２つの電極チップ２０、３０を同時に整形する。これにより、溶接ガン６４に用いる一対の電極チップ２０、３０を、時間を短縮して効率よく整形することができる。

なお、本発明の実施の形態に係る電極チップの整形工具１０は、上述した本発明の実施の形態に係る電極チップの整形方法に用いられることにより、本発明の実施の形態に係る電極チップの整形方法に対応する同等の作用効果を奏するものである。

１０：電極チップの整形工具、１４（１４ａ〜１４ｃ）：突条部、２０：電極チップ、２２：先端面、Ｃ：電極チップの中心軸、ｄ：電極チップの直径

Claims (1)

1. 先端が平坦な抵抗溶接用の電極チップを、溶接作業に使用された状態から整形するための整形方法であって、
   前記電極チップの直径よりも長い少なくとも１本の突条部を設けた面を有する整形工具と、前記電極チップとを、前記電極チップの中心軸を回転軸として相対回転させた状態で、この際、前記突条部を前記回転軸と直交するように配置し、前記電極チップの先端面を前記整形工具の前記突条部を設けた面に圧接することを特徴とする電極チップの整形方法。
   

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