JP6548116B2 - Electric resistance welding electrode - Google Patents
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Description
この発明は、金属材料などで作られたガイドピンに合成樹脂製の摺動部材が一体化された構造部分に改良がなされた電気抵抗溶接用電極に関している。 The present invention relates to an electrode for electrical resistance welding, in which a structural portion in which a sliding member made of synthetic resin is integrated with a guide pin made of a metal material or the like is improved.
特許第2903149号公報および特許第3716369号公報には、断面円形のガイドピンが金属材料またはセラミック材料などの耐熱硬質材料で構成され、ガイドピンが電極本体の端面から突出して鋼板部品の下孔を貫通し、ガイドピンが絶縁性合成樹脂材料製の摺動部材に差し込まれ、この摺動部材が電極本体のガイド孔に摺動できる状態で嵌め込まれていることが記載されている。 In Patents 2903149 and 3716369, a guide pin having a circular cross section is made of a heat-resistant hard material such as a metal material or a ceramic material, and the guide pin protrudes from the end face of the electrode body to make the pilot hole of the steel plate part It is described that the guide pin penetrates and is inserted into the sliding member made of insulating synthetic resin material, and this sliding member is fitted in the guide hole of the electrode main body in a slidable manner.
摺動部材にガイドピンが差し込まれているので、この差し込まれた箇所の摺動部材の熱膨張には、ガイドピン自体の熱膨張が摺動部材自体の熱膨張に加算されることとなる。とくに、ガイドピン自体の熱膨張は、摺動部材の中心部から直径方向に及ぼされるため、熱膨張量が加算的に大きく現れ、円滑な進退摺動に支障をきたす。とくに、摺動進退方向において摺動部材の一部だけが他よりも大幅に熱膨張をしているので、円滑な進退摺動に大きく影響する。 Since the guide pin is inserted into the sliding member, the thermal expansion of the guide pin itself is added to the thermal expansion of the sliding member itself for the thermal expansion of the sliding member at the inserted position. In particular, since the thermal expansion of the guide pin itself is exerted from the center of the sliding member in the diametrical direction, the thermal expansion amount appears additively, which hinders smooth forward and backward sliding. In particular, since only a part of the sliding member is thermally expanded significantly more than others in the sliding advancing and retracting direction, it greatly affects smooth advancing and retracting sliding.
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、電気抵抗溶接用電極において、ガイドピンが差し込まれている箇所の摺動部材の熱膨張を消去することを目的としている。 The present invention is provided to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to eliminate thermal expansion of a sliding member at a position where a guide pin is inserted in an electrode for electrical resistance welding.
請求項1記載の発明は、
電極本体の端面から突出し鋼板部品の下孔に貫通する断面円形のガイドピンが、金属材料またはセラミック材料などの耐熱硬質材料で構成され、
電極本体のガイド孔に摺動できる状態で嵌め込まれ、ガイドピンが挿入された状態でガイドピンと一体化されている断面円形の摺動部材が合成樹脂材料で構成され、
摺動部材にガイドピンが挿入されている部分が挿入部とされ、
ガイドピンは摺動部材に形成された底部材を有する挿入孔に挿入されており、
ガイドピンの直径に対する挿入部の挿入深さの比が0.4以上0.8未満とされ、
挿入部の外周側の摺動部材に、ガイドピン自体の膨張量と摺動部材自体の膨張量が加算された過剰膨張部を吸収する切除部が形成されていることを特徴とする電気抵抗溶接用電極である。The invention according to claim 1 is
A guide pin having a circular cross section, which protrudes from the end face of the electrode body and penetrates the pilot hole of the steel plate component, is made of a heat-resistant hard material such as a metal material or a ceramic material,
A sliding member having a circular cross section, which is slidably fitted in the guide hole of the electrode body and integrated with the guide pin in the state where the guide pin is inserted, is made of a synthetic resin material,
The portion where the guide pin is inserted into the sliding member is the insertion portion,
The guide pin is inserted into an insertion hole having a bottom member formed on the sliding member,
The ratio of the insertion depth of the insert to the diameter of the guide pin is 0.4 or more and less than 0.8,
Electric resistance welding characterized in that the sliding member on the outer peripheral side of the insertion portion is formed with a cut-out portion that absorbs an over-expanded portion in which the expansion amount of the guide pin itself and the expansion amount of the slide member itself are added. It is an electrode.
挿入部の外周側の摺動部材に、熱膨張による摺動部材の直径増大を吸収する切除部が形成されている。摺動部材にガイドピンが挿入されている部分におけるガイドピン自体の熱膨張量に、摺動部材の合成樹脂自体の膨張量が加算されて摺動部材の外周側に膨らんでも、この膨らみは切除部によって形成された空間部分の範囲内に及ぶだけとなり、空間部分に吸収された状態になる。したがって、摺動部材における熱膨張量は、切除部以外の領域における通常の熱膨張量にとどまることとなり、ガイドピン自体の熱膨張量が加算された膨張状態が回避でき、摺動部材は電極の中心軸線方向全域にわたって均一な熱膨張量となる。つまり、摺動部材の熱膨張は、その摺動方向全域にわたり均一な熱膨張となる。これにより、電極本体のガイド孔内面に対する摺動部材の加圧力が全域にわたって均一で過大にならず、円滑な摺動が可能となる。 In the sliding member on the outer peripheral side of the insertion portion, a cut-out portion that absorbs the increase in diameter of the sliding member due to thermal expansion is formed. Even if the amount of thermal expansion of the synthetic resin itself of the sliding member is added to the amount of thermal expansion of the guide pin itself at the portion where the guide pin is inserted into the sliding member, this swelling is cut off It will only extend within the range of the space formed by the part and will be absorbed into the space. Therefore, the amount of thermal expansion in the sliding member remains at a normal amount of thermal expansion in the region other than the cut portion, and an expanded state in which the thermal expansion amount of the guide pin itself is added can be avoided. The amount of thermal expansion is uniform throughout the central axial direction. That is, the thermal expansion of the sliding member results in uniform thermal expansion over the entire sliding direction. As a result, the pressing force of the sliding member against the inner surface of the guide hole of the electrode body does not become uniform and excessive over the entire area, and smooth sliding becomes possible.
請求項2記載の発明は、
挿入部の挿入深さに対する電極の中心軸線方向で見た切除部の長さの比が0.4以上1.5未満である請求項1記載の電気抵抗溶接用電極である。The invention according to
The electrode for electrical resistance welding according to claim 1, wherein a ratio of a length of the cut-out portion in a direction of a central axis of the electrode to an insertion depth of the insertion portion is 0.4 or more and less than 1.5 .
このように、挿入部の挿入深さに対する電極の中心軸線方向で見た切除部の長さの比を0.4以上1.5未満とすることにより、ガイドピン自体の熱膨張が切除部によって形成された空間部分に吸収される。上記比を1を境界にして考察すると、上記比が1未満であっても、膨張した摺動部材はガイド孔内面に押し付けられ、その反力で空間部分の方へ素材移動がなされ、結果的には、部分的な過大膨張が回避できる。一方、上記比が1以上であると、摺動部材の膨張体積は上記空間部分の容積を下回り、空間部分内に完全に吸収される。Thus, the thermal expansion of the guide pin itself is cut by the cut portion by setting the ratio of the length of the cut portion in the central axis direction of the electrode to the insertion depth of the insertion portion to 0.4 or more and less than 1.5 . It is absorbed into the formed space part. When the above ratio is considered at 1 as a boundary, even if the above ratio is less than 1, the expanded sliding member is pressed against the inner surface of the guide hole, and the reaction force causes the material to move toward the space portion, resulting in Can avoid partial over-expansion. On the other hand, when the ratio is 1 or more, the expansion volume of the sliding member falls below the volume of the space portion and is completely absorbed in the space portion.
つぎに、本発明にかかる電気抵抗溶接用電極を実施するための形態を説明する。 Below, the form for implementing the electrode for electrical resistance welding concerning this invention is demonstrated.
図1〜図3は、本発明の実施例を示す。 1 to 3 show an embodiment of the present invention.
最初に、電極本体について説明する。 First, the electrode body will be described.
銅合金製の電極本体1は、円筒状の形状であり、静止部材11に差し込まれる固定部2と、鋼板部品3が載置されるキャップ部4がねじ部5において結合されている。電極本体1には断面円形のガイド孔6が形成され、このガイド孔6は少なくとも大径孔7とキャップ部4の中央部に開口する小径孔8によって構成されている。この小径孔8は、キャップ部4の奥に圧入された合成樹脂製の受け部材32とキャップ部4に開けられている。受け部材32は、耐熱性に優れた絶縁性合成樹脂、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(商品名:テフロン・登録商標)によって構成されている。The electrode body 1 made of copper alloy has a cylindrical shape, and a
固定部2の下部にテーパ部9が形成され、このテーパ部9が静止部材11に設けたテーパ孔に嵌入されるようになっている。固定部2の側部に、圧縮空気をガイド孔6に導入する通気口10が設けてある。なお、電極の中心軸線は符号O−Oで示してある。 A tapered portion 9 is formed in the lower portion of the fixed
つぎに、摺動部材について説明する。 Next, the sliding member will be described.
ガイドピン12は、ステンレス鋼のような金属材料またはセラミック材料等の耐熱硬質材料で構成されている。摺動部材13は、耐熱性に優れた絶縁性合成樹脂、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(商品名:テフロン・登録商標)によって構成されている。ガイドピン12は、摺動部材13に挿入された状態で一体化されている。ガイドピン12と摺動部材13は、いずれも断面円形であり、ガイドピン12は鋼板部品3の下孔14を相対的に貫通して鋼板部品3の位置決め機能を果たし、その先端部に嵌め合わされた鉄製のプロジェクションナット15を支持している。そのために、プロジェクションナット15のねじ孔に合致する小径部16が形成されている。The
ガイドピン12は上記のように、摺動部材13に挿入された状態で一体化されている。このように摺動部材13にガイドピン12の端部が挿入されている部分が挿入部であり、その挿入深さは図2に示すように、符号D1で示されている。この挿入深さD1はできるだけ浅く設定され、望ましくはガイドピン12の直径に対する挿入深さD1の比が0.4〜0.8とされている。上記比が0.4未満であると、挿入深さD1が浅すぎるため、ガイドピン12と摺動部材13の一体的剛性に不足を来す恐れがある。また、上記比が0.8以上であると、挿入深さD1が深すぎて、後述の切除部を大きく形成する必要があり、こうなるとガイド孔大径部7の内面に対する摺動部材13の摺動面積に不足を来す恐れがある。つまり、良好な範囲は、0.4以上0.8未満となる。 As described above, the
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。ナット15は、四角い本体の中央部にねじ孔が形成されたもので、本体の四隅に溶着用突起21が形成されている。電極本体1は、固定電極であり、それと同軸状態で可動電極23が配置してある。 In the following description, the projection nut may be expressed simply as a nut. The
なお、図1(B)のC−C断面が同図の(C)図である。 In addition, the CC cross section of FIG. 1 (B) is the (C) figure of the figure.
摺動部材13は、大径孔7内に実質的に隙間がなくて摺動できる状態で嵌め込んである。摺動部材13に挿入孔17が開けられ、そこにガイドピン12が圧入されている。ガイドピン12の端部にこれと一体的にボルト31が形成され、摺動部材13の底部材18にボルト31を貫通し、ワッシャ19を組み付けてロックナット20で締め付けてある。なお、摺動部材13は、可動電極23が動作して溶接電流が通電されたときに、電流はナット15の溶着用突起21から鋼板部品3にのみ流れるように、絶縁機能を果たしている。 The sliding
摺動部材13の端部に端面24が形成され、この端面24が大径孔7の内端面25、すなわち受け部材32の下面に密着するようになっている。端面24と内端面25は、ガイドピン12の軸線(電極本体1の中心軸線O−O)に直交する平面の状態で、しかもガイドピン12の軸心を環状に包囲する環状面とされている。端面24と内端面25が密着したり、離れたりして冷却空気の断続を行うもので、この密着箇所が開閉弁の役割を果たしている。 An
ガイドピン12と小径孔8との間に圧縮空気が通過する隙間22が形成してある。可動電極23の進出によってガイドピン12が押し下げられると、端面24が内端面25から離れ、空気流通の空隙が形成される。上記のように、端面24と内端面25の密着部分が開閉弁の機能を果たしている。通気口10から入った圧縮空気は、後述の空気通路26、端面24と内端面25の間、隙間22などを通ってナット15の溶着部の冷却や、スパッタの進入防止がなされる。 A
摺動部材13の外周面に、冷却空気の空気通路26が電極本体1の中心軸線方向に形成してある。空気通路26としては種々なものが採用できる。ここでは、図1(A)や(C)に示すように、摺動部材13の外周面に平面部27を2つ対向させて形成して空気通路26が構成してある。これに換えて、図示していないが、摺動部材13の外周面に複数の凹溝を中心軸線O−Oの方向に形成して、空気通路26を構成してもよい。なお、図1(A)においては、空気通路26が図示されているが、同図(B)においては、同図(C)に示すように、摺動部材13を90度回転させて図示してあるので、空気通路26は現れていない。 An
ワッシャ19とガイド孔6の内底面の間に圧縮コイルスプリング29が嵌め込まれており、その張力が摺動部材13に作用して端面24が内端面25に密着している。通気口10から供給された冷却空気は、空気通路26に達しているが、上記密着によって通気が禁止されている。なお、符号30は、ガイド孔6の内底面に嵌め込んだ絶縁シートである。 A compression coil spring 29 is fitted between the washer 19 and the inner bottom surface of the
つぎに、挿入部付近の熱膨張現象について説明する。 Below, the thermal expansion phenomenon of the insertion part vicinity is demonstrated.
溶着用突起21と鋼板部品3の溶着部分からの溶接熱がガイドピン12や摺動部材13に伝熱されると、熱膨張は鎖線で示したガイドピン12の膨張部分33と、同じく鎖線で示した摺動部材13自体の膨張部分34の形態となって膨張する。そして、挿入深さD1とされた挿入部付近の膨張は、ガイドピン12自体の膨張量に、摺動部材13自体の膨張量が加算された状態で現れ、これによって過剰膨張部35が形成される。 When the welding heat from the welding portion of the
この過剰膨張部35は、中心軸線O−O方向で見てガイドピン12の外周側付近に大きく現れる。このため、摺動部材13の摺動方向全域にわたり均一な熱膨張とはならず、大径孔7の内面に対する摺動部材13の加圧力が全域にわたって均一にならず、円滑な摺動ができないこととなる。また、摺動抵抗が摺動面の一部だけ過大であると、その箇所だけが早期に摩耗し、部品管理の面でも好ましくない。 The over-expansion portion 35 appears largely in the vicinity of the outer peripheral side of the
つぎに、切除部について説明する。 Next, the excising part will be described.
上述のような過剰膨張部35を形成させないようにするために、切除部36が設けられる。この切除部36は、挿入深さD1とされた挿入部の外周側の摺動部材13に形成され、これにより空間部分37が構成される。摺動部材13の直径増大、すなわち過剰膨張部35は、空間部分37の範囲内に及ぶこととなる。換言すると、空間部分37は過剰膨張部35の膨張を吸収する、吸収空間の役割を果たしている。 A cutting
切除部36の具体的な形状としては、色々なものが採用できるが、代表的なものはテーパ部38である。このような切除部形状では、図2(B)や(C)に示すように、前述の過剰膨張部35に相当する膨張は、テーパ面の上側に曲線的に膨らんだ部分39となる。 Although various shapes can be adopted as a specific shape of the cut-out
挿入部の挿入深さD1に対してテーパ部38をどの程度形成するのが適当かは、中心軸線O−O方向で見た切除部36の長さD2との対比で設定される。テーパ部38の形成による摺動部材13の環状の折れ線40と摺動部材13の上面との間の距離がD2である。How appropriate the tapered
挿入深さD1に対する切除部36の長さD2の比が0.4〜1.5に設定されている。 The ratio of the length D2 of the
上記比が0.4未満であると、図2(C)に示すように、空間部分37の容積が少なくなり、前記過剰膨張部35の吸収に不足を来たし、過剰膨張部分が残存する。このため、上述の過剰膨張部35にともなう弊害が解消できない状態となる。 If the ratio is less than 0.4, as shown in FIG. 2C, the volume of the
上記比が1.5以上であると、図2(B)に示すように、空間部分37の容積が過剰になり、前記過剰膨張部35の吸収は十分になされるが、ガイド孔6の内面に対する摺動部材13の摺動面積に不足を来たし、ガイドピン12が中心軸線O−Oに対しての傾きが過大になり、鋼板部品3の位置決めが不十分になる。つまり、良好な範囲は、0.4以上1.5未満となる。 If the ratio is 1.5 or more, as shown in FIG. 2B, the volume of the
上記比を1を境界にして考察すると、上記比が1未満であっても、膨張した摺動部材13はガイド孔6の内面に押し付けられ、その反力で空間部分37の方へ素材移動がなされ、結果的には、部分的な過大膨張が回避できる。一方、上記比が1以上であると、摺動部材13の膨張体積は空間部分37の容積を下回り、空間部分37内に完全に吸収される。 When the above ratio is considered at 1 as a boundary, even if the above ratio is less than 1, the expanded sliding
各部の寸法は、ガイドピン12の直径は7.2mmであり、挿入深さD1は3.4mmである。また、図2(B)と(C)におけるD2は、それぞれ4.4mmと2.0mmである。 Regarding the dimensions of each part, the diameter of the
図2(D)は、上記のテーパ部38に換えて段付き形状の環状切欠き47を設けた場合を示す。前述の過剰膨張部35に相当する熱膨張部分が、環状切欠き47の形成でできた空間部分37内に存在している。 FIG. 2D shows a case where a stepped
つぎに、他の事例を説明する。 Next, another example will be described.
図3に示した他の事例は、ガイドピン12がプロジェクションボルト41に対応したものである。プロジェクションボルト41は、雄ねじが切られた軸部42と、それと一体に形成されている円形のフランジ43と、フランジ43の下面に形成された溶着用突起44によって構成されている。 Another example shown in FIG. 3 is that the
ガイドピン12は、軸部42を挿入するために、受入孔45が形成された中空ピンの形状とされている。摺動部材13は、ガイドピン12をインジェクション成型機の金型にセットし、合成樹脂材料を射出して成形したもので、ガイドピン12に抜け止め用の小径部46が設けてある。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の事例と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。 The
以上に説明した実施例の作用効果は、つぎのとおりである。 The operation and effect of the embodiment described above are as follows.
挿入深さがD1とされた挿入部の外周側の摺動部材13に、熱膨張による摺動部材13の直径増大、すなわち過剰膨張部35を吸収する切除部36が形成されている。摺動部材13にガイドピン12が挿入されている部分におけるガイドピン12自体の熱膨張量に、摺動部材13の合成樹脂自体の膨張量が加算されて摺動部材13の外周側に膨らんでも、この膨らみは切除部36によって形成された空間部分37の範囲内に及ぶだけとなり、空間部分37に吸収された状態になる。したがって、摺動部材13における熱膨張量は、切除部36以外の領域における通常の熱膨張量にとどまることとなり、ガイドピン12自体の熱膨張量が加算された過剰な膨張状態が回避でき、摺動部材13は電極の中心軸線O−O方向全域にわたって均一な熱膨張量となる。つまり、摺動部材13の熱膨張は、その摺動方向全域にわたり均一な熱膨張となる。これにより、電極本体1のガイド孔6の内面に対する摺動部材13の加圧力が全域にわたって均一で過大にならず、円滑な摺動が可能となる。 In the sliding
挿入部の挿入深さD1に対する電極の中心軸線O−O方向で見た切除部36の長さの比が0.4〜1.5である。 The ratio of the length of the cut-out
このように、挿入部の挿入深さD1に対する電極の中心軸線O−O方向で見た切除部36の長さの比を0.4〜1.5とすることにより、ガイドピン12自体の熱膨張が切除部36によって形成された空間部分37に吸収される。上記比を1を境界にして考察すると、上記比が1未満であっても、膨張した摺動部材13はガイド孔6の内面に押し付けられ、その反力で空間部分37の方へ素材移動がなされ、結果的には、部分的な過大膨張が回避できる。一方、上記比が1以上であると、摺動部材13の膨張体積は上記空間部分37の容積を下回り、空間部分37内に完全に吸収される。 Thus, by setting the ratio of the length of the cut-out
上述のように、本発明によれば、電気抵抗溶接用電極において、ガイドピンが差し込まれている箇所の摺動部材の熱膨張を消去する。したがって、動作信頼性の良好な電気抵抗溶接用電極がえられて、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。 As described above, according to the present invention, in the electrode for electrical resistance welding, the thermal expansion of the sliding member at the place where the guide pin is inserted is eliminated. Therefore, an electrode for electric resistance welding having good operation reliability can be obtained, and can be used in a wide industrial field such as a car body welding process of an automobile or a sheet metal welding process of a home appliance.
1 電極本体
6 ガイド孔
12 ガイドピン
13 摺動部材
15 プロジェクションナット、部品
17 挿入孔
35 過剰膨張部
36 切除部
37 空間部分
38 テーパ部
39 曲線的に膨らんだ部分
41 プロジェクションボルト、部品
47 環状切欠き
O−O 中心軸線
D1 挿入深さ
D2 切除部の長さDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 electrode
Claims (2)
電極本体のガイド孔に摺動できる状態で嵌め込まれ、ガイドピンが挿入された状態でガイドピンと一体化されている断面円形の摺動部材が合成樹脂材料で構成され、
摺動部材にガイドピンが挿入されている部分が挿入部とされ、
ガイドピンは摺動部材に形成された底部材を有する挿入孔に挿入されており、
ガイドピンの直径に対する挿入部の挿入深さの比が0.4以上0.8未満とされ、
挿入部の外周側の摺動部材に、ガイドピン自体の膨張量と摺動部材自体の膨張量が加算された過剰膨張部を吸収する切除部が形成されていることを特徴とする電気抵抗溶接用電極。A guide pin having a circular cross section, which protrudes from the end face of the electrode body and penetrates the pilot hole of the steel plate component, is made of a heat-resistant hard material such as a metal material or a ceramic material,
A sliding member having a circular cross section, which is slidably fitted in the guide hole of the electrode body and integrated with the guide pin in the state where the guide pin is inserted, is made of a synthetic resin material,
The portion where the guide pin is inserted into the sliding member is the insertion portion,
The guide pin is inserted into an insertion hole having a bottom member formed on the sliding member,
The ratio of the insertion depth of the insert to the diameter of the guide pin is 0.4 or more and less than 0.8,
Electric resistance welding characterized in that the sliding member on the outer peripheral side of the insertion portion is formed with a cut-out portion that absorbs an over-expanded portion in which the expansion amount of the guide pin itself and the expansion amount of the slide member itself are added. Electrode.
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