JP6720458B2 - Guide member for electric resistance welding electrode - Google Patents
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この発明は、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たガイドピンと、絶縁性合成樹脂材料で構成された摺動部材を一体化した、電気抵抗溶接電極用のガイド部材に関する。 The present invention relates to a guide member for an electric resistance welding electrode, in which a guide pin made of a heat resistant hard material such as a metal material or a ceramic material and a sliding member made of an insulating synthetic resin material are integrated.
特許第3326491号公報には、図3に示した構造が記載されている。これについて説明すると、断面円形の金属製のガイドピン50は、全長にわたって直径が均一なものとされた小径部51と、これに一体化されている大径部52によって構成されている。断面円形の合成樹脂製の摺動部材53が射出成型によって形成され、この成形時にガイドピン50がインサート成型によって摺動部材53と一体化されている。そして、摺動部材53は、全長にわたって均一な直径にしてある。 Japanese Patent No. 3326491 describes the structure shown in FIG. Explaining this, the
上記特許文献1記載の構造では、ガイドピン50が小径部51と大径部52で構成されているので、摺動部材53の直径方向の肉厚に大小差ができ、インサート成型後の冷却によって、収縮差が形成される。図3に2点鎖線で示した外径線54から明らかなように、冷却後の摺動部材53の外径に大小差が現れている。このような大小差は、小径部51の外周側においては収縮量が大きくなり、大径部52の外周側においては収縮量が小さくなるために生じている。 In the structure described in Patent Document 1, since the
このような大小差が形成されると、機械加工による仕上げ加工に手間取る、という問題がある。大小差が大きく現れると、切削量が大きくなって材料的に不経済であり、加工時間も長くなる。したがって、このような直径方向の大小差は、できるだけ少なくなるようにすることが重要である。 When such a difference in size is formed, there is a problem that it takes time to finish by machining. If the difference in size becomes large, the amount of cutting becomes large, which is uneconomical in terms of material and the processing time becomes long. Therefore, it is important to minimize such a difference in the diametrical direction.
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、電気抵抗溶接電極において、射出成型による合成樹脂製の摺動部材の直径方向の大小差を最少化すること目的としている。 The present invention is provided to solve the above problems, and an object of the present invention is to minimize the difference in size in the diameter direction of a sliding member made of synthetic resin by injection molding in an electric resistance welding electrode.
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を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ている断面円形の摺動部材が、絶縁性合成樹脂材料で構成され、
ガイドピンと摺動部材を一体化してガイド部材が構成され、
上記一体化は、摺動部材を射出成型する際のインサート成型によって行われ、
摺動部材にインサートされるガイドピンの表面に、微細な凹凸形状部が形成されており、
ガイドピンの直径と摺動部材の直径は全長にわたって均一に設定され、摺動部材は、前記ガイド孔の内端面に密着する摺動部材の端面の箇所から、ガイドピンの前記突出方向とは反対側の摺動部材端部までの長さ部分とされていることを特徴とする電気抵抗溶接電極におけるガイド部材である。The invention according to claim 1 is
A guide pin having a circular cross section that protrudes from the end surface 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,
The sliding member having a circular cross section, which is slidably fitted in the guide hole of the electrode body, is made of an insulating synthetic resin material,
The guide member is formed by integrating the guide pin and the sliding member,
The integration is performed by insert molding when injection molding the sliding member,
On the surface of the guide pin that is inserted into the sliding member, a fine uneven portion is formed,
The diameter of the guide pin and the diameter of the sliding member are set uniformly over the entire length , and the sliding member is opposite to the projecting direction of the guide pin from the position of the end surface of the sliding member that closely contacts the inner end surface of the guide hole. It is a guide member in an electric resistance welding electrode characterized in that it is a length portion up to the end of the sliding member on the side .
耐熱硬質材料で構成されたガイドピンの直径と、絶縁性合成樹脂材料で構成された摺動部材の直径が、全長にわたって均一に設定されている。そ して、摺動部材は、前記ガイド孔の内端面に密着する摺動部材の端面の箇所から、ガイドピンの前記突出方向とは反対側の摺動部材端部までの長さ部分とされている。したがって、射出成型時の加熱にともなうガイドピン自体の直径方向の伸縮量は、ガイドピン全長にわたって均一に変化する。同時に、射出成型時の溶融加熱にともなう摺動部材自体の直径方向の伸縮量も、摺動部材全長にわたって均一に変化する。The diameter of the guide pin made of the heat-resistant hard material and the diameter of the sliding member made of the insulating synthetic resin material are set uniformly over the entire length. Its to the sliding member, from the point of the end face of the sliding member in close contact with the inner end face of the guide hole, and the projecting direction of the guide pin is the length of the up sliding member end opposite ing. Therefore, the amount of expansion and contraction of the guide pin itself in the diametrical direction due to heating during injection molding changes uniformly over the entire length of the guide pin. At the same time, the amount of expansion and contraction in the diametrical direction of the sliding member itself due to melting and heating during injection molding also changes uniformly over the entire length of the sliding member.
このように、ガイドピンと摺動部材の熱伸縮状態が上述のように均一であるから、射出成型装置から取り出されたガイド部材は、その摺動部材が真っ直ぐな円筒形状となる。このため、摺動部材の最終的な仕上げ加工が不要となり、製作工数の低減に有効である。また、溶融熱がガイドピンや摺動部材に伝達されることによって、ガイド部材が直径方向に膨張しても、その膨張変形は直径方向の均一な大径化となるので、ガイド部材の傾斜揺動角度を最少化することができて、電極の中心軸線に対するガイドピンの芯ずれが実質的に問題にならない値とすることが可能となり、鋼板部品に対する部品の溶接位置が正確に確保できる。 As described above, since the heat expansion and contraction states of the guide pin and the sliding member are uniform as described above, the guide member taken out from the injection molding apparatus has a straight cylindrical shape. Therefore, the final finishing process of the sliding member becomes unnecessary, which is effective in reducing the number of manufacturing steps. Further, even if the guide member expands in the diametrical direction by transmitting the heat of fusion to the guide pin or the sliding member, the expansion deformation causes a uniform increase in diameter in the diametrical direction. The movement angle can be minimized, and the misalignment of the guide pin with respect to the central axis of the electrode can be set to a value that does not substantially pose a problem, and the welding position of the component with respect to the steel plate component can be accurately ensured.
摺動部材の外周面に空気通路を形成する場合には、摺動部材の外周面に平面部を形成したり、凹溝を形成したりするのであるが、このような平面部や凹溝を、機械加工で形成することなく、摺動部材の射出成型時に一時に求めることができ、製作上、好都合である。また、平面部や凹溝の通路空間も、上記のような摺動部材の熱伸縮の状況下で正確に求められるので、安定した冷却空気の通気性が確保できる。 When an air passage is formed on the outer peripheral surface of the sliding member, a flat surface portion or a concave groove is formed on the outer peripheral surface of the sliding member. Further, it can be obtained at a time at the time of injection molding of the sliding member without forming it by machining, which is convenient in manufacturing. Further, since the flat portion and the passage space of the concave groove are accurately obtained under the thermal expansion and contraction conditions of the sliding member as described above, stable ventilation of cooling air can be secured.
摺動部材にインサートされるガイドピンの表面に、微細な凹凸形状部が形成されている。溶融状態の絶縁性合成樹脂材料が凹凸形状部の突部や谷部の隅々まで隙間なく流入するので、ガイドピンと摺動部材との一体化が強固な状態で確保でき、ガイドピンと摺動部材の相対位置が円周方向や軸線方向のいずれにおいても容易にずれることがない。そして、凹凸形状部が微細なものとされているので、摺動部材の合成樹脂部分の厚さが変化することなく、均一な厚さが確保でき、摺動部材の熱伸縮が全長にわたって均一になされる。 A fine uneven portion is formed on the surface of the guide pin that is inserted into the sliding member. Since the insulating synthetic resin material in a molten state flows into the projections and valleys of the concave-convex shape without any gaps, the guide pin and the sliding member can be firmly integrated, and the guide pin and the sliding member can be secured. Does not easily shift in either the circumferential direction or the axial direction. Further, since the uneven portion is made minute, a uniform thickness can be secured without changing the thickness of the synthetic resin portion of the sliding member, and the thermal expansion and contraction of the sliding member is uniform over the entire length. Done.
つぎに、本発明にかかる電気抵抗溶接電極におけるガイド部材を実施するための形態を説明する。 Next, a mode for carrying out the guide member in the electric resistance welding electrode according to the present invention will be described.
図1および図2は、本発明の実施例を示す。 1 and 2 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の中心軸線は、符号O−Oで示されている。電極本体1には、断面円形のガイド孔6が形成されている。 The electrode body 1 made of a copper alloy has a cylindrical shape, and a
固定部2の下部にテーパ部12が形成され、このテーパ部12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、冷却用の圧縮空気をガイド孔6に導入する通気口13が設けてある。 A taper portion 12 is formed below the fixed
電極本体1は固定電極であり、それに対する可動電極は符号24で示されている。 The electrode body 1 is a fixed electrode, to which the movable electrode is designated by 24.
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15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16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15は、摺動部材16に挿入された状態で一体化されている。ガイドピン15と摺動部材16は、いずれも断面円形であり、ガイドピン15は、通孔8および鋼板部品3の下孔17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18を支持している。そのために、プロジェクションナット18のねじ孔に合致する小径部19が形成されている。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。The
ガイドピン15が通孔8を貫通している箇所において、通孔8とガイドピン15の間で空隙9が形成され、冷却空気の空気通路となっている。 A space 9 is formed between the through
ガイドピン15は、摺動部材16に挿入された状態で一体化され、通孔8および下孔17を貫通して鋼板部品3の上側に突き出ている。 The
つぎに、ガイド部材について説明する。 Next, the guide member will be described.
ガイド部材10は、ガイドピン15が摺動部材16に挿入された状態で一体化された、複合構造物である。この一体化は、摺動部材16を射出成型によって成型するときになされる。射出成型機の金型空間内に突き出た状態でガイドピン15を保持し、金型空間に溶融状態の合成樹脂を注入してガイドピン15が鋳込まれた状態になる。つまり、一般的に採用されているインサート成型である。 The
上記鋳込まれたガイドピン15と、摺動部材16の一体性をより強固なものとするために、摺動部材16にインサートされるガイドピン15の表面に、微細な凹凸形状部14が形成されている。この凹凸形状部14は、ガイドピン15の表面に化学処理をしたり、塑性変形を付与したりして求めることができる。ここでは、後者の塑性変形であり、ローレット加工である。回転式金型の表面に微細な凹凸が形成され、これをガイドピン15の表面に押し付けて回転させ、塑性変形による凹凸形状がえられる。この凹凸形状は、手で触るとざらざらした感触である。射出成型が完了すると、図1(D)に示すように、凹凸部の突部や谷部の隅々に合成樹脂が行きわたって、ガイドピン15と摺動部材16の一体化がなされている。 In order to further strengthen the integrity of the
金型にガイドピン15をセットするときには、凹凸形状部14が金型空間に露出した状態とされ、これによって凹凸形状部14が合成樹脂で鋳込まれるようになる。 When setting the
摺動部材16は、ガイド孔6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。冷却空気を摺動部材16に沿って流通させるために、空気通路20が形成してある。空気通路20は、摺動部材16の外周面に平面部21を形成して、中心軸線O−O方向に形成してある。平面部21に換えて、中心軸線O−O方向の複数の凹溝で空気通路20を構成することも可能である。平面部21や凹溝に相当する金型形状が定められており、平面部21や凹溝は、射出成型時に型成型で求められる。なお、符号22は、キャップ部4の内径が大きくしてあることによって形成された、大径の空間部である。 The sliding
図1(C)に示すように、摺動部材16の4箇所に空気通路20が形成してあるので、空気通路20以外の4箇所に円筒面23が存置され、これがガイド孔6の内面に対してほぼ隙間のない状態で摺動する。なお、摺動部材16は、可動電極24が進出動作をして、溶接電流が通電されたときに、電流がナット18の溶着用突起25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。 As shown in FIG. 1(C), since the
摺動部材16とガイド孔6の内底面の間に圧縮コイルスプリング27が嵌め込まれており、その張力が摺動部材16に作用している。摺動部材16の下側には、圧縮コイルスプリング27を受け入れる円形の開口部29が形成されている。この開口部29とガイドピン15の間に、底部材30が形成されている。底部材29が形成されている箇所の合成樹脂部分の断面形状は、C−C断面部における断面形状と同じである。なお、符号28は、ガイド孔6の内底面に嵌め込んだ絶縁シートである。また、圧縮コイルスプリング27の張力に換えて、通気口13から導入した空気圧を利用することも可能である。 A
ガイドピン15の直径と摺動部材16の直径は全長にわたって均一に設定されているというのは、ガイド部材10の長手方向(中心軸線O−O方向)で見て、摺動部材は、ガイド孔の内端面に密着する摺動部材の端面の箇所から、ガイドピンの前記突出方向とは反対側の摺動部材端部までの長さ部分とされていることを前提にしている。 The diameter of the
なお、図1(B)のC−C断面が同図の(C)図である。 The cross section C-C of FIG. 1B is the view of FIG.
つぎに、開閉弁構造部について説明する。 Next, the on-off valve structure section will be described.
開閉弁構造部31は、通気口13から導入された冷却空気を空隙9へ流すか、あるいは空隙9への流通を封鎖するかどうかを行うもので、開閉弁機能を果たしている。開閉弁構造部31は、ガイド孔6の内端面32に対して、摺動部材16の端面33が密着して冷却空気流を遮断したり、端面33が内端面32から離れて冷却空気を流したりしている。このように両面32、33を確実に密着させて気密性を維持するために、両面32、33は中心軸線O−Oが垂直に交差している仮想平面上に存在している。 The on-off
摺動部材16の上側端面が、摺動部材16側の密着面(端面33)を構成しており、この密着面は上述のように、中心軸線O−Oが垂直に交差する仮想平面上に存在している。 The upper end surface of the sliding
両面32、33の密着は、圧縮コイルスプリング27の張力で行われており、密着状態では、溶着用突起25と鋼板部品3の間に空隙Lが付与してある。 The close contact between the both
可動電極24の進出によって、圧縮コイルスプリング27を押し縮めながらガイドピン15が押し下げられると、開閉弁構造部31が開いて、空気流通の空隙が形成される。これと同時に、溶着用突起25が鋼板部品3に加圧され、溶接電流が通電される。上記のガイドピン15の押し下げにより、通気口13から送り込まれた冷却空気が、ガイド孔6、空気通路20、開通した開閉弁構造部31、空隙9、下孔17を経て流通し、ナット18の溶着部の冷却や、スパッタの進入防止がなされる。 When the
つぎに、変形例を説明する。 Next, a modified example will be described.
図2に示した変形例は、ガイドピン15がプロジェクションボルト35に対応したものである。プロジェクションボルト35は、雄ねじが切られた軸部36と、それと一体に形成されている円形のフランジ37と、フランジ37の下面に形成された溶着用突起38によって構成されている。ガイドピン15は、軸部36を挿入するために、受入孔39が形成された中空ピンの形状とされている。以下の説明において、プロジェクションボルトを単にボルトと表現する場合もある。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。 In the modification shown in FIG. 2, 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 effects of the embodiment described above are as follows.
耐熱硬質材料で構成されたガイドピン15の直径と、絶縁性合成樹脂材料で構成された摺動部材16の直径が、全長にわたって均一に設定されている。そして、摺動部材16は、ガイド孔6の内端面32に密着する摺動部材16の端面33の箇所から、ガイドピン15の突出方向とは反対側の摺動部材端部までの長さ部分とされている。したがって、射出成型時の加熱にともなうガイドピン自体の直径方向の伸縮量は、ガイドピン全長にわたって均一に変化する。同時に、射出成型時の溶融加熱にともなう摺動部材16自体の直径方向の伸縮量も、摺動部材全長にわたって均一に変化する。The diameter of the
このように、ガイドピン15と摺動部材16の熱伸縮状態が上述のように均一であるから、射出成型装置から取り出されたガイド部材10は、その摺動部材16が真っ直ぐな円筒形状となる。このため、摺動部材16の最終的な仕上げ加工が不要となり、製作工数の低減に有効である。また、溶融熱がガイドピン15や摺動部材16に伝達されることによって、ガイド部材10が直径方向に膨張しても、その膨張変形は直径方向の均一な大径化となるので、ガイド部材10の傾斜揺動角度を最少化することができて、電極の中心軸線O−Oに対するガイドピン15の芯ずれが実質的に問題にならない値とすることが可能となり、鋼板部品3に対するナット18やボルト35の溶接位置が正確に確保できる。 As described above, the thermal expansion and contraction states of the
換言すると、摺動部材16の外表面の膨張量が部分的に大きくなっていると、その部分的な大きな箇所がガイド孔6の内面に接触し、他の箇所はガイド孔内面との間に隙間ができることとなり、そのためにガイド部材10の傾斜揺動角度が大きく現れ、ガイドピン15先端部の傾斜芯ぶれ量が大きくなる。このような狂いによって、ナット18やボルト35等の部品と鋼板部品3との相対位置のずれが大きくなる。このような相対位置のずれ量が最少化されるのである。 In other words, if the amount of expansion of the outer surface of the sliding
摺動部材16の外周面に空気通路20を形成する場合には、摺動部材16の外周面に平面部21を形成したり、凹溝を形成したりするのであるが、このような平面部21や凹溝を、機械加工で形成することなく、摺動部材16の射出成型時に一時に求めることができ、製作上、好都合である。また、平面部21や凹溝の通路空間も、上記のような摺動部材16の熱伸縮の状況の下で正確に求められるので、安定した冷却空気の通気性が確保できる。 When the
摺動部材16にインサートされるガイドピン15の表面に、微細な凹凸形状部14が形成されている。溶融状態の絶縁性合成樹脂材料が凹凸形状部14の突部や谷部の隅々まで隙間なく流入するので、ガイドピン15と摺動部材16との一体化が強固な状態で確保でき、ガイドピン15と摺動部材16の相対位置が円周方向や軸線方向のいずれにおいても容易にずれることがない。そして、凹凸形状部14が微細なものとされているので、摺動部材16の合成樹脂部分の厚さが変化することなく、均一な厚さが確保でき、摺動部材16の熱伸縮が全長にわたって均一になされる。 A fine
摺動部材16の長手方向(中心軸線O−O方向)で見て、その上側に凹凸形状部14が鋳込まれ、下側に開口部29が形成されているので、摺動部材16の全長を長く設定することができる。これにより、中心軸線O−O方向の摺動部材16の長さを長くすることができて、摺動部材16とガイド孔6内面との摺動面積を大きくすることが可能となり、傾斜方向の芯ぶれの少ない滑らかなガイド部材10の摺動進退がえられる。 When viewed in the longitudinal direction of the sliding member 16 (direction of the central axis O-O), the
上述のように、本発明によれば、電気抵抗溶接電極において、射出成型による合成樹脂製の摺動部材の直径方向の大小差を最少化する。したがって、熱膨張にかかわらず動作信頼性の良好な電気抵抗溶接電極がえられて、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 electric resistance welding electrode, the size difference in the diameter direction of the synthetic resin sliding member formed by injection molding is minimized. Therefore, an electric resistance welding electrode having good operation reliability can be obtained regardless of thermal expansion, and can be used in a wide range of industrial fields such as a car body welding process of automobiles and a sheet metal welding process of household appliances.
1 電極本体
6 ガイド孔
9 空隙
10 ガイド部材
14 凹凸形状部
15 ガイドピン
16 摺動部材
18 プロジェクションナット、部品
20 空気通路
23 円筒面
31 開閉弁構造部
32 内端面
33 端面
35 プロジェクションボルト、部品
39 受入孔
O−O 中心軸線DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrode
Claims (1)
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断面円形の摺動部材が、絶縁性合成樹脂材料で構成され、
ガイドピンと摺動部材を一体化してガイド部材が構成され、
上記一体化は、摺動部材を射出成型する際のインサート成型によって行われ、
摺動部材にインサートされるガイドピンの表面に、微細な凹凸形状部が形成されており、
ガイドピンの直径と摺動部材の直径は全長にわたって均一に設定され、摺動部材は、前記ガイド孔の内端面に密着する摺動部材の端面の箇所から、ガイドピンの前記突出方向とは反対側の摺動部材端部までの長さ部分と されていることを特徴とする電気抵抗溶接電極におけるガイド部材。A guide pin having a circular cross section that protrudes from the end surface 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,
The sliding member having a circular cross section, which is slidably fitted in the guide hole of the electrode body, is made of an insulating synthetic resin material,
The guide member is formed by integrating the guide pin and the sliding member,
The integration is performed by insert molding when injection molding the sliding member,
On the surface of the guide pin that is inserted into the sliding member, a fine uneven portion is formed,
The diameter of the guide pin and the diameter of the sliding member are set uniformly over the entire length , and the sliding member is opposite to the projecting direction of the guide pin from the position of the end surface of the sliding member that closely contacts the inner end surface of the guide hole. A guide member in an electric resistance welding electrode, wherein the guide member has a length up to the end of the sliding member on the side .
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