JP6857792B2 - Welding electrodes and welding methods for perforated parts - Google Patents
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この発明は、孔あき部品を鋼板部品の下孔に対して、同軸状態で所定の位置に正しく配置して溶接する、孔あき部品用溶接電極および溶接方法に関している。 The present invention relates to a welding electrode for a perforated part and a welding method in which the perforated part is correctly arranged and welded at a predetermined position coaxially with respect to the prepared hole of the steel plate part.
特開2008−161926号公報、特開2010−000538号公報には、電極のガイドピンにテーパ部を設けて、このテーパ部をプロジェクションナットのねじ孔に進入させて、プロジェクションナットを電極軸線上に配置することが記載されている。 In JP-A-2008-161926 and JP-A-2010-000538, a tapered portion is provided on the guide pin of the electrode, and the tapered portion is inserted into the screw hole of the projection nut so that the projection nut is placed on the electrode axis. It is stated that it will be placed.
上記特許文献に記載されている技術は、プロジェクションナットのねじ孔の内径が、鋼板部品の下孔の内径よりも小さく設定してある。このように設定するのは、一般的なことであり、ねじ孔を貫通したボルトが下孔の内周面に接触しないようにするためである。通常は、ねじ孔と下孔の同軸配置を成立させるために、上記特許文献に記載されているように、鋼板部品の下孔を貫通した位置決めガイドピンにテーパ面を形成して、ナットがテーパ面に嵌め合わされるだけで、一時に、ねじ孔と下孔の同軸化が達成されるようになっている。 In the technique described in the above patent document, the inner diameter of the screw hole of the projection nut is set to be smaller than the inner diameter of the prepared hole of the steel plate component. This setting is common and is to prevent the bolt penetrating the screw hole from coming into contact with the inner peripheral surface of the prepared hole. Normally, in order to establish the coaxial arrangement of the screw hole and the prepared hole, a tapered surface is formed on the positioning guide pin penetrating the prepared hole of the steel plate component as described in the above patent document, and the nut is tapered. Coaxialization of the screw hole and the pilot hole can be achieved at one time simply by fitting the screw hole to the surface.
ところが、ねじ孔の内径が、鋼板部品の下孔の内径よりも大きく設定してあるときには、下孔を貫通したガイドピンのテーパ部では、その直径がねじ孔の内径よりも小さいので、ねじ孔とテーパ部のテーパ嵌合が成立しないこととなる。上述のように、ねじ孔と下孔の大小関係が逆転すると、何らかの特別な対応が必要となる。 However, when the inner diameter of the screw hole is set to be larger than the inner diameter of the prepared hole of the steel plate part, the diameter of the tapered portion of the guide pin penetrating the prepared hole is smaller than the inner diameter of the screw hole. And the taper fitting of the tapered portion is not established. As described above, if the magnitude relationship between the screw hole and the prepared hole is reversed, some special measures are required.
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、孔あき部品の通孔の内径が、鋼板部品の下孔の内径より大きくても、電極の進出動作で前記通孔と前記下孔との同軸性確保と、鋼板部品の位置ずれ防止を行うことを目的とする。 The present invention has been provided to solve the above-mentioned problems, and even if the inner diameter of the through hole of the perforated part is larger than the inner diameter of the prepared hole of the steel plate part, the electrode advances to form the through hole. It is an object of the present invention to ensure coaxiality with the prepared hole and to prevent misalignment of steel plate parts.
請求項1記載の発明は、孔あき部品用溶接電極であり、
円形の下孔が開けられている鋼板部品に対して、前記下孔よりも大径の円形の通孔を有する孔あき部品を、前記下孔と前記通孔が同心となるように、電極軸線上に配置された一対の電極による電気抵抗溶接で溶接するものであって、
前記下孔をほぼ隙間のない状態で貫通するとともに、前記孔あき部品の通孔内へ相対的に進入する進退式の待機ガイドピンを有する第1電極と、前記通孔を貫通する求心ガイドピンを有する第2電極が設けられ、
前記求心ガイドピンは、前記通孔に先行的に進入するガイド部と、前記ガイド部に連続した状態で形成されている求心テーパ部と、前記通孔にほぼ隙間のない状態で進入する位置確定部によって構成され、
前記求心ガイドピンが前記孔あき部品の通孔に進入するときに、求心ガイドピンが待機ガイドピンを押し込みながら、前記求心テーパ部によって孔あき部品の通孔と鋼板部品の下孔が同心状態となるように、孔あき部品が鋼板部品上を滑動するように構成したことを特徴とする。The invention according to
For a steel plate part having a circular pilot hole, a perforated part having a circular through hole having a diameter larger than that of the pilot hole is provided with an electrode shaft so that the pilot hole and the through hole are concentric. It is welded by electric resistance welding with a pair of electrodes arranged on the wire.
A first electrode having an advancing / retreating type standby guide pin that penetrates the prepared hole with almost no gap and relatively enters the through hole of the perforated component, and a centripetal guide pin that penetrates the through hole. A second electrode is provided with
The position of the afferent guide pin is determined so that the guide portion that enters the through hole in advance, the afferent taper portion that is formed in a continuous state with the guide portion, and the afferent guide pin enters the through hole with almost no gap. Consists of departments
When the afferent guide pin enters the through hole of the perforated part, the afferent guide pin pushes the standby guide pin, and the afferent taper portion causes the through hole of the perforated part and the prepared hole of the steel plate part to be concentric. It is characterized in that the perforated part is configured to slide on the steel plate part so as to be.
孔あき部品が鋼板部品上に載せられて待機ガイドピンが孔あき部品の通孔を貫通しているときには、通孔と待機ガイドピンとの間に、鋼板部品の下孔と孔あき部品の通孔の内径差に相当する、大きな空隙が存在している。つまり、孔あき部品は直径方向に大きくずれることができる状態になっている。この状態では、鋼板部品の下孔に待機ガイドピンがほぼ隙間のない状態で貫通しているので、第1電極に対する鋼板部品の相対位置が正確に求められている。 When the perforated part is placed on the steel plate part and the standby guide pin penetrates the through hole of the perforated part, the prepared hole of the steel plate part and the through hole of the perforated part are between the through hole and the standby guide pin. There is a large void corresponding to the difference in inner diameter of. That is, the perforated parts are in a state where they can be greatly displaced in the diameter direction. In this state, since the standby guide pin penetrates the prepared hole of the steel plate component with almost no gap, the relative position of the steel sheet component with respect to the first electrode is accurately obtained.
この状態で第2電極が進出してくると、求心ガイドピンのガイド部が先行的に孔あき部品の通孔に進入して、求心ガイドピンが通孔に進入することが保障される。つまり、ガイド部はパイロットピンのような役割を果たしている。そして、求心ガイドピンの先端で待機ガイドピンを押し込んで行く。さらに、第2電極が進出すると、求心テーパ部の表面が孔あき部品の通孔の開口端縁部にほぼ線接触状態で擦れて、孔あき部品を直径方向に移動、つまり孔あき部品が鋼板部品上を滑動して、通孔内にほぼ隙間のない状態で位置確定部が進入し、孔あき部品の通孔と鋼板部品の下孔の同心状態が確保される。 When the second electrode advances in this state, the guide portion of the centripetal guide pin first enters the through hole of the perforated component, and the centripetal guide pin is guaranteed to enter the through hole. In other words, the guide section plays a role like a pilot pin. Then, the standby guide pin is pushed in with the tip of the centripetal guide pin. Further, when the second electrode advances, the surface of the centripetal taper portion rubs against the open end edge of the perforated part in a substantially linear contact state, and the perforated part moves in the radial direction, that is, the perforated part is a steel plate. By sliding on the component, the position-determining portion enters the through hole with almost no gap, and the through hole of the perforated component and the prepared hole of the steel plate component are concentric.
ガイド部が下孔に進入してから、求心テーパ部による孔あき部品の同軸化移動を開始したり、これに換えて、ガイド部が下孔に進入するのと同時または進入の直前に、求心テーパ部による孔あき部品の同軸化移動を開始したりすることが可能である。このような開始時期の選択は、求心テーパ部のテーパ面の傾斜角度と、ガイド部の長さの選定によって行われる。 After the guide portion enters the pilot hole, the coaxial movement of the perforated part by the centripetal taper portion is started, or instead, the centering is performed at the same time as the guide portion enters the pilot hole or immediately before the entry. It is possible to start the coaxial movement of the perforated part by the tapered portion. The selection of such a start time is performed by selecting the inclination angle of the tapered surface of the centripetal taper portion and the length of the guide portion.
この同心状態が成立し、孔あき部品と鋼板部品が両電極間で挟み付けられると、溶接電流が通電されて、孔あき部品が鋼板部品に溶接される。 When this concentric state is established and the perforated part and the steel plate part are sandwiched between the two electrodes, a welding current is applied and the perforated part is welded to the steel plate part.
孔あき部品は、求心ガイドピンの求心テーパ部によってその直径方向に移動して、鋼板部品の下孔と孔あき部品の通孔との同心性が確保されるので、第2電極の求心ガイドピンが進出する過渡期に、進出変位を直径方向の位置修正変位に変換して、確実な上記同軸性の確保がなされ、信頼性の高い求心動作がえられる。 The perforated part is moved in the radial direction by the afferent taper portion of the afferent guide pin, and the concentricity between the prepared hole of the steel plate part and the through hole of the perforated part is ensured. In the transitional period in which the advance is advanced, the advance displacement is converted into the position-correcting displacement in the radial direction to ensure the above-mentioned coaxiality, and a highly reliable centripetal operation can be obtained.
また、待機ガイドピンは、ほぼ隙間のない状態で鋼板部品の下孔を貫通し、求心ガイドピンのガイド部もほぼ隙間のない状態で鋼板部品の下孔を貫通することができるので、待機ガイドピンの直径と求心ガイドピンのガイド部の直径は同径とされ、第2電極の進出前および進出後のいずれにおいても、鋼板部品のずれ動きが防止され、鋼板部品に対する孔あき部品の溶接が高精度のもとで遂行される。 Further, the standby guide pin can penetrate the pilot hole of the steel plate component with almost no gap, and the guide portion of the centripetal guide pin can also penetrate the pilot hole of the steel plate component with almost no gap. The diameter of the pin and the diameter of the guide part of the centripetal guide pin are the same, and the displacement movement of the steel plate part is prevented both before and after the advance of the second electrode, and the perforated part is welded to the steel plate part. Performed with high precision.
第2電極が進出するときに、鋼板部品の位置ずれが待機ガイドピンと求心ガイドピンのガイド部によって禁止され、それと同時に孔あき部品の通孔と鋼板部品の下孔の同軸配置が達成される。このように、第2電極の進出ストロークで、鋼板部品のずれ防止と上記通孔・下孔同軸化が達成されて、簡素化された動作で正確な位置決めがなされる。 When the second electrode advances, the misalignment of the steel plate component is prohibited by the guide portions of the standby guide pin and the centripetal guide pin, and at the same time, the coaxial arrangement of the through hole of the perforated component and the prepared hole of the steel sheet component is achieved. In this way, the advance stroke of the second electrode achieves the prevention of displacement of the steel plate component and the coaxialization of the through-hole / pilot hole, and accurate positioning is performed with a simplified operation.
求心ガイドピンには、ガイド部、求心テーパ部、位置確定部が形成されており、ガイド部が鋼板部品の下孔に進入しているとき、または、ガイド部が下孔に進入する前に、求心テーパ部が孔あき部品の通孔に進入する。このようにガイド部が下孔に進入またはその前に、孔あき部品が直径方向に移動するので、この移動時に鋼板部品がずれ動くことがなく、下孔と通孔の同軸性が確保される。この同軸性の成立とともに位置確定部の進入で決定づけられるので、信頼性の高い電極動作がえられる。 The centripetal guide pin is formed with a guide portion, an centripetal taper portion, and a positioning portion, and when the guide portion enters the pilot hole of the steel plate component or before the guide portion enters the pilot hole. The centripetal taper enters the through hole of the perforated part. In this way, since the perforated part moves in the radial direction before or before the guide portion enters the prepared hole, the steel plate part does not shift during this movement, and the coaxiality between the prepared hole and the through hole is ensured. .. Since it is determined by the entry of the position fixing portion with the establishment of this coaxiality, highly reliable electrode operation can be obtained.
請求項2記載の発明は、孔あき部品の溶接方法であり、
円形の下孔が開けられている鋼板部品に対して、前記下孔よりも大径の円形の通孔を有する孔あき部品を、前記下孔と前記通孔が同心となるように、電極軸線上に配置された一対の電極による電気抵抗溶接で溶接するものであって、
前記下孔をほぼ隙間のない状態で貫通するとともに、前記孔あき部品の通孔内へ相対的に進入する進退式の待機ガイドピンを有する第1電極と、前記通孔を貫通する求心ガイドピンを有する第2電極が設けられ、
前記求心ガイドピンが、前記通孔に先行的に進入するガイド部と、前記ガイド部に連続した状態で形成されている求心テーパ部と、前記通孔にほぼ隙間のない状態で進入する位置確定部によって構成された孔あき部品用溶接電極を準備し、
前記求心ガイドピンが前記孔あき部品の通孔に進入するときに、求心ガイドピンが待機ガイドピンを押し込みながら、前記求心テーパ部によって孔あき部品の通孔と鋼板部品の下孔が同心状態となるように、孔あき部品が鋼板部品上を滑動するようにしたことを特徴とする。The invention according to
For a steel plate part having a circular pilot hole, a perforated part having a circular through hole having a diameter larger than that of the pilot hole is provided with an electrode shaft so that the pilot hole and the through hole are concentric. It is welded by electric resistance welding with a pair of electrodes arranged on the wire.
A first electrode having an advancing / retreating type standby guide pin that penetrates the prepared hole with almost no gap and relatively enters the through hole of the perforated component, and a centripetal guide pin that penetrates the through hole. A second electrode is provided with
Position determination that the afferent guide pin enters the through hole in advance with a guide portion, a afferent taper portion formed in a continuous state with the guide portion, and the through hole with almost no gap. Prepare a welding electrode for perforated parts composed of parts,
When the afferent guide pin enters the through hole of the perforated part, the afferent guide pin pushes the standby guide pin, and the afferent taper portion causes the through hole of the perforated part and the prepared hole of the steel plate part to be concentric. It is characterized in that the perforated part slides on the steel plate part so as to be.
この溶接方法の発明の効果は、孔あき部品用溶接電極の発明の効果と同じである。 The effect of the invention of this welding method is the same as the effect of the invention of the welding electrode for perforated parts.
つぎに、本発明に係る孔あき部品用溶接電極および溶接方法を実施するための形態を説明する。 Next, a form for carrying out the welding electrode for perforated parts and the welding method according to the present invention will be described.
図1〜図6は、本発明の実施例を示す。 1 to 6 show examples of the present invention.
最初に、本発明における孔あき部品について説明する。 First, the perforated component in the present invention will be described.
孔あき部品としては、ねじ孔を有するプロジェクションナット、円筒型の環状部品など、種々なものがある。ここでは、後者の環状部品である。 As the perforated part, there are various parts such as a projection nut having a screw hole and a cylindrical annular part. Here, it is the latter annular part.
環状部品を、図6にしたがって説明する。孔あき部品1は、円筒型であり、その中央部に円形の通孔2が形成され、同部品の端面3に3個の溶着用突起4が120度間隔で設けられている。孔あき部品1は、鉄製である。孔あき部品1は、図2(D)に示すように、電気抵抗溶接により鋼板部品5に溶接される。鋼板部品5には円形の下孔6が開けられ、通孔4の内径は下孔6の内径よりも大きくなっている。図2(D)は、溶接が完了した状態を示しており、黒く塗りつぶした箇所が溶着部7である。 The annular component will be described with reference to FIG. The
本実施例における孔あき部品1や下孔6の寸法は、孔あき部品1の外形が18mm、通孔2の内径が12mm、電極軸線O−O方向の長さが12mmである。また、鋼板部品5の厚さは1mm、通孔6の内径は6.5mmである。 The dimensions of the
つぎに、電極について説明する。 Next, the electrodes will be described.
電極軸線O−Oに沿って、静止状態の下部電極である第1電極8と、エアシリンダなどの駆動手段で進退し、上部電極とされた第2電極9が、一対の電極として配置してある。 Along the electrode axis OO, the
第1電極8と第2電極9は、ガイドピンと圧縮コイルスプリング以外は同様な構造なので、構造の詳細は第1電極8について説明し、同様の機能を果たす部材については、第2電極9には同じ符号が記載されている。 Since the
クロム銅のような銅合金製導電性金属材料で作られた電極本体11は、円筒状の形状であり、断面円形とされ、静止部材12に差し込まれている固定部13と、鋼板部品5が載置されるキャップ部14が、ねじ部15において結合されて、断面円形の電極本体11が形成されている。 The
電極本体11には、断面円形のガイド孔16が形成され、このガイド孔16は、固定部13に形成された大径孔17と、この大径孔17よりも小径でキャップ部14に形成された中径孔18、この中径孔18よりも小径の小径孔19が形成され、大径孔17、中径孔18、小径孔19は、電極の電極軸線O−O上に整列した同軸状態で配置されている。 A
鋼板部品5が載置される電極本体11の端面から突出し、鋼板部品5の下孔6を貫通する断面円形の真っ直ぐな待機ガイドピン21が、ステンレス鋼のような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ている。 A straight
また、後述のように、ガイド孔16に対して摺動状態で進退する断面円形の摺動部22が耐熱性に優れた絶縁性合成樹脂材料、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(商品名=テフロン)によって構成されている。別の材料として、ポリアミド樹脂の中から、耐熱性、耐摩耗性にすぐれた樹脂を採用することも可能である。 Further, as will be described later, an insulating synthetic resin material in which the sliding
つぎに、待機ガイドピンと摺動部の一体化部品を説明する。 Next, an integrated component of the standby guide pin and the sliding portion will be described.
摺動部22の中心部に待機ガイドピン21を差し込んで、待機ガイドピン21と摺動部22の一体化が図られている。待機ガイドピン21を摺動部22に一体化する構造としては、摺動部22のインジェクション成型時に、待機ガイドピン21を一緒にモールドインする方法や、待機ガイドピン21に結合ボルト構造部を設ける方法など、種々なものが採用できる。 The
ここでは、後者の結合ボルト構造部のタイプである。 Here, it is the latter type of connecting bolt structure.
すなわち、待機ガイドピン21の下端部にこれと一体的にボルト23が形成され、摺動部22の底部材24にボルト23を貫通し、ワッシャ25を組み付けてロックナット26で締め付けてある。摺動部22は、第1電極8と対をなす第2電極9が動作して溶接電流が通電されたときに、電流が孔あき部品1の溶着用突起4から鋼板部品5にのみ流れるように、絶縁機能を果たしている。 That is, a
圧縮コイルスプリング27は、摺動部22とガイド孔16の内底面の間に嵌め込まれており、その張力が摺動部22に作用している。なお、符号28は、ガイド孔16の内底面に嵌め込んだ絶縁シートを示している。圧縮コイルスプリング27の張力が、後述の静止内端面に対する可動端面の加圧密着を成立させている。圧縮コイルスプリング27は、加圧手段であり、これに換えて圧縮空気の圧力を利用することも可能である。 The
つぎに、摺動部各部とガイド孔各部の嵌め合い対応関係を説明する。 Next, the fitting correspondence relationship between each sliding portion and each guide hole will be described.
摺動部22には、大径部29と中径部30が形成され、中径部30よりも小径の待機ガイドピン21が一体化されている。大径部29が、大径孔17の内面との間に実質的に隙間がなくて摺動できる状態で大径孔17に嵌め込んであり、中径部30が、中径孔18の内面との間に実質的に隙間がなくて摺動できる状態で中径孔18に嵌め込んである。このような「・・実質的に隙間がなくて摺動できる状態・・」というのは、摺動部22に電極本体11の直径方向の力を作用させても、隙間感覚のあるカタカタといったがたつき感触がなく、しかも電極軸線O−O方向の摺動が可能な状態を意味している。小径孔19を貫通して電極本体11の端面から突き出ている待機ガイドピン21によって、待機ガイドピン21が押し下げられたとき冷却空気が通過する通気隙間32が、小径孔19と待機ガイドピン21の間に形成してある。 A
つぎに、冷却空気の断続構造を説明する。 Next, the intermittent structure of the cooling air will be described.
冷却空気をガイド孔16に導く通気口33が形成してある。大径部29と大径孔17の摺動箇所の空気通路を確保するために、大径部29の外周面に電極軸線O−O方向の凹溝を形成することもできるが、ここでは図1(C)に示すように、大径部29の外周面に電極軸線O−O方向の平面部34を形成して、平面部34と大径孔17の円弧型内面で構成された空気通路35が形成されている。このような平面部34を90度間隔で形成して、4箇所に空気通路35を設けている。 A
ガイド孔16の中径孔18と大径孔17の境界部に環状の静止内端面36が形成されている。また、摺動部22の中径部30と大径部29の境界部に環状の可動端面37が形成されている。静止内端面36と可動端面37は電極本体11の電極軸線O−Oが垂直に交わる仮想平面上に配置してあり、圧縮コイルスプリング27の張力によって可動端面37が静止内端面36に対して環状状態で密着し、この密着によって冷却空気の封止がなされている。 An annular stationary
つぎに、待機ガイドピンと孔あき部品の配置関係を説明する。 Next, the arrangement relationship between the standby guide pin and the perforated component will be described.
鋼板部品5を第1電極8上に載置するのは、作業者が鋼板部品5を両電極間に差し込んで載置してもよいが、ここではロボット装置38で載置動作を行っている。 The
鋼板部品5の下孔6を隙間のない状態で貫通している待機ガイドピン21は、キャップ部14から突き出ており、供給されてきた孔あき部品1が待機ガイドピン21に合致する。この合致は、孔あき部品1が待機ガイドピン21に向って供給されるので、待機ガイドピン21が相対的に進入することになる。待機ガイドピン21の直径は、下孔6の内径よりも僅かに小さいので、孔あき部品1の通孔2は待機ガイドピン21の直径よりも、孔あき部品1が大きく偏心できるくらいに、大きく設定されている。 The
孔あき部品1の供給方法は、斜め上方から進出してくる進退式の供給ロッドを用いたり、電極軸線O−Oに直交する方向からスクエアーモーションをともなって進退する供給ロッドを用いたりする、種々なものが採用できる。ここでは、前者の方式である。供給ロッド41は、進退動作式とされ、孔あき部品1の通孔2を貫通する供給ロッド41に沿って孔あき部品1が滑降し、孔あき部品1が供給ロッド41の端部から離れるのと同時に転落しながら、孔あき部品1が円弧運動をして待機ガイドピン21に嵌め合わされる。 There are various supply methods for the
なお、待機ガイドピン21の先端部には、後述の求心ガイドピンのずれ動きを防止するための凹部39が形成してある。 The tip of the
上記のような径差があるので、後述の求心ガイドピンによる下孔6と通孔2との同心化動作が必要になっている。 Since there is a diameter difference as described above, it is necessary to perform a concentric operation between the
つぎに、第2電極の求心ガイドピンについて説明する。 Next, the afferent guide pin of the second electrode will be described.
前述のように、第1電極8と第2電極9の構造は、ガイドピン部分の形状と圧縮コイルスプリング以外は同じなので、第2電極9については、ガイドピン形状と圧縮コイルスプリングについてだけの説明としている。 As described above, the structures of the
第2電極9は上側の可動電極であるから、エアシリンダなどの駆動手段で進退する支持部材42に結合されている。 Since the second electrode 9 is an upper movable electrode, it is coupled to a
求心ガイドピン43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などの耐熱硬質材料で構成され、下孔6をほぼ隙間のない状態で貫通する先端側のガイド部44と、ガイド部44に連続した状態で形成されている求心テーパ部45と、通孔2にほぼ隙間のない状態で進入し、求心テーパ部45に連続している位置確定部46によって構成されている。ガイド部44の直径は、待機ガイドピン21の直径と同じであり、その先端部の形状は、凹部39に合致する球状とされている。 The
なお、第2電極9の圧縮コイルスプリング27の張力は、第1電極8の圧縮コイルスプリング27の張力よりも大きく設定してあり、正常な動作においては、第1電極8の圧縮コイルスプリング27だけが縮むようになっている。第2電極9の圧縮コイルスプリング27が縮むのは、後述の孔あき部品1が供給されていないような異常時だけである。したがって、孔あき部品1の供給漏れが皆無であったり、孔あき部品1の供給有無を検知するセンサーが採用されたりしているときには、圧縮コイルスプリング27を止めて求心ガイドピン43を電極本体11に固定することができる。 The tension of the
下孔6を待機ガイドピン21がほぼ隙間のない状態で貫通しているとか、通孔2を位置確定部46がほぼ隙間のない状態で貫通しているというのは、図4(A)に示すように、下孔6と待機ガイドピン21の間の空隙が微小で待機ガイドピン21の直径方向のがたつきがほとんどなく摺動に近い状態を意味し、また、図4(B)に示すように、通孔2と位置確定部46の間の空隙が微小で求心ガイドピン43の直径方向のがたつきがほとんどなく摺動に近い状態を意味している。このような隙間の設定によって、この種の部品の溶接構造部における芯出し精度が維持できる。 It is shown in FIG. 4A that the
つぎに、電極の動作を説明する。 Next, the operation of the electrodes will be described.
図1(A)は、第2電極9が第1電極8から離れていて、孔あき部品1が待機ガイドピン21へ供給された状態を示している。この状態では、孔あき部品1が直径方向にずれ動くことができ、下孔6との同軸性は成立していない。つまり、図2(A)に示した偏心状態である。また、圧縮コイルスプリング27の張力で可動端面37が、静止内端面36に密着していて、冷却空気の流通が遮断されている。 FIG. 1A shows a state in which the second electrode 9 is separated from the
ここで第2電極9が進出すると、ガイド部44の先端が凹部39に合致して、図2(A)に示すように、待機ガイドピン21を押し込んでゆく。ガイド部44が先行的に通孔2に進入するので、求心ガイドピン43が通孔2に進入することが保障される。つまり、ガイド部44はパイロットピンのような役割を果たしている。この押し込みがさらに進行すると、図2(B)に示すように、求心テーパ部45のテーパ面が通孔2の開口端縁部にほぼ線接触をするので、そのときに発生する直径方向の分力によって孔あき部品1は鋼板部品5上を滑動する。さらに押し込みが進行すると、図2(C)に示すように、上記滑動によって通孔2と下孔6が同軸状態になり、位置確定部46も通孔2内にほぼ隙間のない状態で進入する。この進入状態は、図1(B)に示されており、さらに第2電極9が進出すると、図2(C)に示すように、両電極間で孔あき部品1と鋼板部品5が挟み付けられる。この状態で溶接電流が通電されて、溶接が完了する。図2(C)の状態では、第2電極9側の圧縮コイルスプリング27は縮まっていない。 Here, when the second electrode 9 advances, the tip of the
第2電極9による待機ガイドピン21の後退によって、可動端面37が、静止内端面36から離れて、冷却空気の通路が形成され、溶融局部への冷却空気が供給される。 Due to the retreat of the
何らかの原因で孔あき部品1が、待機ガイドピン21に供給されない異常状態で第2電極9が進出すると、求心ガイドピン43が待機ガイドピン21を押し込み、求心テーパ部45が下孔6に食い込む状態になる。このときに、第2電極9の進出で圧縮コイルスプリング27が縮小されるので、求心ガイドピン43や下孔6に破損が生じたりしない。 When the second electrode 9 advances in an abnormal state in which the
なお、正確には、求心テーパ部45のテーパ面が通孔2の開口端縁部に点接触をしているのであるが、実際には線接触に近い状態なので、「ほぼ線接触」と表現している。 To be precise, the tapered surface of the
つぎに、ガイド部の長短について説明する。 Next, the advantages and disadvantages of the guide unit will be described.
図3は、ガイド部44の長さが長い場合や、短い場合についての断面図である。図3(A)に示すように、ガイド部44が長い場合は、求心ガイドピン43のガイド部44が孔あき部品1の通孔2を貫通して、下孔6にほぼ隙間のない状態で進入し、この進入によって鋼板部品5が電極軸線O−Oからずれることを防止する。下孔6へガイド部44が進入しつつあるときに、求心テーパ部45の表面が孔あき部品1の通孔2の開口端縁部にほぼ線接触状態で擦れて、孔あき部品1を直径方向に移動、つまり孔あき部品1が鋼板部品5上を滑動する。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the
また、図3(B)に示すように、ガイド部44が短い場合は、ガイド部44が下孔6に進入しない段階で、求心テーパ部45の表面が孔あき部品1の通孔2の開口端縁部にほぼ線接触状態で擦れて、孔あき部品1を直径方向に移動、つまり孔あき部品1が鋼板部品5上を滑動する。 Further, as shown in FIG. 3B, when the
つぎに、他の変形例を説明する。 Next, another modification will be described.
凹部39を介して求心ガイドピン43と待機ガイドピン21の合致性を、凹凸関係の構造で確保しているが、他の合致性確保の方策として、図5に示した例がある。これは、求心ガイドピン43の先端面47と、待機ガイドピン21の先端面48を、電極軸線O−Oが垂直に交わる平面としたもので、両平面の密着によって、求心ガイドピン43と待機ガイドピン21のずれを防止している。 The conformity between the
第1電極8と第2電極9の上下関係を逆にした変形例が実施できる。図1(A)において、第1電極8のキャップ部14に黒く塗りつぶしたように、永久磁石49を埋め込み、第1電極8を反転して上側にする。こうすることにより、下向きに突き出ている待機ガイドピン21に、ロボット装置38の動作で鋼板部品5を合致させてから、孔あき部品1を供給する。これにより、孔あき部品1は永久磁石49によって鋼板部品5に吸着される。その後、下側の第2電極9を上昇させると、求心ガイドピン43が前述のようにして動作し、孔あき部品1は鋼板部品5に擦れながら下孔6と同軸位置におかれる。 A modified example in which the vertical relationship between the
この変形例においては、供給ロッド41に、水平方向の進退動作と、上下方向の進退動作を行わせ、供給ロッド41の先端部に孔あき部品1を永久磁石などで保持する。こうすることによって、供給ロッド41の先端部にスクエアーモーションを行わせることができ、下側から孔あき部品1を待機ガイドピン21に供給することができる。 In this modification, the supply rod 41 is made to perform a horizontal advance / retreat operation and a vertical advance / retreat operation, and a
なお、上記のエアシリンダに換えて、進退出力をする電動モータを採用することもできる。また、上記の永久磁石を電磁石に置き換えることも可能である。 In addition, instead of the above-mentioned air cylinder, an electric motor that outputs advancing / retreating can be adopted. It is also possible to replace the above permanent magnet with an electromagnet.
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 examples described above are as follows.
孔あき部品1が鋼板部品5上に載せられて待機ガイドピン21が孔あき部品1の通孔2を貫通しているときには、通孔2と待機ガイドピン21との間に、鋼板部品5の下孔6と孔あき部品1の通孔2の内径差に相当する、大きな空隙が存在している。つまり、孔あき部品1は直径方向に大きくずれることができる状態になっている。この状態では、鋼板部品5の下孔6に待機ガイドピン21がほぼ隙間のない状態で貫通しているので、第1電極8に対する鋼板部品5の相対位置が正確に求められている。 When the
この状態で第2電極9が進出してくると、求心ガイドピン43のガイド部44が先行的に孔あき部品1の通孔2に進入して、求心ガイドピン43が通孔2に進入することが保障される。つまり、ガイド部44はパイロットピンのような役割を果たしている。そして、求心ガイドピン43の先端で待機ガイドピン21を押し込んで行く。さらに、第2電極9が進出すると、求心テーパ部45の表面が孔あき部品1の通孔2の開口端縁部にほぼ線接触状態で擦れて、孔あき部品1を直径方向に移動、つまり孔あき部品1が鋼板部品5上を滑動して、通孔2内にほぼ隙間のない状態で位置確定部46が進入し、孔あき部品1の通孔2と鋼板部品5の下孔6の同心状態が確保される。 When the second electrode 9 advances in this state, the
ガイド部44が下孔6に進入してから、求心テーパ部45による孔あき部品1の同軸化移動を開始したり、これに換えて、ガイド部44が下孔6に進入するのと同時または進入の直前に、求心テーパ部45による孔あき部品1の同軸化移動を開始したりすることが可能である。このような開始時期の選択は、求心テーパ部45のテーパ面の傾斜角度と、ガイド部44の長さの選定によって行われる。 After the
この同心状態が成立し、孔あき部品1と鋼板部品5が両電極間で挟み付けられると、溶接電流が通電されて、孔あき部品1が鋼板部品5に溶接される。 When this concentric state is established and the
孔あき部品1は、求心ガイドピン43の求心テーパ部45によってその直径方向に移動して、鋼板部品1の下孔6と孔あき部品1の通孔2との同心性が確保されるので、第2電極9の求心ガイドピン43が進出する過渡期に、進出変位を直径方向の位置修正変位に変換して、確実な上記同軸性の確保がなされ、信頼性の高い求心動作がえられる。 The
また、待機ガイドピン21は、ほぼ隙間のない状態で鋼板部品5の下孔6を貫通し、求心ガイドピン43のガイド部44もほぼ隙間のない状態で鋼板部品5の下孔6を貫通することができるので、待機ガイドピン21の直径と求心ガイドピン43のガイド部44の直径は同径とされ、第2電極9の進出前および進出後のいずれにおいても、鋼板部品5のずれ動きが防止され、鋼板部品5に対する孔あき部品1の溶接が高精度のもとで遂行される。 Further, the
第2電極9が進出するときに、鋼板部品5の位置ずれが待機ガイドピン21と求心ガイドピン43のガイド部44によって禁止され、それと同時に孔あき部品1の通孔2と鋼板部品5の下孔6の同軸配置が達成される。このように、第2電極9の進出ストロークで、鋼板部品5のずれ防止と上記通孔・下孔同軸化が達成されて、簡素化された動作で正確な位置決めがなされる。 When the second electrode 9 advances, the misalignment of the
求心ガイドピン43には、ガイド部44、求心テーパ部45、位置確定部46が形成されており、ガイド部44が鋼板部品5の下孔6に進入しているとき、または、ガイド部44が下孔6に進入する前に、求心テーパ部45が孔あき部品1の通孔2に進入する。このようにガイド部44が下孔6に進入またはその前に、孔あき部品1が直径方向に移動するので、この移動時に鋼板部品5がずれ動くことがなく、下孔6と通孔2の同軸性が確保される。この同軸性の成立とともに位置確定部46の進入で決定づけられるので、信頼性の高い電極動作がえられる。 The
求心ガイドピン43の進出方向に作用する圧縮コイルスプリング27の押圧力は、待機ガイドピン21の進出方向に作用する圧縮コイルスプリング27の押圧力よりも強く設定してあるので、孔あき部品1が正常に供給されているときには、求心ガイドピン43が後退することなく前述のように正常な求心動作がなされる。何らかの原因で孔あき部品1が供給されていない異常状態で第2電極9が進出したときには、求心テーパ部45が下孔6を通過できない状態になり、このときに第2電極9に設けられた求心ガイドピン43の押圧手段(圧縮コイルスプリング27)が縮小して、求心ガイドピン43や鋼板部品5の下孔部分の損傷が回避され、電極の破損が予防される。 Since the pressing force of the
溶接方法の実施例の効果は、孔あき部品用溶接電極の実施例の効果と同じである。 The effect of the example of the welding method is the same as the effect of the example of the welding electrode for a perforated part.
上述のように、本発明の電極と溶接方法によれば、孔あき部品の通孔の内径が、鋼板部品の下孔の内径より大きくても、電極の進出動作で前記通孔と前記下孔との同軸性確保と、鋼板部品の位置ずれ防止を行う。したがって、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 electrode and welding method of the present invention, even if the inner diameter of the through hole of the perforated part is larger than the inner diameter of the prepared hole of the steel plate part, the through hole and the prepared hole are formed by the advance operation of the electrode. Securing coaxiality with and preventing misalignment of steel plate parts. Therefore, it can be used in a wide range of industrial fields such as a body welding process for automobiles and a sheet metal welding process for home appliances.
1 孔あき部品
2 通孔
5 鋼板部品
6 下孔
8 第1電極
9 第2電極
11 電極本体
21 待機ガイドピン
43 求心ガイドピン
44 ガイド部
45 求心テーパ部
46 位置確定部
O−O 電極軸線1
Claims (2)
前記下孔をほぼ隙間のない状態で貫通するとともに、前記孔あき部品の通孔内へ相対的に進入する進退式の待機ガイドピンを有する第1電極と、前記通孔を貫通する求心ガイドピンを有する第2電極が設けられ、
前記求心ガイドピンは、前記通孔に先行的に進入するガイド部と、前記ガイド部に連続した状態で形成されている求心テーパ部と、前記通孔にほぼ隙間のない状態で進入する位置確定部によって構成され、
前記求心ガイドピンが前記孔あき部品の通孔に進入するときに、求心ガイドピンが待機ガイドピンを押し込みながら、前記求心テーパ部によって孔あき部品の通孔と鋼板部品の下孔が同心状態となるように、孔あき部品が鋼板部品上を滑動するように構成したことを特徴とする孔あき部品用溶接電極。For a steel plate part having a circular pilot hole, a perforated part having a circular through hole having a diameter larger than that of the pilot hole is provided with an electrode shaft so that the pilot hole and the through hole are concentric. It is welded by electric resistance welding with a pair of electrodes arranged on the wire.
A first electrode having an advancing / retreating type standby guide pin that penetrates the prepared hole with almost no gap and relatively enters the through hole of the perforated component, and a centripetal guide pin that penetrates the through hole. A second electrode is provided with
The position of the afferent guide pin is determined so that the guide portion that enters the through hole in advance, the afferent taper portion that is formed in a continuous state with the guide portion, and the afferent guide pin enters the through hole with almost no gap. Consists of departments
When the afferent guide pin enters the through hole of the perforated part, the afferent guide pin pushes the standby guide pin, and the afferent taper portion causes the through hole of the perforated part and the prepared hole of the steel plate part to be concentric. A welding electrode for a perforated part, characterized in that the perforated part is configured to slide on a steel plate part.
前記下孔をほぼ隙間のない状態で貫通するとともに、前記孔あき部品の通孔内へ相対的に進入する進退式の待機ガイドピンを有する第1電極と、前記通孔を貫通する求心ガイドピンを有する第2電極が設けられ、
前記求心ガイドピンが、前記通孔に先行的に進入するガイド部と、前記ガイド部に連続した状態で形成されている求心テーパ部と、前記通孔にほぼ隙間のない状態で進入する位置確定部によって構成された孔あき部品用溶接電極を準備し、
前記求心ガイドピンが前記孔あき部品の通孔に進入するときに、求心ガイドピンが待機ガイドピンを押し込みながら、前記求心テーパ部によって孔あき部品の通孔と鋼板部品の下孔が同心状態となるように、孔あき部品が鋼板部品上を滑動するようにしたことを特徴とする溶接方法。For a steel plate part having a circular pilot hole, a perforated part having a circular through hole having a diameter larger than that of the pilot hole is provided with an electrode shaft so that the pilot hole and the through hole are concentric. It is welded by electric resistance welding with a pair of electrodes arranged on the wire.
A first electrode having an advancing / retreating type standby guide pin that penetrates the prepared hole with almost no gap and relatively enters the through hole of the perforated component, and a centripetal guide pin that penetrates the through hole. A second electrode is provided with
Position determination that the afferent guide pin enters the through hole in advance with a guide portion, a afferent taper portion formed in a continuous state with the guide portion, and the through hole with almost no gap. Prepare a welding electrode for perforated parts composed of parts,
When the afferent guide pin enters the through hole of the perforated part, the afferent guide pin pushes the standby guide pin, and the afferent taper portion causes the through hole of the perforated part and the prepared hole of the steel plate part to be concentric. A welding method characterized in that a perforated part slides on a steel plate part so as to be.
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