JP7441434B1 - Electrode for electric resistance welding - Google Patents
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Abstract
【課題】進退部材が容易に傾斜しないようにするとともに、ガイドピンとロボット装置のチャック機構の間の鋼板に弾性変形をおこさせること。【解決手段】ガイドピン20が、主円筒部8のガイド孔15に挿入された摺動部材22と一体化されて、進退部材23が構成され、鋼板部品2の端部をロボット装置44のチャック機構45で強固に保持するように構成され、ガイドピン20に傾斜部21が形成され、キャップ部9に配置された合成樹脂材料製の支持板16に、ガイドピン20が貫通する通孔17が設けられ、ガイドピン20は、その外周面が通孔17の内周面を擦りながら進退できるように、ガイドピン20の外径寸法と通孔17の内径寸法が設定されていることによって、進退部材23が、電極の中心軸線O-Oに対して実質的に傾斜変位をしないように構成し、ガイドピン20とチャック機構45間の鋼板部品2に曲げ方向または伸び方向の弾性変形を発生させるように構成した。【選択図】図3An object of the present invention is to prevent a reciprocating member from tilting easily and to cause elastic deformation in a steel plate between a guide pin and a chuck mechanism of a robot device. A guide pin 20 is integrated with a sliding member 22 inserted into a guide hole 15 of a main cylindrical part 8 to constitute a reciprocating member 23, and the end of the steel plate part 2 is chucked by a robot device 44. The guide pin 20 is configured to be firmly held by a mechanism 45, the slope portion 21 is formed on the guide pin 20, and the support plate 16 made of a synthetic resin material arranged on the cap portion 9 has a through hole 17 through which the guide pin 20 passes. The outer diameter of the guide pin 20 and the inner diameter of the through hole 17 are set so that the guide pin 20 can advance and retreat while its outer peripheral surface rubs against the inner peripheral surface of the through hole 17. The member 23 is configured so as not to be substantially tilted with respect to the central axis OO of the electrode, and elastic deformation in the bending direction or stretching direction is generated in the steel plate component 2 between the guide pin 20 and the chuck mechanism 45. It was configured as follows. [Selection diagram] Figure 3
Description
この発明は、電極本体から突き出ているガイドピンと、電極本体内を摺動する摺動部材によって進退部材が形成され、この進退部材の位置状態を改善して、鋼板部品に所要の弾性変形を起こさせる電気抵抗溶接用電極に関している。 In this invention, a reciprocating member is formed by a guide pin protruding from an electrode body and a sliding member that slides inside the electrode main body, and the positional state of the reciprocating member is improved to cause a required elastic deformation of a steel plate component. It relates to electrodes for electric resistance welding.
特開平10-118775号公報には、プロジェクションナットを鋼板部品に溶接する電気抵抗溶接用電極が記載され、ガイドピンと摺動部材が一体化された進退部材が、電気抵抗溶接用電極の電極本体内に収容され、しかも、ガイドピンの一部が電極本体から突き出ていることが記載されている。 JP-A-10-118775 describes an electric resistance welding electrode for welding a projection nut to a steel plate component, in which a reciprocating member in which a guide pin and a sliding member are integrated is inserted into the electrode body of the electric resistance welding electrode. It is described that the guide pin is housed in the electrode body, and that a part of the guide pin protrudes from the electrode body.
このような電極においては通常、ロボット装置に保持された自動車のフロアパネルのような鋼板部品を電極本体の上面に載置するのであるが、鋼板部品に開けた下孔の中心軸線と電極ガイドピンの中心軸線が合致した状態で鋼板部品を電極本体側へ移動して、ガイドピンが相対的に下孔を貫通することが求められ、これが実現することによって、プロジェクションナットが下孔と同心状態またはそれと同等の状態で鋼板部品に溶接される。 In such electrodes, a steel plate part such as an automobile floor panel held by a robot device is usually placed on the top of the electrode body, and the central axis of the pilot hole drilled in the steel plate part and the electrode guide pin It is necessary to move the steel plate part toward the electrode body with the central axes of the guide pins relatively passing through the pilot hole, and by achieving this, the projection nut can be placed concentrically with the pilot hole or It is welded to steel plate parts in the same condition.
しかしながら、図5に示すように、フロアパネル50に開けた例えば直径5mm程度の下孔51をガイドピン52と同軸状態にすることは、ロボット装置53の動作制御の面から精度的に困難である。このように困難にしている要因は、フロアパネル50のような大型の鋼板部品であると、自重により撓み変形が発生してガイドピン52に対する下孔51の位置にずれが発生するものと考えられる。下孔51とガイドピン52が偏心している状態で鋼板部品50を電極端面側に移動させると、下孔51の内周面がガイドピン52に強く擦りつけられて、ガイドピン52を傾斜させたまま鋼板部品50が電極本体の載置面54に置かれることとなる(図5(A)参照)。特許文献1記載の構造においては、ガイドピン52と摺動部材からなる進退部材は、摺動部材の部分だけが電極のガイド孔を摺動する構造であるため、ガイドピン52に上述のような外力が作用したときに、ガイドピン52が傾斜してしまう、という問題がある。 However, as shown in FIG. 5, it is difficult to make the
プロジェクションナットを鋼板部品に溶接する場合であれば、上記のように下孔に対してガイドピンが傾斜して偏心していると、図5(B)に示すように、プロジェクションナットのねじ孔が下孔51からずれた偏心位置に溶接されることとなる。以下、本明細書において、プロジェクションナットを単にナットと表現する場合がある。 When welding a projection nut to a steel plate component, if the guide pin is tilted and eccentric with respect to the pilot hole as described above, the screw hole of the projection nut will be lowered as shown in Figure 5 (B). Welding will be performed at an eccentric position offset from the
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、ガイドピンと摺動部材からなる進退部材が収容された電気抵抗溶接用電極において、ガイドピンに鋼板部品の一部が接触しても、進退部材が容易に傾斜しないようにするとともに、ガイドピンとロボット装置のチャック機構の間の鋼板に弾性変形をおこさせることを目的としている。 The present invention was provided in order to solve the above-mentioned problems, and in an electric resistance welding electrode that accommodates a reciprocating member consisting of a guide pin and a sliding member, a part of a steel plate component comes into contact with the guide pin. The purpose of this invention is to prevent the reciprocating member from tilting easily even when the robot device is moved, and to cause elastic deformation to occur in the steel plate between the guide pin and the chuck mechanism of the robot device.
請求項1記載の発明は、
鋼板部品が載置される電極本体が、少なくとも主円筒部とそれに一体化されているキャップ部によって構成され、
前記キャップ部は、前記主円筒部に一体化される断面円形の筒状部と、前記電極本体の蓋部材としての機能を果たすとともに前記鋼板部品が載置される端部材によって構成され、
前記端部材から突き出ている断面円形のガイドピンが、前記主円筒部に形成したガイド孔に摺動可能な状態で挿入された摺動部材と一体化されて、進退部材が構成され、
前記鋼板部品の端部をロボット装置のチャック機構で強固に保持するように構成され、
前記鋼板部品が電極本体に載置されるときに、前記ガイドピンが相対的に貫通する下孔が前記鋼板部品に形成されており、
前記ガイドピンの先端部にガイドピンの先端に向かってその直径が徐々に小さくなる傾斜部が形成され、
前記キャップ部の奥部に配置されているとともに合成樹脂材料製とされた支持板に、前記ガイドピンが貫通する断面円形の通孔が設けられ、
前記ガイドピンは、その外周面が前記通孔の内周面を擦りながら進退できるように、前記ガイドピンの外径寸法と前記通孔の内径寸法が設定されていることによって、前記進退部材が、電極の中心軸線に対して実質的に傾斜変位をしないように構成し、
ロボット装置の動作で前記鋼板部品の下孔内周部が前記傾斜部に接触した後、前記鋼板部品の自重で前記下孔内周部が前記傾斜部を擦りながら鋼板部品が前記端部材上に載置されるとき、前記ガイドピンは実質的に傾斜変位をすることなく、前記ガイドピンと前記チャック機構間の鋼板部品に曲げ方向または伸び方向の弾性変形を発生させて、前記ガイドピンが相対的に前記下孔を貫通して前記鋼板部品が前記端部材上に載置されるように構成したことを特徴とする電気抵抗溶接用電極である。 The invention according to
The electrode body on which the steel plate component is placed is constituted by at least a main cylindrical part and a cap part integrated therein,
The cap portion includes a cylindrical portion with a circular cross section that is integrated with the main cylindrical portion, and an end member that functions as a lid member for the electrode body and on which the steel plate component is placed,
A guide pin having a circular cross section protruding from the end member is integrated with a sliding member slidably inserted into a guide hole formed in the main cylindrical portion to constitute a reciprocating member;
configured to firmly hold the end of the steel plate component with a chuck mechanism of a robot device,
A pilot hole is formed in the steel plate component, through which the guide pin relatively passes through when the steel plate component is placed on the electrode body,
A sloped portion whose diameter gradually decreases toward the tip of the guide pin is formed at the tip of the guide pin,
A through hole having a circular cross section through which the guide pin passes is provided in a support plate which is disposed in the inner part of the cap part and is made of a synthetic resin material,
The outer diameter of the guide pin and the inner diameter of the through hole are set so that the guide pin can advance and retreat while its outer peripheral surface rubs against the inner peripheral surface of the through hole, so that the reciprocating member can move forward and backward. , configured so as not to be substantially tilted with respect to the central axis of the electrode,
After the inner periphery of the pilot hole of the steel plate component comes into contact with the inclined portion due to the operation of the robot device, the inner periphery of the pilot hole rubs the inclined portion due to the weight of the steel plate component, and the steel plate component is moved onto the end member. When the guide pin is placed, the steel plate component between the guide pin and the chuck mechanism is elastically deformed in the bending direction or the elongation direction without substantially tilting, so that the guide pin is relatively The electrode for electric resistance welding is characterized in that the steel plate component is placed on the end member by penetrating the pilot hole.
請求項2記載の発明は、
前記ガイド孔に冷却空気を送り込む通気口が前記主円筒部に設けられ、前記摺動部材に空気通路が形成され、前記ガイドピンの外周面が前記通孔の内周面を擦りながら進退する状態における通気空隙が存置され、
前記支持板は円盤型の形状とされ、その外径寸法は、前記キャップ部の筒状部の内径寸法よりも小さく設定されていることによって、前記支持板の一部が前記キャップ部内の空間に突き出た状態で露出している請求項1記載の電気抵抗溶接用電極である。 The invention according to
A vent hole for feeding cooling air into the guide hole is provided in the main cylindrical portion, an air passage is formed in the sliding member, and the outer circumferential surface of the guide pin advances and retreats while rubbing against the inner circumferential surface of the through hole. A ventilation gap is present in the
The support plate has a disc-shaped shape, and its outer diameter is set smaller than the inner diameter of the cylindrical part of the cap, so that a part of the support plate fills the space inside the cap. The electric resistance welding electrode according to
請求項1記載の発明においては、
進退部材が、キャップ部の端部材から突き出ている断面円形のガイドピンと、主円筒部に形成したガイド孔に摺動可能な状態で挿入された摺動部材が一体化されて構成され、ガイドピンは、その外周面がキャップ部内の支持板に開けられた通孔の内周面を擦りながら進退できるように、ガイドピンの外径寸法と通孔の内径寸法が設定されていることによって、進退部材が、電極の中心軸線に対して実質的に傾斜変位をしないように構成されている。ガイドピンの外径寸法と通孔の内径寸法の差は、ガイドピンを直径方向にがたつかせても、カタカタといった隙間感覚を感じないレベルまで詰められている。つまり、ガイドピンの外周面と通孔の内周面との間には、実質的に隙間がなくて摺動できる状態とされている。 In the invention according to
The reciprocating member is configured by integrating a guide pin with a circular cross section that protrudes from the end member of the cap portion, and a sliding member that is slidably inserted into a guide hole formed in the main cylindrical portion. The outer diameter of the guide pin and the inner diameter of the through hole are set so that the outer circumferential surface of the guide pin can move forward and backward while rubbing against the inner peripheral surface of the through hole in the support plate inside the cap. The member is configured such that there is no substantially oblique displacement with respect to the central axis of the electrode. The difference between the outer diameter of the guide pin and the inner diameter of the through hole is narrowed to such a level that even when the guide pin rattles in the diametrical direction, no rattling or gaping sensation is felt. In other words, there is substantially no gap between the outer circumferential surface of the guide pin and the inner circumferential surface of the through hole, allowing the guide pin to slide.
ガイドピンと摺動部材が一体化された進退部材は、摺動部材がガイド孔と摺動している箇所と、ガイドピンの外周面が通孔の内周面に擦りつけられている箇所の2箇所において支持されている。鋼板部品をガイドピンにはめ合わせるときに、ガイドピンの中心軸線と鋼板部品の下孔の中心軸線がずれた偏心状態になっていると、鋼板部品の下孔内周部がガイドピンの傾斜部に擦りつけられるような現象が発生して、ガイドピンを倒そうとする力が作用する。このような力が作用しても、上記2箇所支持によって進退部材の中心軸線は容易に傾くことがない。 The reciprocating member in which the guide pin and sliding member are integrated has two parts: one where the sliding member slides on the guide hole, and the other where the outer circumferential surface of the guide pin rubs against the inner circumferential surface of the through hole. Supported in places. When fitting a steel plate component onto a guide pin, if the center axis of the guide pin and the center axis of the pilot hole of the steel plate component are eccentric, the inner periphery of the pilot hole of the steel plate component will be attached to the inclined part of the guide pin. A phenomenon such as rubbing against the guide pin occurs, and a force that tries to topple the guide pin is applied. Even if such a force acts, the central axis of the reciprocating member will not easily tilt due to the support at the two locations.
一方、鋼板部品はロボット装置のチャック機構によって強固に保持されているので、鋼板部品がチャック機構から抜け出るような位置ずれは発生しない。 On the other hand, since the steel plate component is firmly held by the chuck mechanism of the robot device, positional displacement such as the steel plate component slipping out from the chuck mechanism does not occur.
このようにガイドピンは容易に傾斜しない状態であり、鋼板部品はチャック機構から容易に抜け出ない状態になっているので、下孔内周部が傾斜部を滑動するときには、ガイドピンとチャック機構の間の鋼板に弾性変形が発生する。このような弾性変形の後、鋼板部品が端部材に載置されると、鋼板部品の下孔がガイドピンと実質的に同心状態になったり、実害のないレベルの偏心量になったりする。 In this way, the guide pin is not easily inclined, and the steel plate part is not easily pulled out of the chuck mechanism, so when the inner circumference of the prepared hole slides on the slope, there is a gap between the guide pin and the chuck mechanism. Elastic deformation occurs in the steel plate. After such elastic deformation, when the steel plate component is placed on the end member, the pilot hole of the steel plate component becomes substantially concentric with the guide pin, or the amount of eccentricity is at a level that does not cause any actual damage.
上記の鋼板部品側の弾性変形は、鋼板部品に発生する曲げ変形や、伸び変形などの弾性変形によってなされている。鋼板部品の端部がロボット装置のチャック機構で強固に保持されているので、鋼板部品の下孔がガイドピンからずれていると、チャック機構の箇所においては鋼板部品の滑りなどの位置ずれが発生しないとともに、ガイドピンが容易に傾斜しないので、鋼板部品の側に曲げ変形や伸び変形を起こさせている。 The above-mentioned elastic deformation on the steel plate component side is performed by elastic deformation such as bending deformation or elongation deformation that occurs in the steel plate component. The end of the steel plate part is firmly held by the chuck mechanism of the robot device, so if the pilot hole of the steel plate part is misaligned from the guide pin, the steel plate part will slip or become misaligned at the chuck mechanism. In addition, since the guide pin does not easily tilt, bending deformation and stretching deformation occur on the side of the steel plate component.
通常、例えば、ナットを溶接する場合のガイドピンの先端部分は、先端に向かって徐々に直径が小さくなる傾斜部形状、例えばテーパ型形状とされているので、鋼板部品がその自重によって電極の端部材側へ移動すると、下孔内周部が電極の中心軸線方向に移動させられてテーパ形状部分に擦り付けられる。このときに、ガイドピンに対してガイドピンの直径方向の力、すなわちガイドピンを倒そうとする力が作用するが、上記2箇所支持によって、ガイドピンの傾斜移動が実質的に発生しない状態になっているとともに、チャック機構の箇所においては鋼板部品の滑りなどの位置ずれがないので、鋼板部品の側にガイドピンの直径方向の弾性的変位が生じて、ガイドピンの中心軸線と下孔の中心軸線との上記偏心状態が、実質的に問題とならないレベルに減少する。つまり、傾斜変位が実質的に問題とならない強固なガイドピンに対して、チャック機構で強固に保持された鋼板部品の下孔内周部が擦り付けられるので、鋼板部品側の方に弾性変形を起こさせることができるのである。 Normally, for example, when welding a nut, the tip of a guide pin has an inclined shape, such as a tapered shape, where the diameter gradually decreases toward the tip. When moving toward the member side, the inner circumferential portion of the prepared hole is moved in the direction of the center axis of the electrode and rubbed against the tapered portion. At this time, a force in the diametrical direction of the guide pin, that is, a force that tends to overturn the guide pin, acts on the guide pin, but the above-mentioned two-point support prevents the guide pin from substantially tilting. In addition, since there is no slippage or other misalignment of the steel plate part at the chuck mechanism, elastic displacement of the guide pin in the diametrical direction occurs on the side of the steel plate part, and the center axis of the guide pin and the pilot hole are aligned. The eccentricity with respect to the central axis is reduced to a level that does not substantially pose a problem. In other words, the inner periphery of the pilot hole of the steel plate component, which is firmly held by the chuck mechanism, rubs against the strong guide pin where tilting displacement is virtually no problem, causing elastic deformation toward the steel plate component side. It is possible to do so.
上記のような鋼板部品側におけるガイドピン直径方向の弾性的変位は、鋼板部品に曲げ方向変形や伸び方向変形を発生させていることによって確保されている。本願発明においては、例えば、前記のフロアパネルやドアパネルのような板厚が薄くて、下孔サイズよりも遥かに大きな鋼板部品の弾性変形を意図的に活用している。換言すると、下孔の中心軸線とガイドピンの中心軸線の偏心量を、鋼板部品の弾性変形で吸収するものである。この弾性変形の態様としては、ガイドピンとチャック機構との間の距離が短くなろうとするときには、ガイドピンとチャック機構の間の鋼板に曲げ変形が生じる。また、ガイドピンとチャック機構との間の距離が長くなろうとするときには、ガイドピンとチャック機構の間の鋼板に伸び変形が生じる。 The elastic displacement in the guide pin diameter direction on the steel plate component side as described above is ensured by causing the steel plate component to undergo bending direction deformation and elongation direction deformation. In the present invention, for example, the elastic deformation of a steel plate component that is thin and much larger than the pilot hole size, such as the floor panel or door panel described above, is intentionally utilized. In other words, the amount of eccentricity between the center axis of the prepared hole and the center axis of the guide pin is absorbed by elastic deformation of the steel plate component. As a mode of this elastic deformation, when the distance between the guide pin and the chuck mechanism is about to be shortened, bending deformation occurs in the steel plate between the guide pin and the chuck mechanism. Furthermore, when the distance between the guide pin and the chuck mechanism is about to increase, elongation deformation occurs in the steel plate between the guide pin and the chuck mechanism.
前述のロボット装置で鋼板部品を保持するときには、ロボット装置のチャック機構で鋼板部品をくわえるようにしたり、あるいは鋼板部品の搬送治具に設けたチャック機構でくわえるようにしたりするのであるが、ガイドピンと下孔の位置ずれが鋼板部品の弾性変形で吸収されるので、ロボット装置や搬送治具などの採用が行いやすくなる。換言すると、ガイドピンは容易に傾斜しない状態であるとともに、チャック機構が強固に鋼板部品を保持しているので、鋼板部品側において弾性変形を起こさせることができるのである。 When holding a steel plate component with the aforementioned robot device, the steel plate component is held in its mouth by a chuck mechanism of the robot device, or by a chuck mechanism provided on a conveyance jig for the steel plate component. Since the positional deviation of the prepared hole is absorbed by the elastic deformation of the steel plate parts, it becomes easier to employ robot equipment, conveyance jigs, etc. In other words, since the guide pin is not easily tilted and the chuck mechanism firmly holds the steel plate component, elastic deformation can occur on the steel plate component side.
請求項2記載の発明においては、
流入口から電極本体内に流入した冷却空気が摺動部材の空気通路やガイドピン部の通気空隙を通過することと、支持板の一部をキャップ部内の空間に突き出た状態で露出させてあることによって、合成樹脂材料製の支持板を効果的に冷却することができ、支持板の耐久性向上にとって有効である。とくに、支持板はキャップ部の奥部、すなわち溶接熱の発生個所に近い位置に配置されているので、上記のような冷却作用が重要である。 In the invention according to
Cooling air flowing into the electrode body from the inlet passes through the air passage of the sliding member and the ventilation gap of the guide pin part, and a part of the support plate is exposed to protrude into the space inside the cap part. By doing so, the support plate made of synthetic resin material can be effectively cooled, which is effective for improving the durability of the support plate. In particular, since the support plate is disposed in the inner part of the cap portion, that is, in a position close to the location where welding heat is generated, the cooling effect as described above is important.
さらに、支持板の一部をキャップ部内の空間に突き出た状態で露出さてあるので、溶接熱によって支持板が膨張すると。上記露出部分がキャップ部内の空間へ膨出する。このような空間へ向けた膨張変形によって、通孔の内周面とガイドピンの外周面との異常に強い接触が緩和され、このため通孔内面の摩耗進行をゼロにするか、または実質的に実害のない摩耗レベルにすることができ、支持板の耐久性向上にとって有効である。このような現象は、熱膨張によって生じる支持板内の内部応力が空間に向かう分散的膨張によって小さくなるものと、考えられる。 Furthermore, since a part of the support plate is exposed and protrudes into the space inside the cap, if the support plate expands due to welding heat. The exposed portion bulges into the space within the cap portion. This expansion and deformation toward the space alleviates the abnormally strong contact between the inner circumferential surface of the through hole and the outer circumferential surface of the guide pin, thereby reducing the progress of wear on the inner surface of the through hole to zero or substantially reducing it. This is effective in improving the durability of the support plate. It is thought that such a phenomenon occurs because the internal stress within the support plate caused by thermal expansion is reduced by the dispersive expansion toward space.
本発明は、電気抵抗溶接用電極をガイドピンの傾斜変位の面で改善し、ロボット装置のチャック機構で強固に保持されたフロアパネルやドアパネルの溶接に活用できる。そして、前記パネルのように板厚が薄くて、下孔サイズよりも遥かに大きな鋼板部品の弾性変形を意図的に活用した溶接方法として存在させることができる。換言すると、下孔の中心軸線とガイドピンの中心軸線の偏心量を、鋼板部品の弾性変形で吸収するという考え方の溶接方法として存在させることができる。 The present invention improves the electric resistance welding electrode in terms of tilt displacement of the guide pin, and can be utilized for welding floor panels and door panels that are firmly held by a chuck mechanism of a robot device. In addition, it can be used as a welding method that intentionally utilizes the elastic deformation of a steel plate component that is thin like the panel and is much larger than the pilot hole size. In other words, it is possible to provide a welding method based on the idea that the amount of eccentricity between the central axis of the prepared hole and the central axis of the guide pin is absorbed by elastic deformation of the steel plate component.
以下、本発明の電気抵抗溶接用電極を実施するための形態を説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing the electric resistance welding electrode of this invention is demonstrated.
図1~図4は、本発明の実施例を示す。 1 to 4 show embodiments of the invention.
最初に、溶接される部品について説明する。 First, the parts to be welded will be explained.
溶接対象部品としては、鋼板製の部品に、ナットやワッシャなどの孔あき部品を溶接する場合が多いのであるが、ここでは、自動車のフロアパネルやドアパネルのような大型の鋼板部品2にプロジェクションナット3を溶接する場合である。 The parts to be welded are often perforated parts such as nuts and washers to steel plate parts, but here we will weld a projection nut to a large
ナット3は、四角いナット本体4の中央部に、ねじ孔5が開けられたもので、下側の四隅に溶着用突起6が設けてある。鋼板部品2には下孔7が開けられ、ここを後述するガイドピンが相対的に貫通するようになっている。 The
つぎに、電極本体について説明する。 Next, the electrode body will be explained.
円筒型の電極本体1は、少なくとも主円筒部8とそれに一体化されているキャップ部9によって構成されている。主円筒部8は、クロム銅のような銅合金製とされ、キャップ部9は、より優れた耐熱性、耐摩耗性を有するベリリュム銅のような銅合金製とするのが望ましい。 The cylindrical electrode
キャップ部9は、主円筒部8にねじ部10を介して一体化される断面円形の筒状部11と、電極本体1の蓋部材としての機能を果たすとともに鋼板部品2が載置される端部材13によって構成されている。主円筒部8は、円筒状の部材で構成され、断面円形のガイド孔15が形成されている。 The
本実施例における電極本体1などの電極は、固定電極であり、機枠などの静止部材42に固定してある。固定電極に対応する進退式の可動電極41が中心軸線O-O上に配置してある。 The electrodes such as the electrode
つぎに、支持板について説明する。 Next, the support plate will be explained.
円盤型の形状とされた支持板16の直径は、筒状部11の内径よりも小さくしてあり、中央に通孔17が設けてある。端部材13にキャップ部9の内側から挿入孔18が形成され、そこに支持板16が圧入してある。この圧入は、支持板16の厚さの途中までとされており、こうすることによって支持板16の一部がキャップ部9内の空間31に突き出た状態で露出している。図1(C)に示すように、筒状部11の内径寸法から支持板16の直径寸法を引いた寸法が符号D1で示され、キャップ部9内の天井面から支持板16の角部分19が突き出ている寸法がL1で示されている。支持板16は、ポリアミド樹脂などの合成樹脂材料製とされ、ここでは耐熱性や耐摩耗性に優れたポリテトラフルオロエチレン(商品名=テフロン・登録商標)が使用されている。 The diameter of the disk-shaped
つぎに、進退部材について説明する。 Next, the reciprocating member will be explained.
セラミック材料やステンレス鋼で作られたガイドピン20は、断面円形の棒状部材で構成され、その先端部に先端側に向かってその直径が徐々に小さくなる傾斜部21が形成されている。傾斜部21の反対側は、ねじ構造部とされている。ガイド孔15内に摺動可能な状態で挿入された摺動部材22は、ポリテトラフルオロエチレン(商品名=テフロン・登録商標)のような合成樹脂材料製とされている。したがって、ガイドピン20と、摺動部材22が一体化されて進退部材23が構成されている(図1(C)参照)。 The
ガイドピン20と摺動部材22を一体化する構造としては、摺動部材22のインジェクション成型時にガイドピン20の端部を鋳ぐるむようにする方法などが考えられるが、ここではねじ構造が採用されている。 As a structure for integrating the
ガイドピン20の端部にボルト25が形成され、このボルト25が摺動部材22の底部材26を貫通し、ワッシャ27をはめ込んでナット28で締め付けてある。 A bolt 25 is formed at the end of the
ガイドピン20は、端部材13から突き出ており、ナット3のねじ孔5の開口角部が傾斜部21に合致して、ガイドピン20にナット3が保持されている。また、鋼板部品2の下孔7はガイドピン20と同心になっている。 The
図2は、ガイドピン20の変形例を示している。同図(A)は、傾斜部21の外形が曲線的になっている場合であり、図1に示した実施例はこのタイプである。他に、同図(B)は、傾斜部21の外形が直線的になっている場合である。また、同図(C)は、傾斜部21が中間部に配置されている場合である。図2においては、鋼板部品2が2点鎖線で図示され、各下孔7は右側にずれた状態を示し、下孔7の片側の内周部が傾斜部21にひっかかっている。 FIG. 2 shows a modification of the
つぎに、通気構造について説明する。 Next, the ventilation structure will be explained.
通気構造は、主円筒部8に設けた流入口29と、ガイド孔15と、摺動部材22に設けた空気通路30と、筒状部11内の空間31と、支持板16の通孔17とガイドピン20の間のわずかな空隙32(図1(C)参照)と、端部材13の直径方向に開けた排気通路33と、通気孔24および鋼板部品2の下孔7によって構成されている。ガイドピン20が通孔17を貫通している箇所は、通気に必要な流路面積としては不足を来す場合がある。その対策としては、図1(D)に示すように、通孔17の内周面に通気溝35を設けることが望ましい。 The ventilation structure includes an
摺動部材22とガイド孔15の間に空気通路30が設けてあるが、その構造は、摺動部材22の外周面に、電極の中心軸線O-Oと同方向の凹溝を設けたり、摺動部材22の外周面を削り取ったりする方法など、種々なものが採用できる。ここでは、後者の削り取りのタイプである。すなわち、摺動部材22の外周面に中心軸線O-O方向の平面部36が4か所に形成され、平面部36とガイド孔15の円弧内面によって空気通路30が形成されている。 An
流入口29から送り込まれた冷却空気の断続は、支持板16の静止内端面37に、摺動部材22の上面に設けた可動端面38が密着すると、空気流は遮断され、静止内端面37から可動端面38がはなれると、空気流が開始される。静止内端面37と可動端面38は、中心軸線O-Oが垂直になっている仮想平面上に存在している。可動端面38を静止内端面37に押し付ける力は、ガイド孔15内に配置した圧縮コイルスプリング39の張力によってえられている。圧縮コイルスプリング39の一端はワッシャ27に押し付けられ、他端はガイド孔15の内底面にはめ込んだ絶縁シート34に押し付けられている。 When the
支持板16を挿入孔18に圧入してから、電極直径方向の排気通路33が孔開け加工で形成されている。したがって、図1(E)に示すように、排気通路33の一部をなす円弧型断面の凹溝40ができている。 After the
つぎに、ロボット装置で鋼板部品を搬入することについて説明する。 Next, a description will be given of carrying in steel plate parts using a robot device.
ロボット装置44は、部分的な図示であるが通常の6軸タイプの装置である。鋼板部品2の端部を強固に保持するチャック機構45としては、種々なタイプが採用されている。ここでは、簡略的な図示であるが、一対の開閉式の挟み付け片が耐摩耗性に優れた金属材料で構成され、挟み付け片はエアシリンダによって開閉するようになっている。したがって、挟み付け片が鋼板部品2をエアシリンダによって強く挟み付けると、鋼板部品2にチャック機構45から抜け出そうとする力が作用しても、容易に抜けることがない。 Although the
図3に示した場合は、ガイドピン20の中心軸線O-Oに対して、下孔7が右側にずれた状態であり、下孔7の左側の内周部は傾斜部21の途中にひっかかっている。この状態から鋼板部品2の自重により下孔7の左側の内周部が傾斜部21を擦りながら、鋼板部品2が下降し端部材13の上面に着座する。鋼板部品2がこのように下降するときには、ガイドピン20はほとんど傾斜しないので、ガイドピン20とチャック機構45の間の鋼板に弾性的な伸びが発生して、下降が許容される。弾性的な伸びは矢線46で示されている。 In the case shown in FIG. 3, the
したがって、図3(C)に示すように、ナット3のねじ孔5と鋼板部品2の下孔7とは、わずかな偏心量となり、可動電極41の進出によって圧縮コイルスプリング39を圧縮しながら溶着用突起6が鋼板部品2に加圧され、ついで溶接電流が通電されて溶接が完了する。可動電極41の進出によってガイドピン20、すなわち進退部材23が下降すると、可動端面38が静止内端面37から離れていわゆる開弁作用がなされる。 Therefore, as shown in FIG. 3(C), the threaded
これによって主円筒部8に設けた流入口29と、ガイド孔15と、摺動部材22に設けた空気通路30と、筒状部11内の空間31と、支持板16の通孔17とガイドピン20の間のわずかな空隙32(図1(C)参照)と、蓋部材13の直径方向に開けた排気通路33と、通気孔24および鋼板部品2の下孔7によって構成された前述の通気構造に、冷却空気の流通がなされる。また、溶融部から飛散するスパッタは、下孔7通気孔24を経て排気通路33から外部へ排出される。 As a result, the
したがって、図3(C)に示すように、ナット3のねじ孔5と鋼板部品2の下孔7とはわずかな実害のない偏心量となり、可動電極41の進出によって圧縮コイルスプリング39を圧縮しながら溶着用突起6が鋼板部品2に加圧され、ついで溶接電流が通電されて溶接が完了する。可動電極41の進出によってガイドピン20、すなわち進退部材23が下降すると、可動端面38が静止内端面37から離れていわゆる開弁作用がなされる。 Therefore, as shown in FIG. 3(C), the
図4に示した場合は、ガイドピン20の中心軸線O-Oに対して、下孔7が左側にずれた状態であり、下孔7の右側の内周部は傾斜部21の途中にひっかかっている。この状態から鋼板部品2の自重により下孔7の右側の内周部が傾斜部21を擦りながら、鋼板部品2が下降し端部材13の上面に着座する。鋼板部品2がこのように下降するときには、ガイドピン20はほとんど傾斜しないので、ガイドピン20とチャック機構45の間の鋼板に弾性的な膨らみ方向の曲げ変形が発生して、下降が許容される。膨らみ方向の曲げ変形は、図4の2点鎖線47で示したイメージ変形のように、矢線48の方向に弾性変形をする。 In the case shown in FIG. 4, the
図4(C)に示すように、ねじ孔5と鋼板部品2の下孔7の偏心量は、実害のないわずかな値となる。通気構造における冷却空気の流通作用やスパッタの排出は、図3の場合と同様にして行われる。 As shown in FIG. 4(C), the amount of eccentricity between the
図5は、従来技術の問題点を示す断面図であるが、上記実施例で用いた符号を図5に記載して理解しやすくしている。 Although FIG. 5 is a cross-sectional view showing the problems of the prior art, the symbols used in the above embodiment are written in FIG. 5 to make it easier to understand.
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.
進退部材23が、キャップ部9の端部材13から突き出ている断面円形のガイドピン20と、主円筒部8に形成したガイド孔15に摺動可能な状態で挿入された摺動部材22が一体化されて構成され、ガイドピン20は、その外周面がキャップ部9内の支持板16に開けられた通孔17の内周面を擦りながら進退できるように、ガイドピン20の外径寸法と通孔17の内径寸法が設定されていることによって、進退部材23が、電極の中心軸線O-Oに対して実質的に傾斜変位をしないように構成されている。ガイドピン20の外径寸法と通孔17の内径寸法の差は、ガイドピン20を直径方向にがたつかせても、カタカタといった隙間感覚を感じないレベルまで詰められている。つまり、ガイドピン20の外周面と通孔17の内周面との間には、実質的に隙間がなくて摺動できる状態とされている。 The reciprocating
ガイドピン20と摺動部材22が一体化された進退部材23は、摺動部材22がガイド孔15と摺動している箇所と、ガイドピン20の外周面が通孔17の内周面に擦りつけられている箇所の2箇所において支持されている。鋼板部品2をガイドピン20にはめ合わせるときに、ガイドピン20の中心軸線O-Oと鋼板部品2の下孔7の中心軸線がずれた偏心状態になっていると、鋼板部品2の下孔内周部がガイドピン20の傾斜部21に擦りつけられるような現象が発生して、ガイドピン20を倒そうとする力が作用する。このような力が作用しても、上記2箇所支持によって進退部材23の中心軸線O-Oは容易に傾くことがない。 The reciprocating
一方、鋼板部品2はロボット装置44のチャック機構45によって強固に保持されているので、鋼板部品2がチャック機構45から抜け出るような位置ずれは発生しない。 On the other hand, since the
このようにガイドピン20は容易に傾斜しない状態であり、鋼板部品2はチャック機構45から容易に抜け出ない状態になっているので、下孔7の内周部が傾斜部21を滑動するときには、ガイドピン20とチャック機構45の間の鋼板に弾性変形が発生する。このような弾性変形の後、鋼板部品2が端部材13に載置されると、鋼板部品2の下孔7がガイドピン20と実質的に同心状態になったり、実害のないレベルの偏心量になったりする。図3の(A)と(B)を比較すると、下孔7の空間隙間に大きな差が認められ、(B)が実害のないレベルの偏心量である。図4においても、同様である。 In this way, the
上記の鋼板部品2側の弾性変形は、鋼板部品2に発生する曲げ変形や、伸び変形などの弾性変形によってなされている。鋼板部品2の端部がロボット装置44のチャック機構45で強固に保持されているので、鋼板部品2の下孔7がガイドピン20からずれていると、チャック機構45の箇所においては鋼板部品20の滑りなどの位置ずれが発生しないとともに、ガイドピン20が容易に傾斜しないので、鋼板部品2の側に曲げ変形や伸び変形を起こさせている。 The above-mentioned elastic deformation on the side of the
通常、例えば、ナット3を溶接する場合のガイドピン20の先端部分は、先端に向かって徐々に直径が小さくなる傾斜部形状、例えばテーパ型形状とされているので、鋼板部品2がその自重によって電極の端部材13側へ移動すると、下孔内周部が電極の中心軸線O-O方向に移動させられてテーパ形状部分に擦り付けられる。このときに、ガイドピン20に対してガイドピン20の直径方向の力、すなわちガイドピン20を倒そうとする力が作用するが、上記2箇所支持によって、ガイドピン20の傾斜移動が実質的に発生しない状態になっているとともに、チャック機構45の箇所においては鋼板部品2の滑りなどの位置ずれがないので、鋼板部品2の側にガイドピン20の直径方向の弾性的変位が生じて、ガイドピン20の中心軸線O-Oと下孔7の中心軸線O1-O1との上記偏心状態が、実質的に問題とならないレベルに減少する。つまり、傾斜変位が実質的に問題とならない強固なガイドピン20に対して、チャック機構45で強固に保持された鋼板部品2の下孔7内周部が擦り付けられるので、鋼板部品2側の方に弾性変形を起こさせることができるのである。 Normally, for example, when welding a
上記のような鋼板部品2側におけるガイドピン直径方向の弾性的変位は、鋼板部品2に曲げ方向変形や伸び方向変形を発生させていることによって確保されている。本実施例においては、例えば、前記のフロアパネルやドアパネルのような板厚が薄くて、下孔サイズよりも遥かに大きな鋼板部品2の弾性変形を意図的に活用している。換言すると、下孔7の中心軸線O1-O1とガイドピン20の中心軸線O-Oの偏心量を、鋼板部品2の弾性変形で吸収するものである。この弾性変形の態様としては、ガイドピン20とチャック機構45との間の距離が短くなろうとするときには、ガイドピン20とチャック機構45の間の鋼板に曲げ変形が生じる。また、ガイドピン20とチャック機構45との間の距離が長くなろうとするときには、ガイドピン20とチャック機構45の間の鋼板に伸び変形が生じる。 The elastic displacement in the guide pin diameter direction on the
前述のロボット装置44で鋼板部品2を保持するときには、ロボット装置44のチャック機構45で鋼板部品2をくわえるようにしたり、あるいは鋼板部品2の搬送治具に設けたチャック機構45でくわえるようにしたりするのであるが、ガイドピン20と下孔7の位置ずれが鋼板部品2の弾性変形で吸収されるので、ロボット装置44や搬送治具などの採用が行いやすくなる。換言すると、ガイドピン20は容易に傾斜しない状態であるとともに、チャック機構45が強固に鋼板部品2を保持しているので、鋼板部品2側において弾性変形を起こさせることができるのである。 When the
流入口29から電極本体1内に流入した冷却空気が摺動部材22の空気通路30やガイドピン部の通気空隙32を通過することと、支持板16の一部をキャップ部9内の空間31に突き出た状態で露出させてあることによって、合成樹脂材料製の支持板16を効果的に冷却することができ、支持板16の耐久性向上にとって有効である。とくに、支持板16はキャップ部9の奥部、すなわち溶接熱の発生個所に近い位置に配置されているので、上記のような冷却作用が重要である。 The cooling air that has flowed into the
さらに、支持板16の一部をキャップ部9内の空間31に突き出た状態で露出さてあるので、溶接熱によって支持板16が膨張すると。上記露出部分がキャップ部9内の空間31内へ2点鎖線図示のように膨出する。このような空間31へ向けた膨張変形によって、通孔17の内周面とガイドピン20の外周面との異常に強い接触が緩和され、このため通孔内面の摩耗進行をゼロにするか、または実質的に実害のない摩耗レベルにすることができ、支持板16の耐久性向上にとって有効である。このような現象は、熱膨張によって生じる支持板16内の内部応力が空間に向かう分散的膨張によって小さくなるものと、考えられる。 Further, since a part of the
上述のように、本発明の電極によれば、ガイドピンと摺動部材からなる進退部材が収容された電気抵抗溶接用電極において、ガイドピンに鋼板部品の一部が接触しても、進退部材が容易に傾斜しないようにするとともに、ガイドピンとロボット装置のチャック機構の間の鋼板に弾性変形をおこさせるものである。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 of the present invention, in an electric resistance welding electrode that accommodates a reciprocating member consisting of a guide pin and a sliding member, even if a part of a steel plate component comes into contact with the guide pin, the retracting member does not move. This prevents the steel plate from tilting easily and causes elastic deformation of the steel plate between the guide pin and the chuck mechanism of the robot device. Therefore, it can be used in a wide range of industrial fields, such as automobile body welding processes and sheet metal welding processes for home appliances.
1 電極本体
2 鋼板部品
3 プロジェクションナット
5 ねじ孔
7 下孔
8 主円筒部
9 キャップ部
11 筒状部
13 端部材
15 ガイド孔
16 支持板
17 通孔
19 角部分
20 ガイドピン
21 傾斜部
22 摺動部材
23 進退部材
24 通気孔
29 流入口
30 空気通路
31 空間
32 空隙
33 排気通路
37 静止内端面
38 可動端面
39 圧縮コイルスプリング
44 ロボット装置
45 チャック機構
O-O 電極の中心軸線
O1-O1下孔の中心軸線 1
Claims (2)
前記キャップ部は、前記主円筒部に一体化される断面円形の筒状部と、前記電極本体の蓋部材としての機能を果たすとともに前記鋼板部品が載置される端部材によって構成され、
前記端部材から突き出ている断面円形のガイドピンが、前記主円筒部に形成したガイド孔に摺動可能な状態で挿入された摺動部材と一体化されて、進退部材が構成され、
前記鋼板部品の端部をロボット装置のチャック機構で強固に保持するように構成され、
前記鋼板部品が電極本体に載置されるときに、前記ガイドピンが相対的に貫通する下孔が前記鋼板部品に形成されており、
前記ガイドピンの先端部にガイドピンの先端に向かってその直径が徐々に小さくなる傾斜部が形成され、
前記キャップ部の奥部に配置されているとともに合成樹脂材料製とされた支持板に、前記ガイドピンが貫通する断面円形の通孔が設けられ、
前記ガイドピンは、その外周面が前記通孔の内周面を擦りながら進退できるように、前記ガイドピンの外径寸法と前記通孔の内径寸法が設定されていることによって、前記進退部材が、電極の中心軸線に対して実質的に傾斜変位をしないように構成し、
ロボット装置の動作で前記鋼板部品の下孔内周部が前記傾斜部に接触した後、前記鋼板部品の自重で前記下孔内周部が前記傾斜部を擦りながら鋼板部品が前記端部材上に載置されるとき、前記ガイドピンは実質的に傾斜変位をすることなく、前記ガイドピンと前記チャック機構間の鋼板部品に曲げ方向または伸び方向の弾性変形を発生させて、前記ガイドピンが相対的に前記下孔を貫通して前記鋼板部品が前記端部材上に載置されるように構成したことを特徴とする電気抵抗溶接用電極。 The electrode body on which the steel plate component is placed is constituted by at least a main cylindrical part and a cap part integrated therein,
The cap portion includes a cylindrical portion with a circular cross section that is integrated with the main cylindrical portion, and an end member that functions as a lid member for the electrode body and on which the steel plate component is placed,
A guide pin having a circular cross section protruding from the end member is integrated with a sliding member slidably inserted into a guide hole formed in the main cylindrical portion to constitute a reciprocating member;
configured to firmly hold the end of the steel plate component with a chuck mechanism of a robot device,
A pilot hole is formed in the steel plate component, through which the guide pin relatively passes through when the steel plate component is placed on the electrode body,
A sloped portion whose diameter gradually decreases toward the tip of the guide pin is formed at the tip of the guide pin,
A through hole having a circular cross section through which the guide pin passes is provided in a support plate which is disposed in the inner part of the cap part and is made of a synthetic resin material,
The outer diameter of the guide pin and the inner diameter of the through hole are set so that the guide pin can advance and retreat while its outer peripheral surface rubs against the inner peripheral surface of the through hole, so that the reciprocating member can move forward and backward. , configured so as not to be substantially tilted with respect to the central axis of the electrode,
After the inner periphery of the pilot hole of the steel plate component comes into contact with the inclined portion due to the operation of the robot device, the inner periphery of the pilot hole rubs the inclined portion due to the weight of the steel plate component, and the steel plate component is moved onto the end member. When the guide pin is placed, the steel plate component between the guide pin and the chuck mechanism is elastically deformed in the bending direction or the elongation direction without substantially tilting, so that the guide pin is relatively An electrode for electric resistance welding, characterized in that the steel plate component is placed on the end member by penetrating the pilot hole.
前記支持板は円盤型の形状とされ、その外径寸法は、前記キャップ部の筒状部の内径寸法よりも小さく設定されていることによって、前記支持板の一部が前記キャップ部内の空間に突き出た状態で露出している請求項1記載の電気抵抗溶接用電極。 A vent hole for feeding cooling air into the guide hole is provided in the main cylindrical portion, an air passage is formed in the sliding member, and the outer circumferential surface of the guide pin advances and retreats while rubbing against the inner circumferential surface of the through hole. A ventilation gap is present in the
The support plate has a disc-shaped shape, and its outer diameter is set smaller than the inner diameter of the cylindrical part of the cap, so that a part of the support plate fills the space inside the cap. The electric resistance welding electrode according to claim 1, wherein the electrode is exposed in a protruding state.
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