JPH0780660A - スポット溶接用電極チップの再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スポット溶接用電極チップの再生方法を提供
する。 【構成】 凸状曲面を有する中実の先端部と該先端部に
連なる筒状部とからなるスポット溶接用電極チップにお
いて、前記先端部が消耗して前記先端部の切削修正によ
る再使用が不可能となった前記電極チップを再生する方
法であって、冷間鍛造によって、前記先端部の中央を前
記筒状部側の内部から押圧して前記先端部の側面を所定
形状（例えば円錐側面形状）に成形すると共に前記先端
部の内側に凹所２５（円柱状）を成形し且つ外側に凸部
２６（円柱状）を成形する。 【効果】 電極チップの有効利用が図れると共に、コス
ト低減，溶接品質の向上及び電極チップの寿命延長効果
がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスポット溶接用電極チッ
プの再生方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】抵抗溶接例えばスポット溶接は、金属の
溶接に必要な加圧力、電流及び電極チップ形状によって
溶接部の品質が大きく左右される。前記電極チップは、
加圧、通電、発熱及び溶接からなる一連の工程を経る繰
り返し使用により、溶接に必要な先端部が消耗するの
で、先端部の形状は使用している間に変化する。先端部
の形状が適性形状でなくなった電極チップは、それを使
用してスポット溶接した場合に溶接不良の原因となるの
で、電極チップ先端部を適性形状に修正する必要があっ
た。それ故、従来、消耗した電極チップの先端部を切削
する（例えば、一回１〜２ｍｍ）ことにより、一定形状
に再加工して使用していた。

【０００３】例えば特開昭６３−１３７５８６号公報に
は、筒状部材内に弾力的に支持したカッタを設けると共
に、該カッタの回動機構と切削すべき電極チップの支持
機構を配設した溶接機用電極チップの成形装置が記載さ
れている。以下図６に基づいて、前記成形装置の使用方
法を説明する。図６（ａ）において、円筒部材１の内部
にはゴム筒２によって支持されたカッタ３が設けられ、
又、ゴム筒２の内部には、中央につばを有する支持部材
４が設けられている。５は切削すべき電極チップを表わ
す。図６（ｂ）において、図中矢印の如く電極チップ５
を支持部材４に押圧すると、カッタ３はゴム筒２を押圧
しつつ所定位置で停止する。ここで回動機構（図示せ
ず）によりカッタ３を回動すれば、図６（ｃ）の如く電
極チップ５，５の先端部が切削され、先端部に凸部６が
形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記特開昭
６３−１３７５８６号公報記載の方法を含む従来のスポ
ット溶接用電極チップの再生方法では、電極チップの外
部形状特に被溶接部材（例えば鋼板）に当接する先端部
を切削加工して適性形状に修正するため、この繰り返し
によって電極チップは短くなる。それ故、切削修正によ
る再使用が不可能となった（例えば、溶接時に電極チッ
プが溶接すべき製品と干渉するか、又は切削によって電
極チップの一部の肉厚が薄くなり電極チップの強度が低
下する）場合には、電極チップを廃棄していた。この
時、廃棄する電極チップの先端部にはまだ材料が残って
いるが、従来のスポット溶接用電極チップの再生方法を
用いてこの様な電極チップを再生することはできなかっ
た。

【０００５】本発明は前記従来技術の問題点を解決する
ためのものであり、その目的とするところは、従来のス
ポット溶接用電極チップの再生方法を用いても再生する
ことができなかった使用済み（廃品）のスポット溶接用
電極チップを再生することができると共に、溶接時の冷
却効率が高く且つ溶接品質の優れたスポット溶接用電極
チップを容易に再生によって得ることができる方法を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明のスポッ
ト溶接用電極チップの再生方法は、凸状曲面を有する中
実の先端部と該先端部に連なる筒状部とからなるスポッ
ト溶接用電極チップにおいて、前記先端部が消耗して前
記先端部の切削修正による再使用が不可能となった前記
電極チップを再生する方法であって、冷間鍛造によっ
て、前記先端部の中央を前記筒状部側の内部から押圧し
て前記先端部の側面を所定形状に成形すると共に前記先
端部の内側に凹所を成形し且つ外側に凸部を成形するこ
とを特徴とする。

【０００７】スポット溶接時に電極チップに通電するた
め、電極チップの材料としては通常銅を主体とした合金
例えば耐久性に優れたクロム銅やベリリウム銅を使用し
ている。本発明の方法を適用する電極チップも、この様
な慣用のスポット溶接用電極チップであってよい。

【０００８】本発明の方法を例えば新品のスポット溶接
用電極チップに適用して、電極チップを上記形状に加工
しようとするとコスト的に割高になり、実用的ではない
ので、本発明の方法は従来技術における廃品の電極チッ
プに適用することに意味がある。

【０００９】本発明の方法において、冷間鍛造によって
成形する先端部の側面形状は成形の容易さや成形後の電
極チップの強度などを考慮して適宜選択する。具体的な
先端部の側面形状としては、例えば円錐側面又は凸状曲
面が挙げられる。

【００１０】冷間鍛造によって電極チップの先端部の内
側に形成される凹所及び電極チップの先端部の外側に成
形される凸部の大きさや形状は、スポット溶接時の適
性、成形の容易さ、成形後の電極チップの強度等を考慮
して適宜選択する。具体的な凹所又は凸部の形状として
は、例えば円柱状、半球状、円錐台状などが挙げられ
る。又、前記凸部の形状を例えば新品のスポット溶接用
電極チップの先端部の外側形状と同一形状に成形するこ
ともできる。

【００１１】冷間鍛造に用いる成形装置は、慣用の冷間
鍛造成形装置であってよい。

【００１２】

【作用】電極チップは使用時に同一部分だけが消耗し変
形するので、先端部の切削修正による再使用が不可能と
なった場合には、冷間鍛造加工を用いて消耗した部分に
他の余った部分の材料を移動させることにより先端部を
変形させ消耗部を補ってやれば、電極チップの全長が長
くなり且つ電極チップの必要強度を保持することができ
るので、再利用可能となる。

【００１３】

【実施例】下記実施例により、本発明を更に詳しく説明
する。

【００１４】図１に本発明の方法を適用すべき電極チッ
プ７の説明図を示す。図１（ａ）中、８は溶接の際被溶
接物（例えば鋼板）を加圧し電流を流して溶接を行う溶
接部である。溶接部８は一定直径ｄの円形とすることが
必要である。電極チップ７は溶接機の一部に取り付けて
使用するので、交換を容易にするために後部を円筒状と
し、その内面をテーパ部９としている。電極チップ７の
先端部はスポット溶接の繰り返しによって消耗するの
で、切削加工により形状を修正する。図１（ａ）中、破
線で示す１０は切削修正により短くなった先端部を示
し、斜線部は材料の余肉部１１であり、１２は切削によ
り肉厚が薄くなった薄肉部である。ここで、Ｌは電極チ
ップ７の初期長さ、Ｌ₁ は電極チップ７の切削修正後の
長さ、ｃは電極チップ７の切削修正により短くなった長
さ、ｈは電極チップ７の余肉部１１の長さ、ｔは薄肉部
１２の厚さを示す。又、目印線１３は、これ以上電極チ
ップ７を切削修正することができない切削修正による使
用限界を示す。なお、電極チップ７を用いてスポット溶
接を行う場合には、電極チップ７内に冷却水吐出管１４
を挿入して冷却水を流す。図１（ｂ）は、図１（ａ）を
先端部方向から見た図である。

【００１５】従来は廃品として処理していた電極チップ
〔例えば図１（ａ）における目印線１３まで切削修正さ
れた電極チップ７〕を、図２の装置を用いて冷間鍛造し
て再生した。図２中、１５は冷間鍛造後の電極チップ、
１６はポンチ、１７はダイス、１８，１８′，１９，１
９′はホルダー、２０は下型プレス、２１は上型プレ
ス、２２はノックアウトピン、２３はノックアウトピン
２２を押し上げるための油圧路である。即ち、処理すべ
き電極チップを図２の装置のダイス１７内に置き、ポン
チ１６で押圧することにより、電極チップの先端部の側
面を所定形状に成形すると共に前記先端部の内側に凹所
（円錐台状）を成形し且つ外側に凸部（円柱状）を成形
した。

【００１６】図３に、本発明の方法を用いて再生したス
ポット溶接用電極チップの一例を示す。図３（ａ）の電
極チップ２４において、２５は冷間鍛造によって電極チ
ップ２４の先端部内側に形成された凹所（円柱状）、２
６は冷間鍛造によって電極チップ２４の先端部外側に形
成された凸部（円柱状）、２７は溶接部（直径ｄ₁ ）、
２８はテーパ部、破線で示す２９は再生前の切削修正に
より短くなった先端部、３０は再生後の薄肉部、Ｌ₂ は
電極チップ２４の再生後の長さ、Ｌ₃ は電極チップ２４
の再生前の長さ、ｃ₁ は凸部２６の長さ、ｔ₁ は薄肉部
３０の厚さを示す。

【００１７】電極チップ２４において、先端部の側面形
状は円錐側面（テーパ状）とした。又、この場合の角度
αは凸部２６の大きさや形状に応じて、例えば薄肉部３
０の充分な厚さを確保できる様に適宜選択する。なお、
ｃ₁ は切削により調節する（微調節）こともできる。図
３（ａ）の電極チップ２４における溶接部２７の直径ｄ
₁ を図１（ａ）の電極チップ７における溶接部８の直径
ｄと同一とする場合は、凸部２６の長さｃ₁ 分が全て同
一直径となり使用時に凸部２６が消耗しても直径は変わ
らず、又、凹所２５によって電極チップ７よりも冷却効
率が向上するので、例えば溶接温度が比較的低い場合に
は電極チップ２４は電極チップ７よりも使用寿命が長く
なる。図３（ｂ）は図３（ａ）を先端部方向から見た図
である。

【００１８】図４に、本発明の方法を用いて再生したス
ポット溶接用電極チップの別の例を示す。図４（ａ）の
電極チップ３１において、３２は冷間鍛造によって電極
チップ３１の先端部内側に形成された凹所（円柱状）、
３３は冷間鍛造によって電極チップ３１の先端部外側に
形成された凸部（半球状）、３４は溶接部（直径
ｄ₂）、３５はテーパ部、破線で示す３６は再生前の切
削修正により短くなった先端部、３７は再生後の薄肉
部、Ｌ₄ は電極チップ３１の再生後の長さ、Ｌ₅ は電極
チップ３１の再生前の長さ、ｃ₂ は凸部３３の長さ、ｔ
₂ は薄肉部３７の厚さを示す。

【００１９】電極チップ３１において、先端部の側面形
状は凸状曲面とした。即ち、図４（ａ）の電極チップ３
１の凸部３３の形状は図１（ａ）の電極チップ７の先端
部（又は、短くなった先端部１０）の形状と同一とし
た。電極チップ３１において、Ｌ₄ はＬ₅ よりも長くで
きるため、廃棄せずに再使用することができる。又、凹
所３２によって電極チップ７よりも冷却効率が向上する
ので、電極チップ３１は電極チップ２４と同様に電極チ
ップ７よりも使用寿命が長くなる。なお、電極チップ３
１は電極チップ２４と比べて比較的溶接条件が厳しい部
位の溶接に使用するのに適している。図４（ｂ）は図４
（ａ）を先端部方向から見た図である。

【００２０】＜使用例＞図５に、本発明の方法によって
再生したスポット溶接用電極チップの溶接機での使用例
を示す。電極チップ１５を取り付け部３８に、互いのテ
ーパ部を嵌着させることにより取り付ける。次いで、加
圧用シリンダー３９でポイントホルダー４０を上下させ
てワーク４１（被溶接物）の加圧・溶接を行う。即ち、
溶接機の固定側電極４２にセットしたワーク４１を電極
チップ１５と固定側電極４２とで加圧すると、トランス
４３から電流が流れる。電流はケーブル４４を通り、ポ
イントホルダー４０及び取り付け部３８を経て電極チッ
プ１５に流れ、ワーク４１の被溶接部４５を通って固定
側電極４２に流れる。この際、電気抵抗の大きい被溶接
部４５が発熱・溶解して溶接される。

【００２１】図５の溶接機において、外に、４６は溶接
時に電極チップ１５を冷却するための冷却水を流すホー
ス、４７は固定側電極４２とケーブル４４の片側とを結
ぶブスバーである。電極チップ１５の冷却において、電
極チップ１５内の凹所にも冷却水が流れるため、電極チ
ップ１５が効率良く冷却される。

【００２２】

【発明の効果】上述の如く、本発明のスポット溶接用電
極チップの再生方法は、凸状曲面を有する中実の先端部
と該先端部に連なる筒状部とからなるスポット溶接用電
極チップにおいて、先端部が消耗して先端部の切削修正
による再使用が不可能となった場合に、冷間鍛造によっ
て、先端部の側面を所定形状に成形すると共に先端部の
内側に凹所を成形し且つ外側に凸部を成形するため、従
来は廃棄していた電極チップを再利用することができる
ので、電極チップの有効利用が図れると共に、これによ
って従来に比べて２０ないし３０％のコスト低減が可能
になった。

【００２３】又、本発明の方法を用いて再生すると電極
チップの先端部の内側に凹所が、外側に凸部が成形され
る。一方、電極チップは溶接の際発熱するので、内部に
冷却水を通して冷却することが多いが、発熱する先端部
の内側に凹所が形成されているため、中実の先端部の肉
厚が薄くなり又冷却水が凹所内を流れることにより冷却
効率が上がり、その結果、凹所が形成されない場合に比
べて溶接品質が向上すると共に電極チップの寿命を２０
ないし２００％近くまで延長させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を適用すべき電極チップの説明図
である。

【図２】本発明の方法の一実施例の説明図である。

【図３】本発明の方法を適用して再生した電極チップの
一例の説明図である。

【図４】本発明の方法を適用して再生した電極チップの
別の例の説明図である。

【図５】本発明の方法を適用して再生した電極チップの
使用例の説明図である。

【図６】従来のスポット溶接用電極チップの再生方法の
一例の説明図である。

【符号の説明】

１ 円筒部材 ２ ゴ
ム筒 ３ カッタ ４ 支
持部材 ５，７，１５，２４，３１ 電極チップ ６，２６，３３ 凸部 ８，２
７，３４ 溶接部 ９，２８，３５ テーパ部 １０，２９，３６ 短くなった先端部 １１ 余肉部 １２，
３０，３７ 薄肉部 １３ 目印線 １４
冷却水吐出管 １６ ポンチ １７
ダイス １８，，１８′，１９，１９′ ホルダー ２０ 下型プレス ２１
上型プレス ２２ ノックアウトピン ２３
油圧路 ２５，３２ 凹所 ３８
取り付け部 ３９ 加圧用シリンダー ４０
ポイントホルダー ４１ ワーク ４２
固定側電極 ４３ トランス ４４
ケーブル ４５ 被溶接部 ４６
ホース ４７ ブスバー Ｌ 電極チップの初期長さ Ｌ₁ 電極チップの切削修正後の長さ Ｌ₂ ，Ｌ₄ 電極チップの再生後の長さ Ｌ₃ ，Ｌ₅ 電極チップの再生前の長さ ｃ 電極チップの切削修正により短くなった長さ ｃ₁ ，ｃ₂ 凸部の長さ ｄ，ｄ₁ ，ｄ₂ 溶接部の円の直径 ｈ 電極チップの余肉部の長さ ｔ，ｔ₁ ，ｔ₂ 薄肉部の厚さ

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【手続補正書】

【提出日】平成６年１月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 胡桃沢 竹重 愛知県豊田市緑ケ丘５丁目14番地 大豊精 機株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凸状曲面を有する中実の先端部と該先端
   部に連なる筒状部とからなるスポット溶接用電極チップ
   において、前記先端部が消耗して前記先端部の切削修正
   による再使用が不可能となった前記電極チップを再生す
   る方法であって、 冷間鍛造によって、前記先端部の中央を前記筒状部側の
   内部から押圧して前記先端部の側面を所定形状に成形す
   ると共に前記先端部の内側に凹所を成形し且つ外側に凸
   部を成形することを特徴とするスポット溶接用電極チッ
   プの再生方法。