JPH0985464A - 抵抗溶接用電極装置及びこれを含む抵抗溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えばナット本体のねじ部開口端面にキャッ
プを抵抗溶接する際、ナット本体及びキャップをそれぞ
れ位置決めした後、キャップの溶接部位から位置決め部
材を退避させても、キャップが非拘束状態にならないよ
うにし、キャップのナット本体に対する芯ずれ、ひいて
は不良品の発生を防止する。 【解決手段】 電極本体３１に、キャップＣを押さえる
ための押さえ部材３４を軸方向に移動可能に設け、かつ
通常は圧縮スプリング３７によりその押さえ部材３４が
電極部３３から突出した状態に保つ。そして電極本体３
１の下降過程で、円錐カム２０がローラ１２、１３を介
してキャップＣへの位置決め状態を解除する前に、押さ
え部材３４がキャップＣに当たって上方へ押し戻されつ
つ、キャップＣをナット本体Ｎに押し付け、その後、電
極部３３がキャップＣに押し付けられて抵抗溶接が行わ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、抵抗溶接用電極
装置と、これを含む抵抗溶接装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両のタイヤを締め付けるため
に、例えば図１２に示すように、ハブ５０にハブボルト
５１を植え込み、これにタイヤのホイール５２（例えば
アルミホイール等）を、ハブナットＨにより締め込むこ
とが行われている。ハブナットＨのフランジ部５３がワ
ッシャ５４を介してホイール５２に押し付けられる。こ
こでハブナットＨとして、図１３に示すような、ナット
本体Ｎの外側開口端にキャップＣが抵抗溶接で一体化さ
れたものを用いる場合がある。つまり、フランジ部５３
の両側に形成された円筒部５５及び六角部５６のうち、
六角部５６の外端面に容器状のキャップＣが抵抗溶接さ
れてキャップ付のハブナットＨとなる。

【０００３】このようにナット本体ＮにキャップＣが溶
接されたハブナットＨを得るために、例えば図１０に示
す抵抗溶接装置が用いられている。この装置では、第一
の部材としてのナット本体Ｎの円筒部５５を溶接位置に
位置決めする円筒部受部材１及び円筒部押出部材２、ナ
ット本体Ｎの六角部５６を位置決めする六角部受部材３
及び六角部押出部材４等の第一の位置決め装置を備える
とともに、第二の部材としてのキャップＣをナット本体
Ｎと同心的な溶接位置に位置決めするキャップ受部材５
及びキャップ押出部材６等の第二の位置決め装置が設け
られている。この例で、円筒部受部材１、六角部受部材
３は位置固定に設けられ、またキャップ受部材５はスプ
リング７によって前進端位置に付勢されている。一方、
円筒部押出部材２、六角部押出部材４はスライド基板８
に固定され、このスライド基板８を介してシリンダ８ａ
等の押出手段によって前進・後退するようになってい
る。また、キャップ押出部材６は、スプリング９を介し
てスライド基板８に連結され、通常は円筒部押出部材
２、六角部押出部材４とともに前進・後退する。

【０００４】そして、スライド基板８により円筒部押出
部材２、六角部押出部材４及びキャップ押出部材６が、
図１０より右側に退避した後退端位置にある状態で、ナ
ット組立体の供給工程として、図示しない各々のパーツ
フィーダーにより、ナット本体Ｎ及びキャップＣが組立
体の位置関係、すなわちナット本体Ｎが上方向き、かつ
その上部開口端面にキャップＣが載った位置関係で、こ
れらナット本体Ｎ及びキャップＣが各押出部材２、４及
び６の先端位置に供給される。

【０００５】次に、ナット組立体のセット工程として、
円筒部押出部材２がナット本体Ｎの円筒部に、六角部押
出部材４がナット本体Ｎの六角部に、またキャップ押出
部材６がキャップＣにそれぞれ当接し、キャップＣとナ
ット本体Ｎの組立状態の位置関係を保ったまま、シリン
ダ８ａによりスライド基板８を介してこれらが前進端位
置まで前進し、このようなナット組立体を下型１０上の
溶接位置にセッティングする。このとき、ナット本体Ｎ
の円筒部５５は、円筒部受部材１と円筒部押出部材２の
間に挟まれ、ナット本体Ｎの六角部５６は六角部受部材
３と六角部押出部材４の間に挟まれ、さらにキャップＣ
はキャップ受部材５とキャップ押出部材６の間にそれぞ
れ挟まれて溶接位置に保持された形となる。

【０００６】なお、キャップ受部材５には、ブラケット
１１ａを介してローラ１２が、またキャップ押出部材６
にもブラケット１１ｂを介してローラ１３が、互いに水
平方向で対向するように設けられ、これらローラ１２及
び１３の接近限度は、それぞれストッパ１４及び１５に
よって規定される。

【０００７】上述のセット工程が完了すると、電極部材
６０がシリンダ等の昇降装置６２により下降し、その電
極部材６０の外周部に装着された円錐カム２０が、キャ
ップ受部材５のローラ１２とキャップ押出部材６のロー
ラ１３に当たる。電極部材６０がさらに下降すると、円
錐カム２０が両ローラ１２及び１３を回転させながらこ
れらを互いに離間する方向に押し広げる。従って、図１
１に示すように、電極部材６０の下降に伴い、キャップ
受部材５とキャップ押出部材６とが共に、各々のスプリ
ング７、９の付勢力に抗して後退させられ、キャップＣ
の位置決め状態を解除して、キャップＣの溶接位置から
離れた位置まで退避する。

【０００８】その後、さらに下降する電極部材６０の先
端の電極部３３が、キャップＣに押し付けられ、この状
態で電極ホルダ６１と下型１０との間に印加されている
電圧により、溶接電流がキャップＣからナット本体Ｎに
流れて、キャップＣがその開口縁の全周にわたりナット
本体Ｎの開口端面に抵抗溶接される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ここで、電極部材６０
の下降に伴って、キャップ受部材５とキャップ押出部材
６が円錐カム２０により互いに離れる方向に退避してか
ら、電極部材６０がキャップＣをナット本体Ｎに押し付
けるまでの間に、一時的にではあるが、キャップＣが非
拘束状態となる。通常の場合、ほとんど問題はないが、
まれにキャップＣが非拘束状態で、セット位置からずれ
ることも考えられ、その場合、ナット本体Ｎとキャップ
Ｃとが芯ずれ状態で溶接されてしまい、不良品発生の原
因となる。このようなことから、この種のナットでは、
不良品を取り除くため、通常、全品検査も行われている
が、これは大変手間がかかり、コストアップの一因にな
る。

【００１０】本発明の課題は、キャップ受け部材及びキ
ャップ押出部材等の位置決め装置が退避した状態で、キ
ャップ等の第二の部材が非拘束状態となることを回避す
る電極装置、並びにそれを含む抵抗溶接装置を提供する
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】請求項１
の発明では、ナット本体等の第一の部材及びキャップ等
の第二の部材を位置決めした状態で、第一の部材に第二
の部材を抵抗溶接するに際し、先端部に電極部を備えた
電極本体に、第二の部材を第一の部材に押し付ける押さ
え部材を設けたものである。電極本体は、自身の電極部
が第二の部材に接触してこれを第一の部材に押し付けた
状態で抵抗溶接を行う。

【００１２】上述の押さえ部材は、その電極本体に進退
可能に設けられ、上記電極部より先端側に突出するよう
に付勢手段によって付勢される。またこの押さえ部材
は、その第二の部材に上記電極部に先立って押し付けら
れ、かつ電極本体が第二の部材に相対的に接近する過程
で、上記押し付け状態を維持しつつ電極本体側に上記付
勢手段の付勢力に抗して押し戻される。付勢手段として
は、一般的にはばね等の弾性部材が用いられる。

【００１３】これにより、電極部が第二の部材に接触す
るのに先立って、上記押さえ部材が第二の部材に当た
り、その押さえ状態が維持されつつ、次に上記電極部が
第二の部材に当たってこれを第一の部材に押し付けて抵
抗溶接を行うため、溶接の過程、言い換えれば電極部の
接近過程で、第二の部材が第一の部材に対し、位置ずれ
を起こすことが防止される。

【００１４】請求項２の発明では、第一及び第二の部材
が第一及び第二の位置決め装置により溶接位置に位置決
めされるとともに、その抵抗溶接の前に、第二の位置決
め装置を第二の部材から退避させる抵抗溶接装置におい
て、上述のような電極装置が用いられる。つまり、上記
電極本体が第二の部材を第一の部材に押し付けて抵抗溶
接する際に、第二の位置決め装置が第二の部材から退避
する前か退避する時に、その第二の部材に上記押さえ部
材を押し付けるようにする。そして、上記電極本体が第
二の部材に相対的に接近する過程で、上記押さえ部材が
その押し付け状態を維持しつつ電極本体側に押し戻され
るようにし、かつ最終的に電極部が第二の部材に押し付
けられて抵抗溶接を行うようにすれば、第二の位置決め
装置が退避した後に、第二の部材が非拘束状態になるこ
とを回避することができる。従って、第二の部材が第一
の部材に対して位置ずれを生じるおそれもなくなる。

【００１５】請求項３の発明は、上記のような押さえ部
材を備えた電極装置を含んで抵抗溶接装置を構成したも
のである。その要件としては、第一及び第二の部材を溶
接位置にそれぞれ位置決めする第一及び第二の位置決め
装置、その抵抗溶接の前に、第二の位置決め装置を第二
の部材から退避させる位置決め退避装置、及び前述の電
極装置の組み合わせに係るものとなる。

【００１６】なお、この発明は第一及び第二の部材とし
て、それぞれナット本体及びそのキャップに好適なもの
ではあるが、それに限らず、種々の部品・部材を抵抗溶
接するための電極装置に適用することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に示す実施例を参照しつつ説明する。図１は、その一
実施例である抵抗溶接装置の全体図である。この電極装
置３０は電極本体３１を備え、電極本体３１には、位置
決め退避装置としての円錐カム２０等のテーパ状カムが
固定されている。そしてこの電極本体３１は、その先端
部に電極部３３を備え、この電極部３３は前述のナット
本体Ｎの開口部にセットされるキャップＣの外形に対応
する凹形状に形成されている。つまり、図５に示すよう
に、電極本体３１の先端（下端）面には、キャップＣの
全部又はほぼ上半分を収容する凹部３２が、電極本体３
１と同心的に形成されて電極部３３の主体をなしてい
る。なお、この図５では、上述の円錐カム２０が省略さ
れている。

【００１８】電極本体３１には、棒状の押さえ部材３４
が軸方向（この例では上下方向）に移動可能に保持され
ている。この押さえ部材３４は電極本体３１の先端部よ
り小径のもので、電極本体３１と同心的に、かつ上記凹
部３２の中心部を通り（図６参照）、かつ電極本体３１
の先端から下方へ突出するように配置される。その突出
限度は、押さえ部材３４の上端に形成されたフランジ３
５が、電極本体３１に形成されたストッパ面３６に当接
することによって規定される。そして、この押さえ部材
３４は圧縮スプリング３７によって、通常はそのフラン
ジ３５がストッパ面３６に当たる突出限度に付勢されて
いて、その押さえ部材３４の先端面はキャップＣの上面
に当たり、電極部３３はその凹部３２においてキャップ
Ｃに被さり、これをナット本体Ｎに押さえ付けて抵抗溶
接するようになっている。その際に、押さえ部材３４の
先端面は、電極部３３の凹部３２の底面まで、圧縮スプ
リング３７を圧縮しつつ、押し戻されることとなる。

【００１９】電極本体３１はこの例で、上側部材４０と
下側部材４１との２分割構造とされ、下側部材４１の軸
方向に、押さえ部材３４を摺動可能に保持するガイド孔
４２、圧縮スプリング３７を収容するスプリング収容孔
４３が形成されている。そのスプリング収容孔４３の上
部には、雌ネジ孔４４が形成され、ここにスプリング受
部材４５が螺合されている。このスプリング受部材４５
に形成された六角孔部４６（図８も参照）に、工具を嵌
めて回転操作することにより、スプリング３７が装着さ
れるとともに、そのスプリング力を調整することができ
る。

【００２０】下側部材４１の上端部にはテーパ外周面４
８が形成され、上側部材４０の下端部にはこれと嵌まり
合うテーパ内周面４９が形成されていて、これらの嵌合
により、上側部材４０と下側部材４１とが一体化されて
いる。上側部材４０の上部には、さらにテーパ外周面４
７が形成され、電極本体３１は上側部材４０に形成され
たこのテーパ外周面４７において、図１に示すホルダ６
１に装着され、かつシリンダ等の昇降装置６２により昇
降する。なお、上側部材４０及び下側部材４１には、こ
れらを分解するための工具を係合させる二面取部５６及
び５８がそれぞれ形成されている（図７、図９も参
照）。

【００２１】ここで、上側部材４０と下側部材４１との
２分割構造ではなく、一体構造で電極本体３１を構成す
ることもできるが、この例のように２分割構造とすれ
ば、電極部３３が使用によって損耗した場合、下側部材
４１だけを交換すればよいため工具代が安価となる。さ
らに必要に応じて、下側部材４１をさらに上側部分と電
極部３３とに分けて、全体として３分割以上の構成とし
てもよい。

【００２２】またこの例で、上側部材４０と下側部材４
１は、テーパ嵌合で一体的に組み付けられているため、
両部材４０及び４１を広い面積で接触させることがで
き、通電抵抗を小さく抑えることができる。ただし、テ
ーパ嵌合の組付形態に限るものではない。

【００２３】上述の押さえ部材３４は、その材質とし
て、例えばステンレス等の非磁性材製のものとすること
ができる。そのようにすれば、磁気を帯びることがな
く、溶接スパッタを磁気吸着するようなことが回避され
るため、吸着したスパッタでキャップＣを凹ませたりす
ることもない。なお、この押さえ部材３４は、コスト・
加工性等の面から、ステンレス製が望ましいが、磁気を
帯びず、溶接熱に耐えるものであれば、他の金属でも絶
縁物であってもよい。

【００２４】次に作動を説明する。図１のように、ナッ
ト本体ＮとキャップＣとが、組み立て状態で下型１０上
に位置決めされる。この位置決め工程は従来と同様であ
って、既に説明した通りである。電極本体３１がナット
組立体（Ｎ、Ｃ）に向かって下降する。この過程で、円
錐カム２０がキャップ受部材５のローラ１２及びキャッ
プ押出部材６のローラ１３に当たる前に、図２に示すよ
うに、まず押さえ部材３４の先端がキャップＣの上面に
当たる。この際、押さえ部材３４の先端とキャップ受部
材５及びキャップ押出部材６とは干渉しない。つまり、
図３に示すように、押さえ部材３４の先端はキャップＣ
の上面に当たるが、キャップ受部材５及びキャップ押出
部材６は、そのキャップＣの側部下側を両側から拘束し
ているためである。この状態から、電極本体３１がさら
に下降すると、押さえ部材３４は圧縮スプリング３７の
ばね力に抗して電極本体３１の内部へ押し込まれ、その
反力でキャップＣをナット本体Ｎの上面に押し付けた状
態に保つ。

【００２５】図４に示すように、さらに電極本体３１が
下降し、円錐カム２０がローラ１２及び１３に当たって
これを両側に押し広げることにより、キャップ受部材５
及びキャップ押出部材６はこれと一体的に、かつスプリ
ング７及び９の付勢力に抗してキャップＣから後退し、
キャップＣの溶接部位から離れた位置まで退避する。し
かし、これらの部材５及び６がキャップＣから離れて
も、上述の押さえ部材３４が依然としてキャップＣをナ
ット本体Ｎに押し付けているため、キャップＣは拘束さ
れた状態で保たれる。その状態で、電極部３３の凹部３
２が、キャップＣの少なくとも上側部分に被さり、押さ
え部材３４で押さえられているキャップＣをナット本体
Ｎに更に押し付ける。この状態で電極部３３から下型１
０へ溶接電流が流れ、キャップＣの下端開口縁の全周が
ナット本体Ｎの上面に抵抗溶接される。

【００２６】このように、電極本体３１の下降過程で、
キャップ受部材５及びキャップ押出部材６によるキャッ
プＣの位置決め状態が解かれる前に、押さえ部材３４が
キャップＣをナット本体Ｎに押し付け、さらに電極部３
３がキャップＣをナット本体Ｎに押し付けつつ抵抗溶接
するため、キャップＣがナット本体Ｎに対し芯ずれを起
こすおそれがない。このことが、不良品の発生ひいては
全品検査の必要性を解消することとなる。

【００２７】上述のように抵抗溶接が完了すると、電極
本体３１が上昇し、円錐カム２０の上昇に従ってキャッ
プ受部材５及びキャップ押出部材６がスプリング７及び
９の付勢力により前進端位置に復帰する（セット工程完
了位置と同位置）。電極本体３１の上昇作動が完了する
と、押出部材２、４及び６のスライド基板８がシリンダ
８ａ等によりナット組立体供給位置（後退端）まで後退
し、各押出部材２、４及び６等が当初の後退端位置に復
帰する。

【００２８】その後、図示しないプッシャ機構により、
溶接されたキャップ付きハブナットＨが溶接位置からシ
ューター等の排出部に押し出される。このプッシャ機構
によるナット払出しが完了すると、最初に戻って、ナッ
ト組立体の供給をスタートとするサイクルが繰り返され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体概略図。

【図２】その電極本体の下降工程を示す工程図。

【図３】その要部を示す拡大図。

【図４】電極本体の溶接工程を示す工程図。

【図５】図１における電極本体（ただし円錐カムを除去
したもの）を取り出して示す半断面図。

【図６】その底面図。

【図７】その平面図。

【図８】図５のＡ−Ａ断面図。

【図９】図５のＢ−Ｂ断面図。

【図１０】キャップ付ハブナットを得るための従来の抵
抗溶接装置の全体概略図。

【図１１】その従来の作動を示す工程図。

【図１２】溶接対象の一例であるキャップ付きハブナッ
トの締め込み状態の断面図。

【図１３】そのハブナットのキャップとナット本体との
溶接形態を示す側面図。

【符号の説明】

１ 円筒部受部材 ２ 円筒部押出部材 ３ 六角部受部材 ４ 六角部押出部材 ５ キャップ受部材 ６ キャップ押出部材 １２、１３ ローラ ３０ 電極装置 ３１ 電極本体 ３３ 電極部 ３４ 押さえ部材 ３７ 圧縮スプリング ４０ 上側部材 ４１ 下側部材 Ｎ ナット本体（第一の部材） Ｃ キャップ（第二の部材）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一及び第二の部材を第一及び第二の位
   置決め装置により溶接位置に位置決めした状態で、第一
   の部材に第二の部材を抵抗溶接する抵抗溶接装置のため
   の電極装置であって、 先端部に電極部を備え、その電極部が前記第二の部材に
   接触してこれを前記第一の部材に押し付けた状態で抵抗
   溶接を行う電極本体と、 その電極本体に進退可能に設けられ、前記電極部より先
   端側に突出するように付勢手段によって付勢されるとと
   もに、前記電極本体が前記第二の部材を前記第一の部材
   に押し付けて抵抗溶接する際に、その第二の部材に前記
   電極部に先立って押し付けられ、かつ前記電極本体が前
   記第二の部材に相対的に接近する過程で前記押し付け状
   態を維持しつつ前記電極本体側に前記付勢手段の付勢力
   に抗して押し戻される押さえ部材と、 を含むことを特徴とする抵抗溶接用電極装置。
2. 【請求項２】 第一の部材に第二の部材を抵抗溶接する
   ために、それら第一及び第二の部材を第一及び第二の位
   置決め装置により溶接位置に位置決めするとともに、そ
   の抵抗溶接の前に、前記第二の位置決め装置を前記第二
   の部材から退避させる抵抗溶接装置のための電極装置で
   あって、 先端部に電極部を備え、その電極部が前記第二の部材に
   接触してこれを前記第一の部材に押し付けた状態で抵抗
   溶接を行う電極本体と、 その電極本体に進退可能に設けられ、前記電極部より先
   端側に突出するように付勢手段によって付勢されるとと
   もに、前記電極本体が前記第二の部材を前記第一の部材
   に押し付けて抵抗溶接する際、前記第二の部材の位置決
   め装置が前記第二の部材から退避する前又は退避する時
   に、その第二の部材に前記電極部に先立って押し付けら
   れ、かつ前記電極本体が前記第二の部材に相対的に接近
   する過程で前記押し付け状態を維持しつつ前記電極本体
   側に前記付勢手段の付勢力に抗して押し戻される押さえ
   部材と、 を含むことを特徴とする抵抗溶接用電極装置。
3. 【請求項３】 第一の部材に第二の部材を抵抗溶接する
   ための抵抗溶接装置であって、 第一の部材を溶接位置に位置決めする第一の位置決め装
   置と、 第二の部材を溶接位置に位置決めする第二の位置決め装
   置と、 前記抵抗溶接の前に、前記第二の位置決め装置を前記第
   二の部材から退避させる位置決め退避装置と、 その位置決め退避装置により前記第二の位置決め装置が
   前記第二の部材から退避して、その第二の部材の位置決
   め状態が解除された後に、前記第二の部材を第一の部材
   に押し付けて抵抗溶接を行う電極装置とを有し、かつそ
   の電極装置は、 先端部に電極部を備え、その電極部が前記第二の部材に
   接触してこれを前記第一の部材に押し付けた状態で電圧
   を印加する電極本体と、 その電極本体に進退可能に設けられ、前記電極部より先
   端側に突出するように付勢手段によって付勢されるとと
   もに、前記電極本体が前記第二の部材を前記第一の部材
   に押し付けて抵抗溶接する際に、前記第二の位置決め装
   置が前記第二の部材から退避する前又は退避する時に、
   その第二の部材に前記電極部に先立って押し付けられ、
   かつ前記電極本体が前記第二の部材に相対的に接近する
   過程で前記押し付け状態を維持しつつ前記電極本体側に
   前記付勢手段の付勢力に抗して押し戻される押さえ部材
   と、 を含むことを特徴とする抵抗溶接装置。
4. 【請求項４】 前記第一の部材はハブナット本体であ
   り、前記第二の部材はそのハブナット本体のねじ部開口
   を被うキャップであって、 前記押さえ部材は、前記キャップの中央部をハブナット
   本体の端面に対して押し付ける一方、 前記電極部はその押し付けられた状態の前記キャップを
   ハブナット本体の端面に抵抗溶接するものである請求項
   １〜３のいずれかに記載の抵抗溶接用電極装置又は抵抗
   溶接装置。