KR20050042129A - 프로젝션 용접의 전극 - Google Patents

Abstract

프로젝션 용접의 전극은, 원통형상의 형태를 한 금속제의 본체(6)의 끝부에통과구멍(19)을 갖는 금속제의 단덮개(l0)가 부착되고, 본체(6) 내에 절연재료제의 가이드통(12)이 배치되고, 이 가이드통(12)의 끝부에 부품(2)의 수용구멍(18)이 단덮개(10)의 통과구멍(19)과 연통된 상태로 형성되고, 가이드통(12)을 냉각하는 유체의 냉각통로(32)가 형성되어 있다.

Description

프로젝션 용접의 전극{ELECTRODE FOR PROJECTION WELDING}

본 발명은, 프로젝션 용접의 전극에 관한 것이며, 전극의 수용구멍 내에 볼트와 같은 축형상의 부품을 삽입해서 용접을 행하도록 한 분야에서 이용된다.

도1은, 본 발명의 실시형태를 나타내고 있는데, 이 도를 사용하여 종래 기술의 설명을 한다. 참조숫자 1로 개괄적으로 나타내고 있는 전극(1)의 부착부분에는 냉각수가 도입되는 냉각구멍(13)이 형성되고, 여기에 유입되어 온 냉각수는 화살표와 같이 되돌아 가는 흐름이 된다. 용접시의 열이 직접 전달되는 단덮개(10)는 냉각구멍(13)으로부터 가장 떨어진 개소에 위치하고 있다. 또한, 본체(6)의 내부에는 합성 수지제의 비금속 재료로 만들어진 가이드통(12)이 삽입되어 있다.

상술한 바와 같이, 전극 중에서 가장 고온이 되는 단덮개(10)가 냉각구멍(13)으로부터 대폭적으로 격리되어 있으면, 냉각작용이 단덮개(10)에 대하여 충분히 작용하지 않는다. 단덮개(10)가 고온하에 놓여지면, 용접시의 가압에 의해 부품의 플랜지(4)가 단덮개(10)의 표면에 박히는 현상이 발생하여, 단덮개(10)에 플랜지(4)의 형태를 한 함몰부가 형성된다. 따라서, 단덮개(10)의 내구성이 저하되고, 단덮개(10)의 교환사이클이 짧아지며, 교환을 위해 생산라인의 정지회수가 현저히 증대되고, 생산성의 저하나 교환부품의 비용이 비경제적인 것이 된다.

또, 가이드통(12)은 합성 수지 등의 비금속 재료로 되어 있으므로, 열적으로 충분한 냉각이 요구된다.

또한, 전극의 수용구멍 내에 진입되어진 프로젝션 볼트 등의 축형상 부품을, 전기적인 방법으로 검출하고, 거기에 부품이 정상으로 존재하는 것을 확인하는 것은, 각종 방법이 알려져 있지만, 이것을 보다 정확한 방법으로 실현할 필요가 있다.

도1은 본 발명의 실시형태를 나타내는 전극의 종단면도이다.

도2는 냉각통로의 변형예를 나타내는 부분적인 종단면도이다.

도3은 본 발명의 다른 실시형태를 나타내는 부분적인 종단면도이다.

도4는 본 발명의 또 다른 실시형태를 나타내는 전극의 종단면도이다.

도5는 도4 전극의 측면도이다.

본 발명의 일실시 형태에 의하면, 프로젝션 용접의 전극은, 원통형상의 형태를 한 금속제의 본체의 끝부에 통과구멍을 갖는 금속제의 단덮개가 부착되고, 상기본체 내에 절연재료제의 가이드통이 설치되고, 이 가이드통의 끝부에 부품의 수용구멍이 상기 단덮개의 통과구멍과 연통된 상태로 형성되고, 상기 가이드통을 냉각하는 유체의 냉각통로가 형성되어 있다. 이 때문에, 가이드통을 냉각하는 냉각통로는 단덮개에 의해 가까운 개소에 배치되게 되기 때문에, 단덮개가 받은 용접열은 보다 적극적으로 냉각통로에 전열되어, 단덮개의 이상고온이 방지되어서, 단덮개 표면의 함몰 현상이 대폭 감소한다. 또한, 가이드통에 전달된 용접열도 냉각통로 에 효과적으로 전열되어서 냉각되어, 합성 수지 등의 비금속제의 가이드통의 열적 열화 등이 방지된다.

유체(流體)는 냉각수로 할 수 있기 때문에, 냉각통로는 본체의 원주방향에으로 연장되어 있는 환(環)상홈의 형태로 할 수 있다. 본체의 원주방향으로 연장되어 있는 환상홈 내를 냉각수가 유통함으로써 충분한 냉각 효과가 얻어진다. 특히, 원주방향의 냉각통로이기 때문에, 단덮개로부터 전해져 오는 열은 반드시 이 냉각통로를 통과하게 되고, 여기에서 효과적으로 열을 빼앗겨서 확실한 냉각이 실행된다.

냉각통로는 가이드통의 외주에 형성할 수 있다. 이것에 의해, 열내구성이 낮은 합성 수지 등의 비금속제 가이드통이 적극적으로 냉각되어, 가이드통으로의 열적 폐해가 방지되고, 동시에, 단덮개에 가까운 개소에 냉각통로가 배치되게 되므로, 단덮개의 냉각효과도 향상된다.

가이드통 내에 자석을 배치하고, 단덮개의 통과구멍으로부터 가이드통의 수용구멍에 삽입된 부품이 자석에 흡인되어서 부품의 전극에의 유지가 이루어지도록해도 좋다. 이 경우, 전극이 어떤 방향을 향하고 있어도, 수용구멍에 삽입된 부품이 부주의에 의해 누락되는 일은 없고, 정확한 용접 동작을 얻을 수 있다.

부품검출의 검출 전류가 적어도 자석, 부품, 단덮개 및 본체를 흐르도록 해도 좋다. 이 경우, 부품은 단덮개의 통과구멍 내면에도 접촉하고 있으므로, 검출 전류는 적어도 자석, 부품, 단덮개 및 본체를 흐르고, 부품의 유무를 확실하게 검출할 수 있다.

우선, 도1의 실시형태에 대해서 설명하면, 여기서의 부품(2)은 프로젝션 볼트이며, 축부(3), 플랜지부(4) 및 용착용의 돌기(5)로 구성되어 있다. 전극(1)의 본체(6)는, 나사부(9)에 의해 분해가능하게 결합한 크롬동제의 용접측부재(7)와 마찬가지로 크롬동제의 고정측부재(8)로 구성되어 있다. 용접측부재(7)의 선단에는 베릴륨동제의 단덮개(10)가 나사부(11)에 의해 탈부착 가능하게 결합되어 있다. 또한, 부호(10a)는 단덮개(10)의 관통구멍(19)에 장착된 절연통을 나타낸다. 기술한 바와 같이 고정측부재(8)는 끝부에 냉각구멍(13)을 구비하고 있다.

본체(6)는 단면이 원형이며, 그 내부에는 원통형의 가이드통(12)이 삽입되어 있다. 가이드통(12)은, 예를 들면 베이크라이트, 폴리아미드, PTFE 등의 절연성 재료로 구성되어 있다. 가이드통(12)은 대경부(l7)와 소경부(18)로 이루어진 관통구멍을 갖는다. 대경부(17) 내에는 자석의 용기(14)가 슬라이딩 가능하게 수용되고, 소경부(18)에는 철제의 가이드핀(16)이 슬라이딩 가능하게 수용되어 있다. 용기(14)에는 자석(영구자석)(15)을 매설하고 있고, 용기(14)와 가이드핀(16)은 가이드핀(16)이 자석(15)과 밀착된 상태로 용접되어 있다. 소경부(18)는 부품(2)의 축부(3)의 수용구멍(이하, 소경부(18)를 수용구멍(18)이라고도 부른다.)으로서의 역할을 다하고, 단덮개(10)의 통과구멍(19)이 이 수용구멍(18)과 합치(연통)되어 있다. 통과구멍(19)의 내경은 축부(3)의 외경보다 조금 크게 설정되어 있고, 축부(3)가 통과구멍(19)의 내면에 접촉하도록 치수가 설정되어 있다.

고정측 부재(8)는 가이드통(12)의 관통구멍(17)과 연통하는 구멍을 갖고, 그 저부에 도통용의 와셔(21)를 수용한 절연재료(예를 들면 PTFE)제의 절연컵(20)을 끼워 넣고 있다. 와셔(21)와 용기(14)의 사이에 압축 코일스프링(22)이 개재되고, 그 탄력에 의해 용기(14)를 도면의 아래방향으로, 와셔(21)를 도면의 윗방향으로 밀고 있다. 와셔(21)에는 전선(23)이 접속되고, 절연관(24) 안을 통과하여 외부로 도출되어 있다. 다른 한쪽의 전선(25)은 본체(6)(고정측 부재(8))에 접속되어 있다. 이들의 전선(23,25)은 검지 장치(46)에 연결되어 있다.

볼트(2)를 수용구멍(18)에 공급하는 수단으로서는 여러가지가 있지만, 여기서는 화살표(26,27,28)로 나타내는 바와 같은 스퀘어 모션을 하는 공급로드(29)를 예시했다. 공급로드(29)의 끝부에는 선단측으로 개방된 오목부(30)가 형성되고, 여기에 플랜지(4)가 수용되는 것으로, 볼트(2)를 유지하기 위해서 자석(31)이 오목부(30)의 저부에 매설되어 있다.

냉각용의 유체가 통과하는 냉각통로(32)가 본체(6)의 원주방향으로 연장되어 있다. 도1의 실시형태의 경우, 냉각통로(32)는 가이드통(12)의 외주에 형성된 환상홈(33)에 의해 제공된다. 환상홈(33)은 가이드통(12)의 축방향 길이의 대략 중앙부근에 위치되어 있다. 용접측부재(7)에 입구관(34)과 출구관(35)이 부착되고, 환상홈(33)에 냉각수를 공급하고, 또한, 배출하도록 되어 있다. 부호 39는, 가이드통(12)과 본체(6) 사이에서 냉각수의 밀봉을 행하기 위한 O링을 나타내고 있다. 또한, 가이드통(12)의 와셔(21)측의 끝부에 가까운 개소에는, 원주방향의 밀봉홈(40)이 형성되어, 그 속에 접착제(41)가 충전되어 있다. 이렇게 함으로써, 만일, 냉각 수가 O링(39)을 통과했다고 해도, 그것이 틈을 통과하여 와셔(21)에까지 도달하는 것을 확실하게 방지한다. 와셔(21)로부터 압축 코일스프링(22)을 거쳐서 고정측부재(8)에 통전하도록 단락회로가 성립해 버리면, 볼트(2)가 수용구멍(18)에 바르게 삽입되어 있지 않는데도 삽입되어 있는 것 같은 오작동을 초래하게 되기 때문이다.

오목부(30)에서 부품(2)을 유지한 공급로드(29)가 화살표(26,27)로 나타낸 동작을 하여 볼트(2)의 축부(3)가 통과구멍(19)으로부터 수용구멍(18) 안에 삽입되고, 계속해서 공급로드(29)는 화살선(28)의 방향으로 복귀한다. 볼트(2)는 자석(15)의 자력에 의해 가이드핀(16)에 강하게 흡착된다. 이 흡착에 의해, 전선(23)으로부터 와셔(21), 압축 코일스프링(22), 용기(14)(자석(15)), 가이드핀(16), 볼트(2), 통과구멍(19)의 내면, 본체(6)를 통과하여 전선(25)에 이르는 통전경로가 성립되고, 이러한 통전이 행하여짐으로써, 볼트(2)가 수용구멍(18)내에 존재하고 있는 것이 검지된다.

만약, 볼트(2)가 수용구멍(18) 내에 존재하고 있지 않거나, 혹은 수용구멍(18)의 안쪽까지 정상으로 진입하고 있지 않거나 하면, 볼트(2)와 가이드핀(16)의전기적 접촉이 성립되지 않으므로, 상술의 통전경로가 형성되지 않고, 따라서, 부품존재(15)의 검지신호가 발생되지 않는다. 이 검지신호가 발생되지 않는 것을 트리거로 해서, 전극의 스트로크 작동을 행하지 않도록 하는 것이다.

볼트(2)가 가이드핀(16)에 흡착된 채, 플랜지(4)가 상대방 부재, 예를 들면 강판부품(도시 생략)에 압착되면, 압축 코일스프링(22)에 저항해서 자석(15)(용기(14))이 대경부(17) 내를 슬라이딩하고, 이것에 의해 플랜지(4)가 단덮개(10)의 표면에 밀착하고, 계속해서 용접전류의 통전이 행하여져 돌기(5)가 상대방 부재에 용착되어지는 것이다.

냉각수가 홈(33)을 통과함으로써, 플랜지(4)로부터 단덮개(10), 용접측 부재(7)를 거쳐서 가이드통(12)에 전해진 열은, 환상홈(33)을 흐르는 냉각수로 냉각되어, 가이드통(12)이 과열상태로 되지 않고, 합성 수지의 열화 등이 방지된다. 또한, 단덮개(10)에 가까운 개소에 환상홈(33)이 위치하고 있으므로, 용접시의 열은 효과적으로 냉각되고, 단덮개(10)의 끝면에 함몰이 생기기 어려워져, 단덮개(10)의 내구성이 향상되고, 상술과 같은 라인정지나 교환부품의 비용절감에 유효하다. 다시 말해, 냉각통로(32)에 의해 단덮개(10)와 가이드통(12)의 양쪽을 효과적으로 냉각한다.

도2는 용접측 부재(7)의 외측에 외통(36)을 설치하고, 이것에 도1의 것과 같은 냉각통로(32)(환상홈(33))을 형성한 변형예를 나타낸다. 그 이외의 구성은 도1과 같고, 같은 기능의 부재는 같은 부호로 나타내고 있다. 냉각작용도 도1의 경우와 같다.`

도3에 나타내는 실시형태에서는 냉각유체가 공기이며, 여기서는, 가이드통(12)에 형성한 공기통로(37), 가이드통(12)과 단덮개(10) 사이의 틈(38), 통과구멍(19)이 냉각통로를 구성한다. 입구관(34)으로부터 유입된 공기는 공기통로(37)와 틈(38)을 거쳐서 통과구멍(19)으로부터 방출되고, 이것에 의해 가이드통(12)이나 단덮개(10)의 냉각이 달성된다. 그 이외의 구성은, 도1의 실시형태와 같고, 같은 기능의 부재는 같은 부호로 나타내고 있다. 냉각작용도 도1의 실시의 형태와 같다.

도4 및 도5에 나타내는 실시형태는, 기본구성은 도1의 전극을 상하 반전시킨 것에 상당하지만, 또한, 에어배관(42)과 드레인 배출구멍(44)을 설치하고 있다. 절연컵(20)의 저부와 와셔(21)에는 관통구멍을 설치하고 있고, 본체(6)(고정측 부재(8))에 형성한 오목부(46)가 절연컵(20)의 관통구멍과 드레인 배출구멍(44)을 연통시킨다. 따라서, 에어배관(42)과 드레인 배출구멍(44)은 서로 연통하고 있다. 에어배관(42)으로부터 압착공기를 빨아들이면, 내부에 괴어 있던 물 등이 드레인 배출구멍(44)으로부터 배출된다. 전극내부에 물 등이 침입하면, 검지회로의 단락을 초래할 우려가 있다. 전극에 물이 침입하는 원인으로서는, 작업자가 부주의로 물을 흘리거나 하는 것 이외에, 상부 전극의 냉각수가 원인이 되는 것이 있을 수 있다. 즉, 도시는 생략했지만, 도4에 나타내는 전극(1)을 하부전극으로 하면, 그 상방에 상부전극이 위치한다. 그 상부 전극이 예를 들면 도1에 나타내는 바와 같이 수냉식의 냉각통로를 갖는 경우, 상부 전극의 본체를 분해하면, 냉각통로 내의 물이 낙하하여 하부 전극에 침입하게 된다.

Claims (9)

1. 금속제의 본체;

   본체의 끝부에 부착된, 통과구멍을 갖는 금속제의 단덮개; 및

   상기 단덮개의 통과구멍과 연통하는 부품의 수용구멍을 갖고, 상기 본체내에 수용된 절연재료제의 가이드통으로 이루어지고,

   가이드통을 냉각하는 유체의 냉각통로를 갖는 것을 특징으로 하는 프로젝션 용접의 전극.
2. 제1항에 있어서, 상기 가이드통이 대경부와 소경부로 이루어진 관통구멍을 갖고, 대경부에 자석을 내포한 용기가 슬라이딩 가능하게 수용되고, 소경부에 철제의 가이드핀이 슬라이딩 가능하게 수용되고, 상기 용기의 자석이 노출된 끝부를 상기 가이드핀과 접합하고, 상기 용기의 다른쪽의 끝부에 압축 코일스프링을 작용시켜, 상기 소경부를 상기 수용구멍으로 한 것을 특징으로 하는 프로젝션 용접의 전극.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유체가 물이며, 냉각통로는 본체의 원주방향으로 연장되고, 냉각수를 위한 입구와 출구를 갖는 것을 특징으로 하는 프로젝션 용접의 전극.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각통로가 상기 가이드통의 외주에 형성된 환상홈의 형태를 하고 있는 것을 특징으로 하는 프로젝션 용접의 전극.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가이드통 내에 자석이 삽입되고, 상기 단덮개의 통과구멍으로부터 가이드통의 수용구멍에 삽입된 부품이 자석에 흡인되어서 부품의 전극에의 유지가 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로젝션 용접의 전극.
6. 제5항에 있어서, 부품검출을 위한 검출전류가 적어도 상기 자석, 상기 부품, 상기 단덮개 및 본체를 흐르도록 구성된 것을 특징으로 하는 프로젝션 용접의 전극.
7. 제2항에 있어서, 상기 압축 코일스프링의 상기 용기와 반대측의 끝부를 수용하는 와셔에 전선을 접속하고, 와셔와 본체 사이에 절연컵을 개재시켜, 와셔, 압축 코일스프링, 용기, 가이드핀, 부품, 단덮개, 본체라는 경로로 통전회로를 구성시킨 것을 특징으로 하는 프로젝션 용접의 전극.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 본체 내에 압착공기를 빨아들이기 위한, 서로 연통된 에어배관과 드레인 배출구멍을 설치한 것을 특징으로 하는 프로젝션 용접의 전극.
9. 제1항에 있어서, 상기 유체가 공기이며, 본체에 설치된 입구로부터 공급되어, 가이드통내에 형성된 공기통로와, 가이드통과 단덮개 사이의 틈과, 단덮개의통과구멍을 통과하여 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 용접의 전극.