WO1997043076A1

WO1997043076A1 - Electrode de soudage

Info

Publication number: WO1997043076A1
Application number: PCT/JP1997/001563
Authority: WO
Inventors: Yoshitaka Aoyama; Shoji Aoyama
Original assignee: Yoshitaka Aoyama; Shoji Aoyama
Priority date: 1996-05-11
Filing date: 1997-05-09
Publication date: 1997-11-20
Also published as: EP0865861A4; TW334373B; AU723029B2; KR100486035B1; EP1323488A3; DE69733783D1; DE69723545D1; DE69733783T2; EP1323488A2; EP1323488B1; DE69723545T2; AU2651897A; CA2215710A1; CA2215710C; EP0865861B1; EP0865861A1; CN1181724A; KR19990021891A; US6008463A

Description

明細書溶接用電極背景技術この ¾明は、電極内の断面円形のガイド孔が小径孔と大径孔から構成されていると共にガイドビンが小径部と大径部から構成され、ガイドビンの小径部と大径部とがそれぞれガイド孔の小径孔と大径孔とに嵌まり込んでおり、ガイドビンが押し下げられると圧縮空気が小径孔と小径部との間の隙間から噴出する形式の溶接用電極に関するものである。

この発明に最も密接な従来技術としては、実公昭 5 4— 9 8 4 9 号公報と実公昭 6 2 - 3 2 7 1 4号公報が挙げられる。前者は図 1 1 に、後者は図 1 2に示してある。まず、図 1 1 について説明すると、電極 1 内のガイド孔 2が小径孔 3 と大径孔 4から構成され、両孔 3 , 4の接続部にテ一パ孔 5が設けられている。一方、ガイドピン 6は小径部 7 と大径部 8から構成され、両部 7 , 8の接続部にテーパ部 9が設けられている。ガイド孔 2内にはコイルスプリング 1 0が挿入され、その弾力はガイドビン 6を押し上げる方向に作用しており、圧縮空気を導入する通気口 1 1が電極 1 に明けられている。図示のようにコイルスプリング 1 0の弾力により、テ一パ部 9がテ —パ孔 5に密着している。小径孔 3 と小径部 7 との間には隙間 1 2 が設置されている。電極 1上には鋼板部品 1 3がガイドビン 6の貫通を受けて位置決めがなされており、プロジェクシヨンナツト 1 4 のねじ孔に円錐部 1 5が進入させられて、可動電極（図示していない）の進出に備えている。なお、電極 1は、本体 1 6にキャップ 1 7がねじ部 1 8で一体化されているもので、外形およびガイド孔 2

差替え用紙 (規則 26) は断面が円形である。可動電極が進出してきてその端面がガイドビン 6の端部に当たって押し下げられることにより、テーパ部 9がテーパ孔 5から離れるため、通気口 1 1からの圧縮空気はテ一パ部分の空隙を通って隙間 1 2から外部へ噴出する。そして、さらに可動電極が進出すると、プロジェクシヨンナット 1 4が鋼板部品 1 3 に圧着され、次いで溶接電流が流されるとナツト 1 4が鋼板部品 1 3 に溶着されるものである。この溶着される過渡期には、スパッ夕が飛散するが、これは隙間 1 2からの噴出空気によって排除され、隙間 1 2内への進入が阻止される。また、この噴出空気によって冷却されるのである。

次に、図 1 2の従来技術について説明するが、図 1 1のものと同じ機能を采たす部材については、図 1 1 と同一の符号を記載して詳細な説明は省略してある。大径部 8 と小径部 7 との境界には、直径方向の環状の平坦面からなる端面 1 9が形成され、一方、大径孔 4 と小径孔 3 との境界には、大径孔 4の内端面 2 0が形成され、さらに、大径部 8には気密保持用の 0 リング 2 1 がはめ込んである。図 1 2のものの作動は図 1 1のものの作動とほぽ同じである。ただ、異なっているのは、圧縮空気が隙間 1 2から噴出されず、圧縮空気がガイドビン 6を押し上げるために導入されているもので、 0 リング 2 1 によって気密が保たれている。したがって、ここではスパヅ夕の飛散防止や冷却作用はなされていない。

上述の従来技術であると、次のような問題点がある。図 1 1のものについての問題は、ガイドビン 6が押し下げられると、テーパ部分の密着が離れるために、ガイドビン 6はいわゆる浮動状態となり、したがってブロジェクシヨンナツト 1 4が鋼板部品 1 3に圧着されるまでにガイドビン 6 自体がガイド孔 2内で偏心することとなり、ナツト 1 4が鋼板部品 1 3の正しい位置に溶接されないことが生じる。さらに、テーパ部分の密着は、テーパ孔 5 とテ一パ部 9 とのテ

差替え用紙（規則 26) ーパ角度を極めて高精度に仕上げておかないと、気密を得るための密着性が確保できないという問題があり、工場エアーが漏浊して不絰済なことになる。また、図 1 2のものについての問題は、スパッ夕を飛散させたり、空気冷却を行なうことが不可能ということである。むしろ、スパッ夕処理や空冷についての配慮がなされていない技術である。

さらに、ここに掲げた実用新案公報には記載されていないが、このような形式のガイドビンには、表面の全域にわたってセラミックがコーティングされ、それによつて絶縁性と耐摩耗性が付与されている。この点は、図 1 3に示されており、たとえば鋼鉄のような金厲製のガイドビン 6の表面にセラミックが溶射されてコ一ティング層 6 aが形成されている。上述のようなガイドビンであると、非常に硬質で表面がざらざらしたコーティング層 6 aが存在するために、小径孔 3ゃテ一パ孔 5 によって著しく摩耗し、ガイドビン 6事体のキャップ 1 7 に対する直径方向の相対位置、すなわちセン夕リングが十分に確保できなくなってしまうのであり、特に、小径孔 3の内面が摩耗するとこの問題が一層増大される。さらに、円錐部 1 5 がプロジェクシヨンナツト 1 4の角部で摩耗してきて、コ一ティング層 6 aがなくなりナットが金属部分に直接接触するようなことになると、本来の絶縁機能が達成されなくなつてしまうのである。発明の閧示本発明の溶接用電極は、以上に述べた問題点を解決するために提供されたもので、電極内の断面円形のガイド孔が小径孔と大径孔から構成されていると共にガイドビンが小径部と大径部から構成され、ガイドビンの小径部と大径部とがそれぞれガイド孔の小径孔と大径孔とに嵌まり込んでおり、ガイドビンが押し下げられると圧縮空気

差替え用紙（規則 26) が小径孔と小径部との間の隙間から噴出する形式のものにおいて、ガイドビンの大径部が大径孔にしつくりと嵌まり込んでいるガイド部とされ、ガイド部の端面と大径孔の内端面とが密着するように構成し、ガイド部にはガイドビンの軸方向に空気通路を形成したことを特徴とするもので、ガイド部の端面と大径孔の内端面との密着によって、圧縮空気は完全に封鎖され、可動電極の進出でガイドビンが後退させられると、ガイドビン全体はガイド部の軸心設定機能により芯振れを起こしたりすることなく円滑に移動する。この後退で前記の密着部分が離れて、圧縮空気は空気通路から小径部の箇所の隙間を絰て噴出させられるのである。

ガイド孔の小径孔と大径孔との間に中径孔を形成することによつて大径孔を少なくとも二段型とし、ガイドビンの小径部と大径部との間に中侄部を形成することによってガイド部の端面を主端面と副端面との少なくとも二段型とし、大径孔の内端面はガイド部の主端面と副端面のいずれかまたは両方が密着する主内端面と副内端面としてもよく、この場合、主端面と主内端面あるいは副端面と副内端面のいずれか又は両方が密着して気密保持を果たす。

ガイド孔内の中径孔内にガイドビンの中径部をしつくりと嵌まり込ませ、この嵌まり込みの軸方向の長さを溶接時にガイドビンが後退させられる長さよりも短く設定すれば、上記のしっくりとした嵌まり込みによって、中径部においても空気の流通を阻止してより気密性の高い状態を実現し、ガイドビンが後退させられると、中径部は中径孔から抜け出して空気の流通経路を確保し、さらにガイド部の軸心設定機能によって、中径部の抜け出しと入り込みが円滑に行なわれる。

空気通路はガイド部の外周面に平面部を設けることによって形成させることができ、圧縮空気は平面部を通って噴出されて行く。あるいは、空気通路はガイド部の外周面に凹溝を設けることによって

差替え用紙（規則 26) 形成させてもよく、この場合、圧縮空気は凹溝を通って噴出されて行く。

ガイドビンの小径部を金属製とし、大径部を合成樹脂製とし、電極を導電性の良好な金属製とすることによって、ガイド部の端面が合成樹脂の軟らかさでもって金属の内端面に着座することになり、この密着部分における接触の馴染みが良好となり、気密保持がより確実なものとなる。

本発明のもう一つの態様によれば、電極がその内部に形成されたガイド孔に保持されたガイドビンを有し、このガイドビンは、板状部品の孔に貫通する金属製のガイド部とこのガイド部と一体の非金属製のシール部から成るものにおいて、シール部はガイド部よりも大径の保護部とそれに迎なるテ一パ状の着座部とさらにそれに連なる基部から構成され、保護部と基部の外周部にはそれぞれ電極のガィド孔との間に通気空隙が設置されている。シール部が合成樹脂のような材料で作られていることによって、電極のガイド孔各部に異常な摩耗が ¾生するような現象が回避でき、特に、保護部が小径孔の内面の異常摩耗を防止している。

ガイド部を中空にしてブロジェクシヨンボルトを受け入れるようにすれば、プロジェクシヨンナットの場合と同様に機能させることができる。

本 ¾明の別の態様では、溶接用電極は、電極のガイド孔内に挿入された進退可能なガイドビンがガイド孔内を摺動する大径部と電極から突き出て相手方部品の位置決めをする小径部で構成されていると共にガイドビンが押し込まれるとガイドビンの外周部から空気が噴出される形式のものにおいて、小径部が貫通しているガイド孔が大径孔と小径孔で構成され、大径孔と電極外部とを連通する排気通路が電極に形成されていることを特徴とするもので、小径孔から排気通路に向かう空気流により、大径孔内に入ったスパッ夕等の異物

差替え用紙（規則 26) を電極外へ排出するのである。

大径孔と小径孔との内径差により環状の受け面を設け、この受け面の近くに排気通路を開口させ、大径孔に進入してきたスパッ夕等の異物を受け面に衝突させ、小径孔から排気通路への空気流によつて電極外部へ異物を排出することを特徴とするもので、位置決め孔から入ってきた異物は受け面で停止させられ、小径孔から排気通路へ向かう空気流によって、電極外へ排出される。

ガイドビンはその大径部がガイド孔内を摺動していること、小径部が小径孔において著しく小さな摺動問隙とされていることにより、実質的にガイドビンが 2点支持の形態とされていることを特徴とするもので、こうすることによってガイドビンにビンの直径方向に何らかの力が作用しても、ガイドビンは容易に傾いたりせず、芯出し機能を確実に果たしている。

ガイドビンは小径部が金属製とされているとともに大径部が合成樹脂製とされ、小径部が貫通している小径孔は合成樹脂製の部材に形成されていることを特徴とするもので、上記の 2点支持の箇所が両方とも合成樹脂の摺動であるから、金属との滑らかな滑動が得られる。

電極のガイド孔内に挿入された進退可能なガイドビンがガイド孔内を摺動する大径部と電極から突き出て相手方部品の位置決めをする小径部で構成されたものにおいて、小径部が貫通しているガイド孔が大径孔と小径孔で構成され、大径孔と小径孔との内径差により環状の受け面が設けられていることを特徴とするもので、これは受け面に保持された異物を小径孔からの空気流で大径孔の方へ逆流させるものである。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面を参照して説明する。図面の簡単な説明

差替え用紙（規則 26) 図 1は本 ½明の実施例を示す電極の縦断面図である。

図 2は図 1 の A— A線断面図である。

図 3は変形例を示す部分的な縦断面図である。

図 4は図 3の一部を拡大した図である。

図 5は凹溝を設けたガイド部の平面図である。

図 6は貫通孔を設けたガイド部の平面図である。

図 7は別の変形例を示す図 4 と類似の図である。

図 8は本発明のもう一つの実施例を示す縦断面図である。

図 9は図 8におけるガイドビンの縦断面図である。

図 1 0は変形例を示す部分的な縦断面図である。

図 1 1は従来技術を示す縦断面図である。

図 1 2は別の従来技術を示す縦断面図である。

図 1 3はガイドビンのコーティング層を示す部分的な断面図である。

図 1 4は図 3 と類似の縦断面図である。

図 1 5は図 1 4における大径部の横断面図である。

図 1 6は図 1 4における要部の拡大図である。

図 1 7は電極端面と鋼板部品との局部的な状態を示す部分的な拡大縦断面図である。

図 1 8は本発明の別の実施例を示す部分的な縦断面図である。図 1 9は図 1 8の B— B線における横断面図である。

図 2 0は図 1 8における要部の拡大図である。

図 2 1は変形例を示す図 1 8 と類似の縦断面図である。

図 2 2は排気通路の変形例を示す部分的な縦断面図である。

図 2 3は図 2 2の変形例の平面図である。

図 2 4は受け面の変形例を示す縦断面図である。

図 2 5は排気通路を廃止した変形例を示す縦断面図である。

差替え用紙（規貝 IJ26) 発明を実施するための最良の形態まず、図 1 および図 2の実施例から説明するが、図 1 1 および図 1 2 に関連して説明した部材と同じ機能を果たすものについては、同一の符号を図面に表示して詳細な説明は省略してある。ガイドビン 6の小径部 7はステンレス鋼で作られており、一方、大径部 8 は合成樹脂で作られ、合成樹脂の例としてはガラス繊維を混入したテフロンやナイロンがある。小径部 7 と大径部 8 との一体化には捩じ込み式、ナツ卜の締付け式などいろいろな方法があるが、ここでは大径部 8 をモールド成型する際に、小径部 7 も一体に銪込むような方式を採用している。ガイドビンの軸方向に形成されている空気通路 2 2は、図 2 から明らかなように平面部 2 3 を形成することによつて構成されている。なお、キャップ 1 7や本体 1 6は導電性の良好な金属、たとえば銅合金で製作されている。大径部 8は、断面円形のガイド孔 2 にしつくりと嵌まり込んでいる。この「しっくり」というのは、大径部 8がガイド孔 2 内に実質的に隙間がなくて摺動ができる状態を意味しており、換言すると、空気通路 2 2がなければ圧縮空気の流れを極めて微量なものとするか、あるいは流れを生じさせなくて摺動ができる状態であり、こうすることによって、ガイドビン 6全体が微小に傾いたりせず、芯振れゃ偏心が防止されるのである。このような大侄部 8がガイド部とされており、ガイド部にも符号 8 を表示している。ガイド部 8の端面 2 4 と大径孔 4の内端面 2 5が密着する形状とされ、両端面はガィドビン 6の軸線に直交する平面の形態で設置されている。なお、符号 2 6は絶縁板を示している。

ちなみに、電極の寸法は、図示のプロジェクシヨンナツトのよう

差替え用紙（規則 26) な場合であると、電極の直径は 2 5 m m、電極の全長は 8 5 m m、ガイドビン小径部の直径は 7 m mといった程度のものが一般的である。

この実施例の作動を説明すると、図 1 は通気口 1 1 からの空気圧力とコイルスプリング 1 0の張力によって、ガイドビン 6は上方に押し上げられ、端面 2 4が内端面 2 5に強く着座して圧縮空気の流出を完全に止めている状態である。ここで、図示していない可動電極が進出してきてナット 1 4を押し下げると、面 2 4 と面 2 5 との密着が離されるので、圧縮空気は空気通路 2 2から両面 2 4 , 2 5 の間を通って隙間 1 2から外部へ喰出する。この状態でナツト 1 4 が鋼板部品 1 3に圧接されて通電がなされると、溶接が完了するのであり、この時に飛び散るスパッ夕は圧縮空気で飛散させられ、隙問 1 2に進入してくるようなことがない。そして、溶接時の発熱に対しても空気冷却がなされる。以上の作動において、ガイド部 8はガイド孔 4内にしっくりと嵌まり込んでいるので、芯振れや偏心が発生したりせず、隙間 1 2が全周にわたって均一に保持され、空気噴出を均一化させると共にナツ卜 1 4 と鋼板部品 1 3 との相対位置を正確に設定することができる。

次に、図 3および図 4の変形例について説明すると、ガイド孔 2 の小径孔 3 と大径孔 4 との間の中径孔 2 7を形成して大径孔が二段型になっている。ガイドビン 6の小径部 7 と大径部 8 との間に中径部 2 8を形成して、ガイド部 8の端面が主端面 2 9 と副端面 3 0の二段型になっている。中径の部分を上述のように設けて二段型にしたが、これを三段型にすることも可能であり、したがって、少なくとも二段型ということになる。大径孔の内端面も同様に主内端面 3 1 と副内端面 3 2に分割されており、ガイド部 8の主端面 2 9 と副端面 3 0 とがそれぞれ大径孔 4の主内端面 3 1 と副内端面 3 2のいずれか一方または両方に密着するようになっている。

差替え用紙（規貝 IJ26) そして、ガイド孔の中径孔 2 7内にガイドビンの中径部 2 8がしつくりとした状態で嵌まり込んでいる。この嵌まり込みの軸方向の長さ L 1 は、溶接時にガイドビン 6が後退させられる長さ L 2 よりも短く設定してある。こうすることによって、図 4のごとく中径部 2 8は中径孔 2 7から抜け出して通路 3 3が形成されるのであり、元の状態に戻るときにはガイド部 8のセン夕リング機能によって、円滑な嵌まり込みがなされる。

図 5および図 6は空気通路 2 2の設置の仕方の別案を示しているもので、図 5のものは軸方向に凹溝 3 4を 4本形成したものであり、図 6のものはガイド部 8の外周近くに軸方向の貫通孔 3 5を 4本明けたもので、各貫通孔 3 5はガイド部 8の端面に開口している。

図 7の変形例は、中径孔 2 7 と中径部 2 8がしつくりとした嵌まり込みではなく、隙間 3 6が付^されているものである。したがつて、前述の L 1 と L 2 との長短関係が逆になつている。

述べたように、ガイドビンのガイド部がガイド孔の大径部にしつくりと嵌まり込み、ガイド部の端面と大径孔の内端面とが環状の平面同士で密着するので、テーパ面の困難な加工製作を行う必要がなく、確実な気密保持がなされる。そして、ガイド部はガイドビンの芯振れや偏心が発生しないような嵌め込みにしてあるから、小径部の箇所の隙間が全周にわたって均一に維持され、また、ブロジェクシヨンナツ卜と鋼板部品との相対位置も高精度の下に確保される。ガイド孔に段構造を採用し、それに合致させてガイドビンにも段構造を採用して、前述のような面密着を行わせるものであるから、気密保持にとって非常に有利である。

中径孔と中径部はしつくりとはめあい関係にしてあるから、このはめあい部分において気密保持の機能が果たされる。万一、何らかの原因で各端面の密着箇所に異物が嚙み込んでも、上記のはめあい部分の気密保持機能によって、空気の漏洩が防止できる。そして、

差替え用紙（規則 26) ガイド部がしっかりとセン夕リング機能を果たしているので、中径孔と中径部との抜け出し及び入り込みが常に滑らかに達成される。ガイドビンの大径部は合成樹脂製であるため、空気通路の形成が型成形の手法を採用でき製作面で非常に有利である。また、切削加ェを行う場合でも加工性が良好で同様に有利である。電極自体は金厲製であり大径孔の内端面に合成樹脂製の端面が着座するので、合成樹脂の側で初期馴染みが進行して、気密保持が良好に得られる。

着座する各面がガイドビンの軸心に直交する形態であるから、加ェが簡単で高精度のものが得られ、したがって、気密保持の向上にとって非常に有利である。ガイド部の長さはガイドビン全長の約半分であるから、芯振れや偏心の防止にとって、極めて安定した作動が実現するのである。

次に、本発明のもう一つの実施形態を図 8および図 9 に従って説明するが、既述の部材と同じ機能を果たすものについては、同一の符号で表示して詳細な説明は省略してある。ガイドビン 6は、金属製のガイド部 3 7 とこのガイド部 3 7 と一体の非金属製のシール部 3 8 から構成され、シール部 3 8は、ガイド部 3 7 よりも大径の保護部 3 9 とそれに連なるテーパ状の着座部 4 0 とさらにそれに連なる基部 4 1 から構成されていて、保護部 3 9 と小径孔 3 との間および ^部 4 1 と大径孔 4 との間にそれぞれ通気空隙 4 2および 4 3 が設置されている。なお、電極 1 やガイドビン 6 はいずれも断面は円形である。

ガイド部 3 7 には軸部 4 4がー体的に設けられており、これがシール部 3 8 を貫通しその端部にナット 4 5 を締め付けて、ガイド部 3 7 とシール部 3 8 との一体化が図られている。基部 4 1 は図 9 のようにスカート状になっていて、その内部に形成した段部 4 6 にコィルスプリング 1 0がはめ込んである。ガイド部 3 7 はステンレス

差替え用紙（規則 26) またはそれを主体とする合金で製作されており、また、シール部 3 8 は合成樹脂で作るのが最も適当で、その例としてはガラス繊維を混入したテフロンやナイロンがある。なお、各部の寸法を例示すると、ガイド部 3 7、保護部 3 9、基部 4 1 の各直径はそれぞれ 6 m m、 8 m m、 2 0 m mであり、通気空隙 4 2 , 4 3は 0 . 5 m mであり、ガイドビン 6の全長は 3 8 m mである。

図 1 0は、ガイド部 3 7が符号 4 7で示すように中空になっている変形例を示している。ここでの部品はブロジェクシヨンボルトであり、符号 4 8は軸部、符号 4 9 は軸部と一体のフランジ部を示している。

図 8 は通気口 1 1 からの空気圧で着座部 4 0がテーパ孔 5 にびつたりと密着して、空気の流通を遮断している状態である。いま、可動電極（図示していない）の進出でナツ卜 1 4やフランジ部 4 9 が押し下げられると、着座部 4 0がテ一パ孔 5から離れるので、圧縮空気は通気間隙 4 3、テーパ孔 5から離れた着座部 4 0および通気空隙 4 2 を経て板状部品 1 3の孔から流出して行き、スパッ夕の進入防止や冷却作用を行っている。

述べたように、非金属材料で作られた着座部が金属製のテ一パ孔に密着するものであるから、着座部の馴染み性によって密封効果の高い弁作用が得られる。そして、保護部も非金属製とされていてガィド部よりも大径とされているので、ガイド部と小径孔との金属接触がなく、したがって、この部分が小径孔の内面を摩耗させることがない。このようにして通気空隙を常に一定値に設定し電極自体の耐久性を著しく長期化することが可能となる。金属製のガイド部が少々摩耗しても絶縁機能は非金属製のシール部が果たすので、溶接電流の短絡問題が発生しない。

また、ガイド部を中空にすることによって、プロジェクシヨンボルト等を首尾よく溶接することができる。図 1 4から図 1 7は図 3の実施例の改変例を示し、電極 1 0 1 のガイド孔 1 0 2が小径孔 1 0 3、大径孔 1 0 4およびそれらの中間に形成した中径孔 1 0 5によって構成されている。一方、ガイドビン 1 0 6は、前述の各孔 1 0 3 , 1 0 5および 1 0 4に対応して小径部 1 0 7、中径部 1 0 8および大径部 1 0 9から構成され、小径部 1 0 7は小径孔 1 0 3 との間に所要の隙間 1 1 0が設置されている。中径部 1 0 8は軸方向で見て短い長さであるが中径孔 1 0 5内にしつくりと摺動自在に嵌まり込んでおり、大径部 1 0 9 も大径孔 1 0 4内にしっくりと摺動自在に嵌まり込んでいる。以上に述べた部材はすべて断面が円形である。

小径部 1 0 7は、金属製でたとえばステンレス鋼を用いて製作されており、その端部にはポルト 1 1 1 がー体に設けてある。中径部 1 0 8や大径部 1 0 9は合成樹脂製でたとえば商標テフロンの下に市販されている P T F Eで製作されている。小径部 1 0 7は合成樹脂製の部分に差し込まれていて、それによつて突き出ているボルト 1 1 1 にナット 1 1 2を締め付けて、小径部 1 0 7 と合成樹脂製の部分が一体化されている。大径部 1 0 9には空気通路 1 1 3が設けてあり、これは図 1 5の切り欠いた平面部 1 1 3 aによって形成されている。なお、電極 1 0 1 は本体 1 1 4にキャップ 1 1 5がねじ部 1 1 6で一体化されている。

大径部 1 0 9の端面 1 1 7がキャップ 1 1 5の内端面 1 1 8に密着していることによって、後述の圧縮空気が遮断されており、大径孔 1 0 4内に設置した圧縮コイルスプリング 1 1 9の張力で上記の密着が果たされている。大径孔 1 0 4の端部には圧縮空気の入口 1 2 0が開口しており、それに空気管 1 2 1が接続されている。

電極 1 0 1の端面 1 2 2には相手方部材である鋼板部品 1 2 3が載置され、該部品に明けた位置決め孔 1 2 4を小径部 1 0 7が貫通した状態になっている。小径部 1 0 7 には先端に向かって次第に小

差替え用紙 (規則 26) 径となる支持部 1 2 5が形成されている。ここでの部品は符号 1 2 6で示されたブロジェクシヨンナットであり、 1 2 7はねじ孔、 1 2 8は溶着用の突起である。ねじ孔 1 2 7の角部が支持部 1 2 5の途中に引っ掛かって図 1 4のように支持されている。この例の場合は、電極 1 0 1が固定電極であり、それと対を成す電極 1 2 9が可動電極であり、これには支持部 1 2 5の受入れ孔 1 3 0が明けてある。なお、ここで用いた「しっくり」という表現は、摺動可能で通気性はあるが、直径方向のがたつきは実質的に存在しないような嵌合関係を意味している。

電極 1 2 9が進出してくると、ナツト 1 2 6 を押し下げるので、これと共にガイドビン 1 0 6全体が押し下げられ、端面 1 1 7が内端面 1 1 8から離れてしかも中径孔 1 0 5から中径部 1 0 8が脱出すると、圧縮空気が空気通路 1 1 3から中径孔 1 0 5、隙間 1 1 0、位置決め孔 1 2 4を絰て、ナヅト 1 2 6 と鋼板部品 1 2 3 との間に流れ込む。このような過程を経て図 1 6の状態になると、電極問に通電がなされて、溶着用突起 1 2 8が溶融して溶接を完了する。

最近のナツト溶接の位置の精度は、たとえば自動車の単体であると組立精度を高く追求するために、小径部 1 0 7 と位置決め孔 1 2 4 との隙間を著しく狭く設定してある。その寸法の一例を挙げると、位置決め孔 1 2 4の内径は 7 . 2 m m、小径部 1 0 7の直径は 6 . 8 m mであり、空気通路に許される隙間は図 1 6の左右で 0 . 2 m mということになる。このような寸法の状況下、図 1 6のように溶着用突起 1 2 8が鋼板部品 1 2 3に押し付けられる直前には、溶着用突起 1 2 8が溶けていないので、ナヅト 1 2 6の下面と鋼板部品 1 2 3の上面との間には隙間が存在している。したがって、ガイドビン 1 0 6が押し下げられたことによって隙間 1 1 0内に導かれる空気流は、位置決め孔 1 2 4からナット 1 2 6 と鋼板部品 1 2 3 との間の当該隙間を通って流出して行く。しかし、位置決め孔 1 2 4

差替え用紙（規則 26) の内径を上述のように著しく小さくしてあるので、この箇所の流路抵抗が大きくなり隙間 1 1 0内の空気圧が高くなつて、最終的には鋼板部品 1 2 3が電極の端面 1 2 2から僅かに浮上させられ、空気は小径部 1 0 7 と位置決め孔 1 2 4 との隙間よりも端面 1 2 2 と鋼板部品 1 2 3 との隙間の方へ大量に流れることになり、この時に粒状のスパッ夕や砂粒が端面 1 2 2 と鋼板部品 1 2 3 との間にひっかかったりすることが発生する。この状態で電極 1 2 9の加圧および通電がなされると、図 1 7に示したように、前述の異物 1 3 1 が電極端面 1 2 2に食い込み、そのときの端面の変形で隆起部 1 3 2ができ、その先端部が鋼板部品 1 2 3に接触することになり、この接触箇所以外は図示のように隙間があいて通電不可の状態となる。このような状態のところへ通電がなされる訳であるから、わずかな接触面積、むしろ点接触に近い状態なので、その箇所の電流密度が高くなり、溶着用突起 1 2 8が溶けないかあるいは不完全な溶融であつても、前記箇所は急速に溶融して溶けた隆起部 1 3 2が飛び散る現象となる。なお、隆起部 1 3 2が端面 1 2 2側に発生するのは、電極の材料が比較的軟らかいクロム鋼のような材料で作られているからである。

そして、スパッ夕等が隙間 1 1 0内へ進入するのは、突起 1 2 8 が溶けてナツト 1 2 6の下面が鋼板部品 1 2 3の表面に密着すると、空気の流出先が閉塞されるために空気流が停止し、そのときに突起 1 2 8の部分からスパッ夕が左右に飛び散るので、位置決め孔 1 2 4 と小径部 1 0 7 との僅かな隙間から入ってしまうのである。このようにして隙間 1 1 0内に入ったスパッ夕等の異物は空気流の再開時に端面 1 2 2 と鋼板部品 1 2 3 との間に進入するのである。

上に述べた問題点を解決するための図 1 8から図 2 0の実施例について説明すると、図 1 8はナット溶接がちょうど完了したところを示しており、したがって、端面 1 1 7が内端面 1 1 8から離れて

差替え用紙（規則 26) いて、空気の流通が可能な状態であり、また、ナット 1 2 6の下面は鋼板部品 1 2 3の表面に密着していると共に支持部 1 2 5がねじ孔 1 2 7内に嵌まり込んでいるので、位置決め孔 1 2 4からは外部へ空気が流出できない状態である。図 2 0は、端面 1 1 7が内端面 1 1 8に密着して空気の流通を停止している状態を示す。

小径部 1 0 7が貫通している箇所のガイド孔 1 0 2が、大径孔 1 3 3 と小径孔 1 3 4で構成され、両孔 1 3 3 , 1 3 4の内径差で受け面 1 3 5が形成されている。大径孔 1 3 3と電極外部とを連通する排気通路 1 3 6が電極に半径方向に設けられている。この排気通路 1 3 6は、受け面 1 3 5に留まろうとする異物を積極的に外部へ排出するために、受け面 1 3 5の近くに開口させてあり、図示のように電極に半径方向の孔として形成されている。小径孔 1 3 4は、 P T F Eのような合成樹脂で作られた支持板 1 3 7に明けてあり、この支持板 1 3 7はキャップ 1 1 5の内側に図 1 8のごとく圧入してある。図 20の各部の寸法を例示すると、小怪部 1 0 7の直径 6. 8 mm、位置決め孔 1 2 4の内径 7. 4 mm、大径孔 1 3 3の内径 8. 5 mm、小径孔 1 3 4の内径 7. 0 mmであり、したがって、受け面 1 3 5の幅は 0. 7 5 m mである。また、小径孔 1 3 4と小径部 1 0 7 との間の間隙は図 2 0の左右で 0. 1 mmづっであり、このような値はガイドビン 1 0 6の半径方向のがたつきを殆ど生じさせない程度であり、したがって、ガイドビン 1 0 6は、小径孔 1 34の部分と大径部 1 0 9 との実質的に 2点で支持がなされているのである。これは、ガイドビン 1 0 6が押し下げられたときに、 2 点支持がピン全体のセンタリングを助長して傾きを抑制する上で効果的に効くことを意味する。なお、小径部 1 0 7は金属製で、たとえばステンレス鋼で製作されており、大径部 1 0 9は P T F Eのような合成樹脂でつくられている。

突起 1 2 8が溶融してナット 1 2 6が鋼板部品 1 2 3に押し付け

差替え用紙（規則 26) られる過渡期には、スパッ夕が内外方向に飛散するので、その一部が位置決め孔 1 2 4から隙間 1 1 0内へ進入するが、この時には小径部 1 0 7 と小径孔 1 3 4 との間の微小な隙間に高速の空気流が形成されているので、スパッ夕はこの隙間へ入ることなく、受け面 1 3 5に衝突する。この時には、位置決め孔 1 2 4から空気は流出できないので、小径孔 1 3 4から排気通路 1 3 6に向かう空気流が積極的に形成されている。したがって、スパッ夕等の異物は受け面 1 3 5に衝突したら直ちに排気通路 1 3 6から電極外へ排出される。

図 2 1の変形例では、対象の部品がプロジヱクシヨンボルト 1 3 8であり、軸部 1 3 9、フランジ 1 4 0、溶着用突起 1 4 1から構成されている。ガイドビン 1 0 6の小径部 1 0 7は中空のパイブ状になっており、その中に軸部 1 3 9が揷入されている。他の構成や作動は、先の実施例と同じである。

図 2 2および図 2 3は排気通路の変形例を示し、電極の端面 1 2 2に半径方向の溝 1 4 2を形成したもので、受け面 1 3 5の近くに溝 1 4 2を開口させるために、支持板 1 3 7をキヤヅブ 1 1 5の端面 1 2 2に近付けて配置してある。なお、ここでは端面 1 1 7 と協働する内端面 1 1 8はキャップ 1 1 5の下面に形成してある。この変形例は、大径孔 1 3 3の長さが先のものに比べて短いが、作動は前述のものと同じである。

図 2 4は、小径孔 1 3 4が金属製のキヤップ 1 1 5に明けられている変形例を示す。

また、図 2 5の変形例は、排気通路（ 1 3 6 ) を止めて位置決め孔 1 2 4から進入した異物を、熔接終了後に電極から鋼板部品 1 2 3 を取り除きつつある過渡期に小径孔 1 3 4からの空気噴流で上方へ排出するようにしたものである。

述べたように、空気は常に排気通路から排出されているので、鋼板部品を押し上げる気圧が実質的に無害な値となり、電極端面と鋼

差替え用紙（規貝 U26) 板部品とは密着した状態で、この両者間には空気が流れたりしないのである。よって、この両者間に前述のような異物が介入することがなく、前述の電極表面の短絡通電がなくなり、スパークが飛んだり溶融によって電極端面が損傷するのを防止できる。さらに、排気通路からは十分な量の空気を排出できるので、溶接熱を放熱させるのに極めて好適である。前述の電極端面と鋼板部品との間には異物が介在しないものであるから、この両者間に隙間が発生したりせず、したがって、無駄な空気の漏洩が防止できる。そして、空気流量は排気通路へ異物を排出させるだけの量に設定すればよいので、必要最小限の空気量でよく、エネルギー節約にとって有効である。小径部が貫通している箇所のガイド孔が大径孔と小径孔で構成されているので、小径孔からの空気噴流を異物排除に有効に活用できる。

大径孔と小径孔との内径差により環状の受け面を設け、この受け面の近くに排気通路を開口させることによりてあるから、大径孔内に入ってきたスパッ夕等の異物は小径孔からの高速空気流があるので、この小径孔に入り込むことがなく、むしろ受け面に衝突して、小径孔から排気通路に向かう空気流によつて電極外へ排出される。したがって、異物が小径孔ゃ大径部の端面と内端面との密着部に介入することがなく、空気漏れを発生させるようなことが完全に防止できる。

ガイドビン全体は、大径部と小径部の 2 力所で実質的にがたつき間隙のないような 2点支持とされているので、小径部の支持部に何らかの曲げ力が作用しても安定性の高い支持であるために、ガイドビンが傾いたり偏心したりすることがなく、高精度のガイド機能が果たせるのである。

ガイドビンは、小径部が金属製とされ大径部が合成樹脂製とされており、しかも小径部が貫通している小径孔は合成樹脂製の部材に明けてあるので、 2 力所におけるガイドビンの摺動部分は、それぞ

差替え用紙（規則 26) れ合成樹脂と金属との摺動関係を維持でき、したがって、摺動間隙が最小化されても滑らかな滑動を維持でき、ガイドビンに曲げ力が作用しても合成樹脂の部分が直径方向に緩衝効果を発揮し、安定した摺動保持が得られる。

排気通路がなくて前述の小径孔からの空気噴流と受け面との作用により、大径孔内に入った異物を空気噴流で逆流させ、鋼板部品を持ち上げる過渡期に異物を大径孔から排出させることも可能である。

差替え用紙（規則 26)

Claims

請求の範囲

1 電極内の断面円形のガイド孔が小径孔と大径孔から構成されていると共にガイドビンが小径部と大径部から構成され、ガイドビンの小径部と大径部とがそれぞれガイド孔の小径孔と大径孔とに嵌まり込んでおり、ガイドビンが押し下げられると圧縮空気が小径孔と小径部との間の隙間から噴出する形式のものにおいて、ガイドビンの大径部が大径孔にしつくりと嵌まり込んでいるガイド部とされ、ガイド部の端面と大径孔の内端面とが密着するように構成し、ガイド部にはガイドビンの軸方向に空気通路を形成したことを特徴とする溶接用電極。

2 ガイド孔の小径孔と大径孔との間に中径孔を形成することによつて大侄孔が少なくとも二段型とされ、ガイドビンの小径部と大径部との間に中径部を形成することによってガイド部の端面が主端面と副端面との少なくとも二段型とされ、大径孔の内端面はガイド部の主端面と副端面のいずれかまたは両方が密着する主内端面と副内端面とされていることを特徴とする請求項 1 の溶接用電極。

3 ガイド孔内の中径孔内にガイドビンの中径部がしっくりと嵌まり込んでおり、この嵌まり込みの軸方向の長さは溶接時にガイドビンが後退させられる長さよりも短く設定してあることを特徴とする請求項 2の溶接用電極。

4 空気通路がガイド部の外周面に平面部を設けることによって形成されていることを特徴とする請求項 1の溶接用電極。

5 空気通路がガイド部の外周面に平面部を設けることによって形

差替え用紙（規則 26) 成されていることを特徴とする請求項 2の溶接用電極。

6 空気通路がガイド部の外周面に凹溝を設けることによって形成されていることを特徴とする請求項 1 の溶接用電極。

7 ガイドビンの小径部は金属製とされ、大径部は合成樹脂製とされ、電極は導電性の良好な金属製とされていることを特徴とする請求項 1の溶接用電極。

8 板状部品の孔に貫通する金属製のガイド部とこのガイド部と一体の非金属製のシール部から成るものにおいて、シール部はガイド部よりも大径の保護部とそれに連なるテ一パ状の着座部とさらにそれに連なる基部から構成され、保護部と基部の外周部にはそれぞれ電極のガイド孔との間に通気空隙が設置されていることを特徴とする溶接用電極のガイドビン。

9 ガイド部が中空になっていることを特徴とする請求項 8の溶接用電極のガイドビン。

1 0 電極のガイド孔内に挿入された進退可能なガイドビンがガイド孔内を摺動する大径部と電極から突き出て相手方部品の位置決めをする小径部で構成されていると共にガイドビンが押し込まれるとガイドビンの外周部から空気が噴出される形式のものにおいて、小径部が貫通しているガイド孔が大径孔と小径孔で構成され、大径孔と電極外部とを連通する排気通路が電極に形成されていることを特徴とする溶接用電極。

1 1 大径孔と小径孔との内径差により環状の受け面を設け、この

差替え用紙（規則 26) 受け面の近くに排気通路を開口させ、大径孔に進入してきたスパッ夕等の異物を受け面に衝突させ、小径孔から排気通路への空気流によつて電極外部へ異物を排出することを特徴とする請求項 1 0の溶接用電極。

1 2 ガイドビンはその大径部がガイド孔内を摺動していることと、小径部が小径孔において著しく小さな摺動間隙とされていることにより、実質的にガイドビンが 2点支持の形態とされていることを特徴とする請求項 1 0の溶接用電極。

1 3 ガイドビンは小径部が金属製とされているとともに大径部が合成樹脂製とされ、小径部が貫通している小径孔は合成樹脂製の部材に形成されていることを特徴とする請求項 1 0の溶接用電極。

1 4 電極のガイド孔内に挿入された進退可能なガイドビンがガイド孔内を摺動する大径部と電極から突き出て相手方部品の位置決めをする小径部で構成されたものにおいて、小径部が貫通しているガィド孔が大径孔と小径孔で構成され、大径孔と小径孔との内径差により環状の受け面が設けられていることを特徴とする溶接用電極。

差替え用紙（規則 26)