JP6751519B1 - 電気抵抗溶接電極 - Google Patents

Abstract

【課題】電気抵抗溶接電極において、射出成型によって、ガイドピンと、摺動部材が一体化されたものにおいて、摺動部材の薄い箇所の摩耗量を少なくして、ガイドピンの傾斜角度を小さくすること。【解決手段】耐熱硬質材料製ガイドピン１６と絶縁性合成樹脂材料製摺動部材１５を一体化し、摺動部材１５にインサート部１７と延長部１８を設け、延長部１８の厚さをインサート部１７の厚さよりも薄くし、延長部１８に空気通路２２を形成することにより、薄肉変形部３０を形成し、延長部１８が熱膨張をしたとき、薄肉変形部３０の表面２３を空気通路２２側に膨出させるように構成した。【選択図】図６

Description

この発明は、金属材料またはセラミック材料などの耐熱硬質材料で構成されたガイドピンと、絶縁性合成樹脂材料で構成された摺動部材を一体化した部材が、電極本体内に摺動可能な状態で組み込まれた電気抵抗溶接電極に関する。

特開２０１７−２１７６９６公報に記載された発明は、私達が発案したものである。この発明は、射出成型によって、断面円形の金属製のガイドピンと、断面円形の合成樹脂製の摺動部材が一体化され、摺動部材の部分が電極本体のガイド孔に摺動状態ではめ込まれている。

特開２０１７−２１７６９６公報

上記特許文献１記載の構造では、金型に合成樹脂材料を射出してガイドピンを鋳ぐるむ、いわゆるインサート成型によって、ガイドピンと摺動部材の一体化がなされている。このようなインサート成型においては、ガイドピンと摺動部材の結合剛性を所定値に維持するために、インサート部における合成樹脂の肉厚が厚く設定されている。

その後の検討において、つぎのような問題に気付いた。すなわち、射出成型によってガイドピンと摺動部材が一体化されている場合においては、上記のような厚さが摺動部材の全長にわたって均一に維持されているために、摺動部材が加熱されて膨張すると、膨張量は一層増大し、そのために電極本体のガイド孔内面に対して、摺動部材が全長にわたって一層強く加圧される。このような増大した膨張量のもとで摺動すると、摺動摩耗量が多くなり、摺動部材が常温に戻ったり、溶接回数減少による低温化が生じたりすると、摺動部材とガイド孔の間の隙間が過大になる。摺動部材全域にわたって過大隙間になるので、電極の中心軸線に対する摺動部材やガイドピンの傾きが大きく現れ、鋼板部品と電極の相対位置に大きな狂いが発生し、溶接精度向上にとって不都合なこととなる。

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、射出成型によって、断面円形の金属製のガイドピンと、断面円形の合成樹脂製の摺動部材が一体化されたものにおいて、摺動部材に厚さの薄い箇所を形成して、この薄い箇所の摩耗量を少なくして、ガイドピンの傾斜角度を小さくすることを目的としている。

請求項１記載の発明は、
電極本体の端面から突出し鋼板部品の下孔を貫通する断面円形のガイドピンが、金属材料またはセラミック材料などの耐熱硬質材料で構成され、
電極本体のガイド孔に摺動できる状態で嵌め込まれている断面円形の摺動部材が、絶縁性合成樹脂材料で構成され、
ガイドピンと摺動部材の一体化は、摺動部材を射出成型する際のインサート成型によって行われ、
摺動部材は、ガイドピンがインサートされているインサート部と、インサート部に連続している円筒状の延長部と、インサート部と延長部の境界部に形成されているとともに、ガイドピンの端面が密着している断熱部によって構成され、
摺動部材にインサートされるガイドピンの表面に、微細な凹凸形状部が形成されており、
ガイドピンの直径方向で見た延長部の厚さは、インサート部の厚さよりも薄く設定してあり、
摺動部材の外周面に平面部を形成して、電極本体の通気孔からガイド孔に流入した冷却空気の空気通路を構成し、
冷却空気の空気通路の形成によって、延長部に薄肉変形部を形成し、
延長部が加熱されたときに、薄肉変形部が形成されていない非薄肉変形部の円周方向の膨張力が薄肉変形部の両側に作用することにより、薄肉変形部の表面が空気通路内へ膨出するように構成して、熱膨張時の延長部におけるガイド孔内面に対する加圧力が、熱膨張時のインサート部におけるガイド孔内面に対する加圧力よりも小さくなるようにして、延長部における摺動摩耗量をインサート部における摺動摩耗量よりも少なくなるように構成したことを特徴とする電気抵抗溶接電極である。

鋼板部品に部品を電気抵抗溶接で溶接するときの溶融熱は、鋼板部品から電極本体を経て摺動部材に伝熱されるのと同時に、ガイドピンから摺動部材に伝熱される。摺動部材への伝熱状態は、ガイドピンがインサートされているインサート部から、インサート部に連続している円筒状の延長部に及ぶのであるが、電極の中心軸線方向で見た温度分布は、インサート部が溶融部位に近いこともあって、インサート部の方が延長部よりも高温となる。

インサート部においては、中心側にガイドピンが存在しているので、熱膨張時のインサート部における直径方向の力は、ガイド孔の内面に対して強く作用する。さらに、ガイドピン自体の膨張が加算されるので、ガイド孔内面への加圧力が高くなる。そして、インサート部においては、ガイドピンからも受熱する。

上述のような加熱現象により、インサート部では電極の使用時と非使用時における温度の高低差が大きくなり、インサート部の伸縮量も大きくなる。このような環境におかれたインサート部の摩耗は、大きな摩耗量となる。

延長部は円筒状とされ、内部が空間とされている。これに加えて、インサート部と延長部の境界部に形成されているとともに、ガイドピンの端面が密着している断熱部が配置してあるので、延長部への伝熱量はインサート部への伝熱量よりも少なくなる。

本願発明においては、ガイドピンの直径方向で見た延長部の厚さは、インサート部の厚さよりも薄く成型されている。このような薄い延長部に加えて、空気通路用の平面部を摺動部材に設けて、さらに薄い薄肉変形部が延長部に形成されている。したがって、延長部が加熱されたときに、薄肉変形部が形成されていない非薄肉変形部の円周方向の膨張力が薄肉変形部の両側から作用して、薄肉変形部の表面が空気通路内へ膨出し、熱膨張時の延長部におけるガイド孔内面に対する加圧力が、熱膨張時のインサート部におけるガイド孔内面に対する加圧力よりも小さくなる。このため、延長部における摺動摩耗量がインサート部における摺動摩耗量よりも大幅に少なくなる。

延長部が膨張すると、非薄肉変形部において直径方向に作用する力が、ガイド孔の内面に対して作用する。このような力成分は、非薄肉変形部の円周方向の膨張力に変換される。非薄肉変形部の円周方向の膨張力が薄肉変形部の両側から作用して、薄肉変形部の表面が空気通路の空間側へ膨らんだ状態で張り出した変形を行う。熱膨張で延長部をガイド孔内面に押し付ける力は、薄肉変形部の空気通路への張り出し変形のために分散した状態になるので、インサート部よりも大幅に小さなものとなる。

上述のような現象から、インサート部において摩耗が進行しても、延長部における摩耗がわずかな量となるか、あるいは実質的に摩耗ゼロとなる。操業停止などで摺動部材が常温に戻ったり、溶接回数減少による低温化になったりして摺動部材が収縮しても、インサート部とガイド孔間の隙間は大きく存在するが、延長部とガイド孔間の隙間はごくわずかか、あるいは実質的に存在しない状態になる。

したがって、摺動部材全域にわたる摩耗が進行することが防止され、延長部における正常摺動が維持されて、異常な大きさのガイドピンの傾斜が防止される。つまり、特許文献１記載の発明のように、摺動部材全域が異常に多く摩耗をして、常温時や溶接回数減少時に摺動部材全体とガイド孔との間に大きな隙間ができて、摺動部材やガイドピンの傾斜が大きく現れることが防止される。上記のように延長部における正常摺動が維持されているので、摺動部材やガイドピンの傾斜が小さくなる。このようにしてガイドピンの揺動方向の位置ずれが少なくなるので、ガイドピンと鋼板部品の相対位置の狂いが許容範囲内に収まり、溶接品質の向上にとって有効なものとなる。

上述のように、インサート部の熱伸縮量は大きく現れるのであるが、微細な凹凸形状部に合成樹脂材料が食い込んでいるので、インサート部におけるガイドピンと合成樹脂材料の一体性は確実に維持できる。

本願発明は、上述のような電極の発明であるが、以下に記載する実施例から明らかなように、摺動部材局部の熱的変化などを特定した方法発明として存在させることができる。

電極全体の断面図である。 電極の要部の断面図である。 図２の（３）−（３）断面図である。 ガイドピンと凹凸形状部の境界部分を示す断面図である。 ガイドピン単体の斜視図である。 摺動部材の膨張変形を示す部分的な断面図である。 薄肉変形部の変形状態を示す拡大断面図である。 他のガイド部材を示す断面図である。 ガイドピンの揺動角を示す簡略的な側面図である。 ガイドピンの揺動角を示す簡略的な側面図である。

つぎに、本発明にかかる電気抵抗溶接電極を実施するための形態を説明する。

図１〜図９は、本発明の実施例を示す。

最初に、電極本体について説明する。

銅合金製の電極本体１は、円筒状の形状であり、静止部材１１に差し込まれる固定部２と、鋼板部品３が載置されるキャップ部４がねじ部５において結合されている。電極本体１の中心軸線は、符号Ｏ−Ｏで示されている。電極本体１には、断面円形のガイド孔６が形成されている。

固定部２の下部にテーパ部１２が形成され、このテーパ部１２が静止部材１１に設けたテーパ孔に嵌入されるようになっている。固定部２の側部に、冷却用の圧縮空気をガイド孔６に導入する通気口１３が設けてある。

電極本体１は固定電極であり、それに対する可動電極は符号２４で示されている。

つぎに、摺動部材について説明する。

摺動部材１５は、ガイドピン１６がインサートされているインサート部１７と、インサート部１７に連続している円筒状の延長部１８と、インサート部１７と延長部１８の境界部に形成されているとともに、ガイドピン１６の端面１９が密着している断熱部２０によって構成されている。

ガイドピン１６は、ステンレス鋼のような金属材料またはセラミック材料等の耐熱硬質材料で構成されている。摺動部材１５は、耐熱性に優れた絶縁性合成樹脂、例えば、射出成型に適したＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂によって構成されている。ガイドピン１６は、摺動部材１５を射出成型で成型する際に、摺動部材１５に挿入された状態となる。

ガイドピン１６と摺動部材１５は、いずれも断面円形であり、ガイドピン１６は、キャップ部４に設けた通孔８および鋼板部品３の下孔７を相対的に貫通して、鋼板部品３の位置決め機能を果たし、その先端部に嵌め合わされた鉄製のプロジェクションナット９を支持している。そのために、プロジェクションナット９のねじ孔に合致する小径部１０が形成されている。

以下の説明において、プロジェクションナットを単にナットと表現する場合もある。

図６に示すように、インサート部１７は、摺動部材１５の上端からガイドピン１６の下端までの区間Ａに相当する摺動部材１５の部分である。延長部１８は、インサート部１７に連続している円筒状の部分であり、後述の断熱部２０の下端面から延長部１８の下端までの区間Ｂに相当する摺動部材１５の部分である。断熱部２０は、ガイドピン１６の下端部、すなわち端面１９から延長部１８の天井面２１までの区間Ｃに相当する摺動部材１５の部分である。この断熱部２０は、インサート部１７の底部材に相当している。

ガイドピン１６が摺動部材１５に挿入された状態で一体化された、複合構造物が形成されている。この一体化は、摺動部材１５を射出成型によって成型するときになされる。射出成型機の金型空間内に突き出た状態でガイドピン１６を保持し、金型空間に溶融状態の合成樹脂を注入してガイドピン１６が鋳込まれた状態になる。つまり、一般的に採用されているインサート成型である。この合成樹脂は、前述のＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂である。

上記鋳込まれたガイドピン１６と、摺動部材１５の一体性をより強固なものとするために、摺動部材１５にインサートされるガイドピン１６の表面に、微細な凹凸形状部１４が形成されている。この凹凸形状部１４は、ガイドピン１６の表面に化学処理をしたり、塑性変形を付与したりして求めることができる。

ここでは、後者の塑性変形であり、ローレット加工である。回転式金型の表面に微細な凹凸が形成され、これをガイドピン１６の表面に押し付けて回転させ、塑性変形による凹凸形状がえられる。この凹凸形状は、図５などに示すように、傾斜方向の平行な溝をクロスした状態でガイドピン表面に形成し、手で触るとざらざらした感触である。射出成型が完了すると、図４に示すように、凹凸部の突部や谷部の隅々に合成樹脂が行きわたって、ガイドピン１６と摺動部材１５の一体化がなされている。

金型にガイドピン１６をセットするときには、凹凸形状部１４が金型空間に露出した状態とされ、これによって凹凸形状部１４が合成樹脂で鋳込まれるようになる。

摺動部材１５は、ガイド孔６内に実質的に隙間がなくて摺動できる状態で嵌め込んである。通気孔１３から入ってきた冷却空気を摺動部材１５に沿って流通させるために、空気通路２２が形成してある。空気通路２２は、摺動部材１５の外周面に平面部２３を形成して、中心軸線Ｏ−Ｏ方向に形成してある。平面部２３に相当する金型形状が定められており、平面部２３は、射出成型時に型成型で求められる。

図３に示すように、摺動部材１５の４箇所に空気通路２２が形成してあるので、空気通路２２以外の４箇所に円筒面３２が存置され、これがガイド孔６の内面に対してほぼ隙間のない状態で摺動する。なお、摺動部材１５は、可動電極２４が進出動作をして、溶接電流が通電されたときに、電流がナット９の溶着用突起４６から鋼板部品３にのみ流れるように、絶縁機能を果たしている。

ガイドピン１６が通孔８を貫通している箇所において、通孔８とガイドピン１６の間に空隙２６が形成され、冷却空気の空気通路となっている。

ガイドピン１６は、摺動部材１５に挿入された状態で一体化され、通孔８および下孔７を貫通して鋼板部品３の上側に突き出ており、この突き出た箇所にナット９を保持している。

摺動部材１５とガイド孔６の内底面の間に圧縮コイルスプリング２７が嵌め込まれており、その張力が摺動部材１５に作用している。摺動部材１５の下側には、圧縮コイルスプリング２７を受け入れる円形の開口部２８が形成されている。符号２９は、ガイド孔６の内底面に嵌め込んだ絶縁シートである。また、圧縮コイルスプリング２７の張力に換えて、通気口１３から導入した空気圧を利用することも可能である。

つぎに、開閉弁構造部について説明する。

開閉弁構造部４３は、通気口１３から導入された冷却空気を空隙２６へ流すか、あるいは空隙２６への流通を封鎖するかどうかを行うもので、開閉弁機能を果たしている。開閉弁構造部４３は、ガイド孔６の内端面４４に対して、摺動部材１５の端面４５が密着して冷却空気流を遮断したり、端面４５が内端面４４から離れて冷却空気を流したりしている。このように両面４４、４５を確実に密着させて気密性を維持するために、両面４４、４５は、中心軸線Ｏ−Ｏが垂直に交差している仮想平面上に存在している。

摺動部材１５の上側端面が、摺動部材１５側の密着面（端面４５）を構成しており、この密着面は上述のように、中心軸線Ｏ−Ｏが垂直に交差する仮想平面上に存在している。

両面４４、４５の密着は、圧縮コイルスプリング２７の張力で行われており、密着状態では、溶着用突起４６と鋼板部品３の間に空隙Ｌが付与してある。

可動電極２４の進出によって、圧縮コイルスプリング２７を押し縮めながらガイドピン１６が押し下げられると、開閉弁構造部４３が開いて、空気流通の空隙が形成される。これと同時に、溶着用突起４６が鋼板部品３に加圧され、溶接電流が通電される。上記のガイドピン１６の押し下げにより、通気口１３から送り込まれた冷却空気が、ガイド孔６、空気通路２２、開通した開閉弁構造部４３、空隙２６、下孔７を経て流通し、ナット９の溶着部の冷却や、スパッタの進入防止がなされる。

つぎに、インサート部と延長部の厚さについて説明する。

電極の直径方向で見たインサート部１７の厚さＴ１は、図６に示すように、ガイドピン１６と摺動部材１５の結合剛性を適正に維持できる値に設定してある。厚さＴ１は、熱膨張の観点からすると、厚すぎるのであるが、ガイドピン１６と摺動部材１５の結合剛性を適正に維持することを主眼にして、厚く設定されている。後述するが、このために、インサート部１７の熱膨張量が大きくなり、摩耗量も増大する。

延長部１８の厚さＴ２は、熱膨張時に直径方向に働く力の強さを低減することを意図して設定してあり、インサート部１７の厚さＴ１よりも薄く設定してある。図７から明らかなように、平面部２３を形成することによって、空気通路２２がガイド孔６の内面との間に形成されるとともに、延長部１８に薄肉変形部３０が形成されている。

延長部１８が加熱されたときに、薄肉変形部３０が形成されていない非薄肉変形部３１の円周方向の膨張力が、矢線３３で示すように、非薄肉変形部３１に発生する。この矢線３３で示す円弧状の膨張力が薄肉変形部３０の両側に作用して、薄肉変形部３０の表面、すなわち上記平面部２３が空気通路２２内へ膨出する。このような膨出によって、延長部１８がガイド孔６の内面を押す力が小量化される。したがって、熱膨張時の延長部１８におけるガイド孔６の内面に対する加圧力が、熱膨張時のインサート部１７におけるガイド孔６の内面に対する加圧力よりも小さくなる。

このため、延長部１８における摺動摩耗量がインサート部１７における摺動摩耗量よりも大幅に低減する。薄肉変形部３０の表面が膨らんで張り出した形状が、２点鎖線で示した膨張線３４で示されている。膨張線３４で示された緩やかなほぼ円筒状の膨らみは、中心軸線Ｏ−Ｏ方向に連続した状態になっている。

延長部１８が膨張すると、非薄肉変形部３１において直径方向に作用する力が矢線３５のように、ガイド孔６の内面に対して作用する。このような矢線３５で示される力成分は、薄肉変形部３０が形成されていない非薄肉変形部３１の円周方向の膨張力（矢線３３）に変換される。この矢線３３で示す円周方向の力が非薄肉変形部３１から薄肉変形部３０の両側に作用して、薄肉変形部３０の表面（平面部２３）が空気通路２２の空間側へ膨らんだ状態で張り出した変形を行う。すなわち、膨張線３４のような形状となる。熱膨張で延長部１８がガイド孔６の内面を押し付ける力は、薄肉変形部３０の空気通路２２への張り出し変形のために変換あるいは分散した状態になるので、インサート部１７のそれよりも大幅に小さなものとなる。

可動電極２４によって加圧が繰り返されるので、摺動部材１５が新品の間は、摺動部材１５の全長域にわたって摺動摩耗が進行するが、延長部１８においては膨張量が少ないので、摺動回数の少ない早い時期に摺動摩耗が進行しなくなる。しかし、インサート部１７においてはその肉厚が大きく、膨張量が図６に符号３７で示すように、大きくなっているので、可動電極２４による摺動回数が増大しても摺動摩耗が継続する。つまり、インサート部１７は延長部１８よりも肉厚が大きいので、ガイド孔６の内面を加圧する期間が長期化され、摺動摩耗が長期にわたって継続し、摩耗量は延長部１８よりも遥かに多くなる。このような状態で摺動部材１５が溶接稼働の停止で常温に戻ったり、溶接回数が低減したりすると、温度が低下して摺動部材１５の収縮し、図９に示すように、インサート部１７の直径が延長部１８の直径よりも小さくなる。

このようなガイド孔６の内面に対する加圧力が、インサート部１７において大きく現れ、延長部１８において小さく現れるので、延長部１８の摺動摩耗量はインサート部１７の摺動摩耗量はよりもはるかに小さな値となる。

さらに、図６に示すように、延長部１８が膨張すると、その内側には２点鎖線で示すように、内向き膨張部３６が形成される。この内向き膨張部３６は、延長部１８の端部に向かって次第に大きくなっている。延長部１８は、インサート部１７よりも薄肉とされているので、このような内向きの膨張現象がえられて、延長部１８のガイド孔６の内面に対する加圧力が一層低減される。なお、内向き膨張部３６は理解しやすくするために、誇張して図示されている。

つぎに、ガイドピンの揺動について説明する。

図６に２点鎖線で示すように、インサート部１７の膨張量の大きな膨張部３７によって、この部分の摺動摩耗量が増大する。一方、延長部１８には、延長部１８の小さな膨張量によってほとんど目視できないような摺動摩耗量が形成される。稼働停止による常温化や溶接回数減少による低温化によって、摺動部材１５が収縮したときには、インサート部１７と延長部１８の外形状態が、図９に示されている。延長部１８とガイド孔６の内面との間の間隙はほとんどゼロに近く、隙間のない状態で擦れている。したがって、中心軸線Ｏ−Ｏに対するガイドピン１６の傾き角度θ１はごく微量なものとなっている。

延長部１８の下端片側は、接点３９においてガイド孔６の内面に点接触をし、延長部１８の上端他側は、接点４０においてガイド孔６の内面に点接触をしている。このとき、インサート部１７の上端はガイド孔６との間に空隙があり、ガイド孔６の内面には接触していない。

他方、前述のように、すなわち特許文献１記載の発明のように、摺動部材１５の厚さが全長にわたって均一に維持されているために、摺動部材１５が加熱されて膨張すると、膨張量は一層増大し、そのために電極本体１のガイド孔６の内面に対して、摺動部材１５が全長にわたって一層強く加圧される。このような増大した膨張量のもとで強制的に摺動すると、摺動摩耗量が多くなり、摺動部材１５が常温に戻ったり、溶接回数減少による低温化が生じたりすると、摺動部材１５とガイド孔６の間の隙間が過大になる。

摺動部材１５全域にわたって過大隙間になるので、電極の中心軸線Ｏ−Ｏに対する摺動部材１５やガイドピン１６の傾きが大きく現れる。符号４１は、ガイド孔６の内面に対する下側の接点であり、符号４２は、ガイド孔６の内面に対する上側の接点を示す。この傾き角度は、図１０においてθ２で示されている。したがって、鋼板部品３の下孔７にガイドピン１６が強く接触したりして、鋼板部品３と電極本体１の相対位置に大きな狂いが発生し、溶接精度向上にとって不都合なこととなる。

つぎに、変形例を説明する。

図８に示した変形例は、ガイドピン１６がプロジェクションボルト４７に対応したものである。プロジェクションボルト４７は、雄ねじが切られた軸部４８と、それと一体に形成されている円形のフランジ４９と、フランジ４９の下面に形成された溶着用突起５０によって構成されている。ガイドピン１６は、軸部４８を挿入するために、受入孔５１が形成された中空ピンの形状とされている。以下の説明において、プロジェクションボルトを単にボルトと表現する場合もある。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の事例と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。摺動部材１５の熱膨張や摺動摩耗なども、先の事例と同じである。

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。

鋼板部品３にナット９やボルト４７を電気抵抗溶接で溶接するときの溶融熱は、鋼板部品３から電極本体１を経て摺動部材１５に伝熱されるのと同時に、ガイドピン１６から摺動部材１５に伝熱される。摺動部材１５への伝熱状態は、ガイドピン１６がインサートされているインサート部１７から、インサート部１７に連続している円筒状の延長部１８に及ぶのであるが、電極の中心軸線Ｏ−Ｏ方向で見た温度分布は、インサート部１７が溶融部位に近いこともあって、インサート部１７の方が延長部１８よりも高温となる。

インサート部１７においては、中心側にガイドピン１６が存在しているので、熱膨張時のインサート部１７における直径方向の力は、ガイド孔６の内面に対して強く作用する。さらに、ガイドピン１６自体の膨張が加算されるので、ガイド孔６の内面への加圧力が高くなる。そして、インサート部１７においては、ガイドピン１６からも受熱する。

上述のような加熱現象により、インサート部１７では電極の使用時と非使用時における温度の高低差が大きくなり、インサート部１７の伸縮量も大きくなる。このような環境におかれたインサート部１７の摩耗は、大きな摩耗量となる。

延長部１８は円筒状とされ、内部が空間とされている。これに加えて、インサート部１７と延長部１８の境界部に形成されているとともに、ガイドピン１６の端面１９が密着している断熱部２０が配置してあるので、延長部１８への伝熱量はインサート部１７への伝熱量よりも少なくなる。

本実施例においては、ガイドピン１６の直径方向で見た延長部１８の厚さＴ２は、インサート部１７の厚さＴ１よりも薄く成型されている。このような薄い延長部１８に加えて、空気通路２２用の平面部２３を摺動部材１５に設けて、さらに薄い薄肉変形部３０が形成されている。したがって、延長部１８が加熱されたときに、薄肉変形部３０が形成されていない非薄肉変形部３１の円周方向の膨張力が薄肉変形部３０の両側から作用して、薄肉変形部３０の表面２３が空気通路２２内へ膨出し、熱膨張時の延長部１８におけるガイド孔６の内面に対する加圧力が、熱膨張時のインサート部１７におけるガイド孔６の内面に対する加圧力よりも小さくなる。このため、延長部１８における摺動摩耗量がインサート部１７における摺動摩耗量よりも大幅に少なくなる。

延長部１８が膨張すると、非薄肉変形部３１において直径方向に作用する力３５が、ガイド孔６の内面に対して作用する。このような力成分３５は、非薄肉変形部３１の円周方向の膨張力に変換される。非薄肉変形部３１の円周方向の膨張力が薄肉変形部３０の両側から作用して、薄肉変形部３０の表面２３が空気通路２２の空間側へ膨らんだ状態で張り出した変形を行う。熱膨張で延長部１８をガイド孔６の内面に押し付ける力３５は、薄肉変形部３０の空気通路２２への張り出し変形のために分散した状態になるので、インサート部１７よりも大幅に小さなものとなる。

上述のような現象から、インサート部１７において摩耗が進行しても、延長部１８における摩耗がわずかな量となるか、あるいは実質的に摩耗ゼロとなる。操業停止などで摺動部材１５が常温に戻ったり、溶接回数減少による低温化になったりして摺動部材１５が収縮しても、インサート部１７とガイド孔６の間の隙間は大きく存在するが、延長部１８とガイド孔６の間の隙間はごくわずかか、あるいは実質的に存在しない状態になる。

したがって、摺動部材１５全域にわたる摩耗が進行することが防止され、延長部１８における正常摺動が維持されて、異常な大きさのガイドピン１６の傾斜が防止される。つまり、特許文献１記載の発明のように、摺動部材１５全域が異常に多く摩耗をして、常温時や溶接回数減少時に摺動部材１５全体とガイド孔６との間に大きな隙間ができて、摺動部材１５やガイドピン１６の傾斜が大きく現れることが防止される。上記のように延長部１８における正常摺動が維持されているので、摺動部材１５やガイドピン１６の傾斜が小さくなる。このようにしてガイドピン１６の揺動方向の位置ずれが少なくなるので、ガイドピン１６と鋼板部品３の相対位置の狂いが許容範囲内に収まり、溶接品質の向上にとって有効なものとなる。

上述のように、インサート部１７の熱伸縮量は大きく現れるのであるが、微細な凹凸形状部１４に合成樹脂材料が食い込んでいるので、インサート部１７におけるガイドピン１６と合成樹脂材料の一体性は確実に維持できる。

上述のように、本発明によれば、電気抵抗溶接電極において、射出成型によって、ガイドピンと、摺動部材が一体化されたものにおいて、摺動部材に厚さの薄い箇所を形成して、この薄い箇所の摩耗量を少なくして、ガイドピンの傾斜角度を小さくする。したがって、熱膨張にかかわらず動作信頼性の良好な電気抵抗溶接電極がえられて、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。

１ 電極本体
３ 鋼板部品
６ ガイド孔
９ プロジェクションナット
１４ 凹凸形状部
１５ 摺動部材
１６ ガイドピン
１７ インサート部
１８ 延長部
１９ 端面
２０ 断熱部
２２ 空気通路
２３ 平面部
２６ 空隙
３０ 薄肉変形部
３１ 非薄肉変形部
３４ 膨張線
３６ 内向き膨張部
３７ 膨張部
４７ プロジェクションボルト
Ｏ−Ｏ 中心軸線
θ１ ガイドピンの傾き角度
θ２ ガイドピンの傾き角度
Ｔ１ インサート部の厚さ
Ｔ２ 延長部の厚さ

Claims (1)

1. 電極本体の端面から突出し鋼板部品の下孔を貫通する断面円形のガイドピンが、金属材料またはセラミック材料などの耐熱硬質材料で構成され、
   電極本体のガイド孔に摺動できる状態で嵌め込まれている断面円形の摺動部材が、絶縁性合成樹脂材料で構成され、
   ガイドピンと摺動部材の一体化は、摺動部材を射出成型する際のインサート成型によって行われ、
   摺動部材は、ガイドピンがインサートされているインサート部と、インサート部に連続している円筒状の延長部と、インサート部と延長部の境界部に形成されているとともに、ガイドピンの端面が密着している断熱部によって構成され、
   摺動部材にインサートされるガイドピンの表面に、微細な凹凸形状部が形成されており、
   ガイドピンの直径方向で見た延長部の厚さは、インサート部の厚さよりも薄く設定してあり、
   摺動部材の外周面に平面部を形成して、電極本体の通気孔からガイド孔に流入した冷却空気の空気通路を構成し、
   冷却空気の空気通路の形成によって、延長部に薄肉変形部を形成し、
   延長部が加熱されたときに、薄肉変形部が形成されていない非薄肉変形部の円周方向の膨張力が薄肉変形部の両側に作用することにより、薄肉変形部の表面が空気通路内へ膨出するように構成して、熱膨張時の延長部におけるガイド孔内面に対する加圧力が、熱膨張時のインサート部におけるガイド孔内面に対する加圧力よりも小さくなるようにして、延長部における摺動摩耗量をインサート部における摺動摩耗量よりも少なくなるように構成したことを特徴とする電気抵抗溶接電極。