JP2000515430A - スタッド溶接用コレット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 スタッド溶接用の新規な調節自在コレットは、作業面にスタッドを溶接している間、さまざまな形状、寸法、向きになっているスタッドをしっかりと捕捉するように電気的に連動する複数の顎を有する。この調節自在コレットはスタッドによりよく接触するようにされているので、アーチングその他の欠陥溶接のおそれを減少させることができる。コレットとスタッドとのスライディング接触量を減少させることもできるからコレットの早すぎる装着を回避することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】 スタッド溶接用コレット 発明の背景 発明の属する分野 本発明は電気アーク溶接の１形式、スタッド溶接に関する。実際行うときは、 金属製の一種の締結体、スタッドを、スタッド溶接具（ガン）の銃身に存在する 電気作動のコレット中に装填して、一般に仕事面と呼ばれる結合面に保持し位置 決めする。電源につなぐとスタッドの先端と金属製の仕事片の結合面間にアーク が形成される。アークはスタッドの先端と仕事片の接合面とを溶かす。ガンに装 備されている計時器がアーク発生時間を測り、溶接完了時にはスタッドを接合面 にある溶解プール中に放出して仕事片に溶接を完了させる。 調節自在なコレットを改良しなければならない理由は複数ある。明らかな理由 は多用途性である。溶接具はスタッドを最適に保持することができるように合理 的範囲内でさまざまな形状、寸法のスタッドを自由に取り扱うことができなけれ ばならない。スタッドの大きさがコレットの使用可能範囲を限定するようなこと があってはならない。したがってさまざまな形状、寸法のスタッドを取り扱うこ とができるように調節することができるコレットがあれば、仕事上大きな利便を もたらす。 しかも、特殊な形状、寸法のスタッドに「指先的保持」が可能な伝統的なシリ ンダ形コレットにとって、コレットの耐用年数を削減し、コレットが経年劣化す るにつれて溶接の質を落としてしまうことは珍しいことではない。逆に固定的な コレットにとっては、コレット中へスタッドを入れるとき及び溶接されたスタッ ドからコレットを引き抜くときの運動摩擦の結果、当然ながらコレットの摩耗が 激しい。こうした反復運動は伝統的な固定的コレットの内面を摩滅し、スタッド を保持するテンション手段を弱めるから保持が不完全になり、時間経過につれ、 コレット、スタッド間の接触が偶然的以上のものでなくなってくるおそれがある 。コレット、スタッド間の確実な接触を保証するぴったりとした保持以外のもの は、 周辺部をアークしてしまうおそれを増し、スタッドの先端と仕事面間に発生させ るべきアークの濃度や質を低下させることになる。こうした周辺部におけるアー クは早晩、摩耗をいや増すことになり、ひいてはアークをも増し、やがてコレッ トの耐用年数を早めて交換されなければならなくなる。 ほとんどのコレット製造業者は固定型コレットの欠点について十分認識してい ない。しかし先行特許発明の中には、コレットの耐用年数を延ばし、多用途性を 増大させることを示唆するものもある。 従来技術 一般に、仕事面へスタッドを取り付けるためのコレットは、溶接前に取り付け 領域近傍に溶接スタッドを保持するように構成されたスタッド溶接用ガンに使う 筒形の電極となっている。従来、この種の筒形電極は、外壁を堅牢にして、スタ ッドを握るコレットの一端に複数の公差が少ない「指」を備えた、僅かな多用途 性しかもたない機械であった。 Taylorに付与された米国特許第4,027,136号は、製造が比較的容易で安価な、 改良型のコレットと言われる自動溶接装置について記載している。これはスロッ トと、スタッドを掴む柔軟な指とを備え、溶接工程で撥ね散らされる塵の収拾を 最少限にするよう、前面の面積が小さくされ、これによって好ましくないアーク のおそれを減らそうとしている。 またEttingerに付与された米国特許第4,163,888号は、スタッドを握るコレッ トを備えたアーク溶接装置について記載する。このコレットの下端にはスタッド を受けて握るバネ様の複数の「指」があり、上端には調節ネジを受けることがで きるように内側にネジが切られていて、コレットに出入りしてコレットから伸び るスタッドのその出入り箇所の長さを調節可能にされ、長さのさまざまに異なる スタッドを使えるようになっている。 発明の概要 本発明の調節自在コレットは、仕事面への取り付けを困難にするおそれがある ような、さまざまな形状、大きさ、また、いろいろな方向に提供されるスタッド を溶接するのに使えるよう、従来の同種装置とは違う改良された調節自在コレッ トとしている。すなわち本願の調節自在コレットは、電気作動する複数の顎を有 し、各顎は溶接されるべきスタッドに当接する面を少なくとも一つと、顎を開閉 してスタッドを上記当接面間に保持する機能の、該顎に連携させられた調節手段 と、を備えている。 図面の簡単な説明 図１は調節自在コレットの顎が開いている状態のロック機構の側面図である。 図２は調節自在コレットの顎が閉じている状態のロック機構の側面図である。 図３は図２の状態の平面図である。 図４は調節自在コレットの顎が開いている状態の平面図である。 図５は調節自在コレットの顎が閉じている状態の平面図である。 図６は図５の状態の側面図である。 図７は「ハサミ作動］調節手段を備えた調節自在コレットの顎が開いた状態の 平面図である。 図８は「ハサミ作動」調節手段を備えた調節自在コレットの顎が閉じた状態の 平面図である。 図９は図７及び図８の状態の側面図である。 図１０はターンバックル及びトグルの調節手段が取り付けられた調節自在コレ ットの平面図である。 図１１はモータ動力の調節手段が取り付けられた調節自在コレットの平面図で ある。 好ましい実施例 ここに記載の調節自在コレットは図面を参照して評価され記述されるときよく 理解される。図１は仕事面１７に溶接されようとしているスタッド１５に近接し ている調節自在コレット１０を示す。コレット１０は開いていてスタッド１５と 接触していない。コレット１０は、スタッド１５に平行、かつ、互いに平行な一 対の顎１１、１２を有する。各顎１１、１２は導電線１６経由で供給される電力 で作動するもので、スタッド１５に接する当接面１３、１４を備えている。導電 線１６は通例、顎１１、１２に高アンペアの電流を通すことができるように設計 されていて、顎１１、１２は電流を受けると当接面１３、１４を介してスタッド １５に通電し、スタッド１５の先端を仕事面１７に最終的に溶接する。すべての 溶接スタッド１５は、その材質、成分、形状、寸法の如何に拘わらず、直流電源 によって溶接される。電源条件はスタッド１５の直径面積に比例して変わるが、 ファスナの長さは特に関係するものではない。 捕捉を安定化し溶接の質を最大限向上させるため、顎１１、１２はスタッド１ ５の周囲から等間隔に配置されていなければならない。例えばコレットが一対の 顎１１、１２を備えたものであるなら、正反対に対向していなければならない。 スタッド１５に対して当接面１３、１４を離したり着けたりするように顎１１ 、１２を開閉させるため、各顎１１、１２は一対のリンク３１、３２に接続され ている。こうして顎１１、１２、ひいてはコレットが調節自在なものになってい る。リンク３１、３２は各リンクの中央部を貫通する固定ピン２４によって互い に連結され、各リンク３１、３２はピボットピン２５によって顎１１、１２を対 角線上に連結している。本実施例において顎１１、１２がスタッド１５を掴んだ り離したりできるようにするには、２個の顎１１、１２とリンク３１、３２との 結合が固定されたときより幾分小さくされていなければならない。これは顎１１ 、１２に穿設されたスロット１８、１９によって達成される。すなわちスロット １８、１９は、本実施例において、顎１１、１２がスタッド１５周りを開閉する ときピン２４に貫通されている２個のリンク３１、３２が適宜位置を変えること を可能にしている。 顎１１、１２ならびにスタッド１５に対する当接面１３、１４を一時的に確保 するため、ターンバックルリンク２０とリンク２６とを調節手段に固定すること ができる。作業上はリンク２６を調節リンク２０に連結しているニー[knee]にか けられる小さな力が調節リンク２１をリンク２６に揃えるように動かし、顎１１ 、１２および当接面１３、１４がスタッド１５を掴まえてロックする。このロッ クはターンバックル２０とリンク２６との整列を崩せば、顎１１、１２が開いて 解除される。 ターンバックル２０は勿論、直径がさまざまな大きさのスタッド１５を掴まえ られるように調節可能である。ターンバックル２０の調節はボルト２３に係合す るナット２２を回して行う。ボルト２３は正逆両方向にネジ山形成されていて、 ナット２２を回すと調節リンク２１を互いに近づけるか遠ざけるかする。 本発明の調節自在コレットの他の実施例を図７〜１１に示す。本実施例では顎 １１、１２が一対のピボットによって「ハサミ作動」状に遠近動作する。閉じら れると顎１１、１２はスタット１５をロックして保持するように構成されている 。ここに記載のロック機構のほかにも、スタッド１５に対する顎１１、１２の保 持を可能にするものとして付勢方法、レバー利用、カム構造、テーパーロック方 式などが考えられる。図１０において調節手段およびロック機構は、ナット２２ を回せば顎１１、１２を開閉するように組合せられ、さらに回せば（締め付けれ ば）閉じた顎１１、１２をスタッド１５にしっかりとロックするようにされてい る。図１１は、モータを導入して上記スタッド１５に対する顎１１、１２の保持 をさらに確実に行えるようにしたものを示している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電気作動する複数個の顎であって、各顎はスタッドに当接する少なくとも １個の当接面を備えたものと、 該顎を開閉し上記各々の当接面間にスタッドを保持する、該顎に連携させら れた調節手段と、 を有することを特徴とするスタッド溶接用の調節自在コレット。 ２．調節手段が閉じられた後に顎およびスタッドを固定された状態に保持するロ ック機構を含むことを特徴とする請求項１に記載のスタッド溶接用の調節自在 コレット。 ３．顎が一対である請求項１に記載のスタッド溶接用の調節自在コレット。 ４．一対の顎が対向してスタッドを保持するように配置されている請求項３に記 載のスタッド溶接用の調節自在コレット。 ５．電気作動する複数個の顎であって、各顎はスタッドに当接する少なくとも １個の当接面を備えたものと、 該顎を開閉し上記各々の当接面間にスタッドを保持する、該顎と連携する調 節手段と、 を有するスタッド溶接装置と連携して調節自在にされたコレット。