JP4199400B2

JP4199400B2 - スタッド溶接機

Info

Publication number: JP4199400B2
Application number: JP36797399A
Authority: JP
Inventors: 健山中
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 1999-12-24
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2019-12-24
Also published as: JP2001179455A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スタッドを着脱自在に保持する保持具を有し、且つ、保持具をスタッドの軸線方向に移動させるための保持具駆動機構が内蔵された本体と、本体に連設された把手と、保持具に保持されたスタッドの近傍において母材に当接させることにより本体の位置決めを行う脚体とを備えたスタッド溶接機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種スタッド溶接機は、本体と把手とからなる全体の形状が銃によく似ているところから、一般にスタッド溶接ガンと呼ばれており、作業者が把手を握り持って、本体を一定姿勢に維持しながら、溶接作業を行うように構成されている。
【０００３】
スタッド溶接機の本体に内蔵される保持具駆動機構には、特開平７−９１４６号公報に例示されているとおり、保持具に装着したスタッドの母材側への移動を圧縮バネによって行い、スタッドの母材からの引上げ移動をソレノイドによって行う形式と、モータの回転運動を直線運動に変換する伝動機構を備え、保持具に装着したスタッドの少なくとも母材側への移動をモータ出力によって行う形式と、保持具に装着したスタッドの少なくとも母材側への移動をリニアモータの出力によって行う形式とがある。
【０００４】
何れの形式においても、保持具駆動機構の制御回路の働きで、スタッドの先端を母材の
溶接すべき位置に一旦、接触させた状態から自動的にスタッドを母材から引き上げると共に、スタッドの先端と母材との間に所要時間アークを発生させ、母材の溶融池が形成された時点で、スタッドを自動的に所定距離下降させることにより、溶融池にスタッドの先端を押し込み、スタッドの溶接を完了するように構成されている。
【０００５】
しかしながら、従来のスタッド溶接機（スタッド溶接ガン）では、作業者が把手を握り持って、本体を一定姿勢に維持しているため、作業者の顔が本体近く（本体の延長線近く）にあることが必要であり、実用上、把手の長さには限界がある。
【０００６】
従って、溶接可能な範囲は自ずと限られており、例えば、把手を長く形成して遠くの位置にスタッドを溶接したり、床に腹這いになって、母材と障害物とで挟まれた狭小なスペースにスタッド溶接機の本体を差し込んで、スタッドを溶接するといった作業は不可能であった。
【０００７】
尚、スタッド溶接機（スタッド溶接ガン）の本体に装備されているスタッドの保持具に、保持具と同様なスタッド保持手段を備えたアタッチメントを取り付けることによって、通常のスタッド溶接ガンを用いて、金属部材（母材）における凹んだ狭い部分にスタッドを溶接できるようにしたスタッド溶接治具は、特開平８−３０９５４１号公報によって提案されている。
【０００８】
しかしながら、このスタッド溶接治具を使用しても、これを取り付けるスタッド溶接機自体は、作業者が把手を握り持って、本体を一定姿勢に維持する通常のスタッド溶接ガンであるから、作業者の顔が本体近く（本体の延長線近く）にあることが必要である。従って、溶接可能な範囲が限られることになり、把手を長く形成して遠くの位置にスタッドを溶接することは、実際上、不可能であり、Ｈ型鋼の上下フランジの相対向する面にスタッドを溶接する場合などに適用できるに過ぎない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の現状に鑑み、本発明は、母材と対向する位置にある障害物を利用してスタッド溶接機の本体を一定姿勢に維持できるようにすることによって、作業者の顔が本体近く（本体の延長線近く）にある必要性をなくし、母材と障害物とで挟まれた狭小なスペースにスタッド溶接機の本体を差し込んで、スタッドを溶接できるようにしたスタッド溶接機を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明が講じた技術的手段は、次のとおりである。即ち、本発明は、スタッドを着脱自在に保持する保持具を有し、且つ、保持具をスタッドの軸線方向に移動させるための保持具駆動機構が内蔵された本体と、本体に連設された把手と、保持具に保持されたスタッドの近傍において母材に当接させることにより本体の位置決めを行う脚体とを備えたスタッド溶接機において、前記本体の保持具とは反対側の位置に本体に対して昇降動作する可動体を設け、把手に設けた操作部の操作により、可動体が本体に対して上昇して母材とは反対側にある障害物に当接し、障害物を支えにして本体を一定姿勢に維持するように構成し、前記脚体の先端には、スタッドの先端を覆うセラミック製アークシールドの保持具と、脚体の先端よりも母材側に突出した状態にスプリングで付勢されたコロが設けられていることを特徴としている。
【００１１】
上記の構成によれば、把手に設けた操作部の操作により、可動体がスタッド溶接機の本体に対して上昇して母材とは反対側にある障害物に当接し、障害物を支えにして本体を一定姿勢に維持するので、母材にスタッドを溶接する際、作業者が把手を握り持って、本体を一定姿勢に維持する必要がなく、作業者の顔が本体近く（本体の延長線近く）にある必
要がない。
【００１２】
従って、把手が長くてもスタッド溶接が可能であり、母材と障害物とで挟まれて、作業者が入れないような狭小なスペースにスタッド溶接機の本体を差し込んで、スタッドを溶接することができる。
【００１３】
殊に、把手を本体に対して直角に連設してあると、本体のスタッド軸線方向での寸法を可及的に小さく設定すると共に、把手を長く設定することによって、母材と障害物とで挟まれた狭小なスペースの奥深くまでスタッド溶接機の本体を差し込んで、スタッドを溶接できることになる。
【００１４】
また、母材の表面に付けられたスタッド溶接位置のマークを目視する必要がある場合は、脚体に、保持具に保持されたスタッドの近傍の母材表面を写し出すミラーを連設して実施すれば、作業者の顔が本体近く（本体の延長線近く）になくても、マークの目視が容易である。
【００１５】
尚、スタッドの先端を覆うセラミック製アークシールド（フェルール）を用いる場合、脚体の先端に、セラミック製アークシールドの保持具を設けることによって実施できる。この場合、本発明のように、脚体の先端に、脚体の先端よりも母材側に突出した状態にスプリングで付勢されたコロを設けて実施すれば、スタッド溶接機の本体をスタッド溶接位置に差し込むまで、セラミック製アークシールドを母材表面から浮いた状態に確実に保持することができ、本体をスタッド溶接位置に差し込む途中で、セラミック製アークシールドが母材と接触して不測に外れてしまう虞がない。そして、本体がスタッド溶接位置まで差し込まれたら、可動体を本体に対して上昇させ、コロを下方に突出付勢するスプリングの力以上の圧力で可動体を障害物に当接させることにより、コロが引っ込み、セラミック製アークシールドが母材表面に接触することになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は、本発明に係るスタッド溶接機Ａの一例を示す。１は本体、２は、本体１に対して直角に連設された把手である。本体１には、可動軸３が設けられており、可動軸３の先端にスタッド４を着脱自在に保持する保持具５が設けられている。また、本体１には、可動軸３を介して保持具５をスタッド４の軸線方向に移動させるための保持具駆動機構６が内蔵されている。
【００１７】
保持具駆動機構６としては、保持具５に装着したスタッド４の母材Ｂ側への移動を圧縮バネによって行い、スタッド４の母材Ｂからの引上げ移動をソレノイドによって行う形式や、モータの回転運動を直線運動に変換する伝動機構を備え、保持具５に装着したスタッド４の少なくとも母材Ｂ側への移動をモータ出力によって行う形式であってもよいが、図示の例では、保持具５に装着したスタッド４の少なくとも母材Ｂ側への移動をリニアモータ７の出力によって行う形式を採用している。８はリニアモータ７の制御回路、９は保持具５の移動量を電気信号として設定する移動量設定器である。制御回路８には、移動量設定器９の設定値と可動軸３の移動量を検出する移動量検出器（図示せず）の検出値とを入力とし、両入力が一致するように制御する所謂フィードバック系のサーボ回路が設けられている。
【００１８】
本体１の把手２と反対側の側面には、保持具５に保持されたスタッド４の近傍において母材Ｂに当接させることにより本体１の位置決めを行うアース兼用の脚体１０が設けられている。脚体１０は、締付け固定具１１を緩めることにより、本体１に対してスタッド軸線方向に位置調節可能に構成されている。
【００１９】
本体１の保持具５と反対側の位置には、本体１に対して昇降動作する可動体１２が設けられており、本体１の横側面には、可動体１２の駆動機構１３が付設されている。そして、把手２に設けた操作部の操作により、可動体１２が本体１に対して上昇して母材Ｂとは反対側にある障害物Ｃに当接し、障害物Ｃを支えにして本体１を一定姿勢に維持するように構成してある。
【００２０】
可動体１２の駆動機構１３としては、例えば、可動体１２を上昇付勢するバネと、バネによる付勢力に抗して可動体１２を下降姿勢にロックする係止具とから構成し、把手２に設けたスイッチの操作により、係止具によるロックを解放して、可動体１２をバネの力で上昇させるように構成したり、可動体１２を上昇付勢するバネと、バネによる付勢力に抗して可動体１２を下降姿勢に引き込むソレノイドとから構成し、把手２に設けたスイッチの操作により、ソレノイドを消磁して、可動体１２をバネの力で上昇させるように構成するなど、種々の具体的な構成を採用することが可能であるが、図示の例では、次のような構成を採用している。
【００２１】
即ち、図１、図２に示すように、把手２に設けた上昇用の操作部１４ａと下降用の操作部１４ｂの操作により制御回路１５を介して正逆転することが可能なモータ１６を本体１に連設する一方、可動体１２には、スタッド軸線（保持具５の可動軸３）と平行なラックギヤ１７付きの軸１８を設け、軸１８が挿通される伝動ケース１９には、ラックギヤ１７と噛み合う回転のみ自在なギヤ２０と、ウオームギヤを利用した減速機２１とを設け、前記モータ１６の出力により、減速機２１、ギヤ２０、ラックギヤ１７を介して軸１８を駆動し、可動体１２を昇降動作させるように構成してある。
【００２２】
脚体１０には、保持具５に保持されたスタッド４の近傍の母材Ｂ表面を写し出すミラー２２がビス２３により着脱自在に連設されている。把手２は一定長さのものであってもよいが、図示の例では、締付け具２４を緩めることにより伸縮できるように構成されている。２５はスタッド４への通電用ケーブル、２６は溶接作業用の操作スイッチである。
【００２３】
上記の構成によれば、図３に示すように、母材Ｂと障害物Ｃとで挟まれた狭小なスペースにスタッド溶接機Ａの本体１を所定位置まで差し込んだ状態で、把手２に設けられた上昇用の操作部１４ａを操作することにより、図２に仮想線で示すように、可動体１２が上昇して、障害物Ｃに当接し、障害物Ｃを支えとして本体１を一定姿勢に維持することができる。
【００２４】
従って、母材Ｂにスタッド４を溶接する際、作業者が把手２を握り持って、本体１を一定姿勢に維持する必要がなく、作業者の顔が本体近く（本体の延長線近く）にある必要がなくなるので、把手２が長くてもスタッド溶接が可能であり、母材Ｂと障害物Ｃとで挟まれて、作業者が入れないような狭小なスペースにスタッド溶接機の本体１を差し込んで、スタッド４を溶接することができる。
【００２５】
また、母材Ｂの表面に付けられたスタッド溶接位置のマークを目視する必要がある場合は、図２に示すように、脚体１０に連設されたミラー２２を見ることにより、作業者の顔が本体近く（本体の延長線近く）になくても、マークを目視することができる。
【００２６】
図４〜図９は、本発明に係るスタッド溶接機Ａの他の例を示す。このスタッド溶接機Ａは、脚体１０の先端に、スタッド４の先端を覆うセラミック製アークシールド（一般に、フェルールと呼ばれている。）２７の保持具２８と、脚体１０の先端よりも母材Ｂ側に突出した状態にスプリング２９で付勢されたコロ３０を設けた点に特徴がある。
【００２７】
具体的に説明すると、前記保持具２８は、図５に示すように、バネ３１の力によりセラ
ミック製アークシールド２７を弾性的に挟持する一対の挟持片２８ａ，２８ｂによって構成されている。コロ３０は、スプリング２９の支持部材３１に対して長孔３２の範囲内で上下動自在に構成された可動枠３３に軸支されており、支持部材３１を脚体１０にビス２３で着脱自在に取り付けられている。ミラー２２は省略してもよいが、図示の例では、前記可動枠３３にミラー２２を取り付けてあり、コロ３０と一体的に上下動するように構成してある。
【００２８】
上記の構成によれば、脚体１０の先端に、脚体１０の先端よりも母材Ｂ側に突出した状態にスプリング２９で付勢されたコロ３０を設けてあるので、セラミック製アークシールド２７を用いる場合、スタッド溶接機Ａの本体１をスタッド溶接位置に差し込むまで、図８の（Ａ）に示すように、セラミック製アークシールド２７を母材Ｂ表面から浮いた状態に保持することができる。
【００２９】
そして、本体１がスタッド溶接位置まで差し込まれたら、可動体１２を本体１に対して上昇させ、コロ３０を下方に突出付勢するスプリング２９の力以上の圧力で可動体１２を障害物Ｃに当接させることにより、本体１が一定姿勢に維持されると共に、図８の（Ｂ）に示すように、コロ３０が引っ込み、セラミック製アークシールド２７が母材Ｂ表面に接触することになる。従って、本体１をスタッド溶接位置に差し込む途中で、セラミック製アークシールド２７が母材Ｂと接触して不測に外れてしまう虞がない。
【００３０】
セラミック製アークシールド２７が母材Ｂ表面に接触した後、把手２に設けた溶接作業用の操作スイッチ２６を操作することにより、図９の（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、スタッド４が所定量引き上げられると共に、スタッド４先端と母材Ｂとの間のセラミック製アークシールド２７で囲まれた空間内で所要時間、アークを発生させ、母材Ｂの溶融池が形成された時点で、スタッド４が自動的に所定量下降し、溶融池にスタッド４の先端を押し込んでスタッド４の溶接を完了することになる。
【００３１】
尚、以下の構成は、付加的な構成であるから、省略して実施してもよいが、この実施の形態では、図４及び図７に示すように、把手２の長手方向中間部の側面にも、把持部３４を設けてある。把持部３４は固定的に設けられているが、ネジ込み方式等により把手２に対して着脱自在に設けてもよい。また、把持部３４の付根近傍には、上下両端に把手２の長手方向と平行な貫通孔３５が形成された支持体３６が設けられており、任意の貫通孔３５にＬ型のゲージ３７を任意の方向から挿抜自在並びに回転自在に挿入して、支持体３６の端部にネジ込まれた止めネジ３８で固定するように構成されている。
【００３２】
従って、図７に示すように、母材Ｂの端部にゲージ３７を当接させたり、図示しないが、支持体３６の上端側の貫通孔３５に付け替えたゲージ３７を障害物Ｃの端部に当接させることにより、母材Ｂと障害物Ｃに挟まれたスペースに本体１を挿入する深さを規定することができ、同一深さの位置に連続してスタッド４を溶接する場合に便利である。
【００３３】
その他の構成は、図１〜図３で説明した実施の形態と同じであるから、同一構成部材に同一符号を付し、説明を省略する。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、上述した構成よりなり、母材と対向する位置にある障害物を利用してスタッド溶接機の本体を一定姿勢に維持できるため、母材にスタッドを溶接する際、作業者が把手を握り持って、本体を一定姿勢に維持する必要がなく、作業者の顔が本体近く（本体の延長線近く）にある必要がなくなるので、把手が長くてもスタッド溶接が可能であり、母材と障害物とで挟まれて、作業者が入れないような狭小なスペースにスタッド溶接機の本体を差し込んで、スタッドを溶接することができる等の効果がある。
殊に、本発明によれば、前記脚体の先端に、スタッドの先端を覆うセラミック製アークシールドの保持具と、脚体の先端よりも母材側に突出した状態にスプリングで付勢されたコロが設けられているので、スタッド溶接機の本体をスタッド溶接位置に差し込むまで、セラミック製アークシールドを母材表面から浮いた状態に確実に保持することができ、本体をスタッド溶接位置に差し込む途中で、セラミック製アークシールドが母材と接触して不測に外れてしまう虞がない。そして、本体がスタッド溶接位置まで差し込まれたら、可動体を本体に対して上昇させ、コロを下方に突出付勢するスプリングの力以上の圧力で可動体を障害物に当接させることにより、コロが引っ込み、セラミック製アークシールドが母材表面に接触することになる。従って、本体をスタッド溶接位置に差し込む途中で、セラミック製アークシールドが母材と接触して不測に外れてしまう虞がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスタッド溶接機の一例を示す斜視図である。
【図２】要部の構成を説明する図である。
【図３】使用状態を説明する側面図である。
【図４】他の実施の形態を示す斜視図である。
【図５】要部の構成を説明する斜視図である。
【図６】要部の構成を説明する図である。
【図７】使用状態を説明する側面図である。
【図８】作用を説明する図である。
【図９】作用を説明する図である。
【符号の説明】
Ａ…スタッド溶接機、１…本体、２…把手、４…スタッド、５…保持具、６…保持具駆動機構、１０…脚体、１２…可動体、１３…駆動機構、１４ａ，１４ｂ…操作部。

Claims

スタッドを着脱自在に保持する保持具を有し、且つ、保持具をスタッドの軸線方向に移動させるための保持具駆動機構が内蔵された本体と、本体に連設された把手と、保持具に保持されたスタッドの近傍において母材に当接させることにより本体の位置決めを行う脚体とを備え、前記本体の保持具とは反対側の位置に本体に対して昇降動作する可動体を設け、把手に設けた操作部の操作により、可動体が本体に対して上昇して母材とは反対側にある障害物に当接し、障害物を支えにして本体を一定姿勢に維持するように構成し、前記脚体の先端には、スタッドの先端を覆うセラミック製アークシールドの保持具と、脚体の先端よりも母材側に突出した状態にスプリングで付勢されたコロが設けられていることを特徴とするスタッド溶接機。