JPH0258032B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ギヤツプ方式のスタツド溶接装置に
関する。

ギヤツプ方式のスタツド溶接装置は、溶接の際
スタツドと母材との間にギヤツプを形成してお
き、溶接電圧を印加してスタツドを母材に圧接し
溶着するものであり、その特徴は、短時間で溶接
が行われることにある。

従来のギヤツプ方式のスタツド溶接装置は、ス
タツドと母材との間にギヤツプを作るため、溶接
の前に手作業によりスタツド及びスタツドを保持
するコレツトをノーズ先端より後方に引上げるこ
とを必要としている。引上げられたスタツド及び
コレツトは、装置の機械的ラツチあるいは磁石に
よりその引込み位置に保持され、引金を引くとそ
の保持が解除されると同時に溶接電圧がスタツド
の母材の間に印加され、スタツドと母材に瞬間的
に大電流が流れてスタツドが母材に溶着される。

上記したスタツド溶接装置では、溶接の前にス
タツドとコレツトを引上げる操作を必ず必要とし
ているために、手間と時間がかゝり、また作業者
に負担をかけるという欠点がある。また、スタツ
ドを引上げた状態で、母材の溶接位置へ位置合せ
するため、正確な位置合せが困難である。すなわ
ち、装置のノーズ先端では、中心を合せることが
困難である。更に、引上げ操作を忘れることがあ
り、この場合には、溶接不良になつてしまう。

従つて、本発明の目的は、スタツドの引上げの
ための手操作を不要にするとともに正確に位置合
せすることのできるギヤツプ方式のスタツド溶接
装置を提供するにある。

かかる目的を達成するため、本発明によれば、
先端にスタツドを保持することのできるコレツト
と、このコレツトを囲むように先端に向けて延び
るノーズとを備え、溶接時コレツトは保持したス
タツドの先端が前記ノーズ先端より所定高さ引上
げられて、スタツド及び母材間にギヤツプを作る
方式のスタツド溶接装置において、前記コレツト
を先端に向けて押し出してスタツドの先端をノー
ズ先端より突出させるように付勢するばねと、コ
レツトの後端に設けられ、少なくとも後端部が磁
性体で成る棒状部材と、この棒状部材の後端に隣
接して配置され、励磁されると該棒状部材ととも
にコレツトに保持されたスタツドを前記所定高さ
引上げるように作用するリフトコイルと、装置本
体の引金の操作により、前記リフトコイルを励磁
してスタツドを母材から前記所定高さ引上げ所定
のギヤツプを形成した後、スタツド及び母材間に
溶接電圧を印加し、その後リフトコイルを消磁す
るように動作する制御回路とから成ることを特徴
とするギヤツプ方式スタツド溶接装置が提供され
る。

かかる特徴により、ギヤツプ方式スタツド溶接
装置であつても、スタツド及びコレツトを引上げ
る手操作が一切不要になるため、手間及び時間が
節約されるだけでなく、引上げ忘れによる溶接不
良も一切なくなる。しかも、引金を引くまでは、
スタツドの先端チツプはノーズ先端より突出して
いるため、母材の溶接位置への位置合せが容易に
且つ正確に行われる利点もある。

本発明の実施態様において、ばねは棒状部材と
装置本体との間に設けられ、また制御回路は、引
金からのトリガ信号により、リフトコイル励磁の
ための、所定幅の第１パルスとこの第１パルスの
立上り後所定時間経過してスタツド及び母材間に
溶接電圧を印加するための第２パルスとを発生す
るパルス発生回路と、前記第１パルスを受けてリ
フトコイルに励磁電流を供給するリフトコイル用
電源と、前記第２パルスを受けてスタツド及び母
材間に溶接電圧を印加する溶接電源とから構成さ
れるのが好ましい。

以下、本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。

第１図において、右側に、ほゞピストル形のス
タツド溶接工具１が示されている。この工具１
は、握り２と本体３とを備え、握り２には引金４
が設けられている。本体３には、先端にスタツド
Ｓを保持することのできるコレツト５と、このコ
レツト５を囲むように先端に向けて延びる、中空
のスリーブで成るノーズ６が設けられており、こ
れにより、ノーズ先端を母材に当接させるだけで
スタツドを母材から引きあげる長さを常に一定に
維持でき、また、スタツドの溶接部がノーズで囲
まれるので溶接時に発生するスパツタの飛散を防
止でき、更に、シールドガスを充満させてシール
ドガス雰囲気を形成することもできる。コレツト
５の後端には棒状部材で成るスピンドル７が固着
されており、コレツト５とスピンドル７とは本体
３に対して軸方向に移動しうるように取付けられ
ている。このため、本体３には、スピンドル７の
直径に等しいかやや大径の内径のボアを形成す
る、２つの縮径部８，９が設けられている。

スピンドル７には肩部１０が形成され、本体３
の縮径部９との間にコイルばね１１が設けられ、
これにより、スピンドル７は、コレツト５ととも
に先端方向に押される。このばね１１の圧縮力の
調整のため、縮径部９は前後に位置を変えること
ができるようになつていてもよい。スタツドＳ
は、コレツト５に対して、頭部がノーズ６の先端
より突出した状態で保持される。スピンドル７の
肩部１０は、スタツドＳの突出量を規制するよう
にも作用している。コレツト５の内部にはストツ
プピン１４が設けられ、その位置をスタツドＳの
長さに応じて変えることができるようにしてもよ
い。

更に、スピンドル７の後端には接極子となるア
ーマチユア１５が取付けられており、アーマチユ
ア１５に隣接して、リフトコイル１２が設けられ
ている。このリフトコイル１２は、スピンドル７
を引上げるように作用するもので、コイル１２に
電流が流されると、アーマチユア１５を磁気吸着
する磁界を発生する。このため、アーマチユア１
５は磁性体で成る。なお、アーマチユア１５とス
ピンドル７とを別体にせず、一体として形成して
もよく、この場合スピンドル全体が磁性体であつ
てもよいことは勿論である。アーマチユア１５の
後端部には、肩部１３が設けられ、スピンドル７
の引上げ高さを規制している。また、この肩部１
３の位置は、スタツドＳの長さに合わせて変える
ことができるようにしてもよい。

第１図において、左側に、スタツド溶接工具の
動作を制御する回路２０が示されている。この制
御回路２０は、引金４からのトリガ信号を受け
て、この信号によりリフトコイル１２の励磁のた
めに、所定の幅の第１パルスを発生し、次に第１
パルスが立上つた後所定時間経過後に立上る、溶
接電圧の印加のための第２パルスを発生するパル
ス発生回路２１と、前記第１パルスを受けてリフ
トコイル１２に励磁電流を供給するリフトコイル
用電源回路２２と、前記第２パルスを受けてスタ
ツドＳ及び母材Ｍ間に溶接電圧を印加する溶接電
源回路２３とから成る。

パルス発生回路２１は、基本的には、前記した
第１パルスを発生する、例えば単安定マルチバイ
ブレータMM１と、第１パルスの後縁で立上るよ
うに作用する、例えば単安定マルチバイブレータ
MM２としている。しかし破線で示すように、マ
ルチバイブレータMM１とMM２との間に中間パ
ルス発生器２４を設けてもよい。この中間パルス
発生器２４は、単安定マルチバイブレータMM１
からの第１パルスの立上り後所定時間経過した後
であつて該第１パルスの後縁が現われるよりも先
に立上る中間パルスを発生し（第３図）、この中
間パルスの立上りで単安定マルチバイブレータ
MM２から第２パルスを発生させる（第３図破
線）ものである。この中間パルスは、後述するよ
うに、リフトコイルの消磁によつて急速にスタツ
ドが母材に接触してしまい、溶接電圧の印加時ス
タツドと母材との間に所定のギヤツプが得られな
い場合に必要となる。換言すれば、中間パルスは
第２パルスの立上り時期を早め、ばね１１の圧縮
力が強くリフトコイル消磁後スタツドが母材に接
触するまでの時間が極端に短かい場合に、リフト
コイルの消磁に先立つて溶接電圧を印加してお
き、スタツド及び母材間に所定のギヤツプを確保
している。従つて、所定のギヤツプが確保できれ
ば中間パルスは不要になることは勿論である。

マルチバイブレータMM１及びMM２の出力は
整形及び増幅回路２５，２６を介して回路２２，
２３へそれぞれ出力される。マルチバイブレータ
に代えて例えば遅延回路を用いることもできる。
また、中間パルス発生器２４は、遅延回路または
単安定マルチバイブレータで実現できる。いずれ
にしても、パルス発生回路２１からは、引金４の
操作後所定時間リフトコイルを励磁する幅を有す
る第１パルスと、この第１パルスの所定時間経過
後に立上る第２パルスとが発生されればよい。

リフトコイル用電源回路２２は、整流器D₁と
抵抗R₁とコンデンサC₁とで成る整流平滑回路に
より、トランスT₁の１つの２次巻線に現われる
交流電圧を直流電圧に変換し、この直流電圧の一
方は、リフトコイル１２の一方の端に接続されて
いる。リフトコイル１２の他方の端は、トランジ
スタT_rを介して前記直流電圧の他方の極性に接
続されており、トランジスタT_rのベースには、
パルス発生回路２１の回路２４から第１パルスが
入力されている。従つて、第１パルスが発生する
とトランジスタT_rは導通し、リフトコイル１２
に電流が供給された励磁される。なおダイオード
D₂はコイル１２に流れる電流の反作用による過
電圧防止作用をなすものである。

溶接電源回路２３は周知のものであつて、トラ
イアツクD₃、整流器D₄、抵抗R₂、コンデンサC₂、
及びサイリスタD₅から成り、一方の出力端はス
ピンドル７及びコレツト５を介してスタツドＳ
に、他方の出力端は母材Ｍに接続されており、サ
イリスタD₅の導通によりコンデンサC₂に帯電し
た電荷がスタツドＳに供給される。サイリスタ
D₅のゲートには、パルス発生回路２１の回路２
５から第２パルスが供給され、この第２パルスに
よつてサイリスタD₅が導通することになる。

上記したスタツド溶接装置の動作を、第２図ａ
〜ｅ及び第３図を参照しながら説明する。

先ず、スタツドＳが頭部のチツプＴを下にして
コレツト５に保持され（第２図ａ）、スタツドの
先端はノーズ６より先端に突出している。スタツ
ドＳを保持した状態で、母材Ｍの所定位置へチツ
プＴを当てて工具全体を押しつける（第２図ｂ）。
この時チツプＴが突出した状態であるので正確に
母材に位置決めできる。次に、握り２の引金４を
引くと、トリガ信号（第３図）が発生し、パルス
発生回路２１から所定幅の第１パルスが発生す
る。これにより、リフトコイル１２が励磁され
て、スピンドル７、コレツト５、スタツドＳが引
上げられ（第２図ｃ）、スタツドＳと母材Ｍとの
間に所定のギヤツプＧが作られる。

第１パルスによつて、リフトコイル１２が励磁
され、スタツドＳと母材Ｍとの間にギヤツプＧが
形成された後、第１パルスがなくなると同時に
（第３図実線）あるいは（中間パルス発生器２４
が設けられている場合には）それより前に（第３
図破線）、第２パルスが発生してサイリスタD₅が
導通し、スタツドＳと母材Ｍとの間にコンデンサ
C₂から溶接電圧が加えられる。スタツドＳが母
材Ｍに接触する直前でアーク放電が生じ、引続い
て両者が接触すると（第２図ｄ）、瞬時に溶接電
流（第３図）が流れ、スタツドＳのチツプＴとそ
の頭部先端面とが母材Ｍに溶着される。

このように、スタツドの引上げ操作が自動的に
行われるので、引上げ操作による手間と時間がな
くなり、引上げ忘れによる溶接不良を回避するこ
とができ、スタツドの母材への位置合せも正確な
ものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるギヤツプ方式のスタツ
ド溶接装置の制御回路と工具を示す概略図、第２
図ａ〜ｅは本発明によるスタツド溶接装置の動作
説明図、第３図は制御回路のタイムチヤートであ
る。 １…スタツド溶接工具、２…本体、３…握り、
４…引金、５…コレツト、６…ノーズ、７…スピ
ンドル（棒状部材）、１１…ばね、１２…リフト
コイル、１４…ストツプピン、１５…アーマチユ
ア、２０…制御回路、２１…パルス発生回路、２
２…リフトコイル用電源回路、２３…溶接電源回
路、Ｍ…母材、Ｓ…スタツド、Ｔ…チツプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 先端にスタツドを保持することのできるコレ
   ツトと、このコレツトを囲むように先端に向けて
   延びるノーズとを備え、溶接時コレツトは保持し
   たスタツドの先端が前記ノーズ先端より所定高さ
   引上げられて、スタツド及び母材間にギヤツプを
   作る方式のスタツド溶接装置において、前記コレ
   ツトを先端に向けて押し出してスタツドの先端を
   ノーズ先端より突出させるように付勢するばね
   と、コレツトの後端に設けられ、少なくとも後端
   が磁性体で成る棒状部材と、この棒状部材の後端
   に隣接して配置され、励磁されると該棒状部材と
   ともにコレツトに保持されたスタツドを前記所定
   高さ引上げるように作用するリフトコイルと、装
   置本体の引金の操作により、前記リフトコイルを
   励磁してスタツドを母材から前記所定高さ引上げ
   てスタツドと母材の間に所定のギヤツプを形成し
   た後、スタツド及び母材間に溶接電圧を印加し、
   その後リフトコイルを消磁してスタツドを母材に
   接触させる制御回路とから成ることを特徴とする
   ギヤツプ方式スタツド溶接装置。 ２ 前記ばねは前記棒状部材と装置本体との間に
   設けられている前記第１項記載の装置。 ３ 前記制御回路は、引金からのトリガ信号によ
   り、リフトコイル励磁のための所定幅の第１パル
   スとこの第１パルスの立上り後所定時間経過後に
   スタツド及び母材間に溶接電圧を印加するための
   第２パルスとを発生するパルス発生回路と、前記
   第１パルスを受けてリフトコイルに励磁電流を供
   給するリフトコイル用電源と、前記第２パルスを
   受けてスタツド及び母材間に溶接電圧を印加する
   溶接電源とから成る前記第１項記載の装置。 ４ 前記第２パルスは第１パルスの後縁で立上る
   よう形成されている前記第３項記載の装置。 ５ 前記第２パルスは第１パルスの後縁より先に
   立上るよう形成されている前記第３項記載の装
   置。