JPH08318376A - スタッド溶接機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 雌ねじスタッドだけでなく、雄ねじスタッド
のようにフランジから溶接部と反対側に突出する突出部
付きのスタッドでも、適正に保持して溶接できるスタッ
ド溶接機を提供する。 【構成】 スタッド溶接機１０は、先端に溶接部２を有
しこの溶接部から離れた位置にフランジ５を有するスタ
ッド９を母材に溶接するため、スタッドフランジ側面に
接触して該スタッドを保持するように形成された中空の
コレット１７と、コレットにスタッドを給送するチュー
ブ３４と、コレット先端にスタッド溶接部を位置させ且
つスタッドのフランジ側面をコレットによって保持させ
るように、コレットに給送されたスタッドを押込むピス
トン３５とから成る。ピストン３５には、突出部７を有
する雄ねじスタッド９該突出部を受入れる空洞４２が、
ピストン先端面から軸方向に延びて形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、先端に溶接部を有しそ
の溶接部から離れた位置にフランジを有するスタッド
を、金属パネル等の母材に溶接するスタッド溶接機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】先端に溶接部を有し、その溶接部から離
れた位置にフランジを有するスタッドを、金属パネル等
の母材に溶接するスタッド溶接機は知られている。この
スタッド溶接機の１つとして、スタッドのフランジ側面
に弾性的に接触して該スタッドを保持するように形成さ
れた中空のコレットと、このコレットにスタッドを給送
する手段と、コレットの先端にスタッド溶接部を位置さ
せ且つスタッドのフランジ側面をコレットによって押圧
保持させるように、コレットに給送されたスタッドを押
込むピストンとから成るものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のスタッド溶接機
は、自動給送されるスタッドをコレット入口に受けると
ピストンがスタッドをコレットへ押込んで保持させるの
で、スタッドの自動溶接には適している。スタッド溶接
機に使用するスタッドの代表例を図１に示す。このスタ
ッド１は、下端に溶接部２を有し、軸部３の、溶接部２
と反対側の端部にフランジ５を有し、軸部３には、フラ
ンジ５から溶接部に延びる軸部に雌ねじ６が形成された
雌ねじスタッドである。最近、図２に図示のように、軸
部３には雌ねじが形成されず、フランジ５の、溶接部２
と反対の側に突出部７を有し、この突出部７に雄ねじが
形成された雄ねじスタッド９も用いられている。かかる
雄ねじスタッド９を従来のスタッド溶接機を用いて溶接
する場合、突出部７がピストンの側に突出するため、給
送されてきたスタッドをコレットに対して適正に押込む
ことができないという不具合があった。

【０００４】従って、本発明の目的は、雌ねじスタッド
だけでなく、雄ねじスタッドのようにフランジから溶接
部と反対側に突出する突出部付きのスタッドでも、適正
に保持して溶接できるスタッド溶接機を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明によれば、先端に溶接部を有しこの溶接部か
ら離れた位置にフランジを有するスタッドを母材に溶接
するため、スタッドのフランジ側面に接触して該スタッ
ドを保持するように形成された中空のコレットと、該コ
レットにスタッドを給送する手段と、コレット先端にス
タッド溶接部を位置させ且つスタッドのフランジ側面を
コレットによって保持させるように、コレットに給送さ
れたスタッドを押込むピストンとから成るスタッド溶接
機であって、前記ピストンには、フランジから、溶接部
と反対の側に突出する突出部を有するスタッドの該突出
部を受入れる空洞が、ピストン先端面から軸方向に延び
て形成されていることを特徴とするスタッド溶接機が提
供される。

【０００６】

【作用】これによって、雌ねじスタッドだけでなく、雄
ねじスタッドのようにフランジから溶接部と反対側に突
出する突出部付きのスタッドでも、給送されたスタッド
をピストンがコレットに適正に押込み、コレットによっ
てスタッドが適正に保持され、溶接が良好にできる

【０００７】本発明においは、コレットにスタッドを給
送する手段を、コレットの入口部に延びる給送パイプ
と、スタッドの突出部に雄ねじが形成された雄ねじスタ
ッドを供給する第１のスタッド供給装置と、突出部がな
く、フランジから溶接部に延びる軸部に雌ねじが形成さ
れた雌ねじスタッドを供給する第２のスタッド供給装置
と、前記第１スタッド供給装置と前記第２スタッド供給
装置とをそれぞれ前記給送パイプに連結する手段とによ
って構成し、前記連結手段を通して前記コレットに連結
された前記第１及び第２スタッド供給装置を、雄ねじス
タッド及び雌ねじスタッドを選択的に給送するように、
作動させることができ、これによって雌ねじスタッドと
雄ねじスタッドとを選択的に溶接できる。

【０００８】

【実施例】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。図３において、スタッド溶接機１０
は、ハンドル１１と、シリンダ部１３を保持するハウジ
ング１４と、シリンダ部１３の前方に設けられたノーズ
１５とを備え、ノーズ１５の先端にはスタッドを保持す
る中空のコレット１７が取付けられている。ハンドル１
１には、種々の電線のための管１８と圧縮空気用管１
９、２１とが配設され、更に、溶接機の起動のためにト
リガスイッチ２２が設けられている。ハウジング１４
は、ハンドル１１に一体的に成形されており、内側のシ
リンダ部１３を可動に支持している。

【０００９】本体部外周面とハウジング内周面との間に
は環状の隙間２３が形成され、この隙間にコイルばね２
５が配設されてシリンダ部１３を、図３の下方に押付け
ている。シリンダ部１３の上面に対向する、ハウジング
内面には、電磁石用のコイル２６が設けられており、本
体部上面には、コイル２６の電磁力によってシリンダ部
１３を引き上げるコア部２７が設けられている。従っ
て、コイル２６に電流が供給されると、コア部２７が上
方に引き上げられてシリンダ部１３がばね２５の力に抗
して引き上げられ、シリンダ部１３の引き上げによっ
て、ノーズ１５及びコレット１７が引き上げられ、コレ
ット先端に保持されたスタッドの溶接部が母材から引き
上げられる。この引き上げによって、スタッド溶接部を
母材から引き上げて、パイロットアーク及びメインアー
ク等のアーク放電を行わせてスタッドの溶接部及び母材
の該当部分を溶融する。その溶融後、コイル２６への給
電を停止すると、シリンダ部１３がばね２５の力によっ
て下降し、この下降によってスタッドの溶接部が母材の
溶融部分に当接して溶接が完了する。かかる溶接法は公
知であるので、これ以上の説明は省略する。

【００１０】なお、ハウジング１４又はハンドル１１か
らは、ノーズ１５及びコレット１７に沿って下方にアー
ム２９が延びており、アーム２９の先端にはコレット１
７の先端部を包囲する筒状体３０が取付けられている。
使用時において、筒状体３０の先端（下端）は母材の溶
接位置に当接するように押付けられる。この当接によっ
て、アーム２９がハウジング１４及びハンドル１１を所
定高さ位置に支持するので、アーム２９及び筒状体３０
によって、スタッドを母材へ位置決めすること及びスタ
ッドの引き上げ高さを定めることができる。

【００１１】コレット１７には、スタッドのフランジ側
面に弾性的に接触して該スタッドを保持するように、先
端に長手方向のスリット３１が形成されており、また、
先端内側部分３３は、先端に向けて内径がスタッドのフ
ランジの外径より小さくなるようにテーパしている。従
って、スタッドをコレットに押込むとスタッドのフラン
ジ側面がコレット１７によって押圧保持される。

【００１２】ノーズ１５には、コレット１７の入口部に
延びる給送チューブ３４が取付けられている。この給送
チューブ３４には、スタッドが１つづつノーズ１５に、
例えば、加圧空気による圧送によって給送されてくる。
図３においては、図２に図示の雄ねじスタッド９が、想
像線で示す姿勢で給送チューブ３４中を矢印方向に給送
され、実線で示すように、コレット１７へ供給される。

【００１３】シリンダ部１３の内側のシリンダ３７に
は、ピストン３５が設けられており、ピストン３５はシ
リンダ３７内を往復動する。この往復動は圧縮空気によ
って制御される。いま、第１圧縮空気用管１９からシリ
ンダ３７の下端側の第１給気口３８に圧縮空気が供給さ
れると、ピストン３５は図３の最上方位置に移動して、
非溶接位置に保持される。次に、第１圧縮空気用管１９
からの加圧空気の供給が停止して、第２圧縮空気用管２
１からシリンダ３７の上端側の第２給気口３９に圧縮空
気が供給されると、ピストン３５は最下方位置に移動し
て、溶接位置に保持される。このように、ピストン３５
が下方の溶接位置に移動すると、ピストンの先端（下
端）４１が、コレット１７にあるスタッドをコレット先
端側に押込んで、コレット１７の先端にスタッド９の溶
接部２を位置させ且つスタッド９のフランジ５の側面を
コレット１７によって押圧保持させる。コレット１７に
は、スタッド９と母材との間にパイロットアーク放電及
びメインアーク放電を発生させるための電力が供給され
ている。従って、スタッド９のフランジ５の側面は良好
な電気的接触が得られるようにコレット１７に押圧保持
される必要がある。

【００１４】前記のように、ピストン３５の移動によっ
て、コレット１７に供給されたスタッド９は、その後の
溶接を適正に行うため、コレット１７の先端に適正な姿
勢に保持されねばならない。図１の雌ねじスタッド１の
場合には、ピストン３５の先端は、スタッドフランジ５
を押すだけで、雌ねじスタッド１をコレット１７に適正
に保持できる。同様に、図２及び図３に図示の雄ねじス
タッド９のように突出部７がピストン３５の側に突出し
ている場合にも、スタッド９がコレット１７の先端に適
正に保持されねばならない。このため、本発明によれ
ば、ピストン３５の先端部分に、雄ねじスタッド９の突
出部７を受入れるように軸方向に延びる円筒状の空洞４
２が、ピストン３５の先端面から上方に延びて形成され
ている。この空洞４２の内径は、雄ねじスタッド９の突
出部７を受入れるのに十分な直径に形成されている。

【００１５】作動において、先ず、図３に示すように、
ピストン３５は、シリンダ３７の中で、第１圧縮空気用
管１９からシリンダ下端側の第１給気口３８から供給さ
れる圧縮空気によって最上方の非溶接位置に保持され
る。給送チューブ３４からは雄ねじスタッド９がコレッ
ト１７に供給される。次に、シリンダ３７において、第
１圧縮空気用管１９からの加圧空気の供給が停止し、第
２圧縮空気用管２１からシリンダ上端側の第２給気口３
９に圧縮空気が供給される。これにより、図３の非溶接
位置に保持されたピストン３５は、図４に図示のよう
に、最下方位置に移動して溶接位置に保持される。この
とき、ピストン３５の先端から上方に向けて形成された
空洞４２が、雄ねじスタッド９の雄ねじ形成突出部７を
受入れて、ピストン３５の先端４１が、スタッド９のフ
ランジ５に当接するので、雄ねじスタッド９は、ピスト
ン３５によって適正な姿勢でコレット１７に押込まれ
る。この押込みにより、コレット１７の先端の小内径部
分３３にスタッド９のフランジ５の側面を位置させ、ス
タッド９をコレット１７で適正な姿勢で保持するととも
にコレット１７からスタッド９へアーク放電用電力の十
分な供給を確保する。

【００１６】ピストン３５を図４の溶接位置に保持した
状態で、スタッド９の溶接部２が母材（図示せず）の所
定位置に位置するように、位置決めアーム２９の先端の
筒状体３０を母材に当接させる。トリガスイッチ２２を
押して、スタッド９と母材との間にアーク放電用電力を
供給し、その後に、コイル２６に電流を供給してコア部
２７を引き上げる。これにより、シリンダ部１３がばね
２５の力に抗して引き上げられてノーズ１５及びコレッ
ト１７が引き上げられ、コレット１７に保持されたスタ
ッドの溶接部２が母材から引き上げられる。この引き上
げによって、パイロットアーク及びメインアーク等のア
ーク放電を行わせてスタッドの溶接部及び母材の該当部
分を溶融する。その溶融後、コイル２６への給電が停止
され、シリンダ部１３がばね２５の力によって下降し、
この下降によってスタッドの溶接部が母材の溶融部分に
当接して溶接が完了する。

【００１７】図５は、図１の雌ねじスタッド１を、スタ
ッド溶接機１０によって溶接する様子を示している。雌
ねじスタッド１には、雄ねじスタッドの突出部がないの
で、ピストン３５が溶接位置に移動して保持されても、
ピストン３５先端の空洞４２には何も挿入されない。し
かし、ピストン３５の先端４１は、雌ねじスタッドのフ
ランジ５に当接して、スタッド９のフランジ５に当接す
るので、雌ねじスタッド１は、ピストン３５によって適
正な姿勢でコレット１７に押込まれる。この押込みによ
り、コレット１７の先端の小内径部分３３にスタッド１
のフランジ５の側面を位置させ、スタッド１をコレット
１７で適正な姿勢で保持するとともにコレット１７から
スタッド１へアーク放電用電力の十分な供給を確保す
る。

【００１８】図６は、スタッド溶接機１０の給送チュー
ブ３４にスタッドを給送するシステム４３を示してい
る。このスタッド給送システム４３は、スタッド溶接機
１０の給送チューブ３４に連結されたスタッド給送パイ
プ４５と、雄ねじスタッドを供給する第１のスタッド供
給装置４６と、雌ねじスタッドを供給する第２のスタッ
ド供給装置４７と、第１スタッド供給装置４６と第２ス
タッド供給装置４７とをそれぞれ給送パイプ４５に連結
する装置４９とを備えている。スタッド給送システム４
３は、制御装置（図示せず）によって、第１スタッド供
給装置４６及び第２スタッド供給装置４７を選択的に作
動させて、連結装置４９を通して雄ねじスタッドまたは
雌ねじスタッドを選択的に給送する。なお、各スタッド
供給装置は、スタッドをバラバラの状態で入れると、１
つずつ一定の姿勢で送り出されるようにする、自動整列
給送装置であるのが好ましい。この自動整列給送装置の
一例は実願平５−４９３３８号に記載されている。

【００１９】なお、本発明に用いるスタッドは、図示の
実施例では、雌ねじスタッド及び雄ねじスタッドを用い
ているが、これに限るものでなく、溶接部とフランジと
を有するスタッドであれば使用できる。また、雌ねじや
雄ねじが形成されていないスタッドでも、また、突出部
の有無にかかわらずいずれのスタッドも、本発明による
スタッド溶接機によって適正に溶接できる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、ピストンには、フラン
ジから、溶接部と反対の側に突出する突出部を有するス
タッドの該突出部を受入れる空洞が、ピストン先端面か
ら軸方向に延びて形成されているので、雌ねじスタッド
だけでなく、雄ねじスタッドのようにフランジから溶接
部と反対側に突出する突出部付きのスタッドでも、給送
されたスタッドをピストンがコレットに適正に押込み、
コレットによってスタッドが適正に保持され、溶接が良
好にできる

【図面の簡単な説明】

【図１】雌ねじスタッドの半断面正面図である。

【図２】雄ねじスタッドの正面図である。

【図３】非溶接状態にある、本発明に係るスタッド溶接
機の縦断面図である。

【図４】溶接状態にある、図３のスタッド溶接機の縦断
面図である。

【図５】雌ねじスタッドを使用した、図３のスタッド溶
接機の縦断面図である。

【図６】スタッド溶接機にスタッド給送システムを連結
した概略図である。

【符号の説明】

１ 雌ねじスタッド ２ 溶接部 ５ フランジ ７ 突出部 ９ 雄ねじスタッド １０ スタッド溶接機 １１ ハンドル １３ シリンダ部 １４ ハウジング １５ ノーズ １７ コレット ２２ トリガスイッチ ２６ 電磁石用コイル ２９ 位置決め用アーム ３０ スリット ３４ 給送チューブ ３５ ピストン ３７ シリンダ ３８、３９ 圧縮空気用給気口 ４２ 空洞 ４３ スタッド給送システム ４５ スタッド給送パイプ ４６、４７ スタッド供給装置 ４９ 連結装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に溶接部を有し該溶接部から離れた
   位置にフランジを有するスタッドを母材に溶接するた
   め、スタッドのフランジ側面に接触して該スタッドを保
   持するように形成された中空のコレットと、該コレット
   にスタッドを給送する手段と、コレット先端にスタッド
   溶接部を位置させ且つスタッドのフランジ側面をコレッ
   トによって保持させるように、コレットに給送されたス
   タッドを押込むピストンとから成るスタッド溶接機にお
   いて、 前記ピストンには、フランジから、溶接部と反対の側に
   突出する突出部を有するスタッドの該突出部を受入れる
   空洞が、ピストン先端面から軸方向に延びて形成されて
   いることを特徴とするスタッド溶接機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のスタッド溶接機におい
   て、前記スタッドは突出部に雄ねじが形成された雄ねじ
   スタッドであることを特徴とするスタッド溶接機。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のスタッド溶接機におい
   て、前記スタッドには突出部がなく、該スタッドは、フ
   ランジから溶接部に延びる軸部の内側に雌ねじが形成さ
   れた雌ねじスタッドであることを特徴とするスタッド溶
   接機。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のスタッド溶接機におい
   て、前記コレットにスタッドを給送する手段は、コレッ
   トの入口部に延びる給送パイプと、スタッドの突出部に
   雄ねじが形成された雄ねじスタッドを供給する第１のス
   タッド供給装置と、突出部がなく、フランジから溶接部
   に延びる軸部の内側に雌ねじが形成された雌ねじスタッ
   ドを供給する第２のスタッド供給装置と、前記第１スタ
   ッド供給装置と前記第２スタッド供給装置とをそれぞれ
   前記給送パイプに連結する手段とを備え、前記第１及び
   第２スタッド供給装置は、前記連結手段を通して、前記
   コレットに、雄ねじスタッドまたは雌ねじスタッドを選
   択的に給送するように、作動させられることを特徴とす
   るスタッド溶接機。