JPH091357A - コンデンサ・スタッド溶植機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】凹状に変形した自動車等の車体の母材の引出し
作業に作用されるコンデンサ・スタッド溶植機。 【構成】電源トランス２の二次側の整流回路によって発
生した直流電流によりスタッド溶植を行うスタッド溶植
機１において、供給電源９からの交流電流を電源トラン
ス二次側で整流し直流電流を出力端子３ｄに供給する第
一の直流供給回路３を有するとともに、第一の直流供給
回路と並列に第二の直流回路５、第三の直流供給回路６
を有し、これら第二、第三の直流供給回路に第一の直流
供給回路と異なる容量のコンデンサＣ_２・Ｃ_３を配備す
ることにより、被溶植母材１０若しくは被溶植係合金具
１１に付着する絶縁物の量に対応して、各直流供給回路
の出力負荷の切替えを順次行う制御回路を有する構成と
することで、被溶植母材等の酸化皮膜を順次炭火させ、
多量の火花の発生や爆発状態の防止を図り、車体母材に
穴を生ずることなくスタッド溶植を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車等の板金作業
において凹状に変形した車体の母材の引出し作業に際し
て使用される、コンデンサ・スタッド溶植機に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】車両事故等の衝撃で車体に凹状の変形を
生じた車体母材の板金作業を行う場合には、板金処理に
先駆け凹状に変形した箇所の引張り出し処理がプーラ等
の工具を使用して行われるが、変形の生じた車体母材側
にプーラ等の工具に係合するワッシャ等の係合金具の溶
植が行われる。この係合金具の溶植に際して供されるス
タッド溶植機は、図２乃至図３に示すような交流出力回
路や直流出力回路によるものが一般的に普及している。
従来の交流出力回路若しくは直流出力回路を具備するス
タッド溶植機の説明にあたり、図２乃至図３の説明に使
用する符号のうち重複する符号についてはその構成要素
を同一とするものである。

【０００３】図２は従来の交流出力による交流スタッド
溶植機１ａの回路構成を説明するブロックダイヤグラム
であるが、この図２において、この交流出力回路を有す
るスタッド溶植機は電源トランス２と位相制御回路３ｂ
と手元スイッチ８と出力端子３ｄと溶植部４から構成さ
れている。

【０００４】ここで、これらの構成から成る交流スタッ
ド溶植機１ａを図２のブロックダイアグラムに基づき説
明を行う。供給電源９より供給される電流は位相制御回
路３ｂを介して電源トランス２の一次側に入力され、所
定電圧に調整後二次側の溶植部４へ出力される。この溶
植部４への出力の一方は出力端子３ｄより溶植ケーブル
４ｃを介してスタッド用の係合金具１１であるワッシャ
を挟持するスタッドガン４ａに出力され、他方の出力は
出力端子３ｄより溶植ケーブル４ｃを介してスタッド処
理を施す箇所の近傍の車体母材１０にアース４ｂとして
連結される。そして、手元スイッチ８の始動により電流
負荷が開始されスタッド溶植が行われる。

【０００５】また、図３は従来の直流出力による直流ス
タッド溶植機１ｂの回路構成を説明するブロックダイヤ
グラムであるが、この図３に示す直流回路を有する直流
スタッド溶植機１ｂは、電源トランス２と整流回路３ｃ
と第１スイッチング素子ＳＷ１と第２スイッチング素子
ＳＷ２とコンデンサＣ１とタイミング回路７と出力端子
３ｄ手元スイッチ８と溶植部４から構成されている。

【０００６】この構成による直流スタッド溶植機１ｂを
図３のブロックダイアグラムに基づき説明を行うと、供
給電源９より供給される電流は電源トランス２の一次側
に入力され所定の電圧調整後二次側で整流回路３ｃによ
り直流に変換が図られる。

【０００７】この整流回路３ｃのプラス出力と出力端子
３ｄの一方の端子の間には第１スイッチング素子ＳＷ１
と第２スイッチング素子ＳＷ２が配置され、前記整流回
路３ｃのマイナス出力と前記出力端子３ｄの他方の端子
が結線されている。そして前記第１スイッチング素子Ｓ
Ｗ１と第２スイッチング素子ＳＷ２の間にはコンデンサ
Ｃ１のプラス端子が、前記整流回路３ｃよりのマイナス
出力には前記コンデンサＣ１のマイナス端子が接続され
ている。

【０００８】このコンデンサＣ１への電荷の充電・放電
は、前記第１スイッチング素子ＳＷ１と第２スイッチン
グ素子ＳＷ２の作動切替えをタイミング回路７の制御を
することにより行われる。即ち、溶植部４へのスタッド
電力の負荷は、手元スイッチ８を始動することにより第
１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦ、第２スイッチング
素子ＳＷ２をＯＮの状態とするタイミング回路７の制御
を行い、コンデンサＣ１に蓄積した電荷を出力端子３ｄ
より出力ケーブルを介してスタッド用の係合金具である
ワッシャを挟持するスタッドガンに出力することにより
行われるが、この場合において他方の出力端子３ｄは溶
植ケーブル４ｃを介してスタッド処理を施す箇所の近傍
の車体母材１０にアース４ｂがなされている。

【０００９】また、コンデンサＣ１への充電はスタッド
溶植を終了した際に前記第１スイッチング素子ＳＷ１を
ＯＮ、第二スイッチング素子ＳＷ２をＯＦＦとする状態
にタイミング回路７の制御を行うことにより充電が行わ
れる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなスタッド溶植を行う際には通常車体の母材の溶植面
に付着する塗料や油分、若しくは前記溶植面と当接する
係合金具に付着する油分や塵等の除去が行われるが、こ
の除去処理が完全でない場合やこれら金属の表面に生じ
た酸化皮膜が絶縁物となり、さらにこのような状況で大
量の電流の負荷を行うと良好な導通でないために、多量
の火花や時には爆発状態となり、さらにはこの爆発によ
って車体母材１０に穴が生じて実用に適さないことがあ
る。

【００１１】そこで、本発明はこれらの問題を解決する
ため成されたものであって、コンデンサを配備する第二
の直流供給回路乃至第三の直流供給回路が車体母材や係
合金具の表面に生じた酸化皮膜を順次炭化させ、多量の
火花の発生や爆発状態の防止を図るとともに、車体母材
に穴を生じさせることなく良好なスタッド溶植を可能と
する、コンデンサ・スタッド溶植機の提供を目的とする
ものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明はこれらの目的を
達成するために成されたものであって、この発明の課題
を解決するための手段の第一の特徴は、電源トランスの
二次側の整流回路によって発生した直流電流によりスタ
ッド溶植を行うスタッド溶植機において、供給電源から
の交流電流を電源トランス二次側で整流し直流電流を出
力端子に供給する第一の直流供給回路を有するととも
に、前記電源トランス二次側で前記第一の直流供給回路
と並列に第二の直流供給回路、第三の直流供給回路を有
し、これら第二の直流供給回路、第三の直流供給回路に
第一の直流供給回路と異なる容量のコンデンサを配備す
ることにより、被溶植母材若しくは被溶植係合金具に付
着する絶縁物の量に対応して、各直流供給回路の出力負
荷の切替えを順次行う制御回路を有する構成とすること
である。

【００１３】さらに、第二の特徴として、前記第二の直
流供給回路乃至第三の直流供給回路に配備するコンデン
サ容量を、第一の直流供給回路に配備するコンデンサ容
量より小容量の構成とすることである。

【００１４】

【作用】この発明におけるコンデンサ・スタッド溶植機
は溶植用のスタッドガンへの電流出力の際に、従来の第
一の直流供給回路よりの電荷の出力に先駆けタイミング
回路が電源トランス二次側の整流回路の後方に第一の直
流供給回路と並行して設けられた第二の直流供給回路、
若しくは第三の直流供給回路に配備されるコンデンサに
蓄積する電荷を、車体母材や係合金具の酸化状況に応じ
て順次出力が行われる。

【００１５】即ち、第二の直流供給回路の電荷の負荷に
より車体母材や係合金具の表面に付着する塗料、油分ま
たは酸化皮膜等の絶縁物を炭化させ導通不良の要因とな
る絶縁物の除去が行われるが、絶縁物の除去が不完全な
場合には、さらに、第三の直流供給回路の電荷の負荷が
行われて前記絶縁物の除去が図られる。この除去処理が
終了し良好な溶植状態となった後に、第一の直流供給回
路の電荷の負荷が行われ、溶植による火花や爆発状態を
伴わずに車体母材への係合金具の溶植が行われる。一
方、これら第一の直流供給回路乃至第三の直流供給回路
のコンデンサへの充電は、第一の直流供給回路の出力で
あるスタッド溶植が終了した後、第１スイッチング素子
ＳＷ１がＯＮとなり、各直流供給回路の各コンデンサＣ
１，Ｃ２，Ｃ３へ行われる。

【００１６】

【実施例】この発明のコンデンサ・スタッド溶植機の一
実施例を図面に基づいて説明を行う。実施例参照図面の
中で使用する符号のうち前述の従来技術の説明で使用し
た符号と同一の符号についてはその構成要素を同一とす
るため説明については省略する。

【００１７】図１はこの発明のコンデンサ・スタッド溶
植機の一実施例を説明するブロックダイヤグラムであ
る。この図１において、符号１はコンデンサ・スタッド
溶植機を示し、このコンデンサ・スタッド溶植機１は電
源トランス２と、整流回路３ｃと、第一の直流供給回路
３と、第二の直流供給回路５と、第三の直流供給回路６
と、タイミング回路７と、溶植部４によって構成されて
いる。

【００１８】前記第一の直流供給回路３は第１スイッチ
ング素子ＳＷ１と第２スイッチング素子ＳＷ２とコンデ
ンサＣ１から構成されていて、整流回路３ｃよりのプラ
ス出力側に前記コンデンサＣ１のプラス端子が連結さ
れ、この端子を挟んで第１スイッチング素子ＳＷ１およ
び、第２スイッチング素子ＳＷ２が配置されている。コ
ンデンサＣ１のマイナス端子は整流回路３ｃのマイナス
出力に接続され、さらにこのコンデンサＣ１のマイナス
端子と後述の第二の直流供給回路５および第三の直流供
給回路６の各々に配置されるコンデンサＣ２およびＣ３
のマイナス端子に接続されている。また、これらのコン
デンサＣ２およびＣ３の各々のプラス端子は抵抗を介し
て整流回路３ｃのプラス出力側第１スイッチング素子Ｓ
Ｗ１と第２スイッチング素子ＳＷ２の間に接続されてい
る。

【００１９】第二の直流供給回路５はコンデンサＣ２と
第３スイッチング素子ＳＷ３で、また、第三の直流供給
回路６はコンデンサＣ３と第４スイッチング素子ＳＷ４
で各々構成され、第一の直流供給回路３に並行した形態
に配置されている。

【００２０】溶植部４はスタッドガン４ａと溶植ケーブ
ル４ｃとアース４ｂから構成され、このスタッドガン４
ａにより係合金具（ワッシャ）１１を挟持し車体母材１
０へのスタッド溶植が行われるが、このスタッドガン４
ａへの溶植電流供給は第一の直流供給回路よりの出力を
溶植ケーブル４ｃを介して行われる。

【００２１】符号５乃至６は第二の直流供給回路若しく
は第三の直流供給回路であるが、これらの直流供給回路
に配置されるコンデンサＣ２若しくはＣ３の電荷の蓄積
能力は、第一の直流供給回路３に配置されるコンデンサ
Ｃ１の蓄積能力と比較すると極めて小容量なものであっ
て、コンデンサＣ２若しくはコンデンサＣ３の蓄積する
容量の電荷の放電によってスタッド溶植は不可能な容量
となっている。さらに、第二の直流供給回路５のコンデ
ンサＣ２の容量と第三の直流供給回路６のコンデンサＣ
３の容量の比較において、両者の容量差は所望する被溶
植体である車体母材１０や係合金具１１の仕様によって
設定が成される。

【００２２】第一の直流供給回路３乃至第三の直流供給
回路６の直流出力の制御を行うのが符号７で示されるタ
イミング回路であり、このタイミング回路７は第１スイ
ッチング素子ＳＷ１乃至第４スイッチング素子ＳＷ４の
各々に接続するとともに、これらの作動の制御を具体的
には後述の作動説明の如く行っている。

【００２３】符号８は手元スイッチであり、この手元ス
イッチ８をＯＮにするとスタッド溶植が実行され、ＯＦ
Ｆにより解除される。すなわち、手元スイッチ８はコン
デンサ・スタッド溶植機１の始動および終了を操作する
スイッチであり、この手元スイッチ８の操作によりタイ
ミング回路７の制御の始動と終了が行われる。

【００２４】このように構成されるコンデンサ・スタッ
ド溶植機１の機能の説明を行うと、整流回路３ｃから出
力された直流電流はタイミング回路７の各スイッチング
素子の制御により、第一乃至第三の直流供給回路に配置
される各コンデンサへの電荷の蓄積が行われる。

【００２５】先ず、スタッド溶植に先駆け第二の直流供
給回路５より出力端子３ｄを介して溶植部４のスタッド
ガン４ａとアース４ｂへの放電が行われるが、この放電
により車体母材１０若しくは前記スタッドガン４ａの先
端に取り付けられ、車体母材１０と当接する係合金具１
１の当接箇所に付着する残存する塗料・油分の炭化を図
り、後のスタッド溶植における絶縁物の加熱に伴う火花
や爆発を防止する機能を果たす。

【００２６】さらに、第二の直流供給回路５の放電量が
不十分なため期待する当接箇所の残存する塗料・油分の
炭化がなされない場合には、第三の直流供給回路６に配
置のコンデンサＣ３からの放電が行われ、絶縁物の除去
の補填処理がなされる機能となっている。

【００２７】なお、この第二の直流供給回路５乃至第三
の直流供給回路６よりの出力電流の出力時期はタイミン
グ回路７の制御により任意に設定可能であり、また、出
力電流値についても第二の直流供給回路５乃至第３の直
流供給回路６に配置されるコンデンサＣ２乃至コンデン
サＣ３の充電電圧および、コンデンサの容量により任意
に設定可能であり、さらに、被溶植体である車体母材１
０や係合金具１１の材質や厚さ等によっても可変するこ
とは自由であることは勿論である。

【００２８】これらの機能を有するコンデンサ・スタッ
ド溶植機１の作動説明を行うと、先ず、供給電源９を投
入しメインスイッチ３ａのＯＮによりスタッド待機の状
態となるが、これと同時に整流回路３ｃを経てコンデン
サＣ１乃至コンデンサＣ３に電流がチャージされる。こ
の時、第１スイッチング素子ＳＷ１はＯＮの状態であり
第２スイッチング素子ＳＷ２乃至第４スイッチング素子
ＳＷ４はＯＦＦの状態となっている。

【００２９】作業者がスタッド溶植を行うために手元ス
イッチ８をＯＮとすると、タイミング回路７より次の順
序で第１スイッチング素子ＳＷ１乃至第４スイッチング
素子ＳＷ４に信号（ゲート信号）が送られスタッド溶植
処理が開始される。

【００３０】第二の直流供給回路５において予めコンデ
ンサＣ２に蓄積した電荷が溶植部４のスタッドガン４ａ
に出力がなされ、車体母材１０および係合金具１１の当
接面に付着する絶縁物の除去処理後の残存する塗料・油
分等の絶縁物の加熱による炭化が図られる。

【００３１】第二の直流供給回路５のコンデンサＣ２の
放電による当接箇所の残存する塗料・油分の絶縁物の炭
化が不十分の場合には、第４スイッチング素子ＳＷ４を
ＯＮとし、他のスイッチング素子をＯＦＦとするゲート
信号が各スイッチング素子に送られて、第三の直流供給
回路６のコンデンサＣ３に蓄積した電荷が溶植部４のス
タッドガン４ａへの出力がなされ、さらに残存する塗料
・油分等の絶縁物の炭化処理の補填作業が行われる。

【００３２】これらの処理が行われた後に、第１スイッ
チング素子ＳＷ１と第３スイチッング素子ＳＷ３と第４
スイッチング素子ＳＷ４にＯＦＦのゲート信号が、第２
スイッチング素子ＳＷ２へＯＮのゲート信号が送られス
タッド溶植が開始される。なお、このスタッド溶植終了
後、第１スイッチング素子ＳＷ１がＯＮとなりコンデン
サＣ１，Ｃ２，Ｃ３への充電が行われる。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明のように本発明によれば次の
ような効果を奏する。即ち、第二の直流供給回路およ
び、第三の直流供給回路に配備されるコンデンサの放電
が、車体母材やこの車体母材と当接する係合金具の当接
箇所に付着する塗料・油分や酸化皮膜等の絶縁物の炭化
が順次図られるために、従来多発していたこれら残存す
る絶縁物の原因による多量の火花の発生や爆発状態の防
止が図られるとともに、爆発による車体母材に穴を生じ
させることなく良好なスタッド溶植を可能とするという
効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のコンデンサ・スタッド溶植機の一実
施例を説明するブロックダイヤグラムである。

【図２】従来の交流出力による交流スタッド溶植機の回
路構成を説明するブロックダイヤグラムである。

【図３】従来の直流出力による直流スタッド溶植機の回
路構成を説明するブロックダイヤグラムである。

【符号の説明】 １ コンデンサ・スタッド溶植機 １ａ 交流スタッド溶植機 １ｂ 直流スタッド溶植機 ２ 電源トランス ３ 第一の直流供給回路 ３ａ メインスイッチ ３ｂ 位相制御回路 ３ｃ 整流回路 ３ｄ 出力端子 ４ 溶植部 ４ａ スタッドガン ４ｂ アース ５ 第二の直流供給回路 ６ 第三の直流供給回路 ７ タイミング回路 ８ 手元スイッチ ９ 供給電源 １０ 車体母材 １１ 係合金具（ワッシャ） Ｃ１ コンデンサ（第一の直流供給回路） Ｃ２ コンデンサ（第二の直流供給回路） Ｃ３ コンデンサ（第三の直流供給回路） ＳＷ１ 第１スイッチング素子 ＳＷ２ 第２スイッチング素子 ＳＷ３ 第３スイッチング素子 ＳＷ４ 第４スインチング素子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源トランスの二次側の整流回路によっ
   て発生した直流電流によりスタッド溶植を行うスタッド
   溶植機において、 供給電源からの交流電流を電源トランス二次側で整流し
   直流電流を出力端子に供給する第一の直流供給回路を有
   するとともに、前記電源トランス二次側で前記第一の直
   流供給回路と並列に第二の直流供給回路、第三の直流供
   給回路を有し、これら第二の直流供給回路、第三の直流
   供給回路に第一の直流供給回路と異なる容量のコンデン
   サを配備することにより、被溶植母材若しくは被溶植係
   合金具に付着する絶縁物の量に対応して、各直流供給回
   路の出力負荷の切替えを順次行う制御回路を有すること
   を特徴とする、コンデンサ・スタッド溶植機。
2. 【請求項２】 前記第二の直流供給回路乃至第三の直流
   供給回路に配備するコンデンサ容量を、第一の直流供給
   回路に配備するコンデンサ容量より小容量とすることを
   特徴とする、請求項１記載のコンデンサ・スタッド溶植
   機。