JP3213091U

JP3213091U - ナットおよびボルト溶接用電極ホルダ

Info

Publication number: JP3213091U
Application number: JP2017003613U
Authority: JP
Inventors: 日高　勝人; 勝人日高
Original assignee: SMK Corp
Current assignee: SMK Corp
Priority date: 2017-08-07
Filing date: 2017-08-07
Publication date: 2017-10-19
Anticipated expiration: 2027-08-07

Abstract

【課題】プロジェクション付きナットやプロジェクション付きボルトを溶接するための電極ホルダであり、ワークの形状の制約や溶接場所の制約等があるような場合でも便利に使用できる電極ホルダを提供する。【解決手段】ナット溶接用の下部電極２を保持するナット溶接用電極ホルダ１において、溶接機本体側のクランプ具２０によって保持される軸部材８と、軸部材に結合されるアーム部材９から構成し、軸部材とアーム部材とを結合した状態では、Ｌ字型の形状になるようにするとともに、アーム部材の先端側には、圧縮バネ５によって上方に付勢される位置決めピン６を収容するための収容凹部を形成し、収容凹部の側方に、加圧エアを送り込むためのエア通路を連通して設け、いずれか一方のエア通路が選択されると、他方のエア通路を封鎖できるようにする。【選択図】図１

Description

本考案は、プロジェクション付きナットおよびプロジェクション付きボルトを溶接するための電極ホルダに関し、ワークの形状の制約や溶接場所の制約等があるような場合でも制約を受けにくくして便利に使用できる電極ホルダの改良に関する。

従来、重ね合わせた二枚の鋼板等ワークを溶接するスポット溶接において、一対の電極でワークを挟み込んで加圧通電することにより溶接するのが一般的であるが、例えば電極の加圧方向の延長線上に障害物等が存在するような場合、いわゆるＬ型ホルダと呼ばれるＬ字型をした電極ホルダに電極を取り付け、障害物を避けながらスポット溶接するような技術が知られており、このような電極ホルダとして、本出願人は、一つの素材から削りだして加工するような無駄を無くし、また、作製を容易化するため、二つの材料を組み合わせて製造するような技術（例えば、特許文献１参照。）を提案している。
この技術は、二つの材料として、内部に冷却通路が形成されるアーム部材と、溶接機本体側のクランプ具に取り付け可能な軸部材とを使用して、これらをＬ字型に組み合わせ、アーム部材の先端側に電極を取り付けるようにしている。

特許第３８５６３８３号公報。

一方、プロジェクション付きナットやプロジェクション付きボルトを鋼板等に溶接する技術として、穴あき鋼板とプロジェクション付きナットやプロジェクション付きボルトを重ね合わせて、ナットの場合は位置決めピンで、ボルトの場合は位置決めパイプで両者の位置決めを行い、スポット溶接と同様な要領でナットを溶接するような技術も知られており、このようなプロジェクション付きナットやをプロジェクション付きボルト溶接する場合にも、例えば電極の延長線上に障害物が存在するような場合には、Ｌ型ホルダのような電極ホルダを利用できれば、便利であった。

そこで、本考案は、プロジェクション付きナットやプロジェクション付きボルトを溶接するための電極ホルダに関し、ワークの形状の制約や溶接場所の制約があるような場合でも制約を受けにくくして使用できる電極ホルダを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本考案は、ナット溶接用の電極を保持するナット溶接用電極ホルダにおいて、溶接機本体側のクランプ具によって保持される軸部材と、この軸部材に結合されるアーム部材から構成し、前記軸部材とアーム部材とを結合した状態では、Ｌ字型の形状になるようにするとともに、前記アーム部材の先端側には、圧縮バネによって上方に付勢される位置決めピンと、該圧縮バネを収容するための収容凹部を形成し、また、この収容凹部の側方には、加圧エアを送り込むためのエア通路を収容凹部に連通して設け、前記位置決めピンは、アーム部材の先端側に保持される電極の貫通孔を挿通するようにし、更に、アーム部材の基端側には、前記電極周辺に発生する熱を冷却するための冷却用接続機構を接続可能にした。

そして、穴あき状の鋼板上にナットが載置されると、電極の貫通孔を挿通する位置決めピンを鋼板の穴を挿通させ、その上端をナットの穴に向けて突出させることにより、両者を位置決めし、電極で加圧通電することにより、ナットのプロジェクション部を溶融させ溶接する。また溶接の際に発生するスパッタ等の異物や不純物を除去するため、エア通路を通して加圧エアを収容凹部に送り込み、収容凹部から外部に向けて異物等を払いのける。
また、アーム部材の基端側に接続する冷却用接続機構により、電極周辺を冷却するが、このような冷却構造としては、特許第３８５６３８３号公報に示されるような構造が適用可能である。

また、本考案では、前記収容凹部側方のエア通路として、前記収容凹部を挟んで対向位置に一対設け、いずれか一方側のエア通路が選択されるとき、他方側のエア通路は封鎖できるようにした。
このように、エア通路を対向位置に一対設け、いずれか一方のエア通路を任意に選択できるようにすれば、使用場所の制約等を受けにくくなり、使用の自由度が一層増す。

また、本考案では、ボルト溶接用の電極を保持するボルト溶接用電極ホルダにおいて、溶接機本体側のクランプ具によって保持される軸部材と、この軸部材に結合されるアーム部材から構成し、前記軸部材とアーム部材とを結合した状態では、Ｌ字型の形状になるようにするとともに、前記アーム部材の先端側には、電極の下端側の一部を収容するための収容凹部を形成し、また、この収容凹部の側方には、加圧エアを送り込むためのエア通路が収容凹部に連通して設け、前記アーム部材の基端側には、前記電極周辺に発生する熱を冷却するための冷却用接続機構を接続可能にした。また、この場合にも、前記収容凹部側方のエア通路として、前記収容凹部を挟んで対向位置に一対設け、いずれか一方側のエア通路が選択されるとき、他方側のエア通路は封鎖できるようにする。

このような構成により、ワークの形状の制約や溶接場所の制約があるような場合でも制約を受けにくくすることができる。

ナット溶接用の電極を保持するナット溶接用電極ホルダにおいて、溶接機本体側のクランプ具によって保持される軸部材と、この軸部材に結合されるアーム部材から構成し、軸部材とアーム部材とを結合した状態では、Ｌ字型の形状になるようにするとともに、アーム部材の先端側には、圧縮バネによって上方に付勢される位置決めピンと、該圧縮バネを収容するための収容凹部を形成することにより、ナット溶接専用の電極ホルダの使用場所の制約を無くし、使用の自由度を高めることができる。
また、ボルト溶接用の電極を保持するボルト溶接用電極ホルダにおいて、軸部材とアーム部材とを結合した状態では、Ｌ字型の形状になるようにするとともに、アーム部材の先端側に、電極の下端側の一部を収容するための収容凹部を形成することで、ボルト溶接専用の電極ホルダの使用場所の制約を無くし、使用の自由度を高めることができる。
この際、収容凹部側方に形成するエア通路として、収容凹部を挟んで対向位置に一対設けることにより、使用場所の自由度を一層高めることができて好適である。

ナット溶接用電極ホルダの一部を断面にして示す溶接状態の説明図である。図１の電極ホルダの本体部の説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。図１の電極ホルダの本体部の収容凹部内に組み付けられる圧縮バネや位置決めピンの収納状態を示す説明図である。ボルト溶接用電極ホルダの一部を断面にして示す溶接状態の説明図である。

本考案に係るナットおよびボルト溶接用電極ホルダは、ナット溶接専用の電極ホルダの使用場所等の制約を無くし、使用の自由度を高めることができるようにされ、いわゆるＬ型ホルダと呼ばれる電極ホルダの改良技術として提案されている。

そこで、まずナット溶接の場合から説明する。
ナット溶接の概要について、図１に基づき説明すると、ナット溶接専用の電極ホルダ１で保持される下部電極２の上に、穴あき鋼板Ｗ等と、プロジェクション部ｐを有するナットＮが載置される。この際、下部電極２の貫通孔を挿通する位置決めピン１７が、鋼板Ｗの穴とナットＮの穴を通すようにセットされ、ナットＮは、プロジェクション部ｐが鋼板Ｗに接触するような状態で載置される。

次いで、それまで上方で待機していた上部電極２１が降下して、ナットＮの上面に当接し、上部電極２１と下部電極２とでワークを挟み込んで加圧する。なおこの際、上部電極２１の下面には、位置決めピン１７の頂部と干渉を避けるための凹部が形成されている。

そして、この状態で、上部電極２１と下部電極２間に通電することにより、ナットＮのプロジェクション部ｐが溶融し、ナットＮと鋼板Ｗが溶接される。
ナット溶接用電極ホルダ１は、以上のような下部電極２を保持するためのホルダとして構成されている。

本電極ホルダ１は、図１、図２に示すように、Ｌ字型に組み合わせた本体部３と、本体部３の先端側に形成される収容凹部４内に組み込まれる圧縮バネ５や位置決めピン６と、収容凹部４の上部に装着される下部電極２と、本体部３の基端側に接続される冷却用接続機構７を備えており、前記本体部３は、溶接機側のクランプ具２０（図１）によってクランプ保持される軸部材８と、この軸部材８に対して略直角方向に組み合わせられるアーム部材９から構成されている。

すなわち、アーム部材９の先端側上面には、収容凹部４が形成されるとともに、アーム部材９の基端側下面には、軸部材８の上端テーパ部を嵌合させることのできるテーパ状の嵌合凹部１０が形成され、この嵌合凹部１０に軸部材８の上端を密着状に嵌合せしめた後、嵌合凹部１０の上方に形成されるネジ孔を通して皿ネジ１１を軸部材８の頂面に螺合させることにより、アーム部材９と軸部材８とを結合している。

また、アーム部材９の基端側には、後述する冷却用接続機構７を接続するためのネジ孔ｎが形成されるとともに、このネジ孔ｎから前方に向けて冷却水路１２が掘り込まれており、この冷却水路１２は軸部材８をも貫通し、その先端部が収容凹部４近傍まで延出している。

また、アーム部材９の基端側に接続される冷却用接続機構７は、前記アーム部材９基端のネジ孔ｎに捩じ込み可能なネジ管部７ｎを備えており、また、この冷却用接続機構７には、冷却水を送り込むための冷却水供給口１３ｘと、冷却済みの冷却水を排出するための冷却水排水口１３ｙが設けられている。
そして、前記ネジ管部７ｎの先端側には、前記冷却水路１２の径より小径で且つ冷却水路１２の奥までほぼ達する長さのチューブ１４が連結されている。
そして、冷却水供給口１３ｘから送り込んだ冷却水が、チューブ１４の中を通って冷却水路１２内に入り込んで周囲を冷却し、冷却済みの冷却水はチューブ１４と冷却水路１２の内壁との隙間を通して逆流し、冷却水排水口１３ｙから排出されるようにしている。

前記アーム部材９先端側の収容凹部４まわりの組付け部品等について、図３に基づき説明する。
収容凹部４は、上方の大径のネジ穴と、下方の小径のバネ収容穴を備えており、下方のバネ収容穴に圧縮バネ５が収容されるとともに、この圧縮バネ５の上方に断熱効果の高いベーク受皿１６を介して位置決めピン６が載置されている。また、収容凹部４内に圧縮バネ５やベーク受皿１６や位置決めピン６を収容した状態で、穴あき状の下部電極２の下端部の小径ネジ部を螺合させると、圧縮バネ５が押圧されて圧縮力を発揮するようになり、位置決めピン６は、上方に向けて付勢されるとともに、所定ストローク昇降自在にされることになる。

また、この収容凹部４の側方には、図２（ａ）に示すように、収容凹部４を挟んで左右一対のエア通路１８ａ、１８ｂが形成され、外部から収容凹部４内に連通状態とされている。

そして、製品出荷時においては、この左右一対のエア通路１８ａ、１８ｂのうち、いずれか一方の通路に加圧エアを供給するための不図示のスピードコントローラ端子が接続され、他方側の通路には盲蓋がされている。そして、使用者は、この電極ホルダ１使用時に、使用場所に応じて適切な方向にスピードコントローラ端子と盲蓋を付け直して使用すれば、その場所に最適な状態で使用することができる。

以上のような溶接用電極ホルダ１において、図１に示すように、上部電極２１と下部電極２によってワークを挟み込んで加圧し、同時に、いずれか一方のエア通路１８ａ、１８ｂから収容凹部４内に加圧エアを送り込みながら通電する。すると、ナットＮのプロジェクション部ｐが溶融してナットＮと鋼板Ｗの溶接が行われ、スパッタ等の異物は、加圧エアによって周辺に払いだされる。
この際、溶接場所の制約やワークの形状等の制約を受ける可能性が抑制されるので、効果的に溶接することができる。また、電極ホルダ１が軸部材８とアーム部材９とに分割されているため、制作費が安価であり、しかも製作に手間がかからない。

次に、ボルト溶接用電極ホルダ２５について、図４に基づき説明する。
ボルト溶接用電極ホルダ２５は、アーム部材９の先端側に形成される収容凹部４と、収容凹部４の上部に装着される下部電極２６を備えており、この下部電極２６の中央部には、ボルトＢの軸部を挿入させるための挿入孔２６ｈが形成されており、この挿入孔２６ｈに絶縁部材からなる位置決めパイプ３１が固着されており、収容凹部４に連通している。
なお、冷却構造等のその他の機構は、ナット溶接用電極ホルダ１の場合と同様である。

以上のようなボルト溶接用電極ホルダ２５において、穴あき鋼板Ｗ等の上にプロジェクション部ｐを有するボルトＢが載置されると、上方で待機していた上部電極２１が降下して、ボルトＢの上面に当接し、上部電極２１と下部電極２６とでワークを挟み込んで加圧し、通電する。すると、ボルトＢのプロジェクション部ｐが溶融し、ボルトＢと鋼板Ｗが溶接される。
この場合も、溶接場所の制約やワークの形状等の制約を受ける可能性が抑制されるので、効果的に溶接することができる。

なお、本考案は上記のような実施形態に限定されるものではない。本考案の実用新案登録請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本考案の技術的範囲に属する。例えば、ボルト溶接用電極ホルダ２５において適用できるボルトとしては、ボルトＢの軸部にネジが形成されているものに限定されるものではなく、軸部にネジが形成されていない形態のボルト型ピンにも適用可能である。

プロジェクション部付きナットやボルトを溶接する際、ワークの形状や使用場所の制約等を受ける可能性が減少するため、主に、部品組み立て工場等における今後の広い分野での普及が期待される。

１…ナット溶接用の電極ホルダ、２…ナット溶接用の下部電極、３…本体部、４…収容凹部、５…圧縮バネ、６…位置決めピン、７…冷却用接続機構、８…軸部材、９…アーム部材、１８ａ、１８ｂ…エア通路、２０…クランプ具、２５…ボルト溶接用の電極ホルダ、２６…ボルト溶接用の下部電極。

Claims

ナット溶接用の電極を保持するナット溶接用電極ホルダであって、溶接機本体側のクランプ具によって保持される軸部材と、この軸部材に結合されるアーム部材からなり、前記軸部材とアーム部材とを結合した状態では、Ｌ字型の形状になるようにされるとともに、前記アーム部材の先端側には、圧縮バネによって上方に付勢される位置決めピンと、該圧縮バネを収容するための収容凹部が形成され、また、この収容凹部の側方には、加圧エアを送り込むためのエア通路が収容凹部に連通して設けられ、前記位置決めピンは、アーム部材の先端側に保持される電極の貫通孔を挿通するようにし、更に、アーム部材の基端側には、前記電極周辺に発生する熱を冷却するための冷却用接続機構が接続可能にされることを特徴とするナット溶接用電極ホルダ。
前記収容凹部側方のエア通路は、前記収容凹部を挟んで対向位置に一対設けられ、いずれか一方側のエア通路が選択されるとき、他方側のエア通路は封鎖できるようにされることを特徴とする請求項１に記載のナット溶接用電極ホルダ。
ボルト溶接用の電極を保持するボルト溶接用電極ホルダであって、溶接機本体側のクランプ具によって保持される軸部材と、この軸部材に結合されるアーム部材からなり、前記軸部材とアーム部材とを結合した状態では、Ｌ字型の形状になるようにされるとともに、前記アーム部材の先端側には、電極の下端側の一部を収容するための収容凹部が形成され、また、この収容凹部の側方には、加圧エアを送り込むためのエア通路が収容凹部に連通して設けられ、前記アーム部材の基端側には、前記電極周辺に発生する熱を冷却するための冷却用接続機構が接続可能にされることを特徴とするボルト溶接用電極ホルダ。
前記収容凹部側方のエア通路は、前記収容凹部を挟んで対向位置に一対設けられ、いずれか一方側のエア通路が選択されるとき、他方側のエア通路は封鎖できるようにされることを特徴とする請求項３に記載のボルト溶接用電極ホルダ。