JP2001321957A - プロジェクションボルトの溶接方法 - Google Patents

プロジェクションボルトの溶接方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸部、フランジ、溶着用突起を有するプロジ
ェクションボルトを鋼板製ワークに溶接するに際して
は、ワークの所定位置に正確に溶接しなければならな
い。同時に、プロジェクションボルトの溶接箇所がどの
ような箇所であっても簡単に溶接できることが重要であ
る。 【解決手段】 上述の課題を解決するために、支持基板
5に中間電極11を設置し、この設置位置はワーク9に
対するプロジェクションボルト1の溶接箇所に対応させ
て設定してある。そして、中間電極11にはボルトの軸
部2が挿入される受入孔13が明けられている。軸部2
を各受入孔13に挿入してからその上側にワーク9をセ
ットし、その後、溶接機32の電極18、19を中間電
極11のところへ導入し、電極加圧と通電によって、ワ
ーク9と溶着用突起4とが溶着される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】軸部とフランジと溶着用突起
からなるプロジェクションボルトを、板状のワークに溶
接することがおこなわれている。本発明は、このような
溶接の技術分野に属している。
【0002】
【従来の技術】上述のような技術分野における先行技術
としては、特許第2509103号公報があげられる。
ここには、プロジェクションボルトの軸部を差し込む受
入孔が可動電極に明けられ、可動電極に保持されたプロ
ジェクションボルトは同電極の進出によって鋼板等のワ
ークに溶接されることが開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとしている問題点】上述のような先
行技術であると、可動電極は一つの目的箇所にのみ進出
してプロジェクションボルトを溶接しているので、ボル
トの溶接箇所を自由に選択することができない。すなわ
ち、自動車のフロアパネルやドアインナパネルのような
大きな鋼板製ワークであると、定められた位置の複数箇
所にプロジェクションボルトを溶接しなければならない
のであるが、上記の先行技術であると、このような条件
を満足させることができないこととなる。また、複数個
のプロジェクションボルトを定められた箇所に溶接する
に際して、ワークの取扱が簡単であることが、生産性や
溶接品質の向上にとって重要である。さらに、たとえば
自動車のフロアパネルであると、機種に応じて座席の配
列が異なったりして、プロジェクションボルトの溶接位
置が変化する。このような場合、一つの設備で種々な機
種の仕様に対応できるようにしておくことが、設備投資
の節減や設備の設置スペース縮小等の面から必要にな
る。
【0004】
【問題を解決するための手段とその作用】本発明は、上
述のような問題点や必要条件に注目して発案されたもの
で、請求項1の発明は、軸部とフランジと軸部とは反対
側のフランジ面に形成された溶着用突起からなるプロジ
ェクションボルトを板状のワークに溶接するものにおい
て、支持基板に前記軸部の受入孔を有する中間電極をワ
ークに対応した所定の箇所に設置し、前記受入孔に軸部
を挿入してから前記溶着用突起に接触または溶着用突起
との間に僅かな隙間を残した状態でワークを配置し、溶
接機はその電極が前記中間電極に順次合致してゆく移動
式のものとされ、溶接機の電極でワークを溶着用突起に
圧接させて通電することにより、溶着用突起とワークと
の圧着部が溶接されることを特徴とした方法である。
【0005】上述のような方法で溶接をすることによっ
て、支持基板に設置された中間電極はワークのボルト溶
接位置に対応させてあるので、ワークを所定の箇所にセ
ットするだけで、ワークの定められた位置にプロジェク
ションボルトの溶接ができる。中間電極に保持されたボ
ルトの溶着用突起に対して電極によってワークを圧接さ
せるものであるから、ワークと溶着用突起との圧着と通
電が適正に果たされ、良好な品質の溶着状態が得られ
る。さらに、溶接機はロボット等によってその電極が中
間電極に順次移動しながら合致してゆくので、複数個の
中間電極の箇所を加圧してゆき、効率的な溶接が実現す
る。そして、中間電極を全機種に必要とされる位置にあ
らかじめ配置しておき、ある機種にとって必要な箇所だ
けにボルト軸部を保持させて、その箇所だけを電極で加
圧通電をすることによって、単一の設備で複数機種に対
応することができる。
【0006】請求項2の発明は、請求項1において、中
間電極は支持基板に明けた通孔によって溶接機の電極が
中間電極に圧接できる状態とされ、ワークと中間電極を
溶接機の両電極で挟み付けて通電することにより、溶着
用突起とワークとが溶接されることを特徴とした方法で
ある。溶接時には、ワーク、溶着用突起、中間電極の3
部材が両電極の間で挟み付けられるのであるが、前記通
孔の設置によってこの挟み付けが可能になり、良好な溶
接ができる。
【0007】請求項3の発明は、請求項1において、中
間電極には通電ケーブルが接続され、溶接機の電極でワ
ークを一方向から加圧して通電することにより、溶着用
突起とワークとが溶接されることを特徴とした方法であ
る。このように通電ケーブルを設置することによって、
溶接電流は電極からワーク、溶着用突起、中間電極を経
て通電ケーブルに流れるから、電極はワークの一方向か
ら加圧して通電して溶接を完了させることができる。こ
の場合には、一つの電極がワークを片側から押さえるだ
けであるから、溶接機の電極作動機構を簡素化すること
にとって有利である。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図示の実施形態にしたがっ
て、本発明をくわしく説明する。符号1は鉄製のプロジ
ェクションボルトであり、軸部2とそれに一体に形成さ
れた円形のフランジ3と軸部2とは反対側のフランジ面
に形成した溶着用突起4から構成されている。溶着用突
起は「いぼ」状のものが3個あるいは4個設置されたも
のでもよい。
【0009】支持基板5は、ワークの形状にあわせて適
当に屈曲させるのが望ましいのであるが、ここでは理解
しやすくするために肉厚の平板で製作されている。支持
基板5は、床6から起立させた4本の支柱7に固定され
て、水平な姿勢で配置されている。支持基板5と各支柱
7とは、ボルト付けや溶接で一体化されている。支柱7
には架橋材8が結合され、ワーク9はこの架橋材8の上
に置かれてクランプ機構10でしっかりと固定される。
【0010】支持基板5には複数個の中間電極11が設
置してある。中間電極11は銅合金でできた円柱状の部
材であり、その上端面12の中央部に受入孔13が開口
させてある。中間電極11が配置される箇所は、ワーク
9に対するプロジェクションボルト1の溶着位置に対応
させてある。ワーク9は平板状の鋼板であり、架橋材8
の上に置かれると図5のようにワーク下面が溶着用突起
4にちょうど接触している。あるいは、接触せずに僅か
な隙間ができる程度としてもよい。
【0011】支持基板5には円形の通孔14が明けてあ
り、その内側にリング状の絶縁体15がはめ込んであ
る。この絶縁体15には中心側に突出したフランジ16
が形成され、中間電極11の下部がフランジ16に係止
されている。このような通孔の設置によって、中間電極
11の下端面17に電極が密着できるのである。図5の
ようにワーク9、溶着用突起4、中間電極11の3部材
が一体になったところへ後述の電極18、19が圧接し
て通電がなされてワーク9と溶着用突起4が溶着され
る。
【0012】軸部2を受入孔13に挿入する方法として
は、作業者が手で入れるやり方、斜め上から供給ロッド
で入れるやり方、あるいは水平移動式の供給装置等いろ
いろな手法が採用できる。ここでは図3に示した水平移
動式の供給装置が採用されている。水平方向に配置され
た水平エアシリンダ20のピストンロッド21に支持ブ
ロック22が結合され、静止部材23に固定された垂直
エアシリンダ24のピストンロッド25が水平エアシリ
ンダ20に固定されている。支持ブロック22には左側
を開放させた収容溝26が形成され、マグネット(永久
磁石)27が収容溝26の上側に埋め込んである。な
お、受入孔13の奥にマグネット(永久磁石)28が設
置してある。
【0013】水平エアシリンダ20と垂直エアシリンダ
24との合成された進退作動で、矢線29、30a、3
1、30bのようなスクエアーモーションがなされるの
であり、そのときにはボルト1はマグネット27の吸引
力で支持ブロック22に保持されている。矢線30の移
行時に軸部2が受入孔13内に挿入され、その状態で矢
線31の方へ復帰する。すると、今度はマグネット28
の吸引力でボルト1が引き込まれフランジ3の下面が中
間電極11の上端面12に密着する。
【0014】溶接機32は、ロボット装置33によっ
て、所定の中間電極11の箇所に移行される。溶接機3
2には前述の電極18と19が装備されている。それ
は、溶接フレーム34に設置され、一方は固定電極1
8、他方は可動電極19であり、その駆動手段としてエ
アシリンダ35が採用されている。溶接フレーム34は
右側が開放されたコ字型であり、上方に伸びているアー
ム36に前述のエアシリンダ35が固定されている。ま
た、アーム36はイコライザー37を介してロボット装
置33に結合されている。エアシリンダ35を電動モー
タに置き換えることも可能である。このときには、回転
運動を直進運動に変換する機構が併用される。
【0015】ロボット装置33は通常の6軸タイプであ
り、揺動アーム38の下部に揺動装置が設置され、同ア
ーム38の上部には関節ヘッド39が設置されている。
このヘッド39にエアシリンダ40が固定され、そのピ
ストンロッド41が関節接手42に結合されている。前
述のイコライザー37は関節接手42に取り付けてあ
る。溶接機32とロボット装置33がユニット化された
ものは、電極18、19が支持基板5に近い箇所に待機
できるように設置箇所が選定してある。
【0016】ワーク9は、位置決めピン(図示していな
い)のような方法で、常に一定の箇所に配置され、こう
することによって、ワーク9と中間電極11との相対位
置が所定の関係に設定され、ひいては溶着用突起4がワ
ーク9の所定箇所に正しく溶接されることになる。ワー
ク9の位置がずれないようにするために、クランプ機構
10が採用されている。この機構もいろいろなものが採
用できるが、ここではエアシリンダ43で揺動する開閉
アーム44が設置れされ、ワーク9は架橋材8に強く押
しつけられて固定される。
【0017】以上に述べた実施形態の作動を説明する。
所定の箇所に配置されている中間電極11の受入孔13
に軸部2が挿入される。その後、ワーク9が溶着用突起
4の上側に置かれてクランプ機構10で固定される。つ
ぎに、ロボット装置33が駆動されて溶接機32がワー
ク9の方へ移動させられ、電極18、19が順次中間電
極11に合致して図5のように加圧通電がなされる。1
か所の溶接が完了すると、電極18、19は隣の中間電
極11に移行して、再び図5のような加圧通電がなされ
る。ワーク9と溶着用突起4との間に僅かな隙間がある
ときには、電極の加圧力によってワーク9が撓むので、
ワーク9と溶着用突起4との圧着がなされる。
【0018】ロボット装置33を上述のように移動させ
るためには、制御装置(図示していない)にティーチン
グをしておくことによって、電極18、19が各中間電
極11を所定の順序で加圧通電をしてゆくのである。こ
のようなロボット装置33のティーチングは、きわめて
一般的な手法で実施することができる。
【0019】図6、図7は、中間電極11に通電ケーブ
ル45を接続したもので、こうすることによって一方の
電極、ここでは固定電極18の使用を止めるのである。
図6の場合は、下端面17に通電ケーブルの端子金具4
6をボルト47で固定したものである。また、図7の場
合は、中間電極11の外周面に図6のものと同様にして
ケーブル接続をしたもので、通電ケーブル45は支持基
板5の通過孔48を通って支持基板5を貫通している。
なお、符号49は通過孔48に取り付けた絶縁筒であ
る。
【0020】
【発明の効果】本発明は、軸部とフランジと軸部とは反
対側のフランジ面に形成された溶着用突起からなるプロ
ジェクションボルトを板状のワークに溶接するものにお
いて、支持基板に前記軸部の受入孔を有する中間電極を
ワークに対応した所定の箇所に設置し、前記受入孔に軸
部を挿入してから前記溶着用突起に接触または溶着用突
起との間に僅かな隙間を残した状態でワークを配置し、
溶接機はその電極が前記中間電極に順次合致してゆく移
動式のものとされ、溶接機の電極でワークを溶着用突起
に圧接させて通電することにより、溶着用突起とワーク
との圧着部が溶接されることを特徴とした方法である。
【0021】上述のような方法で溶接をすることによっ
て、支持基板に設置された中間電極はワークのボルト溶
接位置に対応させてあるので、ワークを所定の箇所にセ
ットするだけで、ワークの定められた位置にプロジェク
ションボルトの溶接ができる。中間電極に保持されたボ
ルトの溶着用突起に対して電極によってワークを圧接さ
せるものであるから、ワークと溶着用突起との圧着と通
電が適正に果たされ、良好な品質の溶着状態が得られ
る。
【0022】さらに、溶接機はロボット等によってその
電極が中間電極に順次移動しながら合致してゆくので、
複数個の中間電極の箇所を加圧してゆき、効率的な溶接
が実現する。そして、中間電極を製品の全機種に必要と
される位置にあらかじめ配置しておき、ある機種にとっ
て必要な箇所だけにボルト軸部を保持させて、その箇所
だけを電極で加圧通電をすることによって、単一の設備
で複数機種に対応することができる。手順としては、中
間電極への軸部挿入、ワークの設置、電極の加圧通電と
いった簡単なものなので、溶接時間が短縮でき、さらに
はボルトの位置ずれのようなトラブルも、受入孔への軸
部挿入等によって、発生を防止できる。
【0023】中間電極は支持基板に明けた通孔によって
溶接機の電極が中間電極に圧接できる状態とされ、ワー
クと中間電極を溶接機の両電極で挟み付けて通電するこ
とにより、溶着用突起とワークとが溶接される方法であ
るから、溶接時には、ワーク、溶着用突起、中間電極の
3部材が両電極の間でしっかりと挟み付けられる。この
ような挟み付けは、前記通孔の設置によって可能にな
り、良好な溶接ができるのである。
【0024】中間電極には通電ケーブルが接続され、溶
接機の電極でワークを一方向から加圧して通電すること
により、溶着用突起とワークとが溶接される。このよう
に通電ケーブルを設置することによって、溶接電流は電
極からワーク、溶着用突起、中間電極を経て通電ケーブ
ルに流れるから、電極はワークの一方向から加圧して通
電して溶接を完了させることができる。この場合には、
一つの電極がワークを片側から押さえるだけであるか
ら、溶接機の電極作動機構を簡素化することにとって有
利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を全体的に示す側面図であ
る。
【図2】図1のものの平面図である。
【図3】中間電極にボルト軸部を挿入する装置を示した
縦断側面図である。
【図4】支持基板の設置状態を示す立体図である。
【図5】中間電極に電極が圧接している状態を示す縦断
側面図である。
【図6】通電ケーブルの接続を示す側面図である。
【図7】他の通電ケーブルの接続を示す側面図である。
【図8】プロジェクションボルトの外観を示す側面図で
ある。
【符号の説明】
2 軸部 3 フランジ 4 溶着用突起 1 プロジェクションボルト 9 ワーク 5 支持基板 13 受入孔 11 中間電極 32 溶接機 18、19 電極 14 通孔 45 通電ケーブル

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸部とフランジと軸部とは反対側のフラ
    ンジ面に形成された溶着用突起からなるプロジェクショ
    ンボルトを板状のワークに溶接するものにおいて、支持
    基板に前記軸部の受入孔を有する中間電極をワークに対
    応した所定の箇所に設置し、前記受入孔に軸部を挿入し
    てから前記溶着用突起に接触または溶着用突起との間に
    僅かな隙間を残した状態でワークを配置し、溶接機はそ
    の電極が前記中間電極に順次合致してゆく移動式のもの
    とされ、溶接機の電極でワークを溶着用突起に圧接させ
    て通電することにより、溶着用突起とワークとの圧着部
    が溶接されることを特徴とするプロジェクションボルト
    の溶接方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、中間電極は支持基板
    に明けた通孔によって溶接機の電極が中間電極に圧接で
    きる状態とされ、ワークと中間電極を溶接機の両電極で
    挟み付けて通電することにより、溶着用突起とワークと
    が溶接されることを特徴とするプロジェクションボルト
    の溶接方法。
  3. 【請求項3】 請求項1において、中間電極には通電ケ
    ーブルが接続され、溶接機の電極でワークを一方向から
    加圧して通電することにより、溶着用突起とワークとが
    溶接されることを特徴とするプロジェクションボルトの
    溶接方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015054338A (ja) * 2013-09-11 2015-03-23 富士重工業株式会社 スタッド溶接装置

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