JP2005214357A - 溶接ねじ部品 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、溶接相手部材に高い強度で接続できるとともに、応力振幅に対しても充分な強度を発揮できる溶接ねじ部品を提供する。
【解決手段】ウェルドナット１０の座面１３にウェルド突起１５が突設されている。座面１３には、ウェルド突起１５が溶融した溶融金属が流入可能であって、座面１３の外縁１３ａよりも内側で、かつウェルド突起１５とねじ孔１２との間に位置する凹部２２が形成されている。凹部２２は、その周囲が閉じた閉断面である。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ウェルドナット等の溶接ねじ部品に関する。

ボルトやナットなどのねじ部品の座面に、ウェルド突起（プロジェクション）を備えたウェルドナットなどの溶接ねじ部品が知られている。例えばウェルドナットを鋼板等の溶接相手部材に溶接する場合、座面と溶接相手部材との間に電流を流してウェルド突起を溶融させ、固化させることにより、ウェルドナットが溶接相手部材に固定される。

しかしこの場合、加熱されてできる溶融金属が座面と溶接相手部材との間に入り込み、隙間が形成されることがあった。この隙間から水が浸入するとウェルドナットや溶接相手部材に錆が発生する原因となる。この問題に対処するために、ウェルド突起の近傍に両端が座面の外縁に開口する流入溝を形成し、溶融金属を該流入溝に流し込ませることによってウェルドナットの座面と溶接相手部材とを密着させ、隙間の形成を抑える技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−１２０６４０号公報

しかし、前記ウェルドナットでは、前記流入溝の両端が座面の外縁に開口するため、応力振幅に対して強度的な懸念がある。

また、前記抵抗溶接を行う際に、流入溝によって溶融金属が必要以上に広がることにより、電気抵抗値が下がり、抵抗発熱量が低下することによって充分な量の溶融金属が得られないという問題もある。

したがって、本発明の目的は、溶接相手部材に対してさらに大きな強度で接続できるとともに、応力振幅に対しても充分な強度を発揮できる溶接ねじ部品を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の溶接ねじ部品は、座面の外縁よりも内側で、かつウェルド突起の近傍に形成され、溶融したウェルド突起の少なくとも一部が流入可能で周囲が閉じた形状の凹部を具備する。

この構成であれば溶融したウェルド突起が前記凹部に流入することにより、溶融金属が広がることが抑制され、溶接ねじ部品と溶接相手部材との間での電気抵抗値の低下が抑えられる。

請求項１に記載した発明によれば、座面の外縁よりも内側に周囲が閉じた凹部を形成しているため、座面の強度が低下することが抑制され、溶接相手部材に対する固定強度を充分に確保することができる。

また、ウェルド突起が溶融することによってできる溶融金属が凹部に入り込むことにより、溶融金属が広がることが食い止められるので、座面と溶接相手部材との接触面積が大きくなりすぎることを防止ができる。それゆえ、抵抗溶接の際の抵抗発熱量の低下を抑えることができるので、効果的にウェルド突起を溶融して、効果的に溶接ねじ部品を溶接相手部材に溶接することができる。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る溶接ねじ部品について、図１から図６を参照して説明する。図１は、溶接ねじ部品、例えばウェルドナット１０を示す斜視図である。ウェルドナット１０は、本体部１１を備えている。本体部１１は、例えば略四角形であって、その略中央にはねじ孔１２（雌ねじ部）が形成されている。図２は、ウェルドナット１０が、溶接相手部材の一例である鋼板２０に溶接された状態を示している。

図３は、ウェルドナット１０の座面１３を示している。座面１３のそれぞれ４か所の隅部１４には、図４に示すように、ウェルド突起１５が突設されている。

これらウェルド突起１５は、例えば、ウェルドナット１０の四隅を型鍛造等で押し潰すことにより座面１３から溶接相手部材（鋼板２０）に向かって突出するように形成されている。

ウェルド突起１５は、その断面が座面１３から延びる方向に次第に減少する形状であり、鋼板２０に当接する接触面２１は、本体部１１の座面１３に対して略水平に形成されている。

本体部１１の座面１３には、凹部２２が形成されている。凹部２２は、座面１３の外縁１３ａの内側において、各ウェルド突起１５の近傍でかつウェルド突起１５とねじ孔１２との間に形成されている。凹部２２の形状は、例えば略菱形であってねじ孔１２が延びる方向に所定の深さ（一例として０．５ｍｍ前後の深さ）を有している。これら凹部２２は、いずれも周囲が閉じた閉断面形状である。なお、凹部２２は、例えば、ウェルドナット１０を型鍛造する際に、同時に形成される。

鋼板２０にウェルドナット１０を溶接する際には、抵抗溶接を用いる。まず、図５に示すように、ウェルド突起１５の接触面２１と鋼板２０とを接触させて電極２３ａ，２３ｂの間に挟んで電流を流すとともに、鋼板２０にウェルド突起１５を押し付ける荷重を加える。これにより、ウェルド突起１５は、抵抗発熱により溶融して溶融金属１６となり、荷重によって広がる。

ウェルド突起１５の凹部２２側に位置する部分１５ａの溶融金属１６ａは、例えばウェルドナット１０の座面１３と鋼板２０との間に入り込む。入り込んだ溶融金属１６ａは、図６に示すように、凹部２２に流入する。座面１３の外縁１３ａ側の部分１５ｂの溶融金属１６ｂは、荷重が加わることにより、例えば座面１３の外縁１３ａよりも外側にはみ出してもよい。

ウェルド突起１５の大部分が溶融してウェルドナット１０の座面１３と鋼板２０とが略密着したら抵抗溶接を終了する。その後、溶融金属１６が固まり、ウェルドナット１０は、例えばウェルド突起１５の基部１５ｃと凹部２２に流入した溶融金属１６ａと座面１３よりはみ出た溶融金属１６ｂとが鋼板２０に固着することで図２に示すように鋼板２０に固定される。

なお、凹部２２の容積は、ウェルドナット１０の座面１３と鋼板２０との間に入り込む溶融金属１６ａの量に合わせて形成されているため、座面１３と鋼板２０との間に入り込む溶融金属は、おおむね凹部２２内に収まる。このため、座面１３と鋼板２０との間には、溶融金属による隙間の形成が抑えられ、ウェルドナット１０と鋼板２０とは、略密着した状態で溶接される。

上記構成のウェルドナット１０では、凹部２２が座面１３の内側において、各ウェルド突起１５とねじ孔１２との間に設けられている。このため、凹部２２の周縁２２ａの全周が座面１３によって支持される。しかも、座面１３と鋼板２０とをほぼ密着するまで近付けることができる。このため、ウェルドナット１０は、鋼板２０に対する固定強度を充分に確保することができる。

このように、ウェルドナット１０と鋼板２０とが略密着するとともに凹部２２の全周が座面１３の外縁１３ａの内側で閉じているため、外部からの凹部２２への水の浸入を抑えることができる。それゆえ、固まった後の溶融金属の錆の発生を抑えることができ、錆の侵食によるウェルドナット１０の凹部２２での強度の低下を抑えることができる。

さらに、凹部２２が閉じているので、流入する溶融金属が広がりすぎることを抑制できる。それゆえ、ウェルドナット１０と鋼板２０との間の電気抵抗値の低下が抑えられるので、抵抗溶接の際の抵抗発熱量の低下を抑えてウェルド突起１５を効果的に溶融させることができる。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態にかかるウェルドナット１０を図７に示す。なお、第１実施形態と同様な機能を有する構成については同一の符号を付して説明を省略する。この第２実施形態では、凹部２２の形状が、例えば略長方形である。第２実施形態でも第１実施形態と同様な効果が得られる。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態にかかるウェルドナット１０を図８に示す。なお、第１実施形態と同様な機能を有する構成については同一の符号を付して説明を省略する。この第３実施形態では、凹部２２の形状が、例えば略長円形である。第３実施形態でも第１実施形態と同様な効果が得られる。

［第４実施形態］
本発明の第４実施形態にかかるウェルドナット１０を図９に示す。なお、第１実施形態と同様な機能を有する構成については同一の符号を付して説明を省略する。この第４実施形態では、凹部２２の周縁２２ａは、円弧状の内側縁２４と、円弧状の外側縁２５とを備えている。また、内側縁２４と外側縁２５とは、それぞれの端部どうし円弧状のコーナー部においてなだらかなに連続している。第４実施形態でも第１実施形態と同様な効果が得られる。

［第５実施形態］
本発明の第５実施形態にかかる溶接ねじ部品（ウェルドボルト３０）について図１０と図１１とを参照して説明する。なお、第１実施形態と同様な機能を有する構成については同一の符号を付して説明を省略する。

ウェルドボルト３０は、頭部３１と、頭部３１に突設される雄ねじ部３２とを備えている。頭部３１の座面１３の隅部１４には、例えば第１実施形態から第４実施形態と同様にウェルド突起１５が設けられている。座面１３の外縁１３ａの内側では、ウェルド突起１５と雄ねじ部３１との間に凹部２２が設けられている。

凹部２２は、図１１に示すように例えば略菱形であるが、例えば略長方形や略長円形や、第４実施形態で示された形状であってもよい。

ウェルドボルト３０は、ウェルドナット１０と同様に抵抗溶接によって溶接相手部材に溶接される。第５実施形態でも第１実施形態と同様な効果が得られる。

なお、第１実施形態から第５実施形態において、ウェルド突起１５の形状は、限定されるものではない。凹部２２の形状は、座面１３の外縁１３ａの内側に形成されれば、特に限定されるものではない。要するに、溶接ねじ部品の構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜に変換して実施できることは言うまでもない。

本発明の第１実施形態に係るウェルドナットの斜視図。 本発明の第１実施形態に係るウェルドナットが鋼板に固定されている状態を示す斜視図。 本発明の第１実施形態に係るウェルドナットの座面を示す平面図。 図１中Ｆ４−Ｆ４線に沿って示すウェルドナットの断面図。 本発明の第１実施形態にかかるウェルドナットを鋼板に溶接する前の状態を示す断面図。 本発明の第１実施形態にかかるウェルドナットを鋼板に溶接した後を示す断面図。 本発明の第２実施形態にかかるウェルドナットの座面を示す平面図。 本発明の第３実施形態にかかるウェルドナットの座面を示す平面図。 本発明の第４実施形態にかかるウェルドナットの座面を示す平面図。 本発明の第５実施形態にかかるウェルドボルトの一部を切り欠いて示す側面図。 本発明の第５実施形態にかかるウェルドボルトの座面を示す平面図。

符号の説明

１０…ウェルドナット（溶接ねじ部品）、１３…座面、１３ａ…外縁、１５…ウェルド突起、２２…凹部、３０…ウェルドボルト（溶接ねじ部品）。

Claims (1)

1. 座面を有する雄ねじ部または雌ねじ部と、
   前記座面に設けられ溶接相手部材に当接されるウェルド突起と、
   前記座面の外縁よりも内側で、かつ前記ウェルド突起の近傍に形成され、溶融した前記ウェルド突起の少なくとも一部が流入可能で周囲が閉じた形状の凹部とを具備したことを特徴とする溶接ねじ部品。

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