JP2007098467A - プロジェクションナットの溶接装置と溶接方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ねじ孔の表側開口部が封鎖部材で閉じられている場合であっても、ナットを電極の正しい位置に正確に保持して鋼板部品に溶接することができるプロジェクションナットの溶接装置と溶接方法を提供する。
【解決手段】 一方が表側２０とされ他方が裏側１９とされ、この裏側１９に溶着用突起９が設けられ、ねじ孔１０の裏側開口部にテーパ孔２２が形成されているプロジェクションナット８を鋼板部品５９に溶接するものであって、一方の電極に前記ナット８の表側２０を受入れる凹部３６が形成され、他方の電極に鋼板部品５９の下孔６０を貫通するガイドピン５４が設けられ、このガイドピン５４の先端部にテーパ孔２２に合致するテーパ部５８が形成されている。
【選択図】 図６

Description

この発明は、ねじ孔の一方の開口側が表側とされ他方の開口側が裏側とされ、この裏側に溶着用突起が設けられているとともにねじ孔の裏側開口部にテーパ孔が形成されているプロジェクションナットを鋼板部品に溶接するものに関しており、とくに、ねじ孔の表側開口部にねじ孔を閉鎖する封鎖部材が設けられている場合に適している。以下、プロジェクションナットを単にナットと表現する場合もある。

プロジェクションナットの溶接装置と溶接方法については、特許第３３２６４９０号公報に示された先行技術がある。この先行技術は、供給ロッドに上記プロジェクションナットの表側を保持して目的箇所まで供給ロッドを進出させて停止し、ナットを待機している電極のガイドピンにその裏側から接近させて、ガイドピンをナットのねじ孔に相対的に進入させるようになっている。
特許第３３２６４９０号公報

上述のような先行技術におけるプロジェクションナットは、そのねじ孔が表側から裏側に貫通している場合に適している。つまり、ナットが裏側から電極のガイドピンに接近してガイドピンがねじ孔から突き出て貫通し、ナットとガイドピンとの一体性を確実にすることができる。

しかしながら、ナットのねじ孔の表側開口部が封鎖部材で閉じられている場合には、上述のようにねじ孔にガイドピンを貫通させることができない。換言すると、ねじ孔に進入するガイドピンの長さがわずかな長さとなるので、ガイドピンに位置決めされるナットの支持安定性が不十分なものとなる。

これらの問題点を解消するためには、ナットの表裏いずれを供給ロッドに保持するか、また、ナットの表裏いずれを目的箇所においてどのような形態で保持するか等の方策が適正に実施される必要がある。

本発明は、上記の問題点を解決するために提供されたもので、ねじ孔の表側開口部が封鎖部材で閉じられている場合であっても、ナットを電極の正しい位置に正確に保持して鋼板部品に溶接することができるプロジェクションナットの溶接装置と溶接方法を提供することを目的とする。

問題を解決するための手段

本発明は、以上に述べた問題点を解決するために提供されたもので、請求項１記載の発明は、ねじ孔の一方の開口側が表側とされ他方の開口側が裏側とされ、この裏側に溶着用突起が設けられているとともにねじ孔の裏側開口部にテーパ孔が形成されているプロジェクションナットを鋼板部品に溶接するものであって、一方の電極に前記プロジェクションナットの表側を受入れる凹部が形成され、他方の電極に鋼板部品の下孔を貫通するガイドピンが設けられ、このガイドピンの先端部に前記テーパ孔に合致するテーパ部が形成されていることを特徴とするプロジェクションナットの溶接装置である。

発明の効果

プロジェクションナットは、一方の電極に形成された凹部にその表側が受入れられるので、一方の電極とナットの相対位置が正確に設定できる。このように表側が凹部に受入れられるので、表側開口部に封鎖部材が存在していても、位置決めには何の支障も発生しない。

他方の電極のガイドピンが鋼板部品の下孔を貫通してガイドピンのテーパ部がナットのテーパ孔に合致するので、いわゆるテーパ嵌合によってガイドピンとねじ孔との同軸状態が正確に設定でき、それにともなって鋼板部品の下孔に対して同軸状態のナット溶接が実現し、溶接精度の高い製品がえられる。

さらに、前記ガイドピンがテーパ孔とテーパ嵌合をするので、ねじ孔の奥まで進入することがない。したがって、ガイドピンの先端部が封鎖部材に干渉することがなく、封鎖部材がナットの表側から外れるようなことが回避できる。

請求項２記載の発明は、前記プロジェクションナットは、ねじ孔の表側開口部を封鎖する封鎖部材が設けられている請求項１記載のプロジェクションナットの溶接装置である。

したがって、表側開口部に封鎖部材が存在しても、一方の電極に対するナットの位置決めには何の支障も発生しない。また、上述のように、いわゆるテーパ嵌合によってガイドピンとねじ孔との同軸状態が正確に設定でき、それにともなって鋼板部品の下孔に対して同軸状態のナット溶接が実現し、溶接精度の高い製品がえられる。さらに、前記ガイドピンがテーパ孔とテーパ嵌合をするので、ねじ孔の奥まで進入することがない。したがって、ガイドピンの先端部が封鎖部材に干渉することがなく、封鎖部材がナットの表側から外れるようなことが回避できる。

請求項３記載の発明は、前記封鎖部材は、板状の部材で構成されている請求項２記載のプロジェクションナットの溶接装置である。

板状の部材でできた封鎖部材は、ねじ孔端部との結合強度が十分に確保しにくいという問題があるが、上述のようにガイドピンが封鎖部材に干渉しないので、封鎖部材が不用意に外れることがない。

請求項４記載の発明は、前記封鎖部材は、非金属材料で構成されている請求項２または請求項３に記載のプロジェクションナットの溶接装置である。

非金属材料、例えば合成樹脂製の封鎖部材であれば、ねじ孔端部に樹脂成形やはめ込み等で製作しやすいのであるが、反面、何等かの外力が作用すると簡単に外れるおそれがある。しかし、上述のように、封鎖部材にガイドピンが干渉しないので、製作上有利な合成樹脂などを活用することが可能となる。

請求項５記載の発明は、前記凹部を外部に連通する通気孔が形成されている請求項１〜請求項４のいずれかに記載のプロジェクションナットの溶接装置である。

ナットの溶着用突起と鋼板部品とが圧接されて溶接電流が通電されると、溶融金属の急膨張などによってスパッタが飛散することがある。このようなスパッタが凹部に入ったときに、前記通気孔から排出することができる。このような排出は、急加熱で急膨張した空気の一部が凹部から通気孔をへて流出するので、この空気流にのってスパッタ排出がなされる。したがって、電極凹部のクリーニングが自動的になされて凹部のナット受入れ状態が良好に保たれる。

請求項６記載の発明は、前記凹部の近傍に、冷却手段が配置されている請求項１〜請求項５のいずれかに記載のプロジェクションナットの溶接装置である。

ナットの裏側から伝熱された溶接熱が、ナット内部をへてナットの表側から冷却手段側に流れる。したがって、凹部の奥側に停滞しやすい熱を積極的に凹部近傍の冷却手段へ放出することができて、良好な冷却が実現する。そして、封鎖部材が耐熱性に乏しい非金属材料、例えば、合成樹脂で製作されているような場合であっても、積極的な冷却がなされることによって、封鎖部材が高熱で損傷をうけることがない。

請求項７記載の発明は、前記凹部に連通する受入孔が形成されている請求項１〜請求項６のいずれかに記載のプロジェクションナットの溶接装置である。

凹部の奥側に伝わった熱は受入孔の空間部にも蓄熱され、溶接完了後にナットが凹部から抜き取られる。これによって受入孔の空間部に蓄熱されていた熱は大気中に放熱されて、凹部の奥部の蓄熱量が低減される。さらに、凹部に入ったスパッタの小片などが受入孔に蓄積されるので、凹部内は清浄な状態となり、ナットの位置決め機能を常に正常に維持することができる。

請求項８記載の発明は、前記他方の電極のガイドピンは、少なくとも前記テーパ部が設けられた加圧ピン部と、電極内に設けたシリンダ部を摺動し前記加圧ピン部と一体とされた大径摺動部と、ガイドピンの後退時に通気可能な状態となる通気断続部と、前記シリンダ部に圧縮空気を導入する通気孔を有している請求項１〜請求項７のいずれかに記載のプロジェクションナットの溶接装置である。

前記テーパ部がテーパ孔に合致し溶着用突起が鋼板部品に加圧されるときには、圧縮空気がガイドピンの周囲から噴射され、それが鋼板部品の下孔を通過して溶着用突起の溶融部に達する。したがって、他方の電極の冷却が良好に果たされ、溶接後の冷却が順調に進行する。

請求項９記載の発明は、上述の問題点を解決するために提供されたもので、ねじ孔の一方の開口側が表側とされ他方の開口側が裏側とされ、この裏側に溶着用突起が設けられているとともにねじ孔の裏側開口部にテーパ孔が形成されているプロジェクションナットを鋼板部品に溶接するものであって、一方の電極に前記プロジェクションナットの表側を受入れる凹部が形成され、他方の電極に鋼板部品の下孔を貫通するガイドピンが設けられ、このガイドピンの先端部に前記テーパ孔に合致するテーパ部が形成され、いずれか一方の電極を他方の電極に対して進出させて前記テーパ部がテーパ孔に合致した状態で溶着用突起と鋼板部品とを圧接させ溶接電流を通電して溶接することを特徴とするプロジェクションナットの溶接方法である。

プロジェクションナットは、一方の電極に形成された凹部にその表側が受入れられるので、一方の電極とナットの相対位置が正確に設定できる。このように表側が凹部に受入れられるので、表側開口部に封鎖部材が存在していても、位置決めには何の支障も発生しない。

他方の電極のガイドピンが鋼板部品の下孔を貫通してガイドピンのテーパ部がナットのテーパ孔に合致するので、いわゆるテーパ嵌合によってガイドピンとねじ孔との同軸状態が正確に設定でき、それにともなって鋼板部品の下孔に対して同軸状態のナット溶接が実現し、溶接精度の高い製品がえられる。

さらに、前記ガイドピンがテーパ孔とテーパ嵌合をするので、ねじ孔の奥まで進入することがない。したがって、ガイドピンの先端部が封鎖部材に干渉することがなく、封鎖部材がナットの表側から外れるようなことが回避できる。

つぎに、本発明のプロジェクションナットの溶接装置と溶接方法を実施するための最良の形態を説明する。

図１〜図６は第１の実施例を示す。

長尺な供給ロッド１は、ガイド部材２に沿って進退する。ガイド部材２は供給ロッド１の進退動作をガイドするものであればよく、ここでは断面矩形の閉断面構造とされ、この閉断面空間に供給ロッド１が摺動可能な状態で支持されている。図３や図４は、図２の（３）−（３）断面図や（４）−（４）断面図であり、ガイド部材２は上向きに開放したコ字型断面の収容部材３に、蓋板４がボルト（図示していない）等で固定されている。なお、図２には理解し易くするために、蓋板４の図示はしていない。

供給ロッド１を進退させるために、進退駆動手段であるエアシリンダ５が結合部材６を介して収容部材３に固定してあり、前記エアシリンダ５のピストンロッド７が供給ロッド１の端部に結合してある。

本発明の対象となる部品は、鉄製のプロジェクションナット８である。図２，図５，図６および図９（Ａ）に示すように、溶着用突起９とねじ孔１０が設けられている。この実施例におけるナット８は、四角い形状でありその四隅に溶着用突起９が設けられている。

図９（Ａ）に示すように、溶着用突起９が設けられている側が裏側１９であり、その反対側が表側２０である。ねじ孔１０の裏側開口部にテーパ孔２２が形成されている。このテーパ孔２２は、ボルト（図示していない）をねじ込むときにガイドをして、ねじ込みやすくするために設けられている。

また、ねじ孔１０の表側開口部に封鎖部材２１がはめ込んである。この封鎖部材２１は非金属材料製であり、ここではプリプロピレンやポリアミド樹脂のような合成樹脂を平板状にして取り付けられている。封鎖部材２１の取り付けは、ねじ孔１０の開口部にはめ込んだり、封鎖部材２１を樹脂成形をしたりして行う。なお、ナット８は四角型以外に六角型や丸形であってもよい。

供給ロッド１の先端部にナット８を収容した状態で保持する保持凹部１１が形成されている。この保持凹部１１は供給ロッド１の先端部を切り欠いて形成したもので、供給ロッド１の横側に開放した受入開放部１２と供給ロッド１の先端側に開放している通過開放部１３が形成されている。前記受入開放部１２はナット８の移送通路１４に連通している。この移送通路１４は通路管１５によって構成され、その断面は矩形であり、パーツフィーダ２３から伸びてきている。

図２に示すように、供給ロッド１が最も後退しているときに、供給ロッド１の先端部がガイド部材２から突出しており、それにともなって保持凹部１１もガイド部材２から露出した状態になっている。そして、ガイド部材２の下側先端部に支持板４０が結合されており、この支持板４０の上面に前記通路管１５が溶接などで固定されている。このような通路管１５の配置によって、図４に示すように、移送通路１４が保持凹部１１の受入開放部１２に連通している。また、保持凹部１１は通過開放部１３をへて供給ロッド１の先端側に開放している。

保持凹部１１に入ったナット８の保持位置を設定するために、保持凹部１１の保持面、すなわち天井面１６と縦内壁１７が形成され、ナット８はこれら天井面１６と縦内壁１７に密着することによって保持位置が設定されるようになっている。

ナット８を天井面１６と縦内壁１７に密着させるために、吸引保持手段が設けられている。この吸引保持手段としては、ナット８を磁石で吸引する方式や、ナット８を空気負圧で吸引する方式など種々なものが採用できる。この実施例は、磁石吸引の方式であり永久磁石１８が供給ロッド１に埋設してある。前記永久磁石１８は、図２，図４，図５から明らかなように、ナット８が天井面１６と縦内壁１７の両方に吸引される箇所に配置されている。

保持凹部１１内にナット８を吸引して導入を図るために、保持凹部１１の隣側に永久磁石２８が配置してある。この永久磁石２８は、外形が直方体または立方体をした四角いブロック部材２５の中に配置され、このブロック部材２５が結合アーム４１を介して収容部材３の横側面に結合してある。このブロック部材２５は供給ロッド１の進退空間に突出しているので、その突出部分２７が供給ロッド１に干渉するのを避けるために、図３および図４に示すように、供給ロッド１に切欠き空間部２４が供給ロッド１の進退方向に形成されている。

図１に示すように、ガイド部材２の下側にエアシリンダ３０が配置され、そのピストンロッド３１がガイド部材２に結合してある。エアシリンダ３０は装置の機枠などの静止部材３２に固定され、ピストンロッド３１は供給ロッド１の進退方向に直交する向きに配置されている。したがって、図１に示すように、供給ロッド１の進退動作とエアシリンダ３０の進退動作が合成されることにより、符号３３で示すようにスクエアーモーションが形成されるようになっている。

保持凹部１１に対するナット８の保持の向きは、図１，図５に示すように、ナット８の裏側１９が永久磁石１８によって保持凹部１１の天井面１６に吸引され、同時に溶着用突起９が縦内壁１７に吸引される。したがって、ナット８の表側２０が保持凹部１１から突出した状態になっている。このような突出状態をえるために、保持凹部１１の深さすなわちねじ孔１０の軸線方向の長さが、ナット８の厚さよりも短く設定されている。

また、図５に示すように、後述の固定電極に干渉することを防止するために、保持凹部１１に連続させて切欠き部２９が設けてある。

静止部材３２に支持されている固定電極３４と、この固定電極３４と同軸位置に配置されている可動電極３５が設けられ、ナット８は固定電極３４に供給されるようになっている。固定電極３４の上面中央部に平面形状が四角い凹部３６が形成してある。この凹部３６はナット８の外形寸法よりもわずかに大きく設定してあり、ナット８の表側２０が受け入れられるようになっている。そして、凹部３６の深さは、図６に示すように、ナット８が凹部３６の底部まで入りきった状態で、溶着用突起９が凹部３６から突出するように設定してある。なお、ナット８の向きが一定しなくても良い場合には、凹部３６の平面形状を円形にしてもよい。

前記凹部３６を構成する構造には、いろいろなものが採用できる。この実施例では、通電性と放熱性の良好な金属材料、例えば、クロム銅で製作された電極本体３７と、それに組み合わされる合成樹脂製の補助部材３８によって構成されている。

前記電極本体３７は、断面が円形とされたクロム銅のような銅合金製の部材であり、基部４２とその中央部から突出している小径の受け部４３とが一体になって構成されている。前記補助部材３８は、ポリプロピレンやポリアミド樹脂のような合成樹脂でできた円筒形の部材であり、円筒内部に受け部４３が挿入されている。この挿入長さが円筒の長さよりも短く設定されているので、凹部３６が形成されるのである。

凹部３６の底面は、受け部４３の上端面によって構成され、ナット８はこの面に接触して溶接電流の通電がなされる。

前記凹部３６の底部から補助部材３８の直径方向に通気孔４４が形成されている。この通気孔４４は、図５に示すように、９０度間隔で放射状に４本設けられている。

前記凹部３６からの熱によって加熱された受け部４３を冷却するために、冷却手段４５が配置されている。この冷却手段４５は、補助部材３８の内面に形成した環状の通水溝４６と、この通水溝４６に開口させた冷却水の入口通路４７および出口通路４８によって構成されている。そして、通水溝４６は受け部４３の外周面を包囲しており、冷却水をシールするＯリング４９が配置してある。このような冷却手段４５は凹部３６からの熱を効果的に放散させるために、凹部３６の近傍に配置してある。

また、図５（Ａ），図６に示すように、受け部４３の中央部に凹部３６に連通する受入孔５０が設けられている。この受入孔５０は、有底の形状でその上部が凹部３６の底部に開口している。そして、この受入孔５０の外側に通水溝４６が配置されている。したがって、受入孔５０内の熱は積極的に通水溝４６に流れて良好な冷却がなされるという効果がある。

上述のように円筒形の補助部材３８が絶縁体である合成樹脂で構成されているので、補助部材３８自体の製作が型成形などにより、行いやすくなるという効果がある。また、ナット８が何等かの原因で凹部３６に供給されないまま可動電極３５が進出した場合には、鋼板部品５９あるいは可動電極３５の端面が補助部材３８の端面に突き当たるので、溶接電流が通電されても短絡事故が発生することがないという効果がある。

前記可動電極３５の構造としては種々なものが採用できる。図１および図６にしたがってその一例を説明する。断面円形の電極本体５１にシリンダ部５２が設けられ、このシリンダ部５２に摺動可能な状態でピストン状の大径摺動部５３が挿入されている。この大径摺動部５３の中央部にガイドピン５４が一体的に設けられ、このガイドピン５４が可動電極３５の端面中央部にあけた通孔５５から可動電極３５の軸線と同軸状態で外部に突き出ている。

シリンダ部５２内には圧縮コイルスプリング５６が挿入され、その一端は大径摺動部５３に受け止められ、他端はシリンダ部５２の内端面５７（図１参照）に受け止められている。したがって、圧縮コイルスプリング５６の張力はガイドピン５４が突出する方向に作用している。

後述のように、前記ガイドピン５４はナット８のテーパ孔２２を加圧するので、加圧ピン部としての機能を果たしている。したがって、符号５４は加圧ピン部をも意味するものとして付されている。加圧ピン部５４の先端部にテーパ部５８が形成され、前記テーパ孔２２に合致するようになっている。

図１に示すように、プロジェクションナット８が溶接される鋼板部品５９は支持治具（図示していない）によって所定の位置に保持され、その下孔６０をガイドピン５４が貫通している。

図６は、ナット８の表側２０が凹部３６の底面に密着し、可動電極３５が進出して加圧ピン部５４のテーパ部５８がナット８のテーパ孔２２に合致している状態を示している。この状態において、可動電極３５の端面が鋼板部品５９を加圧しているので、鋼板部品５９の下面と溶着用突起９とが圧接している。ここで溶接電流が通電されると、溶着用突起９が溶融して溶着がなされる。

上記実施例の動作を説明する。

パーツフィーダ２３から移送されてきたプロジェクションナット８は、永久磁石２８の吸引力によって移送通路１４から保持凹部１１に導入され、永久磁石１８の吸引力で天井面１６と縦内壁１７に受け止められて保持凹部１１内における停止位置が確定する。このときにはエアシリンダ３０のピストンロッド３１が伸びた位置にある。

ついで、エアシリンダ５により供給ロッド１が進出して、ナット８のねじ孔１０と可動電極３５のガイドピン５４とが同軸になった箇所で停止する。この位置でエアシリンダ３０が縮小すると、ナット８の表側２０が図５（Ａ）の状態をへて凹部３６の底面に密着する。その後、供給ロッド１はエアシリンダ５によってそのままの位置で後退すると、ナット８の表側２０が凹部３６内にひっかかったまま、供給ロッド１だけが復帰し、固定電極３４に対するナット８の供給が完了する。

なお、図５に示すように、前記切欠き部２９によって、供給ロッド１が固定電極３４の上部に干渉することがないので、供給ロッド１のスクエアーモーション３３が的確に実行できるという効果がある。

それから、可動電極３５が鋼板部品５９とともに下降してきて、前述のような図６の状態になり、溶接電流の通電ないしは溶着がなされる。

この実施例の動作関係を逆にして、固定電極３４に昇降動作を行わせ、可動電極３５を静止させるようにすることも可能である。また、固定電極３４を上側に可動電極３５を下側に配置することも可能である。

以上に説明した第１実施例の作用効果を列記すると、つぎのとおりである。

プロジェクションナット８は、一方の電極である固定電極３４に形成された凹部３６にその表側２０が受入れられるので、固定電極３４とナット８の相対位置が正確に設定できる。このように表側２０が凹部３６に受入れられるので、表側開口部に封鎖部材２１が存在していても、位置決めには何の支障も発生しない。

他方の電極である可動電極３５のガイドピン５４が鋼板部品５９の下孔６０を貫通してガイドピン５４のテーパ部５８がナット８のテーパ孔２２に合致するので、いわゆるテーパ嵌合によってガイドピン５４とねじ孔１０との同軸状態が正確に設定でき、それにともなって鋼板部品５９の下孔６０に対して同軸状態のナット溶接が実現し、溶接精度の高い製品がえられる。

さらに、前記ガイドピン５４がテーパ孔２２とテーパ嵌合をするので、ねじ孔１０の奥まで進入することがない。したがって、ガイドピン５４の先端部が封鎖部材２１に干渉することがなく、封鎖部材２１がナット８の表側２０から外れるようなことが回避できる。

プロジェクションナット８は、ねじ孔１０の表側開口部を封鎖する封鎖部材２１が設けられている。

したがって、表側開口部に封鎖部材２１が存在しても、固定電極３４に対するナット８の位置決めには何の支障も発生しない。また、上述のように、いわゆるテーパ嵌合によってガイドピン５４とねじ孔１０との同軸状態が正確に設定でき、それにともなって鋼板部品５９の下孔６０に対して同軸状態のナット溶接が実現し、溶接精度の高い製品がえられる。さらに、前記ガイドピン５４がテーパ孔２２とテーパ嵌合をするので、ねじ孔１０の奥まで進入することがない。したがって、ガイドピン５４の先端部が封鎖部材２１に干渉することがなく、封鎖部材２１がナット８の表側２０から外れるようなことが回避できる。

前記封鎖部材２１は、板状の部材で構成されている。

板状の部材でできた封鎖部材２１は、ねじ孔端部との結合強度が十分に確保しにくいという問題があるが、上述のようにガイドピン５４が封鎖部材２１に干渉しないので、封鎖部材２１が不用意に外れることがない。

前記封鎖部材２１は、非金属材料で構成されているプロジェクションナットの溶接装置である。

非金属材料、例えば合成樹脂製の封鎖部材２１であれば、ねじ孔端部に樹脂成形やはめ込み等で製作しやすいのであるが、反面、何等かの外力が作用すると簡単に外れるおそれがある。しかし、上述のように、封鎖部材２１にガイドピン５４が干渉しないので、製作上有利な合成樹脂などを活用することが可能となる。

前記凹部３６を外部に連通する通気孔４４が形成されている。

ナット８の溶着用突起９と鋼板部品５９とが圧接されて溶接電流が通電されると、溶融金属の急膨張などによってスパッタが飛散することがある。このようなスパッタが凹部３６に入ったときに、前記通気孔４４から排出することができる。このような排出は、急加熱で急膨張した空気の一部が凹部３６から通気孔４４をへて流出するので、この空気流にのってスパッタ排出がなされる。したがって、電極凹部のクリーニングが自動的になされて凹部３６のナット受入れ状態が良好に保たれる。

前記凹部３６の近傍に、冷却手段４５が配置されている。

ナット８の裏側１９から伝熱された溶接熱が、ナット内部をへてナットの表側２０から通水溝４６側に流れる。したがって、凹部３６の奥側に停滞しやすい熱を積極的に凹部近傍の通水溝４６へ放出することができて、良好な冷却が実現する。そして、封鎖部材２１が耐熱性に乏しい非金属材料、例えば、合成樹脂で製作されているような場合であっても、積極的な冷却がなされることによって、封鎖部材２１が高熱で損傷をうけることがない。

前記凹部３６に連通する受入孔５０が形成されている。

凹部３６の奥側に伝わった熱は受入孔５０の空間部にも蓄熱され、溶接完了後にナット８が凹部３６から抜き取られる。これによって受入孔５０の空間部に蓄熱されていた熱は大気中に放熱されて、凹部３６の奥部の蓄熱量が低減される。さらに、凹部３６に入ったスパッタの小片などが受入孔５０に蓄積されるので、凹部３６内は清浄な状態となり、ナット８の位置決め機能を常に正常に維持することができる。すなわち、ナット８の表側表面と凹部３６の底面との間に異物が介入することがないので、上記効果がえられる。

図７は、第２の実施例を示す。

この実施例は、保持凹部１１に永久磁石１８で吸引保持されているプロジェクションナット８を、押出手段６２で押し出して凹部３６に移載するものである。この押出手段６２は、供給ロッド１の上面に固定した小型のエアシリンダ６３によって進退するプッシュ部材６４が、供給ロッド１にあけた通孔６１に挿入されている。それ以外の構成は先の実施例と同じなので、同様な機能の部材には同じ符号が記載してある。

供給ロッド１が進出してナット８のねじ孔１０が可動電極３５のガイドピン５４と同軸になった位置にくると、供給ロッド１の進出は停止する。その後、エアシリンダ６３の動作でプッシュ部材６４が押し出されると、ナット８の裏側１９が押されて、表側２０が永久磁石１８の吸引力に抗して凹部３６内に移載される。このように押出手段６２によって強制的にナット８が押し出されるので、ナット８は確実に凹部３６へ移載され、装置の動作信頼性を高めることができる。さらに、図１に示したエアシリンダ３０を止めることができるので、構造簡素化にとって効果的である。それ以外の作用効果は、先の実施例と同じである。

図５（Ｂ）は、第３の実施例を示す。

この実施例は、先の実施例における合成樹脂製の補助部材３８を、クロム銅のような銅合金で製作したものである。断面円形の基部材６５にクロム銅製の電極本体３７が結合してある。この電極本体３７の内部に通水空間６６が形成され、ここに入口通路４７と出口通路４８が開口している。電極本体３７の上側に、クロム銅製のキャップ部材６７がねじ部６８で結合してある。

前記キャップ部材６７に凹部３６や通気孔４４が形成されている。また、電極本体３７に設けられた受入孔５０と凹部３６は通孔６９を介して連通している。それ以外の構成は先の各実施例と同じなので、同様な機能の部材には同じ符号が記載してある。

上記構成により、金属製のキャップ部材６７を、ねじ部６８で電極本体３７に対して着脱自在にすることができる。そのため、損耗の激しいキャップ部材６７だけを交換することができ、交換部品の経費節減や交換の手間の簡素化などにおいて効果的である。それ以外の作用効果は、先の各実施例と同じである。

図８は、第４の実施例を示す。

この実施例は、可動電極３５の構成を変更したものである。すなわち、ガイドピン５４の構造を変更したものである。大径摺動部５３をテフロン（商品名）やポリプロピレンあるいはポリアミド樹脂などの合成樹脂で円筒型のカップ状に形成し、その端部から円筒状の短い小径部７０が一体的に形成されている。この小径部７０内に加圧ピン部５４を挿入して、大径摺動部５３に結合してある。この結合は、加圧ピン部５４に設けたボルト７１を大径摺動部５３の端部に貫通し、ナット７２を締め付けて行われている。なお、図８（Ｂ）は、大径摺動部５３の平面図である。

シリンダ部５２には小径孔７３が連通した状態で形成され、ここに小径部７０や加圧ピン部５４が挿入されている。小径孔７３の内面と小径部７０の外面との間にわずかな通気空隙が形成され、この通気空隙を圧縮空気が通過するようになっている。

大径摺動部５３は、シリンダ部５２の内面に摺動自在な状態ではめ込まれている。この大径摺動部５３に通気性を与えるために、通気空間部７４が形成されている。図８（Ｂ）に示すように、大径摺動部５３の円筒面を平面状に切り取った切除部７５を設けて２点鎖線で示すように、通気空間部７４が形成されている。この切除部７５は、大径摺動部５３の軸方向に沿って切除されたもので、図示のように９０度間隔で４箇所に配置されている。

前記シリンダ部５２と小径孔７３との境界部に着座面７６が形成されている。この着座面７６は、可動電極３５の軸線に直交する平面の状態で形成されている。この着座面７６に着座する着座部７７が大径摺動部５３と小径部７０との境界部に形成されている。着座面７６に着座部７７が圧着するように圧縮コイルスプリング５６の張力が作用している。このように着座面７６と着座部７７によって通気断続部が構成されている。

シリンダ部５２の内端面５７に円形の合成樹脂製とされた絶縁板７９が配置され圧縮コイルスプリング５６の一端が受け止められている。他端は絶縁体である合成樹脂製の大径摺動部５３内に受け止められているので、溶接電流の短絡が防止されている。

さらに、小径孔７３と外部を連通する通気孔８０が設けられている。シリンダ部５２の上部に通気孔７８が開口し、ここから圧縮空気がシリンダ部５２内に導入される。それ以外の構成は先の各実施例と同じなので、同様な機能の部材には同じ符号が記載してある。

上記構成により、可動電極３５が進出して加圧ピン部５４のテーパ部５８がナット８のテーパ孔２２に合致すると、相対的にガイドピン５４全体がシリンダ部５２内に移動するので、着座部７７が着座面７６から離れて圧縮空気が通気空間部７４，小径孔７３および通気孔８０を通って噴射される。この空気噴射によって、可動電極３５の先端部の冷却がなされ、また、小径孔７３内への不純物の侵入が防止される。

また、圧縮空気は下孔６０からナット８の裏側１９にも流れるので、この箇所の不純物の排出にも有効である。それ以外の作用効果は、先の各実施例と同じである。

なお、上述の実施例では、図９（Ａ）に示す形式のナット８を対象にしているが、これを同図（Ｂ）に示すようなナットに置き換えることもできる。このナット８は封鎖部材２１が金属板を成型した球形とされ、この封鎖部材２１がナット８の表側２０に溶接されている。このような形状のナット８を溶接する場合には、凹部３６の形状を球形形状に合致するように変形することが必要である。

上述の説明では主に溶接装置に重点をおいているが、溶接方法として実施することができる。溶接方法による効果は、溶接装置の効果と同様である。

上述のように、本発明によれば、封鎖部材を備えたプロジェクションナットであっても、封鎖部材に支障を来すことなく溶接できる。したがって、自動車の鋼板部品の溶接工程や、家庭電化製品の板金溶接などにおいて広く利用することができる。

装置全体を示す側面図である。 供給ロッドの進退構造部を示す平面図である。 図２の（３）−（３）断面図である。 図２の（４）−（４）断面図である。 固定電極と供給ロッド先端部の縦断側面図である。 可動電極が進出した状態を示す縦断側面図である。 ナットの押出手段を示す断面図である。 可動電極の変形例を示す縦断側面図である。 プロジェクションナットの断面図である。

符号の説明

１ 供給ロッド
２ ガイド部材
８ プロジェクションナット
９ 溶着用突起
１０ ねじ孔
１１ 保持凹部
１９ 裏側
２０ 表側
２１ 封鎖部材
２２ テーパ孔
３４ 固定電極
３５ 可動電極
３６ 凹部
３７ 電極本体
３８ 補助部材
４３ 受け部
４４ 通気孔
４５ 冷却手段
５０ 受入孔
５２ シリンダ部
５３ 大径摺動部
５４ ガイドピン，加圧ピン部
５８ テーパ部
５９ 鋼板部品
６０ 下孔
７４ 通気空間部
７６ 着座面
７７ 着座部
７８ 通気孔

Claims (9)

1. ねじ孔の一方の開口側が表側とされ他方の開口側が裏側とされ、この裏側に溶着用突起が設けられているとともにねじ孔の裏側開口部にテーパ孔が形成されているプロジェクションナットを鋼板部品に溶接するものであって、一方の電極に前記プロジェクションナットの表側を受入れる凹部が形成され、他方の電極に鋼板部品の下孔を貫通するガイドピンが設けられ、このガイドピンの先端部に前記テーパ孔に合致するテーパ部が形成されていることを特徴とするプロジェクションナットの溶接装置。
2. 前記プロジェクションナットは、ねじ孔の表側開口部を封鎖する封鎖部材が設けられている請求項１記載のプロジェクションナットの溶接装置。
3. 前記封鎖部材は、板状の部材で構成されている請求項２記載のプロジェクションナットの溶接装置。
4. 前記封鎖部材は、非金属材料で構成されている請求項２または請求項３に記載のプロジェクションナットの溶接装置。
5. 前記凹部を外部に連通する通気孔が形成されている請求項１〜請求項４のいずれかに記載のプロジェクションナットの溶接装置。
6. 前記凹部の近傍に、冷却手段が配置されている請求項１〜請求項５のいずれかに記載のプロジェクションナットの溶接装置。
7. 前記凹部に連通する受入孔が形成されている請求項１〜請求項６のいずれかに記載のプロジェクションナットの溶接装置。
8. 前記他方の電極のガイドピンは、少なくとも前記テーパ部が設けられた加圧ピン部と、電極内に設けたシリンダ部を摺動し前記加圧ピン部と一体とされた大径摺動部と、ガイドピンの後退時に通気可能な状態となる通気断続部と、前記シリンダ部に圧縮空気を導入する通気孔を有している請求項１〜請求項７のいずれかに記載のプロジェクションナットの溶接装置。
9. ねじ孔の一方の開口側が表側とされ他方の開口側が裏側とされ、この裏側に溶着用突起が設けられているとともにねじ孔の裏側開口部にテーパ孔が形成されているプロジェクションナットを鋼板部品に溶接するものであって、一方の電極に前記プロジェクションナットの表側を受入れる凹部が形成され、他方の電極に鋼板部品の下孔を貫通するガイドピンが設けられ、このガイドピンの先端部に前記テーパ孔に合致するテーパ部が形成され、いずれか一方の電極を他方の電極に対して進出させて前記テーパ部がテーパ孔に合致した状態で溶着用突起と鋼板部品とを圧接させ溶接電流を通電して溶接することを特徴とするプロジェクションナットの溶接方法。

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