JP2017209708A - Welding device of nut - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被溶接材の形状を利用して溶接電流を集中させるプロジェクション溶接によってナットを金属製部材に溶接するナットの溶接装置に関し、特に溶接時に発生するスパッタやススがナットの内面や金属製部材に付着するのを抑制する構造の技術分野に属する。 The present invention relates to a nut welding apparatus for welding a nut to a metal member by projection welding that concentrates a welding current by utilizing the shape of a material to be welded, and in particular, spatter and soot generated at the time of welding cause the inner surface of the nut or metal The present invention belongs to the technical field of a structure that suppresses adhesion to members.
例えばウエルドナットを鋼板に溶接する際には、ウエルドナットに形成された凸部を鋼板に接触させて固定電極と可動電極とでウエルドナット及び鋼板を挟み、これら電極間に通電することによって凸部に電流を集中させて該凸部を溶融させるプロジェクション溶接法が用いられている(例えば、特許文献1、2参照)。
For example, when welding a weld nut to a steel plate, the convex portion formed on the weld nut is brought into contact with the steel plate, the weld nut and the steel plate are sandwiched between the fixed electrode and the movable electrode, and the convex portion is energized between these electrodes. A projection welding method is used in which current is concentrated to melt the convex portion (see, for example,
特許文献1の固定電極には、ナットのネジ孔に挿通するパイロットピンが上方へ突出するように設けられている。このパイロットピンの上側を鋼板及びネジ孔に挿通させた状態で、鋼板の上面に対してナットをプロジェクション溶接することができるようになっている。パイロットピンの外周面には上下方向に延びる縦溝が形成されている。縦溝の下側は基台筒部に固定されている。この基台筒部には、エアが供給されるようになっている。そして、基台筒部に供給されたエアは、パイロットピンの縦溝の下側に流入した後、縦溝を上側へ向けて流れてネジ孔内に流入する。
In the fixed electrode of
特許文献2の上部電極の電極チップホルダには、電極チップが挿入されて取り付けられる電極チップ取付孔が形成されており、この電極チップ取付孔の内周面と電極チップの外周面との間には、隙間が形成されている。そして、電極チップホルダの電極チップ取付孔の内部には、エアが供給されるようになっており、このエアは、電極チップ取付孔の内周面と電極チップの外周面との隙間からナットの周りに向かって下向きに噴出するようになっている。 The electrode tip holder of the upper electrode of Patent Document 2 is formed with an electrode tip attachment hole to which the electrode tip is inserted and attached, and between the inner peripheral surface of the electrode tip attachment hole and the outer peripheral surface of the electrode tip. A gap is formed. Air is supplied to the inside of the electrode tip mounting hole of the electrode tip holder, and this air passes through the gap between the inner peripheral surface of the electrode tip mounting hole and the outer peripheral surface of the electrode tip. It is designed to spout downward toward the surroundings.
ところで、プロジェクション溶接時には主に凸部からスパッタやススが発生する。スパッタやススは広範囲に飛散することからナットの内面や鋼板の表面等に付着する恐れがある。ナットの内面にスパッタが付着すると、ネジの螺合不良が起こってしまうので、溶接工程の後、ネジ孔の内面に付着したスパッタを除去するためにネジさらいを行う必要がある。また、スパッタやススが鋼板の表面に付着すると、外観不良の原因となったり、塗装不良による錆の発生原因となる恐れがある。 By the way, during projection welding, spatter and soot are generated mainly from the convex portion. Since spatter and soot are scattered over a wide range, they may adhere to the inner surface of the nut or the surface of the steel plate. If spatter adheres to the inner surface of the nut, screw threading failure occurs. Therefore, after the welding process, it is necessary to perform screw sieving in order to remove the spatter adhered to the inner surface of the screw hole. Further, if spatter or soot adheres to the surface of the steel sheet, it may cause a poor appearance or cause rust due to poor coating.
ナットのネジ孔にスパッタが付着するのを抑制する方法として、特許文献1のようにエアをナットの下側から上側へ向けて流す方法が考えられる。しかしながら、スパッタはナットの下面に設けられている凸部で発生しているので、特許文献1のように下側から上側へエアを流すと、ナットの下面近傍で発生したスパッタがエアの流れに乗ってネジ孔に流入してしまい、そのままネジ孔の内面に付着してしまう恐れがある。特に、特許文献1ではパイロットピンがナットのネジ孔に挿入されているので、エアの流れはネジ孔の内面に向かう流れとなりやすく、スパッタがネジ孔の内面に付着し易くなることも考えられる。
As a method for suppressing spatter from adhering to the screw hole of the nut, a method of flowing air from the lower side to the upper side of the nut as in
また、スパッタやススが鋼板の表面に付着するのを抑制する方法として、特許文献2のように上部電極の電極チップ取付孔の内周面と電極チップの外周面との隙間からナットの周りに向かってエアを噴出させる方法が考えられる。この方法によって鋼板の表面にスパッタやススが付着するのは抑制できるかも知れないが、スパッタがナットのネジ孔の内面に付着するのは抑制できないと考えられる。 Further, as a method for suppressing spatter and soot from adhering to the surface of the steel sheet, as in Patent Document 2, from the gap between the inner peripheral surface of the electrode tip mounting hole of the upper electrode and the outer peripheral surface of the electrode tip around the nut. A method of jetting air toward the camera can be considered. Although it may be possible to suppress spatter and soot from adhering to the surface of the steel sheet by this method, it is considered that spatter does not adhere to the inner surface of the screw hole of the nut.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ナットのネジ孔にスパッタが付着するのを抑制できるようにするとともに、ナットが溶接される金属製部材にスパッタやススが付着するのを抑制できるようにして溶接品質を向上させることにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to prevent spatter from adhering to the screw hole of the nut and to sputter the metal member to which the nut is welded. It is to improve welding quality by suppressing the adhesion of soot and soot.
上記目的を達成するために、本発明では、ナットにおける金属製部材への溶接側とは反対側からエアを供給してスパッタやススをネジ孔の外方へ吹き飛ばすとともに、スパッタやススが金属製部材に付着し難くした。 In order to achieve the above object, in the present invention, air is supplied from the side opposite to the welding side to the metal member in the nut to blow off the spatter and soot to the outside of the screw hole, and the spatter and soot are made of metal. Made it difficult to adhere to members.
第1の発明は、
中心線方向両端が開口したネジ孔を有するナットを金属製部材にプロジェクション溶接するナットの溶接装置において、
上記溶接装置は、上記金属製部材に対して上記ナットが溶接される側とは反対側から当接する第1電極と、上記ナットに対して上記金属製部材とは反対側から当接する第2電極とを備え、
上記第2電極には、圧縮エアが供給されるエア供給管が設けられており、
上記エア供給管の下流側は、上記ナットのネジ孔における上記金属製部材とは反対側に連通していることを特徴とする。
The first invention is
In a nut welding apparatus for projection welding a nut having a screw hole with both ends opened in the center line direction to a metal member,
The welding apparatus includes: a first electrode that contacts the metal member from a side opposite to the side on which the nut is welded; and a second electrode that contacts the nut from a side opposite to the metal member. And
The second electrode is provided with an air supply pipe to which compressed air is supplied,
The downstream side of the air supply pipe communicates with the opposite side of the screw hole of the nut to the metal member.
この構成によれば、第1電極を金属製部材に当接させ、第2電極をナットに当接させた状態でプロジェクション溶接する時に、第2電極のエア供給管に供給された圧縮エアは、ナットのネジ孔における金属製部材とは反対側からネジ孔に流入することになる。ネジ孔内部における圧縮エアの流れが金属製部材とは反対側から金属製部材側へ向かうことになるので、ナットと金属製部材との間で発生したスパッタがネジ孔に流入することは殆ど無い。これにより、ナットのネジ孔の内面にスパッタが付着し難くなる。また、溶接が終了するまでの間は、ナットのネジ孔に流入した圧縮エアが、ナットと金属製部材との間にできている隙間から抜けるので、スパッタやススがその圧縮エアの流れに乗って金属製部材の表面から逃げていき、金属製部材に付着し難くなる。 According to this configuration, when projection welding is performed in a state where the first electrode is in contact with the metal member and the second electrode is in contact with the nut, the compressed air supplied to the air supply pipe of the second electrode is The screw hole of the nut flows into the screw hole from the side opposite to the metal member. Since the flow of compressed air inside the screw hole is directed from the opposite side to the metal member side, the spatter generated between the nut and the metal member hardly flows into the screw hole. . Thereby, it becomes difficult for spatter to adhere to the inner surface of the screw hole of the nut. In addition, until the welding is completed, the compressed air that has flowed into the screw hole of the nut escapes from the gap formed between the nut and the metal member, so that spatter and soot get on the compressed air flow. As a result, it escapes from the surface of the metal member and becomes difficult to adhere to the metal member.
第2の発明は、第1の発明において、
上記第2電極は、上記ナットを上記金属製部材とは反対側から覆う筒状部を有し、
上記エア供給管の下流側は、上記筒状部に接続されていることを特徴とする。
According to a second invention, in the first invention,
The second electrode has a cylindrical portion that covers the nut from the side opposite to the metal member,
A downstream side of the air supply pipe is connected to the cylindrical portion.
この構成によれば、第2電極の筒状部がナットを覆うように配置され、エア供給管に供給された圧縮エアが筒状部に流入してナットのネジ孔に供給される。 According to this configuration, the cylindrical portion of the second electrode is disposed so as to cover the nut, and the compressed air supplied to the air supply pipe flows into the cylindrical portion and is supplied to the screw hole of the nut.
第3の発明は、第2の発明において、
上記筒状部は、上記ナットにおける上記金属製部材とは反対側を覆うように配置される端壁部を有し、
上記端壁部と上記ナットとの間には、エア流入空間が設けられ、
上記エア供給管の下流側は、上記エア流入空間に接続されていることを特徴とする。
According to a third invention, in the second invention,
The cylindrical portion has an end wall portion arranged to cover the side of the nut opposite to the metal member,
An air inflow space is provided between the end wall portion and the nut,
The downstream side of the air supply pipe is connected to the air inflow space.
この構成によれば、筒状部の端壁部とナットとの間にエア流入空間が設けられていることで、エア流入空間に流入した圧縮エアがナットにおける金属製部材とは反対側からネジ孔にスムーズに流入する。 According to this configuration, since the air inflow space is provided between the end wall portion of the cylindrical portion and the nut, the compressed air flowing into the air inflow space is screwed from the side opposite to the metal member in the nut. Smoothly flows into the hole.
第4の発明は、第2または3の発明において、
上記筒状部の端部が上記ナットに形成されたフランジに全周に亘って当接することを特徴とする。
4th invention is 2nd or 3rd invention,
The end of the cylindrical part is in contact with the flange formed on the nut over the entire circumference.
この構成によれば、筒状部の端部がナットに形成されたフランジに全周に亘って当接するので、筒状部とフランジとの隙間が極小化される。そして、エア供給管に供給された圧縮エアは筒状部に流入し、このとき筒状部とフランジとの隙間が極小化されているので、圧縮エアが効率よくナットのネジ孔に流入する。 According to this structure, since the edge part of a cylindrical part contact | abuts over the perimeter to the flange formed in the nut, the clearance gap between a cylindrical part and a flange is minimized. Then, the compressed air supplied to the air supply pipe flows into the cylindrical portion. At this time, since the gap between the cylindrical portion and the flange is minimized, the compressed air efficiently flows into the screw hole of the nut.
第5の発明は、第1から4のいずれか1つの発明において、
上記第1電極には、上記金属製部材を貫通して上記ナットに挿入される位置決めピンが設けられ、
上記位置決めピンの外周面と上記ナットのネジ孔の内面との間に圧縮エアの流通する隙間が形成されることを特徴とする。
According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions,
The first electrode is provided with a positioning pin that penetrates the metal member and is inserted into the nut,
A gap through which compressed air flows is formed between the outer peripheral surface of the positioning pin and the inner surface of the screw hole of the nut.
この構成によれば、第1電極の位置決めピンによってナットが所定位置に位置決めされる。そして、ナットのネジ孔に流入した圧縮エアは、位置決めピンの外周面とナットのネジ孔の内面との隙間を流れるので、スパッタが位置決めピンの外周面に付着するのも抑制される。 According to this configuration, the nut is positioned at a predetermined position by the positioning pin of the first electrode. The compressed air that has flowed into the screw hole of the nut flows through the gap between the outer peripheral surface of the positioning pin and the inner surface of the screw hole of the nut, so that spatter is prevented from adhering to the outer peripheral surface of the positioning pin.
第6の発明は、第5の発明において、
上記位置決めピンの基端側は、上記第1電極に形成されたガイド孔に挿入されるとともに、該ガイド孔の内周面によって該位置決めピンの中心線方向に進退可能に支持され、
上記第1電極の上記ガイド孔の内部には、上記位置決めピンを進出方向に付勢するための圧縮エアが供給されることを特徴とする。
According to a sixth invention, in the fifth invention,
The proximal end side of the positioning pin is inserted into a guide hole formed in the first electrode, and supported by the inner peripheral surface of the guide hole so as to advance and retreat in the center line direction of the positioning pin.
Compressed air for biasing the positioning pin in the advance direction is supplied into the guide hole of the first electrode.
この構成によれば、第1電極のガイド孔に供給された圧縮エアによって位置決めピンが進出状態になるので、位置決めピンがナットのネジ孔に確実に挿入されてナットの位置決めが行われる。このとき、ガイド孔の圧縮エアが位置決めピンの進出方向、即ちナットのネジ孔に向けて漏れることが考えられる。こうなるとスパッタがガイド孔から漏れる圧縮エアの流れに乗ってナットのネジ孔に流入してしまう恐れがあるが、この発明では、第2電極のエア供給管に供給された圧縮エアがナットのネジ孔における金属製部材とは反対側からネジ孔に流入しているので、第1電極のガイド孔から圧縮エアが漏れたとしても、スパッタがナットのネジ孔に流入することはない。 According to this configuration, since the positioning pin is advanced by the compressed air supplied to the guide hole of the first electrode, the positioning pin is surely inserted into the screw hole of the nut and the nut is positioned. At this time, it is conceivable that the compressed air in the guide hole leaks toward the advancing direction of the positioning pin, that is, the screw hole of the nut. In this case, the spatter may ride on the compressed air flow leaking from the guide hole and flow into the nut screw hole. However, in the present invention, the compressed air supplied to the air supply pipe of the second electrode is screwed on the nut. Since the hole flows into the screw hole from the side opposite to the metal member, even if compressed air leaks from the guide hole of the first electrode, the spatter does not flow into the screw hole of the nut.
第1の発明によれば、溶接装置が、金属製部材に当接する第1電極とナットに当接する第2電極とを備え、第2電極に形成されたエア供給管の下流側がナットのネジ孔における金属製部材とは反対側に連通しているので、ネジ孔内部における圧縮エアの流れが金属製部材とは反対側から金属製部材側へ流れることになる。これにより、スパッタがネジ孔に流入することは殆ど無くなるので、ナットのネジ孔の内面にスパッタが付着するのを抑制できる。また、溶接が終了するまでの間は、スパッタやススがナットと金属製部材との隙間から抜ける圧縮エアの流れに乗って金属製部材の表面から逃げていくので、金属製部材に付着するのを抑制できる。 According to the first invention, the welding apparatus includes the first electrode that contacts the metal member and the second electrode that contacts the nut, and the downstream side of the air supply pipe formed in the second electrode is a screw hole of the nut. Therefore, the flow of compressed air in the screw hole flows from the side opposite to the metal member to the metal member side. Thereby, since spatter hardly flows into the screw hole, it is possible to suppress the spatter from adhering to the inner surface of the screw hole of the nut. In addition, until the welding is completed, spatter and soot escape from the surface of the metal member riding on the flow of compressed air that escapes from the gap between the nut and the metal member, so that they adhere to the metal member. Can be suppressed.
第2の発明によれば、第2電極の筒状部によってナットを覆い、この筒状部にエア供給管の下流側を接続したので、エア供給管に供給された圧縮エアをナットのネジ孔に確実に流入させることができる。 According to the second invention, the nut is covered with the cylindrical portion of the second electrode, and the downstream side of the air supply pipe is connected to the cylindrical portion, so that the compressed air supplied to the air supply pipe is supplied to the screw hole of the nut. It is possible to make it flow in reliably.
第3の発明によれば、筒状部の端壁部とナットとの間にエア流入空間を設けたので、エア流入空間に流入した圧縮エアをナットにおける金属製部材とは反対側からネジ孔にスムーズに流入させることができる。 According to the third invention, since the air inflow space is provided between the end wall portion of the cylindrical portion and the nut, the compressed air that has flowed into the air inflow space is threaded from the side opposite to the metal member in the nut. Can flow smoothly.
第4の発明によれば、第2電極の筒状部の端部をナットのフランジに全周に亘って当接させたので、エア供給管に供給された圧縮エアを効率よくナットのネジ孔に流入させることができ、スパッタやススの付着抑制効果をより一層高めることができる。 According to the fourth invention, since the end of the cylindrical portion of the second electrode is brought into contact with the flange of the nut over the entire circumference, the compressed air supplied to the air supply pipe is efficiently supplied to the screw hole of the nut. This can further increase the spatter and soot adhesion suppressing effect.
第5の発明によれば、第1電極に設けた位置決めピンによってナットを所定位置に位置決めすることができる。そして、位置決めピンの外周面とナットのネジ孔の内面との隙間を圧縮エアが流通するので、スパッタが位置決めピンの外周面に付着するのも抑制できる。 According to the fifth aspect, the nut can be positioned at a predetermined position by the positioning pin provided on the first electrode. And since compressed air distribute | circulates the clearance gap between the outer peripheral surface of a positioning pin, and the inner surface of the screw hole of a nut, it can also suppress that a spatter adheres to the outer peripheral surface of a positioning pin.
第6の発明によれば、第1電極のガイド孔に供給した圧縮エアによって位置決めピンを進出方向に付勢することができるので、ナットの位置決めを確実に行うことができる。このとき、ガイド孔に供給した圧縮エアがナットのネジ孔に向けて漏れることが考えられるが、第2電極のエア供給管に供給された圧縮エアがナットのネジ孔における金属製部材とは反対側からネジ孔に流入しているので、ガイド孔から圧縮エアが漏れたとしても、スパッタがナットのネジ孔に流入することはなく、ナットのネジ孔の内面にスパッタが付着するのを抑制できる。 According to the sixth aspect, the positioning pin can be urged in the advance direction by the compressed air supplied to the guide hole of the first electrode, so that the nut can be positioned reliably. At this time, the compressed air supplied to the guide hole may leak toward the screw hole of the nut, but the compressed air supplied to the air supply pipe of the second electrode is opposite to the metal member in the screw hole of the nut. Since the air flows into the screw hole from the side, even if compressed air leaks from the guide hole, the spatter does not flow into the screw hole of the nut, and the spatter can be prevented from adhering to the inner surface of the screw hole of the nut. .
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature, and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.
図1は、本発明の実施形態に係るナットの溶接装置1を示すものである。この溶接装置1は、各種ナット100を鋼板102にプロジェクション溶接する際に使用される装置である。ナット100としては、その中心線方向両端が開口したネジ孔100cを有するナットであればよく、その種類は特に限定されない。図3等に示すように、ナット100が袋ナットであってもよく、このナット100は、図3等において下端部に位置する面にボルト等(図示せず)が挿入される開口部100aが形成され、上端部に位置する面には開口部100aよりも小さな開口部100bが形成されている。ナット100における鋼板102とは反対側は、図1〜図4における上側であり、また、ナット100における鋼板102側とは、同図における下側になるが、上側及び下側は、本実施形態で説明の便宜を図るために上述のように定義しているだけであり、ナット100及び鋼板102の向きはどのような向きで使用されるものであってもよい。
FIG. 1 shows a
ナット100の下側には、フランジ100dが形成されている。フランジ100dの下面には、下方へ突出する複数の凸部100eが周方向に互いに間隔をあけて形成されている。凸部100eは溶接時に供給される電流を集中させる部分であり、図示しないが、溶接時に溶融して溶接後は殆ど消失している。
A
また、ナット100は鋼板102以外の金属製部材に溶接することもでき、金属製部材は板状でなくてもよい。鋼板102には、ナット100の開口部100aと連通する貫通孔102aが形成されている。
Moreover, the
図1に示すように、溶接装置1は、下部電極(第1電極)10と、上部電極(第2電極)20と、上部電極20を上下方向に移動させる駆動装置30と、下部電極10が固定される基台40と、溶接電流供給部50(図1にのみ示す)とを備えている。駆動装置30は、上下方向に伸縮する流体圧シリンダ等で構成することができる。
As shown in FIG. 1, the
(下部電極の構成)
下部電極10は、導電性を有する金属材料からなり、鋼板102に対してナット100が溶接される側とは反対側から当接して、鋼板102をその下方から支持する。下部電極10の上端面が鋼板102の下面に当接するようになっている。下部電極10には、上下方向に延びるガイド孔11が形成されている。ガイド孔11は、下部電極10を上下方向に貫通するように形成されている。ガイド孔11の下端部は、基台40により閉塞されている。ガイド孔11の内部の下側には、上下方向に伸縮するコイルバネ12が配設されている。
(Configuration of lower electrode)
The
下部電極10にはナット100及び鋼板102を所定位置に位置決めするための位置決めピン13が設けられている。位置決めピン13は、上下方向に延びる金属製部材からなる。この位置決めピン13は、該位置決めピン13の下側(基端側)が下部電極10のガイド孔11に挿入されている。位置決めピン13の下側は、ガイド孔11の内周面に摺接するように形成されており、該位置決めピン13はガイド孔11の内周面によって中心線方向(上下方向)に進退可能に支持されている。位置決めピン13の下端面は、コイルバネ12の上端部に接触するようになっている。
The
位置決めピン13の上側には、上端に近づくほど水平方向の断面積が小さくなるように形成された先細部13aが設けられている。位置決めピン13の先細部13aよりも基端側の部分が鋼板102の貫通孔102aに挿通されるとともに、ナット100のネジ孔100cに挿入され、これにより、ナット100及び鋼板102の相対的な位置決めが行われるとともに、下部電極10に対するナット100及び鋼板102の位置決めも行われる。
On the upper side of the
下部電極10のガイド孔11の内部には、位置決めピン13を進出方向に付勢するための圧縮エアが供給されるようになっている。すなわち、ガイド孔11における位置決めピン13の下端面よりも下側には、エア供給室11aが設けられており、このエア供給室11aはガイド孔11の内周面、基台40の上面及び位置決めピン13の下端面によって区画形成されている。下部電極10の側壁部には、エア供給室11aに接続される下部接続管16が設けられている。この下部接続管16の上流側には、工場エア等の圧縮エアの供給装置17が接続されている。下部接続管16の中途部には、下部制御弁18が設けられている。この下部制御弁18は、従来から周知の弁装置で構成することができるものであり、エア供給室11aに供給される圧縮エアの圧力を予め設定された所定圧力に調整し、さらに、圧縮エアをエア供給室11aに供給する状態と供給しない状態とに切り替えることができるように構成されている。下部制御弁18は、例えば電磁弁等で構成することができ、図示しない制御装置によって制御することにより、例えば、非溶接時には圧縮エアの供給を停止し、溶接時には圧縮エアを供給することができる。
Compressed air for urging the
エア供給室11aに供給される圧縮エアの圧力は、例えば0.15MPa程度に設定することができるが、これに限られるものではなく、エア供給室11aに供給される圧縮エアの圧力によって位置決めピン13を進出方向に付勢して位置決めピン13の上側(先端側)をガイド孔11の上端開口から突出させることができる程度の圧力であればよい。エア供給室11aに供給された圧縮エアは、位置決めピン13の外周面とガイド孔11の内周面との間から多少漏れることがあるが、その漏れ量は少なくなるようにしている。
The pressure of the compressed air supplied to the
尚、図示しないが、位置決めピン13にはガイド孔11からの進出量を規定するためのストッパが設けられており、位置決めピン13がガイド孔11から離脱することがないようにしている。また、位置決めピン13は、コイルバネ12によっても上方へ付勢される。
Although not shown, the
位置決めピン13の外周面におけるナット100のネジ孔100cに挿入される部分と、ナット100のネジ孔100cの内面との間には、圧縮エアの流通可能な隙間が形成されるようになっている。つまり、ネジ孔100cの内面にはネジ溝が形成されているので、ネジ孔100cに位置決めピン13が挿入されていても、圧縮エアはネジ溝の内部を流通することによってネジ孔100cの上下方向に通過することが可能になる。
A gap through which compressed air can flow is formed between the portion of the outer peripheral surface of the
(上部電極の構成)
上部電極20は、導電性を有する金属材料からなり、駆動装置30に取り付けられ、ナット100に対して鋼板102とは反対側から当接する。上部電極20は、ナット100を鋼板102とは反対側(上側)から覆う略円筒形状の筒状部21を有している。この筒状部21は、該筒状部21の上端部を閉塞する端壁部22を有している。端壁部22は、ナット100における鋼板102とは反対側を覆うように配置されている。
(Configuration of upper electrode)
The
筒状部21の内面21bはナット100の外面に接触するように形成されていてもよいが、両者の間に隙間ができるように形成されていてもよい。筒状部21の内径は、ナット100のフランジ100dよりも上側部分のみを収容することができるように、該上側部分よりも若干大きく、かつ、フランジ100dの外径よりも小さく設定されている。また、筒状部21の上下方向の寸法は、ナット100のフランジ100dよりも上側部分の上下方向の寸法よりも長く設定されており、該上側部分が筒状部21に収容された状態で、端壁部22と、ナット100の上側との間には、後述する圧縮エアが流入するエア流入空間20aが設けられている。筒状部21にナット100が収容された状態では、エア流入空間20aがナット100の上側の開口部100bを介してネジ孔100cにおける鋼板102とは反対側に連通する。また、筒状部21の下端部21aは、ナット100に形成されたフランジ100dの上面に沿って延びており、該フランジ100dの上面に対して全周に亘って当接するようになっている。これにより、筒状部21とフランジ100dとの隙間が極小化される。
Although the
上部電極20には、圧縮エアが供給されるエア供給管26が設けられている。エア供給管26の下流側は、筒状部21に接続されている。これにより、エア供給管26の下流側がエア流入空間20aに接続される。
The
エア供給管26の上流側には、工場エア等の圧縮エアの供給装置27が接続されている。この供給装置27は、上記下部電極10側の供給装置17と共通化してもよい。エア供給管26の中途部には、上部制御弁28が設けられている。この上部制御弁28は、従来から周知の弁装置で構成することができるものであり、エア流入空間20aに供給される圧縮エアの圧力を予め設定された所定圧力に調整し、さらに、圧縮エアをエア流入空間20aに供給する状態と供給しない状態とに切り替えることができるように構成されている。上部制御弁28は、例えば電磁弁等で構成することができ、図示しない制御装置によって制御することにより、非溶接時には圧縮エアの供給を停止し、溶接時には圧縮エアを供給することができる。
A compressed
エア流入空間20aに供給される圧縮エアの圧力は、上記下部電極10のエア供給室11aに供給される圧縮エアの圧力よりも高く設定するのが好ましく、例えば0.18MPa程度に設定することができるが、これに限られるものではない。
The pressure of the compressed air supplied to the
(溶接電流供給部の構成)
図1に示す溶接電流供給部50は、従来からプロジェクション溶接を行う際に用いられているものである。すなわち、溶接電流供給部50と下部電極10とが電線51によって接続され、また、溶接電流供給部50と上部電極20とが電線52によって接続されている。そして、溶接電流供給部50は、所定のタイミングで所定時間だけ下部電極10及び上部電極20に通電するように構成されている。溶接電流や通電時間等は、ナット100の形状や大きさ等によって任意に調整することができる。
(Configuration of welding current supply unit)
The welding
(プロジェクション溶接要領)
次に、上記のように構成された溶接装置1を使用してナット100を鋼板102にプロジェクション溶接する要領について説明する。まず、図3に示すように、上部電極20を駆動装置30によって上方へ移動させた後、ナット100及び鋼板102を下部電極10に置いてセットする。このとき、下部電極10のエア供給室11aには圧縮エアを供給しているので、位置決めピン13の先端側がガイド孔11の上端部から上方へ突出している。従って、位置決めピン13の先端側が鋼板102の貫通孔102aに挿通されるとともに、ナット100のネジ孔100cに挿入され、ナット100及び鋼板102が位置決めされる。位置決めピン13の先端側を鋼板102の貫通孔102aに挿通する際、位置決めピン13に先細部13aが形成されているので、鋼板102が水平方向に多少位置ずれしていても位置決めピン13を貫通孔102aに挿通させることができる。
(Projection welding procedure)
Next, the procedure for projection welding the
その後、図4に示すように、上部電極20を駆動装置30によって下方へ移動させて上部電極20の筒状部21にナット100を挿入し、筒状部21の下端部21aをナット100のフランジ100dの上面に当接させる。このとき、上部電極20を駆動装置30によって下方へ押圧しているので、ナット100が位置決めピン13の付勢力に抗して下方へ移動してナット100の凸部100eが鋼板102の上面に圧接する。凸部100eは周方向に間隔をあけて設けられているので、ナット100のフランジ100dの下面と鋼板102の上面との間には隙間ができることになる。上部電極20を下降させることにより、ナット100及び鋼板102が上部電極20と下部電極10とによって上下方向に挟持される。
Thereafter, as shown in FIG. 4, the
上部電極20のエア流入空間20aにはエア供給管26から圧縮エアが供給されている。この圧縮エアの供給開始タイミングは、遅くとも溶接電流を流す前であればよく、例えばナット100及び鋼板102をセットした後や、上部電極20を駆動装置30によって下方へ移動させ始めた時、上部電極20を駆動装置30によって下方へ移動させる途中等であってもよい。圧縮エアは溶接が終了するまで継続して供給している。
Compressed air is supplied from an
エア流入空間20aに圧縮エアが供給されると、上部電極20とナット100のフランジ100dとの間からのエア漏れは殆ど無いので、圧縮エアは、ナット100の上側の開口部100bからネジ孔100cに流入する。ネジ孔100cに流入した圧縮エアは、ナット100のフランジ100dの下面と鋼板102の上面との間に隙間ができているので、ネジ孔100cを下方へ流れてフランジ100dの下面と鋼板102の上面との間を通って外部へ流れる。
When compressed air is supplied to the
エア流入空間20aに圧縮エアが供給されている状態で溶接電流供給部50によって溶接電流を流すと、ナット100のフランジ100dの凸部100eに電流が集中して流れて凸部100eが溶融する。このとき、ナット100と鋼板102との間ではスパッタやススが発生するが、ネジ孔100cの内部における圧縮エアの流れは、上方から下方へ向かう流れとなっていることから、スパッタやススがネジ孔100cに流入することは殆ど無い。これにより、ナット100のネジ孔100cの内面にスパッタやススが付着し難くなるので、ネジさらいが不要になる。
When a welding current is supplied by the welding
また、溶接が終了するまでの間は、ナット100のネジ孔100cに流入した圧縮エアが、ナット100と鋼板102との間にできている隙間から抜けるので、スパッタやススがその圧縮エアの流れに乗って鋼板102の表面から逃げていき、鋼板10に付着し難くなる。これにより、溶接品質を向上させることができる。
In addition, until the welding is completed, the compressed air that has flowed into the
また、ナット100のネジ孔100cに流入した圧縮エアは、位置決めピン13の外周面とナット100のネジ孔100cの内面との隙間を流れるので、スパッタが位置決めピン13の外周面に付着するのも抑制される。
Further, since the compressed air that has flowed into the
また、下部電極10のガイド孔11の圧縮エアが位置決めピン13の進出方向、即ちナット100のネジ孔100cに向けて漏れることが考えられる。こうなるとスパッタがガイド孔11から漏れる圧縮エアの流れに乗ってナット100のネジ孔100cに流入してしまう恐れがあるが、この実施形態では、上部電極20のエア供給管26に供給された圧縮エアがナット100のネジ孔100cにおける上側からネジ孔100cに流入しているので、ガイド孔11から圧縮エアが漏れたとしても、スパッタがナット100のネジ孔100cに流入することはない。
Further, it is conceivable that the compressed air in the
尚、上記実施形態では、下部電極10のガイド孔11に圧縮エアを供給するようにしているが、これに限らず、ガイド孔11には圧縮エアを供給しないようにしてもよい。
In the above embodiment, the compressed air is supplied to the
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 The above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
以上説明したように、本発明に係るナットの溶接装置は、例えば、ナットを鋼板に溶接する場合に使用することができる。 As described above, the nut welding apparatus according to the present invention can be used, for example, when a nut is welded to a steel plate.
1 ナットの溶接装置
10 下部電極(第1電極)
11 ガイド孔
13 位置決めピン
20 上部電極(第2電極)
20a エア流入空間
21 筒状部
22 端壁部
26 エア供給管
100 ナット
100c ネジ孔
100d フランジ
100e 凸部
102 鋼板(金属製部材)
1
20a
Claims (6)
上記溶接装置は、上記金属製部材に対して上記ナットが溶接される側とは反対側から当接する第1電極と、上記ナットに対して上記金属製部材とは反対側から当接する第2電極とを備え、
上記第2電極には、圧縮エアが供給されるエア供給管が設けられており、
上記エア供給管の下流側は、上記ナットのネジ孔における上記金属製部材とは反対側に連通していることを特徴とするナットの溶接装置。 In a nut welding apparatus for projection welding a nut having a screw hole with both ends opened in the center line direction to a metal member,
The welding apparatus includes: a first electrode that contacts the metal member from a side opposite to the side on which the nut is welded; and a second electrode that contacts the nut from a side opposite to the metal member. And
The second electrode is provided with an air supply pipe to which compressed air is supplied,
A nut welding apparatus, wherein a downstream side of the air supply pipe communicates with a side opposite to the metal member in a screw hole of the nut.
上記第2電極は、上記ナットを上記金属製部材とは反対側から覆う筒状部を有し、
上記エア供給管の下流側は、上記筒状部に接続されていることを特徴とするナットの溶接装置。 The nut welding apparatus according to claim 1,
The second electrode has a cylindrical portion that covers the nut from the side opposite to the metal member,
A nut welding apparatus, wherein a downstream side of the air supply pipe is connected to the cylindrical portion.
上記筒状部は、上記ナットにおける上記金属製部材とは反対側を覆うように配置される端壁部を有し、
上記端壁部と上記ナットとの間には、エア流入空間が設けられ、
上記エア供給管の下流側は、上記エア流入空間に接続されていることを特徴とするナットの溶接装置。 The nut welding apparatus according to claim 2,
The cylindrical portion has an end wall portion arranged to cover the side of the nut opposite to the metal member,
An air inflow space is provided between the end wall portion and the nut,
A nut welding apparatus, wherein a downstream side of the air supply pipe is connected to the air inflow space.
上記筒状部の端部が上記ナットに形成されたフランジに全周に亘って当接することを特徴とするナットの溶接装置。 The nut welding apparatus according to claim 2 or 3,
The nut welding device, wherein an end of the cylindrical portion is in contact with a flange formed on the nut over the entire circumference.
上記第1電極には、上記金属製部材を貫通して上記ナットに挿入される位置決めピンが設けられ、
上記位置決めピンの外周面と上記ナットのネジ孔の内面との間に圧縮エアの流通する隙間が形成されることを特徴とするナットの溶接装置。 The nut welding device according to any one of claims 1 to 4,
The first electrode is provided with a positioning pin that penetrates the metal member and is inserted into the nut,
A nut welding apparatus, wherein a gap through which compressed air flows is formed between an outer peripheral surface of the positioning pin and an inner surface of a screw hole of the nut.
上記位置決めピンの基端側は、上記第1電極に形成されたガイド孔に挿入されるとともに、該ガイド孔の内周面によって該位置決めピンの中心線方向に進退可能に支持され、
上記第1電極の上記ガイド孔の内部には、上記位置決めピンを進出方向に付勢するための圧縮エアが供給されることを特徴とするナットの溶接装置。 The nut welding device according to claim 5,
The proximal end side of the positioning pin is inserted into a guide hole formed in the first electrode, and supported by the inner peripheral surface of the guide hole so as to advance and retreat in the center line direction of the positioning pin.
A nut welding apparatus, wherein compressed air for urging the positioning pin in the advancing direction is supplied into the guide hole of the first electrode.
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