JP3221572B2 - アークスタッド溶接機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、筒状のアークシールド
を複数個に分割して形成されたアークシールド分割体と
該アークシールド分割体を保持するアークシールド保持
部とを備えて成るアークスタッド溶接機および上記アー
クシールド保持部に保持されるアークシールド分割体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】アークスタッド溶接においては、従来か
ら、図８に示す様に、筒状のアークシールド（フェルー
ル）２が用いられている。このアークシールド２は、ス
タッド４を被溶接材６に溶接する際に図示の様にスタッ
ド４に嵌装されてスタッド４の溶接部（スタッド４の下
端部）を覆い、溶融金属の型込めや溶接部の外気からの
遮断等を行なう。

【０００３】上記アークシールドを用いるアークスタッ
ド溶接の一例として、例えば実開昭60-181269 号公報に
記載されているように、筒状のアークシールドを複数個
例えば２個に分割し、それらの２個のアークシールド分
割体を溶接機に接離可能に保持させ、両アークシールド
分割体を互いに近接させ突き合せて筒状のアークシール
ドを形成し、該筒状のアークシールドで上記図８の様に
スタッドの溶接部を覆ってアークスタッド溶接を行な
い、溶接終了後上記両アークシールド分割体を離隔させ
てアークシールドを溶接されたスタッドから取り外す方
法が提案されている。かかる方法によれば、同一のアー
クシールドによりアークスタッド溶接を複数回繰り返し
て行なうことができる。

【０００４】上記溶接機におけるアークシールド分割体
の保持態様の一例として、例えば図11のX-X 線断面図で
ある図10、図10のXI-XI 線断面図である図11および図10
のXII-XII線断面図である図12に示す様なものが考えら
れる。

【０００５】図示の保持態様は、図９に示す様な円筒状
のアークシールド２を分割して成る２個の略半円筒状の
セラミックス製アークシールド分割体2aを保持するもの
であり、各アークシールド分割体2aはそれぞれ溶接機の
１対のアークシールド保持部８に保持される。該アーク
シールド保持部８は、溶接機の矢印Ａ方向（図12参照）
に開閉する２本のレバー10にそれぞれ取り付けられた保
持部本体12と、該保持部本体12にネジ止めされた半円筒
状の内側挾持部材14と、上記保持部本体12に螺合した押
圧ネジ16および該押圧ネジ16に螺合した係止ネジ18によ
ってそれぞれ上記保持部本体12に取り付けられた1/4 円
筒状の外側挾持部材20とを備えて成り、上記押圧ネジ16
を回すことによって上記外側挾持部材20を半径方向内側
に押圧し、そうすることによって上記アークシールド分
割体2aを内側挾持部材14と外側挾持部材20とで内外方向
に挾持して保持するものである。

【０００６】また、溶接時においては上記２本のレバー
10はその下端部が図12に示す様に被溶接材６上に押し付
けられ、上記保持部本体12はバネ22によって被溶接材６
上に押し付けられ、それによって下端面が保持部本体12
と面一（同一高さ）とされたアークシールド分割体2aも
その下端面が被溶接材６上に密接せしめられる。

【０００７】なお、上記アークシールド保持部本体12の
一方の当接面にはガイドピン26が、他方の当接面にはガ
イド孔28が設けられ、それによってレバー10を閉じた際
の両アークシールド保持部本体12ひいてはアークシール
ド分割体2aの適正当接が確保されるようになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き保持態様には次の様な問題がある。即ち、上記保持
態様ではアークシールド分割体2aを内側挾持部材14と外
側挾持部材20とで内外方向に挾持することによって保持
しているが、保持部は溶接時に極めて高温となり、従っ
て多数回繰り返して溶接を行なっていると熱影響により
押圧ネジ16が緩む等により挾持力が低下し、アークシー
ルド分割体2aが下方にずり落ちてしまうという問題があ
る。

【０００９】また、上記の様に内外方向に挾持しようと
すると、内側挾持部材14を設けることが必要となる。か
かる内側挾持部材14は加工性や耐久性等の観点から金属
製のものを使用したいという要請がある。しかるに、例
えば建設現場等においてはスタッド４と被溶接材６との
間に溶融亜鉛メッキ鋼板から成るデッキプレート（図示
せず）を介装し、上記スタッド４をこのデッキプレート
を貫通して被溶接材６に溶接することが行なわれるが、
その場合内側挾持部材14が金属製であると、溶接熱でデ
ッキプレートの亜鉛が溶融飛散して内側挾持部材14の内
面14a （図12参照）に付着し、溶接を繰り返しているう
ちに付着量が増えてついにはその付着亜鉛を介してスタ
ッド４と内側挾持部材14とが短絡し、溶接時にスパーク
が発生してアークが不安定となり、確実なアーク溶接が
行なえなくなり、これを防止するため、例えば内側挾持
部材14の内側面14a に短絡防止用の絶縁層を形成する例
えばセラミックスコーティングを施す等のスパーク防止
処理対策が必要になるという問題がある。

【００１０】また、上記アークシールド分割体2aの下端
面には放射状に複数本の連通溝24が形成されており、溶
接時に発生するガスをこの溝24から外に逃がすようにな
っている。しかしながら、上記の様にバネ22によってア
ークシールド分割体2aを被溶接材６上に押し付けるもの
においては、多数回溶接を繰り返し行なっているうちに
熱影響でバネ22のバネ効果が消失してアークシールド分
割体2aの下端面を被溶接材６上に均等に密着させること
が困難となり、その結果上記溝24からの均等なガス抜き
ができなくなり、ガス抜きの不均等による余盛への悪影
響や溶接不良が生じるという問題がある。

【００１１】さらに、アークシールド分割体2a自身とし
て、図12に示す余盛スペース29を形成する部分は多数回
の溶接によって内側から侵蝕されて薄くなるので、該余
盛スペース形成部分の肉厚Ｗを少しでも大きくしたいと
いう要請がある。

【００１２】本願の第１の発明の目的は、上記事情に鑑
み、上記アークシールド分割体の下方へのずり落ちを防
止すると共に上記内側挾持部材へのスパーク防止処理を
不要にし、かつアークシールド分割体の余盛スペース形
成部分の肉厚をより大きく取ることのできるアークスタ
ッド溶接機を提供することにある。

【００１３】本願の第２の発明の目的は、上記事情に鑑
み、上記アークシールド分割体の下方へのずり落ち防止
と内側挾持部材へのスパーク防止処理の不要化とアーク
シールド分割体の余盛スペース形成部分の肉厚増大化と
共に、さらに上記アークシールド分割体の被溶接材への
密着不良をも解消したアークスタッド溶接機を提供する
ことにある。

【００１４】本願の第３の発明の目的は、上記事情に鑑
み、上記アークスタッド溶接機に使用されるアークシー
ルド分割体を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本願の第１の発明に係る
アークスタッド溶接機は、筒状のアークシールドを複数
個に分割して形成されたアークシールド分割体と、該ア
ークシールド分割体を保持するアークシールド保持部と
を備えて成るアークスタッド溶接機であって、上記アー
クシールド分割体の外側面に上面と該上面に対向する下
面を有する凹部を形成し、上記アークシールド保持部の
内側面に上記凹部に対応する凸部を形成し、上記アーク
シールド保持部は、上記アークシールド分割体を、上記
凸部を上記凹部に嵌合させて該凹部の上面と該上面より
も上方の所定部位とを上下方向に挾持して保持すること
を特徴とする。

【００１６】上記凹部は外側面のどこにどの様な態様で
設けられていても良い。要は、外側面に設けられた凹部
とアークシールド分割体の内側面に設けられた凸部とを
嵌合させその嵌合を利用してアークシールド分割体を上
下方向に挾持することができるものであれば良い。

【００１７】本願の第２の発明に係るアークスタッド溶
接機は、上記アークシールド保持部をアークスタッド溶
接機本体に固設し、該アークシールド保持部は、上記ア
ークシールド分割体を、該アークシールド分割体の下端
が上記アークシールド保持部の下端よりも所定長下方に
突出した状態で保持することを特徴とする。

【００１８】本願の第３の発明に係るアークシールド分
割体は、筒状のアークシールドを複数個に分割して形成
され、アークスタッド溶接機のアークシールド保持部に
保持されるアークシールド分割体であって、上記アーク
シールド分割体の外側面に、上記アークシールド保持部
により上記アークシールド分割体を上下方向に挾持して
保持するための、上面と該上面に対向する下面を有する
凹部が形成されていることを特徴とする。

【００１９】

【作用】上記第１の発明に係るアークスタッド溶接機
は、上述の様に、アークシールド分割体の外側面に形成
された上面と該上面に対向する下面を有する凹部と、ア
ークシールド保持部の内側面に形成された凸部とを嵌合
させて該凹部の上面と該上面よりも上方の所定部位例え
ばアークシールド分割体の上端面とで上下方向に挾持す
る、つまりアークシールド分割体を上記凹部を利用して
アークシールド保持部により下方から支えると共に上方
から押えて保持するので、熱影響等により多少挾持力が
小さくなってもアークシールド分割体が下方にずり落ち
る恐れはなく、アークシールドの繰り返し溶接回数の増
大が図られる。

【００２０】また、上下方向に挾持するので、上記従来
の場合の様にアークシールドの内側に位置し従ってスタ
ッドに近接して対面する内側挾持部材を設ける必要がな
く、よって上述の様な内側挾持部材へのスパーク防止処
理が不要となる。

【００２１】また、上下方向に挾持するにあたってはア
ークシールド分割体の外側面に凸部を形成しこの凸部を
利用して上下方向に挾持することも考えられるが、上記
の様にアークシールド分割体の外側面に上面と該上面に
対向する下面を有する凹部を形成しこの凹部を利用して
上下方向に挾持することにより、上記凸部を利用して上
下方向に挾持する場合に比して、アークシールド分割体
の余盛スペース形成部分の肉厚の増大化が図られる。な
お、この点については後に図を参照しながら詳説する。

【００２２】上記第２の発明に係るアークスタッド溶接
機は、上記第１の発明の構成に加え、さらに従来のバネ
を廃止してアークシールド保持部をアークスタッド溶接
機本体に直接固設し、かつアークシールド分割体を、そ
の下端がアークシールド保持部の下端よりも下方に所定
長突出した状態でアークシールド保持部に保持して成
る。従って、上記第１の発明の作用に加え、さらにアー
クシールド分割体を被溶接材の上にバネを介することな
く密着させ、しかもアークシールド分割体の方が下方に
所定長突出しているのでアークシールド保持部の密着の
度合に関係なくアークシールド分割体の下端面を確実に
かつ均一に被溶接材の上面に密着させることができ、上
記溝からの均一なガス抜きによる安定的な溶接が可能と
なる。

【００２３】上記第３の発明に係るアークシールド分割
体は、上記の様に上下方向に挾持するための上面と該上
面に対向する下面を有する凹部を備えているので、上記
アークシールド保持部による上下方向の挾持が実現で
き、上記第１および第２の発明に係るアークスタッド溶
接機への適用が可能となる。

【００２４】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて詳細に説明する。

【００２５】図１は本発明に係るアークシールド分割体
の一実施例を示す斜視図である。図示のアークシールド
分割体30は、耐熱衝撃性に優れたセラミックスから成る
略円筒状のアークシールドを２つに分割して成るもので
あり、それぞれ略半円筒形状をなしている。

【００２６】上記アークシールド分割体30の下面には、
溶接時にアークシールドの内外を連通させる所定開口面
積の連通溝32が複数形成され、内側面34は以下に説明す
る図５に詳しく示されている様にスタッド80の外径より
わずかに大きいスタッド挿通孔を形成し、外側面36には
このアークシールド分割体30を以下に述べる溶接機に保
持させるための、上面38aと該上面38aに対向する下面を
有する凹部38が形成されている。

【００２７】図２は本発明の一実施例であって上記アー
クシールド分割体30を用いてアークスタッド溶接を行な
うアークスタッド溶接機を示す正面図、図３は図２に示
す溶接機の右側側面図である。

【００２８】図示の溶接機42は、基部44と、基部44に固
設された２本の脚部46にそれぞれ支点ピン48を介して回
動可能に支持された１対のレバー50と、各レバー50の上
端にジョイントピン52を介して一端が回動可能に連結さ
れ、他端同志がジョイントピン54を介して回動可能に連
結された１対のリンク56と、一方のリンク56の上記一端
に固着され左右横方向（図２の矢印Ｂ方向）に延びるハ
ンドル58と、上記両リンク56の他端同志を連結するジョ
イントピン54が挿通され上下方向（図２の矢印Ｃ方向）
に延びる長孔60を有し上記基部44に固着された長孔部材
62と、上記基部44に立設された１対のロッド64に取り付
けられた溶接銃66と、該溶接銃66の下端部に設けられた
スタッド80の頭部を保持するためのチャック68と、同じ
く上記溶接銃66に設けられた溶接スイッチ69を有する把
手70とから成る溶接機本体を備えて成る。

【００２９】上記溶接機本体の各レバー50の下端部には
アークシールド保持部72が設けられ、各アークシールド
保持部72には上記アークシールド分割体30がそれぞれ保
持されている。上記レバー50は図中に破線で示す如く開
閉可能であり、該レバー50の開閉は上記ハンドル58を上
下方向に回動させることによって行なわれる。

【００３０】上記溶接機42によるアークスタッド溶接は
次の様にして行なわれる。まず上記ハンドル58を図２中
実線で示す位置から破線で示す位置まで上方に回動さ
せ、そうすることによって２本のレバー50を開いて破線
で示す開状態とし、しかる後溶接銃の先端に設けられた
チャック68にスタッド80の頭部を把持させる。次に、上
記ハンドル58を下方に回動させ、それによって両レバー
50を閉じて実線で示す元の閉状態とする。この閉状態に
おいては、各レバー50に設けられているアークシールド
保持部72が互いに当接し、各アークシールド保持部72に
それぞれ保持されたアークシールド分割体30も互いに当
接して円筒状のアークシールドが形成され、このアーク
シールドの中にスタッド80が嵌挿された状態となってい
る。続いて、この状態から、溶接機42を下降させ被溶接
材82の所定位置上にスタッド80の下端部およびアークシ
ールド分割体30の下端面を当接させ、溶接銃の把手70に
設けられたスイッチ69を押して溶接を行なう。溶接終了
後は、上記ハンドル58を上方に回動させてレバー50を開
き、以後同様にしてアークスタッド溶接を繰り返し行な
う。

【００３１】次に、上記レバー50へのアークシールド保
持部72の取り付けおよびアークシールド保持部72による
アークシールド分割体30の保持について、図２中のIV-I
V 線矢視拡大図である図４、図４中のV-V 線断面図であ
る図５および図４中のVI-VI線断面図である図６を参照
しながら詳述する。

【００３２】上記アークシールド保持部72は、保持部本
体74と挾持体76とを備えて成る。上記保持部本体74は、
溶接機本体の一部であるレバー50に固設されている。即
ち、保持部本体74は、レバー50の段差部50a とレバー50
の下端部に螺着したナット50b とによってレバー50に固
設されている。また、アークシールド保持部本体74に
は、その内側面74a に上記アークシールド分割体の凹部
38に嵌合させるための凸部74c が形成されている。

【００３３】上記アークシールド分割体30は、その外側
面に形成された凹部38に上記アークシールド保持部の凸
部74c が嵌入され、アークシールド分割体の上端面30a
上には上記挾持体76が配設され、この挾持体76はネジ76
a により保持部本体74に固着されている。即ち、アーク
シールド分割体30は、アークシールド保持部72により上
記凹部の上面38a と該上面38a よりも上方の所定部位の
一例であるアークシールド分割体の上端面30a とを上記
凸部74c と挾持体76とで上下方向に挾持して保持されて
いる。

【００３４】また、上記アークシールド分割体30は、上
記アークシールド保持部72に保持させるにあたり、図示
の様にアークシールド保持部72の下端面よりもアークシ
ールド分割体30の下端面の方が所定長ｈだけ下方に突出
して位置する状態で保持されている。本実施例では上記
所定長ｈ＝0.3 〜0.7mm とされている。

【００３５】なお、この実施例においては、上記凹部38
の高さ（上下方向の長さ）を上記凸部74c の高さよりも
少し大きくして両者間に間隙が形成されるように設定さ
れている。かくすることにより、保持部本体74が金属製
であって溶接時に高温より熱変形しても上記間隙で熱変
形を吸収し、それによって保持部本体74の熱変形による
アークシールド分割体30のクラック発生等を防止するこ
とができる。

【００３６】上記アークスタッド溶接機は、アークシー
ルド分割体30の外側面に形成した凹部の上面38a と該上
面38a よりも上方の所定部位の一例であるアークシール
ド分割体上端面30a とを上下方向に挾持する、つまりア
ークシールド分割体30を上記凹部38を利用してアークシ
ールド保持部72により下方から支えると共に上方から押
えて保持するので、熱影響等により多少挾持力が小さく
なってもアークシールド分割体30が下方にずり落ちる恐
れはなく、アークシールドの繰り返し溶接回数の増大が
図られる。

【００３７】また、上下方向に挾持するので、上記従来
の場合の様なアークシールドの内側に位置し従ってスタ
ッドに近接して対面する内側挾持部材を設ける必要がな
く、よって内側挾持部材へのスペース防止処理も不要と
なる。

【００３８】また、上記アークシールド分割体30を上下
方向に挾持するにあたっては、図７の左半分に示す様に
アークシールド分割体30の外側面に凸部90を形成し、こ
の凸部90を図示の如く上下方向に挾持することも考えら
れる。しかしながら、その様に外側面に凸部90を形成す
る場合は、通常その凸部90の下方部分（破線で囲んだ部
分）92を切削加工で削り落すことにより行なわれ、その
分だけ余盛スペース94を形成する部分の厚さＷが小さく
なる。これに対し、本発明の様に外側面に凹部38を形成
して上下方向に挾持する場合は、図７の右半分に示す様
にその凹部38部分のみ切削加工して削り落せば良く、従
って上記凸部40を形成する場合に比して余盛スペース形
成部分の肉厚Ｗを大きく取ることができる。

【００３９】また、アークシールド保持部72をバネを介
することなくアークスタッド溶接機本体に直接固設し、
かつアークシールド分割体30をその下端がアークシール
ド保持部72の下端よりも下方に所定長突出した状態で保
持して成るので、バネ効果の如何に関係なくまたアーク
シールド保持部72の密着の程度に関係なく、アークシー
ルド分割体30の下端面を確実にかつ均一に被溶接材82の
上面に密着させることができ、上記連通溝32からの均一
なガス抜きによる安定的な溶接が可能となる。

【００４０】また、上記アークシールド分割体30は、上
記の様に上下方向に挾持するための凹部38を備えている
ので、上記アークシールド保持部72による上下方向の挾
持が実現でき、上記アークスタッド溶接機への適用が可
能となる。

【００４１】

【発明の効果】本願の第１の発明に係るアークスタッド
溶接機は、上述の様に、アークシールド分割体の外側面
に形成した上面と該上面に対向する下面を有する凹部の
上面と該上面より上方の所定部位とを上下方向に挾持す
ることによってアークシールド分割体を保持するので、
アークシールド分割体が下方にずり落ちる恐れはなく、
アークシールドの繰り返し溶接回数の増大が図られる。

【００４２】また、上下方向に挾持するので、従来の様
な内側挾持部材を設ける必要がなく、よって内側挾持部
材へのスペース防止処理が不要となる。

【００４３】さらに、上記凹部を利用して上下方向に挾
持するので、余盛スペースを形成する部分の肉厚を大き
く取ることができ、分割アークシールドの繰り返し使用
回数の増大が図られる。

【００４４】上記第２の発明に係るアークスタッド溶接
機は、アークシールド保持部をアークスタッド溶接機本
体に固設し、かつアークシールド分割体を、その下端が
アークシールド保持部の下端よりも下方に所定長突出し
た状態でアークシールド保持部に保持して成ので、アー
クシールド分割体の下端面を確実にかつ均一に被溶接材
の上面に密着させることができ、上記溝からの均一なガ
ス抜きによる安定的な溶接が可能となる。

【００４５】上記第３の発明に係るアークシールド分割
体は、上記の様に上下方向に挾持するための、上面と該
上面に対向する下面を有する凹部を備えているので、上
記アークシールド保持部による上下方向の挾持が実現で
き、上記第１および第２の発明に係るアークスタッド溶
接機への適用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るアークシールド分割体の一実施例
を示す斜視図

【図２】本発明に係るアークスタッド溶接機の一実施例
を示す正面図

【図３】本発明に係るアークスタッド溶接機の一実施例
を示す右側面図

【図４】図２のIV-IV 線矢視図

【図５】図４のV-V 線断面図

【図６】図４のVI-VI 線断面図

【図７】本発明の効果を説明するための断面図

【図８】アークシールドを用いたアークスタッド溶接を
説明する図

【図９】従来のアークシールド分割体の一例を示す斜視
図

【図１０】従来のアークシールド分割体の保持例を示す
断面図

【図１１】図１０のXI-XI 線断面図

【図１２】図１０のXII-XII 線断面図

【符号の説明】

30 アークシールド分割体 30a 上方の所定部位 36 外側面 38 凹部 38a 凹部の上面 72 アークシールド保持部 74a 内側面 74c 凸部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡安義之 埼玉県南埼玉郡白岡町下大崎１−126− ５ (72)発明者 大村政儀 埼玉県岩槻市本町４−２−12 (72)発明者 並木健二 埼玉県北葛飾郡杉戸町下高野１−90 (72)発明者 仲野泰也 神奈川県藤沢市善行団地３−３−105 (56)参考文献 特開 昭63−230277（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−141379（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−23072（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−181269（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−136578（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭57−54931（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 9/20

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状のアークシールドを複数個に分割し
   て形成されたアークシールド分割体と、該アークシール
   ド分割体を保持するアークシールド保持部とを備えて成
   るアークスタッド溶接機であって、 上記アークシールド分割体の外側面に上面と該上面に対
   向する下面を有する凹部を形成し、上記アークシールド
   保持部の内側面に上記凹部に対応する凸部を形成し、上
   記アークシールド保持部は、上記アークシールド分割体
   を、上記凸部を上記凹部に嵌合させて該凹部の上面と該
   上面よりも上方の所定部位とを上下方向に挾持して保持
   することを特徴とするアークスタッド溶接機。
2. 【請求項２】 上記アークシールド保持部をアークスタ
   ッド溶接機本体に固設し、該アークシールド保持部は、
   上記アークシールド分割体を、該アークシールド分割体
   の下端が上記アークシールド保持部の下端よりも所定長
   下方に突出した状態で保持することを特徴とする請求項
   １に記載のアークスタッド溶接機。
3. 【請求項３】 筒状のアークシールドを複数個に分割し
   て形成され、アークスタッド溶接機のアークシールド保
   持部に保持されるアークシールド分割体であって、 上記アークシールド分割体の外側面に、上記アークシー
   ルド保持部により上記アークシールド分割体を上下方向
   に挾持して保持するための、上面と該上面に対向する下
   面を有する凹部が形成されていることを特徴とするアー
   クシールド分割体。