JP5079451B2 - スタッドボルト - Google Patents

Description

本発明は、スタッドボルトに関し、特に、薄い鋼板のような母材においても、継ぎ手強度を下げることなく安定した溶接を行うことができるスタッドボルトに関するものである。

例えば、自動車の組み立て工程において、自動車のボディを構成するような薄い鋼板にも多数のスタッドボルトが溶接され、部品の取付等に使用されている。
このような薄い鋼板にスタッドボルトを溶接する場合は、図４に示すような、頭部を大径にしたラージフランジ型のスタッドボルトか、ほぼ軸径に近い頭部を有するスタンダード型スタッドボルトが使用されている。

しかしながら、溶接部径が大きいラージフランジ型のスタッドボルトは、継ぎ手強度は優れるものの、溶接面積が大きいことから母材に与える影響が大きくなり、０．６５ｍｍから０．６ｍｍ以下に移行しつつある鋼板の最低板厚に対応することができないという問題を有している。
また、溶接部径が小さいスタンダード型のスタッドボルトは、溶接は安定して行えるが、溶接面積が小さいことから継ぎ手強度が弱く、ナットの締め付けに際して気遣いが必要になるという問題を有している。

本発明は、上記従来のスタッドボルトが有する問題点に鑑み、薄い鋼板のような母材においても、継ぎ手強度を下げることなく安定した溶接を行うことができるスタッドボルトを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のスタッドボルトは、頭部をアーク溶接により母材に固着するスタッドボルトにおいて、頭部を軸部の雄ねじの外径の１．４〜２．０倍で、かつ、厚さを０．８〜１．５ｍｍに形成するとともに、該頭部の表面に、前記頭部の直径の８５〜９５％で、かつ、突出量を０．８〜１．５ｍｍにした頭部の外周に沿うリング状の突条及び該突条の略中心位置に突出量を１．２〜２．０ｍｍで、かつ、該突出量が前記リング状の突条の突出量より大きくなるようにした突起を形成したことを特徴とする。

本発明のスタッドボルトによれば、頭部の表面のリング状の突条を溶接することにより、溶接部径を大きくして継ぎ手強度を確保するとともに、溶接部形状をリング状とすることで溶接入熱を低くすることができ、これにより、例えば、母材が薄い鋼板の場合でも、溶接入熱が母材に与える影響を小さくして、母材に溶け抜け等の欠陥が発生することなく、安定した溶接を行うようにすることができる。
溶接部の継ぎ手強度は溶接部径によって決まるが、溶接部径の全面を母材と溶着させる必要はなく、外周のリング状の部分さえ母材と溶着できれば、薄い鋼板への継ぎ手強度は満足することができる。
この場合、溶接部形状が単なるリング状では、溶接時の初期アークの発生が安定しないが、リング状の突条の略中心位置に突起を形成することにより、アークを安定した状態で発生させることができる。

そして、突起の突出量をリング状の突条の突出量より大きく設定することにより、アークを一層安定した均一な状態で発生させることができる。

以下、本発明のスタッドボルトの実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図３に、本発明のスタッドボルトの一実施例を示す。

このスタッドボルトは、頭部１をアーク溶接により母材Ｓに固着するスタッドボルトにおいて、頭部１を軸部２より大径に形成するとともに、該頭部１の表面に、頭部１の外周に沿うリング状の突条３及び該突条３の略中心位置に突起４を形成するようにしている。

軸部２は、本実施例では、Ｍ６の雄ねじに形成されており、軸部２の上部には直径約１０ｍｍ、厚さ約１ｍｍの円板状の頭部１が一体に形成されている。
この場合、頭部１の直径Ｄ１は、軸部２の雄ねじの外径Ｄ２の１．４〜２．０倍程度、好ましくは、１．５〜１．８倍程度に形成することができる。
また、頭部１の厚さは、０．８〜１．５ｍｍ程度に形成することができる。

頭部１の外周に沿うリング状の突条３は、本実施例では、突条３の直径、すなわち、溶接部径を、頭部１の直径Ｄ１より小さい約９ｍｍ、突条３の頭部１の表面からの突出量Ｈ３を約１ｍｍに設定するようにしている。
この場合、突条３の直径は、頭部１の直径Ｄ１の８５〜９５％程度に形成することができる。
また、突条３の突出量Ｈ３は、０．８〜１．５ｍｍ程度に形成することができる。

突条３の略中心位置に形成する突起４は、本実施例では、直径を約１．５ｍｍ、突起４の頭部１の表面からの突出量Ｈ４を約１．４ｍｍに設定するようにしている。
この場合、突起４の直径は、１．０〜３．０ｍｍ程度、好ましくは、１．０〜２．０ｍｍ程度に形成することができる。
また、突起４の突出量Ｈ４は、１．２〜２．０ｍｍ程度に形成することができる。

そして、突起４の突出量Ｈ４をリング状の突条３の突出量Ｈ３より大きく設定することが好ましい。
これにより、アークを安定した均一な状態で発生させるようにすることができる。

本実施例のスタッドボルト（Ｍ６）と、溶接部径が同じ（約９ｍｍ）従来のラージフランジ型のスタッドボルト（比較例、図４参照）とを、板厚０．６ｍｍの薄い鋼板にそれぞれ溶接した（図３に本実施例のスタッドボルトの溶接状態を示す。）。
溶接した結果を、表１に示す。

表１からも明らかなように、本実施例のスタッドボルトは、溶接部径が同じ従来のラージフランジ型スタッドボルトに比べて低い電流条件で溶接することができるとともに、同等の溶接強度を得ることができることを確認した。

かくして、本実施例のスタッドボルトは、頭部１をアーク溶接により母材Ｓに固着するスタッドボルトにおいて、頭部１を軸部２より大径に形成するとともに、該頭部１の表面に、頭部１の外周に沿うリング状の突条３及び該突条３の略中心位置に突起４を形成するようにすることにより、頭部１の表面のリング状の突条３を溶接することにより、溶接部径を大きくして継ぎ手強度を確保するとともに、溶接部形状をリング状とすることで溶接入熱を低くすることができ、これにより、例えば、母材Ｓが薄い鋼板の場合でも、溶接入熱が母材Ｓに与える影響を小さくして、母材Ｓに溶け抜け等の欠陥が発生することなく、安定した溶接を行うようにすることができる。
溶接部の継ぎ手強度は溶接部径によって決まるが、溶接部径の全面を母材Ｓと溶着させる必要はなく、図３に示すように、外周のリング状の部分さえ母材Ｓと溶着できれば、薄い鋼板への継ぎ手強度は満足することができる。
この場合、溶接部形状が単なるリング状では、溶接時の初期アークの発生が安定しないが、リング状の突条３の略中心位置に突起４を形成することにより、アークを安定した状態で発生させることができる。

また、突起４の突出量Ｈ４をリング状の突条３の突出量Ｈ３より大きく設定することにより、アークを一層安定した均一な状態で発生させることができる。

以上、本発明のスタッドボルトについて、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、例えば、スタッドボルトのねじ部、頭部、リング状の突条及び突起の形状（寸法）は、スタッドボルトの用途に応じて適宜選択することができる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。

本発明のスタッドボルトは、薄い鋼板のような母材においても、継ぎ手強度を下げることなく安定した溶接を行うことができるという特性を有していることから、例えば、板厚を薄くすることが要請されている自動車ボディの製作の用途に特に好適に用いることができる。

本発明のスタッドボルトの一実施例を示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）は同断面図、（ｃ）は同左側面図、（ｄ）は同斜視図である。 同スタッドボルトの六面図である。 同スタッドボルトを溶接した状態を示す断面図である。 従来のラージフランジ型のスタッドボルトの説明図である。

１ 頭部
２ 軸部
３ 突条
４ 突起
Ｓ 母材

Claims (1)

1. 頭部をアーク溶接により母材に固着するスタッドボルトにおいて、頭部を軸部の雄ねじの外径の１．４〜２．０倍で、かつ、厚さを０．８〜１．５ｍｍに形成するとともに、該頭部の表面に、前記頭部の直径の８５〜９５％で、かつ、突出量を０．８〜１．５ｍｍにした頭部の外周に沿うリング状の突条及び該突条の略中心位置に突出量を１．２〜２．０ｍｍで、かつ、該突出量が前記リング状の突条の突出量より大きくなるようにした突起を形成したことを特徴とするスタッドボルト。

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