JP5357589B2 - 溶接ボルト - Google Patents

Description

本発明は、溶接ボルトに関する。

従来、溶接ボルトとして、ボルト頭部の座面に溶接突起を設けるとともに、ボルトの首下部分に、パネルに形成した挿入孔に嵌合する案内部を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の溶接ボルトは、以下のようにしてパネルに溶接される。まず、案内部が挿入孔に嵌合するとともに溶接突起がパネル表面に当接するように、ボルトを挿入孔に挿入する。次に、挿入孔に挿入したボルトおよびパネルを上下の電極で加圧するように挟持する。そして、上下の電極で挟持した状態で当該上下の電極に溶接電流を通電することで、溶接突起を溶融させながらボルトをパネルに圧着させて溶接する。

特開平０４−２６２８８０号公報

しかしながら、上記従来の技術では、ボルトの加工や強度上の理由により案内部と頭部との境界部分にＲ状の曲面部が形成されるため、ボルトを溶接する際にこのＲ状の曲面部がパネルの表面に乗り上がってしまうおそれがあった。このように、Ｒ状の曲面部がパネルの表面に乗り上がった状態でボルトがパネルに溶接されると、当該ボルトがパネルに対して傾いた状態で溶接されてしまう。そのため、上記従来技術では、パネルに対するボルトの溶接精度を高めることが難しかった。

そこで、本発明は、溶接精度の向上を図ることのできる溶接ボルトを得ることを目的とする。

請求項１の発明にあっては、一端側に設けられ、座面に溶接突起が設けられた頭部と、他端側に設けられた軸部と、前記頭部と軸部との間に設けられ、被溶接部材に形成された円形挿通孔に挿入される案内部と、を備える溶接ボルトであって、前記頭部の溶接突起側座面と前記案内部の側面との境界部分に溝部を穿設し、前記案内部の少なくとも根元部端縁の輪郭形状が、三つの頂部を備え、輪郭形状全てが曲線で構成された等径歪円であることを特徴とする。

請求項２の発明にあっては、請求項１に記載の溶接ボルトにおいて、前記溝部が前記境界部分に沿って全周に亘って穿設されていることを特徴とする。

請求項３の発明にあっては、請求項１または請求項２に記載の溶接ボルトにおいて、前記案内部は、前記等径歪円の頂部において前記被溶接部材の挿通孔内面に当接する当接部を有しており、前記頂部の当接部における曲率半径が、前記挿通孔の当接部が当接する部位における曲率半径よりも小さいことを特徴とする。

請求項４の発明にあっては、請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の溶接ボルトにおいて、前記案内部の頂部には、根元部側から先端部側に向けて縮径するテーパ部が形成されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、案内部の側面と頭部の座面との境界部分に溝部を穿設することで、溝部が形成された部分では、案内部の側面と頭部の座面との境界部分にＲ状の曲面部が形成されなくなるため、溶接時にＲ状の曲面部が被溶接部材の表面に乗り上がってしまい、溶接ボルトが被溶接部材に対して傾いた状態で溶接されるのを抑制することができる。その結果、溶接ボルトの被溶接部材に対する溶接精度の向上を図ることができる。
また、案内部の少なくとも根元部端縁の輪郭形状を等径歪円とすることで、案内部の外周をなめらかな曲線とすることができるため、溶接ボルト製造の際に使用する金型の摩耗を抑制することができ、金型の長寿命化を図ることができる。
また、案内部の少なくとも根元部端縁の輪郭形状を三角形とすることで、案内部の形状がより簡単な形状となって、金型の製造が容易になる。

請求項２の発明によれば、溝部を境界部分に沿って全周に亘って穿設することで、被溶接部材に挿通孔を形成する際に挿通孔の周囲にバリが発生してしまった場合であっても、当該溝部によってバリを覆うことが可能となるため、被溶接部材に形成されたバリと溶接ボルトの座面とが干渉してしまうのを抑制することができる。

請求項３の発明によれば、頂部の当接部における曲率半径を、挿通孔の当接部が当接する部位における曲率半径よりも小さくすることで、挿通孔の内面と頂部との接触がボルト軸方向の線接触となるため、当接部の挿通孔の内面との接触面積を小さくすることができる。その結果、溶接時に当接部を通って流れる分流の電流値を減少させることができ、溶接強度がばらついてしまうのを抑制することができる。

請求項４の発明によれば、少なくとも複数の頂部に根元部側から先端部側に向けて縮径するテーパ部を設けることで、挿通孔の内面と頂部との接触が周方向の線接触となるため、当接部の挿通孔の内面との接触面積を小さくすることができる。その結果、溶接時に当接部を通って流れる分流の電流値を減少させることができ、溶接強度がばらついてしまうのを抑制することができる。

図１は、本発明の第１実施形態にかかる溶接ボルトの斜視図である。 図２は、本発明の第１実施形態にかかる溶接ボルトの正面図である。 図３は、図２のIII−III線断面図である。 図４は、本発明の第１実施形態にかかる溶接ボルトを板材に溶接する際の状態を示す説明図である。 図５は、本発明の第１実施形態にかかる溶接ボルトの案内部の輪郭形状を説明する図である。 図６は、本発明の第２実施形態にかかる溶接ボルトの斜視図である。 図７は、本発明の第３実施形態にかかる溶接ボルトの正面図である。 図８は、図７のVIII−VIII線断面図である。 図９は、本発明の第４実施形態にかかる溶接ボルトの正面図である。 図１０は、本発明の第５実施形態にかかる溶接ボルトの斜視図である。 図１１は、本発明の第６実施形態にかかる溶接ボルトの斜視図である。 図１２は、本発明の第７実施形態にかかる溶接ボルトの斜視図である。 図１３は、本発明の第８実施形態にかかる溶接ボルトの斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）図１は、本発明の第１実施形態にかかる溶接ボルトの斜視図、図２は、溶接ボルトの正面図、図３は、図２のIII−III線断面図、図４は、溶接ボルトを板材に溶接する際の状態を示す説明図、図５は、溶接ボルトの案内部の輪郭形状を説明する図である。

本実施形態にかかる溶接ボルト１は、中心軸Ｘ方向一端側（図１中下側）に設けられる頭部２と、他端側（図１中上側）に設けられ、螺子溝４ａが形成された軸部４と、頭部２と軸部４との間に形成され、後述する板材（被溶接部材）１０に形成された挿通孔１１に当接して溶接ボルト１を挿通した際の位置決めを行う案内部５と、を備えており、冷間圧造用炭素鋼等の材料を、図示せぬ金型を用い冷間鍛造にて形成される。

頭部２は、本実施形態では、略円板状に形成されており、当該頭部２の座面２ａには、溶接電流が通電されることにより溶融して板材１０と溶着する溶接突起３が設けられている。本実施形態では、略半球状に突出した溶接突起３が、座面２ａの周方向に沿って等間隔に３箇所設けられている。

軸部４は、中心軸Ｘを中心とした中実円柱状をしており、側面には、螺子溝４ａが形成されている。本実施形態では、軸部４の全体（中心軸方向一端側から他端側まで）に螺子溝４ａが設けられている。

案内部５は、少なくとも頭部２側端縁、すなわち、根元部５ｄの端縁の正面視における輪郭形状が非円形をしており、複数の頂部５ｂが形成されている。本実施形態では、案内部５の正面視における輪郭形状が三角の等径歪円形となるようにしている。具体的には、案内部５の正面視における輪郭形状は、下記のようにして作図される形状をしている。

まず、図５に示すように、半径Ｒ２の基準円Ｃ２に内接する一辺の長さがＲ３の正三角形Ｔの各頂点を中心に、各頂点を形成する２辺の基準円Ｃ２よりも外側の延長線の範囲内で半径Ｒ４の円弧を描く。

そして、半径Ｒ４で描かれた３つの円弧の周方向で互いに対向する先端同士を、それぞれの半径Ｒ４の円弧の中心以外の各頂点を中心として半径Ｒ５（Ｒ３＋Ｒ４）の円弧を描いて結ぶことで、周方向における幅Ｄ（Ｒ４＋Ｒ５）が一定となる三角の等径歪円が描かれる。なお、Ｒ１〜Ｒ５の長さは、適宜に設定することができる。

また、本実施形態では、半径Ｒ４で描かれた部位が案内部５の頂部５ｂに相当し、半径Ｒ５で描かれた部位が側部５ｃに相当している。そして、中心Ｘが溶接ボルト１の中心軸Ｘに相当している。

さらに、この三角の等径歪円とすることで、各頂部５ｂに外接する半径Ｒ１の仮想円Ｃ１を描くことができ、この仮想円Ｃ１が本実施形態における板材１０の挿通孔１１の輪郭形状に相当するものである。

また、本実施形態では、複数の頂部５ｂは板材１０の挿通孔１１の内面１１ａに当接する当接部５ｆを有しており、図５における頂部５ｂと仮想円Ｃ１との接点が当接部５ｆに相当している。

ここで、本実施形態では、頂部５ｂの当接部５ｆにおける曲率半径が、挿通孔１１の当接部が当接する部位における曲率半径よりも小さくなるようにしている。なお、本実施形態のように、案内部５の正面視における輪郭形状を三角の等径歪円とすることで、図５に示すように、頂部５ｂの当接部（頂部５ｂと仮想円Ｃ１との接点）５ｆにおける曲率半径であるＲ４を仮想円Ｃ１の曲率半径（挿通孔１１の当接部が当接する部位の曲率半径に相当）であるＲ１よりも小さくすることができる。このように、頂部５ｂの当接部５ｆにおける曲率半径を挿通孔１１の当接部が当接する部位における曲率半径よりも小さくすることで、頂部５ｂを挿通孔１１の内面１１ａに中心軸Ｘ方向で線接触させることができる。

さらに、本実施形態では、案内部５には、中心軸Ｘ方向で根元部５ｄ側から先端部５ｅ側に向けて縮径するテーパ部５ｇが形成されている。本実施形態では、案内部５の全周に亘って、すなわち、案内部５の頂部５ｂだけでなく側部５ｃにおいても中心軸Ｘ方向で根元部５ｄ側から先端部５ｅ側に向けて縮径するテーパ部５ｇが形成されている。このように、案内部５に中心軸Ｘ方向で根元部５ｄ側から先端部５ｅ側に向けて縮径するテーパ部５ｇを設けることで、頂部５ｂを挿通孔１１の内面１１ａに周方向で線接触させることができる。

そして、頂部５ｂにおける曲率半径を挿通孔１１の当接部が当接する部位における曲率半径よりも小さくするとともに、案内部５の少なくとも頂部５ｂに、中心軸Ｘ方向で根元部５ｄ側から先端部５ｅ側に向けて縮径するテーパ部５ｇを形成することで、頂部５ｂと挿通孔１１の内面１１ａとの接触を点接触とすることができる。本実施形態では、頂部５ｂと挿通孔１１の内面１１ａとが、それぞれの頂部５ｂの当接部５ｆの３点で点接触しており、この当接部５ｆによって溶接ボルト１を挿通孔１１内に挿通した際の位置決めがなされる。なお、３つの当接部５ｆは、後述する分流電流の電流値を減少させるため、２つの溶接突起３の周方向中間部に位置するように設けられている。

さらに、本実施形態にかかる溶接ボルト１は、案内部５の側面５ａと頭部２の座面２ａとの境界部分７に、中心軸Ｘ方向天面２ｂ側に穿設された溝部６を有している。本実施形態では、この溝部６は、境界部分７のうち、案内部５の３つの頂部５ｂに対応する位置にだけ穿設されている。すなわち、境界部分７のうち、板材１０の表面に当接する可能性のある頂部５ｂ近傍にだけ溝部６を設けている。

このような構成の溶接ボルト１を、自動車のダッシュパネル等の板材（被溶接部材）１０に溶接する場合、まず、溶接ボルト１の軸部４および案内部５を板材１０の挿通孔１１に挿通させ、溶接突起３を板材１０の表面１０ａに当接させる。このとき、案内部５の頂部５ａが当接部５ｆで挿通孔１１の内面１１ａに当接して溶接ボルト１の位置決めがなされる。そして、上側電極２０を頭部２の天面２ｂに当接させるとともに、下側電極２１を板材１０の裏面側に当接させる。下側電極２１には、挿通孔１１よりも大径の貫通穴２１ａが形成されており、この下側電極２１は、図４に示すように、貫通穴２１ａが溶接ボルト１の軸部４および案内部５を貫通するようにして板材１０の裏面側に当接している。

そして、上側電極２０と下側電極２１とで、挿入孔１１に挿入した溶接ボルト１および板材１０を挟持し、押圧する。この時、溶接突起３と板材１０との当接部３０が圧壊して接触面３１が形成される。このように、溶接突起３と板材１０との接触面積が増加することで当接部３０における電気抵抗は低下する。一方、頂部５ｂの当接部５ｆは、溶接突起部の接触面３１の形成にかかわらずほぼ点接触が維持されるため、当接部５ｆにおける抵抗値はほとんど変化せず、当接部３０における抵抗値よりも高い値を維持し続ける。その後、上側電極２０と下側電極２１とで溶接ボルト１および板材１０を挟持した状態で、当該上側電極２０と下側電極２１とに電流を通電することで、溶接突起３を溶融させながら溶接ボルト１を板材１０に圧着させて溶接する。このとき、図４に示すように、案内部５と板材１０とが当接部５ｆで当接しているため、電流は、溶接突起３を通って流れる溶接電流２２と、当接部５ｆを通って流れる分流電流２３とに分岐される。しかしながら、上述したように、当接部３０における抵抗値の方が当接部５ｆにおける抵抗値よりも低いため、分流電流２３よりも溶接電流２２の方が多大な電流が流れる。

以上の本実施形態によれば、案内部５の側面５ａと頭部２の座面２ａとの境界部分７に溝部６を穿設することで、溝部６が形成された部分では、案内部５の側面５ａと頭部２の座面２ａとの境界部分７にＲ状の曲面部が形成されなくなるため、溶接時にＲ状の曲面部が板材（被溶接部材）１０の表面１０ａに乗り上がってしまい、溶接ボルト１が板材（被溶接部材）１０に対して傾いた状態で溶接されるのを抑制することができる。その結果、溶接ボルト１の板材（被溶接部材）１０に対する溶接精度の向上を図ることができる。また、Ｒ状の曲面部が板材（被溶接部材）１０の表面１０ａに乗り上がると、当該Ｒ状の曲面部からも電流が流れるため、溶接強度がばらついてしまうおそれがあったが、本実施形態によれば、Ｒ状の曲面部の板材（被溶接部材）１０の表面１０ａへの当接によりＲ状の曲面部を通って流れる分流の発生を抑制することができる。その結果、各溶接突起３を通って流れる溶接電流２２の電流値をより均等にすることが可能となり、溶接強度がばらついてしまうのを抑制することができ、品質の向上を図ることができる。

また、本実施形態によれば、頂部５ｂの当接部５ｆにおける曲率半径を、挿通孔１１の当接部５ｆが当接する部位における曲率半径よりも小さくすることで、挿通孔１１の内面１１ａと頂部５ｂとの接触がボルト軸Ｘ方向の線接触となるため、当接部５ｆの挿通孔１１の内面１１ａとの接触面積を小さくすることができる。その結果、溶接時に当接部５ｆを通って流れる分流電流（分流）２３の電流値を減少させることができ、溶接強度がばらついてしまうのを抑制することができる。

また、本実施形態によれば、少なくとも複数の頂部５ｂに根元部５ｄ側から先端部５ｅ側に向けて縮径するテーパ部５ｇを設けることで、挿通孔１１の内面１１ａと頂部５ｂとの接触が周方向の線接触となるため、当接部５ｆの挿通孔１１の内面１１ａとの接触面積を小さくすることができる。その結果、溶接時に当接部５ｆを通って流れる分流電流（分流）２３の電流値を減少させることができ、溶接強度がばらついてしまうのを抑制することができる。

そして、頂部５ｂにおける曲率半径を挿通孔１１の当接部が当接する部位における曲率半径よりも小さくするとともに、案内部５の少なくとも頂部５ｂに、中心軸Ｘ方向で根元部５ｄ側から先端部５ｅ側に向けて縮径するテーパ部５ｇを形成することで、頂部５ｂと挿通孔１１の内面１１ａとの接触を点接触とすることができるため、溶接時に当接部５ｆを通って流れる分流電流（分流）２３の電流値をより一層減少させることができ、溶接強度のばらつきの更なる抑制を図ることが可能となる。

このように、本実施形態によれば、分流電流（分流）２３の電流値を減少させることができるため、上側電極２０と下側電極２１とに流す電流の電流値を分流電流分を予め見込むことなく低く設定することができる。これにより、スパッタの発生を抑制することができるとともに電極の長寿命化を図ることができる。

また、輪郭形状を等径歪円形とすることで、案内部の外周がなめらかな曲線となるため、溶接ボルト製造の際に使用する金型の摩耗が抑制され、金型の長寿命化を図ることができる。

また、案内部の輪郭形状を三角の形状とすることで、芯出しが容易になるという利点や、最小限の数で安定して支持できるため、分流の発生を最小限に抑えることができるという利点もある。

（第２実施形態）図６は、本発明の第２実施形態にかかる溶接ボルトの斜視図である。

本実施形態にかかる溶接ボルト１Ａは、基本的に上記第１実施形態と同様であり、頭部２と、螺子溝４ａが形成された軸部４と、頭部２と軸部４との間に形成され、板材１０の挿通孔１１に溶接ボルト１Ａを挿通した際の位置決めを行う案内部５と、を備えている。

そして、案内部５の輪郭形状が三角の等径歪円形をしており、頂部５ｂにおける曲率半径を挿通孔１１の当接部５ｆが当接する部位における曲率半径よりも小さくするとともに、案内部５の少なくとも頂部５ｂに、中心軸Ｘ方向で根元部５ｄ側から先端部５ｅ側に向けて縮径するテーパ部５ｇを形成することで、内面１１ａと頂部５ｂとを点接触させている。

ここで、本実施形態が上記第１実施形態にかかる溶接ボルト１と主に異なる点は、溝部６Ａが案内部５の側面５ａと頭部２の座面２ａとの境界部分７に沿って全周に亘って設けられている点にある。このとき、溝部６Ａは、図５に示す仮想円Ｃ１が含まれるように穿設されている。すなわち、板材１０に挿入した状態における正面視において、挿通孔１１の周縁が溝部６Ａ内に含まれるように、当該溝部６Ａを穿設している。

以上の本実施形態によっても上記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、本実施形態によれば、溝部６Ａを案内部５の側面５ａと頭部２の座面２ａとの境界部分７に沿って全周に亘って設けることで、板材１０に挿通孔１１を形成する際に挿通孔１１の周囲にバリが発生してしまった場合であっても、溶接作業時に全周に設けた溝部６Ａ内にバリを収容することが可能となるため、板材１０に形成されたバリと溶接ボルト１Ａの座面２ａとが干渉してしまうのを抑制することができる。すなわち、溶接時に板材１０のバリ取り作業を行う必要がなくなり、作業効率を向上させることが可能になる。

（第３実施形態）図７は、本発明の第３実施形態にかかる溶接ボルトの正面図、図８は、図７のVIII−VIII線断面図である。

本実施形態にかかる溶接ボルト１Ｂは、中心軸Ｘ方向一端側（図１中下側）に設けられる頭部２Ｂと、他端側（図１中上側）に設けられ、螺子溝４ａが形成された軸部４Ｂと、頭部２Ｂと軸部４Ｂとの間に形成され、板材（被溶接部材）１０に形成された挿通孔１１に当接して溶接ボルト１Ｂを挿通した際の位置決めを行う案内部５Ｂと、を備えている。

頭部２Ｂは、略円板状に形成されており、当該頭部２Ｂの座面２ａには、溶接電流が通電されることにより溶融して板材１０と溶着する溶接突起３Ｂが設けられている。本実施形態では、周方向に延在する三角柱状の溶接突起３Ｂが、座面２ａの周方向に沿って等間隔に３箇所設けられている。

軸部４Ｂは、中心軸Ｘを中心とした中実円柱状をしており、側面には、螺子溝４ａが形成されている。本実施形態では、軸部４Ｂの根元部分にだけ螺子溝４ａが設けられている。

そして、案内部５Ｂの少なくとも根元部５ｄ端縁の輪郭形状が三角の等径歪円形をしており、頂部５ｂにおける曲率半径を挿通孔１１の当接部５ｆが当接する部位における曲率半径よりも小さくするとともに、案内部５Ｂの少なくとも頂部５ｂに、中心軸Ｘ方向で根元部５ｄ側から先端部５ｅ側に向けて縮径するテーパ部５ｇを形成することで、内面１１ａと頂部５ｂとを点接触させている。

ここで、本実施形態では、案内部５Ｂの形状を、根元部５ｄにおける輪郭形状が等径歪円形となるようにするとともに、先端部５ｅに向かうにつれて輪郭形状が徐々に真円に近づくような形状としている。

具体的には、本実施形態では、案内部５Ｂを、先端部５ｅの輪郭形状が根元部５ｄにおける等径歪円形に内接する真円となるように形成している。すなわち、案内部５Ｂは、当接部７ｆにおいてテーパ角度が最も大きくなっており、側部５ｃ側に移動するにつれてテーパ角度が徐々に減少し、正面視で先端部５ｅ側の円が等径歪円と接する部分においてテーパ角度がゼロとなるように形成されている。

また、本実施形態では、案内部５Ｂの側面５ａと頭部２Ｂの座面２ａとの境界部分７の頂部５ｂに対応する位置にのみ溝部６Ｂが穿設されている。

以上の本実施形態によっても上記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、本実施形態によれば、案内部５Ｂを根元部５ｄから先端部５ｅに向かうにつれて徐々に等径歪円形から真円となるような形状とすることで、金型の側面形状をより一層滑らかな形状とすることができ、溶接ボルト製造の際に使用する金型の摩耗をより一層抑制することができ、金型のさらなる長寿命化を図ることができる。

（第４実施形態）図９は、本発明の第４実施形態にかかる溶接ボルトの正面図である。

本実施形態にかかる溶接ボルト１Ｃは、基本的に上記第３実施形態と同様であり、頭部２Ｂと、螺子溝４ａが形成された軸部４Ｂと、頭部２Ｂと軸部４Ｂとの間に形成され、後述する板材１０の挿通孔に溶接ボルト１Ｃを挿通した際の位置決めを行う案内部５Ｂと、を備えている。そして、頂部５ｂにおける曲率半径を挿通孔１１の当接部５ｆが当接する部位における曲率半径よりも小さくするとともに、案内部５の少なくとも頂部５ｂに、中心軸Ｘ方向で根元部５ｄ側から先端部５ｅ側に向けて縮径するテーパ部５ｇを形成することで、内面１１ａと頂部５ｂとを点接触させている。

また、案内部５Ｂを、根元部５ｄ端縁における輪郭形状が等径歪円形となるようにするとともに先端部５ｅの輪郭形状が真円となるように形成している。

ここで、本実施形態が上記第３実施形態にかかる溶接ボルト１Ｂと主に異なる点は、溝部６Ｃが案内部５Ｂの側面５ａと頭部２Ｂの座面２ａとの境界部分７に沿って全周に亘って設けられている点にある。本実施形態でも、上記第２実施形態と同様、溝部６Ｃは、図５に示す仮想円Ｃ１が含まれるように穿設されている。すなわち、板材１０に挿入した状態における正面視において、挿通孔１１の周縁が溝部６Ｃ内に含まれるように、当該溝部６Ｃを穿設している。

以上の本実施形態によっても上記第３実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、本実施形態によれば、溝部６Ｃを案内部５Ｂの側面５ａと頭部２Ｂの座面２ａとの境界部分７に沿って全周に亘って設けることで、板材１０に挿通孔１１を形成する際に挿通孔１１の周囲にバリが発生してしまった場合であっても、溶接作業時に全周に設けた溝部６Ｃ内にバリを収容することが可能となるため、板材１０に形成されたバリと溶接ボルト１Ｃの座面２ａとが干渉してしまうのを抑制することができる。すなわち、溶接時に板材１０のバリ取り作業を行う必要がなくなり、作業効率を向上させることが可能になる。

（第５実施形態）図１０は、本発明の第５実施形態にかかる溶接ボルトの斜視図である。

本実施形態にかかる溶接ボルト１Ｄは、中心軸Ｘ方向一端側（図１中下側）に設けられる頭部２と、他端側（図１中上側）に設けられ、螺子溝４ａが形成された軸部４と、頭部２と軸部４との間に形成され、板材（被溶接部材）１０に形成された挿通孔１１に当接して溶接ボルト１Ｄを挿通した際の位置決めを行う案内部５Ｄと、を備えている。

頭部２は、略円板状に形成されており、当該頭部２の座面２ａには、溶接電流が通電されることにより溶融して板材１０と溶着する溶接突起３が設けられている。本実施形態では、略半球状に突出した溶接突起３が、座面２ａの周方向に沿って等間隔に３箇所設けられている。

軸部４は、中心軸Ｘを中心とした中実円柱状をしており、側面には、螺子溝４ａが形成されている。本実施形態では、軸部４の全体（中心軸方向一端側から他端側まで）に螺子溝４ａが設けられている。

ここで、案内部５Ｄの形状は、三角形の各頂点部分に形成される頂部５ｂと各辺部分に形成される平面状の側部５ｃとで側面５ａを形成した三角形状をしている。そして、本実施形態でも、頂部５ｂにおける曲率半径を挿通孔１１の当接部５ｆが当接する部位における曲率半径よりも小さくなるようにしている。

さらに、案内部５Ｄの側面５ａに、中心軸Ｘ方向で根元部５ｄ側から先端部５ｅ側に向けて縮径するテーパ部５ｇを形成している。すなわち、本実施形態においても、挿通孔１１の内面１１ａと頂部５ｂとが点接触するようにしている。

また、本実施形態では、案内部５Ｄの側面５ａと頭部２の座面２ａとの境界部分７の頂部５ｂに対応する位置にのみ溝部６Ｄが穿設されている。

以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態とほぼ同様の作用効果を奏することができる。

また、本実施形態によれば、案内部５Ｄの形状をより簡単な形状とすることができるため、金型の製造が容易になる。

（第６実施形態）図１１は、本発明の第６実施形態にかかる溶接ボルトの斜視図である。

本実施形態にかかる溶接ボルト１Ｅは、基本的に上記第５実施形態と同様であり、頭部２と、螺子溝４ａが形成された軸部４と、頭部２と軸部４との間に形成され、板材１０の挿通孔１１に溶接ボルト１Ｅを挿通した際の位置決めを行う案内部５Ｄと、を備えている。

そして、案内部５Ｄの輪郭形状を三角形状としており、頂部５ｂにおける曲率半径を挿通孔１１の当接部５ｆが当接する部位における曲率半径よりも小さくするとともに、案内部５Ｄの側面５ａに、中心軸Ｘ方向で根元部５ｄ側から先端部５ｅ側に向けて縮径するテーパ部５ｇを形成することで、内面１１ａと頂部５ｂとを点接触させている。

ここで、本実施形態が上記第１実施形態にかかる溶接ボルト１と主に異なる点は、溝部６Ｅが案内部５Ｄの側面５ａと頭部２の座面２ａとの境界部分７に沿って全周に亘って設けられている点にある。このとき、溝部６Ｅは、図５に示す仮想円Ｃ１が含まれるように穿設されている。すなわち、板材１０に挿入した状態における正面視において、挿通孔１１の周縁が溝部６Ｅ内に含まれるように、当該溝部６Ｅを穿設している。

以上の本実施形態によっても上記第５実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、本実施形態によれば、溝部６Ｅを案内部５Ｄの側面５ａと頭部２の座面２ａとの境界部分７に沿って全周に亘って設けることで、板材１０に挿通孔１１を形成する際に挿通孔１１の周囲にバリが発生してしまった場合であっても、溶接作業時に全周に設けた溝部６Ｅ内にバリを収容することが可能となるため、板材１０に形成されたバリと溶接ボルト１Ｅの座面２ａとが干渉してしまうのを抑制することができる。すなわち、溶接時に板材１０のバリ取り作業を行う必要がなくなり、作業効率を向上させることが可能になる。

（第７実施形態）図１２は、本発明の第７実施形態にかかる溶接ボルトの斜視図である。

本実施形態にかかる溶接ボルト１Ｆは、中心軸Ｘ方向一端側（図１中下側）に設けられる頭部２と、他端側（図１中上側）に設けられ、螺子溝４ａが形成された軸部４と、頭部２と軸部４との間に形成され、板材（被溶接部材）１０に形成された挿通孔１１に当接して溶接ボルト１Ｆを挿通した際の位置決めを行う案内部５Ｆと、を備えている。

頭部２は、略円板状に形成されており、当該頭部２の座面２ａには、溶接電流が通電されることにより溶融して板材１０と溶着する溶接突起３が設けられている。本実施形態では、略半球状に突出した溶接突起３が、座面２ａの周方向に沿って等間隔に４箇所設けられている。

軸部４は、中心軸Ｘを中心とした中実円柱状をしており、側面には、螺子溝４ａが形成されている。本実施形態では、軸部４の全体（中心軸方向一端側から他端側まで）に螺子溝４ａが設けられている。

ここで、案内部５Ｆの形状は、正方形の各頂点部分に形成される頂部５ｂと各辺部分に形成される平面状の側部５ｃとで側面５ａを形成した四角形状をしている。そして、本実施形態でも、頂部５ｂにおける曲率半径を挿通孔１１の当接部５ｆが当接する部位における曲率半径よりも小さくなるようにしている。

さらに、案内部５Ｆの側面５ａに、中心軸Ｘ方向で根元部５ｄ側から先端部５ｅ側に向けて縮径するテーパ部５ｇを形成している。すなわち、本実施形態においても、挿通孔１１の内面１１ａと頂部５ｂとが点接触するようにしている。

また、本実施形態では、案内部５Ｆの側面５ａと頭部２の座面２ａとの境界部分７の頂部５ｂに対応する位置にのみ溝部６Ｆが穿設されている。

以上の本実施形態によっても上記第５実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

（第８実施形態）図１３は、本発明の第８実施形態にかかる溶接ボルトの斜視図である。

本実施形態にかかる溶接ボルト１Ｇは、基本的に上記第７実施形態と同様であり、頭部２と、螺子溝４ａが形成された軸部４と、頭部２と軸部４との間に形成され、板材１０の挿通孔１１に溶接ボルト１Ｇを挿通した際の位置決めを行う案内部５Ｆと、を備えている。

そして、案内部５Ｆの輪郭形状を四角形状としており、頂部５ｂにおける曲率半径を挿通孔１１の当接部５ｆが当接する部位における曲率半径よりも小さくするとともに、案内部５Ｆの側面５ａに、中心軸Ｘ方向で根元部５ｄ側から先端部５ｅ側に向けて縮径するテーパ部５ｇを形成することで、内面１１ａと頂部５ｂとを点接触させている。

ここで、本実施形態が上記第１実施形態にかかる溶接ボルト１と主に異なる点は、溝部６Ｇが案内部５Ｆの側面５ａと頭部２の座面２ａとの境界部分７に沿って全周に亘って設けられている点にある。このとき、溝部６Ｇは、図５に示す仮想円Ｃ１が含まれるように穿設されている。すなわち、板材１０に挿入した状態における正面視において、挿通孔１１の周縁が溝部６Ｇ内に含まれるように、当該溝部６Ｇを穿設している。

以上の本実施形態によっても上記第７実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、本実施形態によれば、溝部６Ｇを案内部５Ｆの側面５ａと頭部２の座面２ａとの境界部分７に沿って全周に亘って設けることで、板材１０に挿通孔１１を形成する際に挿通孔１１の周囲にバリが発生してしまった場合であっても、溶接作業時に全周に設けた溝部６Ｇ内にバリを収容することが可能となるため、板材１０に形成されたバリと溶接ボルト１Ｇの座面２ａとが干渉してしまうのを抑制することができる。すなわち、溶接時に板材１０のバリ取り作業を行う必要がなくなり、作業効率を向上させることが可能になる
以上、本発明にかかる溶接ボルトの好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限ることなく要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態を採用することができる。

例えば、上記各実施形態では、案内部の輪郭形状として三角の等径歪円形、三角形、四角形を例示したが、五角以上の等径歪円形としてもよいし、五角形以上の多角形状としてもよい。また、頭部や軸部および挿通孔、その他細部のスペック（形状、大きさ、レイアウト等）も適宜に変更可能である。

また、上記第１、第２、および第５〜８実施形態では、テーパ部を案内部の側面全周に亘って設けたものを例示したが、テーパ部を案内部の頂部の当接部近傍のみに設けるようにしてもよい。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ 溶接ボルト
２、２Ｂ 頭部
２ａ 座面
４、４Ｂ 軸部
５、５Ｂ、５Ｄ、５Ｆ 案内部
５ｂ 頂部
５ｃ 側部
５ｄ 根元部
５ｅ 先端部
５ｆ 当接部
５ｇ テーパ部
６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ、６Ｆ、６Ｇ 溝部
１０ 板材（被溶接部材）
１１ 挿通孔
１１ａ 内面
Ｘ 中心軸

Claims (4)

1. 一端側に設けられ、座面に溶接突起が設けられた頭部と、他端側に設けられた軸部と、前記頭部と軸部との間に設けられ、被溶接部材に形成された円形挿通孔に挿入される案内部と、を備える溶接ボルトであって、
   前記頭部の溶接突起側座面と前記案内部の側面との境界部分に溝部を穿設し、
   前記案内部の少なくとも根元部端縁の輪郭形状が、三つの頂部を備え、輪郭形状全てが曲線で構成された等径歪円であることを特徴とする溶接ボルト。
2. 前記溝部が前記境界部分に沿って全周に亘って穿設されていることを特徴とする請求項１に記載の溶接ボルト。
3. 前記案内部は、前記等径歪円の頂部において前記被溶接部材の挿通孔内面に当接する当接部を有しており、
   前記頂部の当接部における曲率半径が、前記挿通孔の当接部が当接する部位における曲率半径よりも小さいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の溶接ボルト。
4. 前記案内部の頂部には、根元部側から先端部側に向けて縮径するテーパ部が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の溶接ボルト。

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