JP6493847B1 - プロジェクションボルトの電気抵抗溶接方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼板部品の下孔に直接挿入される求心ガイド部を、プロジェクションボルトに形成し、該ボルトの中心軸線が下孔の中心からずれる量を最小化、もしくはなくすこと。
【解決手段】軸部２と、フランジ３と、溶着用突起５を有し、電極本体９の進退作動式のガイドピン１９が、鋼板部品７の下孔８を貫通し、ガイドピン１９の受入孔２０に軸部２が挿入されるものであって、下孔８に挿入される求心ガイド部６が、軸部２の直径よりも大きな直径とされ、フランジ３の下面４に連続しているとともに軸部２と同軸の状態で形成され、求心ガイド部６の長さＬ２は、軸部２の先端部が受入孔２０の底部に受け止められた状態において、フランジ３の下面４とガイドピン１９の開口端部２３の間隔長さＬ３よりも短く設定されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、鋼板部品の下孔に対する溶接位置を正確に求めるためのプロジェクションボルトの電気抵抗溶接方法に関している。

特開２０１７−００６９８３号公報には、図４に示す構造が記載されている。すなわち、受入孔５６を有する中空のガイドピン５０にプロジェクションボルト５１を挿入して、鋼板部品５２に溶接することが記載され、合わせて軸部５３よりも大径の挿入ガイド部５４を中空ガイドピン５０に挿入して、ガイドピン５０とボルト５１の同軸性を向上させることが記載され、鋼板部品５２の下孔５５をガイドピン５０が貫通していることも記載されている。

特開２０１７−００６９８３号公報

特許文献１に記載のように、電極の中空ガイドピン５０に設けた受入孔５６にプロジェクションボルト５１を挿入して、当ボルト５１を鋼板部品５２に電気抵抗溶接で溶接するものにおいては、鋼板部品５２の下孔５５に対するプロジェクションボルト５１の同軸性を、上記挿入ガイド部５４の外周面と受入孔５６の内面との間の隙間と、ガイドピン５０の外周面と下孔５５の内周部との間の隙間をできるだけ小さくすることによって向上するようになっている。

しかし、中空ガイドピン５０が挿入ガイド部５４の外周面と下孔５５の内周面との間に介在していると、上記のような隙間が２つ必要となり、溶着前に何等かの外力がボルト５１に作用すると、ボルト５１の中心軸線が下孔５５の中心からずれやすくなり、鋼板部品５２の下孔５５に対するボルト５１の溶接位置を正確に求めることが困難となる。つまり、挿入ガイド部５４の外径寸法と下孔５５の内径寸法の差が、中空ガイドピン５０の介在によって著しく大きくなるので、下孔５５に対してボルト５１が偏心しやすくなる。

さらに、引用文献１記載の発明は、中空ガイドピン５０に対するボルト１の同軸性向上が主眼とされているので、挿入ガイド部５４の受入孔５６に挿入される長さが長尺化され、その結果、雄ねじが形成された軸部５３の長さが不十分になったり、挿入ガイド部５４が長くなって、ボルト材料が不経済になったりする。

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、鋼板部品の下孔に直接挿入される求心ガイド部を、電極構造に関連づけた態様でプロジェクションボルトに形成し、プロジェクションボルトの中心軸線が下孔の中心からずれる量を最小化、もしくはなくすことを目的とする。

請求項１記載の発明は、
断面円形の電極本体の端面から突出しているとともに、受入孔が設けられた進退作動式のガイドピンが、電極本体に載置された鋼板部品の下孔を貫通している形式の電気抵抗溶接電極を準備し、
雄ねじが形成された軸部と、軸部と一体になっているフランジと、フランジの下面に設けた溶着用突起と、軸部の直径よりも大きな直径とされ、フランジの下面に連続している円筒型の求心ガイド部を有するプロジェクションボルトを準備し、
前記軸部を前記受入孔に挿入して軸部の先端部が受入孔の底部に受け止められた状態とし、この状態におけるフランジ下面とガイドピンの開口端部の間隔長さよりも、軸部の長手方向で見た求心ガイド部の長さが短くなるとともに、求心ガイド部の前記長さが鋼板部品の板厚とほぼ同じか、または前記板厚よりも僅かに長く設定され、
前記軸部を前記受入孔に挿入して軸部の先端部が受入孔の底部に受け止められた状態において、前記電気抵抗溶接電極と対をなす可動電極の進出でフランジが押し下げられたとき、ガイドピンが前記下孔から抜け出るのに引き続いて、求心ガイド部を直接下孔に挿入し、溶着用突起が鋼板部品に加圧されて、溶接電流を通電することを特徴とするプロジェクションボルトの電気抵抗溶接方法である。

下孔に挿入される求心ガイド部が、軸部の直径よりも大きな直径とされ、フランジの下面に連続しているとともに軸部と同軸の状態で形成され、軸部の長手方向で見た求心ガイド部の長さは、軸部の先端部が受入孔の底部に受け止められた状態、すなわち底突きの状態において、フランジの下面とガイドピンの開口端部の間隔長さよりも短く設定されている。この状態でフランジが相手方電極によって押し下げられると、ガイドピンが下孔から抜き出されるのに引き続いて、求心ガイド部が下孔に挿入される。

上記のように、求心ガイド部の長さがフランジの下面とガイドピンの開口端部の間隔長さよりも短く設定されているので、求心ガイド部の外径を下孔の内径に対して、最も適した値にすることが可能となり、求心ガイド部を直接下孔に挿入することができて、鋼板部品の下孔に対するプロジェクションボルトの溶接位置を正確に求めることができる。求心ガイド部の長さが、フランジの下面とガイドピンの開口端部の間隔長さよりも短く設定されているという構成は、ガイドピンの端部位置、すなわち電極構造に関連づけた態様となる。

そして、電極に組み付けられているガイドピンに軸部が挿入してあるので、軸部と下孔との同軸性を向上させることができ、これによって求心ガイド部が下孔に挿入される際のガイド機能が果たされ、求心ガイド部の下孔挿入が確実かつ円滑に達成され、信頼性の高い動作がえられる。なお、以下の説明において、プロジェクションボルトを単にボルトと表現する場合もある。

求心ガイド部の長さがフランジの下面とガイドピンの開口端部の間隔長さよりも短く設定されているので、求心ガイド部の長さを鋼板部品の厚さに対して最適化することができ、ボルトと鋼板部品の一体化にとって好適である。

求心ガイド部が下孔に挿入される際の、求心ガイド部の外径と下孔の内径の寸法関係を種々設定することにより、鋼板部品の下孔に対するボルトの溶接位置を、軸部と受入孔との間の隙間の大きさに影響されることなく、正確に求めることができる。

すなわち、求心ガイド部の外径を下孔の内径よりも僅かに小さく設定することにより、下孔に対するボルトの偏心量を上記寸法差に応じて最小化することができる。上記寸法差を著しく小さくすることによって、下孔に対するボルトの偏心量を、実質的に問題のないレベルに維持することができる。

あるいは、求心ガイド部の外径と下孔の内径を同じに設定することにより、求心ガイド部が下孔に隙間なく摺動的に挿入され、下孔に対するボルトの偏心量をなくすことができる。求心ガイド部を下孔にぴったりと合致させるものであるから、偏心量ゼロが実現する。

さらに、求心ガイド部の外径を下孔の内径よりも僅かに大きく設定することにより、求心ガイド部が下孔に圧入されることとなり、下孔に対するボルトの偏心量をなくすことができる。同時に、圧入によるボルトと鋼板部品の一体性が溶接一体化に加算されるので、鋼板部品へのボルト一体化が、一層強固なものとなる。

プロジェクションボルトは、雄ねじが形成された軸部と、軸部と一体になっているフランジと、フランジの下面に設けた溶着用突起と、前記軸部の直径よりも大きな直径で軸部と同軸の状態でフランジの下面に連続させて形成した求心ガイド部によって構成され、
断面円形の電極本体の端面から突出した進退作動式のガイドピンが、電極本体に載置された鋼板部品の下孔を貫通し、前記ガイドピンに設けた受入孔に前記軸部を挿入して前記プロジェクションボルトを鋼板部品に溶接するものであって、
前記受入孔の深さ寸法が、前記軸部の先端部が受入孔の底部に受け止められた状態において、軸部の長手方向で見た前記求心ガイド部の長さが、前記フランジの下面と前記ガイドピンの開口端部の間隔長さよりも短くなるように設定された電気抵抗溶接電極が準備される。

プロジェクションボルトは、雄ねじが形成された軸部と、軸部と一体になっているフランジと、フランジの下面に設けた溶着用突起と、軸部の直径よりも大きな直径で軸部と同軸の状態でフランジの下面に連続させて形成した求心ガイド部によって構成されている。これとともに、受入孔の深さ寸法が、軸部の先端部が受入孔の底部に受け止められた状態、すなわち底突きの状態において、軸部の長手方向で見た求心ガイド部の長さが、フランジの下面とガイドピンの開口端部の間隔長さよりも短くなるように設定されている。

したがって、上記のように、受入孔の深さ寸法の設定によって、求心ガイド部の長さがフランジの下面とガイドピンの開口端部の間隔長さよりも短く設定されているので、求心ガイド部の外径を下孔の内径に対して、最も適した値にすることが可能となり、求心ガイド部を直接下孔に挿入することができて、鋼板部品の下孔に対するプロジェクションボルトの溶接位置を正確に求めることができる。

求心ガイド部の長さが、受入孔の深さ寸法に関連づけて、フランジの下面とガイドピンの開口端部の間隔長さよりも短くなるように定めてあるという構成は、電極構造に関連づけた態様となる。

本願発明は、上述のようなプロジェクションボルトや電気抵抗溶接電極であるが、以下に記載する実施例から明らかなように、電極の動作過程等を特定した方法発明として存在させることができる。

電極の断面図である。 ボルトの挿入状態を示す断面図である。 求心ガイド部の拡大図である。 従来例を示す断面図である。

つぎに、本発明のプロジェクションボルトの電気抵抗溶接方法を実施するための形態を説明する。

図１および図２は、本発明の実施例を示す。

最初に、プロジェクションボルトについて説明する。

プロジェクションボルト１は、図２に最も見やすく示されているように、雄ねじが形成された軸部２と、軸部２と一体になっているフランジ３と、フランジ３の平坦な下面４に設けた溶着用突起５と、軸部２の直径よりも大きな直径で軸部２と同軸の状態でフランジ３の下面４に連続させて形成した求心ガイド部６によって構成されている。図示したフランジ３は円形であるが、それ以外に小判型や四角型にすることも可能である。溶着用突起５は、１２０度間隔で同一円周上に３個設けてある。求心ガイド部６は短い円筒型であり、後述のように鋼板部品７の下孔８に挿入される。下孔８も円形の孔である。

ボルト１は、鉄製である。その寸法は、軸部２の長さが２５ｍｍ、ボルト１の長手方向で見た求心ガイド部６の長さは２．３ｍｍ、フランジ３の直径は１６ｍｍである。

つぎに、電極本体について説明する。

クロム銅のような銅合金製導電性金属材料で作られた電極本体９は、円筒状の形状であり、断面円形とされ、静止部材１０に差し込まれる固定部１２と、鋼板部品７が載置されるキャップ部１３がねじ部１４において結合されて、断面円形の電極本体９が形成されている。電極本体９には断面円形のガイド孔１５が形成され、このガイド孔１５は、固定部１２に形成された大径孔１６と、この大径孔１６よりも小径でキャップ部１３に形成された中径孔１７と、この中径孔１７よりも小径の小径孔１８によって形成されており、大径孔１６、中径孔１７、小径孔１８は、電極本体９の中心軸線Ｏ−Ｏ上に整列した同軸状態で配置されている。

鋼板部品７が載置される電極本体９の端面から突出し、鋼板部品７の下孔８を貫通する断面円形のガイドピン１９が、ステンレス鋼のような金属材料またはセラミック材料などの耐熱硬質材料で構成されている。ガイドピン１９は後述の摺動構造によって、進退作動式とされている。そして、ガイドピン１９は、真っ直ぐな管状の形状とされ、軸部２が挿入される受入孔２０が設けてある。受入孔２０の内径は、軸部２の外径よりも僅かに大きく設定してある。軸部２を受入孔２０に差し込んだときに、軸部２の保持安定性をよくするために、受入孔２０の最奥部に永久磁石２１が押し込まれ、それを保護するカバー板２２が設けてある。したがって、受入孔２０の深さ寸法は、カバー板２２の表面からガイドピン１９の開口端部までの距離Ｌ１となる。

ガイドピン１９は、ガイド孔１５に対して摺動状態で進退する断面円形の摺動部２４に一体化されている。摺動部２４は、耐熱性に優れた絶縁性合成樹脂材料、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（商品名＝テフロン・登録商標）によって構成されている。別の材料として、ポリアミド樹脂の中から、耐熱性、耐摩耗性にすぐれた樹脂を採用することも可能である。

つぎに、ガイドピンと摺動部の一体化部品を説明する。

摺動部２４の中心部にガイドピン１９を差し込んで、ガイドピン１９と摺動部２４の一体化が図られている。ガイドピン１９を摺動部２４に一体化する構造としては、摺動部２４のインジェクション成型時に、ガイドピン１９を一緒にモールドインする方法や、ガイドピン１９に結合ボルト構造部を設ける方法など、種々なものが採用できる。

ここでは、後者の結合ボルト構造部のタイプである。

すなわち、ガイドピン１９の下端部にこれと一体的にボルト２５が形成され、摺動部２４の底部材２６にボルト２５を貫通し、ワッシャ２７を組み付けてロックナット２８で締め付けてある。摺動部２４は、電極本体９と対をなす可動電極２９が動作して溶接電流が通電されたときに、電流がボルト１の溶着用突起５から鋼板部品７にのみ流れるように、絶縁機能を果たしている。

圧縮コイルスプリング３０は、摺動部２４の下面とガイド孔１５の内底面の間に嵌め込まれており、その張力が摺動部２４に作用している。なお、符号３１は、ガイド孔１５の内底面に嵌め込んだ絶縁シートを示している。圧縮コイルスプリング３０の張力が、後述の静止内端面に対する可動端面の加圧密着を成立させている。圧縮コイルスプリング３０は、加圧手段であり、これに換えて圧縮空気の圧力を利用することも可能である。

つぎに、摺動部各部とガイド孔各部の嵌め合い対応関係を説明する。

摺動部２４には、大径部３３と中径部３４が形成され、中径部３４よりも小径のガイドピン１９が一体化されている。大径部３３が、大径孔１６の内面との間に実質的に隙間がなくて摺動できる状態で大径孔１６に嵌め込んであり、中径部３４が、中径孔１７の内面との間に空隙を持たせて嵌め込んである。小径孔１８を貫通して電極本体９の端面から突き出ているガイドピン１９によって、ガイドピン１９が押し下げられたとき冷却空気が通過する通気隙間３５が、小径孔１８とガイドピン１９の間に形成してある。

つぎに、冷却空気の断続構造を説明する。

冷却空気をガイド孔１５に導く通気口３６が形成してある。大径部３３と大径孔１６の摺動箇所の空気通路を確保するために、大径部３３の外周面に中心軸線Ｏ−Ｏ方向の凹溝を形成することもできるが、ここでは図１（Ｃ）に示すように、大径部３３の外周面に中心軸線Ｏ−Ｏ方向の平面部３７を形成して、平面部３７と大径孔１６の円弧型内面で構成された空気通路３８が形成されている。このような平面部３７を９０度間隔で形成して、４箇所に空気通路３８を設けている。

ガイド孔１５の中径孔１７と大径孔１６の境界部に環状の静止内端面３９が形成されている。また、摺動部２４の中径部３４と大径部３３の境界部に環状の可動端面４０が形成されている。静止内端面３９と可動端面４０は電極本体９の中心軸線Ｏ−Ｏが垂直に交わる仮想平面上に配置してあり、圧縮コイルスプリング３０の張力によって可動端面４０が静止内端面３９に対して環状状態で密着し、この密着によって冷却空気の封止がなされている。

つぎに、求心ガイド部について説明する。

求心ガイド部６の配置状態を理解しやすくするために、図１、図３においては、求心ガイド部６と軸部２の直径差を、大きく誇張して図示してある。

求心ガイド部６は、上述のように、軸部２の直径よりも大きな直径で軸部２と同軸の状態でフランジ３の下面４に連続させて形成してある。つまり、軸部２の上端部に配置してある。図１（Ａ）に示すように、軸部２の下端部がカバー板２２に突き当たっている状態において、求心ガイド部６は、ガイドピン１９の受入孔２０に入り込むことなく、ガイドピン１９の開口端部２３よりも上側に配置してある。このような寸法的配置は、軸部２の長手方向で見た求心ガイド部６の長さＬ２（短い円筒部の長さ）が、フランジ３の平坦な下面４とガイドピン１９の開口端部２３の間隔長さＬ３よりも短く設定してあることによって実現している。つまり、求心ガイド部６の外径を加減するときに、ガイドピン１９の存在が影響しないことを意味している。

つぎに、求心ガイド部の挿入動作を説明する。

図１（Ａ）は、受入孔２０にボルト１が挿入されて、軸部２の端部がカバー板２２に突き当たっている状態を示している。この状態では、求心ガイド部６の長さＬ２が、フランジ３の下面４とガイドピン１９の開口端部２３の間隔長さＬ３よりも短く設定されている。また、ガイドピン１９が下孔８から突き出て、鋼板部品７の位置決めを行っている。

ここで可動電極２９が進出してフランジ３を加圧すると、その加圧力はカバー板２２、永久磁石２１、ガイドピン１９を経て摺動部２４に伝えられ、圧縮コイルスプリング３０を押し縮めながらガイドピン１９が下孔８から抜き出される。これに引き続いて求心ガイド部６が下孔８内に挿入される。上記加圧変位によって、可動端面４０が静止内端面３９から離れるので、通気口３６から入った冷却空気が、空気通路３８、中径部１７、通路空間３５を通過し、フランジ３の下面４と鋼板部品７の表面の間を通って冷却作用を行う。

求心ガイド部６が下孔８に挿入されて溶着用突起５が鋼板部品７に加圧されると、今度は、溶接電流が通電されて図１（Ｂ）に示すように、溶接が完了する。黒く塗り潰した箇所が溶着部４１である。

つぎに、求心ガイド部と下孔の径方向の大小関係を説明する。

求心ガイド部６が下孔８に挿入される際の、求心ガイド部６の外径と下孔８の内径の寸法関係を種々設定することにより、鋼板部品７の下孔８に対するボルト１の溶接位置を、軸部２と受入孔２０との間の隙間の大きさに影響されることなく、正確に求めることができる。

１つ目の寸法関係として、求心ガイド部６の外径を下孔８の内径よりも僅かに小さく設定することにより、下孔８に対するボルト１の偏心量が上記寸法差に応じて最小化される。これには、図２や図３（Ｂ）が該当している。

２つ目の寸法関係として、求心ガイド部６の外径と下孔８の内径を同じに設定することにより、求心ガイド部６が下孔８に隙間なく摺動する状態で挿入される。これには、図３の（Ａ）図や（Ｃ）図が該当している。

３つ目の寸法関係として、求心ガイド部６の外径を下孔８の内径よりも僅かに大きく設定することにより、求心ガイド部６が下孔８に塑性変形をともなって圧入される。これには、図３の（Ａ）図や（Ｃ）図が該当している。

図３は、下孔８に求心ガイド部６が挿入されている各種の状態を示しており、前述のように、理解しやすくするために、図１、図３においては、求心ガイド部６と軸部２の直径差を意図的に大きく図示してある。図３（Ａ）や（Ｃ）は、求心ガイド部６の外径と下孔８の内径を同じに設定するか、または、求心ガイド部６の外径を下孔８の内径よりも僅かに大きく設定した場合であり、求心ガイド部６と下孔８の間の隙間は、図面に現れない。

図３（Ｂ）は、求心ガイド部６の外径を下孔８の内径よりも僅かに小さく設定した場合であり、求心ガイド部６と下孔８の間に僅かな隙間４５が形成されている。

図３（Ａ）では、求心ガイド部６の直径が軸部２の直径よりも大幅に大きいので、求心ガイド部６の外径は、ガイドピン１９の外径よりも大きくなっている。図３（Ｃ）では、求心ガイド部６の直径が軸部２の直径よりも同図（Ａ）の場合ほど大きくないので、求心ガイド部６の外径は、ガイドピン１９の外径よりも僅かに大きくなっている。図３（Ｂ）では、求心ガイド部６の直径が軸部２の直径よりも僅かに大きいので、求心ガイド部６の外径は、ガイドピン１９の外径よりも僅かに小さくなっている。

図２においては、求心ガイド部６の直径が軸部２の直径よりも僅かに大きいので、求心ガイド部６の外径は、ガイドピン１９の外径よりも僅かに小さくなっており、しかも求心ガイド部６の外径は、下孔８の内径よりも小さくなっている。したがって、溶接完了時には、隙間４５が形成され、図３（Ｂ）に示した状態になる。実際には、図３（Ａ）や（Ｃ）に示した圧入式や隙間なくぴったりと挿入される場合が、鋼板部品７の下孔８に対するボルト１の溶接位置を最も正確に求めることができる。しかし、軸部２と受入孔２０の間の隙間が大きくなったり、摺動部２４が異常に摩耗したりして、下孔８に対する求心ガイド部６の偏心量が過大になると、求心ガイド部６が下孔８に入りにくくなる場合があり、精度管理の面で負担が大きくなる。このような事情により、図２や図３（Ｂ）に示すように、求心ガイド部６の直径を、下孔８の内径よりも僅かに小さく設定した実施態様が良好である。

求心ガイド部６を滑らかに下孔８に挿入するために、図３（Ａ）や（Ｃ）に示す場合は、求心ガイド部６の軸部２側に丸みのある環状の円弧部４３が形成してある。このような丸みは、ボルト１が塑性加工で製作されるときに金型に求められる丸み形状によって形成することができる。また、図３（Ｂ）や図１の場合は、円弧部４３に換えてテーパ部４４とされている。テーパ部４４も、上記と同様な塑性加工を精密に行って、すなわち一般的な精密加工を行って求めることができる。

つぎに、求心ガイド部の長さと鋼板部品の板厚の関係を説明する。

求心ガイド部６の長さＬ２は、鋼板部品７の板厚、すなわち下孔８の長さとほぼ同じか、または板厚よりも僅かに大きく設定してある。求心ガイド部６の下孔８への挿入安定性を考慮して、板厚に対する求心ガイド部６の長さＬ２の比は、１．０〜２．０とするのが望ましい。上記比が１．０未満であると、下孔８への求心ガイド部６の挿入長さが短すぎて、ボルト１と鋼板部品７の一体性が低下する。一方、上記比が２．０を超えると、下孔８への求心ガイド部６の挿入長さが長すぎて、雄ねじが形成された軸部長さが不十分となったり、材料面で不経済になったり、軽量化の面で不利になったりする。なお、求心ガイド部６の外径が下孔８の内径よりも僅かに小さく設定されている場合であっても、上記空隙４５は実質的にゼロに近い値なので、求心ガイド部６が下孔８に嵌合されるという観点から、上記の比についての配慮が必要となる。

つぎに、受入孔の深さ寸法について説明する。

ガイドピン１９の受入孔２０の深さ寸法Ｌ１に由来させて、求心ガイド部６の長さＬ２を特定することができる。一定の長さの軸部２に対して、深さ寸法Ｌ１を大きく設定すれば、それに比例して求心ガイド部６の長さＬ２が短くなる。逆に、Ｌ１を小さく設定すれば、それに比例して求心ガイド部６の長さＬ２を長くすることができる。

上記実施例では、永久磁石２１が採用されている。これは、軸部２を確実に受入孔２０の底部に底突きさせるためや、電極本体９が水平方向や斜め方向に配置されている場合を想定している。ボルト１の自重を活用することで十分な場合には、永久磁石２１を省くことが可能である。

上記実施例におけるボルト供給は、一般的に実用化されている手法で行うことができる。供給ロッドにボルトを保持し、供給ロッドを斜め方向から進出させて受入孔に挿入したり、供給ロッドに保持したボルトに、水平方向と鉛直方向の進退動作からなるスクエアーモーションを行わせて受入孔に挿入したりする。

以上に説明した実施例の作用効果は、つぎのとおりである。

下孔８に挿入される求心ガイド部６が、軸部２の直径よりも大きな直径とされ、フランジ３の下面４に連続しているとともに軸部２と同軸の状態で形成され、軸部２の長手方向で見た求心ガイド部６の長さＬ２は、軸部２の先端部が受入孔２０の底部に受け止められた状態、すなわち底突きの状態において、フランジ３の下面４とガイドピン１９の開口端部２３の間隔長さＬ３よりも短く設定されている。この状態でフランジ３が相手方電極である可動電極２９によって押し下げられると、ガイドピン１９が下孔８から抜き出されるのに引き続いて、求心ガイド部６が下孔８に挿入される。

上記のように、求心ガイド部６の長さＬ２がフランジ３の下面４とガイドピン１９の開口端部２３の間隔長さＬ３よりも短く設定されているので、求心ガイド部６の外径を下孔８の内径に対して、最も適した値にすることが可能となり、求心ガイド部６を直接下孔８に挿入することができて、鋼板部品７の下孔８に対するプロジェクションボルト１の溶接位置を正確に求めることができる。求心ガイド部６の長さＬ２が、フランジ３の下面４とガイドピン１９の開口端部２３の間隔長さＬ３よりも短く設定されているという構成は、ガイドピン１９の端部位置、すなわち電極構造に関連づけた態様となる。

そして、電極に組み付けられているガイドピン１９に軸部２が挿入してあるので、軸部２と下孔８との同軸性を向上させることができ、これによって求心ガイド部６が下孔８に挿入される際のガイド機能が果たされ、求心ガイド部６の下孔挿入が確実かつ円滑に達成され、信頼性の高い動作がえられる。

求心ガイド部６の長さＬ２がフランジ３の下面４とガイドピン１９の開口端部２３の間隔長さＬ３よりも短く設定されているので、求心ガイド部６の長さＬ２を鋼板部品７の厚さに対して最適化することができ、ボルト１と鋼板部品７の一体化にとって好適である。

求心ガイド部６が下孔８に挿入される際の、求心ガイド部６の外径と下孔８の内径の寸法関係を種々設定することにより、鋼板部品７の下孔８に対するボルト１の溶接位置を、軸部２と受入孔２０との間の隙間の大きさに影響されることなく、正確に求めることができる。

すなわち、求心ガイド部６の外径を下孔８の内径よりも僅かに小さく設定することにより、下孔８に対するボルト１の偏心量を上記寸法差に応じて最小化することができる。上記寸法差を著しく小さくすることによって、下孔８に対するボルト１の偏心量を、実質的に問題のないレベルに維持することができる。

あるいは、求心ガイド部６の外径と下孔８の内径を同じに設定することにより、求心ガイド部６が下孔８に隙間なく摺動的に挿入され、下孔８に対するボルト１の偏心量をなくすことができる。求心ガイド部６を下孔８にぴったりと合致させるものであるから、偏心量ゼロが実現する。

さらに、求心ガイド部６の外径を下孔８の内径よりも僅かに大きく設定することにより、求心ガイド部６が下孔８に塑性変形をともなって圧入されることとなり、下孔８に対するボルト１の偏心量をなくすことができる。同時に、圧入によるボルト１と鋼板部品７の一体性が溶接一体化に加算されるので、鋼板部品７へのボルト一体化が、一層強固なものとなる。

ボルト１は、雄ねじが形成された軸部２と、軸部２と一体になっているフランジ３と、フランジ３の下面４に設けた溶着用突起５と、軸部２の直径よりも大きな直径で軸部２と同軸の状態でフランジ３の下面４に連続させて形成した求心ガイド部６によって構成され、断面円形の電極本体９の端面から突出した進退作動式のガイドピン１９が、電極本体９に載置された鋼板部品７の下孔８を貫通し、ガイドピン１９に設けた受入孔２０に軸部２を挿入してボルト１を鋼板部品７に溶接するものであって、受入孔２０の深さ寸法Ｌ１が、軸部２の先端部が受入孔２０の底部に受け止められた状態において、軸部２の長手方向で見た求心ガイド部６の長さＬ２が、フランジ３の下面４とガイドピン１９の開口端部２３の間隔長さＬ３よりも短くなるように設定された電気抵抗溶接電極である。

プロジェクションボルト１は、雄ねじが形成された軸部２と、軸部２と一体になっているフランジ３と、フランジ３の下面４に設けた溶着用突起５と、軸部２の直径よりも大きな直径で軸部２と同軸の状態でフランジ３の下面４に連続させて形成した求心ガイド部６によって構成されている。これとともに、受入孔２０の深さ寸法Ｌ１が、軸部２の先端部が受入孔２０の底部に受け止められた状態、すなわち底突きの状態において、軸部２の長手方向で見た求心ガイド部６の長さＬ２が、フランジ３の下面４とガイドピン１９の開口端部２３の間隔長さＬ３よりも短くなるように設定されている。

したがって、上記のように、受入孔２０の深さ寸法Ｌ１の設定によって、求心ガイド部６の長さＬ２がフランジ３の下面４とガイドピン１９の開口端部２３の間隔長さＬ３よりも短く設定されているので、求心ガイド部６の外径を下孔８の内径に対して、最も適した値にすることが可能となり、求心ガイド部６を直接下孔８に挿入することができて、鋼板部品７の下孔８に対するボルト１の溶接位置を正確に求めることができる。

求心ガイド部６の長さＬ２が、受入孔２０の深さ寸法Ｌ１に関連づけて、フランジ３の下面４とガイドピン１９の開口端部２３の間隔長さＬ３よりも短くなるように定めてあるという構成は、電極構造に関連づけた態様となる。

上述のように、本発明のプロジェクションボルトの電気抵抗溶接方法によれば、鋼板部品の下孔に直接挿入される求心ガイド部を、電極構造に関連づけた態様でプロジェクションボルトに形成し、プロジェクションボルトの中心軸線が下孔の中心からずれる量を最小化、もしくはなくすことができる。したがって、自動車の車体溶接工程や、家庭電化製品の板金溶接工程などの広い産業分野で利用できる。

１ プロジェクションボルト
２ 軸部
３ フランジ
４ 下面
５ 溶着用突起
６ 求心ガイド部
７ 鋼板部品
８ 下孔
９ 電極本体
１９ ガイドピン
２０ 受入孔
２３ 開口端部
Ｌ１ 受入孔の深さ寸法
Ｌ２ 求心ガイド部の長さ寸法
Ｌ３ 下面と開口端部の間隔長さ寸法
Ｏ−Ｏ 中心軸線

Claims (1)

1. 断面円形の電極本体の端面から突出しているとともに、受入孔が設けられた進退作動式のガイドピンが、電極本体に載置された鋼板部品の下孔を貫通している形式の電気抵抗溶接電極を準備し、
   雄ねじが形成された軸部と、軸部と一体になっているフランジと、フランジの下面に設けた溶着用突起と、軸部の直径よりも大きな直径とされ、フランジの下面に連続している円筒型の求心ガイド部を有するプロジェクションボルトを準備し、
   前記軸部を前記受入孔に挿入して軸部の先端部が受入孔の底部に受け止められた状態とし、この状態におけるフランジ下面とガイドピンの開口端部の間隔長さよりも、軸部の長手方向で見た求心ガイド部の長さが短くなるとともに、求心ガイド部の前記長さが鋼板部品の板厚とほぼ同じか、または前記板厚よりも僅かに長く設定され、
   前記軸部を前記受入孔に挿入して軸部の先端部が受入孔の底部に受け止められた状態において、前記電気抵抗溶接電極と対をなす可動電極の進出でフランジが押し下げられたとき、ガイドピンが前記下孔から抜け出るのに引き続いて、求心ガイド部を直接下孔に挿入し、溶着用突起が鋼板部品に加圧されて、溶接電流を通電することを特徴とするプロジェクションボルトの電気抵抗溶接方法。

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