JPH0947884A

JPH0947884A - ウェルドボルト溶接機

Info

Publication number: JPH0947884A
Application number: JP21968095A
Authority: JP
Inventors: Manabu Nakakura; 学中倉; Hideaki Kondo; 秀明近藤
Original assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Current assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Priority date: 1995-08-03
Filing date: 1995-08-03
Publication date: 1997-02-18

Abstract

(57)【要約】【課題】１台のウェルドボルト溶接機によって異なる
サイズのウェルドボルトを正確に溶接すること。【解決手段】本発明のウェルドボルト溶接機は、平頭
部１ａの裏面にプロジェクション１ｂを有するウェルド
ボルトを被溶接物のボルト取付孔３０を貫通して更に下
部電極５の挿入孔９に挿入して、下部電極５の上面に被
溶接物とウェルドボルト１の平頭部１ａを載置するもの
であって、下部電極５の挿入孔９内にウェルドボルト１
のサイズに応じて上下に摺動するよう嵌挿された円筒状
のカラー１０と、常時そのカラー１０を上方に付勢する
よう設けられた付勢手段（１２，１３）とを有すること
によりカラー１０の上下動によってウェルドボルト１を
傾かせることなく、上部電極４が下降して両電極間４，
５を加圧すると共に通電してウェルドボルト１を被溶接
物に溶接するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボルトに設けた突
起を利用して行なうプロジェクション溶接の際に使用さ
れるウェルドボルト溶接機であって、特に、サイズの異
なるボルトを溶接し得るウェルドボルト溶接機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】抵抗溶接といわれるもののなかにプロジ
ェクション溶接がある。図５は、そのプロジェクション
溶接の原理を示した図である。プロジェクション溶接
は、図に示すように一の被溶接物５１に突起（プロジェ
クション）５２を設け、他の被溶接物５３との溶接箇所
にその突起５２を当接させ、突起５２を当接した箇所
で、一の被溶接物５１及び他の被溶接物５３の両側から
電極５４，５５によって挟み込む。そして、挟み込んだ
まま電極５４，５５に電流を流しながら、突起５２を押
しつぶすように被溶接物５１，５３をその電極５４，５
５によって加圧する。すると、電流によって突起５２に
ジュール熱が生じるとともに、電極５４，５５によって
与えられる圧力とで、図６に示すように突起５２が潰さ
れ被溶接物５１，５３が溶着する。

【０００３】このようなプロジェクション溶接を利用し
たものの一つにウェルドボルトがある。図７は、従来の
ウェルドボルト溶接機の電極部分を示した図である。図
に示すように、ウェルドボルト６１は、ボルト頭６２の
裏面に数個の突起６３を設けたものである。一方、ウェ
ルドボルト溶接機６５は不図示の本体に上下動が可能な
上部電極６６と、その上部電極６６と同軸上にウェルド
ボルト６１が挿入される挿入孔６７が形成された下部電
極６８とが設けられている。そして、このようなウェル
ドボルト溶接機６５では、ウェルドボルト６１を溶接す
る対象であるワーク６４の取付孔７０に通した状態で挿
入孔６７に挿入し、上部電極６６を下降させてボルト頭
６２を上方から加圧する。また、上部電極６６がボルト
頭６２を加圧すると同時に、上部電極６６及び下部電極
６８に電流を流す。すると突起６３がジュール熱によっ
て溶けるとともに、そこに加えられる圧力によって潰れ
てボルト頭６２がワーク６４に溶着する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなウ
ェルドボルト６１は、径の異なるものを溶接する場合に
は、ボルトの種類毎に専用のウェルドボルト溶接機６５
を用いなければならなかった。即ち、径の異なるウェル
ドボルト６１に対して一のウェルドボルト溶接機６５を
使用したのでは、ボルト径の大きいものでは挿入孔６７
内にボルトを挿入することができなかったり、一方、ボ
ルト径の小さいものでは挿入孔６７内で軸芯上に正確に
位置決めすることができない。そのためウェルドボルト
６１の突起６３がワーク６４の取付孔７０に入り込んで
ボルト頭６２自体がワーク６４に接触してしまうことが
起こり得る。

【０００５】このように、突起６３がバランス良く当接
されないと、特定の突起６３に十分な電流が流れず、そ
こに十分な熱が発生しないことによりワーク６４への溶
接が不十分となる。そうすると、ワーク６４に溶接した
ウェルドボルト６１を介して重量物を取り付けると、不
十分な溶接であるためにガタが生じ騒音が発生する等の
原因となる。また、綺麗に溶着されないことによって、
ワーク６４とウェルドボルト６１のボルト頭６２との間
に隙間が生じ、水が侵入するようなものとなってしてし
まう。

【０００６】一方、このような不都合を解消するため、
従来においては各サイズに適合したウェルドボルト溶接
機を用いていた。ところがそうした場合、一つの板金工
程で２種以上のウェルドボルト６１を使用するに際し、
それぞれの専用のウェルドボルト溶接機を使用しなけれ
ばならない。そのため、工場内にはサイズに応じた各ウ
ェルドボルト溶接機の設置スペースを確保する必要があ
り、限られた作業スペースでの立ち回りが困難となる問
題があった。また、溶接機から溶接機への歩行工数がか
かる等、作業性が劣る原因ともなった。更に、各サイズ
のウェルドボルト毎に溶接機を備えていたのでは、電極
の個数が増える等、溶接機にコストがかかるという問題
があった。

【０００７】そこで、本発明は、上記問題点を解消すべ
く、１台の溶接機によって異なるサイズのウェルドボル
トを正確に溶接することができるウェルドボルト溶接機
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のウェルドボルト
溶接機は、平頭部の裏面にプロジェクションを有するウ
ェルドボルトを被溶接物のボルト取付孔を貫通させて更
に下部電極の挿入孔に挿入して、その下部電極の上面に
被溶接物とウェルドボルトの平頭部を載置した状態で、
上部電極が下降して両電極間を加圧すると共に通電して
ウェルドボルトを被溶接物に溶接するものであって、前
記下部電極の挿入孔内に上下に摺動可能に嵌挿された円
筒状のカラーと、前記下部電極の挿入孔内に常時前記カ
ラーを上方に付勢する付勢手段とを有するものである。
また、本発明のウェルドボルト溶接機は、前記下部電極
の上端に取り外し可能に設けられ、中心部に前記下部電
極の挿入孔に同軸上に連通する挿入孔が形成された電極
キャップを有するものであることが望ましい。

【０００９】また、本発明のウェルドボルト溶接機は、
前記付勢手段が、下端部を有底形状とする前記カラーと
下部電極の挿入孔の底部とで仕切られた空間に流入する
圧縮空気であることが望ましい。また、本発明のウェル
ドボルト溶接機は、前記付勢手段が、バネであることが
望ましい。更に、本発明のウェルドボルト溶接機は、前
記下部電極または電極キャップの挿入孔内であって、挿
入されるウェルドボルトとの摺接部分に嵌挿される絶縁
パイプを有するものであることが望ましい。

【００１０】本発明のウェルドボルト溶接機は、平頭部
の裏面にプロジェクションを有するウェルドボルトを被
溶接物のボルト取付孔を貫通し、被溶接物にウェルドボ
ルトが通った状態で更に下部電極の挿入孔に挿入する。
この時、ウェルドボルトの径が、前記下部電極の挿入孔
内を上下に摺動する円筒状のカラーの内径より小さい場
合には、ウェルドボルトがそのカラー内に挿入される一
方、ウェルドボルトの径がカラーの内径より大きい場合
にはカラー内には挿入されないため、そのカラーを常時
上方に押圧している付勢手段の押圧力に反してカラーを
押し下げて挿入孔内にウェルドボルトが挿入される。そ
こで、その下部電極の上面に被溶接物とウェルドボルト
の平頭部を載置した状態で、上部電極が下降して両電極
間を加圧すると共に、上部電極と下部電極の電極キャッ
プとの間を流れる電流によってプロジェクションにジュ
ール熱が発生して溶接が行なわれる。このように、１台
の溶接機によって異なるサイズのウェルドボルトが、特
に径の小さいウェルドボルトが傾いたりすることなく正
確に溶接される。

【００１１】また、本発明のウェルドボルト溶接機は、
下部電極の上端に電磁キャップを累嵌させるようしたた
め、溶接するウェルドボルトのサイズに合わせてカラー
を取り替えられるよう取り外しができ、１台の溶接機に
よって異なるサイズのウェルドボルト、特に径の小さい
方のウェルドボルトが、数段階の寸法において傾いたり
することなく正確に溶接される。また、本発明のウェル
ドボルト溶接機は、溶接対象であるウェルドボルトのう
ち径の小さい方は、上部電極により押圧されると圧縮空
気によって上方に付勢されたカラー内に挿入され位置決
めされる一方、径の大きい方は、上部電極によって押圧
されると、そのウェルドボルトによって押圧されるカラ
ーと共に圧縮空気の付勢力に反して押し下げられ下部電
極の挿入孔によって位置決めされる。

【００１２】また、本発明のウェルドボルト溶接機は、
溶接対象であるウェルドボルトのうち径の小さい方は、
上部電極により押圧されるとバネによって上方に付勢さ
れたカラー内に挿入され位置決めされる一方、径の大き
い方は、上部電極によって押圧されると、そのウェルド
ボルトによって押圧されるカラーと共にバネの付勢力に
反して押し下げられ下部電極の挿入孔によって位置決め
される。更に、本発明のウェルドボルト溶接機は、前記
下部電極または電極キャップの挿入孔内に嵌挿された絶
縁パイプによって、上部電極と下部電極の間に流される
電流がウェルドボルトのプロジェクション部分のみを流
れ、高いジュール熱を得て溶接を確実なものとする。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明のウェルドボルト溶接機の
第１の実施の形態について説明する。本実施の形態で
は、ウェルドボルトの直径が６ｍｍ（以下、「Ｍ６ボル
ト１」という）と８ｍｍ（以下、「Ｍ８ボルト２」とい
う）のものを共に溶接可能なウェルドボルト溶接機につ
いて説明する。図１は、Ｍ６ボルト１をウェルドボルト
溶接機３に挿入し加圧した状態の電極部の断面を示した
図である。また、図２，図３は、Ｍ８ボルト２をウェル
ドボルト溶接機３に挿入した際の電極部の断面を示した
図であり、図３はＭ８ボルト２を加圧した状態を示した
図である。

【００１４】本形態のウェルドボルト溶接機３の電極部
は、円柱形の上部電極４と下部電極５とが同軸上に配設
され、共に不図示の電源に接続されている。ところで、
下部電極５の上端部には取り外しが可能なように、下部
電極５の雌ネジに対応する雄ネジが切られた電極キャッ
プ６が累嵌され一体に設けられている。一方、下部電極
５の空間１２底部も、カラー１０を下方から挿入できる
よう取り外し可能に構成されている。このように一体の
下部電極５及び電極キャップ６には、上端部に開放した
有底の挿入孔９が軸芯上に形成されている。即ち、電極
キャップ６の軸芯上を貫通するように形成された軸孔７
と、下部電極５の軸芯上に形成された有底の軸孔８とが
連通して、挿入孔９が形成されている。そして、電極キ
ャップ６の軸孔７の径は、下部電極５の軸孔８の径より
小さくなるように構成されている。この軸孔７には、突
起以外のウェルドボルトの軸部を電流が流れないよう絶
縁パイプ１４が嵌挿されている。また、絶縁パイプ１４
の内径は、Ｍ８ボルト２の軸径とほぼ同一である。

【００１５】このような挿入孔９の軸孔８内には、上下
に摺動可能なカラー１０が嵌挿されている。このカラー
１０にも、軸芯上にＭ６ボルト１の軸径とほぼ同一径の
有底の挿入孔１１が形成されており、更には軸孔７の径
より内径が小さく外径が大きく構成されている。また、
カラー１０は、下端部分で裾が広がるような形状を有し
ており、それに合わせるように軸孔８も形成されてい
る。このように軸孔８とカラー１０とで囲まれた空間１
２に、不図示のエアポンプから圧縮空気を送り込むため
のエア供給路１３が形成されている。

【００１６】このような構成による本形態のウェルドボ
ルト溶接機３は、ウェルドボルトのサイズに従って次の
ように作用する。先ず、Ｍ６ボルト１を溶接する場合に
は、溶接する対象であるワーク１５の取付孔３０に通し
た状態で挿入孔９に挿入されると、このＭ６ボルト１は
絶縁パイプ１４を貫通してカラー１０の挿通孔１１内に
挿入される。Ｍ６ボルト１をカラー１０の挿入孔１１に
挿入させる際、挿入孔１１内を摺動するためカラー１０
に下方への力がかかるが、空間１２内へは不図示のエア
ポンプから圧縮空気が供給され上方へ付勢されているた
め、カラー１０は図１の位置のままである。ところで、
このようにして挿入孔９に挿入されたＭ６ボルト１は、
カラー１０によって支えられ下部電極５の軸芯上に位置
決めされる。そして、上部電極４が下降し電極キャップ
６との間でボルト頭１ａとワーク１５とを加圧するとと
もに、上部電極４及び下部電極５に電流を流すと、ボル
ト頭１ａに形成された突起１ｂにジュール熱が発生して
溶融し、それが圧力によって潰されてワーク１５にＭ６
ボルト１が溶接される。

【００１７】次に、Ｍ８ボルト２を溶接する場合につい
て説明する。先ず、Ｍ６ボルト１と同じように、溶接す
る対象であるワーク１５の取付孔３０に通した状態で上
部電極４を下降させると、Ｍ８ボルト２が挿入孔９に挿
入される。この時、絶縁パイプ１４を摺接するように貫
通するが、Ｍ８ボルト２は軸孔７を通過した時点でカラ
ー１０の上端に当接することとなる。それでもなお上部
電極４を下降させてＭ８ボルト２に下方への押圧力を加
えると、カラー１０にも下方への力が加えられる一方、
空間１２内へは不図示のエアポンプから圧縮空気が供給
され上方へ付勢されている。しかし、その圧縮空気によ
る付勢力よりも上部電極の押圧力の方が大きいため、Ｍ
８ボルト２はカラー１０とともに下降することとなる。
このとき、Ｍ８ボルト２は、電極キャップ６に嵌挿され
た絶縁パイプ１４によって支えられ下部電極５の軸芯上
に位置決めされる。

【００１８】そして、上部電極４が下降し電極キャップ
６との間でボルト頭２ａとワーク１５とを加圧するとと
もに、上部電極４及び下部電極５に電流を流すと、ボル
ト頭２ａに形成された突起２ｂにジュール熱が発生して
溶融し、それが圧力によって潰されてワーク１５にＭ６
ボルト１が溶接される。

【００１９】このようなウェルドボルト溶接機３によれ
ば、サイズの異なるウェルドボルト１，２であっても電
極４，５に対して同軸上に正確に位置決めできるため、
ボルト頭１ａ，２ａ裏面に設けた突起１ｂ，２ｂがバラ
ンス良く電極に載りムラのない溶接が可能となった。絶
縁パイプ１４を設けたことにより、より多くの電流が突
起１ｂ，２ｂを流れるため高いジュール熱を発生し、溶
接を確実なものとすることができた。

【００２０】次に、第２の実施の形態について説明す
る。図４は、本形態のウェルドボルト溶接機の電極部の
断面を示した図であるが、第１の実施の形態と共通する
構成については同一の符号を付し、その説明は省略す
る。本形態のウェルドボルト溶接機２１は、同一径の円
筒から成るカラー２４が下部電極５の軸孔２２内に上下
に摺動可能なように嵌挿されている。カラー２４は、軸
芯上を貫く挿入孔２５を有し、下部電極５の軸孔２２内
に挿入されたコイルバネ２６によって挿入孔２３内を上
方へ付勢されている。

【００２１】そして、このような構成によるウェルドボ
ルト溶接機２１によれば、次のような作用によってウェ
ルドボルトが溶接される。先ず、Ｍ６ボルト１を溶接す
る場合には、上記形態と同じようにＭ６ボルト１はカラ
ー２４の挿入孔２５内に挿入され更に下方に押圧される
が、カラー２４はコイルバネ２６によって上方へ付勢さ
れているため、カラー２４の位置はそのままで、Ｍ６ボ
ルト１が挿入孔２５内へ挿入され軸芯上に位置決めされ
る。次に、Ｍ８ボルト２を溶接する場合は、Ｍ８ボルト
２は軸孔７は貫通するがカラー２４の上端で当接し、そ
れでもなお上部電極４を下降させてＭ８ボルト２ととも
にカラー２４にも下方への力が加えられると、コイルバ
ネ２６の上方への付勢力に反してＭ８ボルト２とともに
カラー２４は下降する。このとき、Ｍ６ボルト１及びＭ
８ボルト２ともに下部電極５の軸芯上に位置決めされ
る。

【００２２】このようなウェルドボルト溶接機３によれ
ば、サイズの異なるウェルドボルト１，２であっても電
極４，５に対して同軸上に正確に配設できるため、ボル
ト頭１ａ，２ａ裏面に設けた突起１ｂ，２ｂがバランス
良く電極に載りムラのない溶接が可能となった。また、
カラー２４を上方へ付勢させるものとしてコイルバネ２
６を使用したため、ウェルドボルト溶接機２１自体を小
型化することができ、その作成コストを低減させること
が可能となった。

【００２３】なお、以上本発明に関する実施の形態につ
いて説明したがこれらに限定されるものではなく、その
趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。上記
実施の形態では、ウェルドボルトの軸径を６ｍｍと８ｍ
ｍのものについて説明したが、上記ウェルドボルト溶接
機において、軸孔及び挿通孔の寸法の異なる電極キャッ
プとカラーとに取り替えることにより、更にサイズの異
なるウェルドボルトの溶接が可能となる。また、上記実
施の第２形態では、カラーを一つの筒として示したが、
そのカラーを２重、３重にして、それぞれを上方に付勢
するようにすれば２種類以上のサイズの異なるウェルド
ボルトの溶接も可能である。また、第２の実施の形態で
は、付勢手段としてコイルバネを使用したが、板バネ等
であってもかまわない。

【００２４】

【発明の効果】本発明のウェルドボルト溶接機は、ウェ
ルドボルトのサイズに応じて下部電極の挿入孔内を上下
に摺動するよう嵌挿された円筒状のカラーと、そのカラ
ーを常時上方に付勢するよう設けられた付勢手段とを有
するものであるため、１台の溶接機によって異なるサイ
ズのウェルドボルトを正確に溶接することができるウェ
ルドボルト溶接機を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施の第一形態であるウェルドボ
ルト溶接機の電極部（Ｍ６ボルトを加圧した状態）の断
面を示した図である。

【図２】本発明に係る実施の第一形態であるウェルドボ
ルト溶接機の電極部（Ｍ８ボルトを挿入した状態）の断
面を示した図である。

【図３】本発明に係る実施の第一形態であるウェルドボ
ルト溶接機の電極部（Ｍ８ボルトを加圧した状態）の断
面を示した図である。

【図４】本発明に係る実施の第一形態であるウェルドボ
ルト溶接機の電極部の断面を示した図である。

【図５】プロジェクション溶接の原理を示した図であ
る。

【図６】プロジェクション部分で被溶接物が溶着する状
態を示した図である。

【図７】従来のウェルドボルト溶接機の電極部分を示す
図である。

【符号の説明】

１Ｍ６ボルト２Ｍ８ボルト３ウェルドボルト溶接機４上部電極５下部電極６電極キャップ７，８軸孔９，１１挿入孔１０カラー１２空間１３エア供給路１４絶縁パイプ１５ワーク２６コイルバネ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平頭部の裏面にプロジェクションを有す
るウェルドボルトを被溶接物のボルト取付孔を貫通させ
て更に下部電極の挿入孔に挿入して、その下部電極の上
面に被溶接物とウェルドボルトの平頭部を載置した状態
で、上部電極が下降して両電極間を加圧すると共に通電
してウェルドボルトを被溶接物に溶接するウェルドボル
ト溶接機において、前記下部電極の挿入孔内に上下に摺動可能に嵌挿された
円筒状のカラーと、前記下部電極の挿入孔内に常時前記カラーを上方に付勢
する付勢手段とを有することを特徴とするウェルドボル
ト溶接機。
【請求項２】請求項１に記載のウェルドボルト溶接機
において、前記下部電極の上端に取り外し可能に設けられ、中心部
に前記下部電極の挿入孔と同軸上に連通する挿入孔が形
成された電極キャップを有することを特徴とするウェル
ドボルト溶接機。
【請求項３】請求項１に記載のウェルドボルト溶接機
において、前記付勢手段が、下端部を有底形状とする前記カラーと
下部電極の挿入孔の底部とで仕切られた空間に流入する
圧縮空気であることを特徴とするウェルドボルト溶接
機。
【請求項４】請求項１に記載のウェルドボルト溶接機
において、前記付勢手段が、バネであることを特徴とするウェルド
ボルト溶接機。
【請求項５】請求項１または請求項２に記載のウェル
ドボルト溶接機において、前記下部電極または電極キャップの挿入孔内であって、
挿入されるウェルドボルトとの摺接部分に嵌挿される絶
縁パイプを有することを特徴とするウェルドボルト溶接
機。