JPS62212078A - ナツト溶接のスパツタ付着防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く産業上の利用分野ン 開示技術は、自動車部品等の金属製品相互を電気的な抵
抗溶接で接合する技術分野に属する。

而して、この発明は自動車部品等の金属製品相互の抵抗
溶接において、パネル等のワークにウェルドナツト用の
ナツトを該ナツトのプロジエクシヨンを介して抵抗溶接
するに際し、接合するプロジェクション部から飛散する
スパッタがナツトのネジ孔に付着して後工程のボルト締
め等の際のボルト螺合不能を防止するようにした方法に
関する発明であり、特に、該ナツトを一方の電極に位置
決めしてワークと当接セットした後に他方の電極が近接
するプロセスにおいて、ナツトのネジ孔の基部側から圧
縮エアを供給し、電極の通電によりスパッタが飛散する
前にネジ孔の出口よりナツトのプロジェクションとワー
クの間隙から高圧エアを噴出させて抵抗溶接時に発生す
るスパッタを圧縮エアの噴流に載せて系外に逸散してナ
ツトのネジ孔にスパッタが付着しないようにしたナツト
溶接のスパッタ付着防止方法に係る発明である。

〈従来技術〉 周知の如く、自動車製造工場等においては、多くの金属
部品相互の接合が不可避的に行われているが、このうち
、抵抗溶接は接合後の強度が強く、しかも、接合時間が
極めて短く正確に行われる等の種々のメリットから多く
採用されている。

而して、後工程での部品の組付けに所謂ボルトナツトを
用いることも広く行われているが、位置決めや組付けの
正確さを保るために、又、能率向上のために所謂ウェル
ドナツトが広範に採用されている。

特に、パネル部材に対し他の部品を組付ける際に予めナ
ツトを抵抗溶接により接合しておくウェルドナツトは極
めて広く用いられており、例えば、抵抗溶接に際し位置
決めの出し易さ、及び、溶接効率の向上を図るべく第８
図に示す様に中央部にネジ孔１を螺刻され、４隅に溶接
用のプロジェクション２．２・・・を形成したナツト３
が用いられ、第４図に示す様に、パネルのワーク４に対
しその孔５にネジ孔１を位置決めさせて抵抗溶接６を介
してナツト３を溶接接合するような態様がとられている
場合が多い。

而して、このようなｌ〈ネル４に対するナツト３の溶接
は第１０図に略説する様な溶接装置７が用いられ、ベー
ス８に設けられた位置決め装置９の基部側にナツト送給
装置１０がレシプロタイプにして設けられ、これに直交
してナツトフィーダ１１が設けられて位置決め装＠９の
ガイド部１２に対してナツト３を供給して、セット装置
９にセットし、ワークのパネル４を位置決めした後、ベ
ース８に立設されたスタンド１３の上部に設けられた電
極装置１４の下端の電極１５を下降させて当接させ、セ
ット装置９に装備されている図示しない電極に通電して
抵抗溶接を行うようにしている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 而して、該ナツト３のワーク４に対する抵抗溶接に際し
、第１１図に示す様に、位置決め装置９にセットされた
負穫の電極１６のガイド部１２のガイド溝１７にナラ１
へ送給装置１０の送給ロッド１８に押進されてナツト３
が位置決めされ、ワーク４がその孔とネジ孔１を位置決
めされてセットされ、正極の電極１５が上方から下降し
てワーク４を押圧し、第１２図に示す様に電極１５．１
６に通電し、ワーク４とナツト３のプロジェクション２
．２・・・どの間に抵抗溶接を行うと、溶接時に不可避
的に飛散する溶融金属細片の所謂スパッタ１９が飛散し
、静止空気中での飛散であるためにその一部はネジ孔１
のメネジに付着し、次段の他の部品とのボルト締めに際
し、ボルトが螺合出来なかったりする虞がめる欠点が必
り、又、無理に螺合するとメネジがバカネジになりかね
ないという難点がめった。

そのため、溶接５のネジ孔１に対し後工程でスパッタ除
去等を行うと、工程が煩瑣となって結果的にコスト高に
なる不利点もあった。

この発明の目的は上述従来技術に基づくナツトのプロジ
ェクション抵抗溶接によるウェルドナツト形成時のスパ
ッタのネジ孔への付着の問題点を解決すべき技術的課題
とし、ワークに対するナツトの溶接時の工程を用いスパ
ッタを除去し、溶接に何ら支障なく在来態様同様に正確
に行え、しかも、前工程のネジ孔刻設等に伴って付着し
ている他の塵埃等も飛散させて清掃することも出来、次
段のボルト締めに際してボルトのスムースな螺合を保証
することが出来るようにして機械製造産業における組付
は技術利用分野に益する優れたナツト溶接のスパッタ付
着防止方法を提供せんとするものでおる。

〈問題点を解決するための手段・作用〉上述目的に沿い
先述特許請求の範囲を要旨とするこの発明の構成は前述
問題点を解決するために、ウェルドナツト溶接装置のナ
ツト送給装置に対し、ナツトフィーダから供給されるナ
ツトは位置決め装置のガイド溝において送給ロッドによ
り下部電極の先端位置決め部位に押進され、当該部位に
於いてワークを所定にその孔とナツトのネジ孔を位置決
めされてセットされ、そこで、上部のアクチュエータを
介して上部の電極が下降し、ワークに当接する所定位置
にてドグ、マイクロスイッチ等により圧縮エアを下部電
極の圧縮エア送給通路からセットされたナツトのネジ孔
基部に送給し、その上部出口から噴出してナツトのプロ
ジェクションとワークとの間隙から高速で流出するよう
にし、そこで、両電極に通電されてワークとナツトのプ
ロジェクションとの間に抵抗溶接がなされ、その時不可
避的にスパッタが飛散するが、ナツトのネジ孔の出口か
らプロジェクションとワークとの間隙を介して流過する
圧縮エアの気流に乗って外方に逸散し、内側のネジ孔の
内部には飛散付着しないようにし、又、その間、ネジ孔
を高速で流過する圧縮エアにより前段階でのネジ孔に付
着していた金属加工粉や塵埃等も逸散されて気流洗浄が
なされるようにした技術的手段を講じたものである。

〈実施例〉 次に、この発明の１実施例を第１〜７図に基づいて説明
すれば以下の通りである。尚、第８〜１２図と同一態様
部分は同一符号を用いて説明するものとする。

第７図に示す様に、第１０図の溶接装置７の従来態様と
実質的には電極１５の昇降機構は同一で必ってアクチュ
エータとしてのエアシリンダ１９は圧縮エア源２０との
間に昇降用の切換バルブ２１を介して接続され、又、エ
アシリンダ１９の下端に連結された上部の正極側の電極
１５にはドグ２２が一体的に設けられ、その下部におい
て位置決め装置９との間の設定高さ、即ち、電極１５が
ワーク４に当接する設定距離上部にマイクロスイッチ２
３が設けられて所定の制御装置２４のリレー回路を介し
て切換バルブ２５により圧縮エア源２０に接続するよう
にされている。

そして、切換バルブ２５からは送給する圧縮エアを設定
圧力にするためにレギュレータ２６と流量を一定にする
ためのフローコントロールバルブ２７が介装されて位置
決め装置９の先端に設けられている負極の電極１６内に
設けられてガイド溝１７の先端にセットされるナツト３
のネジ孔１に一致するようにされて開口するノズル２８
に連通している送給通路２９に接続されている。

尚、ナツト３はその各プロジェクション２を上。

向きにしてガイド溝１７にガイドされてその先端への送
給は在来態様同様に行われるようにされている。

したがって、エアシリンダ１９により上部の電極１５が
下降してそのドグ２２がマイクロスイッチ２３をたたく
と、切換バルブ２５が設定圧、流量でノズル２８から圧
縮エアを噴出するようにされ、又、溶接後電極１５が上
昇すると直ちにドグ２２がマイクロスイッチ２３をたた
き切換バルブ２５を切り換えてノズル２８からの圧縮エ
アの噴出を停止するようにされている。

そこで、第１０図に示す在来態様同様に、ナツトフィー
ダ１１からナツト３が供給され、送給装置１０によりそ
のロッド１８を介して上述した如く、第８図に示す様に
、ナツト３がそのプロジェクション２．２・・・を上向
きにして第２．３図に示す様に位置決め装置９の電極１
６の先端に設けられたノズル２８に第４．５図に示す様
に、正しく押進されて停止され、その姿勢では当該用４
．５図に示す様に、ナツト３のネジ孔１はノズル２８に
正しく自動的に位置出しされるようにされ、そこで、手
動、或は、自動的に第６図に示す様に、パネルのワーク
４がその孔をナツト３のネジ孔１に一致するようにして
載置してセットされる。

そこで、溶接装置７のエアシリンダ１９が切換バルブ２
１により作動されて下降し始め、電極１５に一体のドグ
２２が下降し、第６図に示す様に、電極１５の先端がワ
ーク３に当接する直前にマイクロスイツチ２３をたたき
、それにより切換バルブ２５が制御装置２４を介して切
り換えられ、圧縮エア源２０からの圧縮エアがレギュレ
ータ２６、フローコントロールバルブ２７により設定圧
、設定流量で送給通路２９からノズル２８に送給され、
該ノズル２８から芯出しされているナツト３のネジ孔１
内に噴出され、その出口から噴出するタイミングで電極
１５がワークマイクロスイッチに当接し、第１図に示す
様に通電して抵抗溶接を開始するタイミングの直前で噴
出圧縮エアはネジ孔の出口から噴出してナツト３のプロ
ジェクション２．２・・・とワーク４との間の間隙から
外方に敢敗し、そこで、先述した如く、抵抗溶接に伴っ
てプロジェクション２．２・・・から飛散するスパッタ
１９が該外方に放出される圧縮エアの高速気流の動圧に
よって内側、即ら、ナツト３のネジ孔１の方向には向か
ず、全て外方に飛散し、それにより第１図に示す様に、
スパッタはナツト３の内側には入らず、系外に排出され
ることになる。

したがって、ネジ孔１のメネジのネジ山、ネジ谷には全
く付着することがない。

そして、在来態様同様にプロジェクション２．２・・・
に対する抵抗溶接が終了すると、所定に切換バルブ２１
が切り換えられてエアシリンダ１９が上昇し、直ちにそ
のドグ２２はマイクロスイッチ２３をたたいて切換バル
ブ２５を切り換え、圧縮エア源２０からの圧縮エアの送
給通路２９、即ち、ノズル２８からの噴出を停止し、電
極１５は上昇して離反し、ナツト３を溶接されたワーク
４はウェルドナツト付のワークとして次段工程へと適宜
に搬出されていく。

上述溶接プロセスにおいて、ナツト３のネジ孔１にノズ
ル２８を介して噴出される圧縮エアは上述の如くスパッ
タ１９の系外への飛散を行うばかりでなく、溶接直前で
ネジ孔１内の噴出流過プロセスにおいて、前段工程、或
は、位置決め装置９への供給プロセスにて付着する他の
金属粉や塵埃を払拭除去し、次段工程でのボルト締付け
にて、ネジ孔１のメネジを正常状態に保つ作用も自動的
に随伴的に行われる。

そして、ノズル２８からめ圧縮エアの噴出時にネジ孔１
のメネジに沿って圧縮エアがスパイラル状に噴出するた
めに、ワーク４とプロジェクション２．２・・・間から
外方に噴出する圧縮エアはスパイラル状に噴出してスパ
ッタに対する遠心作用をも与え、又、上述した如くネジ
孔１に付着している他の金属粉や塵埃に対しても遠心力
を働かせてより確実に系外に付着し、ナツト３の上面に
残留する金属粉等がガイド溝１７に放出されないように
反らせるようにすることも可能でおる。

尚、この発明の実施態様は上述実施例に限るものでない
ことは勿論であり、例えば、圧縮エア噴出に際し圧縮エ
ア内に防錆ミストや溶接促進液のミスト等を混入して送
給する等種々の態様が採用可能である。

又、電極のドグのマイクロスイッチに対する係合タイミ
ングは適宜に調整することが出来、かかる設計変更は種
々可能であることは勿論のことでおる。

そして、適用対象は自動車部品等の金属製品の他にも各
種機械製造産業におけるウェルドナツトの抵抗溶接に際
して広く適用可能であるものである。

〈発明の効果〉 以上、この発明によれば、自動車部品のウェルドナツト
溶接を行うに際し、抵抗溶接に伴って不可避的に発生す
るスパッタをナツト外に飛散させるためナツトの、ネジ
孔にスパッタが付着することがない効果が秦され、それ
によって、後工程の組付けの際のボルトの螺合不能やメ
ネジのバカネジ化が避けられるという優れた効果が奏さ
れる。

そして、スパッタの放散作用が溶接工程において同時随
伴的に行われるために、工程が増加することもなく、在
米１稈と同様工程で済むという効果もある。

そして、圧縮エアのナツトのネジ孔を通過してスパッタ
のネジ孔に対する付着を防止するばかりでなく、それま
での搬送工程やネジ孔加工工程においてネジ孔に付着し
ている虞のある金属粉や塵埃等も溶接に先立って払拭す
る一種のクリーニング効果も秦される利点も併せて有し
ている。

そして、圧縮エアの噴出は電極のワーク当接の直前、乃
至は、通電開始時に行われるために、溶接時間が余計に
かかるという虞も実質的にはないという効果もめる。

そして、用いる装置は在米態様の電極にドグを付設する
と共に対応するマイクロスイッチを付設し、下部電極に
圧縮エア送給通路を穿設して上部アクチュエータのエア
シリンダの圧縮エア源に接続するだけでよいので、特に
大掛かりな付帯設備も要らず、在来の溶接装置に付加す
るだけでよいために新規装置を新しく開発しなくてもよ
いという利点もめる。

このようにして、後工程の組付は不良も生ぜず組立部品
の精度や信頼性も向上し、歩留りも良くなるという優れ
た効果が秦される。

【図面の簡単な説明】

第１〜７図はこの発明の１実施例の説明図でおり、第１
図は溶接時のスパッタ系外放散の部分縦断面図、第２図
は下部電極の縦断面図、第３図は同斜視図、第４図は下
部電極へのナツトの送給断面図、第５図は同斜視図、第
６図はナツトとワークに対する上部電極の下降部分断面
図、第７図は圧縮エア回路図、第８図はナツトの斜視図
、第９図はウェルドナツト付ワークの部分断面図、第１
０図は溶接装置の概略側面図、第１１図は従来技術に基
づく溶接の電極下降部分断面図、第１２図は同従来技術
に基づく溶接の部分断面図である。 ４・・・ワーク、　　３・・・ナツト、　　６・・・溶
接、２・・・プロジェクション、　　１・・・ネジ孔、
１９・・・スパッタ、　１５・・・電極出願人　　トヨ
タ自動車株式会社 第　１　図 第　７　ｇ 第１１図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ワークにナットを溶接するに際しナットのプロジ
   ェクション部からのスパッタの該ナットのネジ孔に対す
   る飛散付着を防止する方法において、ナットとワークの
   当接セット後ワークに対する電極の通電に際し、ナット
   のネジ孔基部から圧縮エアを供給しネジ孔出口よりナッ
   トプロジェクションとワークの間隙から噴出させてスパ
   ッタを逸散するようにしたことを特徴とするナット溶接
   のスパッタ付着防止方法。
2. （２）上記圧縮エアの供給を電極の下降プロセスで行う
   ようにしたことを特徴とする上記特許請求の範囲第１項
   記載のナット溶接のスパッタ付着防止方法。
3. （３）上記圧縮エアの供給停止を電極の昇降プロセスで
   行うようにしたことを特徴とする上記特許請求の範囲第
   １項記載のナット溶接のスパッタ付着防止方法。
4. （４）上記圧縮エアの供給を下部電極内の通路を通して
   行うようにしたことを特徴とする上記特許請求の範囲第
   １項記載のナット溶接のスパッタ付着防止方法。
5. （５）上記圧縮エアの圧力と流量を一定に制御するよう
   にしたことを特徴とする上記特許請求の範囲第１項記載
   のナット溶接のスパッタ付着防止方法。
6. （６）上記圧縮エアの供給に際し防錆ミストを混入して
   送給することを特徴とする上記特許請求の範囲第１項記
   載のナット溶接のスパッタ付着防止方法。