特開 2024-8754 スタッド溶接用プラグ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024008754

(43)【公開日】2024-01-19

(54)【発明の名称】スタッド溶接用プラグ

(51)【国際特許分類】

   B23K 9/20 20060101AFI20240112BHJP

【ＦＩ】

B23K9/20 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】書面

(21)【出願番号】P 2022120003

(22)【出願日】2022-07-08

(71)【出願人】

【識別番号】594077367

【氏名又は名称】一文機工株式会社

(72)【発明者】

【氏名】増田 文一郎

(72)【発明者】

【氏名】増田 朋紀

(57)【要約】

【課題】溶接ピンを磁気吸着する吸着力を大きくできるスタッド溶接用プラグを提供する。
【解決手段】スタッド溶接用プラグ１０は、溶接電流が通電される円柱状の電極１１と、電極１１の外周側に電極１１と同心状に設けられた環状の永久磁石２１と、永久磁石２１の一方の磁気吸着面２２に電極１１と同心状に設けられた環状のフロントヨーク３１と、永久磁石２１の他方の磁気吸着面２３に設けられた円盤状のバックヨーク４１と、バックヨーク４１と一体に形成され、永久磁石２１の外周面２４及びフロントヨーク３１の外周面３４を覆う円筒状の外周ヨーク５１とを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶接ガンの先端部に取り付けられ、ワッシャー部と前記ワッシャー部に立設したピン部とを有する溶接ピンを磁気吸着しつつ、前記溶接ピンと前記溶接ガンとを電気的に接続して溶接電流を通電するためのスタッド溶接用プラグであって、
前記溶接電流が通電される円柱状の電極と、
前記電極の外周側に前記電極と同心状に設けられた環状の磁石と、
前記磁石の一方の磁気吸着面に前記電極と同心状に設けられた環状のフロントヨークと、
前記磁石の他方の磁気吸着面に設けられた円盤状のバックヨークと、
前記バックヨークと一体に形成され、前記磁石の外周面及び前記フロントヨークの外周面を覆う円筒状の外周ヨークと、
を備えたことを特徴とするスタッド溶接用プラグ。

【請求項2】

前記フロントヨークの内周面に形成された縮径段部が、前記電極の先端部の外周面に形成された拡径段部に係合していることを特徴とする請求項１に記載のスタッド溶接用プラグ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶接ガンの先端部に取り付けられ、ワッシャーを有する溶接ピンを磁気吸着しつつ、この溶接ピンと溶接ガンとを電気的に接続するためのスタッド溶接用プラグに関する。

【背景技術】

【0002】

ダクトやパネル材等の母材に断熱材や防音材等の被覆材を固定するために、母材に仮保持した被覆材にワッシャーを有する溶接ピンを挿通した後、この溶接ピンの先端部を母材にスタッド溶接（コンデンサ放電（ＣＤ）型スタッド溶接）で溶着するものが知られている。

【0003】

上述したスタッド溶接においては、溶接ピンの保持と溶接電流の通電のため、溶接ガンの先端部にスタッド溶接用プラグを取り付けて使用する。
このようなスタッド溶接用プラグとして、実開昭４９－６３１３１号公報（特許文献１）の図２には、溶接電流を通電する円柱状の電極の外周側に複数の磁石を環状に設け、この磁石の磁気吸着力で溶接ピンのワッシャーを吸着して保持するものが記載されている。

【0004】

また、他のスタッド溶接用プラグとして、特開２０２１－８７９６５号公報（特許文献２）の図５には、円柱状の電極の外周側に環状に設けた磁石をキャップ状のヨークで覆い、ヨークの先端面で溶接ピンのワッシャーを磁気吸着するものが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】実開昭４９－６３１３１号公報

【特許文献2】特開２０２１－８７９６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来のスタッド溶接用プラグにあっては、当該プラグに磁気吸着して保持した溶接ピンを被覆材に挿通しようとする際に、当該プラグの磁気吸着面上で溶接ピンの吸着位置がずれてしまうことがあるといった課題があり、溶接ピンを磁気吸着する吸着力を大きくできるスタッド溶接用プラグの出現が望まれていた。

【0007】

そこで、本発明は、上記課題を解決するために案出されたものであり、溶接ピンを磁気吸着する吸着力を大きくできるスタッド溶接用プラグを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記課題を解決するため、本発明のスタッド溶接用プラグは、溶接ガンの先端部に取り付けられ、ワッシャー部と前記ワッシャー部に立設したピン部とを有する溶接ピンを磁気吸着しつつ、前記溶接ピンと前記溶接ガンとを電気的に接続して溶接電流を通電するためのスタッド溶接用プラグであって、
前記溶接電流が通電される円柱状の電極と、
前記電極の外周側に前記電極と同心状に設けられた環状の磁石と、
前記磁石の一方の磁気吸着面に前記電極と同心状に設けられた環状のフロントヨークと、
前記磁石の他方の磁気吸着面に設けられた円盤状のバックヨークと、
前記バックヨークと一体に形成され、前記磁石の外周面及び前記フロントヨークの外周面を覆う円筒状の外周ヨークと、を備えている。

【0009】

本発明のスタッド溶接用プラグにおいては、磁石の溶接ピンを吸着する側の磁気吸着面にフロントヨークを設けた。これにより、磁石の一方の磁気吸着面（例えばＮ極）→フロントヨーク→溶接ピンのワッシャー部→外周ヨーク→バックヨーク→磁石の他方の磁気吸着面（例えばＳ極）からなる磁気回路が形成されるため、溶接ピンを磁気吸着する吸着力が大きくなる。

【0010】

本発明のスタッド溶接用プラグにあっては、前記フロントヨークの内周面に形成された縮径段部が、前記電極の先端部の外周面に形成された拡径段部に係合していることが好ましい。

【0011】

このような構成とすることにより、前記フロントヨークの前記磁石と反対方向への移動が防止できるため、溶接後にスタッド溶接用プラグを溶接ピンから取り外す際に、フロントヨークが磁石から離脱するのを防止できる。

【発明の効果】

【0012】

本発明のスタッド溶接用プラグによれば、溶接ピンを磁気吸着する吸着力が大きくなるため、当該プラグに吸着された溶接ピンの吸着位置のずれを防止することができ、これにより、スタッド溶接の作業性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係るスタッド溶接用プラグを使用したスタッド溶接装置の概略構成を示す模式的な構成図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るスタッド溶接用プラグの模式的な断面図である。

【図3】図２に示すスタッド溶接用プラグの模式的な正面図である。

【図4】本発明の他の実施形態に係るスタッド溶接用プラグの模式的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の好適一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、スタッド溶接装置１は、溶接ガン２と、溶接装置本体（電源部）３とを備えており、溶接ガン２と溶接装置本体（電源部）３とは溶接ケーブル４で接続されている。

【0015】

溶接ガン２の先端部２ａには、溶接ピン７を保持しつつ、溶接ガン２と溶接ピン７とを電気的に接続して溶接電流を通電するためのスタッド溶接用プラグ１０が取り付けられている。

【0016】

本実施形態に係るスタッド溶接用プラグ１０（以下、「プラグ１０」とも称す。）は、図２及び図３に示すように、中心部に設けられた円柱状の電極１１と、円環状（リング状）のネオジム磁石等の永久磁石２１と、円環状（リング状）のフロントヨーク３１と、円盤状のバックヨーク４１と、円筒状の外周ヨーク５１と、絶縁性カバー６１とを備えて構成されている。なお、円環状に形成された永久磁石２１に替えて、複数の永久磁石を電極１１の外周側に環状に設けてもよい。

【0017】

図２において、符号７は、プラグ１０に磁気吸着される溶接ピンを示しており、この溶接ピン７は、銅メッキ軟鉄線等からなり、先端部７１が先尖りの細長いピン部７２と、亜鉛メッキ鋼板等からなる薄肉円盤状のワッシャー部７４とを有しており、ピン部７１の基端部７３がワッシャー部７４の中心部にカシメ結合されている。なお、ピン部７２やワッシャー部７３は、上述した材料に限られず、他の材料を用いてもよい。

【0018】

図２に示すように、円柱状の電極１１の先端部１２には、径方向に拡大する段部１３が形成されており、電極１１の基端部１４は、バックヨーク４１に形成された貫通孔４２及び絶縁性カバー６１に形成された貫通孔６２を貫通してプラグ１０の外部に露出している。

【0019】

円環状の永久磁石２１は、電極１１と同心状に設けられている。永久磁石２１の一方の磁気吸着面（例えばＮ極の磁極）２２には、フロントヨーク３１が吸着しており、このフロントヨーク３１の溶接ピン７を吸着する側の吸着面３２は、電極１１の先端面１６と中心方向（又は放射方向）に面一となるように構成されている。
また、永久磁石２１の他方の磁気吸着面（例えばＳ極の磁極）２３には、円盤状のバックヨーク４１が吸着している。

【0020】

フロントヨーク３１の内周面には、径方向に縮小する段部３３が形成されており、この段部３３は、電極１１の先端部１２に形成された段部１３と係合している。この係合により、溶接後にプラグ１０を溶接ピン７から取り外す際に、フロントヨーク３１が永久磁石２１から離脱するのを防止している。

【0021】

永久磁石２１の外周面２４及びフロントヨーク３１の外周面３４は、電極１１と同心状に設けられた円筒状の外周ヨーク５１で覆われている。この外周ヨーク５１は、円盤状のバックヨーク４１と一体に形成されており、バックヨーク４１は、直接又は他の部材を介して電極１１の外周面１５に取り付けられている。

【0022】

外周ヨーク５１の先端面５２の内周側の面部５３は、フロントヨーク３１の吸着面３２と中心方向（又は放射方向）に略同一面となるように構成されている。また、先端面５２の外周側の面部５４は、溶接ピン７のワッシャー部７４の周縁部の斜面部７５を磁気吸着し易いように傾斜面となっている。

【0023】

絶縁性カバー６１は、バックヨーク４１の背面４３を覆う円盤状の背面カバー部６３と、外周ヨーク５１の外周面５５を覆う円筒状の外周ヨークカバー部６４とが一体に形成されており、絶縁性カバー６１は、直接又は他の部材を介して電極１１の外周面１５に取り付けられている。

【0024】

絶縁性カバー６１の外周ヨークカバー部６４の先端部６５は、外周ヨーク５１の先端面５２及びフロントヨーク３１の吸着面３２よりも軸方向にわずかに突出している。

【0025】

以上のような構成において、プラグ１０は、電極１１の基端部１４が溶接ガン２の先端部２ａに取り付けられて、溶接ピン７のワッシャー部７４をフロントヨーク３１の吸着面３２及び外周ヨーク５１の先端面５２で磁気吸着して溶接ピン７を保持する。また、プラグ１０は、電極１１の先端面１６が溶接ピン７のピン部７１の基端部７３の端面に当接して、溶接ピン７に溶接電流を通電する。

【0026】

本実施形態のプラグ１０は、永久磁石２１の一方の磁気吸着面（Ｎ極）２２に吸着するフロントヨーク３１を設け、このフロントヨーク３１の吸着面３２と外周ヨーク５１の先端面５２で溶接ピン７のワッシャー部７４を吸着するように構成されている。これにより、プラグ１０によれば、永久磁石２１の一方の磁気吸着面（Ｎ極）２２→フロントヨーク３１→溶接ピン７のワッシャー部７４→外周ヨーク５１→バックヨーク４１→永久磁石２１の他方の磁気吸着面（Ｓ極）２３からなる磁気回路が形成されるため、溶接ピン７を磁気吸着する吸着力が大きくなる。
この結果、プラグ１０に磁気吸着して保持した溶接ピン７を被覆材に挿通しようとする際に、溶接ピン７の吸着位置のずれを防止することができ、これにより、スタッド溶接の作業性を向上させることができる。

【0027】

また、本実施形態のプラグ１０においては、永久磁石２１の一方の磁気吸着面２２に吸着するフロントヨーク３１を設ける構成のため、プラグ１０の径方向及び軸方向の大型化を防止しつつ、溶接ピン７を磁気吸着する吸着力を大きくすることができる。

【0028】

さらに、本実施形態のプラグ１０によれば、溶接ピン７を磁気吸着する吸着力が大きくなるため、ワッシャー部に亜鉛メッキ鋼板よりも磁気吸着力が小さくなる材料を用いた溶接ピンであっても、溶接ピンの吸着位置のずれを防止することができ、ワッシャー部の材料選択の自由度を高めることができる。

【0029】

また、図２及び図３に示した本実施形態のプラグ１０において、図４に示すように、永久磁石２１の外周面２４及びフロントヨーク３１の外周面３４と外周ヨーク５１の内周面５６と隙間に、樹脂や非磁性金属からなる円筒状のスペーサー１０１を設けてもよい。このようなスペーサー１０１を設けることにより、前記隙間への磁性体の侵入による磁気回路の乱れを防止できるとともに、永久磁石２１及びフロントヨーク３１と外周ヨーク５１との間隔を一定に保つことができる。

【符号の説明】

【0030】

１ スタッド溶接装置
２ 溶接ガン
３ 溶接装置本体（電源装置）
７ 溶接ピン
１０ スタッド溶接用プラグ
１１ 電極
２１ 永久磁石
２２ 一方の磁気吸着面
２３ 他方の磁気吸着面
３１ フロントヨーク
４１ バックヨーク
５１ 外周ヨーク
７１ ピン部
７４ ワッシャー部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】