(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-03-07
(45)【発行日】2023-03-15
(54)【発明の名称】スタッド溶接ガン用コレット組立体
(51)【国際特許分類】
B23K 9/20 20060101AFI20230308BHJP
B23K 11/00 20060101ALI20230308BHJP
【FI】
B23K9/20 E
B23K11/00 530
B23K9/20 G
(21)【出願番号】P 2018210947
(22)【出願日】2018-11-08
【審査請求日】2021-10-06
(73)【特許権者】
【識別番号】391002052
【氏名又は名称】日本ドライブイット株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100194113
【氏名又は名称】八木田 智
(72)【発明者】
【氏名】勝野 裕史
【審査官】後藤 泰輔
(56)【参考文献】
【文献】米国特許第06590386(US,B1)
【文献】実開昭62-155963(JP,U)
【文献】実開昭59-005234(JP,U)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B23K 9/00-9/013,9/04,9/14-11/36
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
円筒状本体に、その中心軸線周り
で、該円筒状本体の長手方向に沿って当角度で長手方向に延びる複数のスリ割り部を設けて、複数に分割された把持片を形成して成るコレット本体と、
前記コレット本体の少なくとも前記把持片の外周を覆うコレットカバーと
を備え、
前記コレット本体の外周面における、少なくとも前記スリ割り部より後方に、雄型嵌合部が形成され、
前記コレットカバーが、その内周面
の全長に亘って変化しない少なくともコレット本体における把持片部分の外径とほぼ同じかそれよりも小さい内径を有する絞り部を備え、コレットカバーをコレット本体に装着した時に、前記絞り部が、コレット本体における前記把持片を、
その根本部分で接触して径方向内方に押圧するように構成され、かつ、前記コレット本体の雄型嵌合部と係合する雌型嵌合部がその内周面における軸線方向後部に形成されている
ことを特徴とするコレット組立体。
【請求項2】
円筒状本体に、その中心軸線周りで、該円筒状本体の長手方向に沿って当角度で長手方向に延びる複数のスリ割り部を設けて、複数に分割された把持片を形成して成るコレット本体と、
前記コレット本体の少なくとも前記把持片の外周を覆うコレットカバーと
を備え、
前記コレット本体の外周面における、少なくとも前記スリ割り部より後方に、雄型嵌合部が形成され、
前記コレットカバーが、その内周面の中心軸線方向に延びる絞り部を備え、前記絞り部が、把持片の外径より大きい内径を有する案内部と、前記案内部の前部に設けられた前方に向かって径方向内方にテーパー状に縮径する絞り部分とを備え、
コレットカバーをコレット本体に装着した時に、前記絞り部分が、コレット本体における前記把持片を、その先端部分で接触して径方向内方に押圧するように構成され、かつ、前記コレット本体の雄型嵌合部と係合する雌型嵌合部がその内周面における軸線方向後部に形成されている
ことを特徴とするコレット組立体。
【請求項3】
コレット本体のスリ割り部の端部に位置するスリ割り窓を設けたことを特徴とする請求項
1又は2に記載のコレット組立体。
【請求項4】
コレット本体の雄型嵌合部及びコレットカバーの雌型嵌合部がネジ嵌合であることを特徴とする請求項
1~3の何れか一項に記載のコレット組立体。
【請求項5】
コレットカバーの先端にフランジ部を設けたことを特徴とする請求項
1~4の何れか一項に記載のコレット組立体。
【請求項6】
前記コレットカバーが、樹脂材料で成型されている
ことを特徴とする請求項
1~5の何れか一項に記載のコレット組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、スタッド溶接ガンの先端部に取り付けられ、スタッドを保持するために使用されるコレットの改良に関する。
【背景技術】
【0002】
スタッド溶接ガンの先端部に、スタッドを保持して溶接電流を流すためにコレットを設けることは従来から行われている。
【0003】
図9は、従来のコンデンサ放電型スタッド溶接用の溶接ガンの部分断面図である。
【0004】
図中、符号100は円筒状ハウジングを示しており、このハウジング100の後端にはキャップ101が取外し可能に装着されている。また、ハウジング100にはハンドル102が設けられており、ハンドル102にはトリガボタン103が設けられている。
【0005】
ハウジング100の内部には導電体材料の筒状本体104が不図示の軸受けによって軸線方向に摺動可能に支持されている。筒状本体104の先端にはスタッドSを取り付けるためのコレット105が挿入されており、このコレット105は、締付ナット106によって筒状本体104に固定される。
【0006】
図10は、従来のコレット105の概略平面図である。
【0007】
図面に示すように、コレット105は、円筒状本体110に、その中心軸線周りに当角度で長手方向に延びる複数のスリ割り111と、複数に分割された把持片113を形成して成り、使用すべきスタッドSをコレット105の先端から把持片113を開きながら押し込むことにより、スタッドSが適切な把持力でコレット105、即ち、把持片113によって保持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
上記したようにコレット105は、スリ割り111を設けて、把持片113に径方向の弾性を持たせることによりスタッドSを保持するように構成されている。ところで、コレット105はその製造のスリ割り加工を施す過程で、コレット先端(スタッド挿入側)方向に向かって把持片113は拡径する。そのため、最終の組み立て工程では、プライヤー等の工具でコレット105の把持片113の根本部分を径方向内方に締め付けて、把持片113を、先端に向けて縮径するように絞り込むことでスタッド径に応じた把持力を持たせると共に適宜個所にOリング114を装着して把持力を維持している。
【0010】
また、溶接現場においては、溶接時の熱影響、スタッド脱着時の斜め挿入やこじり等、繰り返しの使用により把持片113が径方向外方に広がったままの形に変形して把持力が弱くなるという問題があり、この問題を解決するためにも使用者は、定期的にプライヤー等の工具でコレット105の把持片113の根本部分を径方向内方に締め付けて、把持片113を、先端に向けて縮径するように絞り込むことで把持力を回復させる必要があった。
スタッドには、おねじスタッドとめねじスタッドがあり、コレットとの対応において管理上及び溶接作業の利便性のため、同一のコレットを使用することが一般的である。例えば、M6おねじスタッドは、外径6mmでめねじ部M3のめねじスタッドと同一のコレットが使用され、M8おねじスタッドは、外径8mmでめねじ部M4又はM5のめねじスタッドと同一のコレットが使用され、M10おねじスタッドは、外径10mmでめねじ部M5又はM6のめねじスタッドと同一のコレットが使用される。ところが、おねじスタッドは転造で製造されることがほとんどでねじ規格内であってもその外径のバラツキが大きい。めねじスタッドは切削で製造されることが多くその外径はφ6mm程でほぼ均一である。
これにより、実際に同一のコレットを使用したとしてもスタッドをコレットに装着するための保持力を微調整することが行なわれる。
【0011】
しかし、上記した従来の方法では、コレット105の把持片113をどの程度絞るかは作業者の感覚に依存するため、絞りが強すぎてスタッドSがコレット105に入れ難くなったり、絞りが弱すぎてスタッドSが緩む可能性がある等の問題がある。また、このようにスタッドSを把持する重要なコレット105の把持力を作業者の感だけで調整する従来の方法では、作業者に求められる熟練度が高くなり、作業者に負担を強いることになる。そして、なにより、定期的にプライヤー等でコレットを絞る作業は面倒である。
【0012】
また、把持片の先端のゴム製のOリング114は、溶接でのスパッタ、溶接熱、溶接雰囲気等の影響を受けて劣化し易く、溶接作業の現場で交換を頻繁に行わなければならないことがある。
【0013】
本発明は、上記した従来の問題点を解決し、誰でも簡単にコレットの把持力を調整することが可能なコレット組立体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明に係るコレット組立体は、円筒状本体に、その中心軸線周りに当角度で長手方向に延びる複数のスリ割り部を設けて、複数に分割された把持片を形成して成るコレット本体と、前記コレット本体の少なくとも前記把持片の外周を覆うコレットカバーとを備え、前記コレット本体の外周面における、少なくとも前記スリ割り部より後方に、雄型嵌合部が形成され、前記コレットカバーが、その内周面に少なくともコレット本体における把持片部分の外径とほぼ同じかそれよりも小さい内径を有する絞り部を備え、コレットカバーをコレット本体に装着した時に、前記絞り部が、コレット本体における前記把持片を、その先端又は根本部分で接触して径方向内方に押圧するように構成され、かつ、前記コレット本体の雄型嵌合部と係合する雌型嵌合部がその内周面における軸線方向後部に形成されていることを特徴とする。
【0015】
前記コレットカバーの絞り部は、軸線方向に変化しない内径を有し得、該内径は前記コレット本体における把持片部分の外径とほぼ同じかそれよりも小さく、コレットカバーをコレット本体に装着した時に、把持片の根本部分がコレットカバーの絞り部に接触して、把持片が絞られるように構成され得る。
【0016】
また、前記コレットカバーの絞り部は、先端に向けて軸線方向に縮径する内径を有し得、少なくとも最細径が前記コレット本体における把持片部分の外径とほぼ同じかそれよりも小さくされ、コレットカバーをコレット本体に装着した時に、把持片の先端部分がコレットカバーの絞り部に接触して、把持片が絞られるように構成され得る。
【0017】
さらに、コレット本体のスリ割り部の端部にスリ割り窓を設けてもよい。
【0018】
また、コレット本体の雄型嵌合部及びコレットカバーの雌型嵌合部は、ネジ嵌合で構成され得る。
【0019】
さらにまた、コレットカバーの先端にフランジ部を設けてもよい。
【0020】
前記コレットカバーは、コレット本体とコレットカバー間が絶縁されていれば良く、金属材料に絶縁コーティングを施すか、好ましくは、樹脂材料で成型され得る。
【発明の効果】
【0021】
本発明に係るコレット組立体は、円筒状本体に、その中心軸線周りに当角度で長手方向に延びる複数のスリ割り部を設けて、複数に分割された把持片を形成して成るコレット本体と、前記コレット本体の少なくとも前記把持片の外周を覆うコレットカバーとを備え、前記コレット本体の外周面における、少なくとも前記スリ割り部より後方に、雄型嵌合部が形成され、前記コレットカバーが、その内周面に少なくともコレット本体における把持片部分の外径とほぼ同じかそれよりも小さい内径を有する絞り部を備え、コレットカバーをコレット本体に装着した時に、前記絞り部が、コレット本体における前記把持片を、その先端又は根本部分で接触して径方向内方に押圧するように構成され、かつ、前記コレット本体の雄型嵌合部と係合する雌型嵌合部がその内周面における軸線方向後部に形成されているので、作業者は、前記円筒状カバーをコレット本体に装着するだけで、絞り部が、コレット本体における前記把持片を、その先端又は根本部分で接触して径方向内方に押圧し、把持片がスタッドを把持する把持力を発揮できる径まで縮小して、スタッドの把持力を一定値以上に維持することができる。これにより、定期的に作業者がプライヤー等の工具でコレット本体の把持片の根本部分を絞る等の作業が必要なくなり、また、作業者の熟練度に関係なく、コレット本体のスタッド把持力を一定に保つことが可能になる。
【0022】
前記コレットカバーの絞り部を、その内径が軸線方向に変化しないように形成し、該内径を前記コレット本体における把持片部分の外径とほぼ同じかそれよりも小さくして、コレットカバーをコレット本体に装着した時に、把持片の根本部分がコレットカバーの絞り部に接触して、把持片が絞られるように構成することで、コレットカバーを取り付けた時に、コレット本体の把持片は、その根本部分から先端方向に向けて斜めに絞られることになる。これにより、コレットカバーを付けた時に、把持片の外面と絞り部の内面との間に、先端に行くにつれて広くなる隙間ができ、スタッドを挿入した時に把持片が径方向外方に広がることが可能になり、把持片の弾性力が維持される。また、絞り部の内径が異なる複数のコレットカバーを用意することにより、コレット本体を交換することなく、コレットカバーを付け替えるだけで、ほぼ同一外径のおねじスタッドとめねじスタッドを利用することが可能になる。
【0023】
また、前記コレットカバーの絞り部を、その内径が、先端に向けて軸線方向に縮径するように形成し、少なくとも最細径を前記コレット本体における把持片部分の外径とほぼ同じかそれよりも小さくし、コレットカバーをコレット本体に装着した時に、把持片の先端部分がコレットカバーの絞り部に接触して、把持片が絞られるように構成することで、コレットカバーに対するコレット本体の挿入量を変えるだけで、把持片の絞り量を変化させることが可能になる。従って、これによりほぼ同一外径のおねじスタッドとめねじスタッドを複数のコレットカバーを設けることなく同一のコレットカバーで利用することが可能になる。
【0024】
前記コレットカバーは、把持片の変形をコレットカバーの絞り部の先端で拘束し耐久性を向上することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【
図1】コレット本体からコレットカバー本体を外した状態の本発明に係るコレット組立体の概略斜視図である。
【
図2】コレット本体にコレットカバー本体を取り付けた状態を示す図である。
【
図3】(a)は本発明に係るコレット本体の一実施例の概略上面図、(b)は
図3(a)に示したコレット本体の軸線方向断面図である。
【
図4】(a)は本発明に係るコレットカバーの第一実施例の軸線方向断面図であり、(b)はコレットカバーをコレット本体に取り付けた状態を示す図である。
【
図5】
図4に示したコレットカバーがコレット本体を締め付ける原理を示す概略図である。
【
図6】本発明に係るコレットカバーの第二実施例の軸線方向断面図である。
【
図7】(a)及び(b)は、
図6に示したコレットカバーをコレット本体に取り付けた状態を示す図である。
【
図8】(a)及び(b)は、
図6に示したコレットカバーがコレット本体を締め付ける原理を示す概略図である。
【
図9】コンデンサ放電型スタッド溶接用の溶接ガンの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、添付図面に示した幾つかの実施例を参照して本発明に係るコレット組立体の実施の形態について説明していく。
【0027】
図1は、本発明に係るコレット組立体の分解斜視図、
図2は、コレット本体にコレットカバー本体を取り付けた状態を示す図、
図3(a)は本発明に係るコレット本体の一実施例の概略上面図、
図3(b)は
図3(a)に示したコレット本体の軸線方向断面図である。図中、符号1はコレット本体を、符号10はコレットカバーを各々示している。
【0028】
コレット本体1は、両端が開口した円筒状本体2を有する。この円筒状本体2の前部には、その中心軸線A周りに当角度で長手方向に延びる複数のスリ割り3と、スリ割り3の後端部に位置するスリ割り窓4とが形成されている。前記スリ割り3及びスリ割り窓4を形成することで、円筒状本体2には、複数に分割された把持片5が形成される。このようにして形成された把持片5は、その後端が円筒状本体2に片持ち支持された樋状の形態であり、径方向外方及び内方に向けて若干の弾性を有する。この実施例では、前記スリ割り3は、90°の当角度で4本形成されており、従って、4つの把持片5が形成されている。
【0029】
スリ割り窓4は無くてもよいが、これを設けることでスリ割り加工が容易に成ることと、バネ性の調整が可能となる。
【0030】
図3(b)に示すように、把持片5の先端における内周及び外周は、それぞれ面取りされており、かつ把持片5の内径は、使用すべきスタッドに応じた内径に寸法決めされている。
【0031】
図3(a)及び(b)に示すように、円筒状本体2の外周面における前記スリ割り窓4より後方には、後述するコレットカバー10の雌型嵌合部としてのネジ部と螺合する雄型嵌合部としてのネジ部6が形成されており、かつ、該ネジ部6の後方には、径方向外方に突出する環状のカバーストッパ7が形成されている。
【0032】
次に、上記したように構成されたコレット本体1に装着されるコレットカバー10の一実施例を説明していく。
【0033】
図4(a)は、本発明に係るコレットカバーの一実施例の長手方向断面図を、
図4(b)は、前記コレットカバー10をコレット本体1に装着した状態を示す図である。
図4(b)において、コレットカバー10は長手方向断面で示されている。また、
図5は、
図4に示したコレットカバーがコレット本体を締め付ける原理を示す概略図である。
【0034】
コレットカバー10は、両端が開口した円筒状本体11を有する。この円筒状本体11は、コレット本体1の把持片5を絞る絞り部12と、コレット本体1を導入する導入部13とを有する。
【0035】
導入部13は、コレット本体1の把持片5を挿入可能な内径、即ち、把持片5の外径より大きい内径を有し、かつ、その後部にはコレット本体1の前記ネジ部6に螺合するネジ部14が形成されている。
【0036】
絞り部12は、コレット本体1の把持片5の外径T1とほぼ同じかそれよりも小さい内径T2を有する。絞り部12の内径T2は、コレット本体1の把持片5の長さ及び外径に応じて、把持片5を、スタッドSを把持する径まで絞り込むのに適した値に設定される。具体的には、この実施例では、コレット本体1の把持片5の外径T1は8.5mmであるのに対して、外ネジスタッドに用いる場合のコレットカバーの絞り部12の内径T2は8.34mmであり、内ネジスタッドに用いる場合のコレットカバーの絞り部12の内径T2は8.55mmである。絞り部12は、その内径T2が全長に亘って変化しない形状とされている。
【0037】
また、コレットカバー10における絞り部12の先端には、径方向内方に突出するフランジ部15が形成されている。このフランジ部15の内径は、把持すべきスタッドSを通すが、コレット本体1は通さない値に設定されている。
【0038】
上記したように構成されたコレットカバー10は、その導入部13からコレット本体1を挿入し、その後端面11aがコレット1に設けられたカバーストッパ7に当接する位置までコレット本体1にねじ込んだ時に、コレット本体1の把持片5がその根本部分まで絞り部12に挿入され、かつ、コレット本体1の先端、即ち、把持片5の先端が、フランジ部15の手前に位置するように寸法決めされている。
【0039】
フランジ部15は無くてもよいが、これを設けることで溶接時のスパッタがコレット本体1及びコレットカバー10間の隙間に入ることを防止できる。
【0040】
コレット本体1にコレットカバー10を装着すると、絞り部12の後端縁12aが、把持片5の根本部分の外周に接触して、把持片5を押圧する。これにより、コレット本体1の把持片5は、先端に行くにつれて縮径するよう絞られる。その結果、コレットカバー10内において、絞り部12の内周面と、把持片5の外周面との間に隙間16が生じる。この隙間16は、先端に行くに従って広くなる。
【0041】
上記した作用により、コレット本体1の把持片5は、コレットカバー10によって、径方向内方に絞り込まれると共に、把持片5の外周面と絞り部12の内周面との間に隙間が形成されているので、把持片5の弾性が確保される。
【0042】
例えば、前述したように外ネジが形成されたスタッドと、内ネジが形成されたスタッドとでは、外径が若干異なる。具体的には、外ネジは転造加工によって形成されるため外ネジが形成されたスタッドの外径は、内ネジが形成されたスタッドの外径より若干小さくなる。絞り部12の内径の異なる複数のコレットカバー10を用意しておくことによって、スタッドの外径が変わる度にコレット本体1をスタッド溶接ガンから取り外さなくても、コレットカバー10を変更するだけで、容易に使用すべきスタッドに合わせた把持力を得ることが可能になる。
【0043】
次に、
図6~
図8を参照しながら、本発明におけるコレットカバーの第二実施例について説明をしていく。
【0044】
この第二実施例に係るコレットカバー20は、円筒状本体21を有し、該円筒状本体21には、絞り部22及び導入部23が形成されている。
【0045】
導入部23は、コレット本体1の把持片5を挿入可能な内径、即ち、把持片5の外径より大きい内径を有し、かつ、その後部にはコレット本体1の前記ネジ部6に螺合するネジ部24が形成されている。
【0046】
絞り部22は、コレット本体1の把持片5の外径T1より大きい内径T3を有する案内部22aと、絞り部22の前部に設けられた前方に向かって径方向内方にテーパー状に縮径する絞り部分22bとを有する。案内部22aの先端の内径T4は、コレット本体1の把持片5の外径T1より小さい。従って、テーパー状に形成された絞り部分22bは、把持片5の外径T1より大きい内径T3から把持片5の外径T1より小さい内径T4まで滑らかに縮径することになる。具体的には、この実施例では、コレット本体1の把持片5の外径T1は8.5mmであるのに対して、絞り部2における案内部22aの内径T3は8.6mmであり、絞り部分22bの先端縁の内径T4は8.25であり、絞り部分22bの中心軸線に対する角度は14°である。
【0047】
尚、図中符号25は、コレットカバー20の先端に設けられたフランジを示している。
【0048】
上記したように構成されたコレットカバー20によれば、その挿入部23からコレット本体1を挿入すると、コレット本体1の把持片5は、絞り部22における案内部22aでは押圧されることなく挿入される。把持片5の先端を絞り部分22bに挿入すると、テーパー状に縮径する絞り部分22bが把持片5の先端を径方向内方に押圧して把持片5が絞られることになる。
【0049】
絞り部分22bがテーパー状に形成されているため、コレット本体1における把持片5の絞り量は、コレットカバー20に対するコレット本体1の挿入量によって変わる。
【0050】
即ち、
図7(a)及び
図8(a)に示す位置までコレット本体1を挿入すると、絞り部分22bの一番内径が小さい部分が把持片5の先端に接触して把持片5を内側に押圧するので、把持片5の絞り量は大きくなり、コレット本体1の挿入位置を
図7(b)及び
図8(b)に示す位置で止めると、
図7(a)及び
図8(a)に示す位置までコレット本体1を挿入した場合に比べて把持片5の絞り量は小さくなる。
【0051】
これにより、前述したほぼ同径の外ネジスタッドと内ネジスタッドをコレット本体1のコレットカバー20への挿入量を変更することで、コレット本体1を変更することなく把持することが可能になる。
尚、コレット本体1とコレットカバー10又は20との係合はねじの螺合による他、コレット本体1を雄型のテーパーとし、コレットカバーに雌型のテーパーを設けたテーパー嵌合としてもよい。
【0052】
尚、コレットカバー20は樹脂で成型されるのが好ましい。コレット本体1にスタッドSを挿入すると、把持片5は径方向が外方に広がるが、この把持片5の移動は、コレットカバー20の内壁によって制限され、従って、把持片5の弾性力は維持されることになる。
【符号の説明】
【0053】
1 コレット本体
2 円筒状本体
3 スリ割り
4 スリ割り窓
5 把持片
6 ネジ部
7 カバーストッパ
10 コレットカバー
11 円筒状本体
12 絞り部
13 導入部
14 ネジ部
15 フランジ部
16 隙間
20 コレットカバー
21 円筒状本体
22 絞り部
22a 案内部
22b 絞り部分
23 導入部
24 ネジ部
25 フランジ部
A コレット本体中心軸線
T1 コレット本体の把持片部分の外径
T2 コレットカバーの絞り部の内径
T3 コレットカバーの絞り部の案内部の内径
T4 コレットカバーの絞り部の絞り部分の先端の内径
100 円筒状ハウジング
101 キャップ
102 ハンドル
103 トリガボタン
104 筒状本体
105 コレット
106 締め付けナット
110 筒状本体
111 スリ割り
113 把持片
114 Oリング