特許 7589847 スタッド溶接ガン用治具及び溶接機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-18

(45)【発行日】2024-11-26

(54)【発明の名称】スタッド溶接ガン用治具及び溶接機

(51)【国際特許分類】

   B23K 9/20 20060101AFI20241119BHJP

   B23K 9/16 20060101ALI20241119BHJP

【ＦＩ】

B23K9/20 D

B23K9/16 M

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2024015410

(22)【出願日】2024-02-05

【審査請求日】2024-04-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000198787

【氏名又は名称】積水ハウス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100117101

【弁理士】

【氏名又は名称】西木 信夫

(74)【代理人】

【識別番号】100120318

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 朋浩

(72)【発明者】

【氏名】和賀井 洋平

【審査官】岩見 勤

(56)【参考文献】

【文献】特開平９－１４１４４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３００６３８４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平９－２９４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－２４４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平８－３０９５４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ９／２０

Ｂ２３Ｋ ９／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

本体治具と、上記本体治具をスタッド溶接ガンと連結する連結機構と、を備えており、
上記本体治具は、
スタッドの下端部が収容される内部空間を区画する上内側壁及び下内側壁と、
下端面に位置しており、上記内部空間と外部とを連通する溝と、
上記上内側壁に開口しており、シールドガスが流通する流路と、を有しており、
上記連結機構は、
上記スタッド溶接ガンと連結されており、貫通孔を有する支持部材と、
上記支持部材の貫通孔に挿通されて上記本体治具に連結された連結部材と、
上記本体治具と上記支持部材との間に位置して上記本体治具を上記支持部材に対して離間する方向へ付勢する弾性部材と、を有するスタッド溶接ガン用治具。

【請求項2】

上記流路の開口は、上記上内側壁の周方向に複数が並んでおり、
上記溝は、上記下端面において放射状に延びる複数である請求項１に記載のスタッド溶接ガン用治具。

【請求項3】

上記下内側壁は、上記下端面へ向かって上記内部空間が拡がるテーパ部を有する請求項１又は２に記載のスタッド溶接ガン用治具。

【請求項4】

上記本体治具は、上記内部空間と繋がる開口を上面に有しており、
上記本体治具の上面の開口を塞ぎ、かつ上記スタッドが挿入可能な切り込みを有するシートを更に有する請求項１又は２に記載のスタッド溶接ガン用治具。

【請求項5】

請求項１に記載のスタッド溶接ガン用治具と、スタッド溶接ガンと、移動機構と、を備える溶接機であって、
上記移動機構は、上記スタッド溶接ガン及び上記スタッド溶接ガン用治具を、ワークの表面に対して接離する方向へ移動する溶接機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スタッド溶接ガンに装着される治具及びこれを備える溶接機に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１のスタッド溶接装置は、スタッドを装填するチャッキング装置を上方から受け入れるガス封入容器が設けられている。ガス封入容器は、多数のガス噴出孔が開口した円環状のガス導入室と、ガス導入室内にガスを導入するガス導入管とを備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】実用新案登録第３００６３８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

スタッド溶接装置においては、ガス導入管から導入したシールドガスが、ガス導入室からガス噴出孔を通ってガス封入容器内に導入される。このとき、シールドガスは、ガス噴出孔から導入されガス封入容器を満たす。

【0005】

例えばシールドガスが空気より重たい場合には、ガス封入容器内に導入されたシールドガスが、内部空気と混ざりつつガス封入容器の底から上方へ満たされるので、内部空間の空気をシールドガスに完全に置換するには長い時間を要する。また、シールドガスが空気より軽い場合には、ガス噴出孔からガス封入容器内に導入されたシールドガスが、内部空間を上方へ移動しつつ上方の開口から流出する。このため、ガス封入容器の内部空間、特に溶接箇所である下方に空気が残りやすいという問題が生じる。

【0006】

本発明は、前述された事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、溶接箇所が迅速且つ確実にシールドガスで覆われるスタッド溶接ガン用治具を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

(1) 請求項１に係るスタッド溶接ガン用治具は、本体治具と、上記本体治具をスタッド溶接ガンと連結する連結機構と、を備えており、上記本体治具は、スタッドの下端部が収容される内部空間を区画する上内側壁及び下内側壁と、下端面に位置しており、上記内部空間と外部とを連通する溝と、上記上内側壁に開口しており、シールドガスが流通する流路と、を有しており、上記連結機構は、上記スタッド溶接ガンと連結されており、貫通孔を有する支持部材と、上記支持部材の貫通孔に挿通されて上記本体治具に連結された連結部材と、上記本体治具と上記支持部材との間に位置して上記本体治具を上記支持部材に対して離間する方向へ付勢する弾性部材と、を有する。

【0008】

本体治具がスタッド溶接ガンに対して上方へ移動可能なので、本体治具の下端面をワークの表面に密着させることが容易である。また、本体治具の内部空間において、上方から下方へ向かってシールドガスが流れるので、内部空間が迅速且つ確実にシールドガスで満たされる。

【0009】

(2) 請求項２に係るスタッド溶接ガン用治具は、上記流路の開口が、上記上内側壁の周方向に複数が並んでおり、上記溝が、上記下端面において放射状に延びる複数である請求項１に記載のスタッド溶接ガン用治具。

【0010】

スタッドの下端部の周囲にシールドガスの流れができるので、スタッドの下端部の周囲が確実にシールドガスで覆われる。

【0011】

(3) 請求項３に係るスタッド溶接ガン用治具は、上記下内側壁が、上記下端面へ向かって上記内部空間が拡がるテーパ部を有する請求項１又は２に記載のスタッド溶接ガン用治具。

【0012】

スタッドの下端とワーク表面との間でスパークなどにより溶融物が飛び散っても、下内側壁に付着し難い。

【0013】

(4) 請求項４に係るスタッド溶接ガン用治具は、上記本体治具が、上記内部空間と繋がる開口を上面に有しており、上記本体治具の上面の開口を塞ぎ、かつ上記スタッドが挿入可能な切り込みを有するシートを更に有する請求項１から３のいずれかに記載のスタッド溶接ガン用治具。

【0014】

内部空間に導入されたシールドガスが上面の開口から外部へ流出することがシートにより抑制される。

【0015】

(5) 請求項５に係る溶接機は、請求項１から４のいずれかに記載のスタッド溶接ガン用治具と、スタッド溶接ガンと、移動機構と、を備える溶接機であって、上記移動機構は、上記スタッド溶接ガン及び上記スタッド溶接ガン用治具を、ワークの表面に対して接離する方向へ移動する溶接機。

【0016】

移動機構により、スタッド及びスタット溶接ガン用治具をワークの表面に当接させることができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、溶接箇所を迅速且つ確実にシールドガスで覆うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、スタッド溶接ガン用治具１６が装着されたスタッド溶接ガン１４を備える溶接機１０の一例を示す図である。

【図2】図２は、スタッド溶接ガン用治具１６を示す断面図である。

【図3】図３は、連結機構３０の支持部材３２を示す平面図である。

【図4】図４は、本体治具３１の平面図である。

【図5】図５は、本体治具３１の底面図である。

【図6】図６は、本体治具３１及びシート５５を示す断面図である。

【図7】図７は、スタッドボルト１１が収容された本体治具３１を示す断面図である。

【図8】図８は、シート５５を本体治具３１とともに示す平面図である。

【図9】図９は（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、スタッド溶接ガン１４をワーク１２に位置決めする動作について示す図である。

【図10】図１０（ａ）は、溶接箇所２４が周囲より盛り上がるワーク１２にスタッドボルト１１を当接させたときの本体治具３１を示す図であり、図１０（ｂ）は、溶接箇所２４が凹んでいるワーク１２にスタッドボルト１１を当接させたときの本体治具３１を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るスタッド溶接ガン用治具１６について説明する。なお、以下に説明される実施形態は、本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。

【0020】

また、以下の説明において、図１に示されるようにスタッドボルト（スタッドの一例）１１がスタッド溶接ガン１４に装着された状態において、紙面上方向を上方とし、下方向を下方として上下方向７と称する。上下方向７は、スタッドボルト１１の軸芯１１ａと平行である。図１において紙面右方向を右方とし、その逆を左方として左右方向８と称する。図１において紙面手前方向を前方とし、その逆を後方として前後方向９と称する。

【0021】

溶接機１０は、ワーク１２の表面１３の複数箇所にスタッドボルト１１を溶接する。図１に示されるように、溶接機１０は、スタッド溶接ガン１４と、移動機構１５と、スタッド溶接ガン用治具１６と、を備える。溶接機１０は、図示しない制御部によって制御され、端末装置などの外部機器（不図示）から入力された信号やデータに基づいて移動機構１５の駆動、シールドガス１７の供給（図７において矢印で示す。）、及び電流の供給を制御する。

【0022】

スタッド溶接ガン１４は、ガン本体２５と、中間部材２６と、先端部材２０と、当接部材２１と、を有している。ガン本体２５は、移動機構１５と連結されている。中間部材２６は、ガン本体２５から下方へ延びている。中間部材２６は、先端部材２０の上方に位置しており、当接部材２１の上端に連結されている。中間部材２６は、ガン本体２５に対して上下方向７に沿って摺動可能な状態で支持されている。中間部材２６は、ガン本体２５との間に第１コイルバネ（不図示）を有している。第１コイルバネは、中間部材２６をガン本体２５に対して下方へ付勢している。

【0023】

先端部材２０は、スタッドボルト１１を、軸芯１１ａが上下方向７に沿う姿勢で保持する。スタッドボルト１１は、略円柱形状である。ワーク１２は、例えば、建物の構造部材として使用されるＨ型鋼などである。

【0024】

当接部材２１は、先端部材２０に保持された状態のスタッドボルト１１が先端部材２０に対して上方へ移動することを規制する。当接部材２１は、中間部材２６の下方、且つ、先端部材２０に支持されたスタッドボルト１１の上方に位置している。当接部材２１は、スタッドボルト１１の軸芯１１ａの延長線上に位置する。当接部材２１は、ボルト２２と、ナット２３と、を有している。ボルト２２は、中間部材２６に対して上下方向７において位置調整可能に支持されている。ボルト２２は、ナット２３が螺合されることによって上下方向７における所望の位置で固定される。

【0025】

移動機構１５は、スタッド溶接ガン１４を所望の位置へ移動するものである。移動機構１５が駆動されることにより、スタッド溶接ガン１４に保持されたスタッドボルト１１がワーク１２の表面１３における溶接箇所２４へ移動される。移動機構１５は、スタッド溶接ガン１４をスタッドボルト１１とともに、上下方向７、左右方向８、および前後方向９に移動する。移動機構１５は、公知の機構であり、例えば、制御部によって駆動制御されるモータ（不図示）によって駆動されるギヤ及び伝達ベルトで構成されるもの、或いは、油圧シリンダ、エアシリンダ等によって駆動されるもの等が使用される。

【0026】

スタッド溶接ガン用治具１６は、溶接時に溶接池の周囲に発生するアークを保護する。スタッド溶接ガン用治具１６は、連結機構３０と、本体治具３１と、を備えている。

【0027】

連結機構３０は、本体治具３１をスタッド溶接ガン１４に連結する。連結機構３０により、本体治具３１がスタッドボルト１１に対して上下方向７へ移動可能である。図２に示されるように、連結機構３０は、支持部材３２と、棒状部材３３と、連結部材３４と、第２コイルバネ（弾性部材の一例）３５と、を有している。

【0028】

図３に示されるように、支持部材３２は、上下方向７に厚みを有する金属製の板形状である。支持部材３２は、上下方向７から視て外形が六角形である。支持部材３２は、第１貫通孔３８と、第２貫通孔（貫通孔の一例）３９と、連結孔４０と、を有している。

【0029】

第１貫通孔３８は、支持部材３２を上下方向７に貫通する円形の孔である。第１貫通孔３８は、支持部材３２の上面３２ａにおける前後方向９及び左右方向８の概ね中央に位置している。第２貫通孔３９は、支持部材３２を上下方向７に貫通する円形の孔である。第２貫通孔３９は、上面３２ａにおいて第１貫通孔３８の径方向の外方に位置している。上面３２ａにおいて、第２貫通孔３９の開口径は、第１貫通孔３８の開口径よりも小さい。第２貫通孔３９は、第１貫通孔３８を中心とする周方向において３つが等間隔で位置している。

【0030】

図２、図３に示されるように、３つの第２貫通孔３９の下端はそれぞれ、窪み３９ａと連続している。窪み３９ａは、支持部材３２の下面３２ｂから上方へ凹んでいる。窪み３９ａは、下方から視て円形である。窪み３９ａの内径は、第２貫通孔３９の内径よりも大きい。

【0031】

連結孔４０は、支持部材３２の右端付近において、前後方向９に離間して２つが位置している。連結孔４０には、棒状部材３３の下端３３ａが連結されている。

【0032】

棒状部材３３は、スタッド溶接ガン１４と支持部材３２とを連結する（図１参照）。棒状部材３３は円柱形状である。２本の棒状部材３３が、スタッド溶接ガン１４から下方へ延びている。棒状部材３３の下端３３ａは、それぞれ連結孔４０に連結されている。棒状部材３３は、移動機構１５によってスタッド溶接ガン１４とともに、上下方向７、左右方向８、および前後方向９に移動する。

【0033】

図２に示されるように、連結部材３４は、第２貫通孔３９に挿通された状態で本体治具３１と連結されている。連結部材３４は、第２貫通孔３９に対して上下方向７へ移動可能である。連結部材３４は、３つのストリッパボルトである。連結部材３４は、頭部４５と、段部４６と、ネジ部４７とを有する。

【0034】

頭部４５は、連結部材３４の上端に位置する部分である。頭部４５は、外形が略円柱形状であり、外径が第２貫通孔３９の開口径よりも大きい。頭部４５と支持部材３２の上面３２ａとの間にはワッシャＷが位置している。ワッシャＷには連結部材３４が挿通されている。頭部４５がワッシャＷを介して上面３２ａと当接することにより、本体治具３１が支持部材３２に対して寸法ｈより下方へ離れることが規制される。

【0035】

段部４６は、連結部材３４において、頭部４５の下方に位置する部分である。段部４６は円柱形状であり、外径が頭部４５の外径よりも小さい。段部４６の外径は、第２貫通孔３９の開口径及びワッシャＷの開口径よりも小さい。段部４６の下部４６ａは、本体治具３１の上面４８に位置する窪み３１ａに嵌められている。

【0036】

ネジ部４７は、連結部材３４において段部４６の下方に位置する部分である。ネジ部４７の外径は、段部４６の外径よりも小さい。ネジ部４７は、窪み３１ａの下方に位置するネジ孔４４に螺合されている。

【0037】

第２コイルバネ３５は、支持部材３２と本体治具３１との間に位置している。第２コイルバネ３５には、連結部材３４が挿通されている。第２コイルバネ３５は、上端が窪み３９ａ内に位置している。第２コイルバネ３５の自然長は寸法ｈ１より長い。第２コイルバネ３５は、本体治具３１を支持部材３２に対して下方へ付勢する。本体治具３１は、下方から押されたとき、第２コイルバネ３５の付勢力に抗して棒状部材３３に対して上方へ移動可能である。

【0038】

図１、図２に示されるように、本体治具３１は、溶接時においてアーク及び溶接池の周囲を囲む。本体治具３１は、金属製である。図４、図５に示されるように、本体治具３１は、略八角柱である。図２に示されるように、本体治具３１には、前後方向９及び左右方向８の中央において、上下方向７に沿って拡がる内部空間５０が位置している。内部空間５０には、スタッドボルト１１の下端部１１ｄが収容される。

【0039】

図６に示されるように、本体治具３１は、流路５１と、上内側壁５２と、下内側壁５３と、下端溝（溝の一例）５４と、シート５５と、を有している。内部空間５０、流路５１、および下端溝５４には、シールドガス１７が流通する（図７参照）。

【0040】

図６に示されるように、流路５１は、第１流路６０と、第２流路６１と、第３流路６２と、を有している。第１流路６０にはシールドガス１７を供給する管など（不図示）が接続される。第１流路６０は、内部空間５０の軸芯５０ａ（図６において一点鎖線で示す。）を中心とする径方向（以下、内部空間５０の径方向とも称する。）に沿って延びる空間であり、一端が外部６３に開口している。第１流路６０は、本体治具３１において１つが位置している。

【0041】

第２流路６１は、第１流路６０に対して、内部空間５０の径方向における内方に位置している。本体治具３１の上面４８には、円形に凹んだ上端溝６４が位置する。第２流路６１は、上端溝６４の下方に位置している。図４、図６に示されるように、第２流路６１は、軸芯５０ａを中心とする環状の空間である。第２流路６１は、第１流路６０の他端と繋がっている。第２流路６１は、本体治具３１、及び本体治具３１内に位置する略円筒形状の環状治具６５によって区画されている。

【0042】

環状治具６５は、本体治具３１内における上寄りの位置であって、且つ、上端溝６４の下方に位置している。図６に示されるように、環状治具６５は、後述する円周部７０の上端に位置する溝６６に嵌められている。環状治具６５の軸芯は、内部空間５０の軸芯５０ａと一致している。

【0043】

第３流路６２は、第２流路６１に対して、内部空間５０の径方向における内方に位置している。第３流路６２は、環状治具６５を、軸芯５０ａを中心とする径方向に沿って貫通する。第３流路６２は、第２流路６１及び内部空間５０と繋がっている。第３流路６２は、軸芯５０ａを中心とする周方向において複数が位置している。第３流路６２は、環状治具６５の上寄りの位置と下寄りの位置とにそれぞれ位置している。環状治具６５の上寄りに位置する第３流路６２は、下寄りに位置する第３流路６２に対して、上下方向７から視て周方向における位置が異なる。第３流路６２の開口径は、第１流路６０の開口径よりも小さい。

【0044】

環状治具６５の内壁が上内側壁５２である。上内側壁５２には、第３流路６２の開口６７が周方向に複数並んでいる。下内側壁５３は、環状治具６５よりも下方の本体治具３１の内壁である。下内側壁５３は、上内側壁５２の下方に位置している。内部空間５０は、上内側壁５２および下内側壁５３により区画されている。

【0045】

下内側壁５３は、円周部７０と、テーパ部７１とを有している。円周部７０は、上内側壁５２の下方に位置しており、上内側壁５２と連続している。円周部７０は、内径が上内側壁５２の内径と同じである。テーパ部７１は、円周部７０の下方に位置する。テーパ部７１は、円周部７０と連続している。テーパ部７１は、円周部７０の下端から本体治具３１の下端面７２へ向かって内部空間５０が径方向へ連続して拡がるように形成されている。

【0046】

下端溝５４は、本体治具３１の下端面７２がワーク１２の表面１３に当接した状態において、内部空間５０と外部６３とを繋ぐ。図５、図６に示されるように、下端溝５４は、本体治具３１の下端面７２において上方へ凹んだ空間である。下端溝５４は、下方から視て、内部空間５０の径方向に沿って延びている。下端溝５４は、軸芯５０ａを中心として放射状に４つが延びている。下端溝５４は、軸芯５０ａを中心とする周方向において等間隔に位置している。

【0047】

図７、図８に示されるように、シート５５は、内部空間５０へ導入されたシールドガス１７が上面４８の開口４８ａから外部６３へ流出するのを抑制する。シート５５は、円形の板状であり、中央において穴７５を有している。シート５５は、例えば可撓性のガラスクロスである。シート５５の外径は、上端溝６４の内径よりも小さく、第２流路６１の外径よりも大きい。穴７５の内径は、スタッドボルト１１の外径と同じである。

【0048】

シート５５は、嵌合部材７６によって本体治具３１に固定されている。嵌合部材７６の外径は、上端溝６４の内径と同じである。嵌合部材７６の内径は、環状治具６５の内径と同じである。シート５５は、嵌合部材７６に上下から挟まれている。シート５５は、径方向に沿う方向に延びる切り込み７７を有している。切り込み７７は、シート５５の内側の縁から径方向の外側へ向かって延びている。切り込み７７は、周方向に８つが位置する。

【0049】

［スタッド溶接ガン用治具１６の動作］
次に、スタッドボルト１１がワーク１２の平坦な表面１３に溶接される場合のスタッド溶接ガン用治具１６の動作について、図１、並びに、図９（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を参照しつつ説明する。

【0050】

図１に示されるように、溶接が行われる際、先ず、スタッド溶接ガン１４にスタッド溶接ガン用治具１６が取り付けられた状態で、先端部材２０にスタッドボルト１１が挟持される。スタッドボルト１１の軸芯１１ａは、内部空間５０の軸芯５０ａと一致する。また、当接部材２１の下端の上下方向７における位置は、ボルト２２に対するナット２３の締め付けによって調節される。スタッドボルト１１は、下端１１ｃが本体治具３１の下端面７２より下方に位置するように調節される。スタッド溶接ガン１４にスタッドボルト１１を組み付ける際には、スタッドボルト１１がシート５５に当接してもシート５５が湾曲するので、スタッドボルト１１の損傷が抑制される。

【0051】

次に、移動機構１５が制御部により駆動されて、図９（ａ）に示されるように、スタッド溶接ガン１４が溶接箇所２４の上方に位置する。続いて、移動機構１５により、スタッド溶接ガン１４が下方へ移動すると、スタッドボルト１１及び本体治具３１がともに下方へ移動し、スタッドボルト１１の下端１１ｃがワーク１２の表面１３の溶接箇所２４と当接する。このとき、スタッドボルト１１の上端１１ｂは当接部材２１の下端２１ａ（図１参照）に当接している。本体治具３１の下端面７２はワーク１２の表面１３から離間しており、頭部４５はワッシャＷを介して支持部材３２に当接した状態である。

【0052】

スタッドボルト１１の下端１１ｃがワーク１２の表面１３に当接した後、引き続き移動機構１５によってスタッド溶接ガン１４が下方へ移動する。このとき、スタッドボルト１１はワーク１２上に静止したまま、スタッド溶接ガン１４が第１コイルバネの付勢力に抗してスタッドボルト１１へ近づく方（下方）へ移動する。このとき、第１コイルバネが圧縮されてスタッドボルト１１が本体治具３１に対して上方へ移動する。図９（ｂ）に示されるように、スタッドボルト１１は、スタッド溶接ガン１４に対して、本体治具３１の下端面７２がワーク１２と当接するまで移動される。

【0053】

本体治具３１の下端面７２がワーク１２の表面１３と当接した後、移動機構１５によってスタッド溶接ガン１４が更に下方へと移動される。下端面７２がワーク１２の表面１３に当接した後、スタッド溶接ガン１４が下方へ移動すると、本体治具３１がワーク１２上に静止したまま、支持部材３２が第２コイルバネ３５の付勢力に抗して本体治具３１へ近づく方（下方）へ移動する。また、スタッドボルト１１は、ワーク１２上に静止したままであるが、第１コイルバネの付勢力に抗してスタッド溶接ガン１４に対して近づく方へ移動する。このとき、図９（ｃ）に示されるように、第２コイルバネ３５は圧縮されて頭部４５が支持部材３２の上面３２ａ上に位置するワッシャＷから離間する。ワーク１２の表面１３は、第１コイルバネ及び第２コイルバネ３５の付勢力によって、スタッドボルト１１の下端１１ｃ及び本体治具３１の下端面７２によって圧接される。

【0054】

制御部は、棒状部材３３を予め設定された変位量だけ下方に移動したと判断したことに基づいて移動機構１５の駆動を停止する。これにより、スタッドボルト１１の下端１１ｃは、本体治具３１のテーパ部７１によって囲まれる。また、下端溝５４により、内部空間５０と外部とが連通される。

【0055】

不図示のシールドガス１７を供給する管から第１流路６０にシールドガス１７が流入すると、シールドガス１７は、第２流路６１を通じて内部空間５０の上部を囲むように流れ、複数の第３流路６２を通じて内部空間５０の上部へ流れ込む。内部空間５０の上部に存在した空気は、シールドガス１７に押し出されて、内部空間５０の下部へ移動し、下端溝５４を通じて外部６３へ流出する。なお、シート５５により、内部空間５０へ流入したシールドガス１７が上面４８の開口４８ａから外部６３へ流出することが抑制される。これにより、シールドガス１７が内部空間５０へ導入されたときに溶接箇所２４の周囲がシールドガス１７で満たされる状態になる。その後、スタッドボルト１１のワーク１２への溶接が行われる。

【0056】

仮に、図１０（ａ）に示されるように、ワーク１２の溶接箇所２４付近が表面１３から上方へ盛り上がっている場合、下端面７２がワーク１２の表面１３に当接した状態において、スタッドボルト１１の下端１１ｃが本体治具３１の下端面７２よりも上方に位置する。このとき、内部空間５０に導入されたシールドガス１７は、比較的狭い流路となっている円周部７０を通った後にテーパ部７１のスタッドボルト１１の近い位置へと流れる。このため、シールドガス１７は、上方から溶接箇所２４の周囲を通って流れ溶接箇所２４が確実にシールドガス１７によって覆われる。その後、シールドガス１７は、ワーク１２の表面１３に沿いつつテーパ部７１に案内されて下端溝５４から流出する。

【0057】

また、仮に図１０（ｂ）に示されるように、ワーク１２の溶接箇所２４付近が表面１３より下方へ凹んでいる場合、下端面７２がワーク１２の表面１３に当接した状態において、スタッドボルト１１の下端１１ｃが本体治具３１の下端面７２よりも下方に位置する。このとき、内部空間５０に導入されたシールドガス１７は、比較的狭い流路となっている円周部７０を通った後にテーパ部７１のスタッドボルト１１の近い位置へと流れる。このため、シールドガス１７は、上方から溶接箇所２４の周囲を通って流れ溶接箇所２４が確実にシールドガス１７によって覆われる。その後、シールドガス１７は、軸芯５０ａの径方向外方へと流れて下端溝５４から流出する。

【0058】

［実施形態の作用効果］
本体治具３１が連結機構３０によってスタッド溶接ガン１４に対して上方へ移動可能に支持されているので、スタッドボルト１１を溶接箇所２４に位置させたときに本体治具３１がワーク１２の表面１３に当接するような場合であっても、スタッドボルト１１とともに本体治具３１の下端面７２をワーク１２の表面１３に密着させることが容易である。また、本体治具３１では、シールドガス１７が外部６３から流路５１を通って内部空間５０へ導入され、内部空間５０から下端溝５４を通って外部６３へ流出する。このとき、シールドガス１７は内部空間５０において上方から下方へ向かって流れるので、内部空間５０は迅速且つ確実にシールドガス１７で満たされる。

【0059】

シールドガス１７を上内側壁５２の周方向に並ぶ複数の開口６７から流入させて、下端面７２において放射状に延びる複数の下端溝５４から流出させるため、スタッドボルト１１の下端１１ｃの周囲にシールドガス１７の流れができる。このため、スタッドボルト１１の下端１１ｃの周囲が確実にシールドガス１７で覆われる。

【0060】

本体治具３１の下内側壁５３にテーパ部７１があるため本体治具３１をアーク及び溶接池から離した状態で溶接できる。これにより、スタッドボルト１１の下端１１ｃとワーク１２の表面１３との間でスパークなどにより溶融物が飛び散っても、下内側壁５３に溶融物が付着し難い。

【0061】

内部空間５０の上方において、スタッドボルト１１と本体治具３１との間にシート５５が位置するため、流路５１から内部空間５０に導入されたシールドガス１７が本体治具３１の上面４８の開口から外部へ流出することがシート５５により抑制される。

【0062】

溶接機１０に備えられた移動機構１５により、スタッド溶接ガン１４を、前後方向９及び左右方向８に平行な方向と、上下方向７とに移動させ、スタッドボルト１１及びスタット溶接ガン用治具１６をワーク１２の表面１３に当接させることができる。また、連続して複数の溶接箇所２４を移動させつつ溶接ができる。

【0063】

［変形例］
上述の実施形態においては、環状治具６５が、本体治具３１とは別体の治具であって、本体治具３１内に形成された溝６６に嵌め込まれることによって固定されている場合を例にあげて説明したが、この構成に限らない。環状治具６５は、本体治具３１と一体のものであってもよい。

【0064】

上述の実施形態において、環状治具６５の上寄りに位置する第３流路６２は、下寄りに位置する第３流路６２に対して、上下方向７から視て周方向にずれて位置している場合を例にあげて説明したが、この構成に限らない。環状治具６５の上寄りに位置する第３流路６２および下寄りに位置する第３流路６２は、上下方向７から視て周方向において重なっていてもよい。

【0065】

上述の実施形態においては、上内側壁５２に第３流路６２の開口６７が周方向に複数並んでいる場合を例にあげて説明したが、この構成に限らない。第３流路６２は上内側壁５２に１つのみ位置するものであってもよい。

【0066】

上述の実施形態において、下端溝５４は、内部空間５０の軸芯５０ａを中心として放射状に４つが延びており、周方向にそれぞれが等しい角度を隔てて位置している場合を例にあげて説明したが、この構成に限らない。下端溝５４は、内部空間５０の軸芯５０ａを中心とする周方向に３つ以下が位置するものであってもよいし、５つ以上が位置するものであってもよい。また、下端溝５４は、それぞれ周方向に等間隔に隔てて位置するものでなくてもよい。下端溝５４は、本体治具３１がワーク１２の表面１３に当接した状態において、内部空間５０と外部６３とを連通するものであればよい。

【0067】

上述の実施形態において、下内側壁５３は、円周部７０の下方においてテーパ部７１を有しており、テーパ部７１は、円周部７０の下端から本体治具３１の下端面７２へ向かって内部空間５０が径方向へ連続して拡がるように形成されている。しかしながら、下内側壁５３はこの構成に限らない。下内側壁５３は、溶接箇所２４の周囲において内径が円筒部よりも大きいものであればよい。例えば、下内側壁５３は、円周部７０の下方において、当該円周部７０よりも内径の大きい環状の溝が下方に向けて開口していてもよい。

【0068】

上述の実施形態において、シート５５には、可撓性のガラスクロスが使用される場合を例にあげて説明したが、この構成に限らない。シート５５は、アルミガラスクロス、断熱ガラスクロス等、その他の溶接火花受け可能な素材が使用されてもよい。

【0069】

上述の実施形態において、シート５５には、可撓性のガラスクロスが使用されており、嵌合部材７６に上下から挟まれた状態で上端溝６４に嵌められている場合を例にあげて説明したが、この構成に限らない。例えば、シート５５は、１つの嵌合部材７６によって上方から上端溝６４に嵌められていてもよい。また、シート５５は可撓性のものに限定されない。更に、シート５５は、本体治具３１と別体である必要はなく、本体治具３１の一部であって、上面４８からスタッドボルト１１の外周面に向かって延びていてもよい。

【0070】

上述の実施形態においては、シート５５の穴７５の開口径がスタッドボルト１１の外径と同じである場合を例にあげて説明したが、この構成に限らない。シート５５の穴７５の開口径は、スタッドボルト１１の外径よりも大きくてもよい。また、シート５５の穴７５の開口径は、スタッドボルト１１の外径よりも小さくてもよい。この場合、シート５５は、切り込み７７によって複数に分割された状態で撓みつつ、スタッドボルト１１の外周面に当接する。穴７５の開口径は、シールドガス１７が本体治具３１の上面４８の開口４８ａから外部６３へ流出するのを抑制できればよく、シールドガス１７がアーク及び溶接池を覆う程度に内部空間５０の下方へと流れるものであればよい。

【0071】

上述の実施形態において、シート５５が切り込み７７を有する場合を例にあげて説明したが、この構成に限らない。スタッドボルト１１の下端１１ｃを内部空間５０に収容できるものであればよく、切り込み７７を有しないものであってもよい。

【0072】

上述の実施形態においては、連結部材３４がストリッパボルトである場合を例にあげて説明したが、この構成に限らない。連結部材３４は、六角ボルト、六角穴付丸頭ボルト等であってもよい。連結部材３４は、支持部材３２に対する本体治具３１の下方への移動を規制出来るものであればよい趣旨である。

【0073】

上述の実施形態においては、本体治具３１が第２コイルバネ３５によって支持部材３２に対して下方へ付勢される場合を例にあげて説明したが、この構成に限らない。例えば、第２コイルバネ３５は、ゴム或いはシリコンなどであってもよい。

【0074】

上述の実施形態においては、スタッドボルト１１を溶接する際、スタッドボルト１１の下端１１ｃが本体治具３１の下端面７２より下方に位置するように調整して先端部材２０に取り付けられる場合を例にあげて説明した。しかしながら、スタッドボルト１１の下端１１ｃは、本体治具３１の下端面７２と上下方向７において同じ位置になるように調整されてもよい。この場合、スタッドボルト１１が移動機構１５によって溶接箇所２４へ当接されるときに、本体治具３１の下端面７２も同時にワーク１２の表面１３と当接する。また、スタッドボルト１１の下端１１ｃは、先端部材２０に取り付けられる際に本体治具３１の下端面７２よりも若干上方に位置するように調整されてもよい。この場合、制御部によって移動機構１５が駆動されてスタッド溶接ガン１４が下方へと移動すると、先ず、本体治具３１の下端面７２がワーク１２の表面１３に当接する。下端面７２がワーク１２に当接した後は、本体治具３１がワーク１２上に静止したまま、支持部材３２が第２コイルバネ３５の付勢力に抗して本体治具３１へ近づく方へ移動する。更に、支持部材３２とともにスタッドボルト１１が下方へと移動し、スタッドボルト１１の下端１１ｃがワーク１２の溶接箇所２４と当接する。

【0075】

上述の実施形態においては、棒状部材３３の下方への移動において、制御部が棒状部材３３を予め設定された所定変位量だけ下方に移動したと判断したことに基づいて移動機構１５の駆動を停止する場合を例にあげて説明した。しかしながら、この構成に限らない。制御部は、棒状部材３３に位置する荷重センサから所定以上の負荷を受けた信号を受信したことに基づいて移動機構１５の駆動を停止するものであってもよい。また、制御部は、棒状部材３３を予め設定された所定時間だけ下方に移動したと判断したことに基づいて移動機構１５の駆動を停止するものであってもよい。

【0076】

［付記１］
本体治具と、上記本体治具をスタッド溶接ガンと連結する連結機構と、を備えており、
上記本体治具は、
スタッドの下端部が収容される内部空間を区画する上内側壁及び下内側壁と、
下端面に位置しており、上記内部空間と外部とを連通する溝と、
上記上内側壁に開口しており、シールドガスが流通する流路と、を有しており、
上記連結機構は、
上記スタッド溶接ガンと連結されており、貫通孔を有する支持部材と、
上記支持部材の貫通孔に挿通されて上記本体治具に連結された連結部材と、
上記本体治具と上記支持部材との間に位置して上記本体治具を上記支持部材に対して離間する方向へ付勢する弾性部材と、を有するスタッド溶接ガン用治具。

【0077】

［付記２］
上記流路の開口は、上記上内側壁の周方向に複数が並んでおり、
上記溝は、上記下端面において放射状に延びる複数である付記１に記載のスタッド溶接ガン用治具。
［付記３］
上記下内側壁は、上記下端面へ向かって上記内部空間が拡がるテーパ部を有する付記１又は２に記載のスタッド溶接ガン用治具。

【0078】

［付記４］
上記本体治具は、上記内部空間と繋がる開口を上面に有しており、
上記本体治具の上面の開口を塞ぎ、かつ上記スタッドが挿入可能な切り込みを有するシートを更に有する付記１または２に記載のスタッド溶接ガン用治具。

【0079】

［付記５］
付記１に記載のスタッド溶接ガン用治具と、スタッド溶接ガンと、移動機構と、を備える溶接機であって、
上記移動機構は、上記スタッド溶接ガン及び上記スタッド溶接ガン用治具を、ワークの表面に対して接離する方向へ移動する溶接機。

【符号の説明】

【0080】

１０・・・溶接機
１１・・・スタッドボルト（スタッド）
１１ｄ・・・スタッドボルト１１の下端部（スタッドの下端部）
１３・・・ワーク１２の表面
１４・・・スタッド溶接ガン
１５・・・移動機構
１６・・・スタッド溶接ガン用治具
１７・・・シールドガス
３０・・・連結機構
３１・・・本体治具
３２・・・支持部材
３５・・・第２コイルバネ（弾性部材）
３９・・・第２貫通孔（貫通孔）
４８・・・本体治具３１の上面
４８ａ・・・内部空間５０と繋がる開口
５０・・・内部空間
５１・・・流路
５２・・・上内側壁
５３・・・下内側壁
５４・・・下端溝（溝）
５５・・・シート
６３・・・外部
６７・・・第３流路６２の開口（流路の開口）
７１・・・テーパ部
７２・・・下端面

【要約】

【課題】溶接箇所が迅速且つ確実にシールドガスで覆われるスタッド溶接ガン用治具を提供すること。
【解決手段】スタッド溶接ガン用治具１６は、本体治具３１と、本体治具３１をスタッド溶接ガン１４と連結する連結機構３０とを備えている。本体治具３１は、スタッドボルト１１の下端部１１ｄが収容される内部空間５０を区画する上内側壁５２及び下内側壁５３と、下端面７２に位置し内部空間５０と外部６３とを連通する下端溝５４と、上内側壁５２に開口しシールドガス１７が流通する流路５１とを有しており、連結機構３０は、スタッド溶接ガン１４と連結されており第２貫通孔３９を有する支持部材３２と、第２貫通孔３９に挿通されて本体治具３１に連結された連結部材３４と、本体治具３１と支持部材３２との間に位置して本体治具３１を支持部材３２に対して離間する方向へ付勢する第２コイルバネ３５とを有する。
【選択図】図９

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】