(57)【要約】【課題】  スタッド溶接ガンにおいて、母材表面の錆等による、溶接障害物層を削り取る構造を有するものであって、モータ等を不要とするコンパクトで軽量な溶接ガンの提供。【解決手段】  溶接ガン本体１に内装されたスピンドル５に螺旋溝４を形成し、それに摺接するスピンドル案内部材７を介して、そのスピンドル５を軸線方向に移動させると共に、その軸線回りに回転させる。【選択図】        図１
2006272428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接ガン本体(1) と、
その溶接ガン本体(1)に内装され、先端部に被溶接用のスタッド(2) を着脱自在に取り付けるスタッド保持手段(3) が設けられ、外周に螺旋溝(4) を有するスピンドル(5) と、
その溶接ガン本体(1)とスピンドル(5) との間に設けられ、スピンドル(5) をその軸線方向の先端側に付勢する第１スプリング(6) と、
前記螺旋溝(4) に摺接自在に案内され、その溶接ガン本体(1) に対して非回転に保持されたスピンドル案内部材(7) と、を具備し、
スタッド(2) をスタッド保持手段(3) を介してスピンドル(5)の先端に取付て、そのスタッド(2) の先端を母材(11)に押しつけることにより、前記第１スプリング(6) が圧縮されて、そのスピンドル(5) が溶接ガン本体(1) に対して相対的に後方に移動すると共に、前記スピンドル案内部材(7) を介してスピンドル(5)がその軸線の回りに回転するように構成されたスタッド溶接ガン。
【請求項２】
請求項１において、
スピンドル(5) の後部外周にシリンダ(8)が被嵌され、シリンダ(8) とそのスピンドル(5) との間に前記第１スプリング(6) が介装されると共に、そのシリンダ(8) とスピンドル(5) との間に前記スピンドル案内部材(7) が設けられ、
シリンダ(8) をその先端側に付勢する第２スプリング(9) が、そのシリンダ(8) と溶接ガン本体(1) との間に介装され、
シリンダ(8) を溶接ガン本体(1) に対して回り止めしつつ、シリンダ(8) を軸線方向に移動可能とする回り止め案内手段(10)が、そのシリンダ(8) と溶接ガン本体(1) との間に設けられ、
前記第１スプリング(6)の付勢力が第２スプリング(9) のそれに比べて弱くされたスタッド溶接ガン。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記スタッド保持手段(3) が磁力によりスタッドの頭部を吸着する磁石体(3a)よりなり、その磁石体(3a)に溶接電流供給用の電源ケーブル(12)が接続され、
その電源ケーブル(12)は前記スピンドル(5) の回りに、それから離間して螺旋状にスピンドル(5) の軸線方向の後方に導かれ、
その電源ケーブル(12)の螺旋の方向が、スタッド(2) を母材(11)に押しつけたとき、そのスピンドル(5) の後方への相対移動および回転することに伴い、螺旋の直径を拡大する方向となるように構成されたスタッド溶接ガン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてコンタクト方式の溶接ガンであって、溶接の開始前に母材表面の塗膜や錆等の溶接障害物層を削り取り、溶接用スタッドと母材との間の溶接電流の良好な通電を行い、溶接の信頼性を向上させる溶接ガンに関する。
【背景技術】
【０００２】
溶接ガンの先端にスタッドを取り付けて、母材表面にそれを溶接固定するとき、母材表面に錆や塗料の塗膜等が付着されている場合には、溶接電流が流れにくくなり、溶接の信頼性に欠けるおそれがある。
【０００３】
そこで、スタッドを溶接ガンのシャフト先端に取り付けた状態で、そのシャフト自体をモータにより回転させ、スタッドの回転により母材表面の錆や塗膜等の溶接障害物層を削り取る装置が特開２００２−０７９３７７号に記載されている。更には回転駆動と共に、その駆動軸を軸線方向に往復動させる提案が特開２００３−０６２６７０号に記載されている。また、駆動装置を用いずに、手動で溶接ガンを押圧回転させてから、溶接する提案が特開平２−３０８０４６号公報に記載されている。
【０００４】
なお、スタッド溶接のスタッドは各種用途に用いられる。一例として、特公平６−７２４６５号公報には鉄鋼材の耐火被覆工法において、その被覆材を鉄鋼材に止着するためにスタッドを用いる。このスタッドは皿状の頭部を有し、その脚部先端を鉄鋼材に溶接するものである。また、同様のスタッドは断熱材をエアーダクトに止着するためにも用いられている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−０７９３７７号公報
【特許文献２】特開２００３−０６２６７０号公報
【特許文献３】特開平２−３０８０４６号公報
【特許文献４】特公平６−７２４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の錆取り等の機能を有するスタッド溶接装置は、溶接ガンのシャフトに電動モータを連結し、モータの駆動によってスタッドを回転させ、溶接障害物層を削り取るものである。このような溶接装置は、駆動モータが必要であり、そのスペースを要すると共に、溶接ガンの重量が重くなり使い勝手の悪い欠点があった。更には、駆動モータ用スイッチと溶接用のトリガースイッチとを別個に設け、それらを使い分ける必要があり、その点からも使い勝手の悪いものであった。
【０００７】
また、従来の手動による方法では、溶接ガンの重量の増加の問題はないものの、溶接のたびに溶接ガンを押圧回転させる別作業を伴うため、作業者への負担が大きく、特に天井等の上向き溶接では塗膜等の削り取りが効果的に行われ難かった。
そこで本発明は、このような従来の欠点を解決し、軽量で作業工程数の少ない溶接ガンの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の本発明は、溶接ガン本体(1) と、
その溶接ガン本体(1)に内装され、先端部に被溶接用のスタッド(2) を着脱自在に取り付けるスタッド保持手段(3) が設けられ、外周に螺旋溝(4) を有するスピンドル(5) と、
その溶接ガン本体(1)とスピンドル(5) との間に設けられ、スピンドル(5) をその軸線方向の先端側に付勢する第１スプリング(6) と、
前記螺旋溝(4) に摺接自在に案内され、その溶接ガン本体(1) に対して非回転に保持されたスピンドル案内部材(7) と、を具備し、
スタッド(2) をスタッド保持手段(3) を介してスピンドル(5) の先端に取付て、そのスタッド(2) の先端を母材(11)に押しつけることにより、前記第１スプリング(6) が圧縮されて、そのスピンドル(5) が溶接ガン本体(1) に対して相対的に後方に移動すると共に、前記スピンドル案内部材(7) を介してスピンドル(5)がその軸線の回りに回転するように構成されたスタッド溶接ガンである。
【０００９】
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
スピンドル(5) の後端部外周にシリンダ(8) が被嵌され、シリンダ(8) とそのスピンドル(5) との間に前記第１スプリング(6) が介装されると共に、そのシリンダ(8) とスピンドル(5) との間に前記スピンドル案内手段(7) が設けられ、
シリンダ(8) をその先端側に付勢する第２スプリング(9) が、そのシリンダ(8) と溶接ガン本体(1) との間に介装され、
シリンダ(8) を溶接ガン本体(1) に対して回り止めしつつ、シリンダ(8) を軸線方向に移動可能とする回り止め案内手段(10)が、そのシリンダ(8) と溶接ガン本体(1) との間に設けられ、
前記第１スプリング(6)の付勢力が第２スプリング(9) のそれに比べて弱くされたスタッド溶接ガンである。
【００１０】
請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２において、
前記スタッド保持手段(3) が磁力によりスタッドの頭部を吸着する磁石体(3a)よりなり、その磁石体(3a)に溶接電流供給用の電源ケーブル(12)が接続され、
その電源ケーブル(12)は前記スピンドル(5) の回りに、それから離間して螺旋状にスピンドル(5) の軸線方向の後方に導かれ、
その電源ケーブル(12)の螺旋の方向が、スタッド(2) を母材(11)に押しつけたとき、そのスピンドル(5) の後方への相対移動および回転することに伴い、螺旋の直径を拡大する方向となるように構成されたスタッド溶接ガンである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の溶接ガンは、スピンドル５の先端に取り付けたスタッド保持手段３を母材11に押し付けることにより、第１スプリング６が圧縮されて、スピンドル５が溶接ガン本体１に対して相対的に後方に移動すると共に、スピンドル案内部材７を介してスピンドル５が軸線の周りに回転するように構成されたから、構造が簡単でモータ等の動力を要することなく母材11表面の錆等の溶接障害物層18をスタッド２の回転によって削り取ることができる。しかも、溶接ガンの溶接作業に必要なスタッド２先端を母材11に押圧するという通常の工程に伴って母材11表面の溶接障害物層18を取り除くため、作業性が極めてよい。そして、溶接障害物層18取り除く作業等の後にそのまま溶接作業を行うことができる。
【００１２】
このことは従来の如く、溶接障害物層18取り除くために駆動モータのスイッチを入れ、スタッド２の先端を母材11表面に取り付けて溶接障害物層18を落とした後、その回転をストップさせ、次いで溶接作業に移るという不連続な複数の工程を不要とする。しかも、回転駆動のためのモータを不要とするから、溶接ガンを軽量化して、作業性を良好としうる。また、従来型のように手動による別工程での押圧回転作業を不要とするから溶接作業全体の時間を短縮できる。
【００１３】
上記構成において、スピンドル５の外周にシリンダ８を設け、シリンダ８自体を第２スプリング９によって付勢し、第１スプリング６の付勢力を第２スプリング９のそれに比べて弱くした場合には、スピンドル５を円滑に回転させつつ、第２スプリング９の所定の押圧力でスタッド２の先端部2cを母材11表面に圧接し、確実に溶接作業を行うことができる。
【００１４】
上記いずれかの構成において、スタッド保持手段３を磁石3aにより構成し、電源ケーブル12を螺旋状にスピンドル５の周りに配置してその先端を磁石3aに接続し且つ、スピンドル５を母材11に押し付けて、そのスピンドル５が溶接ガン本体１に対して、相対的に後方への移動及び回転をしたとき、電源ケーブル12の螺旋の方向がその直径を拡大する方向になるように構成した場合には、電源ケーブル12とスピンドル５とが接触することなく、円滑にスピンドル５を回転させ、母材11表面の錆等の溶接障害物層18の取り除き作業を円滑に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。図１は本発明の溶接ガンの要部縦断面図及びそのＢ−Ｂ矢視拡大略図である。また図２は、そのスピンドル５とスピンドル案内部材７との相対移動関係を示す説明図である。
【００１６】
このスタッド溶接ガンは、コンタクト方式のものであり、スタッド保持手段３にスタッド２を取り付け、その先端部2cを母材11に接触した状態で通電させるものである。
この実施例ではピストル状の外形を有するケーシングからなる溶接ガン本体１の銃身の内部にスピンドル５が軸方向に移動自在に収納されている。そして、スピンドル５の先端にはスタッド保持手段３が固定され、そのスタッド保持手段３にスタッド２が着脱自在に取り付けられるものである。
【００１７】
スピンドル５の後端部は、その外周にシリンダ８が被嵌され、シリンダ８の後端が第１バネ座16で閉塞され、その第１バネ座16とスピンドル５の後端との間に第１スプリング６が介装され、それによりスピンドル５を軸線方向先端側（同図では下方）に付勢している。
【００１８】
さらに、そのシリンダ８は後部プラグ21にその軸線方向へ移動自在に内装されている。そして、後部プラグ21先端の第２バネ座17とシリンダ８の先端部外周に突設された段付部との間に第２スプリング９か介挿され、それによりシリンダ８を軸線方向の先端側に付勢している。第２スプリング９の付勢力は第１スプリング６のそれよりも強く形成されている。
【００１９】
次に、スピンドル５の外周には螺旋溝４が２条互いに交差するように刻設されている。なお、この螺旋溝４は１条のみであってもよい。螺旋溝４の後端部は、スピンドル案内部材７の凸条部7aに摺接自在に案内されている。即ち、図２に示す如くスピンドル案内部材７はスピンドル５の外周を被嵌し、その内面に凸条部7aが突設され、それが螺旋溝４に摺接するように移動自在に嵌入する。
【００２０】
このスピンドル案内部材７は、その外周がシリンダ８に固定されている。そのシリンダ８は、図１（Ａ）に示す如く、その外周に突設されたガイド片20と溶接ガン本体１内面に形成されたガイドスリット19とからなる回り止め案内手段10によって周方向に回り止めされると共に、軸線方向には移動自在に保持されている。（図１（Ｂ）参照）
【００２１】
その結果、その回り止め案内手段10を介して、シリンダ８に固定されたスピンドル案内部材７自体も軸線の周りに回り止めされる。そして、その凸条部7aが図２の如く螺旋溝４に嵌入することにより、スピンドル５をスピンドル案内部材７に対して矢印の如く軸線方向後方に移動したとき、それを同図において右回りに回転する。
なお、シリンダ８の先端部外周は図示しないブッシュにより溶接ガン本体１に軸線方向へ移動自在に保持されている。
【００２２】
スピンドル５の先端に固定されたスタッド保持手段３は磁石3aからなり、スタッド２の頭部2bをその先端面に着脱自在に吸着する。磁石3aには、電源ケーブル12の先端部が通電可能に接続されている。電源ケーブル12は、接続端を除いて外周に絶縁材料で被服されている。そして、その電源ケーブル12がスピンドル５の外周に空間を有して螺旋状に軸線方向に導かれ、それが図示しない電源装置に接続される。
【００２３】
なお、その電源装置のＯＮとＯＦＦは、トリガー14とトリガースイッチ15を介して行われる。即ち、トリガー14を押し込むことによりトリガースイッチ15と接触させ、電源装置の回路をＯＮにする。それにより電源ケーブル12、磁石3aを介しスタッド２に溶接電流を供給するものである。
【００２４】
図５において、電源ケーブル12はスピンドル５の回転及び移動に伴って、実線の状態から鎖線の状態に変化する。即ち、スタッド２の先端部2cの先端を同図においては図示しない母材に押圧することにより、スピンドル５は溶接ガン本体１に対して相対的に図において上昇する。それと共に、スピンドル案内部材７の凸条部7aに案内されて回転する。
【００２５】
電源ケーブル12の先端はスタッド保持手段３に取り付けられ、スピンドル５の回転に伴うスタッド保持手段３の回転と共に回転し且つ、同図において軸方向の上方に移動し、その直径が拡大する。これは電源ケーブル12の螺旋方向がスタッド保持手段３の回転に伴って拡大する方向に予め螺回しているからである。それにより、電源ケーブル12とスピンドル５とが接触することを防止し、スピンドル５の円滑な回転を確保しうる。逆に言えば、電源ケーブル12の螺回方向を逆向きにすると、スタッド保持手段３の回転により電源ケーブル12の半径が縮小しスピンドル５に巻きつく。
【００２６】
（作用）
次に、本発明のスタッド溶接ガンでスタッド２を母材11に溶接する方法の一例につき述べる。永久磁石からなる磁石3aにスタッド２の頭部2bを吸着させる。このスタッド２は軸部2aの先端部2cが図３（Ａ）〜（Ｃ）の如く形成されている。即ち、先端部2cは断面がＶ字状のナイフエッジに形成されている。このようなスタッド２の頭部2bを磁石3aに吸着する。その状態で図４（Ａ）の如くスタッド２の先端部2cを母材11に押し当てる。
【００２７】
この例では母材11の表面に錆又は塗膜等の溶接障害物層18が被覆されている。そこで、溶接ガン本体１を母材11側に押し込む。すると、図１においてスピンドル５は第１スプリング６に抗して、溶接ガン本体１に対し相対的に上昇移動する。すると、その移動に伴って、スピンドル案内部材７の凸条部7aと螺旋溝４とが摺接案内されているため、スピンドル５自体がその軸線周りに回転し、スタッド２を回転させる。すると、図４（Ｂ）の如く溶接障害物層18を円形に削り取る。
【００２８】
そこで、図１のトリガー14を引くことによりトリガースイッチ15と接触させ、電源装置の回路をＯＮにする。電源ケーブル12を介してスタッド２の先端部2cと母材11との間に通電を行い、その先端部2cを溶融させ、図4（Ｃ）の如くそれらの間に溶接部13を形成させる。
なお、このとき第２スプリング９の付勢力及び第１スプリング６の付勢力により、スタッド２の先端部2cと母材11表面とは接触状態を維持している。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のスタッド溶接ガンの要部縦断面図及びそのＢ−Ｂ矢視断面略図。
【図２】本発明の溶接ガンのスピンドル５とスピンドル案内部材７との関係を示す説明図。
【図３】本発明の溶接ガンの先端に取り付けられるスタッド２の一例を示し、（Ｂ）はそのＢ部拡大正面図、（Ｃ）は同側面図である。
【図４】本発明のスタッド溶接ガンの作用を示す説明図。
【図５】同溶接ガンのスピンドル５の回転時における電源ケーブル12の説明図。
【符号の説明】
【００３０】
１  溶接ガン本体
1a  端部カバー
1b  ハンドル
２  スタッド
2a  軸部
2b  頭部
2c  先端部  
【００３１】
３  スタッド保持手段
3a  磁石  
４  螺旋溝  
５  スピンドル  
６  第１スプリング  
７  スピンドル案内部材  
7a  凸条部  
【００３２】
８  シリンダ  
９  第２スプリング  
10  回り止め案内手段  
11  母材  
12  電源ケーブル  
13  溶接部  
14  トリガー
【００３３】
15  トリガースイッチ  
16  第１バネ座  
17  第２バネ座  
18  溶接障害物層  
【００３４】
19  ガイドスリット  
20  ガイド片  
21  後部プラグ  
22  断熱材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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