(57)【要約】【課題】薄い鋼板のような母材に対しても、継ぎ手強度を下げることなく安定した溶接を行うことができるスタッドボルトを提供すること。【解決手段】頭部１と軸部２の間にフランジ部３を設けるとともに、頭部１をアーク溶接により母材Ｍに固着するようにしたスタッドボルトにおいて、頭部１の直径Ｄ１を軸部２の直径Ｄ２の１．０〜１．３倍に、フランジ部３の直径Ｄ３を軸部２の直径Ｄ２の２．０〜２．５倍にそれぞれ形成するとともに、頭部１の溶接面４からフランジ部３までの高さＨ０を１．２〜１．８ｍｍとし、かつ、頭部１の溶接面４の外周部とフランジ部３の外周部とを、軸部２の直径Ｄ２の１．４〜１．７倍の位置を挟んで軸部２と直交する平面に対する傾斜角度θ６、θ７が中心側より外周側が小さくなるように変化する円錐台部６、７で接続するようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
頭部と軸部の間にフランジ部を設けるとともに、頭部をアーク溶接により母材に固着するようにしたスタッドボルトにおいて、頭部の直径を軸部の直径の１．０〜１．３倍に、フランジ部の直径を軸部の直径の２．０〜２．５倍にそれぞれ形成するとともに、該頭部の溶接面からフランジ部までの高さを１．２〜１．８ｍｍとし、かつ、頭部の溶接面の外周部とフランジ部の外周部とを、軸部の直径の１．４〜１．７倍の位置を挟んで軸部と直交する平面に対する傾斜角度が中心側より外周側が小さくなるように変化する円錐台部で接続するようにしてなることを特徴とするスタッドボルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スタッドボルトに関し、特に、薄い鋼板のような母材に対しても、継ぎ手強度を下げることなく安定した溶接を行うことができるスタッドボルトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の組み立て工程において、自動車のボディを構成するような薄い鋼板にも多数のスタッドボルトが溶接され、部品の取付等に使用されている。
このような薄い鋼板にスタッドボルトを溶接する場合、継ぎ手強度を上げるとともに、ナットの締め付けを安定させるために、図３に示すように、頭部１の溶接面の直径Ｄ１を約９ｍｍと大径にするとともに、頭部１と軸部２の間に、締付部品ＷをナットＮとで挟着するフランジ部３を設けたラージフランジ型のスタッドボルトＢ’が使用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、溶接部径が大きいラージフランジ型のスタッドボルトＢ’は、継ぎ手強度は優れるものの、溶接面積が大きいことから薄い鋼板からなる母材Ｍに与える影響が大きくなる。
特に、頭部１の溶接面４からフランジ部３までの高さＨ１が１ｍｍ程度しかないため、図２（ａ）に示すように、溶接時にアークがフランジ部３の下面まではい上がり、フランジ部３の下面まで母材Ｍに溶接されることがあり、余分な溶接電流が放出されることから、０．６５ｍｍから０．６ｍｍ以下に移行しつつある鋼板（母材Ｍ）の最低板厚に対応することが困難であるという問題を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１７７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来のスタッドボルトが有する問題点に鑑み、薄い鋼板のような母材に対しても、継ぎ手強度を下げることなく安定した溶接を行うことができるスタッドボルト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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のスタッドボルトは、頭部と軸部の間にフランジ部を設けるとともに、頭部をアーク溶接により母材に固着するようにしたスタッドボルトにおいて、頭部の直径を軸部の直径の１．０〜１．３倍に、フランジ部の直径を軸部の直径の２．０〜２．５倍にそれぞれ形成するとともに、該頭部の溶接面からフランジ部までの高さを１．２〜１．８ｍｍとし、かつ、頭部の溶接面の外周部とフランジ部の外周部とを、軸部の直径の１．４〜１．７倍の位置を挟んで軸部と直交する平面に対する傾斜角度が中心側より外周側が小さくなるように変化する円錐台部で接続するようにしてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のスタッドボルトによれば、頭部と軸部の間にフランジ部を設けるとともに、頭部をアーク溶接により母材に固着するようにしたスタッドボルトにおいて、頭部の直径を軸部の直径の１．０〜１．３倍に、フランジ部の直径を軸部の直径の２．０〜２．５倍にそれぞれ形成するようにすることにより、継ぎ手強度を上げるとともに、ナットの締め付けを安定させることができる。
そして、頭部の溶接面からフランジ部までの高さを１．２〜１．８ｍｍとし、かつ、頭部の溶接面の外周部とフランジ部の外周部とを、軸部の直径の１．４〜１．７倍の位置を挟んで軸部と直交する平面に対する傾斜角度が中心側より外周側が小さくなるように変化する円錐台部で接続することにより、溶接時にアークのフランジ部へのはい上がりを防止し、フランジ部の下面全面の母材への溶接を防止するとともに、溶接電流を低減し、これにより、例えば、０．６ｍｍ等の薄い鋼板に溶接が可能になるなど、溶接条件の許容範囲を広くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のスタッドボルトの一実施例を示す正面図である。
【図２】（ａ）本実施例のスタッドボルトと（ｂ）比較例のスタッドボルトの溶接時のアークの発生状態を示す説明図である。
【図３】従来のラージフランジ型のスタッドボルトを示す説明図で、（ａ）はその正面図、（ｂ）は母材に溶接した状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明のスタッドボルトの実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１に、本発明のスタッドボルトの一実施例を示す。
このスタッドボルトＢは、頭部１と軸部２の間にフランジ部３を設けるとともに、頭部１をアーク溶接により母材Ｍに固着するようにしたスタッドボルトにおいて、頭部１の直径Ｄ１を軸部２の直径Ｄ２の１．０〜１．３倍に、フランジ部３の直径Ｄ３を軸部２の直径Ｄ２の２．０〜２．５倍にそれぞれ形成するとともに、頭部１の溶接面４からフランジ部３までの高さＨ０を１．２〜１．８ｍｍとし、かつ、頭部１の溶接面４の外周部とフランジ部３の外周部とを、軸部２の直径Ｄ２の１．４〜１．７倍の位置（直径Ｄ４の位置）を挟んで軸部２と直交する平面に対する傾斜角度θ６、θ７が中心側より外周側が小さくなるように変化する円錐台部６、７で接続するようにしている。
【００１１】
軸部２は、本実施例では、Ｍ６の雄ねじに形成されており、軸部２と頭部１の間には、直径Ｄ３が軸部２の直径Ｄ２の２．０〜２．５倍（本実施例においては、約１３ｍｍ）、厚さＨ３が０．５〜１．０ｍｍ程度の円板状のフランジ部３が一体に形成されている。
ここで、フランジ部３は、スタッドボルトＢに締付部品Ｗを固定する際に、締付部品ＷをナットＮとの間で挟着することにより、ナットＮの締結力がスタッドボルトＢの溶接部に作用しないようにするためのものである。
【００１２】
頭部１は、その溶接面４からフランジ部３までの高さＨ０を１．２〜１．８ｍｍ、好ましくは、１．３〜１．５ｍｍ程度に形成されている。
なお、頭部１の溶接面４より先端側には、スタッドボルトの溶接時に溶融することにより母材Ｍへの固着に供される円錐形状の溶融結合部５が設けられている。
また、頭部１（溶接面４）の直径Ｄ１は、軸部２の直径Ｄ２の１．０〜１．３倍（本実施例においては、約７ｍｍ）に形成するようにしており、これにより、鋼板（母材Ｍ）の板厚が薄い場合でも溶接面積を小さくして安定した溶接ができるようにしている。
【００１３】
さらに、このスタッドボルトＢは、頭部１の溶接面４の外周部とフランジ部３の外周部とを、軸部２の直径Ｄ２の１．４〜１．７倍の位置を挟んで軸部２と直交する平面に対する傾斜角度θ６、θ７が中心側より外周側が小さくなるように変化する円錐台部６、７で接続するようにしている。
本実施例において、円錐台部６、７の傾斜角度θ６、θ７は、中心側の第１円錐台部６の傾斜角度θ６が約４０°、外周側の第２円錐台部７の傾斜角度θ７が約２０°になるように形成されている。
【００１４】
ここで、円錐台部６、７の傾斜角度が変化する位置である直径Ｄ４及びその位置からフランジ部３までの高さＨ２を含む、具体的な実施例及び比較例（図３（ａ）に示す従来のラージフランジ型のスタッドボルトＢ’）の諸元値を、表１に示す。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
このスタッドボルトＢによれば、頭部１と軸部２の間にフランジ部３を設けるとともに、頭部１をアーク溶接により母材Ｍに固着するようにしたスタッドボルトにおいて、頭部１の直径Ｄ１を軸部２の直径Ｄ２の１．０〜１．３倍に、フランジ部３の直径Ｄ３を軸部２の直径Ｄ２の２．０〜２．５倍にそれぞれ形成するようにすることにより、継ぎ手強度を上げるとともに、ナットＮの締め付けを安定させることができる。
そして、頭部１の溶接面４からフランジ部３までの高さを１．２〜１．８ｍｍとし、かつ、頭部１の溶接面４の外周部とフランジ部３の外周部とを、軸部２の直径Ｄ１の１．４〜１．７倍の位置（直径Ｄ４の位置）を挟んで軸部２と直交する平面に対する傾斜角度θ６、θ７が中心側より外周側が小さくなるように変化する円錐台部６、７で接続することにより、図２（ｂ）に示すように、溶接時にアークのフランジ部３へのはい上がりを防止し、フランジ部３の下面全面の母材Ｍへの溶接を防止するとともに、溶接電流を低減し、これにより、例えば、０．６ｍｍ等の薄い鋼板（母材Ｍ）に溶接が可能になるなど、溶接条件の許容範囲を広くすることができる。
【００１７】
ここで、溶接時にアークのフランジ部３へのはい上がりについて、詳しく説明すると、従来のラージフランジ型のスタッドボルトＢ’においては、図２（ａ）に示すように、溶接時にアークが、頭部１の直径Ｄ１に留まらず、フランジ部３の直径Ｄ３に不均一に広がり、フランジ部３の下面まで母材Ｍに溶接されるとともに、余分な溶接電流が放出され、薄い鋼板（母材Ｍ）に対応することが困難で、高精度の溶接条件の設定が要求される。
これに対して、このスタッドボルトＢによれば、図２（ｂ）に示すように、溶接時にアークが、頭部１の直径Ｄ１を超えても、円錐台部６、７の傾斜角度が変化する位置である直径Ｄ４で留まって（広がり方も均一に広がる。）フランジ部３の直径Ｄ３に広がりにくく、フランジ部３の下面全面の母材Ｍへの溶接を防止するとともに、溶接電流を低減し、薄い鋼板（母材Ｍ）に対応することが容易で、広い範囲での溶接条件の設定が可能となる。
【００１８】
以上、本発明のスタッドボルトについて、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明のスタッドボルトは、薄い鋼板のような母材に対しても、継ぎ手強度を下げることなく安定した溶接を行うことができるという特性を有していることから、例えば、板厚を薄くすることが要請されている自動車ボディの製作の用途に特に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００２０】
１  頭部
２  軸部
３  フランジ部
４  溶接面
５  溶融結合部
６  円錐台部（第１円錐台部）
７  円錐台部（第２円錐台部）
Ｂ  スタッドボルト
Ｍ  母材
Ｎ  ナット
Ｗ  締付部品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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