(57)【要約】      （修正有）【課題】パネルにプロジェクション抵抗溶接するためのファスナーを提供する。【解決手段】該ファスナーは、例えばネジ形成スタッド又は一体となったナット等の固定要素を有するベースを備える。ベースと一体に形成された複数の突起部が、前記パネルと係合するためベースから延在し、電気抵抗溶接によってパネルに溶接される。溝が、パネルに面したベース内に設けられ、熱活性の膨張可能シーラー材料で充填される。電気抵抗溶接の間又はオーブン内でのベースの加熱時には、シーラーは、ベースとパネルとの間の任意のギャップを充填し、密封するように膨張する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネルにプロジェクション抵抗溶接するためのファスナーであって、
一体となった固定要素を有するベースと、
前記ベースと一体に形成され且つ前記パネルへのプロジェクション電気抵抗溶接のため該パネルと係合するように該ベースから延在する、複数の突起部と、
前記ベース内に設けられた溝と、
前記ベースと前記パネルとの間にシール部を形成するため該ベースの加熱時に熱膨張する、前記溝内に堆積された熱活性の膨張可能シーラー材料と、
を備える、ファスナー。
【請求項２】
前記固定要素は、前記ベースから延在するスタッドである、請求項１に記載のファスナー。
【請求項３】
前記スタッドには、ネジが形成されている、請求項２に記載のファスナー。
【請求項４】
前記固定要素は、内側にネジが形成された孔を有するナットである、請求項２に記載のファスナー。
【請求項５】
前記溝は、前記ベースの周りに周方向に延在する、請求項１に記載のファスナー。
【請求項６】
前記溝は、前記突起部よりも更に外側寄りに前記ベース上に配置されている、請求項５に記載のファスナー。
【請求項７】
前記溝は、前記突起部の内側寄りに前記ベース上に配置されている、請求項５に記載のファスナー。
【請求項８】
前記ベース内に設けられた溝は、前記ベースと前記パネルとの密封接触状態へと膨張するのに十分な熱膨張性シーラーを収容する複数の個別のポケットである、請求項１に記載のファスナー。
【請求項９】
前記シーラーは、前記パネルへの前記突起部の前記プロジェクション電気抵抗溶接の間に、加熱され、膨張する、請求項１に記載のファスナー。
【請求項１０】
前記シーラーは、前記パネルへの前記突起部の前記プロジェクション電気抵抗溶接の間に、少なくとも部分的に膨張し、前記ファスナー及び前記パネルをオーブン内で加熱することによって部分的に膨張する、請求項１に記載のファスナー。
【請求項１１】
アパーチャを有するパネルへのプロジェクション抵抗溶接のためのファスナーであって、
一体となった固定要素を有するベースと、
前記ベースと一体に形成され該パネルと係合するように該ベースから延在する複数の突起部であって、該複数の突起部は、前記ファスナーと前記パネルとの間で溶接電流を通過させたとき、前記パネルにプロジェクション電気抵抗溶接されるように構成される、前記複数の突起部と、
前記ベース内に設けられた、熱活性の膨張可能シーラー材料を収容する溝であって、該シーラー材料は、前記ベースと前記パネルとの間の任意の空間を密封するため前記突起部の前記パネルへのプロジェクション抵抗溶接の間に、前記シーラーの電気抵抗加熱で加熱される、前記溝と、
を備える、ファスナー。
【請求項１２】
前記固定要素は、前記ベースから延在するスタッドであり、前記パネル内の前記アパーチャを通して延在するように構成される、請求項１０に記載のファスナー。
【請求項１３】
前記スタッドには、ネジが形成されている、請求項１２に記載のファスナー。
【請求項１４】
前記固定要素は、内側にネジが形成された孔を有するナットであり、該孔は前記パネルの前記アパーチャと整列するように構成されている、請求項１２に記載のファスナー。
【請求項１５】
前記溝は、前記ベースの周りに周方向に延在し、前記パネル内の前記アパーチャを完全に取り囲み、これによって、前記ベースと前記パネルとの間の任意の空間を密封する、請求項１１に記載のファスナー。
【請求項１６】
前記溝は、前記突起部よりも更に外側寄りに前記ベース上に配置されている、請求項１５に記載のファスナー。
【請求項１７】
前記溝は、前記突起部の内側寄りに前記ベース上に配置されている、請求項１５に記載のファスナー。
【請求項１８】
前記ベース内に設けられた溝は、前記ベースと前記パネルとの密封接触状態へと膨張するのに十分な熱膨張性シーラーを収容する複数の個別のポケットである、請求項１１に記載のファスナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アパーチャパネルにプロジェクション溶接されたファスナーと、ファスナーとパネルとの間の隙間に適用されたシーラーとに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車業界及び他の産業では、例えばネジ式スタッド又はナット等のファスナーを、シート金属パネル又は他の部材に溶接することができることが知られている。ファスナーは、パネルに溶接される表面上に形成された多数の突起部を有している。電極がファスナーに適用され、バックアップ電極がパネルに適用される。電気抵抗溶接電流は、電極を通して伝達され、突起部を通して集中され、突起部とパネルとの間で電気抵抗溶接部を形成する。
【０００３】
多数の用途では、パネルが、ファスナーと整列するアパーチャを有する。ネジ式スタッドの場合では、ネジ式スタッドは、アパーチャを通して延在することができる。ファスナーがナットである場合には、ナットにねじ込まれるボルトがアパーチャを通して延在することができる。いずれの場合でも、ファスナー上に形成された突起部は、典型的にはファスナーのベースとパネルとの間に小さなギャップを残す。ノイズ、液体若しくは気体状物質の通過を防止するためこの小さなギャップを密封することが望ましい。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
パネルにプロジェクション抵抗溶接するためのファスナーが提供される。該ファスナーは、例えばネジ形成スタッド又は一体となったナット等の固定要素を有するベースを備える。複数の突起部が、前記ベースと一体に形成され、前記パネルと係合し電気抵抗溶接によってパネルに溶接されるように該ベースから延在する。溝が、パネルに面したベース内に設けられ、熱活性の膨張可能シーラー材料で充填される。電気抵抗溶接の間のベースの加熱時には、シーラーは、ベースとパネルとの間の任意のギャップを充填し、密封するように膨張する。
【０００５】
本発明の用途の更なる領域は、以下に提供された詳細な説明から明らかとなる。次の詳細な説明及び特定の例は、本発明の一例としての実施例を示しているが、図示の目的だけが意図されており、本発明の範囲を制限するものではない。
【０００６】
本発明は、詳細な説明及び添付図面からより完全に理解されるようになる。
【実施例】
【０００７】
幾つかの一例としての実施例の次の説明は、その本質上単なる例示であり、本発明、その用途又はその使用法を制限するものではない。
図１を参照すると、シート金属パネル１０はアパーチャ１を有する。従来技術の溶接スタッド１４は、表面１８を有する円形ベース１６を備え、該表面からは、複数の突起部２０が延在している。ネジ軸部２２は、ベース１６の表面１８から延在する。図１は、突起部２０がパネル１０と係合し、ネジ軸部２２がパネル１０のアパーチャ１２を通って延在した状態で、パネル１０上に配置された溶接スタッド１４を示している。
【０００８】
図２は、パネル１０に溶接された突起部を有する溶接スタッド１４を示している。プロジェクション溶接作業は、固定器具の産業で周知されており、溶接スタッド１４のベース１６に対して電極上に位置決めし、パネル１０上にバックアップ電極を配置する、各工程を備える。電気溶接電流が適用され、溶接スタッド１４とパネル１０との間に溶接部２４を形成するため突起部２０とパネル１０との間の接触点で電気抵抗加熱を誘起する。しかし、図２に示されるように、突起部の高さは、ギャップ２６がベース１６の表面１８とパネル１０との間に残っているように、定められている。そのようなギャップ２６の存在と、突起部２０がベース１６の周囲の周りにインターバル間隔で隔てられているという事実とによって、湿気、ガス又はノイズのアパーチャ１２を通した通過が可能となり得る。従って、ギャップ２６を閉塞させるためシーラーのビードを塗布することが知られている。シーラーは、溶接作業の後に塗布され、便利には、ポンプ、ホース及びノズルが使用され、製造作業に労力、コスト及び複雑さを追加する。図２に示されるように、シーラーは、ネジ軸部２２を取り囲むシーラー３０のビード、又は、ベース１６を取り囲むシーラー３２のビードとして塗布することができる。
【０００９】
図３及び図４を参照すると、新しい改善された溶接スタッド４０は、ネジ軸部４４が延在しているところのベース４２を有するものとして示されている。ベース４２は、周囲部の周りに隔てられ且つベース４２の下側５４から延在している複数の突起部４６、４８、５０及び５２を有する。環状溝５６は、ネジ軸部４４と突起部４６、４８、５０及び５２との中間にあるベース４２の下側５４内に設けられ、ネジ軸部４４を取り囲んでいる。環状溝５６は、ネジ軸部の外側寄りで突起部４６，４８、５０及び５２の内側寄りにある。例えば、ヘンケル社から市販されているテロスタット（Ｒ）４６００ＭＳ−ＣＤ４７３Ｈ（ＴＭ）熱膨張性シーラー５８のビードは、溶接スタッド４０の製造業者により溝５６内に埋め込まれている。
【００１０】
図５は、アパーチャ６２を有するパネル６０に取り付けられた溶接スタッド４０を示している。電気抵抗溶接電流は、溶接スタッド４０及びパネル６０に印加された。溶接電流は、突起部８６、８８、９０及び９２の各々とパネル６０との間で溶接部６４の形成を引き起こした。ベース４２の下側５４は、下側５４とパネル６０との間にギャップ６８が存在するように、パネル６０の表面の幾分上方で間隔を隔てられたままである。アパーチャ６２の壁とネジ軸部４４との間にもギャップ７０が存在している。しかし、電気抵抗溶接作業の間に発生した熱は、熱膨張性シーラー５８のビードを膨張させ、流体、ガス、ノイズのいずれもアパーチャ６２を通過しないように、ギャップ６８及びギャップ７０を充填させた。
【００１１】
図６及び図７は、本発明の別の実施例を示しており、ベース８２と、ネジ形成ボア８５を有する内側ネジ形成ナット８４とを有する溶接ナット８０が示されている。ベース８２は、周囲の周りに間隔を隔てられ且つベース８２の下側９４から延在する複数の突起部８６、８８，９０及び９２を有する。環状溝９６は、突起部４６、４８、５０及び５２の内側寄りにベースの下側９７に設けられている。熱膨張性シーラー９８のビードは、溶接ナット８０の製造業者により溝９６内に埋め込まれている。
【００１２】
図８は、ネジ形成ボア８５と整列するアパーチャ１０２を有するパネル１００に取り付けられた溶接ナット８０を示している。電気抵抗溶接電流は、溶接ナット８０及びパネル１００に印加された。溶接電流は、突起部８６、８８、９０及び９２の各々とパネル６０との間で溶接部１０４の形成を引き起こした。ベース８２の下側は、ベース８２の下側９７とパネル１００との間にギャップ１０８が存在するように、パネル１００の表面の幾分上方で間隔を隔てられたままである。しかし、電気抵抗溶接作業の間に発生した熱は、熱膨張性シーラー９８のビードを膨張させ、流体、ガス、ノイズのいずれもベース８２及びパネル１００の間を通過しないように、ギャップ１０８を充填させた。
【００１３】
図９は、ファスナー１１０が、下側表面１１４を備えたベース１０２を有する溶接ナットである、本発明の別の実施例の底面図である。突起部１１６、１１８及び１２０は、下側表面１１４から下方に延在し、パネルに溶接された突起部であるように構成されている。環状溝１２４は、下側表面１１４上に設けられ、熱膨張性シーラー１２８と充填されている。図９の実施例では、シーラー１２８のための溝１２４は、突起部１１６，１１８及び１２０の外側寄りである。
【００１４】
図１０は、ファスナー１３０が下側表面１３４を有するベース１３２を持つ、本発明の更に別の実施例の底面図である。突起部１３６、１３８及び１４０が、下側表面１３４から下方に延在し、パネルにプロジェクション溶接されるように適合されている。間隔を隔てたポケット１４４，１４６及び１４８の形態の溝は、下側表面１３４内に設けられ、シーラーの膨張がベース１４２と、ファスナー１３０がプロジェクション溶接されるパネルとの間に存在する全ギャップを完全に密封するのに十分にシーラーを膨張させ流動化させることを確実にするため熱膨張性シーラー１５２の十分な体積を含んでいる。図１０は、突起部と同じ直径でベース１３２の周囲の周りに交互に並んだ突起部及びポケットを示している。ポケットは、所望ならば突起部の内側寄り又は外側寄りのいずれにも着座させることができることが理解されよう。
【００１５】
本発明の前述した説明は、その本質上単なる例示であり、かくして、その変形は、本発明の範囲内であることが意図されている。従って、熱膨張性シーラーを格納するための溝は、突起部の内側寄りであってもよく、又は溝が突起部の外側寄りに配置されてもよい。更に加えて、溝は、ベースの周りに連続する環状溝とすることができ、又は、溝はベース内に形成され、シーラーの膨張がベースとパネルとの間に存在する全ギャップを完全に密封するのに十分にシーラーを膨張させ流動化させることを確実にするため内部に埋め込まれたシーラーの十分な体積を格納する、間隔を隔てたポケットにより提供されてもよい。図面は、断面が半円である溝を示しているが、該溝は任意の断面形状を持つことができる。
【００１６】
熱膨張性シーラーは、温度と、プロジェクション溶接プロセスの間にファスナーベース及び突起部の電気抵抗加熱の間に発生する加熱の期間と、に応じて熱膨張するように、選択され、形成されることが好ましい。しかし、幾つかの用途では、ファスナー及びパネルが、例えば塗料硬化オーブン等のオーブン内で加熱され、又は、該膨張がプロジェクション溶接プロセスの間に部分的に発生し、塗料硬化オーブン内の加熱の間に部分的に発生するまでは、熱膨張は発生しない。
【００１７】
熱膨張性シーラーは、ヘンケル社から市販されているテロスタット（Ｒ）４６００ＭＳ−ＣＤ４７３Ｈ（ＴＭ）、又は、プロジェクション溶接プロセスの間若しくは例えば塗料硬化オーブン等のオーブンを通したファスナー及びパネルの引き続く処理の間に形成された熱により加熱されたとき膨張可能となる望ましい特性を示す、他の任意のシーラー又は接着剤又は接着性シーラーであってもよい。
【００１８】
更には、図面は、溶接スタッド４０及び溶接ナット８０であるファスナーの例を示しているが、ファスナーは、例えば、リベット、クリップ、又は、パネル若しくは他の作業部品へのプロジェクション溶接のため突起部を備えたベースを有する他のファスナー等、他の任意の既知のファスナー設計に基づいていてもよい。
【００１９】
更には、図面は、ファスナーベースの表面５４又は９７内に強調された深さで切削されたものとして溝を示しているが、当該溝は、シーラーに必要な体積を表面１８上に蓄えることを可能にするのに十分な高さに突起部を設けることによって、より簡単に形成することもできる。
【００２０】
前述した説明は、パネルに溶接されたファスナーに言及しているが、当該パネルは、鋳造、鍛造又は打ち抜き等、金属製造の任意の対象であることが理解されよう。
かくして、本発明は、２次密封作業や製造プラントの設備のための必要性を無くした、新たな改善されたプロジェクション溶接ファスナーを提供することが理解されよう。  
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、パネルのアパーチャに着座した従来技術の溶接スタッドを部品を破断させて断面で示した側面図である。
【図２】図２は、パネルに溶接された図１の溶接スタッドと、従来技術の溶接スタッドとパネルとの間のギャップを密封するため塗布されたシーラーと、を示す図である。
【図３】図３は、新たに改善された溶接スタッドを、部品を破断させて断面で示した側面図である。
【図４】図４は、図３の溶接スタッドの底面図である。
【図５】図５は、アパーチャ形成パネルに溶接され、密封された図３及び図４の溶接スタッドを示す。
【図６】図６は、溶接ナットを示す本発明の第２の実施例の側面図である。
【図７】図７は、アパーチャを有するパネル上に配置され、溶接及び密封のため準備された、図６の溶接ナットの底面図である。
【図８】図８は、パネルに溶接され、密封された図６及び図７の溶接スタッドを示す。
【図９】図９は、溶接ナットの更に別の実施例の底面図である。
【図１０】図１０は、本発明の更に別の実施例の底面図である。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
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