(57)【要約】【課題】  スタッド１の装着部５への応力集中を軽減して施工時の破損や使用時における疲労破壊を防止する。【解決手段】  有底筒体２の開口部４側に固定具螺着用の装着部５を設け、装着部５から軸方向に延長する中空部３の内径が装着部５に装着される固定具の外径より拡大したスタッドにおいて、装着部５の外径を中空部３の外径と同じか又はそれより大きく形成する。そしてスタッド１で２つの部材を接合する際に、装着部５にボルト等の固定具が装着される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒体２の開口部４側に固定具螺着用の装着部５が設けられ、装着部５から軸方向に延長する中空部３の内径が装着部５に装着される固定具の外径より拡大されているスタッドにおいて、前記装着部５の外径が中空部３の外径と同じか又はそれより大きく形成されていることを特徴とするスタッド。
【請求項２】
請求項１において、前記装着部５の内周面に外ネジ部を有する固定具を螺着するための内ネジ部６またはタッピングネジからなる固定具を嵌着するための嵌着部６ａが形成されていることを特徴とするスタッド。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記有底筒体２の底部が被溶接体である部材２０への溶接部またはその部材２０に設けた圧入孔への圧入部８としたことを特徴とするスタッド。
【請求項４】
棒状体１０の一方の端部１０ａから底部を残して中空部３が形成され、且つ、前記一方の端部１０ａから軸方向に所定長だけ延長する拡大外径部１４とそれから他方の端部まで延長する非拡大外径部１５を有する有底筒体２を用意し、絞り加工により前記拡大外径部１４の外径を非拡大外径部１５の外径と同一か、又はそれより大きな外径に縮小成形するとともに、拡大外径部であった部分の内径を縮小成形し、その縮小した部分に固定具螺着用の装着部５を形成することを特徴とするスタッドの製造方法。
【請求項５】
請求項４において、前記有底筒体２は、棒状体１０の一方の端部から底部を残して中空部３を形成した後、段差部を有するダイス型１１の挿入穴１２に挿入し、次いで軸方向に圧造加工して前記拡大外径部１４を形成することにより製造したことを特徴とするスタッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として一対の部材を所定の間隔で接合するために使用されるスタッドおよびその製造方法に関し、特にスタッドにボルト孔が形成され、そこにボルト等の固定具を螺着するための螺着部を設けたスタッドおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機器の内部基板にプリント板を浮かせて取付ける場合など、２枚の板状の部材を所定間隔で接合する際にはスタッドが多く使用される。そのようなスタッドとして棒状の本体に内ネジ部からなる螺着部を形成したものがある。このスタッドで２つの部材を接合するには、先ず本体の底部を一方の部材にスタッド溶接等により接合し、次にその螺着部に他方の部材のボルト孔が一致するように合わせ、固定具であるボルトをボルト孔から挿通して螺着部に螺着する。
【０００３】
また他の形式のスタッドとして、タッピングネジを使用して２つの部材を接合するものがある。このスタッドは棒状の本体の軸方向に細長い中空部が形成され、その中空部にタッピングネジを螺着することによって接合する。
【０００４】
しかし、前記スタッドは下孔の全長に渡り内ネジ部を成形する必要があり、ねじ加工に時間がかかり、製造効率が悪い。また、ねじを切削加工する場合には、材料の歩留まりが悪くなり加工屑も増加する。更に、そのネジ長の管理が面倒である。その問題を解決するため、先に本出願人は本体の全長に内ネジ部を成形する必要のないスタッドを特許文献１で提案した。
【０００５】
特許文献１のスタッドは、その図１に示されているように、有底筒体２の開口部４側に固定具螺着用の装着部５を設け、装着部５から軸方向に延長する中空部３の内径を装着部５に装着される固定具の外径より拡大したことを特徴としている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１４７２７号公報（特許請求の範囲および図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし特許文献１の実施例に記載されたスタッドは、その装着部５の内径を中空部３よい小さくするため，全長に渡り外径が同一の棒状体を絞り加工して製造される。そのため該部分の外径は必然的に他の部分より縮小される。装着部５の外径が縮小すると、それにボルト等の固定具を螺着する際、または接合部材に外力が加わると比較的小さい断面積の装着部５にそれら応力が集中するので、組立て時の破損や使用時の疲労破壊の原因となる場合がある。またスタッド上面の面積が小さいので、組立て時に部材を支持させる際に不安定になり易いという問題も残されている。
【０００８】
そこで本発明はこのような問題を解決することを課題とし、そのための改良されたスタッドを提供することを目的とする。また本発明は前記改良されたスタッドを簡単且つ低コストで効率よく製造する方法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】
【０００９】
すなわち本発明のスタッドは、有底筒体の開口部側に固定具螺着用の装着部を設け、その装着部から軸方向に延長する中空部の内径を装着部に装着する固定具の外径より拡大したスタッドにおいて、前記装着部の外径を中空部の外径と同じか又はそれより大きく形成したことを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
上記スタッドにおいて、前記装着部の内周面に外ネジ部を有する固定具を螺着するための内ネジ部またはタッピングネジからなる固定具を嵌着するための嵌着部を形成することができる（請求項２）。
【００１１】
上記いずれかのスタッドにおいて、前記有底筒体の底部が被溶接体である部材への溶接部またはその部材に設けた圧入孔への圧入部とすることができる（請求項３）。
【００１２】
また、本発明のスタッドの製造方法は、棒状体の一方の端部から底部を残して中空部が形成され、且つ、前記一方の端部から軸方向に所定長だけ延長する拡大外径部とそれから他方の端部まで延長する非拡大外径部を有する有底筒体を用意し、絞り加工により前記拡大外径部の外径を非拡大外径部の外径と同一か又はそれより大きな外径に縮小成形するとともに、拡大外径部であった部分の内径を縮小成形し、その縮小した部分に固定具螺着用の装着部を形成することを特徴とする（請求項４）。
【００１３】
上記スタッドの製造方法において、前記有底筒体は、棒状体の一方の端部から底部を残して中空部を形成した後、段差部を有するダイス型の挿入穴に挿入し、次いで軸方向に圧造加工して前記拡大外径部を形成することにより製造できる（請求項５）。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のスタッドは、前記のように装着部の外径を中空部の外径と同一またはそれより大きく形成したことを特徴とする。そのため装着部にボルト等の固定具を螺着する際、または接合部材に外力が加わった際に、装着部へ加わる応力が比較的大きい領域に分散するので、装着部への応力集中もそれに応じて軽減される。そのため組立時の破損や使用時における疲労破壊の可能性も低減する。またスタッド上面の面積を大きくできるので、組立時に接合対象となる部材を安定に支持させることができる。また装着部５が同じ肉厚であればネジ断面積を大きくとれる。さらに先細りの段差部がなく、美観的に優れており違和感もない。
【００１５】
また本発明のスタッドの製造方法によれば、安価な材料から簡単、且つ、低コストで上記本発明のスタッドを効率よく製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に図面により本発明を実施するための最良の形態を説明する。図１は本発明のスタッドの実施形態を示す縦断面図であって、コンデンサ蓄勢式スタッド溶接（パーカッション溶接）に使用するものである。スタッド１は軸方向に沿って断面円形な細長い中空部３を有する有底筒体２を備え、その外径は軸方向に沿って同一とされる。そして有底筒体２の開口部４側に固定具を装着する装着部５が設けられる。
【００１７】
装着部５にはボルトなどの外ネジ部を有する固定具を装着できる内ネジ部６が形成される。装着部５の内径（内ネジ部６の口径）はそれに装着される固定具の外径（固定具が内ネジ部６に装着される部分の外径）より拡大されている。また装着部５の長さは固定具との螺着長さになるので、必要とする固定強度を満足する値とされるが、一般的には使用される固定具の直径（ボルト径）の０．８倍以上とされる。なお、有底筒体２の底部には被溶接体への溶接時の電極部とされるチップ部７が突設される。
【００１８】
次に図２を参照しながら図１のスタッドの製造方法を説明する。先ず、コイル状に巻回した線材（図示せず）を繰り出して所定長に切断加工し、（ａ）のような棒状体１０とする。次に図示しない圧造装置（フォーマー）により、棒状体１０の一方の端部１０ａから軸方向に所定長だけ中空部３を圧造して（ｂ）に示す有底筒体２を作る。
【００１９】
次に（ｃ）に示すように、有底筒体２をポンチ型およびダイス型で圧造加工する。ダイス型１１は有底筒体２が挿入できる直径の断面円形な挿入穴１２を有する。またポンチ型１３には入口部から所定長さだけ内径を大きくする断面円形な穴１３ａを有する。ダイス型１１の挿入穴１２に有底筒体２を挿入し、上方からポンチ型１３で圧造加工（圧縮加工）すると、穴１３ａにより有底筒体２の筒部分の一部が膨出変形され、それによって有底筒体２に拡大外径部１４が形成される。その後で、非拡大外径部１５側の先端に圧造成形によりチップ部７を成形し、圧造装置より取り出すと（ｄ）に示す有底筒体２が得られる。通常、線材の切断（ａ）からチップ部の成形（ｄ）までは、一台の圧造装置の多段型で、一貫して加工される。一例として、株式会社坂村機械製作所の切断機構内蔵の横型の多段式鍛造機械を用い、供給された線材を一定寸法に切断して複数の対向する型（ダイとパンチ）の間に順次トランスファして、型（パンチ）と型（ダイ）とで圧力を加えて、線材を目的の形に成形することができる。
【００２０】
上記（ｄ）に示す有底筒体２は、一方の端部１０ａから所定長だけ外径が拡大した拡大外径部１４とそれから他方の端部まで延長する非拡大外径部１５を有している。次いで、その拡大外径部の外側を絞り加工する。
【００２１】
（ｅ）は絞り加工を行っている状態である。絞り加工機に設けた拡縮可能な環状の絞り部１６を矢印のように駆動し、有底筒体２の拡大外径部１４を外側から軸心方向に圧着し、拡大外径部１４を非拡大外径部１５と同一外径まで絞り加工すると、（ｆ）に示す有底筒体２が得られる。（ｆ）に示すように、絞り加工により拡大外径部１４の外径は縮小し、有底筒体２は軸方向全長に渡り非拡大外径部１５と同一外径になる。
【００２２】
一方、前記絞り加工により拡大外径部１４が縮小した分だけ該部分の内径は縮小し、その縮小した内径は中空部３の内径より小さくなる。そしてこの内径の縮小した部分が装着部５となり、その装着部５の内周面に内ネジ部６を形成すると（ｇ）に示すスタッド１が完成する。なお（ｂ）〜（ｅ）に示されている棒状体１０の一方の端部１０ａであった部分は、完成したスタッド１における開口部４を構成する。
【００２３】
図３は図１のスタッド１を使用して２つの部材を所定間隔で接合した状態を示す縦断面図である。図３の状態とするには、先ずスタッド１の底部をスタッド溶接機で被溶接体となる一方の部材２０に溶接する。次にスタッド１の頂部に他方の部材２１を水平に配置し、そのボルト孔をスタッド１の開口部４に一致するように位置合わせする。その際、スタッド１の頂部面積が比較的大きいので、部材２１の位置合わせ及び支持作業を容易に行うことができる。
【００２４】
次に座金２３を介して固定具であるボルト２２を部材２１のボルト孔から開口部４に挿入する。次いでボルト２２を回転して装着部５の内ネジ部６に螺着することにより、２つの部材２０，２１が互いに締結されて接合する。その際、内ネジ部６のネジ長は有底筒体２の一部であるから、そこを通過したボルト２２の外ネジ部は自由空間である中空部３内を移動する。
【００２５】
スタッド１における開口部４の外径は従来のもの（前記特許文献１の実施形態に記載されたもの）より大きく形成される。そのため図３のように２つの部材２０，２１を互いに接合する際、または接合部材に外力が加わった場合でも、装着部５にそれら応力が集中することがないので、組立時の破損や使用時の疲労破壊の可能性も低減する。
【００２６】
図４は本発明におけるスタッドの他の例を示す縦断面図である。本実施形態は図１の例の変形例であり、図１と同じ部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態が図１の例と異なる部分は、装着部５に内ネジ部６を形成する代わりに滑らかな断面円形な内周面からなる嵌着部６ａが形成されている点であり、そのほかの部分は同様に構成される。
【００２７】
この嵌着部６ａは、固定具としてのタッピングネジを使用する場合にタッピング面となる。本実施形態のスタッド１を使用して図３のように部材間の接合を行う場合、図３に準じてスタッド１を２つの部材２０、２１と組み合わせ、タッピングネジをボルト２の代わりに装着部５にねじ込むことにより、そこに形成した嵌着部６ａの内周面にタッピングされて螺着する。
【００２８】
本実施形態のスタッド１においても装着部５（嵌着部６ａ）の軸方向長さが螺着長さになり、ボルトの場合と同様に締結に要する力が小さくてすむ。なお装着部５の長さは、図１の例と同様に必要とする固定強度を満足する値とされる。
【００２９】
図５は図４の変形例であり、図４と同じ部分には同一符号が付されている。この例が図４と異なる部分は、有底筒体２の底部に溶接部を設ける代わりに底部外周面にローレット加工を施した圧入部８が設けられる点のみで、そのほかの部分は同様に構成される。
【００３０】
このスタッド１を図３に準じて一方の部材２０に固定するには、部材２０に圧入孔を設け、その圧入孔に圧入部８を一致させて圧入工具で上から圧入すればよい。なお、図４または図５に示すスタッド１も図１と同様に，図２に示す工程に準じて製造することができる。
【００３１】
図６は図１の別の変形例であり、図１と同じ部分には同一符号が付されている。図６のスタッド１の特徴は、その装着部５の外側に図２（ｅ）に示す拡大外径部１４より幾分小さい外径の拡大外径部１４が残されている点であり、そのほかの部分は同様に構成される。そしてこのスタッド１も拡大外径部１４から他方の端部まで非拡大外径部１５が延長している。
【００３２】
このように装着部５の外側に拡大外径部１４が存在すると、図１の例より更にその開口部４の外径が大きく形成されているので、２つ部材２０，２１を互いに接合する際、または接合部材に外力が加わった場合でも、装着部５にそれら応力が集中することを効果的に抑制できる。そのため施工時の破損や使用時の疲労破壊に対する安全性がより向上する。さらにスタッド上面の面積やネジ断面積も増加できるので、適用範囲が広がるとともに必要な強度を確保し易く施工性にも優れている。
【００３３】
図６のスタッド１は図２に示す製造方法に準じて製造できる。但し図６のスタッド１を製造する場合には、図２（ｃ）の圧造工程で拡大外径部１４の外径を図１のスタッド１を製造する場合より図６に示す拡大外径部１４分だけ大きく成形しておき、図２（ｅ）の絞り加工で図６のような形状に成形する。
【００３４】
これまで説明した各実施形態のスタッド１は、パーカッション溶接法に使用されるものについて説明したが、本発明のスタッドはそれに限られるものではなく、アークスタッド溶接法、抵抗溶接法などの各種スタッド溶接法に適用することもできる。更に、図５に示した圧入型のスタッドの他にも有底筒部形状で、他端に装着部５を有する形状であれば、インサートや袋ナットにも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明のスタッドはスタッド溶接法により２つの部材を所定間隔で接合するために使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のスタッドの１例を示す縦断面図。
【図２】図１のスタッドの製造工程図。
【図３】図１のスタッド１を使用して２つの板状の部材を所定間隔で接合した状態を示す縦断面図。
【００３７】
【図４】本発明におけるスタッドの他の例を示す縦断面図。
【図５】図４の変形例を示す縦断面図。
【図６】図１の更に他の変形例を示す縦断面図。
【符号の説明】
【００３８】
１  スタッド
２  有底筒体
３  中空部
４  開口部
５  装着部
６  内ネジ部
６ａ  嵌着部
７  チップ部
８  圧入部
１０  棒状体
１０ａ  端部
【００３９】
１１  ダイス型
１２  挿入穴
１３  ポンチ型
１３ａ  穴
１４  拡大外径部
１５  非拡大外径部
１６  絞り部
２０，２１  部材
２２  ボルト
２３  座金
【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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