スタッドボルト
【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Ｓに固着するようにしたスタッドボルトにおいて、頭部１を軸部２より大径に形成するとともに、該頭部１の溶接面４からフランジ部３までの高さＨ１を１．５〜２．５ｍｍとする。
【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Ｓに固着するようにしたスタッドボルトにおいて、頭部１を軸部２より大径に形成するとともに、該頭部１の溶接面４からフランジ部３までの高さＨ１を１．５〜２．５ｍｍとする。
【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４に示すように、頭部１の溶接面の直径Ｄ４を約９ｍｍと大径にするとともに、頭部１と軸部２の間に、締付部品をナット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が使用されている。
【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母材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Ｈ３が１ｍｍしかないため、溶接アークがフランジ部３の下面まではい上がり、このフランジ部３の下面まで母材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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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】
【０００５】
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、頭部を軸部より大径に形成するとともに、該頭部の溶接面からフランジ部までの高さを１．５〜２．５ｍｍとしたことを特徴とする。
【０００６】
この場合において、頭部の溶接面の直径をフランジ部の直径の０．５〜０．６倍とすることができる。
【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、頭部を軸部より大径に形成するとともに、該頭部の溶接面からフランジ部までの高さを１．５〜２．５ｍｍとすることから、溶接アークのフランジ部へのはい上がりを防止し、フランジ部下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等の薄板厚の母材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。
なお、頭部溶接面からフランジ部までの高さが２．５ｍｍを越えると、フランジ部の位置が高くなりすぎ、締付部品が取り付けにくくなる。
【０００８】
また、頭部の溶接面の直径をフランジ部の直径の０．５〜０．６倍とすることにより、母材鋼板の板厚が小さい場合でも溶接面積を小さくして安定した溶接をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【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。
【実施例１】
【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Ｓに固着するようにしたスタッドボルトにおいて、頭部１を軸部２より大径に形成するとともに、該頭部１の溶接面４からフランジ部３までの高さＨ１を１．５〜２．５ｍｍとしている。
【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Ｄ１が１２〜１３ｍｍ、厚さＨ２が約１ｍｍの円板状のフランジ部３が一体に形成されている。
この場合、フランジ部３の直径Ｄ１は、軸部２の雄ねじの外径Ｄ２の２．０倍程度に形成することができる。
なお、フランジ部３は、スタッドボルトに締付部品を固定する際に、締付部品をナットとの間で挟着することにより、ナットの締結力がスタッドボルトの溶接部に作用しないようにすることができる。
【００１２】
頭部１は、その溶接面４からフランジ部３までの高さが１．５〜２．５ｍｍ、好ましくは、１．８〜２．２ｍｍ、より好ましくは、２ｍｍ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Ｓ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の溶接面４の直径Ｄ３は、フランジ部３の直径の０．５〜０．６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、母材鋼板の板厚が小さ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】
本実施例のスタッドボルト（Ｍ６）と、図４に示す従来のラージフランジ型スタッドボルト（比較例、Ｍ６で溶接面の直径は９ｍｍ）とを鋼板にそれぞれ溶接した。
それぞれの溶接条件範囲を図２に示す。
なお、鋼板はプレス前で溶接角度は３°以内の参考範囲とした。
また、判定基準は、母材裏抜けしないこと、フランジ部３の上面より余盛が盛り上がらないこと、剥離径は溶接部径の８０％以上であることとした。
【００１４】
さらに、それぞれの溶接継ぎ手強度を図３と下記表１に示す。
なお、締付部品の穴径は、トルク試験では８ｍｍ、引張り試験では１５ｍｍ、また、曲げ試験の加圧距離は母材から１５ｍｍとした。
【００１５】
【表１】
【００１６】
また、スタッドボルトの傾きに対する溶接継ぎ手強度を下記表２〜表４に示す。
なお、表１〜表４において、（軸）は軸部破断、（母）は母材破断、（溶）は溶接部破断をそれぞれ示している。
【００１７】
【表２】
【００１８】
【表３】
【００１９】
【表４】
【００２０】
このように、本実施例のスタッドボルトは、母材板厚０．６ｍｍのときの溶接条件は比較例より低く、また、溶接条件範囲は、比較例の母材板厚０．７ｍｍと同等の範囲がある。
また、本実施例のスタッドボルトは、溶接継ぎ手強度をトルク強度で見ると、母材板厚０．６ｍｍ以上で全軸部破断となっており、ラージフランジの役目を果たしている。
これらのことから、本実施例のスタッドボルトは、母材板厚０．６ｍｍの薄さに溶接対応が可能である。
【００２１】
かくして、本実施例のスタッドボルトは、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に固着するようにしたスタッドボルトにおいて、頭部１を軸部２より大径に形成するとともに、該頭部１の溶接面４からフランジ部３までの高さを１．５〜２．５ｍｍとすることから、溶接アークのフランジ部３へのはい上がりを防止し、フランジ部下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等の薄板厚の母材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。
なお、頭部１の溶接面４からフランジ部３までの高さが２．５ｍｍを越えると、フランジ部３の位置が高くなりすぎ、締付部品が取り付けにくくなる。
【００２２】
また、頭部１の溶接面４の直径をフランジ部３の直径Ｄ１の０．５〜０．６倍とすることにより、母材鋼板の板厚が小さい場合でも溶接面積を小さくして安定した溶接をすることができる。
【００２３】
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、例えば、スタッドボルトのねじ部や頭部、フランジ部の形状（寸法）は、スタッドボルトの用途に応じて適宜選択することができる等、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。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のスタッドボルトの一実施例を示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）は同断面図、（ｃ）は母材に溶接した状態を示す正面図である。
【図２】本実施例のスタッドボルトと比較例のスタッドボルトの溶接条件範囲を示すグラフである。
【図３】本実施例のスタッドボルトと比較例のスタッドボルトの溶接継ぎ手強度を示すグラフである。
【図４】従来のラージフランジ型のスタッドボルトの説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１ 頭部
２ 軸部
３ フランジ部
４ 溶接面
５ 溶融結合部
Ｓ 母材
【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４に示すように、頭部１の溶接面の直径Ｄ４を約９ｍｍと大径にするとともに、頭部１と軸部２の間に、締付部品をナット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が使用されている。
【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母材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Ｈ３が１ｍｍしかないため、溶接アークがフランジ部３の下面まではい上がり、このフランジ部３の下面まで母材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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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】
【０００５】
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、頭部を軸部より大径に形成するとともに、該頭部の溶接面からフランジ部までの高さを１．５〜２．５ｍｍとしたことを特徴とする。
【０００６】
この場合において、頭部の溶接面の直径をフランジ部の直径の０．５〜０．６倍とすることができる。
【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、頭部を軸部より大径に形成するとともに、該頭部の溶接面からフランジ部までの高さを１．５〜２．５ｍｍとすることから、溶接アークのフランジ部へのはい上がりを防止し、フランジ部下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等の薄板厚の母材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。
なお、頭部溶接面からフランジ部までの高さが２．５ｍｍを越えると、フランジ部の位置が高くなりすぎ、締付部品が取り付けにくくなる。
【０００８】
また、頭部の溶接面の直径をフランジ部の直径の０．５〜０．６倍とすることにより、母材鋼板の板厚が小さい場合でも溶接面積を小さくして安定した溶接をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【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。
【実施例１】
【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Ｓに固着するようにしたスタッドボルトにおいて、頭部１を軸部２より大径に形成するとともに、該頭部１の溶接面４からフランジ部３までの高さＨ１を１．５〜２．５ｍｍとしている。
【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Ｄ１が１２〜１３ｍｍ、厚さＨ２が約１ｍｍの円板状のフランジ部３が一体に形成されている。
この場合、フランジ部３の直径Ｄ１は、軸部２の雄ねじの外径Ｄ２の２．０倍程度に形成することができる。
なお、フランジ部３は、スタッドボルトに締付部品を固定する際に、締付部品をナットとの間で挟着することにより、ナットの締結力がスタッドボルトの溶接部に作用しないようにすることができる。
【００１２】
頭部１は、その溶接面４からフランジ部３までの高さが１．５〜２．５ｍｍ、好ましくは、１．８〜２．２ｍｍ、より好ましくは、２ｍｍ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Ｓ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の溶接面４の直径Ｄ３は、フランジ部３の直径の０．５〜０．６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、母材鋼板の板厚が小さ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】
本実施例のスタッドボルト（Ｍ６）と、図４に示す従来のラージフランジ型スタッドボルト（比較例、Ｍ６で溶接面の直径は９ｍｍ）とを鋼板にそれぞれ溶接した。
それぞれの溶接条件範囲を図２に示す。
なお、鋼板はプレス前で溶接角度は３°以内の参考範囲とした。
また、判定基準は、母材裏抜けしないこと、フランジ部３の上面より余盛が盛り上がらないこと、剥離径は溶接部径の８０％以上であることとした。
【００１４】
さらに、それぞれの溶接継ぎ手強度を図３と下記表１に示す。
なお、締付部品の穴径は、トルク試験では８ｍｍ、引張り試験では１５ｍｍ、また、曲げ試験の加圧距離は母材から１５ｍｍとした。
【００１５】
【表１】
【００１６】
また、スタッドボルトの傾きに対する溶接継ぎ手強度を下記表２〜表４に示す。
なお、表１〜表４において、（軸）は軸部破断、（母）は母材破断、（溶）は溶接部破断をそれぞれ示している。
【００１７】
【表２】
【００１８】
【表３】
【００１９】
【表４】
【００２０】
このように、本実施例のスタッドボルトは、母材板厚０．６ｍｍのときの溶接条件は比較例より低く、また、溶接条件範囲は、比較例の母材板厚０．７ｍｍと同等の範囲がある。
また、本実施例のスタッドボルトは、溶接継ぎ手強度をトルク強度で見ると、母材板厚０．６ｍｍ以上で全軸部破断となっており、ラージフランジの役目を果たしている。
これらのことから、本実施例のスタッドボルトは、母材板厚０．６ｍｍの薄さに溶接対応が可能である。
【００２１】
かくして、本実施例のスタッドボルトは、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に固着するようにしたスタッドボルトにおいて、頭部１を軸部２より大径に形成するとともに、該頭部１の溶接面４からフランジ部３までの高さを１．５〜２．５ｍｍとすることから、溶接アークのフランジ部３へのはい上がりを防止し、フランジ部下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等の薄板厚の母材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。
なお、頭部１の溶接面４からフランジ部３までの高さが２．５ｍｍを越えると、フランジ部３の位置が高くなりすぎ、締付部品が取り付けにくくなる。
【００２２】
また、頭部１の溶接面４の直径をフランジ部３の直径Ｄ１の０．５〜０．６倍とすることにより、母材鋼板の板厚が小さい場合でも溶接面積を小さくして安定した溶接をすることができる。
【００２３】
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、例えば、スタッドボルトのねじ部や頭部、フランジ部の形状（寸法）は、スタッドボルトの用途に応じて適宜選択することができる等、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。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のスタッドボルトの一実施例を示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）は同断面図、（ｃ）は母材に溶接した状態を示す正面図である。
【図２】本実施例のスタッドボルトと比較例のスタッドボルトの溶接条件範囲を示すグラフである。
【図３】本実施例のスタッドボルトと比較例のスタッドボルトの溶接継ぎ手強度を示すグラフである。
【図４】従来のラージフランジ型のスタッドボルトの説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１ 頭部
２ 軸部
３ フランジ部
４ 溶接面
５ 溶融結合部
Ｓ 母材
【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、頭部を軸部より大径に形成するとともに、該頭部の溶接面からフランジ部までの高さを１．５〜２．５ｍｍとしたことを特徴とするスタッドボルト。
【請求項２】
頭部の溶接面の直径をフランジ部の直径の０．５〜０．６倍としたことを特徴とする請求項１記載のスタッドボルト。
【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、頭部を軸部より大径に形成するとともに、該頭部の溶接面からフランジ部までの高さを１．５〜２．５ｍｍとしたことを特徴とするスタッドボルト。
【請求項２】
頭部の溶接面の直径をフランジ部の直径の０．５〜０．６倍としたことを特徴とする請求項１記載のスタッドボルト。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１７７４０（Ｐ２０１０−１７７４０Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８０１９０（Ｐ２００８−１８０１９０）
【出願日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【出願人】（０００２２８９８１）日本スタッドウェルディング株式会社 (31)
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【出願人】（０００２２８９８１）日本スタッドウェルディング株式会社 (31)
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