ボスの溶接方法
【課題】 ボス等の金属部材を板金等に接合する方法に関し、熟練を要さず短時間で接合可能な溶接方法を提供する。
【解決手段】 ボス１に形成した曲面（Ｒ面）６或いはテーパー面と板金７の挿入孔８の上端縁部を線接触させ、線接触部位を抵抗発熱を利用して圧接する。
【解決手段】 ボス１に形成した曲面（Ｒ面）６或いはテーパー面と板金７の挿入孔８の上端縁部を線接触させ、線接触部位を抵抗発熱を利用して圧接する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗発熱を利用した溶接方法であって、特にボスと板金との接合に好適な溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金属の接合には種々の接合技術が利用されている。例えば、ボス（軸の嵌る穴の縁が突起した形状の金属製部品）を板金（板状に薄くのばした金属）等の金属製部材に接合する際にも、種々の接合技術が利用されている。
【０００３】
接合技術の種類については、溶接や鍛接など存在し、これらの接合技術の詳細については一般的に過ぎるので特に先行技術文献の記載は不要であると考えるが、ボスを板金に接合する場合について確認的に図５及び図６を用いて説明する。
【０００４】
図５はボスを板金に接合した状態を図示している。板金１０１上にボス１０２を載置し、ボス１０２の下端部と板金１０１の上面間の接触部位を、例えばアーク溶接やろう接等により両部材を接合する。
【０００５】
また、図６に示すように圧入により板金１０１とボス１０２を接合することも可能である。つまり、板金１０１の貫通孔１０３にボス１０２の足部１０４を挿入し、ボス１０１の上部から加圧圧入することにより、足部１０４に予め形成したシール溝１０５に板金１０１を据えこみ鍛造して接合する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
然るに、前記溶接によって板金１０１にボス１０２を接合する作業には、作業者の熟練が必要であり、未熟な作業者によれば著しく作業性が悪化し、溶接の信頼性も低くなる。
【０００７】
また、板金１０１とボス１０２間に防水性が要求される場合は、全周溶接が必要となり、より一層の熟練度が必要になる。
【０００８】
また、圧入による接合は、板金１０１に貫通孔１０３を形成するために高い加工精度が要求されコストアップに繋がる。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するため、板金とボスの接合に抵抗溶接を利用するものである。抵抗溶接法自体は既知の溶接法であり、例えば、新版接合技術総覧（株式会社産業技術サービスセンター発行）にも記載されている。その概要としては、金属からなる溶融材料に電極を当てて、加圧しながら数十アンペアから数万アンペアの強い電流を数ミリ秒から数百ミリ秒流し、金属の抵抗発熱を利用して合金層を作り溶融接合するものであるが、本発明では特に抵抗溶接をするのに好適なボス形状を提供することにより、全周溶接や圧入による場合と比較して、利点の多い接合方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、ボスの下方端に形成した段差部を板金の挿入孔に挿し込み、段差部に形成した曲面と前記板金とを線接触させた状態で、ボスと板金を加圧しながら溶接電流を通電することによって、線接触させた部位を抵抗発熱を利用して圧接することを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、ボスの下方端に形成した段差部を板金の挿入孔に挿し込み、段差部に形成したテーパー面と前記板金とを線接触させた状態で、ボスと板金を加圧しながら溶接電流を通電することによって、線接触させた部位を抵抗発熱を利用して圧接することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、ボスの段差部の曲面と板金とを線接触させた状態で抵抗発熱を利用して溶接するため、抵抗熱が周囲に拡散することなく、少ない熱量でボスと板金を接合することができる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、ボスの段差部に曲面を形成する場合と同様に、段差部に形成したテーパー部を利用して板金との間に線接触を実現することができ、ボスと板金を発熱抵抗を利用して確実に接合することができる。
【００１４】
また、ボスと板金の接合に熟練を要さず、短時間で確実な溶接が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】板金にボスを取り付ける前の状態を示す縦断面図である。
【図２】板金にボスを取り付けた状態を示す縦断面図である。
【図３】板金にボスを抵抗溶接している状態を示す縦断面図である。
【図４】抵抗溶接機の概略図である。
【図５】板金にボスを全周溶接した状態を示す縦断面図である。
【図６】板金にボスを圧入した状態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図１乃至図４を用いて説明する。なお、本発明に係るボスの利用態様としては、例えば、防水構造を要する機器にコネクタ等の部品を接続する用途が存在する。
【００１７】
図１において、１は溶接固定の対象であるボスを示している。本実施例の説明上特段記載の必要はないが、ボスとは、例えば、その中央に雌ねじ２が切られたタップ穴３が形成されるような金属製の部材をいう。
【００１８】
本発明に係るボスの溶接方法においては、溶接に使用するボス１の形状にその特徴を有する。つまり、ボス１は、その本体部４の下方端に段差部５を形成して構成される。
【００１９】
段差部５は本体部４の下方端の全周にわたって形成されており、その水平面５ａと垂直面５ｂの連接面が曲面状に成形されている。以下、この曲面をＲ面６として説明する。
【００２０】
一方、ボス１と接合する板金７には、ボス１の段差部５を形成する垂直面５ｂが嵌め込まれる挿入孔８が形成されている。つまり、ボス１はその垂直面５ｂを板金７の挿入孔８内に挿入した状態で接合され、板金７の下面にボス１の下端面が露出した状態に配置される。
【００２１】
板金７が防水構造を要する機器の構成部材として利用される場合、底板７の下面にボス１に形成したタップ穴３が露出した状態となるので、当該機器へ各種コネクタを接続する際、タップ穴３に形成した雌ねじを利用して、コネクタを底板７に抜落不能に取り付けることが可能となる。
【００２２】
このような用途に利用されるボス１を板金７に接合する場合、図２に示すように、ボス１の段差部５の垂直面５ｂを板金７の挿入孔８内に挿入する。このとき、ボス１は板金７の上面上に載置されるのであるが、詳しくは、図２の要部拡大図に示すように、段差部５の水平面５ａと垂直面５ｂは板金７と接触しておらず、Ｒ面６のみが板金７の挿入孔８の上端縁部と接触するのみである。
【００２３】
そして、このＲ面６はボス１の本体部４の下端部の全周にわたって形成されているので、板金７の挿入孔８の上端縁部とＲ面６とは全周（３６０度）にわたって接触し、ボス１を板金７上で支えた状態となる。
【００２４】
この状態で、図３に示すように、ボス１を板金７側へ付勢して加圧し、図４に示す溶接電源９より溶接電流を流す。これにより、溶接電流はボス１の上部に接触させた電極１０を介してボス１に流れる。
【００２５】
一方、板金７の底面にも電極１１が接触しているので、溶接電源１０より通電された溶接電流は、電極１０からボス１を介して、板金７及び電極１１に流れる。
【００２６】
この結果、図３に示すように、ボス１の段差部５のＲ面６とこれに接触する板金７の挿入孔８の上端縁部抵抗発熱により溶融し溶融層１２を形成する。
【００２７】
その結果、ボス１のＲ面６と板金７の挿入孔８の上端縁部はその全周（３６０度）にわたって圧接される。また、同時に、板金７の上面とボス１の水平面５ａも全周（３６０度）にわたって圧接される。
【００２８】
このように、本発明の圧接方法によれは、ボス１に形成したＲ面６と板金７の挿入孔８の上端縁部のみが接触した状態で抵抗溶接が行われるので、抵抗熱が接触部位から周囲に拡散することはなく、少ない熱量で短時間に溶接することが可能となる。
【００２９】
また、溶接には特段の熟練は必要なく、作業者の熟練度の相違に起因して接合部の信頼性に差異が生じることもなく、また、作業因子が電気的に制御することができるので、機械化や自動化が容易となる利点も有する。
【００３０】
さらに、溶接箇所は圧痕が目立たず美しい外観に仕上げることができ、また、気密性も保たれ、雨水や湿気等が底板から機器内部に侵入することを確実に防止することができる。
【００３１】
なお、上記実施例では、ボス１の段差部５にＲ面６を形成した場合について説明したが、本発明はこれに限定することなく、Ｒ面６に代えてテーパー面を形成しても良い。
【００３２】
以上説明したように、本発明に係るボスの溶接方法によれば、ボスの形状を板金と線接触可能な形状に成形することにより、従来の溶接方法と比較して少ない熱量で短時間に、かつ、特段の熟練を要さず防水性能を備えた信頼性のある圧接が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
金属製の部材同士の溶接に利用可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１，１０２ ボス
２ 雌ねじ
３ タップ穴
４ 本体部
５ 段差部
５ａ 水平面
５ｂ 垂直面
６ 曲面（Ｒ面）
７，１０１ 板金（底板）
８ 挿入孔
９ 溶接電源
１０，１１ 電極
１２ 溶融層
１０３ 貫通孔
１０４ 足部
１０５ シール溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗発熱を利用した溶接方法であって、特にボスと板金との接合に好適な溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金属の接合には種々の接合技術が利用されている。例えば、ボス（軸の嵌る穴の縁が突起した形状の金属製部品）を板金（板状に薄くのばした金属）等の金属製部材に接合する際にも、種々の接合技術が利用されている。
【０００３】
接合技術の種類については、溶接や鍛接など存在し、これらの接合技術の詳細については一般的に過ぎるので特に先行技術文献の記載は不要であると考えるが、ボスを板金に接合する場合について確認的に図５及び図６を用いて説明する。
【０００４】
図５はボスを板金に接合した状態を図示している。板金１０１上にボス１０２を載置し、ボス１０２の下端部と板金１０１の上面間の接触部位を、例えばアーク溶接やろう接等により両部材を接合する。
【０００５】
また、図６に示すように圧入により板金１０１とボス１０２を接合することも可能である。つまり、板金１０１の貫通孔１０３にボス１０２の足部１０４を挿入し、ボス１０１の上部から加圧圧入することにより、足部１０４に予め形成したシール溝１０５に板金１０１を据えこみ鍛造して接合する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
然るに、前記溶接によって板金１０１にボス１０２を接合する作業には、作業者の熟練が必要であり、未熟な作業者によれば著しく作業性が悪化し、溶接の信頼性も低くなる。
【０００７】
また、板金１０１とボス１０２間に防水性が要求される場合は、全周溶接が必要となり、より一層の熟練度が必要になる。
【０００８】
また、圧入による接合は、板金１０１に貫通孔１０３を形成するために高い加工精度が要求されコストアップに繋がる。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するため、板金とボスの接合に抵抗溶接を利用するものである。抵抗溶接法自体は既知の溶接法であり、例えば、新版接合技術総覧（株式会社産業技術サービスセンター発行）にも記載されている。その概要としては、金属からなる溶融材料に電極を当てて、加圧しながら数十アンペアから数万アンペアの強い電流を数ミリ秒から数百ミリ秒流し、金属の抵抗発熱を利用して合金層を作り溶融接合するものであるが、本発明では特に抵抗溶接をするのに好適なボス形状を提供することにより、全周溶接や圧入による場合と比較して、利点の多い接合方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、ボスの下方端に形成した段差部を板金の挿入孔に挿し込み、段差部に形成した曲面と前記板金とを線接触させた状態で、ボスと板金を加圧しながら溶接電流を通電することによって、線接触させた部位を抵抗発熱を利用して圧接することを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、ボスの下方端に形成した段差部を板金の挿入孔に挿し込み、段差部に形成したテーパー面と前記板金とを線接触させた状態で、ボスと板金を加圧しながら溶接電流を通電することによって、線接触させた部位を抵抗発熱を利用して圧接することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、ボスの段差部の曲面と板金とを線接触させた状態で抵抗発熱を利用して溶接するため、抵抗熱が周囲に拡散することなく、少ない熱量でボスと板金を接合することができる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、ボスの段差部に曲面を形成する場合と同様に、段差部に形成したテーパー部を利用して板金との間に線接触を実現することができ、ボスと板金を発熱抵抗を利用して確実に接合することができる。
【００１４】
また、ボスと板金の接合に熟練を要さず、短時間で確実な溶接が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】板金にボスを取り付ける前の状態を示す縦断面図である。
【図２】板金にボスを取り付けた状態を示す縦断面図である。
【図３】板金にボスを抵抗溶接している状態を示す縦断面図である。
【図４】抵抗溶接機の概略図である。
【図５】板金にボスを全周溶接した状態を示す縦断面図である。
【図６】板金にボスを圧入した状態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図１乃至図４を用いて説明する。なお、本発明に係るボスの利用態様としては、例えば、防水構造を要する機器にコネクタ等の部品を接続する用途が存在する。
【００１７】
図１において、１は溶接固定の対象であるボスを示している。本実施例の説明上特段記載の必要はないが、ボスとは、例えば、その中央に雌ねじ２が切られたタップ穴３が形成されるような金属製の部材をいう。
【００１８】
本発明に係るボスの溶接方法においては、溶接に使用するボス１の形状にその特徴を有する。つまり、ボス１は、その本体部４の下方端に段差部５を形成して構成される。
【００１９】
段差部５は本体部４の下方端の全周にわたって形成されており、その水平面５ａと垂直面５ｂの連接面が曲面状に成形されている。以下、この曲面をＲ面６として説明する。
【００２０】
一方、ボス１と接合する板金７には、ボス１の段差部５を形成する垂直面５ｂが嵌め込まれる挿入孔８が形成されている。つまり、ボス１はその垂直面５ｂを板金７の挿入孔８内に挿入した状態で接合され、板金７の下面にボス１の下端面が露出した状態に配置される。
【００２１】
板金７が防水構造を要する機器の構成部材として利用される場合、底板７の下面にボス１に形成したタップ穴３が露出した状態となるので、当該機器へ各種コネクタを接続する際、タップ穴３に形成した雌ねじを利用して、コネクタを底板７に抜落不能に取り付けることが可能となる。
【００２２】
このような用途に利用されるボス１を板金７に接合する場合、図２に示すように、ボス１の段差部５の垂直面５ｂを板金７の挿入孔８内に挿入する。このとき、ボス１は板金７の上面上に載置されるのであるが、詳しくは、図２の要部拡大図に示すように、段差部５の水平面５ａと垂直面５ｂは板金７と接触しておらず、Ｒ面６のみが板金７の挿入孔８の上端縁部と接触するのみである。
【００２３】
そして、このＲ面６はボス１の本体部４の下端部の全周にわたって形成されているので、板金７の挿入孔８の上端縁部とＲ面６とは全周（３６０度）にわたって接触し、ボス１を板金７上で支えた状態となる。
【００２４】
この状態で、図３に示すように、ボス１を板金７側へ付勢して加圧し、図４に示す溶接電源９より溶接電流を流す。これにより、溶接電流はボス１の上部に接触させた電極１０を介してボス１に流れる。
【００２５】
一方、板金７の底面にも電極１１が接触しているので、溶接電源１０より通電された溶接電流は、電極１０からボス１を介して、板金７及び電極１１に流れる。
【００２６】
この結果、図３に示すように、ボス１の段差部５のＲ面６とこれに接触する板金７の挿入孔８の上端縁部抵抗発熱により溶融し溶融層１２を形成する。
【００２７】
その結果、ボス１のＲ面６と板金７の挿入孔８の上端縁部はその全周（３６０度）にわたって圧接される。また、同時に、板金７の上面とボス１の水平面５ａも全周（３６０度）にわたって圧接される。
【００２８】
このように、本発明の圧接方法によれは、ボス１に形成したＲ面６と板金７の挿入孔８の上端縁部のみが接触した状態で抵抗溶接が行われるので、抵抗熱が接触部位から周囲に拡散することはなく、少ない熱量で短時間に溶接することが可能となる。
【００２９】
また、溶接には特段の熟練は必要なく、作業者の熟練度の相違に起因して接合部の信頼性に差異が生じることもなく、また、作業因子が電気的に制御することができるので、機械化や自動化が容易となる利点も有する。
【００３０】
さらに、溶接箇所は圧痕が目立たず美しい外観に仕上げることができ、また、気密性も保たれ、雨水や湿気等が底板から機器内部に侵入することを確実に防止することができる。
【００３１】
なお、上記実施例では、ボス１の段差部５にＲ面６を形成した場合について説明したが、本発明はこれに限定することなく、Ｒ面６に代えてテーパー面を形成しても良い。
【００３２】
以上説明したように、本発明に係るボスの溶接方法によれば、ボスの形状を板金と線接触可能な形状に成形することにより、従来の溶接方法と比較して少ない熱量で短時間に、かつ、特段の熟練を要さず防水性能を備えた信頼性のある圧接が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
金属製の部材同士の溶接に利用可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１，１０２ ボス
２ 雌ねじ
３ タップ穴
４ 本体部
５ 段差部
５ａ 水平面
５ｂ 垂直面
６ 曲面（Ｒ面）
７，１０１ 板金（底板）
８ 挿入孔
９ 溶接電源
１０，１１ 電極
１２ 溶融層
１０３ 貫通孔
１０４ 足部
１０５ シール溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボスの下方端に形成した段差部を板金の挿入孔に挿し込み、段差部に形成した曲面と板金とを線接触させた状態で、ボスと板金を加圧しながら溶接電流を通電することによって、線接触させた部位を抵抗発熱を利用して圧接することを特徴とするボスの溶接方法。
【請求項２】
ボスの下方端に形成した段差部を板金の挿入孔に挿し込み、段差部に形成したテーバー面と板金とを線接触させた状態で、ボスと板金を加圧しながら溶接電流を通電することによって、線接触させた部位を抵抗発熱を利用して圧接することを特徴とするボスの溶接方法。
【請求項１】
ボスの下方端に形成した段差部を板金の挿入孔に挿し込み、段差部に形成した曲面と板金とを線接触させた状態で、ボスと板金を加圧しながら溶接電流を通電することによって、線接触させた部位を抵抗発熱を利用して圧接することを特徴とするボスの溶接方法。
【請求項２】
ボスの下方端に形成した段差部を板金の挿入孔に挿し込み、段差部に形成したテーバー面と板金とを線接触させた状態で、ボスと板金を加圧しながら溶接電流を通電することによって、線接触させた部位を抵抗発熱を利用して圧接することを特徴とするボスの溶接方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２２８７０５（Ｐ２０１２−２２８７０５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９７７９０（Ｐ２０１１−９７７９０）
【出願日】平成２３年４月２６日（２０１１．４．２６）
【出願人】（０００１１６６６６）愛知電機株式会社 (93)
【出願人】（５１１１０４６４６）株式会社河村産業所 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２６日（２０１１．４．２６）
【出願人】（０００１１６６６６）愛知電機株式会社 (93)
【出願人】（５１１１０４６４６）株式会社河村産業所 (1)
【Ｆターム（参考）】
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