JP2001001155A

JP2001001155A - スタッド溶接装置

Info

Publication number: JP2001001155A
Application number: JP2000169103A
Authority: JP
Inventors: Thomas Runzheimer; ルンツァイマートーマス
Original assignee: Newfrey LLC
Current assignee: Newfrey LLC
Priority date: 1999-06-10
Filing date: 2000-06-06
Publication date: 2001-01-09
Also published as: BR0002349A; EP1060824A2; CN1277084A; DE29910157U1; US6337457B1; EP1060824A3

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】スタッド溶接装置の構造的組立が簡単になる
ように公知のスタッド溶接装置をさらに発展させるこ
と。【解決手段】スタッド溶接装置は、軸方向前後に可動
な調節部材３と、該調節部材３の動きが伝達されるよう
に該調節部材３に連結されたスタッドホルダー２と、調
節部材３に結合されて磁化可能なコア８と磁化可能なケ
ーシング１０との間の空隙１３内で軸方向可動なように
配置された中空ボデーと、該中空ボデーに剛に取り付け
られ電流源に接続可能なコイル１５を有する駆動ユニッ
ト４と、調節部材３に作用して該調節部材３をバッファ
２３により定められる端位置に押す圧縮バネ１９と、を
備え、コア８は、調節部材３側の前面から該コア８の軸
方向長さの少なくとも一部にわたって延びる凹部４５を
有し、該凹部４５に圧縮バネ１９の少なくとも一部が挿
入され、該凹部４５は調節部材３に対して同軸である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸方向前後に可
動な調節部材と、調節部材の動きが伝達されるように該
調節部材に連結されたスタッドホルダーと、調節部材に
結合されて磁化可能なコアと磁化可能なケーシングとの
間の空隙内で軸方向可動なように配置された中空ボデー
と、該中空ボデーに剛に取り付けられ電流源に接続可能
なコイルを有する駆動ユニットと、調節部材に作用して
該調節部材をバッファにより定められる端位置に押す圧
縮バネとを備えるスタッド溶接装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のスタッド溶接装置は、ドイツ
国公開特許出願ＤＥ44 37 264 A1により公知である。こ
のスタッド溶接装置においては、コイルに作用し、した
がって調節部材を有する中空ボデーに作用する軸方向の
力を、コイルの調節経路内のどの位置においても正確に
定めることができる。この公知のスタッド溶接装置にお
いては又、バネが調節部材に作用し、該調節部材をバッ
ファにより定められる端位置に向けて押すようにしてい
るので、調節部材の設定が正確になる。バネにより発生
するバネ力がコイルによる軸方向力とは反対向きに作用
する場合には、該軸方向力がバネ力に打ち勝たねばなら
ず、このことは、調節部材がバッファから浮き上がるこ
とを意味する。このために必要とされる軸方向力は、該
コイルを流れる電流を設定することにより正確に設定で
き、バネ力の方向も許容できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上の状況に鑑み、
本発明の課題は、スタッド溶接装置の構造的組立が簡単
になるように公知のスタッド溶接装置をさらに発展させ
ることである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明においては、こ
の課題は、特許請求の範囲の請求項１の構成により達成
できる。本発明によるスタッド溶接装置をさらに有利に
展開させることが従属請求項の主題である。

【０００５】本発明によるスタッド溶接装置は、軸方向
前後に可動な調節部材と、該調節部材の動きが伝達され
るように該調節部材に連結されたスタッドホルダーと、
調節部材に結合されて磁化可能なコアと磁化可能なケー
シングとの間の空隙内で軸方向可動なように配置された
中空ボデーと、該中空ボデーに剛に取り付けられ電流源
に接続可能なコイルを有する駆動ユニットと、調節部材
に作用して該調節部材をバッファにより定められる端位
置に押す圧縮バネと、を備え、コアは、調節部材側の前
面から該コアの軸方向長さの少なくとも一部にわたって
延びる凹部を有し、該凹部に圧縮バネの少なくとも一部
が挿入され、該凹部は調節部材に対して同軸であること
を特徴とする。

【０００６】スタッド溶接装置のこの構成において、上
記少なくとも１つの圧縮バネが駆動ユニットの一部を構
成しており、公知のスタッド溶接装置と比較して、装置
を構成するための費用が減少する。特に、圧縮バネは、
一部がコア内に配置されるので、装置の大きさが従来の
少なくとも溶接装置に比べて小さくなる。

【０００７】調節部材に生じるモーメントを全くなくす
か非常に僅かなものにするために、凹部は調節部材に対
してほぼ同軸にすることが推奨される。圧縮バネは螺旋
バネであることが好ましく、その一端が凹部の底に支持
され、他端が調節部材上に支持されるような状態で、凹
部上に配置される。調節部材の調節経路を大きくする
と、圧縮バネが、少なくとも調節経路の長さと同じ量だ
けコアから突出して調節部材の端面を押すようにしなけ
ればならなくなる。この場合、調節部材が動いたとき、
圧縮バネが伸ばされてしまい、スタッド溶接装置の作動
を阻害する恐れがある。この不具合を防止するために
は、本発明のさらなる有利な展開として、調節部材が少
なくとも１つの延長部を持ち、該延長部が圧縮バネによ
り囲まれるようにすることが推奨される。圧縮バネが螺
旋バネの場合には、該圧縮バネの挫屈耐力がこの延長部
により高められる。

【０００８】調節部材の前後運動は、圧縮バネの歪みと
伸びを生じる。そのために、例えば圧縮バネの材料疲労
により、圧縮バネが十分なバネ力を発生できなくなるこ
とがある。したがって、圧縮バネを交換する必要が生じ
る。圧縮バネの交換を可能な限り容易に遂行できるよう
にするために、少なくとも１つの凹部はコアを貫通する
ように形成し、該凹部の孔を閉塞し圧縮バネの突き当て
部を形成するようにシールを設けることが推奨される。
特に、シールはコアに取り外し可能に取り付けることが
望ましい。或いは、シールをハウジングのカバー又は同
様な部材に結合することもできる。ハウジングのカバー
がシール自体を形成するようにすることもできる。

【０００９】本発明のさらに有用な形態として、凹部に
ライニングを設け、圧縮バネをこのライニング内に配置
することが推奨される。このライニング及び／又は圧縮
バネは、非導磁性又は低導磁性の材料で形成することが
望ましい。特に、ライニングは硬質プラスチック材料に
より形成することが好ましい。これらの手段を講じるこ
とにより、コイルを横切る磁場への影響がなくなるか、
或いは影響は極く僅かになる。

【００１０】本発明の詳細及び他の利点は、図面に示す
実施形態に関連して説明する。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１に、ハウジング１とスタッ
ドホルダー２と軸方向に可動な調節部材３と駆動ユニッ
ト４とを備えるスタッド溶接装置を示す。スタッドホル
ダー２は、加工片（図示せず）に溶接される溶接用スタ
ッド５を有する。ハウジング１はスタッドホルダー２と
調節部材３と駆動ユニット４を囲んでおり、スタッドホ
ルダー２とは反対側の端が後壁６により閉じられてい
る。

【００１２】スタッドホルダー２を駆動するための駆動
ユニット４は、永久磁石７と、コア８と、該コア８に隣
接し永久磁石７から出る磁束を閉じるように働くヨーク
９とから構成される。永久磁石７は、導磁性材料により
形成されたケーシング１０により外側が囲まれており、
該ケーシング１０は、ヨーク９を経て導かれた磁束を永
久磁石７の後方へ導く。永久磁石７の内面１１とコア８
の外面１２の間に空隙１３が形成されている。中空ボデ
ー１４がこの空隙１３内に突出して該空隙内を前後に動
き得るようになっている。中空ボデー１４にはコイル１
５が巻かれている。空隙１３を横切る磁場はコイル１５
を横切るので、コイル１５に電流が流れているときに
は、フレミングの法則により該コイル１５に軸方向の力
を生じる。この軸方向の力の大きさは、一方では磁場の
強さによって、他方ではコイル１５に流れる電流の強さ
によって定まる。コイル１５に結合された部品の慣性を
考慮すると、電流が流れたとき、それに対応する軸方向
の変位がコイル１５に生じ、したがって、コイル１５に
剛に結合された中空ボデー１４にも軸方向変位を生じ
る。中空ボデー１４は、非導磁性又は低導磁性の材料に
より形成することが好ましい。

【００１３】中空ボデー１４は、調節部材３に結合され
る。図示した実施形態のスタッド溶接装置においては、
調節部材３への中空ボデー１４の結合は、細長部１６と
パイプ片１７とにより行われる。パイプ片１７は、ピン
１８により細長部１６に結合される。

【００１４】螺旋バネの形態の圧縮バネ１９がコア８内
に配置されている。コア８は盲孔型の凹部４５を備え
る。凹部４５は、コア８の前面４６から後壁６の方に延
びる。圧縮バネ１９は、凹部４５内に挿入されている。
圧縮バネ１９は、一端が凹部４５の底部４７に、他端が
調節部３の前面４８に支持されている。螺旋バネ１９は
調節部材３の面２２をハウジング１の内部肩２３に押し
つけるように作用する。内部肩２３は、図１に示す調節
部材３の前端位置を定めるバッファを形成する。

【００１５】調節部材３及び該調節部材３に結合された
すべての部品は、圧縮バネ１９の作用に抗して後端位置
に動くことができる。この動きは、調節部材３の軸方向
変位により生じる。調節部材３の後端位置は、その面２
４がケーシング１０の前壁２５に接したとき生じる。コ
イル１５に高い電流が印加されたとき、圧縮バネ１９の
力に打ち勝つ軸力が生じる。調節部材３は、調節範囲Ｄ
内で軸方向前後に動かされる。

【００１６】図２に示すように、スタッド溶接装置の主
要な部品は、回転対称に設計されている。これは、必ず
しも必要ではない。スタッド溶接装置の基本的な作動性
を損なうことなく、他の設計が可能である。

【００１７】スタッド溶接装置の自動調節機構として、
調節部材３に設けたスケール３５を走査する直線路測定
装置３４が設けられ、検出された調節部材３の位置に対
応する経路信号を発生する。この信号は、リード３６に
より比較器３７に送られる。比較器３７は、リザーバ３
９内に記憶された溶接用スタッド５の動きを定める法則
に基づく基準信号を、該リザーバ３９からリード３８を
介して受ける。この基準信号が実際位置信号である経路
信号と比較される。比較の結果がリード４０を介して制
御装置４１に送られる。これが、リード４２を経てコイ
ル１５に送られる電流の強さを調節する。リード４２
は、パイプ導管として示されるチャンネル４３に連続し
ており、コイル１５の端部に接続される。制御装置４１
への電力供給は、端子４４を介して行われる。

【００１８】図３は、スタッド溶接装置の駆動ユニット
４の一形態を概略的に示すものである。この駆動ユニッ
ト４の基本構造は、図１に示すスタッド溶接装置の駆動
ユニット４における構造に実質的に対応する。ハウジン
グは、ほぼ管状に形成されている。該ハウジングは、周
辺フランジ４９と該周辺フランジ４９に軸方向に開口し
て形成された孔５０を有し、この孔５０により、駆動ユ
ニットがスタッド溶接装置の他の部品（図示せず）に取
り付けられる。コア８は、該コアを貫通する凹部材４５
を有する。ハウジング１の後壁５１は、凹部材４５と同
軸に形成されたオリフィス５２を有する。オリフィス５
２にはシール５３が配置される。シール５３は、ねじに
よりハウジング１とコア８に結合することが好ましい。
オリフィスの内部にはライニング５４が配置され、この
ライニング内に圧縮バネ１９が配置されている。

【００１９】圧縮バネ１９は、調節部材３の細長部１６
に結合され端部がシールに対向する延長部５５を囲むよ
うに配置される。

【００２０】ハウジング１にボデー５６が結合され、該
ボデー５６を通って細長部１６が延びる。ボデー５６は
バッファ５７を有し、該バッファ上に細長部１６に形成
された調節部材３が支持される。図３には、調節部材３
の前端部が示してある。調節部材３は、圧縮バネ１９の
作用に抗して後端位置に変位させることができる。変位
の経路は、コア８の前面４６と細長部１６の前面４８と
の間の距離Ｄに対応する。

【図面の簡単な説明】

【図１】スタッド溶接装置をスタッドホルダーが前端
位置にある状態で示す概略断面図である。

【図２】図１のスタッド溶接装置におけるIIーII線断
面図である。

【図３】スタッド溶接装置の駆動ユニットの一形態を
示す図である。

【符号の説明】

１・・・ハウジング、２・・・スタッドホルダー、３・
・・調節部材、４・・・駆動ユニット、５・・・溶接用
スタッド、７・・・永久磁石、８・・・コア、９・・・
ヨーク、１０・・・ケーシング、１３・・・空隙、１４
・・・中空ボデー、１５・・・コイル、４５・・・凹
部、５２・・・オリフィス、５３・・・シール、５４・
・・ライニング、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸方向前後に可動な調節部材(3)と、前記調節部材の動きが伝達されるように該調節部材に連
結されたスタッドホルダー(2)と、前記調節部材(3)に結合されて磁化可能なコア(8)と磁化
可能なケーシングとの間の空隙内で軸方向可動なように
配置された中空ボデー(14)と、前記中空ボデー(14)に剛に取り付けられ電流源に接続可
能なコイル(15)を有する駆動ユニット(4)と、前記調節部材(3)に作用して該調節部材をバッファ(23、
57)により定められる端位置に押す圧縮バネ(19)と、を
備えるスタッド溶接装置であって、前記コア(8)は、前記調節部材(3)側の前面から該コア
(8)の軸方向長さの少なくとも一部にわたって延びる凹
部(45)を有し、該凹部に前記圧縮バネの少なくとも一部
が挿入され、前記凹部(45)は前記調節部材(3)に対して
同軸である、ことを特徴とするスタッド溶接装置。
【請求項２】請求項１に記載したスタッド溶接装置で
あって、前記調節部材(3)は、圧縮バネ(19)により囲ま
れた少なくとも１つの延長部(55)を有することを特徴と
するスタッド溶接装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２のいずれかに記載
したスタッド溶接装置であって、前記凹部(45)は前記コ
ア(8)を貫通して形成され、前記凹部(45)のオリフィス
を閉塞し前記圧縮バネ(19)のための突き当て部を形成す
るシール(53)が設けられたことを特徴とするスタッド溶
接装置。
【請求項４】請求項３に記載したスタッド溶接装置で
あって、前記シール(53)は前記コア(8)に取り外し可能
に結合されたことを特徴とするスタッド溶接装置。
【請求項５】請求項３又は請求項４のいずれかに記載
したスタッド溶接装置であって、前記凹部(45)はライニ
ング(54)を有し、前記圧縮バネ(19)は該ライニング内に
配置されたことを特徴とするスタッド溶接装置。
【請求項６】請求項５に記載したスタッド溶接装置で
あって、前記ライニング(54)及び/又は前記圧縮バネ(1
9)は非導磁性か又は低導磁性の材料により形成されたこ
とを特徴とするスタッド溶接装置。