JPH09108857A - 振動装置のための撓みばね支持装置 - Google Patents
振動装置のための撓みばね支持装置Info
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Abstract
する。 【解決手段】 複数個の互いに平行に配置された撓みば
ねにより一つの平面に沿って偏倚し、互いに擦り合わさ
れる加工片の一方を担持する可動部材を有する撓みばね
支持装置に於いて、各撓みばねを両端部にて断面が拡大
してフランジを形成する両端テーパ形状の部材として構
成し、両端フランジの底面がそれぞれ固定支持部及び可
動部材に圧着された状態に取り付ける。
Description
係り、特に熱可塑性材料よりなる部材を両者の境界面に
沿って互いに擦り合せ、そこに生じた摩擦熱によりこれ
らの部材を互いに溶接するのに用いられる振動溶接装置
に係る。更に詳細には、本発明は上記の溶接装置の如き
振動装置に用いるための改良された撓みばね支持装置で
あって、互いに溶接されるべき部材の一方と連結される
板の如き部材が互いに溶接される二つの部材の境界面に
沿う一つの平面に沿って遷移運動するような装置に於け
る撓みばね支持装置に係る。この場合の振動は、単純な
往復運動、楕円運動、円運動その他類似の遷移運動であ
ってよく、一つの運動面に沿う運動として認識される全
ての平面内運動がこれに該当する。
如き要領にて溶接を行う振動溶接装置は、例えば米国特
許第3920504号にて公知であり、この特許では電
磁的に作動される溶接装置が往復遷移運動を生ずるよう
になっている。又米国特許第5160393号にも軌道
運動を生ずる同様の装置が示されている。
行わされるべき部材を静止枠体に対向して支持する支持
装置が必要であり、かかる支持装置は通常可動部材を、
支持するがそれが運動表面内に止まる状態にて偏倚する
ことを許す、複数個の撓みばねを含んでいる。かかる撓
みばねの構造及び取り付けについては、その耐久性に関
して独特の問題がある。即ち、この種の撓みばねの取り
付け部には、かじりによる腐食や金属被労が起こりやす
く、これによって装置の作動寿命が著しく制限され、ひ
いてはそれを用いた製造工程が中断されるという問題が
ある。
撓みばねの両端が高度の応力集中の発生を避け、かじり
による腐食の問題を大幅に低減することのできる、撓み
ばね支持装置を提供するものである。かかる目的のため
に、本発明によれば、各撓みばねのねの両端には、それ
ぞれ末廣状のフランジが設けられており、かかるフラン
ジの平らな底面がそれと連結される部材の表面に着座
し、撓みによる応力をより広い面積に亙って分散するよ
うになっている。更に各撓みばねは両端が締着されたと
き一定の歪みを呈するテーパビームとして形成され、こ
れによってばねに生ずる歪みはそれを構成する材料の最
大許容応力以下に低減され、破損が免れる。かかる特徴
により、本発明による撓みばね支持装置の要部を構成す
るばねの作動性能と信頼性が大きく向上する。
且つ改良された撓みばね支持装置を提供することであ
る。
に用いるに特に有用な新規にして且つ改良された撓みば
ね支持装置を提供することである。
の端部を他の構造部材に取り付ける構造に固有の問題を
解決した振動装置のための撓みばね支持装置を提供する
ことである。
ばねに生ずるかじり腐食を低減し或いは殆ど無くした撓
みばね支持装置を提供することである。
静止した部材と、一つの運動面に沿って駆動される部材
と、上記二つの部材を互いに連結する複数個の互いに隔
置された撓みばねとを有し、前記撓みばねの各々が一定
歪みを呈するテーパビームとして形成されている撓みば
ね支持装置を提供することである。
図を参照して行われる以下の説明からより一層明らかで
あろう。
の金属部材であり、これは比較的質量の大きい枠構造体
12に固定されている。前記第一の金属部材に対向して
これより隔置された状態に第二の金属部材14が配置さ
れており、この第二の金属部材の下側に互いに溶接され
る加工片部18及び20の一方である加工片部18を保
持する保持板16が設けられている。加工片部18及び
20は両者の界面22に沿って重ね合わされている。加
工片部20は保持板24により保持されており、保持板
24は矢印28にて示されている如く垂直方向に移動可
能なテーブル26に取り付けられている。テーブル26
の上下位置の調整により、加工片部18と20とを互い
に押し合わせる力が調節され、又溶接により加工片部1
8と20とが一体になった加工片を加工位置より取り外
せるようになっている。
の互いに隔置された金属ロッド32により懸垂されてい
る。これらの金属ロッド32は部材14が上記の界面2
2に平行な一つの運動面に沿って遷移移動することを可
能にする撓みばねを形成している。部材14が休止位置
にある時には、金属ロッド即ち撓みばね32の各々軸線
は前記運動面に対し実質的に垂直である。部材14に取
り付けられた一個或いはそれ以上の極片34と、それに
対応して設けられた電磁コイル36の如き部材14に作
用する駆動手段により、可動の部材14は上記の運動面
に沿って単純な往復運動、軌道運動、楕円運動その他類
似の運動を行う。かかる運動により界面22には摩擦熱
が発生し、これによって熱可塑性材料よりなる加工片は
その擦り合わせ界面にて軟化し或いは流動化する。
及び14に取り付けることについて特別の問題がある。
かかる取り付けの典型的な構造では、上掲の米国特許に
見られる如く、各ばねの端部が部材10或いは14の対
応する孔に圧入により取り付けられていた。部材10及
び14は部材14が運動することにより平行な二つの平
面に沿って互いに反対方向へ相対的に移動する。これら
二つの部材の移動量はそれぞれの有効質量に反比例して
おり、典型的な例に於いては、部材10は部材14の移
動量の10〜15%程度となるようにされている。この
うちその移動量の小さい部材10の運動は、図には示さ
れていないが、枠体に緩衝装着装置を設けることによ
り、枠体には及ばないようにすることが容易に可能であ
る。この種の典型的な運動は100〜240Hzの範囲
の周波数のものである。上記の如くばねの端部を部材に
圧入する方法に於いては、複数個のばねがそれらの一端
部にて対応する部材に一括して圧入されなければなら
ず、このためには極めて大きな圧入力を要する。更に図
2に示されている如く、各ばね32は、図にては幾分大
袈裟に示されているが、図中点線にて示されている如く
高い周波数にて撓み、38にて示されている部分に局部
的なかじり腐食を生ずる。かかるかじり腐食は高い応力
の作用位置に表れ、装置の作動寿命を著しく縮め、又か
かる装置を使用した製造工程の中断を生ずる。
が、図3及び4に示されている。これらの図に於いて、
40は部材10及び14を互いに連結する細長い撓みば
ねの一つを示している。ばね40はその両端部にそれぞ
れ末廣状の円筒形フランジ42及び44を設けられてお
り、これらフランジの各々の底面は部材10及び14の
平らな表面に当接している。一部にねじが切られたスタ
ッド44及び48が両端のフランジの底面より延びてお
り、これらのスタッドはそれぞれ対応する部材の孔50
及び52に通されている。ねじを切られたナット54及
び56が対応するスタッドのねじを切られた部分に取り
付けられており、これらのナットは図4に示されている
如く各孔の段部58に当接しており、各フランジの平ら
な底面を各部材の係合面に対し押し付ける係合力を作用
させている。実際には、かかるナットの締め付けはトル
クレンチを用いて行われ、部材14が遷移運動されると
きにもこれらのフランジと部材10及び14の間に相対
的な滑りが生ずることを阻止する或る所定の係合圧が与
えられるのが好ましい。当然のことながら、ナットの締
め付けが行われると、スタッド46及び48には引張り
力が及される。孔50及び52は、部材14に運動作用
が与えられていないとき、部材14の移動面に垂直な軸
線を有する。
造の一つの重要な特徴は、ばねが部材の孔内へ差し込ま
れている入口であって図2に示されている局部的な高応
力の領域38がなくされ、可動部材14の動きに基づく
応力が孔の口よりフランジとそれに係合する部材の間の
より大きな面積へ半径方向に分散されることである。か
かるより大きな面積により応力が分散され、これによっ
て単位面積当たりの力の大きさが低減する。その結果が
かじり腐食が実質的に低減し、もし起こるとしてもフラ
ンジの底面に低い応力にて生ずる。フランジの底面がヤ
スリがけされた表面とされ、又フランジの直径がスタッ
ドの直径の少なくとも3倍とされるとき、好ましい結果
が得られることが分かった。又従来技術と対比して本発
明は各撓みばねを個別に取り替えることを可能にする。
持するためのロックワッシャが設けられてもよい。
撓みばね40の形状と構造に係る。各ばねは円形断面を
有しており、二重にテーパが付されたビーム、即ち60
及び62にて示されている如く両端部より中央へ向けて
先細となった部分を有しており、実質的に一定の歪みを
生ずるばねとして構成されている。かかる目的のための
構造は、本明細書に於いては両端にて締着され実質的に
一定の応力を有するテーパ付きビームなる表現にて表さ
れている。ビームの寸法はこの技術の分野に於いては公
知の分析法により最も適した状態に選定される。かかる
ばねの設計に当たっては、予想される作動応力が使用さ
れる材料の最大許容応力以下となるような設計が行なわ
れる。
ね支持装置の他の形状が示されている。図5に示されて
いるものは、上側に位置する実質的に静止した部材が環
状の板64よりなっており、それに孔50があけられ、
ばねが面66に沿って配置されている。図6に於いて
は、ばね支持装置は長方形をなしており、部材は長方形
板68として構成され、それに孔50があけられ、ばね
が複数の辺に沿って並列されている。部材の形状につい
ては、その他の形状も可能であることは明らかであろ
う。
ねが板部材に取り付けられる箇所に於ける従来の局部的
かじり腐食の問題は実質的に克服されることは明らかで
あろう。更に両端にて締着され実質的に一定の歪みを有
するテーパ状ビームの形状によるばねの構造は、装置の
信頼性と寿命を著しく改善する特徴となるものである。
例とその修正例について説明したが、これらの例につい
て本発明の範囲内にて更に他の修正が可能であることは
当業者にとって明らかであろう。
す解図的正面図。
にて解図的に示す正面図。
一部断面による正面図。
す平面図。
の実施例を示す平面図。
Claims (8)
- 【請求項1】固定枠体に連結されるよう構成された第一
の部材と、 前記第一の部材に対向してこれより隔置され駆動手段に
応答して一つの平面に沿って遷移運動するよう構成され
た第二の部材と、 前記第一及び第二の部材の各々の面に当接するフランジ
を両端部に有し前記第一及び第二の部材を互いに連結す
る複数個の互いに隔置された細長い撓みばねと、 前記フランジの各々の底面を前記第一及び第二の部材の
各々の表面に圧接した状態に保持する締結手段とを有
し、 前記圧接は前記第二の部材の遷移運動の際前記フランジ
の各々とそれが当接する前記第一及び第二の部材の各表
面との間に相対運動が生ずることを実質的に阻止する大
きさとされている振動装置のための撓みばね支持装置。 - 【請求項2】前記フランジの各々は前記第一及び第二の
部材の各対応する平らな表面に係合する平らな下面を形
成された実質的に円筒の形状に作られており、前記締結
手段は前記フランジの各々の底面より伸びるねじ付きス
タッドを受け入れるべく前記第一及び第二の部材の各々
に形成された孔と、前記ねじ付きスタッドの各々に係合
するねじを切られたナットとを含み、前記ナットは前記
孔に形成された着座部に対して締め付けられるようにな
っており、前記ナットの締め付けにより前記ねじ付きス
タッドは前記フランジの底面を前記圧接状態に保持すべ
く引張り荷重をかけられた状態とされる請求項1の撓み
ばね支持装置。 - 【請求項3】前記フランジの各々はその底面に於ける直
径が前記ねじ付きスタッドの通される前記孔の直径の少
なくとも3倍である請求項2の撓みばね支持装置。 - 【請求項4】前記撓みばねの各々は両端締着により実質
的に一定の歪みを生ずるテーパビームの形状に形成され
ている請求項1の撓みばね支持装置。 - 【請求項5】前記テーパビームは円形断面を有する請求
項4の撓みばね支持装置。 - 【請求項6】前記第一の部材は円板であり、前記複数個
の撓みばねは一つの円に沿って配列されている請求項1
の撓みばね支持装置。 - 【請求項7】前記第一及び第二の部材の少なくとも一方
は長方形状をなし、前記複数個の撓みばねは該長方形状
の複数の辺にそって配置されている請求項1の撓みばね
支持装置。 - 【請求項8】前記撓みばねのフランジが当接する前記第
一及び第二の部材の表面は前記第二の部材の遷移運動の
面に平行であり、前記第二の部材が遷移運動していない
とき前記撓みばねの各々の軸線は前記第二の部材の遷移
運動の面に垂直である請求項1の撓みばね支持装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28641595A JP3559978B2 (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 振動装置のための撓みばね支持装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28641595A JP3559978B2 (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 振動装置のための撓みばね支持装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09108857A true JPH09108857A (ja) | 1997-04-28 |
JP3559978B2 JP3559978B2 (ja) | 2004-09-02 |
Family
ID=17704104
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28641595A Expired - Lifetime JP3559978B2 (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 振動装置のための撓みばね支持装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3559978B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200122233A (ko) * | 2019-04-16 | 2020-10-27 | 브랜슨울트라쉬홀나이더라숭데에머슨테크놀로지스게엠베하앤드코.오하게 | 진동 용접 장치를 위한 스프링 패키지 및 각각의 진동 용접 장치 |
-
1995
- 1995-10-06 JP JP28641595A patent/JP3559978B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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