JPH10509653A - 空気式スポット溶接部用ドリル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 小型で携帯式の軽量空気式スポット溶接部用ドリル（１０）は、加圧ガスを供給するトリガ組立体（１４）を備えるドリルハウジング組立体（１２）を有する。ピストン組立体（３０）は、ドリルハウジング組立体（１２）内に位置決めされ、かつその軸方向に移行できる。ピストン組立体（３０）は、ドリル刃先（６４）用に切断圧力を供給するように加圧ガスにより起動される。モーター組立体（６０）はドリルハウジング組立体（１２）に内蔵される。モーター組立体（６０）は、ドリル刃先（６４）を取り付け、かつドリル刃先（６４）に回転動作を与える回転自在の出力主軸（６２）を有する。制御弁（４０）は、加圧ガスを受入れて、モーター組立体（６０）へ加圧ガスを制御自在に排出するように設けられる。制御弁（４０）は、切断圧力を所要のレベルで供給し、かつドリル刃先（６４）を回転移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】 空気式スポット溶接部用ドリル 技術分野 本発明は、スポット溶接部の除去、特に空気作動ピストンを使用してドリル 刃先へ切断圧力を与えるスポット溶接部用ドリルに関する。 背景技術 スポット溶接は、二枚の金属または他の材料の薄板を互いに保持させる一般 に使用される手法である。スポット溶接部は、二枚の金属薄板を互いに面接触さ せて、二枚の薄板を電気溶接回路に接続して形成される。２つの小径の円筒形電 極が、溶接される箇所の対向側に置かれる。溶接される２つの面は、電流が電極 間を通過するときに電極により互いに押し付けられて、スポット溶接部位が加熱 される。二枚の金属薄板間の接触面は、十分に加熱されて、２つの電極の周辺に ある小さいスポットにおいて二枚の薄板が互いに溶接される。 スポット溶接は自動車に通常使用されて、フェンダークオーターパネルまた は他の車体部分を構造部材へ固定する。自動車を事故後に補修しなければならな い場合のように、これらのパネルを取り外す必要があることが多い。 事故後の補修または取替えのためのパネルの取り外しに加えて、補修されて いる自動車から未損傷パネルを取り外す必要があることも多い。取り外し後にパ ネルは、損傷したパネルの代わりに使用される。 フードパネルは、関連する部品への損傷を最小にするために空気たがね、グ ラインダーまたはドリル刃先を使用して取り外されるのが一般的だが、２つの締 め付けられている部品間の接している面の深さまで、その２つの部品の１つだけ を穴あけするのが望ましい。このようにして２つの部品の１つだけがドリルによ り損傷され、他の部品はほぼ無傷のままとなる。 金属はスポット溶接部を穴あけするのが難しい材料であり、またスポット溶 接部は、不便で手が届きにくい箇所に位置することが多い。かくして、第２のパ ネルを少なくとも途中まで穴あけすることなしに、スポット溶接接触面を穴あけ するのは極めて難しいことがある。この問題は、比較的未熟練作業者を使用して 穴あけ作業を実施する場合にさらに悪化する。 ドリル寿命を相対的に長くするために、高い切断圧力、すなわち約１００乃 至１２０ポンドの圧力を供給するのが望ましい。自分自身の腕力だけを使用する 作業者ならば、その作業者がこの切断圧力の供給に耐えることは難しい。 穴あけ作業の深さを制御できる深さ停止部材を有することも非常に望ましい 。ドイツの会社であるＷｉｅｌａｎｄｅｒ Ｓｃｈｉｌｌ社は、スポット溶接除 去ドリル付きＣ−アーム組立体の使用を開示している。Ｃ−アームは、パネル継 ぎ目の裏側に引っ掛かけられる脚部を有し、切断圧力に対抗するように機能する 。かくして穴あけ作業の深さを、切断中制御することができる。しかしながら使 用者は、ドリル刃先用に十分な切断圧力を供給する際に依然かなりの腕力を使用 しなければならない。 発明の開示 したがって本発明の主な目的は、スポット溶接部を除去する際の専門技術者 の疲労を最小にすることにある。 本発明の他の目的は、適切な切断圧力を供給することにより、スポット溶接 部除去装置のドリル刃先のドリル寿命を延ばすことにある。 これらの目的および他の目的は、小型で携帯式の軽量空気式スポット溶接部 用ドリルである本発明により達成される。スポット溶接部用ドリルは、その広い 態様において、加圧ガスを供給するトリガ組立体を備えるドリルハウジング組立 体を有している。ピストン組立体は、ドリルハウジング組立体内に位置決めされ 、その軸方向に移行自在である。ピストン組立体は、ドリル刃先へ切断圧力を供 給するように加圧ガスにより起動される。モーター組立体はドリルハウジング組 立体に内蔵される。そのモーター組立体は、ドリル刃先を取り付け、かつそれを 回転動作させる回転自在の出力主軸を有する。制御弁が設けられて、加圧ガスを 受入れて、モーター組立体へ制御自在に加圧ガスを排出するのに使用される。制 御弁は、所要レベルの加圧ガスを供給して、ドリル刃先を回転作動させる。 好ましくはポット溶接部用ドリルは、ドリルハウジング組立体へ装着可能な 着脱自在のＣ−アーム組立体付きのものが使用される。Ｃ−アーム組立体は、穴 あけされるスポット溶接部の裏側に引っ掛かけられる脚部を有し、スポット溶接 部の両側がアクセスできる穴あけ作業の場合に切断圧力に対する対抗力を与える ようになっている。 第１の実施態様においてモーター組立体およびピストン組立体は、ドリルハ ウジング組立体内で一体ユニットとして軸方向に移動する。この実施態様におい てトリガ組立体は、トリガを引いたときに加圧ガスをピストン組立体の裏側へ供 給し、それによりピストン組立体およびモーター組立体をスポット溶接部へ向け て動かして切断圧力を供給する手段を備える。バネが使用されて、トリガを中立 （外した）位置にしたとき、ピストン組立体およびモーター組立体がスポット溶 接部から後退させられる。この実施態様は、スポット溶接除去用途だけに一般に 適用される。 第２の実施態様においてトリガ組立体は、トリガを中立（外した）位置にし たとき、加圧ガスをピストン組立体の裏側へ供給する手段を備える。このガス供 給により、Ｃ−アーム組立体は、ドリル刃先から離れる方向に前方へ押される。 またトリガ組立体は、トリガを引いたときに加圧ガスをピストン組立体の前側へ 供給し、同時にピストン組立体の裏側にあるガスを解放し、それによりＣ−アー ム組立体をドリル刃先へ向けて動かして切断圧力を供給する手段も備える。この 実施態様は、スポット溶接部除去、穴あけ、混合および他の一般的作業について の汎用的な用途を有する。 本発明の他の目的、利点および新規な特徴は、添付図面に関連してなされる 本発明の下記の詳細な説明により明らかになる。 図面の簡単な説明 図１は、加圧ガスがピストン組立体の裏側へ導入されて切断圧力を供給する 本発明の第１の実施形態の断面図である。 図２は、図１のスポット溶接部用ドリルに利用できる、部分的に断面にした 制御弁を図示する。 図３は、スポット溶接部の除去用に装着されるＣ−アーム組立体を備える図 １のスポット溶接部用ドリルを示す。 図４は、穴あけされたスポット溶接部および後退されたモーター組立体を示 す。 図５は、スポット溶接部が片側からだけアクセスでき、したがってＣ−アー ム組立体を取り外した場合におけるスポット溶接部用ドリルの使用を図示する。 図６は、本発明の第２の実施形態を図示し、そこにおいてトリガを中立位置 にしたときにＣ−アーム組立体を前方へ動かすように空気圧力をピストンの裏側 へ導入でき、またトリガを引いたときに切断圧力を供給するようにガスをピスト ンの前側へ導入できる。 図７は、分離して示されるＣ−アーム組立体の説明図である。 図８は、図６の実施形態において利用されるトリガ組立体の拡大した断面図 である。 図９は、部分的に断面で示される、図６の実施形態において使用される制御 弁の説明図である。 図１０は、図８の線１０−１０についての図である。 図面の図全てを通しての同一の構成部材または部品は、同一の参照文字で示 される。 発明を実施する形態 図面およびそこに表示された参照文字を参照すると、図１は、一般に１０で 示される、本発明の空気式スポット溶接部用ドリルの第１の実施形態の断面図で ある。スポット溶接部用ドリル１０は、以下で詳細に説明するようにスポット溶 接部の穴あけ専用に使用される。ドリルハウジング組立体１２は、加圧ガスを供 給する手動式トリガ組立体１４を備える。トリガ組立体１４は、空気動工具の業 界では周知の従来型のものでもよい。ドリルハウジング組立体の後端には、端部 キャップ１６が備えられる。従来型の入口管継ぎ手１８および出口排気消音器２ ０は、ドリルハウジング組立体１２のハンドル２２へ装着される。ハンドル２２ は、業界で周知のようにトリガ組立体１４の残りの部材と作動する弁２４を備え る。弁２４は、空気通路２６と流体流通する。空気通路２６は、ドリルハウジン グ組立体１２の後部に設けられる空気室２８へ通じる。 ピストン組立体３０は、ドリルハウジング組立体１２の主要部分に内蔵され て、その軸方向に移行できる。ピストン組立体３０は、ネジ３６で後方部分３４ に取り付けられた前方部分３２を有する。ピストン組立体３０の後端部は、空気 室２８の片側を形成するピストン端部３８から成る。ピストン端部３８は制御弁 ４０を支持する。 ここで図２を参照すると、制御弁４０は制御弁ハウジング４２、座金４４、 バネ４６および球体４８から構成されることが分かる。ここに図示される特定の 制御弁は図示用であり限定されるものでないことが理解される。制御弁４０は、 リード弁、プランジャー弁（例えば以下の図９に示されるもの）、または他の従 来型弁手段のような他の構造の弁でもよい。制御弁４０の出口５０は、以下で説 明するようにモーター組立体を作動するためにガス圧力を供給する。 Ｏ−リング５２のような封止手段が利用されて、ハウジング組立体１２の内 面からピストン端部３８の外周をシールする。ピストン端部３８は、後方部分３ ４とドリルハウジング組立体１２との間に位置決めされるバネ押圧手段５４と協 働して、ピストン組立体の戻り圧力を与える。ネジ５６およびキー５８は、従来 通りに作動して、ハウジング組立体１２とピストン組立体３０との間の相対的回 転を防止する。 モーター組立体６０は、ピストン組立体３０に内蔵され、ドリル刃先６４を 取り付ける回転自在の出力主軸６２を備える。モーター組立体６０は、任意の数 の従来型空気式回転モーターから構成でき、それらのモーターは、空気動工具業 界において周知であり、また例えば、Ｃｈｉｃａｇｏ Ｐｎｅｕｍａｔｉｃ、Ｉ ｎｇｅｒｓｏｌｌ−Ｒａｎｄ、Ｃｏｏｐｅｒ Ｔｏｏｌｓ、Ｓｎａｐ−Ｏｎ Ｔ ｏｏｌｓ およびＭａｃ Ｔｏｏｌｓ のような会社により市販されている。モ ーター組立体６０は、出力主軸６２を駆動する従来型減速装置組立体６６を備え る。モーター組立体６０からの出力空気は、排気口６８から出て、排気マニホー ルド７０を経て排気消音器２０を通り流れる。 深さ調整組立体７２は、ピストン組立体３０の前方部分３２へ装着されて、 所要の穴あけ深さを与える。深さ調整組立体７２は、座金７６および固定リング ７８によりピストン組立体３０に対して軸方向に固定される溝付き調整スリーブ ７４を備える。内部スリーブ８０は、ドリル停止スリーブ８３を取り囲む中間ス リーブ８２の軸受けまたは案内として機能する。バネ８４は、前方位置にあるド リル停止スリーブ８３を押圧する。ドリル停止スリーブ８３は、両側に２つの縦 方向に延びるフィンガーを形成するように機械加工され、それらのフィンガー間 に２つの長穴または窓を有する。この窓により作業者は、作動中にドリル刃先を 容易に検分して位置決めすることができる。固定ネジ８６は、溝付き調整スリー ブ７４に基づいて深さを調整するときに、ピストン組立体３０の前方部分３２内 の長穴と係合して、中間スリーブ８２が回転するのを停止する。 Ｃ−アーム組立体９０は、固定構成部材９２によりドリルハウジング組立体 １２へ装着可能である。Ｃ−アーム組立体９０は、ドリルハウジング組立体１２ に対して３００度を超えて回転できるが、ドリルハウジング組立体１２に対して 軸方向には固定される。Ｃ−アーム組立体９０は、スポット溶接部の両側に容易 にアクセスできる場合の穴あけ作業の切断圧力に対する対抗力を提供する。 ここで図３を参照すると、スポット溶接部用ドリル１０は、加工部材に関連 させて図示される。上述したように、スポット溶接部は、第２のパネル９６を著 しく貫通することなしに第１のパネル９４から穴あけされることが望ましい。作 動中に空気は、矢印８８で示される方向に入口１８を通して流れる。トリガ組立 体１４を起動すると、空気は弁２４および空気通路２６を通して空気室２８へ流 れる。ピストン組立体３０は、Ｃ−アーム組立体９０およびパネル９４、９６の 方向に前方へ移動する。ピストン組立体３０は、パッド９８およびＣ−アーム組 立体９０の端部と接触すると移動が停止される。その時点で空気室２８内の圧力 が高まる。制御弁４０は、例えば約５０ｐｓｉの所定の圧力を供給する。その所 定の圧力において制御弁４０が開いて、空気は回転モーター組立体６０を通して 流れてドリル刃先６４を駆動する。空気は、排気マニホールド７０および排気消 音器２０を通して排気される。かくして、ピストン端部３８の背後にある圧力に より、ドリル刃先６４用の切断圧力が供給される。 ここで図４を参照すると、トリガを解放したときに、バネ５４は端部キャッ プ１６へ向けてモーター組立体６０を後方へ押し戻す。 （Ｃ−アーム組立体は、容易にアクセスできるようにその軸上で回転自在である 。） ここで図５を参照すると、Ｃ−アーム組立体９０を取り外して、「ボックス セクション」９９上にある、片側だけからアクセスできるスポット溶接部を除去 するのに本発明を利用できことが分かる。 ここで図６を参照すると、一般に１００で示される本発明の第２の実施形態 が図示される。以下で詳細に説明されるこの実施形態は、スポット溶接部を穴あ けするのに使用でき、また通常の空気ドリルとしても使用できる。前の実施形態 におけるように、ドリルハウジング組立体１０２は、加圧ガスを供給するトリガ 組立体１０４を備える。ピストン組立体１０６は、ドリルハウジング組立体１０ ２内に位置決めされ、その軸方向に移行できる。ピストン組立体１０６は、ドリ ル刃先１０８用に切断圧力を供給するように加圧ガスにより起動される。取り入 れ口管継ぎ手１１０は、空気を加圧された取り入れ空気通路１１２へ供給する。 トリガ組立体１０４は手動式のものであるので、中立位置にあるときに加圧空気 が中立位置空気通路１１４へ流れる。空気は、空気通路１１４を通して裏側室１ １６内にあるピストンの裏側へ流れる。かくして、引き入れ／押し出し棒１１８ は、矢印１２０の方向に前方へ押される。 ここで図８を参照すると、トリガ組立体１０４の拡大図が図示される。トリ ガ組立体１０４は、ハウジング組立体１０２のハンドル１２２中に延びる細長い トリガ主軸１２０を備える。トリガ１２４は、バネ１２６により押圧され、止め ネジ１２８により固定支持される。トリガ主軸１２０は、固定ピン１３２（図６ 参照）によりハンドル１２２内で固定される弁体１３０により支持される。弁ス リーブ１３４はトリガ主軸１２０により支持される。溝１３６、１３８は、Ｏ− リング１４０、１４２をそれぞれ支持する。溝１４４は固定ピン１３２を支持す る。かくしてトリガ組立体１０４は、ハンドル１２２内で固定位置決めされる。 上述したように、トリガが中立位置にあるときに空気は、加圧された取り入 れ空気通路１１２から中立位置空気通路１１４へ自由に流れる。ついで空気は、 矢印１４６により示されるピストンの裏側へ流れることができる。 トリガ１２４が押されると、トリガ主軸１２０は逃がし弁１４８を開き、ま た遮断弁１５０を閉じる。同時にそれは、主弁１５２も開ける。かくして空気は 、出入口部位１５４に入り、前部室１５６（図６参照）に流入する。かくしてＣ −アーム組立体１５８は矢印１６０の方向に引かれる。 ここで図７を参照すると、分離されているＣ−アーム組立体１５８が示され る。第１のＣ−アーム１６２は、ドリルハウジング組立体１０２に対して軸方向 に移動できるが、案内部材１６４（図６に示される）が設けられるので組立体１ ０２に対して回転できない。しかしながら回転自在のＣ−アーム１６６は、ドリ ルハウジング組立体１０２に対して３６０度回転でき、またそれに対して軸方向 にも移動できる。前の実施形態におけるようにパッド１６８は、Ｃ−アーム１６ ６の端部材に設けられる。 かくして、ピストン組立体１０６はＣ−アーム組立体１５８を後方へ動かし て（すなわち矢印１６０の方向に）、加工部材をドリル刃先１０８とパッド１６ ８との間に押し付けることができるのが容易に分かる。前部室１５６内で圧力が 所定の限界に達すると、空気は、制御弁１７２を通してモーター組立体１７４中 へ放出される。モーター組立体１７４は、前の実施形態において説明したように ドリル刃先１０８を回転作動するように機能する。ついで空気は、排気口１７６ および排気マニホールド１７８を通して消音器１８０へ排気される。 ここで図９を参照すると、制御弁１７２が図示される。それは、弁座１８２ 、弁軸１８４、バネ１８６および支持座金１８８から成るプランジャー弁でよい 。 再び図８を参照すると、トリガ主軸１２０と弁スリーブ１３４との間に隙間 １９０がある。これにより、主弁１５２が開きかつ遮断弁１５０が閉じる前に確 実に逃がし弁１４８が開く。したがって空気は、ピストンの背後から逃がし口１ ９２を通して逃げることができる。逃がし口１９２は、トリガ主軸１２０上の２ つの平らな部位に形成される。これらの相対的な配置は、図１０を参照すれば分 かる。 好ましくは第２の実施形態のスポット溶接部用ドリル１００は、１９９１年 ９月２４日に認可された「スポット溶接部用ドリル案内部材」という名称の米国 特許第５，０５１，０４３号において本出願人により開示および請求されたもの のようなスポット溶接部用ドリル案内部材を利用する。このドリル案内部材は、 ドリルへ装着され、また穴あけされる表面に対して位置決め可能な基準位置を形 成する基準表面を有する案内部材ハウジングと、案内部材ハウジング内に部分的 に配設されたドリル主軸と、案内部材ハウジング内でドリル主軸を支持する軸受 けと、および案内部材ハウジング内でドリル主軸の走行長さを制御する保持組立 体とを備える。案内部材ハウジングの基準表面に隣接する窓により、ドリル刃先 は、精密な所定の内孔深さまで穴あけする前にスポット溶接部上で精確に位置決 めできる。米国特許第５，０５１，０４３号は、ここに参照として組み込まれる 。 スポット溶接部用ドリル１００は多目的を有することが強調される。Ｃ−ア ーム組立体１５８は、片側スポット溶接部へアクセスするように取り外しができ る。加えてドリル案内部材１９４は取り外しができ、またドリルモーターは、穴 あけ、ネジ駆動締め付け、混合、バフ研磨など用の空気圧モーターとして使用で きる。 明らかに上述の手法から鑑みて、本発明の多くの変形および変更が可能であ る。したがって付属の請求範囲内において本発明は具体的に説明されたもの以外 において実施できることを理解すべきである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ａ）加圧ガスを供給するトリガ組立体を備え、かつピストン組立体の戻り 圧力を与えるバネ押圧手段を有するドリルハウジング組立体と、 ｂ）前記ドリルハウジング組立体内に位置決めされかつその軸方向に移行可 能であり、またドリル刃先用に切断圧力を供給するように前記加圧ガスにより起 動されるピストン組立体と、 ｃ）前記ドリル刃先を取り付け、かつ前記ドリル刃先に回転動作を与える回 転自在の出力主軸を有する、前記ドリルハウジング組立体に内蔵されるモーター 組立体と、 ｄ）前記加圧ガスを受入れて、前記モーター組立体へ前記加圧ガスを制御自 在に排出し、かつ前記切断圧力を所要のレベルで供給し、かつ前記ドリル刃先を 回転作動させる制御弁と を備える空気式スポット溶接部用ドリル。 ２． 前記ドリルハウジング組立体は、ネジ、および前記ドリルハウジング組立 体と前記ピストン組立体との間の相対的回転を防止するキー手段を有する請求項 １の空気式スポット溶接部用ドリル。 ３． 前記ドリルハウジング組立体へ装着できる着脱自在のＣ−アーム組立体を さらに備え、前記Ｃ−アーム組立体は、穴あけされるスポット溶接部の裏側に引 っ掛かけられる脚部を有し、スポット溶接部の両側がアクセスできる穴あけ作業 の場合に前記切断圧力に対する対抗力を与える請求項１の空気式スポット溶接部 用ドリル。 ４． 前記ピストン組立体は、所定の所要深さまで貫通させる深さ調整スリーブ 組立体をさらに備える請求項１の空気式スポット溶接部用ドリル。 ５． 前記ピストン組立体は、ネジにより固定接続される前方部分および後方部 分から成り、前記ピストン組立体の後方外側部分および前記ドリルハウジング組 立体の後方内側面は、前記加圧ガスを導入する部屋を形成する請求項１の空気式 スポット溶接部用ドリル。 ６． 前記モーター組立体は前記ピストン組立体に内蔵される請求項１の空気式 スポット溶接部用ドリル。 ７． 前記ピストン組立体はピストン端部を有し、そのピストン端部は、前記後 方部分と前記ドリルハウジング組立体との間に位置決めされるバネ押圧手段と協 働して、前記ピストン組立体の戻り圧力を与える請求項６の空気式スポット溶接 部用ドリル。 ８． 前記制御弁は、球体、および前記モーター組立体へのガス流を制御するバ ネ押圧手段を有する請求項１の空気式スポット溶接部用ドリル。 ９．前記モーター組立体および前記ピストン組立体は一体ユニットとして軸方向 に移動する請求項３の空気式スポット溶接部用ドリル。 １０． 前記トリガ組立体は、 トリガを引いたときに加圧ガスを前記ピストン組立体の裏側へ供給し、それによ り前記ピストン組立体および前記モーター組立体をスポット溶接部へ向けて動か して前記切断圧力を供給する手段を有する請求項９の空気式スポット溶接部用ド リル。 １１． 前記バネ押圧手段は、前記ピストン組立体および前記モーター組立体を 前記スポット溶接部から離すように後退させる請求項１０の空気式スポット溶接 部用ドリル。 １２． ａ）加圧ガスを供給するトリガ組立体を備えるドリルハウジング組立体 と、 ｂ）前記ドリルハウジング組立体内に位置決めされかつその軸方向に移行可 能であり、またドリル刃先用に切断圧力を供給するように前記加圧ガスにより起 動されるピストン組立体と、 ｃ）前記ドリル刃先を取り付け、かつ前記ドリル刃先に回転動作を与える回 転自在の出力主軸を有し、前記ドリルハウジング組立体に内蔵されるモーター組 立体と、 ｄ）前記加圧ガスを受入れて、前記モーター組立体へ前記加圧ガスを制御自 在に排出し、かつ前記切断圧力を所要のレベルで供給し、かつ前記ドリル刃先を 回転移動させる制御弁と、 ｅ）穴あけされるスポット溶接部の裏側に引っ掛かけられる脚部を有し、ス ポット溶接部の両側にアクセスできる穴あけ作業の場合に前記切断圧力に対する 対抗力を与えるように構成された、前記ドリルハウジング組立体へ装着可能な着 脱自在のＣ−アーム組立体と を備える空気式スポット溶接部用ドリルであって、 前記トリガ組立体は、 ａ．前記トリガ組立体のトリガを中立位置にしたとき、加圧ガスを前記ピス トン組立体の裏側へ供給し、それにより、前記Ｃ−アーム組立体を、ドリル刃先 から離れる方向に前方へ押す手段と、 ｂ．前記トリガを引いたときに加圧ガスを前記ピストン組立体の前側へ供給 し、同時に前記ピストン組立体の裏側にあるガスを解放し、それによりＣ−アー ム組立体をドリル刃先へ向けて動かして切断圧力を供給する手段と を備える空気式スポット溶接部用ドリル。