特許 6810130 超音波溶接トング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6810130

(24)【登録日】2020年12月14日

(45)【発行日】2021年1月6日

(54)【発明の名称】超音波溶接トング

(51)【国際特許分類】

   B23K 20/10 20060101AFI20201221BHJP

【ＦＩ】

   B23K20/10

【請求項の数】5

【全頁数】6

(21)【出願番号】特願2018-505529(P2018-505529)

(86)(22)【出願日】2016年4月8日

(65)【公表番号】特表2018-517568(P2018-517568A)

(43)【公表日】2018年7月5日

(86)【国際出願番号】EP2016057689

(87)【国際公開番号】WO2016166019

(87)【国際公開日】20161020

【審査請求日】2019年1月29日

(31)【優先権主張番号】102015206866.8

(32)【優先日】2015年4月16日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】517359820

【氏名又は名称】シュンク ゾノシステムズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100153084

【弁理士】

【氏名又は名称】大橋 康史

(74)【代理人】

【識別番号】100160705

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】フランク ガッセルト

(72)【発明者】

【氏名】ペーター クイルマン

(72)【発明者】

【氏名】ウド バーゲンバッハ

【審査官】 柏原 郁昭

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０５９０６６９４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−０９３３２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４９−０８０６７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−０９４５９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２０／１０

Ｂ２９Ｃ ６５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

管状の導電性を有する溶接媒体（２０）に超音波溶接を行う超音波溶接トング（１０）であって、
第１のトング部（１１）と、該第１のトング部に対して移動可能な第２のトング部（１２）と、を備え、前記第１のトング部が、超音波振動を伝達するソノトロード（１４）によって形成された、第１の溶接ジョーを有し、前記第２のトング部が、アンビル（１５）によって形成された、第２の溶接ジョーを有する超音波溶接トングにおいて、
前記第１の溶接ジョー又は前記第２の溶接ジョー、及び溶接媒体停止装置（２１）が、前記第１及び第２の溶接ジョー間に形成された溶接媒体保持空間（１９）の境界を定めると共に、それぞれが導電性を有し、かつ、互いに電気的に絶縁されるように配置され、導電性を有する前記溶接ジョー及び導電性を有する前記溶接媒体停止装置が安全回路の構成部品を形成し、前記第１及び第２の溶接ジョーの閉鎖を含む溶接工程を、前記溶接媒体を介する前記溶接ジョーと前記溶接媒体停止装置との電気接触の形成によって安全回路が閉じた後に始動させる、ことを特徴とする前記超音波溶接トング。

【請求項2】

前記溶接媒体停止装置（２１）が、絶縁体（２４）として実現される接続要素を介してトング部に接続される、ことを特徴とする請求項１に記載の超音波溶接トング。

【請求項3】

前記溶接媒体停止装置（２１）が前記第１のトング部（１１）に配置され、前記溶接ジョーが前記第２のトング部（１２）に配置される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波溶接トング。

【請求項4】

前記溶接媒体停止装置（２１）が２つの停止要素（２２、２３）を有し、該２つの停止要素（２２、２３）は互いに電気的に絶縁され、前記溶接媒体（２０）の長手方向軸線方向（３６）と平行な共通の停止面（２７）に配置され、前記長手方向軸線方向が前記溶接工程の実行のために定義される、ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の超音波溶接トング。

【請求項5】

前記２つの停止要素（２２、２３）は前記第１のトング部（１１）に配置され、前記２つの停止要素の２つの自由接触端部（２５、２６）が、下側のトング部（１２）の前記アンビル（１５）によって形成された溶接ジョーを、前記２つの自由接触端部間に収容する、ことを特徴とする請求項４に記載の超音波溶接トング。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、管状の導電性溶接媒体に超音波溶接を行う超音波溶接トングに関し、超音波溶接トングが、第１のトング部と、第１のトング部に対して移動可能な第２のトング部と、を備え、第１のトング部が、超音波振動を伝達するソノトロード（超音波振動子）によって形成された第１の溶接ジョーを有し、そして、第２のトング部が、アンビルによって形成された第２の溶接ジョーを有する。

【背景技術】

【0002】

上述した種類の超音波溶接トングは、特に、冷却ユニット（すなわち、具体的には、例えばエアコン又は冷蔵庫）の流体ラインなどの金属管における端部の溶接に用いられている。このような種類の端部の溶接は、流体ラインを備えた冷却回路に冷却剤が充填された後、管の端部が溶接されるのと同時に、管の自由端部に配置された充填電機子が管の端部から切り離されるように行われる。

【0003】

実際の溶接工程は溶接ジョー間で行われ、溶接ジョーは比較的小さくて狭く、そして、狭くて小さな構造により、流体ラインを備えたユニットに非常に接近させて溶接工程を行うこともできるように、最も狭くされた空間であっても溶接位置に位置決めすることが可能であるが、超音波溶接トングのトング部におけるソノトロードを備えた超音波装置の配置には、対応する質量を含む超音波溶接トングの全体的に体積の大きい構造が必要である。したがって、超音波溶接トングの取扱いでは、超音波溶接トングの重さを補償し、そして超音波溶接トングの取扱いを容易にするように、超音波溶接トングを取扱装置と組み合わせる必要がある。

【0004】

既知の超音波溶接トングには、このような種類の取扱装置が設けられているため、片手のみを使って位置決めをすることが容易であるが、既知の超音波溶接トングは、安全上の理由により、両手を使って操作されることになっている。これは、溶接工程の実行時に、作業者の手が溶接ジョーの領域に位置しないようにするためである。両手による操作では、溶接工程を始動させる２つのトリガスイッチが設けられており、これらのスイッチはそれぞれ１つのハンドルに配置されているため、作業者の両手は、溶接工程を実行するか又は始動させるように、間隔を置いて配置されたハンドルに置かれる必要がある。

【0005】

したがって、実際には、冷却ユニットの管状流体ライン端部の溶接では、作業者は、溶接工程と同時に、端部が溶接されたときに流体ラインから切り離される充填電機子が所望の位置に位置決めされるように、具体的には収容容器に落下する際に破損しないようにする必要があるため、作業者には特別の技能が要求される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は、超音波溶接トングの操作安全性に対して悪影響を及ぼすことなく、超音波溶接トングの取扱いを簡単にすることである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この目的は、請求項１の特徴を有する超音波溶接トングによって達成される。

【0008】

本発明によれば、第１の溶接ジョー又は第２の溶接ジョー、及び溶接媒体停止装置は、第１及び第２の溶接ジョー間に形成された溶接媒体保持空間の境界を定めると共に、それぞれが導電性を有し、かつ、互いに電気的に絶縁されるように配置され、導電性を有する溶接ジョー及び導電性を有する溶接媒体停止装置は安全回路の構成部品を形成し、溶接ジョーの閉鎖を含む溶接工程を、溶接媒体を介する導電性溶接ジョーと溶接媒体停止装置との電気接触の形成によって安全回路が閉じた後に始動させるようにする。

【0009】

このため、本発明に係る超音波溶接トングは、溶接ジョーと溶接媒体停止装置との間にまたがる接触点として配置された溶接媒体を介して、溶接媒体停止装置と溶接ジョーとの電気接触が形成された場合にのみ、溶接工程を始動させることが可能である。このようにして、溶接媒体自体は、溶接工程を始動させるトリガ装置の構成部品を形成する。

【0010】

本発明に係る超音波溶接トングの構造により、溶接媒体、導電性を有する溶接ジョー及び溶接媒体停止装置の同時接触によって、溶接媒体が確実に溶接位置にある場合のみ、溶接工程に従って溶接ジョーの閉鎖が実際に行われるようになるために、超音波溶接トングの両手による操作はもはや必要ではない。このように、超音波溶接トングは、具体的には超音波溶接トングを取り扱うのに片手しか必要ないように、片手による操作を安全に行うものとすることが可能である。

【0011】

超音波溶接トングと通常組み合わされる取扱装置は、いずれにせよ重量の軽減を提供するため、作業者は、溶接媒体を溶接ジョー間の溶接媒体保持空間に配置するように超音波溶接トングを旋回させることによって、超音波溶接トングを溶接媒体に対して位置決めする必要しかない。超音波溶接トングの、この旋回位置決めは、片手で容易に行うことができ、作業者は、溶接時に、空いている方の手で充填電機子を保持することができ、充填電機子がいったん溶接媒体から切り離されると、その正確な位置決めを確実にすることができる。

【0012】

超音波溶接トングの好適な実施形態において、溶接媒体停止装置は、絶縁体として実現される接続要素を介して１つのトング部に接続され、このため、所望の電気的絶縁は、いずれにせよ、接続体自体、すなわち、例えば接続要素をそれぞれのトング部に接続するのに必要な接続手段により実現される。

【0013】

第１のトング部に対する第２のトング部の移動性に悪影響を及ぼさないように、第１のトング部に溶接媒体停止装置を配置し、第２のトング部に導電性溶接ジョーを配置することが特に好適である。

【0014】

溶接媒体停止装置が、２つの停止要素であって、互いに電気的に絶縁され、溶接媒体の長手方向軸線方向と平行な共通の停止面に配置された２つの停止要素を有し、長手方向軸線方向が、溶接工程の実行のために定義される場合、停止装置は、溶接工程の安全な始動に関係するだけでなく、溶接媒体の定義された位置決めを確実にするように、特に効果的に用いることができるが、これは、この場合、溶接工程の始動は、溶接媒体を介して相互に絶縁された停止要素間に確立された導電性接続部において、条件付きで追加的に行うことができるからである。

【0015】

停止要素は、停止要素が第１のトング部に配置される場合、２つの停止要素の２つの自由接触端部が、下側にあるトング部のアンビルによって形成された溶接ジョーを、２つの自由接触端部間に収容するように、特に効果的に配置される。

【0016】

以下に、図面によって、超音波溶接トングの好適な実施形態を更に詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】閉位置にあり、トングヘッドに配置された溶接ジョーを有する超音波溶接トングの等角図を示す。

【図2】開位置に配置された溶接ジョーを有するトングヘッドの図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１は、共通のトングハウジング１３内に配置された、上側トング部１１及び下側トング部１２を有する超音波溶接トング１０の等角図を示している。上側トング部１１は、実質的な構成部品として超音波振動装置を有し、超音波振動装置は、その前方端部に配置されたソノトロード（超音波振動子）１４を備え、ソノトロード１４は第１の溶接ジョーを形成している。アンビル１５は、ソノトロード１４に対して移動可能にトングハウジング１３に取り付けられている。図示されている実施例の場合には、アンビル１５は第２の溶接ジョーを形成し、アンビル１５に形成された対向面１７が、すぐに利用できる場合には長手方向振動を行うソノトロード１４の作動面１８に対して移動するように、作動装置（図示しない。）によって、トングハウジング１３の後部に形成された旋回軸線１６の周りをソノトロード１４に対して旋回することができる。または、ソノトロード１４への方向におけるアンビル１５の前進運動は、線形調整装置により行ってもよい。

【0019】

ソノトロード１４及びアンビル１５は、実質的に、超音波溶接トング１０の溶接ヘッド３５を形成し、図２に示されている溶接ヘッド３５の開位置において、溶接媒体保持空間１９の境界を定め、溶接媒体保持空間内には溶接媒体２０を挿入することができ、これは、すぐに利用できる場合には小型の金属管として形成される。図２から更に理解できるように、上側トング部１１には、溶接媒体停止装置２１であって、絶縁体２４を介して上側トング部１１に接続され間隔を置いて配置された２つの停止要素２２、２３を有する溶接媒体停止装置が設けられている。停止要素２２、２３の自由接触端部２５、２６は、アンビル１５の両側の共通の停止面２７において延び、これによって、溶接媒体保持空間１９内に挿入された溶接媒体２０が接触端部２５、２６と接触すると、溶接媒体２０は長手方向軸線方向２８に延び、長手方向軸線方向は図２に示され、そして、溶接ジョーの閉鎖過程の実行後に生成された溶接継ぎ目が、超音波溶接トング１０の長手方向軸線３６の方向に、すなわち、溶接媒体の長手方向軸線方向２８に対して実質的に９０°の角度αにおいて延びるようになる。

【0020】

図２に示されている実施形態において、導電性アンビル１５はハウジング１３に接続され、ハウジングも導電性であり、そして電気的接地電位を形成し、接地電線２９を介して接地されている。

【0021】

停止要素２２、２３も導電性であり、ハウジング１３から、そして、絶縁体２４に配置されることによって互いに、電気的に絶縁されており、また、停止要素はそれぞれ、信号線３１、３２を介して評価ユニット（図示しない。）に接続され、信号線は、アンビル１５及び停止要素２２、２３とともに安全回路に配置され、図１の超音波溶接トング１０のハンドル３４に配置された作動スイッチ３３も同様に、安全回路に組み込まれている。

【0022】

溶接ヘッド３５の構造は図２に示され、そして、相互に絶縁された停止要素２２、２３とアンビル１５とを備え、安全回路を閉じるように、ハンドル３４の作動スイッチ３３がともに作動する必要があること、そして、溶接媒体２０を介してアンビル１５と２つの停止要素２２、２３との電気接触を確立する必要があるようにする。これらの２つの条件が満たされる場合にのみ、安全回路が閉じ、溶接ジョーは、溶接工程実行の前提条件として、アンビル１５をソノトロード１４に対して旋回させることにより閉じる。

【図1】

【図2】