(57)【要約】      （修正有）【課題】振動溶接装置の振動ユニットに取り付けることができる振動工具用の迅速交換装置の提供。【解決手段】迅速交換装置は、幾つかのクランプ体２６を備え、このクランプ体２６によって、振動ユニット１２の振動板１４と工具の工具板１８とが圧力ばめで互いに接続される。クランプ体２６は、圧力ばめ接続を確立するクランプ位置と圧力ばめ接続を解除する解放位置との間で移動できるようにマシンフレーム上又は振動ユニット１２上に可動式に取り付けられている。好ましい実施形態によれば、作動装置はねじで構成され、このねじはクランプ体２６を締付けたり解放すると共に、圧力ばめ接続を確実にする役割をする。【選択図】図５
2007145000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接する工作物半体を受けるために振動溶接装置の振動ヘッドの振動ユニットに取り付けることができる工具の迅速交換装置であって、
振動ユニット（１２；１２ａ）の一部であるとともに、指定された振動軸（Ｘ）の方向に振動できるように振動ヘッド（２；２ａ）のブリッジ（４；４ａ）上にばね（１６）を介して支持された振動板（１４；１４ａ）と、
工具の一部である工具板（１８；１８ａ）と、
振動装置上に可動式に取り付けられた少なくとも２個のクランプ体（２６；２６ａ）と、
クランプ体を移動させる作動装置（３４、３６；６２、７４）とを備え、
作動装置は、クランプ体（２６；２６ａ）が振動板（１４；１４ａ）と工具板（１８；１８ａ）との間に圧力ばめ接続を確立するクランプ位置と、クランプ体が圧力ばめ接続を解除する解放位置との間で移動可能である迅速交換装置。
【請求項２】
振動板（１４）と工具板（１８；１８ａ）との間の圧力ばめ接続が、自己ロックするように設計された、請求項１に記載の迅速交換装置。
【請求項３】
少なくとも２個のクランプ体（２６；２６ａ）が、振動軸（Ｘ）と平行に延在する振動板（１４；１４ａ）と工具板（１８；１８ａ）の反対側の長手方向の縁と係合する、請求項１に記載の迅速交換装置。
【請求項４】
クランプ体（２６；２６ａ）が、ほぼＵ字形状の断面を有し、Ｕ字形状の脚部が、クランプ位置で振動板（１４；１４ａ）と工具板（１８；１８ａ）の長手方向の縁を取り囲む、請求項３に記載の迅速交換装置。
【請求項５】
クランプ体（２６；２６ａ）はＵ字形クランプ面の脚部の内側にクランプ面を有し、振動板（１４；１４ａ）と工具板（１８；１８ａ）はそれらの長手方向の縁の領域にクランプ面を有し、これらのクランプ面は、指定された傾斜角で傾斜しているとともに、協力して振動ユニットと工具板との間に圧力ばめ接続を作る、請求項４に記載の迅速交換装置。
【請求項６】
クランプ面の傾斜角が、関係する材料の自己ロック角度よりも小さい、請求項５に記載の迅速交換装置。
【請求項７】
振動板（１４；１４ａ）と工具板（１８；１８ａ）のクランプ面が、振動板と工具板に差し込まれたクランプバー（２２、２４；２２ａ、２４ａ）上に設けられ、クランプバーの材料が、振動ユニットと工具板の材料よりも堅い、請求項５に記載の迅速交換装置。
【請求項８】
クランプ体（２６ａ）が、振動ユニット（１２ａ）に可動式に取り付けられた、請求項１に記載の迅速交換装置。
【請求項９】
ガイドピン（６０）が、振動ユニット（１２ａ）上にクランプ体（２６ａ）を可動式に取り付ける、請求項８に記載の迅速交換装置。
【請求項１０】
作動装置がねじ（６２）を備えており、ねじ（６２）は、回転されたときにクランプ体（２６ａ）を締め付けたり緩めたりするために、振動ユニットの穴（７０）にねじ込まれると共にクランプ体（２６ａ）と接続されている、請求項８に記載の迅速交換装置。
【請求項１１】
ねじ（６２）が、クランプ体（２６ａ）による振動板（１４ａ）と工具板（１８ａ）との間の圧力ばめ接続を確実にする、請求項１０に記載の迅速交換装置。
【請求項１２】
ねじ（６２）が手動で回転されるように適応された、請求項１０に記載の迅速交換装置。
【請求項１３】
ねじ（６２）を回転させるために、ブリッジ（４ａ）上又は直接マシンフレーム（５）上に取り付けられた少なくとも１台のスクリュードライバ（７４）が設けられた、請求項１０に記載の迅速交換装置。
【請求項１４】
スクリュードライバ（７４）が、ねじ（６２）の頭部（６４）を掴むソケットレンチ（９２）を備えた、請求項１３に記載の迅速交換装置。
【請求項１５】
スクリュードライバ（７４）が、締付け及び緩めの際にねじ（６２）の直線運動に従うことができるように直線ガイド（７８）によって支持された、請求項１３に記載の迅速交換装置。
【請求項１６】
各ねじ（６２）ごとに別々のスクリュードライバ（７４）が設けられた、請求項１３に記載の迅速交換装置。
【請求項１７】
クランプ体（２６ａ）が取り付けられた振動ユニット（１２）の各側面にスクリュードライバ（７４）が設けられ、スクリュードライバ（７４）が、対応する側面に設けられたねじ（６２）まで直線ガイド（７６）によって移動することができる、請求項１３に記載の迅速交換装置。
【請求項１８】
クランプ体が、振動軸（Ｘ）と平行な振動板（１４）と工具板（１８）の実質的に全長にわたって延在する、請求項１に記載の迅速交換装置。
【請求項１９】
クランプ体（２６；２６ａ）が、横断方向に少なくとも１回分割さている、請求項１に記載の迅速交換装置。
【請求項２０】
振動板（１４；１４ａ）と工具板（１８；１８ａ）が、クランプ位置では、互いに対して平坦に横たわっている、請求項１に記載の迅速交換装置。
【請求項２１】
振動板（１４；１４ａ）と工具板（１８；１８ａ）が、芯出し手段によって所定の向きで相互に位置決めされる、請求項２０に記載の迅速交換装置。
【請求項２２】
振動板と工具板の隣り合った面が、それらの間に、圧力ばめ接続に加えて、積極的接続（positive connection）が存在するような断面形状に形成された、請求項１に記載の迅速交換装置。
【請求項２３】
作動装置のクランプ位置と解放位置を検出するためのセンサ（４４）が設けられた、請求項１に記載の迅速交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接する工作物半体を受けるために振動溶接装置の振動ユニットに取り付けることができる工具用の迅速交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動溶接装置は、溶接する工作物半体（プラスチック部品）を確実に保持するための振動工具（上側工具）と相手側の固定部材（下側工具）を備える。また、生産中に工作物を交換する（例えば、左ハンドル用ダッシュボードから右ハンドル用ダッシュボードに交換する場合）には、通常、工具の交換を必要とし、この交換は、時間を節約するために迅速に行わなければならない。
【０００３】
固定工具（下側工具）には迅速で簡単な交換装置があるが、振動工具を交換するには、通常、多数のねじによる接続を外さなければならない。振動ユニットにかかる大きな動的な力（溶接工程における典型的な加速値は５０〜３００ｇである）のために、振動工具は、多数のねじによって振動ユニットと圧力ばめ式に接続される。これらの多数のねじ接続を外すには多くの時間が必要である。
【０００４】
これまでの解決策は、例えば、ねじを外すためだけのものであった。ねじが工具内に残るため、ねじを緩めたり締め付けたりするのに必要な時間が短縮された。別の解決策は、圧縮空気圧式ドライバー又は電動式自動レンチ（autarkic wrench）を使ってねじを素早く緩めるものであった。しかしながら、ねじ接続を機械的に解除すること及びそれらの締め付けが規定されているという根本的な問題がまだ残っている。自動化により振動工具の交換を迅速化する試みは既になされているが、そのような試みは、実際に有用であることが証明されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、溶接する工作物半体を受けるために振動溶接装置の振動ユニットの振動工具の迅速交換装置であって、工具を可能な限り迅速にクランプしたり解放したりし、これによって可能な限り迅速に工具を交換することを可能にする迅速交換装置を作成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の迅速交換装置は、振動ユニットの一部である振動板と、振動工具の一部である工具板とを備える。更に、迅速交換装置は、少なくとも２個のクランプ体と関連した作動装置とを備える。クランプ体は、振動溶接装置の固定部分または振動部分に可動式に取り付けられ、作動装置は、クランプ位置と解放位置の間で移動することができる。クランプ体は、クランプ位置で振動板と工具板との間に圧力ばめ接続を確立し、解放位置では圧力ばめ接続を解除する。
【０００７】
本発明の好ましい実施形態によれば、作動装置は、振動ユニットのボア穴にねじ込まれるとともにクランプ体と接続されたねじを備えており、ねじの作動によりクランプ体を締め付けたり解放したりできる。同時に、ねじは、クランプ体による振動板と工具板との間に圧力ばめ接続を確保する役割をすることが好ましい。
【０００８】
最も単純な場合、ねじは、（トルクレンチを使って）手動で操作される。自動の実施形態では、ねじを回転させるために、振動溶接装置内に一台以上のスクリュードライバが設けられ組み込まれる。何れの場合も、クランプ体を使用することにより限られた数のねじしか必要なく、したがって振動工具の交換を比較的迅速かつ容易に実行できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図面は、振動溶接装置（詳細には記載しない）の振動ヘッド２を示し、図面を単純化するために振動ヘッドのコイルは省略されている。マシンフレーム、リフトテーブル、固定側の工作物半体を受けるための固定工具（下側工具）を備えた振動溶接装置の図示していない部分は従来どおりの設計とすることができるので、本明細書では詳細には説明しない。
【００１０】
振動ヘッド２は、ブリッジ４の形状の固定部を有し、ブリッジ４は、ダンパ６を介してマシンフレーム（図示せず）に取り付けられている。ブリッジ４は、実質的に長方形のフレーム部品８からなり、その両側には、長手方向に延在するバー形状のフレーム部品１０が取り付けられている。
【００１１】
振動ヘッド２は、振動板１４を備えた振動ユニット１２の形態の振動部分を有する。振動ユニット１２、従って振動板１４は、板ばね１６によってブリッジ４から懸架され、その結果、振動ユニット１２は、溶接工程で振動軸Ｘ（図２を参照）の方向に振動することができる。
【００１２】
振動ユニット１２に取り付けることができる振動工具（上側工具）は、溶接する振動側の工作物半体（図示せず）を受ける役割をし、工作物半体のための工作物固有のアダプタを取り付けることができる工具板１８を有する。
【００１３】
既に述べたように、振動板１４と工具板１８は、振動工具を振動ユニットに素早く締付けたり解放したりするための迅速交換装置の一部である。振動板１４と工具板１８は、実質的に長方形の周囲と（図１と図２のブリッジ４に対応する）と対向接触面とを有しており、これらは、図４と図５に示した位置で相互に平坦に横たわっている。
【００１４】
図４と図５に示したよう、振動板１４及び工具板１８を所定の向きで互いに位置決めする芯出し手段２０が設けられている。
【００１５】
図４と図５に示した位置において、振動板１４と工具板１８は、後で説明する機構を使って固定することができる。
【００１６】
振動板１４と工具板１８は両方とも、振動軸Ｘと平行に延在する長手方向の側縁上で長手方向に延在するクランプバー２２及び２４を備え、これらのクランプバーは、振動板１４又は工具板１８の対応する凹部に挿入されている。クランプバー２２及び２４は、振動板１４又は工具板１８よりも固い材料で作られている。クランプバー２２及び２４は鋼製で、振動板１４と工具板１８はアルミニウム合金製であることが好ましい。
【００１７】
長手方向に延在するバー形状のクランプ体２６が、クランプバー２２及び２４に取り付けられ、従って振動板１４と工具板１８の長手方向の縁に取り付けられる。図４と図５から分かるように、クランプ体２６は、ほぼＵ字状の断面を有し、その両方の脚部は、振動板１４と工具板１８の長手方向の縁を取り囲むことができ、またそれによりクランプバー２２及び２４を取り囲むことができる（図４及び図５の左側を参照）。
【００１８】
クランプバー２２及び２４は、互いに反対方向を向く外側面にクランプ面を有し、このクランプ面は、Ｕ字形クランプ体２６の脚部の内側にある対応するクランプ面と共に機能する。クランプ体２６が、振動板１４と工具板１８の長手方向の縁を介して後退する場合に、クランプ体２６のクランプ面とクランプバー２２、２４のクランプ面との間にクランプ接続が確立され、それにより、後で詳しく説明するように、振動板１４と工具板１８の間に圧力ばめ接続が作り出される。クランプバー２２、２４とクランプ体２６のクランプ面は、クランプ接続が自己ロックするように、関係する材料の自己ロック角度より小さい傾斜角を有する。傾斜角は、一般に、５°以下であり、２〜３°の範囲であることが好ましい。
【００１９】
図示の実施形態の代わりに、振動板１４と工具板１８が硬い材料で作られている場合は、クランプバー２２及び２４を外し、振動板１４と工具板１８上に対応するクランプ面を直接設けてもよい。
【００２０】
クランプ体２６は、長手方向に延在するバー形状のホルダ２８内に取り付けられている。ホルダ２８は、ほぼＵ字形状の断面を有し、その脚部には長手方向に延在する溝３２が設けられている。クランプ体２６の両側には長手方向に延在する突起３０が設けられており、これらの突起３０は、所定の遊びが生じるようにホルダ２８の溝３２内に配置されている。
【００２１】
ホルダ２８はそれぞれ、幾つかの作動装置と強固に接続されている。クランプ体２６とホルダ２８との間の規定の遊びに基づいて、各作動装置はバックラッシ接続によってクランプ体と接続されているが、その目的は後で詳しく説明する。
【００２２】
図示の例示的な実施形態では、ブリッジ４上に配置された作動装置は、油圧シリンダ３４で構成され、そのピストンロッド３６は、ブリッジ４のフレーム部分１０を貫通し、ホルダ２８に取り付けられている。しかしながら、作動装置は、モータ等の他の要素で構成することもできる。
【００２３】
油圧シリンダ３４は、２つの端位置、即ちクランプ位置と解放位置との間で移動させることができる。クランプ位置において、油圧シリンダ３４がクランプ体２６を押し、その結果クランプ体２６がクランプバー２２、２４に当接してクランプ状態となり、それにより、振動板１４と工具板１８の間に圧力ばめ接続が確立される（図４及び図５の左側）。得られる締付け力は、溶接工程での振動の予想破壊荷重（breaking load）より大きい。解放位置において、油圧シリンダ３４が、クランプバー２２及び２４からクランプ体２６を外し、その結果、振動板１４と工具板１８間の圧力ばめ接続が切り離され（図５の右側）、それにより工具板１８を振動ヘッド２から下方に外すことができるようになる。
【００２４】
更に、油圧シリンダ３４は中間位置に移動することができる。この中間位置では、クランプ体２６とホルダ２８間のバックラッシ接続（遊び）により、油圧シリンダ３４はクランプ体２６から機械的に分離され、従って振動システムから機械的に分離される。しかしながら、クランプ体２６とホルダ２８との間にある例えば１ｍｍの範囲の遊びによって、中間位置にある油圧シリンダ３４がクランプ体２６とクランプバー２２、２４の間のクランプ接続を切り離さないことが保証される。したがって、工具板１８は振動板にクランプされたままとなり、振動ユニット４の振動を油圧シリンダ３４に伝えることはない。
【００２５】
図示の例示的な実施形態では、振動ヘッド２の各側面に４台の作動装置（油圧シリンダ３４）が設けられている（図１と図２を参照）。しかしながら、作動装置の数は、特定のアプリケーションの要件に応じて変更することができることを理解されたい。
【００２６】
クランプ体２６とホルダ２８は、長手方向（振動軸Ｘに平行な方向）に連続していて一体的となるように設計できる。しかしながら、図示の例示的な実施形態では、クランプ体２６とホルダ２８は、長手方向の１箇所で分割されている（図２を参照）。しかしながら、クランプ体２６とホルダ２８は、複数箇所で分割されていてもよく、これは構造上有利である。
【００２７】
クランプ体２６を長手方向に固定するために、端部ストッパ３８、４０、４２が設けられ、そのような端部ストッパは、図２に見ることができ、図３により詳細に示されている。
【００２８】
図示の例示的な実施形態では、作動装置のクランプ位置と解放位置を検出するためにホルダ２８にセンサ４４が取り付けられている。このために、センサディスク５０が、接続ロッド５２によってホルダ２８に強固に取り付けられる。更に、センサ４４は、近接センサ（proximity changes）の形態のピックアップセンサ４６及び４８を有する。ピックアップセンサ（pickup change）４６は、ホルダ２８に対して直接動作して作動装置の解放位置を検出する（図５の右側）。ピックアップセンサ４８は、作動装置のクランプ位置を検出するためにセンサディスク５０と共に動作する（図５の左側）。
【００２９】
上述した迅速交換装置の動作を、以下にさらに詳しく説明する。
【００３０】
振動工具が振動ヘッド２に固定され、それにより工具板１８がクランプ体２６を介して振動板１４にクランプされているものと仮定する（図４及び図５の左側）。振動工具（工具板１８）を交換するには以下のステップを実行しなければならない。
【００３１】
１．振動システムのスイッチを切った状態で、振動溶接装置のリフトテーブル（図示せず）をその上昇位置に移動させる。この位置では、振動工具（工具板１８）が固定工具（図示せず）によって支持される。
【００３２】
２．油圧シリンダ３４を解放位置に移動させる。油圧シリンダ３４は、ホルダ２８を介してクランプ体２６と一緒に動き、その結果、クランプ体２６とクランプバー２２、２４の間のクランプ接続が解除される（図５の右側）。これにより、工具板１８が振動板１４と切り離され、その結果、振動工具は、固定工具上に自由状態で横たわる。
【００３３】
３．次に、リフトテーブルを両方の工具と一緒に後退位置／原位置まで下げる。
【００３４】
４．固定工具を解放した後で、両方の工具を取り外す。
【００３５】
５．新しい固定工具と新しい振動工具を振動装置内に挿入し、固定工具を従来の方法で取り付ける。
【００３６】
６．次に、リフトテーブルをその上昇位置まで２個の新しい工具と共に移動させる。次に、振動工具の工具板１８が振動板１４と係合する。この時、芯出し手段２０は、振動板１４に対して所定の位置合わせ状態となるように工具板１８を位置決めする。
【００３７】
７．次に、油圧シリンダ３４をクランプ位置に移動させ、その位置で、油圧シリンダ３４は、ホルダ２８を介してクランプ体２６を押し、クランプバー２２及び２４とクランプ接触させる。これにより、振動板１４と工具板１８の間に圧力ばめ接続が作成され、その結果、振動工具が、振動ヘッド２の振動ユニット１２に取り付けられる。
【００３８】
８．次に、油圧シリンダ３４がその中間位置に戻され、その位置で、ホルダ２８は、クランプ体２６から機械的に分離される。既に説明したように、この機械的分離は、クランプ体２６とホルダ２８の間のバックラッシ接続によって、より正確には、ホルダ２８の溝３２内におけるクランプ体２６の突起３０の遊びによって達成される。これにより、ホルダ２８と油圧シリンダ３４が、クランプ体から切り離され、従って振動システムから切り離されるが、クランプ体２６とクランプバー２２、２４間のクランプ接続は、自己ロックによって維持されている。
【００３９】
９．リフトテーブルをその原位置に戻した後で、溶接工程を実行することができる。溶接工程の間、振動板１４とそれに取り付けられた工具板１８は、振動を作動装置に伝えることなく必要な振動を起こす。
【００４０】
図示の例示的な実施形態では、油圧シリンダ３４は、クランプ体２６とクランプバー２２、２４との間のクランプ接続を確立する働きとクランプ接続を解除する働きの両方を行う。これは、組み立てが比較的容易であるという利点がある。別の選択肢は、クランプ接続の確立と解除を別々の作動装置（油圧シリンダ）を使用して行うことである。この解決では、構造がより単純な作動装置を使用することができる。
【００４１】
図示の例示的な実施形態では、振動板１４と工具板１８の隣接する接触面は平坦に設計される。しかしながら、圧力ばめ接続の他に、振動板１４と工具板１８の間に積極的接続（positive-fit connection）を確立するように接触面の断面形状を決めることもできる。例えば、接触面は、振動軸Ｘと平行に長手方向に延在する隆起部と凹部とを備えることができる。
【００４２】
図６〜図１０は、迅速交換装置の変形実施形態を示す。前述の実施形態のものと類似の構成要素は、文字ａを追加した同じ参照番号で示されている。従って、図６〜図１０の実施形態の振動ヘッド２ａは、やはり、ダンパ６ａを介してマシンフレーム５に取り付けられたブリッジ４ａ、振動板１４ａを有する振動ユニット１２ａ、並びに溶接する振動側工作物半体用の工作物固有のホルダ（図示せず）を取り付けることができる工具板１８を有する。
【００４３】
振動板１４ａと工具板１８ａの長手方向縁にはクランプバー２２ａ又は２４ａが設けられており、これらのクランプバー２２ａ又は２４ａは、前述の実施形態と同じように設計され配置されている。図示の実施形態では、クランプバー２２ａ、２４ａは、振動軸Ｘと平行に延在する長手方向の縁に設けられている。クランプバー２２ａ、２４ａは、振動軸Ｘと垂直に延在していてもよい。また、ほぼＵ字形状の断面を有するクランプ体２６ａがクランプバー２２ａ及び２４ａに取り付けられている。クランプ体２６ａの両方の脚部が振動板１４ａと工具板１８ａの長手方向の縁を取り囲み、それによりクランプバー２２ａ、２４ａを取り囲むことができる。クランプバー２２ａ、２４ａとクランプ体２６ａのクランプ面ならびにそれらによって形成されるクランプ接続は、前述の例示的な実施形態と同じように設計される。
【００４４】
図６〜図１０の実施形態では、振動ユニット１２ａの各側面には、互いに横方向に離間された４個のクランプ体２６ａが設けられている（図６）。前述の例示的な実施形態のクランプ体は、振動溶接装置の固定部分（マシンフレーム又はブリッジ）に取り付けられていたが、図６〜図１０の例示的な実施形態では、これらのクランプ体は振動ユニット１２ａに取り付けられている。このために、クランプ体２６ａをガイドピン６０によって可動式に取り付けることができ、ガイドピン６０は、振動板１４ａ（図６、図９、図１０）のボア穴（図示せず）に受けられる。特に図９と図１０で分かるように、各クランプ体２６ａは、２本のガイドピン６０を備え、これらのガイドピン６０は、クランプ体２６ａにねじ込まれている。しかしながら、基本的に、ガイドピンは、振動板１４ａ上に設けることができる。
【００４５】
前述の例示的な実施形態の油圧シリンダの代わりに、図６〜図１０の例示的な実施形態の作動装置は、クランプ体２６ａを締め付けたり解放したりするねじ６２を備える。各ねじ６２は頭部６４と軸部６６とを有する。軸部６６は、クランプ体２６ａの中心に配置された貫通穴６７を貫通しており、一方の側では頭部６４によって他方の側では止め部６８によってクランプ体２６ａと接続され、その結果、ねじ６２は、軸方向に動いた場合に、関連したクランプ体と共に両方の軸方向に動くことができる。
【００４６】
ねじ６２の軸部６６のねじ部は、振動板１４ａの対応する穴７０に嵌め込まれている。より正確には、軸部６６のねじ山は、ボア穴７０内に配置されたねじ付きブッシング７２のねじ山と係合される。したがって、ねじ６２を穴７０に対してねじ式に軸方向に動かして、関連したクランプ体をそのクランプ位置と解放位置の間で移動させることができる。
【００４７】
スクリュードライバ７４は、振動溶接装置に組み込まれており、ねじ６２を回転させる役割りをする。図示の例示的な実施形態では、振動ヘッド２ａの両側の４個のクランプ体２６ａの各ねじ６２と関連付けられたスクリュードライバ７４があり、このスクリュードライバ７４を使用して、２本の直線ガイド７６及び７８によって、振動ヘッド２ａの関連した側面の各ねじ６２を締め付けたり緩めたりすることができる（図６）。
【００４８】
直線ガイド７６は、振動軸Ｘと平行に延在し、４つのクランプ体２６ａとその関連したねじ６２の位置に近づくことができるように、スクリュードライバ７４を第１の横断軸に沿って長手方向に移動させる役割をする。直線ガイド７６は、マシンフレーム５に取り付けられたレール８２を備えるホルダ８０によって構成され、レール８２上で支持部分８４が摺動式に案内される。
【００４９】
直線ガイド７８は、直線ガイド７６に対して直角に延在し、スクリュードライバ７４を、ねじ６２の軸と平行に延在する横断軸に沿って長手方向に移動できるようにする。従って、直線ガイド７８により、締付け及び緩めの際のねじ６２の軸方向運動にスクリュードライバ７４を追従させることができる。直線ガイド７８は、直線ガイド７６の支持部分８４と、スクリュードライバ７４が取り付けられた支持部分８６との間に形成されている。
【００５０】
必要な精度と必要なトルクを達成できる場合には、従来の制御可能なスクリュードライバをスクリュードライバ７４として使用することができる。概略的に示したように、スクリュードライバ７４は駆動機構８８を備え、この駆動機構８８は、電気式、空気圧式、油圧式、又は別の適切な方式で設計される。更に、スクリュードライバ７４はエルボ継手９０を備え、それにより、エルボ継手９０に設けられたソケットレンチ９２（図７と図８）が、関連したねじ６２の頭部６４を掴むことができる。これにより、スクリュードライバ７４をその主軸がねじの軸と垂直に延在する位置に配置することができる。
【００５１】
直線ガイド７６及び７８はそれぞれ、対応する横断軸に沿ってスクリュードライバ７４を長手方向に移動させる駆動機構（図示せず）を備える。駆動機構は、従来の電気式、空気圧式、油圧式、又は別の方式で作動させることができる。
【００５２】
次に、図６〜図１０の例示的な実施形態の迅速交換装置の動作を説明する。
【００５３】
振動板１４ａと工具板１８ａの間のクランプ接続を作り出すために、ねじ６２が、スクリュードライバ７４によって締め付けられる。このために、最初に、反対側にある２台のスクリュードライバ７４が、関連したスクリュードライバ７４のソケットレンチ９２が回転させるねじ６２の軸と整合する位置まで直線ガイド７６によって移動される。次に、スクリュードライバ７４は、ソケットレンチ９２が関連したねじ６２の頭部６４を収容するように、直線ガイド７６の横断軸と直角に直線ガイド７８によって移動される。次に、ねじを振動板１４ａのボア穴７０に深く嵌め込むために、スクリュードライバ７４を作動させる。それにより、ねじ６２は、関連したクランプ体２６ａと一緒に動き、その結果、クランプ体２６ａのクランプ面が、クランプバー２２ａ、２４ａのクランプ面と係合する。
【００５４】
他のねじ６２もこのように締め付けられる。これにより、前述の実施形態と同じように振動板１４ａと工具板１８ａとの間にクランプ接続が確立されるが、このクランプ接続も自己ロックである。ねじ６２は、望ましくないか又は予測していない衝撃（例えば、衝撃荷重）によってクランプ接続が不用意に解除されるのを防ぐ付加的な安全装置の役割をする。
図７は、閉じた状態のクランプ接続を示す。
【００５５】
クランプ接続を解除するときは、以上のステップが逆の順序で実行される。直線ガイド７６及び７８を介して、スクリュードライバ７４を緩めるねじ６２に近づけた後で、スクリュードライバ７４を使って関係するねじ６２をボア穴７０から抜く。それにより、ねじ６２は、ストッパ６８によって関連したクランプ体２６ａと一緒に動く。それにより、前述の例示的な実施形態に基づいて説明したように、クランプ体２６が、工具板１８ａを振動板１４ａから外すことができるように移動される。クランプ体２６ａは、ガイドピン６０とねじ６２によって振動板１４ａ上に保持される。
【００５６】
このようにスクリュードライバ７４が全てのクランプ体２６ａを解放した後、ソケットレンチ９２が、直線ガイド７８によってねじ頭部６４から外され、それによりスクリュードライバ７４が振動ユニット１２ａから切り離される。この状態を図８に示す。振動溶接工程の間、即ち振動ユニット１２ａが振動している間、ソケットレンチ９２は常にねじ６２から外され、従って切り離されている。図６に示したように、スクリュードライバ７４は、直線ガイド７６及び７８を介してマシンフレーム５に取り付けられる。また、振動による衝撃を受けることが少ないブリッジ４ａへの取り付けも可能である。
【００５７】
既に述べたように、図示の実施形態では、２台のスクリュードライバ７４が設けられ、それぞれ振動ヘッド２ａの両側で４個のクランプ体２６ａと関連付けられている。
【００５８】
しかしながら、各ねじ６２に別々のスクリュードライバが設けられた別の実施形態（図示せず）も可能である。その場合、異なるねじに近づくための直線ガイド７６が省略される。ここに図示の実施形態では、８台のスクリュードライバが必要になり、それぞれのスクリュードライバは、スクリュードライバ７４をねじの軸と平行に移動させるための１本の直線ガイド７８と関連付けられる。この場合、全てのねじ、従って全てのクランプ体を同時に締め付けたり解放したりすることができるので、コストが高くなるという欠点は時間を節約できるという利点によって相殺される。
【００５９】
ここに示していない別の実施形態では、スクリュードライバと直線ガイドを全て省略することができる。この場合、ねじ６２は、トルクレンチを使って手動で締め付けられたり緩められたりする。この実施形態ではクランプ体の使用によって比較的少ない本数のねじしか回す必要がないので、振動板１４ａと工具板１８ａとの間のクランプ接続を比較的迅速に確立したり解除したりすることができ、その結果、この解決策は、最小の生産コストにもかかわらず多くの時間を節約する。したがって、この手動迅速交換装置は、前に説明した完全自動迅速交換装置と同等の利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】図１は、振動溶接装置の振動ヘッドの一部の斜視図である。
【図２】図２は、図１の振動ヘッドの拡大平面図である。
【図３】図３は、図２のＡ部分、Ｂ部分及びＣ部分の拡大詳細図である。
【図４】図４は、図２の線ＩＶ−ＩＶに沿った振動ヘッドの半分の拡大断面図である。
【図５】図５は、図２の線Ｖ−Ｖに沿った拡大断面図である。
【図６】図６は、変形実施形態による振動ヘッドの側面図である。
【図７】図７は、クランプ位置にあるクランプ領域の図６の矢印ＶＩＩ−ＶＩＩに沿った拡大断面図である。
【図８】図８は、解放位置にあるクランプ領域の図６の矢印ＶＩＩ−ＶＩＩに沿った拡大断面図である。
【図９】図９は、クランプ体の一方の側からの斜視図である。
【図１０】図１０は、クランプ体の反対の側からの斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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