JPH0243578Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、二つの加工片を摩擦圧接する摩擦
圧接装置に関するものである。

〔従来の技術〕 従来より、クランプ機構で夫々把持した二つの
加工片の対向する接合面を所定の位置で突き合
せ、この二つの加工片を所定の推力下で相対的に
回転させるかあるいは一方の加工片を回転させる
と共に、他方の加工片を押圧して夫々の接触面を
摩擦熱により発熱させ、各接触面が充分な高温状
態になつた時、前記相対回転する二つの加工片に
第２の推力を加えるか、あるいは回転している一
方の加工片を急停止させると共に他方の加工片を
押圧して二つの加工片を接合する摩擦圧接法が広
範に使用されている。

ところで、この摩擦圧接法は、接合する二つの
加工片が異種金属の場合は高強度側の金属の接触
面について、また接合する二つの加工片が同種の
金属で異径の場合は大径側の金属の接触面につい
て、それぞれその直角度が悪いと接触面の発熱が
不均一となり、さらに前記接触面に錆、油脂等が
付着していると、圧接後も錆等が残留して不完全
な接合となる欠点がある。

そこで、従来においては、加工片の接触面を予
め切削加工して防錆処理を施しておき圧接直前に
脱脂処理を行う方法が試みられているが、防錆お
よび脱脂処理を必要とするため、作業が面倒とな
り工程数も増加する欠点を有していた。

〔考案が解決しようとする課題〕 このような観点から、二つの加工片を対向して
把持する二つのチヤツク手段の間に少くとも一方
の加工片の接触面を加工する切削装置を設け、二
つの加工片を推力下に圧接する直前に所定の加工
片の接触面を切削加工することにより前記問題点
を解消することが可能である。しかるに、このよ
うに接触面を切削加工した二つの加工片を圧接す
るに際し、接合部分に充分な接合強度を得るため
には圧接面の傾き（チヤツクの回転軸線に対する
直角度）を許容値内に維持する必要がある。

しかしながら、例えば一方のＬ／Ｄの小さい加
工片を自動あるいは手動にてチヤツクに把持させ
る場合、この加工片のチヤツクへのセツトミスに
より傾斜状態で把持し、この加工片の背面とスト
ツパとの間に隙間を形成した状態の加工片をその
まま面加工すると、次の工程で圧接する際、前記
一方の加工片は相手側のチヤツクに把持された他
方の加工片の推力によつて押圧されると、チヤツ
クの把持力に打ち勝つて滑り、加工片の背面のス
トツパに当接することになる。

従つて、この状態では、前記ストツパの当接面
はチヤツク軸線に対し直角な平面が形成されてい
るため、このストツパに当接した加工片の面加工
された圧接面は傾斜状態となり、このまま二つの
加工片を圧接接合すると、その接合部の強度が不
足し、不完全な接合となる難点を有していた。

従つて、本考案の目的は、防錆および脱脂処理
を必要とせず、しかも加工片を空押して二つの加
工片の位置（姿勢）を整合した後、一方の加工片
圧接面を面加工し、その後前記圧接面に他方の加
工片の圧接面を圧接接合することにより、加工片
の把持面にズレが生ずることなく二つの加工片の
圧接接合をより確実に行うことのできる摩擦圧接
装置を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案に係る摩擦圧接装置は、相対的に回転す
るかもしくは一方が回転するようそれぞれ二つの
加工片を把持し、これら両加工片を所定の推力下
で圧接することにより回転接触面で発生する摩擦
熱で両加工片を圧接接合する摩擦圧接装置におい
て、 一方の加工片を把持する把持手段は、軸受を介
して回転自在に軸承されたスピンドルの一端部に
回転チヤツクを設け、前記スピンドルの他端部に
ブレーキ装置を設けると共にプーリを設けて駆動
モータとベルト結合して回転自在に構成し、 他方の加工片を把持する把持手段は、油圧シリ
ンダのピストン杆の一端部にチヤツクを設けてこ
れを進退自在に構成し、 前記一方の加工片を把持する把持手段の回転チ
ヤツクの外方に油圧シリンダを設け、この油圧シ
リンダのピストン杆の一端部に前記加工片の圧接
面に沿つて進退移動するバイトを設けて回転する
加工片の端部を切削する加工片端部切削手段を構
成配置することを特徴とする。

〔作用〕

本考案に係る摩擦圧接装置によれば、接合工程
の前に回転チヤツクに把持されている加工片の接
合面を相手側の加工片により押圧してこれをスト
ツパに当接させる空押し作業を行い、この空押し
で接合面の直角度が許容値内に確保される。次い
で、駆動モータを加工片の接触面切削に好適な速
度で回動してスピンドル介して前記加工片を回転
させると共に、ピストン杆の端部に取付けられた
バイトをスピンドル軸線方向と直交する方向に切
削送りして前記接触面の面加工を行い、加工完了
後ピストン杆を原位置に後退させる。この面加工
の後、駆動モータの回転速度を圧接用の速度に上
昇させて加工片を高速で回転させると共に油圧シ
リンダのピストン杆を再び前記加工片に向けて前
進させて加工片の接触面に所定の圧力で押圧圧接
する。このようにして、両加工片の接合面を摩擦
熱により発熱させて、接合に充分な高温状態にな
つた時、駆動モータの電源を遮断すると共にブレ
ーキ装置でスピンドルの回転を急停止させ、この
スピンドルの急停止に同期させてチヤツクによる
加工片の把持状態を解放してこれを対接する加工
片の押圧力によつて停止させ、さらに油圧シリン
ダのピストン杆を前進させて両加工片にアプセツ
ト圧を加え接合を達成する。

〔実施例〕

次に、本考案に係る摩擦圧接装置の実施例につ
き、添付図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。

第１図において、本考案の摩擦圧接装置１０
は、基台（図示せず）上に所定間隔間させて配置
した加工片回転把持装置１２と、加工片固定把持
装置１４および前記加工片回転把持装置１２の近
傍に設置された加工片端部切削装置１６とから基
本的に構成されている。

すなわち、加工片回転把持装置１２は、スピン
ドル１８とこのスピンドル１８の一端部に先端に
半径方向に移動可能な爪２２を備えたチヤツク２
０とスピンドル１８の他端部に取付けられたブレ
ーキ２４とからなり、さらにスピンドルにＶプー
リ２６を取付けてモータ２８の回転駆動力を駆動
プーリ３０からＶベルト３２を介して前記スピン
ドル１８に伝達し、さらにこのスピンドル１８の
端部に設けたチヤツク２２を介して加工片Ａを回
転させる。一方、加工片固定把持装置１４は、油
圧シリンダ３４とピストン杆３６とこのピストン
杆３６の端部に先端に半径方向に開閉可能な爪４
０を備えたチヤツク３８とからなり、チヤツク３
８で保持した加工片Ｂをピストン杆３６のスピン
ドル１８軸線方向移動により、加工片Ａに対して
所定の推力で押圧ないし離反させる。なお、この
場合、スピンドル１８とピストン杆３６は同一の
軸線上に配置されており、またピストン杆３６は
回り止め装置（図示せず）によりその回転が阻止
されている。

加工片切削装置１６は、油圧シリンダ４２とそ
のピストン杆４４の端部にアダプタ４６を介して
装着したバイト４８からなり、このバイト４８を
スピンドル１８の軸線方向に対し直交する方向に
移動させて加工片回転把持装置１２のチヤツク２
０に保持される加工片Ａの接触面５０を面加工す
る（第２図参照）。

次に、このように構成された本考案にかかる摩
擦圧接装置により、二つの加工片を圧接接合する
場合の動作について説明する。

先ず、チヤツク２０およびチヤツク３８で加工
片ＡおよびＢを夫々把持し、油圧シリンダ３４の
ピストン杆３６を前進させて加工片Ｂにより加工
片Ａの空押しを行つて加工片ＡおよびＢの位置整
合を行つた後ピストン杆３６を後退させる。

ここで、空押しについて簡単に説明する。

すなわち、二つの加工片ＡおよびＢを圧接接合
するに際し、接合部分に充分な接合強度を得るた
めには圧接面の傾き（チヤツクの回転軸線に対す
る直角度）を許容値内に維持する必要がある。

例えば、同径同種材圧接の場合の直径に対する
接合面の傾斜は直径100mmの場合で0.8mm以内、同
径異種材圧接の場合の直径に対する接合面の高温
強度大側傾斜は直径100mmの場合0.2〜0.5mm以内、
また、円盤状のＬ／Ｄの小さい部材の直径に対す
る接合面の傾斜は直径150mmの場合0.3〜0.75mm以
内、さらに、これと接合するシヤフト状の接合面
の傾斜は直径100mmの場合0.8mm以内というように
経験的に決められている。

しかしながら、例えば一方のＬ／Ｄの小さい
（薄い円盤形状）平行な平面を形成した加工片Ａ
を自動あるいは手動にてチヤツク２０に把持させ
る際、この加工片Ａをチヤツク２０へのセツトミ
ス等により傾斜状態で把持してしまうと、この状
態で前記加工片Ａの接合面をそのまま面加工し、
次の圧接工程の際、セツトミス状態の加工片Ａの
接合面をピストン杆３６の推力により相手側のチ
ヤツク３８に把持された加工片Ｂを介して押圧す
ると、前記加工片Ａはチヤツク２０の把持力に打
ち勝つて滑り、加工片背面のストツパＳに当接す
る。

従つて、この状態では、前記ストツパＳの当接
面はスピンドル１８の軸線に対し直角な平面が形
成されているため、このストツパＳに当接した加
工片Ａの圧接面は傾斜状態となる。しかるに、こ
のまま加工片Ａに加工片Ｂを圧接接合すると、そ
の接合部はその強度が不足し、不完全な接合とな
る。

これを防止するため、接合工程の前にチヤツク
２０に把持されている加工片Ａの接合面を相手側
の加工片Ｂにより押圧して加工片ＡをストツパＳ
に当接させる空押し作業を行い、この空押しで接
合面の直角度が許容値内に確保される。

次いで、モータ２８を加工片Ａの接触面切削に
好適な速度で回動してスピンドル１８を介して前
記加工片Ａを回転させると共に、切削装置１６に
よるピストン杆４４端部に取付けられたバイト４
８のスピンドル１８軸線方向と直交する方向の切
削送りで接触面５０の面加工を行い（第２図参
照）、加工完了の後、ピストン杆４４を原位置に
後退させる。

この面加工の後、モータ２８の回転速度を圧接
用の速度に上昇させて加工片Ａを高速で回転させ
ると共に油圧シリンダ３４のピストン杆３６を再
び加工片Ａに向けて前進させて加工片Ａの接触面
５０に所定の圧力で押圧圧接する。

このようにして、両加工片ＡおよびＢの接合面
を摩擦熱により発熱させて、接合に充分な高温状
態になつた時、モータ２８の電源を遮断すると共
にブレーキ装置２４でスピンドル１８の回転を急
停止させ、このスピンドル１８の急停止に同期さ
せてチヤツク２０の爪２２による加工片Ａの把持
状態を解放して加工片Ａを加工片Ｂの押圧力によ
つて停止させ、さらにこの時、油圧シリンダ３４
のピストン杆３６を前進させて加工片ＡおよびＢ
にアプセツト圧を加え接合する。

〔考案の効果〕

先に述べたように、本考案に係る摩擦圧接装置
によれば、相対的に回転するかもしくは一方が回
転する二つの加工片を所定の推力下で接触させ、
この回転接触により発生する摩擦熱で加工片の各
接触面を発熱させて前記二つの加工片を圧接接合
する摩擦圧接法において、二つの加工片を推力下
に接触させ空押しを行い加工片の位置整合を行つ
た後に少くとも一方の加工片の接触面を切削加工
し、然る後に摩擦圧接することにより、加工片の
防錆処理工程および圧接直前の脱脂処理工程を省
略することができるだけでなく、加工片の空押し
による加工片の位置整合効果により、接触面の直
角度を確実に保持すると共に圧接接合部の強度が
一層確実なものとなる利点を有する。

また、本考案に係る摩擦圧接装置によれば、同
一軸心上に整合されかつ二つの加工片を対向して
把持する二つのチヤツクと、前記二つのチヤツク
の少くとも一方を高速回転させる回転駆動装置
と、回転加工片の接合面を面削りする切削装置と
で構成することにより、チヤツクの爪を交換する
ことにより各種形状の加工片を組合わせた接合に
対応できる汎用性を有し、かつ接合部分の信頼性
を向上させることができる等種々の利点を有す
る。

以上、本考案の好適な実施例につき説明した
が、本考案はこの実施例に限定されるものではな
く、例えば、二つの加工片を所定の推力下で相対
的に回転させながら圧接接合する装置にも好適に
使用でき、本考案の精神を逸脱しない範囲内にお
いて任意の改良変更をなし得ることは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る摩擦圧接装置の構成配置
を示す説明図、第２図は第１図に示す摩擦圧接装
置の加工片回転把持装置により保持される加工片
Ａの接触面を切削装置のバイトで切削加工してい
る状態を示す説明図である。 １０……摩擦圧接装置、１２……加工片回転把
持装置、１４……加工片固定把持装置、１６……
加工片切削装置、１８……スピンドル、２０……
チヤツク、２２……把持爪、２４……ブレーキ、
２６……プーリ、２８……モータ、３０……駆動
プーリ、３２……ベルト、３４……油圧シリン
ダ、３６……ピストン杆、３８……チヤツク、４
０……把持爪、４２……油圧シリンダ、４４……
ピストン杆、４６……アダプタ、４８……バイ
ト、５０……接触面、Ａ，Ｂ……加工片、Ｓ……
ストツパ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 相対的に回転するかもしくは一方が回転するよ
   うそれぞれ二つの加工片を把持し、これら両加工
   片を所定の推力下で圧接することにより回転接触
   面で発生する摩擦熱で両加工片を圧接接合する摩
   擦圧接装置において、 一方の加圧片を把持する把持手段は、軸受を介
   して回転自在に軸承されたスピンドルの一端部に
   回転チヤツクを設け、前記スピンドルの他端部に
   ブレーキ装置を設けると共にプーリを設けて駆動
   モータとベルト結合して回転自在に構成し、 他方の加工片を把持する把持手段は、油圧シリ
   ンダのピストン杆の一端部にチヤツクを設けてこ
   れを進退自在に構成し、 前記一方の加工片を把持する把持手段の回転チ
   ヤツクの外方に油圧シリンダを設け、この油圧シ
   リンダのピストン杆の一端部に前記加工片の圧接
   面に沿つて進退移動するバイトを設けて回転する
   加工片の端部を切削する加工片端部切削手段を構
   成配置することを特徴とする摩擦圧接装置。