JPH0775778B2 - エンジンバルブ用チップ部材の溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジン用バルブ部材の軸先端面に、焼入れ
した硬質、耐摩耗性のチップ部材を溶接するためのエン
ジンバルブ用チップ部材の自動溶接装置に関し、更に詳
しくは、大小異なる大きさのエンジンバルブを同一の溶
接機を使って効率よく経済的に製造出来るようにしたエ
ンジンバルブ用溶接装置を提供するものである。

（従来の技術） 従来、エンジン用バルブ部材の軸先端面にチップ部材を
溶接する場合に、従来はたとえば昭和59年１月24日に出
願公開された特開昭59-13586号「内熱機関用バルブ部材
のチップ自動溶接装置」が提案されている。

この種の溶接装置は、ターンテーブルの周面部の少なく
とも４ヵ所の保持部でバルブ部材を保持し、４つのポジ
ションへ間欠的に供給するもので、第１ポジションに
は、保持部に対するバルブ部材の供給装置が、第２ポジ
ションには、バルブ部材の軸端面に対するチップ部材の
載置装置が、また第３ポジションには、バルブ部材と調
整との電気抵抗溶接装置が、そして第４ポジションに
は、溶接完了のバルブ部材の排出装置がそれぞれ設けら
れ、上記保持部は、ターンテーブルの外周上面部に設け
られた、調整とバルブ部材の軸端部に設けられた、バル
ブ部材の軸部を保持するクランパーとから成っており、
各保持部材が所要角度ずつ回転した各ポジションにおい
て、所要時間だけ停止し得るように、インデックス機構
をターンテーブルの駆動部に介在させたことを特徴とす
る。

この装置によれば、バルブ部材の軸端面を上向きとし
て、バルブ部材をターンテーブル周面部に装着させ、さ
らに各ポジションにおいて、チップ部材の載置、溶接お
よび排出作用が、一連の工程によって自動的に行われる
ので、バルブ部材に対するチップ部材の溶接を、短時間
内に効率よく行うことができる。というものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来のこの種の装置は、ターンテーブル
に少なくとも４つの保持部を必要とするため、ガイドス
トッパおよびクランパ等のほか各保持部を上、下電極間
に所定ピッチずつ回転送りするインデックス機構を用い
るなど全体に装置が大型、高価になるだけでなく、メン
テナンスが面倒になるという解決すべき問題が残されて
いた。また従来の装置では傘形ヘッド部を上にしたバル
ブ部材を、一旦展開機構およびクランパ等により反転
し、バルブ部材の軸芯の態位を水平状態に変化させて
後、保持部に供給し、さらにそのバルブ部材を形形ヘッ
ド部の上面を基準にしてローディング機構でつかみ替え
て傘形ヘッド部が真下にくるようにこれを略90度回転さ
せてクランパで保持する。そして次のステーションでバ
ルブ部材の軸端面に直接チップ部材を供給して上部電極
で圧接するという構成になっている。

かかる従来の装置においては、第12図に示すように、
上、下電極44と45の間に挿入されるバルブ部材Ｗの電極
クランプ位置は傘形ヘッド部41が基準となっているため
に、大小異なるバルブチップを溶接する場合にガイドス
トッパ42のチップ部材43を受け入れる凹部とバルブ軸先
端面の高さが異なってしまい、同一機械で種類の異なる
バルブ部材を効率的に溶接することは不可能であった。

（問題点を解決するための手段） そこで、本発明は、バルブ部材の寸法、大きさに関係無
く、１台の機械で数種類のバルブチップの溶接を容易に
遂行できるようにしたもので、その要旨は、複数のバル
ブ部材を整列して送り出すシュート装置と、該シュート
装置から送り出されたバルブ部材をクランプ保持し、そ
のバルブ軸端面の高さを、基準位置としてその相隣なる
溶接位置と略同等の高さに規制する基準位置決め機構
と、該位置決め機構により位置決め保持されたバルブ部
材を溶接位置へ運ぶトランスファー機構と、該トランス
ファー機構から供給されたバルブ部材を溶接位置でクラ
ンプ保持するクランプ電極と、該クランプ電極と対をな
す下部電極と、該下部電極にチッブ部材を供給するチッ
プ送給装置と、前記下部電極と同一軸線上でバルブ部材
の縦方向の動きを規制するバックアップ装置と、該バッ
クアップ装置と下部電極との間に、バルブ部材とチップ
部材とを接合するための、必要な電極加圧力を発生させ
る可変加圧機構とを装設してなる、という技術的手段を
講じたエンジンバルブ用チップ部材の溶接装置を提供す
る。

（作用） そして、本発明によれば同種バルブ部材の大きさの仕様
を変更した場合は、第３図及び第９図に示すように、バ
ックアップ装置２のハンドル27を廻してロッド端面5aの
高さ（Ｌ又は ）を、任意に調整するだけで大小異なる
同種のバルブ部材（Ｗ、Ｗ′）の溶接加工を一台の機械
を兼用して行うことができ、生産性の効率をより一層向
上させることができ、しかも従来に見られたような、バ
ルブ部材の大きさの仕様を変更する度毎に、専用の溶接
機を導入するという、重複した経済的負担をなくし、設
備費の大幅節約に寄与することができる。

（実施例） 次に、本発明に係る自動溶接機について好適な実施態様
を挙げて添付第１図〜第11図の図面を参照しながら以下
に説明する。

図に示す符号１は溶接機本体、２は本体側の上アーム３
の先端に設置されたバックアップ装置で、上アームに設
けられた縦方向に貫通したネジ孔４にロッド５が螺入
し、ロッド５のヘッド側に固着されたハンドル27を廻す
ことでロッド先端5aの高さを垂直（イ）方向に自由に調
節できるようになっている（第１図〜第２図、第９図、
第11図参照）。

６は本体側の二次導体40に固着された下部電極で、上記
ロッド５と同一軸線（Ａ−Ａ）上において位置対向し、
上下及び左右方向に移動調整可能に設置されている。溶
接に必要な加圧力は、加圧機構８により下部電極６を下
から上へ移動させて行うもので、その加圧シリンダ８
は、大きさの異なるバルブ部材Ｗ又はＷ′の溶接に対応
できるように大径シリンダと小径シリンダとを連結した
いわゆるタンデムシリンダであって、このシリンダと圧
力制御装置（図省略）によって加圧力を数段階に可変す
ることができるようになっている（第１図〜第３図参
照）。

９は可動側電極10と固定側電極11とに分割されたクラン
プ電極で、バックアップ装置２と下部電極６の間に設置
されている。クランプ電極９の可動側電極10は、ヒンジ
Ｐを中心に回動し得るリンク部材13の先端に固定され、
本体側に固定されたクランプシリンダ12とリンク部材の
後端とが連結され、このシリンダの駆動で可動側電極10
が固定側電極11に対し水平（ロ）方向に開閉できる。固
定側電極11と下部電極６はそれぞれ二次バーt₁及びt₂を
介して溶接トランスＴの端子に接続されている。

なお、クランプ電極９は後述するトランスファ装置によ
ってクランプ保持されたバルブ部材の軸先端面の近傍を
クランプ保持できる位置に取りつけられている。（第10
図〜第11図参照）。

14は終端部の付近にセレクタ７を有するシュート装置
で、この装置は溶接機本体側に支持されたブラケット15
にＵ字形の支持板16が固定され、この支持板16の両側対
称位置には傾斜した４本のガイド棒17・・・が並設され
ていて、この４本のガイド棒と支持板の上壁中央に設け
た１本のガイド棒17との間にバルブ部材の通過を許す間
隔18が形成され、この間隙を通してバルブ部材の傘形ヘ
ッド部がガイド棒に乗って滑降するようになっている。

シュート装置を整列して送られてくるバルブ部材は、シ
ュート終端近傍に設けたセレクタ７により一つ一つ分離
される。

このセレクタ７は、一つのシリンダで２本のピン19、1
9′を交互にバルブ部材の通路18の両側から横切る方向
に前進、後退させて、シュート装置の通路を連続して送
り出されてくるバルブ部材を一つ一つ選別するように構
成されている（第３図〜第５図参照）。

20は基準位置決め装置で、溶接機本体側に垂直に位置固
定されたシリンダ21と、このシリンダのロッド22に固着
された受け具23とを備えており、前記受け具23には外側
に開拡するテーパ面ａをもつＵ字形溝24が明けてある。
セレクタ７により一つ一つ分離されたバルブ部材は、シ
ュート装置５の末端から落下する途中で受け具23の溝24
に軸部が嵌まり、傘形ヘッド部が受け支えられる。25は
受け具23を所定位置で受け止めるストッパであり、26は
バルブ部材のストッパである。前者のストッパ25は基準
位置決め装置のシリンダ27と同一軸線上（Ｂ−Ｂ）に設
けてあり、後者のストッパ26はバルブ部材の軸端面の垂
直面内に設け、受け具23及びバルブ部材の垂直移動範囲
を規制してバルブ部材の軸端面の高さを規制する（第３
図、第７図〜第８図参照）。28はチップ送給装置で、詳
細は省略するが、一般には、シリンダで前進後退するス
ピンドルの先端に電磁石を設け、ホッパ39から振動を利
用してらせん状のシュートを通って押し上げられて出で
てくるチップ部材を電磁石によって吸着保持し、目的位
置でその磁力を解除してチップ部材を供給するものであ
る。

なお、吸着保持手段は、電磁石に限らずエアによる吸引
手段を使用しても同様の作用を得ることができる。

29はトランスファ装置で、このトランスファ装置はバル
ブ部材の基準位置を決める位置決めステーションと溶接
作業を行う加工ステーションの前面に設置したもので、
機台30の上にガイド31が固定され、このガイドの上を機
台に固定された駆動シリンダ32によって移動台33が所定
距離を移動するようになっていて、この移動台には二個
のシリンダ34、35を各ステーションに対応して搭載して
おり、各シリンダのロッドの先端に取付られているチャ
ック装置36、37を、シリンダによる前進、後退（ハ）と
移動台33の左右移動（ニ）とにより、基準位置〜溶接位
置へ、溶接位置〜搬送位置へと２台のチャック装置36、
37を同時に動かし各ステーションへのガイド部材の受け
渡し操作と搬出操作を自動的に行う構造になっている。

すなはち、このトランスファ装置29は２台のチャック装
置36、37を使って、一方のチャック装置36は、基準位置
決め装置20から溶接装置へのガイド部材の受け渡しを行
い、他方のチャック装置37は溶接完了後のガイド部材を
搬送シュート38へ搬送する（第１図〜第２図、第６図参
照）。

以上にかかる本発明の作動動作について説明する。

バルブ部材40は斜め上方からバルブヘッド41を上にした
状態でシュート機構14のガイド棒17を滑降し、整列て送
給されてくる。そのシュート装置５を下るバルブ群のう
ち先頭のバルブ部材はシュート出口付近に設けたセレク
ター７によりシュート最終端から一つ一つ分離される。
分離されたバルブ部材は、その直下に待機している基準
位置決め装置20に支持される。この場合、基準位置決め
装置に設けた受け具23のＵ字形溝24にバルブ軸部が挿入
し、傘形ヘッド部が受け具の二股に引っ掛かって受け支
えられる。受け具23が直ちに降りると、その垂直面内に
設けたストッパ25に受け具23が当たって停止するや、バ
ルブ部材の軸先端面がその直下のストッパ26に当たっ
て、基準位置となるバルブ部材の軸先端面の高さ位置が
規制さる。この結果、溶接に必要な最小限の給電面とし
てクランプ電極の下面からバルブ部材の出し代が決定す
る。次にトランスファ装置29のシリンダが前進しバルブ
軸端部を保持する。そして、その基準位置からバルブ部
材が溶接位置へ搬送される。バルブ部材が開放したクラ
ンプ電極９の中に送給されると、クランプ電極が閉じバ
ルブ部材の軸端面近傍を確実にクランプ保持する。上記
の動作中に、下部電極６の上にチップ部材が送給され
る。下部電極の上にチップ部材が送給されると、加圧機
構８が作動し下部電極６を上昇させ、チップ部材をバル
ブ軸端面に当接した状態でバルブ部材を押圧する。この
ときバルブ部材はクランプ電極から僅かに押上げられ、
バルブ部材の傘形ヘッド部をバックアップ装置２に突き
当てた後、バルブ部材とチップ部材との間に溶接に必要
な強大な加圧力と溶接電流を与えて圧接する。

溶接が完了すると、トランスファ装置29の搬送用チャッ
ク装置37が前進して溶接した後のバルブ部材をつかみ、
溶接位置から後退する。そして、駆動シリンダ32によっ
て移動台33とともに搬送用チャック装置37が搬出位置へ
移動し、保持したバルブ部材を搬出シュート38へ開放す
ることで、次のステーションへ搬送する。同時に一方の
チャック装置36は基準位置で規制されたバルブ部材をク
ランプ保持し、溶接ステーションへの次の送給動作に入
り、以降同じ動作を繰り返すことになる。

バルブ部材の溶接仕様を変えたときは、バックアップ装
置２のロッド端面5aの高さを、所望の高さに調整するだ
けで大小異なる大きさのバルブ溶接が同一機械で容易に
遂行できる。

（発明の効果） 以上で説明したように、本発明によれば、エンジン用バ
ルブ部材とチップ部材の溶接装置として、シュート装置
から送り出されてくるバルブ部材を溶接に先立ち、溶接
に必要な最小限の給電面をクランプ電極の下面から突き
出させてクランプ保持するために、シュート終端部の近
傍に、ストッパとクランプ電極下面との相対位置を基準
にバルブ部材の軸端面の高さ位置を自動的に割り出しす
る基準位置決め装置と、下部電極と対応するバックアッ
プ装置とを設け、該バックアップ装置のロッドの高さ位
置を簡単に調整するだけで、大小異なる同種のバルブ部
材を同じ機械を使って容易に溶接することができ、生産
性の効率をより一層向上させることができ、しかも設備
費の節約にも大きく寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の一例を示す斜視図。第２図は、
本発明装置の側面図。第３図は基準位置決め装置の拡大
側面図。第４図は、基準位置決め装置の平面図。第５図
は第４図Ａ−Ａ線矢視図。第６図はトランスファ装置の
平面図。第７図は基準位置決め装置の受け具の平面図。
第８図は基準位置決め装置のストッパの平面図。第９図
はクランプ電極を有する溶接機の断面を含む側面図。第
10図はクランプ電極の平面図。第11図は溶接機の正面
図。第12図は従来装置の概略図。 符号の説明 ２……バックアップ装置、６……下部電極 ８……加圧機構、９……クランプ電極 14……シュート装置、20……基準位置決め装置、28……
トランスファー装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のバルブ部材を整列して送り出すシュ
   ート装置と、該シュート装置から送り出されたバルブ部
   材をクランプ保持し、そのバルブ軸部の先端給電面が、
   相隣なる溶接位置と略同等の高さになるように予め基準
   位置を規制する基準位置決め機構と、該位置決め機構に
   より位置決め保持されたバルブ部材を、溶接位置へ運ぶ
   トランスファー機構と、該トランスファー機構から供給
   されたバルブ部材を溶接位置でクランプ保持するクラン
   プ電極と、該クランプ電極と対をなす下部電極と、該下
   部電極の上にチップ部材を供給するチップ送給装置と、
   前記下部電極と同一軸線上でバルブ部材の縦方向の動き
   を規制するバックアップ装置と、該バックアップ装置と
   下部電極との間に、バルブ部材とチップ部材とを接合す
   るための、必要な電極加圧力を発生させる加圧機構とを
   装設してなるエンジンバルブ用チップ部材の溶接装置。
2. 【請求項２】前記位置決め機構は溶接位置の近傍に位置
   し、しかも上部電極の下面と、その直下に設けたストッ
   パの上面との距離間隔を基準にバルブ軸端面の高さを規
   制するものである特許請求の範囲第１項に記載された装
   置。
3. 【請求項３】前記加圧機構は下部電極が下から上に作動
   し、しかもエンジンバルブの種類に応じて電極加圧力を
   数段階に可変するものである特許請求の範囲第１項又は
   ２項に記載された装置。