JPS6330117B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、本体に溶接されるべき円筒状被溶接
物の位置決め治具の改良に関する。

一般に、本体に円筒状被溶接物を溶接する場合
としては、例えば、第１図に示すように、フオー
クリフト等に用いられる本体としてのアクスルセ
ンタ１に円筒状被溶接物としてのキングピンボス
２を溶接するものが挙げられる。この場合、上記
キングピンボス２は、一般にアクスルセンタ１の
両端上下部に夫々一対溶接され、このキングピン
ボス２にはキングピン３が嵌挿されると共に、こ
のキングピン３にはスピンドル４を介して車輪５
が取付けられるようになつており、上記キングピ
ンボス２はキングピン３の軸受として働いてい
る。このため、上記アクスルセンタ１にキングピ
ンボス２を溶接する場合には、キングピン３の軸
心を所定位置に設定するために予め位置決めされ
た上記アクスルセンタ１に対してキングピンボス
２を位置決めしなければならなかつた。

そこで、従来にあつては、第２図乃至第４図に
示すように、上述したキングピンボス２を位置決
めするために位置決め治具Ｊが用いられており、
この位置決め治具Ｊは、例えば、アクスルセンタ
１の位置決め治具６に付設されていた。即ち、ア
クスルセンタ１の位置決め治具６は、ベースプレ
ート７上の所望の個所にブロツク８を設置したも
ので、このブロツク８上にアクスルセンタ１を載
置してベースプレート７に対するアクスルセンタ
１の位置決めをするようになつている。一方、上
記キングピンボス２の位置決め治具Ｊは、アクス
ルセンタ１の位置決め位置の両端部位に対応して
上記ベースプレート７に設けられており、ベース
プレート７に固着され水平な支持面９ａを備えた
支持台９と、この支持台９の雌ねじ部９ｂに螺合
する雄ねじ部１０ａを有し且つ上記支持台９上に
立設される位置決めシヤフト１０とで構成されて
いる。そして、上記位置決めシヤフト１０に上下
一対のキングピンボス２が嵌め込まれ、これによ
りキングピンボス２の軸心が位置決めされる。こ
の場合において、下側のキングピンボス２はその
下面が支持台９の支持面に当接することから上下
方向に対して位置決めされ、上側のキングピンボ
ス２は下側のキングピンボス２との間にカラー１
１を介在させることにより上下方向に対して位置
決めされるのである。このように、アクスルセン
タ１及びキングピンボス２が位置決めされると、
両者は図示外の溶接装置により溶接（アーク溶
接）されることになる。

このような従来の円筒状被溶接物の位置決め治
具においては、一本の位置決めシヤフト１０に円
筒状被溶接物としてのキングピンボス２を嵌め込
んでキングピンボス２の軸心を位置決めする構造
になつていたので、必然的にキングピンボス２の
内径と位置決めシヤフト１０の外径との間にクリ
アランスＣを確保し、しかもこのクリアランスＣ
を小さく設定しなければならなかつた。ところ
が、キングピンボス２溶接時には、その溶接熱に
よりキングピンボス２が歪変形してしまうことか
ら、上記クリアランスＣを小さく設定し過ぎる
と、キングピンボス２の熱歪部分が位置決めシヤ
フト１０の周壁に圧接されてしまい、溶接後にお
いて位置決めシヤフト１０からキングピンボス２
を離脱できないという事態を生ずる。このため、
上記クリアランスＣをある程度大きめに設定せざ
るを得ず、これに伴つて、キングピンボス２が位
置決めシヤフト１０に対してがたついてしまう
分、キングピンボス２の軸心が位置決めシヤフト
の軸心からずれてしまい、キングピンボス２の位
置決め精度が低いものになつてしまう。

本発明は以上の観点に立つて為されたものであ
つて、その目的とするところは、円筒状被溶接物
の位置決め精度を向上させ、しかも溶接時の熱歪
に影響されることなく、溶接後の円筒状被溶接物
の取外しを可能とした円筒状被溶接物の位置決め
治具を提供することにある。

そして、本発明の要旨とするところは、支持台
に立設される位置決めシヤフトを、円筒状被溶接
物の内径より小さい外径を有するスリーブ状のア
ウタシヤフトと、このアウタシヤフト内に嵌挿配
置されアウタシヤフトに対して一定の回転軸をも
つて相対回転するインナシヤフトとで構成し、上
記円筒状被溶接物の配設位置に対応した上記アウ
タシヤフトの周壁には、上記円筒状被溶接物の内
壁面に向かい且つ上記アウタシヤフトの周壁外面
から出没自在に芯出し部材を設ける一方、この芯
出し部材に対応したインナシヤフトには芯出し部
材と係合するカム部材を設け、このカム部材と芯
出し部材との相対回転の位置関係により上記芯出
し部材を没入位置及び上記円筒状被溶接物の芯出
しをする突出位置に配置するようにした円筒状被
溶接物の位置決め治具にある。

以下、添付図面に示す実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。

第５図乃至第９図に示す実施例においては、円
筒状被溶接物としてのキングピンボス２の位置決
め治具Ｊが示されており、この位置決め治具Ｊの
基本的構成は、ベースプレート７上に固着される
支持台９と、この支持台９に立設される位置決め
シヤフト１０とから成る。

この実施例において、上記支持台９はその上面
に水平な支持面９ａを有しており、その中央部に
はベースプレート７と直交する方向に軸受孔２０
が開設されている。

また、上記位置決めシヤフト１０は、スリーブ
状のアウタシヤフト２１とこのアウタシヤフト２
１内に嵌挿配置されるインナシヤフト２２とから
成る。上記アウタシヤフト２１は、キングピンボ
ス２及びカラー１１の内径より小さい外径をもつ
て形成されると共に、上記支持台９の軸受孔２０
を囲繞して当該支持台９と一体的に形成されてい
る。一方、上記インナシヤフト２２の下端には回
転軸部２３が形成されており、この回転軸部２３
が上記軸受孔２０に回転可能に嵌合し且つ上記回
転軸部２３の先端がベースプレート７上面に当接
しており、上記インナシヤフト２２は一定の回転
軸Ｏをもつてアウタシヤフト２１内で回転するよ
うになつている。尚、上記インナシヤフト２２の
上端にはインナシヤフト２２を回転動作させるた
めのハンドル２４が取付けられている。

更に、上記アウタシヤフト２１の周壁のうちキ
ングピンボス２の配設位置に対応した部位には、
第５図及び第６図に示すように、例えば、所定角
度間隔毎に四つのボール収容孔２５が軸方向に二
列並んで設けられており、各ボール収容孔２５に
は芯出し部材としてのボール２６が夫々収容され
ている。即ち、上記ボール収容孔２５は、第７図
に示すように、アウタシヤフト２１の外壁面から
内壁面にかけて斜め下方に傾斜しており、このボ
ール収容孔２５のアウタシヤフト２１内壁面側近
傍にはアウタシヤフト２１の半径内方向へ向かう
ボール２６の移動を規制するストツパ部３１が形
成されている。そして、上記ボール２６は、常時
はボール収容孔２５内に収容保持され、アウタシ
ヤフト２１の外壁面に対して没入した位置に配置
される一方、アウタシヤフト２１の半径外方向に
向かつて移動し得るようになつている。

更にまた、上記インナシヤフト２２のうちボー
ル２６の配設位置に対応した部位には夫々カム部
材２７がインナシヤフト２２と同心的に取付ピン
２８を介して固定されており、各カム部材２７は
その周面に四つの同一形状のカム面２９を有して
おり、夫々のカム面２９は、矢印Ａで示す方向に
沿つて順次半径が大きくなるように構成され、隣
接するカム面２９に段差３０をもつて連続してい
る。そして、カム部材２７の各カム面２９には各
ボール２６の内方端が常時当接するようになつて
おり、各カム面２９の最小半径近傍の半径r₁部分
２９ａに各ボール２６の内方端が当接していると
きには各ボール２６はボール収容孔２５内に収容
された状態になつている。

従つて、この実施例に係る位置決め治具によれ
ば、キングピンボス２を位置決めシヤフト１０に
セツトする場合には、ハンドル２４を所定方向に
回転させてインナシヤフト２２をセツトポジシヨ
ンに設定した後、位置決めシヤフト１０にキング
ピンボス２及びカラー１１を嵌め込むようにすれ
ばよい。このとき、インナシヤフト２２の回転に
伴つてカム部材２７が回転し、インナシヤフト２
２がセツトポジシヨンに達すると、カム面２９の
半径r₁部分２９ａがボール２６に当接することに
なり、各ボール２６はアウタシヤフト２１の外壁
面から没入した位置に設定されるようになつてい
る。このため、アウタシヤフト２１の外壁面には
突起物が何ら存在しないことになり、キングピン
ボス２及びカラー１１はアウタシヤフト２１の外
壁面との間にクリアランスδをもつてスムーズに
嵌まり込むことになる。

この後、上記キングピンボス２を位置決めする
場合には、ハンドル２４をセツト時と反対の方向
に回転させてインナシヤフト２２を位置決めポジ
シヨンに設定すればよい。このとき、インナシヤ
フト２２と共にカム部材２７が回転し、インナシ
ヤフト２２が位置決めポジシヨンに達すると、第
８図に示すように、カム面２９の最大半径近傍の
半径r₂部分２９ｂがボール２６に当接することに
なる。この状態において、各ボール２６は夫々の
カム面２９に摺接しながら、半径外方向に押し出
されることになり、各ボール２６はアウタシヤフ
ト２１の外壁面から突出した位置に設定され、キ
ングピンボス２の内壁面に当接する。この場合、
上記各ボール２６はインナシヤフト２２の回転軸
Ｏに対して同心的に移動することから、上記キン
グピンボス２は、各ボール２６に拘束されながら
自己求心的に移動し、キングピンボス２の軸心と
インナシヤフト２２の軸心即ち回転軸Ｏとが一致
するという芯出し状態に設定される。

この状態において、予め位置決めされたアクス
ルセンタ１と上記キングピンボス２との位置関係
が決定されることになり、図示外の溶接装置によ
り両者の溶接が行なわれる。このとき、上記キン
グピンボス２は各ボール２６により動きを拘束さ
れた状態にあるので、溶接熱によりキングピンボ
ス２が歪変形したとしても、上記キングピンボス
２の軸心が偏位するという事態はなく、キングピ
ンボス２のアクスルセンタ１に対する位置は所定
のものに保たれる。

この後、両者の溶接が完了すると、上記キング
ピンボス２を位置決め治具Ｊが取外すことになる
が、この場合には、上記ハンドル２４を所定方向
に回転させてインナシヤフト２２をセツトポジシ
ヨンに再び設定した後、キングピンボス２及びカ
ラー１１をアウタシヤフト２１から抜くようにす
ればよい。このとき、インナシヤフト２２をセツ
トポジシヨンに戻すと、各ボール２６を突出位置
に保持するカム面２９が移動することから、各ボ
ール２６はボール収容孔２５の傾斜により突出位
置から後退して没入位置へと戻ることになり、ア
ウタシヤフト２１の外壁面には突起物が何ら存在
しないこととなる。このため、上記キングピンボ
ス２及びカラー１１はアウタシヤフト２１の外壁
面との間にクリアランスδをもつて容易に離脱す
ることになる。この場合、上記キングピンボス２
は溶接熱により歪変形しているが、上記クリアラ
ンスδをある程度大きく設定しておけば、キング
ピンボス２のアウタシヤフト２１からの離脱には
何ら影響しない。

また、この実施例においては、芯出し部材とし
てボール２６が用いられており、アウタシヤフト
２１のボール収容孔２５にボール２６を単に嵌め
込む構造になつているので、芯出し部材のアウタ
シヤフト２１への取付けが極めて容易になるほ
か、ボール収容孔２５内に収容されたボール２６
は、ボール収容孔２５の傾斜とストツパ部３１と
により安定保持されているので、ボール２６が不
必要に抜け落ちるという懸念も全くない。

尚、上記実施例にあつては、アウタシヤフト２
１を固定しインナシヤフト２２を回転させるよう
にしているが、インナシヤフト２２を固定しアウ
タシヤフト２１を回転させるようにしてもよい。
また、芯出し部材としてのボール２６の数、配置
については、上記実施例で示したものに限定され
るものではなく、適宜設計変更して差支えない
し、また、芯出し部材として必ずしもボール２６
を用いる必要はなく、例えば、アウタシヤフト２
１の半径外方向に出没するロツドを二以上設ける
ようにしてもよい。更に、上記実施例では、イン
ナシヤフト２２に別体のカム部材２７を取付けて
いるが、インナシヤフト２２にカム部材２７を一
体的に形成してもよい。更にまた、カム部材２７
の具体的構成についても、上記実施例で示したも
のに限定されるものではなく、芯出し部材の数、
配置に応じて適宜設計変形できることは勿論であ
る。また、上記実施例では、円筒状被溶接物とし
てキングピンボス２を例に挙げて説明している
が、その他の円筒状被溶接物の位置決め治具につ
いて本発明を適用できることは勿論である。この
場合において、一つの位置決め治具で位置決めす
る円筒状被溶接物の数は実施例で示すように必ず
しも二つである必要はなく、一つでもよいし、三
以上であつてもよい。

以上説明してきたように、本発明に係る円筒状
被溶接物の位置決め治具によれば、支持台に立設
される位置決めシヤフトを、円筒状被溶接物の内
径より小さい外径を有するスリーブ状のアウタシ
ヤフトと、このアウタシヤフト内に嵌挿配置され
アウタシヤフトに対して一定の回転軸をもつて相
対回転するインナシヤフトとで構成し、上記円筒
状被溶接物の配設位置に対応した上記アウタシヤ
フトの周壁には、上記円筒状被溶接物の内壁面に
向かい且つ上記アウタシヤフトの周壁外面から出
没自在に芯出し部材を設ける一方、この芯出し部
材に対応したインナシヤフトには芯出し部材と係
合するカム部材を設け、このカム部材と芯出し部
材との相対回転の位置関係により上記芯出し部材
を没入位置及び上記円筒状被溶接物の芯出しをす
る突出位置に配置するようにしたので、上記芯出
し部材を突出位置に配置するときには、上記円筒
状被溶接物は芯出し状態に設定され、この芯出し
状態は溶接時の熱歪に影響されることなく維持さ
れることになり、その分、円筒状被溶接物の位置
決め精度を向上することができるばかりか、上記
芯出し部材を没入位置に配置するときには、円筒
状被溶接物と位置決めシヤフトとの間には充分な
るクリアランスが確保されることになり、これに
伴つて、溶接時の熱歪に影響されることなく、位
置決めシヤフトから円筒状被溶接物を容易に離脱
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本体と円筒状被溶接物の一例を示す斜
視図、第２図は従来における本体及び円筒状被溶
接物の位置決め治具を示す正面図、第３図はその
平面図、第４図は従来における円筒状被溶接物の
位置決め治具の詳細を示す要部断面図、第５図は
本発明に係る円筒状被溶接物の位置決め治具の一
実施例を示す断面図、第６図及び第７図は円筒状
被溶接物セツト時の芯出し部材の状態を示す第５
図中―線断面図及び部拡大図、第８図及び
第９図は円筒状被溶接物位置決め時の芯出し部材
の状態を示す第６図及び第７図に相当する説明図
である。 Ｊ……位置決め治具、１……アクスルセンタ
（本体）、２……キングピンボス（円筒状被溶接
物）、９……支持台、１０……位置決めシヤフト、
２１……アウタシヤフト、２２……インナシヤフ
ト、２５……ボール収容孔、２６……ボール（芯
出し部材）、２７……カム部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 支持台上に立設された位置決めシヤフトを有
   し、本体に溶接されるべき円筒状被溶接物を上記
   位置決めシヤフトに嵌め込んで円筒状被溶接物を
   位置決めするようにした円筒状被溶接物の位置決
   め治具において、上記位置決めシヤフトを、上記
   円筒状被溶接物の内径より小さい外径を有するス
   リーブ状のアウタシヤフトと、このアウタシヤフ
   ト内に嵌挿配置されアウタシヤフトに対して一定
   の回転軸をもつて相対回転するインナシヤフトと
   で構成し、上記円筒状被溶接物の配設位置に対応
   した上記アウタシヤフトの周壁には、上記円筒状
   被溶接物の内壁面に向かい且つ上記アウタシヤフ
   トの周壁外面から出没自在に芯出し部材を設ける
   一方、この芯出し部材に対応したインナシヤフト
   には芯出し部材と係合するカム部材を設け、この
   カム部材と芯出し部材との相対回転の位置関係に
   より上記芯出し部材を没入位置及び円筒状被溶接
   物の芯出しをする突出位置に配置するようにした
   ことを特徴とする円筒状被溶接物の位置決め治
   具。