JP2009262166A - Friction stud welding device and its suction pad - Google Patents
Friction stud welding device and its suction pad Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009262166A JP2009262166A JP2008111781A JP2008111781A JP2009262166A JP 2009262166 A JP2009262166 A JP 2009262166A JP 2008111781 A JP2008111781 A JP 2008111781A JP 2008111781 A JP2008111781 A JP 2008111781A JP 2009262166 A JP2009262166 A JP 2009262166A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- suction pad
- workpiece
- suction
- stud
- friction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
Description
本発明は、摩擦スタッド接合法によりワーク(被接合物)の表面にスタッドボルト(接合物)を接合する摩擦スタッド接合装置と、同装置を上記ワークの表面に固定するための吸着パッドとに関するものである。 The present invention relates to a friction stud joining apparatus for joining a stud bolt (joined article) to the surface of a workpiece (joined article) by a friction stud joining method, and a suction pad for fixing the apparatus to the surface of the workpiece. It is.
接合物を被接合物に接合する従来の方法としてアークスタッド法がある。アークスタッド法では、まず接合物と被接合物との間にアーク放電を発生させ、このアーク放電によって接合物と被接合物とを溶融させて、接合物と被接合物との間に溶融物から成る溶融池を形成する。次に溶融池を形成した状態で接合物を被接合物に押圧し、接合物を被接合物に接合する。 There is an arc stud method as a conventional method for joining a joined object to an object to be joined. In the arc stud method, first, an arc discharge is generated between a joined article and a workpiece, and the joined article and the article to be joined are melted by the arc discharge, and a molten product is formed between the joined article and the article to be joined. A molten pool is formed. Next, the bonded object is pressed against the object to be bonded in a state where the molten pool is formed, and the bonded object is bonded to the object to be bonded.
接合物を被接合物に接合する他の方法として摩擦圧接法がある。摩擦圧接法では、接合物を被接合物に押し付けた状態で接合物を回転させ、接合物と被接合物との間に摩擦熱を生じさせ、接合物と被接合物との接合部に塑性変形を生じさせることによって接合物と被接合物とを接合する(例えば特許文献1参照)。 There is a friction welding method as another method for joining a joined object to an object to be joined. In the friction welding method, the bonded object is rotated in a state in which the bonded object is pressed against the object to be bonded, and frictional heat is generated between the bonded object and the object to be bonded, and the joint between the bonded object and the object to be bonded is plastic. A joined object and a to-be-joined object are joined by producing a deformation | transformation (for example, refer patent document 1).
接合物を被接合物に接合するさらに他の従来の方法としてろう接がある。ろう接では、接合物と被接合物との間に、接合物および被接合物よりも融点の低いろう材を配置し、このろう材を溶融させて接合物と被接合物とを接合する(例えば特許文献2参照)。
ところが、アークスタッド法では、溶融池が凝固する過程において割れおよびブローホールなどの欠陥が生じ、溶接部の品質および接合強度のばらつきが大きくなりやすく、接合の信頼性が低いという課題がある。また、アークスタッド法を行うには、溶接を行なうためのガン、電圧を印加するための溶接電源および酸化などを防ぐためのシールドガスを供給する装置などの付帯機器と、これらの付帯機器の配線および配管などが必要となる。また、接合前の酸化被膜除去工程、スタッド接合工程、フェルール除去工程が必要であって、工程数が多い。 However, the arc stud method has a problem that defects such as cracks and blowholes occur in the process of solidifying the molten pool, the quality of the welded portion and the bonding strength are likely to vary greatly, and the bonding reliability is low. In addition, in order to perform the arc stud method, an auxiliary device such as a gun for performing welding, a welding power source for applying voltage and a device for supplying a shielding gas for preventing oxidation, etc., and wiring of these auxiliary devices And piping is necessary. Moreover, the oxide film removal process before joining, a stud joining process, and a ferrule removal process are required, and there are many processes.
摩擦圧接法は、姿勢変化の影響を受けない安定した工法であるが、塑性変形を生じさせるために、数百kgからトンオーダの押圧力で接合物を被接合物に押圧する必要がある。したがって、このような押圧力に耐えることができる接合物および被接合物の接合にのみ摩擦圧接法を適用することができるが、例えば、押圧力で座屈するような強度の小さい接合物を摩擦圧接法では接合することができないという課題がある。また、発生する摩擦熱は相対速度と押圧力の積に比例する。接合物が小径の場合は相対速度が低くなるため、特に大きな押圧力もしくは超高速回転が必要となる。 The friction welding method is a stable method that is not affected by a change in posture, but in order to cause plastic deformation, it is necessary to press the bonded product against the workpiece with a pressing force of several hundred kg to ton order. Therefore, the friction welding method can be applied only to the joint that can withstand such a pressing force and the workpiece to be joined. There is a problem that it cannot be joined by the law. The generated frictional heat is proportional to the product of the relative speed and the pressing force. When the joint has a small diameter, the relative speed is low, and thus a particularly large pressing force or ultra-high speed rotation is required.
アルミニウムのろう接では、接合物および被接含物のうちのろう材が付着する部分の酸化皮膜を除去する工程が必要となり、工程数が増加するという課題がある。また、溶融温度範囲が広く、ろう材との融点の差が比較的小さいCu、Mg、Zn、Siなどの含有量の多い高力アルミニウム合金などには、ろう接を適用することが困難である。 In the brazing of aluminum, there is a problem that a step of removing the oxide film on the portion to which the brazing material of the bonded article and the object to be bonded adheres is required, and the number of processes is increased. Moreover, it is difficult to apply brazing to high-strength aluminum alloys having a wide melting temperature range and a relatively small difference in melting point with the brazing material, such as Cu, Mg, Zn, and Si. .
これらの課題を解決するため、本発明者らは、小さな押圧力で、作業環境を悪化させることなくスタッドボルトを被接合物(以下、ワークという)に接合することができる摩擦スタッド接合法及びそれを用いる接合装置を開発した。この接合装置は、図1に示す構造を有し、図2のような使い方をする。すなわち、接合装置1の前部に吸着パッド10を備えていて、その吸着パッド10をワークBの表面に固定したうえ、スタッドボルトAを回転させながら押し付けてワークB上に接合する。スタッドボルトAを押圧する際には、ワークBとの間に融点低下物質である共晶材料を挿入して局所的な溶融を促進する。
この接合装置は、例えば液化天然ガス(Liquefied Natural Gas:略称LNG)を収容するLNGタンクに対して防熱パネル固定用スタッドボルトを取り付けるとき、効果的に使用することができる。
In order to solve these problems, the present inventors have disclosed a friction stud joining method capable of joining a stud bolt to an object to be joined (hereinafter referred to as a workpiece) with a small pressing force without deteriorating the working environment, and the same. Developed a joining device using This joining apparatus has the structure shown in FIG. 1 and is used as shown in FIG. That is, the
This joining device can be effectively used when, for example, a stud bolt for fixing a heat insulating panel is attached to an LNG tank containing liquefied natural gas (abbreviated as LNG).
図1において、摩擦スタッド接合装置1は、スタッドボルトAをワークB(図2参照)の表面に押圧するとともに、スタッドボルトAを回転させて摩擦熱を生じさせ、それによりスタッドボルトAをワークに接合する。たとえば球形のLNGタンクの外表面に対して軸線が垂直となるようにスタッドボルトAを接合する。この接合装置1は、スタッドボルトAを把持して後部(図示上部)側に延びる把持部5と、当該把持部5を前後(図1の上下)に変位させるエアシリンダ3と、当該把持部5をスタッドボルトAが取り付けられた軸線を基準軸線として回転駆動する主軸モータ2と、上記エアシリンダ3および上記主軸モータ2の駆動を制御する制御手段(図示省略)とを含んで構成される。図中の符号4は操作用のハンドルである。
また、前部に設けられた吸着パッド10は、図1(b)・(c)に示すように、ボルト12で接合装置1の本体に一体的に締結されており、ワークの表面と対向する前面部分に吸気孔17が設けられ、この吸気孔17を囲む内外周の全周に硬質ゴム製の気密材14が取り付けられている。吸着パッド10の前面部分をワークの表面に対向させて重ね、気密材14にて密封された空間(上記前面部分とワークとの間)内の空気を吸気孔17から排出することにより、吸着パッド10をワーク表面に吸着させて固定する。そのようにすれば、ワーク(例えばタンク壁面)が非磁性体で、しかも片側からしかアクセスできず、作業場所が狭隘でロボット等の使用が困難な場合であっても、接合装置1を円滑に使用することができる。
In FIG. 1, the friction stud joining device 1 presses the stud bolt A against the surface of the work B (see FIG. 2) and rotates the stud bolt A to generate frictional heat, thereby causing the stud bolt A to be applied to the work. Join. For example, the stud bolt A is joined so that the axis is perpendicular to the outer surface of the spherical LNG tank. The joining apparatus 1 includes a
Further, as shown in FIGS. 1B and 1C, the
しかしながら、この接合装置にもつぎのような課題が存在する。すなわち、(1)スタッドボルトの接合時に、押圧方向反力と上記の吸着力とが相殺して垂直応力が低下することから、ワークと吸着パッドとの間の摩擦力が低下し、接合装置の全体が回転する可能性がある。(2)気密材の消耗に伴い、その厚みが減少することで、吸着パッド本体の金属部分がワークと接触したり、吸着力・摩擦力が低下したりするおそれがある。(3)ワークの表面に付着したごみ・埃等や、接合時に生じるバリ等が気密材に付着すると摩擦係数が低下しやすい。(4)排気経路が長い場合など、当該経路の途中に不具合が生じた場合に、吸着力が低下してワークに対する接合装置の固定状態が不安定になるおそれがある。
本発明は、これらの課題を解決するためになされたもので、ワークに対する高い吸着力と摩擦力とをもたらす好ましい吸着パッドと、それを含む摩擦スタッド接合装置とを提供するものである。
However, this joining apparatus has the following problems. That is, (1) When the stud bolt is joined, the reaction force in the pressing direction and the suction force cancel each other and the vertical stress is lowered, so that the frictional force between the workpiece and the suction pad is lowered, and the joining device The whole may rotate. (2) With the exhaustion of the airtight material, the thickness thereof decreases, so that the metal portion of the suction pad main body may come into contact with the workpiece or the suction force / friction force may be reduced. (3) If dust, dust, etc. adhering to the surface of the workpiece, or burrs generated during joining adhere to the airtight material, the friction coefficient tends to decrease. (4) When a malfunction occurs in the middle of the exhaust path, such as when the exhaust path is long, there is a possibility that the adsorbing force decreases and the fixing state of the joining device to the workpiece becomes unstable.
The present invention has been made to solve these problems, and provides a preferable suction pad that provides a high suction force and friction force to a workpiece, and a friction stud joining device including the same.
請求項の発明である摩擦スタッド接合装置の吸着パッドは、摩擦スタッド接合法によってワークの表面にスタッドボルトを接合する接合装置をワークの表面に固定するためのもので、ワーク表面に対向配置される前面部分に、真空ポンプと接続された吸気孔を設け、その周囲に、上記前面部分と上記ワークとの間を密封する気密材を設けるほか、当該気密材とは別に滑り止め部材を上記前面部分に取り付けることを特徴とする。
なお、この吸着パッドに対しては、摩擦スタッド接合装置が後述のように一体的に連結されていてもよいが、同装置が着脱可能であって吸着パッドに逐一取り付けるようになっていてもよい。
The suction pad of the friction stud joining device according to the present invention is for fixing a joining device for joining a stud bolt to the surface of the workpiece by the friction stud joining method, and is arranged opposite to the workpiece surface. In addition to providing an air inlet hole connected to the vacuum pump in the front part and providing an airtight material that seals between the front part and the workpiece around the front part, a non-slip member is provided on the front part separately from the airtight material. It is characterized by being attached to.
Note that the friction stud joining device may be integrally connected to the suction pad as described later, but the device may be detachable and attached to the suction pad one by one. .
この発明の吸着パッドでは、ワークの表面に対向配置される前面部分に上記のように吸気孔と気密材とを設け、さらに当該気密材とは別に滑り止め部材を設ける。気密材と滑り止め部材とを共通の部材に兼ねさせるのではなく両者を各独立に構成することにより、気密の保持と摩擦力の発生とについて、それぞれ最適の材料で最大限の効果を得ることができる。すなわち、a)滑り止め部材を比較的硬質のもの(例えば硬質ゴム)にするとともに気密材を軟質なものにすることができ、したがって、気密材の密着性能を高めてワークに対する吸着力を向上させることが可能である、b)滑り止め部材として摩擦力発生効果の高いものを採用することができ、吸着面積(吸着パッドの大きさ)を拡大せずに接合装置の使用安定性を高めることが可能である。 In the suction pad of the present invention, the suction hole and the airtight material are provided on the front surface portion opposed to the surface of the workpiece as described above, and the anti-slip member is provided separately from the airtight material. Rather than having both the airtight material and the non-slip member as a common member, both are configured independently to obtain the maximum effect with the optimal material for maintaining airtightness and generating frictional force. Can do. That is, a) the non-slip member can be made relatively hard (for example, hard rubber) and the airtight material can be made soft, and therefore the adhesion performance of the airtight material can be improved and the adsorption force to the workpiece can be improved. B) As a non-slip member, one with high frictional force generation effect can be adopted, and the use stability of the joining device can be improved without increasing the suction area (size of the suction pad). Is possible.
発明の吸着パッドは、上記前面部分に複数の吸着エリアを設け、それぞれの吸着エリアに上記の吸気孔と気密材とを備えるようにするのがよい。
そうすることにより、例えば、いずれかの吸着エリアで気密漏れが生じたとしても、他の吸着エリアにおいて気密性が保たれ、吸着パッドがワークに固定された状態が維持されるので、上記接合装置の固定が直ちに不安定となることがない。
The suction pad of the present invention is preferably provided with a plurality of suction areas in the front portion, and the suction holes and the airtight material are provided in each suction area.
By doing so, for example, even if an airtight leak occurs in any of the suction areas, the airtightness is maintained in the other suction areas, and the state where the suction pads are fixed to the workpiece is maintained. Immediate fixing does not become unstable.
発明の吸着パッドは、上記滑り止め部材の表面(前面)を、ワーク表面に添う曲面または傾斜面に形成するのが好ましい。
球形のタンクの外壁にスタッドボルトを接合するなど、ワークの表面が曲面である場合は、上記のように滑り止め部材の表面を曲面または傾斜面に形成し、それがワークの表面に添うようにするのが、摩擦力の発生しやすさの点で有利である。滑り止め部材は、ワーク表面の曲面に対応づけて表面形状の異なるものを複数を用意しておき、吸着パッドの前面部分に適宜付け替えて使用するとよい。なお、吸着パッドの前面部分をワーク表面に添う曲面等にするのもよいが、ワークに対応づけて多数の吸着パッドを用意するには相当のコストがかかる。また、気密材については、上記のように軟質なものを採用できるため、その表面を曲面等にする必要がない。
In the suction pad of the present invention, the surface (front surface) of the anti-slip member is preferably formed on a curved surface or an inclined surface that follows the work surface.
When the surface of the workpiece is curved, such as when a stud bolt is joined to the outer wall of a spherical tank, the surface of the anti-slip member is formed as a curved surface or an inclined surface as described above so that it follows the surface of the workpiece. This is advantageous in terms of the ease with which a frictional force is generated. A plurality of non-slip members having different surface shapes corresponding to the curved surface of the workpiece surface are prepared, and the anti-slip member may be used by appropriately replacing the front surface portion of the suction pad. Although the front surface portion of the suction pad may be a curved surface that follows the workpiece surface, it requires considerable cost to prepare a large number of suction pads corresponding to the workpiece. Further, since the airtight material can be soft as described above, it is not necessary to make its surface curved or the like.
発明の吸着パッドについては、上記気密材を、独立気泡を有するゴム製または合成樹脂製のスポンジで形成するのが好ましい。
ゴム製または合成樹脂製のスポンジは柔らかくて変形が容易であり、また、内部に独立気泡を有しているので気密性の確保にも適している。すなわち、吸着パッドの前面部分の空気を上記の吸気孔より真空ポンプ等で排気すると、上記スポンジでできた気密材は、吸着パッドの前面部分とワークとの間で圧縮されて変形しながら両者に追従して密着し、両者間に高い気密性をもたらして吸着パッドの吸着性能を確保する。気密材が変形容易であるため、滑り止め部材をワーク表面に押し付けて高い摩擦力を得るという点でも有利である。
For the suction pad of the invention, it is preferable that the airtight material is formed of a sponge made of rubber or synthetic resin having closed cells.
A sponge made of rubber or synthetic resin is soft and easily deformed, and has closed cells inside, so that it is suitable for securing airtightness. That is, when the air in the front portion of the suction pad is exhausted from the intake hole with a vacuum pump or the like, the airtight material made of the sponge is compressed between the front portion of the suction pad and the work and deforms to both while deforming. It follows and adheres closely, bringing high airtightness between the two to ensure the suction performance of the suction pad. Since the hermetic material is easily deformable, it is advantageous in that the anti-slip member is pressed against the work surface to obtain a high frictional force.
発明の吸着パッドでは、気密材よりもスタッドボルトの挿通位置に近い側に、上記気密材を保護するためのダストシールを設けるとさらに好ましい。
摩擦スタッド接合法では、上述のように、回転させるスタッドボルトをワークの表面に押し付けて摩擦熱を生じさせ、その摩擦熱を利用して両者を接合する。このとき、スタッドボルトの先端とワークの表面との間からバリが発生し、その一部が気密材に付着するおそれがある。バリが気密材に付着すると、吸着力が低下したり、その結果として吸着パッドの摩擦係数が低下したりする。上記のように気密材よりも内側のスタッドボルトの挿通位置に近い側にダストシールを設けると、気密材へのバリの付着を避けることができ、吸着力や摩擦力が低下することを防止することができる。
In the suction pad of the invention, it is more preferable to provide a dust seal for protecting the airtight material on the side closer to the stud bolt insertion position than the airtight material.
In the friction stud joining method, as described above, the stud bolt to be rotated is pressed against the surface of the work to generate frictional heat, and both are joined using the frictional heat. At this time, a burr | flash generate | occur | produces from the front-end | tip of a stud bolt, and the surface of a workpiece | work, and there exists a possibility that the part may adhere to an airtight material. When burrs adhere to the airtight material, the suction force decreases, and as a result, the friction coefficient of the suction pad decreases. By providing a dust seal on the side closer to the stud bolt insertion position on the inner side than the airtight material as described above, it is possible to avoid adhesion of burrs to the airtight material, and to prevent the adsorption force and friction force from being reduced. Can do.
請求項の発明である摩擦スタッド接合装置は、上記いずれかの構成を備えた吸着パッドを前部に一体に設けたことを特徴とする。
こうした接合装置では、ワーク表面にスタッドボルトを接合する際、上記吸着パッドの作用により、任意の箇所に作業者が容易に接合装置を吸着させて固定でき、接合中の押圧方向、回転方向それぞれの反力に耐え得る吸着力および摩擦力を安定して発生させることができる。ワークが、たとえばLNGタンクの非磁性体製の外壁等であっても同様の吸着力・摩擦力が得られるので、スタッドボルトの接合作業がつねに容易に行える。なお、吸着パッドの排気手段等の設備を離間した場所に設置することもできるため、作業場所に持ち込む機材を小さくすることも可能である。
The friction stud joining device according to the present invention is characterized in that a suction pad having any one of the above-described configurations is integrally provided at a front portion.
In such a joining apparatus, when the stud bolt is joined to the workpiece surface, the operator can easily attract and fix the joining apparatus at an arbitrary place by the action of the suction pad, and the pressing direction and the rotating direction during joining can be fixed. Suction force and frictional force that can withstand the reaction force can be stably generated. Even if the workpiece is, for example, a non-magnetic outer wall of an LNG tank, the same adsorption force / friction force can be obtained, so that the stud bolt can always be easily joined. In addition, since equipment such as the suction means for the suction pad can be installed at a remote location, it is possible to reduce the equipment brought into the work place.
発明の吸着パッドでは、前面部分に気密材とは別に滑り止め部材を設けるので、気密保持と摩擦力の発生とについて、それぞれ最適の材料で最大限の効果を得ることができ、接合装置をワーク表面に確実に固定することができる。
吸着エリアを複数にすることで、接合装置をワーク表面に固定した状態を安定化させることができる。
上記滑り止め部材の表面をワーク表面に添う曲面または傾斜面に形成すると、強い摩擦力を発生させやすく、使用中の接合装置の安定性をさらに高めることができる。
上記気密材を独立気泡を有するゴム製または合成樹脂製スポンジで形成すると、ワークに対する吸着パッドの吸着性能を確保するとともに高い摩擦力を得る点で、とくに有利である。
上記気密材よりもスタッドボルトの挿通位置に近い側に気密材の保護用のダストシールを設けると、スタッドボルトの接合時に発生しがちなバリが気密材に付着することを避けることができ、吸着力や摩擦力の低下を防止できる。
In the suction pad of the present invention, the anti-slip member is provided on the front surface portion in addition to the airtight material, so that it is possible to obtain the maximum effect with the optimum materials for the airtight maintenance and the generation of the frictional force, respectively. It can be securely fixed to the surface.
By using a plurality of suction areas, it is possible to stabilize the state where the bonding apparatus is fixed to the workpiece surface.
If the surface of the anti-slip member is formed on a curved surface or an inclined surface that follows the workpiece surface, it is easy to generate a strong frictional force, and the stability of the joining apparatus in use can be further enhanced.
Forming the airtight material with a rubber or synthetic resin sponge having closed cells is particularly advantageous in that the suction performance of the suction pad to the workpiece is ensured and a high frictional force is obtained.
If a dust seal for protecting the airtight material is provided on the side closer to the stud bolt insertion position than the airtight material, it is possible to avoid sticking to the airtight material, which tends to occur when the stud bolt is joined. And decrease in frictional force can be prevented.
発明の摩擦スタッド接合装置によれば、ワークに対する高い吸着力および摩擦力が得られるため、ワーク表面にスタッドボルトを接合する作業を容易に行える。 According to the friction stud joining device of the invention, since a high adsorption force and friction force on the workpiece can be obtained, the operation of joining the stud bolt to the workpiece surface can be easily performed.
図2〜図6に基づいて発明の実施形態を説明する。図2は、摩擦スタッド接合装置1をワーク表面に固定した状態を示す模式図である。図3は、接合装置10の前部に固定した吸着パッド10(とくにそのパッド本体11)に関する実施形態の一例を示したもので、(a)は正面断面図、(b)はb部拡大図である。図4は、吸着パッド10に関する他の実施形態を示したもので、(a)は方形に形成された吸着パッド10の底面図、(b)は円形に形成された吸着パッド10の底面図である。図5は、吸着パッド10の排気構造の一実施形態を示す概念図、図6は、吸着パッド10の排気構造について他の実施形態を示す概念図である。
An embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a schematic view showing a state in which the friction stud joining device 1 is fixed to the workpiece surface. FIGS. 3A and 3B show an example of an embodiment relating to the suction pad 10 (particularly, the pad main body 11) fixed to the front portion of the
図2に示すように、摩擦スタッド接合装置1と一体に取り付けられた吸着パッド10には、スタッドボルトAをワークBに押圧するときに生じるスタッド押圧方向反力(直線の破線矢印)と、スタッドボルトAを回転させるときに生じるスタッド回転方向反力(円形の破線矢印)とが生じる。したがって、吸着パッド10は、上記押圧方向反力と回転方向反力に抗する吸着力および摩擦力を発生できる構成とする必要がある。
As shown in FIG. 2, the
図3(a),(b)に示すように、吸着パッド10については、アルミニウム合金よりなる方形または円形のパッド本体11の中央部に、スタッドボルトA(図1参照)が通過するのに充分な大きさを有する挿通口13が設けられている。また、パッド本体11がワークB(図2参照)の表面に対向する面(前面部分。図3では下側)に、気密材14、滑り止め部材15およびダストシール16が取り付けられている。そして、パッド本体11を厚さ方向に貫通するよう設けられた吸気孔17から、それに接続された真空ポンプ21(図1・図5参照)等の排気手段で空気を排出することにより、吸着パッド10がワークBの表面に吸着され、その吸着パッド10を介して接合装置1がワークBの表面に固定される。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
上記の気密材14は、吸気孔17を囲む連続体として配置され、上記前面部分と上記ワークBとの間を密封するものである。気密材14には軟質のゴムスポンジまたは合成樹脂スポンジが用いられ、その内部は独立気泡を有している。上記スポンジは柔らかくて変形容易であるため、吸着パッド10をワークBの表面に接近させて吸気孔17より真空ポンプ21で空気を排気すると、気密材14はワークBとパッド本体11とで圧縮されて変形し、ワークBの表面とパッド本体11との隙間を全周的に密封する。
The
図3に示す滑り止め部材15は硬質ゴム製であり、例えばクロロプレン系合成ゴムや天然硬質ゴムが用いられる。この滑り止め部材15は、接合装置1がスタッドボルトAを回転させるとき生じる回転方向反力に抗する摩擦力を発生させるもので、吸着パッド10の前面部分、つまりワークBの表面と対向する面の全周縁に設けられる。また、球形タンク等の外表面にスタッドボルトを接合する場合には、滑り止め部材15の表面ができるだけ広い面積で当該外表面に添うのが好ましい。
The
ダストシール16は、上記の気密材14を保護するために設けられている。このダストシール16は、パッド本体11における気密材14よりも中央寄りにあたる、スタッドボルトAの挿通口13の内周面に取り付けられている。摩擦スタッド接合法では、回転させたスタッドボルトAをワークBの表面に押し付けて摩擦熱を生じさせ、その摩擦熱を利用して両者を接合する。このときスタッドボルトAの先端とワークBの表面との間からバリが発生し、その一部が気密材4に付着すると気密性が低下して摩擦係数も低下することがある。これを防止するために、図3の吸着パッド10では、軟質ゴム製のダストシール16を取り付けている。
The
図4(a)の吸着パッド10では、パッド本体11の前面部分は、縦横に4分割されて4区画の吸着エリア18が構成されている。各吸着エリア18には吸気孔17と該吸気孔17の全周囲を囲む気密材14が取り付けられている。なお、同じ前面部分には滑り止め部材15およびダストシール16も取り付けられているが、理解を容易にするために図示を省略している。滑り止め部材15は、任意の吸着エリア18内に取り付ければよい。またダストシール16は、挿通口13の周囲など、各気密材14よりも中央寄りの箇所に配置する。
In the
図4(b)の例では、吸着パッド10の前面部分は、円形を同心円状に分割されて2区画の吸着エリア18が構成されている。各吸着エリア18には吸気孔17と該吸気孔17の全周囲を囲む気密材14が取り付けられている。なお、上記と同様、滑り止め部材15およびダストシール6の図示は省略している。
このように複数区画の吸着エリア18を設けると、仮にいずれかの吸着エリア18で気密材14に損傷等が生じて真空度の低下(気密漏れ等)があったとしても、他の吸着エリア18の作用で接合装置を固定することが可能となるので、ワークBの表面に対する接合装置1の固定が直ちに不安定となることはない。
In the example of FIG. 4B, the front surface portion of the
In this manner, when a plurality of
図5に示すように、吸着パッド10は、ワークBの表面に対向配置される前面部分から空気を排出するために、通常排気経路20と、この通常排気経路20に不具合があった場合に上記前面部分から緊急排気を行う緊急排気経路30とを備えている。通常排気経路20は、一端部が吸着パッド10の吸気孔17に接続されており、他端部は、接合装置1から所定の距離を隔てた位置に設置された真空ポンプ21に接続されている。吸気孔17と真空ポンプ21との間は、可撓性を有する耐圧エアホース等で接続されており、そのホースの長さは40m程度まで延長することができる。なお、真空ポンプ21に代えてエゼクタを用いることもできる。
As shown in FIG. 5, the
緊急排気経路30は、通常排気経路20に不具合があった場合に吸着パッド10の上記前面部分から緊急排気を行う手段であり、上記通常排気経路20と同様に、一端部が吸着パッド10の吸気孔17に接続されており、他端部は、接合装置1から所定の距離を隔てた位置に設置されたリザーブタンク31およびコンプレッサ32に接続されている。吸気孔17とリザーブタンク31等との間は、可撓性を有する耐圧エアホース等で接続されており、このホースの長さも40m程度まで延長することができる。なお吸気孔17には、二系統に分岐可能な接続金具を取り付けて、この接続口に通常排気経路20と緊急排気経路30とをそれぞれ接続するとよい。
The
吸着パッド10には、上記前面部分とそれが対向配置されたワークBの表面との間の空間の真空度を検知する検知手段が備えられている。検知手段としては例えばデジタル真空計を、真空ポンプ21の取入口に接続するとよい。吸着パッド10内の真空度が低下した場合は、制御手段(図示省略)により、接合装置1によるスタッドボルトAの接合(すなわちスタッドボルトAの回転・押圧)を直ちに停止する。
The
上記制御手段は、接合装置1によるスタッドボルトAの接合を停止したとき、直ちに緊急排気経路30を通じて吸着パッド10の前面部分から空気を緊急排気させる。その緊急排気は、コンプレッサ32からの圧縮空気でリザーブタンク31内のピストンを動かし、それによって上記前面部分から空気を排出する。そのとき当該前面部分から緊急排気された空気は、リザーブタンク31内に貯蔵される。
When the joining of the stud bolt A by the joining device 1 is stopped, the control means immediately exhausts air from the front portion of the
吸着パッド10の吸気孔17には、上記前面部分をワークBの表面に接近させる際、当該前面部分からワークBの表面に向けてエアブローするためのエアブロー経路も接続されている。接続装置1をワークBの表面に固定する前にこうしてエアブローを行うと、当該表面のごみ・埃等を除去でき、吸着パッド10による吸着力・摩擦力を高くすることができる。
An air blow path is also connected to the
エアブロー経路は緊急排気経路30等とは別に設けてもよいが、リザーブタンク31とコンプレッサ32等を備えた上記の緊急排気経路30を、エアブロー経路として使用することも可能である。緊急排気するときとは逆の向きにリザーブタンク31のピストンを動作させることにより、上記エアブローが可能だからである。そのようにして両経路を共通化すれば、リザーブタンク31やコンプレッサ32を含む経路が一つのみで足りるので、接合装置1を簡素化・軽量化することができる。
Although the air blow path may be provided separately from the
図6において、接合装置1には、スタッドボルトAの先端部を把持する把持部5と、その把持部5とともにスタッドボルトAを押し下げるためのエアシリンダ3などが設けられているが、上記エアシリンダ3は、上記した緊急排気経路30としても共用するように配置することができる。すなわち、エアシリンダ3に、上記把持部5を前後(図では上下)させる機能と緊急排気経路30を作動させる機能をもたせることで、接合装置1の全体を簡素化・軽量化する。具体的には、図6に示すエアシリンダ3のシリンダ内を吸着パッド10の前面部分(ワークBとの間の空間)と連通可能にしておき、緊急時には、当該連通を図ったうえエアシリンダ3を伸長させることにより、上記前面部分から緊急排気を行うのである。
この場合、緊急排気経路30の作動手順は以下のようになる。(1)通常排気経路20の一部が損傷等したことにより真空度が低下すると、(2)通常排気経路20を遮断し、(3)接合装置1を非常停止(例えば把持部5等を上昇)させるとともに、(4)緊急排気経路30によって前面部分(とワークBの表面との間)の真空度を確保する。
In FIG. 6, the joining device 1 is provided with a
In this case, the operation procedure of the
1 摩擦スタッド接合装置
3 エアシリンダ
10 吸着パッド
11 パッド本体
13 挿通口
14 気密材
15 滑り止め部材
16 ダストシール
17 吸気孔
18 吸着エリア
20 通常排気経路
30 緊急排気経路
A スタッドボルト
B ワーク
θ 滑り止め部材の傾斜角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Friction
Claims (6)
ワーク表面に対向配置される前面部分に、真空ポンプと接続される吸気孔を有し、その周囲に、上記前面部分と上記ワークとの間を密封する気密材を有するほか、当該気密材とは別に滑り止め部材を有することを特徴とする摩擦スタッド接合装置の吸着パッド。 A friction stud joining device for joining a stud bolt to the surface of a workpiece by a friction stud joining method, is a suction pad for fixing to the surface of the workpiece,
In addition to having a suction hole connected to the vacuum pump in the front part that is disposed opposite to the work surface and surrounding it with an airtight material that seals between the front part and the work, the airtight material is A suction pad for a friction stud joining device, which further comprises a non-slip member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008111781A JP5095479B2 (en) | 2008-04-22 | 2008-04-22 | Friction stud joining device and suction pad thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008111781A JP5095479B2 (en) | 2008-04-22 | 2008-04-22 | Friction stud joining device and suction pad thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009262166A true JP2009262166A (en) | 2009-11-12 |
JP5095479B2 JP5095479B2 (en) | 2012-12-12 |
Family
ID=41388675
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008111781A Active JP5095479B2 (en) | 2008-04-22 | 2008-04-22 | Friction stud joining device and suction pad thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5095479B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108000027A (en) * | 2017-11-30 | 2018-05-08 | 宁波德深机械设备有限公司 | Ring-shaped work pieces welder |
WO2022014290A1 (en) * | 2020-07-14 | 2022-01-20 | ヤンマーホールディングス株式会社 | Adsorption pad, and harvesting adsorption pad |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS619980A (en) * | 1984-06-23 | 1986-01-17 | Yoshikawa Kaiji Kogyo Kk | Underwater stud welding device |
JPH0221016A (en) * | 1988-04-15 | 1990-01-24 | Trw Inc | Friction weldable stud |
JPH071186A (en) * | 1993-06-21 | 1995-01-06 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Restricting surface plate for welding metal sheet structure |
JPH1128585A (en) * | 1997-07-07 | 1999-02-02 | Showa Alum Corp | Friction agitation joining device |
JP2000107869A (en) * | 1998-10-07 | 2000-04-18 | Akio Hirane | Resistance stud welding handy puller |
JP2000301343A (en) * | 1999-04-16 | 2000-10-31 | Japan Drive-It Co Ltd | Stud positioning device for portable stud welding machine |
-
2008
- 2008-04-22 JP JP2008111781A patent/JP5095479B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS619980A (en) * | 1984-06-23 | 1986-01-17 | Yoshikawa Kaiji Kogyo Kk | Underwater stud welding device |
JPH0221016A (en) * | 1988-04-15 | 1990-01-24 | Trw Inc | Friction weldable stud |
JPH071186A (en) * | 1993-06-21 | 1995-01-06 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Restricting surface plate for welding metal sheet structure |
JPH1128585A (en) * | 1997-07-07 | 1999-02-02 | Showa Alum Corp | Friction agitation joining device |
JP2000107869A (en) * | 1998-10-07 | 2000-04-18 | Akio Hirane | Resistance stud welding handy puller |
JP2000301343A (en) * | 1999-04-16 | 2000-10-31 | Japan Drive-It Co Ltd | Stud positioning device for portable stud welding machine |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108000027A (en) * | 2017-11-30 | 2018-05-08 | 宁波德深机械设备有限公司 | Ring-shaped work pieces welder |
WO2022014290A1 (en) * | 2020-07-14 | 2022-01-20 | ヤンマーホールディングス株式会社 | Adsorption pad, and harvesting adsorption pad |
JP2022017935A (en) * | 2020-07-14 | 2022-01-26 | ヤンマーホールディングス株式会社 | Adsorption pad and harvesting adsorption hand |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5095479B2 (en) | 2012-12-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6580490B2 (en) | Drive shaft | |
JP5095479B2 (en) | Friction stud joining device and suction pad thereof | |
JP2008030096A (en) | Friction stir welding equipment and friction stir welding tool | |
JP5002005B2 (en) | Joining method and joining apparatus | |
JP2008274352A (en) | Sealing complement method, metal member repair method, and metal defect repair device | |
JP2012532761A (en) | Submerged arc welding system with pressurized flux supply welding torch and flux muffler | |
EP2426025A2 (en) | Manufacturing method of bogie chassis for rail car and structure having through hollow | |
JP2017131904A (en) | Atmosphere control laser processing head and atmosphere control laser processing method | |
KR20190002311U (en) | Blasting apparatus | |
JP5095480B2 (en) | Friction stud joining device and suction pad thereof | |
JP5650672B2 (en) | Method for assembling electronic exit window and electronic exit window assembly | |
US9027823B2 (en) | Workpiece arrangement | |
KR20230028098A (en) | Target assembly and manufacturing method thereof | |
JP2008155929A (en) | Sealant injecting method | |
JP2001219281A (en) | Method ad apparatus for manufacturing vacuum forming body | |
EP0531534A1 (en) | Piping arrangement for wrist of laser robot | |
JP2003074798A (en) | High pressure gas cylinder valve | |
CN113042854B (en) | Titanium alloy pipe fitting welding method | |
JP3935133B2 (en) | Method for forming overlapping portion | |
JPS5989997A (en) | Heat pipe and manufacture thereof | |
TWI597448B (en) | Method of manufacturing fluid control apparatus, fluid control apparatus, and protector for joints | |
JPH1094879A (en) | Pipe frame joined structure and joining method therefor | |
CN112247339B (en) | Welding process of 5G large-scale die casting | |
JP2009156189A (en) | Manufacturing method of electric compressor, electric compressor and its component | |
JP2023107059A (en) | Friction stir joining method and friction stir joining device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20110323 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110418 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120810 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120918 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120919 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5095479 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150928 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |