JP2020069617A - 溶着ビード切削装置および溶着ビード切削方法 - Google Patents

溶着ビード切削装置および溶着ビード切削方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2020069617A
JP2020069617A JP2018207058A JP2018207058A JP2020069617A JP 2020069617 A JP2020069617 A JP 2020069617A JP 2018207058 A JP2018207058 A JP 2018207058A JP 2018207058 A JP2018207058 A JP 2018207058A JP 2020069617 A JP2020069617 A JP 2020069617A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liner
cutting
welding bead
cutting tool
outer peripheral
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
Application number
JP2018207058A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7047711B2 (ja
Inventor
樹 木村
Miki Kimura
樹 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2018207058A priority Critical patent/JP7047711B2/ja
Priority to DE102019125757.3A priority patent/DE102019125757A1/de
Priority to US16/592,149 priority patent/US11919090B2/en
Priority to CN201911051784.XA priority patent/CN111136844A/zh
Publication of JP2020069617A publication Critical patent/JP2020069617A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7047711B2 publication Critical patent/JP7047711B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B1/00Methods for turning or working essentially requiring the use of turning-machines; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B5/00Turning-machines or devices specially adapted for particular work; Accessories specially adapted therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C3/00Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • B23C3/02Milling surfaces of revolution
    • B23C3/04Milling surfaces of revolution while revolving the work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C3/00Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • B23C3/12Trimming or finishing edges, e.g. deburring welded corners
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C37/00Component parts, details, accessories or auxiliary operations, not covered by group B29C33/00 or B29C35/00
    • B29C37/02Deburring or deflashing
    • B29C37/04Deburring or deflashing of welded articles, e.g. deburring or deflashing in combination with welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/03After-treatments in the joint area
    • B29C66/032Mechanical after-treatments
    • B29C66/0326Cutting, e.g. by using waterjets, or perforating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/721Fibre-reinforced materials
    • B29C66/7212Fibre-reinforced materials characterised by the composition of the fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2215/00Details of workpieces
    • B23B2215/72Tubes, pipes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2220/00Details of turning, boring or drilling processes
    • B23B2220/08Deburring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2226/00Materials of tools or workpieces not comprising a metal
    • B23B2226/27Composites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2260/00Details of constructional elements
    • B23B2260/116Rollers or rolls
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2307/00Use of elements other than metals as reinforcement
    • B29K2307/04Carbon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2663/00Use of EP, i.e. epoxy resins or derivatives thereof for preformed parts, e.g. for inserts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Milling Processes (AREA)
  • Turning (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

【課題】ライナの断面が真円でなかったり、回転軸心とライナの外周面との間の距離がその全周囲に亘って不均一であったりする場合であっても、溶着ビードを周方向の全体に亘って良好に切削できる溶着ビード切削装置および溶着ビード切削方法を提供する。【解決手段】各ライナ部が突き合わされて溶着されて成るライナ11を、突き合わせ方向に沿う方向に延在する回転軸周りに回転させると共に、回転軸の延在方向に沿う方向におけるライナ11上の溶着ビードFBの両側に配設されたローラ425a,425b,426a,426bをライナ11の外周面11aに押し付け、この状態で、各ローラ同士の間に配設された切削工具441によって溶着ビードFBを切削していく。このため、回転軸心とライナ11の外周面11aとの間の距離がその全周囲に亘って不均一であったりする場合であっても、溶着ビードFBを周方向の全体に亘って良好に切削することができる。【選択図】図7

Description

本発明は溶着ビード切削装置および溶着ビード切削方法に係る。特に、本発明は、開放側の端縁が環状とされた樹脂製の2部材の前記端縁同士を突き合わせて溶着した際にその溶着部分の外周囲に発生する溶着ビードを切削により除去する溶着ビード切削装置および溶着ビード切削方法の改良に関する。
従来、特許文献1に開示されているように、樹脂製の複数の部材(樹脂成形品)同士を溶着によって接合することでライナ(樹脂製の圧力容器)を作製することが行われている。この特許文献1には、略円筒状に成形された複数の樹脂製のライナ部それぞれの開放側の端縁を加熱溶融させ、これらライナ部の端縁同士を突き合わせて溶着することでライナを作製することが開示されている。また、このライナはその外周囲に例えばカーボン繊維が巻き付けられて補強部(特許文献1ではシェルと称している)が設けられ、これにより、強度の確保が図られている。
ところで、前記ライナの作製に当たり、ライナ部同士の溶着部分の外周囲に溶着ビードが発生する。この溶着ビードは、ライナの外周囲にカーボン繊維を巻き付ける際に該カーボン繊維を破断させる原因となってしまう虞がある。また、この溶着ビードが存在する場合、ライナの外周面とカーボン繊維との間に隙間が生じ、タンク(ライナの外周囲に補強部が設けられて構成されるタンク)の強度に悪影響を与えてしまう虞もある。
このため、前記カーボン繊維の巻き付け作業の前段階において、前記溶着ビードを切削により除去する作業が行われている。この作業としては、作業者による手作業または旋盤を利用した自動切削が行われる。
特開2002−188794号公報
溶着ビードの切削作業の作業効率を高めるためには前記旋盤を利用した自動切削を行うことが好ましい。
前記ライナの断面(軸心に対して直交する方向での断面)が真円であって、その中心位置が旋盤での回転軸心に一致している場合には、その回転軸心とライナの外周面との間の距離がその全周囲に亘って均一であるため、旋盤の刃(切削工具)を溶着ビードに接触する位置(溶着ビードの全体を切削できる位置)に固定したままライナを回転させるだけで、溶着ビードを周方向の全体に亘って良好に切削することができる。
しかしながら、実際のライナはその加工誤差や回転に伴う遠心力の影響によって断面(軸心に対して直交する方向での断面)が真円でなかったり(例えば断面が楕円形であったり)、ライナの断面が真円であったとしても前記遠心力の影響によって回転軸心とライナの外周面との間の距離がその全周囲に亘って不均一になったりする。
特に、燃料電池システム等に供される水素タンクのライナの場合には、水素ガスが低分子で且つ原子サイズが小さいため、高いガスバリア性(金属並みの分子間距離を有する樹脂材料を採用することによる高いガスバリア性)が要求され、ライナの材料としてはナイロン材等が採用されている。これらの材料は特に融点が高く高結晶性であり、所定の形状に成形することが難しく、射出成形後の冷却時には部位毎の収縮率のバラツキが大きいことから真円に成形することが困難であって前述した課題が生じやすいものとなっている。なお、水素タンク以外のタンクのライナにおいても同様に前記課題は生じる可能性はある。
図12および図13は、ライナaの断面が楕円形である場合の旋盤での溶着ビードbの切削作業を示している(回転軸心oに沿う方向から見た断面を示している)。図12に示すように、回転軸心oとライナaの外周面cとの間の距離が短くなっている領域に旋盤の切削工具dが対向する状況では、切削工具dが溶着ビードbに届かなくなる虞がある。つまり、この領域にあっては、溶着ビードbの削り残しが生じてしまう虞がある。なお、この図12における仮想線はライナaの断面が真円であった場合の外周面の形状を示している。一方、図13に示すように、回転軸心oとライナaの外周面cとの間の距離が長くなっている領域に旋盤の切削工具dが対向する状況では、切削工具dが溶着ビードbだけでなくライナaの外周面に達し、この外周面cを切削してしまう虞がある。つまり、この領域にあっては、ライナaが部分的に薄肉になったり孔空きが生じてしまう虞がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ライナ(ワーク)の断面が真円でなかったり、回転軸心とライナの外周面との間の距離がその全周囲に亘って不均一(ライナの断面が真円であったとしても前記距離が不均一)であったりする場合であっても、溶着ビードを周方向の全体に亘って良好に切削することができる溶着ビード切削装置および溶着ビード切削方法を提供することにある。
前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、開放側の端縁が環状とされた樹脂製の2部材の前記端縁同士を突き合わせて溶着した際にその溶着部分の外周囲に発生する溶着ビードを切削により除去する溶着ビード切削装置を前提とする。そして、この溶着ビード切削装置は、少なくとも前記2部材が溶着されて成るワークを、前記2部材の突き合わせ方向に沿う方向に延在する回転軸周りに回転させる回転機構と、前記回転機構によって前記回転軸周りに回転される前記ワークの外周側に配設されて前記溶着ビードの切削に供される切削工具と、前記回転軸の延在方向に沿う方向における、前記切削工具が対向する溶着ビードの両側の前記ワークの外周面にそれぞれ押し付けられる少なくとも2つの押し付け回転体と、前記切削工具および前記押し付け回転体を保持すると共に、これら切削工具および押し付け回転体を前記ワークに対し、前記回転軸の延在方向に対して直交する方向に進退移動させる進退移動ユニットとを備えていることを特徴とする。
この特定事項により、溶着ビードを切削するに際しては、溶着ビード切削装置にワーク(開放側の端縁が環状とされた樹脂製の2部材の端縁同士を突き合わせて溶着されて成るワーク)をセットし、該ワークを回転機構によって前記突き合わせ方向に沿う方向に延在する回転軸周りに回転させる。また、進退移動ユニットによって押し付け回転体を、前記回転軸の延在方向に対して直交する方向に前進移動させることにより、各押し付け回転体をワークの外周面に押し付ける。これにより、ワークの外周面は強制的に変形される。各押し付け回転体は、前記回転軸の延在方向に沿う方向における、切削工具が対向する溶着ビードの両側のワークの外周面にそれぞれ押し付けられるため、これら押し付け回転体同士の間におけるワークの外周面にあっては凹凸が殆どなくなる。つまり、凹凸が無い外周面上に溶着ビードのみが突出した状態となる。この状態で、切削工具が溶着ビードに押し当てられ、該溶着ビードが切削されていくことになる。回転機構によるワークの回転に伴って切削工具に対向する位置に溶着ビードが順次移動(周方向に沿って順次移動)してくるが、この溶着ビードの周辺の外周面(ワークの外周面)は各押し付け回転体の押し付け力(押圧力)によって凹凸が無くなっているため、ワークの外周面と切削工具との間の距離が大きく変動してしまうことを抑制でき、ワークの外周面に沿って延在する溶着ビードを切削工具によって連続的に良好に切削していくことができる。このため、ワークの断面が真円でなかったり、回転軸心とワークの外周面との間の距離がその全周囲に亘って不均一(ワークの断面が真円であったとしても前記距離が不均一)であったりする場合であっても、溶着ビードを周方向の全体に亘って良好に切削することができる。
また、前記押し付け回転体は、前記切削工具の配設位置を囲む4箇所に配設され、前記各押し付け回転体それぞれにおける前記ワークの外周面に対向する側の外面の位置は、前記回転軸の延在方向に沿って延在する仮想平面上に位置している。
これによれば、各押し付け回転体がワークの外周面に押し付けられた状態にあっては、この外周面において、各押し付け回転体が囲む領域(ワークの外周面上の領域)が回転軸の延在方向に沿って延在する略平坦面となる。つまり、この平坦面とされたワークの外周面から溶着ビードが突出した状態で、該溶着ビードを切削工具によって切削することができる。これにより、溶着ビードの切削を容易に行うことができる。
また、前記進退移動ユニットは、前記切削工具および前記押し付け回転体を互いに独立して進退移動させる構成となっている。
このように切削工具と押し付け回転体とが互いに独立して進退移動可能な構成となっておれば、切削工具を溶着ビードから後退させて、各押し付け回転体をワークの外周面に押し付ける状態とし、その後、切削工具を前進移動させて溶着ビードの切削を行うことができる。つまり、ワークの外周面の凹凸をなくした状態とした上で、溶着ビードをその高さ方向に沿って徐々に切削していくことが可能になり、この溶着ビードの切削作業を安定的に行うことができる。
また、前記進退移動ユニットは、前記切削工具による前記溶着ビードの切削中において、前記ワークの外周面に対する各押し付け回転体の押圧力を一定に維持するように、前記切削工具と共に各押し付け回転体を進退移動させる構成となっている。
ワークの断面が真円でない場合、ワークの回転軸心とワークの外周面との間の距離が短くなっている領域に切削工具が対向する状況やワークの回転軸心とワークの外周面との間の距離が長くなっている領域に切削工具が対向する状況を招くことになる。そして、前者の場合、切削工具に対してワークの外周面が後退(離れる方向へ移動)することになるため、前記押圧力を一定に維持するように各押し付け回転体を切削工具と共に前進移動させることになる。一方、後者の場合、切削工具に向かってワークの外周面が前進(近付く方向へ移動)しようとするため、前記押圧力を一定に維持するように各押し付け回転体を切削工具と共に後退移動させることになる。このような制御(荷重制御)によって、ワークの外周面に対する各押し付け回転体の押圧状態を一定に維持してワークの外周面の変形状態を安定的に得ることにより、切削工具が溶着ビードに届かなくなる状況を招いて溶着ビードの削り残しが生じてしまったり、切削工具がワークの外周面に達する状況を招いてワークが部分的に薄肉になってしまったりすることを確実に抑制することができる。
また、前記ワークは、水素タンクに使用されるライナである。
水素タンクに使用されるライナは、水素ガスが低分子で且つ原子サイズが小さいため、高いガスバリア性を有する材料が採用されている。この種の材料は特に融点が高く高結晶性であり、所定の形状に成形することが難しく、射出成形後の冷却時には部位毎の収縮率のバラツキが大きいことから真円に成形することが困難である。本発明では、このような材料によって成形されるワークであっても、溶着ビードを周方向の全体に亘って良好に切削することができて特に有効である。
本発明は、前記溶着ビード切削装置によって実施される溶着ビード切削方法も技術的思想の範疇である。つまり、開放側の端縁が環状とされた樹脂製の2部材の前記端縁同士を突き合わせて溶着した際にその溶着部分の外周囲に発生する溶着ビードを切削により除去する溶着ビード切削方法を前提とする。そして、この溶着ビード切削方法は、少なくとも前記2部材が溶着されて成るワークを、前記2部材の突き合わせ方向に沿う方向に延在する回転軸周りに回転させると共に、前記回転軸の延在方向に沿う方向における、切削工具が対向する溶着ビードの両側の前記ワークの外周面に押し付け回転体をそれぞれ押し付け、この状態で、前記切削工具によって前記溶着ビードを切削していくことを特徴とする。
この溶着ビード切削方法によっても、ワークの断面が真円でなかったり、回転軸心とワークの外周面との間の距離がその全周囲に亘って不均一(ワークの断面が真円であったとしても前記距離が不均一)であったりする場合であっても、溶着ビードを周方向の全体に亘って良好に切削することができる。
本発明では、少なくとも2部材が突き合わされて溶着されて成るワークを、前記2部材の突き合わせ方向に沿う方向に延在する回転軸周りに回転させると共に、前記回転軸の延在方向に沿う方向における、切削工具が対向する溶着ビードの両側のワークの外周面に押し付け回転体をそれぞれ押し付け、この状態で、切削工具によって溶着ビードを切削していくようにしている。このため、ワークの断面が真円でなかったり、回転軸心とワークの外周面との間の距離がその全周囲に亘って不均一(ワークの断面が真円であったとしても前記距離が不均一)であったりする場合であっても、溶着ビードを周方向の全体に亘って良好に切削することができる。
実施形態に係るタンクの軸心方向に沿った断面を示す図である。 溶着ビード切削装置にライナがセットされた状態を示す側面図である。 溶着ビード切削装置にライナがセットされた状態を示す平面図である。 溶着ビード切削装置における切削ユニットおよびその制御系を示す図である。 ライナの断面が楕円形である場合の切削作業開始前の状態を示す図3におけるA−A線に沿った図である。 切削作業開始時の状態を示す図5相当図である。 切削作業開始後、ライナが45°回転した状態を示す図5相当図である。 切削作業開始後、ライナが90°回転した状態を示す図5相当図である。 切削作業が完了した状態を示す図5相当図である。 変形例1における図6相当図である。 変形例2における図6相当図である。 従来技術においてライナの断面が楕円形である場合の旋盤での切削作業において、回転軸心とライナの外周面との間の距離が短くなっている領域に旋盤の切削工具が対向する状況を示す図である。 従来技術においてライナの断面が楕円形である場合の旋盤での切削作業において、回転軸心とライナの外周面との間の距離が長くなっている領域に旋盤の切削工具が対向する状況を示す図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、樹脂製タンクのライナの外周囲に発生する溶着ビードを切削により除去する溶着ビード切削装置として本発明を適用した場合について説明する。
−タンクの構成−
溶着ビード切削装置について説明する前に、タンクの構成について説明する。
図1は、タンク1の軸心方向に沿った断面を示す図である。この図1に示すように、タンク1は、全体として密閉円筒形状のタンク本体2と、このタンク本体2の長手方向(軸心方向)の両端部(一方側の側部および他方側の側部)に取り付けられた口金3A,3Bとを備えている。
タンク本体2の内部は、ガスを貯留する貯留空間5となっている。タンク1は、常圧のガスを充填することもできるし、常圧に比べて圧力が高められたガスを充填することもできる。例えば、燃料電池システムでは、高圧の状態でタンク1内に充填された燃料ガス(水素)を減圧して、燃料電池での発電に供することになる。
タンク本体2は、ライナ11(内殻)と補強部12(外殻)とを有している。ライナ11は、ガスバリア性に優れる樹脂材料(エチレンビニルアルコール材を含む多層材やナイロン材等)から成る。補強部12は、カーボン繊維とエポキシ樹脂とを含む繊維強化プラスチック(所謂FRP)から成り、ライナ11の外周囲に巻回形成されている。
口金3A,3Bは、例えばステンレス等の金属で形成され、タンク本体2において半球面形状となっている端壁部の中心に設けられている。口金3A,3Bに設けられた開口31a,31bの内周面には、めねじ(図示省略)が形成されており、配管やバルブアッセンブリ14等の機能部品が、前記めねじを介して口金3A,3Bにねじ込み接続可能となっている。なお、図1では、一方の口金3Bのみにバルブアッセンブリ14を設けた例を二点鎖線で示している。例えば燃料電池システムに適用されるタンク1は、バルブや継手等の配管要素を一体的に組み込んだバルブアッセンブリ14を介して、貯留空間5と外部のガス流路(図示省略)との間が接続され、貯留空間5に水素が充填されると共に貯留空間5から水素が放出可能となっている。
ライナ11は、長手方向に亘って三分割されたライナ部(樹脂成形品)21,22,23が赤外線溶着等により互いに接合されて成るものである。すなわち、円筒形状のセンタライナ部21の両端縁に椀形状のサイドライナ部22,23の端縁がそれぞれ赤外線溶着等により接合されていることで、中空のライナ11が構成されている。このように、ライナ11は、開放側の端縁が環状とされた樹脂製の部材(ライナ部21,22,23)の端縁同士を突き合わせて溶着されて成る。
前記センタライナ部21は、ライナ11の軸心方向に沿って所定の長さをもって延在する円筒形状に成形されている。
また、一対のサイドライナ部22,23は、それぞれライナ11の軸心方向に沿って所定の長さをもって延在する胴部22a,23aを有している。各胴部22a,23aの軸心方向の一端側(センタライナ部21側)は開放されている。つまり、この部分が開放側端縁となっている。各サイドライナ部22,23は、胴部22a,23aの他端側(外側)の縮径された端部に成形された返し部22b,23bと、この返し部22b,23bの中央部に開口した連通部22c,23cとを有している。
各返し部22b,23bは、各サイドライナ部22,23の強度を確保する機能を有している。各返し部22b,23bの外周面と補強部12の端部との間に前記口金3A,3Bが位置している。
−溶着ビード切削装置−
次に、前記ライナ11の外周囲に発生する溶着ビードを切削により除去するための溶着ビード切削装置100について説明する。
図2は溶着ビード切削装置100にライナ11がセットされた状態を示す側面図である。また、図3は溶着ビード切削装置100にライナ11がセットされた状態を示す平面図である。これらの図に示すように、溶着ビード切削装置100は、センタライナ部21とサイドライナ部22,23とが接合されて成るライナ11に口金3A,3Bが取り付けられた状態のワーク(補強部12が形成される前段階でのタンク1の中間成形物)がセットされるものである。以下では便宜上この中間成形物についてもライナ11と呼ぶこととする。
この溶着ビード切削装置100は、センタライナ部21とサイドライナ部22,23との接合部分1A,1B(図1を参照)の外周囲に発生する溶着ビードFBを切削により除去するためのものである。なお、以下の説明では、溶着ビード切削装置100の長手方向(ライナ11がセットされた状態での該ライナ11の軸心方向に沿う方向)をX方向とし、それに直交する水平方向をY方向とし、鉛直方向をZ方向として説明する。
具体的に、センタライナ部21とサイドライナ部22,23との溶着時には、加熱によって溶融した樹脂(センタライナ部21およびサイドライナ部22,23の端縁を構成している樹脂材料)の一部がライナ11の外周側に向けて流出し、それが冷却固化することで溶着ビードFBとなる。この溶着ビードFBは、ライナ11の外周囲に補強部12を構成するためのカーボン繊維等を巻き付ける際に該カーボン繊維を破断させる原因となってしまう虞がある。また、この溶着ビードFBが存在する場合、ライナ11の外周面と補強部12との間に隙間が生じタンク1の強度に悪影響を与えてしまう虞もある。
このため、溶着ビードFBを切削により除去する必要がある。従来、この溶着ビードの切削作業の作業効率を高めるために旋盤を利用した自動切削を行うことが考えられている。前記ライナの断面(軸心に対して直交する方向での断面)が真円であって、その中心位置が旋盤での回転軸心に一致している場合には、その回転軸心とライナの外周面との間の距離がその全周囲に亘って均一であるため、旋盤の刃(切削工具)を溶着ビードに接触する位置(溶着ビードの全体を切削できる位置)に固定したままライナを回転させるだけで、溶着ビードを周方向の全体に亘って良好に切削することができる。
しかしながら、実際のライナはその加工誤差や回転に伴う遠心力の影響によって断面が真円でなかったり(例えば断面が楕円形であったり)、ライナの断面が真円であったとしても前記遠心力の影響によって回転軸心とライナの外周面との間の距離がその全周囲に亘って不均一になったりする。特に、燃料電池システム等に供される水素タンクのライナの場合には、水素ガスが低分子で且つ原子サイズが小さいため、高いガスバリア性(金属並みの分子間距離を有する樹脂材料を採用することによる高いガスバリア性)が要求され、ライナの材料としては前述したようにエチレンビニルアルコール材を含む多層材やナイロン材等が採用されている。これらの材料は特に融点が高く高結晶性であり、所定の形状に成形することが難しく、射出成形後の冷却時には部位毎の収縮率のバラツキが大きいことから真円に成形することが困難であって前述した課題が生じやすいものとなっている。
このため、回転軸心とライナの外周面との間の距離が短くなっている領域に旋盤の切削工具が対向する状況(図12で示した状況)では、切削工具が溶着ビードに届かなくなる虞がある。つまり、溶着ビードの削り残しが生じてしまう虞がある。一方、回転軸心とライナの外周面との間の距離が長くなっている領域に旋盤の切削工具が対向する状況(図13で示した状況)では、切削工具が溶着ビードだけでなくライナの外周面に達し、この外周面を切削してしまう虞がある。つまり、ライナが部分的に薄肉になったり孔空きが生じてしまう虞がある。
本実施形態に係る溶着ビード切削装置100は、ライナ11の断面が真円でなかったり、回転軸心とライナ11の外周面との間の距離がその全周囲に亘って不均一(ライナ11の断面が真円であったとしても前記距離が不均一)であったりする場合であっても、溶着ビードFBを周方向の全体に亘って良好に切削することができるものとなっている。以下、具体的に説明する。
図2および図3に示すように、溶着ビード切削装置100は、ベース台200、左右一対のライナ回転ユニット(本発明でいう回転機構)300,300、切削ユニット400を備えている。以下、それぞれについて説明する。
ベース台200は、水平方向に延在するベースプレート201を備え、このベースプレート201が複数本の支持脚202,202によって支持されている。このベースプレート201の長さ寸法(X方向の寸法)は、前記ライナ11における軸心方向に沿う方向の長さ寸法よりも十分に長く設定されている。また、ベースプレート201の上方には、該ベースプレート201上に立設された柱部203,203によって支持された上側フレーム部204が配設されている。
各ライナ回転ユニット300,300は、前記ライナ11を横置き状態(軸心方向を水平にした状態)で支持すると共に、該ライナ11を、その軸心を回転中心(回転軸心)として回転させるためのものである。つまり、これらライナ回転ユニット300,300は、ライナ11を、前記突き合わせ方向(各ライナ部21,22,23同士の突き合わせ方向)に沿う方向に延在する回転軸周りに回転させる。
具体的に、このライナ回転ユニット300は、ベースプレート201上をスライド移動自在なユニット本体301と、該ユニット本体301から水平方向(ベースプレート201の中央側に向かう水平方向)に突出された回転ロッド302とを備えている。
ユニット本体301は、ベースプレート201上に設けられたレール(図示省略)上を水平方向(X方向)に移動可能となっている。このユニット本体301のスライド移動の動力源は図示しない電動モータである。また、その他の動力源であってもよい。また、回転ロッド302は、ユニット本体301の内部に備えられた図示しない軸受けによって水平軸周り(X方向の水平軸周り)に回転自在に支持されていると共に、図示しない電動モータからの動力を受けて該水平軸周りに回転可能となっている。この回転ロッド302を回転させるための動力源についてもその他の動力源であってもよい。また、回転ロッド302の先端部は、前記口金3A,3Bに設けられた開口31a,31b(図1を参照)に挿通されて嵌合される嵌合部303となっている。この嵌合部303は開口31a,31bに対して所謂インロー嵌合されるものとなっている。また、回転ロッド302の先端部には、口金3A,3Bを相対回転不能に保持するための保持部材304が取り付けられており、この保持部材304によってライナ11の端部(口金3A,3B)を相対回転不能に保持している。この保持状態で回転ロッド302が回転することにより、その回転力がライナ11に伝達され、ライナ11を水平軸周り(X方向の水平軸周り)に回転させることになる。なお、回転ロッド302によるライナ11の支持構造としては前述したものには限定されない。
切削ユニット400は、前記溶着ビードFBを切削により除去するためのものである。図4は、この切削ユニット400およびその制御系を示す図である。この図4に示す切削ユニット400は、図3におけるB矢視図である。
図3および図4に示すように、切削ユニット400は、X方向に沿ってスライド移動自在とされたユニット台410上に、第1スライダ420、第2スライダ430、第3スライダ440が互いに相対的なスライド移動が可能に支持された構成となっている。
第1スライダ420は、ユニット台410上に設けられたY方向に沿って延在するレール411,411に支持され、該レール411,411上をY方向に沿ってスライド移動可能となっている。第2スライダ430は、第1スライダ420上に設けられたX方向に沿って延在するレール421,421に支持され、該レール421,421上をX方向に沿ってスライド移動可能となっている。第3スライダ440は、第2スライダ430上に設けられたY方向に沿って延在するレール431に支持され、該レール431上をY方向に沿ってスライド移動可能となっている。これらのスライダ420,430,440のスライド移動の動力源は図示しない電動モータである。また、その他の動力源であってもよい。
第3スライダ440の先端部(ライナ11側の先端部)には、溶着ビードFBを切削するための切削工具441が着脱自在に取り付けられている。この切削工具441としては周知のバイトが採用されている。
前記第1スライダ420には、ローラユニット422,423が備えられている。このローラユニット422,423は、前記切削工具441の両側(X方向の両側)に配設されている。ここでは、図3における右側のローラユニット422を第1ローラユニット422と呼び、図3における左側のローラユニット423を第2ローラユニット423と呼ぶこととする。切削工具441と第1ローラユニット422との間の距離(X方向での距離)と、切削工具441と第2ローラユニット423との間の距離(X方向での距離)とは、互いに同一距離であって比較的短く設定されている。この距離として具体的には、切削工具441によって溶着ビードFBを切削している際に、これらローラユニット422,423が溶着ビードFBに干渉しない(後述するローラ425a,425b,426a,426bが溶着ビードFBに干渉しない)範囲でできるだけ短い距離に設定されている。
第1ローラユニット422は、図4に示すように、第1スライダ420の先端面(ライナ11側の先端面)に連結された支持アーム424に上下一対のローラ(本発明でいう押し付け回転体)425a,425bが支持されて構成されている。
支持アーム424は、第1スライダ420の先端面からY方向に沿って水平方向に延在する第1水平部424a、該第1水平部424aの先端部(ライナ11側の先端部)から鉛直上方に延在する第1鉛直部424b、該第1鉛直部424bの上端からY方向に沿って水平方向に延在する第2水平部424c、該第2水平部424cの先端部から鉛直方向の上方および下方にそれぞれ延在する第2鉛直部424dおよび第3鉛直部424e、第2鉛直部424dの上端からY方向に沿って水平方向に延在し且つローラ425aをX軸周りに回転自在に支持する第3水平部424f、第3鉛直部424eの下端からY方向に沿って水平方向に延在し且つローラ425bをX軸周りに回転自在に支持する第4水平部424gを備えている。
各ローラ425a,425bのY方向での位置は一致している。つまり、第1スライダ420の先端面から各ローラ425a,425bにおけるライナ11側の外周端(ライナ11の外周面に対向する側の外面)までの距離(図3における距離t)は、各ローラ425a,425b共に同一距離となっている。
また、これらローラ425a,425bの高さ位置は、図4に示す側面視において上側のローラ425aと下側のローラ425bとの間に前記切削工具441が位置するように設定されている。つまり、切削工具441の配設高さ位置は、上側のローラ425aの配設高さ位置よりも下側であって、下側のローラ425bの配設高さ位置よりも上側となっている。
第2ローラユニット423も、前記第1ローラユニット422と同様の構成となっており、支持アーム426に上下一対のローラ(本発明でいう押し付け回転体)426a,426bが支持されて構成されている。これらローラ426a,426bのY方向での位置は前記各ローラ425a,425bのY方向での位置に一致している。つまり、第1スライダ420の先端面から各ローラ426a,426bにおけるライナ11側の外周端までの距離(図3における距離t)は、各ローラ426a,426b共に同一距離となっている。
また、これらローラ426a,426bの高さ位置も、側面視において上側のローラ426aと下側のローラ426bとの間に前記切削工具441が位置するように設定されている。つまり、切削工具441の配設高さ位置は、上側のローラ426aの配設高さ位置よりも下側であって、下側のローラ426bの配設高さ位置よりも上側となっている。
このようにして、切削工具441に対してX方向での両側およびZ方向での両側に合計4個のローラ425a,425b,426a,426bが配設された構成となっている。前述したように各ローラ425a,425b,426a,426bの配設位置が設定されていることにより、これらローラ425a,425b,426a,426bにおけるライナ11側の外周端同士を繋ぐ仮想平面はX方向およびZ方向それぞれに沿って延在する平面(鉛直方向に沿って延在する平面)となっている。なお、各ローラ425a,425b,426a,426bそれぞれは同一材料で同一径のものである。その材料としては樹脂であってもよいし金属であってもよい。
本溶着ビード切削装置100には、前記各スライダ420,430,440のスライド移動を制御するためのコントローラ500が設けられている。このコントローラ500は、図示していないが、一般的に公知のCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備えている。ROMは、溶着ビードFBの切削作業の制御を行う制御プログラム等が記憶されている。CPUは、ROMに記憶された制御プログラムに基づいて演算処理を実行する。RAMは、CPUでの演算結果等を一時的に記憶するメモリである。
コントローラ500には、第1スライダ420のスライド移動を制御するための切削ユニット進退制御部510、第2スライダ430のスライド移動を制御するための切削工具往復制御部520、第3スライダ440のスライド移動を制御するための切削工具進退制御部530が備えられている。
切削ユニット進退制御部510の制御によって第1スライダ420をスライド移動させた場合、この第1スライダ420上には第2スライダ430および第3スライダ440がそれぞれ載置されているため、これらスライダ420,430,440が一体となってY方向にスライド移動することになる。このスライド移動は、切削工具441および各ローラ425a,425b,426a,426bを一体的にY方向にスライド移動させるものである。
また、切削工具往復制御部520の制御によって第2スライダ430をスライド移動させた場合、この第2スライダ430上には第3スライダ440が載置されているため、これらスライダ430,440が一体となってX方向にスライド移動(第1スライダ420に対して相対的にスライド移動)することになる。このスライド移動は、切削工具441をX方向にスライド移動させるものである。
また、切削工具進退制御部530の制御によって第3スライダ440をスライド移動させた場合、この第3スライダ440のみがY方向にスライド移動(第1スライダ420および第2スライダ430それぞれに対して相対的にスライド移動)することになる。このスライド移動は、切削工具441をY方向にスライド移動させるものである。
以上の構成により、前記各スライダ420,430,440、各ローラユニット422,423および電動モータ(各スライダ420,430,440をスライド移動させる動力源である電動モータ)によって本発明でいう進退移動ユニットが構成されている。
−溶着ビードの切削作業−
次に、前述した溶着ビード切削装置100によって行われる溶着ビードFBの切削作業について説明する。ここでは、加工誤差によってライナ11の断面が楕円形である場合における溶着ビードFBの切削作業について説明する。
この溶着ビードFBの切削作業は、図2および図3に示すように溶着ビード切削装置100にライナ11がセットされた状態で行われる。つまり、溶着ビードFBの切削作業は、別工程(ライナ11の作製工程)においてセンタライナ部21とサイドライナ部22,23とが接合(溶着)されて成るライナ11に口金3A,3Bが取り付けられた状態のワーク(補強部12が形成される前段階でのタンク1の中間成形物)が溶着ビード切削装置100にセットされた状態で行われる。
このライナ(ワーク)11を溶着ビード切削装置100にセットするに当たっては、先ず、各ライナ回転ユニット300,300のユニット本体301,301がベースプレート201上に設けられたレール(図示省略)上を水平方向(X方向)に移動し、各ユニット本体301,301を所定距離(ライナ11における軸心方向に沿う方向の長さ寸法以上の距離)だけ離しておく。そして、ベースプレート201の上方でライナ11を一時的に保持した状態で各ライナ回転ユニット300,300を前進移動させ、回転ロッド302,302の先端部に設けられている嵌合部303,303を口金3A,3Bに設けられた開口31a,31bにそれぞれ挿通させて嵌合させる。また、回転ロッド302,302の先端部に取り付けられた保持部材304,304によって口金3A,3Bを相対回転不能に保持する。これにより、回転ロッド302,302の回転に伴って、その回転力がライナ11に伝達され、ライナ11を水平軸周り(X方向の水平軸周り)に回転させることが可能になる。
このようにして溶着ビード切削装置100にライナ11がセットされた状態では、図5(ライナ11の断面が楕円形である場合の切削作業開始前の状態を示す図3におけるA−A線に沿った図)に示すように、切削ユニット400が後退位置(ライナ11から所定距離を存した後退位置)にあり、各ローラ425a,425b,426a,426bおよび切削工具441は共にライナ11から所定距離を存した位置となっている。
このようにして溶着ビード切削装置100にライナ11がセットされた後、ライナ回転ユニット300の電動モータを作動させ、ライナ11を水平軸周り(X方向の軸周り)に回転させた状態で溶着ビードFBの切削作業が行われる。
具体的に、この溶着ビードFBの切削作業に当たっては、先ず、前記電動モータを作動させるのに先立って(ライナ11を回転させるのに先立って)、切削ユニット進退制御部510の制御によって第1スライダ420をライナ11に近付く方向(Y方向)にスライド移動させる。これにより、各スライダ420,430,440が一体となってライナ11に近付く方向にスライド移動する。このスライド移動によって、図6に示すように各ローラ425a,425b,426a,426bがライナ11の外周面11aに当接する。そして、切削ユニット進退制御部510は、ライナ11の回転軸心O(回転ロッド302,302の回転軸心に一致)と各ローラ425a,425b,426a,426bとの間の距離(Y方向での距離)を所定距離(図6における距離L)とするように第1スライダ420をスライド移動させる。この距離Lは、ライナ11の外周面11aが各ローラ425a,425b,426a,426bによって押圧されることで、この外周面11aにおいて各ローラ425a,425b,426a,426bによって囲まれた領域(各ローラ425a,425b,426a,426bそれぞれの外周面がライナ11の外周面11aを押圧する位置を頂点とする略四角形の領域)が平坦面となる値(平坦面となるように強制的に変形可能とする値)として実験またはシミュレーションによって予め決定されている。なお、この時点では、切削工具441はライナ11の外周面11aから所定距離だけ後退した位置にある。このようにしてライナ11の外周面11aが各ローラ425a,425b,426a,426bによって押圧された状態では、各ローラ425a,425b,426a,426b同士の間におけるライナ11の外周面11aにあっては凹凸が殆どなくなる(前述したように平坦面となる)。つまり、凹凸が無い外周面11a上に溶着ビードFBのみが突出した状態となる。
この状態でライナ回転ユニット300の電動モータを作動させ、ライナ11を水平軸周り(X方向の軸周り)に回転させる。それに伴い、切削工具往復制御部520の制御による第2スライダ430のスライド移動、および、切削工具進退制御部530の制御による第3スライダ440のスライド移動が開始される。
切削工具往復制御部520の制御による第2スライダ430のスライド移動により、切削工具441がX方向にスライド移動(往復移動)する。また、切削工具進退制御部530の制御による第3スライダ440のスライド移動により、切削工具441がY方向にスライド移動(溶着ビードFBに近付く方向にスライド移動)する。つまり、切削工具441をX方向に往復移動させながら、該切削工具441をY方向に前進移動させていくことにより溶着ビードFBを切削していく。
前述したようにライナ11の断面は楕円形である。つまり、各ローラ425a,425b,426a,426bからの押圧力を受ける前の状態において、回転軸心Oとライナ11の外周面11aとの間の距離が短くなっている領域に切削ユニット400が対向する状況と、回転軸心Oとライナ11の外周面11aとの間の距離が長くなっている領域に切削ユニット400が対向する状況とが生じる。このような状況に対応するために、切削ユニット進退制御部510は、第1スライダ420をスライド移動させる制御として所謂荷重制御を行うようになっている。つまり、ライナ11の外周面11aに対する各ローラ425a,425b,426a,426bの押圧力が一定となるように第1スライダ420をスライド移動させる。
具体的には、回転軸心Oとライナ11の外周面11aとの間の距離が短くなっている領域に切削ユニット400が対向する状況では、切削工具441に対してライナ11の外周面11aが後退(離れる方向へ移動)することになるため、第1スライダ420を前進移動(ライナ11側に向かってY方向にスライド移動)させ、押圧力を一定に維持する。一方、回転軸心Oとライナ11の外周面11aとの間の距離が長くなっている領域に切削ユニット400が対向する状況では、切削工具441に向かってライナ11の外周面11aが前進(近付く方向へ移動)しようとするため、第1スライダ420を後退移動(ライナ11から離れる側に向かってY方向にスライド移動)させ、これによっても押圧力を一定に維持する。この制御を行うための押圧力のセンシングは、切削ユニット400に内蔵されたロードセル等の荷重センサによって行われる。このような荷重制御によって、ライナ11の外周面11aに対する各ローラ425a,425b,426a,426bの押圧状態を一定に維持してライナ11の外周面11aの変形状態を安定的に得ることにより、ライナ11の外周面11aと切削工具441との間の距離が大きく変動してしまうことを抑制でき、ライナ11の外周面11aに沿って延在する溶着ビードFBを切削工具441によって連続的に良好に切削していくことができる。その結果、切削工具441が溶着ビードFBに届かなくなる状況を招いて溶着ビードFBの削り残しが生じてしまったり、切削工具441がライナ11の外周面11aに達する状況を招いてライナ11が部分的に薄肉になってしまったりすることを確実に抑制することができる。
また、この溶着ビードFBの切削作業時における切削工具進退制御部530の制御としては、例えば、ライナ11の2回転で溶着ビードFBの全体を切削する場合には、第1周目(第1回転目)のライナ11の回転が終了した時点でライナ11の外周面11aに到達する位置(ライナ11の外周面11aを切削しない位置)まで切削工具441をY方向に徐々に前進移動させておき、第2周目(第2回転目)のライナ11の回転によって周方向の全体に亘って溶着ビードFBの全体が切削できるように、切削工具441の先端がライナ11の外周面11aに到達している状態(ライナ11の外周面11aを切削しない状態)を保持することになる。
図7は、この第1周目のライナ11の回転において、切削作業開始後、ライナ11が45°回転した状態を示す図5相当図である。また、図8は、この第1周目のライナ11の回転において、切削作業開始後、ライナ11が90°回転した状態を示す図5相当図である。また、図9は、切削作業が完了し、切削ユニット400がライナ11から後退した状態を示す図5相当図である。
なお、溶着ビードFBの全体を切削するためのライナ11の回転回数は2回には限定されず、1回であってもよいし、3回以上であってもよい。
このようにして、一方側の溶着ビードFBの切削作業が完了した後、ユニット台410をX方向に沿ってスライド移動させ、他方側の溶着ビードFBに切削ユニット400を対向させることにより、前述と同様にして切削作業が行われることになる。
−実施形態の効果−
以上説明したように実施形態では、複数のライナ部21,22,23が突き合わされて溶着されて成るライナ(ワーク)11を、各ライナ部21,22,23の突き合わせ方向に沿う方向に延在する回転軸周りに回転させると共に、前記回転軸の延在方向に沿う方向における、切削工具441が対向する溶着ビードFBの両側のライナ11の外周面11aに各ローラ425a,425b,426a,426bをそれぞれ押し付け、この状態で、切削工具441によって溶着ビードFBを切削していくようにしている。このため、ライナ11の断面が真円でなかったり、回転軸心とライナ11の外周面11aとの間の距離がその全周囲に亘って不均一(ライナ11の断面が真円であったとしても前記距離が不均一)であったりする場合であっても、溶着ビードFBを周方向の全体に亘って良好に切削することができる。
また、本実施形態では、各ローラ425a,425b,426a,426bが切削工具441の配設位置を囲む4箇所に配設され、これらローラ425a,425b,426a,426bそれぞれにおけるライナ11の外周面11aに対向する側の外面の位置が、前記回転軸の延在方向に沿って延在する仮想平面上に位置している。このため、各ローラ425a,425b,426a,426bがライナ11の外周面11aに押し付けられた状態にあっては、この外周面11aにおいて、各ローラ425a,425b,426a,426bが囲む領域(ライナ11の外周面11a上の領域)が回転軸の延在方向に沿って延在する略平坦面となる。つまり、この平坦面とされたライナ11の外周面11aから溶着ビードFBが突出した状態で、該溶着ビードFBを切削工具441によって切削することができる。これにより、溶着ビードFBの切削を容易に行うことができる。
−変形例1−
次に、変形例1について説明する。本変形例は切削工具441が前記実施形態のものと異なっている。前記実施形態における切削工具441はバイトであった。本変形例では、図10(切削ユニット400の一部を示す側面図)に示すように、切削工具としてエンドミル441Aを採用したものとなっている。つまり、第3スライダ440に水平軸周り(Y方向の水平軸周り)に回転可能なロータを備えさせ、このロータにエンドミル441Aを取り付けた構成とし、溶着ビードFBの切削作業にあっては、このエンドミル441Aを回転させながら前記実施形態と同様に溶着ビードFBを切削するようにしている。
−変形例2−
次に、変形例2について説明する。本変形例も切削工具441が前記実施形態のものと異なっている。本変形例では、図11(切削ユニット400の一部を示す側面図)に示すように、切削工具としてリュータ441Bを採用したものとなっている。つまり、第3スライダ440に水平軸周り(Y方向の水平軸周り)に回転可能なロータを備えさせ、このロータにリュータ441Bを取り付けた構成とし、溶着ビードFBの切削作業にあっては、このリュータ441Bを回転させながら前記実施形態と同様に溶着ビードFBを切削するようにしている。
−他の実施形態−
なお、本発明は、前記実施形態および前記各変形例に限定されるものではなく、特許請求の範囲および該範囲と均等の範囲で包含される全ての変形や応用が可能である。
例えば、前記実施形態および前記各変形例では、切削ユニット400に4個のローラ425a,425b,426a,426bを備えさせるようにしていた。本発明はこれに限らず、切削工具441の両側(X方向の両側)それぞれに1個ずつ合計2個のローラを配設するようにしてもよい。また、切削工具441の周囲に3個または5個以上のローラを配設するようにしてもよい。また、ライナ11の外周面11aを押圧する回転体(押し付け回転体)としてはローラ425a,425b,426a,426bには限定されず、ボールベアリングを採用し、該ボールベアリングのアウタレースをライナ11の外周面11aに押圧するようにしてもよい。
また、前記実施形態および前記各変形例では、3個の樹脂成形品(各ライナ部21,22,23)が一体的に接合されて成るライナ11の溶着ビードFBを切削するための溶着ビード切削装置100を例に挙げて説明した。本発明はこれに限らず、2個の樹脂成形品が一体的に接合されて成るライナや、4個以上の樹脂成形品が一体的に接合されて成るライナの溶着ビードを切削するための溶着ビード切削装置にも適用可能である。また、水素タンク以外のタンクのライナの溶着ビードを切削するための溶着ビード切削装置にも本発明は適用可能である。
また、前記実施形態および前記各変形例では、切削工具441と各ローラ425a,425b,426a,426bとが互いに独立して進退移動可能な構成としていた。本発明はこれに限らず、切削工具441と各ローラ425a,425b,426a,426bとが一体的に進退移動する構成となっていてもよい。この場合、切削工具441のY方向における先端位置と各ローラ425a,425b,426a,426bのY方向における外周面位置(ライナ11側の外周面位置)とは、Y方向において同じ位置に設定されることになる。つまり、前述した仮想平面上に切削工具441の先端が位置することになる。
また、前記実施形態および前記各変形例では、溶着ビードFBの切削中において、ライナ11の外周面11aに対する各ローラ425a,425b,426a,426bの押圧力を一定に維持する荷重制御を行うものとしていた。本発明はこれに限らず、各ローラ425a,425b,426a,426bの位置を固定(前記距離Lを維持)した状態で切削工具441による溶着ビードFBの切削を行うようにしてもよい。
本発明は、樹脂製のライナの溶着部分の外周囲に発生する溶着ビードを切削により除去する溶着ビード切削装置および溶着ビード切削方法に適用可能である。
11 ライナ
11a 外周面
21 センタライナ部
22,23 サイドライナ部
100 溶着ビード切削装置
300 ライナ回転ユニット(回転機構)
400 切削ユニット
420 第1スライダ
422 第1ローラユニット
423 第2ローラユニット
425a,425b,426a,426b ローラ(押し付け回転体)
430 第2スライダ
440 第3スライダ
441 切削工具
FB 溶着ビード

Claims (6)

  1. 開放側の端縁が環状とされた樹脂製の2部材の前記端縁同士を突き合わせて溶着した際にその溶着部分の外周囲に発生する溶着ビードを切削により除去する溶着ビード切削装置であって、
    少なくとも前記2部材が溶着されて成るワークを、前記2部材の突き合わせ方向に沿う方向に延在する回転軸周りに回転させる回転機構と、
    前記回転機構によって前記回転軸周りに回転される前記ワークの外周側に配設されて前記溶着ビードの切削に供される切削工具と、
    前記回転軸の延在方向に沿う方向における、前記切削工具が対向する溶着ビードの両側の前記ワークの外周面にそれぞれ押し付けられる少なくとも2つの押し付け回転体と、
    前記切削工具および前記押し付け回転体を保持すると共に、これら切削工具および押し付け回転体を前記ワークに対し、前記回転軸の延在方向に対して直交する方向に進退移動させる進退移動ユニットとを備えていることを特徴とする溶着ビード切削装置。
  2. 請求項1記載の溶着ビード切削装置において、
    前記押し付け回転体は、前記切削工具の配設位置を囲む4箇所に配設され、前記各押し付け回転体それぞれにおける前記ワークの外周面に対向する側の外面の位置は、前記回転軸の延在方向に沿って延在する仮想平面上に位置していることを特徴とする溶着ビード切削装置。
  3. 請求項1または2記載の溶着ビード切削装置において、
    前記進退移動ユニットは、前記切削工具および前記押し付け回転体を互いに独立して進退移動させる構成となっていることを特徴とする溶着ビード切削装置。
  4. 請求項1、2または3記載の溶着ビード切削装置において、
    前記進退移動ユニットは、前記切削工具による前記溶着ビードの切削中において、前記ワークの外周面に対する各押し付け回転体の押圧力を一定に維持するように、前記切削工具と共に各押し付け回転体を進退移動させる構成となっていることを特徴とする溶着ビード切削装置。
  5. 請求項1〜4のうち何れか一つに記載の溶着ビード切削装置において、
    前記ワークは、水素タンクに使用されるライナであることを特徴とする溶着ビード切削装置。
  6. 開放側の端縁が環状とされた樹脂製の2部材の前記端縁同士を突き合わせて溶着した際にその溶着部分の外周囲に発生する溶着ビードを切削により除去する溶着ビード切削方法であって、
    少なくとも前記2部材が溶着されて成るワークを、前記2部材の突き合わせ方向に沿う方向に延在する回転軸周りに回転させると共に、前記回転軸の延在方向に沿う方向における、切削工具が対向する溶着ビードの両側の前記ワークの外周面に押し付け回転体をそれぞれ押し付け、この状態で、前記切削工具によって前記溶着ビードを切削していくことを特徴とする溶着ビード切削方法。
JP2018207058A 2018-11-02 2018-11-02 溶着ビード切削装置 Active JP7047711B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018207058A JP7047711B2 (ja) 2018-11-02 2018-11-02 溶着ビード切削装置
DE102019125757.3A DE102019125757A1 (de) 2018-11-02 2019-09-25 Schweissnaht-schneidevorrichtung und schweissnaht-schneideverfahren
US16/592,149 US11919090B2 (en) 2018-11-02 2019-10-03 Weld bead cutting device
CN201911051784.XA CN111136844A (zh) 2018-11-02 2019-10-31 焊缝切削装置以及焊缝切削方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018207058A JP7047711B2 (ja) 2018-11-02 2018-11-02 溶着ビード切削装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020069617A true JP2020069617A (ja) 2020-05-07
JP7047711B2 JP7047711B2 (ja) 2022-04-05

Family

ID=70458244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018207058A Active JP7047711B2 (ja) 2018-11-02 2018-11-02 溶着ビード切削装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11919090B2 (ja)
JP (1) JP7047711B2 (ja)
CN (1) CN111136844A (ja)
DE (1) DE102019125757A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11698617B2 (en) 2019-12-10 2023-07-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Weld bead cutting device and weld bead cutting method

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6048911U (ja) * 1983-04-15 1985-04-06 コスモ工機株式会社 突合せ溶接の鋼管類の膨出溶接部の切削装置
JPH0866863A (ja) * 1994-08-26 1996-03-12 Mitsubishi Nagasaki Mach Co Ltd 研削グラインダ
JP2002361745A (ja) * 2001-06-04 2002-12-18 Keihin Corp 樹脂製構造物における振動溶着構造
JP2004130431A (ja) * 2002-10-10 2004-04-30 Hitachi Ltd 付着物切削装置
JP2005254559A (ja) * 2004-03-10 2005-09-22 Toyota Motor Corp 樹脂タンクと樹脂部品との熱板溶接構造
JP2008023558A (ja) * 2006-07-21 2008-02-07 Norimasa Ozaki 溶接ビード除去装置
JP2013104435A (ja) * 2011-11-10 2013-05-30 Toyota Motor Corp 樹脂ライナーの製造方法
JP2013176975A (ja) * 2012-02-07 2013-09-09 Toyota Motor Corp 樹脂成形品とその製造方法
CN106216753A (zh) * 2016-08-22 2016-12-14 河南平高电气股份有限公司 一种限位装置及使用该限位装置的焊缝加工设备

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1269002B (de) 1965-09-22 1968-05-22 Polysius Gmbh Vorrichtung zum Nachschleifen unrund gewordener Laufringe von Drehtrommeln aller Art
JPH08141838A (ja) 1994-11-10 1996-06-04 Nippon Steel Corp プラスチック製パレットの自動バリ取り装置
JP2002188794A (ja) 2000-12-21 2002-07-05 Honda Motor Co Ltd 高圧水素タンクおよび高圧水素タンクの製造方法
US8297157B1 (en) * 2007-08-10 2012-10-30 TKM Tools, Inc. Portable beveling tool
US7988029B2 (en) * 2008-12-11 2011-08-02 Lumco Manufacturing Company External deburring of welded pipe
JP5524005B2 (ja) * 2010-09-24 2014-06-18 三菱重工業株式会社 溶接ビード切削装置および蒸気タービンのラジアルピン抜取方法
KR101308989B1 (ko) * 2012-11-21 2013-09-16 디씨에스이엔지 주식회사 원형재의 면깍기 작업시 최적의 작업조건을 제공하는 면취기 및 면깍기 방법
JP7247876B2 (ja) * 2019-12-10 2023-03-29 トヨタ自動車株式会社 溶着ビード切削装置および溶着ビード切削方法
JP7212007B2 (ja) * 2020-06-17 2023-01-24 三菱重工業株式会社 シールフィンの固定装置及び固定方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6048911U (ja) * 1983-04-15 1985-04-06 コスモ工機株式会社 突合せ溶接の鋼管類の膨出溶接部の切削装置
JPH0866863A (ja) * 1994-08-26 1996-03-12 Mitsubishi Nagasaki Mach Co Ltd 研削グラインダ
JP2002361745A (ja) * 2001-06-04 2002-12-18 Keihin Corp 樹脂製構造物における振動溶着構造
JP2004130431A (ja) * 2002-10-10 2004-04-30 Hitachi Ltd 付着物切削装置
JP2005254559A (ja) * 2004-03-10 2005-09-22 Toyota Motor Corp 樹脂タンクと樹脂部品との熱板溶接構造
JP2008023558A (ja) * 2006-07-21 2008-02-07 Norimasa Ozaki 溶接ビード除去装置
JP2013104435A (ja) * 2011-11-10 2013-05-30 Toyota Motor Corp 樹脂ライナーの製造方法
JP2013176975A (ja) * 2012-02-07 2013-09-09 Toyota Motor Corp 樹脂成形品とその製造方法
CN106216753A (zh) * 2016-08-22 2016-12-14 河南平高电气股份有限公司 一种限位装置及使用该限位装置的焊缝加工设备

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11698617B2 (en) 2019-12-10 2023-07-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Weld bead cutting device and weld bead cutting method

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019125757A1 (de) 2020-05-07
US11919090B2 (en) 2024-03-05
JP7047711B2 (ja) 2022-04-05
CN111136844A (zh) 2020-05-12
US20200139447A1 (en) 2020-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20170209958A1 (en) Composite member and method for manufacturing composite member
KR20190073375A (ko) 대형 복잡곡면류 블레이드 밀링에 사용되는 연성 클램프와 방법
CN103737220B (zh) 两端中心带预留口封闭筒体的搅拌摩擦焊内支撑装置
CN110640321A (zh) 一种航天薄壁产品激光焊接设备
CN109128645B (zh) 一种曲线筒体类结构的激光焊接夹持定位装置及方法
CN105108442B (zh) 一种用于筒状结构的焊接夹具
CN104625537B (zh) 一种5m级弱刚性贮箱箱底环缝焊接装备
JP2020069617A (ja) 溶着ビード切削装置および溶着ビード切削方法
KR101633315B1 (ko) 하이드로포밍용 튜브 절단장치
CN112621221A (zh) 一种摩擦增减材一体化设备及加工方法
CN107186425A (zh) 薄壁筒体焊接夹具及其运作方法
US20110089148A1 (en) Laser welder
JP5496774B2 (ja) 鏡板の成形方法
JP6964544B2 (ja) 造形物の製造方法及び造形物
US11698617B2 (en) Weld bead cutting device and weld bead cutting method
CN113070563A (zh) 一种航空航天用厚壁管的焊接工艺及其设备
CN103240615B (zh) 闸板加工方法、用于闸板加工的专用夹具和加工设备
CN105563050B (zh) 一种高尔夫球杆推板的加工工艺
JP2021010974A (ja) 溶着ビード切削方法
JP6704584B2 (ja) フローフォーミング成形方法及びフローフォーミング成形装置
CN207930146U (zh) 一种减震器夹箍支架凸焊焊接工装
KR101554303B1 (ko) 파이프 용접 장치의 백쉴드 가스 공급장치
CN111805057A (zh) 金属层叠造型方法
CN112388163A (zh) 一种激光焊接装置
CN205343798U (zh) 超声波焊接气动夹具

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210222

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211214

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220131

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: 20220222

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220307

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7047711

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151