JP3799044B2

JP3799044B2 - 第１の金属製部品と第２の金属製部品との溶接方法

Info

Publication number: JP3799044B2
Application number: JP2004098010A
Authority: JP
Inventors: 秀則向井田
Original assignee: 株式会社平岡製作所
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2006-07-19
Anticipated expiration: 2024-03-30
Also published as: JP2005279718A; EP1582284B1; DE602005008792D1; EP1582284A1

Description

本発明は、主として刈払機やチェーンソー等の作業機の構成部品である、例えば、第１の金属製部品であるスプロケットと第２の金属製部品である遠心クラッチのクラッチドラムとの溶接、また、第１の金属製部品であるギアと第２の金属製部品である遠心クラッチのクラッチドラムとの溶接、または、第１の金属製部品である回転出力軸を連結する軸継手と第２の金属製部品である遠心クラッチのクラッチドラムとの溶接方法に関するものである。

従来、図１３に示すように、鋼板をプレス成形した遠心クラッチ１０５のクラッチドラム１１１の側板１１５の中心部に係合孔１１７を設け、伝動軸１２９の端部に形成した角軸１３１に係合する角孔１２１を備えた被駆動軸１２３の端部に形成した軸部１３７を、前記クラッチドラム１１１の側板１１５の係合孔１１７に係合し、この係合部を銅蝋付けによって接着していた。また、前記被駆動軸１２３の端部に形成した軸部１３７に内径孔１３３が設けられ、この内径孔１３３に栓体１３５が挿入され、この栓体１３５の挿入部が銅蝋付されていた。

また、図１４に示すように、予め加工および熱処理された鋼製の被駆動体１２３の端部に形成した円筒状の軸部１３７を、鋼板をプレス成形したクラッチドラム１１１の側板１１５の係合孔１１７に嵌合し、前記軸部１３７の外周に設けた鍔状の段部１３９に側板１１５が当接した状態で軸部１３７の先端が側板１１５より所定寸法だけ突出する形状に予め形成されている。前記軸部１３７内の内径孔１３３に柱状の栓体１３５が予め挿入され、前記内径孔１３３内の段部１４１に係止されている。

前記被駆動体１２３を、前記段部１３９の下面でプレス機のテーブル（図示せず）に固定されたダイ１４３上に載置し、前記ダイ１４３とパンチ１４５に加えられた電圧によって前記軸部１３７に電流が流れて軟化し、前記軸部１３７の先端面をパンチ１４５によって押圧すると、図１５に示すように、軸部１３７の端面が変形して、外側方に押し出されて、前記軸部１３７は、段部１３９との間に側板１１５を挟持するとともに、前記係合孔１１７の内周の切欠部１１９内に浸入して、前記側板１１５を回動方向に係止し、同時に内側方に押し出されて栓体１３５を段部１４１との間に挟持する。

なお、図１３中、符号１０３はエンジンのクランク軸１０１に取り付けたフアン、１０７はフアン１０３に軸１０９で回動可能に取り付けられたクラッチシューで、前記エンジンのクランク軸１０１が規定回転以上になると、このクラッチシュー１０７が前記クラッチドラム１１１の内周部１１３に当接して、エンジンのクランク軸１０１の回転がクラッチドラム１１１に伝動される。前記被駆動体１２３はクラッチハウジング１２５にベアリング１２７によって軸支されている（例えば、特許文献１参照）。
特公平０７−００３２５２号公報（段落０００２〜００１１および図２、図４、図８参照）

前記特許文献１に開示されているように、前記被駆動軸１２３の端部に形成した軸部１３７と、これに係合した前記クラッチドラム１１１の側板１１５の係合孔１１７とを、高温の炉の中で無酸素状態で銅蝋付けすると、前記被駆動軸１２３が焼戻しされて、伝動軸１２９と係合する角孔１２１の耐久性が失われるので、蝋付後に前記被駆動軸１２３を熱処理するとともに、研磨仕上げをしており、作業の工数が多くかかり、製作コストが高くなるという問題があった。

また、前記被駆動体１２３を前記段部１３９の下面でプレス機のテーブル（図示せず）に固定されたダイ１４３上に載置し、前記軸部１３７の先端面をパンチ１４５によって押圧して、軸部１３７の端面が、押圧されて変形して、外側方に押し出されて、前記段部１３９との間に側板１１５を挟持するとともに、切欠部１１９内に浸入して、側板１１５を回動方向に係止するようにした手段では、前記軸部１３７に電流が流れて軟化するが、この軸部１３７は肉厚が厚く、この軸部１３７の先端面をパンチ１４５によって押圧して変形させるには、前記軸部１３７に大電流を流して加熱しなければならず、これまた、前記被駆動体１２３が焼戻しされて、伝動軸１２９と係合する角孔１２１の耐久性が失われるので、蝋付後に前記被駆動軸１２３を熱処理するとともに、研磨仕上げをしており、作業の工数が多くかかり、製作コストが高くなるという問題があった。
本発明は、このような問題を解決した、第１の金属製部品と第２の金属製部品との溶接方法を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するための手段として、請求項１に係る発明は、環状に突出形成した肉厚の軸部の端面部から所定の間隔を置いて外側の位置に、軸線に沿う方向に肉薄の環状の突起部（１ｂ）を形成した第１の金属製部品（１）と、この第１の金属製部品（１）の肉薄の環状の突起部（１ｂ）に、この突起部（１ｂ）が突出されるように嵌合される嵌合孔（２ａ）を有し、この嵌合孔（２ａ）の内周部に複数の切欠部（２ｂ）を形成した第２の金属製部品（２）とを用意し、前記第２の金属製部品（２）の嵌合孔（２ａ）を前記第１の金属製部品（１）の肉薄の環状の突起部（１ｂ）に嵌合し、前記第１の金属製部品（１）を電気抵抗溶接機（３）の一方の電極（３ａ）に載置し、第１の金属製部品（１）の肉薄の環状の突起部（１ｂ）に前記電気抵抗溶接機（３）の他方の電極（３ｂ）を当接し、
溶接電流を流しながら前記肉薄の環状の突起部（１ｂ）を前記電気抵抗溶接機（３）の他方の電極（３ｂ）で押圧して、前記肉薄の環状の突起部（１ｂ）を前記嵌合孔（２ａ）の内周部に形成した複数の切欠部（２ｂ）に溶かし潰して食い込ませるように電気抵抗溶接することを特徴とする第１の金属製部品と第２の金属製部品との溶接方法としたものである。

また、請求項２に係る発明は、環状に突出形成した肉厚の軸部の端面部から所定の間隔を置いて外側の位置に、軸線に沿う方向に肉薄の環状の突起部（１ｂ）を形成した第１の金属製部品（１）と、この第１の金属製部品（１）の肉薄の環状の突起部（１ｂ）に、この突起部（１ｂ）が突出されるように嵌合される嵌合孔（２ａ）を有し、この嵌合孔（２ａ）の内周部に複数の切欠部（２ｂ）を形成した第２の金属製部品（２）とを用意し、前記第２の金属製部品（２）の嵌合孔（２ａ）を前記第１の金属製部品（１）の肉薄の環状の突起部（１ｂ）に嵌合し、前記第１の金属製部品（１）を電気抵抗溶接機（３）の一方の電極（３ａ）に載置し、前記第２の金属製部品（２）に電気抵抗溶接機（３）の溶接電流供給電極（３ｃ）を接続するとともに、第１の金属製部品（１）の肉薄の環状の突起部（１ｂ）に前記電気抵抗溶接機（３）の押圧電極（３ｂ′）を当接し、溶接電流を流して前記第１の金属製部品（１）の肉薄の環状の突起部（１ｂ）と第２の金属製部品（２）の嵌合孔（２ａ）との嵌合部を電気抵抗溶接するとともに、前記肉薄の環状の突起部（１ｂ）を前記押圧電極（３ｂ′）で押圧して、前記肉薄の環状の突起部（１ｂ）を前記嵌合孔（２ａ）の内周部に形成した複数の切欠部（２ｂ）に溶かし潰して食い込ませるように電気抵抗溶接することを特徴とする第１の金属製部品と第２の金属製部品との溶接方法としたものである。

また、請求項３に係る発明は、前記第１の金属製部品（１）はスプロケット（１１）であり、前記第２の金属製部品（２）は遠心クラッチのクラッチドラム（２２）であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の第１の金属製部品と第２の金属製部品との溶接方法としたものである。

また、請求項４に係る発明は、前記第１の金属製部品（１）はギア（１２）であり、前記第２の金属製部品（２）は遠心クラッチのクラッチドラム（２２）であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の第１の金属製部品と第２の金属製部品との溶接方法としたものである。

また、請求項５に係る発明は、前記第１の金属製部品（１）は回転出力軸（５）を連結する軸継手（６）であり、前記第２の金属製部品（２）は遠心クラッチのクラッチドラム（２２）であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の第１の金属製部品と第２の金属製部品との溶接方法としたものである。

請求項１および請求項２に係る発明によれば、前記第１の金属製部品１と前記第２の金属製部品２とを、銅蝋付けするときのように、加熱炉で加熱しないで、溶接することができる。従って、第１の金属製部品１および第２の金属製部品２が加熱により変形するようなことがなくなる。

また、請求項３に係る発明によれば、スプロケット１１と遠心クラッチのクラッチドラム２２とを、銅蝋付けするときのように、加熱炉で加熱しないで、溶接することができる。従って、仕上げ加工行ったスプロケット１１とクラッチドラム２２とが加熱により変形する、特に、スプロケット１１のベアリング嵌合孔１ａ′が変形するようなことがなくなる。

また、請求項４に係る発明によれば、ギア１２と遠心クラッチのクラッチドラム２２とを、銅蝋付けするときのように、加熱炉で加熱しないで、溶接することができる。従って、仕上げ加工行ったギア１２とクラッチドラム２２とが加熱により変形する、特に、ギア１２のベアリング嵌合孔１ａ′が変形するようなことがなくなる。

また、請求項５に係る発明によれば、回転出力軸５を連結する軸継手６と遠心クラッチのクラッチドラム２２とを、銅蝋付けするときのように、加熱炉で加熱しないで、溶接することができる。従って、仕上げ加工行った軸継手６とクラッチドラム２２とが加熱により変形する、特に、軸継手６の角穴６ａが変形するようなことがなくなる。前記角孔６ａは四角穴やスプライン穴やセレーション穴である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は請求項１に係る発明の実施の形態を示す各製造工程図である。この請求項１に係る発明を、各製造工程に従って説明すると、工程（１）に示すように、環状に突出形成した肉厚の軸部の端面部から所定の間隔を置いて外側の位置に、軸線に沿う方向に肉薄の環状の突起部１ｂを形成した第１の金属製部品１と、この第１の金属製部品１の前記肉薄の環状の突起部１ｂに嵌合される嵌合孔２ａを有し、この嵌合孔２ａの内周部に複数の切欠部２ｂを、予めプレス形成した第２の金属製部品２とを用意する。なお、前記肉薄の環状の突起部１ｂは、前記第１の金属製部品１の肉薄の環状の突起部１ｂを前記第２の金属製部品２の嵌合孔２ａに嵌合したときに、前記肉薄の環状の突起部１ｂの先端が第２の金属製部品２より所定寸法だけ突出するように形成されている。

次に、工程（２）に示すように、前記第２の金属製部品２の嵌合孔２ａを、前記第１の金属製部品１の肉薄の環状の突起部１ｂに嵌合する。この場合、前記第１の金属製部品１の肉厚の軸部の端面部に形成した鍔部１ｃの上方において、この鍔部１ｃと、前記肉薄の環状の突起部１ｂの外周と、前記第２の金属製部品２の嵌合孔２ａおよび複数の切欠部２ｂとの間には、隙間が形成される。

次に、工程（３）に示すように、前記第２の金属製部品２と連結した第１の金属製部品１を電気抵抗溶接機３（図１２参照）の一方（下方）の電極３ａに載置し、前記第２の金属製部品２の嵌合孔２ａに嵌合した、第１の金属製部品１の肉薄の環状の突起部１ｂに前記電気抵抗溶接機３の他方（上方）の電極３ｂを当接し、肉薄の環状の突起部１ｂに溶接電流を流しながら、前記肉薄の環状の突起部１ｂを前記電気抵抗溶接機３の他方の電極３ｂで押圧する。

そうすると、工程（４）に示すように、前記肉薄の環状の突起部１ｂに大きな溶接電流が流れてこれが溶融し、これを肉薄の環状の突起部１ｂと嵌合孔２ａとの間隙、および突起部１ｂと嵌合孔２ａの内周部に形成した複数の切欠部２ｂとの隙間の部分に溶かし潰して食い込ませるように、電気抵抗溶接が行われる。

また、請求項２に係る発明の実施の形態は、図２に示すように、環状に突出形成した肉厚の軸部の端面部から所定の間隔を置いて外側の位置に、軸線に沿う方向に肉薄の環状の突起部１ｂを形成した第１の金属製部品１と、この第１の金属製部品１の肉薄の環状の突起部１ｂに嵌合されて、その突起部１ｂが所定寸法だけ突出する嵌合孔２ａを有し、この嵌合孔２ａの内周部に形成した複数の切欠部２ｂを形成した第２の金属製部品２とを用意し、前記第２の金属製部品２の嵌合孔２ａを、前記第１の金属製部品１の肉薄の環状の突起部１ｂに嵌合するまでは、請求項１に係る発明と同じである。

そして、この請求項２に係る発明が、請求項１に係る発明と相違する点は、図２に示すように、第２の金属製部品２と連結した第１の金属製部品１を電気抵抗溶接機３の一方の電極３ａに載置し、第２の金属製部品２に電気抵抗溶接機３の溶接電流供給電極３ｃを当接するとともに、第１の金属製部品１の肉薄の環状の突起部１ｂに前記電気抵抗溶接機３の押圧電極３ｂ′を当接し、溶接電流を流して前記第１の金属製部品１の肉薄の環状の突起部１ｂの外周と第２の金属製部品２の嵌合孔２ａとの嵌合部を電気抵抗溶接するとともに、前記肉薄の環状の突起部１ｂを前記押圧電極３ｂ′で押圧して、これを前記嵌合孔２ａの内周部に形成した複数の切欠部２ｂに溶かし潰して食い込ませるように電気抵抗溶接するようにしたものである。

なお、前記第２の金属製部品２に電気抵抗溶接機３の溶接電流供給電極３ｃを当接させて溶接電流を流し、前記第１の金属製部品１の肉薄の環状の突起部１ｂの外周と第２の金属製部品２の嵌合孔２ａとの嵌合部を電気抵抗溶接するとともに、第１の金属製部品１の肉薄の環状の突起部１ｂに前記電気抵抗溶接機３の押圧電極３ｂ′を当接させて、前記肉薄の環状の突起部１ｂから溶接電流を流して、前記肉薄の環状の突起部１ｂを、溶かしながら押圧することにより、これを前記嵌合孔２ａの内周部に形成した複数の切欠部２ｂに溶かし潰して食い込ませるように電気抵抗溶接することができる。

請求項３に係る発明の実施の形態は、図３の平面図および図４の斜視図に示すように、前記第１の金属製部品１はスプロケット１１であり、前記第２の金属製部品２は遠心クラッチのクラッチドラム２２である。このスプロケット１１とクラッチドラム２２との溶接方法は、図１に示す工程（１）〜工程（４）と同じである。なお、図１〜図４に示す符号１ａ′は、ベアリング（図示しない）が嵌合されるベアリング嵌合孔である。

図５に示すように、前記第２の金属製部品２である遠心クラッチのクラッチドラム２２は、前記第１の金属製部品１であるスプロケット１１が溶接される溶接面が、段差を有する凹面２２ａに形成されることによって、その凹面２２ａの強度が増し、平面度を保つことができる。

図６は遠心クラッチのクラッチドラム２２に溶接したスプロケット１１にチェーンソーのチェーン２３が掛けられた状態を示す図であり、スプロケット１１の歯１１ｄに係止されるドライブリンク２３ａの間が、リベット（連結軸）２３ｂを介して、１個置きにカッタ（切断刃）２３ｃとタイストラップ（連結片）２３ｄで連結されて、前記チェーン２３が形成されている。

請求項４に係る発明の実施の形態は、図７の平面図および図８の斜視図に示すように、前記第１の金属製部品１はギア１２であり、前記第２の金属製部品２は遠心クラッチのクラッチドラム２２である。このギア１２とクラッチドラム２２との溶接方法は、図１に示す工程（１）〜工程（４）と同じである。

また、請求項５に係る発明の実施の形態は、図９に示すように、前記第１の金属製部品１は回転出力軸５（工程（４）参照）を連結する軸継手６であり、前記第２の金属製部品２は遠心クラッチのクラッチドラム２２である。この軸継手６とクラッチドラム２２との溶接方法は図９の製造工程（１）〜（４）に示している。

図９に示す工程（１）〜（４）は、請求項１に係る発明の実施の形態と同じ製造工程を示す図であり、工程（１）の（ｂ）図は、（ａ）図のＡ−Ａ線における断面図であり、前記軸継手６には角穴６ａが形成されている。図１０は前記軸継手６をクラッチドラム２２に溶接した状態の斜視図である。

本発明を変形した実施の形態としては、図１１の工程（１）に示すように、一端面に複数の突起部１１ａを環状に形成したスプロケット１１またはギア１２と、このスプロケット１１またはギア１２の一端面に環状に形成した複数の突起部１１ａに嵌合され、その突起部１１ａが所定寸法だけ突出する複数の小孔２２ｂを溶接面２２ｃに環状に穿設するとともに、前記スプロケット１１またはギア１２のベアリングが嵌合される筒軸部１１ｃが挿入される軸挿入孔２２ｄが穿設された遠心クラッチのクラッチドラム２２とを用意する。なお、符号１１ｂは前記筒軸部１１ｃの外周で前記溶接面２２ｃに当接する鍔部である。

次に、工程（２）に示すように、前記スプロケット１１またはギア１２に環状に形成した複数の突起部１１ａに、前記クラッチドラム２２の溶接面２２ｃに環状に穿設した小孔２２ｂを嵌合する。

次に、工程（３）に示すように、前記スプロケット１１またはギア１２を電気抵抗溶接機３（図１２参照）の一方の電極３ａに載置する。そして、前記クラッチドラム２２の溶接面２２ｃに環状に穿設した小孔２２ｂから突出した前記突起部１１ａに電気抵抗溶接機３の他方の電極３ｂを当接して溶接電流を流しながら溶かし、押圧して潰し電気抵抗溶接することにより、工程（４）に示すように、第１の金属製部品であるスプロケット１１またはギア１２と第２の金属製部品である遠心クラッチのクラッチドラム２２とを溶接することができる。

本発明の請求項１に係る発明の溶接方法の各製造工程を示す図である。本発明の請求項２に係る発明の溶接方法の製造工程を示す図である。本発明の請求項３に係る発明の溶接方法で溶接された製品の平面図である。本発明の請求項３に係る発明の溶接方法で溶接された製品の斜視図である。第２の金属製部品である遠心クラッチのクラッチドラムの変形例を示す断面図である。遠心クラッチのクラッチドラムに溶接したスプロケットに掛けられたチェーンを示す図である。本発明の請求項４に係る発明の溶接方法で溶接された製品の平面図である。本発明の請求項４に係る発明の溶接方法で溶接された製品の斜視図である。本発明の請求項５に係る発明の溶接方法の各製造工程を示す図である。本発明の請求項５に係る発明の溶接方法で溶接された製品の斜視図である。本発明を変形した実施の形態の溶接方法の各製造工程を示す図である。電気抵抗溶接機の斜視図である。従来技術の断面図である。従来技術の要部拡大図である。従来技術の要部拡大図である。

符号の説明

１第１の金属製部品
１ａ′ ベアリング嵌合孔
１ｂ突起部
１ｃ鍔部
２第２の金属製部品
２ａ嵌合孔
２ｂ切欠部
３電気抵抗溶接機
３ａ一方の電極
３ｂ他方の電極
３ｂ′ 押圧電極
３ｃ溶接電流供給電極
５回転出力軸
６軸継手
６ａ角穴
１１スプロケット
１１ａ突起部
１１ｂ鍔部
１１ｃ筒軸部
１１ｄ歯
１２ギア
２２クラッチドラム
２２ａ凹面
２２ｂ小孔
２２ｃ溶接面
２２ｄ軸挿入孔
２３チェーン

Claims

環状に突出形成した肉厚の軸部の端面部から所定の間隔を置いて外側の位置に、軸線に沿う方向に肉薄の環状の突起部（１ｂ）を形成した第１の金属製部品（１）と、
この第１の金属製部品（１）の肉薄の環状の突起部（１ｂ）に、この突起部（１ｂ）が突出されるように嵌合される嵌合孔（２ａ）を有し、この嵌合孔（２ａ）の内周部に複数の切欠部（２ｂ）を形成した第２の金属製部品（２）とを用意し、
前記第２の金属製部品（２）の嵌合孔（２ａ）を前記第１の金属製部品（１）の肉薄の環状の突起部（１ｂ）に嵌合し、
前記第１の金属製部品（１）を電気抵抗溶接機（３）の一方の電極（３ａ）に載置し、
第１の金属製部品（１）の肉薄の環状の突起部（１ｂ）に前記電気抵抗溶接機（３）の他方の電極（３ｂ）を当接し、
溶接電流を流しながら前記肉薄の環状の突起部（１ｂ）を前記電気抵抗溶接機（３）の他方の電極（３ｂ）で押圧して、前記肉薄の環状の突起部（１ｂ）を前記嵌合孔（２ａ）の内周部に形成した複数の切欠部（２ｂ）に溶かし潰して食い込ませるように電気抵抗溶接することを特徴とする第１の金属製部品と第２の金属製部品との溶接方法。
環状に突出形成した肉厚の軸部の端面部から所定の間隔を置いて外側の位置に、軸線に沿う方向に肉薄の環状の突起部（１ｂ）を形成した第１の金属製部品（１）と、
この第１の金属製部品（１）の肉薄の環状の突起部（１ｂ）に、この突起部（１ｂ）が突出されるように嵌合される嵌合孔（２ａ）を有し、この嵌合孔（２ａ）の内周部に複数の切欠部（２ｂ）を形成した第２の金属製部品（２）とを用意し、
前記第２の金属製部品（２）の嵌合孔（２ａ）を前記第１の金属製部品（１）の肉薄の環状の突起部（１ｂ）に嵌合し、
前記第１の金属製部品（１）を電気抵抗溶接機（３）の一方の電極（３ａ）に載置し、
前記第２の金属製部品（２）に電気抵抗溶接機（３）の溶接電流供給電極（３ｃ）を接続するとともに、第１の金属製部品（１）の肉薄の環状の突起部（１ｂ）に前記電気抵抗溶接機（３）の押圧電極（３ｂ′）を当接し、
溶接電流を流して前記第１の金属製部品（１）の肉薄の環状の突起部（１ｂ）と第２の金属製部品（２）の嵌合孔（２ａ）との嵌合部を電気抵抗溶接するとともに、前記肉薄の環状の突起部（１ｂ）を前記押圧電極（３ｂ′）で押圧して、前記肉薄の環状の突起部（１ｂ）を前記嵌合孔（２ａ）の内周部に形成した複数の切欠部（２ｂ）に溶かし潰して食い込ませるように電気抵抗溶接することを特徴とする第１の金属製部品と第２の金属製部品との溶接方法。
前記第１の金属製部品（１）はスプロケット（１１）であり、前記第２の金属製部品（２）は遠心クラッチのクラッチドラム（２２）であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の第１の金属製部品と第２の金属製部品との溶接方法。
前記第１の金属製部品（１）はギア（１２）であり、前記第２の金属製部品（２）は遠心クラッチのクラッチドラム（２２）であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の第１の金属製部品と第２の金属製部品との溶接方法。
前記第１の金属製部品（１）は回転出力軸（５）を連結する軸継手（６）であり、前記第２の金属製部品（２）は遠心クラッチのクラッチドラム（２２）であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の第１の金属製部品と第２の金属製部品との溶接方法。