JP4036793B2 - 溶接部バリ取り装置および方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接部バリ取り装置および溶接部バリ取り方法に関し、とくに、不等厚平板、形鋼などを巻き端部を溶接した環状リム素材の溶接部のバリ取りに適用できる溶接部バリ取り装置および溶接部バリ取り方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
トラック、バス用ホイールのリムには、従来、図1に示す平板形状素材1、および図2に示す形鋼形状素材2の、2種類の素材の何れかの素材が使用されている。さらに、特開平8−91005号公報に示す不等厚材料素材3(図3)などの素材の使用も知られている。
それらの素材からのリムの製造工程を図4に示す。これらの製造工程において、平板については、図4(イ)に示すように、巻き4、溶接5、トリミング6後、主にロール成形7によりリム形状を形成している。特開平8−91005号公報の不等厚材料については、図4(ロ)に示すように、トリミング工程を除き、平板からのリム成形と同じ工程を想定している。想定としたのは、特開平8−91005号の工程による製作が未実施であるためである。形鋼については、形鋼が最終形状に近い断面形状となっているため、図4(ハ)に示すように、巻き、溶接後、分割型を用いた主に径方向への拡大成形(サイジング)8となる。
また、リム溶接後のトリミング(バリ取り)については、平板素材では、図5(イ)、(ロ)に示すように、刃具9を環状素材の軸方向に動かして加工している(軸方向トリム、フラットトリミング)。また、形鋼では、凹凸があるため、図6(イ)、(ロ)に示すように、セクションと同じ形状がついた刃具10を周方向に動かして加工している(周方向トリム、ロータリートリマー)。特開平8−91005号の不等厚素材については、形鋼の場合に準じるトリミングとなることが想定される。
【0003】
【特許文献1】
特開平8−91005号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来技術には、以下の問題がある。
フラットトリミングは、平板素材用に対しては、仕上がり外観、生産性などの要求が、ほぼ満足されている。しかし、凹凸のある形鋼素材や、不等厚平板素材に対しては、フラットトリミングでは刃具が水平にしか動かないためリム凹部分のバリ除去ができず、機能を発揮できない。
また、ロータリートリマーを用いた周方向トリムでは、図7に示すように、切除素材40の取り残し41が後工程(成形工程等)で押し込まれてカブリ42が発生し、それを放置すると切欠き効果による亀裂発生や割れ発生の問題を生じるほか、外観不良の問題を生じ、それを除去しようとすると、形鋼同様、後加工に多大のコストを要する。
【0005】
本発明の目的は、溶接部伸長方向に凹凸をもつ形状を有するバリ除去対象材のバリ除去にも適用可能であり、バリの取り残しや溶接部の削り過ぎを生じさせない、溶接部バリ取り装置および溶接部バリ取り方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明はつぎの通りである。
(1) 倣いローラと、
前記倣いローラをバリ除去対象材の表面に押し付けるローラ倣い機構と、
バリ取り切削刃と、
前記バリ取り切削刃をバリ除去対象材の表面に進退する方向に前記倣いローラに連動させる機構と、
前記倣いローラおよび前記バリ取り刃をバリ除去対象材に対して相対的にバリ除去対象材の溶接部伸長方向に移動させる移動部材と、
を備え、
前記バリ除去対象材が平板、形鋼、不等厚平板の何れかからなる素材を巻き加工し端部を突き合わせ溶接した環状のホイールリム素材であり、前記溶接部が前記端部の突き合わせ溶接部であり、
前記倣いローラが、バリ除去対象材の溶接部伸長方向に互いに間隔をもたせて、2位置に設けられ、該2位置の各位置で、前記倣いローラが、環状の前記バリ除去対象材の内外に、互いに独立に、前記バリ除去対象材の内外両面に面直方向に進退可能に設けられており、
前記バリ取り切削刃が、バリ除去対象材の溶接部伸長方向に互いに間隔をもたせて、2位置に設けられ、該2位置の各位置で、前記バリ取り切削刃が、環状の前記バリ除去対象材の内外に、互いに独立に、前記バリ除去対象材の内外両面に面直方向に進退可能に設けられている、
溶接部バリ取り装置。
(2) 前記バリ取り切削刃のバリ取り時送り方向前端面に、刃先からバリ除去対象材の表面に直交する方向に離れるにしたがって送り方向後方に傾斜する「傾斜」をつけた(1)記載の溶接部バリ取り装置。
(3) 前記バリ取り切削刃のバリ除去対象材に対向する面に、刃先からバリ除去対象材の表面に直交する方向に離れるにしたがって送り方向後方に傾斜する「傾斜」をつけた(1)または(2)記載の溶接部バリ取り装置。
(4) 倣いローラを、バリ除去対象材の表面に押し付け、バリ除去対象材の溶接部伸長方向と平行方向に送るとともに、前記倣いローラに連動してバリ取り切削刃を移動させ、該バリ取り切削刃にてバリ除去対象材の溶接部のバリを除去する工程を備え、
前記バリ除去対象材が平板、形鋼、不等厚平板の何れかからなる素材を巻き加工し端部を突き合わせ溶接した環状のホイールリム素材であり、前記溶接部が前記端部の突き合わせ溶接部であり、
前記倣いローラが、バリ除去対象材の溶接部伸長方向に互いに間隔をもたせて、2位置に設けられ、該2位置の各位置で、前記倣いローラが、環状の前記バリ除去対象材の内外に、互いに独立に、前記バリ除去対象材の内外両面に面直方向に進退可能に設けられており、
前記バリ取り切削刃が、バリ除去対象材の溶接部伸長方向に互いに間隔をもたせて、2位置に設けられ、該2位置の各位置で、前記バリ取り切削刃が、環状の前記バリ除去対象材の内外に、互いに独立に、前記バリ除去対象材の内外両面に面直方向に進退可能に設けられており、該2位置のバリ取り切削刃のうちバリ取り時送り方向前方に位置するバリ取り刃にて溶接部バリを荒切削し、前記2位置の切削刃のうちバリ取り時送り方向後方に位置するバリ取り刃にて溶接部バリを仕上げ切削する、
溶接部バリ取り方法。
(5) 前記バリ取り切削刃が、バリ取り時送り方向前端面に、刃先からバリ除去対象材の表面に直交する方向に離れるにしたがって送り方向後方に傾斜する「傾斜」を有する(4)記載の溶接部バリ取り方法。
(6) 前記バリ取り切削刃が、バリ除去対象材に対向する面に、刃先からバリ除去対象材の表面に直交する方向に離れるにしたがって送り方向後方に傾斜する「傾斜」を有する(4)または(5)記載の溶接部バリ取り方法。
【0007】
上記(1)〜(3)の溶接部バリ取り装置、および上記(4)〜(6)の溶接部バリ取り方法の何れにおいても、バリ取り切削刃を倣いローラに連動させたので、バリ除去対象材の凹凸に倣ってバリを除去することができるようになり、かつ、バリの取り残しや溶接部の削り過ぎ等の不良も発生することなく、溶接部のバリを除去することができる。
上記(1)の溶接部バリ取り装置、および上記(4)の溶接部バリ取り方法の何れにおいても、バリ取り切削刃を、バリ除去対象材の溶接部伸長方向に互いに間隔をもたせて、2個設けたので、荒切削と仕上げ切削に切削抵抗を分散させることができ、これによって刃寿命を向上させることができる。
上記(1)の溶接部バリ取り装置、および上記(4)の溶接部バリ取り方法の何れも、ホイールリム素材の巻き加工、端部溶接後の、溶接部のバリを除去に利用することができる。その場合、ホイールリム素材は、平板、形鋼、不等厚平板の素材を巻いて溶接したものの何れであってもよい。
上記(2)の溶接部バリ取り装置、および上記(5)の溶接部バリ取り方法の何れにおいても、バリ取り切削刃の、バリ取り時送り方向前端面に、刃先から離れるにしたがって送り方向後方に傾斜する「傾斜」をつけたので、溶接バリの流出抵抗が平刃の場合に比べて小さくなり、バリ除去対象材表面からの切削刃の浮き上がりを防止することができる。
上記(3)の溶接部バリ取り装置、および上記(6)の溶接部バリ取り方法の何れにおいても、バリ取り切削刃の、バリ除去対象材に対向する面に、刃先から離れるにしたがって送り方向後方に傾斜する「傾斜」をつけたので、バリ除去対象材と切削刃との干渉を防止することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の溶接部バリ取り装置および溶接部バリ取り方法を図8〜図11を参照して説明する。ただし、図11は比較例で、本発明には含まない。
図8に示すように、本発明の溶接部バリ取り装置11は、倣いローラ13(倣いローラ13をたとえば一対設け、該一対の倣いローラのうち一方のローラを13A、他方のローラを13Bとする)と、倣いローラ13をバリ除去対象材12の表面に押し付けるローラ倣い機構14と、バリ取り切削刃15(バリ取り切削刃15をたとえば一対設け、該一対のバリ取り切削刃15のうち一方の切削刃を15A、他方の切削刃を15Bとする)と、バリ取り切削刃15をバリ除去対象材12の表面に進退する方向に一対の倣いローラ13に連動させる連動機構16と、倣いローラ13およびバリ取り刃15をバリ除去対象材12に対してバリ除去対象材の溶接部伸長方向に相対的に移動させる移動部材17とを、備えている。
【0009】
倣いローラ13A、13Bは、互いに独立に、バリ除去対象材12の両面に、面直方向(バリ除去対象材12の表面に直交する方向)に、進退可能である。
ローラ倣い機構14は、たとえば、移動部材17に設けられた回動支点18のまわりに回動可能に支持されたL字状アーム19と、L字状アーム19に連結されたシリンダ20とを有する。L字状アーム19のL字の一方の脚19aは、バリ除去対象材12の溶接部12aの伸長方向と平行に延びており、その脚19aに倣いローラ13とバリ取り切削刃15が支持されている。L字状アーム19のL字の他方の脚19bと移動部材17との間には、シリンダ20が設けられ、シリンダ20の一端が移動部材17に回動可能に連結され、シリンダ20のロッド21の先端が脚19bに回動可能に連結されている。シリンダ20−ロッド21の伸縮により、L字状アーム19が支点18のまわりに回動し、倣いローラ13とバリ取り切削刃15がバリ除去対象材12に対して進退する。
図8の例では、シリンダ20−ロッド21で倣いローラ13をバリ除去対象材12に押し付けているが、シリンダ20−ロッド21に代えて、さらバネ、コイルバネ、ガスバネ等を用いてもよい。
【0010】
連動機構16は、倣いローラ13を支持する脚19aにバリ取り切削刃15を、倣いローラ13のバリ除去対象材12との接触点とバリ取り切削刃15の刃先端とが倣いローラ13送り方向にほぼ同位置となるように、支持する。倣いローラ13がバリ除去対象材12の表面の形状にならって移動する時、バリ取り切削刃15は、連動機構16、L字状アーム19の脚19aを介して、倣いローラ13の動きに連動してバリ除去対象材12の表面の形状にならって移動する。
【0011】
図9、図10に示すように、バリ取り切削刃15のバリ取り時送り方向前端面15aに、刃先15cからバリ除去対象材の表面に直交する方向に離れるに従って送り方向後方に傾斜する「傾斜」がつけられている。平刃30の場合は図11に示すように、バリ取り時送り方向前端面30aが、バリ除去対象材の表面に直交する面となっているので、溶接バリ12bの流出抵抗が大きくなるが、本発明では、図10に示すように、バリ取り切削刃15のバリ取り時送り方向前端面15aに、溶接バリ12bの流出方向に鋭角がついているので流出抵抗が小さくなる。また、溶接バリ12bが切削刃の作用力方向を変え、バリ取り切削刃15がバリ除去対象材の表面から浮き上がるのを抑制する。
【0012】
図9、図10に示すように、バリ取り切削刃15のバリ除去対象材12に対向する面15bに、刃先15cからバリ除去対象材の表面に直交する方向に離れるにしたがって送り方向後方に傾斜する「傾斜」がつけられている。この傾斜はバリ除去対象材12と切削刃15とが干渉することを抑制する「逃げ」を形成する。
【0013】
バリ取り切削刃15は、バリ除去対象材12の溶接部12a伸長方向に、互いに間隔をもたせて、2個設けられている。2個のバリ取り切削刃15のうち、バリ取り切削刃送り方向前方にある1対のバリ取り切削刃15は荒切削用のバリ取り切削刃であり、2個のバリ取り切削刃15のうち、バリ取り切削刃送り方向後方にある1対のバリ取り切削刃15は仕上げ切削用のバリ取り切削刃である。
【0014】
倣いローラ13の送り方向前方に、バリ除去対象材12の表面に付着しているかもしれない溶接スパッタを除去する金ブラシ22が設けられている。金ブラシ22は、たとえば、ピアノ線を束ねたものからなる。これによって、倣いローラ13が溶接スパッタに乗り上げて、溶接バリの取り残しや押し込み不良が発生しないようにしてある。
【0015】
バリ除去対象材12は、平板、形鋼、不等厚平板の何れかからなる素材を巻き加工し端部を突き合わせ溶接した環状のホイールリム素材であってもよい。その場合、溶接部12aは端部の突き合わせ溶接部である。そして、バリ取り切削刃15は、溶接部12aに平行に、環状のホイールリム素材の軸方向に送られる。形鋼、不等厚平板の場合は、素材表面は凹凸しており、バリ取り切削刃15は凹凸に倣いながら、ホイールリム素材の軸方向に送られる。
【0016】
つぎに、上記バリ除去装置を用いて実施される本発明の溶接部バリ取り方法(上記バリ除去装置の作用でもある)を説明する。
本発明の溶接部バリ取り方法は、倣いローラ13(倣いローラ13が一対設けられる場合は、倣いローラ13A、13B)を、バリ除去対象材12の表面にそれぞれ押し付け、バリ除去対象材12の溶接部12a伸長方向と平行方向に送るとともに、倣いローラ13に連動してバリ取り切削刃15(バリ取り切削刃15が一対設けられる場合は、バリ取り切削刃15A、15B)を移動させ、バリ取り切削刃15にてバリ除去対象材12の溶接部12aのバリ12bを除去する方法である。
【0017】
バリ取り切削刃15が、バリ取り時送り方向前端面15aに、刃先15cからバリ除去対象材の表面に直交する方向に離れるにしたがって送り方向後方に傾斜する「傾斜」を有するので、溶接バリ15bの流出抵抗が小さくなる。また、バリ15bによって面15aがバリ除去対象材の表面側に押され、バリ取り切削刃15のバリ除去対象材12の表面からの浮き上がりが抑制される。
また、バリ取り切削刃15が、バリ除去対象材12に対向する面15bに、刃先15cからバリ除去対象材の表面に直交する方向に離れるにしたがって送り方向後方に傾斜する「傾斜」を有するので、バリ取り切削刃15とバリ除去対象材12との干渉が防止される。
【0018】
バリ除去対象材の溶接部伸長方向に互いに間隔をもたせて、2個設けられた対をなすバリ取り切削刃のうち、バリ取り時送り方向前方に位置するバリ取り刃15にて溶接部バリ12bを荒切削し、2個設けられた対をなすバリ取り切削刃15のうち、バリ取り時送り方向後方に位置するバリ取り刃15にて溶接部バリ12bを仕上げ切削する。
【0019】
倣いローラ13に連動させてバリ取り刃15をバリ除去対象材12の表面に倣わせ、バリ15bを除去することができるので、バリ除去対象材12が平板、形鋼、不等厚平板の何れかからなる素材を巻き加工し端部を突き合わせ溶接した環状のホイールリム素材であっても、その端部の突き合わせ溶接部のバリを除去することができる。すなわち、形鋼、不等厚平板など表面が凹凸するバリ除去対象材12であっても、その凹凸にならってバリを除去することができ、溶接ばり12bの削り残しや、溶接部の削り過ぎ等の不良を防止することができる。
【0020】
【発明の効果】
請求項1〜請求項3の溶接部バリ取り装置、および請求項4〜請求項6の溶接部バリ取り方法によれば、バリ取り切削刃を倣いローラに連動させたので、バリ除去対象材の凹凸に倣ってバリを除去することができ、かつ、バリの取り残しや溶接部の削り過ぎ等の不良が生じることなく、溶接部のバリを除去することができる。
請求項1の溶接部バリ取り装置、および請求項4の溶接部バリ取り方法によれば、2個のバリ取り切削刃を、バリ除去対象材の溶接部伸長方向に互いに間隔をもたせて設けたので、荒切削と仕上げ切削に切削抵抗を分散させることができ、これによって刃寿命を向上させることができる。
請求項1の溶接部バリ取り装置、および請求項4の溶接部バリ取り方法によれば、該装置および該方法を、ホイールリム素材の巻き加工、端部溶接後の、溶接部のバリの除去に利用することができる。その場合のリム素材は、形鋼、不等厚のリム素材を巻いて溶接したリム素材、すなわち、溶接線に沿って素材表面と直交する方向に表面が凹凸するあらゆるリム素材である。
請求項2の溶接部バリ取り装置、および請求項5の溶接部バリ取り方法によれば、バリ取り切削刃のバリ取り時送り方向前端面に、刃先からバリ除去対象材の表面に直交する方向に離れるにしたがって送り方向後方に傾斜する「傾斜」をつけたので、溶接バリ流出抵抗が平刃の場合に比べて小さくなり、切削刃がバリ除去対象材表面から浮き上がるのを防止することができる。
請求項3の溶接部バリ取り装置、および請求項6の溶接部バリ取り方法によれば、バリ取り切削刃の、バリ除去対象材に対向する面に、刃先からバリ除去対象材の表面に直交する方向に離れるに従って送り方向後方に傾斜する「傾斜」をつけたので、バリ除去対象材と切削刃の干渉を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の平板素材の斜視図である。
【図2】 従来の形鋼素材の斜視図である。
【図3】 特開平8−91005号に開示の不等板厚素材の斜視図である。
【図4】 (イ)は平板素材からのリム成形工程図、(ロ)は特開平8−91005号に開示の不等厚素材からのリム成形工程図、(ハ)は形鋼素材からのリム成形工程図である。
【図5】 (イ)は軸方向トリミングの正面図、(ロ)は軸方向トリミングの断面図である。
【図6】 (イ)は周方向トリミングの側面図、(ロ)は周方向トリミングの正面図である。
【図7】 (イ)は周方向トリミングにおける溶接部のトリミング前の断面図、(ロ)は周方向トリミング実施中の溶接部の断面図、(ハ)は周方向トリミング実施後の取り残しを有する溶接部の断面図、(ニ)は成形時等で取り残し部が押しつぶされてカブリとなった部分の断面図である。
【図8】 本発明の溶接部バリ取り装置(本発明の溶接部バリ取り方法を実施する装置)の、(イ)は側面図、(ロ)は倣いローラおよびバリ取り切削刃の近傍の拡大側面図、である。
【図9】 図8の装置のうち、バリ取り切削刃および倣いローラの、素材接触部とその近傍の、拡大側面図である。
【図10】 図8の装置のうち、バリ取り切削刃と、それによって切削されている素材の、拡大側面図である。
【図11】 比較例の、バリ取り切削刃と、それによって切削されている素材の、拡大側面図である。
【符号の説明】
11 バリ取り装置
12 バリ除去対象材
13、13A、13B 倣いローラ
14 ローラ倣い機構
15、15A、15B バリ取り切削刃
16 連動機構
17 移動部材
18 回動支点
19 L字状アーム
19a、19b 脚
20 シリンダ
21 ロッド
22 金ブラシ
Claims (6)
- 倣いローラと、
前記倣いローラをバリ除去対象材の表面に押し付けるローラ倣い機構と、
バリ取り切削刃と、
前記バリ取り切削刃をバリ除去対象材の表面に進退する方向に前記倣いローラに連動させる機構と、
前記倣いローラおよび前記バリ取り刃をバリ除去対象材に対して相対的にバリ除去対象材の溶接部伸長方向に移動させる移動部材と、
を備え、
前記バリ除去対象材が平板、形鋼、不等厚平板の何れかからなる素材を巻き加工し端部を突き合わせ溶接した環状のホイールリム素材であり、前記溶接部が前記端部の突き合わせ溶接部であり、
前記倣いローラが、バリ除去対象材の溶接部伸長方向に互いに間隔をもたせて、2位置に設けられ、該2位置の各位置で、前記倣いローラが、環状の前記バリ除去対象材の内外に、互いに独立に、前記バリ除去対象材の内外両面に面直方向に進退可能に設けられており、
前記バリ取り切削刃が、バリ除去対象材の溶接部伸長方向に互いに間隔をもたせて、2位置に設けられ、該2位置の各位置で、前記バリ取り切削刃が、環状の前記バリ除去対象材の内外に、互いに独立に、前記バリ除去対象材の内外両面に面直方向に進退可能に設けられている、
溶接部バリ取り装置。 - 前記バリ取り切削刃のバリ取り時送り方向前端面に、刃先からバリ除去対象材の表面に直交する方向に離れるにしたがって送り方向後方に傾斜する「傾斜」をつけた請求項1記載の溶接部バリ取り装置。
- 前記バリ取り切削刃のバリ除去対象材に対向する面に、刃先からバリ除去対象材の表面に直交する方向に離れるにしたがって送り方向後方に傾斜する「傾斜」をつけた請求項1または請求項2記載の溶接部バリ取り装置。
- 倣いローラを、バリ除去対象材の表面に押し付け、バリ除去対象材の溶接部伸長方向と平行方向に送るとともに、前記倣いローラに連動してバリ取り切削刃を移動させ、該バリ取り切削刃にてバリ除去対象材の溶接部のバリを除去する工程を備え、
前記バリ除去対象材が平板、形鋼、不等厚平板の何れかからなる素材を巻き加工し端部を突き合わせ溶接した環状のホイールリム素材であり、前記溶接部が前記端部の突き合わせ溶接部であり、
前記倣いローラが、バリ除去対象材の溶接部伸長方向に互いに間隔をもたせて、2位置に設けられ、該2位置の各位置で、前記倣いローラが、環状の前記バリ除去対象材の内外に、互いに独立に、前記バリ除去対象材の内外両面に面直方向に進退可能に設けられており、
前記バリ取り切削刃が、バリ除去対象材の溶接部伸長方向に互いに間隔をもたせて、2位置に設けられ、該2位置の各位置で、前記バリ取り切削刃が、環状の前記バリ除去対象材の内外に、互いに独立に、前記バリ除去対象材の内外両面に面直方向に進退可能に設けられており、該2位置のバリ取り切削刃のうちバリ取り時送り方向前方に位置するバリ取り刃にて溶接部バリを荒切削し、前記2位置の切削刃のうちバリ取り時送り方向後方に位置するバリ取り刃にて溶接部バリを仕上げ切削する、
溶接部バリ取り方法。 - 前記バリ取り切削刃が、バリ取り時送り方向前端面に、刃先からバリ除去対象材の表面に直交する方向に離れるにしたがって送り方向後方に傾斜する「傾斜」を有する請求項4記載の溶接部バリ取り方法。
- 前記バリ取り切削刃が、バリ除去対象材に対向する面に、刃先からバリ除去対象材の表面に直交する方向に離れるにしたがって送り方向後方に傾斜する「傾斜」を有する請求項4または請求項5記載の溶接部バリ取り方法。
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