JP4637639B2 - ミキサドラム後端部の製造方法、治具およびミキサドラム後端部の製造装置 - Google Patents

Description

この発明は、ミキサ車に搭載されるミキサドラムの後端部の製造方法、該製造方法に適する治具、およびミキサドラム後端部の製造装置に関する。

従来、ミキサ車に搭載されるミキサドラムの後端部を製造するには、まず、図６に示すように、ミキサドラムの後端部の外壁となるリヤシェル１００を軸が略水平となるような姿勢に支持しておくとともに、リヤシェル１００の内壁にブレード１０１，１０２が取り付けられる位置にマーキングをしてから、リヤシェル１００の内壁に一対の螺旋状のブレード１０１，１０２を溶接する。

この各ブレードは、円周方向に分割された複数枚の鉄板ａを一枚ずつリヤシェル１００の内壁に所定の取り付け角度で螺旋状に連なるように溶接接合するとともに、隣り合う鉄板ａ同士を溶接接合して、おのおの螺旋状に形成される。

そして、この各ブレード１０１，１０２におけるリヤシェル１００の最後端に位置する部位の内周に円筒状に形成しておいたシールパイプ１０３を溶接して固定し、さらに、このシールパイプ１０３の端部と一方のブレード１０１の内縁に略三角形状の延長シール１０４を溶接するとともに、このシールパイプ１０３の端部と他方のブレード１０２の内縁に略三角形状の延長シール１０５を溶接することで、ミキサドラム後端部を完成させていた。

なお、特許庁ホームページの電子図書館にて調査したが上述のミキサドラム後端部の製造方法についての先行技術文献情報は見出せなかった。

さて、上述のような製造工程を経てミキサドラムの後端部を製造する場合、複数に小さく分割された鉄板ａを一枚ずつリヤシェル１００の内壁に溶接する方法を採用していることから作業員は鉄板ａの裏面側の溶接を行う必要があるので、鉄板ａの裏面側を覗き込むようにしながらの溶接作業を強い、さらに、各ブレード１０１，１０２をリヤシェル１００に溶接した後にシールパイプ１０３および延長シール１０４，１０５を溶接しているので、この溶接作業においても作業員に無理な作業体勢を強いる結果となることから、作業員の作業負担が大きく、また、上記リヤシェル１００に各ブレード１０１，１０２を溶接する工程では、常に鉄板ａの位置決めを行いつつブレードを形成していくことから、製造に非常に時間がかかり、生産効率が悪かった。

さらに、上記のように一対のブレード１０１，１０２をリヤシェル１００の内壁に溶接接合した後に、シールパイプ１０３および延長シール１０４，１０５を溶接するようにしていたので、シールパイプ１０３の軸心がリヤシェル１００の軸心から偏心してしまう場合があり、均一なミキサドラム後端部の製造が難しい。

そこで、本発明は、上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、作業員の作業負担を軽減し、製造時間を短縮可能であって、均一なミキサドラム後端部の製造を可能とするミキサドラム後端部の製造方法、該製造方法に適する治具および製造装置を提供することである。

上記した目的を達成するために、本発明のミキサドラム後端部の製造方法は、略円錐台形筒状のリヤシェルと、該リヤシェルの内周側に結合される一対の螺旋状のブレードと、ブレードの内縁に外周側が結合される円筒状のシールパイプと、略三角形状に形成され一つの辺がシールパイプの端部に結合され他の一つの辺が一方の螺旋状ブレードの内縁に結合される延長シールと、略三角形状に形成され一つの辺がシールパイプの端部に結合され他の一つの辺が他方の螺旋状ブレードの内縁に結合される延長シールとを備えたミキサドラム後端部の製造方法において、シールパイプと各延長シールを溶接してシールを製造するシール製造工程と、シールに各ブレードを溶接して一体化するブレード溶接工程と、この一体化されたシールおよび各ブレードをリヤシェル内に圧入する圧入工程と、一体化されたシールおよび各ブレードをリヤシェルに溶接するリヤシェル溶接工程とを備えてなる。

また、該製造方法に適する治具は、円盤状の基部と、基部の軸心部から立ち上がりシールを位置決める筒部と、筒部の外周側であって基部の半分に放射状に立設され一方のブレードあるいは一方のブレードを構成する各鉄板が載置される複数の第１の支持板と、筒部の外周側であって基部の反対側の半分に放射状に立設され他方のブレードあるいは他方のブレードを構成する各鉄板が載置される複数の第２の支持板とを備え、各第１の支持板および各第２の支持板における筒部に沿う方向の長さは、各ブレードあるいは鉄板のシールへの取り付け位置に位置決め可能となるように設定されてなる。

さらに、該製造方法に適するミキサドラム後端部の製造装置は、上記治具と、治具を上下方向に移動させる移動手段とを備える。

本発明のミキサドラム後端部の製造方法によれば、シールに各ブレードを一体化してからリヤシェル内に圧入して一体化されたシールと各ブレードをリヤシェルに仮止めしておくことができるので、わざわざブレードあるいはブレードを構成する円周方向に分割された鉄板を都度位置決めして溶接するような煩わしい作業が不必要となるので、ミキサドラム後端部の製造にかかる時間を短縮するとともに、作業員の負担を軽減することができる。

さらに、あらかじめ、シールに各ブレードを一体化するので、一体化する溶接作業において作業員に無理な姿勢で溶接させることがないので、この点でも作業員の負担を軽減することが可能である。

また、あらかじめ、シールに各ブレードを一体化してあるので、各ブレードに対しシールの軸心が偏心することがなく、さらに、この状態でリヤシェル内に圧入されることからリヤシェルに対してもシールの偏心が防止され、均一なミキサドラム後端部を製造することができる。

本発明の治具によれば、シールの外周に鉄板を一枚ずつ位置合わせしたり各ブレードを位置合わせしたりして溶接するような煩わしさがないばかりでなく、連続して溶接作業を行えるので作業時間の短縮が可能となり、作業効率および生産性が向上する。

さらに、作業員は、シールへの各ブレードの溶接作業に辺り、各ブレードあるいは鉄板の裏面を覗き込んで溶接するような無理な体勢での作業を強いられることがなくなるので、作業員の作業負担が軽減される。

さらに、本発明のミキサドラム後端部の製造装置によれば、治具を上下させる移動手段を備えているので、リヤシェルへのシールおよび各ブレードの圧入が容易であって、また、治具がシールおよび各ブレードを位置決めるとともに、シールの端部となる延長シールの他の一辺と各ブレードを各第１および第２の支持板で押圧することになるので、シールおよび各ブレードの変形が防止されることになる。

以下に、図示した実施の形態に基づいて、この発明を説明する。図１は、シールパイプに延長シールを溶接接合した状態を示す斜視図である。図２は、治具の斜視図である。図３は、治具に位置決められたシールと各ブレードの斜視図である。図４は、リヤシェル内にシールと各ブレードを圧入する圧入工程を示す図である。図５は、リヤシェルの姿勢を熔接ポジションに維持した状態を示す図である。図６は、ミキサドラム後端部の斜視図である。

一実施の形態におけるミキサドラム後端部の製造方法にあっては、円筒状のシールパイプ１と略三角形状に形成された各延長シール２，３を溶接してシールＳを製造するシール製造工程と、シールＳに螺旋状の一対のブレード４，５を溶接して一体化するブレード溶接工程と、この一体化されたシールＳおよび各ブレード４，５を略円錐台形筒状のリヤシェル１０内に圧入する圧入工程と、一体化されたシールＳおよび各ブレード４，５をリヤシェル１０に溶接するリヤシェル溶接工程とを備えている。

以下、詳細に説明すると、まず、図１に示すように、シール製造工程においては、シールパイプ１の端部に略三角形状の延長シール２，３をシールパイプ１の弧に沿うように彎曲させて溶接して、シールＳを製造する。

各延長シール２，３のシールパイプ１の端部に溶接されて結合される一つの辺ｃの長さは、それぞれシールパイプ１の弧の半分の長さより短くなるように設定されており、シールパイプ１の円周方向に同じ向きでシールパイプ１の軸心を中心点として点対称となる位置となるように、それぞれシールパイプ１の端部に溶接される。

この延長シール２のブレード４が溶接される他の一辺ｄは、該辺ｄに沿ってブレード４が溶接されると、ブレード４が螺旋状となるようにシールパイプ１に対して傾斜しており、また、ブレード５が溶接される延長シール３の他の一辺についても同様である。

つづいて、ブレード溶接工程では、上記シールＳに一対のブレード４，５を溶接する。この一対のブレード４，５は、従来と同様に、それぞれ複数に分割された鉄板ａをシールＳの外周に螺旋状に連なるように溶接し、また、隣り合う鉄板ａ同士を溶接接合することによって、シールＳの外周に形成される。

そして、このブレード溶接工程では、上記シールＳと各ブレード４，５との一体化にあたり、シールパイプ１を各延長シール２，３より上方に配置した状態でシールを位置決めるとともに、該シールの外周側に各ブレードを位置決める治具２０を用いている。

この治具２０は、図２に示すように、円盤状の基部２１と、基部２１の軸心部から立ち上がりシールＳを位置決める筒部２２と、筒部２２の外周側であって基部２１の半分に放射状に立設され一方のブレード４が載置される６枚の第１の支持板２３と、筒部２２の外周側であって基部２１の反対側の半分に放射状に立設され他方のブレード５が載置される６枚の第２の支持板２４とを備えて構成されている。なお、この場合、第１の支持板２３および第２の支持板２４の枚数は、６枚とされているが、たとえば、８枚等として枚数を増やすようにしてもよく、その枚数を増やしていく程精度の良い位置決めができる。

上記各第１の支持板２３および各第２の支持板２４にあっては、その筒部２２に沿う方向の長さは基部２１の円周方向に向けて一つ隣りの支持板に移るごとに叙々に長くなるように設定されており、この第１の支持板２３および第２の支持板２４の上端を結ぶ仮想線の傾きは、それぞれ延長シール２，３の他の一辺ｄのシールパイプ１に対する傾きと同じになるように設定されている。

すなわち、上記第１の支持板２３および第２の支持板２４の上端を結ぶ仮想線の傾きは、シールパイプ１に対するブレード４，５の螺旋の軌跡と同じになるように設定されていることになる。

さらに、それぞれの第１の支持板２３の上端における基部２１の半径方向の傾斜角度は、シールパイプ１および延長シール２の外周に対してブレード４がなすべきである所定の取り付け角度になっており、また、それぞれの第２の支持板２４の上端における基部２１の半径方向の傾斜角度も、また、第１の支持板２３と同様に、シールパイプ１および延長シール３の外周に対してブレード５がなすべきである所定の取り付け角度となっている。

そして、図３に示しように、この治具２０の筒部２２に上記したシールＳを被せることによってシールＳが治具２０に対して位置決められ、また、シールＳの延長シール２の一辺ｄが各第１の支持板２３上に載置され、延長シール３の一辺ｄが各第２の支持板２４の上に載置され、シールＳのがたつきが防止される。

このように、治具２０にシールＳを位置決めておいてから、上記第１の支持板２３および第２の支持板２４の上端に、それぞれブレード４，５を形成する鉄板ａを載置する。

すると、この治具２０により、各鉄板ａは、上記第１の支持板２３および第２の支持板２４によって、シールＳに対して螺旋状に連なるとともにシールＳの外周に対する各ブレード４，５の所定の取り付け角度をなすように位置決められた状態となって、この状態で、各鉄板ａをいっぺんに連続してシールＳに溶接接合することが可能となり、鉄板ａ同士を溶接接合すると、シールＳの外周にブレード４，５が形成され、この各ブレード４，５は、それぞれシールＳに螺旋を描いて半周するように取り付けられることになる。

したがって、わざわざ、シールＳの外周に鉄板ａを一枚ずつ位置合わせしたり各ブレードを位置合わせしたりして溶接するような煩わしさがないばかりでなく、連続して溶接作業を行えるので作業時間の短縮が可能となり、作業効率および生産性が向上する。

さらに、作業員は、シールＳへの各ブレード４，５の溶接作業に辺り、各ブレード４，５あるいは鉄板ａの裏面を覗き込んで溶接するような無理な体勢での作業を強いられることがなくなるので、作業員の作業負担が軽減される。

そして、このブレード溶接工程終了後、あらかじめ円錐台筒状の形状に形成しておいたリヤシェル１０内に上記一体化されたシールＳおよび各ブレード４，５を圧入する圧入工程に移行する。

なお、本治具２０は、各鉄板ａを溶接してあらかじめブレード４，５を形成しておいて、シールＳの外周に各ブレード４，５を溶接する場合にも使用可能である。また、第１の支持板２３および第２の支持板２４の枚数は、上記したように鉄板ａあるいはあらかじめ各ブレード４，５が形成される場合には各ブレード４，５を位置決めることができれば、何枚でもよいが、後述するように、圧入工程時に治具２０を移動手段で上昇させてリヤシェル１０にシールＳおよび各ブレード４，５を圧入するのであれば、なるべくその枚数を多くしておいたほうがシールＳおよび各ブレード４，５の変形防止を確実にする点で有利となる。

さらに、各ブレード４，５あるいは各ブレード４，５を構成する鉄板ａを位置決めることができるような構成を採用する限りにおいて、第１の支持板２３および第２の支持板２４以外の構成を採用してもよく、たとえば、筒部２２の外周に螺旋状の板を設けるようにしてもよい。ただし、第１の支持板２３および第２の支持板２４と採用する場合には、後述するように、この治具２０でリヤシェル１０内にシールＳおよび各ブレード４，５を圧入する際にブレード４，５をしっかり押圧することができ、また、治具２０の重量を軽量なものとすることが可能である。

圧入工程では、図４に示すように、ブレード溶接工程で一体化されたシールＳおよびブレード４，５にリヤシェル１０を被せ、その状態で治具２０を移動手段である油圧ジャッキ３０によって上昇させてリヤシェル１０内にシールＳおよび各ブレード４，５を圧入する。

したがって、この圧入工程では、各ブレード４，５の外周がリヤシェル１０の内壁に当接することになり、この当接部分に圧力が生じてリヤシェル１０にシールＳおよび各ブレード４，５が仮止めされることになる。

上記圧入の際には、ミキサドラム後端部の製造装置Ｗが使用される。この製造装置Ｗは、図４および図５に示すように、治具２０と、該治具２０を上下方向に移動させる移動手段である油圧ジャッキ３０と、リヤシェル支持手段４０とを備えて構成されている。

詳しく説明すると、油圧ジャッキ３０は、ベース３１と治具２０の基部２１との間に介装されており、油圧ジャッキ３０を伸縮させることで、ベース３１に対して治具２０を上昇および下降させることができる。なお、油圧ジャッキ３０自体は、公知であるので特に説明はしないが、省スペースを図る場合には多段型のものを使用してもよい。

他方、リヤシェル支持手段４０は、リヤシェル１０の大きい方の開口端部が着座される環状シート部材４１と、環状シート部材４１にリヤシェル１０を着座させた状態でリヤシェル１０の外周側に配した外枠４５の下端外周を把持する複数の把持部４２と、環状シート部材４１とベース３１との間に介装された油圧アクチュエータ４３とを備えて構成されており、環状シート部材４１の一端がベース３１に揺動可能に連結されている。

したがって、上記油圧アクチュエータ４３を伸縮させることによって、図４に示すように、治具２０にリヤシェル１０を被せる圧入ポジションと、図５に示すようにリヤシェル１０を軸が略水平となるような姿勢に維持する溶接ポジションとにリヤシェル１０の姿勢を変化させることが可能となっている。リヤシェル１０の姿勢を維持するときには、別途、環状シート部材４１を固定する適宜の固定手段を追加するとしてもよく、特に、溶接ポジションにリヤシェル１０の姿勢を維持する場合には、リヤシェル１０の小さい開口端側の側部を下方から支持する支持台を追加するようにしてもよい。

そして、把持部４２は、環状シート部材４１の外周側に揺動可能に取り付けられた腕（符示せず）と該腕を駆動するシリンダ（符示せず）とで構成され、この場合、リヤシェル１０は、上記把持部４２と環状シート部材４１とで外枠４５を挟持することで、リヤシェル１０が環状シート部材４１と外枠４５とで挟持されてリヤシェル支持手段４０に保持されることになる。

なお、移動手段は、上記油圧ジャッキ３０に限られず、リヤシェル１０内にシールＳおよび各ブレード４，５を圧入することが可能であれば、他の機器を使用してもよく、リヤシェル１０の姿勢を変更するのに油圧アクチュエータ４３以外の機器を使用してもよい。

また、リヤシェル１０の保持に関しても他の手段を用いても構わないが、上述したようにリヤシェル１０の外周を外枠４５で覆っておくことで、この圧入作業の際、リヤシェル１０における上記当接部分の変形を防止することができる。

そして、上記のごとく圧入工程が終了すると、上記溶接ポジションにリヤシェル１０の姿勢を維持しておいて、各ブレード４，５の外周とリヤシェル１０の内壁とを溶接する。このように、圧入工程後には、リヤシェル１０を軸が垂直な状態から軸が略水平となる姿勢に維持されるから、その後のブレード溶接工程における溶接作業が容易となる。

この各ブレード４，５の外周とリヤシェル１０の内壁との溶接接合は、作業員の手作業にて行うことも可能であるが、溶接ロボットを用いて溶接させることも可能である。

このようにして、ミキサドラム後端部が完成するのであるが、このミキサドラム後端部の製造方法にあっては、シールＳに各ブレード４，５を一体化してからリヤシェル１０内に圧入して一体化されたシールＳと各ブレード４，５をリヤシェル１０に仮止めしておくことができるので、わざわざブレード４，５あるいはブレード４，５を構成する円周方向に分割された鉄板ａを都度位置決めして溶接するような煩わしい作業が不必要となるので、ミキサドラム後端部の製造にかかる時間を短縮するとともに、作業員の負担を軽減することができる。

さらに、あらかじめ、シールＳに各ブレード４，５を一体化するので、一体化する溶接作業において作業員に無理な姿勢で溶接させることがないので、この点でも作業員の負担を軽減することが可能である。

また、あらかじめ、シールＳに各ブレード４，５を一体化してあるので、ブレード４，５に対しシールＳの軸心が偏心することがなく、さらに、この状態でリヤシェル１０内に圧入されることからリヤシェル１０に対してもシールＳの偏心が防止され、均一なミキサドラム後端部を製造することができる。

そして、上記した製造装置では、治具２０を上下させる移動手段を備えているので、リヤシェル１０へのシールＳおよび各ブレード４，５の圧入が容易であって、また、治具２０がシールＳおよび各ブレード４，５を位置決めるとともに、シールＳの端部となる延長シール２，３の他の一辺と各ブレード４，５を各第１および第２の支持板２３，２４で押圧することになるので、シールＳおよび各ブレード４，５の変形が防止されることになる。

さらに、上記した製造装置では、リヤシェル１０を保持可能であって溶接および圧入ポジションにリヤシェル１０の姿勢を維持することが可能であるので、圧入工程後にすみやかにブレード溶接工程に移行することができ、ミキサドラム後端部の製造時間をさらに短縮することができる。

そして、リヤシェル支持手段４０における環状シート部材４１の一端がベース３１に揺動可能に連結されているので、圧入工程からブレード溶接工程への移行を簡単かつ速やかに行うことが可能である。

また、リヤシェル支持手段４０における環状シート部材４１の一端がベース３１に揺動可能に連結され、さらには、治具２０がベース３１に対して水平方向に位置決められているので、リヤシェル１０をシールＳおよび各ブレード４，５に被せる圧入ポジションでは、リヤシェル１０は常に治具２０に位置決められたシールＳおよび各ブレード４，５に対して同じ位置に位置決められることになり、これにより、リヤシェル１０とシールＳおよび各ブレード４，５との面倒な位置合わせも不要となる。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

シールパイプに延長シールを溶接接合した状態を示す斜視図である。 治具の斜視図である。 治具に位置決められたシールと各ブレードの斜視図である。 リヤシェル内にシールと各ブレードを圧入する圧入工程を示す図である。 リヤシェルの姿勢を熔接ポジションに維持した状態を示す図である。 ミキサドラム後端部の斜視図である。

符号の説明

１ シールパイプ
２，３ 延長シール
４，５ ブレード
１０ リヤシェル
２０ 治具
２１ 基部
２２ 筒部
２３ 第１の支持板
２４ 第２の支持板
３０ 移動手段たる油圧ジャッキ
３１ ベース
４０ リヤシェル支持手段
４１ 環状シート部材
４２ 把持部
４３ 油圧アクチュエータ
４５ 外枠
ａ 鉄板
Ｓ シール
Ｗ 製造装置

Claims (9)

1. 略円錐台形筒状のリヤシェルと、該リヤシェルの内周側に結合される一対の螺旋状のブレードと、ブレードの内縁に外周側が結合される円筒状のシールパイプと、略三角形状に形成され一つの辺がシールパイプの端部に結合され他の一つの辺が一方のブレードの内縁に結合される延長シールと、略三角形状に形成され一つの辺がシールパイプの端部に結合され他の一つの辺が他方のブレードの内縁に結合される延長シールと、を備えたミキサドラム後端部の製造方法において、シールパイプと各延長シールを溶接してシールを製造するシール製造工程と、シールに各ブレードを溶接して一体化するブレード溶接工程と、この一体化されたシールおよび各ブレードをリヤシェル内に圧入する圧入工程と、一体化されたシールおよび各ブレードをリヤシェルに溶接するリヤシェル溶接工程とを備えたことを特徴とするミキサドラム後端部の製造方法。
2. 各ブレードは、円周方向で分割された複数の鉄板からなり、ブレード溶接工程では、シールの外周に上記鉄板を溶接することで各ブレードが形成されることを特徴とする請求項１に記載のミキサドラム後端部の製造方法。
3. ブレード溶接工程では、シールパイプを各延長シールより上方に配置した状態でシールを位置決めるとともに、該シールの外周側に各ブレードあるいは各ブレードを構成する鉄板を位置決める治具を用い、該治具で位置決められたシールと各ブレードを溶接することを特徴とする請求項１または２に記載のミキサドラム後端部の製造方法。
4. 治具は、円盤状の基部と、基部の軸心部から立ち上がりシールを位置決める筒部と、筒部の外周側であって基部の半分に放射状に立設され一方のブレードあるいは一方のブレードを構成する各鉄板が載置される複数の第１の支持板と、筒部の外周側であって基部の反対側の半分に放射状に立設され他方のブレードあるいは他方のブレードを構成する各鉄板が載置される複数の第２の支持板とを備え、各第１の支持板および各第２の支持板における筒部に沿う方向の長さは、各ブレードあるいは鉄板のシールへの取り付け位置に位置決め可能となるように設定されてなることを特徴とする請求項３に記載のミキサドラム後端部の製造方法。
5. 圧入工程において、治具で一体化されたシールおよび各ブレードをリヤシェル内に下方から圧入することを特徴とする請求項３または４に記載のミキサドラム後端部の製造方法。
6. リヤシェル溶接工程において、リヤシェルを軸が略水平となるような姿勢に維持することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のミキサドラム後端部の製造方法。
7. 円盤状の基部と、基部の軸心部から立ち上がりシールを位置決める筒部と、筒部の外周側であって基部の半分に放射状に立設され一方のブレードあるいは一方のブレードを構成する各鉄板が載置される複数の第１の支持板と、筒部の外周側であって基部の反対側の半分に放射状に立設され他方のブレードあるいは他方のブレードを構成する各鉄板が載置される複数の第２の支持板とを備え、各第１の支持板および各第２の支持板における筒部に沿う方向の長さは、各ブレードあるいは鉄板のシールへの取り付け位置に位置決め可能となるように設定されてなることを特徴とする治具。
8. 請求項７に記載の治具と、該治具を上下方向に移動させる移動手段とを備えたミキサドラム後端部の製造装置。
9. 少なくともリヤシェルを保持するとともに治具にリヤシェルを被せる圧入ポジションとリヤシェルを軸が略水平となるような姿勢に維持する溶接ポジションとにリヤシェルの姿勢を変化させるリヤシェル支持手段を備え、リヤシェル支持手段は、リヤシェルを着座させる環状シート部材と、環状シート部材にリヤシェルを着座させた状態でリヤシェルの外周側に配した外枠の下端外周を把持する複数の把持部と、環状シート部材と移動手段を治具との間に保持するベースとの間に介装されて伸縮時にベースに対して環状シート部材を揺動可能にする油圧アクチュエータとを備えたことを特徴とする請求項８に記載のミキサドラム後端部の製造装置。

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