JP6530079B2 - ドライブシャフトへのバランスウェイトのレーザ溶接 - Google Patents

Description

本発明は、バランスウェイトがそこに溶接されたドライブシャフト、および、その製造方法に関する。本発明はまた、塗料除去デバイスおよび溶接デバイスのうち一方または両方を組み込んだ、ドライブシャフトバランシング機器に関する。

ドライブシャフトの製造後、高度なバランシング機器によって決定される特定の場所においてウェイトを加えることによって、ドライブシャフトのバランスをとることは、当該技術分野でよく知られているように、標準的な手順である。バランシング処理は、ドライブシャフトの均一な回転を確実にし、摩耗および低いパフォーマンスを防止する。概して、ドライブシャフトが生産され、ドライブシャフトはバランスを測定され、次に、ウェイトが加えられ、次に、アセンブリが塗装される。代替的に、従来の方法は、塗装されたドライブシャフトを用いており、バランスウェイトが適切な位置でドライブシャフトに溶接されることを可能にするよう、大きなエリアの塗料を除去していた。しかしながら、この方法は次に、新たに溶接されたバランスウェイトの周りのエリアが再塗装される必要がある。加えて、現在用いられる方法は、塗料除去またはバランスウェイトの取り付けを組み込まず、それは次に別の時および位置で実行される必要があるであろう。

既に塗装されたドライブシャフトに溶接されるバランスウェイトを有する、ドライブシャフトおよびドライブシャフト製造方法が本明細書に開示される。塗料除去段階および溶接段階のうち一方または両方は、製造処理におけるより短い処理時間およびより少ない廃棄量を可能にするバランシング処理と組み合わせられることを可能にする。これらの改良は大幅なコスト節約につながり得る。本発明のドライブシャフトのバランスをとるために用いられるバランシング機器が、また、開示される。

本発明は、ドライブシャフトにおいてバランスウェイトが加えられるべき位置をまず検出し、次にその位置で塗料を除去し、バランスウェイトをその位置に対して隣接させ、次にその位置においてバランスウェイトをドライブシャフトに溶接することによって、塗料のコーティングによってドライブシャフトにバランスウェイトを取り付ける方法を目的とする。

本発明はまた、塗料のコーティングを有するドライブシャフト、バランスウェイト、およびドライブシャフトとバランスウェイトとの間の取り付け点を備える、ドライブシャフトアセンブリに関する。取り付け点は溶接部であってよく、溶接部は、バランスウェイトとドライブシャフトとの間の、塗料のコーティングが除去された位置で形成される。

本発明は、ドライブシャフトから塗料を除去するデバイスを組み込んだ、ドライブシャフトバランシング機器に関する。ドライブシャフトにバランスウェイトを溶接するデバイスを組み込んだドライブシャフトバランシング機器はまた、本発明に含まれる。一実施形態において、ドライブシャフトから塗料を除去すること、および、ドライブシャフトにバランスウェイトを溶接することのうち、一方または両方のためのデバイスが、同一のデバイスである。塗料除去デバイスおよび溶接デバイスのうち一方または両方が、レーザであり得る。

本発明の、上記のおよび他の複数の利点は、添付の図面に照らして考慮されるとき、以下の詳細な説明から当技術分野の当業者に容易に明らかとなるであろう。
本発明の一実施形態による、ドライブシャフトの部分を示す図である。 本発明の一実施形態に係る、ドライブシャフトに溶接されたバランスウェイトを示す図である。 本発明の一実施形態に係る、バランスウェイトの様々な見え方を示す図である。 本発明の一実施形態に係る、バランスウェイトの様々な見え方を示す図である。 本発明の一実施形態に係る、バランスウェイトの様々な見え方を示す図である。 溶接されるべきエリアが示された、本発明の一実施形態のバランスウェイト（図４Ａ）およびドライブシャフト（図４Ｂ）を示す図である。 溶接されるべきエリアが示された、本発明の一実施形態のバランスウェイト（図４Ａ）およびドライブシャフト（図４Ｂ）を示す図である。 バランスウェイトにドライブシャフトを加える方法に関する、本発明の一実施形態の段階を示す図である。 本発明の一実施形態に係る、ドライブシャフトバランシング機器を示す図である。 本発明の一実施形態に係る、ドライブシャフトバランシング機器を示す図である。 本発明の別の実施形態に係る、塗料を除去されたドライブシャフトを有するドライブシャフトバランシング機器を示す図である。 本発明の別の実施形態に係る、バランスウェイトをそこに溶接されたドライブシャフトを有するドライブシャフトバランシング機器を示す図である。

本発明の複数の実施形態による、バランスウェイト１０４および塗料のコーティング１１２によって仕上げられたドライブシャフト１０２の一方の端部が、アセンブリ１００に示される。汎用端部フィッティング２００が、図１の右手側の点線によって示される。

ドライブシャフト１０２は、壁１０６を有する管である。図２は、溶接１１６を介してドライブシャフト１０２の壁１０６に溶接されたバランスウェイト１０４の断面を示す。図２において明らかにされるように、ウェイト１０４が、塗料のコーティング１１２を有するドライブシャフト１０２に取り付けられる。

図３Ａから図３Ｃは、本発明の典型的な実施形態において用いられるバランスウェイト１０４の、３つのタイプの図（図３Ａは斜視図、図３Ｂは正面図、図３Ｃは側面図）を示す。参照符号１１０は、バランスウェイト１０４の製造において形成される穴である。代替的な実施形態において、バランスウェイト１０４は、穴１１０を有さない。

図４Ａは、ドライブシャフト１０２に溶接されるであろう２つのバランス溶接エリア１１８を有する、バランスウェイト１０４を示す。任意の数または寸法のバランス溶接エリア１１８が用いられ得る。ここに示される２つのバランス溶接エリア１１８は、単に説明の目的にすぎず、いかなる方法においても限定してはいない。

図４Ｂは、塗料のコーティング１１２を除去することによってドライブシャフト溶接エリア１１４が形成された、塗料のコーティング１１２を有するドライブシャフト１０２を示す。図４Ａに示されるバランス溶接エリア１１８と同様に、ドライブシャフト溶接エリア１１４は、任意の数または寸法であることが可能であり、単に説明の目的にすぎず、いかなる方法においても限定してはいない。典型的な実施形態において、バランス溶接エリア１１８およびドライブシャフト溶接エリア１１４は、実際には、形成される溶接１１６の形状を表すので、相補的な形状および数となるであろう。

図５は、塗料のコーティング１１２を有するドライブシャフト１０２に、バランスウェイト１０４を加える方法の一般的な段階を図で示す。まず、ドライブシャフト１０２が組み立てられる。ここで、壁１０６が表されるような断面で、ドライブシャフト１０２が示される。組み立て後、塗料のコーティング１１２がドライブシャフト１０６の壁に塗布される。ひとたびバランシング処理が実行され、バランスウェイト１０４の配置のための位置が決定されると、ドライブシャフト溶接エリア１１４が、ドライブシャフト溶接エリア１１４内の塗料のコーティング１１２のレーザーアブレーションによって形成され得る。さらにより大きい効率のために、レーザーアブレーションはバランシング処理および機器に組み込まれ得る。ドライブシャフト溶接エリア１１４が形成された後に、バランスウェイト１０４が所望の位置に配置される。ウェイト１０４は所定の位置にクランプされ得る。この点において、バランスウェイト１０４がドライブシャフト１０６の壁に溶接され、ドライブシャフト溶接エリア１１４とバランス溶接エリア１１８との間に溶接１１６を形成し、最終的に、バランスのとれたドライブシャフトアセンブリ１００を形成する。再度、更に効率を向上させるよう、レーザ溶接の処理が、バランシング処理および機器に組み込まれることが可能である。

一実施形態において、方法の段階は以下のものを備え得る。
１． ドライブシャフトを、バランシング機器２１０に装着する。
２． バランシング機器２１０は、回転して、不釣り合いがある場合には、それを決定する。
３． バランシング機器２１０は、バランシングアクチュエータ２３０に向けてドライブシャフト１０２の第１端領域２０５を位置決めし、バランシングアクチュエータ２３０は、バランスウェイト１０４が加えられることが必要な箇所に特有の、塗料除去デバイス２５０および溶接デバイス２６０のうち一方または両方を備える。
４． 塗料除去デバイス２５０は、ドライブシャフト１０２の第１端領域２０５上の塗料１１４を除去する。

５． バランシング機器２１０は、バランシングアクチュエータ２３０に向けてドライブシャフト１０２の第２端領域２０６を位置決めし、バランシングアクチュエータ２３０は、バランスウェイト１０４が加えられることが必要な個所に特有の、塗料除去デバイス２５０および溶接デバイス２６０のうち一方または両方を備える。
６． 塗料除去デバイス２５０は、ドライブシャフト１０２の第２端領域２０６上の塗料１１４を除去する。
７． 当技術分野で知られているような自動化により、ドライブシャフト１０２の第２端領域２０６上で、バランスウェイト１０４が選択され、位置決めされる。
８． 溶接デバイス２６０は、ドライブシャフト１０２の第２端領域２０６にバランスウェイト１０４を溶接する。
９． バランシング機器２１０は、バランシングアクチュエータ２３０に向けてドライブシャフト１０２の第１端領域２０５を位置決めし、バランシングアクチュエータ２３０は、バランスウェイト１０４が加えられることが必要な個所に特有の、塗料除去デバイス２５０および溶接デバイス２６０のうち一方または両方を備える。
１０． 自動化により、ドライブシャフト１０２の第１端領域２０５上で、バランスウェイト１０４が選択され、位置決めされる。
１１． 塗料除去デバイス２５０および溶接デバイス２６０の一方または両方を備えるバランシングアクチュエータ２３０が、ドライブシャフト１０２の第１端領域２０５にバランスウェイト１０４を溶接する。
１２． バランシング機器２１０は、回転して、不釣り合いを決定する。
１３． 判断−ドライブシャフトアセンブリ１００のバランスが許容可能となるまで、段階２から１２までを繰り返す。

概して、ドライブシャフト１０２は通常、鋼から作製される。同様に、バランスウェイト１０４もまた通常、鋼から作製される。代替的な実施形態において、バランスウェイト１０４およびドライブシャフト１０２は異なる材料から作製され得る。例えば、ドライブシャフト１０２またはバランスウェイト１０４のうち一方がアルミニウムから作製されるときである。任意の適切な材料が、いずれのコンポーネントについても用いられることが可能である。塗料のコーティング１１２がドライブシャフト溶接エリア１１４から除去されるとき、ドライブシャフト壁１０６とバランスウェイト１０４との間の鋼同士の接触が、溶接の成功を生じさせることを可能にする。ドライブシャフト溶接エリアにおいて塗料のコーティング１１２を除去することのみによって、ひとたびバランスウェイト１０４がドライブシャフト１０２に溶接されると、再塗装は一切要求されず、これにより、ドライブシャフトアセンブリ１００の製造における追加の段階を取り除き、効率を向上させ、コストを低下させる。いくつかの実施形態において、本方法による、バランシングされたドライブシャフトは、バランシング後に再塗装されない。いくつかの実施形態において、本方法による、バランシングされたドライブシャフトは、バランシング後に再塗装される。用いられる溶接のタイプは、レーザ３００の使用によるものが最もあり得るであろうが、バランスウェイト１０４をドライブシャフト１０２に取り付け得る任意の他のタイプの知られる溶接が、用いられ得る。レーザ溶接を用いる実施形態において、塗料除去および溶接がバランシング処理中に全て実行され得るように、レーザ３００は、バランシング機器２１０に組み込まれ得る。

塗料除去デバイス２５０および溶接デバイス２６０のうち一方または両方が組み込まれるバランシング機器２１０は、当技術分野において非常によく知られている。１つの、非限定的な例は、Ｓｃｈｅｎｃｋ社によって生産されたドライブシャフトバランシング機器２１０である。塗料除去デバイス２５０および溶接デバイス２６０のうち一方または両方を組み込むよう改良されたドライブシャフトバランシング機器２１０の一実施形態において、位置１１４における塗料のコーティング１１２の除去と、ドライブシャフト１０２へのウェイト１０４の溶接とのために、バランシング機器２１０に組み込まれたレーザ３００を用いる。塗料除去デバイス２５０または溶接デバイス２６０は、一般にバランシングアクチュエータ２３０と称される同一のデバイスであり得る（しかし、そうである必要はない）。

図６は、バランシング機器２１０における、塗料のコーティング１１２を有するドライブシャフト１０２を示す。ドライブシャフト１０２は、その端部フィッティング２００を介してバランサのいずれかの端部で、ワークホルダ２２０によって把持される。従来技術は、塗装されていないドライブシャフト１０２を、通常はバランシングするであろう。ここで、既に塗布された塗料のコーティング１１２によって、ドライブシャフト１０２にバランシングが生じる。

図７は、バランシングアクチュエータ２３０がオーバーヘッドフレーム２４０に取り付けられた、ドライブシャフトバランシング機器２１０を示す。これは、本発明によって用いられ得るバランシング機器２１０のうち、１つのタイプにすぎない。通常、バランシングアクチュエータ２３０はサーバ２８０に接続されるであろう。サーバは、バランシングアクチュエータ２３０によって感知される情報を処理し、更に、バランシング操作を完了させるために必要に応じて、バランシングアクチュエータ２３０に、オーバーヘッドフレーム２４０に沿ってスライドするよう指示するであろう。これらの処理は、全て当技術分野で知られており、文脈上の目的のために非常に基本的な用語で、本明細書において説明される。

バランシングアクチュエータ２３０は、バランシング機器２１０のバランシング操作を実行するよう、当技術分野で知られる任意のデバイスを対象とするよう意図されている。従って、バランシングアクチュエータ２３０は、バランシングされる回転ドライブシャフト１０２の、ウェイトの中心線、速度、共鳴、または他の特性を感知することを含み得る。バランシングアクチュエータ２３０は、また、バランスウェイト１０４の所望の配置を決定し、そこにバランスウェイト１０４を取り付ける手段を備え得る。本発明の複数の実施形態は、既に知られ、説明され、従来技術で用いられる、バランシングアクチュエータ２３０において構築するよう意図される。任意のタイプのバランシングアクチュエータ２３０を用いる任意のバランシング機器２１０、例えば、バランシングアクチュエータ２３０がオーバーヘッドフレーム２４０にないような機器が、発明の範囲内にあると理解されるべきである。

図７に示された実施形態の一発明的側面は、塗料のコーティング１１２とドライブシャフト１０２のバランシングである。図７に示された実施形態の別の発明的側面は、バランシングアクチュエータ２３０に塗料除去デバイス２５０を備えさせることである。加えて、バランシングアクチュエータ２３０は、溶接デバイス２６０を備え得る。いくつかの実施形態において、塗料除去デバイス２５０および溶接デバイス２６０は、同一のデバイスである。別の実施形態において、塗料除去デバイス２５０および溶接デバイス２６０は、同一のデバイスであり、レーザ３００である。

図８および９は、バランシング機器において、端部フィッティング２００を介してワークホルダ２２０によって把持される、塗料のコーティング１１２を有するドライブシャフト１０２の拡大図を示す。バランシングアクチュエータ２３０は、両方の図に示され、塗料除去デバイス２５０および溶接デバイス２６０のうち一方または両方を備え得る。一実施形態において、塗料除去デバイス２５０および溶接デバイス２６０のうち一方または両方は、同一のものであり、レーザ３００である。図８は、塗料が除去された部分１１４を有するドライブシャフト１０２を示す。これは、図５における段階３に対応する。図９は、バランスウェイト１０４が、塗料が以前に除去された正確な位置１１４に、溶接１１６を介してどのように溶接されるかを示す。図９は、図５における段階５に対応する。

特許法の規定により、本発明はその好ましい実施形態を表しているとみなされるものにおいて説明された。しかしながら、本発明は、その主旨または範囲から逸脱せず、具体的に示された、および説明されたものとは他の形で実施され得ることに、留意されるべきである。
（項目１）
ａ． ドライブシャフトに塗料のコーティングを提供する段階と、
ｂ． 上記ドライブシャフトの、バランスウェイトが加えられるべき位置を検出する段階と、
ｃ． 上記位置における塗料を除去する段階と、
ｄ． 上記位置にバランスウェイトを隣接させる段階と、
ｅ． 上記位置で、上記ドライブシャフトに上記バランスウェイトを溶接する段階と、を備える、
バランスウェイトをドライブシャフトに取り付ける方法。
（項目２）
上記塗料を除去する段階および上記溶接する段階が、単一のデバイスで実行される、項目１に記載の方法。
（項目３）
上記単一のデバイスがレーザである、項目２に記載の方法。
（項目４）
上記バランスウェイトが上記ドライブシャフトに溶接された後、再塗装が一切生じない、項目１に記載の方法。
（項目５）
ａ． 塗料のコーティングを有するドライブシャフトと、
ｂ． バランスウェイトと、
ｃ． 上記ドライブシャフトと上記バランスウェイトとの間の取り付け点と、を備え、
上記取り付け点が溶接部であり、上記溶接部が、上記バランスウェイトと上記ドライブシャフトとの間に上記塗料のコーティングが除去された位置で形成される、
ドライブシャフトアセンブリ。
（項目６）
項目１に記載の方法によって生成される、ドライブシャフトアセンブリ。
（項目７）
塗料除去デバイスを組み込んだ、ドライブシャフトバランシング機器。
（項目８）
上記デバイスがレーザである、項目３に記載の機器。
（項目９）
溶接デバイスを組み込んだ、ドライブシャフトバランシング機器。
（項目１０）
上記デバイスがレーザである、項目５に記載の機器。
（項目１１）
塗料除去デバイスと、溶接デバイスとを備える、ドライブシャフトバランシング機器。
（項目１２）
上記塗料除去デバイスと上記溶接デバイスとが同一である、項目７に記載の機器。
（項目１３）
上記塗料除去デバイスと上記溶接デバイスとが単一のレーザである、項目７に記載の機器。

Claims (6)

1. ａ． ドライブシャフトにドライブシャフトへの塗料のコーティングを提供する段階と、
   ｂ． バランシング機器を提供する段階と、
   ｃ． 提供された前記バランシング機器にバランシングアクチュエータを提供する段階と、
   ｄ． 前記バランシングアクチュエータにレーザを提供する段階と、
   ｅ． 前記バランシング機器内に前記ドライブシャフトを固定する段階と、
   ｆ． 前記バランシング機器によって前記ドライブシャフトにおける不釣り合いを決定する段階と、
   ｇ． 前記ドライブシャフトの、前記バランシングアクチュエータによってバランスウェイトが取り付けられるべき位置を決定する段階と、
   ｈ． ドライブシャフト溶接エリアを生成するように、前記決定されたバランスウェイト位置において、前記レーザによって前記ドライブシャフトから塗料を除去する段階と、
   ｉ． 前記決定されたバランスウェイト位置において、前記ドライブシャフトに前記バランスウェイトを隣接させる段階と、
   ｊ． 前記決定されたバランスウェイト位置で、前記レーザによって前記ドライブシャフトに前記バランスウェイトを溶接する段階と、を備える、
   バランスウェイトをドライブシャフトに取り付ける方法。
2. 前記塗料を除去する段階および前記溶接する段階が、単一のレーザデバイスで実行される、請求項１に記載の方法。
3. 前記バランスウェイトが前記ドライブシャフトに溶接された後、再塗装が一切生じない、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記溶接が前記バランスウェイトを前記ドライブシャフトに取り付ける前記位置においてのみ、前記塗料が前記ドライブシャフトから除去される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記決定されたバランスウェイト位置が、前記ドライブシャフトの第１端領域内に位置する、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記バランスウェイトが前記ドライブシャフトに溶接された後、再塗装が一切必要とならないように、前記バランスウェイトが前記ドライブシャフト溶接エリアをシールする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。

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