JPH01118386A

JPH01118386A - 摩擦溶接機構

Info

Publication number: JPH01118386A
Application number: JP63192576A
Authority: JP
Inventors: Derek A Roberts; デレク、オーブリー、ロバーツ; John W Daines; ジョン、ウォーカー、デインズ
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1987-08-01
Filing date: 1988-08-01
Publication date: 1989-05-10
Also published as: GB2207878B; GB8718268D0; DE3825944A1; FR2618709A1; GB2207878A; US4858815A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は摩擦溶接機構、とくに、衝程または振−幅を最
大値からゼロに変更する作用を奏する駆動−棉の回転運
動を連接杆の往復運動に変換する機構に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来公知の摩擦溶接は、二つの要素を互いに擦り合わせ
ることによる発熱に利用し、それらの要素は擦り合わせ
を停止するとき永久的に接合される。通常、擦り合わせ
は一方の要素を他方の固定された要素に対して固定軸線
の周りに、または軌道軸線の周りに回転することによっ
て実施される。

ある溶接法において、一方の要素を他方の要素に対して
回転することは好ましくないか、または不可能である。

その代わり、真直ぐなまたは弧状通路に沿って往復動式
に擦り合わせることが一層便利である。この型の溶接法
は直線摩擦溶接と称せられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の直線摩擦溶接装置には、簡単な手段によって振幅
を最大値からゼロに変更する作用を奏するものはなかっ
た。

本発明の目的は、簡単な手段により上記の作用を奏する
直線摩擦溶接の機構を得ることにある。

〔課題を解決するための手段および作用〕本発明による
摩擦溶接機構は、第１の軸線を中心として回転するように軸受に取付けら
れ、かつ、うけ面を有する偏心位置決め装置を備えた駆
動軸であって、該うけ面が第２の軸線を中心とする円形
であるか距離ｄだけ第１の軸線からオフセットした前記
駆動軸と、駆動軸位置決め装置の円形うけ面に対応する
第１の円形うけ面を有するカム部材であって、該カム部
材が駆動軸上において位置決めされ、かつ第２の縦軸線
を中心として駆動軸に対して回転可能であり、該カム部
材がさらに第３の縦軸線を中心とする円周面を有し、該
第３の縦軸線が第１および第２の縦軸線に平行でありか
つ距離ｄだけ第２の縦軸線から横方向にオフセットした
前記カム部材と、カム部材の円周面上の大端部軸受を介して設けられ、か
つ溶接する要素を保持する固定具を保持して該要素を溶
接される定置要素に押付けて摩擦接触させる保持固定具
を備えた連接杆と、駆動軸とカム部材とを回転する装置
と、カム部材を駆動軸に対して回転する装置とを備えて
いる。

本発明による摩擦溶接機構は、ゼロから距離ｄの４倍ま
で無段階に調節しうる行程を有するクランクを備えてい
る。この調節はカム部材を第２の縦軸線を中心として回
転することによって実施される。この行程は第１および
第３の軸線が一致するときセロとなり、第３の軸線が第
１の軸線から距ｉ！１２ｄになるとき最大となる。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。

〔実施例〕

第１，２図において、駆動軸１０は縦軸線１２を中心と
して回転可能であり、かつ軸受１４によって間隔をおい
て支持されている。駆動軸１０の偏心部分１０Ａは円周
面を有し、その周面は回転軸線１２から距離ｄだけ横に
離れた第２の縦軸１６を中心とする面をうけるようにな
っている。

偏心部分１０Ａ上には環状カム部材１８が設けられ、カ
ム部材１８は第２の軸線１６から距離ｄだけ離れた第３
の縦軸線２０を中心として円周面を有する。大端部軸受
２２は環状カム１８上において連接杆２４を位置決めし
、直線軸受２８は側方運動からクロスヘツド２９を保護
している。

保護装置（図示せず）がクロスヘツド２９上に設けられ
、溶接される要素をそこに固定し、かつほぼ真直ぐな予
定の通路に沿って前記要素を第１要素が溶接される固定
された第２要素に押付けながら振動させることができる
。

駆動軸の偏心部分１０Ａと環状カム１８との関係は、そ
れらが−緒に（環状カムを駆動する駆動軸１０と）同じ
速度で回転され、さらに環状カム１８は偏心部分１０Ａ
に対して回転可能であり、その−刃部動軸は一定速度で
回転するような関係である。この関係を実現する機構を
下記に説明する。

運転中、溶接される要素は連接杆２４に取付けられてい
る。駆動軸１０は、第１，２図に示すように偏心部分１
０Ａに対して位置決めされた環状カム１８とともに一定
速度で回転する。偏心部分１０Ａと環状カムとの累積効
果は、連接杆２４の往復運動の振幅または衝程を距離ｄ
の４倍に等しくすることである。この運動は前後に擦り
合わされるため連接杆に取付けられ固定要素に対して溶
接前の摩擦加熱を生ずる。溶接区域が所要の温度になる
と、環状カム１８は、（依然として一定速度で回転して
いる）駆動軸１０に対して、（最初の位置に従って）１
８０’またはそれ以下の角度だけ回転する。カム１８は
軸線１６を中心とじて軸線２０と１２とが一致するまで
回転し、そこで連接杆２４はもはや偏心量をまったく相
殺して回転し、要素は静止し、要素を固定要素に対して
接触させて所要の力で押付けることにより溶接する。

第３，４図は同じような構造を示すが、上記機構に対し
て内外反対となっている。この場合、駆動軸３２は縦軸
線３４を有し、縦軸線３４を中心として回転するが、軸
受３６によって離れて固定されている。駆動軸３２は偏
心孔３８の型式の位置決め装置を有し、偏心孔３８は第
２の縦軸線４０を中心とする円形である。軸線３４およ
び４０は距離ｄだけ互いに横方向にオフセットしている
。カム部材のスピゴット４２は偏心孔３８に１茨合して
いる。カム部材は、縦軸線４０から距離ｄだけ横方向に
オフセットした第３の縦軸線４６を中心とする円形断面
の偏心部分４２Ａを有する。

連接杆４４および関連する軸受４８は偏心部分４２Ａ上
に位置決めされている。直線軸受５０はクロスヘツド５
１の横方向運動を阻止し、保護装置（図示しない）は溶
接される要素をクロスヘツド５１にクランプするため設
けられている。

前記のように、駆動軸３２とカム４２との関係は、それ
らが（カム４２を駆動する駆動軸３２と）ともに回転し
ている間、駆動軸３２に対して回転しうるような関係に
ある。

運転中、溶接される要素は連接杆４４にクランプされ固
定要素に押付けられ摩擦接触し、ついで駆動軸が第３，
４図に示すように駆動軸に対して位置決めされたカム４
２とともに一定速度で回転する。駆動軸３２の回転は、
偏心孔３８とカム４２の偏心部分との複合効果により、
連接杆４４を往復動させる。衝程または振幅はｄの４倍
となる。この運動は要素が固定要素に擦り合わせられて
摩擦により発熱させることができる。溶接状態が正常で
あれば、カム４２は、（依然として回転している）駆動
軸３２に対して（最初の位置に従って）１８０＠または
それ以下の角度だけ回転させる。この効果は軸線４６を
軸線３４に一致させて偏心孔３８とカム４２の偏心部分
との効果を相殺し、そこで連接杆４４は振動を停止し、
溶接される要素は固定要素に向って押付けられ溶接が実
現する。

第５図は駆動軸およびカムが一緒に駆動されるが互いに
相対的に回転する多くの方法の一つを示す。この機構は
本質的に第１．２図に示す実施例と、下記の相違点を除
いて同じである。すなわち、環状カム５２は、はす歯ス
プライン５４の内部列を備えたオーバーハング部分５２
Ａを有する。駆動軸５６の偏心部分は同じ断面のしかし
中心軸線の周りに異った半径の二つの部分を有する。大
きい部分５６Ａは平面軸受５８を備えた環状カム５２を
位置決めする。小さい部分５６Ｂは真直ぐな外部スプラ
イン列を有する。環状歯車６５は環状カムのオーバーハ
ング部分５２Ａと駆動軸の偏心部分の小さい部分５６Ｂ
との間に位置している。

環状歯車６５は半径方向内外部分のスプラインと係合す
る内外のスプラインを備えている。前記のように、連接
杆６４は環状カム５２の大端部軸受６６によって位置決
めされる。

駆動軸５６がその縦軸線６０を中心として回転するとき
、環状歯車６５は偏心部分５６Ｂのスプライン６２を介
して駆動され、スプライン６２自体は環状カム５２をす
べての回転部分とともに同じ速度で回転する。連接杆６
４の往復運動を停止するため、環状歯車６５上のフラン
ジ７０は縦軸線６０と平行な方向に動かされる。一方の
部材に、はす歯スプラインをまた他方の部材に正スプラ
インを有することの効果は、環状カム５２を駆動軸５６
（一定速度で駆動される）に対し回転させることである
。

第６図は、プーリ７２が第３，４図に示す機構の駆動軸
３２に連結されたベルト駆動装置を示している。ばね７
８は緊張装置であり、ビン８０は停止部材である。プー
リ８２はピストンアクチュエータ８４に取付けられ、ピ
ストンアクチュエータ８４は空気圧によって前後に移動
することができるようになっている。

運転中、駆動軸３２が回転すると、プーリ７２もまた回
転し、ベルト８６を駆動する。プーリ７２および７４は
同じ大きさで同じ速度で一緒に回転する。しかしながら
、もしピストンアクチュエータ８４が変位すると、それ
は一方のプーリを加速し他方のブーりを減速し、それに
より必然的に１８０”相対回転され、偏心度を相殺する
。

〔発明の効果〕

本発明では、第１ないし第３の縦軸線を中心として回転
するカム機構を設けることにより、簡単な手段によって
振幅を最大値からゼロに変更する作用を奏する直線摩擦
溶接の機構を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１および２図は本発明による一実施例を示す図、第３
および４図は本発明の別の実施例を示す図、第５および
６図は第１および２図に示す実施例をさらに改良したも
のを示す図、第６図は本発明に使用する機構の一部を示
す図である。４４．５０，６５，５４．１０・・・駆動軸、１０Ａ・
・・偏心部分、１２・・・縦軸線、１４・・・軸受、１
６・・・第２の縦軸線、１８・・・環状カム部材、２０
・・・第３の縦軸線、２２・・・大端部軸受、２４・・
・連接杆、２８・・・直線軸受、３２・・・駆動軸、３
４・・・縦軸線、３６・・・軸受、３８・・・偏心孔、
４０・・・第２の縦軸線、４２・・・スピゴット、４４
・・・連接杆、４６・・・第３の縦軸線、４８・・・軸
受、５０・・・直線軸受、５１・・・クロスヘツド、５
２・・・環状カム、５４・・・はす歯スプライン、５６
・・・駆動軸、６０・・・縦軸線、６２・・・スプライ
ン、６４・・・連接杆、７８・・・ばね、８０・・・ビ
ン、８２・・・プーリ、８４・・・アクチュエータ、８
６・・・ベルト。出願人代理人　　佐　　藤　　−雄手続争甫正書（方式）１．事件の表示昭和６３年特許願第１９２５７６号２、発明の名称摩擦溶接機構３、補正をする者事件との関係　　特許出願人ロールスーロイス、パブリック、リミテ・ソド、カンパ
ニー４、代　理　人　（郵便番号１００）昭　和　６３年　１０月　５１：Ｉ（発送臼　昭和６３年１０月２５日）６、補正の対象）−一一

Claims

【特許請求の範囲】１、摩擦溶接機構であつて、前記機構が第１の縦軸線（１２，３４，６０）を中心として回転す
るように軸受（１４，３４）に取付けられ、かつ、うけ
面を有する偏心位置決め装置（１０Ａ，３８，５６Ａ）
を備えた駆動軸（１０，３２，５６）であつて、うけ面
が第１の軸線（１２，３４，６０）に平行であるが距離
ｄだけそこから横方向にオフセットした第２の軸線を中
心とする円である前記駆動軸と、駆動軸位置決め装置（１０Ａ）の円形うけ面に対応する
第１円周面を有する第１カム部材（１８，４２，５２）
であつて、カム部材（１８，４２，５２）が駆動軸（１
０，３２，５６）上で位置決めされ、かつ第２の縦軸線
（１６）を中心としてそれに対して回転可能であり、カ
ム部材（１８，４２，５２）がさらに第３の縦軸線（２
０，４６）を中心とする円周面を有し、第３の縦軸線が
第１および第２の縦軸線（１２，１６，３４，４０）に
平行でありかつ距離ｄだけ第２の縦軸線（１６，４０）
から横方向にオフセットした前記カム部材と、カム部材（１８，４２，５２）の円周面上の大端部軸受
（２２，４８）を介して位置決めされ、かつ溶接する要
素を保持してそれを溶接される定置要素に押付けて摩擦
接触させる保持固定具を備えた連接杆（２４，４４，６
４）と、駆動軸（１０，３２，５６）とカム部材（１８，４２，
５２）とを回転する装置と、カム部材（１８，４２，５２）を駆動軸（１０，３２，
５６）に対して回転する装置とを備えたことを特徴とする摩擦溶接機構。２、前記駆動軸（１０，３２，５６）上の偏心位置決め
装置（１０Ａ）が偏心カム部分（１０Ａ）を備えたことを特徴とする請求項１記載の摩
擦溶接機構。３、前記駆動軸上の偏心位置決め装置（１０Ａ）が駆動軸（１０，３２，５６）に穿孔された
偏心孔（３８）を備えたことを特徴とする請求項１記載
の摩擦溶接機構。４、前記第１カム部材（１８，４２，５２）が環状スリ
ーブであり、かつその大きさが駆動軸（１０）上の偏心
カム部分上に滑り嵌めするような大きさであることを特
徴とする請求項１記載の摩擦溶接機構。５、前記カム部材（４２）が駆動軸（１０）に穿孔され
た偏心孔（３８）に位置決めするようになつたスピゴッ
ト（４２）およびスピゴッドに連続し円周面を有するカ
ム部分を備えたことを特徴とする請求項３記載の摩擦溶
接機構。６、前記連接杆（４４）が直線軸受装置（５０）によつて横方向運動を阻止されたことを特徴と
する請求項１ないし５のいずれか１項記載の摩擦溶接機
構。７、前記カム部材（５２）を駆動軸（５６）に対して回
転する装置が駆動軸（１０）の偏心位置決め装置（５６
Ａ）とカム部材（５２）との間に半径方向に位置決めさ
れた環状歯車（６５）を備え、この環状歯車（６５）が
正スプラインの第１の列とはす歯スプラインの第２の列
とを有し、各スプライン（５４）の列がカム部材（５２
）および偏心位置決め装置（５６Ａ）の対応するスプラ
インと噛み合うように設けられ、それにより駆動軸（５
６）の回転が環状歯車（６５）を介して駆動力を伝達す
ることによりカム部材（５２）を回転させ、環状歯車（
６５）の縦方向運動が駆動軸（５６）に対するカム部材
（５２）の回転を生ずることを特徴とする請求項１ない
し６のいずれか１項記載の摩擦溶接機構。８、前記カム部材（５２）を駆動軸（５６）に対して回
転する装置がカム部材（４２）に取付けられた第１プー
リ（７４）、緊張装置（７８）に取付けられた第３プー
リ（７５）およびアクチュエータ（８４）に取付けられ
た第４プーリ（８２）を備え、それにより駆動ベルトまたはチェーン（８６）が駆動軸
（３２）が回転するときカム部材（４２）の回転を生じ
、またアクチュエータ装置（８４）による第４プーリ（
８２）の変位が駆動軸（３２）に対するカム部材（４２
）の相対的回転を生ずることを特徴とする請求項１ない
し７のいずれか１項記載の摩擦溶接機構。９、摩擦溶接機構の運転方法であつて、前記方法が、溶接される要素を要素保持取付具に取付けること、駆動軸（１０，３２，５６）に対して位置決めされたカ
ム部材（１８，４２，５２）とともに駆動軸（１０，３
２，５６）を、第３の縦方向軸線（２０，４６）が距離
２ｄだけ第１の縦軸線からオフセットして連接杆が最大
変位で往復動するように回転すること、およびカム部材（１８，４２，４６）を駆動軸（１０，３２，
３６）に対して１８０゜またはそれ以下の角度だけ回転
して第１および第３の縦軸線（１６，４０，および１２
，３４，６０）がそれぞれ一致しそれにより連接杆（２
４，４４，６４）の運動を停止することの各工程を含むことを特徴とする摩擦溶接機構の運転方
法。